Elektroniczny moduł sterujący (ECM) - awaria

Autor: Nick Hibberd

W tym artykule opiszę awarię ECM-u w Fiacie Punto 1.2L. W opisywanym samochodzie nagle zaczął wypadać zapłon. Klient pojechał do swojego lokalnego warsztatu gdzie przeprowadzono diagnozę. Wszystkie poszlaki wskazywały na awarię ECM. Zostałem wezwany w celu potwierdzenia zdiagnozowanej awarii. Mimo, że jestem osobą która z dystansem patrzy na przeprowadzone wcześniej prace to w tym przypadku diagnoza wydawała się słuszna. Warsztat przeprowadził dobry proces eliminacji, pozostawiając ECM jako jedyne podejrzane źródło awarii. W kolejnym kroku miałem podpiąć oscyloskop samochodowy Pico w celu ostatecznego potwierdzenia przyczyny usterki. Przeprowadzone do tej pory testy wyizolowały problem do słabej iskry w cylindrze 2 oraz 3. Śledztwo skupiło się na cewce oraz sygnale z obwodu pierwotnego cewki.

ECM scope connections
Figure 1
Figure 2

Rys. 1 przedstawia zapisany przebieg w trakcie którego sinik pracował na biegu jałowym z wypadaniem zapłonu. Możesz dostrzec że szczyty prądu bardzo się różnią: dobry obwód pierwotny cewki (cewka 2) konsumuje 5.5A, natomiast podejrzany obwód pierwotny cewki (cewka 1) konsumuje tylko 3 A. Wynika z tego, że zakumulowana energia magnetyczna cewki 1 jest słaba. Dodatkowo kiedy pierwotne pole załamie sie będzie indukować mało kV dostępnego do utrzymania zdrowej linii iskry. Aby udowodnić tą teorię, spójrz na różnice w czasie palenia: cewka 1 (0,4ms) a cewka 2 (1,2ms)

Jest to główny powód wystąpienia wypadania zapłonu - cewka nie zbierała wystarczającego energii. Udało się nam ustalić, że obwód ma zbyt niski prąd, następnym krokiem było ustalenie czy mamy do czynienia z wysoką oporności obwodu czy z niskim napięciem zasilania. Do sprawdzenia tego użyłem praw Ohma. Na początku sprawdziłem czy mamy do czynienia z wysoką opornością obwodu.

Figure 3

Jak wiele innych systemów kontroli zapłonu, ECM reguluje poziom dostarczanej masy w celu uzyskania bezpiecznego prądu pracy oraz dostarczenia dużej ilości energii do obwodu pierwotnego cewki. Ilekroć prąd cewki wzrasta, cewka tworzy własne indukowane napięcie, które na krótko przeciwstawia się i ogranicza przepływ prądu. Po obliczeniu rezystancji cewki podczas pracy co pokazuje powyższy rysunek, doszedłem do wniosku, żę nie może być ona przyczyną awarii. Pozostawał zatem problem z napięciem zasilania.

W pierwszej kolejności zasilanie cewki 1 zostało ręcznie zweryfikowane i wykluczone (12V). Następnie zmierzyłem różnicę potencjałów wartości 3.1 V tuż przed zakończeniem impulsu na obwodzie pierwotnym. Porównując elektryczną charakterystykę cewki 1 z obwodem pierwotnym cewki 2 -  widzimy widoczne różnice.

Figure 4

Na powyższym rysunku cewka 2 pracuje dużo lepiej. Kluczową różnicą jest to, że ECM dostarcza niższa masę do obwodu pierwotnego cewki 2, co powoduje zwiększenie dostępnego prądu (5.5A) - prawie dwa razy tyle co w cewce 1 (3A). Zwiększone napięcie powodue zwiększony prąd w uzwojeniu pierwotnym, które tworzy silniejsze pole magnetyczne. W tym miejscu oporność obwodu została obliczona na 1.2 Ω przed uwolnieniem pierwotnego impulsu. Oznacza to że zwrotny EMF ma znaczący wpływ na te obliczenia. Widoczne jest to jako stosunkowo stromy kąt ładowania. Oczekiwalibyśmy rezystancji poniżej 1.2 Ω

Ostatecznie za przyczynę awarii uznałem słabą masę generowaną przez ECM. Dzięki wykonaniu pomiarów bliżej przełącznika masy udało się nam zlokalizować problem w kontrolerze silnika lub jego własnej masie. ECM otrzymuje masę od swojego własnego obwodu poprzez przewód masy. Podsumowując, jeśli jeden obwód cewki dostarcza dobry puls pierwotny również i drugi powinien to robić - jeśli tak się nie dzieje oznacza to że jest to wewnętrzny błąd ECM-u.

Odnowienie cewek, kabli oraz świec jest dobrą inwestycja w porównaniu do powtarzającej się awarii nowego ECM.

*do przeprowadzonego badania użyto oscyloskop samochodowy PicoScope 4423

psdata Pobierz przebiegu użyte w tym artykule