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1、浙江工业职业技术学院毕业论文（2012 届）0BD系统在汽车诊断中的应用学生姓名学号09030院另Q机电工程分院专 业汽车技术服务与营销指导教师完成日期 2012年5月15日OBD系统在汽车诊断中的应用摘 要 本文回顾了 OBD技术的发展历史,介绍了系统的功能、组成和基本工 作的原理，最后给出了OBD技术的发展趋势。随着全球汽车保有量的逐年增加和 人类环保意识的增强，汽车排放物的污染也越来越受世人的关注，世界各国制定 的排放法规也越来越严格。由于环保机构要求用更精确的方法探测造成排放上升 的发动机性能问题，OBD车载诊断系统应运而生。OBD系统利用车辆系统控制单 元监控排放控制部件的性能。通过
2、仪表板上的故障指示（MIL）告知驾驶员部件 恶化，并存储故障信息，为维修技师提供有助于诊断和修理的故障信息和标准故 障代码。车载诊断系统是监测汽车排放的有效手段之一。关键词 OBD组成功能原理趋势目录第一章BOD介绍41. 1 OBD 简介11.2车载诊断系统OBDII21. 3 OBD II 的作用31.4 OBDII的标准化31. 5 OBD的发展趋势41.6诊断设备：5第二章OBD工作原理62.1微机系统的故障自诊断62.2传感器的故障自诊断723执行器的故障自诊断72.4多路传输系统的故障自诊断72.5系统监控原理8第三章OBD系统诊断逻辑83. 1通断性诊断逻辑（图3-1） 9ECM
3、监控输入、输出的电压信号是否有异常的高、低电压值。93. 2合理性诊断逻辑（图3-2 ） 103.3功能性诊断逻辑103.4 E-OBD单行程和双行程故障诊断逻辑113. 5 E-OBD诊断信息11第四章车型识别134.1日产天籁E-OBD车134. 2后加热式氧传感器（氧化错型，双行程诊断逻辑）144. 3EGR温度传感器（双行程诊断逻辑）1644进气温度传感器（双行程诊断逻辑）174.5日产天籁E-OBD系统通断性、合理性、功能性诊断应用举例分析17第五章案例分析2131案例分析一2132案例分析二24结论27致谢28参考文献29引言随着全球汽车保有量的激增，汽车尾气排放污染成为一个突出而
4、 严峻的问题。为了有效地控制尾气排放而造成的大气污染，各国制定 了越来越严格的排放法规。为了满足这些法规的要求，OBD (On Board Diagnostics)系统应运而生车载自诊断系统(0BD)是一种有效地控制 汽车尾气排放污染的实时监测技术。0BD系统能够很好地检测在用车 的排放，是当今在用车排放管理的最有效手段之一。0BD最初是针对 轻型车发展起来的，在重型车上的应用尚处在初级阶段，0BD的应用 对汽车技术的发展和环境保护工作起着积极的推进作用，但0BD也有 它的局限性。因此，对0BD技术的深入研究具有十分重要的意义。第一章B0D介绍1. 1 OBD简介OBD是英文On-Board
5、Diagnostics的缩写，中文翻译为“车载自动诊 断系统”。这个系统将从发动机的运行状况随时监控汽车是否尾气超标，一 旦超标，会马上发出警示。当系统出现故障时，故障(MIL)灯或检查发动机 (Check Engine)警告灯亮，同时动力总成控制模块(PCM)将故障信息存入存 储器，通过一定的程序可以将故障码从PCM中读出。根据故障码的提示， 维修人员能迅速准确地确定故障的性质和部位。从20世纪80年代起，美、日、欧等各大汽车制造企业开始在其生产 的电喷汽车上配备OBD,初期的OBD没有自检功能。比OBD更先进的OBD- II在20世纪90年代中期产生，美国汽车工程师协会(SAE)制定了一套
6、标准 规范，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，在20 世纪90年末期，进入北美市场的汽车都按照新标准设置0BDoOBD- II与以前的所有车载自诊断系统不同之处在于有严格的排放针对 性，其实质性能就是监测汽车排放。当汽车排放的一氧化碳(CO)、碳氢化 合物(HC)、氮氧化合物(NOx)或燃油蒸发污染量超过设定的标准，故障灯就 会点亮报警。虽然OBD-II对监测汽车排放十分有效，但驾驶员接受不接受警告全凭 “自觉”。为此，比OBD- II更先进的OBD-III产生了。OBD-III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
7、分别进入发动机、变速箱、ABS等系统ECU(电脑)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，例如GPS导航系统或无线通信方式将车辆的身份代码、故障码及所在位置等信息自动通告管理部门，管理部 门根据该车辆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车辆发出禁行指令。因 此，OBD-III系统不仅能对车辆排放问题向驾驶者发出警告，而且还能对违 规者进行惩罚。据了解，国内合资汽车厂近年来引进的一些车型在欧洲也有生产销售， 它们本身就配备有OBD并达到了欧III甚至欧IV标准，国产后往往会减去 或关闭OBD, 方面是节约成本，也为了避
8、免在油品质量不达标的情况下因 OBD报警而引发麻烦。1.2车载诊断系统OBDII车载诊断系统OBDII程序在美国的颁布实施，给汽车专业人士的诊断 带来了空前的便利。任何维修人员都可使用同一设备，对所有根据标准生 产的汽车在同一位置通过同样的诊断接口进行故障诊断。随着经济全球化 和汽车国际化程度越来越高，中国的维修人员将越来越深切感受到OBDII强 大的技术魅力。OBDII是 Won-Board Diag-nosit ics II 即 II 型车载诊断系统的 缩写。为使汽车排放和驱动性相关故障的诊断标准化，从1996年开始，凡 在美国销售的全部新车，其诊断仪器、故障编码和检修步骤必须相似，即 符
9、合OBDII程序规定。随着经济全球化和汽车国际化的程度越来越高，作为 驱动性和排放诊断基础，OBDII系统将得到越来越广泛的实施和应用。OBD II程序使得汽车故障诊断简单而统一，维修人员不需专门学习每一个厂家的新系统，可以说，OBDII给维修人员的诊断检修工作带来了空前的便利。1. 3 OBD II的作用在OBDII计划实施之后，任一技师可以使用同一个诊断仪器诊断任何 根据标准生产的汽车。OBDII成熟的功能之一是当系统点亮故障灯时，记录 下全部传感器和驱动器的数据，可以最大程度地满足诊断维修的需要。面 对各国日益严格的汽车排放法规，OBDII监视排放控制系统效率的目标是： 随着汽车运行中效
10、率的降低，根据联邦测试步骤，当汽车排放水平已达到 新车排放标准的15倍时，点亮故障灯并存贮故障码。此外，OBDII还要求 配置某些附加的传感器硬件，例如附加的加热氧传感器，装在催化转换器 排气的下游。采用更精密曲轴或凸轮轴位置传感器，以便更精确地检测是 否缺火，全部车型配置一个新的16针诊断接口。这样一来，计算机的能力 大大提高，不仅能够跟踪部件的损坏，而且满足了汽车排放的严格限制。1.4 OBDII的标准化OBDII程序的设计要求避免系统之间的混淆，这不仅要求使用标准的16针诊断接口，还要使用特定的编码及在制造商的文件中对部件的说明, 这是为了达到以下几方面的统一和标准化。(1) 通用术语和
11、缩写词。例如，为计算机提供曲轴位置和转速信息的装 置称为曲轴位置传感器，缩写均为“CKP”，计算机统一都称为“PCM”。(2) 通用数据诊断接口。每车都装有一标准形状和尺寸的16针诊断接 盘的左边与汽车中心线右300mm之间的某处。应当注意的是，诊断接口的 某些端子，指定为特定的信号如附表所示。而其他端子则可让制造商使用， 或在当前型号的车上尚未使用。口，每针的信号分配相同，并位于相同的位置，装在仪表盘之下，在仪表(3) 通用诊断测试模式。这些测试模式，对全部OBDII汽车都是通用的, 使用OBDII扫描工具就可测试。(4) 通用扫描工具。满足OBDII要求的扫描工具，必经能访问和解释任 何车
12、型与排放相关的诊断故障码，扫描工具有线束可与标准的16针连接器 相接。(5) 通用诊断故障码。在对上海别克、广州雅阁等轿车进行故障诊断 时，自诊断系统都可以显示标准OBDII故障代码,如“PO125，、“P0204, 分别代表有转速信号时发动机5min内没达到10C和4号喷油嘴输出驱动器 不正确地响应控制信号。(6) 标准化协议。要求制造商使用相同的多路通信语言，进行PCM与其 传感器和执行器间的通信，以及诊断工具之间诊断信息的发送与接收。OBDII标准要求发动机管理系统对每一受监视的电路，根据专门设置的 运行条件如暖机周期、驱动周期、OBDII行程、OBDII驱动周期和相似条件 等，在监视序
13、列检测其故障，位置故障代码，点亮和熄灭故障灯，以及消 去故障代码。在这里，所谓监视序列是一个运行过程，是一个用来测试规 定系统功能或部件的操作。例如计算机可在减速时打开或关闭EGR阀，并 监视MAP传感器，以观察EGR阀是否在工作；或在巡航时，计算机打开或 关闭碳罐净化，以观察氧传感器的信号，这样就可以同时测试两个部件。1. 5 OBD的发展趋势OBD II系统技术先进，对探测排放问题十分有效。当车辆排放的HC, CO, NOX和颗粒物或燃油蒸发污染量达到OBD系统发出指示的极限值时，它的 故障灯就会亮，其目的是提醒驾驶者车辆的废气排放超标，须进行修理。但对驾驶者是否接受警告，OBDII是无能
14、为力的。为此，比OBDII更为进一 步的OBDIII系统开发提上了议事日程。OBDIII系统主要利用小型车载无线收 发系统，通过无线蜂窝通信、卫星通信或GPS系统将车辆的VIN,故障码 及所在位置等信息自动通告管理部门，管理部门根据该车辆排放问题的等 级，对其发出指令，包括去何处维修的建议，解决排放问题的时限等。在 法律允许的前提下，对超出时限的车辆发出禁行密码指令。1.6诊断设备：(1) 扫描工具。OBDII条例规定了故障代码，大量的发动机管理的传感 器信号、计算机命令等，并可通过一个通用的扫描工具读出。扫描工具可 给出大量重要的维修信息，但很多维修人员并没使用其全部功能，仅用于 读取故障码
15、。实际上，扫描工具所提供的数据，多数可用于查出故障所在。特别有效的故障排除方法是同时使用扫描工具和四气体(HC、CO、氧气 和二氧化碳)或五气体(外加NOx)红外线式尾气分析仪。这样可对传感器信 号或计算机命令信息与实际尾管的排气相比较，看看这些读数的逻辑结果 是否合理。(2) 实验室示波器。只要扫描工具正常，它就告诉用户发动机工作情况， 但读者仍然不能“看到”问题或者因“假信号”发生得太快，扫描工具显 示不出来，或者OBD II系统根本就没有编程识别这种差异。针对这种情况, 使用实验室示波器非常有效。示波器有台式，也有手持式。用模拟示波器 检查点火系统的故障已有几十年历史了，但它与现代实验室示波器完全是 不同的类型。传统模拟示波器要求所显示的信号是一个重复的周期信号， 而实验室示波器是对这一信号的实时显示。因为取样的频率高，所以信号 的每一重要细节都被显示出来，这样高的速度可在发动机运转时识别出任 何可造成故障的信号。第二章OBD工作原理2.1微机系统的故障自诊断当接通点火开关时，自诊断系统开始进入工作状态。微机进入初 始化程序，并对系统进行自检，此时故障灯会闪亮，发动机起动后， 故障灯应该熄灭。车辆运行过程中，自诊断系统一直工作，当检测到 故障时，微机就将此故障以故障代码的形式存入随机存储器RAM中并 点亮故障灯。2.2传感器的故障自诊断
