Система управления двигателем VG33E. Процедуры диагностики Инфинити QX4

За счет применения высокоскоростного электронно-вычислительного устройства (процессора) система управления двигателем осуществляет координацию таких жизненно важных процессов, как компоновка воздушно-топливной смеси, установка и непрерывная регулировка угла опережения зажигания, функционирование систем рециркуляции отработавших газов и стабилизации оборотов холостого хода и пр. Во главу угла поставлена задача получения максимальной отдачи от двигателя в любых дорожных условиях при минимальных расходе топлива и концентрации содержания токсичных составляющих в отработавших газах.

Функциональная схема системы управления двигателем VG33E

1 — Топливный инжектор 2 — Регулятор давления топлива 3 — Кулачок быстрого холостого хода 4 — Датчик положения дроссельной заслонки (TPS) и датчик-выключатель закрытого положения заслонки 5 — Контрольная лампа отказов (MIL) 6 — Блок управления АТ (TCM) 7 — Воздухоочиститель 8 — Датчик температуры всасываемого воздуха (IAT) 9 — Электромагнитный клапан датчика-выключателя абсолютного давления в трубопроводе (MAP)/атмосферного давления (BARO) 10 — Датчик-выключатель разрешения запуска (Р/N) 11 — Датчик абсолютного давления 12 — Датчик скорости движения автомобиля (VSS) 13 — Выключатель кондиционера воздуха 14 — Датчик-выключатель давления в гидравлическом тракте рулевого усилителя (ГУР) 15 — Датчик-выключатель температуры наружного воздуха 16 — Электронный модуль управления двигателем (ECM) 17 — Датчик измерения массы воздуха (MAF) 18 — Аккумуляторная батарея 19 — Топливный бак 20 — Датчик температуры топлива в баке 21 — Топливный насос 22 — Угольный адсорбер системы улавливания топливных испарений (EVAP) 23 — Перепускной клапан клапана отсечки разрежения 24 — Клапан отсечки разрежения 25 — Клапан управления вентиляцией угольного адсорбера

26 — Датчик давления системы управления продувкой EVAP 27 — Клапан управления продувкой угольного адсорбера 28 — Электромагнитный управляющий клапан продувки угольного адсорбера 29 — Электромагнитный клапан системы рециркуляции отработавших газов (EGRС) 30 — Передний (предкаталитический) подогреваемый лямбда-зонд 31 — Одноходовой клапан 32 — Объемный клапан управления продувкой угольного адсорбера 33 — Задний (посткаталитический) подогреваемый лямбда-зонд 34 — Трехфункциональный каталитический преобразователь 35 — Датчик детонации (KS) 36 — Датчик положения коленчатого вала (CKP) 37 — Передний (предкаталитический) подогреваемый лямбда-зонд 38 — Глушитель 39 — Задний (посткаталитический) подогреваемый лямбда-зонд 40 — Трехфункциональный каталитический преобразователь 41 — Свеча зажигания 42 — Встроенные в сборку распределителя катушка зажигания, мощный транзистор и датчик положения распределительного вала (CMP) 43 — Клапан системы управляемой вентиляции картера (PCV) 44 — Выключатель зажигания 45 — Клапан EGRС-ВРТ 46 — Клапан EGR 47 — Датчик температуры EGR 48 — Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя (ECT) 49 — Электромагнитный клапан-регулятор системы стабилизации оборотов холостого хода (IACV-FICD) 50 — Клапан дополнительного воздуха системы стабилизации оборотов холостого хода (IACV-ААС)

Конструкция распределителя зажигания

Местоположение реле зажигания

Местоположение реле топливного насоса

Диаграмма проблесков контрольной лампы MIL при выдаче диагностических кодов

Поставленная перед системой задача по повышению эффективности отдачи двигателя и обеспечению максимального комфорта передвижения выполняется путем отслеживания и корректировки следующих параметров:

• Угол опережения зажигания и время перекрывания впускных и выпускных клапанов по отношению к положениям поршней;
• Состав воздушно-топливной смеси, подаваемой в камеры сгорания в каждом рабочем такте поршней;
• Момент воспламенения сжатой в цилиндре в конце такта сжатия воздушно-топливной смеси;
• Температура сгорания горючей смеси в цилиндрах, особенно при работе двигателя под нагрузкой;
• Обороты двигателя в любых условиях функционирования.

Все перечисленные параметры контролируются и корректируются электронной системой управления двигателя, обеспечивая максимальную его отдачу при минимальных расходе топлива и эмиссии в атмосферу токсичных продуктов сгорания практически при любых условиях эксплуатации автомобиля.

Управление качеством воздушно-топливной смеси

Для обеспечения работы бензинового двигателя на холостых оборотах в камеры сгорания должна подаваться обогащенная топливом горючая смесь. При движении автомобиля с крейсерской скоростью количество воздушной составляющей в смеси увеличивается (обеднение). Повышение нагрузки на двигатель, работа последнего на высоких оборотов также сопровождается обогащением воздушно-топливной смеси. Любые изменения качества смеси должны производиться плавно, по возможности, незаметно для водителя. Электронная система управления двигателем Infiniti обеспечивает прецизионное управление количеством впрыскиваемого в двигатель топлива на основании поступающей от соответствующих датчиков анализа информации о количестве всасываемого в двигатель воздуха, оборотах коленчатого вала и положении педали газа/ дроссельной заслонки.

Измерение массового расхода поступающего в двигатель атмосферного воздуха осуществляется вмонтированным во впускной воздушный тракт датчика измерения массы воздуха (MAF). Датчики данного типа способны отслеживать малейшие изменения расхода и плотности воздушного потока и обладают очень малой инерционностью, практически мгновенно корректируя параметры выдаваемого на ECM информационного сигнала. На основании анализа параметров поступающих от датчика MAF импульсов напряжения ECM вырабатывает команду на соответствующую корректировку количества впрыскиваемого в двигатель топлива путем тончайших корректировок длительности времени открывания игольчатых клапанов инжекторов. Так как диапазон изменений составляет миллисекунды, рабочие параметры двигателя корректируются плавно, без бросков и провалов оборотов.

Система последовательного распределенного впрыска топлива

На рассматриваемых в настоящем Руководстве моделях Infiniti используется распределенная система впрыска, когда каждая из камер сгорания оборудована индивидуальным, помещенным во впускной порт инжектором. Инжекторы обеспечивают тонкодисперсное распыление топлива, под напором впрыскиваемого непосредственно в поток подаваемого во впускной порт камеры сгорания воздушного потока. Так как моменты впрыска согласованы с порядком зажигания, речь идет о системе последовательного типа. Впрыск четко дозированного количества топлива осуществляется непосредственно перед моментом открывания впускного клапана каждого из цилиндров.

Функционирование инжекторов определяется подачей топлива, давление которого в тракте системы питания корректируется в зависимости от глубины разрежения во впускном трубопроводе. Подаваемое под давлением топливо прокачивается через установленный в двигательном отсеке фильтр тонкой очистки и поступает в топливную магистраль с вмонтированными в нее инжекторами. Таким образом, на входе инжекторов постоянно поддерживается избыточное давление, что гарантирует бесперебойность впрыска в любой момент времени при открывании игольчатых клапанов.

За счет перенаправления избытка топлива назад в топливный бак специальный регулятор давления топлива обеспечивает на входе инжекторов постоянный избыточный над давлением во впускном трубопроводе напор величиной в 2.4 кГс/см² (235 кПа).

Такая схема позволяет ECM осуществлять регулировку количества впрыскиваемого в камеры сгорания топлива простым изменением длительности времени открывания инжекторов, — чем дольше игольчатые клапаны инжекторов остаются открытыми, тем более обогащенная смесь подается в цилиндры.

Управление углом опережения зажигания

Наибольшую эффективность дает возможность динамического управления зажиганием, когда момент воспламенения воздушно-топливной смеси корректируется в зависимости от конкретных условий функционирования двигателя. В качестве управляющих параметров могут выступать нагрузка на двигатель, частота вращения коленчатого вала, температура охлаждающей жидкости, атмосферное давление (высота над уровнем моря) и пр. Все необходимые сведения ECM получает от соответствующих информационных датчиков.

На моделях Infiniti QX4 используется электронная система зажигания с распределителем. Основными элементами распределителя являются встроенные в него оптический датчик положения распределительного вала (CMP) на светодиоде (LED), мощный транзистор и катушка зажигания (см. иллюстрацию Конструкция распределителя зажигания).

Датчик CMP отслеживает обороты двигателя и поставляет ECM информацию о положении поршней.

Мощный транзистор по сигналам ECM производит активацию катушки зажигания с выдачей в нужный момент времени ВВ напряжения на соответствующую свечу зажигания. Питание на катушку выдается через реле (см. иллюстрацию Местоположение реле зажигания) с выключателя зажигания.

При возникновении в камерах сгорания детонации воздушно-топливной смеси повышенный уровень вибраций улавливается датчиком детонаций (KS) и преобразуется в информационные сигналы, на основании анализа которых ECM производит соответствующее смещение угла опережения зажигания в сторону отставания с целью устранения детонационного процесса.

Управление температурой сгорания

К числу наиболее типичных фотохимических загрязнителей атмосферы относятся окислы азота, образующиеся в продуктах сгорания воздушно-топливной смеси при температурах горения свыше 1093°С. Наиболее очевидным из способов борьбы за сокращение эмиссии NОХ является снижение рабочей температуры в камерах сгорания. Данная цель достигается за счет отвода во впускной тракт небольшого количества инертных отработавших газов, соответствующий процесс получил название процесса подмешивания отработавших газов (EGR).

Система стабилизации оборотов холостого хода

На количество оборотов холостого хода оказывают влияние множество различных факторов. Так, например, холодный двигатель имеет тенденцию к нарушению стабильности оборотов как на холостом ходу, так и под нагрузкой. Включение таких вспомогательных агрегатов, как компрессор К/В, рулевой насос и т.п. неизбежно приводит к снижению оборотов холостого хода. Активация такого энергоемкого оборудования, как головные фары обогреватели стекол, вентиляторы системы охлаждения ведет к увеличению нагрузки на двигатель. С целью стабилизации оборотов холостого хода и обеспечения максимальной экономии расхода топлива в любых условиях эксплуатации система управления двигателем обеспечивает автоматический контроль оборотов холостого хода. На основании анализа поступающих от соответствующих информационных датчиков данных ECM вычисляет оптимальное значение оборотов холостого хода и осуществляет управление количеством подаваемого во впускной трубопровод воздуха посредством клапана дополнительного воздуха IACV-AAC, регулирующего. Так как количество всасываемого в двигатель воздуха определяется на основании информации, поступающей от датчика MAF, ECM всегда имеет возможность соответствующей корректировки длительности открывания инжекторов с целью компоновки воздушно-топливной смеси требуемого состава.

Система бортовой диагностики OBD-II

Приведенный ниже материал носит лишь описательный характер и не привязан ни к какой конкретной марке или модели автомобиля.

Сведения о диагностических приборах

Проверка исправности функционирования компонентов систем впрыска и снижения токсичности отработавших газов производится при помощи универсального цифрового измерителя (мультиметра).

Использование цифрового измерителя предпочтительно по нескольким причинам. Во-первых, по аналоговым приборам достаточно сложно (порой, невозможно), определить результат показания с точностью до сотых и тысячных долях, в то время как при обследовании контуров, включающих в свой состав электронные компоненты, такая точность приобретает особое значение. Второй, не менее важной, причиной является тот факт, что внутренний контур цифрового мультиметра, имеет достаточно высокий импеданс (внутреннее сопротивление прибора составляет 10 миллионов Ом). Так как вольтметр подсоединяется к проверяемой цепи параллельно, точность измерения тем выше, чем меньший паразитный ток будет проходить через собственно прибор. Данный фактор не является существенным при измерении относительно высоких значений напряжения (9—12 В), однако становится определяющим при диагностике выдающих низковольтные сигналы элементов, таких, как, например, лямбда-зонд, где речь идет об измерении долей вольта.

Наиболее удобными приборами для диагностики систем управления двигателем современных моделей автомобилей являются ручные считыватели сканерного типа.

Сканеры первого поколения служат для считывания кодов неисправностей систем OBD-I. Перед применением считыватель следует проверить на соответствие модели и году выпуска проверяемого автомобиля. Некоторые сканеры являются многофункциональными за счет возможности смены картриджа в зависимости от модели диагностируемого автомобиля (Ford, GM, Chrysler и т.п.), другие привязаны к требованиям региональных властей и предназначены для использования в определенных районах мира (Европа, Азия, США и т.д.).

Диагностический сканер New Generation Star (NGS) (широкое применение получили также сканеры FDS 2000, Bosch FSA 560 [www.bosch.de] и KTS 500 [0 684 400 500]).

С введением в производство отвечающей требованиям последних законодательств по охране окружающей среды системы бортовой диагностики второго поколения (OBD-II) начали выпускаться считыватели специальной конструкции. Некоторые производители наладили выпуск сканеров, предназначенных для использования механиками-любителями в домашних условиях, — спрашивайте в магазинах автомобильных аксессуаров.

Еще одним очень удобным диагностическим прибором является дорогостоящий специализированный диагностический компьютер типа ADC2000 фирмы Launch HiTech), либо обычный персональный компьютер в комплекте со специальным кабелем и адаптером (комплект 1 687 001 439).

Некоторые сканеры помимо обычных диагностических операций позволяют при подсоединении к персональному компьютеру распечатывать хранящуюся в памяти модуля управления принципиальные схемы электрооборудования (если таковые заложены), программировать противоугонную систему, наблюдать сигналы в цепях предохранителя в реальном масштабе времени. Местоположение разъема зависит от марки и модели автомобиля.

Бесплатную версию броузера OBD-II можно скачать с сайта составителей настоящего Руководства arus.spb.ru.

Считывание записанных в память системы самодиагностики кодов неисправностей может быть произведено при помощи контрольной лампы отказов MIL.

Общее описание системы OBD

На оборудованных системой OBD-II модулях на установленной под капотом шильде должна присутствовать запись «OBD-II compliant», а диагностический разъем DLC должен быть 16-контактным. Как правило, системой OBD-II обязательно оснащаются модели, предназначенные для североамериканского рынка, начиная с 1996 г. выпуска, а также европейские модели, начиная с 2000 г. выпуска.

В состав системы OBD входят несколько диагностических устройств, производящих мониторинг отдельных параметров систем снижения токсичности и фиксирующих выявленные отказы в памяти бортового процессора в виде индивидуальных кодов неисправностей. Система производит также проверку датчиков и исполнительных устройств, контролирует эксплуатационные циклы транспортного средства, обеспечивает возможность замораживания параметров и очистки блока памяти.

Все описываемые в настоящем Руководстве модели оборудованы системой бортовой диагностики второго поколения (OBD-II). Основным элементом системы является бортовой процессор, чаще называемый электронным модулем управления (ECM). ECM является мозгом системы управления двигателем. Исходные данные поступают на модуль от различных информационных датчиков и других электронных компонентов (выключателей, реле и т.д.). На основании анализа поступающих от информационных датчиков данных и в соответствии с заложенными в память процессора базовыми параметрами, ECM вырабатывает команды на срабатывание различных управляющих реле и исполнительных устройств, осуществляя тем самым корректировку рабочих параметров двигателя и обеспечивая максимальную эффективность его отдачи при минимальном расходе топлива.

A. B.

Считывание данных памяти процессора OBD-II производится при помощи специального сканера, подключаемого к 16-контактному диагностическому разъему считывания базы данных (DLC), расположенному слева под панелью приборов. A — Диагностический разъем системы OBD II, при подключении используйте стандартный кабель OBD-II J1962. Назначение выводов — см. схему Диагностические разъемы B — Местоположение диагностического разъема DLC

Считывание записанных в память системы самодиагностики кодов неисправностей может быть произведено при помощи контрольной лампы на приборной доске.

На обслуживание компонентов систем управления двигателем/ снижения токсичности отработавших газов распространяются особые гарантийные обязательства с продленным сроком действия. Не следует предпринимать попыток самостоятельного выполнения диагностики отказов ECM или замены компонентов системы, до выхода сроков данных обязательств, — обращайтесь к специалистам фирменных станций техобслуживания компании Infiniti.

Информационные датчики (в зависимости от комплектации автомобиля)

Кислородные датчики (лямбда-зонды). Датчик вырабатывает сигнал, амплитуда которого зависит от разницы содержания кислорода (О2) в отработавших газах двигателя и наружном воздухе.

Датчик положения коленчатого вала (СКР). Датчик информирует ECM о положении коленчатого вала и оборотах двигателя. Данная информация используется процессором при определении моментов впрыска топлива и установке угла опережения зажигания.

Датчик положения поршней (CYP). На основании анализа поступающих от датчика сигналов ECM вычисляет положение поршня первого цилиндра и использует данную информацию при определении моментов и последовательности впрыска топлива в камеры сгорания двигателя.

Датчик ВМТ (TDC). Вырабатываемые датчиком сигналы используются ECM при определении установок угла опережения зажигания в момент запуска двигателя.

Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя (ЕСТ). На основании поступающей от датчика информации ЕСМ осуществляет необходимые корректировки состава воздушно-топливной смеси и угла опережения зажигания, а также контролирует работу системы EGR.

Датчик температуры всасываемого воздуха (IAT). ECM использует поступающую от датчика IAT информацию при корректировках потока топлива, установок угла опережения зажигания и управлении функционированием системы EGR.

Датчик положения дроссельной заслонки (TPS). Датчик расположен на корпусе дросселя и соединен с осью дроссельной заслонки. По амплитуде выдаваемого TPS сигнала ECM определяет угол открывания дроссельной заслонки (управляется водителем от педали газа) и соответствующим образом корректирует подачу топлива во впускные порты камер сгорания. Отказ датчика, либо ослабление его крепления приводит к перебоям впрыска и нарушениям стабильности оборотов холостого хода.

Датчик абсолютного давления в трубопроводе (МАР). Датчик контролирует вариации глубины разрежения во впускном трубопроводе, связанные с изменениями оборотов коленчатого вала и нагрузки на двигатель и преобразует получаемую информацию в амплитудный сигнал. ECM использует поставляемую датчиками МАР и IAT информацию при тонких корректировках подачи топлива.

Датчик атмосферного давления (BARO). Датчик вырабатывает амплитудный сигнал, пропорциональный изменениям атмосферного давления, который используется ECM при определении продолжительности моментов впрыска топлива. Датчик встроен в модуль ECM и обслуживанию в индивидуальном порядке не подлежит.

Датчик детонации (KS). Датчик реагирует на изменение уровня вибраций, связанных с детонациями в двигателе. На основании поступающей от датчик информации ECM осуществляет соответствующую корректировку угла опережения зажигания.

Датчик скорости движения автомобиля (VSS). Как следует из его названия, датчик информирует процессор о текущей скорости движения автомобиля.

Датчик величины открывания клапана EGR. Датчик оповещает ECM о величине смещения плунжера клапана EGR. Полученная информация используется затем процессором при управлении функционированием системы рециркуляции отработавших газов.

Датчик давления в топливном баке. Датчик является составным элементом системы улавливания топливных испарений (EVAP) и служит для отслеживания давления паров бензина в баке. На основании поступающей от датчика информации ECM выдает команды на срабатывание электромагнитных клапанов продувки системы.

Датчик-выключатель давления системы гидроусиления руля (PSP). На основании поступающей от датчика-выключателя PSP информации ECM обеспечивает повышение оборотов холостого хода за счет срабатывания датчика системы стабилизации оборотов холостого хода (IAC) с целью компенсации возрастающих нагрузок на двигатель, связанных с функционированием рулевого гидроусилителя при совершении маневров.

Трансмиссионные датчики. В дополнение к данным, поступающим от VSS, ECM получает также информацию от датчиков помещенных внутрь коробки передач, либо подсоединенных к ней. К числу таких датчиков относятся: (а) датчик оборотов вторичного (коренного) вала и (b) датчик оборотов промежуточного вала.

Датчик-выключатель управления включением муфты сцепления кондиционера воздуха. При подаче питания от батареи к электромагнитному клапану компрессора К/В соответствующий информационный сигнал поступает на ECM, который расценивает его как свидетельство возрастания нагрузки на двигатель и соответствующим образом корректирует обороты его холостого хода.

Исполнительные устройства

Реле топливного насоса. ECM производит активацию реле топливного насоса при поворачивании ключа зажигания в положение START или RUN. При включении зажигания активация реле обеспечивает подъем давления в системе питания. Местоположение реле топливного насоса на моделях Infiniti QX4 — см. иллюстрацию Местоположение реле топливного насоса).

Инжектор(ы) впрыска топлива. ECM обеспечивает индивидуальное включение каждого из инжекторов в соответствии с установленным порядком зажигания. Кроме того, модуль контролирует продолжительность открывания инжекторов, определяемую шириной управляющего импульса, измеряемой в миллисекундах и определяющей количество впрыскиваемого в цилиндр топлива. Более подробная информация по принципу функционирования системы впрыска, замене и обслуживанию инжекторов приведена в Главе Системы питания и управления.

Распределитель зажигания. Распределитель управляет функционированием катушки зажигания, определяя требуемое базовое опережение на основании вырабатываемых ECM команд.

Клапан стабилизации оборотов холостого хода (IAC). Клапан IAC осуществляет дозировку количества воздуха, перепускаемого в обход дроссельной заслонки, когда последняя закрыта, либо занимает положение холостого хода. Открыванием клапана и формированием результирующего воздушного потока управляет ECM.

Электромагнитный клапан продувки угольного адсорбера. Клапан является составным элементом системы улавливания топливных испарений (EVAP) и, срабатывая по команде ECM, осуществляет выпуск скопившихся в адсорбере паров топлива во впускной трубопровод с целью сжигания их в процессе нормального функционирования двигателя.

Электромагнит управления продувкой угольного адсорбера. Электромагнит используется ECM при проверке системой OBD-II исправности функционирования системы EVAP.

Считывание кодов неисправностей и очистка памяти процессора

При выявлении неисправности, повторяющейся подряд в двух поездках, ECM выдает команду на включение вмонтированной в приборный щиток контрольной лампы «Проверьте двигатель», называемой также индикатором отказов (MIL). Одновременно прибор управления переключается на аварийный режим. Лампа будет продолжать гореть до тех пор, пока память системы самодиагностики не будет очищена от занесенных в нее кодов выявленных неисправностей (см. ниже).

Считывание кодов с помощью сканера

Считывание кодов неисправностей производится путем подключения специального считывателя (см. выше) к 16-контактному диагностическому разъему DLC, — действуйте в соответствии с указаниями меню прибора. Перечень кодов приведен в Спецификациях.

Считывание кодов при помощи контрольной лампы отказов MIL

Заглушите двигатель и выключите зажигание.

При выявлении неисправности, повторяющейся подряд в двух поездках, РСМ выдает команду на включение вмонтированной в приборный щиток контрольной лампы «Проверьте двигатель», называемой также индикатором отказов. Лампа будет продолжать гореть до тех пор, нарушение не исчезнет, и не будет проявляться в течение трех и более поездок.

Для считывания кодов необходимо обеспечить доступ к РСМ с целью переключения селектора на высвечивание кодов посредством диагностических ламп/ контрольной лампы «Проверьте двигатель». РСМ следует снять со своего опорного кронштейна (не отсоединяя электропроводку) и действовать в соответствии с приведенными ниже инструкциями.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

Включите зажигание (не запуская двигатель). Контрольная лампа «Проверьте двигатель» на панели приборов должна остаться включенной, что подтверждает выдачу на нее питания от РСМ и исправность самой лампы. Нарушение порядка описываемой ниже процедуры может привести к случайной очистке памяти РСМ! При помощи отвертки поверните селектор на стенке РСМ до упора по часовой стрелке. Должны начать мигать диагностические лампы, — после трех проблесков поверните селектор до упора против часовой стрелки; Внимательно наблюдайте за функционированием контрольной лампы «Проверьте двигатель». Лампа высветит первую цифру кода серией длинных (приблизительно по 0.6 с) проблесков, затем, после 0.9-секундной паузы, приступит к высвечиванию второй цифры кода в виде серии коротких (по 0.3 с) проблесков (обратитесь к иллюстрации). Пауза между кодами около 2 с. С целью определения высвеченного кода запишите количество проблесков каждой серии, так, код 0403 (цепь TPS) будет выглядеть следующим образом: 4 длинных проблеска, затем, после паузы, три коротких. Об отсутствии выявленных системой нарушений свидетельствует высвечивание кода 0505 (см. список кодов неисправностей в Спецификациях); При повторном включении зажигания после выключения его в процессе считывания кодов система автоматически аннулирует результаты предшествовавшего поиска и процедуру считывания необходимо начать заново.

Запуск двигателя автоматически перекрывает доступ к системе самодиагностики.

Высвеченный код позволяет определить лишь цепь системы, отказ которой был зафиксирован системой самодиагностики. Так, если код указывает на неисправность датчика температуры охлаждающей жидкости (ECT), не исключается также вероятность нарушения функционирования собственно модуля управления. Установить истину можно либо заменой датчика, либо путем проведения соответствующих контрольных измерений.

При проверке цепи, прежде всего, отсоедините соответствующую электропроводку и проверьте состояние ее контактных соединений соединения. В случае необходимости зачистите клеммы, полностью удалив с них следы окисления.

Проверьте надежность крепления кабеля у кабельного наконечника.

Проверьте сопротивление подозреваемого элемента, — если номинальное сопротивление элемента невелико, следует принять во внимание такие факторы, как точность и внутреннее сопротивление измерительного прибора.

Проверьте целостность проводов, идущих к модулю управления (в случае необходимости сверьтесь со схемами электрических соединений).

При считывании кодов, указывающих на чрезмерное занижение уровня сигнала, прежде всего, необходимо удостовериться в надежности заземления соответствующего компонента. Завышение уровня сигнала чаще всего оказывается связанным с обрывом электропроводки.

Информационное содержание разрядов 5-разрядного кода вида P0380

Очистка памяти OBD II

Для очистки памяти ЕСМ выключите зажигание, и отсоедините клемму батареи не менее чем на 60 секунд, либо подключите к системе сканер и выберите в его меню функцию CLEARING CODES (Удаление кодов), — далее следуйте высвечиваемым на приборе указаниям.

Очистка памяти OBD путем отсоединения отрицательного провода от батареи, сопряжена с удалением установочных параметров двигателя и нарушением стабильности его оборотов на короткое время после первичного запуска, а также со стиранием настроек часов и радиоприемника.

Если установленная на автомобиле стереосистема оборудована охранным кодом, прежде чем отсоединять батарею удостоверьтесь в том, что располагаете правильной комбинацией для ввода аудиосистемы в действие!

Во избежание повреждения ЕСМ его отключение и подключение следует производить только при выключенном зажигании!

Записанный в память код удаляется автоматически, если соответствующая неисправность не появляется в течение 20 следующих подряд друг за другом запусков двигателя (количество оборотов должно быть не ниже 450 в минуту).

Проследите, чтобы память системы была очищена перед установкой на двигатель новых компонентов систем снижения токсичности отработавших газов. Если перед запуском системы после замены вышедшего из строя информационного датчика не произвести очистку памяти отказов, ECM занесет в нее новый код неисправности. Очистка памяти позволяет процессору произвести перенастройку на новые параметры. При этом первые 15-20 минут после первичного запуска двигателя до окончания адаптации ECM, может иметь место некоторое нарушение стабильности его оборотов.

Применение осциллографа для наблюдения рабочих системы управления

Общая информация

Цифровые мультиметры отлично подходят для проверки электрических цепей, находящихся в статическом состоянии, а также для фиксации медленных изменений отслеживаемых параметров. При проведении же динамических проверок, выполняемых на работающем двигателе, а также при выявлении причин спорадических сбоев совершенно незаменимым инструментом становится осциллограф.

Некоторые осциллографы позволяют сохранять осциллограммы во встроенном модуле памяти с последующим выводом результатов на печать или перекачкой их на носитель персонального компьютера уже в стационарных условиях.

Осциллограф позволяет наблюдать периодические сигналы и измерять напряжение, частоту, ширину (длительность) прямоугольных импульсов, а также уровни медленно меняющихся напряжений. Осциллограф может быть использован при выполнении следующих процедур:

• Выявления сбоев нестабильного характера;
• Проверки результатов произведенных исправлений;
• Мониторинга активности лямбда-зонда системы управления двигателя, оборудованного каталитическим преобразователем;
• Анализа вырабатываемых лямбда-зондом сигналов, отклонение параметров которых от нормы является безусловных свидетельством нарушения исправности функционирования системы управления в целом. С другой стороны, правильность формы выдаваемых датчиком импульсов может служить надежной гарантией отсутствия нарушений в системе управления.

Надежность и простота эксплуатации современных осциллографов не требуют от оператора никаких особых специальных знаний и опыта. Интерпретация полученной информации может быть легко произведена путем элементарного визуального сравнения снятых в ходе проверки осциллограмм с приведенными ниже временными зависимостями, типичными для различных датчиков и исполнительных устройств автомобильных систем управления.

Параметры периодических сигналов

Общая информация

Каждый, снимаемый при помощи осциллографа сигнал, может быть описан при помощи следующих основных параметров:

• Амплитуда: Разность максимального и минимального напряжений (В) сигнала в пределах периода;
• Период: Длительность цикла сигнала (мс);
• Частота: Количество циклов в секунду (Гц);
• Ширина: Длительность прямоугольного импульса (мс, мкс);
• Скважность: Отношение периода повторения к ширине (В зарубежной терминологии применяется обратный скважности параметр называемый рабочим циклом, выраженный в %);
• Форма сигнала: Последовательность прямоугольных импульсов, единичные выбросы, синусоида, пилообразные импульсы, и т.п.

Обычно характеристики неисправного устройства сильно отличаются от эталонных, что позволяет опытному оператору легко и быстро выявить отказавший компонент путем анализа соответствующей осциллограммы.

Сигналы постоянного тока

Единственной рабочей характеристикой таких сигналов является напряжение.

Сигналы постоянного тока вырабатываются устройствами, представленными ниже:

Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя (ECT)

Датчик температуры всасываемого воздуха (IAT)

Датчик положения дроссельной заслонки (TPS)

Подогреваемый лямбда-зонд

Измеритель объемного расхода потока воздуха (VAF)

Измеритель массы воздуха (MAF)

Сигналы переменного тока

Основными характеристиками данных сигналов являются амплитуда, частота и форма сигнала.

Датчик детонации (KS)

Индуктивный датчик оборотов двигателя

Частотно-модулированные сигналы (ЧМ)

Рабочими характеристиками частотно-модулированных сигналов являются амплитуда, частота, форма сигнала и ширина периодических импульсов.

Источниками ЧМ сигналов являются устройства, представленные ниже.

Индуктивный датчик положения коленчатого вала (CKP)

Индуктивный датчик положения распределительного вала (CMP)

Индуктивный датчик скорости движения автомобиля (VSS)

Работающие на эффекте Холла датчики оборотов и положения валов

Оптические датчики оборотов и положения валов

Цифровые датчики термометрического измерения массы воздуха (MAF) и абсолютного давления во впускном трубопроводе (MAP)

Сигналы, модулированные по ширине импульса (ШИМ)

Рабочими характеристиками сигналов широтно-импульсной модуляции (ШИМ) являются амплитуда, частота, форма сигнала и скважность периодических импульсов.

Источниками сигналов ШИМ являются представленные далее устройства.

Инжекторы топлива

Устройства стабилизации оборотов холостого хода (IAC)

Первичная обмотка катушки зажигания

Электромагнитный клапан продувки угольного адсорбера (EVAP)

Клапаны системы рециркуляции отработавших газов (EGR)

Кодированная последовательность прямоугольных импульсов

Рабочими характеристиками являются амплитуда, частота и форма последовательности отдельных импульсов.

Подобного рода сигналы генерирует модуль памяти самодиагностики ECM системы управления двигателем.

Путем анализа ширины и формы импульсов, а также подсчета их количества в каждой из групп могут быть считаны хранящиеся в памяти коды неисправностей (код 1223 — см. иллюстрацию Диаграмма проблесков контрольной лампы MIL при выдаче диагностических кодов).

Амплитуда и форма сигнала остаются постоянными, записанное значение будет выдаваться до тех пор, пока память модуля не будет очищена.

Интерпретация осциллограмм

A. B.

Форма выдаваемого осциллографом сигнала зависит от множества различных факторов и может в значительной мере видоизменяться. В виду сказанного, прежде чем приступать к замене подозреваемого компонента в случае несовпадения формы снятого диагностического сигнала с эталонной осциллограммой, следует тщательно проанализировать полученный результат. A — Цифровой сигнал B — Аналоговый сигнал

Напряжение

Нулевой уровень эталонного сигнала нельзя рассматривать в качестве абсолютного опорного значения, — «ноль» реального сигнала, в зависимости от конкретных параметров проверяемой цепи, может оказаться сдвинутым относительно эталонного [1] в пределах определенного допустимого диапазона. Полная амплитуда сигнала зависит от напряжения питания проверяемого контура и также может варьироваться в определенных пределах относительно эталонного значения [3] и [2].

В цепях постоянного тока уровень сигнала ограничивается напряжением питания. В качестве примера можно привести цепь системы стабилизации оборотов холостого хода (IAC), сигнальное напряжение которой никак не изменяется с изменением оборотов двигателя.

В цепях переменного тока амплитуда сигнала уже однозначно зависит от частоты срабатывания источника сигнала, так, амплитуда сигнала, выдаваемого датчиком положения коленчатого вала (CKP) будет увеличиваться с повышением оборотов двигателя.

В виду сказанного, если амплитуда снимаемого при помощи осциллографа сигнала оказывается чрезмерно низкой или высокой (вплоть до обрезания верхних уровней), достаточно лишь переключить рабочий диапазон прибора, перейдя на соответствующую шкалу измерения.

При проверке оборудования цепей с электромагнитным управлением (например, система IAC) при отключении питания могут наблюдаться броски напряжения [4], которые при анализе результатов измерения можно спокойно игнорировать. Не следует беспокоиться также при появлении таких деформаций осциллограммы, как скашивание нижней части переднего фронта прямоугольных импульсов [5], если, конечно, сам факт выполаживания фронта не является признаком нарушения исправности функционирования проверяемого компонента.

Частота

Частота повторения сигнальных импульсов зависит от рабочей частоты источника сигналов.

Форма снимаемого сигнала может быть отредактирована и приведена к удобному для анализа виду путем переключения на осциллографе масштаба временной развертки изображения.

При наблюдении сигналов в цепях переменного тока временная развертка осциллографа зависит от частоты источника сигнала [3], определяемой оборотами двигателя.

Как уже говорилось выше, для приведения сигнала к удобочитаемому виду достаточно переключить масштаб временной развертки осциллографа.

В некоторых случаях осциллограмма сигнала оказывается развернутой зеркально относительно эталонной зависимости, что объясняется реверсивностью полярности подключения соответствующего элемента и, при отсутствии запрета на изменение полярности подключения, может быть проигнорировано при анализе.

Типичные сигналы компонентов систем управления двигателем

Современные осциллографы обычно оборудованы лишь двумя сигнальными проводами вкупе с набором разнообразных щупов, позволяющих осуществить подключение прибора практически к любому устройству.

Красный провод подключен к положительному полюсу осциллографа и обычно подсоединяется к клемме электронного модуля управления (ECM). Черный провод следует подсоединять к надежно заземленной точке (массе).

Инжекторы впрыска

Управление составом воздушно-топливной смеси в современных автомобильных электронных системах впрыска топлива осуществляется путем своевременной корректировки длительности открывания электромагнитных клапанов инжекторов.

Длительность пребывания инжекторов в открытом состоянии определяется продолжительностью вырабатываемых модулем управления электрических импульсов, подаваемых на вход электромагнитных клапанов. Продолжительность импульсов измеряется в миллисекундах и обычно не выходит за пределы диапазона 1—14 мс. См. типичную осциллограмму управляющего срабатыванием инжектора импульса.

Часто на осциллограмме можно наблюдать также серию коротких пульсаций, следующих непосредственно за инициирующим отрицательным прямоугольным импульсом и поддерживающих электромагнитный клапан инжектора в открытом состоянии, а также резкий положительный бросок напряжения, сопровождающий момент закрывания клапана.

Исправность функционирования ECM может быть легко проверена при помощи осциллографа путем визуального наблюдения изменений формы управляющего сигнала при варьировании рабочих параметров двигателя. Так, длительность импульсов при проворачивании двигателя на холостых оборотах должна быть несколько выше, чем при работе агрегата на низких оборотах. Повышение оборотов двигателя должно сопровождаться соответственным увеличением времени пребывания инжекторов в открытом состоянии. Данная зависимость особенно хорошо проявляется при открывании дроссельной заслонки короткими нажатиями на педаль газа.

Быстрое закрывание дроссельной заслонки должно приводить к спрямлению осциллограммы, подтверждающему факт перекрывания инжекторов (для систем с отсеканием подачи топлива).

При холодном запуске двигатель нуждается в некотором обогащении воздушно-топливной смеси, что обеспечивается автоматическим увеличением продолжительности открывания инжекторов. По мере прогрева длительность управляющих импульсов на осциллограмме должна непрерывно сокращаться, постепенно приближаясь к типичному для холостых оборотов значению.

В системах впрыска, в которых не применяется инжектор холодного запуска, при холодном запуске двигателя используются дополнительные управляющие импульсы, проявляющиеся на осциллограмме в виде пульсаций переменной длины.

В приведенной ниже таблице представлена типичная зависимость длительности управляющих импульсов открывания инжекторов от рабочего состояния двигателя.

Индуктивные датчики

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

Запустите двигатель и сравните осциллограмму, снимаемую с выхода индуктивного датчика с приведенной (эталонной). Состояние двигателя Длительность управляющего импульса, мс Холостые обороты 1.5—5 2000—3000 об/мин 1.1—3.5 Полный газ 8.2—3.5 Увеличение оборотов двигателя должно сопровождаться увеличением амплитуды вырабатываемого датчиком импульсного сигнала.

Электромагнитный клапан стабилизации оборотов холостого хода (IAC)

В автомобилестроении используются электромагнитные клапаны IAC множества различных типов, выдающих сигналы также различной формы.

Общей отличительной чертой всех клапанов является тот факт, что скважность сигнала должна уменьшаться с возрастанием нагрузки на двигатель, связанной с включением дополнительных потребителей мощности, вызывающих понижение оборотов холостого хода.

Если скважность осциллограммы изменяется с увеличением нагрузки, однако при включении потребителей имеет место нарушение стабильности оборотов холостого хода, проверьте состояние цепи электромагнитного клапана, а также правильность выдаваемого ECM командного сигнала.

Обычно в цепях стабилизации оборотов холостого хода используется 4-полюсный шаговый электродвигатель, описание которого приведено ниже. Проверка 2-контактных и 3-контактных клапанов IAC производится в аналогичной манере, однако осциллограммы выдаваемых ими сигнальных напряжений совершенно непохожи.

Шаговый электромотор, реагируя на выдаваемый ECM пульсирующий управляющий сигнал, производит ступенчатую корректировку оборотов холостого хода двигателя в соответствии с рабочей температурой охлаждающей жидкости и текущей нагрузкой на двигатель.

Уровни управляющих сигналов могут быть проверены при помощи осциллографа, измерительный щуп которого подключается поочередно к каждой из четырех клемм шагового мотора.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

Прогрейте двигатель до нормальной рабочей температуры и оставьте его работающим на холостых оборотах. Для увеличения нагрузки на двигатель включите головные фары, кондиционер воздуха, либо, — на моделях с гидроусилителем руля, — поверните рулевое колесо. Обороты холостого хода должны на короткое время упасть, однако тут же вновь стабилизироваться за счет срабатывания клапана IAC. Сравните снятую осциллограмму с приведенной (эталонной).

Лямбда-зонд (кислородный датчик)

В данном разделе приводятся осциллограммы, типичные для наиболее часто применяемых на автомобилях лямбда-зондов циркониевого типа, в которых не используется опорное напряжение 0.5В. В последнее время все большую популярность приобретают титановые датчики, рабочий диапазон сигнала которых составляет 0—5 В, причем высокий уровень напряжения выдается при сгорании обедненной смеси, низкий — при сгорании обогащенной.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

Подсоедините осциллограф между клеммой лямбда-зонда на ECM и массой. Удостоверьтесь, что двигатель прогрет до нормальной рабочей температуры. Сравните выведенную на экран измерителя осциллограмму с приведенной (эталонной) зависимостью. Если снимаемый сигнал не является волнообразным, а представляет собой линейную зависимость, то, в зависимости от уровня напряжения, это свидетельствует о чрезмерном переобеднении (0—0.15 В), либо переобогащении (0.6—1 В) воздушно-топливной смеси. Если на холостых оборотах двигателя имеет место нормальный волнообразный сигнал, попробуйте несколько раз резко выжать педель газа, — колебания сигнала не должны выходить за пределы диапазона 0—1 В. Увеличение оборотов двигателя должно сопровождаться повышением амплитуды сигнала, уменьшение — снижением.

Датчик детонации (KS)

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

Подсоедините осциллограф между клеммой датчика детонации ECM и массой. Удостоверьтесь, что двигатель прогрет до нормальной рабочей температуры. Резко выжмите педаль газа и сравните форму снимаемого сигнала переменного тока с приведенной (эталонной) осциллограммой. При недостаточной четкости изображения легонько постучите по блоку цилиндров в районе размещения датчика детонации. Если добиться однозначности формы сигнала не удается, замените датчик KS, либо проверьте состояние электропроводки его цепи.

Сигнал зажигания на выходе усилителя

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

Подсоедините осциллограф между клеммой усилителя зажигания ECM и массой. Прогрейте двигатель до нормальной рабочей температуры и оставьте его работающим на холостых оборотах. На экран осциллографа должна выдаваться последовательность прямоугольных импульсов постоянного тока. Сравните форму принимаемого сигнала с приведенной (эталонной) осциллограммой, уделяя пристальное внимание совпадению таких параметров, как амплитуда, частота и форма импульсов. При увеличении оборотов двигателя частота сигнала должна увеличиваться прямо пропорционально.

Первичная обмотка катушки зажигания

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

Подсоедините осциллограф между клеммой катушки зажигания ECM и массой. Прогрейте двигатель до нормальной рабочей температуры и оставьте его работающим на холостых оборотах. Сравните форму принимаемого сигнала с приведенной (эталонной) осциллограммой, — положительные броски напряжения должны иметь постоянную амплитуду. Неравномерность бросков может быть вызвана чрезмерным сопротивлением вторичной обмотки, а также неисправностью состояния ВВ провода катушки или свечного провода.