邱霖　尹少峰

摘要：现代汽车故障诊断技术是汽车电子控制技术的重要组成部分，也在汽车维修工作中起着决定性的重要作用。文章对电控汽车故障诊断的发展过程进行了说明，分析了汽车故障诊断中如何用好诊断设备，展望了未来汽车故障诊断技术的发展趋势。

关键词：电控汽车；故障诊断；诊断设备；汽车电子控制技术；汽车维修 文献标识码：A

中图分类号：U46 文章编号：1009-2374（2016）12-0076-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.12.036

电控汽车在使用过程中，由于车辆受外界或本身结构某一种或几种原因的影响，其技术状况随行驶里程的增加而发生变化，其动力性、经济性、可靠性、安全性将逐渐地下降，排放和噪声加剧，故障率增加，这不仅对汽车的使用性能及环境造成极大的影响，甚至还直接影响到电控汽车的使用寿命，因而对研究电控汽车故障的变化规律、定期检修检测和及时而准确地诊断出故障部位并排除故障，就成为电控汽车使用技术的一项重要内容。电控汽车故障诊断与维修是恢复电控汽车使用寿命的关键，是电控汽车使用技术的中心环节，在这一关键中间环节中必须要选好用好故障诊断设备。

1 电控汽车结构特点及故障规律

1.1 电控汽车结构特点

在传统汽车结构基础上增加了电控系统，即由传感器、电控单元ECU和执行器三大部分组成。不同车型的电控系统结构略有不同，但控制原理相同。

传感器是用于检测车辆运行中的运行工况参数并传递给电控单元ECU。

执行器接受电控单元ECU的指令实现电控单元ECU预存的车辆标定运行工况。

电控单元ECU接受传感器输送的检测参数，与其内部储存的标定程序进行对比、分析计算、处理，最后输出参数指令执行器工作，达到其内部储存的标定状态工况。在传统汽车的基础上增加电控系统，是为了进一步提高汽车的使用性能、改善汽车的安全可靠性、驾驶的轻便型、乘坐的舒适性、避免故障的早期出现及延长汽车的使用寿命。

1.2 电控汽车的故障规律

电控汽车是多元技术、多种系统、多种结构、多种材料、多类工艺及多个零件组成的产品，在使用过程中所发生的故障必然是模式多样机理多变，但也有其基本规律的。

按照故障的性质、程度、时间、后果等特征进行故障规律分析时，其概念抽象，内涵较大，不能直接确定故障部位及故障元件。

按照故障模式进行对故障规律分析时，故障现象具体明确，其概念具体，内涵较少与故障机理的分析有直接关系，容易确定故障部位及元件。故障规律可以由两种模式来反映：汽车在非工作状态时由静态形式来反映故障规律，汽车在运行状态时由动态形式来反映故障规律，对于参数有温度值、转速值、功率值、时间值、电流值、电压值等；而对于波形形式又有电流波形、电压波形等。

综合上述故障规律，要诊断电控汽车故障，必须要按故障规律选好用好诊断设备。

2 电控汽车的车载诊断系统（OBD）简介及发展

OBD是一种自动诊断汽车故障的程序，用于识别电子控制系统功能失效的故障。当系统出现故障时，系统故障指示灯会亮或闪烁，同时控制模块将故障信息存入存储器，通过一定的程序可以将故障码从控制模块中读出。根据故障码的提示，维修人员能迅速准确地确定故障的性质和部位。有针对性地去检查故障系统的有关部位、元件和线路，将故障排除，使用OBD可以省去许多不必要的检测，节约时间。

迄今为止，已经有三代OBD问世：从20世纪80年代起，美、日、欧等各大汽车制造企业开始在其生产的电喷汽车上配备OBD，即为一代OBD-Ⅰ。检测时要有自己一套检测专用工具，其原因是各大主要汽车制造企业的OBD系统因其发动机管理系统不同而各不相同，各自采用自行设计的诊断仪及自定义的故障码；在20世纪90年代中期产生了OBD-Ⅱ，它实行标准的检测程序，不必使用专用的特殊工具，美国汽车工程师协会（SAE）制定了一套标准规范，要求各汽车制造企业按照OBD-Ⅱ的标准提供统一的诊断模式，做到只要有一台仪器就可通过标准的接口对各种汽车进行检测，更使OBD-Ⅱ能够监测汽车排放。OBD-Ⅱ对电控汽车故障诊断是十分有效的，但当故障指示灯亮时驾驶员是否接受警告，则又是另一回事。为此，一种比OBD-Ⅱ更先进的OBD-Ⅲ产生了，OBD-Ⅲ的主要目的是使汽车的檢测、维护和管理合为一体，并能对车辆排放问题向驾驶者发出警告，而且还能对违规者进行惩罚。

3 电控汽车故障诊断是要选好用好诊断设备

对电控汽车的故障诊断设备类型比较多，但最常用的有汽车专用万用表、汽车解码器、汽车示波器和其他专用诊断仪器。如何选好使用好诊断设备，主要是如何充分发挥诊断设备的主要功能和优点，才是对故障诊断是否有效进行的关键。

3.1 汽车专用万用表

汽车专用万用表的面板组成：显示屏，转换功能键，测量项目选择开关，测量项目各插孔、插座等。主要用于检测汽车的电气元件：电阻，交、直流电压，交、直流电流，转速，温度，闭合角，占空比，二极管，晶体管，频率等。

根据电控汽车故障现象、故障症状，明确了故障部位及元件的检测项目，确定选用汽车专用万用表时，就要正确、规范、精确地使用好汽车专用万用表进行检测，读出最准确的检测参数，进行故障诊断。

3.2 汽车解码器

汽车解码器可分为专用型和通用型。两类解码器的组成基本相同：主机，测试线，测试卡，16Pin的通用OBD-Ⅱ接头和特殊车型的转化接头等。

汽车解码器在对电控汽车故障诊断与检测时的主要功能：（1）显示与消除故障代码；（2）能显示ECU随机存储器（RAM）中的数据；（3）能控制执行元件强制动作；（4）能与微型计算机等进行外部通讯。

根据电控汽车驾驶员前方仪表板中故障指示灯的报警提示、故障现象、故障症状，确定故障检测系统，正确连接故障车与汽车解码器，打开检测车的点火钥匙并打开汽车解码器的电源开机，选择汽车检测，选择车辆区域，选择检测车型，选择检测车辆年款，选择检测系统，选择与故障现象及故障症状对应的相关功能进行有效检测，得出检测结果，结合故障系统结构、工作原理和平时维修中的实践经验，进行全面分析，锁定故障部位的故障元件，最后进行故障排除，启动车辆消除故障代码熄灭检测系统的故障指示灯，进行车辆路试要恢复正常的使用性能。

3.3 汽车示波器

汽车示波器用于检测汽车机械或电气元件的工作状态，将工作状态模拟量转换成电信号，在示波器的显示屏上显示出各种不同信号幅度随时间变化的波形，还可以用它测试各种不同的电量，如电流、电压、调幅度、频率、相位差等。

汽车示波器对电控汽车故障诊断与检测时的主要功用是：（1）消除猜测，在更换部件前进行测试；（2）查找线路和连接器的间歇故障；（3）是查找充电和启动问题的最好方法；（4）查找不受ECU监测的执行器问题，如马达和喷油嘴；（5）识别机械问题，如压缩和正时皮带安装错误或滑动。

其优点是：高分辨率和精度；大容量采样存储器可以放大波形的细节；无限量存储波形和设置；高级触发模式捕捉间歇性故障。

根据电控汽车驾驶员前方仪表板中故障指示灯的报警提示、故障现象、故障症状，确定故障检测系统，正确连接故障车与汽车示波器，打开检测车的点火钥匙并打开汽车示波器的电源开机，选择检测系统，再选择与故障现象及故障症状对应的相关可疑元件进行波形检测，将检测波和正确波对比分析，得出检测结果，结合故障系统结构、工作原理和平时维修中的实践经验，进行全面分析，锁定故障部位的故障元件，最后进行故障排除，启动车辆消除故障代码熄灭检测系统的故障指示灯，进行车辆路试要恢复正常的使用性能。如图1是汽车点火系的单缸初、次级波形：

4 展望电控汽车故障诊断技术的未来发展

4.1 应用汽车局域网

采用VAN/CAN对汽车电控各子系统模块化管理，通过外部诊断设备直接对各子系统故障进行诊断与测试。

4.2 增强在板故障诊断系统对汽车运行状态的监视功能

采用大容量的存储器记录车辆运行状态时的发生故障前后的参数值，以便分析故障发生的原因。

4.3 提高在板故障诊断系统对特殊性故障的处理

预测特殊性故障的发生，并采取应急措施，使故障车辆仍能在短期内正常运行。

4.4 加强汽車制造厂商与维修企业或维修点之间对故障诊断信息资源的交流与共享

汽车制造厂商有该车型原始汽车标定的结构组成、各组成部分的工作原理及车辆正常使用中的使用性能的维修手册和相关重要资料，这些信息资源对维修企业或维修点至关重要。

4.5 加强故障诊断技术的研究

将一些新诊断技术、新诊断设备用于汽车故障诊断工作中。

5 结语

综合上述分析说明了电控汽车的结构组成、工作原理、故障规律、故障诊断的前提条件，诊断故障时的诊断设备的选用和使用，才能准确、有效、快速地诊断电控汽车复杂多端的故障，确定故障排除，恢复车辆的正常使用，达到节能环保的目的，保证驾驶和乘坐的安全性和舒适性。

参考文献

[1] 谭本忠.汽车波形与数据流分析[M].北京：机械工业出版社，2009.

（责任编辑：王 波）