Wykorzystanie diagnostyki EOBD w naprawach pojazdów samochodowych
Normalna eksploatacja pojazdów samochodowych powoduje w sposób zupełnie naturalny zużywanie się poszczególnych elementów podzespołów i mechanizmów. Te nieuniknione techniczne procesy uniemożliwiają dalsze bezawaryjne użytkowanie pojazdów bez wykonywania okresowych czynności naprawczych. Są one przeprowadzane na w efekcie zaobserwowanych przez użytkownika pojazdu różnego rodzaju objawów usterek lub z powodu wykrycia ich w trakcie obowiązkowych okresowych badań technicznych pojazdu na Stacjach Kontroli Pojazdów.
Pomiędzy momentem, w którym konkretny element pojazdu ulega uszkodzeniu, a pojawieniem się reakcji pojazdu w postaci zmiany własności eksploatacyjnych, zauważonych, jako objaw tego uszkodzenia istnieje zawsze pewna zwłoka czasowa. Kolejny okres, to czas pomiędzy pojawieniem się symptomów i zauważeniem ich przez użytkownika pojazdu, a przeprowadzeniem diagnostyki i ewentualną naprawą uszkodzenia. Ten przedział czasowy uzależniony jest od stopnia uciążliwości symptomu. Zdecydowanie najszybciej zauważane są te wpływające na pogorszenie dynamiki pojazdu, a najpóźniej uszkodzenia tzw. „emisyjne”.
Obecnie, pomimo obowiązku przeprowadzania okresowych badań technicznych pojazdów, i tak czas od pojawienia się usterki, do jej wykrycia i usunięcia, wynosi średnio około połowę okresu między kontrolnego. W związku z ilością eksploatowanych obecnie pojazdów samochodowych i wytwarzanych przez nie spalin, zawierających toksyczne substancje, szkodliwe dla środowiska naturalnego, wprowadzone zostały uregulowania prawne obligujące producentów pojazdów do wyposażenia je w odpowiedni system diagnostyczny, kontrolujący kwestie związane z emisją toksycznych substancji zawartych w spalinach. Stworzenie techniczno-prawnych uregulowań w działaniu tego systemu było celem normy OBD II, czyli EOBD.
W dzisiejszych czasach wszystkie produkowane i zdecydowana większość eksploatowanych pojazdów samochodowych wyposażonych jest w elektroniczne systemy sterujące, kontrolujące i nadzorujące pracą poszczególnych układów i mechanizmów. Dzięki ich zastosowaniu w konstrukcjach większości samochodów zdecydowanie zwiększony został komfort i uzyskano znacznie większe bezpieczeństwo wszystkich uczestników ruchu drogowego oraz zostały podwyższone osiągi silnika, a przede wszystkim możliwe było znaczne zmniejszenie emisji do atmosfery szkodliwych substancji zawartych w spalinach.
Wprowadzenie w pojazdach systemów elektronicznych spowodowało wiele korzyści dla użytkowników pojazdów, lecz jednocześnie spowodowało wiele nowych, niespotykanych dotychczas problemów, obsługującym je warsztatom i serwisom samochodowym. Konieczne jest w tym przypadku w celu zdiagnozowania usterki, posiadanie specjalistycznego przyrządu diagnostycznego, gwarantującego nawiązywanie komunikacji ze sterownikiem pojazdu poprzez specjalne złącze diagnostyczne, w które wyposażony jest niemal każdy współcześnie eksploatowany pojazd samochodowy.
Do wykrycia usterki w tak zaawansowanych konstrukcjach pojazdów konieczne jest również posiadanie, poza wyspecjalizowanym urządzeniem, również i znacznej wiedzy obsługującego przyrząd, w zakresie konstrukcji i funkcjonowania tego typu systemów elektronicznych, sterujących pracą wszystkich układów i mechanizmów samochodowych.
Wprowadzony przez producentów pojazdów w ich konstrukcjach system OBD II (EOBD) to zespół różnego rodzaju testów diagnostycznych oraz procedur obliczeniowych i decyzyjnych, wykonywanych w czasie rzeczywistym, które mają na celu ocenę sprawności emisyjnej pojazdu. Jest on integralnym elementem pojazdu sprzężonym z układem sterowania silnika (sterownikiem, czujnikami i elementami wykonawczymi).
Wprowadzone do konstrukcji pojazdów samochodowych zintegrowane elektroniczne systemy sterowania oparte na technice mikroprocesorowej, zapewniające nadzór i kontrolę w czasie rzeczywistym nad przebiegiem zachodzących w poszczególnych podzespołach i mechanizmów pojazdów procesów oraz ewentualną ich bieżącą korektę oraz modyfikację, jeśli zachodzi taka potrzeba. Przesyłane z zastosowaniem w tych układach czujników sygnały są przetwarzane w czasie rzeczywistym przez sterownik, w którym następuje równocześnie interpretacja i analiza otrzymywanych danych. Sterownik układu porównuje otrzymywane wartości z parametrami zapisanymi w swojej pamięci i w przypadku stwierdzenia niezgodności pomiędzy nimi, wysyła do elementów wykonawczych odpowiednio skorygowane wartości modyfikujące pracę poszczególnych elementów, odpowiedzialnych za funkcjonowanie podzespołów i układów pojazdów.
Tak rozbudowane pojazdowe systemy elektroniczne posiadają funkcję „samodiagnozy” zapewniającą ciągłe monitorowanie przesyłanych sygnałów, dzięki której w przypadku rozbieżności, niemieszczących się w granicach dopuszczalnej tolerancji, generowany jest tzw. kod usterki wraz z parametrami pracy oraz gwarantującą zapalenie się lampki kontrolnej na tablicy wskaźników, informującej użytkownika pojazdu o wystąpieniu usterki.
W systemie OBD II są realizowane następujące testy diagnostyczne:
sprawności elektrycznej elementów pomiarowych (czujników) i wykonawczych,
pasywne sprawności pomiarowej czujników,
funkcjonalne elementów wykonawczych,
aktywne sprawności pomiarowej czujników,
emisyjne elementów i układów pojazdu.
W systemie diagnostycznym OBD II wszystkie informacje diagnostyczne są dostępne przez standardowe diagnostyczne złącze 16-stykowe. Do ich odczytu niezbędny jest specjalistyczny czytnik diagnostyczny. Poprzez podłączenie czytnika do złącza diagnostycznego pojazdu możliwe jest między innymi odczytanie procedur monitorujących, parametrów bieżących silnika oraz kodów błędów. Zgodnie z zaleceniami złącze diagnostyczne pojazdu powinno być umieszczone w kabinie po stronie kierowcy lub ewentualnie w obszarze pasażera, maksymalnie 30 cm od osi środkowej pojazdu. Zgodnie z normą powinno być usytuowane w obszarze kierowcy, poniżej kolumny kierowniczej. Musi umożliwiać podłączenie wtyku czytnika diagnostycznego jedną ręką, bez użycia jakichkolwiek narzędzi.
W celu odczytania zarejestrowanej w pamięci sterownika usterki i okoliczności związanych z jej wystąpieniem, czyli wartości parametrów pracy związanych z danym układem zarejestrowanych przez odpowiednie czujniki konieczne jest wykorzystanie specjalistycznego przyrządu diagnostycznego. Realizowane jest to poprzez nawiązanie komunikacji przez urządzenie ze sterownikiem pojazdu z wykorzystaniem złącza diagnostycznego pojazdu.
Podstawową czynnością przy diagnozowaniu elektronicznych systemów samochodowych jest odczyt i kasowanie zapisanych w pamięci sterownika kodów usterek. Tego typu funkcje posiadają najprostsze przyrządy diagnostyczne. Należy tu jednak zwrócić uwagę na fakt zróżnicowania urządzeń w tym zakresie pod kątem obsługi pojazdów posiadających wyłącznie znormalizowany przez wszystkich producentów standard diagnostyczny OBD II (EOBD) oraz tych starszych z indywidualnymi dla danych producentów procedurami diagnostycznymi i dostosowanymi zróżnicowanymi złączami diagnostycznymi służącymi do komunikacji urządzenia ze sterownikiem pojazdu. Te obsługujące wyłącznie pojazdy nowsze i posiadające standard OBD II (EOBD) są znacznie tańsze i posiadają wyłącznie 16-pinowy (trapezowy) wtyk diagnostyczny. Umożliwiają one jednak jedynie odczyt i skasowanie w pamięci sterownika kodów usterek układu trakcyjnego, a zwłaszcza silnika. Pozostałe układy elektroniczne w pojeździe ze standardem OBD II (EOBD) nie są obsługiwane przez najprostsze czytniki kodów usterek.
Czytniki kodów usterek umożliwiające obsługę pojazdów wyposażonych w standard OBD II (EOBD) oraz tych starszych z indywidualnymi dla danego producenta procedurami diagnostycznymi są znacznie droższe. Posiadają jednak zestaw wszystkich niezbędnych (zindywidualizowanych) złącz diagnostycznych, zapewniających komunikację ze sterownikami obsługiwanego zakresu pojazdów. Część przyrządów do odczytu i kasowania kodów usterek pojazdów ze standardem OBD II (EOBD) umożliwia poza tymi podstawowymi funkcjami diagnostycznymi również realizowanie funkcji polegającej na odczytaniu parametrów rzeczywistych pracy silnika, co daje dodatkowe, bardzo przydatne w niektórych sytuacjach informacje o lokalizacji i przyczynach wystąpienia usterki w układzie.
Pozostałe funkcje diagnostyczne przy obsłudze elektronicznych systemów sterowania pojazdów realizowane są z wykorzystaniem bardziej zaawansowanych technologicznie przyrządów. Umożliwiają one poza odczytem i kasowaniem kodów usterek również przeprowadzenie:
odczytu parametrów pracy poszczególnych systemów – czyli określenie dokładnych warunków pracy rejestrowanych przez odpowiednie czujniki poprzez sprawdzenie poszczególnych parametrów i odczytanie ich wartości,
kasowania inspekcji serwisowych – polegającej na wyzerowaniu zapisanych wartości dopuszczalnych przebiegów i wygaszeniu kontrolki na tablicy wskaźników,
testów aktywacyjnych czujników i elementów wykonawczych – poprzez wysyłanie odpowiednich sygnałów aktywujących pracę czujników, zaworów, przekaźników, wskaźników sprawdzających poprawność ich działania,
adaptacji – polegających na przywróceniu fabrycznych ustawień parametrów pracy poszczególnych układów niezbędnych np. po wymianie pewnych jego elementów,
kodowanie – mające na celu wprowadzenie do jednostki sterującej odpowiednich kodów niezbędnych do uruchomienia niektórych elementów wykonawczych (wtryskiwaczy, przepustnic, kluczyków itp.).
Poza dostępnymi na rynku przyrządami diagnostycznymi nawiązującymi obustronną komunikację ze sterownikiem pojazdu nowe możliwości diagnostyczne dają stosunkowo od niedawna rejestratory parametrów rzeczywistych pracy silnika. Są to zminiaturyzowane urządzenia (o wymiarach 5x5x10 cm) wpinane w złącze diagnostyczne pojazdu, rejestrujące wartości parametrów pracy silnika odczytywane z wszystkich jego czujników w funkcji czasu. Umożliwiają zapis parametrów rzeczywistych pracy silnika wszystkich pojazdów wyposażonych w standard OBD II (EOBD). W zależności od potrzeby rejestrator zapisuje ciągły przebieg tych wartości nawet do 24 godzin pracy silnika w wielu różnych sekwencjach zapisu, każdorazowo od momentu uruchomienia silnika do jego wyłączenia. Po wyciągnięciu rejestratora z gniazda diagnostycznego i połączeniu go z komputerem na którym zainstalowane jest odpowiednie, współpracujące z nim oprogramowanie następuje odczyt i interpretacja zapisanych wartości również w formie wykresów graficznych. Najistotniejszą zaletą rejestratora parametrów rzeczywistych jest możliwość zdiagnozowania usterek i niedomagań w pracy systemów elektronicznych występujących sporadycznie, których zlokalizowanie przy użyciu tradycyjnego przyrządu diagnostycznego jest bardzo utrudnione, a wielu przypadkach wręcz niemożliwe.