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OBD系统及相关OBD术语介绍

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在电控汽车的故障诊断中,面对品种各异的汽车,面对形形色色的故障,维修人员要用各种各样的检测设备,配上形状各异的诊断插头,对照纷繁复杂的维修资 料,在发动机舱内、翼子板内侧、仪表板壳内、乘客席脚下等许多位置寻找诊断接口,读取故障信息。这对维修人员的检修工作来说,是不是太劳心费神了?
车载诊断系统OBD ⅱ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 ⅱ强大的技术魅力。
“OBD ⅱ”是“on—Board Diag—nositics 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,即符合OBD ⅱ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 ⅱ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,OBD ⅱ给维修人员的诊断检修工作带来了空前的便利。
OBD ⅱ的作用: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。
OBD ⅱ的标准化: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。
(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,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 ⅱ汽车都是通用的,使用OBD ⅱ扫描工具就可测试。
(4)通用扫描工具。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。
(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 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。
(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 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。
诊断设备:
(1)扫描工具。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。
(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。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,国内合资汽车厂近年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。

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