Fordonsdatorn (inte bara BMW)

[Alain]

Fordonsdatorn.
Alla fordonsdatorer är idag mycket avancerade utrustningar. Även om de inte kan jämföras med de senaste persondatorerna (PC), kan de ändå hantera en avsevärd mängd information, utföra komplicerade beräkningar och utföra avancerade styrningar.
Fordonsdatorn kallas inte av bilfabrikanterna för fordonsdator utan varje tillverkare har sina egna specifika benämningar. Ford benämner sin datorenhet för ”Electronic Engine Control”, EEC. Den senaste och OBD2 kompatibla versionen har benämningen EEC-V ( V står för utgåva 5). Chrysler använder en ”Single Board Engine Controller”, SBEC. Denna datorenhet kontrollerar både motor och transmission och är OBD2 kompatibel. GM kallar sin datorenhet för ”Power Train Control Module”, PCM.
Arbetssättet för dessa fordonsdatorer har blivit så avancerade, att dagens modeller av datorn faktiskt är självlärande. Denna så kallade adaptiva förmåga, tillåter datorn att göra mindre programjusteringar för att kompensera och uppnå optimal drift, även när vissa operativa värden ligger utanför originalprogrammets parametrar. Detta innebär att datorn faktiskt kan justera för faktorer som produktionsvariationer, motorslitage och bränslekvalitet. Denna inlärningsprocess ger en jämn och effektiv motorgång, även efter många mils körning. Allt så länge parametrarna håller sig inom givna program- och utsläppsgränser.
Dessa adaptiva data lagras i ett datorminne som raderas då datorn nollställs eller om bilens batteri urkopplas.
När detta sker, kan det hända att motorn går något ojämnt under de första 5 till 10 milen, innan datorn hunnit att inläsa och återlagra dessa fordonspecifika data.
En fördel med datoriserad motorstyrning, är att det i de allra flesta fall är enkelt att diagnostisera fel. Undantag finns naturligtvis. Datorn lagrar felkoder som visar vilken komponent eller vilken funktion som inte fungerar. En indikeringslampa (MIL) på instrumentpanelen informerar om att något är fel.

Förutom program i fordonsdatorn som reglerar bilmotorn, kräver standarden (OBD2) att det finns övervakningsfunktioner inbyggda i systemet. Dessa funktioner, normalt kallade monitorer är av två slag,.kontinuerliga och icke kontinuerliga. Standarden kräver dock inte att alla dessa monitorer skall finnas i alla bilar. En kontinuerlig monitor eller övervakningsfunktion, skall vara verksam alltid då motorn uppnått normalt drifttillstånd. En diskontinuerlig monitor eller funktion, löper tills vissa data har uppnåtts eller löper ett visst intervall för att sedan avslutas. Normalt genomlöps funktionen en gång per driftcykel. En driftcykel löper från motorstart tills motorn stoppas.
Båda typerna av monitorer är till för att testa specifika komponenter, med avsikt att fånga upp felaktiga eller upptäcka enheter med försämrade data. Data som kan få motorn att gå utanför tillåtna utsläppsvärden. När en test faller utanför gränserna, lagras en felkod i datorns minne och MIL tänds.

Standarden kräver tre typer av monitorer för kontinuerlig övervakning.

Komponentövervakning  (Comprehensive Component Monitoring, CCM). Detta är ett testsystem för motorkomponenter som inte kontinuerligt övervakas av någon av de övriga implementerade monitorerna. Komponenterna skall vara av sådan art att de har effekt på motorns gång, om fel eller försämring inträffar.

Bränslesystemövervakning  (Fuel System Monitoring, FSM). Denna monitor är motorns adaptiva bränslekontrollsystem. Förhållandet mellan bränsle och luft, skall i en bensinmotor vara 1:14,7, för optimal förbränning. Detta är det värde som motorregleringen kommer att styra mot. Om lambdasonden signalerar fet blandning, kommer regleringen att styra ner bränslemängden som matas in till motorn. Fet blandning kan bero på tillverkningstoleranser eller på att insprutningsventilerna börjar att bli slitna. Oavsett orsak, innebär detta att regleringen hela tiden får ligga och strypa ner inkommande bränslemängd. Det uppstår vad som kallas för en konstant regleravvikelse. Denna avvikelse kallas i detta sammanhang för ”korttids bränslekorrektion” (Short Term Fuel Trim, STFT) och mäts i procent.
I fordonsdatorn finns en annan parameter ”långtids bränslekorrektion” (Long Term Fuel Trim, LTFT). Denna parameter uppdateras då och då, genom att ta värden från STFT. Om datorn, genom LTFT, upptäcker att STFT för en lång period ligger med konstant avvikelse, kommer datorn att lära av detta. Den kommer att addera en korrektionskonstant till bränsleinsprutningstiden. Denna konstant kommer kontinuerligt att justeras så att STFT (regleravvikelsen) styrs mot ett värde nära noll procent.
STFT värdet är inte permanent, det raderas varje gång tändningen slås av. LTFT däremot lagras och raderas bara om fordonsdatorn nollställs eller om bilbatteriet urkopplas. Båda parametrarna är avläsbara via datorns kommunikationskontakt.

Misständningsövervakning  (Missfire Monitoring, MM). Detta testsystem detekterar om det finns misständningar. Detta sker med hjälp av vevaxelgivaren, genom hastighetsmätning av varje förbränningstakt. Datorn vet hur mycket stötkraft som varje arbetstakt producerar. Om en av dessa ger mindre kraft än väntat, tolkas detta som misständning. Förutom själva tändsystemet, övervakas också andra tillstånd som kan orsaka misständningar. Till exempel, EGR-system, felaktig bränsleblandning etc.

Det finns ett antal monitorer för icke kontinuerlig övervakning. Alla behöver inte vara implementerade i alla bilar.

EGR-övervakning (Exhaust Gas Recirculation Monitor). Denna funktion övervakar EGR-ventilen och EGR-gasflödet. Det mest vanliga problemet är sotbildning.

Lambdasondövervakning (Oxygen Sensor System Monitor). Detta är kanske den viktigaste av alla monitorer. Givaren är hjärtat i bränslesystemet. Den informerar fordonsdatorn om hur mycket bränsle som förbränts eller inte förbränts. Signalen från givaren är också återkopplingen till motorns adaptiva bränslekontrollsystem.

Lambdasondförvärmning (Oxygen Sensor Heater Monitor). Nya typer av lambdasonder är utrustade med inbyggt värmeelement som ser till att givaren vid kallstart, snabbt når upp till arbetstemperatur. Denna monitor övervakar systemets funktion.

Sekundärt luftsystem (Secondary Air System Monitor). Detta system, om det finns, består av en pump som matar luft till katalysatorn under dess uppvärmning. Detta för att katalysatorn snabbare skall uppnå normal arbetstemperatur och komma igång med rening av motorns avgasutsläpp. Denna monitor övervakar systemets funktion.

Katalysatoruppvärmning (Heated Catalyst Monitor). Denna övervakning kontrollerar effektiviteten på katalysatorns uppvärmningscykel. Dvs att katalysatorn når upp till arbetstemperatur inom rimlig tid.

Katalysatorövervakning  (Catalyst Monitor). Denna funktion övervakar katalysatorns effektivitet. Detta sker genom att jämföra värdena från två lambdasonder. En före och en efter katalysatorn.

Bränsleavdunstningssystem (Evaporative System Monitor). Dagens bilar har slutna bränslesystem. Anledningen till detta är att bränsleångor inte skall nå ut i omgivningsluften. Bensintanken är den största källan till sådan ångbildning. Då bilmotorn inte går, uppsamlas bränsleångorna i en speciell behållare så kallad kanister. Då motorn startar, dras ångorna till motorns insugningsrör och in i motorn och förbräns.
Övervakningssystemet kontrollerar bland annat gastrycket, så att inte bränsletanken exploderar en varm dag. Det övervakar också gasläckage vid kopplingar och tätningar samt övervakar att inga bränsleledningar läcker.
Systemen för bränsleavdunstning är olika, vilket också medför olikheter i övervakningssystemen. En likhet finns dock i alla system, ett otätt eller saknat tanklock, orsakar att felkod lagras i fordonsdatorn och att MIL-lampan tänds.

Vevhusventilation (Positive Crankcase Ventilation System Monitor). Övervakar den backventil som finns i systemet och tillhörande ledningar.

Luftkonditionering (Air Conditioning System Refrigerant Monitor). Övervakar AC-funktionen genom att kontrollera ökning i motorns tomgångsvarv och ändring i motorbelastning, då systemets kompressor inkopplas.

Termostatövervakning (Thermostat Monitor). Detta är en övervakning som är svår att realisera. Därför nästan aldrig använd.

Att avläsa status på implementerade monitorer, tillsammans med avläsning av lagrade felkoder, kan vara till stor hjälp vid diagnostisering av mer komplexa driftstörningar.

[gladiatör]

Vilken teknik! det är som att gå i en djungel