Kliento aprašymas
Važiuojant nedideliu greičiu per greičio ribojimo kalnelius, iš po variklio dangčio girdimas triukšmas / juntama vibracija, kartu užsidega ABS įspėjamoji lemputė.
Techninis aprašymas
Aukščiau aprašytas simptomas pasireikšdavo beveik visada važiuojant per greičio ribojimo kalnelius. Paaiškėjo, kad triukšmą / vibraciją iš po variklio dangčio kelia ABS siurblio veikimas, lydimas pulsacijos stabdžių pedale. Pirminių bandymų metu pastebėta, kad ABS siurblys įsijungia tik tada, kai per kalnelius važiuoja galiniai ratai, o ne priekiniai, ir tik esant nedideliam važiavimo greičiui (maždaug 5–10 mph).
Diagnostika
Kliento apklausa atskleidė, kad automobilis įsigytas neseniai ir kad iškart po pirkimo dėl per didelio guolio triukšmo buvo pakeistas galinio dešiniojo rato guolis. Klientas negalėjo 100 % užtikrintai pasakyti, ar ABS problema buvo prieš keičiant rato guolį. Automobilio identifikaciniai duomenys ir specifikacija buvo patvirtinti, kad būtų galima gauti tinkamus techninius duomenis.
Pirminė apžiūra neatskleidė jokių įtartinų vietų dėl instaliacijos nuvedimo ar matomų jungčių. Visos susijusios ABS sudedamosios dalys atrodė originalios ir tvirtai pritvirtintos, be matomų ardymo žymių.
Taip pat buvo patikrintas ir patvirtintas padangų nusidėvėjimas, gamintojas, sukimosi kryptis, būklė ir slėgis. Šio esminio patikrinimo diagnozuojant ABS / prieš prasisukimą sistemos (Traction Control) gedimus dažnai nepaisoma. ABS valdiklis stebi ratų greičių didėjimo ir mažėjimo tempą, kad nustatytų, ar reikia įsikišti į stabdžių slėgį. Ratų greičio signalai priklauso nuo padangos apskritimo ilgio, o kai skiriasi protektoriaus gylis, modelis ir gamintojai, padangų apskritimo ilgiai gali skirtis gana stipriai, todėl važiuojant tiesiai ratų greičiai skiriasi. Toks ratų greičio signalų skirtumas neigiamai veikia stabdžių valdymo įsikišimą.
Idealiu atveju visos sumontuotos padangos turėtų būti to paties gamintojo / specifikacijos ir tos pačios pagaminimo datos (išspausta ant padangos šoninės sienelės), tačiau realybėje su tam tikro amžiaus automobiliais tai beveik neįmanoma. Vis dėlto galime fiziškai išmatuoti padangos apskritimo ilgį ir protektoriaus gylį, kad įsitikintume, jog nuokrypis tarp padangų neviršija gamintojo specifikacijos, ir taip pašalintume šiuos kintamuosius iš diagnostikos. Šiuo atveju ratų / padangų konfigūracija ir matmenys buvo patvirtinti kaip teisingi.
Automobilio nuskaitymas patvirtino vieną ABS gedimo kodą C0115 su miglotu aprašymu „Rato greičio jutiklis“. Gedimo kodas buvo ištrintas ir automobiliu pakartotinai važiuota, kaip aprašyta aukščiau: galiausiai užsidegė ABS lemputė ir gedimo kodas C0115 sugrįžo.
Prieinami automobilio gamintojo serviso duomenys patvirtino, kad neišspręstų su ABS valdymu ar susijusiomis sistemomis susijusių problemų nėra. Kitas neardomasis testas turėjo būti serijinių tiesioginių duomenų vertinimas, stebint galinių ratų greičius važiuojant per kalnelius minėtais greičiais.
Žemiau esančiame vaizde matomi galinių ratų greičiai, kuriuos aptiko ir parodė diagnostikos skaitytuvas. Nors atrodo, kad skirtingais laiko momentais tarp galinių ratų greičių yra neatitikimas (pažymėta raudonai), sunku nuspręsti, ar tai tikra rato greičio klaida, ar galinės pavaros diferencialo veikimas, ar vėluojantis diagnostikos skaitytuvo duomenų atnaujinimo greitis; per daug kintamųjų, kuriuos reikia įvertinti.
Norint pašalinti dalį šių kintamųjų, PicoScope matematiniu kanalu galima nubraižyti ABS rato greitį kaip dažnį. Tai suteikia realaus laiko duomenis apie tikruosius ratų greičius kiekvienam ratui pervažiuojant kalnelį.
Aukščiau esanti signalo forma rodo visų keturių ratų greičio jutiklių (priekinių ir galinių) stačiakampius išėjimo signalus važiuojant per kalnelius. Visi kanalai paslėpti, išskyrus D kanalą (geltoną), kuriame stačiakampis signalas vis dar matomas. Norėdami paslėpti kanalą, dešiniuoju pelės klavišu spustelėkite bet kurioje osciloskopo ekrano vietoje ir atžymėkite langelius šalia kanalo raidės, kurią norite paslėpti. Taip pašalinama netvarka pridedant matematinius kanalus ir palengvinama signalo analizė.
Norint nubraižyti kiekvieno rato greičio jutiklio dažnį, Tools kortelėje buvo sukurtas dažnio matematinis kanalas, leidžiantis atidžiai analizuoti rato dažnio kitimą automobiliui važiuojant per kalnelius. Norėdami sukurti dažnio matematinį kanalą, atverkite Math Channel Wizard spustelėdami Tools > Math Channels > Create > Next > Advanced > freq ir po to kanalo raidę (A, B, C ar D), kurią norite nubraižyti. Užbaikite Math Channel Wizard pasirinkdami savo matematinio kanalo spalvą ir ribas. Kad lengvai atpažintumėte sukurtą matematinį kanalą, pasirinkite spalvą, atitinkančią braižomo kanalo įvestį (pvz., A kanalo dažnio matematinis kanalas – mėlynas, B kanalo dažnio matematinis kanalas – raudonas ir t. t.).
Paaiškėjo, kad galiniams ratams pervažiuojant kalnelius jų dažnis staiga krisdavo, kitaip nei priekinių ratų, kurių dažnis mažėdavo palaipsniui. Matematiniai kanalai C ir D (žemiau) patvirtina, kad galinių ratų dažnis per 30 ms nukrenta 15 Hz – tai puikiai atitinka stebimą simptomą. Toks rato dažnio kritimas beveik neabejotinai priverčia ABS įsikišti.
Be dažnio kritimo, neapdorotame ratų greičio jutiklių signale buvo triukšmo (pažymėta aukščiau D kanale).
Ar aptiktas triukšmas galėtų būti staigaus galinių ratų dažnio kritimo priežastis? Atidžiau patikrinus paaiškėjo, kad triukšmas visuose ratų greičio signaluose atsiranda iškart po galinių ratų dažnio kritimo, o ne prieš jį.
Norint nuodugniai suprasti komponentų funkcijas, buvo remtasi gamintojo veikimo aprašymu. Šios žinios būtinos diagnozuojant bet kurią sistemą ir parodo nuolatinio gilinimosi bei mokymų poreikį.
Galimos priežastys:
(Remiantis simptomu ir aukščiau atliktais neardomaisiais vertinimais)
- ABS ratų greičio jutikliai
- ABS jutiklio nuskaitymo žiedas
- ABS jutiklio instaliacija (nuvedimas, maitinimas ir masė)
- Elektromagnetiniai trikdžiai (EMI)
- ABS valdymo blokas / programinė įranga
Veiksmų planas:
Planas paremtas pirminiu vertinimu, patirtimi ir prieinamumu. Kadangi ABS ratų greičio jutikliai bent jau fiksavo ratų greičius, dėmesys nukrypo į ratų greičio signaluose esantį triukšmą. Triukšmo lygį ABS greičio signaluose galima įvertinti tik žiūrint be priartinimo funkcijos. Ar triukšmas iš tiesų galėtų būti ABS veikimo priežastis, ar atvirkščiai?
Kadangi triukšmas pasireikšdavo tik ABS veikimo metu, dėmesys nukrypo į srovės tekėjimą ir ABS siurblio maitinimą. Bandomojo važiavimo metu generatorius buvo atjungtas, kad būtų apribotas generatoriaus kompensavimo poveikis apkraunant akumuliatorių per ABS siurblį (taip atskleidžiant tikrąją akumuliatoriaus apkrovą).
Rezultatai buvo tiesiog stulbinantys: ABS siurblio srovė pasiekė 80 A, o akumuliatoriaus ir ABS jutiklio maitinimo įtampos nukrito atitinkamai maždaug iki 11 V ir 10 V. Vėlgi ABS greičio signalas buvo iškraipytas – ne tik prieš ABS siurblio veikimą, bet ir nuolat, kol ABS siurblio variklis ciklavo. Kad būtų dar painiau, užuot stebėjęs vien ABS greičio signalo įtampą, aš taip pat išmatavau ABS jutiklio greičio signalo srovę (su prijungtu generatoriumi). Ji atskleidė minimalų triukšmą ir nulinį iškraipymą – tai prieštaravo visiems ankstesniems testams.
Šiame etape metas apibendrinti, ką iki šiol žinome ir ko nežinome.
- Neteisingas ABS įsikišimas, kai galiniai ratai pervažiuoja greičio ribojimo kalnelius.
- Pasikartojantis gedimo kodas C0115.
- Galinių ratų greičio signalai rodė ženklų rato greičio sumažėjimą važiuojant per kalnelius.
- ABS siurblys ima per didelę srovę.
- ABS greičio signalo įtampoje yra trikdžių / triukšmo, tačiau srovėje jų nėra.
Turiu pripažinti, kad šiuo metu šis automobilis mane vos nepriveikė – galėjau tiksliai nurodyti įtartinas sritis, bet negalėjau nustatyti priežasties. Kaip sakoma, „pasidalyta problema – perpus mažesnė problema“, tad kreipiausi į kolegas Pico Auto forume.
Spustelėkite šią nuorodą ir pamatysite, kaip pagalba visada šalia ir kaip Pico naudotojams niekada netrūksta idėjų bei pasiūlymų.
Ačiū visiems, kurie padėjo, nes po daugybės diskusijų, laiškų ir pokalbių išaiškėjo tikras informacijos perlas. Atsižvelgdami į triukšmą, matomą mūsų rato greičio įtampos signale, pažvelgėme į ABS veikimą.
Kai ABS valdymo blokas aptinka staigų rato dažnio mažėjimą, rato užsiblokavimo tikimybė padidėja. Reaguodamas į tai, ABS slėgio mažinimo fazės metu, greitai suveikiant atitinkamam ABS solenoidui, sumažinamas stabdžių skysčio slėgis probleminiuose ratuose. Tai įvyksta akimirką prieš ABS siurblio veikimą ir pakartotinais intervalais siurblio veikimo metu bei po jo. Prisiminkite: gresiant rato užsiblokavimui pirmenybė teikiama slėgio mažinimo fazei, po jos eina slėgio išlaikymo fazė, o ratui pradėjus greitėti – slėgio didinimo fazė. (ABS siurblio veikimas slėgio didinimo fazėje suteikia papildomo stabdžių skysčio slėgio.)
Mūsų rato greičio įtampos signale matomi EMI / triukšmas yra didelio dažnio ABS solenoidų perjunginėjimo pasekmė – dėl to akimirksniu subyra magnetinis laukas visai šalia mūsų ratų greičio jutiklių maitinimo / masės linijų (visos jos yra ABS valdymo bloko / vykdiklio mazgo viduje).
Žinant, kad triukšmas atsiranda po rato greičio sumažėjimo ir, dar svarbiau, kad triukšmo nebuvo rato greičio srovės signale, diagnostinės pastangos nukreiptos į tikruosius ratų greičius (trečias punktas aukščiau pateiktoje santraukoje).
Siekdamas sužinoti daugiau apie ratų greičius, pirmą kartą važiavau automobiliu (prieš važiuojant gedimo kodas ištrintas) dideliu greičiu (70 mph), tuo pat metu fiksuodamas ratų greičius iš serijinių duomenų diagnostikos skaitytuvu, turinčiu geresnę Subaru dangą.
Man nustebus, važiuojant pastoviu 70 mph spidometro greičiu užsidegė ABS įspėjamoji lemputė ir išsijungė pastovaus greičio palaikymo sistema. Vėlgi grįžo gedimo kodas „C0115 – rato greičio jutiklis“.
Tuo metu užfiksuoti ratų greičiai buvo išsaugoti peržiūrai ir atskleidė diagnostikos lūžį.
Aukščiau esančiame grafike pavaizduoti vidutiniai priekinių ir galinių ratų greičiai, diagnostikos skaitytuvu užfiksuoti per visą bandomąjį važiavimą. Aiškiai matome ženklų priekinių ir galinių ratų greičių skirtumą, kuris, atrodo, didėjo proporcingai važiavimo greičiui.
Kitaip tariant, kuo didesnis važiavimo greitis, tuo didesnis skirtumas tarp priekinių ir galinių ratų greičių. Kai spidometras rodė maždaug 70 mph, priekiniai ratai fiksavo 68 mph, o galiniai – 62 mph, t. y. skirtumas apie 10 % (pagal serijinius duomenis).
Kaip tai įmanoma, jei ratai ir padangos tikrai to paties skersmens? Gal tai ABS programinės įrangos klaida, nes spidometras atrodo rodo teisingai esamam važiavimo greičiui?
(Spidometras važiavimo greičio duomenis gauna iš ABS valdymo bloko per CAN.)
Vėl vyko tolesnės diskusijos. Buvo pasiūlyta suskaičiuoti dantukų skaičių ant kiekvieno ABS nuskaitymo žiedo (priekinių ir galinių). Tai lengviau pasakyti nei padaryti, nes čia turime ne įprastą dantytą nuskaitymo žiedą. Vietoj to turime kintančių polių (šiaurės / pietų) magnetinį nuskaitymo žiedą, integruotą į rato guolio / stebulės mazgą.
Mažiausiai ardomasis būdas nustatyti polių skaičių, be abejo, buvo panaudoti Pico optinio jutiklio rinkinį kartu su atspindinčia juostele, priklijuota strategiškai parinktoje rato paviršiaus vietoje. Atspindinti juostelė optiniame jutiklyje sukuria vieną impulsą, žymintį vieną rato apsisukimą. Impulsai iš ABS jutiklio buvo suskaičiuoti tarp optinio jutiklio impulsų – taip nustatytas polių skaičius.
Sukant ratus ranka, optinis jutiklis kiekvieną rato apsisukimą generuoja po vieną impulsą. Įjungus degimą ABS ratų greičio jutikliai generuoja impulsus, atitinkančius rato greitį. Naudodami laiko liniuotes (Time Rulers) ir sulygiavę jas su optinio jutiklio impulsais, aiškiai išskiriame vieną rato apsisukimą.
Užuot fiziškai skaičiavę impulsus iš rato greičio jutiklio, galime naudoti Edge Count funkciją Measurement kortelėje.
Norėdami sukurti Edge Count matavimą, spustelėkite Measurements > Add Measurement > pasirinkite matuojamą kanalą (A) > pasirinkite matavimo tipą (Edge Count) > pasirinkite matuojamą signalo formos atkarpą (tarp liniuočių).
Nepamirškite: Edge Count skaičiuoja ir kylančius, ir krintančius signalo frontus tarp liniuočių A kanale. Norėdami gauti vien polių skaičių, galime naudoti arba kylančių frontų (Rising edge count), arba krintančių frontų (Falling edge count) skaičių A kanale.
Rezultatas
Kaip matote aukščiau esančiose signalo formose, priekinių ir galinių ratų polių skaičius skiriasi (priekiniai – 48 poliai, galiniai – 44). Tai neabejotinai paaiškina skirtingus ratų greičius ir nepageidaujamą ABS įsijungimą važiuojant per greičio ribojimo kalnelius.
Dabar susidūrėme su kita problema: kurio rato polių skaičius neteisingas? Arba kitas scenarijus – gal polių skaičius teisingas, tik ABS valdymo blokas sukonfigūruotas neteisingai? Jei ABS valdymo bloką galima konfigūruoti įvairiems automobiliams (o aš manau, kad galima), atrodo, kad arba turime netinkamą programinę įrangą, arba netinkamą ABS valdymo bloką. Vis dėlto ABS valdymo blokas atrodė originalus.
Mano prielaida vedė prie minties, kad priekinių ratų greičiai teisingi, remiantis spidometro rodmenimis. Esant 70 mph priekiniai ABS jutikliai rodė maždaug 67–68 mph – tai tokia sąmoninga paklaida, kokią matome spidometruose, o galiniai ratai rodė nebūdingai klaidingą mažesnį 62 mph greitį. Neardomasis testas čia būtų buvęs trečiosios šalies GPS įrenginys (navigacija / išmanusis telefonas), padėtas ant prietaisų skydelio, kad būtų nustatytas tikrasis važiavimo greitis, tačiau vėl man nusišypsojo sėkmė.
Dėl įrašo forume man paskambino Kevinas iš Ives Garage ir pranešė, kad į techninę apžiūrą atvarytas Subaru Legacy. Nuvykau ten greičiau, nei spėtum ištarti „Subaru“, kad aukščiau aprašyta procedūra atlikčiau optinio jutiklio testą (ABS polių skaičiavimą). Žemiau esančios signalo formos rodo, kad ir priekinių, ir galinių ratų ABS polių skaičius yra 48.
Tai mane sugrąžino ratu atgal prie kliento apklausos, kurioje buvo paminėta, kad buvo keistas rato guolis (informacija, kurios nepaisiau savo paties nenaudai). Pirminėje kliento apklausoje buvo minėtas tik galinio dešiniojo rato guolio keitimas, tačiau papildomai paklausus paaiškėjo, kad klientas garsiajame interneto aukcionų tinklalapyje nusipirko keturis naujus rato guolio / stebulės mazgus ir kad buvo pakeisti abu galiniai rato guolio / stebulės mazgai.
Originalūs galiniai rato guoliai buvo išmesti, tačiau nauji priekiniai rato guoliai iš to paties komplekto kaip ir galiniai buvo apžiūrėti siekiant nustatyti polių skaičių. Naudojau nuostabiai paprastą, bet veiksmingą magnetinio lauko ieškiklį (Magnetic Field Finder).
Magnetinio lauko ieškiklis leido atlikti dar vieną neardomąjį polių skaičiavimą, kuris patvirtino 44 dantukus – tai atitiko sumontuotus galinius guolio / stebulės mazgus. Jei visi 4 rato guoliai būtų buvę sumontuoti kartu, joks ABS gedimas nebūtų atsiradęs, o spidometro paklaida būtų buvusi maždaug 10 %.
Turėdami šią informaciją nusprendėme galinius rato guolio / stebulės mazgus keisti dar kartą, naudodami teisingos specifikacijos guolius su atitinkamu 48 polių skaičiumi. Prieš montuojant jie tikrai buvo patikrinti magnetinio lauko ieškikliu, kad būtų suskaičiuoti poliai.
Žemiau pateikti užfiksuoti serijiniai duomenys (po remonto) rodo, kaip teko padidinti linijos grafiko storį, kad būtų galima atskirti priekinių ir galinių ratų greičius, nes abu greičiai dabar tapo vienodi. Žemiau esanti signalo forma demonstruoja tą pačią braižymo funkciją naudojant PicoScope matematinius kanalus.
Matematinio kanalo naudojimas važiavimo greičiui apskaičiuoti iš ABS rato greičio signalo ateityje gali būti labai naudingas tiems, kurie susidurs su tokia diagnostika, arba tiems, kurie nori patikrinti automobilio greičius lyginant su serijiniais duomenimis.
Naudojant 215/45/17 padangos dydį ir 48 ABS polių / dantukų skaičių, mums reikia:
- Polių arba dantukų skaičiaus ties ABS nuskaitymo žiedu (fiziškai suskaičiuota = 48).
- Padangos apskritimo ilgio = skersmuo (0,625 m) x π (3,14)
- Rato / padangos apsisukimų skaičiaus per minutę. 60/48 poliai x signalo dažnis = aps./min.
Rato greičio mph formulė užrašoma taip:
Rato / padangos greitis (dažnis Hz x 60 = aps./min.) x padangos apskritimo ilgis (metrais) = metrai per minutę
Metrai per minutę x 60 = metrai per valandą
Metrai per minutę / 1000 = kilometrai per valandą
Kilometrai per valandą x 0,621371 = mylios per valandą
Matematinio kanalo formulė, reikalinga apskaičiuoti mph iš rato greičio signalo B kanale:
60/48*freq(B)*(3.14 * 0.625)*60/1000*0.621371
Norėdami sukurti mph matematinį kanalą rato greičio signalui B kanale, atverkite matematinių kanalų vediklį spustelėdami Tools > Math Channels > Create > Next > Advanced, ir įveskite aukščiau pateiktą formulę. Užbaikite Math Channel Wizard pasirinkdami spalvą, matavimo vienetą (mph) ir savo matematinio kanalo ribas. Kad atpažintumėte sukurtą matematinį kanalą, parinkite spalvą, atitinkančią braižomo kanalo įvestį (pvz., A kanalo dažnio matematinis kanalas – mėlynas, B kanalo dažnio matematinis kanalas – raudonas ir t. t.).
Žemiau esančiame vaizde parodyta matematinio kanalo formulės įvedimo procedūra.
Pakeistos dalys
Galinių ratų guolio / stebulės mazgai (su 48 polių skaičiumi).
Papildomos pastabos
Peržvelgdamas šį atvejo tyrimą svarstau, ar galėjau pasielgti kitaip, kad paspartinčiau diagnostikos procesą (turėti žinių po laiko – nuostabus dalykas).
- Be abejonės, kliento apklausa turėjo būti nuodugnesnė ir turėjau sunerimti, kai buvo paminėtas terminas rato guolis (ribotos žinios apie gaminį čia nepadeda).
- Susitelkimas į triukšmą / trikdžius ratų greičio signaluose pasirodė esąs klaidinantis pėdsakas, nes naudojant sroves reples jokio triukšmo nesimatė. Šis atvejo tyrimas pristato srovės matavimo metodiką.
- Bandomasis važiavimas didesniais greičiais, o ne vien per greičio ribojimo kalnelius, turėjo būti atliktas anksčiau, dar prieš matuojant signalus PicoScope.
- Skirti laiko rezultatams apmąstyti, remiantis pirminiais principais kalbant apie konkrečių komponentų teoriją ir veikimą, visada atsiperka. Man labiausiai įsiminė tai, kad atsitrenkus į sieną reikia išnaudoti visus prieinamus pagalbos šaltinius. Ieškokite informacijos internete, studijuokite techninius duomenis, rašykite forumuose ir, dar svarbiau, kalbėkitės su visais, kam tai įdomu, nes kažkas visada ką nors žino arba pažįsta ką nors, kas gali padėti.
Iš savo pusės nuoširdžiai dėkoju Charlesui Figginsui iš Bilstein Group, Kevinui Ivesui iš Ives Garage, Markui Stammersui, Gary Burgessui ir visiems, kurie prisidėjo Pico Auto forume.
Straipsnis išverstas iš Pico Technology bibliotekos su gamintojo leidimu. Originalas: picoauto.com. PicoScope įrangą rasite mūsų kataloge.