汽车发动机故障诊断专家系统的研究

汤志华

（广州城市职业学院，广东广州510405）

汽车发动机故障诊断专家系统的研究

汤志华

（广州城市职业学院，广东广州510405）

汽车结构正在发生着改变，电子控制在汽车结构中被广泛应用。而汽车中涉及到大量复杂的零件，故障的种类也比较多样化，所以依靠传统的诊断技术是无法将疑难故障完全判断出来的。现阶段汽车发动机方面需要具备经济性和高效性的故障诊断途径，计算机技术则是为实现这一目标打下了基础，在故障诊断方面引入专家系统是一项技术和理论上的变革，文章对此展开分析。

汽车发动机；故障诊断；专家系统

汽车的发动机可以看成是心脏，本身汽车就是非常复杂的工具，发动机的性能决定着一些基本性能。但发动机也是处于相对恶劣的工作环境中，所以很容易产生故障。如今汽车故障诊断需要提升效率，也需要更加准确，在不将汽车解体的基础上进行故障诊断是由一定难度的，但只有明确故障的情况下才能进行维修，所以专家系统被引入进来。

1 汽车发动机故障诊断专家系统总体设计

（1）系统概述。这种专家系统实际上就是一种智能技术的应用。该系统具备较强的判断能力，并且在知识水平上可以达到专家的标准。

（2）设计依据。主要的设计依据就是汽车发动机本身的复杂性。现阶段发动机故障诊断要结合智能技术，系统的功能也会逐渐向着多样化的方向发展，而系统控制则更加自动化。汽车发动机产生的故障以及成因间存在着复杂的关系，专家系统更加智能化，具备对复杂故障的处理能力。

2 汽车发动机故障诊断专家系统构成

（1）人机接口。是该类系统与工程师和普通用户的界面，主要是用于信息输入和输出，由一套程序和相关硬件共同组成。

（2）推理机。相当于系统的思维，是系统的核心。主要是对专家的思维进行模拟，然后解决问题，可以根据已知的信息，依照推理得到答案。

（3）知识库。用于储存知识，其中包括原理知识和专家的经验，储存的知识来源于知识获取，知识主要是提供给推理机作为推理依据，同时对知识进行检索和维护，与系统中其他部分都存在着联系，毕竟任何环节都要依靠知识才能工作。

（4）数据库。也被称为“黑板”，用来存放用户数据的问题，系统在运行中会产生一些中间结果，也会储存在数据库中，最终得到的结果也会在数据库中储存。

（5）知识获取机构。实际上就是一组程序，用于将知识存入知识库，维护知识保持完整。

（6）解释机构。主要是解释自身的行为，为用户提供答案，系统得出的结果可以取得用户信任也是由于解释机构。

3 汽车发动机故障诊断专家系统的实现

（1）知识库建立。可以说知识库是该系统的数据源，其中有大量专家的知识以及相关原理，这些知识为推理提供基础，故障诊断是需要大量知识作为基础的，从各类资料中可以查阅到，从专家经验中也能总结出一部分，并搜集相关实例存入知识库。因此知识库是该系统实现的基础，若没有这些知识，即便是有着极强的推理能力以及决策能力，也是无法解答用户问题的，而且该系统的通用性很强，以如今的计算机技术水平，存入的知识是海量的，可以为故障诊断提供极强的助力。

（2）故障树建立。实际上就是对故障因果的一种描述，由顶端、中间以及低端事件构成，事件是用符号来表示，并构成树状图。这种图形就是对专家诊断思维过程的模拟，是一种抽象式表达，其中体现的是故障本身和其成因之间的关系，将故障作为分析推理的目标，找出导致故障的原因，并推理出下一级的直接因素，直到找到最深层的因素。

（3）推理诊断模块设计。推理过程中，主要是以知识库以及数据库中的信息为基础，根据专家的诊断方法将用户的问题解决。故障现象是从人机界面得到的，然后会读入寄存器，专家系统会将其中的条件询问出来，通过这些条件将相应故障树搜索出来，并根据该故障树对故障进行推理分析，推理诊断将会进行到无法运算为止，根据故障树最终得出的结果，引导用户将发动机具体故障诊断出来。

（4）人机界面实现。专家系统是通过人机界面才能帮助用户完成对故障的诊断和查询，人机界面是唯一的输入输出结构，用户通过界面会用对话的形式将问题提出，系统经过推理将结果展示给用户，并指导用户对发动机故障进行维修处理。人机界面主要由诊断界面、维护界面、历史查询界面以及学习界面组成，这些界面是根据用户需求设计出来的，各界面共同为用户提供故障诊断的服务。

文章对汽车发动机故障诊断专家系统设计、构成以及实现途径进行了总结，该类系统是一种推理能力非常强的诊断技术，通过对专家思维的模拟解决问题，也体现了如今汽车故障诊断也在向着智能化的方向发展。随着信息技术的不断更新，专家系统的性能也将更加强大，故障诊断的效率以及准确性也会不断提升，系统将会更加智能，那样就可以为我国的汽车产业发展提供更加强大的助力，进而推动社会经济发展。

［1］许平，张家佩.基于车载网络系统故障的电控发动机故障诊断方法——以通用车系为例［J］.中国培训，2017，（4）：243.

汤志华（1980-），女，湖南衡阳人，硕士研究生，讲师，汽车维

修高级技师，主要从事汽车动力学、汽车维修技术研究工作。