Comprensione dei segnali di riferimento a cinque volt

Jun 14, 2023

Il vecchio detto nel settore informatico è "immondizia dentro, spazzatura fuori". Durante il processo diagnostico, a volte dimentichiamo che i moduli di controllo del motore (ECM) OBD II non possono funzionare a meno che non raccolgano ed elaborino accuratamente i dati dai sensori di riferimento a 5 volt. La maggior parte dei sensori di gestione del motore sono circuiti a due fili che contengono un filo di riferimento da 5 volt e un filo di ritorno del segnale o circuiti a tre fili che contengono un filo di ritorno del segnale da 5 volt e un filo di terra ausiliario.

Questo mese utilizzerò due casi di studio più vecchi, tra cui una Jeep Cherokee Sport del 1997 e un furgone commerciale Chevy del 2002, per fornire due esempi reali di come i sensori a due e tre fili possano causare una condizione operativa ricca e intermittente.

Il concetto di base è semplice: un riferimento di 5 volt scorre attraverso un sensore contenente una resistenza che varia in base ai cambiamenti di temperatura, pressione o posizione. A causa di questa resistenza variabile, la tensione di ritorno del segnale all'ECM è sempre inferiore alla tensione di riferimento.

Dati di gestione del motore come temperatura dell'aria aspirata (IAT), temperatura del liquido di raffreddamento del motore (ECT), posizione dell'acceleratore (TP), flusso d'aria di massa (MAF), pressione barometrica (BARO), sensore di ossigeno (O2), posizione dell'albero motore (CKP), albero a camme posizione (CMP), fasatura variabile delle valvole (VVT), livello del carburante e altri sensori del motore correlati a OBD II vengono utilizzati per controllare le mappe della scintilla, del carburante e dell'acceleratore di un motore. Il sistema di gestione del motore può anche raccogliere dati indiretti dall'ABS (velocità del veicolo) e dai moduli di trasmissione (gamma di marce) per aiutare a effettuare calcoli sulla posizione di scintilla, carburante e acceleratore.

L'ECM rileva i guasti dei sensori e imposta i codici confrontando o "razionalizzando" i dati di input tra i sensori correlati. Ad esempio, i dati provenienti dai sensori del liquido di raffreddamento, dell'aria ambiente, della temperatura della batteria, dell'olio motore e del fluido della trasmissione dovrebbero essere quasi uguali dopo un "ammollo a freddo" notturno. Se un sensore è fuori portata a causa di una calibrazione errata, l'ECM imposterà un codice per quel sensore confrontandolo con i restanti tre o quattro ingressi dati.

I "criteri di abilitazione" per un codice specifico descrivono le condizioni in base alle quali il codice verrà impostato. In alcuni casi, un sensore potrebbe richiedere due cicli di guida per illuminare la spia del motore di controllo (CE). Altre volte, il software ECM che monitora un sensore autonomo potrebbe non rilevare un guasto a causa della mancanza di dati completi.

Quando il sistema di sensori monitora correttamente i dati, l'ECM regola automaticamente le mappe di scintilla e carburante e le aperture dell'acceleratore sulle impostazioni desiderate. Quando uno o più sensori si guastano, iniziamo a vedere vari problemi di guidabilità intermittenti e continui. È raro, ma se un singolo sensore mette in cortocircuito il riferimento di 5 volt a terra, l'ECM potrebbe ricorrere all'utilizzo di una modalità "limp" del motore che riduce drasticamente la potenza.

Per illustrare un aspetto fondamentale della diagnostica dei sensori a due fili, diamo un'occhiata a uno dei miei casi di studio che coinvolgono una Jeep Cherokee Sport del 1997 con il motore da 4,0 litri che presentava un problema di stallo circa 10 minuti dopo un avviamento a freddo (vedi foto 1 ). Dopo un bagno caldo di 30 minuti, funzionerebbe normalmente.

La diagnostica di base del sensore ECT include un circuito aperto che visualizza -40° F sul flusso di dati ECT e tra 250° e 300° F se i cavi di riferimento e di ritorno del segnale sono in cortocircuito insieme. Gli ECT fuori calibrazione vengono rilevati attraverso il processo di razionalizzazione. (vedi foto 2)

Come potresti sospettare, si trattava di un problema senza codice che aveva sconcertato due negozi precedenti. Se ricordo bene, un negozio ha sostituito il controllo dell'aria al minimo (IAC) e un altro ha sostituito il sensore dell'ossigeno perché lo scarico "aveva un odore intenso".

La migliore pratica per diagnosticare i problemi di guidabilità intermittente è recuperare e memorizzare tutti i codici e i dati rilevanti sullo strumento di scansione, selezionare il record dati o il menu "filmato" e portare il veicolo per un giro di prova. Analizzando il flusso di dati, mi è venuto in mente che, dopo circa 10 minuti di funzionamento, la temperatura del liquido di raffreddamento del motore era appena salita al di sopra della temperatura ambiente.