Компьютерная диагностика автомобилей Методические указания по изучению дисциплины (стр. 2 )

2. СТАНДАРТЫ В АВТОМОБИЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКЕ

До 1994 года в мировой автомобильной промышленности применялись различные системы, стандарты и протоколы для диагностики, которые условно можно назвать системами семейства OBD-I (On Board Diagnostic). Процедура считывания кодов систем OBD-I напоминала азбуку Морзе: короткие импульсы (длительностью 0,2 с) обозначали единицы, а длинные (1,2 с) – десятки. Паузы между импульсами внутри одного кода составляли приблизительно 0,3 с, а сами коды (если их несколько) разделялись длинными паузами в 1,8–2 с. Коды диагностики OBD-I были двузначными (их также называют «короткими» – в отличие от «длинных» пятизначных кодов расширенной диагностики более поздних систем).

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 OВD-II, а с 2000 г., согласно директиве 98/69EG, все новые автомобили с бензиновыми двигателями и в Европе диагностируются только по этому стандарту. Постепенно на данную систему переходят и автомобильные производители других регионов мира. Признаком этой системы является обязательное наличие в салоне автомобиля характерного 16-контактного диагностического разъема. К сожалению, современные системы, несмотря на всеобщую стандартизацию, продолжают использовать различные протоколы для связи с модулем управления.

OBD-II–совместимый автомобиль может использовать любой из следующих протоколов: J1850 VPW, J1850 PWM, ISO 9141-2, ISO 14230-4, Keyword Protocol (KWP) 2000.

Во всех протоколах применяется импульсно-кодовая модуляция переменной или постоянной длины на основе CAN-BUS.

Однако если для считывания данных в прежней системе применялись только специальные дилерские сканеры (или неудобная процедура активизации модуля, уникальная для каждой марки), то c введением OBD-II стандарта появилась возможность пользоваться универсальными OBD-II-сканерами.

Назначение всех диагностических систем – унифицированное определение неисправностей в различных узлах и агрегатах автомобиля для принятия решения о последующем ремонте. Но 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 (к перечисленному добавились также климатическая установка, иммобилайзер и различное дополнительное оборудование). Кроме того, значительно увеличилось количество диагностических кодов (их теперь более 3000). Кстати, для диагностики даже такого «механического» устройства, как термостат, на современных автомобилях тоже используются соответствующие алгоритмы и коды ошибок.

Усложнение систем и их перенасыщенность электроникой, в свою очередь, привели к усложнению собственно методов диагностики неисправностей, а требования к техническому персоналу и к качеству применяемого диагностического оборудования значительно возросли.

3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ДИАГНОСТИКИ

Компьютерная диагностика состоит из следующих этапов.

На первом этапе используются все доступные средства компьютерной диагностики и считываются не только коды ошибок, но и все цифровые данные, прямо или косвенно относящиеся к возникшей проблеме. Здесь надо понимать, что «говорит» сканер и насколько полно он «расшифровывает» найденные неисправности.

На втором этапе все эти данные должны быть дополнительно подвергнуты электрической (аналоговой) проверке. И в первую очередь необходимо тщательно проверить электрическую систему автомобиля (аккумулятор, генератор, провода и контакты), чтобы убедиться в ее полной исправности.

Далее необходимо, чтобы сканер определил проверяемую машину, т. е. разрешил просмотр данных в режиме реального времени (эта функция обычно называется Data Stream – отображение потока данных). Данная функция может использоваться для проверки сигналов датчиков и других элементов систем управления в режиме реального времени. Таким образом, на дисплей сканера выводятся сигналы датчиков автомобиля и параметры системы впрыска топлива в течение некоторого времени в режимах холостого хода, а также увеличения и сброса скорости вращения вала двигателя. После этого проводится анализ полученных результатов и делаются выводы о правильности работы системы, наличии и характере неисправностей. Одним из основных преимуществ того или иного сканера в этом случае является возможность работы в режиме многоканального осциллографа, т. е. получения графиков зависимости параметров не только от времени, но и от других параметров, а также исследование влияния изменения определенного параметра на тот, что выбран для анализа. И еще больше облегчает нахождение причин неисправностей возможность сравнения осциллограмм, полученных при тестировании, со стандартными осциллограммами для подобных автомобилей.

И в завершение следует стереть из памяти контроллера коды ошибок и провести повторную инициализацию системы. При первой активации системы после стирания памяти контроллера управления (это может произойти так же и после отключения аккумулятора в процессе ремонта либо замены каких-либо узлов или деталей) потребуется процедура повторной инициализации.

Большинство автомобильных компьютеров (управляющих устройств) запоминают и хранят данные о функционировании систем автомобиля для оптимизации эксплуатационных характеристик и улучшения работоспособности. После обнуления памяти устройство управления будет использовать значения, заданные по умолчанию, до тех пор, пока не будет записана новая информация о каждом компоненте системы. В течение нескольких рабочих циклов компьютер восстанавливает оптимальные значения и запоминает их снова (устройство управления может запоминать данные о 40 или более параметрах автомобиля). В ходе периода переобучения может наблюдаться некоторое ухудшение «поведения» автомобиля: могут возникнуть резкое или нечеткое переключение передач, низкие или нестабильные обороты холостого хода; могут появиться даже перебои в двигателе, связанные с переобогащением или, напротив, с переобеднением горючей смеси, а также, как следствие, возрастет расход топлива. Однако эти симптомы должны быстро исчезнуть после запоминания компьютером ряда циклов вождения (т. е. примерно через 30–40 км).

Вы можете спросить: «Зачем же тогда нужна вся эта компьютерная диагностика, если окончательное решение все равно принимает специалист?» Дело в том, что человеку свойственно ошибаться, и чем больше информации ему приходится анализировать, тем выше вероятность такой ошибки. А с помощью подобных диагностических систем можно очень эффективно сузить поле поиска и определить характер неисправности, не прибегая к ненужным (а зачастую и очень трудоемким!) «хирургическим» вмешательствам. Кроме того, при проведении регулярной плановой диагностики, результаты которой фиксируются и запоминаются, можно прогнозировать возможные неисправности, которые еще не возникли и не переросли в фатальные. А с исправно работающим мотором (во всяком случае – на первый взгляд) вряд ли кто-нибудь станет всерьез возиться, если только диагностика не будет столь простой, как компьютерная.

Квалифицированная диагностика и поиск неисправности занимают подчас значительно больше времени, нежели починка.

Диагностика при помощи ПК. В качестве устройства для компьютерной диагностики применяются:

1. Стационарные мотор-тестеры – многофункциональные устройства всесторонней автомобильной диагностики, в которых OBD-II-сканер присутствует как малая часть универсальной системы газоанализа, измерения компрессии, давления топлива, разряжения во впускном коллекторе и многого другого. Естественно, стоят такие системы многие тысячи долларов, так что диагностика с их помощью – удовольствие довольно дорогое.

2. Специализированные дилерские сканеры (или так называемые универсальные дилерские приборы) – многофункциональные цифровые устройства, представляющие собой комбинацию мультиметра, осциллографа и микрокомпьютера со специализированной базой (иногда на сменном картридже для конкретной модели автомобиля). Они имеют узкую специализацию по марке, модели и модификации того или иного автомобиля).

3. Компьютерные тестовые системы, которые представляют собой обычный персональный компьютер, ноутбук или карманный компьютер произвольной конфигурации с соответствующим программным обеспечением и диагностическим интерфейсом, являющемся "посредником" между автомобилем и компьютером. В таком соединительном интерфейсе стоит программируемый микроконтроллер c зашитыми протоколами обмена, так что напрямую соединить систему OBD-II с компьютером вам не удастся. Стоимость программного обеспечения вместе с интерфейсом значительно варьируется.

Компьютерная тестовая система является самой гибкой из всех перечисленных. Она позволяет считывать коды OBD-II и потоки данных в реальном времени и представлять их в интуитивно понятном виде, т. е. не в численной форме, а в виде описания возможных неисправностей, в виде таблиц, а также в графическом виде, в том числе в форме многопараметрических графиков. При помощи такой системы можно проводить и виртуальные тесты: изменять вручную один из параметров и смотреть, что будет происходить с остальными. При этом в реальном времени ведется протокол, необходимый для детального анализа переходных процессов. Такие протоколы удобно сохранять в log-файлах по датам, что может пригодиться для ведения плановой диагностики: можно постепенно накапливать «историю мотора» и своевременно выявлять вероятные проблемы. Все данные можно распечатать в удобной для чтения форме, сохранить в формате MS Excel и оставить резервную копию на внешнем носителе.