車載診斷系統(tǒng)

1、車載診斷系統(tǒng)2022/9/131第1頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三輕型汽車污染物排放限值及測量方法2005年4月27日國家環(huán)保總局公布了輕型汽車污染物排放限值及測量方法.平時所說的國、國（相當于歐、歐）排放標準。這兩個標準分別將于2007年7月1日和2010年7月1日開始在全國實施。2022/9/132第2頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三國排放標準最大的變化車輛出廠前必須裝備車載診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點是實時監(jiān)測車輛在使用過程中排放是否超標。也就是說，國要求排放控制裝置在行駛5年或8萬公里內(nèi)，仍能達到排放限值的要求。2022/9/133第3頁，共

2、39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三車載診斷系統(tǒng)（OBD）OBD （On-Board Diagnostics）即“車載診斷系統(tǒng)”。北京環(huán)保局已向國家環(huán)保總局申報在2005年9月開始實行國排放法規(guī)，但強制安裝車載診斷系統(tǒng)將推遲一年后實行。2022/9/134第4頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三OBD 的主要內(nèi)容 所有車輛必須裝備OBD系統(tǒng)，在車輛的使用期內(nèi)確保系統(tǒng)能識別造成排放超標的故障和損壞的類型以及故障可能存在的位置。并以故障代碼的方式將該信息儲存在電控單元的存儲器內(nèi)。EOBD（歐洲車載診斷系統(tǒng)）的排放限值標準：H為0.4g/km，CO為3.2 g/km

3、，NOX為0.6 g/km。此值大于型式認證的排放限值。2022/9/135第5頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三EOBD排放限值2022/9/136第6頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三OBD系統(tǒng)的優(yōu)點改善在用車的排放性能.快速對車輛的排放性能進行診斷.改善車輛的維修服務(wù)（標準化的故障代碼、凍結(jié)幀數(shù)據(jù)）.改善了零部件的可靠性.在駕駛員注意前提出故障警告，避免進一步的損壞.2022/9/137第7頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三汽油機OBD系統(tǒng)的診斷測試汽油機OBD系統(tǒng)必須進行三類主要的診斷測試（1）零部件測試（2）系統(tǒng)測試（

4、3）ECM/PCM測試2022/9/138第8頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三零部件測試 OBD的測試的零部件是指與排放相關(guān)的零部件，包括發(fā)動機的電子控制器、為控制器提供輸入信號的部件、接收控制器輸出信號的部件、排氣系統(tǒng)以及燃油蒸發(fā)系統(tǒng)中任何與排放相關(guān)的部件。此外，還包括任何能實現(xiàn)監(jiān)測功能傳感器電路的通斷狀態(tài)。2022/9/139第9頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三必須檢測的零部件1) 噴油器2) 點火線圈3) 旁通空氣閥驅(qū)動電機4) 炭罐控制閥5) EGR閥（如果使用了EGR閥時）6) 燃油泵7) MAP/MAF傳感器8) 氧傳感器9) ECT

5、傳感器10) IAT傳感器11) 爆震傳感器（如果安裝有）2022/9/1310第10頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三系統(tǒng)測試1) 失火檢測。2) 前置氧傳感器性能退化的檢測（前置 氧傳感器響應(yīng)特性)。3) 催化器性能退化診斷。2022/9/1311第11頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三失火檢測（1）A 汽油發(fā)動機在運轉(zhuǎn)時，由于沒有發(fā)火、混合氣過濃或過稀、壓縮壓力低或其它原因，導致吸入氣缸內(nèi)的混合氣不能燃燒，被稱為失火。B 發(fā)動機在一定轉(zhuǎn)速和負荷范圍內(nèi)失火次數(shù)占總點火次數(shù)百分比，稱失火率。每個制造商需給出排放超出OBD限值的失火的百分率。C 通過

6、發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化進行失火檢測.當失火率超過規(guī)定的百分比時，排放污染物超標，將導致催化轉(zhuǎn)化器過熱而損壞。2022/9/1312第12頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三失火的檢測（2）由于失火造成排放超標時，故障指示燈（MI）必須進入獨特的報警模式，如指示燈閃爍。2022/9/1313第13頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三前置氧傳感器性能退化的檢測 氧傳感器響應(yīng)特性診斷的目的是監(jiān)控前置氧傳感器工作是否正常，檢測傳感器開關(guān)特性質(zhì)量。2022/9/1314第14頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三空燃比閉環(huán)控制的原理2022/9/131

7、5第15頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三三元催化轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化效率2022/9/1316第16頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三空燃比控制策略 冷起動和低溫時，開環(huán)控制，空燃比稍小。 中小負荷和怠速時閉環(huán)控制，空燃比為14.7：1。以得到良好的排放性能。 大負荷時，保證大功率和保護發(fā)動機不過熱，空燃比較小。2022/9/1317第17頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三前置氧傳感器診斷內(nèi)容 對氧傳感器監(jiān)測其信號電壓是否超出可能範圍、響應(yīng)速度是否過低、跳變時間之比是否超出規(guī)定範圍、轉(zhuǎn)換頻率是否過低、氧傳感器是否活性不足、氧傳感器加熱

8、器是否加熱過慢等。 如果前置氧傳感器響應(yīng)特性信號退化到排放物達到OBD排放極限值，則MIL（故障報警指示燈）點亮。 前置氧傳感器可單獨診斷，也可與后置氧傳感器聯(lián)合診斷2022/9/1318第18頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三氧傳感器的輸出電壓2022/9/1319第19頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三前置氧傳感器的性能2022/9/1320第20頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三催化器性能退化診斷（1） 當催化器系統(tǒng)性能退化到HC排放超過極限值( EOBD為0.4g/km)時，系統(tǒng)認為是有故障。 催化器診斷是使用兩個氧傳感

9、器來估計氧存儲能力(OSC，Oxygen Storage Capacity)。 利用催化器前面的(前置)氧傳感器和位于催化器后面的第二個(后置)氧傳感器的輸出電壓，可以得到OSC 。2022/9/1321第21頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三催化器性能退化的原因 高溫：排氣溫度過高或催化劑材料高溫強度差造成涂層燒結(jié)和活性材料燒結(jié)； 化學：燃料中的鉛、硫的存在和潤滑油中磷的存在使催化器中毒； 物理：由于燒結(jié)和燃油、機油沉積物堵塞排氣的通道，減少了排氣與活性材料接觸的表面積；由振動和熱沖擊引起涂層及載體的剝離和碎裂。2022/9/1322第22頁，共39頁，2022年，5月

10、20日，11點5分，星期三催化器性能退化診斷（ 2）2022/9/1323第23頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三ECM/PCM測試1) 通信測試2) 校驗和確認3) 內(nèi)部硬件測試（在進行OBDII檢測時，同時要進行OBD檢測項目）。2022/9/1324第24頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三車載診斷系統(tǒng)的工作1) 每次發(fā)動機起動時，ECU都必須開始一系列的診斷檢測。2) 當OBD系統(tǒng)檢測到零部件或系統(tǒng)有問題時，能使電子控制系統(tǒng)進入“永久排放故障模式”以保證車輛能繼續(xù)行駛。OBD系統(tǒng)只有啟動了應(yīng)急程序或“跛行回家”程序。故障報警指示器點亮，通知駕駛

11、員有故障存在。2022/9/1325第25頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三故障報警指示燈（MIL）點亮1) 車載診斷系統(tǒng)必須有一個故障報警指示燈（MIL），用來迅速提示駕駛員出現(xiàn)了故障。2) 點火開關(guān)接通，而發(fā)動機尚未起動或轉(zhuǎn)動，MIL也必須點亮。發(fā)動機起動后，如果沒有檢查到故障，MIL應(yīng)熄滅。以檢查故障報警指示燈工作是否正常。3) 排放超過OBD 的限值，發(fā)動機進入永久排放故障狀態(tài)。4) 失火達到可能使催化器損壞的程度。5) 連續(xù)兩個運轉(zhuǎn)循環(huán)（發(fā)動機起動、運轉(zhuǎn)工況和熄火組成）出現(xiàn)與排放有關(guān)的故障。6) ECU自檢過程中發(fā)生的故障。2022/9/1326第26頁，共39

12、頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三故障報警指示燈（MI）的熄滅1) 發(fā)動機起動后未檢測到任何故障。2) 如果發(fā)動機的失火率沒有達到可能造成催化轉(zhuǎn)化器損壞的限值，或者發(fā)動機運行工況改變后，失火率不會造成催化轉(zhuǎn)化器的損壞時。3) 對于其它所有的故障，在三個連續(xù)的運轉(zhuǎn)循環(huán)（發(fā)動機起動、運轉(zhuǎn)工況和熄火組成）期間，如果負責MI的監(jiān)測系統(tǒng)不再監(jiān)測到故障，且沒有檢測出其它會單獨點亮MI的故障之后。2022/9/1327第27頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三清除故障代碼 如果同一故障在40個以上發(fā)動機暖機（70 以上）循環(huán)內(nèi)不再出現(xiàn)，可以清除該故障代碼，以及該故障出現(xiàn)時的行

13、駛距離和凍結(jié)幀保存的狀態(tài)信息。2022/9/1328第28頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三凍結(jié)故障狀態(tài)（凍結(jié)幀）故障指示出現(xiàn)時，強制儲存的狀態(tài)信息有：1) 故障代碼2) 計算的負荷值(負荷率)3) 發(fā)動機轉(zhuǎn)速4) 發(fā)動機冷卻液溫度應(yīng)記錄的其他參數(shù)： 燃油調(diào)整值、燃油壓力、A/F控制系統(tǒng)（開環(huán)/閉環(huán)、其他）、進氣管的空氣壓力、進氣管的空氣溫度、點火提前角、空燃比、TPS傳感器的輸出、二次空氣狀態(tài)和車速等.2022/9/1329第29頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三OBD系統(tǒng)在下列情況下不起作用1) 油箱儲油量小于20%。2) 起動時環(huán)境溫度低于-7

14、。3) 海拔高度高于2500m。4) 道路的路面情況十分惡劣。5) 對于裝有功率輸出裝置的車輛，允許讓受到影響的監(jiān)測系統(tǒng)停止工作，條件是當功率輸出裝置在工作時，監(jiān)測系統(tǒng)才停止工作。2022/9/1330第30頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三故障碼的存儲1) 車載診斷系統(tǒng)必須能夠存儲識別不同類型故障的代碼。每個故障必須使用單獨的狀態(tài)代碼，產(chǎn)生故障時，點亮MIL。2) 必須儲存由于老化、故障或永久排放故障模式的MIL亮時的故障代碼。2022/9/1331第31頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三故障代碼讀取1) 使用專用的檢測設(shè)備，通過標準的串行接口診斷

15、插頭和電子控制單元的診斷插頭連接，將存儲的故障代碼讀出。2) 按照故障碼的提示，維修人員可以迅速準確地確定故障損壞的類型和部位（典型的車輛約有150多個故障代碼）。3) 通過標準的串行接口可讀取出現(xiàn)故障時車輛行駛的里程。2022/9/1332第32頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三OBD系統(tǒng)對缺陷的規(guī)定 有缺陷的車輛也可能獲得批準、注冊并允許銷售。 型式認證時對缺陷的要求：型式認證部門有權(quán)決定是否允許缺陷。可以允許不超過兩個缺陷。在型式認證后兩年內(nèi)可允許系統(tǒng)缺陷（不能超過3年）。 不能接受以下的缺陷：完全沒有診斷功能的缺陷。將導致排放超過限值的缺陷。2022/9/1333

16、第33頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三OBD的試驗要求 選擇適合的車輛,進行預處理。 進行型式認證試驗時模擬的故障總數(shù)最多為4個。 用有缺陷的零件或電子儀器模擬故障，這種有缺陷的零件必須不會導致排放超過OBD限值的20%。 排放超過OBD限值時系統(tǒng)必須指示故障。 試驗結(jié)束前，該車能有故障指示，就通過認證。（包括低于排放限值時故障指示燈工作）。2022/9/1334第34頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三OBD 認證試驗 在預處理后（至少連續(xù)運行2次型試驗循環(huán)），測試車進行型試驗循環(huán)。（進行第1和第2部分試驗循環(huán)） 在下列任何一種情況下，排放超標時，

17、應(yīng)有故障指示：用老化或有故障的催化器替換汽車原有的催化器（只限HC）用老化或有故障的氧傳感器替換汽車原有的氧傳感器發(fā)動機失火（用電子儀器模擬失火故障）切斷任何與排放有關(guān)的零部件的電氣連接。切斷蒸發(fā)控制設(shè)備的電氣連接（不必進行型試驗）。2022/9/1335第35頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三燃油品質(zhì)對OBD系統(tǒng)的影響硫?qū)BD系統(tǒng)的影響： 檢測系統(tǒng)應(yīng)及時檢測到硫造成催化器性能的下降并點亮MIL。 采用高硫燃料，汽車排放會較高，MIL會亮。烯烴/膠質(zhì)對OBD系統(tǒng)的影響： 失火檢測系統(tǒng)檢測到噴油嘴堵塞造成失火，MIL點亮 近距離耦合的催化轉(zhuǎn)化器很易被失火損壞，導致催化轉(zhuǎn)化器故障，MIL點亮。2022/9/1336第36頁，共39頁，2022年，5月20日，11點5分，星期三OBD系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn) 使用環(huán)境更高的要求（燃油、道路、地區(qū)等）。 駕駛員的駕駛習慣。 車輛的使用年數(shù)。 車輛的保養(yǎng)。2022/9/1337第37頁，共39頁，2022年，5月20日，11點