Descrizione e funzionamento

Panoramica OBD-II

1. Panoramica. Il Consiglio per le risorse atmosferiche della California (CARB) ha iniziato a regolamentare la diagnostica di bordo (OBD) per i veicoli venduti in California a partire dall'anno modello 1988. La prima fase, OBD-I, richiedeva il monitoraggio del sistema di alimentazione del carburante, del sistema di ricircolo dei gas di scarico (EGR) e di componenti aggiuntivi correlati alle emissioni. La spia di malfunzionamento (MIL) doveva accendersi per avvisare il conducente del guasto e della necessità di riparare il sistema di controllo delle emissioni. Associato alla MIL c'era un codice di guasto, o codice diagnostico di guasto (DTC), che identificava la specifica area del guasto. Il sistema OBD è stato proposto dal CARB per migliorare la qualità dell'aria individuando i veicoli che superano gli standard di emissione. L'approvazione degli Emendamenti al Clean Air Act federale del 1990 ha inoltre spinto l'Agenzia per la protezione dell'ambiente (EPA) a sviluppare i requisiti di diagnostica di bordo. Le norme CARB OBD-II sono state seguite fino al 1999, quando sono state adottate le norme federali. Il sistema OBD-II è conforme alle norme governative monitorando il sistema di controllo delle emissioni. Quando un sistema o un componente supera la soglia di emissione o funziona al di fuori dell'intervallo di tolleranza, il DTC viene memorizzato e la MIL si accende. Il programma diagnostico è un programma informatico nel modulo di controllo motore (ECM) o nel modulo di controllo della trasmissione (PCM) che coordina il sistema di autodiagnosi OBD-II. Questo programma controlla tutti i monitor e le interazioni, il funzionamento dei DTC e della MIL, i dati di congelamento del fotogramma e l'interfaccia dello scanner. I dati di congelamento del fotogramma descrivono le condizioni memorizzate del motore, come stato del motore, stato del controllo dell'alimentazione del carburante, scintilla, regime, carico e stato di riscaldamento nel momento in cui è stato rilevato il primo guasto. Le condizioni memorizzate in precedenza vengono sovrascritte solo in caso di rilevamento di un guasto di alimentazione del carburante o di mancate accensioni. Questi dati sono accessibili tramite uno strumento di scansione per facilitare la riparazione del veicolo. Il cuore del sistema OBD-II è un microprocessore chiamato modulo di controllo motore (ECM) o modulo di controllo della trasmissione (PCM). L'ECM o il PCM riceve dati da sensori e altri componenti elettronici (interruttori, relè, ecc.). In base alle informazioni ricevute e programmate nella sua memoria (memoria ad accesso casuale e altro), l'ECM o il PCM genera segnali di uscita per controllare vari relè, solenoidi e attuatori. 2. Configurazione hardware e termini correlati. 1) GST (scanner universale)

2) MIL (spia di malfunzionamento) - attività del transistor MIL

La spia di malfunzionamento (MIL) è collegata alla ECM o PCM – terminale di alimentazione della spia di malfunzionamento e alimentazione dalla batteria (aprire il driver a collettore aperto). Nella maggior parte dei veicoli la MIL è installata sul quadro strumenti. Il driver della spia non può essere danneggiato da un cortocircuito. Lampade con potenza dissipata molto superiore a quella totale della MIL e della lampada del tester possono causare un'indicazione di malfunzionamento errata. ? Con l'accensione inserita e il regime motore (giri/min) < MIN. RPM, la MIL si accende su comando del conducente per la verifica visiva. 3) Accensione della MIL Quando la ECM o la PCM rileva un'anomalia relativa alle emissioni durante il primo ciclo di guida, il codice di guasto e i dati motore vengono memorizzati nella memoria dei dati freeze frame. La spia MIL si accende solo quando la ECM o la PCM rileva lo stesso guasto associato al codice di guasto in due cicli di guida consecutivi. 4) Spegnimento della MIL ? Mancate accensioni e guasti del sistema di alimentazione: in caso di mancate accensioni o guasti del sistema di alimentazione, la MIL può essere spenta se lo stesso guasto non si ripete durante tre successivi cicli di guida consecutivi in cui le condizioni sono simili a quelle in cui il guasto è stato rilevato per la prima volta. ? Tutti gli altri guasti: per tutti gli altri guasti la spia può spegnersi dopo tre successivi cicli di guida consecutivi durante i quali il sistema di monitoraggio non rileva il guasto e la MIL non viene accesa, e se non è stato rilevato nessun altro guasto che possa accendere autonomamente la MIL secondo i requisiti sopra indicati. 5) Cancellazione del codice di guasto Il sistema diagnostico può cancellare il codice di guasto se lo stesso guasto non viene nuovamente registrato per almeno 40 cicli di riscaldamento del motore e la MIL non è accesa per tale codice di guasto. 6) Linea di comunicazione (CAN)

• Topologia del bus: struttura a linea (bus)
• Cablaggio: doppino intrecciato
• Lunghezza cavo esterno DLC: max 5 m
• Velocità di trasmissione dati
• Diagnostica: 500 kbit/s
• Modalità di servizio (aggiornamento, scrittura VIN): 500 kbit/s o 1 Mbit/s

7) Ciclo di guida Un ciclo di guida consiste nell'avviamento del motore e nello spegnimento del motore. 8) Ciclo di riscaldamento Un ciclo di riscaldamento indica un funzionamento sufficiente del veicolo durante il quale la temperatura del liquido di raffreddamento motore aumenta di almeno 40 °F (22 °C) dall'avviamento del motore e raggiunge una temperatura minima di 160 °F (71 °C). 9) Ciclo di prova Per ciclo di prova si intende il funzionamento del veicolo (per un periodo di tempo dopo lo spegnimento del motore) e una modalità di guida tali che tutti i componenti e i sistemi siano monitorati almeno una volta dal sistema diagnostico, ad eccezione dell'efficienza del catalizzatore o del monitoraggio del sistema di evaporazione, con la verifica a velocità costante utilizzata nel rispetto della limitazione stabilita dal costruttore. Tutte le condizioni di disabilitazione del monitoraggio devono verificarsi almeno una volta durante la prima parte dell'avviamento del motore del ciclo FTP applicabile. 10) Formato del codice di guasto

• Codice di guasto diagnostico (SAE J2012)
• I codici DTC utilizzati nei veicoli con OBD-II iniziano con una lettera seguita da quattro cifre.

La lettera iniziale del codice di guasto identifica il sistema controllato in cui si verifica il guasto. "P" indica il sistema di propulsione, la lettera "C" indica il sistema di telaio. "B" indica il sistema della carrozzeria e "U" indica un codice di rete o di collegamento dati. La prima cifra indica se il codice è generico (comune a tutti i costruttori) o specifico del costruttore. "0" e "2" indicano generico, mentre "1" indica specifico del costruttore. La seconda cifra indica il sistema interessato, con un numero da 1 a 7. Di seguito è riportato un elenco che mostra quali numeri sono assegnati a ciascun sistema.

1. 1
   Gestione carburante e aria
2. 2
   Dosaggio carburante e aria (solo guasto del circuito iniettore)
3. 3
   Sistema di accensione o mancate accensioni
4. 4
   Monitor aggiuntivi delle emissioni
5. 5
   Monitoraggio della velocità del veicolo e sistema di controllo del minimo
6. 6
   Circuiti di uscita della centralina
7. 7
   Errore di trasmissione

Le ultime due cifre del codice di guasto indicano il componente o la sezione del sistema in cui si trova il guasto. 11) Dati freeze frame Quando un evento freeze frame viene attivato da un DTC relativo alle emissioni, la ECM o la PCM memorizza varie informazioni sul veicolo nello stato in cui si trovava al momento del verificarsi del guasto. Il numero DTC insieme ai dati motore può essere utile per aiutare il tecnico a individuare la causa del guasto. Dopo che i dati relativi al DTC del primo ciclo di guida sono stati memorizzati nella memoria freeze frame, questi rimangono anche se il guasto si ripresenta (secondo ciclo di guida) e la MIL si accende.

• Elenco dei dati freeze frame

1. 1
   Valore calcolato del carico
2. 2
   Regime del motore
3. 3
   Correzione del carburante
4. 4
   Pressione carburante (se disponibile)
5. 5
   Velocità veicolo (se disponibile)
6. 6
   Temperatura del liquido di raffreddamento
7. 7
   Pressione collettore di aspirazione (se disponibile)
8. 8
   Funzionamento ad anello chiuso o aperto
9. 9
   Codice di guasto

3. Monitor di prontezza del sistema OBD-II 1) Monitoraggio del catalizzatore Il monitor di efficienza del catalizzatore è una strategia di autodiagnosi all'interno dell'ECM o del PCM che utilizza il sensore di ossigeno riscaldato a valle (HO2S) per determinare quando il livello di efficienza del convertitore catalitico scende al di sotto del livello minimo necessario per controllare le emissioni di scarico. 2) Monitoraggio delle mancate accensioni Le mancate accensioni sono definite come l'assenza di una corretta combustione nel cilindro dovuta a mancanza di scintilla, dosaggio errato del carburante o scarsa compressione. Qualsiasi combustione che avviene al di fuori del cilindro o al momento errato è anch'essa una mancata accensione. Il monitor di rilevamento delle mancate accensioni individua mancate accensioni dovute a carburante, accensione o cause meccaniche. Lo scopo è proteggere il catalizzatore da danni irreversibili e avvisare il cliente di un guasto alle emissioni o di un guasto di manutenzione tramite l'accensione della MIL. Quando viene rilevata una mancata accensione, viene attivata una funzione software speciale denominata «freeze frame» (fotogramma congelato) dei dati. I dati freeze frame registrano le condizioni operative del veicolo al momento del rilevamento del guasto da parte della strategia di monitoraggio delle mancate accensioni. 3) Monitoraggio del sistema di alimentazione Il monitor del sistema di alimentazione è una strategia di autodiagnosi all'interno dell'ECM o del PCM che controlla la tabella dei valori di adattamento del carburante. Il sistema di controllo dell'alimentazione utilizza una tabella di adattamento del carburante per compensare la normale variabilità dei componenti del sistema di alimentazione dovuta a usura o invecchiamento. Durante il normale funzionamento del veicolo, se il sistema di alimentazione funziona con miscela magra o ricca, la tabella di adattamento modificherà i calcoli di alimentazione per eliminare la deviazione. 4) Monitoraggio del sistema di raffreddamento motore Il monitor del sistema di raffreddamento è una strategia di autodiagnosi all'interno dell'ECM o del PCM che controlla il sensore di temperatura del liquido di raffreddamento motore (ECTS) e il termostato per verificare continuità del circuito, campo di funzionamento e plausibilità. 5) Monitoraggio del sensore O2 Le norme OBD-II richiedono il monitoraggio del sensore di ossigeno riscaldato (HO2S) per rilevare l'usura del sensore che supera i valori di soglia. Il sensore di ossigeno riscaldato a valle, installato a valle del convertitore catalitico a tre vie riscaldato (WU-TWC), serve a determinare l'efficienza del catalizzatore. Sebbene il sensore HO2S a valle sia dello stesso tipo di quello usato per il controllo dell'alimentazione, funziona in modo diverso. L'HO2S a valle viene monitorato per determinare se viene generata una tensione. Tale tensione viene confrontata con l'intervallo ammissibile calibrato. 6) Monitoraggio del sistema di recupero vapori di carburante (EVAP) Il monitor EVAP è una strategia di autodiagnosi all'interno dell'ECM o del PCM che verifica l'integrità del sistema EVAP. Il sistema EVAP completo rileva perdite o fughe la cui somma è uguale o superiore a una perdita causata da un foro di diametro 0,040 pollici e 0,020 pollici. 7) Monitoraggio del sistema di climatizzazione Il monitor del sistema di climatizzazione è una strategia di autodiagnosi all'interno dell'ECM o del PCM che controlla il malfunzionamento di tutti i componenti del sistema di climatizzazione. N/A 8) Monitoraggio generale dei componenti Il monitor generale dei componenti (CCM) è una strategia di autodiagnosi nell'ECM o nel PCM che rileva il malfunzionamento di qualsiasi componente elettronico o del sistema di trasmissione che fornisce dati all'ECM o al PCM e che non è esclusivamente un ingresso per altro monitor OBD-II.