车载诊断系统(OBD协议)培训南京合肥天津宁波温州无锡项目外包开发咨询

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车载诊断系统（OBD协议）

1OBD系统的发展历史

OBD的概念起源于美国加州空气资源委员会（CARB），目的是减少和控制汽车尾气造成的大气污染。

– – – – 加州环境保护局（CARB）于1985年立法，1988年开始实施诊断要求。氧传感器、废气再循环阀、燃油供给等主要部件的硬件故障没有统一的故障代码和通信协议系统和发动机控制系统。 标准

第一代OBD（OBD-I）

第二代OBD（OBD-II）

– – – – – – 加州环境保护局于1989年立法，扩大了1994-96年及以后生产的车型的诊断部件范围，增加了系统的诊断要求，如催化转化器故障、失火、蒸汽泄漏等等。排放的影响是主要因素，进口故障的具体排放情况。 OBD-II 排放限值随 LEV、ULEV、SULEV 和其他排放标准的不同而变化。 标准化的故障代码和通信协议标准已经建立。

联邦 OBD (OBD-II)

– – 适用于除加州以外的 49 个州，需要类似的加州 OBD-II

2 欧洲OBD（EOBD）

– 同时实施欧 3 法规 (2000) – 与美国 OBD-II 类似的法规要求 – 无 EVAP 泄漏测试要求 – 欧 4 对 EOBD 的要求与欧 3 相同 – 实施欧 5 的 EOBD 要求：

更严格的EOBD排放限值增加了三元催化转换器NOx转化率恶化的诊断和检测

3OBD系统功能说明

OBD系统必须具有识别可能发生故障区域的功能，并将这些信息以故障代码的形式存储在计算机存储器中。 - 功能：

– 当检测到与排放相关的故障时，OBD系统将通过仪表盘上的MI灯提醒驾驶员 – 可以及时修复故障车辆，使车辆的排放符合标准。 这些信息将帮助技术人员快速诊断和修复症状，可以降低车主的维修成本，并使车辆在第一时间得到正确的修复。

4OBD系统功能说明

OBD功能：

– – – – – – – – – – 记录故障时的运行状况或未能触发故障指示灯（MI） 配备标准诊断仪器接口并使用标准方法从ECU读取数据 ECU监视器与排放相关的排放 组件和子系统监控 三元催化转化器监控 氧传感器监控 油箱通风系统监控 二次空气系统监控 废气再循环系统 失火监控

5OBD-I

OBD-I 必须满足以下要求：

仪表板上必须有一个“MIL”（MIL）来提醒驾驶员特定的车辆系统发生了故障（通常是与废气控制相关的系统）。 该系统必须能够记录/传输相关废气控制系统故障码。 电气元件监控必须包括：氧传感器、废气再循环装置（EGR）、油箱蒸气控制装置（EVAP）。

6OBD-I

OBD-I 的缺点：

– 错过了三元催化器的效率监测 – 错过了油气蒸发系统的泄漏检测 – 错过了发动机是否失火的检测

导致碳氢化合物排放增加。 另外，OBD-I监控电路的灵敏度不高，当车辆发现故障然后送厂维修时，实际上已经排放了大量的废气。

– 没有标准协议

各个车辆生产厂家都开发了自己的诊断系统、维修流程、专用工具等，这给非特约维修站技术人员的维修工作带来了很多问题。

7OBD-II

OBD-II 系统必须具备以下功能：

– 检测废气控制系统相关部件是否“老化”或“损坏”。 – 必须有警示装置，以提醒驾驶员对废气控制系统进行维护和检查。 – 监控传感器和执行器的功能。 – 使用标准化 DTC，并且可以通过通用仪器读取。

8OBD-II系统监控项目氧传感器

9OBD-II系统监控项目

10OBD-II在发动机运行过程中持续监测氧传感器的工作灵敏度/老化性能、氧传感器的信号电压以及氧传感器的预热器。 当氧传感器中毒或老化时，就会对氧传感器产生不利的一面。 这种中毒往往是由于汽油中铅含量过高，导致氧传感器铅中毒。 当发生中毒或老化时，我们会观察到氧传感器的电压周期大幅增加或氧传感器的信号电压变得平坦。 下图为氧传感器老化或中毒时发动机电脑的诊断曲线。

10 在故障诊断期间，发动机电脑会不断比较上游氧传感器和下游氧传感器的信号，使其保持在一定的转换比。 正常工况下，发动机运转后，上游氧传感器不断检测发动机排气中的剩余氧含量。 根据残余氧含量的大小，判断吸入发动机的混合气体是稀还是浓。 残余氧含量高，混合气体稀； 残余氧含量低，混合气体就浓。 随着发动机电脑不断调节燃油系统改变喷油量以匹配最佳混合气，上游氧传感器产生直流脉动电压信号，电压在0.1至0.9V之间变化。 废气经过三元催化转化器处理后，残留的氧气含量会大大降低，下游氧传感器上的电压纹波也会大大降低。 由此可见，三元催化转化器工作状态良好（如图）。 如果三元催化转化器工作不好或出现故障，氧化还原反应不能完全转化有害物质，下游氧传感器的电压波动与上游氧传感器的电压波动大致相同。 如果上下游氧传感器的信号幅度和频率接近相同，则表明三元催化转化器出现故障（如图所示）。 发动机电脑会立即通过发动机故障警告灯（MIL）发出警报。

11二次空气喷射是指冷车启动发动机时，由于冷启动时必须供给较浓的混合气，在低温下发动机燃烧往往不太好，大量CO排放到发动机中。气氛。 为了减少此时的排气污染和暖机期间有害物质的排放，二次空气喷射装置向发动机排气管内注入新鲜空气，使废气中的可燃成分不断排出。燃烧，减少污染物排放，达到欧III排放标准。 喷入发动机排气管的空气在排气过程中可以与废气中的有害气体发生氧化反应，减少发动机废气中的有害物质。 燃烧可以快速预热三元催化转换器，大大缩短三元催化转换器的反应时间。 三元催化器达到工作温度后，应停止二次空气喷射，以免三元催化器过热而损坏。 因此，发动机冷启动后，二次空气喷射装置工作80～120秒后停止工作。 OBD-Ⅱ监测发动机运转过程中组合阀、电动气泵、电动气泵继电器的空气流量。

12OBD-Ⅱ监测发动机运行过程中活性炭罐电磁阀及其他相关传感器和执行器的检测情况。 当燃油蒸气系统工作时，部分汽化的汽油会通过活性炭罐被送到进气歧管，这无疑会丰富混合气。 如果油箱中没有燃油，混合物将会被稀释。 油气混合气的变化可以通过氧传感器来检测，因此它也可以作为检测燃油蒸汽控制装置的重要检测标尺。 当燃油蒸汽控制系统正常时，随着活性炭罐电磁阀的打开，混合气会变浓，氧传感器电压升高； 当燃油蒸汽控制系统不正常时，尽管活性炭罐电磁阀打开，但混合气不会浓缩，氧传感器的电压不会受到燃油蒸汽控制系统的影响。

13当发动机点火系统损坏时，吸入气缸的混合气不能及时点燃，大量HC直接从气缸排出。 部分HC在排气管中燃烧，造成三元催化器损坏； 另一部分HC没有完全燃烧，直接排入大气。 OBD-Ⅱ监测发动机运行过程中发动机的失火率，每次检测周期为曲轴1000转。 当HC超过正常水平的1.5倍时，相当于发动机失火率2%。 发动机失火会导致发动机曲轴转速变得不稳定。 基于这一特点，发动机电脑根据发动机的曲轴转速传感器来监测发动机曲轴旋转的平稳性。 发动机失火会改变曲轴的圆周转速。 通常发动机不以匀速旋转。 每个气缸工作时都有一个加速度。 如果它不起作用，就没有加速度。 四缸发动机每旋转 720° 应有 4 次加速。 正常情况下，发动机压缩做功，先减速后加速，属于正常现象。 发动机失火时，除了发动机压缩期间转速出现瞬时减速外，由于发动机失火，做功时缺乏加速，因此发动机工作时转速波动较大。失火了。 发动机电脑可以通过安装在曲轴上的速度/位置传感器感知瞬时角速度变化，从而判断哪个气缸失火。

14 汽油机OBD图

01-发动机控制单元 02-军用警告灯 03-诊断接口 04-空气质量流量计 05-燃油系统诊断泵 06-活性炭罐 07-活性炭罐电磁阀 08-节气门阀体 09-车速传感器 10-喷油器 1-4 缸 11- 燃油滤清器 12- 爆震传感器 13- 发动机转速传感器 14- 相位传感器 15- 点火模块 16- 冷却液温度传感器 17- 二次空气电磁阀 18- 二次空气泵 19- 二次空气泵继电器 20 - 二次空气组合阀 21- 前氧传感器 22- 后氧传感器