Διαγνωστικός Έλεγχος Αυτοκινήτου

Τα μηχανοκίνητα οχήματα είναι η μεγαλύτερη πηγή τοξικών ατμοσφαιρικών ρύπων, όπως για παράδειγμα της αιθαλομίχλης. Τα σύγχρονα οχήματα μπορεί να είναι πιο "καθαρά", λόγω της τεχνολογικής προόδου και τις στρατηγικές ελέγχου εκπομπών καυσαερίων, αλλά οι εκπομπές ρύπων μειώνονται μόνον όταν λειτουργούν ομαλά όλα τα συστήματα του οχήματος. Όταν ένας κινητήρας δεν λειτουργεί σωστά, η απόδοση του μειώνεται, τα καύσιμα σπαταλώνται και οι εκπομπές καυσαερίων από την εξάτμιση αυξάνονται δραματικά. Τίθεται, επίσης, και θέμα ασφάλειας του οχήματος, ειδικά σε υψηλές ταχύτητες. Το σύστημα ΟΒD (On Board Diagnostics) μπορεί να ανιχνεύσει και να κατευθύνει τον εκπαιδευμένο τεχνικό, ακόμα και εάν το σφάλμα που υπάρχει δεν είναι η πηγή του προβλήματος. Πολλά από αυτά τα προβλήματα δεν είναι εύκολο να εντοπιστούν, επειδή προέρχονται από το ηλεκτρικό σύστημα ή είναι χημικής φύσης. Το ΟΒD προσφέρει τη δυνατότητα εντοπισμού του προβλήματος, της διόρθωσής του και της κατάλληλης συντήρησης, πριν εκδηλωθούν σοβαρότερα και δαπανηρότερα προβλήματα.

Ιστορία

Για να καταπολεμήσει το πρόβλημα της αιθαλομίχλης στην περιοχή του Λος Άντζελες, η πολιτεία της Καλιφόρνια καθιέρωσε τα συστήματα ελέγχου εκπομπής στα αυτοκίνητα ήδη από το 1966. Στην Καλιφόρνια αυτή η διαδικασία καλείται αιθαλομίχλη με αγάπη. Η κυβέρνηση των ΗΠΑ επεξέτεινε τους ελέγχους σε εθνικό επίπεδο το 1968. Στη συνέχεια θέσπισε τον "Νόμο της καθαρής ατμόσφαιρας" (Clean Air Law) το 1970 και καθιέρωσε την Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος (ΕΡΑ, Environmental Protection Agency). Αυτή η Υπηρεσία θέσπισε μια σειρά προτύπων και απαιτήσεων εκπομπής ρύπων, πράγμα που απαιτούσε την ορθή  συντήρηση των οχημάτων για εκτεταμένες χρονικές περιόδους. Αυτά τα πρότυπα μεταφέρθηκαν ανάλογα σε όλους τους τύπους οχημάτων με την ελπίδα να λυθεί το πρόβλημα της ρύπανσης του περιβάλλοντος. Για να ανταποκριθούν σε αυτά τα πρότυπα, οι κατασκευαστές δημιούργησαν καινούργια συστήματα, στα οποία διάφοροι αισθητήρες ελέγχουν την απόδοση των κινητήρων και, ρυθμιζόμενοι κατάλληλα, συνεργάζονται με τα ηλεκτρονικά ελεγχόμενα συστήματα ανάφλεξης και τροφοδοσίας, περιορίζουν την ρύπανση στο ελάχιστο δυνατό. Αυτές οι διαδικασίες αποτέλεσαν το έναυσμα δημιουργίας των πρώτων διαγνωστικών ΟΒD, ώστε να παρέχουν τις πληροφορίες στους τεχνικούς συντήρησης για να τις χρησιμοποιήσουν στην επισκευή του οχήματος. Αρχικά υπήρξαν κάποια πρότυπα και κάθε κατασκευαστής είχε τα συστήματα και τα σήματα του. Όλοι προσπάθησαν να καθορίσουν τα πρότυπα αλλά γρήγορα δημιουργήθηκαν προβλήματα. Στις αρχές του 1988 ο οργανισμός τυποποίησης (SAE) θέσπισε κάποια πρότυπα όπως το «βύσμα συνδέσεων στοιχείων» (DLC), ένα τερματικό, δηλαδή, με 16 ακροδέκτες που συνδέονται με την Κεντρική Ηλεκτρονική Μονάδα Ελέγχου του αυτοκινήτου.

Το ΕΡΑ προσάρμοσε τα περισσότερα από τα πρότυπα του με βάση αυτά του SAE στα διαγνωστικά προγράμματα και τις συστάσεις του. Έτσι αποφασίστηκε από τους παραπάνω οργανισμούς μαζί και από την Clean Air Act (Πρόγραμμα για τον Καθαρό Αέρα) της Καλιφόρνια η υποχρεωτική εφαρμογή του ΟΒD μέχρι την 1η Ιανουαρίου 1996 από όλους τους κατασκευαστές. Μερικοί κατασκευαστές προσαρμόστηκαν νωρίτερα και παρήγαγαν οχήματα που κάλυπταν την οδηγία από το 1992, πολύ πριν από την υποχρεωτική ημερομηνία.

Έννοια του OBD

Το OBD (επί του αυτοκινήτου διάγνωση), εισήχθη αρχικά από την General Motors το 1981. Ο σκοπός του ΟΒD ήταν να μπορούν να εκτελεστούν διαγνωστικά στο σύστημα ελέγχου εκπομπής καυσαερίων ενός οχήματος. Όταν η κεντρική μονάδα ελέγχου του οχήματος διαπιστώσει δυσλειτουργία στο σύστημα ελέγχου εκπομπής, τρία πράγματα έπρεπε να γίνουν.

 Πρώτον, θα άναβε μια προειδοποιητική λυχνία στον πίνακα οργάνων του οχήματος, για να ενημερώσει τον οδηγό ότι υπήρξε ένα πρόβλημα.
 Δεύτερον, να δημιουργήσει έναν κώδικα στην κεντρική μονάδα ελέγχου και
 Τρίτον, να καταγράψει τον κώδικα στη μνήμη του υπολογιστή, ώστε να μπορεί να ανακτηθεί αργότερα από έναν τεχνικό, για τη διάγνωση και την επισκευή.

Από την σεζόν (model year) του 1988 όλα τα αυτοκίνητα που πωλούνταν στην Καλιφόρνια εξοπλίζονταν υποχρεωτικά με OBD. Αυτά έγιναν έπειτα πρότυπα βιομηχανίας σε όλη την Αμερική και όλα τα αυτοκίνητα που πωλήθηκαν είχαν κάποια μορφή του ΟΒD. Ωστόσο, η πρώτη έκδοση ΟΒD είχε δύο σοβαρές ατέλειες:

 Καταρχήν, κάλυπτε μόνο το σύστημα εκπομπής ρύπων από τον κινητήρα. Οι ατμοί δεξαμενών καυσίμων δεν ελέγχονταν. Οι εκπομπές καυσαερίων από τις εξατμίσεις δεν μπορούσαν να μετρηθούν και μόνο οι συσκευές που εγκαταστάθηκαν συγκεκριμένα για τον έλεγχο εκπομπής ρύπων ελέγχονταν.

 Επιπλέον, δεν υπήρχε καμία τυποποίηση σε όλη τη βιομηχανία. Κάθε κατασκευαστής είχε έναν διαφορετικό όρο για το λαμπάκι προειδοποίησης που ήταν αναμμένο στον πίνακα οργάνων του οχήματος, όταν παρουσιαζόταν μια δυσλειτουργία. Η GΜ το ονόμασε check engine ή service engine δηλαδή «ελέγξτε τον κινητήρα», η Chrysler το ονόμασε power loss (απώλεια ισχύος). Η Ford το ονόμασε «λυχνία κινητήρα». Τα περισσότερα εισαγόμενα αυτοκίνητα το αποκάλεσαν «λυχνία ελέγχου κινητήρα». Αυτό δεν προκαλούσε δυσκολίες μόνο στους τεχνικούς, αλλά και στους οδηγούς. Πολλοί οδηγοί έβλεπαν τη λυχνία αυτή να ανάβει στον πίνακα οργάνων, πήγαιναν το αυτοκίνητο τους για επισκευή και ζητούσαν αλλαγή λαδιών αναμένοντας να σβήσει η λυχνία. Αυτό, βέβαια, δεν γινόταν, και μετά από τα περιττά χρήματα που έδιναν στα συνεργεία το σφάλμα έπρεπε να εντοπιστεί και να επισκευαστεί ξανά και αυτό σήμαινε και άλλα χρήματα για τους οδηγούς. Το σύστημα κωδικοποίησης για κάθε κατασκευαστή ήταν επίσης διαφορετικό, καθιστώντας τη διάγνωση πολύ πιο δυσχερή.

Η έννοια και το ξεκίνημα του «Διαγνωστικά» στο ΟΒD II 

Η GΜ εισήγαγε το ΟΒD II σε πρότυπα οχήματα το 1994. Περισσότερες προδιαγραφές προστέθηκαν το 1995. Από το 1996 όμως όλα τα βενζινοκίνητα οχήματα και τα ελαφρά φορτηγά της GΜ που πωλούνται στις ΗΠΑ είναι εξοπλισμένα με το ΟΒD II. Το ΟΒD II είναι όργανο ελέγχου εκπομπών καυσαερίων, που εξετάζει συνεχώς τη λειτουργία του συστήματος. Το σύστημα μπορεί να πραγματοποιήσει περισσότερες από 100 διαφορετικές δοκιμές κάθε φορά που χρησιμοποιείται το όχημα. Ο υπολογιστής ΟΒD II «θυμάται» ορισμένους όρους για τα συστήματα και τους αισθητήρες που ελέγχει. Μερικοί από αυτούς τους όρους είναι φορτίο κινητήρα, ταχύτητα περιστροφής κινητήρα, ταχύτητα οχήματος και θερμοκρασία ψυκτικού μέσου του κινητήρα. Εάν ο υπολογιστής διαπιστώσει ότι υπάρχει πρόβλημα, ένας διαγνωστικός κώδικας (DTC) αποθηκεύεται στη μνήμη του υπολογιστή. 
Το DTC, καθώς επίσης και οι αναφερόμενοι όροι, μπορούν να αντιμετωπισθούν από τον τεχνικό. Κάθε όχημα που έχει ΟΒD II είναι εξοπλισμένο με «βύσμα συνδέσεων στοιχείων» (DLC), ένα τερματικό, δηλαδή, με 16 ακροδέκτες που συνδέονται με τον υπολογιστή του αυτοκινήτου. Το DLC βρίσκεται συχνά κάτω από την κονσόλα των οργάνων κοντά στη θέση οδήγησης. Οι καταρτισμένοι τεχνικοί συνδέουν τα διαγνωστικά εργαλεία με το DLC και με κώδικες DTC εντοπίζουν το πρόβλημα. Τα ίδια εργαλεία μπορούν να ελέγξουν τις επισκευές που εκτελούνται στο σύστημα, προτού να επιστραφεί το όχημα στον πελάτη.

Το άναμμα της λυχνίας

Ο υπολογιστής αρχίζει να λειτουργεί μόλις πραγματοποιηθεί η πρώτη ανάφλεξη του μίγματος αέρα-καυσίμου. Κάθε φορά που το όχημα κινείται ο υπολογιστής τρέχει αυτόματα ορισμένες διαγνωστικές δοκιμές. Οι περισσότερες δοκιμές λειτουργούν υπό πολύ συγκεκριμένους όρους. Παραδείγματος χάριν, η θερμοκρασία ψυκτικού μέσου, οι στροφές του κινητήρα και η ταχύτητα του οχήματος πρέπει να είναι μέσα σε ορισμένες τιμές, προτού γίνουν κάποιες δοκιμές. Σε μερικές περιπτώσεις, διάφορες δοκιμές πρέπει να αποτύχουν προτού να ανάψει η λυχνία - σε άλλες περιπτώσεις μόνο ένα περιστατικό είναι αρκετό για να θέσει το DTC σε λειτουργία και να ανάψει το check engine. Αυτό βοηθά στο να μειωθεί το παραπλανητικό check engine που θα έστελνε το όχημα στο συνεργείο, ενώ στην πραγματικότητα δεν θα υπήρχε πρόβλημα.

Χρήστες του ΟΒD II

Μόνο οι καταρτισμένοι, εκπαιδευμένοι τεχνικοί που εξοπλίζονται με το νεώτερο διαγνωστικό και με τον εξοπλισμό επισκευής είναι σε θέση να χρησιμοποιήσουν το σύστημα ΟΒD II. Μερικά σφάλματα που αναγκάζουν το check engine να ανάψει μπορεί να μην υφίστανται καν και ο μηχανικός πρέπει να είναι σε θέση να το καταλάβει. Όλες οι μεγάλες εταιρείες και οι αντιπροσωπείες τους εκπαιδεύουν τους τεχνικούς τους στα εργαλεία πληροφοριών ώστε να είναι σε θέση να εντοπίσουν το οποιοδήποτε πρόβλημα. Αυτό προϋποθέτει βέβαια ένα κατάλληλα εξοπλισμένο σύστημα ΟΒD II.

Η ανάπτυξη των προτύπων εκπομπών

ΗΠΑ
Η ομοσπονδιακή αντιπροσωπεία προστασίας του περιβάλλοντος (ΕΡΑ) ανέπτυξε την ομοσπονδιακή διαδικασία δοκιμής (ΡΤΡ), μια σειρά αυστηρών δοκιμών που κάθε αυτοκίνητο και φορτηγό που πωλείται στις ΗΠΑ πρέπει να περάσει. Το ΡΤΡ περιλαμβάνει τους προγραμματισμένους κύκλους κατά τη διάρκεια των οποίων οι εκπομπές ελέγχονται, τροφοδοτώντας με καύσιμα με ένα ακριβές ποσό, τον τύπο και το βαθμό καυσίμων, άλλες συγκεκριμένες δοκιμές εκπομπών, και περισσότερους. Το ΕΡΑ ανέπτυξε τα πρότυπα εκπομπών και το ΡΤΡ, για να επιτρέψει σε όλους τους κατασκευαστές να δημιουργήσουν συστήματα με παρόμοιες οδηγίες.

Ευρώπη

Προκειμένου να βελτιωθεί η ποιότητα της ατμόσφαιρας στην Ευρώπη, το Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο και το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο δημοσίευσαν την «Οδηγία και μέτρα ώστε να αντιμετωπιστεί η μόλυνση της ατμόσφαιρας από τις εκπομπές καυσαερίων από τα μηχανοκίνητα οχήματα». Το Ε-ΟΒD ή τα ευρωπαϊκά «επί του οχήματος διαγνωστικά» είναι η ευρωπαϊκή εκδοχή του αμερικανικού διαγνωστικού πρωτοκόλλου του OBD ΙΙ. Είναι ολοκληρωμένο διαγνωστικό σύστημα ενσωματωμένο στο ηλεκτρονικό σύστημα διαχείρισης του κινητήρα και είναι υπεύθυνο για την μέτρηση, ανάλυση και σύγκριση των προγραμματισμένων τιμών καθώς και την λήψη αποφάσεων και την εκτέλεση λειτουργιών. Το ΕΟΒD ελέγχει εξαρτήματα σχετιζόμενα με την διαχείριση καυσαερίων, υποσυστήματα και ηλεκτρικά εξαρτήματα των οποίων η βλάβη ή η λανθασμένη λειτουργία οδηγεί σε υπέρβαση προκαθορισμένων ορίων εκπομπών ρύπων. Απώτερος σκοπός της Ε.Ε είναι ο περιορισμός της ατμοσφαιρικής ρύπανσης μέσω ενός προγράμματος (Clean Air Act) μέρος του οποίου είναι και το ΕΟΒD. Το ΟΒD και τώρα το ΕΟΒD έχουν σχεδιαστεί από κοινού με την κυβέρνηση και τους κατασκευαστές οχημάτων για να βεβαιώσουν τα οχήματα που οργανώνονται με τα σωστά επίπεδα εκπομπής καυσαερίων. Αυτή η οδηγία ασκεί άμεση επίδραση για όλους τους κατασκευαστές οχημάτων.

Οι προδιαγραφές που καθορίζονται στην οδηγία ίσχυσαν για όλα τα πρότυπα που παράγονται από την 1η Ιανουαρίου 2001 για τις μηχανές εσωτερικής καύσης συνολικού βάρους έως 2,5 τόνων (με καύσιμο βενζίνη). Για τα νέα μοντέλα αυτοκινήτων με πετρελαιοκινητήρα, ίσχυσαν από την 1η Ιανουαρίου 2003. Η οδηγία καλύπτει επίσης τον έλεγχο για την εκπομπή των σχετικών συστατικών. Το ΕOBD πρέπει να παρουσιάσει την αποτυχία ενός σχετικού με την εκπομπή καυσαερίων οργάνου ή ενός συστήματος στον οδηγό χρησιμοποιώντας ένα λαμπάκι δυσλειτουργίας όπως και το ΟΒD. Οι αισθητήρες και οι ενεργοποιητές, μαζί με το διαγνωστικό λογισμικό μέσα στη μονάδα ελέγχου του αυτοκινήτου, αποτελούν το «σύστημα ΟΒD».

Πρωτόκολλα επικοινωνιών για τα οχήματα

Εμπειρικά, τα αυτοκίνητα της GΜ και τα ελαφριά φορτηγά χρησιμοποιούν το SΑΕ Τ1850 VPW (μεταβλητή διαμόρφωση πλάτους παλμού). Τα προϊόντα της Chrysler και όλες οι ευρωπαϊκές και οι περισσότερες ασιατικές εταιρείες κατασκευής χρησιμοποιούν τα στοιχεία κυκλώματος ΙSΟ 9141. Υπάρχουν μερικές παραλλαγές μεταξύ των οχημάτων, όπως το Cadillac Careta, ένα γερμανικό παράγωγο της Οpel, το οποίο χρησιμοποιούσε το ευρωπαϊκό πρωτόκολλο του ΙSΟ 9141.
Από το 1996 και για τα πιο πρόσφατα οχήματα, μπορούμε να ξέρουμε ποιο πρωτόκολλο χρησιμοποιείται με την εξέταση του βύσματος ΟΒD II:

 JΙ850  VPW - το βύσμα πρέπει  να έχει  τις μεταλλικές επαφές στους ακροδέκτες 2,4,5, και 16 - πλην όμως όχι 10.

 ΙSΟ  9141-2 - το βύσμα πρέπει να έχει τις μεταλλικές επαφές στους ακροδέκτες 4,5,7,15 και 16

 J1850  PWM - το βύσμα πρέπει να έχει τις μεταλλικές επαφές στους ακροδέκτες 2,4,5,10 και 16

Εξωτερικοί σύνδεσμοι
 obd-2.de
 obd-ii.net 
 Carplugs

Τεχνολογία οχημάτων