OBD-II

On-Board Diagnostics 車載診斷系統

車載診斷系統（On-Board Diagnostics，OBD），是一種裝置於車中用以監控車輛運轉狀態和回報異常的系統，可於車輛的子系統出現問題時，產生故障代碼和提醒訊號通知車主和車廠診斷維修。

What is OBD

OBD 歷史

  • 1985年，美國加州大氣資源委員會（簡稱CARB）開始制定法規，要求車廠自1988年於加州販售的車輛，必須裝置OBD系統，也就是OBD-I。
  • 1989年時，CARB制定新系統，稱為OBD-II，現今的OBD系統即屬於第二代。
  • 未來的OBD-III，車上將安裝微型無線發射機，可將車身識別碼（VIN）、故障碼等資訊傳送到政府監控部門，監控部門會發出維修地點的建議，解決排放問題的時限等指令，還可對超出時限的違規車輛發出禁行指令。

OBD2 标准按如下顺序一步步推出：

  • 1996：OBD2在美国被强制用于汽车/轻型卡车
  • 2001：应用于欧盟汽油车
  • 2003：应用于欧盟的柴油车
  • 2005：美国要求OBD2应用于中型车辆
  • 2008：美国汽车必须使用ISO 15765-4 (CAN)作为OBD2基础
  • 2010：美国要求OBD2应用于重型车辆
  • 車上診斷系統的設計發想約起於1980年代中期的美國。是最早規定車輛必須裝配車上診斷系統的國家，
  • 之後歐盟與日本也陸續採行。
  • 台灣自2008年起實施 。

OBD 歷史

  • OBD的主要功能為監控汽車引擎的運轉效能，監控的項目為含氧感知器、觸媒轉換器、燃油引擎等，一但這些項目出現異常，儀表版便會亮起「引擎故障燈」，提醒駕駛者及早檢修。
  • 使用OBD除了可簡化車輛維修程序與時間外，更可降低汽車廢氣排放所造成的空氣污染，進而減緩氣候暖化，也是愛地球的一種表現。

OBD 功能

  • OBD 的最初目的是監控車輛的排放控制系統，以確保汽車符合排放標準。隨著技術的進步，OBD-II 提供了更多的診斷功能，可以監控的車輛系統也更多。

  • ALDL
    ALDL為通用汽車公司開發的專利診斷系統的縮寫。屬於非標準化的第一代OBD-I系統。根據使用的發動機控制組件（又稱PCM，ECM或ECU）的不同。

  • M-OBD

    M-OBD為豐田汽車推出的一代非標準化OBD系統。

  • OBD-I

  • OBD-1.5

  • OBD-II
    基於OBD-I 的基礎上，增加了資料容量並將其標準化。

主要類型

  • 功能與特點：

    • OBD-II 具有一個標準的接口插頭，通常位於駕駛席附近。專業人員或車主可以使用診斷工具與之連接，以讀取故障代碼或監控實時數據。
    • 當車輛系統發生問題時，OBD-II 會存儲相應的故障代碼。這些代碼可以幫助技術人員迅速識別和解決問題。
    • OBD-II 不僅僅關注引擎性能，還可以監控其他如變速箱、燃油系統和排放控制系統等部分。

功能與特點

  • 由於 OBD-II 接口可以提供對車輛系統的廣泛訪問，因此它可能成為潛在的安全風險。攻擊者可以利用這個接口來篡改車輛的系統或獲取敏感信息。
  • 隨著連接汽車和物聯網設備的趨勢，保護 OBD-II 連接的安全性變得尤為重要。

安全與隱憂

  • 應用與延伸：

    • 除了基本的故障診斷外，OBD-II 接口也被用於各種其他應用，例如保險公司的行車數據追踪、性能調整工具或連接到智能手機的應用程序。

應用與延伸

OBD-Ⅱ主要是針對車輛的污染元件進行監測，但是其實許多車輛的OBDⅡ已經與車輛引擎作整合，也就是說，透過OBDⅡ也可以得到許多車輛引擎的資訊。例如，引擎轉速、引擎空燃比、車速甚至車輛油耗等等許多可以應用的資訊。許多玩家也透過泛用型的OBDⅡ轉換擷取模組，如圖2，取得車輛各項參數。例如，就有研究者利用OBDⅡ輸出的資訊來推算車輛污染物的排放量，很厲害吧。其實只要OBDⅡ可以輸出車輛油耗資訊，我們也可以很簡單的推算車輛的碳足跡，算出我們的排碳量。

CAN总线是一种像电话似的通信方法，而OBD2是一种高层协议，可以理解为一种语言。

 連接 OBD2 和 CAN

值得说明的是，OBD2标准指定了的OBD2连接器，可以由5个协议运行。然而，自从2008年以来，CAN总线（ISO 15764）规定了美国出售的所有汽车强制性应用OBD2，这基本消除了其他4种协议。

ISO 15765是指一组限制应用的CAN标准，它是由ISO 11898定义的。ISO11898又被称为为汽车而定的CAN。

另外，OBD2 与其他高层协议如J1939，CANopen有相似。

OBD-II 接口

16針母頭腳位，接口為梯形。部分車款有護蓋，常見的顏色為黑色、白色或藍色。

OBD-II 接口

OBD-II 連接器

通過 OBD-II 連接器可輕鬆地取得汽車中的數據。

SAE J1962 標準中指定兩種 OBD-II 連接器類型 (A 和 B)。

有時也稱為 DLC（Data Link Connector）

CAN-H

CAN-L

OBD-II 接口定義

几乎最近几年生产的汽车都支持OBD2，并且大多数都是基于CAN（ISO 15765）的

OBD-II 接口允許使用五種信號協議； 大多數車輛僅實現一種。 通常可以根據 J1962 連接器上的引腳推斷出協議：SAE J1850 PWM、SAE J1850 VPW、ISO 9141-2 ISO、14230 KWP2000、ISO 15765 CAN-BUS。

OBD-II PID

DTC

 (Diagnostic trouble codes)

特殊診斷故障碼

DTC

1980年車上診斷系統發明後，早期僅能以指示燈形式回報故障發生與否。隨著電腦科技的進步，目前已經能回報各式各樣的實時數據和標準化故障代碼（diagnostic trouble codes，DTC）

DTC 故障代碼分類

主要有四種分類 ：

  • P：動力類 (包含引擎變速箱 )
  • B：車身  (包含空調、氣囊等)
  • C：底盤  (包含 ABS)
  • U：網路(像是無線充電、無線網路)

OBD-II诊断故障代码是4位数字，后跟一个字母

https://www.qclt.com/tw7%E5%9F%B9%E8%AE%AD%E6%95%99%E6%9D%90/%E5%AF%A6%E5%8B%99%E7%B2%BE%E8%8F%AF/9-03.htm

目前來看故障碼的話主要有5個符號組成，第1個符號的話表示的是你的故障範圍，比如說P表示的就是引擎系統和變速箱系統，如果是B的話這個表示的是車身系統。第2個就是一個數字，一般來說表示的是大系統當中的分類，比如說p1表示的就是引擎故障，P2表示的就是變速箱故障，第3個數字的話就表示這一個大系統當中的小系統，比如說P02表示的就是燃油的空氣系統。然後後兩位就是故障碼所表示的故障碼的具體內容。

【1】首位字母表示設置故障碼的系統。當前分配的字母有4個

  • P 代表動力系統
  • B 代表車身
  • C 代表底盤
  • U 代表未定義的系統

 

標準故障代碼

SAE J2010規定了一個5位標準故障代碼，第1位是字母，後面4位是數字。

原文網址：https://kknews.cc/car/x3xvk3g.html

P0

引擎變速箱電腦控制系統由SAE統一制定的故障碼

P1

引擎變速箱電腦控制系統由廠家各自制定的故障碼

P2

引擎變速箱電腦控制系統預留故障碼

P3

引擎變速箱電腦控制系統預留故障碼

C0

底盤電腦控制系統，由SAE統一制定的故障碼

C1

底盤電腦控制系統，由各廠家各自制定的故障碼

C2

底盤電腦控制系統，預留故障碼

C3

底盤電腦控制系統，預留故障碼

B0

車身電腦控制系統，由SAE統一制定的故障碼

B1

車身電腦控制系統，由各廠家各自制定的故障碼

B2

車身電腦控制系統，預留故障碼

B3

車身電腦控制系統，預留故障碼

U0

網路連繫相關故障碼

U1

網路連繫相關故障碼

U2

網路連繫相關故障碼

U3

網路連繫相關故障碼

【2】第2位字符是0、1、2或3，意義如下：

  • 0——SAE(美國汽車工程師協會)定義的通用故障碼：
  • 1——汽車廠家定義的擴展故障碼；
  • 2或3——隨系統字符(P，B，C或U)的不同而不同。動力系統故障碼(P)的2或3由SAE留作將來使用；車身或底盤故障碼的2為廠家保留，車身或底盤故障碼的3由SAE保留。

 

標準故障代碼

【3】第3位字符表示出故障的系統：

  • 1——燃油或空氣計量故障；
  • 2——燃油或空氣計量故障；
  • 3——點火故障或發動機缺火；
  • 4——輔助排放控制系統故障；
  • 5——汽車或怠速控制系統故障；
  • 6——電腦或輸出電路故障。
  • 7——變速器控制系統；
  • 8——變速器控制系統。

標準故障代碼

【4】最後兩位字符表示觸發故障碼的條件。不同的傳感器、執行器和電路分配了不同區段的數字，區段中較小的數字表示通用故障，即通用故障碼；較大的數字表示擴展碼，提供了更具體的信息，如電壓低或高，響應慢，或信號超出範圍。

標準故障代碼

車載系統可能面臨各種安全威脅

三種主要的攻擊方式

  • 透過 OBD-II 進行攻擊：

    • OBD-II 接口是為了讓技術人員能診斷車輛問題而設計的。不過，此接口也允許直接與車輛的電子控制單元 (ECUs) 通訊。
    • 攻擊者可以透過 OBD-II 接口連接特製的裝置，以注入惡意代碼、竄改車輛設定或監控車輛行為。
    • 例如，可以篡改里程表數據、關閉某些安全功能或操控車輛行駛。

  • 透過車載行動網路進行攻擊：

    • 許多現代汽車都內建有行動網路連接功能，使車主能進行遙控、接收即時交通資訊等。
    • 攻擊者可以嘗試入侵這些行動網路連接，從而遙控車輛或竄改車輛設定。
    • 車載系統若未加密或使用弱密碼，可能容易成為攻擊目標。

  • 透過車載 WiFi 進行攻擊：

    • 一些汽車提供車載 WiFi 功能，使乘客能上網。
    • 若車載 WiFi 未設密碼或使用容易被破解的密碼，攻擊者可以輕易連接到車載網絡。
    • 一旦連接，攻擊者可以嘗試尋找系統漏洞，進一步入侵其他車載系統。

https://www.artc.org.tw/tw/knowledge/articles/1815

ODB-3

談了第一代與第二代的OBDⅡ，怎麼跟開頭所講的好像搭不上邊，別急！接下來，就要談到OBDⅢ的出現了。OBDⅡ可以對於車輛污染元件進行監控，但是，問題來了，當車輛故障燈亮起，許多駕駛人基於省錢或者麻煩或者種種原因，可能不會想要立即進原廠進行保養，但此時車輛污染排放可能已經很嚴重了。所以，為了避免有類似的情況產生，而有了第三代的OBDⅢ的概念。

在這概念中，OBD-Ⅲ主要目的是使汽車的檢測、維護和管理合為一體，以滿足環境保護的要求。OBD-Ⅲ系統會分擷取引擎、變速箱、ABS等系統之控制電腦中的故障碼及其他相關資料，再利用小型車載通訊系統，例如：GPS導航系統、3G或無線通信方式將車輛的身份代碼、故障碼及所在位置等資訊自動通告管理單位，如圖3。而這邊的管理單位可能包括保養廠、環保單位或是警政單位。擁有管理權限的部門甚至可以根據該車輛故障問題的等級對其發出指令，包括去哪維修的建議，解決排放問題的時限等。

OBD2的未来

OBD2未来将以何种形式存在呢？

以下两种潜在的途径可能从根本上改变OBD2：

OBD3无线发送测试

在如今这个汽车智能网联的时代，OBD2测试似乎有些麻烦:需要手工进行排放控制，这样检查既费时又昂贵。

OBD3可以为所有汽车添加远程信息处理功能来解决上述问题。

基本上，OBD3给所有的汽车都增加了一个小型的无线电应答器(比如网关)。通过这种方式，车辆识别号码(VIN)和DTCs可以通过WiFi发送到中央服务器进行检查。

现如今，许多CAN和OBD2的设备可以通过Wifi/移动网络完成数据传输——比如CANedge2 Wifi版CAN记录仪。

https://pcbconn.com/%E5%A4%9A%E7%A7%8D%E8%A7%92%E5%BA%A6%E6%9D%A5%E4%BA%86%E8%A7%A3obd2/

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