1、StraBenfahrzeuge Diagnosesysteme Anforderungen fr den Austausch digitaler Informationen 2! Identisch mit IS0 9141 : 1989 Die Internationale Norm IS0 9141,1.Ausgabe,1989-lO-Ol,Roadvehicles; Diagnostic systems; Requirements for interchange of digital informa- tion“, ist unverndert in diese Deutsche No
2、rm bernommen worden. DIN IS0 9141 Nationales Vorwort Diese Internationale Norm wurde von der Arbeitsgruppe iSO/TC 22/SC 3/WG 1 ,Diagnostic questions, serial data communication“ unter deutscher Federfhrung erstellt. Internationale Patentklassifikation B 60 R 16/02 B 60 R 27/00 B 60 S 5/00 G O1 M 17/0
3、0 Fortsetzung Seite 2 bis 12 Normenausschuf3 Kraftfahrzeuge (FAKRA) im DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. einverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH. Burggrafenstrae 8,lOW Berlin 30 DIN IS0 9141 Apr 1992 Preisgr. 10 Vertr.-Nr. 2210 04.92a DIN1 DIN IS0 9141 92 2794442 03bb30 982 IB Seite 2 DIN
4、 IS0 9141 Deutsche bersetzung StraBenfahrzeuge Anforderungen fr den Austausch digitaler Informationen Diagnosesysteme Seite Inhalt Vorwort 2 Einfhrung 2 1 Anwendungsbereich und Zweck . 3 2 Verweisung auf andere Normen . 3 3 Begriffe . 3 4 Allgemeine Anforderungen 3 5 Signal- und Kommunikations-Festl
5、egungen 4 6 Initialisierung der ECU vor der seriellen Kommunikation 4 7 Vorsatz 8 9 Anforderungen an das ECU . 11 1 O Anforderungen an die Verdrahtung . 12 8 Anforderungen an das Diagnose-Prfgert . 9 vonnrort Die IS0 (Internationale Organisation fr Normung) ist eine weltweite Vereinigung nationaler
6、Normungsinstitute (ISO-Mit- gliedskrperschaften). Die Erarbeitung Internationaler Normen obliegt den Technischen Komitees der ISO. Jede Mitglieds- krperschaft, die sich fr ein Thema interessiert, fr das ein Technisches Komitee eingesetzt wurde, ist berechtigt in diesem Komitee mitzuarbeiten. Interna
7、tionale (staatliche und nichtstaatliche) Organisationen, die mit der IS0 in Verbindung stehen, sind an den Arbeiten ebenfalls beteiligt. Die von den Technischen Komitees verabschiedeten Entwrfe zu Internationalen Normen werden den Mitgliedskrperschafen zunchst zur Annahme vorgelegt, bevor sie vom Ra
8、t der IS0 als Internationale Normen besttigt werden.Sie werden nach Ver- fahrensregeln der IS0 angenommen, wenn mindestens 75% der abstimmenden Mitgliedskrperschafen zugestimmt haben. Die Internationale Norm IS0 9141 wurde vom Technischen Komitee ISOITC 22 .StraBenfahrzeuge“ erarbeitet. Einfhrung Di
9、e Internationale Norm wurde in Hinblick folgenderwnschenswerter Merkmale der Diagnose von elektronisch gesteuerten Fahrzeugsystemen erstellt: 1. Festlegung von elektrischen Anforderung an ein Diagnosesystem, so da6 eine den hier spezifizierten Mindestanforderun- gen entsprechende diagnostische Ausrs
10、tung kompatibel mit jedem nach diesen Festlegungen konstruierte Fahrzeug- Diagnosesystem ist. 2. Begrenzung der Anzahl der Kontakte an elektronisch gesteuerten Systemen fr uni- und bidirektionale Diagnosekommu- nikation. 3. bertragung von erkennbaren Informationen, als auch Informationen ber den Bet
11、riebszustand, einschlie6lich der Ist-und Sollwerte von Parametern. Die Diagnosekommunikation soll einen oder mehrere folgender Zwecke erfllen: a) Ermitteln, ob ein System korrekt funktioniert. b) Durchfhrung einer Inspektion. c) Feststellen von Abweichungen von Spezifikationen um eine konomische Rep
12、aratur zu ermglichen. d) Besttigen, da6 ein System wieder hergestellt ist und korrekt betrieben wird. e) Zurcksetzen oder Einstellen der Betriebswerte einer elektronischen Steuereinheit (ECU), in voller bereinstimmung mit den Anweisungen des Fahrzeugherstellers. f) Ausgeben von aufgezeichneten Infor
13、mationen bezglich Service-Leistungen. Dies kann durch einen oder mehrere der folgenden Wege erreicht werden: a) Identifizierung der Komponenten eines Systems. b) Ausgabe von diagnostischen Informationen von einer elektronischen Steuereinheit. c) Prfung vieler verschiedener Sensor- und Betriebswerte.
14、 d) Ausfhrung spezifischer Aktionen. e) nderung von Daten, die in der ECU gespeichert sind, in voller bereinstimmung mit den Anweisungen des Fahrzeug- herstellers. DIN1 DIN IS0 91Y1 92 m 2794442 OLbb31 819 m 1 Anwendungsbereich und Zweck Diese Internationale Norm legt die Anforderungen fest, die bei
15、m Erstellen des Austauschs digitaler Informationen zwischen elektronischen Steuereinheiten (ECUs) von Straenfahrzeugen und geeigneten Diagnose-Prfgerten zu bercksichtigen sind. Diese Kommunikation wird her- gestellt, um die Kontrolle,das diagnostische Prfen und das Einstellen von Fahrzeugen,Systemen
16、 und ECUs zu erleichtern. Diese Internationale Norm ist nicht anwendbar, wenn system-spezifische Diagnoseausrstung verwendet wird. Diese Internationale Norm ist bei Verwendung von Blink- Code-Techniken nicht anwendbar. 2 Verweisungen auf andere Normen Die folgenden Normen enthalten Festlegungen, die
17、 durch Bezugnahme zum Bestandteil von IS0 9141 werden. Die angegebenen Ausgaben sind die beim Erscheinen von IS0 9141 gltigen. Da Normen von Zeit zu Zeit berarbeitet werden, wird dem Anwender empfohlen, immer auf die jeweils neueste Fassung der zitierten Norm zurckzugreifen. IEC- und ISO-Mitglieder
18、haben Verzeichnisse der jeweils gltigen Ausgabe der Internationalen Normen. IS0 4092 : 1988 Road vehicles; Diagnostic systems for motor vehicles; Vocabulary IS0 7637-0 : 1984 Road vehicles; Electrical interference by conduction and coupling; Part O: General and definitions 3 Begriffe Folgende Begrif
19、fe gelten fr diese Internationale Norm: 3.1 Kontrolle Definition nach IS0 4092 3.2 Prfung Definition nach IS0 4092 3.3 Diagnose Definition naph IS0 4092 3.4 Diagnose-Prfgert Definition nach IS0 4092 Dieses nicht eingebaute Gert darf im Fahrzeug verwendet werden. 3.5 System Ein Aufbau von Bauelemente
20、n, der eine spezifische Funk- tion ausfhrt, z.B. eine ECU mit den dazugehrenden Gebern, Stellgliedern und Verbindungen. 3.6 ECU Abkrzung von Electronic Control Unit (elektronische Steuerein heit). 3.7 Bus Ein oder mehrere Leiter, die zwei oder mehrere ECUs zum Zweck der Kommunikation mit dem Prfgert
21、 miteinanaer verbindet. 3.8 NRZ Abkrzung fr Non Return to Zero (ohne Rckkehr nach Null). Eine Methode der Darstellung von Binrsignalen,in der kein Wechsel der Signalpegel zwischen zwei aufeinander folgenden Bits desselben logischen Pegels stattfindet. DIN IS0 9141 Seite 3 3.9 Baudrate Anzahl der Bin
22、rzeichen, die je Sekunde auf einer Leitung gesendet werden. 3.10 LSB Abkrzung fr Least Significant Bit (niederwertiges Bit). 3.11 MSB Abkrzung fr Most Significant Bit (hchstwertiges Bit). 3.12 Initialisierung Der Vorgang, eine ECU zum Start der Kommunikation zu aktivieren. 3.13 Schlsselwrter Kennung
23、 eines Satzes von Spezifikationen der nachfol- genden seriellen Kommunikation. Dieser Satz von Spezifikationen definiert: - die spezifische Funktion jeder Kommunikationsleitung, - das Format der digitalen Kommunikation, wie das Proto- koll, Anzahl und Bedeutung aller auszutauschenden Wrter, und - da
24、s Datenformat, wenn eine Neu-Definition erforderlich ist, wie die Baudrate, Datenkodierung, Wortlnge. 3.14 Kennsatz Die erste Gruppe serieller Daten,die zum Diagnose-Prfge- rt nach der Initialisierung (falls erforderlich) gesendet wird bevor der weitere Datenaustausch stattfindet. Der Vorsatz besteh
25、t aus Baudraten-Synchronisations- muster und Schlsselwrter. 3.15 Bitzeit Dauer einer Informationseinheit. 4 Allgemeine Anforderungen 4.1 ECUs mssen eine (K) oder zwei (Kund L) Kommuni- kationsanschlsse fr die Kontrolle, Prfung und die Diagnose aufweisen. Die Batteriespannung VB und die gemeinsame Rc
26、kleitung G mu entweder von der ECU oder vom Fahrzeug dem Diagnose-Prfgert bereitgestellt werden. Wenn die Leitungen Kund Lvon zwei oder mehreren ECUs zusammengeschaltet sind, wird das daraus gebildete System ein Bussystem genannt. Die Leitung Kist definiert als die Leitung, die die Informatio- nen i
27、n serieller und digitaler Form von der ECU zum Diagnose- Prfgert liefert. Die Leitung K darf auch bidirektional genutzt werden. In diesem Fall darf sie auch Befehle oder Daten vom Diagnose-Prfgert zur ECU bertragen. Die Leitung K darf auch zur Initialisierung der seriellen Kommu- nikation verwendet
28、werden. Die Leitung L ist definiert als unidirektionale Leitung vom Diagnose-Prfgert zur ECU. Wenn vorhanden, darf diese zur Initialisierung der seriellen Kommunikation undloder zur bertragung von Befehlen undloder Daten verwendet werden. Aus dem Vorgenannten geht hervor, da6 die Kommunika- tion auf
29、 Leitung K unidirektional oder bidirektional erfolgen darf, Leitung L vorhanden oder nicht vorhanden sein darf, und da nur die folgenden vier Anordnungen verwendet werden drfen: 1. Bidirektionale Leitung K mit unidirektionaler Leitung L; 2. Unidirektionaler Leitung K mit unidirektionaler Leitung L;
30、3. Bidirektionale Leitung K ohne Leitung L; 4. Unidirektionaler Leitung K ohne Leitung L. DIN1 DIN IS0 9141 92 Seite 4 DIN IS0 9141 Bei jeder dieser Anordnungen darf, alternativ zur Verwen- dung der Leitungen K und L, eine andere Initialisierung angewandt werden. ECUs, die eine der oben genannten An
31、ordnungen nutzen und nicht frei laufen, drfen mit den entsprechenden Kom- munikationsleitungen an einen Bus angeschlossen werden. Bild 1 zeigt die verschiedenen, mglichen Systemformen und die Aufgaben der Kornmunikationsleitungen K und L. 4.2 Wenn ECUs eines Typs oder ECU-Typen in Kombina- tion an e
32、inen Bus angeschlossen sind, mu6 der Systemkon- strukteur sicherstellen, da6 die Anordnung korrekt arbeiten kann. Z. B. drfen die Daten einer ECU eine andere am Bus angeschlossene ECU nicht zur seriellen Kommunikation initialisieren. Ein Initialisierungssignal darf nicht verur- sachen, da6 mehr als
33、ein ECU gleichzeitig antworten. Jedoch drfen eine Anzahl am Bus angeschlossene ECUs ansprechen, wenn diese dann in der richtigen Weise nacheinander antworten. Falls die Leitungen Kund Lfr andere Zwecke als Kontrolle, Prfung und Diagnose verwendet werden, mu6 dafr gesorgt werden, da6 Datenkollision u
34、nd fehlerhafte Funk- tion in allen Betriebsarten vermieden werden. Bild 2 zeigt die mglichen Busverbindungen verschiedener ECU-Typen, einschlieBlich verschiedener Einrichtungen zur Initialisierung. 5 Signal- und Kommunikationsfestlegungen 5.1 Signal 5.1.1 Sowohl ECUs als auch Diagnose-Prfgerte mssen
35、, zum geeigneten Betrieb der seriellen Kommunikation,jeder der folgenden logischen Zustnde korrekt ermitteln: - Logisch “O, entspricht einer Spannung auf der Leitung von weniger als 20% VB fr Sender, bzw. 30% VB fr Empfnger. - Logisch ,l“, entspricht einer Spannung auf der Leitung von mehr als 80% V
36、B fr Sender, bzw.7090 VB fr Emp- fnger. AuBerdem mu6 die Flankenzeit kleiner als 10% der Bitzeit sein. Die Flankenzeit bei Sendern ist definiert als die Zeit,in der sich die Spannung von 20% auf 80% und 80% auf 20% von VB ndert. Bei NRZ-Code ist die Bitzeit definiert als die Hlfte desZeit- raums zwi
37、schen den 50 Yo-Durchgngen der Spannungs- nderungen einanderfolgenden, steigenden oder einan- derfolgenden, fallenden Flanken von logisch ,la- und Die Bilder 3 und 4 zeigen die Grenzabweichungen der Signalspannungen. Elektrische Eigenschaften von Diagnose-Prfgerten siehe Abschnitt 8.3 und die der EC
38、Us siehe Abschnitt 9.2. 5.1.2 Aus gegenwrtigen wirtschaftlichen Grnden mu6 die Baudrate auf 10 kBaud begrenzt werden. Diese wird gendert, wenn technische und wirtschaftliche Faktoren dies erlauben. Die minimale Baudrate betrgt 10 Baud. Die bertragungsgeschwindigkeit des AdreBcodes, falls vorhanden,
39、(siehe Abschnitt 8.3) betrgt 5 Baud. logisch ,O“-Bits. 2794442 0169632 755 9 5.2 Kommunikation 5.2.1 Bild 5 zeigt die verwendeten Schaltbilder. 5.2.2 Die Kapazitt von Diagnose-Prfgert mit Leitun- gen, CTE, darf 2 nF nicht berschreiten. Die Summe der Eingangskapazitten aller ECUs am Bus (CECU), der K
40、apazitt der seriellen Fahrzeug-Kommuni- kationsleitung (COSW), die Kapazitt des Diagnose-Prf- gerts mit Leitungen (CTE) und die Baudrate, BR (NRZ- Code), mssen nach folgendem Zusammenhang gewhlt werden: 10-4 BRI 1 CECUi + COBW 4- CTE i=l Fr 24V-Systeme mu6 der Wert von BR durch 2 geteilt werden. Wen
41、n das Rechenergebnis zu einer Baudrate ber 10 kBaud fhrt, muBAbschnitt 5.1.2 angewendet werden. Zum Beispiel kann ein System folgendermaBen gewhlt werden : n =5 (Anzahl der ECUs) CECU =2nF COSW = 3 nF Dann ist BR 5 6,6 kBaud. 6 Initialisierung der ECU vor der seriellen Kommunikation Fr die ECUs, die
42、 initialisiert werden mssen um mit dem Diagnose-Prfgert zu kommunizieren, darf die Initiali- sierung durch eine der folgenden Methoden erfolgen: - Durch besondere, externe Einrichtungen, andere als Leitung K oder Leitung L (z.B. eine Anordnung von Sensoren, Druckknpfen oder das Einschalten der Zndun
43、g); - Durch eins der folgenden Initialisierungs-Signale des Diagnose- Prfgerts: a) Logische .Ouder Dauervon (1,8 f 0,Ol)s gleichzeitig auf den Leitungen Kund Loderauf derLeitung Koder L. Diese Zeit wurde gewhlt, damit diese Initiali- sierung von der der maximalen Dauer der logischen ,O“ der 5 Baud-A
44、dresse und der der minimalen Dauer des Masse-Anschlusses zu unterscheiden ist. b) Ein 5 Baud-Adrefkode eines 1 Byte-Wort, aufgebaut wie ein Schlsselwort,gleichzeitig auf den Leitungen Kund L. Anmerkung: Die ECU darf ein Initialisierungs-Signal auf der Leitung K oder Leitung L oder auf beiden Leitung
45、en erkennen. - Durch Anschlu6 der Leitung(en) K undloder Lan Masse fr mindestens 2 s. Diese Mglichkeiten sind im Bild 6 dargestellt. Alternativ dazu darf die Kommunikation freilaufend sein (keine Initialisierung erforderlich). DIN1 DIN IS0 9141 92 m 2794442 03b9633 691 = 4 DIN IS0 9141 Seite 5 r t -
46、 Daten Daten, Befehle und Initialisierung ECU * 1 Freilaufende Diagnoseleistung pq4 2 I+. initiaiisierung 3 Daten Daten und Befehle Initialisierung Daten, Befehle und Initialisierung Initialisierung mit einem Schalter (Beispiel) 6 Daten Daten und Befehle Initialisierung 7 Daten L Daten, Befehleund I
47、nitialisierung Diagnosebus-Leitungen 8 Daten und Befehle L Nur fr Initialisierung Der Pfeil zeigt die Richtung des Datenflusses an. Der Schalter stellt die Initialisierung dar. Bild 1. Mgliche Systemformen DIN1 DIN IS0 9141 92 2794442 0169634 528 W ECU 1 Seite 6 DIN IS0 9141 -)I e Leitung K Leitung
48、L b ECU 2 :-.I c L I I I I I i i Diagnose-Prfgert I 5-Baud-Adressen- I Generator 1,8 s logisch .O“ Generator L initiaiisierung - Adressenwahl -Start - Hand-Bedienteil e Richtung des Datenflusses auf Leitung K zur Diagnose. Richtung des Datenflusses, Initialisierungsbefehl eingeschlossen, vom Diagnos
49、e-Prfgert zur ECU auf Leitung K oder L. E + Externe initiaiisierung ECU-Lsung Nr. 1 und Nr. 2 Wenn diese mit einem Bus verbunden sind, sind besondere Mittel zum Vergleich der Signale auf den Leitungen Kund Lnot- wendig, um eine unbeabsichtigte Initialisierung zu vermeiden. ECU-Lsung Nr. 3 und Nr. 4 Diese ECU-Arten knnen nicht an einen Diagnosebus angeschlossen werden, wenn nicht eigene Aufweck-Anschlsse vor- handen sind o
