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新能源技術(shù)

OBD Ⅱ的特性分析

2025China.cn   2009年04月03日

  OBD是英文On-Board Diagnostics的縮寫,中文翻譯為“車載自動診斷系統(tǒng)”。這個系統(tǒng)將從發(fā)動機的運行狀況隨時監(jiān)控汽車是否尾氣超標,一旦超標,會馬上發(fā)出警示?當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,故障“MIL”燈或檢查發(fā)動機“Check Engine”警告燈亮,同時動力總成控制模塊“PCM”將故障信息存入存儲器,通過一定的程序可以將故障碼從PCM中讀出,根據(jù)故障碼的提示,維修人員能迅速準確地確定故障的性質(zhì)和部位。

  12月1日以后,北京環(huán)保部門將在新車上牌照以及日常的路檢中進行抽查?同時在車輛行駛兩年后的第一次檢測時將對車輛OBD系統(tǒng)之前的工作狀態(tài)進行檢測,發(fā)現(xiàn)有在系統(tǒng)報警后仍然行駛數(shù)百公里不去檢修,以及系統(tǒng)長時間停止工作的車輛將會給予嚴厲處罰?OBD到底是個什么東西呢?本篇文章詳細地作出了介紹。

  從20世紀80年代起,美?日?歐等各大汽車制造企業(yè)開始在其生產(chǎn)的電噴汽車上配備OBD,初期的OBD沒有自檢功能?比OBD更先進的OBD-Ⅱ在20世紀90年代中期產(chǎn)生,美國汽車工程師協(xié)會“SAE”制定了一套標準規(guī)范,要求各汽車制造企業(yè)按照OBD-Ⅱ的標準提供統(tǒng)一的診斷模式,在20世紀90年末期,進入北美市場的汽車都按照新標準設(shè)置OBD?

  電子技術(shù)應(yīng)用于發(fā)動機管理系統(tǒng),除燃料噴射和點火功能等基本功能外,還有車載診斷(OBD)功能,當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,故障(MIL)燈或檢查發(fā)動機警告(Check Engine)燈點亮,同時動力總成控制模塊(PCM)將故障信息存入存儲器,通過一定的程序可以將故障碼從PCM中讀出?根據(jù)故障碼的提示,迅速準確地確定故障的性質(zhì)和部位?有針對性地去檢查有關(guān)部位?元件和線路,將故障排除?

  由于世界各主要汽車廠的OBD系統(tǒng)隨其發(fā)動機管理系統(tǒng)不同而各不相同,這給售后服務(wù)維修造成較大的不便?更重要的是OBD對自身的工作狀態(tài)是否達到原廠技術(shù)要求無法自測,使得維修后的汽車常常不符合原廠技術(shù)要求?這種現(xiàn)象在我國較為普遍,嚴重影響了汽車的可靠性和壽命?這種車載診斷系統(tǒng)稱為第一代車載診斷(OBD I)系統(tǒng)?

  自1996年開始,各主要汽車生產(chǎn)廠家都開始裝備統(tǒng)一的第二代車載診斷(OBD II)系統(tǒng),以彌補OBD I的不足?

  1?OBD II的產(chǎn)生背景及早期應(yīng)用

  OBD II起源于1982年?當時美國加州大氣資源局(ARB)開始制定一項法規(guī),要求自1988年開始所有在加州出售的車輛必須裝備車載診斷系統(tǒng),用以控制排放系統(tǒng)的失效?早期的車載診斷系統(tǒng)(現(xiàn)稱之為OBD I)比較簡單,僅監(jiān)測氧傳感器?EGR系統(tǒng)?燃油供給系統(tǒng)和發(fā)動機控制模塊?

  OBD I的方向是正確的,但卻存在明顯的缺陷?

  a.缺乏統(tǒng)一標準?各不同的生產(chǎn)廠家和不同的車型之間缺乏統(tǒng)一的標準,使得售后維修時,對不同的車型必須用不同的插頭?對有些系統(tǒng),還必須使用昂貴的專用解碼器?因此,ARB那時就開始著手為現(xiàn)在的OBD II制定標準?標準的重點內(nèi)容如下:
 
  l)標準化的16針診斷座(DLC),指定的針具有指定的功能;

  2)標準化的電子協(xié)議;

  3)標準化的診斷碼(DTC);

  4)標準化的技術(shù)?

  b.監(jiān)測功能不強?有些問題OBD I無法監(jiān)測,如催化轉(zhuǎn)換器完全失效或己被去除,點火缺火及燃油蒸發(fā)污染的排放問題?況且,OBD I僅當失效己經(jīng)發(fā)生才點亮MIL燈,它無法監(jiān)測到與排放有關(guān)的部件的漸進損壞情況?

  因此,很明顯需要一個更精密更復雜的系統(tǒng)?

  ARB最終制定出了下一代OBD系統(tǒng)的標準,并已于1989年正式公布,稱之為OBD II?新標準的實施需要一個起動期?直到1996年各汽車生產(chǎn)廠才在其加州標準車輛上實施了新標準?

  同樣的新標準于1990年寫入了美國聯(lián)邦大氣清潔法,它要求全部49個州的車輛于1996年起一律裝備OBD II?但有一個小寬限,是將嚴格遵守法規(guī)的時間定為1999年?所以,有些1996年的OBD II系統(tǒng)可能會缺少一個OBD II規(guī)范的特性,如燃油蒸發(fā)污染排放清潔測試?

  2?故障燈與故障碼

  OBD II系統(tǒng)的MIL與OBD I系統(tǒng)有很多不同之處?例如1996年GMJ-?N-和H-body轎車,當駕駛者用不正確的程序加油時,MIL燈點亮?在這些車上,OBD II系統(tǒng)應(yīng)用真空度來檢查EVAP系統(tǒng)的空氣泄漏?如果油箱蓋未蓋緊或正在加油,當點火開關(guān)處于開或發(fā)動機怠速時,它會觸發(fā)故障碼P0440,導致MIL燈點亮?這樣,駕駛者會感到不方便,GM的解決方案是提供修改版的OBD II軟件,對EEPROM重新編程,使車輛在行駛時才對EVAP系統(tǒng)進行自檢?

  劣質(zhì)的汽油也會引起故障燈點亮?當對車輛進行診斷時,可以發(fā)現(xiàn)隨機缺火故障碼,這通常是由以下原因造成的:真空泄漏?燃油壓力低?噴油嘴臟或點火問題等?OBD II自診系統(tǒng)能跟蹤缺火直至個別缸,缺火率在2%以下為正常?但若汽油中有水或其它原因造成的汽油品質(zhì)下降,會導致缺火率超過限值而觸發(fā)故障碼?

  為了減少MIL燈點亮的機會,OBD II系統(tǒng)設(shè)計規(guī)定如下,某一類故障需要在相同的行駛工況下探測到兩次,MIL燈才能點亮?而另一類(那些能立即引起排放明顯增加的)故障,則只需探測到一次,MIL燈立即點亮?所以,在進行故障診斷時,應(yīng)分清故障碼類型?OBD II將故障碼分為A?B?C和D四種類型:

  A類故障碼是最嚴重的一類,只發(fā)生一次,就觸發(fā)MIL燈,為了診斷方便,當A類故障碼被設(shè)置時,OBD II系統(tǒng)同時還儲存了一個歷史故障碼,失效記錄和一幀現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
 
  B類故障碼是次嚴重的一類排放問題,在MIL燈點亮之前,這類故障應(yīng)在兩次連續(xù)的行駛過程中都至少發(fā)生一次,若在一次行駛過程中發(fā)生,而在下一次行駛過程中沒有發(fā)生,則該故障的碼還未“成熟”,MIL燈不點亮,當MIL燈點亮的條件滿足時,所儲存的歷史故障碼,失效記錄和一幀現(xiàn)場數(shù)據(jù)與觸發(fā)A類故障碼時完全相同。

  上文提到的行駛過程(或循環(huán))不只是一次點火循環(huán),而是一次暖機循環(huán),即起動發(fā)動機,行駛車輛讓冷卻液溫度升高至少22℃(如果起動時溫度低于72℃)。

  一旦A類或B類故障碼己設(shè)置,只有在通過了三次連續(xù)的行駛過程的OBD II系統(tǒng)自診斷后,MIL燈才會熄滅,如果故障涉及到象P0330隨機缺火或燃油平衡問題,那么只有當OBD II系統(tǒng)通過在與觸發(fā)故障碼時相同的工況(允許誤差:發(fā)動機轉(zhuǎn)速=375r/min,負荷=10%)下的自診后,MIL才會熄滅,如果問題仍然存在,用人為的方式,如果用解碼器或給PCM斷電,清除故障碼,MIL還會重新點亮。

  若將一個傳感器有意斷開,MIL燈不一定會點亮,這取決于這個傳感器影響排放的程度(優(yōu)先級)和OBD II自診所需的行駛循環(huán)數(shù)。

  C類和D類故障碼與排放問題無明顯關(guān)系,C類故障碼點亮MIL燈(或其它報警燈),但D類故障碼不點亮MIL燈。

  3?OBD II測試循環(huán)

  當一個排放問題“修復”之后,需要進行OBD II測試循環(huán)。

  OBD II測試循環(huán)的目的是便PCM運行全部OBD II自診程序,使所有系統(tǒng)狀態(tài)復位。

  先消除PCM的RAM中故障碼,再進行OBD II測試循環(huán)?OBD II測試循環(huán)從冷起動開始,冷卻液溫度低于50℃,而且冷卻液與空氣的溫度差在6℃之內(nèi)?在冷起動之前,應(yīng)先將點火開關(guān)置于開位置,使加熱型氧傳感器達到其工作溫度。

  a.發(fā)動機起動后,在怠速狀態(tài)打開空調(diào)和后除霜器2.5min?OBD II檢查氧傳感器加熱電路,空氣泵和EVAP凈化。

  b.關(guān)閉A/C和后除霜器,加速至88km/h,節(jié)氣門保持半開?OBD II檢查點火缺火,燃油調(diào)整和炭罐凈化。

  c.保持88km/h的穩(wěn)態(tài)速度3min,OBD II檢查EGR?空氣泵?氧傳感器和炭罐凈化。

  d.減速至32km/h,不踩制動和離合器踏板?OBD II檢查EGR和凈化功能。

  e.再加速至88-96km/h,節(jié)氣門開度為3/4?OBD II再次檢查缺火,燃油調(diào)整和凈化功能。

  f.保持88-96km/h穩(wěn)態(tài)速度5mm?OBD II檢查催化轉(zhuǎn)換器效率?缺火?EGR?燃油調(diào)整?氧傳感器和凈化功能。
  g.減速(方式同d)至停車不踩制動踏板?OBD II最后檢查EGR和炭罐凈化。

  4?裝備OBD II車輛的有效度

  從系統(tǒng)效能觀點出發(fā),使可靠性和維修性相結(jié)合,以保證系統(tǒng)的有效度是十分必要的?本文僅限發(fā)動機系統(tǒng)來看其有效度。

  有效度(A)定義如下:

  A=能工作時間/(能工作時間+不能工作時間)

  式中:不能工作時間--包括一切維修時間和停機時間。

  修理型事后維修是定期預(yù)防維修(或定期維修)中的一種方式?若對發(fā)動機系統(tǒng)采用這種維修方式,則此可維修系統(tǒng)(S)包括發(fā)動機系統(tǒng)?事后維修及預(yù)防維修分系統(tǒng)?當發(fā)動機系統(tǒng)發(fā)生故障,進行事后維修修復后又可繼續(xù)工作?當系統(tǒng)工作到預(yù)先規(guī)定的進行預(yù)防維修時間(T),也稱預(yù)防維修周期(T),就進行預(yù)防維修。

  發(fā)動機系統(tǒng)修理型事后預(yù)防維修,采用“完全修復”及“基本修復”(對事后的維修而言)。

  基本修復是指產(chǎn)品剛修復后的失效率和修復前的實效率是相同的?完全修復更是指修復后的產(chǎn)品和嶄新的產(chǎn)品沒有任何區(qū)別?這兩種維修方式均不包含對發(fā)動機的原廠保養(yǎng)計劃?由于一般轎車很少采用預(yù)防維修,多是采用事后維修,這相當于T值選取很大,OBD II苛刻的警告功能和修復后的測試循環(huán),保證了對其進行的維修基本上是“完全修復”?這樣即可保證較高的有效度,又延長了使用壽命。

  而我國目前普遍對OBD I發(fā)動機的維修方式屬于基本修復類型,有效度是較低的,同時使用壽命大大降低。

  由以上分析可以看出,針對環(huán)保的OBD II技術(shù),在客觀上還將極大地促進維修業(yè)的技術(shù)進步,提高維修質(zhì)量。
 

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