環境汙染是目前人們普遍關心的問題。隨著汽車工業的不斷進步,汽車保有量在不斷地增加,以燃油發動機為動力的汽車是城市大氣汙染的主要來源。因此要採取相應的措施控制這些汙染,降低有害排放。
汽車排放汙染物
為了防止汽車的排放汙染物對環境造成過度汙染,需要在車輛中配置車載診斷系統。車載診斷系統的英文縮寫是OBD,英文全稱為“On-Board Diagnostics”。車載診斷系統根據發動機的執行狀況隨時監控尾氣是否超標,一旦超標,將馬上發出警示。當系統出現故障時,故障燈(MIL)或檢查發動機(Check Engine)警告燈點亮,同時動力總成控制模組(PCM)或發動機控制模組(ECM/ECU)將故障資訊存入儲存器。透過一定的程式可以將故障資訊從PCM中讀出。根據故障碼的提示,工程技術人員或維修人員能迅速準確地判定故障的性質和部位。
車載診斷系統的功能構架
OBD的診斷原理可以簡單地歸納如下:OBD實時監測發動機、催化轉化器、顆粒物捕集器、氧感測器、排放控制系統、燃油系統、EGR等系統和部件。當出現排放故障時,動力系統控制模組記錄故障資訊和相關程式碼,並且透過故障燈發出警告,告知駕駛員。同時,動力系統控制模組透過標準資料介面與車外診斷儀(故障掃描工具)進行資料通訊,從而保證研發工程師或維修技師對故障資訊的訪問和處理。OBD診斷技術最早起源於20世紀80年代的美國,初期的OBD技術,是透過恰當的技術方式提醒駕駛員車輛發生的功能失效或故障。歐盟和日本在2000年以後引入OBD技術,2004年之後,汽車工業發達國家的OBD技術進入第三個階段。在OBD檢測的專案和限值方面,歐洲和美國存在一定差別,美國OBD監控的目的在於成為高排放標準車輛之前發現故障,歐洲OBD監控的目的在於發現高排放車輛。
OBD法規體系
COBD6(簡稱CN6)指的就是國六排放標準,可以看出與歐規的EU6排放標準接近,某些型別的汙染物控制指標甚至略高於EU6。為了更好地理解OBD診斷原理框架,各國或各地區的OBD診斷限值的差異性,以及目前國六排放標準的加嚴專案和監測原理,有必要了解一下車載診斷系統的發展歷程。從20世紀80年代開始,世界各汽車製造廠在車輛上配備全新功能的控制和診斷系統。該系統在車輛發生故障時可以警示駕駛員,並且在維修時可經由特定的方式讀取故障碼,以加快維修時間,這便是車載診斷系統,即OBD系統。1985年,美國加利福尼亞州大氣資源局(CARB)開始制定法規,要求各車輛製造廠在加利福尼亞州銷售的車輛必須配備OBD系統。在這些車輛上配備的OBD系統稱為OBDⅠ系統(第一代車載診斷系統)。OBDⅠ系統必須符合以下規定。
儀表板上必須有發動機故障警告燈,以提醒駕駛員注意特定的車輛系統已發生故障
OBDⅠ系統必須具有記錄和傳輸相關廢氣控制系統故障碼的功能
監控的電氣元件必須包括氧感測器、廢氣再迴圈裝置、燃油箱蒸氣控制裝置
起初,加利福尼亞州大氣資源局制定OBDⅠ標準的用意是減少車輛廢氣排放以及簡化維修流程,但由於OBDⅠ標準不夠嚴謹,遺漏了三元催化器的效率監測、油氣蒸發系統洩漏監測以及發動機失火檢測等內容,導致烴類化合物排放增加。再加上OBDⅠ系統對監測線路的敏感度不高,等到發覺車輛出現故障時再進廠維修,事實上已排放了大量的廢氣。此外,OBDⅠ標準還會引起另一個嚴重的問題:各車輛製造廠發展了自己的診斷系統、檢修流程、專用工具等,給非特約維修站技師的維修工作帶來許多問題,故障檢修工作變得非常棘手甚至無法執行。