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1.凭窗详窥车世界！汽车ODB系统全解析

凭窗详窥车世界！汽车ODB系统全解析

阅读提示

抗疫居家隔离的日子，各位读者朋友都有大把闲暇时光。在休闲之余，不妨略费光阴来掌握些许进阶汽车知识：了解原理再观表象，在面对许多汽车相关问题时，必能泰然处之。

ODB（车载诊断）是每车必备，不可或缺的汽车辅助系统，尽管在很多读者眼里，它显得相当“神秘”与“高深”，但其原理并非难以理解。

即使是维修人员，他们中的相当一部分人，尽管能熟练使用部分应用，但就其工作原理而言，也未必能全面了解掌握，而当朋友们掌握了这些知识，这标志着您对汽车的理解，已向前迈进了一大步！

为了让读者能较为轻松地掌握这些知识点，笔者已将大部分晦涩难懂的理论原理，进行形象化的装换与描述，通过理论结合实际的方式为您进行解析。

当您阅读完本期精心制作的图文且有所领悟之后，相信会有非常丰厚的收获。

正如部分小众读者在反馈中所说：“偶尔，我们也还是需要几篇有“营养”的文章。”

本期图文，笔者将容易理解的概念、实用的内容，放在前半部分，稍微“复杂”的内容置于文尾。

前言

汽车是一种与我们日常生活息息相关的交通工具，但无论它有多复杂，都离不开机械与电气系统的协同工作。

从本期图文开始，我们去探索汽车的电气世界，从什么地方谈起呢？

笔者思索再三，我们从全面了解汽车OBD（车载诊断）相关原理与应用开始吧。

对大部分车主来说，ODB确实是一个很专业的词汇，或许我们日常使用的英文缩写称谓，让它显得更加“神秘”。

其实，当车辆启动以后，它无时无刻不在监测车辆实时运行情况，当系统出现异常时，它也会迅速向外界反馈。

整个汽车系统运作是相对封闭的，OBD提供了人车交互的“窗口”，使用户可以随时观察、监控、调整汽车的运行状态。

过去，ODB应用确实仅与维修人员有关，因为，它的主要功能就是为专业人士提供重要的汽车故障诊断信息。

随着时间的推移，原来昂贵的ODB应用设备，现在已变得非常便宜，越来越多的车主，开始使用此类设备来维护爱车的健康运行。

车主借助这个“窗口”，可以与爱车随时进行交流，而沟通的接口就在您的脚边。

另外，国内汽车年审方式已经进入ODB时代，了解ODB的基本工作原理，也有助于车主朋友们顺利通过年检。

汽车的语言

OBD系统简介

OBDS（On-Board?Diagnostics?System）是“车载诊断系统”的缩写，意指能为使用者提供系统自诊断与报告功能，在监控各子系统运行的同时，亦具有车辆相关部件动作控制功能的汽车内置电子系统（包含传输数据使用的标准协议）。

ODB系统处理的基础信息，则是由汽车的“大脑”，行车电脑（ECU，也称发动机控制单元）产生。

严格意义上说，OBD并非是我们想象中的纯硬件系统。确切地说，它是一种以软件系统（包含通讯方法）为主的工作机制，此种机制规定任何品牌汽车，必须以统一的数据格式传送、存储车辆运行的相关数据，并可通过标准数字通信端口与外界进行数据交换。

ODB起源于上个世纪60年代，彼时汽车自主诊断系统非常简易，仅提供故障指示灯警示之类的简单功能，并不具备太多故障定位诊断能力。

随着汽车配置日渐丰富，其电气系统也日趋复杂，对汽车OBD系统管理机制提出了更高要求。

而此时各品牌汽车故障诊断的数据格式却各不相同，这给汽车故障维修造成了很大困扰，维修不同品牌车辆，相关人员就必须了解不同厂家独特的数据格式。。。。。。

20世纪90年代，相关标准化组织、车企、监管机构终于统一ODB标准，这其实就是现在鲜为人知的ODB?1标准（在国内道路上已经找不到这样的汽车了），而本文所解析的ODB，均指已经再次更新的ODB?2版本。

如今的OBD系统，在车辆通电或启动后，可随时监测全车所有相关传感器（汽车越高档，往往传感器越多，这也是为何此类车辆故障信息详尽繁杂的原因）。

当相关子系统运行异常，触发预先设定的故障条件时，ODB系统会根据故障的严重等级，通过仪表板故障灯向驾驶员发出不同的警示信息，提醒用户注意。

与此同时，行车电脑（ECU）会储存详细的故障信息与故障代码，供维修人员在排除故障时调阅，并提供维修完成后的故障信息删除功能。

可以这样来形象比喻：车载电脑/电子控制单元（ECU）是汽车的智慧大脑，而OBD则是交流语言！

如何与汽车“对话”？

OBD就在您身边

OBD?系统与外界发送、接收数据的接口在哪？

其实，该数据接口（DLC）一般位于车内驾驶座附近，通过连接此接口，打开这扇“窗户”，我们可以一窥车辆内部运行的所有详细细节。

◥车内ODB数据接口的典型位置

◥笔者曾拥有过的Jeep?ODB数据接口裸露于方向盘正下方

该接口横截面呈梯形，16针的端口使用标准的ODB协议与外接设备进行通讯。

◥ODB接口的两种连接方式

随着无线技术的发展，除了传统的有线连接方式以外，为使操作人员摆脱线缆长度的限制，出现了蓝牙无线适配器来实现连接功能。

连接注意事项：

★与旧款车型不同，新款车型的数据接口不一定暴露在外，大都会被盖板覆盖；

★该接口使用车载电瓶供电，接口在车辆电源关闭后无法工作。

人车“交流”工具

ODB终端设备

有了数据接口，接下来让我们看看通过什么设备来与汽车进行交互。

目前，市场上主要有三种类型的ODB终端设备：

手持专用终端

台式计算机?/笔记本电脑

移动设备（手机或平板电脑）

使用这些设备，我们可以读取、修改、清除汽车存储在行车电脑内的部分数据，监控车辆的运行状态，是不是很酷？

1.手持专用终端

手持专用终端看起来很像手机，但其实此类设备属于小型专用装置，该设备拥有“即插即用”功能，可直接连接汽车ODB端口，主要功能大都是故障诊断与定位，其优点是便于携带，价格便宜。

因此，我们通常会在较小的维修店看到这样的设备。

其实，不少车主自行购买安装的汽车运行数据显示装置（后有介绍），亦可归属于此种类型设备。区别在于：这种显示装置功能极少，仅能读取部分关键数据，无法对系统内的任何数据进行修改（这也算是一种安全的选择，行车电脑内的数据，若非专业人员，擅自改动可能会毁坏车辆）。

2.台式计算机?/笔记本电脑

基于计算机设备的ODB终端，除了携带不太方便，在安装相关专用应用程序以后，拥有最强大的管理车辆内置系统的能力，强大的硬件支撑使之能下载大量的车辆ODB数据，并且能与其它程序互相进行数据共享，扩展出其它附加功能。

所以，读者朋友们在汽车4S店，常能看到这样的设备出现在维修技师手中。

3.移动设备（手机或平板电脑）

其工作原理基本接近第2种类型的计算机设备，安装相关APP以后，具有相当的灵活性与便携性，

但其数据协同及处理能力稍差。

ODB系统基础应用

汽车ODB系统的基础应用主要集中于四个方面：

1.汽车故障定位与测试

毫无疑问，此项功能是ODB系统为用户提供的最基础，也是最强大的功能之一。

正如我们在第一节所看到的，如今的OBD系统几乎全方位监控了汽车引擎、底盘、车身及绝大部分附件的实时工作情况。

维修人员可以根据故障码对应的故障信息，迅速准确地定位受故障影响的系统及故障所处位置。

不仅如此，利用ODB系统的部件动作模拟测试功能，可以对部分疑难故障进行进一步确认，例如：车辆处于静止熄火通电状态，维修人员可利用其动作测试功能，指令发动机转数表指向指定位置，以确认其功能是否正常。

甚至可以越过行车电脑设定的约束条件，使车辆尾气处理系统直接进行DPF装置的净化再生工作。

某种意义上来，在这种动作模拟测试环境下，行车电脑在ODB系统的协助下，将车辆的控制权完全交由使用者，无条件遵循相关指令，完成指定功能。

2.排放系统监控

中国汽车尾气年检刚引入ODB测试项目不久，车企及部分车主均感受到极大压力。

但其实国内的车主朋友们可能不太清楚，新版ODB系统中最重要的功能之一，就是监测汽车尾气排放水平！

而这种尾气监测方式在国外早已开始，与排放污染水平有关的引擎、三元催化器、颗粒物捕捉器、氧传感器、EGR等系统部件，均被ODB系统实时监控，当车辆尾气排放出现异常时，车载电脑（ECU）会记录相关信息，仪表盘故障灯亮起的同时，部分车型引擎甚至还会被系统限制输出功率！

由于该系统监测属于闭环运行，除了厂家以外，外界较难干预，因此从技术上说，想通过欺骗手段通过车检的朋友可能很难蒙混过关了。

Tips：最近部分知名汽车生产厂商，被曝排放测试而被重罚，其基本操作就是修改与ODB系统有关的代码或数据，从而达到欺骗检测设备的目的！

但笔者感觉几乎所有媒体并未对此有过详细解析。

您既然知晓了ODB系统基本工作原理，就会明白：这种源自底层的，仅能由厂方完成，普通商家根本不具备这样的技术能力，因此证据确凿，被罚不可逃避!

了解汽车基本原理，是否能让您解读车事更透彻深入？

3.汽车实时数据采集

对汽车运行情况实时跟踪监测，不仅在排除汽车故障时对维修人员非常有效。

对于普通车主，亦可以利用此类应用，维护爱车健康运行。

在终端设备章节，笔者提到过一类适合于普通车主使用的简易显示终端，正是通过此类设备，您可以实时观察到电瓶电压、引擎水温、引擎转数等重要数据。

这有助于驾驶者随时监控爱车工作状态，及时发现故障隐患，寻求维修服务。

4.汽车控制系统优化

◥厂家升级行车电脑系统?解决售后问题

与电脑或手机类似，行车电脑（ECU）可以重新进行编程，厂商可以通过ODB接口对系统进行升级，通过升级相关程序能不断优化系统。这就是我们在购买新车以后，偶尔会被4S店召回，升级相关系统的原因。

此举可以解决制造厂商在产品投放市场前，于设计或路试中未发现的问题，例如：因控制程序设置的参数不合理，高原低氧环境引起发动机动力输出不足的现象。

◥性能玩家升级系统

而另一方面，一些追求引擎极致性能的玩家，也会使用第三方专用程序，修改厂家预设的代码或数据，从而实现大幅提升原厂发动机功率与扭矩输出的目的！

揭秘ODB数据

“令人恐惧”的故障码

笔者亲历过好几次这样的事情，一位朋友在电话中焦急地说：“我的车坏了，修理店检查出故障码P0302！”，仿佛天塌！

其实，那不过是ODB系统正常反馈故障信息的表现而已。

此章节将是我们技术类图文必然会存在“难点”部分，它涉及到计算机通信方面的相关知识，但请各位读者无须忧虑，笔者在解析中，将会隐去较为复杂的协议与编码部分，用简化后形象的讲解方式，确保您能大致了解其工作原理。

也许，这种方式不够严谨，但对于入门读者来说，是最好的学习方法。

花几分钟，掌握这几百字的核心内容，您会很有收获。或许，当爱车故障需要维修时，至少某些人骗不了您。

笔者早年曾涉足过计算机串行端口开发的编程工作，偶然机会研究过ODB通信方式，其实非常有趣，定不枯燥！

1.ODB服务类型

ODB终端通过向车载电脑提交不同的数字代码，以交互应答的方式获取不同的服务，当然，此类通信肯定是以数字方式进行。

我们可以从下图中看到，ODB系统可以提供多种不同功能的服务，但我们只需关注03（红√处）代表的含义即可。

◥ODB系统支持的10项“对外”服务

Tips：绝大多数ODB服务均与汽车排放污染水平有关，可见如果ODB技术介入汽车尾气检测，试图作弊者几乎无机可乘！

通过ODB系统，您也可以查询车辆数据，例如：总计行驶时间、总计行驶里程、点火次数、故障次数等许多非常重要的信息，这在您购买二手车时，或许会提供巨大的帮助。

09项服务能读取厂商出厂预设的车辆识别代（VIN）（车辆身份证），某种程度能防止欺骗情况的发生！

言归正传，我们以代码03（显示故障码服务）为例，来观察ODB系统是如何工作的。

笔者以模拟人类对话的场景来说明（双方均使用标准ODB协议进行交互，记住，它是发动机与外界沟通的语言）：

终端设备：“请给我提供03号服务(显示系统存储的故障码)”

车载电脑：“03号服务,显示系统存储的故障码，请等等，查找中。。。”

车载电脑：“有结果了，准备好接受了吗？”

终端设备：“连接正常，我等着呢”

终端设备：“以下是查询结果信息，请查收。。。。。。”

数据通过网络连接线缆，立即被发送到提出查询请求的终端设备（其它类型服务类似，不过如此而已）。

是不是很容易理解？

查询设备与车载电脑通过ODB语言不断“对话”，相互配合完成指定工作。

2.故障码格式

接下来，我们来研究本文最后的一个“难点”，它比第一点仅“复杂”些许，我们仍以实例的方式来说明。

故障代码是由一个字母后跟四位数字组成：

格式为：P0302（字母+四位数字）

①字母代表故障类型分类；

②第一位数字代表故障信息格式；

③第二位数字代表故障所在子系统；

④第三、四位数字代表具体故障位置与原因。

与第一点原理相同，不同的含义均由不同的数字表示，并且是固定的（有表可查），所以我们只需要了解其基本构成即可。

上接第一点举例：如果车载电脑此时传回“P0302”这样的故障码，那是什么含义呢？

一张图您就能完全理解！

◥故障代码示例?注意（红√）选取项目

没有什么能比这张图更能说明问题了。

P0302故障码=P（动力/传动系统类故障）+0（国际标准格式故障）+3（点火子系统）+02（引擎第二缸点火失败）=您的爱车出现“动力系统中引擎第二缸点火失败”故障

那么我们该做什么？

很简单了，去检查您爱车引擎的第2缸的缸线、火花塞、喷油嘴，或许就能立即排除故障。

如果此时有人说，汽车电瓶需要换新的，那一定是有“猫腻”了！

看起来很神秘复杂的工作机制，这样方式来解析，大家应该不难掌握吧？

接下来，笔者给出几个实例，供有兴趣的读者“研究”，如果您能参照上图，将前2位字母数字含义解读出来，您已经初通ODB故障码了！

示例：

P0201-引擎第1缸喷油嘴控制线路失效

C0710-底盘转向机构故障

B1671-车身电池模块电压超出范围

注：不同车型，故障现象表达或有差异，但基本原理一致。

3.数据传送方式

最后一小节有趣的内容了解即可，数据传送方式涉及计算机网络通信知识，在这里笔者就不深入介绍了，我们不需要了解诸如“十六进制”、“报文”等生涩的专业术语，仅为大家奉上一张直观的示意图，足以使您了解ODB数据传送的方式。

◥ODB信息是如何在线缆中传送的

车载电脑与终端设备通过能相互理解的“语言”（ODB系统协议）进行沟通，使用这样的“信封”（专业术语为“报文”）进行通讯，将一封封内含我们需要内容的“快递”发送给我们。

看见这个信封里有我们熟悉的那个故障信息了吗？

总结

汽车ODB系统工作机制较为复杂，但通过本图文的解析，其工作原理并不会使人非常难以理解。

如果您掌握了本期图文全面解析的汽车ODB系统工作原理，是否会有这样深刻的体会：如果没有ODB系统的保障，大量装备先进电气设备的现代汽车是很难进行维护保养的！

而实际上该系统的应用，也远不局限于文中总结的那些狭窄的领域。

对于行业用户来说，作为汽车最底层的数据采集平台，结合诸如以华为5G为代表的现代高速数据通讯技术，ODB系统可与多种应用系统整合，构建物联网属性的超大型网络应用平台。

例如：通过云技术+GPS技术提取每台运行车辆的实时运行数据，就能对庞大的车队进行有效地管理，不但能实时定位车辆的运行轨迹，还能实时掌握运行车辆各系统的工作状况，诸如平均油耗、怠速总时间等各方面的数据，甚至还可根据故障码情况，对车辆进行远程故障诊断与维修。

这类应用系统对于有效管理车队，控制运营成本、提高作业安全性都有非常良好的作用。

而对于普通车主，了解ODB排放检测功能的基本原理后，对车辆年审车检应有所准备。

在爱车上线年检前，对其尾气排放控制不自信的车主，应提前有针对性地对车辆尾气污染控制水平进行检测，确保顺利通过环保车检。（应将燃油质量因素考虑进去，ODB系统不检测燃油质量）。

日常用车环节，我们亦可安装简易ODB显示装置监控爱车运行，在车辆有故障前兆时，及时进行干预。

同时，掌握本期图文基本内容以后，对于车辆维修过程中存在的某些“猫腻”，您也具有了一定的鉴别能力！

祝各位身体安康，早日重返工作岗位。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。