Любой электронный блок автомобиля подключен к диагностической шине - цифровой линии, позволяющей бортовой электронике взаимодействовать с диагностическим оборудованием. Здесь кроется первая проблема: хотя теоретически существует единый стандарт OBD-II, стандартизирующий метод связи с ЭБУ и тип разъема, распространяется он только на системы впрыска. «Достучаться» до блоков ABS, SRS и так далее через протокол OBD- II нельзя. Но и в системах впрыска зачастую применяются специфичные для конкретной фирмы коды ошибок и кодировка данных состояния: при диагностике абсолютно исправного автомобиля не подходящей для его ЭБУ программой можно увидеть данные, несовместимые с реальностью.
Какие задачи выполняет диагностический сканер? Их гораздо больше, чем принято думать.
- Считывание текущих и сохраненных данных . Наиболее примитивные устройства способны считывать только сохраненные и текущие ошибки, но в целях диагностики такие вещи практически бесполезны: без возможности корректно считать текущие данные (расход воздуха, степень открытия дросселя, напряжения лямбда-зондов) прибор является скорее игрушкой, чем реальным инструментом.
- Испытание исполнительных механизмов . В зависимости от степени интеграции бортовой электроники можно проверять исправность множества электромеханических узлов: от включения бензонасоса до испытания дворников (если мотором управляет контроллер, естественно).
- Адаптация датчиков и исполнительных механизмов . Ряд сложных узлов требуют принудительного согласования с ЭБУ: установка нулевого положения сервопривода дроссельной заслонки, задание дебета пьезофорсунок на дизелях Common Rail и так далее.
- Изменение конфигурации . Большинство блоков являются универсальными для всего семейства автомобилей, и в них задается конфигурация, соответствующая конкретной комплектации (например, в контроллер подушек безопасности прописано число и расположение подушек). Простейшие примеры реконфигурации - изменение языка приборной панели, активация бортового компьютера, отключение неисправных подушек безопасности.
В рейтинге лучших мы постарались учесть как доступные простые автосканеры, обычно покупаемые автовладельцами для собственного использования, так и профессиональное оборудование. Единственное исключение - это дилерские сканеры, предназначенные для конкретных марок автомобилей: цена таких комплексов составляет несколько сотен тысяч рублей, а в широкой продаже дилерского оборудования нет - можно найти только дешевые китайские клоны.
Самое же главное в диагностике автомобиля - не «навороченность» прибора, а профессионализм человека, его использующего. Поэтому, покупая диагностический сканер в личное пользование, стоит задуматься - не станет ли это лишней тратой денег, и не лучше ли обратиться к настоящему диагносту?
Статья о том, что из себя представляет программное обеспечение современного автомобиля. Особенности софта, процессы и технологии. В конце статьи - интересное видео о 5 нужных лайфхаках для вашей машины!
Содержание обзора:
Ни один современный автомобиль не мыслим без электронной начинки, которая предполагает сложное программное обеспечение. Управляя автомобилем, мы почти не задумываемся о том, какие при этом процессы протекают у него внутри – монитора-то как у компьютера нет, а, значит, действие программ не визуализировано, словно бы их и нет. Но они есть.
Особенности автомобильного софта
Современное программное обеспечение для вашего автомобиля весьма надежно: коэффициент сбоя оборудования - всего лишь один на миллион операций в течение года, и то в качестве исключения.
Сейчас в каждом автомобиле имеется в наличие несколько электронных блоков управления (ЭБУ) – electronic control unit, ECU, которые взаимодействуют между собой через электронную сеть автомобиля.
Взаимодействие между этими блоками выполняется благодаря шинным архитектурам, которые представляют собой совокупность контроллеров - CAN, controller area network, а также специальную сеть, предназначенную для передачи информации специального цифрового оборудования - MOST, media-oriented systems trans, FIexRay, а также систему Local interconnect, (LIN).
Если сравнить перечисленные шины с Ethernet, который предназначен для ПК, они работают с пониженной скоростью, так как объем обрабатываемых данных в автомашинах небольшой. Но это минимальное количество информации должно обрабатываться буквально за считанные миллисекунды.
С ростом числа ECU разработчикам приходится создавать усложненные структуры внутриавтомобильных сетей, которые требуют более сложного строения. Рассмотрим основную разницу между ПО автомашины и цифровыми технологиями других предназначений.
- Надежность - системные программы автомашины в достаточно сложной сети ECU в продолжение всего периода использования должны работать максимально надежно;
- Безопасность выполняемых функций - ESC и система торможения должны действовать безотказно, и это уже предполагает довольно серьезные требования к ПО и к самому процессу их разработок;
- Скорость взаимодействия – мгновенная реакция электронных узлов автомобиля (до миллисекунд) невозможна без специальной программной архитектуры и усовершенствованных операционных систем;
- Надежная архитектура - ПО автомобиля должно осуществлять максимальную электромагнитную совместимость, а также не поддаваться влияниям искаженных сигналов;
- Связь узлов электронно-механического цикла.
Основные составляющие ECU
ECU представляет собой довольно сложную плату, на которой, помимо микроконтроллера, имеются сотни других элементов. Рассмотрим основные детали.
- Аналого-цифровой преобразователь(ADC) - это оборудование предназначено для снятия показателей с определенных автомобильных датчиков, и с датчика кислорода в том числе. Дело в том, что процессор способен воспринимать только цифровые значения, а, например, показатель кислорода выдает лишь электрические сигналы напряжением от 0 до 1,1V. ADC преобразует эти данные в десятибитное двоичное число, и оно становится понятным для процессора.
- Драйвер – программа, предназначенная для управления цифровым оборудованием за счет преобразования сигналов.
- Цифро-аналоговый преобразователь (DAC) - предоставляет аналоговые сигналы, чтобы запустить определенные компоненты двигателя автомобиля.
- Чип связи – эти чипы позволяют реализовать самые разные стандарты связи, имеющиеся в автомобиле. В производстве имеется несколько таких стандартов, но самым распространенным из них является CAN - Controller-Area Networking. Он обеспечивает скорость 500 к/бит в секунду, что крайне необходимо для модулей, которые совершают до сотни операций в ежесекундно.
Процессы и технология
С тех пор, как появилось первое ПО для автомобилей, многое изменилось. Если изначально программное обеспечение мог контролировать всего лишь один производитель, то теперь это стало практически невозможно.
Изначально в прошлом столетии в качестве ПО использовался ассемблер. Язык же Си стал распространяться в 90-е годы. Компания Robert Bosch и многие другие производители начали разрабатывать ПО с помощью Mathlab/Simulink и ASCET (управляющие и моделирующие технологии).
Системы шин CAN делают ПО автомашины достаточно сложным. Причина заключается в том, что они не исключают взаимодействия между программами разных ECU. Современные автомобили класса люкс могут содержать сложную сеть, состоящую из 80 ECU, которые в общей сложности имеют до 100 млн. строк кода.
В связи с тем, что ПО постоянно усложняется, возникает необходимость усовершенствования технологий инжиниринга. Поэтому в отрасли постоянно возникают параллельные технические и организационные процессы для сознания нового программного обеспечения.
Инженерные решения на уровне процессов и архитектуры тоже становятся одним из главных условий аутсорсинга. В связи с этим обстоятельством компания Bosch некоторые разработки начала отдавать на сторону еще с начала 90-х годов прошлого столетия.
В настоящее время работа над ПО для автомашин проводится несколькими объединениями, распределенными по всему миру. И такого рода деятельность стала довольно оптимальной для бизнеса.
Управление двигателем
Постановления международного законодательства по вопросам экологии требуют уменьшения расхода топлива автомобилей и соответствующего сокращения загрязнения окружающей среды. Значит, есть стимул для усовершенствования трансмиссии в целях гарантии оптимального времени впрыскивания топлива и срабатывания зажигания.
Например, современные дизельные двигатели способны впрыскивать топливо в минимальном количестве семь раз за один такт. А это для двигателя с четырьмя цилиндрами, который развивает скорость вращения до 1800 оборотов в минуту, составляет 420 раз в секунду. Все это требует новых функций ПО и более продуманных алгоритмов управления, чтобы любые отклонения свести к минимуму.
Необходимость уменьшения вредных выбросов потребовала обновленных технологий и методов обеспечения движения. Поэтому, дополняя обычные двигатели внутреннего сгорания, в будущем львиной долей авторынка будут владеть электродвигатели и смешанные разработки. Кроме того, возрастет необходимость в альтернативном топливе, и главным рычагом к решению этих задач послужит программное обеспечение.
Центром управления трансмиссиями автомашин является модуль управления двигателем. Современные модули имеют объем более 2 мегабайт цифровой памяти и функционируют с частотой тактов до 160 МГц. При этом задействуются программы до 300 тыс. строк кода.
Стандартизация
При разработке современных цифровых программ для автомашин однозначно учитывается специфика необходимого ECU: ПО непосредственно взаимодействует с определенным оборудованием. Благодаря постоянному возрастанию количества автомобильных ECU, вторичное использование ПО становится в приоритете. Поэтому в такой ситуации уместно говорить о стандартизации.
В 2003 году поставщиками и производителями было создано объединение «Automotive Open System Architecture»(Autosar). Цель создания организации – выполнение общего стандарта и единых технологий. Сегодня это объединение охватывает свыше 150 организаций, которыми сообща разрабатывается новое строение ECU, базовое ПО и все необходимое для создания рабочего программного обеспечения.
Такого рода взаимодействие предполагает создание узлов, которые не зависят от оборудования. Это дает возможность поставщикам и производителям обмениваться разработками, а также использовать их повторно на самых разных ECU.
Строение Autosar состоит из нескольких абстрактных уровней, в которых ПО отделяется от аппаратного обеспечения. На самом верху находится прикладное ПО, которое реализует всю прикладную деятельность. Ниже следует базовое, номинальное ПО. Оно гарантирует нужную абстракцию от аппаратного обеспечения точно так же, как это происходит, например, в персональном компьютере. Autosar Runtime Environment (среда исполнения в реальном времени) осуществляет связи внутри ECU.
Технология Autosar содержит все необходимые форматы обмена и шаблоны, которые используются как для генерации и конфигурации инфраструктуры, так и для ее описания.
Самыми распространенными в современном автомобилестроении являются шины (высокоскоростные) Ethernet. Они надежно поддерживают связи между ECU, а также новые опции, в том числе и в отношении безопасности.
Самая разнообразная информация качественно анализируется в целях создания объективной модели окружающей среды, что позволяет формировать новые опции, которые поддерживают водителя в экстремальных случаях.
Например, водитель во время следования отвлекся на пассажира. В этом случае приложение определяет торможение движущегося впереди автомобиля, затем предупреждает водителя или самостоятельно включает торможение. Кстати, водитель может даже сразу не узнать о наличие такого ПО, пока не окажется в опасном положении.
Заключение
В современном автомобилестроении на сегодняшний день возникают предпосылки для очередной научно-технической революции в области разработки программ, потому что более широко начинают использоваться цифровые технологии и возможности бытовой электроники. Не за горами то время, когда автомобили начнут подключаться к Интернету через все стационарные и мобильные устройства. И при этом будет возрастать роль свободного программного обеспечения для решения практических задач.
5 нужных лайфхаков для автомобиля - в видео:
Маленькое предисловие
Вместо того, чтоб писать 3 отдельных статьи на схожую тематику, я решил эти 3 статьи объединить в одну. Просто я их вначале написал, и они у меня были уже готовы, а потом уже намерился сделать такое вот объединение 🙄 ➡ .
Какие же это записи?
- Обзор автомобильных сканеров для диагностики.
- Диагностическое оборудование для автомобилей.
- Мультимарочные сканеры для диагностики авто. Какой выбрать?
Статья 1. Обзор автомобильных сканеров для диагностики
Автомобильные сканеры предназначены для диагностики электронного блока управления автомобилем. С их помощью можно не только выявить возможную причину неисправности, но и оптимизировать параметры системы.
Классификация автомобильных сканеров
В настоящее время есть несколько типов автомобильных сканеров. Помимо марки производителя они отличаются набором функций, принципом работы и набором действующих диагностических протоколов.
Но несмотря на эти различия, они предназначены для выполнения задач одного типа – диагностирование параметров автомобиля, определения причин неисправности или улучшения фактических характеристик. С помощью специального разъема
сканер подключается к бортовому компьютеру машины.
Основные параметры выбора:
- Наличие протокола OBD-II. Несмотря на то, что он изначально предназначался только для машин, выпущенных в США, протокол начал применяться в Европе. С 2001 г - для марок с бензиновым двигателем и с 2004 г - для моделей с дизельным;
- Тип автосканера: мультимарочный или одномарочный. С помощью первой модели можно делать диагностику практически всех моделей автомобилей. Одномарочные относятся к разряду профессионального диагностического оборудования;
- Способ вывода информации. Существует условное разделение по этому критерию – подключение к компьютеру или наличие в комплекте прибора графического вывода информации и изменения параметров;
- Русификация интерфейса. В меню большинства моделей в опции выбора языка есть русский. Если же такого нет, то для получения автосканера для диагностики автомобилей на русском языке необходима прошивка;
- Возможность обновления программного обеспечения.
После анализа этих характеристики можно приступать к выбору оптимальной модели сканера для диагностики автомобиля.
Мультимарочные сканеры: обзор популярных моделей, цены
Мультимарочные сканеры для диагностики автомобилей и прошивки предназначены для тестирования машин различных марок. Их недостатком является относительно низкая степень достоверности данных. Несмотря на свою многофункциональность для
анализа характеристик конкретного авто необходимо приобретать специальное программное обеспечение, которое не поставляется в стандартной комплектации.
Carman Scan AT
Относится к разряду профессионального оборудования. Внешне прибор представляет собой широкоформатный жидкокристаллический экран с элементами управления. Для подключения к бортовым компьютерам разного типа имеется набор переходников.
Устройство предназначено для комплектации СТО, использование в личных целях нецелесообразно из-за высокой стоимости.
Средняя цена на автосканер Carman Scan AT составляет 203 тыс. рублей.
Технические и эксплуатационные особенности:
- Работа практически со всеми азиатскими марками машин, некоторыми европейскими и американскими брендами. Возможна активация русского языка интерфейса;
- Полный набор диагностических функций и исправления найденных ошибок;
- Подключение к компьютеру и установка дополнительных блоков через разъем USB.
Недостатком этой модели является частичная русификация. Для решения проблемы необходима профессиональная прошивка, и тогда вы получите отличный автосканер для диагностики автомобилей на русском языке.
Launch X-431 для Андроид
Главным отличием от вышеописанного устройства является возможность подключения к смартфону или планшету, которые работают на системе Android и IOS. Состоит из переходника, соединяющего ПК с бортовым компьютером. В меню можно
выбрать русский язык.
Благодаря постоянно обновляемому программному обеспечению пользователь может скачать пакет ПО для диагностики конкретной марки автомобиля. Но, как у всех сканеров этого типа, наблюдается относительно небольшой набор функций:
- Чтение и исправление неисправностей;
- Контроль за текущими параметрами системы;
- Вывод информации об автомобиле.
В течение года после приобретения пользователь может бесплатно скачивать обновленное ПО с сайта разработчика. В дальнейшем придется оплачивать. Средняя цена автосканера X-431 составляет 30700 рублей.
Ultrascan Pro
Относится к разряду профессиональных сканеров для диагностики автомобилей и прошивки. В комплектацию входит электронный блок с жидкокристаллическим дисплеем и набор переходников для подключения к авто. Преимуществом является
наличие четырехканального осциллографа.
С помощью этого устройства можно выполнять диагностику различных марок и моделей машин. Помимо стандартного набора функций для подобного оборудования можно выделить такие технические особенности сканера Ultrascan Pro:
- Получение текущей информации от датчиков: количество числа оборотов двигателя, напряжение электросети, фактическая скорость авто и т.д.;
- Функция «Черный ящик». Прибор фиксирует данные о работе компонентов авто во время его движения. В дальнейшем с помощью этой информации можно оптимизировать параметры, выявить скрытую неисправность;
- Возможность сброса сервисных интервалов.
Цена этого устройства высока и составляет 290 тыс. рублей. Однако его многофункциональность и возможность одновременного выполнения нескольких операций помогут оптимизировать работу СТО.
Одномарочные сканеры
Эти модели предназначены для диагностики автомобилей конкретных марок. Основная область применения – комплектация специализированных СТО и автосервисов. Зачастую изготовлением подобных устройств занимаются производители машин:
- Rheingold – BMW;
- VIDA DiCE – Volvo;
- Toyota Mini VCI – Toyota.
Они имеют расширенный функционал и намного точнее определяют фактические параметры автомобиля, чем мультимарочные сканеры. Но узкая специализация не позволяет применять их на стандартных СТО.
Статья 2. Диагностическое оборудование для автомобилей
Технический прогресс и неуклонное совершенствование автомобильной техники требуют создания специальных приборов и устройств, позволяющих своевременно обнаружить и правильно диагностировать возникающие неисправности в разных
блоках, узлах и агрегатах машины.
Сегодня практически ни одна станция технического обслуживания или автомастерская не может обойтись без специального диагностического оборудования. Ведь именно от его наличия и качества во многом зависит количество клиентов автосервиса, а, следовательно, и успех бизнеса.
Уже из самого термина «диагностическое оборудование» следует, что оно предназначено для проведения диагностики различных систем и агрегатов автомобиля. С его помощью специалист может проверить практически все параметры и характеристики машины, и от точного выявления поломки зависит успех ремонта.
Ассортимент современного диагностического оборудования достаточно широк – это универсальные портативные и стационарные мультимарочные сканеры, мотор-тестеры, диагностические компьютерные центры, наладочно-регулировочные стенды, а также аппаратура, имеющая узкую специализацию – дымомеры, люфтомеры, газоанализаторы, детекторы, установки для очистки инжекторов, стенды для регулировки светотехнического оборудования и прочее.
Стоит отметить, что, если первые образцы автосканеров представляли собой достаточно простые устройства, позволяющие лишь считывать коды ошибок, сегодняшнее универсальное диагностическое оборудование для автомобилей превратилось в
сложные многофункциональные комплексы.
Основой диагностических сканеров, которые зачастую называют автосканерами, является портативный или стационарный компьютер с предустановленным специальным программным обеспечением, оснащенный специальным коммуникативным кабелем
для подключения к диагностическому порту автомобиля.
В зависимости от модели, автосканеры могут представлять собой как автономное устройство, оснащенное встроенным микропроцессором и программным обеспечением, так и специальную приставку, подключаемую к персональному компьютеру.
Диагностические сканеры оснащены электронным блоком, который подсоединяется к универсальному диагностическому разъему и считывает информацию, получаемую с датчиков, установленных на основных узлах и агрегатах автомобиля.
Информация, считываемая автосканерами, отображается в формате кодов ошибок – специальных цифровых и буквенных индексов, каждый из которых соответствует той или иной неисправности. Помимо того с помощью диагностических сканеров можно выявлять даже самые незначительные неисправности в узлах и агрегатах, не оснащенных датчиками. Диагностика в этих случаях ведется с учетом анализа косвенных признаков.
Таким образом главной и важнейшей функцией всех автосканеров является возможность проведения комплексной диагностики. Проведение комплексной диагностики позволяет рассматривать автомобиль в качестве единой системы узлов и агрегатов и проводить анализ с учетом взаимодействия и связи всех элементов.
Важнейшим, но не единственным критерием при выборе диагностического оборудования является покрытие – т.е. перечень совместимых со сканером марок и моделей автомобилей, а также перечень электронных систем и датчиков, с которых
устройство может получать информацию.
По этому параметру все диагностическое оборудование делится на три большие категории – марочные сканеры, мультимарочные сканеры и дилерские сканеры. Основными покупателями этих устройств являются автосервисы, станции
технического обслуживания, частные ремонтные мастерские. Естественно, при приобретении автосканеров необходимо учитывать специализацию, возможности и перечень услуг, предлагаемых обслуживающим предприятием.
Расскажем более подробно об устройствах, входящих в вышеперечисленные категории.
Марочные автосканеры
– наиболее массовая и относительно дешевая категория диагностического оборудования. Они, как правило, предназначены для работы с определенными марками автомобилей. Так, сканеры модели VAG-COM совместимы с
марками машин, выпускаемыми группой VAG, в которую входят VW, Audi, Skoda и SEAT, сканеры Opel OP-COM работают с автомобилями Opel, устройства MB Star Mersedes – предназначены для одноименных машин.
При этом следует учитывать, что названные устройства не могут одинаково эффективно работать со всеми моделями автомобилей, выпускаемых компаниями. Добиться одинаково высокого уровня унификации и функциональности диагностических сканеров просто невозможно. В линейке предлагаемых на рынке марочных сканеров наибольшей
функциональностью обладают вышеназванные модели Opel OP-COM и VAG-COM. Тем не менее, стоит отметить, что при всей широте своих возможностей эти устройства не могут конкурировать с дилерскими автосканерами, о которых мы расскажем
ниже.
Как правило, основными пользователями марочных автосканеров являются небольшие автомастерские и точки обслуживания, не предоставляющие услуг по углубленной комплексной диагностике. Нередко их приобретают и автолюбители, желающие
самостоятельно проводить диагностику своей машины. Отметим, что популярность марочных сканеров среди автолюбителей растет год от года, чему способствуют их относительно доступные цены и простота эксплуатации.
Мультимарочные автосканеры
имеют более широкие возможности, так как функционал этих устройств позволяет проводить диагностику около сорока различных марок автомобилей. В данном сегменте представлен широкий модельный ряд устройств
от разных производителей, среди которых есть безусловные лидеры. Однако при выборе устройств следует учитывать, что идеального варианта, подходящего всем без исключения обслуживающим центрам, сегодня пока не создано.
Опытные специалисты-диагностики отмечают, что идеальным вариантом для широкопрофильных автосервисов является приобретение двух-трех мультимарочных сканеров с различным покрытием. Так, одно из устройств может быть совместимо с
большинством моделей автомобилей европейского производства, другое должно быть адаптировано под наиболее популярные азиатские марки.
Таким образом для правильного выбора следует учитывать множество параметров, таких как модельный ряд автомобилей, обслуживаемых в автосервисе, глубину проводимой диагностики, возраст обслуживаемых машин – некоторые устройства предназначены для диагностики машин выпуска 1990-2000 годов, другие совместимы с более молодыми автомобилями. Помимо того необходимо обратить внимание на формат исполнения автосканеров. В настоящее время на рынке представлены компактные автономные устройства с цветным дисплеем, которые наиболее удобны в использовании за счет того, что они не ограничивают возможности передвижения специалиста, проводящего диагностику. Правда, за этот комфорт придется выложить немалые деньги. В сравнении с автономными сканерами, стационарные устройства с черно-белым монитором более
доступны по цене. Помимо этого в сегменте мультимарочных сканеров представлены и специальные программные приставки, которые подключаются к стандартному персональному компьютеру. К преимуществам подобных устройств следует отнести
удобный интерфейс, работу с хорошо знакомой операционной системой, возможность оперировать с широкими информационными базами данных, возможность сохранения в памяти компьютера результатов диагностики и т.д. Ну а недостатком этих сканеров является невозможность их использования без подключения к компьютеру или ноутбуку.
Отметим, что среди пользователей распространено ошибочное мнение о том, что цена оборудования для диагностики автомобилей через компьютер должна быть более низкой. Однако это не так, потому что рыночная стоимость устройства формируется не за счет его себестоимости.
Ну и раз мы заговорили о ценах, более подробно остановимся на этом важном параметре, который зачастую становится определяющим при выборе диагностической аппаратуры.
Мультимарочные сканеры по цене можно классифицировать на три основные группы:
- устройства, работающие на базе адаптера K-L-Line в зависимости от своих функциональных возможностей и комплектации, продаются по цене от 80 до 300 долларов.
- аппаратура, работающая на базе адаптера Uniscan, обладает функционалом и возможностями устройств на базе K-L-Line, а также позволяет проводить диагностику некоторых электронных систем автомобилей, выпущенных до 2001 года. Такие
сканеры можно приобрести за 350-700 долларов, в зависимости от параметров и комплектации. - наиболее дорогими являются мультимарочные сканеры с максимальным покрытием по регионам и маркам. Их стоимость колеблется в интервале от 2200 до 3000 долларов.
Еще одним немаловажным параметром при выборе устройства является язык интерфейса. Русифицированное диагностическое оборудование для автомобилей на нашем рынке представлено широко, в интерфейс большинства сканеров внедрен русский язык. Правда, качество перевода при этом заметно хромает, что может приводить к ошибкам при проведении диагностики. Вообще, опытные специалисты предпочитают использовать оригинальную, англоязычную версию программного обеспечения во избежание возникновения различных нестыковок с техдокументацией. Тем не менее, если англоязычная версия вас не устраивает, возникшие проблемы можно решить, воспользовавшись специализированными автомобильными словарями.
Ну и наконец, несколько слов о так называемых дилерских автосканерах .
Эти устройства изготавливаются автопроизводителями и поставляются на дилерские станции обслуживания. В отличие от мультимарочных сканеров, они совместимы лишь с одной или несколькими конкретными марками автомобилей определенной
компании-производителя.
Дилерские сканеры предназначены для проведения комплексной диагностики автомобиля и поддерживают весь функционал, заложенный в электронные блоки управления систем и узлов конкретной марки.
Стоимость подобных устройств достаточно высока – цены на них стартуют с 2 тысяч долларов - однако наличие дилерских сканеров является обязательным условием для сервисных центров, специализирующихся на проведении углубленной комплексной диагностики.
Как было отмечено выше, диагностическое оборудование приобретает все большую популярность у автолюбителей. Приборы для проведения диагностики автомобиля своими руками стали относительно доступными по цене, однако для самостоятельной диагностики автолюбителю необходимо обладать определенными знаниями и навыками.
Как правило, необходимость в проведении самостоятельной диагностики у автолюбителей возникает в следующих случаях:
- оценка технического состояния автомобиля при покупке;
- выявление причин появления индикации ошибки «chek engine» на приборной панели автомобиля;
- самостоятельная оценка и контроль качества сервисного обслуживания.
Для проведения диагностики машины автолюбителям потребуются диагностический адаптер или сканер с соответствующим программным обеспечением и персональный компьютер, подключенный к интернету для расшифровки информации и кодов
ошибок. При отсутствии подключения к интернету базы данных необходимо заранее скачать с соответствующих ресурсов в Сети. Для проведения обычной диагностики основных систем автомобилей, выпущенных в период с 1996 по 2004 годы,
вполне подойдет диагностический адаптер KKL USB, поставляемый в комплекте со специальным программным обеспечением. Для более современных моделей машин, диагностика которых проводится по CAN-шине, потребуется выбрать марочный
автосканер, совместимый с маркой конкретного автомобиля.
Автолюбителям также потребуется узнать место расположения диагностического разъема на своем автомобиле. На большинстве моделей он расположен в районе рулевой колонки или на приборной консоли, однако некоторые производители
устанавливают разъем под капотом.
Статья 3. Мультимарочные сканеры для диагностики авто. Какой выбрать?
Современная автотехника
буквально нашпигована всевозможными электронными устройствами и датчиками. При этом «умными системами» оснащаются не только флагманские модели ведущих компаний, но и базовые комплектации самых массовых бюджетных автомобилей. Так, система антиблокировки
тормозов, инжекторный двигатель, подушки безопасности присутствуют практически в каждой современной машине.
Естественно, все эти агрегаты, узлы и блоки нуждаются в регулярном обслуживании и ремонте. Однако, если раньше автомеханик мог просто осмотреть автомобиль и обнаружить неисправность визуальным путем, с сегодняшней техникой все обстоит несколько иначе. Даже самый опытный диагност не в состоянии провести эффективную диагностику авто без использования специального электронного оборудования – автосканеров и прочих электронных приборов.
Наиболее распространенными устройствами для проведения диагностики автомобиля являются мультимарочные
сканеры. Разные модели мультисканеров
обладают определенным функционалом и совместимы с разными моделями автомобилей. На рынке представлено множество моделей этих устройств от различных производителей, и малоопытному пользователю нелегко определиться с выбором необходимого ему гаджета
.
В нашем обзоре попытаемся дать некоторые рекомендации по вопросу, какой именно выбрать мультимарочный сканер для диагностики авто?
Прежде всего следует учитывать, что мультисканеры предназначены для проведения поверхностной диагностики, и ни один из них, даже самый «продвинутый», не может конкурировать с дилерскими сканерами, поставляемыми автопроизводителями своим дилерским организациям. Разница между этими устройствами, прежде всего, в программном обеспечении. Стоимость софта для дилерских автосканеров стартует с 15-20 тысяч рублей, и платить такие суммы небольшим ремонтным мастерским и автолюбителям для эпизодического использования устройства просто нецелесообразно. Помимо того, такое оборудование нуждается в высоком профессионализме оператора и регулярном обновлении программного обеспечения.
Теперь, собственно, о мультисканерах . Несмотря на достаточно широкий выбор, представленный на рынке, особого внимания заслуживают устройства производства компаний-лидеров данного сегмента, к которым относятся Launch , Autel , UltraScan, CarmanScan, Texa . При всем уважении к другим производителям, которые поставляют на рынок достаточно качественную и эффективную аппаратуру, лидерство указанных компаний не вызывает сомнений и, в первую очередь, оно достигается за счет регулярного и своевременного обновления программного обеспечения.
Отметим, что наибольшей популярностью в сегменте диагностической аппаратуры для автомобилей пользуется продукция компании Launch
. Первые устройства под этим брендом появились в начале нулевых и в течение нескольких лет завоевали существенную долю рынка.
Модель мультисканера Launch X 431 пользуется наибольшей популярностью в России и странах СНГ. Высокое качество, доступная цена, высокое покрытие, регулярное обновление программного обеспечения являются слагаемыми успеха этого устройства.
Стоит отметить, что некоторые китайские автопроизводители позиционируют эту модель в качестве дилерского автосканера . При всех своих достоинствах Launch X 431 не лишен и недостатков. Устройство не всегда корректно расшифровывает ошибки, особенно при диагностике новых европейских моделей. К минусам можно причислить и платное обновление софта, правда, за апгрейд платить много не потребуется. Следует учитывать, что на рынке представлено немало подделок Launch X 431, обновление программного обеспечения которых в России провести невозможно.
В последние годы серьезную конкуренцию признанным лидерам составил итальянский производитель универсальных сканирующих устройств – компания Texa . В линейке продукции указанной компании представлено несколько мультимарочных автосканеров разного класса, наиболее востребованными из которых являются следующие устройства:
- мультимарочный программный сканер AXONE Smart , укомплектованный 3,5-дюймовым жидкокристаллическим дисплеем. Это автономное устройство с внедренным программным обеспечением, не требующее подключения к персональному компьютеру.
- серия аппаратных сканеров Navigator , работающих в сочетании с персональными компьютерами. Эти сканеры оснащены софтом IDC4, позволяющим не только осуществлять полноценную системную диагностику, но и содержащим глобальные базы данных. В серию Navigator включены модели TXC и TXT.
Первая из них совместима с большим числом моделей легковых автомобилей и мотоциклов, а вторая может применяться для проведения диагностики грузового автотранспорта, сельскохозяйственной и строительной техники, мото- и квадроциклов .
Отметим, что другим популярным сканером, предназначенным для проведения диагностики грузовой и специальной автотехники, является устройство Multi
Diag
Trucks
от компании Actia
.
Помимо упомянутых компаний, свою продукцию на наш рынок поставляют компании Autoboss , Autel , Scanmatic , Bars .
Своим качеством и функциональностью из этого ряда выделяется диагностическое оборудование Autoboss . Последние разработки компании – мультимарочные программные сканеры V-30 с жидкокристаллическим дисплеем и аппаратные PC-MAX, работающие в паре с персональным компьютером. Эти сканеры привлекают внимание пользователей благодаря своему удобному интуитивному интерфейсу и высокой функциональности. Обе модели имеют масштабное покрытие и совместимы с большинством европейских, японских, американских и китайских автомобилей. Устройства позволяют читать, расшифровывать и стирать ошибки, зафиксированные электронными датчиками автомобиля, активировать исполнительные механизмы, сбрасывать сервисные интервалы.
Помимо названных стандартных функций мультисканеры от Autoboss обладают возможностями, присущими только дорогостоящим дилерским устройствам, такими как адаптация и кодировка электронных блоков управления.
Мультимарочные
автосканеры
производят и российские компании. Стоит отметить, что, вопреки распространенному мнению, отечественные устройства по своему качеству и функциональным возможностям не только не
уступают, но по ряду параметров и превосходят зарубежные аналоги. Примером тому сканер Scandoc
, разработанный и производимый компанией Quantex
Lab
. Устройство отличается высоким качеством сборки, проработанностью программного обеспечения, большим покрытием по маркам автомобилей и регионам. При этом Scandoc
стоит значительно дешевле аналогов. Разработчики постоянно совершенствуют сканер, стремясь охватить больший ряд совместимых моделей автотехники.
Другая российская разработка – мультимарочный сканер Scantronic 2, по сути, являющийся копией Launch X431 с расширенным функционалом. Устройство в режиме реального времени считывает информацию со всех датчиков автомобиля. Стоимость Scantronic 2 достаточна высока – около 1000 евро, однако за эту сумму покупатель получает весь комплект ранее выпущенного программного обеспечения, возможность бесплатного обновления софта и 5-летнюю гарантию.
Еще одна отечественная модель – Askan 10. Это дилерское устройство, совместимое исключительно с российскими автомобилями ВАЗ, УАЗ и ГАЗ. Askan 10 покрывает и некоторые модели иностранного производства, однако, его прямое назначение – российский автомобиль.
Диагностическое оборудование постоянно совершенствуется и модернизируется, в результате чего на рынке регулярно появляются новые устройства, предлагающие оригинальные решения для диагностики автомобилей. Однако следует помнить, что при выборе сканера следует обращать внимание не столько на его широкий функционал, а на его совместимость к тем маркам автомобилей и формам обслуживания, на которых специализируется ваше сервисное предприятие. Так, если вы ремонтируете исключительно российские машины, вам следует брать специализированное под эти задачи устройство, а не тратить деньги на приобретение универсальных сканеров с большим покрытием.
В любом случае, главным критерием выбора мультимарочного сканера должно стать сравнение его технических параметров. К тому же не рекомендуется ориентироваться на дешевые устройства – качественная техника, по определению, не может стоить дешево. Также следует избегать подделок – давно известно, что даже самая качественная копия хуже оригинала.
09.04.2010 Юрген Мессингер
Когда вы купите свой следующий автомобиль, в нем окажется уже 100 млн строк кода, и, наверное, вам стоит задуматься о трудностях, связанных с созданием таких бортовых программных систем, и о новых возможностях, которые они открывают в автомобильной отрасли.
Первые электронные системы появились в автомобилях еще в 60-х годах, и благодаря этому отрасль серьезно изменилась – сегодня электроника, и особенно программное обеспечение, являются основными источниками инноваций. Программное обеспечение повышает надежность с помощью систем активной и пассивной безопасности, таких как антиблокировочная тормозная система и электронная система курсовой устойчивости (ESC). Кроме того, сегодня происходит постепенная интеграция бытовой электроники в автомобили.
Программное обеспечение для автомобилей очень надежно – уровень отказов составляет не более одного сбоя на миллион операций в год. Большинство людей даже не представляют, насколько много автомобильных функций управляются сегодня программно, тем не менее вряд ли вам приходилось когда-нибудь слышать о голубом экране в автомобиле, хотя для ПК это обычное дело.
Сейчас каждый автомобиль имеет несколько электронных блоков управления (electronic control unit, ECU), связанных между собой внутримашинной сетью. Эти блоки взаимодействуют через стандартные шинные архитектуры, такие как сеть контроллеров (controller area network, CAN), сеть передачи данных мультимедийных систем (media-oriented systems transport, MOST), FlexRay и локальный интерконнект (local interconnect network, LIN). В сравнении с Ethernet, широко используемым для связи ПК, перечисленные шины работают медленнее – в автомобилях объем пересылаемой информации невелик, но ее необходимо обработать за несколько миллисекунд. Увеличение числа связываемых ECU приводит к необходимости создания более сложных структур внутримашинных сетей, требующих особой электрической и электронной архитектуры. Основные отличия между автомобильным программным обеспечением и другими видами ПО:
- надежность: автомобильные программ-ные системы должны работать исключительно надежно в сложной сети ECU в течение всего срока эксплуатации автомобиля;
- функциональная безопасность: такие функции, как антиблокировочная тормозная система и ESC, требуют безотказной работы, что определяет высокие требования к процессам разработки программного обеспечения и к самим программам;
- работа в режиме реального времени: быстрая реакция (от микросекунд до миллисекунд) на внешние события требует оптимизированных операционных систем и особой программной архитектуры;
- минимальное потребление ресурсов: любое дополнение вычислительных ресурсов или памяти увеличивает стоимость продуктов, что при миллионных тиражах выливается в немалые деньги;
- надежная архитектура: автомобильное программное обеспечение должно выдерживать искажение сигналов и поддерживать электромагнитную совместимость;
- электронно-механическое управление замкнутого цикла .
При этом надо учесть, что перезагрузка во время работы для большинства ECU недопустима.
Процессы и технология
Если в первые годы появления автомобильного ПО его мог контролировать один разработчик, то теперь это уже невозможно.
В 70-х годах разработчики программного обеспечения для автомобилей начали использовать ассемблер, а Си стал основным языком в 90-х годах. На протяжении последнего десятилетия компания Robert Bosch и другие поставщики автомобильных компонентов стали разрабатывать программное обеспечение на базе моделей, используя ASCET (усовершенствованный инженерный инструментарий моделирования и управления) и Mathlab/Simulink.
Шинные системы, такие как CAN, серьезно усложняют программное обеспечение, поскольку допускают взаимодействия между программами различных ECU. В автомобилях класса люкс сложная сеть связывает сейчас до 80 ECU, в совокупности имеющих до 100 млн строк кода. Поскольку программное обеспечение становится все сложнее, возникает необходимость совершенствовать методы инжиниринга, соответственно в отрасли сегодня предлагаются параллельные организационные и технические процессы для разработки ПО. Компания Bosch давно применяет разработку на базе процессов инжиниринга и управления, соответствующих CMMI уровня 3, а ее инженерное подразделение в Индии уже добилось уровня 5.
Разработка на базе процессов и архитектуры является также необходимым условием эффективного аутсорсинга – компания Bosch стала отдавать на сторону некоторые разработки еще в начале 90-х годов. Сегодня работа над ПО ведется несколькими географически распределенными подразделениями, что оказалось весьма полезным для бизнеса, например, сейчас в филиале, находящемся в Индии, работает свыше 6 тыс. инженеров.
Управление двигателем
Задача сокращения расхода топлива и выбросов вредных веществ стимулирует деятельность по усовершенствованию трансмиссии, например выполнение требований международного законодательства по выбросам вредных веществ требует соблюдения гарантированного времени впрыска топлива и зажигания. Кроме того, частота впрысков значительно выросла – современные дизельные системы могут впрыскивать капли топлива меньше булавочной головки до семи раз за такт, что составляет 420 раз в секунду для четырехцилиндрового двигателя, вращающегося со скоростью 1800 оборотов в минуту. Это требует очень совершенных алгоритмов управления и программных функций для минимизации отклонений.
Необходимость сокращения выбросов CO2 привела к многообразию технологий обеспечения движения – в дополнение к традиционным двигателям внутреннего сгорания со временем существенная доля рынка будет принадлежать гибридным системам и электрическим двигателям. Возрастет также потребление альтернативного топлива, и программное обеспечение будет ключом к реализации этих технологий.
Модуль управления двигателем – основа управления трансмиссиями легковых автомобилей. Современные модули содержат свыше 2 Мбайт встроенной флэш-памяти, работают с тактовой частотой до 160 МГц, выполняя программы объемом до 300 тыс. строк кода.
Поставщики автомобильных систем часто продают больше продукции, чем каждый отдельный автопроизводитель. В 2008 году одна из крупнейших автомобилестроительных компаний продала около 9 млн автомобилей при общемировом объеме производства в 65 млн, в то время как объемы продаж поставщиков программных систем гораздо выше. Благодаря этому у поставщиков систем больше возможностей для того, чтобы добиться экономии за счет массового производства, требуемой для крупномасштабной программной разработки.
Стандартизация
Как правило, программные системы для автомобилей разрабатывают с учетом специфики конкретного ECU – программное обеспечение тесно связано с соответствующим оборудованием. Учитывая, что число автомобильных ECU растет, все большую важность приобретают повторное использование программного обеспечения, а для этого необходима стандартизация.
В 2003 году ведущие автопроизводители и поставщики создали сообщество Automotive Open System Architecture (Autosar, www.autosar.org) с целью разработки единого глобального стандарта и соответствующих технологий. Сегодня в Autosar входят свыше 150 компаний, и в рамках этого партнерства разрабатывается архитектура ECU, базовое программное обеспечение, методология и стандартизованные интерфейсы для прикладного программного обеспечения. Партнерство способствует разработке независимых от оборудования компонентов, позволяя автопроизводителям и поставщикам обмениваться программным обеспечением и повторно использовать его на различных ECU.
Архитектура Autosar ECU имеет несколько уровней абстракции, отделяющих ПО от аппаратного обеспечения (см. рисунок). На верхнем уровне расположено прикладное программное обеспечение, реализующее все прикладные функции. Далее идет базовое программное обеспечение, обеспечивающее необходимую абстракцию от аппаратного обеспечения, по аналогии с операционной системой для ПК. Среда исполнения в реальном времени (Autosar Runtime Environment, RTE) обеспечивает все взаимодействия как внутри ECU, так и между ними. Методология Autosar включает в себя шаблоны и форматы обмена, используемые для описания, конфигурации и генерации инфраструктуры.
Сегодня на долю электроники приходится около 80% функциональных инноваций автомобильной отрасли, и программное обеспечение – это ключ к большинству из них. По мере того как ПО становится все более существенной частью стоимости оборудования, в бизнес-моделях начинают учитывать необходимость повторного использования и обмена программным обеспечением.
Высокоскоростные шины, такие как Ethernet, все шире используются сегодня в автомобилестроении для поддержки взаимодействия между ECU и разработки новых функций, особенно в области безопасности. Информация из различных источников анализируется и консолидируется для формирования полной модели среды, позволяя разрабатывать новые функции, поддерживающие водителя в критических ситуациях. Например, если внимание водителя отвлекает пассажир, то приложение может определить, что едущий впереди автомобиль тормозит, и предупредить об этом водителя либо же автономно включить торможение. Водитель никогда не догадается о существовании такого программного обеспечения, пока не возникнет опасная ситуация.
В автомобилестроении сегодня назрела очередная программная революция – все шире начинают применяться средства мультимедиа и бытовой электроники. Автомобили будут подключаться к Интернету и ко всем видам мобильных и установленных дома устройств, причем неуклонно будет расти доля решений на базе свободного ПО.
С точки зрения инженера-электронщика автомобиль представляет собой передвигающуюся коробку, полную встраиваемых систем. Для тех, кто собрался посвятить свою жизнь автомобилестроению, а также для тех, кто просто хочет побольше узнать о внутреннем строении автомобиля, данный материал может оказаться полезным.
До начала текущего столетия в автомобилях было не так уж и много электронных систем. Некоторые дорогие модели имели электронное зажигание, круиз-контроль и климат-контроль, но это было довольно примитивные системы аналоговой электроники. С тех пор многое изменилось. Современные автомобили, даже базовые модели, имеют в своем составе десятки микропроцессоров и микроконтроллеров разной мощности, от крошечных 4-х битных устройств до 32-х или даже 64-х разрядных монстров.
Каждое из этих устройств содержит в себе определенную программу для выполнения определенных задач, поэтому программное обеспечение является одним из важнейших факторов качества и надежности автомобиля. Чтобы упорядочить разработку автомобильных встраиваемых систем и программного обеспечения для них, были введены специальные стандарты, и вот их основной (но не полный) список:
- Шина CAN – средство для надежного соединения множества электронных систем вместе с минимальным количеством проводов.
- MISRA C (и C ++) – подробный список правил по использованию языка C в системах критической безопасности, таких как автомобили.
- OSEK / VDX – стандарт для операционных систем реального времени, используемых в автомобилях и прочих подобных системах.
- Genivi – стандарт для систем на базе Linux, используемых для информационно-развлекательных систем в автомобиле.
Рассмотрим каждый из этих стандартов поподробнее.
Шина CAN
Проводка в автомобилях традиционно прокладывается по принципу «от точки к точке». Эта схема проста для понимания и технической поддержки, но быстро становится чрезмерно сложной, когда количество электронных систем увеличивается. В какой-то момент использование системной шины начинает иметь смысл. Пучок проводов направляется от одного устройства к другому, и каждое устройство имеет уникальный адрес шины и реагирует только тогда, когда оно видит этот адрес на шине. В автомобильных системах используются несколько систем шин, но шина CAN является наиболее хорошо известной и широко применяемой.
Разработчики встраиваемых систем часто сожалеют о том, что ни один язык программирования не идеально подходит для их конкретных потребностей. В некотором смысле, эта ситуация неудивительна, потому что, хотя очень многие разработчики работают над созданием встраиваемых приложений, они по-прежнему представляют собой лишь весьма небольшой коллектив в мире программирования сообщества. Тем не менее, некоторые языки были разработаны с учетом их использования во встраиваемых системах, например, PL/M, Forth и Ada. Но они не являются общепринятыми.
Компромиссом, который был принят почти повсеместно, является язык C. Язык C является компактным, выразительным и мощным. Он предоставляет программисту средства, позволяющие написать эффективный, читабельный и легко поддерживаемый код. Все эти особенности привели его к его популярности. К сожалению, этот язык также позволяет неосторожным разработчикам писать опасный код, который может вызвать серьезные проблемы на всех этапах разработки проекта. В автомобилях и прочих критических в плане безопасности системах это может быть большой проблемой.
Именно поэтому в конце 1990-х годов ассоциация Motor Industry Software Reliability Association (MISRA) представила ряд правил для использования языка C в системах транспортных средств. Этот стандарт стал известен под именем MISRA-C. Также был установлен аналогичный подход к использованию языка C++. Хотя эти принципы были написаны для разработчиков программного обеспечения, применяемого в автомобилях, вскоре они начали распространяться на другие области применения, где безопасность имеет важнейшее значение.
OSEK/VDX
OSEK/VDX является стандартом для ОСРВ, предназначенных для использования в системах управления автомобилями. Он был разработан с нуля для этой цели и включает в себя основные характеристики, необходимые для обеспечения безопасности критической системы. Ключевой особенностью является отсутствие динамических объектов; все создается статически во время сборки. Внутренняя простота этой реализации не ограничивает значительно разработчиков программного обеспечения, но устраняет значительный потенциальный источник сбоя системы. И это неудивительно, что другие отрасли проявляют интерес к данному стандарту. Операционные системы, поддерживающие OSEK/VDX, сегодня доступны от целого ряда поставщиков.
Большинство информационно-развлекательных систем в автомобилях не имеют жестких требований по безопасности и не слишком привязаны к реальному времени, поэтому Linux является хорошим выбором, поскольку он предоставляет широкий выбор дополнительных программных компонентов. И Genivi является стандартом для реализации Linux в данном контексте.
