□杨忠敏
现代汽车工业高速发展，汽车技术日新月异。新材料、新技术、新工艺在汽车上广泛的应用，使现代汽车具有良好的动力性、经济性和可靠性；同时也给维修行业带来了新的机遇和挑战。现代汽车机电一体化结构日益复杂，给汽车故障检测诊断增加了难度。提高汽车维修技术水平，掌握现代汽车维修技能，已是维修行业的重要课题。
20世纪70年代前半叶，开发了安全实验车（ESV）、安全气囊，研制出各种系统的检测设备，同时进一步认识到了汽车诊断装置的重要性。1972年德国大众汽车公司首次研制成汽车诊断用传感器和诊断专用联接器，与外部计算机和检测器联机，能够检查88个项目，并打印出结果。
1975年美国哈米尔顿"标准公司向市场推出了汽车诊断装置Autosense，这种计算机诊断装置价格昂贵，而且作为诊断基准的数据按生产厂和型号的不同而变化，维修困难，因此不能普及。
1979年日产汽车公司公爵牌轿车上应用了由微机控制的发动机集中控制系统。十多年来，微机在汽车上的应用日益普及，但这些高精度的电子控制装置对于众多的维护人员来讲是较难掌握其性能的。利用原来的经验去排除故障或进行修理已变得越来越困难。为解决这些问题，日本整车汽车公司独立开发了故障诊断工具，以支援市场上的维修服务行业。在汽车上装用微机的初期，通常使用模拟电子装置，也就是称之为“TJoint”的工具。这些在电子控制单元ECU与车身线束之间插入输入、输出信号进行分路输出的T字型线束，是通过直接监控该信号进行故障诊断的工具。但每个系统的线束价格昂贵，诊断后取出ECU比较麻烦，所以只在有限范围内加以应用。
1980年开始应用发动机集中控制系统用的汽车诊断装置。在ECU内部设有简单故障诊断的程序，按照需要加以启动，用灯的点亮、熄灯代码加以显示。维修人员按照熄灯的代码，确定故障发生部位，然后进行诊断及修理。这种汽车诊断装置在系统发生异常情况时，可以向驾驶者报警，从而确保了安全。但在使用中，其本身功能受到的限制以及存在的问题逐渐暴露出来：该装置由于在ECU的内部进行故障诊断，其诊断程序有限，特别是只停留在与线束有关的断线与短路的故障诊断上。
1986年通用汽车公司推出的TECHI型诊断装置，是一种携带式测试仪，不仅能显示车载式自诊断装置的诊断输出值，而且输人ECU的控制参数，并具有根据外界状态的变化进行诊断、与外部大型计算机的接口、交换只读存储器（ROM）盒式磁盘等功能。
1987年10月，三菱汽车公司在推出新型加朗牌轿车的同时，也推出了非车载式多用途试验器（MUT）。与其他非车载式故障诊断工具不同，该装置可与车辆上的专用插接件连接，对车辆侧的ECU进行串联通信，只要读出故障代码，就能实时参考ECU内部的数据，进行车辆的故障诊断。此后，各大汽车公司相继进行了新的故障诊断工具的开发，使车用电子装备故障诊断出现了新的格局。
利用串联通信进行故障诊断的工具．其外形如大型台式电子计算机，具有LCD的显示部和主开关板，设有包含软件的插入口和与车辆联接的插接件的电缆线。使用时把电缆线前端的插接件与车辆专用的插接件相连接，根据诊断对象把软件安装在本体上，并设有电源开关（软件大多数是只读存诸器卡片）。该诊断装置可以进行简单的键操作，从ECU中调用诊断必需的数据，强制动作试验。键盘的操作可采用对话形式，对初学者极为方便。在最近推出的装置中，既可以从装置方面指示操作过程，也可以同使用电路试验器一样，都装有A/D(模／数）转换器。如日产汽车公司称为CONSULT的工具，它装有模／数转换器等计测用定时器。
串联通信的故障诊断工具与一般诊断工具相比，其使用性更广泛也更方便。一般用TJoint诊断工具自身所装备的计测装置对ECU的输入输出信号进行计测，每一种系统必须使用专用诊断工具，而且按照车型年式配备专用线束（TJoint)。而采用串联通信的诊断工具，对于每一个系统的变化只需改变软件，故障诊断工具本体则可在所有系统中通用；即使车辆的年份式样发生改变，也只要交换软件，就可适用。
1986年美国通用汽车公司和福特汽车公司分别推出了称之为CAMS和SBDS的故障诊断支援系统。通过与任何维修点设置的计算机终端联接，有关车辆诊断的数据通过电话线路传递给总公司大型计算机，诊断结果与维修信息由阴极射线显示仪显示出来。1987年日本丰田推出了diagmonitor诊断装置，1990年推出了diagnosiskeader诊断装置，日产汽车公司在1989年也推出了Consult诊断装置。近年来由于应用专家系统（ES）的诊断程序，有可能进一步提高诊断的正确性。
20世纪80年代，车用电子控制装置已越来越多地得到应用。近年来，车辆为了提高动力性、燃油经济性和限制废气排放污染，都应用了电子控制装置，并逐年提高其性能，结构趋于复杂。为此，三菱汽车公司于1987年开发了电子控制系统故障诊断用试验器，提高了维修保养的性能。如今又开发成功，并采用ISO通信方法的试验器。该系统通过装设在车身一侧的诊断用的插接件能够与车用电子控制装置的微机进行故障诊断信息的交换通信。这种通信方法可分为二大类，一是由故障诊断用测验器予以读出显示的自诊断代码方式；二是通过与高功能系统的微机信息交流的串联传输方式。
自诊断代码方式是根据车用电子控制装置的输出特性，由故障诊断用试验器加以识别与显示，这时微机与试验器之间不存在相互通信，试验器只接收到微机的信号。串联输送方式是起止同步方式（NRZ），半二重通信，输送速度按照各个车载电子控制装置在60~2400bit/s之间。1986年美国通用汽车公司向代理商提供了串联通信的故障诊断工具TECH-1。
丰田“技术对讲系统”应用于发动机集中控制系统TCCS。作为系统信息流，当故障车辆入库时，专业技术人员在预制的17诊表上填入有关事项，并电传到丰田维修总部。维修部人员以此为基础，把信息输入到“技术对讲系统”，根据专家系统的诊断程序，答复诊断结果。修理技术人员以诊断结果为基础进行修理，排除故障。
车载式自诊断装置一般由用户和专门维修技术人员使用。要求能发现故障，故障分类，故障报警，故障存储，故障处理排除。对于一般用户，所有的诊断都是自动进行的，不要求专门操作，除非已明显感觉到车辆运转性能恶化的故障。利用车载式自诊断装置能测知一般用户难以发现的故障，并在正确测知故障部位的情况下，排除故障。发现故障时，向装有微机的电子控制单元(ECU)输入的信号电平，在正常状态时处于一定范围。当范围以外的信号被输入时，ECU诊断出该信号系统处于异常状态。如在发动机冷却水温度信号系统中，规定正常时传感器接线柱电压在0.08~4.8V(-50~十13990)之间，超出此范围则诊断为异常状态。若微机本身发生故障，则由设有紧急监控定时器（WDT）的时限电路加以监控，若出现程序异常，则定期进行时限电路的再调置停止工作，以便采取微机再调置的故障检测方法。
当微机正常时，通过诊断用程序检测输出入信号的异常情况，可分为不导致行驶故障的轻度故障、引起功能下降的故障以及重大故障，并把故障重要性分类，预先编制在程序中。当微机本身发生异常情况时，则通过WDT进行重大故障分类。故障报警一般是通过设置在仪表盘内的报警灯闪亮，向用户报警。也有些汽车制造公司没有为用户设置报警灯，只有在维修工厂用的诊断代码读出专用的显示部分。在具有阴极显示仪的车辆上，也有直接以文字显示报警内容，简洁鲜明。当检测故障时，在存储器中存储故障部位的代码。一般情况下，即使点火开关断开，微机存储部分的电源仍保持通电状态，不使存储的内容消失。反之，也有不存储即时发生的故障。
当发生轻微故障时，为了不妨碍通常行驶，由微机进行支援调控。重大故障时，为了确保必要的最低功能，故障保险系统即时生效，进入工作状态。例如当进气温度传感器异常时，为了防止导致二次异常状态，则冷态运转性有一定程度的降低。所以，使用预编程序中的代用值（标准值）进行计算，以保持通常的行驶性能。另一方面，当测知点火系统异常时，如果继续保持运转，则可能使催化剂过热，这时直接使发动机停止运转。以上是利用微机进行故障处理。如果微机本身发生故障，则如上所述由WDT进行监控。在使微机异常动作停止的同时，切换到输出预编程序的喷油时间和点火时间信号的紧急支援电路，以确保最低限度的功能。这种装置已被广泛应用。
自1987年起，美国的加利福尼亚州环境资源局对汽车排放废气作出了限制，对排放气体的相关部件进行在车故障诊断。自1994年起，进一步严格的废气限制法规开始实施。法规规定，与排气相关的ECU必须与被称为万能扫描工具标准化的故障诊断工具之间进行通信。同时，美国环境厅（EPA)也采取相应措施，将在全美普遍推广使用。其中，在CARB的要求下，美国汽车工程学会（SAE）进一步推进了与故障诊断工具相关的标准化工作。
欧洲各个整车公司对于汽车电子装备的设计和安排有很大不同c一般讲，与美国、日本相比，电子化进展缓慢。对于故障诊断工具，在20世纪70年代初期，德国大众汽车公司在发动机控制中应用了ECU，而美国、日本极普通的在车故障诊断装置在欧洲尚不普及。此后，波许公司与瓦伯科零部件公司独自开发了与本公司产品相适应的故障诊断工具，并抛开了整车公司而独自向市场推销。国际标准化组织ISO很早就实施制订了有关故障诊断的标准，对于使用通信的故障诊断，参照SAE标准，并进行相互协调。与ISO标准通信协议相对应的具体应用文件及领域正在审议之中。目前，世界很多国家正在加速进行故障诊断的标准化工作，标准化工作势在必行。但原封不动地应用ISO或SAE标准，都会给各公司自己设定的诊断带来困难，会导致车辆成本的增加。因此，不能简单地沿用ISO或SAE标准。另一方面，必须看到，单靠诊断工具，故障诊断排除的工作是不能完成的。因此，必须培训维修人员掌握使用故障诊断的技术。
维修行业的基础整备，将决定今后故障诊断工具的使用。美国已经着手改善基础工作，把维修保养说明书向电子媒体化发展，而日本仍以纸面资料为主，不过，马自达MASCOT则是向电脑化发展的一个实例。在不远的将来，维修和故障诊断用的电子媒体化将会实现。作为下一代的电子媒体化的资料将不断得到应用，并与故障诊断用专家系统相结合。
随着电子技术的完善，不同功能的检测维修设备正基于电子技术实现信息传递，走向集成化，向机电一体化方向迈进。为适应现代汽车技术和道路运输发展的需要，这些年来，尤其是汽车不解体检测诊断技术有了迅速发展，并在全行业逐步得到推行。利用必要的仪器、设备，采用不解体检测方法，对汽车有关参数进行检测，并综合分析检测结果，评定汽车技术状况，判定故障部位，确定有针对性的维修方案，这种充分运用现代检测手段，提高维修技术水平的做法，代表了汽车维修、检测技术的发展方向。今后，ECU故障诊断工具的通信标准化与维修资料的电子媒体化及其标准化将会得到广泛的普及。
现代车载式诊断装置在不断完善：
诊断项目细分化。也就是更正确地判定故障发生的部位。现代汽车的各种辅助装置越来越多，在某些车辆上有100个以上的诊断代码可供使用。
输入输出数据的读出功能。不仅仅输出诊断代码，而且增加了能变换ECU输出输入数据加以读出的功能，由此能进一步详细诊断各个系统的控制状态。
各种辅助系统的集中诊断。随着汽车辅助系统数量的剧增，分别配置了各种不同类型的车载式自诊断装置，因此在修理工厂中很难进行应用修理。这时如果采用统一的诊断方法和诊断代码，无疑会对修理提供方便。现在已研制成能同时显示每一个辅助系统的诊断结果的装置，例如，丰田的超级监控仪、多信息显示仪，美国通用汽车公司的BCM/ECM诊断仪等。同时诊断插接件集中化，有利于车辆组装检测线和维修工厂的使用。
诊断信息输出方法的标准化。有关诊断信息的输出方法，已在ISO和SAE中进行了标准化工作。尽管在这种标准化工作中各汽车厂商都有类似方法，但是仍应该对细节部分不同的方法进行标准化。不仅在制造厂商的系列销售店，即使在一般的修理工厂中也能诊断各个汽车公司不同型号的汽车。诊断专用接插件（联接器）的形状、输出数据的种类、通信方法等应该作为标准化对象。
进一步完善故障诊断支援系统。作为故障诊断支援系统的研究课题，包括“诊断精度的提高”与“诊断装置的普及”两个面。解决前一个课题，要求对故障分析进行充分彻底的了解，以充实“故障诊断所需要的必备知识”。为了解决第二个课题，把诊断装置作为高功能的进行设计，并降低价格。
由于人们对于汽车使用寿命、质量、安全性、可靠性能等要求的提高，对汽车检测诊断的设备的随车安置和事故随时发现、随时诊断的要求越来越迫切，如防撞雷达、电控自动变速器、电子仪表、制动防抱死装置的大量普及，对汽车自身检测技术与设备提出更新更高的要求，使汽车检测诊断仪器、设备迅速向小便捷化、功能多样化方向发展。网络技术将各种汽车检测设备联成一个“整体”。如汽车检测站通常只须一台集成化或联成网的“智能”设备，而所有其他设备，如发动机检测仪、尾气分析轴重仪、侧滑仪等，都可以作为终端工作站出现。同时，汽车检测站也可以将汽车检测信息存入网络，与其他车辆管理部门、辆维修企业共享。网络一体化也是汽车维修检测设备发展的必然趋势。