tema 1 - obd1.pdf

1MENTENANMENTENAN

OBD - On board Diagnosis

Conf.dr.ing. Dnu GROSU

2OBD - On board Diagnosis

1. Istoric. Normative

2. Cicluri de conducere

3. Aprinderea martorului luminos

4. Autodiagnosticarea


ISTORIC

OBD I (1991 obligatoriu SUA) un set de reguli care impuneau monitorizarea funcionrii tuturor sistemelor i componentelor motorului care pot influena gradul de poluare a gazelor de eapament evacuate n atmosfer; Cerine: existena indicatorului luminos la bordul autovehiculului, care s semnaleze apariia unei defeciuni care poate duce la creterea gradului de poluare; existena unor coduri de defeciuni pentru sistemele monitorizate, coduri care s fie memorate de unitatea electronic de control, dar care vor fi specifice fiecrui constructor de autovehicule; diagnosticarea continu a senzorilor, a instalaiei de comand i control a acestora i a elementelor care influeneaz compoziia gazelor de evacuare.


ISTORIC

MIL (malfunction indicator light) trebuie s rmn aprins atta timp ct defeciunea este sesizat i se stinge n momentul n care defeciunea dispare.

Codurile de defeciune Diagnostic Trouble Codes (DTCs) sunt generate de funcionarea necorespunztoare a elementelor monitorizate i memorate n unitatea electronic de control. Codurile sunt specifice productorului.

Modul de conectare a testerului i interpretarea codurilor erau de asemenea specifice i nu erau valabile pentru toi productorii.

5OBD - On board DiagnosisISTORIC

OBD II (SUA 1996) a impus:- diagnosticarea suplimentar a noilor elemente care concur la

reducerea gradului de poluare (detectarea funcionrii necorespunztoare a unui cilindru, monitorizarea eficienei catalizatorului, sistemului de recirculare a gazelor arse etc.);

- un numr minim de parametri de monitorizat, precum i de coduri de defeciune pentru elementele respective;

- existena unui conector de diagnosticare universal standardizat(DLC Diagnostic Link Conector) amplasat n interiorul habitaclului n aa fel nct s poat fi accesibil de pe scaunul conductorului autovehiculului;

- posibilitatea citirii codului de eroare cu ajutorul testerelor universale i nu doar cu cele specializate;

- standardizarea formatului codurilor de defeciune, un cod avnd aceeai semnificaie pentru toi productorii.


EOBD - European On Board Diagnostics iniial aplicabil pentru autovehiculele cu m.a.s (2001) i ulterior pentru cele cu m.a.c. (2003) -Directiva 98/69/EC a Uniunii Europene;

PREVEDERI

1. existena conectorului de diagnosticare universal (DLC Diagnostic Link Conector) pentru fiecare autovehicul, cu standardizarea pinilor (16);

Pentru autovehiculele care utilizeaz reeaua CAN: 5 i 16 legtura la bateria de acumulatoare; 6 CAN_H; 14- CAN_L.


PREVEDERI EOBD2. o amplasare standard a acestui conector vizibil i abordabil de

pe scaunul conductorului autovehiculului

3. existena indicatorului luminos de la bordul autovehiculului, care s semnaleze apariia unei defeciuni aprute la sistemul antipoluare, indicator care n Directiva 98/69/EC este prescurtat MI - malfunctionindicator


PREVEDERI EOBD4. o list minim de parametri monitorizai de ctre sistemul de

monitorizare i control:4.1. Pentru MAS - sistemul OBD trebuie s supravegheze cel puin: - reducerea eficienei convertizorului catalitic, doar n ceea ce privete

emisiile de hidrocarburi;- deteriorarea sondelor de oxigen;- celelalte componente sau sisteme ale sistemului antipoluare, sau

componentele sau sistemele grupului propulsor referitoare la emisii, care sunt conectate la un calculator i a cror defectare poate conduce la emisii peste limite;

- toate celelalte componente ale grupului propulsor referitoare la emisii i conectate la un calculator trebuie s fac obiectul unei supravegheri a continuitii circuitului;

- sistemul electronic de control al instalaiei de recircularea vaporilor de combustibil trebuie s fac cel puin obiectul unei supravegheri a continuitii circuitului


PREVEDERI EOBD5. standardizarea formatului codului de defeciune DTC X X X X X

099 Codul defeciunii

1 Sistemul de alimentare (aer i combustibil) 2 Sistemul de injecie 3 Sistemul de aprindere 4 Sistemele auxiliare de control a emisiilor poluante 5 Controlul vitezei autovehiculului i Sistemul de control al turaiei 6 Circuitul de ieire i ECU 7 Transmisie

0 Cod standardizat SAE Society of Automotive Engineers 1 Cod specific constructorului (MFG - Manufacturer)

B Caroserie (Body) C asiu, inclusiv Sistemul de rulare (Chassis) P Agregat energetic motor-transmisie (Powertrain) U Reea de comunicii de date (Network)


PREVEDERI EOBD5. Exemplu DTC

P0201 Defeciune detectat la injectorul cilindrului numrul 1 sau la circuitul de alimentare al acestuia.

cauze posibile: injectorul cilindrului numrul 1 este defect, dar nu pot fi neglijate nici alte cauze cum ar fi: circuitul de alimentare al injectorului este interupt sau scurtcircuitat sau a fost identificat o defeciune a ECU;

Simptomele - funcionare incorect a unui cilindru (rateu la aprindere, funcionare mai zgomotoas, nrutirea calitilor de accelerare). De asemenea indicatorul de la bordul autovehiculului MI va fi aprins.


PREVEDERI EOBD6. posibilitatea nregistrrii condiiilor de funcionare ale

autovehiculului n momentul nregistrrii unui cod de defeciune


PREVEDERI EOBD7. standardizarea magistralei de comunicaii dintre diferitele ECU8. posibilitatea citirii i tergerii codurilor de defeciune cu

ajutorul testerelor universale


9. extinderea capabilitilor de diagnosticare on board dincolo de msurarea emisiilor poluante

Pentru ca un autovehicul s fie omologat cu EOBD trebuie ca acesta s asigure monitorizarea elementelor i subsistemelor care influeneaz compoziia gazelor de ardere pentru un parcurs de cel puin 100.000 km sau 5 ani.


Poluare m.a.i.

MAS

MAC


Norme Euro.

1992Euro 1

1996Euro 2

2000Euro 3

2005Euro 4

2011Euro 5

2015Euro 6CO HC+Nox Nox PM

2,72

1

0,64

0,5

0,5

0,5

0,97

0,7

0,56

0,3

0,23

0,17

0

00,5

0,25

0,18

0,08

0,14

0,08

0,05

0,025

0,005

0,005

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

g/kmMAC


Norme Euro.

MAS

1992Euro 1

1996Euro 2

2000Euro 3

2005Euro 4

2009Euro 5

2015Euro 6CO HC Nox PM

2,72

2,22,3

1

1

1

0

00,2

0,1

0,1

0,1

0,2

0,2

0,15

0,08

0,06

0,06

0

0

0

0

0,005

0,005

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

g/km


Ciclul de conduceren vederea uniformizrii condiiilor n care autovehiculele trebuie

s funcioneze pentru a putea fi omologate din punct de vedere al emisiilor poluante a fost introdus noiunea de ciclu de conducere.

se poate caracteriza eficiena sistemelor electronice de monitorizare i control a emisiilor poluante; implic funcionarea autovehiculului o anumit perioad de timp i un anumit stil de conducere care s permit verificarea funcionrii fiecrui element al sistemului de monitorizare i control cel puin odat ntr-un ciclu; un ciclu de conducere este descris n termeni de vitez de deplasare a autovehiculului, n anumite perioade de timp, msurate de obicei n secunde. Acceleraia vehiculului se menine constant n aceste perioade de timp.


Cicluri de conducere europeneECE 15 este un ciclu de conducere urban, caracterizat prin viteze de deplasare reduse ale autovehiculului (pn la 50 km/h), regim de sarcin redus a motorului i temperaturi sczute ale gazelor de evacuare. Testul este executat dup o perioad de cel puin 6 ore de nefuncionare, dup care autovehiculul este pornit, executnd urmtorul ciclu:


Cicluri de conducere europene

EUDC ciclul de funcionare suburban care presupune ca la la sfritul uni ciclu urban autovehiculul s accelereze pn la viteza maxim de deplasare pe autostrad:



EUDCL ciclul de funcionare suburban pentru vehicule a cror putere maxim este redus. Este similar EUDC cu deosebirea c accelerarea se face pn la viteza de 90 km/h



NEDC (New European Driving Cycle) ciclu de conducere combinat, care const n patru cicluri consecutive ECE 15 urmate de un EUDEC (sau EUDCL). Acest ciclu este considerat a fi tipic pentru condiiile de utilizare generale ale unui autovehicul n Europa


n perioada desfurrii testelor conform ciclului de conducere standardizat sunt msurai o serie de parametri.

a) Disponibile pentru public sunt urmtoarele:- consumul de combustibil n mediu urban (primele 800 sec.);- consumul de combustibil extraurban (de la sec 800 la sec 1200);- consumul mediu de combustibil pe ntreg ciclul;- emisiile de dioxid de carbon (pe ntreg ciclul).Pentru demonstrarea ndeplinirii standardelor de poluare, mai

sunt msurai urmtorii parametri n ceea ce pivete gazele de evacuare:- coninutul de monoxid de carbon;- cantitatea de hidrocarburi nearse;- coninutul de oxizi de azot;- coninutul de particule mecanice din gazele de evacuare.


Ciclul de conducere american (SUA)FTP 72 (federal test procedure) utilizat pentru descrierea ciclului

urban de funcionare (n condiiile de trafic i performane specifice anului 1972). Pornirea cu motorul rece, dup care urmeaz o perioad tranzitorie, cu viteze variabile, cu vrfuri de vitez i opriri scurte.

FTP 75 identic cu FTP 72, la care se adug o ultim faz de pornire cu motorul cald;

HFEDS ciclu specific deplasrii extraurbane i n regim de autostrad;LA 92 - ciclu de conducere dezvoltat din FTP 72, dar adaptat

performanelor autovehiculelor din anul 1992;NYCC ciclu de conducere care simuleaz deplasarea urban ntr-un

mare ora supra aglomerat (n care viteza este foarte sczut);US 06 ciclu de conducere agresiv, n care motorul este utilizat la

sarcin maxim.


Ciclul de conducere japonez

Ciclurile recunoscute sunt urmtoarele: 10 MODE ciclul de conducere urban;

15 MODE combinaie de ciclu de conducere urban i extraurban (viteza maxim de deplasare este de 70 km/h);

10-15 MODE este o combinaie de 5 cicluri (primul este un ciclu urban, urmat de 3 cicluri tip 15 MODE i la sfrit din nou un ciclu tip 10 MODE)


Cicluri de conducere productor - utilizat de BMW:

Cicluri de conducere CLIENT


Aprinderea martorului se face atunci cnd: apare o funcionare necorespunztoare a unei componente ce influeneaz compoziia gazelor de evacuare, iar emisiile poluante depesc de 1,5 ori standardul de referin; sunt depite limitele stabilite de productor pentru anumii parametri supravegheai; la intrarea n ECU ajunge un semnal anormal, n afara limitelorstabilite (variaie neplauzibil); este detectat o problem la catalizator care conduce la depirea de 1,5 ori a limitei standardului de referin pentru hidrocarburile nearse; este detectat o scurgere n instalaia de recuperare a vaporilor de benzin; se detecteaz ntreruperi n funcionarea unui cilindru (acest fapt conducnd la deteriorarea catalizatorului); apare o defeciune la unitatea electronic de control (nu mai trimite semnale ctre elementele de execuie).


Aprinderea martorului n cazul ciclului CLIENT: codul de defeciune este memorat n unitatea electronic de control n momentul apariei defeciunii, fr aprinderea martorului; martorul nu va fi aprins pn cnd nu va fi realiza un al doilea ciclu de conducere n care este detectat aceeai problem; n cazul n care al doilea ciclu nu este complet, iar elementul presupus defect nu a putut fi verificat n cadrul acestui ciclu, ECU va lua n considerare ca fiind ciclul urmtor, primul ciclu n care elementul presupus defect ajunge s fie verificat; n cazul apariiei unei defeciuni intermitente, aprinderea martorului se face doar n cazul n care codul de defeciune apare n dou cicluri consecutive complete; odat aprins martorul luminos, acesta se va stinge automat n cazul n care, pe parcursul a trei cicluri complete, elementul a fost verificat i codul de defeciune respectiv nu mai apare; codul de defeciune rmne n memoria ECU chiar dac, n condiiile precizate la punctul anterior, martorul luminos se stinge. Totui, codul de defeciune memorat va putea fi ters cu ajutorul testerelor sau va fi ters automat dac, dup 40 de cicluri de conducere elementul care a generat codul de defeciune este verificat i codul nu mai apare.


Autodiagnosticarea


Pentru a asigura conformitatea concentraiei de compui poluani din gazele de evacuare cu normele de poluare EURO dar i pentru a satisface cerinele EOBD, constructorii de autovehicule au luat msuri diferite. Subsisteme antipoluare adoptate de constructori la M.A.I.:1. indicatorului MI; 2. controlul sondei lambda amonte i aval;3. monitorizarea funcionrii catalizatorului;4. monitorizarea funcionrii sistemului de recuperare a vaporilor de combustibil;5. monitorizarea funcionrii instalaiei de injecie a aerului secundar;6. monitorizarea funcionrii instalaiei de alimentare cu combustibil;7. monitorizarea funcionrii sistemului de aprindere;8. detectarea rateurilor de aprindere;9. monitorizarea funcionrii instalaiei de recirculare a gazelor arse;10. monitorizarea instalaiei de supraveghere a scurgerilor de combustibil;11. monitorizarea reelei de transfer de date de la bordul autovehiculului;12. monitorizarea sistemului de supraalimentare;13. autocontrolul sistemului EOBD;14. monitorizarea funcionrii altor senzori i actuatori care au legtur cu sistemul EOBD.


Controlul sondei lambda (senzorul de oxigen) amonte Rol: monitorizeaz cantitatea de oxigen nears existent n

sistemul de evacuare al gazelor. Prin monitorizarea nivelului de oxigen evacuat unitii electronice de control i sunt furnizate informaii referitoare la calitatea amestecului carburant (bogat sau srac)

Funcioneaz ca un minigenerator i produce propria sa tensiune. Un senzor de oxigen genereaz, n mod normal, pn la aproximativ 0,9 voli atunci cnd amestecul carburant este bogat i exist puin oxigen nears n gazele de evacuare. Cnd amestecul este srac, tensiunea de ieire din senzor scade pn la circa 0,2 voli sau chiar sub aceast valoare. Pentru un amestec aer - combustibil echilibrat, senzorul furnizeaz n jurul a 0,45 voli.


Controlul sondei lambda (senzorul de oxigen) amonteDefeciuni: - reducerea capacitii de a genera tensiune;

- creterea timpului de reacie a senzorului.

Alte verificri: - integritatea circuitului de alimentare al sondei (scurtcircuite sau ntreruperi);

- verificarea integritii reelei de transfer de date;


Controlul sondei lambda (senzorul de oxigen) avalSistemul de management electronic simuleaz o defectare a

senzorului de oxigen, introducnd ca semnal de intrare n ECU o valoare a semnalului corespunztoare unui amestec srac. Prin urmare amestecul va fi mbogit, iar ECU urmrete rspunsul, de aceast dat real al sondei lambda aval.

Dac sonda semnaleazmbogirea amestecului i trimite semnalul pentru srcirea acestuia nseamn c aceasta funcioneaz corespunztor iar dac sonda rmne insensibil nseamn c aceasta este defect.


Monitorizarea funcionrii catalizatoruluiPentru diagnosticarea catalizatorului, sunt comparate semnalele

trimise de cele dou sonde lambda (amonte i aval de catalizator). Sistemul de management electronic al motorului interpreteaz orice deviere de la semnalul standard, prestabilit, ca fiind o defeciune a catalizatorului.

Platina, rodiu, paladiu

34OBD - On board DiagnosisMonitorizarea instalaiei de injectare a aerului secundar

Procedur: nainte de momentul admisiei de aer secundar, sonda lambda msoar o anumit concentraie a oxigenului n gazele de evacuare. n momentul injeciei aerului secundar, sonda lambda trebuie s sesizeze o cretere brusc a concentraiei oxigenului n galeria de evacuare. n caz contrar, instalaia este defect.

OBD verific integritatea circuitului de comand i control al releului pompei de aer, al releului pompei de aer i a supapei.

35OBD - On board DiagnosisMonitorizarea instalaiei de recuperare a vaporilor de

combustibilPrincipiul de diagnosticare a instalaiei este similar cu cel utilizat

la injecia aerului secundar, doar c n momentul introducerii combustibilului din filtrul de carbon, sonda lambda trebuie s semnaleze o scdere brusc a concentraiei oxigenului n galeria de evacuare i s comande, prin intermediul ECU introducerea unei cantiti mai mici de combustibil de ctre injectoare

36OBD - On board DiagnosisMonitorizarea rateurilor de aprindere

Principiul care st la baza detectrii rateurilor de aprindere este acela al msurrii turaiei instantanee a arborelui cotit

Principiul detectrii rateurilor

de aprindere

37OBD - On board DiagnosisMonitorizarea funcionrii instalaiei de recirculare a gazelor arse

Atunci cnd gazele de evacuare sunt introduse n galeria de admisie, senzorul de presiune a aerului din galeria de admisie trebuie s sesizeze o cretere a presiunii (n fapt o scdere a depresiunii n galeria de admisie). ECU va compara creterea de presiune cu cantitatea de gaze de evacuare prelevate din galeria de admisie, iar n cazul n care constat diferene ECU memoreaz un cod de defeciune a instalaiei de recirculare a gazelor arse.

38OBD - On board DiagnosisMonitorizarea presiunii de supraalimentare

Atunci cnd senzorul de presiune msoar o valoare peste limit admis, unitatea electronic de control va memora codul de defeciune corespunztor i va comanda scoaterea din funciune a turbosuflantei pentru a proteja motorul dup cum se poate observa:

39OBD - On board DiagnosisDiagnosticarea reelei de transfer date CAN

n cazul n care unul din noduri nceteaz transmiterea de date, ECU va sesiza lipsa informaiilor transmise, va identifica nodul care a ncetat transmisia i va memora codul corespunztor de defeciune.

40OBD - On board DiagnosisMonitorizarea instalaiei de supraveghere a scurgerilor de combustibil

n cazul n care exist o scurgere de combustibil, suprapresiunea creat va scdea rapid iar pompa de aer va intra din nou n funciune pentru a menine aceast suprapresiune constant. Astfel, cu ct scurgerea de combustibil este mai mare cu att pompa de aer va funciona mai mult, n cicluri succesive .

41OBD - On board DiagnosisMonitorizarea funcionrii senzorilor i actuatorilor care au legtur

cu sistemul antipoluareSenzorul de poziie a clapetei de acceleraie i actuatorul acesteia

Sistemul OBD verific funcionarea electric a componentelor. Se verific funcionarea poteniometrului clapetei (n cazul n care poteniometrul nu trimite nici un semnal, ECU substituie acest semnal cu o valoare prestabilit) i a motorului electric de acionare a clapetei (n cazul n care motorul electric se defecteaz, clapeta de acceleraie este adus automat, cu ajutorul unui arc ntr-o poziie care s permit funcionarea motorului).

42OBD - On board DiagnosisMonitorizarea funcionrii senzorilor i actuatorilor care au legtur

cu sistemul antipoluareSenzorul debitului masic de aer

Sistemul OBD verific dac semnalul trimis de acest senzor exist (detectarea ntreruperilor) precum i dac acesta este n limitele stabilite. n cazul defectrii senzorului, semnalul acestuia este substituit de ctre ECU cu unul prestabilit, n aa fel nct motorul s poat funciona n continuare

43OBD - On board DiagnosisMonitorizarea funcionrii sistemului de aprindere

ECU va controla avansul la aprindere, tensiunea necesar precum i durata scnteii, innt cont de informaiile referitoare la: sarcina motorului, turaia arborelui cotit, semnalul trimis de senzorii de detonaie, de temperatura lichidului de rcire, sondei lambda etc

Sistemul OBD verific semnalul senzorului de detonaie i funcionarea bobinelor de inducie precum i a sistemului de aprindere n ansamblu prin monitorizarea rateurilor de aprindere.

Monitoriznd funcionarea bobinei de inducie, n cazul n care aceasta nu funcioneaz la parametri nominali, ECU va ntrerupe injecia combustibilului corespunztor cilindrului pentru a evita deterioararea catalizatorului i depirea limitelor de poluare.

44

MENTENAN OBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board DiagnosisOBD - On board Diagnosis

tema 1 - obd1.pdf

Documents