欧洲车载自诊断系统

DelphiAutomotiveSystemsConfidentialPage1欧洲车载自诊断系统(EOBD:EuropeanOn-BoardDiagnostic)DelphiOBDPresentationDelphiAutomotiveSystemsConfidentialPage2EOBD是什么？EOBD是一个非常复杂的自诊断系统，用于检测影响汽车排放的零部件和系统的故障。EOBD系统不象早先的自诊断系统那样，只能诊断传惑器的故障，总的电子故障和影响发动机性能一类的问题。EOBD的焦点在排放上。如果碳氢化合物（HC），一氧化碳（CO）或氮氧化物（NOx）的排放超过欧洲共同体所规定的EOBD排放限值，EOBD装备的汽车就会点亮故障指示灯（MIL）并记录一个诊断故障码（DTC）。EOBD故障指示灯的点亮由对排放的影响而定，和发动机运转及动力性问题没有直接联系。DelphiOBDPresentationDelphiAutomotiveSystemsConfidentialPage3为什么要OBD？OBD的出现是因为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系统不会代替定期的排放测试，但是会起随车排放监测器的作用。OBD的起源日期要回朔到美国加州空气资源部（CARB）为1988和后来的加州汽车制定的排放法规。早期的OBD系统相对比较简单并且只监测氧传感器，EGR系统，供油系统和发动机控制模块。它没有要求汽车厂和车型之间任何标准化的故障码和步骤，也不探测许多种会造成排放升高的发动机管理问题。DelphiOBDPresentationDelphiAutomotiveSystemsConfidentialPage4OBDII和EOBD的导入美国加州空气资源部（CARB）于1996年在实施LEV排放法规的同时率先导入OBDII。欧洲共同体也于2000年在实施欧洲3号排放法规的同时，要求所有新轿车和轻卡车(2.5吨以下)必须装备EOBD系统。作为欧洲共同体法规的响应者，中国有可能在导入欧3排放的同时实施EOBD。DelphiOBDPresentationDelphiAutomotiveSystemsConfidentialPage5标准化的OBD所有OBDII或EOBD装备的汽车都必须有：-标准化的数据诊断接口(SAE-J1962)，-标准化的解码器(SAE-J1978)-标准化的电子通讯协议(KW2000，CAN，CLASSII，ISO9141等)，-标准化的诊断故障码（DTC，SAE-J2012），-标准化的维修服务情报(SAE-J2000)。DelphiOBDPresentationDelphiAutomotiveSystemsConfidentialPage6标准化的数据诊断接口(SAE-J1962)示意图：DelphiOBDPresentationDelphiAutomotiveSystemsConfidentialPage7EOBD排放限值欧洲共同体要求当发生故障的零部件或系统导致排放超过以下标准时，装备有EOBD的车必须点亮故障指示灯（MIL）并记录一个诊断故障码（DTC）：碳氢化合物（HC）超过0.40g/km(欧3排放法规：0.20g/km)一氧化碳（NOX）超过0.60g/km(欧3排放法规：0.15g/km)氮氧化物（CO）超过3.20g/km(欧3排放法规：2.30g/km)以上排放基于欧3测试程序ECE+EUDC，适用于2.5吨以下的汽油车。DelphiOBDPresentationDelphiAutomotiveSystemsConfidentialPage8OBD故障码（SAE－J2012）所有OBD故障码都是一个5字符字母和数字混合的编码，如P0300。第1个字母代表编码的普通类型：－P：为动力系代码（包括所有排放，传感器和电路代码，以及变速箱代码）,－B：为车体代码，－C：为底盘代码。第2个字符：－0：普通OBD代码（所有车型都相同），如P0300为缺火，－1：厂家代码（为特殊车型而指定的代码），如P1601为PCM串行数据错误。第3到第5个字符：告诉你发生故障的零部件或系统。DelphiOBDPresentationDelphiAutomotiveSystemsConfidentialPage9EOBD故障码种类根据故障是否对排放有影响及其严重程度，故障码有以下分类：影响排放故障码：－A类：发生一次就会点亮EOBD故障指示灯和记录故障码，－B类：两个连续行程中各发生一次，才会点灯和记录故障码，－E类：三个连续行程中各发生一次，才会点灯和记录故障码。EOBD要求任何影响排放的故障都必须在三个连续行程中诊断出，且点亮EOBD故障指示灯，记录故障码和故障发生时的定格数据。注：一个行程是指EOBD测试都能得以完成的驱动循环，对EOBD可以欧3排放的测试程序（ECE＋EUDC）为基准。不影响排放故障码：－C类：故障发生时记录故障码，但不点亮EOBD故障指示灯。厂家可根据需要点亮另外一个报警灯。－D类：故障发生时记录故障码，但不点亮任何警告灯。DelphiOBDPresentationDelphiAutomotiveSystemsConfidentialPage10EOBD故障检测和指示灯的熄灭故障检测：－“闪烁码”不再提供，－对EOBD的故障检测必须通过解码器和通用诊断接口，－市面上普通的解码器只要具有EOBD功能就可以用于任何EOBD车型。指示灯的熄灭：－强制熄灭：用解码器清零或者断开动力系控制模块的电源可以暂时清除故障码和熄灭故障灯。如果问题没有被排除，EOBD会再次诊断出故障，1个或多个行程后还会点亮故障灯。多用于汽车维修服务后。－自动熄灭：如果发生的故障自动消失，且通过了3次连续行程的自我诊断，故障灯会自动熄灭。DelphiOBDPresentationDelphiAutomotiveSystemsConfidentialPage11EOBD诊断测试分类法规要求EOBD能诊断测试所有发生故障时会造成排放超过EOBD限值的零部件或系统。零部件测试：用于诊断和控制器有输入或输出关系的零部件（传感器和驱动器），主要针对零部件电路进行测试，同时包括传感器输入值合理性判断。系统测试：用于诊断系统性故障，如缺火，催化转换器劣化，冷却系统故障等，造成故障的原因可能是电路或机械性的，控制器（ECM/PCM）测试：用于诊断和控制器有关的通讯故障，硬件故障，及内存记忆变更。DelphiOBDPresentationDelphiAutomotiveSystemsConfidentialPage12零部件测试：德尔福EOBD测试的主要传感器以下传感器发生故障时会点亮EOBD警告灯：进气压力传感器（MAP）进气流量传感器（MAF）节气阀体开度传感器（TPS）水温传感器（ECT）进气温度传感器（IAT）氧传感器（O2S）车速传感器（VSS）凸轮位置传感器（CAM）曲轮位置传感器（58X）废气再循环阀开度传感器（EGRP）爆振检测器以下传感器不影响排放，发生故障时不点灯，只记录故障码：G传感器（用于缺火诊断时路面状况判别）ABS车轮速度传感器（用于缺火诊断时路面状况判别）空调压力传感器DelphiOBDPresentationDelphiAutomotiveSystemsConfidentialPage13零部件测试：德尔福EOBD测试的主要驱动器以下驱动器发生故障时会点亮EOBD警告灯：点火控制回路（EST）喷油嘴控制回路炭罐电磁阀控制回路怠速控制阀废气再循环阀控制器以下驱动器不影响排放，发生故障时不点灯，只记录故障码：空调吸和继电器冷却风扇继电器可变进气管容积控制电磁阀（需通过排放测试确认对排放影响不大）DelphiOBDPresentationDelphiAutomotiveSystemsConfidentialPage14系统测试：德尔福EOBD测试的主要系统失火催化转换器氧传感器废气再循环系统供油控制系统冷却系统怠速控制系统DelphiOBDPresentationDelphiAutomotiveSystemsConfidentialPage15缺火诊断（P0300）EOBD必须能够探测造成HC排放突变的任意失火，单缸或多缸失火。德尔福诊断系统：－曲轴速度变化诊断法：通过曲轴速度变化诊断失火，－离子电流诊断法：通过对汽缸内离子电流的观测，诊断失火。失火分类：－催化转换器损害型：当失火率过高（如单缸失火或10％以上失火）时，排气管内温度可能超过催化转换器所能承受的限度。此时故障灯会立即点亮，且以1Hz的频率闪亮预警。－排放损害型：排放超过EOBD限值（通常失火率在1％－5％之间）。故障灯会在第3个行程中点亮。DelphiOBDPresentationDelphiAutomotiveSystemsConfidentialPage16NOTES:1.REFERENECEMARKSARETHEAPPROPRIATE58XTEETH.2.CST0AND1CORRESPONDTOCST2AND3RESPECTIVELYC.S.T.(0)CrankshaftSensorCrankshaftWheelC.S.T.(1)4CylinderC.S.T.=CrankSensorTimingDelphiOBDPresentation曲轴速度变化诊断法：当失火发生时，曲轴速度会因失去动力而减速。本方法通过对58齿曲轮转速的变化诊断失火，和判别失火汽缸。DelphiAutomotiveSystemsConfidentialPage17通过对有失火和无失火时的测量数据进行统计性处理，设定失火诊断临界值。No-MisfireIndexDistributionMisfireIndexDistributionMisfireDM/SSAnalysisDM/SS3.0DM/SS3.0ClearSeparationDM=DifferenceofMeansSS=SumofStandardDeviationsDelphiOBDPresentationDelphiAutomotiveSystemsConfidentialPage18离子电流诊断法：通过测量离子电流，直接观测汽缸内的燃烧状况，从而诊断缺火。较曲轴速度变化诊断法更可靠直观。所需硬件：－点火塞上置线圈组合件－离子电流点火控制器PlugTopCoilBATIONSIGNALD1D2C1R4R1Discharging80voltsIonFlowISIMcomponentsaddedtosecondarycircuitIonCurrentFlowMeasurementPeriodDelphiOBDPresentationDelphiAutomotiveSystemsConfidentialPage19离子电流的观测和处理-CQ信号0.00-40-30-20-1001020304050600.501.001.502.002.50STARTOFDWELLIGNITIONCOILRINGINGSTARTOFSPARKFLAMEPHASEPOSTPHASEIONCURRENT(V)CRANKANGLE(DEG.)RAWIONIZATIONSIGNALNOTECQisaPWMsignalvaryingfrom30-1048S.Itisproportionaltotheareaundertheioncurrentcurveduringthecombustionwindow.CombustionWindowDelayCombustionWindow(OpenuntilnextEST)DelphiOBDPresentationDelphiAutomotiveSystemsConfidentialPage20通过对离子电流的信号处理判别缺火CombustionQuality(CQ)HistogramCombustionandMisfire0200040006000800010000