В автомобила имаме много сензори и изпълнителни механизми, всеки от които има характерен сигнал. Правилното разбиране на всеки сигнал отваря набор от възможности в автомобилната диагностика.
Нека се запознаем с основните признаци и някои характеристики
Подходящото оборудване за този тип диагностика е осцилоскопът. Мултиметърът играе важна роля в работилницата, но е ограничен до улавяне на бързи сигнали. Както беше обсъдено по-рано, всеки компонент на превозното средство ще има характерен сигнал и диагнозата ще бъде направена чрез сравняването му със стандартно референтно изображение и/или анализиране на амплитудата, честотата, периода и напреженията на сигнала.
Аналогов сигнал и цифров сигнал
Цифровият сигнал може да се разглежда като електрически сигнал, който приема две позиции: 0 (нула) или 1 (едно). Помислете за превключвателя за осветление във вашата къща, в който имаме две различни ситуации: включено или изключено. В цифровата електроника можем също да кажем, че резултатът може да бъде „вярно“или „невярно“. Представянето може да се види на Фигура 1, в която имаме представяне на напрежението като функция на времето. Когато напрежението е нула волта (помислете за превключвател за изключване), ние го наричаме логическо ниско. За ненулева стойност сигналът приема стойност, определена от въпросната система, която може да бъде 5 волта, 12 волта или друга стойност. Това би било високото логическо ниво.
На фигура 2 имаме добър пример за цифров сигнал. Голът с двигател 1.0 8v и система за впръскване MP9.0 има корпус на дросела, който е оборудван с превключвател, който информира ECU за състоянието на празен ход. При празен ход имаме стойност от 0 волта при дросел и напрежение на батерията при активиране на дросел. Вярно е, че тази стойност може да се види с мултиметър, защото е бавен сигнал, но не винаги ще е така.
Нека видим случая на фигура 3, в който улавяме сигнала от колелото на ABS Fiat Palio 1.4 2013. В този сигнал честотата на цифровия сигнал е пропорционална на скоростта на автомобила. Работната честота и нивото на напрежение на магниторезистивния сензор не позволяват тестване с графичен мултиметър/волтметър.
Що се отнася до аналоговия сигнал, можем да имаме повече от две възможни състояния. Всъщност можем да имаме безкрайни стойности на амплитуда във времето. В графиката като функция на времето промяната е непрекъсната, а не рязка, както при цифровия сигнал. За по-лесно разбиране помислете за температурата на автомобила от първото стартиране до включването на вентилатора на охладителната система: температурата се повишава постепенно, без скокове, без внезапни промени. Друг пример би бил сигналът от ламбда сондата, който в зависимост от концентрацията на кислород в отработените газове непрекъснато променя стойностите на напрежението от 100 до 900 миливолта.
Някои класификации според формата:
Променлив аналогов сигнал - Тази форма на сигнал осцилира многократно във времето, редовно между предварително зададени нива (фигура 5). Вярвам, че това би била правилната номенклатура за класифициране на CKP сензора (датчик за въртене), а не синусоида. Синусоидалните и косинусовите вълни се определят от математически уравнения и представят еднаква графика, различна от сигнала на CKP сензора, който има повреда, отнасяща се до липсата на два зъба на звуковото колело. Представяне може да се види на фигура 5.
Square Wave Signal – стандартен цифров сигнал, който превключва редовно и незабавно между две нива, които могат или не могат да включват нула. Видяхме в примера на фигура 1, че логическото ниско ниво беше при нула волта, но това не е правило. В електрониката можем да имаме отрицателно логическо ниво.
Сигнал с триъгълна вълна (фигура 7) - Триъгълната вълна е основен вид несинусоидална форма на вълната, която е получила името си поради своята триъгълна форма. Този сигнал не е често срещан между сензори и задвижващи механизми, но имаме пример чрез улавяне на електрически ток от задвижващия двигател на дроселна клапа Hyundai Azera V6 (фигура 8). В канал 1, светло зелено, имаме пулсиращото напрежение за задвижване на DC електрическия мотор, а в канал 2, в синьо, електрическия ток, консумиран от двигателя.
Цифров сигнал, използван за управление на верига: PWM
Импулсната Wirth Modulation или PWM (Pulse Wirth Modulation) възниква от необходимостта да се контролира скоростта на двигателите с постоянен ток и в момента се използва широко като форма на управление в най-разнообразни приложения. С фиксирана честота, функционирането на компонент, контролиран от пулсиращия негатив, се контролира, „да кажем така“, от количеството получен негатив.
По този начин системата управлява нагревателя на кислородния сензор, електромагнитния клапан с променлива команда, електрически вентилатори, горивни помпи, лампи и др. На фигура 9 заснемаме активирането на електрическия вентилатор на радиатора на Jeep Renegade Flex, при което наблюдаваме цифров сигнал и с фиксирана честота от 100 Hertz.
Разширена диагностика: трансформиране на цифров сигнал в аналогов
Автомобилните сензори, които отчитат налягане или въздушен поток, обикновено имат аналогов изход за напрежение. Например MAP (Manifold Absolute Pressure) сензор реагира мигновено на всяко ускорение и показва DC напрежение в графичния режим на осцилоскопа или скенера. Друг пример би бил сензорът за въздушен поток, който обикновено реагира линейно на всяко ускорение, както може да се види на фигура 10.
Сензорът за въздушен поток на тази Honda Civic е монтиран във всмукателната тръба на двигателя и в зависимост от входящия въздушен поток на двигателя генерира пропорционален сигнал за напрежение. Тези сигнали са относително лесни за тестване с осцилоскопа, но има сензори, които изпращат цифров сигнал, който променя честотата според отчетеното налягане или въздушен поток. Интерпретирането на цифровия сигнал от тези сензори на празен ход е разумно, но динамичната реакция (ускорението) става донякъде болезнена, тъй като трябва непрекъснато да измерваме промяната на честотата при всяка заявка за газ.
Фигура 11 показва сигнала, получен от сензора за въздушен поток на Chevrolet Prisma. Сигналът е цифров (не ШИМ), като приема две стойности: нула и 5 волта. Честотата му варира в зависимост от въздуха, който е засмукан от тялото на пеперудата. За ефективен тест на сензора ние използваме усъвършенствана функция на украинския анализатор на двигателя AUTOSCOPE IV, който чрез специфичен алгоритъм позволява „трансформирането“на цифровата вълна в аналогова вълна, показвайки линейното поведение на сензора при всяко искане за ускорение. Фигура 12 показва трансформацията на цифровия сигнал на фигура 11, което улеснява нашата диагностика.
В допълнение към статиите във вестниците, ние сме в канала TV Oficina Brasil със съвети и уроци на живо, обхващащи публикуваните статии. Страхотна възможност да задавате въпроси на живо с мен и Laerte Rabelo, ветерани пилоти на осцилоскопи от OB форума. Ще се видим там.
