Назначение всех диагностических систем — унифицированное определение неисправностей в различных узлах и агрегатах автомобиля для принятия решения о последующем ремонте. Дo 1994 года в мировой автомобильной промышленности применялись различные системы, стандарты и протоколы для диагностики OBD-I (On Board Diagnostic). Коды диагностики OBD-I были двузначными (их также называют «короткими» — в отличие от «длинных» пятизначных кодов расширенной диагностики более поздних систем). Считывания кодов неисправностей систем OBD-I осуществлялась с помощью контрольной лампы, например, Сheck engine — проверь двигатель. Процедура считывания кодов систем OBD-I напоминала азбуку Морзе: короткие импульсы (длительностью 0,2…0,3 с) обозначали единицы, а длинные (1,2…2,0 с) — десятки (рис. 1.1.15). После визуального считывания импульсов их значение может быть расшифровано с помощью специальных таблиц.
Это наиболее простой вид бортового диагностирования, которое заключается в условном присвоении ряду неисправностей электронной системы управления цифровых кодов. Эти коды при проявлении соответствующих им неисправностей заносятся в память электронного блока управления системой.
К 1995 году начали появляться так называемые расширенные системы, которые долгое время сосуществовали с прежними, но уже с 1996 года по требованиям Агентства по защите окружающей среды Соединенных Штатов (US Environmental Protection Agency, U.S. EPA) и благодаря усилиям Ассоциации инженеров автомобилестроения (Society of Automotive Engineers, SAE) были повсеместно внедрены единые стандарты самодиагностики, протоколов обмена данными, унифицированы требования к диагностическим средствам и структуре кодов. Таким образом, начиная с этого времени все автомобили и грузовики малой грузоподъемности, произведенные для продажи в Соединенных Штатах Америки, оборудуются единой системой самодиагностики OBD-II, а с 2000 года, согласно директиве 98/69EG, все новые автомобили и в Европе (стандарт EOBD) диагностируются только по этому стандарту.
Если в системах семейства OBD-I было предусмотрено определение неисправностей ограниченного спектра (двигателя, подушек безопасности, тормозной системы ABS и автоматической коробки передач), то в OBD-II перечень диагностируемых узлов расширен (быстрые коды). Кроме того, значительно увеличилось количество диагностических кодов (их теперь более 3000).
Требования стандарта OBD-II предусматривают:
— стандартный диагностический разъем;
— стандартное размещение диагностического разъема;
— стандартный протокол обмена данными между сканером и автомобильной бортовой системой диагностики;
— стандартный список кодов неисправностей;
— сохранение в памяти электронного блока управления кадра значений параметров при появлении кода ошибки («замороженный» кадр);
— мониторинг бортовыми диагностическими средствами элементов, отказ которых может привести к увеличению объемов токсичных выбросов в окружающую среду;
— доступ как специализированных, так и универсальных сканеров к кодам ошибок, параметрам, «замороженным» кадрам, тестирующим процедурам и т.д.;
— единый перечень терминов, сокращений, определений, используемых для элементов электронных систем автомобиля и кодов ошибок.
Для предупреждения водителя о неисправности электронной системы управления на панели приборном щитке загорается (лампочка) или надпись Check Engine («Проверьте двигатель»).
По требованиям нормативных документов по безопасности движения некоторых стран, автомобиль, имеющий активные коды неисправности определенных электронных систем управления, не допускается к эксплуатации.
При запуске двигателя и отсутствии в нем неисправностей (лампочка) надпись Check Engine должна погаснуть после запуска двигателя. В более современных автомобилях, например, Ford Kuga, при включении зажигания загораются следующие сигнализаторы и индикаторы (рис. 8.2):
- надувные подушки безопасности;
- падения давления моторного масла;
- АБС;
- состояния системы динамической стабилизации (ESP);
- двигатель
- незакрытой двери;
- неисправности тормозной системы/включения стояночного тормоза;
- опасности обледенения;
- рулевого управление с усилителем;
- неисправности системы электроснабжения (разряда аккумуляторной батареи);
Если сигнализатор/индикатор не загорается при включении зажигания или загорается во время движения автомобиля, это указывает на неисправность соответствующей системы.
Сигнализатор сообщений 1 предупреждает о появлении разных неисправностей, при этом цвет сигнализатора в зависимости от значимости неисправности может быть желтым или красным. Конкретизация неисправности осуществляется на информационном дисплее (табл. 8.1)
|
Сообщение |
Цвет контрольной лампы |
Система |
|
Низкий уровень тормозной жидкости |
красный |
Тормозная система |
|
Неисправность двигателя |
красный |
Системы двигателя |
|
Низкий уровень жидкости омывателя |
желтый |
Стеклоомыватель |
Считывание полной информации с ЭБУ осуществляется через диагностический разъем с помощью специального устройства – сканера, фактически заменяющего центральный блок управления. Контролируемые параметры и коды неисправностей считываются непосредственно с электронного блока управления, при этом коды не только считываются, но и расшифровываются.
Диагностический разъем размещается в пассажирском салоне (обычно под приборной панелью) и обеспечивает доступ к системным данным. К такому разъему может быть подключен любой сканер. Признаком этой системы является обязательное наличие в салоне автомобиля характерного 16-контактного диагностического разъема (рис. 8.3).
Сканером, или сканирующим прибором, называют компьютерные тестеры, служащие для диагностирования различных электронных систем управления посредством считывания цифровой информации с диагностического разъема автомобиля (рис. 8.4). Обычно сканер подключается к компьютеру через последовательный порт для передачи данных.
Полнота диагностической информации, получаемой при помощи сканера, в первую очередь, зависит от разработчика системы управления и только во вторую — от производителя сканера. Сканеры различаются своими функциональными возможностями и спектром тестируемых автомобилей.
Сканер проверяет входные и выходные параметры электрических цепей и информирует оператора об их величине. Таким образом, он всего лишь фиксирует наличие или отсутствие неисправностей в каком-либо узле, но не позволяет определять их причины, которых может быть много для одних и тех же значений контролируемых параметров.
С программной точки зрения особенности тестируемого автомобиля в сканере учитываются при помощи дооснащения базового устройства соответствующим программным продуктом, отражающим специфику управляющей электроники автомобиля данной марки. Дополнительная программа может поставляться в виде перепрограммируемой карты внешней памяти (PCMCIA-карта), которые вставляются в сканер, что позволяет обновлять версии программы при помощи персонального компьютера, в том числе через Интернет. Обновление программного обеспечения актуально потому, что ни один производитель сканеров не выпускает на рынок программный продукт «на все времена», так как это просто невозможно. Универсальность сканера определяется глубиной охвата, тем, насколько полон список электронных систем, которые сканер может тестировать на автомобиле данной марки.
Специфика автомобилей разных производителей заключается не только в использовании разных протоколов обмена, но и диагностических разъемов различной конфигурации. Чтобы учесть эту особенность, универсальные сканеры снабжаются комплектом кабелей-адаптеров для подключения к системе бортовой диагностики. Стремясь придать сканерам большую универсальность, отдельные разработчики снабжают свои сканер дополнительными функциями. Так, некоторые модели приборов имеют встроенный мультиметр, двух или четырех канальный осциллограф, блок проверки шин CAN и др.
Основными возможностями сканеров являются следующие.
1. диагностирование блоков управления:
– определение неисправностей (ошибок) электронной системы управления (рис. 8.5) и вывод из памяти данных о неисправностях, при этом на экране высвечиваются цифровые коды той или иной неисправности, хранящиеся в памяти блока управления на автомобиле;
– отображение фактических значений измеряемых параметров. Этот режим позволяет оценить работу двигателя как при неподвижном состоянии, так и при движении автомобиля: напряжение в бортовой сети, температурное состояние двигателя и его датчиков, частоту вращения коленчатого вала, расход топлива, скорость движения и т.д. (рис. 8.6);
– обеспечение вывода графической информации с фактическими значениями во время тестирования (кривые зависимости от времени) (рис. 8.8);
– использование других специальных возможностей блока управления таких, как, например, сброс или корректировка интервала обслуживания (рис. 8.9)
– отображение расположения мест установки и распределения контактов диагностических разъемов (рис. 8.10).
2. Использование программного обеспечения:
– проверка компонентов, схемы электрических соединений, положения установки компонентов. Нажав курсором на элемент схемы можно получить название датчика и описание его работы;
– нормативные данные по проверяемым параметрам (рис. 8.11);
Наиболее функционально совершенным дилерским сканерам часто присуща и такая функция, как репрограмминг (чип тюнинг). Она заключается в способности сканера вносить изменения или дополнения в программу блока управления системой автомобиля.
Информация о любой ошибке сохраняется в памяти и может быть извлечена оттуда с помощью сканера. При получении сигнала об ошибке диагностическая система обязана ответить унифицировано: классифицировать неисправность по номеру (коду ошибки); предпринять корректирующие действия, предусмотренные управляющей программой на этот случай.
Возможности сканеров конкретного автомобиля определяются диагностическими функциями блока управления данного автомобиля, однако, как правило, все сканеры считывают и стирают коды неисправностей, выводят цифровые параметры в реальном масштабе времени, могут имитировать работу датчиков и исполнительных механизмов. Сканер подключается через специальный разъем на автомобиле к конкретному блоку управления или электронной системе в целом.
Одной из функций, реализуемых сканерами, является проверка сигнала датчика на рациональность, т.е. на соответствие требуемым (штатным) сигналам. Датчик может быть неисправен и посылать в блок управления неверную информацию. Если проверка сигнала датчика на рациональность в программе блока управления не предусмотрена, то в них управляющие алгоритмы реализуются с использованием неверной информации датчика. При этом будут неправильно рассчитаны важные выходные параметры, например, угол опережения зажигания и длительность импульса открытия форсунок, что приведет к ухудшению ездовых характеристик автомобиля, двигатель может глохнуть после запуска и т.д. Однако пока в количественном выражении неверный сигнал с датчика будет в пределах нормы, никакие коды ошибок в память электронного блока не запишутся и неисправность никак не обозначится. Для обнаружения неисправности реализуется функция отключения «подозрительного» датчика. Тогда электронный блок запишет в память код ошибки и изменит сигнал с датчика на расчетное (резервное) значение. Например, при отключении датчика массового расхода воздуха его сигнал заменяется резервным сигналом, рассчитанным по положению дроссельной заслонки и частоте вращения коленчатого вала двигателя. Если после отключения «подозрительного» датчика работа двигателя улучшится, это означает, что датчик неисправен.
В современных блоках управления по мере совершенствования программного обеспечения появляется возможность выявлять подобные неисправности. Это так называемая проверка на рациональность и правильное функционирование, которая реализуется в бортовых диагностических системах второго поколения (OBD II). Она заключается в том, что текущие значения сигналов со всех датчиков постоянно проверяются на взаимооднозначное соответствие штатным сигналам для данного режима работы двигателя. Штатные значения сигналов хранятся в постоянной памяти микропроцессора электронного блока.
После ТО или ремонта все коды следует удалить из памяти блока управления, иначе блок будет ошибочно учитывать их при последующем управлении системами автомобиля. Применяют три метода удаления (стирания) кодов неисправностей.
1. Стирание кодов по команде со сканера, подключенного к диагностическому разъему. На некоторых автомобилях ранних моделей такая процедура невозможна, поскольку она не поддерживается блоком управления.
2. Если нет сканера или электронный блок не поддерживает стирание кодов сканером, следует отключить питание блока путем извлечения соответствующего предохранителя. Вместе с кодами ошибок из памяти блока сотрется и информация для адаптивного управления.
3. Отключение от «массы» шины аккумуляторной батареи. Следует иметь в виду, что в этом случае вместе с кодами стирается и прочая информация (установка времени на электронных часах, коды радиоприемника и т.д.).
В целях удобства работы со сканером их изготовители предусматривают беспроводную радиосвязь сканера с компьютером, что особенно важно при диагностировании крупногабаритных транспортных средств – грузовых автомобилей и автобусов. Для упрощения операций диагностирования может предлагаться специальный мобильный телефона с наушниками и с микрофоном, которые подсоединены к системе связи с оператором производителя сканера. Оператор может войти в связь на расстоянии со сканером на СТО, оказывая необходимую поддержку для решения устранения неисправности. Кроме этого может использоваться и телевизионная связь, что позволяет оператору производителя сканера наблюдать за показаниями сканера на расстоянии и дать рекомендации по устранению неисправности работнику СТО.
Фирма ТЕХА разработала специальное устройство OBD Log (рис. 8.13) для анализа параметров и регистрации ошибок в реальном масштабе времени для систем управления двигателями автомобилей.
Компактное устройство вставляется в стандартный диагностический разъём и служит для сохранения всех данных, которые снимаются по протоколу EOBD в течение нескольких дней при эксплуатации автомобиля.
После считывания сохранённых данных, можно проанализировать все отклонения в работе двигателя и его систем, которые не могут быть зафиксированы во время проверки автомобиля в статическом состоянии. Во время движения автомобиля определяются потери мощности при определённых режимах, провалы, неравномерная работа двигателя или кратковременные нарушения в работе датчиков. После каждой поездки зеленая лампочка означает, что никаких ошибок не было обнаружено, в то время как красная лампочка показывает, что ошибка была записана и ее детали доступны для просмотра.
Сохранённые данные могут быть загружены в любой компьютер, а специальное программное обеспечение IDC3 SW Suite позволяет просмотреть отчёт, разделённый на «поездки», что позволяет установить точный момент времени возникающих отклонений в работе двигателя.
Используя сканеры и мотор-тестеры с дополнительными осциллографами можно проверить работоспособность шин CAN на величину и адекватность. Для этого с помощью специальных щупов подключаются к проводам шины CAN. Благодаря наличию двух комплектов многофункциональных проводов одновременно можно наблюдать за высоко- и низкоскоростной шинами.
При проверке включают зажигание и наблюдают за сигналом при обмене блоками управления данными по шине (рис. 8.14).
Для проверки реакции ЭБУ на различные сигналы датчиков, при отсутствии возможности получить от датчика требуемый сигнал, или сложности получения данного сигнала может использоваться встроенный генератор сигналов.
Используя оптимальный тип контактов, либо же разъёмы из перечня дополнительного оборудования подключаются вместо датчика (имитируя его) к его разъёму, соединенному коммутационной аппаратурой с ЭБУ. В меню выбора этапа проверки выбирают «Генератор сигналов». Откроется окно генератора сигналов (рис. 8.15). Устанавливают тип сигнала датчика и его параметры (амплитуду, частоту, скважность). По реакции блока управления наблюдают за изменением выходных сигналов блока управления.
