Диагностика электронных блоков управления двигателями автомобилей с помощью Android-устройств
В статье рассматриваются вопросы, связанные с использованием смартфонов и планшетов, работающих под управлением операционной системы Android, для диагностики электронных блоков управления двигателями автомобилей, поддерживающих протокол OBD 2.
Первые разработки в области встроенных средств диагностики систем управления автомобильными двигателями относятся к концу 60-х годов прошлого века. Относительно массовыми подобные системы стали в 80-е годы, когда автопроизводители начали переход на системы подачи топлива с электронным управлением. В частности, в 1980 году компания General Motors реализовала собственный интерфейс и протокол для тестирования модуля управления двигателем Assembly Line Diagnostic Link (ALCL). Информация о неисправности (диагностический код неисправности, DTC) могла быть считана с помощью специального сервисного сканера, а владелец автомобиля извещался о неисправности определенным количеством миганий индикатора "Check Engine" или специального светодиода, подключаемого к диагностическому разъему. В процессе дальнейшего совершенствования систем встроенной диагностики были стандартизированы набор команд и тип интерфейсного разъема, а саму систему стали называть OBD (On Board Diagnostics). Однако интерфейс и протоколы OBD первого поколения не были стандартизированы, что помешало созданию универсальных средств диагностики автомобилей разных производителей.
В 1994 году была разработана вторая версия системы встроенной диагностики OBD 2 (также обозначается OBD-II), которая была достаточно тщательно стандартизирована. Стандарт OBD 2 определял тип диагностического разъема, расположение и назначение контактов, уровень сигналов, набор сигнальных протоколов и формат обмена сообщениями. С 1996 года использование OBD 2 стало обязательно для автомобилей, выпускаемых и продающихся на территории США. Для европейского автомобильного рынка поддержка OBD 2 (EOBD) становится обязательной для бензиновых двигателей с 2001 года, а для дизельных - с 2003 года. Таким образом, появилась возможность использования универсальных сканеров для диагностики автомобилей разных производителей.
Изначально подобные системы представляли собой специализированные автономные тестеры, умеющие считывать данные по протоколу OBD 2. Причем, несмотря на стандартизацию протокола, часть функций того или иного тестера была специфична для автомобилей определенного производителя. Для работы с электронным блоком управления двигателем (ЭБУ, ECU) используются определенные стандартами ISO 9141 и ISO 14230 шина K-Line/L-Line (7-й и 15-й контакты диагностической колодки разъема OBD 2), шина SAE J1850 (2-й и 10-й контакты диагностической колодки разъема OBD 2) либо CAN-шина ISO 15765 (6-й и 14-й контакты диагностической колодки разъема OBD 2).
Другим направлением развития систем автомобильной диагностики была разработка технических средств, позволяющих связать автомобиль, компьютер и соответствующее программное обеспечение. Этот способ достаточно универсален и открывает широкие возможности по диагностике ЭБУ с возможностью подбора наиболее подходящего программного обеспечения для работы с автомобилями разных марок.
Таблица 1. Назначение контактов OBD-разъема
Контакт (№ вывода) | Описание |
 |
1 | OEM |
2 | Bus+ Line (SAE-J1850 PWM and SAE-1850 VPW) |
3 | OEM* |
4 | Общий (кузов автомобиля) |
5 | Общий (сигнальный) |
6 | CAN high (ISO 15765-4 and SAE-J2284) |
7 | K-Line (ISO 9141-2 and ISO 14230-4) |
8 | OEM |
9 | OEM |
10 | Bus- Line (SAE-J1850 PWM and SAE-1850 VPW) |
11 | OEM |
12 | OEM |
13 | OEM |
14 | CAN low (ISO 15765-4 and SAE-J2284) |
15 | L-Line (ISO 9141-2 and ISO 14230-4) |
16 | Напряжение АКБ |
* - Использование OEM -контактов определяется производителем автомобиля. В частности они могут использоваться для подключения дополнительных ЭБУ (системы ABS, подушек безопасности и т.д.) |
Кроме того, протокол OBD 2 и соответствующий диагностический разъем (см. назначение контактов в таблице) активно используются для подключения устанавливаемых на автомобиле бортовых компьютеров. В отличие от диагностических сканеров эти устройства в режиме реального времени контролируют параметры работы двигателя (сигналы с датчиков) и оповещают водителя о возникающих ошибках. Набор возможностей бортовых компьютеров зависит от производителя. Как правило, штатные бортовые компьютеры от производителя автомобиля отображают минимальный набор данных о работе двигателя, тогда как подобные устройства от сторонних производителей отображают достаточно много разнообразных параметров, могут считывать диагностические коды ошибок ЭБУ, а также выполнять сброс накопленных ошибок.
В последние годы еще одним из набирающих популярность направлением развития систем диагностики ЭБУ двигателей стало использование мобильных устройств, в первую очередь смартфонов, планшетных компьютеров и навигаторов. Данный способ является достаточно универсальным и позволяет контролировать параметры работы двигателя и производить считывание/сброс ошибок.
Если говорить о технической части, то для сопряжения мобильного устройства с ЭБУ двигателя чаще всего используются разнообразные адаптеры, добавляющие возможность считывать параметры работы двигателя с использованием беспроводных протоколов. Чаще всего речь идет об устройствах, именуемых "Преобразователь OBD2-Bluetooth" (Bluetooth OBD 2 Auto Scanner). Типичная аппаратная платформа подобных сканеров - контроллер ELM327, выполняющий преобразование ряда используемых в диагностических шинах автомобилей протоколов в протокол RS232. Последняя версия программного обеспечения от производителя чипа - 2.1, а набор поддерживаемых диагностических протоколов включает в себя следующие:
-SAE J1850 PWM (41.6 kbaud).
-SAE J1850 VPW (10.4 kbaud).
-ISO 9141-2 (5 baud init, 10.4 kbaud).
-ISO 14230-4 KWP (5 baud init, 10.4 kbaud).
-ISO 14230-4 KWP (fast init, 10.4 kbaud).
-ISO 15765-4 CAN (11 bit ID, 500 kbaud).
-ISO 15765-4 CAN (29 bit ID, 500 kbaud).
-ISO 15765-4 CAN (11 bit ID, 250 kbaud).
-ISO 15765-4 CAN (29 bit ID, 250 kbaud).
-SAE J1939.
Типичная цена адаптеров на основе ELM327 от китайских производителей составляет около $10...15. В продаже встречаются и более дешевые версии подобных адаптеров. Однако из-за использования устаревших/контрафактных версий программного обеспечения контроллера подобные устройства могут иметь ряд проблем в части совместимости с ЭБУ двигателя. Технически OBD2-Bluetooth-адаптер представляет собой устройство, подключаемое к OBD-разъему автомобиля. Габаритные размеры подобного адаптера могут варьироваться, так же, как и набор установленных на адаптере светодиодных индикаторов. Базовый набор индикаторов включает в себя:
-Power (питание);
-OBD Tx/Rx (передача данных ODBD2);
-RS232 Tx/Rx (передача данных последовательного интерфейса).
При этом индикаторы Rx (прием данных) и Tx (передача данных) для каждого из интерфейсов могут быть раздельными.
Рис. 1. Внешний вид адаптеров OBD2-Bluetooth: стандартный и мини
Рис. 2. Установка сопряжения OBD2-Bluetooth-aganrepa с мобильным устройством: а - поиск Bluetooth-устройств, б - ввод PIN-кода
В общем случае порядок работы с OBD2-Bluetooth-адаптерами выглядит следующим образом:
1.Устанавливают адаптер в диагностический разъем автомобиля.
2.На мобильном устройстве включают соответствующий беспроводной интерфейс и устанавливают сопряжение между мобильным устройством и адаптером. При установке сопряжения с OBD2-Bluetooth-адаптерами может потребоваться ввод кода, в качестве которого обычно выступает комбинация "0000" или "1234".
3.На мобильном устройстве запускают соответствующую диагностическую программу и, при необходимости, выполняют ее настройку.
Рис. 3. Установка приложения Torque Lite из магазина приложений Google Play
Для смартфонов и планшетов, работающих под управлением операционной системы Android, одним из наиболее популярных программных средств для работы с ЭБУ является приложение Torque, доступное в виде бесплатной и платной версий:
-Torque Lite в Google Play [1].
-Torque Pro в Google Play [2].
В части базового функционала платная и бесплатная версии программы схожи - они поддерживают считывание основных данных о текущем режиме работы двигателя, ошибках, хранящихся в памяти ЭБУ и дают возможность их сброса. Torque Pro предлагает более удобный интерфейс и ряд дополнительных возможностей, а бесплатная версия приложения отображает рекламу. В рамках данной статьи рассмотрение будет вестись на примере приложения Torque Lite. Интерфейс приложения русифицирован, но русификация не является полной.
Рис. 4. Настройка параметров подключения Torque Lite к OBD2-Bluetooth-адаптеру
Рис. 5. Настройка набора отображаемых Torque Lite параметров работы двигателя: а - выбор типа шкалы, б - выбор данных, в - выбор размера индикатора
Для работы приложения Torque Lite необходимо, чтобы активация Bluetooth-интерфейса и сопряжение мобильного устройства и OBD2-Bluetooth-адаптера были выполнены заранее, до запуска приложения. В большинстве случаев какие-либо дополнительные настройки приложения Torque Lite для его подключения к OBD2-Bluetooth-адаптеру не требуются. При установленном сопряжении между мобильным устройством и OBD2-Bluetooth-адаптером выбор необходимого протокола работы с ЭБУ двигателя будет выполнен автоматически.
В случае если Torque Lite не смогло автоматически установить связь между блоком управления двигателем и мобильным устройством, можно попробовать установить подключение вручную, задав параметры в настройках приложения. Для этого в секции "Настройки OBD2/ELM адаптера" в пункте "Connection" выбирают тип подключения (Bluetooth или Wi-Fi), а в пункте "Device" - нужное устройство.
После успешного установления соединения ЭБУ с приложением Torque Lite на экране Android-устройства отображается некоторый набор базовых параметров работы двигателя. Список возможностей Torque Lite достаточно обширен, однако в рамках этой статьи остановимся на двух моментах: просмотре текущих параметров работы двигателя и считывании ошибок ЭБУ.
Важной особенностью приложения Torque Lite является возможность гибкой настройки набора отражаемых параметров под свои нужды, для этого используют пункт "Добавить экран" основного меню приложения или пункт "Add display" меню, выводимого на экран по долгому касанию. Информация может отображаться в виде аналогового (стрелочного) индикатора, цифрового индикатора, а также в виде графика.
Параметры, для которых есть информация (данные от ЭБУ двигателя), обозначены "*". Остальные параметры либо являются расчетными, либо не поддерживаются для используемого блока управления двигателем. Также при настройке набора отображаемых параметров также можно выбрать размер элемента, что позволит учесть размеры дисплея используемого мобильного устройства и вместить на рабочий стол нужный набор информации. Всего для размещения информации в приложении Torque Lite доступно 7 рабочих столов. Отдельно отметим All Data Widget, отображающий в одном окне весь набор информации, поступающий от ЭБУ двигателя.
Рис. 6. Просмотр информации о работе двигателя в Torque Lite
Рис. 7. Просмотр и сброс ошибок ЭБУ двигателя: а - выбор действия, б - считанные ошибки ЭБУ двигателя, в - подтверждение сброса ошибок ЭБУ
Для считывания ошибок, хранящихся в памяти ЭБУ, в меню "Torque Lite" выбирают пункт "Fault Codes", где задают нужное действие: "Show logged fauts" (текущие ошибки), "Показать отложенные ошибки", "Показать исторические ошибки". Для выполнения сброса накопленных в ЭБУ ошибок служит пункт "Clear logged faults" меню считывания ошибок. Выполнение сброса понадобится подтвердить.
Также приложение Torque Lite позволяет выполнять ряд других операций, полезных при диагностике автомобильных двигателей. В частности, режим протоколирования поездки (включая параметры работы двигателя) может пригодиться при выявлении плавающих неисправностей.
Резюме
На взгляд автора, появление возможности диагностики ЭБУ автомобильных двигателей с помощью мобильных устройств - шаг очень логичный. Особенно, если учесть высокую степень проникновения смартфонов и сравнительно низкую стоимость OBD2-Bluetooth-адаптеров. Наиболее актуальна подобная возможность на автомобилях, не оснащенных бортовым компьютером с функцией считывания и сброса ошибок ЭБУ двигателя. Использование OBD2-Bluetooth-адаптера в связке с Torque Lite (или любым аналогичным приложением) позволяет в любое время выяснить причину возникшего "Check Engine" и выполнить нужные действия по диагностике и устранению неисправности, в том числе и в "полевых" условиях.
Интернет-ресурсы
1.https://play.google.com/store/apps/details?id=org. prowl.torquefree
2.https://play.google.com/store/apps/details?id=org. prowl.torque
Автор: Антон Печеровый (г. Орел)
Источник: Ремонт и сервис