故障自诊断系统
（一）OBD系统概述
随车诊断系统（ON-BOARD DIAGNOSTIC，OBD），有OBD、OBD-Ⅰ、OBD-Ⅱ等类型。
1994年全球有20%的汽车制造商采用OBD-Ⅱ，1996年全面采用OBD-Ⅱ。
随车诊断的目的是排放系统有故障时提示车主注意、使维修技术人员能快速地找到故障来源，从而减少汽车废气对大气的污染。
（二）OBD概念提出
此概念于20世纪80年代中期提出。刚开始由各厂家独立自行设计诊断座和自定义故障码，各个车型之间无法共用，必须采用不同的诊断系统。OBD-Ⅱ系统统一规定诊断座及故障代码含义，各车型之间可以通用。
（三）OBD-Ⅰ
1985年由美国加利福尼亚州大气资源局制定，1988年开始全面实施。
1.主要特点
①仪表中有警示车主的指示灯，它用来提示车主车辆的控制系统存在故障。
②系统有记忆，可传送有关排放的故障代码。
③能对EGR阀、燃油系统和其他有关废气排放系统进行测试保养。
监控元件包括氧传感器、EGR、EVAP。
2.缺点
①无法有效地监控排放，特别是催化转换器效率监测、EVAP泄漏监测，监测线路灵敏度不高等。
②各厂家采用不同的自诊断系统和排除方法。
③资料传输不是统一的SAE和ISO标准。
（四）OBD-Ⅱ系统概述
美国加利福尼亚州环保局1989年正式公布新的自诊断系统，称为OBD-Ⅱ。直到1996年各汽车生产厂才在其加州标准车辆上使用了新标准。
新标准于1990年写入了美国《清洁空气法》，它要求全部50个州的车辆于1996年起一律装备OBD-Ⅱ。严格遵守法规的时间定为1999年，所以，有些1996年的OBD-Ⅱ系统可能会缺少一个OBD-Ⅱ规范的特性，如燃油蒸发污染排放清洁测试。
OBD-Ⅱ系统技术先进，对解决探测排放问题十分有效。但对驾驶者是否接受MIL的警告，OBD-Ⅱ是无能为力的。
OBD-Ⅲ系统主要利用小型车载无线收发系统，通过无线蜂窝通信、卫星通信或GPS系统将车辆的VIN、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，包括去何处维修的建议、解决排放问题的时限等，其主要特点是社会法规的支持。
图6-37 诊断座接口图
1.诊断座
诊断座如图6-37所示。
（1）全部引脚定义
PIN1-Manufacturer discretion.GM:J2411 GMLAN/SWC/Single-Wire CAN
PIN2-SAE-J1850 PWM和SAE-1850 VPW总线（+）
PIN3-FordDCL(+)Argentina,Brazil(pre OBD-Ⅱ)1997-2000,USA
PIN4-车身搭铁
PIN5-信号搭铁
PIN6-CAN high(ISO 15765-4 and SAE-J2284)
PIN7-ISO 9141-2和ISO 14230-4总线的K线
PIN8-自定义
PIN9-自定义
PIN1-Bus negative Line of SAE-J1850 PWM only(not SAE-1850 VPW)Europe,etc.Chrysler CCD Bus(+)
PIN10-FordDCL(-)Argentina,Brazil(pre OB D-Ⅱ)1997-2000,USA,Europe,etc.Chrysler CCD Bus(-)
PIN11-自定义
PIN12-自定义
PIN13-CAN low（ISO 15765-4和SAE-J2284）
PIN14-ISO 9141-2和ISO 14230-4总线的L线
PIN15-ISO 9141-2和ISO 14230-4总线的L线
PIN16-蓄电池电压
（2）OBD-Ⅱ标准使用的通信协议
①PIN7，PIN15。ISO 9141-2和ISO 14230-4（KWP 2000）。
②PIN2,PIN10。SAE J1850 PWM,SAEJ 1850 VPM。
③PIN6,PIN14。CAN,ISO 15765-4(SAE-J2284)。
2.诊断故障码结构
诊断故障码结构如图6-38所示。
图6-38 故障码结构图
（1）编码企业代号
编码企业代号规定由一位阿拉伯数字表示。其中：0—代表SAE定义的故障代码；其他1，2，3，…，9为各汽车制造公司自行定义的故障代码。
（2）系统故障代码
系统故障代码由SAE定义，见表6-3。
表6-3 系统故障代码指示系统
（3）原厂编码顺序代号
原厂编码顺序代号由两位阿拉伯数字组成，指各元件的故障代码，不同编号有不同的故障含义。
3.监控系统
（1）三项连续监控
失火检测、燃油系统和大部分的元件监控。
（2）八项非连续的监控
触媒、加热式触媒、油箱油气蒸发（即时性炭罐控制）、二次空气喷射、空调系统、氧传感器、氧传感器加热器和EGR。
4.故障发生瞬间的数值分析
标准的OBD-Ⅱ测试模式中即冻结测试模式。此功能可在故障码发生时，瞬间记录下相关的数值，以便发现间歇性故障。
（五）OBD-Ⅱ系统工作
1.触媒转换器监控
触媒转换器排放监控的启动条件是发动机水温高于80℃，保持车速大于2 000 r/min至少2 min，打开节气门，闭环运行，转速为1 248～1 9523 r/min（自动），或1 248～2 400 r/min（手动），进气压力传感器电压应为1.5～2.6 V。
系统依靠前后加热式氧传感器的信号，检测触媒转换器的工作效率。
2.氧传感器监控
为了完整地测试氧传感器的功能，需要通过监控9项有关含氧传感器项目来实现。
3.失火监控
失火监控是为了提示车主发动机失火对触媒的破坏，或提示车主发动机排放超标。
最主要的内容是根据气缸在失火时会导致燃烧压力下降，使活塞运动速度减慢。因失火会导致发动机曲轴转速下降，故曲轴位置传感器CKP的波形循环就会出现中断。通过对比CKP与凸轮轴位置传感器CMP的信号，电脑就能判断出哪一个缸失火，如图6-39所示。
图6-39 CKP、CMP波形对比
4.燃油系统监控
燃油系统监控用来判断监控系统调整空燃比的工作情况。监控的两个参数为短期修正和长期修正。短期修正在没有进行燃油修正时，数值为0%；修正时，数值的范围为-100%～100%。
5.油气蒸发系统监控
油气蒸发系统监控用来检测活性炭罐气体容积和泄漏情况。监控系统的元件有炭罐电磁阀、EVAP电磁阀和压力传感器。
6.废气再循环监控
用来检测EGR的流量和判断其工作效率。电脑使EGR阀全开或全关，并侦测EGR传感器的电信号，然后通过动态采样数值与其原厂设计的标准相比来判断EGR系统的工作效率。若其工作效率达不到设定标准，则故障灯亮起并会发出设置故障码。