Самодиагностика на OBD електронни системи за управление (Mercedes-Benz S-Class W140)

OBD системата включва няколко диагностични устройства, които следят отделните параметри на системите за намаляване на емисиите и записват откритите неизправности в паметта на бордовия процесор под формата на индивидуални кодове за неизправности. Системата също така проверява сензори и изпълнителни механизми, контролира циклите на поддръжка на превозното средство, осигурява възможност за запомняне дори на краткотрайни повреди, възникнали по време на работа, и изчистване на блока на паметта.

Всички модели, описани в това ръководство, са оборудвани със система за бордова диагностика (OBD).



ECM/PCM е мозъкът на системата за управление на двигателя. Първоначалните данни се подават към модула от различни информационни сензори и други електронни компоненти (ключове, релета и др.). Въз основа на анализа на данните, получени от информационни сензори, и в съответствие с основните параметри, съхранени в паметта на процесора, ECM/PCM генерира команди за управление на различни контролни релета и изпълнителни механизми, като по този начин регулира работните параметри на двигателя и осигурява максимално ефективност на производството му при минимален разход на гориво.



Данните от паметта на OBD процесора се четат с помощта на специален скенер, свързан към конектора за четене на диагностична база данни (DLC) или с помощта на допълнителен светодиод, както и с помощта на кодове, показани на автоматичния HF дисплей.

Информация за инструмента за диагностика

Проверката на правилното функциониране на компонентите на инжекционната система и намаляването на токсичността на отработените газове се извършва с помощта на универсален цифров измервателен уред (мултицет)



Използването на цифров измервателен уред е за предпочитане поради няколко причини. Първо, с аналоговите инструменти е доста трудно (понякога е невъзможно), определят резултата от отчитането с точност до стотни и хилядни, докато при изследване на вериги, които включват електронни компоненти, тази точност придобива особено значение. Втората, не по-малко важна причина е фактът, че вътрешната верига на цифровия мултиметър има доста висок импеданс (вътрешното съпротивление на устройството е 10 mOhm). Тъй като волтметърът е свързан към веригата, която се тества паралелно, точността на измерването е по-висока, толкова по-малко ток преминава през самото устройство. Този фактор не е значим при измерване на относително високи стойности на напрежение (9÷12 V), но става решаващ при диагностика на елементи, които произвеждат сигнали с ниско напрежение, като например λ-сонда, където говорим за измерване на части от волта.



Паралелният мониторинг на параметрите на сигнала, съпротивленията и напреженията във всички управляващи вериги е възможен с помощта на разклонител, свързан последователно към конектора на блока за управление на двигателя. В този случай при изключен двигател, работещ или по време на движение на автомобила се измерват параметрите на сигнала на клемите на сплитера, от което се прави извод за възможни дефекти.

За диагностика на електронните системи на двигателя, автоматичната скоростна кутия, ABS, SRS и други могат да се използват специални диагностични скенери или тестери със специфичен патрон (ако е предоставена), универсален кабел и конектор. Освен това за целта можете да използвате скъп специализиран компютър за диагностика на автомобили, специално предназначен за пълна диагностика на повечето системи на съвременните автомобили (например ADC2000 от Launch HiTech). Също така за тази цел можете да използвате скенери и специализирани диагностични анализатори, например FDS 2000, Bosch FSA 560, KTS500 (0 684 400 500) или обикновен персонален компютър със специален адаптер и кабел (например задайте 1 687 001 439) и инсталираната програма за браузър OBD II.

Някои скенери, в допълнение към нормалните диагностични операции, позволяват, когато са свързани към персонален компютър, да отпечатват електрически схеми на електрическо оборудване, съхранени в паметта на контролния блок (ако е ипотекиран), програмиране на системата против кражба, наблюдение на сигнали в автомобилните вериги в реално време.



Необходимо е да се извършат няколко теста на различни диагностични конектори. Преди всичко проверете работния цикъл на импулса.

Диагностика на електронни системи за управление на двигателя, впръскване и запалване, автоматичен климатик и ABS/ASR/ETS/ESP

Оформление и дизайн на диагностични конектори

Разпределение на щифтовете на 38-пиновия диагностичен конектор

Свържете проводниците според схемата. Проводникът, показан като прекъсната линия, е свързан към определен терминал за диагностика на конкретна система (вижте списъка с назначени контакти):

• Към пин 4 - за диагностика на инжекционната система;
• Към пин 8 - за диагностика на основното устройство;
• Към пин 17 - за диагностика на системата за запалване;
• Към пин 19 - за проверка на диагностичния блок.

Клемите на съединителя имат следните цели:

ПИН №		Цел
1		Тегло, верига 31 (W12, W15, маса на електрониката)
2		Напрежение, верига 87
3		Напрежение, верига 30
4	EDS	Електронна инжекционна система (дизелови двигатели)
	DFI	Горивен инжекцион с електронно разпределение (дизелови двигатели)
	IFI	Последователно електронно впръскване на гориво (дизелови модели)
	HFM-SFI	HFM система за последователно разпределено впръскване/запалване (двигатели 104)
	LH-SFI	LH система за последователно многоточково впръскване (двигатели 104, 119, 120 [вдясно])
	ME-SFI	ME система за последователно многоточково впръскване (двигатели 119, 120 [вдясно])
5	LH-SFI	LH система за последователно многоточково впръскване (120 [вляво] двигателя)
	ME-SFI	ME система за последователно многоточково впръскване (120 [вляво] двигателя)
6	ABS	Антиблокираща спирачна система
	ETS	Електронен контрол на сцеплението
	ASR	Регулиране на приплъзването по време на ускорение
	ESP	Електронна стабилизираща програма
7	EA	Електронно ускорение
	CC/ISC	Система за контрол на скоростта/контрол на празен ход
8	VM	Основен модул
	BAS	Спирачен асистент
9	ASD	Автоматичен блокаж на диференциала
10	ETS	Електронно управление на трансмисията (AT 722.6)
11	ADS	Адаптивна амортисьорна система
12	SPS	Чувствителна към скоростта на автомобила система за кормилно управление
13		TNA сигнал (бензинови модели), LH-SFI двигатели
		TN сигнал (бензинови модели), HFM (ME)-SFI двигатели
14		Сигнал, информация за работния цикъл, двигатели 119, 120 LH-SFI (вдясно)
15		Сигнал, информация за работния цикъл, двигатели 120 LH-SFI (вляво)
	IC	Инструментална група
16	A/C	Климатична система
17	DI	Запалителна система с разпределител, двигатели 104, 119 и 120 (вдясно)
		TD сигнал (времево разделение) (дизелови модели)
		TN сигнал, LH-SFI двигатели
18	DI	Разпределителна система за запалване, LH-SFI двигатели
19	DM	Диагностичен модул
20	PSE	Пневматично оборудване
21	CF	Комфорт
23	ATA	Аларма против кражба
24-27		Не се използва
28	PTS	Парктроник система
29		Не се използва
30	AB	Въздушни възглавници/обтегачи на колани ETR (SRS)
31	RCL	Дистанционно управление на единична брава
32-33		Не се използва
34	CNS	Комуникационна и навигационна система
35-38		Не се използва

Местоположение на 16-пиновия диагностичен конектор (на моделите на САЩ)

Клемите на съединителя имат следните цели:

ПИН №	Цел
1	—
2	—
3	TNA сигнал
4	Връзка с корпус, клема 31
5	Корпус - сигнален изход, клема 31
6	Високо ниво на CAN шина за данни
7	Електроника на двигателя (ME)
8	Храна, клас 87
9	Система за контрол на сцеплението (ETS)
10	—
11	Блок за управление на трансмисията (ETC)
12	Модул за дейност (AAM - All Activity Module)
13	Системи за сигурност
14	Ниско ниво на CAN шина за данни
15	IC приборно табло
16	Плюс батерии през предпазител. Под напрежение във всяка позиция на ключа за запалване, CL. 30

Измерване на импулсен работен цикъл

1. Първо, измерете работния цикъл на импулси, които характеризират работата на системата за контрол на качеството на сместа и нейните неизправности, които се повтарят по време на последните четири стартирания на двигателя. За целта ще ви е необходим уред за измерване на т.нар. продължителност на затвореното състояние на контактите на прекъсвача (dwell-meter), тестер за ламбда сонда или цифров мултицет.

2. Свържете + клемата на устройството към 3-тия щифт на 9-пиновия конектор, а минусовата към купето на автомобила.



3. Стартирайте и загрейте двигателя до работна температура.

Материал, заимстван от онлайн ресурс [MercedesMan.ru]

4. Спрете двигателя и включете отново запалването. Вземете % отчитане на устройството и го сравнете с декодирането по-долу. След стартиране на двигателя показанията на инструмента трябва да се променят, в противен случай има неизправност.

Четене и изтриване на флаш кодове

1. Кодовете се четат с помощта на проста схема на бутонен превключвател и светодиод. В зависимост от типа на диагностичния конектор и системата, която се диагностицира, свържете веригата според илюстрацията.



2. Включете запалването.

3. Натиснете и задръжте бутона за превключване за 2-4 секунди (или 5-6 сек при модели с Bosch ECM -8/93) и я пусни. След 2 секунди светодиодът ще покаже код, чиято стойност е равна на броя на миганията. Продължителност на светкавицата 0,5 сек., интервал 1 сек. Идентифицирайте кода, като използвате декодирането по-долу. За да прочетете следващия код, натиснете отново бутона. За да изтриете този код, натиснете бутона и го задръжте за 6-8 секунди. (или 8-9 сек при модели с Bosch ECM -8/93). Освен това при някои модели изтриването на кодове в паметта е възможно чрез изключване на отрицателния полюс на батерията.



4. Изключете запалването и разкачете веригата за тестване.

Контролер за свързване на персонален компютър с бордова система за самодиагностика OBD II по стандарти SAE (PWM и VPW) и протоколи ISO 9141-2

Внимание! Контролерът не е предназначен за свързване към първо поколение бордови системи за самодиагностика (OBD I)!

Забележка. Моделите на GM отговарят на стандарта VPW, моделите на Ford отговарят на стандарта PWM, а азиатските и европейските модели отговарят на стандарта ISO 9141-2.

Обща информация

Въпросното устройство представлява микроконтролер, изпълнен по технологията CMOS (CMOS). Устройството изпълнява ролята на най-простия скенер и е предназначена за четене на диагностични кодове и данни на системата OBD II (скорост на двигателя, температура на охлаждащата течност и входящия въздух, характеристики на натоварването, въздушен поток в двигателя и др.) в рамките на стандарта SAE J1979 чрез всеки дизайн на шина (PWM, VPW и ISO 9141-2).

Основна цел

За свързване към компютър е достатъчен 3-жилен кабел, връзката към диагностичния конектор се осъществява с 6-жилен кабел. Захранването се подава към адаптера чрез 16-пинов OBD диагностичен конектор.

Препоръки за употреба

За свързване на устройството към автомобила може да се използва неекраниран кабел с дължина не повече от 1,2 m, което е от особено значение при използване на PWM протокол. Когато използвате по-дълъг кабел, намалете съпротивлението на резисторите на входа на устройството (R8 и R9 или R15). Когато използвате екраниран кабел, екранът трябва да бъде изключен, за да се намали капацитетът.

Кабелът за свързване към серийния порт на компютъра също може да бъде неекраниран. Устройството работи надеждно с дължина на кабела до 9 m. За значително по-дълги кабели трябва да се използва по-мощен RS 232 комуникатор.

Топологията на електрическите връзки е произволна. Ако влажността е висока, използвайте допълнителни байпасни кондензатори.

Безплатният софтуер (браузър) за четене на кодове и данни може да бъде изтеглен от уебсайтовете на производителите или от уебсайта на нашето издателство arus.spb.ru и е предназначен за използване под DOS. Малкият размер на софтуерното приложение във версия "DOS" позволява то да бъде поставено на дискета за зареждане на DOS и да се използва дори на компютри, оборудвани със софтуер, несъвместим с DOS. Незадължително условие е дори наличието на твърд диск в компютъра.

Общи принципи на обмен на данни

Забележка. Освен ако не е посочено друго, всички числа са дадени в шестнадесетичен (шестнадесетичен) формат.

Обменът на данни се осъществява чрез трипроводна серийна връзка без използване на обмен на съобщения за услуга за инициализация (handshaking). Устройството прослушва канала за съобщения, изпълнява получените команди и предава резултатите на персонален компютър (PC), след което веднага се връща в режим на слушане. Данните, които влизат и излизат от контролера, са организирани под формата на верига от последователни байтове, първият от които е контролен.

Обикновено контролният байт е число между 0 и 15 dec (в десетичен знак) (или 0-F шестнадесетичен), описващ броя на следващите информационни байтове. Така, например, 3-байтова команда ще изглежда така: 03 (проверка на байт), 1-ви байт, 2-ри байт, 3-ти байт.

Подобен формат се използва както за входящи команди за запитване на бордовата система за самодиагностика, така и за изходящи съобщения, съдържащи исканата информация.

Трябва да се отбележи, че само четири бита от нисък ред се използват в контролния байт - битовете от висок ред са запазени за някои специални команди и могат да се използват от компютъра при инициализиране на връзка с контролера и договаряне на протокола за пренос на данни, както и контролера за контрол на грешки при предаване. По-специално, в случай на грешка при предаване, контролерът задава най-значимия бит (MSB) на контролния байт на единица. При успешно предаване и четирите най-значими бита се нулират.

Забележка. Има някои изключения от правилата за използване на байта за проверка.

Инициализация на контролера и бордовата система за самодиагностика

За да започне обмен на данни, компютърът трябва да установи връзка с контролера, след което да инициализира контролера и OBD II канала за данни.

Установяване на връзка

След свързване на контролера към компютъра и OBD диагностичния конектор, той трябва да се инициализира, за да се предотвратят замръзвания, свързани с шум в серийните линии, ако те са били свързани преди включване на захранването на контролера. В същото време се извършва проста проверка на активността на интерфейса. Първо се изпраща еднобайтов 20 шестнадесетичен сигнал, който се възприема от контролера като команда за установяване на връзка. В отговор контролерът изпраща един байт FF hex (255 dec) вместо контролния и преминава в режим на готовност за получаване на данни. Сега компютърът може да продължи да инициализира канала за данни.

Забележка. Този случай е един от малкото, когато контролерът не използва контролен байт.

Инициализация

На този етап се инициализира протоколът, по който ще се обменят данните, а при ISO протокола се инициализира бордовата система. Обменът на данни се осъществява чрез един от трите протокола: VPW (General Motors), PWM (Ford) и ISO 9141-02 (азиатски/европейски производители).

Забележка. Има много изключения: например при анкетиране на някои модели автомобили Mazda може да се използва протоколът Ford PWM. Следователно, ако възникнат проблеми с предаването, първо трябва да опитате да използвате друг протокол.

Протоколът се избира чрез предаване на комбинация, състояща се от контролен байт 41 шестнадесетичен и байта непосредствено след него, който определя типа на протокола: 0 = VPW, 1 = ШИМ, 2 = ISO 9141. Така например командата 41 02 шестнадесетичен инициализира протокола ISO 9141.

В отговор контролерът изпраща контролен байт и байт за състояние. Задаването на контролния байт MSB показва наличието на проблеми и следващият статут байт ще съдържа съответната информация. При успешна инициализация се изпраща шестнадесетичен контролен байт 01, който показва, че следва байт за състояние на проверка. В случая на протоколите VPW и PWM, байтът за проверка е просто ехо на байта, определящ протокола (0 или 1, съответно), когато протоколът ISO 9141 се инициализира, това ще бъде цифров ключ, върнат от бордовия OBD процесор, който определя коя от двете малко по-различни версии на протокола ще се използва.

Забележка. Цифровият ключ има чисто информационна цел. Трябва да се отбележи, че инициализирането на протоколите VPW и PWM е много по-бързо, тъй като изисква само прехвърляне на съответната информация към контролера.

При моделите, които отговарят на стандарта ISO, инициализацията отнема около 5 секунди, изразходвани за обмен на информация между адаптера и вградения процесор, извършван при скорост от 5 бода.

Читателят трябва да отбележи, че при някои модели превозни средства по ISO 9141 инициализацията на протокола ще спре, ако заявка за данни не бъде изпратена в рамките на интервал от 5 секунди - това означава, че компютърът трябва автоматично да издава заявки на всеки няколко секунди, дори когато е в неактивен режим.

След установяване на връзката и инициализиране на протокола започва нормален обмен на данни, състоящ се от заявки, получени от компютъра, и отговори, издадени от адаптера.

Процедура за обмен на данни

Функционирането на контролера при използване на протоколи от семейството на ISO 9141-2 и SAE (VPW и PWM) се извършва според малко по-различни сценарии.

Обмен чрез SAE протоколи (VPW и PWM)

Когато обменяте данни с помощта на тези протоколи, само един кадър от данни се буферира, което означава, че е необходимо да посочите кадъра, който да бъде уловен или върнат. В някои (редки) случаи вграденият процесор може да предава пакети, състоящи се от повече от един кадър. В такава ситуация заявката трябва да се повтаря, докато не бъдат получени всички рамки в пакета.

Заявката винаги се формира по следния начин: [Контролен байт], [SAE стандартна заявка], [Номер на рамка]. Както бе споменато по-горе, контролният байт обикновено е число, равно на общия брой байтове, които го следват. Заявката е форматирана в съответствие със спецификациите на SAE J1950 и J1979 и се състои от заглавка (3 байта), поредица от информационни байтове и байт за контрол на грешки (CRC). Имайте предвид, че докато информацията за заявката се генерира в строго съответствие със спецификациите на SAE, потребителят на контролния байт и номера на рамката е контролерът на интерфейса.

При успешно завършване на процедурата съобщението за отговор винаги има следния формат: [Контролен байт], [стандартен SAE отговор]. Контролният байт, както и преди, определя броя на информационните байтове след него. Отговорът, в съответствие с изискванията на стандарта SAE, се състои от хедър (3 байта), верига от информационни байтове и CRC байт.

В случай на повреда се изпраща 2-байтово съобщение за отговор: [Контролен байт], [Статусен байт]. В този случай MSB е зададен в контролния байт. Четирите най-малко значими бита образуват числото 001, което показва, че контролният байт е последван от един байт, статутният байт. Тази ситуация може да се случи доста често, тъй като Спецификации допускат възможността бордовият процесор да не издава данни, както и предаването на неверни данни, в случай че заявката не отговаря на стандарта, поддържан от производителите на превозни средства. Също така е възможно исканите данни да не са в RAM паметта на процесора в момента. Когато контролерът не получи очаквания отговор или получи повредени данни, се задава контролният байт MSB, последван от байт за състояние.

В случай на сблъсъци в шината, интерфейсът произвежда единичен 40 шестнадесетичен байт, който е контролен байт с изчистен най-малко значим бит. Подобна ситуация може да възникне доста често, когато автомобилният автобус е зареден със съобщения с по-висок приоритет от диагностичните данни - изчислителното устройство трябва да повтори първоначалната заявка.

Обмен чрез използване на протоколи ISO 9141-2

Стандартът ISO 9141-2 се използва от повечето азиатски и европейски производители на автомобили. Структурата на заявката, генерирана от компютъра, не се различава много от тази, използвана в стандартите SAE, като единствената разлика е, че адаптерът не се нуждае от информация за номера на рамката и съответните данни не трябва да присъстват в пакета. По този начин заявката винаги се състои от контролен байт, последван от верига от информационни байтове, включително контролна сума. Като съобщение за отговор контролерът просто препредава сигналите, генерирани от вградения процесор. В съобщението за отговор няма контролен байт, така че компютърът възприема входящата информация в непрекъснат поток, докато веригата не бъде прекъсната с пауза от 55 милисекунди, което показва завършването на информационния пакет. По този начин съобщението за отговор може да се състои от един или повече рамки, както се изисква от спецификациите SAE J1979. Контролерът не анализира рамки, не изхвърля недиагностични рамки и т.н. Компютърът трябва сам да обработва входящите данни, за да изолира отделните кадри чрез анализиране на заглавните байтове.

Забележка. Отговорите на повечето запитвания се състоят от един кадър.

Модификации на най-новите контролери

Забележка. Всички информационни байтове се предават в шестнадесетичен формат (hex).

Забележка. Символът XX показва неопределен, запазен или неидентифициран байт.

По-долу са основните разлики в процеса на прехвърляне на данни с помощта на протоколите SAE и ISO 9141, характерни за най-новите интерфейсни контролери, както и редът на прехвърляне на данни с помощта на протокола ISO 14230:

• 1) Стандарт ISO 9141: Добавен байт за адрес;
• 2) Стандарт ISO 9141: Връща не само един, но и двата ключови байта; (допълнителен байт също се връща в SAE режими, но не се използва тук).
• 3) Добавена е поддръжка за протокол ISO 14230.

Установяване на връзка

Процедурата за настройка на връзката не е променена:

Изпращане:	20
Рецепция:	FF

Избор на протокол

Протоколът се избира, както следва:

VPW:
Изпращане:	41, 00
Рецепция:	02, 01, XX
PWM:
Изпращане:	41, 01
Рецепция:	02, 01, XX
ISO 9141:
Изпращане:	42, 02, adr, където: adr - адресен байт (обикновено 33 шестнадесетични)
Рецепция:	02, K1, K2, където K1, K2 са ISO ключови байтове Или: 82, XX, XX (грешка при инициализация на ISO 9141)
ISO 14230 (бърза инициализация):
Изпращане:	46, 03, R1, R2, R3, R4, R5, където: R1÷R5 - съобщение за началото на заявката ISO 14230 за установяване на връзка, обикновено R1÷R5 = C1, 33, F1, 81, 66
Рецепция:	S1, S2, ………, където S1, S2, ……… е съобщението за началото на отговора на ISO 14230 за установяване на връзка

Забележка. Повече от едно ECU може да се предава последователно. Като отговор може да се използва код за отрицателен отговор.

Типичният положителен отговор изглежда така:

S1, S2, ……. = 83, F1, 10, C1, E9, 8F, BD ISO 14230 (бавна инициализация):

Подобно на ISO 9141

Забележка и коментари

Ако планирате да използвате контролера за предаване на данни само чрез един или два от протоколите, ненужните компоненти могат да бъдат елиминирани.

Например, когато организирате верига за протокола VPW (GM) в проводника, свързващ контролера с автомобила, ще са необходими само три проводника (клеми 16, 5 и 2).

Ако протоколът PWM не се използва, елементите R4, R6, R7, R8, R9, R10, T1, T2 и D1 могат да бъдат изключени.

Ако обменът по ISO протокола бъде отказан, следните елементи подлежат на изключване: R15, R16, R17, R18, R19, R21, T4 и T5.

Отказът от използване на протокола VPW ви позволява да изключите следните елементи: R13, R14, R23, R24, D2, D3 и T3.

Използват се въглеродни филмови резистори с 5% толеранс на съпротивлението.

Моля, обърнете внимание, че няма бутон за спешно нулиране (RESET) - ако е необходимо, такова нулиране може да се направи чрез изключване на контролера от конектора на автомобила (интерфейсният процесор ще се рестартира автоматично). Рестартирането на софтуера на компютъра води до повторно инициализиране на интерфейса.