OBD II及EOBD系统学员用书.doc

长安福特技术培训高级课程OBDII及EOBD系统目录第 1 课： 欧洲车载诊断系统31.1欧洲车载诊断系统概述31.2批准与检测51.3行驶循环与P1000码71.4尾气排放控制异常指示灯（MIL）81.5欧洲2号与3号标准比较9第 2 课： 催化器与HO2S监测器112.1催化剂理论112.1.1概述112.1.2催化剂损伤122.1.3TWC转换效率132.2氧传感器132.2.1氧传感器介绍132.2.2催化器与热氧传感器结构152.3加热氧传感器监测原理162.3.1上游氧传感器监测162.3.2下游HO2S功能测试172.3.3HO2S加热器测试182.3.4热氧传感器故障码192.4催化器监测原理202.4.1催化器监测原理202.4.2监测方法212.5催化器与热氧传感器诊断242.5.1热氧传感器与催化器监测器诊断242.5.2直观检查242.5.3PID（参数识别）数据25第 3 课： 缺火监测器263.1缺火监测器原理263.1.1缺火监测介绍263.1.2缺火监测系统273.1.3缺火类型303.2缺火诊断313.2.1诊断缺火问题313.2.2检查流程32第 4 课： 燃油系统监测344.1基础理论344.2燃料系统监测354.3相关故障码374.4诊断38第 5 课： EGR监测器395.1基础理论395.2常见EGR种类395.2.1DPFE 系统395.2.2电控步进电机EGR系统（EEGR）405.3EGR系统监测器的作用与策略425.3.1DPFE系统监测435.3.2步进电机EGR系统监测45第 6 课： 二次空气监测器476.1基础理论与工作原理476.2二次空气监测48第 7 课： 综合部件监测器517.1综合部件监测器理论517.2发动机输入517.2.1温度传感器517.2.2TP、MAF与MAP传感器检测537.2.3电子点火（EI）系统监测547.3发动机输出557.3.1IAC-怠速空气调节阀557.3.2燃油系统567.3.3活性炭罐净化电磁阀与可变凸轮轴正时（VCT）577.3.4车辆的识别（VID）（P1635）577.3.5自动变速器监测577.4故障模式效应管理58第 8 课： 诊断598.1数据传输插头（DLC）598.2经销商检测循环说明608.3检测程序628.4标准化诊断故障代码（DTC）648.5故障模式影响管理（FMEM）65第 1 课： 欧洲车载诊断系统1.1 欧洲车载诊断系统概述欧洲车载诊断系统（EOBD）并未另外增加传感器或执行器来进行尾气排放中的污染物的测量。EOBD是动力控制模块（ PCM）控制系统中集成的一种实时的随车监测系统。EOBD保证排气净化系统有效和完好地运行（注意排放控制装置已经在车上；EOBD则是对其性能的监测）。汽车行驶时，EOBD监测所有排放相关部件和系统的性能。欧洲车载诊断系统是与PCM整合在一起，并且通常是利用系统现有的传感器和执行器。另外，需要安装了一个催化转换器监测传感器（下游HO2S）。在车辆行驶并相应地产生尾气排放的过程中，这些传感器和执行器，以及专用的软件将持续地对与尾气排放有关的系统和部件进行检测。对与尾气排放有关的系统和部件进行的检测是由被称之为监测系统（监测器）来实施的。 EOBD可以减少故障从发生到发现进行修理的时间。 在修理与排放有关的问题时，EOBD可以帮助诊断。 EOBD可以减少由排放相关故障导致的使用中的高排放。在2000年车型以后，欧洲福特汽油发动机车型装备的欧洲车载诊断系统配备有多个监测器： 催化剂效率监测器 缺火探测监测器 二次空气喷射系统监测器 燃料系统监测器 热氧传感器监测器 废气再循环系统监测器 综合部件监测器若监测系统检测到一个故障，并且该故障得到了确认，那么其将点亮尾气排放控制异常指示灯（MIL）。故障协议的内容包括有关该故障的性质，以及在点亮尾气排放控制异常指示灯（MIL）后行驶的距离等信息。通过尾气排放控制异常指示灯（MIL）可以确保立即觉察发生了故障，以便及时地进行修理，避免更多的排放污染物。PCM连续监测输入信号与输出执行器,检查电路是否导通，信号范围与功能响应是否正常。如果满足了适当的汽车条件，EOBD便对各种排放系统功能是否正常进行评价。一般而言，必须在排放超出标准的设定范围内之前查出故障。PCM如要给定的行驶循环中发现了故障，便在其保活存贮器中存贮一个待定决故障码（ DTC）。该故障吗的出现有助于技师发现某些间歇性的故障。冻结故障状态数据冻结故障状态数据仅适用于造成尾气排放控制异常指示灯（MIL）首次点亮的故障。冻结故障状态数据表示在第一次检测到故障（待定故障）时收集的数据。在检测到与为混合气的配比或失火有关的，能够损坏催化转换器的故障时，冻结故障状态数据将被覆盖，因为这些故障具有更高的优先级。通过福特诊断工具，或一般检测工具就可以读取冻结故障状态数据，定格数据的出现大大方便了技师的维修诊断故障。在发现故障时，下列数据将被储存： 与MIL有关的故障或诊断故障（DTC） 车速 发动机冷却液温度 发动机转速 发动机负荷 混合气配比微调值（STFT、LTFT） Lambda控制状态（开/闭环） 第一次记录到故障后行驶的距离 进气岐管压力（TMAP车辆） 燃油压力（若配备该检测）如下图。在将来，若发生了影响尾气排放的故障，并且该故障已通过尾气排放控制异常指示灯（MIL）给予了提示，那么，法律规定该车辆的驾驶员有责任尽快将该车辆送到福特维修厂进行修理。建议顾客将车辆送到福特维修厂进行修理，因为在拥有专用工具及检测设备，进行系统化故障处理和排除故障，以及提供优质服务等方面，福特维修厂具有无可比拟的优势。欧洲车载诊断系统的另一个组成部分就是数据传输插头（DLC），该插头对于所有品牌的车辆均为标准化的，通过该插头，监测机构可以读取储存在控制模块中影响尾气排放故障的相关数据。数据传输插头位于乘员舱的前部，通常设置在仪表板或A柱的下方。欧洲车载诊断系统的诊断特性取决于特定的制造厂家及发动机类型。1.2 批准与检测在整个车辆的使用期限内，欧洲车载诊断系统必须能够正常的工作。为获得欧洲市场的型号批准，制造厂家必须确保至少在80,000公里（50,000英里），或者5年内，车辆能够达到下列的尾气排放标准的要求，尾气排放标准的规定欧洲3号标准如下：在以后，有关机构将监测车辆是否达到了相关的尾气排放标准。有鉴于此，在任何里程时，车辆都有可能被随机抽查。若相关的检查显示，尾气排放超出标准是由于系统设计缺陷造成的，则该车辆的制造厂家将要承担责任。这也可能导致费用昂贵的维修行动，或者该款车型的批准将受到限制。此外，福特车辆将在整个使用期限内保持相同的尾气排放标准，即使超过80,000公里（50,000英里），或者5年也是如此，即，在PCM中的欧洲车载诊断系统的临界值将始终是相同的。欧洲车载诊断系统的尾气排放标准值将略微高于欧洲3号标准所规定的数值，这样，若发生微小的尾气超出标准的情况将不会引起尾气排放控制异常指示灯（MIL）的点亮。规定的标准值CO g/kmHC g/kmNOX g/km欧洲3号标准2.30.20.15欧洲车载诊断系统3.20.40.6欧洲车载诊断系统尾气排放标准1尾气排放2里程3车辆排放的尾气4欧洲3号标准的尾气排放标准5欧洲车载诊断系统尾气排放标准6影响尾气排放的系统故障7尾气排放控制异常指示灯（MIL）点亮1.3 行驶循环与P1000码行驶循环是能够致使特定的监测器运行的一种特定的汽车行驶方式以发动机起动（在发动机冷机或热机的状态下）为开始，以发动机的关闭为结束。因此，该循环既可能很短，也可能很长。EOBD行驶循环是所有监测器都完成监测的称为一个完整的行驶循环。即通常我们所说的完备行程。如果车辆的随车诊断系统没有完成对所有监测器的监测，可能会有P1000故障码，故障码P1000的意思是未满足完成EOBD行驶循环的全部条件。P1000并不表示系统或部件中已经发现了故障。在正确条件下即完成一个完整的行驶循环后继续行驶可能会使P1000故障码消失。其他行程监测行程是以发动机起动（在发动机冷机或热机的状态下）为开始，以发动机的关闭为结束。在该行程的过程中，监测系统将进行故障检测。因此，该行程将与一个单个的监测系统有关。完备行程是以发动机起动为开始，并在所有的监测系统完成其检测后结束。该行程有可能持续几个行驶循环。经销商检测循环是对尽快实施就绪行程的行驶循环进行的说明。有时技师为了尽快得清除P1000 故障码，技师可以按照每一个监测器的进入条件进行驾驶车辆，这样既可以尽快地再现监测器完成的监测结果，又可清除P1000 故障码。热机循环是以冷却液温度低于35时发动机的起动为开始，并且只要冷却液温度超过70就结束。当点火开关接通后，PCM将持续地对其输入及输出进行检测，以检查是否出现断路、电路短路，以及传感器/执行器故障等情况。还可以对传感器/执行器是否出现异常进行检查，例如，不合理的信号组合等。另外，对于欧洲车载诊断系统来说，监测系统还将对与尾气排放有关的控制系统和部件进行监测。在PCM的启动下，监测系统以例行程序的方式，对与尾气排放有关的控制系统进行监测，例如，加热氧传感器控制、催化转换器的操作等。若检测到故障，在常通电的储存器（KAM）中将储存一个故障或诊断故障代码（DTC）。NON MIL DTC是一个与尾气排放无关的故障，因而不会点亮尾气排放控制异常指示灯（MIL）。MIL DTC是一个与尾气排放有关的故障，因而将会点亮尾气排放控制异常指示灯（MIL）。该欧洲车载诊断系统，以及下面将要进行说明仅与MIL DTC有关。若在发动机运行的过程中该系统检测到一个故障: 若是第一次发生的故障，则作为待定的故障储存在KAM中（待确认故障代码），并配有冻结故障状态数据。 若在下一次的检查中未发现该故障，该代码将被删除。 与燃烧失火或燃油系统相关的假设故障，仅在相同状态下仍未检测到该故障时才被删除（详细的说明则为：发动机转速375rpm、发动机负荷20%，以及相同的热机状态等）。若在第二个行驶循环中再次出现了该故障，该待定故障（待定故障代码）将自动地转变为真实故障（记忆故障代码）。在这种情况下冻结故障状态数据不会变化，仍保持其初次发生故障时的记录。仅在该故障作为“真实故障”储存的情况下，才点亮尾气排放控制异常指示灯（MIL）。这意味着，仅在第二个行程中再次检测到了该故障才点亮尾气排放控制异常指示灯（MIL）。与此有关的例外是有可能损坏催化转换器的失火。在发生与“有可能损坏催化转换器的失火”有关的故障时（例如，与点火或混合气有关），尾气排放控制异常指示灯（MIL）将立即闪烁。对于其他的故障，其将在第二个行驶循环中持续地点亮。若在第三个行驶循环中该故障未再出现，那么在第四个行驶循环中，尾气排放控制异常指示灯（MIL）将熄灭。 该故障或诊断故障代码将储存在常通电的储存器（KAM）中。 在40个热机循环后，将在常通电的储存器中自动删除那些仍未再次出现故障的故障代码。 若已检测到了一个故障信号，并且在行程的过程中已将相关的故障或诊断故障代码储存，那么所有该信号所要求的，作为参考而进行的检测均将被停止。这将防止储存连带性的故障。 通过使用福特诊断工具（WDS或FDS 2000），或一般性检测工具就可以读取或删除故障或诊断故障代码。1.4 尾气排放控制异常指示灯（MIL）尾气排放控制异常指示灯（MIL）位于仪表板的组件中，其图案采用发动机的形状（国际标准）。当欧洲车载诊断系统检测到与尾气排放有关的部件或系统出现故障时，MIL将向驾驶员发出提示。无论何时，只要接通点火开关，仪表板组件将启动MIL。若系统工作正常，在发动机起动后，仪表板组件将接收到一个相应的检查信息，MIL将关闭。在发动机起动后，若尾气排放控制异常指示灯（MIL）未熄灭，这就意味着： 由于发现了与尾气排放有关的故障，PCM已启动了尾气排放控制异常指示灯（MIL）。 或因为PCM未向仪表板组件发出检查信息，则仪表板组件启动了尾气排放控制异常指示灯（MIL）。 或PCM正处在有限操作策略模式。 或尾气排放控制异常指示灯（MIL）电路发生短路 取决于具体的车型。 或尾气排放控制异常指示灯（MIL）电路发生断路 取决于具体的车型。若接通点火开关后尾气排放控制异常指示灯（MIL）未点亮，这就意味着：MIL发生故障。在发动机运行的情况下，仅在将有关的故障作为“真实的故障”储存后，MIL才点亮，这就是说，在第二个行驶循环中故障被确认后，MIL才点亮。与此有关的例外是有可能损坏催化转换器的失火。在出现“有可能损坏催化转换器”的失火时（A类型），MIL将以1Hz的频率进行闪烁。对于其他的故障，在第二个行驶循环后，其将持续地点亮。若MIL以无规则的频率进行闪烁，说明MIL的电路出现了断路或短路。1.5 欧洲2号与3号标准比较多年来ECC V发动机管理系统所使用的软件包含了一些可以立即应用在欧洲车载诊断系统中的功能。但是，目前这些功能并不是法律所要求的。欧洲车载诊断系统功能欧洲2号标准欧洲3号标准（涉及欧洲车载诊断系统）自1995年车型自1999年车型法律所要求的否否（直至2001年）规定配备MIL否是仅与尾气排放相关的MIL*否是尾气排放标准否固定值诊断信息标准化的故障或诊断故障代码是是冻结故障状态数据是是SCP/DLC/诊断设施是是诊断检测尾气排放部件的多部件监测（CCM）是改进的燃烧失火监测否是加热氧传感器（HO2S）监测是改进的燃油监测是改进的催化转换器效能监测否是废气再循环（EGR）监测是改进的辅助空气喷射（AIR）监测否是燃油蒸气净化系统（EVAP）监测否否故障模式影响管理（FMEM）是改进的* 有些福特车辆以前也装备故障指示灯（MIL），但其点亮与否和尾气排放控制监测系统无关。练习：在正确的答案上打勾，或填涂其方框。1. 采用欧洲车载诊断系统的原因是什么？A 现在已将车载诊断系统整合在了PCM中，并且其可以持续地监测动力控制系统，以及影响尾气排放的部件。B 经济的车载诊断系统可以计量燃油的消耗。C 电子的车载诊断系统可以检测电气部件，以及车辆的控制系统。D 其为尾气排放控制系统，可以持续地检测尾气的排放，并且在发生偏差时自动地进行纠正。2. 在尾气排放控制异常指示灯（MIL）点亮后（依据相关法规的要求）:A 在下次进行保养时，该车辆的驾驶员应当通告相关的维修主管。B 该车辆的驾驶员有责任尽快地将车辆送到福特维修厂进行修理。C 该车辆的驾驶员必须立即关闭发动机。D 应当在一周内对该车辆进行检查。3. 在欧洲市场，法律所规定的，达到尾气排放标准的里程数是多少？A 120,000公里（75,000英里）B 40,000公里（25,000英里）C 80,000公里（50,000英里）D 180,000公里（112,500英里）4. 在欧洲市场，是否符合尾气排放标准的要求将:A 由福特维修厂单独地进行监测。B 通过法律的形式，由相关的机构采用随机抽查的方式进行监测。C 由相关机构定期地进行监测。D 由车辆的欧洲车载诊断系统单独地进行监测。第 2 课： 催化器与HO2S监测器2.1 催化剂理论2.1.1 概述汽车上开始采用催化转化器是在70年代的中期。此后，催化转化器技术得到稳步的改进。催化器内含一个陶瓷蜂窝载体，上面涂有催化材料。当进来的废气通过蜂窝体时，催化材料促进碳氢化合物和一氧化碳的氧化以及NOx的还原反应。催化转化器中含有少量的铂、钯和铑等贵金属，起化学转化作用。催化转化器的作用是将发动机排气中的碳氢化合物（ HC）、一氧化碳（ CO和氮氧化物（ NOx）转化成对环境无害的气体。催化器中发生多种反应，将： 碳氢化合物（ HC）和氧（ O2）转化成二氧化碳（ CO2）和水蒸气（ H2O）。 一氧化碳（ CO）和氧（ O2）转化成二氧化碳（ CO2）。 氮氧化物（ NOx）和氧（ O2）转化成氮气（ N2）和水蒸气（ H2O）。快起燃催化器将HC、CO和NOX转化为环境无害气体的百分比称为排气转换效率。随着催化器温度升高，转换器效率迅速提高。转换效率超过50%时的温度称为催化剂起燃温度。 对于大多数催化剂来说，这一温度在475到575F （ 246到301C）之间。 快起燃催化器是一种紧靠排气歧管布置的三元催化器（ TWC）。 与位于车底的催化器相比，催化器靠近排气歧管可以更快起燃，从而能够减少排放。 催化剂起燃后，可以使催化器迅速达到最大转换效率。2.1.2 催化剂损伤催化剂热损伤过热可以使催化转化器损坏甚至熔化。催化剂温度超过2,600F （ 1,426C）的过热可由以下引起： 大量未燃燃料和空气通过催化器并在催化器中点燃。 发动机缺火（ A型） 二次空气泵卡滞（如有） 长期接触排气高温高转速/大负荷、（因燃油不足或喷油器阻塞造成的）稀燃是造成催化器热损伤的主要原因。拖挂上坡加上燃油泵无力或燃油滤清器阻塞等都可以造成这种情况。催化剂化学损伤催化转化器可以因化学中毒而损失转换效率。下列为可导致化学中毒的最常见的一些物质： 燃料中即使含有极少量的铅（Pb）都可能造成严重损坏 燃料或机油添加剂中的磷（P）会降低催化剂效率 燃料中的硫（S）会降低催化剂效率 机油添加剂中的锌（Zn）会降低催化剂效率 燃料中含有污染物硅（Si），也可能因RTV硅橡胶垫粘接剂使用不当导致硅进入排气。硅树脂可以降低催化剂效率。由于热氧传感器（HO2S）构造与催化器类似，也是在陶瓷上加涂层，因而造成催化剂损坏的问题也会使热氧传感器损坏。 热氧传感器会在比催化器更低的温度下损坏。 热氧传感器在1,742（950）左右的温度下就会损坏。2.1.3 TWC转换效率为了保证高的转换效率，TWC要求空燃比符合理论空燃比，14.7磅空气比1磅燃料（ 14.7:1）。为了实现高效率，必须将空燃比精确控制在理论空燃比的狭窄窗口内。偏出这一窗口会大大降低转换效率。浓混合气会减小HC与CO转换效率。混合气为稀时，或者氧含量高、HC含量低时，催化器转换HC同时将多余的氧贮存起来。稀混合气会减小NOX转换效率。混合气为浓时，或者氧含量低、HC含量高时，催化器放出所存的氧来减少碳氢化合物排放水平。这种系统不使用二次空气喷射系统，但可能使用一种电动气泵来预热或使TWC起燃。如果活性表面受到污染，催化器效率会下降。贵金属部位受到覆盖，阻止了催化转化的进程。贮氧量减少。2.2 氧传感器2.2.1 氧传感器介绍氧传感器用来测量排气流中剩余的未燃氧气。氧传感器对排气流中的其它成份，如碳氢化合物或一氧化碳等不作反应。氧传感器由涂铂的陶瓷元件构成，陶瓷元件罩有一个有槽的金属护罩，防止受到排气中杂质的污染。氧传感器将排气流中的氧含量与大气氧含量比较。二者之差生成电压（有如一个电池）。在暖态工作时，生成的电压一般在零到1伏之间。这一电压只在传感器正常运行达到工作温度时才产生。如果排气混合气浓于理论比，传感器会输出一个约0.9伏的高电压。浓混合气中所含的氧气相对较少。内部排气与外面大气的氧含量差异很大，因而生成高电压输出。如果排气混合气稀于理论比，传感器会输出一个约0.1伏的低压。稀混合气氧含量较高。内部排气与外面大气的氧含量差异很小，因而生成低电压输出。空燃比闭环控制空燃比闭环控制要在排气气流中使用氧传感器。利用氧传感器的反馈来调节燃料系统提供的空燃比。燃料调节系统并不总是以闭环运行：1. 氧传感器须热至工作温度才能正常工作。此前燃料系统必须以开环模式工作。2. 氧传感器在设计上规定了要在理论空燃比附近工作。如起动时需要浓空燃比或在需要大功率输出的情况下，燃料系统也必须工作于开环模式。 其它需要开环工作的情况包括： 减速断油 节气门大开（ WOT） 传统氧传感器只能指示是浓是稀，不能说明排气流中的混合气到底多浓多稀。 只要排气混合气为浓氧传感器便继续输出高电压信号（0.9伏）。 当排气混合气翻转为稀态时，氧传感器会迅速切换，输出低电压信号（0.1伏）。 从高电压到低电压或从低到高电压的迅速转换称为切换。注：切换这个词，英文为switch，与电没有关系。 随着氧传感器老化，可能会受到污染，浓稀峰值电压可能降低，切换时间可能加长，切换点可能漂移。 这会对燃料系统提供的空燃比造成影响。平均空燃比可能比PCM标定要求的浓或稀。 氧传感器可能被铅、硅、磷、锌、碳、或硫污染。 上游与下游的热氧传感器构造都一样，但为了便于保修操作，采用了不同的插接器（颜色与键槽不同）。 两种品牌的PCM燃料控制标定与EOBD加热器故障阈值标定都并不等同，因此尾管排放与诊断受到影响。随着排放标准更加严格，氧传感器增加了加热元件。 加热器可使氧传感器更快达到工作温度，使燃料系统尽快进入闭环工作。 当传感器处于一个稳定的较高温度时会更为精确。传感器引线型式 单线氧传感器（不加热）- 引线提供信号，由排气管支座提供接地。 三线氧传感器（带加热）- 两条线供加热元件，一条线为氧传感器信号线，通过排气管支座接地。 四线式氧传感器（带加热）- 两条为氧传感器信号线，两条为加热元件引线。 六线式氧传感器-空燃比传感器快起燃热氧传感器快起燃热氧传感器改进了加热器缩短了燃料系统进入闭环的预热时间。这有助于减少冷起动排放。快起燃热氧传感器与传统热氧传感器的主要差别是加热元件的占空比。 NTK型传感器在冷起动时占空比为100，在工作温度时占空比减到20-30。 热起动以20占空比开始。 BOSCH型传感器冷起动时占空比为80，然后在80与100之间循环，到达工作温度时占空比为100。 热起动以100占空比开始。特性下移（CSD）如果陶瓷元件开裂，燃料可能污染的大气参考侧。 发生这种情况时，排气流中的氧气可能多于热氧传感器的参考侧。 如果排气流的氧气多于参考侧，热氧传感器生成的电压将为负值。 因壳体、插头或导线绝缘件等的故障造成进水。 加热氧传感器的材料破裂，或密封件泄漏。 制造的缺陷。若检测到的电压低于0伏，则为典型的衰弱变化（CSD），其表明加热氧传感器发生故障。衰弱变化是由于该传感器的参考腔受到污染所致（由于进水、尾气或燃油等）。PCM将检测因典型的衰弱变化导致的，加热氧传感器电压低于0伏这种情况。对此，发动机管理系统将进行相应的调整。并不储存故障代码，MIL也不点亮。2.2.2 催化器与热氧传感器结构有几种不同的系统配置。每种配置都是为了求得对汽车有最大的排放控制。热氧传感器在排气系统的安装位置除了要具有各缸代表性的排气成分外，还须有足够的温度（不低于350F或150C）。与位于车底的催化器相比，催化器靠近排气歧管可以更快起燃，从而能够减少排放。1. 用于右列气缸的上游加热氧传感器（HO2S 11）2. 用于右列气缸的下游加热氧传感器（HO2S 12）3. 用于左列气缸的上游加热氧传感器（HO2S 21）4. 用于左列气缸的下游加热氧传感器（HO2S 22）2.3 加热氧传感器监测原理2.3.1 上游氧传感器监测对于加热氧传感器，或者说催化转换器上游和下游的传感器（HO2S）操作的监测是为了检测是否传感器发生故障，以及空燃比的供应是否发生偏差，或者从催化转换器排出的尾气超出欧洲车载诊断系统的临界值，因此导致尾气排放超标等。注意：该监测系统对于燃油系统空/燃比的检查（通过燃油监测），以及失火的检查必须在检查加热氧传感器之前完成H02S监测器是一种随车诊断策略，用来监测H02S有无故障或有无可能影响排放性能的老化问题。该检测将重点地检查上游加热氧传感器能否快速地进行反应，以及电压的变化幅度是否正常。为此，在车辆行驶的过程中，当处于稳定的运行状态时，燃油系统将启动一个校正系统频率，并持续几秒钟。该系统必须处于闭环状态至少十秒钟。在该检测中，将测量平均振幅。当系统频率增加时，若加热氧传感器已老化，则该振幅将减小（这意味着，由于污染物/磨损等原因，加热氧传感器将反应迟钝）。若为配备两个加热氧传感器的V型发动机，在该检测中，稀和浓混合气将在两列气缸交错实施，也就是说，当左列气缸的混合气为稀时，右列气缸的混合气则为浓，反之亦然。这将减小扭矩的波动。因此，在实施该检测时，该车辆的驾驶员将不会感到异常。在一个行驶循环中，上述有些检测仅进行一次。若为仅配备一个加热氧传感器的发动机，则将通过改变点火点来平衡扭矩的波动。仅在完成编程后才可实施该项功能（取决于具体的车辆）。只有满足监测条件方能进行监测。 典型的进入条件为： 短期燃料修正（ SHRTFT） + /-30% 发动机冷却液温度在（65.5- 115.5C 进气温度（ IAT）低于140F （ 60C） 发动机负荷在20与50之间 车速在30英里/时与65英里/时之间 发动机转速在1,000与2,200转/分之间 进入闭环工上游H02S功能测试只有满足进入条件时才进行上游H02S功能测试。进入一种特殊的1.5赫兹方波燃料控制程序。燃料控制程序一般持续6秒左右。上游功能测试程序以能够产生可预测的氧传感器信号振幅（通常峰间值为0.8伏）的频率与幅值使空燃比处于理论比附近。反应迟钝的传感器会显示出切换幅度下降并且在测试中对PCM要求的频率不响应。信号幅度低于低于最小阈值表明传感器有迟钝故障。切换稀缺测试汽车预热后以及在闭环供油期间将对H02S切换间隔时间进行连续监测。切换间隔过长或起动后无切换表明有故障发生。切换稀缺的原因有： H02S传感器故障 燃料系统偏移2.3.2 下游HO2S功能测试下游H02S在汽车正常工作期间测试。连续监测最大浓稀电压。如果在OBD II行驶循环中监测器未超过浓稀阈值，可强制使空燃比变浓或变稀来切换下游传感器。如在强制变浓或变稀情况下传感器仍不能超过最大浓稀阈值，则表明有故障存在。仅在成功地完成上游加热氧传感器的检测后，才实施下游加热氧传感器的检测。在检测上游加热氧传感器之后，并在下游加热氧传感器的加热器接通后，将进行输出电压的最大和最小值与极限值的比较。若加热氧传感器电压的最大和最小值正常，则该传感器将被视为正常。因此，没有必要进行进一步的检测。若未能达到加热氧传感器电压的最大和最小值，燃油系统将进入开环状态，并且该系统将处于，或者浓混合气（0.85伏），或者稀混合气（0.15伏）的控制之下。然后将再次检查下游加热氧传感器的电压。对于装备两列气缸的V型发动机车辆，为了避免产生引起疑虑的情况，若一列气缸为浓混合气，另一列气缸则为稀混合气。若一列气缸较快地达到了规定的临界值，在这种情况下，则将采用固定的平均值，直到另一列气缸做出相应的反应，或者达到了规定时间。若行驶在满负荷或怠速的状态下，将不会进行该检测。2.3.3 HO2S加热器测试各加热器独立控制，但两个上游加热器同时接通。监测H02S加热器电压和电流是否正常。每进行一次行程，做一次HO2S加热器测试。PCM命令加热器接通再断开，同时监测加热器输出驱动电路的电压。在上游加热氧传感器所在的尾气排放系统部位的温度达到最低值以前，加热氧传感器的加热器是不会接通的。这可以在接通加热器之前，使尾气排放系统达到干燥状态，因此，避免产生热龟裂的情况。在PCM以通常的方式接通加热器后，将启动加热器检测。在接通加热氧传感器的加热器后，驱动器的电压为低；若关闭加热氧传感器的加热器后，该电压则为高。若检测结果与上述电压不符合，则表明该系统存在故障。若尾气排放系统的温度超过规定的最大值，则下游加热氧传感器的加热器将被关闭，以避免其过热。在发动机起动后，并处于燃油闭环状态时，将直接监测Lambda（HO2S）反应操作（“浓”到“稀”）所用的时间。若反应操作之间所用的时间超过一定的长度，或者未实施反应操作，则该系统将此视为故障。这些故障可能为： 加热氧传感器故障 燃油喷射控制不正常在这种情况下，该监测可以确定：过于/不足稀或过于/不足浓。在长期燃油微调调整过度的情况下，加热氧传感器的反应操作将停止。在发动机起动后，并处于燃油闭环状态时，将持续地进行连续的加热氧传感器的反应检测。一旦检测到未有反应信号，经过30至60秒钟后将设置一个诊断故障代码。2.3.4 热氧传感器故障码传感器故障 P01331排（上游）HO2S电路响应迟钝 P01532排（上游）HO2S电路响应迟钝 P113011（1排上游）HO2S缺切换，自适应燃料处在限值 P113111（1排上游）HO2S缺切换，传感器指示稀 P113211（1排上游）HO2S缺切换，传感器指示浓 P115021（2排上游）HO2S缺切换，自适应燃料处在限值 P115121（2排上游）HO2S缺切换，传感器指示稀 P115221（2排上游）HO2S缺切换，传感器指示浓电路故障 P013612热氧传感器（1排下游）电路故障 P015622热氧传感器（2排下游）电路故障加热器电路故障 P0135热氧传感器加热器电路故障（1排上游） P0141热氧传感器加热器电路故障（1排下游） P0155热氧传感器加热器电路故障（2排上游） P0161热氧传感器加热器电路故障（2排下游）2.4 催化器监测原理2.4.1 催化器监测原理A催化转换器效能低4MILB催化转换器效能高5下游加热氧传感器信号1上游加热氧传感器信号6下游加热氧传感器2PCM7催化转换器3数据传输插头（DLC）8上游加热氧传感器71监测催化转换器的操作是为了检查其效能是否正常。若其效能偏低，尾气排放超出了欧洲车载诊断系统的临界值，则将会导致尾气排放超标。从发动机排出的，流经催化转换器的废气包含有碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx）等物质。催化转换器内设置有陶瓷蜂房，其表面覆盖有催化活性材料。当尾气流经这些陶瓷蜂房时，催化材料将确保碳氢化合物和一氧化碳得到氧化，氮氧化物得到分解。在此过程中，上述的尾气将转换为水（H2O）、二氧化碳（CO2），以及氮（N2）等。为此，催化转换器需要将碳氢化合物和氧（O2）进行理论的，或者说化学的均衡混合，以获得有效的转换。这可以通过燃油混合比来实现，该混合比应当紧密围绕在理论空/燃比上下浮动。过多的燃油，或浓混合气将降低碳氢化合物和一氧化碳的转化，因为这将导致在催化转换器中缺乏氧（O2）。相反，过多的氧将会降低氮氧化物的转化。将通过上游加热氧传感器持续地对燃油混合气进行监测，因此，监测的结果将是在“浓”和“稀”之间不断的变换。另外，催化转换器有助于保持理论的混合比。为此，当混合气为“稀”时，氧气（O2）将被储存，当混合气为“浓”时再将其释放出来。一个高效的催化转换器的活性表面可以储存氧（O2），并可以再将其释放，以平衡混合比的偏差。污染物和过早的老化将会降低活性表面储存氧（O2）的能力，其结果将是降低催化转换器的效能。这就意味着，催化转换器的效能取决于其储存的能力。但是，这种转化能力是有限的，即使对于一个高效的催化转换器来说也是如此。在高流速时，尾气在催化转换器内停留的时间很短，不足以使其充分地转化，这将降低催化转换器的效能。催化转换器监测系统将该吸入的空气量作为一个参数，因为其直接于尾气的流速有关。催化转换器监测需要进入条件。催化转换器监测进入条件： 部分节气门开度，无节气门快速瞬态 在正确的空气质量范围 起动后至少330秒 ECT在170F （ 76.6C）与230F （ 110C）之间 IAT在20F （-6C）与180F （ 82C）之间 发动机负荷10% 进入闭环燃料控制至少30秒 车速在5与70英里/时之间 空气质量流量在1与5磅之间2.4.2 监测方法催化转换器效能监测是对催化转换器效能进行的检测。为此目的，该系统可以确认催化转换器的氧储存量。对催化转换器效能的检查是通过上游和下游加热氧传感器（HO2S）来实现的。目前,，福特所采用最多的催化转换器效能监测方式为，计算切换比。为此，将下游加热氧传感器反应操作的数量除以上游加热氧传感器反应操作的数量。由此该系统可以计算出催化转换器的效能。 若催化转换器工作正常，下游加热氧传感器的信号各个振幅的峰值均低，并且反应频率也慢。这意味着电压超过0.45伏，但低于1伏。 若催化转换器工作不正常，下游加热氧传感器的信号各个振幅的峰值均变高，并且反应频率也加快。在车辆行驶过程中，并且监测系统也启动，将计算反应操作的数量。将计算在各种不同的，恒定的行驶状态下的，下游加热氧传感器的反应操作数量（从“浓”到“稀”，反之亦然）。在计算上游加热氧传感器的反应操作数量的同时，将计算下游加热氧传感器的反应操作数量。通过计算下游加热氧传感器的反应操作与上游加热氧传感器的反应操作之间的比率，来分析催化转换器的效能：切换比率=下游加热氧传感器的反应操作数量上游加热氧传感器的反应操作数量切换比率=1= 0.2（高催化转换器效能）5切换比率=4= 0.8（低催化转换器效能）5若催化转换器工作正常,切换的比率会低（接近于0）。若催化转换器工作不是很有效,切换的比率会高（接近于1）。这意味着，若催化转换器工作性能差，那么上游加热氧传感器的信号与下加热氧传感器的信号几乎相同。据此可以得出结论，流进催化转换器的尾气又流了出来，未进行明显的转化。催化器监测器的意图是监测催化器的HC转换效率。在汽车稳态工作期间，催化器监测器记录上游与下游热氧传感器的切换次数并进行相互比较。指数比（6缸发动机）在计算指数比时，监测系统利用的是加热氧传感器的信号长度。该类型的比值计算非常精确和可靠，特别是应用于6缸发动机（多路尾气排放系统）时更能显示其优势。在计算指数比时（大约在理论混合比14.7:1）所使用的部件，以及对加热氧传感器信号的处理过程与切换比的计算非常相似。在该监测启动后，在车辆行驶的过程中，将计量并记录信号长度。对信号长度的计量是在一定的行驶状态下进行的。该检测时间大约为15分钟，在此期间，大约会检测到200到600次之间的加热氧传感器反应操作。在实施所有的计量任务后，该检测将结束。若催化转换器的效能下降，则指数比将上升。若该比值高于规定的临界值，则表明该催化转换器的效能过低，并且尾气排放控制异常指示灯（MIL）将启动。指数比的计算如右：指数比 =下游加热氧传感器12信号长度上游加热氧传感器11信号长度长度比 =L2L1若指数比接近0时，则催化转换器的效能为高。若指数比接近1（大于0.75）时，则催化转换器的效能过低。这意味着，该监测有能力准确地区分良好的，或非良好的催化转换器，因为，随着时间的推移，长度比将呈线性上升的态势。在2.5L Duratec VE上计量指数比2.5 催化器与热氧传感器诊断2.5.1 热氧传感器与催化器监测器诊断 H02S监测器常见的问题是： 物理损坏 线束或插接器进水 硅树脂、铅、机油等污染 可能使技师误认为催化器需要修理的一些问题： H02S与PCM、线束或插接器短路 下游热氧传感器错接 HO2S故障可能设置故障码而无可察觉的驾驶性能问题。（技师可能感觉不到有问题） 查看一下汽车历史记录，看有无催化器损坏的原因。 催化转化器内部退化多由发动机工作异常所致。 造成发动机工作温度过高的现象，如高的缺火率，可能是根本的原因。 导致催化器过早低效的原因有： 热学方面w 高缺火率（ A型）w 高负荷/高转速加稀燃（拖挂） 化学方面w 含铅燃料w 硅树脂w 磷（烧机油）2.5.2 直观检查排气系统直观检查 直观检查排气系统，看有无： 凹陷或破裂零件 排气泄漏（凸缘与密封垫） HO2S导线擦伤 查阅TSB和修理手册 调取故障码（ DTC） 如有故障码，P0420催化器系统效率低于阈值（1排），P0430催化器系统效率低于阈值（2排）。遵循该故障码的定点测试。2.5.3 PID（参数识别）数据通过诊断仪，查看加热氧传感器PID。观察热氧传感器PID为：O2S11、O2S21、O2S12、O2S22。显示加热氧传感器电压，确认切换正常。正常工作的上游热氧传感器电压的摆幅是一致的。当心：不要比较不同排的上游热氧传感器。不同排的热氧传感器的切换速率不会完全一样。只要热氧传感器在切换就可以了。验证下游热氧传感器可以切换。正常工作的下游热氧传感器（配正常的催化器）切换率是很低的。如果下游热氧传感器有切换，拔下它。验证未拔下的热氧传感器是否停止切换。正常工作的（未拔下）电路可能仍有电压，但不会切换。如果未拔下的热氧传感器继续切换，检查线路是否有问题，包括： PCM的插脚可能碰在一起，使上下游电路短接。 热氧传感器错接（KOER P1129）.第 3 课： 缺火监测器3.1 缺火监测器原理A不失火5线圈控制驱动B一缸失火6PCM1曲轴加速度7DLC2不点火8MIL3电火线圈9CKP信号4喷油信号10CKP传感器3.1.1 缺火监测介绍缺火的定义是缸内没有燃烧。它是通过CKP信号来监测排放是否高于EOBD的限值，要求缺火监测的目的是：防止催化器损害和探测尾管是否过度排放。缺火监测器必须能够确定哪个缸或哪几个缸缺火。根据EOBD要求，特定工况可以暂时禁止缺火监测，比如关闭节气门减速、车速或发动机转速限制模式断油等。失火监测工况是在发动机正扭矩工况下进行缺火监测且：当车辆静止时，发动机转速从怠速范围到3000rpm。当车辆行驶时，发动机转速变化范围从怠速范围到4500rpm。监测是通过曲轴位置传感器来实现。通过监测曲轴转速的变化来探测缺火。通过测量曲轴转过规定转角所用时间来确定曲轴转速。加速度是速度的变化率。当气缸点火时，曲轴加速。该加速度与气缸产生的扭矩量直接相关。将各加速度与周围气缸曲轴加速度的平均数比较，缺火监测器便可以确定是否有气缸未产生应有的加速度。为了获得精确的缺火探测，对因路面不平或高转速/轻负荷工况造成的机械噪音进行了滤除。缺燃烧的气缸与其它气缸相比将显示较低的加速度值。曲轴加速度低即被定为缺火。3.1.2 缺火监测系统低数据速率（ LDR）缺火系统在低数据速率（ LDR）缺火系统中，曲轴位置传感器（ CKP） （ A）与触发轮（ B）产生的正弦波被送往无分电器式电子点火系统（ EDIS）模块（ D）。触发轮（ B）有36-1个齿。EDIS模块（ D）将高速率数据CKP信号（ C）转换为低数据速率PIP信号（ E）。方波（ E）送入动力控制模块（PCM） （ F）。PCM （ F）利用该方波计算曲轴加速度。通过比较曲轴加速度值，PCM可以确定是否有气缸缺火。这种系统与无分电器式点火系统配合使用。对于四缸发动机在最大转速以下，六或八缸发动机在2,500转/分以下，PIP信号具有足够的精度可以探测缺火。所以对于六、八缸机如要全程进行缺火监测，最好采用高数据速率缺火监测系统。对于对于黑橡树管理系统的四缸机，为了计算曲轴的旋转运动，低数据速率系统仅利用一个曲轴位置信号来计算各个气缸的曲轴旋转，并就发生燃烧的气缸可在180度角的范围内进行计算。这将精确地与两个点火感应曲线（PIP）信号长度相对应。通过PIP信号判断失火状况。注：LDR缺火系统与LDR点火系统并不是一回事。高速率数据（HDR）缺火系统在高速率数据 （HDR）系统中，CKP （A）与触发轮（B）产生的正弦波（C）送给EDIS 模块（D）。触发轮 （B） 可能有 36-1 或 40-1 个齿。EDIS （D） 模块将正弦波（C） 转变为方波（E），HDR 系统可以读出曲轴的10度转角。HDR提供的信息超出了PCM 的处理能力，于是采用EEC模拟输入整形器 （AICE） 芯片 （F）来处理HDR加速度的全部计算。 AICE 芯片是装在PCM内的一个附加芯片。 AICE 芯片的一项功能是为每个气缸事件计算曲轴加速度值。 方波（ E）在AICE芯片（ F）中处理，结果送入PCM （ G）微处理器。PIP信号（ H）用于PCM其他功能，如喷油器定时与转速测量等。对于对于黑橡树管理系统的六缸机。由于处理器的运算速度足够快，运算精度可以大大加强。高速率缺火监测器不用PIP信号。而是采用内部的时钟信号数字信号进行处理。比如DURATEC VE2.5 6缸发动机，仅有120度角曲轴角可以用于计算加速，相比之下，4缸发动机可以提供180度曲轴角。这意味着，若利用低速率系统（通过一个曲轴位置信号进行