2007年7月1日全国将会实施国Ⅲ排放法规，车载诊断系统(OBD)是实施国Ⅲ、国Ⅳ排放标准的核心内容，也是技术难点之一。OBD系统将在汽车发动机运行时监控与汽车排放相关的零部件和控制子系统，一旦某些部件或系统发生故障导致汽车排放超标，会马上点亮故障灯(MIL)，同时动力总成控制模块(PCM)将故障信息存入存储器，记录诊断故障码。维修人员通过扫描工具可以将故障码从PCM中读出，根据故障码的提示，能够迅速、准确地确定故障的性质和部位，并对故障车辆进行修理。氧传感器劣化的诊断是车载诊断系统(OBD)的重要功能之一。本课题开发了一套可应用于OBD型式认证试验和OBD系统开发的汽油机氧传感器劣化模拟装置，该装置可以模拟氧传感器信号电压偏移、响应延迟等不同故障，并且可以对劣化程度进行调节，以此验证车辆的OBD系统是否工作正常。因此，本装置的开发对于国Ⅲ排放法规在全国范围内的顺利实施有很大意义。本文对OBD系统的诊断策略进行了分析，研究了EOBD(Europe On-Board Diagnostics)系统对发动机失火、氧传感器、催化转化器及其他相关子系统进行监测的原理；还研究了各种氧传感器的结构、工作原理，分析了氧化锆氧传感器故障产生的原因，为氧传感器劣化模拟装置的开发提供了理论基础。开发的氧传感器劣化模拟装置连接在ECU和氧传感器中间，氧传感器信号不输入ECU而直接输入到氧传感器劣化模拟发生器中。氧传感器劣化模拟发生器使用AD转换器对氧传感器信号进行采样，然后对此信号进行叠加处理，最后利用DA转换器将此处理后的信号输出给ECU。同时，设计了一套简便易操作的控制软件，可以控制模拟氧传感器劣化的模式和程度，同时可以对劣化后的信号进行直观监测，为试验提供了方便的操作环境。利用氧传感器劣化模拟装置在发动机台架进行了相关试验，得出了氧传感器不同劣化模式、不同劣化程度下发动机排放情况。进行了实车测试，验证了装置的工作性能。依据该模拟装置申请了国家发明专利。