诊断设备是行车电脑。方案、说明

诊断设备是行车电脑。无线电电子电气工程百科全书

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诊断设备——行车计算机执行汽车车载计算机（BC）的功能。实时显示车辆运动参数、当前时间、所选参数值以及控制器的故障码，并控制多口燃油喷射发动机管理系统的执行器和控制器“Bosch M 1.5.4”和“January - 5”均带或不带氧传感器。

BC方案如图所示。其基础是 AT89S53-24PC (DD2) 微控制器。与诊断设备 [1, 2] 中使用的微控制器相比，BC 配备了具有大量闪存（12 kB 而不是 8）的微控制器。

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为了在加电后可靠地启动微控制器并在电源电压下降时阻止其运行，使用了 KR1171SP42 (DA1) 微电路。当电源电压低于 3 V 时，它使输出（引脚 4,2）保持低电平。电容器 C3 延迟到日志状态的转换。 1 电源电压超过此阈值后。 KR1171SP42 芯片的完整功能和结构模拟 - Mitsumi 的 PST529D。此外，考虑到不同的引脚排列，该微电路可以与达拉斯半导体的DS1233-15、ADM705（Analog Devices）、MAX705（Maxim）互换。

在极端情况下，KR1171SP42微电路根本无法安装。复位信号将形成RC电路R1C3。同时，建议将电容器C3的电容增加到1μF，并与电阻器R1并联，将KD521、KD522系列中的任何二极管与负极连接到+5V线。在这种情况下，设备可能会因电源电压急剧下降（“故障”）而发生故障。

为了显示信息，使用了来自 Data Vision (HG16) 的带 LED 背光的单行 16110 字符俄罗斯化 LCD DV1S1FBLY / R。尽管该仪器设计为在扩展温度范围内运行，但它以“正常”方式供电（需要双极电源才能启用扩展温度功能）。

LCD 可以用其他制造商的功能模拟替换，满足以下要求：其控制器的命令系统与 KS0066 兼容，并且字符生成器是俄罗斯化的。 JE-AN Electronic 的 JA-16101 LCD、AC161B (Ampire) 以及 Seico、Hantronic 等的指示器均满足这些条件。

BC 由车辆的车载网络供电，其中可能存在干扰和严重的电涌。许多附加元素旨在排除不利因素的影响。

二极管 VD8 KD248A 可保护器件免受电源电压反极性的影响。它可以用任何允许正向电流至少为 300 mA 的类似产品代替，例如 DC Components 的 1N4001。

为了保护 BC 免受车载网络排放的影响，使用了 S+M（西门子松下元件）SIOV S1K10AUTO 的特殊汽车压敏电阻 RU14。可以用稳定电压为15…20V的稳压二极管代替，例如KS515A、KS518A等。

额定电流为8mA的BOURNS自复位保险丝MF-R025（F1）与VD250二极管串联，可保护设备免受因电路可能发生短路而导致的紧急情况。

另外，为了保护由于稳定器（DA5）故障而导致的+2V BC的电源电路以及在运行过程中注意到的这种情况，安装了摩托罗拉的保护二极管VD9 P6KE6.8。该二极管可用同公司类似参数1.5KE6.8、SA5.0A或稳压5,6～6,8V的稳压二极管代替，例如KS456A。

对于按下按钮、更改设备操作模式以及有关超出允许限制的受控参数的警告等附加声音指示，使用了声音生成单元（DD1.6、VT8、HA1）。其主要元件是 JL World 的 HPM14AX 压电发射器，内置发电机，工作频率为 4300...5500 Hz。因此，要产生声音，只需对其施加+12V电源电压即可。这是通过施密特触发器DD1.6和晶体管VT8上的开关来实现的。由于发射极消耗的电流约为15mA，因此可以使用允许集电极电流至少为该值的晶体管来代替VT8。我们将用 HRM14A、HRM24A、HRM24AX 或电源电压至少为 12V 的类似产品替换发射器。

来自速度和油耗传感器的信号通过晶体管 VT2 和 VT3 上的接口节点转换为 TTL 电平。接收信号的前端形成施密特触发器DD1.2和DD1.3。二极管 VD1-VD4 保护 BC 输入免受可能超过电源电压的电压浪涌的影响。为此，您可以使用任何低功耗脉冲二极管，例如 KD521、KD522 系列。

与诊断线（K线）的接口节点由晶体管VT7（接收键）和VT6（发送键）和施密特触发器DD1.4、DD1.5组成。它根据 IS12 规范将信号电平从 TTL 转换为 09141V。二极管 VD5 和 VD6 保护 BC 输入免受诊断线路上可能出现的超过电源电压的电压浪涌的影响。您可以使用任何低功率脉冲二极管来代替它们，例如 KD510A 或任何 KD521、KD522 系列。因为根据 IS09141 规范，信号电平是对数。 0 可能明显超过零电压，因此有必要确保在输入电压高达 3,3 V 时可靠地关闭接收关键晶体管。此功能由 KS133A (VD7) 齐纳二极管执行。

DS1307（DD3）微电路是一个带有非易失性存储器的实时时钟，用于形成时间戳，用于计算路线的时间参数，并在BC电源关闭时存储这些参数。 DD3 芯片的振荡器频率由 PK-206-1A 32768 Hz 石英谐振器 (ZQ2) 稳定。当更换谐振器时，应特别注意其电容应接近 12,5 pF。否则，手表和行车电脑可能无法正常工作。

为了在断电时保存路线的时间参数和当前时间的值，使用了备用电源——电压为2032V的锂电池CR1(G3)，允许更换具有相同电压的任何其他电池或电池组。

隔直电容器C4-C8位于器件板上，分别靠近芯片DA1、DD2、LCD HG1、芯片DD3和连接器XS1。

编程器连接到BC的XS1连接器或连接到PC并行端口插座。为了消除向微控制器写入程序时出现故障的可能性，并行端口信号应该“加电”。为此，KR1533AP5 微电路的缓冲元件连接到连接电缆线路的断口，连接电缆由 XS2 连接器的引脚 5（VCC +1 V 线路）供电。

BC控制程序由为Keil编译器（Keil Electronic GmbH）用汇编语言和C语言编写的模块组成。程序在Keil mVision2 V2.04b集成环境中进行开发和编译。

汇编器 - A51 版本 6.00f，C 编译器 - C51 版本 6.00i，链接器 - BL51 版本 4.00d。项目文件是mktstr.Uv2。以 Intel HEX 格式编译的程序 - mkt-str.hex。

下载项目文件

在对微控制器进行编程之前，有必要检查 BC 的安装是否正确，然后检查其主要组件的可维护性。

DA2 稳定器输出端不连接+5V 电源线，施加+12V 电源电压并确保稳定器正常工作（输出端有+5V 电压）。然后检查+5V电源线与地之间是否短路。如果没有短路，将DA2稳压器的输出连接到+5V电源线上，确保有电压。

DD9单片机的第2脚（RST）上电后，应观察到单个脉冲，然后应始终存在低电平。否则，很可能是DA1芯片有故障。

在 DD18 微控制器的引脚 19 和 2 处，必须有一个频率为 24 MHz 的正弦信号，在引脚 30 (ALE) 处必须有一个曲折信号 (4 MHz)。

向 AT89S53-24PC 微控制器写入控制程序有两种方法。首先，使用任何通用编程器进行并行编程。如果微控制器未焊接到电路板上，而是安装在适配器面板中，则此选项适用。如果微控制器仅以并行模式编程，则可以排除XS1连接器、VT1晶体管和电阻器R2、R3。其次，使用特殊的ISP（系统内编程）程序进行顺序编程，例如Atmel AVR ISP。

串行编程选项更可取，因为它不需要从面板上移除微控制器，并且对于汽车应用（在高振动条件下），最好将其焊接到板上。

检查程序存储器的寻址是否正确。在引脚 29 (PME) DD2 应为高电平。如果在这里观察到脉冲 - 微控制器正在与外部程序存储器一起工作 - 确保有日志。 1 在引脚 31 (DEMA) DD2 处。如果脉冲串周期性地出现在PME引脚上，则程序超出内部存储器，这是不应该的。微控制器很可能是“干净的”——程序没有写入或写入不正确。

启动后，控制程序初始化单片机的串口和系统定时器，然后初始化LCD：向P2口输出命令代码，并在输入E LCD上伴随高电平脉冲。发出命令后，微控制器将端口 P2 的所有线路置于读取模式，并等待来自 LCD 的就绪信号，继续向输入 E 提供单脉冲。如果指示器出现故障，程序将“循环”轮询其就绪情况。

初始化后，LCD 屏幕将清除并出现启动画面。如果屏幕上只能看到黑色矩形，则需要用可变电阻R10调节图像对比度。在屏幕上，黑色矩形不应可见或几乎不可察觉。屏幕保护程序出现的同时，DD35微控制器的引脚0.4（P2）处出现低电平——指示灯背光打开。

然后控制程序对DD3芯片进行配置：在其7脚（SQW）处出现频率为1Hz的方波。如果出现这样的信号，则微电路编程正确。

如果没有信号，但 BC 工作，很可能是使用了电容不合适的石英谐振器，时钟和行程计算机功能将无法正常工作。

当切换到参数、故障代码或执行器控制的显示模式时，CU 尝试与发动机控制器建立通信。微控制器DD11的2脚每隔300ms出现一个持续时间为25ms的低电平脉冲，然后停顿25ms后，以10400bps的速度传输几个字节的数据。 XS12（K 线）连接器的引脚 1 上应出现类似的信号，但幅度为 2 V。如果与控制器没有连接，屏幕上会显示“无连接”消息。

BC 提供六种操作模式：时钟、行程计算机、用户所选参数值的指示、控制器故障代码的指示和重置、执行器的控制以及有关设备的信息的显示。通过按下按钮 SB4“模式”切换操作模式。

在时钟模式下，指示器以 HH:MM:SS 格式显示当前时间，其中 HH - 小时，MM - 分钟，SS - 秒。要校正当前时间，需要按住“选择”按钮 (SB3) 至少 1,5 秒。首先设置小时值，然后设置当前时间的分钟值（要更改的参数闪烁）。秒值强制为零。通过按下按钮 SB1“向左”（减少 1）和 SB2“向右”（增加 1）可以更改小时/分钟值。通过按“选择”按钮可以更改要调整的参数。安装完成后，BC返回当前时间显示模式。

在行车电脑模式下，累积并显示以下运动参数：

从路线起点经过的距离，m；
在路线上花费的时间（在点火开关打开时固定）；
运动时间（以至少 3 公里/小时的速度）；
当前车速，km/h；
沿线平均速度，公里/小时（有效期
里程至少 1 公里）；
沿线最大达到（峰值）速度，公里/小时；
路线上消耗的燃料，毫升；
路线上的平均油耗，升/100公里（至少运行1公里后有效）。

使用“左”和“右”按钮选择显示的参数。

要停止路线参数的计算（而不重置它们），您需要按一次“选择”按钮。要恢复参数计算，请再次按“选择”按钮。通过查看“路径时间”来控制参数计算的停止/开始。如果没有计算出路由参数，则停止秒计数器。

要重置先前路线的参数，请按住“选择”按钮至少 1,5 秒。

BC 在查看所选参数值的模式下实时指示以下变量之一：

控制器软件标识符；
节气门位置，%；
冷却液温度，°С；
发动机曲轴转速，min-1；
设置怠速，min-1；
点火提前角，度；
车速，公里/小时；
怠速控制器当前位置，步长；
怠速控制器预置位，步进；
喷油时间修正系数；
带有这种传感器的发动机的氧传感器上的电压，V；
不带氧传感器的发动机的 CO 修正系数；
带有氧传感器的发动机的空燃比；
车载网络电压，V；
喷射脉冲持续时间，毫秒；
每个循环的燃料消耗，mg；
耗气量，公斤/小时；
每小时油耗，升/小时；
行驶油耗，l / 100 km（仅在汽车行驶时）；
爆轰探测标志；
阻塞燃料供应的迹象；
闲置标志；
权力丰富的标志。

另外，当显示的参数超出范围时，BC会发出声音信号：

当数值超过 110°С 时以冷却液温度指示方式；
当超过5520min-1的值时，以指示发动机曲轴旋转频率的方式；
电压小于10V、大于15V时采用车载网络电压指示模式；
在检测到爆震时，在爆震检测标志的指示模式下；
燃油供应中断时，燃油供应中断标志的指示方式；
当混合物功率富集时，以指示功率富集标志的方式。

通过按“左”和“右”按钮选择所需的参数

BC在一个周期的故障代码指示模式下从控制器读取代码并在LCD上显示其编号。若等于XNUMX（无故障），则只有“模式”按钮可用，按下后退出故障码显示模式。如果代码不是

有正确性，要查看它们，请按“选择”、“向左”或“向右”按钮。使用“向左”和“向右”按钮滚动读取故障代码。要退出显示故障代码的模式而不清除它们，请按“模式”按钮。要清除故障代码，请按住“选择”按钮至少 1,5 秒。在这种情况下，BC将擦除控制器中的所有代码并再次读取它们（擦除后，应读取0个故障）。故障及其代码在[2]中给出。

执行器控制模式下可使用以下组件和组件：

控制灯检查引擎；
发动机冷却风扇控制继电器；
燃油泵控制继电器；
点火线圈 1（第 1 和第 4 缸）；
点火线圈 2（第 2 和第 3 缸）；
喷嘴 1；
喷嘴 2；
喷嘴 3；
喷嘴 4。

此外，在此模式下可以更改以下发动机参数：

不带氧传感器的发动机的 CO 修正系数；
怠速时发动机曲轴的旋转频率；
怠速控制位置。

从一个节点到另一节点的转换是通过按“左”和“右”按钮来执行的。同时，对于每个单元，都会显示其当前状态（点火线圈和喷油器除外）。要切换到所选执行器的控制，请按“选择”按钮。之后，您可以通过按一次或按住“左”和“右”按钮来更改执行器的状态。设备状态的变化由 LCD 屏幕上第一个位置的符号“*”（星号）指示。要将执行器的控制返回给控制器，必须再次按下“选择”按钮。

当在 BC 的帮助下控制任何单位时，控制器将失去对其“采取行动”的能力。因此，切换到执行器控制（液晶屏第一个位置的符号“*”）后，无法切换到其他模式，直到再次按下“选择”按钮将控制权返回到控制器。

燃油泵控制继电器、点火线圈和喷油器仅在点火开关打开且发动机未运转时可用。按向左按钮可关闭燃油泵，按向右按钮可将其打开。如果无法控制燃油泵，则会显示符号“-”（减号）而不是其状态。

当按下“选择”按钮时，将向点火线圈提供 20 个持续时间为 5 毫秒且暂停 5 毫秒的脉冲，并向喷油器施加一个持续时间为 2 毫秒的脉冲。点火线圈和喷油器的操作由 LCD 屏幕上的符号“***”（星号）和声音信号指示。

对于同时喷射的控制单元，仅“喷射器 1”模式可用。在这种情况下，当您按下“选择”按钮时，脉冲将同时施加到所有气缸的喷油器上。

对于成对并联喷射的控制单元，仅“喷射器 1”和“喷射器 2”模式可用。当您在“喷油器 1”模式下按下“选择”按钮时，脉冲将应用于 1 号和 4 缸的喷油器，而在“喷油器 2”模式下，脉冲将应用于 2 号和 3 号气缸的喷油器。

所有喷射器都可用于分阶段喷射控制单元。

需要注意的是，对于同时、成对并联喷射的发动机，不建议连续打开喷嘴超过五次，因为蜡烛会被喷射的汽油淹没，随后的发动机启动将变得困难（这是需要通过在节气门完全打开的情况下滚动发动机 20. ..30 秒来净化气缸。

仅对于编写了无需氧气传感器和 CO 电位计的程序的控制器（例如，M1V13R55、M1V13R59、M1V13R61），才可以更改 CO 校正系数。当您按下“左”按钮时，CO 校正因子会减小，而当您按下“右”按钮时，单次按下它会增加 0,003 个单位，如果按住该按钮则增加 0,019 个单位。最大稀混合气对应的 CO 修正系数为 -0,25 单位，最浓混合气对应的 CO 修正系数为 +0,25。当您按下“选择”按钮时，会将更改的值保存在控制器内存中，并且只有在禁用 CO 电位计时才可能进行保存（对于允许其不存在的程序，AvtoVAZ 专家建议禁用 CO 电位计），因为 CO - 电位计的优先级高于诊断设备。

控制怠速控制位置时，按向左按钮减小当前位置，按向右按钮则将当前位置增加一档，长按则增加五档。在怠速调节器的位置，等于255步，其阀杆完全插入（气道打开，转速最大），在等于0步的位置，其阀杆完全伸出（气道打开，转速最大）。关闭，发动机关闭）。

需要特别注意的是，在从发动机上拆下的怠速调节器的0档位置，阀杆可能会脱落。

控制发动机曲轴怠速时，按“左”按钮减小频率值，按“右”按钮增加频率值，单按增加10 min-1，长按增加50 min-1向下。还需要注意的是，发动机是根据设定的怠速进行控制的，并且当前值显示在液晶屏上。

因此，设定频率可能会有延迟（电机需要一些时间才能设定频率变为当前频率）。

要切换到显示 BC 信息的模式，您必须关闭点火开关，按下“模式”按钮，然后在按住按钮的同时打开点火开关。在此模式下，您可以查看有关设备版本、程序及其作者的信息。使用“向左”和“向右”按钮滚动显示的信息。要退出此模式，请按“模式”按钮。

如果汽车未配备防盗装置，则将控制器的诊断接口（K 线）的信息线与诊断块的引脚“M”连接，该设备的 XS1 连接器的引脚 2 与该引脚相连已连接，通常已损坏。要安装它，您需要在模块的引脚 9 和 18 之间安装跳线以连接防盗器。如果汽车已经在汽车服务中得到诊断，则很可能已经安装了该跳线。

根据发动机管理系统的速度和油耗传感器的信号计算行驶距离、速度和油耗。来自速度传感器的信号可以从控制器连接器的引脚 9 获取，来自燃油消耗传感器的信号可以从引脚 54 获取。

我建议从点火开关 - 控制器连接器的触点 27 向 BC 供电。在这种情况下，打开点火装置时设备将自动打开，关闭时设备将自动关闭。

在某些车辆配置中，已经安装了用于连接行程计算机的连接器，点火开关的电源以及速度和燃油消耗传感器的电线连接到该连接器。如果有这样的连接器，则应将 BC 连接到它。

应该指出的是，在2000年XNUMX月之前发布的防盗器软件中，存在一个错误，该错误与在诊断设备运行期间控制器和防盗器中的信息可能不同步有关。在这种情况下，在进行诊断时，需要将防盗锁止装置切换至维护模式。

文学

Alekhin A. 带“博世”控制器的汽车发动机诊断装置。 - 广播，2000 年，第 8 期，第 36 页39-44、XNUMX。
Alekhin A. 用于带有控制器“Bosch”和“January-5”的汽车发动机的诊断装置。 - 广播，2001 年，第 7 期，第 42 页43、XNUMX。

作者：A.Alekhin

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