汽車診斷通訊概述
汽車診斷通訊是一個複雜而關鍵的領域，它依賴於開放系統互相連線（OSI）模型的分層架構和一系列精心設計的標準和協議。通過深入理解這些標準和協定在OSI模型各層的應用，我們可以更好地保障汽車電子架構的高效運作與持續創新。本文將説明您瞭解診斷測試時，OSI模型層的運用以及相關汽車SAE標準。
圖片1：發動機和車輛零件特寫
診斷通訊協定與OSI模型
圖2顯示了一個用於診斷應用的傳統通訊系統。車輛通訊介面（VCI）將診斷測試儀（TST，也稱為掃描工具）和車輛的診斷連結連接器（DLC）相連接。出於診斷目的，TST向車輛發送診斷服務請求，並從車輛接收診斷服務回應。
圖2：帶車輛通訊介面的傳統通訊系統
診斷通訊協議規定了請求和回應。國際標準化診斷通訊協議基於開放系統互相連線（OSI）基本參考模型，該模型將通訊系統分為七層（圖3）。
圖3：開放系統互相連線模型(OSI)的7個層級
診斷通訊的請求和回應是在開放系統互聯模型的應用層（L7）上指定的。L7協議的例子包括CAN上的UDS和UDS上的OBD，其中UDS是統一診斷服務的簡稱，OBD是車載診斷系統的簡稱。ISO 14229-3中規定了統一診斷服務，SAE J1979-2中規定了基於統一診斷服務的車載診斷系統（圖4）。
圖4：根據OSI模型映射的診斷通訊
ZEV時代的OBD系統轉型
隨著汽車行業對環保要求的提升，特別是針對零排放車輛（ZEV）的興起，車載診斷（OBD）系統及其相關標準也在逐步演進。
原本基於SAE J1979標準的車載診斷系統（OBD）主要用於監測和減少傳統內燃機車輛排放有害污染物，如一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、碳氫化合物（HC）和顆粒物（PM）。應用層協議SAE J1979及其CAN上的“車載診斷模式”數十年來一直在保護我們的環境免受有害污染物的影響。
圖5：ISO 14229規定了26種通用診斷服務
隨著監管部門採用了統一診斷服務（UDS），SAE J1979標準被細化為多個部分，其中SAE J1979-2專門用於內燃機車輛，而SAE J1979-3則針對零排放車輛的推進系統。對於零排放車輛，排放相關的故障監測被替換為與推進系統相關的故障監測。
圖6：SAE J1979-3
SAE J1979-3不僅僅是一個具體的OBD規範，它更多地與要求診斷資料和動力總成運算元據標準化的法規相關聯，旨在支持零排放車輛的可維護性、保修合規性、促進零排放車輛二手車市場，以及提供確認車輛符合電池耐久性要求所需的資料。還預示著未來SAE J1979-3的新版本將可能包含更多的ISO 14229服務、子功能、DID以及ZEV相關的DTC。
SAE J1979-3和SAE J1979-2的最新進展
SAE J1979-2和-3都是ISO 14229（統一診斷服務）的變體，但分別限於與排放相關的故障和零排放車輛推進相關的故障，以及相關的診斷資料。
加州空氣資源委員會（CARB）要求採用新的診斷通訊協議：
- SAE J1979-2：從2023年開始實施，到2027年，所有裝有內燃機的車輛都必須支持SAE J1979-2。
- SAE J1979-3：到2027年，所有零排放車輛（ZEV）和插電式混合動力汽車（PHEV）都必須支持SAE J1979-3。
圖7：傳統協議與現代擴展
J1979-2和J1979-3都不支援車輛製造商特定的診斷應用，如標定或刷寫程式。由於性能原因，ISO 14229-5標準化的互聯網協定統一診斷服務（UDSonIP）已成為刷寫程式的最新技術。
