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如今，大多數駕駛員都熟悉汽車儀表板上的燈和指示，尤其是可怕的檢查引擎燈。但是，您是否知道這些燈僅僅是表層的指示器，其背后有復雜的診斷系統在不斷監測車輛的健康狀況？隨著OBD系統的運用，使車輛診斷和維護變得更加便捷。
什么是 OBD？
OBD（On-Board Diagnostic）指的是在線診斷系統，是汽車上的一種用于監控車輛狀況以及控制排放的一種在線診斷系統。該車載系統從車輛內部的傳感器網絡收集信息，隨后該系統會根據數據來調節車輛系統或向用戶報告問題。而技術人員可以輕易地通過OBD系統讀出車輛數據，以此診斷問題。OBD系統已經能夠更好地幫助客戶了解車輛診斷。
OBD 的歷史始于1980 年代，在此期間，針對多種因素開發了車輛監控系統，包括：
排放控制：開發 OBD 的最大原因之一是幫助減少車輛排放。OBD系統通過監控主要發動機部件的性能，來幫助解決可能導致排放增加的任何系統故障。OBD系統會監控主要引擎部件的性能，檢測是否出現了能導致排放增加的系統錯誤，并協助控制排放。OBD在這一領域非常有用，以至于它被納入EPA 關于實施清潔空氣法案的文獻中。
電子燃油噴射：在1980年代，汽車制造商開始廣泛生產帶有電子燃油噴射的車輛。與機械燃油噴射系統不同，電子燃油噴射系統是通過計算機來控制，計算機系統會監控并確定進入發動機的燃油流量。
電子組件：隨著電子燃油噴射的普及，越來越多的電子設備在汽車中變得司空見慣，從而增加了對更復雜的監控系統的需求，以幫助更準確地識別問題。
自OBD問世以來，車輛監控系統已經經歷了多次迭代。今天，OBD作為一個標準化系統，規定了所使用的連接器和故障代碼，使技術人員可以輕松快速、準確地維修各種車輛。
OBD 是如何工作的？
一個基本的 OBD 系統由一個中央系統、一個傳感器網絡、一個連接點和指示器組成，創建了一個具有標準化訪問和可讀性的完整監控系統。OBD系統由以下組件組成：
ECU：OBD系統的核心部分是電子控制單元（ECU）。ECU收集來自整個車輛的各種傳感器的輸入。然后，ECU使用這些數據來控制車輛的部件，如燃油噴射器，或監控問題。
傳感器：整個車輛都有傳感器，覆蓋從發動機、底盤到電子系統的各個區域。這些系統中的每一個傳感器都向ECU發送代碼，指定信號的來源和參數。然后ECU“讀取”并解釋這個信號。
DTC：如果傳感器向ECU發送的信息超出正常范圍，ECU會將信息保存為稱為診斷故障代碼或DTC的代碼。DTC代碼本質上是一個字母和數字的列表，用于指示問題的來源和性質。DTC代碼通常是標準化的，但也可能是制造商特定的。保存DTC后，ECU會向指示燈發送一個信號，表明已發現問題。也可以通過將傳感器連接到 OBD系統的連接器來拉出DTC。
MIL：當ECU收集到DTC代碼時，它會向車輛儀表板發送信號以打開相應的指示燈。這些燈，規范地稱為故障指示燈或MIL，是為車輛故障提供初步的預警系統。一般來說，如果燈打開并保持亮起，則問題很小。如果指示燈閃爍，則問題很緊急。
DLC：ECU會收集的所有數據和DTC代碼且可以通過診斷鏈路連接器或DLC訪問。DLC端口是訪問配備OBD系統車輛的接入點，通常位于車輛駕駛員一側的儀表板下方，在商用車輛中，也可能位于其他位置。現在的車輛采用標準OBD-II系統制造，因此任何帶有2類線纜的掃描工具都可以連接到2類連接器。
多年來，車載診斷發生了怎樣的變化？
自1980年代推出以來，OBD發生了顯著的變化。最初，系統會通過MIL來通知用戶有問題出現，但不會存儲有關問題性質的任何信息。隨著汽車變得越來越先進，安裝在車輛中的傳感器數量不斷增加，系統內存儲的信息量也隨之增加。根據當時流行的系統類型，OBD系統的發展可以分為兩個不同的階段。
1. OBD-I
第一個OBD系統本質上是專有的，因此制造商之間會有所不同。在1990年之前，每個OBD系統收集的代碼、系統和信息因制造商而異。雖然這些系統被證明是有用的，但對于技術人員來說，它們的使用過于復雜，技術人員必須為每種汽車制造商購買新的工具和電纜，或者必須投資購買具有一系列適用于多種汽車制造商的適配器電纜的掃描儀。由于這些系統的專有性質，用戶經常被迫去經銷商技術人員那里診斷車輛問題。
直到1991年加州空氣資源委員會強制要求所有汽車都具備OBD功能，才開始推動OBD系統標準化。然而，委員會沒有為這些OBD發布任何標準，這給汽車制造商和用戶帶來了更多的困難。當OBD-II標準在1994年實施以響應這一需求時，所有先前形式的OBD都被追溯歸類為OBD-I系統。
2. OBD-II
1994年，加州空氣資源委員會發布了OBD-II作為在加州銷售的所有車輛的OBD系統的一套標準。該政策于1996年正式實施，并一直沿用至今。汽車工程師協會和國際標準化組織（分別稱為SAE和ISO）也發布了關于如何在ECU和診斷掃描工具之間交換數字信息的標準。隨著《清潔空氣法案》的通過，EPA進一步擴大了OBD-II的使用范圍，截至2001年，33個州和地方要求定期對車輛進行檢查，以確保它們符合排放標準，而OBD-II系統是其中的關鍵部分。有了這套標準，技術人員可以快速輕松地維修更多種類的車輛，而無需制造商特定的工具。
OBD-II 標準具有多項要求，包括：
OBD-II 連接器：現代OBD系統使用稱為2型連接器的標準化DLC。這允許技術人員使用相同的電纜，即2類電纜，通過端口和OBD系統進行數字通信來訪問其存儲。該端口的位置不全部統一，但通常位于車輛駕駛員一側的儀表板下方。
系統監控：EPA要求OBD系統監控影響車輛排放的問題。許多系統會考慮不包含在此范圍內的其他指標，以便更輕松地查找和修復車輛問題，但設置了最低要求。
OBD的應用有哪些？
作為診斷車輛問題的簡便方法，OBD通常用于各種車輛類型。然而，OBD的應用已經擴展到涵蓋更具體的車輛監控和維護領域，尤其是在過去幾年中。OBD一些更具體的應用包括：
駕駛員行為監控：汽車相關行業越來越多地使用OBD系統作為監控駕駛員行為的一種方式。例如，一些汽車保險公司為使用車輛數據記錄器的司機提供降低保費政策，以證明他們安全的駕駛行為。此外，公司可能會在他們的車隊或送貨車輛中安裝類似的數據記錄器，以實時關注司機的行為，這有助于減少他們在發生事故或交通違規時的責任。
排放測試：現在，OBD-II測試是美國部分地區測試車輛排放的一種常見方法。作為OBD-II標準的一部分，這些系統密切監控排放，因此檢查員可以簡單地使用掃描工具來檢查與排放相關的故障代碼，以確保車輛合規。
補充儀表：汽車愛好者和專業司機經常使用OBD系統來關注標準車輛中通常不顯示的指標。這些指標可以顯示在車輛的定制裝置上，或廣播到司機的手機上。
商用車遠程信息處理：商用車公司通常使用通用OBD-II來收集有關車隊的信息。這包括車隊跟蹤、燃油效率監控、駕駛員行為監控、遠程診斷等。
OBD與商用車的關系
OBD的最廣泛使用可能是在商用車行業，因為車輛維護是該行業的一個重要方面。商用車公司已廣泛實施使用OBD-II系統的先進掃描工具，特別是OBD-II能提供的以下好處：
快速診斷：通過標準化的連接器和DTC，以及通過SAE J1939的詳細DTC系統，可以在幾分鐘內識別商用車問題。通過將掃描工具連接到連接器端口，技術人員可以提取有價值的診斷信息，在問題變成需要進行昂貴的維修之前，可以用于識別和解決問題。
準確的信息：使用OBD系統，信息是通過使用傳感器而不是由技術人員收集的。這提高了提取信息的準確性，減少了可能遺漏關鍵性系統錯誤的機會。
多樣化的衡量標準：OBD系統可用于收集與車輛維護有關的指標以外的廣泛指標。OBD系統可以跟蹤駕駛員的行為，以確保駕駛員遵守法律要求及公司協議。系統還可用于通過安全線路廣播指標，允許中央控制從遠程位置輕松監控駕駛員及其車輛。
改進的合規性： 從2010年起，環保局和《清潔空氣法案》規定的標準也適用于14000磅以上的卡車所使用的重型發動機。在某些州運行的車輛需要定期檢查，以確保它們符合這些標準。OBD系統監測排放，以確保車輛在任何時候都符合最低要求。當排放物超過可接受的限度時，它們也會提醒用戶，以便在檢查前解決這個問題并加以修正。
降低成本：在更快、更準確的診斷、擴展的監控能力和改進的車輛合規性之間，OBD系統幫助商用車公司降低了成本。
上海航芯OBD車載診斷方案
系統框圖
上海航芯OBD車載診斷方案采用MCU ACM32F4產品，其主要功能是通過CAN接口從ECU模擬器中讀出發動機序列號、發動機轉速、車速、故障碼等信息，通過液晶屏做一個展示。該Demo使用了LVGL用于顯示界面、實現了ISO15765協議與ECU模擬器進行通訊。
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