电控汽车故障诊断技术的现状与发展趋势

陈成　杨芳

摘 要：随着科学技术的发展，汽车控制方式发生了巨大变化，在传统燃油驱动的基础上，增加了气动与电控。电控汽车在运行过程中难免会出现故障，对其诊断与处理不及时，就会造成严重后果。文章简单阐述了电控汽车故障诊断技术的发展历程，重点讨论了相关技术的现状及其发展趋势，以供参考。

关键词：电控汽车 故障诊断技术 现状 发展趋势

Current Status and Development Trend of Fault Diagnosis Technology for Electronically Controlled Vehicles

Chen Cheng，Yang Fang

Abstract：With the development of science and technology， great changes have taken place in automobile control methods. On the basis of traditional fuel drive， pneumatic and electronic control have been added. Electronically controlled vehicles will inevitably fail during operation， and failure to diagnose and deal with them in time will cause serious consequences. The article briefly expounds the development process of electronically controlled automobile fault diagnosis technology， and focuses on the status quo and development trend of related technologies for reference.

Key words：electronically controlled automobile， fault diagnosis technology， status quo， development trend

1 引言

现代科学技术的发展推动了汽车科技的进步，同时引发了汽车行业的变革。当前，汽车生产领域涌现出了诸多新技术、新材料，这些技术与材料的应用提升了汽车的性能，同时也使其结构呈现出复杂化的特点，给故障诊断增加了难度。人民群众在选购电控汽车的过程中，重点关注的是整个汽车系统的可靠性、安全性以及可维修性，面对这样的形势，电控汽车故障诊断技术应当不断革新。在此过程中，要对其技术现状及发展趋势进行深入研究。

2 电控汽车故障诊断技术发展历程

2.1 第一阶段

电控汽车故障诊断技术的发展第一阶段为20世纪70年代到80年代初期，这一时期汽车的电控系统结构简单，其故障码也并不复杂，而相关诊断仪器也容易操作。这类仪器具有三种功能，一是对故障码的读取与清除，二对汽车运行状态的监控，三是对少量诊断数据的获取。仪器中的代表是福特公司的Star，它适用于EEc系列发动机及车身控制单元，汽车维修人员可运用它对Ecu内记录的故障码进行有效读取。

2.2 第二阶段

电控汽车故障诊断技术的发展第二阶段是20世纪80年代初期到80年代末期，这一时期的故障诊断仪器功能变得更加强大。它在原有基础之上配置了探头，这既能实现对汽车电子电路及相关原件的检测，也能和Ecu诊断系统实行交互式通讯，从而帮助汽车维修人员获取汽车运行信息。这一时期的仪器代表是通用公司的Tech 1，能够对GM30发动机系统以及GMP4的ECM进行诊断，通过数据连接线路和相关系统进行通讯。

2.3 第三阶段

电控汽车故障诊断技术的发展第三阶段是20世纪80年代末期直到现在，在信息化的发展背景下，该技术呈现出了智能化、自动化的发展特点。相关诊断仪器可直接对汽车或发动机部件进行检测，同时存储维修手册、诊断手册等的电子文档。对于汽车维修人员而言，可在相关系统中获取到所需的资料，比如故障检测步骤等，以辅助故障诊断。

3 电控汽车故障诊断技术的现状

3.1 故障代码自诊断

现代电控汽车中，Ecu有自诊断功能，它主要通过故障代码向汽车维修人员提供故障信息。维修人员只要不切断汽车电源，Ecu能将汽车产生的故障存储在相关系统中。通过某些特殊方法，维修人员能对故障代码进行提取。具体如下：一，以人工读码方法提取故障代码，在此过程中先熄灭发动机，再短接两个故障检测插座使用导线，同时观察仪表指示灯，并记录其闪烁信息，从而获取故障代码，其缺陷在于难以保证代码读取的准确率。二，专业检测仪读取代码，先根据车型选择适当的软件测试卡，并将其插入检测仪器，连接插头读取代码。目前，各大汽车制造商都会为汽车制作专门的解码仪，并使用统一诊断接口和模式，极大的方便了故障诊断。

3.2 专家系统诊断

专家系统EP是基于汽车故障诊断领域专家的经验与知识，与计算机中建立的信息系统，其主要应用目的在于完成诊断任务。通常而言，电控汽车中最容易发生故障的部位有三个，分别为发动机、电器电路以及底盘机械传动。不同位置的故障，有不同的特点。因此，在其故障检测中要对每一个位置建立相应的独立數据库，并设置数据表，以存储故障诊断相关信息。数据表以及数据字段间应当建立层次性的树状结构，根据该结构关联性强的特点将故障诊断信息进行有效连接，使之成为一个完善的整体。现阶段，国内外有很多利用专家系统EP进行电控汽车诊断的案例。例如，运用ESET系统对电控汽车发动机故障进行诊断，该系统具有较强的实用性，除了故障诊断之外，还可以用于培训维修人员。

3.3 常见车型故障码调取与清除

故障码的调取与消除是现代电控汽车故障诊断技术的应用核心，不同车系车型的故障码调取与消除方法有明显差异。例如日本丰田车系，其故障码调取方法为短接诊断座上的“TE1”和“E1”端子，将点火开关打开，但不启动发动机，仪表盘上“CHECK ENGINE”灯闪烁输出故障码。其故障码清除方法为关闭点火开关，在熔丝盒中拔下EF1熔丝十秒以上。再如日系本田车系的广州本田，其故障码调取方式为关闭点火开关，用专用短路插头scs短接二端子诊断座，打开点火开关，但不启动发动机，仪表盘上的“MIL”或“CHECK ENGINE”灯闪烁输出故障码。其故障码清除方式为拆开专用scs短路插头，关闭点火开关，并记录无线电台预设频率，在继电器盒中拆下13号备用时钟熔断丝，等待十秒以上即可清除故障码。

4 电控汽车故障诊断技术的发展趋势

4.1 故障诊断智能化

在新的时代背景下，多种智能化技术被广泛应用于电控汽车故障诊断中，人工神经网络就是其中之一。该技术有效弥补了专家系统的诊断缺陷，即假设选择困难，可提高专家经验与知识的有效利用率。尤其是汽车领域，汽车结构逐渐呈现出复杂化的特点，故障类型也愈发多样，由此故障诊断难度增加。在这样的情况下，应用人工神经网络可大大提升专家系统的诊断精度和速度。例如，电控汽车发动机故障诊断，先从制造厂家处收集多种故障信息，将其作为输入层，并对其信息进行有效分类，使之成为中间层，在借助以往的维修经验判断其故障原因，将其作为输出层，通过三层网络的构建，输入故障直接得出故障原因，从而形成自动检测，进一步提高诊断效率。

4.2 故障识别快速化

故障识别是故障诊断的基础，其识别速度直接影响诊断效率。当前，我们主要应用FFT分析方法对汽车运行信号进行处理，识别汽车故障信号。在新的发展背景下，该分析方法将由小波分析所替代。所谓小波分析，它是一种非稳态的信号时间域，不管是在时域还是频域上，它都有特别好的局部化特征，可无限接近任意函数。因此，它在系统识别中得到了广泛应用。比如，对非线性对象进行辨识，倘若该对象并未发生突变，那么其输出差就不会有明显变化，一旦该对象发生突变，那么其输出差就会有较大的变化，根据这一原理，我们可以对电控汽车系统故障进行有效而快速的识别。

4.3 运行监视自动化

在电控汽车故障诊断过程中，会产生海量的診断系统运行数据信息，这些信息具有较高的利用价值。为了使其在故障诊断中得到充分利用，我们将来会运用大容量的存储器对其进行存储，同时记录电控汽车不同构件的运行状态，以及故障产生前后相关运行参数的变化，给汽车维修中对故障原因的深入分析提供有力的信息支撑。

4.4 故障信息共享化

故障诊断是故障维修的初级阶段，它是为后者而服务的。在维修的过程中，维修人员通常需要联系汽车生产商或相关售后中心报备汽车故障诊断情况，以便增强实际维修效果。这一过程，就是故障信息的共享。新的时代背景下，维修人员以网络为依托和汽车生产商或相关售后中心进行信息交流，共享故障诊断信息。汽车生产商或相关售后中心根据维修人员所提供的信息快速配备相应的汽车零件，从而减少维修时间。

4.5 技术研究深入化

根据兼具舒适度、安全性以及可靠性汽车的市场需求，现代电控汽车的类型结构逐渐呈现出多元化的特点。尽管传统故障诊断技术正在向现代技术转换，但也有的诊断技术并非适用于所有的汽车。因此，我们要对其进行深入研究。研究过程中，充分发挥现代科学技术优势拓展故障诊断技术的应用途径，并提高相关技术的应用准确性。

5 结语

综上所述，电控汽车故障诊断技术经历了三个发展阶段，时至今日它呈现出了智能化、自动化的发展特点。从当前该技术的发展情况来看，故障代码自诊断及专家系统诊断已经成为电控汽车故障诊断的重要技术。在相关诊断技术的应用过程中，应当充分考虑不同车系车型所适用的故障调取与消除方法。根据对该技术当前发展情况的分析，笔者认为在未来其故障诊断则更加趋向于智能化，故障识别速度会更加快速，运行监视的自动化特点也会更加明显，故障信息共享将会进一步打破故障诊断、维修等多方的信息孤岛情况，同时，其技术研究会更加深入。对于相关从业者而言，应当立足实际，不断更新自身故障诊断技术及专业化知识，以满足电控汽车故障诊断及维修的需要。

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