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如今，大多數駕(jia)駛員都熟悉(xi)汽車儀表(biao)板上的燈和(he)指(zhi)示(shi)，尤其是可怕的檢查(cha)引(yin)擎燈。但(dan)是，您(nin)是否(fou)知道這些燈僅僅是表(biao)層的指(zhi)示(shi)器，其背(bei)后有復雜的診(zhen)斷系(xi)統在不斷監測車輛(liang)的健康狀況？隨著OBD系(xi)統的運用，使車輛(liang)診(zhen)斷和(he)維(wei)護變得更加便捷(jie)。
什(shen)么是(shi) OBD？
OBD（On-Board Diagnostic）指的是在(zai)線診斷系(xi)統，是汽車(che)(che)(che)上的一種用于監控車(che)(che)(che)輛狀況以及控制(zhi)排放的一種在(zai)線診斷系(xi)統。該車(che)(che)(che)載系(xi)統從(cong)車(che)(che)(che)輛內部的傳感器網絡收集信息(xi)，隨后該系(xi)統會(hui)根據數據來調節車(che)(che)(che)輛系(xi)統或向用戶(hu)(hu)報告(gao)問(wen)題(ti)(ti)。而技術人員可以輕易地通過(guo)OBD系(xi)統讀出車(che)(che)(che)輛數據，以此診斷問(wen)題(ti)(ti)。OBD系(xi)統已經能夠更好地幫助客(ke)戶(hu)(hu)了解車(che)(che)(che)輛診斷。
OBD 的歷史始于1980 年代，在此期間，針對多種因素開發(fa)了車輛監(jian)控系統，包括：
排(pai)放(fang)(fang)控制：開(kai)發 OBD 的(de)最大原(yuan)因(yin)之一是幫助減少車輛排(pai)放(fang)(fang)。OBD系(xi)(xi)統(tong)通(tong)過(guo)監控主要(yao)發動機部(bu)件(jian)的(de)性能(neng)，來幫助解決可(ke)能(neng)導致(zhi)排(pai)放(fang)(fang)增加(jia)的(de)任何系(xi)(xi)統(tong)故(gu)障。OBD系(xi)(xi)統(tong)會監控主要(yao)引擎部(bu)件(jian)的(de)性能(neng)，檢(jian)測是否出現了能(neng)導致(zhi)排(pai)放(fang)(fang)增加(jia)的(de)系(xi)(xi)統(tong)錯誤，并協(xie)助控制排(pai)放(fang)(fang)。OBD在這一領域非常(chang)有用(yong)，以至于(yu)它被納入EPA 關于(yu)實施清潔空氣(qi)法案的(de)文獻中。
電(dian)子(zi)燃(ran)(ran)油(you)噴(pen)(pen)射：在1980年代，汽車制造商(shang)開始廣泛(fan)生產帶有(you)電(dian)子(zi)燃(ran)(ran)油(you)噴(pen)(pen)射的車輛(liang)。與機(ji)(ji)械燃(ran)(ran)油(you)噴(pen)(pen)射系(xi)統不同，電(dian)子(zi)燃(ran)(ran)油(you)噴(pen)(pen)射系(xi)統是通過計算(suan)機(ji)(ji)來控(kong)制，計算(suan)機(ji)(ji)系(xi)統會監控(kong)并確定進入發動機(ji)(ji)的燃(ran)(ran)油(you)流量。
電子組(zu)件(jian)：隨著(zhu)電子燃油噴射(she)的(de)普及，越來越多的(de)電子設備(bei)在汽車中變得司空見慣，從而增加了對更(geng)復雜的(de)監控系(xi)統的(de)需求，以(yi)幫助更(geng)準確地識(shi)別問題。
自OBD問世以來，車輛(liang)監(jian)控(kong)系統已經經歷了多次迭代(dai)。今天，OBD作為一個(ge)標準化系統，規(gui)定了所使用的連接器和(he)故障代(dai)碼，使技術人員可以輕松快(kuai)速(su)、準確地維修各種車輛(liang)。
OBD 是如何工(gong)作的？
一(yi)(yi)個(ge)(ge)基本的 OBD 系(xi)統由一(yi)(yi)個(ge)(ge)中央(yang)系(xi)統、一(yi)(yi)個(ge)(ge)傳感器網絡、一(yi)(yi)個(ge)(ge)連(lian)接點和指(zhi)示器組成(cheng)，創(chuang)建(jian)了一(yi)(yi)個(ge)(ge)具有標準化(hua)訪問和可(ke)讀性的完整監(jian)控系(xi)統。OBD系(xi)統由以下組件組成(cheng)：
ECU：OBD系(xi)統(tong)的(de)核心(xin)部(bu)分(fen)是電子控(kong)(kong)(kong)制單元（ECU）。ECU收集來(lai)(lai)自整個車(che)(che)輛的(de)各種(zhong)傳感器的(de)輸入。然后，ECU使用這些數(shu)據來(lai)(lai)控(kong)(kong)(kong)制車(che)(che)輛的(de)部(bu)件，如燃油噴(pen)射器，或監控(kong)(kong)(kong)問(wen)題。
傳感(gan)(gan)器(qi)：整個(ge)車輛都(dou)有傳感(gan)(gan)器(qi)，覆蓋從發動機、底(di)盤到電子(zi)系(xi)統的(de)(de)各個(ge)區(qu)域。這些系(xi)統中的(de)(de)每一個(ge)傳感(gan)(gan)器(qi)都(dou)向ECU發送(song)代碼，指(zhi)定信號(hao)的(de)(de)來(lai)源(yuan)和參數。然后(hou)ECU“讀(du)取”并解(jie)釋這個(ge)信號(hao)。
DTC：如果傳感(gan)器(qi)向ECU發(fa)送的(de)(de)信(xin)息超出正常(chang)范圍，ECU會(hui)將信(xin)息保存(cun)為(wei)稱為(wei)診斷故障代(dai)碼(ma)或DTC的(de)(de)代(dai)碼(ma)。DTC代(dai)碼(ma)本(ben)質(zhi)上(shang)是(shi)(shi)一個字母和(he)數(shu)字的(de)(de)列表(biao)，用于指示問題(ti)的(de)(de)來源和(he)性質(zhi)。DTC代(dai)碼(ma)通常(chang)是(shi)(shi)標準化的(de)(de)，但也可(ke)能是(shi)(shi)制造商(shang)特定的(de)(de)。保存(cun)DTC后，ECU會(hui)向指示燈發(fa)送一個信(xin)號，表(biao)明已發(fa)現問題(ti)。也可(ke)以通過將傳感(gan)器(qi)連接到(dao) OBD系(xi)統的(de)(de)連接器(qi)來拉出DTC。
MIL：當ECU收集到DTC代碼時，它會向車輛(liang)儀表板(ban)發送信(xin)號(hao)以打開相應的(de)指(zhi)示燈。這(zhe)些燈，規范地稱(cheng)為故障指(zhi)示燈或MIL，是為車輛(liang)故障提供初步的(de)預警系統。一般來(lai)說，如果(guo)燈打開并保(bao)持亮起，則(ze)(ze)問(wen)(wen)題很小。如果(guo)指(zhi)示燈閃(shan)爍，則(ze)(ze)問(wen)(wen)題很緊急。
DLC：ECU會(hui)收集(ji)的所(suo)有數(shu)據和DTC代碼且(qie)可以通(tong)過診斷鏈(lian)路連接(jie)器或DLC訪(fang)問(wen)(wen)。DLC端口(kou)是訪(fang)問(wen)(wen)配備OBD系統車(che)(che)輛(liang)的接(jie)入點，通(tong)常位于(yu)(yu)車(che)(che)輛(liang)駕駛員一側的儀表板(ban)下(xia)方，在商用車(che)(che)輛(liang)中，也可能(neng)位于(yu)(yu)其他(ta)位置。現(xian)在的車(che)(che)輛(liang)采(cai)用標準OBD-II系統制(zhi)造，因此任何帶有2類(lei)線纜的掃(sao)描工具都可以連接(jie)到2類(lei)連接(jie)器。
多年來，車載診斷(duan)發(fa)生了怎樣的變(bian)化？
自1980年代推出(chu)以(yi)來(lai)，OBD發生(sheng)了顯著的(de)變化。最初(chu)，系統(tong)會通(tong)(tong)過MIL來(lai)通(tong)(tong)知用戶有問(wen)題(ti)出(chu)現(xian)，但(dan)不(bu)(bu)會存(cun)儲(chu)有關問(wen)題(ti)性質的(de)任何信息。隨著汽車變得越(yue)來(lai)越(yue)先進，安裝在車輛中的(de)傳(chuan)感器(qi)數量不(bu)(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)，系統(tong)內存(cun)儲(chu)的(de)信息量也隨之增(zeng)加(jia)。根據當時流行的(de)系統(tong)類(lei)型(xing)，OBD系統(tong)的(de)發展可以(yi)分為兩個不(bu)(bu)同(tong)的(de)階段。
1. OBD-I
第一個OBD系(xi)統(tong)本質上是專有的(de)(de)，因(yin)此(ci)制(zhi)造(zao)(zao)商之間會有所(suo)不(bu)同(tong)。在1990年(nian)之前(qian)，每(mei)個OBD系(xi)統(tong)收集的(de)(de)代碼、系(xi)統(tong)和信息(xi)因(yin)制(zhi)造(zao)(zao)商而(er)異。雖然這些系(xi)統(tong)被(bei)證明是有用的(de)(de)，但對于(yu)(yu)技(ji)(ji)術人員來說，它們(men)的(de)(de)使用過于(yu)(yu)復雜，技(ji)(ji)術人員必須(xu)為每(mei)種汽車制(zhi)造(zao)(zao)商購買(mai)新的(de)(de)工具和電纜，或者必須(xu)投資購買(mai)具有一系(xi)列(lie)適用于(yu)(yu)多種汽車制(zhi)造(zao)(zao)商的(de)(de)適配器(qi)電纜的(de)(de)掃描(miao)儀。由于(yu)(yu)這些系(xi)統(tong)的(de)(de)專有性(xing)質，用戶經常被(bei)迫去經銷商技(ji)(ji)術人員那里診(zhen)斷車輛問題。
直到1991年(nian)加州空氣(qi)資源委員(yuan)會強制要求(qiu)所有(you)汽車都具(ju)備OBD功能(neng)，才開始推動OBD系統(tong)標(biao)準(zhun)化。然(ran)而，委員(yuan)會沒有(you)為這(zhe)些(xie)OBD發(fa)布(bu)任(ren)何標(biao)準(zhun)，這(zhe)給汽車制造商和用戶帶來了更多的(de)困(kun)難。當OBD-II標(biao)準(zhun)在(zai)1994年(nian)實施(shi)以響應(ying)這(zhe)一需求(qiu)時，所有(you)先(xian)前形式的(de)OBD都被(bei)追溯歸類為OBD-I系統(tong)。
2. OBD-II
1994年，加州空(kong)氣(qi)資源委員會發布(bu)了OBD-II作為(wei)(wei)在(zai)(zai)加州銷售的所有車輛(liang)的OBD系統的一套標(biao)準(zhun)。該政(zheng)策于1996年正式(shi)實施，并一直沿用至今(jin)。汽車工程師協會和(he)國際標(biao)準(zhun)化組織（分別(bie)稱為(wei)(wei)SAE和(he)ISO）也發布(bu)了關于如何在(zai)(zai)ECU和(he)診(zhen)斷(duan)掃(sao)描工具(ju)之間交換數(shu)字(zi)信(xin)息的標(biao)準(zhun)。隨著(zhu)《清潔空(kong)氣(qi)法案》的通過，EPA進一步擴(kuo)大了OBD-II的使用范圍，截(jie)至2001年，33個州和(he)地方(fang)要求定(ding)期對車輛(liang)進行檢查，以確保它們符(fu)合排放標(biao)準(zhun)，而(er)OBD-II系統是其中的關鍵部分。有了這套標(biao)準(zhun)，技術人員可以快速(su)輕松地維(wei)修更多種(zhong)類的車輛(liang)，而(er)無需制(zhi)造(zao)商特(te)定(ding)的工具(ju)。
OBD-II 標準具有(you)多(duo)項要求，包括：
OBD-II 連接器：現代(dai)OBD系(xi)(xi)統(tong)(tong)使用稱為2型連接器的(de)標準化DLC。這允許技術人員使用相(xiang)同的(de)電(dian)(dian)纜，即2類電(dian)(dian)纜，通過端(duan)口和(he)OBD系(xi)(xi)統(tong)(tong)進行數字(zi)通信(xin)來訪問其(qi)存儲。該端(duan)口的(de)位置不(bu)全(quan)部統(tong)(tong)一(yi)，但通常(chang)位于車輛(liang)駕駛員一(yi)側(ce)的(de)儀(yi)表板下方(fang)。
系(xi)統監(jian)控：EPA要求OBD系(xi)統監(jian)控影響車輛排(pai)放(fang)的問題。許多系(xi)統會考慮不包含(han)在此范圍內的其他指標，以便更(geng)輕松地查找和修復車輛問題，但設置了最低要求。
OBD的應用(yong)有哪些(xie)？
作(zuo)為(wei)診斷車(che)(che)輛問題的簡(jian)便方法，OBD通常用于各種車(che)(che)輛類型(xing)。然而，OBD的應用已(yi)經擴展(zhan)到涵蓋(gai)更具體的車(che)(che)輛監(jian)控和維護領域(yu)，尤其是在過去幾年中。OBD一些更具體的應用包括(kuo)：
駕(jia)駛員行(xing)為(wei)(wei)監(jian)控(kong)：汽車相關行(xing)業越(yue)來越(yue)多地使用OBD系統(tong)作為(wei)(wei)監(jian)控(kong)駕(jia)駛員行(xing)為(wei)(wei)的(de)一種方式(shi)。例如，一些(xie)汽車保險公司為(wei)(wei)使用車輛數據(ju)記錄器的(de)司機提供降(jiang)低(di)保費政策，以證明(ming)他(ta)(ta)們(men)安全的(de)駕(jia)駛行(xing)為(wei)(wei)。此外(wai)，公司可能會在他(ta)(ta)們(men)的(de)車隊或(huo)送貨車輛中(zhong)安裝類(lei)似的(de)數據(ju)記錄器，以實時(shi)關注司機的(de)行(xing)為(wei)(wei)，這(zhe)有助(zhu)于(yu)減(jian)少他(ta)(ta)們(men)在發生事(shi)故或(huo)交通違規時(shi)的(de)責任。
排放(fang)測試(shi)(shi)：現在，OBD-II測試(shi)(shi)是(shi)美(mei)國部分地(di)區測試(shi)(shi)車輛(liang)排放(fang)的(de)一(yi)種(zhong)常見方法。作(zuo)為OBD-II標準(zhun)的(de)一(yi)部分，這(zhe)些系統密切監(jian)控排放(fang)，因此檢查員可以簡單地(di)使用(yong)掃描工具來(lai)檢查與(yu)排放(fang)相(xiang)關的(de)故障代碼，以確保車輛(liang)合(he)規。
補充儀表：汽車(che)愛好者和專(zhuan)業司機(ji)經常(chang)使用OBD系統(tong)來關(guan)注標(biao)(biao)準車(che)輛中通常(chang)不顯(xian)示(shi)的指標(biao)(biao)。這些指標(biao)(biao)可以顯(xian)示(shi)在車(che)輛的定(ding)制裝置上，或(huo)廣播(bo)到(dao)司機(ji)的手機(ji)上。
商用(yong)車(che)遠(yuan)程信息處理：商用(yong)車(che)公(gong)司(si)通常使用(yong)通用(yong)OBD-II來收集(ji)有(you)關車(che)隊的信息。這包括車(che)隊跟蹤、燃(ran)油效(xiao)率監(jian)控、駕駛員行為監(jian)控、遠(yuan)程診斷等。
OBD與(yu)商用車的關系
OBD的(de)最廣(guang)泛使用可能是在商用車(che)行(xing)業，因為車(che)輛維(wei)護是該行(xing)業的(de)一個(ge)重要方面(mian)。商用車(che)公司已廣(guang)泛實(shi)施使用OBD-II系統的(de)先(xian)進(jin)掃描工具，特別是OBD-II能提供的(de)以下好處：
快速診(zhen)斷：通過(guo)(guo)標準化(hua)的(de)連接器(qi)和DTC，以(yi)及通過(guo)(guo)SAE J1939的(de)詳細DTC系統，可(ke)(ke)以(yi)在(zai)幾(ji)分(fen)鐘(zhong)內識別商(shang)用(yong)車問題(ti)。通過(guo)(guo)將掃(sao)描工具連接到連接器(qi)端口，技術人員可(ke)(ke)以(yi)提(ti)取有(you)價值(zhi)的(de)診(zhen)斷信息(xi)，在(zai)問題(ti)變成(cheng)需要進行昂貴的(de)維修之前，可(ke)(ke)以(yi)用(yong)于識別和解決問題(ti)。
準(zhun)確的信息(xi)：使(shi)用OBD系統，信息(xi)是(shi)通過使(shi)用傳感器(qi)而不是(shi)由技術人員收集的。這提高了(le)提取(qu)信息(xi)的準(zhun)確性，減少了(le)可能(neng)遺漏(lou)關(guan)鍵性系統錯誤的機會(hui)。
多樣(yang)化的(de)衡量標(biao)準：OBD系統(tong)可(ke)(ke)用于收集與車輛維護有關的(de)指標(biao)以外(wai)的(de)廣泛(fan)指標(biao)。OBD系統(tong)可(ke)(ke)以跟蹤駕駛員的(de)行為，以確保(bao)駕駛員遵守法律要求(qiu)及公司協議。系統(tong)還可(ke)(ke)用于通過安全線路廣播指標(biao)，允許中央控制從(cong)遠程位置輕(qing)松監控駕駛員及其車輛。
改進的(de)(de)合(he)(he)規(gui)(gui)性： 從2010年起，環保(bao)局和《清(qing)潔空(kong)氣法(fa)案》規(gui)(gui)定的(de)(de)標準(zhun)(zhun)也(ye)適用(yong)于14000磅以上的(de)(de)卡車(che)所(suo)使用(yong)的(de)(de)重(zhong)型(xing)發動機。在(zai)某(mou)些(xie)州運行(xing)的(de)(de)車(che)輛(liang)需(xu)要定期檢查(cha)，以確保(bao)它們(men)符合(he)(he)這些(xie)標準(zhun)(zhun)。OBD系統監測排放(fang)，以確保(bao)車(che)輛(liang)在(zai)任何時(shi)候(hou)都符合(he)(he)最低要求。當排放(fang)物(wu)超過可接(jie)受的(de)(de)限度時(shi)，它們(men)也(ye)會提(ti)醒用(yong)戶，以便在(zai)檢查(cha)前(qian)解決這個(ge)問(wen)題并(bing)加以修正。
降低成本：在更(geng)快、更(geng)準確的診斷、擴(kuo)展的監控能力和改進(jin)的車輛(liang)合(he)規性之間，OBD系統幫助商(shang)用車公司降低了成本。
上海航芯OBD車載診斷(duan)方案
系統框圖(tu)
上海航芯OBD車載診斷方(fang)案采用(yong)MCU ACM32F4產品，其(qi)主要(yao)功能是通(tong)過CAN接口從ECU模(mo)擬器中讀出(chu)發動機(ji)序(xu)列號、發動機(ji)轉速(su)(su)、車速(su)(su)、故障碼等信(xin)息，通(tong)過液(ye)晶屏做一個展示。該Demo使用(yong)了(le)LVGL用(yong)于(yu)顯示界面、實現了(le)ISO15765協議與(yu)ECU模(mo)擬器進行(xing)通(tong)訊。
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