Chybná funkce pomoci při parkování

Liga mistrů diagnostiky

Ve dvou navazujících pokračováních se náš stálý spolupracovník Jakub Mejzlík ze společnosti Auto MERCIA a.s. z Chrudimi zabývá záhadnými různorodými závadami dvou vozidel, které přesto mají něco společného – nekvalitní nový náhradní díl.

V červnovém vydání AutoEXPERTU, kde jsem se věnoval závadě spojené se svítící kontrolkou motoru a problému se signálem snímače polohy vačkové hřídele u vozu Škoda Octavia 3. generace, jsem zmiňoval, že se v příštím pokračování budu zabývat další zapeklitou závadou způsobenou rovněž nekvalitním novým náhradním dílem.

Při zpracování tohoto tématu jsem si povšiml poznámek některých svých kolegů diagnostiků, že většina zde otištěných případů se zabývá pouze závadami systémů řízení motoru a že oni přicházejí v Lize mistrů diagnostiky s příspěvky o závadách jiných automobilových skupin než jen v oblasti řízení motoru.

Uvědomil jsem si, že na jejich tvrzení opravdu něco je, a proto tento diagnostický případ není o řídicích systémech motorů, ale z oblasti asistenčních systémů řidiče. Samozřejmě v něm opět hraje hlavní roli nekvalitní nový náhradní díl, byť také namontovaný v dobré víře. Tak tedy:

Případ druhý: VW Passat Variant 7. generace – pomoc při parkování stále signalizuje překážku vzadu.

Zákazník k nám přivezl vozidlo s tím, že při aktivaci parkovacích snímačů (ať už zařazením zpátečky, nebo pomocí spínače) signalizovala pomoc při parkování vždy překážku vzadu, i když tam žádná nebyla. Stále se ozýval dlouhý tón a na displeji infotainmentu se zobrazovala překážka v oblasti středních zadních parkovacích snímačů. Ve snaze vyřešit tento problém měl vůz na opravě u svého kamaráda, který je automechanik. Nově objednaný snímač zkoušeli střídavě zaměňovat za oba střední zadní snímače, přesto se závada projevovala stále stejně.

Pojďme na to

Začal jsem sériovou diagnostikou, kdy jsem vyčetl paměti závad všech řídicích jednotek. Nikde ale nebyla uložena žádná závada, která by byla relevantní k systému pomoci při parkování. V naměřených hodnotách jsem si tedy zjistil skutečné vzdálenosti překážky od všech snímačů vzadu i vpředu tak, jak je vidí řídicí jednotka pomoci při parkování.

Test snímačů vzdálenosti

Stál jsem s autem na volném prostranství a nikde okolo něj nebyla žádná překážka. Přesto se u levého středního zadního snímače objevovala hodnota vzdálenosti překážky 30 cm (minimální vzdálenost, kterou umí pomoc při parkování ukázat) a neustále se cyklicky střídala s hodnotou 255 cm (maximální vzdálenost, na kterou jsou tyto snímače schopny detekovat překážku).

Vždy, když se objevila hodnota 30 cm, ozval se dlouhý tón detekující překážku za vozidlem. Takový projev závady je u snímačů pomoci při parkování poměrně běžný. Například po lehkém nárazu v oblasti snímače může dojít k jeho deformaci. Přestože je jeho elektrický obvod v pořádku, může kvůli mechanickému poškození následně ukazovat nesmyslné hodnoty vzdálenosti.

Jednoduchá kontrolní metoda

Pokud se objevuje takový projev závady a ke snímačům je přístup, nejlepší a nejrychlejší způsob jejího ověření je záměna snímače, který ukazuje špatně, za správně fungující snímač, s reálně ukazovanými naměřenými hodnotami. Postačí vzájemně přepojit jejich konektory a zkontrolovat, zda se se záměnou snímačů přesune i ona nesmyslná hodnota vzdálenosti na jiné místo. Pokud ano, máte jistotu, že je sporný snímač opravdu vadný.

Praktický test

Já jsem postupoval podle uvedené kontrolní metody a levý střední zadní snímač jsem zaměnil za levý krajní zadní. Ale, světe, div se, závada se nepřesunula a nesmyslná hodnota 30 cm se zobrazovala stále u levého středního zadního snímače. Zkontroloval jsem tedy ještě, zda jsou oba správně zapojeny podle elektrického schématu, ale to bylo v pořádku.

Začínal jsem podezřívat řídicí jednotku pomoci při parkování, ale čím více jsem o tom přemýšlel, tím méně se mi to zdálo pravděpodobné. Navíc jsem si všiml, že pokud je aktivována parkovací pomoc při zapnutém zapalování a zastaveném motoru, snímače ukazují reálné hodnoty. Stačí však motor nastartovat a závada se začne projevovat. Později jsem ještě zjistil, že se motor ani startovat nemusí a stačí zapnout obrysová světla.

Chvíli jsem nad tím přemýšlel, ale pak jsem si uvědomil, že zadní žárovky obrysových světel jsou ovládány PWM signálem, a proto by mohl být signál od snímačů něčím rušen. Tomu by odpovídal i onen projev závady při běžícím motoru, kdy se zase dobíjí alternátor, a palubní napětí proto může trochu kolísat. Zatím to ale byly jenom mé domněnky.

Bez paralelního měření to nepůjde

Přikročil jsem tedy od sériové k paralelní diagnostice a rozhodl jsem se změřit výstupy z jednotlivých snímačů pomocí osciloskopu.

Zde je třeba se na chvíli zastavit a přidat trochu teorie z oblasti fungování ultrazvukových snímačů pro měření vzdálenosti:

Ultrazvuk vzniká mechanickým vlněním s frekvencí vyšší než 20 kHz (v praxi se používají frekvence ještě vyšší) a šíří se vzduchem jako ultrazvukové vlny, které jsou nad prahem slyšitelnosti pro lidské ucho.

Ústřední součástí ultrazvukového snímače je piezoelektrický měnič, který se při průchodu střídavého proudu o dané frekvenci rozkmitá. Tím mění elektrickou energii na mechanickou a vysílá tak ultrazvukové vlny (pulzy). Poté, co snímač pulzy vyšle, čeká na odezvu. Vyslané ultrazvukové pulzy se totiž po odrazu od překážky vracejí zpět. Poté, co odražené vlny „narazí“ zpátky na snímač, rozkmitají jeho piezoelektrický měnič, na kterém začne vznikat střídavé napětí, čímž se změní mechanická energie ultrazvukových vln opět na elektrickou.

Řídicí jednotka již jen změří čas mezi odesláním pulzů a návratem odražených pulzů a na základě rychlosti zvuku vypočítá vzdálenost od překážky.

Na obr. 1 a obr. 2 jsou graficky zobrazeny vysílané pulzy a obdržená odezva na ultrazvukových snímačích.

Kromě piezoelektrického měniče musí mít ultrazvukový snímač ještě budicí a vyhodnocovací obvody a zesilovač (obr. 3). Tím se dostávám k hlavnímu důvodu, proč zde poměrně obšírně popisuji funkci ultrazvukových snímačů. Pro měření jejich signálů je totiž zásadní vědět, jak jsou snímače přesně zapojeny. U některých systémů obsahují samotné snímače pouze piezoelektrický měnič a ostatní součásti jsou integrovány do řídicí jednotky (obr. 4).

Pokud potřebujete v tomto případě měřit signál snímače osciloskopem, měříte přímo na vedení mezi snímačem (piezoelektrickým měničem) a řídicí jednotkou. Naměřený signál sinusového průběhu měl by vypadat podobně jako ten na obr. 1.

Druhý typ zapojení snímačů je takový, že snímač obsahuje všechny součásti, které jsou na obr. 3, a do řídicí jednotky už posílá zesílený a upravený signál, který je ze sinusového většinou převeden do pravoúhlého proto, aby řídicí jednotka obdržela ze snímače již digitální výstup. Takový typ snímače musí mít samozřejmě externí napájení a ukostření.

Osciloskopem tedy měříte výstup ze snímače či jeho vstup do řídicí jednotky. Takový typ snímačů měl i v tomto článku popisovaný VW Passat.

Měření osciloskopem

Na obr. 5 je zobrazeno schéma zapojení snímačů pomoci při parkování tak, jak jsou u tohoto modelu VW Passat skutečně zapojeny do řídicí jednotky. Podotýkám, že se budu věnovat pouze zadním snímačům, protože přední fungovaly správně. Všechny mají společné 12V napájení z řídicí jednotky a společné ukostření rovněž přes řídicí jednotku. Výstupy od snímačů k řídicí jednotce mají pravoúhlý signál.

K měření jsem použil svůj oblíbený PicoScope 3000, a protože má poměrně velkou šířku pásma 100 MHz, dokáže bez problémů zachytit i vysokofrekvenční rušení. Toho nakonec nebylo třeba, ale v tu chvíli jsem to ještě nevěděl.

Na obr. 6 je záznam z prvního měření levého středního zadního snímače, který dle naměřených hodnot vykazoval nesmyslnou hodnotu vzdálenosti. Kromě napájení, ukostření a výstupního signálu jsem přidal i průběh PWM signálu ovládání zadních obrysových světel, abych zachytil průběh signálu ze snímače skutečně v okamžiku projevu závady. Z oscilogramu na obrázku lze vyčíst, že napájení i ukostření snímače je v pořádku, a pokud jde o výstupní signál ze snímače, jenom jsem nevěděl, jaké napěťové hodnoty by měl mít. Z průběhů je rovněž patrné, že signál je pravidelný, bez zarušení, a také je důležité to, že ať byla obrysová světla zapnutá, či nikoliv (tedy v okamžiku projevu závady i mimo ni), vypadal signál pořád stejně. Na červené křivce průběhu napájení snímačů jsou vidět nepatrné poklesy napětí v rytmu pozitivních hran impulzu PWM signálu napájení obrysových světel. Stejné poklesy napětí byly ale v celé palubní síti vozu, takže to není na závadu.

Zkontroloval jsem ještě průběh napájení i ukostření řídicí jednotky pomoci při parkování, ale tam žádný problém nebyl.

Jak jsem psal výše, nevěděl jsem, jak přesně má průběh napětí na výstupu ze snímačů vypadat, a nejsou mi známy ani žádné materiály, kde by se to dalo zjistit. Napadlo mě tedy, že změřím průběhy výstupních signálů ze všech čtyř zadních snímačů, a to byla (jak jsem později zjistil) správná cesta, protože přinesla do celého případu klíčové zjištění.

Tři ze čtyř snímačů měly naprosto totožný výstupní signál, ale jeden se poměrně dost lišil. Na obr. 7, kde je vidět onen rozdíl mezi signály, je označen černými kroužky.

Vadný nový snímač z předchozí opravy

Výsledek měření mě docela překvapil. Zadní snímač vlevo uprostřed, který v naměřených hodnotách ukazoval nesmyslnou hodnotu, měl výstupní signál změřený osciloskopem totožný jako oba krajní, zatímco ten vpravo uprostřed měl jako jediný signál odlišný. Na obr. 7 je rovněž vidět, že pozitivní hranu signálu mají všechny snímače na hodnotě cca 9,8 V, ale negativní hrana je u tří snímačů vždy na hodnotě cca 1,1 V, kdežto u jednoho (pravý střední zadní snímač) se negativní hrana jeho výstupního signálu dostává až do minusových hodnot napětí. Ať jsem jej přesunul na kterékoliv jiné místo a zapojil do jiného konektoru, jeho defektní výstupní signál se stěhoval s ním. Přesto však vlastní diagnostika v naměřených hodnotách zobrazovala překážku stále u snímače vlevo uprostřed.

Když jsem se na vadný snímač pozorně podíval a vizuálně jej porovnával s ostatními, byl téměř k nerozeznání. Nesl na sobě originální značku výrobce i logo VW. Když jsem na něj však zasvítil lampou, bylo vidět, že jeho zadní plastový obal se zbarvuje do modra, zatímco ostatní byly černé.

S originálním dílem vše funguje

Vyměnil jsem tedy pravý střední zadní snímač za nový originální díl a závada zmizela. Výstupní signály všech snímačů byly nyní stejné a systém začal fungovat správně.

Defektní výstupní signál jednoho ze snímačů tedy dokázal řídicí jednotku pomoci při parkování zmást tak dokonale, že ukazovala překážku za úplně jiným snímačem, jehož signál byl ve skutečnosti v pořádku a žádnou překážku nedetekoval.

Závěr

Na začátku jsem psal, že majitel vozu se spolu se svým kamarádem automechanikem pokoušeli závadu vyřešit výměnou snímačů jeden po druhém za nový díl.

Když jsem po svém zjištění závady kontaktoval zákazníka s výsledkem opravy, potvrdil mi, že místo jednoho z původních snímačů zůstal ten nový, kterým se pokoušeli závadu odstranit. A také mi sdělil, že díl, který tam dali, je originální, objednaný přes internet, kde stál zlomek ceny skutečně originálního dílu.

Opět se tady potvrdilo to, že pokud něco stojí méně, zpravidla je tam ubráno i na kvalitě, a tak tomu bylo i zde. Díl se sice vydával za originální, ale zcela jistě nebyl.

Co bylo původní příčinou závady, kterou se majitel vozu pokoušel odstranit, se už mohu pouze domnívat. Ale podle mého názoru to bylo tak, že na začátku byl skutečně vadný jeden z původních snímačů a majitel auta se pokoušel odstranit závadu jeho výměnou a v dobré víře, že montuje originální díl. Tímto „fejkovým“ dílem vyrobil novou závadu, která ale už byla na zjištění mnohem náročnější.

Poznámka na konec

Vlastní diagnostika řídicí jednotky pomoci při parkování u vozů koncernu VW je vymyšlena velice dobře, a pokud přestane fungovat některý ze snímačů nebo ukazuje nesmyslné hodnoty, bývá zjištění takové závady poměrně jednoduché, elegantní a rychlé.

Nepočítá se však s nekvalitními a nekompatibilními náhradními díly, které dokážou celý systém dokonale zmást, a odhalení takové závady je pak, jak dokazuje i tento případ, komplikované, zdlouhavé a úměrně tomu i drahé.

Pokud se chcete dozvědět více…

V případě zájmu o další informace k uvedenému tématu nebo pokud se chcete dále vzdělávat a využít možnosti školení v oblasti automobilové diagnostiky, můžete se na mě obrátit prostřednictvím e-mailu jakub.mejzlik@mercia.cz nebo navštívit naše stránky www.diagnostickecentrum.cz.

Tento článek najdete v časopise AutoEXPERT vydání č. 9/2023