On-Board Diagnostic目錄
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- OBD簡介
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- OBD-II
- OBD-III
- OBD接口
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- 美标和歐标的不同
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- 診斷座接頭定義
- 通訊協定定義
- OBD協定
- OBD 診斷與 UDS 診斷的差別
- 其他參考
OBD是英文On-Board Diagnostic的縮寫，即車載診斷系統。這個系統随時監控發動機的運作狀況和尾氣後處理系統的工作狀态，一旦發現有可能引起排放超标的情況，會馬上發出警示。當系統出現故障時，故障燈(MIL)或檢查發動機(Check Engine)警告燈亮，同時OBD系統會将故障資訊存入存儲器，通過标準的診斷儀器和診斷接口可以以故障碼的形式讀取相關資訊。根據故障碼的提示，維修人員能迅速準确地确定故障的性質和部位。
OBD簡介
OBD的概念最早是1982年由通用汽車(GM)引入的，其目的是監測排放控制系統。一旦發現故障，OBD系統會點亮儀表闆上的一個訓示燈以通知駕駛員，同時在車載計算機（通常稱作電子控制單元，即ECU）内記錄一個代碼，這個代碼可通過相應裝置擷取以便于故障排除。
通用汽車提出這一概念引起加州空氣資源委員會（CARB）的重視。CARB 于1985年采用了 SAE 所制定的标準，要求從 MY1988 起所有在加州銷售的車輛都必須具有一些基本的OBD功能。之後，美國環保局(EPA) 要求自1991年起所有在美國銷售的新車必須滿足相關OBD技術要求，即OBD-I。
OBD-I隻能監控部分部件的工作和一些排放相關的電路故障，其診斷功能較為有限。如催化轉換器完全失效或己被去除，點火缺火及燃油蒸發污染的排放問題。況且，OBD I僅當失效己經發生才點亮MIL燈，它無法監測到與排放有關的部件的漸進損壞情況。
此外，擷取OBD資訊的資料通訊協定以及連接配接外部裝置和ECU的接口仍然未被标準化。
OBD-II
汽車工程師協會(SAE)對診斷接口、通訊方式等技術細節進行了進一步标準化工作，在OBD-I的基礎上發展成為OBD-II。美國環境保護局(EPA)采用了這些新的技術标準，并于1990修訂了《清潔空氣法》（Clear Air Act），要求自1996年1月1日起所有在美國市場銷售的新車必須符合OBD-II所定義的技術要求。
OBD-II在診斷功能和标準化方面都有較大的進步。故障訓示燈、診斷連接配接口（16針診斷座）、外部裝置和ECU之間的通訊協定以及故障碼（DTC）都通過相應标準進行了規範。此外，OBD-II可以提供更多的資料被外部裝置讀取。這些資料包括故障碼、一些重要信号或名額的實時資料，以及當機桢資訊等。
OBD II不隻是自診軟體功能的更新，硬體更新特征明顯：
- 氧傳感器通常是加熱型氧傳感器。附加的氧傳感器位于催化轉換器的下流。上下流的氧傳感器組合起來對催化轉換器的淨化率進行監控，同時對燃油控制進行補償。
- 具有32位處理器的強功能的傳動系控制子產品PCM，應OBD II的需要，增加了1.5萬個新的标定常數。
- 帶有EEPROM的PCM，使其中的軟體可重新程式設計，通過終端接口及外部計算機可對其重新寫入新版的軟體。
- 改進的燃油蒸發污染控制系統，常有用于清潔目的診斷開關；或增強的燃油蒸發（EVAP）系統，帶有一個排氣電磁閥，一個燃油箱壓力傳感器和一個診斷測試裝置。
- 增強的EGR系統，帶有一個電子控制的線性EGR閥和一個針閥位置傳感器，實作對EGR量的更精确監控。
- 燃油噴射方式由多點序列噴射（SFI）取代了普通多點噴射（MPI）和單點噴射（TBI）。
- MAP傳感器和MAF傳感器同時使用，更精确地監測發動機負載和空氣流量。
1998年，歐共體通過了指令EU Directive 98/69/EC。該指令要求自2000年起，在所有在歐盟成員國内銷售的新上市的汽油機車必須滿足相關規定，被稱為EOBD。與OBD-II相比，EOBD的要求較為寬松，比如不對油箱洩露進行診斷等等。
2005年4月5日，國家環保總局釋出準許《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國III、IV階段）》（GB18352.3-2005）等五項标準為國家污染物排放标準。OBD作為強制性要求首次出現在我國的法規标準中。此項标準是通過修改采用歐盟（EU）對70/220/EEC 指令進行修訂的98/69/EC 指令以及随後截止至2003/76/EC 的各項修訂指令的有關技術内容産生的。主要的修改内容包括包含M1和M2類車型的分組、燃料的技術要求等5個方面，而OBD部分基本照搬了歐盟的标準。
一般将我國對OBD的技術要求稱為COBD，但從具體差異來看，EOBD和OBD-II有明顯的差別，而我國的國III/IV法規中的OBD部分與EOBD并無二緻。雖然我國在具體實施中的尺度可能與歐盟有所不同，但說我國實施的是EOBD仍然更為貼切。
OBD-III
OBD-II雖然可以診斷出排放相關故障，但是無法保證駕駛者接受MIL的警告并對車輛故障及時修複。為此以無線傳輸故障資訊為主要特征的新一代OBD系統，即OBD-III正在發展當中。OBDIII系統能夠利用小型車載無線收發系統，通過無線蜂窩通信，衛星通信或者GPS系統将車輛的VIN,故障碼及所在位置等資訊自動通告管理部門。管理部門根據該車輛排放問題的等級對其發出指令，包括去何處維修的建議，解決排放問題的時限等。這些資訊可在相關法規的基礎上對維護不當進而造成過多排放污染的車輛懲罰。
OBD-III的不僅需要相關通訊技術、标準和法規的不斷成熟，對OBD系統診斷功能本身的準确性和可靠性也是一個更高的要求。
OBD接口
- pin 1 …sae j2411, gm single wire can;通用公司單線 can-bus
- pin 2 …iso 11519-4 (bus+)(sae j1850), 和10号腳同時使用, 41.6 kbps pwm脈寬調制;單線用法:隻用2号腳1根線通訊10.4 kbps vpw可變脈寬調制 byte header + crc, no “checksum” or “inter-byte separation” (in frame response byte ?)
- pin 3 … chrysler, ccd+ (not obd) ;克萊斯勒 ccd-bus網線 h 線
- pin 4 … 底盤地 chassis ground
- pin 5 … 邏輯地 signal ground
- pin 6 … iso 15765-4;can-bus 高速診斷線 (h 線) ,250/500 kbit/s
- pin 7 … kwp1281或kwp2000 協定診斷線 (k線), 波特率10400/多數廠家預設kpw2000診斷線
- pin8 … 點火開關打開有電 ig+;點火開關 on/off 狀态識别用途
- pin9 … 7号腳不友善用時,啟用*kwp1281或kwp2000 協定診斷線 (k線), 波特率10400
- pin10 … iso 11519-4 (bus-)(sae j1850), 和 2号腳同時使用, 41.6 kbps pwm脈寬調制
- pin 11 … chrysler, ccd- (not obd) ;克萊斯勒 ccd-bus網線 l 線
- pin 12 … * k 線 制造廠保留用
- pin 13 … * k 線 制造廠保留用
- pin 14 … iso 15765-4;can-bus 高速診斷線 (l 線) ,250/500 kbit/s
- pin 15 … kwp1281或kwp2000 協定診斷線 (k線);7p不夠用或控制單元過多時啟用
- pin 16 … 長火線 bat+
美标和歐标的不同
診斷座接頭定義
美國和歐洲的車載故障診斷系統的診斷連接配接器結構是一樣的，都是采用統一的16端子診斷連接配接器，端子1、3、4、5、8、9、11、12、13、16定義相同，其中端子4為底盤地線，端子5為信号地線，端子16接蓄電池正極，其他預留給制造商使用。
美國OBD-II用端子2、6、10、14作為資料傳輸端子，其中端子2、10為SAEJ1850通訊資料傳輸端子。如果在汽車電控系統中使用了CAN總線技術，則端子6、14被定義為CAN資料傳輸端子，它們分别與CAN總線的兩條信号線CAN High和CAN Low相連。如果末使用CAN總線，則端子6、14預留給制造商使用。端子7、15預留給制造商使用。
歐洲OBD-II用端子7、15作為ISO9141-2或ISO/DIS14230通訊資料傳輸端子。根據通訊協定要求，汽車電子控制單元(ECU)通過診斷連接配接器與測試儀器進行通訊，可以用單線（K線）通訊，也可以用雙線（K線和L線）通訊。使用單線通訊時，端子7和K線相連，端子15預留給制造商使用，使用雙線通訊時，端子7和K線相連，端子15和L線相連。端子2、6、10、14預留給制造商使用。
通訊協定定義
OBD-II标準使用的通訊協定有三個：SAEJ1850 PWM（脈沖寬度調制），SAE J1850 VPM（可變脈沖寬度調制），ISO 9141-2（或ISO/DIS 14230-4),其它通訊引腳定義待定。通常，歐洲車系使用ISO 9141－2通訊協定，,其它通訊引腳定義待定。
OBD協定
自80年代起，衆多國際知名汽車公司開始積極緻力于汽車網絡技術的研究及應用。汽車網絡的使用解決了點對點式車身布線帶來的問題，使車身布線趨于更規範化、标準化，降低了成本，增強了穩定性。迄今為止，已有Bosch的CAN、SAE的J1850、ISO的VAN、Philips的D2B和LIN協會的LIN等多種網絡标準。為友善研究和設計使用，美國汽車工程師協會(SAE)根據速率的不同，将汽車網絡劃分為Class A、Class B、Class C三類。
- Class A 協定是面向傳感器/執行器控制的低速網絡，資料傳輸位速率隻要1-10Kbps ，主要應用于電動門窗,座椅調節,燈光照明等控制。Class A 類協定的實施可以大大減少汽車線束的使用量。
- Class B 協定是面向獨立子產品間資料共享的中速網絡，位速率一般10-100Kbps。重要應用于電子車輛資訊中心，故障診斷，儀表顯示，安全氣囊等系統，以減少備援的傳感器和其他電子部件。
- Class C 協定是面向高速、實時閉環控制的多路傳輸網，最高位速率可達1Mbps ，主要用于懸架控制、牽引控制、先進發動機控制、ABS 等系統，以簡化分布式控制和進一步減少車身線束，其中最為重要的車輛網絡Class C 标準是CAN。
OBD的相關技術标準主要是由國際标準化組織(ISO)和國際汽車工程師協會(SAE)制定的，這些标準已經被普遍接受并在不斷發展之中。
ISO/9141
ISO 9141:1989 Road vehicles — Diagnostic digital information
ISO 9141–2:1994 Road vehicles — Diagnostic systems — Part 2: CARB requirements for interchange of digital information
ISO 9141–3:1998 Road vehicles — Diagnostic systems — Part 3: Verification of the communication between vehicle and OBD II scan tool
ISO/14230 Road Vehicles - Diagnostic systems -Keyword Protocol (KWP2000)
14230–1:1999Part 1: Physical Layer
14230–2:1999Part 2: Data link layer
14230–3:1999Part 3: Implementation
14230–4:2000Part 4: Requirements for emission-related systems
ISO/11898 Road vehicles — Controller area network (CAN)
11898–1:2003Part 1: Data link layer and physical signalling
11892–2:2003Part 2: High-speed medium access unit
11898–3:2006Part 3: Low-speed, fault-tolerant, medium-dependent interface
11898–4:2004Part 4: Time-triggered communication
ISO 11898–5 Part 5: High-speed medium access unit with low-power mode
ISO/15765 Road vehicles — Diagnostics on Controller Area Networks (CAN)
15765–1:2004Part 1: General information
15765–2:2004Part 2: Network layer services
15765–3:2004Part 3: Implementation of unified diagnostic services (UDS on CAN)
15765–4:2005Part 4: Requirements for emissions-related systems
ISO/15031 Communication between vehicle and external equipment for emissions-related diagnostics
15031–1:2001Part 1: General information
15031–2:2004Part 2: Terms, definitions, abbreviations and acronyms
15031–3:2004Part 3: Diagnostic connector and related electrical circuits, specification and use
15031–4:2005Part 4: External test equipment
15031–5:2006Part 5: Emissions-related diagnostic services
15031–6:2005Part 6: Diagnostic trouble code definitions
15031–7Part 7: Data link security
Other OBD related ISO standards
ISO 2575:2000 (Six Eidtion) Road vehicles: Symbols for Controls, Idicators and tell-tales 簡介
SAE/J1850
Class B Communications Network Interface (this standard defines the actual J1850 signaling and timings)
SAE/J1930
Electrical/Electronic Systems Diagnostic Terms, Definitions, Abbreviations, and Acronyms—Equivalent to ISO/TR 15031-2:April 30, 2002
SAE/J1962
Diagnostic Connector Equivalent to ISO/DIS 15031-3:December 14, 2001
SAE/J1939
Recommended Practice for a Serial Control and Communications Vehicle
SAE/J1978
OBD II Scan Tool — Equivalent to ISO/DIS 15031-4:December 14, 2001
SAE/1979
E/E Diagnostic Test Modes — Equivalent to ISO/DIS 15031-5:April 30, 2002
SAE/J2012
Diagnostic Trouble Code Definitions Equivalent to ISO/DIS 15031-6:April 30, 2002
COBD采用了EOBD相同的要求即ISO15031-5(道路車輛-車輛與排放診斷相關裝置通信标準-5排放有關的診斷服務)協定。在ISO15031-5協定中，油耗不能讀取，隻能讀取燃油液位輸入 (讀出油箱剩餘油量與油箱容量的百分比)。在車上通過燃油液位傳感器實作對剩餘油量檢測。OBD輸出資訊中跟裡程相關隻有：故障燈點亮後行駛的裡程數、消除故障後行駛的裡程數。
OBD 診斷與 UDS 診斷的差別
OBD是汽車排放和驅動性相關故障的标準化診斷規範，有嚴格的排放針對性，其實質就是通過監測汽車的動力和排放控制系統來監控汽車的排放。當汽車的動力或排放控制系統出現故障，有可能導緻一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)或燃油蒸發污染量超過設定的标準，故障燈就會點亮報警。
- 首先，OBD是面向汽車排放問題而制定的規範，也就是說對所有車輛統一适用，在OBD Ⅱ計劃實施之後，任一技師可以使用同一個診斷儀器診斷任何根據标準生産的汽車。而且OBD Ⅱ程式使得汽車故障診斷簡單而統一，維修人員不需專門學習每一個廠家的新系統。
- 其次，OBDII使用标準的16針診斷接口，并且統一各車種相同故障代碼和意義，這樣一方面，這是為了友善技師維修，當故障車輛來到4S店後，技師可用專用的診斷工具讀取汽車存在的故障碼，故障發生時的時間、裡程、故障發生次數等重要參數，進而提高維修效率。而OBD系統更重要的另一方面，也是它設計的初衷，就是為了控制排放，能在發生了尾氣排放超标的故障時及時提醒車主，盡快去修複故障。
UDS（全稱：UnifiedDiagnostic Services），即統一診斷服務，是診斷服務的規範化标準，為診斷服務提供一個基本架構，這些診斷服務允許診斷儀在車載電子控制單元裡面控制診斷功能，以便維修人員能夠準确的解決故障。UDS在使用過程中除了協定中已經定義好的通用的代碼指令之外，還有一部分未定義留給整車廠自行定義，這樣就會形成不同廠家ECU的DID不同，是以對ECU的診斷過程需要事先了解内部定義。
對比：
OBD是關注車輛實時排放的理念形成的行業規範，而UDS是診斷服務的統一化規範。
UDS是面向整車所有ECU(電控單元)的，而OBD是面向排放系統ECU的。兩者之間并不存在誰替代誰。
其他參考
文庫：車載診斷系統OBD
文庫：車載診斷系統OBD簡介及認證
文庫：OBD車載診斷系統
完整OBD标準協定下載下傳位址（強烈推薦）
一個完整的汽車OBD儀器的源碼
參考文檔：
1.OBD的曆史和未來
2.OBD簡述
3.什麼是OBD及組成和作用、工作原理
4.OBD通訊協定
5.OBD相關技術标準
6.OBD開發文檔
7.OBD 診斷與 UDS 診斷有什麼差別？