Výukový program/Startovací soustava/Test akumulátoru sériovou diagnostikou

Úvod

 
Vstupní znalosti (učitel si ověří znalosti žáků)
- obecné znalosti o motorových vozidlech (funkce jednotlivých skupin automobilu)
- význam karoserie jako nosiče el. proudu (ukostření spotřebičů)
- postup startování vozidla (jednotlivé polohy klíčku, sešlápnutý spojkový pedál...)
- absolvování tématu "test akumulátoru osciloskopem"

---

Úvod (výklad učitele)

Sériová diagnostika je způsob měření a hledání závad pomocí přístroje komunikujícího s vozidlovými elektronickými systémy (řízení motoru, brzd, automatické převodovky, klimatizace, komfortu dveří apod.). Řídící jednotky (ŘJ) se o přijímání dat, jejich zpracování a ovládání členů (jiskry ve spalovacím prostoru motoru, množství paliva, brzdný tlak, řazení rychlostních stupňů, regulace proudění vzduchu do kabiny, stahování oken apod.). ŘJ během provozu vozidla provádějí kontrolní procesy a případné chyby ukládají do své paměti. Vnějšími přístroji je možné paměť závad načíst a dále číst nejrůznější data, která ŘJ měří či vypočítává. Mezi tyto data patří také napájecí napětí od akumulátoru. Dále je možné ovládat členy příkazem do ŘJ.
Výrobce elektronického systému či vozidla stanovuje, která data bude možné číst a které členy při jakém režimu bude možné aktivovat.
Rychlost informací proudících od ŘJ do přístroje a naopak je v každém případě pomalejší, než rychlost informací měřící osciloskop.
Následuje ukázka navázání komunikace s vozidlem pomocí sériové diagnostiky (čtení paměti závad, čtení naměřených hodnot, test akčních členů). Doporučen je systém řízení motoru, systém ABS, systém komfortu dveří.

Příprava učitele :
- jakýkoliv automobil pro ukázku komunikace s vozidlem
- jedna nebo více řídících jednotek s demontovaným krytem

---

Poznávací část (úsudek - práce pro žáky)

Úkol :
Co je snímač a co akční člen ?
Přiřaďte díly s popisem na stranu snímačů nebo akčních členů.
Do pracovního sešitu napište pod slova "snímač"  a "akční člen" názvy dílů.

Popis činnosti :
Stejné jako u předchozího tématu.
Žáci sice nemusí znát konkrétní snímač či akční člen, ale s pouhého názvu by měli vytušit, zda se jedná o snímač či akční člen.

Doporučeny jsou názvy  bez slova "snímač":
snímače : otáčky a poloha klikového hřídele, tlak v sacín potrubí, blok ventilů pro regulaci brzdného tlaku, teplota chladící směsi, naklápění vířivých klapek, hmotnost nasávaného vzduchu, úhel natočení volantu, klepání motoru, poloha akceleračního pedálu, poloha škrtící klapky, tlak v klimatizaci, spínač pod volantem
akční členy : ventil zpětného vedení spalin, regulátor volnoběhu, nastavovač škrtící klapky, vstřikovací ventil, zapalovací cívka, regulátor množství nafty, elektropneumatický převodník, motorek stěračů

Kontrola a vyhodnocení :
dle popisu v úvodu

Příprava učitele :
- jednotlivé díly (čím více, tím lépe), pokud nejsou k dispozici alespoň názvy na papírcích

---

Porovnávání s jinými, známými metodami testování (vlastní úvaha)

Úkol :
Porovnejte měření osciloskopem a sériovou diagnostikou.
Do prac. sešitu napište :
Test akumulátoru osciloskopem - výhody :........
Test akumulátoru (napájení ŘJ) - výhody :..........

Popis činnosti :
Žáci jsou rozděleny do dvojic a píší do pracovního sešitu. Ve dvojicích si ujasňují metodu osciloskopem a snaží se představit si výhody testování sériovou dianostikou.

Doporučený obsah :
Výhody osciloskopem :
- zachycení i velmi krátkého okamžiku těsně před roztočením motoru (nejvyšší proudový odběr = nejobjektivnější test akumulátoru)
- je možné měřit také el. proud (měření zátěže akumulátoru)
- test není závislý na schopnosti komunikovat s ŘJ dané značky vozidla
Výhody sériovou diagnostikou :
- rychlost testu

Kontrola a vyhodnocení :
Dle úvodních informací (bod 3).

Příprava učitele :
- žádná

Provedení testu  pomocí sériové diagnostiky (práce s přístrojem, intuice při ovládání menu přístroje, zobrazení průběhu hodnot)

Úkol :
Proveďte přípravu a posléze vlastní test akumulátoru (napájení ŘJ) pomocí sériové diagnostiky.
1. Nakreslete znovu stejný oscilogram z předchozí lekce, ale bez průběhu el. proudu - tedy závislost napětí a času (naměřeno osciloskopem). Zakreslete body do průběhu napětí. Body musí být časově odsebe 0,2s, tedy vždy na svislé linii tabulky . Dále body propojte jinou barvou než je linie napětí a uvidíte, co zakresluje standardní sériová diagnostika s rychlostí 5 vzorků za vteřinu.
2. Přistupte k vozidlu a proveďte navázání komunikace s elektronikou motoru při stojícím motoru a zapnutém zapalování (návod k přístroji). Napište do sešitu zobrazené údaje o identifikaci ŘJ.
3. Proveďte načtení bloku naměřených hodnot (koncern VW 4 hodnoty) a najděte, který blok ukazuje palubní napětí (napájecí napětí nebo v některých přístrojích špatně označeno jako napětí akumulátoru). Pokud to bude možné najděte nebo zvolte k této hodnotě také otáčky motoru. zapněte záznam hodnot.
4. Startujte motor asi 5s (motor nelze nastartovat). Uložte záznam hodnot a záznam uložte na svoji přenosnou paměť (Flash, SD)
5. Do sešitu napište následujíc otázky a odpovězte
- Je vámi provedený test akumulátoru objektivní ?
- Čím myslíte, že je omezena rychlost načítání vzorků ?
- Může se v ŘJ objevit chybový kód o napětí akumulátoru ? Jestli ano jaké ?
- Jaké hodnoty by jste chtěli dále číst při nemožnosti nastartovat motor ?

Doporučené odpovědi :
- Test není objektivní, protože rychlost vzorkování je pomalá. Proto nemůžete s jistotou odečíst skutečné minimální napětí při max. proudovém odběru. Další skutečností je, že napětí je měřeno v ŘJ nikoliv na samotném akumulátoru.
- Rychlost je omezena datovým přenosem mezi vozidlem (ŘJ motoru popř. jiné ŘJ) a diagnostickým přístrojem.
- Ano, může se objevit. Například napětí příliš nízké, vysoké, nebo nesmyslný signál.
- hodnot, které ovlivňují startovatelnost motoru je hodně. Například :
   - otáčky motoru (činnost snímače otáček),
   - teplota motoru (snímač teploty může "lhát" a způsobovat tak příliš velkou dávku paliva),
   - doba popř. úhel vstřikování (činnost el. obvodu vstřikování paliva),
   - předstih/předvtřik (okamžik jiskry/vstřiku nafty se sleduje z důvodu možnosti špatného nastavení rozdělovače/vstřikovacího čerpadla popř. nesprávné polohy značek na klikovém hřídeli)
   - vzájemná poloha klikového a vačkového hřídele (špatně nastavené rozvody rovněž mohou znemožni nastartování motoru, může také dojít k mechanické destrukci motoru - píst se "potká" s ventilem)

Popis činnosti :
Bod 1 žáci vypracovávají samostatně. Poté dvojice postupně přicházejí k přístroji a snaží se s ním pracovat dle návodu. Učitel pomáhá pouze odkazy na požadované části manuálu osciloskopu. Ostatní dvojice pracují na hlavním, případně průběžném učivu.

Učitel dále může zvolit paralelní činnost u dalšího vozidla s jimým přístrojem.

Kontrola a vyhodnocení :
Dle úvodních informací (bod 3).

Příprava učitele :
- vytištěné materiály z návodu k přístroji
- vytištěný průběh napětí a proudu při startování
- vozidlo s odpojeným palivem (nelze nastartovat) a připraveným přístrojem na komunikaci s elektronikou motoru

---

Samostudijní úkoly pro žáky
Přepište vše přehledně do vašeho výukového sešitu.

---

Kontrolní úkoly a testy
Až na konci tématického celku.

---

Hodnocení
Toto téma bylo předváděno z důvodu alternativní možnosti zobrazení palubního napětí. Žák se tak naučil navázat komunikaci s ŘJ motoru a ovládat základní prvky menu přístroje. Další kroky při učení se sériovou diagnostikou budou pro něj podstatně jednodušší.
Na žáku je tedy hodnocena intuice při učení na neznámém přístroji a schopnost pracovat s návodem.

---

Průběžné učivo
1. Najděte v dílenské příručce Škoda tabulku chybových kódů a napiš do sešitu čísla a text chybového hlášení, které se týká napájecího napětí ŘJ.
2. Najděte mezi standardizovanými chybovými kódy EOBD čísla a text o napájecím napětí. Přelož do češtiny a napiš do sešitu.
příklad seznamu kódů : http://www.bba-reman.com/content.aspx?content=Fault_code_library_obd2_eobd 
3. Překreslete do sešitu el. schéma zapojení ŘJ motoru (Vivid, Autodata, ESI atd) a označte napájení a ukostření ŘJ.

Příprava učitele :
- dílenská příručka Škoda (řízení motoru)
- vytištěné chybové kódy EOBD
- vytištěné jednodušší el. schéma zapojení ŘJ motoru

---

(1249/1)

Diagnostické zásuvky jsou ve vozidle umístěné na nejrůznějších místech. V minulém století nebyla v Evropě norma, která by umístění nějak specifikovala. Od roku 2001 podle normy EOBD (European On Board Diagnostic - Evropská diagnostika na palubní desce) je dáno umístění uvnitř vozu v dosahu řidiče.

(1249/2)

Diagnostické přístroje určené pro komunikaci s elektronickými systémy ve vozidle mají různé konfigurace a pracují buď nězávisle, nebo pomocí počítače (notebooku). Univerzální přístroje pracují s nejrůznějšími značkami vozidel avšak nedosahují takových možností jako přístroje značkové určené pro konkrétní značku či koncern (VAG, PSA apod.)

(1249/3)

V menu programu zvolíme danou značku vozidla, model a kód motoru. Některé přístroje mají funkci automatického vyhledávání i v případě, že zadáme chybně kód motoru.

(1249/4)

Po navázání komunikace s ŘJ se objeví její identifikace.

(1249/5)

U starších ŘJ je identifikace jednodušší.

(1249/6)

Čtení parametrů je důležitá část sériové diagnostiky.
Jako první parametr vidíme právě napětí akumulátoru.

Termín napětí akumulátoru je poněkud zavádějící ze dvou důvodů :

1. Jedná o napájecí napětí ŘJ, protože napětí na akumulátoru může být jiné díky přechodových odporům mezi akumulátorem a ŘJ.


2. Pokud motor běží, není to akumulátor, který napájí ŘJ, ale alternátor - rotační zdroj el. energie poháněný spalovacím motorem.
   

(1249/7)

Některé ŘJ umožňují čtení bloku čtyř naměřených hodnot, které spolu nějak souvisejí. Některé přístroje umí číst až 4 bloky najednou. Důležité je ale uvědomit si, že s přibývajícím počtem bloků klesá rychlost vzorkování jedné veličiny.

(1249/8)

Škoda Felicia 1.6 MPI, Motor AEE - neúspěšné startování

Záznam naměřeného napájecího napětí ŘJ a otáček motoru.
Čas mezi vzorky je zde 0,6s (1,7Hz). Bylo čteno celkem 8 hodnot.
Pro srovnání - osciloskop má průměrně čas mezi vzorky  0,00001s (100 000 Hz)

(1249/9)

Škoda Felicia 1.6 MPI, Motor AEE - úspěšné nastartování

(1249/10)

Opel Vectra C 1.9CDTI (2005) - neúspěšné startování + porovnání se skutečným průběhem napětí pomocí osciloskopu

Zde byla komunikace s ŘJ sice velmi rychlá, ale protože bylo čteno 81 hodnot, čas mezi vzorky je 0,453s (2,2Hz).  .
Vybrány byly však jen dvě hodnoty (otáčky motoru a napájecí napětí).
Za povšimnutí stojí přirovnání k naměřenému průběhu pomocí osciloskopu. Zde je vidět, jak průběh napětí čtený sériovou diagnostikou neodpovídá skutečnosti.

(1249/11)

Opel Vectra C 1.9CDTI (2005) - úspěšné nastartování

(1249/12)

Škoda Octavia II 1.6 FSI (2006) - neúspěšné startování

Velmi rychlá komunikace.
Čas mezi vzorky je 0,05s (20Hz). Byly čteny 4 hodnoty. 

(1249/17)

Vzor pro splnění žákova úkolu - "Provedení testu pomocí sériové diagnostiky" - bod 1.
Nakreslené průběhy pomocí osciloskopu (červená) a sériové diagnostiky (modrá) s rychlostí 5 vzorků za vteřinu.

---

---