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:
- Превышение оптимальной токсичности отработавших газов. Это требование к бортовой диагностике является действительным для всех систем управления двигателем, которые обеспечивают выполнение токсичных норм «Евро-3».
- Ухудшение параметров двигателя (к примеру, уменьшение мощности и крутящего момента, снижение ходовых качеств, увеличение топливного расхода).
- 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:
- Код ошибки в соответствии с международной классификацией.
- Статус-флаги или просто признаки, которые характеризуют состояние неисправности во время считывания информации при помощи прибора диагностики.
- 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:
- Подсистема зажигания
- Топливоподача.
- Поддержание холостого хода.
- Нейтрализация отработавших газов.
- 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.
Комплексные технические средства диагностики СУД.
В последнее время появилось большое количество приборов, которые сочетают в себе возможности различных технических средств диагностики СУД.
Как уже отмечалось выше в состав некоторых мотор-тестеров входит газоанализатор
В качестве ещё одного комплексного средства можно привести прибор DCN-PRO.
Основные режимы работы прибора:
— сканер для всех типов японских и корейских производителей, а также для автомобилей, поддерживающих стандарты OBD-2;
— 4-х канальный осцилоскоп;
— анализатор систем зажигания для автомобилей с механическим распределителям зажигания и с системами зажигания DIS;
— 2-х канальный мультиметр;
— имитатор сигналов датчиков по частоте и напряжению.
На основании всего вышеизложенного можно сделать вывод о том, что для создания и полноценного функционирования поста диагностики на СТО необходимо укомплектовать его различными техническими средствами, обеспечивающими измерение и анализ основных параметров работы двигателя.
Комплект приборов может варьироваться по составу и предусматривать возможность дополнения, но при этом оставаться необходимым для работы поста диагностики СТО.
Тема № 4
Диагностирование СУД с использованием технических средств диагностики.
Лекция №1
Диагностирование СУД с использованием технических средств диагностики.
Учебные вопросы:
Диагностирование СУД с использованием сканеров.
Диагностирование СУД с использованием мотор-тестеров.
Диагностирование СУД с использованием газоанализаторов.
Использование информационно-справочных систем.
Диагностирование СУД, или всего двигателя в целом имеет конечной целью оценку его технического состояния, а на основании этой оценки принимается решение о том, требуется ли какое-либо вмешательство для восстановления работоспособности (ремонт).
Схематично процесс диагностирования можно разбить на следующие этапы:
1. Сбор информации о техническом состоянии двигателя и СУД.
2. Локализация на основе анализа информации неисправности (если она имеется) на уровне подсистемы или подсистем.
3. Поиск дефекта до уровня узла (датчик, исполнительный механизм, линия связи).
В процессе сбора информации следует стремиться к получению её в максимально возможном объёме. При этом не стоит пренебрегать таким способом как опрос владельца автомобиля. Так, например, если владелец жалуется на повышенный расход топлива, а это явление начало его беспокоить после замены ремня ГРМ, то этот факт следует расценить как настораживающий и проверить правильность установки ремня, что, возможно, позволит сократить время поиска неисправности.
Рассмотрим основные способы диагностирования СУД с использованием технических средств.
Диагностирование СУД с использованием сканеров.
Сканеры являются мощным средством диагностики, позволяющими получать большое количество информации о работе СУД.
В общем виде, работу со сканерами можно разбить на следующие этапы:
1. Подключение прибора к диагностическому разъёму автомобиля.
2. Выбор соответствующей марки и модели автомобиля в меню прибора.
3. Установление связи прибора и ECU автомобиля.
4. Определение комплектации системы управления автомобиля.
5. Получение информации о состоянии систем автомобиля во всех режимах, предусмотренных производителем автомобиля и возможностями сканера.
Поскольку, в настоящее время существует большое количество как программных, так и аппаратных сканеров рассмотрим один из них (аппаратный) для того, чтобы понять основные принципы диагностирования СУД с их помощью.
Диагностирование СУД с использованием аппаратного сканера рассмотрим на примере комплексного прибора DCN PRO.
Сканирование/диагностирование автомобилей, оснащенных электронными блоками управления – основная функция DCN PRO. В этом режиме, напрямую связываясь с электронным блоком управления автомобиля, DCN PRO выполняет:
— Чтение кодов ошибок;
— Отображение сигналов датчиков ( Data Stream) как в цифровом, так и в графическом виде;
— Отображение сигналов датчиков и рекомендации по устранению неисправностей;
— Корректура управляющих сигналов;
— Стирание кодов ошибок;
— Запись информации о работе системы управления в режиме «Чёрный ящик»
Подсоединение кабелей.
Для работы прибора необходимо подключить питание (через прикуриватель, или от аккумулятора автомобиля).
Подключить к основному кабелю прибора соответствующий адаптер, а адаптер подключить к диагностическому разъёму автомобиля (Рис. 4.1).
При работе через разъём стандарта OBD-2 подключение питания не требуется, так как прибор будет получать питание через этот разъём.
Место нахождения диагностического разъёма может разным.
Обычно он находится под приборным щитком, иногда под перчаточным ящиком сиденья пассажира или в моторном отделении.
.
После того как прибор переведён в режим сканера на дисплее появится меню:
(картридж для корейских автомобилей) или меню:
(картридж для японских автомобилей)
Как мы видим в обоих случаях присутствует стандарт OBD, поэтому для работы в этом стандарте нет необходимости менять картридж.
Для примера рассмотрим работу прибора с автомобилями корейского производства.
Справочник
Основная задача впрыска — управление рабочим процессом двигателя. Для этого в состав системы управления входят контроллер СУД, датчики и исполнительные механизмы. По сигналам датчиков контроллер определяет оптимальное количество топлива и момент, когда его необходимо подать в цилиндр, определяет момент, когда необходимо подать искру. Исполнительные механизмы обеспечивают доставку в цилиндр топливовоздушной смеси в нужной пропорции и формирование искры. Наряду с этим существует еще одна, не менее важная задача, решаемая контроллером СУД. Речь идет о диагностике (точнее, о самодиагностике) системы управления.
Что такое “бортовая диагностика”?
Под “бортовой диагностикой” понимается система программно-аппаратных средств (контроллер СУД, датчики, исполнительные механизмы), способная определить и идентифицировать неисправности системы управления двигателем, двигателя, а также возможные причины их возникновения.
Для чего нужна бортовая диагностика?
Бортовая диагностика решает следующие задачи:
— Определение и идентификация ошибок функционирования СУД и самого двигателя, которые приводят:
1) к превышению предельных значений токсичности отработавших газов автомобиля. Данное требование к бортовой диагностике распространяется на все системы управления двигателем, обеспечивающие выполнение норм токсичности “Евро-3”;
2) к ухудшению параметров двигателя (например, снижению мощности и крутящего момента двигателя, увеличению расхода топлива, ухудшению ходовых качеств автомобиля);
3) к выходу из строя двигателя или компонентов системы управления. В качестве примера может служить повреждение каталитического нейтрализатора в случае возникновения пропусков воспламенения.
— Информирование водителя о наличии неисправности включением диагностической лампы. Горящая диагностическая лампа (см. рис. ) не требует от 
водителя немедленного прекращения движения и остановки двигателя. Водитель предупреждается о том, что бортовая система диагностики зафиксировала неисправность СУД, при этом автомобиль может двигаться самостоятельно в аварийном режиме. В этом случае обязанность водителя — в кратчайшие сроки доставить автомобиль к специалистам по техническому обслуживанию. Мигание диагностической лампы сигнализирует о том, что обнаружена неисправность, которая может привести к серьезным повреждениям других компонентов СУД (например, обнаружены пропуски воспламенения, способные повредить каталитический нейтрализатор).
— Сохранение информации об обнаруженной неисправности. В момент обнаружения неисправности в память ошибок контроллера СУД заносится следующая информация:
1) код ошибки согласно международной классификации;
2) статус-флаги (или признаки), характеризующие состояние неисправности в момент считывания информации с помощью диагностического прибора;
3) Freeze Frame (по-другому — стоп-кадр) — значения особо важных для системы параметров в момент фиксации ошибки (реализовано в контроллерах МР7.0 и М7.9.7).
Коды ошибок и вся сопутствующая им дополнительная информация ощутимо облегчают специалистам поиск и устранение неисправностей в системах управления двигателем.
— Активизация аварийных режимов работы СУД. При обнаружении неисправности для обеспечения приемлемых ходовых качеств автомобиля, для предотвращения выхода из строя других (исправных) компонентов СУД и двигателя, для предотвращения выхода значений токсичности отработавших газов за предельные величины система управления двигателем переходит на аварийные режимы работы. Суть аварийных режимов состоит в том, что при возникновении неисправности в цепи какого-либо датчика контроллер СУД использует для расчетов замещающие значения, хранящиеся в памяти контроллера, вместо реального сигнала датчика. На аварийных режимах автомобиль должен быть способен доехать до сервисных служб. Случается так, что водитель и не подозревает о том, что двигатель работает в аварийном режиме.
— Обеспечение взаимодействия с диагностическим оборудованием. О наличии неисправности система бортовой диагностики сигнализирует зажиганием диагностической лампы. Далее система бортовой диагностики должна обеспечить возможность считывания сохраненной в памяти контроллера диагностической информации с помощью специализированного оборудования. Для этой цели в системе управления двигателем организован последовательный канал передачи информации, в состав которого входят контроллер СУД (в роли приемопередатчика), стандартизированная диагностическая колодка для подключения диагностического оборудования и соединяющий их отрезок провода (К-линия). Для передачи информации используются стандартизированные протоколы. С помощью диагностического оборудования специалисты сервисных служб могут считать из памяти контроллера информацию о выявленных ошибках, о самой системе управления двигателем, выполнить серию проверочных тестов, управляя исполнительными механизмами.
— Облегчение поиска неисправностей СУД и двигателя. Современные системы бортовой диагностики способны идентифицировать около сотни неисправностей СУД. Каждой неисправности присваивается свой код согласно международной классификации. Например, код Р0102 соответствует неисправности “Датчик массового расхода воздуха. Низкий уровень сигнала”. В данном случае код ошибки однозначно указывает на компонент СУД, сигнал которого считается ложным, но не определяет причину возникшей неисправности: это может быть и неисправный датчик, и короткое замыкание цепей (или их обрыв), и неисправность самого контроллера. Существуют коды ошибок, которые указывают на неисправности не в конкретном датчике, а в целой подсистеме СУД. Примером могут служить коды Р0301—Р0304 “Пропуски воспламенения в 1—4-м цилиндрах”. Причинами возникновения этих кодов могут быть как неисправности электрических компонентов СУД (модуля или катушки зажигания, свечей, высоковольтных проводов, форсунок), так и механические неисправности двигателя, следствием которых является неравномерное вращение коленвала (например, из-за снижения компрессии в одном из цилиндров). Существуют неисправности, по которым коды ошибок не фиксируются вообще, но которые влияют на ходовые качества автомобиля. В любом из вышеприведенных случаев, чтобы однозначно определить причину неисправности, требуется провести серию проверок с помощью диагностического оборудования (например, контроль текущих параметров двигателя или выполнение тестов исполнительных механизмов). Правильное использование всего объема информации, которую выдает система бортовой диагностики, позволяет максимально сократить время на поиск неисправности.
Как работает бортовая диагностика?
Основным компонентом системы бортовой диагностики является контроллер СУД. Он постоянно держит под наблюдением сигналы всех датчиков системы управления, а также некоторые важные параметры работы двигателя. Эти сигналы сравниваются с контрольными значениями, которые хранятся в памяти контроллера. Если какой-либо сигнал выходит за пределы контрольных значений (например, напряжение датчика стало равным нулю — короткое замыкание на “массу”), контроллер квалифицирует это состояние как неисправность, формирует и записывает в память ошибок соответствующую диагностическую информацию, активизирует алгоритм управления диагностической лампой, а также обеспечивает переход на аварийные режимы работы СУД.
Система бортовой диагностики начинает функционировать с момента включения зажигания (клемма 15) и прекращает функционировать после перехода контроллера СУД в режим “stand by”. Момент активизации того или иного алгоритма диагностики и его работа могут ограничиваться определенными режимами работы двигателя.
Диагностические алгоритмы, заложенные в контроллер, могут быть разделены на три группы.
1. Диагностика датчиков СУД.
Датчики СУД контролируются на обрыв, замыкание сигнальной цепи на “массу” или источник питания. Для некоторых датчиков реализована проверка выходного сигнала на достоверность. В этом случае контроллер отслеживает, чтобы величина сигнала датчика находилась в допустимом, ожидаемом диапазоне.
2. Диагностика исполнительных механизмов СУД (драйверная диагностика выходных каскадов контроллера). Исполнительные механизмы СУД контролируются на обрыв, замыкание на “массу” или источник питания цепей управления. 3. Диагностика подсистем СУД (функциональная диагностика).
В системе управления двигателем можно выделить несколько подсистем:
- подсистема зажигания;
- подсистема топливоподачи;
- подсистема поддержания холостого хода;
- подсистема нейтрализации отработавших газов;
- подсистема улавливания паров бензина и другие.
Каждая из них выполняет свою конкретную задачу. К каждой подсистеме предъявляются требования по величине предельно допустимых отклонений ее параметров от средних значений. В данном случае система бортовой диагностики следит уже не за отдельно взятыми датчиками и исполнительными механизмами, а за параметрами, которые характеризуют работу всей подсистемы в целом. Например, о качестве работы подсистемы зажигания можно судить по наличию пропусков воспламенения в камерах сгорания двигателя. Параметры адаптации топливоподачи дают информацию о состоянии подсистемы топливоподачи и так далее. Функциональная диагностика дает заключение о качестве работы подсистем СУД в целом.
Статья Самодиагностика системы управления двигателем и Впрыск топлива и
Еще статьи по теме Впрыск топлива и история возникновения систем управления двигателем кратко. Что такое впрыск? Впрыск от английского “injection” сегодня комплексная система управления, обеспечивающая оптимальный режим работы двигателя с целью снижения токсичности отработавших газов, повышения мощности и экономичности двигателя. В системе управления двигателем можно выделить. Впрыск топлива и история
Статья Самодиагностика системы управления двигателем и Основные принципы
Еще статьи по теме Основные принципы работы инжекторного двигателя кратко. Такты и порядок работы Наибольшее применение автомобилестроении нашел так называемый двигатель Отто двигатель внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, котором энергия, выделяемая сгорании топлива, превращается механическую энергию поступательного движения поршня. В этом. Основные принципы работы
Статья Самодиагностика системы управления двигателем и Система питания
Еще статьи по теме Система питания впрыскового двигателя кратко. Топливная система Топливная система автомобилей с электронным впрыском имеет ряд особенностей по сравнению с системой карбюраторного двигателя: топливо бака подается под высоким давлением образование топливовоздушной смеси происходит во впускной трубе непосредственно перед впускным. Система питания впрыскового
Статья Самодиагностика системы управления двигателем и Электронная
Еще статьи по теме Электронная система зажигания кратко. Чтобы воспламенить топливовоздушную смесь, нужный момент цилиндр должна быть подана электрическая искра. Эту задачу выполняет электронная система зажигания, которая является составной частью системы управления двигателем. Электронная система зажигания имеет ряд существенных отличий от. Электронная система
Статья Самодиагностика системы управления двигателем и Датчики системы
Еще статьи по теме Датчики системы управления двигателем кратко. Датчики системы управления двигателем позволяют контроллеру определять, что происходит с двигателем и автомобилем целом конкретный момент времени. По сигналам датчикоконтроллер производит сложные расчеты, после чего выдает управляющие сигналы на исполнительные механизмы Датчик положения. Датчики системы управления
Статья Самодиагностика системы управления двигателем и Системы,
Еще статьи по теме Системы, соответствующие экологическим нормам “Евро-2” и “Евро-3” кратко. Датчик неровной дороги Датчик неровной дороги ДНД, рис. 1 является единственным датчиком системе, который не оказывает прямого влияния на процесс управления двигателем. Он выполняет чисто защитную функцию: по сигналу этого датчика контроллер может на время прерывать распознавание пропусков. Системы, соответствующие
Статья Самодиагностика системы управления двигателем и Контроллер
Еще статьи по теме Контроллер системы управления двигателем кратко. Главная часть системы впрыска контроллер системы управления двигателем. Его иногда еще называют “мозгами”, как бы подчеркивая важность той работы, которую он выполняет. Контроллер от английского control “управление” является коммуникационным и вычислительным центром системы зависимости. Контроллер системы
Статья Самодиагностика системы управления двигателем и Самодиагностика
Еще статьи по теме Самодиагностика системы управления двигателем кратко. Основная задача впрыска управление рабочим процессом двигателя. Для этого состасистемы управления входят контроллер СУД, датчики и исполнительные механизмы. По сигналам датчикоконтроллер определяет оптимальное количество топлива и момент, когда его необходимо подать цилиндр, определяет. Самодиагностика системы
Статья Самодиагностика системы управления двигателем и Исправное и
Еще статьи по теме Исправное и неисправное состояние системы управления двигателем кратко. Изучая работу системы управления двигателем СУД мы рассматривали исправное состояние каждого компонента, входящего состасистемы управления, а исправное состояние самого двигателя. Другими словами, идеализированную модель системы, и нам было важно разобраться с основными принципами. Исправное и неисправное
Статья Самодиагностика системы управления двигателем и Оборудование для
Еще статьи по теме Оборудование для диагностики впрыска кратко. Одной важнейших задач бортовой диагностики системы управления двигателем является обеспечение связи с диагностическим оборудованием. О наличии неисправности работе системы контроллер информирует водителя с помощью диагностической лампы. Далее система бортовой диагностики должна. Оборудование для диагностики
Статья Самодиагностика системы управления двигателем и Датчик
Еще статьи по теме Датчик кислорода кратко. Прелести автомобилизации бесспорны, как и связанные с этим глобальным явлением проблемы. В отработавших газах бензинового двигателя можно найти немало разнообразных токсичных компонентов, но верховодит традиционная триада: СО – окись углерода, угарный газ СН – несгоревшие углеводороды NOх. Датчик