Kliento aprašymas
Važiuojant automobiliu įprastu keliniu greičiu užsidegdavo ABS ir traukos kontrolės (TC) įspėjamosios lemputės. Simptomai pasireikšdavo kiekvieną kartą važiuojant, nepriklausomai nuo temperatūros ir kelio sąlygų, ir buvo pastebimi jau daugiau nei savaitę. Įspėjamosios lemputės užsidegdavo įjungus degimą ir šviesdavo tol, kol degimas būdavo išjungiamas.
Techninis aprašymas
Minėtas simptomas buvo tikrai akivaizdus, o kartu pasireiškė ir papildomi važiavimo trūkumai:
Traukos kontrolės (TC) praradimas
Kadangi tai akumuliatorinis elektromobilis, jo įsibėgėjimą galima apibūdinti tik kaip fenomenalų — elektros variklis maksimalų sukimo momentą išvysto jau nuo nulinių apsukų. Todėl traukos kontrolė yra būtina sėkmingam šio automobilio startui iš vietos.
Rekuperacinio stabdymo praradimas
Galbūt ne toks akivaizdus buvo rekuperacinio stabdymo praradimas, kuris draudžiamas, kai tik atsiranda bet kokių ABS ir TC gedimų. Tiems, kas nėra susipažinę su didelio našumo elektromobiliais, tokiais kaip Tesla Roadster, verta žinoti, kad rekuperacinis stabdymas yra unikalios vairavimo patirties dalis.
Pavyzdžiui: važiuojant automobiliu intensyviai, kai rekuperacinis stabdymas veikia (t. y. gedimo nėra), trumpam atleidus akceleratoriaus pedalą prieš posūkį susidaro pakankamas rekuperacinis stabdymas, leidžiantis sėkmingai įveikti posūkį nenaudojant hidraulinių stabdžių. Važiuojant automobiliu eismo sraute, atleidus akceleratorių galima praktiškai sustoti be jokio hidraulinių stabdžių įsikišimo.
Sumažėjusi automobilio rida vienu įkrovimu
Galiausiai, be rekuperacinio stabdymo automobilio ridos nuotolis sumažėjo maždaug 25 %, todėl automobilį reikėjo krauti dažniau, o klientas buvo priverstas apsiriboti trumpesnėmis kelionėmis.
Diagnostika
Pokalbis su klientu patvirtino pilną aptarnavimo istoriją be jokių papildomai sumontuotų priedų ir atskleidė, kad kairės pusės priekinis ABS jutiklis neseniai buvo pakeistas. Patikrinome kliento nusiskundimą ir patvirtinome automobilio identifikacinius duomenis bei specifikaciją.
Pagrindinė apžiūra patvirtino, kad matomos ABS jungtys yra patikimai prijungtos, o rato ir padangos derinys atitinka automobiliui numatytas specifikacijas.
Taip pat apžiūrėjome padangų nusidėvėjimą, gamintoją, sukimosi kryptį, būklę ir slėgį — viskas buvo tvarkoje. Tai yra fundamentali patikra, kurios diagnozuojant ABS ir TC gedimus dažnai nepaisoma.
ABS valdiklis stebi ratų greičio didėjimo ir mažėjimo tempą bei signalus, kad nustatytų, ar reikalingas stabdymo slėgio įsikišimas. Ratų greičio signalai kinta priklausomai nuo padangos apskritimo ilgio, o tais atvejais, kai skiriasi padangų protektoriaus gylis, tipas ir gamintojas, padangų apskritimų ilgiai gali skirtis 15 mm ar daugiau. Dėl to važiuojant tiesiai ratų greičiai gali skirtis. Toks ratų greičio signalų nuokrypis neigiamai paveikia stabdymo valdymo įsikišimą.
Idealiu atveju visos sumontuotos padangos turėtų būti to paties gamintojo ir tos pačios specifikacijos bei tos pačios pagaminimo datos (įspaustos padangos šone). Realybėje su tam tikro amžiaus automobiliais tai beveik neįmanoma. Tačiau mes galime fiziškai išmatuoti padangų apskritimo ilgį ir protektoriaus gylį, kad patvirtintume, jog nuokrypis tarp padangų neviršija gamintojo specifikacijos, ir taip pašalintume šiuos kintamuosius iš savo diagnostikos.
Šiuo momentu būtų buvęs pats laikas atlikti automobilio skenavimą, tačiau nė vienas iš mums prieinamų diagnostikos skaitytuvų negalėjo susisiekti su šiuo automobiliu. Susidūrę su šia dilema, turėjome pasitelkti savo patirtį ir žinias, kad sugalvotume, kaip išmatuoti teisingą ABS jutiklių išėjimo signalą.
Prieš tikrinant greičio jutiklį, visi turimi techninio aptarnavimo duomenys patvirtino, kad nėra jokių neišspręstų žinomų problemų, susijusių su kliento simptomais arba ratų greičio jutikliais ir jų grandinėmis.
Peržiūrėjome komponentų aprašymo ir veikimo duomenis, kad įgytume išsamių žinių apie jų funkcijas. Šios žinios yra būtinos diagnozuojant bet kurią sistemą ir pabrėžia nuolatinio tyrinėjimo bei mokymųsi svarbą.
Turėdami šias žinias patvirtinome, kad šiame automobilyje sumontuoti ratų greičio jutikliai priklauso aktyviajam konstrukcijos tipui, o tai kelia matavimo iššūkį technikams, nes išėjimo signalas gali kisti nuo 5 iki 15 mA. Kaip greitą testą galima naudoti PicoScope AC (kintamosios srovės) susiejimo funkciją, siekiant nustatyti, ar iš ABS jutiklio yra signalas, tačiau būkite atsargūs: naudojant vien šį metodą galima suklysti.
Trumpam nukrypsiu nuo šio atvejo tyrimo ir papasakosiu apie Mini Cooper su ABS gedimu, kuris mane suklaidino diagnostikos proceso metu. Trumpai tariant, iš priekinio kairiojo rato greičio jutiklio nebuvo jokio greičio signalo. Jutiklis buvo pakeistas geros reputacijos neoriginaliu komponentu kartu su rato guoliu, turinčiu magnetinį impulsų žiedą. Naudodamas PicoScope patvirtinau, kad greičio signalas yra (naudojant AC susiejimą) tiek prie jutiklio, tiek prie ABS valdiklio, tačiau kelio greičio vis tiek nebuvo, o ABS jutikliui buvo užfiksuotas atitinkamas gedimo kodas.
Žemiau pateikta signalo forma užfiksuota nuo Mini priekinio kairiojo rato greičio jutiklio. Iš pirmo žvilgsnio viskas atrodo gerai. Aiškiai matome greičio signalą, susiformavusį maitinimo grandinėje (AC ir DC susiejimas), kartu su srovės tekėjimu per jutiklį, išmatuotu naudojant x10 srovės daugiklį. Tik palyginęs srovės tekėjimą per priekinio dešiniojo rato greičio jutiklį, pradėjau nerimauti.
Žemiau pateikta signalo forma užfiksuota nuo Mini priekinio dešiniojo rato greičio jutiklio:
Ir vėl iš pirmo žvilgsnio viskas atrodo gerai, tačiau įdėmus skaitytojas bus pastebėjęs, kad srovės tekėjimo matavimas per kiekvieną jutiklį skiriasi (aš to iš karto nepastebėjau).
Naudodamas PicoScope atskaitos signalo formų (reference waveform) ir mastelio keitimo funkcijas, galėjau uždėti vieną ant kitos priekinio kairiojo rato greičio jutiklio (rausvai violetinė) ir priekinio dešiniojo rato greičio jutiklio (juoda) signalų formas ir iš karto pamatyti skirtumą.
Horizontali mėlyna linija rodo teorinį kirtimo tašką, kurį ABS valdiklis naudoja dažniui apskaičiuoti (apie 6 mA). Kaskart, kai srovės lygis pakyla virš 6 mA ir vėl nukrenta žemiau 6 mA, ABS valdiklis išmatuoja laiką tarp šių įvykių ir apskaičiuoja dažnį, taip nustatydamas rato greitį. Rausvai violetinės signalo formos signalas niekada nekerta teorinio kirtimo taško, nes srovė niekada nenukrenta žemiau 7,5 mA, todėl ABS valdiklis paprasčiausiai negali apskaičiuoti dažnio (dėl to diagnostikos skaitytuvu neužfiksuojamas priekinio kairiojo rato greičio signalas ir sugeneruojamas atitinkamas gedimo kodas).
Pirmoji mano mintis buvo suversti kaltę matavimo metodikai (tai gera praktika), nes prieš patvirtindami, kad anomalija tikra, privalome suabejoti savo požiūriu, sujungimais ir pan. Patikrinau srovės replių nulinį tašką ir per reples perkištos šakotuvo laido apvijų skaičių (x10), todėl anomalija pasitvirtino esanti tiek tikra, tiek reikšminga.
Žemiau pateiktas paveikslėlis iliustruoja srovės daugiklio veikimo principą, kai 5 mA srovė paleidžiama per laido ritę, apvyniotą 10 kartų per srovės replių žiotis.
Mini atveju gydymas buvo pakeisti neoriginalų greičio jutiklį originaliu. Ratų greičio reikšmės sugrįžo ir gedimas buvo pašalintas. Deja, automobilis buvo surinktas ir perduotas klientui anksčiau, nei spėjau grįžti į dirbtuves galutiniam matavimui.
Aukščiau aprašytos patirties pamoka — AC susiejimą naudokite atsargiai, nes signalo svyravimai ir pulsacijos centruojamos apie maždaug nulinę įtampą, nepriklausomai nuo pagrindinio signalo lygio (pašalinamos visos poslinkio įtampos). Tai nereiškia, kad AC susiejimo naudoti nereikėtų — šiuo atveju jis tarnauja kaip pirminis ir greitas matavimas, patvirtinantis tik ABS jutiklio aktyvumą. Taip galime patvirtinti, kad maitinimas, masė, signalas ir signalo ėmiklis veikia.
Tačiau norint patvirtinti ABS jutiklio ir grandinės būklę, svarbu išmatuoti srovės tekėjimą, lyginant jį su įtartino jutiklio signalo lygiu ir su žinomai geru jutikliu (kairysis priekinis su dešiniuoju priekiniu).
Daugiau apie Mini ABS gedimo šalinimą žr.: https://www.picoauto.com/support/topic19041.html
Grįžkime prie Tesla atvejo tyrimo:
Kai automobilis buvo paruoštos būsenos (ready mode, atitinka užvestą variklį), neutralioje pavaroje ir pakeltas nuo žemės su laisvai besisukančiais ratais, kiekvieną ratą pasukus iš eilės prietaisų skydelyje sumirksėdavo TC lemputė. Šią savybę aptikome atsitiktinai diagnostikos proceso metu. Galime tik spėti, kad tai yra rato prasisukimo aptikimas arba tam tikra patvirtinimo grįžtamoji informacija, leidžianti greitai rasti probleminius ratų greičio jutiklius. Visi ratai, išskyrus dešinįjį galinį ratų greičio jutiklį, priversdavo TC įspėjamąją lemputę mirksėti.
Pirmasis mūsų testas buvo patvirtinti maitinimą, masę ir signalą iš ABS jutiklio.
Naudodami Pico 30 A srovės reples (TA234) su srovės daugikliu ir atitinkamus Pico šakotuvo laidus (PQ070), galėjome išmatuoti tikėtiną nedidelę perjungimo srovę.
Naudodami PicoScope žemų dažnių filtravimo funkciją, pašalinome iš signalo triukšmą, kad pagerintume matuojamos ratų greičio jutiklio perjungimo srovės skiriamąją gebą.
Kai ABS jutiklio grandinė buvo pertraukta, pasinaudojome proga stebėti ir jutiklio masės grįžties liniją bei maitinimo šaltinį (AC ir DC susiejimas).
AC susiejimo matavimas iš pradžių buvo pasirinktas siekiant geresnės vertikaliosios DC įtampos pulsacijos (greičio signalo) skiriamosios gebos, tačiau tolesnė analizė po matavimo padėjo gauti papildomos informacijos.
Pastaba. Jungtis prie jutiklio (A kanalas) skirta PicoScope 4225 ir 4425 modeliams, kurie leidžia masės lygiui plūduriuoti ± 30 V atžvilgiu akumuliatoriaus masės. Šis prijungimo būdas tinka ABS jutiklio maitinimui ir masei tikrinti (naudojant vieną kanalą), kai ratas sukamas ranka (tik esant mažam dažniui).
Rezultatai
Žemiau pateikta signalo forma patvirtina ne tik tai, kad sukant ratą ranka nėra jokio išėjimo signalo, bet ir kad:
- ABS jutiklio maitinimas ir masė yra A kanale, matuojant jutiklio masės atžvilgiu.
- ABS valdiklis leidžia tiekti maitinimą jutikliui, o tai rodo, kad grandinė yra vientisa.
- Triukšmas signalo laide taip pat rodo, kad B kanale matuojama grandinė iki akumuliatoriaus ir automobilio masės yra vientisa.
- Srovė per jutiklį teka (apie 9 mA) nepriklausomai nuo rato sukimosi.
- Sukant ratą greičio signalas negeneruojamas.
Galimos priežastys, remiantis simptomais ir aukščiau atliktais vertinimais:
- Dešiniojo galinio rato ABS greičio jutiklis
- Dešiniojo galinio rato ABS greičio jutiklio impulsų žiedas
- Dešiniojo galinio rato ABS greičio jutiklio grandinė
Veiksmų planas sudaromas remiantis pirminiu įvertinimu, patirtimi ir prieinamumu.
Remdamiesi toliau išdėstytu, galime su tam tikru pasitikėjimu pripažinti, kad ratų greičio jutiklio grandinė yra tvarkinga:
Jei ABS valdymo blokas būtų aptikęs trumpąjį jungimą su mase (per pernelyg didelę srovę), osciloskopas būtų užfiksavęs trumpalaikę 12 V maitinimo įtampą (įjungus degimą) kartu su srovės šuoliu, po kurio sektų 0 V, valdymo blokui išsijungus sistemai apsaugoti.
Nedidelė srovė per jutiklį (apie 9 mA) kartu su A kanale esančiu maitinimu ir mase rodo, kad trumpojo jungimo su mase nėra.
Trumpasis jungimas su mase sumažintų B kanale (AC susiejimas) užfiksuotą būdingą triukšmą.
Todėl neaiškia sritimi lieka ABS impulsų žiedo būklė, nes prieiti prie jo beveik neįmanoma nenuėmus ABS jutiklio, kuris yra neatsiejama stebulės mazgo dalis. Galima sakyti, kad tai palaima su kauke, nes perkant stebulę kartu gaunamas ir ABS jutiklis bei impulsų žiedas, todėl kapstytis giliau nebereikia.
Sumontavus naują stebulės mazgą, žemiau pateikta signalo forma patvirtina remontą.
Aukščiau pateiktas matematinis kanalas (juodas) padalija C kanalo užfiksuotas reikšmes iš 10, kad būtų nustatyta teisinga srovės, tekančios per ABS ratų greičio jutiklį, vertė.
Deja, neturėdami Tesla diagnostikos skaitytuvo ABS gedimo kodui ištrinti, turėjome atlikti keletą bandomųjų važiavimų, kol sistema pripažino, kad ratų greičio signalas vėl veikia. Kai ABS valdiklis patvirtino šią būseną, visos įspėjamosios lemputės užgeso, o traukos kontrolė ir rekuperacinis stabdymas buvo atkurti.
Sumontuotos dalys
Dešiniojo galinio rato stebulės mazgas (su ratų greičio jutikliu ir impulsų žiedu)
Papildomos pastabos
Manau, drąsiai galima teigti, kad Pico srovės replės išlieka būtinu bet kurio diagnostikos įrankių rinkinio priedu. Kartu su PicoScope aparatine ir programine įranga aukščiau aprašytas atvejo tyrimas parodo tolesnes galimybes to įrankio, į kurį diagnostikos metu dažnai neatsižvelgiama. Be atitinkamų srovės replių — kaip galėtume įvertinti MRE tipo ratų greičio jutiklio veikimą ir grandinės vientisumą?
Savo prigimtimi srovės replės yra pats neinvaziškiausias diagnostikos įrankis, gebantis užfiksuoti įvykius, kurių nematyti matuojant įtampą, tuo pačiu tyliai patvirtinantis įtampą ir masę bei tai, kad komponentas veikia teisingai, remiantis Omo dėsniu.
Galima teigti, kad jei srovė teisinga, tai įtampa, masė ir komponentas veikia normaliai — taip sutaupote du brangius osciloskopo kanalus kitiems matavimams.
ABS magnetinių polių tipo impulsų žiedo vientisumo patvirtinimas
Kai stebulės mazgas parduodamas komplekte su ratų greičio jutikliu ir impulsų žiedu — kaip galime įvertinti ABS magnetinių polių tipo impulsų žiedo vientisumą automobiliuose, kuriuose naudojami įprasti atskiri ratų greičio jutikliai?
Darant prielaidą, kad prie impulsų žiedo galima prieiti (o taip būna retai), guolių gamintojų siūlomi magnetinio lauko ieškikliai yra nuostabiai paprasti ir kartu veiksmingi.
Tuo atveju, kai ratų greičio jutiklis veikia, tačiau impulsų žiedo magnetinis laukas yra nutrūkęs arba susilpnėjęs, koks nors greičio signalas vis tiek būtų matomas. Tačiau signalas gali būti nepastovus, iškreiptas arba nevienodas iš eilės, jei pažeidimas yra vienoje žiedo apskritimo vietoje (ir, tikėtina, kartu ABS valdiklis sugeneruos netikėtino signalo kodą).
Alternatyvus būdas tai pamatyti — naudoti Pico TA330 belaidžio rakto detektorių (Keyless Entry Detector), kuris pagal savo veikimo ypatybes „susijaudina" nuo magnetinio lauko! Nuėmus ratų greičio jutiklį, įkiškite TA330 belaidžio rakto detektorių į jutiklio angą taip, kad jutiklio galiukas atsidurtų arti impulsų žiedo.
Naudodami PicoScope mastelio keitimo ir filtravimo funkcijas, pasirinkite 50 mV įėjimo ribą, padidinkite mastelį 10 kartų ir įjunkite numatytąjį 1 kHz žemų dažnių (Low Pass) filtrą. Dabar sukite rato mazgą (labai atidžiai saugokite rankas ir pirštus nuo stabdžių apkabos bei pakabos elementų!).
Belaidžio rakto detektorius sugeneruos pakankamą sinusoidę, kuri pasitarnaus kaip impulsų žiedo būklės ir orientacijos rodiklis tuo atveju, kai galėjo būti sumontuotas naujas rato guolis. Žemiau pateikta signalo forma demonstruoja būtent šį metodą:
Atkreipkite dėmesį, kaip belaidžio rakto detektorius elgiasi lygiai taip pat, kaip indukcinis ratų greičio jutiklis, reaguodamas į magnetinio lauko pokyčius ties jutiklio galiuku. Išvada — galime patvirtinti, kad impulsų žiedas sumontuotas teisingai, jo magnetinio lauko stipris pakankamas, o struktūra vienalytė.
B kanale naudojamas optinis jutiklis vienam pilnam rato apsisukimui nustatyti. Toliau pateiktas atvejo tyrimas atskleidžia Pico optinio jutiklio panaudojimą: https://www.picoauto.com/library/case-studies/subaru-with-incorrect-abs-operation
Straipsnis išverstas iš Pico Technology bibliotekos su gamintojo leidimu. Originalas: picoauto.com. PicoScope įrangą rasite mūsų kataloge.