Бортовая диагностика автомобилей

Под “бортовой диагностикой автомобиля” 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.

Бортовая диагностика автомобилей решает следующие задачи:

1. Определение и идентификация ошибок функционирования СУД и самого двигателя, которые приводят:

- 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”;
- к ухудшению параметров двигателя (например, снижению мощности и крутящего момента двигателя, увеличению расхода топлива, ухудшению ходовых качеств автомобиля);
- к выходу из строя двигателя или компонентов системы управления. В качестве примера может служить повреждение каталитического нейтрализатора в случае возникновения пропусков воспламенения.

2. Информирование водителя о наличии неисправности включением диагностической лампы. Горящая диагностическая лампа не требует от водителя немедленного прекращения движения и остановки двигателя. Водитель предупреждается о том, что бортовая система диагностики автомобилей 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).

3. Сохранение информации об обнаруженной неисправности. В момент обнаружения неисправности в память ошибок контроллера СУД заносится следующая информация:

- код ошибки согласно международной классификации;
- статус-флаги (или признаки), характеризующие состояние неисправности в момент считывания информации с помощью диагностического прибора;
- 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.

4. 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.

5. Обеспечение взаимодействия с диагностическим оборудованием. О наличии неисправности система бортовой диагностики сигнализирует зажиганием диагностической лампы. Далее система бортовой диагностики автомобилей 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.

6. Облегчение поиска неисправностей СУД и двигателя. Современные системы бортовой диагностики автомобилей 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 автомобилей, позволяет максимально сократить время на поиск неисправности.

Основным компонентом системы бортовой диагностики автомобилей 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 автомобилей 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 автомобилей и его работа могут ограничиваться определенными режимами работы двигателя.

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 автомобилей 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 автомобилей дает заключение о качестве работы подсистем СУД в целом.

Более подробно про “Бортовую диагностику” вы можете почитать в одноименной книге которую можно скачать здесь “Бортовая диагностика 2013г.”.