彭宏偉，孫鵬，杜文龍

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

某型重卡診斷設(shè)計(jì)中定時(shí)參數(shù)的選擇及應(yīng)用

彭宏偉，孫鵬，杜文龍

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章以某型重卡的診斷定時(shí)參數(shù)設(shè)置為例，淺述了 UDSonCAN協(xié)議中關(guān)于診斷定時(shí)參數(shù)的相關(guān)要求及具體應(yīng)用流程，將診斷協(xié)議中定時(shí)參數(shù)的使用場(chǎng)景具象化，選擇合適的定時(shí)參數(shù)數(shù)值，通過控制器診斷測(cè)試流程進(jìn)行校驗(yàn)分析，既可以滿足控制器診斷測(cè)試的可靠性要求，也提高了診斷流程的效率，為相關(guān)車型的診斷測(cè)試提供一定的參考。

診斷設(shè)計(jì)；定時(shí)參數(shù)；診斷測(cè)試

前言

隨著重型商用車行業(yè)的深入發(fā)展，客戶對(duì)整車安全性、舒適性方面的要求越來越高。同時(shí)，伴隨著車輛智能化步伐的加快，商用車上搭載的電氣控制模塊也在不斷的增加，整車 CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)日趨復(fù)雜，整車網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)故障的概率也隨之增加。因此，在車輛全生命周期過程中對(duì)整車網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)控制器模塊進(jìn)行診斷測(cè)試的需求也越發(fā)迫切。診斷是利用診斷測(cè)試工具和控制器進(jìn)行通信，由診斷測(cè)試工具向控制器發(fā)送相關(guān)命令，然后控制器按照實(shí)際狀況對(duì)測(cè)試設(shè)備進(jìn)行應(yīng)答。整個(gè)診斷測(cè)試過程中二者之間的通信遵循著既定的時(shí)序，按照診斷協(xié)議的定時(shí)參數(shù)進(jìn)行報(bào)文收發(fā)。本文將從某型重卡的診斷系統(tǒng)開發(fā)方面來簡(jiǎn)單介紹基于 UDSonCAN診斷協(xié)議的重卡診斷定時(shí)參數(shù)設(shè)置和具體應(yīng)用。

1 診斷需求概要

完整的 ECU診斷功能由內(nèi)部自診斷功能及必要的診斷協(xié)議組成。前者指在初始化及運(yùn)行階段ECU執(zhí)行的故障檢測(cè)等功能。后者根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)合又可分為離線診斷協(xié)議和在線診斷協(xié)議。診斷協(xié)議的功能包括故障信息及標(biāo)識(shí)信息獲取、輸入輸出及例程控制、重編程等。

診斷測(cè)試工具和控制器之間通過協(xié)議既定的定時(shí)參數(shù)進(jìn)行通信交互，即診斷測(cè)試工具按照協(xié)議規(guī)定的時(shí)間參數(shù)向控制器發(fā)送請(qǐng)求信息，控制器按照協(xié)議規(guī)定的時(shí)間參數(shù)向測(cè)試工具發(fā)送響應(yīng)信息。因此定時(shí)參數(shù)的設(shè)置不僅直接關(guān)系到診斷測(cè)試能否按照規(guī)定的要求執(zhí)行下去，也決定了診斷測(cè)試的測(cè)試周期和測(cè)試效率。

1.1 自診斷需求

所有ECU都應(yīng)持續(xù)地進(jìn)行故障自診斷，以監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)下的異常事件（錯(cuò)誤）。故障自診斷包括兩種：初始化階段自診斷及持續(xù)運(yùn)行時(shí)的自診斷。

故障自診斷的范圍，應(yīng)包含但不限于如下所列內(nèi)容：

1）ECU內(nèi)部異常情況；

2）網(wǎng)絡(luò)通信異常情況；

3）輸入/輸出線路的開路或短路情況；

4）超出線路正常運(yùn)行范圍的錯(cuò)誤信號(hào)；

5）迫使系統(tǒng)以失效安全模式運(yùn)行的情況。

1.2 診斷標(biāo)識(shí)符

診斷協(xié)議標(biāo)識(shí)符用于支持在靜態(tài)環(huán)境下通過診斷工具對(duì)整車進(jìn)行診斷操作，如讀取既有故障信息、進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫操作等。

本文描述的控制器（ECU）只支持常規(guī)固定尋址方式，常規(guī)固定尋址格式如表1所示。

同時(shí)，ECU都必須支持兩種診斷標(biāo)識(shí)符：物理尋址標(biāo)識(shí)符和功能尋址標(biāo)識(shí)符。表 2描述了符合 OBD法規(guī)的 29位CAN標(biāo)識(shí)符，這29位CAN標(biāo)識(shí)符兼容常規(guī)固定尋址格式而且可以應(yīng)用于增強(qiáng)型診斷。

表1 常規(guī)固定尋址格式

表2 診斷CAN標(biāo)識(shí)符

所有 CAN網(wǎng)絡(luò)上的控制器都使用統(tǒng)一的功能尋址標(biāo)識(shí)符，即CAN標(biāo)識(shí)符0x18DBFFFA。ECU使用的物理尋址請(qǐng)求及響應(yīng)的CAN標(biāo)識(shí)符由ECU控制器按照表2描述的格式，結(jié)合自身節(jié)點(diǎn)地址進(jìn)行控制器#xx的具體定義。

1.3 定時(shí)參數(shù)要求

1.3.1 網(wǎng)絡(luò)層定時(shí)

表3 診斷報(bào)文格式

診斷測(cè)試工具與控制器在網(wǎng)絡(luò)層的交互是通過報(bào)文形式進(jìn)行的，診斷報(bào)文從格式上分為單幀報(bào)文和多幀報(bào)文，具體格式定義如表3所示。

對(duì)于多幀報(bào)文來說，顧名思義即診斷測(cè)試工具與控制器之間需要通過傳輸多條報(bào)文來交互信息，因此多幀報(bào)文按照什么樣的定時(shí)參數(shù)來發(fā)送是網(wǎng)絡(luò)層需要定義的重要內(nèi)容之一。多幀報(bào)文發(fā)送方與接收方間的網(wǎng)絡(luò)層定時(shí)參數(shù)如圖1所示。

圖1

網(wǎng)絡(luò)層流控制狀態(tài)時(shí)間參數(shù)要求如表4所示，應(yīng)用模式表示 ECU運(yùn)行的是應(yīng)用程序。引導(dǎo)程序模式表示ECU正在運(yùn)行引導(dǎo)程序，通常處在編程會(huì)話模式。

表4 網(wǎng)絡(luò)層流控制狀態(tài)參數(shù)

網(wǎng)絡(luò)層診斷多幀報(bào)文收發(fā)的定時(shí)參數(shù)要求如表5所示。為了降低軟件復(fù)雜度，推薦OBD相關(guān)的ECU只實(shí)現(xiàn)一組網(wǎng)絡(luò)層定時(shí)參數(shù)，即上表所定義的“排放相關(guān)要求（OBD）”列中的參數(shù)。對(duì)于非OBD相關(guān)ECU，或者可以支持兩組網(wǎng)絡(luò)層定時(shí)參數(shù)的OBD相關(guān)ECU，需要支持上表中定義的“增強(qiáng)型診斷”列中的參數(shù)。

表5 網(wǎng)絡(luò)多幀報(bào)文收發(fā)定時(shí)參數(shù)

1.3.2 診斷層定時(shí)

在診斷應(yīng)用層上，診斷測(cè)試工具與控制器之間的請(qǐng)求-響應(yīng)的時(shí)序關(guān)系如圖2所示。當(dāng)接收到ECU發(fā)送的包含78h否定響應(yīng)碼的報(bào)文后（請(qǐng)求正確接收–但響應(yīng)未決），診斷工具需更改響應(yīng)定時(shí)要求，即使用增強(qiáng)定時(shí)器 P2*進(jìn)行定時(shí)參數(shù)設(shè)定。

圖2 診斷工具和ECU間的診斷層定時(shí)

診斷應(yīng)用層的定時(shí)參數(shù)的定義如表6和表7所示。

表6 ECU診斷層參數(shù)要求

表7 ECU會(huì)話層參數(shù)要求

2 應(yīng)用與驗(yàn)證

按照上述診斷定時(shí)參數(shù)的選值進(jìn)行整車控制器的軟件開發(fā)，同時(shí)也按照同樣的定時(shí)參數(shù)取值對(duì)診斷測(cè)試工具進(jìn)行設(shè)置，通過實(shí)際診斷測(cè)試來驗(yàn)證診斷定時(shí)參數(shù)選取的合理性及可靠性。為了能夠較為全面的驗(yàn)證所選擇的定時(shí)參數(shù)，本文選擇對(duì)某型重卡上面行車記錄儀控制器來進(jìn)行診斷協(xié)議測(cè)試及診斷BT測(cè)試，通過完整的診斷測(cè)試流程及準(zhǔn)確的結(jié)果記錄分析達(dá)到我們的既定目標(biāo)。

圖3

診斷協(xié)議測(cè)試是通過制作控制器的診斷協(xié)議文件（.pdx），導(dǎo)入CANdiva軟件之后生成診斷工程文件（.diva），通過設(shè)置diva工程的定時(shí)參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)控制器的自動(dòng)診斷測(cè)試。本文通過CANdiva新建了行車記錄儀TCO控制器的診斷diva工程，定時(shí)參數(shù)設(shè)置如下圖3所示。

通過CANoe加載上述的.diva工程之后，可以進(jìn)行診斷協(xié)議測(cè)試，運(yùn)行測(cè)試之后結(jié)果如圖4所示。

圖4

診斷BT測(cè)試通過CPAL編程實(shí)現(xiàn)定時(shí)參數(shù)設(shè)置，利用CANoe軟件將控制器的BT軟件（.hex或.s19）通過特定的流程刷寫到控制器中，本文也利用行車記錄儀TCO控制器進(jìn)行了BT測(cè)試，測(cè)試記錄如圖5所示。

圖5

通過合理設(shè)置的診斷定時(shí)參數(shù)，可以滿足診斷測(cè)試工具和待測(cè)控制器之間的診斷通信，避免出現(xiàn)因定時(shí)參數(shù)不一致造成的診斷測(cè)試異常或失敗。尤其是在進(jìn)行控制器BT診斷測(cè)試過程中，合適的診斷定時(shí)參數(shù)就顯得更加重要，通過優(yōu)化之后的定時(shí)參數(shù)既可以滿足BT測(cè)試的順利進(jìn)行，也可以縮短測(cè)試時(shí)長(zhǎng)，提高測(cè)試效率。

3 結(jié)束語

商用車 CAN網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用逐漸趨向高端化和智能化，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的診斷設(shè)計(jì)成為確保車輛可靠性的重要一環(huán)。而定時(shí)參數(shù)做為診斷通信的時(shí)間基準(zhǔn)，合理的取值既可以滿足診斷測(cè)試順利執(zhí)行，也可以一定程度上提高診斷的效率。本文簡(jiǎn)述了基于 UDSonCAN診斷協(xié)議進(jìn)行診斷設(shè)計(jì)時(shí)需要確定的定時(shí)參數(shù)，以某型重卡車載控制器為例選取了具體的定時(shí)參數(shù)數(shù)值，通過診斷測(cè)試驗(yàn)證取值的合理性，為相關(guān)整車網(wǎng)絡(luò)診斷設(shè)計(jì)提供一定的參考。

[1] ISO 14229-1:Road vehicles-Unified diagnostic services (UDS) -Part 1:Specification and requirements[Z].International Standards Organi-zation. 2006.

[2] ISO 15765-2:Road vehicles-Diagnostics on Controller Area Network(CAN)-Part 2:Network layer services.International Standards Organ-ization. 2004.

Timing Parameter Choosing and Application in Diagnostic Design of A Heavy Truck

Peng Hongwei, Sun Peng, Du Wenlong
( Anhui Jianghuai Automobile group Co., Ltd, Anhui Hefei 230601 )

In this paper, a heavy truck is taken as an example to describe the vehicle diagnostic timing parameters setting, and introduces the requirements on the diagnosis of timing parameters in the UDSonCAN protocol and the specific application process.Visualize of the use of the timing parameters in the diagnostic protocol. By choosing the appropriate timing parameters, the controller diagnostic test flow is used for verification and analysis. It can not only meet the reliability requirements of the controller diagnostic test, but also improve the efficiency of the diagnosis process, and provide a reference for the diagnosis and testing of the related vehicle type.

Diagnostic Design; Timing parameters; Diagnostic test

U467.1

A

1671-7988 (2017)21-43-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.21.016

CLC NO.: U467.1

A

1671-7988 (2017)21-43-03

彭宏偉，男，工程師，就職于安徽江淮汽車技術(shù)中心，從事電器設(shè)計(jì)工作，研究方向?yàn)檐囕d網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。