„OBD” oznacza coś zupełnie innego dla samochodu osobowego, samochodu ciężarowego klasy 8, ciągnika i motocykla, a traktowanie ich jako tego samego problemu to właśnie sposób, w jaki program zgodności zaczyna się rozjeżdżać. Akronim pozostaje ten sam, ale sieć, w której działa, uruchamiane monitory, progi, które trzeba spełnić, oraz organ regulacyjny nadzorujący całość zmieniają się w zależności od klasy pojazdu. Strategia diagnostyczna, która przechodzi certyfikację w lekkim samochodzie osobowym, nie przeniesie się po prostu na silnik do pojazdu ciężkiego ani na maszynę terenową bez istotnych przeróbek.
Dla każdego producenta wytwarzającego produkty w więcej niż jednym segmencie pojazdów ta zmienność nie jest marginesem. Wpływa na budżety inżynieryjne, harmonogramy certyfikacji i ryzyko odrzucenia zgłoszenia. Zespoły, które zachowują przewagę, traktują diagnostykę pokładową jako jedną spójną dyscyplinę, a nie zbiór niepowiązanych projektów. Ten artykuł omawia, czym różnią się wymagania OBD w programach dla pojazdów lekkich, średniej ładowności, ciężkich, maszyn terenowych i motocykli, jak EPA i CARB dzielą między siebie uprawnienia regulacyjne oraz jak migracja do OBDonUDS i ZEVonUDS zmienia diagnostykę we wszystkich segmentach pojazdów.
Lekkie pojazdy użytkowe: OBD-II działa w oparciu o SAE J1979-2
Lekkie samochody osobowe i ciężarowe to segment, w którym większość osób po raz pierwszy spotyka się z OBD. Układ OBD-II dla pojazdów lekkich komunikuje się za pomocą znormalizowanego zestawu diagnostycznych trybów testowych zdefiniowanych w SAE J1979-2 – normie, dzięki której uniwersalny skaner może w warsztacie odczytać kody usterek, dane zamrożonej ramki i gotowość monitorów niemal z każdego samochodu osobowego. W Stanach Zjednoczonych wymóg OBD dla pojazdów lekkich ma na poziomie federalnym swoją podstawę w 40 CFR 86.1806, natomiast w Kalifornii punktem odniesienia jest regulacja CARB OBD II (title 13 CCR 1968.2). Ponieważ protokoły i wymagania dotyczące monitorów są tu wysoce znormalizowane, segment pojazdów lekkich jest często punktem odniesienia, który producenci przyjmują dla wszystkiego innego, i właśnie od tego założenia zwykle zaczynają się problemy.
OBD dla pojazdów ciężkich (HD) działa w zupełnie innej sieci
Samochód ciężarowy klasy 8 nie diagnozuje się tak jak sedan. Większość pokładowej diagnostyki pojazdów ciężkich działa w sieci pojazdu SAE J1939, a nie w protokołach J1979-2 stosowanych w pojazdach lekkich, choć niektóre zastosowania o dużym obciążeniu nadal korzystają z protokołu J1979-2. Wymagania CARB dotyczące OBD dla pojazdów ciężkich są powszechnie przywoływane jako title 13 CCR 1971.1, a federalne wymagania dotyczące emisji z silników do pojazdów ciężkich znajdują się w 40 CFR Part 1036. Monitory, które musi uruchamiać silnik HD, oraz sposób wykrywania i zgłaszania usterek odzwierciedlają pracę ciężkiego układu napędowego z silnikiem wysokoprężnym w cyklach obciążenia charakterystycznych dla rzeczywistej eksploatacji, a nie benzynowego pojazdu lekkiego badanego w znormalizowanych cyklach. Inżynierowie, którzy przenoszą podejście z pojazdów lekkich na program dla pojazdów ciężkich, szybko przekonują się, że sieć, norma i przepisy regulacyjne są zupełnie inne.
Pojazdy terenowe i rolnictwo podlegają własnym przepisom
Sprzęt rolniczy i maszyny terenowe to odrębne otoczenie regulacyjne. Ciągniki, kombajny i inne maszyny terenowe podlegają programom emisji innym niż pojazdy drogowe, z własnymi ścieżkami certyfikacji zarówno na poziomie federalnym, jak i w Kalifornii. Wymagania dotyczące diagnostyki i monitorowania wynikają z odpowiednich przepisów o emisji dla maszyn terenowych, a nie z przepisów OBD dla pojazdów drogowych, które obowiązują w przypadku samochodów osobowych i ciężarowych. W przypadku producenta, który wytwarza również produkty przeznaczone do ruchu drogowego, praktyczna trudność polega na tym, że program dla rolnictwa nie może po prostu wykorzystać planu zgodności przygotowanego dla pojazdów lekkich ani dla pojazdów ciężkich poruszających się po drogach. Zakres regulacyjny, obowiązujące normy i dokumentacja towarzysząca muszą być dopasowane do kategorii maszyn terenowych, do której dana maszyna należy.
Motocykle to znów odrębna kategoria
Motocykle podlegają jeszcze innemu reżimowi regulacyjnemu. Pojazdy dwukołowe i inne pojazdy o małej pojemności skokowej podlegają wymaganiom dotyczącym emisji dostosowanym do ich klasy, odrębnym zarówno od wymagań dla samochodów lekkich i średniej ładowności, jak i od wymagań dla silników pojazdów ciężkich. Obowiązki diagnostyczne, tam gdzie mają zastosowanie, są dostosowane do typu pojazdu, a obowiązujące przepisy EPA i CARB różnią się od przepisów OBD dla samochodów osobowych, które większość inżynierów zna najlepiej. Producent motocykli OEM, który dostarcza również silniki do innych segmentów, musi utrzymywać te programy wyraźnie rozdzielone, ponieważ zestaw monitorów lub podejście do certyfikacji zwalidowane dla jednej kategorii nie spełni automatycznie wymagań innej.
Zestawienie tych czterech segmentów pokazuje wyraźny wzorzec:
- Samochody osobowe i ciężarowe lekkiej i średniej klasy: diagnostyka OBD-II zgodna z SAE J1979-2, podstawa federalna w 40 CFR 86.1806, wzorzec CARB w tytule 13 CCR 1968.2.
- Silniki ciężkie do pojazdów drogowych: HD-OBD w sieci SAE J1939 i/lub J1979-2, CARB HD OBD w title 13 CCR 1971.1, federalne przepisy dotyczące silników pojazdów ciężkich w 40 CFR Part 1036.
- Rolnictwo i sprzęt terenowy: odrębne programy dotyczące emisji dla pojazdów terenowych, z własnym zakresem certyfikacji, niepodlegające przepisom OBD dla pojazdów drogowych.
- Motocykle i pojazdy o małej pojemności skokowej: wymagania dotyczące emisji właściwe dla danej klasy, z obowiązkami diagnostycznymi dostosowanymi do typu pojazdu.
EPA i CARB dzielą między siebie obszary regulacji
Wymagania OBD w Stanach Zjednoczonych kształtują dwa organy regulacyjne. EPA ustala federalne wymagania dotyczące emisji i OBD obowiązujące w całym kraju, natomiast California Air Resources Board ustala własne, na ogół bardziej rygorystyczne wymagania Kalifornii na podstawie zwolnienia przewidzianego w Clean Air Act, które mogą przyjąć tzw. stany z Section 177. Ponieważ przepisy CARB dotyczące OBD są powszechnie traktowane jako faktyczny punkt odniesienia, wielu producentów projektuje pojazdy zgodnie z normą kalifornijską, gdyż EPA akceptuje homologacje OBD wydane przez CARB. We wszystkich wymienionych wyżej segmentach pojazdów taki podział między dwa organy oznacza, że program nigdy nie spełnia wymagań jednego organu. Wymaga jednoczesnego uzgodnienia oczekiwań federalnych i kalifornijskich w odniesieniu do każdej kategorii pojazdów, o którą chodzi.
Branża przechodzi na OBDonUDS i ZEVonUDS
Sama diagnostyka przechodzi na nowy fundament. Dotychczasowe tryby diagnostyczne J1979 ustępują miejsca następcom opartym na Unified Diagnostic Services: SAE J1979-2, znanemu jako OBDonUDS, oraz SAE J1979-3, znanemu jako ZEVonUDS i przeznaczonemu do diagnostyki pojazdów zeroemisyjnych. Ta migracja zmienia sposób, w jaki dane diagnostyczne są strukturyzowane i udostępniane, a nakłada się na wszystkie opisane już różnice między segmentami. Producent, który przenosi kilka programów z dotychczasowych trybów na OBDonUDS jednocześnie, zyskuje bardzo wiele dzięki spójnemu podejściu, ponieważ jednorazowe rozwiązanie tego przejścia i zastosowanie go we wszystkich segmentach jest znacznie tańsze niż rozwiązywanie go osobno dla każdej klasy pojazdów.
Jedna strategia diagnostyczna dla wszystkich segmentów pojazdów
Właśnie takiemu wieloobszarowemu problemowi ma sprostać zespół WinterPark OBD Engineering Services and Consulting. Zespół, który jest teraz częścią Ascential Care, wspiera rozwój, badania i wsparcie układów kontroli emisji oraz OBD, zarówno w układach napędowych benzynowych, jak i wysokoprężnych, z uwzględnieniem wymagań UE i USA. Jego prace obejmują certyfikację OBD i wsparcie regulacyjne, doradztwo w zakresie wsparcia regulacyjnego oraz szkolenia z AECD i OBD, prowadzone zarówno online, jak i stacjonarnie, a także praktyczne doświadczenie w programach producentów OEM z segmentów motoryzacji, pojazdów ciężkich, maszyn terenowych i motocykli. Właśnie szerokość tego doświadczenia jest tu istotna: zespół, który prowadził diagnostykę w lekkich systemach J1979-2, w sieciach J1939 pojazdów ciężkich, w maszynach terenowych i na platformach motocyklowych, może pomóc producentowi opracować kompleksową strategię zgodności. Jeśli Państwa programy obejmują więcej niż jeden segment pojazdów, warto porozmawiać o tym, jak jedno, spójne podejście do OBD może ograniczyć ryzyko przy kolejnej certyfikacji.
Najczęściej zadawane pytania
Czy OBD-II to to samo co HD-OBD?
Nie. OBD-II oznacza pokładowy układ diagnostyczny pojazdów lekkich, komunikujący się za pomocą SAE J1979-2. Choć niektóre samochody ciężarowe również korzystają z J1979-2, HD-OBD zwykle odnosi się do diagnostyki pojazdów ciężkich działającej w sieci SAE J1939. Stosują one różne protokoły i różne wymagania dotyczące monitorów, dlatego konstrukcja przeznaczona dla pojazdów lekkich nie przenosi się wprost na program dla pojazdów ciężkich.
Dlaczego zarówno EPA, jak i CARB regulują OBD?
EPA ustala wymagania federalne obowiązujące w całym kraju, a CARB ustala własne, na ogół bardziej rygorystyczne wymagania Kalifornii na podstawie zwolnienia przewidzianego w Clean Air Act, które mogą przyjąć stany z Section 177. Przepisy CARB dotyczące OBD są powszechnie traktowane jako punkt odniesienia w branży, dlatego większość programów jest budowana tak, aby jednocześnie uwzględniać wymagania obu organów.
Czym są OBDonUDS i ZEVonUDS?
To następcy dotychczasowych trybów diagnostycznych J1979, oparci na UDS. OBDonUDS to SAE J1979-2, a ZEVonUDS to SAE J1979-3 do diagnostyki pojazdów zeroemisyjnych. Branża stopniowo przechodzi na te rozwiązania.
Czy programy dla rolnictwa i motocykli stosują te same wymagania OBD co samochody osobowe?
Nie. Sprzęt rolniczy i maszyny terenowe podlegają odrębnym programom emisji dla maszyn terenowych, a motocykle – wymaganiom właściwym dla swojej klasy. Każda z tych kategorii ma własny zakres certyfikacji, a nie przepisy OBD dla pojazdów lekkich, które obowiązują w przypadku samochodów osobowych.
Gdzie zapisano podstawowe wymagania OBD obowiązujące w USA?
Federalny wymóg OBD dla pojazdów lekkich znajduje się w 40 CFR 86.1806, regulacja CARB OBD II to title 13 CCR 1968.2, a regulacja CARB dotycząca OBD dla pojazdów ciężkich to title 13 CCR 1971.1. Federalne przepisy dotyczące emisji z silników pojazdów ciężkich znajdują się w 40 CFR Part 1036.
