在电控汽车的故障诊断中,面对品牌各异的汽车、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、乘客席脚下等部位寻找诊断接口,读取故障信息。这对维修人员的检修工作来说,非常麻烦车载诊断系统OBDⅡ程序在美国颁布实施以来,给汽车专业人士的诊断工作带来极大的便利,维修人员可以使用同一设备对所有根据OBDⅡ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,国内的维修人员越来越深切感受到OBDⅡ系统的强大功能和检修便利性。
1.OBDⅡ的目的。
OBDⅡ比OBDI增加了新的监测区域,包括三元催化器转换效率和监测发动机失火的曲轴转速信号,可以获得任何时间的发动机失火、烃类化合物排放增加的信息。简单来说,OBDⅡ系统必须具有以下功能。
①检测废气控制系统关联的元件是否出现“老化”或“损坏”。
②必须有警示装置,从而便于提醒驾驶员进行废气控制系统的保养与检修。
③监控传感器和执行器的功能。
④使用标准化的故障码,并且可用通用的仪器读取。
为了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OBDⅡ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,OBDⅡ系统将得到越来越广泛的实施和应用。OBDⅡ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,便可对相关车辆进行检修,这为诊断检修工作带来极大的便利。
2.OBDⅡ的作用。
OBDⅡ系统实时监测发动机、三元催化器、颗粒捕集器、氧传感器、排放控制系统、燃油系统GER等系统和部件,然后通过与排放有关的部件信息连接到动力系统控制模块(PCM动力系统控制模块能够检测、分析与排放相关故障。在有些车辆上,PCM也称为ECM,即发动机控制模块。
当出现排放故障时,PCM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。PCM通过标准数据接口来实现故障信息的访问和处理。维修人员可以使用同一个诊断仪器对任何根据OBD标准生产的汽车进行诊断OBDⅡ系统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,可最大限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,OBDⅡ系统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,当汽车排放水平已达到新车排放标准的1.5倍时,点亮故障灯并存储故障码。此外,OBDⅡ系统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,它装在三元催化器排气的下游。
OBD系统采用更精密的曲轴或凸轮轴位置传感器,以便更精确地检测是否失火,全部车型配置一个新的16针诊断接口。这样一来,车载计算机的能力大大提高,不仅能够跟踪部件的损坏过程而且满足了汽车排放的严格限制
3.OBDⅡ的标准化。
OBDⅡ程序的设计要求避免系统之间的混淆,这不仅使用标准的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,从而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,为车载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”。动力系统的计算机统一都称为“PCM”。
(2)通用数据诊断接口(DLC)每辆车都装有一个标准形状和尺寸的16针诊断接口,每个针脚的信号分配相同。该诊断接口位于相同的位置,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,如图1-2所示。
应当注意的是,诊断接口的某些端子指定为特定的信号,如图12中的附表所示。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所有的OBDⅡ汽车都是通用的,使用OBDⅡ扫描工具就可测试(4)通用扫描工具(诊断仪)满足OBDⅡ要求的扫描工具必须能访问和解释任何车型与排放相关的诊断故障码,扫描工具有可与标准16针诊断接口相接的线朿。车辆品牌不同,通用扫描工具的外观也不同,如图1-3所示。
(5)通用诊断故障码(DTC)在对奔驰、奥迪、福特、丰田、现代等车辆进行故障诊断时,自诊断系统都可以显示标准的OBDⅡ故障码,如“P0125”、“P0204”,分别表示:有转速信号时发动机5min内没达到10℃、4号喷油嘴输出驱动器不正确地响应控制信号SAEJ2010规定一种5位标准故障码,第一位是字母,后面4位是数字。因此,以OBDⅡ程序设置的故障信息或诊断故障码(DTC)均为标准化的,这意味着所有制造厂家均采用相同的故障信息或故障码,如P0100代码的第一位字符(字母)表明其所代表的系统。字母规定如下:B表示车体,C表示底盘P表示动力系统,U表示网络通信系统代码的第二位字符表示标准的制造厂家,如“P1X××”,或 ISO/SAE代码“P0x×x”.所有P0×××和P×××的代码均为标准化代码代码的第三位字符表示在系统中发生故障的总成。
标准化诊断故障码识别要点见表1-1。
代码的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、信号超出范围等。
(6)标准化协议OBDⅡ标准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。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、OBDⅡ行程、OBDⅡ驱动周期和相似条件等,在监视序列中检测故障、设置故障码、点亮和熄灭故障灯以及淸除故障码。监视序列是一个运行过程,用来测试规定系统功能或部件的操作情况。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炭罐净化,以观察氧传感器的信号,这样就可以同时测试两个部件。
