Przedmioty:
- Zarządzanie silnikiem z autodiagnostyką
- Funkcje sterujące i sterowanie zarządzaniem silnikiem
- Tabele VE i AFR umożliwiające określenie wymaganej ilości paliwa
- Adaptacyjna pamięć ucząca się
- Wystąpienie kodu błędu
- Dopasowanie oprogramowania
Zarządzanie silnikiem z autodiagnostyką:
Każdy nowoczesny samochód ma sterowanie silnikiem. Jest to nazwa oprogramowania wbudowanego w ECU (elektroniczną jednostkę sterującą). Wszystkie czujniki i siłowniki w silniku są podłączone do ECU za pomocą wiązek przewodów. Kliknij tutaj, aby uzyskać więcej informacji na temat jednostek sterujących i sieci w samochodzie. Główne funkcje ECU to kontrola zapłonu i wtrysku, w celu uzyskania jak najmniejszej emisji. Jest z tym powiązanych wiele innych funkcji, które wpływają na siebie nawzajem. Omówiono je poniżej.
ECU przetwarza przychodzące dane (z czujników), przetwarza je, a następnie steruje elementami wykonawczymi. Przykładem czujnika jest sonda lambda. Jeżeli sonda lambda zmierzy zbyt wysoką zawartość tlenu w spalinach, przekaże informację do ECU. ECU wie wtedy, że mieszanka jest za uboga (za mało paliwa = za dużo tlenu w spalinach = za uboga). ECU następnie reguluje wtrysk i zapłon, aż sonda lambda prześle prawidłowy sygnał.
Gdy czujnik prześle niemożliwą do zmierzenia wartość (że czujnik płynu chłodzącego wskazuje wartość niemierzalną) lub rozpozna, że w okablowaniu występuje zwarcie do plusa lub masy, ECU automatycznie zapisze to jako kod błędu. Zaletą rozbudowanego oprogramowania jest to, że niewłaściwy sygnał jest wewnętrznie blokowany. Np. zapłon i wtrysk nie są ustawione na złą temperaturę, bo ECU już rozpoznało, że ten sygnał jest nieprawidłowy.
Jednak ECU będzie w pełni sterować wentylatorem chłodzącym, ponieważ nie można już zmierzyć prawidłowej temperatury. Jako środek ostrożności zapewnione jest dodatkowe chłodzenie. Następnie na desce rozdzielczej zaświeci się żółta kontrolka silnika. Następnie samochód będzie musiał zostać odczytany. Kliknij tutaj, aby przejść do strony OBD gdzie podano wiele wyjaśnień na temat odczytu błędów i innych możliwości sprzętu diagnostycznego.
Innym przykładem jest uszkodzona cewka zapłonowa. Paliwo dostanie się do katalizatora w postaci niespalonej i nadal może się spalić ze względu na zbyt wysoką temperaturę. Czujnik wału korbowego zarejestruje wahania prędkości spowodowane brakiem spalania. Rozpoznawana jest pozycja przeniesienia cylindra. Spowoduje to zatrzymanie aktywacji wtryskiwacza cylindra, którego cewka zapłonowa jest uszkodzona. Silnik znajduje się teraz w trybie awaryjnym i będzie pracował na 1 cylindrze mniej. Zaświeci się kontrolka awarii silnika. Po przeczytaniu będzie jasne, który cylinder ma wypadanie zapłonu.
Aby dokonać odczytu należy podłączyć wtyczkę diagnostyczną komputera (na zdjęciu) do wtyczki OBD. Ta wtyczka OBD znajduje się zwykle na dole deski rozdzielczej, w pobliżu przestrzeni na nogi (w pobliżu pedałów). Wtyczkę można również ukryć w innych miejscach na desce rozdzielczej lub za popielniczkami. Podłączając wtyczkę do komputera odczytowego kody błędów przekazywane są do komputera.
Kiedy samochód jest odczytywany, ECU przesyła kod błędu do komputera odczytującego. Ten kod błędu (kod błędu OBD) jest często taki sam dla każdej marki. Kody te można wyświetlić za pomocą urządzenia odczytującego. Kod błędu jest zapamiętywany przez ECU i przechowuje również następujące informacje:
- Kiedy usterka wystąpiła jako pierwsza i ostatnia.
- Jak często usterka powracała.
- Czy jest to usterka trwała, czy (czasami) nawracająca.
Kody usterek nie zawsze są takie same dla każdej marki. Czasami kody są specyficzne dla marki. Często sprawdzając kod błędu w Google, można ustalić jego znaczenie.
Rozbudowany sprzęt do odczytu łączy tekst z tym kodem błędu. Kod jest następnie faktycznie tłumaczony na tekst. Na przykład kod P0267 zostanie powiązany z tekstem: „Nieprawidłowy sygnał czujnika temperatury płynu chłodzącego; zwarcie z plusem.” Pierwsze wystąpiło przy przebiegu ……km, częstotliwość 120, występowało sporadycznie. Teraz jest jasne, że albo czujnik ma wadę wewnętrzną, albo kabel sygnałowy czujnika ma zwarcie z kablem dodatnim. Zdarzyło się to w sumie 120 razy i nie występuje stale. Może to oznaczać, że przesuwając kable, zwarcie wystąpiło 120 razy, a następnie ponownie zniknęło. Ustalenie, gdzie znajduje się usterka, leży w gestii technika.
Po usunięciu usterki (np. po naprawie kabla) można ją usunąć. Sprzęt testowy wysyła następnie kod do ECU, który następnie rozumie, że usterkę należy zapisać z pamięci. Jeśli kabel nie zostanie naprawiony, a jedynie usterka zostanie usunięta, usterka ta natychmiast powróci. Po skasowaniu pierwszy odczyt licznika kilometrów będzie aktualny, a częstotliwość zacznie się ponownie od 1.
Funkcje sterujące i sterowanie sterowaniem silnikiem:
Zadaniem sterownika silnika jest monitorowanie lub sterowanie m.in. następującymi funkcjami:
- Prędkość silnika
- Prędkość
- Położenie pedału przyspieszenia / pedału hamulca / pedału sprzęgła
- Zapalenie
- Wtrysk
- Zmienny rozrząd zaworowy
- Zmienny kolektor dolotowy
- Sterowanie dynamem (sygnał DF)
- Sygnał miernika masy powietrza
- Pozycja przepustnicy
- Położenie zaworu EGR
- Pozycja wału korbowego / wałka rozrządu
- Kontrola temperatury za pomocą termostatu sterowanego mapą
- Kontrola pingu
- Sterowanie lambdą
- Elektroniczna pompa płynu chłodzącego
- Odpowietrzanie zbiornika
- Pompa paliwa (wspomagająca i wysokociśnieniowa)
- Cruise Control
- Ogrzewanie wentylacji skrzyni korbowej
- Kontrola poziomu oleju
- Ciśnienie turbo
- Ciśnienie w kolektorze dolotowym
- Zarządzanie energią (czujnik stanu naładowania akumulatora)
- Komunikacja ze skrzynią biegów (utrzymanie mocy silnika przy zmianie biegów z automatyczną skrzynią biegów)
- Samodiagnostyka (w tym przechowywanie kodów usterek)
Wszystkie przychodzące sygnały są przetwarzane w charakterystycznym polu (patrz obrazek powyżej). Mapa będzie przetwarzać sygnały wejściowe (z czujników) na podstawie m.in. prędkości obrotowej i obciążenia silnika, temperatury powietrza zewnętrznego, płynu chłodzącego, oleju silnikowego i spalin. Dane te służą do określenia, jaka będzie moc wyjściowa, czyli np. w jaki sposób będzie sterowany siłownik. Na przykład, gdy silnik jest zimny, konieczne będzie wtryśnięcie większej ilości paliwa (wzbogacenie przy rozruchu na zimno), aby silnik mógł pracować. Zwykle zdarzało się to w przypadku ręcznego ssania, ale w przypadku zarządzania silnikiem wszystko jest kontrolowane automatycznie za pomocą Tabele VE i AFR. Tabele te przedstawiają poziom napełnienia i proporcje mieszania.
Mierzona jest temperatura zewnętrzna i temperatura płynu chłodzącego, a gdy silnik pracuje, moment zapłonu jest określany za pomocą czujników spalania stukowego, a czujniki prędkości określają, czy silnik pracuje płynnie. Przepustnica będzie również sterowana bardziej „otwarta”. Po upływie określonego czasu temperatura w komorze spalania będzie na tyle wysoka, że można przejść na normalny wtrysk.
Kiedy silnik znajduje się w fazie nagrzewania, jak opisano powyżej, nazywa się to „pętlą otwartą”. Sygnał zwrotny z sondy lambda nie jest wówczas uwzględniany. Oznacza to, że mieszanka jest zbyt bogata (podczas wzbogacania zimnego rozruchu), a zatem w rzeczywistości oznacza, że silnik powinien pracować ubożej. Ponieważ jednak wzbogacanie jest konieczne, dane z sondy lambda są ignorowane. Gdy silnik osiągnie odpowiednią temperaturę, sygnały przychodzące z sondy lambda zostaną ponownie wykorzystane. Nazywa się to wówczas „zamkniętą pętlą”. W skrócie: ECU określa, które sygnały są używane, a które nie.
Na stronie pokazane są różne pola układ wtryskowy opisane.
Pamięć adaptacyjna:
Oprogramowanie sterujące silnikiem zawiera tak zwaną „adaptacyjną pamięć uczenia się”. Sterowanie elementami wykonawczymi odbywa się w oparciu o dane otrzymane wcześniej z czujników. Uwzględnia to pewne zużycie i zanieczyszczenie silnika. W przypadku zużycia należy wziąć pod uwagę np. niższe ciśnienie końcowe sprężania, co powoduje, że obroty jałowe są niższe niż w przypadku nowego silnika. Oprogramowanie sterujące silnikiem będzie musiało zareagować, dostosowując Korekty paliwa.
Pamięć adaptacyjna przechowuje między innymi dane dotyczące otwierania i zamykania przepustnicy. Z biegiem czasu przepustnica ulega zabrudzeniu pod wpływem spalin z EGR i wentylacji skrzyni korbowej. Otwieranie i zamykanie zaworu jest nieco trudniejsze i zawór musi otwierać się nieco szerzej, jeśli jest zanieczyszczony, w przeciwnym razie pozostałości węgla zablokują drogi oddechowe. Regulacja w przypadku starszego silnika będzie zatem inna niż w przypadku nowego silnika. Bez pamięci adaptacyjnej sterowanie musiałoby ponownie wyszukiwać właściwe wartości przy każdym uruchomieniu silnika. Dzięki pamięci adaptacyjnej oprogramowanie sterujące silnikiem uwzględnia to.
Na przykład po wyczyszczeniu przepustnicy lub zaworu EGR często trzeba go ponownie nauczyć. Podczas uczenia następuje reset pamięci adaptacyjnej. Po zaprogramowaniu sterownik silnika ponownie sprawdzi i zapisze wartości czujników. Po przyuczeniu może się zdarzyć, że silnik będzie pracował i drgał nieco nieregularnie.
Een sonda lambda staje się wolniejszy wraz z wiekiem. Dane docierają do układu sterującego silnikiem, ale poprzez pamięć adaptacyjną układ sterujący silnikiem uwzględnia starzenie się sondy lambda. Dlatego ważne jest wyczyszczenie wartości adaptacyjnych po wymianie sondy lambda.
Automatyczna skrzynia biegów zawiera sprzęgła sterowane ciśnieniem oleju w celu zmiany biegów. Starszy olej przekładniowy jest często nieco zanieczyszczony i gęstszy niż nowy olej. Dlatego prędkości i punkty przełączania będą inne w przypadku nowego oleju niż w przypadku starego oleju. Automatyczna skrzynia biegów zawiera również jednostkę sterującą z pamięcią adaptacyjną, która z czasem dostosowuje punkty przełączania tak idealnie, jak to możliwe. Po wymianie oleju zachowanie przy zmianie biegów może znacznie się różnić. Weź pod uwagę nieprawidłowe prędkości, aby zmienić bieg na niższy lub wyższy, lub nagłe włączenie biegu, powodując stukanie w napędzie. Dlatego po wymianie oleju należy również usunąć wartości adaptacyjne skrzyni biegów.
Często należy przeprowadzić jazdę adaptacyjną po wyczyszczeniu wartości adaptacyjnych. Należy wtedy jechać z różnymi prędkościami i w miarę możliwości z różnymi prędkościami, aby system miał możliwość prawidłowego obliczenia i zapisania wartości adaptacyjnych.
Pochodzenie kodu błędu:
Czujnik może być uszkodzony. Okablowanie lub połączenie wtykowe czujnika może również ulec uszkodzeniu, zakłócając połączenie między czujnikiem a ECU. ECU otrzymuje zatem nieprawidłowe wartości z czujnika. Wcześniej mogło to mieć wpływ na działanie silnika; uszkodzony czujnik temperatury może spowodować wtrysk zbyt dużej ilości paliwa i „zalanie” silnika. Obecnie ta szansa jest znacznie mniejsza. Sterowanie silnikiem może rozpoznać, że wartość czujnika jest nieprawidłowa.
W tym przykładzie profil napięcia a czujnik temperatury pokazane. Temperatura działa przy napięciu od 0,5 do 4,5 V. Napięcia niższe niż 0,5 V i wyższe niż 4,5 V znajdują się w obszarze zabronionym. Napięcia można zobaczyć na poniższym wykresie. Jeśli czujnik jest uszkodzony lub kabel ma zwarcie z masą, przesyłane jest napięcie 0 woltów. To jest w obszarze zakazanym. ECU rozpoznaje to i zapisuje kod błędu.
Nie tylko kod błędu jest zapisywany, ale sygnał również nie jest używany. ECU przełącza się w tryb pracy awaryjnej; wartość zastępczą oblicza się na podstawie innych danych otrzymanych przez ECU. Wartość odtworzeniowa jest zbliżona do wartości rzeczywistej, można więc kontynuować jazdę do garażu. Oczywiście nie chodzi o to, aby ignorować awarię, bo np. zużycie paliwa może znacznie wzrosnąć.
Dostosowanie oprogramowania:
Oprogramowanie w ECU można dostosować za pomocą odpowiedniego sprzętu. No i oczywiście wiedza, bo nieprawidłowe zaprogramowanie może być przyczyną poważnych usterek silnika. Przepisanie oprogramowania może nastąpić poprzez aktualizację oprogramowania od producenta (poprzez naprawę wykrytych później błędów) lub poprzez tuning. Oznacza to, że większą moc uzyskuje się regulując pole charakterystyczne w ECU. Na stronie chiptuning jest więcej informacji na ten temat.
