Modul OBD II – diagnostika Honda, Nissan, Toyota, Audi, BMW, Mercedes, Daewoo, Hyundai, KIA, Ford, Jaguar, Mazda

Spolu s růstem ekologického hnutí na počátku 1990. let byla ve Spojených státech přijata řada norem, které stanovily povinnost vybavit elektronické řídicí jednotky vozidla (ECU) systémem pro monitorování provozních parametrů motoru, které přímo či nepřímo souvisejí na složení výfuku. Standardy také poskytují protokoly pro čtení informací o odchylkách v parametrech prostředí motoru a další diagnostické informace z ECU. OBD-II je přesně systém pro ukládání a čtení takových informací. Počáteční „environmentální orientace“ OBD-II na jedné straně omezovala možnosti jeho použití při diagnostice celé škály závad, na straně druhé předurčila jeho extrémně široké rozšíření jak v USA, tak i v automobilech jiných trhů. . V USA je používání systému OBD-II (a instalace odpovídajícího diagnostického bloku) povinné od roku 1996 (požadavek se vztahuje jak na vozy vyrobené v USA, tak na mimoamerické vozy prodávané v USA). Na autech v Evropě a Asii se protokoly OBD-II používají také od roku 1996 (u malého počtu značek/modelů), ale zejména od roku 2001 pro vozy s benzínovými motory (s přijetím odpovídající evropské normy – EOBD) a od roku 2004. pro vozy s dieselovými motory. Normu OBD-II však částečně nebo plně podporují některé vozy vyrobené před rokem 1996 (2001) (vozy před OBD).

Diagnostické režimy

Protokoly OBD-II poskytují diagnostikovi řadu standardizovaných funkcí (diagnostické režimy):

Režim 1 – Čtení aktuálních provozních parametrů řídicího systému (Stav PID režimu 1 a informace o aktuálním PID). Celkem standard podporuje asi 20 parametrů. Každá konkrétní řídicí jednotka jich však podporuje omezený počet (například v závislosti na instalovaných kyslíkových senzorech). Na druhou stranu některé automobilky podporují rozšířené sady parametrů – například některá vozidla GM podporují více než 100 parametrů. Prostřednictvím diagnostického systému OBD-II můžete číst (hlavní parametry):

• provozní režim systému korekce paliva (PID 03 Stav palivového systému). Při nastavení na „Closed Loop“ systém pracuje v režimu uzavřené smyčky, přičemž data lambda sondy se používají k úpravě dodávky paliva. Při nastavení na „Otevřená smyčka“ se data lambda sondy nepoužívají k úpravě dodávky paliva;
• vypočtené zatížení motoru (PID 04 Vypočítané zatížení);
• teplota chladicí kapaliny (PID 05 Teplota chladicí kapaliny);
• krátkodobá korekce paliva – banka 1/2 (PID 06/08 Krátkodobá korekce paliva – banka 1/2);
• dlouhodobá korekce paliva 1/2 (PID 07/09 Dlouhodobá korekce paliva 1/2);
• tlak paliva (PID 0A Fuel pressure);
• tlak v sacím potrubí (PID 0B Tlak v sacím potrubí);
• otáčky motoru (PID 0C Otáčky motoru — RPM);
• rychlost vozidla (PID 0D Rychlost vozidla);
• úhel předstihu předstihu zapalování (PID 0E Předstih časování zapalování);
• teplota nasávaného vzduchu (PID 0F Intake Ait Temperature);
• průtok vzduchu (PID 10 Air Flow);
• poloha plynu (PID 11 Poloha plynu);
• provozní režim systému přívodu sekundárního vzduchu (PID 12 Stav sekundárního vzduchu);
• umístění kyslíkových senzorů (PID 12 Umístění senzorů O2);
• data z lambda sondy č. 1/2/3/4 pro svod 1/2 (PID 13-1B O2 Sensor 1/2/3/4 svod 1/2 Voltů).

K analýze provozu konkrétního subsystému řídicího systému motoru zpravidla stačí současně sledovat 2-3 parametry. Někdy však potřebujete zobrazit větší číslo současně. Počet současně sledovaných parametrů, jakož i jejich výstupní formát (textový a/nebo grafický) závisí jak na možnostech konkrétního programu skeneru, tak na rychlosti výměny informací s řídicí jednotkou motoru vozidla (rychlost závisí na podporovaném protokol). Nejrozšířenější protokol ISO-9141 (viz níže) je bohužel také nejpomalejší ze všech – při práci s ním nelze zobrazit více než 2-4 parametry při přijatelné vzorkovací frekvenci.

Režim 2 – Získání uložené fotografie aktuálních provozních parametrů řídicího systému v době výskytu chybových kódů (Režim 2 zmrazený snímek).

Režim 3 – Čtení a prohlížení chybových kódů (Režim 3 Čtení diagnostických poruchových kódů (DTC)).

Režim 4 – Vymazání diagnostické paměti (Režim 4 Reset DTC’s a Freeze Frame data) – mazání chybových kódů, fotografií aktuálních parametrů, výsledků testů lambda sondy, výsledků testovacího monitoru.

Režim 5 – Čtení a prohlížení výsledků testu lambda sondy (Výsledek testu monitorování senzoru O5 v režimu 2).

Režim 6 – Dotaz na nejnovější diagnostické výsledky jednorázových testovacích monitorů (testy provedené jednou během cesty) (Režim 6 Výsledky testu, nekontinuálně monitorováno) – tyto testy monitorují činnost katalyzátoru, systému recirkulace výfukových plynů (EGR) a ventilačního systému palivové nádrže.

Režim 7 – Vyžádejte si diagnostické výsledky od monitorů nepřetržitého testu (testy, které běží nepřetržitě, pokud jsou splněny testovací podmínky) (Režim 7 Výsledky testu, průběžně monitorováno) – tyto testy sledují složení směsi paliva se vzduchem, vynechávání zapalování a další složky, které ovlivňují výfuk.

Režim 8 – Ovládání aktorů.

Režim 9 – Vyžádejte si informace o diagnostikovaném vozidle (Režim 9 Žádost o informace o vozidle) – VIN kód a kalibrační údaje.

Režim ručního zadávání pro vyžádání příkazu diagnostických informací.

Je třeba vzít v úvahu, že stejně jako ne každé auto má řídicí jednotku podporující všechny uvedené funkce, ne každý diagnostický skener pro OBD-II může dát diagnostikovi možnost využít všechny uvedené režimy.

<strong>Použité protokoly a použitelnost OBD-II diagnostiky na automobilech různých značek</strong>

V rámci OBD-II se používá pět protokolů pro výměnu dat: ISO 9141, ISO 14230 (také nazývané KWP2000), PWM, VPW a CAN (každý z protokolů má také několik variant – různé se například liší rychlostí výměny informací). Na internetu jsou k dispozici „tabulky použitelnosti“, které uvádějí značky a modely vozidel a protokoly OBD-II, které podporují. Je však třeba vzít v úvahu, že stejný model se stejným motorem, stejného roku výroby, může být uvolněn pro různé trhy s podporou různých diagnostických protokolů (protokoly se mohou lišit i podle modelu motoru, roku výroby). Absence vozidla v seznamech tedy neznamená, že nepodporuje OBD-II, stejně jako jeho přítomnost neznamená, že jej podporuje, tím méně plně podporuje (v seznamu mohou být nepřesnosti, různé úpravy vozidel atd.). Ještě obtížnější je posoudit podporu konkrétního typu standardu OBD-II.

Společným předpokladem pro předpoklad, že automobil podporuje diagnostiku OBD-II je přítomnost lichoběžníkového 16pinového diagnostického konektoru (DLC – Diagnostic Link Connector) (u naprosté většiny vozů OBD-II je umístěn pod palubní deskou na straně řidiče; konektor lze otevřít nebo zavřít snadno odnímatelným krytem s nápisem „OBD-II“, „D“. Tato podmínka je však nutná, nikoli však postačující! Informace o umístění konektorů (včetně nestandardních) získáte na stránce Informace a software. Konektor OBD-II je také někdy instalován na vozech, které vůbec nepodporují žádný z protokolů OBD-II. V takových případech je nutné použít skener určený pro práci s továrními protokoly konkrétní automobilové značky – to platí například pro vozy Opel Vectra B evropského trhu 1996-1997. Pro posouzení použitelnosti konkrétního skeneru pro diagnostiku konkrétního vozidla je nutné určit, který konkrétní protokol OBD-II se na konkrétním vozidle používá (pokud je vůbec OBD-II podporován). Chcete-li to provést, můžete:

1. Podívejte se do technické dokumentace přímo k tomuto vozu (ne však do obecného návodu k této značce/modelu!). Je také užitečné zkontrolovat všechny identifikační štítky na voze – je možné, že existuje štítek „OSD-II kompatibilní“ (podporuje OBD-II) nebo „OBD-II certifikovaný“ (certifikovaný pro podporu OBD-II);

2. Podívejte se do informační databáze, jako je Mitchell-on-Demand atd. Toto však také není absolutní metoda, protože databáze může obsahovat nepřesnosti, obsahovat informace o vozech vyrobených pro jiný trh atd. Použití specializovaných dealerských základen pro konkrétní značku samozřejmě zvyšuje míru spolehlivosti informací;

3. Pomocí skeneru zjistěte, který protokol OBD-II se ve voze používá. Z námi nabízených zařízení to umí X-431 a OZEN MOByDic 2600 automaticky. Pomocí sady ScanTool to můžete provést ručně postupnou změnou použitých adaptérů a kontrolou komunikace s ECU vozu. Pokud neexistují žádné předpoklady o použitém protokolu, měli byste začít hledat s protokolem ISO jako nejběžnějším (nebo s protokolem uvedeným pro diagnostikovaný stroj v tabulce);

4. Zkontrolujte diagnostický konektor a zjistěte přítomnost kolíků v něm (zpravidla je přítomna pouze část zapojených kolíků a každý protokol používá vlastní kolíky konektoru).

Přiřazení kolíků („pinout“) 16kolíkového diagnostického konektoru OBD-II (standard J1962):

02 — J1850 Bus+

04 — Uzemnění podvozku

05 — Signální zem

06 — CAN High (J-2284)

07 — ISO 9141-2 K-Line

10 — Autobus J1850-

14 — CAN Low (J-2284)

15 — ISO 9141-2 Linka L.

16 — Napájení z baterie (napětí baterie)

Na základě přítomnosti kolíků můžete zhruba posoudit použitý protokol pomocí následující tabulky:

Standardní	Kolík 2	Kolík 7	Kolík 10	Kolík 15
ISO-9141 a ISO-14230	Musí být přítomen	Musí být přítomen (pokud vozidlo používá diagnostiku L-line)
PWM (J1850)	Musí být přítomen	Musí být přítomen
VPW (J1850)	Musí být přítomen

— Protokol ISO-9141-2 je identifikován přítomností kolíku 7 v diagnostickém konektoru (linka K) a nepřítomností 2 a/nebo 10 kolíků v diagnostickém konektoru. Použité kolíky jsou 4, 5, 7, 15 (nemusí být), 16.
— SAE J1850 VPW (modulace s proměnnou šířkou pulzu). Použité kolíky – 2, 4, 5, 16 (bez 10)
— SAE J1850 PWM (Pulse Width Modulation). Použité kolíky jsou 2, 4, 5, 10, 16.

Protokoly PWM a VPW jsou identifikovány absencí pinu 7 (K-Line) diagnostického konektoru.

5. Drtivá většina automobilů používá protokoly ISO. Některé výjimky:

— většina osobních a lehkých nákladních automobilů GM používá protokol SAE J1850 VPW;
– Většina vozidel Ford používá protokol J1850 PWM.
– ostatní.

Více informací o diagnostice OBD-II.

V rámci OBD-II je standardizováno nejen přiřazení pinů diagnostického konektoru, jeho tvar a komunikační protokoly, ale částečně i chybové kódy (DTC – Diagnostic Trouble Code) – to zajišťuje SAE J2012 norma). Kódy OBD-II mají jednotný formát, ale podle dekódování se dělí na dvě velké skupiny – základní (generické) kódy a doplňkové (rozšířené) kódy. Hlavní kódy jsou přísně standardizované a jejich výklad je stejný pro všechna vozidla, která podporují OBD-II. Zároveň musíte pochopit, že to neznamená, že stejný kód je způsoben na různých autech stejnou „skutečnou“ poruchou (to závisí na konstrukčních vlastnostech různých značek a modelů automobilů a různých vozů stejný model)! Další kódy se u různých značek automobilů liší a byly zavedeny výrobci automobilů speciálně pro rozšíření diagnostických možností.

Jak již bylo zmíněno, struktura hlavního i doplňkového kódu OBD-II je stejná – každý kód se skládá z písmene latinské abecedy a čtyř čísel (částečně se používají i písmena):

Koncept rozhraní mezi objektem řízeným počítačovým zařízením a zařízením provádějícím kontrolní a diagnostické funkce předpokládá přísnou standardizaci protokolu výměny informací. V případě auta je to potřeba, ale výrobci se o uniformitu moc nezajímají.

Na legislativní úrovni však stále bylo možné vytvořit něco standardního, pohodlného pro kontrolní organizace i soukromé diagnostické a opravárenské firmy. Jedná se o konektor diagnostického rozhraní OBD II, kterým jsou dnes vybaveny téměř všechny automobily.

Historie diagnostiky s OBD II

Zpočátku se o pohodlí automobilových diagnostiků staralo jen málo lidí. Mikropočítače, které řídí jednotky stroje, mohly být testovány pomocí nástrojů poskytovaných prodejcem, které nebyly dostupné na prodej a nebyly opatřeny otevřeným zdrojovým kódem. První krok proto učinily vládní organizace povolané ke sledování šetrnosti dopravy k životnímu prostředí.

Kontrolní standard se objevil ve Spojených státech, kde byla Kalifornie vždy proslulá jako nejnáročnější stát z hlediska omezování znečištění životního prostředí ze spalovacích motorů.

V polovině 90. let se konečně zformoval popis konektoru v podobě OBD II, tedy druhé finální verze. On-Board Diagnostics II se po roce 1996 stal povinným pro všechna vozidla v USA.

Co je EOBD

Zkratka EOBD, se kterou se setkáváme, nepřidává pojmu OBD žádný zvláštní význam a dokonce neexistuje ani přesná definice toho, co znamená dodatečné písmeno na začátku.

Může to být zkratka pro European, narážka na dodatečné schopnosti Enhanced nebo jen nesmyslná Elektronická předpona (jiné neexistují).

Častěji se ale přiklánějí k tomu, aby se do výroby evropských aut začal zavádět pozitivní americký standard. Americký trh byl navíc vždy považován za nejdůležitější.

V důsledku toho byly paralelně s americkými normami SAE pro diagnostické rozhraní vytvořeny také globální normy ISO.

Ve většině případů jsou totožné, ale s odlišným alfanumerickým označením a častěji se používá to, které se objevilo jako první. To platí pro protokoly fyzické a logické vrstvy.

Hlavní funkce diagnostického konektoru

Diagnostický konektor je nezbytný pro umožnění komunikace mezi externím řídicím počítačem a vnitřními výpočetními prostředky vozidla. Prostřednictvím něj jsou informace vizualizovány na monitorech a mohou je číst a analyzovat specialisté autoservisů.

To umožňuje včasné a rychlé odhalení závady, a tím z pohledu zákonodárců promptně zabránit narušení životního prostředí a mechanici dostali nástroj, se kterým mohli postupně provádět stejné servisní úkony jako oficiální prodejci.

Kde je

Standardizované je i umístění konektoru, vzdálenost od volantu by neměla přesáhnout 16 palců, navíc jsou ve více verzích pro montáž konektoru vyznačena naprosto přesná místa.

Obvykle je zakrytý před znečištěním, ale přesné umístění v konkrétním voze a způsob přístupu jsou opravářům dobře známé.

Pinout konektoru OBD 2

Je zřejmé, že účel všech kontaktů v takovém systému musí být jasně definován. Je použit standardní 16pinový konektor. a nejdůležitější spojení jsou jasně přiřazena ke kontaktním číslům (pinům):

• Kladné a záporné linky rozhraní SAE J1850 jsou směrovány na kolíky 2 a 10;
• podobně High a Low linky sběrnice CAN (ISO 15765-4, SAE J2284) používají kontakty 6 a 14;
• k volným kontaktům lze připojit i nízkorychlostní sběrnici CAN;
• 7 a 15 kontaktů se používá pro rozhraní K-line a L-line ISO 9141-2 a ISO 14230;
• kontakty 4 a 5 jsou vyhrazeny pro uzemnění napájení a signálu a lze je jednoduše propojit propojkou;
• konstantní napájení 12 V, bez ohledu na to, zda je zapnuté zapalování, je přivedeno na kontakt 16;
• Zbývající kontakty nejsou přísně standardizovány; výrobci je často používají podle vlastního uvážení, například pro napájení napětí za spínačem zapalování nebo hlavního relé, pro výstup přívodního vodiče palivového čerpadla nebo pro spínání obvodů imobilizéru.

Použití určitých kontaktů lze určit vizuálně; většinou, pokud se obvod nepoužívá, pin v patici úplně chybí.

Klasifikace protokolu

Nebylo možné vše shrnout do jediného výměnného protokolu, protože systém byl vyvinut a implementován mnoha výrobci najednou a následně neustále vylepšován, což trvá dodnes.

Je také překvapivé, že existuje relativně málo protokolů. Zhruba řečeno, je jich asi devět, i když pokud si všimnete všech rozdílů, je jich mnohem více. Neexistují ale žádné zvláštní problémy s kompatibilitou, skenery zahrnují všechna rozhraní, od prvního až po nejpokročilejší.

A

Protokoly třídy A jsou nejnižší rychlostí, ale zároveň jsou nejjednodušší a jsou založeny na tradičních počítačových sériových rozhraních, což znamená, že nevyžadují významný výkon ve formě převodu mikrokontrolérů. Rychlost až 10 kbps. Tomu se říká K-line.

B

O něco rychlejší a složitější protokoly sériového rozhraní, lépe chráněné před rušením, využívají různé typy modulace digitálního signálu. Rychlost je přibližně 5-10krát vyšší.

C

Mezi nejmodernější protokoly zatím patří sběrnice CAN, což znamená rychlost asi 500 kbps, zvýšila se bitová hloubka paketů s kódem a zkomplikovaly se další algoritmy. Dobrá odolnost proti šumu diferenciálního signálu z kroucené dvoulinky.

Protokol ISO9141

Obsahuje dva vodiče K a L, i když výměna je docela možná prostřednictvím obousměrného vedení K, bez ovládání přes L. Dříve byly široce používány „šňůry“ – univerzální adaptéry K-line. Funguje celkem spolehlivě, ale velmi pomalu.

J1850 VPW

Patří do skupiny protokolů amerického standardu J1850. Používá se na vozidlech GM. Pracuje pětkrát pomaleji než zcela podobná logika PWM J1850, kterou používá Ford.

Rozhraní se liší fyzickou implementací, jedno- nebo dvouvodičovými linkami, modulací šířkou nebo pracovním cyklem. Popsáno v jedné normě.

Chyby dekódování v systému OBD2

Společné pro všechny výrobce jsou chybové kódy DTC (Diagnostic Trouble Code), které ne vždy všichni dodržují, ale snaží se, aby tomu tak bylo. Každý kód obvykle obsahuje čtyři nebo pět znaků.

První znamení

Může to být jedno ze čtyř písmen:

• B – karoserie, tedy kód se týká výbavy karoserie, interiéru atd.;
• P – pohonná jednotka;
• C – podvozek;
• U – síťová podpora.

Tento typ lokalizace má usnadnit práci s kódy v raných fázích bez dešifrování.

Druhé znamení

Druhý znak zhruba souvisí s kódováním s normou ISO nebo s tou, kterou používá výrobce. Tady ještě není jednota. „0“ je kódová stránka ISO nebo SAE.

Třetí znamení

Určuje subsystém, kde došlo k selhání. Podle tabulek, kde jsou uvedeny všechny kódy, by se mohlo jednat o zapalování, napájení, elektronickou podporu, převodové prvky a další skupiny zařízení.

Čtvrtý a pátý symbol

Tyto znaky fungují jako dvoumístný kód určující chybu, ke které došlo. Například přerušení, zkrat, mezera nebo hodnoty mimo přijatelný rozsah. Zdá se, že jsou dobrým vodítkem pro diagnostika, i když ne vždy.

OBD2 a ELM327

Můžete číst informace a organizovat výměnu prostřednictvím OBD pomocí široké škály profesionálních i amatérských zařízení. Jedna společnost však udělala chytrý krok a vytvořila firmware pro univerzální mikrokontrolér, který z něj udělal nástroj, který převádí signály diagnostických konektorů na standardní kód pro standardní rozhraní na domácích počítačích.

Malé zařízení, typicky obsahující programovatelný ovladač, napájecí mikroobvody, elektricky přepisovatelnou paměť a komunikaci přes standardní rozhraní (vysílače), velikostí není o mnoho větší než konektor.

Instaluje se do zásuvky OBD2 a vydává signál ze standardního sériového rozhraní UART, známého již z prvních osobních počítačů. Fyzicky jej lze přenést do notebooku, počítače nebo tabletu prostřednictvím běžných rozhraní USB, Bluetooth nebo Wi-Fi.

Informace jsou zpracovávány a převáděny do vizuálně pohodlné podoby softwarem osobního počítače nebo chytrého telefonu. Aplikace mohou mít různou úroveň složitosti, placené i bezplatné, až po přítomnost algoritmů prodejce, pokud již byly napsány pro konkrétní vůz.

Samotný adaptér přitom zůstává jednoduchý, univerzální a levný. Musíte se jen ujistit, že má všechny inzerované možnosti pro implementované funkce a protokoly. Nejedná se ještě o profesionální úroveň, ale v mnoha praktických aplikacích je již velmi pohodlná.