車機(jī)技術(shù)之OBD(在線診斷系統(tǒng))

OBD是一種裝置于車中用以監(jiān)控車輛運(yùn)行狀態(tài)和回報(bào)異常的系統(tǒng)涌韩,可于車輛的子系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí),產(chǎn)生故障代碼和提醒訊號通知車主和車廠診斷維修氯夷。

車上診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約起于1980年代中期的美國臣樱,當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)配備空燃比控制系統(tǒng)的車輛如果排放污染超過管制值時(shí),其含氧感知器通常也有異常腮考,由此逐漸衍生出設(shè)計(jì)一套可監(jiān)控各排放控制元件的系統(tǒng)雇毫,以早期發(fā)現(xiàn)可能超出污染標(biāo)準(zhǔn)的問題車輛。當(dāng)前已經(jīng)發(fā)展到了可以進(jìn)行整車診斷的地步踩蔚,不再僅僅是排污監(jiān)測了棚放。

大概在1988年,美國汽車工程師學(xué)會(SAE)建議各汽車生產(chǎn)商使用標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)傳輸接口和故障信號代碼(DTC)馅闽,隨后一個(gè)成為OBD-I的標(biāo)準(zhǔn)誕生飘蚯。因?yàn)樵摌?biāo)準(zhǔn)太過粗糙馍迄,無法統(tǒng)一化,所以1996年前后出現(xiàn)由SAE定義的OBD-II標(biāo)準(zhǔn)局骤。2010年開始柬姚,所有美國在售車輛必須配置HOBD系統(tǒng),2008年開始庄涡,所有中國在售車輛必須配置GB18352標(biāo)準(zhǔn)的OBD系統(tǒng)量承。

OBD協(xié)議棧

因?yàn)镺BD的底層協(xié)議不同以及有SAE和ISO兩個(gè)組織在定義標(biāo)準(zhǔn),所以導(dǎo)致有一系列相關(guān)協(xié)議穴店,如下圖所示撕捍,現(xiàn)在主要用的是ISO15765-4加上SAE J1979組成的棧,可參考SAE標(biāo)準(zhǔn)泣洞。

物理接口定義

在J1962標(biāo)準(zhǔn)中定義了OBD-II接口的物理信號(注意和上面協(xié)議棧中的Layer 1不同忧风,相當(dāng)于把上面所有Layer 1組合而成),如下圖所示球凰,可以看到其中留了不少接口引腳給廠商自定義使用狮腿,從而也使得OBD診斷設(shè)備在各車廠間不完全通用。其中關(guān)鍵的是CAN線呕诉、ISO9141-2 K-Line線缘厢、J1850總線,三個(gè)是同一個(gè)作用甩挫,就是讀取故障信息及車輛的部分實(shí)時(shí)運(yùn)行信息贴硫,只不過通訊協(xié)議不同而已。現(xiàn)在CAN基本普及伊者,其他兩種難以見到了英遭,CAN方式的OBD直接連接到CAN總線的網(wǎng)關(guān)上。

基于CAN的OBD通信流程

最基本的通信流程時(shí)序圖如下:

消息格式

基于CAN的OBD通用消息格式如下圖所示(具體每個(gè)消息的消息格式請參考協(xié)議)亦渗,請求消息最長7個(gè)字節(jié)挖诸,響應(yīng)消息長度隨消息類型不同而不同(每字節(jié)中最高位MSB為第7位,最低位LSB為第0位)法精。

請求消息數(shù)據(jù)部分格式:

正常響應(yīng)消息數(shù)據(jù)部分格式:

錯(cuò)誤響應(yīng)消息數(shù)據(jù)部分格式:

基于CAN的OBD操作模式(即OBD可實(shí)現(xiàn)的功能)

協(xié)議中一共定義有10種操作模式多律,汽車制造商并不需要支持所有的模式,每個(gè)制造商也可以自行定義額外的模式亿虽,這10種模式如下:

01. 顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)(比如:發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速菱涤、車速苞也、檔位洛勉、電池電壓、油量如迟、油耗收毫、總里程攻走、本次里程等等)

02. 顯示凍結(jié)幀數(shù)據(jù)

03. 顯示存儲的故障診斷代碼

04. 清除故障碼和存儲值

05. 測試結(jié)果,氧傳感器監(jiān)測(只有CAN能測試)

06. 測試結(jié)果此再,其他組件/系統(tǒng)監(jiān)測(測試結(jié)果昔搂,氧傳感器監(jiān)測只有CAN能測試)

07. 顯示待定診斷故障代碼(只能在當(dāng)前或最近的駕駛周期中檢測)

08. 診斷組件/系統(tǒng)的控制操作

09. 顯示車輛信息(比如:車廠、型號输拇、品牌摘符、車架號、發(fā)動機(jī)號等等)

0A. 永久性故障庫(清除的DTC)

OBD診斷碼DTC

所有OBD診斷碼加起來差不多有1000多種策吠,具體可參考協(xié)議定義逛裤,下圖舉其中的幾個(gè)例子值:

實(shí)物形式

手持式(直接插入車上OBD接口,在自身顯示診斷數(shù)據(jù)):

盒子式(插入車上接口猴抹,然后通過串口带族、藍(lán)牙、wifi等把數(shù)據(jù)發(fā)送到電腦蟀给、手機(jī)等設(shè)備上):

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