Бортовая диагностика электрооборудования автомобиля

Лекция № 8 — Бортовая диагностика

Первой задачей впрыска можно считать управление работой двигателя. С этой целью в составе системы управления имеются датчики, контроллер СУД и исполнительные механизмы.

Получая от датчика сигналы, контроллер определяет момент, когда требуется подать нужное количество топлива в цилиндры, а также момент, когда следует подать искру.

Исполнительные механизмы служат для доставки в цилиндры топливовоздушной смеси и формирования искры.

Наряду с этой существует другая важная задача, решение которой лежит на контроллере СУД. Этой задачей является самодиагностика системы управления.

Под термином » Бортовая диагностика» понимается система программно-аппаратных средств, которая может определять и идентифицировать неисправности и вероятные причины неисправностей СУД и двигателя.

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ БОРТОВОЙ ДИАГНОСТИКИ

Бортовая диагностика используется для решения следующих задач:

Определение и идентификация неполадок при работе СУД и двигателя, которые способны привести к следующим последствиям:

1. Превышение оптимальной токсичности отработавших газов. Это требование к бортовой диагностике является действительным для всех систем управления двигателем, которые обеспечивают выполнение токсичных норм «Евро-3».
2. Ухудшение параметров двигателя (к примеру, уменьшение мощности и крутящего момента, снижение ходовых качеств, увеличение топливного расхода).
3. Выход из строя двигателя или компонентов системы управления. Например, это может быть выход из строя каталитического нейтрализатора при возникновении пропусков воспламенения.

Получение информации о неисправностях при помощи сигналов диагностической лампы

Когда загорается диагностическая лампа, водитель не должен немедленно прекращать работу автомобиля. Это просто предупреждение о том, что в СУД присутствует неисправность, но автомобиль при этом может продолжить самостоятельное движение в аварийном режиме. Задачей водителя в данном случае будет как можно скорее доставить автомобиль к специалистам по обслуживанию техническому. Мигание диагностической лампы сообщает об обнаружении серьёзных неисправностей, которые могут привести к серьёзным повреждениям СУД (например, такая неисправность, как пропуск воспламенения).

Сохранение данных об обнаруженной неисправности

При обнаружении той или иной неполадки в память ошибок контроллера СУД вносится следующая информация:

1. Код ошибки в соответствии с международной классификацией.
2. Статус-флаги или просто признаки, которые характеризуют состояние неисправности во время считывания информации при помощи прибора диагностики.
3. Стоп-кадр показывает значения наиболее значимых для системы параметров при фиксации ошибки.

Коды ошибок и дополнительная информация, которая сопутствует им при обнаружении неисправности, делают существенно легче специалистам их поиск, а так же устранение.

Активирование аварийных режимов при работе СУД

Во время обнаружения неисправности, чтобы обеспечить нормальные ходовые качества, предотвратить превышение значений токсичности, а так же предотвратить неисправности прочих составляющих СУД, система запускает аварийный режим работы. Суть такого режима заключается в том, что при появлении неисправностей цепи одного из датчиков контроллера СУД применяет для расчётов замещающие значения, которые значатся в памяти контроллера, не беря во внимание реальные сигналы датчика. Аварийный режим позволяет доставить автомобиль до сервисных служб. Бывает и такое, что водитель даже не подозревает о переходе автомобиля в аварийный режим работы.

Обеспечение взаимодействия с оборудованием для диагностики

О наличие неисправностей в системе бортовой диагностики сообщает зажигание лампы диагностической. После этого бортовая система диагностики должна дать возможность считывания информации после диагностики, которая находится в памяти контроллера при использовании специально предназначенного оборудования. Конкретно для этой цели в СУД сделан последовательный канал для передачи информации, который состоит из контроллера, исполняющего задачи приёмопередатчика, стандартизированной диагностической колодки, необходимой, чтобы подключать оборудование для диагностики. Чтобы передавать информацию, применяются стандартизированные протоколы.

Используя диагностическое оборудование, специалисты служб сервисов считывают из памяти контроллера данные о системе, обнаруженных ошибках, выполнить серию тестов проверки, управляя с этой целью исполнительными механизмами.

Увеличение скорости нахождения неполадок СУД и двигателя

Использующиеся на сегодняшний день системы бортовой диагностики, могут идентифицировать почти сотню неполадок СУД. Каждая неисправность имеет свой код в соответствии с международной классификацией.

К примеру, код P0102 является кодом неисправности «Датчик массового расхода воздуха. Сигнал низкого уровня». При этом код ошибки однозначно показывает, какой сигнал компонента СУД считается ложным, однако причину случившейся неисправности не определяет: это может быть и обрыв или же короткое замыкание цепей, и выход из строя самого контроллера, и неисправность датчика.

Некоторые коды указывают неисправности не в одном из датчиков, а в целой подсистеме СУД. Такие коды возникают по причине неравномерного вращения коленвала, которое вызывают механические неисправности (к примеру, в одном из цилиндров понизилась компрессия), или неисправность электрических компонентов СУД. Случаются неисправности, коды ошибок по которым не фиксируются совсем, влияющие на качества ходовые. В любом из трёх случаев для определения точной причины неисправности необходимо провести серию проверок с использованием оборудования диагностики. Правильное использование всего объёма полученной от системы информации позволяет максимально уменьшить время на поиски неисправностей.

КАК ДЕЙСТВУЕТ БОРТОВАЯ ДИАГНОСТИКА?

Главным компонентом бортовой системы диагностики является контроллер СУД. Контроллер постоянно держит под контролем сигналы любых датчиков системы управления, и некоторые важные для двигателя параметры. Эти сигналы сравнивают с контрольными значениями, хранящимися в памяти контроллера. Если значения сигнала выходят за пределы контрольных значений, контроллер определяет это состояние как неисправность, формирует его и записывает в память ошибок, запускает алгоритм управления диагностической лампой и обеспечивает запуск аварийного режима работы СУД.

Функционировать система бортовой диагностики начинает при активации зажигания и прекращает при переходе контроллера в режим «stand by». Момент запуска того или другого алгоритма диагностики, и, конечно, его работа могут быть ограничены определёнными режимами работы двигателя.

Диагностические алгоритмы , которые заложены в контроллер, разделяются на три группы

• Проведение диагностики исполнительных механизмов

Контролируется на замыкание сигнальной цепи, обрыв, источник питания. Существуют датчики, в которых реализована проверка выходного сигнала на его достоверность. В таких случаях контроллер отслеживает, чтобы информация сигнала датчика была в ожидаемом допустимом диапазоне.

• Диагностика датчиков СУД

Диагностика датчиков контролируются так же, как и первая группа алгоритмов.

• Функциональная диагностика

В СУД существуют следующие подсистемы:

1. Подсистема зажигания
2. Топливоподача.
3. Поддержание холостого хода.
4. Нейтрализация отработавших газов.
5. Улавливание паров бензина.

Каждая из вышеперечисленных подсистем выполняет свою конкретную задачу. К любой из них предъявляются определённые требования допустимых отклонений от средних значений её параметров. В этих случаях бортовая диагностика отслеживает уже величины уже не отдельно взятых датчиков и исполнительных механизмов, а целую группу параметров, которые показывают работу всей подсистемы. К примеру, о качестве действий подсистемы зажигания судить можно по наличию пропусков воспламенения в камере сгорания двигателя. Адаптационные параметры передачи топлива показывают данные о значениях состояния подсистемы топливоподачи. Функциональная диагностика показывает качество работы всех подсистем в целом.

Источник статьи: http://avtic.1c-umi.ru/diagnostika_elektrooborudovaniya_avtomobilya/lekciya_8-_bortovaya_diagnostika/

Ремонт и техническое обслуживание автомобилей

Диагностика электрооборудования автомобилей

Общие сведения о диагностировании электрооборудования

Электрооборудование и электронные системы автоматического управления являются наиболее важным элементом обеспечения безопасности движения автотранспортных средств, экологической безопасности и повышения производительности труда водителей.
Надежность работы изделий электрооборудования во многом определяют аварийность в процессе дорожного движения автомобиля, его экономичность и динамику, а также экологическую безопасность для окружающей среды.

Требования к техническому состоянию транспортных средств регламентируются в нашей стране стандартами ГОСТ 25478-91 «Автотранспортные средства. Требования к техническому состоянию по условиям безопасности движения», ГОСТ Р41.13-99 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении тормозов», а также ОСТ 37.001.054-86, ГОСТ 17.2.2.03-87 и ГОСТ 21393-75, регламентирующие экологические требования на основе и в соответствии с международными стандартами по этому вопросу. С 2012 года Европейский Союз ввел ужесточенные требования по экологии в виде норматива «Евро-5».

Без применения электронных систем управления бензиновыми, дизельными и газовыми двигателями, систем зажигания высокой энергии искрового разряда, комплексных микропроцессорных систем управления двигателями внутреннего сгорания и др. обеспечить эти требования практически невозможно.
Для обеспечения технической эксплуатации таких сложных электронных систем они должны иметь встроенные диагностические разъемы и диагностические интерфейсы, соответствующие международным стандартам ISO 9141, OBD-II и EOBD.

В процессе эксплуатации автотранспорта в экстремальных природно-климатических условиях изделия и системы электрооборудования, особенно при низких температурах, увеличивается количество отказов, возрастает трудоемкость их устранения.
Это связано со следующими факторами и явлениями:

• возрастание момента сопротивления прокручиванию вала двигателя внутреннего сгорания в период его запуска и увеличение времени прогрева в режиме холостого хода;
• ухудшение энергетических возможностей аккумуляторной батареи, поскольку уменьшается ее емкость и снижается эффективность процесса заряда от генераторной установки, происходит более глубокий разряд, увеличивается число включенных потребителей электроэнергии, сокращается время подзарядки от генераторной установки из-за короткой продолжительности светового дня, снижаются скорости движения, уменьшается зарядный ток генератора;
• увеличивается пробивное напряжение на свечах зажигания и возрастает электрическая нагрузка на высоковольтные детали системы зажигания, что негативно сказывается на безотказности их работы и т. д.

Использование внешних источников электроэнергии для облегчения пуска холодного двигателя может привести к пробоям электронных изделий и их комплектующих.

Эксплуатация автомобилей в горных условиях и при высоких температурах окружающей среды может приводить к увеличению отказов изделий и систем электрооборудовании, особенно при нарушениях инструкций по эксплуатации и при неквалифицированном техническом обслуживании. Повышенная влажность воздуха в горных условиях (в субтропиках) вызывает ускоренную коррозию клемм и соединений электропроводки, а в пустынных зонах из-за нехватки влаги резко увеличивается температура и ухудшаются условия охлаждения.

Можно сделать вывод, что в различных условиях эксплуатации показатели надежности изделий или систем электрооборудования будут отличаться при одинаковом пробеге автомобиля или времени его работы. Это определило не только применяемые в изделиях комплектующие и материалы, но и конструктивное, климатическое исполнение. Например, изготовленные для умеренного климата изделия обозначают «У», для холодного климата – «ХЛ», для тропиков – «Т» и для всех климатических зон – «О». При этом для каждого климатического исполнения применяют разные материалы, покрытия и методы технического обслуживания в процессе эксплуатации.

К причинам и последствиям изменения технического состояния в процессе эксплуатации можно отнести: нагрузку элементов изделия, взаимное перемещение элементов, воздействие тепловой и электрической энергии, воздействие химически активных компонентов, воздействие внешней среды, а также воздействия со стороны работников технической службы и водителя и т. д.

Для определения технического состояния изделий и систем электрооборудования применяют прямой и косвенный методы измерения текущих значений конструктивных параметров (размеры, зазоры, электрические характеристики, угловые и линейные перемещения и т. п.).

Прямой метод обладает преимуществами в точности, наглядности, достоверности, применении достаточно простого инструмента и простой технологии измерений. К недостаткам этого метода следует отнести необходимость частичной или полной разборки изделия, нарушение приработки деталей, невозможность комплексного контроля работы сложных систем.

Диагностический метод позволяет: не разбирать изделия или системы, производить контроль с меньшими трудозатратами, оперативно получать результат контроля и контролировать сложнейшие электронные системы управления агрегатами транспортного средства.
К недостаткам диагностического метода относятся: сложность и высокая стоимость диагностического оборудования, высокие квалификационные требования к персоналу (операторам), занятым диагностикой элементов конструкции транспортных средств и метрологическим контролем самого оборудования.

Изменение технического состояния и параметров изделий и систем электрооборудования можно зафиксировать несколькими диагностическими параметрами, из которых необходимо выбрать наиболее эффективный параметр. Эффективность параметра зависит от его однозначности (монотонности кривой изменения), стабильности, чувствительности и информативности.
Под информативностью подразумевается свойство параметра однозначно определять исправность или отказ изделия.

Различают два способа диагностирования.
Первый характеризуется тем, что в процессе диагностирования на исследуемый объект производят определенные механические, электрические или другие воздействия, при этом объект может находиться как в исправном, так и в неисправном состоянии. Далее с помощью датчиков фиксируется реакция объекта на воздействие в виде диагностического сигнала и по характеру этого сигнала делают вывод о состоянии объекта.

Второй способ заключается в том, что в процессе диагностирования исследуемый объект выводят на заданный, тестовый режим работы и с помощью датчиков от него анализируют получаемую информацию, сравнивая ее с эталоном или образцом, введенным в память процессора или в таблицу, отображая полученные данные на дисплее и/или в виде распечатки.

На практике прямой и диагностический методы взаимодействуют и дополняют друг друга. Предпочтение отдается методу, имеющему наименьшую продолжительность процедуры и оперативно позволяющему выявить и устранить отказ изделия, системы или их элемента.

Для обеспечения выполнения международных Правил и отечественных стандартов на борту автомобилей появились системы встроенной бортовой диагностики первого и второго поколения.

К особенностям встроенных систем бортовой диагностики относят: выполнение их в виде сигнальной аппаратуры – световых индикаторов на электролампах или светодиодах. Микропроцессорная техника и мультиплексирование информации в бортовых сетях автомобилей позволили существенно облегчить выполнение законодательных норм по токсичности отработавших газов тепловых двигателей внутреннего сгорания и обеспечить контроль гибридных силовых приводов автомобилей.

Источник статьи: http://k-a-t.ru/PM.01_mdk.01.02/7_elektro_diagnost_1/index.shtml