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1、浙江工业职业技术学院毕业论文(2012届）OBD系统在汽车诊断中的应用学生姓名 学 号 09030 院 别 机电工程分院 专 业 汽车技术服务与营销 指导教师 甘伟 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
2、制部件的性能。通过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11.1 OBD简介11.2车载诊断系统OBD21.3 OBD II的作用31.4 OBD的标准化31.5 OBD 的发展趋势51.6 诊断设备：5第二章OBD工作原理72.1 微机系统的故障自诊断72.2 传感器的故障自诊断72.3执行器的故障自诊断72.4 多路传输系统的故障自诊断82.5 系统监控原理8第三章OBD系统诊断逻辑93.1 通断性诊断逻辑（
3、图3-1）9ECM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113.4 E-OBD单行程和双行程故障诊断逻辑113.5 E-OBD诊断信息12第四章 车型识别144.1日产天籁E-OBD车144.2后加热式氧传感器（氧化锆型，双行程诊断逻辑）154.3EGR温度传感器（双行程诊断逻辑）164.4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18第五章 案例分析213.1案例分析一213.2案例分析二24结论28致 谢29参考文献30引言随着全球汽车保有量的激增，汽车尾气
4、排放污染成为一个突出而严峻的问题。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(OBD)是一种有效地控制汽车尾气排放污染的实时监测技术。OBD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。OBD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，OBD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OBD 也有它的局限性。因此，对OBD 技术的深入研究具有十分重要的意义。2第一章 BOD介绍1.1 OBD简介OBD是英文On
5、-Board 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-在20世纪90年代中期产生，美国汽车工程师协会(SAE)制定了一套标
6、准规范，要求各汽车制造企业按照OBD-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OBD。OBD-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-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-更先进的OBD-产生了。OBD-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-系统会分别进入发动机、变速箱、ABS等系统ECU(电脑)中去读
7、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-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，一方面是节约成本，也为了避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OBD车
8、载诊断系统OBD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OBD强大的技术魅力。OBD II”是“onBoard Diagnositics”，即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，即符合OBD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，OBD系统将得到越来越广泛的实施和
9、应用。OBD 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，OBD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OBD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。OBD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，OBD监视排放控制系统效率的目标是：随着汽车运行中效率的降低，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1.5倍时，点亮故障灯并存贮故障码。此外，OBD还要求配置某些附加的传感器硬件，例如附加的加热氧传
10、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 OBD的标准化OBD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针诊断接口
11、，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。(3)通用诊断测试模式。这些测试模式，对全部OBD汽车都是通用的，使用OBD扫描工具就可测试。(4)通用扫描工具。满足OBD要求的扫描工具，必经能访问和解释任何车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OBD故障代码，如“PO125”、“PO204”，分别代
12、表有转速信号时发动机5min内没达到10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。OBD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、OBD行程、OBD驱动周期和相似条件等，在监视序列检测其故障，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
13、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，OBD是无能为力的。为此，比OBD更为进一步的OBD系统开发提上了议事日程。OBD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
14、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。OBD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。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
15、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
