Вместе с ростом экологического движения в начале 1990-х годов в США был принят ряд стандартов, которые ввели обязательность оснащения электронных блоков управления автомобилями (ЭБУ, ECU) системой за контролем параметров работы двигателя, имеющих прямое или косвенное отношение к составу выхлопа. Стандарты также предусмотрели протоколы считывания информации об отклонениях в экологических параметрах работы двигателя и другой диагностической информации из ЭБУ. OBD-II как раз и является системой накопления и считывания такой информации. Изначальная «экологическая направленность» OBD-II, с одной стороны, ограничила возможности по его использованию в диагностике всего спектра неисправностей, с другой стороны, предопределила его крайне широкое распространение как в США, так и на автомобилях других рынков.
В США применение системы OBD-II (и установка соответствующей колодки диагностики) обязательны с 1996 г. (требование распространяется как на автомобили, производимые в США, так и на автомобили неамериканских марок, продаваемые в США). На автомобилях Европы и Азии протоколы OBD-II применяются также с 1996 г. (на небольшом количестве марок/моделей), но особенно — с 2001 г. для автомобилей с бензиновыми двигателями (с принятием соответствующего европейского стандарта — EOBD) и с 2004 г. для автомобилей с дизельными двигателями. Тем не менее, стандарт OBD-II частично или полностью поддерживают и некоторые автомобили, выпущенные ранее 1996 (2001) годов (pre-OBD автомобили).
Например, из автомобилей, производимых в России и Украине, стандарт OBD-II поддерживают следующие:
- ВАЗ с ЭБУ Bosch MP7.0 EURO3, с ЭБУ BOSCH M7.9.7 EURO2/EURO3;
- ГАЗ Волга/Газель с двигателем Chrysler 2.4L DOHC (Крайслер);
- Ford Focus I, Ford Focus II(Всеволожск);
- Hyundai Accent(Таганрог);
- Kia Spectra (Ижевск);
- BMW, Hummer, Kia..(Калининград);
- Chevrolet (Тольятти, Запорожье);
Перечень протоколов OBD-2 (OBD II, ОБД-2):
- ISO15765-4 (CAN) — Новые модели Ford, Jaguar, Mazda, Mercedes, Nissan, Toyota, Lexus, Renault, Peugeot, Chrysler, Opel, WV, Audi, Porsche, Volvo, Saab и др.
- ISO14230-4 (KWP2000 или K-линия) — Daewoo, Hyundai, KIA, Subaru STi и некоторые модели Mercedes.
- ISO9141-2 (K-линия) — Азия (Acura, Honda, Infinity, Lexus, Nissan,Toyota, и др.), Европа (Audi, BMW, Mercedes, MINI, Porsche, и др.), ранние модели Chrysler, Dodge, Eagle, Plymouth.
- J1850 VPW — Buick, Cadillac, Chevrolet, Chrysler, Dodge, GMC, Hummer, Isuzu, Oldsmobile, Pontiac, Saturn.
- J1850 PWM — Ford, Lincoln, Mercury, Jaguar, Mazda, Panoz, Saleen.
Режимы диагностики
Протоколы OBD-II предоставляют диагносту ряд стандартизированных функциональных возможностей (режимов диагностики — modes):
Режим 1 — Считывание текущих параметров работы системы управления (Mode 1 PID Status & Live PID Information). Всего стандартом поддерживается около 20 параметров. Однако, каждый конкретный блок управления поддерживает ограниченное количество из них (например, в зависимости от установленных датчиков кислорода). С другой стороны, некоторые автопроизводители поддерживают расширенные наборы параметров — например, некоторые автомобили концерна GM поддерживают более 100 параметров. Через систему OBD-II диагностики можно считать (основные параметры):
- режим работы системы топливной коррекции (PID 03 Fuel system status). При значении «Closed Loop» система работает в режиме обратной связи (замкнутой петли), при этом данные с датчика кислорода используются для корректировки топливоподачи. При значении «Open Loop» данные с датчика кислорода не используются для корректировки топливоподачи;
- расчетная нагрузка на двигатель (PID 04 Calculated Load);
- температура охлаждающей жидкости (PID 05 Coolant temperature);
- краткосрочная коррекция подачи топлива по банку 1/2 (PID 06/08 Short Term Fuel Trim Bank 1/2);
- долгосрочная коррекция подачи топлива по банку 1/2 (PID 07/09 Long Term Fuel Trim Bank 1/2);
- давление топлива (PID 0A Fuel pressure);
- давление во впускном коллекторе (PID 0B Manifold pressure);
- обороты двигателя (PID 0C Engine speed — RPM);
- скорость автомобиля (PID 0D Vehicle speed);
- угол опережения зажигания (PID 0E Ignition Timing Advance);
- температура всасываемого воздуха (PID 0F Intake Ait Temperature);
- расход воздуха (PID 10 Air Flow);
- положение дроссельной заслонки (PID 11 Throttle position);
- режим работы системы подачи дополнительного воздуха (PID 12 Secondary Air Status);
- расположение датчиков кислорода (PID 12 Location of O2 sensors);
- данные с датчика кислорода №1/2/3/4 по банку 1/2 (PID 13-1B O2 Sensor 1/2/3/4 Bank 1/2 Volts).
Как правило, для анализа работы конкретной подсистемы системы управления двигателем, достаточно одновременно контролировать 2-3 параметра. Однако, иногда требуется одновременно просматривать и большее число. Число одновременно контролируемых параметров, а также формат их вывода (текстовый и/или графический) зависят как от возможностей конкретной программы-сканера, так и от скорости обмена информацией с блоком управления двигателем автомобиля (скорость зависит от поддерживаемого протокола). К сожалению, наиболее распространенный протокол ISO-9141 (см. ниже) является и самым медленным из всех — при работе с ним невозможно просматривать с приемлемой частотой дискретизации более 2-4 параметров.
Режим 2 — Получение сохраненной фотографии текущих параметров работы системы управления на момент возникновение кодов неисправностей (Mode 2 Freeze Frame).
Режим 3 — Считывание и просмотр кодов неисправностей(Mode 3 Read Diagnostic Trouble Codes (DTCs)).
Режим 4 — Очистка диагностической памяти (Mode 4 Reset DTC’s and Freeze Frame data) — стирание кодов неисправностей, фотографий текущий параметров, результатов тестов датчиков кислорода, результатов тестовых мониторов.
Режим 5 — Считывание и просмотр результатов теста датчиков кислорода (Mode 5 O2 Sensor Monitoring Test Result).
Режим 6 — Запрос последних результатов диагностики однократных тестовых мониторов (тестов, проводимых один раз в течение поездки) (Mode 6 Test results, non-continuosly monitored) — эти тесты контролируют работу катализатора, системы рециркуляции выхлопных газов (EGR), системы вентиляции топливного бака.
Режим 7 — Запрос результатов диагностики непрерывно действующих тестовых мониторов (тестов, выполняемых постоянно, пока выполняются условия для проведения теста) (Mode 7 Test results, continuosly monitored) — эти тесты контролируют состав топливно-воздушной смеси, пропуски зажигания (misfire), остальные компоненты, влияющие на выхлоп.
Режим 8 — Управление исполнительными механизмами.
Режим 9 — Запрос информации о диагностируемом автомобиле (Mode 9 Request vehicle information) — VIN-кода и калибровочных данных.
Режим ручного ввода команды запроса диагностической информации.
Надо учитывать, что как далеко не на каждом автомобиле блок управления поддерживает все перечисленные функции, так и не каждый диагностический сканер для OBD-II может дать диагносту возможность использовать все перечисленные режимы.
Используемые протоколы и применяемость OBD-II-диагностики на автомобилях разных марок
В рамках OBD-II используются пять протоколов обмена данными — ISO 9141, ISO 14230 (также именуется KWP2000), PWM, VPW и CAN (также каждый из протоколов имеет несколько разновидностей — например, разновидности отличаются по скорости обмена информацией). В Интернете встречаются «таблицы применимости», где указываются перечни марок и моделей автомобилей и поддерживаемые ими OBD-II-протоколы. Однако, надо учитывать, что одна и та же модель с одним и тем же двигателем, одного года выпуска может быть выпущена для разных рынков с поддержкой разных протоколов диагностики (точно также протоколы могут различаться и по моделям двигателей, годам выпуска). Таким образом, отсутствие автомобиля в списках не означает, что он не поддерживает OBD-II, так же как и присутствие не означает, что поддерживает и, тем более, полностью поддерживает (возможны неточности в списке, различные модификации автомобиля и пр.). Еще сложнее судить о поддержке конкретной разновидности OBD-II-стандарта.
Общей предпосылкой для того, чтобы предположить, что автомобиль поддерживает OBD-II диагностику, является наличие 16-контактного диагностического разъема (DLC — Diagnostic Link Connector) трапециевидной формы (на подавляющем большинстве OBD-II автомобилей он находится под приборной панелью со стороны водителя; разъем может быть как открыт, так и закрыт легко снимаемой крышкой с надписью «OBD-II», «Diagnose» и т.п.). Тем не менее, это условие необходимое, но недостаточное! Разъем OBD-II иногда устанавливается на автомобили, вообще не поддерживающие ни один из OBD-II-протоколов. В таких случаях необходимо пользоваться сканером, рассчитанным на работу с заводскими протоколами конкретной марки автомобиля — например, это касается автомобилей Opel Vectra B европейского рынка 1996-1997 гг. Для оценки применимости того или иного сканера для диагностики конкретного автомобиля необходимо определить, какой конкретно из OBD-II протоколов используется на конкретном автомобиле (если OBD-II вообще поддерживается). Для этого можно:
- Посмотреть в технической документации непосредственно к данному автомобилю (но не в общем руководстве по данной марке/модели!). Также полезно осмотреть все идентификационные таблички на автомобиле — возможно наличие таблички «OBD-II compliant» (поддерживает OBD-II) или «OBD-II certified» (сертифицировано на поддержку OBD-II);
- Посмотреть в информационной базе данных, типа Mitchell-on-Demand и т.п. Однако, это также не абсолютный способ, так как база может содержать неточности, включать информацию по автомобилям, выпущенным для другого рынка и т.п. Естественно, использование специализированных дилерских баз по отдельной марке повышает степень достоверности информации;
- Использовать сканер, позволяющий определить, какой из OBD-II протоколов используется на машине. К примеру — ELM327;
- Осмотреть диагностический разъем и определить наличие выводов в нем (как правило, присутствует только часть задействованных выводов, а каждый протокол использует свои выводы разъема).
Таким образом:
- протокол ISO-9141-2 идентифицируется наличием контакта 7 в диагностическом разъеме (K-line) и отсутствием 2 и/или 10 контактов в диагностическом разъеме. Используемые выводы — 4, 5, 7, 15 (может не быть), 16.
- SAE J1850 VPW (Variable Pulse Width Modulation). Используемые выводы — 2, 4, 5, 16 (без 10)
- SAE J1850 PWM (Pulse Width Modulation). Используемые выводы — 2, 4, 5, 10, 16.
- Протоколы PWM, VPW идентифицируются отсутствием контакта 7 (K-Line) диагностического разъема.
Подавляющее большинство автомобилей используют протоколы ISO. Некоторые исключения:
- большая часть легковых автомобилей и легких грузовиков концерна GM используют протокол SAE J1850 VPW;
- большая часть автомобилей Ford использует протокол J1850 PWM.
