車載診斷技術(shù)胡杰發(fā)動機原理A,內(nèi)燃機污染物生成控制,武漢理工大學(xué),車用動力系

1、車載診斷技術(shù)武漢理工大學(xué) 汽車工程學(xué)院胡 杰n汽車工業(yè)快速發(fā)展，汽車保有量增多，導(dǎo)致環(huán)境污染加重n出現(xiàn)了嚴(yán)重的汽車尾氣染污事件：“光化學(xué)煙霧” 在1943年（汽車誕生57年后）首次出現(xiàn) 洛杉磯市汽車保有量200多萬輛 地理位置和氣候特點（少風(fēng)，光照充足，逆溫層）技術(shù)背景n世界各國制定了嚴(yán)格的排放法規(guī)技術(shù)背景n電控技術(shù)及排放控制后處理技術(shù)技術(shù)背景在汽車排放控制后處理系統(tǒng)正常工作時，可有效降低90%以上是污染物，汽車排放控制后處理系統(tǒng)一旦出現(xiàn)失效，其排放可能出現(xiàn)急劇惡化，需要確保汽車排放控制后處理系統(tǒng)保持全生命周期內(nèi)處理正常工作狀態(tài)。技術(shù)背景OBD系統(tǒng)通過對車輛與排放控制系統(tǒng)相關(guān)的子系統(tǒng)和零部件進

2、行在線監(jiān)測，判斷各子系統(tǒng)和零部件是否由于部分或者完全失效而導(dǎo)致車輛的排放超過排放法規(guī)規(guī)定的OBD限值。如果排放超標(biāo)，OBD系統(tǒng)應(yīng)診斷出特定的故障，并將故障信息保存于控制器的存儲器，同時根據(jù)相應(yīng)要求點亮故障指示燈(MIL)。通過相應(yīng)的診斷設(shè)備可以從控制器中讀取故障碼，根據(jù)故障碼的定義和提示，維修人員可以快速準(zhǔn)確的確定故障的性質(zhì)和部位。 車載診斷系統(tǒng)定義n第一代OBD（OBD-I）n美國加利福尼亞大氣資源管理委員會（CARB）1985立法，并于1988年開始實施，診斷要求針對硬件失效，主要零部件包括氧傳感器，廢氣再循環(huán)閥，供油系統(tǒng)和發(fā)動機控制系統(tǒng)n缺點： 缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。不同生產(chǎn)廠家和不同的車型之

3、間缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn) 監(jiān)測功能不強。有些問題OBD-I無法監(jiān)測，如催化器完全失效或已經(jīng)被去除， 失火及燃油蒸發(fā)污染的排放問題 OBD-I盡在失效已經(jīng)發(fā)生才點亮故障燈，無法監(jiān)測與排放有關(guān)的漸進損壞情況車載診斷系統(tǒng)發(fā)展n第二代OBD（OBD-II） 加州大氣資源局于1989年立法，針對199496年及以后生產(chǎn)的車型 擴大了診斷零部件范圍 增加了對系統(tǒng)的診斷要求，如催化器失效、失火、燃油蒸汽泄漏等 以對排放的影響為主，導(dǎo)入失效的具體排放條件 建立了標(biāo)準(zhǔn)化故障碼和通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)n缺點： OBD-II系統(tǒng)技術(shù)先進，對監(jiān)測排放問題十分有效 對駕駛者是否接受故障燈的警告，OBD-II無能為力車載診斷系統(tǒng)發(fā)展n第三

4、代OBD（OBD-III） 利用小型車載無線收發(fā)系統(tǒng)，通過無線通信，衛(wèi)星通信或者GPS系統(tǒng)將車輛的VIN、故障碼及所在位置等信息自動通告管理部門；管理部門根據(jù)該車輛排放問題的等級，對其發(fā)出指令，包括去何處維修的建議，解決排放問題的時限等 OBD-III系統(tǒng)不僅能對車輛排放問題向駕駛者發(fā)出警告，而且還能對不接受警告者進行應(yīng)有的懲罰，如在法律允許的前提下，對超出時限的車輛發(fā)出禁行密碼指令。車載診斷系統(tǒng)發(fā)展車載診斷系統(tǒng)構(gòu)成車載診斷系統(tǒng)內(nèi)涵電路連續(xù)性診斷傳感器執(zhí)行器空氣流量計水溫傳感器噴油器怠速執(zhí)行器功能性診斷失火氧傳感器信號供油系統(tǒng)催化器效率控制單元診斷EPROM檢查EEPROM檢查故障管理故障確認

5、MIL控制掃描工具接口故障內(nèi)存管理故障確認掃描工具故障燈（MIL）發(fā)動機失火故障診斷方法01020304050601400150016001700循 環(huán) 內(nèi) 齒 數(shù)計數(shù)值0102030405060158015901600161016200500100015002000250030003500400024802490250025102520曲軸轉(zhuǎn)角(度)轉(zhuǎn)速(r/min)曲軸轉(zhuǎn)速傳感器電壓輸出信號發(fā)動機循環(huán)內(nèi)單片機計數(shù)值發(fā)動機瞬時轉(zhuǎn)速信號發(fā)動機瞬時轉(zhuǎn)速信號采集示意圖發(fā)動機失火試驗現(xiàn)場發(fā)動機失火故障診斷方法012345678x 10424002450250025502600曲軸轉(zhuǎn)角(度)轉(zhuǎn)速(r/

6、min)正 常 工 作2缸 失 火2-3缸 失 火3-3缸 失 火00.20.40.60.811.21.41.61.82x 1042450250025503缸連續(xù)失火 曲軸轉(zhuǎn)角(度)轉(zhuǎn)速(r/min)00.20.40.60.811.21.41.61.82x 1042450250025502-3缸失火 曲軸轉(zhuǎn)角(度)轉(zhuǎn)速(r/min)00.20.40.60.811.21.41.61.82x 1042450250025503缸失火 曲軸轉(zhuǎn)角(度)轉(zhuǎn)速(r/min)00.20.40.60.811.21.41.61.82x 104245025002550正常工作 曲軸轉(zhuǎn)角(度)轉(zhuǎn)速(r/min)050

7、10015020025030035040045015.81616.216.4做功次數(shù)做功時間(ms)正 常 工 作2缸 失 火2-3缸 失 火3-3缸 失 火050100150200250300350400450-101x 10-4做功次數(shù)曲軸角加速度(s-2)正 常 工 作2缸 失 火2-3缸 失 火3-3缸 失 火0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10015.815.91616.116.216.31缸 工作循環(huán)做功時間(ms)正 常22-33-30 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10015.815.91616.116.216.33缸 工作循環(huán)

8、做功時間(ms)正 常22-33-30 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10015.815.91616.116.216.34缸 工作循環(huán)做功時間(ms)正 常22-33-30 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10015.815.91616.116.216.32缸 工作循環(huán)做功時間(ms)正 常22-33-3發(fā)動機失火故障診斷方法051015202515.815.91616.116.216.31缸 工作循環(huán)做功時間(ms)051015202515.815.91616.116.216.33缸 工作循環(huán)做功時間(ms)051015202515.815.91

9、616.116.216.34缸 工作循環(huán)做功時間(ms)051015202515.815.91616.116.216.32缸 工作循環(huán)做功時間(ms)正常工作時各缸做功時間波動圖051015202515.815.91616.116.216.31缸 工作循環(huán)做功時間(ms)051015202515.815.91616.116.216.33缸 工作循環(huán)做功時間(ms)051015202515.815.91616.116.216.34缸 工作循環(huán)做功時間(ms)051015202515.815.91616.116.216.32缸 工作循環(huán)做功時間(ms)第3缸失火各缸做功時間波動圖051015202515.815.91616.116.216.31缸 工作循環(huán)做功時間(ms)051015202515.815.91616.116.216.33缸 工作循環(huán)做功時間(ms)051015202515.815.91616.116.216.34缸 工作循環(huán)做功時間(ms)051015202515.815.91616.116.216.32缸 工作循環(huán)做功時間(ms)第2-3缸失火時各缸做功時間波動圖051015202515.815.91616.116.216.31缸 工作循環(huán)做功時間(ms)051015202515.8