車上診斷系統(On-BoardDiagnostic-OBD)法規及診斷技術介紹1OBD簡單介紹內容OBD法規介紹車上診斷系統(OBD)簡介OBD技術介紹結語2OBD簡單介紹國際主要OBD規範實施期程OBD法規介紹相當於OBDI規格2005美國加州美國聯邦歐盟日本加州OBD規範(診斷基本故障)無OBD規範19881994OBDII導入期1996所有車輛必須符合加州OBDII標準(所有污染相關系統或元件)採認加州OBD/OBDII之認證1998所有車輛必須符合聯邦OBDII標準(以加州之OBDII為基礎)2000無OBD規範無OBD規範EOBD-輕型車(相當於OBDII)

1.EOBD(修訂規範內容)2.重型車EOBD1.增加OBD規範內容2.車輛總重14000lb以下之重型車輛2008先進OBD(相當於EOBD)3OBD簡單介紹OBDI規範

OBDI(加州於1985年公佈實施,適用於1988年以後車型)其目的在於當發生污染元件之故障時能提醒車主進行修復以降低污染,並利於維修人員進行修復監測主要系統及元件的電氣失效故障故障顯示燈(MIL)在污染元件故障修復後即熄滅OBD法規介紹故障顯示燈(MIL)故障碼(DiadnosticTroubleCode)診斷偵測項目規定主要輸入Sensor燃油控制系統EGR系統偵測電路的斷線及短路4OBD簡單介紹OBDII規範

OBDII(1994~)

監測污染相關系統及元件的性能劣化或故障,有訂定故障診斷之標準(新車污染排放值×1.5倍)故障顯示燈(MIL)在修復後且經3次的行駛循環無發現相同故障後熄滅主要增加監測項目有觸媒,Misfire,油氣蒸發控制系統,EGR,二次空氣系統等OBD法規介紹5OBD簡單介紹OBD法規介紹規範項目加州OBDI適用於1988以後車型加州(CCR.1968.1)適用於1994以後車型加州(CCR.1968.2)適用於2004以後車型美國聯邦EPA(適用於1996以後車型)1觸媒轉化器◎◎◎2加熱觸媒◎◎3引擎點火失效◎◎◎4油氣蒸發洩漏◎◎◎5二次空氣系統◎◎◎6燃油系統◎◎◎◎7含氧感知器◎◎◎◎8廢氣再循環系統(EGR)◎◎◎◎9PCV系統◎◎◎10引擎冷卻系統◎(節溫器)◎11冷啟動污染減量策略◎12空調系統元件◎(冷煤)◎13VVT控制系統◎14直接臭氧減量裝置◎15粒狀物捕集器◎◎16輸入/輸出元件(Sensor&Actuator)◎◎◎◎17其它污染控制相關系統◎◎◎OBD規範項目

6OBD簡單介紹觸媒系統除需監測HC轉化效率外,亦增加需監測NOx轉化效率之規定(加州LEVII標準中NOx降低了75%)二次空氣系統需監測暖車期間空氣流量是否正常增加可變閥門正時(VVT),冷啟動污染減量策略,空調系統等規範修訂標準化規範以利於應用在使用中車輛檢驗(I/M)加州2004年修訂之新OBDII規範OBD法規介紹7OBD簡單介紹美國OBDII及歐盟EOBD基本規範比較加州OBDII美國聯邦OBD歐盟EOBD診斷項目觸媒轉化器針對NMOG,NMHC及NOx污染物針對NMHC污染物針對HC(NOx自2005年開始)引擎點火失效(Misfire)有較嚴格的規定有規範有規範含氧感知器有規範有規範有規範燃油控制系統有規範有規範有規範油氣蒸發控制系統需診斷出控制閥故障及洩漏孔徑>1.0mm需診斷出控制閥故障及洩漏孔徑>1.0mm僅要求控制閥的斷線故障診斷廢氣再循環系統(EGR)需診斷流量是否正常功能性診斷(接受電腦指令輸出元件之功能是否正常)僅做基本功能診斷(有無斷線)二次空氣系統需診斷空氣流量是否正常有規範僅做基本功能診斷(有無斷線)PCV系統有規範有規範無規範節溫器(Thermostat)有規範無規範無規範污染控制之相關元件有規範輸入/輸出元件規定有規範輸入/輸出元件規定未具體言及監測項目OBD標準LEVII,ULEVII等為觸媒效率50%,其餘項目為1.5倍新車排放標準的1.5倍98/69/EC指令規定之標準值差異說明要求當故障發生而尚未造成高污染排放前即應被診斷出來要求當故障發生而尚未造成高污染排放前即應被診斷出來診斷出高污染排放車輛(約為新車標準的2~5倍時)OBD法規介紹8OBD簡單介紹美國加州OBDII認證測試美國OBDII(加州)新車型認證測試項目需針對觸媒,加熱觸媒,Misfire,含氧感知器,二次空氣系統,EGR,VVT,燃油系統及其它污染相關元件執行故障模擬測試故障模擬方式由車廠設定,以更換為劣化元件或使用電子設備模擬方式進行預備駕駛(市區行車型態)×2次污染測試(冷啟動)MIL亮燈時機在的熱啟動測試前MIL燈必須亮起合格標準該MIL燈在污染值未超過管制標準前亮起即為合格其它說明約需費時三週OBD法規介紹9OBD簡單介紹美國聯邦OBDII認證測試美國聯邦OBDII新車型認證測試項目(1)觸媒(2)引擎點火失效(Misfire)(3)含氧感知器(4)油氣蒸發洩漏(5)污染排放相關控制系統如EGR等(6)其它輸入/出控制元件;測試項目數約6項故障模擬方式由車廠設定,以更換為劣化元件或使用電子設備模擬方式進行預備駕駛(市區行車型態)×2次污染測試(冷啟動)MIL亮燈時機在的熱啟動測試前MIL燈必須亮起合格標準該MIL燈在污染值未超過管制標準前亮起即為合格其它說明已取得加州OBDII認證合格者視同符合該規定OBD法規介紹10OBD簡單介紹歐盟EOBD之認證測試規範歐盟EOBD新車型認證測試項目汽油車柴油車(1)觸媒(2)Misfire(3)O2sensor(4)其它污染相關控制元件(5)油氣蒸發控制系統(1)觸媒(2)粒狀物捕集器(3)燃油控制系統之由噴油量及正時致動器(4)其它污染相關控制元件故障模擬方式由車廠設定,以更換為劣化元件或使用電子設備模擬方式進行預備駕駛歐盟TypeI(Part1+Part2)×2次污染測試歐盟TypeI(Part1+Part2)MIL亮燈時機在完成歐盟TypeI預備駕駛後必須亮起MIL合格標準該MIL燈在污染值未超過OBD管制標準的20%前亮起即為合格其它說明歐盟之OBD認證測試約費時一週OBD法規介紹11OBD簡單介紹OBD法規介紹OBD系統評估方式故障模擬方式測試項目電路訊號檢測(輸入元件)1.檢查其電路是否斷線或有無訊號2.檢查訊號合理性1.拆除電路接頭使其斷線2.使用電子訊號模擬設備如空氣流量感知器及A/Fsensor等功能性檢測檢查該元件作動之輸出功能是否正常更換為故障元件如油氣蒸發控制系統,EGR系統等之故障模擬測試連續或至少在每次行駛循環中診斷其是否超出規範值在設定故障元件後,須搭配污染排放測試,以驗證OBD之偵測功能Misfire,觸媒,含氧感知器等OBD故障模擬認證測試-故障模擬方式12OBD簡單介紹OBD故障模擬認證測試-故障模擬方式項目故障模擬方式檢查項目觸媒轉化器更換成劣化觸媒MIL是否亮起污染測試結果引擎點火失效利用MisfireGenerator並設定Misfire率MIL是否亮起污染測試結果含氧感知氣利用O2感知器劣化模擬器MIL是否亮起污染測試結果二次空氣系統更換成故障之空氣泵使其流量在低極限值狀態MIL是否亮起污染測試結果EGR系統更換成故障元件使其流量在低極限值狀態MIL是否亮起污染測試結果油氣蒸發控制系統將油氣清除控制閥電路斷線(歐盟之故障模擬方式)MIL是否亮起OBD法規介紹13OBD簡單介紹OBD故障模擬測試流程OBD法規介紹OBD故障模擬認證測試-故障模擬方式設定故障元件或模擬器(如需要可啟引擎測試)清除故障碼記憶資料預備駕駛(兩次)靜置污染測試(冷啟動)OBD系統診斷檢查及污染排放量測14OBD簡單介紹含氧感知器故障模擬測試準備方式OBD法規介紹OBD故障模擬認證測試-故障模擬方式含氧感知器含氧感知器劣化模擬器O2sensor輸入訊號O2sensor輸出訊號電池引擎ECUO2sensor訊號GND15OBD簡單介紹須提送審查之文件內容OBD法規介紹歐盟之新車型OBD認證規定系統元件故障碼監測策略故障標準第二參數預備駕駛故障模擬測試型態故障顯示燈號(MIL)進氣溫度感知器P0112訊號過低檢查進氣溫度感知器電壓值無歐盟Type1測試型態×1次歐盟Type1測試完成兩次測試循環後亮起P0113訊號過高油溫感知器P0182訊號過低檢查燃油溫度感知器電壓值無歐盟Type1測試型態×1次歐盟Type1測試立即亮起P0183訊號過高16OBD簡單介紹OBD量產品質規範OBD法規介紹OBD新車量產品質管制規範加州OBDII歐盟(COP)標準化測試規定(2005車型年以後)在正式量產30日內選擇一輛測試車,以診斷掃描工具進行連線以確認其OBD系統是否符合相關標準化規範(如通訊協定,readiness狀態,MIL等)主管機關得自量產線上選擇一輛測試車進行故障模擬測試如不合規定,則再於量產線上選擇4輛進行測試,4輛中有3輛合格及符合量產品質一致性之規定OBD偵測性能測試(2004車型年以後)於正式量產6個月內,選擇一輛以上量產車進行OBDII規範之所有偵測項目的測試.測試方式:設定故障模擬狀態,使測試車輛亮起MIL燈號,並儲存其故障碼針對使用中車輛OBD偵測性能的確認測試與報告自開始銷售的6個月內,蒐集使用中車輛OBD偵測性能狀態資料,最低樣本數量15輛,須蒐集之資料包含SAEJ1979規範之使用中車輛OBD性能追蹤資料,車輛識別碼(VIN)等17OBD簡單介紹OBD法規介紹OBD偵測頻率規定連續監測(Continuous:檢查電路的連續性,故障,超出預設值等,至少每秒兩次以上)引擎點火失效,需在規定之引擎運轉範圍內持續監測Misfire燃油系統(噴油量,A/F比)引擎電子控制系統之輸入元件(如進氣流量sensor等元件),需連續監測是否有超出設計值或電路是否斷路等狀況每次行駛循環(Drivingcycle)除須連續監測項目以外之其它項目,如觸媒,油氣蒸發洩漏等引擎電子控制系統之輸出部分(如惰轉控制閥等),必須監測其作動功能之反應速率是否正常18OBD簡單介紹OBD法規介紹OBD之故障顯示規定凍結格式資料(Freezeframe)範例冷卻水溫度進氣溫度進氣壓力點火正時提前燃油控制狀態節氣閥角度引擎計算負載值引擎轉速車速A/F修正補償量儲存故障碼儲存凍結格式資料MIL燈亮起啟動行駛發現故障歐盟部分須紀錄MIL亮燈後繼續行駛之距離19OBD簡單介紹OBD法規介紹OBD故障顯示之熄燈規定MIL燈亮起啟動行駛發現故障啟動行駛正常正常啟動行駛正常啟動行駛第一次行駛循環第二次行駛循環第三次行駛循環第四次行駛循環儲存故障碼儲存凍結格式資料啟動行駛MIL燈熄燈保留故障碼及凍結格式資料20OBD簡單介紹OBD法規介紹缺陷(Deficiencies)規定允許兩項診斷項目的缺陷允許之期限為2年如有以下狀態則不接受其Deficiencies要求完全缺少整個診斷偵測元件會超出OBD管制標準

歐盟

美國在下列前提下,未完全符合OBDII規範仍可視為合格技術上因應有困難,且該項無法符合不會延續至下一車型年車輛車廠須向政府機關證明其已努力嘗試符合規範21OBD簡單介紹OBD法規介紹使用中車輛OBD檢驗制度法規要求美國(Title40CFRParts51及Parts85)於2003年以後,所有自1996年以後裝置OBD系統之使用中車輛均必須接受OBD-I/M檢測歐盟(2003/27/EC指令)依98/69/EC指令規定裝置OBD系統之車輛,可以利用診斷掃描工具讀取OBD資料並同時檢查OBD系統是否正常之方式來取代排氣污染檢測日本目前僅檢查故障顯示燈號有無亮起22OBD簡單介紹OBD法規介紹使用中車輛OBD檢驗制度使用中車輛OBD檢驗程序MIL燈號檢查通訊連結訊號檢查OBD系統檢查DLC接頭以診斷掃描器送出MIL訊號OBD檢驗標準有無DTC碼?MIL燈號有沒有亮?DTC及MIL狀態準備就緒碼是否在Ready狀態?準備狀態是否可建立連結?通訊訊號準備檢測狀態故障碼下載檢查車輛OBD電腦之狀態23OBD簡單介紹美國使用中汽車OBD檢驗實施成效動力計檢測OBD檢測備註設備成本約NTD200萬元約NTD2萬元OBD檢測僅需具備掃描診斷器(Scantool),成本較低檢測時間12~15分鐘0.5~2分鐘OBD檢測時間遠較動力計檢測時間為短平均修復成本$250(NTD8500)$250(NTD8500)OBD維修成本雖較高(劣化即出現MIL訊號),但維修時間短且較精確而可降低誤修機率使得平均修復成本與動力計檢測相近不合格率1~3%3~5%OBD檢測在元件劣化有污染之虞時即會被篩選出來效益-總效益約增加2%至2002年有OBDII系統之車輛佔50%;隨著新車數量增加其效益將逐漸增加污染減量18065噸(NOx+VOC)18426噸(NOx+VOC)OBD檢測可消減361噸NOx+VOC(未計算因提早發現故障之效益)以2002年美國Massachusetts實施OBD檢測結果為例說明OBD法規介紹24OBD簡單介紹美國使用中汽車OBD檢驗實施成效其它研究成果說明(1999~2001年期間)OBDII檢測最常發現之故障為含氧感知器、Misfire、EGR、及油氣蒸發洩漏等OBDII檢測在油氣蒸發洩漏方面的污染減量效益最高大約有30%的車輛亮起MIL燈,但污染值卻未超過新車排放標準的1.5倍在沒有亮起MIL燈號的車輛中,僅有3%的車輛在實施IM240排氣檢測時有污染較高之情況,顯示OBDII具有實質的污染管制效益OBD法規介紹25OBD簡單介紹檢測速度快且方便持續監測車輛狀態而有較高的污染減量貢獻對於低污染車輛而言是較佳的測試方式可診斷出造成污染嚴重排放之故障元件可測試所有配備OBD系統之車輛(OBD已標準化)可提醒駕駛注意故障顯示燈號並進行維修使用中車輛OBD檢測之優點OBD法規介紹26OBD簡單介紹OBD法規介紹歐美OBD綜合比較說明美國OBDII歐盟EOBD

目的在尚未造成高污染前即須偵測出來針對嚴重污染車輛法規1.針對各管制項目2.較詳細的規範內容3.由法規的訂定來促進技術發展對應一般標準的技術狀態實際執行情形車廠須與主管機關密切進行技術協商討論,由主管機關依各車廠情況做技術性的判定1.監控項目取決於車廠之技術(提供證明)2.係屬於較簡化的OBD管制標準新車排放標準的1.5倍為一固定值(約新車排放標準的2~5倍)監督機制有規範(排氣檢測10臺以上&OBD偵測頻率檢查30臺以上)無規定矯正措施有自行召回及強制召回等規定無規定其它說明開發成本較高針對美國以外車輛市場之技術對應27OBD簡單介紹OBD系統名詞定義-如OBD測試型態(OBDtest-cycle)等定義OBD診斷項目-包含其故障類別及監測項目規定等OBD監測功能需求-包含一般功能,暫停監測及MI顯示規定等OBD標準化規定-如MI規格,診斷資料,連接介面等標準規範OBD系統認證規定-包含測試程序,審查文件等其它附件規定-如技術性說明文件及維修指導說明文件等OBD法規介紹OBD法規國際調和28OBD簡單介紹因應OBD診斷規範須進行高度的技術研發,歐美均有缺陷(Deficiencies)規定,以使車廠能順利因應由於OBD系統發展須耗費大量時間與成本,國外實施OBD制度皆有Phasein措施須考量認證測試,新車抽驗及使用中車輛檢驗等整體因素以確使OBD能發揮其效益國內車輛業者狀態少量車型之測試規定OBD法規介紹OBD法規導入須考量之因素29OBD簡單介紹車輛污染排放管制對策車上診斷系統(OBD)簡介原因對策設計生產階段設計不完善新車型認證相關規定(含耐久規範)及後續監督機制(Surveillance)生產品質不完善品管規定,新車抽驗及監督機制(Surveillance)使用中車輛技術維護不當定期保養規定,排氣定期檢驗及不定期檢驗非法改裝不定期檢驗(攔檢查察)異常使用(故障仍繼續使用)定期檢驗及OBD(可即時偵測)突然故障OBD(可即時偵測)30OBD簡單介紹車上診斷系統(OBD)簡介排氣管制與OBD管制之關係新車污染排放標準合格OBD管制值污染排放值不合格判定無故障判定故障排氣法規OBD法規在實際行駛狀態下可接受誤判之區域31OBD簡單介紹車上診斷系統(OBD)簡介引擎污染排放控制與OBD基本運作原理油箱碳罐曲軸角感知器/Misfire偵測觸媒MIL(故障顯示燈)

進氣溫度感知器節流閥爆震感知器節流閥感知器冷卻水溫感知器噴油嘴空氣濾清器空氣流量感知器清除閥點火正時凸輪角感知器ECU主含氧感知器副含氧感知器OBD偵測策略邏輯因應OBD法規而有突破性發展之重點項目32OBD簡單介紹車上診斷系統(OBD)簡介OBD標準化規範故障碼(DTC)標準SAEJ2012ISO15031-6診斷掃描工具標準SAEJ1978診斷資料標準SAEJ1979

ScanToolＰ0300車輛ＥＣＵ連接埠標準SAEJ1962通訊協定標準SAEJ1850(GM;Ford;CHRYSLER等)ISO9141-2ISO14230-4(keyword2000)ISO15765-4(CAN):國際調和規格OBDII及EOBD均已規定需符合標準化規範以利於車輛故障時之診斷維修工作33OBD簡單介紹車上診斷系統(OBD)簡介OBD標準化規範名稱使用之車廠使用規格車型年註解ISO15765-4歐洲EOBD2000年所有OBDIII2007年以後OBD調和規格SAEJ1850GM,Ford,DCOBDII1994年不適用歐洲規格ISO9141-2歐、亞及部分美國OBDII1994年舊OBDIIISO14230-4多數車廠EOBD、OBDII、OBDIII2000年以後Keyword2000污染診斷通訊協定

34OBD簡單介紹OBD對於車輛污染管制的效益1.可偵測到影響污染排放之故障元件可診斷出不當的維護保養,例如火星塞老化所造成的Misfire故障顯示燈(MIL)亮起可促使大部分駕駛進行維修在排氣定檢中將檢查MIL燈是否亮起2.提早警告將會影響性能的故障狀態在駕駛人未注意到性能劣化前即可診斷出大部分的劣化故障情況在污染排放將超過管制標準前即提醒進行維修以預防更嚴重的污染排放3.促進車廠提昇污染相關元件的可靠度只有可靠的控制元件才能符合嚴格的診斷規範要求由於OBD規範的實施使得污染控制技術有大幅提昇改進車上診斷系統(OBD)簡介35OBD簡單介紹車上診斷系統(OBD)簡介OBD對於車輛污染管制的效益-(續)4.提昇車輛修護技術標準化的故障碼等使技術人員亦於診斷修護凍結格式資料可協助診斷斷續性之故障問題Misfire診斷可辨識出發生故障之汽缸5.對於排氣檢驗有良好效益OBD檢測所需時間較短(僅需0.5~2分鐘)不需在動力計上進行測試OBD檢測可確實檢查出發生故障之元件(排氣檢測結果則無法判定出故障元件),減少人為診斷錯誤造成之時間浪費36OBD簡單介紹政府主管單位車輛製造廠專業檢測機構車輛OBD管制制度導入流程起草階段(約6個月)設計階段(約8個月)發展應用階段實測階段認證階段(約6個月)相關專案的執行與發展訂定OBD主要規範及細部作業規定執行示範運行測試OBD法規規範修訂完成OBD法規制度建置目前及未來所需技術的研究OBD研發專案的執行與發展OBD監控策略規劃引擎及變速箱控制器規格感知器及致動器OBD系統架構軟硬體設備發展完成控制策略之擬定進行軟體校正評估氣候測試準備實車測試資料數據蒐集及統計分析實車測試最終矯正措施OBD檢測設備規格擬定OBD檢驗人員教育訓練完成實驗室執行OBD檢驗之認證完成品保認證執行車輛OBD審查作業OBD法規已完整擬定實施引擎及車輛準備故障模擬元件的準備認證車輛送測OBD認證測試-依法規執行故障模擬測試OBD發展流程說明車上診斷系統(OBD)簡介37OBD簡單介紹OBD主要診斷項目簡介OBD管制項目說明-觸媒系統(1)因觸媒轉化效率與含氧量呈比例關係,在觸媒前後端裝置含氧感知器即可用來診斷其是否劣化38OBD簡單介紹OBD主要診斷項目簡介OBD管制項目說明-觸媒系統(2)診斷及判斷邏輯主含氧感知器副含氧感知器正常觸媒故障觸媒技術發展說明車廠必須利用劣化至故障標準(新車排放標準×1.5)之觸媒來進行測試,而最常用的觸媒劣化方式包含烤爐老化及引擎點火失效(Misfire)等,使觸媒處於較高溫度而快速劣化配合污染排放測試,若未達故障標準則持續進行觸媒劣化工作39OBD簡單介紹OBD主要診斷項目簡介OBD管制項目說明-引擎點火失效(Misfire)偵測原理及法規要求-於引擎曲軸裝置曲軸角度感知器,藉由量測個別汽缸在爆炸產生動力行程時的曲軸轉速變化有可能損壞觸媒及污染排放會超過OBD管制標準時之Misfire必須可診斷出來為OBDII中最重要的偵測項目,車廠在認證時亦須提出許多佐證資料40OBD簡單介紹OBD主要診斷項目簡介OBD管制項目說明-引擎點火失效(Misfire)引擎點火失效比率(Misfire率)之規定歐盟EOBD車廠必須分別定義出會造成觸媒損壞及污染會超出法規標準之Misfire率,而在偵測到Misfire率超過該定義之比率時必須亮起故障顯示燈(MIL)備註說明:因應此規定,美國在OBD認證過程中,要求車廠必須針對Misfire部分提出佐證說明資料美國OBDII會造成觸媒損壞:1.車廠須定義出每200rpm轉速中發生多少的Misfire率會造成觸媒損壞2.偵測到Misfire率超過該定義之比率時必須亮起故障顯示燈(MIL)3.出現有可能損壞觸媒之Misfire時,故障顯示燈是以快速閃爍方式亮燈,如下次又發生相同的Misfire則為持續恆亮污染將超過法規標準時:1.車廠須定義出每1000rpm轉速中發生多少的Misfire率會造成污染排放超過法規值2.偵測到Misfire率超過該定義之比率時必須亮起故障顯示燈(MIL)41OBD簡單介紹OBD主要診斷項目簡介OBD管制項目說明-引擎點火失效(Misfire)引擎點火失效須偵測之運轉範圍歐盟EOBD1.引擎轉速在4500