Mágneses mezők J. M. Jarre és Chrysler PT Cruiser előadásában

A Chrysler PT Cruiser az 1999-es detroiti Autoshow egyik meglepetése volt. Kezdetben két motorral kínálták, egy 2 literes és egy 2400 köbcentis benzinessel. Az amerikai gyártó a típushoz vérmes reményeket fűzött. Jean Michel Jarre 1981-ben örvendeztette meg a rajongóit Magnetic Fields (mágneses mezők) című nagylemezével. Nekünk a francia úriember előadása tetszik jobban.

Egy korabeli reklámanyag magyar fordításban emígyen szóla a nagyérdeműhöz: „Figyelem! Már a PT Cruiser puszta látványa is szívritmuszavarokhoz és hirtelen elgyengüléshez vezethet. Kérjük, soha ne bámulja a PT Cruisert egy óránál hosszabb ideig, ha Önnek szívritmusszabályzó készüléke van, vagy vérnyomásproblémákkal küzd.”

Egy biztos: kevés autó látványa osztja meg ennyire a közvéleményt, vagy nagyon tetszik, vagy nagyon nem. 

De nézzük: miért is volt nálunk ez a minivan?

IDŐKÖZÖNKÉNT TORPAN

A hiba feltárása, javítása nem tűnt egyszerű feladatnak. Teljesen kiszámíthatatlan időközönként van egy rövid idejű torpanás, rángatás, ezt követően akár órákig hibátlanul üzemel a motor. Ez az, amire a diagnosztikával foglalkozók hátán feláll a szőr. Az ilyen hiba – józan időráfordítás mellett – vagy megfoghatatlan, vagy majdnem az. Számos szerelő próbálta már megjavítani (köztük egy országosan ismert, tehetséges kollégánk, szakmai barátunk), de a helyzet nem változott. Cseréltek már – olcsónak egyáltalán nem nevezhető – alkatrészeket, többek között ECU-t, fojtószelepegységet.

A tulajdonos elég reményvesztett, mi pedig egy várhatóan nehéz csata előtti hangulatban vágunk neki az 1.6-os Chrysler vizsgálatának.

A szokásos legelső rutinfeladat, a hibatárolók elemzése egy viszonylag szokatlan hibakóddal lep meg bennünket. P2107 – fojtószelep-vezérlő – kommunikációs hiba a motorvezérlővel. Ezt a kódot már korábban is próbálták előttünk megfejteni, ezért cseréltek fojtószelepet és motorirányító egységet is.

Első nekifutásra mi is a fojtószelep környékével kezdjük a vizsgálódást. Ez a típus hagyományos fojtószeleppel rendelkezik, vagyis a fojtószelepben nincsen semmiféle „intelligens” áramkör, csupán egy motor, és a pozícióérzékelése. Ezeken viszont, műhelykörülmények között, semmilyen rendellenességet nem találunk.

A SIEMENS ECU HIRTELEN BEZÁR

Az első próbaút során majd' ötven kilométer alatt csupán egyetlen, körülbelül 100 ms idejű kihagyást tapasztalunk, amit a P2107 hibakód generálódása követ, világító hibajelző fény kíséretében. Mivel a hibás és hibátlan működés időaránya körülbelül egy a tízezerhez (!), a diagnosztikai stratégiák közül az „eseményanalízis” a legcélravezetőbb: a kihagyás pillanatát, esetleg az azt megelőző állapotokat kell megfigyelnünk, és ebből kell rájönnünk, hogy mi az, ami kiváltja a problémát. Az oszcilloszkóp-felvételen ➊ azt látjuk, hogy – egyelőre érthetetlen módon – a fojtószelepet a Siemens motor­vezérlő hirtelen teljesen bezárja.

➊                                                                                 ➋

(Piros csatorna: fojtószelep-áramfelvétel, zöld és barna csatorna: fojtószelep-pozíció, kék csatorna: stabilizált 5 V a pozícióérzékelőknek.) De mi az oka annak, hogy a fojtószelepet az ECU elengedi? Lehet, hogy a gázpedál-érzékelő jelében van valami hiba? Vagy netán nemcsak a fojtószelep vezérlése szűnik meg, hanem más rendellenesség is történik? Ez utóbbi ötlet vált nyerővé: a rángatás pillanatában MINDEN megszűnik: gyújtás, befecskendezés, fojtószelep vezérlése, a relék kivezérlése, aktívszénszelep működtetése, lambda-szondák fűtése, tényleg minden. Pico szkópunk ritkán van ennyire kihasználva: mind a négy csatornán folyamatosan vesszük a jelfolyamot, ellenőrizzük az ÖSSZES jeladót:

– MAP-szenzor, 

– lambda-szondák,

– hőmérséklet-érzékelők, 

– főtengely- és vezértengely-jeladók, 

– fék- és kuplungpedál-kapcsolók, 

– kopogásszenzor, 

– gázpedál-érzékelő.

A jeladók (barna és kék) a fojtószelep motorjának egyik oldalán mérhető feszültség (zöld) és a gyújtótrafó áramfelvétele (piros). Látható, hogy miközben a forgásjelek hiánytalanul megvannak, a gyújtás kimarad ➋. 

A sokadik oszcilloszkópos tesztkör során furcsa dolog történt: az addig világító hibajelző MIL-lámpánk hirtelen elaludt. Számítógépes nyelven „reset”-nek nevezzük az ilyet: az ECU egy tizedmásodperc erejéig lekapcsol mindent, alapállapotba kerül, újraindul. 

De miért?

Autós szakemberek fejében ilyenkor felvillan a villanykörte: az ECU tápellátásával lesz a gond, nem kap feszültséget egy pillanatra, és emiatt szűnik meg minden funkciója! Az ötlet jó, mi is reménykedünk, egészen addig, amíg kb. 20–30 kilométer megtétele alatt végig nem ellenőrizzük az ECU testpontjait és tápfeszültség-ellátását.

Sajnos minden a legnagyobb rendben: ahogy a felvételen látható, a tápfeszültség (barna csatorna) a hibával egy időben leesik ugyan (kb. 12,5 V-ra), de mivel itt a motorvezérlő irányítja a generátort is, érthetővé válik a jelenség: a generátor vezérlése is megszűnik a többi funkcióval együtt ➌.

➌                                                                                   ➍

Találtunk egy hibát, ami reményre jogosított: a gyújtásrendszer zavarszűrő kondenzátora gyakorlatilag nem funkcionált, kivezetései vastag oxidréteggel voltak borítva. Tisztítás után a kondenzátoron immár a helyes értéket mérhetjük ➍. Újabb próba, a sokadik. Úgy 20 km-ig hibátlan üzem, majd ismét bejött egy durva kihagyás.

FELADJUK VAGY FOLYTASSUK?

Ez az a pont, ahol válaszút előtt állunk: feladjuk vagy folytatjuk? Az eddig beleölt órák száma már most sem kevés.

Kezdjük újra, gondoljunk át még egyszer mindent. A bevezetőben említett reklámszöveg más értelmezést nyert: 

„Figyelem! Már a PT Cruiser puszta látványa is szívritmuszavarokhoz és hirtelen elgyengüléshez vezethet. Kérjük, soha ne bámulja a PT Cruiser kapcsolási rajzait, tömbvázlatát egy óránál hosszabb ideig, ha Önnek szívritmusszabályzó készüléke van, vagy vérnyomásproblémákkal küzd.” ➎

➎                                                                                      ➏

A harmadik nap elején már nem kell bámulni a rajzot, fejből tudjuk. Sokadszorra ellenőrizzük a testeket (kék csatorna), a feszültségellátást, leválasztjuk a releváns elemeket, mozgatjuk a kábelköteget és az ECU csatlakozóját ➏. Felvettük lakatfogóval az ECU testkábelein egyszerre mérhető áramokat – ezt lila szín jelzi –, mert arra gondoltunk, hogy esetleg egy pillanatnyi rövidzárlat okoz problémát, és belső resetet az ECU-ban. De nem látni semmi gyanúsat, csak azt, hogy a hiba időtartamára tényleg semekkora áram nem folyik a test irányába.

Ezen a ponton tulajdonképpen elvérzik az összes drágábbnál drágább autódiagnosztikai kütyü, legyen az diagnosztikai készülék, oszcilloszkóp vagy bármi egyéb. Ami marad, az a józan gondolkozás, a logika és a megérzések. Annak az esélye, hogy olyan elemmel legyen hiba, amit cseréltek, gyakorlatilag nulla. Az ECU logikátlan dolgot művel, de feszültség- vagy árammérő eszközzel nem tudjuk bizonyítani, hogy miért. Talán azért, mert nem a kábelein, nem a csatlakozóin keresztül kap fals információt?

ELEKTROMÁGNESES INTERFERENCIA

Pár cikkünkben már említettük az elektromágneses interferencia (EMI) fogalmát. Korábban jellemzően a kevésbé fejlett gyújtórendszerek hoztak létre olyan mágneses tereket, melyek kihatással voltak egyéb rendszerekre, rádióra, súlyosabb esetben akár több tíz méterre a hiba forrásától. Az autókban indukálódó elektromágneses zavarokról újabban sajnos egyre többször hallunk. Van olyan álláspont például, miszerint az egyik nevesebb japán márka indokolatlan, spontán gázadásait elektromágneses interferencia okozza. A gyártók két helyen védekezhetnek az EMI káros hatásai ellen: a zavar keletkezésénél, illetve az arra érzékeny alkatrészek megfelelő tervezésénél. A legtöbb vezérlőegység-gyártó például kifejezetten erre létrehozott laborokban teszteli a hardvereit, és próbálják a lehető legjobb megoldást megtalálni az EMI ellen.

Autóinkban számos helyen keletkezik elektromágneses zavar: a legkülönfélébb motorok (szivattyúk, állítómotorok, ventilátorok), a generátor, a gyújtórendszer, a mágnestekercsek, mind-mind zavarforrások lehetnek. Bonyolítja a kérdést, hogy vannak külső zavarforrások, amelyek ugyancsak hatással lehetnek a többi részegységre: akár a mobiltelefon, a garázsnyitó vagy nagy teljesítményű források, mint pl. tv-/rádiótornyok, vagy mobil átjátszó állomások szerepet játszhatnak az EMI-ben.

Visszatérve a Chrysler esetére, azt kell feltételeznünk, hogy a fejlesztők a lehető legnagyobb gonddal jártak el, amikor a vezérlők zavarvédelmét tervezték, ezt EMC-nek nevezzük (electromagnetic compliance). Abból kell kiindulnunk, hogy a motorirányító is megfelelt az EMC-előírásoknak, vagyis valami az autóban esetleg extrém mértékű elektromágneses zavart kelthet, olyan mértékűt, amire a tervezők nem gondoltak. Az extrém EMI képes lehet arra, hogy teljesen működésképtelenné tegye az elektronikus rendszereket.

A megoldás végig ott volt pont előttünk, az első megérzés azonnali telitalálat lehetett volna. Az első dolog, ami legelőször feltűnt az autón, az az utángyártott trafó, és az utángyártott, „tuning” gyújtókábelek ➐. Azért vetettük el az ötletet az elején, mert nem gyújtáskihagyások történtek, hanem teljes rendszerösszeomlások.

➐

A Chrysler előírása szerint a gyújtókábelek ellenállásának 3 kohm és 11 kohm között kell lennie. Az autóban a kábelek ezzel szemben 30–40 ohm értékűek. SZÁZSZOROS (!) a különbség. A gyári gyújtókábeleknek nem véletlenül nagy az ellenállásuk, pont a kiloohmos nagyságrend biztosítja azt, hogy a kábel működés közben ne bocsásson ki számottevő elektromágneses zavart, azáltal, hogy korlátozza a maximális áramot, és az áram növekedési sebességét.

A „tuning” gyújtókábel ellenállása 35 ohm körüli ➑.

➑

Nem bíztuk a véletlenre, az autó új gyújtótrafót kapott a „tuning” helyett, új gyújtókábeleket és gyújtógyertyákat.

Eljött az ideje az első próbakörnek az új alkatrészekkel. Lélegzet-visszafojtva tettük meg az újabbnál újabb kilométereket, minden kilométer után egyre inkább meggyőződve arról, hogy a hibát sikerült megtalálnunk és kiküszöbölnünk. (Néhány nap elteltével megkérdeztük Ügyfelünket, hibátlan-e a kocsi. Eddig minden rendben. Reméljük, így is marad.)

ZÁRSZÓ

Hibáztathatjuk-e a Chrysler-t, vagy hibáztathatjuk-e a Siemens mérnökeit, hogy nem megfelelő terméket állítottak elő? Nem, nem gondoljuk, hogy a motorvezérlő tervezői hibáztak, hiszen a specifikációnál körülbelül százszor erősebb elektromágneses zavart keltő „tuning” gyújtórendszerre nem lehettek felkészülve. Ezúton is intünk mindenkit, aki nem gyári beszállítói terméket vásárol az autóhoz: a következmények néha beláthatatlanok.

Hibáztathatjuk-e azokat a kollégákat, akik alulmaradtak a mágneses térrel való birkózásban? A legkevésbé sem! Higgyék el, nagyon szövevényes, nehezen megfejthető hibáról volt szó.

Egyetlen elvarratlan szál maradt: azt kell, hogy megválaszoljuk, hogy miért egy fojtószeleppel kapcsolatos kód került a tárolóba a hiba kapcsán. A megoldás egyszerű. A P2107 eredeti (angol) nyelven nem a fojtószelep és az ECU közötti kommunikáció hiányát hozza panaszként, hanem a fojtószelepet vezérlő integrált áramkör és a processzor közti kapcsolat hiányát. Mind a kettő az ECU része, vagyis a kód egy ECU belső hibára engedne következtetni. 

Most pedig tényleg tegyék fel a lemezjátszóra, CD-játszóra, vagy használják az Önöknek legjobban tetsző műsorforrást: Jarre úr remekét meg kell hallgatni. És ne legyen dolguk a Chrys­ler által előadott rémálommal.