張 宏

（武漢理工大學(xué)華夏學(xué)院，湖北 武漢 430223）

汽車遠程故障診斷技術(shù)可以成為傳統(tǒng)診斷技術(shù)的補充，它具有以下特點.（1）它是一種具有強大生命力和廣闊應(yīng)用前景的開放式遠程故障診斷體系結(jié)構(gòu).增加了用于遠程診斷的Web服務(wù)器，并與該技術(shù)領(lǐng)域力量較強的大型維修企業(yè)、科研院所或國內(nèi)外汽車生產(chǎn)廠家建立的故障分析診斷中心互聯(lián)，同時與相關(guān)專家建立一種協(xié)作關(guān)系，共同為系統(tǒng)提供遠程故障診斷服務(wù).（2）用戶發(fā)出故障診斷請求后，可以在較短的時間內(nèi)調(diào)動服務(wù)器的所有技術(shù)資源，實現(xiàn)對汽車的診斷和維修指導(dǎo)，遠程故障診斷技術(shù)同時克服了地域障礙.（3）形成了豐富的診斷數(shù)據(jù)庫和診斷知識庫，提高了診斷智能，并通過多手段、多專家協(xié)同對故障進行會診，提高了故障診斷的準確性和可靠性.（4）該系統(tǒng)可提供遠程示教、技術(shù)培訓(xùn)等功能，對提高維修人員素質(zhì)，改變企業(yè)形象，提高企業(yè)競爭力有很大幫助.實現(xiàn)基于3G的汽車遠程診斷技術(shù)具有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，其在汽車運用領(lǐng)域所占的地位必將日益提高.

1 汽車遠程故障診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

故障診斷功能，已經(jīng)成為了新車出廠和修理廠故障檢測不可缺少的重要手段.

圖1 汽車遠程故障診斷系統(tǒng)組成

開放性的汽車遠程故障診斷系統(tǒng)包括在線檢測、遠程診斷、專家會診、信息檢索服務(wù)和遠程學(xué)習等，如圖1所示.汽車故障診斷功能利用ECU（電子控制單元）監(jiān)視電子控制系統(tǒng)各組成部分的工作情況，發(fā)現(xiàn)故障后自動啟動故障運行程序.汽車故障診斷模塊不僅能夠存儲記憶汽車故障，還能夠?qū)崟r提供汽車各種運行參數(shù)等.

故障診斷技術(shù)主要是幫助維修人員快速查找故障和分析汽車運行性能，駕駛員的檢測和修理經(jīng)驗在汽車出現(xiàn)電控系統(tǒng)故障時往往是無能為力的，為了解決這個問題，可以通過3G無線通訊技術(shù)解決這個難題，通過無線通訊和遠程的服務(wù)器連接，維修人員或?qū)I(yè)人員通過服務(wù)器控制故障診斷設(shè)備來讀取汽車的診斷數(shù)據(jù)從而判斷或解決汽車故障.

針對汽車在異地行駛過程中出現(xiàn)故障的即時性，本系統(tǒng)主要采用對車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中各個關(guān)鍵位置傳感器信號的監(jiān)控，從中檢測出異常信號，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的實時在線，將所得到的信號傳回后臺控制中心，及時確定汽車故障發(fā)生的位置和實踐，增強了整個系統(tǒng)故障處理的時效性.對于汽車實驗中故障出現(xiàn)的多樣性，采用專家診斷系統(tǒng)，建立一個模擬的專家診斷系統(tǒng)模型，對故障進行判斷、分析，給出合理有效的解決方案.汽車故障眾多，工程設(shè)計人員需要從眾多的故障中吸取經(jīng)驗，改進設(shè)計，需要故障有可追述性，系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)考慮建立后臺支持系統(tǒng)，能記錄大量的故障事件.

圖2 汽車遠程診斷系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)

圖2為遠程診斷系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)，需遠程診斷的汽車通過雙向天線通訊模塊與遠程診斷與維護中心連接，后臺專家可實時操控所有診斷程序模塊，包括傳感器的遠程監(jiān)測、先進的診斷與智能化維護.車載診斷模塊可處于待機狀態(tài)，也可以與遠程中心通訊，傳輸故障碼和有關(guān)的傳感器數(shù)據(jù).遠程診斷后臺中心還可以從其他的資源獲得信息，如汽車制造廠的數(shù)據(jù)庫、汽車修理廠的數(shù)據(jù)庫等.汽車遠程診斷中心還可以為駕駛員預(yù)約維修時間.

2 汽車故障診斷系統(tǒng)功能

2.1 汽車故障診斷儀

汽車故障診斷儀或車載故障診斷儀要達到以下目標：體積小、功耗低、系統(tǒng)工作實時性好、可靠性高、配備液晶顯示屏和存儲卡、無線傳送方式，要求傳輸距離遠，受環(huán)境影響小，數(shù)據(jù)傳輸率高，且易于實現(xiàn)，無需過多額外投入.能夠向遠程診斷后臺中心提供故障碼、關(guān)鍵傳感器數(shù)據(jù)和維護有關(guān)的信息等；能夠下載數(shù)據(jù)和更新系統(tǒng)軟件；能夠提供汽車與遠程診斷中心之間的人機接口.

2.2 遠程診斷專家系統(tǒng)

遠程故障診斷中心的主要功能模塊包括中心首頁、數(shù)據(jù)庫、知識庫、遠程教學(xué)、專家在線、系統(tǒng)安全等.

維修技術(shù)專家能夠操控先進的診斷與維修程序，為駕駛員提供先進、及時的服務(wù).

2.3 遠程診斷中心與汽車數(shù)據(jù)通訊鏈路

遠程診斷中心（技術(shù)專業(yè)顧問）通過通訊鏈路需接通ECU，提取汽車的性能參數(shù)和故障碼，經(jīng)診斷分析后，告知駕駛員故障的嚴重程度，提供必要的支持服務(wù)，安排需要的維護或修理.

2.4 監(jiān)控中心

監(jiān)控中心（診斷服務(wù)器）接收到車載移動終端上傳的車輛位置、狀態(tài)等參數(shù)后，進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理、分類，對檢測到的報警信息，給以提示.除接收車載移動終端上傳的數(shù)據(jù)外，監(jiān)控中心（診斷服務(wù)器）還具有下發(fā)調(diào)度命令和遠程修改參數(shù)等功能.系統(tǒng)運行在Windows操作系統(tǒng)之上.

由于有大型故障類型數(shù)據(jù)庫的支持和相應(yīng)的專家故障診斷系統(tǒng)，對車載終端發(fā)回的故障代碼，可以及時有效的提出故障源和相應(yīng)的故障派出方案，同時可以對車輛所發(fā)回的數(shù)據(jù)進行記錄和存儲，以便事后查詢.

3 遠程診斷系統(tǒng)的實現(xiàn)

一個實用的集成化汽車遠程故障診斷系統(tǒng)應(yīng)運行穩(wěn)定.

汽車遠程故障診斷系統(tǒng)利用許多基于軟件的模塊，汽車協(xié)議轉(zhuǎn)換單元、智能駕駛員接口單元、維修與救援單元、無線通訊單元、先進的診斷單元與智能維修單元等.汽車協(xié)議轉(zhuǎn)換單元接收汽車的狀態(tài)信息，并轉(zhuǎn)換成標準格式，該單元也把診斷和維修命令譯成汽車能接收的格式.智能駕駛員接口單元通過車內(nèi)人機接口顯示對駕駛員的警告信息.相應(yīng)地，遠程診斷后臺中心的軟件模塊由類似的單元組成，用來控制和配合車內(nèi)遠程診斷與維護模塊工作.如圖1所示.

圖1 汽車遠程故障診斷系統(tǒng)設(shè)計

4 未來研究重點

開發(fā)基于ECU的先進車內(nèi)診斷算法，目前，用于汽車遠程診斷與維修的故障碼和相關(guān)車載診斷信息不夠全面，應(yīng)將基于模型的先進診斷算法加入ECU中.

開發(fā)基于專家系統(tǒng)的維護模塊相當復(fù)雜，需要通入大量的人力、物力和財力，應(yīng)從可行性、經(jīng)濟性、可執(zhí)行性等方面具體分析.

3G/3G網(wǎng)絡(luò)偶爾存在不穩(wěn)定現(xiàn)象，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸不準確或漏傳，未來系統(tǒng)

5 結(jié)束語

汽車遠程故障診斷系統(tǒng)目前正處于探索和嘗試階段，基于3G網(wǎng)絡(luò)的汽車遠程故障診斷系統(tǒng)中心相比具有永遠在線、按流量計費、快速登錄、自動切換、高速傳輸?shù)葍?yōu)點，對使用3G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的傳送是非常經(jīng)濟實用的，特別是對于不易架設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)的邊遠地區(qū)和可移動裝置，用戶通過3G網(wǎng)絡(luò)可以在移動狀態(tài)下使用各種高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，包括Internet瀏覽等.除此之外，汽車遠程故障診斷還具有汽車運行時能方便地實施診斷，基于汽車使用和歷史的維修方案，利用遠程診斷后臺中心的巨大計算能力，診斷汽車故障和滿足車主的維修要求，通過預(yù)防性的診斷與維護，有效降低汽車保修與使用成本等優(yōu)點.

〔1〕張金柱.現(xiàn)代汽車的遠程診斷與維護[J].新視野，2006(5).

〔2〕韓玉敏.汽車遠程診斷與維護系統(tǒng)的研究[J].汽車運用，2007(7).

〔3〕顏伏伍,王攀,胡杰,曹凱.基于車載總線的 PC 式汽車故障診斷系統(tǒng)[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報（信息與管理工程版），2011（10）.