现代汽车故障的诊断技术解密

７０　使用与维修　轻型汽车技术２０１７（４—５）　

现代汽车故障的诊断技术解密　

崔利军　

１　现代汽车故障诊断技术的特征　

现代汽车的技术性能已变得越来越好，同时，　故障诊断的难度也有了相应的增加，人们迫切需　

要提高系统的可靠性、可维修性和安全性，因而有　

必要建立一个监控系统来监控整个系统的运行状　态，不断检测系统的变化和故障信息，进而采取必　

要的措施，防止事故的发生。因此，汽车故障诊断　技术得到迅速发展，已成为科技研究的热点之一。　

汽车故障诊断技术是一门综合性的技术，它涉及　

多门学科，如现代控制理论、信号处理、模式识别、　计算机工程、人工智能、电子技术、应用数学、数理　

统计以及相关的应用学科。　现代汽车诊断技术是在传统诊断技术的基础　

上发展起来的，它具有以下几个特征：一是故障诊　断系统智能化。车载自诊断或使用故障诊断设备　

的诊断，主要诊断电子控制系统的故障，而且还有　局限性，不能对ＥＣＵ存储的数据进行分析。既用　

于电控系统又适用机械系统故障的诊断技术，是　

现代汽车诊断技术的关键。人工智能技术的迅速　发展，新的故障诊断系统，即专家系统被开发并逐　

步推向应用；二是诊断推理方法多样化。诊断推理　是以诊断特征参数为基础，采用数学方法处理信　

号，找出故障的内在联系，对系统的故障作定量分　析；三是故障诊断信息网络化。汽车是机电液一体　

化的高科技产品，新车型、新功能层出不穷。在汽车　

故障诊断时，专业人员对各种车型的技术资料掌握　

有限。通过汽车检测维修专业网络，可以传递诊断　维修信息，彻底打破信息传递在时空上的局限性，　

实现资源共享；而且能在线得到诊断专家系统的　

指导。　

２现代汽车故障常用的诊断方法　

汽车因设计、材料、生产工艺、使用方式、检修　保养等差异，在使用过程不可避免地要发生故障。　

汽车故障有的是突发性的，有的是逐渐形成的。当　汽车发生故障时，能够用经验和科学知识准确地　

快速地诊断出故障原因，找出损坏的零部件和部　

位，并尽快地排除故障，对汽车的使用和维修有　利。因此，分析故障的原因、列举常见主要故障、归　

纳故障方法，有利于对汽车故障做出准确判断。随　着汽车电子技术的应用和发展，汽车电控系统日　

趋复杂。传统的诊断方法和诊断设备无论是精确　

度和使用方便性，还是对汽车技术发展的适应性，　均不能满足用户的需要。为了提高故障诊断技术，　

不断完善诊断理论和方法，必须广泛应用各学科　的最新发展成果，并且借助于数学工具和计算机。　

目前应用的主要方法如下：　

人工经验诊断法：即直观诊断，其特点是不需　很多设备，在任何场合都可进行，诊断的准确率在　

很大程度上取决于诊断人员的技术水平。　故障树法：它是把故障作为一种事件，按其故　

障原因进行逻辑分析，绘出树枝图。树枝图中，每　

下一级事件都是上一级事件的原因，而上一级事　件是下一级事件引起的结果。　

普通仪器设备诊断：它是采用专用测量仪器、

　轻型汽车技术２０１７（４－５）　使用与维修７１　

设备对汽车的某一部位进行技术检测，将测量结　果与标准数据进行比较，从而诊断汽车的技术状　

况，确定故障原因。　

汽车电脑专用诊断设备：主要用于该公司生　产的车系。如大众公司的Ｖ．Ａ．Ｇ１５５１及ｖ＿Ａ．　

Ｇ１５５２、本田公司的ＰＧＭ、雪铁龙公司的ＦｕＴ等。　

它们不但能读取各系统的故障代码，而且还具备　执行元件诊断、部件基本设定与匹配及阅读测量　

运行数据、清除故障代码等功能。　

汽车电脑通用诊断设备洳元征Ｘ４３１、车博　士、修车王等）把故障诊断的逻辑步骤及判断数据　编成程序，由计算机执行各车系的诊断过程。　

一般汽车电脑含有自诊断系统，用于检测信　

号网的故障。如有故障，仪表板上的发动机警告灯　“ＣＨＥＣＫ”亮，通知驾驶员汽车存在故障。系统进入　

自诊断后，即可通过故障指示灯的闪烁次数读取　故障代码。　

汽车检测站：在由外观检测、尾气检测、前轮　

定位检测、制动性能检测、底盘测功、灯光检测等　工位和相应检测设备组成的检测流水线上，在标　

准测试条件和方法下对汽车进行室内检测，将检　测数据与标准数据相比较，检查车辆的运行状况。　

３　利用故障自诊断系统进行故障的　

排杏　

众所周知，电子控制燃油喷射汽车发动机的　控制电脑ＥＣＵ，设置了故障自诊断系统，它主要用　来监测电子控制系统各部件的工作状态，并且根　

据电子控制系统的配置情况，确定诊断故障的数　

量多少。当电喷汽车自诊断系统监测到一个故障　时，一方面它启用故障的保护功能，对控制系统进　

行必要的保护；另一方面，它将该故障以故障代码　

的形式存储在随机存储器（ＲＡＭ）中，并且同时点　亮故障指示灯（ＣＨＥＣＫ　ＥＮＧＩＮＧ）。汽车维修人员　

可按照一定的操作程序，读取该故障的故障码，再　通过查对有关的技术资料，将代码所示故障了解　仔细，便可对汽车电控系统故障进行有目的的维　

修。目前，汽车用电子控制系统还没有统一的“国　际标准”，不同的汽车制造厂，不同的车型，同种车　

型的不同生产年代，其电子控制系统也是千差万　

别。同时，制造厂家是不提供控制电脑内部硬件线　路原理和软件程序（存储在只读存储器ＲＯＭ中）　

的。另外，再加上国内多数汽车维修人员，对电脑　控制系统较为陌生，因此，就更进一步增加了对汽　

车电子控制系统维修的难度和神秘感。实际上，对　于汽车维修人员，了解上述问题固然重要，但如果　

仅从修理和维护的角度来看，由于汽车电子控制　系统中的部件，大多采用更换部件的方法进行维　

修，因此，正确利用自诊断系统进行故障诊断与排　

除，使车辆尽快恢复良好的技术状态，反而显得更　

重要。　

４现代汽车故障诊断新技术　

故障的自诊断。电控燃油喷射汽车发动机的　

控制电脑ＥＣＵ，设置了故障自诊断系统，该系统主　要用来监测电子控制系统各部件的工作状态，并　

且根据电子控制系统的配置情况，确定诊断故障　的数量多少。当电喷汽车自诊断系统监测到一个　

故障时，一方面它启用故障的保护功能，对控制系　

统进行必要的保护；另一方面，它将该故障以故障　代码的形式存储在随机存储器（ＲＡＭ）中，并且同　

时点亮故障指示灯。汽车维修人员可按照一定的　操作程序，读取该故障的故障码，再通过查对有关　

的技术资料，将代码所示故障了解仔细，便可对汽　车电控系统故障进行有目的的维修。　

传感器故障的自诊断。由于传感器本身就是　

产生电信号的，因此，对传感器的故障诊断不需要　专门的线路，而只需要在软件中，编制传感器输入　

信号识别程序即可实现对传感器的故障诊断。水　温传感器的正常输入电压值为０．３～４．７Ｖ，

对应的　７２　使用与维修　轻型汽车技术２０１７（４－５）　

发动机冷却水温度为一３０～１２０￣Ｃ。所以，当ＥＣＵ　

检测到的电压信号超出此范围量，如果是偶尔一　次，ＥＣＵ的诊断程序不认为是故障。但如果不正常　

信号持续一段时间，则诊断程序即判定冷却水温　传感器或其电路存在故障。ＥＣＵ将此情况以代码　

的形式存人随机存储器中。同时，通过检查发动机　

警告灯通知驾驶员和维修人员，发动机电控系统　

中出现故障。当ＥＣＵ发现水温传感器不正常后，　便采用一个事先设定的常数来作为水温信号的代　用值，使系统工作于运行状态。　

微机系统故障的自诊断。微机系统如果发生　故障，控制程序就不可能正常运行，微机处于异常　

工作状态。这样便会使汽车因发动机控制系统故　障而无法行驶。为了保证汽车在微机出现故障时　

仍能继续运行，在控制系统工程中，设计有后备回　

路。当ＥＣＵ中微机发生故障时，ＥＣＵ自动调用后　备回路完成控制任务，进入简易控制运行状态，用　

固定的控制信号，使车辆继续行驶。由于该系统只　

具备维持发动机运转的简单功能而不能代替微机　的全部工作，所以此后备回路的工作又称为“跛　行”模式。采用备用系统工作时，故障指示灯亮。微　

机工作是否正常是由被称为监视回路的电路进行　

监视的。监视电路中安装有独立于微机系统之外　的计数器。　

执行器故障的自诊断。汽车电子控制系统中，　执行器是决定发动机运行和汽车行驶安全的主要　

器件，当执行器发生故障时，往往会对汽车的行驶　

造成一定的影响。因此，对于执行器故障的处理方　法通常是：当确认为执行器故障时，由ＥＣＵ根据　

故障的严重程度采取相应的安全措施的实施，在　控制系统中，又专门设计了故障保险系统。由于　

ＥＣＵ对执行器进行的是控制操作，控制信号是输　出信号。因此，要想对各执行器的工作情况进行诊　断，一般要增设故障诊断电路，即ＥＣＵ向执行器　

发出一个控制信号，执行器要有一条专用回路来　向ＥＣＵ反馈其执行情况。发动机工作时，如果点　

火系统发生故障，便会使未燃烧的混合气进入排　气装置和排气管道。排气净化装置中的催化剂温　

度就会大大超过允许值。采用故障保险系统，当　

ＥＣＵ接收不到点火确认信号后，立即切断燃油喷　

射系统电源，停止燃油的喷射。　ＣＡＮ总线技术。ＣＡＮ（控制器局域网）总线技　

术是一种多主总线，特别适合汽车上多节点控制　单元交换数据，故障自诊断模块充分利用了这一　

技术。今后，ＣＡＮ总线技术将朝着提高通信速率、　编码效率以及容错处理能力的方向发展。ＯＢＤＩＩ　

是新一代汽车故障自诊断规范。它是由美国汽车　工程师协会ＳＡＥ和加洲环保组织提出，统一了汽　

车故障自诊断的各项技术指标。目前，ＯＢＤＩＩ故障　

自诊断规范已被全世界上的大多数国家接受，它　

将是故障自诊断技术今后的发展方向。　网络化与信息化。网络技术在汽车上的应用，　

一方面体现在汽车电控单元之间联网交换数据，　

另一方面是通过无线电基站与外界交换信息。故　

障自诊断技术借用了成熟的网络通信技术，能够　

快速诊断出各电控系统的故障，并且在汽车发生　故障或紧急情况时，电脑还会通过网络通知有关　

人员，并通过卫星定位系统帮助汽车技术服务人　员查找到具体的方位以便及时地给予救助。随着　

网络技术与信息技术在汽车上的广泛应用，也必　将把汽车故障自诊断技术应用推向更高水平。　

蓝牙技术。蓝牙技术是一种无线电设备互相　高效交互数据的新规范，蓝牙技术在汽车上的应　

用，使汽车故障无线诊断和远程诊断成为现实，使　

得故障诊断效率更高和资源更易于共享，这将极　

大提升汽车维修水平。