СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДАТЧИКОВ МАССОВОГО РАСХОДА ВОЗДУХА НА АВТОМОБИЛЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК G01M15/04 

Изобретение относится к области эксплуатации машин и может быть использовано при диагностировании датчиков массового расхода воздуха (ДМРВ) на автомобилях, оборудованных микропроцессорной системой управления двигателем внутреннего сгорания (ДВС).

Известен способ диагностирования ДМРВ с использованием цифрового мультиметра (A.Tranter Руководство по электрическому оборудованию автомобилей. Санкт-Петербург, ЗАО «Алфамер Паблишинг» 1998), при реализации которого осуществляют измерение напряжения, тока, сопротивления на выводах разъема работающего датчика массового расхода воздуха.

Существенными недостатками способа являются: низкая достоверность и точность измерения, ограниченность диагностирования ДМРВ на разных режимах, невозможность диагностирования при движении автомобиля.

Известен способ диагностирования мотор-тестером МТ-4 с приставкой KRP-4M (Программа диагностическая мотор-тестер МТ-4. Приставка KRP-4М. Руководство пользователя. Самара: НЛП «Новые Технологические системы», 2002), при реализации которого к разъему диагностики автомобиля подсоединяют диагностический разъем и программно по кодам неисправностей, а также по изменениям сигналов с датчика определяют его техническое состояние.

Недостатками способа является высокая стоимость стенда, сложность локализации отдельных неисправностей, невозможность диагностирования в процессе движения автомобиля.

Известен способ диагностирования прибором DST-2 (Автомобили ГАЗ с двигателем ЗМЗ-4062.10 Руководство по техническому обслуживанию системы управления двигателем МИКАС 5.4 М. «Легион Авто дата» 1999), заключающийся в том, что на автомобиле к ДМРВ подсоединяют разъем прибора DST-2. Заводят двигатель, создают диагностические режимы и по изменению параметров напряжения судят о массовом расходе воздуха. На основании чего оценивают техническое состояние ДМРВ.

Недостатками данного способа являются: высокая стоимость прибора, невозможность локализации отдельных неисправностей, ограниченность проверки ДМРВ на разных режимах, неприспособленность прибора для диагностики в процессе движения автомобиля.

Принятый в качестве прототипа способ (Технические условия ДМРВ: ТУ 37.473.017-99) используют при проверке технического состояния ДМРВ. Способ заключается в контроле технического состояния ДМРВ на специальном стенде. Одновременно устанавливают эталонный и проверяемый ДМРВ, включают вентилятор, создают поток воздуха, который проходит через датчики последовательно. Меняют скорость потока при помощи дроссельной заслонки. Проверку электрических параметров датчика проводят при температуре (23±5)°C на стенде. Измеряют выходное напряжение датчика при контрольных значениях массового расхода воздуха, указанных в таблице. Датчик считается выдержавшим испытание, если его электрические параметры соответствуют техническим требованиям.

Однако этот способ также имеет ряд недостатков: значительное время диагностики и оценки технического состояния ДМРВ, обязательное снятие датчика для диагностирования с автомобиля, низкая достоверность и точность проверки, невозможность диагностирования в процессе движения автомобиля.

Наиболее близким к заявляемому устройству (Технические условия ДМРВ: ТУ 37.473.017-99) по совокупности существенных признаков является принятое за прототип известное устройство для испытаний датчиков массового расхода воздуха; которое содержит станину с закрепленным к ней вентилятором с электродвигателем, соединенным посредством переходного и гофрированного патрубков с дроссельным узлом; хомуты крепления патрубков; эталонный и испытуемый датчики; измерительное устройство и блок питания. Измерения выходного напряжения испытуемого датчика ДМРВ проводят вольтметром, а также устанавливают расходомер воздуха для измерения количества проходящего воздуха.

Устройство имеет ряд недостатков: нет возможности достоверной и точной оценки технического состояния ДМРВ на автомобиле без снятия датчика, точность диагностики значительно зависит от температуры окружающей среды, наличие специального расходомера воздуха, вентилятора приводит к удорожанию стенда, невозможность диагностирования в процессе движения автомобиля, в целом при использовании данного устройства значительно велико время оценки технического состояния ДМРВ.

Задачей изобретения является разработка способа и устройства, позволяющих сократить продолжительность времени диагностирования ДМРВ без снятия датчика с автомобиля, повысить достоверность и точность оценки технического состояния датчиков ДМРВ, осуществлять диагностирование в процессе движения автомобиля.

Задача решается тем, что в предлагаемом способе диагностирования датчиков массового расхода воздуха автомобилей, заключающемся в контроле технического состояния датчиков массового расхода воздуха автомобилей при одновременной установке эталонного и диагностируемого датчика, подаче потока воздуха через датчики последовательно, изменении скорости потока при помощи дроссельной заслонки, в отличие от прототипа диагностирование осуществляют без снятия датчика массового расхода воздуха с автомобиля, датчики подключают по мостовой схеме, для чего в салоне автомобиля устанавливают измерительное устройство, а вместо воздушного фильтра эталонный датчик массового расхода воздуха, подсоединяют датчики к электрическим разъемам измерительного устройства, соединенного с аккумуляторной батареей, заводят двигатель автомобиля и смотрят за показаниями вольтметра измерительного устройства при работе двигателя на холостом ходу, начинают движение на автомобиле, обеспечивая номинальные обороты коленчатого вала и обороты, соответствующие режиму максимальной мощности, также смотрят за показаниями вольтметра на промежуточных диапазонах скорости и нагрузки и по показаниям вольтметра осуществляют относительную оценку напряжений с эталонного и диагностируемого датчиков, плавно обеспечивая увеличение подачи воздуха открытием дроссельной заслонки, получают разность сигналов эталонного и диагностируемого датчиков без предварительных вычислений, по которой определяют техническое состояние диагностируемого датчика.

Для осуществления заявляемого способа используют устройство для диагностирования датчиков массового расхода воздуха на автомобиле, содержащее дроссельный узел, соединительные патрубки, хомуты крепления патрубков; эталонный и диагностируемый датчики; вольтметр, в отличие от прототипа в салоне автомобиля устанавливают измерительное устройство, подключенное через блок стабилизации напряжения к аккумуляторной батарее автомобиля при помощи провода с контактными клеммами и содержащее кроме вольтметра балансировочные сопротивления и сопротивления для регулировки чувствительности вольтметра, переключатель, соединенные при помощи электрических разъемов с эталонным и испытуемым датчиками.

Технический результат от использования нового способа и устройства для диагностирования датчиков массового расхода воздуха на автомобиле заключается в том, что подключение диагностируемых датчиков по мостовой схеме позволяет проводить относительную оценку напряжений с эталонного и испытуемого датчиков, исчезла необходимость сопоставления полученных результатов измерений с табличными, т.к. в разработанном способе производится контроль относительных диагностических параметров (разность показаний эталонного и проверяемого датчика в вольтах). Проверка электрических параметров датчика не зависит от температуры окружающей среды. Так как в заявляемом способе осуществляется контроль относительных диагностических параметров (разность показаний эталонного и проверяемого датчика в вольтах), то не требуется проведение предварительных вычислений. Получаемая разность напряжений эталонного и диагностируемого датчика позволяет быстро и с высокой достоверностью определять техническое состояние диагностируемого датчика. Для диагностирования датчик ДМРВ не нужно снимать с автомобиля. Измерительное устройство установлено в салоне автомобиля и закреплено посредством присоски, что обеспечивает удобство и легкость диагностирования из салона автомобиля в процессе движения автомобиля. Балансировочные сопротивления позволяют перед началом диагностирования выставить нулевые показания вольтметра, использование сопротивлений для регулировки чувствительности вольтметра и переключателя позволяет менять чувствительность шкалы вольтметра от 1 до 5 вольт. Соединение при помощи электрических разъемов с эталонным и диагностируемым датчиками позволяет производить измерение разности напряжений датчиков, а также значительно сократить время диагностирования ДМРВ. Подключение измерительного устройства к аккумуляторной батарее автомобиля при помощи провода с контактными клеммами позволило исключить дорогостоящий блок питания. Блок стабилизации напряжения с регулировкой напряжения питания позволяет точно задавать напряжение питания датчиков ДМРВ, что повышает точность их диагностирования.

По имеющимся у авторов сведениям новая совокупность признаков, в способе для диагностирования датчиков массового расхода воздуха, позволяющая снизить время процесса диагностирования, повысить точность и достоверность диагностирования, осуществлять диагностирование без снятия датчика с автомобиля и в процессе движения автомобиля, не известна и не следует явным образом из уровня техники, что доказывает соответствие технического решения как критерию «новизна», так и критерию «изобретательский уровень».

На фиг.1 представлено устройство для диагностирования датчиков массового расхода воздуха на автомобиле.

На фиг.2 представлена электрическая схема измерительного устройства.

Устройство для диагностирования датчиков массового расхода воздуха на автомобиле (фиг.1) состоит из дроссельного узла 1 автомобиля, соединительного гофрированного патрубка 2 между дроссельным узлом 1 и диагностируемым ДМРВ 3, который прикреплен хомутами 4 к патрубкам 2 и 8, электрического разъема 5 с проводом 6 присоединенного к разъему диагностируемого ДМРВ 3, эталонного ДМРВ 7, присоединенного посредством гофрированного патрубка 8 с диагностируемым ДМРВ 3. Все патрубки крепятся при помощи хомутов 4 патрубков (которых всего 4). Измерительное устройство 9 установлено в салоне автомобиля и закреплено посредством присоски. Измерительное устройство 9 подключается к аккумуляторной батарее автомобиля при помощи провода 10 с контактными клеммами. Электрический разъем 11 и провод 12 подсоединены к эталонному ДМРВ 7.

Измерительное устройство 9 представляет собой модуль, мостовая схема которого приведена на фиг.2, которая состоит из электрических разъемов 5 и 11, подсоединенных к аккумуляторной батарее автомобиля 13. Электрический разъем 5 подсоединен к диагностируемому датчику ДМРВ 3. На электрическом разъеме 5 имеются выводы 1₂, 2₂, 3₂, 5₂, где 1₂ - масса; 2₂ - масса; 3₂ - сигнал с датчика «+», B; 5₂ - питание датчика 12…15 B. Электрический разъем 11 подсоединен к эталонному датчику ДМРВ 7. На электрическом разъеме 11 имеются выводы 1₁, 2₁, 3₁, 5₁, где 1₁ - масса; 2₁ - масса; 3₁ - сигнал с датчика «+», B; 5₁ - питание датчика +12…15 B. Мостовая схема содержит сопротивления 14 и 15, а также балансировочные сопротивления 16, 17. Также установлены сопротивления 18, 19 для регулировки чувствительности вольтметра, переключатель 20, вольтметр 21. В цепи питания после аккумуляторной батареи автомобиля 13 установлен блок стабилизации напряжения 22 с регулировкой напряжения питания.

Устройство работает следующим образом.

Перед процессом диагностирования ДМРВ на автомобиле необходимо ослабить хомут крепления патрубка 8 между диагностируемым ДМРВ 3 и воздушным фильтром на автомобиле (фиг.1). Далее необходимо установить эталонный ДМРВ 7 и затянуть хомутом 4, подсоединить электрические разъемы 5 и 11 к диагностируемому 3 и эталонному ДМРВ 7. Установить измерительное устройство 9 в салон автомобиля и прикрепить его к панели приборов присоской. При помощи провода 10 с контактными клеммами подсоединить измерительное устройство 9 к аккумуляторной батарее автомобиля 13. Устройство готово к работе.

После подсоединения провода 10 с контактными клеммами к аккумуляторной батарее автомобиля 13 питание подается на измерительное устройство 9 и к диагностируемому 3 и эталонному ДМРВ 7. При этом смотрят за показаниями вольтметра 21. Если при измерениях требуется высокая чувствительность вольтметра 21, то переключателем 20 подключают последовательно сопротивление 19, если требуется низкая чувствительность, то переключателем 20 подключают последовательно сопротивление 18. Если стрелка вольтметра 21 при отсутствии потока воздуха отклоняется от нулевого значения, то устанавливают путем регулирования балансировочных сопротивлений 16, 17 ее нулевое значение.

Способ для диагностирования датчиков массового расхода воздуха на автомобиле осуществляется следующим образом.

Заводят двигатель автомобиля и смотрят за показаниями вольтметра 21 при работе двигателя на холостом ходу. Далее начинают плавно изменять скорость потока воздуха при помощи дроссельной заслонки дроссельного узла 1 автомобиля. При изменении скорости потока воздуха, проходящего через датчики ДМРВ, подключенные по мостовой схеме, вольтметр 21 во всем диапазоне изменений потока воздуха должен показывать нулевое значение. После чего начинают движение на автомобиле, обеспечивая номинальные обороты коленчатого вала и обороты, соответствующие режиму максимальной мощности. Также смотрят за показаниями вольтметра 21 на промежуточных диапазонах скорости и нагрузки.

Осуществляют относительную оценку напряжений с эталонного и диагностируемого датчиков, получают разность сигналов эталонного и диагностируемого датчиков без предварительных вычислений, по которой определяют техническое состояние диагностируемого датчика: при исправности датчика массового расхода воздуха вольтметр на холостом ходу покажет 0-0,21 B, на номинальном режиме 0-0,51 B.

Таким образом, обеспечивая диагностирование датчиков с помощью разработанного устройства и используя разработанный способ, достигается значительное снижение времени диагностирования датчиков ДМРВ и оценки их технического состояния. Так как не требуется снятие датчика с автомобиля и диагностирование осуществляется при движении автомобиля. Данная разработка позволила исключить из использования дорогостоящие расходомер воздуха и вентилятор. Кроме того, исчезла необходимость сопоставления полученных результатов измерений с табличными, т.к. в разработанном способе производится контроль относительных диагностических параметров (разность показаний эталонного и проверяемого датчика в вольтах). Проверка электрических параметров датчика не зависит от температуры окружающей среды, т.к. производится оценка относительных диагностических параметров (разность показаний эталонного и проверяемого датчика в вольтах). Диагностирование осуществляется на автомобили при эксплуатационных условиях: скорость, нагрузка, вибрации, все эти факторы проявляются в максимальной степени. Наблюдение осуществляется оператором, как в статике, так и в процессе движения, что позволяет расширить диапазон использования способа.

Технический результат заключается в снижении времени диагностирования датчиков ДМРВ, в возможности диагностирования датчиков ДМРВ без их снятия с автомобиля и в процессе движения автомобиля, повышении точности и достоверности диагностирования датчиков ДМРВ.

Изобретение относится к области эксплуатации машин и может быть использовано при диагностировании датчиков массового расхода воздуха (ДМРВ) на автомобилях, оборудованных микропроцессорной системой управления двигателем внутреннего сгорания (ДВС). Способ диагностирования ДМРВ автомобилей заключается в контроле технического состояния датчиков массового расхода воздуха при одновременной установке эталонного и диагностируемого датчика, подачи потока воздуха через датчики последовательно, изменении скорости потока при помощи дроссельной заслонки, получении разности сигналов эталонного и диагностируемого датчиков. Диагностирование осуществляется без снятия датчика (3) массового расхода воздуха с автомобиля. Эталонный датчик (7) массового расхода воздуха устанавливают вместо воздушного фильтра. Датчики подключают по мостовой схеме к измерительному устройству (9). Измерительное устройство (9) устанавливают в салоне автомобиля. За показаниями вольтметра (21) измерительного устройства (9) следят на холостом ходу и при движении, обеспечивая номинальные обороты коленчатого вала и обороты, соответствующие режиму максимальной мощности, на промежуточных диапазонах скорости и нагрузки. Относительную оценку напряжений с эталонного и диагностируемого датчиков осуществляют по показаниям вольтметра (21), плавно обеспечивая увеличение подачи воздуха открытием дроссельной заслонки. Техническое состояние диагностируемого датчика определяют по разности сигналов эталонного и диагностируемого датчиков. Также в изобретении рассмотрено устройство для реализации указанного способа. Технический результат заключается в сокращении продолжительности времени диагностирования ДМРВ и повышении достоверности результатов диагностики. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ диагностирования датчиков массового расхода воздуха автомобилей, заключающийся в контроле технического состояния датчиков массового расхода воздуха автомобилей при одновременной установке эталонного и диагностируемого датчика, подаче потока воздуха через датчики последовательно, изменении скорости потока при помощи дроссельной заслонки, отличающийся тем, что диагностирование осуществляют без снятия датчика массового расхода воздуха с автомобиля, датчики подключают по мостовой схеме, для чего в салоне автомобиля устанавливают измерительное устройство, а вместо воздушного фильтра эталонный датчик массового расхода воздуха, подсоединяют датчики к электрическим разъемам измерительного устройства, соединенного с аккумуляторной батареей, заводят двигатель автомобиля и смотрят за показаниями вольтметра измерительного устройства при работе двигателя на холостом ходу, начинают движение на автомобиле, обеспечивая номинальные обороты коленчатого вала и обороты, соответствующие режиму максимальной мощности, также смотрят за показаниями вольтметра на промежуточных диапазонах скорости и нагрузки, и по показаниям вольтметра осуществляют относительную оценку напряжений с эталонного и диагностируемого датчиков, плавно обеспечивая увеличение подачи воздуха открытием дроссельной заслонки, получают разность сигналов эталонного и диагностируемого датчиков без предварительных вычислений, по которой определяют техническое состояние диагностируемого датчика.

2. Устройство для диагностирования датчиков массового расхода воздуха на автомобиле, содержащее дроссельный узел, соединительные патрубки, хомуты крепления патрубков; эталонный и диагностируемый датчики; вольтметр, отличающееся тем, что в салоне автомобиля устанавливают измерительное устройство, подключенное через блок стабилизации напряжения к аккумуляторной батарее автомобиля при помощи провода с контактными клеммами и содержащее кроме вольтметра балансировочные сопротивления и сопротивления для регулировки чувствительности вольтметра, переключатель, соединенные при помощи электрических разъемов с эталонным и испытуемым датчиками.