Visoka škola za primijenjene i pravne nauke "Prometej" Banja Luka, Knjaza Miloša 10a,

SEMINARSKI RAD

MOTORI SUS

SENZORI U AUTO INDUSTRIJI I SISTEMI ZA

DIJAGNOSTIKU

Brdan Vujadin Mr Simo Vidović

TI-27/12

Banja Luka,maj 2014

SADRŽAJ

1. Uvod.........................................................................................................................3

2. Kontrolna jedinica motora i senzori sistema........................................................42.1 Osnovne funkcije kontrolne jedinice..................................................................4

2.2Centralna procesorska jedinica...........................................................................5

2.3Flash memorija....................................................................................................6

3. Senzori sistema........................................................................................................7

4. OBD sistem dijagnostike na vozilima .................................................................12

5. Softver za dijagnostiku ........................................................................................13

6. Zaključak ..............................................................................................................14

7. Literatura...............................................................................................................15

2

1. UVOD

Modernizacija automobilske industrije, privlaci tehnologije koje pomažu vozaču, povećavajući sigurnost, udobnost i efektivnost saobraćaja.Na našim prostorima je došlo do jako velikog broja uvoza automobila sa sistemima elektronskog ubrizgavanja.Da bi se otklonili kvarovi na takvim automobilima potrebno je dosta znanja, serviseri imaju problem i prilikom nabavke dojagnostičke opreme, upravo zbog malog broja dostupnih informacija. Zbog toga se cesto mogu cuti kometari da se takvi tipovi motora "ne popravljaju", radnici u servisima su navikli da motore podešavaju "na uvo" šsto je danas nemoguće, pogotovo ako znamo da skuplji automobili danas imaju najmanje trideset različitih elektronskih podsistema u vozilu.Kompjuterska dijagnostika je realnost , popravka vozila danas zahtijeva nove sofisticirane alate.

3

2. KONTROLNA JEDINICA MOTORA I SENZORI SISTEMA

Kod automobila novije generacije neophodan je sistem koji će davati inforamcije o radu motora a takođe je neophodno da imaju priključak za dijagnostiku.

2.1 Osnovne funkcije kontrolne jedinice

Sa obzirom da proizvođači imaju različite oznake za slične sisteme , usvojićemo oznaku ECU (Electronic Control Unit) koja označava kontrolnu jedinicu motora, odnosno motor koji posjeduje elektronsko upravljanje i nadzor.

Slika 1. kontrolna jedinica motora ECU

ECU je mikroprocesorski sistem koji upravlja prepremom smješe , paljenjem smješe , nadgleda sastav izduvnih gasova i obavlja brojne druge funkcije (ako su na automobilima ugrađeni sistemi protiv blokiranja točkova , proklizavanja, vazdušni jastuci i sl.).ECU takođe prikuplja podatke za računar na cijem ekranu mozemo pročitati prosječnu potročsnju goriva , prosječnu brzinu, vanjsku temperaturui sl.

ECU jedinica neprestano prati parametre motora kao što su temperatura motora, brzina vozila, količina usisanog vazduha, sastav izduvnih gasova, položaj papuče gasa, a u nekim slučajevima atmosferski pritisak i visinu.ECU jedinica na osnovu tih podataka fino podešava rad motora nekoliko desetina puta u sekundi da bi se obezbijedile maksimalne performanse. Ukoliko se neki od senzora pokvare , ECU jedinica prelazi na poseban sigurnosni rezim rada. Motor i dalje nastavlja sa radom , sa nešto smanjenim

4

performansama. Današnje ECU jedinice takođe posjeduju i OBD priključak, koji omogućava priključak dijagnostičkih uređaja.

Slika 2.Unutrašnjost kontrolne jedinice

Unutrašnjost ECU jedinice je jako složena .Štampana ploča na kojoj su smješteni elemnti je troslojnog tipa.Elementi koji su na njoj postavljenji su mješavina SMD i klasičnih komponenti.Eventualna intervencija podrazumijeva jako precizan rad i upotrebu niskonaponskih lemilica.

2.2 Centralna procesorska jedinica

Centralna procesorska jedinica (CPU) je 8-mo bitni mikrokontroler izrađen u CMOS tehnici.Na slici 3. prikazan je Siemensov SAB 80C537 mikrokontroler.

Neke osnovne tehničke karakteristike su :

radna frekvencija 12-16 MHz interna memorija za podatke 256 bajtova memorija za instrukicje 64 Kb Ulaz/Izlaz 56 ulazno-izlaznih linija analogni dio AD konvertor sa 12 multipleksiranih ulaza

5

Slika 3. Siemens-ov SAB 80C537 mikrokontroler

2.3 FLASH memorija

Druga veoma važna komponenta , u kojoj se nalaze tabele o podacima okoličini goriva koju treba ubrizgati i vremenu paljenja smješe je tzv. FLASH memorisjko integralno kolo.Ovo memorijsko integralno kolo ima mogućnost promjene sadržaja svake memorijske lokacije od strane CPU i može da zamapti svaku pormjenu sadržaja i nakon prstanka napajanja izvorom istosmjerne struje.FLASH čipovi imaju najbolje osobine različitih tipova memorijskih čipova starije generacije (ROM, EPROM,EEPROM).

Na slici 4. prikazan je FLASH memorijski čip AM28F512 i ima kapacitet od 64Kbajtova.Urađeno je u CMOS tehnici i proizođač garantuje preko 100 000 reprogamiranja i garantuej da će kolo čuvati sadržaj 10 godina .

Slika 4. FLASH memorijski čip AM28F5126

3. SENZORI SISTEMA

Elektronski sistem za svoj rad koristi senzore.Stotinu puta u sekundi senzori šalju mjerenja računaru o stanju motora.Računar upravlja sistemom i u mnogim automobilima se on obilježava sa ECU. Programiran je od strane fabrike da daje odgovarajuće izlazne veličine na osnovu podataka koje dobija od senzora.ECU u svakome trenutku mora imati informacije o stanju motor.Da li se automobil nalazi na uzbrdici, dok motor radi radi na 3000 obrtaja po vrelom danu , ili je možda u pitanju gradska vožnja po hladnom vremenu , a motor upravo pokrenut .Sve ove podatke ECU dobija preko ugrađenih senzora.

3.1 Senzor temperature rashladne tečnosti

Senzor temperature rashladne tečnosti daje ECU podatke o temperaturi rashladne tečnosti. U većini slučajevasmječten je na kućistu termostata.Ovaj senzot ima promjenjivu NTC karakteristikusa promjenom temperature tj.ako se povećava temperatura motora, njegova ospornost se smanjuje.Senzor se preko ECU napaja konstantnim naponom , a informacija se vodi nazad u ECU jer je povezivanje realizovano na principu Fildbus sistema .

Slika 5. Senzot temperature rashladne tečnosti

7

3.2 Senzor temperature vazduha

Temperatura vazduha koji se usisava takođe se mjeri.Senzor za ovu namjenu može se nalaziti na kutiji vazdušnog filtera ili na usisnoj cijevi.Ovaj senzor je takođe sa NTC karakteristikom promjenjive otpornosti.On ima otpornost od 3555 Ω-a na 20ºC kada je vreo ljetni dan.

Slika 6. Senzor temperature vazduha

3.3 Senzor protoka

Da bi ECU obezbijedio odgovarajuću količinu goriva i zapalio smješu u odgovarajućem trenutku , potrebno je da ima inforamciju koliko je opterećenje motora.Neki automobili koriste Mjerač količine vazduha ili Protokomjer da bi izmjerili opterećenje motora.Snaga motora zavisi direktno od količine vazduha koji u njega ulazi.Ako motor koristi mnogo vazduha , onda je potrebno da se ubrizga i veća količina goriva, a sve u cilju da se održi optimalan odnos vazduha i goiva.Postoji nekoliko tipova Protokomjera koji se danas ugrađuju.Dva standardna tipa Protokomjera su :

Protokomjer sa vrelom žicom, protokomjer sa leptirom.

8

Slika 7. Mjerač protoka sa vrelom žicom

Slika 8.Mjerač protoka sa leptirom

3.4 Senzor pedale gasa

Takođe ECU jedinica mora imati i podatke i po položaju papuče gasa.Senzor papuče gasa daje važne informacije naročito prilikom ubrzavanja.Većina ovakvih senzora su dvopoložajni (0,1) gdje 0 prestavlja osnovni položaj , a 1 pun gas. Na slici 9. je prikazan senzor pedale gasa.

9

Slika 9. Senzor pedale gasa

3.5 Senzor ugla zakretanja koljenastog vratila

ECU zahtijeva podatke i o broju obrtaja koljenatog vratila motora i položaj prolikom rotacije.Ovo omogućava da ECU ubrizgava gorivo u pravom trenutku i da smješu zapali varnicom.Postoji nekoliko tipova senzota za položaj radilice.NISAN koristi optičku senzor položaja radilice.Svijetlost koju emituje LED dioda registruje fototranzistor ,a prekida je metalna pločasa prorezima koja prolazi između njuh.Neki senzori koriste ploče sa 360 proreza i daju veoma preciznu informaciju o broju obrtaja.Takođe postoji senzor položaja radilice sa Halovim efektom.Taj senzor koristi nazubljeni disk koju se okreće unutar kućišta.Svaki put kad se metalni zub nađe između Hall senzora i magneta, Hall senzor se isključuje.ECU mjeri dužinu i broj impulsa , i na osnovu toga izračunava broj obrtaja i položaj radilice.

Slika 10.Senzor ugla zakretanja koljenastog vratila sa Hall-ovim efektom

10

3.6 Senzor brzine automobila

Svrha senzora brzine automobila je jednostavna .Sa ovog senzora se šalje informacija ja ECUo tome kolika je brzina kretanja automobila.Senzor se može nalaziti na mijenajču ili na točku.Ovaj senzor u nekim automobilima koristi se za ograničavanje brzine, a takođe da se poboljša ekonomičnost i vozne karakteristike.Na slici 11. prikazan je senzor brzine automobila.

Slika11. Senzor brzine automobila

3.7 Lambda sonda

Lambda sonda je smještena na početku izduvne grane i služi da daje podatke ECU o sastavu smješe da li je siromašna ili bogata (idealan omjer obično iznosi 14,7 :1).Kada je smješa siromašna, senzor na izlazu generiše nizak napon oko 0.2V.Ukoliko je smješa bogata izlazni napon je oko 0,8V.ECU koristi ovaj napon da bi odrzao smješu u granicama, što predstavlja idealan odnos i deklariše se pomoću lambda faktora u odnosu 1.

Slika 12.Funkcija lambda faktora, princip djelovanja lambda sonde

11

4. OBD-SISTEM DIJAGNOSTIKE NA VOZILIMA

OBD II je skraćenica za On Board Dijagnose II , druga generacija samodijagnostičkog sistema na vozilu na američkim , evropskim i azijskim vozilima.Svaka komponenta se provjerava posebno definisanim postupkom, da bi se utvrdilo njeno funkcionisanje.Ako se pojavi nepravilnost u radu OBD II sistem će uključiti kontrolnu lampicu na instriment tabli vozača i upozoriit vozača da postoji neka neispravnost.Na kontrolnoj lampici je obično napisana fraza CHECK ENGINE (PROVJERI MOTOR).Sistem će u svoju memoriju zapamtiti sve informacije o kvarovima, kako bi servise mogao efikasno otkloniti problem.

OBD II sistem je uveden 1994-1995 na manjem broju benzinskih vozila, od 1996 godine, sva putnička i teretna vozila sa benzinskim motorima moraju imati OBDII sistem.Na dizel motorima primjena ovog sistema počinje 1997 godine.

Slika 13. Port za komunikaciju

4.1 Kodovi grešaka

Kod automobila novije generacije , takođe su prisutni pojedini mehanički kvarovi , Mešutim primjenom autodjagnostičke opreme ti kvarovi se lako otkrivaju i lociraju , a zatim i efekasno servisiraju. Kvarovi se mogu desiti na tazličitim mjestima, tj. mogu biti mehanički ili električni.Kod novijih vozila najčešći kvar je da je otkazao neki od mnogobrojnih senzora.Svaka greška ima svoj kod koji se izčitava iz tablica koje sačinjava i propisuje tvornica prilikom izrade automobila ili dijagnostičke opreme. Različiti su kodovi grešaka za različite marke i tipove vozila.U prilogu će biti pridodana tabela sa kodovima grešaka za najčešće modele kod nas zastupljene.

12

5. SOFTVER ZA DIJAGNOSTIKU

Da bi se vršila autodijagnostika vozila neophodan je adekvatan softver kao i hardver.VISA V1.je najprodavaniji univerzalni uređaj za dojagnostiku vozila.Na slici 14. prikazan je VISAV.1. uređaj , a na slici 15. su prikazano OBD konektori.

Slika 14.VISA V1.

Slika 15.OBD konektori

Pomoću dijagnostičkog softvera mozemo da pratimo LIVE PARAMETRE, CITANJE I BRISANJE GRESAKA , posmatranje rada motora , adaptaciju i provjeru pojedinih sistema i senzora.

VAG Com predstavlja najbolji dijagnostički uređaj za VAG grupu vozila.

Podržava VW, AUDI, SEAT, ŠKODA votila, podržava dijagnostiku svih modela do 2008 godine.

13

ZAKLJUČAK

U ovom seminarskom radu , opisan je sistem autodijagnostike i senzora.Opisani su elektronski sistemi u vozilu , najčešće korišteni senzori i dat je pregled dostupnih dijagnostika za različite modele vozila. Ova oblast je izuzetno obimna i podložna promjenama iz dana u dan. Modernizacija automobilske inustrije, privlači tehnologije koje pomažu vozaču da upravlja vozilom , a ujedno povećava i stepen sigurnosti u automobilu i eikasnost saobraćaja.

Kompjuterska dojagnostika je relanost , a bežična dijagnostika unutar ovlaštenih servisa je , u nekim slučajevima dostupna i kod nas.

U razvijenim zemljama se podaci centralnog računara u automobilu koriste i za procjenu tehničke ipsravnosti automobila na redovnim tehničckim pregledima.

14

LITERATURA

[1] Ostojić Nebojša :"Autodijagnostika"

[2] ELEKTRONIKA :"Časopis za elektroniku i telekomunikacije"

[3] Dejan Jovanović, Branko Milanović ,Ivan Rajković:"Serijski i paralelni portovi"

[4] www.volvoclub.org.uk

[5] www.opelclub.hr

[6] www.scantool.net

15