Диагностический разъем OBD

В этой статье я попробую познакомить вас с принципами работы инжекторного двигателя со стороны электрических цепей. Бытует мнение, что карбюратор прост, надежен и неприхотлив, а инжектор… Нет лучше так «Инжектор…». Мое личное мнение не надо таких знатоков слушать. Надо просто разобраться в вопросе.

Для того, чтобы понять чем «дышит» автомобиль существует диагностический разъем. Тот вид, который он сейчас имеет появился не сразу. Как всегда нам в этом помогла Америка. То, что они с жиру бесятся, это мы знаем, но то, что из этого выходит что-то путное довольно редкий случай. Однако по порядку. Очень длительное время правительство США поддерживало свою автомобильную промышленность (не путать с тем, что происходит в России). Но тут забили тревогу экологи, те самые, что против прогрева машин, дескать, портят природу ваши машины. Стали создаваться комиссии, комитеты и подкомитеты, указы …производители же делали вид, что подчиняются, а на самом деле пренебрегали всем, чем только можно. И вот грянул энергетический кризис, повлекший спад производства, автопроизводители призадумались, игнорировать решения правительства становилось накладно. Вот в такой сложной обстановке и создавались правила OBD (On Board Diagnostics www.obdii.com для тех кто рубит в англицком). Каждый производитель использовал свои методы контроля выбросов. Чтобы изменить такое положение Ассоциация автомобильных инженеров предложила несколько стандартов, считается что рождение OBD произошло в тот момент, когда Департамент по контролю за воздушной средой сделал многие из этих стандартов обязательными в Калифорнии для автомобилей начиная с 1988 года выпуска. Отслеживалось всего несколько параметров: датчик кислорода, система рециркуляции выхлопа, система подачи топлива и блок управления двигателем в разрезе превышения норм по выхлопным газам. Но порядка таким образом навести не удалось, а только все еще более запуталось. Во-первых, системы мониторинга были буквально притянуты за уши к старым автомобилям, поскольку их создавали как дополнительное оборудование. Производители только формально выполняли требования, стоимость автомобиля увеличивалась. Во-вторых взвыли независимые сервисы — каждый автомобиль стал практически уникальным, на него требовалась подробная инструкция производителя, описание кодов, сканер со своим разъемом. Виноватым оказалось правительство США, его обвиняли производители, экологи, сервисные станции, автолюбители. В 1996 году было принято решение о том, что все производители автомобилей, продающие свою продукцию на территории США должны придерживаться норм OBDII, переработанной спецификации OBD. Таким образом OBDII это не система управления двигателем, как многие считают, а набор правил и требований, которые должен соблюдать каждый производитель, чтобы соответствовать федеральным нормам США по составу выхлопных газов. Для более глубокого понимания предлагаю рассмотреть подробнее основные требования стандарта.

1. Диагностический разъем стандарта OBDII. Его основная функция обеспечить связь диагностического сканера с блоками управления, совместимыми с OBDII и соответствовать стандартам SAE J1962, т. е. он должен находиться в одном из восьми мест, определенных Агентством по защите окружающей среды (во как!!!) и в пределах 16 дюймов от рулевой колонки. Каждый контакт имеет свое назначение, некоторые, например, отданы на усмотрение производителя, главное чтобы они не пересекались с блоками управления, совместимыми с OBDII.

Рис1

Рассмотрим подробнее разъемы. 4, 5, 16 разъемы относятся к питанию, это сделано из соображений удобства — на сканер сразу подается напряжение питания, не требуется отдельный провод, например в прикуриватель. 2, 10, 6, 14, 7,15 собственно выводы трех равнозначных стандартов. Производители могут выбрать какой именно использовать для своей продукции. Таким образом, с точки зрения разъема и протоколов присутствует полная унификация.

Рис2

Таким образом Hyundai распорядился с диагностическим разъемом. Обратите внимание, что номера разъемов на картинках не совпадают, т. к. изображены колодка и штекер.

2. Стандартные протоколы связи для диагностики. Как видим стандартом предусмотрено всего три протокола. Алгоритм работы простой «запрос — ответ». Сами протоколы еще классифицируются по скорости обмена данными.

А — самый медленный 10 Кбайт/с. В стандарте ISO9141 используется протокол класса А.

B — cкорость 100 Кбайт/с. Это стандарт SAE J1850.

С — cкорость 1 Мбайт/с. Наиболее используемый стандарт класса С для автомобилей это протокол CAN.

Рассмотрим эти протоколы..

Протокол J1850. Существует два вида: J1850 PWM ((Pulse Width Modulation — модуляция ширины импульса) высокоскоростной, обеспечивающий 41,6 Кбайт/сек. Его используют Ford, Jaguar и Mazda. В соответствии с протоколом PWM сигналы передаются по двум проводам на контакты 2 и 10. J1850 VPW (Variable Pulse Width — переменная ширина импульса) поддерживает передачу данных со скоростью 10,4. Кбайт/сек. Его используют General Motors (GM) и Chrysler. Этот протокол использует один провод и использует разъем 2. ISO 9141 не такой сложный какJ1850, не требует коммуникационных микропроцессоров. Применяется в большинстве европейских и азиатских автомобилей, а также в некоторых моделях Chrysler.

Вот тут хочется сделать небольшое отступление для владельцев автомобилей Hyundai. Обратите внимание, что у нас задействован 2 контакт (протокол ISO 9141), не что иное, как всем известный K-Line. А это открывает широкие возможности для использования БК сделанных для автомобилей ВАЗ. Ведь чего добивались создатели OBDII — совместимости, вот она получите. Есть один нюанс, но о нем чуть позже.

3. Лампочка индикации неисправности Check Engine. Она загорается, когда система управления двигателем обнаруживает проблему с составом выхлопных газов. Её назначение информировать водителя о том, что в процессе работы системы управления двигателем возникла проблема. Трактовать ее надо следующим образом «неплохо бы заехать в сервис» и всё. Двигатель не взорвется, машина не загорится. Другое дело, если у вас загорелся индикатор масла или предупреждение о перегреве двигателя. Тогда надо паниковать. Лампочка Check Engine срабатывает по определенному алгоритму, в зависимости от серьезности неисправности. Если неисправность серьезная и требуется срочный ремонт индикатор загорается сразу. Такая неисправность относится к разряду активных (Active). Если ошибка не фатальная индикатор не горит, а неисправности присваивается сохраняемый статус (Stored). Для того, чтобы такая неисправность стала активной она должна повториться в течение нескольких драйв-циклов (это процесс при котором холодный двигатель запускается и работает до достижения рабочей температуры).

4. Диагностические коды ошибок (DTC — Diagnostic Trouble Code). Неисправность в стандарте OBDII в соответствии со спецификацией J2012 описывается следующим образом:

рис3

Первый символ указывает в какой части автомобиля обнаружена неисправность. Выбор символа определяется диагностируемым блоком управления. Если получен ответ от двух блоков, используется буква для блока с более высоким приоритетом.

P — двигатель и трансмиссия

B — кузов

C — шасси

U — сетевые коммуникации

Второй символ показывает, что определил код.

0 или P0 — базовый (открытый) код неисправности, определенный Ассоциацией автомобильных инженеров.

1 или P1 — код неисправности, определяемый производителем автомобиля.

Но не все так гладко в Датском королевстве, как кажется на первый взгляд. Помните, я обещал рассказать об одном нюансе. Так вот практически все БК знают коды P0 — базовые, а вот внутренние на каждый автомобиль свои. Например на Accent есть свои уникальные коды ошибок на каждый модельный год, а вот на Matrix — нет, почему это произошло, для меня загадка.

Третий символ это система, в которой обнаружена неисправность. Он несет наиболее полезную информацию.

1 — топливно-воздушная система

2 — топливная система

3 — система зажигания

4 — вспомогательная система ограничения выбросов (клапан рециркуляции выхлопных газов, система впуска воздуха в выпускной коллектор двигателя, каталитический конвертер или система вентиляции топливного бака)

5 — система управления скоростным режимом или холостым ходом с соответствующими вспомогательными системами

6 — модуль управления двигателем

7 — трансмиссия или ведущий мост

8 — трансмиссия или ведущий мост

Четвертый и пятый символы это индивидуальный код ошибки. Обычно они соответствуют старым кодам OBDI.

5. Самодиагностика неисправностей, приводящих к повышенной токсичности выбросов. Программное обеспечение, управляющее процессом работы двигателя, это набор программ, совместимых с OBDII, которые выполняются в блоке управления двигателем и «наблюдают» за всем, что происходит вокруг. Блок управления двигателем это настоящий компьютер. В процессе работы которого выполняется огромное количество вычислений для команд многочисленными устройствами двигателя, на основании данных полученных от всевозможных датчиков. В дополнение к этому контроллер должен проводить диагностику и управление компонентами системы OBDII, а именно:

— состояние лампочки CE

— сохранить коды ошибок

— проверить драйв-циклы, определяющие генерацию кодов ошибок

— запускает и выполняет мониторы компонентов

— определяет приоритет мониторов

— обновляет статус готовности мониторов

— выводит тестовые результаты для мониторов

— не допускает конфликтов между мониторами

Монитор — это тест, выполняемый системой OBDII в блоке управления двигателем для оценки правильности функционирования компонентов, ответственных за состав выбросов. Имеется два типа мониторов:

— непрерывный (выполняется пока есть соответствующие условия)

— дискретный (срабатывает один раз за поездку)

Остался еще один вопрос, который надо отдельно рассмотреть — это бортовые компьютеры (БК). Только не путайте с поделкой от Амиго или штатным — они практически не несут полезной информации. Для чего же нужны настоящие БК и что они могут? Существует масса людей, которым просто нравиться копаться со своей машиной, знать чем она «живет». Иногда можно просто сэкономить деньги — например сам определил, какой датчик вышел из строя, самому купить, самому поменять. Ведь сервисный центр обязательно включит в счет диагностику, а датчик продаст с немыслимой наценкой. Я, например, очень часто приезжаю в сервис с готовым решением — решить проблему мне интересно, а вот гайки крутить — нет. Мне интересно какой мгновенный расход, как скачет напряжение сети от потребителей, какие параметры выдаются датчиками, какие ошибки в работе были зафиксированы. Это хобби. И я прекрасно понимаю, почему производители не только не ставят полноценных БК, но и не сертифицируют от сторонних производителей. Мы лишаем супердоходов дилеров. Формальным же предлогом является лишняя нагрузка на блок управления двигателем, дескать он вынужден обрабатывать еще запросы БК. Логика в таком заявлении конечно же есть, но позвольте, а сканеры у дилеров, что не нагружают? Нагружают, но они сертифицированы. И стоят они немыслимых денег. Замкнутый круг какой-то. В общем, делайте выводы. Надеюсь, что с помощью этой статьи вы приблизились к пониманию своего автомобиля.