簡析摩托車國Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)的OBD要求

李志銳 王 青 張智軒

（1-天津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)研究所天津3000722-國家摩托車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（天津））

簡析摩托車國Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)的OBD要求

李志銳1,2王 青1,2張智軒1,2

（1-天津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)研究所天津3000722-國家摩托車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（天津））

主要介紹了摩托車國Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)《摩托車污染物排放限值及測量方法（中國第四階段）》中OBD相關(guān)要求，并對OBD要求中一些問題進(jìn)行了分析。

摩托車國ⅣOBD

引言

2008年度環(huán)境保護(hù)部下達(dá)了《關(guān)于開展國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目工作的通知》（環(huán)辦函［2008］44號），開展《摩托車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)及測量方法（Ⅳ）》、《輕便摩托車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)及測量方法（Ⅳ）》修訂工作。經(jīng)環(huán)保部領(lǐng)導(dǎo)及國內(nèi)外相關(guān)專家論證，決定在摩托車國Ⅳ排放階段引入OBD要求。

OBD（on-board diagnostics）是車載診斷系統(tǒng)的簡稱。在歐盟法規(guī)（EU）No 168/2013中定義為：“車載診斷系統(tǒng)”或“OBD系統(tǒng)”，指能通過存儲內(nèi)存中的故障碼識別可能的故障區(qū)域的系統(tǒng)[1]。

在電控摩托車上強(qiáng)制安裝OBD系統(tǒng)，當(dāng)摩托車的動力或排放控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，有可能導(dǎo)致排放污染物排放量超過設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，故障燈就會點(diǎn)亮報警，提醒駕駛員及時進(jìn)行相應(yīng)的處理。在摩托車上安裝OBD系統(tǒng)能夠保證降低和控制排放，減少故障率，降低維修成本，為故障診斷和處置帶來極大的便利。任何維修人員都可以使用通用的設(shè)備，通過診斷接口讀取故障碼，進(jìn)而迅速找出故障性質(zhì)和部位。

鑒于此，歐洲在1998年通過EU 98/69EC指令，要求自2000年1月1日起，在歐盟所有新生產(chǎn)點(diǎn)燃式汽車上強(qiáng)制安裝OBD，稱為E-OBD。但是該指令沒有強(qiáng)制摩托車必須安裝OBD，僅建議大排量電控摩托車安裝E-OBD[2-4]。歐洲在2013年發(fā)布EU No 168/2013法規(guī)，明確要求從2016年1月1日起摩托車分階段實(shí)施OBD控制[5]。

為推動技術(shù)進(jìn)步，保證排放控制的有效性和生產(chǎn)一致性，并考慮到國內(nèi)摩托車行業(yè)從化油器技術(shù)方案過渡到電噴技術(shù)方案的發(fā)展實(shí)際情況，摩托車國Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)中的OBD要求是以EU No 168/2013為基礎(chǔ)，結(jié)合中國摩托車行業(yè)實(shí)際情況，經(jīng)多次與主流電控燃油噴射發(fā)動機(jī)生產(chǎn)企業(yè)和摩托車制造廠家研討而提出的。

1 摩托車國Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)的OBD系統(tǒng)7項(xiàng)要求

1.1 一般要求

摩托車國Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)正文部分中提出了OBD系統(tǒng)的一般要求：

所有摩托車都應(yīng)裝備OBD系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)在設(shè)計(jì)、制造和安裝上能確保摩托車在整個壽命期內(nèi)識別并記錄故障類型。未經(jīng)型式核準(zhǔn)機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，不能對制造企業(yè)采取的技術(shù)措施和摩托車裝備的OBD系統(tǒng)進(jìn)行任何可能影響排放的篡改。OBD系統(tǒng)應(yīng)帶有一個能迅速讓駕駛員察覺的故障指示器（MI）。

這里對摩托車安裝OBD系統(tǒng)提出了總體要求，明確了在國Ⅳ階段所有類型摩托車都應(yīng)安裝OBD系統(tǒng)[6]。

1.2 監(jiān)測要求

1.2.1 點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)摩托車的監(jiān)測要求

1）摩托車OBD系統(tǒng)至少要（但不限于）監(jiān)測下列傳感器和執(zhí)行器的電路連通情況：氧傳感器、發(fā)動機(jī)負(fù)荷傳感器（如節(jié)氣門位置傳感器或進(jìn)氣管壓力傳感器）、噴油器。

2）除非另有監(jiān)測，否則對其他任何與排放有關(guān)的部件或系統(tǒng)，或與電控單元相連接并與排放相關(guān)的動力系部件或系統(tǒng)，都應(yīng)監(jiān)測其電路連通狀態(tài)。

3）若裝有蒸發(fā)污染物電控脫附系統(tǒng)，應(yīng)監(jiān)測其電路的連通狀態(tài)。

1.2.2 壓燃式發(fā)動機(jī)摩托車的監(jiān)測要求

1）摩托車OBD系統(tǒng)至少要（但不限于）監(jiān)測下列傳感器和執(zhí)行器的電路連通情況：氧傳感器、曲軸位置傳感器、噴油器。

2）除非另有監(jiān)測，否則對其他任何與排放有關(guān)的部件或系統(tǒng)，或與電控單元相連接并與排放相關(guān)的動力系部件或系統(tǒng)，都必須監(jiān)測其電路連通狀態(tài)。

針對點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)或壓燃式發(fā)動機(jī)摩托車，對其需要監(jiān)控的傳感器和執(zhí)行器提出了最小要求，同時也針對未曾一一列舉的其它排放相關(guān)部件或系統(tǒng)提出了通用性監(jiān)測要求。這里要明確的是，僅監(jiān)測與排放相關(guān)部件或系統(tǒng)的電路連通性，如果沒有電路控制，就不需要監(jiān)測。同時，監(jiān)測也不涉及電路的合理性，這是與歐ⅣOBD I階段的主要區(qū)別。

1.3 故障指示器（MI）的激活

在所有合理照明條件下，MI應(yīng)可見。當(dāng)摩托車點(diǎn)火開關(guān)處于接通位置且發(fā)動機(jī)尚未起動時，MI應(yīng)被激活；如果沒有檢測到故障，MI應(yīng)熄滅。OBD系統(tǒng)不能滿足標(biāo)準(zhǔn)附錄G.3.2或G.3.3的基本診斷要求時，MI也應(yīng)被激活。

MI激活時，應(yīng)按ISO 2575-2010顯示如圖1所示的符號。禁止使用紅色的故障指示器。

圖1 MI激活圖形符號

對故障指示器的要求與歐洲、日本等的標(biāo)準(zhǔn)保持一致。但需要注意的是，目前在我國摩托車行業(yè)執(zhí)行的GB15365－2008沒有該圖形符號的規(guī)定。建議企業(yè)參考汽車強(qiáng)檢標(biāo)準(zhǔn)GB4094《汽車操縱件、指示器及信號裝置的標(biāo)志》，將該信號裝置顯示黃色。

1.4 故障指示器（MI）的熄滅

如果監(jiān)測的故障不再存在且沒有檢測出其他會單獨(dú)激活MI的故障，則MI可以熄滅。

故障燈熄滅未規(guī)定強(qiáng)制性循環(huán)數(shù)量，企業(yè)可根據(jù)自身OBD系統(tǒng)特點(diǎn)，在保證車輛、駕駛員安全以及對環(huán)保有利的情況下，設(shè)定合理的熄滅時機(jī)。

1.5 故障代碼和凍結(jié)幀的存儲

OBD系統(tǒng)應(yīng)記錄表示排放控制系統(tǒng)狀態(tài)的代碼。OBD系統(tǒng)應(yīng)使用單獨(dú)的狀態(tài)代碼，以便正確識別所監(jiān)測的傳感器和執(zhí)行器的電路連通情況。如果發(fā)生電路故障引起MI被激活，則應(yīng)存儲能識別相應(yīng)故障類型的故障代碼和凍結(jié)幀。

1.6 故障代碼和凍結(jié)幀的清除

如果同一故障在3個或3個以上運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)內(nèi)不再出現(xiàn)，相應(yīng)的故障代碼和存儲的凍結(jié)幀信息可被清除。

關(guān)于故障代碼和凍結(jié)幀的清除，國內(nèi)汽車標(biāo)準(zhǔn)要求是同一故障40個運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)內(nèi)不再出現(xiàn)。針對摩托車OBD I階段僅監(jiān)控電路連通性，不需要太多循環(huán)判定的現(xiàn)狀，僅提出最少判定運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)要求。

1.7 兩用燃料車

兩用燃料的車輛可使用一套OBD系統(tǒng)，也可每種燃料各有一套獨(dú)立的OBD系統(tǒng)。單一燃料摩托車的所有OBD要求對于兩用燃料車的各種燃料類型（汽油、LPG、NG）均適用。

2 OBD系統(tǒng)試驗(yàn)

2.1 OBD系統(tǒng)試驗(yàn)描述

模擬發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)或排放控制系統(tǒng)中的故障，按照I型試驗(yàn)循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)帶有模擬故障的摩托車，確定OBD系統(tǒng)是否對該模擬故障做出反應(yīng)，并以適當(dāng)方式向駕駛員指示故障。

在型式試驗(yàn)時，模擬的故障模式總數(shù)不得多于4項(xiàng)。就具體故障設(shè)置模式來說，參考輕型汽車OBD系統(tǒng)試驗(yàn)，主管部門和檢測機(jī)構(gòu)共同確定具體故障模式，以便企業(yè)應(yīng)對，方便檢測機(jī)構(gòu)公正測試執(zhí)行。

2.2 OBD系統(tǒng)試驗(yàn)程序

1）已設(shè)定模擬故障的摩托車運(yùn)行一次I型試驗(yàn)循環(huán)，在試驗(yàn)循環(huán)結(jié)束前MI應(yīng)被激活，且OBD系統(tǒng)應(yīng)存儲相應(yīng)的故障代碼和凍結(jié)幀。

2）對于需要2個及2個以上I型試驗(yàn)循環(huán)才能激活MI的方案，制造廠家應(yīng)提供數(shù)據(jù)和（或）工程評價，以充分證明該監(jiān)測系統(tǒng)能同樣及時有效地監(jiān)測部件的電路連通性，不接受需要平均10個以上I型試驗(yàn)循環(huán)才能激活MI的方案。對需要多個循環(huán)激活MI方案的摩托車，在最后一次I型試驗(yàn)循環(huán)結(jié)束前MI應(yīng)被激活，且OBD系統(tǒng)應(yīng)存儲相應(yīng)的故障代碼和凍結(jié)幀。

3）如果制造企業(yè)能夠證明，在Ⅰ型試驗(yàn)循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行監(jiān)測會影響摩托車實(shí)際使用中限定的監(jiān)測條件，則可要求在Ⅰ型試驗(yàn)循環(huán)之外的狀態(tài)下進(jìn)行監(jiān)測。這種摩托車，在制造廠家指定運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)結(jié)束之前或采取恰當(dāng)步驟后MI應(yīng)被激活，且OBD系統(tǒng)應(yīng)存儲相應(yīng)的故障代碼和凍結(jié)幀。

在本部分的試驗(yàn)程序中，針對一般摩托車，僅運(yùn)轉(zhuǎn)一次I型試驗(yàn)循環(huán)即可完成判定。對于滿足更高要求的摩托車，本部分也給出了相應(yīng)的試驗(yàn)要求，但是需要企業(yè)在進(jìn)行型式試驗(yàn)之前予以說明。

3 特殊要求

3.1 診斷信號

一旦測定了任何部件或系統(tǒng)的首次故障，應(yīng)將相應(yīng)的故障代碼和當(dāng)時發(fā)動機(jī)狀態(tài)的凍結(jié)幀存儲在電控單元存儲器中。制造廠家可以選擇便于有效修理的最合適的一組狀態(tài)作為凍結(jié)幀存儲，也可以選擇存儲額外的數(shù)據(jù)幀，這些要求的故障代碼和數(shù)據(jù)幀可以通過通用掃描工具讀出。

排放控制診斷系統(tǒng)應(yīng)提供標(biāo)準(zhǔn)化和無限制的訪問，并且符合相關(guān)ISO和（或）SAE標(biāo)準(zhǔn)。車輛與診斷儀間的連接接口應(yīng)滿足ISO 15031—3的要求。診斷連接器的安裝位置應(yīng)便于維修服務(wù)人員讀取，但應(yīng)具有能防止非授權(quán)人員改動的保護(hù)以及防止在正常使用條件下的意外損壞。連接器接口的位置在用戶手冊中應(yīng)清楚標(biāo)識出來。可以使用非常規(guī)的連接接口但應(yīng)隨車提供轉(zhuǎn)換連接器。

國Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)對診斷信號、診斷儀以及診斷接口等都提出了相應(yīng)的要求，這些要求與歐盟法規(guī)基本是一致的，僅在個別地方有細(xì)微差別。這是根據(jù)中國摩托車企業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行的適應(yīng)性調(diào)整，例如接口位置：歐Ⅳ推薦安裝在座椅下，我國僅提出總體要求。

診斷接口應(yīng)符合ISO的要求，目前關(guān)于摩托車診斷接口的專門ISO標(biāo)準(zhǔn)正在制定中，未來可能會被轉(zhuǎn)化為國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，使國內(nèi)摩托車制造企業(yè)多了一個有利的選項(xiàng)。

3.2 摩托車OBD和摩托車維護(hù)修理信息的獲取

獲取摩托車OBD信息，僅要求企業(yè)提供不涉及技術(shù)機(jī)密、信息公開時提交的附錄A中的OBD信息。

對維修保養(yǎng)信息，要求企業(yè)在合理收費(fèi)情況下，對非授權(quán)的經(jīng)銷商或修理廠提供相關(guān)信息，以便用戶更便利維修保養(yǎng)車輛，降低車輛故障存在時間，保護(hù)大氣環(huán)境。

4 結(jié)束語

1）OBD在摩托車上應(yīng)用是電子技術(shù)發(fā)展的必然，也必然隨著電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展而不斷發(fā)展。它的主要目的是控制車輛故障，保護(hù)大氣環(huán)境。

2）我國摩托車國Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)對OBD系統(tǒng)監(jiān)測、故障指示器（MI）點(diǎn)亮和熄滅、故障代碼及凍結(jié)幀的存儲和清除、診斷信號、連接接口、診斷儀等提出了詳細(xì)統(tǒng)一的要求。

3）我國摩托車國Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)OBD監(jiān)測要求僅指出要監(jiān)控與排放相關(guān)部件和系統(tǒng)的電路連通性。我國摩托車國Ⅳ階段OBD要求與歐盟法規(guī)OBD I階段要求最大的不同之處是不要求監(jiān)控電路的合理性以及設(shè)定排放閾值。

1歐洲議會和歐共體理事會.（EU）No 168/2013《兩輪、三輪摩托車和四輪車的認(rèn)證和市場監(jiān)督》[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013

2吳正權(quán).現(xiàn)代摩托車用OBD的結(jié)構(gòu)原理分析（1）[J].摩托車技術(shù)，2011（11）：56-58

3吳正權(quán).現(xiàn)代摩托車用OBD的結(jié)構(gòu)原理分析（2）[J].摩托車技術(shù)，2011（12）：58-63

4吳正權(quán).現(xiàn)代摩托車用OBD的結(jié)構(gòu)原理分析（3）[J].摩托車技術(shù)，2012（1）：66-68

5賈權(quán)利.歐盟摩托車認(rèn)證框架法規(guī)168/2013解讀[J].摩托車標(biāo)準(zhǔn)化，2013（2）：13-20

6全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.GB14622-2016摩托車污染物排放限值及測量方法（中國第四階段）（報批稿）[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2016

Resume of the OBD Requirements in ChinaⅤStage Emission Regulation for Motorcycle

Li Zhirui1,2，Wang Qing1,2，Zhang Zhixuan1,2
1-Tianjin Internal Combustion Engine Research Institute,Tianjin University(Tianjin,300072,China) 2-National Motorcycle Quality Supervision and Inspection Center(Tianjin)

This paper introduces the OBD requirements in the Limits and measurement methods for emissions from motorcycles(CHINAⅤ）,and analyses some questions in these regulations.

Motorcycle,ChinaⅣ,OBD

U483

A

2095-8234（2016）05-0094-03

2016-07-15）

李志銳（1978—），男，工程師，主要研究方向?yàn)槟ν熊嚺欧艤y試技術(shù)以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)。