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DIAGNOSIS ELECTRONICA EN EL AUTOMOVIL
Los sistemas de diagnosis, no solomante permiten hacer un mantenimiento preventivo y facilitan la detección de averías y su reparación, sino que también permiten evaluar e introducir mejoras con vistas a los futuros diseños. Además, la vertiginosa evolución de las tecnologias de la comunicación y la información, hacen prever que la diagnosis del futuro sufrirá una importante evolución en aras a conseguir mayores prestaciones en seguridad, disponibilidad, mantenibilidad y fiabilidad.
Antecedentes de la diagnosis del automóvil
Hasta los años 70 la diagnosis y mantenimiento de los vehículos era comúnmente realizados por su propietario o en pequeños talleres mecánicos donde la estrategia común consistía en comprobar lo que funcionaba correctamente para detectar fallos. Sin embargo, la preocupación por disminuir la contaminación y aumentar el rendimiento de los motores, entre otros, ha desembocado en sofisticados y complejos sistemas de control de los mismos. En este sentido, la evolución de la diagnosis ha pasado por diferentes etapas, que van desde unas sencillas y símples pruebas rutinarias de las piezas más importantes donde los medios materiales utilizados eran escasos y por tanto el factor humano era fundamental, hasta los actuales sistemas de diagnosis integral . Entendiendo por diagnosis integral la verificación y evaluación del funcionamiento del conjunto de sistemas del vehículo basadas en pruebas objetivas con la amplitud y precisión máximas que permiten las tecnologías de ensayo y verificación actuales, atendiendo a las restricciones que imponen el coste, el tiempo máximo dedicado a las pruebas y la minima intrusión en los elementos mecánicos del vehículo.
Introducción a la diagnosis electrónica
La sostificación de los vehículos, exige la incorporación de sistemas electrónicos cada vez más "inteligentes", que monitoricen continuamente el estado del mismo y diagnostiquen (prevengan, detecten, almacenen y, si es posible, propongan soluciones) fácil y rápidamente los posibles fallos. Los sistemas incorporan tanto elementos de hardware (tarjetas electrónicas o ECUs -Electronic Control Unit- y buses de comunicación) como de software (algoritmos de supervisión e interpretación de las multiples señales implicadas). Los sistemas de diagnosis han evolucionado de forma paulatina consiguiendo diferentes objetivos que van desde el pronostico en la detección de problemas, hasta el envío de información a centros remotos especializados y la recepción e implantación in-situ de soluciones.
Los sistemas de diagnosis se incluyen bajo las siglas OBD ( On-board Diagnosis Systems) , esta terminología se utiliza en sentido amplio para abordar la detección de fallos de componentes o mal funcinamiento de algún elemento causando un problema en el sistema de control del vehículo, o en sentido más restringido para referirse a la legislación relacionada con pruebas y registros de emisión de gases contaminantes por el tubo de escape. Los estandares (On Board Diagnostic), nacen en USA y se extienden a Europa y Asia con denominaciones similares. En definitiva son normas aceptadas e implantadas (algunas en fase de desarrollo) por los diversos fabricantes de automóviles con proyección internacional.
Descripción de códigos de fallo (DTC)
Ejemplo: P0101 Problema de alcance o funcionamiento del circuito de flujo de masa ó volumen de aire.
Primer dígito (indicación de localización de fallo):
Pxxxx: Para el motor.
Bxxxx: Para las diferentes partes del coche (puertas, asientos, espejos, etc.)
Cxxxx: Para el chasis.
Uxxxx: Para sistemas de comunicación de la red.
Segundo dígito:
P0xxx: Códigos requeridos por organismos oficilales.
P1xxx: Códigos proporcionados por los fabricantes para definir funciones adicionales (no demandados por organismos oficiles).
Tercer dígito:
Px1xx: Medida del aire y del combustible.
Px2xx: Medida del aire y del combustible.
Px3xx: Sistema de inyección.
Px4xx: Control de emisiones adicional.
Px5xx: Velocidad y regulación.
Px6xx: Computadora y señales de salida.
Px7xx: Trasmisión.
Px8xx: Trasmisión.
Px9xx: Módulos de control, señales de entrada y salida.
Cuarto y quinto dígito:
Designación especifica del fallo.
*Algunos fabricantes utilizan sus propios códigos de averia.
Ejemplo código de averia del grupo Vag: 16485 = P0101
Protocolos y buses de comunicación para la diagnosis
Buses
Se entienden los elementos (cables, fibras ópticas) que permiten la comunicación de los ECU´s entre sí y/o ECU´s con los equipos exteriores (los que no están incorporados a bordo del vehículo). Dichas conexiones se realizan mediante unas normas que están definidas según el tipo de bus.
Ejemplo de algunos buses:
J1850: El bus J1850 se utiliza para compartir datos entre los ECU´s y para realizar la diagnosis del automóvil.
LIN: Se utiliza para comunicar los sensores y actuadores inteligentes incorporados en los automóviles. entendiendo por estos todos aquellos que implementan tecnología X-by-wire, donde X se refiere a freno, dirección, tracción, etc.
CAN: Ofrece una alta velocidad de intercambio de datos y alta fiabilidad de comunicación. Por ello, la mayoría de los fabricantes comenzaron a implementarlo tanto en la comunicación interna como externa.
OBD-II Bus: Define un protocolo de comunicaciones y un conector estándar para adquirir datos de los coches. Fue requerido por EPA en todos los coches de gasolina y furgonetas fabricados en los Estados Unidos déspues de 1996.
Protocolos
Son las reglas o normas que determinan la transmisión de datos entre los mismos ECU`s, entre éstos y el procesador central, y entre el vehículo y el exterior. Existen varios y se clasifican por su velocidad y aplicación.
Ejemplo de aplicación del protocolo "Emissions/diagnostics" que controla los buses de emisiones y diagnostico:
| Bus | Marca | Usos | Periodo de utilización |
| J 2480 | GM, Ford, DC | OBD-II | 2004+ |
| ISO 15765-4 | Europe | E-OBD | 2000+ |
| J 1850 | GM, Ford, DC | OBD-II | 1994+ |
| ISO 9141-2 | Europe | OBD-II | 1994+ |
| ISO 14230-4 | Varios | OBD-II, OBD-III | 2000+ |
Comunicación entre vehículo y Scantools (equipos de mano y/o Pc´s)
Cuando se definieron los estándares de los buses internos, se incluyo la especificación de los protocolos y conectores para la comunicación del procesador central de a bordo con el exterior, facilitando el acceso a los datos almacenados en los automóviles por los equipos de diagnosis externos, tales como Scantools. En el caso de OBD-II se estandarizo un conector fisico que permite 2 tipos de interfaz, uno definido por los organismos estadounidenses y otro desarrollado por los europeos. Dichos tipos se comentan a continuación.
SAE-J1850 (Variable Pulse Width)
Es el estándar de comunicación ratificado por GM, Ford, y DaimlerChrysler en febrero de 1994. Dicho protocolo describe los principales requisitos en el enlace de datos y la comunicación fisica entre el vehículo y el equipo externo. Existen dos alternativas para la implementación del J1850 que se dividen en:
* los que utilizan una única linea fisica para realizar la comunicación; entre ellos se encuentran: VPM con velocidad de 10.4Kb/s y usado principalmente en los vehículos GM; los que utilizan una única linea fisica y PWM (Pulse Widht Modulated), con velocidades de 41,6Kb/s, usado principalmente por Ford.
* los que utilizan un par de lineas fisicas para realizar la comunicación,
ISO-9141-2
Es el estándar impuesto por los organismos europeos para satisfacer los requisitos OBD-II. Con ello CARB (California Air Resources Board) aceptó el ISO 9141-2 para el OBD-II como requisito fundamental en los vehículos fabricados en Europa y Asia. Así, ISO 9141-2 es el protocolo asincrono de 10.4 Kb/s usado principalmente por Chrysler y por los vehículos europeos y asiáticos. Los mensajes de gestión de protocolo son los mismos del J1850 pero la interfaz fisico es diferente. El protocolo utilizado es el mismo que el utilizado en los puertos serie de un PC, con la única diferencia de que es necesario incluir un adaptador de niveles de tensión y velocidad de transmisión de datos. Una característica que debe cumplir este protocolo es que las comunicaciones se inician con una secuencia de baja velocidad (secuencia de inicio, "handshake", inferior a 5 Kbps). en este protocolo, si no se reciben datos en un intervalo de tiempo de 5 segundos, se interrumpe automáticamente la comunicación.
Actualmente, se están utilizando otros interfaces para los objetivos planteados por OBD-II. Entre ellos están: ISO/DIS 14230-4 y CAN. En el caso del ISO/DIS 14230-4 (Keyword Protocol 2000 o KWP 2000), se trata de una versión nueva del protocolo ISO9141. En cuanto al bus CAN (Controller Area Network), cabe decir que se está convirtiendo en el bus interno más utilizado en el automóvil, por sus altas prestaciones en velocidad, fiabilidad, etc. Por todo ello se está planteando utilizar tambien el bus CAN para realizar la comunicación entre el procesador central de a bordo y los equipos de diagnosis externos.
Conector J1962 utilizado en la diagnosis:
Asignaciones de pines del conector J1962 segun los diferentes protocolos
| Pin (señal) | Pin (masa) | Pin (señal) | Pin (señal) | Pin (+12v) | Protocolo |
| - | 4+5 | 7 | 15* | 16 | ISO 9141-2 |
| 2 | 4+5 | - | 10 | 16 | PWM J1850 |
| 2 | 4+5 | - | - | 16 | VPW J1850 |
| - | 4+5 | 6 | 14 | 16 | CAN Bus |
-* Pin 15 solo para mayores implementaciones de ISO 9141-4
- Los demas pines son reservados por los fabricantes y no utilzados para el OBD-II estándar.
Según los planes propuestos por las organizaciones reguladoras, a partir de 2008 CAN será el único bus o red utilizada para la diagnosis de fallos en los automóviles, tanto los fabricados en los Estados Unidos o cualquier otro país.
Estándares de comunicación de OBD-II utilizado por el grupo Vag (Audi, Vw, Seat y Skoda):
| Año: | Protocolos: |
| 1996 | ISO 9141 |
| 1997 | ISO 9141 |
| 1998 | ISO 9141 |
| 1999 | ISO 9141 |
| 2000 | ISO 9141 |
| 2001 | ISO 9141 |
| 2002 | ISO 9141, KWP 2000 |
| 2003 | ISO 9141, KWP 2000 |
| 2004 | ISO 9141, KWP 2000 |
| 2005 | ISO 9141, KWP 2000, CAN |
| 2006 | ISO 9141, KWP 2000, CAN |
| 2007 | ISO 9141, KWP 2000, CAN |
| 2008 | CAN |
Bueno, espero que esta guía sea útil para conocer un poco de que trata todo esto de la diagnosis en el automóvil, saludos
Outlet-obd.
