第四节 OBD系统的监测
一、驾驶循环
1. 驾驶循环概念
驾驶循环就是以发动机的启动为开始，到发动机的关闭为结束作为监测周期的汽车行驶过程。驾驶循环可以很短，也可以很长。但为了监测完整和准确，一个驾驶循环不应该低于15min，且要按顺序经过启动、怠速、加速、减速、（再）加速、保持车速、加速这样一个完整的加速循环过程。
所有汽车厂商的启动标准和使用传感器的类型虽然都很类似，但是不完全相同。只要符合OBD-Ⅱ标准，汽车厂商就可以使用他们自己的设计和软件程序。为了捕捉一个完整的监测，在一个驾驶循环内，一些车辆需要一个温度、转速和负荷变化的特定组合。一个完全的驾驶循环应该监测运行所有系统。
维修提示
驾驶循环的条件从一个监测到另一个监测以及从一辆车到另一辆车都在改变。这是执行详细的OBD-Ⅱ诊断和维修时必须确保拥有准确、详细的维修信息的根本原因。
2. 驾驶循环常规步骤
所有驾驶循环都不相同，即使是同一品牌、同一年款车型。
（1）冷启动 启动时，发动机温度必须低于50℃，环境空气温度必须低于60℃。冷启动之前，不要打开点火开关，否则不可能监测加热型氧传感器。
（2）怠速 打开空调和除霜，发动机必须运转3min。在所有情况下，尽可能多地操作电气附件和系统。这将会测试加热型氧传感器加热器、二次空气喷射、蒸发排放系统（EVAP）清污，如果达到闭环控制，就要调节燃油。
（3）加速 关闭所有电气附件。节气门打开一半，加速到88km/h。在这个阶段，将会测试燃油调节、失火和EVAP清污流量。
（4）保持温度的巡航车速 以88km/h的稳定车速驾驶3min。在这个阶段，将会监测氧传感器反应、二次空气喷射、废气再循环系统（EGR）循环、失火、EVAP清污以及燃油调节。
（5）减速 松开节气门，不踩制动踏板或离合器踏板，不换挡，以32km/h滑行。这个阶段将会测试EGR、燃油、燃油调节和EVAP清污。
（6）加速 车速增大到88～96km/h，将会测试燃油调节、失火和EVAP清污。
（7）保持巡航车速 以88km/h的稳定车速驾驶5min。在这个阶段，将会监测催化转换器、氧传感器反应、二次空气喷射、废气再循环系统、失火、燃油箱通风系统以及燃油调节。
（8）减速 松开节气门，不踩制动踏板或离合器踏板，不换挡，以32km/h的车速滑行。这个阶段将会重复监测EGR、燃油、燃油调节和EVAP清污。
维修提示
如果催化转换器功能勉强合格，或者已经断开蓄电池，可能需要5个完整的驾驶循环决定催化转换器的状态。
3. 启动标准
每次驾驶车辆时不可能运行所有监测，直到精确的工况组合触发它时，每个给定的监测才可能运行一定的时间。这组工况称为监测的启动标准。
OBD-Ⅱ系统有两种监测，即连续和非连续监测。当符合它们的启动标准，并且正在驾驶车辆的时候，总是运行连续监测。当符合它们的个别启动标准的时候，只运行非连续监测，PCM将不检测任何可能导致测试结果不精确的工况和故障。
二、OBD系统的监测对象
1. 我国现行排放标准对OBD系统监测的规定
我国现行的GB 18352—2013（国五排放标准）中对汽油发动机项目监测的描述如下。
当与排放相关的某个部件或系统失效导致排放超过规定的极限值时，OBD系统应指示出该失效。OBD系统应至少监测NMHC和NOx污染物来判断催化转换器的效率是否下降。制造厂可以单独监测前催化转换器，或者与其下游相邻的催化转换器结合在一起进行监测。当NMHC或NOx排放量超过规定的极限值时，应认为各被监测的催化转换器或催化转换器组出现故障。
用于监测催化转换器故障的所有氧传感器的劣化情况均应被监测。
如果对所选择的燃料有作用，失效后将导致排气污染物超过给出限值的其他排放控制部件或系统，或与电控单元相连并与排放有关的动力部件或系统。
除非另有监测，否则对其他任何与排放有关的，且与电控单元相连接的动力部件，包括任何能实现盐测功能的相关传感器，均应监测其电路的连通状态。对蒸发污染物电控脱附系统，应至少监测其电路的连通状态。
对于装缸内直喷点燃式发动机的汽车，任何可能导致排放超过规定的颗粒物极限值的故障，均应被监测。
2. OBD-Ⅱ监测项目
OBD-Ⅱ把车辆的发动机控制系统分为多个子系统来监测，包括三元催化转换器（也叫三元催化器）、发动机失火、燃油系统、氧传感器、蒸发系统、废气再循环（EGR）系统、二次空气系统、综合部件监测和氯氟烃（CFC）监测，以及后来增加的空调系统、节温器、曲轴箱强制通风系统等。
为了排放达标，很重要的就是要确保催化转换器连续有效率地工作。三元催化转换器失效的两个主要原因是喷油过量和点火失火。因此，OBD-Ⅱ连续进行的是失火、燃油系统以及综合元件监测。
维修提示
车辆运行工况监测是PCM执行测试的基本内容，OBD-Ⅱ监测的每个系统和元件，其实都直接或间接地控制排放。例如，当收到指令时，如果自动变速器液力变矩器离合器无法接合，就会影响废气排放。OBD系统的PCM将会使自动变速器进入应急模式，并且点亮MIL灯提醒驾驶员。为了使效率最大化，在特定的车辆运转工况下，PCM运行相应的监测。
（1）三元催化转换器监测 通过使用上游氧传感和下游氧传感器监测三元催化转换器的转化效率。下游氧传感器也叫后氧传感器（三元催化转换器后的氧传感器），用于监测通过催化剂后的排气中的氧含量，用来判断催化转换器中的储氧能力。
（2）发动机失火监测 失火是指气缸内的混合气没有燃烧或燃烧不完全。失火有三种类型。A类失火是在曲轴200r/min的时间内，出现百分之一的失火，这种类型的失火会导致三元催化转换器的损坏，使MIL灯开始闪烁。B类失火是在曲轴1000～3200r/min的时间内，出现百分之一的失火，这类失火将会导致车辆排放超出FTP标准的1.5倍；当出现这种类型的失火时，MIL灯将超出FTP标准的1.5倍；当出现这种类型的失火时，MIL灯将会一直闪亮。C类失火与B类失火基本相同。
（3）燃油系统监测 燃油系统监测用来检查可能会导致燃油系统供给的混合气过稀或过浓的故障，这种故障会导致排放过度。OBD-Ⅱ法规要求连续监测燃油供给系统，使其始终满足排放标准的要求，法规要求监测长期燃油修正限值，并将维持在理论空燃比附近。
（4）加热型氧传感器监测 氧传感器是PCM所依赖的最重要的信息来源。在发动机运行过程中，OBD-Ⅱ系统持续监控氧传感器的工作灵敏度、氧传感器信号电压以及氧传感器的加热器。
（5）废气再循环（EGR）监测 EGR系统执行一项非常重要的排放工作，就是把已经燃烧的排气适量送回进气系统。废气再循环监测器持续监测差压反馈传感器与PCM的电路状态。当汽车加速并且排气背压增加时，PCM执行EGR信号压力软管检查，从而判断软管是否脱开、泄漏、堵塞或颠倒。这项检查在每个行驶循环只执行一次。
（6）蒸发排放（EVAP）系统监测 蒸发排放系统与EGR系统一样，不同制造厂和车型的EVAP系统都不相同。但是，所有EVAP系统必须不发生泄漏。监测EVAP系统，以便确保燃油系统能防止燃油蒸气蒸发进入大气；监测EVAP转换阀和传感器，以便确保系统能够将储存的燃油蒸气排入发动机进气系统，以进入燃烧室燃烧。
（7）二次空气喷射（AIR）监测 OBD-Ⅱ对配备二次空气喷射系统的车辆排气中的气流进行监测，并对二次空气泵、所有开关和电磁阀进行功能监测。车辆排气中的气流进行监测功能是通过氧传感器信号来实现的，当二次空气喷射系统工作时，新鲜空气被喷入排气管，排气管内存有大量的氧气，氧传感器信号指示为稀，因此PCM能够根据氧传感器信号来判断二次空气系统工作是否正常。
（8）综合部件（CCM）监测 综合部件监测也就是对传感器和执行器的监测。在一般术语里，综合部件监测用于检查短路、断路以及PCM正确控制发动机系统的许多输入和输出之间的合理性读数。如果传感器或执行器超出规定范围，则CCM在常通电存储器（KAM）中储存一个故障信息或诊断故障码。如果某个与尾气排放控制相关部件发生故障，而且该故障在第二个行程中得到了确认，那么MIL将点亮。
（9）氯氟烃（CFC）监测 氯氟烃监测，车辆在早期使用R-12制冷剂时候的监测。