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elm327の研究

Last updated at Posted at 2021-05-27

概要

elm327を調べてみた。

elm327とは

自動車のECUとPCが通信するための、マイクロコントローラ。
オンボード診断(OBD)インターフェース。
MicrochipTechnologyのPIC18F2480 マイクロコントローラーに実装されている。

代表的な回路

schema-interface-elm327.jpg

ECUとは

ecu(エンジンコントロールシステム)とは、燃料噴射射制御(EFI)を中心に点火制御(ESA)、アイドル回転速度制御(ISC)など複数の制御対象をマイクロコンピュータを応用したエンジンコントロールコンピュータで集中的に制御し、エンジンを最適な状態で作動させるシステムである。

  • 燃料噴射制御(Electronic Fuel lnjection)
    従来のEFIと同様、吸入空気量とエンジン回転速度および水温センサなどの信号から
    エンジンに最適な空燃比となるように燃料噴射を制御する。
  • 点火制御(Electronic Spark Advance)
    従来の遠心ガバナとバキュームコントローラの機械式進角に代わるものでエンジンの回転 速度と負荷状態から最適な点火時期を制御する。
  • アイドル回転速度制御(Idle Speed Control)
    従来の始動後ファーストアイドルとクーラー使用時のアイドルアップ制御、暖機後のアイドル回転などを、まとめて制御するものでエンジンの経時変化、負荷変動が起きてもアイドル回度を安定に保つ制御を行なう。
  • ダイアグノーシス(自己診断)
    各入力信号(センサ.ワイヤハーネス.コネクタetc)の異常が発生した場合、コンピュータが記憶して表示を行なう。

ecuの図

image7.gif

  • 吸気系統
    エアクリーナでろ過された空気は、スロットルボデーをへてサージタンクに入いり、インテークマニホールドから各シリンダに入いる。
    暖機運転中はスロットルボデーと一体化されたエアバルブの通路が開き、暖機運転に必要な空気が入いるためファーストアイドルとなる。
    また、暖機後のアイドル時はスロットルバルブが閉じているため、吸入空気はスロットルボデーのバイパス通路を通ってシリンダヘ入いる。
    プレッシャセンサはインテークマニホールドの圧力を検出し、電気信号に変えエンジンコントロールコンピュータに送っている。
    一回の吸入行程でシリンダに入いる空気量はインテークマニホールドの圧力に比例するので、この圧力を検出することで吸入空気量を間接的に計測している。
  • 燃料系統
    燃料はフューエルタンクからタンク内のフューエルポンプで吸入・吐出され、フューエルフィル夕でゴミや水分がとり除かれる。
    その後パルセーションダンパを通ってデリバリパイプに送られインジェクタの開弁にともない燃料はインテークマニホールド内に噴射される。
    プレッシャレギュレータはポンプからインジェクタまでの燃圧を調整し余分な燃料を
    リターンパイプからフューエルタンクに戻しているため燃料は常に配管内を循環している。
  • 制御系統
    エンジンの運転状態を検出するセンサと、センサからの情報を総合的に判断するエンジンコントロールコンピュータ、およびコンピュータの信号により働くアクチュエータから構成される。
    例えば、燃料噴射量制御ではプレッシャセンサからの吸気管圧力信号をもとに基本噴射量が決定され、各センサからの信号で補正を加えインジェクタを通電する。
    点火制御ではプレッシャセンサからの吸気管圧力とディストリビュータからのエンジン回転数から基本進角が決定され、この進角に各センサからの信号で補正を加えイグナイタに点火信号を送る。

OBDとは

アメリカ合衆国、カリフォルニア州は、高い人口密度と膨大な交通量のために、1980年代初頭に厳しい大気汚染にさらされました。地方の政治家は、この問題を当時最も納得のゆく、厳しい車両技術規定を議会で通過させる機運として受けとめました。これにより、排ガスシステムに関するメーカーへの技術的な要求が高まりました。
最初のOBDシステム(OBD-I)は、1988年に導入されました。このシステムの主要なステップは、排出ガスに影響するすべての電気構成部品を、車両の電子装置でモニターすることでした。ドライバーには、故障時に視覚信号(エンジンテルテール)によって通知されるようになりました。
OBD-IIは、1996年1月からアメリカ合衆国で適用されています。OBD-Iと比較した場合の排ガスモニターの改善点は、主に追加された、電子構成部品を含めて、全ての排ガスに関連するシステムとプロセスがモニターされるようになったということです。
欧州の車両排ガス規制のおける最初の意思表明は、1970年に発表され初期規制として導入されました。このガイドラインは、徐々に追加されて厳格なものになってきました。1998年には、初めての排ガスモニターシステムが定められました。このシステムは、アメリカ合衆国での実績に基ずくOBDを組み入れたものです。2000年には、これらのシステムは欧州で新たに認証を受ける2,500Kgまでの全ての乗用車に必須となります。2001年に他の車両クラス全車種に波及されます。

OBDの変遷

1988年アメリカ合衆国内、OBD-Iが導入。
1、車両には自己管理できる電子システムを装着する。
2、排ガス関連の故障は、ダッシュボードに装着された、フォルトランプに表示。
3、故障はコントロールユニットのフォルトメモリーに記録され、オンボード診断装置を使って読み取りが可能。
1991年欧州のメーカーはISO9141-2(米国OBD-II)を作った。
OBD-IIに適合したコントロールユニットは、SAE(米国自動車技術者協会)、ISO(国際標準化機構)の両規格に適合。
1、フォルトランプの点滅機能。
2、不具合だけでなく排気量に関連する機能またはコンポーネントの監視機能。
3、故障のほかに運転状態をフリーズフレームに保存する機能。
4、フォルトメモリーに保存された内容を点滅コードの代わりに診断テスト装置(スキャンツール)を使って読み出し可能。
1994年OBD-II1996/1/1以降は米国全てのガソリン車に適合。
1996年ディーゼル車に適合

obdコネクタの場所

基本、ハンドルの下。

以上。

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