Автомобіль / Електрообладнання / Датчики та перемикачі / Вимикач

Вимикач

Вимикач, англійською Switch, - це електричний або електронний компонент автомобіля, який змінює стан електричного кола або передає блоку керування команду про певну дію чи положення. У найпростішому варіанті він фізично замикає або розмикає контакти. У сучасній системі вимикач може лише формувати низькострумовий сигнал, який електронний блок розпізнає і використовує для керування іншими компонентами.

До поняття «вимикач» в автомобілі належать дуже різні деталі - від простого дверного контакту до багатокнопкового електронного модуля. Тому однакова зовнішня дія водія - натискання кнопки - може реалізовуватися принципово різними електричними схемами.

Наприклад, вимикач, склопідйомник може безпосередньо комутувати частину електричного кола або лише передавати команду дверному модулю. Вимикач, дверний контакт може бути окремою механічною деталлю або функцією, інтегрованою в замок.

Правило TESMA: якщо після натискання вимикача функція не працює, це не доводить несправність самого вимикача. Спочатку потрібно встановити, чи формує він правильну команду, чи доходить сигнал до блока, чи виконані умови активації та чи справне вихідне коло і виконавчий механізм.

Для чого потрібен вимикач

Залежно від системи вимикач може:

замикати електричне коло;
розмикати коло;
перемикати струм між декількома ланцюгами;
повідомляти електронному блоку про положення механізму;
передавати команду водія;
активувати реле;
формувати дискретний логічний сигнал;
формувати один із декількох рівнів напруги;
передавати цифрову команду через електронний модуль.

Вимикач не завжди живить споживач безпосередньо

На старіших або простіших системах струм споживача може проходити через контакти вимикача.

Наприклад, схема може виглядати так:

батарея подає живлення через запобіжник;
струм надходить до вимикача;
контакти замикаються;
живлення надходить до лампи, реле або іншого споживача;
коло замикається через масу.

У сучасному автомобілі частіше використовується інша логіка:

водій натискає кнопку;
вимикач формує слабкострумовий сигнал;
електронний блок розпізнає команду;
блок перевіряє необхідні умови;
силовий вихід, реле або окремий модуль активує споживач.

Тому перевірка тільки силової напруги на кнопці може бути неправильною методикою.

Чим вимикач відрізняється від реле

Вимикач зазвичай створює команду або безпосередньо змінює стан кола. Реле використовується для комутації іншого електричного кола за керуючим сигналом.

Типова схема:

водій натискає вимикач;
вимикач активує керуюче коло;
реле перемикає силове коло;
потужний споживач отримує живлення.

У сучасних електронних блоках класичне електромеханічне реле може бути замінене напівпровідниковим силовим ключем.

Чим вимикач відрізняється від датчика

У класичному розумінні вимикач має обмежену кількість станів, наприклад ON/OFF, натиснуто/відпущено або декілька фіксованих положень.

Датчик частіше передає змінне значення фізичного параметра - температуру, швидкість, тиск, положення або рівень.

Але сучасна автомобільна електроніка стирає чітку межу між цими поняттями. Положення кнопки або важеля може визначатися електронним датчиком, а результат передаватися цифровою мережею.

Основні типи вимикачів

Нормально розімкнений

У вихідному стані контакти розімкнені. Після натискання або механічного переміщення вони замикаються.

Нормально замкнений

У вихідному стані контакти замкнені. Після спрацювання коло розривається.

Перекидний контакт

Один загальний контакт перемикається між двома іншими ланцюгами.

Моментний вимикач

Працює тільки поки водій тримає кнопку. Після відпускання механізм повертається у вихідне положення.

Фіксований вимикач

Після натискання залишається у вибраному положенні до наступної дії.

Багатопозиційний

Має декілька положень або команд. Такий принцип характерний для частини органів освітлення, склоочисника, вентиляції та інших систем.

Механічний кінцевий вимикач

Кінцевий вимикач змінює стан під дією механічного елемента.

Приклад - вимикач, дверний контакт. Відкривання або закривання дверей змінює стан контакту, після чого автомобіль може керувати:

салонним освітленням;
індикацією відкритих дверей;
центральним замком;
сигналізацією;
іншими функціями комфорту.

Вимикач світла заднього ходу

Вимикач, світло заднього ходу на відповідних механічних конструкціях спрацьовує при виборі задньої передачі.

Він може безпосередньо керувати колом ламп або передавати сигнал електронній системі.

Якщо ліхтарі заднього ходу не світяться, причинами можуть бути:

вимикач;
запобіжник;
лампи;
проводка;
роз'єм;
механічне недовключення передачі;
електронний блок.

Вимикач аварійної сигналізації

Вимикач аварійної сигналізації передає команду на одночасну роботу покажчиків повороту.

У різних поколіннях автомобілів кнопка може:

комутувати частину кола безпосередньо;
керувати реле;
передавати команду BCM;
бути частиною комбінованої панелі кнопок.

Вимикач склопідйомника

Вимикач, склопідйомник може мати декілька ступенів натискання.

На системі з автоматичним підйомом можливі окремі команди:

ручний рух вниз;
автоматичний рух вниз;
ручний рух вгору;
автоматичний рух вгору.

Тому часткова несправність кнопки може залишити одні режими робочими, а інші - ні.

Вимикач регулювання дзеркала

Вимикач, регулювання дзеркала може одночасно виконувати вибір лівого або правого дзеркала та команду напрямку.

Відсутність руху дзеркала не потрібно автоматично приписувати кнопці. Додатково перевіряють дверний модуль, проводку, електродвигуни та механіку дзеркала.

Вимикач розблокування кришки бака

Вимикач, розблокування кришки бака формує команду системі відкривання або розблокування лючка.

Якщо після натискання нічого не відбувається, можливі:

несправний вимикач;
проводка;
електронний блок;
актуатор замка;
механічне заклинювання;
умови блокування центральним замком.

Багатофункціональні перемикачі

Окрему групу становлять підрульові та інші багатофункціональні органи керування.

Один вузол може передавати команди:

покажчиків повороту;
дальнього світла;
склоочисника;
омивача;
круїз-контролю;
бортового комп'ютера.

Внутрішня схема може використовувати окремі контакти, резистивну матрицю або електронний модуль.

Резистивне кодування команд

Декілька положень вимикача можуть передаватися по одному сигнальному проводу за допомогою різних електричних рівнів.

При натисканні різних кнопок у коло підключаються різні резистори, а блок визначає команду за отриманим значенням.

Така схема означає, що проста перевірка «є контакт чи немає контакту» недостатня.

Цифровий вимикач

Складний орган керування може містити електронну плату і передавати команди цифровим повідомленням.

У такому випадку перевіряють:

живлення модуля;
масу;
мережу передачі даних;
DTC;
live data;
фактичну реакцію системи.

Підсвічування вимикача

Підсвічування і функціональна частина можуть мати різні електричні кола.

Тому можливі ситуації:

кнопка світиться, але команда не працює;
кнопка не світиться, але команда виконується;
індикатор стану працює окремо від декоративного підсвічування.

Наявність підсвічування не доводить справність контактної групи.

Основні несправності вимикача

знос контактів;
окиснення;
підгоряння;
механічне заїдання;
зламана пружина;
зношений фіксатор;
тріщина корпуса;
пошкодження електронної плати;
відмова резистивної матриці;
пошкодження підсвічування;
волога;
забруднення;
перегрівання контактів;
пошкодження роз'єму.

Знос контактів

При кожному механічному перемиканні контактні поверхні взаємодіють. У силовому колі додатково може виникати електрична дуга.

З часом можливі:

підгоряння;
збільшення перехідного опору;
періодичний контакт;
нагрівання;
повна втрата електричної провідності.

Чому контакт може працювати без навантаження і відмовляти під навантаженням

Мультиметр споживає дуже малий струм. Навіть сильно окиснений контакт іноді дозволяє побачити правильну напругу без реального навантаження.

Коли колом проходить робочий струм, високий перехідний опір створює значне падіння напруги.

Тому для відповідних силових вимикачів корисною є перевірка падіння напруги під робочим навантаженням.

Механічне заїдання

Кнопка може:

не повертатися;
залишатися натиснутою;
працювати тільки при натисканні під певним кутом;
мати надмірний люфт;
не фіксувати положення.

Але механічна справність ще не доводить електричну справність контактів.

Волога і забруднення

Напої в центральній консолі, вода через двері, конденсат або негерметичний кузовний елемент можуть потрапляти до вимикачів.

Наслідки:

корозія;
струми витоку;
самовільні команди;
залипання кнопок;
пошкодження електроніки;
нестабільний зв'язок.

Ознаки несправності вимикача

функція не реагує на натискання;
команда спрацьовує не з першого разу;
потрібно натискати сильніше;
одне положення не працює;
функція активується сама;
кнопка не повертається;
команда зникає при русі кнопки;
у live data немає зміни стану;
у live data стан змінюється нестабільно;
роз'єм або корпус нагрівається;
видно підгоряння або корозію.

Що не доводить несправність вимикача

не працює лампа;
не рухається скло;
не працює дзеркало;
не відкривається лючок бака;
не вмикається заднє світло;
не працює аварійна сигналізація;
не запускається виконавчий механізм;
перегорів запобіжник;
є DTC функції;
кнопка не має підсвічування.

Як перевірити вимикач

Точно визначити функцію, яка не працює.
Встановити, за яких умов функція повинна працювати.
Знайти електричну схему.
Визначити тип вимикача.
Визначити, силовий він чи сигнальний.
Зчитати DTC пов'язаних блоків.
Переглянути live data, якщо параметр доступний.
Перевірити механічний хід кнопки.
Оглянути корпус.
Оглянути роз'єм.
Перевірити живлення.
Перевірити масу, якщо вона потрібна.
Перевірити сигнальне коло.
Перевірити зміну сигналу при натисканні.
Перевірити проводку між вимикачем і блоком або споживачем.
Перевірити запобіжник.
Перевірити реле, якщо воно використовується.
Перевірити вихід блока керування.
Перевірити виконавчий механізм.
Тільки після локалізації несправності приймати рішення про заміну вимикача.

Перевірка мультиметром

Для простого контактного вимикача мультиметром можна перевірити зміну стану контактів.

Але перед перевіркою опору компонент зазвичай від'єднують від активного електричного кола відповідно до процедури.

Перевіряють:

які контакти повинні бути з'єднані у кожному положенні;
чи немає переривчастого контакту;
чи змінюється стан при повільному русі кнопки;
чи немає короткого замикання між непередбаченими контактами.

Контрольні значення беруть зі схеми або документації конкретного автомобіля.

Перевірка live data

Для сучасного сигнального вимикача це один із найкорисніших методів.

Наприклад:

кнопка не натиснута - блок бачить OFF;
кнопку натиснули - блок бачить ON;
кнопку відпустили - статус повернувся до OFF.

Якщо статус змінюється правильно, команда від вимикача до блока вже підтверджена. Якщо функція не виконується, діагностику продовжують після входу блока.

Якщо live data не змінюється

Тоді перевіряють:

сам вимикач;
його живлення;
масу;
сигнальний провід;
роз'єм;
вхід електронного блока.

Замінювати кнопку до перевірки цих елементів не потрібно.

Перевірка падіння напруги

Метод особливо корисний у колах, де через контакти проходить помітний робочий струм.

Значне падіння напруги на замкненому вимикачі може вказувати на підвищений опір контактів або з'єднань.

Допустиму величину визначають за схемою, конструкцією та вимогами виробника.

Чому контрольна лампа підходить не всюди

Звичайна контрольна лампа створює навантаження. У силовому колі це може бути корисним, але в електронному сигнальному колі вона здатна спотворити сигнал або пошкодити компонент.

Перед використанням потрібно точно знати тип кола.

Перевірка проводки

Електропроводка між кнопкою і системою часто знаходиться в місцях, де можливі:

згинання;
вібрація;
контакт із кузовом;
волога;
пошкодження після демонтажу обшивки;
неправильний попередній ремонт.

Особливо уважно перевіряють переходи між кузовом і дверима, центральну консоль, рульову колонку та місця попереднього ремонту.

Wiggle test

При періодичній несправності корисно контролювати live data або електричний сигнал і обережно рухати роз'єм та відповідну ділянку джгута.

Якщо статус змінюється без натискання кнопки, можливі:

слабка клема;
надлом проводу;
пошкодження контакту;
дефект усередині вимикача.

Очисник електроконтактів

Спеціальний очисник електроконтактів може допомогти видалити частину забруднення з ремонтопридатних контактів.

Але він не відновлює:

вигорілу контактну поверхню;
ослаблену клему;
зламану пружину;
тріщину плати;
механічно зношену кнопку;
розплавлений роз'єм.

Чому не потрібно заливати кнопку універсальним мастилом

Аерозольна олива або інший випадковий склад може:

залишити електропровідний або липкий наліт;
накопичувати пил;
пошкодити пластик;
потрапити на електронну плату;
тимчасово змінити симптом без усунення зносу.

DTC і вимикач

DTC із описом «switch circuit», «switch implausible» або іншим подібним формулюванням означає виявлене системою відхилення, а не автоматично несправну кнопку.

Причинами можуть бути:

обрив;
коротке замикання;
невідповідний рівень сигналу;
два взаємовиключні стани одночасно;
пошкоджений роз'єм;
несправний вимикач;
помилка блока;
невідповідна деталь після заміни.

Чому два сигнали можуть використовуватися одночасно

Для важливих функцій виробник може використовувати два незалежні або взаємопов'язані канали вимикача.

Блок порівнює їх між собою. Якщо комбінація нелогічна, система реєструє несправність.

Тому перевірка тільки одного контакту може бути недостатньою.

Вимикач у системах безпеки

Деякі вимикачі впливають не тільки на комфорт, а й на безпеку.

До таких функцій можуть належати:

стоп-сигнали;
аварійна сигналізація;
стояночне гальмо;
визначення положення педалі зчеплення;
розблокування селектора;
окремі системи допомоги водієві.

Для них особливо важливо не використовувати саморобні перемички як постійний ремонт.

Чому перемичка може бути небезпечною

Тимчасове замикання контактів іноді використовується професійним діагностом для перевірки простого кола, якщо схема це допускає.

Але випадкове замикання контактів може:

подати живлення на сигнальну лінію;
пошкодити блок;
обійти захисне блокування;
активувати механізм несподівано;
спалити запобіжник або проводку.

Заміна вимикача

Загальна послідовність залежить від розташування деталі.

Підтвердити несправність.
Звірити нову деталь за VIN/OE.
Виконати вимоги електробезпеки.
За потреби відключити батарею за OE-процедурою.
Зняти декоративні елементи.
Від'єднати роз'єм без пошкодження фіксатора.
Демонтувати старий вимикач.
Оглянути роз'єм і проводку.
Порівняти конструкцію нової деталі.
Встановити новий вимикач.
Надійно зафіксувати роз'єм.
Зібрати демонтовані елементи.
Перевірити live data.
Перевірити всі положення і функції.
Перевірити DTC.

Чи потрібно програмувати вимикач

Простий контактний вимикач зазвичай не має індивідуального програмування.

Однак якщо орган керування є частиною електронного модуля, після заміни можуть бути потрібні:

кодування;
конфігурація;
ініціалізація;
адаптація;
калібрування.

Це визначають за OE-документацією конкретного автомобіля.

Як правильно підібрати вимикач

Однаковий символ на кнопці не означає однакову деталь.

При підборі враховують:

VIN;
OE-номер;
модель і рік автомобіля;
ринок;
комплектацію;
функцію вимикача;
місце встановлення;
кількість положень;
тип контактної схеми;
кількість контактів;
розпіновку;
форму роз'єму;
підсвічування;
електронну ревізію;
наявність додаткових кнопок у тому самому модулі.

Чому однаковий роз'єм не гарантує сумісність

Візуально однакові вимикачі можуть відрізнятися:

розпіновкою;
логікою контактів;
номіналами внутрішніх резисторів;
функціями;
підсвічуванням;
цифровим протоколом;
програмною сумісністю.

Що перевірити після заміни

Механічну фіксацію.
Правильність роз'єму.
Підсвічування.
Кожне положення вимикача.
Коротке натискання.
Довге натискання, якщо передбачене.
Live data.
Фактичне виконання команди.
Пов'язані функції.
Відсутність DTC.
Відсутність нагрівання контактів.
Повторення умов, у яких виникала несправність.

Вісім практичних випадків

Випадок 1 - скло не опускається

Кнопку підозрювали першою, але live data правильно показувала команду DOWN. Далі виявлено несправність електродвигуна склопідйомника.

Висновок: якщо блок бачить команду, пошук потрібно продовжувати після вимикача.

Випадок 2 - кнопка працює тільки після декількох натискань

При повільній перевірці контактів сигнал періодично зникав у проміжній зоні ходу клавіші.

Висновок: характер симптомів відповідав зношеній контактній групі.

Випадок 3 - двері закриті, але індикація показує відкриті

Окремого вимикача на стійці кузова не було. Стан дверей формував мікровимикач усередині замка.

Висновок: перед пошуком деталі потрібно знати архітектуру конкретного автомобіля.

Випадок 4 - не працюють ліхтарі заднього ходу

Вимикач на коробці був справним, але живлення не доходило через пошкодження проводки.

Висновок: функціональна назва деталі не означає, що саме вона є причиною симптомів.

Випадок 5 - після розбирання дверей перестали працювати кнопки

Роз'єм блока вимикачів був вставлений не до кінця.

Висновок: якщо несправність виникла одразу після ремонту, спочатку перевіряють те, що від'єднували.

Випадок 6 - кнопка світиться, але функція не працює

Підсвічування мало окреме коло, а сигнальний контакт був зношений.

Висновок: світіння кнопки не доводить справність її функціонального кола.

Випадок 7 - встановили візуально однаковий вимикач

Роз'єм підійшов, але внутрішня резистивна схема була іншою. Блок розпізнавав неправильні команди.

Висновок: фізична сумісність не означає електричну.

Випадок 8 - функція самовільно вмикається на нерівностях

При русі джгута live data змінювала стан без натискання. У проводі біля роз'єму був частковий надлом.

Висновок: самовільна команда може виникати не у вимикачі, а в його електричному колі.

25 типових помилок

Міняти вимикач тільки за симптомом.
Не дивитися електричну схему.
Не визначати, силовий чи сигнальний вимикач.
Не перевіряти запобіжник.
Не перевіряти реле.
Не перевіряти живлення.
Не перевіряти масу.
Ігнорувати роз'єм.
Ігнорувати проводку.
Не використовувати live data.
Вважати підсвічування доказом справності.
Вважати DTC наказом замінити кнопку.
Перевіряти цифровий модуль як простий контакт.
Подавати 12 В на невідомий сигнальний контакт.
Використовувати контрольну лампу у чутливому колі без перевірки.
Замикати контакти навмання.
Заливати вимикач універсальним мастилом.
Вважати очищення контакту повноцінним ремонтом вигорілої клеми.
Підбирати вимикач тільки за фотографією.
Підбирати тільки за формою роз'єму.
Ігнорувати розпіновку.
Ігнорувати електронну ревізію.
Не перевіряти всі положення після заміни.
Не перевіряти виконавчий механізм.
Не відтворювати умови появи періодичної несправності.

Коли експлуатацію потрібно обмежити

Ризик залежить від функції конкретного вимикача.

Негайної діагностики потребують ситуації, коли несправність:

порушує роботу стоп-сигналів;
порушує роботу аварійної сигналізації;
впливає на освітлення;
створює неправильні команди трансмісії або гальм;
викликає самовільну активацію механізму;
призводить до короткого замикання;
нагріває роз'єм або проводку;
викликає повторне перегорання запобіжника;
супроводжується запахом перегрітої ізоляції.

Безпека

Не замикають невідомі контакти навмання.
Не подають зовнішню напругу без електричної схеми.
Не збільшують номінал запобіжника.
Не використовують перемичку як постійний ремонт захисного вимикача.
Перед роботою в зоні подушок безпеки виконують OE-процедуру.
При роботі в рульовій колонці враховують систему SRS та спіральний кабель.
При роботі зі склопідйомниками враховують можливість автоматичного руху скла.
Перед демонтажем електронних модулів дотримуються процедури відключення батареї.
Після ремонту відновлюють ущільнення роз'ємів.
Точні параметри кола визначають за OE-документацією.

Товарні групи TESMA

Електрика та освітлення - електричні компоненти автомобіля та суміжні елементи.
Перемикачі підрульові - багатофункціональні органи керування на рульовій колонці.
Реле ВСІ - реле для силової комутації електричних кіл.
Запобіжники - захисні елементи електричних кіл.
Дроти інші - компоненти електропроводки та з'єднань.
Очисники електроконтактів - спеціальні засоби для очищення ремонтопридатних електричних контактів.

Пов'язані сторінки бази знань TESMA

Що ще почитати на цю тему

FAQ

Що таке вимикач автомобіля?

Це електричний або електронний компонент, який змінює стан кола або передає системі команду.

Чи завжди через вимикач проходить струм споживача?

Ні. У сучасному автомобілі він часто передає лише слабкострумову команду електронному блоку.

Чим вимикач відрізняється від реле?

Вимикач створює команду або змінює стан кола, а реле зазвичай комутує інше коло за керуючим сигналом.

Чим вимикач відрізняється від датчика?

Вимикач частіше має декілька дискретних станів, а датчик передає змінне значення фізичного параметра.

Що означає нормально розімкнений контакт?

У вихідному стані коло розімкнене, а після спрацювання вимикача замикається.

Що означає нормально замкнений контакт?

У вихідному стані коло замкнене, а після спрацювання розмикається.

Чому кнопка світиться, але не працює?

Підсвічування та сигнальна частина можуть використовувати різні контакти або електричні кола.

Чому функція працює тільки після декількох натискань?

Можливі знос контактів, слабка клема, механічне заїдання або пошкодження проводки.

Як перевірити простий вимикач?

За електричною схемою перевірити правильність з'єднання контактів у кожному положенні та стан проводки.

Як перевірити електронну кнопку?

Перевірити живлення, масу, сигнальний канал, DTC і зміну відповідного параметра в live data.

Що показує live data?

Вона дозволяє побачити, чи розпізнає електронний блок натискання або положення вимикача.

Якщо live data змінюється, вимикач справний?

Це підтверджує, що команда доходить до блока. Якщо функція не виконується, діагностику продовжують далі по системі.

Чи означає DTC вимикача, що його потрібно міняти?

Ні. Причиною можуть бути проводка, живлення, роз'єм, коротке замикання або електронний блок.

Чи можна замкнути контакти перемичкою для перевірки?

Тільки якщо електрична схема та сервісна процедура прямо дозволяють таку перевірку. Навмання цього робити не можна.

Чи можна подати 12 В на сигнальний контакт?

Ні, якщо схема цього не передбачає. Так можна пошкодити електронний блок або сам вимикач.

Чи можна промити вимикач очисником контактів?

Іноді можна очистити доступні ремонтопридатні контакти, але очисник не відновить вигорілу або механічно зношену контактну групу.

Чому вимикач нагрівається?

Однією з причин може бути підвищений перехідний опір контактів або роз'єму. Такий стан потребує діагностики.

Чому функція сама вмикається на нерівностях?

Можливі нестабільний контакт усередині вимикача, слабка клема або надлом проводки.

Чи потрібно програмувати новий вимикач?

Простий контактний елемент зазвичай ні, але електронний модуль із декількома кнопками може потребувати кодування або конфігурації.

Як правильно підібрати вимикач?

За VIN, OE-номером, функцією, комплектацією, роз'ємом, розпіновкою, електричною схемою та ревізією.

Чи підходить вимикач, якщо роз'єм однаковий?

Не обов'язково. Може відрізнятися логіка контактів, резистивне кодування або електронна сумісність.

Коли вимикач потрібно замінити?

Коли після перевірки живлення, проводки, роз'єму і пов'язаної системи доведено, що сам вимикач не формує передбачений сигнал або має механічне пошкодження.

Висновок

Вимикач, або Switch, може бути простим механічним контактом, багатопозиційним перемикачем або складним електронним органом керування. У сучасному автомобілі він часто не керує споживачем безпосередньо, а лише повідомляє електронному блоку про команду водія або стан механізму.

Тому правильна діагностика повинна розділяти три етапи - формування команди, її отримання блоком та виконання команди системою. Live data, електрична схема і перевірка проводки часто дозволяють зробити це без випадкової заміни деталей.

Правило TESMA: спочатку перевірте, чи змінюється правильний сигнал саме при натисканні вимикача. Якщо команда доходить до блока - шукайте проблему далі по системі. Якщо команда не доходить - перевірте живлення, масу, проводку, роз'єм і тільки потім сам Switch.