Системы распределенного впрыска газа IV поколения с функцией взаимодействия с EOBD

Европейская бортовая диагностическая система, EOBD (European On Board Diagnostic), и американская версия OBD–II это, образно говоря, служба собственной безопасности двигателя. На всех современных бензиновых и дизельных двигателях она постоянно опрашивает и контролирует технические параметры, процессы, функции, элементы, датчики силовых агрегатов, обеспечивая на базе такого мониторинга коррекцию необходимых факторов для поддержания заданных производителем и законодательством показателей автомобиля на определенном пробеге. EOBD также информирует водителя и специалистов о возникших неисправностях. EOBD появилась на бензиновых автомобилях с переходом на экологический класс Евро-3 а затем на Евро-4, Евро-5 и Евро-6 она развивает и совершенствует более ранние системы, она позволила унифицировать и расширить диагностику (оперативный мониторинг) в эксплуатации, включая экологическую безопасность.

По сравнению с предыдущими системами, диагностики EOBD стала значительно шире контролировать параметры и это, одновременно с повышением экологического класса, приводит к увеличению чувствительности бортовой диагностики. Благодаря этой чувствительности EOBD обнаруживает некорректные вмешательства и настройки, которые могут возникнуть при настройке и эксплуатации газовых систем питания IV поколения. Для решения этой задачи используются газовые электронные блоки управления (ЭБУ) с функцией взаимодействия с ЕOBD (блоки OBD).

В двигателе, на который будет установлено газовое оборудование IV поколения, бензин впрыскивается по характеристике, представленной на рис 1.

Рис. 1. Характеристики базового времени впрыска при работе на бензине и коррекции топливного баланса

На этом примере красные вертикальные стрелки - базовое время впрыска при работе на бензине. Они образуют сложную поверхность, которую называют также топливной картой. Она сохраняется (зашита) в постоянной памяти бензинового блока управления. К этому времени впрыска добавляется еще одна составляющая, которая показана синими двухсторонними стрелками. Эта составляющая - коррекции топливного баланса, в отличие от базового времени постоянно изменяется в зависимости от условий работы и технического состояния двигателя, например, загрязнения бензиновых форсунок, зазора в клапанах ухудшение качества бензина и другие. Поправочный коэффициент легко считывается тестером OBD. На рисунках 2 и 3 тестер OBD и его дисплей с показаниями коррекции: Bal.top.1 S.T. B1 и Bal.top.1 L.T. B1 (показаны зелеными стрелками). Bal.top.1 S.T. B1 это мгновенный (S.T.) показатель коррекции, а Bal.top.1 L.T. B1 – накопленный, средний показатель на этом режиме (L.T.) за некоторый промежуток времени работы двигателя. На различных тестерах эти обозначения могут быть иными.

При настройке газового оборудования с обычными блоками (без OBD) используют сумму базового времени впрыска бензина и коррекции (красную стрелку и синюю). Чтобы дополнительно более точно настроить газовую систему надо отдельно сканировать коррекцию (синяя стрелка) тестером OBD (рис 2, 3).

Рис 2, 3. Тестер OBD и его дисплей с показаниями коррекций

В системах впрыска газа с блоками OBD (рис. 4) информация о коррекции – поступает непосредственно в газовый ЭБУ 9 и таким образом при настройке не нужен тестер. Показатели коррекции в системе управления двигателя и автомобиля передаются одновременно со многими другими данными от бензинового ЭБУ 12 по шине линии CAN или К-LIN в виде цифрового сигнала на 16 штырьковый диагностический разъем DLC (OBD) 13 (рис. 4). В остальном система имеет все элементы, как и обычная система впрыска газа IV поколения без OBD, и для управления используется также базовое времени впрыска бензина.

Рис. 4. Принципиальная схема  подключения ЭБУ ГАЗ системы управления подачей газа четвертого поколения с функцией EOBD.

1 – тестер OBD; 2 – электромагнитный клапан; 3 – редуктор испаритель; 4 – фильтр магистральный паровой фазы газа; 5 – МАР датчик с датчиком температуры газа;  6 – газовые форсунки ; 7 – монитор ПК; 8 – диагностический разъем для подключения к ПК; 9 – газовый ЭБУ; 10 – датчик уровня газа; 11 – переключатель бензин газ; 12 – бензиновый ЭБУ; 13 – разъем DLC (OBD).

Компания  LPGTECH широко использует блоки с OBD (рис.5):

Рис.5. Блок TECH 328 OBD

Для примера сравните настройки одного и того же автомобиля. В программах LPGTECH Gas Setting оценка настройки обычных газовых систем питания IV поколения, установленных на бензиновые двигатели проводится с равнением времени впрыска бензина. При работе на бензине и при работе на газе в одинаковых режимах бензиновый ЭБУ должен рассчитать близкое время впрыска. Если настройка газовой системы проведена правильно, то разница времени впрыска бензина минимальна и не должна превышать 0,5 мс. (1,2,3 рис. 6). Но на современных автомобилях оснащенных EOBD или OBD –II (OBD) с двигателями Евро-4, Евро-5 и Евро-6 автомобилях этого показателя не достаточно для точной и качественной настройки. Здесь приоритет имеет более оперативный и точный показатель - коррекция топливного баланса, который считывается с диагностического разъема DLC. Значительное отклонение коррекции OBD фиксирует как ошибку с индикацией кода ошибки (включение лампы CHECK ENGINE или MIL).

После накатки и настройки таблиц (карт) времени впрыска бензина (1 - красные цифры) и карты времени впрыска бензина при работе на газе (2 - синие цифры) карта разницаa имеет почти везде значения близкие к 0 (3 - серые цифры).

Рис. 6. Сравнение настроек. Верхняя строка - настройки таблиц (карт) времени впрыска бензина:

1 – карта времени впрыска бензина; 2 – карты времени бензина при работе на газе; 3 – карта разницы. Нижняя строка – таблицы (карты) коррекций: 4 – коррекция бензина, 5 – коррекция бензина на газе; 6 – разница этих коррекций.

Однако полученные одновременно карты показателя коррекции топливного баланса на бензине (4) и на газе (5) и разница этих показателей коррекции (6), зафиксированные во время дорожного теста в диапазоне реальных нагрузок, свидетельствует о наличии заметных отклонений.

Настройка, направленная на доведение этих отклонений до допустимого минимума, который при работе бензинового двигателя Евро 5 и Евро 6 составляет 1-2 %, повысит качество езды на газе.

Опыт настройки газовых систем IV поколения с OBD показывает, что расход топлива снижется по сравнению с обычными системами IV поколения на 5-10%, улучшается динамика. На ряде автомобилей только OBD позволяет эксплуатировать на газе без включения CHECK ENGINE или MIL).