OBD输出信息的9种模式 OBD系统提供了丰富的诊断状态和结果信息,这些信息不仅可用于相应机关对车辆状态的审查(比如年检),还有助于故障的定位和排除,更可为DIY者提供新的乐趣。此外,这些信息的统计结果对法规制定者、整车和零部件/系统制造者以及科研工作者提供宝贵的借鉴。 法规要求OBD系统提供的信息决定于法规的要求、车辆的配置、整车制造厂和发动机电控系统供应商的要求以及OBD系统本身的技术水平几个方面。但是首先要满足当地法规的要求。我国采用了EOBD相同的要求,在GB18352.3–2005中的相关描述如下: IA.6.5.3.3 必须采用ISO DIS 15031–5“道路车辆– 车辆与排放有关诊断用的外部试验装置之间的通讯– 第5部分:排放有关的诊断服务”(2001年11月1日)规定的格式和单位提供基本诊断数据(见IA.6.5.1规定)和双向控制信息,并且这些信息必须能通过满足ISO DIS 15031–4 要求的诊断工具获得。 OBD系统输出信息的模式/服务
Mode 1: 请求动力系当前数据 法规要求I.3.6 故障代码的储存 车载诊断(OBD)系统必须记录表示排放控制系统状态的代码。必须使用单独的状态代码,以便正确识别起作用的排放控制系统,以及需要进一步运转汽车,才能全面评价的那些排放控制系统。 IA.6.5.1.2 若可能,除所要求的冻结帧数据信息外,一旦需要,还应能够通过标准数据连接器的口获得下述信息(如果车载电控单元具有、或通过车载电控单元能够被确定的信息):诊断故障码、发动机冷却温度、燃料控制系统状态(闭环/开环及其它)、燃修正、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。必须按照IA.6.5.3的规定,以标准单位提供这些信号。实际信号必须能从默认值或跛行回家信号中被清晰地单独分辨出。 IA.6.5.1.4 通过IA.6.5.3规定的标准数据连接器的串口,应能读取汽车型式核准时的车载诊断(OBD)系统要求,以及符合IA.6.5.3.3的车载诊断(OBD)系统所监测的主要排放控制系统要求。 I.3.6.1 通过标准数据链连接器的串行口,应能随时获得MI激活时汽车的行驶距离。 说明
示例
模式2:请求冻结桢数据 法规要求IA.6.6.1 诊断信号的内容和获取方式 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电控单元存储器中。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态(取先发生者)所替代。储存的发动机状态必须包括,但不限于:计算的负荷值、发动机转速、燃油修正值(如有)、燃油压力(如有)、车速(如有)、冷却液温度、进气岐管压力(如有)、闭环或开环运转状态(如有)和引发上述数据被储存的故障代码。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储存。 说明模式2 的目的是访问保存在冻结桢中的排放相关的数据。所谓冻结桢,指的是故障在首次出现的瞬间,车辆和发动机的一些最重要的参数值。它就像一张故障现场的“快照”,这些信息有助于探究故障发生的原因,对维修具有重要价值。 冻结桢中包含的信息是有限的,法规给出了最小的要求,在满足法规要求的前提下,厂家可以把更多的参数记录下来在模式2种输出,不过所有输出的参数必须在15031–5定义的PID列表中选择,输出的格式、单位和文字描述必须符合15031–5种的定义,这主要是为了使所有符合15031–4要求的扫描工具都能读取和解释这些信息。当然,输出的参数越多意味着在ECU中相应的存储空间就越大。 值得注意的是OBD系统只能输出一个故障的冻结桢,在系统中存在多个故障的时候,根据故障的优先级来决定在模式2种输出哪种故障的冻结桢。供油系统故障和失火故障的优先级高于其它故障。比如如果出现由于喷油器电路引发的失火故障的时候,模式2中输出的是失火故障,而不是喷油器电路的冻结桢。 示例
根据上面的信息我们可以判断1缸发生失火的时候发动机已经充分暖机,车辆处于静止状况下,因为转速较低,所以很可能是在怠速状态。 模式3:请求排放相关的动力系诊断故障码 法规要求I.3.6 故障代码的储存 …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。当涉及I.3.3.3.5和I.3.3.4.5相关的故障类型时,也必须储存相应的故障代码。 I.3.5.2 对于需要两个以上运转循环才能激活MI的方案,制造厂必须提供数据和/或工程评价,以充分证明该监测系统能同样有效和及时地监测部件的劣化。不接受需要平均10个以上运转循环才能激活MI的方案。一旦超过I.3.3.2给出的排放限值,发动机控制将进入永久排放默认模式,或者车载诊断(OBD)系统不能满足I.3.3.3或I.3.3.4的基本诊断要求时,MI也必须激活。(关于激活MI的规定) I.3.3.3.5 除非另有监测,否则对其它任何与排放有关的,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。 I.3.3.4.5 除非另有监测,否则必须监测其它任何与排放有关,且与电控单元相连接的动力系部件的电路连通状态。 说明
示例
一缸喷油器断路故障和一缸失火故障都已经被确认并且点亮了故障灯. 很有可能是由于喷油器线路问题导致了失火故障,建议首先检查喷油器线路. 模式4:清除/复位排放相关的诊断信息 模式4的作用是清除OBD系统所记录的所有排放相关的诊断信息。这些信息包括:
模式4对OBD系统进行的删除/重置至少要在起动前点火钥匙开关处于ON的状态下能够执行。大部分ECU在发动机运转的时候也可进行此操作。 值得指出的是,并不是通过模式4把故障信息删除了就可以掩盖系统的故障。这是因为在模式4的操作之后,OBD系统的状态信息也被重置了。即模式1中的PID 01内反映诊断功能是否完成的状态会显示为未完成,也就是说虽然OBD系统显示没有故障,但是同时也会显示还未完成相关诊断工作,因此没有故障这一结果是不可信的。这意味着,如果车检所以后通过OBD状态信息来判断车辆是否通过年检之前,把故障车辆的故障信息删除是无法过关的。 模式5:请求氧传感器检测测试结果 对于采用ISO91412,ISO-14230–4和SAE J1850通讯协议的OBD系统,模式5输出是氧传感器监测结果,其中既包含氧传感器的特性参数(常数,决定于选用的氧传感器本身),还包括氧传感器的一些评价指标的测试结果。对于采用ISO 15765–4(即CAN)通讯协议的OBD系统,氧传感器监测结果信息会在模式6中输出。 氧传感器的重要性氧传感器是发动机控制系统中非常重要的排放控制部件,ECU根据氧传感器的测量信号判断混和气的浓稀状态,从而相应的实时调整喷油量,使得油气混和气的比例控制在能够使催化转化器能够更高效的转化废气中的HC、CO和NOx。氧传感器损坏之后会直接导致错误的控制反馈,从而无法保证混和气中的油气比例,进而导致排放超标。此外,氧传感器损坏之后还会导致催化器的诊断不可靠。 另一方面,氧传感器处于高温的工作状态,又可能受到不良油品的污染,因而比较容易损坏。因此对氧传感器的各项性能指标进行监测对排放控制来说非常重要。 氧传感器的故障类型不同形式的氧传感器可能出现的故障类型也不同。对于较为常用的两点式氧传感器来说,可能出现故障类型包括但不限于如下几种:
评价氧传感器的性能指标氧传感器的故障类型多种多样,不同的系统可能使用不同的测量和计算方法来评判氧传感器的各个指标。为了保证不同OBD系统在模式5中输出的信息统一,ISO DIS 15031–5规定了一些常用的评价指标供选择。这些指标反映了氧传感器最终的特性,每条指标对应一个测试标识号(Test ID),其格式、单位、描述等都有明确的定义,具体信息请参考TID列表。ISO DIS 15031–5中也留出一些TID号供厂家自行定义。下图为部分TID对应的指标的图示: ![]() 图中1: 浓; 2:稀. 图片来自ISO 15031–5:2006 模式5中输出的信息格式每个指标通过一条信息输出,每条信息包含如下内容:
示例以下是在催化器上游和下游都使用了两点式氧传感器的车辆上得到的测试结果: Bank 1 Sensor1 (注:即第一个催化器的前氧传感器)
Bank 1 Sensor 2 (注:即第一个催化器的后氧传感器)
根据上面的输出内容可以判断此车具有两个氧传感器,各项指标都在正常的范围内。但是TID 32 中测试结果2.36 s 已经非常接近损坏的限制2.48s,其含义是氧传感器的平均周期,这说明此氧传感器已经发生了老化,其动态特性有明显变慢,对混和气浓稀的变化不够敏感,不过还不至于导致车辆的排放水平超过EOBD限值。 模式6:请求测试结果信息 ISO 15031–5对模式6中所输出的信息定义主要有如下两种不同的版本,根据OBD系统设计所依据的ISO 15031–5标准的年份的不同,OBD系统通过模式6所输出的内容也会有所不同。 功能说明这项服务的目的是获得某些部件/系统的车载诊断结果,比如催化器诊断和蒸发系统监测测试结果. 厂家负责对不同的系统和部件分配一个测试ID (TID)和部件ID (CID). 最后一次测试结果会被保存到得到了新的结果可以替代,中间既使多次熄火也不会丢失这些信息. 测试结果通过TID来请求,每条测试结果代表一个TID/CID组合. 测试结果是一个无符号的正数. 每条测试结果只有一个限值,既可能是上限,也可能是下限. 如果上下限值都要被输出的话,它们必须分作两条输出. 这项服务也可以用于输出模式5中氧传感器的测试结果. 模式6中输出的信息也是某个部件或系统的监测结果。每条信息对应一个测试标示(Test ID),信息中也包含测试值、最大值和最小值。模式6同模式5有以下不同:
示例
这个车型的OBD系统共输出了TID$01/CID20,TID$03/CID01和TID$05/CID$05三条测试结果. 通过厂家资料可以判断TID$01对应的是催化器的测试结果,TID$03 是二次空气系统的监测结果 ,TID$05 是蒸发控制装置的测试结果。不难看出,蒸发控制装置的性能已经低于下限,这可能引起排放超过法规限值。 功能描述这项服务可以访问被连续的(比如失火监测)和非连续测试(比如催化器监测)的特殊零部件/系统的车载诊断测试结果。 请求的信息包括一个车载诊断监测ID(On-Board Diagnostic Monitor ID)来代表所需要请求的信息,还包含返回的数值的单位和换算信息(Unit and Scaling information is included). 主机厂负责为每个被监测的系统分配“厂家定义的测试ID”. 每次的测试结果需要保留到下一次得到了更新的测试结果,即便是多次熄火也不会被删除. 不同的MID唯一的表征不同的诊断监测对象. 一个测试对象可能有多项测试结果,这些结果用不同的TID来区分. 每条测试结果都包含最小限值,最大限值和测试值三方面的信息. 因此通过测试结果不仅可以清晰的判断这项测试结果表明是否存在故障,通过测试值同限值的比较还能判断故障的严重程度或者接近限值的程度. 测试结果和限值得单位和换算方法通过USID来统一,外部诊断仪或者扫描工具从OBD读取这些信息的时候会自动进行转化和显示. 如果清除或者复位排放相关的故障信息,并且在此之后还没有完成测试的话,那么所有的测试结果和上下限值就都显示零值($0000). 并不是所有的OBD系统都支持所有的MID. 一个OBD系统到底支持那些MID是由系统功能决定的. 国际标准化组织定义了对各个OBDMID所代表的监测对象,以及各个测试结果的单位和转换算法ID(USID)进行了定义. 值得注意的是,对于采用了CAN通讯协议(ISO 15765)的OBD系统来说,氧传感器的测试结果信息是通过模式6输出的;而对于采用ISO 9141–2, ISO 14230–4和SAE J1850通讯协议的OBD系统,氧传感器测试信息是通过模式5输出的。 示例
通过上面的测试结果可以看到模式6一共输出了对三个测试对象(OBDMID)的测试结果,MID$01表示B1S1即第一气缸列催化器前氧传感器,MID$02表示B1S2即B1S2第一气缸列后氧传感器,MID$21表示催化器,MID$41和MID$42分别表示B1S1和B1S2的加热功能. 其中前后氧传感器分别又有5种不同的测试结果,分别对应着不同性能的检查. 其中OBDMID$01/TID$0A的测试结果3460ms超过了给出的上限2800ms,通过厂家资料可以判断这个测试结果表征的是氧传感器周期的大小,这说明氧传感器已经老化,其响应速度已经大大变慢,无法保证车辆的排放水平,建议更换氧传感器. 值得注意的是,对于采用了CAN通讯协议(ISO 15765)的OBD系统来说,氧传感器的测试结果信息是通过模式6输出的;而对于采用ISO 9141–2, ISO 14230–4和SAE J1850通讯协议的OBD系统,氧传感器测试信息是通过模式5输出的。
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