Понятие интерфейса между объектом, управляемым при помощи компьютеризированного оборудования, и устройством, выполняющим функции контроля и диагностики, подразумевает жёсткую стандартизацию протокола обмена информацией. В случае автомобиля необходимость в этом присутствует, но в единообразии не очень заинтересованы производители.
Однако на законодательном уровне всё же удалось создать нечто стандартное, удобное для проверяющих организаций и частных предприятий по диагностике и ремонту. Это интерфейсный диагностический разъём OBD II, которым сейчас снабжены практически все автомобили.
История диагностики с OBD II
Изначально мало кто заботился об удобстве автомобильных диагностов. Микрокомпьютеры, управляющие агрегатами машины, могли быть проверены дилерскими средствами, в свободную продажу не поступающими и открытыми кодами не обеспеченными. Поэтому первый шаг был сделан государственными организациями, призванными следить за экологической чистотой транспорта.
Появился контрольный стандарт в США, где Калифорния всегда славилась, как самый требовательный к ограничению загрязнений окружающей среды двигателями внутреннего сгорания штат.
По теме: Что такое CAN-шина в автомобиле (устройство и схема подключения)
К середине 90х годов описание разъёма окончательно сформировалось в виде OBD II, то есть второго финального варианта исполнения. On-Board Diagnostics II стал обязателен к применению на всех автомобилях в США после 1996 года.
Что такое EOBD
Встречающаяся аббревиатура EOBD особого смысла в понятие OBD не добавляет, и даже нет точной определённости, что значит дополнительная буква в начале.
Это может быть сокращение от European, намёк на дополнительные способности Enhanced или просто бессмысленная приставка Electronic (других просто не существует).
Но чаще склоняются к началу внедрения позитивного американского стандарта в производство европейских автомобилей. Тем более, что рынок США всегда считался самым важным.
В результате параллельно с американскими стандартами на диагностический интерфейс SAE образовались и общемировые ISO.
В большинстве случаев идентичные, но с другими цифробуквенными обозначениями, а чаще применяется тот, который раньше появился. Это относится к протоколам физического и логического уровней.
Основная функция диагностического разъема
Диагностический разъём необходим для возможности организации связи внешнего контрольного компьютера с внутренними вычислительными ресурсами автомобиля. Через него информация визуализируется на мониторах и может быть считана и проанализирована специалистами автосервисов.
Это позволяет своевременно и быстро найти неисправность, тем самым, с точки зрения законодателей, оперативно предотвратить экологическое нарушение, а мастера получили инструмент, с помощью которого постепенно смогли выполнять те же сервисные процедуры, что и официальные дилеры.
Где находится
Расположение разъёма также стандартизировано, расстояние от руля не должно превышать 16 дюймов, более того, указаны совершенно точные места в нескольких вариантах для монтажа разъёма.
Обычно он прикрыт от загрязнений, но точное расположение в конкретном автомобиле и способ доступа хорошо известен ремонтникам.
Распиновка разъема ОБД 2
Очевидно, что назначение всех контактов в подобной системе должно быть чётко прописано. Использован стандартный 16-контактный разъём. а наиболее важные соединения однозначно привязаны к номерам контактов (пинам):
- положительная и отрицательная линии интерфейса типа SAE J1850 разведены на 2 и 10 контакты соответственно;
- аналогично линии High и Low CAN-шины (ISO 15765-4, SAE J2284) задействуют 6 и 14 контакты;
- на свободные контакты может быть выведена и низкоскоростная CAN-шина;
- 7 и 15 контакты используются для интерфейсов K-line и L-line ISO 9141-2 и ISO 14230;
- контакты 4 и 5 отведены под силовое и сигнальное заземление, могут быть просто соединены вместе перемычкой;
- постоянное питание 12 Вольт вне зависимости от включения зажигания подаётся на 16 контакт;
- остальные контакты жёстко не стандартизированы, производители часто используют их на своё усмотрение, например, для подачи напряжения питания после замка зажигания или главного реле, вывода питающего провода бензонасоса или коммутации цепей иммобилайзера.
Использование тех или иных контактов можно определить визуально, обычно если цепь не применяется, то пин в гнезде отсутствует полностью.
Классификация протоколов
Привести всё к единому протоколу обмена не удалось, поскольку система разрабатывалась и внедрялась сразу многими производителями, а затем непрерывно совершенствовалась, что продолжается и сейчас.
Удивительно ещё, что протоколов относительно немного. Укрупнённо их можно насчитать примерно девять, хотя если замечать все различия, то гораздо больше. Но особых проблем с совместимостью не возникает, сканеры включают в себя все интерфейсы, от первых, до самых совершенных.
A
Протоколы класса A самые низкоскоростные, но одновременно и простые, базируются на традиционных компьютерных последовательных интерфейсах, то есть не требуют значительных мощностей в виде преобразующих микроконтроллеров. Скорость до 10 кбит в секунду. Это то, что называют K-line.
B
Чуть более быстрые и сложные интерфейсные последовательные протоколы, лучше защищены от помех, используют различные виды модуляции цифрового сигнала. Скорость примерно в 5-10 раз выше.
C
Пока самые современные протоколы, к ним относится CAN-шина, то есть скорость порядка 500 кбит/c, увеличена разрядность кодовых посылок и усложнены прочие алгоритмы. Хорошая помехозащищённость дифференциального сигнала с витой пары.
Протокол ISO9141
Содержит два провода K и L, хотя обмен вполне возможен и по двунаправленной K-линии, без контроля по L. Раньше широко использовались «шнурки» — универсальные K-line адаптеры. Работает вполне надёжно, но очень медленно.
J1850 VPW
Относится к группе протоколов американского стандарта J1850. Применяется на машинах GM. Работает впятеро медленнее, чем полностью аналогичный по логике J1850 PWM, используемый Ford.
Различаются интерфейсы по физической реализации, одно- или двухпроводные линии, модуляция по широте или по скважности. Описаны в одном стандарте.
Расшифровка ошибок по системе OBD2
Общим для всех производителей являются коды ошибок DTC (Diagnostic Trouble Code), не всегда и всеми соблюдаемые, но к этому стремятся. Обычно каждый код содержит четыре или пять знаков.
Первый знак
Им может быть одна из четырёх букв:
- B – кузов, то есть код относится к кузовному оборудования, салону и прочему;
- P – силовой агрегат;
- C – шасси;
- U – сетевое обеспечение.
Подобная локализация задумана для удобства работы с кодами на ранних этапах, без расшифровок.
Второй знак
Второй знак примерно относит кодировку к стандартной на уровне ISO или используемой производителем. Здесь пока единства нет. «0» — это кодовая страница ISO или SAE.
Третий знак
Конкретизирует подсистему, где произошла неисправность. Согласно таблицам, где приводятся все коды, это может быть зажигание, питание, электронное обеспечение, элементы трансмиссии и прочие группы устройств.
Четвертый и пятый символы
Данные знаки выступают в роли двузначного кода, конкретизирующего произошедшую ошибку. Например, обрыв, замыкание, пропуск, выход значений из допустимых рамок. Выглядят хорошей подсказкой диагносту, хотя и не всегда.
OBD2 и ELM327
Считывать информацию и организовывать обмен через OBD можно самыми разнообразными профессиональными и любительскими устройствами. Но одна из фирм сделала удачный ход, создав прошивку универсального микроконтроллера, превратившего его в инструмент, преобразующий сигналы диагностического разъёма в типовой код для стандартного интерфейса бытовых компьютеров.
Небольшой приборчик, содержащий в типовом случае программируемый контроллер, микросхемы питания, электрически перезаписываемой памяти и связи по типовым интерфейсам (трансмиттеры), по габаритам ненамного крупнее разъёма.
Он устанавливается в розетку OBD2 и выдаёт сигнал стандартного последовательного интерфейса UART, известного ещё с первых персональных компьютеров. Физически его можно передавать в ноутбук, компьютер или планшет через распространённые интерфейсы USB, Bluetooth или Wi-Fi.
Это интересно: Расшифровка всех значков на приборной панели автомобиля
Информация обрабатывается и преобразуется в визуально удобную программным обеспечением персонального компьютера или смартфона. Приложения могут быть разного уровня сложности, платные и бесплатные, вплоть до наличия дилерских алгоритмов, если их уже написали для конкретной машины.
При этом сам адаптер остаётся простым, универсальным и дешёвым. Надо только проследить за наличием в нём всех рекламируемых возможностей по реализуемым функциям и протоколам. Это ещё не профессиональный уровень, но уже очень удобно во многих практических применениях.
