Автор: В статье описаны основные датчики автомобиля, их типы и параметры, а также принцип действия, устройство и назначение датчиков. В современном автомобиле используют разные по конструкции датчики. Являясь «органами восприятия» автомобилей, датчики превращают различные входные величины в электрические сигналы, которые используются блоками управления систем управления двигателем, обеспечения безопасности и комфорта для функций управления и регулирования.
Применение в автомобиле в качестве периферийных устройств датчики образуют интерфейсы между автомобилем с его сложными функциями силового агрегата, тормозов, шасси, обеспечения комфорта и безопасности, а также навигации и цифровым электронным блоком управления в качестве обрабатывающего устройства.
Как правило, адаптивное переключение переводит сигналы датчиков в требуемую для блока управления стандартизированную форму. Из-за разнообразия контролируемых параметров, имеющих разные физические величины, устройство и принципы работы датчиков автомобиля различаются.
Датчики автомобиля: устройство и назначение
Понятие «датчик» по своему значению равнозначно понятиям ”сенсор”, «зонд» и «чувствительный элемент». Датчики автомобиля преобразуют физические или химические (по большей части, неэлектрические) величины с учетом возмущающих воздействий в электрическую величину. Это зачастую также происходит через другие неэлектрические промежуточные этапы. В качестве электрических величин здесь действуют:
- Ток и напряжение.
- Амплитуды тока/напряжения.
- Частота.
- Период.
- Фаза.
- Длительность импульса электрического колебания.
В качестве электрических параметров здесь действуют:
- Сопротивление.
- Емкость.
- Индукция.
Работа датчиков автомобиля контролируются блоками управления соответствующей системы. При возникновении неисправностей датчиков информация об этом сохраняется в блоке управления в виде кодов неисправности. Диагностика датчиков автомобиля осуществляется с помощью анализа показаний, измерения физических параметров и проверки достоверности сигналов.
Неисправности в системах и их причины должны, прежде всего, определяться с помощью диагностики на базе признака неисправности (направленная диагностика). В статье для наглядности, а также для лучшего понимания функционирования датчиков приводятся таблицы и схемы с данными и значениями.
Величина значений указана для деталей фирмы Visteon – это крупный производитель, который изготавливает большое количество продукции для автомобилестроительных компаний, таких как: Ford, General Motors, Chrysler, Volvo, Nissan, Renault, Volkswagen, Hyundai, Audi и др. Значения параметров не заменяют данные в актуальной литературе для станций технического обслуживания.
Датчик температуры отработавших газов
Место установки зонда в системе выпуска ОГ перед катализатором или за ним. В автомобилях с турбонаддувом устанавливается рядом с турбонагнетателем в обратном или выпускном трубопроводе.
Физический принцип действия: PTC (положительный температурный коэффициент) резистор или NTC (отрицательный температурный коэффициент) резистор.
Назначение/принцип действия: измеряет температуру отработавших газов. В зависимости от температуры отработавших газов изменяется сопротивление, а следовательно, падение напряжения на зонде.
| Температура, °C | Сопротивление, Ом | Напряжение, В |
|---|---|---|
| -40 | 460467979 | 5,000 |
| -20 | 102719922 | 5,000 |
| 0 | 28547913 | 5,000 |
| 10 | 16106769 | 5,000 |
| 20 | 9449513 | 4,999 |
| 50 | 2326245 | 4,998 |
| 100 | 371255 | 4,987 |
| 150 | 91432 | 4,946 |
| 200 | 30282 | 4,840 |
| 250 | 12389 | 4,627 |
| 300 | 5924 | 4,278 |
| 400 | 1772 | 3,196 |
| 500 | 724 | 2,100 |
| 600 | 363 | 1,332 |
| 700 | 207 | 0,857 |
| 800 | 131 | 0,579 |
| 900 | 89 | 0,409 |
| 1000 | 64 | 0,303 |
Рабочий диапазон: опорное напряжение примерно 5 вольт. Тип сигнала: постоянное напряжение: 0,2 – 4,8 В.
При неисправности заносится код ошибки (DTC). Проверяется направленной диагностикой (при наличии) и цифровым мультиметром DMM. Параметры температуры отображаются в регистраторе данных.
Датчик температуры воздуха на впуске (IAT)
Место установки во впускном тракте – на корпусе воздушного фильтра или за ним. Это зависит от конструкции автомобиля. Физический принцип действия NTC-резистор. IAT измеряет текущую температуру воздуха на впуске.
В зависимости от температуры воздуха на впуске изменяется сопротивление, а следовательно, падение напряжения на измерительном элементе.
Рабочий диапазон: опорное напряжение примерно 5 вольт. Тип сигнала – постоянное напряжение: 0,2 – 4,5 вольт.
При неисправности заносится код ошибки (DTC). Проверяется направленной диагностикой (при наличии) и цифровым мультиметром DMM. Параметры температуры отображаются в регистраторе данных.
| Температура, °C | Сопротивление, кОм | Напряжение, В |
|---|---|---|
| – 40 | 860 – 900 | 4,51 – 4,54 |
| – 30 | 501 – 645 | 4,46 – 4,49 |
| – 20 | 253 – 289 | 4,31 – 4,35 |
| – 10 | 170 – 196 | 4,17 – 4,23 |
| 0 | 89 – 102 | 3,82 – 3,92 |
| 10 | 62,0 – 70,0 | 3,5 – 3,7 |
| 20 | 35,0 – 40,0 | 3,0 – 3,2 |
| 30 | 25,0 – 28,0 | 2,6 – 2,8 |
| 40 | 15,0 – 17,0 | 2,0 – 2,2 |
| 50 | 11,0 – 13,0 | 1,7 – 1,9 |
| 60 | 7,1 – 8,0 | 1,2 – 1,4 |
| 70 | 5,0 – 6,2 | 0,9 – 1,2 |
| 80 | 3,0 – 4,5 | 0,6 – 0,9 |
| 90 | 2,4 – 3,5 | 0,5 – 0,7 |
| 100 | 1,9 – 2,5 | 0,4 – 0,5 |
| 110 | 1,5 – 1,7 | 0,3 – 0,4 |
| 120 | 1,0 – 1,3 | 0,2 – 0,3 |
IAT часто интегрирован в следующие узлы: в датчик MAF (массовый расход воздуха) (в этом случае обозначается как MAFT (массовый расход и температура воздуха)) и в датчик MAP (абсолютное давление в коллекторе) (в этом случае обозначается как MAPT (температура и абсолютное давление во впускном коллекторе)).
Свойства интегрированного IAT идентичны свойствам отдельного зонда IAT. В некоторых системах сигнал IAT используется также для расчета температуры электролита аккумуляторной батареи.
Датчик атмосферного давления (BARO)
Место установки: BARO интегрирован в PCM. В некоторых автомобилях устанавливается в салоне, за панелью приборов, на кронштейне усилителя передней стойки.
Физический принцип действия: упругая мембрана с тензорезисторами. BARO измеряет атмосферное давление. В зависимости от атмосферного давления изменяется сопротивление, а следовательно, и падение напряжения на зонде.
Рабочий диапазон: опорное напряжение примерно 5 вольт. Тип сигнала: постоянное напряжение: 2,2 – 4,4 вольт.
При неисправности заносится код ошибки (DTC). Проверяется направленной диагностикой (при наличии). При установке BARO в модуле PCM, цифровым мультиметром проверить невозможно. Параметры BARO в одних системах отображается в регистраторе данных в миллибарах (мб), в других – в герцах (Гц).
В некоторых системах значение BARO отображается в регистраторе данных, хотя датчик BARO не установлен. Это значение рассчитывается PCM.
Давление должно оставаться постоянным, независимо от режима работы двигателя/режима движения автомобиля, оно может пропорционально изменяться только при соответствующем изменении положения автомобиля относительно уровня моря (чем выше, тем ниже давление).
Датчик температуры наружного воздуха
Датчик наружной температуры установлен в передней части автомобиля, за бампером. Физический принцип действия: NTC-резистор. Измеряет температуру воздуха снаружи автомобиля.
В зависимости от температуры наружного воздуха изменяется сопротивление, а следовательно, и падение напряжения на измерительном элементе.
Рабочий диапазон: опорное напряжение примерно 5 вольт. Тип сигнала: постоянное напряжение: 0,5 – 4,5 вольт.
| Температура, °C | Сопротивление, кОм |
|---|---|
| -40 | примерно 9,8 |
| -30 | ок. 9,0 |
| -20 | примерно 7,9 |
| -10 | ок. 6,6 |
| 0 | примерно 5,2 |
| 5 | примерно 4,5 |
| 10 | примерно 3,9 |
| 15 | примерно 3,3 |
| 20 | примерно 2,8 |
| 25 | примерно 2,4 |
| 30 | примерно 2,0 |
| 40 | ок. 1,4 |
| 50 | ок. 0,9 |
| 60 | ок. 0,7 |
| 65 | ок. 0,6 |
При неисправности заносится код ошибки (DTC). Проверяется направленной диагностикой (при наличии) и цифровым мультиметром DMM. Параметры температуры отображаются в регистраторе данных.
Акселерометр (датчик поперечного/продольного ускорения)
Место установки на панели пола в салоне на продольной или соответственно поперечной оси. Физический принцип действия: емкостной.
Акселерометры измеряют ускорение автомобиля в продольном или соответственно поперечном направлении. Чем больше зарегистрированное датчиком ускорение, тем больше сигнал.
Акселерометры непрерывно проверяются модулем ABS (антиблокировочная система тормозов)/системы поддержания курсовой устойчивости. При проверке акселерометра с помощью регистратора данных необходимо помнить, что датчик регистрирует и отображает малейшее сотрясение.
Рабочий диапазон: напряжение питания примерно 12 вольт. Тип сигнала: цифровой протокол CAN 5 вольт. Частота 500 Kбит/с.
При неисправности заносится код ошибки. Проверяется направленной диагностикой (при наличии). Возможна только общая проверка работоспособности. Оценка сигналов с помощью компьютерной диагностики невозможна.
В автомобилях старых моделей акселерометр может быть установлен как отдельный узел. В некоторых системах после замены акселерометра может возникнуть необходимость его калибровки.
Необходимые указания содержатся в соответствующей литературе для станций технического обслуживания.
Датчик износа тормозных колодок
Место установки на тормозной колодке (только дисковые тормоза). Физический принцип действия: омическое сопротивление.
Датчик износа тормозных колодок состоит из маленькой проволочной петли, встроенной в тормозную накладку внутренней тормозной колодки.
Когда фрикционный слой тормозной накладки износится до определенной степени, это приведет, в зависимости от системы:
- A: к разрыву электрической цепи соединения с массой;
- B: к замыканию на массу.
Опорное напряжение примерно 5 В. Тип сигнала: ВКЛ/ВЫКЛ. Сопротивление меньше 0,5 Ом, проволочная петля не разорвана; > 10 кОм, проволочная петля разорвана.
Проверка возможна цифровым мультиметром DMM. На автомобилях старых моделей в схему могут быть включены сопротивления, отображающие прерывание подачи напряжения с помощью различных индикаторов в комбинации приборов (контрольная лампа мигает или горит постоянно).
Датчик давления в тормозной системе
Место установки: в зависимости от модификации установленного модуля ABS/системы поддержания курсовой устойчивости сенсоры давления устанавливаются снаружи на главном тормозном цилиндре или в HCU.
Физический принцип действия: емкостной, пьезо или мембранные сенсоры с тензорезисторами.
Назначение/принцип действия: измеряет давление в гидравлическом тормозном контуре. Сенсор генерирует электрический сигнал, пропорциональный давлению.
Рабочий диапазон: напряжение питания примерно 5 вольт. Тип сигнала: постоянное напряжение: 0,5 – 4,5 вольт. Датчик давления непрерывно проверяется модулем ABS/системы поддержания курсовой устойчивости автомобиля.
На диаграмме вид сигнала давления в тормозной системе при двукратном нажатии педали тормоза (отображение на экране регистратора данных).
Увеличение гидравлического давления на поршень приводит к перемещению подпружиненной подвижной пластины емкостного датчика давления.
Вызванное этим изменение емкости регистрируется и анализируется модулем ABS/системы поддержания курсовой устойчивости. При неисправности заносится код ошибки. Проверяется направленной диагностикой (при наличии). Мультиметром проверяется только не интегрированный в HCU датчик.
Пьезоэлектрический датчик давления состоит из пьезоэлемента, связанного через мембрану с тормозным контуром.
При росте давления в тормозной системе мембрана деформирует пьезоэлемент, что приводит к изменению напряжения на его электродах. Величина изменения напряжения анализируется модулем ABS/системы поддержания курсовой устойчивости.
Интегрированные в HCU сенсоры давления нельзя заменить отдельно. В некоторых системах сенсоры необходимо откалибровать после замены. Необходимые указания содержатся в соответствующей литературе для станций технического обслуживания.
Датчик положения педали тормоза
Место установки на главном тормозном цилиндре (только в автомобилях с системами ABS открытого типа). Физический принцип действия: выключатель со скользящим контактом.
Назначение/принцип действия: определяется положение педали тормоза. Датчик положения педали тормоза имеет две дорожки скольжения. Одна из дорожек разделена на семь сегментов, при этом каждый сегмент соединен через сопротивление с одним из двух электрических контактов разъема.
Другая дорожка скольжения сплошная, она подключена ко второму контакту разъема. В зависимости от положения педали сопротивления поочередно включаются с помощью скользящего контакта.
Рабочий диапазон: опорное напряжение примерно 5 вольт. Тип сигнала: постоянное напряжение: 0,5 – 4,5 вольт.
При неисправности заносится код ошибки (DTC). Проверяется направленной диагностикой (при наличии) и цифровым мультиметром DMM.
Датчик удара (датчик ускорения)
На разные автомобили устанавливается от одного до пяти датчиков удара. Для разных подушек безопасности сенсоры устанавливаются в различных частях авто: в передней части автомобиля (передняя подушка безопасности), на днище автомобиля в области средней стойки (боковая подушка безопасности), на задней стойке (верхняя подушка безопасности при наличии более двух рядов сидений) или в модуле SRS (вспомогательная удерживающая система подушек и ремней безопасности).
Физический принцип действия: пьезо или емкостной. Сенсоры измеряют, в зависимости от места применения, поперечное или продольное ускорение автомобиля. В датчик встроен электронный блок обработки данных. В соответствии с ускорением передает в модуль SRS цифровые кодированные данные удара.
Датчики удара нельзя проверить в условиях сервиса. Можно проверить только жгут проводов. Обозначаются как ECS (электронный датчик удара). Сенсоры боковых подушек безопасности называются также датчиками бокового удара.
В некоторых системах после замены необходимо «обучать» или калибровать в модуле SRS. В некоторых системах сенсоры удара могут повторно использоваться после аварий, приведших к срабатыванию подушки безопасности. При этом обязательно следует соблюдать указания актуальной литературы для станций технического обслуживания.
Датчик угла поворота
Место установки: в ТНВД распределительного типа VP30/VP44. Физический принцип действия: эффект Холла. Зонд улавливает поворот задающего ротора, на котором выполнены мелкие зубья. В определенных местах зубья отсутствуют (специально рассчитанные промежутки).
Тип сигнала: сигнал прямоугольной формы. Частота зависит от скорости вращения ротора.
Сам датчик угла поворота проверить и заменить нельзя, т. к. он неразъемно соединен с модулем управления ТНВД (PCU). При неисправности необходимо полностью заменить ТНВД распределительного типа.
Датчик положения дроссельной заслонки (TP) (бензиновый двигатель)
Место установки во впускном тракте на корпусе дроссельной заслонки. Физический принцип действия: потенциометр со скользящим контактом.
При открытии дроссельной заслонки в датчике TP (положение дроссельной заслонки) контакт перемещается по дорожке резистора. Сопротивление растет пропорционально перемещению дроссельной заслонки в направлении WOT (полностью открытая дроссельная заслонка).
Рабочий диапазон: опорное напряжение примерно 5 вольт. Тип сигнала: постоянное напряжение: 0,6 – 4,8 В. При полность закрытой дроссельной заслонке напряжение примерно 0,8 вольт, открытой – примерно 4,7 В.
С помощью осциллографа можно проверить непрерывность и равномерность характеристики сигнала TP. Для этого нужно плавно переместить дроссельную заслонку из положения холостого хода в положение WOT. При этом напряжение на осциллографе также должно изменяться плавно и непрерывно.
Если напряжение меняется скачкообразно, или имеются пики напряжения (вызванные трещинами или загрязнением), выходящие из допустимого диапазона напряжения, это означает, что TP неисправен.
Примечание: Микротрещины и прочие неисправности могут привести к сбоям в работе при низких температурах. Эти сбои могут не проявляться на прогретом двигателе.
Датчик давления усилителя тормозов
Место установки на усилителе тормозов. Физический принцип действия: упругая мембрана с тензорезисторами.
Измеряет разрежение в усилителе тормозов. В зависимости от давления в усилителе тормозов изменяется сопротивление, а следовательно, падение напряжения на измерителе.
Опорное напряжение примерно 5 В. Тип сигнала: постоянное напряжение: 0,4 – 4,5 В. Для проверки при включенном зажигании несколько раз нажмите на педаль тормоза (для уменьшения разрежения в усилителе тормозов) – напряжение 3,5 – 4,5 В.
При работающем двигателе после нескольких нажатий на педаль акселератора (максимальное разрежение в усилителе тормозов) – напряжение 0,4 – 1,0 В.
Датчики разности давлений: расхода отработавших газов в системе рециркуляции / разности давлений в сажевом фильтре
Место установки в зависимости от назначения: датчик расхода отработавших газов в системе рециркуляции устанавливается между клапаном EGR (рециркуляция отработавших газов) и выпускным коллектором.
Назначение/принцип действия: регистрирует разность давлений в трубопроводе к клапану EGR или разность давлений перед за сажевым фильтром.
В трубопроводе предусмотрен дроссель (трубка Вентури). В зависимости от расхода отработавших газов, т. е. степени открытия клапана EGR, между концами дросселя возникает соответствующий перепад давлений.
Этот перепад (потеря давления) регистрируется датчиком расхода отработавших газов в системе рециркуляции и передается на PCM в виде электрического сигнала.
Датчик разности давлений в сажевом фильтре (фото ниже) с помощью трубопроводов подключается к штуцерам до и после сажевого фильтра. Физический принцип действия: упругая мембрана с тензорезисторами.
Сажевый фильтр оказывает определенное сопротивление потоку отработавших газов. При этом возникает разница давлений отработавших газов перед сажевым фильтром и после него.
В зависимости от разницы давлений изменяются сопротивления тензорезисторов. Это приводит к изменению напряжения. Опорное напряжение примерно 5 В. Тип сигнала: постоянное напряжение: 0,5 – 4,5 В.
Работу зонда разности давлений в сажевом фильтре или расхода отработавших газов в системе рециркуляции можно проверить с помощью ручного насоса и регистратора данных следующим образом:
- Выбрать в регистраторе данных разность давлений в сажевом фильтре.
- С датчика разности давлений в сажевом фильтре снять шланг, ведущий к переднему штуцеру сажевого фильтра.
- Подключить к штуцеру датчика ручной насос и создать им определенное давление (например 300 мбар).
- Считать разность давлений в регистраторе данных. Считанное значение должно соответствовать установленному на ручном насосе значению.
Датчик скорости автомобиля (ДСА) (VSS)
Место установки ДСА на корпусе коробки передач (выходной вал). Физический принцип действия: эффект Холла или индуктивный (на автомобилях старых моделей).
Назначение/принцип действия: сенсор VSS регистрирует частоту вращения выходного вала коробки передач. В зависимости от принципа работы:
- генерирует сигнал переменного напряжения (индуктивный зонд). Пропорционально частоте вращения изменяется напряжение и частота сигнала;
- генерирует сигнал прямоугольной формы (эффект Холла). Изменяется частота сигнала. Напряжение питания и сигнала 12 В.
Вид сигнала зависит от установленного датчика, а также от коробки переключения передач.
В автомобилях новых моделей, оснащенных системой ABS, скорость автомобиля определяется с помощью датчиков скорости колес. VSS не устанавливается.
При этом индицируемый регистратором данных сигнал VSS рассчитывается PCM или генерируется зондом OSS.
Датчик положения педали акселератора (APP) с потенциометром
APP встроен в педаль акселератора. Физический принцип действия: потенциометр со скользящим контактом. APP определяет текущее положение педали акселератора.
Опорное напряжение примерно 5 В. Тип сигнала: постоянное напряжение: 0 – 4,5 В. Для контроля достоверности данных APP состоит из двух или трех датчиков. При нажатии на педаль акселератора вал поворачивается и скользящие контакты перемещаются по дорожкам потенциометров.
Дорожки потенциометра выполнены таким образом, что по мере перемещения по ним скользящих контактов сопротивления потенциометров плавно увеличиваются (или уменьшаются). Изменение сопротивления приводит к пропорциональному изменению напряжения, являющегося сигналом о положении педали акселератора.
Для надежного распознавания неполадок дополнительные датчики APP 2 и, при необходимости, APP 3 могут передавать дублирующий и/или отличающийся от APP 1 сигнал напряжения в PCM.
Примечание: Микротрещины и прочие неисправности могут привести к сбоям в работе датчика при низких температурах. Эти сбои могут не проявляться на прогретом двигателе.
Особенности APP с потенциометром со скользящими контактами: при измерении сопротивлений датчика следует учесть, что потенциометры со скользящим контактом восприимчивы к температуре, отклонения значений сопротивлений могут достигать 10%.
Индуктивный датчик положения педали акселератора (APP)
APP встроен в педаль акселератора. Индуктивный датчик APP определяет текущее положение педали акселератора. Для контроля достоверности данных APP состоит из двух или трех датчиков. Напряжение питания примерно 12 В.
Работа индуктивного датчика во многом аналогична работе трансформатора. Сначала необходимо преобразовать входное постоянное напряжение в переменное напряжение.
При нажатии педали акселератора в индуктивном APP поворачивается ротор. Он является магнитопроводом для индуцирования переменного напряжения во вторичной обмотке.
В результате переменное напряжение в первичной обмотке вызывает возникновение переменного напряжения во вторичной обмотке. При этом индукция во вторичной обмотке зависит от положения ротора:
- педаль акселератора не нажата – небольшая индукция, т. е. малая амплитуда переменного напряжения;
- педаль акселератора полностью нажата – сильная индукция, т. е. большая амплитуда переменного напряжения.
Чтобы модуль PCM мог использовать выдаваемый вторичной обмоткой сигнал переменного напряжения, его сначала необходимо преобразовать в цифровую форму – это выполняет блок обработки APP.
На автомобили в настоящее время устанавливают APP с двумя индуктивными датчиками. В соответствии с требованиями стратегии управления двигателем сигналы индуктивных сенсоров обрабатываются электронным блоком в APP следующим образом:
- APP 1 = сигнал PWM;
- APP 2 = аналоговый сигнал постоянного напряжения 0 – 5 В.
Не задействован – PWM с малой длительностью импульсов (малой скважностью).
Полностью задействован – PWM с большой длительностью импульсов (большой скважностью).
Датчик выбранной передачи (TR)
TR устанавливается в коробке передач (в блоке клапанов) или на коробке передач (вал переключения передач). Физический принцип действия: переключатель со скользящим контактом, эффект Холла или потенциометр с кодировкой напряжения.
TR регистрирует текущее положение рычага селектора. В зависимости от принципа работы в соответствующих положениях выполняется:
- C помощью выключателя замыкается соответствующая электрическая цепь.
- C помощью датчика Холла генерируется цифровой сигнал.
- C помощью изменения сопротивления задается изменение (кодирование) напряжения.
Проверка любого зонда TR возможна только в регистраторе данных. Индикация в регистраторе данных зависит от установленной на автомобиль АКПП (например, бесступенчатая коробка передач (вариатор), АКПП с возможностью переключать передачи вручную). Соответственно в регистраторе данных можно выполнить проверку:
- датчика TR;
- выключателя ручного переключения на рычаге селектора;
- клавиш ручного переключения на рулевом колесе;
- выключателя повышающей передачи (зимний режим) на рычаге селектора.
Положение рычага селектора или включенная вручную передача (в режима ручного переключения) может отображаться, в зависимости от оснащения автомобиля, также в комбинации приборов.
Примечание для TR со скользящим контактом: микротрещины и прочие неисправности могут привести к сбоям в работе при низких температурах. Эти сбои могут не проявляться при прогретом двигателе.
Даже при корректной индикации в регистраторе данных настройка троса между рычагом селектора и коробкой передач всегда должна выполняться с помощью специального инструмента, в соответствии с инструкциями, изложенных в руководствах для сервисных предприятий.
Датчик температуры трансмиссионной жидкости (TFT)
Место установки в картере автоматической коробки передач или в блоке управления коробкой передач. Физический принцип действия: NTC-резистор.
TFT измеряет текущую температуру трансмиссионной жидкости АКПП. В зависимости от температуры трансмиссионной жидкости изменяется сопротивление, а следовательно, падение напряжения на измерительном элементе.
Рабочий диапазон: опорное напряжение примерно 5 В. Тип сигнала: постоянное напряжение. Интегрированные в блок управления коробкой передач датчики TFT нельзя заменить отдельно.
Датчики частоты вращения выходного вала (OSS), входного вала (ISS), вала турбинного колеса (TSS)
Место установки: в некоторых коробках передач (автоматическая коробка передач, автоматизированная механическая коробка передач или бесступенчатая автоматическая коробка передач (вариатор)) место установки датчиков может отличаться. Датчики устанавливаются снаружи на картере коробки передач или внутри коробки у соответствующего вала.
Физический принцип действия: индуктивный или эффект Холла. Назначение/принцип действия: улавливают вращения валов благодаря расположению вблизи соответствующего зубчатого колеса или зубчатого венца (задающего ротора) вала.
В зависимости от принципа работы генерирует сигнал переменного напряжения или сигнал прямоугольной форм. Пропорционально частоте вращения изменяется напряжение и частота сигнала (индуктивный датчик) или изменяется частота сигнала (датчик Холла).
ПРИМЕЧАНИЕ: TCM (модуль управления коробкой передач) автоматической коробки передач нельзя диагностировать с помощью мультиметра. В противном случае TCM будет выведен из строя.
На графике OSS, TSS (частота вращения вала турбины) и частота вращения двигателя в регистраторе данных.
На графике ниже отображение сигнала индуктивного TSS в осциллографе на холостом ходу.
На графике ниже отображение сигнала индуктивного TSS в осциллографе при частоте вращения примерно 2500 об/мин.
Вид сигнала зависит от установленного датчика, а также от его зубчатого колеса/зубчатого венца (задающего ротора).
В некоторых коробках передач OSS также называется VSS. В некоторых коробках передач сигналы частоты вращения валов КП используются также для самодиагностики.
Датчик рысканья
Место установки по центру на днище автомобиля или на передней стенке кузова рядом с рулевой колонкой (автомобили с левосторонним рулевым управлением).
Физический принцип действия: пьезо или емкостной. Датчик рыскания измеряет скорость поворота автомобиля вокруг вертикальной оси.
Датчик поперечного ускорения определяет ускорение автомобиля в поперечном направлении. Датчик наклона измеряет усилие, возникающее в наклонном положении и действующее аналогично силе ускорения. Интегрированный в сенсор блок обработки анализирует поступающие сигналы и генерирует соответствующий цифровой сигнал.
Напряжение питания примерно 12 В. Тип сигнала: цифровой протокол CAN, 5 В. Частота 500 Kбит/с. С помощью регистратора данных можно провести только общую проверку работы. Оценка сигналов с помощью сканера невозможна.
В некоторых системах датчики рыскания после замены необходимо «обучить» или откалибровать с помощью сканера. При этом следует соблюдать инструкции актуальной литературы для станций технического обслуживания.
Датчик разрушения стекла
Место установки в заднем боковом стекле или в нагревательном элементе заднего стекла. Физический принцип действия: сопротивление (резистор).
Датчик разрушения стекла устанавливается в универсалах или минивэнах/микроавтобусах с противоугонной сигнализацией. Он представляет собой так называемую петлю сопротивления (электрический проводник).
В боковых стеклах петля сопротивления встраивается отдельно. В заднем стекле ее роль выполняет нагревательный элемент заднего стекла, включенный в цепь противоугонной сигнализации. При разрыве петли сопротивление в цепи возрастает.
Напряжение питания примерно 12 В. Тип сигнала: ВКЛ/ВЫКЛ. Значение меньше 0,5 Ом, петля не разорвана. Сопротивление > 10 кОм, петля разорвана. При неисправности код DTC не регистрируется.
Датчик охраны салона
Место установки в зависимости от автомобиля: на средних стойках; в плафоне освещения салона; в обивке потолка; по центру автомобиля на панели пола (микроволновый датчик).
Физический принцип действия: ультразвуковой или микроволновый. Распознает движение в салоне автомобиля и выдает сигнал тревоги. Напряжение питания примерно 12 В. Тип сигнала: сигнал тревоги, милливольт. В некоторых системах возможно считывание кода неисправности DTC.
Датчики охраны салона можно проверить, включив противоугонную систему. Проверяющий должен находиться в автомобиле. После фазы активации, длящейся примерно 30 секунд, введите руку в область излучения соответствующего датчика. В результате должна сработать сигнализация.
Проверку можно также выполнить при открытом окне. Окно следует открыть лишь немного так, чтобы образовалась небольшая щель. Через нее в область излучения датчика можно ввести какой-либо предмет.
Микроволновый датчик оснащен светодиодом. Для проверки включить режим максимальной защиты противоугонной системы. В конце процедуры должен один раз загореться светодиод.
В зависимости от страны существует возможность отключения сенсоров охраны салона. Необходимые указания содержатся в соответствующем руководстве по эксплуатации. Информация о срабатывании сигнализации и причина срабатывания сохраняются в соответствующем модуле, эту информацию можно считать с помощью диагностического прибора.
Датчик давления хладагента
Место установки со стороны высокого давления A/C (кондиционирование воздуха). Физический принцип действия: упругая мембрана с тензорезисторами. Регистрирует давление в контуре высокого давления системы кондиционирования.
В зависимости от давления хладагента изменяется сопротивление, а следовательно, падение напряжения на измерительном элементе. Опорное напряжение примерно 5 В. Тип сигнала: постоянное напряжение 0,5 – 4,5 В. Сопротивление зависит от давления.
При выходе из строя в PCM заносится код ошибки. Достоверность показаний, при неисправности измерительного элемента, модулем PCM не контролируется.
Сенсоры давления хладагента устанавливаются на автомобилях новых моделей вместо двойных датчиков давления (выключателей). За счет линейной характеристики возможно более точное управление вентилятором.
Датчик детонации (KS)
Место установки на блоке цилиндров под головкой блока цилиндров. Физический принцип действия: пьезодатчик.
KS (датчик детонации) регистрирует возникающие в цилиндре колебания и генерирует соответствующий этим механическим колебаниям электрический сигнал.
Чем сильнее колебания, тем выше частота и величина переменного напряжения сигнала. Тип сигнала: переменное напряжение, милливольт. Сопротивление примерно 4,8 МОм. Частота 4 кГц – 18 кГц. При неисправности заносится код ошибки.
Проверить можно с помощью коробки-разветвителя или кабель-адаптера для подключения мультиметра к зонду KS. Настроить мультиметр на минимальный диапазон измерения переменного напряжения (мВ). Напряжение должно регистрироваться мультиметром при легком ударе по блоку цилиндров.
В зависимости от модификации на 4-х цилиндровых двигателях могут устанавливать один или два сенсора детонации. Если установлен один KS, то он находится в середине блока цилиндров между вторым и третьим цилиндром.
Если установлено 2 датчика детонации, то они находятся между первым и вторым, а также между третьим и четвертым цилиндром. Шестицилиндровые двигатели с V-образным расположением цилиндров всегда имеют два сенсора детонации, по одному в центре каждого ряда цилиндров.
Датчик усилия
Место установки в приводе стояночного тормоза (электронный стояночный тормоз). Физический принцип действия: эффект Холла. Назначение: измеряет усилие, действующее на трос стояночного тормоза (электронный стояночный тормоз).
Датчик усилия нельзя проверить, поскольку он полностью интегрирован в привод стояночного тормоза. При неисправности необходимо полностью заменить привод стояночного тормоза. Возможно считывание кода DTC диагностическим прибором.
Датчик давления топлива
Место установки в топливной рейке (рампе) системы впрыска. Устройство датчика давления: упругая мембрана с тензорезисторами. Назначение/принцип действия: измеряет давление топлива в топливной рейке (рампе).
В зависимости от давления топлива изменяется сопротивление, а следовательно, падение напряжения на зонде. Опорное напряжение примерно 5 В. Тип сигнала: постоянное напряжение: 0,1 – 4,8 В. Сопротивление в зависимости от давления.
При неисправности заносится код ошибки DTC. Проверяется направленной диагностикой (при наличии) и цифровым мультиметром DMM. Параметры давления отображаются в регистраторе данных.
Номинальные значения напряжения для системы Common-Rail компании Denso| Давление топлива, бар | Напряжение, В |
|---|---|
| 0 | примерно 1,0 |
| 200 | примерно 1,32 |
| 1000 | примерно 2,6 |
| 1600 | примерно 3,56 |
| 2000 | примерно 4,2 |
В условиях сервиса датчик давления топлива нельзя заменить отдельно. При неисправности сенсора давления топлива необходимо поменять топливную рейку (рампу) в сборе.
Датчик уровня топлива
Место установки в топливном баке, интегрирован в FPDM (модуль управления топливным насосом). Физический принцип действия: потенциометр со скользящим контактом. Назначение: определяет уровень топлива в топливном баке.
При изменении уровня топлива меняется положение скользящего контакта на дорожке потенциометра, а следовательно, падение напряжения на измерителе. Опорное напряжение примерно 5 В. Тип сигнала: постоянное напряжение.
В датчиках уровня топлива старого образца может иметься 2 дорожки потенциометров, сопротивление которых изменяется обратно пропорционально. В соответствии с этим при увеличении сопротивления одного из потенциометров сопротивление другого потенциометра уменьшается и наоборот.
| Положение датчика уровня топлива | Сопротивление, Ом |
|---|---|
| Топливный бак пуст | > 150 |
| Топливный бак заполнен на 50% | примерно 50 – 80 |
| Топливный бак полон | менее 20 |
Код ошибки не фиксируется. Проверяется направленной диагностикой (при наличии) и цифровым мультиметром DMM. Параметры сигнала отображаются в регистраторе данных. Отображаемое на панели приборов значение можно проверить путем самотестирования панели приборов. Указания по проведению самодиагностики содержатся в соответствующей литературе для станций технического обслуживания.
Для точной проверки необходимо снять датчик уровня топлива и проверить сопротивление потенциометра со скользящим контактом. При перемещении скользящего контакта по дорожке потенциометра сопротивление должно изменяться непрерывно и плавно.
Датчик температуры топлива
Место установки в обратной топливной магистрали или на ТНВД. Физический принцип действия NTC-резистор. Измеряет температуру топлива в обратной магистрали.
В зависимости от температуры топлива изменяется сопротивление, а следовательно, падение напряжения на сенсоре. Опорное напряжение примерно 5 В. Тип сигнала: постоянное напряжение: 0,1 – 4,9 В. Сопротивление в зависимости от температуры.
Номинальные значения сопротивления для топливной системы Common-Rail компании Denso| Температура, °C | Сопротивление, кОм |
|---|---|
| –30 | примерно 25,4 |
| –20 | примерно 15,04 |
| –10 | примерно 9,16 |
| 0 | примерно 5,74 |
| 10 | примерно 3,70 |
| 20 | примерно 2,45 |
| 30 | примерно 1,66 |
| 40 | примерно 1,15 |
| 50 | примерно 0,811 |
| 60 | примерно 0,584 |
| 70 | примерно 0,428 |
| 80 | примерно 0,318 |
| 90 | примерно 0,240 |
| 100 | примерно 0,184 |
| 110 | примерно 0,142 |
| 120 | примерно 0,111 |
При неисправности заносится код ошибки DTC. Проверяется направленной диагностикой (при наличии) и цифровым мультиметром DMM. Значения температуры отображаются в регистраторе данных.
Датчик положения педали сцепления (автомобили с системой помощи при трогании на склоне)
Место установки на главном цилиндре сцепления. Физический принцип действия: индуктивный датчик. Служит для определения момента замыкания сцепления (определение момента трогания с места для систем с электронным стояночным тормозом).
Опорное напряжение примерно 5 В. Тип сигнала: постоянное напряжение: 0,5 – 4,5 В. При неисправности заносится код ошибки DTC. Проверяется направленной диагностикой (при наличии) и цифровым мультиметром DMM. Параметры сигнала отображаются в регистраторе данных. Возможна проверка осциллографом.
Датчик можно заменить отдельно. Однако установленном на автомобиль главном цилиндре сцепления доступ к датчику ограничен. Поэтому снятия и монтаж датчика проводится специальным инструментом.
Датчик положения коленчатого вала (CKP)
Место установки рядом с маховиком или шкивом (гасителем крутильных колебаний). Физический принцип действия: индуктивный или эффект Холла.
CKP улавливает положение зубчатого венца (индуктивный датчик) или специального диска с точно определенным количеством пар магнитных полюсов (север/юг) (датчик Холла).
Между некоторыми зубьями или парами магнитных полюсов предусмотрены промежутки. Сигнал CKP зависит от скорости вращения.
При индуктивном CKP частота сигнала, а также амплитуда увеличиваются пропорционально росту частоты вращения коленчатого вала.
В датчиках Холла с увеличением частоты вращения коленчатого вала двигателя растет только частота сигнала.
Опорное напряжение примерно 5 В. Тип сигнала: синусоидальный сигнал (индуктивный сенсор); сигнал прямоугольной формы (эффект Холла).
При неисправности заносится код ошибки DTC. Проверяется направленной диагностикой (при наличии) и цифровым мультиметром DMM (индуктивный). Возможна проверка осциллографом. Параметры сигнала не отображаются в регистраторе данных. При отсутствии сигнала CKP при запуске двигателя, величина оборотов в регистраторе данных равна 0.
Для систем с индуктивным датчиком важную роль играет скорость вращения стартера. Чтобы получить надежный сигнал для дальнейшей обработки в PCM, при запуске должна достигаться определенная частота вращения коленчатого вала (при этом напряжение сигнала достигает достаточной величины). Кроме того, величина минимального напряжения сигнала CKP, принимаемого для запуска двигателя модулем PCM, задается в программе модуля.
Корректная настройка воздушного зазора между сенсором и задающим ротором, а также положение сенсора, имеет большое значение. Небольшие отклонения могут привести к тому, что двигатель не запустится.
Загрязнение (например, масло или коррозия) между задающим ротором и сенсором могут привести к тому, что двигатель не запустится или будет работать неравномерно. Если мотор запускается и работает без перебоев, значит сигнал в норме.
Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя (ECT) и температуры головки блока (CHT)
Место установки датчика ECT в малом контуре охлаждающей жидкости двигателя автомобиля. Датчик CHT установлен на головке блока цилиндров.
Физический принцип действия: NTC-резистор. ECT/CHT измеряет температуру охлаждающей жидкости или соответственно температуру головки блока цилиндров.
В зависимости от температуры охлаждающей жидкости или температуры головки блока изменяется сопротивление, а следовательно, падение напряжения на зонде.
Опорное напряжение примерно 5 В. Тип сигнала: постоянное напряжение. При неисправности заносится код ошибки DTC. Проверяется направленной диагностикой (при наличии) и цифровым мультиметром DMM. Параметры температуры отображаются в регистраторе данных.
Номинальные параметры датчика температуры охлаждающей жидкости ECT-/CHT в системах Visteon| Температура, °C | Сопротивление, кОм | Напряжение, В |
|---|---|---|
| –40 | 860 – 900 | 4,51 – 4,54 |
| –30 | 501 – 645 | 4,46 – 4,49 |
| –20 | 253 – 289 | 4,31 – 4,35 |
| –10 | 170 – 196 | 4,17 – 4,23 |
| 0 | 89,0 – 102 | 3,82 – 3,92 |
| 10 | 62,0 – 70,0 | 3,5 – 3,7 |
| 20 | 35,0 – 40,0 | 3,0 – 3,2 |
| 30 | 25,0 – 28,0 | 2,6 – 2,8 |
| 40 | 15,0 – 17,0 | 2,0 – 2,2 |
| 50 | 11,0 – 13,0 | 1,7 – 1,9 |
| 60 | 7,1 – 8,0 | 1,2 – 1,4 |
| 70 | 5,0 – 6,2 | 0,9 – 1,2 |
| 80 | 3,0 – 4,5 | 0,6 – 0,9 |
| 90 | 2,4 – 3,5 | 0,5 – 0,7 |
| 100 | 1,9 – 2,5 | 0,4 – 0,5 |
| 110 | 1,5 – 1,7 | 0,3 – 0,4 |
| 120 | 1,0 – 1,3 | 0,2 – 0,3 |
ПРИМЕЧАНИЕ: Для датчиков CHT при измерениях с помощью регистратора данных после «скачка напряжения» (подключения второго сопротивления) выдаются другие значения.
Сигнал CHT недостаточно точен при высоких температурах, т. е. он не обеспечивает точной работы во всем диапазоне измерений.
Для компенсации этого эффекта характеристическая кривая температуры сдвигается путем подключения второго сопротивления непосредственно в модуле PCM. Температура подключения и отключения второго сопротивления определяется стратегией управления двигателем (программой).
Температуры включения/отключения второго сопротивления могут быть смещены друг относительно друга (гистерезис). Это делается для того, чтобы предотвратить постоянное включение/отключение второго сопротивления при длительной работе двигателя с соответствующей моменту переключения температурой ОЖ. Пример:
- Системы Visteon (дизельный двигатель): температура включения: 78 °C, температура отключения: 62 °C;
- Системы Siemens (дизельный двигатель): температура включения: 85 °C, температура отключения: 80 °C.
Датчик угла поворота рулевого колеса
Место установки на рулевой колонке или непосредственно за рулевым колесом. Физический принцип действия: оптоэлектронный или магниторезистивный.
Назначение: измеряет угол поворота рулевого колеса. Встроенный блок обработки результатов генерирует цифровой сигнал, соответствующий повороту рулевого колеса.
При регистрации только относительного вращения сенсор измеряет только изменение угла поворота рулевого колеса. Прямое положение рулевого колеса в датчике не задано.
При регистрации абсолютного вращения сенсор генерирует сигнал, соответствующий каждому положению рулевого колеса. В датчике задано прямое положение рулевого колеса.
Напряжение питания примерно 12 В. Тип сигнала: цифровой, протокол CAN, 5 В. Частота 500 Kбит/с. При неисправности заносится код ошибки DTC. Проверяется направленной диагностикой (при наличии).
Показания параметров измерения в регистраторе данных могут отсутствовать из-за программного обеспечения модуля контроля. Датчики угла поворота рулевого колеса непрерывно проверяются модулем ABS/системы поддержания курсовой устойчивости.
При отображении сигнала в регистраторе данных необходимо помнить, что, при определенных условиях, область измерения может быть изображена не для всего диапазона поворота рулевого колеса (от упора до упора).
Для проверки достаточно повернуть рулевое колесо в каждом направлении, т. к. возможная ошибка будет повторяться.
С помощью светового затвора оптоэлектронный сенсор угла поворота рулевого колеса бесконтактно улавливает поворот жестко связанного с валом рулевой колонки диска с отверстиями.
Магниторезистивные сенсоры угла поворота рулевого колеса включают в себя два постоянных магнита, каждый из которых поворачивается на шестерне, находящейся в зацеплении с шестерней рулевой колонки.
Передаточное отношение у этих двух зубчатых передач разное (разное число зубьев у шестерен магнитов), поэтому в каждом положении рулевого колеса магниты по разному ориентированы друг относительно друга.
В некоторых системах сенсор угла поворота рулевого колеса после замены необходимо «обучить» или откалибровать с помощью диагностического прибора. При этом следует соблюдать инструкции актуальной литературы для станций технического обслуживания. При настройке можно одновременно выполнить проверку работы сенсора.
Датчик освещенности
Датчик освещенности для автоматического контроля света объединен вместе с датчиком дождя автоматического стеклоочистителя в один блок, расположенный за ветровым стеклом в зоне работы стеклоочистителя, неподалеку от внутреннего зеркала в автомобиле.
Физический принцип действия: фотогальваника. Состоит из трех элементов: датчика освещенности вблизи, освещенности на удалении и рассеивателя.
Сенсор освещенности вблизи определяет освещенность в непосредственной близости от ветрового стекла. От сенсора освещенности на удалении поступает информация об уровне освещенности перед автомобилем.
Если оба сенсора освещенности (вблизи и на удалении) одновременно регистрируют резкое снижение освещенности, то с помощью алгоритма расчета в модуле автоматического управления светом или GEM (модуль управления электрооборудованием) генерируется цифровой частотно модулированный сигнал на включение внешних световых приборов.
Напряжение питания примерно 12 В. Тип сигнала: цифровой код. При неисправности заносится код ошибки DTC. При не соответствующем сигнале при включении функции автоматического управления светом может постоянно гореть ближний свет. Сенсор способен отличить дневной свет от искусственного освещения. Датчик освещенности не поддается диагностике.
Датчик массового расхода (MAF)
Место установки во впускном тракте, за воздушным фильтром. Физический принцип действия: термоанемометрический расходомер воздуха с проволочным элементом или термоанемометрический горячепленочный расходомер воздуха. MAF измеряет массу поступающего в автомобильный двигатель воздуха.
Принцип действия расходомера воздуха с проволочным элементом MAF: поток воздуха проходит через трубку Вентури, находящуюся в корпусе MAF.
Возникающее в трубке разрежение вызывает подсос определенного количества воздуха через обходной канал.
В обходном канале находится проволочный нагревательный элемент и резистор температурной компенсации. Датчик температуры воздуха измеряет температуру проходящего воздуха, который охлаждает проволочный нагревательный элемент.
Блок управления подает на проволоку определенный ток для поддержания постоянной разницы температур проволоки и потока воздуха. При этом способе измерения учитывается плотность воздуха, т. к. от неё зависит величина теплопередачи от проволоки к охлаждающему её воздуху.
Ток нагрева проволочного элемента является, таким образом, мерой массового расхода воздуха. На основе этого тока в блоке обработки датчика генерируется пропорциональный массовому расходу воздуха сигнал напряжения, который передается на PCM. Здесь существует следующая закономерность:
- малый массовый расход воздуха – низкое напряжение (примерно 0,5 В);
- большой массовый расход воздуха – высокое напряжение (примерно 5 В).
Принцип действия пленочного расходомера воздуха MAF: в зависимости от стратегии управления двигателем пленочный расходомер воздуха MAF может быть аналоговым или цифровым.
Пленочный расходомер воздуха MAF способен распознавать направление потока воздуха. Для этого на поверхности кристалла выполнены два элемента измерения температуры, каждый из которых нагревается от электрического нагревательного элемента и охлаждается потоком воздуха.
Блок управления подает на нагревательный элемент такой ток, чтобы поддерживать постоянную разницу между температурами нагревательного элемента и потока воздуха.
На основании сигналов обоих элементов измерения температуры можно определить как массовый расход воздуха, так и направление потока. Поэтому даже при сильных пульсациях потока воздуха можно точно рассчитать массовый расход воздуха.
Направление потока определяется при сравнении значений температур измерительных элементов (первый по отношению к набегающему потоку элемент охлаждается сильнее, т. е. его температура меньше).
Напряжение питания (некоторые варианты) примерно 12 В или опорное напряжение примерно 5 В. Тип сигнала: постоянное напряжение: 0,5 – 4,75 В или частота 700– 10000 Гц.
Вывод сигнала MAF в регистраторе данных зависит от варианта автомобиля. Данные могут выводиться в вольтах (В) и в граммах за секунду (г/с). Выданное расходомером MAF значение зависит от модификации системы впуска, а также от рабочего объема двигателя машины.
Значение сигнала аналогового MAF при максимальном ускорении и полной нагрузке на 3 передаче должно превышать 4 В.
Цифровой MAF: частота изменяется с ростом частоты вращения и расхода воздуха.. Кроме того, массовый расход воздуха и сигнал сенсора зависит от конструкции впускного тракта.
Значение сигнала цифрового MAF при максимальном ускорении на 3-ей передаче примерно 120 – 150 г/сек. В некоторых автомобилях значения расхода воздуха отображаются в кг/час.
В новые расходомеры MAF встроен датчик IAT. Он предназначен, в основном, для коррекции сигнала MAF. В результате обеспечивается более точное измерение массового расхода воздуха. Физический принцип работы, а также способы проверки те же, что и у отдельного датчика IAT.
В некоторых автомобилях после замены расходомера MAF требуется выполнить сброс параметров в модуле управления с помощью диагностического прибора. Необходимые указания содержатся в актуальной литературе для станций технического обслуживания.
Датчик температуры воздуха в салоне и подаваемого воздуха
Место установки на панели приборов или на дефлекторах вентиляции салона. Физический принцип действия: NTC-резистор. Измеряет температуру воздуха на дефлекторах и в салоне автомобиля.
В зависимости от температуры воздуха изменяется сопротивление, а следовательно, падение напряжения на измерительном элементе.
Опорное напряжение примерно 5 В. Тип сигнала: постоянное напряжение: 0,5 – 4,5 В. При неисправности заносится код ошибки (DTC).
Проверяется направленной диагностикой (при наличии) и цифровым мультиметром DMM. Параметры температуры отображаются в регистраторе данных.
В зависимости от модели и комплектации, в автомобиле может быть установлено несколько датчиков в дефлекторах пространства для ног и ветрового стекла, а также в центральных дефлекторах (на панели приборов).
На графике показана зависимость сопротивления сенсора от температуры подаваемого воздуха, действительная для всех современных автомобилей.
В регистраторе данных их сигналы можно отобразить по отдельности. При этом следует помнить, что предустановленная область измерения настроена на оптимальные для диагностики значения (0 – 50 °C).
На диаграмме показаны значения сенсоров температуры системы кондиционирования воздуха при изменении температуры (в регистраторе данных).
Отображаемые значения должны соответствующим образом изменяться при изменении температуры или положения воздушных заслонок. Полученные при этом данные можно параллельно сравнить с показаниями обычного термометра. Для этого нужно поместить термометр в соответствующий поток воздуха.
В конструкцию датчиков температуры в салоне часто входит дополнительный вентилятор, который всасывает воздух из салона, чтобы получить оптимальный результат измерения.
Его частоту вращения также можно отобразить в регистраторе данных (значения в герцах (Гц)). При выходе этого вентилятора из строя индицируемое в регистраторе данных значение температуры этого датчика может отличаться от действительной температуры в салоне. При неисправности фиксируется код ошибки.
Датчик наклона
Место установки по одному датчику на передней и задней оси (автомобили с автоматическим корректором фар). Физический принцип действия: эффект Холла или индуктивный. Датчик измеряет высоту автомобиля относительно некоторого заданного уровня.
В соответствии с наклоном автомобиля и возникающим в связи с этим изменением положения рычага датчика встроенный блок обработки результатов генерирует напряжение.
Напряжение питания 4,8 – 5,2 В. Тип сигнала: постоянное напряжение: 0,5 – 4,5 В. При неисправности заносится код ошибки. Проверять направленной диагностикой (при наличии) и цифровым мультиметром DMM. Параметры сигнала отображаются в регистраторе данных.
Для некоторых систем данные могут быть представлены по-разному: вольты, градусы или проценты. Ниже показан сигнал при многократном изменении высоты автомобиля (быстрое покачивание) в регистраторе данных.
Для точной проверки необходимо отсоединить от автомобиля рычаг датчика. Это позволит отобразить сигнал в регистраторе данных при прохождении всего диапазона перемещения рычага.
При этом следует помнить, что на автомобиле с вывешенными колесами значения сигнала могут находиться вне области измерения, и проверка возможна только в ограниченных пределах.
Показания переднего и заднего сенсора служат для определения наклона автомобиля и, соответственно, для коррекции наклона фар. Изменение сигнала не обязательно сразу же приводит к коррекции наклона фар, поскольку системы работают с разными временами реакции или алгоритмами.
При изменении дорожного просвета автомобиля (например, при установки комплектов для его уменьшения) может потребоваться соответствующая адаптация точек крепления датчиков или рычагов.
При работах с сенсорами наклона необходимо обратить особое внимание на их правильное положение, т. к. при неправильной установке не гарантируется надлежащая работа.
В некоторых системах сенсор наклона после замены необходимо откалибровать или «обучить». При этом необходимо соблюдать рекомендации последнего издания руководства по обслуживанию автомобиля. Датчики наклона называются еще датчиками корректора фар или уровня/положения автомобиля.
Датчик положения распределительного вала (CMP)
Место установки в головке блока цилиндров, в зависимости от положения задающего ротора. Существуют следующие типы задающих роторов: задающий ротор с выступом на распределительном вале и задающий ротор на зубчатом шкиве распределительного вала.
Физический принцип действия: эффект Холла или индуктивный. Служит для распознавания положения ВМТ первого цилиндра для определения последовательности впрыска.
CMP улавливает перемещение одного или нескольких выступов на распределительном вале или изменение положения задающего ротора на зубчатом шкиве распределительного вала. Количество сигналов и расстояния между сигналами зависит от типа системы впрыска и от соответствующей стратегии управления двигателем.
Опорное напряжение: индуктивный зонд примерно 5 В / 12 В; датчик Холла 12 В. Тип сигнала: синусоидальный (индуктивный); прямоугольной формы (эффект Холла). Сопротивление индуктивного сенсора 200 – 900 кОм. Частота сигнала зависит от скорости вращения.
Диагностика DTC не для всех систем – зависит от программного обеспечения. Проверяется направленной диагностикой (при наличии), цифровым мультиметром DMM (индуктивный зонд) и осциллографом. На рисунке ниже индуктивный сигнал системы последовательного впрыска во впускной коллектор на холостом ходу на осциллографе.
Частота и амплитуда сигнала индуктивного CMP растет пропорционально увеличению частоты вращения распределительного вала. Таким образом, надежный сигнал можно получить только начиная с определенной частоты вращения распределительного вала (частоты вращения коленчатого вала двигателя). Этот тип CMP используется преимущественно в системах последовательного впрыска бензина во впускной коллектор.
Последовательный впрыск во впускной коллектор производится, когда частота вращения коленчатого вала двигателя достигает 400 — 600 об/мин. Для распознавания положения ВМТ первого цилиндра в этих системах используется контрольный выступ, проходящий возле датчика CMP за один рабочий цикл (два оборота коленчатого вала).
Напряжение прямоугольного сигнала (эффект Холла) генерируется не независимо от частоты вращения. При увеличении/уменьшении частоты вращения коленчатого вала двигателя изменяется только частота сигнала. На рисунке ниже сигнал Холла в системе прямого (непосредственного) впрыска бензина на холостом ходу на осциллографе.
CMP на основе эффекта Холла в основном используются в двигателях с прямым (непосредственным) впрыском топлива. Использование этого типа сенсоров обусловлено возможностью однозначного и быстрого определения последовательности впрыска при запуске с относительно низкой частотой вращения коленчатого вала (в дизельных двигателях Common-Rail 250 – 300 об/мин).
В зависимости от стратегии управления двигателем для распознавания цилиндра может предусматриваться один или несколько выступов на распределительном вале/задающем роторе. Последовательность сигналов зависит от размеров выступа (выступов) (в зависимости от сигнала CMP), а также, от стратегии управления двигателем.
Датчик температуры и уровня масла
Место установки внутри блока цилиндров, рядом с масло измерительным щупом. Физический принцип действия зонда уровня масла: использование нагревательной проволоки, NTC-резистор. Служит для определения уровня и состояния масла. Опорное напряжение 5 В.
ПРИМЕЧАНИЕ: PCM кратковременно подает управляющее напряжение на нагревательную проволоку только при соблюдении определенных условий. Поэтому измерить силу тока и напряжение невозможно.
При неисправности заносится код ошибки (DTC). Проверяется направленной диагностикой (при наличии) и цифровым мультиметром DMM. Номинальные параметры сенсора температуры и нагревательной проволоки указаны в таблицах.
Номинальные параметры для нагревательной проволоки| Температура, °C | Сопротивление, Ом |
|---|---|
| –30 | примерно 7,9 |
| 20 | примерно 9,8 |
| 160 | примерно 14,8 |
| Температура, °C | Сопротивление, Ом |
|---|---|
| –40 | 80429 – 106834 |
| –30 | 41895 – 54306 |
| –20 | 22717 – 28796 |
| 0 | 7442 – 9078 |
| 20 | 2772 – 3269 |
| 40 | 1151 – 1320 |
| 60 | 526 – 588 |
| 80 | 261 – 285 |
| 100 | 139 – 149 |
| 120 | 78 – 83 |
| 140 | 45 – 50 |
| 160 | 27 – 32 |
Датчик положения исполнительного механизма (устройства) переключения передач
Место установки на корпусе исполнительного механизма переключения передач. Физический принцип действия: индуктивный (постоянный магнит с тремя катушками). Сенсор положения исполнительного механизма переключения передач регистрирует движение цилиндров включения и выбора передачи.
На первичную обмотку подается напряжение. В результате перемещения магнита на вторичной обмотке индуцируется напряжение соответствующей величины. Опорное напряжение примерно 5 В.
При неисправности заносится код ошибки (DTC). Проверяется направленной диагностикой (при наличии) и цифровым мультиметром DMM.
В регистраторе данных можно отобразить сигнал положения исполнительного механизма переключения передач. При этом индицируемая передача должна соответствовать передаче, включенной в КП.
Датчик положения исполнительного механизма переключения передач также называют датчиком положения цилиндров выбора и включения передач.
Датчик частоты вращения колеса
Место установки на корпусах ступичных подшипников передних и задних колес. Физический принцип действия: индуктивный (пассивный) или магниторезистивный (активный).
Назначение/принцип действия: измеряют частоту вращения отдельных колес. В зависимости от принципа работы генерируется сигнал переменного напряжения (индуктивный) или сигнал PWM с постоянной частотой (магниторезистивный).
При индуктивном принципе: частота, а также амплитуда сигнала увеличиваются пропорционально росту частоты вращения колеса..При магниторезистивном: пропорционально росту частоты вращения колеса увеличивается только скважность сигнала PWM.
Напряжение питания 11,3 – 11,5 В. Сопротивление 0,9 – 1,4 кОм (индуктивный датчик). При неисправности заносится код ошибки (DTC). Проверяется направленной диагностикой (при наличии),цифровым мультиметром DMM (индуктивный сенсор) и осциллографом. Сигнал отображается в регистраторе данных.
В регистраторе данных рекомендуется отображать сигналы в виде гистограммы. В этом случае при прямолинейном движении у столбиков сигналов всех четырех сенсоров должна быть одинаковая длина.
Если один сигнал (или несколько сигналов) заметно отличается, то, возможно, в цепи этого сенсора возникла ошибка.
С конца 90-х годов широко применяются так называемые активные (магниторезистивные) сенсоры частоты вращения колеса. В отличие от индуктивных сенсоров они способны регистрировать частоту вращения, начиная с состояния покоя, что необходимо, например, для антипробуксовочных систем в момент начала движения.
Активный сенсор колеса состоит из двух магниторезистивных сопротивлений, которые соединены с двумя постоянными сопротивлениями по мостовой схеме (измерительный мост Витстоуна).
Благодаря такой схеме удается компенсировать влияние температуры и процессов старения на сигнал вращения колеса. Измерительный мост находится в непосредственной близости от задающего ротора, состоящего из постоянных магнитов с чередующейся полярностью.
Задающий ротор жестко соединен со ступицей или внутренним кольцом ступичного подшипника и вращается с частотой вращения колеса. В сенсор встроен блок обработки результатов измерений, который преобразует полученный в результате измерения синусоидальный сигнал в сигнал PWM с постоянной частотой.
Для работы необходимо подать напряжение питания, для этого на сенсоре есть два электрических контакта. Сигнал генерируется из тока, проходящего через сенсор. Ток большой силы (примерно 14 мА) интерпретируется модулем ABS/системы поддержания курсовой устойчивости как сигнал высокого уровня, ток малой силы (примерно 7 мА) как сигнал низкого уровня.
Чтобы модуль ABS/системы поддержания курсовой устойчивости мог правильно обработать сигнал пассивного зонда частоты вращения колеса (индуктивный), необходима достаточная амплитуда сигнала. Это означает, что пригодный к использованию сигнал может быть сгенерирован только начиная с некоторой минимальной скорости (примерно 5 — 7 км/ч, в зависимости от системы).
Как активный, так и пассивный сенсор частоты вращения колеса не изнашивается. В связи с использованием постоянных магнитов на сенсорах и задающих роторах могут оседать металлические частицы, например, частицы, образующиеся в процессе износа тормозных колодок. Эти частицы могут повлиять на работу. Поэтому при каждом вызванном сбое необходимо проверить чистоту сенсоров и их задающих роторов и, при необходимости, очистить их.
Датчик дождя в автомобиле
Место установки: интегрирован вместе с датчиком освещенности в один блок, расположенный за ветровым стеклом в области действия стеклоочистителей, недалеко от внутреннего зеркала.
Физический принцип действия: передача и прием инфракрасного излучения. Назначение/принцип действия: измеряет количество осадков, попавших на ветровое стекло. Если регистрируется определенное количество осадков на ветровом стекле, то с помощью алгоритма расчета в модуле автоматического управления наружным освещением или GEM генерируется цифровой частотно модулированный сигнал на включение стеклоочистителей. Напряжение питания примерно 12 В. Тип сигнала: цифровой код. При неисправности заносится код ошибки.
Диоды-излучатели (светодиоды) выдают инфракрасное излучение, проходящее через ветровое стекло и отражающееся его внешней стороной. Диоды-приемники (фотодиоды) регистрируют интенсивность отраженного излучения.
Угол, под которым направлено излучение, выбран так, что при отсутствии дождя внешней стороной стекла (граница стекла и воздуха) отражается 100% излучения. При сухой поверхности стекла инфракрасное излучение доходит до диода-приемника практически без уменьшения интенсивности (полное отражение).
При мокром стекле инфракрасное излучение поглощается каплями воды и доходит до диода-приемника только частично (частичное отражение). Зарегистрированная интенсивность излучения зависит от интенсивности дождя, т. к. дождевые капли частично препятствуют отражению от поверхности стекла. Чем более влажным становится стекло, тем ниже процент отражения.
Доля отраженного света является управляющей величиной для интервального таймера стеклоочистителей. С ее помощью сенсор дождя регулирует в зависимости от «измеренного» количества осадков скорость стеклоочистителя.
Датчик дождя не поддается диагностике.
Если во время работы стеклоочистителей регистрируется неисправность, стеклоочистители продолжают работать с последней установленной скоростью.
В некоторых автомобилях при выполнении перечисленных ниже условий производится автоматическая калибровка сенсора:
- В старых моделях после включения автоматического режима стеклоочистителя происходит инициализация, при которой стеклоочистители один раз приводятся в действие. Таким образом определяется фактическое состояние наружной поверхности стекла (например, потертости стекла от мелких камней и песка) или возможное стойкое (не удаляемое щетками) загрязнение рабочей зоны, которые учитываются при дальнейшей работе.
- В новых моделях автоматическая калибровка выполняется, только если выключатель стеклоочистителя перед включением зажигания находился не в положении автоматического режима.
В зависимости от автомобиля и оснащения можно настроить чувствительность сенсора дождя. Соответствующие указания содержатся в руководстве по эксплуатации.
В автомобилях с отражающим инфракрасное излучение ветровым стеклом «Solar Reflect» (атермальное стекло) установлен модуль сенсора освещенности/дождя, учитывающий покрытие стекла. Такой модуль нельзя заменять модулем для автомобилей без отражающего инфракрасное излучение ветрового стекла, т. к. при этом не будет обеспечена корректная работа сенсора дождя.
Датчик абсолютного давления во впускном коллекторе (MAP)
Место установки во впускном тракте. Физический принцип действия: упругая мембрана с тензорезисторами или пьезодатчик.
MAP измеряет текущее абсолютное давление во впускном коллекторе. В зависимости от абсолютного давления во впускном коллекторе изменяется сопротивление, а следовательно, падение напряжения на измерительном элементе.
Опорное напряжение примерно 5 В. Тип сигнала: постоянное напряжение: 0 – 4,8 В. При неисправности заносится код ошибки (DTC). Проверяется направленной диагностикой (при наличии),цифровым мультиметром DMM и осциллографом. Сигнал отображается в регистраторе данных.
Для некоторых модификаций автомобилей регистратор данных вместо (или наряду с) индикацией в вольтах показывает текущее давление во впускном коллекторе в барах. В этом случае простую проверку MAP можно выполнить с помощью ручного насоса:
- Подключите ручной насос к датчику MAP (при необходимости, снимите для этого MAP).
- В зависимости от типа двигателя (бензиновый или дизельный) в несколько этапов создайте либо разрежение (для бензинового двигателя), либо избыточное давление (для дизельного двигателя).
- Значения на указателе ручного насоса должны совпадать со значениями регистратора данных.
В автомобилях с системами EEC IV и частично с EEC V измеренное MAP давление выдается в виде частотно модулированного сигнала (Гц).
Трещины на корпусе или внутренние повреждения могут привести к тому, что при правильной частоте сигнал будет иметь недостаточную величину амплитуды. С помощью осциллографа можно проверить величину амплитуды (заданное значение примерно 5 В). Вместо простых MAP часто используются датчики MAPT. При этом сенсор IAT интегрирован в MAP.
Примечание: Показания изменяются в зависимости от атмосферного давления (обычно составляет от 920 до 1028 бар), поэтому измеренные значения могут несколько отличаться.
Датчик качества окружающего воздуха
Место установки в корпусе отопителя/испарителя на впуске свежего воздуха. Физический принцип действия: принцип работы гальванических элементов.
Сенсор регистрирует вредные вещества в окружающем воздухе, которые попадают в салон через систему вентиляции. Распознавание вредных веществ базируется на измерении сопротивления подогреваемого измерительного элемента из окиси олова.
Рабочий диапазон: напряжение питания примерно 12 В. Тип сигнала: сигнал PWM 5В. Частота 50 Гц ± 2%. При неисправности заносится код ошибки (DTC). Значения отображается в регистраторе данных. Возможна проверка осциллографом.
Сигнал зонда качества окружающего воздуха игнорируется в течение первых 80 секунд после включения системы кондиционирования.
Датчик занятости и определения нагрузки на сиденье
Место установки: встроен в сиденье переднего пассажира. Физический принцип действия: изменение сопротивления. Напряжение питания примерно 12 В. Тип сигнала: цифровой ВКЛ/ВЫКЛ. Сенсор определяет, занято ли сиденье переднего пассажира.
Система состоит из встроенного в сиденье сенсорного коврика, в который встроено множество чувствительных элементов. Эти чувствительные элементы имеют собственный модуль управления, расположенный под сиденьем пассажира.
Сенсор занятости и определения нагрузки на сиденье непрерывно проверяется модулем SRS, его нельзя проверить в условиях сервиса. В зависимости от системы отображается код неисправности вместе с соответствующим описанием. Это описание кода неисправности поясняет суть неисправности при диагностике и процедуре проверки.
Если сиденье переднего пассажира не занято или на нем находится легкий объект, в модуль управления подушек безопасности передается сигнал «сиденье не занято», что приводит к отключению подушки безопасности переднего пассажира.
При незанятом сиденье и вставленном в замок ремня безопасности (например, при установке детского сиденья) загорается контрольная лампа «отключена подушка безопасности переднего пассажира». Сенсор можно поменять только вместе с элементом из вспененного материала. Необходимые указания содержатся в соответствующей литературе для станций технического обслуживания.
Датчик занятости сиденья
Место установки: встроен в сиденье переднего пассажира. Физический принцип действия: изменение сопротивления. Напряжение питания примерно 12 В, Тип сигнала: цифровой ВКЛ/ВЫКЛ.
Сенсор занятости сиденья состоит из встроенной в подушку сиденья сенсорной ленты и, в зависимости от модификации, отдельного модуля распознавания занятости сиденья, который анализирует сигналы и передает их в модуль управления SRS.
Модуль распознавания занятости сиденья не встраивается в сиденье (находится снаружи). Зонд распознает наличие человека на сиденье переднего пассажира. При превышении определенного давления на сенсор генерируется цифровой сигнал.
Сенсор непрерывно проверяется модулем SRS, его нельзя проверить в условиях сервиса. Его можно заменить только вместе с элементом из вспененного материала.В зависимости от системы отображается код неисправности вместе с соответствующим описанием. Это описание кода неисправности поясняет суть неисправности при диагностике и процедуре проверки.
Сенсор занятости сиденья используется на автомобилях, оснащенных сигнальной лампой ремня переднего пассажира. Отключение подушки безопасности переднего пассажира не выполняется.
Датчик положения сиденья
Место установки под сиденьем водителя на внутренней направляющей сиденья. Физический принцип действия: эффект Холла. Напряжение питания примерно 5 В. Тип сигнала: прямоугольный ВКЛ/ВЫКЛ.
Зонд определяет продольное положение сиденья водителя. Когда сиденье находится в переднем положении, металлическая пластина входит в датчик. Это влияет на магнитное поле, в результате генерируется сигнал прямоугольной формы.
Зонд положения сиденья непрерывно проверяется модулем SRS, его нельзя проверить в условиях сервиса.
В зависимости от системы отображается код неисправности вместе с соответствующим описанием. Это описание кода поясняет суть неисправности при диагностике и процедуре проверки.
Датчик интенсивности солнечного излучения
Место установки на передней части панели приборов (в автомобилях с EATC (электронный автоматический климат-контроль) и SATC (Полуавтоматическое управление температурой)).
Физический принцип действия: фотогальванический. Датчик измеряет интенсивность солнечного излучения. Чем большую интенсивность солнечного излучения регистрирует датчик, тем меньше его сопротивление.
Опорное напряжение примерно 5 В. Тип сигнала: постоянное напряжение. Сопротивление: светло: 0 — 1 кОм; темно: > 4,5 МОм.
При неисправности заносится код ошибки (DTC). Проверяется направленной диагностикой (при наличии) и цифровым мультиметром DMM. Сигнал отображается в регистраторе данных. Рекомендуется отображать сигнал в виде гистограммы.
При проверке необходимо помнить, что даже при прямом солнечном свете может быть отображено меньшее значение, чем ожидалось.
Например, при освещении сильными лампами (не неоновые лампы) может при определенных обстоятельствах быть достигнуто большее значение, чем при солнечном свете.
Если сенсор экранирован от света, то должно быть показано соответствующее максимальное значение (темно). Индикация может быть числовой или процентной.
Датчики положения (перемещения)
Датчики положения, как правило, интегрированы непосредственно в исполнительный механизм (устройство) и напрямую связаны с исполнительным механизмом (устройством).
Физический принцип действия: потенциометр со скользящим контактом или индуктивный. Устанавливаются преимущественно в исполнительных механизмах, положение в которых требуется определить непосредственным измерением, например:
- положение вакуумного клапана EGR;
- положение электрического клапана EGR;
- положение дроссельной заслонки с электронным приводом;
- положение направляющих лопаток турбокомпрессора (турбокомпрессор с изменяемой геометрией в автомобилях с двигателями, отвечающими нормам токсичности ОГ IV);
- положение сцепления (автомобили с автоматизированной коробкой передач).
Сенсоры положения выдают соответствующему модулю управления ответный сигнал (сигнал обратной связи) о текущем положении исполнительного механизма. Таким образом образуется замкнутая цепь системы автоматического регулирования.
Возможности проверки зависят от физического принципа работы, а также от их использования в системе. По этой причине об этих датчиках рассказывается в описании соответствующего исполнительного устройства в технической информации.
Датчик положения воздушной заслонки (дизельные двигатели)
Место установки во впускном тракте на корпусе воздушной заслонки. Физический принцип действия: потенциометр со скользящим контактом или индуктивный. Опорное напряжение примерно 5 В.
В отличие от большинства бензиновых двигателей (в которых дроссельная заслонка постоянно используется для регулировки мощности) воздушная заслонка дизельных двигателей используется только при определенных условиях.
При закрывании воздушной заслонки скользящий контакт перемещается по дорожке потенциометра. Сопротивление уменьшается при закрывании воздушной заслонки пропорционально изменению ее положения.
При неисправности заносится код ошибки (DTC). Проверяется направленной диагностикой (при наличии), цифровым мультиметром DMM и осциллографом. Значения напряжения отображаются в регистраторе данных.
Проверку можно выполнить с помощью ручного вакуумного насоса и регистратора данных. Для проверки подключите ручной вакуумный насос к штуцеру вакуумного привода воздушной заслонки.
С помощью осциллографа можно проверить непрерывность и равномерность характеристики сигнала датчика положения воздушной заслонки. Для этого с помощью ручного вакуумного насоса следует плавно перевести воздушную заслонку из положения «полностью закрыта» в положение «полностью открыта». При этом напряжение на осциллографе также должно изменяться плавно и непрерывно.
Если напряжение меняется скачкообразно, или имеются пики напряжения, выходящие из допустимого диапазона напряжения, это означает, что сенсор положения воздушной заслонки неисправен.
Микротрещины и прочие неисправности могут привести к сбоям в работе при низких температурах. Эти сбои могут не проявляться при прогретом двигателе.
Датчик температуры испарителя
Место установки: на испарителе. Физический принцип действия: NTC-резистор. Назначение/принцип действия: измеряет температуру поверхности охлаждающих ребер испарителя. В зависимости от температуры изменяется сопротивление, а следовательно, падение напряжения на на измерительном элементе.
Опорное напряжение примерно 5 В. Тип сигнала: постоянное напряжение: 0,1 – 4,9 В. При неисправности заносится код ошибки (DTC). Проверяется направленной диагностикой (при наличии) и цифровым мультиметром DMM.
Ультразвуковой датчик системы помощи при парковке
Место установки в переднем или заднем бампере. Ультразвуковые датчики системы помощи при парковке измеряют расстояние между местом установки датчика и препятствием. В зависимости от измеренного расстояния он выдает цифровой частотно модулированный сигнал. Чем меньше расстояние, тем выше частота.
Напряжение питания примерно 8 В / 12 В. Тип сигнала: цифровой. Частота 46,5 кГц – 50 кГц. Область измерений: 30 см – макс. 150 см.
В регистраторе данных рекомендуется отображать вид сигналы гистограммой. Форма бампера определяет разное расстояние между препятствием и внешними/внутренними датчиками парктроника автомобиля.
Значения соответствуют расстоянию до препятствия, включая определенное отклонение, которое из соображений безопасности включается в расчеты.
Системы, в которых для управления помощью при парковке используется отдельный модуль, можно проверить с помощью интегрированной самодиагностики.
В некоторых системах для этого нужно активировать систему помощи при парковке (Valeo) или перед включением отсоединить кодирующий разъем (Bosch). Подробное описание действий по запуску теста можно найти в руководстве по обслуживанию автомобиля.
Работу сенсора можно также проверить легким прикосновением к активированному сенсору, при этом палец должен ощутить вибрацию поверхности.
Кроме того, следует следить за тем, чтобы сенсоры находились в безупречном состоянии и не были загрязнены. Слой лакокрасочного покрытия должен иметь точно определенную толщину.
При сильном дожде и/или физически неблагоприятных условиях отражения не гарантировано стопроцентное распознавание приближающихся препятствий, т. к. ультразвуковые волны могут отклоняться.
Лямбда-зонды – датчики содержания кислорода в отработавших газах (HO2S)
Место установки в выпускной системе, в зависимости от назначения перед или за трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором.
Примечание: В автомобилях с системой прямого (непосредственного) впрыска за катализатором NOx находится третий датчик HO2S.
Физический принцип действия: гальванический элемент. HO2S измеряет содержание оставшегося кислорода в потоке отработанных газов. Его сигнал позволяет установить, какая смесь сжигается – богатая или бедная.
Используемые в автомобилях датчики кислорода содержат нагревательный элемент (резистор) для обеспечения работы при низких температурах отработавших газов. Соединение с массой осуществляется через разъем соответствующего PCM. Электропитание подается на лямбда-зонд только для работы его нагревательного элемента (резистора).
Триггерный (переключающийся) HO2S (NTK)
Элемент зонда состоит из керамического тела (двуокись циркония), на который снаружи и изнутри нанесены пропускающие газ слои платины (электроды).
Зонд омывается снаружи отработавшими газами с малой концентрацией кислорода. Внутрь зонда поступает наружный воздух, содержащий 21% кислорода.
При температуре выше 300 °C элемент зонда начинает проводить ионы кислорода (появляется ЭДС).
При сжигании бедной смеси в отработавших газах содержится высокая доля остаточного кислорода, при сжигании богатой смеси – низкая доля остаточного кислорода. Это регистрируется триггерным (переключающимся) HO2S – вызывает в нем перемещение ионов.
Созданный ионами ток обуславливает скачкообразный рост или падение напряжения зонда. Этот скачок напряжения используется для так называемого лямбда-регулирования (регулирования состава смеси).
В соответствии с долей кислорода в потоке отработавших газов между электродами лямбда-зонда появляется разность потенциалов в диапазоне от 0,1 В (бедная смесь) до 0,9 В (богатая смесь).
Напряжение питания нагревательного элемента примерно 12 В. Тип сигнала: пульсирующее постоянное напряжение: 0,1 – 0,9 В. Сопротивление для нагревательного элемента лямбда-зонда при +20 °C примерно 5 Ом.
При неисправности заносится код ошибки (DTC). Проверяется направленной диагностикой (при наличии) и осциллографом. Сигнал отображается в регистраторе данных.
На рисунке показаны сигналы лямбда-зондов HO2S, установленных до (O2S11) и после (O2S12) каталитического нейтрализатора.
За счет нейтрализации отработавших газов в трехкомпонентном каталитическом нейтрализаторе изменение напряжения на лямбда-зонде HO2S после катализатора невелико (условие: трехкомпонентный каталитический нейтрализатор работает эффективно).
Работу HO2S можно проверить с помощью тестера HO2S. Для этого необходимо соблюдать рекомендации производителя тестера HO2S.
Условия проведения измерений: двигатель прогрет до рабочей температуры. Измерение необходимо выполнять при работающем двигателе. Если нет тестера HO2S, то указанные значения напряжения можно измерить также с помощью аналогового мультиметра DDM. Для этого с помощью соответствующего кабель-адаптера необходимо соединить PCM, жгут проводов и диагностический прибор.
Планарный (с пластинчатым чувствительным элементом) триггерный (переключающийся) лямбда-зонд HO2S
Планарный (с пластинчатым чувствительным элементом) триггерный (переключающийся) лямбда-зонд HO2S (Bosch) – это усовершенствованный триггерный лямбда-зонд HO2S (NTK). Он имеет такую же скачкообразно переключающуюся характеристику, что и обычный триггерный лямбда-зонд HO2S (NTK).
Обозначение «планарный» для лямбда-зонда HO2S означает, что твердый электролит чувствительного элемента состоит из плоских пленок. Планарный чувствительный элемент зонда имеет форму вытянутой пластины прямоугольного сечения.
Под оболочкой лямбда-зонда HO2S заключен плоский (планарный) керамический корпус с чувствительным элементом. Внешняя сторона электрода омывается потоком отработавших газов, внутренняя соединена с сообщающимся с атмосферой воздушным каналом (наружный воздух). Разница в концентрации кислорода между внешним и внутренним электродами обуславливает возникновения разности потенциалов на электродах.
Напряжение накала примерно 11 — 14 В. Сопротивление для нагревательного элемента лямбда-зонда при +20 °C в диапазоне 7 – 15 Ом. Тип сигнала: пульсирующее постоянное напряжение: 0,1 – 0,9 В.
При неисправности заносится код ошибки (DTC). Проверяется направленной диагностикой (при наличии), цифровым мультиметром (аналоговая индикация) и осциллографом. Сигнал отображается в регистраторе данных.
Работу HO2S можно проверить с помощью тестера HO2S. Для этого необходимо соблюдать рекомендации производителя тестера HO2S. Условия проведения измерений: двигатель прогрет до рабочей температуры. Измерение необходимо выполнять при работающем двигателе.
Планарный (с пластинчатым чувствительным элементом) широкополосный лямбда-зонд HO2S
Планарный широкополосный лямбда-зонд позволяет выполнять измерения в отработавших газах, не соответствующих стехиометрическому соотношению (лямбда = 1).
Широкополосный HO2S может измерять коэффициент избытка воздуха лямбда в диапазоне 0,7 – 2,8, причем он выдает однозначный, непрерывный сигнал тока (так называемый ток накачки – ток, потребляемый элементом кислородной накачки, об этом см. ниже).
Это свойство широкополосного лямбда-зонда HO2S позволяет использовать его не только в системах управления бензиновых двигателей, работающих на почти стехиометрической (ни бедной, ни богатой) смеси (лямбда = 1), но и в системах управления бензиновых двигателей, работающих на обедненных смесях (лямбда > 1).
Пример: планарный широкополосный лямбда-зонд HO2S в системе прямого (непосредственного) впрыска бензина.
Широкополосный HO2S состоит из гальванического элемента Нернста и элемента кислородной накачки, транспортирующего ионы кислорода. Между элементом кислородной накачки и гальваническим элементом Нернста есть диффузионный зазор, в который поступают отработавшие газы. Он является областью измерения.
Гальванический элемент Нернста с одной стороны связан каналом с наружным воздухом, а с другой стороны с областью измерения. Он работает как обычный триггерный лямбда-зонд, выдавая сигнал, соответствующий коэффициенту избытка воздуха в области измерения.
В область измерения организовывается такой приток ионов кислорода, чтобы коэффициент избытка воздуха лямбда в ней был равен 1 (это делается с помощью элемента кислородной накачки).
Электронный блок, запитываемый опорным напряжением, анализирует создаваемую гальваническим элементом разность потенциалов и управляет током накачки ионов кислорода с целью поддержания этой разности потенциалов на определенном неизменном уровне. Генерируемая таким образом величина тока накачки и является выходным сигналом лямбда-зонда, по которому судят о концентрации кислорода в отработавших газах.
При наличии отработавших газов с большим содержанием кислорода (работа двигателя на бедных смесях) основной элемент кислородной накачки управляется таким образом, что он откачивает ионы кислорода из области измерения. Управление осуществляет электронный блок; направление тока при этом положительное.
При наличии отработавших газов с малым содержанием кислорода (работа двигателя на богатых смесях) элемент кислородной накачки управляется таким образом, что он накачивает ионы кислорода в измерительное пространство (электрический ток в обратную сторону). Управление осуществляет электронный блок; направление тока при этом отрицательное.
По току накачки однозначно определяется состав смеси. Коэффициенту избытка воздуха лямбда = 1 (14,7 кг воздуха на 1 кг топлива) соответствует ток накачки 0 мА.
Напряжение питания нагревательного элемента примерно 11 – 14 В. Сопротивление для нагревательного элемента лямбда-зонда при +20 °C составляет 2,4 – 4,1 Ом. Ток/тип сигнала: аналоговый сигнал постоянного тока, мА.
При неисправности заносится код ошибки (DTC). Проверяется направленной диагностикой (при наличии) и цифровым мультиметром (аналоговая индикация). В регистраторе данных отображается только значение лямбда широкополосного HO2S.
Датчик давления газа регулятора давления газа
Место установки на фильтре высокого давления регулятора давления газа. Физический принцип действия: упругая мембрана с тензорезисторами.
Измеряет давление со стороны высокого давления газового оборудования CNG (сжатый природный газ).
В зависимости от давления изменяется сопротивление, а следовательно, падение напряжения на датчике. Опорное напряжение примерно 5 В. Тип сигнала: постоянное напряжение: 0,5 – 4,5 В.
Проверяется цифровым мультиметром напряжение сигнала. Газовое оборудование можно проверить только с помощью специального диагностического программного обеспечения производителя газового оборудования (BRC).
Датчик давления и температуры в газовом коллекторе
Место установки в газовом коллекторе системы впрыска. Физический принцип действия датчика давления газа: упругая мембрана с тензорезисторами; датчика температуры газа: NTC-резистор.
Опорное напряжение примерно 5 В. Тип сигнала: постоянное напряжение 0,5 – 4,5 В. Проверяется цифровым мультиметром напряжение сигнала.
Датчик давления газа измеряет давление со стороны низкого давления газового оборудования. В зависимости от давления изменяется сопротивление, а следовательно, падение напряжения на измерительном элементе.
Датчик температуры газа измеряет температуру газа со стороны низкого давления газового оборудования. В зависимости от температуры изменяется сопротивление, а следовательно, падение напряжения на сенсоре.
Газовое оборудование можно проверить только с помощью специального программного обеспечения для программирования и диагностики производителя газового оборудования (BRC). Сигналы можно проверить с помощью регистратора данных. При выходе датчика из строя в модуле управления подачей газа сохраняется код DTC. Его можно считать и удалить с программного обеспечения для программирования и диагностики.
Датчик давления газа
Место установки на задней стенке моторного отсека с левой стороны или на панели замка капота. Физический принцип действия: упругая мембрана с пьезоэлементом.
Назначение: измеряет давление со стороны низкого давления газового оборудования. В зависимости от давления изменяется сопротивление, а следовательно, падение напряжения на датчике. Опорное напряжение примерно 5 В. Тип сигнала: постоянное напряжение 0,5 – 4,5 В. Проверяется цифровым мультиметром напряжение сигнала.
Газовое оборудование можно проверить только с помощью специального диагностического программного обеспечения производителя газового оборудования (BRC). Сигнал можно проверить с помощью функции регистрации данных. При выходе из строя в модуле управления подачей газа сохраняется код DTC. Его можно считать и удалить с программного обеспечения для программирования и диагностики.
Датчик температуры газа
Место установки в газовом коллекторе системы впрыска. Физический принцип действия: NTC-резистор. Назначение: измеряет температуру газа со стороны низкого давления газового оборудования.
В зависимости от температуры изменяется сопротивление, а следовательно, падение напряжения на сенсоре. Опорное напряжение примерно 5 В. Тип сигнала: постоянное напряжение 0,5 – 4,5 В. Проверяется цифровым мультиметром напряжение сигнала.
Газовое оборудование можно проверить только с помощью специального диагностического программного обеспечения производителя газового оборудования (BRC). Сигнал можно проверить с помощью функции регистрации данных.
При выходе датчика из строя в модуле управления подачей газа сохраняется код DTC. Его можно считать и удалить с программного обеспечения для программирования и диагностики.
Датчик уровня газа и блок индикации
Место установки в блоке газовых клапанов в системах LPG или на регуляторе давления газа в системах CNG. Физический принцип действия: потенциометр со скользящим контактом
.
В системах LPG регистрирует уровень газа в кольцевом резервуаре для газа. В системах CNG регистрирует давление со стороны высокого давления.
Опорное напряжение примерно 5 В. Тип сигнала: постоянное напряжение. Сопротивление 0 — 90 Ом. Проверяется цифровым мультиметром напряжение сигнала.
Газовое оборудование можно проверить только с помощью специального диагностического программного обеспечения производителя газового оборудования (BRC). Сигнал можно проверить с помощью функции регистрации данных. При выходе датчика из строя в модуле управления подачей газа сохраняется код DTC. Его можно считать и удалить с программного обеспечения для программирования и диагностики.
Для точной проверки необходимо снять датчик уровня газа и блок индикации, и проверить сопротивление потенциометра со скользящим контактом. При перемещении скользящего контакта во всем диапазоне измерения сопротивление должно изменяться непрерывно и плавно. В качестве вспомогательного средства дополнительно требуется постоянный магнит, чтобы отрегулировать индикацию.
Заключение
Электронное управление и регулирование открывает множество возможностей. Оно улучшает безопасность движения и комфорт водителя с пассажирами. Одновременно с этим машина становится все более экономичной и экологичной.
Современный автомобиль уже невозможно представить без электронных блоков управления со своими датчиками и исполнительными устройствами. Все важные функции автомобиля управляются и регулируются посредством компактных электронных блоков и датчики автомобиля обеспечивают эту работу.
Подробно изучить принципы работы и электронное устройство датчиков автомобиля можно в главе “основы автоэлектрики” статьи “Компьютерная диагностика: основы обучения”.
Стремительно развиваются системы управления двигателем и коробкой передач, системы обеспечения безопасности, а также множество систем обеспечения комфорта. Этому развитию нет конца. Подписывайтесь на рассылку новых статей, чтобы быть в курсе последних разработок.
С уважением, Олег!
Здравствуйте Олег, очень полезная информация, а нету у вас этой информации в pdf формате, спасибо большое
Константин, спасибо за оценку. Уникальная, полезная информация для того и существует что бы увеличить посещаемость сайта. Будет нужна информация по устройству и работе датчиков автомобиля, заходите, всегда рад посетителям.
Здравствуйте! Очень полезная статья! Очень! Но один из основных датчиков почему то пропустили «Датчик давления масла».
Андрей, датчик/выключатель контрольной лампы давления масла описан в статье «Автомобильные выключатели: назначение, параметры, принцип действия» так как по своему принципу работы и назначению относится к выключателям.