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

Spia di malfunzionamento (MIL) collegata al morsetto ECM o PCM e all'alimentazione della batteria (apre l'amplificatore del collettore). Nella maggior parte dei veicoli la MIL è installata sul cruscotto. L'amplificatore della spia non può essere danneggiato da un cortocircuito. Lampade con potenza dissipata molto superiore alla dissipazione totale della MIL e delle lampade nel tester possono causare un'indicazione errata. • Con accensione inserita e regime motore (giri/min) < MIN. RPM, la MIL si accende su comando del conducente per la verifica ottica. 3) Accensione MIL: quando ECM o PCM rileva emissioni correlate 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 ECM o PCM rileva lo stesso guasto correlato al codice di guasto in due cicli di guida consecutivi. 4) Spegnimento MIL: • Mancate accensioni e guasti del sistema di alimentazione: in caso di mancate accensioni o guasti del sistema di alimentazione, la MIL può spegnersi se lo stesso guasto non si ripresenta durante il monitoraggio in tre cicli di guida consecutivi successivi, 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 cicli di guida consecutivi successivi, durante i quali il sistema di monitoraggio funziona senza rilevare il guasto, e se non è stato rilevato alcun 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 registrato nuovamente per almeno 40 cicli di riscaldamento del motore e la MIL non è accesa per tale codice. 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 è il funzionamento del veicolo (dopo un periodo di motore spento) per una durata e con una modalità di guida tali che tutti i componenti e i sistemi siano controllati almeno una volta dal sistema diagnostico, ad eccezione del controllo di efficienza del catalizzatore o del sistema di evaporazione, quando si utilizza il controllo a velocità costante, tenendo conto della limitazione per cui devono essere soddisfatte tutte le condizioni di controllo di spegnimento definite dal costruttore, almeno una volta durante la prima parte dell'avviamento del motore del ciclo FTP applicabile. 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 gradi Fahrenheit dall'avviamento del motore e raggiunge una temperatura minima di 160 gradi Fahrenheit. 9) Ciclo di viaggio: il ciclo di viaggio è il funzionamento del veicolo in condizioni per uno o più monitor. Dopo la riparazione del veicolo per un guasto correlato alle emissioni, la guida nelle condizioni di avvio del monitor per il sistema è considerata come spegnimento. 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. Test 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 sotto il livello minimo richiesto per il 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 scarsa compressione. Qualsiasi combustione che avviene al di fuori del cilindro o nel momento errato è anch'essa una mancata accensione. Il monitor di rilevamento delle mancate accensioni individua 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, viene memorizzato un dato speciale chiamato «freeze frame». 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 la tabella di adattamento del carburante per compensare la normale variabilità dei componenti del sistema di alimentazione dovuta a usura o invecchiamento. In condizioni normali di funzionamento del veicolo, se il sistema di alimentazione funziona con miscela magra o ricca, la tabella dei valori di adattamento modifica i calcoli dell'erogazione del carburante per eliminare lo scostamento. 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 razionalità. 5) Monitoraggio del sensore O2 Le norme OBD-II richiedono il monitoraggio del sensore di ossigeno (HO2S) per rilevare l'usura del sensore che supera 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 il sensore HO2S a valle sia simile al tipo utilizzato per il controllo dell'alimentazione, funziona in modo diverso. Il sensore HO2S a valle viene monitorato per determinare se viene generata tensione. Tale tensione viene confrontata con l'intervallo di tolleranza calibrato. 6) Monitoraggio del sistema 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 il cui totale 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 nel sistema di climatizzazione. N/D. 8) Monitoraggio generale dei componenti Il monitoraggio generale dei componenti è una strategia di autodiagnosi all'interno dell'ECM o del PCM che rileva il malfunzionamento di qualsiasi componente elettronico o sistema di trasmissione che fornisce dati di ingresso all'ECM o al PCM e che non è esclusivamente un ingresso per qualsiasi altro monitor OBD-II. 9) Monitoraggio dei componenti del climatizzatore Requisito: se il veicolo include una strategia di controllo motore che disattiva l'erogazione del carburante al minimo e/o il controllo dell'accensione quando il climatizzatore è in funzione, il sistema OBD II deve monitorare tutti i componenti elettronici del climatizzatore per guasti che impediscono al sistema di richiedere il controllo alternativo quando il climatizzatore è acceso, oppure che causano la richiesta del controllo alternativo quando il climatizzatore è spento. Inoltre, il sistema OBD II deve monitorare i guasti di tutti i componenti elettronici del climatizzatore utilizzati come parte della strategia diagnostica per qualsiasi altro sistema o componente monitorato. Piano di attuazione: non è inclusa alcuna strategia di controllo motore che modifica il controllo dell'alimentazione al minimo e/o dell'accensione con il climatizzatore in funzione. I guasti dei componenti del climatizzatore non vengono utilizzati come parte della strategia diagnostica per altri sistemi o componenti monitorati.