Gépjármű Diagnosztika. Szabó József Zoltán Főiskolai adjunktus BMF Mechatronika és Autótechnika Intézet

Átírás

1 Gépjármű Diagnosztika Szabó József Zoltán Főiskolai adjunktus BMF Mechatronika és Autótechnika Intézet

2 7. Előadás OBD - EOBD fedélzeti diagnosztikai rendszerek

3 Környezetvédelmi önfelügyelő rendszer a gépjg pjárműben Öndiagnosztika

4 OBD E-OBD - D-OBD A járműgyártásban kifejlesztették a fedélzeti diagnosztikai rendszert (OBD - On Board Diagnostic), melynek feladata a motor környezetbarát működésének biztosítása. A fedélzeti elektronika ellenőrzését kiterjesztették a különböző szabályozó rendszerekre melyek a motor előírásszerű működését biztosítják

5

6 US US A jövő és a jelen haszonjármű környezetvédelmi normái a világban EU5 2008/9* EU6 2012/13* HK EU EU Big cities EU China EU4 2010/11* EU EU pnlt 2009/10* ppnlt 2013 US04/ EU US07/ EU EU EU EU EU KR EU4 2006/ 8* EU5 2010/11* TW US07/ EU EU4 2010/12* EU EU EU5/ US07/ JPN NLT 2010/11* USA szabályozás Japán szabályozás Jelenlegi EURO1-3 szab. Jelenlegi EURO4 szab. * Új járművek/ minden típus EU Forrás : Volvo Powertrain Martin Ericsson

7 PM (korom) (g/kwh) Közúti nehézgépjármű emissziós normák JPN NST 2005 US / 2004 JPN EU US EU EU Bevezetés éve, minden járműre PM=0, US-10 EU6 JPN pnlt JPN NLT US07 EU5 EU4 NOx (g/kwh) Forrás : Volvo Powertrain10300 Martin Ericsson

8 0.03 PM (korom) (g/kwh) Közúti nehézgépjármű ULTRA LOW emissziós normák JPN NLT 2007 Forrás : Renault Trucks Hungary Kft EU EU Bevezetés éve, minden járműre US JP ppnlt EU JP pnlt2010 US ,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 NO x (g/kwh) Forrás : Volvo Powertrain Martin Ericsson

9 Közúti nehézgépjármű emissziós normák Koromrészecskék Forrás : Renault Trucks Hungary Kft.

10 Környezetvédelmi megoldások a Renault Trucks-nál Környezetbarát járművek: A Renault Trucks az alábbi intézkedéseket hozta, hogy ipari tevékenysége minél inkább környezetbarát legyen: A fejlesztő és gyártó telephelyek teljesítették az ISO (AFAQ) verzió előírásait A Renault Trucks beszállítóinak kiválasztásánál is figyelembe veszi a környezetvédelmi szempontokat A tervezés során is ügyelnek a környezet védelmére: Felhasznált vegyi anyagok elemzése, ellenőrzése A kiválasztásnál az újrafelhasználhatósági fok is szempont A gyártás, összeszerelés tervezésénél is odafigyelnek a környezetre Forrás : Renault Trucks Hungary Kft.

11 Környezetvédelem a Renault Trucks-nál Hulladékká vált gépjármű : ugyan az európai direktívák csak a személy- és kishaszon-gépjárművekre vonatoznak, a Premium már most eleget tesz az újrafelhasználhatóságra vonatkozó legtöbb követelménynek. Fémek 78% Polimerek 5% Elasztomerek 5% Folyadékok 5% Egyéb 4% Premium újrafeldolgozási arány: 92 % - 96 %, (előírás: 85% 2015-re!) A Környezetvédelmi Politikája által a Renault Trucks elkötelezte magát, az egyre inkább környezetbarát tevékenység mellett. Forrás : Renault Trucks Hungary Kft.

12 Euro5 Incentive Forgalomba helyezés korlátozása A jelenlegi kínálatunkban Euro5 Incentive (DXi5, DXi7, DXi11, DXi13) járművek szerepelnek megfelelnek a 2005/55 * 2006/51 E direktíváknak 2009 október 1-től az Euro5 kötelező lesz az Európai Unióban. (2005/55 * 2006/51 G, direktívák) október 1-től minden, az EU-ban forgalomba helyezett járműnek meg kell felelni a 2005/55 * 2006/51 G direktíváknak. Ez azt jelenti, hogy az «Euro5 Incentive» járműveket nem lehet forgalomba helyezni 2009 október 1. után. (Országonként eltérő mértékű derogáció lehetséges.) Direktívák 2009/10/ /55 * 2006/51 E 2005/55 * 2006/51 G Euro5«Incentive»utolsó forgalomba helyezés Csak Euro5 Mandatory helyezhető forgalomba idő Országonként lehetnek eltérések! Forrás : Renault Trucks Hungary Kft.

13 EURO 5 : Károsanyag kibocsátási határértékek (Határérték g/kwh) Érvénybe lépés CO HC NOx PM Euro3 10/ Euro4 10/ Euro5* 10/ Euro 5 Vs Euro 0-89% - 87% - 89% - 98% * Az Euro5 Definitive (Mandatory) és az Euro5 Incentive határértékei azonosak. Forrás : Renault Trucks Hungary Kft.

14 EURO 5 : A nyomaték korlátozása EURO 4 (NOx) EURO 5 (NOx) Engedélyezett emissziós érték 3.5 g/kw/h 2 g/kw/h Riasztás (Hibakód tárolása a motorvezérlő számítógépben és a service lámpa átmeneti kigyújtása) Nyomaték korlátozása A service lámpa folyamatos kigyújtása Nyomatékkorlátozás a jármű következő indításakor 5 g/kw/h 3.5 g/kw/h 7 g/kw/h 7 g/kw/h * 16 tonna felett : maximális nyomaték 40%. 16 tonna alatt : maximális nyomaték 25%. (A tűzoltó és katonai járműveknél nincs nyomaték limit.) Forrás : Renault Trucks Hungary Kft.

15 EURO 5 : Az elemek fejlődése AdBlue adagolás: AdBlue fogyasztás Euro 4 Az üzemanyag-fogyasztás 4%-a Euro 5 Az üzemanyag-fogyasztás 6%-a 50%-kal több AdBlue az Euro 4-hez képest - a NOx kibocsátás csökkentése végett. Euro 5 EGR: akár 30% a visszavezetett kipufogógáz aránya, az Euro4 15%-ához képest

16 Katalizátor : EURO 5 : Az elemek fejlődése Nagyobb méret az Euro 4-hez képest: nagyobb kapacitás; több AdBlue, több NOx-t kezel Forrás : Renault Trucks Hungary Kft.

17 EURO 5 : Az elemek fejlődése NOx jeladó elhelyezkedése : Új helyre került a NOx jeladó (csak DXi11 és DXi13): közelebb került a kipufogógáz kilépéséhez pontosabb lesz így az információ Euro 4 / Euro 5 inc Euro 5 Forrás : Renault Trucks Hungary Kft.

18 EURO 5 : Az elemek fejlődése DXi11 hangtompító kipufogódob : két módosítás A keverő pozíciója a DXi11 Distribution-on: (azonos DXi 5 & DXi 7): Ezután az AdBlue injektor elé kerül beépítésre, csökkentve ezzel az AdBlue lerakódását és a kristályosodást.. Az injektor és a katalizátor közti csőhosszt megnövelték, hogy jobban keveredjen a kipufogógáz és az AdBlue. Keverő Keverő Csőhossz Euro 4 / Euro 5 Incentive Euro 5 Forrás : Renault Trucks Hungary Kft.

19 Az OBD által ellenőrz rzött rendszerek Az OBD rendszerek jelzik, ha olyan hiba lép fel melynek következtében a károsanyag kibocsátás a megengedett határértéket 1,5-szörösével túllépi. Egy hibajelző lámpa gyullad ki a műszerfalon és jelzi a járműtulajdonos felé a hibát. A hibajelzés fontos dolog, hiszen főleg benzines gépkocsiknál nehezen vehető észre, hogy magasabb kibocsátás esetén nem látható különbség a kipufogógázban és nem érezhető a rendellenesség a motor viselkedésében. Az OBD-s járműveknél ez nem fordulhat elő, hiszen az OBD által vezérelt MIL lámpa azonnal jelzi a hibát. Ez a megoldás nem tökéletes, hiszen a gépkocsivezetőtől függ, hogy megjavítatja a kocsiját vagy sem. A MIL lámpa kigyulladása után a rendszer eltárolja a futott kilométerek számát, Magyarországon ezt csak a márkaszervizek figyelik, a garanciális problémák elbírálásakor. Az USA-ban a rendőr ellenőrizni tudja a MIL lámpával megtett utat, ennek függvényében határozzák mehg a büntetést!

20 OBD, EOBD (FEDÉLZETI DIAGNOSZTIKA) KIPUFOGÓGÁZ-TECHNIKA ÉS FEDÉLZETI ÁLLAPOTFELÜGYELET a rendszerelemek és funkciók hibás állapotán túl a romlás mértékének (állapotosztály) azonosítása, a hiba bekövetkezésekor a paraméterkörnyezet rögzítése (Freeze Frame), hibatároló-kiolvasás villogókód helyett rendszerteszterrel (Generic ScanTool). Az OBD II jelenleg az alábbi emisszióreleváns rendszerek állapotfelügyeletét kell, hogy ellássa: égésfolyamat (bekövetkezik-e égés a hengerben), katalizátor (aktivitás), oxigénérzékelő (lambdaszonda-reakciósebesség), szekunderlevegő-rendszer (tényleges működés), kipárolgásgátló-rendszer (tömítettség), kipufogógáz-visszavezető rendszer.

21 Jogi alapok október 13-án az Európai Únió megszüntette azt a 98/69/EC-számú EUirányelvet, amely az összes tagország számára kötelezővé teszi az EOBD bevezetését. Ezt az irányelvet a Német Szövetségi Köztársaságban is honosították. Az EOBD bevezetése nem kapcsolódik közvetlenül a Német Szövetségi Köztársaság (D2, D3, D4) ill. az Európai Únió egyetlen másik kipufogógáz-szabványához (EU II, EU III, EU IV) sem, ezért a bevezetés időpontját és a hozzátartozó átmeneti időszakot e kiufogógáz-szabványoktól külön kell kezelni. A bevezetés időpontja től a gépkocsiipar csak akkor kap az új, benzinmotoros járműtípusokhoz típusvizsgát, ha azok EOBD-vel rendelkeznek. Az EOBD-törvény nem vonatkozik azokra a járművekre, amelyekre a vevő előtt kiváltotta a forgalmi engedélyt. Az EOBD áttekintése Az EOBD eltárolja a kipufogógázellenőrző lámpa világításának időtartamát (megtett kilométerekben). Forrás : Porsche Hungária Kft.

22 Forrás : Porsche Hungária Kft.

23 Forrás : Porsche Hungária Kft.

24 Forrás : Porsche Hungária Kft.

25 Az EOBD eljárás menete Forrás : Porsche Hungária Kft.

26 OBD hajtáslánc-felügyelet FELÜGYELETI MÓDOK FOLYAMATOS IDŐSZAKOS /permanens/ /szporadikus/ STFT: Short Term Fuel Trim LTFT: Long Term Fuel Trim LITO-TECHNIK Jeladók: motor-fordulatszámadó vezérműtengely-jeladó kopogásérzékelő hőmérséklet-érzékelő légtömegmérő fojtószelep-poti,/kapcsoló, Alapjárati szabályozás Befecskendezőszelepek Lambdaszabályozás* ÉGÉSKIMARADÁS AGR /kipfogógáz-visszavezetés/ Tankszellőztető-rendszer működés, /tömítettség/ Töltőnyomás-korlátozás Lambdaszonda /szabályozó + monitor/ szondafűtés jel, jel-dinamika Szekunderlevegő-rendszer Katalizátor hatásfok CAN-BUS OBD felügyeleti rendszer

27 MIL diagnosztikai lámpa (Malfunction Indicator Lamp) Követelmények, jellemzők: - könnyen felismerhető legyen, - optikai (MIL) kiegészítő hangjelzés megengedett - szabványos szimbólum (ISO 2575) - színe: sárga ( vörös szín alkalmazása tilos) - működés ellenőrzés: gyújtás BE állapotban Kijelzési módozatok: - villog: katalizátor-károsodás esetén (pl. gyújtáskihagyás) - folyamatosan világít: kipufogógáz-releváns hibánál Jellemző aktiválási szint: - A megengedett határérték 1,5x túllépése LITO-TECHNIK OBD felügyeleti rendszer

28 OBD diagnosztikai aljzat Pin Pin Pin 4 Pin 5 Pin 16 Pin Adatátvitel az ISO szerint Adatátvitel a SAE J 1850 szerint /BUSZ+ és BUS-/ Járműtest Jeltest Akkumulátor + CAN-BUS-High + CAN-BUS-Low /J-2284/ Minden további Pin-t a gyártó szabadon használhatja az egyéb diagnosztikai funkcióhoz.

29 OBD diagnosztikai aljzat

30 ISO-szabv szabványos protokollok Gyártmány/Típus EURO- III motor Környezetvédelmi hibatároló olvasása / törlése Freeze-Frame-információk READINESS-KÓDOK /Üzemállapot-kódok/ (8 csatornás megjelenítés) OBD-E Évjárat (EU) Motor-környezetvédelmi önfelügyelő rendszer hibatároló lekérdezése és törlése. / járó motornál a MIL-lámpa világít/ P0xxx/P1xxx/P2xxx-hibakódok Motor RI-kódok *** OBD *** automata MODE 2/3/ X MWB- Paraméter ábrázolás ISO (5 baud) MODE 2/3/ X X ISO (5 BAUD 00 - X X ISO (25/25ms) 00 - X X ISO (PWM) 00 - X X ISO (VPW) 00 - X X ISO (CAN) ID-11Bit (250) 00 - X X ISO (CAN) ID-29Bit (250) 00 - X X ISO (CAN) ID-11Bit (500) 00 - X X ISO (CAN) ID-29Bit (500) 00 - X X MODE 1: RI-kódok, fordulatszám, motorhőmérséklet, befecskendezési idő, MODE 2: Freeze Frame adatok /az eltárolt hibák környezeti paraméterei/, MODE 3: Az állandó statikus hibák lekérdezésének üzemmódja, MODE 5: Lambdaszonda-jel (feszültség, vagy áram), MODE 7: Az időszakosan fennálló ún. szporadikus hibák lekérdezési üzemmódja LITO-TECHNIK OBD felügyeleti rendszer

31 OBD hibakódrendszer Melyik rendszerben lépett fel a hiba? P = Hajtáslánc (Powertrain) B = Karosszéria (Body) C = Futómű (Chassis) U = BUS-rendszer (Network) Melyik hibakód-csoportot jelzi? 0 = Gyártó független kód 1 = Gyártó-specifikus kód (nincs előírva) 2 = Gyártó független kód (ISO ill. SAE J2012 szerint) 3 = a) P3000 P3399 = gyártó specifikus b) P3400 P3999 = gyártó független (ISO ill. SAE J2012 szerint) P Melyik szabályozáshoz tartozik a hiba? 1/2 = Üzemanyag- és levegőmérés/ellátás 3 = Gyújtásrendszer, vagy égéskihagyás 4 = Károsanyag-csökkentő kiegészítő rendszerek 5 = Sebesség-, és üresjárat-szabályozó rendszer 6 = Vezérlőegység és annak jelkimenetei 7/8 = Sebességváltó Melyik komponensnek milyen hibája van? Pl. P0420 = Katalizátor átalakítási hatásfok (1.hsor) túl alacsony

32 OBD hibakód környezeti paraméterek Adattároló-olvasás /Freeze-Frame adatok/ FOJTÓSZELEP-ÁLLÍTÓ-MOTOR Hibás működés ************ KIEGÉSZÍTŐ INFÓ A HIBAKÓDHOZ AZ ECU-tól ************** Tárolt hiba: Fojtószeleppoti-érték 1: Feszültség túl alacsony Lambda-szabályozás: KI Motorterhelés (%): 45 Hűtőfolyadék-hőmérséklet (ºC): Szívócsőnyomás: mbar 430 Hosszúidejű üza LTFT szabályozás (%): Gyors üza. STFT szabályozás (%): 0.00 Sebesség (km/h): Motor-fordulatszám (1/perc): Gyújtásszög (ºft): Fojtószelepállás vészprogramban Eltelt idő a motor indítása óta (perc): Megtett km a MIL BE óta: Hibakód gyakoriság: 9 LITO-TECHNIK OBD felügyeleti rendszer

33 Readinesse-kódok dok /OBD funkció-teszt/ (üzemállapot készsk szség g kódok) k OBD-funkcióvizsgálat: - Folyamatosan felügyelt tételek -Időszakosan felügyelt tételek Readinesscode Egy 8-jegyű számkód, amely megmutatja, hogy a jármű-rendszerek OBD-vizsgálatai végre lettek-e hajtva. 0 - végrehajtva 1 - nincs végrehajtva Nem teljes körűen elvégzett üzemkészség vizsgálat: Támogatott RI-kódsor: Elvégzett vizsgálat: Teljes körűen elvégzett vizsgálat Támogatott RI-kódsor: = Rendszer beépítve és vizsgálható 0 = Rendszer nincs beépítve, vagy a vizsgálat nem támogatott 1 = Vizsgálatot nem végezte még el 0 = Vizsgálatot elvégezte, vagy a vizsgálat nem támogatott Elvégzett vizsgálat:

34 Forrás : Porsche Hungária Kft.

35 Readiness kód Az EOBD keretén belül az összes elektromos alkatrész helyes működése állandó ellenőrzés alatt áll. Ezenkívül olyan teljes rendszerek (pl. kipufogógáz-visszavezetés) vizsgálata is folyik, amelyek nem állandóan aktívak. Ahhoz, hogy ellenőrizni lehessen, hogy e vizsgálatok valóban megtörténtek, readinesscodeot adnak meg. Ez egy 8-jegyű számkódból áll, melynek minden jegye 0 (vizsgálat megtörtént) vagy 1 (vizsgálat nem történt meg) lehet. A motorvezérlő-egység adja meg a readinesscodeot, ha: - ha a readinesscode-ot törölték. - ha a motorvezérlő-egységet először helyezik üzembe. Forrás : Porsche Hungária Kft.

36 Forrás : Porsche Hungária Kft.

37 Forrás : Porsche Hungária Kft.

38 Forrás : Porsche Hungária Kft.

39 Forrás : Porsche Hungária Kft.

40 Forrás : Porsche Hungária Kft.

41 Mit vizsgál a fedélzeti diagnosztika?

42 Összefoglalva - OBD II és s EOBD elemei Az OBD II/EOBD lényeges l elemei: MIL lámpa új figyelmeztetési alapfunkció: a lámpa nem ég, a lámpa ég, az OBD I-hez képest az üzemmód kiegészül a lámpa villog üzenettel, ami olyan súlyos hibát jelent, mely a katalizátor károsodását is maga után vonhatja a rendszerelemek és funkciók hibás állapotán túl a romlás mértékének (álla-potosztály) azonosítása, a hiba bekövetkezésekor a paraméterkörnyezet rögzítése (Freeze Frame),. hibatároló-kiolvasás villogókód helyett rendszerteszterrel (Generic Scan- Tool). Az OBD II/EOBD jelenleg az alábbi rendszerek állapotfelügyeletét t kell, hogy ellássa: égésfolyamat (bekövetkezik-e égés a hengerben), katalizátor (aktivitás), oxigénérzékelő (lambdaszonda-szabályozás), szekunderlevegő-rendszer (tényleges működés), kipárolgásgátló-rendszer (tömítettség), kipufogógáz-visszavezető rendszer.

43 Példa az elektromos kipufogógáz visszavezetés s EOBD diagnosztikájára Forrás : Porsche Hungária Kft.

44 Kipufogó gáz z visszavezetés s EOBD diagnosztikai vizsgálata Forrás : Porsche Hungária Kft.

45 Hengerszelektív égéskimaradás-felismerés Egyenetlen járás vizsgálata : A motorfordulatszám-jeladó a forgattyús tengelyre szerelt jelzőtárcsa segítségével felismeri az égéskimaradások által előidézett motorfordulatszám ingadozásokat. A Hall-jeladó jelével együtt (vezérműtengely-állás) a motorvezérlőegység meghatározza a megfelelő hengert, a hibát eltárolja a hibatárolóban és a kipufogógáz-ellenőrző lámpát bekapcsolja. Nyomaték-kiértékeléses eljárás: A nyomaték kiértékeléses eljárás az egyenetlen járás vizsgálatával megegyező módon a motorfordulatszám- jeladó és a Hall-jeladó jele segítségével hengerszelektíven felismeri az égéskimaradásokat. A különbség a motorfordulatszám-jel kiértékelésében van. A nyomaték-kiértékeléses eljárás összehasonlítja az egyenetlen fordulatszámot, amely a gyújtás és a sűrítés következtében alakul ki, a motorvezérlő-egység adott számításaival. E számítások alapja a terheléstől és a fordulatszámtól függő forgatónyomaték, a lendítő tömeg és az ezekből adódó motorfordulatszám-jelleggörbe. A motor így kiszámított nyomaték-ingadozásai ugyanolyan kifejezőek, mint az egyenetlen járás vizsgálatának eredményei, azonban a motorfordulatszám-jelleggörbét minden motor-típushoz meg kell határozni és a motorvezérlő-egységben el kell tárolni.

46 Forrás : Porsche Hungária Kft. EOBD Diagnosztika egyenetlen motorfordulat- szám m alapján Az egyszerűség kedvéért ebben a példában csak az 1.sz hengert vesszük figyelembe. A sűrítés alatt a motor mozgási energiája a hajtóanyag/levegőkeverék összenyomására használódik el. A motor fordulatszám csökken. A sűrítés után a gyújtás következik és a motorfordulatszám megnő. Ily módon minden égési folyamatnál ingadozó motorfordulatszám jön létre a sűrítés és gyújtás következtében. Ha mind a négy hengert figyelembe vesszük, akkor az egyes fordulatszám-ingadozások átfedik egymást, és egy összesített görbét adnak. Ezt a görbét a motorfordulatszám jeladó figyeli és a motor karakterisztikus értékeivel végzett számítások révén a motorvezérlő-egység ellenőrzi.

47 Forrás : Porsche Hungária Kft. Égéskimaradások felismerése a motorfordulatszám-jel segítségével

48 CAN-bus öndiagnosztika Forrás : Porsche Hungária Kft.

49 Forrás : Porsche Hungária Kft. Lambda szonda vizsgálat

50 Forrás : Porsche Hungária Kft. Lambda szonda vizsgálat

51 A katalizátor tor utáni szonda szabályoz lyozási határ-vizsg vizsgálata Forrás : Porsche Hungária Kft.

52 Forrás : Porsche Hungária Kft.

53 A katalizátor tor utáni szonda mozgásának vizsgálata Forrás : Porsche Hungária Kft.

54 Hajtóanyag anyag szellőztet ztető rendszer Forrás : Porsche Hungária Kft.

55 Hajtóanyag anyag szellőztet ztető rendszer Forrás : Porsche Hungária Kft.