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車載診断（OBD）とは、車両の自己診断および報告機能を指す用語です。米国では、この機能は連邦排出ガス基準に準拠するための要件であり、車両の排気ガス排出量が当初認証された基準の150%を超える可能性がある故障を検出します。[ 1 ] [ 2 ]
OBDシステムは、車両所有者や修理技術者が車両の各種サブシステムの状態を確認できるようにするものです。OBDを介して利用できる診断情報の量は、1980年代初頭に車載コンピューターが導入されて以来、大きく変化してきました。初期のOBDは、問題が検出されると警告灯を点灯させるだけで、問題の内容に関する情報は提供しませんでした。最新のOBDシステムは、標準化されたデジタル通信ポートを使用してリアルタイムのデータと診断トラブルコードを提供し、車両内の不具合を迅速に特定できるようにしています。
GMのALDL（Assembly Line Diagnostic Link）は、1981年から始まったOBD-I診断の前身、またはメーカー独自のバージョンと呼ばれることがあります。このインターフェースはさまざまな種類があり、パワートレイン制御モジュール（別名PCM、ECM、ECU）によって変更されました。異なるバージョンでは、ピン配置とボーレートにわずかな違いがありました。初期のバージョンでは160ボーレートが使用され、後のバージョンでは8192ボーまで上がり、PCMとの双方向通信が使用されました。[ 15 ] [ 16 ]
OBD-I の規制意図は、自動車メーカーが車両の「耐用年数」にわたって有効な信頼性の高い排出ガス制御システムを設計するように促すことでした。 [ 17 ] 1988 年以降、カリフォルニア州で毎年排出ガス検査を義務付け、 [ 18 ]検査に合格しなかった車両の登録を拒否することで、ドライバーは検査に確実に合格する車両を購入するようになるだろうと期待されていました。排出ガス固有の診断情報を報告する方法が標準化されていなかったため、OBD-I は概ね成功しませんでした。すべての車両から標準化された信頼性の高い排出ガス情報を取得する技術的な困難により、毎年の検査プログラムを効果的に実施することができませんでした。[ 19 ]
OBD-I 車両の診断トラブル コード (DTC) は、通常、高価なスキャン ツールなしで見つけることができます。各メーカーは、独自の診断リンク コネクタ (DLC)、DLC の位置、DTC の定義、および車両から DTC を読み取る手順を使用しています。OBD-I 車の DTC は、多くの場合、「チェック エンジン ライト (CEL)」または「サービス エンジン スーン (SES)」ライトの点滅パターンで読み取られます。診断コネクタの特定のピンを接続すると、「チェック エンジン」ライトが特定のエラー状態に対応する 2 桁の数字を点滅表示します。ただし、一部の OBD-I 車の DTC は、異なる方法で解釈されます。キャデラックの燃料噴射式車両には実際のオンボード診断が装備されており、新しいデジタル電子気候制御ディスプレイを通じてトラブル コード、アクチュエータ テスト、およびセンサー データを提供します。
「オフ」と「ウォーマー」を数秒間押し続けると、外部スキャンツールを使わずに診断モードが起動します。一部のホンダ製エンジンコンピューターには、 DTCを示すために特定のパターンで点灯するLEDが搭載されています。ゼネラルモーターズ、1989～1995年式フォード車の一部（DCL）、および1989～1995年式トヨタ/レクサス車の一部にはライブセンサーデータストリームがありますが、他の多くのOBD-I搭載車にはこの機能はありません。OBD-I搭載車は、OBD-II搭載車よりも利用可能なDTCの数が少なくなっています。
OBD 1.5とは、ゼネラルモーターズが1994年、1995年、1996年に一部の車両で使用したOBD-IIの部分的な実装を指します（GMはこれらの車両のドキュメントでOBD 1.5という用語を使用しておらず、サービスマニュアルにOBDとOBD-IIのセクションを設けていました）。
例えば、1994～1995年モデルのコルベットには触媒コンバーターが2つあるにもかかわらず、触媒後酸素センサーが1つあり、OBD-IIコードの一部が実装されています。[ 20 ]
このハイブリッドシステムは、1994～1995年モデルのGM Bボディ車（シボレー・カプリス、インパラ、ビュイック・ロードマスター）、1994～ 1995年モデルのHボディ車、 1995年モデルのみのWボディ車（ビュイック・リーガル、シボレー・ルミナ）、1995年モデルのみのシボレー・モンテカルロ、1995年モデルのみのポンティアック・グランプリ、1994～1995年モデルのオールズモビル・カトラス・シュプリーム、 1994～1995年モデルのLボディ車（シボレー・ベレッタ/コルシカ）、1994～ 1995年モデルのYボディ車（シボレー・コルベット）、 1995年モデルのFボディ車（シボレー・カマロ、ポンティアック・ファイヤーバード）、Jボディ車（シボレー・キャバリエ、ポンティアック・サンファイア）、Nボディ車（ビュイック・スカイラーク、オールズモビル・1995年と1996年のAchieva、Pontiac Grand Am、および自然吸気2.3を搭載した北米向け1994～1995年のSaab車にも適用されました。
これらの車両におけるALDL接続のピン配置は以下のとおりです。
ALDL接続の場合、ピン9はデータストリーム、ピン4と5はグランド、ピン16はバッテリー電圧です。
OBD 1.5で生成されたコードを読み取るには、OBD 1.5対応のスキャンツールが必要です。
このコネクタには、車両固有の追加の診断および制御回路も用意されています。たとえば、コルベットには、PCMからのクラス2シリアルデータストリーム、CCM診断端末、ラジオデータストリーム、エアバッグシステム、選択的ライドコントロールシステム、低タイヤ空気圧警告システム、およびパッシブキーレスエントリーシステム用のインターフェースがあります。[ 21 ]
OBD 1.5は、1995年以降、フォード・スコーピオにも使用されている。 [ 22 ]
OBD-IIは、機能と標準化の両面でOBD-Iよりも優れています。OBD-II規格では、診断コネクタの種類とピン配置、使用可能な電気信号プロトコル、およびメッセージ形式が規定されています。また、監視する車両パラメータの候補リストと、それぞれのデータのエンコード方法も提供されています。コネクタには、車両バッテリーからスキャンツールに電力を供給するピンがあり、スキャンツールを別途電源に接続する必要がなくなります。ただし、車両の故障により電力供給が途絶えるという稀な事態に備えて、データを保護するために、一部の技術者はスキャンツールを補助電源に接続する場合があります。最後に、OBD-II規格では、拡張可能なDTCリストが提供されています。この標準化により、単一のデバイスでどの車両でもオンボードコンピュータに問い合わせることができます。このOBD-IIには、OBD-IIAとOBD-IIBの2つのモデルがありました。 OBD-IIの標準化は排出ガス規制によって促進され、排出ガス関連のコードとデータのみがOBD-IIを介して送信される必要があるものの、ほとんどのメーカーはOBD-IIデータリンクコネクタを、車両内のすべてのシステムの診断とプログラミングを行う唯一のコネクタとしています。OBD-II診断トラブルコードは4桁で、先頭に文字が付きます。Pはパワートレイン（エンジンとトランスミッション）、Bはボディ、Cはシャーシ、Uはネットワークを表します。
OBD-II規格では、標準化されたハードウェアインターフェースとして、16ピン（2x8）のJ1962メスコネクタが規定されており、タイプAは12ボルト車両用、タイプBは24ボルト車両用です。車両のボンネットの下に設置されることもあったOBD-Iコネクタとは異なり、OBD-IIコネクタはステアリングホイールから2フィート（0.61メートル）以内に設置する必要があります（メーカーが免除を申請した場合でも、ドライバーの手の届く範囲に設置されます）。
SAE J1962では、コネクタのピン配置を次のように定義しています。
The assignment of unspecified pins is left to the vehicle manufacturer's discretion.[24]
The European on-board diagnostics (EOBD) regulations are the European equivalent of OBD-II, and apply to all passenger cars of category M1 (with no more than 8 passenger seats and a Gross Vehicle Weight rating of 2,500 kg, 5,500 lb or less) first registered within EU member states since January 1, 2001 for petrol-engined cars and since January 1, 2004 for diesel engined cars.[25]
For newly introduced models, the regulation dates applied a year earlier – January 1, 2000 for petrol and January 1, 2003, for diesel. For passenger cars with a Gross Vehicle Weight rating of greater than 2500 kg and for light commercial vehicles, the regulation dates applied from January 1, 2002, for petrol models, and January 1, 2007, for diesel models.
The technical implementation of EOBD is essentially the same as OBD-II, with the same SAE J1962 diagnostic link connector and signal protocols being used.
With Euro V and Euro VI emission standards, EOBD emission thresholds are lower than previous Euro III and IV.
Each of the EOBD fault codes consists of five characters: a letter, followed by four numbers.[26] The letter refers to the system being interrogated e.g. Pxxxx would refer to the powertrain system. The next character would be a 0 if complies to the EOBD standard. So it should look like P0xxx.
The next character would refer to the sub system.
以下の2文字は、各サブシステム内の個々の障害を指します。[ 27 ]
「EOBD2」という用語は、一部の自動車メーカーがOBDまたはEOBD規格には含まれていないメーカー独自の機能を指すために使用するマーケティング用語です。この場合、「E」はEnhanced（拡張）を意味します。
JOBDは、日本で販売される車両向けのOBD-IIのバージョンです。
ADR 79/01 車両規格 (オーストラリア設計規則 79/01 –軽自動車の排出ガス規制、2005 年) は、OBD-II のオーストラリア版です。これは、オーストラリア国内で新車登録され、ガソリンエンジン車の場合は 2006 年 1 月 1 日以降、ディーゼルエンジン車の場合は 2007 年 1 月 1 日以降に製造された、総車両重量定格が 3,500 kg (7,700 lb) 以下のカテゴリーM1およびN1のすべての車両に適用されます。[ 28 ]
新たに導入されたモデルについては、規制の適用開始日が1年早まり、ガソリン車は2005年1月1日、ディーゼル車は2006年1月1日となった。ADR 79/01規格は、より厳しい排出ガス規制を課すADR 79/02規格によって補完され、 新モデルについては2008年7月1日から、全モデルについては2010年7月1日から、総車両重量定格が3500kg以下のM1およびN1クラスのすべての車両に適用される。[ 29 ]
この規格の技術的な実装は、基本的にOBD-IIと同じであり、同じSAE J1962診断リンクコネクタと信号プロトコルが使用されています。
北米では、EMD および EMD+ は、2007 年～ 2012 年モデルで総車両重量定格が14,000ポンド (6,400 kg)以上の車両で、OBD-II がまだ実装されていない場合に使用された車載診断システムです。EMD は、2007 年～ 2009 年モデルで OBD-II がまだ実装されていないカリフォルニア州排出ガス規制車両に使用されました。EMD は、燃料供給、排気ガス再循環、ディーゼル微粒子フィルター(ディーゼル エンジン)、および排出ガス関連のパワートレイン制御モジュールの入出力の回路の連続性、データの妥当性、および出力機能を監視するために必要でした。EMD+ は、総車両重量定格が14,000ポンド (6,400 kg)を超える 2010 年～2012 年モデルのカリフォルニア州および連邦のガソリンエンジン車に使用され、窒素酸化物触媒の性能を監視する機能が追加されました。 EMDとEMD+はロジック的にはOBD-Iに似ていますが、OBD-IIシステムと同じSAE J1962データコネクタとCANバスを使用します。[ 8 ]
OBD-IIインターフェースでは5つの信号プロトコルが許可されています。ほとんどの車両は、そのうちの1つのプロトコルのみを実装しています。J1962コネクタに存在するピンに基づいて、使用されているプロトコルを推測できる場合がよくあります。[ 30 ]
OBD-IIのピン配置はすべて同じコネクタを使用しますが、ピン4（バッテリーのアース）とピン16（バッテリーのプラス）を除いて、異なるピンが使用されます。
OBD-II はエンジン制御ユニット(ECU)からのデータへのアクセスを提供し、車両内部の問題のトラブルシューティングを行う際に貴重な情報源となります。SAE J1979 規格では、さまざまな診断データを要求する方法と、ECU から取得可能な標準パラメータのリストが定義されています。利用可能なさまざまなパラメータは、J1979 で定義されている「パラメータ識別番号」またはPIDによって指定されます。基本的な PID のリスト、その定義、および生の OBD-II 出力を意味のある診断単位に変換する式については、「OBD-II PID」を参照してください。メーカーは、J1979 に記載されているすべての PID を実装する必要はなく、記載されていない独自の PID を含めることもできます。PID 要求およびデータ取得システムにより、リアルタイムのパフォーマンス データとフラグが付けられた DTC にアクセスできます。SAE が推奨する一般的な OBD-II DTC のリストについては、「#OBD-II 診断トラブル コード」を参照してください。個々のメーカーは、独自の DTC を追加して OBD-II コード セットを拡張することがよくあります。
ここでは、ISO 15031に準拠したOBD通信プロトコルの基本的な概要を説明します。SAE J1979では、これらの「モード」は2003年から「サービス」と名称変更されました。
$01、PID（「パラメータID」）からの現在のセンサーライブデータが表示されます。詳細なリストについては、OBD-II PIDs#Service_01を参照してください。$02は、同じPIDを介してフリーズフレームデータにアクセスできます。[ 33 ]リストについては、OBD-II PIDs#Service_02を参照してください。$03は、排出ガス関連の「確認済み」診断トラブルコードが一覧表示されます。故障を識別する4桁の数字コードを表示するか、文字（P、B、U、C）と4桁の数字にマッピングします。詳細は「#OBD-II_diagnostic_trouble_codes」を参照してください。$04、排出ガス関連の診断情報をクリアするために使用されます。これには、保存されている保留中/確認済みのDTCとフリーズフレームデータのクリアが含まれます。[ 34 ]$05は、酸素センサーモニター画面と酸素センサーに関するテスト結果が表示されます。診断には以下の10個の数値が利用できます。 $01リッチからリーンへの酸素センサーの閾値電圧$02リーン/リッチO2センサーのしきい値電圧$03スイッチ時間測定のための低センサー電圧閾値$04スイッチ時間測定のための高センサー電圧閾値$05リッチからリーンへの切り替え時間（ミリ秒）$06リーン・トゥ・リッチ切り替え時間（ミリ秒）$07テストに必要な最小電圧$08テスト時の最大電圧$09電圧遷移間の時間（ミリ秒）$06とは、常時監視システムと非常時監視システムの両方について、搭載された監視テスト結果を要求するものです。通常、非常時監視システムごとに、最小値、最大値、および現在の値が設定されます。$07は、現在または最後に完了した走行サイクル中に検出された排出ガス関連の診断トラブルコードを要求するものです。これにより、外部テスト機器は、現在または最後に完了した走行サイクル中に排出ガス関連のコンポーネント/システムについて検出された「保留中」の診断トラブルコードを取得できます。これは、サービス技術者が車両修理後、診断情報をクリアした後に、1回の走行サイクル後のテスト結果を確認し、修理によって問題が解決されたかどうかを判断するために使用されます。#OBD-II_diagnostic_trouble_codesを参照してください。$08外部テストデバイスがオンボードシステム、テスト、またはコンポーネントの動作を制御できるようになる。$09は、車両情報を取得するために使用されます。取得できる情報には、以下のようなものがあります。 $0Aには、排出ガス関連の「永続的な」診断トラブルコードが一覧表示されます。CARBの規定により、MILを点灯させ、不揮発性メモリに保存される診断トラブルコードは、永続的な故障コードとして記録されます。詳細は#OBD-II_diagnostic_trouble_codesを参照してください。OBDコネクタに接続してOBD機能にアクセスするための様々なツールが市販されている。これらは、シンプルな一般消費者向けツールから、高度なOEMディーラー向けツール、車両テレマティクス機器まで多岐にわたる。
様々な種類の携帯型スキャンツールが利用可能です。
モバイルデバイスアプリケーションを使用すると、携帯電話やタブレットなどのモバイルデバイスで、車の OBD II コネクタに接続されたUSBアダプタケーブルまたはBluetoothアダプタを介してアクセスした OBD-II データを表示および操作できます。市場に出回っている新しいデバイスには GPS センサーが搭載されており、セルラーネットワークを介して車両の位置と診断データを送信する機能があります。最新の OBD-II デバイスは、診断トラブルコード (DTC) の読み取りに加えて、車両の位置特定や運転行動の監視にも使用できます。より高度なデバイスを使用すると、ユーザーはエンジン DTC をリセットして、ダッシュボードのエンジン警告灯を効果的に消灯できます。ただし、コードをリセットしても根本的な問題は解決されず、深刻な問題が放置されるとエンジンの損傷につながる可能性があります。[ 36 ] [ 37 ]
OBD-IIソフトウェアパッケージをコンピュータ（Windows、Mac、またはLinux）にインストールすると、車載システムの診断、DTCの読み取りと消去、MILの消灯、リアルタイムデータの表示、車両の燃費測定に役立ちます。[ 38 ]
OBD-IIソフトウェアを使用するには、OBD-IIアダプタ（一般的にはBluetooth、Wi-Fi、またはUSBを使用）[ 39 ]をOBD-IIポートに接続して、車両がソフトウェアがインストールされているコンピュータに接続できるようにする必要があります。[ 40 ]
PC ベースの OBD 解析ツールは、OBD-II 信号を PC または Mac で読み取り可能なシリアルデータ形式 (USB またはシリアルポート) に変換します。次に、ソフトウェアは受信したデータをデコードして視覚的に表示します。多くのインターフェースは、ELM327または STN [ 41 ] OBD インタープリタ IC をベースにしており、どちらも 5 つの汎用 OBD-II プロトコルすべてを読み取ることができます。現在、一部のアダプタは J2534 API を使用しており、乗用車とトラックの両方の OBD-II プロトコルにアクセスできます。
携帯型スキャンツールの機能に加えて、PCベースのツールは一般的に以下の機能を提供します。
PCツールがメーカーまたは車両固有のECU診断にアクセスできる範囲は、ソフトウェア製品によって異なり[ 42 ]、携帯型スキャナーによっても異なります。
データロガーは、車両が通常走行中に車両データを取得し、後で分析するために設計されています。
データロギングの用途は以下のとおりです。
車両のブラックボックスデータの分析は、定期的に実施される場合もあれば、第三者へ無線で自動的に送信される場合もあり、また、事故、交通違反、機械的故障などの事象発生後に、法医学的分析のために取得される場合もある。
米国では現在、多くの州がOBD-II対応車両（1996年以降製造）において、排気管検査の代わりにOBD-II検査を採用しています。OBD-IIは排出ガス機器の故障コードを保存するため、検査用コンピューターは車両のオンボードコンピューターに問い合わせて、排出ガス関連の故障コードがないこと、および車両が製造年式の排出ガス基準に適合していることを確認できます。
オランダでは、2006年以降の車両は毎年EOBD排出ガス検査を受ける。[ 45 ]
運転者補助車両計器とは、車両メーカーが提供する計器類に加えて車両に設置され、通常運転時に運転者に表示することを目的とした計器類のことです。これは、主にアクティブな故障診断、チューニング、または隠蔽されたデータロギングに使用されるスキャナーとは対照的です。
自動車愛好家は従来、マニホールド負圧やバッテリー電流などの追加計器を取り付けてきた。OBD標準インターフェースの登場により、診断に使用される車両データの全範囲に加え、瞬間燃費などの派生データにもアクセスできる、新世代の愛好家向け計測機器が実現した。
計測機器は、専用のトリップコンピュータ[ 46 ] 、カーコンピュータ、PDA [ 47 ]スマートフォン、またはガーミンナビゲーションユニットへのインターフェースの形をとる場合がある。
カーコンピューターは基本的にPCの一種であるため、PCベースのスキャンツールと同じソフトウェアをインストールすることができ、その逆も可能です。違いは、ソフトウェアの用途にあります。
これらの愛好家向けシステムには、他のスキャンツールと同様の機能が含まれている場合もあります。
OBD II情報は、車両管理テレマティクスシステムのデータソースです。車両追跡、燃費監視、危険運転防止などの車両管理機能を実行するデバイスは、多くの場合OBD-IIポートに接続されます。このポートは、遠隔診断や走行距離連動型保険にも使用されます。
数百もの異なるハードウェアメーカーがOBD-IIテレマティクスデバイスを製造している。[ 48 ]これらのデバイスは機能が様々である。よりシンプルなGPS追跡デバイスの中には、OBD-IIポートを便利な電源としてのみ使用するものもある。テレマティクス制御ユニットなどのより高度なデバイスは、車両の内部ネットワークにアクセスして、幅広い動作データを取得およびデコードすることができる。[ 49 ]
車両速度、回転数、燃料レベルなどの一般的にサポートされている OBD II データにより、これらのデバイスは車両のアイドリング時間、速度超過、過回転を監視できます。OBD II DTC を監視すると、関連する診断コードを提供することで、車両のエンジンの問題を企業に警告できます。ポートからのその他のセンサーデータは、リアルタイムで危険な運転を検出するために使用できます。[ 50 ]この検出は、バックエンドとクライアントのインターフェースに複合イベントプロセッサ (CEP) を追加することによって行われます。OBD II は、運転中の携帯電話をブロックしたり、保険目的でトリップデータを記録したりするためにも監視されます。[ 51 ]
OBD-II診断トラブルコード（DTC）[ 52 ] [ 53 ]は5文字で構成され、最初の文字はカテゴリを示し、残りの4文字は16進数です。[ 54 ]
カテゴリを表す最初の文字は、ここに示されている意味とともに、次の 4 つの文字のいずれかのみになります。（この数の制限は、DTC が保存および送信されるときにカテゴリを示すために 2ビットのメモリしか使用されないためです。）[ 54 ]
2番目の文字は0～3の範囲の数字です。（この制限もまたメモリの保存制限によるものです。）[ 54 ]
3番目の文字は、故障に関連する特定の車両システムを示す場合があります。[ 52 ]
最後に、4番目と5番目の文字で検出された問題が具体的に示されます。
2012年、ワシントン大学とカリフォルニア大学の研究者らはOBD周辺のセキュリティを調査し、インターフェースを介して多くの車両コンポーネントを制御できることを発見した。さらに、エンジン制御ユニットに新しいファームウェアをアップロードすることもできた。彼らの結論は、車両組み込みシステムはセキュリティを考慮して設計されていないということである。[ 55 ] [ 56 ] [ 57 ]
窃盗犯が特殊なOBD再プログラミング装置を使用して、鍵を使わずに車を盗むことができるという報告がある。[ 58 ]この脆弱性の主な原因は、自動車メーカーがバスを設計目的以外の目的で拡張する傾向があることと、 OBD仕様に認証と認可がなく、代わりに主に秘匿によるセキュリティに依存していることにある。[ 59 ]