通用诊断扫描工具简介

概述

我国轻型汽车污染物排放限值及测量方法（国六阶段）中车载诊断系统（以下简称OBD系统）章节规定，轻型汽车生产企业使用标准诊断连接串行接口，获取所有与排放相关的OBD信息，包括与汽车排放有关的部件检查、诊断、维护或修理时的所有故障代码。所有轻型汽车不依靠从生产企业获得的访问码或类似设备就可进行OBD信息访问，访问到的所有数据流资料包括使用的全部故障代码应符合汽车行业标准要求。此功能通过SAE J1978规定的通用诊断扫描工具（以下简称Scan tool）实现，其中排放相关诊断服务根据ISO 15031-5/SAE J1979标准定义，以此达到法规要求的无限制和标准化访问。

背景

随着排放法规加严,车辆性能提高，车辆控制器（以下简称ECU）数量与日俱增，控制器之间数据共享、售后故障维修、下线配置、防盗匹配，以及ECU刷新等都需要通过车身通讯实现，Scan tool主要用于实现其中与排放相关的诊断通讯功能。早期通讯协议没有标准化，不同的车辆厂商使用不同的通信协议，并且提供的解析工具也异常昂贵，因此车辆维修店很难分析和维修所有类型车辆。美国汽车工程学会（以下简称SAE）在2002年建立了SAE J2534标准，以推动车辆厂商实现后市场的标准化。主要包含以下几方面内容：  

通讯协议

诊断接口

SAE J2534设备

输出内容

一、通讯协议

SAE J2534标准不考虑ECU使用的通信协议，所有类型ECU只使用一种工具（称为通过式设备“pass-thru device”），即可读到ECU内部数据，其使用方式见图1所示。支持的通信协议包括：ISO 9141-2、ISO14230 (KWP2000)、SAE J1850、CAN (ISO11898)、ISO 15765-4、SAE J2610、J1939等。国六排放轻型汽车Scan tool功能，要求采用ISO 15765-4定义的标准协议，早期使用的基于ISO 14230-4标准的K-Line通讯方式，通讯效率较低，已较少使用，ISO 15765-4标准为CAN通讯方式，属于网络型分布，具有更强的可扩展性。  

图1 SAE J2534连接方式

二、诊断接口

J2534设备和ECU之间的连接符合SAE J1962标准的连接器。国六排放轻型汽车规定使用的“类型A”，为梯形16针防插错连接器，如果设备接口方向不对将无法插入，防止错误插入导致的短路或其它故障状态影响使用。如图2所示，左边为SAE J1962连接器公头，为SAE J2534设备一部分；右边为SAE J1962连接器母头，为车辆上安装的标准化诊断接口。

图 2 SAE J1962标准“类型A”连接器

SAE J1962标准对连接器每针使用目的都进行了规定，包括供电电压，其中Pin6和Pin14为ISO 15765-4 CAN通讯，用于Scan tool功能，如图3。诊断接口应安装在驾驶员足部区域，由车辆中控台和驾驶员一侧的车身包围范围中，不应高于方向盘的最低位置，安装位置满足：当技术人员“蜷缩”着进入车辆驾驶员一侧时容易接触到的位置。如果接口被覆盖，覆盖层应贴上标签，并不借助任何工具可直接用手取下。总而言之，诊断接口应安装在技术人员很容易发现的位置。  

图 3 SAE J1962连接器各PIN脚定义及车辆安装位置示例  

三、SAE J2534设备

PC和J2534硬件设备可自由选择连接方式，可使用RS-232、USB、以及无线以太网（Ethernet）、蓝牙（Bluetooth）等连接，其中USB为最常见形式。Scan tool中常用工具：MongoosePro，ValueCAN，Basic-xs等，均使用USB接口，见图 4所示。

图 4 Scan tool中SAE J2534设备

J2534硬件设备需连接到一台装有来自车辆厂商应用程序编程接口的标准电脑（以下简称PC），SAE J2534标准中应用编程接口API（Application Programming Interface）和DLL（Dynamic Link Library）由硬件工具开发人员提供，用来处理与PC的通信。

四、输出内容

国六法规J.6.4章节明确规定需按SAE J1979的要求实施相关标准化功能，即Scan tool中标准化的输出内容。SAE J1979标准定义了车辆OBD诊断系统与外部测试设备之间的有关排放相关通讯内容，包含10种诊断服务，Service $01~Service $0A，ISO 15765-4不支持Service $05服务，Service $08服务法规没有要求，详细内容见表1所示。图5为Scan tool Service $01服务数据流输出示例，包含准备就绪状态PID 01，转速PID 0C，车速PID 0D等实时信息。

表1 Scan tool标准化输出内容

图5 Scan tool Service $01数据流输出示例

总结

扫描工具Scan tool为通用型诊断仪，所有国六排放轻型车必须满足，简单示例如图6所示。Scan tool主要用于OBD系统支持的监测项诊断结果的输出；故障发生时，Scan tool输出对应的故障代码以及故障发生时刻冻结帧信息，便于售后维修保养。

图6 Scan tool方式