OBD หรือ On-Board Diagnostics เป็นมาตราฐานกำหนดลักษณะข้อมูลรวมถึงวิธีการเชื่อมต่อข้อมูลของเครื่องยนต์ ที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยไอเสีย เกิดขึ้นเมื่อปี 1988 โดยหน่วยงาน California Air Resources Board (ARB) มีจุดประสงค์เพื่อให้รถทุกคันในรัฐสามารถถูกตรวจสอบความผิดพลาดของเครื่องยนต์ได้ เนื่องจากมีผลโดยตรงกับคุณภาพของอากาศในท้องถนน (เรียกว่า On-Board Diagnostics Level I (OBD I)) 

OBD จึงเกี่ยวทั้ง Hardware และ Software โดยหากมองในแง่ของการวิเคราะห์และเก็บข้อมูล OBD คือฟังก์ชันนึงของ ECU โดยเป็นฟังก์ชัน รองจาก การควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ ที่มีอยู่แล้ว เช่น พวก เครื่องยนต์ ABS เบาะ การทรงตัว อุปกรณ์เสริมต่างๆ หน้าที่ของ OBD จะแสดงถึงความผิดพลาด (Malfunction Indicator Light : MIL) โดยจะคอยตรวจจับเมื่อค่า input ต่างๆผิดไปจากที่วิศวกรได้ออกแบบไว้เกินขอบเขตนึง เป็นระยะเวลานึง รวมถึงจะคอยดู output ผลการควบคุมด้วยเพื่อให้มั่นใจว่าทุกอย่างอยู่ในการควบคุม 

เมื่อเทคโนโลยีเปลี่ยนไป ความต้องการในตัว OBD ก็เพิ่มขึ้น ต้องการให้มันมีความสามารถมากขึ้น นอกจากจะเป็นแค่ ผลการวิเคราะห์ ก็จะกลายเป็นค่าต่อเนื่อง (continuous) ของน้ำมัน ตรวจวัดวงจรไฟฟ้าของคอมโพเนนท์ต่างๆ วัดค่าออกซิเจนหลัง catalytic converter ตัวสถานะและแจ้ง malfunction ไปยัง panel คนขับ เป็นต้น ทำให้เกิดการพัฒนาเป็นมาตราฐานต่อเนื่องกัน ที่เรียกว่า On-Board Diagnostics Level 2 (OBD II, OBD2) ขึ้น โดยเมื่อปี 1996 ทางสหรัฐก็ได้กำหนดว่า รถยนต์นั่งและรถบรรทุก light-duty ต้องสอดคล้องกับ OBD2 ตัวใหม่นี้  

Society of Automotive Engineers (SAE) ซึ่งเป็นหน่วยงานในสหรัฐ และ International Standards Organization (ISO) หน่วยงานกลางของยุโรป ได้มีการ กระตุ้นให้บริษัทผลิตรถยนต์(หรือชิ้นส่วนรถยนต์) และบริษัทผู้ผลิตอุปกรณ์ตรวจวัด ร่วมมือกันพัฒนา OBD ผลการร่วมมือนี้ทำให้เกิดการพัฒนาเกี่ยวกับ OBD ขึ้น ตัวอย่างเช่น SAE J1962 ซึ่งเป็นหัวต่อมาตราฐานของ OBD2 

ในขณะที่เกิดการพัฒนาด้าน OBD II เพื่อใช้ตรวจสอบการทำงานของระบบในเครื่องยนต์หรือรถยนต์ ทางด้านการสื่อสารระหว่างระบบอิเลคทรอนิคส์ในรถยนต์ก็ได้พัฒนาไปเช่นกัน โดยเริ่มจากการสื่อสารแบบ point-to-point พัฒนาไปถึง Class B จนกระทั่งพัฒนาไปยังเทคโนโลยีคล้าย PC คือเป็นลักษณะโครงสร้างแบบ LAN ที่เราใช้กันอยู่ ทั้งเป็นแบบ Ring, Star และ Pole โดยมีข้อเด่นที่ว่าระบบเน็ตเวิร์คนี้สามารถส่งผ่านข้อมูลระหว่าง ECU ภายในรถยนต์ได้ การพัฒนานี้ได้นำไปใช้จริงในอุตสาหรรม เช่น ในมิตซูบิชิใช้ 1920 bps MMC หรือใน Ford ใช้ 9600 bps data link และยังมีระบบที่พัฒนาขึ้นไปอีกเช่น โปรโตคอล SAE J1850 หรือ ISO 15765-4 

เมื่อมีระบบเน็ตเวิร์คการแชร์ข้อมูลต่างๆ ก็เป็นไปได้มากขึ้น นอกจากจะมีข้อมูลเกี่ยวข้องกับการปล่อยมลพิษของไอเสีย ก็ยังมีความสามารถในการส่งข้อมูลตรวจวิเคราะห์ทั่วๆไป ทั้งตรวจวิเคราะห์ เซ็นเซอร์ O2, catalytic converters, ระบบ evaporation, การ recirculate ของไอเสีย รวมถึงมีการใช้ code วิเคราะห์แบบมาตราฐาน DTC ใช้พารามิเตอร์แบบ generic ที่เข้าใจง่าย และใช้มาตราฐานการส่งข้อมูลแบบ serial protocol ซึ่งทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลอย่างดีสำหรับช่างเพื่อวิเคราะห์ โดยที่ทั้งหมดที่เกิดขึ้นนี้เกิดโดยการร่วมมือของ SAE และ ISO นั้นเอง 

ที่มา: History and Future of On-Board Diagnostics Posted 5/10/2004 By Bernard J. Carr 

ในขณะที่เทคโนโลยีเปลี่ยนไป วิธีการสื่อสารภายในรถยนต์ ระหว่างอุปกรณ์ก็มีการพัฒนาขึ้น ดังนั้นจะเห็นได้ว่า แม้ว่า 16-pin data link connector (DLC) ของ OBD2 จะเหมือนกันแต่ ในทาง software แล้ว การเชื่อมต่อของ OBD2 ก็มีหลายโปรโตคอล ได้แก่ J1850 VPW (Variable Pulse Width modulation) : GM, J1850 PWM (Pulse Width Modulation) : Ford , ISO 9141 with KWP (Key Word Protocol) : Chrysler, European and Asian, J2284 CAN :รถรุ่นใหม่ 

สังเกตได้จากลักษณะขั้วสายไฟใน DLC 

Pin location Pin output. 

OBD Connector

OBD Connector

PIN 1 Manufacturers discretion
PIN 2 SAE J1850 Line (Bus +) *
PIN 3 Manufacturers discretion
PIN 4 Chassis Ground
PIN 5 Signal Ground
PIN 6 SAE J2284 (CAN High) *
PIN 7 K Line of ISO 9141-2 & ISO/DIS 4230-4*
PIN 8 Manufacturers discretion
PIN 9 Manufacturers discretion
PIN 10 SAE J1850 Line (Bus -) *
PIN 11 Manufacturers discretion
PIN 12 Manufacturers discretion
PIN 13 Manufacturers discretion
PIN 14 SAE J2284 (CAN Low) *
PIN 15 L Line of ISO 9141-2 & ISO/DIS 4230-4*
PIN 16 Unswitched Vehicle Battery Positive 

สรุป 

  • PWM จะมี PIN 2, 4, 5, 10, 16 
  • VPW จะมี PIN 2, 4, 5, 16 แต่ไม่มี PIN 10
  • ISO จะมี PIN 4, 5, 7, 16 ส่วน PIN 15 อาจไม่มีก็ได้
  • CAN จะมี PIN 4, 5, 6, 14, 16
PIN Layout

PIN Layout

บางคนก็อาจจะมองว่านี่เป็นจุดเริ่มของแนวทางการวิเคราะห์เครื่องยนต์ระดับ global เลยก็ได้ ในขณะที่บางคนก็มองไปยังจุดเด่นของ OBD II และพยายามเอาข้อเด่นตรงนี้ไปทำเรื่องการ inspection และ maintenance รถยนต์ ทำให้เป็นการปฎิรูปการตรวจสภาพและซ่อมบำรุงรถยนต์ได้อย่างมีคุณภาพ และน่าสนใจเป็นอย่างยิ่ง
ยังมีจุดที่น่าสนใจเกี่ยวกับเรื่องนี้อีกเรื่องนึง ก็คือ วิธีการวิเคราะห์ หรือ software ช่วยวิเคราะห์ – อย่างที่ทราบว่า ECU เป็น Embeded system ตัวนึงที่ทำงานซับซ้อน และ แต่ละผู้ผลิต ก็ทำ ECU ของตนเอง ดังนั้นการกำหนดการทำงานและพารามิเตอร์ของ ECU ก็แตกต่างกัน ทำให้การดึงค่าวัดต่างๆเหล่านี้ยากขึ้นไปด้วย ก็เลยทำให้เกิดความต้องการที่จะมีเครื่องมือที่ดึงข้อมูลเหล่านั้นขึ้นมา และช่วยประมวลข้อมูลมากมายเหล่านั้นเพื่อการสรุปหาสาเหตุของปัญหาได้อย่างถูกต้อง ซึ่งขณะนี้ถ้าลองใช้ keyword ว่า OBD software จะได้ผลการค้นหาที่มากมาย แต่ก็ยังไม่มีซอฟต์แวร์ตัวใดตัวนึงที่โดดเด่นออกมา จึงยังคงเป็นเรื่องที่น่าสนใจและเกิดการพัฒนาอยู่
ถ้ามองต่อไปว่าจะเกิดอะไรขึ้นหลังจากนี้ สิ่งที่จะเป็นก็คือ OBD จะพัฒนาขึ้น จะมีการตรวจวิเคราะห์ค่าต่างๆ มากขึ้น และส่งผ่านข้อมูลออกมามากขึ้น รวมถึงมี tool และ process ในการวิเคราะห์ ข้อมูลเหล่านี้อย่างเป็นระบบ เพื่อในท้ายที่สุดแล้วเกิดการพัฒนาการรักษาประสิทธิภาพรถยนต์ชั้นสูง ที่เรียกว่า advance service & diagnostic

  • ข้อบังคับใช้ในยุโรป มี directive 98/69EG บังคับใช้ว่ารถยนต์เบนซิน หลังปี 2000 และ ดีเซลหลังปี 2003 และรถบรรทุกหลังปี 2005 จะต้องมีฟังก์ชัน OBD โดยใช้มาตราฐาน OBD2 ทั้งนี้ในการใช้งานจริงแล้วนั้น นอกจากจะไว้ใช้ในขึ้นตอนการผลิต ยังไว้ใช้ในการวิเคราะห์ต่างๆ ที่มากไปกว่าที่กฎหมายกำหนดไว้อีกด้วย
  • ในการพัฒนา OBD3 ในขึ้นต่อไป ก็จะเป็นการให้ รถยนต์สามารถแจ้งข้อผิดพลาดไปยังหน่วยงานที่เกี่ยวข้องได้เมื่อเกิดความผิดพลาดขึ้นระหว่างการขับขี่ ซึ่งถ้าทำอย่างนั้นได้ การบังคับให้ตรวจสอบทุกรอบ 2 ปีของยุโรปก็ไม่ต้องทำอีกต่อไป