PDF《车载自动诊断系统》

QICHE YUNYONG

2009 年・第11 期・总第

205 期QICHE YUNYONG 分方便地操作.

因此,解放CA1122J 型军用运输车油路排气 改进能够很好地解决手动排气操 作复杂、速度慢、驾驶员易疲劳的 问题, 对降低驾驶员劳动强度、提 高部队应急机动能力有很好的实 际意义. 同时,该项改进可以在民 用同类产品上推广使用,使发动机 油路系统得到改善,确保启动时燃 油供给, 提高车辆的整体技术水 平. (作者单位: 驻一汽军代室 ) 随着我国汽车保有量的快速 增加,汽车排放的废气污染物已成 为城市空气污染的主要来源.为解 决人们对提高城市空气质量和想 拥有私家车的双重愿望及矛盾,达 到减少废气污染物排放的目的,最 为科学的方法是提高汽车的排放 标准. 顺应时代发展的要求,近几 年我国 排放法规日益严格,2004 年7月1日, 实施了国Ⅱ排放标 准;

2008 年7月1日,除部分地区 N 类轻型柴油车有

1 年缓冲期外, 其它所有类型的汽车必须执行国 Ⅲ排放标准,2008 年3月1日,北 京市率先实施国 IV 排放标准. 为 保证汽车的排放水平在任何时刻 都要达到国家排放标准,国家环境 保护部规定,对实施国Ⅲ、国IV 排 放标准的汽车的电控系统将加装 OBD 系统. OBD 系统的内涵及功用 OBD 是英文On -Board Diagnostics 的缩写, 中文翻译为 车载自动诊断系统 .它是安装在 汽车发动机电脑 (电子控制单元 ECU)中的软件,是一种应用于发 动机管理系统的电子技术,是最新 推出的用于监控汽车尾气排放的 手段之一. OBD 系统安装在实施 国Ⅲ、国IV 排放标准的汽车上,其 功能是及时发现汽车故障和污染 超标情况, 并警告驾驶员尽快维 修,同时有利于维修站对汽车故障 的诊断和维修. OBD 车载自动诊断系统与以 前的所有车载自诊断系统的不同 之处, 在于有严格的排放针对性, 它可以随时监测汽车的排放情况, 当汽车排放的一氧化碳、碳氢化合 物、氮氧化合物和燃油蒸发污染量 超过设定的标准,故障灯就会点亮 报警.它主要包括发动机随机点火 异常时引起的碳氢化合物排放量 的整体上升、催化转化器的净化效 率下降到某个限值之下、燃油系统 有空气泄漏、废气再循环系统故障 引起氮氧化合物排放量上升、某个 关键传感器或其它排放控制装置 失效等. 也就是说,当排放异常而 汽车无任何实际行驶性能问题时, 报警灯也会闪亮. OBD 系统的发展历程 从20 世纪

80 年代起, 美国、 日本和欧洲各大汽车制造企业开 始在其生产的电喷汽车上配备OBD. 第一代车载诊断系统 OBD- I 最早在

1985 年由美国加利福尼 亚州大气资源局制定, 并于

1988 年在该州全面实施. OBD-I 功能 相对简单,主要是诊断与排放有关 的零部件的完全失效,而且初期没 有自检功能. OBD-I 没有统一的 标准,OBD 连接器插口、 故障代 码、 通讯协议等由各厂家自行设 计,各车型之间无法共用,必须采 用不同的诊断系统,这给电控汽车 的故障诊断和维修带来了诸多不 便. 比OBD-I 更先进的第二代车 载诊断系统 OBD-Ⅱ于20 世纪

90 年代中期产生,美国汽车工程师协 会制定了一套标准,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,美国环境保护局 采用了美国汽车工程师协会制定 的大多数标准并作为推荐世界范 围统一使用的标准.第二代车载诊 断系统除了对排放有关的部件完 全失效进行诊断外,还对由于部件 老化、部分失效引起的排放超标进 行诊断.所以第二代车载诊断系统 才是真正意义上的实现对在用车 整个使用寿命范围内的排放控制. 美国环境保护局规定,1996 年以 后生产的轿车和载质量 6.5 吨以 下轻型载货车的电控系统都要求 配置 OBD-Ⅱ系统,并要求进入北 美市场的汽车都按照新标准设置 OBD. 由于美国、日本和欧洲采用 了不同的排放法规体系,所以第二 代车载诊断系统有OBD-Ⅱ、J- OBD 和E-OBD 等3种形式,但它 们使用统一的标准,包括标准化的 数据诊断接口、解码器、电子通讯 协议、诊断故障码、维修服务情报 等,只要用

1 台仪器即可对各种汽 车进行诊断检测,这给全球汽车维 修检测提供了极大的方便.现在世 界各国汽车生产企业普遍采用第 二代车载自动诊断系统,由于我国 排放标准的制定借鉴了欧洲标准, 因此我国强制实施的 OBD 是基于 E-OBD 标准的 C-OBD. OBD-Ⅱ系统技术先进, 对探 解读现代汽车 OBD 百科之窗 黄安华 董凤冰 车载自动诊断系统

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205 期QICHE YUNYONG 测排放问题十分有效,但对驾驶者 是否接受警告却无能为力. 为此, 美国汽车制造企业生产出了比OBD-Ⅱ更为先进的第三代车载诊 断系统 OBD-Ⅲ. OBD-Ⅲ的主要 目的是使汽车的检测、维护和管理 合为一体, 以满足环境保护的要 求. OBD-Ⅲ系统会分别进入发动 机、变速器、制动防抱死等系统的 电子控制单元 ECU 中去读取故障 码和其它相关数据,并利用小型车 载通讯系统, 如GPS 导航系统或 无线通信方式, 将汽车的身份代 码、故障码及所在位置等信息自动 通告管理部门,管理部门根据该汽 车排放问题的等级对其发出指令, 包括去哪里维修的建议、解决排放 问题的时限等,还可对超出时限的 违规者的汽车发出禁行指令. 因此,OBD-Ⅲ系统不仅能对汽车排 放超标问题向驾驶者发出警告,还 能对违规者进行惩罚.这种合成型 OBD 目前在美国有了较大发展. OBD 系统的组成 OBD 系统非常复杂, 美国加 利福尼亚州空气资源委员会的OBD-Ⅱ系统规定包括

70 多页的 详细法规和几百页的详细美国汽 车工程师协会及国际 ISO 标准. OBD 系统在功能上由软件和硬件 共同实现. OBD 的软件包括故障 诊断控制策略代码和标定,与发动 机控制部分一起构成整个发动机 控制系统的软件包.在一个典型的 发动机控制系统软件包中,OBD 部分的代码占整个软件内容的50%以上,有超过

150 个可能的故 障代码. OBD 的硬件主要由各传 感器、电子控制单元 ECU、OBD 连 接器插口、故障灯、执行器及线路 等与发动机废气控制相关的子系 统组成. OBD 系统的工作原理 汽车在正常运行时,汽车的电 子控制系统输入和输出的信号(电 压或电流)会在一定的范围内有一 定规律地变化.当电子控制系统电 路的信号出现异常且超出了正常 的变化范围,并且这一异常现象在 一定时间(3 个连续行程)内不会 消失,ECU 则判断为这一部分出 现故障,故障灯或点亮,同时监测 器把这一故障以代码的形式存入 内部 RAM 随机存储器,被存储的 故障代码在检修时可以通过解码 器来读取. 如果故障不再存在,监 控器在连续

3 次未接收到相关信 号后,将指令故障灯熄灭,发动机 再暖机循环约

40 次, 该故障代码 会自动从存储器中被清除掉. OBD 系统的使用要点 OBD 系统对汽车排放超标和 故障的监测效果非常明显,是目前 真正意义上对在用车整个使用寿 命范围内的排放控制. 但OBD 系 统也不是至善至美,它仅能监测出 汽车电控系统中 70%~80%的故 障,而且其可靠性还受汽车运行环 境的影响,在恶劣的运行状况和异 常的工作环境中, 系统有可能出 错, 产生错误的故障代码. 由于 OBD 系统对工作环境和使用条件 有着较高的要求, 所以对安装了 OBD 的实施国Ⅲ或国 IV 排放标 准的汽车,必须认真保养、仔细呵 护. 一是选用合格的机油.相比没 有安装 OBD 的汽车,安装有 OBD 的实施国Ⅲ或国 IV 排放标准的汽 车,对于机油的品质有了更高级别 的要求.如果长期使用不符合标准 的机油甚至劣质机油,会加速发动 机的磨损, 造成烧机油等现象;

同 时机油中磷和锌燃烧还会使三元 催化转化器中毒, 从而使 OBD 难 以正常工作.因此,在保养汽车时, 要严格按汽车使用说明书的规定 进行保养,更换指定或专用的品牌 机油. 二是使用标准的清洁燃油.带OBD 的汽车, 发动机及后处理系 统都严格按实施国Ⅲ或国 IV 排放 标准对燃油的要求进行设计,不能 加注低标号燃油,更不能使用劣质 燃油. 使用低标号燃油,会因为硫 的含量大而使氧传感器、催化器中 毒,导致故障灯频亮. 使用劣质燃 油,会使喷油嘴阻塞、排气冒黑烟, 甚至导致汽车动力性下降、油耗增 加等问题.此外,驾车者需要注意, 加注燃油后要拧紧油箱盖, 因为 OBD-Ⅱ对燃油箱的蒸气泄漏有监 测,如果油箱盖未拧紧,必将发生 泄漏, 从而直接影响监测的真实 性,OBD 会产生错误的故障代码, 这样可能会误导驾驶者和维修人 员. 需要说明的是, ........