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[摘 要]机动车性能检测线是对道路行驶机动车的安全等性能进行检测的自动流水化作业线。本文通过对检测线系统的系统结构、工作原理进行分析研究，梳理出系统中有可能出现故障的诊断点并实现诊断数据的获取，再结合故障树的故障定位方法，提出一种基于故障树的快速定位故障点的检测线系统诊断方法。该方法可以为提高检测维修效率起到积极的作用。
[关键词]故障树；故障诊断；机动车检测线
中图分类号：U472.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）40-0065-01
随着机动车保有量的快速增加，汽车检测线的检车数量也在与日俱增。所以对检测线的检车效率要求与之增加。而汽车检测线随着科学技术的不断发展逐渐趋于复杂化，一个功能完整的汽车检测线一般包括轴重台、制动台、底盘测功机、尾气分析、前照灯灯光分析、声级分析、侧滑台等众多工位组成。维修难度越来越高。一旦系统出现故障难以快速解决。目前主要的维修方式还是请检测线专业维修人员来现场维修，对于汽车检测线这種庞大的系统，有必要借助现代计算机技术实现检测线系统的自动化故障诊断。
1.机动车性能检测线的故障诊断系统的研究内容分析
分析汽车性能检测线的故障自检，首先需要对现有的检测线进行改造，需要在不改变原有系统结构的前提下增加获取故障诊断数据。整理所有诊断数据后运用基于故障树的诊断模式，对故障点进行定位分析，得出自检结论。
因此，对汽车性能检测线的故障诊断系统的研究内容分析主要有以下两点：①分析并研究汽车性能检测系统的结构和功能和工作原理，明确相关检测设备的检测原理，了解其信号的性质，并明确采集的过程；②研究现有检测线控制、采集相关的电路板。明确可能出现故障的引脚或接线处，在保证原有功能不受影响的基础上设计增加故障诊断数据采集功能电路；③通过相关研究，对工控机接收到的诊断数据进行分析，这里主要通过故障树的分析，计算出所有故障的最小割集。设计合理的树型判断模型对故障点做出快速准确的定位。再由故障点一对一映射获得一个合理的维修意见。
2.基于故障树的故障定位实现
故障树的分析法具有较大的灵活性，所以它能够应用到对系统可靠性的分析当中，同时也能够对系统各种故障状态进行检测和分析，可以对因为某些元器件和连线而产生故障的原因进行分析，也能够对系统的影响进行分析。分析故障树分析法的相关原理和过程，其主要是对系统进行深入的认识，同时要求分析人员将系统内的联系搞清楚，合理对各种潜在危险因素产生的过程和路径长度进行研究把握，确保在故障诊断过程中及时发现故障解决问题，进而提升系统的可靠性。
假定故障树顶事件用T表示，该故障树有n个最小割集，最小割集用S表示，第i个最小割集中包含了mi个系统组成单元，则系统的实效概率可表示为
（1）
其中，Xj表示第j个组成单元实效。由于故障树顶事件的概率代表着系统的不可靠性，所以，系统可靠性概率R可表示为
（2）
式（2）与串并联系统可靠性求解的数学模型相同。在系统可靠性估计不确定性分析时，可以把故障树模型转换成串并联系统模型进行分析，其中，每个最小割集中的组成单元并联连接，所有最小割集串联连接。
图1展示的是机动车检测线最为常见的制动试验台故障树。
3.诊断点的选择与数据获取
机动车性能检测线的构造十分复杂。由于有众多功能模块协作完成，所以引起故障的故障点非常多。例如当轴重台的轴重数据显示为零时，引起故障原因主要有四条：称重传感器故障、采集卡连接故障、模拟信号线连接故障、采集卡故障。并且每条故障原因仍需要继续细化。这通常需要在长期的实践中积累经验，才能对故障原因进行更有效的把握和认识。考虑到检测车辆时由于车辆驶入试验台和滚筒转动等产生的震动，并且工控机一般放置在检测台旁边，所以主要选择一些手工接线、焊接处、易损元器件的引脚处和传感器OUT信号处作为诊断点最为合适。
由于选择的诊断点类型多种多样，既有模拟信号又有数字信号，并且诊断点数量较多。因此本文采用飞思卡尔MC9S12DP512芯片采集所有诊断数据，该芯片有10组并行IO口，以及ATD模块。足以满足所有诊断点数据采集需求。另外，对于数字量而言，我们不能将电压大于5V的信号直接接入MC9S12D内，本文采用4N35光耦用光电隔离的方式，保证进入芯片的电压稳定在5V，这样做的好处是使数字量的采集具有通用性。
4.结束语
本文主要研究了机动车性能检测线的故障自检的数据采集和故障位置判断。考虑到众多检测线生产商设备之间存在差异，并且在检测技术不断提升改良下，无法研究出一致的自检方案。因此，本文主要说明了如何确定诊断点、构造故障树、硬件电路的扩展和软件的树型判断结构这些通用性较高的问题。希望能对机动车检测效率起到积极地作用。
参考文献
[1] 倪绍徐.张裕芳.易宏.梁晓锋.基于故障树的智能故障诊断方法[J].上海交通大学学报，2008，42（8）：1372-1375.
[2] 薛伟.汽车综合性能检测线实时故障诊断专家系统[D].山东大学，2007
作者简介
卞庆（1991—）、男、汉族，陕西省西安市，长安大学信息工程学院研究生。
[关键词]故障树；故障诊断；机动车检测线
中图分类号：U472.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）40-0065-01
随着机动车保有量的快速增加，汽车检测线的检车数量也在与日俱增。所以对检测线的检车效率要求与之增加。而汽车检测线随着科学技术的不断发展逐渐趋于复杂化，一个功能完整的汽车检测线一般包括轴重台、制动台、底盘测功机、尾气分析、前照灯灯光分析、声级分析、侧滑台等众多工位组成。维修难度越来越高。一旦系统出现故障难以快速解决。目前主要的维修方式还是请检测线专业维修人员来现场维修，对于汽车检测线这種庞大的系统，有必要借助现代计算机技术实现检测线系统的自动化故障诊断。
1.机动车性能检测线的故障诊断系统的研究内容分析
分析汽车性能检测线的故障自检，首先需要对现有的检测线进行改造，需要在不改变原有系统结构的前提下增加获取故障诊断数据。整理所有诊断数据后运用基于故障树的诊断模式，对故障点进行定位分析，得出自检结论。
因此，对汽车性能检测线的故障诊断系统的研究内容分析主要有以下两点：①分析并研究汽车性能检测系统的结构和功能和工作原理，明确相关检测设备的检测原理，了解其信号的性质，并明确采集的过程；②研究现有检测线控制、采集相关的电路板。明确可能出现故障的引脚或接线处，在保证原有功能不受影响的基础上设计增加故障诊断数据采集功能电路；③通过相关研究，对工控机接收到的诊断数据进行分析，这里主要通过故障树的分析，计算出所有故障的最小割集。设计合理的树型判断模型对故障点做出快速准确的定位。再由故障点一对一映射获得一个合理的维修意见。
2.基于故障树的故障定位实现
故障树的分析法具有较大的灵活性，所以它能够应用到对系统可靠性的分析当中，同时也能够对系统各种故障状态进行检测和分析，可以对因为某些元器件和连线而产生故障的原因进行分析，也能够对系统的影响进行分析。分析故障树分析法的相关原理和过程，其主要是对系统进行深入的认识，同时要求分析人员将系统内的联系搞清楚，合理对各种潜在危险因素产生的过程和路径长度进行研究把握，确保在故障诊断过程中及时发现故障解决问题，进而提升系统的可靠性。
假定故障树顶事件用T表示，该故障树有n个最小割集，最小割集用S表示，第i个最小割集中包含了mi个系统组成单元，则系统的实效概率可表示为
（1）
其中，Xj表示第j个组成单元实效。由于故障树顶事件的概率代表着系统的不可靠性，所以，系统可靠性概率R可表示为
（2）
式（2）与串并联系统可靠性求解的数学模型相同。在系统可靠性估计不确定性分析时，可以把故障树模型转换成串并联系统模型进行分析，其中，每个最小割集中的组成单元并联连接，所有最小割集串联连接。
图1展示的是机动车检测线最为常见的制动试验台故障树。
3.诊断点的选择与数据获取
机动车性能检测线的构造十分复杂。由于有众多功能模块协作完成，所以引起故障的故障点非常多。例如当轴重台的轴重数据显示为零时，引起故障原因主要有四条：称重传感器故障、采集卡连接故障、模拟信号线连接故障、采集卡故障。并且每条故障原因仍需要继续细化。这通常需要在长期的实践中积累经验，才能对故障原因进行更有效的把握和认识。考虑到检测车辆时由于车辆驶入试验台和滚筒转动等产生的震动，并且工控机一般放置在检测台旁边，所以主要选择一些手工接线、焊接处、易损元器件的引脚处和传感器OUT信号处作为诊断点最为合适。
由于选择的诊断点类型多种多样，既有模拟信号又有数字信号，并且诊断点数量较多。因此本文采用飞思卡尔MC9S12DP512芯片采集所有诊断数据，该芯片有10组并行IO口，以及ATD模块。足以满足所有诊断点数据采集需求。另外，对于数字量而言，我们不能将电压大于5V的信号直接接入MC9S12D内，本文采用4N35光耦用光电隔离的方式，保证进入芯片的电压稳定在5V，这样做的好处是使数字量的采集具有通用性。
4.结束语
本文主要研究了机动车性能检测线的故障自检的数据采集和故障位置判断。考虑到众多检测线生产商设备之间存在差异，并且在检测技术不断提升改良下，无法研究出一致的自检方案。因此，本文主要说明了如何确定诊断点、构造故障树、硬件电路的扩展和软件的树型判断结构这些通用性较高的问题。希望能对机动车检测效率起到积极地作用。
参考文献
[1] 倪绍徐.张裕芳.易宏.梁晓锋.基于故障树的智能故障诊断方法[J].上海交通大学学报，2008，42（8）：1372-1375.
[2] 薛伟.汽车综合性能检测线实时故障诊断专家系统[D].山东大学，2007
作者简介
卞庆（1991—）、男、汉族，陕西省西安市，长安大学信息工程学院研究生。