Общие сведения
Система бортовой диагностики является неотъемлемой частью модуля управления двигателем ECM и используется для мониторинга целостности и производительности компонентов системы уменьшения вредных выбросов в атмосферу.
Для соответствия современному европейскому законодательству, касающемуся выбросов транспортных средств, для легковых автомобилей и лёгких коммерческих автомобилей, автомобили с бензиновыми двигателями должны, начиная с 2000 модельного года, оснащаться системой бортовой диагностики. Бортовая диагностика для дизельных двигателей не является обязательным требованием до 2003 года, и поэтому системы управления двигателем и бортовой диагностики для дизельных двигателей не будут рассматриваться в рамках данного документа, хотя будут упоминаться некоторые типов выбросов, имеющие отношение к дизельным двигателям.
Основное требование к системе бортовой диагностики заключается в том, чтобы в случае выбросов, связанных с неисправностью какого-либо компонента, неисправность была зафиксирова на в памяти компьютера ECM. В состав прибор ной панели включён сигнализатор неисправности систем двигателя (MIL), предупреждающий водителя о случившейся неполадке. Код неисправности, сохранённый в памяти, может быть извлечён с использованием диагностического оборудования, такого как диагностический прибор TestBook, для определения природы и состояния ситуации неисправности.
- Назначение системы бортовой диагностики состоит в обеспечении средств для выполнения следующих задач:
- Обнаружение неисправностей компонентов, связанных с загрязняющими выбросами (выполнено как часть системы управления двигателем).
- Сохранение данных о неисправности в памяти (внутренней памяти компьютера ECM, включая условия возникновения неисправности).
- Предупреждение о возникновении неисправности (сигнализатор неисправности систем двигателя (MIL) и/или жидкокристаллический дисплей).
- Извлечение информации о неисправности (с помощью диагностического оборудования, такого как диагностический прибор TestBook).
Система бортовой диагностики создана не для непосредственного ограничения выбросов легкового автомобиля, но скорее для проверки целостности и работоспособности других систем и компонентов автомобиля. Неисправности компонента или системы могут неблагоприятно отразиться на топливной экономичности и/или производимых загрязнениях окружающей среды. Система бортовой диагностики гарантирует, что эти важные элементы продолжат функционирование в соответствии с требуемыми стандартами в течение всего периода эксплуатации автомобиля.
Обязательное внедрение системы бортовой диагностики вероятно должно оказать большое влияние на систему послепродажного обслуживания автомобилей. Существует общее опасение, что может случиться, что станции технического обслуживания будут завалены автомобилями, возвращёнными клиентами из-за продолжающего высвечиваться сигнализатора неисправности систем двигателя (MIL). В действительности такое не должно случиться, если системы будут работать, как предназначено конструкцией. В сущности, системы бортовой диагностики помогают диагностировать, ремонтировать и обслуживать автомобили, принося пользу как владельцу автомобиля, так и окружающей среде. Это также поможет механикам станций технического обслуживания гораздо быстрее и точнее определить причину специфической неисправности, позволяя потратить меньше времени на ремонт автомобиля.
ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ СИСТЕМ БОРТОВОЙ ДИАГНОСТИКИ
Общие сведения
Своим развитием системы бортовой диагностики обязаны принятию соответствующих законодательных актов и рекомендаций контролирующих органов, которые и инициировали их внедрение.
Калифорнийский комитет по воздушным ресурсам (California Air Resourses Board - CARB)
Предельные, признаваемые приемлемыми, нормы загрязняющих веществ становятся всё более жёсткими и разнятся в соответствии с действующими законодательстваим соответствующих рынков. Предельные нормы, предписываемые Калифорнийским агентством защиты окружающей среды (Californian Enviromental Protection Agency - CAL EPA) и его исполнительным органом, Калифорнийским комитетом по воздушным ресурсам (California Air Resourses Board - CARB), имеют программы по обеспечению качества воздуха, которые продолжительное время служили образцом законодательству по выбросам. Эти мероприятия обычно впоследствии принимаются другими органами контроля за выбросами во всём мире, и анализ установленных комитетом CARB мероприятий служит хорошим индикатором тому, чего можно ожидать на других рынках.
Чтобы добиться чистоты воздуха комитет CARB разрабатывает всё более ужесточаемые стандарты на выбросы транспортных средств, мероприятия по контролю транспорта, усовершенствования продуктов потребления и требования к более чистым топливам.
Система бортовой диагностики (OBDI)
В действительности система бортовой диагностики (OBDII) берёт своё начало в 1982 году в Калифорнии, когда комитет CARB приступил к разработке положений, требующих чтобы все автомобили, продаваемые в США начиная с 1988 года, имели систему бортовой диагностики (OBDI). Система бортовой диагностики OBDI была относительно простой и осуществляла мониторинг только кислородного датчика, системы рециркуляции отработавших газов (EGR), системы питания топливом и модуля управления двигателем.
Неотъемлемой функциональной возможностью для систем бортовой диагностики OBDI явилось то, что система управления двигателем осуществляет мониторинг всех электрических компонентов, которые влияют на загрязняющие выбросы, и обеспечивает визуальный предупреждающий сигнал в случае соответствующей неисправности. Соответственная ошибка могла считываться посредством кода мигающего сигнализатора без помощи диагностического прибора.
Система бортовой диагностики OBDI не предусматривала руководящих нормативов или законодательных актов для обеспечения стандартизации между различными производителями автомобилей или моделями автомобилей. Соответственно, для работы на разных автомобилях требовались различные адаптеры, а доступ к некоторым системам был возможен только с использованием специфических сканирующих приборов в распоряжении дилерских станций технического обслуживания. Другим ограничением системы бортовой диагностики OBDI была её неспособность распознавания некоторых разновидностей неполадок, таких как отказ или отсутствие каталитического нейтрализатора, пропуски воспламенения или проблемы загрязнений испарениями. В дополнение ко всему, сигнализатор неисправности систем двигателя (MIL) высвечивался только после того, как неисправность происходила, возможность мониторинга развивающегося разрушения влияющих на выбросы компонентов отсутствовала.
Система бортовой диагностики (OBDII)
В 1989 году комитет CARB предложил новый на бор стандартов для усовершенствованной системы бортовой диагностики, который стал частью федерального Акта о чистоте воздуха 1990 года. В 1994 году Американское агентство защиты окружающей среды (US Enviromental Protection Agency EPA) и Калифорнийский комитет по воздушным ресурсам (California Air Resourses Board CARB) выпустили этот совершенно новый набор директив, и началось внедрение программы применения систем бортовой диагностики, которая стала обязательной для некоторых легковых автомобилей. Эти директивы, известные как система бортовой диагностики OBDII, были созданы для обнаружения неисправностей, связанных с системами ограничения выбросов, и упрощения их устранения до начала ухудшения характеристик автомобиля. Входящий в состав системы бортовой диагностики OBDII сигнализатор неисправности систем двигателя (MIL) высвечивается всякий раз когда выбросы автомобилем углеводородов (НС), окиси углерода (СО), окислов азота (NOx) или загрязнений испарениями превысят в 1.5 раза стандарты Процедуры федеральной проверки (Federal Test Procedure FTP) для данного модельного года автомобиля.
- Высвечивание сигнализатора неисправности систем двигателя (MIL) могут вызвать следующие причины:
- Возникшие в любой момент случайного порядка пропуски воспламенения, вызывающие рост выбросов углеводородов (НС).
- Возникшее в любой момент падение ниже некоторого порога рабочего к.п.д. катали тического нейтрализатора.
- Обнаруженный в любой момент подсос воздуха в герметичной топливной системе.
- Возникшие в любой момент неисправности основных датчиков или других устройств, связанных с контролем выбросов.
- Для дизельных систем возникшая в любой момент неисправность системы рециркуляции отработавших газов (EGR), вызывающая рост выбросов окислов азота (NOx).
Таким образом, сигнализатор неисправности систем двигателя (MIL) может высвечиваться, даже если двигатель производит впечатление нормально работающего, и отсутствуют очевидные проблемы с откликом на управляющие воз действия. Поскольку двигатель может казаться работающим даже лучше, хотя уровни выбросов возросли вследствие неисправности системы или компонента, сигнализатор неисправности систем двигателя (MIL) предупреждает водителя автомобиля о том, что это может вызвать загрязнение окружающей среды и что необходимо решить проблемы, связанные с выбросами.
Поскольку автомобилисты могут игнорировать высвечивание сигнализатора, даже когда он предупреждает о неисправности, законодатели хотят включить систему бортовой диагностики OBDII в существующие и разрабатываемые программы инспекции выбросов, производимых автомобилями. Если сигнализатор неисправности систем двигателя (MIL) при проведении проверки будет обнаружен активированным, автомобиль не пройдёт проверку, даже если результаты измерений состава отработавших газов будут находиться в приемлемых пределах.
Ещё одним важным усвершенствованием системы бортовой диагностики OBDII по сравнению с системой бортовой диагностики OBDI было введение определённых стандартов для кодов неисправностей и диагностического оборудования. Комитет по воздушным ресурсам (Air Resourses Board) потребовал, чтобы все производители подчинялись стандартам в следующем:
- 16-контактный соединительный разъём последовательной передачи данных с конкретным предназначением конкретных контактов.
- Электронные протоколы.
- Диагностические коды неисправностей (Diagnostic trouble codes - DTC)
- Терминология
В 1996 году период ввода в действие директив системы бортовой диагностики OBDII в Калифорнии был завершён, и область действия системы бортовой диагностики OBDII была распространена на все легковые автомобили на рынке США.
В дополнение к более совершенному программному обеспечению системы бортовой диагностики OBDII обычно включают следующие возможности кроме и сверх тех, что используются в системах бортовой диагностики OBDI:
- Удвоенное количество, как правило, подогреваемых кислородных датчиков (HO2S) по сравнению с автомобилями, не оснащёнными системой бортовой диагностики OBDII. Дополнительные кислородные датчики (HO2S), расположенные позади каталитических нейтрализаторов для определения эффективности каталитического нейтрализатора.
- Более мощные электронные блоки управления (ECM).
- Электронно-стираемая программируемая постоянная память (EEPROM), позволяющая компьютеру ECM подвергаться перепрограммированию более поздними версиями программного обеспечения с помощью внешних компьютеров, подсоединённых через диагностический разъём.
- Изменённые системы улавливания топливных паров (EVAP) с диагностической коммутацией для проверки продувки или усовершенствованной системой улавливания топливных паров (EVAP) с электропневмоклапаном, датчиком давления в топливном баке и процедурой диагностической проверки.
- Системы рециркуляции отработавших газов (EGR) с прямым электронно-управляемым клапаном рециркуляции отработавших газов (EGR), имеющим датчик положения оси.
- Систему последовательного впрыска топлива вместо многоточечного или одноточечного впрыска.
- Датчик абсолютного давления воздуха в коллекторе (MAP) и датчики массового расхода воздуха (MAF) для мониторинга нагрузки на двигатель и потока воздуха.
Стандартизация является важной частью директив системы бортовой диагностики OBDII, упрощающей доступ к кодам связанных с выбросами неисправностей, связанной с выбросами информации проверки силового агрегата (т.е. значениями параметров), связанными с выбросами диагностическим процедурам и записанному в память фрейму данных на основе технических условий промышленности. Стандартизация содержания передаваемого блока информации (включая режимы проверок и тестовые блоки информации), также как и стандартизация протокола загрузки кодов неисправностей, значений параметров и их единиц измерения, а также фрейма данных приведены в рекомендуемых инструкциях SAE "OBD II Scan Tool" (J1978), выпущенной в июне 1994 года и "E/E Diagnostic Test Modes" (J1979), выпущенной в июле 1996 года. Коды неисправностей, значения параметров и фрейм данных должны быть доступны или загружаемы через общий диагностический прибор, отвечающий этим спецификациям SAE. Стандарты системы бортовой диагностики OBDII в настоящее время приняты Европейским сообществом и разработаны для обязательного внедрения в 2000 модельном году.
Система бортовой диагностики (EOBD)
Европейский парламент выпустил собственную директиву, направленную на снижение выбросов автомобилями, широко известную как ЕВРО3 (EURO3), которая является развитием более ранних директив EU1 и EU2.
В дополнение к более низким предельным нормам выбросов, директива также охватывает мониторинг связанных с выбросами компонентов и функций во время процессов, основанных на модели американской системы бортовой диагностики OBDII.
Если связанная с выбросами неисправность, приводящая к значительному увеличению производимых автомобилем выбросов, диагностируется системой управления двигателем, должен активироваться сигнализатор неисправности систем двигателя (MIL), чтобы информировать водителя о необходимости проверки на автомобиле наличия связанных с выбросами неполадок.
Для легковых автомобилей с полной массой до 2500 кг директива ЕВРО3 устанавливает следующие максимальные предельные нормы выбросов:
- Окись углерода (СО) 3.2 г/км.
- Углеводороды (НС) 0.4 г/км.
- Окислы азота (NOx) 0.6. г/км.
Система бортовой диагностики EOBD обуславливает мониторинг функций следующих систем:
- Каталитический нейтрализатор.
- Подогреватель каталитического нейтрализатора (где применимо).
- Обнаружение пропусков воспламенения.
- Топливная система.
- Подогреваемые кислородные датчики.
- Добавочная система подачи воздуха (если применимо).
- Крышка заливной горловины топливного бака - фиксируемая или контролируемая (где применимо).
Система управления двигателем (ECM) осуществляет мониторинг вышеприведённых систем путём проверки данных от различных установленных на автомобиле датчиков и соответствующих данных, записанных во внутренней памяти (картография памяти), для мониторинга внешних условий и работы двигателя. В системной памяти записаны значения по умолчанию для некоторых компонентов, которые компьютер ECM использует, если он не в состоянии определить внешние условия или условия работы двигателя из-за неправильного сигнала. Если неисправный датчик определён, после подтверждения неисправности в течение соответствующего числа ездовых циклов, высвечивается сигнализатор неисправности систем двигателя (MIL).
Общие сведения
Система бортовой диагностики является неотъемлемой частью модуля управления двигателем ECM и используется для мониторинга целостности и производительности компонентов системы уменьшения вредных выбросов в атмосферу.
Для соответствия современному европейскому законодательству, касающемуся выбросов транспортных средств, для легковых автомобилей и лёгких коммерческих автомобилей, автомобили с бензиновыми двигателями должны, начиная с 2000 модельного года, оснащаться системой бортовой диагностики. Бортовая диагностика для дизельных двигателей не является обязательным требованием до 2003 года, и поэтому системы управления двигателем и бортовой диагностики для дизельных двигателей не будут рассматриваться в рамках данного документа, хотя будут упоминаться некоторые типов выбросов, имеющие отношение к дизельным двигателям.
Основное требование к системе бортовой диагностики заключается в том, чтобы в случае выбросов, связанных с неисправностью какого-либо компонента, неисправность была зафиксирова на в памяти компьютера ECM. В состав прибор ной панели включён сигнализатор неисправности систем двигателя (MIL), предупреждающий водителя о случившейся неполадке. Код неисправности, сохранённый в памяти, может быть извлечён с использованием диагностического оборудования, такого как диагностический прибор TestBook, для определения природы и состояния ситуации неисправности.
Система бортовой диагностики создана не для непосредственного ограничения выбросов легкового автомобиля, но скорее для проверки целостности и работоспособности других систем и компонентов автомобиля. Неисправности компонента или системы могут неблагоприятно отразиться на топливной экономичности и/или производимых загрязнениях окружающей среды. Система бортовой диагностики гарантирует, что эти важные элементы продолжат функционирование в соответствии с требуемыми стандартами в течение всего периода эксплуатации автомобиля.
Обязательное внедрение системы бортовой диагностики вероятно должно оказать большое влияние на систему послепродажного обслуживания автомобилей. Существует общее опасение, что может случиться, что станции технического обслуживания будут завалены автомобилями, возвращёнными клиентами из-за продолжающего высвечиваться сигнализатора неисправности систем двигателя (MIL). В действительности такое не должно случиться, если системы будут работать, как предназначено конструкцией. В сущности, системы бортовой диагностики помогают диагностировать, ремонтировать и обслуживать автомобили, принося пользу как владельцу автомобиля, так и окружающей среде. Это также поможет механикам станций технического обслуживания гораздо быстрее и точнее определить причину специфической неисправности, позволяя потратить меньше времени на ремонт автомобиля.
ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ СИСТЕМ БОРТОВОЙ ДИАГНОСТИКИ
Общие сведения
Своим развитием системы бортовой диагностики обязаны принятию соответствующих законодательных актов и рекомендаций контролирующих органов, которые и инициировали их внедрение.
Калифорнийский комитет по воздушным ресурсам (California Air Resourses Board - CARB)
Предельные, признаваемые приемлемыми, нормы загрязняющих веществ становятся всё более жёсткими и разнятся в соответствии с действующими законодательстваим соответствующих рынков. Предельные нормы, предписываемые Калифорнийским агентством защиты окружающей среды (Californian Enviromental Protection Agency - CAL EPA) и его исполнительным органом, Калифорнийским комитетом по воздушным ресурсам (California Air Resourses Board - CARB), имеют программы по обеспечению качества воздуха, которые продолжительное время служили образцом законодательству по выбросам. Эти мероприятия обычно впоследствии принимаются другими органами контроля за выбросами во всём мире, и анализ установленных комитетом CARB мероприятий служит хорошим индикатором тому, чего можно ожидать на других рынках.
Чтобы добиться чистоты воздуха комитет CARB разрабатывает всё более ужесточаемые стандарты на выбросы транспортных средств, мероприятия по контролю транспорта, усовершенствования продуктов потребления и требования к более чистым топливам.
Система бортовой диагностики (OBDI)
В действительности система бортовой диагностики (OBDII) берёт своё начало в 1982 году в Калифорнии, когда комитет CARB приступил к разработке положений, требующих чтобы все автомобили, продаваемые в США начиная с 1988 года, имели систему бортовой диагностики (OBDI). Система бортовой диагностики OBDI была относительно простой и осуществляла мониторинг только кислородного датчика, системы рециркуляции отработавших газов (EGR), системы питания топливом и модуля управления двигателем.
Неотъемлемой функциональной возможностью для систем бортовой диагностики OBDI явилось то, что система управления двигателем осуществляет мониторинг всех электрических компонентов, которые влияют на загрязняющие выбросы, и обеспечивает визуальный предупреждающий сигнал в случае соответствующей неисправности. Соответственная ошибка могла считываться посредством кода мигающего сигнализатора без помощи диагностического прибора.
Система бортовой диагностики OBDI не предусматривала руководящих нормативов или законодательных актов для обеспечения стандартизации между различными производителями автомобилей или моделями автомобилей. Соответственно, для работы на разных автомобилях требовались различные адаптеры, а доступ к некоторым системам был возможен только с использованием специфических сканирующих приборов в распоряжении дилерских станций технического обслуживания. Другим ограничением системы бортовой диагностики OBDI была её неспособность распознавания некоторых разновидностей неполадок, таких как отказ или отсутствие каталитического нейтрализатора, пропуски воспламенения или проблемы загрязнений испарениями. В дополнение ко всему, сигнализатор неисправности систем двигателя (MIL) высвечивался только после того, как неисправность происходила, возможность мониторинга развивающегося разрушения влияющих на выбросы компонентов отсутствовала.
Система бортовой диагностики (OBDII)
В 1989 году комитет CARB предложил новый на бор стандартов для усовершенствованной системы бортовой диагностики, который стал частью федерального Акта о чистоте воздуха 1990 года. В 1994 году Американское агентство защиты окружающей среды (US Enviromental Protection Agency EPA) и Калифорнийский комитет по воздушным ресурсам (California Air Resourses Board CARB) выпустили этот совершенно новый набор директив, и началось внедрение программы применения систем бортовой диагностики, которая стала обязательной для некоторых легковых автомобилей. Эти директивы, известные как система бортовой диагностики OBDII, были созданы для обнаружения неисправностей, связанных с системами ограничения выбросов, и упрощения их устранения до начала ухудшения характеристик автомобиля. Входящий в состав системы бортовой диагностики OBDII сигнализатор неисправности систем двигателя (MIL) высвечивается всякий раз когда выбросы автомобилем углеводородов (НС), окиси углерода (СО), окислов азота (NOx) или загрязнений испарениями превысят в 1.5 раза стандарты Процедуры федеральной проверки (Federal Test Procedure FTP) для данного модельного года автомобиля.
Таким образом, сигнализатор неисправности систем двигателя (MIL) может высвечиваться, даже если двигатель производит впечатление нормально работающего, и отсутствуют очевидные проблемы с откликом на управляющие воз действия. Поскольку двигатель может казаться работающим даже лучше, хотя уровни выбросов возросли вследствие неисправности системы или компонента, сигнализатор неисправности систем двигателя (MIL) предупреждает водителя автомобиля о том, что это может вызвать загрязнение окружающей среды и что необходимо решить проблемы, связанные с выбросами.
Поскольку автомобилисты могут игнорировать высвечивание сигнализатора, даже когда он предупреждает о неисправности, законодатели хотят включить систему бортовой диагностики OBDII в существующие и разрабатываемые программы инспекции выбросов, производимых автомобилями. Если сигнализатор неисправности систем двигателя (MIL) при проведении проверки будет обнаружен активированным, автомобиль не пройдёт проверку, даже если результаты измерений состава отработавших газов будут находиться в приемлемых пределах.
Ещё одним важным усвершенствованием системы бортовой диагностики OBDII по сравнению с системой бортовой диагностики OBDI было введение определённых стандартов для кодов неисправностей и диагностического оборудования. Комитет по воздушным ресурсам (Air Resourses Board) потребовал, чтобы все производители подчинялись стандартам в следующем:
В 1996 году период ввода в действие директив системы бортовой диагностики OBDII в Калифорнии был завершён, и область действия системы бортовой диагностики OBDII была распространена на все легковые автомобили на рынке США.
В дополнение к более совершенному программному обеспечению системы бортовой диагностики OBDII обычно включают следующие возможности кроме и сверх тех, что используются в системах бортовой диагностики OBDI:
Стандартизация является важной частью директив системы бортовой диагностики OBDII, упрощающей доступ к кодам связанных с выбросами неисправностей, связанной с выбросами информации проверки силового агрегата (т.е. значениями параметров), связанными с выбросами диагностическим процедурам и записанному в память фрейму данных на основе технических условий промышленности. Стандартизация содержания передаваемого блока информации (включая режимы проверок и тестовые блоки информации), также как и стандартизация протокола загрузки кодов неисправностей, значений параметров и их единиц измерения, а также фрейма данных приведены в рекомендуемых инструкциях SAE "OBD II Scan Tool" (J1978), выпущенной в июне 1994 года и "E/E Diagnostic Test Modes" (J1979), выпущенной в июле 1996 года. Коды неисправностей, значения параметров и фрейм данных должны быть доступны или загружаемы через общий диагностический прибор, отвечающий этим спецификациям SAE. Стандарты системы бортовой диагностики OBDII в настоящее время приняты Европейским сообществом и разработаны для обязательного внедрения в 2000 модельном году.
Система бортовой диагностики (EOBD)
Европейский парламент выпустил собственную директиву, направленную на снижение выбросов автомобилями, широко известную как ЕВРО3 (EURO3), которая является развитием более ранних директив EU1 и EU2.
В дополнение к более низким предельным нормам выбросов, директива также охватывает мониторинг связанных с выбросами компонентов и функций во время процессов, основанных на модели американской системы бортовой диагностики OBDII.
Если связанная с выбросами неисправность, приводящая к значительному увеличению производимых автомобилем выбросов, диагностируется системой управления двигателем, должен активироваться сигнализатор неисправности систем двигателя (MIL), чтобы информировать водителя о необходимости проверки на автомобиле наличия связанных с выбросами неполадок.
Для легковых автомобилей с полной массой до 2500 кг директива ЕВРО3 устанавливает следующие максимальные предельные нормы выбросов:
Система бортовой диагностики EOBD обуславливает мониторинг функций следующих систем:
Система управления двигателем (ECM) осуществляет мониторинг вышеприведённых систем путём проверки данных от различных установленных на автомобиле датчиков и соответствующих данных, записанных во внутренней памяти (картография памяти), для мониторинга внешних условий и работы двигателя. В системной памяти записаны значения по умолчанию для некоторых компонентов, которые компьютер ECM использует, если он не в состоянии определить внешние условия или условия работы двигателя из-за неправильного сигнала. Если неисправный датчик определён, после подтверждения неисправности в течение соответствующего числа ездовых циклов, высвечивается сигнализатор неисправности систем двигателя (MIL).