摘要：按照法规要求，在满足国Ⅳ排放法规的同时，必须加装OBD系统。本文主要介绍了匹配了BOSCH电控高压共轨系统和EGR+DOC+POC方案的中小型发动机，OBD的基本原理和标定方法流程。

关键词：高压共轨；柴油机；车载诊断；标定流程

中图分类号：U464.172文献标志码:A文章编号：1005-2550（2012）01-0031-04

Study on Calibration of Middle Duty Diesel Engine

with High Pressure Common Rail and EGR

REN Shang-feng，ZHAO Wen-fu，QIN Ke-yin，HOU Fu-jian

(China First Auto Grope Corporation R&D Center，Changchun 130011,China)

Abstract: OBD system is equipped when emission standard has met with EuroIV emission standard .Middle and light duty diesel engine with electrical controlled high pressure common rail system and EGR +DOC+POC are introduced in this paper.Basic principle，test method and calibration procedure of OBD are introduced particularly.

Key words:high pressure common rail；diesel；OBD；calibration procedure

随着国Ⅳ法规于2010年7月1日在我国部分地区实施，排放法规要求更加严格，同时要求装用压燃式发动机汽车及其压燃式发动机、装用以天然气（NG）或液化石油气（LPG）作为燃料的点燃式发动机的所有车辆必须加装OBD（On-Board Diagnostics）系统。OBD为车载自动诊断系统，是一种用于控制车辆排放的在线监测诊断系统，通过监测排放相关部件和系统，在发动机的运行中随时监控汽车尾气排放是否超标，必要时会发出警示和启动扭矩限制，并通过存储相关的故障代码，指示故障可能发生的区域及原因，帮助维修人员迅速地确定故障的性质和部位。本文根据BOSCH电控系统本身的基本原理，介绍加装OBD系统的目的和所起作用，阐述了它的监控原理的同时结合标定经验总结了EGR系统标定流程。

1OBD系统的基本知识

1.1OBD故障指示器（MI）

故障指示器是连接于车载诊断（OBD）系统的与排放相关的任何零部件或车载诊断（OBD）系统本身发生故障时，提示汽车驾驶人员的指示器。依据HJ437-2008 中C.1.1要求，结合GB 4094，按ISO 2575符号F.02 定制，见图1。

1.2故障指示器MI激活准则(BOSCH)

MI激活：按照故障分类等级原则，级别略低时，第4个操作循环MI激活；当级别很高时，发生故障后MI立即激活。

MI解活：在3个连续的操作循环后或发动机运转24小时内没有再监测到已造成MI激活的故障，且没有监测出其他会单独激活的MI的故障之后，MI解活。

1.3故障码的清除：

非不可删除代码：连续40个暖机循环或100个发动机运行小时（以先到为准）后清除。

不可删除代码：发动机运行400天或者9 600个小时后清除。

2OBD法规限值

根据HJ437-2008国家标准提出的要求，所有满足国Ⅳ法规的车辆都应该加装OBD系统。当排放超过限值时，OBD相关监控指示器都应该开始动作，OBD限值见表1。

3OBD系统的基本原理

OBD在匹配EGR的柴油机系统中主要检测对象大致可以分为3类：传感器故障、EGR进气系统偏差和后处理器失效的模拟。

3.1传感器故障的检测

在目前电控发动机管理系统中，所有相关信号都是通过传感器监测并与ECU通信，从而判断发动机工作状态，同时还可以从直观上来提示驾驶员发动机的工作状态。因此在发动机管理系统中对传感器的信号质量监测尤为重要，也就是信号的可信性：即预先标定的信号电压范围与测量值是否真实对应，以及当发动机异常时传感器能够报出异常信号，从而通过OBD过程能够将错误信号及其相关的故障代码储存，以方便维修部门快速查找问题所在。

电器信号主要故障可以分为对电源短路、对地短路、开路以及CAN总线故障等。

3.2废气再循环系统（EGR）的监测原理

OBD系统对EGR阀驱动电路的电气连接故障进行持续循环地检测，主要包括以下几个方面：对电源短路、对地短路、开路以及过热。

错误检测是在驱动电路模块内部进行的，诊断函数对错误检测结果进行评估并进行错误处理。

驱动电路上电情况下进行对电源短路故障的检测：监测驱动电路的实际输出电流，如果超过最大限值，则检测到对电源短路故障；之后，系统诊断函数对错误进行处理。

驱动电路不上电的情况下进行对地短路故障的检测：监测驱动电路实际输出电流，如果低于最低限值，则检测到对地短路故障；之后，系统诊断函数对错误进行处理。

驱动电路不上电的情况下，还对开路故障进行检测：监测实际输出电流，如果结果在预定的范围内，则检测出开路故障；之后，系统诊断函数对错误进行处理。

在驱动电路上电情况下，系统进行过热检测：监测驱动电路部件温度，若超出温度限值，驱动电路的内部检测模块报错；之后，系统诊断函数对错误进行处理。

OBD系统通过监测废气再循环控制器的控制偏差来检测废气再循环系统。前提是此监测仅在废气再循环系统处于闭环控制（必须安装进气空气质量流量传感器）时进行。

基于发动机转速和实际喷油量，OBD系统计算出控制偏差的允许范围。如果控制偏差的实际值超出允许范围的上限值，则检测到正向偏差故障；如果实际值低于下限值，则检测到负向偏差故障。

正向偏差故障可能由于EGR阀卡死于常开位置或者EGR管路存在漏气等现象造成，负向偏差故障可能由于EGR阀卡死于常闭位置或者卡死在很小的开度造成，基本监测原理见图2。

3.3后处理器（POC）压差传感器的监测原理

压差传感器本身共有2个故障，分别是传感器采集电压过高、过低。诊断功能对压差传感器的采集电压循环进行信号范围检测。

传感器采集电压过高：传感器采集电压超出标定上限，则检测到传感器采集电压过高故障。传感器采集电压过低：传感器采集电压超出标定下限，则检测到传感器采集电压过低故障。

后处理器主要是通过压差传感器来监测排气系统总压力，在电控元件中按照不同转速和负荷下所需求的不同进气流量，此时对应着不同的排气系统压力，标定好理想状态下的压力范围，当后处理系统压力异常时（压力偏高、偏低），系统本身就会监测到错误信号。当错误程度满足条件就会做出相应的报警，同时将错误代码记录到内存中。

4OBD 标定流程

4.1标定流程

匹配BOSCH电控系统发动机的OBD系统的标定过程中主要遵循着下面的流程来进行标定，流程图见图3。另外当在发动机台架标定完成后，还需要在整车上进行验证，并进行“三高”试验以保证准确性和可靠性。

4.2OBD1+NOx控制验证过程

主要以进气闭环控制EGR系统为例来介绍进气偏差故障的标定方法以及向检测部门演示故障发生和消除过程，具体流程见图4。

按照法规要求，发动机OBD排放限值都是通过ETC循环来相测量，因此在对EGR系统的进气偏差模拟标定主要是寻找两个排放值：5 g/kWh和7 g/kWh，通过寻找不同孔径的垫片安装在EGR管路中来模拟EGR阀卡死或者流量低等故障找到上述的两个排放限值，同时标定出当出现上述排放结果是相关系统所对应的动作。如果当发动机EGR卡死到关闭的位置时，ETC排放结果超过7 g/kWh，经过预处理时间后，车速降为0（或者发动机回到怠速）扭矩限制器开启起作用，故障灯马上点亮，扭矩限制器作出相应的扭矩下降，同时故障码将记录到内存，将保持400天（或者9 600小时）无法擦除。因此在EGR系统的发动机中建议原机（EGR不安装时）排放值标定在7 g/kWh以下，发动机就没有降扭矩功能故障。

5结论

本文主要针对电控高压共轨EGR中型柴油机在国Ⅳ阶段开始执行OBD法规，所涉及的基本知识，OBD监控原理，同时着重的以EGR进气闭环系统为例介绍了OBD标定流程，故障模拟、消除演示过程。

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