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現(xiàn)代汽車車載診斷系統(tǒng)(OBD)的研究

作者: 時間:2010-02-28 來源:網(wǎng)絡 收藏
 隨著全球汽車保有量的逐年增加和人類環(huán)保意識的增強,汽車排放物的污染也越來越受世人的關注,世界各國制定的排放法規(guī)也越來越嚴格。由于環(huán)保機構要求用更精確的方法探測造成排放上升的發(fā)動機性能問題,(On-Board Diagnostic:診斷)系統(tǒng)應運而生。最新推出的第二代是監(jiān)測汽車排放的有效手段之一。第二代最重要的一點就是該系統(tǒng)的設計是為了探測汽車尾氣排放物HC、CO、NOx和燃油蒸發(fā)污染值是否超過排放限值。系統(tǒng)不會代替定期的排放測試,但是會起隨車排放監(jiān)測器的作用。作為歐盟汽車排放法規(guī)的響應者,中國在不久的將來必定實施E(European On-Board Diagnostic:歐洲車載)。

  1 OBD系統(tǒng)概述

本文引用地址:http://2s4d.com/article/197719.htm

  1.1 OBD系統(tǒng)的發(fā)展歷程

  OBD系統(tǒng)經(jīng)歷了OBDⅠ(第一代車載診斷系統(tǒng))和OBDⅡ(第二代車載診斷系統(tǒng))、EOBD 2個階段。OBDⅠ最早在1991年由美國加州規(guī)定使用,功能相對簡單,主要是診斷與排放有關的零部件的完全失效。OBDⅠ沒有統(tǒng)一的標準,OBD連接器插口、故障代碼、通訊協(xié)議等形式內容大都不同,給電控汽車的故障診斷和維修帶來了諸多不便。第二階段OBDⅡ、EOBD系統(tǒng)則非常復雜。OBDⅡ、 EOBD除了對排放有關的部件完全失效診斷外,還要對由于部件老化、部分失效引起的排放超標進行診斷。因此,OBDⅡ、EOBD系統(tǒng)才是真正意義上的實現(xiàn)對在用車整個使用壽命范圍內的排放控制。OBDⅡ、EOBD使用統(tǒng)一的標準,只要用一臺儀器即可對各種車輛進行診斷檢測,這給全球汽車維修檢測提供了極大的方便。

  因為美國和歐洲采用了兩種不同的排放法規(guī)體系,所以第二代車載診斷系統(tǒng)有OBDⅡ、EOBD兩種形式。美國實施OBDⅡ,而采用歐洲排放法規(guī)的國家則實施EOBD系統(tǒng)。從根源上來說,美國的OBDⅡ系統(tǒng)實施得更早,標準更嚴格。美國環(huán)保局規(guī)定1996年以后生產(chǎn)的轎車和輕型卡車(載重在6.5t以下)的電控系統(tǒng)都要求配置OBDⅡ系統(tǒng),并在2000年1月1日開始所有汽車制造商生產(chǎn)的轎車及輕型卡車都必須配置 OBDⅡ系統(tǒng)。加拿大于1998年開始實施OBDⅡ系統(tǒng)。歐洲則從2000年開始逐步實施EOBD系統(tǒng),2001年歐洲所有新生產(chǎn)的轎車(載重2.5t以下)僅限于汽油發(fā)動機配置EOBD系統(tǒng),而對于柴油發(fā)動機轎車要求到2004年必須強制配置EOBD系統(tǒng)。在我國目前己經(jīng)頒布的排放法規(guī)中歐Ⅱ標準里尚無 OBD的有關規(guī)定,但隨著歐Ⅲ標準的實施,EOBD的使用必將提上日程。

  1.2 OBD系統(tǒng)的組成

  OBD系統(tǒng)非常復雜。美國加州空氣資源委員會(California Air Resources Board: CARB)的OBDⅡ系統(tǒng)規(guī)定包括70多頁的詳細法規(guī)和幾百頁的詳細SAE及ISO標準。OBD系統(tǒng)在功能上由軟件和硬件共同實現(xiàn)。OBD的軟件括故障診斷控制策略代碼和標定,與發(fā)動機控制部分一起構成整個發(fā)動機控制系統(tǒng)的軟件包。在一個典型的發(fā)動機控制系統(tǒng)軟件包中,OBD部分的代碼占整個軟件內容的一半,有超過150個可能的故障代碼。典型的EOBD軟件包括6萬行代碼和1.5萬個標定。OBD的硬件主要由各傳感器、ECU(Electronic Control Unit:電子控制單元)、OBD連接器插口、故障顯示燈、執(zhí)行器及線路等與發(fā)動機廢氣控制相關的子系統(tǒng)組成。

  1.3 OBD系統(tǒng)的工作原理

  汽車在正常運行時,汽車的電子控制系統(tǒng)輸入和輸出的信號(電壓或電流)會在一定的范圍內有一定規(guī)律地變化;當電子控制系統(tǒng)電路的信號出現(xiàn)異常且超出了正常的變化范圍,并且這一異常現(xiàn)象在一定時間(3個連續(xù)行程)內不會消失,ECU則判斷為這一部分出現(xiàn)故障,故障顯示燈點亮,同時監(jiān)測器把這一故障以代碼的形式存入內部RAM(Random Access Memory: 隨機存儲器),被存儲的故障代碼在檢修時可以通過故障顯示燈或OBDⅡ掃描儀來讀取。如果故障不再存在,監(jiān)控器在連續(xù)3次未接收到相關信號后,將指令故障顯示燈熄滅。故障顯示燈熄滅后,發(fā)動機暖機循環(huán)約40次,則故障代碼會自動從存儲器中被清除掉。

  1.4 OBD系統(tǒng)的主要特點

  OBDⅡ與OBDⅠ相比較,最大的改進之處在于OBDⅡ具有統(tǒng)一的標準,這給電控汽車的故障診斷和檢測維修提供了諸多方便。1988年,SAE(美國工程師學會)創(chuàng)建了第一個故障診斷連接器插口和一套故障代碼作為標準推廣,美國環(huán)保局采用了SAE大多數(shù)標準并作為推薦世界范圍統(tǒng)一使用的標準。所有OBDII或EOBD裝備的汽車都必須包括以下標準化的硬件和軟件:標準化的數(shù)據(jù)診斷接口(SAE-J1962),標準化的解碼器(SAE-J1978),標準化的電子通訊協(xié)議(kW2000,CAN,CLASSII,ISO9141等),標準化的診斷故障碼(DTC,SAE-J2012),標準化的維修服務情報(SAE-J2000)。


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