Бортовая диагностика ( OBD ) — это термин, обозначающий возможности автомобиля по самодиагностике и составлению отчетов. В Соединенных Штатах эта самодиагностика является требованием соответствия федеральным стандартам выбросов для обнаружения неисправностей, которые могут увеличить выбросы выхлопных газов автомобиля более чем на 150% от стандарта, по которому она была первоначально сертифицирована. [1]
Основным преимуществом этого является то, что системы OBD предоставляют владельцу транспортного средства или специалисту по ремонту доступ к состоянию различных подсистем автомобиля. Объем диагностической информации, доступной через OBD, сильно различался с момента ее появления в версиях бортовых компьютеров транспортных средств в начале 1980-х годов. Ранние версии OBD просто загорались индикатором неисправности (MIL) или « идиотским светом » в случае обнаружения проблемы, но не предоставляли никакой информации о природе проблемы. Современные реализации OBD используют стандартизированный цифровой порт связи для предоставления данных в режиме реального времени в дополнение к стандартизированной серии диагностических кодов неисправностей или DTC, которые позволяют человеку быстро выявлять и устранять неисправности в автомобиле.
ALDL (диагностический канал сборочной линии) компании GM иногда называют предшественником или собственной версией производителя диагностической системы OBD-I, начиная с 1981 года. Этот интерфейс производился в различных вариантах и заменялся модулями управления силовой передачей (также известными как PCM). , ЕСМ, ЭБУ). Различные версии имели небольшие различия в распиновке и скорости передачи данных. В более ранних версиях использовалась скорость передачи данных 160 бод, а в более поздних версиях - до 8192 бод и использовалась двунаправленная связь с PCM. [13] [14]
Регулирующая цель OBD-I заключалась в том, чтобы побудить автопроизводителей разрабатывать надежные системы контроля выбросов , которые остаются эффективными в течение «срока полезного использования» автомобиля. [15] Была надежда, что, введя ежегодные тесты на выбросы в Калифорнии , начиная с 1988 года, [16] и отказав в регистрации транспортным средствам, которые не прошли тест, водители будут склонны покупать автомобили, которые с большей вероятностью пройдут тест. OBD-I оказался в значительной степени неудачным, поскольку средства передачи диагностической информации о выбросах не были стандартизированы. Технические трудности с получением стандартизированной и достоверной информации о выбросах всех транспортных средств привели к невозможности эффективной реализации ежегодной программы испытаний. [17]
Диагностические коды неисправностей (DTC) автомобилей с OBD-I обычно можно найти без дорогостоящего сканирующего прибора. Каждый производитель использовал свой собственный диагностический разъем (DLC), расположение DLC, определения кодов DTC и процедуру считывания кодов DTC с автомобиля. Коды DTC автомобилей OBD-I часто считываются по схеме мигания индикатора «Проверьте двигатель» (CEL) или «Скоро обслужите двигатель» (SES). При подключении определенных контактов диагностического разъема на индикаторе «Check Engine» мигает двузначное число, соответствующее определенному состоянию ошибки. Однако коды DTC некоторых автомобилей OBD-I интерпретируются по-разному. Автомобили Cadillac (бензиновые) с впрыском топлива оснащены актуальной бортовой диагностикой, которая выводит коды неисправностей, тесты исполнительных механизмов и данные датчиков на новый цифровой дисплей электронного климат-контроля.
Удерживая кнопки «Выкл.» и «Тепло» в течение нескольких секунд, активируется режим диагностики без необходимости использования внешнего диагностического прибора. Некоторые компьютеры двигателей Honda оснащены светодиодами , которые загораются определенным образом, указывая на код неисправности. General Motors, некоторые автомобили Ford (DCL) 1989–1995 годов выпуска и некоторые автомобили Toyota/Lexus 1989–1995 годов имеют доступ к живому потоку данных датчиков; однако многие другие автомобили, оснащенные OBD-I, этого не делают. Автомобили OBD-I имеют меньше кодов DTC, чем автомобили, оборудованные OBD-II.
OBD 1.5 относится к частичной реализации OBD-II, которую General Motors использовала на некоторых автомобилях в 1994, 1995 и 1996 годах. (GM не использовала термин OBD 1.5 в документации для этих автомобилей — у них просто есть OBD и OBD. -II раздел в сервисном руководстве.)
Например, Корветы 94–95 имеют один датчик кислорода после катализатора (хотя у них есть два каталитических нейтрализатора ) и в них реализовано подмножество кодов OBD-II. [18]
Эта гибридная система присутствовала на автомобилях GM с кузовом B (Chevrolet Caprice, Impala и Buick Roadmaster) в 94–95 годах, автомобилях с кузовом H в 94–95 годах, автомобилях с кузовом W (Buick Regal, Chevrolet Lumina (только '95). ), Chevrolet Monte Carlo (только '95), Pontiac Grand Prix, Oldsmobile Cutlass Supreme) в 94–95, L-кузов (Chevrolet Beretta/Corsica) в 94–95, Y-кузов (Chevrolet Corvette) в 94–95, на F-кузове (Chevrolet Camaro и Pontiac Firebird) в 95-м году и на J-Body (Chevrolet Cavalier и Pontiac Sunfire) и N-Body (Buick Skylark, Oldsmobile Achieva, Pontiac Grand Am) в 95-м и 96-м, а также на ' Автомобили Saab 94–95 годов выпуска с атмосферным двигателем 2.3.
Распиновка подключения ALDL на этих автомобилях следующая:
Для соединений ALDL контакт 9 — это поток данных, контакты 4 и 5 — заземление, а контакт 16 — напряжение батареи.
Для считывания кодов, генерируемых OBD 1.5, требуется сканирующий прибор, совместимый с OBD 1.5.
На этом разъеме также доступны дополнительные цепи диагностики и управления для конкретного автомобиля. Например, на Corvette имеются интерфейсы для потока последовательных данных класса 2 от PCM, диагностического терминала CCM, потока радиоданных, системы подушек безопасности, системы выборочного контроля езды, системы предупреждения о низком давлении в шинах и пассивной системы. система бесключевого доступа. [19]
OBD 1.5 также используется в Ford Scorpio с 95 года. [20]
OBD-II представляет собой улучшение по сравнению с OBD-I как по возможностям, так и по стандартизации. Стандарт OBD-II определяет тип диагностического разъема и его распиновку, доступные протоколы электрической сигнализации и формат сообщений. Он также предоставляет список возможных параметров транспортного средства для мониторинга, а также способы кодирования данных для каждого из них. В разъеме имеется штифт, обеспечивающий питание сканера от аккумулятора автомобиля, что исключает необходимость отдельного подключения сканера к источнику питания. Тем не менее, некоторые технические специалисты могут по-прежнему подключать сканирующий прибор к вспомогательному источнику питания для защиты данных в необычном случае, когда в автомобиле произойдет потеря электроэнергии из-за неисправности. Наконец, стандарт OBD-II предоставляет расширяемый список кодов DTC. В результате этой стандартизации одно устройство может опрашивать бортовой компьютер(ы) любого автомобиля. Этот OBD-II выпускался в двух моделях OBD-IIA и OBD-IIB. Стандартизация OBD-II была вызвана требованиями к выбросам, и хотя через него необходимо передавать только коды и данные, связанные с выбросами, большинство производителей сделали разъем канала передачи данных OBD-II единственным в автомобиле, с помощью которого диагностируются все системы. и запрограммирован. Диагностические коды неисправностей OBD-II состоят из 4 цифр, которым предшествует буква: P для трансмиссии (двигатель и трансмиссия), B для кузова, C для шасси и U для сети.
Спецификация OBD-II предусматривает стандартизированный аппаратный интерфейс — гнездовой 16-контактный (2x8) разъем J1962 , где тип A используется для автомобилей с напряжением 12 В, а тип B — для автомобилей с напряжением 24 В. В отличие от разъема OBD-I, который иногда можно найти под капотом автомобиля, разъем OBD-II должен находиться на расстоянии не более 2 футов (0,61 м) от рулевого колеса (если изготовителем не предусмотрено исключение, в в этом случае он все еще находится где-то в пределах досягаемости водителя).
SAE J1962 определяет распиновку разъема как:
Назначение неуказанных контактов оставлено на усмотрение производителя транспортного средства. [22]
Европейские правила бортовой диагностики (EOBD) являются европейским эквивалентом OBD-II и применяются ко всем легковым автомобилям категории M1 (с количеством пассажирских мест не более 8 и полной массой 2500 кг или менее), впервые зарегистрированным. в странах-членах ЕС с 1 января 2001 года для автомобилей с бензиновым ( бензиновым ) двигателем и с 1 января 2004 года для автомобилей с дизельным двигателем. [23]
Для вновь представленных моделей даты регулирования применялись годом ранее – 1 января 2000 г. для бензина и 1 января 2003 г. для дизельного топлива.
Для легковых автомобилей с полной массой более 2500 кг и для легких коммерческих автомобилей даты регулирования применяются с 1 января 2002 г. для бензиновых моделей и с 1 января 2007 г. для дизельных моделей.
Техническая реализация EOBD по существу такая же, как и OBD-II, с использованием того же диагностического разъема SAE J1962 и сигнальных протоколов.
Со стандартами выбросов Евро V и Евро VI пороговые значения выбросов EOBD ниже, чем предыдущие Евро III и IV.
Каждый код неисправности EOBD состоит из пяти символов: буквы, за которой следуют четыре цифры. [24] Буква относится к опрашиваемой системе, например, Pxxxx будет относиться к системе трансмиссии. Следующим символом будет 0, если он соответствует стандарту EOBD. Итак, это должно выглядеть как P0xxx.
Следующий символ будет относиться к подсистеме.
Следующие два символа будут относиться к отдельной неисправности в каждой подсистеме. [25]
Термин «EOBD2» — это маркетинговый оборот , используемый некоторыми производителями автомобилей для обозначения особенностей производителя, которые на самом деле не являются частью стандарта OBD или EOBD. В данном случае «E» означает Enhanced.
JOBD — это версия OBD-II для автомобилей, продаваемых в Японии.
Стандарт ADR 79/01 (Стандарт транспортного средства ( Австралийское правило проектирования 79/01 – Контроль выбросов для легковых автомобилей) 2005 г.) является австралийским эквивалентом OBD-II.
Он применяется ко всем транспортным средствам категорий M1 и N1 с полной массой 3500 кг или менее, зарегистрированным как новые на территории Австралии и произведенным с 1 января 2006 года для автомобилей с бензиновым ( бензиновым ) двигателем и с 1 января 2007 года для автомобилей с дизельным двигателем . легковые автомобили. [26]
Для новых моделей даты регулирования применялись годом ранее – 1 января 2005 г. для бензина и 1 января 2006 г. для дизельного топлива.
Стандарт ADR 79/01 был дополнен стандартом ADR 79/02, который с 1 июля 2008 года налагал более жесткие ограничения на выбросы, применимые ко всем транспортным средствам классов M1 и N1 с полной массой 3500 кг или менее, для новых модели, 1 июля 2010 г., для всех моделей. [27]
Техническая реализация этого стандарта по существу такая же, как и OBD-II, с использованием того же диагностического разъема SAE J1962 и сигнальных протоколов.
С интерфейсом OBD-II разрешено пять протоколов сигнализации. Большинство транспортных средств реализуют только один из протоколов. Часто можно определить используемый протокол на основе того, какие контакты присутствуют на разъеме J1962: [28]
Все распиновки OBD-II используют один и тот же разъем, но используются разные контакты, за исключением контакта 4 (земля аккумулятора) и контакта 16 (положительный полюс аккумулятора).
OBD-II обеспечивает доступ к данным блока управления двигателем (ECU) и является ценным источником информации при устранении неполадок внутри автомобиля. Стандарт SAE J1979 определяет метод запроса различных диагностических данных и список стандартных параметров, которые могут быть доступны из ЭБУ. Различные доступные параметры адресуются «идентификационными номерами параметров» или PID , которые определены в J1979. Список основных PID, их определений и формулу для преобразования необработанных выходных данных OBD-II в значимые диагностические единицы см. в разделе PID OBD-II . Производители не обязаны использовать все PID, перечисленные в J1979, и им разрешено включать собственные PID, которые не указаны в списке. Система запроса PID и получения данных обеспечивает доступ к данным о производительности в реальном времени, а также к помеченным кодам неисправности. Список общих кодов неисправности OBD-II, предложенных SAE, см. в Таблице кодов OBD-II . Отдельные производители часто дополняют набор кодов OBD-II дополнительными собственными кодами DTC.
Вот базовое введение в протокол связи OBD в соответствии с ISO 15031. В SAE J1979 эти «режимы» были переименованы в «сервисы», начиная с 2003 года.
$01 отображает текущие данные датчиков от PID («Идентификаторы параметров»). Подробный список см. в разделе PID #Service_01 OBD-II .$02 делает данные стоп-кадра доступными через одни и те же PID. [31] См. список PID #Service_02 OBD-II .$03 содержит список сохраненных «подтвержденных» диагностических кодов неисправностей, связанных с выбросами. Он либо отображает числовые четырехзначные коды, идентифицирующие неисправности, либо отображает их в виде буквы (P, B, U, C) плюс 4 цифры. См. #OBD-II_diagnostic_trouble_codes.$04 используется для очистки диагностической информации, связанной с выбросами. Это включает в себя очистку сохраненных ожидающих/подтвержденных кодов DTC и данных стоп-кадра. [32]$05 отображает экран монитора датчика кислорода и результаты проверки датчика кислорода. Для диагностики доступны десять номеров:$01Пороговое напряжение датчика O2 от обогащенного к обедненному$02Пороговое напряжение датчика O2 в режиме обеднения-обогащения$03Низкий порог напряжения датчика для измерения времени переключения$04Высокий порог напряжения датчика для измерения времени переключения$05Время переключения с богатого на бережливое в мс$06Время переключения Lean-to Rich в мс$07Минимальное напряжение для испытания$08Максимальное напряжение для испытания$09Время между изменениями напряжения в мс$06 — запрос результатов бортового мониторинга для постоянно и непостоянно контролируемой системы. Обычно для каждого прерывистого монитора существует минимальное значение, максимальное значение и текущее значение.$07 — это запрос диагностических кодов неисправностей, связанных с выбросами, обнаруженных во время текущего или последнего завершенного цикла движения. Это позволяет внешнему испытательному оборудованию получать «ожидающие» диагностические коды неисправностей, обнаруженные во время текущего или последнего завершенного ездового цикла для компонентов/систем, связанных с выбросами. Это используется специалистами по техническому обслуживанию после ремонта автомобиля и после очистки диагностической информации, чтобы просмотреть результаты испытаний после одного цикла вождения и определить, устранил ли ремонт проблему. См. #OBD-II_diagnostic_trouble_codes.$08 может позволить внешнему тестовому устройству контролировать работу бортовой системы, теста или компонента.$09 используется для получения информации об автомобиле. Среди прочего доступна следующая информация:$0A отображает сохраненные «постоянные» диагностические коды неисправностей, связанные с выбросами. Согласно CARB, любые диагностические коды неисправностей, которые подают команду на включение MIL и сохраняются в энергонезависимой памяти, должны регистрироваться как постоянный код неисправности. См. #OBD-II_diagnostic_trouble_codes.Доступны различные инструменты, которые подключаются к разъему OBD для доступа к функциям OBD. Они варьируются от простых универсальных инструментов потребительского уровня до сложных инструментов дилерских центров OEM и транспортных телематических устройств.
Доступен ряд надежных ручных сканирующих инструментов.
Приложения для мобильных устройств позволяют мобильным устройствам, таким как сотовые телефоны и планшеты, отображать и манипулировать данными OBD-II, доступ к которым осуществляется через переходные кабели USB или адаптеры Bluetooth, подключенные к разъему OBD II автомобиля. Новые устройства, представленные на рынке, оснащены датчиками GPS и возможностью передавать данные о местоположении и диагностике автомобиля по сотовой сети. Таким образом, современные устройства OBD-II в настоящее время могут использоваться, например, для определения местоположения транспортных средств, мониторинга поведения вождения в дополнение к считыванию диагностических кодов неисправностей (DTC). Еще более продвинутые устройства позволяют пользователям сбрасывать коды DTC двигателя, эффективно отключая индикаторы двигателя на приборной панели; однако сброс кодов не устраняет основные проблемы и в худшем случае может даже привести к поломке двигателя, если источник проблемы серьезен и остается без внимания в течение длительного времени. [34] [35]
Пакет программного обеспечения OBD2, установленный на компьютере ( Windows , Mac или Linux ), может помочь диагностировать бортовую систему, считывать и стирать коды DTC, отключать контрольные лампы, отображать данные в реальном времени и измерять экономию топлива автомобиля. [36]
Чтобы использовать программное обеспечение OBD2, необходимо иметь адаптер OBD2 (обычно использующий Bluetooth , Wi-Fi или USB ) [37] , подключенный к порту OBD2, чтобы автомобиль мог подключиться к компьютеру, на котором установлено программное обеспечение. [38]
Инструмент анализа OBD на базе ПК, который преобразует сигналы OBD-II в последовательные данные (USB или последовательный порт), стандартные для ПК или Mac. Затем программное обеспечение декодирует полученные данные на визуальный дисплей. Многие популярные интерфейсы основаны на микросхемах интерпретатора OBD ELM327 или STN [39] , обе из которых считывают все пять общих протоколов OBD-II. Некоторые адаптеры теперь используют API J2534, позволяющий им получать доступ к протоколам OBD-II как для легковых, так и для грузовых автомобилей.
В дополнение к функциям ручного сканера инструменты на базе ПК обычно предлагают:
Степень, в которой инструмент ПК может получить доступ к диагностике ЭБУ производителя или конкретного автомобиля, варьируется в зависимости от программного продукта [40] , как и между ручными сканерами.
Регистраторы данных предназначены для сбора данных о транспортном средстве во время его нормальной эксплуатации для последующего анализа.
Использование регистрации данных включает в себя:
Анализ данных «черного ящика» транспортного средства может выполняться периодически, автоматически передаваться по беспроводной сети третьей стороне или извлекаться для судебно-медицинской экспертизы после такого события, как авария, нарушение правил дорожного движения или механическая неисправность.
В Соединенных Штатах многие штаты теперь используют тестирование OBD-II вместо тестирования выхлопной трубы в транспортных средствах, совместимых с OBD-II (1996 года и новее). Поскольку OBD-II хранит коды неисправностей оборудования по выбросам, испытательный компьютер может запросить бортовой компьютер автомобиля и убедиться в отсутствии кодов неисправностей, связанных с выбросами, и в том, что автомобиль соответствует стандартам выбросов для модельного года, в котором он был изготовлен.
В Нидерландах автомобили 2006 года выпуска и позже проходят ежегодную проверку выбросов EOBD. [44]
Дополнительными приборами водителя являются приборы, установленные на транспортном средстве в дополнение к предусмотренным изготовителем транспортного средства и предназначенные для отображения водителю при нормальной эксплуатации. В отличие от сканеров, используемых в основном для активной диагностики неисправностей, настройки или скрытой регистрации данных.
Автолюбители традиционно устанавливают дополнительные датчики, такие как вакуум в коллекторе, ток аккумулятора и т. д. Стандартный интерфейс OBD позволил новому поколению приборов для энтузиастов получить доступ ко всему спектру данных автомобиля, используемых для диагностики, и производным данным, таким как мгновенная экономия топлива.
Инструменты могут иметь форму специальных бортовых компьютеров , [45] автомобильного компьютера или интерфейсов к КПК , [46] смартфонов или навигационного устройства Garmin .
Поскольку компьютер по существу представляет собой ПК, на него может быть загружено то же программное обеспечение, что и на сканирующие устройства на базе ПК, и наоборот, поэтому различие заключается только в причине использования программного обеспечения.
Эти системы для энтузиастов также могут включать в себя некоторые функции, аналогичные другим инструментам сканирования.
Информация OBD II обычно используется телематическими устройствами транспортных средств, которые выполняют отслеживание автопарка, контролируют топливную экономичность, предотвращают небезопасное вождение, а также для удаленной диагностики и страхования с оплатой по мере вождения.
Хотя изначально они не предназначались для вышеуказанных целей, обычно поддерживаемые данные OBD II, такие как скорость транспортного средства, обороты в минуту и уровень топлива, позволяют устройствам слежения за автопарком на основе GPS отслеживать время простоя транспортного средства, превышение скорости и превышение оборотов. Отслеживая коды неисправностей OBD II, компания может сразу узнать, есть ли у одного из ее автомобилей проблема с двигателем, и интерпретируя код, определить характер проблемы. Его можно использовать для обнаружения неосторожного вождения в режиме реального времени на основе данных датчиков, передаваемых через порт OBD. [47] Это обнаружение осуществляется путем добавления процессора сложных событий (CEP) к серверной части и к интерфейсу клиента. OBD II также контролируется для блокировки мобильных телефонов во время вождения и записи данных о поездке в целях страхования. [48]
Диагностические коды неисправностей OBD-II ( DTC ) [49] [50] состоят из пяти символов, при этом первая буква указывает категорию, а остальные четыре представляют собой шестнадцатеричное число. [51]
Первым символом, обозначающим категорию, может быть только одна из следующих четырех букв, приведенных здесь, с соответствующими значениями. (Это ограничение по количеству связано с тем, что для указания категории при сохранении и передаче кодов DTC используются только два бита памяти). [51]
Второй символ — это число в диапазоне от 0 до 3. (Это ограничение снова связано с ограничениями памяти). [51]
Третий символ может обозначать конкретную систему автомобиля, к которой относится неисправность. [49]
Наконец, четвертый и пятый символы определяют точную обнаруженную проблему.
Исследователи из Вашингтонского и Калифорнийского университетов изучили безопасность системы OBD и обнаружили, что они могут получить контроль над многими компонентами автомобиля через интерфейс. Кроме того, они смогли загрузить новую прошивку в блоки управления двигателем . Их вывод состоит в том, что встроенные системы транспортных средств не разработаны с учетом требований безопасности. [52] [53] [54]
Поступали сообщения о том, что воры использовали специальные устройства для перепрограммирования OBD, позволяющие им угонять автомобили без использования ключа. [55] Основные причины этой уязвимости заключаются в стремлении производителей транспортных средств расширять автобус для целей, отличных от тех, для которых он был разработан, а также в отсутствии аутентификации и авторизации в спецификациях OBD, которые вместо этого в значительной степени полагаются на безопасность посредством неясность . [56]
{{cite magazine}}: Журналу Cite требуется |magazine=( помощь )