Контроль работы лямбда-зондов

Лямбда-зонды — важнейшие датчики, контролирующие точный состав смеси. Сигналы лямбда-зонда используются также для косвенного контроля других систем, уменьшающих выбросы. Таким образом, работоспособность зондов имеет большое значение для всей системы. Контроль лямбда-зондов и контура регулирования обеспечивается путем постоянных проверок правдоподобности сигналов напряжения зонда, измерения тока и напряжения на нагревательном резисторном элементе зонда, измерения регулирующей частоты (динамический анализ) и распознавания изменений характеристики зонда, обусловленных его старением. При изменении характеристики особо анализируются амплитуда регулирования, параметры реагирования и длительность регулирования.

Контроль управляющего зонда

Контроль управляющего зонда осуществляется путем анализа смещения характеристической кривой напряжения зонда. К смещению кривых приводит старение или «отравление» зонда. Смещение распознается блоком управления и согласуется в заданных пределах. При превышении предела согласования регистрируется неисправность и загорается индикатор MIL.

Проверка зондов выполняется при как можно более постоянных условиях эксплуатации (около 20 секунд движения с постоянной скоростью). В ЭБУ записаны предельные значения для времени включения лямбда-зонда и времени ожидания сигналов в диапазонах богатой и бедной смеси. При превышении предельных значений регистрируется неисправность в регистраторе событий и загорается индикатор MIL.

Контроль диагностического зонда

Для полного контроля контура регулирования и функции катализатора необходимо использовать и диагностический зонд. Работоспособность зонда можно проверить через диагностику пределов регулирования или диагностику движения.

Диагностика пределов регулирования

При этой диагностике управляющая электроника следит за параметрами регулирования диагностического зонда путем длительного, целенаправленного изменения состава смеси. При превышении заданных пределов регулирования регистрируется неисправность. Если состав смеси оптимальный, то напряжение диагностического зонда колеблется в диапазоне лямбда = 1. Если диагностический зонд выдает более высокое или более низкое напряжение (отличное от среднего значения), значит состав смеси неправильный или неисправен катализатор. ЭБУ изменяет регулирующее значение лямбда до тех пор, пока зонд снова не отправит значение лямбда = 1. Это регулирующее значение имеет определенные пределы. При превышении этих пределов система OBD исходит из неисправности контролирующего зонда или системы выпуска ОГ (например, вторичный воздух).

Контроль выполняется по следующему образцу: при падении напряжения зонд сообщает блоку управления двигателем об увеличении концентрации кислорода в ОГ. ЭБУ повышает регулирующее значение лямбда, и смесь обогащается. Напряжение зонда увеличивается, и ЭБУ снова понижает регулирующее значение. Это регулирование выполняется в течение длительного времени. По достижении предела регулирования зонд продолжает сообщать о падении напряжения из-за слишком высокой концентрации кислорода в ОГ. ЭБУ повышает регулирующее значение для обогащения смеси. Однако, несмотря на обогащение смеси, напряжение зонда остается низким, что обусловлено неисправностью, и ЭБУ повышает регулирующее значение до запрограммированного предела регулирования. ЭБУ распознает неправдоподобное состояние эксплуатации; регистрируется неисправность и загорается индикатор MIL.

Рис. Характеристика сигнала при диагностике пределов регулирования

Диагностика движения

Работоспособность диагностического зонда также можно контролировать — для этого ЭБУ проверяет и анализирует сигналы зонда в режимах ускорения и принудительного холостого хода. В фазе разгона смесь обогащается, и концентрация кислорода в ОГ уменьшается. Напряжение зонда должно увеличиться. В режиме принудительного холостого хода картина прямо противоположная. Подача топлива прерывается, и концентрация кислорода в ОГ увеличивается. Напряжение зонда должно уменьшиться. Если реакция системы при нескольких этих режимах отличается от предусмотренной, то блок управления двигателем распознает зонд как неисправный и регистрируется неисправность.

Диагностика обогрева лямбда-зонда

Наряду с описанными выше видами диагностики при проверке лямбда-зонда можно проводить расширенные проверки функционирования и правдоподобности. При этом электрические неисправности распознаются по КЗ или обрыву проводов. Функции контролируются спорадически. Важнейшая дополнительная диагностика — это проверка обогрева лямбда-зонда. Обогрев лямбда-зонда можно контролировать, к примеру, по времени. Так, регулирующая электроника не позднее чем через 10 секунд после запуска двигателя ожидает адекватный сигнал напряжения зонда. Если сигнал поступает позже либо вообще не поступает, то нужно исходить из неисправности обогрева лямбда-зонда.

Еще один метод проверки мощности обогрева зонда состоит в измерении сопротивления нагревательного элемента зонда и сравнении его с заданным. Кроме того, можно анализировать регулирование обогрева через сравнение температуры, измеренной внутренним датчиком температуры лямбда-зонда, и сохраненной температуры нормального режима (например, 720°С). Если отклонение температуры от нормы слишком велико, то ЭБУ регистрирует неисправность системы выпуска и загорается индикатор MIL.

Диагностика широкополосного лямбда-зонда

Контроль широкополосного лямбда-зонда несколько отличается от контроля зондов с релейной характеристикой. Выходной сигнал зонда представляет собой величину тока, которая должна в точности соответствовать запрограммированным номинальным значениям при колебаниях смеси. Этот ток пересчитывается блоком управления в напряжение и выдается для системы диагностики.

Рис. Контроль широкополосного лямбда-зонда

На рисунке показаны кривые пересчитанного напряжения у исправного и неисправного широкополосных зондов. Колебания смеси, необходимые для диагностики зонда, инициируются блоком управления через определенные промежутки времени и анализируется характеристика сигналов зонда. При недостижении или превышении номинальных значений в пределах заданного диапазона загорается индикатор MIL и регистрируется неисправность.