Диагностические переходники для автомобилей с системой впрыска топлива

Одно из важных свойств системы управления впрыском топлива современных автомобилей — возможность диагностирования ее неисправностей, которую широко используют как фирменные сервис-центры, так и мелкие "автосервисы". В этой статье будет показано, как, имея ноутбук и собрав несложное устройство-переходник, проводить диагностику самостоятельно.

Как известно, центральным узлом автомобильной системы впрыска топлива служит электронный блок управления двигателем. На входы узла с датчиков поступает информация, характеризующая работу двигателя. Микропроцессор блока обрабатывает ее в соответствии с программой, хранящейся в энергонезависимой памяти, и по результатам вычислений формирует сигналы управления исполнительными механизмами (форсунками и др.).
При возникновении неисправности (например, при выходе из строя одного из датчиков) блок записывает в память код ошибки, а на приборной панели включает индикатор "Check Engine" ("Проверьте двигатель"). С помощью автономного сканера или компьютерной диагностической системы можно прочитать коды неисправностей и расшифровать их по специальной таблице. Зачастую это дает вполне точный рецепт устранения поломки.
Для подключения диагностического оборудования в автомобиле предусмотрен специальный разьем. место размещения которого зачастую отличается даже в различных моделях одного производителя (например, в автомобилях ВАЗ-2112 он расположен справа под рулевой колонкой, а в ВАЗ-2114 — в нижней части центральной консоли под пластиковой крышкой). Уточнить место расположения диагностического разъема можно в "Руководстве по ремонту и обслуживанию автомобиля".

В качестве примера на рис. 1 ,а показан упрощенно диагностический раэьем автомобиля ВАЗ-2112 (год выпуска — 2003) с блоком Bosch Ml.5.4 и отмечены наиболее важные контакты, соответствующие цепям ~+12 В". "Линия диагностики" и "Общий". В более новых автомобилях. например в ВАЗ-2114 (год выпуска — 2005), установлен блок Bosch M7.9.7. Его   диагностический разьем {рис. I,б) отличается от указанного выше и соответствует варианту OBD-II (On-Board Diagnostic — встроенная система диагностики). Отличается он и протоколом обмена информацией.
Поскольку рассмотрение протокола не входит в число задач этой статьи, отметим лишь особенности физического уровня передачи информации [1]: скорость обмена — 9600 бит/с (в ряде источников указано число 10400); число битов в пакете 8: контроль четности — отсутствует; число стоп-битов — 1.
Формат информационного пакета такой же, как в стандарте RS-232. однако линия диагностики подразумевает прием/передачу по одному проводу, а также "привязку" логических уровней к 12 В.
Система диагностики может быть построена на базе практически любого персонального компьютера (ПК), даже на Pentium 1. Безусловно, лучше всего для этой цели подходит ноутбук.

В настоящее время существует большое число диагностических программ. распространяемых как бесплатно [2), так и на платной основе [3]. Совместимость системы диагностики на базе ПК с гем или иным видом блока управления зависит от возможностей используемого программного обеспечения и диагностической аппаратуры О конкретных программах и примерах их применения речь пойдет ниже.
Основная задача, возникающая при создании диагностической системы на базе ПК. — согласование коглмуникаци-онного порта ПК и линии диат ностики блока управления с помощью приставки-переходника. Поскольку формат передачи по линии по своим характеристикам соответствует стандарту RS-232. подавляющее число подобных переходников рассчитано на подключение к СОМ-порту ПК. Переходник служит для согласования двуполярного двухпроводного интерфейса ПК с одноло/юрным однопровод-ным интерфейсом блока управления.
Известно множество схем переходников, значительное их число размещено, например, на сайте [4]. Рассмотрим две из них. Схема, пожалуй, наиболее простого устройства показана на рис. 2. Транзисторы VT1 и VT2 работают в переключательном режиме, обеспечивая соответственно передачу информации из линии в ПК и из ПК в линию. Све-тодиод HL1 индицирует наличие питающего напряжения. Для подключения к автомобилю служит разьем XI. который можно изготовить самостоятельно по описанию в [5] или приобрести готовый. Разьем Х2 (DB9F) подключают к СОМ-порту ПК.
Переходник целесообразно собран на печатной плате поверхностным монтажом (за исключением светодиода HL1). В этом случае устройство можно легко разместить в корпусе разъема DB9F. Чертеж печатной платы и расположение элементов (в масштабе 2:1) для такого варианта представлены на рис. 3.

Транзисторы VT1, V72 — любые маломощные структуры п-р-п. Я использовал транзисторы ВС848А в корпусе SOT-23 для поверхностного монтажа и резисторы типоразмера 0805. Свето-диод может быть любым (возможно, придется только подобрать резистор R4); его размещают в отверстии, просверленном в корпусе разъема
Безошибочно собранный переходник налаживания не требует, однако в редких случаях может потребоваться подборка резистора R1 для обеспечения стабильной связи с блоком управления.
После сборки устройства его работоспособность можно проверить, не подключая к автомобилю. Для этого достаточно отправить через переходник определенную информацию в СОМ-порт, к которому он подключен, а затем сравнить отправленную с принятой. При совпадении можно быть уверенным, что устройство собрано правильно и в большинстве случаев будет обеспечивать связь с блоком управления автомобиля.
Описанная проверка основана на том, что для передачи и приема информации использован один и гот же провод.
Для проверки удобно использовать программу ComHex Viewer (ее можно загрузить с [2]). Подают питание на переходник от любого подходящего источника. Выбирают номер СОМ-порта, к которому подключен переходник, вводят настройки порта. Включают непрерывную передачу информации (отмечают опцию ХопГ) и. если устройство работоспособно, она будет отображаться в окне программы.
Нужно отметить, что на некоторых автомобилях напряжение +12 В не выведено на диагностический разьем. В этом случае придется при диагностировании питать переходник, например, от прикуривателя.
Несмотря на простоту, описанное устройство было успешно использовано для диагностики различных блоков, в частности Bosch М1.5.4. Однако есть у него и недостатки — нестабильная связь с некоторыми блоками (например, Bosch М7.9.7) или даже ее полное отсутствие, а также отсутствие индикации приема и передачи информации.

Для устранения указанных недостатков была разработана схема переходника, показанная на рис. 4. В основе устройства лежат известный преобразователь уровней RS-232 ТТЛ МАХ232 (DA3) и специализированная микросхема МС33199 (DA2). разработанная для работы в автомобильных диагностических системах.
Стабилизатор напряжения DA1 обеспечивает питание устройства от бортовой сети автомобиля. Преобразователь уровня DA3 решает основную задачу — согласование ПK и линии диагностики.
Более подробная информация о микросхемах, применяемых в рассматриваемых устройствах, доступна по ссылке [6].
Резистор R1 — нагрузочный для работы выходной ступени с открытым коллектором микросхемы DA2. Резисторы R2—R4 — токоограничительные для све-тодиодов. Конденсаторы С1, С2, С5 — фильтрующие в цепях питания.
Светодиод HL2 индицирует наличие напряжения питания, a HL1 и HL3 — прием и передачу информации соответственно. Диод VD1 защищает устройство от подключения напряжения питания в обратной полярности.
Разьем XI служит для подключения к автомобилю, Х2 — к СОМ-порту ПК. Соединительные кабели желательно использовать экранированные и минимально возможной длины.
Микросхему MC33199 выпускают только в корпусе SO-14, что послужило дополнительным аргументом для разработки печатной платы под поверхностный монтаж. Вместо MAX232ACSE (корпус SO-16) подойдет MAX232CSE, но это потребует увеличения емкости конденсаторов СЗ, С4—С6, С7 до 1 мкФ. Можно применить и аналоги микросхемы МАХ232, выпускаемые другими производителями (например, ST232, ADM1385), после соответствующей корректировки чертежа печатной платы. Диод ВАТ54 (корпус SOT-23) можег быть заменен любым другим в таком же корпусе.

Печатная плата изготовлена из фольгированного с обеих сторон стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертеж платы показан на рис. 5. Ее можно изготовить и из одностороннего стеклотекстолита, потребуется только впаять шесть проволочных перемычек вместо печатных проводников.
Правильно собранное устройство налаживания не требует. Этот вариант переходника отлично зарекомендовал себя в работе и удобен в пользовании.
Общим недостатком многих из существующих диагностических переходников можно считать необходимость их работы с СОМ-портом, который уже отсутствует в современных ноутбуках и карманных компьютерах. Однако вышеназванную проблему несложно решить, если построить диагностический переходник, подключаемый непосредственно через интерфейс USB

ЛИТЕРАТУРА

1. Дударь Д. Б. Keyword Protocol 2000. Спецификация канала связи с диагностическим оборудованием. Уровень обмена данными. — Тольятти: АвтоВАЗ. 2000. с. 6.
2. Программы для автодиагностики.  - http:/www.samdrtft.narod.ru/prefects.html
3. Подборка схем диагностических адаптеров.  - www.injdiagnost.narod.ru/Pages03/Page03.htm
4. Разъем для диагностики — своими руками. - www.chiptuner.ru/download/docs/connector.rar
5. Описания микросхем для автодиагностики. - www.samdrift.narod.ru/docs.html

М. ПОПОВ, г. Самара