喻露

江鈴控股有限公司 江西省南昌市 330030

1 引言

汽車電子控制技術(shù)的陸續(xù)創(chuàng)新，消費者對車型配置要求也越來越高，為滿足不同的消費者需求，主機廠生產(chǎn)的同一款車均有不同配置。但由于同一電子控制單元（常稱為控制器）的功能因不同配置存在差異，目前主機廠管控同一控制器的不同配置的方法是使用不同的圖號來區(qū)分，這就給物料管理、下線生產(chǎn)和售后都帶來極大的不便，本文通過EOL（全稱是End of Line，即下線設(shè)備）設(shè)備將整車輛配置信息直接刷寫入某個通用控制器（所有車型都有該控制器）后，由該控制器以CAN報文形式把配置信息周期性的廣播出來?？偩€上其他控制器收到配置信息后，自動調(diào)整內(nèi)部相應(yīng)軟件從而與現(xiàn)有的車輛配置匹配。

圖1 數(shù)據(jù)幀格式

2 CAN總線介紹

CAN全稱是Controller Area Network，即控制器局域網(wǎng)，CAN[1]總線技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，CAN協(xié)議已經(jīng)被大多數(shù)主機廠所采用。CAN總線有如下優(yōu)點：

（1）在總線空閑時，總線網(wǎng)絡(luò)上任何一個控制器節(jié)點都可以主動向總線上發(fā)送數(shù)據(jù)，而不分主從節(jié)點，這樣的數(shù)據(jù)信息通信方式表現(xiàn)的更為靈活。

（2）CAN[2]總線在進行數(shù)據(jù)信息傳遞時選用雙絞線，雙絞線是兩根線纜纏繞在一起，如果要在系統(tǒng)上增加新的通用控制器，可以隨時將新增加的通用控制器節(jié)點通過雙絞線連接在CAN上，而且連接在總線上的其他單元的軟硬件和應(yīng)用層程序都不需要變更，因此選用CAN總線可以減少整車上的線束、整車系統(tǒng)擴充更容易、后續(xù)的整車車型更靈活。

（3）CAN總線上的信息是廣播發(fā)送，任何總線上的節(jié)點都可以接收網(wǎng)絡(luò)上的信息

（4）CAN總線[3-4]上采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀具有對傳送的數(shù)據(jù)進行錯誤檢測以及針對錯誤幀進行重新發(fā)送的功能，這樣就降低了網(wǎng)絡(luò)上的傳輸數(shù)據(jù)的出錯率。CAN總線上傳遞使用最多的是數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀主要由7個段組成，分別是：幀起始、仲裁段、控制段、數(shù)據(jù)段、CRC段、ACK段、幀結(jié)束。CAN數(shù)據(jù)幀格式如圖1所示。

3 UDS介紹

UDS[5]全稱是Unified diagnostic services，即統(tǒng)一診斷服務(wù)，在 CAN總線應(yīng)用日益廣泛的基礎(chǔ)上，其在整車廠和零部件廠商應(yīng)用也得到推廣，UDS服務(wù)有很多，在使用基于CAN總線的車輛配置的方法時會涉及到以下UDS服務(wù)：

3.1 診斷會話模式—10服務(wù)

診斷會話模式包含三種模式，分別是10 01默認會話模式，10 02編程會話模式，10 03擴展會話這三種模式。其中默認會話模式不需要任何診斷應(yīng)用程序的超時處理；編程會話模式允許支持ECU內(nèi)存編程的所有需要的診斷服務(wù)；擴展會話模式可以用來支持對ECU控制變量進行調(diào)整所需的所有診斷服務(wù)，也可用來使能一些服務(wù)。

圖2 下線車輛配置流程圖

3.2 安全訪問—27服務(wù)

安全訪問涉及到“種子”和“密鑰”兩個概念，安全訪問的過程主要有兩步：第一步，診斷工具發(fā)送“請求種子”服務(wù)報文給ECU，ECU發(fā)送一個種子進行響應(yīng)；第二步，診斷工具通過發(fā)送包含密鑰的種子服務(wù)來請求比較密鑰，ECU需將此密鑰與內(nèi)部存儲或計算的密鑰進行比較，如果兩數(shù)相符，則表示安全訪問通過，ECU解鎖。

3.3 寫入數(shù)據(jù)—2E服務(wù)

根據(jù)標識符寫入數(shù)據(jù)服務(wù)允許測試工具將數(shù)據(jù)寫入由數(shù)據(jù)標識符指定的內(nèi)部存儲單元。

（4）讀取數(shù)據(jù)—22服務(wù)

此服務(wù)允許診斷工具讀取數(shù)據(jù)標識符對應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄。ECU通過肯定響應(yīng)報文發(fā)送數(shù)據(jù)記錄值。記錄值的格式和定義由供應(yīng)商定義。記錄值要求包括模擬輸入和輸出信號，數(shù)字輸入和輸出信號，ECU支持的內(nèi)部數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的狀態(tài)。

（5）讀取故障碼—19服務(wù)

下線設(shè)備發(fā)送給服務(wù)給通用控制器后，通用控制器會將其內(nèi)部的故障碼反饋出來，這樣便于檢查通用控制器的故障情況。

（6）清除故障碼—14服務(wù)

清除診斷信息服務(wù)用于清除一個或多個ECU存儲器中的診斷信息。

4 車輛配置流程

在車輛下線生產(chǎn)的過程中，EOL設(shè)備通過UDS診斷服務(wù)將車輛配置信息寫入通用控制器內(nèi)，由該控制器把車輛信息通過CAN報文的方式廣播出來，具體流程如下：

整車電源置為ON檔，將EOL設(shè)備與整車OBD 診斷接口連接，設(shè)備掃描車輛VIN碼，此時EOL通過10服務(wù)與整車電控模塊建立診斷連接。通過SID 27安全驗證服務(wù)與通用控制器通用控制器完成握手驗證后，通過2E服務(wù)將整車配置信息寫入通用控制器的EEPROM中，再通過22服務(wù)讀取通用控制器通用控制器中的配置信息，確認與寫入的配置信息是否一致，如配置信息一致則表明成功寫入車型配型，后通過14服務(wù)執(zhí)行清除故障碼的操作。整個操作過程中，通用控制器都必須是肯定響應(yīng)才可以繼續(xù)下一步操作，若反饋否定響應(yīng)，則表明配置失敗，屆時EOL設(shè)備會顯示配置失敗，則需要重新執(zhí)行配置或檢查線路。

下線設(shè)備給通用控制器成功寫入配置信息后，通用控制器將以周期性的報文將配置信息發(fā)送到在總線上，各其它控制器收到該報文后自動調(diào)整內(nèi)部相應(yīng)的軟件與現(xiàn)有的車輛配置匹配。如若后續(xù)需要更改車輛配置，則刷寫該通用控制器的車輛配置信息就可以。使用CAN通信車輛配置方法的優(yōu)點是可以避免其他控制器在出廠的時候燒錄軟件，目前該方法已經(jīng)在工程實際應(yīng)用中得以應(yīng)用，并取得了很好的效果。

5 結(jié)語

CAN總線技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，大多數(shù)控制器供應(yīng)商在開發(fā)軟件的時候都會使用UDS診斷協(xié)議，在 EOL 下線設(shè)備中UDS診斷協(xié)議的應(yīng)用十分重要，結(jié)合CAN網(wǎng)絡(luò)的和UDS診斷協(xié)議的各自獨特優(yōu)勢，本文提出了一種基于CAN總線的車輛配置的設(shè)計方法，工程實踐表明，該方法減少了主機廠零件的管理成本，提高了生產(chǎn)效率。未來該方法對于整車生產(chǎn)制造EOL 下線設(shè)備有著重要的意義。