Что такое бортовая диагностика автомобиля
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».
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:
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
Проверка на достоверность избыточного сигнала.
Достоверность стоп-сигнала
Проверка на достоверность сигнала с датчика.
Проверка временных изменений (динамическая достоверность).
Логическая достоверность сигнала
Логическая достоверность сигнала о частоте вращения и количестве впрыскиваемого топлива/нагрузки на двигатель
Замкнутый контур управления системой рециркуляции.
Проверка реакции системы на управление клапаном системы рециркуляции
Проверка достоверности данных о частоте вращения коленчатого вала (бензиновые ДВС)
Проверка напряжения питания и диапазонов сигналов
Отклонения в регулировании давления наддува
Проверка логической достоверности сигнала от датчика температуры
Проверка логической достоверности
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:
Контроль выходных сигналов исполнительных механизмов, их соединений с контроллером на наличие сбоев, обрывов и коротких замыканий осуществляется:
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:
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.
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:
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:
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.
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 контролируются так же, как и первая группа алгоритмов.
В СУД существуют следующие подсистемы:
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.
Ремонт и техническое обслуживание автомобилей
Методы бортовой диагностики автомобилей
Диагностические параметры электрооборудования
и методы бортовой диагностики
Определение технического состояния изделий и систем электрооборудования проводят прямым или косвенным методами, которые позволяют измерить текущие значения их конструктивных параметров. При этом косвенный (диагностический) метод позволяет не разбирать изделия или системы и с меньшей трудоемкостью производить контроль механических, электрических или иных показателей диагностируемого объекта. Этот метод называют техническим диагностированием.
Следует отметить, что техническое диагностирование электрооборудования на транспортном средстве представляет собой процесс определения технического состояния изделия с определенной степенью точности.
Результатом диагностирования является заключение о техническом состоянии изделия или системы с указанием при необходимости места, вида и причины несоответствия структурного или выходного параметра установленным техническим требованиям.
Видами технического состояния изделий электрооборудования (как и других элементов конструкции машин и механизмов) являются исправность, работоспособность, неисправность и неработоспособность.
Между состояниями неисправность и неработоспособность есть существенное различие, заключающееся в том, что при некоторых неисправных состояниях объекта может сохраняться его ограниченная работоспособность. Например, при повышенном механическом или магнитном шуме от генераторной установки или от электропривода; при наличии трещин, забоин или вмятин на какой-либо неответственной корпусной детали.
Однако, при техническом обслуживании или ремонте такую деталь ремонтируют или меняют на исправную, поскольку не критичная на данный момент неисправность может привести к полному отказу изделия или нарушению правил эксплуатации машины в целом.
Классификация видов и средств диагностирования
Виды и средства диагностирования классифицируют на две основные группы: встроенные (бортовые) средства и внешние диагностические устройства.
Средства бортовой (встроенной) диагностики
Под термином «Бортовая диагностика» понимается система программно-аппаратных средств, которая может определять и идентифицировать неисправности и вероятные причины неисправностей электронной системы управления двигателем (ЭСУД), а также других систем, обеспечивающих работу двигателя (смазка, охлаждение и т. п.).
Бортовая диагностика автомобиля используется для определения и идентификации неполадок при работе ЭСУД, двигателя, отдельных агрегатов и систем автомобиля, которые способны привести к следующим последствиям:
Встроенные (бортовые) средства диагностирования подразделяют на информационные, сигнализирующие и программируемые (запоминающие).
Информационные бортовые средства являются конструктивными элементом автомобиля и осуществляют контроль непрерывно или периодически по определенной программе. Водитель может контролировать работу отдельных элементов конструкции и систем автомобиля по информирующим сигналам этих средств (показания приборов, сигналы контрольных ламп, зуммеров и т. п.).
Средства внешней диагностики автомобиля
Внешние средства подразделяют на стандартные и переносные. К таким средствам относятся различные сканеры, мотор-тестеры, динамометрические и тормозные стенды и т. п.
Для диагностирования элементов и систем электроники и электрооборудования автомобилей используют следующие группы приборов и оборудования:
Средства внешней диагностики позволяют выполнить углубленный анализ работоспособности отдельных систем и элементов конструкции автомобиля, при этом к оператору-диагносту предъявляются определенные квалификационные требования, в отличие от бортовой диагностики, позволяющей получить сведения, интуитивно понятные любому водителю при определенных навыках.
Оборудование, применяемое в качестве внешних диагностических устройств для проверки работоспособности агрегатов и систем автомобилей, должно удовлетворять следующим требованиям:
В связи с широким распространением в практике измерений, контроля диагностирования компьютерных технологий возникли дополнительные требования к диагностическому оборудованию:
Бортовая диагностика
оглавление
Происхождение и основная идея
В дополнение к изначально предусмотренной экологически важной области мониторинга выбросов, постепенно добавлялись и другие области диагностики транспортных средств. Важные для безопасности области, такие как ремни безопасности и подушки безопасности, неисправности, такие как короткое замыкание и прерывание линии, проблемы с возможным повреждением двигателя в результате, информация о техническом обслуживании, такая как уровень масла и т. Д., Теперь интегрированы в бортовую диагностическую систему.
В OBD-3 это также должно быть передано по радио властям, если транспортное средство не соответствует предельным значениям выхлопных газов в течение более длительного периода времени. В основе этого лежит идея о том, что при горящей контрольной лампе двигателя вы можете продолжать движение, не дожидаясь машины.
В Европейском союзе Регламент (ЕС) № 715/2007 предусматривает, что контрольная лампа двигателя является частью БД при регистрации нового транспортного средства. Это относится к автомобилям с бензиновыми двигателями с 2001 модельного года и к автомобилям с дизельными двигателями с 2004 модельного года. В частности, модели автомобилей, предназначенные для экспорта в США, совместимы с OBD (-2) даже в значительно более старые годы постройки.
Считывание информации OBD
Линия K или шина CAN используются в качестве физического интерфейса. OBD контролирует, среди прочего, следующие системы и датчики :
Каждый запрос к блоку управления состоит из режима и записи данных (ID параметра, PID) этого режима. PID стандартизированы в некоторых областях после OBD-2 (SAE J1979).
Разъем OBD-2 на Peugeot 208
Разъем OBD-2 на Mercedes-Benz
Сканер OBD-2 с передачей Bluetooth
Портативный диагностический прибор
Дисплей сканера OBD
Debouncing
Код готовности
Не все компоненты, относящиеся к выхлопным газам, можно постоянно контролировать, потому что (например, с каталитическим нейтрализатором) сначала должны быть достигнуты определенные рабочие состояния. Используя код готовности, можно использовать имеющийся в продаже диагностический прибор, чтобы определить, все ли компоненты или оборудование, относящиеся к выбросам выхлопных газов, проверены бортовой диагностической системой. Код готовности считывается и оценивается во время проверки системы управления двигателем и контроля выбросов UMA.
Диагностическое программное обеспечение
разделение
Диагнозы делятся на разные группы.
Дополнительные преимущества
Помимо предотвращения опасности и защиты окружающей среды, бортовая система диагностики также предназначена для предотвращения повреждения двигателя на практике: в случае соответствующих ошибок активируются программы аварийного запуска, щадящие двигатель. Например, если обнаружен ослабленный кабель свечи зажигания («разрыв кабеля»), соответствующий цилиндр отключается (топливо не впрыскивается), так как в противном случае несгоревшая смесь может разрушить каталитический нейтрализатор. Водитель воспринимает это (в дополнение к возможному миганию MIL) как снижение производительности.
Кроме того, бортовая система диагностики также может использоваться для упрощения обслуживания и ремонта. Ваша информация может упростить или даже упростить поиск неисправного компонента после появления симптома неисправности. Однако предварительным условием для этого является наличие соответствующей подробной сервисной документации от производителя для соответствующих сообщений об ошибках.
Диагностика также является ценным подспорьем на этапе разработки блоков управления.