OBD 是 英 文 On BoardDiagnostics 的缩写,中文翻译为“车载自动诊断系统”。OBD 装置监测多个系统和部件,包括发动机、催化转化器、颗粒捕集器、氧传感器、排放控制系统、燃油系统、EGR 等。通过各种与排放有关的部件信息,联接到电控单元 ECU,ECU 具备检测和分析与排放相关故障的功能。当出现排放故障时,ECU 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。ECU 通过标准数据接口,保证对故障信息的访问和处理。
一、OBD 的发展
OBD 的概念最早是由通用汽车(GM)于 1982 年引入的,其目的是监测排放控制系统。一旦发现故障,OBD 系统会点亮仪表板上的一个指示灯以通知驾驶员,同时在 ECU 内记录一个代码,这个代码可通过相应设备获取以便于故障排除。在汽车的自诊断系统中可分为:OBD,OBD-I,OBD-II 三大系统。
(1)OBD-I
通用汽车提出这一概念引起加州空气资源委员会(CARB)的重视。CARB 于 1985 年采用了 SAE 所制定的标准,要求从 1988 年起所有在加州销售的车辆都必须具有一些基本的 OBD 功能。之后,美国环保局(EPA)要求自 1991 年起所有在美国销售的新车必须满足相关 OBD 技术要求,这就是后来所说的 OBD-I。OBD-I 只能监控部分部件的工作和一些排放相关的电路故障,其诊断功能较为有限。此外,获取 OBD 信息的数据通讯协议以及连接外部设备和ECU 的接口仍然未被标准化。
(2)OBD-II
汽车工程师协会(SAE)对诊断接口、通讯方式等技术细节进行了进一步标准化工作,OBD-I 在此基础上发展成为第二代 OBD,即 OBD-II。美国环境保护局(EPA)采用了这些新的技术标准,并于 1990 修订了《清洁空气法》(Clear Air Act),要求自1996 年 1 月 1 日起所有在美国市场销售的新车必须符合 OBD-II 所定义的技术要求。与 OBD-I 相比,OBD-II 在诊断功能和标准化方面都有较大的进步。 故障指示灯、诊断连接口、外部设备和 ECU 之间的通讯协议以及故障码都通过相应标准进行了规范。此外,OBD-II 可以提供更多的数据被外部设备读取。这些数据包括故障码、一些重要信号或指标的实时数据等。
(3)OBD-I 与 OBD-II 诊断功能的比较(见表 1)
(4)OBD-III
前面提到的 OBD-II 虽然能够诊断出汽车排放相关的故障,但却无法保证驾驶者接受 MIL 的警告并迅速对车辆故障修复。因此以无线传输故障信息为主要特征的新一代 OBD系统,即 OBD-III 应运而生。OBD-III系统能够利用小型车载无线收发系统,通过无线蜂窝通信,GPS 系统或者卫星通信将车辆的 VIN 码、故障码以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,包括解决排放问题的时限,去何处维修的建议等。这些信息可在相关法规基础上对由于维护不当造成过多排放污染的车辆进行惩罚。
OBD-III 不仅需要相关通讯技术、法规和标准的不断成熟,对 OBD系统诊断功能本身的准确性和可靠性也提出了更高的要求。
二、OBD-II 具体功能
美国加利福尼亚州率先于 1994年以立法的形式提出了利用车载诊断技术对排放控制装置实行故障监测的要求,称为 OBD-II。后来,欧洲也制订了从 2000 年跟欧 III 同时生效的指令,内容包括:
(1)所有车辆必须装备 OBD 系统,其设计、制造和安装应能确保车辆在整个生命期内识别劣化类型和故障类型。
(2)当排放控制系统失效导致排放超过规定的极限值时,OBD 系统必须指示他们的失效。
(3)汽油机 OBD 系统必须监测下列项目:三元催化转化器;发动机在一定工况区域内出现的缺火;氧传感器劣化;排放控制系统中其他一旦失效就会导致排放超过失效限值的零部件;排放控制系统中传感器和执行器电路是否接通;对于蒸发排放物控制系统中的炭罐控制阀,至少应监测其电路是否接通。
(4)每次发动机起动时,都必须开始一系列的诊断检测。
(5)OBD 系统应带有能让驾驶者感知故障存在的故障指示器,该器件只能用于指示启动了紧急程序或跛行程序。
(6)OBD 系统必须记录指示排放控制系统状态的代码。使用各种专设的状态代码来标识正确工作的排放控制系统以及那些需要进一步运转车辆才能全面地评价的排放控制系统。必须将由于劣化或故障或永久性排放失效模式引起故障指示器激活的失效代码储存起来,该失效代码必须标识故障的类型。故障指示器激活期间,车辆行驶经过的距离必须随时通过标准数据连接器的串行口读出。