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DATI VEICOLO

MODELLO: Ford Kuga
ANNO:  2010
TIPO MOTORE: UFDA
ALIMENTAZIONE: DIESEL

Le nuove motorizzazioni diesel come sappiamo devono rispettare stringenti norme antinquinamento e per questo vengono dotate di sofisticati componenti sia per ridurre gli inquinanti da combustione sia per monitorare il loro funzionamento con un numero sempre crescente di sensori e attuatori.

Uno dei componenti più conosciuto è un filtro meccanico in metallo o in ceramica che cerca di evitare la fuoriuscita di particolato PM10 di determinate dimensioni chiamato DPF (Diesel Particulate Filter) o FAP (Filtro Anti Particolato) che può a sua volta avere alcune differenze di gestione.

La centralina per controllare lo stato di saturazione di questo componente normalmente utilizza alcuni sensori, tra i quali i più noti sono quello di temperatura per controllare la sua rigenerazione e le post combustioni e quello di pressione differenziale.

 

Il sensore di pressione differenziale informa la centralina motore ECU o ECM (Electronic Control Module) durante la normale attività del motore con appunto una differenza tra le pressioni in ingresso del DPF e di uscita. Questa informazione avviene con una variazione in tensione direttamente proporzionale all’aumento di questo valore. Il sensore lavora in un range 0-5 volt con delle caratteristiche generalmente comuni, quindi in pratica riceverà due tubazioni con i gas, rispettivamente [Pi] pressione di ingresso e [Pu] pressione di uscita e comunicherà il valore assoluto di [Δp] cioè la differenza tra [Pi] – [Pu] grazie ad una membrana piezo-resistiva.

 

 

Il connettore generalmente a 3 pin, (4 pin su motori industriali e movimento terra) avrà:

PIN 1 – 5 VOLT [Vcc] alimentazione del sensore dalla centralina, deve rimanere tra 5,25 e 4,75 volt secondo specifiche del sensore

PIN 2 – 0 VOLT [Gnd] massa elettronica dalla centralina può differire dalla massa carrozzeria e massa batteria, è bene utilizzare questo riferimento per la misura con l’oscilloscopio PicoScope Automotive

PIN 3 – SEGNALE [Vout] segnale di ritorno in centralina con variazione in volt direttamente proporzionale alla variazione del differenziale di pressione, questo segnale lo campioneremo con il PicoScope con il riferimento (filo nero) sul pin 2 come massa.

 

 

Come primo test si potrebbero controllare i tre canali con motore spento e quadro accesso attivando dei carichi sul veicolo e vedere la stabilità dei collegamenti e delle alimentazioni. Nella figura sopra abbiamo:

CANALE A – BLU – PIN 3 [Vout] segnale sensore a 0,484 volt che corrisponde a 0 bar cioè non c’è differenza di pressione tra l’entrata e l’uscita del DPF, siamo a motore spento.

CANALE B – ROSSO – PIN 2 [Gnd] riferimento massa elettronica di 0,019 volt che resta stabile

CANALE C – VERDE – PIN 1 [Vcc] alimentazione corretta della centralina a 4,993 volt

Questo test non viene effettuato comunemente per ogni sensore, ma può essere veramente utile per delle diagnosi accurate e approfondimenti su situazioni difficili, spesso si cambia il sensore anche se funzionante mentre il problema è l’alimentazione dello stesso.

Nel nostro caso abbiamo utilizzato due canali, uno per il misuratore MAF digitale in Hz (canale A in BLU) che ci indica il passaggio dell’aria e uno sul nostro sensore differenziale di pressione (canale B in rosso) che ci indica eventuali intoppi o stato del filtro.

 

 

Troviamo subito un picco di tensione di 1,481 volt in accelerata.

La maggior parte di questi tipi di sensori lavorano un un range reale tarati su tensioni tra 0,5 e 4,5 volt che corrispondono a valori massimi di 100 kPa o 50 kPa (1 o 0.5 bar).

Quindi le formule di conversioni saranno:


Sensori con 4,5v = 100kPA >>> Δp in millibar = (250 x Vout) – 125

Sensori con 4,5v = 50kPA >>> Δp in millibar = (125 x Vout) – 62,5

Segue che 1,481 in questo caso sarà uguale a circa 245 millibar, un valore veramente alto di pressione quindi significa che è presente un discreto blocco nel filtro causato dall’intasamento.

 

 

Pulito il filtro i nuovi valori saranno nella norma con il sensore che legge in accelerata solamente 0,709 mv quindi totalmente nella norma.

Con un po’ di pratica vi accorgerete che dopo aver catturato questo segnale, magari ingrandendolo verticalmente e filtrandolo un po’ in frequenza (in questo caso 50 Hz) si possono leggere al volo tantissime informazioni sullo stato del DPF, quindi sulla manutenzione del veicolo, sulla qualità del carburante o sul tipo di percorso normalmente utilizzato.

Lasciamo anche due note per utenti più esperti, per effettuare una controllo contemporaneo in tensione ed in millibar si possono utilizza una sonda personalizzata dove nella tabella di conversione utilizzeremo 0 millibar = 0,5 volt e 1000 millibar = 4,5 volt come nella figura seguente:

 
 
 
Oppure ancora più utile il canale matematico (viola) con il Δ pressione DPF in millibar così da poterlo utilizzare quando voglio lasciandolo salvato in libreria.
 
Potete trovare il file da caricare in questo link (riferito a sensori 0,5 volt = 0 bar e 4,5 volt = 100 kPa)
 
 
 
 
Consigliamo sempre di fare riferimento alle specifiche del sensore comunque queste note sono comuni alla maggior parte dei sensori in circolazione, alcuni sensori Hitachi hanno come riferimento 0 millibar = 1 volt quindi fare attenzione alla conversione.
 
Note finali per sensori più comuni a fondo scala 4,5 volt = 100 kPa e segnale filtrato su 100 Hz:

- Con quadro spento il segnale non sarà alimentato e [Vout] sarà 0 volt

- Con quadro acceso e motore spento [Vout] sarà circa 500 millivolt (quindi Δp 0 millibar)
 
- Con motore acceso al minimo [Vout] aumenterà di massimo 200 millivolt, quindi un valore massimo di 0,7 volt (dipende dal tipo di motore)

- In accelerata con veicolo fermo [Vout] restare sotto un massimo di 1 volt (quindi Δp di 110 millibar = 0,94 volt massimo)

- In accelerata per le prove su strada a massimo carico [Vout] restare sotto un massimo di 1,3 volt (quindi Δp di 220 millibar = 1,38 volt)

Molti utenti esperti misurano queste pressioni con un trasduttore automotive WPS500X molto più veloce dei sensori normalmente utilizzati sulle auto ed una Tee per la misura reale in millibar. Condiderate che i sensori di pressione differenziale hanno un tempo di risposta di quasi 20 ms e le ultime versioni su Euro 6 intorno 1 ms, il WPS500X invece arriva fino a 0,01 millisecondi.
 
Oppure per testare il fondoscala e la velocità del sensore si può utilizzare una pompetta vuoto che creerà un differenziale positivo su [Δp]  sia su [Pi] in ingresso che su [Pu] in uscita, potete vedere questo test nella parte finale del video indicato qui sotto.
 
 
Grazie per l'attenzione, aspettiamo vostre note o commenti da inviare a supporto@pcbauto.it

 

       Video diagnosi sensore su DPF Frank Massey

       Video filtro e ingrandimento segnale sensore su DPF

       Scarica il Software PicoScope Demo


 

I nostri partner possono contribuire alla raccolta di casi studio risolti con l'utilizzo di Oscilloscopi PicoScope Automotive
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