SYMULOWANIE USZKODZEN CZUJNIKOW TLENU W SYSTEMACH OBD IIIEOBD



Podobne dokumenty
Pozostałe systemy i diagnozy 5

Zespól B-D Elektrotechniki

Zespół B-D Elektrotechniki

8.10. Podzial tranzystorów bipolarnych i ich zastosowanie

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Transport Studia II stopnia

Instrukcja obsługi testera sondy lambda

Silnik dwupaliwowy instalacja gazowa sekwencyjnego wtrysku gazu, a diagnostyka silnika benzynowego

OKREŚLENIE WPŁYWU WYŁĄCZANIA CYLINDRÓW SILNIKA ZI NA ZMIANY SYGNAŁU WIBROAKUSTYCZNEGO SILNIKA

WPLYW SIARKI ZAWARTEJ W BENZYNIE NA DZIALANIE SYSTEMOW DIAGNOSTYKI POKLADOWEJ OBD-IIIEOBD

KODY MIGOWE CITROEN (Sprawdzone na modelu Xantia 1.8i 8V 1994r.)

RESEARCH OF OXYGEN SENSOR SIGNALS IN THREE WAY CATALITIC CONVERTER FOR OBD II NEEDS

Zespół B-D Elektrotechniki. Laboratorium Silników i układów przeniesienia

Wymagania edukacyjne Technologia napraw zespołów i podzespołów mechanicznych pojazdów samochodowych

Zespół B-D Elektrotechniki

Tester samochodowych sond lambda

Wykaz ważniejszych oznaczeń i skrótów Wprowadzenie... 13

Podstawy Automatyki. Wykład 6 - Miejsce i rola regulatora w układzie regulacji. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

OPIS STEROWNIKA 821B USB

Szczegółowy opis przedmiotu zamówienia

Zespół B-D Elektrotechniki. Laboratorium Silników i układów przeniesienia

5 05: OBWODY ELEKTRYCZNE UKŁADÓW ROZRUCHU I ZASILANIA SILNIKA SPALINOWEGO, WYKONYWANIE POMIARÓW I OCENA STANU TECHNICZNEGO.

NGK na świecie WSPARCIE TECHNICZNE DLA KLIENTÓW

Mechanika i Budowa Maszyn Studia pierwszego stopnia

Przetworniki cyfrowo analogowe oraz analogowo - cyfrowe

Spis treści. 1. Badanie układu samodiagnostyki w silniku benzynowym typu Struktura systemu sterowania silnikiem benzynowym typu

2.2 Opis części programowej

Zespół B-D Elektrotechniki. Laboratorium Silników i układów przeniesienia

INSTRUKCJA MONTAZU ROZDZIELACZA NIMCO - WYJSCIE EURO MESKIE

Centrum Szkoleniowe WSOP

BADANIA WPŁYWU STANU TECHNICZNEGO SILNIKA NA POZIOM EMISJI ZANIECZYSZCZEŃ

INVESTIGATION OF THE WIDEBAND SI LAMBDA CONTROLLING SYSTEM

Jesli jest to konieczne, prosze przyjac poziom istotnosci 0,01 i wspólczynnik ufnosci 0,99.

2. OPIS OBIEKTU BADAŃ ORAZ WARUNKÓW TECHNICZNYCH BADAŃ

2.8 TOR CHROMINANCJI TX807 PFS WPROWADZENIE OPIS FUNKCJONALNY KLUCZOWE PODZESPOLY SPECYFIKACJA DOCELOWA 2.8.

STOCHOWSKA WYDZIAŁ IN


Zespół B-D Elektrotechniki. Laboratorium Silników i układów przeniesienia napędów

Audi A8 od 2003 > Automatyczna skrzynia biegów 09L od modelu roku 2003

BEZDOTYKOWY CZUJNIK ULTRADŹWIĘKOWY POŁOŻENIA LINIOWEGO

Opis æwiczeñ. Podzespo³y wykonawcze zawory

STOCHOWSKA WYDZIAŁ IN

WYJASNIENIE SPECYFIKACJI ISTOTNYCH WARUNKÓW ZAMÓWIENIA

KRÓTKA INFORMACJA Czujniki poziomu oleju generacji 2

przedmiot podstawowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES) przedmiot obowiązkowy (obowiązkowy / nieobowiązkowy) język polski semestr drugi

Instrukcja naprawy SKODA; FABIA (6Y2); 1.4. EOBD - łącze diagnostyczne. AuDaCon Technical Manuals

Uniwersalny Komputer Pokładowy (UKP-3 oraz UKP-PRO)

PROCEDURA BADANIA USZKODZEŃ PRZY POMOCY SYSTEMU OBD II/EOBD

Opisy kodów błędów.

Instrukcja uzytkownika

Dane techniczne analizatora CAT 4S

Bloki wartości mierzonych dla sterownika -J361-, silnik BFQ

Diagnostyka procesów i jej zadania

STOCHOWSKA WYDZIAŁ IN

Symulacja sygnału czujnika z wyjściem częstotliwościowym w stanach dynamicznych

INSTRUCJA OBSLUGI LPC kontrolera silnika elektrycznego zgodnie z EN12845 (LPC electric motor controller)

POLITECHNIKA POZNAŃSKA Wydział Maszyn Roboczych i Transportu

M-1TI. PRECYZYJNY PRZETWORNIK RTD, TC, R, U NA SYGNAŁ ANALOGOWY 4-20mA Z SEPARACJĄ GALWANICZNĄ. 2

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI TYRYSTOR I TRIAK. DZ

Zespół B-D Elektrotechniki. Laboratorium Silników i układów przeniesienia

Elektronika samochodowa (Kod: ES1C )

Wyjścia analogowe w sterownikach, regulatorach

Manufacturer Model System Ecu Ecu name Rover 25 Silnik benzynowy 11K4 1,1 Mems 3 Rover 25 Silnik benzynowy 14K4 1,4 Mems 3 Rover 25 Silnik benzynowy

TEMATYKA SZKOLEŃ TECHNICZNYCH

DiaSter - system zaawansowanej diagnostyki aparatury technologicznej, urządzeń pomiarowych i wykonawczych. Politechnika Warszawska

BADANIA SYMULACYJNE PROSTOWNIKA PÓŁSTEROWANEGO

5 Dalsze systemy i diagnozy

Dokumentacja Techniczno-Ruchowa

POLITECHNIKA CZESTOCHOWSKA

SPOSÓB POMIARU EMISJI ZANIECZYSZCZEŃ GAZOWYCH ORAZ ZADYMIENIA SPALIN PODCZAS PRZEPROWADZANIA BADANIA TECHNICZNEGO POJAZDU

ISBN

Instrukcja obsługi AP3.8.4 Adapter portu LPT

Sonda Lambda - zwana również sondą O2

Układy zasilania samochodowych silników spalinowych. Bartosz Ponczek AiR W10

Biogas buses of Scania

Badanie właściwości wysokorozdzielczych przetworników analogowo-cyfrowych w systemie programowalnym FPGA. Autor: Daniel Słowik

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 5(96)/2013

Zastosowania mikrokontrolerów w przemyśle

LABORATORIUM MECHATRONIKI na Wydziale Mechanicznym. Politechniki Krakowskiej

Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Katedra Elektroniki

1. Wprowadzenie. 2. Klasyfikacja i podstawowe wskaźniki charakteryzujące pracę silników spalinowych. 3. Paliwa stosowane do zasilania silników

KOMPUTEROWY MODEL UKŁADU STEROWANIA MIKROKLIMATEM W PRZECHOWALNI JABŁEK

Wpływ dodatku Panther na toksyczność spalin silnika ZI

Zespół B-D Elektrotechniki

SYSTEM MONITOROWANIA DECYZYJNEGO STANU OBIEKTÓW TECHNICZNYCH

OPIS STEROWNIKA 841 USB

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2018 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA. Arkusz zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczęcia egzaminu

Diagnostyka i naprawa samochodowych instalacji elektrycznych

1. Dane techniczne analizatorów CAT 3

Przemysłowy Sterownik Mikroprocesorowy

DIAGNOSTYKA POJAZDÓW UŻYTKOWYCH W STACJI KONTROLI POJAZDÓW

Pilot zdalnego sterowania MTE-RC-1

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2018 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

SYNTEZA I SYMULACJA STATYCZNA STEROWANIA Z CYKLU NA CYKL WTRYSKIEM PALIWA W SILNIKU GDI

Systemy zabezpieczeń

Ocena parametrów pracy silnika pojazdu w warunkach awaryjnych

DIAGNOZOWANIE PRACY SILNlKA 0 ZAPLONIE SAMOCZYNNYM W TRYBIE ON-LINE

BADANIE WRAŻ LIWOŚ CI WIBROAKUSTYCZNEJ SYMPTOMÓW MECHANICZNYCH USZKODZEŃ SILNIKÓW SPALINOWYCH

Wielofunkcyjny wyświetlacz parametrów pracy silnika współpracujący z EasyEcu 2

Silniki AJM ARL ATD AUY

Transkrypt:

Joumal ofkones. Combustion Engines, VoIB, No 3-4, 2001 SYMULOWANIE USZKODZEN CZUJNIKOW TLENU W SYSTEMACH OBD IIIEOBD Jerzy Merkisz Politechnika Poznanska, Instytut Silnikow Spalinawych i Podstaw KonstrukcjiMaszyn, uf. Piotrowo 3, Poznan, Jerzy.Merkisz@lmt.poznan.pl Adam Wrona Automex SA, 80-172 Gdansk, ul. Morenowa 34, Adam.Wrona@automex.pl Streszczenie. Praca poswiecona jest sposobom weryfikacji poprawnosci dzialania pokladowych systemow diagnostycznych OBD (On Board Diagnostic) stosowanych we wspolczesnie produkowanych samochodach osobowych. Opisano przyktadowy aigorytm postepowania podczas sprawdzania poprawnosci (symulacji elektronicznej) dzialania procedur monitorujacych czujniki t1enu (przed i za reaktorem katalitycznym). 1. Wst~p Stosowany we wspolczesnych samochodach system diagnostyki poldadowej drugiej generacji zwany systemem OBO II lub EOBO (On Board Diagnostic / European OBD) ma za zadanie testowanie w czasie rzeczywistej eksploatacji poszczegolnych elernentow i podzespolow pojazdu. Jego dzialaniu poddane sa prawie wszystkie czujniki i elementy wykonawcze zastosowane w samochodzie, a w szczegolnosci te, ktore bezposrednio i posrednio wplywaja na jego parametry emisyjne. Obowiazek stosowania tego systemu wprowadzonojuz w wielu krajach swiata w tym rowniez i w Polsce [I, 2]. Algorytmy diagnostyczne OBO II/EOBO wykonywane sa przez centralny rnodul sterujacy PCM (powertrain Control Module) i obejmuja nie tylko sprawdzenie danego czujnika lub elementu wykonawczego pod wzgledem elektrycznym, ale rowniez testuja go pod wzgledem funkcjonalnym. Testowanie elektryczne polega na sprawdzeniu (rys. 1 i 2), czy w obwodzie elektrycznym danego elementu wystapilo zwarcie (do masy lub napiecia zasilania) lub rozwarcie (przerwa w obwodzie). 27

+VB NapiQcie zasilania PCM Sygnal wyjsciowy Vs Element pomiarowy Wielkosc mierzona Badanie poprawnosci wartosci sygnalu Sygnal poprawny jezeli v, < Vs < V o Zwarcie linii sygnalowej do masy Zwarcie Iinii sygnalowej do napiqcia zasilania sieci samoc 0 owe] przerwa w obwodzie Rys. 1. Test prawidlowego dzialaniaobwodu elektrycznego elementu pomiarowego Fig. 1. Operational test ofa measurement component's electricalcircuit +V B Napi~cie zasialnia PCM I, Element pomiarowy Ro Pr'td roboczy I, Element wykonawczy Wielkosc steruiaca Badanie poprawnosci wartosci prlldu roboczego I, < h < I. Zwarcie linii s nalowe' do masy Zwarcie linii sygnalowej do napieeia zasilania SleCI samochodowe] przerwa W obwodzie Rys. 2. Testprawidlowego dzialania obwodu elektrycznego elementu wykonawczego Fig. 2. Operational test ofan actuatorcomponent's electricalcircuit Testy tego rodzaju byly stosowane we wczesniejszych odmianaeh diagnostyki pokladowej znanyeh pod nazwa OBD I, leez skutecznosc ich byla niewystarczsjaca. Badanie funkcjonalne polega na sprawdzeniu czy wartosc sygnalu odczytana z danego ezujnika pozostaje w pewnym, z gory ustalonym, przedziale. Diagnostyka OBD oparta jest na cyklieznym wykonywaniu procedur testujacych (monitor6w), z kt6rych kazda odpowiedzialna jest za okreslony zbior element6w. Liczba monitor6w oraz e1ementy, za ktore one odpowiadaja sa znormalizowane. W systemie OBD li/eobd mozliwe jest wystepowanie I I roznych procedur monitorujacych, kt6rych wyniki shiza do rozstrzygania 28

o prawidlowej pracy okreslonej grypy elementow i podzespolow pojazdu. Jezeli w chwili wykonania procedury stwierdzona zostanie niesprawnosc ktoregos z elementow pojazdu wowczas zostaje to zapisane w pamieci komputera pokladowego pojazdu w postaci znormalizowanego piecioznakowego kodu, ktory w sposob jednoznaczny okresla, jaka jest przyczyna wystapienia niesprawnosci. Kod ten mozna odczytac przy pomocy urzadzenia diagnostycznego. Waznym zadaniem jest sprawdzenie, czy poszczegolne monitory (procedury diagnostyczne) dzialajllc w sposob zgodny z normami amerykanskimi i europejskimi [3-5]. Ponizej przedstawiono sposoby weryfikacji dwoch typow monitorow: czujnika tienu i grzanego czujnika tlenu, ktore sluza rowniez do okreslania sprawnosci reaktora katalitycznego. 2. Parametry funkcjonalne czujnikow tlenu Parametry funkcjonalne czujnika tlenu charakteryzuja jego statyczne i dynamiczne wlasciwosci wplywajace na jakosc sterowania skladem mieszanki w petli zamknietej oraz okreslajace mozliwosci jego stosowania do kontroli i diagnostyki innych elementow i podzespolow ukladu napedowego w tyro glownie reaktora katalitycznego. -0.9V czujnik now)' czujnik zuzyty prog 0,45 V +-----~H~- referencyjny -0,1 V +---------..::~-+_~~~--4---+ czas to TRL TUl Rys. 3. Parametry statyczne i dynamiczne czujnika tlenu Fig. 3. Staticand dynamic characteristics ofoxygensensor Podstawowym statycznym parametrem czujnika tienu jest przesuruecie charakterystyki (CSD - Characteristic Shift Dawn). Parametr jest zdefiniowany za pomoca tzw. progu referencyjnego dzielacego zakres generowanych przez czujnik napiec na dwie czesci: bogata mieszanka - gorny podzakres; uboga - dolny podzakres (rys. 3). Kryteria wyboru progu referencyjnego nie sa w literaturze jasno okreslone, a najczesciej podawane wartosci to O,4V lub O,45V. Wartosc progu jest stala dla danego czujnika i co warto podkreslic nie jest srednia arytrnetyczna napiec VR to jest maksymalnego napiecia z czujnika tienu odpowiadajacego mieszance bogatej i VL to jest minimalnego napiecia z czujnika odpowiadajacego mieszance ubogiej. Obie wartosci VR i VL zmieniaja silt w procesie eksploatacji i ich srednia arytmetyczna bylaby takze wartoscia zmienna, W przypadku idealnym (czujnik wzorcowy) napiecie odniesienia powinno bye generowane przy scisle stechiometrycznym skladzie mieszanki. W rzeczywistosci wartosc skladu wytwarzajacego napiecie referencyjne moze silt roznic od skladu stechiometrycznego (wspolczynnik nadmiaru powietrza A. = 1) 0 wartosc CSD. Trzeba tu takze zauwazyc, ze przesuniecia charakterystyki w ukladach kontrolno-pomiarowych, wykorzystujacych tylko jeden czujnik tienu, nie mozna zidentyfikowac. 29

Obok przesuruecia charakterystyki statycznej, funkcjonalnymi parametrami czujnika tlenu sa napiecia mieszanki bogatej VR i napiecie mieszanki ubogiej VL. Napiecie VR mozna zdefiniowac jako maksymalne napiecie generowane przez czujnik pracujacy w stanie statycznym w obszarze A. < 1, natomiast VL jest minimalnym napieciem generowanym przez czujnik pracujacy w stanie statycznym w obszarze A. > 1. Najczesciej spotykane wartosci tych napiec to 0,1V dla napiecia VL i 0,9V dla YR. W procesie eksploatacji napiecie VR maleje, natomiast napiecie VL rosnie, co oznacza, ze roboczy zakres czujnika ulega zawezeniu, Jako parametry dynamiczne czujnika uwaza sie czasy: TLR - narastania napiecia przy przejsciu od mieszanki ubogiej do bogatej i TRL - opadania napiecia przy skokowej zmianie skladu mieszanki od bogatej do ubogiej (rys. 3). Wyzej wymienione parametry funkcjonalne czujnikow tlenu z punktu widzenia jakosci korygowania sterowania mozna uszeregowac nastepujaco: 1. Najbardziej krytycznym parametrem jest przesuniecie charakterystyki CSD, ktore rna bezposredni wplyw na dawke paliwa, przy sterowaniu w petli zamknietej. 2. Charakterystyki dynamiczne czujnika, okreslone czasami narastania i opadania (TLR, TRL), wplywaja takze na srednia odchylke rzeczywistego skladu mieszanki od skladu zadanego, jednakze ten wplyw nie jest tak oczywisty jak w przypadku CSD. Przy przekroczeniu wartosci A. = 1, sygnal 0 zwiekszeniu lub zmniejszeniu dawki paliwa dochodzi do modulu sterujacego z pewna zwloka czasowa, w czasie ktorej paliwo jest dawkowane nieprawidlowo. Zwloka ta jest tym wieksza im wieksze sa stale czasowe TLR i TRL. 3. Wartosci minimalne i maksymalne napiecia wychodzacego z czujnika nie maja wplywu na jakosc sterowania do chwili, w ktorej skok napiecia jest jeszcze mozliwy do identyfikacji przez komputer sterujacy. 3. Uszkodzenia czujnik6w tlenu Biorac pod uwage warunki, w ktorych pracuje czujnik tlenu mozna uznac, ze jest on elementem trwalym. Wczesne konstrukcje czujnikow tlenu z lat 1976-1990 mialy trwalosci od 30 do 50 tys. mil. Grzane czujniki tlenu z lat 1985-1995 mialy trwalosc 60 tys. mil, natomiast czujniki pracujace w systemach OBD II moga pracowac do 100 tys. mil. Czujniki tlenu ulegaja naturalnemu procesowi starzenia na skutek odkladania sie na powierzchni elementu pomiarowego zanieczyszczen, ktore moga miec roznl\. postac fizykochemiczna, Szczegolnie grozne jest odkladanie sie warstwy szkliwa, ktora utrudnia dyfuzje jonow tlenu. Efektem naturalnego starzenia czujnika tlenu jest pogorszenie jego wlasciwosci statycznych i dynamicznych. Czasy narastania TLR i opadania TRL napiecia wydluzaja sie. Napiecie VL zwieksza sie a napiecie VR zrnniejsza sie, co jest odbierane przez modul sterujacy jako zmniejszanie sie roboczego skoku napiecia. Degradacja pararnetrow funkcjonalnych czujnika powoduje pogorszenie korekcji skladu mieszanki w petli zamknietej, co powoduje wzrost emisji skladnikow szkodliwych spalin i zuzycia paliwa. Wplyw wlasciwosci dynamicznych czujnika na jakosc sterowania zalezy od czestosci przelaczania czujnika, a ta od sposobu dawkowania paliwa. Czestotliwosc przelaczania jest najrnniejsza dla silnikow z zelektronizowanymi gaznikami i wynosi okolo jedno przelaczenie na sekunde przy 2500 obr/min. W silnikach wyposazonych w jednopunktowy wtrysk paliwa przelaczanie jest szybsze i wynosi 2 do 3 przelaczen na sekunde przy tej samej predkosci obrotowej. Natomiast w silnikach wyposazonych w wielopunktowy wtrysk paliwa przelaczenie jest najszybsze i wynosi 5 do 7 przelaczen na sekunde przy 2500 obr/min. Stad tez wplyw zwiekszania sie czasow odpowiedzi czujnika jest szczegolnie widoczny dla ukladow z wtryskiem 30

.. wielopunktowym, w kt6rych wlasciwosci dynamiczne czujnik6w tienu sa najbardziej efektywnie wykorzystane. Czujniki tienu obok naturalnego postepujacego zuzycia moga takze ulegac gwahownym awariom, kt6re natychmiast uniemozliwiaja dalsza ich prace jako podstawowych element6w pomiarowych korygujacych sklad mieszanki. Awarie takie moga miec charakter elektryczny lub mechaniczny. Podstawowe awarie elektryczne to przerwa w obwodzie, zwarcie przewodu sygnalowego do masy lub do dodatniego bieguna sieci pokladowej. Natomiast najczestsze uszkodzenia mechaniczne to pekniecie izolatora ceramicznego i zatkanie kanal6w doprowadzsjacych powietrze referencyjne. Uszkodzenia elektryczne sa najprostszymi do identyfikacji awariami i byly juz wykrywane w pierwszych wersjach diagnostycznych system6w pokladowych OBD I. Identyfikacja uszkodzen elektrycznych oparta jest na nastepujacej przeslance: calkowicie rozgrzany czujnik tienu (temperatura wyzsza niz 350 C) generuje napiecia niskie O,ZV (mieszanka uboga) lub wysokie 0,7V (mieszanka bogata), natomiast nigdy nie wytwarza napiecia referencyjnego 0,45V odpowiadajacego mieszance stechiometrycznej. 4. Symulowanie uszkodzefi czujnikow tlenu Symulowanie uszkodzen czujnik6w tienu jest zadaniem skomplikowanym i pracochlonnym. Do realizacji tego zadania potrzebna jest mozliwosc ingerencji w system instalacji elektrycznej pojazdu. Wymagane jest wlaczenie sie w obw6d sygnalu obu czujnik6wtlenu (pk - przed i ZK - za reaktorem katalitycznym) z mozliwoscia przeciecia tego toru (rys. 4). X Przerwanie obwod u ----- PCM I I 1lWY1..J Czujnikitlenu: I I PK przed katalizatorem ZK. za katalizatorom I I rwffl I Ir SYMULATOR~ I POJAZDU rwf7l KOMPUTER POKtADOWY WLOTGAZOVV SPALINOWYCH --_.. _-------------- "--- --------.-------- ----_.. " ---.--.------_.- -.-...---.._----- ------------_._---------_., --------------------_._------------------- PK W, ;iilo ZK \ \ il REAKTOR KATALlTYCZNY _.._. 1i FRAGMENT UKtADU WYDECHOWEGO Rys. 4. Schematpolqczensymulatora uszkodzen z czujnikami tlenu Fig. 4. Connections between damage simulatorand oxygen sensors 31

KOMPUTER OSOBISTY (LAPTOP) RS232 MIKROKOMPUTER CIA FILTRY r-wzmacz: i Nr1~" Nr1-4 Nr1-4! f[ejrii [> I: ' WY' l i! i :~WY2 I : I : Rys. 5. Schemat blokowy symulatora uszkodzen systemu OBD IlIEOBD Fig. 5. Block diagram ofobdii/eobd systemdamage simulator W celu sprawdzenia poprawnosci dzialania monitora czujnik6w t1enu nalezy skonstruowac specjalistyczny sprzet pomiarowy, oparty na bazie ukladu mikrokomputerowego, shizacego do generowania roznego rodzaju przypadk6w uszkodzen czujnik6w t1enu (rys. 5). Urzadzenie to musi posiadac mozliwosc jednoczesnego rejestrowania sygnat6w, z co najmniej 4 czujnik6w tlenu (czujniki przed i za reaktorami katalitycznymi). Pasmo przenoszenia wzmacniaczy, filtr6w oraz przetwomika analogowo - cyfrowego AlC, powinno wynosic minimum kilkaset Hz. Dodatkowo przyrzad musi bye wyposazony w przetwomiki cyfrowo - analogowe C/A, dzieki kt6rym mozliwe bedzie podanie sygnalu napieciowego na wejscie komputera poktadowego samochodu, ktore jest traktowane w systemie OBD jako sygnal z konkretnego czujnik6w t1enu. D1a sprawdzenia prawidtowego dzialania przyrzadu nalezy doprowadzic do sytuacji, w kt6rej w ukladzie pokazanym na rys. 4, system OBD II/EOBD "nie zauwazy" obcego czlonu w torze czujnik6w t1enu (sygnat odczytany z czujnika przez przetwornik AlC wysytamy na odpowiednie wyjscie przetwomika D/A). Przy pomocy wyzej opisanego urzadzenia mozliwe jest symulowanie uszkodzen czujnik6w t1enu nastepujacego rodzaju: Przerwa W obw6d czujnika Wysytamy do przetwomika D/A symulatora sygnat, kt6ry wygeneruje na jego wyjsciu odpowiednie napiecie state lub zmienne symulujace przerwanie obwodu sygnalowego czujnika t1enu. W chwili przerwania obwodu czujnika, PCM odczytuje sygnat okoto 0,3 V (rys. 6). Gdy sygnat ten utrzymuje sie przez dluzszy czas PCM powinien zasygnalizowac, ze wystapila usterka (po130, PO 150) [5, 6]. CZUINIK SPRAWNY CZUINtKNIESPRAWNY ov-------- Rys. 6. Przebiegi napieciaz czujnika tlenu (pk - przed reaktorem katalitycznym): sprawnego i z przerwanym obwodem Fig. 6. Voltage characteristics ofupstream oxygen sensor (before TWC): correct (operational) and with open circuit (outoforder) 32

Przesuniecie sygnalu w stron\! mieszanki ubogiej lub bogatej Tego typu uszkodzenie czujnika tlenu mozliwe jest do zasymulowania poprzez odiecie (rys. 7b) lub dodanie (rys. 7c) sldadowej stalej do rzeczywistego sygnalu odczytanego z czujnika (rys. 7a). PCM w trakcie wykonywania procedur monitorujacych sprawdza czy napiecie z sondy lambda sygnalizujace bogata mieszanke osiaga odpowiednio wysoki poziom (powyzej O,6V) i czy dla ubogiej mieszanki przyjmuje odpowiednia wartosc (ponizej O,35V). IV.) CZUJNIK SPRAWNY b) CZWNIKN1ESPRAWNY c) CZUJNIK NIESPRAWNY O,IJV. _-.. " e.ev O.6V.... -..... _- D.35\' o.lv -.. _-_.. "...................... O,IV 'V 'V Rys. 7. Przebiegi napieciaz czujnika tlenu PK: a) sprawnego; b) sygnalprzesuniety w strone mieszankiubogiej; c) sygnalprzesunietyw strone mieszanki bogatej Fig. 7. Voltage characteristics ofupstream oxygen sensor: a) correct(operational); b) signal shift indicatinglean mixture; c) signalshift indicatingrich mixture Jezeli zar6wno maksymalne jak i minimalne wartosci napiec z sondy lambda utrzymuja sie ponizej poziom6w (rys. 7b), PCM uznaje, ze wystapila usterka (poi31, POI51), a jezeli powyzej poziom6w (rys. 7c) - usterka (p0132, POI52). W tym przypadku mozemy wyznaczyc wartosci graniczne, kt6rych przekroczenie zostanie zasygnalizowane wystapieniem usterki czujnika t1enu. Czas przelllczen IV CZUINIKSPRA\\'Ny CWINIK NlESPRAWNY O,S.'5V _ O,3.'5V - - -- OV Rys. 8. Przebiegi napieciaz czujnika tlenupk sprawnej i z przekroczonym czasemprzelqczen Fig. 8. Voltage characteristics ofupstream oxygen sensor: correct(operational) and with exceeded lean/rich transition time (inefficient) Sygnal ze sprawnego czujnika t1enu poddano dzialania filtra cyfrowego, kt6rego zadaniemjest wydluzenie czas6w przelaczania TRL i TLR. W czasie wykonywania procedur 33

monitorujacych, PCM dokonuje pomiaru czas pomiedzy przejsciami wartosci sygnalu czujnika tlenu z zakresu wskazan mieszanki ubogiej (okolo 0,3 SV) w zakres wskazan mieszanki bogatej (okolo O,SSV) i z powrotem. Jezeli czasy te przekraczaja ustalona wartosc (rys. 8) uznawana zostanie usterka (p0l33, POIS3). W niektorych samochodach czas ten jest kompensowany odpowiednio do predkosci obrotowej i obciazenia silnika, stalego wspolczynnika sterowania ze sprzezeniem zwrotnym oraz temperatury czujnika tlenu. Wysokie naplecie W tym przypadku na wejscie komputera pokladowego podlaczamy staly wysoki sygnal 0 wartosci powyzej 2V. PCM sprawdza czy napiecie z czujnika tlenu nie osiaga zbyt duzej wartosci (powyzej okolo 2V). Jesli wartosc ta zostanie przekroczona PCM rozpoznaje usterke (p0l34, POIS4). Czujnik tienu (ZK) umieszczony w ukladzie wylotowym za reaktorem katalitycznym monitoruje poziom tlenu w spalinach. Jego budowa i dzialanie sa identyczne jak czujnika PK. Jezeli charakterystyka przelaczen czujnika PK ulega przesunieciu, wowczas stechiometryczny sklad mieszanki jest korygowany sygnalem sondy lambda za reaktorem katalitycznym. W warunkach normalnej eksploatacji, ta sonda nie jest wykorzystywana do korekcji sterowania praca silnika, a jedynie do diagnozowania reaktora katalitycznego. Z powodu tlenu magazynowanego w reaktorze katalitycznym, sygnal z czujnika ZK przechodzi pomiedzy wskazaniami uboga-bogata znacznie wolniej niz rna to miejsce w czujniku PK. Dlatego badanie czujnika ZK zajmuje wiecej czasu niz PK. Diagnostyka objete sa podobnie jakw czujniku PK nastepujace pozycje: Minimalne i maksymalne napiecie PCM bada czy minimalna wartosc napiecia sygnalowego czujnika osiaga w zmiennych warunkach ruchu (np.: hamowanie silnikiem) odpowiedni poziom (ponizej 0,43V - przy napieciu min. i powyzej O,48V - przy napieciu max.). Usterka jest rozpoznawana, kiedy wartosc sygnalu nie osiaga specyfikowanego poziomu (p0l37, POIS7 - dla min i P0l38, POIS8 - dla max.). Czas przelaczen PCM bada czy szybkosc przelaczania czujnika w warunkach normalnej jazdy jest wyzsza niz w warunkach odcinania paliwa (hamowanie silnikiem). Usterka jest rozpoznawana, kiedy zmiana skrajnych wartosci sygnahi wymaga dluzszego czasu niz specyfikowany (P0l39, POIS9). Wysokie napiecie PCM sprawdza takze czy sygnal z czujnika nie osiagazbyt duzej wartosci (powyzej 2V). Jesliwartosc ta zostanie przekroczona PCM rozpoznaje usterke (p0140, POI60). PCM w zaleznosci od predkosci obrotowej silnika, steruje wlaczeniem i wylaczeniem grzalki sondy lambda. Jest ona wraczona przy niskich obrotach (ponizej 3SOO RPM) i wylaczona przy wysokich obrotach silnika. PCM monitoruje prace grzalki, rnierzac napiecie na koncach specjalnego opornika wpietego w obwod zasilania grzalki. Usterka jest rozpoznawana (kody bledow POl3S, POISS), kiedy mierzone napiecie wychodzi poza specyfikowany zakres. 5. Podsumowanie Przedstawiona powyzej metoda weryfikacji dzialania procedur monitorujacych poprawna prace czujnikow tlenu wydaje sie bye wystarczajaca, Dzieki niej mozliwe jest ustalenie parametrow granicznych, po przekroczeniu ktorych komputer pokladowy pojazdu (PCM) decyduje 0 zasygnalizowaniu uszkodzenia danego czujnika tlenu. Mozna 34

domniemywac, ze parametry te beda sie nieznacznie roznily miedzy poszczegolnymi markami, ale roznice te nie powinny bye zbyt wielkie. Kolejna zaleta tej metody sa dose niskie naklady czasowe i finansowe jej zastosowania, gdyz nie wymaga ona stosowaniu wielu, w rozny sposob uszkodzonych czujnik6w t1enu, a co za tym idzie nie wymaga ona kilkakrotnej wymiany czujnik6w w pojezdzie. Sarna wymiana jest w znacznym stopniu zadaniem bardzo skomplikowanych, gdyz w poszczeg61nych markach pojazd6w stosowane sa roznego typu czujniki podlaczone do systemu poprzez specjalizowane zlacza, a dostep do nich czesto wymaga czesciowego demontai:u innych podzespolow. Zaproponowana metodyka weryfikacji poprawnosci dzialania procedur monitorujacych czujniki t1enu jest uniwersalna, gdyz nie zalezy od pojazdu, w kt6rym sa one zaimplementowane. Moze bye ona przydatna w badaniach nowych pojazd6w, a zwlaszcza tych, ktore maja bye dopiero dopuszczone do eksploatacji na polskim rynku. Jest to wai:ne z punktu widzenia mozliwosci wyeliminowania pojazd6w, sprzedawanych przez niektore koncemy samochodowe, w kt6rych zastosowano niekompletny system OBD II/EOBD. 6. Literatura 1. Merkisz 1.: System OBD II/EOBD jako narzedzie diagnostyczne. W: Materialy III Konferencji.Diagnostyka a BRD". Org: PZMot, Zarzad Miedzynarodowych Targow Poznanskich, Ministerstwo Transportu i Gospodarki Morskiej, Instytut Transportu Samochodowego i Politechnika Poznanska. Poznan 2001. 2. Merkisz J., Slezak M.: Wybrane zagadnienia dotyczace diagnostyki pokladowej OBD. Zeszyty Naukowe Osrodka Badawczo-Rozwojowego Samochod6w Malolitrazowych BOSMAL w Bielsku-Bialej. Bielsko-Biala 2000. Zeszyt 12. 3. SAE 11978 - opis podstawowych funkcji, ktore powinien zawierac czytnik informacji OBD II/EOBD. 4. SAE 11979 - opis trybow pracy systemu OBD II/EOBD. 5. SAE 12012 - opis zalecanych numer6w kod6w bledow DTC i ich opis. 6. www.auto-online.com.pl. SIMULATION OF DAMAGE OF OXYGEN SENSORS IN THE ODD llieodd SYSTEMS Summary. In this paper miscellaneous methods used for verification of functionality of OBD II/EOBD (On Board Diagnostic/ European OBD) systems mounted in modem vehicles have been presented. Principles of operation of particular algorithms, which examine performance ofboth oxygen sensors - upstream and downstream, called Oxygen Sensor Monitor, have been described. 35