國六法規(guī)解讀

日前，國六法規(guī)已正式發(fā)布，在燃油系統(tǒng)監(jiān)測方面，其相對國五而言，可謂是發(fā)生了顯著的變化，要求更為具體和嚴(yán)格。為什么這么說呢？請您接著往下看。

1.1 故障準(zhǔn)則

國五法規(guī)中并沒有針對燃油系統(tǒng)提出明確的監(jiān)測要求，其監(jiān)測要求適用于I.3.3.2的原則性要求：

“I.3.3.2 當(dāng)與排放相關(guān)的某個部件或系統(tǒng)失效導(dǎo)致排放超過表I.1規(guī)定極限值時，OBD系統(tǒng)應(yīng)指示出該失效。”

國六法規(guī)則是基于燃油控制系統(tǒng)的作用和可能對排放造成影響的失效方面，對燃油系統(tǒng)提出了具體的監(jiān)測要求，要求更為明確和嚴(yán)格。國六法規(guī)對燃油系統(tǒng)監(jiān)測方面的具體要求如下圖1所示，主要圍繞lambda=1的閉環(huán)調(diào)節(jié)失效提出要求。眾所周知，EMS實現(xiàn)混合氣lambda=1閉環(huán)調(diào)節(jié)的主要目的是為了保持混合氣空燃比始終處于催化器的最佳轉(zhuǎn)化窗口內(nèi)，使得三種排放污染物（HC、CO和NOX）都處于較低水平。若混合氣lambda=1的閉環(huán)調(diào)節(jié)出現(xiàn)了失效，例如，閉環(huán)調(diào)節(jié)已至極限，混合氣出現(xiàn)整體偏濃或偏稀，因lambda已偏離催化器的最優(yōu)轉(zhuǎn)化窗口，將會導(dǎo)致排放惡化；或者，系統(tǒng)因某種原因?qū)е麻L時間不能進(jìn)入閉環(huán)調(diào)節(jié)，也將可能會造成排放的超限。

圖1 國六燃油系統(tǒng)監(jiān)測的故障準(zhǔn)則

1.2 監(jiān)測條件

對于上述的每條故障準(zhǔn)則，國六法規(guī)中都給出了具體的監(jiān)測條件，如下圖2所示。針對lambda=1的閉環(huán)調(diào)節(jié)偏差和自適應(yīng)反饋控制系統(tǒng)的診斷，應(yīng)進(jìn)行連續(xù)性監(jiān)測，僅當(dāng)存在誤判的可能時，即無法正確區(qū)分正常工作的系統(tǒng)和故障系統(tǒng)時，才允許中斷相應(yīng)的連續(xù)性監(jiān)測。

圖2 國六燃油系統(tǒng)監(jiān)測的監(jiān)測條件

1.3 點亮MIL和存儲故障碼

在“點亮MIL和存儲故障碼”方面，國六法規(guī)針對燃油系統(tǒng)和失火監(jiān)測新增了“相似工況”的要求，相比國五都更為嚴(yán)格。相似工況的定義為：發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速差小于 375rpm，負(fù)荷水平差別小于 20%，具有同樣的熱車狀態(tài)。這主要是因為燃油系統(tǒng)和失火故障的發(fā)生或程度可能與發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)工況條件緊密相關(guān)，只有在某個特定的工況條件下，才會有明顯的故障表現(xiàn)，而在其他工況條件下，檢測不到故障，并非是因為故障已經(jīng)不存在，而是故障的影響沒有顯現(xiàn)出來。只有在初始檢測到故障的相同條件下檢測不到故障，才能確認(rèn)故障真的已經(jīng)不存在，從而避免錯誤的修復(fù)故障。比如，HFM系統(tǒng)的進(jìn)氣管路漏氣，同樣的漏氣量將會對低負(fù)荷的怠速工況產(chǎn)生較大影響，而對中高負(fù)荷的影響相對較小，此時，故障修復(fù)須在同樣的相似工況下才可修復(fù)，這樣才能避免錯誤修復(fù)一個一直存在的故障，防止MIL燈點亮不及時或錯誤熄滅MIL燈，影響故障維修的及時性。國六法規(guī)中，對于燃油系統(tǒng)監(jiān)測，熄滅MIL燈和清除故障碼的要求如圖3所示。

圖3 國六燃油系統(tǒng)監(jiān)測熄滅MIL燈的要求

燃油系統(tǒng)監(jiān)測的解決方案

聯(lián)合電子在對國六法規(guī)充分理解的基礎(chǔ)上，針對不同的發(fā)動機(jī)功能配置，制定了相應(yīng)的燃油系統(tǒng)診斷策略。

2.1基于閉環(huán)控制的自適應(yīng)反饋監(jiān)測

自車輛采用三元催化器以來，為了保證催化器的最佳工作狀態(tài)，使得三種排放污染物（HC、CO和NOX）都處于較低水平，燃油控制系統(tǒng)必須實現(xiàn)lambda的閉環(huán)控制，將混合氣lambda值始終控制在催化器的最佳轉(zhuǎn)化窗口以內(nèi)。因此，安裝了前級氧傳感器，根據(jù)其反饋信號實現(xiàn)混合氣的閉環(huán)調(diào)節(jié)。自國三以后，法規(guī)要求對催化器進(jìn)行監(jiān)測，需在催化器的下游安裝氧傳感器，已實現(xiàn)對催化器的監(jiān)測，同時也可進(jìn)一步修正前氧的閉環(huán)調(diào)節(jié)（fuel trim），確保混合氣lambda始終處于催化器的最佳轉(zhuǎn)化窗口之內(nèi)。

圖4 混合氣lambda=1的閉環(huán)控制原理圖

基于上述lambda閉環(huán)控制的目的和原理，系統(tǒng)根據(jù)閉環(huán)調(diào)節(jié)因子與基準(zhǔn)1.0的偏差，進(jìn)行混合氣自學(xué)習(xí)，一方面可及時修正混合氣的偏差，另一方面也可得知混合氣lambda的偏差程度，據(jù)此判斷故障。考慮到不同的故障源對發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)工況的影響程度不同，對混合氣修正的意義也有所不同，所以系統(tǒng)將混合氣自學(xué)習(xí)劃分了幾個不同的工況區(qū)域。以PFI發(fā)動機(jī)為例，參見圖5所示，每個自學(xué)習(xí)值對應(yīng)不同的故障閥值。匹配時需根據(jù)發(fā)動機(jī)的不同配置，考慮其可能的故障源，綜合排放結(jié)果和對駕駛性的影響程度，設(shè)定故障閥值。比如，對于僅HFM配置的進(jìn)氣系統(tǒng)，低負(fù)荷時進(jìn)氣管路的漏氣對混合氣的影響較大，而對于僅DS配置的進(jìn)氣系統(tǒng)，則無需考慮進(jìn)氣管路漏氣的影響，因為DS傳感器可感知壓差的變化，并不會造成進(jìn)氣量計算的過大偏差。此外，故障閥值的設(shè)定還需考慮如下因素：

車輛銷售區(qū)域的油品差異，覆蓋正常的油品偏差，避免誤報；

車輛預(yù)控的散差；

機(jī)油稀釋的影響等。

圖5 PFI發(fā)動機(jī)的自學(xué)習(xí)區(qū)域劃分

對于基于后氧的閉環(huán)調(diào)節(jié)，其原理是在穩(wěn)態(tài)的工況下，將后氧電壓信號與目標(biāo)電壓進(jìn)行比較，若后氧電壓偏離了目標(biāo)電壓，系統(tǒng)將根據(jù)其偏離程度進(jìn)行自學(xué)習(xí)修正（fuel trim），并據(jù)此自學(xué)習(xí)值判定故障。國六系統(tǒng)的設(shè)計，將前氧的快速老化和正常老化對后氧閉環(huán)的影響，進(jìn)行了區(qū)分，診斷更為合理和可靠。

針對上述兩種診斷，國六系統(tǒng)均設(shè)計了相似工況的功能，滿足法規(guī)要求。

2.2 長時間不進(jìn)入閉環(huán)控制的監(jiān)測

對于“長時間不能進(jìn)入閉環(huán)”的診斷，國六法規(guī)僅要求報出故障，起到及時提醒用戶去維修的目的，并未要求特定的故障路徑。考慮到閉環(huán)控制在排放控制中的關(guān)鍵性作用，聯(lián)合電子在系統(tǒng)設(shè)計時就已考慮了影響閉環(huán)的所有輸入因素，并對每一個輸入因素都設(shè)計了對應(yīng)的診斷功能，確保任何導(dǎo)致系統(tǒng)不能進(jìn)入閉環(huán)運行的故障出現(xiàn)時，OBD系統(tǒng)都能及時檢測出故障。在進(jìn)行閉環(huán)功能匹配時，也需考慮該條法規(guī)的要求。此外，還需要注意的是：

對于某些來自其他控制單元，通過CAN傳輸給EMS而對閉環(huán)運行產(chǎn)生影響的信號，整車廠應(yīng)確保控制單元對提供該信號的傳感器有電路連通性診斷；

對于其他影響閉環(huán)控制的客戶定制化需求，在需求實現(xiàn)的過程中，也應(yīng)充分考慮由此帶來的OBD監(jiān)測需求，確保對所有影響閉環(huán)運行故障的檢測。

燃油系統(tǒng)控制是EMS系統(tǒng)排放控制的重要組成部分，因此，燃油系統(tǒng)監(jiān)測也是OBD法規(guī)要求的重要內(nèi)容之一。

相對國五法規(guī)，國六法規(guī)對燃油系統(tǒng)監(jiān)測提出了更加明確且嚴(yán)格的要求，對這些要求的滿足有助于更加及時有效地檢測出燃油系統(tǒng)的故障，保證市場上在用車輛正常的良好的排放水平，避免燃油系統(tǒng)故障帶來的超常排放對環(huán)境的影響。