OBD入门
OBD:
是英文On-Board Diagnostics的縮寫,中文翻譯為“車載自動診斷系統”。 當與控制系統有關的系統和或相關部件發生故障時,可以向駕駛者發生警告。
OBD的由來:
由于世界各主要汽車廠的OBD系統隨其發動機管理系統不同而各不相同,這給售后服務維修造成較大的不便。更重要的是OBD對自身的工作狀態是否達到原廠技術要求無法自測,使得維修后的汽車常常不符合原廠技術要求。這種現象在我國較為普遍,嚴重影響了汽車的可靠性和壽命。這種車載診斷系統稱為第一-代車載診斷(OBD I)系統。自1996年開始,各主要汽車生產廠家都開始裝備統- -的第二代車載診斷( OBD II)系統,以彌補OBD I的不足。
從1996年開始,凡在美國銷售的全部新車,其診斷儀器、故障編碼和檢修步驟必須相似,即符合OBD Ⅱ程序規定。隨著經濟全球化和汽車國際化的程度越來越高,作為驅動性和排放診斷基礎,OBD
Ⅱ系統將得到越來越廣泛的實施和應用。OBD Ⅱ程序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。
OBD的工作原理:
OBD系統將從發動機的運行狀況隨時監控汽車是否尾氣超標,一旦超標,會馬上發出警示。當系統出現故障時,故障(MIL)燈或檢查發動機(Check Engine)警告燈亮,同時動力總成控制模塊(PCM)將故障信息存入存儲器,通過一定的程序可以將故障碼從PCM中讀出。根據故障碼的提示,維修人員能迅速準確地確定故障的性質和部位。
OBD實時監測發動機、催化轉化器、顆粒捕集器、氧傳感器、排放控制系統、燃油系統、EGR等系統和部件。然后通過不同與排放有關的部件信息,聯接到ECU【電控單元,它能檢測、分析與排放相關故障的功能】,當出現排放故障時,ECU記錄故障信息和相關代碼,并通過故障燈發出警告,告知駕駛員。ECU通過標準數據接口,保證對故障信息的訪問和處理。
OBD接口:
汽車的OBD接口位置一般都在方向盤下方的內飾板里,靠近駕駛員膝蓋附近位置。OBD接口一般有16個針腳,接口為梯形狀,各個針腳代表了不同的作用,其中1、3、8、9、11、12、13為廠家自定義; 2、4、5、6、7、10、14、15、16為使用接口。
2號接口叫做Bus positive line,4號接口叫做底盤地線,5號接口叫做信號地線,6號接口叫做CAN高線,即CAN-H line,7號接口叫做K-Line;10號接口叫做Bus negative line,14號接口叫做CAN低線,即CAN-L
line,15號接口是L line,16號接口是常電源。
OBD的功能:
1.行車電腦數據顯示
OBD接口作為車載監控系統的通訊接口,除了讀取故障碼以供修車外,首要的功能就是可以提供車輛的各種工況數據,除了車輛儀表顯示的數據外,實際在行車電腦中所記錄的數據要多的多,包括很多無行車電腦顯示屏配置的車輛,其實各項油耗記錄、電池電壓、空燃比、節氣門開度、爆震數量等數據在系統中都是有記錄的,但廠家會因為價格配置等因素,在較低配置車型上去掉行車電腦顯示這項配置,導致用戶無法參考這些有用的數據,所以市場上出現了一些專門的行車電腦顯示產品。
這類產品有兩種形式,一種就是通過一條專用的數據線連接到車輛的OBD接口。將數據讀取出來再顯示到配套的顯示屏上,基本等于自己加裝了一個行車電腦顯示屏。平時連接線可以一直插在OBD接口上不用摘下,而只需固定顯示屏即可,車主可以自行選擇需要顯示的數據。
另一種產品形式就是無線OBD接口適配器+智能手機端軟件。這種與手機端配合的OBD端口讀取器類似于一個加入了無線通訊模塊的單片機,通過藍牙或Wifi將OBD接口讀取的數據傳輸到智能手機端,再通過手機端的軟件呈獻給使用者。
2.更改代碼實現更多功能
現代汽車的電控系統可以通過OBD接口接入車輛控制系統的CANBUS總線,對車輛的各個控制模塊的功能進行調節,這里最出名的應用就是由Ross
Tech開發的數據線及VCDS系統診斷軟件,許多大眾系的車友都愛用這套設備調節大眾車系的系統功能,由于大眾車系的CAN-BUS功能強大,而由于配置及售價的因素,使得大眾在不同車型上“關閉“了很多與舒適配置相關的功能,而通過OBD接口的數據線接入車輛的CAN總線并調節各個模塊的代碼就可以實現許多不同的“隱藏”功能,這樣免費的“增配”對于許多大眾車主來說都非常具有吸引力。
3.讀取刷寫ECU TCU程序
隨著車載電腦系統的硬件升級,現代車輛的ECU(Electronic Control
Unit)發動機電子控制單元內的程序存儲器都由之前的只讀式變為了可刷寫式,廠家這樣設置是為了隨時能對ECU的控制程序進行更新,就像手機的固件升級一樣,針對不同的行駛地區或工況通過對ECU系統程序的升級使得發動機能適應各種
不同工作環境。
針對制動變速箱有些廠家還加入了可刷寫的TCU(Transmission
Control Unit)傳動系統控制單元。大眾的7速DSG變速箱在出問題的初期就曾經試圖通過在4S店用電腦刷寫TCU的方式來改變DSG變速箱的一些相應參數,來避免出現問題。
改裝廠商很敏捷的發現了可刷寫程序的ECU和TCU的便利性,所以現代汽車改裝多了ECU程序刷寫這樣的改裝項目。原廠的ECU程序出于穩定性和經濟性的考慮,一般在動力輸出上都有所保留,而改裝廠商通過改寫原車ECU數據即可實現對動力的提升,而TCU的程序改寫可以讓變速箱反應更靈敏或者讓換擋時機變得更激進來提升車輛的性能。這一切在有了OBD接口之后變得輕而易舉,只需電腦和數據線連接到OBD接口就可以完成刷寫的工作。
OBD的常見協議:(重點)
KWP 2000和IS0-14230
在汽車故障診斷領域,針對診斷設備和汽車ECU之間的數據交換,最早歐洲出現了一種標準診斷協議KWP2000,那時候KWP2000是基于K線的診斷協議,有一條線K,或兩條線(K線和L線),那具體KWP2000協議是什么?這時候就要講講ISO-14230協議。 采集設備要從K先采集數據,需要電平拉高特定時間, 然后在拉低特定時間才能通訊。
當時的KWP2000只有三個子層有定義說明,即:應用層、數據鏈路層、物理層。并且這三個層分別由ISO-14230-3、ISO-14230-2、ISO-14230-1定義標準,所以一直都這么說,ISO-14230就是基于K線的KWP2000。
1、應用層 ISO-14230-3
KWP2000 2、數據鏈路層
ISO-14230-2
3、物理層 ISO-14230-1
ISO-14229和UDS
先知道一件事,ISO-14229協議就是UDS(Unified diagnostic
services),這個標準定義了診斷的應用層服務,不基于任何底層標準。它是診斷服務的規范化標準,比如讀取故障碼應該向ecu發什么指令,讀數據流又是發什么指令等…
比如說給 ECU發送 22 F1 86
ECU回復 62F18601
簡單點說就是:ISO-14229就是UDS。
ISO-15765 和UDSonCAN
由于K線物理層和數據鏈路層在網絡管理和通訊速率上的局限性,使得K線無法滿足日趨復雜的車載診斷網絡的需求。這時候CAN總線出現并代替了K線,也就是我們說的ISO-15765。ISO-15765是基于CAN,它的ISO-15765-2、ISO-15765-3定義了診斷數據網絡層和應用層的定義標準。
又因為ISO-15765-3使用了ISO-14229(UDS)的診斷服務,所以ISO-15765也叫UDSonCAN。
簡潔一點的理解就是:
基于K線的KWP2000協議就是ISO-14230
基于CAN的KWP2000協議就是ISO-15765
目前國內的車子使用K線的新車是沒有了, 市面上存量的K線的車也不多了,十年前生產的柴油車,估計才有采用K線的ECU。
SAE J1939
SAE J1939是美國汽車工程協會(SAE)基于CAN總線而設計的一個標準協議,它的數據鏈路層規定了CAN總線使用29bit的擴展標識符和擴展數據幀,CAN通信速率為250Kbps。
J1939協議,采集數據的時候比較方便,ECU一直會主動外發,從OBD口采集數據只需要監聽ECU的廣播報文即可。收到的報文可以過濾掉不需要的0xAABBCCDD地址,只挑選自己需要的地址數據,然后根據廠家的通訊協議,解析8個Byte里具體的數據存儲到數據庫即可。
而14230, 14229, 15765都是需要主動向ECU請求數據,ECU才會返回,需要知道請求每個數據的具體指令,ECU就相當于Web服務器,采集設備就相當于瀏覽器。具體的指令可以從廠家獲取, 廠家獲取不到,就需要購買一個官方的診斷儀,用CAN盒抓包進行分析了。
當然了, 汽車的數據也不是你想讀取就能讀取的,就好比京東淘寶你要是沒有賬號密碼,你是無法購物的,ECU也要認證采集設備是不是合法的,有安全算法,安全算法的破解就需要購買市面上能讀取數據的診斷儀去破解分析了。
J1939雖然主動外發數據, 但是外發的數據都是一些常規數據, 有很多數據是不外發的,比如油門開度之類,要讓ECU主動外發,就涉及到要配置ECU的參數,需要專用軟件配置了之后刷寫HEX文件,風險很大,弄錯了 ,發動機啟動不了,或者儀表報錯。
原文鏈接: https://blog.csdn.net/langeldep/java/article/details/83989197
什么是OBD: https://wenku.baidu.com/view/66f02a01e87101f69e3195b9.html
OBD的功能: http://www.360doc.com/content/15/1207/16/281812_518553656.shtml
關于協議:https://blog.csdn.net/langeldep/article/details/83989197?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.nonecase&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.nonecase
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總結
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