電控汽車故障診斷技術的現狀與發展趨勢

陳成　楊芳

摘 要：隨著科學技術的發展，汽車控制方式發生了巨大變化，在傳統燃油驅動的基礎上，增加了氣動與電控。電控汽車在運行過程中難免會出現故障，對其診斷與處理不及時，就會造成嚴重后果。文章簡單闡述了電控汽車故障診斷技術的發展歷程，重點討論了相關技術的現狀及其發展趨勢，以供參考。

關鍵詞：電控汽車 故障診斷技術 現狀 發展趨勢

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

現代科學技術的發展推動了汽車科技的進步，同時引發了汽車行業的變革。當前，汽車生產領域涌現出了諸多新技術、新材料，這些技術與材料的應用提升了汽車的性能，同時也使其結構呈現出復雜化的特點，給故障診斷增加了難度。人民群眾在選購電控汽車的過程中，重點關注的是整個汽車系統的可靠性、安全性以及可維修性，面對這樣的形勢，電控汽車故障診斷技術應當不斷革新。在此過程中，要對其技術現狀及發展趨勢進行深入研究。

2 電控汽車故障診斷技術發展歷程

2.1 第一階段

電控汽車故障診斷技術的發展第一階段為20世紀70年代到80年代初期，這一時期汽車的電控系統結構簡單，其故障碼也并不復雜，而相關診斷儀器也容易操作。這類儀器具有三種功能，一是對故障碼的讀取與清除，二對汽車運行狀態的監控，三是對少量診斷數據的獲取。儀器中的代表是福特公司的Star，它適用于EEc系列發動機及車身控制單元，汽車維修人員可運用它對Ecu內記錄的故障碼進行有效讀取。

2.2 第二階段

電控汽車故障診斷技術的發展第二階段是20世紀80年代初期到80年代末期，這一時期的故障診斷儀器功能變得更加強大。它在原有基礎之上配置了探頭，這既能實現對汽車電子電路及相關原件的檢測，也能和Ecu診斷系統實行交互式通訊，從而幫助汽車維修人員獲取汽車運行信息。這一時期的儀器代表是通用公司的Tech 1，能夠對GM30發動機系統以及GMP4的ECM進行診斷，通過數據連接線路和相關系統進行通訊。

2.3 第三階段

電控汽車故障診斷技術的發展第三階段是20世紀80年代末期直到現在，在信息化的發展背景下，該技術呈現出了智能化、自動化的發展特點。相關診斷儀器可直接對汽車或發動機部件進行檢測，同時存儲維修手冊、診斷手冊等的電子文檔。對于汽車維修人員而言，可在相關系統中獲取到所需的資料，比如故障檢測步驟等，以輔助故障診斷。

3 電控汽車故障診斷技術的現狀

3.1 故障代碼自診斷

現代電控汽車中，Ecu有自診斷功能，它主要通過故障代碼向汽車維修人員提供故障信息。維修人員只要不切斷汽車電源，Ecu能將汽車產生的故障存儲在相關系統中。通過某些特殊方法，維修人員能對故障代碼進行提取。具體如下：一，以人工讀碼方法提取故障代碼，在此過程中先熄滅發動機，再短接兩個故障檢測插座使用導線，同時觀察儀表指示燈，并記錄其閃爍信息，從而獲取故障代碼，其缺陷在于難以保證代碼讀取的準確率。二，專業檢測儀讀取代碼，先根據車型選擇適當的軟件測試卡，并將其插入檢測儀器，連接插頭讀取代碼。目前，各大汽車制造商都會為汽車制作專門的解碼儀，并使用統一診斷接口和模式，極大的方便了故障診斷。

3.2 專家系統診斷

專家系統EP是基于汽車故障診斷領域專家的經驗與知識，與計算機中建立的信息系統，其主要應用目的在于完成診斷任務。通常而言，電控汽車中最容易發生故障的部位有三個，分別為發動機、電器電路以及底盤機械傳動。不同位置的故障，有不同的特點。因此，在其故障檢測中要對每一個位置建立相應的獨立數據庫，并設置數據表，以存儲故障診斷相關信息。數據表以及數據字段間應當建立層次性的樹狀結構，根據該結構關聯性強的特點將故障診斷信息進行有效連接，使之成為一個完善的整體。現階段，國內外有很多利用專家系統EP進行電控汽車診斷的案例。例如，運用ESET系統對電控汽車發動機故障進行診斷，該系統具有較強的實用性，除了故障診斷之外，還可以用于培訓維修人員。

3.3 常見車型故障碼調取與清除

故障碼的調取與消除是現代電控汽車故障診斷技術的應用核心，不同車系車型的故障碼調取與消除方法有明顯差異。例如日本豐田車系，其故障碼調取方法為短接診斷座上的“TE1”和“E1”端子，將點火開關打開，但不啟動發動機，儀表盤上“CHECK ENGINE”燈閃爍輸出故障碼。其故障碼清除方法為關閉點火開關，在熔絲盒中拔下EF1熔絲十秒以上。再如日系本田車系的廣州本田，其故障碼調取方式為關閉點火開關，用專用短路插頭scs短接二端子診斷座，打開點火開關，但不啟動發動機，儀表盤上的“MIL”或“CHECK ENGINE”燈閃爍輸出故障碼。其故障碼清除方式為拆開專用scs短路插頭，關閉點火開關，并記錄無線電臺預設頻率，在繼電器盒中拆下13號備用時鐘熔斷絲，等待十秒以上即可清除故障碼。

4 電控汽車故障診斷技術的發展趨勢

4.1 故障診斷智能化

在新的時代背景下，多種智能化技術被廣泛應用于電控汽車故障診斷中，人工神經網絡就是其中之一。該技術有效彌補了專家系統的診斷缺陷，即假設選擇困難，可提高專家經驗與知識的有效利用率。尤其是汽車領域，汽車結構逐漸呈現出復雜化的特點，故障類型也愈發多樣，由此故障診斷難度增加。在這樣的情況下，應用人工神經網絡可大大提升專家系統的診斷精度和速度。例如，電控汽車發動機故障診斷，先從制造廠家處收集多種故障信息，將其作為輸入層，并對其信息進行有效分類，使之成為中間層，在借助以往的維修經驗判斷其故障原因，將其作為輸出層，通過三層網絡的構建，輸入故障直接得出故障原因，從而形成自動檢測，進一步提高診斷效率。

4.2 故障識別快速化

故障識別是故障診斷的基礎，其識別速度直接影響診斷效率。當前，我們主要應用FFT分析方法對汽車運行信號進行處理，識別汽車故障信號。在新的發展背景下，該分析方法將由小波分析所替代。所謂小波分析，它是一種非穩態的信號時間域，不管是在時域還是頻域上，它都有特別好的局部化特征，可無限接近任意函數。因此，它在系統識別中得到了廣泛應用。比如，對非線性對象進行辨識，倘若該對象并未發生突變，那么其輸出差就不會有明顯變化，一旦該對象發生突變，那么其輸出差就會有較大的變化，根據這一原理，我們可以對電控汽車系統故障進行有效而快速的識別。

4.3 運行監視自動化

在電控汽車故障診斷過程中，會產生海量的診斷系統運行數據信息，這些信息具有較高的利用價值。為了使其在故障診斷中得到充分利用，我們將來會運用大容量的存儲器對其進行存儲，同時記錄電控汽車不同構件的運行狀態，以及故障產生前后相關運行參數的變化，給汽車維修中對故障原因的深入分析提供有力的信息支撐。

4.4 故障信息共享化

故障診斷是故障維修的初級階段，它是為后者而服務的。在維修的過程中，維修人員通常需要聯系汽車生產商或相關售后中心報備汽車故障診斷情況，以便增強實際維修效果。這一過程，就是故障信息的共享。新的時代背景下，維修人員以網絡為依托和汽車生產商或相關售后中心進行信息交流，共享故障診斷信息。汽車生產商或相關售后中心根據維修人員所提供的信息快速配備相應的汽車零件，從而減少維修時間。

4.5 技術研究深入化

根據兼具舒適度、安全性以及可靠性汽車的市場需求，現代電控汽車的類型結構逐漸呈現出多元化的特點。盡管傳統故障診斷技術正在向現代技術轉換，但也有的診斷技術并非適用于所有的汽車。因此，我們要對其進行深入研究。研究過程中，充分發揮現代科學技術優勢拓展故障診斷技術的應用途徑，并提高相關技術的應用準確性。

5 結語

綜上所述，電控汽車故障診斷技術經歷了三個發展階段，時至今日它呈現出了智能化、自動化的發展特點。從當前該技術的發展情況來看，故障代碼自診斷及專家系統診斷已經成為電控汽車故障診斷的重要技術。在相關診斷技術的應用過程中，應當充分考慮不同車系車型所適用的故障調取與消除方法。根據對該技術當前發展情況的分析，筆者認為在未來其故障診斷則更加趨向于智能化，故障識別速度會更加快速，運行監視的自動化特點也會更加明顯，故障信息共享將會進一步打破故障診斷、維修等多方的信息孤島情況，同時，其技術研究會更加深入。對于相關從業者而言，應當立足實際，不斷更新自身故障診斷技術及專業化知識，以滿足電控汽車故障診斷及維修的需要。

參考文獻：

[1]蘇美萍.電控汽車發動機故障診斷技術與應用探討[J].內燃機與配件，2018（7）：135-136.

[2]吉興祥，楊閃輝.汽車故障診斷技術的應用及發展研究[J].卷宗，2018（11）.

[3]張書乾，鄧召文.汽車故障診斷技術研究現狀與發展趨勢研究[J]. 汽車實用技術，2018（22）：257-260.

[4]張云龍，袁大宏，王國戟，等.電控汽車故障診斷技術的現狀與發展趨勢[J]. 汽車技術，2000，32（007）：30-32.