车载OBD接口解析

会员152520 · 发表于 2016-4-18 13:44:07

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车载OBD接口解析

OBD 是什么？
　　OBD其全称为On Board Diagnostics，中文的意思是：车载自动诊断系统。这套系统能在汽车运行过程中实时监测发动机电控系统及车辆的其它功能模块的工作状况，如有发现工况异常，则根据特定的算法判断出具体的故障，并以诊断故障代码(DTC，Diagnostic Trouble Codes)的形式存储在系统内的存储器上。系统自诊断后得到的有用信息可以为车辆的维修和保养提供帮助，维修人员可以利用汽车原厂专用仪器读取故障码，从而可以对故障进行快速定位，以便于对车辆的修理，减少人工诊断的时间。

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图一

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图二
　　为了统一标准，美国汽车工程师协会(SAE，Society of Automotive Engineers)1988年制定了OBD-II标准。OBD-II 是16针的DLC梯形接口，个针脚的定义如下：

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图三 OBD-II针脚

　　标准的OBD-II-DLC接头定义是这样的：

　　Pin 1---- SAE J2411, GM single wire CAN;通用公司单线 CAN-BUS
　　Pin 2---- ISO 11519-4 (Bus+)(SAE J1850), 和10号脚同时使用, 41.6 Kbps PWM脉宽调制。
　　　　　　单线用法:只用2号脚1根线通讯10.4 Kbps VPW可变脉宽
　　　　　　调制 byte header + CRC, no "checksum" or "inter-byte separation" (In Frame response byte ?)
　　Pin 3---- Chrysler, CCD+ (not OBD) ;克莱斯勒 CCD-BUS网线 H 线
　　Pin 4---- Chassis ground 车身底盘接地
　　Pin 5---- Signal ground 信号逻辑接地
　　Pin 6---- ISO 15765-4;CAN-BUS 高速诊断线 (H 线) ,250/500 kbit/s
　　Pin 7---- KWP1281或KWP2000 协议诊断线 (K线), 波特率10400/多数厂家默认KPW2000诊断线
　　Pin 8---- 点火开关打开有电 IG+;点火开关 ON/Off 状态识别用途
　　Pin 9---- 7号脚不方便用时,启用*KWP1281或KWP2000 协议诊断线 (K线), 波特率10400
　　Pin 10--- ISO 11519-4 (Bus-)(SAE J1850), 和 2号脚同时使用, 41.6 Kbps PWM脉宽调制
　　Pin 11--- Chrysler, CCD- (not OBD) ;克莱斯勒 CCD-BUS网线 L 线
　　Pin 12--- * K 线制造厂保留用
　　Pin 13--- * K 线制造厂保留用
　　Pin 14--- ISO 15765-4;CAN-BUS 高速诊断线 (L 线) ,250/500 kbit/s
　　Pin 15--- KWP1281或KWP2000 协议诊断线 (K线);7P不够用或控制单元过多时启用
　　Pin 16--- 长火线 BAT+　蓄电池电压

　　早期OBD—II实行标准的检测程序，主要功能是严格的实时监测汽车尾气排放情况。OBD在后来的发展中开始逐渐扩大了自己的控制范围，随着车辆的各种传感器及电子化程度的提高，OBD将汽车的各项监测功能都纳入到了自己的管辖范围内。现在我们说到OBD一般都会用OBD接口这个词，因为我们在车辆上只能看到这个系统的传输接口，但它背后其实代表的是整个车辆控制系统的整体集合。
　　早期的OBD接口使用基于ISO协议的K-Line通讯方式，通过计算机标准的串口通讯方式与外接设备相连接，由于其半双工的通信效率比较低，所以这种通讯方式基本已经被淘汰。近几年的技术进步使得新的总线系统也就CAN-BUS通讯方式成为了主流，CAN-BUS同样使用了基于ISO的协议，但它属于网络型分布，具有很强的可扩展性，国内市场也在2008年7月份开始强制规定所有市场上出售的车辆都必须配备这个协议，这个协议的普及让车辆检测工作得到了大大的简化，一台检测仪就可以对多个品牌的车辆进行检测。

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图四

　　OBD接口作为车载监控系统的通讯接口，除了读取故障码以供修车外，首要的功能就是可以提供车辆的各种工况数据，除了车辆仪表显示的数据外，实际在行车电脑中所记录的数据要多的多，包括很多无行车电脑显示屏配置的车辆，其实各项油耗记录、电池电压、空燃比、节气门开度、爆震数量等数据在系统中都是有记录的，但厂家会因为价格配置等因素，在较低配置车型上去掉行车电脑显示这项配置，导致用户无法参考这些有用的数据，所以市场上出现了一些专门的行车电脑显示产品。
　　这类产品有两种形式，一种就是通过一条专用的数据线连接到车辆的OBD接口。将数据读取出来再显示到配套的显示屏上，基本等于自己加装了一个行车电脑显示屏。平时连接线可以一直插在OBD接口上不用摘下，而只需固定显示屏即可，车主可以自行选择需要显示的数据。
　　另一种产品形式就是无线OBD接口适配器+智能手机端软件。这种与手机端配合的OBD端口读取器类似于一个加入了无线通讯模块的单片机，通过蓝牙或Wifi将OBD接口读取的数据传输到智能手机端，再通过手机端的软件呈献给使用者。

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图五、OBD-II＋手机蓝牙诊断系统

　　现在出售的汽车，电控系统可以通过OBD接口接入车辆控制系统的CANBUS总线，对车辆的各个控制模块的功能进行调节，这里最出名的应用就是由Ross Tech开发的数据线及VCDS系统诊断软件，许多大众系的车友都爱用这套设备调节大众车系的系统功能，由于大众车系的CAN-BUS功能强大，而由于配置及售价的因素，使得大众在不同车型上“关闭“了很多与舒适配置相关的功能，而通过OBD接口的数据线接入车辆的CAN总线并调节各个模块的代码就可以实现许多不同的“隐藏”功能，这样免费的“增配”对于许多大众车主来说都非常具有吸引力。

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图六

　　随着车载电脑系统的硬件升级，现代车辆的ECU（Electronic Control Unit）发动机电子控制单元内的程序存储器都由之前的只读式变为了可刷写式，厂家这样设置是为了随时能对ECU的控制程序进行更新，就像手机的固件升级一样，针对不同的行驶地区或工况通过对ECU系统程序的升级使得发动机能适应各种不同工作环境。

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图七、读取刷写ECU TCU程序

　　现在，车载系统总于有了可刷写ECU和TCU的程序的便利性。车主自己或汽车改装行业可以完成刷写ECU程序这样的改装项目。原厂的ECU程序出于稳定性和经济性的考虑，一般在动力输出上都有所保留，而改装厂商通过改写原车ECU数据即可实现对动力的提升，而TCU的程序改写可以让变速箱反应更灵敏或者让换挡时机变得更激进来提升车辆的性能。这一切在有了OBD接口之后变得轻而易举，只需电脑和数据线连接到OBD接口就可以完成刷写的工作。