國V排放標準與車載診斷(OBD)發展新趨勢

汽車作為現代化的交通工具，在促進經濟繁榮和發展、提高人民生活水平的同時，也給人類賴以生存的環境帶來嚴重污染，如光化學煙霧、溫室效應及酸雨等。汽車排放物包含廢氣排放物、蒸發排放物和曲軸箱排放物，主要指其中的CO、HC、NOx及少量的固態或液態微粒等有害物質。為了控制這些有害物質的排放，美國加利福尼亞大氣資源管理委員會(CARB)最早通過法律把OBD作為汽車強制性技術要求，之后越來越多的國家和地區開始實施OBD相關法規。

OBD是On Board Diagnosis的縮寫，即車載診斷系統，是發動機控制系統中用于連續監測影響廢氣排放的相關系統工作狀態的診斷系統。早期的OBD(OBD－I)只能監測氧傳感器、廢氣再循環系統、燃油供給系統和發動機控制單元，且不同廠商不同車型的OBD系統不盡相同，缺乏統一的標準。1996年，第二代OBD(即OBD－II)在美國開始實施；2000年，歐洲也開始實施相應的OBD法規(即EOBD)。OBD－II規定了標準化的16針診斷接口，每針都有指定功能，同時增加了催化器監測、失火監測和燃油蒸發系統監測等。

1 國內排放標準及OBD系統的發展

隨著國內經濟的持續發展和環保意識的提高，近年來國內的尾氣排放標準也在逐年上升。從國I到國IV，每提高一次標準，單車污染減少3～5成。隨著2008年7月18日歐盟通過了(EC)No 692／2008法規、即歐5／6技術標準，并于28日在歐盟官方公報上正式發布，歐美國家先后了引入更高要求的排放標準。在此形勢下，我國的國V標準呼之欲出，國V標準相當于歐洲的歐V標準，歐V排放標準具體數值如表1所示。北京計劃于2012年實行新車國V排放標準。新法規將帶來更低的尾氣排放，同時OBD系統也將迎來新的技術變革。

新排放標準的實施不僅對汽車制造業、燃油供應和車輛管理等部門產生深遠影響，對于汽車售后維修更是帶來了巨大的機會和挑戰。熟悉OBD系統的診斷機制、閾值設定和監控內容，了解國V標準對OBD系統提出的新的要求，對于每個汽車維修技術人員而言都是十分重要的。同時，國V標準對汽車診斷設備也提出了挑戰，目前國內大部分OBD診斷設備也需要相應進行升級、完善，以全面支持新的OBD診斷功能。

2 國V排放標準下OBD系統新的發展

對OBD系統而言，國V標準新的要求包括基準燃料的變化，I型試驗、II型試驗、V型試驗和幾個新增附件等。其中最重要的變化是排放限值的加嚴，同時增加了在用監測頻率的要求。尤其是作為衡量系統性能的重要指標，在用監測頻率的提出將很大程度上提升國內排放控制的力度。在使用過程中，對排放系統的持續監測要求，不僅對主機廠的產品設計和技術指標要求更加嚴格，更提升了整車在整個生命周期中的排放性能，使環保的要求真正在整個生命周期中得以貫徹，而非僅僅是新車上市時需要達到的一個標準。國V排放標準下OBD系統新的發展主要有以下幾個特點。

(1)更高的OBD限值

OBD限值用于監督車輛廢氣排放量，當廢氣成分超過OBD限值規定時，OBD系統將點亮故障指示燈以提醒用戶，應及時對車輛進行必要的維修和保養。國V標準OBD限值基本參考歐V排放標準。

(2)引入在用監測頻率

歐V標準對OBD系統的另一重大改進是引入了在用診斷頻率(in－useperformance ratio，IUPR)作為各個監測系統運行狀況的重要參數。對于OBD系統監測器而言，即使部件能夠連續監控，也并不是在任何時候都具備監控條件的。因此，汽車生產廠商需要定義排放相關的重要部件和子系統能夠正常工作并實施監測的條件。

(3)使用在用監測頻率診斷信息

由于我國排放標準基本參照歐洲標準，在完成相關工況調查后，IUPR值將引入國內排放標準。作為判斷監測系統是否完成監測任務的一項重要指標，車輛維修人員和車輛管理等部門都需要獲得該參數。目前市場上的診斷儀工具，大多都能夠完善地支持OBD通信，但是幾乎很難找到能夠支持在用監測頻率信息的產品。

實耐寶(Snapon)2011年推出的新一代紅盒子診斷工具(圖1)，除了具備支持60多個主流品牌車系80多個廠家的專有診斷功能之外，還配備了完整的通用OBD支持，包括了目前標準中所列出的所有10種OBD模式。針對國V以后的在用監測頻率，可以在通用OBD功能的Service $09，InfoType$08服務項目下“使用性能跟蹤”功能(in－use performance tracking)得到完美的支持。該數據用于支持“在用性能跟蹤”等法律法規要求，對以下部件或系統的使用性能進行跟蹤：催化劑排1、催化劑排2、主氧氣傳感器排1、主氧氣傳感器排2、油氣泄露檢測系統、EGR系統和二次進氣系統。

3 在用監測頻率信息應用實例

利用實耐寶Bluepoint品牌診斷儀RedBox，技術人員在一輛2011年產的寶馬X1車上進行了在用監測頻率的測試。

開機后選擇主界面中的“OBD II／EOBD”，可以進入所有通用OBD診斷功能，在這里選擇功能$09，“使用中的性能跟蹤”(圖2)，即可讀出在用性能監測相關指標。

從RedBox診斷儀顯示中可見，這輛車已經歷了165次發動機起動循環，其中滿足OBD監測條件29次(圖3)。具體到各系統，可以逐個系統察看監測條件滿足的次數和實際監測成功完成的次數，二者的比值即在用監測頻率IUPR。

被測車輛催化器監測器組1的IUPR值為16／29=0.552，催化器監測器組2和氧傳感器組1的IUPR值均為17／29=0.586，均高于排放法規規定的0.336，證明該車在目前使用條件下，根據其在線OBD系統監測，汽車排放符合法規標準要求。同時，其對催化器／氧傳感器監測的頻率足夠高，在之前的使用條件下，OBD系統以足夠高的頻率對汽車運行條件進行了監控，在其OBD系統監測下，整車的排放一直能夠滿足環保要求。

隨著中國汽車市場的持續發展，國內排放標準正逐步與國際標準同步。新的排放要求對汽車與汽車售后、服務行業而言，帶來了新的機會和挑戰。車載診斷系統功能日趨完善，作為排放的最重要監測和控制手段，其將發揮越來越重要的作用。

對于汽車維修人員而言，除了了解OBD系統工作原理外，還需要關注OBD系統新的發展趨勢和新的功能，利用好OBD系統能夠提供的新功能，更好地服務于車輛保養、維護和維修。要使用好一款故障診斷儀，不僅要了解它在每個品牌車型下的特有功能，更要充分了解如何理解和利用各種通用OBD功能，分析和了解車況、故障狀態和故障原因等。