Перспективи розвитку технічної діагностики

Розвиток засобів діагностування тісно пов'язаний із сучасними концепціями автомобільних фірм щодо конструкцій та використання АТЗ. Незважаючи на їх розмаїття, концепції підпорядковуються єдиному закону — автомобіль не повинен чинити найменшого шкідливого впливу на природне довкілля, а повинен бути енергоощадним, високонадійним. Наприклад, автомобілі фірми Volvo досягли такого рівня якості, що за належного їх використання пробіг до капітального ремонту становить для окремих моделей близько 1, 5 млн. km.

Цього досягнуто за рахунок застосування новітніх матеріалів деталей, експлуатаційних рідин. Для зниження вірогідності поступових відмов, залежно від технічного стану в мастила двигунів, трансмісії, ходової частини автомобілів вводять протизиосні присадки-ревіталізанти, які регенерують зношені спряження і підвищують їх ресурс. Збільшення періодичності ремонтно-обслуговувальних дій та їх загального обсягу висуває гостріші вимоги до діагностичної інформації: вона повинна бути вірогіднішою, обширнішою і надходити з мeншoю дискретизацією. Сучасні стаціонарні засоби діагностування (стенди, мотор-тестери) не спроможні задовольнити ці потреби, так само, як і більшість бортових ЗД. Ідеться, очевидно, про майбутню інтелектуалізацію ЗД - їх спроможність розв'язувати задачі, які до цього часу їм не зустрічались, зберігати діагностичну інформацію, вміти прогнозувати діагнози.

Призначенням системи самодіагностики, яку називають бортовою діагностикою, є зниження шкідливих викидів з випускної системи автомобіля. Самодіагностика є основою керування двигуном, з допомогою якої забезпечуються оптимальні умови його роботи. Перша система керування двигуном, відома як Bosch Motronic була розроблена і встановлена на автомобіль BMW 7321 у 1978 році. Ідея системи керування полягає в тому, що встановлений на автомобілі електронний блок керування (ЕБК) постійно стежить за режимом роботи двигуна і коректує його параметри так, щоб у будь-який момент двигун працював щонайкраще. Надалі у ЕБК було введено функції само діагностики, які дали можливість водію, або автомеханікові стежити за технічним станом двигуна і визначати несправності, які важко ідентифікувати іншим способом. Цього досягнуто за рахунок оснащення ЕБК мікропроцесором з пам'яттю і базою даних. Тепер інформація про несправності може бути збережена у пам'яті комп'ютера і виведена з нього за потребою. На одних автомобілях система самодіагностики повідомляє водія про несправність, на інших вона може повідомляти код несправності у вигляді серії спалахів сигнальної лампи. Уперше система самодіагностики Bendix Digital була встановлена в 1981 році на автомобілі Cadillac.

Інтенсивний розвиток систем керування двигуном протягом 80-90-х років призвів до того, що ЕБК, яким стали оснащуватися сучасні автомобілі, лише віддалено нагадують ранні прототипи. Під керуванням і діагностичним наглядом ЕБК зараз працює не тільки система керування двигуном, але й автоматична трансмісія, і анти-блокувальна система гальмування, допоміжне устаткування (наприклад, повітряні подушки безпеки). У ЕБК введена адаптивна функція, що може коректувати базу даних і програму керування відповідно до поточного стану двигуна.

Система самодіагностики перевіряє відповідність рівня сигналів ЕБК їх еталонним аналогам, які закладені у пам'ять. Якщо рівень сигналу ви.ходить за допустимі межі, БЕК трактує це як несправність і заносить у пам'ять спеціальне повідомлення. Ці ттовідомлення можуть бути викликані з пам'яті у вигляді кодів несправностей, важливих для діагностики.

Починаючи з 1988 року встановлено три основних критерії, яким повинна задовольняти система самодіагностики. Перший - автомобіль повинен бути оснащений системою самодіагностики. Другий — про виникнення будь-яких несправностей, які можуть викликати підвищення токсичності відпрацьованих газів ДВЗ, водій повинен бути інформований сигнальною лампою на панелі приладів. Третій - інформація про несправність повинна бути зафіксована і збережена у пам'яті ЕБК з можливістю її виведення за допомогою зчитувача кодів або пристрою з миготливою лампою. З 1988 по 1991 рік Міжнародна Організація Стандартизації (ISO) оновила стандарт 9141 на 9141-2, у якому відповідними правилами упорядковано конструкцію діагностичного роз'єму, діагностичне устаткування та ділянку його застосування, зміст протоколів, межі обміну даними. Ці правила були розроблені стосовно американських автомобілів. З ними погодилися і прийняли в себе уряди Європейських та інших країн.

Жорсткіші вимоги були покладені в основу нової системи OBD II, яка була введена, починаючи з моделей випуску 1994 року. З 1996 року ці вимоги були поширені і на дизелі. Система OBD вводить наступні додаткові вимоги: попереджувальна лампа на панелі приладів наділена миготливою функцією; контроль функцій і елементів системи не тільки на предмет їх несправності, але й у зв'язку із впливом на склад відпрацьованих газів. Виведення кодів несправностей, які містяться в пам'яті виконується за допомогою сканера замість сигналів миготливої лампи. Моніторингові функції системи також були розширені і змінені. Система OBD П вимагає контролю таких додаткових елементів і ділянок: процесу згоряння; каталітичного перетворювача; давача кисню; системи подачі повітря; системи уловлювання парів палива; системи рециркуляції відпрацьованих газів.

Стандарти 180, SAE та неурядові екологічні організації СПІД виступають за жорсткіші правила технічної експлуатації автомобілів. Організація " Чисте повітря", наприклад, внесла в уряд стандарт CARB (ISO 9141) як основу збереження навколишнього середовища і здоров'я людей. Європейські виробники автомобілів очікують появи європейського стандарту, який посилить правила ISO 9141-CARB і буде містити в собі більшість положень OBD II з деякими доповненнями.

Самодіагностика - це система, яка постійно тримає під контролем сигнали різних давачів і виконавчих механізмів системи керування двигуном. Ці сигнали порівнюються з їхніми контрольними значеннями, що зберігаються в пам'яті бортового комп'ютера. Набір таких контрольних значень може бути різним у різних автомобілях та їх моделях. Він може включати в себе допустимі межі параметрів, допустиму кількість помилкових сигналів за одиницю часу, неправдоподібні сигнали, сигнали, які виходять за допустимі межі тощо. При виході сигналу за межі контрольних значень ЕБК кваліфікує цей стан як несправність, формує в пам'ять відповідний код.

Ранні конструкції систем самодіагностики були здатні формувати і зберігати лише невелику кількість кодів. Сучасні системи можуть генерувати і зберігати понад 100 кодів та здатні збільшити їх кількість у міру того, як програмне забезпечення бортових комп'ютерів навчиться виділяти нові ситуації. Щоб уникнути появи занадто великої кількості кодів, що утруднить пошук несправності, ЕБК перейде в режим з обмеженим керуванням (" limp home" - " кульгай додому").

Система самодіагностики ще не досягли такого Ідеального стану, за якого можна було б цілком покластися на їх інформацію. Адже код не може з'явитися в тих випадках, коли для яких-будь давачів програмним забезпеченням не передбачено відповідного опрацювання інформації. Так, системою самодіагностики не охоплені механічні ушкодження двигуна, вторинне коло системи запалення та інші. Код вказує тільки на несправну ланку. Наприклад, код, який вказує на несправність кола давача температури охолоджувальної рідини, може означати несправність як самого давача, так і пов’язаних з ним провідників або електричних роз'ємів.

Діагностичні системи деяких автомобілів можуть фіксувати випадкові збої, а на інших автомобілях системи таких збоїв не фіксують. У деяких системах коди несправностей зникають при вимиканні запалювання.

Код несправності дає змогу досвідченому механікові швидко знайти й усунути відмови. Разом з тим, відсутність кодів не означає відсутність несправностей, тому, незважаючи на наявність системи самодіагностики, потрібно ретельно дотримуватися звичайних правил діагностики і технічного обслуговування автомобіля. Хибною вважається думка, що такі функції можуть виконувати лише бортові ЗД. Без зовнішнього засобу сприйняття й опрацювання діагностичної інформації тут не обійтись. Зокрема, розробники нової діагностичної системи ОВВ-ІІІ склали концепцію свого продукту, згідно з якою нова бортова система буде пов'язана із стаціонарним центром керування технічним станом автомобіля, який буде розміщений у ділера. Ділер, у свою чергу, зможе оперативно втрутитися в експлуатацію автомобіля, якщо помітить шкоду, яку він чинить довкіллю. Оскільки автомобілі є найбільшим за продуктивністю джерелом забруднення довкілля, тому вимоги до конструкцій автомобілів стають щораз жорсткішими. Стосовно ЗД ця вимога відбивається на точності й багатофакторності діагностичних вимірювань, особливо щодо газоаналізаторів, витратомірів, гальмівних стендів. Вимоги точності можуть забезпечити ЗД, які використовують нові принципи дії: лазерні промені, оптико-волоконні, вібраційні, акустичні, термофізичні, надпровідникові. Для опрацювання, зберігання, передачі інформації використовуватимуться комп'ютерні термінальні пристрої, мікропроцесори, програми, які характеризуються інтелектуальними можливостями. Зокрема, останнім часом все ширшого використання в технічній діагностиці набувають алгоритми, що базуються на програмуванні штучних нейронних мереж за аналогією вищої нервової системи людини, використанні нечітких методів та генетичних алгоритмів. У сукупності ці три кібернетичні сфери дають можливість побудувати інтелектуальні діагностичні системи.

Незважаючи на розмаїття моделей автомобілів, можна відмітити тенденцію до параметричної та структурної їх стандартизації. Стосовно ЗД це означає, що міжблокові діагностичні роз'єми, структура сканувальних пристроїв, набір діагностичних параметрів та множина можливих діагнозів сходяться до уніфікації. Наприклад, діагностичні роз'єми, коди несправностей, набори діагностичних параметрів ОВО-И зводяться до єдиного виду, що дає змогу діагностувати різномаркові автомобілі з використанням універсальних сканерів, отримувати вірогідну інформацію про технічний стан і приймати на основі цього правильні рішення.

Останнім часом відбувається посилювання тих, що діють і введення нових стандартів, що регламентують технології обслуговування і ремонту автомобілів. Враховуючи складність і різноманітність автомобілів, значно виросли вимоги до квалiфiкaцiï діагноста. Сьогодні, сучасний фахівець з діагностики винен відповідати наступним вимогам:

· досконально знати принципи роботи і процеси, що відбуваються в двигуні внутрішнього згорання:

· знати системи і алгоритми управління ДВЗ;

· знати основи електроніки, електротехніки і схемотехніки;

· володіти навиками роботи з електропроводкою і електричними схемами;

· володіти навиками роботи з комп'ютером на рівні просунутого користувача;

· знати технічну англійську мову.

Аналітиками прогнозується помітне старіння парку автомобілів в 2009- 2012 p., що приведе до збільшення завантаження що існують і появі нових технічних центрів. До тому ж помітні тенденції повторення західного досвіду, коли відбувається зсув активності і прибутковості з сфери продажів в сферу обслуговування автомобілів. Економічна ситуація в світі ще більше посилює вимоги до фахівців з діагностиці автомобілів.

Розвиток діагностики автомобілів пов'язаний в основному з декількома тенденціями:

· збільшення кількості систем комфорту і безпеки;

· інтеграція всіх систем в загальну інформаційну мережу, масове впровадження шин даних CAN, MOST і Bluetooth;

· ускладнення алгоритмів роботи систем управління, збільшення кількості систем, що підвищують потужність, наприклад VVT-I, DI, послойний розподіл суміші;

· ускладнення і значне збільшення частки дизельних двигунів з системою Common-Rail.

Важливу роль грають заходи виробників автомобілів, що примушують власників обслуговувати свій автомобіль у офіційних дилерів, і той факт, що відбувається об'єднання виробничих сил автовиробників, що приводить до уніфікації елементів і електронних систем.

Контрольні запитання

1. Які завдання діагностичної інформації?

2. Що ви розумієте під ефективністю функціонування технічної діагностики автомобілів?

3. Перспективи розвитку технічної діагностики автомобілів.