科目：
- 一般
- デューティサイクルの測定
- 正回路でのデューティサイクル
- 接地回路のデューティサイクル
- 電源から測定されたデューティサイクル
- PWM 制御燃料圧力レギュレータのトラブルシューティング
一般：
デューティサイクル回路を使用すると、消費者が電流強度を制御できます。 直列抵抗の場合と同様に、電力損失を引き起こすことなく電流を調整できます。 自動車技術では、デューティ サイクルは、とりわけ、ヒーター ファンの速度、スロットル ポジション モーターなどの位置を調整したり、照明のスイッチを入れたりするために使用されます。
ランプにデューティ サイクルを適用すると、ランプの点灯の明るさを下げることができます。 これは、特にリアライトに使用され、XNUMX つのランプが XNUMX つの異なる強度、つまり通常照明とブレーキ ライトに点灯できます。 通常の照明では、ランプは弱く点灯します (ここでは、ランプを流れる電流を制限するためにデューティ サイクルが適用されます)。 ブレーキライトを使用すると、ランプがより明るく点灯するようにランプのデューティサイクルが変更されます。
画像はBMW 5シリーズのリアライトで、リアライトの左側ランプが明るく点灯することでブレーキランプとしても機能します。
デューティサイクルでの測定:
デューティ サイクルはオシロスコープで測定できます。 オシロスコープは、時間に対する電圧の変化をグラフで表示します。
マルチメータでデューティ サイクルを測定すると、正しい電圧値が表示されなくなります。 電圧はデューティ サイクル中に常に変化するため、マルチメータは平均電圧を示します。これは、速度が遅すぎるためです。
正回路でのデューティサイクル:
下の画像は、バッテリーのプラス (12 ボルト) が一番上にあり、ヒューズ、ECU (電子スイッチ)、消費者 (この場合はランプ)、そして最後にアースが続くウォーターフォール図を示しています。 ECUは常に電源のオン/オフを切り替えます。
オシロスコープは、ランプのプラスと車両のアース間の電圧を測定します。 オシロスコープの設定は次のとおりです: 2 目盛りあたり 5 ボルト、2 目盛りあたり 6 ミリ秒。 これは、下から上の各ボックスが 12 ボルトであることを意味するため、上向きの線のボックスを追加すると (合計 XNUMX つ)、測定された最高電圧は XNUMX ボルトになります。
持続時間は左から右へ。 各ボックス (分割) は 5 ミリ秒に設定されます。 左から右に見ると、線の高さが 10 ミリ秒、低さが 10 ミリ秒であることがわかります。
マルチメーターと同様に、オシロスコープはメーターに接続されたプラスのケーブルとマイナスのケーブル間の電圧差を測定します。 下の図でランプがオンになっているとき、プラスのケーブルの電圧は 12 ボルトで、マイナスのケーブルはアースに接続されているため (常に) 0 ボルトになります。 それらの差はメーターで示されます。 12 ボルトと 0 ボルトの差は 12 ボルトです。 この 12 ボルトはメーターの画面に表示されます。 デューティ サイクルが高い場合、ランプが点灯します。 接地回路の場合はこの限りではありません。 これについては次の段落で説明します。
デューティ サイクルを決定するには、1 周期が何を意味するかを知ることが重要です。 生理期間中、テンションは一度高くなったり、また低くなったりします。 この期間の後、次の期間が始まります。 以下のスコープ画像では、1 つの期間が青色でマークされています。 これは、周期が合計 20 ミリ秒、つまり高さ 10 ミリ秒、低さ 10 ミリ秒続くことを示しています。 したがって、時間の半分は電圧が高く、残りの半分は低いことがわかります。 したがって、このスコープ画像のデューティ サイクルは 50% です。 この場合、ランプは弱く燃えます。
下の図では、周期は同じ (20 ミリ秒) ですが、この場合、電圧は 5 分の 15 の時間 (25 ミリ秒) だけ高く、50 分の XNUMX の時間 (XNUMX ミリ秒) は低くなります。 この測定では、デューティ サイクルは XNUMX% です。 これは、ランプが全期間の XNUMX 分の XNUMX しか電力を受け取らないため、ランプの点灯が XNUMX% のデューティ サイクルの場合よりもさらに弱くなることを意味します。
接地回路のデューティ サイクル:
自動車技術では、通常、接地回路が使用されます。 マススイッチコンシューマの場合、デューティサイクルは正の回路と比べて逆転します。 この例を下の画像に示します。
ランプが消灯している場合、ECU はアースへの接続を遮断しています。 これは回路が遮断されたことを意味します。 この場合、ECU の入力には 12 ボルトの電圧がかかります。 これは、この電圧がランプのマイナス接続にもあることを意味します。 この場合、ランプがオフのときの電圧差は 12 ボルトです。
ECU がランプをアースに切り替えるとすぐにランプが点灯します。 電流はプラスからマイナスに流れます。ランプは点灯するために 12 ボルトを使用するため、ランプのマイナス接続には 0 ボルトがかかります。 この場合、プラスのケーブルは 0 ボルト、マイナスのケーブルは 0 ボルトになります。 この場合、電圧差は 0 ボルトになります。 これは、0 ボルトでランプがオンになり、12 ボルトでランプがオフになることを意味します。
ランプの燃焼を弱くするには、ランプに電力が供給される時間を短くする必要があります。 これは下の画像で確認できます。 15 周期内で、電圧は 5 ms の間高く (ランプがオフ)、XNUMX ms の間低くなります (ランプがオン)。 この場合、ランプは期間の XNUMX 分の XNUMX しかオンになっていないため、燃焼は弱くなります。
電源から測定されたデューティ サイクル:
これまでの測定はすべて、車両の質量に基づいて行われました。 別のオプションは、以下の図に示すように、バッテリーのプラス端子から消費者のアースまでを測定することです。
ECUがアースに接続するとランプが点灯します。 その場合、12 ボルトの供給電圧がランプの燃焼に消費されます。 したがって、オシロスコープのマイナスケーブルには0ボルトの電圧がかかります。 プラスケーブルには 12 ボルトの電圧がかかっています。 この場合、測定ケーブル間に 12 ボルトの電圧差が生じるため、画面の 12 ボルトの線はランプがオンになっていることを示します。 つまり、これは期間の 25% です。
ECUがアースへの接続を切断するとすぐに、ランプのマイナス側にも12ボルトの電圧がかかります。 オシロスコープの測定ケーブル間の電圧差は 0 ボルトになります。 ランプがオフになると、画面に 0 ボルトが表示されます。
PWM 制御の燃圧レギュレーターのトラブルシューティング:
ページ上で PWMバルブのECU回路 では、PWM 制御のレール圧力レギュレータの ECU 内の回路がどのようなものかを説明しています。 したがって、最初にそのページの情報を読むことをお勧めします。
の高圧レール上のレール圧力調整器 コモンレールディーゼルエンジン それによって作られています エンジン制御装置 PWM（パルス幅変調）で制御されます。
停止時には、圧力調整器のバルブが開き、燃料圧力が戻りを介して高圧レールから出ることができます。 バルブが作動すると閉じます。 レール内の圧力が増加します。 レール圧力センサーが（高すぎる）圧力を検出すると、ECU は PWM 信号を調整します。
以下の図は、エンジン コントロール ユニット (J623) とレール プレッシャー レギュレーター (N276) の回路図を示しています。 レール圧力レギュレータには、ピン 2 で 13 ～ 14,6 ボルトの電圧が供給されます (エンジン動作時の充電電圧によって異なります)。 バルブを作動させる必要がある場合、ECU はピン 45 をアースに接続します。 ピン 276 がグランドに接続されるとすぐに、N45 のコイルに電流が流れます。 コモンレール内の圧力が上昇しています。 ECU がピン 45 とアース間の接続を遮断すると、燃料レール内の圧力の上昇が止まります。 圧力調整器のスプリングがバルブを少し開き、燃料が戻りラインを通ってタンクに急いで戻ることができるようにします。
スコープ画像は、電源電圧 (青) と PWM 制御 (赤) を示しています。 供給電圧は約 13,5 ボルトで一定です。
PWM 制御信号 (赤) の電圧は 0 ～ 13,5 ボルトです。 このスコープ画像は、バルブが常にオンとオフに切り替わっていることを示しています。
電流 (緑色) は、バルブに通電するとすぐに増加し、停止すると減少します。
静止時の電圧は 13,5 ボルトです。 PWMバルブは制御されません。
バルブ内のスプリングにより、静止時にバルブが確実に開いています。
ECU がアースに切り替わった瞬間 (これは、赤い信号が 0 ボルトのときのスコープ画像で確認できます)、コイル (緑色の画像) に電流が流れ、バルブが閉じます。
スコープ画像は、バルブが常に短時間オンになり、長期間オフになることを示しています。 これは、燃料圧力が比較的低くなければならないことを意味します。
車を読み取ってライブデータを表示します。 燃圧はアイドル回転数でほぼ 300 bar です。 これで結構です。
故障：始動時にエンジンが始動しなくなりました。
始動中にエンジンが始動しない。 タンクには十分な燃料があると確信しています。 当然のことながら、欠点を読み出すことから始めます。 この場合、障害は保存されません。 そのため、ライブ データ (VCDS では、これらは測定値ブロックと呼ばれます) を確認します。 始動時の始動速度は 231 rpm です。 ECUはクランクシャフト信号を受信します。 大丈夫。
始動時の燃料圧力は 7.1 bar です。 エンジンが始動するには低すぎます。
燃料圧力が低すぎると、次の原因が考えられます。
- タンク内の燃料が少なすぎる
- 燃料ポンプ（フィードポンプまたは高圧ポンプ）の故障
- 燃料フィルターの詰まり
- 燃料圧力制御バルブの欠陥
燃料圧力が低すぎる理由を判断するには、オシロスコープで電気コンポーネントの電圧をチェックします。
このセクションの前半で、正しく機能する PWM 燃圧レギュレーターのスコープ画像を示しました。 次のスコープ画像は、この圧力調整器の別の測定結果ですが、現在は故障しています。
電流が増加すると、電源電圧が低下します。 したがって、電流が流れると電源電圧は低下します。 さらに、次の点が際立っています。
- スイッチをオンにすると、電源電圧はより低い値に低下します。通常は、遷移抵抗によって急激な降下が発生します (スコープ画像内の垂直線がより低い電圧に)。
- コイルのスイッチをオンにした後、電流の増加は e-power に従った特性充電曲線に従います。 放電中の電流の流れは、供給電圧の徐々に上昇する様子を反映しています。 電流は0Aに下がらず、制御終了後も電流が流れ続けます。
- コイルのスイッチがオフになるとすぐに、赤色の画像に誘導ピークは表示されません (電圧が 0 ボルトから 14 ボルトに上昇する部分)。 インジェクター コイルをオフにすることを検討してください。これにより、最大 60 ボルトのピークが発生する可能性があります。
したがって、燃圧レギュレータへの電源供給ワイヤには過渡抵抗が存在します。 電流が流れたときのみ、遷移抵抗による電圧降下が発生します。 グランドがオフになると、電流は流れず、供給電圧はバッテリー電圧とまったく同じままになります。
図に戻ります。電源線は赤丸で囲まれています。 次のステップは、損傷したワイヤを実際に特定することです。 エンジン部品との擦れや、前回の取り付け作業時にワイヤーが引っかかったことにより、損傷が発生する可能性があります。 損傷が発見されれば、修復することができます。
何が遷移抵抗をもたらしたのかは明らかです。 すでにお気づきかもしれませんが、スコープ信号の誘導ピークが欠落しているという話がありました。 コイルがオフになると、電流パターンはゆっくりと低い値まで低下します。 したがって、制御が中断されることはありません。 これは終了しますが、コイルには電流が流れ続けます。
マイクロプロセッサによって FET が導通状態になると、電流がドレインからソースに流れることができ、したがってコイルにも電流が流れることができます。 したがって、コイルが通電され、制御バルブは結果として生じる磁場によるバネ力に抗して閉じることができます。
FET の制御が終了すると、コイルを通ってグランドに電流が流れなくなります。 フリーホイーリング ダイオードは、コイル内の残留エネルギーの結果として誘導電流がプラスに供給されることを保証します。 これにより、電流が徐々に減少し、誘導の発生が防止されます。 このプロセスは、画像の赤い矢印で示されています。
これは、制御がすでに終了した後もスコープ画像に電流フローが表示される理由を説明します。
