8.2. Система бортовой диагностики (OBD) - принцип функционирования и коды неисправностей
Сведения о диагностических приборах
|
Проверка исправности функционирования компонентов систем впрыска и снижения токсичности отработавших газов производится при помощи универсального цифрового измерителя (мультиметра). Использование цифрового измерителя предпочтительно по нескольким причинам. Во-первых, по аналоговым приборам достаточно сложно (порой, невозможно), определить результат показания с точностью до сотых и тысячных долей, в то время как при обследовании контуров, включающих в свой состав электронные компоненты, такая точность приобретает особое значение. Второй, не менее важной, причиной является тот факт, что внутренний контур цифрового мультиметра, имеет достаточно высокий импеданс (внутреннее сопротивление прибора составляет 10 миллионов Ом). Так как вольтметр подсоединяется к проверяемой цепи параллельно, точность измерения тем выше, чем меньший паразитный ток будет проходить через собственно прибор. Данный фактор не является существенным при измерении относительно высоких значений напряжения (9 ÷ 12 В), однако становится определяющим при диагностике выдающих низковольтные сигналы элементов, таких, как, например, кислородный датчик, где речь идет об измерении долей вольта. |
|
Наиболее удобными приборами для диагностики систем управления двигателем современных моделей автомобилей являются ручные считыватели сканерного типа. Сканеры первого поколения служат для считывания кодов неисправностей систем OBD-I. Перед применением считыватель следует проверить на соответствие модели и году выпуска проверяемого автомобиля. Некоторые сканеры являются многофункциональными, за счет возможности смены картриджа в зависимости от модели диагностируемого автомобиля (Ford, GM, Chrysler и т.п.), другие привязаны к требованиям региональных властей и предназначены для использования в определенных районах мира (Европа, Азия, США и т.д.). |
С введением в производство отвечающей требованиям последних законодательств по охране окружающей среды системы бортовой диагностики второго поколения (OBD-II) начали выпускаться считыватели специальной конструкции. Некоторые производители наладили выпуск сканеров, предназначенных для использования механиками-любителями в домашних условиях, - спрашивайте в магазинах автомобильных аксессуаров.
|
Выпускаются также сканеры другого типа, предназначенные для считывания из памяти бортового процессора путем прямого подключения к диагностическому разъему главной косы электропроводки автомобиля. |
Общее описание системы OBD
Все описываемые в настоящем Руководстве модели оборудованы системой бортовой диагностики (OBD). На моделях 1993 и 1994 г.г. вып. применяется система OBD-I, начиная с 1995 г. все автомобили стали укомплектовываться системами диагностики второго поколения (OBD-II).
Основным элементом обеих систем является бортовой процессор, чаще называемый электронным модулем управления функционированием силового агрегата (РСМ). РСМ является мозгом системы управления двигателем. Исходные данные поступают на модуль от различных информационных датчиков и других электронных компонентов (выключателей, реле и т.д.). На основании анализа поступающих от информационных датчиков данных и в соответствии с заложенными в память процессора базовыми параметрами, РСМ вырабатывает команды на срабатывание различных управляющих реле и исполнительных устройств, осуществляя тем самым корректировку рабочих параметров двигателя и обеспечивая максимальную эффективность его отдачи при минимальном расходе топлива.
На обслуживание компонентов систем управления двигателем/снижения токсичности отработавших газов распространяются особые гарантийные обязательства с продленным сроком действия. Не следует предпринимать попыток самостоятельного выполнения диагностики отказов РСМ или замены компонентов системы, до выхода сроков данных обязательств, - обращайтесь к специалистам фирменных станций техобслуживания компании Toyota.
Информационные датчики
Датчик положения распределительного вала (СМР) - Датчик вырабатывает информационные сигналы, на основании анализа которых РСМ определяет текущую фазу газораспределения и частоту вращения двигателя, используя полученную информацию при управлении последовательностью впрыска и воспламенения воздушно-топливной смеси в камерах сгорания.
Датчик(и) положения коленчатого вала (СКР) - На всех моделях с 1995 г. вып. используются два датчика СКР, тогда как на более ранних моделях применялся лишь один такой датчик. Поступающие с датчиков сигналы используются РСМ в качестве опорных при определении оборотов двигателя и положений ВМТ поршня каждого из цилиндров. На основании полученной информации РСМ осуществляет управление последовательностью впрыска и воспламенения воздушно-топливной смеси в камерах сгорания. В системах OBD-II вырабатываемые датчиками СКР сигналы используются также при диагностике отказов силового агрегата.
Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя (ЕСТ) - На основании поступающей от датчика информации РСМ осуществляет необходимые корректировки состава воздушно-топливной смеси и угла опережения зажигания, а также контролирует работу системы EGR.
Датчик температуры EGR - Поступающая от датчика информация используется при определении интенсивности рециркуляции отработавших газов в приемный тракт двигателя.
Датчик температуры топлива - РСМ использует выдаваемую датчиком информацию при диагностике отказов компонентов системы.
Датчик температуры всасываемого воздуха (IAT) - РСМ использует поступающую от датчика IAT информацию при корректировках параметров впрыска, установок угла опережения зажигания и при управлении функционированием системы EGR.
Датчик детонации - Датчик представляет собой пьезоэлемент, реагирующий на изменение интенсивности вибраций двигателя. На основании анализа поступающей от датчика информации РСМ осуществляет корректировки угла опережения зажигания с целью своевременного устранения возникающей в камерах сгорания детонации воздушно-топливной смеси, чреватой преждевременным износом внутренних компонентов двигателя.
Датчик абсолютного давления в трубопроводе (МАР) (модели с 1996 г. вып.) - Датчик контролирует вариации глубины разрежения во впускном трубопроводе, связанные с изменениями оборотов коленчатого вала и нагрузки на двигатель, и преобразует получаемую информацию в амплитудный сигнал. Поступающая от датчика информация используется модулем управления при диагностике отказов двигателя.
Измеритель массы воздуха (MAF) - Датчик MAF определяет объемно-весовые параметры поступающего во впускной трубопровод воздушного потока. В качестве чувствительного элемента в датчике используется нить накала. РСМ использует поставляемую датчиками МАР и IAT информацию при тонких корректировках параметров впрыска.
Кислородный датчик (l-зонд) - Датчик вырабатывает сигнал, амплитуда которого зависит от соотношения количества кислорода (О 2 ), содержащегося в отработавших газах двигателя и наружном воздухе. На основании поступающей от датчика информации РСМ определяет параметры воздушно-топливной смеси, своевременно осуществляя ее обогащение или обеднение.
Датчик-выключатель давления рабочей жидкости системы гидроусиления руля (PSP) - На основании поступающей от датчика-выключателя PSP информации РСМ обеспечивает повышение оборотов холостого хода (за счет срабатывания клапана IAC) с целью компенсации возрастающих нагрузок на двигатель, связанных с функционированием рулевого гидроусилителя при совершении маневров.
Датчик положения дроссельной заслонки (TPS) - Датчик расположен на корпусе дросселя и соединен с осью дроссельной заслонки. По амплитуде выдаваемого TPS сигнала РСМ определяет угол открывания дроссельной заслонки (управляется водителем от педали газа) и соответствующим образом корректирует подачу топлива во впускные порты камер сгорания. Отказ датчика, либо ослабление его крепления приводит к перебоям впрыска и нарушениям стабильности оборотов холостого хода.
Датчик скорости движения автомобиля (VSS) - Как следует из его названия, датчик информирует процессор о текущей скорости движения автомобиля.
Прочие, контролируемые РСМ параметры - Помимо выдаваемой перечисленными выше датчиками на РСМ поступает также дополнительная информация о функционировании различных узлов и систем, определяющих рабочие характеристики двигателя. К числу прочих, систем и узлов, управление функционированием которых осуществляет РСМ, относятся следующие:
a) Система кондиционирования воздуха;
b) ABS;
c) Аккумуляторная батарея (выходное напряжение);
d) Система EVAP;
e) Выключатель зажигания;
f) Датчик-выключатель разрешения запуска;
g) Цепи заземления;
h) Система управления функционированием трансмиссии.
Исполнительные устройства
Реле управления функционированием муфты сцепления К/В - РСМ осуществляет отключение компрессора К/В во время интенсивной акселерации.
Контрольная лампа “Проверьте двигатель” - РСМ производит включение данной контрольной лампы при возникновении отказов функционирования системы управления двигателем.
Реле управления функционированием вентиляторов системы охлаждения - РСМ осуществляет управление функционированием вентиляторов системы охлаждения на основании анализа сигналов, поступающих от датчика температуры охлаждающей жидкости.
Вакуумные электромагнитные клапаны управления EGR - На моделях до 1999 г. вып. РСМ управляет степенью открывания вакуумного клапана EGR через специальный промежуточный электромагнитный клапан.
Клапан EGR - На моделях 1999 г. вып. РСМ осуществляет управление потоком рециркуляции отработавших газов через электронный клапан EGR.
Клапан продувки угольного адсорбера - Данный электромагнитный клапан, срабатывая по команде РСМ, осуществляет продувку угольного адсорбера системы EVAP, выводя скопившиеся внутри него топливные испарения во впускной тракт двигателя.
Электромагнитный клапан управления оборотами быстрого холостого хода - Данный клапан применяется на моделях с 1995 г. вып. и служит для увеличения оборотов холостого хода в холодную погоду. По сути данный клапан выполняет роль воздушной заслонки на карбюраторных моделях.
Передняя опора подвески силового агрегата - На некоторых моделях РСМ контролирует также жесткость передней опоры двигателя в зависимости от скорости движения автомобиля. Минимизация вибраций осуществляется путем выбора одной из двух установок опоры.
Инжекторы впрыска топлива - РСМ обеспечивает индивидуальное включение каждого из инжекторов в соответствии с установленным порядком зажигания. Кроме того, модуль контролирует продолжительность открывания инжекторов, определяемую шириной управляющего импульса, измеряемой в миллисекундах и определяющей количество впрыскиваемого в цилиндр топлива. Более подробная информация по принципу функционирования системы впрыска, замене и обслуживанию инжекторов приведена в Главе Системы питания и выпуска.
Реле топливного насоса - Реле активируется модулем управления при поворачивании ключа зажигания в положение START/RUN. При включении зажигания реле осуществляет подачу питания на бензонасос, который обеспечивает подъем давления в тракте системы питания автомобиля. Более подробная информация по местоположению и принципу функционирования реле приведена в Главах Бортовое электрооборудование и Системы питания и выпуска.
Клапан стабилизации оборотов холостого хода (IAC) - Клапан IAC осуществляет дозировку количества воздуха, перепускаемого в обход дроссельной заслонки, когда последняя закрыта, либо занимает положение холостого хода. Открыванием клапана и формированием результирующего воздушного потока управляет РСМ.
Нагреватель кислородного датчика - Контроль за функционированием данного устройства осуществляет РСМ. Нагреватель производит быстрый разогрев l-зонда до нормальной рабочей температуры.
Силовой транзистор - Транзистор осуществляет усиление сигнала зажигания, вырабатываемого РСМ и в нужный момент времени производит мгновенное заземление на массу первичного контура системы зажигания, что вызывает во вторичной цепи системы генерацию ВВ сигнала, выдаваемого катушкой(ами) непосредственно на свечи зажигания (подробнее см. Главу Электрооборудование двигателя).
Электромагнит управления функционированием клапана мощности - На моделях 1993 и 1994 г.г. вып. управление функционированием клапана мощности осуществляет РСМ посредством специального электромагнита.
Модуль управления функционированием трансмиссии (ТСМ) - ТСМ, являясь отдельным от РСМ модулем управления, получает сигналы от различных информационных датчиков, таких как VSS, датчик-выключатель разрешения запуска, датчик оборотов вала турбины, TPS, СМР и т.п., и использует принимаемые данные при определении момента переключения передачи АТ, требуемого давления в тракте и момента блокировки преобразователя вращения.
Считывание кодов неисправностей
При выявлении неисправности, повторяющейся подряд в дух поездках, РСМ выдает команду на включение вмонтированной в приборный щиток контрольной лампы “Проверьте двигатель”, называемой также индикатором отказов. Лампа будет продолжать гореть до тех пор, нарушение не исчезнет, и не будет проявляться в течение трех и более поездок.
|
Считывание кодов неисправностей в системе OBD-II может быть произведено
двумя способами. В первом случае необходимо обеспечить доступ к РСМ с
целью переключения селектора на высвечивание кодов посредством диагностических
ламп/контрольной лампы “Проверьте двигатель”. РСМ следует снять со своего
опорного кронштейна (не отсоединяя электропроводку) и действовать в соответствии
с приведенными ниже инструкциями.
|
Модели 1993 и 1994 г.г. вып.
a) Включите зажигание (не запуская двигатель). Контрольная лампа “Проверьте двигатель” на панели приборов должна остаться включенной, что подтверждает выдачу на нее питания от РСМ и исправность самой лампы.
|
Нарушение порядка описываемой ниже процедуры может привести к случайной очистке памяти РСМ! |
b) При помощи отвертки поверните селектор на стенке РСМ до упора по часовой стрелке. Должны начать мигать диагностические лампы, - после трех проблесков поверните селектор до упора против часовой стрелки;
c) Внимательно наблюдайте за функционированием диагностических ламп. Красный светодиод служит для высвечивания первой цифры кода неисправности, вторую цифру кода высвечивает зеленый диод. Например, код(цепь TPS) 43 будет выглядеть следующим образом: четыре проблеска красного диода, затем три проблеска зеленого. Об отсутствии выявленных системой нарушений свидетельствует высвечивание кода 55 (см. ниже в настоящем Разделе карту кодов неисправностей);
d) При повторном включении зажигания после выключения его в процессе считывания кодов система автоматически аннулирует результаты предшествовавшего поиска и процедуру считывания необходимо начать заново. Замечание: Запуск двигателя автоматически перекрывает доступ к системе самодиагностики.
Модели с 1995 г. вып.
a) Включите зажигание (не запуская двигатель). Контрольная лампа “Проверьте двигатель” на панели приборов должна остаться включенной, что подтверждает выдачу на нее питания от РСМ и исправность самой лампы.
|
|
Нарушение порядка описываемой ниже процедуры может привести к случайной очистке памяти РСМ! |
b) При помощи отвертки поверните селектор на стенке РСМ до упора по часовой стрелке. Должны начать мигать диагностические лампы, - после трех проблесков поверните селектор до упора против часовой стрелки;
c) Внимательно наблюдайте за функционированием контрольной лампы “Проверьте двигатель”. Лампа высветит первую цифру кода серией длинных (приблизительно по 0.6 с) проблесков, затем, после 2-секундной паузы, приступит к высвечиванию второй цифры кода в виде серии коротких (по 0.3 с) проблесков. С целью определения высвеченного кода запишите количество проблесков каждой серии, так, код 0403 (цепь TPS) будет выглядеть следующим образом: 4 длинных проблеска, затем, после паузы, три коротких. Об отсутствии выявленных системой нарушений свидетельствует высвечивание кода 0505 (см. ниже в настоящем Разделе карту кодов неисправностей);
d) При повторном включении за жигания после выключения его в процессе считывания кодов система автоматически аннулирует результаты предшествовавшего поиска и процедуру считывания необходимо начать заново. Замечание: Запуск двигателя автоматически перекрывает доступ к системе самодиагностики.
|
Второй метод подразумевает использование специального сканера, и применим только на моделях, оборудованных системой OBD-II (с 1995 г. вып.). при помощи сканер может быть произведена более глубокая диагностика состояния двигателя и тонкая оценка его рабочих параметров. Кроме того, сканер позволяет произвести считывание замороженных системой OBD данных на момент возникновения неустойчивого отказа.
|
Очистка памяти ЕСМ/РСМ
После того как выявленные в процессе диагностики нарушения будут устранены, следует очистить память РСМ от записанных в нее кодов неисправностей.
|
|
Не следует производить очистку памяти путем отсоединения отрицательного провода от батареи, - это приведет также к утрате базовых параметров и нарушению стабильности оборотов холостого хода в первое время после запуска двигателя. |
|
При использовании сканера в системах
OBD-II следует перевести прибор в режим “CLEARING CODES” и действовать
в соответствии с инструкциями изготовителей.
|
Модели 1993 и 1994 г.г. вып.
a) Считайте записанные в память системы коды неисправностей;
b) Обождите не менее двух секунд, затем поверните селектор на стенке РСМ до упора по часовой стрелке, - светодиоды должны начать мигать;
c) После четырех проблесков диодов поверните селектор до упора против часовой стрелки;
d) Выключите зажигание.
Модели с 1995 г. вып.
a) Считайте записанные в память системы коды неисправностей;
b) Обождите не менее двух секунд, затем поверните селектор на стенке РСМ до упора по часовой стрелке;
c) Обождите еще не менее двух секунд и поверните селектор до упора против часовой стрелки;
d) Выключите зажигание.
Очистка памяти должна производиться всегда до первого запуска двигателя после замены компонентов системы управления двигателем. Если в память модуля был записан код неисправности какого-либо из информационных датчиков, то если после выполнения замены вышедшего из строя компонента произвести запуск двигателя без очистки памяти, старый код останется в силе и система переключится в режим базовых установок, исключив новый датчик из числа рабочих компонентов.
|
|
В течение первых 15 ÷ 20 секунд после первого запуска обороты двигателя могут оставаться нестабильными, что связано с восстановлением процессором рабочих характеристик. |
Идентификация кодов неисправностей системы упарвления двигателем
В Спецификациях приведена полная карта возможных кодов неисправностей, не все из которых могут иметь место для конкретной комплектации автомобиля.