混合動力OBD 車載診斷系統分析

陸泳，楊穎文

（泛亞汽車技術中心有限公司，上海 201208）

1 引言

OBD 的概念最早是由通用汽車(GM)于1982 年引入的，其目的是監測排放控制系統。2005 年4 月5 日，國家環保總局發布批準《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國III、IV 階段）》（GB18352.3-2005）等五項標準為國家污染物排放標準。OBD 作為強制性要求首次出現在我國的法規標準中。我們下面基于一款混合動力車的電氣診斷架構，介紹分析混合動力車輛OBD 架構是如何開發應用的。

2 混合動力控制系統組成及原理

2.1 混合動力控制系統部件示意

（1）混合動力蓄電池總成；

（2）加熱器冷卻液加熱器；

（3）混合動力蓄電池充電器總成；

（4）空調和驅動電機蓄電池冷卻壓縮機總成；

（5）自動變速器；

（6）驅動電機發電機電源逆變器總成；

（7）附件直流電源控制器總成。

2.2 主要混合動力控制部件的功能

電源逆變器（通常稱為驅動電機發電機電源逆變器）將高壓直流電（DC）電能轉換為3 相交流電（AC）電能。電源逆變器器包含三個電機控制器和一個混合動力控制器1。根據電源逆變器的指令，兩個電機控制器操作其相應的驅動電機發電機。第三個電機控制器控制變速器輔助油泵電機。混合動力控制器1 是混合動力系統運行的主控制器。混合動力系統控制器決定何時執行普通運行模式。

圖1 電氣零部件視圖

14 伏電源控制器（又稱附件直流電源控制器）是一個電子裝置，用于替代傳統車輛上的發電機。在混合動力或電動車輛上，14 伏電源器將高電壓（300 伏）直流電（DC）轉換為低電壓（12 伏）直流電，為附件電氣運行供電，并為12伏蓄電池充電。

蓄電池能量控制器、混合動力蓄電池接口控制器1-4、電流傳感器和高電壓接觸器位于混合動力蓄電池總成內。蓄電池能量控制器通過4 個混合動力蓄電池接口控制模塊監測若干個蓄電池電池組的電壓。電壓感知線路連接至每個電池組，且這些感知線路端子在位于蓄電池節頂部表面的連接器上。該連接器通過一個可維修的電壓感知線束連接至混合動力蓄電池接口控制模塊，后者位于蓄電池節的頂部表面上。混合動力蓄電池接口控制模塊編碼電壓讀數，并通過蓄電池能量控制模塊線束將其發送至蓄電池能量控制器。

3 混合動力OBD 車載診斷系統

3.1 混合動力OBD 架構及策略

對于帶有多個車載診斷控制器的車輛，OBD 法規需要統一的支持診斷工具測試模式的方法。為了滿足這些需求，開發了采用主OBD 控制器、第一級OBD 控制器、第二級OBD控制器和次第二級OBD 控制器四種類型的OBD 控制器的策略。

車輛將有一個主OBD 控制器，零或多個第一級OBD 控制器，零或多個第二級OBD 控制器和零或多個次第二級OBD 控制器。每種類型OBD 控制器的作用。通常來講，OBD系統的作用是一旦發現故障，OBD 系統會點亮儀表板上的一個指示燈以通知駕駛員，同時在車載控制器（通常稱作發動機控制單元或模塊，即ECU 或ECM）內記錄一個代碼，這個代碼可通過相應設備獲取以便于故障排除。

3.2 混合控制OBD 部件的診斷和通信

發動機控制器是發動機控制系統的控制中心。發動機控制器持續監測各傳感器的信息和其他輸入，并控制影響發動機性能和排放的系統。發動機控制器也對系統的各個部分執行診斷測試，并能在識別影響排放的運行問題時打開故障指示燈。當發動機控制器檢測到故障時，發動機控制器存儲故障診斷碼。通過特定故障診斷碼的設置，可以識別故障部位。

混合動力控制器1 是14 伏電源器、電機控制器1、電機控制器2 和變速器輔助油泵控制器故障診斷碼信息的主控制器。

14 伏電源器在通電和運行期間會進行內部測試。所有來自14 伏電源器的故障診斷碼將報告至混合動力系統控制器1，并由其控制。14 伏電源器僅通過串行數據與混合動力系統控制器通信。

混合動力蓄電池能量控制器將確定所出現的故障。混合動力蓄電池能量控制器通過串行數據向混合動力系統控制器2 傳輸診斷和系統狀態。混合動力系統控制器2 是故障診斷碼信息的主控制器。

混合動力蓄電池充電器由混合動力/電動車輛動力系統控制器2 監測并控制。混合動力控制器2 是主控制器，且所有的故障診斷碼都將在該器中設置（即使某些診斷實際上在混合動力蓄電池充電器中運行）。

4 結束語

綜上所述，本文從混合動力控制系統出發，分析了帶有多個車載診斷控制器的混合動力的OBD 架構和通信策略壓的技術，重點敘述了四種不同類型的混合動力OBD 控制器的特性和信號交互等應用的情況。