XXXV. esetleírás: LIN kommunikáció a Ford generátoron
Idén a húsvét nálunk egy kicsit másképp alakult, mint ahogy megszoktuk. A szokásos sonka, csokitojás és locsolás persze megvolt, és természetesen a jó időt is kihasználtuk a szabadban, de esténként mindannyian egy különös megoldatlan problémán agyaltunk, ami több napja borzolta az idegszálainkat.
Egy alig három éves Ford Ranger "banális" problémáján akadtunk meg. Szegény autó egy karambolos javítás után elkezdett "nem tölteni", vagyis a generátor nem volt hajlandó működni. Hiába minden korábbi igyekezet, a sokadik generátor, a sokadik akkumulátor, a cserélt kábelezés, a biztosítéktábla és még a motorvezérlő is, de a töltés nem indult meg egyáltalán. Ezzel az előtörténettel kaptuk meg a feladatot.
Autóvillamossági szempontból a rendszer bizonyos szempontból igen egyszerű, tulajdonképpen a generátor és az akkumulátor kapcsolata, működése alapvetően nem különbözik attól, mint amit évtizedek óta ismerünk. Ami bonyolítja a helyzetet, a következő:
- van akkumulátor felügyelet, ez az akku merülését hivatott megakadályozni
- méri a rendszer a generátor - akkumulátor közötti főkábelen folyó áramerősséget
- a generátor és a motorvezérlő közötti kommunikáció LIN buszon zajlik
A "mindig kezdjük a kályhánál" elv alapján persze a vizsgálatokat az alapokkal indítjuk: testkábel rendben, tápkábel rendben, a LIN-en látunk kommunikációt, az akkumulátor kapocsfeszültsége viszont nem igazán jön ki a 12-12,4V sávból, kivéve a nagy gázadások során fél-fél másodpercekre, talán 13V-ig eljutunk.
Az korszerű feszültség szabályzás lényege, hogy a motor üzemi állapotaitól függően a töltőfeszültség célértékét a generátornál "intelligensebb" irányító egységek határozzák meg, és ezt valamilyen módon közlik a generátorral. Cserébe a generátor pedig tájékoztatja az irányító egységet (jellemzően a motorvezérlő egységet) az aktuális gerjesztésről, hőmérsékletéről, esetleges hibákról. A kommunikációt esetünkben az egyszálas LIN hálózat realizálja.
Diagnosztikai eszközzel annyiban jutunk közelebb a megoldáshoz, hogy a motorvezérlő szerencsére tájékoztatást ad a generátor feszültség célértékről (Alternator voltage), ez az érték a beindítást követően pár másodperc alatt 14.7V-ra kúszik fel. Ez azt sugallja, hogy az autó egyéb rendszerei tulajdonképpen várják a töltést, elvileg sem a karosszéria vezérlő, sem a motorvezérlő, sem az akku állapotfelügyeleti funkciói vélhetően nem blokkolnák a generátor működését.
Ez jó, de sorban a harmadik generátor van az autón, köztük egy teljesen új gyári, de így sincs töltés. Mi van itt?
A gépjárművekben használt kommunikációs hálózatok üzeneteinek "feltörése" nem tartozik a mindennapos feladatok közé, de a megoldás kedvéért mindenre hajlandóak vagyunk. Pico oszcilloszkópunk nagy erőssége a "soros dekódolás" funkció, a viszonylag alacsony sebességű LIN szálon futó üzeneteket tökéletesen láthatóvá tudjuk tenni, és ezt táblázatkezelőbe ki tudjuk exportálni.
És ez mind semmi, mert a legtöbb LIN-es feszültségszabályzó adatlapja hozzáférhető, és a LIN kommunikáció szabvány szerint tulajdonképpen majdnem mindegyiknél teljesen azonos módon zajlik. Magyarul byte-onként, bitről bitre tudjuk értelmezni, hogy ki mikor pontosan mit üzen. A hosszabb üzenet a motorvezérlőtől származik, a rövidebb a generátortól. Egy rövid pár másodperces motorjáratás, és már kész is a sok ezer soros táblázat.
A specifikációk alapján szétszedve láthatóvá válik az adatcsomagok jelentése. A legfontosabb, amit ki tudunk hámozni az egészből némi táblázatkezelői ügyességgel és több órányi adatlap-böngészés után, hogy a motorvezérlő tényleg 14.7V-os feszültséget céloz meg, és ami még fontosabb, hogy a generátorunk a gerjesztést (önbevallás alapján) létrehozza, a gerjesztőáramot a maximumra emeli, és semmiféle hiba bitet nem aktivizál, magyarul a generátor köszöni szépen, jól van.
Már azt leszámítva, hogy a gerjesztőáram emelése alapján ő is tisztában van azzal, hogy a kimenő feszültsége a célérték alatt van.
Ezen a ponton már a harmadik napon járunk a hibakeresésben, és előkerülnek a "valószínűtlen" ötletek:
- nagy fogyasztók leválasztása
- elektromágneses zavar kizárása
- táp és testkábelek kiváltása
- akkumulátor csere
- generátor próbapadi tesztek: generátor hibátlan
- generátor működtetése LIN csatlakozó nélkül: nincs változás
Na és valahol ezen a ponton érkezett el a húsvét.
A honlapunkon több helyen szerepel, hogy részben azért tartanak a hibafeltárások sokáig, mert kevés az elmélyedésre alkalmas idő. Egy átlagos munkanap tucatnyi telefonhívást bonyolítunk, autókat adunk ki, veszünk át, próbaútra megyünk, egyszerre nagyon sok szálon futnak az események, és a feladatokra sokszor kis "időszeletek" jutnak. A húsvét alatt viszont pont le tudtunk ülni gondolkozni, és bogarászni az adatlapokat, specifikációkat, technikai leírásokat.
És persze, hogy a megoldás végig ott volt a "kályhánál", pedig most is az alapokkal kezdtük.
A fordulatszám. Azt láttuk, hogy a generátor tengely forog. Fut a szíj, látszólag minden rendben. Egy dolog nem jutott eszünkbe: a főtengely szíjtárcsa, ami két félből áll, és gumi betét köti össze a két részét a rezgések csillapítása érdekében. Ez a Fordnál "harmonic balancer"-nek nevezett alkatrész pár fok elmozdulást tesz lehetővé a főtengely és a szíjtárcsa között. Amíg el nem szakad. Mert ha a gumibetét leválik, a szíjtárcsa csúszni kezd a főtengelyhez képest, minél nagyobb a terhelés, annál inkább, extrém esetben teljesen megállhat a szíj.
A "bizonyítási eljárást" kedd reggel azonnal lefolytattuk, megfestettük a szíjtárcsa külső és belső oldalát, a jelek az első indításra elkúsztak egymástól. Második felvonásban pedig rájöttünk, hogy a ventilátornál akár kézzel el tudjuk forgatni az összes szíjjal hajtott komponenst, miközben a főtengely meg sem moccan. A fenti animált grafikán bal oldalon a hibátlan funkció látható, jobb oldalon egy hibás szíjtárcsa.
Utólag végiggondolva a történetet tényleg az az érzésünk, hogy egy őrülten egyszerű hiba tartott sakkban minket napokig. A sok kis részlet, a sok kis információ tényleg csak koncentrálva, összpontosítva tud fejben összeállni, kapkodásban nem sok esélyünk van a sikerre.