Mendelova univerzita v Brn Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy
Diagnostické prost edky pro komunikaci s ídicími jednotkami Bakalá ská práce
Vedoucí práce:
Vypracoval:
Ing. Ji í upera, Ph.D.
Antonín Tuza
Brno 2012
PROHLÁŠE)Í
Prohlašuji, že jsem bakalá skou práci na téma Diagnostické prost edky pro komunikaci s ídicími jednotkami vypracoval samostatn a použil jen pramen , které cituji a uvádím v p iloženém seznamu literatury. Souhlasím, aby práce byla uložena v knihovn Mendelovy univerzity v Brn a zp ístupn na ke studijním ú el m.
dne ….………………………………… podpis ……………………………........
POD KOVÁ)Í
Tímto bych rád pod koval Ing. Ji ímu
uperovi, Ph.D. za vedení práce,
odbornou pomoc, cenné rady a v cné p ipomínky v pr b hu zpracování bakalá ské práce. Velký dík pat í samoz ejm i rodin , která mi umožnila studium na Mendelov univerzit v Brn .
A)OTACE
V posledních n kolika desetiletích došlo k enormnímu rozmachu palubní diagnostiky. V této práci uvádím souhrn diagnostických prost edk pro komunikaci s ídicími jednotkami. Mimo jiné jsem pozornost v noval p edevším rozsáhlému popisu diagnostického protokolu OBD – II, jeho použití a významu pro osobní automobily. Vznik tohoto protokolu m žeme od vodnit tak, že byla pot eba sjednotit diagnostické systémy u více automobilových výrobc . Sou ástí vozu, užívajícího OBD – II, je zpravidla dvojice vyh ívaných kyslíkových sond, výkonná ídicí jednotka, systém ízení emisí, apod. Nep etržité zp ís ování emisních limit donutilo státní instituci CARB k vývoji již t etí varianty, tedy OBD – III. Tato variace je zdokonalená o instalaci bezdrátového vysíla e do vozu, který radiov p enáší data uložená v pam ti závad.
Klí ová slova: diagnostika, OBD, komunikace, emise
A))OTATIO)
In the several past decades there has been an enormous boom of dashboard diagnostics. In this work I summarize the diagnostic means for communication with control units. Apart from that I deal mostly with an extensive description of the OBD – II diagnostic protocol, its use and significance for passenger vehicles. Creation of this protocol can be justified by the need to unify the diagnostic systems of several car manufacturers. The vehicle using OBD – II usually includes a pair of heated oxygen sensors, a high-performance control unit, emission control system etc. The constant tightening of emission limits already made the CARB state institution develop the third variant – i.e. OBD – III. This variant is improved by installation of a wireless transmitter in the vehicle which transmits the data stored in the memory of defects by means of radio transfer.
Key words: diagnostics, OBD, communication, emissions
OBSAH
1. ÚVOD ........................................................................................................................... 8 2. CÍL PRÁCE ................................................................................................................ 10 3. DIAGNOSTICKÉ PROTOKOLY ............................................................................. 11 3.1 Vývoj palubní diagnostiky .................................................................................... 11 3.2 OBD I .................................................................................................................... 12 3.3 OBD II ................................................................................................................... 13 3.4 EOBD .................................................................................................................... 14 3.5 OBD III ................................................................................................................. 16 3.6 Proprietální diagnostické protokoly ...................................................................... 17 3.6.1 Transport protocol .......................................................................................... 17 3.6.1.1 VW TP 1.6 ............................................................................................... 17 3.6.1.2 VW TP 2.0 ............................................................................................... 18 4. ZÁKLADNÍ FUNKCE OBD II / EOBD .................................................................... 20 4.1 Sledování funkce kyslíkových sond ...................................................................... 20 4.1.1 Doba odezvy ................................................................................................... 21 4.1.2 Doba odezvy v pr b hu .................................................................................. 22 4.1.3 Doba aktivace ................................................................................................. 22 4.1.4 Rozdíl pr b h signál p ed a za katalyzátorem ............................................ 23 4.2 Adaptace ................................................................................................................ 24 4.3 Monitoring systému recirkulace (EGR) ................................................................ 25 4.4 Systém sekundárního vzduchu .............................................................................. 26 4.5 Kontrola výpadk zapalování ............................................................................... 27 4.6 Chybové kódy ....................................................................................................... 30 4.7 Komunikace .......................................................................................................... 31
4.7.1 Fyzická vrstva SAE J1850.............................................................................. 33 4.7.2 Fyzická vrstva – ISO 9141, ISO 14230 .......................................................... 34 4.7.3 Datová a aplika ní vrstva ............................................................................... 35 4.8 Testovací módy OBD – II ..................................................................................... 38 4.9 Readiness............................................................................................................... 40 4.10 Diagnostické rozhraní (DLC) .............................................................................. 42 5. ZÁV R ....................................................................................................................... 44 6. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ........................................................................ 45 7. SEZNAM OBRÁZK ................................................................................................ 46 8. SEZNAM TABULEK ................................................................................................ 47
1. ÚVOD V pr b hu posledních n kolika desítek let p ibyl v oboru autoopravárenství nový pojem automobilová diagnostika. Co to tedy vlastn znamená? Automobilová diagnostika je postup na sebe navazujících úkon , které vedou k odhalení závady na motorovém vozidle nebo ke zm nám v nastavení i konfiguraci jednotlivých systém . (Vlk, 2006)
Automobilovou diagnostiku lze rozd lit na: komunikaci s ídicími jednotkami, m ení pr b hu nap tí jednotlivých sníma
nebo ak ních len . (Vlk, 2006)
Prvního bodu z p edchozího rozd lení se tato práce bude týkat p edevším.
Pojem technická diagnostika m žeme v širším pojetí chápat jako disciplínu, týkající se zjiš ování stav technických za ízení. Slovo diagnostika vzniklo z eckého dia-gnosis,
jehož
p eklad
zní
„p es
poznání“
(rozeznávání,
ur ování).
Pro
diagnostikování poruchy u motorového vozidla je t eba znát dv metody, tj. vnit ní a vn jší diagnostiku. Vnit ní diagnostika je vlastn p ístroje s ídicí jednotkou. Umož uje
dorozumívání se diagnostického
tení chybových kód , analýzu hodnot
nam ených a zpracovaných vlastní ídicí jednotkou vozidla nebo i zm nu v jejím nastavení. Vnit ní diagnostika obsahuje testy ízení motoru a p evodovky, testy ABS, airbag , možnost mazání servisních interval
apod. Komunikace se provádí
prost ednictvím diagnostického p ístroje propojeného s ídicí jednotkou. Vnit ní diagnostika umož uje vy tení pam ti závad, vymazání pam ti závad, možnost zobrazení a záznamu více hodnot sou asn , test ak ních len , zm nu základního nastavení apod. (Vlk, 2006)
Vn jší diagnostika je druhou metodou zjiš ování závad vozidla, ke které jsou pot eba m idla, jež nejsou sou ástí vozidla. M it je možno až po p ipojení diagnostického p ístroje, který tato m idla obsahuje. Vn jší diagnostika obsahuje m ení a porovnávání elektrických veli in s hodnotami tabulkovými, m ení fyzikálních 8
veli in na motoru prost ednictvím program
a digitálního osciloskopu (monitoring
vst ikování, zapalování, ú innosti jednotlivých válc , atd.), m ení emisí pomocí analyzátoru apod. Vn jší diagnostika umož uje díky externím sníma m celkový test motoru. (Vlk, 2006)
Metoda zjiš ování závady pouhým tením chybových hlášení je zdárná jen v tom p ípad , když je porucha p ímým d vodem hlášené závady. Protože ídicí jednotka není schopna sama „myslet“ tak, aby sama ur ila p esnou závadu, je pot eba znalé obsluhy diagnostického p ístroje, která „myšlení“ ídicí jednotky pln nahradí. Jednotka má totiž p edem naprogramované mezní hodnoty, a pokud zjistí odchylku v tší než povolenou, hlásí závadu. Závady jsou vlastn
hodnoty nam ené ídicí
jednotkou a ty jsou poté p evedeny na text nebo íslice. Mezi výhody komunikátor s ídicími jednotkami pat í rychlá orientace tením hlášení o závad , rychlé sledování hodnot zjišt ných ídicí jednotkou, mazání chybových hlášení, test ak ních len apod. Naopak mezi nevýhody pat í chybná orientace tením hlášení o závad , nezjistitelnost t ch závad, které nejsou sledovány apod. (Vlk, 2006)
9
2. CÍL PRÁCE P i ur ování cíle mé bakalá ské práce, jsem cht l zejména dosáhnout uceleného p ehledu palubní diagnostiky. V práci bych cht l popsat jednak legislativní diagnostické protokoly, tj. protokoly na bázi jako OBD, ale i protokoly proprietální, tj. dané výrobcem. Zam ím se p edevším na popis systému OBD – II, jeho funkce a užití. Dále se budu zabývat komunikací mezi ídicí jednotkou motoru a diagnostickým testerem a popíši standardizované diagnostické rozhraní.
10
3. DIAG)OSTICKÉ PROTOKOLY
3.1 Vývoj palubní diagnostiky
Neustále zhoršující se stav ovzduší na západním pob eží Spojených stát amerických (p edevším v okolí Los Angeles), byl d vodem pro zavedení palubní diagnostiky do motorových vozidel. Takto zna né zne išt ní ovzduší bylo následkem zejména neustále vzr stající koncentrace vozidel v tomto m st a jeho okolí. Ovšem k tomu p ispívaly i špatné klimatické podmínky v kombinaci s p írodními katastrofami. Proto byly v okolí Kalifornie roku 1966 ustanoveny povinné kontroly složení výfukových plyn , které se v roce 1968 rozší ily na celé USA. O dva roky pozd ji Kongres USA založil státní instituci EPA (Environmental Protection Agency), která má mimo ochrany lidského zdraví a životního prost edí za úkol také dohled nad emisními kontrolami motorových vozidel. Pr kopníkem v aplikování prvotního diagnostického systému do svých vozidel byla automobilka GM, která rokem 1981 odstartovala instalaci systém
ízení motoru pojmenované CCC (Computer Command Control).
Dosud byly kontrolní systémy ve vozidlech využívány pouze jednoú elov . V p ípad CCC jde doslova o revoluci. Je to systém obsahující p edem naprogramované funkce ízení motoru, které zahrnovaly údaje ze sníma
otá ek, teploty, barometrického tlaku,
polohu škrticí klapky a tzv. lambda sondu (sníma obsahu kyslíku ve spalinách). (Št rba a kol., 2011)
V následujícím textu bude postupn OBD – I, OBD – II resp. EOBD a OBD – III.
11
popsán vývoj diagnostických systém
Obrázek 1: Zjednodušený princip OBD (www.obdsol.com)
3.2 OBD I
Vlastní (proprietální) systémy r zných výrobc
trp ly p edevším velkými
nedostatky v jakékoli vzájemné komunikaci a z toho d vodu v dubnu 1985 v Kalifornii kvalifikovaná státní instituce CARB (California Air Resource Board) schválila systém regulací známých jako OBD (On Board Diagnostic), plným názvem „Malfunction and Diagnostic Systém for 1988 and Subsequent Model Year Passenger Cars, Light – Duty Trucks, and Medium – Duty Vehicles with Three – Way Catalyst Systems and Feedback Control“. Tyto p edpisy nabyly právní platnosti v roce 1988 a tím všechna nová osobní a malá dodávková vozidla musela spl ovat všechny technické resp. emisní p edpisy týkající se OBD. Šlo zpravidla o systémy, které významn zasahují do složení výfukových plyn
a zp tn
dávají
idi i v p ípad
detekce závady signál,
prost ednictvím rozsvícení indika ní kontrolky MIL (Malfunction Indicator Lamp) na p ístrojové desce. P i zjišt ní poruchy se mimo samotného rozsvícení kontrolky MIL
12
ukládají do ídicí jednotky motoru kódy chyb DTC (Diagnostic Trouble Codes), s jejichž pomocí se diagnostika poruch pom rn zjednodušila. Závada v systému je nahrazena íselným kódem. Systém OBD byl na svou dobu mimo ádn inovativní a zcela ovlivnil d ní na poli diagnostiky. Mezi nejd ležit jší funkce systému OBD pat í indika ní kontrolka MIL, chybové kódy DTC, monitorování vstup hlavních senzor , dávkování paliva, systému recirkulace a sledování p erušení obvod a zkrat . (Št rba a kol., 2011)
3.3 OBD II
Díky neustálému rozvoji elektroniky v automobilovém pr myslu bylo na po átku 90. let nutné obnovit již zastaralé OBD I (palubní diagnostika 1. generace) a sestavit nové, rozší ené p edpisy. Významné zp ísn ní emisních limit donutilo výrobce sledovat nejen aktivní elektronické a elektrické systémy ovliv ující proces spalování, ale i pasivní prvky, jako je nap . katalyzátor. Jedním z rozdíl mezi 1. a 2. generací OBD je p edevším to, že se p i vzniklé závad do ídicí jednotky zapíší i podmínky (Freeze Frame), p i které porucha vznikla. I chybové kódy DTC usnad ují pátrání po závad , jsou alfanumerické. Písmenem je ozna ena funk ní skupina a zpravidla ty místný kód ozna uje závadu. Zavedení systému se datuje od roku 1994, kdy se ameri tí výrobci automobil dohodli, že jejich vozidla budou nejmén po 50 000 mil emisn stálá s tím, že se tato hodnota v budoucnu zvýší na 100 000 mil. Sv j ádný podíl na vývoji této nové normy OBD II má instituce SAE (Society of Automotive Engineers), která vytvo ila standardy diagnostického rozhraní DLC (Data Link Connector, SAE J1962) a p edevším navrhla komunika ní protokol mezi diagnostickým p ístrojem a ídicí jednotkou motoru (SAE J1850). Mezi lety 1994 a 1996 se systém OBD II postupn aplikoval do nových voz a od 1. ledna 1996 je ve Spojených státech amerických povinný. Smysl OBD II se od své první generace neliší, ovšem s ohledem na technické zdokonalení, m žeme hovo it tém
o revoluci. Mezi nejd ležit jší funkce
OBD II pat í nep etržité sledování a funk ní testy, rozší ení diagnostiky palivového systému a kyslíkových sond, pozorování zapalovacího systému, kontrola
innosti
katalyzátoru, monitoring systému recirkulace, kontrola výpadk zapalování, sledování 13
odvzdušn ní klikové sk ín
a palivové nádrže, pozm n né ovládání diagnostické
kontrolky MIL a standardizování chybových kód DTC, diagnostických p ístroj
a
jejich p ipojení. (Št rba a kol., 2011)
Obrázek 2: asová ada OBD (www.obdsol.com)
3.4 EOBD
Obdobou amerického systému OBD II se stala evropská verze EOBD, která se od svého amerického dvoj ete z technického hlediska liší jen minimáln . Rozdíl je p edevším v platnosti a uvedení EOBD do legislativy. Povinnost integrace systému EOBD do vozidel je dána direktivou 98/69/ES, která byla akceptována již v roce 1998. Ovšem v platnost vyšla až spolu s novou emisní normou Euro 3 v roce 2000. V USA systém OBD II od samého za átku platil pouze pro osobní a dodávková vozidla bez bližšího rozlišení (nap . druhu spalovaného paliva). Ovšem v Evrop se ihned p i zavád ní EOBD ur ily podmínky pln ní normy nejen podle typu vozidla, ale i dle celkové hmotnosti a typu motoru (zážehový, vzn tový). (Št rba a kol., 2011)
Termíny aplikace EOBD:
Zážehové motory: od 1. ledna 2000 všechna nová vozidla s novým povolením k provozu skupiny M1 a N1 kategorie I (< 2 500 kg), od 1. ledna 2001 všechna nová vozidla skupiny M1 a N1 kategorie I (< 2 500 kg), 14
od 1. ledna 2001 všechna nová vozidla s novým povolením k provozu skupiny M1 a N1 kategorie II a III (> 2500 kg), od 1. ledna 2002 všechna nová vozidla skupiny M1 a N1 kategorie II a III (> 2 500 kg). (Št rba a kol., 2011)
Vzn tové motory: od 1. ledna 2003 všechna nová vozidla s novým povolením k provozu skupiny M1 (< 6 sedadel a < 2 500 kg), od 1. ledna 2004 všechna nová vozidla skupiny M1 (do 6 sedadel a < 2 500 kg), od 1. ledna 2005 všechna nová vozidla s novým povolením k provozu skupiny M1 a N1 kategorie I (do 6 sedadel), od 1. ledna 2006 všechna nová vozidla skupiny M1 a N1 kategorie I (do 6 sedadel), od 1. ledna 2006 všechna nová vozidla s novým povolením k provozu skupiny M1 a N1 kategorie II a III (> 2 500 kg), od 1. ledna 2007 všechna nová vozidla skupiny M1 a N1 kategorie II a III (> 2 500 kg). (Št rba a kol., 2011)
Správný chod systému EOBD musí být zaru en po celou životaschopnost vozidla. Z d vodu schválení nového vozidla k provozu, musí výrobci automobilu garantovat jeho emisní stálost danou p edpisem Euro 3 po dobu p ti let nebo do ujetí 80 000 km resp. 120 000 km. Indika ní kontrolka emisí MIL je vždy umíst na na p ístrojové desce tak, aby ji idi v p ípad závady nemohl p ehlédnout. P i zapnutí zapalování se kontrolka rozsvítí a po nastartování zhasne. Pokud se tak však nestane, v ídicí jednotce motoru je tedy pravd podobn
zapsána závada, která zp sobuje
zhoršené emisní parametry. Symbol kontrolky a její barva jsou mezinárodn normovány (žlutá nebo ervená). (Št rba a kol., 2011)
Obrázek 3: Možnosti provedení kontrolky MIL (www.h-diag.cz)
15
Obrázek 4: Umíst ní kontrolky MIL na p ístrojové desce (auto.idnes.cz)
3.5 OBD III
V sou asnosti se pracuje na vývoji nejnov jší verze systému OBD, a to na již t etí v po adí. Hlavní rozdíl mezi starším OBD II a vznikajícím OBD III je p edevším ve spojení vozidla s bezdrátovým vysíla em, kterým jsou zprost edkovávány informace uložené v pam ti závad (PID03). P esto je d vod vzniku pouze ekonomický. Vysíla em se radiov p enáší varianta a po et chybových kód a dále informace o vozidle (výrobní íslo vozidla). Tuto koncepci navrhla instituce CARB. Americké výzkumy zjistily, že cca 75% všech vozidel v Kalifornii je v emisní toleranci, a proto u nich ani nedochází k rozsv cení kontrolky MIL. Problémem však stále z stává bezpe nost systému. Dnešní vysp lé systémy jsou spojeny i s daty GPS, které umožní snadné ur ení polohy, i jakou rychlostí se dané vozidlo pohybuje. (Št rba a kol., 2011)
16
3.6 Proprietální diagnostické protokoly
Diagnostické protokoly se za aly rozvíjet už p ed vznikem OBD II. Spole nost GM, která stojí za vznikem protokolu ALDL (Assembly Line Diagnostic Link), byla automobilovým výrobcem, jež jako první uskute nila propojení mezi ídicí jednotkou motoru a diagnostickým p ístrojem. I ostatní automobilky pracovaly na vývoji vlastních diagnostických protokol , které byly obvykle postaveny na fyzické vrstv ISO 9141, ovšem aplika n rozdílné (KW 1281 nebo KW82). Což bylo ovšem velmi nepraktické, nebo každý výrobce musel obstarávat i své diagnostické p ístroje. Tento nedostatek však OBD II vymítil u systém , které ovliv ovaly složení emisí. Moderní automobil je pln
ízen elektronickými ástmi a ty musí být diagnostikovány (nap . systémy ABS i
ESP) pomocí protokol výrobc vozidel. Díky tomu, že výrobci postupn p echázejí na neustále dokonalejší úrovn pravd podobn
komunika ních linek (CAN – BUS), se bude
rozmanitost diagnostických protokol
dále zv tšovat. Pro p íklad
uvádím protokol využívaný koncernem Volkswagen. (Št rba a kol., 2011)
3.6.1 Transport protocol
Volkswagen Transport Protocol (dále pouze VW TP) je diagnostický protokol používaný pro komunikaci mezi ídicími jednotkami, resp. jednotkami a testerem. Byl vyvinut spole ností Volkswagen, kterou je výhradn využíván po sb rnici CAN – BUS. (http://cs.wikipedia.org, 2009)
3.6.1.1 VW TP 1.6 Diagnostický protokol VW TP 1.6 je využit výhradn pro komunikaci ídicích jednotek mezi sebou. Není zapot ebí žádné komunikace diagnostického p ístroje s tímto protokolem, protože K
CAN gateway p evádí všechny požadavky mezi K – line
(KW 1281) a sb rnicí CAN – BUS. (http://cs.wikipedia.org, 2009)
17
VW TP 1.6 byl mimo jiné uplatn n ve vozech Škoda Fabia, Octavia a Superb (všechny vozy první generace). VW TP 1.6 se od svého následníka VW TP 2.0 p íliš neliší, zde jsou vyjmenovány n které rozdíly: inicializace komunikace je jednodušší, protokol zašti uje data posílaná prost ednictvím K – line, v p ípad
tzv. idle módu jsou zaslány p íkazy KW 1281 jako standardní
komunikace, v protokolu nejsou obsaženy n které stavy, v protokolu nejsou použity n které p íkazy, asovací
hodnoty
jsou
pevn
stanoveny
v kódu
ídicí
jednotky.
(http://cs.wikipedia.org, 2009)
3.6.1.2 VW TP 2.0 Komunikace protokolu VW TP 2.0 je uskute ována prost ednictvím vysokorychlostní linky CAN o rychlosti 0,5 Mb.s-1 s použitím jedenácti bitových identifikátor . V p ípad
tohoto protokolu i protokolu KWP 2000 jsou p enášeny
totožné požadavky a jedná se tedy jen o transportní vrstvu. Na po átku komunikace vyšle diagnostický p ístroj CAN frame „initconn“ s ID 0x200. Diagnostický p ístroj vypl uje pouze položky RX ID, které jsou ur eny pro p íjem. Nikoli však položky TX ID, které jsou uzp sobeny pro odesílání dat. Jsou používány hodnoty 0x300 – 0x310. Je-li vyzvaná ídicí jednotka v systému p ítomna, odpoví s ID 0x200 + (adresa ídicí jednotky) rámcem se stejným formátem, ale s již vypln nými hodnoty identifikátoru TX ID. Po p ijetí tohoto rámce následuje komunikace s novými identifikátory, které si ídicí jednotka vym nila s diagnostickým p ístrojem. Po áte ní požadavek testeru by m l být ConnTest, p i n mž si s ídicí jednotkou „domluví“ asování. Pokud ovšem není v pr b hu žádná komunikace, tester tak musí pravideln vysílat požadavek ConnTest. Sm na diagnostických požadavk je uskute n na rámcem Data. Odesílající strana m že v jakémkoliv rámci vyžadovat zp tnou vazbu od adresáta. V tomto p ípad je p ed posláním dalšího rámce vyžadováno potvrzení rámcem Acknowledge. První rámec má ve druhém bajtu zahrnutou celkovou velikost požadavku, avšak další datové rámce tuto hodnotu již neobsahují. Je-li požadavek rozsáhlejší než 6 bajt , pak jsou další datové rámce odeslány vždy s vyšším sekven ním íslem až do úplného odeslání dat. Pro
18
ukon ení komunikace by m l být vyslán požadavek Disconnect, který musí být op t potvrzen totožným rámcem. VW Transport Protocolu 2.0 je užito nap . ve voze Škoda Octavia II. (http://cs.wikipedia.org, 2009)
19
4. ZÁKLAD)Í FU)KCE OBD II / EOBD Jestliže u vozidla vznikne porucha v systémech negativn
ovliv ujících
výfukové plyny, dojde k rozsvícení kontrolky MIL. Kontrolka MIL m že mít n kolik variant v etn barvy, která ovšem musí spl ovat normu SAE. Barevné provedení je v tšinou žluté nebo ervené a je možné se setkat s vyobrazením motoru, nebo nápisu upozor ujícího idi e na poruchu a pobízejícího k provedení odborné kontroly. Možná je i jejich kombinace, p i emž kontrolka s vyobrazením samotného motoru je nejcharakteristi t jší pro evropský kontinent. Pokud nastane závada v systému tvorby sm si – nap íklad nev rohodný signál lambda sondy – ukazatel MIL svítí trvale. Ovšem pokud jde o p erušované svícení, jedná se o podstatn jší závadu – nap íklad vada katalytického systému i zapalování. (Št rba a kol., 2011)
Obrázek 5: Umíst ní lambda-sondy (cs.autolexicon.net)
4.1 Sledování funkce kyslíkových sond
Lambda sonda, namontovaná zpravidla p ed a za katalyzátorem, má za úkol monitorovat množství kyslíku ve výfukových plynech. Z množství lze následn zjistit p vodní pom r sm si paliva a vzduchu, která byla do válce dopravena. Tyto impulzy se adí v systému OBD – II mezi nejd ležit jší. Monitorujeme ty i primární parametry: (Št rba a kol., 2011) 20
4.1.1 Doba odezvy
Dobu zm ny z bohaté sm si na chudou a opa n pozoruje a zapisuje ídicí jednotka.. Kontrola probíhá na kyslíkové sond p ed katalyzátorem kontinuáln , tj. že ECU kontroluje podle p edem naprogramované funkce správný chod senzoru. (Št rba a kol., 2011)
Obrázek 6: Doba odezvy lambda-sondy lambda (Št rba a kol., 2011)
21
4.1.2 Doba odezvy v pr b hu
Zde již jednotka nekontroluje pouze pouz dobu zm ny z bohaté sm si na chudou a zp t, ale i pr b h signálu b hem tohoto procesu. Dále sleduje i maxima a minima na výstupu. (Št rba a kol., 2011)
Obrázek 7: Doba odezvy signálu lambda sondy v pr b hu regulace (Št rba a kol., 2011)
4.1.3 Doba aktivace
ídicí cí jednotka posuzuje dobu zah ívání kyslíkové sondy na provozní teplotu. (Št rba a kol., 2011)
22
4.1.4 Rozdíl pr b h signál p ed a za katalyzátorem
Zde ídicí cí jednotka porovnává výsledné pr b hy impulz z kyslíkových sond p ed i za katalyzátorem torem a posuzuje tak jeho stav a opot ebení. P i ur ení stavu katalyzátoru se obvykle vychází z redukce uhlovodík CHx, vzniklých nedokonalým spalováním. P i stechiometrickém pom ru (14,7 jednotek vzduchu ku 1 jednotce paliva) je ú innost správn fungujícího fungující katalyzátoru cca 95 %. Naopak již p i ú innosti 65 % je p e tený signál ozna en za závadu. (Št rba a kol., 2011)
Obrázek 8: Pr b h signálu lambda-sondy lambda p ed a za katalyzátorem (Št rba a kol., 2011)
23
4.2 Adaptace
Mimo zmi ované kontroly katalyzátor a lambda sond je možné provád t i nápravná opat ení na základ okolních a asových vliv . To m žeme chápat jako pozorování regula ní smy ky v etn dopo t vzhledem k pom ru paliva a vzduchu. Mezi tyto vlivy pat í p edevším opot ebení vst ikova , i net snosti ventil apod. Z hlediska délky adaptace, resp. p izp sobení, máme adaptace krátkodobé i dlouhodobé. Pokud se jedná o krátkodobou, tak se zm na v pom ru paliva a vzduchu bere v potaz pouze p i tom nastartovaném motoru, kdy byla závada zjišt na. Jedná-li se o dlouhodobou, pak se informace o zm n stavu zapisují do pam ti ídicí jednotky. Závada je detekována v tom p ípad , když je zjišt na odchylka od standardizované hodnoty +/- 20 %. Krom popisovaných korekcí jsou monitorována i p erušení vedení impulz z kyslíkových sond do jednotky, apod. (Št rba a kol., 2011)
24
Obrázek 9: P íklad adaptace p i net snosti sání (Št rba a kol., 2011)
4.3 Monitoring systému recirkulace (EGR)
Funkce systému recirkulace výfukových plyn se využívá proto, aby op tovným p ivedením spalin zp t do válce došlo ke snížení teploty spalování a tím i snížení oxid dusíku NOx. Na základ podtlaku v sání (MAP) i množství nasávaného vzduchu (MAF) spojeného s otá kami motoru, dochází k odm ování množství spalin, které jsou znovu vedeny do válce. Systém recirkulace výfukových plyn se monitoruje zpravidla 25
podle nam ených hodnot MAP i MAF za snižování otá ek, nebo zjišt ním zdvihu EGR ventilu obvykle pomocí vlastního potenciometru. (Št rba a kol., 2011)
Obrázek 10: Funkce recirkulace výfukových plyn (Št rba a kol., 2011)
4.4 Systém sekundárního vzduchu
Cílem systému sekundárního vzduchu je dopravit p ed katalyzátor dostate né množství vzduchu, aby došlo k následné oxidaci CO a CHx. Tento proces se d je ve fázi zah ívání motoru na provozní teplotu. Vzniklé teplo slouží k rychlejšímu oh evu katalyzátoru na požadovanou teplotu. V OBD – II systému je tato funkce kontrolována kyslíkovou sondou, která by ídicí jednotce m la oznamovat bohatou sm s. Evropský systém EOBD je rozší en o pot ebu znalostí parametr dmychadla a zdvihu ovládacího ventilu v procentech. (Št rba a kol., 2011)
26
4.5 Kontrola výpadk zapalování
Jestliže nastane výpadek zapalování, znamená to krom abnormálního navýšení škodlivých plyn , také nebezpe í poškození katalyzátoru. P i výpadku zapalování totiž dojde k úniku nespáleného paliva do výfukového potrubí a následn do katalyzátoru, kde za vysokých teplot doho ívá. Tím dochází k zah ívání katalyzátoru. P í iny termických zm n katalyzátoru jsou již 800 °C až 1000 °C teploty. Ovšem p i teplotách nad 1 000 °C nastávají mechanická poškození, p i kterých už dochází k výpadk m a nefunk nostem celého systému. Vynechání zapalování není p ímo možné detekovat, ale je možné ho odvodit z pr b hu signálu sníma e polohy klikového h ídele. Na obrázku 11 je znázorn no logické myšlení ídicí jednotky p i detekci vynechání zapalování. Systém OBD – II má za úkol mimo detekování výpadku i zjišt ní množství válc , které se na výpadku podílí (obrázek 12). (Št rba a kol., 2011)
Obrázek 11: Postup ídicí jednotky p i zjiš ování závady (Št rba a kol., 2011)
27
Obrázek 12: Zrychlení klikové h ídele p i ur ování výpadku zapalování (Št rba a kol., 2011)
Popisované ané metody by se spíše daly nazvat pouze teoretickými, teoretický protože jsou postaveny na rovnom rném chodu motoru. Toho se však v technické praxi mnohdy nedostává, nebo na vozidlo p sobí velké množství vibrací nap . od nekvalitního povrchu vozovky. Nyní se používá použív akcelerometru, který m í vibrace p sobící na karoserii. Díky tomu je možné s pom rn velkou úsp šností potla it chybu zp sobenou vibracemi od vozovky. (Št rba a kol., 2011)
28
Obrázek 13: Vliv torzních kmit na zrychlení klikové h ídele (Št rba a kol., 2011) 2
29
4.6 Chybové kódy
P timístné chybové kódy jsou normovány dle SAE J2012. D lí se do ty kategorií podle funk ních skupin:
B (body) – pro karoserii C (chassis) – pro podvozek P (powertrain) – pro hnací ústrojí U (undefinied) – pro sí ové systémy (Št rba a kol., 2011)
Systém OBD II prozatím využívá pouze kód pro hnací ústrojí (P). Na druhém míst
je
íslice, zna ící podskupinu pro normovaný kód ISO/SAE (P0xxx) nebo
normovaný kód výrobce (P1xxx). T etí pozice udává konstruk ní jednotku, kde vznikla závada. tvrté a páté místo ur uje lokalizovanou jednotku systému (01 – 99). (Št rba a kol., 2011)
Obrázek 14: Základní rozd lení chybových kód (www.h-diag.cz)
30
Tabulka 1: Rozd lení chybových kód hnacího ústrojí (Št rba a kol., 2011) P0xxx
Kódy nezávislé na výrobci (dle ISO/SAE)
P01xx
Odm ování vzduchu nebo paliva
P02xx
Odm ování vzduchu nebo paliva
P03xx
Systém zapalování, poruchy zapalování
P04xx
P ídavné za ízení pro snížení emisí
P05xx
Rychlost vozidla, nastavení volnob hu a ostatní výstupní signály
P06xx
Palubní po íta a ostatní výstupní signály
P07xx
P evodovka
P08xx
P evodovka
P09xx
Volné pro ISO/SAE
P00xx
Volné pro ISO/SAE
P1xxx
Kódy zadávané výrobcem
P11xx
Odm ování vzduchu nebo paliva
P12xx
Odm ování vzduchu nebo paliva
P13xx
Systém zapalování, poruchy zapalování
P14xx
P ídavné za ízení pro snížení emisí
P15xx
Rychlost vozidla, nastavení volnob hu a ostatní výstupní signály
P16xx
Palubní po íta a ostatní výstupní signály
P17xx P18xx
P evodovka P evodovka
P19xx
Kategorie ISO/SAE
P20xx
Kategorie ISO/SAE
4.7 Komunikace
Nejv tší odlišnosti mezi jednotlivými generacemi palubní diagnostiky jsou bezpochyby v komunikaci, a to i mezi americkou a evropskou verzí. Pozorovanými parametry je fyzická vrstva (Physical Layer), datová vrstva (Data Link Layer) a aplika ní vrstva (Application Layer). (Št rba a kol., 2011)
Model OSI je souhrn stanov, ur ující logické úlohy komunikace pro transfer informací mezi ídicí jednotkou a vlastním testerem. Prvotní impulz pro vznik tohoto 31
modelu, byla pot eba shromáždit logické funkce informa ního toku. Tyto funkce byly rozt íd ny do sedmi vrstev, p i emž každá z nich p edstavuje skupinu souvisejících logických operací. Model vymezuje celkovou podstatu jednotlivých vrstev a jejich provázanost s nižšími,
i vyššími vrstvami. Model ovšem neur uje zp soby
komunikace, které zajiš ují komunika ní protokoly, pomoci kterých jsou ur eny zásady pro p enos informací v po íta ových systémech. (Št rba a kol., 2011)
Obrázek 15: Referen ní model ISO/OSI pro komunikaci po sériových linkách (www.odbornecasopisy.cz)
Rozd lení vrstev:
1 – Fyzická: Úkolem této vrstvy, je p enos bit
daným komunika ním kanálem.
Obsahuje technické vybavení pro uskute n ní komunikace. (Št rba a kol., 2011)
2 – Datová: Umož uje synchronizaci s fyzickou vrstvou a zabezpe uje bezpe ný p enos informací. V této vrstv musely být ur eny ješt dv další subvrstvy. MAC (Media Access Control ) a LLC (Logical Link Control). Zatímco první z nich definuje individuální vlastnosti daného prost edku (adresování), druhá ur uje možnost použití linky, synchronizaci rámc a detekci chyb. (Št rba a kol., 2011)
3 – Sí ová: Sí ová vrstva má za úkol správné definování proces pro sm rování, tedy aby r zné datové spoje byly kombinovány v jedné síti. Mezi primární funkce této vrstvy pat í p edevším adresování v síti, vymezení trasy mezi zdrojovým a cílovým uzlem a sm ování paket mezi sít mi. (Št rba a kol., 2011)
32
4 – Transportní: Vrstva zajiš ující ucelený transport dat v etn chyb. (Št rba a kol., 2011)
5 – Rela ní: Zahajuje, udržuje ve správném chodu a ukon uje komunikaci a transport dat. (Št rba a kol., 2011)
6 – Prezenta ní: Vrstva ur ující formát dat. Mezi další úkoly se adí obm na protokolu pro r zné systémy, kódování a dekódování. (Št rba a kol., 2011)
7 – Aplika ní: Vrstva zajiš ující chod služeb aplika ních, datových, souborových, tiskových a zajiš ující zasílání zpráv. Vrstva aplika ní je ze všech výše popsaných b žnému uživateli (laikovi) nejbližší. (Št rba a kol., 2011)
Obecn lze pr b h komunikace mezi testerem a ídicí jednotkou motoru popsat takto: obsluha diagnostického p ístroje stiskem tla ítka vyvolá událost, která dostane svoji podobu podle komunika ního protokolu a stane se z ní zpráva, transportní vrstva rozhodne o zp sobu a množství segmentace zprávy a pošle data sí ové vrstv , sí ová vrstva roz lení segmenty do paket pro p echod na datovou vrstvu, datová vrstva rozt ídí pakety do rámc , které jsou p eposlány na fyzické médium. (Št rba a kol., 2011)
Fyzická vrstva palubní diagnostiky má za úkol p edevším transport elektrických impulz z ídicí jednotky motoru do diagnostického p ístroje a zp t. Dle jednotlivých norem je rozd lena nejen dynamika a úrovn elektrického impulzu, ale i asy mezi jednotlivými impulzy. (Št rba a kol., 2011)
4.7.1 Fyzická vrstva SAE J1850
P edpisem J1850 spole nost automobilových inženýr
stanovuje t i základní
varianty p enosu dat. Class A, Class B, Class C, a to ve dvou možných provedeních. P i
33
použití varianty, kterou používají spole nosti GM a Chrysler, je Class B VPW (Variable Pulse Width Modulation), putují data rychlosti 10,4 kb.s-1. Druhou specifikací je PWM (Pulse Width Modulation), kterou používá výrobce voz
Ford pod vlastním
vnitropodnikovým ozna ením SCP (Standard Corporate Protocol). Na rozdíl od první uvedené varianty pracuje PWM s již ty násobnou rychlosti komunikace, a to jest 41,6 kb.s-1. Jak m žeme poznat z ozna ení, Class A byl vyvinut jako první a pro svou nízkou rychlost pod 10 kb.s-1 byl využíván p edevším pro komunikaci mezi ídicí jednotkou a idly ve vozidle. P edpis SAE J1850 se zabývá i vzájemnými transporty dat mezi jednotlivými ECU nebo ECU a senzorem. Druhým typem v po adí je Class B (VPW, PWM), který je díky vyšší rychlosti komunikace (p es 100 kb.s-1) a zmenšením zatížení datové sb rnice v USA nejpoužívan jší. Posledním vyvinutým je prozatím Class C, který umož uje p enášet rychlostí až 1 Mb.s-1 s využitím sb rnice CAN (Control Area Network). Ve vývoji je zatím nejrychlejší Class D s p enosovou rychlostí dokonce až 10 Mb.s-1. (Št rba a kol., 2011)
4.7.2 Fyzická vrstva – ISO 9141, ISO 14230
Rokem 1989 byl ustanoven p edpis ISO 9141 pro transport dat ve vozidle. V roce 1994 nastala obm na, nebo se muselo vyhov t požadavk m instituce CARB a norma získala nový název ISO 9141 – 2. Ta se v roce 1998 sladila s SAE J1978 (OBD II Scan Tool) ve spojení mezi ídicí jednotkou a diagnostickým p ístrojem. Norma ISO 14230, vzniklá v roce 1999, se od výše popisované p íliš neodlišuje. Liší se jen v elektrickém rozvodu ve vozidle. Zatímco ISO 9141 je použitelná pro 12 V systém, ISO 14230 je pro systém 24 V. Takový protokol byl pojmenován KWP 2000 (Keyword Protocol 2000). Tyto normy nám umož ují n kolik variant zapojení tzv. K a L linek. Jde o systémy s diagnostickou linkou K (obrázek 16) a s diagnostickými linkami K a L, resp. KKL (dual K line). (Št rba a kol., 2011)
34
Obrázek 16: Znázorn ní obousm rné komunikace dle ISO 9141 (Št rba a kol., 2011)
4.7.3 Datová a aplika ní vrstva
Datová a aplika ní vrstva je z celého OBD II nejkomplikovan jším prvkem. Jako p íklad k popisu obou vrstev se hodí americká norma SAE J1850 ve specifikaci VPW. Tuto normu naprosto dokonale charakterizuje proces Arbitration, Arbitration který m žeme chápat jako ízení p ístupu. ístupu Jestliže dva i všechny sí ové uzly za nou posílat data sou asn , tak proces udává, který z obou nebo více uzl posílání za ne. Sb rnice pod J1850 je asynchronní,, bez nad azených uzl , resp. kontroler a pracuje na principu peer2peer, tedy z bodu do bodu. Primární vlastností je podpora sít CSMA/CR. Pokud chce za ít jeden z uzl vysílat, pak musí primárn dojít ke zm n nastavení asu. Je-li sb rnice zaneprázdn na, tak uzel, který „naslouchá“, je nucen ekat do doby p ed opakováním, než je telegram na síti kompletní. Takový Takový proces je nazýván CS (Carrier Sense). Z d vodu, že je standard J1850 založen na systému sít peer – to – peer, je zaru en n kolikanásobný p ístup MA (Multiple Access). Poslední zkratka CR (Collision Resolution) ur uje prioritu zprávy v p ípad n kolikanásobného p ipojení ve stejný as. Na obrázku 17 je znázorn n p ípad, kdy jeden z uzl ztratí ízení p ístupu, protože hodnota byla na logické nule pasivní (tedy 0). (Št rba a kol., 2011)
35
Obrázek 17: ízení p ístupu (Št rba a kol., 2011)
Data p enášená sb rnicí, musí být z hlediska tvaru p esn definována. P enášená data jsou obecn nazývána zprávou, rámcem nebo i telegramem (Message (Messag Frame). Na obrázku 18 je zobrazen p ípad základní zprávy. (Št rba a kol., 2011)
Obrázek 18: Základní složení zprávy (Št rba a kol., 2011)
Z obrázku 18 je patrné, že na po átku každého telegramu se v daném ase spustí SOF (Start Of Frame), jenž je zásadní v cí pro pr b h ízení p ístupu (Arbitration) a CS (Carrier Sense). Dle normy SAE J1850 je „vysoký potenciál“ potenciál“ udáván po dobu 200 s. Následuje odeslání hlavi ky, tj. podstatné informace pro uzel, který rý informace p ijímá.
Složení hlavi ky je patrné z následujících tabulek. (Št rba a kol., 2011)
Tabulka 2: Hlavi ka – bajt (Št rba a kol., 2011) Bit 7
Bit 6
Bit 5
Bit 4
Bit 3
Bit 2
Bit 1
Bit 0
P2
P1
P0
H-bit
K-bit
Y-bit
Z1
Z0
36
Tabulka 3: Složení hlavi ky (Št rba a kol., 2011) Bit
Ozna ení
PPP
Priorita zprávy
H
Hodnota
Vysv tlení
000
Vyšší priorita
111
Nižší priorita
0
T íbajtová
1
Jednobajtová
0
IFR vyžadováno
1
IFR nepoužito
0
Funk ní adresování
1
Fyzické adresování
Typ hlavi ky
K
Odezva
Y
Adresní mód 00 01
ZZ
Specifický typ zprávy
Vztahuje se k bit m K a Y 10 11
Telegram dále vyjad uje vlastní informaci umíst nou v datovém poli. Na obrázku 19 jsou znázorn ny situace p i p enosu jednotlivých bit . (Št rba a kol., 2011)
Obrázek 19: 19 Stavy datových bit (Št rba a kol., 2011)
37
Na konci telegramu se nachází revizní mechanismus CRC CRC (Cyclical Redundancy Check), jenž obsahuje je polynomický výpo et z bit
zprávy. Ihned za CRC
mechanismem se telegram uzav e. Nyní jsem popsal základní složení telegramu, ale samoz ejm existuje i rozší ená oblast telegramu, která p idává do zprávy další prvky. (Št rba a kol., 2011)
Obrázek 20: Rozší ená oblast telegramu (Št rba a kol., 2011)
4.8 Testovací módy OBD – II
Z normy SAE J1979 (Diagnostic Test Modes) plyne 9 testovacích mód . Ty nejsou závislé na použitém protokolu. Prvních p t mód
je áste n p izp sobeno
kontrole výfukových plyn , ovšem i ostatní s ní z ásti korespondují. (Št rba a kol., 2011)
Tabulka 4: Rozd lení mód podle SAE J1979 (Št rba a kol., 2011)
Mód
Popis
1
Aktuální hodnoty
2
Freeze Frames (provozní podmínky p i vzniku závady)
3
Zapsané DTC
4
Výmaz DTC
5
Výsledky test lambdasond, zobrazení pr b hu signálu
6
Výsledky nekontinuálních test (p evodovka, atp.)
7
Na tení kód chyb, které nevedly k aktivaci MIL
8
Kontrolní modus (výrobce využívá zejména pro testy ak ních len )
9
Informace o vozidle (VIN, CVN, atp.)
38
Mód 1 Zde je uložena funkce monitorující základní stav systému. Jsou pozorovány všechny vstupní i výstupní impulzy a p edevším provozuschopnost jednotlivých systém . Kone ná analýza je p ipravena až po ukon ení procesu Readiness, který bude popsán v následující kapitole. (Št rba a kol., 2011)
Mód 2 V tomto módu jsou zapsány p í iny již vzniklých závad, tzv. Freeze Frame. (Št rba a kol., 2011)
Mód 3 V systému OBD – II se chybové kódy DTC ukládají do dvou typ pam tí závad. Zde se ukládají ty kódy, jež se starají o zhoršení kvality výfukových plyn . Mimo n jsou zde uloženy ty kódy chyb, které sem byly p esunuty z módu 7. A je zapsána jakákoli chyba, vždy dojde k rozsvícení indika ní kontrolky MIL. K zhasnutí již rozsvícené kontrolky sta í, aby úsp šn
prob hly t i procesy Readiness. Ovšem
k úplnému vymazání chyby z pam ti závad dojde až po ty iceti zda ilých cyklech. (Št rba a kol., 2011)
Mód 4 Zde je umožn no mazat chybové kódy ze všech systém , které jsou ur eny pro pohon vozidla (Powertrain). (Št rba a kol., 2011)
Mód 5 Tento mód je vytvo en pro výsledky test kyslíkových sond. Zapisuje se doba odezvy p i p echodu bohaté sm si na chudou a zp t, a maxima a minima výsledných nap tí. Mód se používá i ke zb žné revizi výfukových plyn , aniž by byl pot eba proces Readiness. (Št rba a kol., 2011)
Mód 6 Zde je prostor pro umíst ní kontroly systém výrobce, které nejsou nep etržit monitorovány (nap . p evodovka, klimatizace). (Št rba a kol., 2011)
39
Mód 7 Tento mód
áste n
spolupracuje s módem 3. Jedná-li se o ojedin lou
(sporadickou) závadu, z stane v této pam ti. Pokud ovšem jde o stálou (statickou) chybu, p esouvá se do módu 3. (Št rba a kol., 2011)
Mód 8 Mód je uvoln n pro volbu výrobce. Je však doporu en pro kontrolu ak ních len . (Št rba a kol., 2011)
Mód 9 Udává informace o vozidle: VIN (Vehicle Identification Number), CIN (Calibration Identification Number), CVN (Calibration Verification Number). (Št rba a kol., 2011)
4.9 Readiness
Proces Readiness byl vytvo en pro rychlou kontrolu systém , které mohou negativn ovliv ovat emise výfukových plyn . Výsledkem této funkce je osmimístný kód složený z jedni ek a nul. P i emž 1 zna í, že test nemohl z n jakého d vodu prob hnout a to m že pravd podobn
znamenat závadu v systému (závadu dané
komponenty). Naopak 0 znamená, že kontrola prob hla bez problému a daný len systému je v po ádku. Pokud se u n jaké komponenty zobrazí 1, tedy závada, je pro další postup nutné vy íst pam
závad. Z výše popsaného plyne, že výsledný readiness
kód 00000000 by m l vyjad ovat bezzávadnost systému OBD – II. (Št rba a kol., 2011)
40
Tabulka 5: Složení Readiness kódu (Št rba a kol., 2011) Testovaná komponenta
1
2
3
4
5
6
7
Katalyzátor
0 0
Vyh ívání katalyzátoru (není-li pak 0) Odv trávání palivové nádrže
0
Systém sekundárního vzduchu
0
Klimatizace (není-li pak 0)
0
Lambda sonda
0 0
Vyh ívání lambda sondy Systém recirkulace (není-li pak 0)
8
0
Pro p íklad lze uvést, že pokud diagnostický p ístroj zobrazí kód 00000011, 00000011 je možné s jistotou íci, že byla zjišt na závada na katalyzátoru, nebo na jeho vyh ívání. Dále na obrázku 21 uvádím postup diagnostikování závady systémem Readi Readiness Readiness, používaným koncernem Volkswagen.
Obrázek 21: Postup testu systémem Readiness (Št rba a kol., 2011)
41
4.10 Diagnostické rozhraní (DLC)
Komunikace mezi ídicí jednotkou a diagnostickým p ístrojem je uskute n na prost ednictvím diagnostické zásuvky, která je ve vozidle umíst na r zn dle výrobce. Zásuvka/zástr ka je normovaná dle p edpisu SAE J1962 a tudíž musí být pro všechny výrobce využívající systému OBD – II i EOBD totožná. Ovšem liší se v zapojení jednotlivých pin . (Št rba a kol., 2011)
Obrázek 22: Diagnostické rozhraní OBD II (dieselpower.cz, www.airdash.sk)
42
Obrázek 23: Umíst ní diagnostické zásuvky ve vozidlech Škoda (www.maxtuning.sk)
43
5. ZÁV R Ve vlastním úvodu bakalá ské práce nejprve uvádím vysv tlení pojmu automobilová diagnostika a zabývám se jeho rozd lením. Jsou zde popsány pojmy jako vnit ní a vn jší diagnostika, jejich uplatn ní a následn výhody a nevýhody komunikace diagnostických p ístroj s ídicími jednotkami.
Následující kapitola je zam ena na diagnostické protokoly a to zpo átku na jejich historický vývoj. Velký prostor jsem v noval popisu legislativní diagnostiky, což jsou protokoly typu OBD. Popisoval jsem prvotní systém OBD – I, následný OBD – II, evropskou verzi EOBD a následn
i OBD – III, který je ve fázi vývoje. Mimo
legislativní diagnostiku jsem se zam il i na protokoly dané výrobcem. Jako p íklad jsem použil diagnostický protokol koncernu Volkswagen nazvaný Transport Protocol (VW TP), a to ve verzi 1.6 a 2.0.
Dále jsem pojednával o použití a významných funkcích stávajícího OBD – II, nap . o možnostech monitorování množství škodlivin ve výfukových plynech, monitorování kvality zapalování, apod. Poté v tabulce a na obrázku uvádím len ní chybových kód , které jsou dle SAE J2012 d leny do n kolika skupin. Tento chybový kód nám zobrazí diagnostický tester a na základ tabulky m žeme vyhledat, kde se závada vyskytuje.
Další
ást práce je v nována komunikaci mezi ídicí jednotkou motoru a
diagnostickým p ístrojem. Referen ní model ISO/OSI je de facto souhrn stanov, ur ující zp soby komunikace mezi jednotkou a testerem, které jsou shromážd ny do sedmi vrstev (fyzická, datová, sí ová, transportní, rela ní, prezenta ní a aplika ní). Mimo uvedené vrstvy popisuji i složení telegramu, putujícího mezi jednotkou a testerem. Následuje bližší náhled do problematiky testovacích mód u systému OBD – II, resp. co jednotlivé módy popisují, obsahují a k emu slouží. Readiness, je proces systému OBD – II, uzp sobený pro rychlou kontrolu všech komponent, které se mohou negativn podílet na složení výfukových plyn . V samotném záv ru práce ješt uvádím vzhled, provedení a zapojení diagnostické zásuvky/zástr ky.
44
6. SEZ)AM POUŽITÉ LITERATURY
1. ŠT RBA Pavel, UPERA Ji í, POLCAR Adam, 2011: Automobily –
Diagnostika motorových vozidel II. Avid s.r.o., Brno, 181 s. ISBN 978-8087143-19-3 2. VLK František, 2006: Diagnostika motorových vozidel. Prof. Ing. František Vlk, DrSc., Brno, 444 s. ISBN 80-239-7064-X
I)TER)ETOVÉ ZDROJE 1. Airdash.sk. Produkty. [online] [cit. 11. 4. 2012]. Dostupné na:
2. Auto.idnes.cz. Kontrolky prozradí, že je vašemu autu špatn . [online] [cit. 11. 4. 2012]. Dostupné na: 3. Autolexicon.net. Katalyzátor. [online] [cit. 11. 4. 2012]. Dostupné na: 4. Dieselpower.cz. Fórum. [online] [cit. 11. 4. 2012]. Dostupné na: 5. H-diag.cz. OBD diagnostika. [online] [cit. 11. 4. 2012]. Dostupné na: 6. H-diag.cz. OBD diagnostika. [online] [cit. 12. 4. 2012]. Dostupné na: 7. Maxtuning.sk. Rýchle zobrazenie zásuviek. [online] [cit. 11. 4. 2012]. Dostupné na: 8. Obdsol.com. What is OBD?. [online] [cit. 14. 4. 2012]. Dostupné na: 9. Odbornecasopisy.cz. Pr myslový Ethernet. [online] [cit. 11. 4. 2012]. Dostupné na: Wikipedie. Volkswagen Transport Protocol. [online] [cit. 6. 4. 2012]. Dostupné na: 45
7. SEZ)AM OBRÁZK
Obrázek 1: Zjednodušený princip OBD ......................................................................... 12 Obrázek 2: asová ada OBD ......................................................................................... 14 Obrázek 3: Možnosti provedení kontrolky MIL ............................................................. 15 Obrázek 4: Umíst ní kontrolky MIL na p ístrojové desce ............................................. 16 Obrázek 5: Umíst ní lambda-sondy ............................................................................... 20 Obrázek 6: Doba odezvy lambda-sondy ......................................................................... 21 Obrázek 7: Doba odezvy signálu lambda sondy v pr b hu regulace ............................. 22 Obrázek 8: Pr b h signálu lambda-sondy p ed a za katalyzátorem ............................... 23 Obrázek 9: P íklad adaptace p i net snosti sání ............................................................. 25 Obrázek 10: Funkce recirkulace výfukových plyn ....................................................... 26 Obrázek 11: Postup ídicí jednotky p i zjiš ování závady.............................................. 27 Obrázek 12: Zrychlení klikové h ídele p i ur ování výpadku zapalování...................... 28 Obrázek 13: Vliv torzních kmit na zrychlení klikové h ídele ...................................... 29 Obrázek 14: Základní rozd lení chybových kód .......................................................... 30 Obrázek 15: Referen ní model ISO/OSI pro komunikaci po sériových linkách ............ 32 Obrázek 16: Znázorn ní obousm rné komunikace dle ISO 9141 .................................. 35 Obrázek 17: ízení p ístupu ........................................................................................... 36 Obrázek 18: Základní složení zprávy ............................................................................. 36 Obrázek 19: Stavy datových bit .................................................................................... 37 Obrázek 20: Rozší ená oblast telegramu ........................................................................ 38 Obrázek 21: Postup testu systémem Readiness .............................................................. 41 Obrázek 22: Diagnostické rozhraní OBD II ................................................................... 42 Obrázek 23: Umíst ní diagnostické zásuvky ve vozidlech Škoda ................................. 43
46
8. SEZ)AM TABULEK
Tabulka 1: Rozd lení chybových kód hnacího ústrojí.................................................. 31 Tabulka 2: Hlavi ka – bajt .............................................................................................. 36 Tabulka 3: Složení hlavi ky ........................................................................................... 37 Tabulka 4: Rozd lení mód podle SAE J1979 ............................................................... 38 Tabulka 5: Složení Readiness kódu ................................................................................ 41
47
