С появлением в автомобилях электронных систем с управлением от микропроцессоров возникла необходимость проверки параметров работы самих блоков и соединительных электрических цепей. Для этого стали применять диагностику при помощи оборудования, получившую наименование OBD (On Board Diagnostic). Зная место расположения и стандартную распиновку OBD 2, можно провести проверку авто самостоятельно.

[ Скрыть ]

Обзор OBD 2

OBD 2 — устройство для диагностики автомобилей, впервые появившееся в США в 1996 году. В Европе этот стандарт был принят как обязательный с 2001 года. Благодаря его повсеместному внедрению ошибки на машинах различных марок имеют одинаковый вид.

Стандартный код содержит структуру Х1234, где каждый символ несет свою смысловую нагрузку:

• Х — единственный буквенный символ, позволяющий узнать неисправную систему (двигатель, коробка, электронные блоки и т. д.);
• 1 — представляет собой общий код стандарта ОБД или дополнительные коды завода;
• 2 — уточнение места неисправности (система питания или зажигания, вспомогательные цепи и т. д.);
• 34 — порядковый номер ошибки.

Особенностью разъема является наличие штекера питания от бортовой сети, что позволяет использовать сканеры без встроенных или дополнительных электрических цепей. Первые протоколы диагностики давали только информацию о наличии проблемы. Современные разъемы позволяют получать больше данных о неисправности за счет связи диагностического оборудования с электронными блоками в автомобиле.

Каждый девайс в обязательном порядке соответствует одному из трех международных стандартов:

• SAE J1850;
• ISO 9141-2.

На видео от канала Санек Железный Капут представлен видеоролик, демонстрирующий тестирование автомобиля SsangYong New Actyon через разъем OBD 2.

Где находится OBD 2?

Положение гнезда диагностической колодки указывается в инструкции по эксплуатации автомобиля.

Единого стандарта на расположение разъема ОБД 2 не существует. В ряде источников указывается, что девайс, в соответствии с SAE J1962, должен располагаться в радиусе 18 см от рулевой колонки, но по факту это правило не соблюдается. По другим данным, это расстояние должно составлять не более 100 см.

Он может быть установлен в следующих местах:

• в прорези нижнего кожуха панели приборов в районе левого колена водителя;
• под пепельницей, установленной в центральной части панели приборов (некоторые модели Пежо);
• под пластиковыми заглушками на нижней части панели приборов или на центральной консоли (характерно для продукции концерна VAG);
• на задней стенке панели приборов за корпусом перчаточного ящика (некоторые модели Лада);
• на центральной консоли в районе рычага стояночного тормоза (встречается на некоторых машинах GM, в частности — Opel);
• в нижней части ниши подлокотника (распространено на французских автомобилях);
• под капотом вблизи моторного щита (характерно для некоторых машин корейского и японского производства).

При поиске разъема на машинах с пробегом следует учитывать вероятность ремонта электрической проводки, в результате чего колодка может быть перенесена на нестандартное место.

Различные варианты установки разъема ОБД 2 приведены на фото ниже.

Разъем в монтажном блоке в панели приборов на Хендай Санта Фе Разъем в перчаточном ящике на Рено Сандеро Разъем на центральной консоли на Лада Калина Разъем под боковым кожухом консоли на Хонда Цивик

Описание видов разъемов

В начале 2000 годов не существовало строгих требований к наружной форме разъема, и многие автопроизводители самостоятельно назначали конфигурацию устройства. На сегодняшний день есть два типа разъема OBD 2, обозначаемые как Тип А и Тип В. Оба штекера имеют 16-пиновый выход (два рядя по восемь контактов) и отличаются только центральными направляющими пазами.

Нумерация пинов в колодке ведется слева направо, при этом в верхнем ряду стоят контакты с номерами 1-8, а в нижнем — с 9 по 16. Наружная часть корпуса выполнена в форме трапеции со скругленными углами, что обеспечивает надежное подключение диагностического переходника. На фото ниже представлены оба варианта устройств.

Разновидности разъема — Тип A слева и Тип B справа

Распиновка OBD 2

Схема и предназначение контактов в разъеме OBD 2 определяются стандартом.

Нумерация штекеров в разъеме

Общее описание штекеров:

• 1 — резервный, на данный пин может выводиться любой сигнал, который установит завод-изготовитель автомобиля;
• 2 — канал «К» для передачи различных параметров (может обозначаться — шина J1850);
• 3 — аналогично первому;
• 4 — заземление разъема на кузов автомобиля;
• 5 — заземление сигнала диагностического адаптера;
• 6 — прямое подключение контакта CAN-шины J2284;
• 7 — канал «К» по стандарту ISO 9141-2;
• 8 — аналогично контактам 1 и 3;
• 9 — аналогично контактам 1 и 3;
• 10 — пин подключения шины стандарта J1850;
• 11 — назначение пина задается заводом-изготовителем автомобиля;
• 12 — аналогично;
• 13 — аналогично;
• 14 — дополнительный пин CAN-шины J2284;
• 15 — канал «L» по стандарту ISO 9141-2;
• 16 — положительный вывод напряжения бортовой сети (12 Вольт).

Примером заводской распиновки OBD 2 может служить Хендай Соната, где на пин 1 подается сигнал от блока управления антиблокировочной системы, а на пин 13 — сигнал от блока управления и датчиков надувных подушек безопасности.

В зависимости от протокола работы возможны следующие варианты распиновок:

1. При использовании стандартного протокола ISO 9141-2 он активизируется через пин 7, при этом пины 2 и 10 в разъеме неактивны. Для передачи данных применяются выводы с номерами 4, 5, 7 и 16 (иногда может задействоваться пин номер 15).
2. При протоколе типа SAE J1850 в варианте VPW (Variable Pulse Width Modulation) задействованы пины 2, 4, 5, а также 16. Разъем характерен для американских и европейских автомобилей Дженерал Моторс.
3. Использование J1850 в режиме PWM (Pulse Width Modulation) предусматривает дополнительное задействование вывода 10. Такой тип разъема используется на продукции концерна Ford. Для протокола J1850 в любом виде характерно неиспользование вывода с номером 7.

Технология OBD (On-Board Diagnostic - самодиагностика бортового оборудования) зарождалась еще в 50-х гг. прошлого века. Инициатором выступало правительство США. Для улучшения экологии были созданы различные комитеты, но положительных результатов не было достигнуто. И только в 1977 г. ситуация начала меняться. Наступил энергетический кризис и спад производства, и это потребовало от производителей решительных действий по спасению самих себя. Департамент по контролю за воздушной средой (Air Resources Board, ARB) и Агентство по защите окружающей среды (Environment Protection Agency, EPA) пришлось воспринимать всерьёз. На этом фоне и развивалась концепция диагностики OBD.

У многих сложилось мнение: OBD 2 – это разъем 16-pin. Если автомобиль из Америки, вопросов нет. А вот с Европой чуть сложнее. Ряд европейских производителей (Ford, VAG, Opel) применяют такой разъем, начиная с 1995 года (напомним, что тогда в Европе не было протокола EOBD). Диагностика этих автомобилей осуществляется исключительно по заводским протоколам обмена. Но были и такие «европейцы», которые вполне реально поддерживали протокол OBD 2 уже начиная с 1996 года, например многие модели Volvo , SAAB , Jaguar , Porsche . А вот об унификации протокола связи, или, языка, на котором «разговаривают» блок управления и сканер, можно говорить только на прикладном уровне. Коммуникационный стандарт единым делать не стали. Разрешено использовать любой из четырех распространенных протоколов – SAE J1850 PWM, SAE J 1850 VPW , ISO 9141-2, ISO 14230-4. В последнее время к этим протоколам добавился еще один – это ISO 15765-4, обеспечивающий обмен данными с использованием CAN-шины.

Следует отметить, что наличие аналогичного разъема не является 100% признаком совместимости с OBD 2. Автомобили, оборудованные этой системой обязательно должны иметь отметку на одной из табличек в подкапотном пространстве или в сопроводительной документации. Чаще всего используемый протокол можно идентифицировать по наличию определенных контактов на диагностическом разъеме. Если на этом разъеме присутствуют все контакты, следует обратиться к технической документации на конкретный автомобиль.

С применением стандартов EOBD и OBD 2 процесс диагностики электронных систем автомобиля унифицируется, теперь можно один и тот же сканер без специальных адаптеров использовать для тестирования автомобилей всех марок.

Требования стандарта OBD 2 предусматривают:

Стандартный диагностический разъем

- стандартное размещение диагностического разъема ;

Стандартный протокол обмена данными между сканером и автомобильной бортовой системой диагностики;

Сохранение в памяти ЭБУ кадра значений параметров при появлении кода ошибки («замороженный» кадр);

Мониторинг бортовыми диагностическими средствами компонентов, отказ которых может привести к увеличению токсичных выбросов в окружающую среду;

Доступ как специализированных, так и универсальных сканеров к кодам ошибок, параметрам, «замороженным» кадрам, тестирующим процедурам и т. д.;

Единый перечень терминов, сокращений, определений, используемых для элементов электронных систем автомобиля и кодов ошибок.

В соответствии с требованиями OBD 2, бортовая диагностическая система должна обнаруживать ухудшение работы средств доочистки токсичных выбросов. Например, индикатор неисправности Check Engine включается при увеличении содержания СО или СН в токсичных выбросах на выходе каталитического нейтрализатора более чем в 1,5 раза по сравнению с допустимыми значениями. Такие же процедуры применяются и к другому оборудованию, неисправность которого может привести к увеличении токсичных выбросов.

Программное обеспечение ЭБУ двигателя современного автомобиля многоуровневое. Первый уровень - программное обеспечение функций управления, например реализация впрыска топлива. Второй уровень - программное обеспечение функции электронного резервирования основных сигналов управления при отказе управляющих систем. Третий уровень - бортовая самодиагностика и регистрация неисправностей в основных электрических и электронных узлах и блоках автомобиля. Четвертый уровень - диагностика и самотестирование в тех системах управления двигателем, неисправность в работе которых может привести к увеличению выбросов вредных веществ в окружающую среду. Диагностика и самотестирование в системах OBD 2 осуществляется подпрограммой четвертого уровня, которая называется Diagnostic Executive (Diagnostic Executive - исполнитель диагностики, далее по тексту - подпрограмма DE). Подпрограмма DE с помощью специальных мониторов (emission monitor EMM) контролирует до семи различных систем автомобиля, неисправность в работе которых может привести к увеличению токсичности выбросов. Остальные датчики и исполнительные механизмы, не вошедшие в эти семь систем, контролируются восьмым монитором (comprehensive component monitor - ССМ). Подпрограмма DE выполняется в фоновом режиме, т. е. в то время, когда бортовой компьютер не занят выполнением основных функций, - функций управления. Все восемь упомянутых мини-программ - мониторов осуществляет постоянный контроль оборудования без вмешательства человека.

Каждый монитор может осуществлять тестирование во время поездки только один раз, то есть во время цикла «ключ зажигания включен - двигатель работает - ключ выключен» при выполнении определенных условий. Критерием на начало тестирования могут быть: время после запуска двигателя, обороты двигателя, скорость автомобиля, положение дроссельной заслонки и т.д.

Многие тесты выполняются на прогретом двигателе. Производители по-разному устанавливают это условие, например, для автомобилей Ford это означает, что температура двигателя превышает 70 "С (158 °F) и в течение поездки она повысилась не менее, чем на 20 °С (36 °F).

Подпрограмма DE устанавливает порядок и очередность проведения тестов:

Отмененные тесты - подпрограмма DE выполняет некоторые вторичные тесты (тесты по программному обеспечению второго уровня) только, если прошли первичные (тесты первого уровня), в противном случае тест не выполняется, т. е. происходит отмена теста.

Конфликтующие тесты - иногда одни и те же датчики и компоненты должны быть использованы разными тестами. Подпрограмма DE не допускает проведения двух тестов одновременно, задерживая очередной тест до конца выполнения предыдущего.

Задержанные тесты - тесты и мониторы имеют различный приоритет, подпрограмма DE задержит выполнение теста с более низким приоритетом, пока не выполнит тест с более высоким приоритетом.

Идея не новая, но вопросов много. С одной стороны, можно снять практически любые данные, а с другой стороны, OBDII похож на лоскутное одеяло, т.к. общее количество физических интерфейсов и протоколов напугает любого. А объясняется всё тем, что к моменту появления первых версий спецификаций OBD большинство автопроизводителей уже успели разработать что-то своё. Появление стандарта хоть и навело некоторый порядок, но потребовало включения в спецификацию всех интерфейсов и протоколов, которые на тот момент существовали, ну, или почти всех.

В OBDII разъёме по стандарту J1962M присутствуют три стандартных интерфейса: MS_CAN, K/L-Line, 1850, там же плюс аккумулятора и две земли (сигнальная и просто масса). Это по стандарту, остальные 7 из 16 выводов – ОЕМ, то есть каждый производитель эти выводы использует как ему заблагорассудится. Но и стандартизованные выводы зачастую имеют расширенные, продвинутые функции. Например, MS_CAN может быть HS_CAN, HS_CAN может быть на других пинах (неоговоренных стандартом) наряду со стандартным MS_CAN., Пин №1 может быть: у форда – SW_CAN, у WAGов – IGN_ON, у КИА – check_engene. И т.д. Все интерфейсы также не были стационарны в своём развитии: тот же интерфейс K –Line изначально был однонаправленным, сейчас он двунаправленный., Бодрейт CAN интерфейса также растёт. Вообще, подавляющее большинство европейских автомобилей 90-х и начала нулевых вполне себе можно было продиагностировать имея только K –Line, а большинство американских – только SAE1850. В настоящее время общий вектор развития – это всё более широкое применение CAN, повышение скорости обмена., всё чаще видим и однопроводный SW_CAN.

Существует мнение, что англоязычный программист сидя на профильных(англоязычных же) форумах, закопавшись в тексты стандартов, может за “максимум 4-5 месяцев” построить универсальный движок, который со всем этим разнообразием справится. На практике это не так. Всё равно возникает потребность сниферить каждую новую машину., иногда даже одну и ту же машину, но в разных комплектациях. И получается, что заявляют о 800-900 типах поддерживаемых автомобилей, а на практике 10-20 реально оттестированных. И это система, –в РФ автору известны, по-крайней мере, 3 команды разработчиков, пошедших по этому тернистому пути и все с одинаково плачевным результатом: нужно сниферить/кастомизировать каждую модель автомобиля, а ресурсов/средств на это нет. И причина этого вот в чем: стандарт-стандартом, а каждый производитель когда вынужденно, а когда и преднамеренно вносит в свою реализацию что-то своё, стандартом не описанное. Кроме того, не все данные по-умолчанию присутствуют на разъёме. Есть данные, появление которых нужно инициировать (дать тому или иному блоку автомобиля команду передать нужные данные).

И вот тут на сцену выходят интерпретаторы шины OBDII. Это микроконтроллер, с набором интерфейсов, соответствующих стандарту J1962M, переводящий всё многообразие данных на разных интерфейсах диагностических разъёмов в язык, более удобный для приложений, например для приложений диагностики. Иными словами, всё многообразие протоколов расшифровывается теперь приложением, не важно, на чём работающим – на компьютере с Windows или на планшете/смартфоне. Первым массовым интерпретатором OBDII с открытым протоколом стал ELM327. Это 8-ми битный микроконтроллер MicroChip PIC18F2580. Пусть читателя не удивляет тот факт, что этот микроконтроллер является массовым прибором общего применения. Прошивка как раз проприентарная и реальная стоимость “PIC18F2580+FirmWare” составляет внушительные 19-24$. То есть сканер, выполненный на “честном” чипе ELM327 не может стоить меньше, чем 50 вечнозелёных президентов. Откуда же на рынке такое разнообразие сканеров/адаптеров с ценами “от 1000рублей”, спросите Вы? А это наши китайские друзья постарались! Уж как они клонировали этот чип, травили кристалл послойно или сниферили денно и ночно – оставим за кадром. Но факт остаётся: на рынке появились клоны (для справки: 8-ми битный контроллер MicroChip в оптовых закупках ныне стоит меньше доллара). Другое дело, насколько правильно эти клоны работают. Есть мнение, что “пока народ покупает дешёвые адаптеры, автоэлектрики без работы не останутся”. То есть покупает человек адаптер с мыслью “чего-нибудь там перезалить или настроить”., а результат получает иной, ну, то есть, не тот, на который рассчитывал. Ну например, вдруг начинает всеми своими огоньками мультимедиа-система моргать, или выскакивает ошибка, или вообще коробка в аварийный режим переходит. И хорошо, если без серьезных последствий – в большинстве случаев специалист с профессиональным оборудованием вылечит железного коня. Но случается и иначе. Здесь могут смешаться сразу несколько факторов: неправильный адаптер(клон), неправильный софт, неправильная связка адаптер+софт, ну и “кривые” руки тоже свою роль сыграть могут. Замечу, что адаптер на честном чипе от производителя с правильным софтом к плачевным результатам не приведёт, по крайней мере, автору о таких случаях не известно.
А что можно сделать с помощью такого адаптера? Ну наверное, самый частый случай, положить в бардачок “на всякий случай”. Посмотреть и сбросить ошибку, коль скоро та появится. Одометр сбросить перед продажей авто, или наоборот, “накрутить” если ты наёмный водитель. Включить какую-либо опцию в автомобиле, которая по-умолчанию выключена, а у официального дилера эта услуга платная. Обновление прошивок и переконфигурирование электронных блоков, всё-таки оставим специалистам, но большинство адаптеров позволяют и это. Кому-то понравится просто иметь больше информации о параметрах работы двигателя и других систем в виде красивой графики на планшете или смартфоне. Часто встречаются на дороге, почему-то таксисты, у которых андроид-планшет установлен перед приборной панелью и полностью её перекрывает, так вот: планшет этот скорее всего подключен к такому адаптеру по блютузу или по Wi-Fi. Есть и ещё целый ряд применений, это использование такого адаптера совместно с телематическим прибором (трекером) или сигнализацией. Подключение к диагностическому разъёму посредством такого адаптера позволяет малой кровью снимать данные, необходимые для мониторинга. В большинстве случаев такой метод обходится разработчику дешевле, да и сама установка проще, ведь исчезает необходимость в установке различных датчиков, всё (ну или почти всё) можно снять с OBDII.
Другое дело, что возможности чипа в настоящее время уже недостаточны и для использования в современных автомобилях. Где-то в середине нулевых годов пошли вверх скорости обмена по шине CAN, появился SW_CAN. Но самое главное: возросла длина (количество символов) в кодовых словах. И если аппаратно можно, через реле или банальный тумблер, приляпать к ELM327 костыли, которые позволят работать и с MS и с HS да и с SW релизами CAN, то на длинные кодовые слова вычислительной мощности PIC18F2580 с его 4 MIPS явно недостаточно. К слову, последняя версия ELM327 (V1.4) датируется 2009 годом. И использовать этот чип без “костылей” можно только для автомобилей выпуска до середины нулевых. Так что же делать. Выход, как ни странно есть, причём не один.
CAN-LOG, тоже интерпретатор, но не полного набора интерфейсов OBDII, а двух CAN шин. Оказывается, этого достаточно, чтобы в большинстве случаев снять всю необходимую информацию. Правда, далеко не у всех автомобилей обе CAN шины выведены на диагностический разъём. Значит, придётся подключаться под панелью приборов. А это не всегда приемлемо из соображений сохранения гарантии, правда есть вариант беспроводного съёма информации с шины, но это ещё дороже, да и достоверность снятых данных не 100%. Можно использовать как готовый прибор, подключив его посредством УАРТа или RS232, так и просто чип, интегрировав его на плату устройства с небольшим количеством дискретных компонентов. Стоимость прибора – конечно выше, чем стоимость аутентичного ELM327, но это компенсируется огромным списком поддерживаемых автомобилей и функций. Причём в список поддерживаемых автомобилей включены не только легковые автомобили, но и также грузовики, строительная, дорожная и сельскохозяйственная техника. CAN-LOG работает несколько иначе, чем ELM327 и его клоны. При подключении к шинам автомобиля необходимо выбрать и установить номер программы, соответствующей автомобилю. И это удобно, т.к. разработчику не нужно вникать во всё многообразие протоколов. (В ELM327 выбор автомобиля и тонкая настройка чипа отданы на откуп приложению).
Существуют и иные решения, позволяющие легко и изящно снимать данные с диагностического разъёма. Ну а вопрос о том, можно ли приручить штатный диагностический разъём, и как, каждый разработчик решит сам. Для парка автомобилей одной марки, можно попытаться написать свой софт, если конечно производитель не закрывает протоколы. А если телематическое устройство будет устанавливаться на разные модели, то разумнее использовать какой-либо из OBDII интерпретаторов.