國六關(guān)于用監(jiān)測頻率IUPR解決方案

在新近出臺的輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段，即國六）征求意見稿中，除了相關(guān)尾氣排放及蒸發(fā)排放限值加嚴(yán)外，OBD部分的要求由國五參照EOBD轉(zhuǎn)向要求更為嚴(yán)格的美國加州CARB的OBDII，其中，在用監(jiān)測頻率IUPR，相對國五，要求更加嚴(yán)格而具體，具體體現(xiàn)在：

1）相關(guān)監(jiān)測的在用監(jiān)測頻率IUPR比率限值相比國五階段的過渡值0.1提高到正常值，如對一般診斷，為0.336；

2）對相關(guān)特殊IUPR分母增加條件進(jìn)行了更加詳細(xì)的規(guī)定。

在用監(jiān)測頻率IUPR究竟為何物？要求加嚴(yán)會帶來哪些作用和影響？聽小編慢慢道來。

IUPR要求的由來

IUPR，英文全稱：In-UsePerformanceRatio，是EOBD（歐盟法規(guī)中OBD要求）的叫法，在CARB OBDII（美國加州排放法規(guī)中OBD要求）中叫IUMPR（In-Use Monitor Performance Ratio），是指在用車相關(guān)OBD監(jiān)測功能的監(jiān)測頻率。IUPR要求最早由CARB在OBDII update中定義，并要求2004MY以后的車型具備該功能。歐盟對其進(jìn)行了相應(yīng)的適應(yīng)性簡化后在歐五/六法規(guī)（692/2008）中也引入了IUPR要求，要求歐五+以后車型應(yīng)具備該功能。國五法規(guī)延續(xù)參照歐盟法規(guī)，因此，當(dāng)前國五法規(guī)對IUPR的要求與歐五+相同。

IUPR要求是什么？IUPR要求實(shí)際上是OBD監(jiān)測功能監(jiān)測條件要求的一部分，監(jiān)測條件是指對特定監(jiān)測功能要求在什么條件下進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測條件越寬松，該監(jiān)測功能越容易進(jìn)行，對應(yīng)故障的檢測就越及時，但診斷的可靠性會相應(yīng)下降；反之亦然。由于OBD法規(guī)的本質(zhì)目的是在用戶正常的車輛使用過程中檢測與排放相關(guān)的故障，以實(shí)現(xiàn)故障的及時維修，維持車輛正常的排放狀態(tài)，從而降低整體在用車排放水平，因此，OBD法規(guī)在對監(jiān)測功能監(jiān)測條件的要求上非常注重真實(shí)使用環(huán)境下對故障的檢測。

在沒有IUPR要求之前，權(quán)力機(jī)關(guān)對監(jiān)測條件的要求是監(jiān)測功能應(yīng)該能夠排放循環(huán)中進(jìn)行，這是因?yàn)椋瑱?quán)力機(jī)關(guān)認(rèn)為排放法規(guī)中定義的排放循環(huán)能夠代表本地區(qū)普遍的車輛運(yùn)行工況條件，如：美國的FTP75循環(huán)、歐洲的NEDC循環(huán)。如果能夠在排放循環(huán)中檢測出故障，則一般情況下，在用戶真實(shí)的使用環(huán)境中也能檢測出故障。然而，權(quán)力機(jī)關(guān)發(fā)現(xiàn)由于明確了測試循環(huán)，整車廠在定義監(jiān)測條件時會將其過分限定在排放循環(huán)的工況，導(dǎo)致監(jiān)測功能盡管能夠在排放循環(huán)中進(jìn)行，而在用戶實(shí)際使用過程中監(jiān)測條件卻難以滿足，背離了在實(shí)際使用過程中檢測故障這一OBD法規(guī)的本質(zhì)目的。

排放循環(huán)工況對在用車運(yùn)行工況的代表性

為避免上述問題，權(quán)力機(jī)關(guān)除了要求監(jiān)測條件能夠確保監(jiān)測功能在排放循環(huán)中能夠進(jìn)行外，還要求監(jiān)測條件能夠保證監(jiān)測功能在用戶真實(shí)的使用環(huán)境下有一定的監(jiān)測頻率，這就是IUPR要求，因此，IUPR要求被設(shè)計(jì)為故障檢測及時性的指標(biāo)。監(jiān)測功能的IUPR比率越高，則代表該監(jiān)測功能在用戶真實(shí)的使用環(huán)境下對故障的檢測越及時；反之，則說明該監(jiān)測功能越難在用戶真實(shí)的使用環(huán)境下檢測出存在的故障。

IUPR的定義

為了確保在用監(jiān)測頻率IUPR能夠反映故障檢測的及時性，權(quán)力機(jī)關(guān)對其進(jìn)行了詳盡且明確的定義。

對某監(jiān)測功能而言，IUPR比率為一個分子計(jì)數(shù)器和一個分母計(jì)數(shù)器的比值。

分子計(jì)數(shù)器的定義

分子計(jì)數(shù)器的定義對體現(xiàn)IUPR反映故障檢測及時性至關(guān)重要，它應(yīng)該計(jì)量具備檢測出故障的駕駛循環(huán)的數(shù)量。

在國六法規(guī)中有一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩x：分子計(jì)數(shù)器用于測量車輛的運(yùn)行經(jīng)歷該監(jiān)測功能檢測出故障所需的全部條件滿足的駕駛循環(huán)的次數(shù)。注意這里說的是條件滿足，而不是完成監(jiān)測。這是因?yàn)?，對于某些監(jiān)測功能而言，在無故障情況下，判定部件正常相對容易，因而較容易完成監(jiān)測，而在有故障情況下，檢測出故障相對困難，因此，如果以完成監(jiān)測作為分子計(jì)數(shù)器增加的條件，會造成IUPR比率高的監(jiān)測功能不一定能夠相對及時地檢測出故障，IUPR不能正確反映故障檢測的及時性。如果對上述“檢測出故障所需的全部條件滿足”換個說法的話，那就是分子計(jì)數(shù)器只有在監(jiān)測功能能夠?qū)赡艿墓收献龀龉收吓卸〞r才能增加，而在此之前增加是不符合法規(guī)對分子計(jì)數(shù)器的要求，都有可能造成IUPR比率的虛高，是權(quán)力機(jī)關(guān)所不能接受的。

正常判定條件與故障判定條件

在國六法規(guī)中，參照OBDII的規(guī)定對分子計(jì)數(shù)器增加條件進(jìn)行了更加明確的規(guī)定：

特別強(qiáng)調(diào)了通過合格判定所必須的全部條件滿足并不能充分滿足分子計(jì)數(shù)器增加的條件。

對需要多階段或多事件才能作出故障判定的監(jiān)測，也包含每個階段或每個事件進(jìn)行所必須條件的滿足。

對采用介入式操作的監(jiān)測，介入式操作發(fā)生和進(jìn)行所必須的條件也應(yīng)滿足。

對要求在“正常工作”下進(jìn)行的監(jiān)測，如二次空氣系統(tǒng)監(jiān)測，應(yīng)在其“正常工作”，即催化器加熱條件下，而非后續(xù)的介入式操作條件下增加分子計(jì)數(shù)器。

對監(jiān)測結(jié)果可能出現(xiàn)在“灰色區(qū)域”及其他存在不能做出明確故障判斷的監(jiān)測，分子計(jì)數(shù)器的增加方案應(yīng)在原則上符合不能做出明確故障判斷之前不增加。

為確保分子計(jì)數(shù)器的增加嚴(yán)格符合法規(guī)的要求，聯(lián)合電子EMS系統(tǒng)中將監(jiān)測功能區(qū)分為對稱性診斷和非對稱性診斷，以監(jiān)測完成時是否具有明確故障判斷的依據(jù)。對對稱性診斷，當(dāng)監(jiān)測完成時，無論是否存在故障，監(jiān)測功能都能給出故障或非故障的明確判斷，因此，監(jiān)測完成的條件滿足等于分子計(jì)數(shù)器增加的條件滿足；對非對稱性診斷，在無故障情況下，監(jiān)測完成時，監(jiān)測功能只能給出無故障的判斷，而此時經(jīng)歷的運(yùn)行條件不能保證在有故障情況下，監(jiān)測功能給出明確的有故障的判斷，因此，監(jiān)測完成的條件滿足不等于分子計(jì)數(shù)器增加的條件滿足。為此，需要對非對稱診斷建立分子計(jì)數(shù)器增加的Z模型，通過虛擬有故障情況下監(jiān)測功能的運(yùn)行，確保分子計(jì)數(shù)器的增加嚴(yán)格符合法規(guī)的定義。

對稱性診斷與非對稱性診斷

分母計(jì)數(shù)器的定義

分母計(jì)數(shù)器用于對滿足基本條件的駕駛循環(huán)進(jìn)行計(jì)數(shù)。對于一般監(jiān)測功能，分母計(jì)數(shù)器應(yīng)在以下條件（通用分母增長條件）滿足時增加：

海拔高度低于2440米，環(huán)境溫度大于等于-7℃時，發(fā)動機(jī)啟動后累計(jì)工作時間不少于600秒。

海拔低于2440米、環(huán)境溫度大于等于-7℃時，車速大于等于40km/h的累積運(yùn)行時間大于等于300秒。

海拔高度低于2440米，環(huán)境溫度大于等于-7℃時，車輛持續(xù)怠速運(yùn)行時間大于等于30秒。

對于某些僅在特殊條件工作的部件的監(jiān)測功能，分母計(jì)數(shù)器的增加，還需滿足相關(guān)額外的條件：

對二次空氣系統(tǒng)，還應(yīng)滿足二次空氣系統(tǒng)累積激活時間大于等于10秒的條件。

對蒸發(fā)系統(tǒng)診斷以及綜合部件及發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的相關(guān)溫度傳感器合理性診斷，還應(yīng)滿足冷起動條件：

在4℃~35℃的環(huán)境溫度下，啟動后累積運(yùn)行時間大于600秒。

發(fā)動機(jī)啟動時冷卻液溫度在4℃~35℃之間，且不高于環(huán)境溫度7℃。

對某些執(zhí)行部件的功能診斷，如VVT等，還應(yīng)滿足執(zhí)行部件被指令激活2次，每次大于2秒或累積激活時間大于等于10秒的條件。

對混合動力車輛，應(yīng)以推進(jìn)系統(tǒng)激活來替代上述的發(fā)動機(jī)啟動的條件，且還需增加發(fā)動機(jī)運(yùn)行時間大于等于10秒的條件。

對高負(fù)荷脫附管路監(jiān)測，分母計(jì)數(shù)器增加條件類比執(zhí)行部件的功能診斷，要求在高負(fù)荷脫附條件滿足2次且每次大于2秒或者累積高負(fù)荷脫附條件滿足的時間大于等于10秒。對高負(fù)荷脫附的條件定義為進(jìn)氣歧管壓力高于環(huán)境壓力7kpa。

IUPR的跟蹤和報(bào)告

OBD法規(guī)要求原則上對所有的非連續(xù)性監(jiān)測功能都要進(jìn)行IUPR的跟蹤，都要求符合IUPR限值要求，但僅對主要的監(jiān)測功能要求通用掃描工具輸出，即IUPR的報(bào)告（報(bào)告分子、分母及比率），如：催化器、前氧傳感器、蒸發(fā)系統(tǒng)（泄漏監(jiān)測）、EGR/VVT、二次空氣系統(tǒng)、顆粒捕集器、后氧傳感器等，對柴油機(jī)，還要求報(bào)告NOx后處理系統(tǒng)、增壓壓力控制系統(tǒng)等。

如果需要IUPR報(bào)告的部件具有多個監(jiān)測功能，則應(yīng)該對這些監(jiān)測功能分別跟蹤IUPR，但僅報(bào)告比率最小的監(jiān)測功能的IUPR值。

這樣整車廠和權(quán)力機(jī)關(guān)可以方便地通過通用掃描工具獲取主要部件監(jiān)測的IUPR數(shù)據(jù)。

IUPR限值及判定標(biāo)準(zhǔn)

OBDII以及歐六的IUPR比率限值大體分為三類：

冷啟動相關(guān)監(jiān)測，IUPR比率限值0.26；

蒸發(fā)系統(tǒng)監(jiān)測（泄漏監(jiān)測除外），IUPR比率限值0.52；

其他一般監(jiān)測，IUPR比率限值0.336。

歐五+以及參照EOBD的國五，采用了過渡限值：0.1。國六法規(guī)中，對國五中已有的相關(guān)監(jiān)測項(xiàng)，如催化器監(jiān)測、前后氧傳感器監(jiān)測、EGR/VVT等，IUPR比率限值由過渡限值0.1提高到最終限值0.336，體現(xiàn)法規(guī)對故障檢測及時性更高的要求；而對新增監(jiān)測項(xiàng)，IUPR比率限值采用過渡限值0.1或放松的限值，如對蒸發(fā)系統(tǒng)1mm泄漏監(jiān)測，規(guī)定了0.26的放松限值，這也體現(xiàn)了主管部門考慮國內(nèi)實(shí)際情況，使得制造廠能夠有機(jī)會積累國內(nèi)市場環(huán)境經(jīng)驗(yàn)，為以后更高的要求打下良好基礎(chǔ)。

在用監(jiān)測比率IUPR比率限值比較

由于IUPR是一個統(tǒng)計(jì)意義上的法規(guī)要求，因此，任何單一車輛的IUPR值超過或低于限值，都不代表車型或車型系族符合或不符合法規(guī)要求。評判特定監(jiān)測功能是否符合IUPR限值要求，應(yīng)在按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對在用車進(jìn)行抽樣數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ)上，按照以下標(biāo)準(zhǔn)來對進(jìn)行判斷（兩者都應(yīng)滿足）：

抽樣車該監(jiān)測功能IUPR的平均值大于等于適用限值；

超過50%的抽樣車該監(jiān)測功能IUPR大于等于適用限值。

結(jié)束語

在用監(jiān)測頻率IUPR體現(xiàn)了特定車型或系族OBD監(jiān)測功能故障檢測的及時性，但同時它又是一個統(tǒng)計(jì)意義上的指標(biāo)，是對一個車型或系族市場上在用車整體情況的體現(xiàn)，任何單一車輛或不具代表性的局部市場上的IUPR數(shù)據(jù)都不說明任何問題。對特定監(jiān)測而言，在市場上在用車IUPR比率表現(xiàn)，除了與車型自身的因素，如：車型分類（轎車、微面、SUV、MPV等）、變速箱形式（MT、AT、CVT、DCT等）等有關(guān)外，還強(qiáng)烈地受目標(biāo)市場用戶的使用環(huán)境，如道路條件、交通狀態(tài)、駕駛員駕駛習(xí)慣以及氣候海拔等眾多因素的影響，因此，滿足IUPR的相關(guān)法規(guī)要求，需要EMS供應(yīng)商與制造廠的共同努力，一方面，EMS供應(yīng)商在監(jiān)測策略設(shè)計(jì)、監(jiān)測功能開發(fā)、監(jiān)測功能匹配和驗(yàn)證中，應(yīng)充分考慮監(jiān)測功能的魯棒性，以保證監(jiān)測功能能夠在相對寬泛的條件下實(shí)現(xiàn)可靠的診斷；另一方面，制造廠應(yīng)針對目標(biāo)市場，組織進(jìn)行強(qiáng)化的IUPR車隊(duì)驗(yàn)證試驗(yàn)，以驗(yàn)證各監(jiān)測項(xiàng)對IUPR要求的滿足，發(fā)現(xiàn)潛在的不符合性風(fēng)險(xiǎn)。在驗(yàn)證試驗(yàn)中，應(yīng)充分考慮真實(shí)環(huán)境下一般用戶的實(shí)際駕駛情況，特別要杜絕背離用戶實(shí)際使用情況的簡單的里程累積，以免驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果與將來市場整體表現(xiàn)出現(xiàn)嚴(yán)重偏差，使得驗(yàn)證試驗(yàn)失去意義。