Діагностичне устаткування АТЗ

Для діагностування мікропроцесорних (МП) систем керування використовуються діагностичні прилади і пристрої які вимірюють електричні та неелектричні діагностичні параметри, що визначають технічний стан системи в цілому та окремих її підсистем, агрегатів, елементів та електричних кіл. Більш детально розглянемо прилади які застосовуються тільки для перевірки стану МП систем керування автотранспортними засобами (АТЗ) (рис.1).

Конектор (рис.2) являє собою комутаційне поле, призначене для підключення затискачів універсальних вимірювальних приладів (мультиметра, осцилографа). Під’єднується до електричних кіл рознімання ЕБК, не порушуючи з’єднання із зовнішніми елементами системи. Щоб забезпечити універсальність конектора, щодо його використання (змогу під’єднуватися до ЕБК з різними типами рознімань), застосовуються перехідні кабелі адаптери підключення. Використання конектора дозволяє виконувати вимірювання вхідних та вихідних сигналів, а також напруг живлення ЕБК у робочому стані системи на різних режимах її функціонування.

Вимірювальні адаптери є подільниками напруги або безконтактними датчиками, які пристосовані для підключення до елементів монтажу системи керування. Такі адаптери узгоджують вхідні характеристики діагностичного приладу з параметрами сигналу, що підлягає вимірюванню.

Імітатори датчиків - прилади що відтворюють електричні сигнали аналогових, імпульсних та цифрових датчиків, а також моделюють електричні параметри (електричний опір) пасивних датчиків в межах робочих діапазонів їх функціонування. Застосовуються безпосередньо на борту автомобіля та мають автономне джерело живлення.

Спеціальні тестери - пристрої, призначені для діагностування окремих, цілком визначених, елементів системи керування. До переліку спеціальних діагностичних тестерів можна віднести тестери: запалювання, l-характерис-тик, електромагнітних форсунок, тиску (зворотного тиску) палива, регуляторів неробочого ходу та інші. Такі тестери дозволяють вимірювати електричні і неелектричні параметри окремих агрегатів ДВЗ та перевіряти їх технічний стан шляхом випробувань. Застосовуються для діагностування як на борту автомобіля так і в умовах електровідділення.

Автомобільні мультиметри (автотестори, кишенькові тестери, мультископи) мають розширені функції та діапазони вимірювань параметрів. Такі прилади постачаються разом з датчиками зовнішніх вимірів (вимірювальними адаптерами). Завдяки цьому у порівнянні з мультиметрами загального використання, автомобільні мультиметри дозволяють додатково вимірювати:

частоту електричних імпульсів до 200 кГц;

швидкість обертання колінчастого валу 0 - 10000 хв^-1;

кут замкнутого стану контактів - 0 - 80%;

електричний опір - 0,01 Ом - 40 мОм;

напругу змінного та постійного струму - 0,1 мВ - 1000 В;

постійний струм - 0,01 мА - 2000 А;

розрядження та тиск газів і рідини;

температуру газів, рідин та твердої поверхні до 1290⁰С.

Для живлення автомобільних мультиметрів використовуються як правило автономні джерела напруги.

Автомобільні осцилографи відрізняються від осцилографів попереднього покоління за такими показниками:

малі вага та габарити;

живлення від автономного джерела (12 В, 24 В) або АКБ автомобіля;

перетворення інформаційних сигналів та отримання зображення на цифровому рівні;

наявність декількох (до чотирьох) вимірювальних каналів;

здатність працювати у режимі запам’ятовування зображення та даних;

можливість автоматизувати процес вимірювання та статистичної обробки вимірювальної інформації.

Сканери - портативні діагностичні прилади для діагностування систем керування автомобілем, в структурі ЕБК яких передбачена система само-діагностики (ССД). Підключення сканера до системи у більшості випадків виконується через діагностичне рознімання. Насамперед призначення сканеру полягає у зчитуванні та стиранні кодів несправностей, які формуються CCД у процесі експлуатації автомобіля.

Сучасні сканери (діагностичні комп’ютери) дозволяють виконувати додаткові функції і можуть розрізнятися за кількістю функцій, що виконуються, об’ємом вимірюваних параметрів та змістом інформації, що надається оператору. На рис.3 наведено функціональні можливості сканера по каналах L і K - діагностики.

Зчитування кодів залежно від рівня системи та сканера може здійснюватися за трьома варіантами: перетворенням "повільних" кодів до цифрового вигляду на дисплеї сканера; виведенням "швидких" кодів у цифровий вигляд; текстовим тлумаченням кодів несправностей, що виводяться.

Стирання кодів несправностей полягає в очищенні пам’яті ССД бортового комп’ютера. Якщо у пам’яті CCД міститься декілька кодів, стирання їх можна здійснювати послідовно, або загалом після усунення несправностей.

При зчитуванні поточних параметрів та даних на дисплей сканера виводяться значення сигналів датчиків та сигналів керування виконавчими пристроями системи в реальному масштабі часу. Кількість параметрів, що виводяться на дисплей, взагалі визначається роздільною здатністю ЕБК системи та сканеру. Сучасні сканери дозволяють реєструвати більш за півсотні параметрів. Одночасно на дисплеї можна відобразити будь-які чотири параметри.

В режимі "знімання" сканер зчитує інформацію (параметри сигналів) в необхідному обсязі під час випробувань та запам’ятовує її. Потім записану інформацію можна відобразити на дисплеї повільно та послідовно для більш ретельного аналізу сигналів з метою визначення технічного стану системи. Сучасні сканери дозволяють проводити декілька "знімання" на різних режимах функціонування системи.

За допомогою клавіатури сканера можна перевіряти (активізувати) виконавчі пристрої системи шляхом їх вмикання та вимикання. Іноді процес перевірки виконується автоматично за спеціальною програмою.

У сканерах, які застосовуються для діагностування систем керування ДВЗ, передбачено режим "прокрутки". За допомогою цього тесту (вимірювання обертів, напруги АКБ, температури, падіння напруг у колі живлення) визначаються причини важкого пуску двигуна.

У деяких сучасних системах керування передбачено регулювальні операції та поновлення калібрувальної інформації в пам’яті ЕБК за допомогою сканера (регулювання початкового кута випередження запалювання, обертів неробочого ходу, датчика положення дросельної заслінки та ін).

В постійній пам'яті сканера можуть зберігатися типові значення параметрів (бібліотека даних) для визначених режимів функціонування системи. Перелік цих параметрів співпадає з переліком "поточних" даних, що дозволяє порівнювати їх під час проведення діагностичних випробувань.

На автомобілях, в яких застосовуються електронні комбінації приладів, за допомогою сканерів проводиться обнуління сервісних індикаторів (пробіг та час зміни мастила, фільтрів та інші підказки). На рис.4 наведено зовнішній вигляд сучасних сканерів, які відрізняються конструкцією корпуса, кількістю та призначенням функціональних клавіш, розмірами (типом) інформаційного дисплею.

Діагностичні комп’ютери останнього покоління мають додаткові функції цифрового запам’ятовуючого осцилографа, імітаторів сигналів датчиків, імітаторів керуючих сигналів виконавчих пристроїв та мультиметра. Як приклад розглянемо технічні характеристики діагностичного комп’ютера "Hi-Scan" (рис.4, а), розроблений фірмою Kumsan Electronics Co (Півд. Корея). Такий комп’ютер має такі технічні характеристики.

Габарити приладу 25´16´5 см. Вага приладу - 1,2 кг. Процесор INTEL 80С196, 16мГц, 16 разр. Системна пам’ять ROM - 64K. RAM - 128K. Пам’ять програм 2МВ РСМСІА карта, тип 2, FLASH. Дисплей 3,8”´2,8”, монохромний з підсвіткою; текстовий режим - 12 строк по 40 символів, забезпечується підтримка графічного режиму з роздільністю 320´240 точок.

Порти вводу-виводу: інтегрований порт з підтримкою стандарту RS - 232 для виводу на друк, зв’язку з модемом та персональним комп’ютером; інтегрований порт H-Bus для підключення спеціального обладнання.

Цифровий запам’ятовуючий осцилограф: кількість каналів - 2; частота дискретизації - 100 кГц; діапазон вимірювання напруги - 0 - 50 В; розрядність АЦП - 10 біт; вхідний опір - 1 мОм.

Імітатор сигналів: розрядність ЦАП - 8 біт; вихідна напруга - 0 - 5 В.

Драйвер що застосовується для перевірки виконавчих пристроїв забезпечує струм до 1 А.

Універсальність застосування сканера визначається кількістю систем керування, що діагностуються за його допомогою. Ця кількість в свою чергу визначається: переліком моделей автомобілів; переліком модельного ряду; переліком систем керування за призначенням; переліком систем керування за типом та модифікацією.

Рис.4. Діагностичні комп’ютери (сканери): а - Hi-Scan; б - AutoScan-2; в - TECH-2; г - EuroScan.

Для підвищення ефективності використання в сканерах передбачається підключення периферійних пристроїв таких як персональний комп’ютер, принтер, інформаційні картриджі (рис.5). Саме картриджі підвищують програмну (інформаційну) універсальність застосування сканера. Для прикладу розглянемо інформаційну місткість картриджу К-5724С, який забезпечує читання і стирання кодів несправностей та вивід параметрів (типових та поточних даних) у складі зі сканером "EuroScan" (рис.4, г) при діагностуванні автомобілів "Mercedes Benz".

Модельний ряд (номери кузовів): 124 (1992-96); 129 (1991-99) S-Class;

140 (1991-99) S-Class; 170 (1996-99); 202 (1995-99) C-Class; 210 (1996-99) E-Class; 208 (1997-99) CLK4; 163 (1998-99) M-Class.

Системи що діагностуються:

керування бензиновим двигуном LH-Jetronic (1992-95), HFM (1993-97), PMS (1993-95), ME 1.0, ME 2. X (1996-99);

керування запаленням DI (1992-95);

керування акселератором та круїз-контроль ЕА/СС/ISC (1992-97);

керування розподілом живлення ВМ (1992-95);

керування подушкою безпеки SRS (1993-99);

керування автоматичною коробкою передач ETS (1997-99);

електронна комбінація приладів ІС (1996-99);

система клімат контролю ААС (1996-99).

Слід додати, що за допомогою сканера "EuroScan" діагностуються всі системи керування автомобілями "BMW" та "VAG". Використовується також декілька інформаційних картриджів.

Для забезпечення апаратної універсальності застосування сканер комплектується адаптерами для підключення до борта автомобіля, що діагностується, до зовнішнього комп’ютера, до зовнішнього принтера, до джерела живлення. Наприклад, сканер "AutoScan-2" (рис.4, б) доповнюється на замовлення трьома комплектами картриджів та адаптерів для діагностування електричних систем автомобілів: виробництва США (GM, Ford, Chrysler); виробництва Японії та Кореї (Toyota, Nissan, Mitsubishi, Mazda, Honda, Subary, Suzuki, Daihatsy, Huyndai, Kia); європейських виробників (BMW, Audi, VW, Opel, Ford Euro, Rover, Lada).

Мультитестери (MT Pro, Multitester Plus) - портативні комбіновані прилади, які реалізують функції сканера (зчитування, тлумачення та стирання кодів несправностей) для обмеженої кількості МП систем керування упорскуванням палива та ABS, запам’ятовуючого осцилографа, мультиметра, тестера запалювання. Дозволяють робити діагностику широкого модельного ряду сучасних автомобілів: американських, європейських, японських і азіатських виробників. У вимірювальному комплексі передбачена установка програмного картриджа для конкретної системи упорскування. Діагностування виконується в трьох основних режимах - STATIC TEST, RUNNING TEST, MONITOR TEST.

Режим MONITOR TEST забезпечує діалогове "спілкування" електронних систем керування з оператором і дозволяє не тільки локалізувати несправність системи, але і виявити причини її виникнення. Такий режим дозволяє спостерігати за системою при русі автомобіля і виконувати її регулювання.

STATIC TEST розрахований на діагностування автомобілів, які неможливо завести. Дозволяє локалізувати місця пошкоджень (елемент, коло), які є причиною неможливості пуску двигуна.

RUNNING TEST дозволяє виявити "хаотичні" несправності, які виникають на режимах потужної роботи інжекторних ДВЗ.

В приладі передбачений режим "HELР". В цьому режимі надається довідкова діагностична інформація про зміст та послідовність виконання діагностичних операцій для оператора в процесі вимірювання діагностичних параметрів.

Системні тестери (KTS-500) являють собою більш потужний варіант мультитестера та відрізняються від сканерів і мультитестерів периферійним оточенням (рис 6) та інформаційною місткістю.

У поєднанні з KTS-карткою (тестовий інтегрований пристрій, що програмується) на екран дисплею тестера або зовнішній монітор можна визвати будь-яку діагностичну інформацію у вигляді алгоритмів пошуку і локалізації несправних елементів та пошкоджень з покроковою "підказкою"; технічні характеристики і параметри елементів та агрегатів системи; ознаки та перелік можливих пошкоджень і способи їх усунення; фрагменти схем електричних підключень; рисунки та опис місця розташування елементів системи та інше. Кількість систем керування, які діагностуються за допомогою системного тестера, не обмежена та визначається наявністю програмного забезпечення та адаптерів підключення.

Діагностичні адаптери - пристрої узгодження бортової системи діагностики автомобіля безпосередньо з персональним комп'ютером. Функціональні можливості діагностичного адаптера цілком визначаються обсягом та змістовністю програмного забезпечення щодо їх використання. Наприклад, програма обмеженої потужності для діагностування систем керування ДВЗ забезпечує основні функції діагностичного сканера: зчитування даних з електронного блоку ЕБК автомобіля через адаптер, та наступну їх обробку; зберігання, перегляд і роздруківку отриманої інформації; активізацію виконавчих пристроїв системи у складі двигуна.

Додатково програма дозволяє:

відображати у динаміці всі контрольовані параметри ЕБК, переглядати їх як у цифровому, так і у графічному вигляді;

керувати виконавчими пристроями при відображенні параметрів;

записувати і переглядати інформацію, що надходить, реєструвати значення параметрів у необхідний момент часу;

отримувати дані про помилки ЕБК, паспорти ЕБК та двигуна, калібровочні дані, таблиці коефіцієнтів паливоподачі;

проводити випробування ДВЗ для визначення його експлуатаційних характеристик та несправностей, які викликають їх погіршення;

формувати базу даних про клієнтів і персональні бази даних для кожного автомобіля по результатах проведених вимірювань або технічних втручань, зберігати у базі даних графіки параметрів;

керувати процесом діагностики завдяки зручному інтерфейсу.

Програма використовується для проведення технічного обслуговування і ремонту автомобілів на станціях технічного обслуговування, автосервісу та власником автомобіля при наявності комп'ютера типу IBM PC. Такий спосіб діагностування не дозволяє проводити вимірювання діагностичних параметрів при русі автомобіля. Щоб позбавитися цього недоліку в програмі зазвичай передбачено обмін інформацією між комп’ютером та діагностичним сканером портативної конструкції.

Портативні мотор-тестери (PDA Plus, InSIGHT) є найбільш універсальні діагностичні прилади, в яких реалізовано функції декількох перелічених раніше вимірювальних приладів та додаткові функції, пов’язані з вимірюванням та аналізом неелектричних діагностичних параметрів. Функціональні можливості, перелік та місткість вимірювальної інформації таких приладів набагато перевищують показники стаціонарних мотор-тестерів попереднього покоління.

Мотор-тестери мають модульну конструкцію та комплектуються за таким переліком:

блок акумуляторів живлення;

PCMCIA-картка з програмним забезпеченням (основана);

модуль обробки сигналів осцилографа;

модуль обробки сигналів запалювання;

комплект вимірювальних кабелів (5 штук);

адаптер для підключення к датчику кисню;

адаптер для підключення до першого циліндра (вхід синхронізації);

адаптер з ємкісним датчиком для вимірювання високої напруги;

адаптер для вимірювання високої напруги у системах запалювання зі статичним розподілом напруги (з 8-датчиками);

безконтактний (накладний) датчик вимірювання великого струму;

блоки живлення 12 В та 220 В;

адаптер для підключення зовнішнього принтера;

датчик вимірювання малих струмів;

модуль газоаналізатора з датчиком;

модуль-дешифратор сканеру з комплектом адаптерів та карткою PCMCIA з програмним забезпеченням;

модуль вимірювача параметрів сигналів ЕБК;

комплект адаптерів підключення персонального комп’ютера та програмне забезпечення для реалізації віддаленого доступу (PC-LINK).