Диагностические функции системы управления двигателем

Любая современная микропроцессорная система управления обладает некоторыми диагностическими возможностями. Эти возможности реализуются контроллером в соответствии с программой, заложенной в постоянной памяти, во время. когда микропроцессор не полностью загружен выполнением основных управляющих алгоритмов, т. е. в фоновом режиме.

Во время обычной эксплуатации автомобиля контроллер периодически тестирует его электрические и электронные компоненты. При обнаружении неисправности контроллер переходит в аварийный режим работы, подставляя в алгоритмы подходящее значение параметра вместо того, которое дает неисправный блок. Например, если контроллер обнаружит неисправность в цепи датчика температуры охлаждающей жидкости, программа установит значение температуры для штатной работы двигателя (обычно 80 ^СС) и будет использовать это значение при реализации управляющих алгоритмов, чтобы автомобиль оставался на ходу. Заметающее значение будет храниться в памяти ЭБУ.

Водитель информируется о неисправности с помощью контрольной лампы CHECK ENGINE (или светодиода), расположенной па панели приборов. Микропроцессор заносит специфический код неисправности в КАМ память ЭБУ. КАМ (Keep Alive Memory) — память контроллера, способная сохранять информацию при отключении питания ЭБУ. Это обеспечивается или подключением микросхем памяти отдельным кабелем к аккумуляторной батарее, или применением малогабаритных перезаряжаемых аккумуляторов, размещенных па печатной плате ЭБУ.

Программное обеспечение ЭБУ двигателя современного автомобиля сложное. Диагностика и самотестирование в системах OBD-II осуществляется подпрограммой Diagnostic Executive, часто называемой просто Executive. Executive с помощью специальных программ — мониторов (emission monitor) контролирует до семи различных систем автомобиля, неисправность в работе которых может привести к увеличению загрязнения окружающей среды. Остальные датчики и исполнительные механизмы, не вошедшие в эти семь систем, контролируются восьмым монитором (comprehensive component monitor — ССМ). Executive работает, в фоновом режиме и осуществляет постоянный контроль оборудования с помощью упомянутых программ — мониторов без вмешательства человека.

Каждый монитор может осуществить тестирование во время поездки, то есть цикла «ключ зажигания включен — двигатель работает — ключ выключен» при выполнении определенных условий. Критерием может быть время после запуска двигателя, обороты двигателя, скорость автомобиля, положение дроссельной заслонки и т. д. Многие тесты выполняются на прогретом двигателе. Производители по-разному устанавливают это условие, например, для автомобилей Ford это означает, что температура двигателя превышает 70 °С (158°F) и в течение поездки она повысилась не менее чем на 20 °С (36°F)

По различным причинам Executive может задержать выполнение теста:

• отмененные тесты — Executive выполняет некоторые вторичные тесты только если прошли первичные, в противном случае тест не выполняется;

• конфликтующие тесты — иногда одни и те же датчики и компоненты должны быть использованы разными тестами. Executive не допускает этого, задерживая один тест до конца выполнения второго;

• задержанные тесты — тесты и мониторы имеют различный приоритет, Executive задержит тест с более низким приоритетом, пока не выполнит тест с более высоким приоритетом.

В табл. 3.1 приведены условия для выполнения или задержки тестов монитора каталитического нейтрализатора OBD-1I совместимых автомобилей Chrysler [12]. Executive осуществляет три вида тестов:

• пассивный тест означает просто наблюдение (мониторинг) за значениями параметров системы или цепи;

• активный тест реализуется, когда система не проходит пассивный тест. Предполагается подача тест-сигнала и регистрация реакции системы на него. Тест-сигнал должен оказывать минимальное воздействие на текущую работу исследуемой системы;

• если не прошли активный и пассивный тесты. Executive выполнит тест, во время которого режимы двигателя и подсистем могут меняться.

Результаты выполнения тестов передаются от мониторов Executive. Коды ошибок обнаруженной неисправности записываются в память ЭБУ и зажигается лампа MIL, если неисправность подтверждается в двух подряд поездках.

Монитор ССМ контролирует входные и выходные сигналы компонентов и подсистем вне деятельности первых семи мониторов. В зависимости от вида цепи ССМ может установить обрыв, замыкание или несоответствие сигнала норме. Проводятся также тесты на «рациональность» для входных и «функциональность» для выходных сигналов, проверяющие соответствие их значений режиму. Например, проверка на рациональность выходного сигнала датчика положения дроссельной заслонки в системе управления впрыском с определением массы воздуха по его объемному расходу предполагает сравнение сигналов с датчиков положения дроссельной заслонки и абсолютного давления во впускном коллекторе. При большем открытии дроссельной заслонки разрежение во впускном коллекторе уменьшается, сигнал с датчика абсолютного давления должен это подтверждать. При нормальной работе сигналы этих двух датчиков соответствуют друг другу, что и проверяется монитором ССМ.

В зависимости от типа ЭБУ монитор ССМ может контролировать следующие устройства:

• датчик массового расхода воздуха;

• датчик температуры охлаждающей жидкости;

• датчик температуры воздуха;

• датчик положения дроссельной заслонки;

• датчик положения коленчатого вала;

• датчик положения распределительного вала;

• бензонасос и т. д.

Обычно Executive включает лампу MIL после обнаружения неисправности в двух подряд поездках.

Посредством первых семи мониторов Executive .контролирует подсистемы автомобиля, неисправности в которых могут увеличить количество выбрасываемых в окружающую среду токсичных веществ. Эти мониторы способны обнаруживать ухудшение характеристик обслуживаемых подсистем, приводящее к превышению норм на токсичность в 1,5 раза. Мониторы обслуживают:

• каталитический нейтрализатор;

• датчики кислорода;

• пропуски воспламенения;

• топливную систему;

• систему улавливания паров топлива в баке;

• систему рециркуляции выхлопных газов;

• систему подачи воздуха в выпускной коллектор.