Diagnóstico a bordo ( OBD ) es un término que se refiere a la capacidad de autodiagnóstico y generación de informes de un vehículo. En Estados Unidos, este autodiagnóstico es un requisito para cumplir con los estándares federales de emisiones para detectar fallas que pueden aumentar las emisiones del tubo de escape del vehículo a más del 150% del estándar para el cual fue certificado originalmente. [1]
Un beneficio principal de esto es que los sistemas OBD brindan al propietario del vehículo o al técnico de reparación acceso al estado de los distintos subsistemas del vehículo. La cantidad de información de diagnóstico disponible a través del OBD ha variado ampliamente desde su introducción a principios de la década de 1980 en las versiones de las computadoras de a bordo de los vehículos. Las primeras versiones de OBD simplemente iluminaban una luz indicadora de mal funcionamiento (MIL) o una " luz idiota " si se detectaba un problema, pero no proporcionaban ninguna información sobre la naturaleza del problema. Las implementaciones modernas de OBD utilizan un puerto de comunicaciones digitales estandarizado para proporcionar datos en tiempo real, además de una serie estandarizada de códigos de diagnóstico de problemas , o DTC, que permiten a una persona identificar y remediar rápidamente fallas dentro del vehículo.
ALDL (Enlace de diagnóstico de línea de ensamblaje) de GM a veces se conoce como un predecesor o una versión patentada del fabricante de un diagnóstico OBD-I a partir de 1981. Esta interfaz se fabricó en diferentes variedades y se modificó con módulos de control del tren de potencia (también conocido como PCM). , ECM, ECU). Las diferentes versiones tenían ligeras diferencias en la distribución de pines y la velocidad en baudios. Las versiones anteriores utilizaban una velocidad de 160 baudios, mientras que las versiones posteriores subían a 8192 baudios y utilizaban comunicaciones bidireccionales con el PCM. [13] [14]
La intención regulatoria de OBD-I era alentar a los fabricantes de automóviles a diseñar sistemas de control de emisiones confiables que sigan siendo efectivos durante la "vida útil" del vehículo. [15] La esperanza era que al imponer pruebas de emisiones anuales para California a partir de 1988, [16] y negar el registro a los vehículos que no pasaran, los conductores tenderían a comprar vehículos que pasarían la prueba de manera más confiable. OBD-I fracasó en gran medida, ya que los medios para presentar información de diagnóstico específica de las emisiones no estaban estandarizados. Las dificultades técnicas para obtener información estandarizada y confiable sobre las emisiones de todos los vehículos llevaron a la imposibilidad de implementar el programa de pruebas anual de manera efectiva. [17]
Los códigos de diagnóstico de problemas (DTC) de los vehículos OBD-I generalmente se pueden encontrar sin una costosa herramienta de escaneo. Cada fabricante utilizó su propio conector de enlace de diagnóstico (DLC), ubicación de DLC, definiciones de DTC y procedimiento para leer los DTC del vehículo. Los DTC de los automóviles OBD-I a menudo se leen a través de los patrones de parpadeo de la luz 'Check Engine Light' (CEL) o 'Service Engine Soon' (SES). Al conectar ciertos pines del conector de diagnóstico, la luz 'Check Engine' parpadeará y mostrará un número de dos dígitos que corresponde a una condición de error específica. Sin embargo, los DTC de algunos automóviles OBD-I se interpretan de diferentes maneras. Los vehículos Cadillac (gasolina) con inyección de combustible están equipados con diagnósticos a bordo reales , que proporcionan códigos de falla, pruebas de actuadores y datos de sensores a través de la nueva pantalla digital de control de clima electrónico.
Al mantener presionados 'Off' y 'Warmer' durante varios segundos se activa el modo de diagnóstico sin necesidad de una herramienta de escaneo externa. Algunas computadoras de motores Honda están equipadas con LED que se encienden en un patrón específico para indicar el DTC. General Motors, algunos vehículos Ford (DCL) de 1989 a 1995 y algunos vehículos Toyota/Lexus de 1989 a 1995 tienen disponible un flujo de datos de sensores en vivo; sin embargo, muchos otros vehículos equipados con OBD-I no lo hacen. Los vehículos OBD-I tienen menos DTC disponibles que los vehículos equipados con OBD-II.
OBD 1.5 se refiere a una implementación parcial de OBD-II que General Motors usó en algunos vehículos en 1994, 1995 y 1996. (GM no usó el término OBD 1.5 en la documentación de estos vehículos; simplemente tienen un OBD y un OBD -II sección del manual de servicio.)
Por ejemplo, los Corvettes 94–95 tienen un sensor de oxígeno post-catalizador (aunque tienen dos convertidores catalíticos ) y tienen implementado un subconjunto de códigos OBD-II. [18]
Este sistema híbrido estuvo presente en los autos con carrocería B de GM (Chevrolet Caprice, Impala y Buick Roadmaster) en 94–95, autos con carrocería H en 94–95, autos con carrocería W (Buick Regal, Chevrolet Lumina (solo 1995). ), Chevrolet Monte Carlo (solo 1995), Pontiac Grand Prix, Oldsmobile Cutlass Supreme) en 94–95, carrocería L (Chevrolet Beretta/Córcega) en 94–95, carrocería Y (Chevrolet Corvette) en 94–95, en la carrocería F (Chevrolet Camaro y Pontiac Firebird) en el 95 y en la carrocería J (Chevrolet Cavalier y Pontiac Sunfire) y N-Body (Buick Skylark, Oldsmobile Achieva, Pontiac Grand Am) en el 95 y 96 y también en ' Vehículos Saab del 94 al 95 con motor 2.3 de aspiración natural.
El pinout para la conexión ALDL en estos autos es el siguiente:
Para conexiones ALDL, el pin 9 es el flujo de datos, los pines 4 y 5 están a tierra y el pin 16 es el voltaje de la batería.
Se requiere una herramienta de escaneo compatible con OBD 1.5 para leer los códigos generados por OBD 1.5.
En este conector también están disponibles circuitos adicionales de diagnóstico y control específicos del vehículo. Por ejemplo, en el Corvette hay interfaces para el flujo de datos en serie Clase 2 del PCM, el terminal de diagnóstico del CCM, el flujo de datos de radio, el sistema de bolsas de aire, el sistema de control selectivo de la conducción, el sistema de advertencia de baja presión de neumáticos y el sistema pasivo. sistema de entrada sin llave. [19]
También se utiliza un OBD 1.5 en el Ford Scorpio desde el año 95. [20]
OBD-II es una mejora con respecto a OBD-I tanto en capacidad como en estandarización. El estándar OBD-II especifica el tipo de conector de diagnóstico y su pinout, los protocolos de señalización eléctrica disponibles y el formato de mensajería. También proporciona una lista de candidatos de parámetros del vehículo para monitorear junto con cómo codificar los datos para cada uno. Hay una clavija en el conector que proporciona energía a la herramienta de escaneo desde la batería del vehículo, lo que elimina la necesidad de conectar una herramienta de escaneo a una fuente de energía por separado. Sin embargo, algunos técnicos aún pueden conectar la herramienta de escaneo a una fuente de energía auxiliar para proteger los datos en el caso inusual de que un vehículo experimente una pérdida de energía eléctrica debido a un mal funcionamiento. Finalmente, el estándar OBD-II proporciona una lista ampliable de DTC. Gracias a esta estandarización, un único dispositivo puede consultar el ordenador de a bordo de cualquier vehículo. Este OBD-II vino en dos modelos, OBD-IIA y OBD-IIB. La estandarización de OBD-II fue impulsada por los requisitos de emisiones, y aunque solo se requiere transmitir códigos y datos relacionados con las emisiones a través de él, la mayoría de los fabricantes han hecho que el conector de enlace de datos OBD-II sea el único en el vehículo a través del cual se diagnostican todos los sistemas. y programado. Los códigos de diagnóstico de problemas OBD-II son de 4 dígitos, precedidos por una letra: P para tren motriz (motor y transmisión), B para carrocería, C para chasis y U para red.
La especificación OBD-II proporciona una interfaz de hardware estandarizada: el conector J1962 hembra de 16 pines (2x8) , donde el tipo A se usa para vehículos de 12 voltios y el tipo B para vehículos de 24 voltios. A diferencia del conector OBD-I, que a veces se encontraba debajo del capó del vehículo, se requiere que el conector OBD-II esté a 2 pies (0,61 m) del volante (a menos que el fabricante solicite una exención, en en cuyo caso todavía se encuentra en algún lugar al alcance del conductor).
SAE J1962 define la distribución de pines del conector como:
La asignación de pines no especificados queda a criterio del fabricante del vehículo. [22]
Las regulaciones europeas de diagnóstico a bordo (EOBD) son el equivalente europeo de OBD-II y se aplican a todos los turismos de categoría M1 (con no más de 8 asientos para pasajeros y un peso bruto vehicular de 2500 kg o menos) matriculados por primera vez. dentro de los estados miembros de la UE desde el 1 de enero de 2001 para los automóviles con motor de gasolina y desde el 1 de enero de 2004 para los automóviles con motor diésel . [23]
Para los modelos recién introducidos, las fechas reglamentarias se aplicaron un año antes: el 1 de enero de 2000 para gasolina y el 1 de enero de 2003 para diésel.
Para los turismos con un peso bruto vehicular superior a 2500 kg y para los vehículos comerciales ligeros, el reglamento se aplica desde el 1 de enero de 2002 para los modelos de gasolina y el 1 de enero de 2007 para los modelos diésel.
La implementación técnica de EOBD es esencialmente la misma que la de OBD-II, y se utilizan el mismo conector de enlace de diagnóstico y protocolos de señal SAE J1962.
Con las normas de emisiones Euro V y Euro VI, los umbrales de emisiones EOBD son más bajos que los anteriores Euro III y IV.
Cada uno de los códigos de falla EOBD consta de cinco caracteres: una letra seguida de cuatro números. [24] La carta se refiere al sistema que se está interrogando, por ejemplo, Pxxxx se referiría al sistema de propulsión. El siguiente carácter sería un 0 si cumple con el estándar EOBD. Entonces debería verse como P0xxx.
El siguiente carácter se referiría al subsistema.
Los dos caracteres siguientes se referirían a la falla individual dentro de cada subsistema. [25]
El término "EOBD2" es un lenguaje de marketing utilizado por algunos fabricantes de vehículos para referirse a características específicas del fabricante que en realidad no forman parte del estándar OBD o EOBD. En este caso, "E" significa Mejorado.
JOBD es una versión de OBD-II para vehículos vendidos en Japón.
La norma ADR 79/01 (Norma de vehículos ( Regla de diseño australiano 79/01 – Control de emisiones para vehículos ligeros) 2005) es el equivalente australiano de OBD-II.
Se aplica a todos los vehículos de las categorías M1 y N1 con un peso bruto vehicular de 3500 kg o menos, matriculados como nuevos en Australia y producidos desde el 1 de enero de 2006 para automóviles con motor de gasolina y desde el 1 de enero de 2007 para vehículos con motor diésel . carros. [26]
Para los modelos recientemente introducidos, las fechas del reglamento se aplicaron un año antes: el 1 de enero de 2005 para gasolina y el 1 de enero de 2006 para diésel.
La norma ADR 79/01 fue complementada por la norma ADR 79/02 que impuso restricciones de emisiones más estrictas, aplicables a todos los vehículos de clase M1 y N1 con un peso bruto vehicular de 3500 kg o menos, a partir del 1 de julio de 2008, para nuevos. modelos, 1 de julio de 2010, para todos los modelos. [27]
La implementación técnica de este estándar es esencialmente la misma que la de OBD-II, y se utilizan el mismo conector de enlace de diagnóstico y protocolos de señal SAE J1962.
Se permiten cinco protocolos de señalización con la interfaz OBD-II. La mayoría de los vehículos implementan sólo uno de los protocolos. A menudo es posible deducir el protocolo utilizado en función de los pines presentes en el conector J1962: [28]
Todos los pines del OBD-II utilizan el mismo conector, pero se utilizan pines diferentes con la excepción del pin 4 (tierra de la batería) y el pin 16 (positivo de la batería).
OBD-II brinda acceso a datos de la unidad de control del motor (ECU) y ofrece una valiosa fuente de información al solucionar problemas dentro de un vehículo. La norma SAE J1979 define un método para solicitar diversos datos de diagnóstico y una lista de parámetros estándar que podrían estar disponibles en la ECU. Los diversos parámetros disponibles se abordan mediante "números de identificación de parámetros" o PID que se definen en J1979. Para obtener una lista de PID básicos, sus definiciones y la fórmula para convertir la salida OBD-II sin procesar en unidades de diagnóstico significativas, consulte PID de OBD-II . Los fabricantes no están obligados a implementar todos los PID enumerados en J1979 y se les permite incluir PID propietarios que no figuran en la lista. El sistema de solicitud de PID y recuperación de datos brinda acceso a datos de rendimiento en tiempo real, así como a DTC marcados. Para obtener una lista de DTC genéricos de OBD-II sugeridos por la SAE, consulte la Tabla de códigos OBD-II . Los fabricantes individuales a menudo mejoran el conjunto de códigos OBD-II con DTC propietarios adicionales.
A continuación se ofrece una introducción básica al protocolo de comunicación OBD según ISO 15031. En SAE J1979, estos "modos" pasaron a llamarse "servicios", a partir de 2003.
$01 muestra los datos en vivo del sensor actual de los PID ("ID de parámetro"). Consulte OBD-II PID#Service_01 para obtener una lista extensa.$02 hace que los datos de Freeze Frame sean accesibles a través de los mismos PID. [31] Consulte PID de OBD-II n.º Servicio_02 para obtener una lista.$03 enumera los códigos de diagnóstico de problemas "confirmados" relacionados con las emisiones almacenados. Muestra códigos numéricos de 4 dígitos que identifican las fallas o los asigna a una letra (P, B, U, C) más 4 dígitos. Consulte #OBD-II_diagnostic_trouble_codes.$04 se utiliza para borrar información de diagnóstico relacionada con las emisiones. Esto incluye borrar los DTC pendientes/confirmados almacenados y los datos de imagen congelada. [32]$05 muestra la pantalla del monitor del sensor de oxígeno y los resultados de las pruebas recopilados sobre el sensor de oxígeno. Hay diez números disponibles para el diagnóstico:$01Voltaje umbral del sensor de O2 rico a pobre$02Voltaje umbral del sensor de O2 pobre a rico$03Umbral de voltaje bajo del sensor para medición del tiempo de conmutación$04Umbral alto de voltaje del sensor para medición del tiempo de conmutación$05Tiempo de cambio de rico a pobre en ms$06Tiempo de cambio de Lean-to Rich en ms$07Tensión mínima para prueba.$08Tensión máxima para prueba$09Tiempo entre transiciones de voltaje en ms$06 es una solicitud de resultados de pruebas de monitoreo a bordo para un sistema monitoreado de forma continua y no continua. Normalmente hay un valor mínimo, un valor máximo y un valor actual para cada monitor no continuo.$07 es una solicitud de códigos de diagnóstico de problemas relacionados con las emisiones detectados durante el ciclo de conducción actual o el último ciclo de conducción completo. Permite que el equipo de prueba externo obtenga códigos de diagnóstico de problemas "pendientes" detectados durante el ciclo de conducción actual o el último ciclo de conducción completo para componentes/sistemas relacionados con las emisiones. Los técnicos de servicio lo utilizan después de la reparación de un vehículo y después de borrar la información de diagnóstico para ver los resultados de las pruebas después de un único ciclo de conducción y determinar si la reparación ha solucionado el problema. Consulte #OBD-II_diagnostic_trouble_codes.$08 podría permitir que el dispositivo de prueba externo controle el funcionamiento de un sistema, prueba o componente integrado.$09 se utiliza para recuperar información del vehículo. Entre otros, está disponible la siguiente información:$0A enumera los códigos de diagnóstico de problemas "permanentes" relacionados con las emisiones almacenados. Según CARB, cualquier código de diagnóstico de falla que encienda la MIL y se almacene en la memoria no volátil se registrará como un código de falla permanente. Consulte #OBD-II_diagnostic_trouble_codes.Hay varias herramientas disponibles que se conectan al conector OBD para acceder a las funciones OBD. Estos van desde simples herramientas genéricas a nivel de consumidor hasta herramientas de concesionarios OEM altamente sofisticadas y dispositivos telemáticos para vehículos.
Se encuentra disponible una gama de resistentes herramientas de escaneo portátiles.
Las aplicaciones para dispositivos móviles permiten que dispositivos móviles como teléfonos celulares y tabletas muestren y manipulen los datos OBD-II a los que se accede mediante cables adaptadores USB o adaptadores Bluetooth conectados al conector OBD II del automóvil. Los dispositivos más nuevos del mercado están equipados con sensores GPS y la capacidad de transmitir datos de diagnóstico y ubicación del vehículo a través de una red celular. Por lo tanto, los dispositivos OBD-II modernos se pueden utilizar hoy en día, por ejemplo, para localizar vehículos, controlar el comportamiento de conducción además de leer códigos de diagnóstico de problemas (DTC). Dispositivos aún más avanzados permiten a los usuarios restablecer los códigos DTC del motor, apagando efectivamente las luces del motor en el tablero; sin embargo, restablecer los códigos no soluciona los problemas subyacentes y, en el peor de los casos, puede incluso provocar la rotura del motor cuando el problema de origen es grave y se deja desatendido durante largos períodos. [34] [35]
Un paquete de software OBD2, cuando se instala en una computadora ( Windows , Mac o Linux ), puede ayudar a diagnosticar el sistema a bordo, leer y borrar DTC, apagar MIL, mostrar datos en tiempo real y medir el consumo de combustible del vehículo. [36]
Para utilizar el software OBD2, es necesario tener un adaptador OBD2 (comúnmente usando Bluetooth , Wi-Fi o USB ) [37] conectado al puerto OBD2 para permitir que el vehículo se conecte con la computadora donde está instalado el software. [38]
Una herramienta de análisis OBD basada en PC que convierte las señales OBD-II en datos serie (USB o puerto serie) estándar para PC o Mac. Luego, el software decodifica los datos recibidos en una pantalla visual. Muchas interfaces populares se basan en los IC intérpretes de OBD ELM327 o STN [39] , los cuales leen los cinco protocolos genéricos OBD-II. Algunos adaptadores ahora utilizan la API J2534, lo que les permite acceder a los protocolos OBD-II tanto para automóviles como para camiones.
Además de las funciones de una herramienta de escaneo portátil, las herramientas basadas en PC generalmente ofrecen:
El grado en que una herramienta de PC puede acceder a los diagnósticos de la ECU del fabricante o específicos del vehículo varía entre productos de software [40] , al igual que entre escáneres portátiles.
Los registradores de datos están diseñados para capturar datos del vehículo mientras el vehículo está en funcionamiento normal, para su posterior análisis.
Los usos del registro de datos incluyen:
El análisis de los datos de la caja negra del vehículo puede realizarse periódicamente, transmitirse automáticamente de forma inalámbrica a un tercero o recuperarse para análisis forense después de un evento como un accidente, una infracción de tránsito o una falla mecánica.
En los Estados Unidos, muchos estados ahora utilizan pruebas OBD-II en lugar de pruebas de tubo de escape en vehículos compatibles con OBD-II (1996 y posteriores). Dado que OBD-II almacena códigos de problemas para equipos de emisiones, la computadora de prueba puede consultar la computadora a bordo del vehículo y verificar que no haya códigos de problemas relacionados con las emisiones y que el vehículo cumpla con los estándares de emisiones para el año del modelo en el que se fabricó.
En los Países Bajos, los vehículos del año 2006 y posteriores reciben un control de emisiones EOBD anual. [44]
La instrumentación suplementaria del vehículo para el conductor es la instrumentación instalada en un vehículo además de la proporcionada por el fabricante del vehículo y destinada a ser mostrada al conductor durante la operación normal. Esto se opone a los escáneres utilizados principalmente para diagnóstico activo de fallas , ajuste o registro de datos ocultos.
Los entusiastas del automóvil tradicionalmente han instalado indicadores adicionales, como el vacío del colector, la corriente de la batería, etc. La interfaz estándar OBD ha permitido que una nueva generación de instrumentación para entusiastas acceda a la gama completa de datos del vehículo utilizados para el diagnóstico y a datos derivados, como el ahorro instantáneo de combustible.
La instrumentación puede tomar la forma de computadoras de viaje dedicadas , [45] computadoras o interfaces para PDA , [46] teléfonos inteligentes o una unidad de navegación Garmin .
Como una computadora es esencialmente una PC, se podría cargar el mismo software que para las herramientas de escaneo basadas en PC y viceversa, por lo que la distinción está únicamente en el motivo de uso del software.
Estos sistemas para entusiastas también pueden incluir algunas funciones similares a las de otras herramientas de escaneo.
La información OBD II se utiliza comúnmente en dispositivos telemáticos de vehículos que realizan seguimiento de flotas, monitorean la eficiencia del combustible, previenen la conducción insegura, así como para diagnósticos remotos y seguros de pago por uso.
Aunque originalmente no estaban destinados a los fines anteriores, los datos OBD II comúnmente admitidos, como la velocidad del vehículo, las RPM y el nivel de combustible, permiten que los dispositivos de seguimiento de flotas basados en GPS monitoreen los tiempos de ralentí, el exceso de velocidad y las revoluciones excesivas de los vehículos. Al monitorear los DTC de OBD II, una empresa puede saber inmediatamente si uno de sus vehículos tiene un problema en el motor y, al interpretar el código, la naturaleza del problema. Se puede utilizar para detectar conducción imprudente en tiempo real en función de los datos del sensor proporcionados a través del puerto OBD. [47] Esta detección se realiza agregando un procesador de eventos complejos (CEP) al backend y en la interfaz del cliente. El OBD II también se controla para bloquear los teléfonos móviles durante la conducción y registrar los datos del viaje a efectos del seguro. [48]
Los códigos de diagnóstico de problemas ( DTC ) OBD-II [49] [50] tienen cinco caracteres, la primera letra indica una categoría y los cuatro restantes son un número hexadecimal . [51]
El primer carácter, que representa la categoría, solo puede ser una de las siguientes cuatro letras, que se indican aquí con sus significados asociados. (Esta restricción en el número se debe a que sólo se utilizan dos bits de memoria para indicar la categoría cuando se almacenan y transmiten los DTC). [51]
El segundo carácter es un número comprendido entre 0 y 3. (Esta restricción se debe nuevamente a limitaciones de almacenamiento de memoria). [51]
El tercer carácter puede indicar un sistema de vehículo particular al que se refiere la falla. [49]
Finalmente, los caracteres cuarto y quinto definen el problema exacto detectado.
Investigadores de la Universidad de Washington y la Universidad de California examinaron la seguridad del OBD y descubrieron que podían controlar muchos componentes del vehículo a través de la interfaz. Además, pudieron cargar nuevo firmware en las unidades de control del motor . Su conclusión es que los sistemas integrados en vehículos no están diseñados teniendo en cuenta la seguridad. [52] [53] [54]
Ha habido informes de ladrones que utilizan dispositivos especializados de reprogramación OBD para poder robar automóviles sin el uso de una llave. [55] Las causas principales de esta vulnerabilidad radican en la tendencia de los fabricantes de vehículos a ampliar el autobús para fines distintos de aquellos para los que fue diseñado, y la falta de autenticación y autorización en las especificaciones OBD, que en cambio dependen en gran medida de la seguridad a través de oscuridad . [56]
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