mgr inż. Stefan Myszkowski
skk@magma-net.pl

Artykuł jest ostatnią częścią prezentacji niemieckiej, urzędowej procedury kontroli emisji spalin (Abgasuntersuchung - AU), która obowiązuje w Niemczech od 1 kwietnia 2002 r. dla samochodów z układami diagnostyki pokładowej standardu E-OBD. Początek artykułu jest dokończeniem opisu procedury kontrolnej, rozpoczętego w nr 9/02 Auto Moto Serwisu.

13. Odczyt informacji o zastosowanych przez producenta pojazdu procedurach kontrolnych i stanie ich realizacji (fot. 11)
Procedury kontrolne, zwane monitorami, kontrolują te procesy zachodzące w zespole napędowym, układy zespołu napędowego i ich elementy, których nieprawidłowy przebieg lub działanie powodują wzrost ilości emitowanych składników toksycznych. Wszystkie możliwe rodzaje monitorów są na prezentowanym ekranie wymienione w lewej kolumnie. Można je podzielić na dwa typy: monitory ciągłe i monitory okresowe. Podział ten nie jest pokazany na ekranie.
Monitory ciągłe kontrolują:
- proces spalania - czy nie wypadają zapłony
- układ paliwowy
- wszystkie elementy układów, które są elektrycznie połączone ze sterownikiem silnika, a których nieprawidłowe działanie powoduje wzrost emisji toksycznych składników spalin - są one nazywane emisyjnymi elementami układów

Monitory ciągłe są aktywne podczas całego czasu pracy silnika. Przerwa w ich działaniu może nastąpić tylko w warunkach określonych normami.

Monitory okresowe kontrolują: katalizator, grzałki katalizatora, układ pochłaniania par paliwa, układ dotłaczania powietrza do układu wydechowego, urządzenie klimatyzacyjne, sondy lambda, grzałki sond lambda i układ recyrkulacji spalin. Monitory okresowe przeprowadzają kontrolę tylko wtedy, gdy są spełnione określone warunki.

Informacja odczytana ze sterownika silnika o tym, które z monitorów są zastosowane w sterowniku silnika danego samochodu, jest podana w środkowej kolumnie. Jest nią słowo TAK obok nazwy monitora.
W prawej kolumnie ekranu, również na podstawie informacji ze sterownika silnika jest podana informacja, które:
- monitory ciągłe są aktualnie wykonywane (TAK obok nazwy monitora)
- monitory okresowe zostały wykonane, czyli które z układów lub ich elementów zostały przynajmniej raz sprawdzone (TAK obok nazwy monitora)

Jeśli w wyniku kontroli przeprowadzanej przez monitor zostanie wykryta usterka, w pamięci sterownika silnika zostaje zapisany jej kod.

Jeśli w chwili kontroli emisji spalin zastosowane przez producenta pojazdu w sterowniku silnika monitory ciągłe są wykonywane, a monitory okresowe zostały wykonane, to ustawodawca przyjmuje, że sterownik silnika miał możliwość wykrycia ewentualnych usterek zespołu napędowego i jego układów. Wówczas można przejść do punktu 15 prezentowanej procedury kontroli emisji spalin (pomijamy pkt 14).

Jeśli natomiast w chwili kontroli emisji spalin choć jeden z monitorów nie jest wykonywany (monitory ciągłe) lub nie został wykonany (monitory okresowe), to ustawodawca wymaga dodatkowej kontroli sygnału sondy lambda (pkt 14 procedury).

Na przykładowym ekranie analizatora spalin, w prawej kolumnie jest informacja, że nie został wykonany monitor katalizatora (NIE obok nazwy monitora). Oznacza to, że nie zaistniały warunki, w których sterownik silnika mógłby sprawdzić sprawność katalizatora. Jeśli byłby on niesprawny, to nie zostałby zapisany kod usterki informujący o jego niesprawności.

Należy wyraźnie podkreślić, że w tym punkcie procedury kontrolnej nie interesuje nas, czy i ile kodów usterek zostało zarejestrowanych, a jedynie czy aktualnie są lub wcześniej zostały wykonane procedury kontrolne (monitory), zastosowane przez producenta samochodu, które umożliwiają wykrycie i rejestrację kodów usterek.

14. Ocena prawidłowości sygnału sondy lub sond lambda (fot. 12)
Jest ona wykonywana, jeśli w chwili kontroli emisji spalin choć jeden z monitorów ciągłych nie jest wykonywany lub choć jeden z monitorów okresowych nie został wykonany. Ocenie podlega sygnał każdej z regulacyjnych sond lambda. Typ sondy lambda, oceniana wielkość jej sygnału, czas trwania pomiaru i prędkość obrotowa silnika, przy której wykonywana jest ocena, zostały podane w pkt. 4 prezentowanej procedury.

W naszym przykładzie była to sonda typu dwustanowego, dlatego na zdjęciu ekranu prezentowany jest pomiar aktualnej wartości napięcia oraz obliczona amplituda sygnału, czyli różnica pomiędzy największą i najmniejszą wartością sygnału sondy lambda. Tego typu sondę lambda ustawodawca uznaje za sprawną, jeśli podczas pomiaru trwającego 20 s amplituda sygnału sondy lambda jest większa od 0,3 V.

Jeśli sygnał danego typu sondy lambda nie spełnia stawianych mu wymagań, to wynik końcowy kontroli emisji spalin będzie negatywny.

15. Sprawdzenie liczby zapamiętanych w sterowniku silnika kodów usterek i informacja o ich treści (fot. 13)
Jeśli w sterowniku silnika są zapamiętane kody usterek, to poznamy ich oznaczenie i treść. Przykładowy ekran informuje nas o trzech kodach usterek oraz prezentuje informacje o dwóch z nich (informacja o trzecim kodzie usterki jest podawana na kolejnym, ale nie pokazanym ekranie). Jeśli w sterowniku silnika są zapamiętane jakiekolwiek kody usterek, to wynik końcowy kontroli emisji spalin będzie negatywny.

Trzeba jednak pamiętać, że jeśli nie zostały wykonane wszystkie monitory, to znaczy, że sterownik silnika mógł nie zapisać kodów świadczących o usterkach układów lub elementów kontrolowanych przez nie wykonane monitory, bo sterownik silnika nie sprawdził przynależnych im układów i elementów. W naszym przykładzie nie został wykonany monitor katalizatora, czyli nawet jeśli będzie on niesprawny (np. zużyty), kod usterki nie zostanie zapisany.

Taka sytuacja może wystąpić, jeśli wcześniej, nawet przed kilkoma tygodniami samochód był w serwisie, bo w sterowniku silnika były zapamiętane kody usterek, co sygnalizowała kontrolka MI. Serwis usunął przyczyny tych usterek (przynajmniej taką miał nadzieję) oraz skasował zapamiętane kody usterek, kasując jednocześnie informacje o wykonanych monitorach. Po czynności kasowania kodów usterek nie ma ich w sterowniku silnika. Aby sterownik silnika ponownie sprawdził wszystkie kontrolowane układy i ich elementy, wszystkie monitory ciągłe muszą być aktywne oraz przynajmniej raz muszą wystąpić określone warunki, by każdy z monitorów okresowych mógł przeprowadzić kontrolę.

Jeśli powyższe warunki nie zostaną spełnione, to kody usterek, świadczące o ewentualnym uszkodzeniu nie sprawdzonych układów lub ich elementów, nie zostaną zapisane w sterowniku silnika.

Na podstawie własnego doświadczenia mogę stwierdzić (testuję na bieżąco samochody z układami E-OBD), że najtrudniej sterownikowi silnika sprawdzić układ pochłaniania par paliwa, katalizator i sondę lambda. Jeśli samochód jeździ tylko po mieście, to przez wiele tygodni eksploatacji żaden z tych elementów może nie być sprawdzony.

Aby taka sytuacja nie wystąpiła, a co najważniejsze, aby serwis po wykonaniu naprawy sprawdził jej skuteczność, pracownik serwisu powinien przeprowadzić specjalny test drogowy, w celu wykonania przez sterownik silnika wszystkich procedur kontrolnych (monitorów), a więc sprawdzenia przynależnych im układów i ich elementów. Jest to temat bardzo obszerny i będzie przedmiotem innych artykułów.

16. Ocena końcowa wyników wszystkich testów i decyzja o wyniku kontroli (fot. 14)
Na podstawie wyników poszczególnych testów wydawana jest ocena końcowa kontroli emisji spalin. W naszym przykładzie jest ona negatywna, bowiem w sterowniku silnika są zapisane kody usterek. Program pyta diagnostę, czy przydzielić samochodowi plakietkę zezwalającą na dalszą eksploatację pojazdu. W tym przypadku odpowiedź będzie ănieÓ, bo ocena końcowa kontroli jest negatywna.

Protokół dokumentujący niemiecką, urzędową procedurę kontroli emisji spalin samochodu z układem diagnostyki pokładowej standardu E-OBD
Rys. 1 i 2 przedstawiają w dwóch częściach protokół, który dokumentuje przebieg i wyniki opisanej wcześniej procedury kontrolnej. Podobnie jak w przypadku informacji wyświetlanych na ekranie analizatora, również zaprezentowany protokół nie istnieje w oryginalne w polskiej wersji językowej, bowiem program urządzenia, z którego on pochodzi, nie jest i nie będzie w języku polskim (cz. 2 artykułu). Prezentowany protokół jest oparty na wzorze protokołu firmy AVL.

Fragment A (rys. 1)
Nagłówek protokołu podaje przepisy i załączniki, na podstawie których była wykonywana opisana procedura kontrolna. StVZO jest skrótem nazwy niemieckiej ustawy o Dopuszczeniu osób i pojazdów do ruchu drogowego (Stra§enverkehrszulassungsordnung).

Fragment B (rys. 1)
Adres stacji diagnostycznej, dzień i godzina badania.

Fragment C (rys. 1)
Dane identyfikacyjne badanego pojazdu wprowadzone przed diagnostę (omówione szczegółowo w pkt. 1 opisu procedury kontrolnej w cz. 2 artykułu).

Fragment D (rys. 1)
Są tu zestawione wymagane wartości parametrów (omówione szczegółowo w pkt. 2, 3 i 9 opisu procedury kontrolnej w cz. 2 artykułu). Wymagane wartości parametrów określa producent samochodu lub - gdy tego nie uczynił - ustawodawca. Do programu wprowadza je diagnosta.
W przykładowym protokole, w punkcie Nagrzewanie przed pomiarem nie jest podany czas nagrzewania silnika i katalizatora spalin przed pomiarami (wartość 0), a tylko zakres prędkości obrotowej silnika, którą należy utrzymać podczas pomiaru (nie określił go ustawodawca - podany jest zakresem typowym).

Fragment E (rys. 1)
Są tu zestawione zmierzone wartości parametrów, co przypomina słowo ăpomiarÓ przy nazwach grup mierzonych wartości. Zmierzone wartości poszczególnych parametrów ocenia program.

Jeśli wartość danego parametru odpowiada wymaganemu zakresowi wartości, (fragment F protokołu), to przy zmierzonej wartości ukazuje się skrót PR informujący, że dana wartość jest prawidłowa.
Jeśli wartość danego parametru nie odpowiada wymaganemu zakresowi wartości, to przy zmierzonej wartości ukaże się skrót NPR informujący, że dana wartość jest nieprawidłowa (taka sytuacja nie wystąpiła w przykładowym protokole).

Fragment F (rys. 1)
Zawiera informacje odczytane ze sterownika silnika. Pierwszą jest status układu diagnostyki pokładowej, czyli informacja o normie, według której układ diagnostyki pokładowej danego samochodu został wykonany. Oznaczenia informują, na podstawie której z norm układ w danym samochodzie jest wykonany. Są one następujące (wybrane przykłady):
- E-OBD - układ diagnostyki pokładowej, wykonany zgodnie z wymaganiami ustawodawstwa europejskiego; mówiąc inaczej - jest to europejska wersja amerykańskiego układu diagnostyki pokładowej standardu OBD II-EPA
- OBD II-CARB - układ diagnostyki pokładowej drugiej generacji, wykonany zgodnie z wymaganiami przepisów stanu Kalifornia w USA (CARB - California Air Resources Board, Kalifornijska Rada ds. Zasobów Powietrza)
- OBD II-EPA - układ diagnostyki pokładowej drugiej generacji, wykonany zgodnie z wymaganiami przepisów dla wszystkich stanów USA, z wyjątkiem Kalifornii (EPA - Environmental Protection Agency, Agencja Ochrony Środowiska)

Oczywiście w Europie diagności zdecydowanie najczęściej będą obsługiwali samochody z układem diagnostyki pokładowej standardu E-OBD, ale w warsztatach mogą pojawić się samochody np. pochodzące z rynku USA, których układy diagnostyki pokładowej odpowiadają standardom OBD II-CARB lub OBD II-EPA. Są mniejsze i większe różnice w wykonaniu tych układów i sposobie pracy. Ta informacja odnosi się zwłaszcza do serwisów naprawiających samochody, bowiem diabeł tkwi w szczegółach.

Kolejną informacją podaną w tym fragmencie jest Informacja o monitorach, czyli o procedurach kontrolnych (obszerny opis zawiera pkt 13). Informacje o monitorach, odczytane ze sterownika silnika, są podane w protokole z wykorzystaniem zer i jedynek, podobnie jak czyni to sterownik silnika, przekazując te informacje do skanera. Na ekranie analizatora spalin są one podane w formie informacji tekstowej.

Rys. 2 prezentuje opis zero-jedynkowej informacji wykorzystywanej w protokole. Wiersz rozpoczynający się słowem Zastosowane informuje, które z monitorów są zastosowane w sterowniku silnika danego samochodu. Wiersz rozpoczynający się słowem Wykonane informuje, które z monitorów ciągłych są aktualnie wykonywane, a które z monitorów okresowych zostały przynajmniej jeden raz wykonane. Każde z miejsc w obu wierszach odnosi się do określonego układu lub procesu (np. spalania).

Porównując rys. 2 z widokiem ekranu analizatora w pkt. 13, uważny czytelnik zobaczy, że kolejność informacji o poszczególnych monitorach jest inna. Informacje podawane w protokole (rys. 1) są ułożone w kolejności podobnej do tej, z którą sterownik przesyła je do skanera układów OBD. Zapis ten należy jednak czytać od strony prawej do lewej. Informacje pokazywane na ekranie analizatora są opracowane przez oprogramowanie analizatora i dlatego, gdy czytamy je od góry, kolejność ich jest inna. Łatwiej się je czyta, ale zajmują więcej miejsca.

Jak należy interpretować informację w protokole? W wierszu Zastosowane:
- cyfra 1 oznacza, że w danym pojeździe jest zastosowany monitor kontrolujący dany układ lub proces
- cyfra 0 oznacza, że w danym pojeździe nie jest zastosowany monitor kontrolujący dany układ lub proces

W wierszu Wykonane interesujące są dla nas tylko układy lub procesy, dla których są zastosowane monitory. Dla tych układów lub procesów w wierszu Wykonane:
- cyfra 1 oznacza, że dany układ lub proces nie został przynajmniej raz sprawdzony przez monitor o działaniu okresowym lub w danej chwili nie jest kontrolowany przez monitor o działaniu ciągłym
- cyfra 0 oznacza, że dany układ lub proces został przynajmniej raz sprawdzony przez monitor o działaniu okresowym lub w danej chwili jest kontrolowany przez monitor o działaniu ciągłym

Jeśli w wierszu o nazwie Zastosowane jest informacja, że dla danego układu lub procesu nie został w danym pojeździe zastosowany monitor (cyfra 0), to dla tego układu w wierszu Wykonane będzie umieszczona cyfra 0.
Dla diagnosty niemieckiej stacji kontroli pojazdów jest istotne, czy wszystkie układy i procesy zostały lub są aktualnie sprawdzane przez monitory, czyli czy w wierszu Wykonane znajdują się tylko cyfry 0. Jeśli w tym wierszu jest choć jedna cyfra 1, to znaczy że dany układ nie został lub nie jest aktualnie sprawdzany przez przynależny mu monitor. Taka sytuacja miała miejsce podczas kontroli dokumentowanej prezentowanym protokołem. Cyfra 1 w wierszu Wykonane, na pierwszym miejscu po lewej stronie, informuje, że nie został sprawdzony katalizator. W tej sytuacji, zgodnie z przepisami, musiała być przeprowadzona dodatkowa ocena prawidłowości sygnału regulacyjnej sondy lambda.

Fragment G (rys. 3)
Zawiera informacje o kontroli sygnału regulacyjnej sondy lambda. Na wstępie jest podany typ sondy lambda zastosowanej w sprawdzanym pojeździe oraz wymagane dla niej wartości parametrów kontrolnych. Wartości te określa producent pojazdu, a jeśli tego nie uczynił, to ustawodawca.

Oznaczenie BxS1 informuje, że wymagana minimalna wartość amplitudy sygnału sondy lambda odnosi się do wszystkich sond regulacyjnych, bo może być ich więcej niż jedna. Jeśli silnik z układem diagnostyki pokładowej ma tylko jeden blok (rząd) cylindrów, to w układzie wydechowym są 2 sondy lambda:
- zamontowana przed katalizatorem, tzw. regulacyjna, oznaczona B1S1
- zamontowana za katalizatorem, tzw. prowadząca, oznaczona B1S2

Jeśli natomiast silnik z układem diagnostyki pokładowej ma dwa bloki cylindrów i dwa katalizatory, to w układzie wydechowym są wówczas 4 sondy lambda:
- dwie sondy regulacyjne, zamontowane przed katalizatorami dla obu bloków cylindrów, oznaczone B1S1 i B2S1
- dwie sondy prowadzące, zamontowane za katalizatorami dla obu bloków cylindrów, oznaczone B1S2 i B2S2

Na końcu tego fragmentu protokołu są podane zmierzone wartości parametrów i ich ocena, przeprowadzona przez program analizatora spalin (PR - prawidłowa lub NPR - nieprawidłowa).

Fragment H (rys. 3)
Zawiera informacje o liczbie kodów usterek odczytanych ze sterowników. Jeśli w sterowniku są zapisane jakiekolwiek kody usterek, tak jak w przykładowym protokole, to stan ten oceniany jest jako nieprawidłowy (NPR). W tym fragmencie protokołu podane są również oznaczenia zapamiętanych kodów usterek oraz ich treść.

Fragment I (rys. 3)
Zawiera informacje o wynikach:
- kontroli sprawności kontrolki MI, jej obwodu elektrycznego i sygnału sterownika silnika, który steruje kontrolką MI
- wzrokowej kontroli elementów, których brak lub niesprawność ma istotny wpływ na emisję spalin (ostatni wiersz)

Sprawdzanie kontrolki MI jest tematem pkt. 8 opisu procedury kontrolnej (cz. 2 artykułu). W omawianym protokole, status kontrolki MI MI-status jest oceniony jako nieprawidłowy (NPR), ponieważ sterownik polecił włączyć kontrolkę MI (w sterowniku był zapamiętany potwierdzony kod usterki). Następnie po włączeniu silnika diagnosta stwierdził, że kontrolka MI zaświeciła się, więc kontrolka MI i jej obwód są sprawne. Dlatego w wierszu MI-silnik prac. jest ona oceniona prawidłowo (PR).

Fragment J (rys. 3)
Są w nim ujęte:
- wynik końcowy kontroli (w protokole: negatywny)
- informacja o przydzieleniu plakietki, zezwalającej na dalszą eksploatację pojazdu (w protokole: nie przydzielona) i terminie jej ważności
- uwagi diagnosty
- dane diagnosty i jego podpis

Fragment K (rys. 3)
Obejmuje on informacje o wykorzystanych podczas kontroli urządzeniach oraz o tym, które z mierzonych parametrów były kalibrowane.


Wybrane wymagania dla analizatorów spalin, wykorzystywanych do kontroli emisji spalin według niemieckiej, urzędowej procedury
1. Program analizatora musi prowadzić diagnostę przez kolejne czynności procedury kontrolnej.
2. Wszystkie wartości muszą być przez analizator automatycznie mierzone i pobierane. Ręcznie mogą być wprowadzane tylko komentarze, np. wyjaśniające przyczyny odchyłek.
3. Wyjątkiem od zasady podanej w pkt. 2 jest ocena sprawności kontrolki MI oraz ocena wzrokowa elementów, których brak lub niesprawność ma istotny wpływ na emisję spalin. Tu informacje wprowadza diagnosta.
4. Jeśli z analizatorem spalin nie jest połączony skaner układów OBD lub nie ma przesyłu danych przez skaner układów OBD do analizatora spalin, to nie powinno być możliwe rozpoczęcie procedury kontroli spalin samochodów z układem E-OBD lub na ekranie analizatora spalin powinien ukazać się komunikat Đ np. Brak połączenia ze skanerem układów OBD.
5. Jeśli oprócz odczytu danych, niezbędnych do urzędowej procedury kontroli spalin samochodów z układem E-OBD, skaner układów OBD umożliwia również odczyt wszystkich innych danych przesyłanych przez sterownik oraz wykorzystanie wszystkich funkcji oferowanych przez skaner układów OBD, to podczas kontroli spalin samochodów z układem E-OBD, według procedury urzędowej, wszystkie nie wykorzystywane możliwości skanera powinny być zablokowane.
Należy zwrócić uwagę, że pkt 5 tłumaczy, dlaczego skanery układów diagnostyki pokładowej, które mają tylko oprogramowanie wymagane przez urzędową procedurę kontroli spalin samochodów z układem E-OBD, nie oferują możliwości odczytu wszystkich danych ze sterowników i wykorzystania wszystkich funkcji, które tego typu skanery mogą oferować.

Do zagadnień diagnostyki pokładowej będziemy powracać jeszcze nie raz, bo wszyscy jesteśmy na początku drogi ich poznawania. Jednocześnie składam 
podziękowanie Uwe Jungowi, dyrektorowi firmy AVL DiTEST GmbH, za pomoc przy przygotowaniu tego artykułu.