El sistema de diagnóstico a bordo detecta si funcionan correctamente los dispositivos que afectan a las emisiones del vehículo. Los especialistas verifican el cumplimiento de los requisitos legales antes y después del inicio de la producción. Y en el proceso, Porsche Engineering aumenta la eficiencia con herramientas de prueba y simulación desarrolladas internamente.
El diagnóstico a bordo (On-board diagnostics, OBD) supervisa durante la vida útil del vehículo el funcionamiento de todos los componentes que pueden afectar los gases de escape. Para ello, son implementadas rutinas de prueba en todas las unidades de control relevantes y son ejecutadas mientras el vehículo está en movimiento.
Si una unidad de control electrónico (ECU) devuelve una respuesta anómala, es almacenado un código correspondiente en la memoria de errores del OBD dentro la ECU. Por ejemplo, si el sensor AFR, que mide la proporción de aire y carburante, ya no detectara correctamente el contenido de oxígeno en los gases de escape, la unidad de control del motor modificaría entonces los parámetros de combustión. Al mismo tiempo, parpadearía el testigo amarillo de averías en la instrumentación.
El OBD fue introducido en California en 1988, y en todo Estados Unidos en 1994. Dos años más tarde, unos límites de emisiones más estrictos condujeron al sistema OBD II, más potente, que aún es utilizado hoy en día y que controla las emisiones con mayor precisión. Incluye otros componentes en la comprobación y ofrece opciones de diagnóstico más detalladas para los talleres.
El OBD pasó a ser obligatorio en Europa en 2001, pero con unos requisitos parcialmente diferentes a los de Estados Unidos. En concreto, los límites de emisiones y los ciclos de medición difieren considerablemente. Otras regiones, por ejemplo China, siguieron el ejemplo en años posteriores.
En Porsche, la comprobación del sistema OBD de un nuevo modelo se divide en tres pasos: en primer lugar, las pruebas de control de calidad mientras se calibra el vehículo; en segundo lugar, las pruebas en la llamada fase de demostración del OBD como requisito previo obligatorio para la homologación; y en tercer lugar, tras el inicio de la producción en serie, un examen exhaustivo de todas las posibles entradas en la memoria de fallos del OBD.
A lo largo de todas las fases, Porsche Engineering y Porsche AG mantienen una colaboración que ha ido creciendo a lo largo de muchos años.
Matthias Bach, director senior de Calibración de Motores y Mecánica de Porsche Engineering, declaró que por regla general, empezaron a comprobar la aplicación del OBD seis meses antes del inicio de producción en serie.
Si las pruebas revelasen alguna anomalía, analizamos las causas y sugerimos posibles medidas correctoras", dijo.
COORDINACIÓN CON LAS AUTORIDADES DE HOMOLOGACIÓN
La siguiente fase certifica que el sistema OBD cumpla con los requisitos legales. Para ello, Porsche AG coordina una serie de pruebas con las autoridades de homologación de las distintas regiones del mundo, que realizan los expertos del Departamento de Pruebas de Porsche Engineering.
Thomas Rauner, director del Departamento de Homologación de Sistemas de Propulsión de Porsche AG, manifestó que actualmente bubren 145 mercados, y 10 de ellos con procedimientos de certificación específicos.
Las diferentes leyes sobre emisiones, ciclos de pruebas y requisitos del OBD hacen que el desarrollo y los ensayos sean extremadamente complejos. Un ejemplo reciente es China, donde la norma China 6b, que será adoptada en 2023, estipula exigentes condiciones de prueba del OBD.
"A diferencia del resto del mundo, en China ya no bastará con un informe de prueba positivo para certificar un nuevo modelo de vehículo. Más bien, la prueba OBD deberá realizarse in situ y bajo la supervisión de las autoridades", manifestó.
EN LOS VEHÍCULOS HÍBRIDOS CON 3,500 POSIBLES CÓDIGOS DE AVERÍA
Como socio estratégico exclusivo de Porsche China, Porsche Engineering apoya la certificación local y proporciona servicios técnicos como la realización de las series de pruebas. Porsche AG es responsable de coordinar los resultados de las pruebas con las respectivas autoridades de homologación.
Para homologar el OBD de un nuevo modelo, Porsche Engineering lleva a cabo hasta 80 pruebas en el dinamómetro, en donde recrea diversas situaciones relevantes para las emisiones, por ejemplo un circuito de sonda lambda dañado.
De igual manera, los ingenieros instalan en el vehículo componentes especialmente preparados o recrean casos de avería predefinidos. Para simular un desgaste de muchos años, recurren catalizadores y otros componentes sometidos a un proceso artificial de envejecimiento.
Además de los requisitos legales, el número cada vez mayor de sistemas electrónicos en el vehículo también está llevando a una mayor complejidad del OBD. No solo debe supervisar los componentes individuales, también comprobar secuencias funcionales completas, incluidas las posibles influencias cruzadas de otros sistemas del auto.
Thomas Rauner, director del Departamento de Homologación de Trenes de Potencia de Porsche AG, comentó que este desarrollo se incluye a las unidades de control que podrían influir indirectamente en las emisiones en caso de fallo; por ejemplo, el Control de Crucero Adaptativo (ACC), el Sistema de Control de Estabilidad de Porsche (PSM) o el Asistente de Estacionamiento Remoto.
"Como parte de las pruebas de verificación del OBD exigidas por las autoridades, la llamada Evaluación de Producto del Vehículo, tenemos que demostrar que la intervención en sistemas como esos se lleva a cabo correctamente. Es decir, conseguir que no tengan ninguna influencia en las emisiones", dijo.
SIMULACIÓN DE ERRORES
El proceso de control continúa en un periodo de hasta seis meses después de que el vehículo entre en producción. Para ahorrar tiempo y costos, Porsche Engineering confía casi exclusivamente en la simulación de fallos.
"En lugar de instalar y retirar componentes defectuosos para examinarlos en el banco de pruebas o en la carretera, lo que supone un gran gasto, modificamos las respectivas señales de los sensores o los mensajes en el sistema de datos electrónicos del vehículo", explicó Bach.
Esto requiere un conocimiento profundo del componente y su función en el sistema global, que Porsche Engineering ha adquirido en innumerables proyectos de desarrollo por ser proveedor de servicios OBD desde el principio.
Por ejemplo, la función del actuador de la válvula de mariposa es simulada externamente durante el funcionamiento del motor, por lo que la válvula de mariposa instalada en el vehículo puede probarse por separado. Para mostrar las entradas que queremos en la memoria de fallos debido a los inyectores, hay un software especialmente desarrollado que cambia la cantidad inyectada dentro de un rango muy reducido.
