Компьютерная диагностика при подборе автомобилей
Сейчас без тщательной компьютерной диагностики осмотр автомобиля почти не имеет смысла. Комп диагностика – это не только ошибки – важно посмотреть и учесть все события, отметки о пробегах, историю возникновения ошибок. Специалист по подбору автомобилей должен оценить работу узлов и агрегатов хотя бы по основным параметрам.
Как проходит комп диагностика? Читаем ошибки –> анализируем ошибки и фриз-фреймы –> проверяем работу систем с ошибками –> проверяем и анализируем параметры в блоках управления –> ищем отметки о пробеге и времени работы –> проверяем накопители событий –> проверяем идентификацию блоков.
Почему мы не пользуемся просто мультимарочным сканером для всех марок и не паримся? Есть несколько причин – иногда он показывает недостоверные данные, иногда недостоверные измерения, иногда понять, о чём ошибка невозможно, а ещё бывает отсутствие фриз фрейма. С помощью мультимарочного сканера не получится добраться до архивных запоминающих устройств, посмотреть накопленные события.
Что показывает компьютерная диагностика? Устройство ЭБУ
Помните, что такое карбюратор и трамблёр? Там механика управляла механикой. Почти никакой обратной связи не было, а диагностика возможна была только при проверке содержания СО2 в выхлопных газах (или вообще газо-анализе). Чтобы выставить зажигание, нужно было крутить трамблёр и проверять стробоскопом, достигнут ли заданный угол.
Теперь электроника управляет механикой. В широких диапазонах, точно, с множеством обратных связей для точной подстройки. Она не только управляет, а ещё и проверяет состояние механики и коммутации. Заодно, электроника проверяет и саму себя, и ведёт историю происходящих событий.
Карта блоков БМВ
Блоки
Тут мы видим прямоугольники и линии разного цвета и толщины. Прямоугольники – это блоки управления. Зелёные – когда актуальных ошибок нет, желтые – когда актуальные ошибки есть, красные – когда блок управления не отвечает. Аббревиатура на прямоугольнике – наименование блока управления (описывает систему, за которую отвечает). Расшифровка аббревиатур есть в соседней вкладке – список ЭБУ.
Как устроен блок управления
Блок электронный, поэтому у него должно быть питание. Для правильной работы электроники требуется определённый уровень напряжения, поэтому на входе стоит вольтметр.
Основная задача блока – управлять. Поэтому часть питания уходит на выходы управления механикой. Для этого он изменяет напряжение, регулирует ток или скважность импульса на электромоторах разного принципа действия.
Чтобы правильно управлять, надо получать обратную связь. То есть, чтобы не спалить мотор стеклоподъёмника или сиденья, надо знать, в каком положении сейчас находится узел. Для этого используются потенциометры и мониторинг нагрузки – при достижении крайнего положения нагрузка на электромотор вырастает, а значит растёт и потребляемый ток. В этот момент и надо остановиться.
Чтобы снизить километраж силовых проводов и потери в них, нужна слаботочная система связи между блоками. В старых машинах, нажимая на кнопку заднего правого стеклоподъёмника на водительской двери, мы включали течение тока по всей цепи проводки до мотора. Сейчас – даём сигнал блокам на включение. Таким образом, был километр провода толщиной в палец, а стало два километра тонкой витой пары + 1 сантиметр силового провода, распаянного на плате внутри блока управления.
Чтобы интеллигентно управлять системами, нужны правильные программируемые и параметрируемые алгоритмы, а также математические модели работы систем, с которыми можно сравнить полученный отклик с расчётным.
Чтобы всё это работало системно, комфортно и учитывало все внешние и внутренние условия, блоки объединены. Какие-то соединены напрямую, какие-то через другие блоки, какие-то через центральный межсетевой преобразователь.
Как это соединено?.. Шины
Те линии на картинке – это соединительные шины. Разновидность приёмопередатчиков, протоколов и проводов, которые обеспечивают связь. Разные шины делают для того, чтобы обеспечивать оптимальный канал передачи сигнала, так как в каких-то соединениях нужна очень высокая скорость в одну сторону, а в каких-то достаточно низкой скорости, но обязательная двухсторонняя связь (дуплексный режим).
Разновидности шин – витая пара в разных конфигурациях и сочетаниях, оптоволокно, коаксиальный провод. Причём, шина MOST, например, может быть как оптической, так и электрической. То есть, название шины описывает протокол и инфраструктуру, а не только вид соединения.
Шлюз
Это все блоки управления в автомобиле. Они все подключены к одному блоку, как видите. Этот блок называется шлюзом или Gateway. Его задача – согласовывать работу блоков между собой, чтобы, несмотря на разницу в шинах, блоки могли общаться между собой. То есть, он выступает коммутатором, и именно к нему мы и подключаем диагностику, через него общаемся с другими блоками.
Группы блоков по шинам
Так как разным блокам требуется разная скорость обмена данными и помехозащищённость, а, например, у мотора, коробки и курсовой устойчивости нет времени на переговоры на разных языках, блоки соединены группами на одной шине.
Система управления двигателем и системы регулировки ходовой части связаны через систему шин связи PT‐CAN или FlexRay с центральным межсетевым преобразователем. Блоки управления, относящиеся к общему электрооборудованию автомобиля, соединены с помощью шины K‐CAN
Для большинства блоков управления в области информационно-коммуникационных систем в качестве носителя информации выступает MOST. Диагностика автомобиля осуществляется с использованием шины D‐CAN.
Обзор шинных систем
Принципиально различаются две группы шинных систем:
- Главные шинные системы: Ethernet, FlexRay, K‐CAN, MOST, PT‐CAN
- Вспомогательные шинные системы: BSD, D‐CAN, LIN, Local‐CAN
Кузовная шина CAN: K-CAN
Шина K‐CAN отвечает за связь блоков управления.
Шина CAN двигателя и трансмиссии: PT-CAN
Шина PT‐CAN соединяет систему управления двигателем с системой управления коробкой передач и системы обеспечения безопасности и поддержки водителя.
Flexray
У этой шины скорость передачи данных выше, чем у PT-CAN.
MOST
Представляет собой шинную технологию для мультимедийных систем. Шина MOST имеет кольцевую структуру, работает в одном направлении и использует световые импульсы.
Как это работает в реальности
Стеклоподъёмник
Вы решили с водительского места опустить заднее правое стекло до конца и продавили двухпозиционную кнопку до упора.
Пульт управления стеклоподъёмниками на водительской двери говорит блоку управления бортовой сети, что нужно опустить заднее правое окно. Блок управления бортовой сети проверяет, нет ли никаких запретов на это действие и даёт сигнал блоку управления задней правой двери. Блок проверяет всё ли в порядке (например, нет ли обратной команды от кнопки на двери), и передаёт команду мотору стеклоподъёмника. В нём тоже есть блок управления и мотор. Блок подаёт управляющий сигнал на мотор и начинается движение. В процессе движения мотор постоянно контролирует нагрузку, чтобы не сгореть от перегрузки (а при движении вверх не прищемить чью-нибудь голову).
Компьютерная диагностика двигателя
Система управления крутящим моментом
На старых аналоговых автомобилях
Раньше это работало так – нажимая на газ, мы дёргали тросом за дроссельную заслонку и воздух сразу поступал в коллектор.
На современных автомобилях
Теперь так – нажимаете на педаль акселератора, в которой стоят два потенциометра, работающие противоположно для минимизации ошибки, и блок управления педали рассчитывает, как быстро вы это сделали (с каким ускорением) и как изменилось положение – какое было и какое стало. Полученная информация проверяется блоком на достоверность, если вдруг потенциометры неисправны или что-то пошло не так.
Потом информация о содеянном направляется в блок управления двигателем. Тут ЭБУ проверяет стоит ли такое вообще делать, оценивая внешние и внутренние условия. Оценив обстановку, блок решает, на сколько процентов выполнять эту команду и передаёт результат дроссельной заслонке. Дроссельная заслонка тоже имеет свою электронику и преобразует полученную команду в механическое действие. Электроника дроссельной заслонки изменяет угол положения непосредственно самой заслонки на заданный и с требуемой скоростью.
Вместе с открытием дроссельной заслонки этот ЭБУ ещё и повышает давление топлива, обогащает смесь, поднимает наддув, смещает угол опережения зажигания в раннюю сторону, оптимально выставляет положение заслонок во впускном тракте, смещает фазы положения распредвалов, изменяет высоту подъёма клапанов, регулирует теплообмен масла и антифриза.
Для справки – как думаете, если с холостых ехать на третьей передаче, нажав газ в пол, насколько откроется дроссельная заслонка на самом деле? На 30%. Потому что на низких оборотах впускной тракт должен быть длинный и узкий.
Теперь подробнее про диагностику ЭБУ двигателя
Внешние и внутренние условия
Блок управления двигателем собирает данные очень много откуда:
- Ему надо знать угол поворота дроссельной заслонки
- И насколько нажата педаль акселератора
- Нажата ли педаль тормоза
- В каком положении коленчатый вал
- В каком положении распределительные валы
- Скорость вращения коленвала (обороты), понятное дело
- Скорость автомобиля
- Есть ли детонация, причём поцилиндрово
- Давление топлива в контурах низкого и высокого давления
- Показания температуры охлаждающей жидкости в нескольких точках системы
- Показатели температуры и давления масла
- В каком положении заслонки во впускном тракте (вихревые и трассовые)
- Сколько воздуха прошло во впуск и какой температуры
- Какое давление во впускном коллекторе
- Какой состав выхлопных газов (содержание кислорода, коэффициент лямбда)
- Каким состав становится после прохождения каталитического нейтрализатора
- Включен ли круиз
- Какое напряжение бортовой сети
- Запускаться вообще можно? Владелец ещё легитимный вообще?
А зачем ему столько данных то вообще?
А чтобы управлять всем вот этим:
- Подачей топлива не только в цилиндры, но и подготовкой давления в магистралях
- Управлять давлением наддува с помощью обводных каналов и геометрии горячих частей
- Включать или выключать форсунки охлаждения поршней
- Управлять каналами и контурами системы охлаждения и смазки двигателя и коробки передач
- Открывать дроссельную заслонку
- Подавать топливо в цилиндры
- Управлять системой зажигания поцилиндрово
- Управлять заслонками впускных каналов
- Изменять фазовое положение распределительных валов
- Управлять системой изменения высоты подъёма клапана и отключения цилиндров
- Регулировать скорость вращения вентиляторов охлаждения
- Включать компрессор кондиционера (кнопкой на климате вы говорите «хочу», а не даёте команду на непосредственное включение»)
- Управлять жесткостью опор мотора и коробки
- Управлять системой акустического шумоподавление (если звук из колонок в противофазе подавать, то в салоне будет тише).
Зачем всё это?
Для расширения планки крутящего момента, экономии топлива и снижения выбросов СО2.
А ещё для того, чтобы уберечь мотор от поломки в сложных условиях. Например, вы едете в гору на высоте 4 000 метров, за окном 50 градусов, кондиционер работает на износ, масло уже 120*, вода 110*, а в баке залит 92-ая ослиная моча. Вы нажимаете газ в пол и происходит следующее:
- Если у вас старый автомобиль, то от детонации прогорают поршни и ломает перегородки колец, коленвал клинит и проворачивает вкладыши.
- Если у вас современный автомобиль – плавно немного приподнимается наддув, приоткрывается дроссельная заслонка, обогащается смесь, снижается угол опережения зажигания, включаются на полную мощность вентиляторы, повышается давление в топливной системе, расширяется фаза впрыска охлаждения. В итоге мощность повышается на максимально допустимую величину так, чтобы не уложить мотор.
Механизмы контроля
Теперь понятно, что учитывает блок управления двигателем и как происходит управление. Но что нам это даёт?
Сам блок контролирует получаемые значения и знает их пределы. Если значение какого-либо параметра выходит за допустимые пределы, фиксируется ошибка и условия, при которых она произошла. После фиксации ошибки блок ждёт её появления ещё раз. В итоге фиксирует количество возникновений этой ошибки.
Если система после первого же выхода не возвращается к нормальной работе (значения не заходят в рамки допустимых), то ошибка становится актуальной и почти всегда загорается контрольная лампа CheckEngine.
Значения конкретных параметров тоже зависят от внешних и внутренних условий. Поэтому в блоке управления заложена математическая модель, с которой постоянно сравниваются все значения. То есть – фактические значения сравниваются с расчётными.
Почему надо это проверять? Да потому что диапазон для появления ошибки очень большой, а начало неисправности мы должны предвидеть. В некоторых случаях, мы можем прогнозировать остаточный ресурс узлов и агрегатов.
Выводы
Вот и получается, что без компьютерной диагностики при подборе автомобилей можно упустить важную часть не только технического состояния. Важно проверить пробег, работу агрегатов, VIN, прописанный в блоках, и только потом уже делать выводы.