【正文】 的謊報(bào)和漏檢。對(duì)于不確定性復(fù)雜故障可以采取模糊混合推理方法進(jìn)行診斷，提高了排除故障效率并降低了誤診、漏診的風(fēng)險(xiǎn)。2）故障診斷故障診斷是系統(tǒng)的“思維”機(jī)構(gòu)，是構(gòu)成系統(tǒng)的核心部分。它不能對(duì)所控制設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)、過程參數(shù)等,進(jìn)行連續(xù)、系統(tǒng)的記錄和顯示，以準(zhǔn)確反映出設(shè)備各部分、各階段的具體狀態(tài)，也不能深入分析、預(yù)測其發(fā)展趨勢，并提出專家建議。⑥ 部件檢查。圖4所示為采用系統(tǒng)分析法排除故障的診斷流程圖[12]。 奧迪A6（ANQ型）電控發(fā)動(dòng)機(jī)的故障診斷 奧迪A6（ANQ型）電控發(fā)動(dòng)機(jī)的故障特點(diǎn)和分類通過以上對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能特性的全面分析，可以得出電控發(fā)動(dòng)機(jī)其結(jié)構(gòu)的層次性、復(fù)雜性以及控制功能的集中性，其故障表現(xiàn)形式表現(xiàn)有傳播性、相關(guān)性、時(shí)間性、放射性和模糊性等特點(diǎn)。由于三種發(fā)動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)大體相同。故障樹分析法使復(fù)雜的原因直觀化、簡單化。③ 具有靈活性和透明性。南京大學(xué)在1998年開發(fā)的汽車故障維修專家系統(tǒng)的基礎(chǔ)ABDES，運(yùn)用基于CASE的推理模式，采用可視化編程手段，提供了一個(gè)可視化的知識(shí)獲取工具，可以完成基本的發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷。 汽車故障診斷系統(tǒng) 國內(nèi)外汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)的發(fā)展汽車故障診斷系統(tǒng)的發(fā)展是隨著汽車工業(yè)和診斷技術(shù)的發(fā)展而同步前進(jìn)的?，F(xiàn)代汽車故障診斷儀器綜合了機(jī)械、電子、流體、聲學(xué)、光學(xué)等技術(shù)，通過各種參數(shù)、曲線、波形的變化，測試汽車的性能和故障，還具有自動(dòng)分析、判斷、打印結(jié)果的功能，并不斷向著集成化和智能化方向發(fā)展。然而這一制度的實(shí)施是以先進(jìn)的的汽車檢測診斷技術(shù)為前提的。按發(fā)生后果分為一般故障、嚴(yán)重故障、致命故障。但是，當(dāng)汽車出現(xiàn)故障時(shí)，也毫無疑問得帶來了故障診斷的難度化和復(fù)雜化。同時(shí)，也毫無疑問的帶來了故障檢測診斷的復(fù)雜化。 fault diagnosis system。這一邏輯思維方法推廣到工程技術(shù)領(lǐng)域，逐步形成了機(jī)器故障診斷這一門學(xué)科。其目的：一是運(yùn)行車輛的工作能力和技術(shù)狀況，查明故障或隱患的部位及原因；二是對(duì)維修車輛實(shí)施維修監(jiān)督，建立質(zhì)量監(jiān)控體系，確保車輛維修質(zhì)量，以創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[3]。其故障分析過程是以診斷特征參數(shù)為基礎(chǔ)，從特征信號(hào)分析和狀態(tài)識(shí)別兩方面入手，采用現(xiàn)代數(shù)學(xué)手段進(jìn)行處理，找出故障的內(nèi)在規(guī)律，以對(duì)系統(tǒng)的故障作出定量分析。（2）簡單儀器診斷法由于汽車結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，電器設(shè)備的采用逐步增多，因此汽車診斷開始使用真空表、萬用表和示波器等儀器，對(duì)汽車零部件和總成進(jìn)行檢測，為分析判斷汽車技術(shù)狀況提供數(shù)據(jù)和波形等資料。使系統(tǒng)適應(yīng)面較廣，商用化程度提高。（2）基于模糊推理的專家系統(tǒng)模糊理論(Fuzzy Theory,簡稱Fr)的概念由美國加利福尼亞大學(xué)教授扎德在其《Fuzzy Sets》和《Fuzzy Algorithm》等論著中首先提出。（4）基于故障樹的專家系統(tǒng)故障樹分析法簡稱FTA法，是一種將系統(tǒng)故障形成的原因由總體至部分按樹枝狀逐漸細(xì)化的分析方法。③ 對(duì)專家系統(tǒng)知識(shí)表示進(jìn)行研究。油箱電動(dòng)汽油泵汽油濾清器壓力調(diào)節(jié)器噴油器冷啟動(dòng)噴油器回油管圖2 燃油系統(tǒng)3）電控系統(tǒng)電控系統(tǒng)是電控單元根據(jù)傳感器檢測到的汽車運(yùn)行工況和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況來確定噴油量及點(diǎn)火提前角，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳工況下運(yùn)轉(zhuǎn)。如果一個(gè)元件，一個(gè)插接件、一個(gè)傳感器或是一個(gè)執(zhí)行器接觸不良都會(huì)引起電控系統(tǒng)出現(xiàn)間斷性故障。③ 癥狀模擬在故障診斷時(shí)，有時(shí)需要對(duì)車輛故障情況進(jìn)行模擬，常用的方法有振動(dòng)法、加熱法、水淋法、電器全部接通法和冷卻法。因此在開始作業(yè)前，一定要先確認(rèn)故障現(xiàn)象，然后確定出故障部位及原因,再進(jìn)行修理。 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)是將模糊推理技術(shù)、汽車故障診斷技術(shù)并結(jié)合專家系統(tǒng)的基本原理，在Windows環(huán)境下，利用VB語言開發(fā)電控汽油發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷系統(tǒng)。　　 系統(tǒng)的主界面本系統(tǒng)模擬專家的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和思維方式，通過人機(jī)對(duì)話的方式查找故障信息、推理并給出解決方案。5 基于模糊推理的奧迪A6發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷系統(tǒng)的開發(fā)研究 發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷的模糊性汽車在運(yùn)行過程中,由于設(shè)計(jì)或制造中的缺陷、使用不當(dāng)、維修不良等因素引起汽車故障并導(dǎo)致事故不斷發(fā)生。 征兆集這些故障原因可能引起各種故障癥狀，如發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過高，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難等等，被定義為一個(gè)集合，并用一個(gè)向量表示 (52)其中，m表示發(fā)動(dòng)機(jī)故障征兆種類的總數(shù)。這些論域元素多半是連續(xù)的。由此確定論域（故障的可能原因），A=“發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)”是U上的模糊集，現(xiàn)將它們進(jìn)行排序。（1）最大隸屬度原則：設(shè) (517)則認(rèn)為故障原因是。在每一個(gè)系統(tǒng)級(jí)別故障中又包括若干部件故障。推理過程中可信度的確定和故障集檢修次序要充分考慮電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷排除的基本原則:先外后內(nèi)、先簡后繁、先熟后生、代碼優(yōu)先等原則。表11 征兆—故障原因模糊關(guān)系表征兆編號(hào)征兆故障原因索引號(hào)，可信度…5……發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)……1,。推理過程見前面流程圖。為了提高診斷效率，本文應(yīng)用二元對(duì)比排序法中的模糊優(yōu)先關(guān)系排序決策法來確定該系統(tǒng)的隸屬度。借助Visual Basic軟件設(shè)計(jì)人機(jī)交互的界面，客戶可以根據(jù)界面菜單所提供的信息，快速查詢到相關(guān)資料。這樣，在右邊的列表框里將出現(xiàn)電控發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)的故障征兆集和征兆的嚴(yán)重程度。每一個(gè)系統(tǒng)級(jí)別故障中又包括若干部件故障。推理流程如圖10所示[22]。同時(shí)知識(shí)的規(guī)范化對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的維護(hù)的功能有著重要的作用。由公式54的模糊優(yōu)先關(guān)系矩陣用平均法（其中規(guī)定=0）可以求得 的隸屬度： (516)同理可以求得=，=, =, =，=，=。設(shè)論域?yàn)閚個(gè)可能的備選方案（故障原因），在U上確定一個(gè)模糊集A，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)的方法在n個(gè)備選方案中建立一種模糊優(yōu)先關(guān)系，然后將它們排出一個(gè)優(yōu)劣次序，這就是模糊優(yōu)先關(guān)系排序決策。模糊診斷矩陣的隸屬函數(shù)與實(shí)際情況的符合程度直接影響診斷的準(zhǔn)確性，因此如何確定隸屬函數(shù)是整個(gè)故障診斷的關(guān)鍵。汽車故障診斷的模糊綜合評(píng)判是應(yīng)用模糊變換原理和最大隸屬度原則，根據(jù)各故障原因與故障征兆之間的不同程度的因果關(guān)系，在綜合考慮所有征兆的基礎(chǔ)上，來診斷汽車發(fā)生故障的可能原因。故障診斷系統(tǒng)設(shè)有學(xué)習(xí)咨詢模塊，通過它能系統(tǒng)地學(xué)習(xí)不同車型的故障原理、故障診斷知識(shí)，查找維修保養(yǎng)手冊(cè)，便于維修人員學(xué)習(xí)提高自己的專業(yè)知識(shí)，并且在診斷排除故障時(shí)能夠參考相關(guān)內(nèi)容。其功能包括知識(shí)庫的建立、刪除、重組；知識(shí)的獲取、維護(hù)、查詢、更新；以及對(duì)知識(shí)的檢查，包括一致性、冗余性和完整性檢查等。① 智能化 系統(tǒng)既能報(bào)警,即在被監(jiān)控設(shè)備發(fā)生故障時(shí)報(bào)警，也能對(duì)設(shè)備運(yùn)行的具體狀態(tài)、過程等進(jìn)行監(jiān)控和隨時(shí)顯示，并能對(duì)各種參數(shù)及測試結(jié)果進(jìn)行分析解釋，并提出專家建議，為設(shè)備的使用、維護(hù)等提供依據(jù)，在故障發(fā)生前把隱患消除，延長設(shè)備的使用壽命，使設(shè)備始終在良好技術(shù)狀態(tài)下運(yùn)行。正常碼故障存在在故障碼故障不出現(xiàn)部件檢查不合格電路檢查瞬時(shí)斷電檢查故障部件辨認(rèn)癥狀模擬癥狀確認(rèn)專家調(diào)查法經(jīng)驗(yàn)法故障車進(jìn)入維修車間問診法人工檢測法讀取和清除故障代碼碼故障癥狀關(guān)聯(lián)表故障代碼檢查基本檢查故障代碼表調(diào)整或維修試車檢驗(yàn)出廠圖4 故障診斷流程圖表1 故障代碼檢查步驟表故障碼檢查及清除癥狀確認(rèn)故障碼再次檢查癥狀狀況顯示故障碼癥狀存在顯示同一故障碼故障碼所指電路故障依然存在顯示正常碼故障不在故障碼所指電路，在另一故障點(diǎn)癥狀消失顯示正常碼第一次顯示故障碼是歷史記錄顯示正常碼癥狀存在顯示正常碼故障不在診斷電路中，但存在癥狀消失顯示正常碼故障不在診斷電路中，已清除 奧迪A6（ANQ型）電控發(fā)動(dòng)機(jī)的常見故障診斷及其修理奧迪轎車電噴系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可以通過自診斷系統(tǒng)提供的故障碼找出故障，也可以根據(jù)綜合故障表現(xiàn)進(jìn)行診斷，結(jié)合故障碼按照系統(tǒng)分析法的相關(guān)原理進(jìn)行綜合診斷。為了準(zhǔn)確地判斷故障，必須按表1所示的步驟進(jìn)行檢查。它的癥狀表現(xiàn)為電控系統(tǒng)故障特征不明顯，通常表現(xiàn)為汽車電控系統(tǒng)故障的隱蔽性狀態(tài)。空氣經(jīng)空氣濾清器、空氣流量計(jì)、節(jié)氣門體、進(jìn)氣總管、進(jìn)氣歧管進(jìn)入氣缸。在混合模糊推理的過程中，隸屬度（可信度）大小的確定非常關(guān)鍵，它決定了診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而決定了能否快速確定故障所在。此外，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還具有冗余性，即使某個(gè)神經(jīng)元失效，也不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的功能。該方法主要用于分析不確定性故障，適用于診斷領(lǐng)域源知識(shí)難以表示成規(guī)則而易于表達(dá)成案例的情況。不久，美國通用電器公司研制成功了內(nèi)燃—電力機(jī)車故障排除和修理咨詢系統(tǒng)DETA，1985年研制了發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)噪聲識(shí)別與診斷專家系統(tǒng)，系統(tǒng)的作用是利用領(lǐng)域?qū)＜液途S修人員的經(jīng)驗(yàn)，用于識(shí)別和診斷出發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中的主要噪聲，系統(tǒng)具有近200條規(guī)則，是一個(gè)簡單的咨詢系統(tǒng)。 汽車故障檢測診斷的方法汽車故障診斷是指汽車有了故障之后，在不解體或僅拆下個(gè)別小件的情況下，判斷故障部位和查明故障原因，最后提出排除故障的對(duì)策。3）加強(qiáng)汽車安全技術(shù)的檢測是確保汽車安全的重要手段隨著汽車數(shù)量的增加，汽車交通事故造成人員傷亡的現(xiàn)象十分嚴(yán)重，現(xiàn)已構(gòu)成不可忽視的社會(huì)問題，面對(duì)日益嚴(yán)峻的交通安全形式，對(duì)機(jī)動(dòng)車輛要加強(qiáng)安全技術(shù)檢測。通過對(duì)汽車進(jìn)行檢測與診斷可以再不解體的情況下判斷汽車的技術(shù)狀況，為汽車的繼續(xù)運(yùn)行或維修提供可靠依據(jù)。本文利用模糊數(shù)學(xué)建立的發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷系統(tǒng)對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的故障進(jìn)行診斷。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將專家的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)以計(jì)算機(jī)語言的形式表示出來，通過友好的人機(jī)交互界面實(shí)現(xiàn)故障的診斷、知識(shí)的查詢等功能，來引導(dǎo)用戶逐步進(jìn)行深入診斷，最終確定發(fā)動(dòng)機(jī)故障的部位，并提出維修建議，并不斷修改完善知識(shí)庫，從而達(dá)到維修專家的水平。接著在研究奧迪A6發(fā)動(dòng)機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)和專家系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，確定了采用符合專家常規(guī)思維的正反向混合的模糊推理策略作為診斷的推理方法，實(shí)現(xiàn)了故障快速準(zhǔn)確的診斷。因而汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)的故障癥狀和故障原因之間存在復(fù)雜的模糊關(guān)系，使診斷的難度大大提高。汽車在使用過程中，由于某一種或幾種原因的影響，其技術(shù)狀況將隨行駛里程的增加而變化，其動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性將逐漸或迅速降低，排氣污染和噪聲加劇，故障率增加，這不僅對(duì)汽車的運(yùn)行安全、運(yùn)行消耗、運(yùn)輸效率、運(yùn)輸成本及環(huán)境造成極大的影響，甚至還直接影響到汽車的使用壽命，因而研究汽車故障的變化規(guī)律，定期檢測汽車的使用性能，及時(shí)而準(zhǔn)確的檢測出故障部位并排除故障，就成為汽車使用技術(shù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。為了提高汽車的維修效率，應(yīng)采用先進(jìn)的汽車檢測診斷技術(shù)，隨著汽車結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜，汽車檢測診斷技術(shù)的地位越來越高，人們更加依賴于汽車檢測診斷技術(shù)。用戶可通過汽車故障遠(yuǎn)程診斷業(yè)務(wù)，將現(xiàn)場診斷時(shí)傳感器輸出的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)接?jì)算中心處理，計(jì)算中心再將分析結(jié)果反饋回現(xiàn)場來指導(dǎo)故障診斷。為了擴(kuò)充隨車診斷的功能，80年代中后期開始研究多功能車外診斷系統(tǒng)。基于案例的專家系統(tǒng)具有諸多優(yōu)點(diǎn)。（3）基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的專家系統(tǒng)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Artificial Neural Network，ANN)是在現(xiàn)代神經(jīng)生理學(xué)和心里學(xué)的基礎(chǔ)之上模仿人的大腦神經(jīng)元結(jié)構(gòu)特性而建立起來的一種非線性動(dòng)力學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。因此，采用由兩種或兩種以上方法構(gòu)成的混合系統(tǒng)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷中的應(yīng)用也越來越廣泛，具有診斷的智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化的特點(diǎn)的專家系統(tǒng)將是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷研究的一個(gè)發(fā)展趨勢。四缸ANQ型發(fā)動(dòng)機(jī)除電控汽油噴射系統(tǒng)外，其它系統(tǒng)的功能原理及結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)基本相同，本文不再陳述，這里主要論述電控汽油噴射系統(tǒng)的基本組成及其功能[11]。疑難故障的多重性是汽車電控系統(tǒng)故障診斷技術(shù)的難點(diǎn)。癥狀確認(rèn)是故障診斷的核心，為確認(rèn)故障還可以采用經(jīng)驗(yàn)法、專家調(diào)查法、癥狀模擬法來進(jìn)一步確認(rèn)故障。在確定故障的具體部位后，應(yīng)按維修工藝或維修手冊(cè)所述步驟檢查、調(diào)整、修理或更換。④ 診斷系統(tǒng)都是單個(gè)獨(dú)立的，不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷，不能對(duì)各專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)共享。3）知識(shí)庫管理知識(shí)庫是知識(shí)的存儲(chǔ)空間，用于存儲(chǔ)領(lǐng)域內(nèi)的原理性知識(shí)、專家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)及有關(guān)的事實(shí)等。以實(shí)現(xiàn)對(duì)不合理的診斷的調(diào)整、優(yōu)化和對(duì)知識(shí)庫的瀏覽及刪除無用的診斷表或知識(shí)庫。所以在故障診斷的經(jīng)驗(yàn)方法中，其實(shí)質(zhì)也充滿了模糊性。通過收集維修專家的經(jīng)驗(yàn)，確定原因集與征兆之間的可信度，建立模糊關(guān)系矩陣，并在實(shí)踐中不斷地完善。其中根據(jù)各自特點(diǎn)，又將模糊二元對(duì)比決策分為模糊優(yōu)先關(guān)系排序決策法、模糊相似優(yōu)先比較決策法、模糊相對(duì)比較決策法。除去中的第二優(yōu)越對(duì)象所在的行和列，得到新的模糊優(yōu)先關(guān)系矩陣為 (58)取得 (59)可知為第三優(yōu)越對(duì)象。故障程度的描述如表7所示，其中數(shù)值可用統(tǒng)計(jì)或?qū)＜以u(píng)分來獲得。首先觀察故障的癥狀，依據(jù)癥狀和最易獲得的故障信息先反向循因推理，由典型癥狀推理找發(fā)出可能存在的故障愿因，對(duì)所有可能故障原因進(jìn)行按系統(tǒng)分類，得出系統(tǒng)級(jí)別的故障集，并計(jì)算出故障集中每一系統(tǒng)故障發(fā)生的可能性大小。比傳統(tǒng)的專用專家系統(tǒng)生成工具更有通用性和可移植性，而且設(shè)計(jì)出的人機(jī)界面功能齊全、界面友好,同時(shí)支持多種數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用。圖11 選擇發(fā)動(dòng)機(jī)類型步驟2：用戶選擇征兆集及征兆發(fā)生程度界面