emner:
- introduktion
- Måling uden interferens
- Fejl 1 – Afbrudt signalledning
- Fejl 2 – Afbrudt strømforsyningsledning
- Fejl 3 – Afbrudt jordledning
- Fejl 4 – Overgangsmodstand
- Fejl 5 – Kortslutning mellem strøm- og signalledning
- Fejl 6 – Kortslutning mellem strøm- og jordledning
- Fejl 7 – Kortslutning i sensor C
- Fejl 8 – Ingen forsyningsspænding på grund af defekt ECU
- Fejl 9 – Afbrudt PWM-signalledning
- Reparation af en afbrudt positiv ledning
Forord:
Hvis vi har mistanke om, at der er en fejl, scanner vi først bilen. Det Fejlkode giver os en retning for at fortsætte vores søgen. Hvis der ikke er gemt fejlkoder i fejlhukommelsen, kontrollerer vi, om vi kan genkende afvigelser i live-dataene. Se siden Diagnostik om bord.
Hvis fejlkoden vedrører en sensor, betyder det ikke, at sensoren er defekt. For at udelukke, om der er et problem i ledninger og/eller stikforbindelser, skal du bruge: elektriske diagrammer og måleudstyr udelukker visse ting. Denne side skitserer en række mulige situationer og viser, at beskrivelsen af fejlkoden kan afvige fra den faktiske årsag.
Måling uden interferens:
Følgende figur viser måling af forsyningsspænding og jord for en aktiv sensor.
Den aktive sensor modtager et plus (5 volt) og en jord igennem sig styreenhed. I dette tilfælde er strømforsyningen OK. Vi kan foretage en anden måling på jordledningen (ben 3 på sensoren og/eller ben 4 på ECU'en). Signalet skal være mellem 0,5 og 4,5 volt.
Udover aktive sensorer beskæftiger vi os også med passive og intelligente sensorer. Læs mere om dette på siden: sensortyper og signaler.
Sensoren bruger 5 volt forsyningsspændingen til at danne signalet. Signalet skal være mellem 0,5 og 4,5 volt. ECU'en aflæser niveauet af spændingen (eller i andre tilfælde frekvensen) og omsætter dette til en værdi. For eksempel kan dette være værdien af ladetryksensor er: ved et turbotryk på 1,5 bar sender sensoren en spænding på 3,25 volt til ECU'en.
Med denne måling måles signalspændingen mod jord og er OK.
Met hjælp af een breakout boks vi kan måle i stikket til ECU'en. Vi ved så hvilke spændinger ECU'en sender og modtager.
I næste måling måler vi 3,25 volt igen, men så ved indgangen af ECU'en. Det betyder, at signalledningen er OK: Spændingen overføres 1:1 fra sensoren til ECU'en.
Sensorsignalet vil aldrig være 0,0 eller 5,0 volt. En vis rækkevidde opretholdes altid. Dette er ofte mellem 0,5 og 4,5 volt. Sensoren udsender ikke spændinger lavere end 0,5 eller højere end 4,5 volt. I tilfælde af defekter i sensorer eller ledninger kan ECU'en på niveauet af spændingen genkende, om værdien falder inden for eller uden for måleområdet:
- spændinger lavere end 0,5 volt: ECU'en genererer en fejlkode med beskrivelsen: "sensor
- for spændinger højere end 4,5 volt er "positivt kredsløb" angivet i beskrivelsen af fejlkoden.
Aktive sensorer kan også sende et digitalt signal. Disse sensorer forsynes ofte ikke af ECU'en, men via klemme 15. I de fleste tilfælde har vi at gøre med et PWM-signal.
Følgende billede viser en del af skemaet, hvor en aktiv sensor har en ekstern strømforsyning, og signalledningen er forbundet via pin 3 på sensoren til pin 4 på ECU. Sensorens spændingsprofil sammenlignet med jordforbindelsen måles med oscilloskopet.
Omfanget er indstillet til 2 volt og 5 millisekunder pr. division. Duty cycle er 50 %.
I afsnittet: Fejl 9 – Afbrudt PWM-signalledning vi diskuterer trinene til at stille en korrekt diagnose.
Diagnosticering af sensorledningerne:
Før vi diagnosticerer sensorer, skal vi være opmærksomme på typen af sensor (passiv, aktiv, intelligent) og den måde, hvorpå sensoren sender sit signal til styreenheden (analog eller digital, i form af en AM ( Amplitude Modulation) eller FM (Frequency Modulation) Efter at have konsulteret det elektriske diagram, kan vi vurdere, hvilke spændinger vi vil måle på ledningerne.
De følgende afsnit skitserer mulige funktionsfejl, der kan opstå i praksis. I stedet for at starte med ”kundens klage”, nævnes årsagen straks; fx: en afbrudt ledning, kortslutning osv. Det handler om at få indsigt i måleteknikkerne. For hvordan agerer man i tilfælde af en funktionsfejl? Og hvilke målinger bruger du til at finde ud af årsagen?
Mestrer du måleteknikkerne og er du nysgerrig på en case? Så besøg siden: Sag: fejl i brændstoftryksensor, kortslutning med positiv.
Fejl 1 – Afbrudt signalledning:
Hvis signalledningen afbrydes, kan signalspændingen fra sensoren ikke nå ECU'en. I dette afsnit kan du læse, hvad du måler i denne situation på tilslutningerne af både sensoren og ECU'en.
Vi udfører følgende målinger på den aktive sensor og opnår følgende aflæsninger:
- strømledning (ben 1) i forhold til sensorjorden (ben 2). 5 volt;
- signalspænding til jord 2,9 volt.
Strømforsyningen og det genererede sensorsignal er OK. Sensorsignalet når dog ikke ECU'en på grund af afbrydelsen.
For at måle spændingen ved indgangen til ECU'en bruger vi en breakout-boks.
Ved hjælp af en breakout-boks udfører vi en måling på ben 4 på ECU'en sammenlignet med jord (eller ben 2 på sensoren). Vi måler en spænding på 4,98 volt.
Spændingen på ECU-siden er derfor højere end den spænding, som sensoren sender. Et kredsløb i ECU'en er ansvarlig for udgangsspændingen på 4,98 volt. Det har på den ene side at gøre med metoden til signalbehandling, men også med hensyn til genkendelse af afbrydelser.
ECU'en måler nu sin egen udgangsspænding og genkender denne som et positivt kredsløb på grund af forsyningsspændingen på 4,98 volt.
Vi måler derefter spændingsforskellen over ledningen mellem ECU'en og sensoren. Spændingsforskellen skal være næsten 0 volt i en problemfri situation.
I dette tilfælde måler vi en spændingsforskel på 2,08 volt; nemlig 2,9 volt (sensor) sammenlignet med 4,98 volt (ECU).
Spændingerne kan bringe dig på et forkert spor.
Fjern stikket fra sensoren. Hvis der ikke var brud på ledningen, ville vi måle 4,98 volt fra ECU'en i det fjernede stik. Nu måler vi 4 volt på ben 4,98 på ECU'en, men 0 volt i det fjernede stik.
I dette tilfælde kan vi allerede konkludere, at signalledningen er afbrudt.
Med en afbrudt signalledning er spændingen ved signalindgangen på ECU'en cirka 5.0 volt. På siden: sensortyper og signaler, i afsnittet: "spændingsforsyning og signalbehandling" kan du læse, hvordan ECU'en behandler signalet fra den aktive sensor. Med denne viden kan du bedre forstå, hvordan vi kan håndtere forstyrrelser såsom den afbrudte signalledning.
Spændingen på 4,98 volt genereres i ECU'en. Mellem den positive ledning (fra 78L05) og ADC'en er der en række modstande, der trækker signalspændingen til 5 volt, når der ikke kommer spænding ind via signalforbindelsen. ADC'en måler denne spænding og bearbejder denne spænding til et digitalt signal. ECU'en modtager derfor et signal om en spænding, der er uden for rækkevidde, og genererer en fejlkode.
Bemærk venligst: ved en lignende fejl er spændingen ikke altid nøjagtigt 4,98 eller 5,0 volt!
På siden: Sag: fejl i brændstoftryksensor – kortslutning med positiv en fejl er beskrevet, hvor denne spændingsværdi afviger.
Fejl 2 – Afbrudt strømforsyningsledning:
Der er en afbrydelse mellem forbindelsen mellem den positive ledning mellem de tre sensorer og sensorstikket. 5 volt forsyningsspændingen kan ikke nå sensoren nu. Sensoren kan ikke fungere uden forsyningsspænding og jord.
Fordi vi målte strømforsyning og jord på stikket i forrige måling, skal vi stadig udelukke, hvilken af de to ledninger der har et problem. Vi måler derfor det positive på en anden sensor i samme positive kredsløb. Dette kan selvfølgelig også gøres på ECU'en, hvis en breakout-boks er tilgængelig.
Vi måler 1 volt på ben 5 på sensor A sammenlignet med jord på sensor B. Det betyder, at sensor B's jord er OK.
Når der ikke strømmer strøm gennem den aktive sensors elektronik på grund af den afbrudte strømforsyningsledning, måler vi en spænding på 4,98 volt ved ECU'ens signalindgang. Vi har en lignende situation som med den afbrudte signalledning: de interne modstande i ECU'en trækker signalspændingen op: til 4,98 volt. Fordi signalledningen er OK i dette tilfælde, måler vi også spændingen på 4,98 volt på sensorstikket.
I tilfælde, hvor spændingen er lige over 5,0 volt, kan spændingen i spændingsstabilisatoren være løftet. Se afsnittet: "spændingsforsyning og signalbehandling" på siden: "sensortyper og signaler".
Fejl 3 – Afbrudt jordledning:
I dette tilfælde er ikke plusset, men jordledningen afbrudt. Der tilføres en forsyningsspænding på 5 volt til sensoren, men fordi vi måler mod en afbrudt ledning, har voltmeteret ingen referencespænding og angiver 0 volt.
Når minus-målestiften flyttes til jorden af karrosseriet eller batteriet, viser voltmeteret 5 volt.
Når vi forbinder den negative målestift til jordforbindelsen på sensor A og C, skal vi også måle en 5 volt forskel. Hvis vi målte 2 volt i ben 5 på sensor A, men ikke 5 volt ved sensor C, så ville afbrydelsen være i ledningen mellem sensor A og B, altså mellem de to første knudepunkter.
Som med det afbrudte signal og den positive ledning måler vi nu en spænding på 4,98 volt på signalledningen.
Fejl 4 – Overgangsmodstand:
I det foregående afsnit blev spændingstab på grund af en overgangsmodstand allerede diskuteret. I det næste diagram ser vi en modstand i strømledningen. Når der går strøm gennem strømkablet, sikrer overgangsmodstanden en (formentlig) for lav spænding på ben 1 på stik B. Vi måler 4 volt i stedet for de 5 volt, vi forventede at måle.
Den lagrede DTC-beskrivelse kan i dette tilfælde være: "signal nedre grænseværdi underskridt".
Hvis vi måler ben 1 på stik B versus pin 1 på stik C, bør vi have en forskel på (5-5) = 0 volt. Vi ser nu en forskel på 1 volt.
Fordi spændingstabet kun er til stede i ledningen til sensor B og ikke i sensor C, kan vi antage, at ledningen mellem krydset mellem den horisontale ledning i diagrammet og stikket ikke er OK.
Fejl 5 – Kortslutning mellem strøm- og signalledning:
En mulig fejl i ledningerne er en kortslutning. Vi støder på kortslutninger i følgende situationer:
- mellem strømledningen og signalledningen (positiv lukning);
- mellem jordledningen og signalledningen (jord kort);
- mellem en af de tre ledninger med hinanden og/eller med karrosseriet (jordforbindelse);
I dette diagram ser vi en kortslutning mellem signalledningen og den positive ledning (positiv kredsløb). Vi måler en signalspænding svarende til forsyningsspændingen på 5 volt.
Når man måler 5 volt på ben 3 på sensoren og ben 4 på ECU'en, kan problemet være internt i sensoren. For at udelukke dette kontrollerer vi for en kortslutning i ledningerne med en Ohm-måler. For at opnå en sikker og korrekt måling slukker vi ECU'en, afmonterer ECU'ens stik og vi afmonterer stikkene på de sensorer, der er forbundet til noderne. Fordi der er en kortslutning, måler vi en forbindelse med Ohm-måleren.
I dette tilfælde er det 0,0 Ohm, fordi ledningerne forbindes med hinanden. I virkeligheden kan denne værdi være et par ohm højere. Når der ikke er kortslutning, angiver ohmmeteret OL eller 1. (uendelig høj modstand), fordi der ikke er nogen elektrisk forbindelse mellem ledningerne og testproberne.
Fejl 6 – Kortslutning mellem strøm- og jordledning:
I tilfælde af kortslutning mellem strøm- og jordkablet afbryder ECU'en strømforsyningen til ben 1. Alle sensorer, der drives af ben 1, vil ikke længere fungere. Fejlkoder vil derfor blive gemt på tværs af flere sensorer.
I dette tilfælde måler vi også en spænding på 5,0 på signalledningen, som kommer fra ECU'en.
For at udelukke, om vi har at gøre med en kortslutning, adskiller vi stikkene på både ECU'en og alle sensorer i det pågældende kredsløb, som i forrige afsnit. Brug et ohmmeter til at måle modstanden mellem de røde og brune ledninger.
Fejl 7 – Kortslutning i sensor C:
Ved måling af forsyningsspændingen i forhold til jord måler vi igen 0 volt. I den tidligere fejl havde vi en kortslutning i ledningerne. I dette tilfælde er kortslutningen intern i en sensor.
Vi trækker stikkene ud af de sensorer, vi ser i diagrammet, en efter en. Når du tager stikket ud af sensor C, har vi ikke længere kortslutning, og ECU'en vil forsyne plusledningen med 5 volt igen. Med nogle versioner sker dette automatisk, med andre typer er et klemmeskift påkrævet.
Fejl 8 – Ingen forsyningsspænding på grund af defekt ECU:
I nogle tilfælde kan det ske, at ECU'en er skyld i den manglende forsyningsspænding. Internt er et kredsløb beskadiget, og 5 volt udsendes ikke.
ECU'en er ofte fejlagtigt rapporteret som defekt. I de fleste tilfælde er der en anden årsag. Kontroller derfor først mulige afbrydelser og kortslutninger i ledningerne og de tilsluttede sensorer. For at udelukke, om en intern defekt i ECU'en er årsagen, kontrollerer vi alle jordforbindelser på ECU'en.
Med et omfattende motorstyringssystem ser vi flere kredsløb i en ECU, hver med deres egen jordledning. Vi finder nogle gange så mange som otte jordledninger i et stik. I det øjeblik et ben i stikket får dårlig kontakt, eller en jordledning i ledningsnettet er afbrudt, svigter det kredsløb. Mål derfor gerne under belastning med en testlampe (positiv på batteriet, negativ på hver jordforbindelse i ECU-stikket), om jorden er OK. Testlampen skal brænde lige kraftigt på hver jordledning. Lyser lampen ikke med én jordforbindelse? Så har du muligvis identificeret årsagen, og ECU'en er ikke defekt.
Fejl 9 – Afbrudt PWM-signalledning:
Hidtil har vi talt om analoge spændinger, der kan måles med et multimeter. Hvis det er et digitalt signal, er et multimeter ikke længere tilstrækkeligt. Så bruger vi oscilloskopet. Den følgende tekst handler om oscilloskopet på billederne nedenfor. Her ser vi Fluke 124 med en modificeret skærmvisning.
Årsagen til at udføre denne måling er fejlbeskrivelsen, der kan oversættes fra fejlkoden. Beskrivelsen lyder: "sensorsignal afbrudt".
Kikkertbilledet viser en konstant spændingslinje på 0 volt. Det betyder, at der ikke er nogen spændingsforskel mellem måleproberne. Har du målt at sensorens plus- og jordledninger er gode (ben 2 i forhold til 1), i dette tilfælde omkring 13 volt, er der noget galt med signalledningen. Bemærk venligst, at sensoren kan overføre informationen på to måder:
- Sensoren sender en positiv spænding til ECU'en (normalt en analog spænding;
- ECU'en sender en spænding, som påføres jord af sensoren på tidsbasis (ved hjælp af PWM; et digitalt signal).
I eksemplet er signalspændingen på sensorsiden 0 volt, så vi antager metode 2.
Fordi signalledningen er afbrudt, modtager sensoren ingen strøm fra ECU'en.
Vi måler ben 4 på ECU'en mod pin 1 på stikket. Spændingen er 12 volt. Med disse målinger har vi fastslået, at ECU'ens sensorindgang er OK.
ECU'en sender tilsyneladende en konstant spænding, men den når ikke sensoren. Sensoren har derfor ingen spænding at forbinde til jord.
Ved næste måling forbinder vi målestifterne på begge sider af signalledningen. Hermed bestemmer vi spændingsforskellen i den aktive tilstand over ledningen. Spændingen skal være 0 volt i en problemfri situation. Ved den aktive del af blokspændingen ser vi dog en spænding på 12 volt. Når vi får fuld Måler man forsyningsspændingen i den maksimale positive del af blokspændingen, så har vi i de fleste tilfælde at gøre med en afbrudt ledning. Dette er nu også tilfældet: ECU'ens udgangsspænding (ben 4 sammenlignet med jord) er 12 volt.
Desuden ser vi i den nederste del af blokspænding a afvigelse: dspændingslinjen falder til ca. 5 volt, forbliver konstant i 10 millisekunder med en krusning og stiger derefter igen til 12 volt. Fordi oscilloskopet nu er i serie mellem pull-up-modstanden i ECU'en og pull-down-modstanden i sensoren, skabes en serieforbindelse. Kikkerten har en høj indre modstand, som påvirker signalet. Af denne grund er signalet ikke brugbart.
Selvom den belastede volt-måling er tilstrækkelig til en god diagnose, skader det ikke at bruge en modstandsmåling til at påvise, at der faktisk er en brudt forbindelse i ledningen. I dette tilfælde måler vi en uendelig høj modstand (OL eller 1.)
Efter reparation af signalledningen måler vi igen signalspænding mod jord. Bemærk venligst: vi måler i forhold til jord her, så den "aktive" del af sensoren i PWM-signalet er nu inverteret...
Vi ser i dette omfangsbillede, at:
- spændingen er maksimalt 12 volt. Her er sensoren ikke aktiv: spændingen på signalledningen trækkes ikke til jorden.
- spændingen falder til 1 volt. Her er sensoren aktiv: sensoren påfører spændingen fra ECU'en til jord via sensorelektronikken.
Sensoren indeholder et elektronisk kredsløb, der stadig bruger 1 volt. Denne spænding gør det også muligt for ECU'en at genkende, at sensoren tænder korrekt. ECU'en kan ud fra spændingsniveauerne bestemme, om sensoren fungerer korrekt:
- spænding over en længere periode er lig med eller højere end 12 volt:
ECU genkender en afbrydelse eller et positivt kredsløb; - spænding lavere end 1 volt: ECU genkender en jordkortslutning.
Reparation af en afbrudt positiv ledning:
Af de fem fejl, der er beskrevet i de foregående afsnit, kan disse i de fleste tilfælde løses forholdsvis let.
Klip ledningen af ledningen med afbrydelses- eller overgangsmodstanden så kort som muligt i ledningsnettet.
Påfør isolering om nødvendigt. Find den nærmeste sensor forbundet til det samme kredsløb. Med aktive sensorer kan du nemt finde dette i et el-diagram. I diagrammet er den nærmeste sensor C. Lod en ny ledning pænt til den positive ledning.
Arbejd altid med krympeslange for at forhindre fremtidige problemer på grund af fugtindtrængning. Hvis du lukker dette med isoleringstape, vil der inden for en overskuelig fremtid opstå nye problemer!
