OBD系统 -车载自动诊断系统

原理

OBD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。

OBD实时监测发动机、催化转化器、颗粒捕集器、氧传感器、排放控制系统、燃油系统、EGR等系统和部件。然后通过不同与排放有关的部件信息，联接到ECU【电控单元，它能检测、分析与排放相关故障的功能】，当出现排放故障时，ECU记录故障信息和相关代码，并通过故障灯发出警告，告知驾驶员。ECU通过标准数据接口，保证对故障信息的访问和处理。

作用

在OBD Ⅱ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 Ⅱ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 Ⅱ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，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帧诊断接口。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。

OBD系统出现故障后及时修理。一年一次的车检对控制汽车排放作用是有限的。但汽车安装了OBD之后就完全不一样了，它可以随时监测汽车的排放水平。

如果一旦排放不达标，OBD就会发出警告，及时通知驾驶者去修理。欧Ⅲ最关键的就是使用OBD。

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 Ⅱ故障代码，如“PO125”、“PO204”，分别代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。

SAE J2010规定了一个5位标准故障代码，第1位是字母，后面4位是数字。

首位字母表示设置故障码的系统。当前分配的字母有4个：“P”代表动力系统，“B”代表车身，“C”代表底盘，“u”代表未定义的系统。

第2位字符是0、1、2或3，意义如下：0——SAE(美国汽车工程师协会)定义的通用故障码：1——汽车厂家定义的扩展故障码；2或3——随系统字符(P，B，C或U)的不同而不同。动力系统故障码(P)的2或3由SAE留作将来使用；车身或底盘故障码的2为厂家保留，车身或底盘故障码的3由SAE保留。

第3位字符表示出故障的系统：1——燃油或空气计量故障；2——燃油或空气计量故障；3——点火故障或发动机缺火；4——辅助排放控制系统故障；5——汽车或怠速控制系统故障；6——电脑或输出电路故障。7——变速器控制系统；8——变速器控制系统。

最后两位字符表示触发故障码的条件。不同的传感器、执行器和电路分配了不同区段的数字，区段中较小的数字表示通用故障，即通用故障码；较大的数字表示扩展码，提供了更具体的信息，如电压低或高，响应慢，或信号超出范围。

系统结构

扫描器

OBD Ⅱ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。

测试模式对全部OBD Ⅱ汽车都是通用的，使用OBD Ⅱ扫描工具就可测试。

满足OBD Ⅱ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。

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。如果需要，任何时间都可重看波形，因为这些波形都可存于内存中。

典型的现代实验室示波器具有双线或多线功能。即同时可在屏幕上看到两个或多个单独的信号。这样就可观察一个信号如何影响另一个信号。例如可将氧传感器电压信号输入到通道A，将喷油器脉冲输入到通道B，然后观察脉冲是否响应氧传感器信号的变化。

可将实验室示波器看成一个高速可视电压表。能够看到清晰的信号波形，在图形上能捕捉到瞬间干扰、尖峰脉冲、噪声和所测部件的不正常波形。

值得注意的一点：OBD只是在排放不达标时报警，但如果油品不合格，安装OBD就将形同虚设。据了解，国内合资汽车厂引进中国的一些车型，也会在欧洲同期销售，它们在生产之初就配备有OBD并达到了欧Ⅲ甚至欧IV标准，在国产后减去或关闭OBD的一大原因就是为了避免因油品不合格而导致报警，从而带来不必要的麻烦。

接口

OBD系统

OBD Ⅱ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。

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”。

每车都装有一标准形状和尺寸的16针诊断接口，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。

通信协议

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 Ⅱ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 Ⅱ行程、OBD Ⅱ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。

相关资料

2005年12月23日，北京环保局和北京市质量技术监督局发布公告【京环发(2005)214号】，宣布自2005年12月30日起，在北京市销售新定型车型（包括全新产品及产品扩展与更改）须安装车载诊断（OBD）系统。

2005年12月30日前已定型上市销售并通过国家第三阶段排放标准审核的车型可延迟安装OBD系统；2006年12月1日后，停止在北京销售未安装OBD系统的新车。

2006年1月12日，北京环保局公布了【京环发(2006)4号】第一批达到国III排放标准，且带OBD功能的轻型车目录。

2006年11月15日，北京环保局再次发布公告【京环发(2006)214号】，重申半个月后的12月1日起，北京市将停止销售未安装车载诊断系统（OBD）的国Ⅲ轻型汽车。 ^[1]