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目前,汽车尾气已经被公认为空气污染首要的因素,严重的影响着人类的生活。世界各国对汽车尾气排放也提出了越来越严格的要求。我国在2005年颁布的《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国Ⅲ、Ⅳ阶段)GB18352.3—2005》中明确提出车载诊断系统需要实现,汽车的整个寿命期间都能有效的监测汽车的排放状况。而在2013年颁布的《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国V阶段)GB18352.Ⅴ—2013》对车载诊断系统提出了更高的要求。本文以汽油机上的车载诊断系统为对象,结合排放法规对该系统的要求,对该系统的组成和特性进行了阐述,并对目前发动机故障诊断的研究现状进行了总结。在此基础上,深入的探讨了失火故障诊断、氧传感器故障诊断、冷却液温度传感器故障诊断和进气歧管绝对压力传感器故障诊断几个方面。在失火故障诊断方面,分析了基于曲轴转速的失火诊断原理。采用粗暴度R方法和Q方法来共同保证失火检测的有效性。确定失火判断的限值,并标定了造成排放超标的限值和造成催化器失火的限值脉谱。在氧传感器诊断方面,分析了氧传感器的特性、原理以及在燃油闭环控制中的作用,针对氧传感器的电路连续性故障采用典型的检测电压值范围的方法。针对氧传感器的老化故障采用比较实际周期和理论周期值的方法。标定了氧传感器在理论情况下的周期脉谱。在冷却液温度传感器故障诊断和进气歧管绝对压力传感器故障诊断方面,探讨了这两种传感器的原理和常见的故障,采用检测其电压信号的方法来判断是否发生故障。最后针对其不合理的故障,对限值脉谱进行了标定。利用故障模拟器,对各个故障进行Ⅰ型排放循环的试验验证,确认了标定的各个限值的合理性和故障诊断策略的可靠性。同时也证明了本文研究的故障诊断策略和标定方法能够通过排放认证试验。