揭開OBD神秘的面紗.doc

揭開OBD神秘的面紗(一)經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)2005年12月30曰起，北京將實(shí)施機(jī)動車排放的國標(biāo)準(zhǔn)(相當(dāng)于歐 ，未達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)的新車將停止在北京銷售。同時要求從2005年12月30曰起，在北京市銷售的新車型必須安裝OBD，在此前已定型上市銷售并通過審核的車型可延遲一年安裝OBD但在2006年12月1曰后，未安裝OBD系統(tǒng)的新車將全部停止在北京銷售，2007年全國范圍實(shí)施這一新的法規(guī)。這意味著OBD系統(tǒng)即將在我國強(qiáng)制裝載。OBD系統(tǒng)的使用除將影響國家的法規(guī)、汽車的制造業(yè)，燃油供應(yīng)、車輛管理幾方面外，也將對汽車維修帶來深遠(yuǎn)的影響。OBD是一個相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)20年來它的硬件結(jié)構(gòu)和軟件容量發(fā)生很大的變化。而我們在維修作業(yè)中要面對所有不同時代的技術(shù)。了解OBD的診斷機(jī)理和監(jiān)控的閾值，掌握不同階段的OBD的監(jiān)控內(nèi)容，熟悉可提供的信息種類和信息的定義，會做OBD的測試循環(huán)，不僅僅是每個汽車維修技術(shù)人員專業(yè)發(fā)展的需要，同時，也是遵紀(jì)守法的需要因?yàn)槿魏喂室夂蜔o意的導(dǎo)致OBD系統(tǒng)損壞都是違法行為。許多汽車技術(shù)人員對OBD的理解很模糊他們常常認(rèn)為：讀取和清除故障碼讀數(shù)據(jù)流和動作測試就是OBD全部功能；認(rèn)為系統(tǒng)有故障碼就一定有故障；許多人不會使用OBD其他功能，不會做維修后的OBD測試循環(huán)檢驗(yàn)，不會分析故障碼的閾值。這些都將影響OBD系統(tǒng)的正確使用和有效的維護(hù)。本文將就汽車維修技術(shù)人員關(guān)心的OBD的定義標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)沿革、不同系統(tǒng)的監(jiān)控方法、故障碼和數(shù)據(jù)流的意義、診斷模式和標(biāo)定方法做全面的介紹，并針對一些不正確的觀點(diǎn)和認(rèn)識予以糾正。一、現(xiàn)在我們能接觸到那幾代的OBD1什么是OBDOBD是英文On Board Diagnostic的縮寫?，F(xiàn)在叫DMS(Diagnostics Model System)系統(tǒng)。它的真正含義遠(yuǎn)非意譯過來的“車載診斷系統(tǒng)”?，F(xiàn)在美國所使用OBD和歐洲的EOBD實(shí)際上僅僅是車載診斷系統(tǒng)中的一部分是法律要求的最基本的功能。OBD的定義是對與排放相關(guān)的功能和元器件，利用硬件和軟件進(jìn)行監(jiān)控，并以MIL燈和DTC故障碼的形式提醒駕駛員進(jìn)行相應(yīng)維修的系統(tǒng)。實(shí)際上廠家自己設(shè)計(jì)OBD的功能和監(jiān)控的內(nèi)容要比要求的強(qiáng)大得多。這個系統(tǒng)由相應(yīng)的硬件、軟件、ECU、接口以及外部顯示設(shè)備組成。2OBD的作用(1) OBD系統(tǒng)將隨時監(jiān)測零部件和系統(tǒng)的故障，保證汽車在整個使用壽命中排放不超過OBD法規(guī)要求；(2) OBD系統(tǒng)會持續(xù)監(jiān)測排放的劣化過程，大幅減少由于故障造成的載用車超標(biāo)排放；(3) 在檢查車輛過程中利用OBD系統(tǒng)的監(jiān)測信息簡化車檢和維修的程序，從而減少故障發(fā)生和維修之間的間隔時間；(4) OBD的實(shí)施可保障汽車污染控制裝置的生產(chǎn)一致性，減小零部件和系統(tǒng)的散差提高零部件和系統(tǒng)的耐久性。對OBD的理解要注意幾點(diǎn)：(1) 歐的實(shí)現(xiàn)，一定要有OBD加以保證。裝備OBD系統(tǒng)的歐車輛是假的歐實(shí)際上是在某個行駛工況汽車達(dá)到歐限值罷了。(2) OBD是一個系統(tǒng)，它是現(xiàn)代汽車一個新的功能。它已被模塊化了，叫DMS。它雖不能提高汽車的動力性、經(jīng)濟(jì)性和安全性，但它可以保證降低和保持汽車的排放水平，減少汽車故障率，降低汽車的維修成本。(3) 對OBD系統(tǒng)的理解一定要包括外圍的診斷設(shè)備，它們是一個整體。這與10年前的理解完全不同。因?yàn)樵\斷儀(SCANNER)不僅僅是一個顯示終端，它與車上的OBD模塊的命令傳遞是相互的，有些測試是在SCANNER控制下完成的。OBD也不簡單的等同于診斷儀。(4) OBD有兩種標(biāo)準(zhǔn)：SAE的美國版的OBD、ISO歐洲版的EOBD。實(shí)行OBD的國家叫做OBD的國家，各個國家實(shí)行OBD的時間不一樣，美國、歐盟早一些，曰本、韓國晚一些。歐盟在2000年同步實(shí)施歐法規(guī)和EOBD，其要求類似美國OBD，但沒有EVAP泄漏測試要求。歐對EOBD的要求和歐相同，2010年歐實(shí)施時的EOBD要求排放限值更嚴(yán)格增加對三元催化器NOx轉(zhuǎn)換率劣化的診測。曰本OBD(JOBD)在2000年開始實(shí)施它類似OBD-和EOBD，相對簡單，2008年曰本計(jì)劃實(shí)施更嚴(yán)格的JOBD法規(guī)。3不同階段OBD的特點(diǎn)自上個世紀(jì)90年代初，美國三大汽車公司先后在所定型的汽車增加自診斷功能起到現(xiàn)在，OBD已走過26年的歷史，它從自發(fā)的、各自為政到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化，從簡單顯示的不可讀得的燈光信號到提供完整的故障狀態(tài)信息顯示方法，從單一的電路導(dǎo)通性測試到全面的過程監(jiān)控和人機(jī)對話診斷的深度，從被動的提示性的監(jiān)管方式到主動地強(qiáng)制地命令車主維修監(jiān)管方式，已走過四個階段。19801988年啟蒙階段上世紀(jì)80年代汽車進(jìn)入了計(jì)算機(jī)控制時期，以美國三大汽車公司為代表的世界著名汽車制造商開始用軟件可監(jiān)控汽車控制系統(tǒng)，當(dāng)時還主要是對發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的故障監(jiān)控，并以人工觸發(fā)方式，以LED燈信號形式來傳遞故障信號的數(shù)字編碼，經(jīng)過技術(shù)人員查表來表達(dá)故障的描述。診斷功能限于電路的導(dǎo)通和控制模塊的輸入信號的幅值的異常。老的皇冠和公爵王就是這種類型?，F(xiàn)在的在用車輛已見不到這種類型。19881996年發(fā)展階段我們稱之為First OBD(或OBD)，美國加州的環(huán)保部門CARB開始介入OBD的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化工作，它率先以立法的形式強(qiáng)行要求OBD的使用。這個階段開始出現(xiàn)了：“Check”燈外部通訊工具故障碼和故障碼的解釋控制數(shù)據(jù)的顯示元器件的動作測試監(jiān)控方法也由原來的電路輸出、輸出的短路和斷路的靜態(tài)監(jiān)控，擴(kuò)展為連續(xù)監(jiān)控(也就是全過程中的監(jiān)控)，同時EPA在這一階段與SAE協(xié)會完成了標(biāo)準(zhǔn)化。這個階段是真正通訊的開始，車載和非車載設(shè)備要一起配合來完成測試和測試結(jié)果的傳輸、處理。國內(nèi)的大部分在用車輛使用的是這一代的技術(shù)。這個時期的診斷依據(jù)不是很嚴(yán)格，可監(jiān)測的子系統(tǒng)也很少，但讀碼和清碼是在診斷儀的命令下完成的，方便了許多。故障碼的解釋各家各不相同。故障碼對診斷的幫助僅限于給出一個方向，從數(shù)據(jù)流就可以看到控制系統(tǒng)的輸入和輸出情況，也有一定的故障診斷指導(dǎo)意義。19962002年統(tǒng)一階段被稱為Second OBD(或OBD )。這個階段，EPA開始要求超過排放限值的50報(bào)警。EPA和SAE聯(lián)手頒布了一系列標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，在監(jiān)控的能力上也有很大的提高，特別是“相互監(jiān)督”的運(yùn)用。這些標(biāo)準(zhǔn)主要包括：統(tǒng)一的術(shù)語和系統(tǒng)命名方法統(tǒng)一串行數(shù)據(jù)通訊協(xié)議統(tǒng)一與外部設(shè)備通信接口位置、尺寸、端子定義等通訊物理要求統(tǒng)一診斷儀的功能統(tǒng)一測試模式和數(shù)據(jù)流內(nèi)容統(tǒng)一故障碼格式和編碼原則揭開OBD神秘的面紗(二)3不同階段OBD的特點(diǎn)自上個世紀(jì)90年代初，美國三大汽車公司先后在所定型的汽車增加自診斷功能起到現(xiàn)在，OBD已走過26年的歷史，它從自發(fā)的、各自為政到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化，從簡單顯示的不可讀得的燈光信號到提供完整的故障狀態(tài)信息顯示方法，從單一的電路導(dǎo)通性測試到全面的過程監(jiān)控和人機(jī)對話診斷的深度，從被動的提示性的監(jiān)管方式到主動地強(qiáng)制地命令車主維修監(jiān)管方式，已走過四個階段。19801988年啟蒙階段上世紀(jì)80年代汽車進(jìn)入了計(jì)算機(jī)控制時期，以美國三大汽車公司為代表的世界著名汽車制造商開始用軟件可監(jiān)控汽車控制系統(tǒng)，當(dāng)時還主要是對發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的故障監(jiān)控，并以人工觸發(fā)方式，以LED燈信號形式來傳遞故障信號的數(shù)字編碼，經(jīng)過技術(shù)人員查表來表達(dá)故障的描述。診斷功能限于電路的導(dǎo)通和控制模塊的輸入信號的幅值的異常。老的皇冠和公爵王就是這種類型?，F(xiàn)在的在用車輛已見不到這種類型。19881996年發(fā)展階段我們稱之為First OBD(或OBD)，美國加州的環(huán)保部門CARB開始介入OBD的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化工作，它率先以立法的形式強(qiáng)行要求OBD的使用。這個階段開始出現(xiàn)了：“Check”燈外部通訊工具故障碼和故障碼的解釋控制數(shù)據(jù)的顯示元器件的動作測試監(jiān)控方法也由原來的電路輸出、輸出的短路和斷路的靜態(tài)監(jiān)控，擴(kuò)展為連續(xù)監(jiān)控(也就是全過程中的監(jiān)控)，同時EPA在這一階段與SAE協(xié)會完成了標(biāo)準(zhǔn)化。這個階段是真正通訊的開始，車載和非車載設(shè)備要一起配合來完成測試和測試結(jié)果的傳輸、處理。國內(nèi)的大部分在用車輛使用的是這一代的技術(shù)。這個時期的診斷依據(jù)不是很嚴(yán)格，可監(jiān)測的子系統(tǒng)也很少，但讀碼和清碼是在診斷儀的命令下完成的，方便了許多。故障碼的解釋各家各不相同。故障碼對診斷的幫助僅限于給出一個方向，從數(shù)據(jù)流就可以看到控制系統(tǒng)的輸入和輸出情況，也有一定的故障診斷指導(dǎo)意義。19962002年統(tǒng)一階段被稱為Second OBD(或OBD )。這個階段，EPA開始要求超過排放限值的50報(bào)警。EPA和SAE聯(lián)手頒布了一系列標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，在監(jiān)控的能力上也有很大的提高，特別是“相互監(jiān)督”的運(yùn)用。這些標(biāo)準(zhǔn)主要包括：統(tǒng)一的術(shù)語和系統(tǒng)命名方法統(tǒng)一串行數(shù)據(jù)通訊協(xié)議統(tǒng)一與外部設(shè)備通信接口位置、尺寸、端子定義等通訊物理要求統(tǒng)一診斷儀的功能統(tǒng)一測試模式和數(shù)據(jù)流內(nèi)容統(tǒng)一故障碼格式和編碼原則國內(nèi)2000年以后銷售的車輛，由于駕駛模式和燃料的原因還沒有取消OBD，但除了測試模式和監(jiān)控的對象不同外，基本上符合這一標(biāo)準(zhǔn)。這一階段診斷包含的內(nèi)容已很豐富了，概括起來有：讀取和清除故障碼讀串行數(shù)據(jù)和特殊編組的數(shù)據(jù)流讀軟件的版本編碼和供應(yīng)商的編碼執(zhí)行元件的動作測試保養(yǎng)提示軟件的初始化和初始狀態(tài)設(shè)定軟件版本和系統(tǒng)配置，使用環(huán)境的匹配自學(xué)習(xí)記憶清除特殊系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)的修改個別車型給控制模塊重新寫程序2002年以后成熟階段應(yīng)該說，由于OBD的誤診和漏診的問題，業(yè)內(nèi)對OBD一直存在著批評的聲音，直到它的可靠性和有效性達(dá)到模擬的工況期排放檢測的水平才被絕對的認(rèn)可，為了達(dá)到這一目標(biāo)足足花費(fèi)了20年的時間。進(jìn)入2002年后，OBD可以說真的成熟起來了。這個階段加強(qiáng)了：對NOx排出物監(jiān)控對二次空氣噴射系統(tǒng)的監(jiān)控更頻繁地監(jiān)控更多元器件監(jiān)控可變進(jìn)氣正時，可變凸輪軸正時監(jiān)控冷啟動的過程監(jiān)控臭氧的排量提示更多的信息CAN的強(qiáng)制使用ISO 9141，(International Standards Organization) Serial Data ProtocolJ1850，Serial Data ProtocolJ1930Terms and DefinitionsJ1962，Standard OBD Diagnostic ConnectorJ1978，Generic Scan ToolJ1979，Diagnostic Test Mode and Basic Serial Data StreamJ2008，Electronic Service Information Access and Data FormatJ2012，Diagnostic Codes and MessagesJ2190，Enhanced Diagnostic Test Modes and Serial Data Streams通訊協(xié)議：每個汽車生產(chǎn)廠會選擇一種協(xié)議規(guī)范，同一輛車的通訊協(xié)議的鏈路層可能是不同的，這是由于不同的系統(tǒng)可能保留原來的通訊方式如大眾公司的高爾夫、奧迪等。ISO 91412 (KLine)。它主要應(yīng)用于曰本車系列，僅用于診斷通訊，不支持CAN通訊，不支持CAN通訊ISO 142304 (Keyword Protocol 2000)J1850 41.6 Kbps Pulse Width Modulated。它應(yīng)用于福特汽車，也稱之為SCP。它既可以用于診斷通訊，也可以用于CAN通訊J1850 10.4 Kbps Variable Pulse Width。它用于通用公司的汽車，也叫CLASS-2。它可以用于診斷通訊，也可以用于CAN通訊J2284IS0 1 57654(CAN)用于新款車的CAN通訊J2534一Recommended PracticeOr Pass-Thr