EOBD / OBD II

תאור כללי

On-Board Diagnostic) OBD) – אבחון מובנה ברכב קיים כיום ברוב כלי הרכב הפרטיים והמסחריים בעולם. בתחילת שנות השמונים התחילו יצרני הרכב בארה"ב להשתמש במחשבי רכב שכללו מערכת אבחון עצמי של בקרת פליטת המזהמים, בכדי לענות על דרישות הפליטה המחמירות של הרשות להגנת הסביבה (EPA) . האבחון המובנה ברכב מאתר באופן אוטומטי את ירידת ביצועי המנוע המגדילים את זיהום האוויר ושומר זאת כתקלה בזיכרון מחשב המנוע.

רקע היסטורי

· תחילת 1980 מחשבי רכב החלו להכיל מערכות פשוטות עם . OBD

· 1982 ג'נרל מוטורס החלה להשתמש במערכת OBD שלה בחיבור תקשורת לרכב הנקרא :

· Assembly Line Communications Link (ALCA)

· בהמשך שונה השם ל - Assembly Line Diagnostics Link (ALDL)).

· 1987 המועצה לחקר האוויר בקליפורניה CARB דרשה שכל כלי הרכב שימכרו החל משנת דגם 1988 יכללו מערכת OBD בסיסית.

· 1988 אגודת מהנדסי הרכב (SAE) המליצה לקבוע סטנדרט אחיד של שקע אבחון וחיווי תקלה. תקני OBD I לאבחון עצמי של בקרת פליטת המזהמים כללה:

1. מתן הזהרה לנהג באמצעות נורת חיווי תקלה הקרויה Malfunction Indicator Lamp (MIL).

2. שמירת תקלות בזיכרון בצורת קודי תקלה Diagnostic Trouble Code (DTC)

• 1994 אגודת מהנדסי הרכב (SAE) המליצה לקבוע סטנדרט חדש משופר (OBD II), אותו אימצה המועצה לחקר האוויר בקליפורניה .CARB

התקנה החדשה כללה דיווח לנהג על הופעת התקלה בצורת נורת חיווי בלוח המחוונים, כמו כן שמירת קוד תקלה בזיכרון מחשב המנוע. הדרישה הייתה שכל מוסך (גם מוסך שאינו מורשה ע"י יצרן הרכב) יוכל באמצעות סורק אוניברסאלי (סקנר) לבדוק את קודי התקלות שנרשמו בזיכרון. כמו כן, נדרשו יצרני הרכב להשתמש בשקע אבחון אחיד בין 16 פינים, שימוש בפרוטוקול אחיד לתקשורת בין השקע והסקנר למחשבי הרכב ושימוש בקודי תקלות אחידים וקבועים אצל כל היצרנים

• · 2001 האחוד האירופאי אימץ את התקנה EOBD שפרושה אבחון מובנה ברכב אירופאי. תקנה זו מקבילה ל – OBD IIבארה"ב. תקנה זו תואמת לסטנדרט האירופאי לבקרת פליטת מזהמים 98/69/EC.

דרישות תקנות EOBD

כדי לעמוד בדרישות תקנות EOBD, מערכת ניהול המנוע בודקת אם רמת פליטת המזהמים תקינה, פעולה זו התאפשרה בעקבות הוספת חיישן חמצן אחורי בממיר הקטליטי.

דרישות האבחון החדשות ממערכת ניהול המנוע הם:

· אבחון יעילות הממיר הקטליטי.

· אבחון מערכת הדלק ע"י שמירת היחס הסטיוכומטרי - 1 : 14.7.

· אבחון זיופי הצתה הגורמים להחטאת בעירה בצילינדר.

· אבחון תקינות פעולת חיישני החמצן.

בקרת המערכת

כאשר מופיעה תקלה במערכת או באחד מחיישני מערכת ניהול המנוע, הדבר יובא לידיעת הנהג ע"י נורת חיווי התקלה נורת האזהרה (MIL). נורת האזהרה תדלק או תהבהב.

· כאשר נורת האזהרה דולקת קבוע, זהו אות מיחידת הבקרה שקיימת תקלה שאינה יכולה לגרום לנזק לממיר הקטליטי.

· כאשר נורת האזהרה מהבהבת, זהו אות מיחידת הבקרה שקיימת תקלה של החטאת בעירה שיכולה יכולה לגרום לנזק לממיר הקטליטי.

נורת האזהרה כבית אם התקלה אינה חוזרת במשך 3 מחזורי נסיעה רצופים (פעולה זו לא חייבת להיות אצל כל יצרני

הרכב), אך קוד התקלה ישמר בזיכרון.

היות ותקנות EOBD קובעות שניתן יהיה לראות (ע"י נורות הבקרה) שהרכב מזהם, או ניתן יהיה לקרוא באמצעות

סורק אוניברסאלי (SCAN TOOL) את גורמי התקלה, לכן שקע האבחון חייב להיות אוניברסאלי ובמיקום נוח לגישה.

קוד אבחון תקלה (DTC)

קודי אבחון תקלות (או קודי תקלה) מאוכסנים ע"י אבחון מובנה ביחידת הבקרה. הקודים מאוכסנים כמענה לתקלה שנמצאה ע"י המערכת ברכב. קודים אלו מאוכסנים בזיכרון המחשב, לדוגמא, כאשר חיישן ברכב מדווח על קריאה שהיא מחוץ לתחום הטווח שלו, למשל תערובת דלק עשירה מדי.

הקודים מגדירים אזור בעיה מפורט ומיועדים לספק למאבחן הנחיות, היכן התקלה אמורה להימצא ברכב. הקודים אמורים לשמש כיוון למאבחן אילו מערכות, מעגלים, או רכיבים צריכים להיבדק כדי לבצע אבחון מלא של התקלה.

מאבחנים מיומנים לא אמורים להחליף חלקים או רכיבים בהתייחסות לקודי התקלות בלבד.יש להשתמש במידע העכשווי

(זרם מידע) המופיע בסורק וכמובן, להיעזר בספרות היצרן שם מופיע לעיתים מידע נוסף לבעיות נוספות אפשריות של התקלה. לדוגמא, אם קודי התקלה מדווחים על תקלת חיישן,לא סביר שהחלפת החיישן תפתור את הבעיה הנסתרת. הבעיה קרוב לוודאי נגרמה ע"י מערכות שהחיישן בודק, אבל גם עלולה הבעיה להיווצר ע"י החיווט אל החיישן עצמו ולעיתים רחוקות גם בתוך יחידת הבקרה עצמה.

הקודים יכולים לפעול ע"י תקלות מוקדמות ברכיבים ובמכלולים, לדוגמא, חיישן זרימת מסת אוויר מלוכלך יכול לגרום לפיצוי יתר על המידה של כיוונוני קיזוז הדלק. כתוצאה מכך, חיישני החמצן עלולים לדווח על בעיות בתערובת הדלק.

פירוט קוד אבחון תקלה (DTC)

קודי התקלה הם קודים אלפאנומריים (שימוש באותיות וספרות) אשר משמשים לזיהוי בעיה המוצגת באיזושהי מהמערכות אשר מבוקרות ע"י המחשב המובנה. עקב הדרישה לשימוש באבחון סטנדרטי שיטת קריאת התקלות באמצעות הבהוב נורת אזהרת מנוע בוטלה.

קודי EOBD ו - OBD II מורכבים מחמישה תווים, אות אחת באנגלית וארבע ספרות, למשל : P0101.

התו הראשון הוא אות P0101. הוא מגדיר את המערכת הראשית בה התרחשה התקלה.

התו השני הוא ספרה מספרית P0101 הספרה מגדירה את סוג הקוד.

ככלל, קודים אשר מתחילים ב - P0 הם קודים כללים, ואילו קודים המתחילים ב - P1 הם קודי יצרן ספציפיים. בכל אופן קבוצות קודים נוספות זמינות מאופשרות להרחבה של רשימת קודים אלו.

התו השלישי הוא ספרה מספרית P0101 המגדירה את המערכת הספציפית או תת מערכת ברכב במקום בו נמצאת התקלה:

הספרות הרביעית והחמישית P0101 מגדירות את החלק של המערכת אשר גרם לתקלה. אין רשימה מפורטת של הרכיבים המצוינים ע"י התווים, כמו של כל מערכת או תת- מערכת יש הרבה רכיבים שונים.

אסטרטגיות אבחון

לצורך עמידה בדרישות התקן EOBD, מערכת ניהול המנוע בודקת את אותות הכניסה ליחידת הבקרה ואת אות המוצא למפעילים (מזרקים, סלילי הצתה וכו'), כלומר, כל הגורמים העלולים להשפיע על פליטת מזהמים מהמנוע.

ארבעת הבדיקות המשפיעות על עליית פליטת המזהמים מהמנוע הם:

· מערכת הדלק

· ממיר קטליטי

· בעיות הצתה והחטאת בעירה

· חיישן חמצן

בדיקת מערכת הדלק

מערכת בקרת הדלק שומרת על יחס דלק אוויר אופטימלית (יחס סטויכומטרי) של 1: 14.7, ביחס דלק אוויר זה יעילות המרת הגזים בממיר הקטליטי היא הטובה ביותר.

מטרת אבחון מערכת הדלק היא לזהות תקלה ברכיבי מערכת הדלק אשר תקלה בהם תגרום לחריגה מגבולות זיהום האוויר לפי התקן שלEOBD הנוכחי. לכן, האבחון צריך להיות מסוגל להצביע אם התקלה קשורה למזרקים או לכל רכיב משותף במערכת הדלק. מחשב הרכב אמור לא להתייחס לאבחונים הלא אמינים, למשל, תקלה בחיישן חמצן קדמי.

קיזוזי דלק בטווח הקצר והארוך

לבקרת יחס הדלק אוויר הסטויכומטרי משתמשת יחידת הבקרה בזיכרון קיזוז הדלק (עשיר/עני) לטווח הקצר

(Short Term Fuel Trim) ולקיזוז הדלק בטווח הארוך (Long Term Fuel Trim).

קיזוז הדלק יחל לאחר שהמערכת נכנסה לחוג סגור, כלומר, טמפרטורת מנוע הרכב נמצאת מעל כ – 50 מעלות וחיישן החמצן תקין ופעיל.

אם בפועל אחד הרכיבים המשפיעים על יחס הדלק אוויר כשל וכתוצאה מכך ישנה ירידה בלחץ הדלק, ערך חיישן החמצן יזוהה ע"י יחידת הבקרה כתערובת ענייה, החוג הסגור ביחידת הבקרה יגרום להעשרת התערובת ע"י הגדלת זמן ההזרקה.

קיזוזי דלק בטווח הקצר (STFT)

תיקונים בטווח הקצר נרשמים בזיכרון המחיק ביחידת הבקרה. הערך הניטרלי של הטווח הקצר הוא 0%. כל סטייה מהערך 0% תגרום לשינוי בזמן ההזרקה, גודל השינוי תלויי בכמה זמן הסטייה מתמשכת, התיקון לטווח הקצר הוא עשיר כאשר הסקנר יראה לכוון 100%- . התיקון לטווח הארוך הוא עני כאשר הסקנר יראה לכוון 100%. התיקונים בטווח הקצר נעשים ע"י שינוי רוחב זמן ההזרקה ע"י שינוי פקטור הבקרה הסגורה של רוחב הפולס המקורי.

עם למשל התערובת עשירה כתוצאה מלחץ דלק גבוה מדי ויחידת הבקרה קיבלה מחיישן החמצן אות המציין כי התערובת של יחס דלק אוויר עשירה. יחידת הבקרה מזיזה את קיזוז הדלק בטווח הקצר( STFT ) להפחתת הדלק (ראה איור). אם יחידת הבקרה תראה שהשינוי נמשך לזמן ארוך מדי היא תלמד מצב חדש זה ותסגל אותו. השינוי החדש יעבור וישמר בזיכרון בקיזוז דלק לטווח הארוך, והקיזוז דלק בטווח הקצר יחזור לסביבות אפס אחוז. בכל פעם שסוגרים את מתג ההצתה הקיזוז לטווח הקצר מתאפס.

קיזוזי דלק בטווח הארוך (LTFT)

קיזוזי הדלק בטווח הארוך נועדו לצורך שמירת היחס דלק אוויר הסטויכומטרי גם כאשר הרכב מתיישן ונוצרים שינויים בחלקי המנוע, בספיקת הדלק וכד'. לתיקון הטווח הארוך יש בקרה של רוחב האות בדומה למה שקיים בקיזוז בטווח הקצר. זיכרון הטווח הארוך נשמר כל עוד לא מנתקים את מתח המצבר , ניתוק המצבר יגרום ברכבים ישנים לזיוף מנוע עד שהמערכת תסתגל ותלמד שוב את מצבו העכשווי של המנוע ומערכת ניהול המנוע. כאמור קיזוזי הטווח הארוך מביאים את קיזוזי הטווח הקצר לאזור האפס.

היחס דלק אוויר נשמר בכל מהלך הנסיעה, אך עם סך הפיצוי של הטווח הקצר והארוך יעלה על 20% =10% + 10%

יחידת הבקרה תקבע שמערכת הדלק פגומה, ובסורק התקלות ניתן יהיה לראות את אחד מהתקלות הבאות:

*DTC P0171 Bank 1 Too Lean.
*DTC P0172 Bank 2 Too Rich.
*DTC P0174 Bank 1 Too Lean.
*DTC P0175 Bank 2 Too Rich.

יציאה מהטווח של +25 – תגרום לנורת קודי תקלות בלוח המחוונים לדלוק