¿Desarrollo y prueba de controladores de carrocerías de automóviles?
Con la creciente aplicación de microcomputadoras en los automóviles, no solo mejora el rendimiento y la comodidad de los automóviles, sino que también hace que todo el sistema de control del automóvil sea cada vez más complejo. Por lo tanto, una vez que el automóvil de un usuario se avería debido a una falla, si el personal de mantenimiento puede encontrar rápidamente la ubicación de la falla y eliminarla se convierte en una cuestión importante para los fabricantes de automóviles. En la era actual, la industria del automóvil está llena de héroes y la conveniencia y velocidad del servicio posventa inevitablemente se convertirán en el foco de la competencia. Esto requiere enriquecer varias funciones del automóvil y al mismo tiempo mejorar y mejorar las capacidades de detección de fallas para hacer que el automóvil sea más seguro y más fácil de mantener.
1 Tecnología de autodiagnóstico de fallas de automóviles
Impulsada por la demanda del mercado, la tecnología de diagnóstico de fallas de automóviles y los equipos de diagnóstico de fallas se han desarrollado enormemente, y el diagnóstico de automóviles también se ha convertido en una tecnología especializada desarrollada. Los dispositivos de autodiagnóstico de fallas de automóviles generalmente incluyen dispositivos de autodiagnóstico de fallas montados en vehículos e instrumentos de diagnóstico de fallas de automóviles.
1.1 Dispositivo de autodiagnóstico de averías del vehículo
En 1976, General Motors lanzó el primer sistema de control de encendido electrónico MISAR del mundo, que ya contaba con una función de autodiagnóstico para el diagnóstico controlado por microordenador. el tiempo de encendido del motor, la temperatura del agua de refrigeración del motor, el voltaje de la batería y otras señales de entrada. Cuando ocurre una anomalía, la luz indicadora de alarma se enciende. Con el desarrollo de la tecnología electrónica automotriz, los sistemas de autodiagnóstico de fallas han podido monitorear varios sensores, actuadores y la propia ECU, y pueden juzgar y distinguir tipos de fallas y almacenarlos en forma de códigos de falla para que el personal de mantenimiento los utilice. Lectura de códigos de avería. La tecnología de autodiagnóstico de fallas no solo se usa en los sistemas de control electrónico del motor, sino que también se usa ampliamente en unidades de control por microcomputadoras de transmisiones automáticas, dispositivos de frenos antibloqueo, bolsas de aire y otros sistemas. Las principales empresas automotrices del mundo han promovido esta tecnología y han desarrollado configuraciones de lectura de códigos de falla que coinciden con sus respectivos modelos. Esto brinda gran comodidad a los usuarios a la hora de descubrir fallas durante el funcionamiento del automóvil y consultarlas durante la reparación.
1.2 Instrumento de diagnóstico de fallas del automóvil
El instrumento de diagnóstico de fallas del automóvil se utiliza junto con el sistema de autodiagnóstico de fallas montado en el vehículo. En esencia, es equivalente al equipo terminal de. el sistema de autodiagnóstico al papel de la interacción persona-ordenador. Con el desarrollo de la tecnología de microcomputadoras, las funciones que pueden realizar los instrumentos de diagnóstico de fallas son cada vez más abundantes, las cuales se resumen a continuación:
·Muestra el código de falla y al mismo tiempo muestra la ubicación de la falla. , método de inspección y datos estándar de detección Espere e imprima la información anterior
·Borre el código de falla
·Muestre los datos de estado en tiempo real del funcionamiento del automóvil. el personal de mantenimiento puede comparar los datos estándar y analizar la dirección de la desviación de los datos de los datos estándar y el tamaño para descubrir la causa de la falla.
·Emitir un comando para que el actuador fuerce la acción; ECU para ver si el actuador está funcionando normalmente;
·Almacena los datos de estado y fallas de operación del automóvil. La información se envía a una computadora personal o a un sistema experto de diagnóstico de fallas.
2 Introducción a la interfaz de comunicación de diagnóstico de fallas estándar OBD-II
Los instrumentos de diagnóstico de fallas anteriores fueron desarrollados por varios fabricantes de vehículos o fabricantes de instrumentos. La interfaz de diagnóstico y el método de comunicación son diferentes y. no se pueden usar indistintamente. Tomemos como ejemplo el enchufe de diagnóstico. Los modelos Ford tienen enchufes de 7 y 25 pines, y los modelos Mercedes-Benz tienen enchufes redondos de 9 pines, enchufes de 38 pines, enchufes rectangulares de 16 pines, etc. Esta situación fragmentada no sólo trae problemas al trabajo de mantenimiento, sino que también aumenta los costos de mantenimiento y los gastos de capacitación del personal, lo que a su vez afecta las ventas de productos en todo el mundo.
Desde 1987, la Junta de Recursos Atmosféricos de California (CARB) ha estipulado que los sistemas de autodiagnóstico de fallas a bordo deben poder monitorear los componentes del sistema de escape de los automóviles. En 1994, CARB promulgó regulaciones de control de emisiones de escape más estrictas, estipulando que los componentes relacionados con los gases de escape deben comunicarse con un instrumento de diagnóstico de fallas llamado herramienta de escaneo universal. Al mismo tiempo, la Agencia Ambiental de Estados Unidos (EPA) también ha tomado las medidas correspondientes para promover su uso en todo Estados Unidos. A pedido de CARB, la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE) promovió aún más el trabajo de estandarización relacionado con los instrumentos de diagnóstico de fallas y formó el estándar OBD-II para interfaces de instrumentos de diagnóstico.
OBD-II es la abreviatura de ON-BOARD DIAGNOSITICS, que es el sistema de diagnóstico por computadora a bordo de segunda generación. Representa el nivel técnico de la mayoría de los instrumentos de diagnóstico actuales y se puede decir que es un estándar práctico. , por lo que es el apoyo del fabricante del automóvil.
Sus principales características son:
·La toma de diagnóstico está unificada en una toma de 16 pines y se instala debajo del salpicadero de la cabina. El zócalo de diagnóstico se muestra en la Figura 1 y la definición de los pines se muestra en la Tabla 1.
·El protocolo de comunicación de datos en serie adopta dos estándares, IS09141 y SAE.
·Tiene un; Código de fallo unificado de 5 bits. Por ejemplo, P1352, la primera letra en inglés representa el controlador bajo prueba, como P representa el controlador de la computadora del motor (Power), B representa el controlador de la computadora de la carrocería (Boby), C representa el controlador de la computadora del chasis (Chassis) y la segunda la letra representa el fabricante, el tercer carácter representa el código de rango de falla definido por SAE y los dos últimos caracteres representan el código de falla original de fábrica.
·Tiene la función de leer y borrar directamente el código de falla con un diagnóstico; instrumento;
·Tiene una función de registro de conducción, que puede registrar datos relevantes mientras el vehículo está conduciendo
·Tiene la función de memorizar y volver a mostrar información de fallas.
3V. A. Introducción a la función G1551
V. A. G1551 es un instrumento de diagnóstico y reparación de sistemas electrónicos automotrices de uso general para el servicio posventa interno dentro del Grupo Volkswagen. Puede leer información de diagnóstico y prueba de más de diez sistemas electrónicos automotrices, como motores de inyección de gasolina controlados electrónicamente y transmisiones automáticas. Por ejemplo, al revisar la electrónica del motor, el personal de mantenimiento puede usarlo para leer códigos de falla y, al mismo tiempo, también puede leer parámetros de estado del motor en tiempo real, como velocidad, temperatura del agua, carga, voltaje, tiempo de inyección, etc. Además, también pueden enviar información a varios actuadores de la ECU. Emitir una orden de ejecución. Durante el funcionamiento, basta con conectar la herramienta de diagnóstico a la toma de diagnóstico situada delante de la caja de cambios del coche. La toma de diagnóstico cumple con el estándar OBD-II, donde el pin 4 es la masa de la carrocería y el pin 7 es el B. D. DIAKM (línea K), el pin 16 es el electrodo positivo de la batería y los demás pines están vacíos.
Al usarlo, primero debe ingresar el código de dirección del objeto de detección, como 01 para la electrónica del motor, y luego seleccionar una función, como el número de función para consultar códigos de falla es 02. Consulte información relevante para métodos de uso específicos.
El pin 7 del zócalo de diagnóstico debe conectarse a la línea K de cada sistema de control electrónico del automóvil. La herramienta de diagnóstico solo puede comunicarse con un sistema de control electrónico a la vez. Al principio, el instrumento de diagnóstico transmite información de identificación (es decir, código de dirección) a través de la línea K, pero sólo responde el sistema de control electrónico correspondiente al código de dirección, por lo que el instrumento de diagnóstico y el sistema de control electrónico comienzan a comunicarse, y el otro sistemas Todavía en modo de espera.
4V. A. Un estudio preliminar sobre las reglas de comunicación electrónica entre G1551 y el motor
Debido a limitaciones, este artículo solo estudia V. A. Las reglas de comunicación entre G1551 y la electrónica del motor y la ECU se limitan a MOTRONIC M1.54P.
4.1 Usar el puerto serie de la computadora para interceptar código
Considerando V. A. Los códigos de comunicación entre G1551 y la ECU son todas señales del puerto serie, pero el voltaje es diferente de la señal del puerto serie estándar RS-232. El "1" de la señal del puerto serie estándar está representado por -12 V, el "0" está representado. por +12V, y el "0" de la línea K está representado por 0~1.3V, y el "1" está representado por 12V. Por lo tanto, siempre que se diseñe una tarjeta de conversión para convertir la señal del puerto serie del K. línea en una señal de puerto serie estándar, el puerto serie de la computadora se puede utilizar para interceptar V. A. El código de comunicación entre G1551 y la ECU para estudiar sus reglas de comunicación. Además de completar la función de conversión de nivel, la tarjeta de conversión debe tener una frecuencia de funcionamiento superior a 10 kHz y una gran resistencia de entrada para no afectar V. A. Comunicación entre G1551 y ECU. La Figura 2 muestra el diagrama esquemático de la interceptación del puerto serie de una computadora.
Usar una tarjeta de conversión para interceptar código es muy eficiente, y los archivos obtenidos cada vez que se intercepta el código también son más pequeños, alrededor de 1 Kbyte, y se pueden leer directamente en el software de edición, lo que lo hace muy conveniente. usar. La siguiente tarea es probar V. A. Cada función de G1551 se estudia una por una para descubrir cómo se comunican en diversas condiciones de funcionamiento del motor.
4.2 Análisis de los datos de interceptación
V. A. G1551 intercepta los datos obtenidos al comunicarse en la función número 04, bloque de datos 000, y realiza un análisis simple.
En V. A. Después de que G1551 envía el código de dirección, la ECU responde con el número de versión del controlador, como se muestra en la Tabla 2.
A continuación, ambas partes envían una señal de apretón de manos para no interrumpir el contacto, y la ECU espera a V. A. G1551 emite el comando:
03FC OBF4 09F6 03
03FC 0CF3 09F6 03
03FC 0DF2 09F6 03
V. A. G1551 emite el comando de función 04-000, y la ECU responde la información correspondiente, y ambas partes continúan preguntando y respondiendo hasta que el usuario ingresa "→":
03FC CEF1 11EE 03
0DF2 0FF0 F40B 659A A25D C837 1DE2 807F SBA4 02FD 00FF 07F8 1FE0 03
03FC 10EF 11EE 03
0DF2 11EE F40B 659A A25D C837 1DE2 807F 5BA4 FD 00FF 07F8 1EE1 03
>03FC 12ED 11EE 03
0DF2 13EC F40B 659A A25D C837 1DE2 807F 5BA4 02FD 00FF 07F8 1EE1 03
Luego las dos partes esperan un apretón de manos nuevamente hasta que el usuario emite un finaliza el comando y finaliza la comunicación:
03FC 14EB 09F6 03
03FC 15EA 09F6 03
03FC 16E9 09F6 03
03FC 17EB 09F6 03
03FC 18E7 06F9 03
En estos datos también se puede encontrar un código especial, es decir, el segundo dato de cada línea Después del análisis, es un código de registro. y cada parte de la comunicación agrega uno a cada mensaje enviado. Y se puede ver que cuando la función número 04, el bloque de datos 000 es V. A. El comando emitido por G1551 es 11 y el comando de finalización es 06. El método de verificación utilizado por ambas partes es el código inverso, es decir, el receptor envía el código inverso del código de recepción. Después de que el remitente recibe el código inverso, considera que la otra parte lo ha recibido correctamente (por ejemplo, V.A.G1551). envía 06 y la ECU responde F9).
Después de muchos experimentos, se puede saber que V. A. Códigos de comunicación de G1551 al detectar diversas funciones de la electrónica del motor (incluida la lectura de códigos de falla y la eliminación de códigos de falla). Estos códigos de comunicación se desarrollaron con V. A. El instrumento de diagnóstico de fallas automotrices compatible con G1551 sienta una base sólida.
V． A. Además de leer códigos de falla, G1551 también puede leer parámetros de estado del motor en tiempo real, como velocidad, temperatura del agua, carga, voltaje, tiempo de inyección, etc. Después del análisis de datos, V. A. G1551 no muestra estos parámetros directamente, pero muestra los códigos de estos parámetros después de alguna conversión.
5 Desarrollo y V． A. Sistema de diagnóstico automotriz por computadora compatible con G1551
V. A. G1551 es un instrumento fabricado en Alemania. Es caro y tiene algo de V. A. G1551 tiene una pantalla alemana, lo cual es incómodo de usar, por lo que es necesario desarrollar un instrumento de diagnóstico de automóvil que sea compatible con él. Un sistema informático general tiene un puerto serie estándar, tiene un gran espacio de programación y es fácil de depurar, por lo que primero se puede desarrollar un sistema de diagnóstico por computadora.
5.1 Parte de hardware
Del mismo modo, el puerto serie del sistema informático está relacionado con el V. A. El puerto serie de G1551 no es compatible, por lo que es necesario diseñar una tarjeta adaptadora. A diferencia de la tarjeta de conversión anterior, el flujo de datos de la tarjeta adaptadora es bidireccional, pero debido a que la comunicación es semidúplex, se debe agregar una tarjeta adaptadora. la tarjeta adaptadora. Interruptor analógico para aislar los datos de ambos lados. La figura 3 muestra el diagrama esquemático de la tarjeta adaptadora.
Cuando la computadora envía datos, el interruptor analógico se enciende, los datos se envían a la ECU a través de la línea K y los datos se envían de regreso a la computadora cuando la computadora los recibe. los datos, puede determinar que los datos han sido enviados. En este momento, debe apagar inmediatamente el interruptor analógico y esperar a que la ECU responda. En este proceso, el tiempo de cierre del interruptor analógico es la clave. Si el interruptor analógico se apaga antes (es decir, el código de serie de la computadora aún no se ha enviado), los datos recibidos por la ECU serán incorrectos. El interruptor analógico se apaga tarde (es decir, la ECU ha enviado los datos), los datos recibidos por la ECU serán incorrectos y afectarán la recepción de datos por parte de la computadora.
5.2 Parte del software
El software adopta un diseño modular, es decir, el programa principal se compila en un módulo, V. A. Cada función de G1551 se compila en un módulo, y cada módulo se ensambla por separado y luego se conecta en un archivo ejecutable. El uso de la programación de módulos tiene las siguientes ventajas:
(1) Cada módulo tiene una tarea clara y es fácil de entender
(2) Un solo módulo es fácil de escribir y depurar;
(3) Conveniente para la modificación de programas y mantenimiento;
(4) Para aumentar la función de diagnóstico, simplemente agregue el bloque de modo correspondiente.
Al programar, puede utilizar el método de agregar funciones gradualmente, es decir, primero editar el módulo principal y el primer módulo funcional, y después de una depuración exitosa, conectar el segundo módulo funcional y luego depurar hasta que todo esté terminado.
Después de un período de depuración, el autor desarrolló inicialmente un sistema de diagnóstico por computadora compatible con V.A.G1551. Por supuesto, actualmente se limita a diagnosticar la electrónica del motor de M1.54P. La Figura 4 muestra el diagrama de bloques principal del software.
El método presentado en este artículo consiste en desarrollar un instrumento de diagnóstico de fallas automotrices compatible con V.A.G1551 mediante el estudio de las reglas de comunicación externa entre V.A.G1551 y la ECU. Cabe decir que las funciones principales son consistentes con V.A.G1551. , pero en los detalles también hay diferencias en las cuestiones. Y este artículo aún no ha tocado otro aspecto muy importante, que es el tema del código de confirmación entre el V.A.G1551 y la ECU. Es decir, qué animación se hará cuando el V.A.G1551 reciba un código de confirmación incorrecto de la ECU. . Estas cuestiones todavía esperan que las estudiemos más a fondo.