Ремонт и техническое обслуживание автомобилей




Бортовая диагностика автомобиля




Методы бортовой диагностики первого поколения

Примером информационный системы является блок индикации бортовой системы контроля, представленный на рисунке 1.
Блок индикации предназначается для контроля и информации состояния отдельных изделий и систем. Он представляет собой электронную систему диагностирования звуковой и светодиодной сигнализации о состоянии износа тормозных колодок; пристегнутых ремнях безопасности; уровне омывающей, охлаждающей и тормозной жидкости, а также об уровне масла в картере двигателя; аварийном давлении масла; незакрытых дверях салона; неисправности ламп габаритных огней и сигнала торможения.

Блок находится в одном из пяти режимов: выключено, ждущий режим, тестовый режим, предвыездной контроль и контроль параметров при работе двигателя. При открывании любой двери салона блок включает внутреннее освещение. Когда ключ зажигания не вставлен в выключатель (замок) зажигания, блок находится в режиме «выключено».
После того как ключ вставлен в замок зажигания, блок переходит в «ждущий режим» и остается в нем, пока ключа в замке зажигания находится в режиме «выключено» или «0».
Если в этом режиме открыта дверь водителя, то возникает неисправность «забытый ключ в выключателе зажигания», и звуковой сигнализатор подает прерывистый звуковой сигнал в течение 8 ± 2 сек. Сигнал выключится, если дверь закрыта, ключ вынут из замка зажигания или повернут в положение «зажигание включено».

Методы бортовой диагностики первого поколения

Режим тестирования включается после поворота ключа в замке зажигания в положение «I» или «зажигание». При этом на 4 ± 2 сек с включается звуковой сигнал и все светодиодные сигнализаторы для проверки их исправности.
Одновременно контролируются неисправности по датчикам уровней охлаждающей, тормозной и омывающей жидкостей и запоминается их состояние. До окончания тестирования сигнализация состояния датчиков отсутствует.

После окончания тестирования следует пауза, и блок переходит в режим «предвыездной контроль параметров». При этом в случае наличия неисправностей, блок работает по следующему алгоритму:
- светодиодные сигнализаторы параметров, вышедших за пределы установленной нормы, начинают мигать в течение 8 ± 2 сек, после чего горят постоянно до выключения замка зажигания или положения «0»;
- синхронно со светодиодами включается звуковой сигнализатор, который выключается через 2…8 с.

Если в процессе движения автомобиля возникает неисправность, то включается алгоритм «предвыездной контроль параметров».
Если в течение 8 ± 2 сек после начала световой и звуковой сигнализации появится еще один или несколько сигналов «неисправность», то мигание преобразуется в постоянное горение, и алгоритм индикации повторится.

Кроме рассмотренной системы встроенного диагностирования на автомобилях широко применяется набор датчиков и сигнализаторов аварийных режимов, которые предупреждают о возможном состоянии пред отказом или о возникновении скрытых отказов: перегрев двигателя, аварийное давление масла, неисправность рабочих тормозов, «стояночный тормоз включен», отсутствует заряд АКБ и т. п.

Программируемые, запоминающие встроенные средства диагностирования или самодиагностирования отслеживают и заносят в память информацию о неисправностях электронных систем для считывания ее с помощью специального сканера через диагностический разъем и контрольного табло «Check ingine», звуковой или речевой индикации о предотказном состоянии изделий или системы.
Диагностический разъем используется и для подключения мотор-тестера.

Водитель информируется о неисправности с помощью контрольной лампы «Check ingine» (или светодиода), расположенной на панели приборов. Световая индикация означает неисправность в системе управления двигателем.

Алгоритм работы программируемой диагностической системы заключается в следующем.
При включении замка зажигания диагностическое табло загорится и, пока двигатель еще не работает, происходит проверка исправности элементов системы. После пуска двигателя табло гаснет.
Если оно продолжает светиться, то обнаружена неисправность. При этом код неисправности заносится в память контроллера управления.
Причину включения табло выясняют при первой же возможности. если неисправность устраняется, то контрольное табло или лампа гаснет через 10 сек, но код неисправности будет храниться в энергонезависимой памяти контроллера.
Эти коды, хранящиеся в памяти контроллера, при проведении диагностирования высвечиваются каждый по три раза. Стирают коды неисправностей из памяти по окончании ремонта путем отключения питания контроллера на 10 сек отсоединением АКБ от «массы» автомобиля или отключением предохранителя контроллера.

Методы бортовой диагностики неразрывно связаны с совершенствованием конструкции автомобилей и силовых агрегатов (двигателей).
Первыми устройствами бортовой диагностики на автомобилях были:

  • указательные приборы измерения давления масла, температуры охлаждающей жидкости, количества топлива в баке;
  • аварийные сигнализаторы снижения давления масла в двигателе, превышения температуры охлаждающей жидкости, минимального количества топлива в баке и т. д.;
  • бортовые системы контроля, которые позволяли осуществлять предвыездной контроль основных параметров двигателя, износа тормозных колодок, пристегнутых ремней безопасности, исправности светотехнических приборов и т. п.

С появлением на автомобилях генераторов переменного тока и аккумуляторных батарей появились сигнализаторы контроля заряда батареи, а с появлением на борту автомобилей электронных устройств и систем были разработаны методы и встроенные электронные системы самодиагностики.

Система самодиагностики, интегрированная в контроллере электронной системы управления двигателем (ЭСУД), силовым агрегатом, антиблокировочной системы тормозов (АБС), проверяет и контролирует наличие сбоев в работе и погрешности их измеряемых режимных параметров. Обнаруженные сбои и погрешности в работе в виде специальных кодов заносятся в энергонезависимую память контроллера управления и высвечиваются в виде прерывистого светового сигнала на щитке приборов автомобиля.

Во время технического обслуживания эта информация может быть проанализирована с помощью внешних диагностических приборов – мотор-тестеров, сканеров и т. п.

Система самодиагностики осуществляет контроль входных сигналов от датчиков, контроль выходных сигналов из контроллера на входе исполнительных механизмов, контроль передачи данных между блоками управления электронных систем с помощью мультиплексных цепей, контроль внутренних рабочих функций блоков управления.




В таблице 1 представлены основные сигнальные цепи в системе самодиагностики контроллера управления двигателем.

Таблица 1. Сигнальные цепи системы самодиагностики

Сигнальная цепь
Предмет и критерии контроля
Датчик перемещения педали газа Контроль напряжения бортовой сети и диапазона сигнала от датчика.
Проверка на достоверность избыточного сигнала.
Достоверность стоп-сигнала
Датчик частоты вращения коленчатого вала Проверка диапазона сигнала.
Проверка на достоверность сигнала с датчика.
Проверка временных изменений (динамическая достоверность).
Логическая достоверность сигнала
Датчик температуры охлаждающей жидкости Проверка на достоверность сигнала
Конечный выключатель педали тормоза Проверка на достоверность избыточного контакта выключения
Сигнал о скорости автомобиля Проверка диапазона сигнала.
Логическая достоверность сигнала о частоте вращения и количестве впрыскиваемого топлива/нагрузки на двигатель
Исполнительный механизм клапана рециркуляции отработавших газов Проверка на контактное замыкание и разрыв проводов.
Замкнутый контур управления системой рециркуляции.
Проверка реакции системы на управление клапаном системы рециркуляции
Напряжение аккумуляторной батареи Проверка диапазона сигнала.
Проверка достоверности данных о частоте вращения коленчатого вала (бензиновые ДВС)
Датчик температуры топлива Проверка диапазона сигнала на дизельных ДВС.
Проверка напряжения питания и диапазонов сигналов
Датчик давления наддува воздуха Проверка достоверности сигнала от датчика атмосферного давления от других сигналов
Устройство управления наддувом воздуха (байпасный клапан) Проверка на короткое замыкание и разрыв проводки.
Отклонения в регулировании давления наддува
Датчик температуры воздуха Проверка диапазона сигнала.
Проверка логической достоверности сигнала от датчика температуры
Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) Првоерка диапазонов напряжения питания и диапазонов сигналов.
Проверка логической достоверности
Датчик сигнала сцепления Проверка достоверности данных о скорости движения автомобиля
Датчик атмосферного давления Проверка диапазона сигнала.
Проверка логической достоверности сигнала от датчика давления воздуха во впускном трубопроводе

Контроль входных сигналов от датчиков осуществляется путем обработки этих сигналов (см. табл. 1) на наличие сбоев, коротких замыканий и обрывов в цепи между датчиком и контроллером управления.
Функциональность системы обеспечивается путем:

  • контроля подачи напряжения к датчику;
  • анализа зарегистрированных данных на соответствие установленному диапазону параметра;
  • проведение проверки на достоверность регистрируемых данных на наличие дополнительной информации (например, сравнение значения частоты вращения коленчатого и распределительного валов);
  • проверка системных действий контуров регулирования (например, датчиков положения педали газа и дроссельной заслонки), в связи с чем их сигналы могут корректировать друг друга и сравниваться между собой.

Контроль выходных сигналов исполнительных механизмов, их соединений с контроллером на наличие сбоев, обрывов и коротких замыканий осуществляется:

  • аппаратным контролем контуров выходных сигналов оконечных каскадов исполнительных механизмов, проверяемых на короткие замыкание и обрывы соединительной проводки;
  • проверка системных действий исполнительных механизмов на достоверность (например, контур управления рециркуляцией отработавших газов контролируется по значению давления воздуха во впускном тракте и по адекватности реакции клапана рециркуляции на сигнал управления от контроллера управления).

Контроль передачи данных контроллером управления по линии CAN осуществляется проверкой временных интервалов управляющих сообщений между блоками управления агрегатами автомобиля. Дополнительно принятые сигналы избыточной информации проверяются в блоке управления, как и все входные сигналы.

В контроль внутренних функций контроллера управления для обеспечения правильной работы заложены функции аппаратного и программного контроля (например, логические модули в оконечных каскадах).

Возможна проверка работоспособности отдельных компонентов контроллера (например, микропроцессора, модулей памяти). Эти проверки регулярно повторяются во время рабочего процесса осуществления функции управления. Процессы, требующие очень высокой вычислительной мощности (например, постоянной памяти), у контроллера управления бензиновых двигателей контролируется на выбеге коленчатого вала в процессе остановки двигателя.

С применением на автомобилях микропроцессорных систем управления силовыми и тормозными агрегатами появились бортовые компьютеры контроля электрического и электронного оборудования и встроенные в контроллеры системы самодиагностики.

Во время обычной эксплуатации автомобиля бортовой компьютер периодически тестирует электрические и электронные системы и их компоненты.

Микропроцессор контроллера заносит в специфический код неисправности в энергонезависимую память КАМ (Keep Alive Memory), которая способна сохранять информацию при отключении бортового питания. Это обеспечивается подключением микросхем памяти КАМ отдельным кабелем непосредственно к аккумуляторной батарее или применением малогабаритных подзаряжаемых аккумуляторов, размещенных на печатной плате контроллера управления.

Коды неисправностей условно делят на «медленные» и «быстрые».

Медленные коды неисправностей

При обнаружении неисправности ее код заносится в память и включается лампа «Check Engine» на панели приборов. Выяснить, какой это код, можно по одному из следующих способов в зависимости от конкретной реализации контроллера:

  • светодиод на корпусе контроллера периодически вспыхивает и гаснет, передавая таким образом информацию о коде неисправности;
  • нужно соединить проводником определенные контакты диагностического разъема, и лампа на табло начинает периодически мигать, передавая информацию о коде неисправности;
  • нужно подключить светодиод или аналоговый вольтметр к определенным контактам диагностического разъема и по вспышкам светодиода (или колебаниям стрелки вольтметра) получить информацию о коде неисправности.

Так как медленные коды предназначены для визуального считывания, частота их передачи очень низкая (около 1 Гц), объем передаваемой информации мал. Коды обычно выдаются в виде повторяющихся последовательных вспышек.
Каждый код содержит две цифры, смысловое значение которых затем расшифровывается по таблице неисправностей, входящей в состав эксплуатационной документации автомобиля.
Длинными вспышками (1,5 с) передается старшая (первая) цифра кода, короткими (0,5 с) – младшая (вторая) цифра. Между цифрами следует пауза продолжительностью несколько секунд.
Например, две длинные вспышки, затем пауза в несколько секунд, четыре коротких вспышки соответствуют коду неисправности «24». В таблице неисправностей указано, что код «24» соответствует неисправности датчика скорости автомобиля – короткое замыкание или обрыв в цепи датчика.
После обнаружения неисправности ее необходимо выяснить, т. е. определить отказ датчика, разъема, проводки, крепления.

Медленные коды просты, надежны, не требуют дорогостоящего диагностического оборудования, но недостаточно информативны. На современных автомобилях такой способ диагностирования используется редко. Хотя, например, на некоторых современных автомобилях фирмы Chrysler с бортовой диагностической системой, соответствующей стандарту OBD-II, можно считывать часть кодов ошибок с помощью мигающей лампы.

Быстрые коды неисправностей

Быстрые коды обеспечивают выборку из памяти контроллера большого объема информации через последовательный интерфейс. Интерфейс и диагностический разъем используется при проверке и настройке автомобиля на заводе-изготовителе, он же применяется и при диагностике. Наличие диагностического разъема позволяет, не нарушая целостность электрической проводки автомобиля, получать диагностическую информацию от различных систем автомобиля с помощью сканера или мотор-тестера.

***

Современные методы бортовой диагностики автомобилей