Диганостика бортового компьютера автомобиля — самостоятельно

Более правильно называть эти устройства контроллерами, так как подобные устройства обычно выполнены на 8-битном, более новые — на 16-битном микроконтроллере. Еще в технической литературе часто встречается термин «электронный блок управления двигателем» (ЭБУ). Основная задача ЭБУ — на основе показаний датчиков (наиболее важные — датчик положения коленчатого вала, датчик положения дроссельной заслонки, датчик массового расхода воздуха, кислородный датчик, «лямбда зонд») формирование стехиометрической топливной смеси и своевременный поджиг последней с целью получения максимального крутящего момента и наибольшей экономичности. Стехиометрическая топливная смесь, при которой топливо сгорает полностью, характеризуется соотношением количества воздуха к количеству топлива от 12 до 16 в зависимости от нагрузки двигателя.

На сегодняшний день уже практически ушли в прошлое неэкономичные, с повышенной токсичностью выбросов карбюраторные двигатели, на смену им пришли инжекторные двигатели с электронными системами впрыска топлива и зажигания. Гораздо проще, надежнее, точнее экономичнее управлять работой двигателя на электронном уровне, а не сложными в механическом плане, часто засоряющимися карбюраторами. Однако поскольку «любое железо имеет свойство ломаться», остро встал вопрос о тестировании и ремонте. Так же как и обычный компьютер, «бортовой компьютер» производит самотестирование при каждом включении зажигания всех своих датчиков и подсистем. Мало того, при обнаружении неисправности система фиксирует неисправность и автоматически переходит на резервный алгоритм работы, компенсируя отказ того или иного датчика (если возможно). Первоначально диагностические коды неисправностей выводились непосредственно с помощью мигающей лампочки, различаясь количеством вспышек. С усложнением систем управления и увеличением количества кодов появилась необходимость в специальном диагностическом оборудовании, вследствие чего были разработаны различные тестеры/сканеры. Но ведь обычному «домашнему компьютеру» при наличии небольшой специальной программы и несложного адаптера ничего не стоит «договориться» с «бортовым компьютером» и объяснить хозяину, в чем заключается неисправность.

Что такое OBD-II

On-Board Diagnostic (OBD) — самодиагностика бортового оборудования, термин, обозначающий стандарт диагностики и контроля двигателя автомобиля, а также частей шасси и вспомогательных устройств. Стандарт регламентирует сигналы и распиновку разъема диагностики, был разработан Society of Automotive Engineers (SAE) США и утвержден Environmental Protection Agency (EPA) в 1996. Немногим ранее был внедрен стандарт OBD-I, но широкого распространения он не получил. К моменту создания OBD-II существовало три

Универсальный сканер OBD

основных протокола обмена данными между бортовым электронным оборудованием автомобиля и различными диагностическими сканерами. Собственно, все три вошли в OBD-II. Все европейские и большинство азиатских производителей использовали ISO 9141 стандарт (К, L-линия). General Motors использовал SAE J1850 VPW (Variable Pulse Width Modulation), а Ford — SAE J1850 PWM (Pulse Width Modulation). Немного позднее появился ISO 14230 (усовершенствованный вариант ISO 9141, известный как KWP2000).

Европейцами в 2001 был принят EOBD — расширенный (Enhanced) OBD-стандарт. Основное преимущество — наличие высокоскоростной CAN (Controller Area Network) шины. Название «CAN-шина» пришло из компьютерной терминологии, так как создавался данный стандарт примерно в 80-х годах компаниями BOSCH и INTEL как компьютерный сетевой интерфейс бортовых мультипроцессорных систем реального времени. CAN-шина — это двухпроводная, последовательная, асинхронная шина с равноправными узлами и подавлением синфазных помех. CAN характеризуется высокой скоростью передачи (гораздо большей, чем другие протоколы) и высокой помехоустойчивостью. Для сравнения: ISO 9141, ISO 14230, SAE J1850 VPW обеспечивают скорость передачи данных 10.4 Кбит/с, SAE J1850 PWM — 41.6 Кбит/с, ISO 15765 (CAN) — 250/500 Кбит/с.

На каком «языке» общается ваша машина?

Адаптер К-линии

Можно прочитать документацию на автомобиль и определить, какой протокол связи используется для диагностики, а можно просто посмотреть на колодку диагностики и по присутствующим контактам ответить на данный вопрос. Например, протокол обмена данными ISO9141-2 (отечественные, большинство европейских и азиатских автомобилей) однозначно определяется наличием 7-контактного вывода (K-line). Более подробно распиновку разъема диагностики OBD-II можно посмотреть на www.autoscan.kiev.ua.

Приборы диагностики неисправностей автомобиля

Диагностическое оборудование условно можно разделить на автономное (сканеры/ридеры для индикации текущей ошибки или каких-либо параметров) и оборудование, имеющее в своем составе компьютер со специальной программой. Достоинство специализированных автономных устройств — простота подключения и использования (наиболее часто подобные приборы используются на СТО, где хорошо окупаются). Достоинство компьютерных диагностических комплексов в том, что при большей сложности в использовании они дают несравнимо более широкие возможности в плане проведения различных тестов с последующим анализом результатов при поиске неявных неисправностей (возможности целиком зависят от программы). Еще один положительный момент в том, что для диагностики автомобиля подойдет практически любой персональный компьютер, системные требования очень демократичны, в большинстве случаев достаточно старого сотого Пентиума.

Для того, чтобы компьютер превратился из печатной машинки в измерительный комплекс и стал незаменимым помощником при ремонте современного автомобиля (хорошая возможность заработать или сохранить свои деньги), необходимо несложное устройство, позволяющее согласовать электрические сигналы компьютера и автомобиля — адаптер. К настоящему времени разработано большое количество разнообразных компьютерных адаптеров для диагностики автомобилей, наиболее широко используемым у нас является так называемый адаптер К-линии. Поскольку у нас наибольшее количество автомобилей с протоколом обмена данными ISO 9141, как уже было сказано, его используют практически все отечественные, азиатские и европейские производители. Схемотехническое решение подобных адаптеров может быть простейшим (всего несколько транзисторов) и более сложным (предпочтительно наличие микросхем контроллера К-линии, например, МС33199 и формирователя сигналов СОМ порта МАХ232).

Следует отметить, что практически все программы диагностики, как бесплатные, так и коммерческие, написаны под СОМ-порт, поскольку проще всего программно организовать обмен данными именно через СОМ-порт. В случае отсутствия COM-порта (например, в ноутбуке) возможно применение дополнительного адаптера USB-COM и создание виртуального COM-порта (большинство дата-кабелей мобильных телефонов используют именно такое преобразование, также как и более современные компьютерные адаптеры для диагностики). Для адаптера К-линии написано множество программ диагностики для разных автомобилей (например, icd (для ВАЗов) на http://novmike.narod.ru/avto.htm, а вот еще очень интересный сайт — http://chiptuner.ru). Примечательный факт из личного опыта: иногда любой программой для адаптера К-линии можно связаться с любым автомобилем, совместимым по протоколу обмена и считать код неисправности, даже если программа написана для другой марки автомобилей и этот конкретный код не имеет объяснения в данной программе. Кроме всего, адаптер

К-линии при грамотном подключении можно использовать и для изменения прошивок контроллеров управления двигателем с Flash-памятью — чип тюнинга (например, с помощью программы Winflashecy). Технически для изменения прошивки необходимо обеспечить штатное включение питающих напряжений ЭБУ и подать 12В на вывод разрешения перезаписи. Ряд контроллеров позволяют записать даже две прошивки. Например, в старый «Январь-5.1», в котором используется только половина объема Flash-памяти, можно записать дополнительный более динамичный режим работы двигателя и выбирать требуемый режим внешним переключателем.

Более перспективным является адаптер на базе ELM327 контроллера. Канадская компания Elmelectronics завоевала всемирную известность и популярность благодаря созданию надежных и универсальных микроконтроллеров для компьютерных адаптеров автомобильных систем диагностики. Микроконтроллер ELM327 — наиболее новая разработка Elmelectronics OBD-II сканера на базе персонального компьютера — поддерживает все известные протоколы ODB-II. Микроконтроллер ELM327 конвертирует сигналы OBDII-стандарта (любого протокола, протокол определяется автоматически) в стандартные ASCII-коды, позволяя легко передавать коды ошибок и рабочие данные без необходимости в дополнительном программном преобразовании. Данный факт сильно облегчает работу программистов, и многие разработчики диагностических приложений создают программы с использованием именно Elm-контроллеров. В Интернете размещено много программ, обладающих разными функциональными возможностями, интерфейсами и языковой поддержкой — как коммерческих, так и бесплатных, например, сайт http://www.scantool.net. Широкое распространение получила одноименная программа ScanTool.net 1.13 (свободно распространяемая). Программа имеет интуитивно понятный интерфейс, позволяет считывать и расшифровывать диагностические коды неисправностей (в базе данных около 3000 кодов); после расшифровки также есть возможность очистки. В режиме реального времени можно наблюдать параметры различных датчиков и сенсоров, в том числе обороты двигателя, скорость, температуру охлаждающей жидкости, температуру входящего воздуха, напряжение кислородного датчика, моментальный расход топлива и другие. Адаптер на базе контроллера ELM327 в силу своей универсальности и применимости для диагностики наиболее современных автомобилей достаточно популярен и обсуждается на многих форумах. Однако, как любая интеллектуальная собственность, программа контроллера защищена (и весьма эффективно) битом защиты от считывания. Поэтому распространение микросхем возможно только производителем — Elmelectronics. К сожалению, приобретение микросхемы или готового адаптера весьма проблематично, что обуславливает практически двойное увеличение стоимости.

Подготовлено по материалам www.autoscan.kiev.ua.