陳旭健 鐘遠銘 賴先濤

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545007

1 前言

OBD，On Board Diagnostic，汽車用于排放控制系統(tǒng)監(jiān)測的車載診斷系統(tǒng)。當(dāng)與排放相關(guān)的任何部件發(fā)生故障時，OBD 系統(tǒng)的監(jiān)測應(yīng)顯示出現(xiàn)了故障，將相應(yīng)的故障代碼存入車載電腦，并點亮故障指示燈（MIL），車輛駕駛員能夠通過一個標(biāo)準(zhǔn)的診斷系統(tǒng)識別故障代碼。

PVE，Production Vehicle Evaluation，量產(chǎn)車輛評估測試，是OBD 系統(tǒng)的功能性項目試驗里的重要內(nèi)容，是企業(yè)生產(chǎn)一致性工作的組成部分。

2 PVE 測試的內(nèi)容

其主要包含以下的測試內(nèi)容：

JA7.1（簡稱J1）標(biāo)準(zhǔn)化驗證：

車輛滿足有關(guān)SAE J1978 掃描工具與要求的排放相關(guān)信息之間正確通訊；數(shù)據(jù)流中的每個數(shù)據(jù)流定義與SAE J1979 一致，就緒狀態(tài)、MIL 命令狀態(tài)、CAL ID、CVN、VIN、ECU 名稱的規(guī)范輸出；與排放相關(guān)的故障碼（永久故障碼、確認故障碼及未決故障碼）應(yīng)與SAE J1979 及GB18352.6 要求一致；車輛應(yīng)能響應(yīng)SAE J1978 掃描工具的請求，清除排放相關(guān)的故障碼、重置就緒狀態(tài)等。

JA7.2（簡稱J2）監(jiān)測要求驗證：

驗證OBD 系統(tǒng)監(jiān)測條件滿足每一個診斷要求時，OBD 系統(tǒng)應(yīng)檢測到故障、點亮MIL并存儲確認和永久故障碼（排放中性診斷除外）；不點亮MIL 的診斷作為其他診斷的使能條件時，在檢測到故障后，不會影響OBD系統(tǒng)其他診斷功能的故障檢測能力；對于車輛所安裝的系統(tǒng)，應(yīng)驗證用于確定實際監(jiān)測頻率的分子計數(shù)器和分母計數(shù)器能夠按要求正確增加。

JA7.3（簡稱J3）在用監(jiān)測性能驗證：

車輛開始正常生產(chǎn)后12 個月內(nèi)，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)按要求收集在用監(jiān)測性能數(shù)據(jù)（IUPR）并報告，主要驗證SAE J1979 中包含的所有在用監(jiān)測性能追蹤數(shù)據(jù)（如分子計數(shù)器、分母計數(shù)器和點火循環(huán)計數(shù)器）、生產(chǎn)企業(yè)、車型、測試組，收集數(shù)據(jù)日期、里程表讀數(shù)、車輛識別碼和軟件標(biāo)定識別碼；提交關(guān)于取樣方法、取樣試驗車數(shù)量及報告格式的計劃。

本文主要介紹進氣溫度壓力傳感器相關(guān)的故障碼J2 測試方法。

3 進氣溫度壓力傳感器功能及特性

進氣溫度壓力傳感器是一種集成采集溫度和壓力信號的傳感器，安裝在發(fā)動機進氣歧管上，本質(zhì)上是進氣壓力傳感器和進氣溫度傳感器，其采集的信號分別輸出。通過功能的集成，產(chǎn)品外殼、電路板等子部件的共用，減少車輛端對應(yīng)的線束和插接件的數(shù)量，可以降低零件的生產(chǎn)成本。此外，在發(fā)動機研發(fā)標(biāo)定階段，單一布置點可減少選點匹配的試驗，縮短研發(fā)試驗周期。

以BOSCH生產(chǎn)的零件為例，其外形結(jié)構(gòu)，如圖1：

圖1 傳感器的外形結(jié)構(gòu)

零件為4 PIN 輸出，其針腳定義，如圖2：

圖2 傳感器的針腳定義

第1～4 PIN 針腳輸出定義分別是：接地（負極）、溫度信號輸出、傳感器供電（正極）、壓力信號輸出。其供電電壓為5V，是一個典型的以發(fā)動機控制模塊（ECM）供電的電噴零部件。

零件的壓力特性輸出，如圖3：

圖3 壓力特性輸出圖

通過壓力輸出特性線及公式，可以計算壓力與輸出電壓信號的數(shù)值。

零件的溫度特性輸出，如表1：

表1 溫度特性輸出

不同溫度下熱敏電阻的阻值發(fā)生改變，加載在電阻兩端的并聯(lián)電路的電壓也發(fā)生變化，進氣溫度越高，電阻越小，其輸出電壓越小。

4 故障碼的診斷邏輯

通過查詢在型式認證系統(tǒng)中提交的故障碼（DTC）完整的 summary table，即OBD 系統(tǒng)監(jiān)測的排放控制系統(tǒng)信息，其包括排放控制系統(tǒng)各個監(jiān)測部件或系統(tǒng)的下列信息：對應(yīng)的故障碼、監(jiān)測方法或故障程序主要故障監(jiān)測參數(shù)及其輸出信號類型、用來評估主要參數(shù)輸出信號的故障閾值、進行故障監(jiān)測必要的次級參數(shù)和工況、監(jiān)測時長和檢查頻率、存儲故障代碼的標(biāo)準(zhǔn)、點亮故障指示燈的標(biāo)準(zhǔn)、確定數(shù)值超范圍和輸入部件合理性故障監(jiān)測的標(biāo)準(zhǔn)傳感器的故障診斷。

該傳感器的診斷包含以下故障碼，如表2。其中，有關(guān)溫度的故障診斷6 個，有關(guān)壓力的故障診斷5 個。

表2 傳感器的診斷故障碼DTC 表

結(jié)合summary table，故障碼可分成以下幾個類別：

第一類，電壓類診斷。該類診斷報碼邏輯較簡單，在合適的駕駛工況，使用外部設(shè)備改變其電壓值超過設(shè)定的閾值，可實現(xiàn)報碼。故障碼有：P0112 00，P0113 00，P0107 00，P0108 00，P1200 00，P1201 00。

第二類，合理性診斷。該類診斷報碼邏輯較復(fù)雜，需要在合適的駕駛工況，使用外部設(shè)備改變其信號大小，使其信號偏離該工況下本應(yīng)輸出的值，進而可實現(xiàn)報碼。故障碼 有：P0114 00，P0111 26，P00CE 24，P00CE 23，P0106 2A。

5 傳感器的PVE J2 測試

5.1 試驗準(zhǔn)備

測試車輛：正式批產(chǎn)下線的車，要求發(fā)動機系統(tǒng)排放相關(guān)的零部件均為正式批產(chǎn)狀態(tài)，及ECM 的標(biāo)定軟件數(shù)據(jù)為批產(chǎn)狀態(tài)。

測試設(shè)備：筆記本電腦，DIAGRA D軟件，OBD 連接設(shè)備Cardaq plus3，函數(shù)發(fā)生器TOE7761，ECM 的BOB 分線盒。將設(shè)備連接至車上，如圖4。

圖4 車輛及設(shè)備連接圖

其他事項：車輛需辦理臨時牌照、保險等合法上路手續(xù)，人員稀少的試驗道路，如無法滿足以上條件，則需協(xié)調(diào)耐久轉(zhuǎn)轂一個，將車輛固定于轉(zhuǎn)轂上。

5.2 測試開始

對于第一類電壓類診斷的故障碼：以P0112 00 進氣溫度傳感器電路電壓過低為例，其報碼條件如表3：

表3 P0112 00 summary table

其報碼條件為：進氣溫度傳感器信號電壓＜0.1V，持續(xù)時間＞1s。結(jié)合ECM線束原理圖，找到傳感器2# PIN 對應(yīng)的BOB 分線盒的針腳位置（67 號）。

初次故障檢測循環(huán)：連接相關(guān)測試設(shè)備，在DIAGRA D 軟件里點擊mode4 重置各ECU 的診斷就緒及清除故障碼，用外接線束將67 號針腳接到車身地（即整車負極），車輛鑰匙打為ON 狀態(tài)，開始記錄測量文件。啟動車輛發(fā)動機，進行一次初次故障檢測的循環(huán)，當(dāng)DIAGRA D 軟件mode7 模式里報出故障P0112 00 后，讀取并記錄故障內(nèi)存信息。將發(fā)動機熄火，鑰匙重新打到ON檔，保存測試文件（log）。

故障確認循環(huán)：車輛鑰匙打為ON 狀態(tài)，開始記錄測量文件。啟動車輛發(fā)動機，進行再次故障檢測的循環(huán)，當(dāng)DIAGRA D 軟件mode3 模式里報出故障P0112 00，并且觀察車輛儀表，MIL 燈亮起，讀取并記錄故障內(nèi)存信息。將發(fā)動機熄火，鑰匙重新打到ON 檔，觀 察DIAGRA D 軟 件modeA 模式有故障碼存在后，保存測試文件。

以上兩個測試循環(huán)為完整的測試循環(huán)。測試完成后，將外接線束拆除，并進行3 個無故障循環(huán)的運行(目的是讓MIL 燈自然熄滅，且mode A 故障碼自然消除)。隨后，用mode 4 清除ECU 的mode 3 故障碼，為下一個故障碼的測試做好準(zhǔn)備。

對于第二類合理性診斷的故障碼：以P0106 2A 進氣壓力傳感器信號值異常無波動故障為例，其報碼條件如表4：

表4 P0106 2A summary table

分析其報碼的工況：檢測到的歧管進氣壓力值的波動小于5kPa。車輛要滿足以下行駛工況：啟動時，水溫要大于-8℃或者水溫大于30℃持續(xù)運行100s 以上的時間，并且要同時滿足發(fā)動機轉(zhuǎn)速大于2000 轉(zhuǎn)、節(jié)氣門開度小于14.99% 其運行時間為1s以上，發(fā)動機轉(zhuǎn)速小于2000 轉(zhuǎn)、節(jié)氣門開度大于14.99%其運行時間為1s 以上。

結(jié)合上述分析的工況，該故障碼的測試準(zhǔn)備：

A、查找ECM 線束原理圖，找到傳感器4# PIN 對應(yīng)的BOB 分線盒的針腳位置（94 號），啟動發(fā)動機，在mode 1 里查找觀測怠速工況下，進氣歧管的壓力值，為34kPa。通過圖3 壓力輸出特性圖及計算公式，算出此時壓力輸出電壓值為1.37V（或通過使用萬用表測量輸出電壓），標(biāo)記該電壓值。

B、鑰匙打到OFF，熄滅發(fā)動機，等待30s ECM 完全掉電后，拔開分線盒94 號針腳，將函數(shù)發(fā)生器TOE7761 正極通過線束接入94 號（ECM 端），負極接入傳感器負極1#PIN 對應(yīng)的分線盒124 號針腳。打開TOE7761，調(diào)節(jié)輸出一個穩(wěn)壓的1.37V 直流電壓。

C、mode 1 觀察此刻發(fā)動機水溫。

初次故障檢測循環(huán)：點擊mode4 重置各ECU 的診斷就緒及清除故障碼，車輛鑰匙打為ON 狀態(tài)，開始記錄測量文件。啟動車輛發(fā)動機，將車行駛至下坡的道路，此時通過油門踏板控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速大于2000 轉(zhuǎn)、節(jié)氣門開度小于14.99%；將車行駛至上坡的道路，控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速小于2000 轉(zhuǎn)、節(jié)氣門開度大于14.99%。如車輛在轉(zhuǎn)轂上測試，可以通過控制臺調(diào)整轉(zhuǎn)轂阻力的方式去模擬上下坡的工況。以上工況覆蓋后，觀察mode 7 報出對應(yīng)故障碼后，讀取并記錄故障內(nèi)存信息。將車輛?？吭诎踩恢?，發(fā)動機熄火，鑰匙重新打到ON 檔，保存測試文件。

故障確認循環(huán)操作方式同上述。保存測量文件后，即完成該故障碼的測試。

6 結(jié)束語

我國國六排放法規(guī)堪稱“史上最嚴(yán)排放法規(guī)”，相較于國五排放法規(guī)，PVE 測試是新增的內(nèi)容，納入了企業(yè)車型年度一致性檢查工作，對測試及報告主管部門的時間做出了詳細的要求。因此，PVE 測試成為車型一致性檢查的重要工作。本文通過介紹了PVE 的測試內(nèi)容，進氣溫度壓力傳感器的工作原理及參數(shù)輸出，傳感器的診斷故障碼列表及邏輯解析，選出2 個典型的故障碼按正確的流程進行J2 測試，得到對應(yīng)的測試結(jié)果。基于此，總結(jié)展示了PVE J2 測試方法及流程。