Nguyên lý hình thành hệ thống tự chẩn đoán OBD II dựa trên cơ sở các hệ thống tự động điều chỉnh. Trên các hệ thống tự động điều chỉnh đã có các thành phần cơ bản: cảm biến đo tín hiệu, bộ điều khiển trung tâm (ECU), cơ cấu chấp hành. Các bộ phận này làm việc theo nguyên tắc điều khiển mạch kín (liên tục)
Yêu cầu cơ bản của hệ thống tự chẩn đoán bao gồm: cảm biến đo các giá trị thông số chẩn đoán tức thời, bộ xử lý và lưu trữ thông tin, tín hiệu thông báo.
Như vậy ghép nối lại hai sơ đồ tổng quát là: cảm biến đo được dùng chung, bộ xử lý và lưu trữ thông tin ghép liền với ECU. Tín hiệu thông báo được đặt riêng. Hai sơ đồ của hệ thống tự điều chỉnh và hệ thống tự điều chỉnh có tự chuẩn đoán được mô tả trên 3.17 và 3.18.
Trên hình 3.19 trình bày sơ đồ khối của hệ thống điều khiển điện tử. Một hệ thống điều khiển điện tử có 3 thành phần chính: các cảm biến và tín hiệu đầu vào, bộ xử lý trung tâm, các cơ cấu chấp hành. Các cảm biến và tín hiệu đầu vào còn gọi là các thiết bị làm nhiệm vụ cung cấp các thông tin về trạng thái hiện thời của động cơ, các thông tin về môi trường liên quan đến đối tượng, hệ thống cần điều khiển. Ví dụ đối với hệ thống điều khiển định lượng nhiên liệu cấp cho xy lanh động cơ cần có các thông tin về trạng thái của động cơ như sau: lưu lượng không khí nạp (hoặc áp suất chân không trên đường nạp khí), tốc độ động cơ, nhiệt độ nước làm mát, mức độ tải động cơ. Các thông tin về môi trường liên quan đến việc định lượng nhiên liệu trong trường hợp này là: nhiệt độ khí nạp, độ ẩm không khí. Các thông tin về thông số trạng thái của động cơ và môi trường trên dưới dạng tín hiệu liên tục. Ngoài ra còn cần các thông tin về trạng thái làm việc của các trang bị phun liên quan đến tiêu hao công suất động cơ ví dụ các tải đèn chiếu sáng, tải từ bơm trợ lực lái, hệ thống điều hòa, các thông tin này cung cấp dưới dạng các tín hiệu bật/tắt.
Bộ xử lý trung tâm (ECU) làm nhiệm vụ tiếp nhận các tín hiệu từ các thiết bị vào, tính toán, xử lý các tín hiệu nhận được theo một chương trình đã được cài đặt sẵn rồi đưa ra các tín hiệu điều khiển (tín hiệu ra). Thành phần chính của bộ điều khiển là bộ vi xử lý.
Các thiết bị đầu ra của hệ thống điều khiển điện tử còn gọi là các cơ cấu chấp hành. Các cơ cấu chấp hành là các thiết bị điện hoặc kết hợp điện-thủy lực, điện – khí nén, nhiệt – điện, áp điện. Trên động cơ có các thiết bị đầu ra như bơm xăng kiểu điện,
vòi phun xăng, các van điện từ, động cơ DC, động cơ bước. Các thiết bị đầu ra được nối với nguồn điện 12 vol phù hợp với các tín hiệu khiển từ ECU.
Bộ xử lý thông tin là bộ xử lý các tín hiệu số và làm việc với điện áp ổn định 5 vol. Trong mạch xử lý trung tâm còn có một mạch đặc biệt gọi là mạch từ chẩn đoán. Mạch này làm nhiệm vụ phát hiện các lỗi trong mạch các cảm biến, ECU và mạch điều khiển cơ cấu chấp hành.
Nhờ việc sử dụng các thông tin từ cảm biến của hệ thống tự động điều chỉnh trên xe, các thông tin thường xuyên cập nhật và xử lý, bởi vậy chúng dễ dàng phát hiện ngay các sự cố và thông báo kịp thời, ngay cả khi xe đang hoạt động.
Việc sử dụng kết hợp các bộ phận như trên tạo nên khả năng hoạt động của hệ thống tự chẩn đoán rộng hơn thiết bị chẩn đoán độc lập, nó có khả năng báo hư hỏng, hủy bỏ chức năng hoạt động của hệ thống trong xe, thậm chí hủy bỏ khả năng làm việc của ô tô, nhằm hạn chế tối đa hư hỏng tiếp sau, đảm bảo an toàn chuyển động. Nhưng mặt khác thiết bị cũng không cồng kềnh, đảm bảo tính kinh tế cao trong khai thác.
Cung cấp nhiều chế độ chẩn đoán, OBD II cung cấp nhiều chế độ chẩn đoán giúp cho người thợ hiểu rõ hơn về hư hỏng từ đó sửa chữa tốt hơn. Đọc mã lỗi, dữ liệu động, chức năng kiểm tra các bộ phận, thông tin hộp điều khiển.... Trong khi đó OBD I chỉ cho đọc mã lỗi.