邁騰轎車OBD系統(tǒng)介紹

1、邁騰轎車OBD系統(tǒng)介紹盧金山北京博瑞祥恒汽車銷售有限公司摘 要：隨著汽車保有量的不斷攀升，因汽車使用帶來的各種危害也隨之而來。汽車尾氣的排放對(duì)人類賴以生存的地球產(chǎn)生了致命的影響。美國(guó)弗吉尼亞州的汽車尾氣事件向人類敲響了警鐘，自此汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生。科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步帶動(dòng)了汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，更加精密的控制系統(tǒng)逐漸應(yīng)用到汽車領(lǐng)域。OBD系統(tǒng)是各個(gè)汽車汽車制造廠家為了更好的保護(hù)環(huán)境，降低汽車數(shù)量的不斷增加而破壞環(huán)境的補(bǔ)救措施。各個(gè)生產(chǎn)廠家利用不同的設(shè)計(jì)原理和控制形式來完善自己的汽車技術(shù)，但是整個(gè)地球的環(huán)境保護(hù)則要求制造商們必須采用同樣的標(biāo)準(zhǔn)，同樣的“官方語(yǔ)言”O(jiān)BD，來制造符合環(huán)境保護(hù)要求的汽車

2、。關(guān)鍵詞：OBD、氧傳感器、尾氣監(jiān)測(cè)一、OBD系統(tǒng)回顧 隨著全球汽車保有量的逐年增加和人類環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，汽車排放物的污染也越來越受世人的關(guān)注，世界各國(guó)制定的排放法規(guī)也越來越嚴(yán)格。由于環(huán)保機(jī)構(gòu)要求用更精確的方法探測(cè)造成排放上升的發(fā)動(dòng)機(jī)性能問題，OBD系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。OBD是英文On-Board Diagnostics的縮寫，即“車載(自動(dòng))診斷系統(tǒng)”。其主要作用就是診斷與監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣排放狀況以及與廢氣排放系統(tǒng)相關(guān)的部件。 OBD系統(tǒng)經(jīng)歷了OBD（第一代車載診斷系統(tǒng)）和OBD（第二代車載診斷系統(tǒng)）、EOBD 和OBD三個(gè)階段。OBD最早在1991年由美國(guó)加州規(guī)定使用，功能相對(duì)簡(jiǎn)單，主要是診斷與排

3、放有關(guān)的零部件的完全失效。OBD沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，OBD連接器插口、故障代碼、通訊協(xié)議等形式內(nèi)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。我國(guó)也沒有對(duì)OBD進(jìn)行強(qiáng)制要求。 第二階段是OBD、EOBD系統(tǒng)。其除了對(duì)排放有關(guān)的部件完全失效診斷外，還對(duì)因部件老化、部分失效引起的排放超標(biāo)進(jìn)行診斷，提供視覺報(bào)警，詳細(xì)故障、信息，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)在用車幾乎整個(gè)使用壽命范圍內(nèi)的排放控制。OBD、EOBD系統(tǒng)使用幾乎統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，只要用一臺(tái)使用此標(biāo)準(zhǔn)制成的儀器即可對(duì)裝備OBD、EOBD系統(tǒng)車輛進(jìn)行診斷檢測(cè)*，這給全球汽車維修檢測(cè)提供了極大的方便。 因美國(guó)和歐洲采用了不同的排放法規(guī)，所以第二代車載診斷系統(tǒng)有兩種

4、形式。美國(guó)實(shí)施OBD，歐洲實(shí)施EOBD。美國(guó)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）都要求配置OBD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OBD系統(tǒng)。歐洲從2000年開始逐步實(shí)施EOBD系統(tǒng)，2001年歐洲所有新生產(chǎn)的轎車（載重2.5tOBD與EOBD在國(guó)際上的實(shí)施時(shí)間與區(qū)別。OBD的其它種類與總體發(fā)展歷程。我國(guó)環(huán)保部門目前采用的國(guó)三排放標(biāo)準(zhǔn)與OBD（EOBD*）之間的關(guān)系。 雖然OBD-對(duì)監(jiān)測(cè)汽車排放十分有效，但駕駛員接受不接受警告全憑“自覺”。為此，OBD-開始被研發(fā)。其主要目的是使汽車的檢測(cè)、維護(hù)和管理合為一體，以滿足環(huán)保要

5、求。它會(huì)利用車載通訊系統(tǒng)將車輛的信息自動(dòng)通告管理部門，管理部門根據(jù)該車輛排放問題的等級(jí)對(duì)其發(fā)出指令，包括去哪里維修的建議，解決排放問題的時(shí)限等，還可對(duì)超出時(shí)限的違規(guī)者的車輛發(fā)出禁行指令。二、邁騰OBD系統(tǒng)的構(gòu)成與原理 從結(jié)構(gòu)上講，邁騰OBD系統(tǒng)的構(gòu)成幾乎就是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成（除舒適系統(tǒng)等的信號(hào)外），凡是給發(fā)動(dòng)機(jī)控制程序用的傳感器、執(zhí)行器，各種信號(hào)，OBD系統(tǒng)同樣也要對(duì)其大部分進(jìn)行使用，換言之，日常維修中讀取的大部分?jǐn)?shù)據(jù)流，也可以理解為正在讀取OBD系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流。下面的控制結(jié)構(gòu)示意圖以2.0L發(fā)動(dòng)機(jī)為例*。 OBD系統(tǒng)的軟件程序繁雜而龐大，為此邁騰發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元采用了英飛凌公司生產(chǎn)的3

6、2位80MHz處理器，以及1.5Mb的存儲(chǔ)空間，用以安裝發(fā)動(dòng)機(jī)控制程序、其它相關(guān)程序以及OBD系統(tǒng)程序。在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，軟件部分的30以上，數(shù)據(jù)部分的40以上以及處理性能的40以上用于OBD系統(tǒng)，可見其重要性。氧傳感器和三元催化器是邁騰OBD系統(tǒng)當(dāng)中最為關(guān)鍵的部件*。邁騰TSI發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際上裝備的是一個(gè)普通的平面型前氧傳感器。 寬頻氧傳感器電壓值保持為450mV，由泵單元（微型泵）來保證此恒定值，該泵給電極靠近廢氣側(cè)供氧，以達(dá)到此恒定值 。泵功率越大，泵電流也就越大 寬帶氧傳感器示意圖空氣寬帶氧傳感器示意圖空氣尾氣泵單元測(cè)量室傳感器電壓泵單元電流擴(kuò)散通道稀混合氣狀態(tài)下寬帶氧傳感器電壓示意

7、圖濃混合氣狀態(tài)下的寬帶氧傳感稀混合氣狀態(tài)下寬帶氧傳感器電壓示意圖濃混合氣狀態(tài)下的寬帶氧傳感器電壓示意圖普通氧傳感器而是通過二氧化鋯等化學(xué)物質(zhì)制成，沒有泵單元外部空氣外部空氣電壓信號(hào)尾氣帶有涂層的極板發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元普通氧傳感器電壓變化曲線普通氧傳感器電壓變化曲線 邁騰OBD系統(tǒng)對(duì)于氧傳感器的監(jiān)測(cè)在于其加熱性能、電氣特性、響應(yīng)特性和老化特性。邁騰OBD系統(tǒng)對(duì)其三元催化器監(jiān)測(cè)的原理。目前的國(guó)產(chǎn)邁騰車型，只使用了分段式凈化器，還沒有完全使用存儲(chǔ)式催化凈化器。這里出現(xiàn)了一個(gè)問題，邁騰TSI發(fā)動(dòng)機(jī)如何對(duì)三元催化器進(jìn)行監(jiān)控？汽車尾氣排放國(guó)標(biāo)比歐標(biāo)重要的不同就是必須有OBD系統(tǒng)，且OBD系統(tǒng)必須要對(duì)三元催化器

8、進(jìn)行監(jiān)測(cè)，必須要有催化前和催化后的兩個(gè)數(shù)據(jù)作為各方面效能的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。直觀的來看，我們能夠從VAS5051當(dāng)中的OBD數(shù)據(jù)選項(xiàng)里面PID20、21直接讀取出氧傳感器1、2兩個(gè)電壓值，而且與傳統(tǒng)兩個(gè)氧傳感器配比吻合，可推斷出另一個(gè)氧傳感器的電壓是電腦“虛擬”出來的。根據(jù)B6資料分析，應(yīng)該是由于國(guó)內(nèi)油質(zhì)或其它一些原因，邁騰OBD系統(tǒng)對(duì)于這一部分進(jìn)行了本地化設(shè)計(jì)，采用虛擬的工況程式數(shù)據(jù)庫(kù)代替另一個(gè)氧傳感器的作用，而在OBD系統(tǒng)中也虛擬出了一個(gè)氧傳感器數(shù)值以達(dá)到OBD系統(tǒng)的要求以及相關(guān)控制功能。EVAP系統(tǒng)是邁騰OBD發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要監(jiān)控項(xiàng)目。在TSI發(fā)動(dòng)機(jī)中，當(dāng)增壓存在時(shí)，燃油蒸汽不能直接進(jìn)入進(jìn)氣歧管，

9、而進(jìn)入增壓器進(jìn)氣端。過氧傳感器的變化對(duì)EVAP系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)中，也有的使用進(jìn)氣壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 邁騰2.0L發(fā)動(dòng)機(jī)上也裝備有二次空氣泵，以減少冷啟動(dòng)時(shí)候尾氣中HC的含量以及使冷態(tài)下的尾氣凈化器快熱。 二次空氣系統(tǒng)的工作狀態(tài)由催化反應(yīng)器前的傳感器信號(hào)來檢查?？諝獾脑龆鄮韺?duì)應(yīng)的數(shù)值達(dá)到上限為正常。邁騰OBD系統(tǒng)對(duì)于失火的監(jiān)測(cè)。失火，并不一定就是火花塞不點(diǎn)火。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器G28傳來的的轉(zhuǎn)速信號(hào)可以反映各個(gè)汽缸的工作狀態(tài)，如果轉(zhuǎn)速信號(hào)曲線變化平穩(wěn)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元認(rèn)為發(fā)動(dòng)機(jī)工作正常。如轉(zhuǎn)速曲線變化異常，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過對(duì)比凸輪軸的霍爾傳感器G40，確定不能正常工作的汽缸位置，當(dāng)失火次數(shù)

10、的超過發(fā)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元設(shè)計(jì)的上線值時(shí)，故障存儲(chǔ)器就會(huì)記錄失火故障，OBD燈隨即點(diǎn)亮。三、邁騰OBD系統(tǒng)的應(yīng)用在排除了OBD系統(tǒng)的故障之后，應(yīng)運(yùn)行OBD測(cè)試循環(huán)，以再次檢測(cè)所有OBD功能并復(fù)位。邁騰OBD系統(tǒng)中的長(zhǎng)期、短期燃油調(diào)整。 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元根據(jù)氧傳感器的情況判斷混和氣的情況從而對(duì)噴油脈寬進(jìn)行調(diào)整從而調(diào)整混合氣的濃度，達(dá)到閉環(huán)控制。燃油調(diào)整值就是指對(duì)噴油脈寬調(diào)整的程度。一般用百分比表示。“XX”表示延長(zhǎng)噴油脈寬的百分比?！癤X”表示縮短噴油脈寬的百分比。噴油脈寬變化情況當(dāng)前的混合氣情況正的燃油調(diào)整值 XX正在和將要延長(zhǎng)噴油脈寬混合氣較稀負(fù)的燃油調(diào)整值 XX正在和將要縮短噴油脈寬混合氣較濃

11、短期燃油調(diào)整：根據(jù)氧傳感器的變化提供即時(shí)的燃油調(diào)整。長(zhǎng)期燃油調(diào)整：根據(jù)氧傳感器、近期整體工況、相關(guān)參考值進(jìn)行有一定目標(biāo)值的長(zhǎng)期性的燃油調(diào)整。讀取VAS5051中的OBDMode1PID06、07有：短期空燃比氣缸列1/3；（長(zhǎng)期）空燃比氣缸列1/3。 這個(gè)數(shù)值的意義和我們常用的01-08-32里面的意義幾乎是一樣的。理論上來講，這個(gè)數(shù)據(jù)比01-08-32里面的要更準(zhǔn)確些。但有的情況下32數(shù)據(jù)塊里面的數(shù)據(jù)沒有超過15時(shí)， PID07已經(jīng)超過了，此時(shí)，OBD燈的點(diǎn)亮以32數(shù)據(jù)塊為準(zhǔn)，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生類似P0171等的故障碼。但如果PID07里面的數(shù)據(jù)很高，雖然沒有報(bào)警燈點(diǎn)亮也應(yīng)進(jìn)行處理，因?yàn)椴痪帽厝粫?huì)產(chǎn)

12、生相關(guān)故障。正如上述燃油調(diào)整值和32數(shù)據(jù)塊的關(guān)系，還有許多類似問題，即通過常規(guī)數(shù)據(jù)塊等方法診斷，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)并沒有超標(biāo)，但是在OBD系統(tǒng)中，卻能更明確的給出故障狀態(tài)或隱形故障原因。例如： 檢測(cè)靜態(tài)氧傳感器加熱 未完成/完成； 催化轉(zhuǎn)化器的監(jiān)控測(cè)試 未完成/完成； 對(duì)所有電子原件進(jìn)行監(jiān)控 啟用，等等?？梢允褂肰AS5051中的OBDMode1對(duì)相關(guān)OBD系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行結(jié)果輸出。如故障發(fā)生時(shí)間、故障發(fā)生后的行駛里程數(shù)等。同樣，我們也可以從OBDMode1中讀取TSI發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油壓力、進(jìn)氣壓力等相關(guān)數(shù)值。四、邁騰OBD系統(tǒng)實(shí)際案例分析 一輛裝備1.8TSI發(fā)動(dòng)機(jī)的邁騰轎車，行駛里程2萬(wàn)公里，正常行駛

13、中OBD故障燈點(diǎn)亮，其它一切正常。維修工接車后進(jìn)行電腦檢測(cè)，檢查相關(guān)常規(guī)數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)有關(guān)于后氧傳感器的故障，還有故障碼P0171氣缸列1混合氣稀，查看01、33、99數(shù)據(jù)塊里面的氧傳感器動(dòng)作，十分緩慢或者說是幾乎沒有，決定更換氧傳感器，更換后故障消失。 幾日后，該車返修。用戶表示故障依舊，OBD報(bào)警燈點(diǎn)亮，且涼車有抖動(dòng)。由于正值夏季，無法等待涼車檢測(cè)，便進(jìn)行常規(guī)電腦檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)故障碼與上次一致，無任何失火記錄，維修工表示已經(jīng)更換過氧傳感器，但上次沒有理解到邁騰的氧傳感器控制部分與常規(guī)車輛有所不同。 邁騰TSI發(fā)動(dòng)機(jī)沒有后氧傳感器，何來更換？仔細(xì)閱讀OBD中相關(guān)數(shù)據(jù)流*，氧傳感器的變化頻率較速騰車

14、慢，且數(shù)值較正常邁騰車偏高，但是變化頻率與正常邁騰車一致。懷疑涼車抖動(dòng)未達(dá)到失火記錄的標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)氣壓力正常，噴油脈寬略高。OBDPID07達(dá)到近23，過高。01-08-32數(shù)據(jù)達(dá)到15，過高。其它相關(guān)數(shù)據(jù)基本正常，OBD系統(tǒng)Mode1的各有效測(cè)試全部通過。試車后待繼續(xù)檢查時(shí)，OBD報(bào)警燈自動(dòng)熄滅了，此時(shí)再次檢查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：OBDPID07達(dá)到近18，仍舊過高。01-08-32數(shù)據(jù)達(dá)到12，不滿足點(diǎn)亮標(biāo)準(zhǔn)。 再次試車、原地怠速較長(zhǎng)一段時(shí)間后，故障燈再次點(diǎn)亮，檢查數(shù)據(jù)，恢復(fù)接車時(shí)候的狀態(tài)OBD系統(tǒng)長(zhǎng)期燃油調(diào)整值升高，說明在一定時(shí)期以來，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒較“稀”，需要以23為目標(biāo)增加供油，除了真空泄露、排氣泄

15、露等原因，在其它系統(tǒng)運(yùn)行正常的情況下，另外一個(gè)原因就是噴油嘴阻塞。由于配件問題無法拆卸噴油嘴檢查，但是依據(jù)分析，可以判斷為噴油嘴臟污。給用戶添加wynns66201清洗劑*，3天后回訪用戶，故障燈只點(diǎn)亮過一次就沒有再點(diǎn)亮。次日用戶再次回店檢查，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期燃油調(diào)整值已經(jīng)下降到12左右，32數(shù)據(jù)塊的讀數(shù)也下降到8%左右，幾日后再次回訪用戶，故障沒有再發(fā)生。一段時(shí)間后根據(jù)用戶要求，將用戶的原車氧傳感器裝回，經(jīng)過用戶一段時(shí)間的使用，一切正常。故障原因分析:對(duì)于新車型的結(jié)構(gòu)變化及原理一定要清晰。邁騰TSI發(fā)動(dòng)機(jī)后氧傳感器是系統(tǒng)“虛擬”出來的。邁騰TSI發(fā)動(dòng)機(jī)前氧傳感器動(dòng)作較其它車型慢。在OBD系統(tǒng)中顯示的長(zhǎng)期燃油調(diào)整數(shù)據(jù)實(shí)際上應(yīng)該是和32數(shù)據(jù)塊內(nèi)的數(shù)據(jù)完全吻合的，但是由于某些設(shè)計(jì)上的原因造成數(shù)據(jù)不吻合，從原理上講還是應(yīng)該以O(shè)BD系統(tǒng)中的為準(zhǔn)。 邁騰TSI發(fā)動(dòng)機(jī)中，OBDPID07是判斷噴油嘴阻塞的一個(gè)重要參數(shù)，在32數(shù)據(jù)塊未達(dá)到報(bào)警的時(shí)候，OBDPID07已經(jīng)達(dá)到了“報(bào)警”值，這就預(yù)示著燃油系統(tǒng)的工作或控制是不正常的。由此，可以得到一個(gè)簡(jiǎn)單的邁騰TSI發(fā)動(dòng)機(jī)由于噴油嘴阻塞引起的 OBD故障燈點(diǎn)亮的診斷流程：1、讀取確認(rèn)故障碼，存在其它故障碼按照提示及環(huán)境信息處理；2、讀取01-08-32和PID07數(shù)據(jù)塊