OBD车载自诊断系统

• 取决于标定的设置，非现行的OBD故障代码在经过一定次
数的行车循环或经过一定的时间，可以自动从故障的历史 信息中被清除
• 这些分类和设置是按排放法规的要求，编入发动机ECM的标定程
序
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3.OBD监测和故障确认
• 配备OBD系统的发动机有着可在某些工作条件下运行的多项OBD 监测。这 些监测可测试其各自系统，相应地存储或报告结果
OBD (On Board Diagnostics) 车载自诊断系统
福田汽车北京服务培训中心
1.什么是 OBD(车载诊断系统)?
• 车载诊断 (OBD) 系统是政府强制执行的标准。它要求发动机主
动监测并测试与排放相关的部件和系统，来检测能对排放产生不
利影响的故障 • OBD系统几乎监控着每一个可能影响到排放控制系统的部件 • 如果检测到使排放变差的故障，OBD系统将点亮车辆仪表板上的 故障指示灯(Malfunction Indicator Lamp) 向驾驶员发出发动机需 要修理的警告，有些故障可能会造成发动机“降低性能”运行 • OBD系统执行的监测项目、诊断功能和对发动机的限制，随车型 (Gross Vehicle Weight Rating) 、年代、认证等级和适用法规的
如：通过发动机曲轴转速传感器感知的转速来推理验证进气空气流量传感 器流量信号和节气门位置传感器信号的变化，节气门位置保持不变时转速升 高空气流量应上升，否则将判定为有故障。 对输出的监测方法是：控制单元监测输出端的电压，如执行线圈、继电器 的端电压。如控制单元指令接通则电压应该下降、指令断开时电压应该升高 ，当回路短路、断路，再根据指令状态即可判定故障。 监测的输出主要有以下： 空调自动切断继电器（当大负荷时自动切断空调） 自动变速箱换档电磁阀（电磁阀通断组合实现换档动作） 变矩器锁止电磁阀（接通时变矩器锁止） 自动变速箱油压控制电磁阀（调节变速箱控制油压） 氧传感器加热器（使氧传感器升温达到工作状态） 冷却风扇控制继电器（根据发动机冷却液温度控制风扇转速） 综上所述，OBD是汽车的自检监测系统，是在发动机基本控制的基础上， 增加了能根据各传感器和执行器的监视信息，由控制单元进行逻辑分析，已 确定汽车是否按预先设定正常工作的功能，并不是独立于汽车控制系统以外 。OBDⅡ也并不是为排放控制而专门设计的，而是在原自检系统的基础上增 加了对排放控制系统监测功能。 11
– 通常，非 OBD 故障代码会使淡黄色警告指示灯 或红色停机指
示灯 点亮，这些都是传统的仪表板指示灯。
– OBD 故障则一定会使 MIL灯点亮，也使 AWL 或 RSL 点亮
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wenku.baidu.com OBD故障代码
• OBD故障代码可分为：
– 可擦除型OBD故障代码 – 不可擦除型OBD故障代码 • 该类型的故障代码即使是非现行状态，也不能被电子服务 工具清除
汽车自诊断系统对故障确认的四种方法：
1．值域判定法 当控制电脑接收到的输入信号超出规定的数值范围时，自诊断系统就确认 该输入信号出现故障。例如：某车水温传感器设计在正常使用温度范围30—120℃(或范围更大些)内，输出电压为0．30—4．70V，所以当控制电 脑检测出信号电压小于0．15V或大于4．85v时就判定水温传感器信号系统 发生短路或断路故障。 2．时域判定法 • 当控制电脑检测时发现某一输入信号在一定的时间内没有发生变化或变
电压信号，控制单元判定发动机处于富油燃烧，即调节喷油器喷射脉宽，
减少喷油量。因此对氧传感器的监测至关重要。 • 对氧传感器的监测方法是：当氧传感器反馈信号总保持高频率或低频率，
此时系统将多次改变燃油供给量检验传感器响应，如果传感器响应缓慢或
无响应即判定传感器有故障，此外氧传感器信号过高或过低超出正常范围 也判定为故障，故障码将被储存在控制单元中，当两个行驶循环均出现，
g、综合部件监测器：为使系统各部件按设定协同工作，保证发动机工作在 理想的状态，系统设计有综合部件监测器，对输入和输出进行监测（监测 的目的不一定都是为排放控制的需要，更有汽车的动力性、经济性的需要 ）。 对输入信号检测主要是判断短路、断路或输入信号超出正常范围，并通过其 他相关传感器反馈信号进行推理和逻辑判断，确定输入是否正常，系统主 要监测以下输入： • 氧传感器 • 进气空气流量传感器 • 冷却液温度传感器 • 进气温度传感器 • 系统通过下列传感器的基础信号对监测的输入进行推理验证： • 点火位置传感器（识别曲轴上止点） • 汽缸识别传感器（识别压缩终了） • 曲轴转速传感器（感知曲轴转速） • 点火检测传感器（感知点火电压脉冲） 10 • 车速传感器（感知车速）
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• b、发动机缺火监测器：发动机一旦失火（某个汽缸混合汽未能点燃燃烧 ），未燃烧的含有大量碳氢化合物的混合汽将排入排气管，再进入催化器 ，当催化器将大量的碳氢化合物转化为二氧化碳和水时，催化器将过热， 甚至多孔状载体可能被烧融成为实心状，而使转化效率降低甚至丧失，因 此必须对发动机缺火进行监测，对发动机失火的监测方法主要是通过曲轴 转角传感器检测曲轴作功行程的转速加速度，即监测每个汽缸对发动机功 率的贡献。发动机正常工作情况下，每个汽缸作功行程曲轴都有一个稳定 的加速度，如果某个气缸缺火，该汽缸作功行程曲轴加速度将异常，从而 被判定缺火。 • 系统对缺火的判定又分为甲类缺火和乙类缺火。甲类缺火是指曲轴在２０ ０转期间缺火超过２％—２０％，此时发动机控制单元将切断缺火汽缸的 燃油供应，防止催化器过热，并且发动机故障灯点亮；乙类缺火是指曲轴 在１０００转期间缺火超过２％—３％，该类缺火程度较轻，不会引起催 化器过热，发动机控制单元不会切断缺火汽缸的燃油供应，但当连续第二 5 个行驶循环再发生该故障时，发动机故障灯点亮。
化没有达到预先规定的次数时，自诊断系统就确定该信号出现故障。例如
：氧传感器在发动机达到正常工作温度，控制系统进入闭环后，电脑检测 不到氧传感器的输出信号超过一定时间或者氧传感器信号在0．45V上下没 有变化的情况已超过一定时间，自诊断系统就判定氧传感器信号系统出现 12 故障。
3．功能判定法 当控制电脑给执行器发出动作指令后，检测相应传感器的输出参数变化，
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• f、二次空气喷射监测器： • 为更彻底的将排气中的CO和HC氧化成CO2和H2O，较多的汽车都配装有二 次空气喷射装置，配装二次空气喷射装置的汽车，排气催化转换器一般有两 个转换床，第一节为还原床将排气中的NOX还原成N2，CO 和N2化合成 NH3。第二节为氧化床，二次空气喷射到氧化床之前，在氧化床中过量的氧 气将废气中的CO和HC烧掉。配装有二次空气喷射装置的汽车允许较浓混合 汽，以满足汽车各种工况混合汽下排放要求。二次空气的喷射是通过空气喷 射泵、管路、控制阀将空气喷入排气管，控制阀根据发动机工况通断进入排 气管的二次空气流，在发动机浓混合汽工作时，引入空气流。 • 对二次空气喷射供给的监测有主动监测和被动监测，被动监测是通过空气喷 口下游的氧传感器的信号对空气喷射的情况进行监测，当空气泵工作时，此 时氧传感器的电压信号应该是低频电压，当空气泵关闭，氧传感器的电压信 号应该是高频电压，否则系统将判定为有故障，系统将进行主动监测。一旦 进入主动监测程序，系统控制单元将交替接通和关闭进入排气管的空气流， 同时监测氧传感器的电压信号的变化情况以及对燃油喷射量调节值，当空气 流接通时，氧传感器应反馈低频电压信号，并短暂调高燃油喷射量。如连续 两次测试不通过，故障指示灯将点亮，并在控制单元中储存故障码。 9
若传感器输出信号没有按照程序规定的参数变化，就确认执行器或电路出
现故障。例如：一般汽车EGR系统装有EGR阀高度传感器，用以检测 EGR阀是否正常工作。但有的汽车并没设置EGR阀高度传感器，当控制 电脑发出开启EGR阀命令后，通过检测进气压力传感器MAP输出信号是 否有相应变化，也可以确定EGR阀有无动作，若没有变化，则确认EGR 阀及电路有故障。 4．逻辑判定法 控制电脑对两个具有相互联系的传感器进行数据比较，当发现两个传感器 信号之间的逻辑关系违反设定条件时，就断定其一定有故障。例如：控制 电脑检测到发动机转速大于某个转速时，节气门位置传感器输出信号小于
某个值，则判定节气门位置传感器出现故障。
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2.故障代码
• 故障代码(Fault Code): – 由发动机ECM产生并保存的代码，用于表示检测到某个特定的
部件出现故障或状态不正常。
– 同一零部件的不同故障模式会储存为不同的故障代码，便于正 确地判断故障和维修
– 可以使用通信工具读取故障代码。
• 不是所有的故障代码都可能影响发动机的排放。因此，配备 OBD 系统的发动机有着 OBD 和非 OBD 故障代码
• c、氧传感器监测器：发动机排放最主要的影响因素是发动机燃油供给系 统，根据发动机工况适时的调节发动机燃油供给量是排放控制最重要的工 作。燃油供给量是通过氧传感器反馈的电压信号进行闭环控制，当稀混合 汽燃烧时排出废汽中的氧含量较多，氧传感器反馈较高频的电压信号，控 制单元判定发动机处于稀燃状况，系统将保持现有燃油供给，以利于排放 ；当浓混合汽燃烧时，排出废气中的氧含量较少，氧传感器反馈较低频的
– 连续性的监测：
• 发动机正常运行时，连续不断地诊断系统有无故障状态 • 诊断到故障，立即记录故障代码并点亮MIL灯
– 非连续性的监测：仅在满足特定条件时诊断或每次行车循环时诊断一次
• OBD 1行程(Trip)故障：在一次行车循环中，诊断到故障后，立即产 生现行OBD故障代码并点亮MIL灯
不同而不同
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OBDⅡ排放控制监测方法
监测内容：
催化效率监测器 发动机缺火监测器
燃油系统监测器
氧传感器监测器
排气再循环监测器
综合部件监测器 燃油蒸发控制监测器 二次空气喷射监测器
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监
测
原
理
所谓监测器是指电控系统控制单元设计了对系统的各传感器的信号 和执行器执行动作进行监测，并对传感器和执行器信号和动作进行逻辑 判断和推理，以确定系统是否按照预先的设定正常工作。 a、催化器效率监测器：为监测催化器效率，即催化器将碳氢化合物 转化为二氧化碳和水的能力，OBDⅡ功能的控制系统在催化器下游增加 “下游氧传感器”，通过监测催化器储存氧的能力来确定氧传感器的工 作性能。催化器上游的氧传感器检测进入排气管的废气中氧的浓度，当 发动机稀燃时，进入排气管的废气中氧的浓度较高，上游氧传感器发出 较高频的电压信号， 废气经过催化器时，催化器储存废气中的氧，催化 器下游氧传感器发出的电压信号频率将低于上游氧传感器发出电压信号 频率。如果催化器性能下降或损坏，催化器下游氧传感器发出的电压信 号频率将接近或等于上游氧传感器电压信号频率，当两者电压信号频率 之差小于某个限值时，电控系统将视为故障，如果在三个行驶循环中都 发生，故障指示灯将点亮。
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• e、燃油蒸发控制系统监测器：为防止燃油箱燃油蒸汽直接排放大气，对
其排放控制的方法是通过活性炭进行吸附，然后再利用发动机进气管的
真空度吸入汽缸参与燃烧。活性炭罐与发动机进气管间设计有常闭的控
制阀，控制单元根据发动机工况按预先设定开启控制阀，利用发动机进
气管的真空度将燃油蒸汽从活性炭罐脱附并吸入发动机燃烧。 • 系统工作情况的监测，一般是通过对开启控制阀的开闭状况进行监测， 在控制阀的两端设计有真空度传感器，不仅检测控制阀的开启，还可监 测管路的泄漏以及油箱盖是否丢失，每个行驶循环都要进行监测，发现 异常故障指示灯将点亮。
故障指示灯将点亮。
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• d、排气再循环监测器：配装废气在循环装置的发动机，系统将对废气在
循环系统工作状况进行监测。监测方法一般有两种，一种是在EGR阀下方
设计一个量孔，在量孔两侧都用压力管与压力检测传感器相通，检测量孔 两侧的压力，通过压力差即可直观的判定废汽在循环的工作情况，并可了 解EGR阀的关闭情况。另一种方法是EGR阀设计一个升程传感器，直接 检测EGR阀开启和关闭情况，缺点是EGR阀封闭不严或漏气无法监测。 • 监测系统根据设定的发动机负荷×转速—开启状态（压力差）关系判定工 作是否符合规定要求。出现异常系统将判定为故障，故障码将被储存在控 制单元中，当两个行驶循环均出现，故障指示灯将点亮。