Tema: 5 Metodele de diagnosticare/adaptare
Tema: 5 Metodele de diagnosticare/adaptare
Embedded Files
Studiind această temă, veți fi capabili:
1. să folosești metoda de diagnosticare OBD (On-Board Diagnostics) pentru automobile;
2. să identifici tipurile de protocoale de comunicare;
3. să execuți lucrări de diagnosticare cu testerul diagnoză auto.
5.1. Diagnosticarea OBD
Diagnosticarea OBD (On-Board Diagnostics) este un sistem integrat în automobilele moderne, care monitorizează și identifică problemele legate de funcționarea motorului și a altor componente importante. Rolul principal al diagnosticării OBD este de a ajuta la identificarea și remedierea defecțiunilor sau a problemelor de funcționare a automobilului.
Acest sistem informatic de bord colectează informații din rețeaua de senzori din interiorul automobilului, pe care sistemul le poate folosi apoi pentru a regla sistemele automobilului sau pentru a alerta șoferul cu privire la probleme. Apoi, un tehnician se poate conecta pur și simplu la sistemul OBD pentru a colecta datele automobilului și a diagnostica problema.
Iată câteva roluri cheie ale diagnosticării OBD:
Identificarea defecțiunilor motorului: OBD-ul monitorizează și detectează o varietate de parametri legați de performanța motorului, cum ar fi emisiile, eficiența combustibilului, presiunea în sistemul de admisie etc. Acest lucru ajută la identificarea și localizarea problemelor care pot afecta performanța motorului.
Reducerea emisiilor: OBD-ul ajută la menținerea nivelurilor de emisii în limitele legale. Acesta detectează orice anomalie care ar putea duce la emisii neconforme și semnalează șoferului sau tehnicienilor necesitatea remedierii problemei.
Economisirea combustibilului: Prin diagnosticarea și remedierea rapidă a problemelor legate de funcționarea motorului, OBD-ul contribuie la menținerea unei eficiențe optime a combustibilului. Acest lucru poate ajuta la economisirea combustibilului și reducerea costurilor de exploatare a automobilului.
Îmbunătățirea siguranței rutiere: Identificarea promptă a problemelor legate de funcționarea automobilului poate ajuta la prevenirea unor defecțiuni majore care ar putea duce la situații periculoase în trafic. Prin urmare, diagnosticarea OBD contribuie la îmbunătățirea siguranței rutiere.
Facilitarea mentenanței: OBD-ul furnizează informații detaliate despre problemele automobilului, ceea ce facilitează lucrările de service și întreținere. Aceste informații pot ajuta tehnicianul să identifice rapid problema și să o remedieze, reducând astfel timpul de inactivitate al automobilului și costurile de reparație.
Componentele sistemului OBD
Un sistem OBD de bază constă dintr-un sistem central, o rețea de senzori, un punct de conectare și martori luminoși, creând un sistem complet de monitorizare cu acces și lizibilitate standardizate.
Sistemul OBD constă din următoarele componente:
Unitatea electronică de control (ECU), (Figura 1): Partea centrală a sistemului OBD este unitatea electronică de control sau ECU. ECU colectează date de la diverși senzori din automobil. Apoi, ECU utilizează aceste date fie pentru a controla actuatorii, cum ar fi injectoarele de combustibil, fie pentru a monitoriza problemele.
Senzori (Figura 1): Există mai mulți senzori în automobile care acoperă fiecare zonă, de la motor și șasiu până la sistemul electronic propriu zis. Fiecare dintre aceste sisteme trimite coduri către ECU, specificând sursa și parametrii semnalului. Apoi ECU „citește” și interpretează acest semnal.
Figura 1. Componentele sistemului OBD
Cod de diagnosticare a erorilor (DTC): Dacă un senzor trimite informații la ECU care se încadrează în intervalul normal, ECU salvează informațiile ca un cod numit cod de diagnosticare a erorilor sau DTC. Codul DTC este în esență o listă de litere și numere, care indică sursa și natura problemei. Există mai multe litere pe care le puteți vedea:
P - Grup motopropulsor. Aceasta acoperă toate defectele referitoare la motor, cutie de viteze, sistemul de alimentare cu combustibil, aprinderea, emisiile şi accesoriile aferente acestora. Acesta este cel mai mare set de coduri.
B - Caroserie. Aceasta cuprinde componentele care sunt localizate în interiorul compartimentului pentru pasageri, habitaclu (airbag-urile, centurile de siguranță, scaunele electrice și multe altele).
C - Șasiu. Aceste coduri cuprinde componentele care sunt localizate în exteriorul compartimentului pentru pasageri. Componentele care intră în această categorie fac parte din sistemul de frânare, direcție şi suspensie.
U – Rețea. Aceasta cuprinde componentele partajate între mai multe calculatoare ale automobilului. Protocolul de comunicație între calculatoare este de exemplu o componentă partajată. Prin protocol de comunicație înțelegem partea de hardware (componente electronice), cablaj, conectori şi partea de software. Descrierea codurilor de eroare este generală şi nu sunt specifice pentru un anumit tip de protocol de comunicație.
Codurile DTC sunt de obicei standardizate, dar pot fi specifice producătorului (Figura 2).
Când un DTC este salvat, ECU trimite un semnal la martorul de eroare în bord pentru a indica că a fost găsită o problemă.
Martorul de eroare în bord (MIL), (Figura 1): Când ECU colectează un cod DTC, trimite un semnal către panoul de bord al automobilului pentru a aprinde martorii luminoși corespunzători. Acești martori luminoși, cunoscuți oficial sub numele de martorii de eroare în bord sau MIL-uri, oferă un sistem de avertizare preventiv pentru defecțiunile automobilului. În general, dacă martorul de bord se aprinde și rămâne aprins, problema este minoră. Dacă martorul clipește, problema este urgentă.
Conectorul de diagnosticare (DLC), (Figura 1): Toate datele și codurile DTC colectate de ECU pot fi accesate prin conectorul de diagnosticare sau DLC. Portul DLC este punctul de acces pentru automobilele cu sisteme OBD și se găsește adesea sub panoul de bord (Figura 3), pe partea șoferului, deși poate fi amplasat în altă parte în vehiculele comerciale.
Figura 3. Locația conectorului de diagnosticare OBD-2
Automobilele actuale sunt fabricate cu un sistem OBD-2 standard, astfel încât orice instrument de scanare cu un cablu de tip 2 se poate conecta la conectorul de tip 2. Conectorul OBD-II are 16 pini.
Există două tipuri de conectori OBD-II: tipul A pentru vehiculele cu o tensiune de intrare de 12V și tipul B pentru vehiculele la 24V.
5.1. Protocoale de comunicare
Complexitatea informațiilor
O dată cu creșterea complexității de funcționare a automobilelor, a devenit necesar schimbul rapid și eficient al informațiilor dintre unitățile de control (ECU) ale automobilului. În loc de a avea un cablu individual pentru fiecare informație sau semnal transmis, s-a creat o soluție prin dezvoltarea unei rețele de comunicare de tip magistrală (CAN bus).
Comunicarea pe magistrală permite transmiterea de informații foarte variate printr-un singur cablu. Deci cablul individual de semnal nu mai este folosit doar pentru transmiterea unei singure informați.
Aplicația rețelei de comunicare CAN bus este folosită pe scară largă în industria automobilelor.
Un exemplu al acestei aplicații este sistemul de ștergătoare/spălare parbriz (Figura 4).
Figura 4. Rețeaua de comunicare CAN bus pentru sistemul ștergătoare/spălare parbriz
Rețeaua de comunicare CAN bus, ca exemplu a sistemului ștergatoare/spălare parbriz, poate fi prezentată şi ca o schemă bloc (Figura 5).
Figura 5. Schema bloc a rețelei de comunicare CAN bus pentru sistemul ștergătoare/spălare parbriz:
1 – unitate control motor ștergător parbriz față; 2 - unitate control motor spălător parbriz; 3 - unitate control bord automobil; 4 - unitate control plafon; 5 - unitate control portbagaj; 6 - unitate control uşă faţă stânga; 7 - unitate control uşă faţă dreapta; 8 – magistrala de comunicare CAN bus.
Variante de rețele
În afară de rețeaua de comunicare CAN bus pot fi folosite și alte tipuri de rețele.
Acestea ar putea fi:
• Rețeaua LIN (Local Interconnect Network) care este un protocol simplu monofilar, ieftin, de viteză mică care poate fi folosit la controlul sistemului de închidere centralizată a ușilor, sistemul de climatizare, oglinzi electrice, etc.
• Rețeaua MOST (Media Oriented System Transport) utilizează fibra optică pentru transportul datelor.
• Rețeaua FlexRay are un protocol de comunicație stabil, tolerant la erori şi cu viteză mare de transport a informațiilor.
• Rețeaua ByteFlight pentru autovehiculele BMW.
Rețelele pot fi subrupate în trei tipuri, așa după cum se vede în imagine (Figura 6).
Figura 6. Variante de rețele de comunicare
Rețeaua tip stea
Rețeaua stea (Figura 6) este bazată pe principiul Director-Executan (Master-Slave). Directorul/masterul este responsabil pentru re-direcționarea datelor de la o unitate de control la alta.
Avantajul rețelei stea este că dacă apar defecte, cum ar fi întreruperile sau scurtcircuitul într-o parte a reţelei, nu afectează restul reţelei, cu excepţia cazului în care se referă la unitatea principală de comandă (masterul).
Dezavantajul rețelei stea este faptul că este greu de extins. Acest lucru se datorează faptului că hardware-ul masterului trebuie modificat (de exemplu, numărul de conexiuni). Cu toate acestea, rețeaua stea este folosită ca o sub-rețea sau în locuri unde fiabilitatea de operare este foarte importantă (de exemplu sistemele de frânare).
Rețeaua tip cerc
Într-o rețea tip cerc (Figura 6), informația de date trece de la o unitatea de control la o altă unitate, deci am putea spune o conecție în serie. Informația trece de la o unitate de control la cealaltă până când informația se întoarce la unitatea care a emis acel mesaj. Fluxul de informații este întotdeauna în aceeași direcție (una singură). În acest cerc închis unitatea principală de comandă determină care componentă poate transmite un mesaj și la ce moment.
Avantajul reţelei de tip cerc este că poate fi uşor extinsă. Nu contează unde este poziționată noua unitate de control. Prin urmare, reţeaua tip cer este des folosită pentru rețeaua de informații şi divertisment/sunet.
Dezavantajul reţelei de tip cerc este că în consecința unei unităţi de control defecte sau o întrerupere a liniei de date/informaţie comunicarea nu mai este posibilă, datele/informaţiile nu mai pot fi transmise.
Rețeaua magistrală sau CAN bus
Spre deosebire de rețeaua tip cerc sau în serie, pentru rețeaua magistrală CAN bus (Figura 6), toate unitățile de control sunt conectate între ele în paralel. Prin urmare, mesajele nu trec de la o unitate de control la o altă unitate de control, ci informația de date este plasată pe magistrală de unde toate unitățile de control pot vedea în același timp informația și o pot accesa.
Un avantaj al rețelei magistrale CAN este faptul că este ușor de extins, fără a avea dezavantajul pe care î-l are rețeaua tip cerc. În cazul unei întreruperi, aceasta nu va cauza pierderea totală a rețelei. Numai unitățile de control care nu mai sunt conectate la magistrală încetează să funcționeze.
Dezavantajul rețelei magistrale CAN este că în urma consecinței unui scurtcircuit la masă sau la alimentarea rețelei de informații a magistralei CAN funcționarea întregii rețele va fi afectată. Există soluții hardware pentru această problemă.
Protocolul de comunicație pe magistrala CAN
Rețeaua de comunicare CAN bus poate opera cu mai multe unități de control conectate pe rețea. Când mesajele sunt transmise pe rețea, sunt necesare anumite aprobări. De exemplu:
· originea mesajului
· începutul și sfârșitul mesajului
Aceste acorduri se numesc protocol de comunicație pe magistrala CAN.
Protocolul este alcătuit din foarte mulţi biţi consecutivi. Numărul biților depinde de mărimea câmpului de date. Un bit este cea mai mică unitate de informații, opt biţi corespund unui octet=un mesaj. Acest mesaj este digital şi poate avea numai valoarea „0” sau „1”.
Magistrala CAN conține două fire numite CAN-H (tensiune înaltă 2,5-3,5V) și CAN-L (tensiune joasă 1,5-2,5V). Traducerea acestor valori de tensiune în semnal digital (Figura 7) se face prin diferența celor două tensiuni. Cele două semnale sunt imagini în oglindă unul al celuilalt.
Figura 7. Semnalul CAN
La CAN, se face distincția între nivelul dominant şi cel recesiv al magistralei. Nivelul recesiv are valoarea „1” iar nivelul dominant are valoarea „0”. Dacă mai multe unităţi de control transmit în mod simultan la nivele dominante şi recesive, unitatea de control cu nivelul dominant poate să-şi transmită mesajul prima.
Cabluri de transmitere pentru rețeaua de comunicare CAN bus
Conexiunile dintre unitățile de control se face prin cabluri de transmitere. Cablurile de transmitere (Figura 8) sunt folosite pentru a transporta:
• energie electrică (curent)
• semnale (informații sau mesaje)
Semnalele pot fi analogice sau digitale. Aplicația determină selectarea corectă a cablului de transmitere.
Exemple de cabluri de transmitere:
• cablu coaxial
• cablu optic
• conductor de cupru
Figura 8. Cabluri de transmitere
Cablul coaxial este folosit pe scară largă pentru conectarea antenelor la receptoare, cum ar fi sistemul de radio și televiziune. Este important să nu apară o interferență asupra semnalului transmis. De exemplu, interferența semnalului cu tensiunea înaltă a bobinei de inducție. Acesta este motivul pentru care miezul cablului este înconjurat de un ecran protector special numit tresă. Această tresă este conectată la masă (pământare), permițând semnalului să treacă neîntrerupt prin miezul de cupru sau de aluminiu al cablului.
Cablu optic (fibra de sticlă) nu este confecționat din sticlă, ci mai degrabă din material plastic (fibră optică). Cablul optic este un tip de cablu prin care datele sunt transportate sub formă de semnale luminoase. O sursă de lumină "împinge" lumina prin miezul cablului. Aceasta este reflectată în mod repetat de teaca sau tresa cablului până când ajunge la receptor.
Un flash de lumină este considerat a fi semnal „1” iar o pauză este considerat semnal „0”.
Cablu torsadat
Pentru a proteja calitatea transmisiei conductorii sunt „răsuciţi” unul în jurul celuilalt (torsadare) numit astfel cablu torsadat (Figura 9). Aceasta înseamnă două fire de cupru răsucite împreună.
Rețeaua CAN bus folosește cablu torsadat.
Figura 9. Cablu torsadat
Rețeaua CAN bus folosește cablu torsadat.
Cele două linii de date sunt numite CAN-L (tensiune mică) și CAN-H (tensiune mare). Capetele cablurilor CAN-L și CAN-H sunt conectate împreună prin rezistoarele terminale (Figura 10). Acest lucru este făcut pentru a preveni interferențele. Rezistoarele terminale sunt utilizate în fiecare rețea de magistrală CAN de mare viteză. Acestea sunt adesea încorporate în nodurile de la capătul liniei de magistrală CAN (sârmă) sau în cablare. Aceste rezistențe au fiecare o rezistență de 120Ω. Rezistența de înlocuire este măsurată ca 60Ω atunci când se măsoară rezistența pe fire.
Figura 10. Conexiunea rezistoarelor terminale la rețeaua magistrală CAN
Posibile defecțiuni ale rețelei de comunicare CAN:
• Întreruperea liniei.
• Scurtcircuit la „masă”.
• Scurtcircuit la plus.
• Conexiunea necorespunzătoare a CAN-H sau CAN-L.
• Tensiunea bateriei/alimentare prea mică.
• Absența rezistorilor terminali.
• Tensiuni de interferență de ex. printr-o bobină de inducție defectă care poate duce la semnale neplauzibile.
Metode de remediere a defecțiunilor rețelei de comunicare CAN:
• Verificați funcționarea sistemului.
• Scanați codul de eroare.
• Citiți blocul de valori măsurate.
• Înregistrați semnalul folosind un osciloscop.
• Verificați nivelul de tensiune.
• Măsurați rezistența liniei.
• Măsurați rezistența rezistorilor terminali.
Diagnosticarea rețelei de comunicare CAN
Introducerea comunicației multiplexate tip magistrală CAN a schimbat modul de percepere a unui sistem electric. Dacă înainte un sistem avea o unitate de control care era relativ ușor de diagnosticat și accesat; în prezent un sistem are mai multe unități de control. Fară o vedere de ansamblu a sistemului (de exemplu o schemă bloc), este imposibilă identificarea erorilor de funcționare. Unitățile de control care aparent nu sunt conectate cu un sistem anume pot fi de-asemenea cauza erorii de funcționare. Pe lângă o vedere de ansamblu a sistemului, este necesară o descriere funcțională a întregului sistem.
Folosirea unui tester de diagnosticare reprezintă cel mai rapid mod de a evalua comunicația pe magistrala CAN în prima fază. Citirea codurilor de eroare furnizează informația despre componentele care comunică în continuare sau au încetat să comunice prin intermediul magistralei CAN.
Figura 11. Rezultatele fără defecțiuni înregistrate de testerul de diagnosticare
Figura 12. Rezultatele cu defecțiuni înregistrate de testerul de diagnosticare
Măsurători
Pe lângă citirea codurilor de eroare, puteți efectua și unele măsurători pe magistrala CAN, de preferință cu un osciloscop (Figura 14).
Cele trei caracteristici folosite pentru analiza unei imagini ale osciloscopului sunt:
• forma semnalului
• nivelurile de tensiune ale semnalului
• încărcarea magistralei CAN
Figura 13. Măsurarea rezistenţei terminalelor la reţeaua CAN
Figura 14. Forma semnalului CAN-H şi CAN-L prezentată de osciloscop
Semnalul trebuie să aibă o formă bloc clară, în care CAN-H și CAN-L sunt inversate reciproc una față de cealaltă.
La măsurarea rezistenței dintre CAN-L şi CAN-H nu trebuie să fie tensiune pe unitățile electronice de comandă.
5.1. Diagnosticare cu testerul diagnoză auto
Diagnosticarea cu un tester de diagnoză auto este un proces esențial în mentenanța automobilelor moderne. Acest proces implică utilizarea unui echipament specializat (Figura 15), cunoscut sub numele de tester de diagnoză auto sau scaner OBD-II (On-Board Diagnostics II). Acest dispozitiv se conectează la conectorul de diagnosticare (DLC) al automobilului și poate comunica cu sistemele și modulele electronice ale automobilului pentru a citi codurile de eroare, a efectua teste funcționale și a monitoriza parametrii funcționali ai automobilului în timp real.
Figura 15. Testere pentru diagnoză auto
Cu ajutorul testerului de diagnoză auto puteți să:
· căutați informații
· vizualizați codurile de eroare
· ștergeți codurile de eroare
· vedeți datele actuale de funcționare
· testați actuatoarele
· configurați modulele de control
· programați modulele de control
Iată câțiva pași esențiali în procesul de diagnosticare cu un tester de diagnoză auto:
Identificarea conectorul de diagnosticare (DLC) (Figura 16): Acest conector este de obicei situat sub panoul de bord al automobilului, în apropierea volanului. În unele automobile, acesta poate fi localizat în alte zone, se recomandă să consultați manualul automobilului pentru a găsi exact locația.
Conectarea testerului de diagnoză: Folosiți un cablu corespunzător sau un adaptor OBD-2 cu conexiune fără fir pentru a conecta testerul de diagnoză la conectorul de diagnosticare DLC al automobilului.
Figura 16. Poziționarea conectorului de diagnosticare DLC și conectarea adaptorului OBD-2
Pornirea cheii de contact în poziția II: Porniți comutatorului de pornire și activați testerul de diagnoză. Așteptați ca acesta să stabilească conexiunea cu sistemul electronic al automobilului (Figura 17). Făcând clic pe ”Identificare vehicul” se va prezenta informații suplimentare despre numărul de identificare al vehiculului (VIN).
Citirea datelor: Testerul de diagnoză va citi informații din modulele de control electronic ale automobilului, inclusiv codurile de eroare stocate, parametrii funcționali ai motorului și alte date relevante.
Figura 17. Meniul principal al testerului diagnoză auto
O defecțiune care apare în sistem activează de cele mai multe ori un cod de eroare, pe care îl puteți vizualiza folosind testerul de diagnoză auto. În plus față de codul atașat, veți putea găsi o descriere a lui și starea lui actuală. Starea codului de eroare vă indică dacă este un cod curent (A) sau a fost stocat (M) cu ceva timp în urmă. Făcând clic pe ”Toate codurile de eroare” veți putea vedea ce coduri de eroare sunt (Figura 18). Pentru a șterge codurile de eroare faceți clic pe ”Ștergeți codurile de eroare”.
Figura 18. Citirea codurilor de eroare
Testerul de diagnoză auto poate citi valorile curente măsurate (parametrii) ale senzorilor prezenți (Figura 19). Acest lucru vă poate ajuta să evaluați funcționarea unui senzor.
Interpretarea datelor: Analizați informațiile citite pentru a identifica eventualele probleme cu automobilul. Codurile de eroare furnizează indicii despre componentele sau sistemele care ar putea avea nevoie de atenție.
Diagnosticare suplimentară: În funcție de codurile de eroare și de alte date citite, poate fi necesar să efectuați teste suplimentare pentru a determina cauza exactă a problemelor. Puteți de asemenea să controlați actuatoarele care sunt conectate la ECU folosind sistemul de diagnoză. Acest lucru face posibilă verificarea funcționării actuatorului respectiv.
În cazul când se înlocuiește o unitate nouă de control, pentru unele componente, trebuie mai întâi să fie configurată. Acest proces se numește configurare/adaptare. În acest fel, unitatea de control învață poziția minimă și poziția maximă a componentului și valorile asociate cu acestea.
Figura 19. Citirea valorilor curente măsurate
Dacă doriți să instalați un calculator ECU nou, va trebui mai întâi să îl programați. Dacă producătorul lansează un software nou (atualizări/îmbunătățiri), va trebui să re-programați și unitatea de control pentru care este destinată această actualizare. Programarea se face cu ajutorul sistemului de diagnosticare sau un laptop de diagnoză completă soft a automobilului.
Remedierea problemelor: După ce ați identificat problema, puteți începe să luați măsuri pentru remedierea acesteia. Acest lucru poate implica înlocuirea pieselor defecte, efectuarea de reparații sau alte acțiuni de mentenanță.
Page updated
Google Sites
Report abuse