Metode de Testare ale Sistemelor Electrice din Interiorul Unui Autovehicul

Fiabilitatea reprezintă, din punct de vedere calitativ, proprietatea unui produs de a-și conserva performanțele într-un interval fix, pe parcursul unei perioade timp și în condiții determinate. Cantitativ, fiabilitatea este descrisă de un ansamblu de indicatori, cu ajutorul cărora se poate prevedea comportarea produsului în condiții specificate, respectiv se poate anticipa momentul defectării sale.

Ca orice obiect material utilizat ,autovehiculul este supus degradarii datorata factorilor de mediu. Aceasta degradare se traduce prin aparitia unor defectiuni. Defectiuni care nu reprezinta altceva decat o iesire din limitele prescrise de către cel puțin una din caracteristicile produsului.

Limitele prescrise, constituind criterii de defectare, diferă de la un subsistem la altul în funcție de misiunea atribuită și de sistemul în care urmează să fie integrat.

Previziunile date de teoria fiabilității nu pot fi deterministe deoarece

procesele de degradare sunt influențate de o multitudine de factori incomplet

cunoscuți. De aceea, modelul matematic al fiabilității se întemeiază pe teoria

probabilităților și statistica matematică. Pentru construirea acestui model

matematic, respectiv pentru definirea indicatorilor de fiabilitate, se consideră

timpul de funcționare al unui produs, de la punerea sa în funcțiune până la

defectare, ca variabilă aleatoare continuă. Aceasta înseamnă că dintr-o

colectivitate mare de produse principial identice, funcționând simultan în

aceleași condiții, nu vor exista două exemplare care să se defecteze la același

moment de timp. Astfel, o producție poate fi uniformă din punctul de vedere al

performanțelor realizate, fiind variabilă în privința capacității de conservare a

acestora.

Totusi in momentul in care erorile apar, se recurge la o serie de mijloace de testare/diagnosticare care permit verificarea,controlul,masurarea respectiv corectarea erorilor aparute in sistemele electronice ale autovehiculului.

Pentru verificarea, testarea și diagnosticarea automobilului se utilizează o serie de:

verificatoare

instrumente de măsurare

aparate sau instalații de măsurare și testare (testere, standuri)

sisteme de măsurare și diagnosticare

Portabile sau fixe, de sine stătătoare și utilizate individual sau grupate într-o instalație de măsurare sau într-un sistem de măsurare, mijloacele tehnice pentru testare a automobilelor sunt de o mare diversitate și într-o continuă evoluție.

Pentru depistarea defectiunilor se foloseste un ansamblu de regului,principii si procedee. Astfel de exemplu diagnosticarea motorului se poate face prin doua categorii de metode:

Diagnosticarea motorului se poate face prin două categorii de metode:

metode obiective sau invazive

metode subiective sau neinvazive

Metodele obiective stabilesc defecțiunile cu ajutorul aparatelor de măsurare și control, în mod direct, comparând parametrii constructivi de funcționare cu cei reali.

Aplicarea acestor metode poate implica și executarea unor demontări, pentru a putea măsura, compara, determina, parametrii reali, constructivi și funcționali, ai întregului ansamblu.

Metodele obiective sunt cele mai sigure metode de diagnosticare și, chiar dacă inițial s-a utilizat o metodă subiectivă, în cazurile cele mai grave se va ajunge tot la o soluție invazivă de stabilire a diagnosticului.

Metodele subiective stabilesc defecțiunile astfel încât demontarea să fie limitată doar la strictul necesar, folosind tehnici neinvazive de diagnosticare (de exemplu, interpretarea unor simptome și a valorii unor parametrii măsurabili fără demontare).

Aceste metode sunt mai puțin precise, dar protejează autovehicul de eventualele demontări care nu sunt necesare, iar dacă diagnosticianul este experimentat poate da rezultate foarte bune. In plus se poate face fără aportul unor standuri sau aparate speciale.

Testarea și diagnosticarea se poate realiza:

pe stand

la bord

Testarea și diagnosticarea pe stand

În general, pentru automobilele care nu dispun de sisteme electronice de control și autotestare, procesele de testare și de diagnosticare decurg în mai multe etape succesive.

Într-o primă fază se execută o verificare a stării tehnice generale a sistemului testat. Răspunsul este de tip binar: „corespunzător” sau „necorespunzător”. În primul caz, automobilul nu mai este reținut, el putându-se întoarce la activitățile de transport. În a doua situație, acțiunile de testare și diagnosticare continuă cu componentele sistemului în scopul localizării și identificării defecțiunilor.

Direcția pe care o vor lua sistemele de testare a automobilelor la stand este aceea a producerii unor sisteme expert avansate, capabile să ofere o gamă cât mai largă de verificări. Aparatura utilizată la astfel de verificări este, de regulă, prevăzută cu sisteme măsură cuplate la un microprocesor. Acesta prelucrează informațiile primite de la traductoare și senzori și conduce acțiunile necesare procesului de diagnosticare. Principalul avantaj pe care îl aduce un astfel de sistem constă în modul corespunzător, uniform și eficient de aplicare a criteriilor de decizie sau a strategiilor de rezolvare a unor probleme.

Testarea la bord

Cele mai bune rezultate la depistarea defecțiunilor imediat după apariția lor o constituie supravegherea permanentă a funcționării sistemelor automobilului, ceea ce presupune dezvoltarea unor tehnici și echipamente de testare și diagnosticare la bord.

Evoluția acestora a fost și este strâns legată de evoluția automobilului. Astfel apariția sistemelor comandate de microprocesoare a permis o lărgire considerabilă a numărului de obiective urmărite și a numărului de parametrii înregistrați și analizați.

Sistemele senzoriale și de acționare care asigură managementul motorului, asistența la frânare și controlul stabilității, permit, prin extinderi adecvate, în special în domeniul software-ului, realizarea altor acțiuni, importante pentru siguranța și confortul conducătorului auto, dar și obținerea unor informații cu privire la starea tehnică a unor componente, care pot fi utilizate pentru a semnaliza apariția unei defecțiuni în faza incipientă. Informațiile captate de lanțurile de măsurare respective sunt prelucrate și stocate în memoria calculatoarelor de bord care, în cazul depășirii valorilor normale ale parametrilor măsurați, avertizează conducătorul auto asupra defecțiunii.

OBD2

OBD reprezintă prescurtarea de la "On Board Diagnostic" adică autodiagnosticare la bordul autovehiculului.

Încă din anii '80 producătorii au început să utilizeze metode electronice de control al motorului și diagnosticării acestuia. Cu timpul sistemele OBD au devenit tot mai sofisticate. În 1996 a fost introdus OBD II („On Board Diagnostics 2nd Generation”) care oferă un control aproape complet al motorului și de asemenea monitorizează unele părți ale șasiului, caroseriei și sistemelor auxiliare. Specialiștii văd în OBD “cutia neagră a mașinii”, deoarece el stochează toate informațiile primite de la senzorii cu care este dotată mașina. La reviziile tehnice periodice, toate aceste informații pot fi utilizate în urma unei scanări rapide la stabilirea stării tehnice a autovehiculului.

Diagnosticarea la bord conform OBD-II a devenit o parte principală a sistemului de management al motorului de automobil.

Diagnosticarea la bord necesită echiparea motorului cu traductoare (senzori) și elemente de execuție (actuatori) încorporate încă din fabricație, precum și existența unui calculator de bord care sa comunice cu senzorii prin intermediul unei retele de comunicatii .

Specificațiile stabilite de reglementările OBD-II impun existența, spre exemplu, a unor traductoare pentru:

debitul masic de aer;

presiunea aerului din colectorul de admisie;

turația motorului;

poziția clapetei obturatoare etc.

În plus față de aceste specificații generale, OBD-II impune cerințe și soluții tehnice specifice pentru multe componente ale motorului.

Soluțiile tehnice actuale acordă din ce în ce mai multă importanță diagnosticării, acest procedeu trecând astfel pe primul plan. A apărut astfel soluția de control al motorului în prezența defecțiunilor.

Așadar, conform acestei strategii de control, se tolerează existența defecțiunilor, iar calculatorul de bord elaborează comenzi către elementele de execuție în conformitate cu cele constatate în urma diagnosticării. Se poate spune deci că FTC constituie un set de tehnici de control care asigură abilitatea unui sistem de a îndeplini obiectivele propuse în ciuda apariției defecțiunilor.

După cum se constată din definitia defectarii, prin defecțiune se înțelege o abatere de la valoarea nominală a unui parametru sau a unei mărimi funcționale oarecare.

O defecțiune are 5 atribute principale: cauza, durata, locul, valoarea și natura.

După natura lor, defecțiunile aparțin de hard sau de soft. Defecțiunile de hard în cazul motorului cu injecție de benzină, adică aparțin actuatorilor (elementelor de execuție), elementelor componente ale motorului și senzorilor (traductoarelor).

Eroarea reprezintă măsura cantitativă a unei defecțiuni și constituie o abatere a parametrilor sistemului de la valorile nominale ale acestora, sau o deviație a unei mărimi de la valoarea uzuală a acesteia (corespunzătoare unei funcționări normale).

Prin cădere se înțelege o defecțiune care implică întreruperea permanentă a abilității sistemului de a îndeplini o funcție necesară în condiții de funcționare specificate.

După cum se constată din cele prezentate, defecțiunea apare în plan fizic, eroarea în plan informațional, iar căderea în planul utilizatorului.

De asemenea, se poate spune că toate căderile sunt defecțiuni, dar nu toate defecțiunile sunt căderi; în plus, o defecțiune poate conduce la o cădere.

Obiectivul diagnosticării este să genereze o decizie în ceea ce privește defectul, pe baza observațiilor și a cunoștințelor și să decidă dacă la un moment dat este un defect sau nu și, de asemenea, să fie capabil să-l identifice.

Prin alarmă falsă (sau fals pozitiv) se înțelege evenimentul care duce la generarea unei alarme chiar dacă nu este prezent un defect.

Situației opusă, adică evenimentul prin care alarma nu este generată, în ciuda faptului că a apărut o defecțiune, se numește alarmă de eșec (sau detectarea eșecului, sau fals negativ).

Controlul și diagnosticarea sunt acțiuni în prezența unor defecțiuni și a unor perturbații pe timpul funcționării. În cazul general, prin perturbație se înțelege o intrare necunoscută și necontrolată care acționează asupra sistemului; un sistem de diagnosticare eficient nu trebuie să fie sensibil la acțiunea perturbațiilor.

Procesul diagnosticării are la bază operațiunea denumită detectarea și izolarea defectului. Sursa posibilă a unui defect se numește candidat. În urma analizei se stabilește care mărime este inconsistentă, deci rezultanta unui defect și care este consistentă, deci pe un traseu fără defecțiuni.

Detectarea defecțiunii înseamnă așadar posibilitatea de a determina dacă în sistem sunt prezente defecte, precum și timpul de detectare (momentul apariției).

Izolarea defecțiunii înseamnă determinarea locației acesteia, de exemplu care este componenta defectă, precum și tipul defectului.

Prin identificarea defecțiunii se înțelege stabilirea mărimii acesteia, deci o evaluare cantitativă a defectului apărut. A apărut astfel noțiunea de detectarea, izolarea și identificarea defectului.

Ca urmare a celor prezentate, se poate defini termenul de diagnosticare a defecțiunii. În literatura de specialitate există trei variante de definire: prima din acestea include detectarea, izolarea și identificarea defecțiunii, cea de-a doua include numai izolarea și identificarea defecțiunii, iar cea de-a treia presupune stabilirea originii defectului.

Prin monitorizare se înțelege un proces de stabilire în timp real a modului de operare a unui sistem oarecare. Pe timpul monitorizării se asigură detectarea, izolarea, diagnosticarea și identificarea defecțiunilor (deci în conformitate cu cea de-a treia definire menționată anterior).

Prin supervizare se înțelege procesul de monitorizare a unui sistem și de acțiune corespunzătoare în cazul existenței unei defecțiuni. După cum se constată, supervizarea asigură în plus și stabilirea unor acțiuni corespunzătoare în cazul existenței unui defect sau a mai multor defecțiuni.

În sfârșit, prin siguranță în funcționare se înțelege abilitatea unui sistem de a-și îndeplini funcțiunile impuse în anumite condiții, cu un scop bine precizat și pe o perioadă de timp determinată. Siguranța în funcționare poate fi exprimată cantitativ prin timpul mediu între două defecțiuni (MTBF- Mean Time Between Failure).

Codul de defect localizează circuitul de unde provine defecțiunea. Prin circuit se înțelege de exemplu un senzor, cablajul electric aferent și unitatea de control electronic.

Unele standarde stabilesc modul în care sunt afișate codurile de defect. În acest sens, Societatea Inginerilor de Automobile (SAE – Society of Automotive Engineers) a stabilit, de exemplu, standardul J2012 pentru utilizarea codurilor OBD-II:

Fiecare componentă a codului de cinci digiți face anumite precizări în legătură cu problema apărută. De exemplu, în codul P0301, ,,P” indică un cod de defecțiune a funcționării motorului (powertrain), și mai exact ,,detectare rateu cilindru 1”. Așa cum se constată și din exemplul prezentat în fig. 3.9, se folosesc litere diferite pentru alte sisteme: ,,B” pentru airbag-uri, ,,C” pentru sistemul de frânare cu ABS, ,,N” pentru sistemele de securitate anti-furt.

Al doilea digit este ori cifra 0 ori cifra 1. Codurile universale (folosite de toți fabricanții) sunt indicate de cifra 0, în timp ce cifra 1 indică un cod specific fabricantului. Al treilea digit poate indica un sistem cum ar fi sistemul de aprindere, sistemul de alimentare cu combustibil sau sistemul de control al tracțiunii, în timp ce ultimii doi digiți reprezintă un cod specific sistemului.

O clasificare a codurilor se pate realiza după mai multe criterii, unul fiind în funcție de momentul apariției lor față de momentul când are loc diagnosticarea:

coduri curente (dacă a trecut o perioadă relativ scurtă și / sau s-a parcurs o distanță mică de la producerea lor)

coduri istorice (dacă a trecut o perioadă mai mare de timp și / sau s-a parcurs o distanță mare de la producerea lor, ori între timp s-au înregistrat alte coduri de defect, neavând loc ștergerea lor din memoria calculatorului de bord).

Două astfel de exemple sunt prezentate în figura următoare:

Dispozitivele pentru citirea și ștergerea codurilor de eroare din autovehicule, denumite și cititoare de coduri, sunt de dimensiuni mici, ușoare și manevrabile,  competitive ca și preț și foarte simplu de folosit. Din acest motiv, ele pot fi utilizate și de proprietarii care doresc să știe ce se întâmplă cu automobilul lor.

Cu un astfel de dispozitiv se pot descoperi ușor cauzele unor probleme care apar la sistemele electronice din automobil, conectând aparatul la conectorul de diagnoză, citind codurile de eroare înregistrate, identificând, localizând și verificând erorile cu ajutorul manualului care însoțește dispozitivul.

Funcțiile unui astfel de dispozitiv sunt, de regulă, următoarele:

Citește și șterge coduri de eroare generice și specifice de producător și stinge martorul motor.

Suportă multiple cereri de coduri de eroare: coduri generice, coduri în așteptare și coduri specifice de producător.

Citește VIN (Vehicle Identification No.)

Este precis și rezistent, ușor de citit, simplu de folosit, fără a necesita un laptop or PC, de dimensiuni mici (încape ușor în mașina pentru a fi disponibil oricând pentru o verificare), are o comunicare sigură, fără pericole pentru calculatorul automobilului, nu necesita baterii (se alimentează direct de la conectorul de diagnoză).

Bibliografie:

– http://en.wikipedia.org/wiki/On-board_diagnostics.