Descrizione e funzionamento

Panoramica OBD-II

1. Panoramica Il California Air Resources Board (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, prevedeva il controllo obbligatorio del sistema di alimentazione del carburante, del sistema di ricircolo dei gas di scarico (EGR) e dei componenti aggiuntivi legati alle emissioni. La spia di segnalazione guasti (MIL) doveva accendersi per avvisare il conducente di un guasto e della necessità di riparare il sistema di controllo delle emissioni. Associato alla MIL vi era un codice di guasto o codice diagnostico di guasto (DTC) che identificava il punto specifico del guasto. Il sistema OBD è stato proposto dal CARB per migliorare la qualità dell'aria individuando i veicoli che superano i limiti di emissione. L'adozione degli emendamenti al Clean Air Act federale nel 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, anno in cui sono state adottate le norme federali. Il sistema OBD-II soddisfa le normative governative controllando il sistema di controllo delle emissioni. Quando un sistema o un componente supera la soglia di emissione o un componente opera al di fuori della tolleranza, viene memorizzato un codice di guasto e la MIL si accende. L'esecutore diagnostico è un programma informatico nel modulo di controllo motore (ECM) o nel modulo di controllo powertrain (PCM) che coordina l'autodiagnosi del sistema OBD-II. Questo programma controlla tutti i monitor e le interazioni, il DTC, il funzionamento della MIL, i dati freeze frame e l'interfaccia dello scanner. I dati freeze frame descrivono le condizioni del motore memorizzate, come stato del motore, stato di controllo del carburante, anticipo, regime, carico e temperatura nel momento in cui viene rilevato per la prima volta un guasto. Le condizioni memorizzate in precedenza vengono sostituite solo se viene rilevato un guasto di combustione o di alimentazione. Questi dati sono accessibili tramite lo scanner per supportare la riparazione del veicolo. Il centro del sistema OBD-II è un microprocessore chiamato 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.) e, in base alle informazioni ricevute e memorizzate nella sua memoria (RAM di supporto e altre), 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 segnalazione guasti (MIL) è collegata al connettore ECM o PCM. La spia di segnalazione guasti è alimentata dalla batteria (amplificatore a collettore aperto). Sulla 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 alla potenza dissipata totale della MIL e della lampada nello strumento possono causare un'indicazione di guasto. ▷ Con l'accensione inserita e 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 emissioni legate a un guasto durante il primo ciclo di guida, il codice di guasto e i dati motore vengono memorizzati nella memoria freeze frame. La spia MIL si accende solo quando l'ECM o il PCM rileva lo stesso guasto associato al codice di guasto in due cicli di guida consecutivi. 4) Spegnimento della MIL ● Mancate combustioni e guasti del sistema di alimentazione: in caso di mancata combustione o guasto del sistema di alimentazione, la MIL può essere spenta se lo stesso guasto non si ripete durante il controllo in tre cicli di guida consecutivi in condizioni 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 consecutivi durante i quali il sistema di controllo responsabile dell'accensione della MIL funziona senza rilevare il guasto e senza che siano stati identificati altri guasti, che accenderebbero la MIL indipendentemente in base ai requisiti sopra indicati. 5) Cancellazione del codice di guasto Il sistema diagnostico può cancellare il codice di guasto se lo stesso guasto non viene registrato di nuovo per almeno 40 cicli di riscaldamento del motore, durante i quali la MIL non è accesa. 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: Il ciclo di guida consiste nell'avviamento del motore e nello spegnimento del motore. 8) Ciclo di riscaldamento: Il 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) rispetto all'avviamento del motore e raggiunge una temperatura minima di almeno 160 °F (71 °C). 9) Ciclo di viaggio: Per viaggio si intende il funzionamento del veicolo (dopo un periodo di spegnimento del motore) di durata e in condizioni 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 quando si utilizza il controllo a velocità costante, con la limitazione che tutte le condizioni di abilitazione del monitoraggio definite dal costruttore devono essere soddisfatte 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 OBD-II iniziano con una lettera e sono seguiti da quattro numeri.

La lettera iniziale del codice di guasto identifica la funzione del dispositivo controllato che è guasto. La lettera «P» indica un dispositivo di trasmissione, «C» indica un dispositivo di telaio, «B» indica un dispositivo di carrozzeria e «U» indica una rete o un collegamento di comunicazione dati. Il primo numero 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. Il secondo numero 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 correlato alle emissioni, la ECM o la PCM memorizza varie informazioni sul veicolo nello stato in cui si trovavano al momento del verificarsi del guasto. Il numero DTC insieme ai dati del motore può essere utile al tecnico per individuare la causa del guasto. Dopo il primo ciclo di guida in cui il codice di guasto si è verificato, il codice viene memorizzato nel freeze frame e rimane memorizzato anche quando il guasto si ripresenta (2° ciclo di guida) e la spia MIL si accende.

• Elenco dei dati freeze frame

a.	Valore calcolato del carico

b.	Regime del motore

b.	Correzione del carburante

d.	Pressione carburante (se disponibile)

e.	Velocità veicolo (se disponibile)

f.	Temperatura del liquido di raffreddamento

g.	Pressione collettore di aspirazione (se disponibile)

h.	Funzionamento ad anello chiuso o aperto

I.	Codice di guasto

3. Monitor di prontezza OBD-II 1) Monitoraggio del catalizzatore Il monitor di efficienza del catalizzatore è una strategia di autodiagnosi nell'ECM o nel PCM che utilizza il sensore di ossigeno posteriore riscaldato (HO2S) per determinare quando il catalizzatore scende al di sotto del livello minimo di efficienza nella sua capacità di 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 bassa compressione. Qualsiasi combustione che non avviene nel cilindro al momento previsto è anch'essa una mancata accensione. Il monitor di rilevamento delle mancate accensioni rileva le mancate accensioni dovute a cause legate al carburante, all'accensione o meccaniche. Lo scopo è proteggere il catalizzatore da danni irreversibili e avvisare il cliente di un guasto alle emissioni o di un mancato superamento dell'ispezione, accendendo la spia MIL. Quando vengono rilevate mancate accensioni, viene attivato un software speciale chiamato fermo immagine dei dati. Il fermo immagine dei dati registra la condizione di funzionamento 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 nell'ECM o nel PCM che controlla la tabella dei valori di adattamento del carburante. Il sistema di controllo dell'alimentazione utilizza la tabella dei valori 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 risulta sbilanciato verso una miscela povera o ricca, la tabella dei valori di adattamento modifica i calcoli dell'erogazione del carburante per eliminare lo sbilanciamento. 4) Monitoraggio del sistema di raffreddamento motore Il monitor del sistema di raffreddamento è una strategia di autodiagnosi nell'ECM o nel PCM che controlla il sensore ECTS (sensore di temperatura del liquido di raffreddamento motore) e il termostato per continuità del circuito, campo di uscita e razionalità dei guasti. 5) Monitoraggio del sensore O2 I regolamenti OBD-II richiedono il monitoraggio del sensore di ossigeno riscaldato a monte (HO2S) per determinare se l'usura del sensore ha superato le soglie. Inoltre, l'HO2S è posizionato a valle del convertitore catalitico a tre vie riscaldato (WU-TWC) per determinarne l'efficienza. Sebbene l'HO2S a valle sia simile al tipo utilizzato per il controllo del carburante, funziona in modo diverso. L'HO2S a valle viene monitorato per determinare se viene generata tensione. Questa tensione viene confrontata con un intervallo ammissibile calibrato. 6) Monitoraggio del sistema di recupero vapori di carburante EVAP Il monitor EVAP è una strategia di autodiagnosi nell'ECM o nel PCM che verifica l'integrità del sistema EVAP. Il sistema EVAP completo rileva perdite o perdite combinate uguali o superiori a quelle causate da un foro di 0,040 pollici e di 0,020 pollici. 7) Monitoraggio del sistema di climatizzazione Il monitor del sistema di climatizzazione è una strategia di autodiagnosi nell'ECM o nel PCM che controlla i guasti di tutti i componenti del sistema di climatizzazione quando il condizionatore è acceso. 8) Monitoraggio completo dei componenti Il monitoraggio completo dei componenti è una strategia di autodiagnosi nell'ECM o nel PCM che rileva guasti di qualsiasi componente elettronico o del sistema di trasmissione che fornisce un ingresso all'ECM o al PCM e che non è esclusivamente un ingresso di nessun altro monitor OBD-II. 9) Monitoraggio dei componenti del sistema di climatizzazione Requisito: se il veicolo include una strategia di controllo del motore che modifica il controllo del carburante al minimo e/o dell'accensione con il sistema di climatizzazione attivo, il sistema OBD II deve monitorare tutti i componenti elettronici del sistema di climatizzazione per individuare guasti che impediscano al sistema di eseguire il controllo alternativo quando il climatizzatore è acceso, oppure che costringano il sistema ad attivare il controllo alternativo quando il climatizzatore è spento. Inoltre, il sistema OBD II deve monitorare i guasti di tutti i componenti elettronici del sistema di climatizzazione che vengono utilizzati come parte della strategia diagnostica per qualsiasi altro sistema o componente monitorato. Piano di attuazione: non esiste una strategia di controllo del motore integrata che modifichi il controllo del carburante e/o dell'accensione con il climatizzatore acceso. I guasti dei componenti del sistema di climatizzazione non vengono utilizzati come parte della strategia diagnostica per un altro sistema o componente monitorato.