Я47 Диагностика электронных систем автомобиля. Учебное пособие. М
|
Скачать 3.22 Mb.
|
|
1. Стандарт ОВD-I Из всех проблем современного автомобилестроения проблема нейтрализации выхлопных отработавших газов и других автомобильных токсиногенов — самая злободневная. К ее решению привлечены не только разработчики новых моделей автомобилей, но и законодательные органы ряда высокоразвитых государств. Совместные усилия приводят с одной стороны к постоянному улучшению экологических показателей вновь выпускаемых автомобилей, но при этом с другой законодательной стороны допустимые нормы выбросов токсиногенов 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 САRВ» (California Air Resourses Board). На основе этого постановления в 1988 г. был разработан первый автомобильный эколоческий стандарт «ОВD-I» (Onboard diagnostic-I), который стал обязательным в Калифорнии с 1989 г. Требования стандарта ОВD-I сводились к четырем основным пунктам:
Применение стандарта ОВD-I 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 ОВD-I были недостаточны. Например, к тому времени, когда включался индикатор Check Engine, автомобиль с неисправными средствами очистки токсичных отходов успевал достаточно долго поездить и бесконтрольно загрязнять окружающую среду. Кроме того, стандарт ОВD-I 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. 2. Основные сведения о стандарте ОВD-II Разработка требований и рекомендаций по стандарту ОВD-II велась под эгидой ЕРА (Environmental Protection Agency — агентство по защите окружающей среды при правительстве США) при участии САRВ и SАЕ (society of Automotive Engeneers — Международное общество автомобильных инженеров). Стандарт ОВD-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 ОВD-II . В Европе аналогичные документы традиционно принимаются с запаздыванием по отношению к США. Тем не менее аналогичные правила ЕОВD (European On Board Diagnostic) вступили в силу и в Европе с 1 января 2000 г. С применением стандартов ЕОВD и ОВD-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 ОВD-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 и т. 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 ISO1941 и стандарту SAE J1850. Стандарт J1979 устанавливает список кодов ошибок и рекомендуемую практику программных режимов работы для сканера. В соответствии с требованиями ОВD-II бортовая диагностическая система должна обнаруживать ухудшение работы средств до очистки токсичных выбросов. Например, индикатор неисправности Malfunction Indicator Lamp — МIL (аналог прежней 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. 3. Структура программного обеспечения систем ОВD-II Программное обеспечение ЭБУ двигателя современного автомобиля многоуровневое. Первый уровень — программное обеспечение функций управления, например реализация впрыска топлива. Второй уровень — программное обеспечение функции 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 автомобильных токсиногенов в окружающую среду. Диагностика и самотестарование системах ОВD-II осуществляется подпрограммой четвертого уровня, которая называется Diagnostic Executive (Diagnostic Executive — исполнитель диагностики, далее по тексту — подпрограмма DЕ). Подпрограмма DЕ с помощью специальных мониторов (emission monitor ЕММ) 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 DЕ выполняется в фоновом режиме, т. е. в то время, когда бортовой компьютер не занят выполнением основных функций, — функций управления. Все восемь упомянутых мини-программ — 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. Многие тесты выполняются на прогретом двигателе. Производители по-разному устанавливают это условие, например, для автомобилей Ford это означает, что температура двигателя превышает 70 °С (158 °F) и в течение поездки она повысилась не менее, чем на 20°С (36 °F). Подпрограмма DE устанавливает порядок и очередность проведения тестов: • Отмененные тесты — подпрограмма DЕ 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 DЕ не допускает проведения двух тестов одновременно, задерживая очередной тест до конца выполнения предыдущего. • Задержанные тесты — тесты и мониторы имеют различный приоритет, подпрограмма DЕ задержит выполнение теста с более низким приоритетом, пока не выполнит тест с более высоким приоритетом. В таблице 1 приведены условия (критерий) для выполнения или задержки тестов монитора каталитического нейтрализатора ОВD-II для автомобилей Chrysler. 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 давлен 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 следующии 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 DЕ включает лампу МIL после обнаружения неисправности в двух поездках подряд. С помощью сети ЕММ подпрограмма DЕ контролирует подсистемы автомобиля, неисправность которых может увеличить количество выбрасываемых в окружающую среду токсичных веществ. Мониторы ЕММ способны обнаружить ухудшение харатеристик обслуживаемых подсистем, приводящее к привьшению норм на токсичность в-1,5 раза. Мониторы ЕММ контролируют: • 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 (рис.1). Система управления подачей топлива в двигатель содержит  Рис. 1. Датчики кислорода на входе (I) и выходе (2) каталитического нейтрализатора с соответствующими выходными 'сигналами 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 (рис. 2) или другую частоту колебаний (рис. 1).  Рис. 2. Сигнал входного датчика кислорода (сверху) и выходного датчика кислорода (снизу) Чем более неисправен (отравлен) нейтрализатор тем более похожи сигналы входного и выходного датчиков (они совпадают как по амплитуде, так и по частоте). В зависимости типа измерительной системы монитор каталитического нейтрализатора или просто подсчитывает и сравнивает частоты колебаний двух сигналов, или производит статистическую обработку. Монитор через подпрограмму DЕ запишет код ошибки при обнаружении неисправности в трех поездках подряд. Монитор датчиков кислорода реализует различные тесты в висимости от того, где расположен датчик, — на входе или 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 частота переключений. Частота определяется по числу пересечений сигналом с датчиком 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. Монитор определяет также среднее время реакции датчика кислорода на входе нейтрализатора. Для датчика кислорода на выходе нейтрализатора, сигнал которого почти не флуктуирует, монитор проводит два теста: 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. 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  Рис. 3. Схема определения пропусков е системе зажигания (а) и временные диаграммы сигналов (б) каталитического нейтрализатора, что ускоряет его деградацию и увеличивает содержание токсичных веществ в выхлопе. 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 (рис. 3а). Равномерное следование импульсов с выхода датчика положения коленчатого вала (рис. 3б) 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 также когда нормы на токсичность превышены более чей 1,5 раза. Подпрограмма DЕ немедленно запишет в память ЭБУ код ошибки. Лампа МIL 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. 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 коррекций топливоподачи. 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 накапливается различные изменения характеристик, которые компьютер в ЭБУ компенсирует, изменяя средние значения коэффициентов топливокоррекции, хранящиеся в памяти ЭБУ. Коэффициент корекции 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). 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%.  |
Похожие:
 |
Учебное пособие по дисциплине «Основы латинского языка с медицинской терминологией» Учебное пособие может быть использовано на практических занятиях осеннего семестра студентами отделений: 34. 02. 01 «Сестринское... |
 |
Учебное пособие предназначено для для аспирантов по специальности... Диагностика и лечение железодефицитных анемий: учебное пособие / сост.: Ю. В. Шатохин, И. В. Снежко, О. В. Герасимова [и др.]; Фгбоу... |
|
Учебное пособие "Архитектуры графических систем" машинная графика... Назначение курса обучение машинной графике студентов физико-технического профиля. Курс ориентирован на две основные категории будущих... |
|
Диагностика и лечение аллергических заболеваний учебно-методическое пособие Учебное пособие предназначено для студентов медицинских вузов, интернов, ординаторов и аспирантов, обучающихся по специальности «аллергология... |
|
Отчёт об установке комплекта электрики фаркопа (не оригинал) с возможностью... Отчёт об установке комплекта электрики фаркопа (не оригинал) с возможностью подключения к кан шине автомобиля и как следствие полноценной... |
|
Учебное пособие Москва 2012 год Настоящее учебное пособие предназначено... Учебное пособие предназначено для изучения и проведения практических занятий по дисциплинам «Бизнес планирование транспортных предприятий»,... |
|
Учебное пособие Москва 2012 год Настоящее учебное пособие предназначено... Учебное пособие предназначено для изучения и проведения практических занятий по дисциплинам «Бизнес планирование транспортных предприятий»,... |
|
Учебное пособие Самара Самарский государственный технический университет... Сапр систем электроснабжения: Учеб пособие/ Самар гос тех ун-т; Ю. Ф. Лыков. Самара, 2008. 65 с |
|
Специальность – Лабораторная диагностика Дисциплина – Теория и практика... Шабалова И. П., Полонская Н. Ю. Основы клинической цитологической диагностики: учебное пособие. – М.: Гэотар-медиа, 2010 |
|
Электроэнергетика и электротехника», профиль подготовки «Электроснабжение»,... Диагностика и тепловизионный контроль электроэнергетического оборудования: учебное пособие. / Е. Е. Привалов. – Ставрополь: Изд-во... |
|
Электроэнергетика и электротехника», профиль подготовки «Электроснабжение»,... Диагностика оборудования силовых масляных трансформаторов: учебное пособие. / Е. Е. Привалов. – Ставрополь: Изд-во параграф, 2014.... |
|
Учебное пособие по дисциплине «медицина катастроф» Учебное пособие подготовили доценты Астапенко В. П., Кудинов В. В., Волкодав О. В., Кобец Ю. В |
|
Учебное пособие по дисциплине «медицина катастроф» Учебное пособие подготовили доценты Астапенко В. П., Кудинов В. В., Волкодав О. В., Кобец Ю. В |
|
Учебное пособие Медицинская подготовка командного состава судов: Учебное пособие. М.: Мортехинформреклама, 1993. 152с |
|
Учебное пособие Учебное пособие составлено с учетом требований Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования... |
|
Учебное пособие тема: «профилактика пролежней» Учебное пособие пм 04 Выполнение работ по профессии Младшая медицинская сестра по уходу за больными |