• Diagnostyka instalacji wysokiego napięcia w samochodach elektrycznych i hybrydowych nie jest niebezpieczna.
• W przypadku wykrycia przez system niewystarczającej rezystancji izolacji kierowca otrzyma stosowny komunikat.
• Test współczynnika PI jest porównywalny z testem DAR, ponieważ bada rezystancję izolacji po 1 min i 10 min od przyłożenia napięcia testowego.
• Brak potencjału dodatniego rozpoznawany jest to w trakcie pomiaru jako szum wewnętrzny. W przypadku zwarcia z masą różnica potencjałów jest w rzeczywistości zerowa.

W raz z postępem technologicznym producenci samochodów zastosowali lepsze materiały i komponenty, co wpłynęło na zwiększenie niezawodności aut. Dodatkowo coraz bardziej zaawansowane systemy wspomagające kierowców przyczyniają się do poprawy bezpieczeństwa na drogach. Rozwój technologiczny i postęp w dziedzinie motoryzacji przyniosły wiele korzyści, ale naprawa i diagnostyka pojazdów elektrycznych i hybrydowych wciąż stanowi wyzwanie dla branży. Elektromobilność i hybrydy wykorzystują nowe technologie i materiały, co wymaga specjalistycznej wiedzy i umiejętności w zakresie diagnostyki i naprawy.

Diagnostyka instalacji wysokiego napięcia w samochodach elektrycznych i hybrydowych nie jest niebezpieczna, ważne jest aby podczas wykonywania takich prac zachować odpowiednie środki ostrożności. Na pewno będzie to wymagało od mechaników poszerzenia nie tylko wiedzy i umiejętności. Potrzebne będą także inwestycje w nowoczesne urządzenia diagnostyczne, a także specjalistyczne szkolenia. 

Podczas wykonywania prac konieczne jest stosowanie odpowiednich środków ochrony osobistej, takich jak rękawice izolacyjne, buty z gumy, kombinezony ochronne itp. Przed przystąpieniem do pracy należy również upewnić się, że jest wyłączone zasilanie pojazdu i odłączona instalacja wysokiego napięcia. Warto również przeprowadzić rozmowę z klientem, aby uzyskać jak najwięcej informacji na temat problemu, który wystąpił w pojeździe. To pozwoli na precyzyjne określenie przyczyny usterki oraz skrócenie czasu naprawy.

Rozmowa z klientem i duża ilość danych

Rozmowa z klientem może dostarczyć informacje, które nie są zarejestrowane przez system diagnostyczny, a które są kluczowe dla poprawnego zdiagnozowania problemu i skutecznej naprawy pojazdu. Klienci często mają informacje o okolicznościach, w których występują problemy z pojazdem, o częstotliwości ich występowania, o ich stopniu nasilenia czy o sposobie ich objawiania się, które mogą być przydatne dla mechanika podczas procesu diagnostycznego.

1. Zbieranie informacji

Zbieranie informacji od klienta jest kluczowym elementem procesu diagnostycznego w warsztacie samochodowym. W zależności od rozpatrywanego przypadku czasami już rozmowa z klientem jest wystarczająca do uzyskania pomyślnego wyniku diagnozy. Klient może dostarczyć cenne wskazówki dotyczące przyczyny problemu, a także pomóc w skróceniu czasu potrzebnego do znalezienia rozwiązania. Dlatego ważne jest, aby podczas rozmowy mechanik zadawał odpowiednie pytania i z uwagą słuchał odpowiedzi klienta. Pozwoli to na uzyskanie jak największej ilości informacji, które mogą mieć wpływ na skuteczność naprawy pojazdu.

2. Zdefiniowanie zakresu czynności

W zależności od modelu pojazdu poszczególne czynności mogą być realizowane w różny sposób. Dlatego ważne jest wykorzystanie wszystkich możliwych źródeł informacji i określenie zakresu czynności, które będą wykonywane w ramach naprawy lub konserwacji określonego pojazdu. Należy dokładnie zdefiniować, jakie elementy pojazdu będą sprawdzane, jakie testy będą przeprowadzane i jakie czynności będą wykonywane, aby upewnić się, że problem zostanie rozwiązany. Kolejność wykonywania czynności testowych powinna być ściśle określona i zgodna z zaleceniami producenta.

Jeśli system to umożliwia, pomocne mogą być również dane z diagnostyki pokładowej. W ten sposób można zawęzić zakres czynności do konkretnych elementów pojazdu lub procesów funkcjonalnych. Dzięki nim doświadczony mechanik może najpierw sprawdzić komponenty, które ulegają najczęściej awariom. Naprawy oraz testy, które wiążą się z wysokimi kosztami lub ryzykiem finansowym, nie powinny być wykonywane przez serwisanta, dopóki nie wykluczy on wszystkich innych możliwości.
Szczególnie pomocne w rozwiązywaniu problemów może być uwzględnienie doświadczeń praktycznych i wniosków wyciągniętych z poprzednich napraw. Dla serwisów samochodowych istotne mogą być też zgromadzenie i analiza danych dotyczących częstotliwości awarii poszczególnych elementów. Dane te pozwalają na identyfikację problemów i potencjalnych zagrożeń, które mogą wystąpić podczas naprawy pojazdu lub konkretnego komponentu. Wiedza o częstotliwości awarii i zastosowanie określonych narzędzi do usuwania usterek może w znacznym stopniu pomóc w naprawie pojazdu. Kolejność wykonywania czynności testowych powinna być ściśle określona i zgodna z zaleceniami producenta.

3. Analiza otrzymanych wyników

Właściwa analiza otrzymanych wyników jest kluczowa dla prawidłowej diagnostyki i naprawy pojazdów. Przed przystąpieniem do testów należy dokładnie zapoznać się z instrukcją obsługi urządzenia diagnostycznego oraz zasadami bezpieczeństwa podczas wykonywania prac.

Wyniki pomiarów powinny być porównywane z wartościami referencyjnymi, które określa producent pojazdu. W idealnym przypadku dane porównawcze lub tzw. dobre wartości są dostępne w dokumentacji technicznej lub mogą być nawet oferowane automatycznie przez zastosowany system diagnostyczny.

Diagnostyka pokładowa jest ważnym elementem utrzymania samochodu w dobrym stanie technicznym. Dzięki niej można szybko i skutecznie zlokalizować przyczyny występujących problemów i podjąć odpowiednie działania serwisowe. Współczesne systemy diagnostyczne umożliwiają szybkie odczytanie informacji zapisanych w pamięci pojazdu i wyświetlenie ich w łatwej do zrozumienia formie, co znacznie ułatwia proces diagnostyki. Przechowywanie historii zdarzeń pozwala również na późniejszą analizę i wyciągnięcie wniosków, co może pomóc w zapobieganiu powtarzających się problemów w przyszłości.

Dla poprawnego przebiegu diagnostyki decydujące znaczenie ma przyjęta strategia, która prowadzi do wprowadzenia błędu do ECU. Wprowadzenie błędu do jednostki sterującej silnikiem jest często stosowane w branży motoryzacyjnej. Jednym z przykładów może być tzw. test jazdy próbnej, podczas której wykonuje się symulację różnych warunków jazdy, aby sprawdzić reakcje ECU na zmienne warunki drogowe. Takiej informacji często nie można znaleźć ani w systemie diagnostycznym, ani w literaturze serwisowej.

W uproszczeniu: stosowane i wyświetlane kody błędów można podzielić na 2 szerokie kategorie:

• opisywane są usterki elektrotechniczne,
• wyświetlane są kody, których tekst wskazuje na funkcję lub komunikację, której już nie jest dostępna.

Przykład: „Przerwanie sygnału z hiperboliczną modulacją częstotliwości” (hyperbolic frequency modulated – HFM) lub możliwa również: „Zbyt mała przepustowość sygnału HFM”. Wynikają z tego różne wymagania i kombinacje przy określaniu możliwych kontroli w celu usunięcia błędu.

Gdyby chcieć przedstawić wszystkie możliwości we wszystkich systemach i wariantach, wykraczałoby to poza zakres tego artykułu. Dlatego w dalszej części opracowania ograniczymy się do sytuacji, w której tekst zapisu usterki wskazuje na problem elektryczny. To rozróżnienie lub ograniczenie ma również zaletę w codziennej pracy warsztatowej. Poniższe możliwości lokalizacji usterek można zastosować w pojazdach wszystkich producentów.

Testy i pomiary

Plany przeprowadzenia testów są sporządzane zgodnie z zasadą, z której skorzystałby również w tym przypadku mechanik lub inżynier. Po ustaleniu kilku możliwych wariantów usterek na podstawie kodu usterki szuka się ich na schemacie elektrycznym. Następnie, z użyciem schematu i wiedzy elektrotechnicznej na temat rozwiązywania problemów i technik pomiarowych, wybiera się i przeprowadza możliwe pomiary. Otrzymane wyniki potwierdzają lub unieważniają przypuszczalne możliwości wystąpienia usterki. To, czy wybrana sekwencja była udana, można ocenić dopiero na końcu i oczywiście pozwala to na zdobycie kolejnych doświadczeń w warsztacie.

Pomiary ciągłości i izolacji

Częstą przyczyną usterek w elektryce/elektronice samochodowej są pęknięte lub w inny sposób uszkodzone przewody, jak również uszkodzone lub zabrudzone styki na złączach lub połączeniach śrubowych. W wielu przypadkach można je odszukać za pomocą testów ciągłości przewodów, wykorzystując do tego urządzenia do pomiaru rezystancji. Pod uwagę brane są tylko te punkty pomiarowe, które są bezpośrednio połączone elektrycznie z miejscem uszkodzenia (ilustracja 1).

W odniesieniu do zastosowanego pomiaru rezystancji można zauważyć, że jest on prosty do przeprowadzenia, ale może wymagać przygotowania stanowiska pracy, m.in. należy pamiętać o rozłączeniu wszystkich połączeń wtykowych. Należy również pamiętać o prawidłowym podłączeniu i skonfigurowaniu urządzenia pomiarowego (wybranie odpowiedniego zakresu pomiarowego).

Tego typu pomiary umożliwiają szybkie odszukanie usterek elektrycznych, które polegają na przerwaniu lub zwarciu badanych obwodów. Ogólnie obowiązujące wartości nominalne (wynikające z prawa Ohma) to: ∞ (przerwa) lub 0 Ω (zwarcie).

Pomiary rezystancji

Pomiar rezystancji można powtórzyć z zamienionymi przewodami pomiarowymi – zmierzona wartość musi być dokładnie taka sama. W przypadku problemów ze zmierzoną wartością rezystancji przewodów mogą pojawić się dodatkowe wyzwania. W pewnych okolicznościach pozostaje do analizy schemat instalacji i usterki. Doświadczenie pokazuje, że problemy z przewodami mogą występować częściej w pobliżu mocowań, ruchomych tulei itp.

W celu uzyskania kompletnych wyników pomiarów należy również przeprowadzić pomiary ciągłości poszczególnych przewodów. Aby je wykonać, jeden koniec badanego przewodu podłącza się z dodatnim, czerwonym przewodem pomiarowym omomierza, a drugi koniec – z czarnym przewodem, który podłączony jest do gniazda COM przyrządu pomiarowego. Dopiero po sprawdzeniu, czy połączenia przewodów pomiarowych z badanym obwodem są prawidłowe, można rozpocząć pomiary.

Oprócz przerw w wiązce przewodów zwarcia są również jedną z najczęstszych przyczyn usterek w instalacji elektrycznej pojazdu. Powstają one przede wszystkim wtedy, gdy uszkodzona zostaje izolacja przewodu, co prowadzi do połączenia elektrycznego z karoserią lub innym odizolowanym przewodem. Dzieje się tak głównie wtedy, gdy wiązka przewodów jest regularnie poddawana naprężeniom mechanicznym, np. w obszarze podwozia, w zawiasach drzwi, regulowanych fotelach, lub została uszkodzona przez gryzonie. Termiczne przeciążenie przewodów (przepalenie izolacji), np. w obszarze układu wydechowego, może także prowadzić do zwarć. Zwarcia występują najczęściej względem masy (karoserii) i raczej rzadko pomiędzy dwoma przewodami.

Jeżeli jednostka sterująca wygeneruje wpis do pamięci zdarzeń „przerwa lub zwarcie z masą”, w takim przypadku oprócz testów na przerwanie (testy ciągłości, testy sygnału) należy przeprowadzić testy na zwarcie z masą. Typowa procedura polega wówczas na wypięciu odpowiedniego przewodu. Podczas pomiaru uszkodzony przewód miedziany jest dzielony na odcinki, następnie za pomocą testu ciągłości w stosunku do masy określa się odpowiednie miejsce usterki (pomiar wykonywany jest w dostępnych punktach pojazdu). W oparciu o schematyczną strukturę obwodu można w ten sposób wykluczyć usterkę elektryczną (przerwę) na obwodzie.

Jeżeli jednostka sterująca poda kod błędu „przerwa”, logicznym wnioskiem jest szukanie błędu w komponencie. Oczywiście można podać wiele szczegółów dotyczących budowy komponentów elektrycznych. Przy całej ich złożoności można je jednak zasadniczo podzielić na 2 grupy: zbudowane jako prosty opornik elektryczny lub składające się z kilku elementów elektronicznych.

Typowe rozróżnienie można znaleźć również w pozycjach pasywny (kondensator, rezystor, cewka, dławik, transformator) lub aktywny (dioda, tranzystor, czujnik, siłownik). W tym kontekście mówi się również o różnych poziomach integracji komponentów. Jeżeli wykryty błąd w autodiagnozie odnosi się do komponentu pasywnego, to ogólnie obowiązujące wartości mogą być pomocne w znalezieniu miejsca błędu, nie: ∞/0 Ω.

Możliwość niezbyt często wykorzystywana w warsztatach, ale jednak inna – wykrywanie usterek na obwodzie przy pomocy sygnałów impulsowych. Różne urządzenia testowe oferują np. funkcję generatora sygnału. Generator funkcyjny umożliwia wyprowadzenie indywidualnych kształtów sygnałów, a tym samym znacznie zwiększa możliwości testowania badanych obwodów.

Ilustracja 2. przedstawia schemat podłączenia takiego urządzenia, podczas wyszukiwania usterek za pomocą impulsów. Oprócz już przystosowanych adapterów pomiarowych do pomiaru rezystancji podłącza się również przewody generatora sygnału.

Jeżeli w obwodzie nie ma usterki elektrycznej, nie ma to wpływu na generowany w naszym przykładzie sygnał fal prostokątnych. Ilustracja 3. przedstawia urządzenie testowe z przebiegiem sygnałów. Badany sygnał wyjściowy został podpięty do kanału 2 – przebieg koloru czerwonego. Pomiar odbywa się na kanale 1  – krzywa sygnału w kolorze niebieskim. Sygnały nakładają się na siebie 1:1 , w związku z czym dla łatwiejszej oceny wskazań zmierzonego sygnału pozycja zerowa przebiegu została przesunięta nieco w górę.

Na ilustracji 4. widać, jaki wpływ na generowany sygnał przebiegu ma rezystor. Ustawiona amplituda i kształt optymalnego sygnału o przebiegu prostokątnym są zależne od wartości opornika. Przy niewielkim nakładzie pracy można uzyskać dodatkową zmienną dla oceny badanego obwodu, co jest bardzo praktycznym uzupełnieniem zabezpieczenia pomiaru rezystancji.

Pomiary rezystancji i rezystancji izolacji

Pomiary rezystancji i pomiary rezystancji izolacji to tematy pokrewne. Mając na uwadze coraz większą liczbę samochodów ze zelektryfikowanymi systemami napędowymi, jest całkiem możliwe, że pomiary rezystancji izolacji będą częściej wykonywane podczas okresowych czynności serwisowych.

Kontrola izolacji jest elementem zapewnienia bezpieczeństwa w pojazdach z systemami wysokiego napięcia. System elektroniczny przeprowadza test izolacji na odpowiedzialnych za to jednostkach sterujących, które różnią się zależnie od konstrukcji systemu. Rezystancja izolacji między przewodami wysokiego napięcia a obudowami komponentów jest mierzona przy aktualnym napięciu akumulatora. W ten sposób wykrywane są zbyt małe rezystancje izolacji w komponentach i przewodach systemu wysokiego napięcia. Jeżeli badane komponenty są galwanicznie oddzielone od systemu wysokiego napięcia, mogą nie zostać wykryte przez układ monitorowania izolacji (ilustracja 5).

W przypadku wykrycia przez system niewystarczającej rezystancji izolacji, kierowca otrzyma stosowny komunikat i będzie mógł kontynuować jazdę. Jeśli jednak po kolizji pojawi się błąd zacisku 15 i wykryta zostanie zbyt niska rezystancja izolacji, system nie pozwoli na uruchomienie pojazdu. W przypadku awarii lub z powodu utraty jakości materiałów izolacyjnych może być konieczne wykonanie pomiaru rezystancji izolacji w celu odszukania przyczyny awarii. Możliwe, że w tym kontekście mylone są dwie różne metody pomiarowe: pomiar wytrzymałości dielektrycznej i pomiar rezystancji izolacji.

Wytrzymałość dielektryczna

Odporność na napięcie przebicia, zwana w skrócie wytrzymałością dielektryczną, to napięcie, którym można obciążyć izolator przez pewien czas, zanim nastąpi przeskok iskry. W praktyce takie wysokie napięcia występują podczas uderzenia pioruna w trakcie burzy lub w wyniku zjawisk indukcyjnych podczas usterek w przewodach wysokiego napięcia. Badanie wytrzymałości dielektrycznej zapewnia, że spełnione są wymagane cechy konstrukcyjne dotyczące prądów pełzających i odstępów izolacyjnych. Do przeprowadzenia pomiarów używa się testera wytrzymałości dielektrycznej, który za pomocą napięcia przemiennego pokazuje wartość napięcia w kV, która została osiągnięta podczas przebicia. Pomiary tego typu są zazwyczaj destrukcyjne dla badanego obiektu, dlatego są stosowane prawie wyłącznie w badaniach typu.

Pomiar rezystancji izolacji

Z kolei pomiar rezystancji izolacji jest w normalnych warunkach nieszkodliwy. Do badanego elementu przykłada się napięcie stałe, które jest znacznie niższe niż napięcie przebicia. Następnie mierzy się płynący prąd, a wynik wyraża w kΩ, MΩ, GΩ lub nawet TΩ. Rezystancja ta jest miarą jakości izolatora oddzielającego dwa przewodniki. W warunkach warsztatowych pomiar rezystancji izolacji dokonywany jest za pomocą testera izolacji.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Narzędzia diagnostyczne

Dane diagnostyczne – przepisy, wymagania i niezbędne narzędzia

W dzisiejszym coraz bardziej zdigitalizowanym świecie istotną rolę odgrywają dane – dostęp do nich, możliwość ich gromadzenia czy analizowania. W branży warsztatów motoryzacyjnych szczególnie ważny jest dostęp do wszelkiego rodzaju danych i funkcji diagnostycznych, bez których całościowa diagnostyka współczesnych modeli jest praktycznie niemożliwa. Na szczęście są odpowiednie przepisy i rozwiązania,  dzięki którym również niezależne warsztaty mogą korzystać z tego typu danych producentów pojazdów.

Przyczyny uszkodzenia izolacji można podzielić na 4 grupy:

• naprężenia elektryczne – spowodowane są głównie przez przepięcia, czasami mogą być powodowane przez zbyt małą wartość napięcia,
• obciążenia mechaniczne – obejmują one najczęściej naprężenia spowodowane przez wibracje, uderzenia, wstrząsy, zgniecenia, załamania przewodów itp.,
• obciążenia chemiczne – przyczyną może być bliskość substancji agresywnych chemicznie, wpływ olejów, smarów lub oparów korozyjnych,
• wahania temperatury  – powoduje je częste włączanie i wyłączanie ogrzewania i chłodzenia, w takich sytuacjach powstają również naprężenia związane z rozszerzaniem i kurczeniem się materiałów izolacyjnych (długotrwała praca w ekstremalnych temperaturach prowadzi także do szybkiego starzenia się materiałów).

Pomiar rezystancji izolacji opiera się na wspomnianym już prawie Ohma. Przykładając do badanego obiektu napięcie stałe (niższe od napięcia przebicia), mierzy się prąd przepływający przez dany element. Dzięki otrzymanym wynikom można łatwo określić wartość rezystancji. Na otrzymane wyniki pomiarów wpływają m.in. temperatura i wilgotność, które mogą znacząco zmienić jego wartość. Rezystancje izolacji są z zasady bardzo wysokie, ale nie nieskończone.

Prąd przepływający przez ciało izolacyjne składa się z 3 składowych. Prąd ładowania pojemności, który płynie do momentu, gdy pojemność badanej izolacji zostanie naładowana do wartości przyłożonego napięcia probierczego. Prąd ten charakteryzuje się zmienną wartością. Na początku jest bardzo wysoki, a następnie maleje wykładniczo do wartości bliskiej zeru, podobnie jak kondensator po naładowaniu go do określonej wartości napięcia. Gdy tylko pojemność badanej izolacji zostanie nasycona, zmiany wartości prądu ładowania są już praktyczne nieistotne dla pomiaru (ilustracja 6).

Następnie pojawia się prąd absorpcji dielektrycznej, który zgodnie z przyłożonym polem elektrycznym służy do zmiany orientacji cząsteczek dielektryka. Wartość prądu maleje znacznie wolniej niż prądu ładowania, osiągnięcie wartości bliskiej zeru może trwać kilka minut.

Do tego dochodzi jeszcze rzeczywisty prąd upływu (różnicowy), który przepływa przez izolator. Ten prąd jest miarą jakości izolatora i praktycznie nie zmienia się podczas pomiaru. Dwa najważniejsze czynniki wpływające na wartość uzyskanych wyników to temperatura i wilgotność. Jeżeli w literaturze serwisowej znajdują się wytyczne odnośnie do przeprowadzenia pomiarów, należy ich przestrzegać.

Gdy zmienia się temperatura, rezystancja izolacji zmienia się zgodnie z prawem quasi-wykładniczym. Dla przykładu można wskazać, że wzrost temperatury o 10°C, praktycznie o połowę zmniejsza rezystancję izolacji, a spadek – zwiększa. Na przewodnictwo powierzchniowe izolatora wpływa również wilgotność materiału izolacyjnego i wilgotność względna w pomieszczeniu pomiarowym. W żadnym wypadku nie należy wykonywać pomiaru izolacji, jeżeli temperatura spadła poniżej temperatury punktu rosy.

W przypadku pomiarów punktowych lub krótkotrwałych napięcie testowe jest przykładane tylko przez 30 s lub 60 s, podczas których mierzona jest aktualna rezystancja izolacji. Pomiar punktowy dobrze nadaje się do sprawdzania zgodności z wartościami minimalnymi.

Podczas pomiarów z bieżącą oceną wyników zmierzone wartości rezystancji izolacji są oceniane w różnych odstępach czasu. Metoda ta w dużej mierze jest niezależna od temperatury i dlatego nie wymaga skomplikowanego przeliczania na temperaturę odniesienia – oczywiście pod warunkiem, że temperatura badanego obiektu nie zmieni się zbytnio podczas wykonywanego pomiaru (ilustracja 7).

Jeżeli rezystancja izolacji jest właściwa, niski będzie również prąd upływu, na początku pomiar będzie silnie zdeterminowany przez prąd ładowania pojemności i prąd absorpcji dielektrycznej. Dopóki przyłożone jest napięcie probiercze, mierzona rezystancja izolacji stopniowo wzrasta, ponieważ te dwa prądy z czasem maleją. Czas do uzyskania stabilnej wartości pomiarowej rezystancji izolacji jest silnie uzależniony od rodzaju materiału izolacyjnego. W przypadku złej izolacji (uszkodzonej, brudnej lub wilgotnej) stały w czasie prąd upływu jest bardzo wysoki i przekracza prąd ładowania lub absorpcji. Analizując zmiany rezystancji izolacji w czasie pomiaru, można wyciągnąć wnioski na temat jakości izolacji (ilustracja 8).

Pomiary współczynnika absorpcji dielektrycznej (DAR)

W miarę jak prądy ładowania stają się coraz mniejsze, dobra izolacja zapewnia rosnące odczyty rezystancji podczas testu izolacji. Z kolei przy słabej izolacji prąd upływu ukrywa skutki prądu ładowania, również krzywa rezystancji izolacji będzie w tym czasie odpowiednio bardziej płaska. To różne zachowanie stanowi podstawę pomiaru współczynnika absorpcji dielektrycznej (dielectric absorption ratio – DAR).

Słabością pomiaru jednopunktowego jest to, że w przypadku niektórych materiałów dielektrycznych polaryzacja materiału i spadek prądu absorpcji do zera może trwać wiele godzin. Aby pomiar punktowy dał miarodajne wyniki, może upłynąć dużo czasu, co zwykle jest niepraktyczne.

Test DAR rozwiązuje ten problem przez przyłożenie napięcia testowego w dwóch z góry określonych momentach i ustalenie zależności między wartościami rezystancji izolacji badanego obiektu. Te dwa momenty ustawia użytkownik – najczęściej jest to 30 s i 60 s. Wynik testu jest dostępny już po 1 min. Zaletą są otrzymane wyniki, które są niezależne od temperatury. Dobra izolacja daje znacznie wyższy wynik współczynnika absorpcji dielektrycznej niż izolacja słaba.

Określenie współczynnika PI

Test współczynnika PI (polarization index) jest porównywalny z testem DAR, ponieważ bada rezystancję izolacji po 1 min i 10 min od przyłożenia napięcia testowego. Wartość współczynnika PI można wyliczyć ze wzoru, jest to odpowiednio wynik w MΩ po 10 min do wyniku w MΩ po 1 min. Tabela 1. może pomóc w prawidłowej interpretacji wyników testów DAR i PI. Należy jednak pamiętać, że wartości te służą jedynie do celów poglądowych. Rzeczywiste wyniki testów ocenia się w odniesieniu do danego zastosowania.

Tabela 1. Wartości współczynników DAR i PI

Każdy z przedstawionych rodzajów testów dostarcza informacji z różnych perspektyw. Jednak rozpatrywane łącznie dają dokładny obraz aktualnej jakości izolacji. Dla instalacji niskiego napięcia minimalnym wymaganiem jest rezystancja izolacji 1 MΩ. Rozporządzenie ECE R-100, opublikowane przez Europejską Komisję Gospodarczą, formułuje to, jak niżej.

Dla napędu elektrycznego składającego się z oddzielnych szyn zbiorczych prądu stałego lub przemiennego obowiązuje następująca zasada: jeżeli szyny zbiorcze wysokiego napięcia prądu przemiennego i stałego są od siebie galwanicznie oddzielone, to rezystancja izolacji między szyną zbiorczą wysokiego napięcia a uziemieniem elektrycznym musi wynosić min. 100 Ω/V dla szyn zbiorczych prądu stałego i min. 500 Ω/V dla szyn zbiorczych prądu przemiennego (ilustracja 9).

W przypadku napędu elektrycznego składającego się z połączonych szyn zbiorczych prądu stałego lub przemiennego obowiązuje zasada: jeżeli wysokonapięciowe szyny zbiorcze prądu przemiennego i stałego są połączone galwanicznie, rezystancja izolacji między wysokonapięciową szyną zbiorczą a uziemieniem elektrycznym musi wynosić min. 500 Ω/V. Lokalizację usterek w pojeździe silnikowym przeprowadza się zgodnie z metodą wykluczania. Pomiary rezystancji izolacji są wykonywane przez system monitorowania izolacji, który dokonuje badania w wykrytym obwodzie, poprzez pomiar rezystancji przewodu miedzianego w stosunku do izolacji. W zależności od wykrytego obwodu w trakcie wykonywanej naprawy poszczególne elementy instalacji są demontowane i pomiary są powtarzane.

Ostatecznie tylko peryferia pozostają jako potencjalny powód awarii. Należy wziąć pod uwagę budowę kabli wysokiego napięcia. Jeżeli chce się ocenić ekranowanie między przewodem a izolacją, konieczne jest zastosowanie adaptera.

Pomiar napięcia na elemencie

W niektórych przypadkach testy ciągłości nie są najbardziej efektywną metodą określenia miejsca uszkodzenia, ponieważ zawsze muszą być odsłonięte co najmniej dwa punkty pomiarowe. Dzięki pomiarowi napięcia na elemencie można wykryć zarówno przerwę w obwodzie, jak i problemy z określonymi napięciami. Dla zilustrowania przykładu pokazano typowe połączenie z dwuprzewodowym komponentem pasywnym. Zaznaczone są odpowiednie potencjały w jednostce sterującej. W aplikacji, w zależności od rozpatrywanego wariantu jednostki sterującej, występują zarówno potencjały 5 V, jak i 3,3 V. Poziom napięcia jest zwykle udokumentowany w literaturze serwisowej. Pomiary są wykonywane na odłączonym złączu komponentu, co oznacza, że nie jest spełniony wymóg obwodu zamkniętego i nie są wykrywane rezystancje styków (ilustracja 10). Wyniki pomiarów można ocenić w następujący sposób: zakładając, że jest to element pasywny, istnieje teraz możliwość sprawdzenia wiarygodności.

Jeżeli komponent zostałby podłączony, odczyt powinien zmienić się do oczekiwanego poziomu. Jeżeli nie, kontrola powinna potwierdzić to pomiarem rezystancji: wartość pomiarowa pozostaje na poziomie 5 V: ∞ Ω. Wskazanie wartości pomiarowej zmienia się na 0 V : 0 Ω.

Alternatywnie można też sprawdzić wiarygodność za pomocą diagnostyki off-board. Po podłączeniu komponentu powinno być możliwe skasowanie kodu błędu „przerwa” lub, jeżeli jest odpowiednio zaprogramowany, wyświetlana wartość pomiarowa zmienia się z wartości awaryjnej na wartość oczekiwaną dla danego stanu roboczego.
Ciekawa jest zawsze sytuacja, w której mierzony jest potencjał napięcia 0 V. Czy jest to rzeczywiście usterka elektryczna, czy też istnieje możliwość, że wskazanie miernika może być źle zinterpretowane? Załóżmy, że w linii sygnałowej jest przerwa i brakuje dodatniego potencjału. Pewność oceny można uzyskać, wyświetlając graficznie zmierzony potencjał sygnału. Jeżeli brakuje potencjału dodatniego, rozpoznawane jest to w trakcie przeprowadzonego pomiaru jako szum wewnętrzny. W przypadku zwarcia z masą różnica potencjałów jest w rzeczywistości zerowa (ilustracja 11).

Sygnały cyfrowe (przebiegi prostokątne) są obecnie bardzo rozpowszechnione w elektronice samochodowej i można je znaleźć w różnych formach. Przede wszystkim zależy to od tego, czy sygnał jest wysyłany przez czujnik, czy ma np. wysterować siłownik. Jeżeli chcemy zmierzyć optymalną krzywą sygnału aktywnego czujnika lub czujnika ASIC ze zintegrowaną elektroniką oceniającą bez podłączonej jednostki sterującej, oscyloskop często nie pokazuje oczekiwanej krzywej sygnału. W rozbiciu na poziom elektrotechniczny można to sformułować następująco: oczekiwany sygnał lub „dobry obraz” może być wyświetlany „bezpiecznie” tylko w zamkniętym obwodzie (ilustracja 12).

W przypadku napięć analogowych przyłożonych do komponentów, pochodzących z jednostki sterującej lub instalacji pokładowej, można zastosować opisaną strategię rozwiązywania problemów, która również powinna doprowadzić do lokalizacji usterki elektrycznej. W zależności od obwodu bezpieczeństwa w jednostce sterującej pomiary na obwodzie należy uzupełnić o pomiar rezystancji. Jeżeli napięcia są ściągane do masy metodą pull-down, wynik pomiaru może być również interpretowany jako zwarcie. Jeżeli obwód bezpieczeństwa w jednostce sterującej działa na zasadzie pull-up, łatwiej jest wykluczyć usterkę elektryczną przerwania w obwodzie za pomocą pomiaru napięcia.

Nie należy przeprowadzać pomiaru rezystancji na tych elementach. Powód tego jest bardzo prosty: z jednej strony istnieje możliwość, że komponent może zostać przez to elektrycznie uszkodzony, z drugiej strony nie ma udokumentowanych wartości testowych, które mogłyby być wykorzystane do oceny. Prosta ocena ∞/0 Ω nie jest celowa. Co pozostaje w logicznym wniosku, jeśli nie ma usterki elektrycznej w obwodzie? Prawdopodobieństwo 50:50%, że  komponent lub jednostka sterująca są uszkodzone funkcjonalnie.

Podejście stosowane rutynowo przez warsztat mogłoby być zatem następujące: jeżeli można zmierzyć sygnał cyfrowy zgodnie ze specyfikacją w literaturze serwisowej, nie ma usterki elektrycznej. To, czy zakodowany sygnał PWM (pulse width modulation), częstotliwość sygnału, sieć LIN, rejestr SENT, magistrala CAN itd. są funkcjonalne jest sprawdzane pod kątem wiarygodności za pomocą diagnostyki pojazdu. Wpisy do pamięci błędów i/lub wskazania czujników/elementów wykonawczych są oceniane w aplikacji samodiagnozy (ilustracja 13).

Aby nasz 5-poziomowy model był kompletny, brakuje jeszcze poziomu przyczyny i sprawdzenia. Przejścia między poziomem testowym a poziomem przyczyny mogą być płynne. W zależności od ustalonej w każdym przypadku wartości pomiarowej może być konieczna dalsza praca konfiguracyjna w celu znalezienia rzeczywistej lokalizacji usterki na badanym obiekcie. Po tym logicznie następuje usunięcie usterki. Aby uniknąć wielokrotnych prób naprawy i w celu ostatecznej kontroli, przeprowadzana jest kontrola funkcjonowania.