03 Diagnóstico Automotivo Avançado OCR Nunes

'

.

-

-Diagnóstico Automotivo

Avançado

INJEçãO/

IGNIçãO

ELETRóNICA

SISTEMAS

OBD

II

Humberto

José

Manavella

Engenheiro

Eletromecânico

Universidade de

Buenos Aires

Obra

registrada

na Fundação

Biblioteca

Nacional

com

o

número

466.088

É

proibida a reprodução

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AGRADECIMENTOS

AMoacyr Mendesde Morais,peloincentivo.

AJoséRoberto XavierLopes, pelacolaboraçãonaescolhado título. AOdairScatolini,pelaajuda naelaboraçãodacapa.

ACassio HervéeAlexandreAkashidojonal OficinaBrasil,pelosignificativo apoio na divulgaçãoda 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, eaborda,em seus33capítulos,temasquevãodesde os con¬ ceitos decombustãoe emissõesautomotivas, atéadescriçãodetalhadadosdiversossensorese atuadores utilizados nos modernos sistemas deinjeção eigniçãoeletrónicas.

Aindaquede caráter conceituai,aobra abordatemaspráticos de diagnóstico, complementando o estudo com umacoleçãoampla de sinais obtidos com o uso do osciloscópio automotivo e apresentando sequênci¬ as genéricasde verificaçãoparaamaioriadossensores e atuadores tratados.

•

EletroEletrônica

Automotiva

-

Aplicações Avançadas

Estelivrocobreem,aproximadamente140páginas, uma amplagamadetemasdeeletroeletrônica automotiva.

Desdeconceitosdeenergia,potênciae resistência elétricas, atéa análise do funcionamentododiodo

semicondutor e dotransistor,e asua aplicação naretificação de sinais,regulagemde tensão eproteçãode

circuitosdeeletrónicaembarcada.

Os capítulos dedicados ao estudo dosmotorese geradores elétricossãoprecedidos por aqueles que

apresentamos princípiosdeeletromagnetísmo ede induçãoeletromagnética.

Outrostemasabordadossão:sinais elétricose conceito de eidodetrabalho;resistores especiais e capacitor:

estruturadesistemasde eletrónica embarcadaecircuitos lógicos; conversoresA/DeD/A;bateria;motorde

passo; parbimetálico; multfmetroe osciloscópioautomotivos. Paraamaiorparte dos temas abordados, foramincluídas perguntas de autoavaiiação easrespostascorrespondentes.

•

Emissões

Automotivas

-

SistemasdeControle/Diagnóstico

O livro EmissõesAutomotivas, deaproximadamente,190páginas aborda de formaconceituai, tantoas emissõesdosmotoreseidoOttocomo as dosmotoreseido Diesel.

Inicialmente, sãoapresentadosconceitosbásicos necessáriosao entendimento dos sistemasde

controle deemissõesatualmenteutilizados:simbologiaquímica, conceitosde torque,potência, eficiência energética,processodecombustão eas emissõesresultantes.

Aseguir,sãoapresentados os sistemase métodosdecontrole mais relevantescom ênfase nas tecnologias demaiorimpactoentreas quais: injeção diretadecombustívelemmotoreseidoOtto, indução forçada,sistemasEGR,sistemas"commonrail", comando de válvulas variável,eidos

alternativos(AtkinsoneMiller);composição e funcionamento dos diversos tiposdecatalisadorese filtros

de materialparticulado utilizados nos sistemas depós-tratamento.

Outrostemasabordadossão:sistemas automotivoshíbridos;padrão OBDII(OBDBr); descriçãoda

estruturainterna e funcionamento do analisador de 4/5gasese do opacímetro;programasde inspeção

veicular;procedimentosdediagnóstico utilizando o analisador de4gases.

-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

Sistemasde

Eletrónica

Embarcada

1 1 2

2

3 4

5

Capítulo

2

-

Equipamento

de

Diagnóstico

-

Scanner 6

Capítulo

3

-

Sistemas

deEletrónica Embarcada Funçãode

Diagnóstico

Modos do Programa de

Diagnóstico

9 10

Capítulo

4

-

Ajuste

deCombustível

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 44

Capítulo

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

60

Capítulo

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 70

Capítulo

11

-

Falhas deCombustão Circuito Secundário

Tensão de

Disparo -

KVmax

KV

de

Disparo -

Procedimentos de

Teste

Análise

da

Linha de Centelha

70

72

77

80

Capítulo

12 - Falhas de Combustão Circuito Primário

Diagnóstico

do Circuito

Primário

Onda de Corrente

Primária

Bobina

de

Ignição

Casos de

Diagnóstico

80

81

83

84 86

Capítulo

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 dePressão

Análise

da Onda de Compressão

98

99

Capítulo

16

_-

Verificações com MediçãodeVácuo 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

OBD

II

121

122

Capítulo

20- OBDIf

-

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

-

OBDII - 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 Capítulo23-OBDII

_-

AjustedeCombustível/Componentes

Monitor

de

Ajuste de

Combustível

Monitor Abrangente

de

Componentes

155

155 157

Capítulo

24

-

Sensores deConcentraçãode 02

Sensor

de

Oxigénio

(sonda Lambda)

.

Sensor de

Relação

_{Ar/Combustível}

159

159 161

Capítulo

25

-

OBD II- Monitor dos Sensores deConcentraçãode02

Monitor

dos

Sensores

de

O2

.

Monitor

do

Sensor de

Relação

_{Ar/Combustível}

Códigos

de Falha

(DTC)

.

Critérios

de

Habilitação

do Monitor

...

168 169 172 172 173 174

Capítulo

26

-

OBD II

-

Catalisador

Monitor do

Catalisador

177

Capítulo

27-OBDII

_-

Sistema EGR

_-

Recirculaçãodos Cases deEscape

Monitor EGR

....

.

181

183

Capítulo

28

-

OBD II

-

Sistema EVAP

-

Controledas Emissões

Evaporativas

Monitor das

Emissões

Evaporativas

Sistema ORVR

.

187

188

192

Capítulo

29

-

OBD II

-

Monitores AIRA/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 continuidadeàtemáticaabordadanaspublicaçõesanteriores-_{Controle Integrado do Motor e Eletroeletrônica}

Automotiva-estelivro foca o diagnósticodesistemasdeeletrónica embarcada que equipam os veículosatuais. Em função daabrangênciadotema,a ênfaseserádadaaomotordecicloOtto,sejaestecarburadooueletrónico.

Noentanto,muitos dos procedimentos apresentadospodem seraplicadosamotoresDiesel ouaoutrossistemas de eletrónica embarcada.

Reparar que uma válvula solenoideéoperada damesma forma nãoimportandoo sistema no qualéaplicada:A/C, ABS/TC, entre outros.

Assimsendo,oobjetivo foi ode apresentar, deforma abrangente, procedimentos de diagnóstico atualmente em uso. Desde os métodos tradicionais que se utilizamdo vacuômetro e do medidor de compressãoaté osmais

avançados,que implicamnousodetransdutores debaixacorrentee depressãoevácuoassociadosaoosciloscópio

automotivo ouao multímetrográfico.

Compete ao profissional, assimque vaise familiarizando e adquirindoexperiência, julgar qual o método a ser utilizado segundo as circunstâncias.

Observarqueemmuitas situações deveráser utilizado mais de um procedimento de diagnósticoparasechegarà soluçãodoproblema,mas,dificilmente um defeitorequereráa aplicaçãode todosos apresentados a seguir. Oleitor poderáobservar,assimqueavançanoestudodos diversos capítulos,queos métodosapresentados fazem uso intensivo doscanner, doosciloscópioautomotivoe do multímetrográfico,estesúltimosassociados a transdutores eletrónicosdecorrente,pressãoevácuo,oquecontribuiparaaumentarapotencialidadedosreferidosinstrumentos.

Mas,aindaquenãosepossuauma determinada ferramentadediagnóstico, o apresentado comrelação à mesma,

poderáservircomomaterialdidáticonoexercíciodo raciocínio enacompreensãodo funcionamentodos diversos

subsistemas quecompõem omotormoderno.

Estelivro,damesmaformaqueosanteriores,seguea diretriz de valorizaroraciocínio baseado em conceitosbem

sedimentados.

Poroutro lado,aindaqueofocosejaodiagnósticodomotor,ondepertinente,os exemplosmostrama aplicação

dos procedimentos a outrossistemas deeletrónicaembarcadade forma apermitir máximo aproveitamentodo investimento realizado nasferramentasdediagnóstico.

Humberto José Manavella SãoPaulo,

junho

de 2009

INTRODUçãO

AO

DIAGNóSTICO

DE

ELETRóNICA

EMBARCADA

1

Neste capítuloesubsequentes,serãoapresentadososprocedimentosdediagnósticoutilizadosna 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 manuaiseem obras como "ControleIntegradodoMotor", entremuitasoutras.

Basicamente,serãoapresentadosos conceitos necessáriosainterpretaçãodosresultados dosprocedimentos

detestee das informaçõesfornecidaspelosequipamentosdediagnóstico.

O focoprincipaldesta obra 6apresentar métodos dediagnóstico aplicáveisasistemas eletrónicosde controle domotorciclo Otto. Noentanto,agrandemaioria dosprocedimentos pode seraplicadaamotores

carburados. Algumastécnicas também, são aplicáveisamotoresDieselou ainda, ao diagnósticode

outrossistemasde eletrónica embarcada.

Oprocessodediagnósticode todosistema de eletrónicaembarcada,cujo objetivofinaléasoluçãode defeitos,

écompostodeumaprimeirafasede identificação doproblemae umasegunda,dedeterminaçãoda causa.

Aindaque com controleeletrónico, omotorcontinua funcionando sobos mesmos princípios.Portanto,os problemas

mecânicos se manifestamde forma similaraosde ummotornãoeletrónico. Assim, ferramentas como o medidor

de compressão, continuam a ser dc grande utilidade no diagnóstico de defeitos decorrentes de "falhas de

combustão”oude "falta dedesempenho".

Os problemasapresentadospodemser,emgeral, enquadradosemduascategorias:

k Falhas de dirigibilidade O motor engasga, hesita, morre, não dá partida, não tem desempenho.

Geralmente, estetipo de falhaafeta,também, àsemissões.

>

Falhas de emissões. O veículonãoapresenta falha dedirigibilidade,ouseja, respondenormalmente, mas,asemissões noescapeestão fora doespecificado. Nos sistemaseletrónicos, estesdefeitos podem ser facilmentemascarados:ouseja,o veículoemite acima doespecificado,mas, nãoapresentasinaisde falha. Emalguns casoso consumo elevadoéaúnicamanifestaçãodo problema.

Basicamente, estes defeitos são detectados utilizando o analisador de gases. No caso de consumo excessivo,o problemaédetectado utilizando um medidor de consumo ou atendendo a umareclamação

dousuário do veículo. Paraestes defeitos,osprocedimentosdediagnósticosãosimilares aos utilizados na solução de falhas dedirigibilidade.

Faftias

de Dirlgibilidadê1

1

Em função deseremosprocedimentosutilizados nasoluçãode falhas dedirigibilidade, aplicáveistambém,na

soluçãodeproblemasde emissões ou deconsumo,noque segueserá abordado,principalmente,odiagnóstico

dosprimeiros.Asfalhasdedirigibilidade podemapresentar-se sob diversas formas:

1. Como falhas de combustão. Geralmente resultam emproblemasde marchalenta,hesitação ouaumento

dos níveis de emissões. Paraestetipodedefeito há 2 critériossegundoosquais podemser definidas as

falhasde combustão:

a) SegundoanormaOBDII, éa falta totaldecombustãoeasúnicas falhasa seremconsideradas são aquelas que afetam às emissões. No entanto, pode se apresentar o caso emque, sem códigos gravados, poderáhaverfalhasde combustãoqueafetemadirigibilidadedo veículo.

b) Um critério mais amplo, considera "falha de combustão ", tantoa falta total como a combustão

incompletaPorsereste,maisabrangente,seráoconsiderado aseguir,jáqueoobjetivododiagnóstico

éassegurarocorretofuncionamento,independentementedotipodefalhade combustão apresentada.

2. Como

problemas

de marcha lenta.

Irregular,

acelerada

ou

de nãomanutenção

da

marcha lenta.

3. Comoproblemas dedetonaçãooude pró-Ignição.

4.Como falhas dedesempenho.Hesitação naaceleração,respostalenta,falta depotênciana plenacarga.

Osproblemasdedirigibilidadepodemainda, serdotipoconstante,de maisfácilsolução,oudotipointermitente,

osque porvezes, são de difícilreproduçãona oficina.

1

Capítulo

1

-

INTRODUçãO

AO

DIAGNóSTICO

DE

ELETRóNICA EMBARCADA

Requisitos

para

o

Diagnóstico

_

Sejaqual forodefeitoapresentado, um diagnóstico eficaz e eficiente precisa dos seguintes fatores:

1

.

Conhecimentoconceituaidofuncionamentodo sistema e osdispositivos queo compõem. 2.Informaçãosobre afunçãoquecumprecada umdos componentesnosistema.

3. Oprincípiodefuncionamento de cadacomponentee tipodesinais que emite e/ourecebe. Istoédesuma

importância na

hora de fazer

as

verificações

com osciloscópio ou

multímetro.

4,_{0esquemaelétrico assim como apinagem dosdiversoscomponentes.}

5. Correta interpretaçãodoscódigos de falha e dos parâmetrosde funcionamento,visualizados no scanner.

Também,oconhecimento dostestesde aiuadoresdisponíveis utilizando oequipamentodediagnóstico.

6.Disponibilidadedas ferramentas necessárias aodiagnósticodosistema em questão, lembrandoqueos instrumentos demediçãosão, somente,meros auxílios ao raciocínio.

A figura ao lado ilustra o caso de sistemasde controle eletrónicoe, de certa forma,resume osrequisitosacima apontados.Para veículossemcontroleeletrónico,oúnico

instrumentoquenãose aplicaéo"scanner". _INFORMAÇÃO

_[íj

_T

_Í|1

Nos motorescom controleeletrónico, adiferençareside CONFIÁVEL

[IjrjcdJl

no programa existente na UC (unidade de controle eletrónico), que realiza a verificação constante dos

componentes eletro-eletrônicos e que constitui o

|«i

denominado"sistemadediagnóstico debordo

Multímetro

Ml

fm

A comunicação com este programa, para obter os

_{Osciloscópio}

"Scanner”

resultados dasverificaçõeseparaefetuartestesativosnos Automotivo diversos atuadores, serealiza através do equipamento

dediagnóstico ou "scanner1'.

A figura evidencia o fato que os sistemas de eletrónica

embarcada estão baseados, todos eles, numa mesma tecnologia, queéutilizada com aestratégiaapropriada ao sistemanoqual seaplica.

Estecenário impõecertasrestriçõesentreasquais, a mais importanteóque o acesso aosdiversos Sistemas,com o

objetivodediagnóstico,somenteépossívelatravés do usode ferramentas específicas,sendoasmaisimportantes, aquelas apresentadasnafigura.

Osímbolodo transistor,que acompanha o "pensamento" dotécnico,temporobjetivosalientaro fatoqueainda quenãoseja necessária umaformaçãoespecífica,oprofissionalda reparação automotiva deverápossuir conceitos básicosdeeletro-eletrônicaquelhepermitam compreender o sistema como umtodoesuasrelaçõescom os

outroscomosquaisinterage.

Outrosdois fatoresfundamentaissão:conceitosbemsedimentados einformação confiáveleprecisa.

&

APRENDIZADO CONCEITUALC

___

A

A

Analisador de Gases

5

.

•

•*

3

i

Manutenção Veicular

gggsj

_

. :;P

Odiagnósticodedefeitosfaz parte deumconceito mais amploqueéodeManutençãoVeicular,aqualtempor

objetivo, assegurar um funcionamentocontinuado, dentro das especificações fornecidas pelo fabricante. As

açõesdemanutençãodeumsistemaveicular podemser classificadas comosegue:

Manutençãocorretiva:Éaquela realizadaparareparardefeitosjáconstatados.Estetipodemanutenção

éaquele realizado tradicionalmente pelas oficinas.O veículochegaàoficinacom algum defeitopresente

ou reclamaçãodoproprietário,quedevesersolucionado.

>

Manutençãopreventiva:Éa realizada seguindo arecomendaçãodofabricanteaindaqueo veículo não

apresente avaria. É caracterizada, entre outros, _pela troca de fluidos a intervalos determinados pelo

fabricante; estado dabateriae docircuito decarga;estadodepastilhas e lonas defreio, etc.

Manutenção antecipada (preditiva): Consiste em realizar verificações em itens geralmente não

consideradosnamanutençãopreventiva,ou emitensdesta, antesdoprazoestabelecido pelo fabricante. Tem o intuitodese antecipar ao aparecimentode defeitos,verificando amargemdesegurança queresta,

com relação àsespecificações dos itens analisados.Como exemplo,tem-seaverificação dophdolíquido

arrefecedor; acúmulo decombustívelnocárter;pontodeebuliçãodo líquido defreio, verificaçãodabomba

Capítulo

1

-

INTRODUçãO

AO

DIAGNóSTICO

DE

ELETRóNICA EMBARCADA

Malha

Aberta

e

Malha

Fechada

ISíli!

Oconceitode controleemmalha fechada (oucircuitofechado)édefundamental importância paraodiagnóstico

de sistemas de eletrónica embarcada. Por essemotivo,otema seráabordadobrevemente,utilizando, como

exemplo, a funçãode controle da mistura. No livro "Controle Integrado doMotor", entre outros, oconceitoé

analisado com maior profundidade.

Asfunções detodosos sistemasdeeletrónicaembarcadapodemsercontroladas atravésde umdosseguintes mecanismos:

1.Controle emmalha aberta (fig.[2aj): Neste modo, a UC do sistemaanalisado (motor, transmissão, A/C, ABS)comanda os

atuadorescorrespondentes a partir dasinformações dossensores

e de valores retirados de "mapas" ou tabelas residentes na memória. Noentanto,nossistemasque operamemmalha aberta

nãoexisto nenhum elementosensorqueinformeoresultado do comando enviado aoatuador;assim, nãoópossívelverificarse foiexecutadocorretamenteounão.

Ex.;A UC calcula o tempo deinjeção em função dos valores recebidos dos sensores, que caracterizam o estado de funcionamentodomotor.Noentanto,nãohavendonenhum

dispositivoqueinforme oresultado da combustão,a UCnão poderá determinarse otempo calculado resultou naqueima

de mistura rica oupobre.

Controleda Mistura Malha Aberta

&

& ACT TPS ECT

\CKP

J

? M_Bl, [2a]

2.Controle emmalha fechada(fig.[2bj): De forma similarà anterior,a UCdosistema analisadocontrolaosatuadores apartirde valorescalculados ouretirados de"mapas" ou

tabelasedasinformaçõesrecebidas dossensores.Mas,

contrariamenteaodescritonoitem1,o mododecontrole

em malha fechada pressupõeaexistênciadeumsensor que informa o resultadodaação.Istopermiteverificarse o comandoemitidoresultou naaçãodesejada ounão.

Ex.//tUCcalcula otempo deinjeção emfunção devalores calculados ouretirados de"mapas"e deinformações dossensores,asque caracterizam um determinado

estadode funcionamento do motor. No entanto, a existência dosensorde02permiteavaliaroresultado

da combustão. Ouseja,aUCconseguedeterminaro

teorda mistura admitida.Desta forma,nospróximos

ciclos,0tempo deinjeçãopoderá ser corrigido com0

objetivo de adequar o teor da mistura, às reais condiçõesde funcionamento domotor.

Aseguir,umarelaçãodosprincipaissistemas veiculares controlados em malha fechada.

Controle daMistura Malha Fechada

V-....

HEGO à ACT _TPS ECT § ,CKP íB

II

[2b]

Controle do teorda misturaou da relação ar/combustível. Para dosar, com precisão, a

quantidadedecombustívelmais convenienteàscondiçõesdefuncionamentodomotor.

Ajuste e estabilização demarcha lenta dentrodafaixaquepropicie0melhorfuncionamento. Ajuste do avanço daigniçãoem presençado fenômeno de detonação,com 0objetivo de

proteger0motor.

Sistema de A/C.

Controle

da

temperatura interna

e pressão do sistema.

ABSe TC/ASR. Controledafrenagemedatração.

SistemaEGR.Controledo fluxodegasesrccirculados.

3

Capítulo

1

-

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

apropriadose umbom conhecimentodasopçõesde testeoferecidas peloprogramadediagnósticoresidentena unidade de comando. Também,enãomenos importante,éa aplicaçãodoraciocínio a partir deinformações

corretase conceitosbemsedimentados.

Ainda

_que,

_por

motivos de

_{importância,}

amaiorparte dos

exemplos

a

seguir

tenha relação

com o

sistema de controleintegradodomotor,as diretrizes apresentadas podem seraplicadasa qualquer sistema de eletrónica embarcada.

Maisumavez,o fundamentaiépossuir asinformações e oconhecimento do funcionamento do sistema em questão.

Aestratégia utilizadaparaodiagnósticodefalhasse processaem duasetapas:

a) Determinaçãodo subsistemaeletro-eletrõnico ou mecânicoque provocaa falha

b) Determinação do componentedefeituosodaquele subsistema

Por exemplo, num sistemadeA/Celetrónico,queapresentefaltaderefrigeração adequada, a sequência de

diagnósticoseria determinar,primeiramente,a origemdodefeito:

Sereside no subsistemamecânico,devido a umvazamentoqueresulta numabaixapressãonocircuito.

>

Sereside no subsistemaelétrico,devido a um defeitono sensordepressão,por exemplo.

Nasequência,oprocedimento prossegue,determinando o elemento defeituoso dentro do subsistemaque originou

a falha eisto,com a utilizaçãodas ferramentasapropriadas.

Para a etapa a): Oprimeiro auxiliarparadefeitoselétricos, é o"equipamentode teste" ("scanner ")ligado aoconectordediagnóstico.

Senecessário, devemser explorados os outrosmodos de testedisponíveis: testedeatuadores, modo

contínuo,conceitosestes,apresentados em capítulos aseguir,

Já,paraasfalhasmecânicas,as ferramentas necessáriassãogeralmente,decarátermais específico.

Assim,nosCapítulos15e7 7 serãoapresentadasmodernas técnicas dediagnóstico utilizando transdutores

de pressãoevácuo,_{associados ao osciloscópio automotivo.}

Paraaetapa b): Nesta,queéumaetapadeverificação,podem ser utilizados:

•

Multímetro:Para medição detensão,corrente,resistência,frequência,ciclo de trabalho, tempo depulso.

•

Ponta depolaridade:Paraverificarapresençadeimpulsoselétricos,massa, tensãode

alimentação.

•

Osciloscópio:Paravisualizar forrnasde onda.

•

Manómetro Para medição dapressãodecilindroou docircuito de A/C.

•

Bomba de vácuo: Paraacionar dispositivoscontroladosporvácuo.

•

OpacímetroeAnalisador de4ou5gases:Para avaliaçãodo nívelde emissões.

•

Outros instrumentos já utilizados narealizaçãodeverificaçõesmecânicas.

E muitoimportantelembrarquecertasfalitasmecânicasse manifestamatravésdecomponentesdosistema

quenão necessariamente, sãoosresponsáveispelo defeito.

Por exemplo, umvazamentono escapamento,pertoda sondaLambda,podeprovocara gravação de um código

defalha correspondente ao circuito do sensor de02, ou,acúmulode sujeiranocorpodaborboleta pode resultar

na gravaçãodefalha correspondente aodispositivode controle da marcha lenta.

Para0_{diagnóstico de defeitos no sistema}decontrole domotor,a utilizaçãodo analisadordegases (quando disponível),pode serdegrande ajuda. Istoimplicano uso de técnicasdediagnósticocom base na análise de

gases,asque, porestarforadoescopodestaobra,serãotratadasem uma futura publicação.

Nospróximos capítulos e como jámencionado,osdiversos procedimentos utilizados no diagnóstico de defeitos

seráfeitofocando0sistemade controle eletrónico domotor.Umaabordagem mais aprofundada e abrangente,

dos váriossistemasde eletrónica embarcada,exigiriaumespaçobastante maior que0desta obra,peloque,0

assunto sereiabordadoemfuturas publicações.

O objetivoaqui,será0defornecersubsídios conceituais eorientaçãoque auxiliem0raciocíniona soluçãode problemas, enão0de apresentar dicasou receitasdereparo.Isto último podeserencontrado facilmente,nos jornais erevistas que atendem0_{setor dareparaçãoautomotiva.}

Capítulo

1

-

INTRODUçãO

ãO

DIAGNóSTICO

DE

ELETRóNICA EMBARCADA

Instrumentação

para

Sistemas de

Eletrónica

Embarcada

Asprimeiras ferramentas de diagnóstico para o sistema eletro-eletrònico doautomóvel,foramomultímetroeo

osciloscópiode altatensão,geralmenteassociado aoanalisadordemotoresoqual erautilizado,basicamente, na verificação do sistema deignição.Talvezomais simples,mas,muito útil nas verificaçõeselétricas, era a

canetadepolaridade.

Esta ultimaaindatemutilidade,mas,deve prestar-seatençãoaotipodesinalqueseráverificado. Seacanetafor de baixaimpedânciasópoderá ser utilizada emsinaisdepotência(circuitos de baixa resistência) como aqueles deinjetoresouválvulassolenoide.

Caso sejautilizadapara verificar sinaisdebaixapotência (circuitosde

alta resistência), como sensor derotação de relutância ousensor de

oxigénio, a caneta carregará demasiadamente o sinal ao ponto de

distorcê-lo totalmente comomostraa figura ao lado. Sinal

sensor

No ponto 1 a caneta é colocada no fio desinaldosensorde02com0 de

₀₂

objetivodeverificar0seufuncionamento provocando,decerta forma,

umcurtonosinal.

B

Existem nomercado, canetasde altaimpedânciadeentrada,queincluem, também,afunçãode voltímetro.

Instrumentação

Aseguinteéumalista dosinstrumentos mais relevantespara0diagnósticodesistemas de eletrónica embarcada. Existemoutrosqueatendem necessidadesespecificas, comoporexemplo, averificação domotordepasso,da sondaLambda,deinjetores,etc.

>

Multímetroautomotivo: É, talvez, 0 primeiro instrumento de diagnóstico para os sistemas eletro-eletrònicosdo veículo.Sua principal característicaéadepodermedir, além de tensão eresistência,

outrosvaloresespecíficoscomofrequência, largurade pulso, ciclo de trabalho. Emfunçãode apresentar valores médios de umasequênciade mediçõesepossuirumabaixa taxade atualização domostrador, éde utilidade limitada na captura de sinaisqueapresentem defeitos intermitentes decurta duração.

>

Osciloscópio automotivodearmazenamento:Permitevisualizar sinais aolongodo tempo e

armazená-losparaaposterioranálise,(verCapítulo7)

Multímetrográfico:Basicamente,éummultímetro automotivo convencional,excetopelapossibilidade

de apresentar os valores medidos na forma de gráfico ao longodo tempo. Desta forma, é possível analisar a tendência de variação do sinal medido. À diferença doosciloscópio, 0 multímetrográfico

permitevisualizar aolongodo tempo,as váriascaracterísticasdeumsinal:tensão,frequência, ciclode

trabalho,larguradepulsoeoutros,(verCapítulo 7)

>

Analisador degases Seuprincipaluso é nodiagnósticodomotor

Medidor de temperaturainfravermelho:utilizado na verificação dosistema de arrefecimento, A/C, freios, catalisador,falhasde combustão.

>

"Scanner automotivo ou equipamento dediagnóstico Permite a comunicação com as diversas UCsquecontrolamossistemas de eletrónica embarcada. Com aaplicaçãoda normaOBDIi, surge a

diferenciaçãoentreequipamentos "genéricos"e"proprietários",(ver Capítulo2) Ainda,pararealizar verificações mecânicas:

>

Medidordepressãoe vácuo Para verificaçãode compressãode cilindro; vazamento no coletorde admissãoe contrapressão noescape.

Injeção

de

gás

inerte:Para verificaçãodevazamentos

no

sistema de admissão

e no

motor.

«-ÇHM

Autotrônica

>

5

2

EQUIPAMENTO

DE

DIAGNóSTICO

.

SCANNER

Introdução

Apartir dos anos 80ecomoaparecimentodosprimeirossistemas eletrónicos de controledo motor (sistemas

digitais de injeção/ignição), surgemosprimeiros equipamentosdediagnóstico ("scanner") osquais,quando ligadosàunidadede comando,permitiam recuperar as falhas armazenadas na memória e realizar algunstestes

de atuador. Osmaissimplessóconseguiamapresentar asfalhasarmazenadas.

Emquasetodosos casos,oscódigosdefalha podiam ser visualizadoscomoumasequênciadepiscadasem alguma luz do painel. Isto, por exemplo, curto-circuitando terminais do conector de diagnóstico. Como já

mencionado, éo

programa

de diagnóstico,residentenaUC,quese comunica com oscannerougeraa sequência

depiscadas.Emmodelos luxuososamericanos era possível visualizaroscódigos de falha no visor do controle doA/C,apertandoumasequência especialde teclasdomesmo controle.

Exemplodomencionadoacimaéo sistemaEEC-IV, decontroledomotor,queequipouos veiculosdaAutolatina. Oscannerpermitia:

>

Visualizaros códigosdefalha armazenados namemóriadaunidadedecomando (UC).

>

Realizaroteste dosdiversos dispositivosatuadores,geralmente, commotorfuncionando.Notérmino do

mesmo,as eventuais falhas detectadas.ficavamarmazenadasna memória.

>

Detecçãode curto-circuito einterrupções intermitentes. Enquanto o operador movimentava cabos e

conectores,oscanner ficava preparado paraemitirumsina!sonoro caso fosse detectada algumasdas

referidascondições.

No fim dosanos'80,a GMintroduziu um novo conceito pelo qual, oscanner,além

de fazeraleituradecódigos, oferecia a possibilidadedevisualizarparâmetros de funcionamentodomotor(temperatura,rotação,etc)erealizartestesem dispositivos

atuadores (controle darotação,re!édo A/C e outros).

Estacaracterística foiincorporadaportodososfabricantes jánoiníciodadécada de '90. Aconfiguração é a da figura [1a] e o protocolo de comunicação era

proprietáriodofabricantedo veículo e não dofabricantedaUC.Assim,porexemplo,

uma mesma unidade de controle eletrónico Bosch, aplicada em veículosde

fabricantesdiferentes,tinha protocolosde comunicaçãodiferentes.

Afigura[1b] mostra a telade um equipamento de diagnóstico portátil.Geralmente, nestetipo deequipamento só é possível a visualização de,no máximo, 3 ou 4 parâmetros.Talvez,um númeromaiorse o softwareestá instaladonumaparelho do tipo'Tablet". Muitos destes equipamentospossibilitam a aquisiçãodedados comoveículo emmovimento(sobcarga), paraserem analisadosposteriormente,

na oficina.

Muitosequipamentosoferecema funcionalidade do "scanner" no PC. Esta opção possibilitaa visualização simultâneadeuma maiorquantidadedeinformação. Seo PCutilizado for dotipo"LapTop",namaiorpartedos casos,épossívelarmazenar

dados com o veículo em movimento, reproduzindoassim, as condições de

funcionamentodurantea falha.Posteriormente,naoficina,esses dados podem ser apresentadoscomo gráficos, emfunção do tempo.

Umaevoluçãodoscanner foi adepoderacessaras diversas unidades decomando

eletrónicoinstaladas no veículo: UCdomotor,ABS/TC, A/C eletrónico, air-bag, imobilizador,etc.Istoainda, atravésda utilização deprotocolosde comunicaçãoproprietários,ouseja, exclusivos decadafabricante.

Naatualidade,afunção doscannerépermitir:

Protocolo 3 proprietário [1a]

SCANNER

-[Temp

.Motor :88°C Pos

.

Borbol:1

,

90V Pres.Colet: 1,57V Rotação: 1783rpm [1b]

Visualização doscódigosdefalhaarmazenados.

Visualizaçãode parâmetrosde funcionamentodosistema diagnosticado.

Realização detestesdeatuador.

Realização defunçõesauxiliaresprópriasdosistemaqueestásendodiagnosticado.

Capítulo 2-

_EQUIPAMENTO

DE

DIAGNóSTICO

-

SCANNER

A comunicaçãodo scannercomaunidadede comandodiagnosticada se efetuavaatravésde comunicação

seria!', ouseja,atravésdeumpardefiosutilizandoumprotocolode comunicaçãoproprietáriodecada fabricante. Houve casosemque acomunicaçãocom cada UC de eletrónica embarcada serealizava porumpinodiferente

doconectordediagnóstico.Emoutros (VW,por exemplo),ummesmopinoserve para comunicar-se com todas

as UCs doveículo.Nestecaso,o operador,deveselecionar,noscanner,a UC com aqualdesejasecomunicar.

As característicasatéaquiapresentadas, correspondem aos sistemaspré-OBDIlonde não hápadronizaçãodo

conectornemdo protocolo de comunicacãonemdos parâmetros defuncionamentoe doscódigosdefalha. Comoseráanalisado noCapítulo19esubsequentes,comaimplantaçãodo padrão OBDII (desde 1996nosEE UUedesde2000na Europa)opanoramase modificouemalgunsaspectos.

Aadoçãodopadrãoresultou em:

Introduçãodosconceitos"genérico"e"proprietário”:A definição de "genérico"éaplicada a tudoaquilo especificadopelo padrão:codigosdefalhaeparâmetros de funcionamento, relacionados com otremde força (motoretransmissão)equepodemservisualizados utilizando um scanner"genérico".

Já,as prestações oferecidaspeto equipamento "proprietário"ficama critério do fabricante.

Padronização do conectore dosprotocolos de acesso ao sistema dediagnóstico do tremde força (motoretransmissão automática), ouseja,aossistemas diretamente relacionados comasemissões.

Observarque osoutrossistemas de eletrónicaembarcada,aexceçãodemotoretransmissão, nãosãoabrangidos,

atéomomento,pelanorma.

Oimportaníeafrisaréqueosequipamentosde teste"proprietários"(oude terceirosque osemulam)possuem

um repertório maior de códigos defalhas, de parâmetros defuncionamentovisualizados edetestesdeatuador disponíveis, se comparados com os scanners "genéricos"; estes são bastante restritos quanto às opções

oferecidas,

Porsuavez,os scanners proprietáriossão,geralmente, osúnicosqueoferecemapossibilidadedesecomunicar com todas asunidades eletrónicas do veículo.

Pode-se concluirdistoqueo scannertornou-seuminstrumentodediagnósticotãonecessário quanto o voltímetro

ou,emalgunscasos, oosciloscópio.

Há situaçõesemque o scanneréa única formadeefetuar um diagnósticocorreto.Aseguir, 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 defeitoreside na UC,

possivelmenteo scannersejaomeio mais direto de identificar afalha.

Sistemasde freio ABS/TC e de controle de estabilidade. Nestescasos,pode-se dizerqueo scanneré

uma necessidade. Em muitos casos,a purga do circuito de freio (quando houve entrada de ar, por exemplo)sópode serfeitautilizandoo scannerapropriado.

Sistema declimatização(A/C)eletrónico Estessistemaspossuemvários sensores de temperatura,

motoresde controlee comunicação com aunidade de controle domotor.A menosquesetratedeum

problemarelacionado com o circuito dorefrigerante,o scanner setornanecessário naverificaçãodo

funcionamentodo sistema de controle eletrónico. Emalgunscasos (Mercedes,Chrysler,entreoutros),

é só atravésdo scannerque pode serinicializado o sistema,depoisdealgum reparo importante.

Airbag,direçãoesuspensãoeletrónicas. Nestessistemas,o scanneréaúnica forma devisualizar as falhas armazenadas e realizar os testes de atuador. No caso específico do airbag, o scanner é

indispensável para habilitar/desabilitar asunidades.

Imobilizador.Sóatravésdoscannerépossívelreprogramara unidade.

Com o aumento do número de sistemas de eletrónica embarcada, presentes no veículo moderno houve,

consequentemente, oaumentodonúmerode unidades de comando com asquaisdeve comunicar-seo scanner.

Asoluçãoencontradafoi:

9

Disponibilizar

umpino específico no

_conector

de

diagnóstico

para cada

unidade.

0 _{Um únicopino}para _{todas e/as. Isto}requer queo scanner tenha a capacidade de "endereçar”as

mensagensparaaunidadediagnosticada.

Noentanto,atendênciaénosentido deintegrar asdiversas unidades num sistema multiplexado

7

Capítulo

2-

EQUIPAMENTO

DE

DIAGNóSTICO

-

SCANNER

Nestescasos,existem duaspossíveis configurações paraconectar oscanneràrede.

1. O scanner, através doconectorde diagnóstico temacesso diretoàrede eportanto,oprotocoloutilizadopara secomunicar,

deve ser idêntico àquele utilizadopelas unidadesde comando.

(fig.[2a])

í

UC )í Trans.

|§Suspens.)f

|

Motor

j|Automát.J|

Pilotada

Xt-3

ABS/TC

k

o

Rede CAN 2. O scanner está ligado a um circuito eletrónico de

gerenciamento ou adaptação de protocolos, instaladoentreo

conectordediagnóstico e a(s)rede(s) multiplexada(s).Além de se comunicar com o equipamento de teste, o circuito gerencia atroca demensagensentreasdiversas redes e com o scanner.

Estecircuito,denominadode"gateway(doinglês, "portade entrada”)isolao scannerda(s) rede(s).

Na linha Peugeot/Citroén é

——

_

__

„

_

.

_

_

„

denominado de Caixa de Serviço UC

|í

Trans.

)fsuspens.]íABS/TC]

fvod.

Serv.lrrÿtual?nrlf

Inteligente.

j(Automàt.j|

Piloÿteda

j(ABS/TC

j

|

[ComuSdor][

Nesta configuração, portanto, o ₅

t

&

f

&

t

_$

_|

protocoloutilizado na comunicação

_g

~ ~

com oequipamentodeteste,pode _{Rede CAN}

°

~°TT

”?

I

ser diferente daqueleda(s) rede(s)

comomostradona figura[2b].

Destaforma,0adaptador funciona

como um "tradutor de protocolo que encaminha e adaptadeforma

apropriada,a solicitaçãovinda do

scanner, para a rede onde se

encontra a UC com a qual se desejaestabeleceracomunicação.

PV

Protocolo CAN

[2a]

Air Bag

H-*

Rede VAN Carroçaria #1

CSI Caixa de Serviço Inteligente

m

_{Protocolo ISO} [2b] Configurações

Inicialmente0scanner seapresentavana forma deequipamento portátil comuma telapequena que permitia visualizarumcódigo de falhadecadavez e geralmente, um oudois parâmetrosde funcionamento.

Apartirdemeadosdadécadade'90aparecemnomercado osscanners quepermitemavisualização natela de

umPCeoutrosemqueo próprio software de diagnóstico fica instalado no PC.

Estaconfiguraçãopermite a visualizaçãosimultâneadeumnúmeromaior deparâmetrosde funcionamentoe, também,defalhasarmazenadas.

Durante o diagnóstico, avisualizaçãosimultâneade parâmetrospermite, por exemplo,verificarcomo evolucionam os valoresdo TPS, MAP,rotação,ajuste de combustível e apresentá-los na formadegráficos na tela.

Se0scannerestáinstalado num"Notebook

_"

asverificaçõesapontadasacimapodem ser feitas com o veículo

rodando. Neste caso,aúnicaressalvaéqueoacompanhantedeveráoperaroequipamento.

Este procedimento permite acapturadeinformaçõesdeparâmetrosselecionados para posteriormente, serem analisados naoficina,na forma de gráficos. Durante0percurso, 0scanner permite que 0 operadormarque

instantes,que ao seucritério,sejamsignificativos paraumaanáliseposterior.

Assim, estasmarcas de referência salientadas nográfico,identificam aqueles instantessignificativos,permitindo

aanalise do comportamento dos parâmetros selecionados,emtornodeles.

Para um exemplo da utilidadedaanálise gráfica, ver0Capítulo18,queaborda0diagnóstico de falhas provocadas

porvazamentos.

3

SISTEMAS

DE

ELETRóNICA EMBARCADA

•

FUNçãO

DE

DIAGNOSTIC©

Neste capítuloseráanalisadaa estrutura deauto-diagnósticopresente nos modernos sistemas de eletrónica embarcada(digitais)e os recursos oferecidosparaauxiliarnatarefadediagnóstico.

Todo sistema de eletrónica embarcada moderno se caracterizaporpossuirumaunidadede comando (UC), com

funcionalidadesimilaràde ummicrocomputador, cujaestruturabásicapossuiosseguintes elementos:

Memória, onderesideoconjuntodeinstruçõesqueformamoprogramaou "software"decontrole,

Microprocessador,queexecutaa sequênciade instruções. Por suavez,na UC épossíveldistinguirdois tiposde

programas, os quais possuem funcionalidades bem definidas,cornomostraafigura[1a]:

1. Programa Principal. Encarregado de realizar a funçãoparaa qual foiprojetadoosistema.

Assim, a funçãodoprograma principal, residente na memória da UC de um sistema de injeção/

ignição,é manter o motor funcionando da forma

maisapropriada.

2.ProgramadeDiagnóstico.Detectadefeitos,grava

os códigos de falha associados e implementa a

função de comunicação com o equipamento de

teste("scanner").

Nos modernos sistemas deeletrónicaembarcada,oprogramadediagnósticoéidentificado,também,com

outrasdenominaçõescomo,por exemplo, "executivodediagnóstico".

Apresençadoprogramadediagnóstico caracteriza osdenominadossistemasOBD (doinglês:OnBoard

Diagnostic ou "diagnósticoabordo" ou sistema dediagnósticoresidentena própriaUC),

Nestecapítuloseráanalisada asegundadasfuncionalidades,ouseja, adoprogramadediagnóstico.

Oimportantea ser lembradoéqueoprograma principaltemprioridadesobreoprogramadediagnóstico.Este últimoéexecutadonos momentosemqueoprograma principalficaocioso.

Por exemplo, nos sistemas de controle do motor

(fig.[1bj),oprograma principalcalcula o tempo de

injeção, o avanço da ignição e outros valores de

comandode aluadores após oque, passaocontrole aoprogramadediagnóstico

Esteéexecutadoatéque,no momentoapropriado,o

programaprincipalassumenovamenteocomando,

para acionaroinjetor,abobina deigniçãoou umoutro

atuador. O ciclo acima se repete enquanto omotor

permaneçafuncionando.

Observar na figura, como osprogramasserevezam

no tempo,lembrando queoprogramaprincipaltemprioridadedeexecução.

Funcionalidade

do

Programa

de

Diagnóstico

Sejaqualforosistema deeletrónicaembarcadadiagnosticado,oprogramadediagnóstico,também identificado

como sistemadediagnóstico,cumpreduas funções básicas:

k Detecção de defeitos earmazenamentodoscódigosde falhacorrespondentes. Éa funçãobásica doprogramadediagnóstico.

Comunicaçãocomoequipamentodeteste(scanner). Tempor objetivo:

•Informar as falhas detectadas

0_{Visualizar valores de parâmetros de funcionamento do sistema}

•

Realizartestesnosdiversos atuadores

I

Programa de Diagnóstico

—

q

1

Sequência de

instru-0

goes

para

adeteção de

falhas

e

comuni-'caçãocom o equipa-mentode diagnóstico

P

—

I

Memorial

foira"

i

...

Õ)

\EEPROM\

_IL;

Programa Principal Sequênciade instru¬

çõesparaocontrole do sistema deeletró¬ nica embarcada [1a]

X

X

X

X

Ignição injeção

a»

_l

Atividade daUC

P.D.HIP.D.HIP.D.

P.P.: Programa Principal

P.D.: Programa de Diagnóstico

_tit-i

a

9

Capítulo

3-

SISTEMAS

DE

ELETRóNICA EMBARCADA

-

FUNçãO

DE

DIAGNóSTICO

Éoprogramaprincipalque, emfunçãodas falhasdetectadas,passa acontrolarosistema correspondentena condição de"emergência".Assim,no casodo controledomotor,se a falhatemrelaçãocom asonda lambda,o sistemapassaaoperaremmalha aberta.Já,se uma falha édetectadanumsensorderotaçãodo ABS,a UC correspondente desativa o sistema.

Estrutura do

Programa

de

Diagnóstico

Oprogramadediagnósticoapresenta amesmaestruturanoimportandoosistemade eletrónica embarcada no

qual esteja implementado. A

compreensão

da funcionalidade

dos

modos,

que

compõema

referida

estrutura,é condição fundamental paraaobtenção demáximoproveitona utilização doequipamentodediagnóstico.

Nosmodernos sistemasdigitais de eletrónicaembarcada,a utilizaçãodoequipamentodediagnóstico(scanner)

é,nagrande maioriadoscasos,oprimeiropassona sequênciadediagnóstico.

Aseguire com basenasinformaçõesrecuperadas,passa-seàfasedeverificaçõescommultímetro,osciloscópio e/ououtrosinstrumentos.

Modos do

Programa

de Diagnóstico

I

_I

Osmodos dediagnóstico queserãoanalisados a seguir, são os mecanismos quepermitem, utilizando o "equipamento de diagnóstico"

("scanner"), visualizar as informações de

funcionamento e comandar a realização de

testes,nosistemadeeletrónicaembarcadaque

estásendo avaliado.

Quase a totalidade dos programas de diagnóstico,quefazempartedas unidades de

comando (UCs) dos sistemas de eletrónica

embarcada,apresentamosseguintes modos

deteste(fig.[2]):

Qfí

nf

ZM

ModoFalhas Permite recuperarfalhas

armazenadasna memória Permite visualizar parêmatros defuncionamento dosistema

Permitesolicitaraexecução

detestes ematuadores Permitesolicitara execução de ações de configuração da UC

ModoContínuo

Modo Teste Atuador

ModoComplementar

[2]

•

Modo Falhas

A travésdeste modo sãorecuperados os códigosde defeito gravados na memória. Em algunscasos, o

códigoéacompanhado com aidentificação da condição dafalha naquelemomento:presente,intermitente. Estemodoécomplementado comomodo"apagar falhasda memória".Nossistemas pré-OBDIl,tantoo

tipo enúmerodefalhasdetectadas,como os códigosqueasidentificam, sãototalmente dependentesdo

fabricantedo veículo. Umamesma montadora podeapresentarcódigosdiferentesparaidentificarummesmo

tipode defeito,dependendo,porexemplo,daorigemdoveiculo: americana oueuropéia.

« ModoContínuo

Permitevisualizar valores deparâmetros defuncionamento do sistema analisado. Édenominado modo

contínuo"por alguns fabricantes ou "modo listar dados",poroutros.Pelasua relevância nodiagnósticode

defeitos,estemodoseráabordado aseguir, com maior detalhe.

® _{Modo Teste deAtuadores}

Atravésdodiálogoentreoscanner e oprogramadediagnóstico,épossívelligar/desligaratuadores.O tipo e

númerodetestesdisponíveissão,em grandemedida,dependentes do fabricante do veículo e do modelo analisado.

® _{ModosComplementares}

Possibilitam arealização deajustes específicos ao sistemadeeletrónica embarcada diagnosticado. Utilizados emsistemas prc-OBDIl e atualmente,nomodo"proprietário"de algunsfabricantes,quando necessário. Por exemplo, permitem "zerat" osparâmetrosadaptativos deajustede combustível;ajustaro avanço básico da

ignição,entreoutrosbastante específicos. Dependem do sistema diagnosticado evariam bastante emnúmero

e funcionalidade. Devidoàdiversidade demodosutilizados ao longo dos anos,équase impossíveldeserem abordados comdetalhe,numaobracomo apresente.É,portanto,indispensável,consultaros manuais do fabricante doveículoou do equipamentodediagnóstico, para conhecer a funcionalidade de cadateste.

Capítulo

3-

SISTEMAS

DE

ELETRóNICA EMBARCADA

-

FUNçãO

DE

DIAGNóSTICO

Osmodosacimaapresentados fazem partedosistema de diagnóstico depraticamente,todosos sistemas de

eletrónicaembarcadaatuais,sendoadiferençaentreeles,os parâmetrose funçõesoferecidas.

Emfunçãodeserquiçá,um dosmaisabrangentese commaiornúmerodecomponentes, o sistema de controle

domotorseráutilizado como modelo nasexplicaçõese exemplosqueseseguem.

Como mencionado,para outros sistemas deeletrónica embarcada, o leitor deveráconsultar os manuais do

fabricantedo veículooudoequipamentodediagnóstico;isto,paraconheceras earacterísticas e opçõesqueo

programadediagnósticooferece.

Modo Falhas

Autilidadedeste mododependeemgrandemedida, do número etipodefalhasdetectadas. Para salientareste

fato,os exemplos aseguirilustram casos relacionados com defeitos associados ao sensor de 02. Noentanto,as

consideraçõespodem seraplicadas aoutrossistemasdeeletrónica embarcada. ® _Exemplo1

Nosistemadeinjeção Fiat-G7 existesóum código,identificadocom alegenda"Falhana SondaLambda",

paraidentificar todasaspossíveis situações de falhaqueserelacionam com0sensorde O2.

Nestecaso,portanto, deve serfeitauma avaliaçãocriteriosa doproblemacom oobjetivodediagnosticar se acausaestánoprópriosensor outemsuaorigem numoutroelemento do sistemaeque se reflete num

funcionamento,aparentemente,defeituosoda sonda.

•

Exemplo2

Jánossistema deinjeção aplicadosnalinha GM (Multec eMotronic)existem pelomenos, trêscódigosde

falhaassociadosàsonda.Cadaum delesidentificauma situaçãoparticular0que permiteavaliaraorigem

dodefeitode forma mais direta.

Código13:CircuitoAbertono SensordeOxigénio

Indicaque a unidade de comando detectou uma condição de sonda inoperante.Ouseja, sinal com

tensãode 0 volts. Entre aspossíveiscausaspodemos citar:

•

Asondanãoatingiua temperatura de trabalho

•Fio do sinalpartidoou massa deficiente

•

Sonda defeituosa

>

Código44: TensãoBaixano Circuitodo Sensor deOxigénio

Indicaqueasondaestádetectando umacondição constantede misturapobre.Asonda não muda de

estado,mesmocom ascorreçõesefetuadaspela UC no sentido doenriquecimento.

Nestecaso,pode existiralgumfatorexterno àsonda queprovocaaanomalia. Muitopossivelmentea sonda aindaestejafuncionando.

Código45: Tensão Alta no Circuito do Sensor deOxigénio

Indica que asondaestá detectando uma condiçãoconstante demistura rica. A sonda não muda de

estado, mesmo com as correções efetuadas pela UC no sentido do empobrecimento. Nestecaso

também,podeexistiralgumfatorexterno à sonda,queprovocaaanomalia.

Comopode concluir-sedosexemplos,com ummaiornumerodecódigos associadosa umdeterminado tipode

defeito,a função dediagnósticoresulta facilitada. Istoémais evidente ainda, nos sistemas OBDII emque, por exemplo,existe um númeromaiordecódigosassociados aosensorde02.

ModoContínuo

Étalvezeste,0recursomaisimportante oferecido pelosprogramasdediagnóstico.Nos sistemaspré-OBDIl, os

parâmetrosde funcionamentodisponíveisneste modo,assimcomo,as denominaçõescorrespondentes,variam com0fabricante e/ousistema deeletrónicaembarcada considerado.

Já, nos sistemasqueaderem aopadrão OBDII,a padronizaçãose dá para o sistema de controle do motor.

Outrossistemasdeeletrónica embarcada(A/C,ABS,painel)continuamautilizar asconvençõesparticularesde cadafabricante.

11

Capítulo

3-

SISTEMAS

DE

ELETRóNICA EMBARCADA -

FUNçãO DE

DIAGNóSTICO

Tomando como exemploosistema de controle domotor,os parâmetros apresentadospodemserclassificados

daseguinte forma:

a) Parâmetrosbásicos: Sãoos valores fundamentais que determinamoestadodefuncionamento domotor:

temperatura doaradmitido, temperaturadomotor,posição daborboleta,pressão docoletor,massadear

admitida,cargadomotor,tempodeinjeção,avançodaignição,entre outros.

b) Parâmetros deajustede combustível:São osdenominados AjustedeLongoPrazo (BLM de 02,pela

GM)

e

Ajuste de Curto Prazo

(Integrador,

pelaGM,Fiat)

c) Parâmetros deajuste damarcha lenta Apresentam a posiçãodaválvulaoudomotorde ajuste da marcha lentae o valorde correçãodelongoprazo aplicadoaodispositivode controle.

d) Parâmetrosauxiliares: Apresentaminformações_quecomplementam as anteriores como, estado da direção hidráulica, solicitaçãodo A/C,pressão do circuito doA/C, entreoutras.

Nossistemas pré-OBDll, onúmero etipode informaçõesapresentadas nomodo contínuo émuito variávelde

fabricanteparafabricante.

Os parâmetrosdositens b)ec) fazem partedosdenominados "parâmetrosadaptativos" ou "parâmetros

autoadaptativos",analisadoscom maiordetalhenosCapítulos4, 5e6.

Oimportante a ser lembradoéque,através domodocontínuo ópossível visualizar como a UCestá

"enxergando", naquelemomento,o funcionamentodosistemaanalisado,qualquerqueeleseja.

Porexemplo, acomparação das informações doitema)com asreais (situaçãoqueépossívelconhecer através de mediçõesrealizadascommultímetro,osciloscópio,etc)pode auxiliar de forma significativa o diagnóstico de defeitos.

Naatualidade podem ser encontrados sistemasdecontrole domotorque permitem visualizaraté 40 oumais

parâmetros defuncionamento.

•

ValoresEstimados

Emalguns sistemasdediagnóstico, quando a unidadede comandodetecta falhaemcertos sensores,substitui

o valor erradoporum outro"estimado". Nestecaso,ainformaçãoapresentada noequipamentode testenão

corresponde aovalorreal recebido pela UC.

Por exemplo, no sistema G7 (Fiat), quando é detectada falha no sensor detemperatura do motor, ovalor

apresentadono "scanner"é estimado,emfunção do tempo defuncionamentodomotorenão,ovalorinformado pelosensor.

Nestecaso, nãoé possível conhecero tipodefalha (curto-circuitoou interrupção) pelo quenãorestaoutra

opção senão verificar ocomponenteou circuito, com multímetro ouosciloscópio. Modo Teste de Atuador

Como mencionado,estemododediagnóstico, programado naUC,permite oacionamento dos diversos atuadores

presentes nosistema de eletrónica embarcadaqueestásendoanalisado. Por motivos deespaçoe a título de exemplo,será apresentado umresumo dostestes de atuador implementados em sistemasBosch Motronic

(injeção/ignição) decontrole domotor, aplicadosem veículos dalinha GM durante osanos 90;isto, por ser

estes, bastante abrangentes tanto emnúmero como em variedade.Espera-se, assim, auxiliar o leitor no entendimentodos testesde atuador aplicadosem outraslinhas deveículos.

Os testes de atuador estãoprogramados na UC pelo que devem ser ativados através doequipamento de diagnóstico.Noentanto,em alguns casos, podemnãoser todoseles,_{suportadospor "scanners”deterceiros.}

®_{Testes de Atuador em Sistemaspré-OBDlldaGM}

CentelhamentodaIgnição

Realizadocommotorparado. Durante otestede 30segundos, aigniçãoéacionadacom frequência de 10Hzeduração doacionamentode10msec.Parauma melhor avaliação, instalaruma veladeteste.

AcionamentodaBobina1+4 e 2+3

Comomotor parado,desligar o sensor derotação.Conectar velas deteste,nos cilindros 1/4ou2/3. Durante30segundos,abobinaéacionada com frequênciade 5Hze tempo de centelha de 10 ms.

Capítulo 3

-

SISTEMAS

DE

ELETRóNICA EMBARCADA

-

FUNçãO

DE

DIAGNóSTICO

Teste doimobiiizador

Testecommotor parado.Igniçãodesligadapor pelo menos 12segundos, antesdeligá-lanovamente.

Casocontrário,a UC domotor nãosolicitaráum novosinal ao módulo de controledoimobiiizador. Após

ligar a ignição,a UC solicita"Sinal-imobilizadoTaomódulo de controle do imobiiizador e avalia ocódigo recebido.No fim doteste,asmensagensapresentadas podem ser:

•"Teste ok".

•

"Nenhumsinal do imobiiizador": Seomóduloimobiiizadornãoestiverinstalado.

•

"Testedo sinaldoprogramadoimobiiizador": Sca funçãoimobiiizadornãoestiverativada.

•".Nenhum sinal detestedoimobiiizadorrecebido": Se o módulo não recebeu o sinal do imobiiizador.

•"Teste do sinal do imobiiizador recebeu sinal incorreto": SeaUCrecebe sinalincorreto do imobiiizador:

>

Acionamento da Válvula dePurgado Canister

Commotorfuncionandoou não. Durante oteste,a válvula depurgaéacionada comfrequênciade0,5Hz

durante 30segundos. Commotorfuncionando,podeserretirada amangueirade conexãoentreocanister

e a válvula depurga. Quandoaválvulaabre,restringindoamangueiraépossívelouviroruído provocado pela aspiração do ar.

Lâmpadade Advertência

Durante 30segundos,aUCacendeeapagaalâmpadacomfrequênciade 0,5Hz,aproximadamente.

Acionamento da Válvula de Controle da Marcha Lenta

Realizadocommotorparado. A válvula IACéativadacom frequência de0,5Hzdurante 30segundos,

Relêde Corte doA/C

Com motorparado ou funcionando e interruptor do A/Cligado. O relêé acionado com frequência de

0,5Hz,durante 15segundos.

>

Acionamento do Ventilador do Radiador

Commotorfuncionandonamarcha lenta. O ventiladoréacionado durante15segundos.

a Modo

Complementar

Nestemodo,os fabricantesagrupamfunções deajuste particularesa cadasistema.Porexemplo,ummesmo

sistema BoschMotronic,aplicadoaveículosFiat eGM,implementa opções deajusteexclusivas ediferentes,

em cadaumadessas linhas.

Aseguir,ostestesdo modocomplementar, presentes em sistemaspré-OBDII da linhaGM,queresultambastante ilustrativos devidoàvariedade de opções.

•

Testesdo ModoComplementarem Sistemaspré-OBDIlda GM

a) Testes Gerais/Funções Adicionais A GM classifica ostestesdo ModoComplementarem: b) Teste de Controle da UC

c)ProgramaçãodaUC a) Testes Gerais/Funções Adicionais

fr Ajustedas Células deAdaptaçãodeLongoPrazo (Reset dascélulasde BLM de 02-GM)

Motor funcionando na marcha lenta. As células do BLMde 02 e o valor doIntegradorde 02 sãoajustados

ao valor 128.

>

AjustedaAdaptaçãodeLongoPrazoda Marcha Lenta (Reset do BLM do IAC-GM)

Motorfuncionando na marcha lenta. Os valores doIntegradorIACe do BLMdo IAC (IACControlado) são

ajustadosa 1 28passos.

>

Ajusteda Rotação de Marcha Lenta

Motor nãofuncionando. A cada solicitação doscanner,arotaçãoeajustadaempassosde 50 RPM. Previamentcao ajuste,executaroteste"Controlede RPM'paradeterminarqualarotaçãomaisadequada

àscondiçõesdomotor.Ovalor determinado durante oteste"Controlede RPM’podeserentão,ajustado

através da função"Ajuste darotação dcmarcha lenta". O valor

ajustado

será armazenado depois de desligareligarnovamenteaignição. Apareceráamensagem:"atualizaçãorealizadacomsucesso".

>

Ajuste doAvançodaIgnição

Com motorparado. Segundo a solicitaçãodo scanner pode ser aumentado ou diminuído o avanço da

ignição,de1passo porvez.Esteajuste podeserutilizadoparaadaptar o sistema ao tipo de combustível de octanagem menor ou maior.

13

Capítulo

3-

SISTEMAS

DE

ELETRóNICA

EMBARCADA

-

FUNçãO

DE

DIAGNóSTICO

b)Testesde Controle da UC

>

ControledosInjetores

Motor funcionando em marcha lenta, temperatura normal de operação e com todos os acessórios desligados.Durante oteste,oinjetorselecionadopodeserdesligadodurante 3segundospara fazer

umaavaliaçãomecânicado motor (teste decancelamentode cilindro).

Durantea verificaçõ, ocontrole darotaçãodemarcha lenta é desativado e oavanço é fixadoem,

aproximadamente,20°APMS.

Aoentrarnoteste,arotaçãoéestabilizada emaproximadamente,1200rpm,rotaçãopara a qual a velocidade domotor diminui sensivelmente ao desativar um injetor.(ver Teste de Cancelamento de Cilindroemcapítulo posterior)

ControledeRPM(controle darotaçãode marcha lenta)

Commotoremfuncionamento,namarchalentaetemperaturanormal.Dependendodo sistema,

durante oteste,arotaçãopode ser variadaentre650e1.700rpm,aproximadamente.Utilizadopara

avaliar diversosparâmetros defuncionamentodo motorparadiferentesrotações.

Controledo IAC (controle doreguladorda marcha lenta)

Commotorfuncionandonamarcha lenta etemperatura normal deoperação. Durante otesteépossível

variar arotaçãodemarcha lenta,ajustando ovalor daaberturada válvulaIACentre50 e 130passos, aproximadamente. Esta função éutilizada para avaliar parâmetros defuncionamentodomotorpara umadeterminadaposiçãoda IAC;istopermiteaadmissãode umaquantidadeconstantedear.Permite, também,verificaro funcionamento daIAC.

c)Programaçãoda UC /mobilizador

Para iniciar a programação da UC no que diz respeito docódigo do imobilizador,a ignição deve

permanecerdesligada por, nomínimo, 12segundosantes de iniciara programação.

Paraprogramara UCMotronic,deveprogramar-seprimeiramente, o módulo do imobilizador. Sehouve

falhadurantea programaçãoéapresentada amensagem:"Sinaldoimobilizadornãorecebido".

>

CodificaçãodaInicializaçãoda UC

Antes da programação deve ser verificadoocódigoda peça. Ao entrar no teste, é apresentadoo

códigodapeçaquedeve sercomparadocom aquele daUC.Aseguiréapresentada a opçãode:

•Zeraracodificação de inicialização: Zeraosvalores básicos (valores de BLMs)

•

Alterara codificação de inicialização:Altera, seletivamente,curvascaracterístícasdomotor.

Númerode Identificação do Veículo

Serveparaprogramara UCMotroniccomonúmerodeidentificaçãodoveículo (VIN).

Conclusão

O abordado nestecapítulotempor objetivoapresentaras principais opçõespresentesnamaioria dossistemas

de eletrónica embarcadaatuais,no quedizrespeitoàs informaçõesque podem ser acessadas pelo equipamento

dediagnóstico("scanner").

Emfunçãodaenorme quantidade de sistemasdeeletrónicaembarcada existentehojeno mercado,os exemplos utilizados correspondem ao sistema de controleintegradodomotor,emfunçãode sereste talvez,oqueconta com omaiornúmero deopçõesparaodiagnóstico.

Por sua vez,dentreestes, ossistemas pré-OBDIl daGMapresentamuma variedadede informaçõesqueos

configura como bastante ilustrativos para a introdução dos conceitos relacionados com o uso do scanner como ferramenta de diagnóstico.

Lembrarqueosrecursos oferecidos na forma deinformaçõesetestesdependemdofabricante do veículo enão do equipamento utilizado. Esteúltimo, só permite oacesso àsinformações que foramimplementadas, pelo projetista,na unidade decomandodo sistema analisado.

Portanto, édefundamentalimportânciateracessoàdescrição detalhadaecorretadofabricantedo veículo,de todas asinformações apresentadas pelo equipamento de diagnóstico, quanto ao seu significado e faixa de

variação. Especialmente, no relativoa teste de atuadorese parâmetrosdefuncionamento.

«-CHM

Autotrônica

>

4

AJUSTE

DE

COMBUSTíVEL

j

Controle

da Mistura e

do

Avanço

Estratégia

de

Controle

O cálculo daquantidadedecombustível edo avanço a

serem aplicadosdepende,basicamente,dainformação

recebida dossensoresindicados nafigura[la].

NossistemasOBDII,o Sensorde 02pós-Catalisador

é utilizadopara verificar a eficiência de conversão do

catalisador epara o ajuste finodamistura. Nos sistemas com Sensor KS, a informação deste é utilizada para

atrasaro pontonapresençadofenômenodedetonação.

Ajuste

de

Combustível

O AjustedeCombustíveléomecanismopelo qual a UC adiciona ou subtrai combustível da mistura em respostaàscondições variáveis de operação domotor.

Permite controlar com precisão, oteor damistura para obter o máximode reduçãonasemissõese noconsumo.

Aquantidadede combustívelinjetadaéproporcionalao tempoti queoínjetorpermanece aberto.

Aotempobásicocalculado,a UCaplicacorreçõesemfunçãodatemperaturaetensãodebateria, entre outras.

Umoutrofatordecorreçãoéodenominado "Ajuste de Combustível"

Ascorreçõessãoaplicadascom oobjetivo demanteromotorfuncionandodentro dos limitesadequados de emissões econsumoe fazempartedocálculodo "pulso de

injeção"ou "tempodeinjeção"(ti).

O valor de "ajustede combustível"a ser aplicadotem comobase, ainformação

recebidadosensor H02S(pré-catalisador)e seapresentana formadedoisparâmetros deadaptação calculadospelaUC;

ACT/IAT MAF TemperaturadoArJ_gargadoMotor

]ÿF

[Garÿoÿotor

Teor da

Misturai

_''''SSL

T-S Torque Aceleração Carga

MjDetonação!

ECT iTemperaturado Motor

í

CKP RotaçãodoMotor [1a] H02S Ajusteda Mistura| Tempo de Injeção : V _T

"AjustedeCombustíveldeCurtoPrazo"(sigla:STFT)

"AjustedeCombustíveldeLongoPrazo"(sigla;LTFT)

a Tempode

Injeção

-

ti

A estratégia geralmente utilizada na determinação do tempo de

injeção sedesenvolve em 3 etapas(fig.[1b]):

1

.

Cálculodo tempobásicodeinjeção: Baseado nacargae rotação domotor eno parâmetro LTFT. Acargadomotoré funçãoda massa de aradmitida, dapressão de coletoreda abertura da

borboleta.

2.Aplicação das correções dependentes do regime de funcionamento domotor. Aceleração, desaceleraçâo,plenacarga, aquecimento.As correções têmpor baseas informações dos sensoresECT,ACT,TPSe H02S. Este último determina o ajuste

de curtoprazo(STFT)queseráaplicado.

3.

Aplicação

de correção

por

"tensão de bateria":

Representa o

ajuste final e reflete asvariaçõesno tempo de aberturamecânica

doinjetor, devidasàs variações datensãodebateria.

Determinação do Tempo de

injeção}

Fase Carga r (MAF-MAR)

>

Temp°Básico (CKP> _deInjeção LTFT

>

Temp, do Ar

.

(IAT-ACT)

>

Fase Temp,do Motor Correção por

Condição de Operação

©

(ECT)

>

Pos. da Borboleta (TPS) Fase STFTh (H02S)K

@

[1b]

Paramaioresdetalhessobreacorreçãopor “tensão debateria",pode ser consultado (entreoutros)o

livro"ControleIntegradodo Motor", domesmoautor.

15