DIASNOGTIK ON-BOARD
5.4 DETEKSI MISFIRE Pemantau macet Pemantau macet
• Monitor misfire mungkin mengabaikan input pada permukaan jalan yang kasar untuk mencegah pemicu yang salah.
• Pemanas sensor oksigen harus memantau dari awal yang dingin.
Kebanyakan monitor sistem lainnya tidak kontinu dan hanya aktif dalam kondisi tertentu. Jika kondisi ini tidak terpenuhi, maka tanda kesiapan untuk monitor tersebut disetel ke 'tidak siap'.
Sampai tanda kesiapan diatur dengan tepat, pengujian sistem OBD dan komponen terkaitnya tidak mungkin dilakukan (Gambar 5.16).
Gambar 5.15 Pemantauan diagnostik aliran udara sekunder
Tidak ada siklus drive universal yang dijamin untuk mengatur semua monitor sistem dengan tepat untuk pengujian sistem OBD. Sebagian besar pabrikan dan bahkan mobil memiliki persyaratan khusus mereka sendiri, dan terlepas dari ini, masih ada beberapa kendaraan tertentu yang mengetahui masalah saat mencoba menetapkan status bendera kesiapan. Untuk memungkinkan kendaraan model tahun 1996-2000 ini diperbolehkan dua bendera kesiapan menjadi 'belum siap'. Setelah ini, 2001 dan seterusnya, satu bendera kesiapan diizinkan untuk 'tidak siap' sebelum tes.
5.4 DETEKSI MISFIRE
undang-undang mengharuskan pemantauan hanya hingga 4500 rpm (Gambar 5.17).
Gambar 5.16 Monitor sistem (ditandai sebagai 'Lengkap') dan data langsung ditampilkan di scanner
Gambar 5.17 Jendela pengaktifan misfire (Ford Motor Company)
Sensor poros engkol menghasilkan sinyal saat roda berputar dan mikroprosesor memproses sinyal ini untuk menentukan percepatan sudut poros engkol yang dihasilkan oleh setiap silinder mesin saat peristiwa pembakaran terjadi. Ketika terjadi misfire, poros engkol melambat dan sensor posisi cam mengidentifikasi silinder yang salah tembak.
Pemrosesan sinyal dari sensor posisi engkol tidak mudah. Sejumlah besar pasca- pemrosesan dilakukan untuk menyaring sinyal dan menonaktifkan pemantauan dalam kondisi yang tidak menguntungkan. Monitor misfire harus mempelajari dan memenuhi perbedaan dalam toleransi manufaktur roda poros engkol dan memiliki sub-algoritma khusus untuk mempelajari perbedaan ini dan memungkinkannya saat menghitung percepatan sudut poros engkol (Gambar 5.18). Faktor koreksi ini dihitung selama deselerasi, dengan injektor dimatikan.
Mereka harus dipelajari kembali setelah perubahan komponen driveline seperti roda gila, konverter torsi, sensor poros engkol, dll. Monitor misfire harus dapat mendeteksi dua jenis misfire:
• Tipe A macet
• Tipe B salah tembak.
Misfire tipe A didefinisikan sebagai laju misfire, yang menyebabkan kerusakan katalis. Ketika ini terjadi, MI akan berkedip pada kecepatan 1 Hz dan dibiarkan berhenti berkedip jika misfire hilang. MI akan tetap pada kondisi tunak jika misfire terulang kembali pada drive berikutnya dan kondisi pengoperasian mesin 'mirip', yaitu, putaran mesin dalam 375 rpm, beban mesin dalam 20% dan status pemanasan mesin adalah sama dengan malfungsi yang pertama kali terdeteksi (dan tidak ada malfungsi baru yang terdeteksi). Laju misfire yang akan menyebabkan kerusakan katalis bervariasi sebagai fungsi dari putaran mesin dan beban. Laju misfire di wilayah 45% diperlukan untuk merusak katalis pada idle netral, sedangkan pada beban mesin 80% dan 4000 rpm, laju misfire di wilayah hanya diperlukan 5% (Gambar 5.19).
Misfire tipe B didefinisikan sebagai tingkat misfire yang akan menyebabkan emisi knalpot melebihi tingkat yang ditetapkan. Ini bervariasi dari kendaraan ke kendaraan dan tergantung pada paket katalis. Operasi MI sama dengan DTC standar. Di atas adalah metode
Gambar 5.18 Roda yang dipasang di poros engkol dan sumber sensor percepatan sudut (Sumber: Ford Motor Company)
Fluktuasi kecepatan engkol
Sebuah peristiwa misfire dalam hasil silinder dalam stroke daya yang hilang.
Kesenjangan dalam output torsi mesin dan deselerasi sesaat akibat dari poros engkol dapat dideteksi menggunakan sensor posisi poros engkol. Dengan memonitor kecepatan dan percepatan poros engkol, silinder yang salah tembak dapat dideteksi; teknologi ini sa ngat umum digunakan dalam sistem OBD untuk mendeteksi silinder non-penembak yang dapat menyebabkan emisi berbahaya dan kerusakan katalis (Gambar 5.20).
Ada sejumlah tantangan teknis yang harus diatasi dengan teknik ini, akurasi yang dicapai dan keandalan sistem sangat bergantung pada algoritma yang digunakan untuk pemrosesan dan analisis sinyal. Dalam kondisi tertentu, deteksi misfire bisa jadi sulit, terutama pada beban ringan dengan putaran mesin tinggi. Dalam kondisi ini, redaman denyut penembakan rendah karena beban mesin yang ringan, dan ini menciptakan akselerasi dan deselerasi sesaat yang tinggi dari poros engkol.
Gambar 5.19 Layar pengembangan sistem yang menunjukkan tingkat misfire tipe A yang dinormalisasi oleh kecepatan dan beban engine (Sumber: Ford Motor Company)
Gambar 5.20 Deteksi misfire melalui sensor engkol
ini adalah aliran arus listrik dalam gas terionisasi sebanding dengan konduktivitas listrik nyala.
Dengan menempatkan bias arus searah pada elektroda busi, konduktivitas dapat diukur. Arus percikan digunakan untuk membuat tegangan bias ini dan menghilangkan persyaratan untuk sumber tegangan tambahan apa pun.
Arus ion dipantau, dan jika tidak ada nyala api yang menghasilkan ion yang dihasilkan oleh percikan, tidak ada arus yang mengalir melalui sirkuit pengukuran selama bagian kerja siklus. Arus ion versus jejak waktu sangat berbeda dari siklus ketika pembakaran normal terjadi, dan informasi ini dapat digunakan sebagai pembeda untuk mendeteksi misfire dari pembakaran normal. Metode ini telah terbukti sangat efektif dalam memantau misfire dalam kondisi pengujian dan juga dalam praktik.
Gambar 5.21 Sirkuit penginderaan ion dalam sistem pengapian langsung
Gambar 5.22 Bentuk gelombang yang dihasilkan dari sistem penginderaan ion
Sinyal yang dihasilkan sistem berisi informasi misfire dan, sebagai tambahan, dapat memberikan informasi ketukan atau ledakan yang objektif. Ini dapat digunakan untuk sistem kontrol mesin di mana pengetahuan tentang proses pembakaran yang sebenarnya diperlukan (seperti yang disebutkan di atas) (Gambar 5.21 dan 5.22).
Penginderaan tekanan silinder
Teknologi ini memiliki potensi besar tidak hanya untuk aplikasi OBD tetapi juga untuk umpan balik tambahan ke sistem manajemen mesin tentang proses pembakaran karena teknik pengukuran langsung (Gambar 5.23). Dimensi kontrol tambahan ini dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan performa mesin dan mengurangi emisi lebih jauh.
Sehubungan dengan deteksi misfire, metode ini menyediakan deteksi yang andal dari peristiwa pembakaran positif dan dapat dengan mudah mendeteksi misfire dengan keandalan tertinggi. Kelemahan utama adalah ketersediaan sensor yang sesuai yang dapat dipasang ke mesin pada saat produksi dan akan cukup tahan lama untuk mempertahankan umur mesin dan memberikan kinerja yang diharapkan dari sensor dalam sistem OBD.
Gambar 5.23 Sensor tekanan silinder yang dipasang di mesin
Untuk aplikasi mesin tertentu, sensor tersedia, dan saat ini teknologi sensor pembakaran sedang berkembang pesat sehingga rintangan teknis ini akan segera diatasi.
Analisis tekanan buang
Solusi ini melibatkan penggunaan sensor tekanan di manifold buang yang dikombinasikan dengan analisis Fourier sebagai tahap pertama pemrosesan sinyal. Dengan menggunakan sensor untuk menganalisis denyut gas di manifold buang, dimungkinkan untuk mendeteksi satu kesalahan tembak, dan selain itu, dimungkinkan untuk mengidentifikasi silinder mana yang salah tembak. Metode ini tidak terlalu mengganggu dibandingkan metode
• sistem EGR.
Sistem menggunakan informasi dari sensor untuk menilai kinerja kontrol emisi, tetapi sensor ini tidak secara langsung mengukur emisi kendaraan. Bagian penting dari sistem, dan antarmuka informasi pengemudi utama, adalah lampu peringatan 'mesin periksa', juga dikenal sebagai MIL. Ini adalah sumber umpan balik utama kepada pengemudi untuk menunjukkan apakah ada masalah mesin yang terjadi atau ada. Ketika terjadi malfungsi atau kesalahan, lampu peringatan menyala untuk memperingatkan pengemudi. Selain itu, kesalahan disimpan dalam memori ECU. Jika kondisi normal dipulihkan, lampu padam tetapi kesalahan tetap dicatat untuk membantu diagnosa. Sirkuit dipantau untuk sirkuit terbuka atau pendek serta masuk akal. Ketika kerusakan terdeteksi, informasi tentang komponen yang tidak berfungsi disimpan.
Manfaat tambahan memungkinkan teknisi diagnostik untuk dapat mengakses informasi kesalahan dan memantau kinerja mesin melalui data yang dialirkan langsung dari ECU saat mesin berjalan (pada kendaraan tertentu). Informasi ini dapat diakses melalui berbagai scanner yang tersedia di pasar dan dikomunikasikan dalam format standar, sehingga satu alat (kurang lebih!) bekerja dengan semua kendaraan. Data ditransmisikan dalam bentuk digital melalui antarmuka serial ini. Dengan demikian, nilai data ditransmisikan sebagai kata data dan protokol yang digunakan untuk aliran data ini harus diketahui untuk mengevaluasi informasi dengan benar. Manfaat memiliki sistem OBD adalah:
• mendorong produsen kendaraan dan mesin untuk memiliki sikap yang bertanggung jawab untuk mengurangi emisi berbahaya dari mesin mereka melalui pengembangan sistem kontrol emisi yang andal dan tahan lama;
• membantu diagnosis dan perbaikan mesin elektronik yang kompleks dan sistem kontrol kendaraan;
• mengurangi emisi global dengan mengidentifikasi dan menyoroti sistem kontrol emisi pengemudi atau pengguna yang membutuhkan perbaikan;
• memberikan kontrol emisi 'seumur hidup' mesin.
Diagnostik on-board, atau OBD, adalah nama yang diberikan untuk kontrol emisi awal dan sistem manajemen mesin yang diperkenalkan di mobil. Tidak ada standar tunggal – setiap pabrikan sering menggunakan sistem yang sangat berbeda (bahkan antara model mobil individu). Sistem OBD telah dikembangkan dan ditingkatkan, sesuai dengan persyaratan pemerintah Amerika Serikat, ke dalam standar OBD2 saat ini. Persyaratan OBD2 berlaku untuk semua mobil yang dijual di Amerika Serikat mulai tahun 1996. EOBD adalah standar Eropa yang setara dengan OBD2 Amerika, yang berlaku untuk mobil bensin yang dijual di seluruh dunia mulai tahun 2001 (dan mobil diesel tiga tahun kemudian).
OBD2
Meskipun kendaraan baru yang dijual hari ini lebih bersih daripada sebelumnya, jutaan mobil di jalan raya dan jarak tempuh yang terus meningkat setiap hari menjadikannya satu- satunya sumber emisi berbahaya terbesar kita. Sementara kendaraan baru mungkin memulai dengan emisi yang sangat rendah, perawatan yang jarang atau kegagalan komponen dapat menyebabkan tingkat emisi kendaraan meningkat pada tingkat yang tidak diinginkan. OBD2 bekerja untuk memastikan bahwa kendaraan tetap sebersih mungkin selama masa pakainya.
Oleh karena itu, fitur utama OBD2 adalah sebagai berikut:
• tidak berfungsinya komponen yang relevan dengan emisi untuk dideteksi ketika nilai ambang batas emisi terlampaui;
• penyimpanan kegagalan dan kondisi batas dalam memori kesalahan kendaraan;
• lampu diagnostik (MIL) yang akan diaktifkan jika terjadi kegagalan;
• pembacaan kegagalan dengan scanner generik.
Peningkatan daya pengontrol mikro (CPU) di ECU berarti bahwa sejumlah perkembangan penting dapat ditambahkan dengan pengenalan OBD2. Ini termasuk pemantauan efisiensi katalis, deteksi misfire, pembersihan tabung dan pemantauan laju aliran EGR. Manfaat tambahan adalah standarisasi antarmuka peralatan diagnostik. Untuk OBD1, masing -masing pabrikan menerapkan protokol khusus. Dengan diperkenalkannya OBD2, antarmuka standar dikembangkan dengan konektor standar untuk semua kendaraan, dan teori standar untuk kode kesalahan yang berkaitan dengan mesin dan powertrain (lebih lanjut tentang ini nanti).
Ini berarti bahwa alat scanner generik dapat dikembangkan dan digunakan dalam industr i perbaikan oleh teknisi diagnostik untuk membantu pemecahan masalah kendaraan.
Fitur lain dari OBD2 adalah bahwa ambang batas yang ditentukan di mana kesalahan dianggap telah terjadi terkait dengan batas emisi yang diatur. Fungsi monitor dasar adalah sebagai berikut:
• pemantauan efisiensi katalis, mesin macet dan sensor oksigen berfungsi sedemikian rupa sehingga melewati ambang batas 1,5 kali batas emisi akan mencatat kesalahan;
• pemantauan sistem kontrol penguapan sedemikian rupa sehingga kebocoran yang lebih besar dari kebocoran setara dari lubang 0,04 inci akan mencatat kesalahan.
Fitur utama dari sistem yang sesuai dengan OBD2 (dibandingkan dengan OBD1) adalah sebagai berikut (Gambar 5.24):
• sensor oksigen pra dan pasca katalis untuk memantau efisiensi konversi;
• ECU jauh lebih kuat dengan prosesor 32 bit;
• Data peta ECU disimpan di EEPROM sehingga dapat diakses dan dimanipulasi melalui tautan eksternal; tidak perlu melepas ECU dari kendaraan untuk pembaruan atau penyetelan software;
• sistem EVAP yang lebih canggih, dapat mendeteksi hilangnya uap bahan bakar dalam hitungan menit;
• Sistem EGR dengan umpan balik posisi/laju aliran;
• injeksi bahan bakar berurutan dengan penginderaan MAP dan MAF untuk beban
• Januari 2005 OBD untuk semua kendaraan diesel baru HDV.
Sistem EOBD dirancang, dibangun, dan dipasang di kendaraan sedemikian rupa sehingga memungkinkannya mengidentifikasi jenis kerusakan atau malfungsi selama masa pakai kendaraan. Sistem harus dirancang, dibangun, dan dipasang di kendaraan untuk memungkinkannya memenuhi persyaratan selama kondisi penggunaan normal.
Gambar 5.24 Sistem OBD2 menunjukkan komponen utama sistem injeksi langsung bensin (Sumber: Bosch Media)
Selain itu, EOBD dan OBD2 memungkinkan akses ke fitur khusus pabrikan yang tersedia di beberapa scanner yang sesuai dengan OBD2/EOBD. Hal ini memungkinkan parameter atau informasi tambahan untuk diekstraksi dari sistem kendaraan. Ini adalah tambahan untuk parameter normal dan informasi yang tersedia dalam standar EOBD/OBD2. Fungsi yang ditingkatkan ini sangat spesifik dan sangat bervariasi antar produsen. Kemampuan pemantauan sistem EOBD ditentukan untuk mesin bensin/bensin (pengapian percikan) dan diesel (pengapian kompresi). Berikut ini adalah garis besarnya:
Mesin pengapian percikan
• Deteksi penurunan efisiensi catalytic converter sehubungan dengan emisi HC saja.
• Adanya misfire mesin di wilayah operasi mesin dalam kondisi batas berikut.
• Kerusakan sensor oksigen.
• Komponen atau sistem sistem kontrol emisi lainnya, atau komponen atau sistem powertrain terkait emisi yang terhubung ke komputer, yang kegagalannya dapat mengakibatkan emisi knalpot melebihi batas yang ditentukan.
• Komponen powertrain terkait emisi lainnya yang terhubung ke komputer harus dipantau untuk kontinuitas sirkuit.
• Kontrol pembersihan emisi evaporatif elektronik harus, minimal, dipantau untuk kontinuitas sirkuit.
Mesin pengapian kompresi
• Jika dipasang, pengurangan efisiensi catalytic converter.
• Jika dipasang, fungsionalitas dan integritas perangkap partikulat.
• Kuantitas bahan bakar elektronik sistem injeksi bahan bakar dan penggerak pengatur waktu dipantau untuk kontinuitas sirkuit dan kegagalan fungsi total.
• Komponen atau sistem sistem kontrol emisi lainnya, atau komponen atau sistem powertrain terkait emisi yang terhubung ke komputer, yang kegagalannya dapat mengakibatkan emisi pipa knalpot melebihi batas yang ditentukan. Contoh sistem atau komponen tersebut adalah untuk memantau dan mengontrol aliran massa udara, aliran volumetrik udara (dan suhu), meningkatkan tekanan dan tekanan manifold masuk (dan sensor yang relevan untuk memungkinkan fungsi ini dilakukan).
• Komponen powertrain terkait emisi lainnya yang terhubung ke komputer harus dipantau untuk kontinuitas sirkuit (Tabel 5.3).
Tabel 5.3 Tabel batas emisi untuk perbandingan
Fitur dan teknologi sistem saat ini
Untuk menghindari deteksi palsu, undang-undang mengizinkan strategi verifikasi dan pemulihan. Ini diuraikan sebagai berikut:
Logika aktivasi MIL untuk malfungsi yang terdeteksi
Untuk menghindari deteksi yang salah, undang-undang mengizinkan verifikasi kegagalan yang terdeteksi. Kegagalan disimpan dalam memori kesalahan sebagai kode tertunda segera setelah pengenalan pertama tetapi MIL tidak diaktifkan. MIL akan menyala dalam siklus mengemudi ketiga, di mana kegagalan telah terdeteksi; kegagalan tersebut kemudian diakui sebagai kesalahan yang dikonfirmasi.
disimpan harus mencakup, namun tidak terbatas pada,
• nilai beban yang dihitung/diturunkan;
• kecepatan mesin;
• nilai trim bahan bakar (jika tersedia);
• tekanan bahan bakar (jika tersedia);
• kecepatan kendaraan (jika tersedia);
• suhu pendingin;
• tekanan intake manifold (jika tersedia);
• operasi close-loop atau terbuka (jika tersedia);
• kode kesalahan yang menyebabkan data disimpan.
5.6 SIKLUS MENGEMUDI