汽车OBD协议介绍

OBD是On Board Diagnose的简称，其主要用于与排放相关的ECU，目的是为了监控排放相关的参数，例如尾气中的氧含量，发动机转速等，使其满足国家的排放标准。

与OBD相关标准主要为ISO15031和SAE J1979等，其OSI模型如下图所示。

图1 OSI分层模型

下面主要来看看SAE J1979中阐述的OBD的9个诊断服务。

Service $01 -请求动力系统当前数据

通过该服务请求车辆动力系统的一些数据，其中数据都是预先定义好的，数据的标识符为PID（parameter Identifiers），其取值范围为0x00~0xFF，与UDS中的DID概念类似，区别点在PID分可以分为两类：一类用于表示具体的参数，这与DID概念的完全相同，例如PID 0x05表示电机的冷却温度，其数据格式如图2所示，第二类用于表示该ECU支持的PID，包括0x00,0x20,0x40等，如图3所示，通常在连接诊断设备的时候，会通过第二类PID确认ECU所支持的PID。

图2 PID 0x01的数据格式

图3 PID 0x00的数据格式

Service $02 - 请求冻结帧数据

当故障故障确认后，需要把故障时刻的相关数据存储下来，用于后续的故障排查、分析，存储下来的数据就是所谓的冻结帧，其步骤通常是先读取造成冻结帧的DTC，数据格式如图4所示。

图4 读取DTC数据格式

然后在读取所支持的PID和PID的数值，其数据格式如图5所示。

图5 02服务请求支持的PID和PID数值的数据格式

Service $03 - 请求排放相关的故障码

03服务主要用于读取当前确认的的故障码，即DTC status的bit3被置位的故障码。以此来了解车辆发生了什么故障，其命令形式很简单，上位机只需发送03即可，详细的数据格式如图6所示。

图6 03服务数据格式

Service 04 - 清除排放相关的故障信息

04服务用于清除ECU中存储的与排放相关的DTC以及相关信息，如图7所示。其数据格式比03服务更简单，上位机仅需发送04，ECU响应为44，如图8所示。该服务只有在发动机没有运转的时候执行，否则执行负响应，NRC为22。

图7 清除的信息

图8 04服务的数据格式

Service $05 - 请求氧传感器的检测结果

05服务用于检测氧传感器的状态，但是基于CAN的OBD不支持该服务，通常有06服务来实现该功能。

Service $06 -请求指定监控系统的测试结果

通常在ECU开发OBD的时候，会定义一组MID，获取ECU支持哪些MID的方法，与01服务的00 02 04类似。

通过06服务获取测试结果的数据格式如图9所示。每个MID至少包含一个TID，一个完整的MID+TID的数据格式如下：

MID

TID

Unit And Scaling ID，用于表示TID的测试内容，例如电压、时间等。

Test Value，实际测量值

Min. Test Limit，测量值的最小值

Max. Test Limit，测量值的最大值

图9 06服务的数据格式

Service $07 -请求请求当前或上一驱动周期检测到的排放相关的故障码

07服务跟03服务类似，都是用于请求故障码，但是与03服务请求确认故障码不相同的是，07服务请求的是pending故障码，其主要目的是方便维修人员修理完、清理故障之后，确认该故障是否真正解决，因此需要重新测试，通过03服务，至少需要3个循环，而07服务，仅需一个循环。其数据格式如图10所示。

图10 07服务数据格式

Service $08 -请求控制车载系统、组件

08服务主要用于控制系统和组件，例如打开或关闭某个组件，类似于UDS中的0x2F服务。其数据格式如图11所示，但是这个服务用的很少。

图11 08服务的数据格式

Service 09 - 请求车辆信息

09服务用来读取车辆的信息，例如VIN码、ECU名称、IPT等，类似于UDS的0x22服务，读取某个DID的信息。09服务的数据格式如下。

图12 09服务的数据格式