Fedélzeti és környezetvédelmi diagnosztika BSc jegyzetrészlet

Átírás

1 Fedélzeti és környezetvédelmi diagnosztika BSc jegyzetrészlet Tartalomjegyzék old. 1. Bevezetés Diagnosztikai eszközök áttekintése Kezdeti hibakeresés Eszközök alkalmazása Műszerek alkalmazása Hibakód kiolvasó Számítógép alapú diagnosztikai eszközök Komplex diagnosztikai eszközök Öndiagnosztikai rendszerek Diagnosztika példa: 13-as hibakód EOBD (European On Board Diagnostic = Európai Fedélzeti Diagnosztika) Bevezetés az EOBD-be Célok, követelmények Rendeletek, irányelvek és értelmezések Diagnosztikai aljzat Hibakódok az SAE J 2012 szabvány szerint Hibavisszajelző lámpa (MIL) Manipuláció elleni védelem Típusengedély Menetciklusok OBD kiépítés Otto-motoron Katalizátor felügyelet Keverékillesztés felügyelet Lambda-szonda felügyelet Kipufogógáz visszavezetés (EGR, AGR) Járásegyenetlenség (égéskimaradás) felügyelet Szekunderlevegő felügyelet Töltőnyomás szabályozás felügyelete Egyéb károsanyag-kibocsátást befolyásoló egységek felügyelete Tankszellőztető felügyelet Vezérlőegység önfelügyelet Egyéb rendszerek CAN-BUS felügyelet OBD kiépítés Diesel-motoron OBD diagnosztika Kiolvasott Readiness-kód Az OBD-ben tárolt Readiness-kód Hibakezelés Freeze Frame OBD kódkiolvasók Diagnosztikai protokollok Európai kibocsátási normák 29. Irodalomjegyzék 31. 1

2 1. Bevezetés A diagnosztika egy eljárás, amelynek során megállapítják a hiba okát. Ez nem jelenti azt, hogy a hiba meg is fog szűnni. Önmagában a diagnosztika nem javítja meg a berendezést, de nélküle nem lehet a javítást elvégezni. A javítási folyamatának tömbvázlata az alábbiakban látható: Indul Panaszok meghallgatása, rákérdezés Az elmondottak ellenőrzése Diagnosztika A tünetek megfigyelése A hiba vagy hibák megkeresése A hiba okának feltárása Javítás Ellenőrzés: műszer, próbaút Gépkocsi rendben Nem Vége Igen 1. ábra. A javítás folyamatábrája, benne a diagnosztika helye és szerepe. A gépkocsi bonyolult berendezés és a különböző alegységeinek a rendellenes üzemét okozó hibák gyors feltárására különböző speciális eszközöket, célműszereket fejlesztettek. A környezetvédelmi előírások által követelve a különben is komplex belsőégésű motort elektronika vezérli. Ma már a gépkocsik villamos hálózatában megjelenik a multiplex buszrendszer. Az alegységek pedig ezen a hálózaton keresztül kommunikáló, de önálló 2

3 feladatokat ellátó mikrokontroller vezérlésű berendezések, mint pl. ABS, ASR, klíma, stb. A hibakeresés szinte lehetetlen diagnosztikai eszközök nélkül. 2. Diagnosztikai eszközök áttekintése 2.1. Kezdeti hibakeresés Az emberi érzékszervek és elme segítségével történt a hiba megtalálása, pl.: - szemrevételezés: motornál: szivárgások, kipufogó füst színe, gyertya színe, villamos hálózaton: vezetékek elszíneződése, szigetelés sérülése, vezeték törése, csatlakozók szétcsúszása, - hallgatózás: motor hangja: járás egyenletessége, kopogás, villamos hálózaton: rádió interferenciás jelenségek, - szaglás: motornál: kipufogó gázok, benzingőz, villamos hálózaton: égett műanyag szaga - érintés: gépszerkezeteknél: kotyogás, vállasodás, szorulás, villamos hálózaton: túlzott melegedés A hiba megállapításához szükség volt: - elméleti ismeretekre, - sok tapasztalatra, - logikus gondolkodásra Eszközök alkalmazása A motor egyes részeinek a vizsgálatához hallgató készüléket (sztetoszkópot) használnak, amelyet a gyakorlatban egy nagyobb méretű csavarhúzóval helyettesítenek. A keverék beállításához üveggyertyát alkalmaznak, amelyen keresztül az égés színét lehet látni: a sárga dús, a kék helyes arányú, a világos kék szegény keveréket jelent. A hagyományos (akkumulátoros, tekercses, mechanikus megszakítós) gyújtás sztatikus beállításhoz próbalámpát vagy 0,05 mm hézagmérőt alkalmaznak. A motor és egyéb berendezések belsejébe nehéz betekinteni, a szétszerelés pedig idő- és szerszámigényes tevékenység, nem beszélve a szakértelemről. Ennek kiküszöbölésére alkalmazzák az endoszkópot. Ez egy optikai vizsgáló készülék, amely egy kábel végére van szerelve. Adott nyíláson behelyezve a berendezések belsejét lehet vizsgálni, pl. álló motorból a gyertyát kivéve, ennek furatán keresztül vizsgálni lehet a hengerfal kopását, a szelepek állapotát, stb Műszerek alkalmazása A dinamikus gyújtásbeállításhoz már sztroboszkópot használnak. A motorteszter egy analóg vagy digitális multiméter, amely a hagyományos funkciókon (feszültség, áram, ellenállás, rövidzár, stb.) túlmenően motorfordulatszám, zárásszög (Dwell-szög) mérésére is alkalmasak. Az oszcilloszkóppal elsősorban a hagyományos gyújtás jeleit vizsgálják. A kipufogógáz-elemző készülékekkel nem csak a káros összetevőket, hanem a keverék arányát is meg lehet állapítani. Adott esetben speciális érzékelőket (pl. induktív lakatfogó, induktív érzékelő, kapacitív lakatfogó, Hall-elemes lakatfogó, piezo érzékelő, stb.) alkalmaznak egyegy nem villamos jel (főtengely szöghelyzet), nagy feszültség (gyújtás) vagy nagy áram (indító motor) mérésére. A szerelőnek kell észrevennie, ha az értékek és jelalakok eltérnek a helyes (gyári) adatoktól. 3

4 2.4. Hibakód kiolvasó (scan-tool) A motor vezérlésének bonyolódásával nehézkessé vált a hagyományos jelalakok vizsgálata, mert nagyon sok adatot kellett ellenőrizni. Az elektronikus vezérlő egység (EVE) vagy ahogyan a köznyelv nevezi, a központi elektronika egy diagnosztikai programot futtat és az eltéréseket kód formájában tárolja. Ezt már öndiagnosztikának nevezik. Egy külön kijelző segítségével vagy külön csatlakozón keresztül lehet kiolvasni a kódot. Az erre alkalmas műszert nevezik kézi kódkiolvasónak. A végén egy katalógusból kell kikeresni, hogy melyik kódnak milyen hiba vagy eltérés felel meg Számítógép alapú diagnosztikai eszközök A számítógép alapú diagnosztikai eszközöket két típusba lehet sorolni: a) Számítógép alapú hibakód kiolvasó és kijelző berendezések, amelyek típus függvényében: - kiírja a képernyőre, hogy hol található az adott gépkocsi diagnosztikai csatlakozója, - a kiolvasott kód alapján megadják a hibát vagy hibás alkatrészt, - kirajzolják a kért jelalakot. b) Átjátszó modul (tool-box), amely a gépkocsi diagnosztikai csatlakozója és egy PC soros portja közé csatlakozik. A hozzá adott szoftvert már előre a PC-re kell telepíteni és ezt megfuttatva lehet a diagnosztikát elvégezni. Manapság már kaphatók olyan kábelek, amelyek közvetlenül összekötik a diagnosztikai csatlakozót a számítógép USB portjával. A szoftver telepítése ebben az esetben is ugyanúgy szükséges. A motor hibáin túlmenően figyelnek minden elektromos berendezést: ABS, ASR, klíma, légzsák, indításgátló. Továbbá a kommunikáció kétirányú, azaz a kiolvasás mellett lehetőség van egyes egységek működtetésére (pl. üzemanyag-szivattyú), bizonyos beállítások elvégzésére (pl. fojtószelep alaphelyzet), bizonyos törlésekre (pl. hibaüzenet), stb. Piacon kaphatók olyan egységek (akár a), akár b) típusúak), nemcsak a hibakódokat olvassák ki a soros diagnosztika segítségével, hanem egy ún. Y-csatlakozó segítségével párhuzamos diagnosztikát is lehet végezni, amelynek során jelalakokat is megjelenítenek, ezeket összehasonlítják a gyári adatokkal, az eltéréseket észlelik és kijelzik Komplex diagnosztikai eszközök Ez a műhelyberendezés kombinálja a hagyományos műszeres, oszcilloszkópos és számítógép alapú diagnosztikai eszközöket, kódkiolvasót és különböző érzékelőket tartalmaz, valamint üzemanyag nyomásmérést vagy akár kipufogógáz elemzést is lehet vele végezni. A márkaszervízek az autógyártók által megkövetelt márkaspecifikus diagnosztikai műszereket alkalmaznak, de különböző és általános célú diagnosztikai eszközökkel ma már sok gyártó és forgalmazó jelenik meg a piacon, pl. Bosch, Litotechnik, GATs, Energotest, Würth, Ezek a műszerek több gépkocsi márka vizsgálására alkalmasak, annak a függvényében, hogy az autógyárak mennyi adatot tesznek hozzáférhetővé. A különböző diagnosztikai eszközöket ellenőrizni, frissíteni, karbantartani és kalibrálni kell. 3. Öndiagnosztikai rendszerek Bonyolult elektronikai berendezések hibakeresése hosszadalmas, de lehetőség van öndiagnosztika beépítésére, amely általában rendelkezik: - egy műszerfalba épített hibajelző lámpával vagy - egy a szakemberek számára hozzáférhető hibatárolóval. 4

5 A hibák kiolvasása háromféleképpen történhet: 1. figyeljük a jelzőlámpa villogását, ha a diagnosztikai csatlakozót aktiváljuk, pl. - egy speciális csatlakozó dugóval vagy - bizonyos kezelő szervek egyidejű vagy adott sorrendű kapcsolásával, pl. egyes Opel típusoknál kikapcsolt gyújtásnál egyszerre nyomjuk padlóig a féket és a gázt, ott tartjuk és gyújtást adunk rá anélkül, hogy a motort elindítsuk. 2. a diagnosztikai csatlakozó megadott pontjaira LED-es hibajelzőt csatlakoztatunk és annak villogását figyeljük, 3. célműszert csatlakoztatunk a diagnosztikai csatlakozóhoz és kiolvassuk a hibaüzenetet. A hiba megszüntetése után töröljük a hibaüzenetet. Bizonyos típusoknál a műszerfalon található kijelző írja ki a hibakódot : ECN = Error Code Number Az öndiagnosztikai rendszer kiolvasása és a célműszer a gépkocsi típusától függ. Általában a következő módszerek terjedtek el: 1. Aktiválás: - egy adott kivezetést testelni vagy tápra kell csatlakoztatni, ezt adott ideig (néhány s) vagy a teljes vizsgálat ideje alatt fent kell tartani, - diagnosztikai kulcsot kell használni, amelyet a gyártótól lehet beszerezni. Ez gyakran abból áll, hogy két kivezetést össze kell kötni közvetlenül, esetleg LED-es kijelzőn keresztül. 2. Hibátlan állapot: típus függő villogó kód, pl. Opel 1-2, VW Hibaállapot: A villogások számából kell kiolvasni a hibakódot. A villogás kódolva van: kezdet, hiba, vég. A hibakód decimális felépítésű és 2, 3 vagy 4 számjegyből áll. 4. Hibakód törlése: a hiba függvényében, van - amely automatikusan törlődik 20 hibátlan indítás után - amelyet csak a szakember törölhet Általában az akkumulátor saru kb. 30 s levételével a hibatároló tartalma törlődik. A legújabb típusoknál a hibakódok továbbra is megmaradnak, csak az illesztési értékek (amelyek RAMban vannak tárolva) törlődnek, amelyekkel a későbbiekben foglalkozunk, lásd pl fejezetet. Vigyázni kell némely autótípusnál, mert az akkumulátor saru levétele szabotázsnak minősül (mintha illetéktelen behatoló tápvezetéket vágna el) és az immobilizer (az indítás gátló) aktiválódik. A villogó üzenet felépítése: - több rendszernél a 0 kód 50%-os kitöltési tényezővel van jelezve: 2. ábra. 50%-os kitöltési tényező. Alsó szinten nem világít, felső szinten világít a lámpa. A részletes hibakód felépítések gyári leírásokban, gyártmánytájékoztatókban, AUTODATA könyvekben található. 1. gyújtás bekapcsolásakor rövid ideig jelez: a jelzőizzó ellenőrzését szolgálja; 2. gyújtás ráadása és motor járása közben is égve marad: azt jelenti, hogy az EVE tartósan fennmaradó hibát regisztrál: a) a hibás bemenő adatot egy tárolt helyettesítő (állandó) értékkel veszi figyelembe és a motor továbbra is működőképes marad; b) ha nem tudja helyettesíteni, akkor a motor leáll. 3. a jelzőlámpa felvillan: nem tartós hiba, pl. érintkezéshiba. A memória ezt is rögzíti, tehát célszerű memória kiolvasást végeztetni abban az esetben is, ha a hibalámpa nem világít. 5

6 Példa a 12 kódra: állapot be 0 ki 0,4 s 1,2 s 3,2 s t 3x0,4 s 3. ábra. Az 1-2 kód: be=világít, ki=nem világít. Műszerfalon található jelképek: - motorszimbólum: 4. ábra. A műszerfalon található motorszimbólumok. CHECK ENGINE - motor feliratok: vagy csak CHECK Példa egyéb berendezések jelképeire, felirataira: AIR BAG ABS 5. ábra. Műszerfal néhány diagnosztikai felirata: (légzsák, blokkolásgátló). Az EVE hibaazonosító rendszere egy adott hibát csak akkor tárol el, ha adott feltételek egyidejűleg fennállnak, pl. az Opel C 12 NZ/C 14 NZ motor MULTEC központi befecskendező rendszerénél a terhelés megállapítása a szívócsőnyomás abszolút értékének mérésével történik. A 33-as hibakód azt jelenti, hogy a szívócsőnyomás érzékelő feszültsége magas. Feltételek a mért érték hibának minősítéséhez: - a szívócső-nyomásérzékelő (MAP szenzor) kimenetén az EVE 84 kpa (0,84 bar) nyomásnak megfelelő feszültséget érzékel, - a motor üzemel, - a fojtószelep potenciométerén az EVE <1,6% nyitásnak megfelelő feszültséget érzékel, - nincs 21-es és 22-es hibakód eltárolva, mely a potenciométer hibájára utalna, - a feltételek 5 s-nál hosszabb ideig fennállnak. A motor üzemképes marad. Az EVE a fojtószelep helyzetéből és motor fordulatszámából számolja a terhelés helyettesítő értékét. 6

7 Azoknál a rendszereknél, amelyeknél a memória csak egy hibát tud tárolni a következőképpen tudunk információt szerezni az esetlegesen létező többi hibáról: 1. olvassuk ki a hibajelző lámpát, 2. értelmezzük a kódot, 3. javítsuk ki hibát, 4. töröljük a tárol hibát, 5. indítsuk be a motort, esetleg tegyünk próbautat. Ha a lámpa újra világít, akkor a rendszer befogta a második hibát vagy az előzőt nem sikerült kijavítani. Végigcsináljuk az előző műveleteket (1-től 5-ig). A diagnosztika lámpa Opel járműveknél további szolgáltatást nyújt. Ha a diagnosztikai csatlakozó aktivált állapotban van, a motor üzemel és elvileg nincs hiba, akkor a kontroll lámpa hol ég, hol kialszik, mert a -szondától érkező jel feszültség változását követi. Így visszaigazolja a -szabályozókör működését. 4. Diagnosztika példa: 13-as hibakód A 13-as hibakód jelentése, hogy a -szonda nem kész (EGO sensor not ready). Lehetséges hibák: - nem megfelelő hőmérséklet (<200 C), - hibás csatlakozók vagy vezetékek, - -szonda hibás, - hibás EVE. Hiba feltárása: - megvárni, hogy a motor üzemmeleg legyen és újból ellenőrizni, - szemrevételezéssel és műszeres méréssel ellenőrizni a vezetékek és csatlakozók állapotát, érintkezőket tisztítani, - voltmérővel és/vagy oszcilloszkóppal megvizsgálni a -szonda kimenetein a jelet, - ha minden rendben és továbbra is fennáll a hiba, akkor az EVE-t kell megvizsgálni. -szonda csatlakozó B A szonda HI -szonda LO test EVE 6. ábra. A -szonda csatlakoztatása az EVE-hez. 7

8 - add rá a gyújtást, - lépj diagnosztika üzembe, - írd ki a motor adatait, - olvasd be a -szonda feszültségét. U<0,37 V 0,37 V<U<0,57 V 0,57 V<U Ellenőrizd a B áramkört: hol kap hibás testet? - csatlakoztasd le a -szondát, - az EVE -szonda bemeneteit zárd rövidre. Ellenőrizd a B áramkört: hol kap magas feszültséget? Ellenőrizd az A áramkört: nem kap testet? U<0,05 V Ellenőrizd a -szondát. U>0,05 V Ellenőrizd a vezetéket szakadásra. Hibás csatlakozó. Ellenőrizd az A és B áramkört: rövidzár. Hibás csatlakozó. - csatlakoztasd vissza a -szondát, - indítsd el a motort, - magas alapjáraton érje el 85 C üzemi hőmérsékletet, - olvasd be a -szonda feszültségét. Ellenőrizd a csatlakozó hibás érintkezését. Ellenőrizd a hibás EVE-t. Hibás EVE. Hibás EVE. A feszültség 0,3 V alá és 0,6 V felé meredeken ingadozik. Feszültség állandó. Cserélje ki a -szondát. - írasd ki a motor - szabályozás állapotát, - magas fordulatszámon járasd a motort. Zárt hurkú -szabályozást jelez. Nyílt hurkú -szabályozást jelez. -szonda rendben. Cseréld ki -szondát. 7. ábra. A -szonda diagnosztikájának folyamatábrája. 8

9 5. EOBD (European On Board Diagnostic = Európai Fedélzeti Diagnosztika) 5.1. Bevezetés az EOBD-be A kipufogógázokra és az üzemanyagok párolgására vonatkozó környezetvédelmi előírások egyre szigorodnak. A gépkocsin működő berendezések meghibásodása környezetszennyezéshez vezethet, pl. rossz a katalizátor és erről nincs visszajelzés. Ennek a kiküszöbölésére kellett kidolgozni egy folyamatosan figyelő rendszert. Történeti áttekintés: OBD I tól kötelező az USA-ban, CARB (California Air Resource Board) és SAE (Society of Automotive Engineers) dolgozta ki és ennek alapján alkották meg az ISO (International Standardization Office) 9141 számú szabványát. - a hibát - a MIL (Malfunction Indicator Lamp) hibajelző lámpa jelzi és - az EVE memóriája tárolja a hibaazonosító kódot. - csak a káros anyag kibocsátását befolyásoló rendszerek és egységek felügyeletét írja elő. Az ISO 9141 a következő előírásokat tartalmazza: diagnosztikai csatlakozó, műszerek csatlakozásának illesztési paraméterei, protokoll, adatforgalom jellemzői. OBD II. - Otto-motorra - Diesel- motorra től az USA-ban vezetik be : OBD től az EU-ban (EOBD) tól Magyarországon + Euro 3-as károsanyagkibocsátás tól az EU-ban től Magyarországon 5.2. Célok, követelmények Fő szempontok a károsanyag-kibocsátás, tüzelőanyag-fogyasztás és a zaj csökkentése. OBD célkitűzések az EU-ban: - károsanyag-kibocsátó rendszer folyamatos felügyelete, - túlzott kibocsátás növekedésének a felismerése, - alacsony kibocsátási szint biztosítása, - katalizátor védelme, pl. gyújtáskimaradás esetén, - hibabehatárolás segítése, a hiba keletkezésekor a paraméterkörnyezet (Freeze Frame) rögzítése, - diagnosztikai aljzaton keresztül a tárolt és élő üzemi adatok lekérdezése. Ha egy hibás üzem vagy rossz alkatrész miatt a károsanyag kibocsátás vélhetőleg a megengedett szint fölé növekedne, akkor az OBD-nek a hibát fel kell ismernie: MIL jelez és hiba eltárolva, amely általános diagnosztikai berendezéssel kiolvasható. 9

10 Rendeletek, irányelvek és értelmezések Az Európa Parlament és Tanács 98/69/EG sz. irányelve október 13-án lépett életbe és minden tagország előírta az OBD bevezetését. 1. táblázat. OBD irányelv fogalmai Téma Az irányelv tartalma Típus engedély Szigorított tesztciklus feltételek, szivárgásteszt, alacsonyhőmérséklet-teszt (2002-től -7 C) Euro-3 Kipufogógázok károsanyagainak 50%-os csökkentése Euro-4 További csökkentések, amelyek től minden új személygépkocsira vonatkoznak. Lásd a 2. táblázatot. Euro től lép életbe. Euro től lép életbe. OBD bevezetés Fogalmi meghatározások, megengedett szintek, szabványosított diagnosztikai csatlakozó, lábkiosztás, protokoll, univerzális adat-/kódkiolvasó, biztonsági rendszerre való kiterjesztés. Futásteljesítmény-teszt Károsanyag-kibocsátást befolyásoló rendszerek működésének biztosítása a forgalomba helyezéstől 5 éven vagy ,- km keresztül; 2005-től km keresztül. Környezetvédelmi felülvizsgálat az OBD-vel szerelt típusokon Idegen-alkatrészek Üzemanyag minősége. Javítási és diagnosztikai adatok Szükségesség rögzítése. OBD nem akadályozhatja meg azok beszerelését. Kéntartalom, aromásanyag tartalom csökkentése, ólomadalék használata tilos Szériagyártás megkezdése után 3 hónappal hozzáférhetővé kell tenni. Hibakódra vonatkozó előírások az ISO vagy SAE J 2012 szabványokban találhatók. 2. táblázat. Az Euro-4 és OBD megengedett károsanyag kibocsátások. Személygépkocsi (M1 kategória) [g/km] Motor Előírás Dátum CO HC HC+NOx NOx PPM Otto Euro ,0 0,1-0,08 - OBD ,9 0,3-0,53 - Diesel Euro ,5-0,3 0,25 0,025 OBD ,2 0,4-1,2 0, Diagnosztikai aljzat Az SAE J 1962 írja elő a beépítési helyét, a lábkiosztását, a protokollt és az adat-/kódkiolvasó berendezést (Generic Scan Tool). Beépítés: könnyen hozzáférhető, de sérülésektől védett helyen legyen, jellemzően a vezetőtérben, illetve annak 1 m-es környezetében. Csatlakozó és lábkiosztás: SAE J 1850-ben, illetve az ISO ben van rögzítve. 10

11 8. ábra. OBD diagnosztikai csatlakozó aljzat. Lábkiosztás: 2 adatátvitel SAE J 1850 busz + (USA gyártmány) 3 OBD II, busz + 4 test (31 akkumulátor negatív) (SAE J 1962) 5 jeltest (SAE J 1962) 6 CAN High (J 2284) 7 adatátvitel ISO K kimenet (EU) vagy KWP-2000 (MCC Smart-ban) 10 adatátvitel SAE J 1850 (USA gyártmány) 11 OBD II, busz test 12 OBD II, busz árnyékolás 14 CAN Low (J 2284) 15 adatátvitel ISO L kimenet (EU) vagy KWP-2000 (MCC Smart-ban) 16 akkumulátor pozitív (30) (SAE J 1962) A többi láb szabadon felhasználható. Protokoll: gyors adatátviteli protokoll KWP-2000 (Key Word Protocol) az ISO ben található Hibakódok az SAE J 2012 szabvány szerint A hibakód felépítése: 5 karakter = 1 betű + 4 szám. Az egységek és rendszerek jelölését és beazonosítását az SAE J 1930 szabvány keretében rögzítik és minden járműgyártó számára kötelező. Rendszer: P = Powertrain (hajtómű: Konkrét alkatrész motor, sebváltó, differenciál) B = Body (karosszéria) C = Chassis (futómű) Alrendszer: U = Network (buszrendszer) 1/2 = üzemanyag- és levegő ellátás 3 = gyújtás- vagy égéskimaradás Hibakód csoport: 4 = kiegészítő emisszió csökkentés 0 = gyártófüggetlen (SAE J 2012) 5 = sebesség- és alapjárat-szabályozás 1 = gyártóspecifikus (nem előírt) 6 = vezérlőegység és kimenőjelek 2 = gyártófüggetlen (SAE J 2012, ISO ) 7 = hajtómű 3 = a) gyártóspecifikus b) gyártófüggetlen (SAE J 2012) 11

12 Hibavisszajelző lámpa (MIL) 9. ábra. MIL = Malfunction Indicator Lamp alakja. Színe sárga. A hibavisszajelző más elnevezései: Check Engine, Check Engine Soon, Check Powertrain, Check Powertrain Soon. A hibavisszajelző lámpa a gyújtás bekapcsolása után felgyullad, majd hibamentes üzem esetén a motorindítás után kialszik. A hibavisszajelző állapotai: KI nem világít, BE folyamatosan világít, abban az esetben következik be ez az állapot, ha két egymás utáni menetciklus alatt a kipufogógáz a határérték 1,5-szeres értékét vélhetően túllépi VILLOG ha égéskimaradás lép fel, ami a katalizátor károsodásához vezet Manipuláció elleni védelem Illetéktelen beavatkozás ellen védeni kell a gépkocsin kialakított OBD rendszert. Ez nem utolsósorban a jellegmezők átkalibrálására is vonatkozik. Speciális tároló elemek, valamint reteszelt vezérlőegység alkalmazásával kell megakadályozni a Chip-Tunningot. Az Európai Bizottság 1999/102/EG irányelve 1. függelékének pontja a következőket tartalmazza: A gyártóknak, akik programozható kódrendszert alkalmaznak, annak programozását illetéktelenek számára meg kell akadályozniuk. A gyártóknak fejlett és fejleszthető védelmi stratégiát, valamint írásvédelmi funkciót kell alkalmaznia, ami az elektronikus hozzáférést megakadályozza. A módszert, ami az illetéktelenek beavatkozása elleni védelmi szintet biztosítja a hatóság által jóvá kell hagyatni. Chip-Tunning -ot a következő módszerekkel lehet megvalósítani: (E)EPROM cserével vagy az EVE és a kábelköteg közé helyezett közbenső vezérlő egységgel. Az alábbi következményekkel kell számolni: - a motor és hajtómű fokozott igénybevétele, - a környezetvédelmi szempontok kevésbé érvényesülnek, - az OBD rendszer elhangolása. 12

13 Típusengedély A típusengedély megadása az OBD-ben előírtakhoz kötött. Az ellenőrzések szúrópróbaszerűen történnek a jármű 5 éves koráig vagy km futásteljesítményig ( től km-ig) attól függően, hogy melyik kritériumot éri el korábban. Ez egy alkalmazásteszt (In Use Test), amelynek során a gyártónak meghatározott számú járművön végzett teszt alábbi információit kell az engedélyező hatóság részére átadnia: - kipufogógáz tesztjének eredményét, - jármű státusza (kora, futásteljesítménye), - használat módja (személy- vagy áruszállítás), - karbantartás, javítások, - egyéb vizsgálatok Menetciklusok a) Új európai menetciklus (NEDC New European Driving Cycle, NEFZ Neue Europäische Fahrzyklus) Az Euro-3 bevezetésétől kezdődően a gyártóknak bizonyítaniuk kell, hogy termékük az előírt menetciklust kétszer egymás után teljesítette anélkül, hogy az túllépte volna a kipufogógázra vonatkozó emissziós határértéket. v [km/h] t [s] 10. ábra. Városi menetciklus(udc Urban Driving Cycle) 13

14 v [km/h] ábra. Országúti menetciklus (EUDC Extra Urban Driving Cycle) A teljes menetciklus 4 városi és egy országúti ciklusból áll: NEDC = 4UDC + EUDC (1) A teljes menetciklus: - hossza: 11 km, - időtartama: 1200 s (=20 perc), - átlagsebessége: 32,5 km/h, - legnagyobb sebessége: 120 km/h. Nincs előmelegítés, a mérés mindjárt a motor beindítása után elkezdődik. A hidegindítási emisszió miatt az új szabvány teljesítéséhez kiegészítő kipufogógáz kezelési technika szükséges, pl. szekunderlevegő-bevezetés, start katalizátor. t [s] b) OBD menetciklusok különböző szakirodalmak szerint: v [km/h] normál gyorsulás állandó sebesség min. 600 s toló üzem v átlag =60 km/h 40 maximális motorfordulatszám /min mérsékelt gyorsulás t [s] 12. ábra. OBD menetciklus: indítás, meghatározott sebesség és fordulatszám, tolóüzem [4]. 14

15 v t 13. ábra. OBD menetciklus (v 100 km/h, n 3000 min -1 ) [11]. 1 - hidegindítás (3 perc): szekunderlevegő vizsgálat, 2 - állandó sebesség kis terhelésen (15 perc): λ-szabályozás ellenőrzése, 3 - állandó sebesség közepes terhelésen (15 perc): λ-szabályozás ellenőrzése. A 10., 11., 12. és 13. ábrákból lehet látni, hogy az európai és az OBD menetciklus nem azonos, és a megengedett határértékek sem azonosak, amint a 2. táblázatból kiderül. Az Euro- 4 szabvány által meghatározott érték 1,5-szerese felett fel kellene gyulladnia a MIL lámpának, de ez az érték még az OBD határérték alatt marad. Így létrejön egy úgynevezett szabad döntési tartomány. Az OBD felett a MIL lámpának mindenféleképp fel kell gyulladnia. Ottomotoros személygépkocsiknál ez a tartomány az alábbiak szerint alakul: - CO = (1,5 1,9) g/km, - HC = (0,15 0,3) g/km, - NOx = (0,12 0,53) g/km. kibocsátás [g/km] 3,0 szabad döntési tartományok 2,0 OBD 1,0 Euro 4 0 CO HC NOx kipufogógáz összetevők 14. ábra. Az Euro-4 és az OBD által meghatározott szabad döntési tartományok. 15

16 Folyamatos felügyelet: - bizonyos alegységek és rendszerek, mint pl. az égéskimaradás, üzemanyag-ellátó rendszer, illetve minden károsanyag kibocsátást befolyásoló egység áramköre közvetlenül motorindítás után ellenőrzés alá kerül. OBD szint feletti hibás működés esetén a MIL lámpa világít. Alkalomszerű felügyelet: - azokat a rendszereket, amelyeknek működése bizonyos üzemi körülményektől függ menetciklusonként ellenőrzi, pl. katalizátor, -szonda, szekunderlevegő bevezetése, kipufogó visszavezetés, tartályszellőztetés. Két egymást követő ciklusban meg kell lennie a hibának ahhoz, hogy a MIL lámpa bekapcsoljon. Nem biztos, hogy adódnak olyan körülmények, hogy az OBD ellenőrizzen egy adott alegységet, pl. hidegindítás a szekunder levegő működéséhez. Ezért a műhely körülmények közötti vizsgálat gondot jelenthet. Ennek kiküszöbölésére dolgozták ki az ún. gyorsellenőrzést vagy Kurztrips -et [4] OBD kiépítés Otto-motoron Katalizátor felügyelet A katalizátort termikus és mechanikai hatások érik. A katalizátornak van egy normál öregedési folyamata is. A katalizátor hibás működése csak műhelyben gázelemző segítségével volt felismerhető. Ennek kiküszöbölésére az OBD két -szondát alkalmaz: - egy a katalizátor előtt: szabályozószonda - 4 vezetékes vagy - szélessávú (lineáris) 5/6 vezetékes, - egy a katalizátor után: monitorszonda - fűtött 4 vezetékes. V-motorok esetén a két hengersorhoz két kipufogórendszer tartozik és ennek megfelelően két katalizátor van beépítve, ami azt jelenti, hogy négy -szondával dolgozik a rendszer. A -szabályozás dús-szegény keverékingadozást jelent. A katalizátor ezt az ingadozást közel teljes mértékig lecsillapítja. Tehát a monitorszonda jele közel állandó. A katalizátor öregedésével annak oxigéntároló képessége csökken, és így a katalizátor utáni kipufogógáz oxigéntartalmának ingadozása nő. Ezt érzékeli a monitorszonda: - dúskeverék: U =(0,5 0,8) V, - szegénykeverék: U =(0,1 0,4) V. A szondák feszültség amplitúdóinak hányadosából a vezérlőegység meghatározza a túlemittálás (többlet károsanyag kibocsátás) mértékét: Û m (2) Û sz A 1,5-szeres értékhatárnak körülbelül φ=0,55 érték felel meg. U φ U öregedés 2U sz 2U m 0 t 0 szabályozószonda monitorszonda t motor katalizátor hangtompító 15. ábra. A katalizátor OBD felügyelete. 16

17 Az ellenőrzés elvégzéséhez szükséges feltételek: - hűtőfolyadék hőmérséklet: üzemi hőmérséklet, - motorfordulatszám: közel állandó, - motorterhelés: közel állandó, - -szabályozás: aktív, - -érték: közel állandó, - szekunderlevegő bevezetés: nem aktív, - katalizátor hőmérséklet: számított érték üzemi hőmérsékletnek megfelelő (θ kat >350 C) Ha a feltételek közül egy nem teljesül, akkor az ellenőrzés nincs elvégezve Keverékillesztés felügyelet A keverékillesztés vagy keverékadaptáció azt jelenti, hogy az alkatrészek szórásából és jellemzőinek megváltozásából adódó eltéréseket tényezőkkel korrigálják a pontosabb keverékképzés elérésének érdekében. Módosulást idéz elő: - a szívócsőnyomás tömítetlensége, - befecskendező-szelep porlasztási képváltozása (szennyeződés következtében), - üzemanyagnyomás változás, - levegősűrűség változás. A -szabályozás a befecskendezési időt változtatja, ez egy gyors azonnali beavatkozás, amelynek az angol elnevezése: Short Term Fuel Trim = STFT. Ha egy meghatározott munkapontban többször azonos keverékeltérést regisztrált az EVE és ezért a befecskendezési időt is azonosan illesztette, akkor tartós keverékkorrektúra következik be: Long Term Fuel Trim = LTFT. Ennek az az előnye, hogy - az STFT elmarad, - a dúsítás-szegényítés teljes tartományban kihasználható ábra. Tartós keverékkorrektúra (LTFT). Az EVE memóriájában több jellegmező van tárolva a különböző üzemállapotoknak megfelelően: a) üresjárás, b) részterhelés, c) teljes terhelés. a) Az üresjárási korrektúra additív jellegű, mert a kis értékhez hozzáadva nagyobb változást kapunk, mintha szoroznánk. b) A részterheléses korrektúra multiplikatív jellegű, mert egy nagy értéket szorozva nagyobb változást kapunk, mint összeadással. 17

18 A jellegmező korrekciója lépésenként történik az OBD felügyelete alatt. Ha eléri az adaptációs határt (jellegmező maximális illesztési lehetőségét)*, akkor a MIL aktiválásra, a hiba pedig tárolásra kerül. Ha megszüntetjük a tápfeszt, akkor általában a tanult értékek elvesznek. Utána kondicionáló menetciklus szükséges, amelynek feltételei: - hűtőfolyadék hőmérséklet indításkor < 60 C, - a -szabályozás aktív, - az üresjárási illesztéshez kielégítően hosszú üzem, - a részterheléses illesztéshez kielégítően hosszú üzem (kb. 0,5 óra). * Pl. egy 8 bites adat esetén 2 8 =256, azaz tartományon belül tud korrigálni, és ha a tartós illesztési korrektúra 128-ra csúszik, akkor nem marad tartalék a gyors beavatkozásra Lambda-szonda felügyelet -szonda meghibásodási okai a következők lehetnek: - mechanikai hiba: a kerámia test elreped vagy eltörik; - villamos hiba: zárlat, szakadás, hibás fűtés; - öregedés. Az EVE-nek a teljes terhelési és fordulatszám tartományra referencia értékek állnak rendelkezésre: - amplitúdó: dús/szegény váltakozás, - frekvencia: reakció idő. U új öregedés 0 t 17. ábra. A -szonda öregedése. Ha a szolgáltatott értékek egy előre rögzített tűréstartományon kívül esnek, akkor hibát regisztrál: MIL aktiválva és a hiba tárolva lesz. A monitorszonda védett a szennyeződéstől és a hőterheléstől. Ennek következtében kevésbe öregedik. Így egy második szabályozókört lehet kialakítani, amely finom beállításra alkalmas, de hátránya, hogy lassú. A monitorszonda felügyelete a következő üzemállapotokban történik: - gyorsítási üzemben: dúsítás miatt a feszültségnek növekednie kell, - tolóüzemben: szegényedik a keverék, ezért a feszültségnek csökkenie kell. Ha a mért értékek nem egyeznek az eltárolt értékekkel, akkor hibás a -szonda. A szélessávú vagy lineáris -szonda felügyelete nehezebben valósítható meg, mert nincs keverékingadozás. Ezért szándékos modulációt hoznak létre, amelyet ha nem követ a - szonda, akkor hibajel keletkezik. 18