作者:沈姝,李菁元,付铁强,凌健：中汽研汽车检验中心(天津)有限公司，天津；中国汽车技术研究中心有限公司，天津
摘要:本文基于对在用车OBD检查主要内容及流程的研究，检查并分析了辆在用车的OBD检查结果，发现柴油车的故障率高于汽油车；车辆OBD通讯失败的主要原因是OBD接口针脚出厂不规范和诊断仪设备覆盖率不全；OBD不合格的主要原因是车辆ECU读取的故障指示器状态与实际目测的状态不一致；车辆的当前故障和冻结帧故障集中在氧传感器和催化器故障。
1.引言
汽车排放达标的关键是排放控制系统的功能是否健全，若能在排放超标的临界点针对相应的故障状态进行修复，则能避免在用车带病行驶造成的高排污现象[1]，而这主要依赖于车载诊断系统。车载诊断(OBD:On-BoardDiagnostic)系统可持续监测零部件和系统的状态以及排放的劣化过程[2]，当OBD监测到排放相关零部件出现问题时会及时提醒驾驶员进行必要的检修，因而可以保证汽车在整个使用寿命过程中一直在排放不超过限值的状态下运行[3]。在用车OBD系统的正常工作，可确保在用车在使用周期尽可能清洁。将OBD引入到I/M检查使在用车排放管理进入了一个全新的阶段[4]。
美国年就将OBD检查纳入在用车的排放检查中，并要求年各州陆续开始将OBD检测纳入I/M制度[5]。各州根据要求及空气质量，制定各州执行方案，可以用OBD检查全部或部分替代污染物排放检测，加州已使用OBD检查全部替代了污染物排放检测。
我国OBD技术发展较晚，轻型车国三、重型车国四才有OBD要求，在用车检查也以污染物排放检测为主。年生态环境部发布《汽油车污染物排放限值及测量方法(双怠速法及简易工况法)》(GB-)[6]和《柴油车污染物排放限值及测量方法(自由加速法及加载减速法)》(GB-)[7]两项标准，标准中对在用车新增OBD系统检查要求，并作为强制项。标准距今已实施一年多，但是在用车OBD系统的具体实施情况如何，是否有效起到降低污染物排放的作用仍需研究。
本文基于在用车OBD检查主要内容和检查流程的研究，制定检查实施方案，并对车辆的OBD通讯情况和不合格情况进行分析总结，提出监管建议方案，为在用车排放检测维持制度的实施提供支撑。
2.在用车OBD检查方案
2.1.美国在用车OBD检查内容及结果
美国环保局在法规中指出，一个标准的OBD检查应包含两类检查：检查汽车仪表盘中故障指示器MIL的显示功能和状态信息；OBD系统控制电脑的自检[8]。美国OBD检查包括7个步骤：1)车辆信息的录入，通过扫描车辆的条码信息，自动录入车辆信息到报告系统中；2)检查故障指示器MIL是否正常工作，目测检查车辆点火，发动机不启动，目测观察MIL是否点亮；3)找到车辆的标准诊断接口DLC(DataLinkConnector)，将诊断仪与车辆诊断接口连接；4)启动发动机，车辆怠速，记录故障指示器状态；5)打开故障诊断仪，读取记录车辆的就绪码状态、故障指示器状态和故障码信息等；6)将OBD检查结果记录在报告中；7)检查结束，不清除故障代码和就绪码，关闭点火开关，断开诊断仪[8]。
根据美国环保局统计的OBD检查结果，OBD检查时间短且更容易进行维修，发现：1)OBD诊断仪的通讯成功率达到99%或更高，可以满足检查项目的实施；2)最常见的OBD故障包括氧传感器、失火、EGR以及蒸发故障代码；3)未就绪码而不合格的比率较低[8][9][10][11][12]。
2.2.我国在用车OBD检查主要内容
参考美国在用车OBD检查内容，根据《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车车载诊断(OBD)系统技术要求》(HJ-)[13]和《轻型汽车车载诊断OBD系统管理技术规范》(HJ-)[14]规定的OBD系统要求，参考美国在用车OBD检查的内容，确定OBD检查项目包括：故障指示器、诊断仪读取的故障指示器状态、通讯测试和就绪状态值。同时采集并保存故障代码、故障指示器点亮后行驶里程和IUPR(In-useperformanceratio)等数据流，具体的项目及依据见下表1和表2。
表1.在用柴油车OBD检查项目及依据[13]
表2.在用汽油车OBD检查项目及依据[14]
2.3.我国在用车OBD检查流程
参考GB-和GB-，对在用车OBD检查的流程简化如下图1所示，步骤如下：
1)首先输入车辆信息，锁定到被检车辆；
2)找到车辆的OBD诊断接口，将通用诊断仪与车辆OBD接口连接上；
3)将车辆的点火开关旋转到“ON”状态后(各种仪表指示灯点亮)，但不启动发动机，仪表板上的各指示灯进行自检，此时故障指示器应激活。
4)将发动机起动，打开通用诊断仪，自动与车辆建立通讯；
5)使用OBD诊断仪的快速检查功能，无需人工操作，读取车辆故障代码、故障指示器状态、就绪状态、故障里程等信息，诊断仪将自动输出检查结果，并将检查结果输出到计算机数据管理系统上。根据输出结果及故障指示器的状态，对车辆OBD检查结果进行判定。
6)检查结束，关闭点火开关，断开诊断仪[6][7]。
2.4.检查设备及方案
OBD诊断仪作为与车辆OBD系统进行通讯，获取并显示数据和信息所必要的工具，必须满足ISO-4和SAEJ中规定的相关功能性技术要求[6][7]。项目组选取了两款满足GB-和
图1.在用车OBD检查流程
GB-技术要求的通用诊断仪，作为比对设备，并安排技术人员分别在天津市东丽和西青的两个机动车检测站开展在用车OBD检查，共测试辆，其中柴油车79辆，天然气车1辆，汽油车辆，保存并记录检查结果。由于天然气车样本量较少，故下述将以汽油车和柴油车分别展开分析。
3.1.OBD通讯测试分析
本轮共测试辆在用车，其中柴油车79辆，汽油车辆，分别用2种通讯诊断设备对车辆的OBD进行了测试。通用设备1柴油车通讯成功62辆，通讯失败17辆，通讯成功率78.48%；汽油车通讯成功辆车，通讯失败辆，通讯成功率89.04%。通用设备2柴油车通讯成功62辆，通讯失败17辆，通讯成功率78.48%；汽油车通讯成功辆车，通讯失败88辆，通讯成功率90.55%，详见下图2。可以看出汽油车的通讯成功率比柴油车高，可能是由于柴油车OBD技术发展较汽油车滞后。
对于OBD通讯不成功的车辆，经排查有部分车型之前有通讯成功的案例，对部分通讯失败车辆重新测试，发现导致通讯不成功的原因主要有：一是通用诊断设备方面，设备的车型覆盖率不足以及程序的不稳定等原因会导致通讯失败；二是车辆出厂OBD就存在问题，发现部分车辆存在OBD接口针脚位置错误等问题导致通讯失败；三是车辆正常使用下，OBD接口存在损坏的情况。通用设备升级程序以及车辆OBD接口维修后车辆的OBD都可以正常通讯。
图2.OBD通讯成功率分析
分析发现19个品牌共88辆车OBD通讯不成功，统计了不同品牌通讯失败的车辆数如下图3所示，可以看出个别品牌通讯失败的车占比较大，但同样该品牌的车辆市场保有量也高，故不能立刻判断该品牌车辆是否存在问题，具体原因还需按车型具体分析。
3.2.OBD检查不合格原因分析
由于通讯不成功车辆的不合格原因主要受设备商和整车企业影响，故本文不合格率分析主要针对OBD通讯成功车辆，以此分析车辆正常使用的过程中可能存在的OBD系统问题或者超标排放问题。柴油车通讯成功62辆，其中合格51辆，合格率82.26%；汽油车通讯成功辆，合格辆，合格率93.59%。
如下图4所示，柴油车OBD检查不合格车辆共11辆，不合格的原因都为ECU读取的故障指示器状
图4.OBD检查不合格原因分析
3.3.典型故障分析
经分析辆车中，存在故障码或冻结帧故障的车一共97辆，如下图5所示，其中出现次数最多的故障分别是氧传感器加热器电路(P)9辆次、催化转换器系统效能低于阈值(P)9辆次、空燃比太稀(P)8辆次、空燃比太浓(P)和怠速空气控制系统发动机转速比预期值高(P)6辆次，故障原因集中于氧传感器、催化器故障，可能跟车辆三元催化器长时间使用，没有替换或维护保养有关系。
图5.典型故障分析
4.结论
本文基于对在用车OBD检查主要内容及流程的研究，检查并分析了辆在用车的OBD检查结果，发现：
1)柴油车的OBD合格率整体低于汽油车的OBD合格率，可能与柴油车OBD技术发展滞后、以及使用环境相关，柴油车故障率高。
2)车辆OBD通讯失败的主要原因是OBD接口针脚出厂不规范和诊断仪厂家设备覆盖率不全；
3)OBD不合格的主要原因是车辆ECU读取的故障指示器状态与实际目测的状态不一致；
4)车辆存在的当前故障和冻结帧故障集中在氧传感器和催化器故障。
建议加强对新车下线OBD系统的检查、对通用OBD诊断仪的认证要求以及对在用车OBD检查的宣传，为在用车的OBD检查在下一阶段在用车排放监管中起到的重要作用做铺垫。
参考文献
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