Automobilis atvyko su skundu, kad ABS veikimas per stabdžių pedalą jaučiamas labai mažu greičiu. Atlikau trumpą bandomąjį važiavimą skundui patikrinti ir iš tiesų – ABS įsijungdavo esant labai mažam greičiui, tiesą sakant, prieš pat automobiliui sustojant. Išskyrus tai, automobilis, įskaitant ABS sistemą, veikė normaliai. Akivaizdu, kad automobiliui jokio ABS įsikišimo nereikėjo, todėl prie šios problemos priartėkime klausimu: „Ką ABS „mato“ tokio, dėl ko jaučia poreikį įsikišti?“
Prisiminkime ABS strategijos pagrindus: ji stebi visų keturių ratų greičius ir, paspaudus stabdį, tikrina, ar kurio nors rato sukimosi greitis mažėja sparčiau nei kitų; tai rodytų, kad ratas tuoj užsiblokuos. Šiuolaikinis atitikmuo dabar vadinamas stabilumo kontrole ir yra kur kas pažangesnis nei vien ABS. Šiame automobilyje taip pat įrengta pravažumo kontrolė (Anti-Skid Reduction), kuri iš esmės veikia priešingai nei ABS: jei kurio nors atskiro rato greitis padidėja kitų atžvilgiu (rato prasisukimas greitėjant), paveiktam ratui bus suteiktas stabdžių slėgis prasisukimui sumažinti. Šios rato prasisukimo fazės metu normalu, kad variklio ECU sumažina sukimo momentą – tai gali būti daroma išjungiant purkštukus, vėlinant degimą ar kitais būdais. Vis dėlto, nepaisant viso šio pažangumo, grįžtame prie pagrindų, kur atidžiai stebimi atskirų ratų greičiai. Galime daryti išvadą, kad turime reikalą su ABS, o ne ASR strategija, nes gedimo metu tiesiog yra paspaustas stabdžių pedalas; tai atmeta ASR ir palieka viena rūpesčių sritimi mažiau.
Buvo pastebėta, kad ABS MIL (gedimo lemputė) neužsidegė nei prieš ABS įsikišimą, nei jo metu, nei po jo, tačiau MIL, kaip įprasta, teisingai užsidegdavo įjungus degimą. Tai užuomina, kad ECU savo veikimu yra „patenkintas“ ir kad sistema, atrodo, tiesiog reaguoja į jai pateiktą informaciją; ji laiko, kad tiesiog atlieka savo darbą.
Metas prijungti osciloskopą.
Aukščiau pateiktas įrašas padarytas važiuojant maždaug 10 mph greičiu, atleidus stabdžių pedalą ir be ABS įsikišimo. A kanalas (mėlynas) stebi galinį dešinį WSS (rato greičio jutiklį), o B kanalas (raudonas) – galinį kairį WSS.
Pastaba: abu šie parodymai užfiksuoti osciloskopą prijungus prie kėbulo masės – nagrinėjant įtartiną signalą svarbu žinoti matavimo sąlygas. Iš šio įrašo matome, kad su galiniu kairiuoju WSS yra akivaizdi problema.
Kad teisingai interpretuotume kreivę ir padarytume iš jos išvadą, turime suprasti, į ką žiūrime.
Sistemoje naudojami keturi kintamos varžos (induktyviniai) jutikliai – po vieną prie kiekvieno rato stebulės. Trumpai apie jutiklių teoriją: šio jutiklio išėjimo signalas yra kintamoji srovė, generuojama judančiam reliuktoriui (metaliniam objektui, mūsų atveju – rato rotoriui) įeinant į jutiklio magnetinį lauką, per jį pereinant ir iš jo išeinant. Signalo pobūdį lemia vos keli pagrindiniai veiksniai, kuriuos verta išskirti:
- Jutiklio vidinio magnetinio lauko stipris
- Apvijų skaičius jutiklyje
- Bendra judančio reliuktoriaus forma ir sudėtis
- Atstumas tarp jutiklio ir judančio reliuktoriaus
- Greitis, kuriuo judantis reliuktorius pereina jutiklio magnetinį lauką
Kiekvienas veiksnys atlieka labai svarbų vaidmenį kuriant tinkamą signalą; dingus bent vienam iš jų, išėjimo signalas nukentės! Reliuktoriui įeinant į jutiklio lauką, generuojama teigiama EVJ, o reliuktoriui tolstant nuo jutiklio lauko – neigiama EVJ, paprastai tokios pat amplitudės kaip teigiamas pikas. Galime sakyti, kad kiekvienas teigiamas pikas atitinka vieną reliuktoriaus dantį ant mūsų rotoriaus (griežtai kalbant, tai ne visai tikslu, bet pakankamai tinka). Teoriją čia ir palikime, nes esu tikras, kad skaitytojas puikiai išmano šį jutiklį ir jo veikimą. Žinoma, tai yra signalo sukūrimo principas, o ką su šiuo signalu daro konkreti sistema – visiškai kitas klausimas. Šioje konkrečioje sistemoje vienas iš jutiklio laidų įžemintas per ECU, o kitas laidas lieka pagrindiniu greičio signalo laidu į ECU. Atidžiai pažvelgę į 1 įrašą pamatysime, kad abu išėjimai centruoti šiek tiek virš 0 V, tačiau nepainiokite to su „plaukiojančios masės“ signalo parodymu.
Kaip minėta, ECU vienam iš jutiklio išėjimų suteikia masę, todėl paprastai tikėtumėmės, kad sugeneruota kintamoji srovė bus centruota apie šį potencialą. Vis dėlto ši sistema jutiklio išėjimo liniją dar fiksuoja ties 0,18 V (kaip diagnostinę priemonę ECU), todėl dabar jutiklio generuojama kintamoji srovė „jodinėja“ ant šios naujos atskaitos. Žr. 2 įrašą. Visi šios sistemos jutikliai atitiko šią signalo charakteristiką.
Grįžtant prie 1 įrašo – ši nedidelė ištrauka rodo generuojamą prastą signalą, taigi kažkas negerai su vienu iš anksčiau minėtų pagrindinių veiksnių. Vien iš to, kad jutiklis geba sugeneruoti tinkamą išėjimo signalą esant tam tikram rato greičiui, galime atmesti jutiklio magneto stiprį, apvijų skaičių ir reliuktoriaus greitį. Tai gana pastovūs veiksniai, ir būtų juokinga manyti, kad kuris nors iš jų dingo būtent tuo konkrečiu momentu. Tam, kas anksčiau nėra matęs tokio nenormalaus signalo, verta žinoti: jis labai būdingas sugedusiam reliuktoriaus žiedui. Lieka reliuktoriaus forma bei sudėtis ir atstumas tarp reliuktoriaus ir jutiklio.
Prireikė atidžiau apžiūrėti šį reliuktorių.
Nuėmus galinį kairįjį pusašį, buvo aptikta galima rotoriaus problema. Atkreipkite dėmesį į neįprastas blizgias dėmes ant kai kurių dantų. Ar tai ir buvo problema?
Atstumas tarp reliuktoriaus ir jutiklio
Panašu, kad tai nėra problema. Paveikti dantys, palyginti su visais kitais, vis dar turėjo gerą struktūrą. Tai reiškia gerą aukštį, danties plotį, gerus bendruosius matmenis ir gerus tarpus tarp dantų. Pagal įrašą mūsų problema yra tik vienoje rotoriaus vietoje, ir šios blizgios dėmės gerai koreliavo su užfiksuotu įrašu, tačiau atstumo tarp jutiklio ir danties problema čia niekuo dėta.
Reliuktoriaus forma ir sudėtis
Dantų forma jau aptarta ir atmesta; dabar kilo klausimų dėl blizgių dėmių sudėties. Jutiklyje yra magnetas, ir jis remiasi tuo, kad reliuktorius lengvai reaguoja į magnetinį lauką. Jei reliuktoriaus medžiaga yra silpnai magnetinė (neferomagnetinė), jutiklio paties magnetinis srautas lengvai nesikeis, o srauto pokyčio nebuvimas reiškia, kad signalas negeneruojamas.
Labai paprastas būdas patikrinti reliuktoriaus (mūsų dantų) magnetines savybes – prikišti žinomai gerą magnetą prie dantų ir pajusti traukos jėgą. Tai nelabai moksliška ir atrodo šiek tiek grubu, bet veikia, o sprendžiant iš osciloskopo įrašo, turėtume pajusti aiškų skirtumą. Keli dantys už įtariamos rotoriaus srities ribų buvo taip patikrinti, kad susidarytume vaizdą, kokios jėgos tikėtis. Patikrinus blizgias dėmes, buvo pajusta silpna magnetinė trauka. Įrašas rodo, kad blizgiausi dantys generuoja mažiausią EVJ, kaip pažymėta 1 ir 2.
Vėliau paaiškėjo, kad automobilio savininkui anksčiau toje automobilio pusėje buvo atlikti nemaži darbai, ir šis rotorius buvo apgadintas bei suremontuotas. Remontas mechaninio apdirbimo požiūriu buvo tikrai geros kokybės, tačiau, netyčia, jis „nepatiko“ WSS. Kaip tai susiję su ABS įsijungimu artėjant prie sustojimo?
Pirmiausia prisiminkite, kad šis įrašas buvo padarytas 10 mph greičiu, o tai gerokai daugiau nei greitis stabdant iki sustojimo. Žvelgiant atgal, geras signalų derinys būtų buvęs galinio kairiojo WSS ir ABS siurblio valdymo komandos peržiūra kartu; taip būtume matę, kokį signalo slenkstį ABS laikė pakankamu.
Mūsų galinio kairiojo WSS signalo amplitudė buvo aiškiai paveikta rotoriaus remonto, tačiau signalo dažnis išliko. O jei dažnis vis dar egzistuoja, tam tikra prasme vis dar turime galiojantį rato greičio signalą. Galiausiai, dėl prasto reliuktoriaus, rato greitis nukris iki tokio lygio, kai prasti reliuktoriaus dantys nebegalės sugeneruoti tinkamo greičio signalo.
Susiduriame su situacija, kai stabdant labai mažu automobilio greičiu ABS klaidingai interpretuoja šį silpną signalą kaip rato užsiblokavimą ir įsijungia – štai ir mūsų automobilio skundas!
Buvo sumontuotas naujas reliuktoriaus žiedas. Ar tai išsprendė problemą? Skaitykite toliau ir sužinosite…
Antra dalis
Vien tai, kad šis straipsnis turi antrą dalį, turėjo užuominų duoti, jog galinio kairiojo rato greičio signalo sutvarkymas problemos neišsprendė. Po remonto pravažiavus vos kelis metrus, artėjant prie sustojimo ABS vėl įsijungė. Kažkur buvo dar viena problema.
Sėdėjau automobilyje ir galvojau apie rastą gedimą bei remontą. Viskas rodė į rato greičio jutiklio (WSS) problemą, ir tokia buvo rasta, taigi grįžome į pradžią.
Pirmoje dalyje nebuvo paminėta, kaip ir kur buvo imami signalai. Man patinka jungtis tiesiai prie ECU kontaktų, kad per osciloskopą matyčiau lygiai tą patį, ką mato ECU. Dėl įvairių priežasčių šiuo konkrečiu atveju nusprendžiau jungtis tiesiai prie pačių WSS. Tai buvo šiek tiek nepatogu, nes prie WSS jungčių kontaktų prisikasti iš galo buvo neįmanoma, tačiau radau būdą: apvyniojau aplink greičio signalo kištukinį kontaktą laido gyslas, pakankamai plonas, kad jungtį būtų galima sujungti atgal jos nepažeidžiant.
1 įrašas buvo padarytas maždaug 10 mph greičiu. Tai dar viena gera priežastis lyginti tos pačios ašies WSS signalus, nes signalų dažniai turėtų būti beveik identiški. Atidžiai ieškokite skirtumų tarp signalų. Įprasta, kad sistemoje priekinės ir galinės ašies rotoriai turi skirtingą dantų skaičių, bet skirtumo tarp kairės ir dešinės pusės niekada nebūna. Esu net matęs, kaip vienodo dydžio, bet skirtingų gamintojų padangos toje pačioje ašyje lėmė skirtingus ratų greičius! Automobilio savininkui visada rekomenduoju montuoti to paties gamintojo padangas – pageidautina visame automobilyje, bet būtinai toje pačioje ašyje.
Čia signalai ir dažniai sutapo. Jei įrašą nagrinėtume labai atidžiai, tarp jų matytume nedidelį „nuo piko iki piko“ skirtumą, tačiau tai neturėtų per daug rūpėti, nes tarp jutiklių visada esama nedidelio neatitikimo. Taigi kas toliau? Nebuvau linkęs atsisakyti prielaidos, kad šį automobilio gedimą sukelia WSS signalo problema, o, kiek paskutinį kartą skaičiavau, automobiliai turi keturis ratus. Nusprendžiau patikrinti priekinės ašies WSS. Šiuo atveju žinojau, kad dažniai tarp dviejų ašių gali skirtis, todėl labiau domino signalų amplitudės.
2 ir 3 įrašai padaryti maždaug 10 mph greičiu, ir šįkart jie rodo tos pačios pusės WSS. Iškart matoma problema: priekiniai signalai smarkiai prarado amplitudę. Per daug nekreipkite dėmesio į staigius EVJ šuolius 2 įraše – tai buvo dėl trikdžių, patekusių į mano laikinus, po visą automobilį išmėtytus bandymo laidus.
Kai kas man pasirodė keista: abiejų priekinių signalų amplitudės buvo sumažėjusios vienodai. Vienas sumažėjęs jutiklio signalas neabejotinai rodytų gedimą, bet, kai abu tos pačios ašies WSS rodo beveik identiškas signalų formas, akimirką pagalvojau, kad tai normalu! Tuo metu pradėjau abejoti savo matavimais. Padariau keletą šių signalų įrašų, įsitikindamas, kad jungtys geros, kad stebimas tinkamas jutiklio laidas (prisimenant, kad vienas iš laidų netiesiogiai sujungtas su mase), kad osciloskopo tinklelis nustatytas teisingai, sukeisdamas kanalus vietomis tam atvejui, jei būtų nuotėkis į masę, ir tikrindamas viską, kas tik galėtų paaiškinti, kodėl abu jutikliai rodo tą pačią žemą amplitudę.
Galiausiai padariau išvadą, kad tai negali būti normalu, dėl lygiai tos pačios priežasties, dėl kurios pirmoje dalyje pasmerkiau galinio kairiojo jutiklio signalą. Šiuo atveju, artėjant prie sustojimo, priekinių jutiklių signalai tapdavo per silpni, kad ECU teisingai užregistruotų automobilio greitį; o kadangi galiniai jutikliai vis dar generavo gerą signalą, ECU manydavo, kad priekiniai ratai užsiblokavo, ir įjungdavo ABS.
Normalu tai ar ne, radiniai atitinka pradinį planą ieškoti jutiklio signalo problemos.
Ėmiausi ieškoti bendro veiksnio, siejančio abu WSS, kuris sukeltų mažos amplitudės signalą. Nuodugniai ištyriau abi priekinių WSS grandines dėl galimo nuotėkio į akumuliatoriaus minusą, į pliusą, viena į kitą, į visus kitus ECU jungties laidus, esant įjungtam ir išjungtam degimui, dėl didelės varžos jutiklių laiduose, prijungus ir atjungus ECU – ir visko kito, ką tik galėjau sugalvoti.
Trumpai tariant, sunkiai radau ką nors elektriškai negero, ir tikrai nebuvo jokių požymių, kad šios jutiklių grandinės turėtų ką nors bendro, išskyrus įprastą jutiklių įžeminimo kelią per ECU. Ir tai buvo tvarkoje.
Taigi, jei ne elektra, gal mechanika?
Norėdami ištirti mechaninę prastų signalų amplitudžių priežastį, dabar turime susitelkti į kiekvieno automobilio kampo rato stebulę – o tai reiškia, kad nebeieškome bendros jungties, o veikiau sutapimo, kuris tiesiog vienodai paveikė abu jutiklius. Kaip elektros technikas ne kartą esu apsigavęs susidūręs su sutapimais, bet šiuo atveju daugiau nieko neturėjau. Prie kiekvieno probleminio WSS priėjau atskirai, kol kas ignoruodamas faktą, kad paveikti buvo du WSS. Ko ieškojau?
Niekas nepasikeitė nuo pirmoje dalyje paaiškintų veikimo veiksnių. Kad kintamos varžos jutiklis sukurtų tinkamą rato greičio signalą, reikia vos kelių pagrindinių veiksnių:
- Jutiklio vidinio magneto stipris
- Apvijų skaičius jutiklyje
- Bendra judančio reliuktoriaus forma ir sudėtis
- Atstumas tarp jutiklio ir judančio reliuktoriaus
- Greitis, kuriuo judantis reliuktorius pereina jutiklio magnetinį lauką
Jutiklio vidinio magneto stipris
Šito atmesti negalime. Jei jutiklio šerdyje esantis magnetas susidėvėjo ar nusilpo, pro šalį einantis induktorius (dantytas rotorius) nebeiškraipys magneto srauto tiek pat, todėl gausime silpną generuojamą EVJ – tai ir yra gedimas. Esu turėjęs atvejų, kai jutiklio magnetas buvo virtęs beveik milteliais.
Apvijų skaičius jutiklyje
Tai labai mažai tikėtina. Apvijų skaičius sudaro beveik visą jutiklio varžą, o ji jau patikrinta – 1,734 kΩ. Vis dėlto įmanoma, kad apvijos viduje trumpai susijungtų tarpusavyje, tačiau tada parodymas būtų mažesnis nei 1,734 kΩ, priklausomai nuo to, kurioje jutiklio apvijų vietoje būtų trumpasis jungimas. Kadangi jutiklio varžos parodymas geras, kol kas šį veiksnį galima saugiai atmesti.
Bendra judančio reliuktoriaus forma ir sudėtis
Ir tai vėlgi labai mažai tikėtina. Pirma, jei būtų paveikta reliuktoriaus sudėtis, kiekvienas dantis turėtų pasikeisti vienodai, o tai atrodo itin neįtikėtina. Antra, jei dantų forma būtų netinkama, kiekvienas jų turėtų būti paveiktas lygiai taip pat. Užfiksuotas signalas nerodė nei trūkstamų, nei blogų dantų – tik žemą amplitudę.
Atstumas tarp jutiklio ir judančio reliuktoriaus
Tai labiausiai tikėtinas variantas, remiantis mano patirtimi ir praktiniais sumetimais. Atstumo tarp jutiklio ir reliuktoriaus paklaida nepakeistų jutiklio varžos ir paliktų bendrą signalo formą nepakitusią. Nėra neįprasta, kad tarp jutiklio pagrindo ir jo tvirtinimo vietos kontaktinių paviršių susikaupia korozija, net jei abu paviršiai suveržti tvirtinimo varžtu. Tarpą tarp jutiklio ir rotoriaus tereikia pakeisti visai nedaug, kad skirtumas taptų labai pastebimas.
Greitis, kuriuo judantis reliuktorius pereina jutiklio magnetinį lauką
Tai turi būti mažiausiai tikėtina iš visų. Jei problema būtų rotoriaus greitis, tai, žinoma, paveiktų signalo amplitudę, bet nukentėtų ir dažnis. Įdėmiai pažvelgę į 2 arba 3 įrašą pamatysite, kad mūsų silpno signalo dažnis beveik identiškas žinomai geroms galinių ratų kreivėms, todėl galime daryti išvadą, kad rotorius iš tiesų sukasi tokiu pačiu greičiu.
Kai išskaidome jutiklio veikimą ir atmetame dalį susijusių veiksnių, artėjame prie problemos esmės. Panašu, kad tai jutiklio ir rotoriaus tarpo problema. Kol laikausi pagrindinių jutiklio veikimo taisyklių, viskas turėtų būti paprasta.
Čia matoma tipinė priekinio WSS montavimo vieta. Jis tvirtinamas prie dangtelio plokštės, o ši prisukama prie stebulės galinės pusės. Pirmiausia matome baltą pūkuotą apnašą aplink plokštės tvirtinimo varžtus – panašu, kad ši korozija įsimetė į tarpą tarp plokštės ir stebulės paviršiaus. Ar tai normalu? Ar tarpas buvo numatytas?
Greita vizualinė apžiūra aplink stebulę daugiau nieko blogo neparodė. Įprastai nuimčiau jutiklį ir pradėčiau matuoti, kad susidaryčiau vaizdą apie tarpą tarp jutiklio galo ir rotoriaus dantų, tačiau kadangi šio jutiklio tvirtinimo plokštę buvo lengva nuimti, galėjau pamatyti, kas iš tikrųjų vyksta už jutiklio.
Nuėmus galinę plokštę, esminė problema tapo aiški.
Straipsnis išverstas iš Pico Technology bibliotekos su gamintojo leidimu. Originalas: picoauto.com. PicoScope įrangą rasite mūsų kataloge.