7.1.6. Проверка сигналов на разъеме ECM

Контакты разъема ECM (со стороны электропроводки)

Ниже приведены условия проверки и соответствующе сигналы, снимаемые с контактов разъема ECM.

Контакт	Устройство	Условия	Сигнал
1	Заземление ECM	Двигатель работает на оборотах Х/Х	Заземление двигателя
2	Нагреватель посткаталитического лямбда-зонда	Прогретый двигатель работает на оборотах не более 3800 об/мин	0 ÷ 1 В
		Двигатель выключен (зажигание включено) или двигатель работает на оборотах выше 3800 об/мин	11 ÷ 14 В
3	Питание реле активатора дроссельной заслонки	Зажигание включено	11 ÷ 14 В
4 (5)	Активатор дроссельной заслонки в закрытом (открытом) положении	Двигатель выключен, зажигание включено, педаль газа отпущена, РКПП на 1-й передаче (АТ в режиме "D")	Сигнал активатора дроссельной заслонки в закрытом положении (напряжение 0 ÷ 14 В) Сигнал активатора дроссельной заслонки в открытом положении (напряжение 0 ÷ 14 В)
13	Датчик CKP	Двигатель прогрет и работает на оборотах Х/Х	Сигнал датчика CKP на Х/Х (среднее напряжение 3 В)
		Двигатель работает на 2000 об/мин	Сигнал датчика CKP на 2000 об/мин (среднее напряжение 3 В)
14	Датчик CKP	Двигатель прогрет и работает на оборотах Х/Х	Сигнал датчика CMP на Х/Х (напряжение 1 ÷ 4 В)
		Двигатель работает на 2000 об/мин	Сигнал датчика CMP на 2000 об/мин (напряжение 1 ÷ 4 В)
15	Датчик детонации	Двигатель работает на оборотах Х/Х	Около 2.5 В
16	Посткаталитический лямбда-зонд	Двигатель прогрет и работает на оборотах не выше 3600 об/мин	0 ÷ 1 В
19	Э/м клапан управления продувкой абсорбера	Двигатель работает на оборотах Х/Х	Сигнал э/м клапана управления продувкой абсорбера на Х/Х (напряжение 11 ÷ 14 В)
		Двигатель работает на 2000 об/мин	Сигнал э/м клапана управления продувкой абсорбера на 2000 об/мин (среднее напряжение 10 В)
22, 23, 41, 42	Инжектор №№ 3,1,4,2 соответственно	Двигатель прогрет и работает на оборотах Х/Х	Сигнал инжектора на Х/Х (напряжение 11 ÷ 14 В)
		Двигатель прогрет и работает на 2000 об/мин	Сигнал инжектора на 2000 об/мин (напряжение 11 ÷ 14 В)
24	Нагреватель докаталитического лямбда-зонда	Двигатель прогрет и работает на оборотах не выше 3600 об/мин	Сигнал нагревателя докаталитического лямбда-зонда при оборотах не выше 3600 об/мин (среднее напряжение 7 В)
		Двигатель прогрет и работает на оборотах выше 3600 об/мин	11 ÷ 14 В
29 // 30	Заземление датчика CMP // CKP	Двигатель работает на оборотах Х/Х	Около 0 В
34	Датчик IAT	Двигатель работает	0 ÷ 4.8 В, в зависимости от температуры
35	Докаталитический лямбда-зонд	Двигатель прогрет и работает на 2000 об/мин	0 ÷ 1 В (периодическое изменение)
45	Питание датчиков	Зажигание включено	Около 5 В
46 // 47	Питание датчика давления хладагента К/В // датчика TPS	Зажигание включено	Около 5 В
49	Датчик TPS 1	Двигатель выключен, зажигание включено, педаль газа отпущена // выжата, РКПП на 1-й передаче (АТ в режиме "D")	Более 0.36 В // менее 4.75 В
51	Датчик MAP	Двигатель прогрет и работает на оборотах Х/Х	Около 1.5 В
		Двигатель прогрет и работает на 2000 об/мин	Около 1.2 В
54 // 56 // 57	Заземление датчика детонации // MAP // датчика давления хладагента К/В	Двигатель прогрет и работает на оборотах Х/Х	Около 0 В
60, 61, 79, 80	Сигнал зажигания в цилиндре №№ 3,1,4,2 соответственно	Двигатель прогрет и работает на оборотах Х/Х	Сигнал зажигания на Х/Х (напряжение 0 ÷ 0.1 В)
		Двигатель прогрет и работает на 2000 об/мин	Сигнал зажигания на 2000 об/мин (напряжение 0 ÷ 0.2 В)
62	Э/м клапан управления фазами впускных клапанов	Двигатель прогрет и работает на оборотах Х/Х	Сигнал э/м клапана управления фазами впускных клапанов на Х/Х (напряжение 11 ÷ 14 В)
		При увеличении оборотов прогретого двигателя до 2000 об/мин	Сигнал э/м клапана управления фазами впускных клапанов на 2000 об/мин (напряжение 11 ÷ 14 В)
66	Заземление датчиков TPS	Двигатель прогрет и работает на оборотах Х/Х	Около 0 В
68	Датчик TPS 2	Двигатель выключен, зажигание включено, педаль газа отпущена // выжата, РКПП на 1-й передаче (АТ в режиме "D")	Менее 4.75 В // более 0.36 В
69	Датчик давления хладагента	Двигатель прогрет и работает; К/В и вентилятор отопителя включены	1 ÷ 4 В
72	Датчик ECT	Двигатель работает	0 ÷ 4.8 В, в зависимости от температуры
73 / 74 / 82 / 83	Заземление датчика ECT/лямбда-зонда/датчика APP1/APP2	Двигатель прогрет и работает на оборотах Х/Х	Около 0 В
85	Диагностический разъем	Зажигание включено, сканер отсоединен	11 ÷ 14 В
86	Шина CAN	Зажигание включено	1.0 ÷ 2.5 В
90 / 91	Питание датчика APP1/APP2	Зажигание включено	Около 5 В
92	Выходной сигнал датчика TPS (модели с АТ)	Двигатель выключен, зажигание включено, АТ в режиме "D", педаль газа отпущена // выжата	Около 0.5 В // 4.2 В
94	Шина CAN	Зажигание включено	2.5 ÷ 4.0 В
98	Датчик APP 2	Двигатель выключен, зажигание включено, педаль газа отпущена // выжата	0.3 ÷ 0.6 В // 1.95 ÷ 2.4 В
101	Д/В стоп-сигналов	Педаль тормоза отпущена // выжата	0 В // 11 ÷ 14 В
102	Датчик PNP	Зажигание включено, АТ в положении "P" или "N" (РКПП в нейтральном положении)	Около 0 В
		Зажигание включено, трансмиссия в других положениях	11 ÷14 В
103	Выходной сигнал тахометра (модели с АТ)	Двигатель прогрет и работает на оборотах Х/Х	Выходной сигнал тахометра (модели с АТ) на Х/Х (напряжение 10 ÷ 11 В)
		Двигатель работает на 2000 об/мин	Выходной сигнал тахометра (модели с АТ) на 2000 об/мин (напряжение 10 ÷ 11 В)
104	Реле дроссельной заслонки	Зажигание выключено // включено	11 ÷ 14 В // 0 ÷ 1 В
106	Датчик APP 1	Двигатель выключен, зажигание включено, педаль газа отпущена // выжата	0.6 ÷ 0.9 В // 3.9 ÷ 4.7 В
109	Выключатель зажигания	Зажигание выключено // включено	0 В // 11 ÷ 14 В
111	Реле ECM	В течение // через 5 с после выключения двигателя (зажигание выключено)	0 ÷ 1 В // 11 ÷ 14 В
113	Реле топливного насоса	В течение // через 1 с после включения зажигания	0 ÷ 1 В // 11 ÷ 14 В
115, 116	Заземление ECM	Двигатель работает на оборотах Х/Х	Заземление двигателя
119, 120	Питание ECM	Зажигание включено	11 ÷ 14 В
121	Резервное питание ECM	Зажигание выключено	11 ÷ 14 В

Осциллограммы, отображаемые на диагностическом приборе Nissan, приведены выше. Под каждой осциллограммой указана цена деления шкалы.

Цифровые мультиметры отлично подходят для проверки находящихся в статическом состоянии электрических цепей, а также для фиксации медленных изменений отслеживаемых параметров. При проведении же динамических проверок, выполняемых на работающем двигателе, а также при выявлении причин периодических сбоев совершенно незаменимым инструментом становится осциллограф.

Некоторые осциллографы позволяют сохранять осциллограммы во встроенном модуле памяти с последующим выводом результатов на печать или копированием их на цифровой носитель уже в стационарных условиях.

Осциллограф позволяет наблюдать периодические сигналы и измерять характеристики прямоугольных импульсов, а также уровни медленно меняющихся напряжений. Осциллограф может быть использован для:

• Выявления сбоев нестабильного характера;
• Проверки результатов произведенных исправлений;
• Мониторинга активности лямбда-зонда;
• Анализа вырабатываемых лямбда-зондом сигналов, отклонение параметров которых от нормы является безусловным свидетельством нарушения исправности функционирования системы управления в целом, - с другой стороны, правильность формы выдаваемых лямбда-зондом импульсов может служить надежной гарантией отсутствия нарушений в системе управления.

Надежность и простота эксплуатации современных осциллографов не требуют от оператора особых специальных знаний и опыта. Интерпретация полученной информации может быть легко произведена путем элементарного визуального сравнения снятых в ходе проверки осциллограмм с приведенными ниже временными зависимостями, типичными для различных датчиков и исполнительных устройств автомобильных систем управления.

Параметры периодических сигналов

Характеристики произвольного сигнала

Каждый снимаемый при помощи осциллографа сигнал может быть описан при помощи следующих основных параметров: амплитуда – разность максимального и минимального напряжений (В) сигнала в пределах периода; период – длительность цикла сигнала (мс); частота – количество циклов в секунду (Гц); ширина – длительность прямоугольного импульса (мс, мкс); скважность – отношение периода повторения к ширине (В зарубежной терминологии применяется обратный скважности параметр называемый рабочим циклом, выраженный в %); форма сигнала – последовательность прямоугольных импульсов, единичные выбросы, синусоида, пилообразные импульсы, и т.п.

Обычно характеристики неисправного устройства сильно отличаются от эталонных, что позволяет оператору легко и быстро визуально выявить отказавший компонент.

Сигналы постоянного тока – анализируется только напряжение сигнала.

Сигнал датчика ECT

Датчик IAT

Датчик TPS

Лямбда-зонд

Сигналы переменного тока – анализируются амплитуда, частота и форма сигнала.

Датчик детонаций

Частотно-модулированные сигналы – анализируются амплитуда, частота, форма сигнала и ширина периодических импульсов.

Индуктивный датчик CKP

Индуктивный датчик CMP

Индуктивный датчик VSS

Датчики оборотов и положения валов, работающие на эффекте Холла

Оптические датчики оборотов и положения валов

Цифровые датчики MAF и MAP

Сигналы, модулированные по ширине импульса (ШИМ) – анализируются амплитуда, частота, форма сигнала и скважность периодических импульсов.

Инжектор топлива

Устройство стабилизации оборотов Х/Х (IAC)

Первичная обмотка катушки зажигания

Э/м клапан продувки адсорбера системы EVAP

Клапаны системы EVAP

Форма выдаваемого осциллографом сигнала зависит от множества различных факторов и может в значительной мере изменяться.

В виду сказанного, прежде чем приступать к замене подозреваемого компонента в случае несовпадения формы снятого диагностического сигнала с эталонной осциллограммой, следует тщательно проанализировать полученный результат.

Цифровой сигнал

Аналоговый сигнал

Напряжение

Нулевой уровень эталонного сигнала нельзя рассматривать в качестве абсолютного опорного значения, – “ноль” реального сигнала в зависимости от конкретных параметров проверяемой цепи может оказаться сдвинутым относительно эталонного (см. диапазон 1 на иллюстрации Цифровой сигнал) в пределах определенного допустимого диапазона (см. диапазон 2 на иллюстрации Цифровой сигнал и 1 на иллюстрации Аналоговый сигнал).

Полная амплитуда сигнала зависит от напряжения питания проверяемого контура и также может варьироваться относительно эталонного значения в определенных пределах (см. диапазон 2 на иллюстрации Цифровой сигнал и 2 на иллюстрации Аналоговый сигнал).

В цепях постоянного тока амплитуда сигнала ограничивается напряжением питания. В качестве примера можно привести цепь системы стабилизации оборотов холостого хода (IAC), сигнальное напряжение которой никак не изменяется с изменением оборотов двигателя.

В цепях переменного тока амплитуда сигнала уже однозначно зависит от частоты работы источника сигнала. Так, амплитуда сигнала, выдаваемого датчиком положения коленчатого вала (CKP) будет увеличиваться с повышением оборотов двигателя.

В виду сказанного, если амплитуда снимаемого при помощи осциллографа сигнала оказывается чрезмерно низкой или высокой (вплоть до обрезания верхних уровней), достаточно лишь переключить рабочий диапазон прибора, перейдя на соответствующую шкалу измерения.

При проверке цепей с э/м управлением (например, система управления оборотами холостого хода) при отключении питания могут наблюдаться броски напряжения (см. 4 на иллюстрации Цифровой сигнал), которые можно спокойно игнорировать при анализе результатов измерения.

Не следует беспокоиться также при появлении таких деформаций осциллограммы, как скашивание нижней части переднего фронта прямоугольных импульсов (см. значения 5 на иллюстрации Цифровой сигнал), если, конечно, сам факт выполаживания фронта не является признаком нарушения исправности функционирования проверяемого компонента.

Частота

Частота повторения сигнальных импульсов зависит от рабочей частоты источника сигналов.

Форма снимаемого сигнала может быть отредактирована и приведена к удобному для анализа виду путем переключения на осциллографе масштаба временной развертки изображения.

При наблюдении сигналов в цепях переменного тока временная развертка осциллографа зависит от частоты источника сигнала (см. диапазон 3 на иллюстрации Аналоговый сигнал), определяемой оборотами двигателя.

Как уже говорилось выше, для приведения сигнала к удобочитаемому виду достаточно переключить масштаб временной развертки осциллографа.

В некоторых случаях характерные изменения сигнала оказываются развернутыми зеркально относительно эталонных зависимостей, что объясняется реверсивностью полярности подключения соответствующего элемента и, при отсутствии запрета на изменение полярности подключения, может быть проигнорировано при анализе.

Типичные сигналы компонентов систем управления двигателем

Современные осциллографы обычно оборудованы двумя сигнальными проводами в купе с набором разнообразных щупов, позволяющих осуществить подключение прибора практически к любому устройству.

Красный провод подключен к положительному полюсу осциллографа и обычно подсоединяется к клемме ECM. Черный провод следует подсоединять к надежно заземленной точке (массе).

Инжекторы

Управление составом воздушно-топливной смеси в современных автомобильных электронных системах впрыска топлива осуществляется путем своевременной корректировки длительности открывания электромагнитных клапанов инжекторов.

Длительность пребывания инжекторов в открытом состоянии определяется продолжительностью вырабатываемых ECM электрических импульсов, подаваемых на вход э/м клапанов. Продолжительность импульсов обычно не выходит за пределы диапазона 1 ÷ 14 мс.

Типичная осциллограмма импульса, управляющего срабатыванием инжектора, представлена на иллюстрации Инжектор топлива. Часто на осциллограмме можно наблюдать также серию коротких пульсаций, следующих непосредственно за инициирующим отрицательным прямоугольным импульсом и поддерживающих э/м клапан инжектора в открытом состоянии, а также резкий положительный бросок напряжения, сопровождающий момент закрывания клапана.

Исправность функционирования ECM может быть легко проверена при помощи осциллографа путем визуального наблюдения изменений формы управляющего сигнала при варьировании рабочих параметров двигателя. Так, длительность импульсов при проворачивании двигателя на холостых оборотах должна быть несколько выше, чем при работе агрегата на низких оборотах. Повышение оборотов двигателя должно сопровождаться соответственным увеличением времени пребывания инжекторов в открытом состоянии. Данная зависимость особенно хорошо проявляется при открывании дроссельной заслонки короткими нажатиями на педаль газа.

При помощи тонкого щупа подсоедините красный провод осциллографа к инжекторной клемме ECM. Щуп второго сигнального провода (черного) осциллографа надежно заземлите.

Проанализируйте форму считываемого во время проворачивания двигателя сигнала.

Запустив двигатель, проверьте форму управляющего сигнала на холостых оборотах.

Резко нажав на педаль газа, поднимите частоту вращения двигателя до 3000 об/мин, - продолжительность управляющих импульсов в момент акселерации должна заметно увеличиться, с последующей стабилизацией на уровне, равном, или чуть меньшем свойственному оборотам холостого хода.

Быстрое закрывание дроссельной заслонки должно приводить к спрямлению осциллограммы, подтверждающему факт перекрывания инжекторов (для систем с отсечкой подачи топлива).

При холодном запуске двигатель нуждается в некотором обогащении воздушно-топливной смеси, что обеспечивается автоматическим увеличением продолжительности открывания инжекторов. По мере прогрева длительность управляющих импульсов на осциллограмме должна непрерывно сокращаться, постепенно приближаясь к типичному для холостых оборотов значению.

В системах впрыска, в которых не применяется инжектор холодного запуска, при холодном запуске двигателя используются дополнительные управляющие импульсы, проявляющиеся на осциллограмме в виде пульсаций переменной длины.

В приведенной ниже таблице представлена типичная зависимость длительности управляющих импульсов открывания инжекторов от рабочего состояния двигателя.

Состояние двигателя	Длительность управляющего импульса, мс
Холостые обороты	1 ÷ 6
2000 ÷ 3000 об/мин.	1 ÷ 6
Полный газ	6÷ 35

Индуктивные датчики

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

Запустите двигатель и сравните осциллограмму, снимаемую с выхода индуктивного датчика с эталонной, приведенной на иллюстрации. Увеличение оборотов двигателя должно сопровождаться увеличением амплитуды вырабатываемого датчиком импульсного сигнала.

Лямбда-зонд (кислородный датчик)

В данном подразделе приводятся осциллограммы, типичные для наиболее часто используемых на автомобилях лямбда-зондов циркониевого типа, в которых не используется опорное напряжение 0.5 В. В последнее время все большую популярность приобретают титановые датчики, рабочий диапазон сигнала которых составляет 0 ÷ 5 В, причем высокий уровень напряжения выдается при сгорании обедненной смеси, низкий, - обогащенной.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

Подсоедините осциллограф между клеммой лямбда-зонда на ECM и массой. Удостоверьтесь, что двигатель прогрет до нормальной рабочей температуры. Сравните выведенную на экран измерителя осциллограмму с эталонной, приведенной на иллюстрации. Если снимаемый сигнал не является волнообразным, а представляет собой линейную зависимость, то, в зависимости от уровня напряжения, это свидетельствует о чрезмерном переобеднении (0 ÷ 0.15 В), либо переобогащении (0.6 ÷ 1 В) воздушно-топливной смеси. Если на холостых оборотах двигателя имеет место нормальный волнообразный сигнал, попробуйте несколько раз резко выжать педель газа, - колебания сигнала не должны выходить за пределы диапазона 0 ÷ 1 В. Увеличение оборотов двигателя должно сопровождаться повышением амплитуды сигнала, уменьшение - снижением.

Сигнал зажигания на выходе модуля зажигания

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

Подсоедините осциллограф между клеммой модуля зажигания на ECM и массой. Прогрейте двигатель до нормальной рабочей температуры и оставьте его работающим на холостых оборотах. На экран осциллографа должна выдаваться последовательность прямоугольных импульсов постоянного тока. Сравните форму принимаемого сигнала с эталонной, уделяя пристальное внимание совпадению таких параметров, как амплитуда, частота и форма импульсов. При увеличении оборотов двигателя частота сигнала должна увеличиваться прямо пропорционально.

Первичная обмотка катушки зажигания

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

Подсоедините осциллограф между клеммой катушки зажигания и массой. Прогрейте двигатель до нормальной рабочей температуры и оставьте его работающим на холостых оборотах. Сравните форму принимаемого сигнала с эталонной - положительные броски напряжения должны иметь постоянную амплитуду. Неравномерность бросков может быть вызвана чрезмерным сопротивлением вторичной обмотки, а также неисправностью В/В провода катушки.