Оборудование для диагностики и чиптюнинга.

Проверка функций исполнения. Часть 1.

К функциям исполнения ECU системы управления двигателем относятся:

• управление главным реле;
• управление реле бензонасоса;
• управление опорными (питающими) напряжениями датчиков;
• управление зажиганием;
• управление форсунками;
• управление побудителем (регулятором) холостого хода -- idle actuator, иногда это просто клапан;
• управление дополнительными реле;
• управление дополнительными устройствами;
• лямбда-регулирование.

Наличие управления главным реле может быть определено по следствию: путем замера напряжения питания ECU -- на том выводе, куда оно подается с контакта «87» главного реле. Предполагается, что проверка исправности самого реле и его проводки уже проведена. Указанное напряжение должно появиться после включения зажигания «15». Другой способ проверки – лампа взамен реле.  Маломощная контрольная лампа, не более 5W, включается между «30» и управляющим выводом ECU, соответствующим  контакту «85» главного реле (см. рис.). Важно: лампа должна гореть полным накалом после включения зажигания.                                               

Проверка управления реле бензонасоса должна учитывать логику работы бензонасоса в исследуемой системе, а также способ включения реле. В некоторых а/м питание обмотки этого реле берется с контакта главного реле. На практике часто проверяют весь канал ECU-реле-бензонасос по характерному жужжащему звуку предварительной подкачки топлива в течение Т=1…3 секунд после включения зажигания.

Однако, такая подкачка есть не у всех а/м, что объясняется подходом разработчика: считается, что отсутствие подкачки благотворно влияет на механику двигателя при старте в связи с опережающим началом работы масляного насоса. В таком случае можно пользоваться контрольной лампой (мощностью до 5W), как это было описано в проверке управления главным реле (с поправкой на логику работы бензонасоса). Этот прием более универсальный, чем «на слух», т.к. даже если  первоначальная подкачка имеется, то совсем не обязательно бензонасос будет работать при попытке пуска двигателя.

Дело в том, что в ECU может содержаться «на одном выводе» до трех функций управления реле бензонасоса. Кроме предварительной подкачки, может быть функция включения бензонасоса по сигналу включения стартера («50»), а также – по сигналу датчиков вращения. Соответственно, каждая из трех функций зависит от своего обеспечения, что, собственно, и заставляет их различать. Встречаются системы управления (например, некоторые разновидности TCCS/Toyota), в которых включением бензонасоса управляет концевой выключатель расходомера воздуха, а управление одноименным реле от ECU отсутствует.

Заметим, что разрыв цепи управления реле бензонасоса – распространенный способ блокировки в противоугонных целях. Он рекомендуется к использованию в инструкциях множества охранных систем. Поэтому при отказе работы указанного реле следует проверить, не заблокирована ли цепь управления им?

В некоторых марках а/м (например, Ford, Honda) в целях безопасности применяется штатный автоматический размыкатель проводки, срабатывающий на удар (в Ford размещается в багажнике и поэтому реагирует также и на «выстрелы» в глушителе). Для восстановления работы бензонасоса требуется взводить размыкатель вручную. Заметим, что в Honda, «отсекатель топлива» на самом деле включен в разрыв цепи главного реле ECU и к проводке бензонасоса никакого отношения не имеет.

Управление питающими напряжениями датчиков сводится к поставке таковых ECU при полном включении его питания после включения зажигания. В первую очередь важно напряжение, подаваемое на датчик вращения, содержащий электронные компоненты. Так магнитоуправляемая микросхема большинства датчиков Холла, а также формирователь модифицированного индуктивного датчика питаются напряжением +12V. Нередки датчики Холла с напряжением питания +5V. В американских а/м обычная величина напряжения питания датчиков вращения составляет +8V. Напряжение, подаваемое как питание датчика положения дроссельной заслонки, всегда оказывается около +5V. 

Кроме того, многие ECU также «управляют» общей шиной датчиков в том смысле, что «минус» их цепи берется с ECU. Путаница здесь происходит, если питание датчиков замеряют как «плюс» относительно «массы» кузова/двигателя. Конечно, при отсутствии «-» с ECU датчик не будет работать, т.к. цепь его питания разомкнута, неважно, что «+» напряжения на датчике есть. То же происходит при обрыве соответствующего провода в жгуте ECU.

В такой ситуации затруднение в диагностике возникает, когда  отсутствие запуска двигателя происходит на фоне наличия минимально необходимых условий -- впрыска и искры. Так при обрыве общего провода датчика температуры охлаждающей жидкости ECU принимает температуру двигателя равной около -40...-50 град. Цельсия. Если при этом датчик вращения имеет общий провод отдельного исполнения, то впрыск и зажигание как функции ECU присутствовать будут, но запуск не произойдет. Дело в том, что при  предельно низких температурах количество впрыскиваемого топлива предусмотрено максимальным (чтобы компенсировать неполное сгорание), и в результате двигатель будет «залит». Известны случаи, когда сканеры не отслеживали описанный обрыв -- BMW.
 
Случается, что об исправности измерения температуры двигателя судят по показаниям этой температуры на панели приборов. Данное сопоставление неверно, потому что панель приборов получает сведения о температуре охлаждающей жидкости от иного, чем ECU, отдельного термодатчика.

Управление зажиганием обычно проверяют по следствию: наличию искры. Делать это следует с помощью заведомо исправной свечи зажигания, подсоединив ее к высоковольтному проводу, снятому со свечи  (проверочную свечу удобно разместить в монтажном «ухе» двигателя). Такой способ требует от диагноста навыка оценки искры «на глаз», т.к. условия искрообразования в цилиндре существенно отличаются от атмосферных, и если визуально слабая искра есть, то в цилиндре она может уже не образовываться. Во избежание повреждений катушки, коммутатора или ECU не рекомендуется проверять искру с высоковольтного провода на «массу» без подсоединенной свечи. Следует применять специальный разрядник с калиброванным зазором, эквивалентным в атмосферных условиях зазору свечи в условиях компрессии в цилиндре.

В случае отсутствия искры следует проверить, поступает ли напряжение питания на катушку зажигания («15» контакт на схеме электропроводки)? А также проверить, появляются ли при включении стартера управляющие импульсы, приходящие от ECU или коммутатора зажигания на «1» контакт катушки (иногда обозначается как «16»)? Отследить импульсы управления зажиганием на катушке можно с помощью контрольной лампы, включаемой параллельно. Если имеется коммутатор, проверьте, поступает ли напряжение питания на это электронное устройство? 

На выводе ECU, работающим с коммутатором зажигания, наличие импульсов проверяют осциллографом или при помощи индикатора импульсов. Индикатор не следует путать со светодиодным пробником, применяемым для считывания «медленных» кодов неисправностей:

схема пробника на светодиоде

Использовать указанный пробник для проверки импульсов в паре ECU -- коммутатор не рекомендуется, т.к. для целого ряда ECU пробник создает избыточную нагрузку и подавляет управление зажиганием. 

Заметим, что неисправный коммутатор точно также может блокировать работу ECU в части управления зажиганием. Поэтому, когда импульсов нет, проверку повторяют еще раз уже при отключенном коммутаторе. В зависимости от полярности управления зажиганием осциллограф в этом случае может применяться и при соединении его «массы» с «+» АКБ. Данное включение позволяет отслеживать появление сигнала типа «масса» на «висящем» выводе ECU. При таком способе будьте осторожны, не допускайте контакта корпуса осциллографа с кузовом а/м (провода подключения осциллографа могут быть удлиннены до нескольких метров, и это рекомендуется для удобства; удлинение может быть сделано обычным неэкранированным проводом, и отсутствие экранировки никак не помешает наблюдениям и замерам).

Индикатор импульсов отличается от светодиодного пробника тем, что имеет весьма высокое входное сопротивление, что практически достигается включением по входу пробника буферной микросхемы-инвертора, выход которой и управляет через транзистор светодиодом. Здесь важно питать инвертор напряжением +5V. В этом случае индикатор сможет работать не только с импульсами амплитудой 12V, но и даст вспышки от 5-вольтовых импульсов, обычных для некоторых систем зажигания. Документация допускает применение микросхемы-инвертора как преобразователя напряжения, поэтому подача на ее вход 12-вольтовых импульсов будет безопасна для индикатора. Не следует забывать, что существуют системы зажигания с 3-вольтовыми импульсами управления (например, МК1.1/Audi), для которых индикатор приводимого здесь исполнения неприменим.

схема индикатора импульсов

Обратите внимание, что включение красного светодиода индикатора соответствует положительным импульсам. Назначение зеленого светодиода в том, чтобы наблюдать такие импульсы с большой длительностью относительно периода их повторения (т.н. импульсы малой скважности). Включения красного светодиода при таких импульсах будут восприниматься на глаз как непрерывное свечение с еле заметным мерцанием. А поскольку зеленый светодиод гаснет, когда загорается красный, то в рассматриваемом случае основное время зеленый светодиод будет погашен, давая хорошо заметные короткие вспышки в паузах между импульсами. Заметим, что если перепутать местами светодиоды или использовать их одного цвета свечения, индикатор утратит свойство переключения.

Чтобы индикатор смог отслеживать импульсы потенциала «массы» на «висящем» контакте, следует переключить его вход на питание +5V, а импульсы подать непосредственно на 1 вывод микросхемы индикатора. Если позволит конструктив, желательно добавить в схему оксидный и керамический конденсаторы в цепь питания +5V, соединив их с массой схемы, хотя практически отсутствие этих деталей никак не сказывается.

Управление форсунками начинают проверять с измерения напряжения на их общем проводе питания при включенном зажигании - оно должно быть близко к напряжению на аккумуляторной батарее. Иногда это напряжение поставляет реле бензонасоса, в этом случае логика его появления повторяет логику включения бензонасоса данного а/м. Исправность обмотки форсунки может быть проверена мультиметром (автомобильные компьютерные базы по диагностике приводят сведения о номинальных сопротивлениях).

Проверить наличие импульсов управления можно с помощью контрольной лампы небольшой мощности, подключая ее вместо форсунки. Для этой же цели допускается использовать светодиодный пробник, однако для большей достоверности уже не следует отсоединять форсунку, чтобы была сохранена токовая нагрузка.

Напомним, что инжектор с одной форсункой называется моновпрыском (есть исключения, когда в моновпрыск ставится две форсунки для обеспечения надлежащей производительности), инжектор с несколькими, управляемыми синхронно, в том числе попарно-параллельно, называется распределенным впрыском, наконец, инжектор с несколькими форсунками, управляемыми индивидуально – последовательным впрыском. Признак последовательного впрыска -- управляющие провода форсунок каждый своего цвета. Таким образом, в последовательном впрыске проверке подлежит цепь управления каждой форсунки по отдельности. При включении стартера должны наблюдаться вспышки контрольной лампы или светодиода пробника. Однако, в случае отсутствия напряжения на общем проводе питания форсунок, такая проверка не покажет импульсов, даже если они есть. Тогда следует взять питание непосредственно с «+» АКБ – лампа или пробник покажут импульсы, если они есть, и провод управления цел.

Работу пусковой форсунки проверяют совершенно аналогично. Состояние холодного двигателя можно сымитировать, разомкнув разъем термодатчика. ECU с таким открытым входом примет температуру равной, примерно, -40…-50 град. по Цельсию. Существуют исключения. Например, при обрыве цепи термодатчика в системе MK1.1/Audi управление пусковой форсункой действовать перестает. Таким образом, более надежным для данной проверки следует считать включение взамен термодатчика резистора с сопротивлением порядка 10 КОм.

Следует иметь в виду, что встречается неисправность ECU, при которой форсунки остаются все время открытыми и льют бензин непрерывно (из-за наличия постоянного «минуса» вместо периодических импульсов управления). В результате при долговременных попытках завести двигатель можно повредить его механику гидроударом (Digifant II ML6.1/VW). Проверьте, не увеличивается ли уровень масла вследствие того, что бензин стекает в картер двигателя?

При проверке импульсов управления на катушках и форсунках важно отслеживать ситуацию, когда импульсы присутствуют, но в пределах их длительности не происходит коммутации нагрузки с «массой» напрямую. Встречаются случаи (неисправности ECU, коммутатора), когда коммутация происходит через появившееся сопротивление. Об этом будет свидетельствовать сравнительно пониженная яркость вспышек контрольной лампы или ненулевой потенциал импульса управления (проверяется осциллографом). Отсутствие управления хотя бы одной форсункой или катушкой, а равно ненулевой потенциал импульсов управления приведут к неровной работе двигателя, его будет трясти.

Управление побудителем (регулятором)  холостого хода, если это просто клапан, можно проверить, услышав его характерное жужжание при включенном зажигании. Рука, положенная на клапан, будет чувствовать вибрацию. Если этого не происходит, следует проверить сопротивление его обмотки (обмоток, для трехпроводного). Как правило, сопротивление обмотки составляет в разных системах управления от 4 до 40 Ом. Часто встречающаяся неисправность клапана холостого хода - его загрязнение и в результате полное или частичное заклинивание подвижной части. Клапан можно проверить с помощью специального прибора (широтно-импульсного генератора), позволяющего плавно изменять величину тока и таким образом наблюдать на клапане через штуцер визуально плавность его открытия и закрытия. Если клапан заклинивает, его необходимо промыть специальным очистителем, а практически бывает достаточно несколько раз сполоснуть ацетоном или растворителем. Заметим, что неработающий клапан холостого хода – причина затрудненного пуска холодного двигателя.

Заслуживает упоминания случай, когда по всем электрическим проверкам клапан х.х. выглядел исправным, но неудовлетворительный х.х. был вызван именно им. По нашему мнению это можно объяснить чувствительностью некоторых систем управления к ослаблению возвратной спиральной пружины клапана вследствие старения металла пружины (SAAB).

Все прочие регуляторы холостого хода проверяются осциллографом по образцовым эпюрам из автомобильных компьютерных баз по диагностике. При проведении измерений разъем регулятора должен быть подсоединен, т.к. иначе на соответствующих ненагруженных выходах ECU генерация может отсутствовать. Наблюдают осциллограммы, изменяя частоту оборотов коленвала.

Отметим, что позиционеры дроссельной заслонки, выполненные как шаговый электродвигатель и играющие роль регулятора холостого хода (например, в моновпрыске), обладают свойством приходить в негодность после длительных периодов бездействия. Старайтесь не покупать их на разборках. Обращаем внимание, что иногда оригинальное название throttle-valve control unit неправильно переводят как «блок управления дроссельной заслонкой». Позиционер приводит в действие заслонку, но не управляет ею, т.к. сам является исполнительным механизмом ECU. Логику работы заслонки задает ECU, а не TVCU. Поэтому сontrol unit в данном случае следует переводить как «узел с прИводом» (TVCU -- узел дроссельной заслонки с сервоприводом в сборе). Нелишне напомнить, что электронных компонентов данное электромеханическое изделие не содержит.

Ряд систем управления двигателем особенно чувствителен к программированию х.х. Здесь имеются в виду такие системы, которые, не будучи запрограммированы по х.х., препятствуют пуску двигателя. Например, может наблюдаться сравнительно легкий пуск двигателя, но без подгазовки тут же произойдет его остановка (не путать с блокировкой штатным иммобилайзером). Или будет затруднен холодный пуск двигателя, и не будет нормального х.х.

Первая ситуация характерна для самопрограммирующихся систем с заданными начальными установками (например, MPI/Mitsubishi). Достаточно поддерживать обороты двигателя акселератором в течение 7…10 минут, и х.х. появится сам собой. После следующего полного отключения питания ECU, например, при замене АКБ, его самопрограммирование потребуется вновь.

Вторая ситуация характерна для ECU, требующих установки базовых параметров управления сервисным прибором (например, Simos/VW). Указанные установки сохраняются при последующих полных отключениях ECU, но сбиваются, если на работающем двигателе отсоединить разъем регулятора х.х. (TVCU).

На этом перечень основных проверок системы управления бензиновым двигателем, собственно, и заканчивается.

Читать окончание