Descrizione e funzionamento

Panoramica OBD-II

1. Panoramica Il California Air Resources Board (CARB) ha introdotto la normativa OBD (diagnostica di bordo) per i veicoli venduti in California a partire dall'anno modello 1988. La prima fase, OBD-I, richiedeva il controllo del sistema di alimentazione del carburante, del sistema di ricircolo dei gas di scarico (EGR) e di altri componenti correlati alle emissioni. La spia di malfunzionamento (MIL) doveva accendersi per avvisare il conducente di un guasto e della necessità di riparare il sistema di controllo delle emissioni. Alla MIL era associato un codice di guasto o codice diagnostico di guasto (DTC) che identificava la specifica area del guasto. Il sistema OBD, che individua i veicoli che superano gli standard di emissione, è stato proposto dal CARB per migliorare la qualità dell'aria. L'approvazione degli Emendamenti al Clean Air Act del 1990 ha inoltre spinto l'Agenzia per la Protezione Ambientale (EPA) a sviluppare i requisiti di diagnostica di bordo. Le norme CARB OBD-II non sono entrate in vigore fino al 1999, quando sono diventate operative le leggi federali. Il sistema OBD-II soddisfa i requisiti normativi monitorando il sistema di controllo delle emissioni. Quando un sistema o un componente supera la soglia di emissione o un componente funziona al di fuori dell'intervallo di tolleranza, viene memorizzato un DTC e la MIL si accende. Il Diagnostic Executive è il programma software nel modulo di controllo motore (ECM) o nel modulo di controllo powertrain (PCM) che coordina il sistema di autodiagnostica OBD-II. Questo programma controlla tutti i monitor e le interazioni, la gestione dei DTC e della MIL, i dati freeze frame e l'interfaccia dello scan tool. I dati freeze frame descrivono le condizioni operative del motore memorizzate, come stato del motore, stato del controllo dell'alimentazione del carburante, anticipo di accensione, 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 al carburante o di mancata accensione. Questi dati sono accessibili tramite uno scan tool per facilitare la riparazione del veicolo. Il cuore del sistema OBD-II è un microprocessore denominato modulo di controllo motore (ECM) o modulo di controllo powertrain (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 propria memoria (RAM e altre), 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 generico)

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

La spia di malfunzionamento (MIL) è collegata al terminale della spia di malfunzionamento dell'ECM o del PCM e all'alimentazione a batteria (tramite amplificatore a collettore aperto). Nella maggior parte dei veicoli la MIL è installata sul quadro strumenti. L'amplificatore della lampada non può essere danneggiato da un cortocircuito. Lampade con potenza dissipata molto superiore a quella totale della MIL e delle lampade nel tester possono causare un'indicazione errata. ? Con l'accensione inserita e il regime motore (giri/min) < MIN. RPM, la MIL si accende per il controllo visivo da parte del conducente. 3) Accensione della MIL Quando l'ECM o il PCM rileva un guasto correlato alle emissioni durante il primo ciclo di guida, il codice di guasto e i dati del motore vengono memorizzati nella memoria freeze frame. La spia MIL si accende solo quando l'ECM o il PCM rileva lo stesso guasto associato allo stesso codice di guasto in due cicli di guida consecutivi. 4) Spegnimento della MIL

• Mancate accensioni e guasti del sistema di alimentazione: in caso di mancata accensione o guasto del sistema di alimentazione, la spia MIL può essere spenta se lo stesso guasto non si ripresenta durante il monitoraggio per tre cicli di guida successivi 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 MIL può spegnersi dopo tre cicli di guida successivi consecutivi, durante i quali il sistema di monitoraggio responsabile dell'accensione della spia MIL non rileva il guasto, e se non è stato rilevato alcun altro guasto che possa accendere autonomamente la spia MIL secondo i requisiti sopra indicati.

5) Cancellazione del codice di guasto Il sistema diagnostico può cancellare un codice di guasto se lo stesso guasto non viene più rilevato per almeno 40 cicli di riscaldamento del motore e la MIL non è accesa per quel 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 in un avviamento del motore e in uno spegnimento del motore. 8) Ciclo di riscaldamento Un ciclo di riscaldamento significa che il veicolo viene utilizzato abbastanza a lungo da aumentare la temperatura del liquido di raffreddamento motore di almeno 40 °F rispetto all'avviamento del motore e che la temperatura raggiunge un minimo di 60 °F. 9) Formato del codice di guasto

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

La lettera iniziale del codice di guasto identifica il sistema controllato in cui si è verificato il guasto. «P» indica il sistema powertrain (trasmissione), la lettera «C» indica il sistema del 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, «1» indica specifico del costruttore. La seconda cifra, da 1 a 7, indica il sistema interessato. Di seguito è riportato un elenco che mostra quali numeri sono assegnati a ciascun sistema.

• 1: Dosatore di carburante e aria
• 2: Misurazione di carburante e aria (solo guasto del circuito degli iniettori)
• 3: Sistema di accensione o mancate accensioni
• 4: Dispositivi di controllo emissioni aggiuntivi.
• 5: Controllo della velocità del veicolo e sistema di controllo del minimo
• 6: Circuiti di uscita del computer
• 7: Trasmissione

Le ultime due cifre del codice di guasto indicano il componente o la sezione del sistema in cui si trova il guasto. 10) Dati freeze frame Quando un evento freeze frame viene attivato da un DTC correlato alle emissioni, l'ECM o il PCM memorizza varie informazioni sul veicolo nelle condizioni in cui si trovava al momento del guasto. Il numero DTC insieme ai dati del motore può essere utile per aiutare il tecnico a determinare la causa del guasto. Una volta memorizzati i dati del codice di guasto del 1° ciclo di guida, questi restano anche se il guasto si ripresenta (2° 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. Verifica della prontezza OBD-II [Ciclo di guida Hyundai Motors] Il ciclo di guida Hyundai OBDII è progettato per eseguire e completare il monitoraggio OBDII. Per completare un monitor specifico per la verifica della riparazione, seguire la tabella dei cicli di guida riportata di seguito. Il ciclo di guida Hyundai OBDII è composto da due modalità (Modalità 1 e Modalità 2). La Modalità 2 esegue la diagnosi del catalizzatore solo per ECM Delphi.

• Continental, Bosch o Kefico EMS: il ciclo di guida in modalità 1 deve essere eseguito una sola volta per diagnosticare tutti i sistemi.
• Ciclo di guida: il ciclo di guida in Modalità 2 deve essere eseguito due volte di seguito. Il ciclo successivo alla Modalità 1 viene eseguito una sola volta per la diagnosi di tutti i sistemi.
• Modalità 1

  

• Modalità 2

  

Modalità	No	Funzionamento	Velocità (mph)	Durata (s)	Tempo trascorso (s)	Note
Modalità 1	1	Avviamento del motore	0	0	0	ECT @ Start 32~104°F
	2	Minimo (N)	0	30	30	Posizione N
	3	Minimo (D)	0	270	300	Posizione D
	4	Accelerazione	0 > 50	15	315
	5	Velocità costante	50	230	545
	6	Decelerazione	50 > 45	5	550
	7	Velocità costante	45	5	555
	8	Accelerazione	45 > 55	5	560
	9	Velocità costante	55	5	565
	10	Decelerazione	55 > 45	5	570
	11	Velocità costante	45	5	575
	12	Ripetere dal punto 8 al punto 11 dieci volte.	-	180	755
	13	Accelerazione	45 > 55	5	760
	14	Velocità costante	55	5	765
	15	Decelerazione	55 > 0	45	810
	16	Minimo (D)	0	120	930	Posizione D
	17	Minimo (N)	0	760	1690	Posizione N
	18	Accelerazione	0 > 55	15	1705 cc
	19	Velocità costante	55	60	1765 cc
	20	Decelerazione	55 > 0	15	1780
	21	Minimo (D)	0	60	1840 cc	Posizione D
	22	Accelerazione	0 > 55	15	1855 cc
	23	Velocità costante	55	60	1915 cc
	24	Decelerazione	55 > 0	15	1930 cc
	25	Minimo (D)	0	60	1990 cc	Posizione D
	26	Accelerazione	0 > 40	15	2005 cc
	27	Velocità costante	40	15	2020
	28	Accelerazione	40 > 50	15	2035
	29	Velocità costante	50	5	2040
	30	Decelerazione	50 > 40	15	2055
	31	Velocità costante	40	60	2115
	32	Ripetere dal punto 28 al punto 31 cinque volte.	-	380	2495
	33	Accelerazione	40 > 50	15	2510
	34	Velocità costante	50	5	2515
Modalità 1	35	Decelerazione	50 > 0	40	2555
	36	Minimo (D)	0	25	2580	Posizione D
Modalità 2	1	Avviamento del motore	0	0	0
	2	Minimo (N)	0	30	30	Posizione N
	3	Minimo (D)	0	210	240	Posizione D
	4	Accelerazione	0 > 49	16	256
	5	Decelerazione	49 > 47	2	258	Rilasciare il pedale: APS = 0
	6	Velocità costante	47	10	268
	7	Accelerazione	47 > 55	4	272	Apertura media o accelerazione profonda
	8	Decelerazione	55 > 52	3	275	Rilasciare il pedale: APS = 0
	9	Velocità costante	52	10	285
	10	Decelerazione	52 > 45	3	288	Rilasciare il pedale: APS = 0
	11	Accelerazione	45 > 47	2	290
	12	Ripetere dal punto 6 al punto 11 dodici volte.	-	330	620
	13	Velocità costante	47	57	677
	14	Decelerazione	47 > 0	8	685
	15	Minimo (D)	0	60	745	Posizione D
	16	Accelerazione	0 > 50	15	760
	17	Velocità costante	50	90	850
	18	Decelerazione	50 > 0	10	860
	19	Ripetere dal punto 15 al punto 18 due volte.	-	175	1035
	20	Minimo (D)	0	90	1125	Posizione D

1) Monitoraggio del catalizzatore. Il monitoraggio dell'efficienza del catalizzatore è una strategia di autodiagnosi all'interno del modulo ECM o PCM che utilizza il sensore di ossigeno a valle riscaldato (HO2S) per determinare quando il livello di efficienza del convertitore catalitico è sceso al di sotto del livello minimo di capacità di controllo delle 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 compressione insufficiente. Qualsiasi combustione che avviene al di fuori del cilindro o al momento errato è anch'essa una mancata accensione. Il monitoraggio rileva le mancate accensioni dovute al carburante, all'accensione o a 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, accendendo la spia MIL. Quando viene rilevata una mancata accensione, il software memorizza i cosiddetti dati di fermo immagine. I dati di fermo immagine registrano le condizioni di funzionamento del veicolo al momento del rilevamento del guasto da mancata accensione secondo la strategia di monitoraggio. 3) Monitoraggio del sistema di alimentazione del carburante. Il monitoraggio del sistema di alimentazione è una strategia di autodiagnosi all'interno del modulo ECM o PCM che controlla la tabella di adattamento del carburante. Il sistema utilizza la 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 iniezione del carburante per eliminare lo scostamento. 4) Monitoraggio del sistema di raffreddamento del motore. Il monitoraggio del sistema di raffreddamento è una strategia di autodiagnosi all'interno del modulo ECM o PCM che controlla il sensore ECTS (sensore di temperatura del liquido di raffreddamento motore) e il termostato per rilevare interruzioni del circuito, valori di segnale fuori campo e anomalie di razionalità. 5) Monitoraggio del sensore O2. Le normative OBD-II richiedono il monitoraggio del sensore di ossigeno (HO2S) per rilevare l'usura del sensore oltre i valori di soglia. Il sensore di ossigeno aggiuntivo è installato a valle del convertitore catalitico a tre vie riscaldato (WU-TWC) per determinare l'efficienza del catalizzatore. Sebbene l'HO2S a valle sia di tipo simile a quello utilizzato per il controllo del carburante, funziona in modo diverso. L'HO2S a valle viene monitorato per determinare se viene generata una tensione. Tale tensione viene confrontata con l'intervallo di tolleranza calibrato. 6) Monitoraggio del sistema di recupero vapori di carburante EVAP. Il monitoraggio EVAP è una strategia di autodiagnosi all'interno del modulo ECM o PCM che verifica l'integrità del sistema EVAP. Il sistema EVAP completo rileva perdite o fughe che, sommate, sono uguali o superiori a una perdita causata da un foro di diametro 0,040 pollici e 0,020 pollici. 7) Monitoraggio del sistema di climatizzazione. Il monitoraggio del sistema di climatizzazione è una strategia di autodiagnosi all'interno del modulo ECM o PCM che controlla il malfunzionamento di tutti i componenti del sistema di climatizzazione. NA. 8) Monitoraggio dei componenti generali. Il monitoraggio dei componenti generali è una strategia di autodiagnosi all'interno del modulo ECM o PCM che rileva il malfunzionamento di qualsiasi componente elettronico o del sistema di trasmissione che fornisce un ingresso al modulo ECM o PCM e che non è esclusivamente un ingresso per qualsiasi altro monitoraggio OBD-II. 9) Monitoraggio dei componenti del sistema di climatizzazione. Requisito: se il veicolo include una strategia di controllo motore che disattiva l'alimentazione del carburante al minimo e/o il controllo dell'accensione quando il sistema di climatizzazione è attivo, il sistema OBD II deve monitorare tutti i componenti elettronici del sistema di climatizzazione per rilevare guasti che impediscano al sistema di attivare un controllo alternativo quando il sistema di climatizzazione è attivo, oppure che facciano sì che il sistema attivi un controllo alternativo quando il sistema A/C è disattivato. Inoltre, il sistema OBD II deve monitorare i guasti di tutti i componenti elettronici del sistema di climatizzazione utilizzati come parte della strategia diagnostica per qualsiasi altro sistema o componente monitorato. Piano di implementazione: non è prevista alcuna strategia di controllo motore che modifichi il controllo di disattivazione dell'alimentazione del carburante e/o dell'accensione con sistema di climatizzazione attivo. I guasti dei componenti del sistema di climatizzazione non sono utilizzati come parte della strategia diagnostica per altri sistemi o componenti monitorati.