《道路车辆 基于K线的诊断通信 第1部分：物理层》征求意见稿

ICS43.040.40

T24

中华人民共和国国家标准

GB/TXXXXX—XXXX

道路车辆基于K线的诊断通信第1部分：

物理层

Roadvehicles-DiagnosticcommunicationoverK-Line(DoK-Line)

Part1:Physicallayer

（征求意见稿）

GB/TXXXXX—XXXX

前言

本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则编制。

本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出。

本标准由全国汽车标准化技术委员会(SAC/TC114)归口。

本标准主要起草单位：

本标准主要起草人：

本标准为首次发布。

II

GB/TXXXXX—XXXX

道路车辆基于K线的诊断通信第1部分：物理层

1范围

本标准本部分以ISO9141为基础规定了物理层的要求，在此层之上可实现诊断服务。基于

ISO9141-2中描述的物理层，可扩展在12V直流和24V直流电压供电的道路车辆上使用。

注：本标准本部分在括号中给出的值适用于24V的直流系统。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修正案）适用于本文件。

ISO7637-1道路车辆-由传导和耦合引起的电磁干扰-第一部分：定义和一般描述

ISO7637-2道路车辆-由传导和耦合引起的电磁干扰-第二部分：仅沿供电源线路的瞬时电传导

ISO14230-2道路车辆-K线诊断通信（DoK-Line）第2部分数据链路层

ISO15031-2道路车辆—车辆和外部设备间的与排放相关的诊断通信—第2部分：术语、定义、缩

写和首字母缩略词的指南

3术语、定义、符号和缩略词

3.1术语和定义

ISO15031-2规定的术语和定义可适用于本文件。

3.1.1

上升时间risetime

<发送端>从20%VB上升到80%VB所用的时间，VB为车辆蓄电池电压。

3.1.2

下降时间alltime

<发送端>从80%VB下降到20%VB所用的时间，VB为车辆蓄电池电压。

3.2缩略词

CTE外部测试设备和配套线束的电容值

COBW车辆线束电容值

CECUECU电容值

ECU电子控制单元

EMI电磁干扰

NRZ不归零

VB车辆蓄电池电压

1

GB/TXXXXX—XXXX

4约定

本标准本部分是基于OSI服务约定（ISO/IEC10731：1994）中讨论的惯例，

因为它们适用于通信服务。

5文档概览

图1利用K线诊断通信协议，以图解方式给出了最适用的应用软件实现方式。

增强型诊断排放相关OBD

子集ISO14229-6ISO15031-5排

OSI7应用ISO14229-1

UDSonK线放相关OBD服务

层UDS规范和要求

ISO150312-

OSI6表示车辆制造商自

2,-5，-6排放

层定义

相关OBD数据定

义

ISO14229-21:1

OSI5会话ISO14229-2UDS会话层服务

层UDS会话层服务

标准服务初级界面

K线诊断通信协议

OSI4传输

层ISO

14230-2

K线诊断

OSI3网络通信协议ISO14230-

层数据链路4K线诊断

层通信协议

排放相关系

OSI2数据统要求

链路层

ISO

14230-1

K线诊断

OSI1物理

通信协议

层

物理层

图1基于OSI模型的K线诊断通信协议参考文档

6车辆与外部测试设备连接

6.1K线和L线架构

支持14230协议的车辆ECU应支持单线（仅有K线）或者双线（K线和L线）通信连接，用于诊断、

测试或者售后维修。ECU(s)或者车辆应向诊断仪提供车辆蓄电池电压VB、电源地、信号地。

2

GB/TXXXXX—XXXX

K线是双向传输线，用于在初始化过程中传输地址信息，或者在快速初始化过程中，与L线同时用

于从外部测试设备到车辆ECU的唤醒。在传输完这些信息之后，K线用于诊断仪与车辆间的双向诊断通

信。完整的初始化序列和通信服务详见GB/TXXXX-2。

L线是单向传输线，用于在初始化过程中传输地址信息，或者在快速初始化过程中，与k线同时用

于从外部测试设备到车辆ECU的唤醒。在其他时刻，为逻辑“1”的空闲状态。

图2表示了系统架构中K线和L线的作用。

31

外部测试设备

2

ECU1ECU2

说明

1外部测试设备与ECU2单向数据流

2外部测试设备与ECU1和ECU2双向数据流

3车辆诊断连接器

图2系统架构

6.2架构要求

当一种或者多种类型的ECU连接到总线上时，系统设计者应保证此架构可以正常通信。例如，某个

ECU传输的数据不能初始化总线上另一个ECU的串行通信，并且一个初始化信号不能引起多个ECU同时

响应。因此总线的多个ECU初始化时，ECU需要按照序列进行响应。

如果K线和L线不是用于监测、测试和诊断，需要在所有模式下避免数据冲突和错误的操作。

7信号和通信规定

7.1信号

注：在配有符合ISO15031-3连接器的车辆上，所有测量应参考连接器的信号地和蓄电池电源引脚。如果连接器没

有连接车辆地和蓄电池电源引脚，可以连接蓄电池极柱进行参考。

为了保证串行通信正常，ECU和外部测试设备应正确判断以下逻辑状态：

逻辑“0”等效于发送端小于20%VB线路上的电压，接收端小于30%VB线路上的电压。

逻辑“1”等效于发送端大于80%VB线路上的电压，接收端大于70%VB线路上的电压。

另外，时延时间应当小于10%（15%）的位时间。

电压在30%VB与70%VB之间会被识别为逻辑“0”或者逻辑“1”。

采用不归零编码方式。位时间定义为，当“1”和“0”交替时，两个连续上升沿或者两个连续下降

3

GB/TXXXXX—XXXX

沿50%VB间隔的一半时间。

图3表示了信号水平最差的情况。外部测试设备电气要求见8.2，ECU电气要求见9.3。

图3最差情况下信号电压值

7.2通信要求

7.2.1通信电路图

电路图布局见图4。

4

GB/TXXXXX—XXXX

车辆外部测试设备

VB

ECUR

读取K线或者L线读取

I

R

TE

“1”或“0”CECUCOBWC“1”或“0”

地

图4通信原理图

7.2.2电容分配

外部测试设备及其配套线束的电容称为CTE。车辆线束电容称为COBW。总线上所有ECU总电容为：

n表示总线上ECU个数。

CECU，COBW，CTE值需按照以下选择：

对于12V供电的车辆，CECU+COBW≤7.2nF，CTE≤2nF。

对于24V供电的车辆，CECU+COBW≤5nF，CTE≤2nF。

上述值由电路电阻、波特率偏差（见第8章和9章）、允许的时延时间、转换阈值（见7.1）及假

设最大通信速率10.4KBd推算而出。如果选择更高或更低的最大通信速率，设计者需减小或者增大相

应的电容值。公式详见ISO9141中的定义。

8外部测试设备要求

8.1最低功能要求

外部测试设备能够支持ISO14230-2中定义的初始化方法和通信协议。

8.2电气要求

8.2.1工作温度要求

5

GB/TXXXXX—XXXX

8.2.2到8.2.6定义的技术参数适用于0°C~50°C的工作温度范围。对于12V（24V）的系统，要

求外部测试设备在车辆蓄电池电压8V到16V（16V到32V）之间都可以正常工作。

推荐外部测试设备制造商扩大车辆蓄电池正常工作电压VB和工作温度的范围。

8.2.2外部测试设备K线和L线的上拉电阻

外部测试设备K线和L线未连接到ECU时，设备内部必须通过使用510Ω（1KΩ）电阻上拉到VB。

外部测试设备连接到ECU时，需要满足以下要求：

a)发送状态

1)在逻辑“1”状态下，外部测试设备等效电压要大于90%VB的车辆蓄电池电压，等效电阻为

510Ω×（1±5%）[1kΩ×(1±5%)]。

2)在逻辑“0”状态下，外部测试设备等效电压要小于10%VB的车辆蓄电池电压，最大灌电

流为100mA。

b)接收状态

1)外部测试设备K线等效电阻为510Ω×（1±5%）[1kΩ×(1±5%)]。

8.2.3快速初始化和通信波特率

外部测试设备应支持快速初始化，通信波特率在协议定义标称值的±0.5%偏差范围以内。根据具

体的测试方式，波特率的偏差也可在±1%左右。5bd地址发送偏差在±0.5%以内。

8.2.4位时间要求

对于每一个字节，当偏移不超过位时间的30%，外部测试设备均能定义每一位状态。

8.2.5电压要求

外部测试设备不应向K线和L线传输高于VB或40V的任一电压（以两者较低值为准），也不应传输

低于-1V的电压。这包括VB电压漂移的抑制，详见ISO7637-112V电气系统和ISO7637-224V电气

系统。

8.2.6电容要求

外部测试设备及配套线束和连接器总电容不能超过2nF。

9ECU要求

9.1最低功能要求

8.2.6定义了电合成阻抗基本要求。以连接了10个ECU的系统，每个ECU的平均值作为参考。如

果连接的ECU数量不一样，数值也会不同。

对于24V系统，不对每个ECU的电容值进行规定，但是车辆总电容见第7章。

9.2输入输出线

6.1定义ECU之间应可以通过一根（K线）或者两根（K线和L线）线连接。应提供VB和地给外部

测试设备使用，但不应直接从ECU引出。

9.3电气要求

6

GB/TXXXXX—XXXX

9.3.1K线

在逻辑“1”状态，或者接收状态，ECU的对地电阻应不少于50KΩ（100KΩ）。

如果在K线和VB间有内部电阻，阻值不小于100kΩ(200kΩ)。

每个ECUK线对地电容不超过500pF。

在一些情况下（如EMI）车辆制造商的系统设计者可能有不同的要求，但是需要注意给定车辆的COBW

和CECU总的最大电容值不能超过7.2.2中定义的限制值。

在逻辑“0”状态ECUK线和地之间应该有不超过110Ω（220Ω）的下拉电阻。设计下拉电阻是为

了确保下降沿的时延时间符合7.1要求。

ECU未进行串口通讯且外部测试已经连接，ECU输出逻辑“1”。

9.3.2L线

输入的对地电阻应至少为50kΩ（100kΩ）。

如果在L线和VB间有内部电阻，阻值不小于100kΩ(200kΩ)。

每个ECUL线对地电容不超过500pF。

9.3.3K线和L线

ECU输入输出电路硬承受外部测试设备在K和L线上的变化和过压，通过外部测试设备的原电阻。

限制范围如下：

a)K线和L线可以承受：

持续20V直流电（持续36V直流电）

30分钟24V直流电（30分钟42V直流电）

1分钟30V直流电（1分钟48V直流电）

b)根据ISO7637-112V和ISO7637-224V电气系统，K线和L线应承受3a和3b的脉冲，最大

正极绝对电压为40V（60V），最大负极对地电压为-1V。

9.4最低功能要求

ECU应支持ISO14230-2中定义的至少一种初始化方法和通信协议。如果ECU只能对自身的不同初

始化方法响应，那么应忽略总线上其它ECUs的初始化。

当在协议中指定波特率时，ECU应使用标称率±1.7%(±1%)以内的位速率发送报文

10线束要求

在没有连接任何ECU时进行测量，车辆中每条串行通信线相对于车辆信号地的电容应不超过2nF。

VB和地应提供给外部测试设备使用，但不应直接从ECU引出。

_________________________________

7

GB/TXXXXX—XXXX

目次

前言.................................................................................II

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语、定义、符号和缩略词...........................................................1

3.1术语和定义......................................................................1

3.2缩略词..........................................................................1

4约定...............................................................................2

5文档概览...........................................................................2

6车辆与外部测试设备连接.............................................................2

6.1K线和L线架构..................................................................2

6.2架构要求........................................................................3

7信号和通信规定.....................................................................3

7.1信号............................................................................3

7.2通信要求........................................................................4

8外部测试设备要求...................................................................5

8.1最低功能要求....................................................................5

8.2电气要求........................................................................5

9ECU要求............................................................................6

9.1最低功能要求....................................................................6

9.2输入输出线......................................................................6

9.3电气要求........................................................................6

9.4最低功能要求....................................................................7

10线束要求..........................................................................7

I

GB/T34590.11—XXXX

偏置电调节电压超出预

一个或多个输出卡滞0.00E+0

流发生SR期范围（VA_UV-P10%2.00E-050%SM1、SM299.9%2.00E-08SM1、SM2100%

（高或低）0

器VA_OV）

调节电压超出预

一个或多个输出是浮0.00E+0

SR期范围（VA_UV-P10%2.00E-050%SM1、SM299.9%2.00E-08SM1、SM2100%

动的（即开路）0

VA_OV）

调节电压超出预

参考电流不正确（即0.00E+0

SR期范围（VA_UV-P10%2.00E-050%SM1、SM299.9%2.00E-08SM1、SM2100%

在预期范围之外）0

VA_OV）

调节电压在预期P

参考电流精度太低，包0.00E+0

SR范围内但精度较10%2.00E-050%SM397.0%6.00E-07SM3100%

括漂移0

低

如果没有滤除尖P

峰，则在有限的时

0.00E+0

SR参考电流受尖峰影响间内调节电压精10%2.00E-0550%1.00E-05SM1、SM2100%

0

度低;否则没有

影响

调节电压在预期P

0.00E+0

SR参考电流在预期范围范围内但精度较10%2.00E-050%SM397.0%6.00E-07SM3100%

0

内振荡低

一个或多个偏置电流P

调节电压精度低0.00E+0

SR超出预期范围，而参考10%2.00E-050%SM397.0%6.00E-07SM3100%

或失调0

电流是正确的

152

GB/TXXXXX—XXXX

开始

将外部测试设备连接到

OBD/WWH-OBD诊断连接器

设置第一个波特

率

将CAN接口的波特率设置为

波特率记录的波特率

下一个

波特率

执行波特率验证不确定

选择下一个波特率

（11位CAN-ID、服务0x01，PID0x00）

参考图3

确定

确定无其他可用

执行ISO15031-5OBD响应验证的波特率

（11位CAN-ID）

参考图4

不确定

发送ISO15031-5OBD响应