Wszechstronne zastosowanie - Cześć 1

Autor: Nick Hibberd

Oscyloskop samochodowy jest urządzeniem o szerokim zastosowaniu w mechanice pojazdowej. Dostarcza on użytecznych informacji z systemu zarządzania sinikiem, ponadto oscyloskop można podpiąć pod praktycznie każdy kabel w pojeździe. Dzięki oscyloskopowi możliwe jest poznanie charakterystyki pracy obwodów - taka wiedza jest praktycznie niedostępna w żadnej instrukcji obsługi. Najlepszą metodą nabycia wprawy w obsłudze oscyloskopu jest ciągła nauka, wymaga to zainwestowania dużej ilości czasu, jednak mogę Tobie zagwarantować, że korzyści z tego płynące będą ogromne.

W kilku poprzednich artykułach zademonstrowałem w jaki sposób oscyloskop może pomóc w diagnozowaniu bardzo trudnych do wykrycia awarii. Dodatkowo artykuły te pokazują jak wszechstronnym narzędziem diagnostycznym jest oscyloskop samochodowy.

BMW X5 rozładowywanie akumulatora

Diagnozowany samochód to BMW X5, klient skarżył się na sporadyczne problemy z uruchomieniem sinika wynikające z rozładowania się akumulatora. Potrafił on działać bez problemu dwa tygodnie, a innym razem rozładowywał się po dwóch dniach. Akumulator został już dwa razy wymieniony, dodatkowo alternator przeszedł dokładną inspekcję która nie wykazała żadnej awarii. Warsztat w którym samochód był sprawdzany przeprowadził wiele testów jednak nie zanotował jakiegokolwiek pasożytniczego poboru prądu. Oznaczało to koszmarny scenariusz diagnozy. Gdzie więc powinienem zacząć śledztwo?

BMW jest znane z tego, że posiada bardzo długi czas wyłączenia. Z własnego doświadczenia oczekiwałem, że samochód przejdzie w tryb uśpienia po 16-18 minutach. Tak długi czas oczekiwania na uśpienie jest prawdziwą udręką przy próbie diagnozowania awarii. Więc jeśli nie odczekasz wystarczająco długo to możesz przypadkowo gonić problem który wcale nie istnieje. Dodatkowo rozpoczynając śledztwo zbyt wcześnie poprzez wyciągnięcie bezpiecznika odwodu może spowodować zresetowanie kontrolera co spowoduje dodanie kolejnego czasu oczekiwania.

Przeprowadzając prosty test na pasożytniczy prąd, po jakimś czasie dostrzegłem sporadyczne skoki prądu, który nie pasował do całej reszty poprzednich wzorów wygaszania. Odczyty wskazywały, że niektóre skoki były wysokie aż na 5A. Poprzez różne techniki diagnozy udało się zawęzić pole poszukiwania do systemu klimatyzacji (AC), a  konkretniej do wewnętrznej dmuchawy.

interior blower circuit

Regulator dmuchawy sterowany był za pomocą sygnału pochodzącego ze sterownika klimatyzacji. Zadaniem regulatora dmuchawy było zwiększanie lub zmniejszanie prędkość silnika dmuchawy. Dodatkowo regulator dmuchawy otrzymywał ciągłe zasilanie z akumulatora. Informacja do regulatora dostarczana była w postaci zmiennego napięcia DC, gdzie wartość 0V oznaczał całkowite wyłączenie. W spoczynku silnik dmuchawy otrzymywał ciągle +12V, regulator sterował masą w zależności od oczekiwanej prędkości sinika.

Kolejnym krokiem było podpięcie oscyloskopu samochodowego Pico do regulatora dmuchawy i rozpoczęcie zapisywania przebiegu:

figure 1

Aby uzyskać właściwy sygnał do analizy przebieg zapisany na Rys. 1 został wykonany w trakcie załączania pełnej prędkości wentylatora. Na Rys.1 można prześledzić zachowanie się obwodu rozpoczynając od komendy zwiększenia prędkości sinika. W momencie rozpoczęcia sterowania widać wzrost napięcia. Regulator rozpoczyna dostarczanie masy do sinika tworząc różnicę potencjałów, czego skutkiem jest obracanie silnika dmuchawy. Widać, że sygnał zwiększenia prędkości ciągle rośnie, rośnie również wartość masy dostarczanej silnikowi.

waveform

Kanał CHA pokazuje poprawny przepływ prądu wraz ze zwiększeniem prędkości. Bliższa inspekcja sygnału komunikacji wskazuje pozornie dobrą pracę silnika, jednak moją uwagę przyciągnęła część przebiegu w której prędkość jest redukowana. Widać tam fluktuacje prądu w momencie gdy kontroler z problemem stara się utrzymać stałą masę. W trakcie tego błędnego etapu wartość linii odpowiedzialnej za prędkość nie wykazuje anomalii. Wskazuje to, że przyczyną problemu musi być sam regulator. Było to dla mnie bardzo dużym zaskoczeniem ponieważ nie czułem ani nie słyszałem żadnych odgłosów wychodzący z kratek wentylacyjnych. Zaobserwowany przebieg wskazuje na niepoprawną pracę regulatora, jednak nie odpowiada to na pytanie co powoduje rozładowywanie się akumulatora. Co dalej?

Uznałem że sonda prądowa monitorująca prąd bezpośrednio z akumulatora powinna wskazać moment wystąpienia awarii. Dodatkowo oscyloskop powinien zapisać jakoś aktywność z przewodu dmuchawy.

Samochód został wyłączony i pozostawiony na jakiś czas. Oczekiwanie na pojawienie się błędu może być bardzo długim procesem - co się okazało ten przypadek nie był wyjątkiem.

figure 2

Zajęło trochę czasu nim odczyty z sondy zaczęły mocno się kołysać, ale dało to widoczny sygnał że awaria się pojawiła. Rys.2 pokazuje przebieg który został zapisany w momencie wystąpienia awarii. Wdać na nim jak masa z regulatora zaczyna wyciekać do obwodu sinika. Pozwalało to prądowi z sinika nadmiernie obciążać akumulator. Jeśli taka sytuacja miała by miejsce przez całą noc, to 3.0 l sinik diesel miałby rano duże problemy z odpaleniem. Ostatecznie został zamontowany nowy regulator dmuchawy.

Tak jak wspomniałem na wstępie, korzystanie z oscyloskopu i interpretacja jego przebiegów potrafi dużo nauczyć. Pamiętaj,Twoja wiedza będzie tak dobra jak ilość czasu jaką zainwestujesz w jej poszerzanie.

*do przeprowadzonego badania użyto oscyloskop samochodowy USB PICO PicoScope 4423