簡述歐盟法規(guī)（EU）No 168/2013中摩托車OBD要求

李志銳 王青 鄭義 邱鵬旭 竇金泉 石偉

（天津大學內燃機研究所天津3000722-國家摩托車質量監(jiān)督檢驗中心（天津））

簡述歐盟法規(guī)（EU）No 168/2013中摩托車OBD要求

李志銳1，2王青1，2鄭義1，2邱鵬旭1，2竇金泉1，2石偉1，2

（天津大學內燃機研究所天津3000722-國家摩托車質量監(jiān)督檢驗中心（天津））

簡述歐美等主要國家地區(qū)標準法規(guī)對摩托車車載診斷系統（OBD）要求現狀，并重點介紹了最新頒布的歐盟法規(guī)（EU）No 168/2013中對摩托車OBD的要求。該法規(guī)對我國摩托車行業(yè)研發(fā)OBD系統有著重要的指導意義。

歐盟L類車輛摩托車OBD

引言

2013年1月15日歐洲議會和理事會發(fā)布了關于兩輪或三輪車輛及四輪車批準和市場監(jiān)督的法規(guī)（EU）No 168/2013。該法規(guī)主要涉及兩輪或三輪車輛及四輪車批準和市場監(jiān)督,規(guī)定了L類車輛功能安全、環(huán)保性能和車輛結構的通用條件，并且撤銷了15項指令。在該法規(guī)中明確提出了L類車輛強制安裝OBD的要求。

OBD（On-Board Diagnostics）是車載診斷系統的簡稱。在歐盟法規(guī)（EU）No 168/2013中定義為：“車載診斷系統”或“OBD系統”指能通過存儲內存中的故障碼識別可能的故障區(qū)域的系統。

（EU）No 168/2013是全世界首個明確強制要求摩托車安裝OBD系統的法規(guī)。它的發(fā)布可以說是摩托車發(fā)展進程中的一個歷史性事件。為了使企業(yè)應對OBD要求，本文將簡單介紹一下歐美主要國家地區(qū)摩托車OBD要求的現狀以及歐盟新法規(guī)中OBD的具體要求。

1 歐美等主要國家摩托車OBD現狀

隨著計算機控制技術的發(fā)展，在機動車產品中得到越來越多的應用，開始出現了可以自動檢測汽車排放系統故障并通過車輛儀表上的指示燈提示駕駛員的先進電子系統，這就是通常所說的車載診斷系統，該系統有助于駕駛員和維修單位發(fā)現并修復車輛排放系統的故障，使車輛始終保持在最佳排放控制水平。

最先提出OBD概念的是美國通用汽車公司（GM），目的是監(jiān)測排放控制系統。一旦發(fā)現故障，OBD系統就會點亮儀表板上的特定指示燈來通知駕駛員，同時在車載計算機（一般稱為發(fā)動機控制單元或模塊，即ECU或ECM）內記錄一個代碼，這個代碼可通過特殊設備讀取以便于排除故障。

目前車載診斷系統（OBD）現已廣泛地應用于輕型車輛，正在開發(fā)中的新一代OBD系統即未來OBD-Ⅲ系統，它能夠利用車載小型無線系統，通過移動網絡、衛(wèi)星通信等手段將重要信息自動通知車主和管理部門。

1.1 美國

美國環(huán)保署(EPA)要求自1991年起所有在美國銷售的新車必須滿足相關的車載診斷技術要求，這就是后來所說的OBDⅠ階段。在OBDⅠ階段，主要監(jiān)控部分部件的工作情況、監(jiān)督一些與排放相關的電路故障，其診斷功能很有限。在此階段，對于車載診斷信息的數據通訊協議以及連接外部設備和ECU的診斷接口并未被標準化，給診斷和維修帶來很多不便。

經過一段時間的發(fā)展，美國汽車工程師協會（SAE）在OBDⅠ的基礎上對通訊協議、診斷接口等技術細節(jié)進行了標準化，車載診斷系統進入第二階段，即OBDⅡ。美國環(huán)保署(EPA)從1996車型年開始在全美推行EPA-OBDⅡ。目前美國實施的是OBDⅡ的改進版。

與OBDⅠ相比，OBDⅡ作為整合于發(fā)動機電子控制系統的一部分，可以連續(xù)監(jiān)測與排放有關的系統和元件的各種數據。OBDⅡ標準規(guī)范中規(guī)定，當重大故障或異常排放值發(fā)生時，OBDⅡ系統就點亮故障燈（MIL)報警以提醒駕駛者；故障信息儲存在隨機存儲器（Random Access Memory（RAM)）中的故障信息存儲器中，必要時可自動修正。根據美國聯邦測試要求，當汽車排放水平已達到新車排放標準限值的1.5倍時，點亮故障燈并存貯故障碼。

與OBDⅠ相比，OBDⅡ在診斷功能和標準化方面都有較大的進步。故障指示器、診斷接口、外部設備和ECU之間的通訊協議以及故障代碼都根據相應的標準進行了規(guī)范化。此外，OBDⅡ可以提供更多的數據讓外部設備讀取，這些數據包括故障代碼、一些重要信號或指標的實時數據以及凍結幀信息等。

不過在美國，因為摩托車保有量相對較小，截至目前為止，管理機構尚未提出摩托車安裝OBD的要求。

1.2 歐洲

1998年10月13日，歐共體通過指令70/220/ EEC（98/69/EC）附件Ⅺ。該指令適用于歐Ⅲ和歐Ⅳ排放法規(guī)，借鑒美國經驗，要求自2000年1月1日起，所有在歐盟成員國內上市銷售的新定型的汽油車必須滿足歐洲車載診斷系統（EOBD），即European On Board Diagnosis的規(guī)定。EOBD的要求較為寬松，例如不對燃油箱泄漏蒸發(fā)排放物進行診斷。對于摩托車是推薦執(zhí)行OBD要求，沒有強制要求。在2013年1月15日發(fā)布的（EU）No 168/2013，提出在摩托車上強制安裝OBD的要求，明確了在L類車輛上安裝OBD系統的時間進度、閾值以及具體測試過程和要求等。

1.3 EOBD和美國OBDⅡ的差異

不論EOBD還是美版OBDⅡ，其實也是OBD系統發(fā)展中的的第二階段。EOBD與美版OBDⅡ基本的功能要求和通訊協議、接口等基本一致，當然也存在一些差異：

1）EOBD使用MVEG_B試驗循環(huán)結合固定的絕對排放限值，OBDⅡ采用FTP(Federal Test Procedure聯邦試驗程序）排放限值的1.5倍作為OBDⅡ排放限值；

2）EOBD中失火診斷區(qū)域只要求4500r/min以下，OBDⅡ則要求在發(fā)動機全工況下診斷；

3）EOBD不要求對燃油箱蒸發(fā)污染物泄露診斷，但整車系統設計必須確保油箱蓋與車輛連接；

4）EOBD不要求節(jié)溫器和PCV系統診斷，OBDⅡ則要求；

5）EOBD規(guī)定按照ECE+EUDC循環(huán)診斷任何導致污染物排放高于EOBD限值的故障。CARB要求在任何可能的行駛工況下，必須能夠診斷任何導致排放高于FTP標準1.5倍限值的故障；

6）EOBD要求記錄出現故障碼后車輛行駛里程，OBDⅡ則不要求；

7）EOBD允許燃油位置低于20%時不進行失火診斷，OBDⅡ則要求為15%；

8）EOBD允許在失火診斷可能出現誤診斷情況下提高失火診斷限值，而OBDⅡ則允許失火診斷在可能出現誤診斷的情況下進行延遲;9）在進行演示試驗時，EOBD和OBDⅡ都要求進行失火、前氧傳感器、催化器故障診斷演示。但CARB特殊要求進行Fuel trim（供油修正）和EGR系統故障診斷演示，而EOBD則要求進行任何其他導致污染物排放超過EOBD限值的排放控制零部件或系統的故障診斷。

1.4 中國

GB 18352.3-2005《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國Ⅲ、Ⅳ階段）》首次提出在輕型汽車施行OBD強制性要求。GB 18352.3-2005是修改采用歐盟（EU）對70/220/EEC指令進行修訂的98/69/EC指令以及隨后截止至2003/76/EC的各項修訂指令的有關技術內容產生的，OBD部分基本照搬了歐盟的標準。因為路況、油品以及售后維修保養(yǎng)等一系列問題,我國在具體實施中的尺度可能與歐盟有所不同。

目前中國、日本等國家正在就摩托車安裝OBD系統的可行性、技術要求、測試要求進行研究論證，相信在不久的將來摩托車上安裝OBD將會成為發(fā)展趨勢。

表1 歐Ⅳ階段，Ⅰ階段OBD閾值

2 歐盟（EU）No168/2013中的OBD要求

2.1 一般要求

歐盟（EU）No 168/2013中提出了OBD系統的一般要求：

1）L類車輛應裝備有OBD系統，該系統應符合授權法案規(guī)定的功能要求和測試程序。授權法案依據（EU）No 168/2013第21條第5段內容規(guī)定，同時日期應符合本法規(guī)附錄Ⅳ規(guī)定。

2）在歐IV階段，L3e、L4e、L5e-A、L6e-A和L7e-A類（子類）的車輛應裝置有Ⅰ階段OBD系統，監(jiān)控排放控制系統的任意電路和電子故障，并能在排放結果超過規(guī)定的排放閾值時報告該故障，具體閾值見表1。這一要求見法規(guī)附錄Ⅳ的1.8.1條，相關車型實施的具體日期見表2。

3）在歐V階段，L3e到L7e類車輛應裝置Ⅰ階段OBD系統，來監(jiān)控排放控制系統的任意電路和電子故障并能在排放值超過表1確定的排放閾值時觸發(fā)警報。對于這些類（子類）車輛Ⅰ階段OBD系統，在顯著降低發(fā)動機扭矩的任何操作模式被觸發(fā)時也應報告。這一具體要求見法規(guī)附錄Ⅳ的1.8.2條，相關車型實施的具體日期見表2。

4）依（EU）No168/2013附錄Ⅳ的1.8.3條所確定的日期和法規(guī)中條款23（5）規(guī)定要求，在歐V階段L3e、L5e-A、L6e-A和L7e-A在滿足Ⅰ階段OBD條件的基礎上還要符合OBDⅡ階段的要求。該系統可以監(jiān)控和報告排放控制系統的故障和劣化，當故障和劣化導致排放結果超過附錄Ⅵ（B2）確定的排放閾值時報告故障。

5）為了協調OBD系統的功能安全報告或排放控制系統失效，有效地改善車輛的維修，對于OBD具體技術要求歐盟委員會應依據（EU）No 168/2013中條款75加強對授權條例的實施。具體的內容包括（EU）No 168/2013中條款21中1至4段和附錄II（C）第11段所列項目中的功能性OBD要求和測試程序以及附錄Ⅴ的Ⅷ型試驗。

在法規(guī)168/2013中也明確了在車輛型式認證上強制實施的時間表，見表2。

在（EU）No 168/2013中一般要求中提到了閾值，閾值就是臨界值的意思。就污染物排放控制而言，當污染物排放超過一定限值就必須報告該故障。在（EU）No 168/2013中明確了污染排放限值，OBD閾值的型式批準和生產一致性要求，具體見表1和表3。

表2 OBD在車輛型式批準上強制實施的時間表

表3 歐Ⅴ階段，Ⅰ階段OBD和Ⅱ階段OBD的閾值序號

2.2 其他要求

1）失效裝置

在OBD系統中禁止使用失效裝置。但如果滿足以下條件的任何設計部分不應被認為是失效裝置：裝置的作用僅是保護發(fā)動機不受到破壞或發(fā)生意外事故，確保車輛的安全操作；在發(fā)動機啟動后該裝置不應工作；運行工況確實包含在驗證試驗過程中，驗證車輛是否滿足本法規(guī)和依據本法規(guī)的授權法案和實施法案。

2）修理和維護信息的獲取

制造商應通過網站非限制性地向獨立運營商提供車輛維修、維護保養(yǎng)信息的訪問方式，而且在該網站中應使用實時的和容易理解的標準格式。這種非限制性的訪問，無論是對于授權經銷商和維修廠都應是無差別的，但如果車輛屬于小批量的話，就不必承擔這項義務。

對OBD兼容替代件或者修理用零件、診斷工具和測試設備的制造和維修，制造商應無差別地提供相應車輛（含替代燃料車輛）OBD維修和保養(yǎng)信息給任何感興趣的制造商或相關部件、診斷工具或測試設備的維修人員。

對于OBD和車輛維修及保養(yǎng)信息的故意或非故意的濫用現象，相關機構應通告委員會采取措施阻止信息的濫用。

3 部分問題解讀

自2016年1月1日以后新申請型式認證的L類（L3e、L4e、L5e-A、L6e-A、L7e-A）車輛，是否必須強制安裝OBDⅠ系統。筆者認為在(EU)No 168/2013沒有強制性要求OBDⅠ階段生產商必須改變燃料系統的硬件，即沒有要求化油器車型全部電噴化。就這個問題也與歐盟相關部門進行溝通，確認如果車輛符合（EU）No 168/2013法規(guī)和它的授權法案的相關要求，從2016年1月1日開始新申報車型，也不強迫安裝電子化油器或電子燃油噴射。但是如果供油、點火分配、進氣或節(jié)氣門等的控制策略是電子的，相應的輸入/輸出電路就應進行監(jiān)控，就要裝備Ⅰ階段OBD系統。同樣地，這類車型就需要在2017年1月1日前完成現有(老)車型的變更。

另外，雖然在法規(guī)168/2013的OBDⅠ階段提出了排放的閾值，但閾值的設定與電路的連續(xù)性，電路短路、斷路以及電路合理性的檢測要求并沒有相關性。在與歐盟相關部門進行溝通，確認在OBDⅠ階段設定閾值僅為參考值，可以暫不考慮。

4 結束語

1）OBD在車輛上應用是電子技術發(fā)展的必然，也必然隨著電子技術的進一步發(fā)展而不斷發(fā)展變化。主要目的是控制，歐盟現在提出摩托車強制安裝OBD，對于法規(guī)制定者和企業(yè)來講都在探索與研究。目前關于OBDII階段測試要求等還在研究中。

2）對于我國摩托車排放控制標準來講，也有必要借鑒研究(EU)No 168/2013。但筆者建議限于國內摩托車行業(yè)技術水平、車輛使用條件、油品問題和維修保養(yǎng)等一系列客觀情況，我國摩托車行業(yè)主管機構應適度放寬執(zhí)行尺度。

3）(EU)No 168/2013中OBD的要求對于出口企業(yè)來講是全新的要求，對于已有OBD基礎的企業(yè)來講也需要適應調整。建議企業(yè)針對法規(guī)168/2013/EC以及后續(xù)的2個即將發(fā)布授權法案進行認真研究，及早應對。

1徐建平.美國第2代及歐洲汽車微機故障診斷系統[J].汽車電器，2003（6）：45～48

2吳正權.現代摩托車用OBD的結構原理分析（1）[J].摩托車技術，2011（11）：56～58

3吳正權.現代摩托車用OBD的結構原理分析（2）[J].摩托車技術，2011（12）：58～63

4吳正權.現代摩托車用OBD的結構原理分析（3）[J].摩托車技術，2012（1）：66～68

52013年1月15日的歐洲議會和理事會關于兩輪或三輪車輛及四輪車批準和市場監(jiān)督的法規(guī)（EU）No 168/ 2013

6賈權利.歐盟摩托車認證框架法規(guī)168/2013解讀[J].摩托車標準化，2013（2）：13～20

Resume the OBD Requirement of the Motorcycle in Regulation(EU)No 168/2013

Li Zhirui1，2，Wang Qing1，2，Zheng Yi1，2，Qiu Pengxu1，2，Dou Jinquan1，2，Shi Wei1，2
1-Tianjin Internal Combustion Engine Research Institute，Tianjin University（Tianjin，300072，China）2-National Motorcycle Quality Supervision and Inspection Center（Tianjin）

This paper tries to describe the OBD（On-Board Diagnostics）standards and regulations requirement of motorcycle in the Europe and America and other countries and regions,and chiefly introduce OBD requirement in the new Regulation（EU）No 168/2013.This regulation can give an important guiding significance for the development of OBD system of our country's motorcycle industry.

EU（European Union），Category L，Motorcycle，OBD

U483

A

2095-8234（2014）05-0092-05

2013-12-24）

李志銳（1978-），男，工程師，主要研究方向為摩托車排放測試技術以及相關標準法規(guī)。