ISO 9141:1989
(Main)Road vehicles — Diagnostic systems — Requirements for interchange of digital information
Road vehicles — Diagnostic systems — Requirements for interchange of digital information
Specifies the requirements for setting up the interchange of digital information between on-board Electronic Control Units (ECUs) of road vehicles and suitable diagnostic testers. This communication is established in order to facilitate inspection, test diagnosis and adjustment of vehicles, systems and ECUs. Does not apply when system-specific diagnostic test equipment is used.
Véhicules routiers — Systèmes de diagnostic — Caractéristiques de l'échange de données numériques
La présente Norme internationale prescrit les caractéristiques pour organiser l'échange d'informations numériques entre les unités de contrôle électronique embarquées à bord des véhicules routiers et un équipement approprié de diagnostic. Cette communication doit être établie dans le but de faciliter le contrôle, l'essai, le diagnostic et le réglage des véhicules, des systèmes et des unités de contrôle électronique. La présente Norme internationale ne concerne pas les équipements de diagnostic spécifiques à un système donné. Elle n'est pas applicable à l'utilisation des techniques de codage par clignotement d'ampoules.
General Information
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Standards Content (Sample)
IS0
INTER NATIONAL
9141
STANDARD
First edition
1 989- 1 0-0 1
Road vehicles - Diagnostic systems -
Requirements for interchange of digital
information
Vkhicules routiers - Syst&mes de diagnostic - Caractkristiques de I'kchange de
donnees numeriques
Reference number
IS0 9141 : 1989 (E)
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IS0 9141 : 1989 (E)
Contents
Page
Foreword . . iii
Introduction . . iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Definitions .
4 General configurations . .
5 Signal and communication specifications . 2
6 Initialization of the ECU prior to serial communication. . 5
7 Header . 6
8 Requirements of the diagnostic tester .
9 Requirements of the ECU. . . 10
10 Requirements of the wiring . 12
O IS0 1989
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any
means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in
writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 O CH-121 1 Genhve 20 O Switzerland
Printed in Switzerland
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IS0 9141 : 1989 (E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national standards bodies (IS0 member bodies). The work of preparing International
Standards is normally carried out through IS0 technical committees. Each member
body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that commiti.ee. International organizations, govern-
ISO, also take part in the work. IS0
mental and non-governmental, in liaison with
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all
matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to
the member bodies for approval before their acceptance as International Standards by
the IS0 Council. They are approved in accordance with IS0 procedures requiring at
least 75 % approval by the member bodies voting.
IS0 9141 was prepared by Technical Committee ISO/TC 22,
International Standard
Road vehicles.
...
111
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IS0 9141 : 1989 (E)
Introduction
This International Standard has been established with a view to specifying the
following desirable features for the diagnosis of electronically controlled on-board
:
systems
1) determination of the electrical requirements of a diagnostic system so that
diagnostic equipment having at least minimum functional capability as specified
herein will be compatible with any on-board diagnostic system designed in
accordance with these specifications;
limitation of the number of contacts on electronically controlled systems for
2)
unidirectional and bidirectional diagnostic communication;
3) transmission of identifying information, as well as operational status
information including actual values of parameter and required values.
The diagnostic communication is expected to fulfil one or more of the following aims:
to determine if a system is functioning correctly;
a)
to carry out an inspection;
b)
c) to locate deviations from specification and achieve economic repair;
d) to confirm a system has been restored to correct operation;
e) to reset or adjust system operating values in an Electronic Control Unit (ECU) in
strict accordance with the vehicle manufacturer's instructions;
to give recorded information related to service activities.
f)
This may be accomplished by way of one or more of the following:
a) identification of the components in a system;
output of diagnostic information from an ECU;
b)
c) examination of a wide range of sensor and operating parameter values;
d) carrying out specific actions;
e) changes in data held in the ECU in strict accordance with the vehicle
manufacturer's instructions.
iv
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INTERNATIONAL STANDARD
IS0 9141 : 1989 (E)
Road vehicles - Diagnostic systems - Requirements for
interchange of digital information
1 Scope 3.5 system : Assemblage of components performing a
specific function, for example an assemblage of an ECU with its
This International Standard specifies the requirements for set-
associated sensors, actuators and interconnections.
ting up the interchange of digital information between on-
board Electronic Control Units (ECUs) of road vehicles and
3.6 ECU : Abbreviation of Electronic Control Unit.
suitable diagnostic testers. This communication is established
in order to facilitate inspection, test diagnosis and adjustment
3.7 bus: One or more conductors connecting two or more
of vehicles, systems and ECUs.
ECUs together with the puipose of communicating with the
test eq u ipment .
This International Standard does not apply when system-
specific diagnostic test equipment is used.
3.8 NRZ: Abbreviation of Non-Return-to Zero - a method
This International Standard does not apply to the use of of representing binary signals in which there is no change of
signal levels between two successive bits of the same logic
flashing code techniques.
level.
3.9 baud rate: Number of binary elements of information
2 Normative references
transmitted per second on one line.
The following standards contain provisions which, through
reference in this text, constitute provisions of this International
3.10 LSB: Abbreviation of Least Significant Bit.
Standard. At the time of publication, the editions indicated
were valid. All standards are subject to revision, and parties to
3.11 MSB: Abbreviation of Most Significant Bit.
agreements based on this International Standard are encouraged
to investigate the possibility of applying the most recent
3.12 initialization: Process to activate an ECU for starting
editions of the standards indicated below. Members of IEC
communication.
and IS0 maintain registers of currently valid International
Standards.
key words: Identifier of a set of specifications for the
3.13
IS0 4092 : 1988, Road vehicles - Diagnostic systems for
subsequent serial communication.
motor vehicles - Vocabulary.
This set of specifications defines:
ISOITR 7637-0 : 1984, Road vehicles - Electrical interference
- the specific function of each communication line;
by conduction and coupling - Part O: Generaland definitions.
- the format of the digital information such as the
protocol, number and meaning of each of the words
3 Definitions
exchanged;and
-
For the purposes of this International Standard, the following
if a redefinition is desired, the format of data such as
definitions apply. baud rate, data coding, word length.
3.14 header: First group of serial data transmitted to the
3.1 inspection: See IS0 4092.
diagnostic tester after initialization (if required) before further
data exchange commences.
3.2 test: See IS0 4092.
The header consists of
3.3 diagnosis: See IS0 4092.
- baud rate synchronization pattern;
- key words.
diagnostic tester: See IS0 4092.
3.4
This non-built-in equipment may be used in the vehicle.
bit time: Duration of one unit of information.
3.15
1
---------------------- Page: 5 ----------------------
IS0 9141 : 1989 (E)
-
a logic "O" is equivalent to a voltage level on the line of
4 General configurations
less than 20 % VB for transmitter, 30 % for receiver;
4.1 ECU shall have one (KI or two (K and L) communication
-
connections for inspection, test and diagnosis. Vehicle battery
a logic "1" is equivalent to a voltage level on the line of
voltage VB and common return G to the diagnostic tester shall
greater than 80 % VB for transmitter, 70 % for receiver.
be provided either from the ECU or from the vehicle. If lines K
or L from two or more ECUs are connected together, the re-
In addition, the slope times shall be less than 10 % of the
sulting system is called a bus system.
are defined as the time taken for
bit time. The slope times
the voltage to change from 20 % to 80 %, and 80 % to
Line K is defined as the line which provides information in a
20 % VB for transmitters.
serial digital form from ECU to the diagnostic tester. Line K may
also be used bidirectionally, in which case it may carry com-
In the case of NRZ-code the bit time is defined as half of the
mands or data from the diagnostic tester to the ECU. Line K
time between the 50 % levels of successive rising or falling
may also be used to initialize the serial communication.
edges of alternating "1" and "O" bits.
Line L is defined as a unidirectional line from the diagnostic
tester to the ECU. When it exists, it may be used to initialize the
Figures 3 and 4 illustrate the worst case on signal levels.
serial communication and/or to carry commands and/or data.
For electrical specifications of diagnostic testers, see 8.5 and of
It can be seen from the above, in that the communication on
ECUs, see 9.2.
line K may be unidirectional or bidirectional, and that line L may
or may not exist, that only the four following configurations
may be used:
5.1.2 For present economic reasons the baud rate shall be
limited to 10 kbaud and will be revised as technical and
bidirectional line K with unidirectional line L;
1)
economic factors allow. The minimum baud rate shall be
10 baud.
unidirectional line K with unidirectional line L;
2)
bidirectional line K without line L;
3) The transmission speed of the address (see 8.31, if used, shall
be 5 baud.
unidirectional line K without line L.
4)
Other initialization may be used, as an alternative to using the
5.2 Communication
K- and L-lines, in any of these cases.
ECUs using any of the above configurations and which do not
The schematics used are shown in figure 5.
5.2.1
run free may have their like communication lines linked on a
bus.
5.2.2 The capacitance contributions of the diagnostic tester
Figure 1 shows the various possible system configurations in-
and cables, CTE, shall not exceed 2 nF.
K and L.
dicating the role of each of the communication lines
The sum of the input capacitances of all ECUs (CE,-u) on the
bus, the capacitance of the on-board serial communication
4.2 If any ECUs, either of one type or in combination, are
line, CoBw, the capacitance of the diagnostic tester and its
linked on a bus, the system designer shall ensure that the con-
cables, CTE, and the baud rate, BR (NRZ-code), shall be
figuration is capable of correct operation. For example, data
chosen such that the following inequality holds :
from one ECU shall not initialize the serial cornmunication of
another ECU on the bus and an initialization signal shall not
cause more than one ECU to respond simultaneously; it may, 10-4
BR <
however, initialize a number of ECUs on the bus which then
n
respond in an orderly sequential manner.
i= 1
If lines K and L are used for purposes other than inspection,
test and diagnosis, care shall be taken to avoid data collision
and incorrect operation in all modes.
The value, BR, shall be divided by 2 for 24 V systems.
Figure 2 shows the possible bus connections of the various
If this calculation results in a baud rate greater than 10 kbaud,
types of ECUs including different means of initialization.
reference shall be made to 5.1.2.
As an example, a bus system can be chosen as follows:
5 Signal and communication specifications
n = 5 (number of ECUs)
5.1 Signal
CEcu = 2 nF
5.1.1 For proper operation of the serial communication, both
ECU and diagnostic tester shall correctly determine each logic
Then BR < 6,6 kbaud
state as follows :
CoBw = 3 nF
2
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IS0 9141 : 1989 (E)
Free-running diagnostic line
p-y
1
TA, Initialization
2
3
Data and commands
Initialization
I ECU Data
4
Data, commands and initialization
Data, commands and initialization
Initialization by a switch
5 (example)
Initialization
6
Data and commands
7 pqq jlData Data, commands and initialization
Diagnostic bus lines
Data and commands
8
Initialization only
Ir,
% Diagnostic bus lines
Diagnostic bus lines
-1
ECU ECU rM-- 41
I
The arrow indicates direction of data flow
The switch indicates initialization
Figure 1 - Possible system configurations
3
L-7
---------------------- Page: 7 ----------------------
IS0 9141 : 1989 (E)
K-line 1
Diagnostic tester
L-line 1 I
Address 5 baud I
Address
7
selection
-Start
Manual control
for actuating
E ECU3 D[WT
a
Initialization
E ff ECU4
4 Direction of data flow on the K-line for diagnosis
- Direction of data flow initialization command included from diagnostic tester to ECU either on the
K- or L-line
E Means external initialization
ECU solution Nos. 1 and 2:
When these types are connected on a bus, particular means of comparing signals between lines K and Lare
necessary in order to avoid unintended initialization.
ECU solution Nos. 3 and 4:
These types cannot be connected on a diagnostic bus unless separate wake-up lines exist or specific means
prevent unintended initialization of any ECU by the exchange of data.
Figure 2 - Bus system of various types of ECU
Diagnostic tester VB
Data flow
c
ECU
IVV ,"
I
Logic I' 1 "
Logic "1"
t 1 I
sent
received
- î ---
Margins
20 O/O
Logic "O"
sent received
I
[ Ground
t
Figure 3 - Signal voltage levels, data flow from the diagnostic tester to ECU : worst-case values
4
---------------------- Page: 8 ----------------------
IS0 9141 : 1989 (El
ECU
Diagnostic tester
"B Data flow
-
I 100% t
Logic Logic "1" "1"
-------- -------- --- --- ------__ ------__ Logic Logic "1" "1"
sent sent
I Maiains II
"
b A 30%
Logic "O"
Logic "O"
4
sent
received
v
Figure 4 - Signai voltage levels, data flow from ECU to the diagnostic tester: worst-case values
Vehicle (clause 9) Diagnostic tester (clause 8)
-1, I
Figure 5 - Communication - Schematics
distinguish it from the maximum logic "O" duration of
6 Initialization of the ECU prior to serial
the 5 baud address and the minimum period of ground-
corn munica tion
ing by wire;
For those ECUs which require initialization in order to com-
b) a 5 baud address code which shall comprise a one-
municate with the diagnostic tester, this initialization may be
byte word constructed as the key word on lines K and L
achieved by one of the following:
simultaneously, or on line K or L;
- through specific external means other than line K or NOTE - The ECU may recognize an intialization signal on line
K, or L, or both.
line L (e.g. a configuration of sensors, push-buttons or turn-
ing the ignition key to "on");
-
through a ground connection applied
...
NORME
ISO
INTERNATIONALE
9141
Première édition
1989-10-01
Véhicules routiers - Systèmes de diagnostic -
Caractéristiques de l’échange de données
numériques
Road vehicles - Diagnostic systems - Reguiremen ts for in terchange of digital
information
Numéro de référence
ISO 9141 : 1989 (FI
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 9141 : 1989 (F)
Sommaire
Page
Avantpropos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iv
1 Domaine d’application . 1
Références normative. . 1
2
Définitions . 1
3
Configurations générales . 2
4
Caractéristiques du signal et du canal de transmission . 2
5
6 Initialisation de I’UCE avant communication . 5
..................................................
7 Message d’en-tête. 5
8 Caractéristiques de l’équipement de diagnostic . 8
9 Caractéristiques de I’UCE. . 10
10 Caractéristiaues du câblage. . 11
0 ISO 1989
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-1211 Genève 20 a Suisse
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 9141 :1989 (FI
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est en général confiée aux comités techniques de I’ISO.
Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO col-
labore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I’ISO. Les Normes internationales sont approuvées confor-
mément aux procédures de I’ISO qui requièrent l’approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale ISO 9141 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 22,
Véhicules routiers.
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 9141 : 1989 (F)
Introduction
La présente Norme internationale a été élaborée dans le but de prescrire les
caractéristiques souhaitables suivantes des éléments de diagnostic des systèmes
électroniques embarqués :
1) détermination des caractéristiques électriques d’un système de diagnostic de
facon que tout matériel de diagnostic externe présentant au moins les capacités
fonctionnelles minimales prescrites dans la présente Norme internationale soit
compatible avec les éléments de diagnostic embarqués concus conformément aux
présentes spécifications;
2) limitation du nombre de contacts des systèmes électroniques pour assurer la
communication unidirectionnelle ou bidirectionnelle;
3) transmission des informations d’identification et des informations sur l’état
opérationnel, y compris les valeurs réelles ou requises des paramètres et des
variables internes.
La transmission de diagnostic vise un ou plusieurs des objectifs suivants:
a) déterminer si le système fonctionne correctement;
b) effectuer un contrôle;
spécifications permettre une
c) localiser des variations rapport aux
Par
réparation économique;
d) confirmer que le fonctionnement correct d’un système a été rétabli;
e) régler ou réajuster les paramètres de fonctionnement d’une unité de contrôle
électronique en stricte conformité avec les instructions du constructeur du
véhicule;
f) donner des informations mémorisées concernant les opérations d’entretien.
Cet objectif peut nécessiter une ou plusieurs des actions suivantes:
a) identification des divers éléments d’un système;
b) sortie de l’information de diagnostic fournie par l’unité de contrôle
électronique;
c) examen de nombreux des capteurs ou paramètres internes de
fonctionnement;
dl mise en œuvre d’actions spécifiques;
e) modifications des données détenues par l’unité de contrôle électronique en
avec les instructions du constructeur du véhicule.
stricte conformité
iv
---------------------- Page: 4 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 9141 : 1989 (F)
- Systèmes de diagnostic -
Véhicules routiers
Caractéristiques de l’échange de données numériques
1 Domaine d’application 3.4 équipement de diagnostic: Voir ISO 4092.
Cet équipement non intégré peut être utilisé dans le véhicule.
La présente Norme internationale prescrit les caractéristiques
pour organiser l’échange d’informations numériques entre les
unités de contrôle électronique embarquées à bord des véhicu- 3.5 système : Assemblage d’éléments remplissant une fonc-
les routiers et un équipement approprié de diagnostic. Cette tion particulière, par exemple assemblage d’une unité de con-
trôle électronique (UCE) et des capteurs, actionneurs et inter-
communication doit être établie dans le but de faciliter le con-
trôle, l’essai, le diagnostic et le réglage des véhicules, des systè- connexions qui y sont associés.
mes et des unités de contrôle électronique.
3.6 UCE: Abréviation de «Unité de Contrôle Électronique»
La présente Norme internationale ne concerne pas les équipe-
(en anglais ECU: «Electronic Control Unit))).
ments de diagnostic spécifiques à un système donné.
3.7 ligne collectrice (bus): Conducteur ou ensemble de
Elle n’est pas applicable à l’utilisation des techniques de codage
conducteurs reliant entre eux deux ou plusieurs UCE dans le
clignotement d’ampoules.
Par
but d’établir une communication avec l’équipement de diagnos-
tic.
3.8 NRZ : Abréviation de l’anglais «Non-Return-to-Zero»
Références normatives
2
(sans retour au zéro) - méthode de représentation des signaux
binaires dans laquelle ne s’observe aucune modification des
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par
niveaux de signal entre deux éléments binaires successifs du
suite de la référence qui en est faite, constituent des disposi-
même niveau logique.
tions valables pour la présente Norme internationale. Au
moment de la publication, les éditions indiquées étaient en
vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties pre-
3.9 débit de transmission: Nombre d’éléments binaires
nantes des accords fondés sur la présente Norme internationale
d’information transmis par seconde sur une même ligne
sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions
(exprimé en bauds).
les plus récentes des normes indiquées ci-après. Les membres
de la CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes interna-
3.10 LSB : Abréviation de l’anglais «Least Significant Bit»
tionales en vigueur à un moment donné.
(élément de poids faible ou élément le moins significatif).
ISO 4092 : 1988, Véhicules routiers - Systèmes de diagnostic
3.11 MSB : Abréviation de l’anglais «Most Significant Bit»
pour les automobiles - Vocabulaire.
(élément de poids fort ou élément le plus significatif).
ISO/TR 7637-O : 1984, Véhicules routiers - Perturbations
initialisation : Processus d’activation de I’UCE pour
3.12
électriques par conduc tion et par couplage - Partie 0: Généra-
démarrer la transmission.
lités et définitions.
3.13 mots clés: Identificateur d’un ensemble de spécifica-
tions pour la transmission série qui va suivre.
3 Définitions
L’ensemble de spécifications définit
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les défini-
- la fonction spécifique de chaque ligne de communica-
tions suivantes s’appliquent.
tion ;
- le format des données numériques telles que le proto-
3.1 contrale: Voir ISO 4092.
cole, le nombre et la signification de chacun des mots
échangés; et
3.2 essai: Voir ISO 4092.
- dans le cas d’une redéfinition, le format des données
telles que la vitesse de transmission, le codage des données,
3.3 diagnostic: Voir ISO 4092.
la longueur des mots.
1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 9141 : 1989 (FI
3.14 message d’en-tête: Premier groupe de données en 4.2 Si des UCE, de même type ou combinées, sont reliées à
un bus, la conception du système doit assurer son bon fonc-
série transmis à l’équipement de diagnostic après initialisation
(le cas échéant), avant que le véritable échange de données ne tionnement dans tous les cas. Ainsi, par exemple, les signaux
de données transmis par une UCE ne doivent pas initialiser la
commence.
communication en série d’une autre UCE sur le bus, et un
signal d’initialisation ne doit pas obtenir de réponse de plus
Le message d’en-tête comprend
d’une UCE simultanément mais peut initialiser plusieurs UCE
d’un bus, qui répondront ensuite successivement dans un ordre
le motif de synchronisation;
établi.
-
les mots clés.
Si les lignes K et L sont utilisées à d’autres fins que le contrôle,
l’essai et le diagnostic, on doit veiller à éviter les collisions de
données et les mauvais fonctionnements dans tous les modes.
3.15 durée de transmission unitaire: Durée d’une unité
d’information (bit).
La figure 2 indique comment raccorder au bus les divers types
d’UCE, en fonction des différents moyens d’initialisation.
4 Configurations générales
4.1 L’UCE doit posséder une ligne (K) ou deux lignes (K et L) 5 Caractéristiques du signal et du canal
de transmission destinée(s) aux communications pour le con-
de transmission
trôle, l’essai et le diagnostic. La tension VB de la batterie et la
masse G du véhicule doivent être fournies à l’équipement de
. diagnostic, venant soit de I’UCE, soit du véhicule. Si les lignes 5.1 Signal
K ou L de deux ou plusieurs UCE sont raccordées ensemble, le
système résultant est appelé «bus».
5.1.1 Pour assurer un bon fonctionnement de la communica-
tion série, il faut que I’UCE et l’équipement de diagnostic déter-
La ligne K est définie comme la ligne transportant les données
minent correctement chaque état logique :
sous forme numérique série de I’UCE vers l’équipement de dia-
gnostic. La ligne K peut être utilisée également dans les deux
- l’état logique «OH correspond à un niveau de tension
sens, auquel cas elle peut aussi transporter les ordres ou les
sur la ligne inférieur à 20 % de VB pour les émetteurs, à
données de l’équipement de diagnostic vers I’UCE. Elle peut
30 % pour les récepteurs;
enfin servir à initialiser la communication.
- l’état logique (( 1)) correspond à un niveau de tension
La ligne L est définie comme une ligne unidirectionnelle de
sur la ligne supérieur à 80 % de VB pour les émetteurs, à
l’équipement de diagnostic vers I’UCE. Lorsqu’elle existe, elle
70 % pour les récepteurs.
peut être utilisée pour initialiser la communication et/ou encore
pour transporter les ordres et/ou les données.
En outre, les temps de montée ou de descente doivent être
inférieurs à 10 % de la durée de transmission unitaire (durée du
II découle de ce qui précède que, la communication sur la ligne
bit). Par temps de montée ou de descente, on entend les
K pouvant être unidirectionnelle ou bidirectionnelle et la ligne L
durées nécessaires à la tension pour passer de 20 % à 80 % de
pouvant ou non exister, on peut utiliser seulement les quatre
VB ou de 80 % à 20 % de VB pour les émetteurs.
configurations suivantes:
Dans le cas du code NRZ, la durée de transmission unitaire se
ligne K bidirectionnelle avec ligne L unidirectionnelle;
1)
définit comme la moitié de la durée séparant les niveaux 50 %
des fronts montants ou descendants successifs des bits «I )) et
2) ligne K unidirectionnelle avec ligne L unidirectionnelle;
«OH alternés.
3) ligne K bidirectionnelle sans ligne L;
Les figures 3 et 4 illustrent les cas les plus défa vorables des
niveaux de
tension du signa
ligne K unidirectionnelle sans ligne L.
4)
Pour les spécifications électriques de l’équipement de diagnos-
Dans chacun de ces quatre cas, on peut en outre utiliser un
tic, voir 8.5, et pour les spécifications électriques des UCE, voir
autre moyen que les lignes K et L pour initialiser la communica-
9.2.
tion.
Les UCE utilisant une des configurations ci-dessus qui n’émet-
5.1.2 Pour des raisons économiques actuelles, la vitesse de
tent pas en permanence (free-running) peuvent avoir leurs transmission doit être limitée à 10 kbaud et sera révisée au vu de
lignes de communication de même type reliées à un bus.
l’évolution des facteurs techniques et économiques. La vitesse
minimale doit être de 10 baud.
La figure 1 illustre les diverses configurations possibles de
systèmes, en indiquant le rôle de chacune des lignes de com- La vitesse de transmission du code adresse (voir 8.3), s’il existe,
munication K et L. doit être de 5 baud.
2
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 9141 : 1989 (F)
Ligne émanant en permanence (free-running)
UCE l-&
Initialisation
~ pe Données
Données, ordres et initialisation
ordres et initialisation
Initialisation par un commutateur (par exemple)
tion
6
Données
pË,,, t
Données, ordres et initialisation
Bus de diagnostic
pË,,,
K Données et ordres
8 UCE * L
0 Initialisation uniquement
4 *
A Bus de diagnostic
La flèche indique le sens du flux de données.
Le commutateur symbolise l’initialisation.
Figure 1 - Configurations possibles de systèmes
3
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 9141 : 1989 (FI
Ligne K -
Équipement de diagnostic
Ligne L
1
Sélection
y d’adresse
I
N 1
L
b
- Démarrage
UCE 2 a
I
Y
Commande
manuelle
\
l
E UCE 3 a @’ ’
-L-J !
l- Initialisation
.
I
I
I
E-,UCE4
.
I
+ Sens du flux de données sur la ligne K pour le diagnostic
4 Sens du flux de données, de l’initialisation ou des ordres depuis l’équipement de diagnostic vers
I’UCE, sur la ligne K ou la ligne L
E Initialisation extérieure
UCE des types 7 et 2:
Lorsque ces UCE sont reliées à un bus, des moyens adéquats de comparaison des signaux des lignes K et L
sont nécessaires pour éviter une initialisation inopinée.
UCE des types 3 et 4:
Ces UCE ne peuvent pas être reliées à un bus, à moins de prévoir des lignes de réveil ou d’initialisation sépa-
rées ou des moyens spécifiques pour empêcher l’initialisation inopinée d’une UCE par l’échange de données.
Figure 2 - Raccordement sur un bus de divers types d’UCE
Équipement de V
B
diagnostic
Flux de données
UCE
État logique (( 1))
État logique (( 1))
transmis
recu
Marges
État logique aO»
recu
transmis
Figure 3 - Valeurs dans le cas le plus défavorable des niveaux de tension du signal avec flux de données
de l’équipement de diagnostic vers I’UCE
4
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ISO 9141 : 1989 (F)
UCE V
Équipement de diagnostic
B
Flux de données
100% ’
I
État logique (( 1))
État logique (f 1))
----
transmis m
rey
800/: ---
État logique «ON
État logique aO»
transmis recu
I
Masse
Figure 4 - Valeurs dans le cas le plus défavorable des niveaux de tension du signal avec flux de données de I’UCE
vers l’équipement de diagnostic
- par l’envoi d’un signal d’initialisation à partir de I’équi-
5.2 Canal de transmission
pement de diagnostic, qui peut être
5.2.1 Le schéma de principe est illustré à la figure 5.
a) l’établissement de l’état logique «O» pendant
1,8 s zl 0,Ol s sur les lignes K et L simultanément, ou
5.2.2 La capacité électrique de l’équipement de diagnostic et
sur la ligne K ou L; cette durée a été choisie afin de la dis-
de ses câbles, CED, ne doit pas dépasser 2 nF.
tinguer de la durée maximale à l’état logique «OH dans le
cas de l’adresse à 5 baud et de la durée minimale de mise
La somme des capacités d’entrée de toutes les UCE (CU& sur
à la masse par fil ;
le bus, de la capacité de la ligne de communication série embar-
quée, CCAB, de la capacité de l’équipement de diagnostic et de
b) un code adresse à 5 baud, comprenant un mot d’un
et de la vitesse de transmission, BR (code
ses câbles, CED,
octet de même configuration que le mot clé, envoyé sur
NRZ), doit être choisie de facon à satisfaire l’inégalité suivante:
,
les deux lignes K et L simultanément, ou sur la ligne K
ou L;
10-4
BR <
n
- L’UCE peut reconnaître un signal d’initialisation sur la
NOTE
ligne K ou la ligne L, ou sur les deux lignes.
CUCEi + CCAB + CED
c
i=l
- par le raccordement à la masse de la ligne K, de la ligne
L ou des deux lignes pendant une durée supérieure à 2 s.
La valeur de la vitesse de transmission, BR, doit être divisée
par 2 pour les systèmes 24 V.
Ces diverses possibilités sont illustrées à la figure 6.
Si la fréquence calculée est supérieure à 10 kbaud, on doit se
reporter à 5.1.2.
En variante, la transmission peut également être permanente
(free-running) (sans
...
NORME
ISO
INTERNATIONALE
9141
Première édition
1989-10-01
Véhicules routiers - Systèmes de diagnostic -
Caractéristiques de l’échange de données
numériques
Road vehicles - Diagnostic systems - Reguiremen ts for in terchange of digital
information
Numéro de référence
ISO 9141 : 1989 (FI
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ISO 9141 : 1989 (F)
Sommaire
Page
Avantpropos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iv
1 Domaine d’application . 1
Références normative. . 1
2
Définitions . 1
3
Configurations générales . 2
4
Caractéristiques du signal et du canal de transmission . 2
5
6 Initialisation de I’UCE avant communication . 5
..................................................
7 Message d’en-tête. 5
8 Caractéristiques de l’équipement de diagnostic . 8
9 Caractéristiques de I’UCE. . 10
10 Caractéristiaues du câblage. . 11
0 ISO 1989
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-1211 Genève 20 a Suisse
Imprimé en Suisse
ii
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ISO 9141 :1989 (FI
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est en général confiée aux comités techniques de I’ISO.
Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO col-
labore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I’ISO. Les Normes internationales sont approuvées confor-
mément aux procédures de I’ISO qui requièrent l’approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale ISO 9141 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 22,
Véhicules routiers.
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ISO 9141 : 1989 (F)
Introduction
La présente Norme internationale a été élaborée dans le but de prescrire les
caractéristiques souhaitables suivantes des éléments de diagnostic des systèmes
électroniques embarqués :
1) détermination des caractéristiques électriques d’un système de diagnostic de
facon que tout matériel de diagnostic externe présentant au moins les capacités
fonctionnelles minimales prescrites dans la présente Norme internationale soit
compatible avec les éléments de diagnostic embarqués concus conformément aux
présentes spécifications;
2) limitation du nombre de contacts des systèmes électroniques pour assurer la
communication unidirectionnelle ou bidirectionnelle;
3) transmission des informations d’identification et des informations sur l’état
opérationnel, y compris les valeurs réelles ou requises des paramètres et des
variables internes.
La transmission de diagnostic vise un ou plusieurs des objectifs suivants:
a) déterminer si le système fonctionne correctement;
b) effectuer un contrôle;
spécifications permettre une
c) localiser des variations rapport aux
Par
réparation économique;
d) confirmer que le fonctionnement correct d’un système a été rétabli;
e) régler ou réajuster les paramètres de fonctionnement d’une unité de contrôle
électronique en stricte conformité avec les instructions du constructeur du
véhicule;
f) donner des informations mémorisées concernant les opérations d’entretien.
Cet objectif peut nécessiter une ou plusieurs des actions suivantes:
a) identification des divers éléments d’un système;
b) sortie de l’information de diagnostic fournie par l’unité de contrôle
électronique;
c) examen de nombreux des capteurs ou paramètres internes de
fonctionnement;
dl mise en œuvre d’actions spécifiques;
e) modifications des données détenues par l’unité de contrôle électronique en
avec les instructions du constructeur du véhicule.
stricte conformité
iv
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NORME INTERNATIONALE ISO 9141 : 1989 (F)
- Systèmes de diagnostic -
Véhicules routiers
Caractéristiques de l’échange de données numériques
1 Domaine d’application 3.4 équipement de diagnostic: Voir ISO 4092.
Cet équipement non intégré peut être utilisé dans le véhicule.
La présente Norme internationale prescrit les caractéristiques
pour organiser l’échange d’informations numériques entre les
unités de contrôle électronique embarquées à bord des véhicu- 3.5 système : Assemblage d’éléments remplissant une fonc-
les routiers et un équipement approprié de diagnostic. Cette tion particulière, par exemple assemblage d’une unité de con-
trôle électronique (UCE) et des capteurs, actionneurs et inter-
communication doit être établie dans le but de faciliter le con-
trôle, l’essai, le diagnostic et le réglage des véhicules, des systè- connexions qui y sont associés.
mes et des unités de contrôle électronique.
3.6 UCE: Abréviation de «Unité de Contrôle Électronique»
La présente Norme internationale ne concerne pas les équipe-
(en anglais ECU: «Electronic Control Unit))).
ments de diagnostic spécifiques à un système donné.
3.7 ligne collectrice (bus): Conducteur ou ensemble de
Elle n’est pas applicable à l’utilisation des techniques de codage
conducteurs reliant entre eux deux ou plusieurs UCE dans le
clignotement d’ampoules.
Par
but d’établir une communication avec l’équipement de diagnos-
tic.
3.8 NRZ : Abréviation de l’anglais «Non-Return-to-Zero»
Références normatives
2
(sans retour au zéro) - méthode de représentation des signaux
binaires dans laquelle ne s’observe aucune modification des
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par
niveaux de signal entre deux éléments binaires successifs du
suite de la référence qui en est faite, constituent des disposi-
même niveau logique.
tions valables pour la présente Norme internationale. Au
moment de la publication, les éditions indiquées étaient en
vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties pre-
3.9 débit de transmission: Nombre d’éléments binaires
nantes des accords fondés sur la présente Norme internationale
d’information transmis par seconde sur une même ligne
sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions
(exprimé en bauds).
les plus récentes des normes indiquées ci-après. Les membres
de la CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes interna-
3.10 LSB : Abréviation de l’anglais «Least Significant Bit»
tionales en vigueur à un moment donné.
(élément de poids faible ou élément le moins significatif).
ISO 4092 : 1988, Véhicules routiers - Systèmes de diagnostic
3.11 MSB : Abréviation de l’anglais «Most Significant Bit»
pour les automobiles - Vocabulaire.
(élément de poids fort ou élément le plus significatif).
ISO/TR 7637-O : 1984, Véhicules routiers - Perturbations
initialisation : Processus d’activation de I’UCE pour
3.12
électriques par conduc tion et par couplage - Partie 0: Généra-
démarrer la transmission.
lités et définitions.
3.13 mots clés: Identificateur d’un ensemble de spécifica-
tions pour la transmission série qui va suivre.
3 Définitions
L’ensemble de spécifications définit
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les défini-
- la fonction spécifique de chaque ligne de communica-
tions suivantes s’appliquent.
tion ;
- le format des données numériques telles que le proto-
3.1 contrale: Voir ISO 4092.
cole, le nombre et la signification de chacun des mots
échangés; et
3.2 essai: Voir ISO 4092.
- dans le cas d’une redéfinition, le format des données
telles que la vitesse de transmission, le codage des données,
3.3 diagnostic: Voir ISO 4092.
la longueur des mots.
1
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ISO 9141 : 1989 (FI
3.14 message d’en-tête: Premier groupe de données en 4.2 Si des UCE, de même type ou combinées, sont reliées à
un bus, la conception du système doit assurer son bon fonc-
série transmis à l’équipement de diagnostic après initialisation
(le cas échéant), avant que le véritable échange de données ne tionnement dans tous les cas. Ainsi, par exemple, les signaux
de données transmis par une UCE ne doivent pas initialiser la
commence.
communication en série d’une autre UCE sur le bus, et un
signal d’initialisation ne doit pas obtenir de réponse de plus
Le message d’en-tête comprend
d’une UCE simultanément mais peut initialiser plusieurs UCE
d’un bus, qui répondront ensuite successivement dans un ordre
le motif de synchronisation;
établi.
-
les mots clés.
Si les lignes K et L sont utilisées à d’autres fins que le contrôle,
l’essai et le diagnostic, on doit veiller à éviter les collisions de
données et les mauvais fonctionnements dans tous les modes.
3.15 durée de transmission unitaire: Durée d’une unité
d’information (bit).
La figure 2 indique comment raccorder au bus les divers types
d’UCE, en fonction des différents moyens d’initialisation.
4 Configurations générales
4.1 L’UCE doit posséder une ligne (K) ou deux lignes (K et L) 5 Caractéristiques du signal et du canal
de transmission destinée(s) aux communications pour le con-
de transmission
trôle, l’essai et le diagnostic. La tension VB de la batterie et la
masse G du véhicule doivent être fournies à l’équipement de
. diagnostic, venant soit de I’UCE, soit du véhicule. Si les lignes 5.1 Signal
K ou L de deux ou plusieurs UCE sont raccordées ensemble, le
système résultant est appelé «bus».
5.1.1 Pour assurer un bon fonctionnement de la communica-
tion série, il faut que I’UCE et l’équipement de diagnostic déter-
La ligne K est définie comme la ligne transportant les données
minent correctement chaque état logique :
sous forme numérique série de I’UCE vers l’équipement de dia-
gnostic. La ligne K peut être utilisée également dans les deux
- l’état logique «OH correspond à un niveau de tension
sens, auquel cas elle peut aussi transporter les ordres ou les
sur la ligne inférieur à 20 % de VB pour les émetteurs, à
données de l’équipement de diagnostic vers I’UCE. Elle peut
30 % pour les récepteurs;
enfin servir à initialiser la communication.
- l’état logique (( 1)) correspond à un niveau de tension
La ligne L est définie comme une ligne unidirectionnelle de
sur la ligne supérieur à 80 % de VB pour les émetteurs, à
l’équipement de diagnostic vers I’UCE. Lorsqu’elle existe, elle
70 % pour les récepteurs.
peut être utilisée pour initialiser la communication et/ou encore
pour transporter les ordres et/ou les données.
En outre, les temps de montée ou de descente doivent être
inférieurs à 10 % de la durée de transmission unitaire (durée du
II découle de ce qui précède que, la communication sur la ligne
bit). Par temps de montée ou de descente, on entend les
K pouvant être unidirectionnelle ou bidirectionnelle et la ligne L
durées nécessaires à la tension pour passer de 20 % à 80 % de
pouvant ou non exister, on peut utiliser seulement les quatre
VB ou de 80 % à 20 % de VB pour les émetteurs.
configurations suivantes:
Dans le cas du code NRZ, la durée de transmission unitaire se
ligne K bidirectionnelle avec ligne L unidirectionnelle;
1)
définit comme la moitié de la durée séparant les niveaux 50 %
des fronts montants ou descendants successifs des bits «I )) et
2) ligne K unidirectionnelle avec ligne L unidirectionnelle;
«OH alternés.
3) ligne K bidirectionnelle sans ligne L;
Les figures 3 et 4 illustrent les cas les plus défa vorables des
niveaux de
tension du signa
ligne K unidirectionnelle sans ligne L.
4)
Pour les spécifications électriques de l’équipement de diagnos-
Dans chacun de ces quatre cas, on peut en outre utiliser un
tic, voir 8.5, et pour les spécifications électriques des UCE, voir
autre moyen que les lignes K et L pour initialiser la communica-
9.2.
tion.
Les UCE utilisant une des configurations ci-dessus qui n’émet-
5.1.2 Pour des raisons économiques actuelles, la vitesse de
tent pas en permanence (free-running) peuvent avoir leurs transmission doit être limitée à 10 kbaud et sera révisée au vu de
lignes de communication de même type reliées à un bus.
l’évolution des facteurs techniques et économiques. La vitesse
minimale doit être de 10 baud.
La figure 1 illustre les diverses configurations possibles de
systèmes, en indiquant le rôle de chacune des lignes de com- La vitesse de transmission du code adresse (voir 8.3), s’il existe,
munication K et L. doit être de 5 baud.
2
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ISO 9141 : 1989 (F)
Ligne émanant en permanence (free-running)
UCE l-&
Initialisation
~ pe Données
Données, ordres et initialisation
ordres et initialisation
Initialisation par un commutateur (par exemple)
tion
6
Données
pË,,, t
Données, ordres et initialisation
Bus de diagnostic
pË,,,
K Données et ordres
8 UCE * L
0 Initialisation uniquement
4 *
A Bus de diagnostic
La flèche indique le sens du flux de données.
Le commutateur symbolise l’initialisation.
Figure 1 - Configurations possibles de systèmes
3
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ISO 9141 : 1989 (FI
Ligne K -
Équipement de diagnostic
Ligne L
1
Sélection
y d’adresse
I
N 1
L
b
- Démarrage
UCE 2 a
I
Y
Commande
manuelle
\
l
E UCE 3 a @’ ’
-L-J !
l- Initialisation
.
I
I
I
E-,UCE4
.
I
+ Sens du flux de données sur la ligne K pour le diagnostic
4 Sens du flux de données, de l’initialisation ou des ordres depuis l’équipement de diagnostic vers
I’UCE, sur la ligne K ou la ligne L
E Initialisation extérieure
UCE des types 7 et 2:
Lorsque ces UCE sont reliées à un bus, des moyens adéquats de comparaison des signaux des lignes K et L
sont nécessaires pour éviter une initialisation inopinée.
UCE des types 3 et 4:
Ces UCE ne peuvent pas être reliées à un bus, à moins de prévoir des lignes de réveil ou d’initialisation sépa-
rées ou des moyens spécifiques pour empêcher l’initialisation inopinée d’une UCE par l’échange de données.
Figure 2 - Raccordement sur un bus de divers types d’UCE
Équipement de V
B
diagnostic
Flux de données
UCE
État logique (( 1))
État logique (( 1))
transmis
recu
Marges
État logique aO»
recu
transmis
Figure 3 - Valeurs dans le cas le plus défavorable des niveaux de tension du signal avec flux de données
de l’équipement de diagnostic vers I’UCE
4
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ISO 9141 : 1989 (F)
UCE V
Équipement de diagnostic
B
Flux de données
100% ’
I
État logique (( 1))
État logique (f 1))
----
transmis m
rey
800/: ---
État logique «ON
État logique aO»
transmis recu
I
Masse
Figure 4 - Valeurs dans le cas le plus défavorable des niveaux de tension du signal avec flux de données de I’UCE
vers l’équipement de diagnostic
- par l’envoi d’un signal d’initialisation à partir de I’équi-
5.2 Canal de transmission
pement de diagnostic, qui peut être
5.2.1 Le schéma de principe est illustré à la figure 5.
a) l’établissement de l’état logique «O» pendant
1,8 s zl 0,Ol s sur les lignes K et L simultanément, ou
5.2.2 La capacité électrique de l’équipement de diagnostic et
sur la ligne K ou L; cette durée a été choisie afin de la dis-
de ses câbles, CED, ne doit pas dépasser 2 nF.
tinguer de la durée maximale à l’état logique «OH dans le
cas de l’adresse à 5 baud et de la durée minimale de mise
La somme des capacités d’entrée de toutes les UCE (CU& sur
à la masse par fil ;
le bus, de la capacité de la ligne de communication série embar-
quée, CCAB, de la capacité de l’équipement de diagnostic et de
b) un code adresse à 5 baud, comprenant un mot d’un
et de la vitesse de transmission, BR (code
ses câbles, CED,
octet de même configuration que le mot clé, envoyé sur
NRZ), doit être choisie de facon à satisfaire l’inégalité suivante:
,
les deux lignes K et L simultanément, ou sur la ligne K
ou L;
10-4
BR <
n
- L’UCE peut reconnaître un signal d’initialisation sur la
NOTE
ligne K ou la ligne L, ou sur les deux lignes.
CUCEi + CCAB + CED
c
i=l
- par le raccordement à la masse de la ligne K, de la ligne
L ou des deux lignes pendant une durée supérieure à 2 s.
La valeur de la vitesse de transmission, BR, doit être divisée
par 2 pour les systèmes 24 V.
Ces diverses possibilités sont illustrées à la figure 6.
Si la fréquence calculée est supérieure à 10 kbaud, on doit se
reporter à 5.1.2.
En variante, la transmission peut également être permanente
(free-running) (sans
...
Questions, Comments and Discussion
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