简析摩托车国Ⅳ排放标准的OBD要求

李志锐 王 青 张智轩

（1-天津大学内燃机研究所天津3000722-国家摩托车质量监督检验中心（天津））

简析摩托车国Ⅳ排放标准的OBD要求

李志锐1,2王 青1,2张智轩1,2

（1-天津大学内燃机研究所天津3000722-国家摩托车质量监督检验中心（天津））

主要介绍了摩托车国Ⅳ排放标准《摩托车污染物排放限值及测量方法（中国第四阶段）》中OBD相关要求，并对OBD要求中一些问题进行了分析。

摩托车国ⅣOBD

引言

2008年度环境保护部下达了《关于开展国家环境保护标准制修订项目工作的通知》（环办函［2008］44号），开展《摩托车污染物排放标准及测量方法（Ⅳ）》、《轻便摩托车污染物排放标准及测量方法（Ⅳ）》修订工作。经环保部领导及国内外相关专家论证，决定在摩托车国Ⅳ排放阶段引入OBD要求。

OBD（on-board diagnostics）是车载诊断系统的简称。在欧盟法规（EU）No 168/2013中定义为：“车载诊断系统”或“OBD系统”，指能通过存储内存中的故障码识别可能的故障区域的系统[1]。

在电控摩托车上强制安装OBD系统，当摩托车的动力或排放控制系统出现故障，有可能导致排放污染物排放量超过设定的标准，故障灯就会点亮报警，提醒驾驶员及时进行相应的处理。在摩托车上安装OBD系统能够保证降低和控制排放，减少故障率，降低维修成本，为故障诊断和处置带来极大的便利。任何维修人员都可以使用通用的设备，通过诊断接口读取故障码，进而迅速找出故障性质和部位。

鉴于此，欧洲在1998年通过EU 98/69EC指令，要求自2000年1月1日起，在欧盟所有新生产点燃式汽车上强制安装OBD，称为E-OBD。但是该指令没有强制摩托车必须安装OBD，仅建议大排量电控摩托车安装E-OBD[2-4]。欧洲在2013年发布EU No 168/2013法规，明确要求从2016年1月1日起摩托车分阶段实施OBD控制[5]。

为推动技术进步，保证排放控制的有效性和生产一致性，并考虑到国内摩托车行业从化油器技术方案过渡到电喷技术方案的发展实际情况，摩托车国Ⅳ排放标准中的OBD要求是以EU No 168/2013为基础，结合中国摩托车行业实际情况，经多次与主流电控燃油喷射发动机生产企业和摩托车制造厂家研讨而提出的。

1 摩托车国Ⅳ标准的OBD系统7项要求

1.1 一般要求

摩托车国Ⅳ排放标准正文部分中提出了OBD系统的一般要求：

所有摩托车都应装备OBD系统，该系统应在设计、制造和安装上能确保摩托车在整个寿命期内识别并记录故障类型。未经型式核准机构批准，不能对制造企业采取的技术措施和摩托车装备的OBD系统进行任何可能影响排放的篡改。OBD系统应带有一个能迅速让驾驶员察觉的故障指示器（MI）。

这里对摩托车安装OBD系统提出了总体要求，明确了在国Ⅳ阶段所有类型摩托车都应安装OBD系统[6]。

1.2 监测要求

1.2.1 点燃式发动机摩托车的监测要求

1）摩托车OBD系统至少要（但不限于）监测下列传感器和执行器的电路连通情况：氧传感器、发动机负荷传感器（如节气门位置传感器或进气管压力传感器）、喷油器。

2）除非另有监测，否则对其他任何与排放有关的部件或系统，或与电控单元相连接并与排放相关的动力系部件或系统，都应监测其电路连通状态。

3）若装有蒸发污染物电控脱附系统，应监测其电路的连通状态。

1.2.2 压燃式发动机摩托车的监测要求

1）摩托车OBD系统至少要（但不限于）监测下列传感器和执行器的电路连通情况：氧传感器、曲轴位置传感器、喷油器。

2）除非另有监测，否则对其他任何与排放有关的部件或系统，或与电控单元相连接并与排放相关的动力系部件或系统，都必须监测其电路连通状态。

针对点燃式发动机或压燃式发动机摩托车，对其需要监控的传感器和执行器提出了最小要求，同时也针对未曾一一列举的其它排放相关部件或系统提出了通用性监测要求。这里要明确的是，仅监测与排放相关部件或系统的电路连通性，如果没有电路控制，就不需要监测。同时，监测也不涉及电路的合理性，这是与欧ⅣOBD I阶段的主要区别。

1.3 故障指示器（MI）的激活

在所有合理照明条件下，MI应可见。当摩托车点火开关处于接通位置且发动机尚未起动时，MI应被激活；如果没有检测到故障，MI应熄灭。OBD系统不能满足标准附录G.3.2或G.3.3的基本诊断要求时，MI也应被激活。

MI激活时，应按ISO 2575-2010显示如图1所示的符号。禁止使用红色的故障指示器。

图1 MI激活图形符号

对故障指示器的要求与欧洲、日本等的标准保持一致。但需要注意的是，目前在我国摩托车行业执行的GB15365－2008没有该图形符号的规定。建议企业参考汽车强检标准GB4094《汽车操纵件、指示器及信号装置的标志》，将该信号装置显示黄色。

1.4 故障指示器（MI）的熄灭

如果监测的故障不再存在且没有检测出其他会单独激活MI的故障，则MI可以熄灭。

故障灯熄灭未规定强制性循环数量，企业可根据自身OBD系统特点，在保证车辆、驾驶员安全以及对环保有利的情况下，设定合理的熄灭时机。

1.5 故障代码和冻结帧的存储

OBD系统应记录表示排放控制系统状态的代码。OBD系统应使用单独的状态代码，以便正确识别所监测的传感器和执行器的电路连通情况。如果发生电路故障引起MI被激活，则应存储能识别相应故障类型的故障代码和冻结帧。

1.6 故障代码和冻结帧的清除

如果同一故障在3个或3个以上运转循环内不再出现，相应的故障代码和存储的冻结帧信息可被清除。

关于故障代码和冻结帧的清除，国内汽车标准要求是同一故障40个运转循环内不再出现。针对摩托车OBD I阶段仅监控电路连通性，不需要太多循环判定的现状，仅提出最少判定运转循环要求。

1.7 两用燃料车

两用燃料的车辆可使用一套OBD系统，也可每种燃料各有一套独立的OBD系统。单一燃料摩托车的所有OBD要求对于两用燃料车的各种燃料类型（汽油、LPG、NG）均适用。

2 OBD系统试验

2.1 OBD系统试验描述

模拟发动机管理系统或排放控制系统中的故障，按照I型试验循环运转带有模拟故障的摩托车，确定OBD系统是否对该模拟故障做出反应，并以适当方式向驾驶员指示故障。

在型式试验时，模拟的故障模式总数不得多于4项。就具体故障设置模式来说，参考轻型汽车OBD系统试验，主管部门和检测机构共同确定具体故障模式，以便企业应对，方便检测机构公正测试执行。

2.2 OBD系统试验程序

1）已设定模拟故障的摩托车运行一次I型试验循环，在试验循环结束前MI应被激活，且OBD系统应存储相应的故障代码和冻结帧。

2）对于需要2个及2个以上I型试验循环才能激活MI的方案，制造厂家应提供数据和（或）工程评价，以充分证明该监测系统能同样及时有效地监测部件的电路连通性，不接受需要平均10个以上I型试验循环才能激活MI的方案。对需要多个循环激活MI方案的摩托车，在最后一次I型试验循环结束前MI应被激活，且OBD系统应存储相应的故障代码和冻结帧。

3）如果制造企业能够证明，在Ⅰ型试验循环运转状态下进行监测会影响摩托车实际使用中限定的监测条件，则可要求在Ⅰ型试验循环之外的状态下进行监测。这种摩托车，在制造厂家指定运转循环结束之前或采取恰当步骤后MI应被激活，且OBD系统应存储相应的故障代码和冻结帧。

在本部分的试验程序中，针对一般摩托车，仅运转一次I型试验循环即可完成判定。对于满足更高要求的摩托车，本部分也给出了相应的试验要求，但是需要企业在进行型式试验之前予以说明。

3 特殊要求

3.1 诊断信号

一旦测定了任何部件或系统的首次故障，应将相应的故障代码和当时发动机状态的冻结帧存储在电控单元存储器中。制造厂家可以选择便于有效修理的最合适的一组状态作为冻结帧存储，也可以选择存储额外的数据帧，这些要求的故障代码和数据帧可以通过通用扫描工具读出。

排放控制诊断系统应提供标准化和无限制的访问，并且符合相关ISO和（或）SAE标准。车辆与诊断仪间的连接接口应满足ISO 15031—3的要求。诊断连接器的安装位置应便于维修服务人员读取，但应具有能防止非授权人员改动的保护以及防止在正常使用条件下的意外损坏。连接器接口的位置在用户手册中应清楚标识出来。可以使用非常规的连接接口但应随车提供转换连接器。

国Ⅳ排放标准对诊断信号、诊断仪以及诊断接口等都提出了相应的要求，这些要求与欧盟法规基本是一致的，仅在个别地方有细微差别。这是根据中国摩托车企业现状进行的适应性调整，例如接口位置：欧Ⅳ推荐安装在座椅下，我国仅提出总体要求。

诊断接口应符合ISO的要求，目前关于摩托车诊断接口的专门ISO标准正在制定中，未来可能会被转化为国内标准，使国内摩托车制造企业多了一个有利的选项。

3.2 摩托车OBD和摩托车维护修理信息的获取

获取摩托车OBD信息，仅要求企业提供不涉及技术机密、信息公开时提交的附录A中的OBD信息。

对维修保养信息，要求企业在合理收费情况下，对非授权的经销商或修理厂提供相关信息，以便用户更便利维修保养车辆，降低车辆故障存在时间，保护大气环境。

4 结束语

1）OBD在摩托车上应用是电子技术发展的必然，也必然随着电子技术的进一步发展而不断发展。它的主要目的是控制车辆故障，保护大气环境。

2）我国摩托车国Ⅳ排放标准对OBD系统监测、故障指示器（MI）点亮和熄灭、故障代码及冻结帧的存储和清除、诊断信号、连接接口、诊断仪等提出了详细统一的要求。

3）我国摩托车国Ⅳ排放标准OBD监测要求仅指出要监控与排放相关部件和系统的电路连通性。我国摩托车国Ⅳ阶段OBD要求与欧盟法规OBD I阶段要求最大的不同之处是不要求监控电路的合理性以及设定排放阈值。

1欧洲议会和欧共体理事会.（EU）No 168/2013《两轮、三轮摩托车和四轮车的认证和市场监督》[S].北京：中国标准出版社，2013

2吴正权.现代摩托车用OBD的结构原理分析（1）[J].摩托车技术，2011（11）：56-58

3吴正权.现代摩托车用OBD的结构原理分析（2）[J].摩托车技术，2011（12）：58-63

4吴正权.现代摩托车用OBD的结构原理分析（3）[J].摩托车技术，2012（1）：66-68

5贾权利.欧盟摩托车认证框架法规168/2013解读[J].摩托车标准化，2013（2）：13-20

6全国汽车标准化技术委员会.GB14622-2016摩托车污染物排放限值及测量方法（中国第四阶段）（报批稿）[S].北京：中国标准出版社，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）

李志锐（1978—），男，工程师，主要研究方向为摩托车排放测试技术以及相关标准法规。