7-车载通信—故障诊断.ppt

1、汽车电器与电子技术通信系统-车载诊断系统（OBD）n一、国、国标准介绍2005年4月27日国家环保总局公布了轻型汽车污染物排放限值及测量方法，平时所说的国、国（相当于欧、欧）排放标准，这两个标准分别将于2007年7月1日和2010年7月1日开始在全国实施。2005年12月30日，北京市正式实施相当于欧标准的机动车排放国标准，低于该标准的车不再允许销售。到2006年12月30日，北京所有在售的新车，必须装配有国标准所规定的车载自动诊断系统OBD。轻型汽车n轻型汽车污染物排放限值及测量方法指最大总质量不超过3500kg 的M1 类、M2 类和N1 类汽车。nM1 类车指包括驾驶员座位在内，座位数不

2、超过九座的载客汽车。nM2 类车指包括驾驶员座位在内座位数超过九个，且最大设计总质量不超过5 000kg 的载客汽车。nN1 类车指最大设计总质量不超过3 500kg 的载货汽车。第一类车：设计乘员不超过六人（包括司机），且最大总质量不超过2500kg 的M1 类汽车。第二类车：第一类车以外的其他所有轻型汽车。通信系统-车载诊断系统（OBD）n二、车载诊断系统概述二、车载诊断系统概述1、车载诊断系统简介nOBD（On-Board Diagnostics）即“车载诊断系统”。在车辆的使用期内确保系统能识别造成排放超标的故障、损坏的类型以及故障可能存在的位置。并以故障代码的方式将该信息储存在电控单

3、元的存储器内。国标定义：一种排放控制系统，它具有鉴别可能出现故障区域的能力，用显示储存在计算机存储器内的故障代码。n车辆出厂前必须装备车载诊断系统。n该系统的特点是实时监测车辆在使用过程中排放是否超标。国要求排放控制装置在行驶5年或8万公里内，仍能达到排放限值的要求。n目的：监测排放系统，减少废气对大气的污染，并希望为故障诊断带来方便。通信系统-车载诊断系统（OBD）通信系统-车载诊断系统（OBD）2、OBD系统的优点n改善在用车的排放性能（排放）n快速对车辆的排放性能进行诊断（排放）n改善车辆的维修服务（标准化的故障代码、冻结帧数据）（维修）n任一技师使用同一个诊断仪器诊断任何根据标准生产的

4、汽车（维修）n改善了零部件的可靠性（安全）n在驾驶员注意前提出故障警告，避免进一步的损坏（安全）3、OBD国外发展n1988年首先在加利福尼亚州导人了OBD-In1994年开始实施了OBD 法规n到1996年，福特公司完成了对这些规定的贯彻。OBD 一般要求在排放超出10万英里。n欧洲则是从2000年实施欧法规后增加了OBD功能性检查，即通常所说的EOBD（Europe on-board diagnostics)，EOBD要求比美国的OBD 严格，两者排放极限值也不相同 通信系统-车载诊断系统（OBD）4、OBD-与 OBD-nOBD-(第一代随车诊断系统)仪表板必须有“故障警示灯”(MIL，

5、Malfunction Indicator Light)，以提醒驾驶注意特定的车辆系统已发生故障(通常是废气控制相关系统)。系统必须有记录/传输相关废气控制系统故障码的功能。电器组件监控必须包含：氧传感器、废气再循环装置（EGR）、燃油箱蒸汽控制装置（EVAP）。OBD-除了无法有效地控制废气排放 nOBD-比OBD-增加了新的监测区域，包括催化转换器转换效率和决定发动机缺火的曲轴速度，可以获得任何时间的发动机缺火、碳氢化合物排放增加的信息。OBD-除了无法有效地控制废气排放，它还引起另一个严重的问题：各车辆制造厂发展了自己的诊断系统、检修流程、专用工具等，给非特约维修站技师的维修工作带来许多

6、问题。nOBD-系统必须具有下列功能：检测废气控制系统的关联的元件是否出现“老化”或“损坏”。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。监控传感器和执行器的功能。使用标准化的故障码，并且可用通用的仪器读取。通信系统-车载诊断系统（OBD）n三、OBD-的标准介绍(1)通用术语和缩写词。例如，为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”，统一都称为“PCM”。(2)通用数据诊断接口。每车都装有一标准形状和尺寸的16针诊断接口，并位于相同的位置，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。应当注意的是，诊断接口的某些端子，

7、指定为特定的信号。(3)通用诊断测试模式。这些测试模式，对全部OBD-汽车都是通用的，使用OBD-扫描工具就可测试。(4)通用扫描工具。满足OBD-要求的扫描工具，必经能访问和解释任何车型与排放相关的诊断故障码，扫描工具有线束可与标准的16针连接器相接。(5)通用诊断故障码。在对上海别克、广州雅阁等轿车进行故障诊断时，自诊断系统都可以显示标准OBD-故障代码，如“PO125”表示有转速信号时发动机5min内没达到10；“PO204”表示4号喷油嘴输出驱动器不正确地响应控制信号。(6)标准化协议。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

8、送与接收。通信系统-车载诊断系统（OBD）n（7）标准化代码含义SAE J2010（SAE：美国汽车工程师协会 Society of Automotive Engineers）规定了一个5位标准故障代码，第1位是字母，后面4位是数字n首位字母表示设置故障码的系统。当前分配的字母有4个：“P”代表动力系统，“B”代表车身，“C”代表底盘，“u”代表未定义的系统。n第2位字符是0、1、2或3，意义如下：0SAE(美国汽车工程师协会)定义的通用故障码：1汽车厂家定义的扩展故障码；2或3随系统字符(P，B，C或U)的不同而不同。动力系统故障码(P)的2或3由SAE留作将来使用；车身或底盘故障码的2为厂

9、家保留，车身或底盘故障码的3由SAE保留。n第3位字符表示出故障的系统：1燃油或空气计量故障；2燃油或空气计量故障；3点火故障或发动机缺火；4辅助排放控制系统故障；5汽车或怠速控制系统故障；6电脑或输出电路故障。7变速器控制系统。n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，或信号超出范围。通信系统-车载诊断系统（OBD）通信系统-车载诊断系统（OBD）n四、OBD系统的诊断测试OBD系统主要的诊断测试n（1）零部件测试零部件测试n（2）系统测试系统

10、测试（1）零部件测试）零部件测试n例：OBD的测试排放相关的零部件，必须检测的零部件喷油器点火线圈旁通空气阀驱动电机炭罐控制阀EGR阀（如果使用了EGR阀时）燃油泵MAP/MAF传感器氧传感器ECT传感器IAT传感器爆震传感器n例：ABS零部件的测试轮速传感器电磁阀开关电机继电器等通信系统-车载诊断系统（OBD）n（2）系统测试）系统测试例：失火检测n汽油发动机在运转时，由于没有发火、混合气过浓或过稀、压缩压力低或其它原因，导致吸入气缸内的混合气不能燃烧，被称为失火。n发动机在一定转速和负荷范围内失火次数占总点火次数百分比，称失火率。每个制造商需给出排放超出OBD限值的失火的百分率。n通过发动

11、机转速的变化进行失火检测.当失火率超过规定的百分比时，排放污染物超标，将导致催化转化器过热而损坏。通信系统-车载诊断系统（OBD）n五、车载诊断系统的工作程序和诊断信号内容五、车载诊断系统的工作程序和诊断信号内容1、工作程序n每次发动机起动时，ECU都必须开始一系列的诊断检测。n当OBD系统检测到零部件或系统有问题时，能使电子控制系统进入“永久排放故障模式”以保证车辆能继续行驶。OBD系统只有启动了应急程序或“跛行回家”程序。故障报警指示器点亮，通知驾驶员有故障存在。为了维持发动机的运转，ECU 便从其程序存储器（ROM）中，调出某一固定值，作为发动机的应急参数，保证发动机可以继续运转。当EC

12、U中的电控单元出现故障时，ECU自动启用后备控制回路对发动机进行简单控制，使汽车可以开回家或是到附近的汽修厂进行修理，这样的功能就是故障运行，又称“跛行”模式。另一方面，当ECU检测到某一执行器出现故障时，为了安全起见，采取一些安全措施。这种功能叫作故障保险。ECU故障诊断是针对系统中的传感器、电控单元和执行器进行的。当传感器和电控单元发生故障时，往往采取故障运行方式；而当执行器发生故障时，往往采取故障保险措施。通信系统-车载诊断系统（OBD）n1)故障报警指示灯（故障报警指示灯（MIL）点亮）点亮车载诊断系统必须有一个故障报警指示灯（MIL），用来迅速提示驾驶员出现了故障点火开关接通，而发动

13、机尚未起动或转动，MIL也必须点亮。发动机起动后，如果没有检查到故障，MIL应熄灭。以检查故障报警指示灯工作是否正常排放超过OBD 的限值，发动机进入永久排放故障状态失火达到可能使催化器损坏的程度连续两个运转循环（发动机起动、运转工况和熄火组成）出现与排放有关的故障ECU自检过程中发生的故障电控系统的传感器、执行器、或ECU发生故障通信系统-车载诊断系统（OBD）n2)故障码的存储故障码的存储车载诊断系统必须能够存储识别不同类型故障的代码。每个故障必须使用单独的状态代码，产生故障时，点亮MIL。如果由于劣化、发生故障或永久排放默认模式引起MI激活，则必须储存能识别相应故障类型的故障代码。除非另

14、有监测，否则对其他任何与排放有关的，且与电控单元相连接的动力系部件，包括任何能实现监测功能的相关的传感器，都必须监测其电路的连通状态。n3)故障代码读取故障代码读取使用专用的检测设备，通过标准的串行接口诊断插头和电子控制单元的诊断插头连接，将存储的故障代码读出。按照故障码的提示，维修人员可以迅速准确地确定故障损坏的类型和部位（典型的车辆约有150多个故障代码）。通过标准的串行接口可读取出现故障时车辆行驶的里程。另外可读取故障出现时的行驶距离和冻结帧保存的状态信息通信系统-车载诊断系统（OBD）4)故障报警指示灯（故障报警指示灯（MIL）的熄灭）的熄灭n发动机起动后未检测到任何故障。n如果发动机

15、的失火率没有达到可能造成催化转化器损坏的限值，或者发动机运行工况改变后，失火率不会造成催化转化器的损坏时。n对于其它所有的故障，在三个连续的运转循环（发动机起动、运转工况和熄火组成）期间，如果负责MIL的监测系统不再监测到故障，且没有检测出其它会单独点亮MIL的故障之后。5)清除故障代码清除故障代码n如果同一故障在40个以上发动机暖机（70 以上）循环内不再出现，可以清除该故障代码，以及该故障出现时的行驶距离和冻结帧保存的状态信息。通信系统-车载诊断系统（OBD）2、OBD系统在下列情况下不工作系统在下列情况下不工作n油箱储油量小于20%。n起动时环境温度低于-7。n海拔高度高于2500m。n

16、道路的路面情况十分恶劣。n对于装有功率输出装置的车辆，允许让受到影响的监测系统停止工作，条件是当功率输出装置在工作时，监测系统才停止工作。通信系统-车载诊断系统（OBD）3、诊断信号内容、诊断信号内容n诊断信号诊断故障码、发动机冷却液温度、燃料控制系统状态（闭环/开环及其它）、燃油修正、点火正时提前、进气温度、歧管空气压力、空气流量、发动机转速、节气门位置传感器输出值、二次空气状态（上游、下游或大气）、计算的负荷值、车速和燃油压力。一旦测定了任何部件或系统的首次故障，必须将当时发动机状态的“冻结帧”储存在计算机存储器中。如果随后发生了供油系统或失火故障，任何原储存的冻结帧必须被供油系统或失火状

17、态（最先发生者）所替代。n冻结故障状态（冻结帧）故障指示出现时，强制储存的状态信息有 故障代码计算的负荷值(负荷率)发动机转速发动机冷却液温度可选的储存的发动机状态必须包括 燃油修正值燃油压力 车速进气支管压力 闭环或开环运转状态制造厂必须选择便于有效修理的最合适的一组状态作为冻结帧存储。只要求一组数据帧。制造厂可以选择储存额外的数据帧，前提是至少所要求的数据帧可以通过满足标准规范的通用扫描工具读出。通信系统-车载诊断系统（OBD）n六、OBDII通讯1、OBDII诊断座通信系统-车载诊断系统（OBD）2、OBDII诊断座接口定义n2 J1850（Bus+）n10 J1850（Bus-）n7

18、ISO 9141 Kn15 ISO 9141 Ln6 J-2284 CAN Highn14 J-2284 CAN Lown16 Vcc 4 5 GNDn1 3 8 11 12 13 NC通信系统-车载诊断系统（OBD）5、OBDII通讯协议概述n通讯协议是用来约定逻辑0，1的表达方式、字节的组成、通讯帧的结构、以及具体功能的命令及参数的定义。n故障诊断是现代汽车必不可少的一项功能，使用排放诊断的目的主要是为了满足OBD-或E-OBD(European-On Board Diagnose)标准。目前，许多汽车生产厂商都采用ISO14230(Keyword Protocol 2000)作为诊断系统

19、的通信标准，它满足OBD-和OBD-的要求。在欧洲，以往诊断系统中使用的是ISO9141，它是一种基于UART的诊断标准，满足OBD-的要求。美国的GM、Ford、DC公司广泛使用J1850(不含诊断协议)作为满足OBD-的诊断系统的通信标准。但随着CAN总线的广泛应用，预计到2004年，美国三大汽车公司将对乘用车采用于CAN的J2480诊断系统通信标准，它满足OBD-的通信要求。从2000年开始，欧洲汽车厂商已经开始使用一种基于CAN总线的诊断系统通信标准ISO 15765，它满足E-OBD的系统要求。n包含内容物理层：电气特性，适合12V或24V车载电压。(Layer 1)数据链路层：允许

20、一个诊断仪控制一个在线ECU。(Layer 2)应用层：实现诊断服务。(Layer 7)通信系统-车载诊断系统（OBD）1)OBDII通讯协议类型nISO 9141-2：1994（1996年修订）“道路车辆-诊断系统 第2部分：加州空气资源局对数字信息交换的要求”；nSAE J1850：1998年3月“B级数据通讯网接口”。有关排放的信息必须使用循环的多余信息校验和3个字节的标头，不得使用内部字节隔离或校验；nISO 14230-第4部分“道路车辆 诊断系统关键词协议2000 第4部分：排放有关系统的要求”；nISO DIS 15765-4“道路车辆 对控制器区域网（CAN）的诊断-第4部分：

21、与排放有关系统的要求”，2001年11月1日。通信系统-车载诊断系统（OBD）2)ISO9141协议格式举例通信系统-车载诊断系统（OBD）通信系统-车载诊断系统（OBD）n55 01 8A n 75 n0F 01 F6 30 32 31 39 30 36 32 35 36 20 20 20 03;021906256n 0 2 1 9 0 6 2 5 6 (空格)n03 02 09 03 n0F 03 F6 4D 4F 54 52 4F 4E 49 43 20 4D 33 2E 03;MOTRONIC M3.n M O T R O N I C(空格)M 3 .n03 04 09 03 (响应)

22、n0E 05 F6 38 2E 31 20 20 41 54 20 56 30 32 03 ;8.1 AT V02n03 06 09 03 n08 07 F6 00 09 A4 30 39 03 ;CODING:01234 WSC:12345n03 08 09 03 n03 09 09 03 通信系统-车载诊断系统（OBD）n车载诊断系统试验装置和诊断工具汽车电脑解码器 汽车电脑扫描仪 电眼睛 修车王 汽车电控诊断仪。1、车型专用或车辆电控系统专用测试n读取故障码、清除故障码、保养灯归零。n可测试的电控系统包括发动机、变速箱、气囊、ABS等。通信系统-车载诊断系统（OBD）2、专业修车诊断设备

23、n功能多、车型可选、使用方便、扩展性好等，但价格贵。可检测发动机、自动变速器、ABS、SRS、TCS、防盗、巡航、空调、悬挂和仪表等系统故障。可读取故障码、清除故障码、读数据流（数字、曲线、模拟方式显示）、执行元件测试、系统设定、OBD-2诊断。大容量储存记忆系统，软件升级，无需更换硬件，有控制器局域网（CAN）诊断功能。可诊断通用、福特、克莱斯勒、阿库拉、马自达、本田、丰田、三菱、尼桑、五十铃、富士、铃木、大发、现代、无限、凌志、大宇等车系。通信系统-车载诊断系统（OBD）3、VAGCOM诊断线+计算机软件计算机软件nVAGCOM通过一套专用的软件和测试组件，将普通 PC 电脑变为一套功能强

24、大的专业汽车故障诊断设备。有效的解决了目前专用汽车诊断设备价格高，运行速度慢的缺点。并且具有升级方便，功能强大的特点。代表了未来汽车诊断设备发展的必然趋势。目前不仅大众公司，奔驰、宝马等多家大型汽车公司也都已开始使用类似的技术。n功能简介 读取故障码清除故障码 测试执行元件 控制单元编码读测量数据块 单独通道数据设置服务站代码 传送汽车底盘号n产品特点性价比最优,是目前最便宜和性能最好的诊断系统 真正的双K线技术,全中文显示,上网升级 一体式设计,有USB和COM口两种,适合所有的电脑,对电脑的配置没有要求 可以实现大众七位编码,奥迪大灯调整,桑塔纳系列气囊修复等所有特殊功能 可以读取数据流,

25、真实的显示动态波形 通信系统-车载诊断系统（OBD）通信系统-车载诊断系统（OBD）n七、OBD OBD-系统技术先进，对探测排放状况十分有效。当发现故障报警灯点亮时，应立即将车送到维修站进行检修。但对驾驶者是否接受MIL的警告，0BD-是无能为力的，而第三代车载故障诊断系统（OBD）解决了这个问题。OBD 的主要目的是使汽车的检测、维护和管理合为一体，以满足环境保护的要求。OBD-系统会分别进入发动机、变速器、ABS等系统ECU中去读取故障码和其它相关数据，并利用小型车载通讯系统，如GPS导航系统或无线通信方式将车辆的身份代码、故障码及所在位置等信息自动通告管理部门，管理部门根据该车辆排放问题的等级对其发出指令，包括去哪里维修的建议，解决排放问题的时限等，还可对超出时限的违规者的车辆发出禁行指令。因此，OBD 系统不仅能对车辆排放问题向驾驶者发出警告，而且还能对违规者进行惩罚。通信系统-车载诊断系统（OBD）