汽車診斷技術(shù)及常用協(xié)議(培訓)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上汽車診斷技術(shù)及常用協(xié)議介紹(XTool內(nèi)部資料)目 錄專心-專注-專業(yè)第一章 汽車診斷技術(shù)1. 汽車電控自診斷系統(tǒng)的產(chǎn)生隨著汽車電子化控制的不斷采用，帶來了新的問題。一方面，汽車電控系統(tǒng)日趨復雜，給汽車維修工作帶來了越來越多的困難，對汽車維修技術(shù)人員的要求越來越高；另一方面，電子控制系統(tǒng)的安全容錯處理，汽車不能因為電子控制系統(tǒng)自身的突發(fā)故障導致汽車失控和不能運行。針對這種情況，汽車電控技術(shù)設(shè)計人員，在進行汽車電子控制系統(tǒng)設(shè)計的同時，增加了故障自診斷功能模塊。它能夠在汽車運行過程中不斷監(jiān)測電子控制系統(tǒng)各組成部分的工作情況，如有異常，根據(jù)特定的算法判斷出具體的故障，并以代

2、碼形式存儲下來，同時啟動相應(yīng)故障運行模塊功能，使有故障的汽車能夠被駕駛到修理廠進行維修，維修人員可以利用汽車故障自診斷功能調(diào)出故障碼，快速對故障進行定位和修復。因此，從安全性和維修便利的角度來看，汽車電控系統(tǒng)都應(yīng)配備故障自診斷功能。自1979年美國通用汽車公司率先在其汽車電控系統(tǒng)中采用故障自診斷功能后，世界上的各大汽車廠商紛紛效仿，在各自生產(chǎn)的電控汽車上都配備了故障自診斷功能。故障自診斷功能，已經(jīng)成為新車出廠和維修廠故障檢測不可缺少的重要手段。1993年以前的電控汽車的故障自診斷系統(tǒng)自成體系，不具有通用性，且種類繁多，不利于用統(tǒng)一的專用儀器，給汽車的售后服務(wù)和維修工作造成了很大不便。這種自診斷

3、系統(tǒng)，按照美國標準稱為第一代隨車自診斷系統(tǒng)（OBD-I）。1994年美國汽車工程師協(xié)會（SAE）提出了第二代隨車自診斷系統(tǒng)（OBD-II）的標準規(guī)范。只要各汽車制造廠執(zhí)行該規(guī)范，其診斷模式和診斷插座，便可得到統(tǒng)一。該系統(tǒng)的自診斷模塊不僅能夠解決汽車電控系統(tǒng)的安全性和存儲汽車記憶故障，還能夠?qū)崟r提供汽車各傳感器和開關(guān)的運行參數(shù)（即我們所說的數(shù)據(jù)流）和對執(zhí)行器進行動作測試等功能。美國規(guī)定，96年以后在美國生產(chǎn)和銷售的汽車必須裝備第二代隨車自診斷系統(tǒng)（OBD-II）。目前新的第三代隨車自診斷系統(tǒng)（OBD-III）也已經(jīng)在醞釀之中，它比第二代更完善，更全面。估計在不久將來會付諸實施，被各汽車制造商所采

4、用。2. 汽車電控自診斷系統(tǒng)的工作原理當今的計算機控制系統(tǒng)非常復雜。為了診斷這些系統(tǒng)而使用計算機控制以前的方法將耗費無盡的時間。為此，大多數(shù)發(fā)動機的計算機控制都有自診斷能力。進入一種自測模式，計算機能夠評定整個電控系統(tǒng)的運行，包括它本身。如果發(fā)現(xiàn)故障，它們或者被標識成硬故障（按需要），或者間斷性故障。每種類型的故障或者錯誤都指定一個保存在計算機存儲器里的數(shù)字故障代碼。硬故障指的是自測時在系統(tǒng)某個地方發(fā)現(xiàn)的故障。另一方面，周期性故障表明有故障發(fā)生（例如，接觸不良造成周期性的斷路或者短路），但這個故障自測時并不出現(xiàn)。永久性RAM允許周期性故障存儲起來直到特定數(shù)量的點火開關(guān)斷開/閉合循環(huán)次數(shù)。如果這

5、段期間內(nèi)，故障不再出現(xiàn)，它就會從計算機存儲器里被刪除掉。有許多種不同方法來確定計算機產(chǎn)生的故障代碼。大多數(shù)生產(chǎn)廠家有用來監(jiān)控和測試它們車輛的電子元件的診斷儀器。售后服務(wù)公司也生產(chǎn)能夠讀取和記錄經(jīng)過計算機的輸入和輸出信號的檢測工具。另一種讀取故障代碼的方法是使用模擬電壓表。還有一些車輛通過儀表板燈閃爍代碼或直接顯示在CRT屏幕上。在進行自診斷或者讀取故障代碼之前，作一次外觀檢查，以確定故障不是由于磨損，連接松動，真空軟管松開而造成的。檢查空氣濾清器節(jié)氣門或噴油系統(tǒng)。不要忘記PCV系統(tǒng)以及真空軟管。確定蒸發(fā)碳罐沒有浸滿。查看線路配線、接頭、充電和交流電機系統(tǒng)。并且檢查接頭有無腐蝕的痕跡?，F(xiàn)代的電路

6、中的低壓信號不能容許由于接頭腐蝕而引起的電阻增加。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，單片計算機由于其體積小、成本低、可靠性高等顯著優(yōu)點，在汽車電子控制中得到了越來越廣泛的應(yīng)用：使汽車在動力性、經(jīng)濟性和排污控制以及舒適性等方面都有了極大的提高。然而，由于汽車控制的電子化，給汽車故障的診斷維修工作帶來了越來越多的困難，對汽車維修技術(shù)人員的要求越來越高。在這種情況下，汽車電控技術(shù)人員，根據(jù)計算機不但可以進行測試、控制，而且可以利用軟件程序很方便地進行判斷，在進行電子控制系統(tǒng)設(shè)計的同時，增設(shè)系統(tǒng)故障自診斷功能和故障運行功能。自診斷功能就是利用ECU監(jiān)視電子控制系統(tǒng)各組成部分的工作情況，發(fā)現(xiàn)故障后自動啟動故障運行程序

7、，不僅可以保證發(fā)動機在有故障的情況下可以繼續(xù)行駛，而且還可以向駕駛員和維修人員提供故障情況，便于使用者及時發(fā)現(xiàn)和排除故障。自診斷功能的出現(xiàn)，使電控汽車的維修變得比以前更簡單，深受用戶的歡迎。自1979年美國通用汽車公司在汽油噴射系統(tǒng)中使用自診斷以后，汽車幾乎所有采用微機的控制系統(tǒng)都增設(shè)了故障自診斷功能。下面從自診斷的原理與故障運行、故障代碼的讀取方法等幾個方面來介紹利用自診斷功能進行電控汽車故障診斷的技術(shù)原理。2.1 自診斷的原理與故障運行汽車正常運行時，電子控制單元ECU的輸入、輸出信號的電壓值都有一定的變化范圍。當某一信號的電壓值超出了這一范圍，并且這一現(xiàn)象在一段時間內(nèi)不會消失，ECU便判

8、斷定為這一部分出現(xiàn)故障。ECU把這一故障以代碼的形式存入內(nèi)部隨機存儲器（RAM），同時點亮故障檢查燈（如CHECK ENGINE，SRS，ABS等指示燈），這就是故障自診斷的基本原理。當某電路產(chǎn)生了故障后，其信號就不能作為發(fā)動機的控制參數(shù)而使用。為了維持發(fā)動機的運轉(zhuǎn)，ECU便從其程序存儲器（ROM）中，調(diào)出某一固定值，作為發(fā)動機的應(yīng)急參數(shù)，保證發(fā)動機可以繼續(xù)運轉(zhuǎn)。當ECU中的微機系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，ECU自動啟用后備控制回路對發(fā)動機進行簡單控制，使汽車可以開回家或是到附近的汽修廠進行修理，這樣的功能就是故障運行，又稱“跛行”模式。另一方面，當ECU檢測到某一執(zhí)行器出現(xiàn)故障時，為了安全起見，采取一些

9、安全措施。這種功能叫做故障保險。ECU故障診斷是針對系統(tǒng)中的傳感器、微機系統(tǒng)和執(zhí)行器而進行的。當傳感器和微機發(fā)生故障時，往往采取故障運行方式。而當執(zhí)行器發(fā)生故障時，往往采取故障保險方式。2.1.1 傳感器的故障自診斷與故障運行由于傳感器本身就是產(chǎn)生電信號的，因此，對傳感器的故障診斷不需要專門的線路，而只需要在軟件中，編制傳感器輸入信號識別程序即可實現(xiàn)對傳感器的故障診斷。水溫傳感器的正常輸入電壓值為0.3-4.7V，對應(yīng)的發(fā)動機冷卻水溫度為-30-120。所以，當ECU檢測到的電壓信號超出此范圍量，如果是偶爾一次，ECU的診斷程序不認為是故障。但如果不正常信號持續(xù)一段時間，則診斷程序即判定冷卻水

10、溫傳感器或者其電路存在故障。ECU將此情況以代碼（此代碼為設(shè)計時已經(jīng)約定好的代表水溫傳感器信號異常故障的數(shù)字碼）的形式存入隨機存儲器中。同時，通過檢查發(fā)動機警告燈“CHECK ENGINE”，通知駕駛員和維修人員，發(fā)動機電控系統(tǒng)中出現(xiàn)故障。當ECU發(fā)現(xiàn)水溫傳感器不正常后，便采用一個事先設(shè)定的常數(shù)來作為水溫信號的代用值，使系統(tǒng)工作于運行狀態(tài)。62.1.2 微機系統(tǒng)的故障自診斷與后備回路微機系統(tǒng)如果發(fā)生故障，控制程序就不可能正常運行，微機處于異常工作狀態(tài)。這樣便會使汽車因發(fā)動機控制系統(tǒng)故障而無法行駛。為了保證汽車在微機出現(xiàn)故障時仍能繼續(xù)運行，在控制系統(tǒng)工程中，設(shè)計有后備回路（備用集成電路系統(tǒng)）。當

11、ECU中微機發(fā)生故障時，ECU自動調(diào)用后備回路完成控制任務(wù)，進入簡易控制運行狀態(tài)，用固定的控制信號，使車輛繼續(xù)行駛。由于該系統(tǒng)只具備維持發(fā)動機運轉(zhuǎn)的簡單功能而不能代替微機的全部工作，所以此后備回路的工作又被稱為“跛行”模式。采用備用系統(tǒng)工作時，故障指示燈亮。微機工作是否正常是由被稱為監(jiān)視回路的電路進行監(jiān)視的。監(jiān)視電路中安裝有獨立于微機系統(tǒng)之外的計數(shù)器。微機正常運行時，由微機的運行程序?qū)τ嫈?shù)器定時進行清零處理。這樣，監(jiān)視電路中計數(shù)器的數(shù)值是永遠不會出現(xiàn)溢出現(xiàn)象的。當微機系統(tǒng)出現(xiàn)不正常運行現(xiàn)象時，微機不能對這個計數(shù)器進行定時清零，致使此監(jiān)視計數(shù)器發(fā)生溢出現(xiàn)象。監(jiān)視計數(shù)器溢出時輸出的電平由低電平變?yōu)?/p>

12、高電平（此輸出一般為計數(shù)器的進位標志。當計數(shù)器達到其最大值時，再增加一個記數(shù)脈沖，計數(shù)器便出現(xiàn)溢出。此時，計數(shù)器的溢出端的電平將由低電平變?yōu)楦唠娖?；同時，將計數(shù)器請零）。計數(shù)器輸出電平的這一變化，將直接觸發(fā)備用回路。備用回路只按照起動信號和怠速觸點閉合狀態(tài)，以恒定的噴油持續(xù)時間和點火提前角對噴油器和點火器進行控制。2.1.3 執(zhí)行器的故障診斷和故障保險汽車電子控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器是決定發(fā)動機運行和汽車行駛安全的主要器件，當執(zhí)行器發(fā)生故障時，往往會對汽車的行駛造成一定的影響。因此，對于執(zhí)行器故障的處理方法通常是：當確定為執(zhí)行器故障時，由ECU根據(jù)故障的嚴重程度采取相應(yīng)的安全措施的實施，在控制系統(tǒng)中

13、，又專門設(shè)計了故障保險系統(tǒng)。由于ECU對執(zhí)行器進行的是控制操作，控制信號是輸出信號。因此，要想對各執(zhí)行器的工作情況進行診斷，一般要增設(shè)故障診斷電路，即ECU向執(zhí)行器發(fā)出一個控制信號，執(zhí)行器要有一條專用回路來想ECU反饋其執(zhí)行情況。發(fā)動機電子控制系統(tǒng)中，對執(zhí)行器進行故障診斷的典型部件是點火器。正常情況下，當ECU對點火器進行控制時，點火器每進行一次點火，便由點火器內(nèi)的點火確認電路將點火執(zhí)行情況以電信號的形式反饋給ECU。當點火線路或點火器出現(xiàn)故障時，ECU發(fā)出點火控制命令后，得不到反饋信號，此時ECU便認為點火器已經(jīng)不能正常工作。由于發(fā)動機工作時，如果點火系統(tǒng)發(fā)生故障，便會使未燃燒的混合氣進入排

14、氣裝置和排氣管道。排氣凈化裝置中的催化劑溫度就會大大超過允許值。同時，未燃燒的混合氣在排氣管內(nèi)集聚過多，還會引起排氣系統(tǒng)的爆炸。為此，采用故障保險系統(tǒng)，當ECU接收不到點火確認信號后，立即切斷燃油噴射系統(tǒng)電源，停止燃油的噴射。2.2 電控自診斷系統(tǒng)故障代碼的讀取汽車電控系統(tǒng)的故障內(nèi)容多以代碼形式存儲于自診斷系統(tǒng)電控單元的RAM存儲器中。讀取代碼可以利用隨車自診斷系統(tǒng)或者外部診斷設(shè)備。利用隨車自診斷系統(tǒng)讀取代碼的方法因汽車制造廠不同而有所不同，大致有四種：Ø 利用儀表板上故障指示燈的閃爍規(guī)律讀取Ø 利用萬用表指針的擺動規(guī)律讀取Ø 利用電控單元上紅、綠發(fā)光二極管的閃爍

15、規(guī)律讀取Ø 利用車上的檢測器讀取讀取出來的故障代碼通過查閱故障手冊來獲得相關(guān)的詳細解釋，以確定具體的故障內(nèi)容進而指導維修人員來進行維修。利用隨車自診斷系統(tǒng)讀取代碼的方法通常是目測閃爍的方式，所以被稱之為閃光碼。閃光碼是早期診斷汽車電控系統(tǒng)的主要方式，但隨著診斷技術(shù)的不斷發(fā)展，閃光碼診斷方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代汽車電控技術(shù)信息量的需求，外部診斷設(shè)備逐步成為汽車診斷技術(shù)的主流。利用外部診斷設(shè)備讀取故障碼和電控單元存儲信息現(xiàn)代電控汽車故障自診斷系統(tǒng)都備有診斷座（DLC），外部診斷設(shè)備通過和診斷座連接就可以讀出汽車控制電腦內(nèi)部的故障碼，這種方法直觀，一目了然。早期的汽車自診斷系統(tǒng)可能有各自的診斷

16、座，這樣必須連接相應(yīng)的診斷座才能讀出該系統(tǒng)內(nèi)存儲的故障碼。1996年后由美國SAE規(guī)定了統(tǒng)一的標準OBDII隨車診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)規(guī)定了統(tǒng)一的診斷座位置，接腳定義和故障碼定義，而且各系統(tǒng)控制電腦間通過數(shù)據(jù)總線連接，因此只要通過一個診斷座就可以讀出所有系統(tǒng)的故障碼。OBDII隨車診斷系統(tǒng)還提供了讀取各傳感器動態(tài)數(shù)據(jù)流，開關(guān)和執(zhí)行器的工作狀態(tài)，并且外部設(shè)備還可以發(fā)出指令讓執(zhí)行器作相應(yīng)的動作。進行故障診斷時，在讀出故障代碼后，還可以對相關(guān)的傳感器進行讀取數(shù)據(jù)流操作及對執(zhí)行器進行動作測試，這對故障做出全面的正確的分析與判斷很有幫助。3. OBD II隨車診斷系統(tǒng)相關(guān)知識 OBD II（On Boardi

17、ng Diagnostic）是由美國汽車工程師協(xié)會（SAE）提出的汽車自診斷系統(tǒng)的標準規(guī)范。下面從診斷座、故障碼類型定義及監(jiān)測功能等幾個方面來介紹OBDII的相關(guān)知識。3.1 診斷座位置形狀及接腳定義裝備OBD II系統(tǒng)的汽車有統(tǒng)一的16pin診斷座，一般位于儀表板下方或者方向盤附近，形狀如下圖所示，而且各pin腳已經(jīng)被SAE作了規(guī)定。接腳定義Pin定義Pin定義1供制造廠使用9供制造廠使用2SAE-J1850資料傳輸10SAE-J1850資料傳輸3供制造廠使用11供制造廠使用4車身接地12供制造廠使用5信號回路搭鐵13供制造廠使用6供制造廠使用14供制造廠使用7ISO-9141資料傳輸15I

18、SO-9141資料傳輸8供制造廠使用16接蓄電池正極3.2 故障碼類型定義OBD II系統(tǒng)的故障碼也做了統(tǒng)一的規(guī)定，由5個字節(jié)組成，第1個為英文字母，第2個到第5個為數(shù)字碼，定義如下表：P0引擎變速箱電腦控制系統(tǒng)由SAE統(tǒng)一制定的故障碼P1引擎變速箱電腦控制系統(tǒng)由廠家各自制定的故障碼P2引擎變速箱電腦控制系統(tǒng)預留故障碼P3引擎變速箱電腦控制系統(tǒng)預留故障碼C0底盤電腦控制系統(tǒng)由SAE統(tǒng)一制定的故障碼C1底盤電腦控制系統(tǒng)由廠家各自制定的故障碼C2底盤電腦控制系統(tǒng)預留故障碼C3底盤電腦控制系統(tǒng)預留故障碼B0車身電腦控制系統(tǒng)由SAE統(tǒng)一制定的故障碼B1車身電腦控制系統(tǒng)由廠家各自制定的故障碼B2車身電腦

19、控制系統(tǒng)預留故障碼B3車身電腦控制系統(tǒng)預留故障碼U0網(wǎng)路連接相關(guān)故障碼U1網(wǎng)路連接相關(guān)故障碼U2網(wǎng)路連接相關(guān)故障碼U3網(wǎng)路連接相關(guān)故障碼P01XX燃油和空氣偵測系統(tǒng)P02XX燃油和空氣偵測系統(tǒng)P03XX點火系統(tǒng)P04XX廢氣控制系統(tǒng)P05XX車速怠速控制系統(tǒng)P06XX電腦控制系統(tǒng)P07XX變速箱控制系統(tǒng)P08XX變速箱控制系統(tǒng)P09XXSAE預留故障碼P00XXSAE預留故障碼P01XX以后有廠家自行制定的一部分P11XX燃油和空氣偵測系統(tǒng)P12XX燃油和空氣偵測系統(tǒng)P13XX點火系統(tǒng)P14XX廢氣控制系統(tǒng)P15XX車速怠速控制系統(tǒng)P16XX電腦控制系統(tǒng)P17XX變速箱控制系統(tǒng)P18XX變速箱

20、控制系統(tǒng)P19XXSAE預留故障碼P10XXSAE預留故障碼3.3 OBD II系統(tǒng)的監(jiān)測功能裝備OBD II計算機系統(tǒng)具有發(fā)現(xiàn)部件和系統(tǒng)故障的能力，而OBD II的計算機系統(tǒng)具有探測部件和系統(tǒng)的能力、，以維持很低的排放水平。具有OBD II能力的計算機系統(tǒng)與以前的計算機系統(tǒng)大體相似，只不過PCM模塊中增加了范圍廣泛的監(jiān)測系統(tǒng)和策略。OBD II系統(tǒng)主要有以下監(jiān)測器：Ø 催化劑效率監(jiān)測器Ø 發(fā)動機缺火監(jiān)測器Ø 燃油系統(tǒng)監(jiān)測器Ø 加熱型氧傳感器監(jiān)測器Ø 綜合部件監(jiān)測器Ø 燃油蒸發(fā)排放系統(tǒng)監(jiān)測器Ø 二次空氣噴射監(jiān)測器Ø

21、 排氣再循環(huán)監(jiān)測器第二章 常用協(xié)議介紹隨著汽車電控技術(shù)的發(fā)展，使用外部診斷設(shè)備來讀取汽車電控單元中存儲的故障碼以及通過和電控單元直接對話來獲得數(shù)據(jù)流信息或者執(zhí)行元件測試變得越來越普遍，成為最流行的診斷技術(shù)方式。這些與汽車電控單元的直接對話，就需要通信協(xié)議的支持。在本章中，將對常用的協(xié)議進行介紹。1. KWP 2000協(xié)議KWP 2000協(xié)議是最常用的通信協(xié)議之一，是屬于OBD II標準協(xié)議的一種。KWP系統(tǒng)又稱為關(guān)鍵字協(xié)議，因為這種協(xié)議在系統(tǒng)進入時，會涉及到關(guān)鍵字的校驗而得名。下面從物理層特性、系統(tǒng)進入、幀結(jié)構(gòu)、命令交互、交互時間參數(shù)、常用命令字等幾個方面來介紹這種協(xié)議。Ø 物理層特

22、性：通常采用10416BPS的波特率；空閑電平通常為12V；數(shù)據(jù)位格式為1+8+1，沒有校驗位。Ø 系統(tǒng)進入初始化：有兩種初始化方式。第一種由設(shè)備先發(fā)送25ms的拉低電平，然后是25ms的高電平（空閑電平），然后再發(fā)送系統(tǒng)進入數(shù)據(jù)，系統(tǒng)進入數(shù)據(jù)通常為5個字節(jié)，ECU響應(yīng)7個字節(jié)，完成系統(tǒng)初始化交互。請參見下圖：設(shè)備 > 25ms 25ms |<數(shù)據(jù)區(qū)>|<ECU|<數(shù)據(jù)區(qū)>|圖 2-1-1第二種初始化方式為設(shè)備發(fā)送5BPS或者200BPS的地址碼，ECU響應(yīng)55H，KW1，KW2，設(shè)備對KW2取反發(fā)回給ECU，ECU對地址碼取反發(fā)回給設(shè)備，完成系統(tǒng)

23、初始化交互。其中55H這個字節(jié)用來規(guī)定后面的通信波特率。參見下圖Tool> < < < > < ECU ADD 55H Kw1 Kw2 /Kw2 /ADD圖 2-1-2Ø 幀結(jié)構(gòu)：命令頭（1個或多個字節(jié)）+命令體（1個或多個字節(jié)）+校驗（通常為和校驗）。在命令頭中，包括以下幾個部分的內(nèi)容：格式+目標地址+源地址+長度字節(jié)。長度信息有時候在格式字節(jié)中體現(xiàn)，則不需要另外的長度字節(jié)，長度信息用以表示命令體的內(nèi)容；目標地址和源地址有時候也會沒有。命令體的內(nèi)容中：命令字+命令內(nèi)容。命令內(nèi)容可以沒有。舉例如下：81H 11H F1H 81H 04H第一個字節(jié)8

24、1H為格式+長度信息（80+1）第二個字節(jié)11H為目標地址第三個字節(jié)F1H為源地址第四個字節(jié)81H為命令字，表示系統(tǒng)進入最后一個字節(jié)04H為前面4個字節(jié)的校驗和同樣，也可能表現(xiàn)如下：（命令字）80H 11H F1H 01H 3EH C1H這種情況下，長度字節(jié)放在源地址之后還可能表現(xiàn)為：02H 1AH 9AH B6H 這種情況下，格式字節(jié)和目標地址源地址都已經(jīng)沒有了還有一種特殊的情況，在上一種情況的基礎(chǔ)上，在幀數(shù)據(jù)之前，加一個00，例如：00H 02H 1AH 9AH B6H但這種幀結(jié)構(gòu)的情況極少。Ø 命令交互：命令交互通常情況下為1對1，但也存在1對多或者多對1的情況。下面是一組命令

25、交互舉例：Tools: 81H 31H F1H 81H 24H ECU: 83H F1H 31H C1H E9H 8FH DEH在交互中，因為發(fā)送命令的對象不一樣，所以目標地址和源地址是進行了互換；同時，ECU響應(yīng)設(shè)備的命令字在設(shè)備命令字的基礎(chǔ)上+0x40。Ø 交互時間參數(shù)：包括4個時間參數(shù)，如下：設(shè)備發(fā)送命令字節(jié)間的時間間隔P1，通常為5msECU返回命令字節(jié)間的時間間隔P2，通常為0ms設(shè)備發(fā)送完一幀命令后等待ECU響應(yīng)的時間P3，通常為75ms90ms設(shè)備接收到ECU響應(yīng)后到發(fā)送下一幀命令的時間P4，通常為20ms26msØ 常用命令字：系統(tǒng)進入：81H系統(tǒng)退出：82

26、H鏈路保持：3EH讀故障碼：18H清除故障碼：14H讀版本信息：1AH讀數(shù)據(jù)流：21H2. ISO-9141-2協(xié)議ISO-9141-2協(xié)議是最常用的通信協(xié)議之一，也是屬于OBD II標準協(xié)議的一種。下面從物理層特性、系統(tǒng)進入、幀結(jié)構(gòu)、命令交互、交互時間參數(shù)、常用命令字等幾個方面來介紹這種協(xié)議。Ø 物理層特性：空閑電平通常為12V；數(shù)據(jù)位格式為1+8+1，沒有校驗位；使用的波特率通常為10416BPS和9600BPS兩種。Ø 系統(tǒng)進入初始化：ISO協(xié)議采用地址碼進入方式，先使用5BPS發(fā)送地址碼，ECU響應(yīng)55H，KW1，KW2，設(shè)備對KW2取反發(fā)回給ECU，ECU對地址碼

27、取反發(fā)回給設(shè)備，完成系統(tǒng)初始化交互。其中55H這個字節(jié)用來規(guī)定后面的通信波特率。參見下圖：Tool> < < < > < ECU ADD 55H Kw1 Kw2 /Kw2 /ADD T1 |<->| T2 |<->|T3|<->|T4|<->| T5 |<->| T6 |<->| T7 圖 2-2-1其中： T1 300 ms 60 ms T2 300 ms5 ms T3 20 ms0 ms T4 20 ms25 ms T5 50 ms25 ms T6 50 ms55 ms T7 500

28、0 msØ 幀結(jié)構(gòu)：幀頭（3個字節(jié)）+數(shù)據(jù)（最大為7個字節(jié)）+校驗（通常為校驗和）。數(shù)據(jù)幀有兩種：命令幀和響應(yīng)幀。命令幀由Tools發(fā)出，響應(yīng)幀是ECU對命令幀的響應(yīng)。幀頭結(jié)構(gòu)如下圖：幀頭字節(jié)1幀頭字節(jié)2幀頭字節(jié)3Priority/Type目標地址源地址Request(Tools->ECU)68H6AHF1HResponse(ECU->Tools)48H6BH28H圖 2-2-2數(shù)據(jù)區(qū)包含傳送的數(shù)據(jù)。對于命令幀，DATA區(qū)是命令字節(jié)及命令參數(shù)；對于響應(yīng)幀，DATA區(qū)是命令響應(yīng)及響應(yīng)的數(shù)據(jù)。校驗是校驗字節(jié)，為前面字節(jié)的累加和，包括幀頭和數(shù)據(jù)區(qū)。Ø 命令交互：命令交

29、互通常情況下為1對1，但也存在1對多或者多對1的情況。下面是一組命令交互舉例：（注意：不是簡單地交換目標地址和源地址）Tools: 68H 6AH F1H BEH 81H ECU: 48H 6BH 28H FEH 31H 32H 33H 40H 42H 43H 34H 藍色版本信息在命令中，目標地址是固定的；ECU響應(yīng)設(shè)備的命令字在設(shè)備命令字的基礎(chǔ)上+0x40。Ø 交互時間參數(shù)：包括4個時間參數(shù)，如下：設(shè)備發(fā)送命令字節(jié)間的時間間隔P1，通常為5ms-20ms，取6ms；ECU返回命令字節(jié)間的時間間隔P2，通常為0ms設(shè)備發(fā)送完一幀命令后等待ECU響應(yīng)的時間P3，為25ms-50ms，

30、一般取30ms；設(shè)備接收到ECU響應(yīng)后到發(fā)送下一幀命令的時間P4，通常為55ms-5000ms，一般取60ms。Ø 常用命令字：系統(tǒng)退出：20H讀故障碼：03H清除故障碼：14H讀版本信息：BEH讀數(shù)據(jù)流：B1H3. PWM協(xié)議SAEJ1850 PWM協(xié)議也是OBD II標準中的一種，通常應(yīng)用在FORD車系汽車中，已知的還有JAGUAR，MAZDA。PWM英文全稱是Pulse Width Modulation，即脈寬調(diào)制。下面從物理層特性、幀結(jié)構(gòu)、命令交互、交互時間參數(shù)、常用命令字等幾個方面來介紹這種協(xié)議。Ø 物理層特性：波特率為41.7kbps；線路物理特性：雙線，雙向，

31、半雙工（差分信號）。通信電平通常為12V。數(shù)據(jù)位描述，位1見圖2-3-1，位0見圖2-3-2：圖2-3-1圖2-3-2時間參數(shù)定義如下：TP1：常規(guī)為8us，取值范圍，在發(fā)送命令中7<=TP1<=9，在接收命令時，6<=TP1<=11TP2：常規(guī)為16us，取值范圍，在發(fā)送命令中15<=TP1<=17，在接收命令時，14<=TP1<=19TP3(一個位的時間長度)：常規(guī)為24us，取值范圍，在發(fā)送命令中23<=TP1<=25.5，在接收命令時，22<=TP1<=27圖2-3-3是MAZDA原廠設(shè)備IDS系統(tǒng)進入命令的一部分

32、波形圖2-3-3Ø 幀結(jié)構(gòu)：命令頭（3個字節(jié)）+ 數(shù)據(jù)區(qū)(命令) + CRC校驗。一幀命令最長為12個字節(jié)。在命令頭中，包括以下幾個部分的內(nèi)容：格式字節(jié)(C4H)+目標地址+源地址。請參見圖2-3-4和圖2-3-5圖2-3-4圖2-3-5TP4：SOF（幀起始標志）時間，常規(guī)為48us，取值范圍，發(fā)送時47<=TP4<=51,接收時46<=TP4<=63TP5：EOF（幀結(jié)束標志）時間，常規(guī)為72us，取值范圍，發(fā)送時70<=TP5<=76.5，接收時TP5=70命令體的內(nèi)容中：命令字+命令內(nèi)容。命令內(nèi)容可以沒有。舉例如下：C4H 10H F5H

33、13H C7H第一個字節(jié)C4H為格式第二個字節(jié)10H為ECU目標地址第三個字節(jié)F5H為Tools源地址第四個字節(jié)（PID，功能號）13H為命令字，表示系統(tǒng)讀碼最后一個字節(jié)04H為前面4個字節(jié)的校驗和Ø 命令交互：命令交互通常情況下為1對1，但也存在1對多的情況。下面是一組命令交互舉例：Tools: C4H 10H F5H 22H 11H 00H 3BH Ecu: C4H F5H 10H 62H 11H 00H 09H FFH 00H 00H 6AH在交互中，因為發(fā)送命令的對象不一樣，所以目標地址和源地址是進行了互換；同時，ECU響應(yīng)設(shè)備的命令字在設(shè)備命令字的基礎(chǔ)上+0x40注：無鏈路

34、保持。Ø 常用命令字：讀故障碼：13H清除故障碼：14H讀數(shù)據(jù)流：22H讀版本信息：1AH4. VPW協(xié)議SAE J1850 VPW協(xié)議也是OBD II標準中的一種，通常應(yīng)用于GM車系中。VPW英文全稱是Variable Pulse Width Modulated，即可變脈寬調(diào)制。下面從物理層特性、電平接口、幀結(jié)構(gòu)、命令交互、交互時間參數(shù)、常用命令字等幾個方面來介紹這種協(xié)議。Ø 物理層特性：采用10.4KB/S的波特率；通訊電平通常為7.5V；每個字節(jié)采用8位二進制數(shù)形式，沒有起始位、停止位和校驗位；通訊引腳為J1850 BUS+，既為OBD-2PIN。Ø 電平接

35、口：協(xié)議通訊采用10.4Kbps VPW方式，初始電平為0V，在第1幀數(shù)據(jù)前有一個163至239微秒（us）的高電平表示SOF（幀頭即數(shù)據(jù)開始標志），接下來以不同長短的高低電平表示二進制數(shù)據(jù)0或1，其中：高電平寬度介于34-96us表示“1”，高電平寬度介于96-163us表示“0”， 低電平寬度介于34-96us表示“0”，低電平寬度介于96-163us表示“1”，傳輸時按字節(jié)順序，且每個字節(jié)都是高位在前，低位在后的順序，高低電平相間用于表示傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，字節(jié)與字節(jié)之間沒有間隔，傳送完一幀數(shù)據(jù)之后有一個寬度大于239us的低電平表示EOF（幀尾即幀結(jié)束標志）。Ø 幀結(jié)構(gòu)：GM車型中的

36、幀結(jié)構(gòu)：（通用車型）Tools: 0x6C + ECU地址 + 設(shè)備地址 + Fun_ID + (command information) + CRCECU: 0x6C + 設(shè)備地址 + ECU地址 + Fun_ID + (command information) + CRCOBDII中的幀結(jié)構(gòu)：Tools: 0x68 + 0x6A + ECU地址 + Fun_ID + (command information) + CRCECU: 0x48 + 0x6B + 設(shè)備地址 + Fun_ID + (command information) + CRCECU地址為每個系統(tǒng)的標示號，設(shè)備地址一般為0x

37、F1或0xF0；而Fun_ID為不同功能的標示號，ECU響應(yīng)的Fun_ID在tools命令的基礎(chǔ)上+0x40；CRC（循環(huán)冗余校驗）為校驗字節(jié)。Ø 命令交互:命令交互通常情況下為1對1，但也存在1對多或者多對1的情況。下面是兩組命令交互舉例：（ECU地址10H，設(shè)備地址F1H）GM:Tools: 6CH 10H F1H 20H 64H 紅色為命令字ECU: 6CH F1H 10H 60H 72HOBDII:Tools: 68H 6AH F1H 01H 00H 17H ECU: 48H 6BH 10H 41H 00H BEH 3FH B8H 10H C9H （10H與28H的區(qū)別）在交

38、互中，因為發(fā)送命令的對象不一樣，所以目標地址和源地址是進行了互換；同時，ECU響應(yīng)設(shè)備的命令字在設(shè)備命令字的基礎(chǔ)上+0x40Ø 交互時間參數(shù)：設(shè)備發(fā)出命令后到ECU應(yīng)答命令的時間間隔為320微秒(us)到100毫秒（ms）。ECU應(yīng)答命令后到設(shè)備發(fā)下一條命令的時間間隔為320微秒(us)到100ms。如果設(shè)備或ECU同時發(fā)送多幀命令時，每幀之間的時間間隔為3到5ms。同一幀命令中的字節(jié)與字節(jié)之間無時間間隔。Ø 常用命令字：GM車型中的常用命令字：系統(tǒng)進入：20H數(shù)據(jù)流設(shè)置：2CH數(shù)據(jù)流讀?。?AH讀故障碼：19HH清除故障碼：14H讀版本信息：3CHOBD II中常用命令字

39、：讀數(shù)據(jù)流：01H讀故障碼：03H清除故障碼：04H讀版本信息：09H5. BOSCH協(xié)議BOSCH協(xié)議是BOSCH公司開發(fā)的一種通信協(xié)議，符合ISO9141標準。下面從物理層特性、系統(tǒng)進入、幀結(jié)構(gòu)、命令交互、交互時間參數(shù)、常用命令字等幾個方面來介紹這種協(xié)議。Ø 物理層特性：空閑電平通常為12V；數(shù)據(jù)位格式為1+8+1，沒有校驗位。本協(xié)議的波特率在進入系統(tǒng)后確定。確定方法如下：進入系統(tǒng)時，Ecu接到Tools以5bps的波特率發(fā)送的地址碼后，向Tools發(fā)送 0X55H，Tools通過計算0X55H的波特率，并把此波特率做為Tools的通訊波特率，并且在整個通訊過程中，波特率固定不變

40、。Ø 系統(tǒng)進入初始化：本協(xié)議使用K、L的方式通訊，因此，需要用K線和L 線進行觸發(fā)，喚醒ECU，進入系統(tǒng)，具體步驟如下：u Tools在K、L線上同時以5bps的波特率發(fā)送地址碼，以進入地址碼所對應(yīng)的系統(tǒng)。u 關(guān)閉L線；u Tools等待接收Ecu回送0X55H，接到后計算出0X55H的波特率并設(shè)置通訊波率；u Tools繼續(xù)接收Ecu發(fā)送的Keyword 1和Keyword 2，在接收到Keyword2后，延時20ms將Keyword2取反發(fā)回給ECU。u 在整個系統(tǒng)進入過程中Tools接收一個byte最長等待時間為2s。若系統(tǒng)進入有錯誤必須保證通訊線上有3s的時間無任何數(shù)據(jù)傳輸，

41、確保Ecu已經(jīng)是睡眠狀態(tài)，再按以上步驟重新觸發(fā)，進入系統(tǒng)。u Ecu接收到求反的 Keyword2后，將發(fā)送第一幀系統(tǒng)信息，并在收到鏈路保持命令繼續(xù)（03h,xxh,09h,03h）時按順序發(fā)送其它系統(tǒng)信息。u 系統(tǒng)信息的解釋與讀取系統(tǒng)版本信息同。u 系統(tǒng)初始化請見下圖：Tool K線> < < < > ECU ADD 55H Kw1 Kw2 /Kw2 Tool L線> ADD 關(guān)閉圖2-5-1Ø 幀結(jié)構(gòu)： 長度記數(shù)字節(jié)命令字數(shù)據(jù)區(qū)結(jié)束標志03H長度:1個字節(jié)，表示本命令中長度字節(jié)后跟隨的字節(jié)數(shù)。記數(shù)字節(jié)：命令計數(shù)器，1個字節(jié)，每一條命令都會在上一

42、條命令的命令記數(shù)字節(jié)基礎(chǔ)上加1，作為本次通信數(shù)據(jù)的命令記數(shù)值，以保證接收發(fā)送的連續(xù)性校驗。命令字：1個字節(jié)，表明所要做的操作。數(shù)據(jù)區(qū)：附加信息，若干字節(jié)不定。結(jié)束標志：固定以03H為Request命令的結(jié)束符。舉例如下：04H 01H 29H 01H 03H第一個字節(jié)04H為長度信息第二個字節(jié)01H為命令計數(shù)器第三個字節(jié)29H為命令字，表示讀取數(shù)據(jù)流第四個字節(jié)01H為附加信息，表示讀取通道01的數(shù)據(jù) （可省略）最后一個字節(jié)03H為結(jié)束標志Ø 命令交互：在命令交互過程中，接收方每接到一個byte，就立即取反發(fā)回，直到接收到結(jié)束標志為止（注：結(jié)束標志0x03不取反發(fā)回）。一旦接到結(jié)束標志

43、，接收方則可以開始下一幀命令的發(fā)送?；窘换ツＰ拖聢D： Tools： 03H 01H 09H 03H /03H /02H /09H Ecu： /03H /01H /09H 03H 02H 09H 03H 圖 2-5-2實際命令如下：Tools：03H 01H 09H 03H ECU： 03H 02H 09H 03HØ 交互時間參數(shù)：包括4個時間參數(shù)，如下：ECU返回keywod2與設(shè)備發(fā)送/keyword2的時間間隔：40ms設(shè)備接收到ECU命令字到發(fā)送命令字取反的時間間隔：2ms 設(shè)備發(fā)送命令字到ECU發(fā)送命令字取反的時間間隔：2ms設(shè)備發(fā)送完一幀命令后等待ECU響應(yīng)的時間，通常為

44、75ms90ms設(shè)備接收到ECU響應(yīng)后到發(fā)送下一幀命令的時間，通常為20ms26msØ 常用命令字：鏈路保持：09H讀故障碼：07H清除故障碼：05H讀版本信息：00H讀數(shù)據(jù)流：29H 系統(tǒng)退出：06H6. CAN BUS協(xié)議CAN BUS（Controller Area Network）即控制器局域網(wǎng)，是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。起先，CAN BUS被設(shè)計作為汽車環(huán)境中的微控制器通訊，在車載各電子控制裝置ECU之間交換信息，形成汽車電子控制網(wǎng)絡(luò)。比如：發(fā)動機管理系統(tǒng)、變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統(tǒng)中，均嵌入CAN控制裝置。 CAN BUS是一種多主方式的串行通訊總線，基

45、本設(shè)計規(guī)范要求有高的位速率，高抗電磁干擾性，而且能夠檢測出產(chǎn)生的任何錯誤。當信號傳輸距離達到10Km時，CAN BUS仍可提供高達5Kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。由于CAN串行通訊總線具有這些特性，它很自然地在汽車電子行業(yè)中受到廣泛應(yīng)用。下面從與我們工作相關(guān)的物理層特性、幀格式、命令交互等三個方面來介紹CAN BUS協(xié)議。Ø 物理層特性：可分為單線CAN協(xié)議和雙線CAN協(xié)議。單線CAN協(xié)議目前主要出現(xiàn)在GM車系里面，1號腳通訊，波特率為33.3K。雙線CAN協(xié)議常見的波特率有500K(6/14)、250K(6/14)和125K(3/11)，括號內(nèi)為通訊腳位。單、雙線CAN協(xié)議的命令交互格式

46、基本一致。Ø 幀格式：CAN2.0A（重點掌握）標準幀為11個字節(jié)，包括信息和數(shù)據(jù)兩部分，前3個字節(jié)為信息部分。76543210字節(jié)1FFRTRxxDLC 數(shù)據(jù)長度字節(jié)2報文識別碼 ID.10-ID.3字節(jié)3ID.2-ID.0xxxxx字節(jié)4數(shù)據(jù)1字節(jié)5數(shù)據(jù)2字節(jié)6數(shù)據(jù)3字節(jié)7數(shù)據(jù)4字節(jié)8數(shù)據(jù)5字節(jié)9數(shù)據(jù)6字節(jié)10數(shù)據(jù)7字節(jié)11數(shù)據(jù)8字節(jié)1 為幀信息 第7位FF 表示幀格式（在標準幀中FF0，在擴展幀中FF1） 第6位RTR 表示幀的類型（RTR=0表示為數(shù)據(jù)幀RTR=1表示為遠程幀）DLC 表示在數(shù)據(jù)幀時實際的數(shù)據(jù)長度 字節(jié)2-3 為報文識別碼11位有效字節(jié)4-11為數(shù)據(jù)幀的實際數(shù)

47、據(jù)，遠程幀時無效命令幀示例：Tools: 08H FCH 00H 03H 19H 02H FFH 00H 00H 00H 00H （標準數(shù)據(jù)幀、長度為8）ECU : 08H FDH 00H 10H 0FH 59H 02H FFH 01H 80H 00H我們在工作中使用模擬工裝采集的以及模擬通訊時看到的命令是上面的格式，但其中報文識別碼FC 00（我們常說的系統(tǒng)過濾ID）是不準確的，應(yīng)該右移5位，即0x7E0才是真正的報文識別碼。通常情況下，標準CAN協(xié)議的響應(yīng)幀報文識別碼就是請求幀的報文識別碼加上8，即0x7E8，左移5位后就是我們所看到的FD 00。CAN2.0B擴展幀信息為13個字節(jié)，包括

48、信息和數(shù)據(jù)兩部分，前5個字節(jié)為信息部分。76543210字節(jié)1FFRTRxxDLC 數(shù)據(jù)長度字節(jié)2報文識別碼 ID.28-ID.21字節(jié)3ID.20-ID.13字節(jié)4ID.12-ID.5字節(jié)5ID.4-ID.0xxx字節(jié)6數(shù)據(jù)1字節(jié)7數(shù)據(jù)2字節(jié)8數(shù)據(jù)3字節(jié)9數(shù)據(jù)4字節(jié)10數(shù)據(jù)5字節(jié)11數(shù)據(jù)6字節(jié)12數(shù)據(jù)7字節(jié)13數(shù)據(jù)8字節(jié)1為幀信息 第7位FF表示幀格式（在標準幀中FF0，在擴展幀中FF1） 第6位RTR 表示幀的類型（RTR=0表示為數(shù)據(jù)幀RTR=1表示為遠程幀）DLC 表示在數(shù)據(jù)幀時實際的數(shù)據(jù)長度字節(jié)25 為報文識別碼其高29位有效字節(jié)613 為數(shù)據(jù)幀的實際數(shù)據(jù)，遠程幀時無效命令幀示例：Tools: 88H C6H D0H 87H 88H 03H 19H 02H FFH 00H 00H 00H 00H（擴展數(shù)據(jù)幀8）ECU : 88H C6H D7H 88H 80H 10H 0FH 59H 02H 01H FFH 01H 00H我們在工作中使用模擬工裝采集的以及模擬通訊時看到的命令是上面的格式，但其中報文識別碼C6 D0 87 88（我們常說的系統(tǒng)過濾ID）是不準確的，應(yīng)該右移3位，即18H D