Anturisignaalien tutkiminen

Anturisignaalien tutkiminen

Elikkäs tehtävän ideana oli tutkia ja mitata antureita oskiloskoopilla. Antureiden sijainnit selvitettiin tolerance datasta, autodatasta sekä tietysti autosta silmäilemällä. Autoina meillä oli Reanult Laguna ja Volkswagen LT.

Nokka-akselin asentoanturi

Mittaamamme nokka-akselin asentoanturi on hall-anturi. Hall-anturi tarvitsee syöttövirran toisin kuin induktiivinen anturi. Kun se ei ole riippuvainen magnetismin tuottamasta virrasta, se voi havaita myös kohteen asennon sen ollessa paikallaan. Katkokset magneettikentässä kertovat nokka-akselin ajoituksen. Katkokset johtuvat nokka-akselin päässä olevista hampaiden väleistä joissa magneettikenttä katkeaa. Tästä ohjainlaite saa tiedon nokka-akselin asennosta. Kytkimme oskiloskoopin anturin liittimen väliin y-haaroilla jotta sitä voi testata toiminnassa. Hall-anturilta saatava tieto piirtyy näytölle kanttiaaltona.

Sytytyspuolan mittaus

Mittasimme ensiö- ja toisiojännitettä sekä ensiövirtaa Renaultin yksittäispuolasta. Sytytyspuolan toiminta perustuu virran katkaisusta syntyvään jännitepiikkiin. Ensiökäämissä oleva virta katkaistaan ja siitä syntyvä jännitepiikki ohjataan toisiokäämiin jossa se vahvistuu jopa 10Kv ison käämin ansiosta. Siitä tämä korkeajännite menee tulpan kärkeen ja siitä tulpan maihin. Tästä syntyvä valokaari on kipinä. Videossa vihreä kuvaaja tarkoittaa ensiökäämin virtaa jota mittasimme virtapihdillä. Sininen kuvaaja on puolan ensiöjännite jota mittasimme puolan liittimen välistä signaalijohdosta. Punainen kuvaaja on puolan toisiojännite jossa näkyy jännitepiikki sekä kipinän paloaika, tätä mittasimme toisiojännite mittausadapterilla suoraan puolan päältä.

(Video aika epäselvä)

Ilmamassamittari

Volkswagenissa oleva ilmamassamittari on nimeltään kuumalanka ilmamassamittari. Anturissa oleva kuumalanka viilenee ilmavirtauksesta ja sitä yritetään pitää saman lämpöisenä. Eli mitä enemmän ilmaa virtaa langan ohitse sitä enemmän virtaa tarvitaan lämmittämiseen ja siitä ohjainlaite tietää ilmanmäärän. Mittauksessa kytkimme taas johdot liittimen ja anturin väliin y-haaralla. Anturin signaalijohdosta saimme tiedon oskiloskooppiin.

Imusarjan painetunnistin

Imusarjan painetunnistin havaitsee imusarjassa olevaa painetta ja se on tärkeä tieto moottorinohjauyksikölle koska se kertoo ilmamäärästä ja kuormituksesta. Tyhjäkäynnillä paine on alhainen ja kierrosten noustessa se kasvaa. Ajettaessa ja mootoria kuormitettaessa lukemat nousisivat vielä ylemmäksi turbon tuottaman paineen takia. Kytkimme johdot samanlailla anturin liittimen väliin samaan tapaan kuin edellisissä ja oskiloskooppiin tieto signaalijohtimesta. Videossa käppyrän nousu ja lasku tarkoittaa imusarjan paineen nousua ja laskua.

Lambda-anturit

Mittasimme Renaultista ennen katalysaattoria olevaa lambda-anturia sekä katalysaatorin jälkeen olevaa lambdaa. Lambda-anturit kertovat moottorinohjaukselle palamistapahtumasta jäljelle jäävästä hapesta. Jos happea on paljon, palamistapahtuma ei ole ollut hyvä eli seos on ollut laiha. Vastaavasti jos happea on vähän palamistapahtuma ei ole ollut hyvä ja seos liian rikas. Näillä tiedoilla moottorinohjaus säätää seosta. Ensimmäisen tehtävä on antaa tietoa palamistapahtuman jälkeisestä hapesta ja jälkimmäisen taas katalysaattorin jälkeisestä hapesta. Jos arvot näyttävät lähes samaa katalysaattori ei toimi oikein. Tässä tapauksessa katalysaattori toimii kuten kuuluukin ja sen huomaa videolta. Videossa sininen käppyrä tarkoittaa ensimmäistä lambdaa ja punainen jälkimmäistä lambdaa.

Kampiakselin asentotunnistin

Kampiakselin asentotunnistimet ovat yleensä induktiivisiä antureita eli ne perustuvat itseinduktioon. Anturiin syntyy jännite kun hampaat leikkaavat anturin magneettikenttää eli se ei pysty tunnistamaan paikallaan olevaa kohdetta toisin kuin hall-anturi. Kun kampiakselin hammastuksen hampaat leikkaavat anturin magneettikentän lävitse se vahvistaa magneettikenttää ja kun hampaat loittonevat se heikentää magneettikenttää. Nämä ilmenevät antuin kelassa muuttuvana vaihtovirtajännitteenä. Mitä enemmän kierroksia sitä enemmän jännitettä syntyy.

Auton korin sähkövarustetyöt

 Tuulilasin ja ajovalojen pyyhkimet sekä pesulaitteet

 

Kun käännät virrat päälle, virta kulkee sulakkeen kautta monitoimiohjausmoduulille ja siitä pyyhkijän viikselle. Viiksestä saa haluttaessaan päälle etu- ja takalasin pyyhkijät ja niiden pesulaitteet. Viiksestä toimintoja muuttaen monitoimiohjausmioduuli antaa virtaa eri komponenteille. Esimerkiksi viiksestä kääntämällä saa pyyhkijöiden moottori virran ja alkaa pyyhkimään.

Äänimerkinantolaite

 

 

 Kun käännät sytytysvirran päälle, virta kulkee sulakkeen ja releen kautta äänitorville, äänitorvea painettaessa virtapiiri yhdistyy ja ääni kuuluu.

Lämmitys-ja tuuletuspuhallinlaitteet

 

Virta kulkee virtalukolta sulakkeen kautta ilmastointilaitteen ohjausmoduulille. Nappeja säätämällä virta tulee ohjausmoduulilta ilmanohjausmoottorille sekä ilmankiertoläpänmoottorille ja muuttaa sisäilman kierron päälle tai muuttaa ilmanohjausta eri paikkoihin. Haluttaessa säätää puhaltimen nopeutta, kytkimeltä virta menee lämmityspuhaltimen ohjausmoduulille josta taas puhaltimen moottorille. Ilmastoinnin saa päälle kytkimestä painamalla josta virta menee releen ja ohjausmoduulin kautta moottorille ja se lähtee pyörimään.

Istuinlämmittimet sekä lasin- ja peilinlämmittimet

 

 Kuvassa takalasinlämmittimen kytkin sekä istuimenlämmittimen kytkin.

 

Kuvassa takalasin lämmityksen virtapiirikaavio

Takalasinlämmitys:

 Virta tulee sulakkeen ja releen kautta takalasin lämmittimen kytkimelle. Halutessaan kuljettaja painaa nappia niin virta kulkee takalasin vastuksille ja ne lämpeävät.

Istuinlämmittimet:

Virta tulee sulakkeen, istuinlämmittimien katkaisijan ja sen vastusten kautta penkin vastuksille. Napista painamalla voi säätää lämmittimen kuumuutta.

 Mittaristo

 

 

 Virta tulee virtalukolta sulakkeen kautta mittaristolle. Mittaristolta virta lähtee ohjausmoduulille ja sieltä erinäisille antureille ja tunnistimille mitkä vian havaitessaan sytyttävät varoitusvalon mittaristoon. Auton mittaristosta näkee kaiken tarvittavan ja ajoon liittyvät asiat.

Vakionopeudensäädin

 

Virta menee sulakkeiden kautta ohjausmoduulille ja siitä vakionopeudensäätimen napeille. Ohjausmoduulilta on yhteys sähköiseen kaasupolkimeen, jarrupolkimeen ja kytkinpolkimeen. Oikean puolisista kytkimistä auto lisää tai hiljentää nopeutta. Jarruun tai kytkimeen koskeminen kytkee vakionopeudensäätimen pois päältä.

Keskuslukitus

 

Virta kulkee akulta sulakkeiden kautta monitoimiohjausmoduulille ja moduulilta keskuslukituksen moottoreille, hätävilkkujen katkaisijalle, takaluukun vapautus-ja lukituskytkimille sekä taustapeilille jossa sijaitsee kaukosäätimen vastaanotin. Moduulin saadessa käskyn kaukosäätimeltä se aukaisee ja lukitsee kaikki ovet.

Sähkötoimiset lasinnostimet

 

 

Virta tulee akulta sulakkeiden kautta monitoimiohjausmoduulille ja siitä ikkunan kytkimille, turvakytkimille ja ikkunan moottoreille. Haluttaessa nostaa tai laskea ikkunoita kytkimen kautta kulkee virta halutulle moottorille ja se laskee tai nousee.

Aktiivinen turvallisuusjärjestelmä

 

Virta tulee sulakkeiden kautta abs-ohjausmoduulille ja siitä jokaisen pyörän nopeustunnistimille, kiertymistävalvovalle tunnistimelle, ohjausasennontunnistimelle, kiihtyvyystunnistimelle, jarrupolkimen asentotunnistimelle ja moottorinohjausmoduulille. Abs-jarrut yrittävät estää pyörän lukkiutumista jarruttaessa jotta ohjattavuus säilyisi. Pyörien anturit antavat tietoa moduulille pyörien nopeuksista ja jarrupaineita säätelemällä ne pysyvät lukkiutumattomina. Luistonesto ja ajonvakautusjärjestelmä käyttävät apunaan abs-jarruja. Havaitessaan luistoa tai äkillistä sivuttaisliikettä ne käyttävät jarruja saadakseen tilanteen hallintaan.

Passiivinen turvallisuusjärjestelmä

 

 

Virta kulkee sulakkeiden ja mittariston ohjausmoduulin kautta SRS-moduulille ja siitä turvatyynyille, turvavyönkiristimille ja törmäystunnistimille. Turvatyynyt ja turvavyönkiristimet laukeavat tunnistimien havaittaessa törmäyksen. Riippuen mistä suunnasta törmäys tulee se laukaisee tarvittavat turvatyynyt. Turvatyynyjä on monissa paikoissa mm. ratissa, kojelaudassa ja niskatukien vieressä.

Ajonesto ja hälytysjärjestelmä


Kun auton ovet on suljettuna hälytysjärjestelmä on päällä. Se tunnistaa esimerkiksi iskuja tai ikkunan rikkoutumista. Todetessaan hälytyksen tarpeelliseksi järjestelmä alkaa soittamaan äänimerkkiä sekä käyttämään hätävilkkuja.  Ovet avatessa hälytysjärjestelmä kytkeytyy pois päältä. Väärällä avaimella yrittäessä autoa käyntiin ajonesto kytkeytyy päälle koska virtalukko ei tunnista avainta oikeaksi. Moottorinohjausjärjestelmä menee lukkoon ja katkaisee esimerkiksi polttoaineen saannin.

Vikakoodien luku

Luin autosta vikakoodit autocomilla ja sieltä löytyi kaksi vikaa. Sähkökäyttöisen lisälämmittimen vika sekä pakokaasun takaisinkierrätyksen virtapiirin vika.

Tekijä Mika Pienmäki