Архив рубрики «ЭЛЕКТРОННЫЕ И МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЕЙ»

PostHeaderIcon VAG-диагностика

Параллельно стандартам OBD европейские производители развивали свои дилерские системы бортовой диагностики. Одним из таких направлений является так называемая, VAG-диагностика — система бортовой диагностики поддерживаемая группой производителей Volkswagen Audi Group — VAG, в нее также входят Skoda и SEAT. Бортовые системы диагностирования и со-

ответственно фирменные (дилерские) сканеры имеют единую архитектуру — идеологию систем [29].

Идеология производителя автомобиля основана на том, что каждая ав­тономная система управления должна быть снабжена собственными средст­вами контроля, управления и диагностики на основе бортового компьютера.

Именно компьютером, его «интеллектуальностью», вычислительной мощностью и качеством реализуемых им алгоритмов управления определя­ется весь список решаемых им задач и функциональность системы на данный момент развития всей сферы автомобилестроения. Каждая система управле­ния имеет свой собственный уникальный вычислительный модуль (бортовой компьютер), который физически выводится на общую шину данных и может быть опрошен оборудованием, подключаемым к диагностическому разъему автомобиля.

Идеология VAG-систем основана на том, что каждой системе управле­ния на этапе ее разработки, производитель присваивает свой собственный уникальный физический адрес для независимого обращения диагностическо­го оборудования отдельно к каждой из систем управления автомобилем. VAG использует диапазон адресов от 1 до 128. При тестировании и диагно­стике выбор необходимой системы управления происходит по текстовому названию системы, либо непосредственно по ее адресу, который ассоцииро­ван с этим названием. Адреса указываются в шестнадцатеричной системе ис­числения от 01 до 7F.

В сканере диагностической системы LAVScan выбор системы управле­ния по названию полностью синхронизирован с изменением ее адреса. То есть при выборе текстового названия системы в поле адресов автоматически отображается ассоциированный с нею адрес. Это помогает диагносту ориен­тироваться в дилерской документации или информационной базе данных ELSA, которая для совместимости с прибором VAG-1551/52, полностью ори­ентирована лишь на адресный метод выбора системы. Названия систем в списке отсортированы в алфавитном порядке. При выборе диагностом адреса требуемой системы, в строке текстового названия появляется ее имя. Это по­зволяет диагностам уже привыкшим к работе с устаревшими дилерскими приборами постепенно адаптировать свой прежний навык к более удобной и наглядной форме выбора системы управления по ее названию. Если с дан­ным адресом ничего не ассоциировано диагност все же может обратиться к нему и провести процесс сканирования. В этом случае строка текстового на­звания системы остается незаполненной.

Отдельно и несколько обособленно стоит адрес 00. Как таковой, этот адрес в концепции VAG-диагностики не закреплен ни за одной системой управления. Скорее, он представляет собой некую разновидность семейства VAG-функций и служит для поочередного опроса кодов неисправностей в диапазоне адресов. То есть выбор в приборе или программе данного адреса активизирует режим функции накопителя неисправностей. Сканер начинает считывать коды неисправностей из памяти всех доступных ему систем

управления. Это может занимать длительное время, но удобство очевидно.

После опроса диагност получает весь список неисправностей, реально существующих на момент тестирования, либо имевших место ранее, но в на­стоящее время себя не проявляющих (неустойчивых кодов). Неустойчивые коды неисправности в отличие от обычных устойчивых «жестких» кодов мо­гут не присутствовать в памяти на момент тестирования диагностом автомо­бильных систем. Иное название данного класса кодов — спорадические или «мягкие» неисправности. Данные неисправности характерны случайным ха­рактером своего проявления.

Наряду с адресацией систем управления VAG использует понятие соб­ственных стандартизированных функций и процедур. Все действия, которые может выполнить диагност на штатном оборудовании или программе, начи­ная от идентификации системы управления до обновления прошивки модуля или его чип-тюнинга, однозначно определяются набором и доступностью этих функций.

В диагностике VAG существуют три линии данных, которые служат для возможности обмена информацией между модулями управления и скане­ром, подключаемым к диагностическому разъему автомобиля. Чаще всего это линии открытого типа и совершенно лишены какого-то ни было экрани­рования. Они реализованы на тех же самых проводных соединениях, на ко­торых реализована остальная проводка автомобиля. Именно поэтому диагно­стические линии весьма уязвимы и подвержены действию импульсных и мо­нотонных помех, часто возникающих и особенно интенсивных в условиях сервиса с комплексным проведением работ по обслуживанию автомобилей (например, с электросваркой). При наличии таких помех связь между авто­мобилем и сканером становится неустойчивой, а подчас совершенно невоз­можной. Исходя из этого требования VAG жестко ограничивает длину ком­мутационных проводов между автомобилем и сканером, фиксированным значением 5 метров. В условиях среднего сервиса этого бывает более чем достаточно.

В VAG-системах существует понятие диагностического сеанса — пери­од времени взаимодействия и обмена данными между сканером и автомоби­лем с момента успешного проведения процедуры инициализации модуля, вплоть до момента завершения обмена стандартной функцией VAG 06. Это легальное завершение сеанса связи, в отличие от аварийного завершения при восстановимых или невосстановимых сбоях оборудования, потере данных или нарушении синхронизации между ядром сканера и процессором модуля управления, является наиболее предпочтительным методом окончания диаг­ностических процедур.

Диагностические линии VAG подразделяются на два различных класса и соответственно имеют различные наименования «К» и «L». Третий класс вместе с соответствующей линией служит для подключения к ней светоди­одного пробника для возможности чтения медленных кодов неисправностей из памяти автомобиля.

Диагностическая «L» линия используется для обмена, на автомобилях прежних выпусков и является однонаправленной. Со стороны сканера она работает только на выход, то есть это выходная линия. Ее импеданс в неко­торых случаях может быть довольно низким, то есть линия обладает повы­шенной нагрузочной способностью вплоть до подсоединения маломощной лампы накаливания либо светодиодного пробника для того, чтобы в какой-то мере заменить отсутствующую линию медленных кодов. В пассивном со­стоянии на линии присутствует потенциал, близкий к напряжению в борто­вой сети автомобиля. В настоящее время используется для проведения про­цедуры инициализации модулей управления в автомобилях средних годов выпуска.

Диагностическая «К» линия специально предназначена для обмена и является двунаправленной. Со стороны сканера работает как на вход, так и на выход. То есть это и есть та самая диагностическая линия, по которой происходит весь процесс общения автомобиля со сканером после окончания процедуры инициализации модуля. Она обладает средним импедансом и дос­таточно низкой нагрузочной способностью. Подсоединение к ней даже ма­ломощных дополнительных потребителей или светодиодного пробника пол­ностью лишает ее возможности выполнения своих функций. В пассивном со­стоянии на линии присутствует потенциал, близкий к напряжению в борто­вой сети автомобиля. В настоящее время используется для проведения диаг­ностических процедур и обмена данными между сканером и автомобилем.

Режим медленных кодов — одна из ранних версий и попыток произво­дителя обеспечить владельца автомобиля и диагноста краткой информацией (кодами неисправностей), поставляемой процессором модуля управления с низкой вычислительной мощностью. Основное достоинство режима состоит в дешевизне метода и полном отсутствии требуемого оборудования (удобно в дороге), особенно при наличии светового индикатора неисправности в сис­теме. Эти индикаторы обозначаются: CHECK ENGINE, SERVICE SOON и т. д. Активизация режима происходит после ввода модуля в режим самодиагно­стики (обычно подачей 0 потенциала, заземлением на массу одного из его проводников). Числовое значение кода идентифицируется по количеству вспышек контрольного индикатора через короткие интервалы времени. В на­стоящее время данный режим не используется.

С физической точки зрения в VAG-диагностике существует два вида разъемов. Это двухконтактные разъемы старого образца стандартных цветов (черного и белого) с трапецеидальным расположением рабочей плоскости соединительного штекера.

Этим обеспечивается защита от неверного подключения сканера или ошибочных действий диагноста. VAG использует достаточно жесткие пла­стиковые разъемы как для автомобиля, так и для своего оборудования.

Современный вид разъема имеет 16 контактов и аналогичен разъему OBD-II. В нем практически могут присутствовать не все 16 контактов, а только те, которых достаточно для проведения тестирования. Контакты разъ­ема пронумерованы, и он имеет характерную трапецию, что полностью ис­ключает варианты ошибочных подключений.

Большинству автомобилей, для того чтобы ввести модуль управления в режим тестирования, необходима процедура инициализации. Данная проце­дура может быть использована как одновременно по двум диагностическим линиям K-Line и L-Line, так и только по одной из них. Выше уже отмечалось, что линия «К» двунаправленная, а линия «L» однонаправленная и задейство­вана на большинстве систем только в процессе инициализации или диагно­стики по медленным кодам с помощью внешнего или контрольного индика­тора на панели приборов.

Процесс инициализации состоит во внешнем (по отношению к автомо­билю) вмешательстве диагноста в работу модуля, в результате которого вы­ходные потенциалы на перечисленных «К-L» линиях падают до уровня логи­ческого нуля. Любое подключаемое к диагностическому разъему автомобиля оборудование VAG проводит процедуру инициализации модуля управления подобным образом.

Таким образом, современные системы бортового диагностирования со­ответствуют требованиям OBD-II, при этом позволяют считывать данные из нескольких микропроцессорных систем на одном оборудовании. Сканеры VAG позволяют эффективно диагностировать системы автомобилей группы VAG в более полном объеме, нежели мультимарочные сканеры OBD-II и вне зависимости от года выпуска автомобиля.

Электронные и микропроцессорные системы с каждым годом все шире внедряются в конструкцию современного автомобиля. Это позволяет значи­тельно повысить уровень эксплуатационных свойств автомобилей, таких как: экономичность, тягово-скоростные свойства, тормозные свойства. Зна­чительный вклад микропроцессорная техника внесла в повышение комфор­табельности и безопасности автомобиля.

В рамках одного пособия невозможно отразить подробно все вопросы, связанные с конструкцией, эксплуатацией электронных и микропроцессор­ных автомобильных систем. Тем не менее, авторы попытались систематизи­ровать материал по данному направлению с учетом новейших разработок отечественной и зарубежной автомобильной отрасли.

Автомобиль — сложная динамично развивающая система, несомненно, вопросы совершенствования его систем в части электронного и микропро­цессорного управления будут весьма актуальными. По мнению авторов наи­более перспективными вопросами электронных и микропроцессорных сис­тем являются:

— внедрения навигационных систем в системах мониторинга техническо­го состояния автомобиля;

— совершенствование алгоритмов, методов бортовых систем диагности­рования;

— применение интеллектуальных технологий в конструкции и техниче­ской эксплуатации автомобиля.

PostHeaderIcon Испытательные ездовые циклы по стандарту OBD-11

Диагностические мониторы системы OBD-II реализуют свои тесты один раз за поездку. Поэтому до испытательной поездки (до или после ре­монта) автомеханик должен проверить работоспособность диагностической системы в ездовом цикле.

В зависимости от температурных и дорожных условий производители рекомендуют различные испытательные ездовые циклы для своих автомоби­лей.

В таблице 12.1 приведен пример испытательного цикла для проверки готовности бортовой диагностической системы OBD-II к тестированию. Во время проведения теста подпрограмма DE независимо от результата марки­рует флагом в памяти ЭБУ каждый отработавший монитор. Эти флаги затем считываются сканером и выясняется, какие из мониторов отработали, а какие нет. Функционирование неотработавших мониторов должно быть восста­новлено.

Таблица 12.1 — Испытательные ездовые циклы систем OBD-II [26]

Этапы и операции испытатель­ного ездово­го цикла

Прогрев двига­теля до 82° С (180 F)

Холо­стой ход

Ускоре­ние до 45 миль/час, дрос­сельная заслонка открыта на 25% полного хода

Постоян­ное по­ложение дроссель ной за­слонки, скорость 30-40 миль/час

скорость 20-45 миль/час дроссель­ная за­слонка открыта на 75% полного хода

Сброс газа до холосто­го хода

Ускоре­ние до 55 миль/час, дроссель­ная за­слонка открыта на 50% полного хода

Постоян­ное поло­жение дроссель ной за­слонки, скорость 40-60 миль/час

Время

операции

Не ме­нее 4 мин

45 сек.

Пример­но 10 сек.

1 мин.

4 мин.

10 сек.

10 сек.

80 сек.

Какие мони­торы прове­ряются на данном эта­пе ездового цикла

Испытательная поездка OBD-II (все мониторы)

+

+

+

+

+

+

+

+

Мониторы ЕММ (пропусков зажигания, датчиков кислорода и т. д.)

+

+

+

+

+

Мониторы ССМ и EGR

+

+

+

+

+

+

Монитор каталитического нейтрализатора

+

ЕММ — мониторы подсистем МСУД, неисправности которых приводит к увеличению токсичности ОГ. ССМ — мониторы датчиков и исполнительных механизмов МСУД.

EGR — монитор подсистемы рециркуляции отработавших газов

PostHeaderIcon Снимок параметров системы управления

При включении индикатора MIL подпрограмма DE (Executive) заносит в память ЭБУ значения всех параметров на момент появления кода неис­правности. Так, в памяти формируется снимок параметров или «заморо­женный кадр» (Freeze frame record), в котором обычно запоминается сле­дующая информация [26]:

— коды ошибок;

— соотношение воздух/топливо (коэффициент а);

— массовый расход воздуха;

— среднее и мгновенное значения коэффициента коррекции подачи топлива;

— обороты двигателя;

— нагрузка;

— температура охлаждающей жидкости;

— скорость автомобиля;

— абсолютное давление во впускном коллекторе;

— длительность импульса открывания форсунок;

— режим работы системы управления двигателем — замкнутый или разомк­нутый.

Снимок содержит информацию о параметрах на момент записи только первого из всех возможных кодов ошибок. Однако производители обычно усложняют программное обеспечение с целью записи большого числа кадров для нескольких кодов ошибок. Но эти дополнительные кадры данных дос­тупны только для специализированных дилерских сканеров и для прочтения в условиях эксплуатации не открываются.

При стирании кода ошибки стирается и соответствующий «за­мороженный» кадр с параметрами.

PostHeaderIcon Структура кодов ошибок

В соответствии со стандартом OBD-II коды ошибок алфавитно — цифровые, содержат пять символов, например, Р0331. Первый символ — бук­ва, которая указывает на систему, в которой произошла неисправность. Вто­рой символ — цифра указывает, как определен код: с помощью SAE или про­изводителем автомобиля. Остальные три цифры указывают характер неис­правности.

Стандартом OBD-II используются четыре буквы для обозначения ос­новных электронных систем автомобиля [26]:

В — для корпусной электроники (body);

С — для электроники на шасси (chassis);

Р — для электронных систем управления силовым агрегатом (powertrain);

U — тип системы не определен (undefined).

Не все возможные комбинации кодов использованы, многие зарезерви­рованы на будущее за SAE.

Второй символ (цифра) принимает значения 0, 1,2, 3. Цифра 0 означает, что код ошибки введен с помощью SAE; цифра 1 указывает на то, что код введен производителем; цифры 2 и 3 зарезервированы для последующего ис­пользования за SAE. Третий символ (цифры от 0 до 9) указывает на подсис­тему, где произошла неисправность. Например, для систем управления сило­вым агрегатом (Р):

1,2 — системы подачи топлива и воды;

3 — система зажигания;

4 — система контроля за токсичными выбросами;

5 — система контроля оборотов двигателя;

6 — ЭБУ;

7,8- трансмиссия;

9, 0 — зарезервировано за SAE.

Последние две цифры в коде ошибки указывают на конкретную причи­ну неисправности. Коды неисправностей различных датчиков, исполнитель­ных механизмов, электронных и электрических цепей организованы в блоки по значениям левой цифры из двух. Правая цифра в блоке соответствует бо­лее специфической информации. Например, низкое или высокое напряжение, сигнал вне допустимого диапазона значений и т. д.

Код Р0113 расшифровывается с учетом сказанного следующим обра­зом: Р — неисправность систем управления силовым агрегатом, 0 — код уста­новлен SAE, 1 — система подачи топлива и воды, 13 — высокий уровень сиг­нала датчика температуры воздуха во впускном коллекторе.

В зависимости от степени значимости для экологической безопасности коды ошибок различных неисправностей могут быть разделены на четыре типа [26]:

Коды типа А. Коды ошибок типа А отражают наличие неисправности, при­водящей к увеличению количества токсичных веществ, выбрасываемых ав­томобилем в окружающую среду. Помимо этого такие неисправности могут вывести из строя каталитический нейтрализатор. Поэтому подпрограмма DE записывает коды ошибок типа А в память ЭБУ и включает лампу MIL при обнаружении неисправности в первой же поездке. Примеры: пропуски в сис­теме зажигания, переобогащенная или переобеднненая ТВ-смесь.

Коды типа В. Коды типа В заносятся в память ЭБУ, и зажигается лампа MIL, если один из диагностических тестов не выполнен в двух подряд поездках. Коды типов А и В связаны с неисправностями, приводящими к увеличению количества токсичных веществ, вырабатываемых автомобилем. При их зане­сении в память ЭБУ загорается лампа MIL, обычно маркированная, как «Check Engine» (проверить двигатель) или «Service engine soon» (двигатель нуждается в обслуживании).

Коды типов С и D относятся к неисправностям, не связанным с увеличением загрязнения окружающей среды. Их появление в памяти ЭБУ вызывает включение индикатора «Service», если таковой имеется.

PostHeaderIcon Диагностический разъем

На рисунке показан 16-штырьковый диагностический разъем (DLC — Diagnostic Link Connector), являющийся стандартным на автомобилях, соот­ветствующих требованиям OBD-II [26, 30], рисунок 12.11.

2 7

Диагностический разъем

Рисунок 12.11 — Диагностический разъем по стандарту OBD-II

Диагностический разъем размещается в пассажирском салоне, обычно под приборной панелью, открыто и обеспечивает доступ к системным дан­ным. К разъему может быть подключен любой сканер.

Семь из 16 контактов имеют установленное стандартом назначение. Остальные находятся в распоряжении производителя. Контакты 7 и 15 ис­пользуются в европейских системах диагностики для передачи данных по стандарту IS09141. Для передачи данных по стандарту SAE J1850 использу­ются контакты 2 и 10.

PostHeaderIcon Мониторы бортовой системы диагностирования по стандарту OBD-II

С помощью сети ЕММ подпрограмма DE контролирует подсистемы автомобиля, неисправность которых может увеличить количество выбрасы­ваемых в окружающую среду токсичных веществ. Мониторы ЕММ способны обнаружить ухудшение характеристик обслуживаемых подсистем, приводя­щее к превышению норм на токсичность в 1,5 раза. Мониторы ЕММ контро­лируют [26]:

— каталитический нейтрализатор;

— датчики кислорода;

— пропуски воспламенения;

— топливную систему;

— систему улавливания паров топлива;

— систему рециркуляции выхлопных газов;

— систему подачи воздуха в выпускной коллектор.

Монитор каталитического нейтрализатора. Газоанализаторы на ав­томобилях не устанавливаются по экономическим соображениям. Для кон­троля исправности каталитического нейтрализатора на его выходе установ­лен второй датчик кислорода (рисунок 12.4). Система управления подачей топлива в двигатель содержит релейный стабилизатор стехиометрического состава топливовоздушной смеси (ТВ-смеси), который формирует сигнал для коррекции длительности впрыска и реализован с применением первого (входного по отношению к нейтрализатору) датчика кислорода.

Сигнал этого датчика колеблется между уровнями 0,1-0,9 В на частоте 4-10 Гц в соответствии с изменениями концентрации кислорода в выхлопных газах. В исправном нейтрализаторе кислород участвует в химических реак­циях, его концентрация в выхлопных газах уменьшается, как следствие сиг­нал второго датчика кислорода (на выходе нейтрализатора) имеет очень ма­ленькую амплитуду (рисунок 12.5) или другую частоту колебаний (рисунок 12.4).

Мониторы бортовой системы диагностирования по стандарту OBD-II

Мониторы бортовой системы диагностирования по стандарту OBD-II

A

і

■Jj

ж

fH-

m

+++

m

H+

Hf

«Н

Мониторы бортовой системы диагностирования по стандарту OBD-II

KjT. inm ичссхий немтрапигатср

Рисунок 12.4 — Датчики кисло­рода каталитического нейтрали­затора и их сигналы [22]

Рисунок 12.5 — Осциллограммы датчиков кислорода каталитиче­ского нейтрализатора: вверху

входной датчик, снизу — на выходе нейтрализатора [22]

Qg

+++

1-а

Чем более неисправен (отравлен) нейтрализатор, тем более похожи сигналы входного и выходного датчиков (они совпадают как по амплитуде, так и по частоте).

В зависимости от типа измерительной системы монитор каталитиче­ского нейтрализатора или просто подсчитывает и сравнивает частоты коле­баний двух сигналов, или производит статистическую обработку. Монитор через подпрограмму DE запишет код ошибки при обнаружении неисправно­сти в трех поездках подряд.

Монитор датчиков кислорода. Монитор реализует различные тесты в зависимости от того, где расположен датчик, — на входе или на выходе ката­литического нейтрализатора. Для обоих датчиков проверяется исправность цепей нагревателей. Для датчика кислорода на входе нейтрализатора прове­ряются напряжения по высокому и низкому уровням сигнала и частоте пере­ключений. Частота определяется по числу пересечений сигналом с датчика среднего уровня 450 мВ за определенное время. Полученное значение срав­нивается со значением в предыдущем тесте. Кроме того, монитор определяет длительности фронтов сигнала, т. е. длительность перехода «обедненная смесь — обогащенная смесь» и обратного перехода «обогащенная смесь — обедненная смесь». Обычно фронт «обедненная смесь — обогащенная смесь» короче, рисунок 12.6. Монитор определяет также среднее время реакции дат­чика кислорода на входе нейтрализатора.

Для датчика кислорода на выходе нейтрализатора, сигнал с которого почти не флуктуирует, монитор проводит два теста: для обогащенной смеси монитор следит за тем, чтобы сигнал имел фиксированное низкое значение, а при обедненной смеси — фиксированное высокое значение. Для обоих датчи­ков кислорода монитор включает лампу MIL и записывает код ошибки при обнаружении неисправности в двух поездках подряд.

Мониторы бортовой системы диагностирования по стандарту OBD-II

Рисунок 12.6 — Сигнал исправного датчика кислорода на входе

нейтрализатора [27]

Монитор пропусков в системе зажигания. Причиной пропусков могут быть: недостаточная компрессия, несоответствующее количество подаваемо­го в цилиндры топлива, неисправная свеча зажигания, плохая (слабая) искра. Пропуски приводят к увеличению количества углеводорода (СН) в выхлоп­ных газах на входе каталитического нейтрализатора, что ускоряет его дегра­дацию и увеличивает содержание токсичных веществ в отработавших газах.

При пропуске воспламенения давление в цилиндре во время рабочего хода ниже нормы, движение поршня и коленчатого вала замедляется. Именно по этим признакам монитор определяет наличие пропуска. Информация сни­мается с датчика положения коленчатого вала (рисунок 12.7).

Равномерное следование импульсов с выхода датчика положения ко­ленчатого вала (рисунок 12.7) при пропуске зажигания нарушается, и не­сколько импульсов подряд будут иметь большую длительность. Сравнение выходных сигналов от двух датчиков (положения распределительного и ко­ленчатого валов) позволяет идентифицировать цилиндр с пропуском.

Монитор учитывает возможность вибраций на плохих дорогах. Для по­вышения помехозащищенности в системе имеются программные счетчики. Для каждого цилиндра в счетчиках хранится число пропусков за последние 200 и 1000 оборотов распределительного вала. Каждый раз, когда монитор фиксирует пропуск, подпрограмма DE опрашивает счетчики и сравнивает содержимое счетчиков с предыдущими показателями. Монитор не допускает переполнения счетчиков.

Монитор различает неисправности, когда пропуски воспламенения мо­гут вывести из строя каталитический нейтрализатор, а также когда нормы на токсичность превышены более чем в 1,5 раза.

Подпрограмма DE немедленно запишет в память ЭБУ код ошибки. Лампа MIL будет мигать, если в более 15% случаев за время последних 200 оборотов были зафиксированы пропуски. В терминах стандарта OBD-II это неисправность (и код ошибки) типа А.

1 оборот распредвала = 2 оборотам коленвала

Распределительный вал

Синхронизи­рующий зуб

Датчик положения распределительного вала

Мониторы бортовой системы диагностирования по стандарту OBD-II

Г 1

Сигнал с датчика оборотов распредвала

Сигнал с датчика оборотов коленвала

Пропущенный

зуб Задающая Датчик положения

шестерня коленчатого вала

Мониторы бортовой системы диагностирования по стандарту OBD-II

Пропущенный зуб,

зазор 30 градусов

Один оборот коленчатого вала

/

Рисунок 12.7 — Схема работы монитора пропусков в системе зажигания [26]

Неисправность (и код ошибки) типа В устанавливается, если в двух подряд поездках монитор зафиксировал более 2% пропусков на 1000 оборо­тов. В этом случае подсистема DE включает лампу MIL постоянно и записы­вает соответствующие коды ошибок в память ЭБУ.

Монитор топливной системы. ЭБУ в режиме работы с обратной свя­зью осуществляет стабилизацию стехиометрического состава топливовоз­душной (ТВ) смеси. Это релейная стабилизация, т. е. состав смеси постоянно колеблется между уровнями в диапазоне «богатая смесь — бедная смесь», но в среднем состав поддерживается стехиометрическим. Частота колебаний не более 10 Гц.

При релейной стабилизации стехиометрического состава ТВ-смеси ЭБУ постоянно меняет его в пределах ±20%. Это нормально, такие переклю­чения состава смеси требуются и для работы каталитического нейтрализато­ра. Колебания состава смеси отражаются мгновенными значениями коэффи­циента коррекции топливоподачи, рисунок 12.8. Эти значения колеблются относительно среднего в интервале ±20% при нормальной работе. При от­ключении зажигания мгновенные значения коэффициентов коррекции пода­чи топлива не сохраняются.

Во время эксплуатации автомобиля в двигателе накапливаются различ­ные изменения характеристик, которые компьютер в ЭБУ компенсирует, из­меняя средние значения коэффициентов топливокоррекции, хранящиеся в памяти ЭБУ.

Коэффициент коррекции топливоподачи ±21% означает, что ЭБУ пода­ет в двигатель в среднем на 21% больше топлива для поддержания стехио­метрического состава смеси, чем требуется по расчету для данного режима (или определено экспериментально для заведомо исправного двигателя).

189

26

1 !

51

77

1 I

102

I

Отсчеты

154

|

179

— I

205

230

| ;

1 і -80%

-60%

1

^0%

-20%

Проценты

+20%

Г — і ^ +40%

+60%

! I +80%

-100% +100%

]

Коррекции нет 1

Рисунок 12.8 — Шкала коэффициентов топливокоррекции [26]

В данном случае причиной может быть, например, утечка разрежения в задроссельной зоне впускного коллектора, что приводит к появлению допол­нительного воздуха, для компенсации которого ЭБУ увеличивает подачу то­плива в цилиндры на 21%.

Из сказанного ясно, что ЭБУ определяет текущее значение коэффици­ента топливокоррекции как сумму среднего значения, хранящегося в памяти ЭБУ, и мгновенного значения, зафиксированного системой в данный момент времени.

Информация о средних значениях коэффициента топливокоррекции нужна при диагностике и входит в число параметров, получаемых от ЭБУ сканером. На устаревших автомобилях значения коэффициентов топливо­коррекции нормировались рядом чисел в пределах от 0 до 255 или в процен­тах 0… 100%.

Для систем OBD-II значения нормированы в пределах ±100%. Для сис­темы OBD-II значения в середине диапазона (128 отсчетов, или 50%, или 0%) соответствуют оптимальному режиму работы исправного двигателя, когда никакой коррекции базовых значений калибровочной диаграммы в осях «обороты — нагрузка двигателя» не производится.

Монитор топливной системы отслеживает средние и мгновенные зна­чения коэффициентов коррекции топливоподачи. Но возможности коррекции не беспредельны. Когда ЭБУ посредством изменения подачи топлива уже не может компенсировать накапливающиеся неисправности (что чаще всего на­блюдается на двигателе со значительным пробегом), загорается лампа MIL и заносятся в память соответствующие коды ошибок.

Монитор системы улавливания паров бензина. Монитор контролирует объем паров топлива, поступающих из адсорбера во впускной коллектор и тем самым следит за исправностью системы, а также фиксирует утечки паров бензина при их возникновении.

Пары топлива поступают из герметизированного бака (рисунок 12.9) в адсорбер с активированным углем объемом около 1 л, где накапливаются.

При нормальной работе системы и при определенных условиях, на­пример при равномерном движении автомобиля, ЭБУ открывает электромаг­нитный клапан продувки адсорбера, пары топлива засасываются с воздухом во впускной коллектор и сжигаются в цилиндрах двигателя.

Мониторы бортовой системы диагностирования по стандарту OBD-II

Рисунок 12.9 — Схема системы улавливания паров бензина [26]

Без принятия подобных мер испарение топлива может прибавить до 20% к общему количеству токсичных веществ, выбрасываемых автомобилем в окружающую среду.

При открытом клапане продувки адсорбера и закрытом клапане подво­да воздуха монитор контролирует объемный расход паров топлива по сигна­лу датчика давления в бензобаке (рисунок 12.9). При закрытом клапане про­дувки адсорбера по показаниям датчика давления паров топлива в баке опре­деляется интенсивность утечки. Утечка может иметь место в пробке бензоба­ка, в адсорбере, в клапанах и в соединительных шлангах.

Монитор системы рециркуляции выхлопных газов. Система рециркуля­ции выхлопных газов (exhaust gas recirculation — EGR) предназначена для уменьшения содержания окислов азота (NOx) в выхлопных газах [26]. В при­сутствии солнечного света NOx вступает в реакцию с углеводородом, обра­зуя канцерогенный фотохимический смог.

Впервые система EGR была применена на автомобилях Chrysler в 1972г. Окислы азота возникают при температуре в камере сгорания выше 1370 °С (2500 °F). При некоторых режимах работы двигателя, когда не про­изводится отбор полной мощности, например, при равномерном движении по шоссе, допустимо снизить температуру сгорания рабочей смеси, т. е. пойти на уменьшение мощности. Это достигается введением небольшого количест­ва (6-10%) инертных выхлопных газов из выпускного во впускной коллек­тор. Инертный газ разбавляет топливовоздушную смесь, не изменяя соотно­шения воздух/топливо.

Монитор EGR контролирует эффективность работы системы рецирку­ляции выхлопных газов. Во время теста открывается и закрывается клапан EGR и наблюдается реакция контрольного датчика. Выходной сигнал кон­трольного датчика сравнивается со значениями из калибровочной таблицы, хранящейся в памяти ЭБУ, и определяется эффективность системы EGR. При неудовлетворительных результатах монитор запишет в память ЭБУ со­ответствующие коды ошибок.

В качестве контрольного датчика могут быть использованы различные устройства. На автомобилях Chrysler контролируется изменение выходного напряжения датчика кислорода. При нормальной работе системы рециркуля­ции после закрытия клапана EGR содержание кислорода в выхлопных газах повышается и напряжение на выходе датчика кислорода уменьшается. Мони­тор запишет код ошибки, если это напряжение уменьшится недостаточно.

С 80-х годов EGR стала частью электронной системы автоматического управления двигателем (ЭСАУ-Д), рисунок 12.10.

Мониторы бортовой системы диагностирования по стандарту OBD-II

1 — дроссельная заслонка; 2 — привод дроссельной заслонки; 3 — клапан EGR; 4 — охлади­тель EGR; 5 — выпускной коллектор; 6 — впускной коллектор; 7 — электронный блок управлення двигателем (ECU)

Рисунок 12.10 — Схема работы системы рециркуляции отработавших газов

дизеля TOYOTA [29]

Для автомобилей Ford используют по крайней мере два типа контроль­ных датчиков (в зависимости от модели). В одном варианте применяется терморезистор с отрицательным коэффициентом сопротивления, установ­ленный на входном патрубке клапана системы EGR. С помощью терморези­стора монитор контролирует температуру выхлопных газов при открытом и закрытом клапане. Для исправной системы напряжение на терморезисторе уменьшится, когда клапан открывается. Если изменение напряжения не соот­ветствует значению, заложенному в память, монитор запишет код ошибки.

В другом варианте в трубе между клапаном EGR и впускным коллек­тором делается вставка с калиброванным отверстием для измерения диффе­ренциального давления. Когда клапан EGR открывается, это давление воз­растает, что фиксируется монитором с помощью датчика дифференциально­го давления. Когда клапан EGR закрыт, давление по обе стороны вставки становится одинаковым.

На автомобилях General Motors в качестве контрольного используется датчик абсолютного давления во впускном трубопроводе, где давление изме­няется при открывании клапана EGR.

Монитор инжекции вторичного воздуха (AIR monitor). Каталитические нейтрализаторы со вторичной инжекцией воздуха используются не на всех автомобилях, соответственно в программном обеспечении не у всех ЭБУ имеются такие мониторы.

AIR-монитор контролирует во время теста исправность клапана и бай­пасного канала где установлен электроклапан, а также количество проходя­щего в нейтрализатор воздуха. Для оценки количества прошедшего через клапан в нейтрализатор воздуха большинство производителей используют датчик кислорода на входе нейтрализатора. Подпрограмма DE задерживает выполнение теста монитора AIR, пока не выполнится тест монитора датчи­ков кислорода. Как и для всех остальных мониторов, подпрограмма DE включает лампу MIL и записывает коды ошибок в память ЭБУ при обнару­жении неисправности в двух поездках подряд.

PostHeaderIcon Структура программного обеспечения ЭБУ по стандарту OBD-11

Программное обеспечение ЭБУ двигателя современного автомобиля многоуровневое [26]. Первый уровень — программное обеспечение функций управления, например реализация впрыска топлива. Второй уровень — про­граммное обеспечение функций электронного резервирования основных сиг­налов управления при отказе управляющих систем. Третий уровень — борто­вая самодиагностика и регистрация неисправностей в основных электриче­ских и электронных узлах и блоках автомобиля. Четвертый уровень — диаг­ностика и самотестирование в тех системах управления двигателем, неис­правность в работе которых может привести к увеличению выбросов токсич­ных веществ в окружающую среду.

Диагностика и самотестирование в системах OBD-II осуществляется подпрограммой четвертого уровня, которая называется Diagnostic Executive (Diagnostic Executive — исполнитель диагностики, далее по тексту — под­программа DE). Подпрограмма DE с помощью специальных мониторов (emission monitor EMM) контролирует до семи различных систем автомоби­ля, неисправность в работе которых может привести к увеличению токсично­сти выбросов. Остальные датчики и исполнительные механизмы, не вошед­шие в эти семь систем, контролируются восьмым монитором (comprehensive component monitor — ССМ). Подпрограмма DE выполняется в фоновом режи­ме, т. е. в то время, когда бортовой компьютер не занят выполнением основ­ных функций, — функций управления. Все восемь упомянутых мини­программ — мониторов осуществляет постоянный контроль оборудования без вмешательства человека.

Каждый монитор может осуществлять тестирование во время поездки только один раз, то есть во время цикла «ключ зажигания включен — двига­тель работает — ключ выключен» при выполнении определенных условий. Критерием на начало тестирования могут быть: время после запуска двигате­ля, обороты двигателя, скорость автомобиля, положение дроссельной заслон­ки и т. д.

Подпрограмма DE устанавливает порядок и очередность проведения тестов:

— отмененные тесты — подпрограмма DE выполняет некоторые вторичные тесты (тесты по программному обеспечению второго уровня) только, ес­ли прошли первичные (тесты первого уровня), в противном случае тест не выполняется, т. е. происходит отмена теста;

— конфликтующие тесты — иногда одни и те же датчики и компоненты должны быть использованы разными тестами. Подпрограмма DE не до­пускает проведения двух тестов одновременно, задерживая очередной тест до конца выполнения предыдущего;

— задержанные тесты — тесты и мониторы имеют различный приоритет, подпрограмма DE задержит выполнение теста с более низким приорите­том, пока не выполнит тест с более высоким приоритетом.

Подпрограмма DE осуществляет три вида тестов:

— пассивный тест, когда выполняется простое наблюдение (мониторинг) за значениями параметров системы или цепи;

— активный тест реализуется вслед за пассивным, когда система не прохо­дит пассивный тест. При этом осуществляется подача тест-сигнала и реги­страция реакции системы на него. Тест-сигнал должен оказывать мини­мальное воздействие на текущую работу исследуемой системы;

— совмещенный тест. Если активный и пассивный тесты не проходят, то подпрограмма DE выполнит тест, во время которого режимы двигателя и его подсистем могут меняться.

Результаты выполнения тестов, полученные с помощью мониторов, ко­дируются подсистемой DE. Коды ошибок обнаруженной неисправности за­писываются в память ЭБУ, и зажигается лампа MIL, если неисправность под­тверждается в двух поездках подряд.

Восьмой монитор (ССМ) контролирует входные и выходные сигналы компонентов и подсистем вне деятельности первых семи мониторов. В зави­симости от вида цепи ССМ может установить обрыв, замыкание или несоот­ветствие сигнала норме. Проводятся также тесты на «рациональность» для входных и «функциональность» для выходных сигналов. Эти тесты прове­ряют соответствие сигналов их штатным значениям в различных режимах ра­боты системы. Например, проверка на рациональность выходного сигнала датчика положения дроссельной заслонки в системе управления впрыском топлива с определением массы воздуха по его объему (speed density) предпо­лагает сравнение сигнала с проверяемого датчика (положения дроссельной заслонки) с сигналом датчика абсолютного давления во впускном коллекто­ре. По мере открывания дроссельной заслонки разрежение во впускном кол­лекторе уменьшается, сигнал с датчика абсолютного давления должен это подтверждать. При нормальной работе сигналы этих двух датчиков соответ­ствуют друг другу, что и проверяется монитором ССМ.

В зависимости от типа ЭБУ ССМ может контролировать следующие устройства:

— датчик массового расхода воздуха;

— датчик температуры охлаждающей жидкости;

— датчик температуры воздуха;

— датчик положения дроссельной заслонки;

— датчик положения коленчатого вала;

— датчик положения распределительного вала;

— бензонасос.

Обычно подпрограмма DE включает лампу MIL после обнаружения неисправности в двух поездках подряд.

PostHeaderIcon Бортовые диагностические системы (OBD-I, II)

Совместные усилия приводят с одной стороны к постоянному улучше­нию экологических показателей вновь выпускаемых автомобилей, но при этом с другой законодательной стороны допустимые нормы выбросов ток­сичных веществ в окружающую среду непрерывно ужесточаются.

Первый законодательный акт, направленный на решение авто­мобильных экологических проблем, был принят в 1985 г. в штате Калифор­ния (США) и получил наименование «Постановление CARB» (California Air Resources Board — Управление по защите воздушных ресурсов Калифорнии). На основе этого постановления в 1988 г. был разработан первый автомобиль­ный экологический стандарт бортового диагностирования «OBD-І» (Onboard diagnostic-I), который стал обязательным в Калифорнии с 1989 г. Требования стандарта OBD-І сводились к четырем основным пунктам [26]:

— наличие диагностической системы на борту автомобиля обязательно;

— обязательное наличие светового индикатора на щитке приборов автомо­биля, предупреждающего о появлении неисправностей в одной из систем управления двигателем;

— бортовая диагностическая система должна записывать, хранить в памяти и выдавать коды ошибок для всех неисправностей, ведущих к увеличению загрязнения окружающей среды;

— бортовая диагностическая система должна в первую очередь (приоритет­но) обнаруживать неисправности клапана рециркуляции выхлопных газов и топливной системы, отказ которых связан с неизбежным загрязнением окружающей среды.

Применение стандарта OBD-І на практике не было эффективным. Свя­зано это с тем, что электронные системы автоматического управления двига­телем (ЭСАУ-Д) были в 80-х годах еще недостаточно совершенными: не осуществлялся мониторинг каталитического нейтрализатора, отсутствовал контроль утечек паров бензина, пропусков воспламенения. Чувствительность и быстродействие диагностических систем OBD-І были недостаточными.

Кроме того, стандарт OBD-І не предъявлял требований к унификации диагностических систем и единообразию их компонентов, что привело к раз­работке большого числа вариантов бортовых диагностических систем для разных моделей автомобилей. Как следствие, для проведения диагностики различных автомобилей нужно было иметь большое количество разнообраз­ного дорогостоящего специализированного оборудования, соединительных кабелей, адаптеров, сканеров и т. д.

Разработка требований и рекомендаций по стандарту OBD-II велась под эгидой ЕРА (Environmental Protection Agency — агентство по защите ок­ружающей среды при правительстве США) при участии организаций CARB и SAE.

Стандарт OBD-II предусматривает более точное управление двигате­лем, трансмиссией, каталитическим нейтрализатором и т. д. Доступ к сис­темной информации бортового ЭБУ можно осуществлять не только специа­лизированными, но и универсальными сканерами. С 1996 г. все продаваемые в США автомобили стали соответствовать требованиям OBD-II.

В Европе аналогичные документы были приняты позже по отношению к США. Тем не менее, аналогичные правила EOBD (European On Board Diagnostic) вступили в силу и в Европе с 1 января 2000 г.

С применением стандартов EOBD и OBD-II процесс диагностики элек­тронных систем автомобиля унифицируется, теперь можно один и тот же сканер без специальных адаптеров использовать для тестирования автомоби­лей всех марок.

Требования стандарта OBD-II предусматривают:

— стандартный диагностический разъем;

— стандартное размещение диагностического разъема;

— стандартный протокол обмена данными между сканером и автомобильной бортовой системой диагностики;

— стандартный список кодов неисправностей;

— сохранение в памяти ЭБУ кадра значений параметров при появлении кода ошибки («замороженный» кадр);

— мониторинг бортовыми диагностическими средствами компонентов, от­каз которых может привести к увеличению токсичных выбросов в окру­жающую среду;

— доступ как специализированных, так и универсальных сканеров к кодам ошибок, параметрам, «замороженным» кадрам, тестирующим процедурам ит. д.;

— единый перечень терминов, сокращений, определений, используемых для элементов электронных систем автомобиля и кодов ошибок.

Обмен информацией между сканером и автомобилем производится со­гласно международному стандарту ISO 1941 и стандарту SAE J1850. Стан­дарт J1979 устанавливает список кодов ошибок и рекомендуемую практику программных режимов работы для сканера.

В соответствии с требованиями OBD-II бортовая диагностическая сис­тема должна обнаруживать ухудшение работы средств доочистки токсичных выбросов. Например, индикатор неисправности Malfunction Indicator Lamp — MIL (аналог прежней лампы Check Engine) включается при увеличении со­держания СО или СН в токсичных выбросах на выходе каталитического ней­трализатора более чем в 1,5 раза по сравнению с допустимыми значениями.

Такие же процедуры применяются и к другому оборудованию, неис­правность которого может привести к увеличению токсичных выбросов.

PostHeaderIcon Диагностирование, техническое обслуживание и ремонт комплекс­ной системы управления двигателем

Работоспособность системы управления двигателем и системы впрыска зависит от исправности механических и гидромеханических систем. Ряд от­клонений вызывает неисправности, которые ошибочно могут быть приняты за неисправности электронной части системы управления, к ним, в частно­сти, относятся:

— низкая компрессия:

— отклонение фаз газораспределения, вызванное неправильной сборкой уз­лов двигателя;

— подсос воздуха во впускной трубопровод через негерметично собранные сочленения;

— плохое качество топлива;

— несоблюдение сроков проведения технического обслуживания.

Под диагностированием понимают процесс оценки технического со­стояния узлов и систем по диагностическим параметрам. Отметим, что для современных автомобилей иногда трудно зафиксировать и сам факт наличия неисправности. Высокая надежность автомобильной электроники привела к сокращению числа простых дефектов, легко выявляемых техниками со стан­ций техобслуживания. С другой стороны, если наблюдается неисправность, для нее можно указать множество вероятных причин.

Принято разделять следующие виды диагностирования: по месту вы­полнения — непосредственно на автомобиле и снятых узлах (на постах и це­хах); по месту расположения оборудования диагностирования — бортовое ди­агностирование (встроенное) и стационарное.

Диагностическое оборудование делят на универсальное (мультиметр, осциллограф) и специализированное (стробоскоп, мотор-тестеры, специаль­ные приборы и стенды).

Технология диагностирования требует от пользователя знаний базовых основ электротехники и умения разбираться в простых электрических схе­мах.

Главным элементом системы управления является микропроцессорный блок управления, использующий датчики для получения информации о рабо­те двигателя, а также о работе различных систем, которыми он управляет. Блок способен осуществлять в определенном объеме диагностику элементов системы управления двигателем. При обнаружении неисправности блок управления включает диагностическую лампу неисправностей на панели приборов автомобиля, и в его память заносится код, отражающий данную неисправность. Это не означает, что двигатель необходимо немедленно за­глушить, а свидетельствует о необходимости установления причины вклю­чения лампы в возможно короткий срок. Эксплуатация автомобиля с неуст — раненными неисправностями может привести к ухудшению эксплуатацион­ных свойств двигателя вплоть до полного выхода из строя механических час­тей и узлов электронной системы.

Меры предосторожности при диагностировании

При работе с автомобильными электронными системами необходимо соблюдать требования по подключению, демонтажу, сборке, диагностике элементов системы и узлов двигателя. Выполнение этих требований предот­вращает возможность внесения дополнительных неисправностей при прове­дении диагностики и ремонта автомобиля.

— Перед демонтажем любых элементов системы управления следует отсо­единить провод «массы» аккумулятора.

— Не допускается пуск двигателя без надежного подключения аккумулятора.

— Не допускается отключение аккумулятора от бортовой сети автомобиля при работающем двигателе.

— При зарядке от внешнего источника аккумулятор должен быть отключен от бортовой сети.

— Не допускается подвергать блок управления воздействию температуры, превышающей 80° С, например в сушильной печи.

— Конструкция соединителей жгутов проводов системы управления двига­телем предусматривает сочленение только при определенной ориентации. Обе части соединителя имеют ориентирующие элементы. При правильной ориентации сочленение выполняется без усилия. Сочленение с непра­вильной ориентацией может привести к выходу из строя соединителя, мо­дуля или другого элемента системы.

— Не допускается сочленение или расчленение соединителей блока управ­ления при включенном зажигании.

— Перед проведением электросварочных работ отсоединить провод аккуму­лятора и соединители блока управления.

— Для исключения коррозии контактов при чистке двигателя паром не на­правлять сопло на элементы системы МСУД.

— Для исключения ошибок и повреждения исправных узлов не допускается применение контрольно-измерительного оборудования, не указанного в диагностических картах.

— Измерение напряжения выполнять с помощью вольтметра с номинальным внутренним сопротивлением 10 МОм/В.

— Если предусмотрено применение пробника с контрольной лампочкой, не­обходимо использовать лампу небольшой мощности (до 2Вт). Примене­ние ламп большой мощности (например, от фары) не допускается. Если конкретный тип пробника не оговаривается, необходимо путем простей­шей проверки лампы убедиться в безопасности ее применения для кон­троля цепей системы управления.

Алгоритм диагностирования МПСЗ, входящей в состав МСУД можно

представить в виде следующих правил:

1 выполнить осмотр и основные проверки механической исправности узлов систем зажигания;

2 начинать следует с проверки наличия питания и высоковольтной части системы;

3 желательно оценивать как количественные, так и качественные показате­ли сигналов элементов системы зажигания;

4 не допускается проверка высоковольтной части системы без разрядников или разомкнутой вторичной цепью;

5 не допускается коммутация узлов и элементов при подключенном пита­нии;

6 не допускается при контроле электронных узлов применение приборов с низким входным сопротивлением (менее 100 кОм);

7 в сложных системах наиболее эффективен метод имитации исправных элементов системы.

При диагностировании систем на автомобиле наиболее эффективными являются мотор-тестеры. При цеховой диагностике целесообразно примене­ние как специальных стендов для проверки систем зажигания, так и универ­сальных приборов.

Большинство датчиков МСУД может быть проверено с помощью стре­лочного тестера или цифрового мультиметра. Эти приборы позволяют опре­делять такие параметры датчиков, как резистивность электрических цепей, наличие или отсутствие контактного соединения, электрическое напряжение, подаваемое на пассивный датчик. Все эти параметры могут быть определены только в статическом состоянии, когда датчик отключен от системы управ­ления. Такая проверка не дает объективной информации о всех неисправно­стях датчика, так как в этом случае он проверяется без воздействия реальных дестабилизирующих факторов.

Для диагностики автомобильных электронных систем автоматического управления двигателем (ЭСАУ-Д) и их составных компонентов разрабаты­ваются специальные автомобильные электронно-цифровые (однолучевые или двулучевые) осциллографы (АЭЦО). АЭЦО выпускаются в составе ста­ционарных мотор-тестеров или как автономное контрольно-измерительное устройство. Как и в обычных аналоговых электронных осциллографах, на эк­ране АЭЦО по горизонтали отображается время развертки, а по вертикали разность потенциалов — напряжение или ЭДС. Основной принцип диагно­стирования технического состояния датчика с помощью цифрового осцилло­графа заключается в сравнении формы сигнала с его печатной образцовой формой — шаблоном. Печатные образцовые формы (шаблоны) публикуются в специальных руководствах по проведению осциллографической диагности­ки. При использовании шаблонов следует иметь в виду, что они представля­ют собой типичную (штатную) форму сигнала, отображающую лишь «внеш­ний вид» функциональной зависимости, и могут не соответствовать масшта­бам осциллографических изображений реальных сигналов.

На рисунке 12.3 представлены печатные шаблоны (типичные образцо­вые формы) сигналов для некоторых датчиков МСУД.

Для проведения диагностических проверок с помощью осцилло­графа и других внешних контрольно-измерительных приборов (мультимет­ров, стационарных мотор-тестеров и т. п.) диагностические посты должны быть укомплектованы набором переходных кабелей и переходных разъемов (переходных соединителей).

Диагностирование, техническое обслуживание и ремонт комплекс­ной системы управления двигателем

4 I * 12 мин. *•

-I» 6с-

Диагностирование, техническое обслуживание и ремонт комплекс­ной системы управления двигателем

t» 6с

Диагностирование, техническое обслуживание и ремонт комплекс­ной системы управления двигателем

-I ■ 0.06c-

Диагностирование, техническое обслуживание и ремонт комплекс­ной системы управления двигателем

‘ I ■ 0.06c ■

Диагностирование, техническое обслуживание и ремонт комплекс­ной системы управления двигателем

4————— 1* 0.06c————— * * — ■ I ■ 0,03c » ♦ — ■ I» 0,06c————-

a — осциллограмма сигнала меандровой формы; б — осциллограмма сигнала датчика тем­пературы двигателя (ДТД); в — осциллограмма сигнала потенциометрического датчика положения дроссельной заслонки (ДПД); г — осциллограмма электрического сигнала дат­чика концентрации кислорода (ДКК); О — осциллограмма сигнала датчика детонации (ДД); е — осциллограмма индуктивных датчиков (ИД) частоты вращения ДВС; ж — ос­циллограмма сигнала индуктивного датчика ДКВ, фиксирующего положение коленчатого вала двигателя; з — осциллограмма сигнала датчика углового положения и частоты вра­щения коленчатого вала ДВС, выполненного с использованием эффекта Холла; и — осцил­лограмма датчика МАР абсолютного давления

Рисунок 12.3 — Типичные образцовые формы сигналов (осциллограммы) для некоторых датчиков МСУД (печатные шаблоны) [20]

В отличие от проверки тестером цифровой осциллограф обеспечивает контроль параметров датчиков на работающем двигателе. Это позволяет об­наруживать не только устойчивые неисправности, но и нерегулярные по­грешности датчиков, которые отчетливо проявляются в «динамике».

181

Автоматизация и совершенствование узлов системы управления двига­телем, а также внедрение системы бортового диагностирования значительно сократило перечень операций по техническому обслуживанию МСУД.

При техническом обслуживании МСУД выполняется:

— своевременная замена свечей зажигания;

— контроль состояния разъемов, контактов и жгутов проводом системы;

— контроль работы системы бортового диагностирования по сигнальной лампе «Check Engine» (работоспособность системы и отсутствие кодов ошибок неисправностей).

В гидравлической части системы питания управляемых МСУД требу­ется своевременная замена воздушного и топливного фильтра.

Основным методом текущего ремонта системы является метод замены элементов. Ремонт датчиков, блоков управления, исполнительных механиз­мов нормативной документацией не предусмотрен.

Основным мероприятием текущего ремонта гидравлической части МСУД является очистка системы питания или форсунок на стендах.

PostHeaderIcon Мотор-тестеры

Главное назначение данного оборудования — оценка технического со­стоянии двигателя и в этом его специализация. Тем не менее, количество ди­агностируемых систем, как правило, не менее трех (зажигание, питание, энергоснабжение), поэтому они достаточно универсальны.

Компьютерные мотор-тестеры появились первоначально в США. Сего­дня они широко распространены повсеместно. Их можно встретить и на со­временных российских предприятиях автосервиса.

На рисунке 12.2 схематично показан типичный компьютерный мотор — тестер, отечественного производителя — «Автомастер АМ1».

Мотор-тестеры

Рисунок 12.2 — Компьютерный мотор-тестер «Автомастер АМ1»

Аналогичное оборудование производят фирмы SUN, BEAR, BOSCH и другие.

Мотор-тестеры выполняются на базе IBM-совместимых компьютеров, имеют клавиатуру, дисплей, дисководы, привод CD-ROM. В комплект обыч­но входят набор соединительных проводов и кабелей, стробоскоп. Информа­ция в компьютер вводится с помощью автомобильного анализатора, в кото­ром размещены аналого-цифровые преобразователи, компараторы, усилите­ли и другие устройства предварительной обработки измерительных сигналов. Анализатор подключается к необходимым элементам на автомобиле с помо­щью комплекта кабелей.

Как правило, это один и тот же набор проводов независимо от произво­дителя, подключенный к минусу аккумулятора, плюсу аккумулятора, плюсу катушки зажигания, минусу катушки зажигания, высоковольтный провод к катушке зажигания, высоковольтный провод к свече первого цилиндра, бес­контактный датчик тока на шине питания от аккумулятора, датчик темпера­туры масла в двигателе (вставляется вместо щупа), датчик разрежения во впускном коллекторе и т. д.

Компьютер мотор-тестера обрабатывает информацию, полученную от двигателя, и представляет результаты на дисплее или в виде твердой копии (распечатки на принтере). Устройство смонтировано на тележке для удобства перемещения по цеху.

С мотор-тестером поставляется комплект лазерных компакт-дисков с сервисной информацией о различных моделях автомобилей и с инструкция­ми электромеханику-оператору, как подключать мотор-тестер к автомобилю, какие кабели использовать.

Перед проведением диагностики следует указать (набрать на клавиату­ре мотор-тестера) модель автомобиля, тип двигателя, трансмиссии, системы зажигания, впрыска топлива и другие опции, которые реализованы на данном автомобиле. После правильного подключения мотор-тестер способен диагно­стировать большинство автомобильных систем, включая системы пуска, электроснабжения, зажигания, определять компрессию в цилиндрах, изме­рять параметры системы приготовления топливовоздушной смеси.

Универсальность компьютерных мотор-тестеров определяется их про­граммным обеспечением. Многие модели компьютерных мотор-тестеров ра­ботают в привычной большинству пользователей операционной системе Windows.

Важной частью процедуры диагностирования двигателя является опре­деление параметров отработаыших газов. Обычно для этого применяют че­тырехкомпонентный газоанализатор, измеряющий концентрацию СО, СОг, СН и О2 в отработавших газах. Имеются модели, обладающие четырехком­понентным газоанализатором встроенным в консоль мотор-тестера. Для оп­ределения концентрации СО, СОг и СН используется недисперсный инфра­красный метод. Метод состоит в том, что инфракрасное излучение пропуска­ется через выхлопные газы, затем анализируется выходной сигнал на прием­нике излучения. Каждая компонента газа по-своему поглощает излучение различной длины волны, поэтому определить процентное содержание компо­нентов относительно несложно.

Концентрация Ог измеряется с помощью устройства, конструкция ко­торого аналогична датчику кислорода, применяемого для управления соот­ношением воздух/топливо в двигателе. Устройство выдает напряжение, про­порциональное концентрации кислорода. Программное обеспечение мотор — тестера позволяет использовать данные газоанализатора для определения фактической величины соотношения воздух/топливо для двигателя. По этой информации можно судить о том, как работает обратная связь с датчиком концентрации кислорода в системе топливоподачи двигателя при стабилиза­ции стехиометрического соотношения воздух/топливо.

Для успешного проведения диагностики с помощью компьютерного мотор-тестера следует выполнить следующие операции:

— произвести идентификацию автомобиля;

— правильно выполнить необходимые тесты (диагностические проверки);

— сравнить полученные данные с рекомендуемыми значениями;

— установить по полученным результатам причину неисправности.

При выполнении тестирующих процедур следует соблюдать некоторые условия: температура и обороты двигателя должны быть штатными для дан­ного испытания, некоторые вспомогательные устройства должны быть отсо­единены или выключены.

Типичной тестирующей процедурой является сбор данных с двигателя на холостом ходу в следующей последовательности:

— режим холостого хода. Измеряются обороты холостого хода, стабильность работы по цилиндрам, состав выхлопных газов, напряжение пробоя на свече, напряжение искрового разряда, длительность искрового разряда, напряжение аккумуляторной батареи, зарядный ток, напряжение на ка­тушке зажигания, сигналы различных датчиков;

— резко увеличивают обороты на холостом ходу (обычно до 2500 об/мин). Измеряют напряжение пробоя на свече, напряжение искрового разряда, ускорение по цилиндрам, состав выхлопных газов, определяют пропуски воспламенения, изменение угла опережения и т. Д;

— сбрасывают обороты. Определяют ускорение по цилиндрам, состав вы­хлопных газов и т. д. Имеется в виду ускорение поршней по цилиндрам, измеряемое для контроля равномерности хода и баланса мощности.

Во время теста на дисплее мотор-тестера отображаются значения кон­тролируемых величин и результаты их сравнения с рекомендованными уров­нями, записанными на CD-ROM.

После проведения тестов и получения информации электромеханик приступает к диагностике. Программное обеспечение большинства мотор — тестеров позволяет их использовать в качестве экспертных систем на этом этапе. Компьютер на основании собранных данных выдает рекомендации и указания для поиска причины неисправности, которые часто оказываются полезными. После обнаружения и устранения причины неисправности тесты (диагностические проверки) повторяют, чтобы убедиться, что неисправность действительно устранена.

Мотор-тестеры полезны при обнаружении неисправностей в топливной системе, системе зажигания, но с их помощью трудно обнаруживать непо­стоянные неисправности в сложных электронных системах. Во многих слу­чаях здесь неисправность в одной системе проявляется в виде симптомов в других системах, связанных с первой.

Таким образом, следует выделить следующие отличительные черты со­временного мотор-тестера на базе ПЭВМ:

1 Наличие многоканального цифрового осциллографа, для контроля выход­ных цепей систем зажигания и питания, в том числе и высоковольтной части.

2 Совместная работа с газоанализатором.

3 Наличие цифрового мультиметра с возможностью вывода параметров в графическом виде.

4 Реализация тестов системы энергоснабжения (получение диаграмм токов и напряжений при пуске) с использованием токовых датчиков.

5 Тестирование и мониторинг механических систем ДВС через датчики давления (диаграммы давления: во впускном коллекторе, в цилиндре, в топливной магистрали).

6 Наличие базы данных нормативных параметров диагностирования систем двигателя.

7 Ведение базы данных клиентов, автомобилей, с возможностью записи па­раметров диагностирования и работ по их устранению.

Наиболее совершенные мотор-тестеры позволяют в режиме реального времени сравнивать эталонные и реальные параметры сигналов, а также оп­ределять предварительный диагноз, с помощью автоматизированных экс­пертных систем постановки диагноза.

Непостоянные или неповторяющиеся отказы, такие, как в этом приме­ре, могут быть обнаружены только при постоянном мониторинге параметров автомобиля во время эксплуатации. Это делают бортовые диагностические системы, являющиеся частью программного обеспечения ЭБУ двигателя.

12.5.1 Имитаторы сигналов и тестеры исполнительных механизмов

Значительное количество датчиков МСУД, в том числе и интеграль­ных, а также сложные алгоритмы взаимодействия компонентов МСУД за­трудняют процедуру диагностирования, особенно когда система не функцио­нирует.

Именно для таких случаев предназначены тестеры-имитаторы сигналов элементов МСУД, которые позволяют локализовать неисправности более эффективно.

Для выявления неисправностей исполнительных устройств и (форсу­нок, РХХ) предназначены специализированные тестеры.

Главным образом, данные средства применяются при отсутствии за­фиксированных кодов ошибок системой бортовой диагностики.

Приборы данного назначения широко представлены на отечественном и зарубежном рынках оборудования. Типичным представителем из них явля­ется прибор ДСТ-6.

Универсальный имитатор сигналов систем управления ДСТ-6С предна­значен для проверки исправности и правильности функционирования раз­личных исполнительных механизмов систем управления двигателем, а также для имитации сигналов различных датчиков на автомобилях ВАЗ, ГАЗ и УАЗ.

Использование прибора ДСТ-6С позволяет повысить эффективность поиска неисправностей и вероятность принятия правильного решения при диагностике автомобилей.

Основные функциональные возможности прибора ДСТ-6С:

— тест относительной производительности форсунок (в паре с измерите­лем давления топлива);

— проверка исправности регулятора холостого хода на базе шагового электродвигателя (ВАЗ, ГАЗ);

— проверка исправности и линейности характеристики датчика положе­ния дроссельной заслонки;

— проверка исправности аналоговых и частотных датчиков расхода воз­духа (ВАЗ, ГАЗ);

— проверка исправности датчика давления во впускном коллекторе (ГАЗ);

— проверка исправности датчика кислорода (ВАЗ);

— проверка исправности модуля или катушек зажигания (ВАЗ, ГАЗ);

— имитация сигнала датчика положения коленчатого вала (маркерный диск 58 зубьев);

— имитация сигнала датчика положения распределительного вала;

— имитация сигнала датчика Холла (карбюраторные автомобили ВАЗ);

— имитация сигналов аналоговых датчиков;

— измерение постоянного напряжения от 0 до 20 Вольт.

Одним из главных достоинств приборов данного класса является боль­шой перечень функциональных возможностей и невысокая стоимость.

Июль 2018
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Мар    
 1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031  

Мастерская Своего Дела - msd.com.ua