ISO 27145-3:2017 — 全球统一车载诊断 — 第3部分:通用消息字典

WWH-OBD 统一诊断服务和消息格式标准详解

1. WWH-OBD 通信的范围与概述

ISO 27145-3:2012 定义了全球统一车载诊断(WWH-OBD)通信要求的通用消息字典。ISO 27145 系列这一部分规定了适用于 WWH-OBD 的统一诊断服务(UDS),包括消息格式、服务标识符、数据参数、应用层协议、表示层格式化和会话层管理。WWH-OBD 代表了跨欧洲、北美、日本、韩国和中国等主要汽车市场的车载诊断法规的里程碑式统一,使单一车辆设计能够满足全球多个法规要求。

该标准具体规定了电子控制单元(ECU)应如何响应来自外部测试设备的诊断请求。它涵盖四个基本诊断服务:ReadDataByIdentifier(服务 ID 0x22)用于读取传感器值、计算参数和系统状态信息;ReadDTCInformation(0x19)用于检索带有相关状态和冻结帧数据的诊断故障码;ClearDiagnosticInformation(0x14)用于在维修后重置 DTC 和监控状态;RoutineControl(0x31)用于启动或停止车载诊断测试。这些标准化服务确保所有车辆制造商的一致诊断接口。

WWH-OBD 统一了欧洲、北美、日本、韩国和中国的车载诊断法规,使单一车辆设计满足多个法规要求。通用消息字典确保任何合规扫描工具可与任何合规车辆通信。
服务 ID 服务名称 描述 典型用例
0x14 清除诊断信息 清除 DTC 和存储数据 完成维修后
0x19 读取 DTC 信息 读取诊断故障码 识别故障条件
0x22 按标识符读取数据 读取诊断数据参数 监测传感器值
0x31 例程控制 启动/停止诊断例程 运行车载测试

2. 消息结构与协议要求

通用消息字典建立了标准化消息格式,包括请求和响应消息结构、时序参数和寻址方案。物理寻址支持与特定 ECU 的点对点通信进行详细诊断,功能寻址允许向所有 ECU 广播进行全局请求。该标准规定了服务器(ECU)响应时间(P2 参数)和客户端(测试设备)响应时间(P3 参数)的详细时序要求,对确保不同制造商的车辆和诊断工具间的互操作性至关重要。WWH-OBD 的典型 P2 时序为标准响应 50 毫秒。

应用层通过 ReadDataByIdentifier 服务支持大数据集的分段传输——当请求数据超过最大消息长度时,ECU 自动分段响应,测试设备重组分段。表示层定义数据转换规则,使用标准化转换公式和查找表将原始传感器值缩放和转换为工程单位。会话层管理诊断会话,包括默认会话、编程会话和扩展诊断会话,各有不同时序参数和服务可用性。会话超时(S3 参数)在指定时间内无诊断通信时自动终止扩展会话。

时序要求对 WWH-OBD 合规性至关重要。P2 参数(服务器响应时间,通常 50 ms)和 P3 参数(客户端响应时间)必须严格实现,以确保不同制造商车辆和测试设备间的互操作性。不正确的时序实现是互操作性失败的常见原因。

该标准规定了 ISO 27145-3 与 ISO 14229-1 定义的 UDS 基础协议之间的关系。WWH-OBD 使用完整 UDS 服务集的子集,对消息长度、时序参数和数据格式有特定约束以实现全球统一。第 3 部分还引用了 ISO 27145-2 中定义的通用数据字典,该字典为可通过诊断服务访问的所有数据参数提供标准化定义。

3. 汽车诊断系统的工程见解

在 ECU 固件中实施 ISO 27145-3 需要仔细关注该标准与 ISO 14229-1 中 UDS 协议的关系。WWH-OBD 的 UDS 服务子集有意限制以确保通用兼容性,但这也意味着完整 UDS 中的一些高级诊断功能可能无法单独通过 WWH-OBD 访问。车辆制造商可在同一 ECU 中同时实现 WWH-OBD 和制造商特定 UDS 服务,WWH-OBD 服务提供受法规强制的最低诊断功能,专有服务提供经销商级诊断的增强功能。

该标准中的资料性附件为开发者提供了宝贵的实际诊断服务序列示例。这些示例演示了读取带有状态信息的 DTC、访问故障发生时捕获的冻结帧数据、执行氧传感器监测测试和进行系统监测测试的完整消息流程。每个示例包括精确的请求和响应消息字节及解释每个字节功能的注释。彻底理解这些示例对于正确实施至关重要,因为它们说明了每个服务在实际诊断场景中的预期用途。

标准化的消息字典使任何制造商的售后扫描工具都能与任何符合 WWH-OBD 的车辆通信。这种通用互操作性大大简化了全球范围内的车辆维修和排放检查,减少了对制造商特定诊断设备的需求及其相关成本。

在 ECU 固件或诊断扫描工具软件中实现协议的软件开发人员应使用标准的详细消息格式规范作为主要参考。标准中定义的否定响应码在请求无法处理时提供重要诊断信息——常见代码包括 serviceNotSupported、requestOutOfRange 和 conditionsNotCorrect。正确处理这些否定响应对于稳健的诊断通信至关重要。该标准还规定了每个服务中的子功能参数,用于针对特定用例修改服务行为。

常见问题

问:WWH-OBD 和传统 OBD-II 有何区别?
答:WWH-OBD 在全球范围内统一诊断要求,而 OBD-II 主要是美国法规。WWH-OBD 包括增强的通信协议和标准化消息格式。
问:ISO 27145-3 定义了诊断连接器吗?
答:不,诊断连接器硬件和电气规范在 ISO 27145-4 中定义。第 3 部分专注于消息字典和应用层通信协议。
问:WWH-OBD 中的 P2 时序参数是什么?
答:P2 是标准诊断请求的最大服务器(ECU)响应时间。对于符合 WWH-OBD 的 ECU,通常为从接收请求到传输响应的 50 毫秒。
问:WWH-OBD 可通过以太网物理层通信吗?
答:可以,WWH-OBD 支持 CAN(ISO 15765-4)和以太网(ISO 13400)传输协议。

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