Системы бортовой диагностики автомобиля (OBD)

Системы бортовой диагностики автомобиля (OBD)

 

Чтобы обеспечить соблюдение требований законодательства в отношении ограничения токсичности отработавших газов, необходимо во время движения автомобиля непрерывно контролировать состояние двигателя и иных компонентов. Вот о том, какие существуют системы бортовой диагностики автомобиля (OBD), мы и поговорим в этой статье.

 

Содержание
  1. OBD I (CARB)
  2. OBD II (CARB)
  3. OBD (ЕРА)
  4. EOBD (ЕС)
  5. Другие страны
  6. Требования к системе OBD
  7. Функции систем OBD
  8. Примеры функций системы OBD
  9. Требования к системам OBD большегрузных грузовых автомобилей

 

Сначала в Калифор­нии были приняты нормативные положения, касающиеся мониторинга систем ограничения токсичности отработавших газов и их компо­нентов. Эти нормы содержат расширенные и стандартизованные требования, предъявляе­мые к этому мониторингу.

OBD I (CARB)

 

В 1988 году вступила в силу первая ступень стандарта CARB (Калифорнийского совета по воздушным ресурсам) — OBD I. В отношении этой первой ступени систем OBD имеют место следующие требования:

  • Мониторинг электрических компонентов систем ограничения токсичности отработав­ших газов (на предмет коротких замыканий и обрывов цепей) и запись кодов неисправ­ностей в памяти блока управления:
  • Наличие сигнальной лампы (MIL), извещаю­щей водителя о неисправности;
  • Надпись «Оn-board» означает возможность определения на месте неисправного компо­нента, например, по коду, обозначающе­муся миганием сигнальной лампы.

 

 

 

OBD II (CARB)

 

В 1994 году вступила в силу вторая ступень стан­дарта CARB — OBD II. С1996 года требования OBD II стали обязательными для автомобилей с ди­зельными двигателями. В дополнение к требо­ваниям ступени OBD I они предписывают мони­торинг функций системы, например, проверку допустимости величин сигналов датчиков.

OBD II предписывает мониторинг всех си­стем и компонентов, относящихся к системам ограничения токсичности отработавших га­зов, если их неисправность вызывает увели­чение токсичности. Кроме того, эти нормы требуют мониторинга всех компонентов, ис­пользуемых для мониторинга компонентов систем ограничения токсичности отработав­ших газов, или компонентов, влияющих на результаты диагностики. Как правило, диа­гностика всех контролируемых компонентов и систем должна выполняться как минимум один раз во время цикла испытаний на токсич­ность отработавших газов, например, цикла испытаний FTP 75.

Нормы OBD II предписывают стандартизацию информации, записываемой в память неисправ­ностей и доступа к этой информации (разъемы, методы связи) в соответствии со стандартом ISO 15031 и соответствующими стандар­тами SAE (Общества автомобильных инжене­ров США). Это позволяет считывать данные, записанные в памяти, при помощи стандарти­зованных тестеров (сканирующих приборов).

Расширение требований OBD II

 

Со времени вступления в силу норм OBD II они несколько раз пересматривались. Начиная с 2004 модельного года, введены в действие новые нормы CARB-OBD II, которые, кроме более строгих и дополнительных функцио­нальных требований, также содержат требова­ние контроля частоты диагностики в процессе повседневной эксплуатации, начиная с 2005 года («показатель постоянного мониторинга»). Начиная с 2007 года и до конца 2013 года: Требования последней редакции применяются к автомобилям, выпущенным с начала 2007 модельного года. Дополнительные требования к бензиновым двигателям в основном заключа­ются в контроле состава смеси, поступающей в отдельные цилиндры (на предмет нарушения соотношения воздух/топливо), расширении тре­бования к диагностике процесса холодного пуска двигателя и постоянного хранения информации об ошибках/неисправностях, что также отно­сится к автомобилям с дизельными двигателями.

Для легковых автомобилей и малотоннаж­ных грузовых автомобилей с дизельными двигателями новые, более строгие требования в отношении предельно допустимых концен­траций токсичных веществ в отработавших газах вводятся в действие в три этапа: до 2009 модельного года, с 2010 по 2012 модельный год и начиная с 2013 модельного года. Значи­тельно расширены требования в отношении систем впрыска топлива, воздухозабора и системы очистки отработавших газов. Напри­мер, теперь требуется контролировать коли­чество впрыскиваемого топлива и синхрони­зацию впрыска. В отношении системы воздухозабора требуется контролировать дав­ление наддува, а также динамические харак­теристики систем рециркуляции отработавших газов и регулирования давления наддува. В от­ношении системы очистки отработавших газов требуются новые функции мониторинга ката­литического нейтрализатора окислительного типа, сажевого фильтра, каталитического нейтрализатора оксидов азота аккумулятор­ного типа и системы дозирования SCR (селек­тивное каталитическое восстановление) с каталитическим нейтрализатором NOx акку­муляторного типа и системы дозирования SCR с каталитическим нейтрализатором SCR. На­пример, требуется контроль частоты регене­рации сажевого фильтра и дозирования реагента-восстановителя NOx (добавка AdBlue) в системе дозирования SCR.

В настоящее время законодательство пере­сматривается снова. Первый проект новой редакции для автомобилей с дизельными двигателями был опубликован в апреле 2009 года. Одно из новых требований заключается в том, что кроме регуляторов, мониторингу подлежат контролируемые функции, там. где они касаются системы очистки отработавших газов. Также введены дополнительные тре­бования в отношении мониторинга функций, относящихся к пуску холодного двигателя

Также рассматривается целесообразность ввода дополнительных требований OBD к мониторингу содержания в отработавших га­зах углекислого газа (СO2). Также ожидается уточнение требований в отношении гибридных автомобилей. Поэтапный ввод в действие этих новых требования ожидается с начала 2012 модельного года.

Сегодняшний стандарт CARB OBD II для Ка­лифорнии в настоящее время действует еще в одиннадцати штатах США. Остальные штаты планируют принять этот стандарт в ближай­шем будущем.

Представленные ранее нормы OBD, преду­смотренные стандартами CARB и ЕРА, относятся ко всем легковым автомобилям с количеством мест не более 12, а также к малотоннажным гру­зовым автомобилям с массой до 14 000 фунтов (6,35 т). Начиная с 2007 модельного года, тре­бования к большегрузных грузовых автомоби­лям определяются нормами EMD (диагностика двигателя производителем). Требования EMD менее всеобъемлющи по сравнению с OBD. На­чиная с 2010 модельного года, на большегруз­ные грузовые автомобили распространяются требования, аналогичные предъявляемым к легковым автомобилям (см. «Требования OBD к большегрузным грузовым автомобилям»).

 

 

OBD (ЕРА)

 

Законодательство ЕРА (Агентство по защите окружающей среды (США)) вступило в силу в оставшихся 38 штатах с 1994 года. Требования данного стандарта в основном аналогичны тре­бованиям стандарта CARB (OBD II). Сертификат CARB будет признаваться ЕРА.

EOBD (ЕС)

 

Требования к системам бортовой диагностики для европейских стран имеют обозначение EOBD и разработаны на основе законодательства ЕРА- OBD. Нормы EOBD для легковых автомобилей с количеством мест до 9 и малотоннажных грузо­вых автомобилей полной массой до 3,5 т дей­ствуют с января 2000 года. Нормы для легковых автомобилей и малотоннажных грузовых авто­мобилей с дизельными двигателями действуют с 2003 года, а для большегрузных грузовых ав­томобилей с 2005 года (см. «Требования OBD к большегрузным грузовым автомобилям»),

В 2007/08 года/ в рамках новых норм Евро-5 и Евро-6 были введены в действие новые тре­бования EOBD к легковым автомобилям с бен­зиновыми и дизельными двигателями (нормы Евро-5 действуют с сентября 2009 года; Нормы Евро-6 планируется ввести в действие с сен­тября 2014 года)

Общие новые требования к легковым авто­мобилям с бензиновыми и дизельными дви­гателями в отношении периодичности диагно­стики в процессе повседневной эксплуатации в соответствии с законодательством CARB OBD (IUMPR, показатель постоянного мониторинга) действуют с момента вступления в силу норм Евро-5+ (с сентября 2011 года).

Для автомобилей с бензиновыми двигате­лями ввод в действие норм Евро-5 с сентября 2009 года в основном повлек за собой сниже­ние предельно допустимых значений OBD. В дополнение к предельно допустимому содер­жанию в отработавших газах твердых частиц для бензиновых двигателей с прямым впрыском топлива был введен предел содержания IMMHC (не метановые углеводороды (ранее НС)). Пря­мые функциональные требования к системе OBD заключаются в мониторинге трехкомпонентного каталитического нейтрализатора IMMHC. Начи­ная с сентября 2011 года, введены в действие нормы Евро-5+ с неизменными по сравнению с Евро-5 пределами OBD. Существенным функци­ональным требованием к EOBD является мони­торинг трехкомпонентного каталитического ней­трализатора NOx. С сентября 2014 года, с вводом в действие норм Евро-6, ожидается дальнейшее значительное снижение предельно допустимых значений вредных веществ для OBD.

Для легковых автомобилей с дизельными двигателями ввод в действие норм Евро-5 повлек за собой снижение предельно допу­стимого содержания в отработавших газах твердых частиц, СО и NOx.

Кроме того, вводятся дополнительные требо­вания к мониторингу системы рециркуляции от­работавших газов (охладителя) и, прежде всего, компонентов системы очистки отработавших газов. Здесь очень строгие требования предъ­являются к мониторингу системы SCR DeNOx (селективное каталитическое восстановление и каталитический нейтрализатор). Функцио­нальный мониторинг сажевого фильтра явля­ется обязательным независимо от количества неочищенных выбросов. Также требуется мо­ниторинг каталитического нейтрализатора NOx аккумуляторного типа.

С вводом в действие норм Евро-6 в сентя­бре 2014 года пределы OBD будут значительно снижены. В отношении содержания твердых частиц предложение комиссии ЕС предпола­гает даже более строгие пределы OBD, чем в США. Будет введен предел OBD, касающийся количества твердых частиц. Окончательное определение пределов OBD для норм Евро-6 произошло в конце 2010 года.

Другие страны

 

Некоторые страны уже приняли пределы OBD, установленные в ЕС и США, или планируют их принять, например, Китай, Россия, Южная Корея, Индия.

 

 

Требования к системе OBD

 

Блок управления двигателем должен контроли­ровать все бортовые системы и компоненты, не­исправность которых может вызвать увеличение содержания в отработавших газах токсичных веществ. В случае возникновения неисправности, вызывавшей превышение предельно допустимых концентраций токсичных веществ в отработавших газах, водитель должен быть уведомлен об этом при помощи лампы сигнализации неисправностей (MIL).

Нормы токсичности отработавших газов

 

Законодательство США OBD II (CARB и ЕРА) устанавливает пороговые значения, опреде­ленные на основе предельных концентраций токсичных веществ. При этом для различных категорий токсичности установлены различные предельные значения, применяемые во время сертификации автомобиля (например, TierII, «корзина» 5, LEV 2). Нормы EOBD основаны на абсолютных значениях (см. табл. «Предельные концентрации токсичных веществ в отработавших газах для систем OBD» ).

 

Предельные концентрации токсичных веществ в отработавших газах для систем OBD

 

Функциональные требования

 

В рамках системы бортовой диагностики (OBD), в соответствии с требованиями законо­дательства, должен проводиться мониторинг всех систем и компонентов, относящихся к очистке отработавших газов, на предмет не­исправностей и превышения предельно до­пустимых концентраций токсичных веществ.

Законодательство требует проведения мо­ниторинга электрических функций (на предмет коротких замыканий и обрывов), проверки до­стоверности сигналов датчиков и мониторинга исполнительных устройств.

Тип диагностики определяется концентра­цией загрязняющих веществ, ожидаемой в случае выхода из строя того или иного ком­понента (может быть измерена в процессе цикла диагностики), и режимом мониторинга. Простой функциональный тест («черно-белый тест») служит только для проверки работоспособ­ности системы или компонента (например, открытие или закрытие заслонки вихревых каналов). Расши­ренный функциональный тест дает более детальную информацию о состоянии системы, а также при необходимости определяет влияние неисправности компонента на токсичность выбросов. В результате теста должны быть определены пределы адаптации функций впрыска топлива (например, калибровки нулевой подачи топлива для дизельного двигателя или адаптации коэффициента избытка воздуха λ для бензинового двигателя).

Сложность систем диагностики постоянно возрастала по мере ужесточения требований норм контроля токсичности отработавших газов.

Сигнальный индикатор неисправностей

 

Сигнальный индикатор неисправностей (MIL) информирует водителя о неисправности того или иного компонента. Законодательства CARB и ЕРА требуют, чтобы индикатор MIL загорался не позже, чем по окончании одного цикла движения после обнаружения неисправ­ности. В регионах действия норм EOBD инди­катор MIL должен загораться не позднее, чем по окончании третьего цикла движения после обнаружения неисправности.

Если неисправность исчезнет (например, по­сле восстановления ослабшего контакта), она остается записанной в памяти неисправностей в течение 40 поездок («циклов прогрева»). Ин­дикатор MIL гаснет после трех циклов движения без неисправности. На автомобиле с бензиновым двигателем индикатор MIL мигает, если неисправ­ность может привести к повреждению каталити­ческого нейтрализатора (отсутствие догорания).

Связь со сканирующим прибором

 

Протоколы связи для легковых автомобилей, ис­пользуемые для интерфейса диагностики, в на­стоящее время разрешается использовать также для систем OBD. Однако, начиная с 2008 года для CARB и с 2014 года для ЕС, связь должна будет осуществляться только по шине CAN.

Ремонт автомобилей

 

Любой сервисный центр может использовать сканирующий прибор для считывания данных о неисправностях с блока управления. Это по­зволяет выполнять ремонт даже неофициаль­ным сервисным центрам.

Чтобы ремонт мог производиться квалифи­цированно, производители обязаны за разумную плату предоставлять требуемые инструменты и ин­формацию (руководства по ремонту в Интернете).

Условия включения

 

Диагностические функции выполняются только в том случае, если выполнены усло­вия включения. Эти условия могут включать, например, пороговые значения крутящего момента, температуры двигателя и частоты вращения коленчатого вала.

Условия блокировки

 

Диагностические функции и функции двига­теля не всегда могут выполняться одновре­менно. Имеют место условия блокировки, в соответствии с которыми выполнение неко­торых функций запрещается. Например, на автомобиле с бензиновым двигателем система вентиляции топливного бака (система улавли­вания паров топлива) не может работать, пока выполняется диагностика каталитического нейтрализатора. На автомобиле с дизельным двигателем мониторинг нагревательного расходомера воздуха может осуществляться только при закрытом клапане системы рецир­куляции отработавших газов.

Временное прерывание диагностических функций

 

Во избежание ложных результатов диагно­стические функции при некоторых условиях могут отключаться. Примерами таких условий являются высокое разрежение (низкое давле­ние воздуха), низкая температура наружного воздуха во время пуска двигателя или низкое напряжение аккумуляторной батареи.

Коды готовности

 

При проверке памяти неисправностей важно знать, что диагностические функции были вы­полнены, как минимум, один раз. Это можно проверить путем считывания кодов готовности. Эти коды готовности установлены для каждого компонента, подлежащего мониторингу в со­ответствии с требованиями законодательства.

Отзыв автомобилей

 

Если автомобили не отвечают требованиям OBD, власти могут потребовать от производителя на­чать кампанию отзыва автомобилей за его счет.

Управление системой диагностики

 

Как правило, диагностика всех контролируе­мых компонентов и систем должна выпол­няться во время движения и как минимум один раз во время цикла испытаний на токсичность отработавших газов (например, цикла испыта­ний FTP 75). Система управления диагностикой (DSM) может изменять последовательность выполнения диагностических функций в зави­симости от условий движения. Целью является обеспечение достаточно частого выполнения диагностики в процессе повседневной экс­плуатации. Система управления диагностикой включает следующие компоненты:

  • Управление путем сохранения кодов неис­правностей и сопутствующих их возник­новению окружающих условий в памяти («стоп-кадры»);
  • Распределитель диагностических функций для координации функций систем диагно­стики и управления двигателем;
  • Диагностический валидатор для определе­ния, являются неисправности первичными или вторичными (следствием иной неис­правности).

 

 

 

Функции систем OBD

 

В то время как нормы EOBD содержат деталь­ные требования к мониторингу отдельных ком­понентов, требования законодательства CARB OBDII детализированы в значительно большей степени. Ниже перечислены действующие в настоящее время (начиная с 2010 модельного года) требования законодательства CARB в отношении автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями. Требования, также детально описанные в стандартах EOBD, обо­значены буквой (Е).

Автомобили с бензиновыми и дизельными двигателями:

 

  • Рециркуляция отработавших газов (Е);
  • Система снижения токсичности отрабо­тавших газов во время пуска холодного двигателя;
  • Система вентиляции картера;
  • Пропуски зажигания (Е, только для автомо­билей с бензиновыми двигателями);
  • Топливная система;
  • Регулируемые клапанные механизмы (в настоящее время только на автомобилях с бензиновыми двигателями);
  • Датчики системы снижения токсичности от­работавших газов (кислородные датчики λ (Е), датчики концентрации NOx (Е), датчики концентрации твердых частиц);
  • Система охлаждения двигателя;
  • Прочие компоненты (Е);
  • Прочие системы и компоненты, влияющие на токсичность отработавших газов (Е).

 

Только для автомобилей с бензиновыми двигателями:

 

  • Система подачи дополнительных порций воздуха;
  • Трехкомпонентный каталитический ней­трализатор (Е), нагреваемый каталитиче­ский нейтрализатор;
  • Система улавливания паров топлива (диа­гностика герметичности топливного бака (Е) с, как минимум, электрическим тести­рованием клапана продувки угольного фильтра);
  • Система кондиционирования воздуха (в случае, если она оказывает влияние на токсичность отработавших газов или 0BD);
  • Система снижения концентрации озона.

 

Только для автомобилей с дизельными двигателями:

 

  • Каталитический нейтрализатор окисли­тельного типа (Е);
  • Система SCR DeNOx (Е);
  • Каталитический нейтрализатор NOx акку­муляторного типа (Е);
  • Сажевый фильтр (Е);
  • Система впрыска топлива (количество впрыс­киваемого топлива и синхронизация впрыска);
  • Охладитель системы рециркуляции отра­ботавших газов (Е);
  • Система регулирования давления наддува;
  • Промежуточный охладитель.

 

Понятие «прочие системы и компоненты, влияю­щие на токсичность отработавших газов» отно­сится к компонентам и системам, не указанным в этом перечне, но которые, в случае их неис­правности, могут вызвать превышение пределов OBD или блокировку других диагностических функций.

 

 

Примеры функций системы OBD

 

Диагностика каталитического нейтрализатора

 

На автомобиле с бензиновым двигателем

 

На автомобиле с бензиновым двигателем эта функция диагностики контролирует эффек­тивность трехкомпонентного каталитического нейтрализатора. Она определяется способностью каталитического нейтрализатора к удержанию кислорода. Мониторинг осуществляется посред­ством оценки изменения сигналов кислородных датчиков (λ-датчиков) в ответ на изменение зна­чения уставки в замкнутой системе регулирова­ния коэффициента избытка воздуха λ.

В отношении каталитического нейтрали­затора NOx аккумуляторного типа требуется оценка способности к накоплению NOx (показа­тель качества каталитического нейтрализатора). Для этой цели фактически накопленное коли­чество NOx, определяемое по количеству по­требленного во время регенерации каталитиче­ского нейтрализатора реагента-восстановителя, сравнивается с ожидаемым количеством.

На автомобиле с дизельным двигателем

 

На автомобиле с дизельным двигателем, оксид углерода (СО) и несгоревшие углеводороды (НС) окисляются в каталитическом нейтрали­заторе окислительного типа (минимизация загрязнений). Диагностика каталитического нейтрализатора окислительного типа осущест­вляется путем оценки разности температур от­работавших газов до каталитического нейтрали­затора и после него (экзотермическая реакция).

Контролю подлежат накопительная и ре­генерационная способности каталитического нейтрализатора NOx аккумуляторного типа. Функции мониторинга основаны на моделях загрузки и регенерации, а также оценке из­меренной продолжительности регенерации. Это требует наличия кислородного датчика или датчика концентрации NOx.

Мониторинг каталитического нейтрализатора SCR DeNOx осуществляется посредством диа­гностики эффективности. Для этого требу­ются датчики N0* перед каталитическим нейтрализатором и после него. Мониторинг компонентов системы дозирования реагента- восстановителя осуществляется отдельно.

Диагностика герметичности топливной системы на автомобиле с бензиновым двигателем

 

В процессе диагностики определяется нали­чие испарения топлива из топливной системы, которое может вызвать, в частности, увели­чение содержания НС в отработавших газах. EOBD ограничивается проверкой целостности электрической цепи датчика давления паров в топливном баке и клапана продувки уголь­ного фильтра (системы улавливания паров топлива). В США, с другой стороны, должна быть обеспечена возможность определения утечек из топливной системы. Это можно сде­лать двумя различными способами.

Метод низкого давления заключается в кон­троле давления паров топлива в топливном баке и приведении в действие обратных клапанов системы вентиляции топливного бака и про­дувки угольного фильтра. Вывод о наличии или отсутствии утечки можно сделать, исходя из изменения во времени давления паров в топливном баке.

Метод избыточного давления связан с использованием диагностического модуля с встроенным электрическим насосом для создания избыточного давления в топливном баке. Если бак герметичен, имеет место высо­кая скорость повышения давления. Вывод о наличии или отсутствии утечки можно сделать путем оценки скорости повышения давления.

Диагностика сажевого фильтра на автомобиле с дизельным двигателем

 

В настоящее время осуществляется контроль состояния сажевого фильтра на предмет по­ломки, снятия или засорения. Для этого ис­пользуется датчик дифференциального дав­ления (перепада давления на фильтре) при определенном объемном расходе отработав­ших газов. Измеренное значение может быть использовано для оценки состояния фильтра.

Для мониторинга эффективности сажевого фильтра используется расширенная функция диагностики.

Начиная с 2010 модельного года, также под­лежит контролю частота регенерации сажевого фильтра.

Диагностика системы рециркуляции отрабо­тавших газов на автомобиле с дизельным двигателем

 

В системе рециркуляции отработавших газов мониторингу подлежат регулятор, клапан, охладитель отработавших газов и иные от­дельные компоненты.

Функциональный мониторинг системы осу­ществляется регуляторами массового расхода воздуха и контроллерами положения. Они кон­тролируют постоянные изменения параметров системы Система диагностики должна опре­делять чрезмерно высокий или низкий поток рециркулирующих отработавших газов. Мо­ниторингу также подлежат реакции системы.

Сама система рециркуляции отработавших газов контролируется на предмет ее электри­ческой и функциональной работоспособности.

Мониторинг охладителя системы EGR осу­ществляется посредством дополнительного измерения температуры на выходе охладителя и ее сравнения со значениями, заложенными в модели. Это позволяет определить эффектив­ность охладителя.

Прочие компоненты

 

Система бортовой диагностики требует мони­торинга всех датчиков (например, датчиков массового расхода воздуха, скорости и тем­пературы) и исполнительных устройств (на­пример, дроссельной заслонки, топливного насоса высокого давления и свечей предпу­скового подогрева), оказывающих влияние на токсичность отработавших газов, или исполь­зуемых для мониторинга других компонентов или систем (которые, следовательно, могут помешать их диагностике).

Мониторинг датчиковДатчики используются для мониторинга сле­дующих неисправностей (см. рис. «Мониторинг датчиков» ):

  • Электрические неисправности, т.е. короткие замыкания или обрывы электрических це­пей («проверка диапазона сигнала»);
  • Выход за пределы допустимого диапазона («проверка выхода за пределы диапазона»), т.е выход напряжения сигналов датчиков за пределы физического диапазона измерений;
  • Неисправности, связанные с достоверностью сигналов («проверка достоверности»); это неисправности, связанные со свойствами самих компонентов (например, с дрейфом), или вызванные, например, шунтированием. Мониторинг осуществляется посредством про­верки достоверности сигналов датчиков, либо с использованием модели, либо путем прямого сравнения с другими датчиками.

 

Мониторинг исполнительных устройств должен осуществляться на предмет электрических не­исправностей и, если это технически возможно, на предмет функционирования. Функциональ­ный мониторинг означает, что при поступлении управляющей команды ее выполнение контро­лируется посредством наблюдения или измере­ния (например, при помощи датчика положения) реакции системы подходящим способом.

Исполнительные устройства, подлежащие мониторингу, включают все выходные ступени, дроссельную заслонку, клапан системы рецир­куляции отработавших газов, механизм системы изменяемой геометрии турбины турбокомпрес­сора, завихряющую заслонку, инжекторы, свечи предпускового подогрева (на автомобилях с дизельными двигателями), систему вентиляции топливного бака (на автомобилях с бензиновыми двигателями) и обратный клапан угольного филь­тра (на автомобилях с бензиновыми двигателями).

 

 

Требования к системам OBD большегрузных грузовых автомобилей

 

Европа

 

Для грузовых автомобилей первая ступень бортовой диагностики была введена в нормы ЕС (EOBD) одновременно с вступлением в силу норм Евро-4 (октябрь 2005 года), а вторая ступень — с вступлением в силу норм Евро-5 (октябрь 2008 года). Новые нормы OBD будут введены в действие с вступлением в силу норм Евро-6 в 2013 году.

Требования к мониторингу для Ступени 1:

 

  • Система впрыска топлива: мониторинг элек­трических неисправностей и общих отказов;
  • Компоненты двигателя: мониторинг ком­понентов систем ограничения токсичности отработавших газов на предмет превыше­ния пределов OBD;
  • Системы очистки отработавших газов: мо­ниторинг серьезных неисправностей.

 

Дополнительные требования Ступени 2:

 

  • системы очистки отработавших газов: мо­ниторинг соответствия пределам OBD.

 

Дополнительные требования

 

Мониторинг работы систем снижения кон­центрации NOx (с ноября 2006 года). Системы контролируются на предмет соответствия их собственным предельно допустимым значе­ниям количества выбросов, которые являются более строгими, чем пределы OBD.

Системы дозирования SCR

 

Целью является обеспечение подачи реагента- восстановителя (водного раствора мочевины). Наличие реагента должно контролироваться по его уровню в бачке. Для проверки качества Реагента необходимо контролировать содер­жания 1\10ч в отработавших газах при помощи Датчика концентрации или датчика качества. С последнем случае также необходимо кон­тролировать расход реагента-восстановителя.

Системы рециркуляции отработавших газов:

  • Мониторинг массового расхода рециркули­рующих газов и деактивации рециркуляции отработавших газов.
  • Каталитические нейтрализаторы NOx аккуму­ляторного типа:
  • Мониторинг содержания NOx при помощи датчиков концентрации.
  • Мониторинга систем снижения содержания NOx в отработавших газах.

 

Сохранение данных о неисправностях систем снижения содержания NOx в энергонезависи­мой памяти в течение 400 дней (9 600 часов). В случае превышения предельно допустимого содержания NOx или опорожнения бачка с рас­твором мочевины необходимо ограничить вы­ходную мощность двигателя.

Нормы Евро-6

 

Нормы 6 в настоящее время находятся на стадии определения. Часть OBD будет раз­работана на основе глобальных технических норм (GTR) «Согласованного международ­ного стандарта OBD» (WWH OBD). В отноше­нии структуры нормы WWH OBD GTR соот­ветствуют Калифорнийскому стандарту OBD (для малотоннажных грузовых автомобилей).

Нормы WWH OBD оставляют открытым вопрос о том, какие операции мониторинга должны быть выбраны в национальных нор­мах (в данном случае Евро-6) для реализации требований WWH OBD.

Пределы OBD и выбор испытательных ци­клов должны быть определены националь­ными нормами.

Специальные аспекты норм WWH OBD вклю­чают новые требования к сохранению данных о неисправностях и новый протокол связи со сканирующими приборами (ISO/DIS 27145).

Неисправности должны классифициро­ваться в соответствии с их серьезностью в отношении увеличения содержания токсичных веществ в отработавших газах. Неисправности, связанные с токсичностью отработавших газов могут различаться по поведению индикатора MIL и посредством связи со сканирующим при­бором. Применяются следующие категории:

  • А: количество выбросов выше предела OBD;
  • В1: количество выбросов выше или ниже предела OBD;
  • В2: количество выбросов ниже предела OBD, но выше предела количества вы­бросов;
  • С: влияние на выбросы ниже предельно допустимого значения.

 

В соответствии с этим принципом выводятся все неисправности, связанные с увеличением токсичности отработавших газов, даже те, которые оказывают на нее очень незначитель­ное влияние.

Временные данные для Евро-6:

  • Вступают в силу с января 2013 года;
  • Предусматривают значительное снижение предельного содержания и пределов OBD в отношении NOx и твердых частиц по сравнению с Евро-5;
  • Второй этап снижения пределов OBD назначен на январь 2016 года;
  • Предусматривается введение предельного содержания NH3 и количества твердых частиц;
  • Использование гармонизированных испы­тательных циклов WHSC и WHTC;
  • Разрешение проверки соответствия системы требованиям в отношении ток­сичности отработавших газов в полевых условиях при помощи переносных изме­рительных устройств (PEMS);
  • Проверка частоты мониторинга OBD в процессе повседневной эксплуатации (повседневный мониторинг).

 

США

 

Законодательство CARB

 

В Калифорнии «Диагностика изготовителя двигателя» (EMD) была введена для больше­грузных грузовых автомобилей, начиная с 2007 модельного года. Это может рассматриваться как преддверие норм OBD. EMD требует мони­торинга всех компонентов системы рецирку­ляции отработавших газов.

Требования не отражены в отдельных пре­делах содержания токсичных веществ. Какого- либо стандартизованного протокола связи со сканирующими приборами также не требуется.

2010 модельный год

 

Пользующийся наибольшим спросом вари­ант двигателя данного семейства должен быть оборудован системой OBD. На другие варианты этого семейства двигателей распространяется упрощенная процедура сертификации.

Требования к системам OBD грузовых ав­томобилей, начиная с 2010 модельного года, практически идентичны соответствующим тре­бованиям законодательства CARB к легковым автомобилям, начиная с 2010 модельного года.

В техническом отношении требования сле­дует рассматривать на том же уровне, что для легковых автомобилей. Различные требования обусловлены тем, что для грузовых автомоби­лей требуется сертификация двигателя. Таким образом, в ходе испытательных циклов дви­гателя определяются граничные условия, от­личные от условий сертификации автомобиля.

2013 модельный год

 

Основной вариант двигателя того или иного семейства двигателей данного производителя должен быть оборудован системой OBD. Кроме того, в каждом случае для основного варианта двигателя в каждом семействе требуется на­личие системы OBD. На другие основные ва­рианты двигателей этих семейств распростра­няется упрощенная процедура сертификации.

Пределы OBD более строгие, чем для 2010 модельного года.

2016 модельный год

 

Все семейства двигателей данного изготови­теля должны быть оборудованы системой OBD во всех основных вариантах.

Япония

 

С 2004 года Япония ввела в действие собствен­ные нормы OBD для грузовых автомобилей. Требования сопоставимы с нормами EMD, при­нятыми в Калифорнии.

Другие страны

 

В то же время нормы OBD для грузовых автомо­билей были введены также другими странами, включая Китай, Индию, Корею, Австралию, Бразилию и Россию. В этом отношении эти страны приняли или готовятся принять нормы ЕС (Евро-4 или Евро-5).

В следующей статье я расскажу о диагностике автомобиля на станции технического обслуживания.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *