概述

我國(guó)輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法（國(guó)六階段）中車載診斷系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱OBD系統(tǒng)）章節(jié)規(guī)定，輕型汽車生產(chǎn)企業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)診斷連接串行接口，獲取所有與排放相關(guān)的OBD信息，包括與汽車排放有關(guān)的部件檢查、診斷、維護(hù)或修理時(shí)的所有故障代碼。所有輕型汽車不依靠從生產(chǎn)企業(yè)獲得的訪問(wèn)碼或類似設(shè)備就可進(jìn)行OBD信息訪問(wèn)，訪問(wèn)到的所有數(shù)據(jù)流資料包括使用的全部故障代碼應(yīng)符合汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。此功能通過(guò)SAE J1978規(guī)定的通用診斷掃描工具（以下簡(jiǎn)稱Scan tool）實(shí)現(xiàn)，其中排放相關(guān)診斷服務(wù)根據(jù)ISO 15031-5/SAE J1979標(biāo)準(zhǔn)定義，以此達(dá)到法規(guī)要求的無(wú)限制和標(biāo)準(zhǔn)化訪問(wèn)。

背景

隨著排放法規(guī)加嚴(yán),車輛性能提高，車輛控制器（以下簡(jiǎn)稱ECU）數(shù)量與日俱增，控制器之間數(shù)據(jù)共享、售后故障維修、下線配置、防盜匹配，以及ECU刷新等都需要通過(guò)車身通訊實(shí)現(xiàn)，Scan tool主要用于實(shí)現(xiàn)其中與排放相關(guān)的診斷通訊功能。早期通訊協(xié)議沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化，不同的車輛廠商使用不同的通信協(xié)議，并且提供的解析工具也異常昂貴，因此車輛維修店很難分析和維修所有類型車輛。美國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)（以下簡(jiǎn)稱SAE）在2002年建立了SAE J2534標(biāo)準(zhǔn)，以推動(dòng)車輛廠商實(shí)現(xiàn)后市場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化。主要包含以下幾方面內(nèi)容：

通訊協(xié)議

診斷接口

SAE J2534設(shè)備

輸出內(nèi)容

一、通訊協(xié)議

SAE J2534標(biāo)準(zhǔn)不考慮ECU使用的通信協(xié)議，所有類型ECU只使用一種工具（稱為通過(guò)式設(shè)備“pass-thru device”），即可讀到ECU內(nèi)部數(shù)據(jù)，其使用方式見(jiàn)圖1所示。支持的通信協(xié)議包括：ISO 9141-2、ISO14230 (KWP2000)、SAE J1850、CAN (ISO11898)、ISO 15765-4、SAE J2610、J1939等。國(guó)六排放輕型汽車Scan tool功能，要求采用ISO 15765-4定義的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，早期使用的基于ISO 14230-4標(biāo)準(zhǔn)的K-Line通訊方式，通訊效率較低，已較少使用，ISO 15765-4標(biāo)準(zhǔn)為CAN通訊方式，屬于網(wǎng)絡(luò)型分布，具有更強(qiáng)的可擴(kuò)展性。

圖1 SAE J2534連接方式

二、診斷接口

J2534設(shè)備和ECU之間的連接符合SAE J1962標(biāo)準(zhǔn)的連接器。國(guó)六排放輕型汽車規(guī)定使用的“類型A”，為梯形16針?lè)啦邋e(cuò)連接器，如果設(shè)備接口方向不對(duì)將無(wú)法插入，防止錯(cuò)誤插入導(dǎo)致的短路或其它故障狀態(tài)影響使用。如圖2所示，左邊為SAE J1962連接器公頭，為SAE J2534設(shè)備一部分；右邊為SAE J1962連接器母頭，為車輛上安裝的標(biāo)準(zhǔn)化診斷接口。

圖 2 SAE J1962標(biāo)準(zhǔn)“類型A”連接器

SAE J1962標(biāo)準(zhǔn)對(duì)連接器每針使用目的都進(jìn)行了規(guī)定，包括供電電壓，其中Pin6和Pin14為ISO 15765-4 CAN通訊，用于Scan tool功能，如圖3。診斷接口應(yīng)安裝在駕駛員足部區(qū)域，由車輛中控臺(tái)和駕駛員一側(cè)的車身包圍范圍中，不應(yīng)高于方向盤的最低位置，安裝位置滿足：當(dāng)技術(shù)人員“蜷縮”著進(jìn)入車輛駕駛員一側(cè)時(shí)容易接觸到的位置。如果接口被覆蓋，覆蓋層應(yīng)貼上標(biāo)簽，并不借助任何工具可直接用手取下?？偠灾?，診斷接口應(yīng)安裝在技術(shù)人員很容易發(fā)現(xiàn)的位置。

圖 3 SAE J1962連接器各PIN腳定義及車輛安裝位置示例

三、SAE J2534設(shè)備

PC和J2534硬件設(shè)備可自由選擇連接方式，可使用RS-232、USB、以及無(wú)線以太網(wǎng)（Ethernet）、藍(lán)牙（Bluetooth）等連接，其中USB為最常見(jiàn)形式。Scan tool中常用工具：MongoosePro，ValueCAN，Basic-xs等，均使用USB接口，見(jiàn)圖 4所示。

圖 4 Scan tool中SAE J2534設(shè)備

J2534硬件設(shè)備需連接到一臺(tái)裝有來(lái)自車輛廠商應(yīng)用程序編程接口的標(biāo)準(zhǔn)電腦（以下簡(jiǎn)稱PC），SAE J2534標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)用編程接口API（Application Programming Interface）和DLL（Dynamic Link Library）由硬件工具開發(fā)人員提供，用來(lái)處理與PC的通信。

四、輸出內(nèi)容

國(guó)六法規(guī)J.6.4章節(jié)明確規(guī)定需按SAE J1979的要求實(shí)施相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化功能，即Scan tool中標(biāo)準(zhǔn)化的輸出內(nèi)容。SAE J1979標(biāo)準(zhǔn)定義了車輛OBD診斷系統(tǒng)與外部測(cè)試設(shè)備之間的有關(guān)排放相關(guān)通訊內(nèi)容，包含10種診斷服務(wù)，Service $01~Service $0A，ISO 15765-4不支持Service $05服務(wù)，Service $08服務(wù)法規(guī)沒(méi)有要求，詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn)表1所示。圖5為Scan tool Service $01服務(wù)數(shù)據(jù)流輸出示例，包含準(zhǔn)備就緒狀態(tài)PID 01，轉(zhuǎn)速PID 0C，車速PID 0D等實(shí)時(shí)信息。

表1 Scan tool標(biāo)準(zhǔn)化輸出內(nèi)容

圖5 Scan tool Service $01數(shù)據(jù)流輸出示例

總結(jié)

掃描工具Scan tool為通用型診斷儀，所有國(guó)六排放輕型車必須滿足，簡(jiǎn)單示例如圖6所示。Scan tool主要用于OBD系統(tǒng)支持的監(jiān)測(cè)項(xiàng)診斷結(jié)果的輸出；故障發(fā)生時(shí)，Scan tool輸出對(duì)應(yīng)的故障代碼以及故障發(fā)生時(shí)刻凍結(jié)幀信息，便于售后維修保養(yǎng)。

圖6 Scan tool方式