DINÁMICA DE VEHÍCULOS
FERMÍN SONEIRA
OBD-IIOn Board Diagnosis
Manuel Moreno
“ELECTRÓNICA DEL AUTOMÓVIL”CURSO ACADÉMICO 2010-2011
OBD-II
Manuel Moreno 2011Electrónica del Automóvil
Índice• Motivación• Definiciones e Historia• Descripción General• Funciones OBD• Modos de Funcionamiento• Códigos de Error (DTCs)• Conector OBDII y Lectores de Diagnóstico• Protocolos de Diagnosis• Ejemplos ISO 15765-4• Vídeo• Bibliografía• FMS
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Motivación
• Enorme complejidad de la electrónica que incorpora hoy en día un vehículo (turismo, camión, etc.)
• Una gran cantidad de hardware (ECUs) + su correspondiente software asociado.
• ¿Cómo es posible actualmente encontrar y reparar una avería electrónica en un vehículo? Solución -> OBD.
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Motivación
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Definiciones e Historia• OBD (“On Board Diagnostics”): Diagnosis a bordo.• Actualmente: OBD-II (EEUU), EOBD (Europa), JOBD (Japón).• OBD-I: primera regulación, obligatoria desde 1991 (EEUU).• OBD-II: segunda regulación, obligatoria desde 1996 (EEUU).• HDOBD (Heavy Duty): regulación para vehículos pesados, obligatoria
desde 2010 (EEUU).• Filosofía: Diagnosis a bordo del vehículo y de forma distribuida. Son las
propias ECUs las que se “autodiagnostican” e informan al conductor (MIL) o al mecánico (conector OBD) de que existe una avería.
• MIL: Malfunction Indicator Lamp (Testigo de Averías).• Supervisar, detectar, almacenar y evaluar fallos.
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FILOSOFÍA DE LA DIAGNOSIS DE UN VEHÍCULO
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Certificado OBDII
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En los motores de gasolina las funciones son las siguientes:• Vigilancia del rendimiento del catalizador.• Diagnóstico de envejecimiento de sondas lambda.• Prueba de tensión de sondas lambda.• Sistema de aire secundario (si el vehículo lo incorpora).• Sistema de recuperación de vapores de combustible (cánister).• Prueba de diagnóstico de fugas.• Sistema de alimentación de combustible.• Fallos de combustión• Funcionamiento del sistema de comunicación entre ECUs, por ejemplo, el bus CAN.• Control del sistema de gestión electrónica.• Sensores y actuadores del sistema electrónico que intervienen en la gestión del motor o están relacionados con las emisiones de escape.
FUNCIONES DEL SISTEMA OBD
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En los motores diesel las funciones son las siguientes:• Fallos de la combustión.• Regulación del comienzo de la inyección.• Regulación de la presión de sobrealimentación.• Recirculación de gases de escape.• Funcionamiento del sistema de comunicación entre ECUs, por ejemplo, el Bus CAN.• Control del sistema de gestión electrónica .
FUNCIONES DEL SISTEMA OBD
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En la supervisión de las señales de entrada:- Verificación de la tensión de alimentación de los sensores.- Verificación del rango admisible.- Comprobaciones de plausibilidad con otros componentes- Los sensores más importantes son redundantes (pedal acelerador), comparándose directamente entre sí.
En la supervisión de las señales de salida:- Supervisión del circuito de corriente en las etapas finales- Comprobación de los efectos del actuador sobre el sistema, en los momentos en que se activa.
En la supervisión de la unidad de control se verifican las partes más importantes como el microcontrolador, la memoria ROM, RAM, etc. La comunicación entre las distintas unidades de control mediante el bus CAN también es comprobada con mecanismos de control en los bloques de datos.
PROCEDIMIENTOS DE SUPERVISIÓN
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PARTES CRÍTICAS:
• Sensor de pedal acelerador.
• Catalizador.• Tensión de la batería.
• La sonda Lambda.
• Sensor de temperatura del motor.• Actuador de presión de sobrealimentación.
• Sensor de presión de sobrealimentación.
• Interruptor del pedal de freno.• Actuador de avance de inyección.
• Transmisor de la corredera de regulación (bomba inyección electrónica).
• Sensor de revoluciones del cigüeñal.• Sensor de presión atmosférica.
FUNCIONAMIENTO DE EMERGENCIA
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Modos de funcionamiento:• Modo 1. Diagnóstico en tiempo real. Identificación de Parámetro (PID, Parameter Identification), es el acceso a datos en tiempo real de valores analógicos o digitales de entradas y salidas a la ECU. Este modo es también llamado flujo de datos. Aquí es posible ver, por ejemplo, la temperatura de motor o el voltaje generado por una sonda lambda.• Modo 2. Diagnóstico basado en memoria (Freeze Frame).Acceso a Tramas de Datos Congelados. Ésta es una función muy útil del OBD-II porque la ECU toma una muestra de todos los valores relacionados con las emisiones, en el momento exacto de ocurrir un fallo. De esta manera, al recuperar estos datos, se pueden conocer las condiciones exactas en las que ocurrió dicho fallo. • Modo 3. Petición de códigos de fallos.Este modo permite extraer de la memoria de la ECU todos los códigos de fallo (DTC - Diagnostic Trouble Code) almacenados.• Modo 4. Reset de DTCs y valores almacenados.Con este modo se pueden borrar todos los códigos almacenados en la PCM, incluyendo los DTCs y el cuadro de datos grabados.• Modo 5. Diagnóstico de los sensores de oxígeno.Este modo devuelve los resultados de las pruebas realizadas a los sensores de oxígeno para determinar el funcionamiento de los mismos y la eficiencia del convertidor catalítico• Modo 6. Diagnóstico de test no continuo. Este modo permite obtener los resultados de todas las pruebas de abordo.• Modo 7. Diagnóstico de DTCs pendientes. Este modo permite leer de la memoria de la ECU todos los DTCs pendientes.• Modo 8. On board Test. Este modo permite realizar la prueba de actuadores. Con esta función, el mecánico puede activar y desactivar actuadores como bombas de combustible, válvula de ralentí, etc.• Modo 9. Información del vehículo. Vehicle Identification Number (VIN) y Calibration IDs.
Modos de funcionamiento del OBD.
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FUNCIONAMIENTO DEL TESTIGO DE AVERÍAS (MIL)
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DTC: (Diagnostic Trouble Code) -> Códigos de Avería (SAE J2012)
• Código de 5 dígitos, comenzando por una letra (ej. P1234):• El primer dígito (letra) indica la fuente que ha generado el código:
- P (Powertrain) ->Motor. - C (Chassis) ->Chasis 1- B (Body) -> Carrocería- U (Network Communications) ->Comunicaciones
• El segundo dígito indica el tipo de código- si es un código genérico (0)- si es específico del fabricante (1).
• El tercer dígito representa una función específica del vehículo: - 0 – sistema electrónico- 1 y 2 – control de aire y combustible- 3 – sistema de encendido- 4 - control de emisión auxiliar- 5 – control de velocidad y ralentí, - 6 – ECU, entradas y salidas, - 7 – transmisión
- Los últimos 2 dígitos indican el error en concreto.
CÓDIGOS DE AVERÍA (DTCs)
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CÓDIGOS DE AVERÍA (DTCs)
Así por ejemplo, el código de avería P0003, es un código de avería del motor, EOBD y SAE (genérico), Fallo 03.
L X Y ZZ Ej. P0003
Código de Fallo
Función Específica
Tipo de Código
Fuente de Fallo
P 0 0 03
Código de Fallo
Sistema Electrónico
Genérico
Motor
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CÓDIGOS DE AVERÍA (DTCs). Ejemplos.
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CONECTOR OBDII Y LECTORES DE DIAGNÓSTICO
Conector de diagnosis OBDIIsegún ISO 15031-3:2004 y SAE J1962.
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Protocolos de diagnosis:- SAE J1850 PWM (Ford Motor Company)- SAE J1850 VPW (GM)- ISO 9141-2 (Europa, Asia y Chrysler)- ISO 14230-4/KWP2000 (turismos e industriales europeos)- ISO 15765-4 (obligatorio a partir 2008 EEUU)- SAE J1708/J1587 (industriales EEUU, “obsoleto”)- SAE J1939 (camiones)
PROTOCOLOS DE DIAGNOSIS OBD
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SAE J1850 PWM
• SAE (“Society of Automotive Engineers”)• Desarrollado 1994. No apto para nuevos diseños.• PWM (“Pulse Width Modulation”).• 2 Cables, modo diferencial• 41.6 kbps, ±5V, tramas 12 bytes máximo.• Habitualmente usado por Ford.
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SAE J1850 VPW
• VPW (“Variable Pulse Width ”).• Pulsos amplitud constante con anchura variable
• 1 Cable, bidireccional.• 10.4 kbps, 7V, tramas 12 bytes máximo.• Habitualmente usado por General Motors.
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ISO 9141-2
• Similar a RS232, protocolo serie asíncrono.• 2 Cables, línea K y línea L (opcional).
• 10.4 kbps, 0V-12V, tramas 12 bytes máximo.• Utilizado en Europa, Asia y por Chrysler.• ISO 14230-4 protocolo KW 2000 es una variante
de ISO 9141-2
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ISO 15765-4
• Basado en bus CAN.
• Obligatorio en EEUU desde 2008 para todos los vehículos.
• 250 kBit/s y 500 kBit/s.• Identificadores de 11 bits y 29 bits.
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ISO15765-4
• Primer byte: número de datos adicionales.• Segundo byte: modo de trabajo• Tercer byte: PID (identificación de
parámetro) solicitado [Temp. Refrigerante]
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PIDs• PID: Número de Identificación de Parámetro.
• PIDs estándar, definidos según SAE J1979 / ISO15765.
• PIDs específicos de cada fabricante.
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ISO15765-4
3 bytes adicionales
Modo de trabajo 1 (40H+1H)
PID parámetro solicitado (05)Temp. refrigerante
Valor del dato solicitado:5AH = 90 decimalUnidades: ºCFórmula: A - 4090-40 = 50ºC
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PROTECCIÓN FRENTE A “INTRUSOS”
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http://www.deoplay.com/videos/SrRhp6sw67k/Mastertech/
Un vídeo de demostración…
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Bibliografía
• SAE J1979 (R) E/E Diagnostic Test Modes, SAE International, 1 Sep. 2010.
• SAE J1978 OBD II Scan Tool, SAE International, 1 Abril 2002.
• ISO 15765-1:2004(E), Road Vehicles, Diagnostics on Controller Area Networks (CAN), Part 1: General Information
• ISO 15765-2:2004(E), Road Vehicles, Diagnostics on Controller Area Networks (CAN), Part 2: Network Layer Services
• ISO 15765-3:2004(E), Road Vehicles, Diagnostics on Controller Area Networks (CAN), Part 3: Implementation of Unified Diagnostic Services (UDS on CAN).
• ISO 15765-4:2005(E), Road Vehicles, Diagnostics on Controller Area Networks (CAN), Part 3: Requirements foremissions-related systems.
• BS ISO 15031-5:2006, Road vehicles — Communication between vehicle and external equipment for emissions-related diagnostics — Part 5: Emissions-related diagnostic servicesBritish Standards Institution, 10 Feb. 2006.
• BS ISO 15031-6, Road vehicles — Communication between vehicle and external equipment for emissions-related
• diagnostics — Part 6: Diagnostic trouble code definitions, 10 Feb. 2006.• www.obdcenter.com
• www.obdii.com
• www.scantool.net
• www.obd-codes.com
• www.troublecodes.net• www.obd2codes.info
• www.engine-codes.com
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FMS
• FMS: Fleet Management Systems, Sistema de Gestión de Flotas.
• Los grandes fabricantes de camiones decidieron unirse y crear un estándar industrial / protocolo común para compartir información y facilitar el desarrollo de sistemas avanzados de control de flotas.
• Iniciado por Scania en 2000, hoy en día la mayoría de fabricantes utilizan el estándar FMS: (Daimler, MAN, Scania, DAF Trucks, IVECO, Volvo Trucks and Renault Trucks).
• Página oficial: http://www.fms-standard.com• Actualmente está disponible la versión 2.00, de Noviembre de
2010.• Los miembros de FMS (FMS-Standard Working Group) han
desarrollado un “interface” estándar para acceder a los vehículos de forma fiable y poder obtener datos para la gestión de flotas.
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• El protocolo es abierto y está basado en el bus CAN y en el estándar J1939.
• La idea es que una puerta de enlace (GateWay) permita el acceso “seguro” a la información de los buses CAN de los camiones (típicamente se utilizan 3 buses CAN).
• Los fabricantes han acordado un conector común estándar para el acceso a FMS.
• También se han puesto de acuerdo con los fabricantes de tacómetros digitales para permitir el acceso remoto a la información de los tacómetros digitales.
• Actualmente el desarrollo del estándar FMS lo lleva ACEA (European Automobile Manufacturers Association ). El grupo de trabajo se denomina “Heavy Truck Electronic Interface Group”.
• Para autobuses y autocares existe el Bus-FMS-Standard (http://bus-fms-standard.com/)
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FMS Gateway
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FMS
Extracción remota de datos de un vehículo vía FMS + RF.
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