ISO 27145-1:2012 WWH-OBD通信：通用信息与用例定义

ISO 27145-1:2012 标准概述

ISO 27145-1:2012是ISO 27145系列的基础文件，确立了全球统一车载诊断（WWH-OBD）的通信框架。该标准由ISO/TC 22（道路车辆）SC 3分委会制定，提供了支撑整个WWH-OBD通信架构的通用信息和用例定义。

WWH-OBD系统旨在实现车辆车载诊断系统与外部（非车载）通用测试设备之间的标准化通信，支持排放监测和车辆诊断的全球法规要求。第一版取代了ISO/PAS 27145-1:2006。

ISO 27145-1是理解整个WWH-OBD标准系列的入口点。在深入数据字典（第2部分）或消息规范（第3部分）之前，阅读第1部分可以了解有效浏览整个系列所需的基本背景和架构概览。

WWH-OBD架构与OSI模型集成

ISO 27145系列围绕开放系统互连（OSI）基本参考模型（ISO/IEC 7498-1和ISO/IEC 10731）构建，将通信系统分为七个不同的层。这种分层方法确保了诊断通信栈的模块化、互操作性和清晰的关注点分离。

OSI层	功能	WWH-OBD参考
7 – 应用层	诊断服务	ISO 14229-1, ISO 27145-3
6 – 表示层	数据编码和格式化	ISO 27145-2, SAE J1930-DA, SAE J1979-DA, SAE J2012-DA
5 – 会话层	会话管理	ISO 14229-2
4 – 传输层	端到端数据传输	ISO 15765-2 (DoCAN), ISO 13400-2 (DoIP), ISO 27145-4
3 – 网络层	路由和寻址	ISO 15765-2, ISO 15765-4, ISO 13400-2, ISO 27145-4
2 – 数据链路层	帧传输和错误检测	ISO 11898-1, ISO 11898-2, ISO 15765-4, ISO 13400-3, IEEE 802.3
1 – 物理层	电气和机械接口	ISO 11898-1, ISO 11898-2, ISO 15765-4, ISO 13400-3, IEEE 802.3

WWH-OBD架构的一个关键创新是支持多种物理传输技术。标准同时支持基于CAN的诊断（DoCAN — ISO 15765-4）和基于IP的诊断（DoIP — ISO 13400-2），允许车辆制造商为其平台选择最合适的通信技术，同时在应用层保持统一的诊断服务接口。

WWH-OBD中的双传输方式（DoCAN + DoIP）提供了与现有基于CAN诊断工具的后向兼容性，同时为下一代车辆支持基于以太网的诊断提供更高带宽和更灵活的网络能力。这一设计选择为标准适应不断演进的汽车网络架构做好了准备。

WWH-OBD用例定义

ISO 27145-1定义了三个主要用例集群，代表了车辆与外部测试设备之间的核心诊断交互场景。这些用例构成了WWH-OBD系统的功能基础。

用例集群

用例	描述	关键数据元素
UC 1 — OBD系统状态	排放相关OBD系统状态信息	OBD就绪状态、监控完成状态、MIL状态
UC 2 — 激活故障	激活和确认的排放相关故障信息	诊断故障码（DTC）、冻结帧数据、待定故障码
UC 3 — 维修诊断	与维修目的相关的诊断信息	实时数据参数、执行器测试、ECU识别

这些用例旨在与联合国欧洲经济委员会（UNECE）制定的WWH-OBD全球技术法规（GTR）的监管要求保持一致。每个用例定义了外部测试设备可以从车辆OBD系统请求的一组特定的诊断服务和数据元素。

用例UC 3（维修诊断）提供比UC 1或UC 2更广泛的诊断数据访问。出于安全或知识产权原因，车辆制造商可能限制对此用例的访问。标准在保持核心通信协议的同时，允许实现特定的访问控制机制。

车载诊断（VOBD）系统定义

ISO 27145-1引入了车辆车载诊断（VOBD）系统的概念，作为WWH-OBD要求的车上实现。VOBD系统包括三个关键要素：VOBD定义、VOBD数据集和VOBD访问方法。

VOBD定义确定了特定车辆实现上可用的诊断数据元素和服务。VOBD数据集定义了车辆支持的具体数据参数、诊断故障码和监控标识符。VOBD访问方法规定了外部测试设备如何与车辆诊断系统建立通信。

这种三部分结构确保WWH-OBD框架足够灵活，能够适应不同的车辆平台和排放控制策略，同时为通用测试设备保持一致的外部接口。

在开发用于WWH-OBD合规的外部测试设备时，请特别注意VOBD访问方法协商序列。在诊断数据交换开始之前，车辆和测试设备必须就通信协议变体（DoCAN或DoIP）、定时参数和寻址方案达成一致。

工程设计要点

实现WWH-OBD通信需要仔细关注OSI各层之间的交互。从工程角度来看，ISO 27145-2中定义的表示层（第6层）尤其关键，因为它处理所有诊断数据的编码和解码。标准对SAE数字附录（J1979-DA、J2012-DA、J1930-DA）的引用意味着数据定义与协议规范分开维护，允许在需要新诊断参数时快速更新。

会话层（第5层，ISO 14229-2）管理诊断会话状态，包括默认会话、编程会话和扩展诊断会话。WWH-OBD主要用于基本排放相关诊断的默认诊断会话，但可能需要扩展会话用于高级维修功能（UC 3）。

对于车辆制造商而言，实现完整的ISO 27145系列需要与现有诊断实现集成。该标准与ISO 14229-1（统一诊断服务，UDS）的一致性意味着许多WWH-OBD功能直接映射到现有UDS服务，降低了已使用基于UDS诊断的制造商的实现复杂性。

WWH-OBD实现中的一个常见陷阱是对定时要求的处理不充分。DoCAN传输协议（ISO 15765-2）和DoIP协议（ISO 13400-2）具有非常不同的定时特性。测试设备必须设计为能恰当地处理两种定时机制，包括对分段消息的适当超时处理和流控制。

常见问题

问1：ISO 27145-1与WWH-OBD GTR之间的关系是什么？
答：ISO 27145-1实施了UNECE制定的全球统一车载诊断全球技术法规（WWH-OBD GTR）规定的通信要求。该标准将法规要求转化为车辆与诊断测试设备之间通信接口的技术规范。

问2：WWH-OBD与美国使用的OBD-II标准有何不同？
答：WWH-OBD（ISO 27145系列）是一个全球统一标准，旨在将各种区域性OBD要求（美国OBD-II、欧洲EOBD、日本JOBD等）统一到一个通信框架下。虽然OBD-II主要基于SAE J1962/J1979，但WWH-OBD参考相同的SAE数据字典，同时增加了更形式化的OSI分层架构并支持CAN和IP传输。

问3：完整的ISO 27145系列由哪些部分组成？
答：该系列包括第1部分（通用信息和用例）、第2部分（通用数据字典）、第3部分（通用消息字典）、第4部分（车辆与测试设备之间的连接）和第6部分（外部测试设备，截至2012版正在制定中）。

问4：ISO 27145-1适用于电动汽车吗？
答：是的，WWH-OBD框架设计为技术中性的，适用于所有道路车辆，包括电动汽车（EV）和混合动力电动汽车（HEV）。电动汽车的排放相关诊断要求侧重于牵引电池管理系统、电力驱动监控和充电系统诊断，而不是传统的尾气排放。