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車載診斷(OBD)系統的概念最早是由通用汽車(GM)于1982年引入，目的是監測排放控制系統。一旦發現故障，OBD系統會點亮儀表板上的一個指示燈以通知駕駛員，同時在車載計算機，通常稱作引擎控制單元(ECU)或引擎控制模塊(ECM)內記錄一個代碼，這個代碼可通過相應設備獲取以便于故障排除。 加州空氣資源委員會(CARB)于1985年采用汽車工程師協會(SAE)制定的標準，要求從1988年起所有在加州銷售的車輛都必須具有基本的OBD功能。之后，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，這就是OBD-I。 汽車工程師協會對診斷接口、通信方式等技術細節進行標準化工作，OBD-I在此基礎上發展為第二代OBD，即OBD-II。美國環保局采用新的技術標準，于1990年修訂《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。 歐盟在2001年也要求歐洲各國汽車制造商生產的轎車都應配置歐洲電控汽車車載診斷(European On-board Diagnosis System, EOBD)系統。 2005年4月，中國大陸國家環境保護總局和國家質量監督檢驗檢疫總局聯合頒布GB18352.3-2005，亦即輕型車輛污染物排放限值及測量方法，簡稱”國Ⅲ、Ⅳ”。根據國Ⅲ要求，2008年7月1日起，第一類汽油車(座位總數不超過六座，且最大總質量不超過2,500公斤的M1類車輛)須強制安裝OBD系統，并在用車符合性檢查中同步執行。 OBD-II技術要求涵蓋四大范圍 根據GB18352.3的要求，與車輛OBD-II系統通信的外部診斷設備必須符合ISO 15031-4”道路車輛--與排放相關的外部診斷設備之間的通信第3部分：外部故障診斷設備的要求”的有關要求。這些要求主要包括統一診斷連接器、兼容的通信協議、標準的故障代碼和診斷服務范圍四個方面，以下將一一說明。 不同車輛診斷連接器須統一 OBD通用故障診斷儀與車輛間的連接器須使用統一的診斷連接器，物理接口規范參見J1962協議，其接腳配置定義如圖1所示，其中未定義的接腳可保留給診斷儀擴展使用。 圖1：統一診斷連接器接腳配置 外部診斷設備須支持所有通信協議 OBD通用故障診斷儀與車輛間的通信系統可使用的協議有ISO 9141、SAE J1850 41、6Kb/s PWM(脈寬調制)、SAEJ185010，4Kb/s VPW(可變脈寬)/ISO 14230(KW 2000)/ISO 15765-4(CAN)和SAE J1939-73(CAN)。根據SAE J1978或ISO 15031-5要求，任何車輛只允許使用一種通信協議，不過，為兼容各種車型的OBD系統，外部診斷設備須支持上述所有通信協議規范。具體協議分層如表1所示。 ISO 15031-5規范涵蓋外部診斷設備可用的九個服務模式，第一個模式為讀取當前動力系統診斷數據，目的是獲得車上相關數據，如進氣系統相關參數、排氣系統相關參數、引擎轉速、車速、燃油類型、引擎工作狀況、引擎開啟時間、控制模塊電壓，以及故障碼等。第二個服務模式是讀取系統凍結幀，該模式收集發生故障時動力系統排放相關的凍結幀及制造商的特殊需要的其他系統凍結幀。第三個模式為讀取故障診斷代碼，可從外部診斷設備獲得車輛各系統的常規故障診斷代碼。 第四個模式是清除/重置排放相關的診斷信息，是外部診斷設備提供清除車輛各ECU故障診斷信息的方法。這些故障診斷信息包括診斷故障代碼的數量、診斷故障代碼、凍結幀數據的故障代碼、凍結幀數據、系統監控測試的狀態、車載監控測試結果、MIL啟動時行駛的里程、DTC清除后預熱的次數、DTC清除后的里程、MIL啟動時發動機運轉的時間、診斷故障代碼清除后的時間，以及其他制造商定義的其他記錄信息。 第五個模式為可讀取氧氣傳感器監控測試結果。第六個模式是讀取車載的特殊監控系統的監控測試結果，該模式亦即外部診斷設備獲得特殊部件或者系統其他部件的非連續監控或者連續的監控結果。讀取在當前或最近的駕駛期間探測到的與排放相關的診斷故障代碼的第七種模式，是指外部診斷設備獲得在當前或最近的駕駛期間探測到診斷故障代碼。此代碼可說明技術服務人員在車輛維修，或清除診斷信息后，通過單個駕駛周期獲得測試維修的效果。 第八個診斷設備服務是讀取隨車系統、測試或部件的控制，此服務目的是允許外部診斷設備能夠控制隨車系統、測試或部件的操作。第九個模式是讀取車輛信息，讓外部診斷設備可請求說明車輛的車輛信息，如車輛身分標識符和校準ID等。 診斷故障代碼由兩字節組成 在ISO 15031-6中對故障碼的規范指出，通過故障診斷儀讀取的OBD診斷故障代碼(DTC)由兩字節組成，在顯示時要按照1個字母+1位十進制數+3位十六進制數字的標準顯示方式顯示。 OBD-II尚有挑戰待解 由于OBD-II數據的獲取方式，是由外部診斷設備向OBD診斷接口發送數據請求，然后由相關控制單元給出結果，所以在車輛行駛過程，獲取OBD數據產生的異常，對行車安全的影響是也關產品設計中須要考慮的因素。同時，由于OBD的初衷僅是進行尾氣排放檢測，所以OBD診斷接口本身能提供的車況數據有限。 OBD-II雖然可診斷出排放相關的故障，但是無法保證駕駛者接受MIL的警告，并對車輛故障及時修復，或者因缺乏相關數據，而增加遠程協助的難度。為此以無線通信方式傳輸車況信息，包括故障碼在內的數據，將成為新一代OBD系統的新增特性。 OBD-III衍生更豐富應用 未來OBD-III的趨勢為結合現有的車載GSM/3G和全球衛星定位系統(GPS)平臺，打造功能更豐富的汽車聯網信息平臺(圖2)。舉例來說，符合OBD-III汽車聯網信息平臺可讓交管中心或者車隊管理中心不僅可實現對車輛的行駛規范性進行檢測，同時，還可對車況信息進行實時檢測，如車輛的排放是否超標等。 圖2：遠程OBD系統 在集成系統中，除有微控制器(MCU)主控端完成原有車載GPS的各種任務外，還包含微控制器向車身OBD接口發送數據申請指令和解析指令回復的功能，同時分析結果，判斷是否發送相關警報。服務器端根據相應報警信息，查找對應數據庫中的故障碼，顯示出具體的故障信息。同時，服務器還可對OBD接口采集到的關數據進行相關的應用處理，如進行車輛駕駛習慣的分析、車輛油耗的分析及車輛保養信息的記錄與處理。 移遠通信將原有的GSM/3G和GPS平臺與OBD-II融合以后，不僅可實現GPS平臺的各種報警及遠程監控，還可實現車況故障實時報警及遠程監控。 |
