Передача информации от ЭБУ к сканеру
И ее представление на дисплее сканера
После подключения сканера к диагностическому разъему автомобиля электромеханик может наблюдать на дисплее сканера в цифровом виде значения сигналов с датчиков на входах ЭБУ и выходные сигналы с ЭБУ, передаваемые исполнительныммеханимам. Каждый наблюдаемый сигнал называется диагностическим параметром или просто параметром. Параметры передаются сканеру последовательно один за другим, пока все не будут выведены на дисплей, затем процесс повторяется. Весь набор параметров от начала до конца называется кадром. Передача информации от ЭБУ к сканеру называется потоком цифровых параметров в реальном времени. Кроме параметров, ЭБУ может передавать в сканер коды неисправностей (ошибок).
Размер кадра или число параметров зависят от производителя автомобиля, модели, года выпуска, двигателя, топливной системы, типа зажигания и т.д. Устаревшие автомобили с карбюраторными двигателями помимо кодов неисправностей могут выдавать 12—18 параметров. Кадр на современном автомобиле с инжекторным впрыском топлива может содержать более 60 параметров (табл. 1). За последние годы список кодов неисправностей также значительно возрос.
Таблица 1
| RPM | INTEGRATR | ||
| OPEN/CLSD LOOP | CLSD | EXHAUST OXYGEN | LEAN |
| TPS (V) | 0.64 | BLOCK LAERN | |
| TROTTLE (%) | BLM CELL | ||
| IDLE AIR CONTROL | BASE PW (mS) | 0.5 | |
| DESIRED IDLE | O2 CROSSCOUNTS | ||
| MAF gm/sec | NO | AIRFLOW (gm/Sec) | |
| A/F LEARNED | NO | SPARK ADVANCE (°) | |
| KNOCK | KNOCK RETARD (°) | ||
| PROM ID | TIME | 2:20 | |
| COOLANT (°F) | MAT (°F) | ||
| MAP(kPa) | MAP (V) | 1.60 | |
| BARO (kPa) | YES | BARO (V0 | 0.70 |
| O2 READY | CAT CONV (°F) | ||
| EGR DUTY CYCLE | 13.8 | EGR FDBACK (V) | 1.00 |
| BATTERY (V) | FUEL PUMP (V) | 13.7 | |
| CRANKING RPM | NO | START CLNT (°F) | |
| HI PS PRESSURE | NO | IDLE AIR CONTROL | |
| FAN REQUEST | NO | COOLING FAN | OFF |
| VEH SPEED (MPH) | P/N SWITCH | P/N | |
| TCC COMMAND | P1 | TCC GROUNDED | YES |
| 3RD GEAR | P2 | 4TH GEAR | P1 |
| OVERDRIVE | YES | A/C REQUEST | YES |
Для обозначения параметров широко используются стандартные сокращения.
Сканер может выдавать много параметров, но просматривать их все подряд нерационально. Но по мере усовершенствования вычислительной техники программное обеспечение сканера и ЭБУ становится все более емким и диагностическая система сожет выделять только требуемые (нештатные) значения параметров. В системах ОВD-П это уже делается. В общем случае нужно следовать плану минимального выбора параметров, например диагностической карте, или просмотреть наиболее информативные о работе двигателя показатели:
• убедиться, что для холодного двигателя температура охлаждающей жидкости и воздуха во впускном коллекторе одинаковая;
• клапан регулятора оборотов холостого хода открыт на допустимое число шагов (или %);
• сигнал с датчика кислорода ниже уровня 200 мВ или выше700 мВ, фронты непологие, частота не менее 4 Гц.
6. Скорость обмена данными
Обмен информацией между сканером и компьютером ЭБУ автомобиля происходит через последовательный интерфейс, при этом важным параметром является скорость обмена, которая определяет, как быстро сканер получает данные от ЭБУ и обновляет дисплей. Скорость обмена определяется бортовым компьютером, а не сканером, который обычнопозволяет работать с такой скоростью обмена, которую поддерживает ЭБУ автомобиля.
Например, первые ЭБУ двигателя фирмы General - Motors поддерживали относительно низкую скорость обмена данными в 160 бит. Это означало, что ЭБУ передает сканеру данные со скоростью 160 бит в секунду, весь кадр обновлялся за 1,2 сек. Электронная автоматика более новых моделей автомобилей General - Motors передает данные сканеру со скоростью 8192 бит, обновляя кадр большего размера уже за 200—300мс. Последние модели электронного блока управления для автомобиля Chrysler имеют одну из самых высоких скоростей передачи данных сканеру — 62500 бит, что позволяет передавать весь кадр всего за 11 мс.
Высокая скорость обмена информацией позволяет с помощью сканера регистрировать самые короткие случайные (нерегулярные) отклонения параметров от нормы и проводить контрольно-диагностические замеры на ходу автомобиля.
Доступность потоков цифровых параметров
Для сканеров на различных
Моделях автомобилей
• На большинстве автомобилей General - Motors после 1980 г. имеется возможность получения с помощью сканера информации о параметрах и кодах неисправностей. Есть и исключения: некоторые модели автомобилей не имеют диагностического разъема для подключения сканера, производились в малом количестве и для них отсутствует программное Обеспечение для скаиерной диагностики. Последние модели автомобилей General - Motors соответствуют требованиям стандарта ОВD-II и имеют стандартный 16-штырьковый диагностический разъем в пассажирском салоне.
• На автомобилях Chrysler можно получать с помощью сканера параметры и коды неисправностей, начиная с 1983 г. Первоначально диагностические возможности ЭБУ были сильно ограничены, особенно на моделях с карбюраторными двигателями до 1987 г. На моделях после 1986 г. устанавливаются 16-штырьковые диагностические разъемы в пассажирском салоне и программное обеспечение расширено.
• С 1981 г фирма Ford традиционно придерживается другого подхода к концепции бортовых диагностических систем. На автомобилях Ford .в ЭБУ запрограммированы самотестирующие процедуры, которые запускаются с помощью сканера. Во время выполнения этих процедур ЭБУ активизирует различные системы автомобиля и фиксирует их реакции. Если реакции не соответствуют ожидаемым, устанавливается код ошибки или неисправности. Поток параметров не доступен сканеру. В результате выполнения диагностических процедур на дисплей выводятся только коды неисправностей. Доступ к потоку параметров появился в 1989 году, начиная с автомобиля Lincoln Continental. Вывод параметров через тот же разъем под капотом двигателя, который использовался для самотестирования. Последние модели автомобилей фирмы Ford соответствуют стандартам ОВD-П.
Потоки цифровых параметров и коды неисправностей доступны для сканеров (специализированных от производителя) на большинстве моделей азиатских автомобилей, начиная середины 80-х годов: Acura, Chrysler imports, Daihatsu, Geo, Honda, Hyundai, Isuzu, Lexus, Mazda, Mitsubishi, Nissan, Subaru, Toyota.
На европейских автомобилях потоки цифровых параметров и коды неисправностей недоступны неспециализированным сканерам. Исключение составляют автомобили, выпущенные по 1992 г., диагностические системы которых соответствуют стандарту ОВD-П.
На отечественных автомобилях ВАЗ и ГАЗ доступ к сиcтемным данным ЭБУ производится с помощью сканера ДСТ или компьютерного сканера с программным обеспечением Мотор-Тестер.
8. Работа с потоком цифровых параметров
На современных автомобилях с помощью сканера можно получить доступ к большому (часто избыточному) объему информации. Поэтому при работе со сканером важно правильно выбрать масштаб дисплея и упорядочить информацию о параметрах в зависимости от характера изменения ездовых качеств и характара диагностируемой проблемы. Как правило, имеется возможно разбивать параметры на группы и просматривать их в таком виде. Состав групп определяется по «умолчанию», но может изменяться пользователем в соответствии с характером решаемой задачи.
Типичная последовательность операций со сканером при жалобах на ухудшение ездовых качеств автомобиля следующая:
• подсоединить сканер, включить зажигание без запуска двигателя и получить параметры от ЭБУ;
• получить коды ошибок и неисправностей и записать их для использования в дальнейшем;
• запустить двигатель, получить параметры от ЭБУ. Первый шаг иногда может сразу дать результат. При включенном зажигании, но выключенном двигателе по значениям параметров легко определяются обрывы и замыкания в электрических цепях. Например, замыкания и обрывы в цепях датчиков приводят к максимальным или минимальным значениям их показаний (при выключенном двигателе значения параметров постоянны и легко обнаруживаются). При включенном двигателе ЭБУ может произвести замену сигналов от нештатно функционирующих датчиков на сигналы от схем резервирования, работающих по программе «доехать до гаража». Сканер зарегистрирует последние (аварийные) сигналы, и обнаружить отклонения теперь будет гораздо сложнее.
Следующий шаг (получение кодов ошибок и неисправностей) может указать на неисправную или неправильно работающую цепь. На этом этапе важно записать все коды, так как затем в процессе устранения неисправностей они могут быть стерты из памяти ЭБУ.
9. Запись данных (работа в режиме снимка)
Одной из наиболее полезных функций сканера является запись потоков цифровых параметров или системных данных вовремя ездовых испытаний и их воспроизведение для последующего изучения. Этот режим работы называется режимом снимка. Снимок состоит из отдельных кадров. В зависимости от сканера и модели автомобиля в снимок можно поместить до 150 кад параметров.
Для записи данных сканер подключают к диагностическому разъему автомобиля и устанавливают связь с ЭБУ. Затем проводят ездовые испытания так, чтобы спровоцировать появл симптома неисправности, на которую имелись жалобы. Когда симптом проявится (например, в виде толчков или рывков) сканере следует нажать кнопку синхронизации записи. Некоторые модели сканеров позволяют программировать автоматическое включение синхронизации записи параметров при появлении кода неисправности. Сканер работаеттаким образом, что производит запись снимка, даже в тех случаях когда, имеется небольшое запаздывание между временем появления симптом и началом записи.
После установки режима записи параметров сканер постоянно заносит системные данные в свою память. На большинстве сканеров в память помещается около 100 кадров параметров. При поступлении очередного кадра ранее записанная информация стирается из памяти. По сигналу «синхронизация записи» сканер компилирует (размещает) данные в памяти таким образом, что 75—80% кадров в снимке соответствуют ситуации до нажатия кнопки синхронизации (или до появления кода ошибки), остальные кадры соответствуют данным этого события. После фиксации снимка обновление данных прекращается.
При покадровом воспроизведении снимка параметры появляются на дисплее, как и в реальном времени. Одновременно вводится информация о номере кадра в снимке. Кадр с нулевым номером соответствует моменту синхронизации, кадры до момента синхронизации имеют отрицательные номера, кадры после момента синхронизации — положительные. Анализируя изменения значений параметров и коды неисправностей при покадровом воспроизведении снимка можно выявить причины непостоянных отказов. Имеется возможность конфигурирования дисплея и сортировки параметров.
10. Программные картриджи
Современные программные картриджи обеспечивают работу сканера, в режиме помощи (контекстной справки), что ускоряет обнаружение и устранение неисправностей на автомобиле. В справке приведена хорошо организованная информация по диагностике, устранению неисправностей, кодам ошибок, симптомам ухудшения ездовых качеств и т.д. Справочная система программного картриджа содержит описания и пошаговые инструкции по выполнению алгоритмов из диагностических карт, разработанных производителями автомобилей. Это не позволяет оператору пренебречь частью необходимых этапов. Так как вся стандартная информация выводится на дисплей сканера, нет необходимости искать что-либо в сервисной документации.
Имеются программные картриджи, поддерживающие многооконный режим работы, т.е., например, можно свернуть окно диагностической программы, выполнить ряд тестов для цепей или компонентов и снова вернуться к диагностической последовательности. Некоторые программы предназначены только для пошагового мониторинга тестов компонентов автомобиля.
В потоке параметров иностранного автомобиля можно столкнуться со значениями температуры в градусах Фаренгейта (t °F), тогда как, в России более привычно использование градусов Цельсия (t °С.). Например, ошибаясь с единицей измерения, можно посчитать, что двигатель с температурой 86 °F уже прогрет, но это только 30 °С и двигатель пока холодный. Для пересчета температур используется формула:
T °С = 5/9(t °F - 32)
В таблице 2 приведены значения температур охлаждающей жидкости для прогретого двигателя:
Таблица 2
| Тип ДВС | По Фаренгейту | По Цельсию |
| Обычн. | (180-195)F° | (82-93)°C |
| Форсир. | (195-215)°F | (91-102)°C |
11. Компьютерные сканеры
Сканер имеет небольшой по размеру дисплей, просматривая данные на нем не всегда удобно, даже используя прокрутку кадра. Обычно имеется возможность подключения сканера к пенальному компьютеру через последовательный порт для переноса данных. Специальное программное обеспечение позволяет просматривать данные со сканера в табличном и графическом виде на мониторе компьютера, сохранять их, создавать базы данных по обслуживаемым автомобилям.
Большинство программ реализуют показ данных со сканера на персональный компьютер в табличном или графическом виде. В табличном виде (табл. 3) значения параметров представлены, как на дисплее сканера, но организованы в столбцы по кадрам. Имеется возможность горизонтальной и вертикальной прокруток. В графическом виде (рис. 2) значения параметров нанесена график относительно оси времени в соответствии с номерами кадров. Такой способ позволяет наглядно представить до 100 кадров одновременно. Для перемещения между кадрами и точно считываются значений параметров используется визир (прямая вертикальная линия).
Таблица 3
| № кадра | +2 | +3 | +4 | +5 | +6 | +7 | +8 |
| Параметры | |||||||
| RPM | |||||||
| O2S (mV) | |||||||
| FUEL TRIM | |||||||
| FUEL TRIM CELL | |||||||
| TP SENSOR (V) | 0.70 | 0.70 | 1.96 | 0.68 | 3.24 | 0.70 | 0.70 |
| TIME | 6.19 | 6.19 | 6.19 | 6.20 | 6.20 | 6.20 | 6.20 |
Рис. 2. Данные в графическом виде на мониторе компьютерного сканера
Например, положению правого визира на рис. 2 соответствуют следующие значения параметров: число оборотов двигателя — 840 об/мин (FREQ), дроссельная заслонка открыта на 42% (ТНR), угол опережения зажигания 13° (UOZ).
Сканер — это всего лишь портативный компьютер, подключаемый через последовательный интерфейс к другому компьютеру в ЭБУ автомобиля для обмена данными.
Имеются программы для персональных компьютеров, позволяющих вводить в них информацию через последовательный порт с автомобильного диагностического разъема, нужен только соответствующий соединительный кабель. Персональный компьютер в таком случае выполняет функции сканера, его иногда так и называют — компьютерный сканер. Информацию удобнее считывать с монитора компьютера (рис. 2), чем с маленького дисплея сканера. При использовании персонального компьютера нет необходимости иметь комплект программных картриджей, т. к. емкость жесткого диска компьютера позволяет хранить на нем все необходимые программы. С другой стороны, персональный компьютер не приспособлен к работе в дороге или в тяжелых условиях авторемонтной мастерской. Поэтому на практике используются как сканеры где отдельных устройств, так и сканеры на основе персональных компьютеров.
12. Диагностическая программа «Мотор-Тестер»
На рынке имеется отечественное и зарубежное программное обеспечение, позволяющее использовать персональный компьютер в качестве автомобильного сканера. В России хорошо известна диагностическая программа «Мотор - Тестер» (далее МТ), разработанная в НПП «Новые Технологические Системы», г. Самара.
Программа МТ предназначена для диагностики двигателя внутреннего сгорания автомобилей, оснащенных системами электронного управления впрыском топлива. Программа используется для проведения технического обслуживания и ремонта автомобилёй на станциях технического обслуживания, автосервиса владельцем автомобиля при наличии компьютера типа IBM PC. При установке программы на портативный компьютер ееможноиспользовать и при ездовых испытаниях.
Программа «Мотор-Тестер» считывает и обрабатывает данные с электронного блока управления (ЭБУ) автомобиля через вставляемый адаптер, обеспечивает возможность сохранять, просматривать и распечатывать полученную информацию, а также управлять исполнительными механизмами двигателя.
Программа позволяет:
• отображать в динамике все контролируемые параметры ЭБУ, просматривать как в цифровом, так и в графическом виде до 7 параметров одновременно;
• управлять исполнительными механизмами двигателя в процессе отображения интересующих параметров;
• определять значения параметров в необходимый момент времени, т. к. система записи и просмотра поступающей информации, снабжена набором визиров;
• получать сведения об ошибках ЭБУ, паспортах ЭБУ, двигателя, калибровок, таблицах коэффициентов топливоподачи;
• проводить, испытания по определению частоты вращения коленвала, механических потерь, скорости прогрева двигателя и другие, в зависимости от типа ЭБУ;
• создавать и вести базу данных о владельцах автомобилей, а также персональные базы данных для каждого автомобиля по проведенным диагностикам, сохранять в базе данных графики параметров;
• благодаря удобному интерфейсу легко управлять процессом диагностики автомобиля.
Программа «Мотор-Тестер» может быть использована при проведении диагностики следующих электронных систем управления:
BOSСН — М1, 5.4; М1. 5.4N; МР-7.0.
GМ — ISFI-2S (распр. впрыск); EFI-4 (центр. впрыск).
ГАЗ — МИКАС-М1.5.4; М1.5.4КЗ; МИКАС-7.1.
АВТРОН — МL5.4; МKД-105.
ВАЗ — ЯНВАРЬ 4; ЯНВАРЬ 5.1.
Электронные измерительные приборы для диагностики электрооборудования автомобилей. Автомобильные осциллографы
Автомобильный Осциллограф — это двухмерный электронный вольтметр, который показывает, как напряжение изменяется во времени.
Многие годы осциллографы применялись в автосервисе для контроля первичных и вторичных цепей зажигания, а также некоторых устройств системы электроснабжения автомобиля, теперь используют портативные автомобильные осциллографы для наблюдения низко уровневых сигналов в электронных цепях управления. Осциллограф — универсальное средство при поиске непостоянных (нерегулярных) неисправностей.
В практике обслуживания автомобилей используются аналоговые и цифровые осциллографы. В цифровых осциллографах встроенный компьютер подвергает входной сигнал аналоговому преобразованию. Полученные таким образом цифровые значения амплитуд напряжений в момент выборки выводят на дисплей (обычно жидкокристаллический), точки соединив между собой линиями.
Как и в других цифровых измерительных приборах, частота горизонтальной развертки автомобильного осциллографа неввелика, около 7 Гц. Тем не менее цифровой осциллограф выдает детальную информацию о наблюдаемом сигнале. В автомобиле осциллографах обычно предусмотрены такие функции, как отделение минимального и максимального напряжения сигнала, запись данных, передача данных на компьютер.
Современный автомобильный осциллограф — это сложный электронный измерительный прибор, частично выполняющий и функции компьютерного мотор-тестера. Например, осциллограф Fluke-98, который показан на рис. 1 может работать в режиме запоминающего осциллографа, мультиметра, с помощью кабелей с дополнительными преобразователями измеряет температуру, давление, ток, напряжение во вторичной цепи зажигания и т. д. В памяти Fluke-98 хранятся характерные осциллограммы сигналов (шаблоны) для различных компонентов электрооборудования автомобилей. Это позволяет автоматически тестировать (проверять на работоспособность) различные элементы электрооборудования и электроники по образцовым сигналам (по шаблонам). Так проверяются различные датчики, система электроснабжения, полупроводниковые элементы, относительная компрессия в цилиндрах и т.п.
Рис. 1. Автомобильный осциллограф Fluke 98
2. Логические пробники
Сканеры и автомобильные осциллографы являются эффективными средствами диагностики электрооборудования автомобилей. Однако есть и другие электронные приборы для диагностики, которые в некоторых случаях оказываются и более простыми и более удобными.
Показанный на рис. 2 логический пробник — это относительно простой прибор, электронный аналог контрольной лампы. Контрольная лампа имеет низкое входное сопротивление, ее применение может привести к выходу из строя элементов в высокоомных микроэлектронных схемах.
Рис. 2. Логический пробник
Логический пробник имеет высокое входное сопротивление, оказывающее влияния на тестируемые электрические цепи применяется для безопасного тестирования низковольтных поточных цепей. Два провода соединяют прибор с внешним источником питания, например с аккумуляторной батареей, а подключается к исследуемой цепи. Пробник и исследуемая электрическая цепь должны иметь общую землю «массу». На корпусе пробника располагается 3 светодиода (красный, зеленый, желтый), некоторые модели снабжены звуковым сигналом.
На большинстве моделей логических пробников имеется переключатель диапазонов рабочих напряжений с положениями СМOS и ТТЬ. СМ05 — для электронных систем с рабочим напряжением 16 В, а ТТL — для рабочего напряжения 8 В. Электронная схема в пробнике делит подаваемое на щуп напряжение на три зоны: низкое, среднее и высокое. Например, по отношению к напряжению автомобильного аккумулятора 12,6 В зоны будут такими: 0 — 4,2 В,— низкое напряжение; 4,3 — 8,4 1 среднее напряжение; 8,5 — 12,6 В — высокое напряжение. Обычно для сигнала с высоким напряжением включается красным светотодиод, для низкого напряжения — зеленым. Для сигнала во внешней зоне светодиоды не включаются. Желтый светодиод включается при подаче на щуп импульсного сигнала. При этом во время нахождения амплитуды импульсного напряжения в соответствующей зоне загорается красный или зеленый светодиод.
Логический пробник может информировать пользователя о наличии напряжения только в определенной зоне значений, и его диагностические возможности ограничены. Но он быстро позволяет проверить цепь на наличие напряжения по отношению к «массе». Например, при незапуске двигателя с помощью логического пробника можно быстро проверить напряжение на катушке зажигания, на топливном насосе и на других элементах.
3. Автомобильные цифровые мультиметры
Автомобильный цифровой мультиметр — это цифровой тестер с многосегментным дисплеем на жидких кристаллах, с высоким входным сопротивлением (рис., 3). Цифровой мультиметр является неотъемлемой частью диагностического оборудования.
Рис. 3. Автомобильный цифровой мультиметр
Выполняет функции нескольких измерительных приборов, измеряй силу тока, напряжение, частоту, длительность импульса.
Мультиметр удобен для проверки состояния электрических цепей, но для проверки их функционирования он обычно не применяется. На цифровом дисплее мультиметра применяется только низкая скорость обновления информации, что связано с особенностями человеческого зрения. Т.к. человеческий пй различает быстрое изменение цифр на дисплее, мультиметр показывает только средние или фиксированные значения электрических сигналов с низкой кадровой частотой обновления диапазон (обычно не более 4-х Гц).
Некоторые модели автомобильных мультиметров имеют аналоговый дисплей (помимо цифрового) и обладают возможностью записи минимального и максимального значений контролируемого сигнала. Имеется возможность обновлять показания 40 раз в секунду. Но на некоторых моделях мультиметров аналоговый дисплей работает на той же частоте, что и цифрой.
Несмотря на невозможность наблюдения и измерения дни ческих процессов с помощью мультиметра, автомобильные цифровые мультиметры нашли широкое примеение для диагностики неисправностей в электрических и электронных схемах. Мультиметры обладают универсальностью, простотой, быстрой подготовке к работе и точностью измерений.
При диагностировании автомобильных электронных систем управления применяются и другие специализированные измерительные приборы: тестеры датчиков, тестеры форсунок и т.д.