Потребности автосервиса и общие характеристики применяемого диагностического оборудования

Принципы работы диагностических сканеров и требования

Стандартов к ним

Работа современных систем и агрегатов автомобиля осуществляется при помощи электронных блоков управления и контроллеров, имеющих функции самодиагностики. В результате внедрения международных стандартов, системы самодиагностики стали неотъемлемой частью современных систем автоматизированного управления агрегатами автомобилей. Основной функцией системы самодиагностики является проверка целостности цепей, подключенных к контроллеру, и правдоподобность значений рабочих параметров системы управления. Проверка осуществляется контролем электрических параметров цепей, и рабочих параметров системы управления. При достижении какого-либо параметра предельного значения, фиксируется неисправность (ошибка системы управления) и в специальную область памяти заносится соответствующий код ошибки. Кроме того, система самодиагностики оповещает о наличии ошибок самодиагностики активизацией (высвечиванием) контрольной лампы неисправностей. Контрольные лампы неисправностей ("MIL" или Malfunction Indicator Light) имеют надписи «CHECK ENGINE», «CHECK» или изображение контура двигателя.

Вывод информации об ошибках диагностики из памяти контроллера может осуществляться двумя способами:

· «блинк-кодами» - вспышками контрольной лампы неисправностей. Этот метод трудоемок, не позволяет контролировать параметры работы системы, осуществлять сервисные настройки и другие важные функции.

· специальными диагностическими тестерами, которые подключаются к контроллеру через колодку диагностики.

Диагностические тестеры - сканеры имеют в своей конструкции микроконтроллер с портом ввода-вывода данных, монитор для отображения информации и клавиатуру. В постоянной памяти сканера размещают программы, для поддержания диалога с электронными блоками управления различных автомобилей. К электронному блоку управления автомобиля сканер подключается при помощи колодки диагностики.

Функции интерфейса. Все контроллеры современных автомобильных систем управления имеют модуль обмена данными по последовательному порту - интерфейсу, который и обеспечивает передачу данных из блока управления сканеру. Сканер должен иметь совместимый с блоком управления, электрический (аппаратный) и программный интерфейс. Помимо передачи диагностической информации, интерфейс используется и в целях отладки программного обеспечения и калибровки данных в контроллере. Интерфейс выполняет следующие важные функции:

· согласование логических уровней сигналов;

· поддержание заданной скорости обмена данными;

· синхронизацию работы приемника и передатчика;

· выполнение протоколов обмена данными.

На сегодняшний день существует множество интерфейсов и протоколов обмена данными между блоком управления и сканером. Протоколы определяют порядок обмена информацией через последовательный интерфейс, устанавливает методику доступа к внутрисистемным данным, к кодам неисправностей, параметрам работы, коэффициентам топливоподачи, матрицам, а также регламентируют испытательное (инструктивное) управление системами автомобиля с помощью сканера. Описание наиболее распространенных интерфейсов и протоколов обмена данными приводятся в следующих стандартах:

1) ISO 9141-1, ISO 9141-2, ISO 9141-3, ISO 9141-4;

2) ISO 14230-1, ISO 14230-2, ISO 14230-3, ISO 14230-4 (KVP2000);

3) SAE J 1850 PWM, SAE J 1850 VPW;

4) ISO 15765-1, ISO 15765-2, ISO 15765-3, ISO 15765-4 (CAN bus);

Физическая архитектура.Концепция физической реализации последовательного интерфейса в системах самодиагностики показана на рисунке 1.

Рисунок 1 – Физическая архитектура последовательного канала связи

Сканер соединяется с ЭБУ по одному проводу (К-линия) или по двум проводам (К- и L-линии). Для надежного электрического соединения используется диагностический разъем. Линия К задействована практически во всех системах самодиагностики, она двунаправленная и по ней передаются данные в обе стороны. Линия L используется не на всех моделях автомобилей и является вспомогательной. При установлении электрического контакта сканер посылает по линии связи специальный код в блок управления для инициализации обмена данными. После успешной инициализации происходит обмен данными.

Передача данных и синхронизация. В последовательном интерфейсе биты данных передаются один за другим см. рисунок 2. На передачу каждого бита отводится определенное время t. Это время обратно пропорционально выбранной скорости передачи. Считывание очередного бита данных происходит по сигналу внутреннего строба. При правильной синхронизации в момент очередного строба должен передаваться соответствующий по счету бит. То - есть первому биту соответствует первый строб, второму биту – второй строб и т.д. Если по каким либо причинам очередной бит сместится по времени относительно строба, то произойдет ошибка в приеме данных. В связи с этим аппаратные и программные средства интерфейса должны обеспечивать надежную синхронизацию на протяжении всего сеанса связи.

Рисунок 2 – Схема синхронизации при передаче данных

Согласование логических уровней сигналов. На рисунке 3 схематически показан фрагмент электрического сигнала, передаваемого по каналу связи, сканер-блок управления с разметкой уровней логического нуля и логической единицы. Если уровни сигналов, поступающие в приемник, не попадают в соответствующий диапазон, то данные будут приниматься с ошибками. Рассогласование уровней сигналов может происходить по разным причинам, например, вследствие использования микросхем разных серий, или вследствие разной величины питающего напряжения в приемнике и передатчике.

Рисунок 3 - Схема расположения логических уровней сигнала

Международные стандарты предписывают производителям автомобилей и диагностического оборудования обеспечивать определенные значения уровней сигналов и типовую конструкцию входных и выходных цепей. На рисунке 4 приведены рекомендации стандарта ISO 14230 относительно электрического интерфейса сканера и блока управления. Выполнение рекомендаций стандартов позволяет достичь совместимости диагностических тестеров и бортовых систем автомобиля.

а) – уровни логического "0" и логической "1"

в) – схема входных и выходных цепей

Рисунок 4 – Предписания стандарта ISO 14230 для производителей сканеров

Структура сообщения.Пример структуры сообщения, посылаемого диагностическим тестером блоку управления, показан в таблице 1. В общем виде сообщение состоит из трех частей:

1) заголовок (Header);

2) байты данных (Data bytes);

3) контрольная сумма (Checksum).

Таблица 1 - Структура заголовка сообщения для контроллера Motronic 1.5.4N

Где:

Fmt – байт, определяющий формат (тип) сообщения;

Tgt – байт, определяющий адрес приемника сообщения;

Src – байт, определяющий адрес источника сообщения;

SId ¹ – идентификатор, этот байт определяет тип передаваемых данных и формат поля данных, является частью байтов данных;

CS - байт контрольной суммы.

Согласно стандарту SAE J2178, физический адрес контроллера системы управления двигателем назначен равным 10h. Для диагностического тестера физический адрес может быть равным 1h. Байт адреса приемника всегда используется совместно с байтом адреса источника.

Инициализация. Для инициализации и передачи начальных сообщений диагностический тестер должен использовать скорость передачи данных равную 10400 бод. После инициализации по запросу диагностического тестера скорость передачи может быть повышена. При инициализации идентификатор содержит запрос о начале обмена данными - «startCommunication». Фактически передаетсяусловный шестнадцатеричный код запроса - Hex-код. Запрос startCommunication имеет Hex-код, равный 81. После приема сообщения от диагностического тестера с запросом startCommunication блок управления должен дать положительный ответ. В положительном ответе блока управления содержится функция KeyBytes, которая однозначно определяет поддерживаемые типы заголовка и временные параметры обмена данными.

В некоторых случаях блок управления может отклонить запрос сканера. Например, если приемник временно слишком занят, чтобы выполнить запрашиваемое действие. Когда приемник сможет завершить выполнение запрашиваемого действия, он пошлет положительный ответ. Другой причиной отклонения запроса сканера может быть несоответствие формата байта аргументов предписываемому формату, или непредусмотренный системой тип аргумента.

Диагностические процедуры, реализуемые после инициации зависят от программного обеспечения ЭБУ и сканера. Обычно имеется возможность считывать коды неисправностей, показывать их на дисплее сканера с текстовыми комментариями. Дилерские сканеры с фирменным программным обеспечением позволяют проводить диагностику датчиков и исполнительных механизмов, управлять через ЭБУ исполнительными механизмами, контролировать переменные параметры, стирать и записывать коэффициенты и массивы данных, доступные на уровне программных средств.

Основные функции, выполняемые при помощи, сканера даны в таблице 2.

Запрашиваемая диагностическая процедура содержится в идентификаторе. В левой колонке таблицы приводится список имен идентификатора при обмене сообщениями между контроллером системы управления двигателем и диагностическим тестером. В средней колонке приводятся назначенные им шестнадцатиричные(Hex) коды запроса. В правой колонке соответствующие им коды положительного ответа. Коды положительного ответа формируются из соответствующих им кодов запроса установкой значения 6-го бита 6 в “1”. Идентификатор отрицательного ответа всегда равен 7F(Hex).

Таблица 2 - Сводная таблица значений идентификатора

Рассмотрим реализацию функции clearDiagnosticInformation. Данная функция используется тестером, чтобы стереть отдельные (или все) коды неисправностей в памяти блока управления. В некоторых программных средствах существует возможность стереть только все коды неисправностей одновременно. Данная функция параметрическая, т.е. сопровождается дополнительным параметром, уточняющим запрос сканера. В частности, дополнительный параметр groupOfDiagnosticInformation, задает, какую функциональную группу кодов неисправностей или конкретный код требуется очистить. Стандарт SAE J2012 определяет следующие функциональные группы: POWERTRAIN(двигатель и трансмиссия), CHASSIS(шасси), BODY(кузов), UNDEFINED (неопределенная), ALL(все системы автомобиля). В таблице 3 показаны возможные значения параметра groupOfDiagnosticInformation.

Таблица 3 - Определение значений параметра groupDiagnosticInformation

Потребности автосервиса и общие характеристики применяемого диагностического оборудования

На предприятиях автосервиса, среди специалистов, занимающихся диагностикой и ремонтом современных автомобилей, существует потребность в универсальных средствах для работы с электронными блоками управления. Но на практике реализовать это требование в полном объеме разработчикам диагностического оборудования не удается. Это связано с тем, что в период быстрого развития систем самодиагностики различные производители использовали свои оригинальные варианты аппаратных и программных средств. Впоследствии появились стандарты, предписывающие единые подходы к построению средств диагностики. Однако предписания стандартов касаются главным образом обеспечения обязательной записи в память кодов неисправностей, влияющих на эмиссию вредных веществ, и организации их считывания в пунктах сервиса. Например, с 1995 г. большинство производителей автомобилей стали придерживаться рекомендаций стандартов OBD-2 и SAE J1962 относительно места расположения колодки диагностики, фиксации кодов неисправностей и порядка их считывания. С 2000 г. многие европейские производители применяют международный стандарт ISO 14230 - 3 Keyword Protocol 2000, определяющий спецификацию канала передачи данных между контроллерами систем управления и диагностическим оборудованием. Вместе с этим, стандарты не определяют порядок доступа к переменным системы управления, исполнительным механизмам, коэффициентам корректировки, характеристическим матрицам и к другой важной информации, необходимой при фирменном обслуживании и тюнинге автомобилей.

В результате в настоящее время применяется множество разновидностей аппаратных и программных средств, как в контроллерах и системах управления агрегатами, так и в диагностическом оборудовании

Специализированные дилерские сканеры разрабатываются по заказу определенного производителя автомобилей, они учитывают все особенности систем управления конкретных моделей и позволяют глубоко исследовать параметры работы автомобиля, выполнять фирменные настройки и «прошивки» непосредственно после завершения сборки автомобиля, а также в процессе его эксплуатации. По мере изменения конструкции автомобиля и появления новых модификаций происходит обновление программного обеспечения таких сканеров. Замена программного обеспечения осуществляется из специализированных фирменных центров по каналам связи. Используется также централизованная система анализа и постановки диагноза, основанная на оперативной передаче данных, зафиксированных сканером в процессе диагностирования.

Среди европейского фирменного оборудования широкое распространение нашли сканеры KTS 500 фирмы Bosch и PDL 1000 фирмы Sun. Среди американского оборудования отметим две модели фирмы ОТС. Это сканеры Monitor 2000 и Genisys. Первая модель, разработана по заказу автопроизводителей для автомобилей семейства GM, Chrysler и Ford, а вторая представляет одну из последних разработок с мощным процессором, большим объемом памяти и цветным дисплеем. Кроме того, отметим сканер MTS 3100 Mastertech американской фирмы Vetronix. Он интересен тем, что помимо семейства GM, Chrysler и Ford позволяет тестировать и азиатские автомобили. Этот прибор выбран в качестве дилерского концернами «Тойота» и «Хонда».

На российском рынке диагностического оборудования широкое распространение получили сканеры ДСТ-2М, ДСТ-10, производимые ООО «НПП «НТС» г. САМАРА. Они позволяют диагностировать автомобили семейства ВАЗ и ГАЗ, а также автомобили концернов VAG(VW, Audi, Seat, Skoda) и GM. В настоящие время тестеры ДСТ-2М и ДСТ-10 сняты с производства, на смену им выпускается прибор ДСТ-12. Тестер ДСТ-12 поставляется с 9 прошивками, его можно перепрограммировать, то есть добавить программное обеспечение (прошивку), пока есть свободная память, или заменить одну прошивку другой.

Универсальные сканеры. В настоящие время многие дилерские сканеры, в том числе и ДСТ-12, стали разрабатываться с большой степенью универсальности и позволяют диагностировать разнообразные марки автомобилей. Этому обстоятельству способствуют требования со стороны автосервиса и предписания международных стандартов. Как правило, универсальные сканеры поддерживают много моделей автомобилей, но в ряде случаев (по отношению к некоторым моделям) их возможности ограничиваются считыванием кодов неисправностей и удалением их, что обусловлено ограниченным объемом памяти прибора и другими ранее оговоренными факторами.

В Казахстане широкое распространение получил универсальный сканер Х-431 фирмы Launch, позволяющий диагностировать более 30 марок автомобилей разных производителей. В дополнительной комплектации прибор Х-431 может диагностировать до 80 марок (по данным рекламных материалов). Универсальные сканеры оснащаются комплектом адаптеров, необходимых для согласования аппаратного и электрического интерфейсов.

4 ТЕСТЕР ДСТ-10

Назначение тестера

Тестер диагностический ДСТ-10 используется для выявления и устранения неисправностей системы электронного управления впрыском топлива и других электронных систем автомобиля (антиблокировочной системы, иммобилизатора, климатической системы, отопителя). Тестер поддерживает диагностику электронных систем управления автомобилей ВАЗ, ГАЗ, УАЗ, ИЖ, ЗАЗ, GM-AVTOVAZ, группы VAG (Audi, VW, Skoda, Seat), Daewoo, Daewoo/Chevrolet, Kia, Opel, Renault, Peugeot, Fiat, Citroen, Hyundai, BAW, Ford.

Перечень диагностируемых блоков зависит от прошивок (программного обеспечения), записанных в тестере и может расширяться по мере добавления новых блоков. Обновление программного обеспечения (прошивок ПО) тестеров ДСТ-10 мож­но выполнить у дилеров или самостоятельно.

При помощи ДСТ-10 можно выбрать режимы тестирования, которые позволят (в зависимости от типа ЭБУ):

• отображать диагностические коды неисправностей;

• сбрасывать коды неисправностей;

• управлять исполнительными механизмами автомобиля;

• считывать системные данные;

• записывать и сохранять в энергонезависимой памяти тестера значения
переменных и флагов состояний;

• отображать данные как в текстовом, так и в графическом режимах;

• экспортировать данные в файл на компьютере при помощи программы
DstLink и Мотор-Тестер.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: