„OBD“ bedeutet für einen Pkw, einen Lkw der Klasse 8, einen Traktor und ein Motorrad jeweils etwas völlig anderes – und wer sie als dasselbe Problem behandelt, lässt ein Compliance-Programm genau dadurch ins Rutschen geraten. Das Kürzel bleibt gleich, doch das Netzwerk, auf dem es läuft, die Monitore, die es ausführt, die Grenzwerte, die es erfüllen muss, und die Behörde, die darüber wacht, ändern sich von einer Fahrzeugklasse zur nächsten. Eine Diagnosestrategie, die bei einem leichten Pkw die Zertifizierung besteht, lässt sich ohne erheblichen Überarbeitungsaufwand nicht einfach auf einen Motor für schwere Nutzfahrzeuge oder eine Off-Road-Maschine übertragen.
Für jeden Hersteller, der Produkte in mehr als einem Fahrzeugsegment baut, ist diese Varianz keine Randnotiz. Sie bestimmt Engineering-Budgets, Zertifizierungszeiträume und das Risiko einer gescheiterten Einreichung. Die Teams, die vorn bleiben, behandeln die Bordeigendiagnose als eine zusammenhängende Disziplin und nicht als eine Reihe voneinander unabhängiger Projekte. Dieser Artikel behandelt, wie sich die OBD-Anforderungen bei Programmen für leichte, mittelschwere und schwere Nutzfahrzeuge, Off-Road-Maschinen und Motorräder unterscheiden, wie EPA und CARB die regulatorische Zuständigkeit untereinander aufteilen und wie die Migration zu OBDonUDS und ZEVonUDS die Diagnose in allen Fahrzeugsegmenten verändert.
Die OBD-II für leichte Nutzfahrzeuge basiert auf SAE J1979-2
Leichte Pkw und Lkw sind der Bereich, in dem die meisten Menschen erstmals mit OBD in Berührung kommen. Das Light-Duty-OBD-II-System kommuniziert über einen standardisierten Satz von Diagnose-Testmodi nach SAE J1979-2. Diese Norm ermöglicht es einem generischen Diagnosegerät, in der Werkstatt Fehlercodes, Freeze-Frame-Daten und die Monitor-Bereitschaft von nahezu jedem Pkw auszulesen. In den Vereinigten Staaten ist die OBD-Anforderung für leichte Nutzfahrzeuge auf Bundesebene in 40 CFR 86.1806 verankert, während der Maßstab in Kalifornien die OBD-II-Verordnung der CARB (Title 13 CCR 1968.2) ist. Da Protokolle und Monitor-Anforderungen hier stark standardisiert sind, dient der Light-Duty-Bereich Herstellern oft als Referenzpunkt für alles andere – und genau diese Annahme ist häufig der Ausgangspunkt für Probleme.
Die OBD für schwere Nutzfahrzeuge (HD) läuft auf einem ganz anderen Netzwerk
Ein Lkw der Klasse 8 diagnostiziert sich nicht so wie eine Limousine. Die Bordeigendiagnose schwerer Nutzfahrzeuge läuft meist über das Fahrzeugnetzwerk SAE J1939 und nicht über die Light-Duty-Protokolle nach J1979-2, auch wenn einige Heavy-Duty-Anwendungen weiterhin das J1979-2-Protokoll nutzen. Die OBD-Anforderungen der CARB für schwere Nutzfahrzeuge werden üblicherweise mit Title 13 CCR 1971.1 zitiert, die bundesweiten Anforderungen an Motoremissionen schwerer Nutzfahrzeuge finden sich in 40 CFR Part 1036. Die Monitore, die ein HD-Motor ausführen muss, sowie die Art, wie Fehler erkannt und gemeldet werden, spiegeln einen Dieselantriebsstrang wider, der unter Dauerlastzyklen im Kundeneinsatz arbeitet – und nicht ein Light-Duty-Benzinfahrzeug, das standardisierte Testzyklen durchläuft. Wer das Denken aus dem Light-Duty-Bereich auf ein Heavy-Duty-Programm überträgt, stellt schnell fest, dass Netzwerk, Norm und regulatorische Verweise allesamt andere sind.
Off-Road und Landwirtschaft unterliegen eigenen regulatorischen Anforderungen
Landwirtschaftliche Maschinen und Off-Road-Maschinen bringen ein eigenes Compliance-Umfeld mit sich. Traktoren, Erntemaschinen und andere Off-Road-Maschinen unterliegen Emissionsprogrammen, die sich von denen für Straßenfahrzeuge unterscheiden, mit eigenen Zertifizierungswegen auf Bundesebene wie auch in Kalifornien. Die Anforderungen an Diagnose und Überwachung richten sich nach den jeweils geltenden Off-Road-Emissionsvorschriften und nicht nach den OBD-Verweisen für Straßenfahrzeuge, die für Pkw und Lkw maßgeblich sind. Für einen Hersteller, der auch Straßenfahrzeuge baut, besteht die praktische Herausforderung darin, dass ein Landwirtschaftsprogramm nicht einfach einen Compliance-Plan für Light-Duty- oder schwere Straßenfahrzeuge übernehmen kann. Regulatorischer Geltungsbereich, anwendbare Normen und begleitende Dokumentation müssen jeweils auf die Off-Road-Kategorie abgestimmt sein, in die die Maschine fällt.
Motorräder bilden erneut eine eigene Kategorie
Motorräder gehören in eine weitere regulatorische Kategorie. Zweirädrige und andere Fahrzeuge mit kleinem Hubraum unterliegen Emissionsanforderungen, die auf ihre Klasse zugeschnitten sind und sich sowohl von denen für leichte und mittelschwere Kraftfahrzeuge als auch von denen für Motoren schwerer Nutzfahrzeuge unterscheiden. Diagnosepflichten sind, wo sie gelten, auf den Fahrzeugtyp abgestimmt, und die einschlägigen Bestimmungen von EPA und CARB weichen von den OBD-Regeln für Pkw ab, die den meisten Ingenieuren am besten vertraut sind. Ein Motorrad-OEM, der zusätzlich Motoren für andere Segmente liefert, muss diese Programme sauber voneinander trennen, denn ein Monitor-Set oder ein Zertifizierungsansatz, der für eine Kategorie validiert wurde, erfüllt nicht automatisch die Anforderungen einer anderen.
Stellt man die vier Segmente nebeneinander, ist das Muster kaum zu übersehen:
- Leichte und mittelschwere Pkw und Lkw: OBD-II-Diagnose über SAE J1979-2, bundesweite Grundlage in 40 CFR 86.1806, CARB-Maßstab in Title 13 CCR 1968.2.
- Motoren schwerer Nutzfahrzeuge für den Straßenverkehr: HD-OBD über das SAE-J1939- und/oder J1979-2-Netzwerk, CARB-HD-OBD nach Title 13 CCR 1971.1, bundesweite Vorschriften für Motoren schwerer Nutzfahrzeuge in 40 CFR Part 1036.
- Landmaschinen und Off-Road-Maschinen: eigene Emissionsprogramme für Off-Road-Anwendungen mit eigenem Zertifizierungsumfang, nicht die OBD-Vorschriften für den Straßenverkehr.
- Motorräder und Fahrzeuge mit kleinem Hubraum: klassenspezifische Emissionsanforderungen mit Diagnosepflichten, die auf den Fahrzeugtyp abgestimmt sind.
EPA und CARB teilen die Regulierung unter sich auf
Zwei Behörden prägen die OBD-Anforderungen in den Vereinigten Staaten. Die EPA legt bundesweit geltende Emissions- und OBD-Anforderungen fest, während die California Air Resources Board auf Grundlage einer Ausnahmegenehmigung nach dem Clean Air Act eigene, in der Regel strengere Anforderungen für Kalifornien definiert, die die sogenannten Section-177-Staaten übernehmen können. Da die OBD-Vorschriften der CARB weithin als De-facto-Maßstab gelten, richten sich viele Hersteller nach dem kalifornischen Standard, zumal die EPA OBD-Zulassungen der CARB anerkennt. Über alle oben genannten Fahrzeugsegmente hinweg bedeutet diese Aufteilung auf zwei Behörden, dass ein Programm nie nur einer einzigen Stelle genügt. Vielmehr müssen bundesweite und kalifornische Anforderungen gleichzeitig in Einklang gebracht werden, und zwar für die jeweils betroffene Fahrzeugkategorie.
Die Branche stellt auf OBDonUDS und ZEVonUDS um
Die Diagnose selbst wechselt auf eine neue Grundlage. Die bisherigen J1979-Diagnosemodi werden durch Nachfolger abgelöst, die auf Unified Diagnostic Services basieren: SAE J1979-2, bekannt als OBDonUDS, und SAE J1979-3, bekannt als ZEVonUDS für die Diagnose emissionsfreier Fahrzeuge. Diese Migration verändert, wie Diagnosedaten strukturiert sind und abgerufen werden, und kommt zu all den bereits beschriebenen Unterschieden zwischen den Segmenten noch hinzu. Ein Hersteller, der mehrere Programme gleichzeitig von den bisherigen Modi auf OBDonUDS umstellt, profitiert enorm von einem durchgängigen Ansatz: Den Umstieg einmal zu lösen und segmentübergreifend anzuwenden, ist weit günstiger, als ihn für jede Fahrzeugklasse einzeln neu zu bewältigen.
Eine Diagnosestrategie für alle Fahrzeugsegmente
Genau für dieses Problem mit mehreren Fahrzeugsegmenten wurde das Team für OBD-Engineering-Services und Beratung von WinterPark aufgebaut. Das Team gehört inzwischen zu Ascential Care und unterstützt die Entwicklung, Prüfung und Betreuung von Abgasregelungs- und OBD-Systemen für Benzin- und Diesel-Antriebsstränge sowie nach EU- und US-Anforderungen. Die Arbeit umfasst die OBD-Zertifizierung und die Unterstützung bei regulatorischen Anforderungen, regulatorische Beratung sowie AECD- und OBD-Schulungen, die sowohl webbasiert als auch vor Ort stattfinden – mit praktischer Erfahrung aus OEM-Programmen für Pkw, schwere Nutzfahrzeuge, Off-Road-Maschinen und Motorräder. Genau diese Bandbreite macht den Unterschied: Ein Team, das Diagnosen an Light-Duty-Systemen nach J1979-2, an Heavy-Duty-Netzwerken nach J1939, an Off-Road-Maschinen und an Motorradplattformen durchgeführt hat, kann einen Hersteller beim Aufbau einer umfassenden Compliance-Strategie unterstützen. Erstrecken sich Ihre Programme über mehr als ein Fahrzeugsegment, lohnt sich ein Gespräch darüber, wie ein einziger, durchgängiger OBD-Ansatz das Risiko bei Ihrer nächsten Zertifizierung senken könnte.
Häufig gestellte Fragen
Ist OBD-II dasselbe wie HD-OBD?
Nein. OBD-II bezeichnet das Bordeigendiagnosesystem für leichte Nutzfahrzeuge, das über SAE J1979-2 kommuniziert. Zwar nutzen auch einige schwere Lkw J1979-2, doch HD-OBD bezeichnet in der Regel die Diagnose schwerer Nutzfahrzeuge über das SAE-J1939-Netzwerk. Beide arbeiten mit unterschiedlichen Protokollen und unterschiedlichen Monitor-Anforderungen, weshalb sich eine Light-Duty-Auslegung nicht direkt auf ein Heavy-Duty-Programm übertragen lässt.
Warum regulieren sowohl die EPA als auch CARB die OBD?
Die EPA legt bundesweit geltende Anforderungen fest, und die CARB setzt auf Grundlage einer Ausnahmegenehmigung nach dem Clean Air Act eigene, in der Regel strengere Anforderungen für Kalifornien fest, die andere Bundesstaaten nach Section 177 übernehmen dürfen. Die OBD-Vorschriften der CARB gelten weithin als Branchenmaßstab, sodass die meisten Programme darauf ausgelegt sind, beide Behörden gleichzeitig zu berücksichtigen.
Was sind OBDonUDS und ZEVonUDS?
Sie sind die UDS-basierten Nachfolger der bisherigen J1979-Diagnosemodi. OBDonUDS entspricht SAE J1979-2, ZEVonUDS entspricht SAE J1979-3 für die Diagnose von emissionsfreien Fahrzeugen. Die Branche wechselt zunehmend zu diesen Standards.
Gelten für Landmaschinen- und Motorradprogramme dieselben OBD-Vorschriften wie für Pkw?
Nein. Off-Road-Maschinen und Landmaschinen unterliegen eigenen Emissionsprogrammen für Off-Road-Anwendungen, während für Motorräder klassenspezifische Anforderungen gelten. Jede dieser Gruppen hat ihren eigenen Zertifizierungsumfang und fällt nicht unter die OBD-Vorschriften für leichte Nutzfahrzeuge, die für Pkw maßgeblich sind.
Wo sind die zentralen US-amerikanischen OBD-Anforderungen festgelegt?
Die bundesweite OBD-Anforderung für leichte Nutzfahrzeuge steht in 40 CFR 86.1806, die OBD-II-Verordnung der CARB ist Title 13 CCR 1968.2, und die OBD-Verordnung der CARB für schwere Nutzfahrzeuge ist Title 13 CCR 1971.1. Die bundesweiten Emissionsvorschriften für Motoren schwerer Nutzfahrzeuge finden sich in 40 CFR Part 1036.
