"Systemy
diagnostyki pokładowej - OBD II"
Pomimo wielu wad i zagrożeń dla środowiska naturalnego, silnik spalinowy jest i pozostanie w najbliższej przyszłości podstawowym źródłem napędu środków transportowych. Wydaje się pewne, że w przyszłości przy jego rozwoju trzeba będzie nadal kierować się głównie względami ekologicznymi oraz możliwościami zaimplantowania systemów telekomunikacyjnych. W ciągu najbliższych lat nastąpi dalsze radykalne zaostrzenie obowiązujących norm toksyczności spalin i wprowadzenia ograniczania zużycia paliwa przez nowo rejestrowane samochody.
Dotąd emisja związków toksycznych była w dużej mierze niekontrolowana, mimo wielkiego wysiłku na etapie projektowania i produkcji. Producent w zasadzie ponosił odpowiedzialność za emisję jedynie do "bramy fabryki".
Aby spełnić ustalone limity emisji spalin, które muszą być utrzymane przez minimum 80000 km przebiegu, niezbędne jest zapewnienie odpowiedniego stanu technicznego silnika (elementów decydujących o poziomie emisji związków toksycznych) oraz jego ciągłej kontroli. Monitorowanie pracy tych układów umożliwia wykrywanie niesprawności już w początkowej fazie, gdy wpływ spalin na środowisko jest jeszcze niewielki. Powyższe wymagania spełnia pokładowy system diagnostyczny OBD (On Board Diagnostic; w USA ma on oznaczenie OBD II) wprowadzony dyrektywą 98/69/EC i 1999/102/EC w krajach Unii Europejskiej w pojazdach osobowych z silnikami o zapłonie iskrowym od 01.01.2000 r. (dla nowych homologacji), a od 01.01.2001 r. we wszystkich nowo rejestrowanych pojazdach. Od 29.03.2001 roku według regulaminu ECE R83.05 system EOBD (European OBD) będzie wprowadzony we wszystkich krajach europejskich.
System OBD II/EOBD to zespół testów diagnostycznych oraz procedur obliczeniowych i decyzyjnych, zmierzających do oceny sprawności emisyjnych (a także bezpieczeństwa) elementów podzespołów pojazdu, których zużycie lub uszkodzenie może wpływać na zwiększenie emisji z pojazdu. Nadzorem tego systemu są objęte oprócz elementów emisyjnie krytycznych, także elementy, których niesprawności mogą pośrednio zwiększyć emisje przez oddziaływanie swymi wejściami lub wyjściami na centralny system komputerowy. Wykrycie niesprawności jest sygnalizowane kierowcy wskaźnikiem świetlnym MIL oraz rejestrowane w pamięci jednostki centralnej w postaci standardowego kodu niesprawności i innych danych pomocniczych.
Cele, jakimi kierował się ustawodawca wprowadzając normę OBD II/EOBD, można sformułować następująco:
zmniejszenie ogólnego poziomu emisji związków toksycznych z transportu samochodowego przez wprowadzenie prawnie usankcjonowanych procedur wykrywania niesprawności powodujących zwiększoną emisję związków toksycznych w samochodach osobowych i dostawczych we wczesnej fazie ich rozwoju, to jest zanim pojazd stanie się intensywnym źródłem zanieczyszczeń, zredukowanie czasu pomiędzy wystąpieniem niesprawności a jej wykryciem i naprawą,
usprawnienie procesu diagnostyki i naprawy elementów i podzespołów emisyjnie krytycznych, tzn. takich, których uszkodzenia mogą spowodować zwiększoną emisję,
ujednolicenie i znormalizowanie procedur diagnostycznych oraz metod dostępu do informacji diagnostycznych,
prawne zagwarantowanie wszystkim zainteresowanym stronom dostępu do informacji diagnostycznej oraz parametrów opisujących pracę układu napędowego.
Ponadto system OBD ma na celu wykrycie uszkodzeń związanych z bezpieczeństwem (np. wykrywanie uszkodzeń układów hamulcowych, ABS lub poduszek powietrznych). Dodatkowe korzyści ze stosowania układów OBD to możliwości wykorzystania do rejestracji pewnych parametrów pojazdu przed wypadkiem ("czarna skrzynka") oraz możliwość identyfikacji numeru VIN samochodu. Te dodatkowe funkcje są ważne dla policji, prokuratury, służb granicznych i celnych, firm ubezpieczeniowych itp.
W przyszłości z systemem OBD będą także zintegrowane pokładowe systemy diagnostyczne obejmujące podstawowe podzespoły podwozia i nadwozia. Można więc bez większego ryzyka powiedzieć, że już na początku XXI wieku nowo produkowane samochody będą kontrolowane, lokalizowane i diagnozowane za pomocą ogólnokrajowych lub globalnych radiowych, cyfrowych systemów przesyłania informacji. Zatem samochód będzie samodzielnie analizował swój stan techniczny, przekazywał dane do serwisu i ustalał datę swojej naprawy. Efektem tego będzie radykalne zmniejszenie emisji z transportu samochodowego oraz zwiększenie bezpieczeństwa ruchu, albowiem ocena stanu technicznego pojazdów (a zwłaszcza parametrów ekologicznych i bezpieczeństwa) będzie ciągła w czasie całego okresu eksploatacji, i co więcej - nie będzie tak jak dotąd obszarem zainteresowania tylko stacji kontroli pojazdów i użytkowników, ale stanie - się także zagwarantowanym prawnie zadaniem producentów pojazdów. Producent bowiem będzie ponosił odpowiedzialność za całą eksploatację pojazdów, która kończy się jego utylizacją (połączoną z recyklingiem).
Skoordynowane prace nad przyswojeniem i wdrożeniem system OBD II/EOBD w Polsce rozpoczęto w Instytucie Transportu Samochodowego od początku 1999 roku. Prace te były częściowo finansowane przez Komitet Badań Naukowych. Doceniając znaczenie technologii OBD dla ochrony środowiska w Polsce i dla polskiego przemysłu motoryzacyjnego oraz mając na uwadze konieczność dostosowania przepisów polskich do wymagań Unii Europejskiej, prace te zintensyfikowano, powołując w połowie 1999 roku, Zespół Badawczy ds. OBD (Diagnostyki Pokładowej), tworzony przez interdyscyplinarną grupę pracowników ITS i uznanych specjalistów z dziedziny silników spalinowych i elektroniki pracujących na uczelniach technicznych.
W rezultacie tych prac całkowicie zrealizowano bądź znacznie zaawansowano następujące zadania:
Wykonano analizę prawnych i technicznych aspektów funkcjonowania systemów pokładowych OBD II/EOBD w sferze produkcji i eksploatacji pojazdów ze szczególnym uwzględnieniem specyfiki warunków polskich.
Opracowano projekt technicznych i prawnych działań dostosowawczych zmierzających do szybkiego wprowadzenia wymagań dyrektyw 98/69/EC i 1999/102/EC w Polsce.
Opracowano bazowe narzędzia do czytania i interpretacji informacji z pokładowych systemów diagnostycznych spełniających odpowiednie wymagania.
Wykonano serię pilotującą wyżej wymienionych urządzeń wraz z wersją wzbogaconą - diagnozera OBD, umożliwiają pogłębioną analizę i graficzną prezentację danych z systemu.
Wykorzystując opracowane urządzenia i programy, wykonano szereg eksperymentów polegających na czytaniu i interpretacji informacji z systemu OBD różnych typów pojazdów przy symulowaniu ich uszkodzeń przez rozłączanie elementów wykonawczych i pomiarowych centralnego systemu sterowania. Informacje czytano i rejestrowano zarówno podczas postoju pojazdów z pracującymi silnikami, jak i podczas jazdy.
Wdrożenie w Polsce normy EOBD należy traktować jako jeden z najważniejszych etapów dostosowania polskiego ustawodawstwa w zakresie ochrony środowiska do przepisów unijnych.
Za przejściowy okres dostosowawczy trzeba przyjąć cały 2001 rok, w którym należy podjąć następujące działania:
Opracować i wdrożyć w instytucji do tego powołanej, tj. w Instytucie Transportu Samochodowego, procedurę badań homologacyjnych systemów EOBD jako integralną składową obowiązujących badań homologacyjnych pojazdów dopuszczonych do ruchu na terenie RP (obok badań na zgodność systemu z normą procedura ta powinna obejmować także badania pojazdu w warunkach symulacji uszkodzeń).
Prowadzić działalność szkoleniowo-popularyzatorską dla osób pracujących w dziedzinie kontroli, obsługi i serwisu pojazdów, zmierzającą do upowszechnienia zasad pracy i możliwości systemów EOBD. Działaniami tymi należy objąć także Policję w zakresie zademonstrowania możliwości identyfikacji skradzionych pojazdów poprzez elektroniczny odczyt VIN oraz określenia stanu pojazdu (między innymi prędkości) w momencie wypadku, a także służby celne i graniczne.
Rozpocząć w Polsce produkcję przystępnych cenowo czytników informacji diagnostycznych spełniających normę ISO DIS 15031-4. Opracowane w Instytucie Transportu Samochodowego konstrukcje takich czytników mogłyby stanowić podstawę do rozpoczęcia ich produkcji. W czytniki takie powinny być wyposażone między innymi wybrane stacje kontroli pojazdów.
Biorąc pod uwagę powyższe należy stwierdzić, że w Polsce zostały spełnione wszelkie warunki organizacyjne i techniczne umożliwiające wdrożenie i upowszechnienie wymagań norm EOBD zawartych w dyrektywie 98/69EC w terminie od 01.04.2001 dla nowo homologowanych pojazdów.
Reasumując można stwierdzić, że system OBD II/EOBD powinien przyczynić się do zdecydowanej poprawy wskaźników ekologicznych i bezpieczeństwa pojazdów oraz w znacznej mierze ułatwi pracę warsztatom naprawczo-obsługowym.