Monitorowanie sygnałów układu sterowania za pomocą oscyloskopu (Opel Corsa C)

Uwaga: Poniższy materiał ma charakter wyłącznie opisowy i nie odnosi się do żadnej konkretnej marki ani modelu pojazdu. Zasady korzystania z oscyloskopu opisane są szczegółowo w jego instrukcji obsługi.

1. Multimetry cyfrowe świetnie nadają się do testowania obwodów elektrycznych znajdujących się w stanie statycznym, a także do rejestrowania powolnych zmian monitorowanych parametrów. Podczas przeprowadzania testów dynamicznych pracującego silnika, a także przy ustalaniu przyczyn sporadycznych usterek, oscyloskop staje się narzędziem absolutnie niezastąpionym.

2. Nowoczesne oscyloskopy są zazwyczaj wyposażone tylko w dwa przewody sygnałowe i zestaw różnorodnych sond, co pozwala na podłączenie urządzenia do niemal każdego urządzenia.

3. Niektóre oscyloskopy pozwalają na zapis oscylogramów w wbudowanym module pamięci, z możliwością późniejszego wydruku wyników lub przeniesienia ich na dysk komputera osobistego w warunkach stacjonarnych.

4. Oscyloskop pozwala na obserwację sygnałów okresowych i pomiar napięcia, częstotliwości, szerokości (czas trwania) impulsy prostokątne oraz powoli zmieniające się poziomy napięcia. Za pomocą oscyloskopu można wykonywać następujące procedury:

• a) Wykrywanie niestabilnych awarii;
• b) Sprawdzenie efektów wprowadzonych korekt;
• c) Monitorowanie aktywności sondy lambda układu sterowania silnika wyposażonego w katalizator;
• d) Analiza sygnałów generowanych przez sondę lambda, których odchylenia parametrów od normy są bezwzględnym sygnałem świadczącym o nieprawidłowym działaniu całego układu sterowania. Z drugiej strony, prawidłowy kształt impulsów wysyłanych przez czujnik może być niezawodną gwarancją braku naruszeń w układzie sterowania.

5. Niezawodność i łatwość obsługi nowoczesnych oscyloskopów nie wymagają od operatora żadnej specjalistycznej wiedzy ani doświadczenia. Z reguły parametry uszkodzonego urządzenia znacznie różnią się od parametrów urządzeń odniesienia, co pozwala operatorowi na łatwą i szybką identyfikację uszkodzonego podzespołu poprzez analizę odpowiedniego oscylogramu. Interpretację uzyskanych informacji można przeprowadzić poprzez proste porównanie wizualne oscylogramów wykonanych w trakcie badania z zależnościami czasowymi typowymi dla różnych czujników i elementów wykonawczych układów sterowania samochodowego.



6. Kształt sygnału generowanego przez oscyloskop zależy od wielu różnych czynników i może ulegać znacznym zmianom. Dlatego też, przed przystąpieniem do wymiany podejrzanego podzespołu, w przypadku stwierdzenia rozbieżności pomiędzy kształtem usuniętego sygnału diagnostycznego a oscylogramem odniesienia, należy dokładnie przeanalizować uzyskany wynik.

7. Poniżej znajduje się opis niektórych parametrów sygnału i ich krótka charakterystyka.

8. Każdy sygnał zarejestrowany przez oscyloskop można opisać za pomocą następujących podstawowych parametrów: (patrz przym. ilustracja):

• a) Amplituda: różnica między maksymalnym i minimalnym napięciem (V) sygnału w okresie;
• b) Okres: Czas trwania cyklu sygnału (ms);
• c) Częstotliwość: liczba cykli na sekundę (Hz);
• d) Szerokość: Czas trwania impulsu prostokątnego (ms, μs);
• e) Współczynnik wypełnienia: Stosunek okresu powtarzania do szerokości (w terminologii obcej stosuje się odwrotność współczynnika wypełnienia, zwaną współczynnikiem roboczym, wyrażony w %);
• f) Kształt sygnału: prostokątny ciąg impulsów, impuls, fala sinusoidalna, impuls piłokształtny itp.

Woltaż

9. Poziom zerowy sygnału odniesienia nie może być traktowany jako wartość odniesienia bezwzględnego – "zero" sygnału rzeczywistego, w zależności od konkretnych parametrów badanego obwodu, może być przesunięte względem odniesienia [1] (patrz przym. ilustracja) w pewnym dopuszczalnym zakresie.



10. Pełna amplituda sygnału zależy od napięcia zasilania testowanego obwodu i może się także zmieniać w pewnych granicach w stosunku do wartości odniesienia ([3] - patrz ilustracja 4.9 i [2] - patrz ilustracja 4.18).

11. W obwodach prądu stałego ograniczenia napięcia sygnału odpowiadają napięciu zasilania. Przykładem jest układ Idle Speed Control (IAC), którego napięcie sygnału nie zmienia się w żaden sposób przy zmianach prędkości obrotowej silnika.

12. W obwodach prądu przemiennego amplituda sygnału zależy już wyraźnie od częstotliwości źródła sygnału, więc amplituda sygnału generowanego przez czujnik położenia wału korbowego (CSP) będzie wzrastać wraz ze wzrostem prędkości obrotowej silnika.

13. W związku z powyższym, jeżeli amplituda sygnału zarejestrowanego za pomocą oscyloskopu jest nadmiernie niska lub wysoka, (aż do wycięcia górnych poziomów), Wystarczy po prostu zmienić zakres działania urządzenia, przesuwając się na odpowiednią skalę pomiarową.



14. Podczas sprawdzania urządzeń obwodów sterowanych elektromagnetycznie (na przykład system IAC) po odłączeniu zasilania mogą wystąpić skoki napięcia ([4] - patrz rysunek 4.9), które można bezpiecznie zignorować podczas analizy wyników pomiarów.

15. Nie należy się również martwić, jeśli takie deformacje oscylogramu pojawią się jako spłaszczenie dolnej części przedniej krawędzi impulsów prostokątnych ([5] - patrz rysunek 4.9), chyba że oczywiście sam fakt spłaszczenia przedniej krawędzi jest oznaką uszkodzenia testowanego podzespołu.

Częstotliwość

16. Częstotliwość powtarzania impulsów sygnałowych zależy od częstotliwości roboczej źródła sygnału.

17. Kształt rejestrowanego sygnału można edytować i dostosować do formy wygodnej do analizy, zmieniając skalę podstawy czasu obrazu na oscyloskopie.

18. Podczas obserwacji sygnałów w obwodach prądu przemiennego podstawa czasu oscyloskopu zależy od częstotliwości źródła sygnału [3] (patrz przym. ilustracja), ustalane na podstawie prędkości obrotowej silnika.



19. Jak wspomniano powyżej, aby ułatwić odczyt sygnału, wystarczy przełączyć skalę podstawy czasu oscyloskopu.

20. W niektórych przypadkach oscylogram sygnału okazuje się być lustrzanym odbiciem w stosunku do zależności odniesienia, co jest wyjaśnione odwracalnością biegunowości połączenia odpowiedniego elementu i w przypadku braku zakazu zmiany biegunowości połączenia może być zignorowano podczas analizy.