Diagnostico Automotivo avançado

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Diagnóstico Automotivo Avançado
INJEçãO/IGNIçãO ELETRóNICA
SISTEMAS OBDII
Humberto José Manavella
Engenheiro Eletromecânico
Universidade de Buenos Aires
Obra registrada na Fundação Biblioteca Nacional com
o número 466.088
Éproibida a reprodução totalouparcialpor quaisquer
meios sem autorização escrita do autor.
Impresso no Brasil Printed in Brazil
Oficina Brasil
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AGRADECIMENTOS
A Moacyr Mendes de Morais, pelo incentivo.
A José Roberto Xavier Lopes, pela colaboração na escolha do título.
A Odair Scatolini, pela ajuda na elaboração da capa.
ACassio Hervé e Alexandre Akashi dojonal Oficina Brasil, pelo significativo apoio na divulgação da obra.
A Alfredo Bastos Junior, da MTE, pelo incentivo e apoio na divulgação da obra.
OBRAS DO MESMO AUTOR
•Controle Integrado do Motor - Sistemas de Injeção/lgnição Eletrónica
Consta de 190páginas, aproximadamente, e aborda, em seus 33 capítulos, temas que vão desde os con¬
ceitos de combustão e emissões automotivas, atéa descrição detalhada dos diversossensores e atuadores
utilizados nos modernos sistemas de injeção e ignição eletrónicas.
Ainda que de caráter conceituai, a obra aborda temaspráticos de diagnóstico, complementando o estudo
comuma coleção ampla de sinais obtidos com o uso do osciloscópio automotivo e apresentando sequênci¬
as genéricas de verificaçãopara a maioria dos sensores e atuadores tratados.
•EletroEletrônica Automotiva - Aplicações Avançadas
Estelivrocobre em, aproximadamente 140páginas, uma amplagama de temas de eletroeletrônica automotiva.
Desde conceitos de energia, potência e resistência elétricas, até a análise do funcionamento do diodo
semicondutor e do transistor, e a sua aplicaçãona retificação de sinais, regulagem de tensão eproteção de
circuitos de eletrónica embarcada.
Os capítulos dedicados ao estudo dos motores e geradores elétricos são precedidos por aqueles que
apresentam osprincípios de eletromagnetísmo e de indução eletromagnética.
Outros temasabordados são:sinais elétricos e conceito de eido de trabalho;resistores especiais e capacitor:
estrutura de sistemas de eletrónica embarcada e circuitos lógicos; conversoresA/DeD/A;bateria;motor de
passo; par bimetálico; multfmetro e osciloscópio automotivos. Para a maior parte dos temas abordados,
foram incluídasperguntas de autoavaiiação e as respostas correspondentes.
•Emissões Automotivas- Sistemas de Controle/Diagnóstico
O livro EmissõesAutomotivas, de aproximadamente, 190páginas aborda de forma conceituai, tanto as
emissões dos motores eido Otto como as dos motores eido Diesel.
Inicialmente, são apresentados conceitos básicos necessários ao entendimento dos sistemas de
controle de emissões atualmente utilizados: simbologia química, conceitos de torque, potência, eficiência
energética, processo de combustão e as emissões resultantes.
A seguir, são apresentados os sistemas e métodos de controle mais relevantes com ênfase nas
tecnologias de maior impacto entre as quais: injeção direta de combustívelem motores eido Otto,
indução forçada, sistemas EGR, sistemas "commonrail", comando de válvulas variável, eidos
alternativos (Atkinson e Miller); composição e funcionamento dos diversos tipos de catalisadores e filtros
de materialparticulado utilizados nos sistemas depós-tratamento.
Outros temas abordados são: sistemas automotivos híbridos;padrão OBDII (OBDBr); descrição da
estrutura interna e funcionamento do analisador de 4/5 gases e do opacímetro;programas de inspeção
veicular;procedimentos de diagnóstico utilizando o analisador de 4 gases.
Diagnóstico Automotivo Avançado - Rei 1.8
SUMáRIO
Capítulo 1- introdução ao Diagnóstico de Eletrónica Embarcada
Falhas de Dirigibilidade
Requisitos para o Diagnóstico
Manutenção Veicular
Malha Aberta e Malha Fechada
Procedimento de Diagnóstico em Sistemas Eletrónicos .
Instrumentação para Sistemas de Eletrónica Embarcada
1
1
2
2
3
4
5
Capítulo 2 - Equipamento de Diagnóstico - Scanner 6
Capítulo 3 - Sistemas de Eletrónica Embarcada Função de Diagnóstico
Modos do Programa de Diagnóstico
9
10
Capítulo 4 - Ajuste de Combustível
Controle da Mistura e do Avanço
Parâmetros de Ajuste de Combustível ou de Controle da Mistura
Ajuste (adaptação) de Combustível de Curto Prazo - STFT
Ajuste de Combustível de Longo Prazo - LTFT
Ajuste de Combustível - Linha GM
Sensores de Relação Ar/Combustível
15
15
16
17
18
22
24
Capítulo 5 - Ajuste de Combustível
Aplicação ao Diagnóstico
26
27
Capítulo 6 - Ajuste da Marcha Lenta
Controle da Rotação de Marcha Lenta
Parâmetros de Ajuste da Marcha Lenta
Verificação do Dispositivo de Controle da Marcha Lenta
Avaliação de Desempenho da Função "Controle da Marcha Lenta"
33
33
34
36
36
Capítulo 7 - Osciloscópio - Multímetro Gráfico
Osciloscópio - DSO
Multímetro Gráfico - PGM/GMM
Acoplamento AC
Aplicação do Multímetro Gráfico
38
38
39
40
41
44Capítulo 8 - Transdutor de Corrente
Ponta (pinça) de Corrente
Ponta de Corrente - Aplicação ao Diagnóstico Automotivo
44
46
Capítulo 9 - Falhas de Combustão ..
Diagnóstico de Falhas de Combustão com Scanner
Teste de Cancelamento de Cilindro (Balanceamento de Cilindro)
53
56
58
I
60Capítulo 10 - Sistema de Ignição
Características
Ignição Estática de Faísca Perdida
Modos de Visualização
Pontos de Visualização
Aplicação ao Diagnóstico de Falhas de Combustão
60
65
66
67
69
70Capítulo 11 - Falhas de Combustão Circuito Secundário
Tensão de Disparo - KVmax
KV de Disparo - Procedimentos de Teste
Análise da Linha de Centelha
70
72
77
80Capítulo 12 - Falhas de Combustão Circuito Primário
Diagnóstico do Circuito Primário
Onda de Corrente Primária
Bobina de Ignição
Casos de Diagnóstico
80
81
83
84
86Capítulo 13 - Pressão e Vácuo..
Vácuo e Pressão Absoluta
Medidores de Pressão e Vácuo
Testes de Compressão
86
88
90
Capítulo 14 - Testes de Compressão Relativa/Estática/Dinâmica
Compressão Relativa
Compressão Estática ou Compressão no Arranque
Compressão Dinâmica ou Compressão em Funcionamento
Compressão Estática e Dinâmica - Aplicação
92
92
95
96
97
Capítulo 15 - Compressão de Cilindro Transdutor Eletrónico de Pressão
Análise da Onda de Compressão
98
99
Capítulo 16 - Verificações com Medição de Vácuo 102
Capítulo 17 - Transdutor de Vácuo e de Pressão Diferencial
Transdutor de Vácuo =
Transdutor de Pressão Diferencial
106
106
109
Capítulo 18 - Diagnóstico de Dirigibilidade Detonação/Vazamentos
Vazamentos
Detonação
113
113
118
Capítulo 19 - OBD II - Introdução
Padrão OBDII
121
122
II
Capítulo 20- OBD If - Monitores
Monitores de Diagnóstico .
Critérios de Habilitação......
Palavra de Estado I/M .
Ciclos de Operação
Lâmpada Indicadora de Defeito OBDII - MIL
128
128
130
131
133
135
Capítulo 21- OBD II - Modos de Diagnóstico
Parâmetros de Funcionamento do Motor - Modo $01
Modo Falhas - Modo $03/$07
Dados Congelados - Modo $02
Resultado dos Testes de Diagnóstico - Modo $06.,...
136
138
140
142
143
Capítulo 22- OBD II - Falhas de Combustão
Métodos de Detecção
Monitor de Falhas de Combustão
148
148
149
Capítulo 23 - OBD II - Ajuste de Combustível/Componentes
Monitor de Ajuste de Combustível
Monitor Abrangente de Componentes
155
155
157
Capítulo 24 - Sensores de Concentração de 02
Sensor de Oxigénio (sonda Lambda) .
Sensor de Relação Ar/Combustível
159
159
161
Capítulo 25 - OBD II - Monitor dos Sensores de Concentração de 02
Monitor dos Sensores de O2 .
Monitor do Sensor de Relação Ar/Combustível
Códigos de Falha (DTC) .
Critérios de Habilitação do Monitor...
168
169
172
172
173
174Capítulo 26 - OBD II - Catalisador
Monitor do Catalisador 177
Capítulo 27- OBD II - Sistema EGR - Recirculação dos Cases de Escape
Monitor EGR .....
181
183
Capítulo 28 - OBD II - Sistema EVAP - Controle das Emissões Evaporativas
Monitor das Emissões Evaporativas
Sistema ORVR .
187
188
192
Capítulo 29 - OBD II - MonitoresAIRA/álvula Termostática/PCV
Sistema de Injeção de Ar Secundário - AIR
Monitor do Sistema de Ar Secundário
Monitor da Válvula Termostática
Monitor do Sistema de Ventilação Positiva do Cárter - PCV
193
193
194
195
196
III
PRóLOGO
Dando continuidade à temática abordada nas publicações anteriores - Controle Integrado doMotor e Eletroeletrônica
Automotiva - este livro foca o diagnóstico de sistemas de eletrónica embarcada que equipam os veículos atuais.
Em função da abrangência do tema, a ênfase será dada ao motor de ciclo Otto, seja este carburado ou eletrónico.
No entanto, muitos dos procedimentos apresentados podem ser aplicados a motores Diesel ou a outros sistemas
de eletrónica embarcada.
Reparar que uma válvula solenoide é operada da mesma forma não importando o sistema no qual é aplicada: A/C,
ABS/TC, entre outros.
Assim sendo, o objetivo foi o de apresentar, de forma abrangente, procedimentos de diagnóstico atualmente em
uso. Desde os métodos tradicionais que se utilizam do vacuômetro e do medidor de compressão até os mais
avançados, que implicam no uso de transdutores de baixa corrente e de pressão e vácuo associados ao osciloscópio
automotivo ou ao multímetro gráfico.
Compete ao profissional, assim que vai se familiarizando e adquirindo experiência, julgar qual o método a ser
utilizado segundo as circunstâncias.
Observar que em muitas situações deverá ser utilizado mais de um procedimento de diagnóstico para se chegar à
solução do problema, mas, dificilmente um defeito requererá a aplicação de todos os apresentados a seguir.
O leitor poderá observar, assim que avança no estudo dos diversos capítulos, que os métodos apresentados fazem
uso intensivo do scanner, do osciloscópio automotivo e do multímetro gráfico, estes últimos associados a transdutores
eletrónicos de corrente, pressão e vácuo, o que contribui para aumentar a potencialidade dos referidos instrumentos.
Mas, ainda que não se possua uma determinada ferramenta de diagnóstico, o apresentado com relação à mesma,
poderá servir como material didático no exercício do raciocínio e na compreensão do funcionamento dos diversos
subsistemas que compõem o motor moderno.
Este livro, da mesma forma que os anteriores, segue a diretriz de valorizar o raciocínio baseado em conceitos bem
sedimentados.
Por outro lado, ainda que o foco seja o diagnóstico do motor, onde pertinente, os exemplos mostram a aplicação
dos procedimentos a outros sistemas de eletrónica embarcada de forma a permitir máximo aproveitamento do
investimento realizado nas ferramentas de diagnóstico.
Humberto José Manavella
São Paulo, junho de 2009
IV
INTRODUçãO AO DIAGNóSTICO
DE ELETRóNICA EMBARCADA 1
Neste capítulo e subsequentes, serão apresentados os procedimentos de diagnóstico utilizados na determinação
do subsistema, mecânico ou elétrico, que provoca o defeito, sem, no entanto, abordar especiíicamente, as
verificações necessárias à determinação do componente causador da falha. Isto é tratado amplamente, em
manuais e em obras como "Controle Integrado do Motor", entre muitas outras.
Basicamente, serão apresentados os conceitos necessários a interpretação dos resultados dos procedimentos
de teste e das informações fornecidas pelos equipamentos de diagnóstico.
O foco principal desta obra 6 apresentar métodos de diagnóstico aplicáveis a sistemas eletrónicos de
controle do motor ciclo Otto. No entanto, a grandemaioria dosprocedimentospode ser aplicada a motores
carburados. Algumas técnicas também, são aplicáveis a motores Diesel ou ainda, ao diagnóstico de
outros sistemas de eletrónica embarcada.
O processo de diagnóstico de todo sistema de eletrónica embarcada, cujo objetivo final é a solução de defeitos,
é composto de uma primeira fase de identificação do problema e uma segunda, de determinação da causa.
Ainda que com controle eletrónico, o motor continua funcionando sob os mesmos princípios. Portanto, os problemas
mecânicos se manifestam de forma similar aos de um motor não eletrónico. Assim, ferramentas como o medidor
de compressão, continuam a ser dc grande utilidade no diagnóstico de defeitos decorrentes de "falhas de
combustão” ou de "falta de desempenho".
Os problemas apresentados podem ser, em geral, enquadrados em duas categorias:
k Falhas de dirigibilidade O motor engasga, hesita, morre, não dá partida, não tem desempenho.
Geralmente, este tipo de falha afeta, também, às emissões.
> Falhas de emissões. O veículo não apresenta falha de dirigibilidade, ou seja, responde normalmente,
mas, as emissões no escape estão fora do especificado. Nos sistemas eletrónicos, estes defeitos podem
ser facilmente mascarados: ou seja, o veículo emite acima do especificado, mas, não apresenta sinais de
falha. Em alguns casos o consumo elevado é a única manifestação do problema.
Basicamente, estes defeitos são detectados utilizando o analisador de gases. No caso de consumo
excessivo, o problema é detectado utilizando um medidor de consumo ou atendendo a uma reclamação
do usuário do veículo. Para estes defeitos, os procedimentos de diagnóstico são similares aos utilizados
na solução de falhas de dirigibilidade.
Faftias de Dirlgibilidadê11
Em função de serem os procedimentos utilizados na solução de falhas de dirigibilidade, aplicáveis também, na
solução de problemas de emissões ou de consumo, no que segue será abordado, principalmente, o diagnóstico
dos primeiros. As falhas de dirigibilidade podem apresentar-se sob diversas formas:
1. Como falhas de combustão. Geralmente resultam em problemas de marcha lenta, hesitação ou aumento
dos níveis de emissões. Para este tipo de defeito há 2 critérios segundo os quais podem ser definidas as
falhas de combustão:
a) Segundo a norma OBDII, é a falta total de combustão e as únicas falhas a serem consideradas são
aquelas que afetam às emissões. No entanto, pode se apresentar o caso em que, sem códigos
gravados, poderá haver falhas de combustão que afetem a dirigibilidade do veículo.
b) Um critério mais amplo, considera "falha de combustão", tanto a falta total como a combustão
incompleta Por ser este, mais abrangente, será o considerado a seguir, já que o objetivo do diagnóstico
é assegurar o correto funcionamento, independentemente do tipo de falha de combustão apresentada.
2. Como problemas de marcha lenta. Irregular, acelerada ou de não manutenção da marcha lenta.
3. Como problemas de detonação ou de pró-Ignição.
4. Como falhas de desempenho. Hesitação na aceleração, resposta lenta, falta de potência na plena carga.
Os problemas de dirigibilidade podem ainda, ser do tipo constante, de mais fácil solução, ou do tipo intermitente,
os que por vezes, são de difícil reprodução na oficina.
1Humberto José Manaveila - HMAutotrônica
Capítulo1- INTRODUçãO AO DIAGNóSTICO DE ELETRóNICA EMBARCADA
Requisitos para o Diagnóstico_
Seja qual for o defeito apresentado, um diagnóstico eficaz e eficiente precisa dos seguintes fatores:
1. Conhecimento conceituai do funcionamento do sistema e os dispositivos que o compõem.
2. Informação sobre a função que cumpre cada um dos componentes no sistema.
3. Oprincípio de funcionamento de cada componente e tipo de sinais que emite e/ourecebe. Isto é de suma
importância na hora de fazer as verificações com osciloscópio oumultímetro.
4, 0 esquema elétrico assim como a pinagem dos diversos componentes.
5. Correta interpretação dos códigos de falha e dosparâmetros de funcionamento, visualizadosno scanner.
Também, o conhecimento dos testes de aiuadores disponíveis utilizando o equipamento de diagnóstico.
6. Disponibilidade das ferramentas necessárias ao diagnóstico do sistema em questão, lembrando que os
instrumentos de medição são, somente, meros auxílios ao raciocínio.
A figura ao lado ilustra o caso de sistemas de controle
eletrónico e, de certa forma, resume os requisitos acima
apontados. Para veículos sem controle eletrónico, o único
instrumento que não se aplica é o "scanner". INFORMAÇÃO [íj T Í|1
Nos motores com controle eletrónico, a diferença reside CONFIÁVEL [IjrjcdJl
no programaexistente na UC (unidade de controle
eletrónico), que realiza a verificação constante dos
componentes eletro-eletrônicos e que constitui o |«i
denominado "sistema de diagnóstico de bordo Multímetro Ml fm
A comunicação com este programa, para obter os Osciloscópio "Scanner”
resultados das verificações e para efetuar testes ativos nos Automotivo
diversos atuadores, se realiza através do equipamento
de diagnóstico ou "scanner1'.
A figura evidencia o fato que os sistemas de eletrónica
embarcada estão baseados, todos eles, numa mesma
tecnologia, que é utilizada com a estratégia apropriada ao
sistema no qual se aplica.
Este cenário impõe certas restrições entre as quais, a mais
importante ó que o acesso aos diversos Sistemas, com o
objetivo de diagnóstico, somente épossível através do uso de ferramentas específicas, sendo as mais importantes,
aquelas apresentadas na figura.
O símbolo do transistor, que acompanha o "pensamento" do técnico, tem por objetivo salientar o fato que ainda
que não seja necessária uma formação específica, o profissional da reparação automotiva deverá possuir conceitos
básicos de eletro-eletrônica que lhe permitam compreender o sistema como um todo e suas relações com os
outros com os quais interage.
Outros dois fatores fundamentais são: conceitos bem sedimentados e informação confiávele precisa.
&APRENDIZADOCONCEITUALC
___
A
A
Analisador de
Gases
5.••*
3
i
Manutenção Veicular gggsj_ . :;P
O diagnóstico de defeitos faz parte de um conceito mais amplo que é o de Manutenção Veicular, a qual tem por
objetivo, assegurar um funcionamento continuado, dentro das especificações fornecidas pelo fabricante. As
ações de manutenção de um sistema veicular podem ser classificadas como segue:
Manutenção corretiva: É aquela realizada para reparar defeitos já constatados. Este tipo de manutenção
é aquele realizado tradicionalmente pelas oficinas. O veículo chega à oficina com algum defeito presente
ou reclamação do proprietário, que deve ser solucionado.
>Manutençãopreventiva: É a realizada seguindo a recomendação do fabricante ainda que o veículo não
apresente avaria. É caracterizada, entre outros, pela troca de fluidos a intervalos determinados pelo
fabricante; estado da bateria e do circuito de carga; estado de pastilhas e lonas de freio, etc.
Manutenção antecipada (preditiva): Consiste em realizar verificações em itens geralmente não
considerados na manutenção preventiva, ou em itens desta, antes do prazo estabelecido pelo fabricante.
Tem o intuito de se antecipar ao aparecimento de defeitos, verificando a margem de segurança que resta,
com relação às especificações dos itens analisados. Como exemplo, tem-se a verificação dophdo líquido
arrefecedor; acúmulo de combustível no cárter; ponto de ebulição do líquido de freio, verificação da bomba
de combustível, do sistema de ignição, etc.
2 Humberto José Manavella - HMAutotrônica
Capítulo1- INTRODUçãO AO DIAGNóSTICO DE ELETRóNICA EMBARCADA
Malha Aberta e Malha FechadaISíli!
O conceito de controle emmalha fechada (ou circuito fechado) é de fundamental importância para o diagnóstico
de sistemas de eletrónica embarcada. Por esse motivo, o tema será abordado brevemente, utilizando, como
exemplo, a função de controle da mistura. No livro "Controle Integrado do Motor", entre outros, o conceito é
analisado com maior profundidade.
As funções de todos os sistemas de eletrónica embarcada podem ser controladas através de um dos seguintes
mecanismos:
1. Controle em malha aberta (fig.[2aj): Neste modo, a UC do
sistema analisado (motor, transmissão, A/C, ABS) comanda os
atuadores correspondentes a partir das informações dos sensores
e de valores retirados de "mapas" ou tabelas residentes na
memória . No entanto, nos sistemas que operam em malha aberta
não existo nenhum elemento sensor que informe o resultado do
comando enviado ao atuador; assim, não ó possível verificar se
foi executado corretamente ou não.
Ex.;A UC calcula o tempo de injeção em função dos valores
recebidos dos sensores, que caracterizam o estado de
funcionamento do motor. No entanto, não havendo nenhum
dispositivo que informe o resultado da combustão, a UCnão
poderá determinar se o tempo calculado resultouna queima
de mistura rica oupobre.
Controle da Mistura
Malha Aberta
&& ACT
TPS
ECT
\CKPJ ?
M_Bl,
[2a]
2. Controle em malha fechada (fig.[2bj): De forma similar à
anterior, a UC do sistema analisado controla os atuadores
a partir de valores calculados ou retirados de "mapas" ou
tabelas e das informações recebidas dos sensores. Mas,
contrariamente ao descrito no item 1, o modo de controle
em malha fechada pressupõe a existência de um sensor
que informa o resultado da ação. Isto permite verificar se o
comando emitido resultou na ação desejada ou não.
Ex.//t UCcalcula o tempo de injeção em função de valores
calculados ouretirados de "mapas"e de informações
dos sensores, as que caracterizam um determinado
estado de funcionamento do motor. No entanto, a
existência do sensor de 02permite avaliar oresultado
da combustão. Ou seja, a UC consegue determinar o
teor da mistura admitida. Desta forma, nospróximos
ciclos, 0 tempo de injeçãopoderá ser corrigido com 0
objetivo de adequar o teor da mistura, às reais
condições de funcionamento do motor.
A seguir, uma relação dos principais sistemas veiculares controlados em malha fechada.
Controle da Mistura
Malha Fechada V-....
HEGO à
ACT TPS
ECT§
,CKP
íB
II
[2b]
Controle do teor da mistura ou da relação ar/combustível. Para dosar, com precisão, a
quantidade de combustível mais conveniente às condições de funcionamento do motor.
Ajuste e estabilização de marcha lenta dentro da faixa que propicie 0 melhor funcionamento.
Ajuste do avanço da ignição em presença do fenômeno de detonação, com 0 objetivo de
proteger 0 motor.
Sistema de A/C. Controle da temperatura interna e pressão do sistema.
ABS e TC/ASR. Controle da frenagem e da tração.
Sistema EGR. Controle do fluxo de gases rccirculados.
3Humberto José Manavella - HM Autotrônica
Capítulo1- INTRODUçãO AO DIAGNóSTICO DE ELETRóNICA EMBARCADA
'Procedimento de Diagnóstico em Sistemas Eletrónicos
O diagnóstico e reparo de defeitos, em sistemas de eletrónica embarcada, requer o uso de instrumentos
apropriados e um bom conhecimento das opções de teste oferecidas peloprograma de diagnósticoresidente na
unidade de comando. Também, e não menos importante, é a aplicação do raciocínio a partir de informações
corretas e conceitos bem sedimentados.
Ainda que, por motivos de importância, a maior parte dos exemplos a seguir tenha relação com o sistema de
controle integrado do motor, as diretrizes apresentadas podem ser aplicadas a qualquer sistema de eletrónica
embarcada.
Mais uma vez, o fundamentai é possuir as informações e o conhecimento do funcionamento do sistema em
questão.
A estratégia utilizada para o diagnóstico de falhas se processa em duas etapas:
a) Determinação do subsistema eletro-eletrõnico ou mecânico queprovoca a falha
b) Determinação do componente defeituoso daquele subsistema
Por exemplo, num sistema de A/C eletrónico, que apresente falta de refrigeração adequada, a sequência de
diagnóstico seria determinar, primeiramente, a origem do defeito:
Se reside no subsistema mecânico, devido a um vazamento que resulta numa baixa pressão no circuito.
> Se reside no subsistema elétrico, devido a um defeito no sensor de pressão, por exemplo.
Na sequência, oprocedimento prossegue, determinando o elemento defeituoso dentro do subsistema que originou
a falha e isto, com a utilização das ferramentas apropriadas.
Para a etapa a): O primeiro auxiliar para defeitos elétricos, é o "equipamento de teste" ("scanner ") ligado
ao conector de diagnóstico.
Se necessário, devem ser explorados os outros modos de teste disponíveis: teste de atuadores, modo
contínuo, conceitos estes, apresentados em capítulos a seguir,
Já, para as falhas mecânicas, as ferramentas necessárias são geralmente, de caráter mais específico.
Assim, nos Capítulos 15 e 7 7serão apresentadas modernas técnicasde diagnóstico utilizando transdutores
de pressão e vácuo, associados ao osciloscópio automotivo.
Para a etapa b): Nesta, que é uma etapa de verificação, podem ser utilizados :
•Multímetro: Para medição de tensão, corrente, resistência, frequência, ciclo de trabalho,
tempo de pulso.
•Ponta depolaridade: Para verificar a presença de impulsos elétricos, massa, tensão de
alimentação.
•Osciloscópio: Para visualizar forrnas de onda.
•Manómetro Para medição da pressão de cilindro ou do circuito de A/C.
•Bomba de vácuo: Para acionar dispositivos controlados por vácuo.
•Opacímetro e Analisador de 4 ou 5 gases: Para avaliação do nível de emissões.
•Outros instrumentos já utilizados na realização de verificações mecânicas.
E muito importante lembrar que certas fali tas mecânicas se manifestam através de componentes do sistema
que não necessariamente, são os responsáveis pelo defeito.
Por exemplo, um vazamento no escapamento, perto da sonda Lambda, pode provocar a gravação de um código
de falha correspondente ao circuito do sensorde 02, ou, acúmulo de sujeira no corpo da borboleta pode resultar
na gravação de falha correspondente ao dispositivo de controle da marcha lenta.
Para 0 diagnóstico de defeitos no sistema de controle do motor, a utilização do analisador de gases (quando
disponível), pode ser de grande ajuda. Isto implica no uso de técnicas de diagnóstico com base na análise de
gases, as que, por estar fora do escopo desta obra, serão tratadas em uma futura publicação.
Nos próximos capítulos e comojá mencionado, os diversos procedimentos utilizados no diagnóstico de defeitos
será feito focando 0 sistema de controle eletrónico do motor. Uma abordagem mais aprofundada e abrangente,
dos vários sistemas de eletrónica embarcada, exigiria um espaço bastante maior que 0 desta obra, pelo que, 0
assunto serei abordado em futuras publicações.
O objetivo aqui, será 0 de fornecer subsídios conceituais e orientação que auxiliem 0 raciocínio na solução de
problemas, e não 0 de apresentar dicas ou receitas de reparo. Isto último pode ser encontrado facilmente, nos
jornais e revistas que atendem 0 setor da reparação automotiva.
4 Humberto José Manavella - HMAutotrônica
Capítulo1- INTRODUçãO ãO DIAGNóSTICO DE ELETRóNICA EMBARCADA
Instrumentação para Sistemas de Eletrónica Embarcada
As primeiras ferramentas de diagnóstico para o sistema eletro-eletrònico do automóvel, foram o multímetro e o
osciloscópio de alta tensão, geralmente associado ao analisador de motores o qual era utilizado, basicamente,
na verificação do sistema de ignição. Talvez o mais simples, mas, muito útil nas verificações elétricas, era a
caneta depolaridade.
Esta ultima ainda tem utilidade, mas, deve prestar-se atenção ao tipo de sinal que será verificado. Se a caneta for
de baixa impedância só poderá ser utilizada em sinais de potência (circuitos de baixa resistência) como aqueles
de injetores ou válvulas solenoide.
Caso seja utilizada para verificar sinais de baixa potência (circuitos de
alta resistência), como sensor de rotação de relutância ou sensor de
oxigénio, a caneta carregará demasiadamente o sinal ao ponto de
distorcê-lo totalmente como mostra a figura ao lado. Sinal
sensor
No ponto 1 a caneta é colocada no fio de sinal do sensor de 02 com 0 de 02
objetivo de verificar 0 seu funcionamento provocando, de certa forma,
um curto no sinal.
B
Existemno mercado, canetas de alta impedância de entrada, que incluem, também, a função de voltímetro.
Instrumentação
A seguinte é uma lista dos instrumentos mais relevantes para 0 diagnóstico de sistemas de eletrónica embarcada.
Existem outros que atendem necessidades especificas, como por exemplo, a verificação do motor de passo, da
sonda Lambda, de injetores, etc.
> Multímetro automotivo: É, talvez, 0 primeiro instrumento de diagnóstico para os sistemas eletro-
eletrònicos do veículo. Sua principal característica é a de poder medir, além de tensão e resistência,
outros valores específicos como frequência, largura de pulso, ciclo de trabalho. Em função de apresentar
valores médios de uma sequência de medições e possuir uma baixa taxa de atualização do mostrador,
é de utilidade limitada na captura de sinais que apresentem defeitos intermitentes de curta duração.
> Osciloscópioautomotivo de armazenamento: Permite visualizar sinais ao longo do tempo e armazená-
los para a posterior análise, (ver Capítulo 7)
Multímetro gráfico: Basicamente, é um multímetro automotivo convencional, exceto pela possibilidade
de apresentar os valores medidos na forma de gráfico ao longo do tempo. Desta forma, é possível
analisar a tendência de variação do sinal medido. À diferença do osciloscópio, 0 multímetro gráfico
permite visualizar ao longo do tempo, as várias características de um sinal: tensão, frequência, ciclo de
trabalho, largura de pulso e outros, (ver Capítulo 7)
> Analisador de gases Seu principal uso é no diagnóstico do motor
Medidor de temperatura infravermelho: utilizado na verificação do sistema de arrefecimento, A/C,
freios, catalisador, falhas de combustão.
> "Scanner automotivo ou equipamento de diagnóstico Permite a comunicação com as diversas
UCs que controlam os sistemas de eletrónica embarcada. Com a aplicação da norma OBDIi, surge a
diferenciação entre equipamentos "genéricos" e "proprietários", (ver Capítulo 2)
Ainda, para realizar verificações mecânicas:
> Medidor de pressão e vácuo Para verificação de compressão de cilindro; vazamento no coletor de
admissão e contrapressão no escape.
Injeção de gás inerte: Para verificação de vazamentos no sistema de admissão e no motor.
«-ÇHM >Autotrônica
5Humberto José Manaveila - HMAutotrônica
2EQUIPAMENTO DE DIAGNóSTICO.SCANNER
Introdução
A partir dos anos 80 e com o aparecimento dos primeiros sistemas eletrónicos de controle do motor (sistemas
digitais de injeção/ignição), surgem os primeiros equipamentos de diagnóstico ("scanner") os quais, quando
ligados à unidade de comando, permitiam recuperar as falhas armazenadas na memória e realizar alguns testes
de atuador. Os mais simples só conseguiam apresentar as falhas armazenadas.
Em quase todos os casos, os códigos de falha podiam ser visualizados como uma sequência de piscadas em
alguma luz do painel. Isto, por exemplo, curto-circuitando terminais do conector de diagnóstico. Como já
mencionado, é oprograma de diagnóstico, residente na UC, que se comunica com o scanner ou gera a sequência
de piscadas. Em modelos luxuosos americanos era possível visualizar os códigos de falha no visor do controle
do A/C, apertando uma sequência especial de teclas do mesmo controle.
Exemplo do mencionado acima é o sistema EEC-IV, de controle do motor, que equipou os veiculos da Autolatina.
O scanner permitia:
> Visualizar os códigos de falha armazenados na memória da unidade de comando (UC).
> Realizar o teste dos diversos dispositivos atuadores, geralmente, commotor funcionando. No término do
mesmo, as eventuais falhas detectadas. ficavam armazenadas na memória.
> Detecção de curto-circuito e interrupções intermitentes. Enquanto o operador movimentava cabos e
conectores, o scanner ficavapreparadopara emitir um sina!sonoro caso fosse detectada algumas das
referidas condições.
No fim dos anos '80, a GM introduziu um novo conceito pelo qual, o scanner, além
de fazer a leitura de códigos, oferecia a possibilidade de visualizar parâmetros de
funcionamento do motor (temperatura, rotação, etc) e realizar testes em dispositivos
atuadores (controle da rotação, re!é do A/C e outros).
Esta característica foi incorporada por todos os fabricantes já no início da década
de '90. A configuração é a da figura [1a] e o protocolo de comunicação era
proprietário do fabricante do veículo e não do fabricante da UC. Assim, por exemplo,
uma mesma unidade de controle eletrónico Bosch, aplicada em veículos de
fabricantes diferentes, tinha protocolos de comunicação diferentes.
Afigura [1b] mostra a tela de um equipamento de diagnóstico portátil. Geralmente,
neste tipo de equipamento só é possível a visualização de,no máximo, 3 ou 4
parâmetros. Talvez, um número maior se o software está instalado num aparelho
do tipo 'Tablet". Muitos destes equipamentos possibilitam a aquisição de dados
com o veículo em movimento (sob carga), para serem analisados posteriormente,
na oficina.
Muitos equipamentos oferecem a funcionalidade do "scanner" no PC. Esta opção
possibilita a visualização simultânea de uma maior quantidade de informação.
Se o PC utilizado for do tipo "LapTop", na maior parte dos casos, é possível armazenar
dados com o veículo em movimento, reproduzindo assim, as condições de
funcionamento durante a falha. Posteriormente, na oficina, esses dados podem ser
apresentados como gráficos, em função do tempo.
Uma evolução do scanner foi a de poder acessar as diversas unidades de comando
eletrónico instaladas no veículo: UC do motor, ABS/TC, A/C eletrónico, air-bag, imobilizador, etc. Isto ainda,
através da utilização de protocolos de comunicação proprietários, ou seja, exclusivos de cada fabricante.
Na atualidade, a função do scanner é permitir:
Protocolo
3
proprietário
[1a]
SCANNER -
[Temp.Motor : 88°C
Pos.Borbol:1,90V
Pres.Colet: 1,57V
Rotação: 1783rpm
[1b]
Visualização dos códigos de falha armazenados.
Visualização deparâmetros de funcionamento do sistema diagnosticado.
Realização de testes de atuador.
Realização de funções auxiliarespróprias do sistema que está sendo diagnosticado.
Estas características são suportadas por todos os sistemas de eletrónica embarcada atuais.
6 Humberto José Manavella - HMAutotrônica
Capítulo 2- EQUIPAMENTO DE DIAGNóSTICO - SCANNER
A comunicação do scanner com a unidade de comando diagnosticada se efetuava através de comunicação
seria!', ou seja, através de um par de fios utilizando um protocolo de comunicação proprietário de cada fabricante.
Houve casos em que a comunicação com cada UC de eletrónica embarcada se realizava por um pino diferente
do conector de diagnóstico. Em outros (VW, por exemplo), um mesmo pino serve para comunicar-se com todas
as UCs do veículo. Neste caso, o operador, deve selecionar, no scanner, a UC com a qual deseja se comunicar.
As características até aqui apresentadas, correspondem aos sistemas pré-OBDIl onde não há padronização do
conector nem do protocolo de comunicacão nem dos parâmetros de funcionamento e dos códigos de falha.
Como será analisado no Capítulo 19 e subsequentes, com a implantação do padrão OBDII (desde 1996 nos EE
UU e desde 2000 na Europa) o panorama se modificou em alguns aspectos.
A adoção do padrão resultou em:
Introdução dos conceitos "genérico"e "proprietário”: A definição de "genérico" é aplicada a tudo aquilo
especificadopelopadrão: codigos de falha eparâmetros de funcionamento, relacionados com o trem de
força (motor e transmissão) e quepodem ser visualizados utilizando um scanner "genérico".
Já, asprestações oferecidaspeto equipamento "proprietário" ficam a critério do fabricante.
Padronização do conector e dos protocolos de acesso ao sistema de diagnóstico do trem de força
(motor e transmissão automática), ou seja, aos sistemas diretamente relacionados com as emissões.
Observar que os outros sistemas de eletrónica embarcada, a exceção de motor e transmissão, não são abrangidos,
até o momento, pela norma.
O importaníe a frisar é que os equipamentos de teste "proprietários" (ou de terceiros que os emulam) possuem
um repertório maior de códigos de falhas, de parâmetros de funcionamento visualizados e de testes de atuador
disponíveis, se comparados com os scanners "genéricos"; estes são bastante restritos quanto às opções
oferecidas,
Por sua vez, os scanners proprietários são, geralmente, os únicos que oferecem a possibilidade de se comunicar
com todas as unidades eletrónicas do veículo.
Pode-se concluir disto que o scanner tornou-se um instrumento de diagnóstico tão necessário quanto o voltímetro
ou, em alguns casos, o osciloscópio.
Há situações em que o scanner é a única forma de efetuar um diagnóstico correto. A seguir, alguns exemplos.
Desempenho do motor e emissões. Um medidor de vácuo, de compressão ou o multímetro são
grandes auxiliares em identificar defeitos mecânicos ou elétricos. Mas, se o defeito reside na UC,
possivelmente o scanner seja o meio mais direto de identificar a falha.
Sistemas de freio ABS/TC e de controle de estabilidade. Nestes casos, pode-se dizer que o scanner é
uma necessidade. Em muitos casos, a purga do circuito de freio (quando houve entrada de ar, por
exemplo) só pode ser feita utilizando o scanner apropriado.
Sistema de climatização (A/C) eletrónico Estes sistemas possuem vários sensores de temperatura,
motores de controle e comunicação com a unidade de controle do motor. A menos que se trate de um
problema relacionado com o circuito do refrigerante, o scanner se torna necessário na verificação do
funcionamento do sistema de controle eletrónico. Em alguns casos (Mercedes, Chrysler, entre outros),
é só através do scanner que pode ser inicializado o sistema, depois de algum reparo importante.
Airbag, direção e suspensão eletrónicas. Nestes sistemas, o scanner é a única forma de visualizar as
falhas armazenadas e realizar os testes de atuador. No caso específico do airbag, o scanner é
indispensável para habilitar/desabilitar as unidades.
Imobilizador. Só através do scanner é possível reprogramar a unidade.
Com o aumento do número de sistemas de eletrónica embarcada, presentes no veículo moderno houve,
consequentemente, o aumento do número de unidades de comando com as quais deve comunicar-se o scanner.
A solução encontrada foi:
9 Disponibilizar umpino específico no conector de diagnósticopara cada unidade.
0 Um único pino para todas e/as. Isto requer que o scanner tenha a capacidade de "endereçar” as
mensagenspara a unidade diagnosticada.
No entanto, a tendência é no sentido de integrar as diversas unidades num sistema multiplexado
7Humberto José Manavella - HM Autotrônica
Capítulo 2- EQUIPAMENTO DE DIAGNóSTICO - SCANNER
Nestes casos, existem duas possíveis configurações para conectar o scanner à rede.
1. O scanner, através do conector de diagnóstico tem acesso
direto à rede e portanto, o protocolo utilizado para se comunicar,
deve ser idêntico àquele utilizado pelas unidades de comando.
(fig. [2a])
í UC )í Trans. |§Suspens.)f
|Motor j|Automát.J|Pilotada
Xt-3
ABS/TC
k
o
Rede CAN2. O scanner está ligado a um circuito eletrónico de
gerenciamento ou adaptação de protocolos, instalado entre o
conector de diagnóstico e a(s) rede(s) multiplexada(s). Além
de se comunicar com o equipamento de teste, o circuito
gerencia a troca de mensagens entre as diversas redes e com
o scanner.
Este circuito, denominado de "gateway (do inglês, "porta de
entrada”) isola o scanner da(s) rede(s).
Na linha Peugeot/Citroén é —— _
__
„_.__ „
denominado de Caixa de Serviço UC |í Trans. )fsuspens.]íABS/TC] fvod. Serv.l rrÿtual?nrlf
Inteligente. j(Automàt.j| Piloÿteda j(ABS/TC j | [ComuSdor][
Nesta configuração, portanto, o 5 t & f & t $ |
protocolo utilizado na comunicação g
~ ~
com o equipamento de teste, pode Rede CAN ° ~°TT ”?I
ser diferente daquele da(s) rede(s)
como mostrado na figura [2b].
Desta forma, 0 adaptador funciona
como um "tradutor de protocolo
que encaminha e adapta de forma
apropriada, a solicitação vinda do
scanner, para a rede onde se
encontra a UC com a qual se
deseja estabelecer a comunicação.
PVProtocolo CAN
[2a]
Air
Bag
H-*
Rede VAN Carroçaria #1
CSI
Caixa de Serviço
Inteligente
m
Protocolo ISO
[2b]
Configurações
Inicialmente 0 scanner se apresentava na forma de equipamento portátil com uma tela pequena que permitia
visualizar um código de falha de cada vez e geralmente, um ou dois parâmetros de funcionamento.
A partir de meados da década de '90 aparecem no mercado os scanners que permitem a visualização na tela de
um PC e outros em que o próprio software de diagnóstico fica instalado no PC.
Esta configuração permite a visualização simultânea de um número maior de parâmetros de funcionamento e,
também, de falhas armazenadas.
Durante o diagnóstico,a visualização simultânea de parâmetros permite, por exemplo, verificar como evolucionam
os valores do TPS, MAP, rotação, ajuste de combustível e apresentá-los na forma de gráficos na tela.
Se 0 scanner está instalado num "Notebook" as verificações apontadas acima podem ser feitas com o veículo
rodando. Neste caso, a única ressalva é que o acompanhante deverá operar o equipamento.
Este procedimento permite a captura de informações de parâmetros selecionados para posteriormente, serem
analisados na oficina, na forma de gráficos. Durante 0 percurso, 0 scanner permite que 0 operador marque
instantes, que ao seu critério, sejam significativos para uma análise posterior.
Assim, estas marcas de referência salientadas no gráfico, identificam aqueles instantes significativos, permitindo
a analise do comportamento dos parâmetros selecionados, em torno deles.
Para um exemplo da utilidade da análise gráfica, ver 0 Capítulo 18, que aborda 0 diagnóstico de falhas provocadas
por vazamentos.
«-ÇHM >Autotrônica
8 Humberto José Manavella - HMAutotrônica
3SISTEMAS DE ELETRóNICA EMBARCADA•FUNçãO DE DIAGNOSTIC©
Neste capítulo será analisada a estrutura de auto-diagnóstico presente nos modernos sistemas de eletrónica
embarcada (digitais) e os recursos oferecidos para auxiliar na tarefa de diagnóstico.
Todo sistema de eletrónica embarcada moderno se caracteriza por possuir uma unidade de comando (UC), com
funcionalidade similar à de um microcomputador, cuja estrutura básica possui os seguintes elementos:
Memória, onde reside o conjunto de instruções que formam o programa ou "software" de controle,
Microprocessador, que executa a sequência de instruções.
Por sua vez, na UC é possível distinguir dois tipos de
programas, os quais possuem funcionalidades bem
definidas, corno mostra a figura [1a]:
1. Programa Principal. Encarregado de realizar a
função para a qual foi projetado o sistema.
Assim, a função do programa principal, residente
na memória da UC de um sistema de injeção/
ignição, é manter o motor funcionando da forma
mais apropriada.
2. Programa deDiagnóstico. Detecta defeitos, grava
os códigos de falha associados e implementa a
função de comunicação com o equipamento de
teste ("scanner").
Nos modernos sistemas de eletrónica embarcada, o programa de diagnóstico é identificado, também, com
outras denominações como, por exemplo, "executivo de diagnóstico".
A presença do programa de diagnóstico caracteriza os denominados sistemas OBD (do inglês: On Board
Diagnostic ou "diagnóstico a bordo" ou sistema de diagnóstico residente na própria UC),
Neste capítulo será analisada a segunda das funcionalidades, ou seja, a do programa de diagnóstico.
O importante a ser lembrado é que o programa principal tem prioridade sobre o programa de diagnóstico. Este
último é executado nos momentos em que o programa principal fica ocioso.
Por exemplo, nos sistemas de controle do motor
(fig.[1bj), o programaprincipal calcula o tempo de
injeção, o avanço da ignição e outros valores de
comando de aluadores após o que, passa o controle
ao programa de diagnóstico
Este é executado até que, no momento apropriado, o
programaprincipalassume novamente o comando,
para acionar o injetor, a bobina de ignição ou um outro
atuador. O ciclo acima se repete enquanto o motor
permaneça funcionando.
Observar na figura, como os programas se revezam
no tempo, lembrando que o programa principal tem prioridade de execução.
Funcionalidade do Programa de Diagnóstico
Seja qual for o sistema de eletrónica embarcada diagnosticado, o programa de diagnóstico, também identificado
como sistema de diagnóstico, cumpre duas funções básicas:
k Detecção de defeitos e armazenamento dos códigos de falha correspondentes. É a função básica
do programa de diagnóstico.
Comunicação com o equipamento de teste (scanner). Tem por objetivo:
•Informar as falhas detectadas
0 Visualizar valores de parâmetros de funcionamento do sistema
•Realizar testes nos diversos atuadores
I Programa
de Diagnóstico
—q 1 Sequência de instru-
0 goespara a deteção
de falhas e comuni-
'cação com o equipa-
mento de diagnóstico
P —IMemorial
foira"
i
...
Õ)\EEPROM\ IL;
Programa
Principal
Sequência de instru¬
ções para o controle
do sistema de eletró¬
nica embarcada[1a]
XX X X
Ignição
injeção
a»lAtividadeda UCP.D.HIP.D.HIP.D.
P.P.: Programa Principal
P.D.: Programa de Diagnóstico tit-i a
9Humberto José Manavella - HMAutotrônica
Capítulo 3- SISTEMAS DE ELETRóNICA EMBARCADA - FUNçãO DE DIAGNóSTICO
É o programaprincipalque, em função das falhas detectadas, passa a controlar o sistema correspondente na
condição de "emergência". Assim, no caso do controle do motor, se a falha tem relação com a sonda lambda, o
sistema passa a operar em malha aberta. Já, se uma falha é detectada num sensor de rotação do ABS, a UC
correspondente desativa o sistema.
Estrutura do Programa de Diagnóstico
O programa de diagnóstico apresenta a mesma estrutura no importando o sistema de eletrónica embarcada no
qual esteja implementado. A compreensão da funcionalidade dos modos, que compõem a referida estrutura, é
condição fundamental para a obtenção de máximo proveito na utilização do equipamento de diagnóstico.
Nos modernos sistemas digitais de eletrónica embarcada, a utilização do equipamento de diagnóstico (scanner)
é, na grande maioria dos casos, o primeiro passo na sequência de diagnóstico.
A seguir e com base nas informações recuperadas, passa-se à fase de verificações com multímetro, osciloscópio
e/ou outros instrumentos.
Modos do Programa de DiagnósticoII
Os modos de diagnóstico que serão analisados
a seguir, são os mecanismos que permitem,
utilizando o "equipamento de diagnóstico"
("scanner"), visualizar as informações de
funcionamento e comandar a realização de
testes, no sistema de eletrónica embarcada que
está sendo avaliado.
Quase a totalidade dos programas de
diagnóstico, que fazem parte das unidades de
comando (UCs) dos sistemas de eletrónica
embarcada, apresentam os seguintes modos
de teste (fig.[2]):
Qfí
nf
ZM
Modo Falhas Permite recuperar falhas
armazenadas na memória
Permite visualizar parêmatros
de funcionamento do sistema
Permite solicitar a execução
de testes em atuadores
Permite solicitar a execução
de ações de configuração
da UC
Modo Contínuo
Modo Teste Atuador
Modo Complementar
[2]
•Modo Falhas
A través deste modo são recuperados os códigos de defeito gravados na memória. Em alguns casos, o
código é acompanhado com a identificação da condição da falha naquele momento: presente, intermitente.
Este modo é complementado com o modo "apagar falhas da memória". Nos sistemas pré-OBDIl, tanto o
tipo e número de falhas detectadas, como os códigos que as identificam, são totalmente dependentes do
fabricante do veículo. Uma mesma montadora pode apresentar códigos diferentes para identificar um mesmo
tipo de defeito, dependendo, por exemplo, da origem do veiculo: americana ou européia.
« Modo Contínuo
Permite visualizar valores de parâmetros de funcionamento do sistema analisado. É denominado modo
contínuo" por alguns fabricantes ou "modo listar dados", por outros. Pela sua relevância no diagnóstico de
defeitos, este modo será abordado a seguir, com maior detalhe.
® Modo Teste de Atuadores
Através do diálogo entre o scannere o programa de diagnóstico, é possível ligar/desligar atuadores. O tipo e
número de testes disponíveis são, em grande medida, dependentes do fabricante do veículo e do modelo
analisado.
® Modos Complementares
Possibilitam a realização de ajustes específicos ao sistema de eletrónica embarcada diagnosticado. Utilizados
em sistemas prc-OBDIl e atualmente, no modo "proprietário" de alguns fabricantes, quando necessário. Por
exemplo, permitem "zerat" os parâmetros adaptativos de ajuste de combustível; ajustar o avanço básico da
ignição, entre outros bastante específicos. Dependem do sistema diagnosticado e variam bastante em número
e funcionalidade. Devido à diversidade de modos utilizados ao longo dos anos, é quase impossível de serem
abordados com detalhe,numa obra como a presente. É, portanto, indispensável, consultar os manuais do
fabricante do veículo ou do equipamento de diagnóstico, para conhecer a funcionalidade de cada teste.
10 Humberto José Manavella - HMAutotrônica
Capítulo 3- SISTEMAS DE ELETRóNICA EMBARCADA - FUNçãO DE DIAGNóSTICO
Os modos acima apresentados fazem parte do sistema de diagnóstico de praticamente, todos os sistemas de
eletrónica embarcada atuais, sendo a diferença entre eles, os parâmetros e funções oferecidas.
Em função de ser quiçá, um dos mais abrangentes e com maior número de componentes, o sistema de controle
do motor será utilizado como modelo nas explicações e exemplos que se seguem.
Como mencionado, para outros sistemas de eletrónica embarcada, o leitor deverá consultar os manuais do
fabricante do veículo ou do equipamento de diagnóstico; isto, para conhecer as earacterísticas e opções que o
programa de diagnóstico oferece.
Modo Falhas
A utilidade deste modo depende em grande medida, do número e tipo de falhas detectadas. Para salientar este
fato, os exemplos a seguir ilustram casos relacionados com defeitos associados ao sensor de 02. No entanto, as
considerações podem ser aplicadas a outros sistemas de eletrónica embarcada.
® Exemplo 1
No sistema de injeção Fiat-G7 existe só um código, identificado com a legenda "Falha na Sonda Lambda",
para identificar todas as possíveis situações de falha que se relacionam com 0 sensor de O2.
Neste caso, portanto, deve ser feita uma avaliação criteriosa do problema com o objetivo de diagnosticar
se a causa está no próprio sensor ou tem sua origem num outro elemento do sistema e que se reflete num
funcionamento, aparentemente, defeituoso da sonda.
•Exemplo 2
Já nos sistema de injeção aplicados na linha GM (Multec e Motronic) existem pelo menos, três códigos de
falha associados à sonda. Cada um deles identifica uma situação particular 0 que permite avaliar a origem
do defeito de forma mais direta.
Código 13: Circuito Aberto no Sensor de Oxigénio
Indica que a unidade de comando detectou uma condição de sonda inoperante. Ou seja, sinal com
tensão de 0 volts. Entre as possíveis causas podemos citar:
•A sonda não atingiu a temperatura de trabalho
•Fio do sinalpartido ou massa deficiente
•Sonda defeituosa
> Código 44: Tensão Baixa no Circuito do Sensor de Oxigénio
Indica que a sonda está detectando uma condição constante de mistura pobre. A sonda não muda de
estado, mesmo com as correções efetuadas pela UC no sentido do enriquecimento.
Neste caso, pode existir algum fator externo à sonda que provoca a anomalia. Muito possivelmente a
sonda ainda esteja funcionando.
Código 45: Tensão Alta no Circuito do Sensor de Oxigénio
Indica que a sonda está detectando uma condição constante de mistura rica. A sonda não muda de
estado, mesmo com as correções efetuadas pela UC no sentido do empobrecimento. Neste caso
também, pode existir algum fator externo à sonda, que provoca a anomalia.
Como pode concluir-se dos exemplos, com um maior numero de códigos associados a um determinado tipo de
defeito, a função de diagnóstico resulta facilitada. Isto é mais evidente ainda, nos sistemas OBDII em que, por
exemplo, existe um número maior de códigos associados ao sensor de 02.
Modo Contínuo
É talvez este, 0 recurso mais importante oferecido pelos programas de diagnóstico. Nos sistemas pré-OBDIl, os
parâmetros de funcionamento disponíveis neste modo, assim como, as denominações correspondentes, variam
com 0 fabricante e/ou sistema de eletrónica embarcada considerado.
Já, nos sistemas que aderem ao padrão OBDII, a padronização se dá para o sistema de controle do motor.
Outros sistemas de eletrónica embarcada (A/C, ABS, painel) continuam a utilizar as convenções particulares de
cada fabricante.
11Humberto José Manavella - HMAutotrônica
Capítulo 3- SISTEMAS DE ELETRóNICA EMBARCADA - FUNçãO DE DIAGNóSTICO
Tomando como exemplo o sistema de controle do motor, os parâmetros apresentados podem ser classificados
da seguinte forma:
a) Parâmetros básicos: São os valores fundamentais que determinam o estado de funcionamento do motor:
temperatura do ar admitido, temperatura do motor, posição da borboleta, pressão do coletor, massa de ar
admitida, carga do motor, tempo de injeção, avanço da ignição, entre outros.
b) Parâmetros de ajuste de combustível: São os denominados Ajuste de Longo Prazo (BLM de 02, pela
GM) e Ajuste de Curto Prazo (Integrador, pela GM, Fiat)
c) Parâmetros de ajuste da marcha lenta Apresentam a posição da válvula ou do motor de ajuste da marcha
lenta e o valor de correção de longo prazo aplicado ao dispositivo de controle.
d) Parâmetrosauxiliares: Apresentam informações que complementam as anteriores como, estado da direção
hidráulica, solicitação do A/C, pressão do circuito do A/C, entre outras.
Nos sistemas pré-OBDll, o número e tipo de informações apresentadas no modo contínuo é muito variável de
fabricante para fabricante.
Os parâmetros dos itens b) e c) fazem parte dos denominados "parâmetros adaptativos" ou "parâmetros
autoadaptativos", analisados com maior detalhe nos Capítulos 4, 5 e 6.
O importante a ser lembrado é que, através do modo contínuo ó possível visualizar como a UC está
"enxergando", naquele momento, o funcionamento do sistema analisado, qualquer que ele seja.
Por exemplo, a comparação das informações do item a) com as reais (situação que é possível conhecer através
de medições realizadas com multímetro, osciloscópio, etc) pode auxiliar de forma significativa o diagnóstico de
defeitos.
Na atualidade podem ser encontrados sistemas de controle do motor que permitem visualizar até 40 ou mais
parâmetros de funcionamento.
•Valores Estimados
Em alguns sistemas de diagnóstico, quando a unidade de comando detecta falha em certos sensores, substitui
o valor errado por um outro "estimado". Neste caso, a informação apresentada no equipamento de teste não
corresponde ao valor real recebido pela UC.
Por exemplo, no sistema G7 (Fiat), quando é detectada falha no sensor de temperatura do motor, o valor
apresentado no "scanner" é estimado, em função do tempo de funcionamento do motor e não, o valor informado
pelo sensor.
Neste caso, não é possível conhecer o tipo de falha (curto-circuito ou interrupção) pelo que não resta outra
opção senão verificar o componente ou circuito, com multímetro ou osciloscópio.
Modo Teste de Atuador
Como mencionado, este modo de diagnóstico, programado na UC, permite o acionamento dos diversos atuadores
presentes no sistema de eletrónica embarcada que está sendo analisado. Por motivos de espaço e a título de
exemplo, será apresentado um resumo dos testes de atuador implementados em sistemas Bosch Motronic
(injeção/ignição) de controle do motor, aplicados em veículos da linha GM durante os anos 90; isto, por ser
estes, bastante abrangentes tanto em número como em variedade. Espera-se, assim, auxiliar o leitor no
entendimento dos testes de atuador aplicados em outras linhas de veículos.
Os testes de atuador estão programados na UC pelo que devem ser ativados através do equipamento de
diagnóstico. No entanto, em alguns casos, podem não ser todos eles, suportados por "scanners” de terceiros.
® Testes de Atuador em Sistemas pré-OBDll da GM
Centelhamento da Ignição
Realizado com motor parado. Durante o teste de 30 segundos, a ignição é acionada com frequência de
10Hz e duração do acionamento de 10 msec. Para uma melhor avaliação, instalar uma vela de teste.
Acionamento da Bobina 1+4 e 2+3
Com o motor parado, desligar o sensor de rotação. Conectar velas de teste, nos cilindros 1/4 ou 2/3.
Durante 30 segundos, a bobina é acionada com frequência de 5 Hz e tempo de centelha de 10 ms.
12 Humberto José Manavella - HMAutotrônica
Capítulo 3 - SISTEMAS DE ELETRóNICA EMBARCADA - FUNçãO DE DIAGNóSTICO
Teste do imobiiizador
Teste com motor parado. Ignição desligada por pelo menos 12 segundos, antes de ligá-la novamente.
Caso contrário, a UC do motor não solicitará um novo sinal ao módulo de controle do imobiiizador. Após
ligar a ignição,a UC solicita "Sinal-imobilizadoT ao módulo de controle do imobiiizador e avalia o código
recebido. No fim do teste, as mensagens apresentadas podem ser:
•"Teste ok".
•"Nenhum sinal do imobiiizador": Se o módulo imobiiizador não estiver instalado.
• "Teste do sinal do programa do imobiiizador": Sc a função imobiiizador não estiver ativada.
•".Nenhum sinal de teste do imobiiizador recebido": Se o módulo não recebeu o sinal do imobiiizador.
•"Teste do sinaldo imobiiizador recebeu sinal incorreto": Se a UC recebe sinalincorreto do imobiiizador:
> Acionamento da Válvula de Purga do Canister
Com motor funcionando ou não. Durante o teste, a válvula de purga é acionada com frequência de 0,5Hz
durante 30 segundos. Com motor funcionando, pode ser retirada a mangueira de conexão entre o canister
e a válvula de purga. Quando a válvula abre, restringindo a mangueira é possível ouvir o ruído provocado
pela aspiração do ar.
Lâmpada de Advertência
Durante 30 segundos, a UC acende e apaga a lâmpada com frequência de 0,5Hz, aproximadamente.
Acionamento da Válvula de Controle da Marcha Lenta
Realizado com motor parado. A válvula IAC é ativada com frequência de 0,5Hz durante 30 segundos,
Relê de Corte do A/C
Com motor parado ou funcionando e interruptor do A/C ligado. O relê é acionado com frequência de
0,5Hz, durante 15 segundos.
> Acionamento do Ventilador do Radiador
Com motor funcionando na marcha lenta. O ventilador é acionado durante 15 segundos.
a Modo Complementar
Neste modo, os fabricantes agrupam funções de ajuste particulares a cada sistema. Por exemplo, um mesmo
sistema Bosch Motronic, aplicado a veículos Fiat e GM, implementa opções de ajuste exclusivas e diferentes,
em cada uma dessas linhas.
A seguir, os testes do modo complementar, presentes em sistemas pré-OBDII da linha GM, que resultam bastante
ilustrativos devido à variedade de opções.
•Testes do Modo Complementar em Sistemas pré-OBDIl da GM
a) Testes Gerais/Funções Adicionais
A GM classifica os testes do Modo Complementar em: b) Teste de Controle da UC
c) Programação da UC
a) Testes Gerais/Funções Adicionais
fr Ajuste das Células de Adaptação de Longo Prazo (Reset das células de BLM de 02 - GM)
Motor funcionando na marcha lenta. As células do BLMde 02e o valor do Integrador de 02são ajustados
ao valor 128.
> Ajuste da Adaptação de Longo Prazo da Marcha Lenta (Reset do BLM do IAC - GM)
Motor funcionando na marcha lenta. Os valores do Integrador IAC e do BLM do IAC (IAC Controlado) são
ajustados a 128 passos.
> Ajuste da Rotação de Marcha Lenta
Motor não funcionando. A cada solicitação do scanner, a rotação e ajustada em passos de 50 RPM.
Previamentc ao ajuste, executar o teste "Controle de RPM' para determinar qual a rotação mais adequada
às condições do motor. O valor determinado durante o teste "Controle de RPM’ pode ser então, ajustado
através da função "Ajuste da rotação dc marcha lenta". O valor ajustado será armazenado depois de
desligar e ligar novamente a ignição. Aparecerá a mensagem: "atualização realizada com sucesso".
> Ajuste do Avanço da Ignição
Com motor parado. Segundo a solicitação do scanner pode ser aumentado ou diminuído o avanço da
ignição, de 1 passo por vez. Este ajuste pode ser utilizado para adaptar o sistema ao tipo de combustível
de octanagem menor ou maior.
13Humberto José Manavella - HMAutotrônica
Capítulo 3- SISTEMAS DE ELETRóNICA EMBARCADA - FUNçãO DE DIAGNóSTICO
b) Testes de Controle da UC
> Controle dos Injetores
Motor funcionando em marcha lenta, temperatura normal de operação e com todos os acessórios
desligados. Durante o teste, o injetor selecionado pode ser desligado durante 3 segundos para fazer
uma avaliação mecânica do motor (teste de cancelamento de cilindro).
Durante a verificaçõ, o controle da rotação de marcha lenta é desativado e o avanço é fixado em,
aproximadamente, 20°APMS.
Ao entrar no teste, a rotação é estabilizada em aproximadamente, 1200 rpm, rotação para a qual a
velocidade do motor diminui sensivelmente ao desativar um injetor. (ver Teste de Cancelamento de
Cilindro em capítulo posterior)
Controle de RPM (controle da rotação de marcha lenta)
Com motor em funcionamento, na marcha lenta e temperatura normal. Dependendo do sistema,
durante o teste, a rotação pode ser variada entre 650 e 1.700 rpm, aproximadamente. Utilizado para
avaliar diversos parâmetros de funcionamento do motor para diferentes rotações.
Controle do IAC (controle do regulador da marcha lenta)
Com motor funcionando na marcha lenta e temperatura normal de operação. Durante o teste é possível
variar a rotação de marcha lenta, ajustando o valor da abertura da válvula IAC entre 50 e 130 passos,
aproximadamente. Esta função é utilizada para avaliar parâmetros de funcionamento do motor para
uma determinada posição da IAC; isto permite a admissão de uma quantidade constante de ar. Permite,
também, verificar o funcionamento da IAC.
c) Programação da UC
/mobilizador
Para iniciar a programação da UC no que diz respeito do código do imobilizador, a ignição deve
permanecer desligada por, no mínimo, 12 segundos antes de iniciar a programação.
Para programar a UC Motronic, deve programar-se primeiramente, o módulo do imobilizador. Se houve
falha durante a programação é apresentada a mensagem: "Sinal do imobilizadornão recebido".
> Codificação da Inicialização da UC
Antes da programação deve ser verificado o código da peça. Ao entrar no teste, é apresentado o
código da peça que deve ser comparado com aquele da UC. A seguir é apresentada a opção de:
•Zerar a codificação de inicialização: Zera os valores básicos (valores de BLMs)
•Alterar a codificação de inicialização: Altera, seletivamente, curvas característícas do motor.
Número de Identificação do Veículo
Serve para programar a UC Motronic com o número de identificação do veículo (VIN).
Conclusão
O abordado neste capítulo tem por objetivo apresentar as principais opções presentes na maioria dos sistemas
de eletrónica embarcada atuais, no que diz respeito às informações que podem ser acessadas pelo equipamento
de diagnóstico ("scanner").
Em função da enorme quantidade de sistemas de eletrónica embarcada existente hoje no mercado, os exemplos
utilizados correspondem ao sistema de controle integrado do motor, em função de ser este talvez, o que conta
com o maior número de opções para o diagnóstico.
Por sua vez, dentre estes, os sistemas pré-OBDIl da GM apresentam uma variedade de informações que os
configura como bastante ilustrativos para a introdução dos conceitos relacionados com o uso do scanner como
ferramenta de diagnóstico.
Lembrar que os recursos oferecidos na forma de informações e testes dependem do fabricante do veículo e não
do equipamento utilizado. Este último, só permite o acesso às informações que foram implementadas, pelo
projetista, na unidade de comando do sistema analisado.
Portanto, é de fundamental importância ter acesso à descrição detalhada e correta do fabricante do veículo, de
todas as informações apresentadas pelo equipamento de diagnóstico, quanto ao seu significado e faixa de
variação. Especialmente, no relativo a teste de atuadores e parâmetros de funcionamento.
«-CHM >Autotrônica
14 Humberto José Manavella - HMAutotrônica
4AJUSTE DE COMBUSTíVEL
j
Controle da Mistura e do Avanço
Estratégia de Controle
O cálculo da quantidade de combustível e do avanço a
serem aplicados depende, basicamente, da informação
recebida dos sensores indicados na figura [la].
Nos sistemas OBDII, o Sensor de 02pós-Catalisador
é utilizado para verificar a eficiência de conversão do
catalisador e para o ajuste fino da mistura. Nos sistemas
com Sensor KS, a informação deste é utilizada para
atrasar o ponto na presença do fenômeno de detonação.
Ajuste de Combustível
O Ajuste de Combustível é o mecanismo pelo qual a
UC adiciona ou subtrai combustível da mistura em
resposta às condições variáveis de operação do motor.
Permite controlar com precisão, o teor da mistura para
obter o máximo de redução nas emissões e no consumo.
A quantidade de combustívelinjetada é proporcional ao tempo tique o ínjetor permanece aberto.
Ao tempo básico calculado, a UC aplica correções em função da temperatura e tensão de bateria, entre outras.
Um outro fator de correção é o denominado "Ajuste de Combustível"
As correções são aplicadas com o objetivo de manter o motor funcionando dentro dos
limites adequados de emissões e consumo e fazem parte do cálculo do "pulso de
injeção" ou "tempo de injeção" (ti).
O valor de "ajuste de combustível" a ser aplicado tem como base, a informação
recebida do sensor H02S (pré-catalisador) e se apresenta na forma de dois parâmetros
de adaptação calculados pela UC;
ACT/IAT MAFTemperaturadoArJ gargadoMotor
]ÿF [Garÿoÿotor
Teor da Misturai ''''SSL
T-S
Torque
Aceleração
Carga
MjDetonação!
ECT
iTemperatura do Motor
í
CKP
Rotação do Motor
[1a]H02S
Ajuste da Mistura|
Tempo de Injeção
:
V T
"Ajuste de Combustível de Curto Prazo" (sigla: STFT)
"Ajuste de Combustível de Longo Prazo" (sigla; LTFT)
a Tempo de Injeção - ti
A estratégia geralmente utilizada na determinação do tempo de
injeção se desenvolve em 3 etapas (fig.[1b]):
1. Cálculo do tempobásico deinjeção: Baseado na carga e rotação
do motor e no parâmetro LTFT. A carga do motor é função da
massa de ar admitida, da pressão de coletor e da abertura da
borboleta.
2. Aplicação das correções dependentes do regime de
funcionamento domotor. Aceleração, desaceleraçâo, plena carga,
aquecimento. As correções têm por base as informações dos
sensores ECT, ACT, TPS e H02S. Este último determina o ajuste
de curtoprazo (STFT) que será aplicado.
3. Aplicação de correção por "tensão de bateria": Representa o
ajuste finale reflete as variações no tempo de abertura mecânica
do injetor, devidas às variações da tensão de bateria.
Determinação do Tempo de injeção}
FaseCarga r
(MAF - MAR) >
Temp° Básico
(CKP> de Injeção
LTFT >
Temp, do Ar.
(IAT-ACT) > Fase
Temp, do Motor Correção por
Condição de
Operação
©(ECT) >
Pos. da Borboleta
(TPS)
FaseSTFT h
(H02S) K
@
[1b]
Para maiores detalhes sobre a correção por “tensão de bateria", pode ser consultado (entre outros) o
livro "Controle Integrado do Motor", do mesmo autor.
15Humberto José Manavella - HMAutotrônica
Capítulo 4- AJUSTE DE COMBUSTíVEL
-Parâmetros de Ajuste de Combustível ou deControle da Mistura
A análise dos parâmetros de ajuste de curtoprazo e de longoprazo é de fundamental importância, tanto na
avaliação de desempenho como no diagnóstico de falhas. Através destes é possível avaliar a estratégia de
adaptação utilizada pela UC no controle da mistura.
Devido a que estes parâmetros resultam de cálculos internos, os seus valores somente podem ser recuperados
através do equipamento de diagnóstico, no Modo Contínuo.
O ajuste de combustívelde curtoprazo (STFT) depende diretamente da informação recebida do sensor
de O2. É um fator que varia rapidamente e afeta 0 tempo de injeção somente, no funcionamento em malha
fechada. É utilizado pela UC para provocar a comutação da sonda Lambda. Ou seja, durante 0 funcionamento
em malha fechada, quando a sonda indica condição de empobrecimento, o valor de STFT é aumentado;
quando a sonda indica condição de enriquecimento, é diminuído.
O ajuste combustível de longoprazo (LTFT) resulta da adaptação ou "aprendizado" realizado pela UC,
e leva em consideração 0 desgaste natural do motor, a modificação de suas características no tempo e
tolerâncias de fabricação de componentes mecânicos e elétricos. Este parâmetro se modifica lentamente.
Depende indiretamente da informação recebida do sensor de 02 e basicamente, reflete a tendência de
variação do parâmetro STFT.
Resumindo:
O parâmetro LTFTreflete a tendência do ajuste de combustível ao longo do tempo,
enquanto o parâmetro STFT é uma resposta imediata ao sinaldo sensor de O2
A estratégia mais utilizada é a aplicação de STFTe LTFTde forma sucessiva; ou seja, 0 valor total de correção,
utilizado no cálculo do tempo de injeção, resulta de uma ação multiplicativa dos referidos valores.
Denominações e Valores
Inicialmente e até 0 fim dos anos '90, os parâmetros de ajuste de combustível eram apresentados em "passos"
(ou contas), pela quase totalidade dos fabricantes. Uma exceção foi a Ford, que utilizou
Quando expresso em passos, 0 intervalo de valores utilizado é de 0 a 255 passos. O valor "128passos"
indica correção 0%. O valor "255 passos", correção de +100% e 0 valor ”0 passos", correção de -100%.
Quando expresso em porcentagem, o intervalo de valores utilizado é de -100% a +100%. O valor "0%"
indica que não há correção. Esta é 0 formato utilizado no padrão OBDII.
Conversão [%++Passos]
n empobrecimento<1..........EfSi >enriquecimento
26 51 77 102 1 154 179 205 230
141 I 167 I 191 I 218 242
255
13 39 64 90 115
I
-90% I -70% I -50% I -30% | -10% |10% | 30% | 50% | 70% | 90%
-80% -60% -40% -20% 20% 40% 60% 80%
0%-100% 100%
]Âosem correção
A figura apresenta o gráfico de equivalência entre valores em porcentagem e valores em "passos" ou "contas" e
auxilia na conversão dos valores apresentados nos equipamentos de diagnóstico.
Parâmetros de Ajuste em Sistemas pré-OBDIl
Os parâmetros de ajuste de combustível nos sistemas pré-OBDIl receberam diversas denominações, todas
elas, particulares a cada fabricante. Por exemplo, a GM utilizou as denominações BLMde 02' para o ajuste de
longo prazo e "Integrador1' para o ajuste de curto prazo. Esta última também, utilizada pela Fiat.
Na linha VW as denominações variam de acordo com o veículo e o sistema de injeção aplicado. Assim, no
sistema M1.2.3 (Golf) são utilizados: "Regulagem da Mistura (%)" para o ajuste de longo prazo e "Fator Lambda"
para indicar qual o valor de Lambda que a UC utiliza naquele momento.
Em outras aplicações a VW utiliza as denominações:
•Fator Adaptativo Aditivo: Para indicar o ajuste de curto prazo para marcha lenta.
•FatorAdaptativo Integral: Para indicar o ajuste de longo prazo (aprendizado) para cargas parciais.
•Fator Adaptativo Multiplicador: Para indicar o ajuste de longo prazo (aprendizado).
16 Humberto José Manave!la - HMAutotrônica
Capítulo 4 - AJUSTE DE COMBUSTíVEL
Na linha Peugeot/Citroèn as denominações encontradas são (para diferentes aplicações):
•Ajuste Lambda: Para o ajuste de curto prazo
9 Lambda de Marcha Lenta: Para o ajuste de longo prazo em marcha lenta
8 Lambda Médio: Para ajuste de longo prazo em carga parcial
9 Regulagem ou Correção da Mistura: Para ajuste de curto prazo
8 Adaptação Lambda Carga Baixa, Media, Alta: Para ajuste de longo prazo nos diversos regimes.
8 Adaptação da Mistura cm Carga: Para ajuste de longo prazo com motor fora da marcha lenta.
8 Adaptação da Mistura em Marcha Lenta: Para ajuste de longo prazo com motor em marcha lenta.
Como se observa, a diversidade de denominações, juntarnente à falta de padronização numa mesma linha de
veículos e isto, associado a descrições ambíguas na documentação do fabricante, são fatores que dificultam a
interpretação dos valores e, consequentemente, o resultado do diagnóstico.
Parâmetros de Ajuste em Sistemas OBDII
Nos sistemas OBDII, as siglas que identificam os parâmetros de ajuste de combustível são:
STFT ou SFT (do inglês: "Short Term Fuel Trim"): "Ajuste de Combustível de Curto Prazo"
LTFT ou LFT (do inglês: "Long Term Fuel Trim"): "Ajuste de Combustível de Longo Prazo"
Na análise a seguir será adotada indistintamente, a notação em passos ou em porcentagem.
Âjyste (adaptação) dèComhustível de Gurto Prazo - STFT!
O STFT é um fator multiplicativo aplicado ao cálculo do tempo de injeção, durante o funcionamento em malha
fechada Como mencionado, reflete uma resposta ' rápida"da UC, à informação recebida da sonda Lambda; a
sua aplicação resulta na correção imediata do tempo de injeção no sentido oposto à indicação da sonda.
Características Relevantes
A UC modifica o valor do STFT a cada ciclo para compensar a indicação enviada pela sonda Lambda.
O STFTó um ajuste "não aprendido", ou seja, não depende de variações ao longo do tempo. O seu valor
não é memorizado; é apagado assim queé desligado o motor.
> STFT = 128 (0%): Significa que não é aplicada nenhuma correção ao tempo de injeção.
> STFT superior a 128 (0%): Indica que a correção aplicada aumenta o ti (enriquecimento da mistura).
STFT inferior a 128 (0%): Indica que a correção aplicada diminui o ti (empobrecimento da mistura).
A figura [4] apresenta a sequência de ações que afetam o teor da mistura quando o sensor de 02 pré-catalisador
tem "autoridade", ou seja, quando sistema opera em circuito fechado.
Após a partida, e assim que 0 sistema passa a
funcionar em malha fechada, 0 STFT aplicado
no cálculo do ti é 128 (0%). A seguir, a UC
incrementa o STFT (adiciona combustível) ou 0
diminui (subtrai combustível) com 0 objetivo de
provocar a mudança de estado da sonda já que,
ao entrar em funcionamento, esta pode encontrar
uma condição de mistura rica ou pobre.
9 Se a sonda indica condição de mistura rica ([a];
[b]), a UCreduz o valor de STFTcom o objetivo
de diminuir opulso de injeção ([c]), tornando a
mistura, mais pobre no próximo ciclo.
9 Sc a sonda informa que a mistura admitida é
pobre ([d]; (ej), a UC incrementa 0 valor de
STFT, que resultará no aumento do tempo de
injeção ti ([f]), tornando a mistura mais rica no
próximo ciclo.
Este processo se repete enquanto 0 sistema funciona em malha fechada.
.ÿmistura pobrèjÿ
excesso de 02
<ÿ> 'Lno escapamentcj,
UC empobrece
a mistura;
diminui 0 ti D[d]
sonda lambda
indica
0,2 V aproxim,
[c] [e]
sonda lambda\\
indica ) ) [b]
0,9 V aproxine// V[f]
UC enriquece
a mistura;
aumenta 0 ti _[a]
mistura rica;
falta de 02 no
escapamento
| ti: tempo deinjeçâoj
[4]
17Humberto José Manavella - HMAutotrônica
Capítulo 4 - AJUSTE DE COMBUSTíVEL
Afigura [5a] mostra a tela de um scanner com os valores dos parâmetros "Tensão da Sonda" (H02S) e "STFT
graficados durante 8 segundos e que exemplifica a sequência apresentada acima.
Quando em circuito aberto (malha aberta), sem levar em consideração a informação do sensor de 02, 0 STFTé
128 (0%), ou seja, a UC não aplica nenhuma correção de curto prazo.
Esta situação transitória, de funcionamento em malha aberta, apresenta-se durante as seguintes fases:
•Enriquecimento na aceleração e em plena carga.
Geralmente, a potência máxima é obtida com 5% de
enriquecimento.
•Empobrecimento na desaceleração.
•Enriquecimento na marcha lenta, quando é ligado o A/C, e
antes da compensação efetuada através do dispositivo de
controle da marcha lenta;istopropicia uma "antecipação"já
que, geralmente, resulta mais rápido ajustar a mistura que
acionar 0 dispositivo de controle da marcha lenta.
•Compensação da marcha lenta, quando a transmissão
automática passa de P/Npara D ou R.
Quando 0 sistema passa a funcionar novamente, em malha
fechada, 0 valor do ajuste poderá ser modificado de128 (durante
a situação transitória) para um valor maior (enriquecimento) ou
menor (empobrecimento) dependendo da informação recebida do sensor naquele momento.
Como a UC modifica o valor do ajuste a cada ciclo de injeção, o valor visualizado no scanner, durante o
funcionamento normal, em circuito fechado, 0 STFT oscila rapidamente (1 a 2 vezes por segundo) de 8 a 10
passos (+/-5%), em torno do valor 128 (0%). Em alguns casos, só é apresentado 0 valor médio do parâmetro.
A oscilação em torno de um valor diferente de 128, é indicação de que 0 sistema está se afastando das condições
ideais. Persistindo esta situação por alguns segundos, afetará 0 valor do LTFT.
I
H02S 1í
0.9
0.5
-
0.1
1=[%120 I10
-10
-20
0 2 4 6 8
[5a]
_Ajuste de Combustível de Longo Prazo - LTFT
Os valores de LTFT são armazenados na
memória da UC, em um conjunto de células,
formando uma tabela ou "mapa", como mostra a
figura [5b],
O valor de LTFT armazenado em cada célula, é
função da rotação e carga do motor.
Para cada faixa de rotação e carga existe um
valor de ajuste LTFT.
São os denominados valores ou parâmetros
adaptativos", que indicam a correção de longo
prazo a ser aplicada naquelas condições de
funcionamento.
O exemplo corresponde a uma configuração com
16 células. Aquela da marcha lenta depende só
da rotação e independe da carga aplicada. Para
mais detalhes, ver adiante, 0 item "Ajuste de
Combustível - Linha GM'
Inicialmente, todas as células do mapa de LTFT
contêm 0 valor 128 (0%) de correção.
Ao longo do tempo e em função do "aprendizado",
os valores de correção vão se atualizando com base no valor do STFT
IÍÊZZÍ..
Circuito de Entrada/Saída i
Unidade de l2
Comando (( "r Microprocessador \Mapa de
Ajuste de
Combustível smemorial 3o
Célula Célula Célula Célula Célula I
1211 13 14 15
Célula Célula Célula Célula Célula
i? 6 7 8 9 10
RJ
O Célula Célula Célula Célula Célula
l
1 2 3 4 5
Célula 0
[5b]
Rotação
Os sistemas atuais possuem "mapas" com até 160 células. Entre 4 e 6 células são reservadas para a
condição de marcha lenta e que levam em consideração 0 estado do A/C e da transmissão automática.
Por exemplo, uma célula para marcha lenta e transmissão em neutro; outra para marcha lenta e
transmissão em "drive"; outra para marcha lenta eA/C operando.
18 Humberto José Manavella - HMAutotrônica
Capítulo 4 - AJUSTE DE COMBUSTíVEL
Características Relevantes
O ajuste de longo prazo indica uma "tendência na operação do sistema de combustível. É uma resposta
lenta", às variações do Lambda da mistura, ao longo do tempo. A UC atualiza ou "aprende" o valor deste
parâmetro, com base no valor médio em torno do qual oscila o STFT
Ao igual que o STFT, o LTFTé um fator multiplicativo aplicado ao tempo de injeção.
> Na maioria dos casos, são necessários de 20 a 30 segundos para que a unidade de comando "aprenda"
novas condições de funcionamento, e como resultado disso, modifique o valor do LTFT
> Os valores "aprendidos" são armazenados na célula do mapa, correspondente às condições de rotação
e carga em que se encontra o motor. O mapa só é atualizado quando o sistema funciona em malha
fechada.
A correção de longo prazo (LTFT) é aplicada, a cada ciclo de injeção, tanto em malha fechada como em
malha aberta. É um "multiplicador final" aplicado no cálculo do tempo básico de injeção.
LTFT = 128 (0%): Indica que não é aplicada nenhuma correção decorrente do aprendizado.
LTFT superior a 128: Indica que a correção aumenta do tempo de injeção (enriquecimento da mistura).
LTFT inferior a 128: Indica que a correção diminui o tempo de injeção (empobrecimento da mistura).
A diferença entre o STFT e o LTFT reside em que
este último se modifica de forma muito mais lenta, em
função de uma oscilação persistente de STFT, em
torno de um valor diferente de 128 (0%).
Assim, se para uma determinada condição de carga
e rotação, o STFT estiver oscilando em torno de um
valor acima de 128, o LTFT será incrementado até
que o STFTvolte a oscilar em torno de 128 passos.
A figura [5c] mostra a tela de um scanner com os
valores dos parâmetros "Sinal 02" (sonda Lambda
convencional), "LTFT" e "STFT" graficados durante
10 segundos e que exemplifica a sequência
apresentada acima.
Observar que, perante uma situação de mistura pobre,
indicada pela tensão Lambda menor que 0,2V (1),
durante algun segundos, a UC aumenta 0 valor do
STFT até conseguir a comutação da sonda.
A partir desse ponto e por aproximadamente, 5 segundos, 0 sistema ajusta 0 valor do LTFT de forma tal a
permitir que 0 STFT oscile em torno de 0%, mantendo a sonda comutando com frequência apropriada (2).
No entanto, no final do período amostrado pode-se observar que 0 STFTaumenta ainda mais para compensar
uma nova indicação de mistura pobre (3), Lentamente, 0 LTFT continua a ser incrementado com 0 objetivo dc
que o STFT volte a oscilar em torno de 128 passos (0%).
No caso do exemplo, o processo de ajuste de LTFT e STFT continuará:
1-
[V] {%]
I I®
íHí
10.6 1
!Oá
Sinal 02
(+10STFT
Ifc
-5&
5 -10:
LTFT
1
+5h-.?!O0,0
32 -10j
10 [Seg]2 4 6 8
•LTFT (BLM deQ2)j-STFT (Integrador)
[5c]
•Enquanto permanecer a causa que provoca o empobrecimento paulatino da mistura.
•Os referidos parâmetros não atinjam o limite de adaptação.
O gráfico