何亞楠　黃磊

摘 要：隨著AMT，AT在商用車領(lǐng)域的匹配應(yīng)用，電控單元的作用在商用車領(lǐng)域也越來越重要。而統(tǒng)一診斷服務(wù)（UDS，Unified Diagnostic Services）也漸漸成為了商用車電控單元不可或缺的一部分，受到各主機(jī)廠及供應(yīng)商的極大重視，并漸漸會成為標(biāo)配。文章通過介紹基于ISO14229的統(tǒng)一診斷服務(wù)（UDS），重點分析了UDS診斷服務(wù)在TCU中的五種實際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：UDS;TCU;ISO14229

中圖分類號：U260.352? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）03-45-03

1 技術(shù)背景

隨著國內(nèi)商用車領(lǐng)域汽車技術(shù)的更新?lián)Q代，電控技術(shù)在商用車上得到越來越多的使用，同時，汽車電子飛速發(fā)展也使得電子控制單元趨于復(fù)雜化精細(xì)化。與之帶來的是，統(tǒng)一診斷服務(wù)成為了現(xiàn)代商用車必不可少的一項功能，發(fā)揮著越來越重要的作用。隨著診斷技術(shù)的發(fā)展，診斷協(xié)議也越來越完善。

在診斷協(xié)議上，隨著K線漸漸淘汰，CAN（Controller Area Network，控制器局域網(wǎng)）網(wǎng)絡(luò)加速興起，眾多的主機(jī)廠都開始應(yīng)用基于ISO15765的診斷協(xié)議。除了廣泛使用的CAN網(wǎng)絡(luò)以外，MOST、無線網(wǎng)絡(luò)等多種車載網(wǎng)絡(luò)均存在著。因此為了規(guī)范這些不同網(wǎng)絡(luò)的診斷服務(wù)，便于整個行業(yè)之間的交流，ISO提出了ISO14229-1診斷通信協(xié)議，即UDS（Unified Diagnostic Services，統(tǒng)一診斷服務(wù)）。作為未來的一個趨勢，目前國內(nèi)主機(jī)廠開始逐步往這一標(biāo)準(zhǔn)過渡。

本文將進(jìn)行UDS診斷服務(wù)在TCU中的應(yīng)用研究。

2 統(tǒng)一診斷服務(wù)介紹

UDS診斷服務(wù)包括有：診斷和通信管理服務(wù)、數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)、存儲數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)、輸入輸出控制服務(wù)、例程服務(wù)、上傳/下載服務(wù)。通過診斷儀、服務(wù)工具等外部設(shè)備與ECU（Electronic Control Unit，電子控制單元）進(jìn)行通訊，請求不同的服務(wù)。具體的服務(wù)描述見表1：

3 統(tǒng)一診斷服務(wù)在TCU中的應(yīng)用

統(tǒng)一診斷服務(wù)在TCU中的應(yīng)用需要與TCU軟件相配合，需要TCU軟件中可以支持相應(yīng)的UDS服務(wù)，通過配置相關(guān)的服務(wù)內(nèi)容，使得TCU根據(jù)實際給出相應(yīng)的正響應(yīng)或負(fù)響應(yīng)應(yīng)答。技術(shù)人員或者服務(wù)人員可以根據(jù)相應(yīng)的UDS響應(yīng)來判斷變速箱或者車輛狀態(tài)。

在公司自主研發(fā)的AT產(chǎn)品中目前已經(jīng)支持UDS，以下根據(jù)實際項目經(jīng)驗介紹一些UDS服務(wù)在TCU中的應(yīng)用。

3.1 安全訪問控制

在利用UDS服務(wù)訪問TCU進(jìn)行一些操作時，比如0x2E寫數(shù)據(jù)服務(wù)，0x31例程控制服務(wù)等，需要對TCU先進(jìn)行解鎖。首先在TCU中預(yù)先設(shè)定安全訪問算法，然后通過0x27服務(wù)發(fā)送相對應(yīng)的請求，請求種子以及發(fā)送密鑰，只有在密鑰與TCU中密鑰相同時，TCU解鎖。防止TCU內(nèi)部數(shù)據(jù)被并不擁有權(quán)限的人解鎖篡改。安全訪問機(jī)制如圖1。

3.2 程序刷寫

TCU程序想要運(yùn)行，必須先刷寫到TCU中。而且軟件開發(fā)工程師經(jīng)常會對軟件進(jìn)行優(yōu)化，發(fā)布的新軟件就需要進(jìn)行程序刷寫。程序刷寫時通過針對不用TCU設(shè)定的刷寫流程進(jìn)行程序刷寫。程序刷寫一般流程見圖2：

3.3 讀取寫入?yún)?shù)

利用0x22服務(wù)可以讀取TCU中特定的變量值。例如在現(xiàn)場服務(wù)時，經(jīng)常需要獲取TCU軟件版本，TCU內(nèi)部電磁閥電流，傳感器轉(zhuǎn)速，壓力等一些數(shù)據(jù)來進(jìn)行判斷。同時在實車故障診斷時，通過UDS診斷服務(wù)讀取電源電壓、油水溫、 離合器壓力、車速、輸入輸出轉(zhuǎn)速、開關(guān)狀態(tài)、電磁閥電流等數(shù)據(jù)，提供實時的車輛狀態(tài)供售后服務(wù)人員分析。

同時對于需要更新的參數(shù)以及變量等，也可以通過0x2E服務(wù)來寫入數(shù)據(jù)到TCU中，從而實現(xiàn)針對不同車輛不同主機(jī)廠的參數(shù)數(shù)據(jù)更新。比如不同主機(jī)廠的換擋策略，最高檔位，是否帶緩速器，窄速比，寬速比，PTO等參數(shù)。

3.4 輸入輸出控制

利用0x2F服務(wù)可以控制替換TCU內(nèi)部輸入信號的值或內(nèi)部功能，控制TCU的某個輸出信號。如圖3左邊表示TCU中的輸入信號，右邊表示TCU的輸出信號。

3.5 故障讀取與擦除

AT控制器中，底層及應(yīng)用層根據(jù)一定的診斷檢測邏輯檢測到故障發(fā)生之后;為了防止誤觸發(fā)故障檢測等現(xiàn)象發(fā)生，參考底層以及實際中一些經(jīng)驗參考條件及標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行Deboun -ce邏輯處理;Debounce處理之后確認(rèn)的故障再進(jìn)行故障響應(yīng)措施，例如關(guān)閉芯片，回空擋等;同時Debounce處理之后的信號也會Set到DEM（Diagnostic event management，診斷事件管理）。UDS診斷服務(wù)中一部分很重要的功能就是可以對Set到DEM的這些故障信息進(jìn)行故障讀取，清除等操作。具體診斷框架見圖4。

實際中，TCU可以存儲多種變速箱故障，比如：（1）電源供電故障，電壓過高過低;（2）轉(zhuǎn)速傳感器、油溫傳感器、 油壓傳感器等對電源短路、對地短路、斷路;（3）油水溫溫度過高;（4）電磁閥對電源短路、對地短路、斷路;（5）CAN報文丟失;（6）檔位故障;（7）離合器卡滯故障等。

對于有故障的車輛，維修人員通過UDS的0x19服務(wù)與TCU進(jìn)行交互，從DEM讀取變速箱的歷史故障碼以及故障

快照信息，方便服務(wù)人員根據(jù)服務(wù)工具提供的變速箱故障信息快速定位和分析變速箱故障原因，排除故障。同時可以通過0x14服務(wù)可以實現(xiàn)對歷史故障進(jìn)行清除。

4 結(jié)論

本文介紹了統(tǒng)一診斷服務(wù)在TCU中的應(yīng)用研究。主要介紹了五種應(yīng)用，（1）安全訪問控制;（2）程序刷寫;（3）讀取寫入數(shù)據(jù);（4）輸入輸出控制;（5）故障讀取與擦除。隨著國內(nèi)汽車技術(shù)電氣化和智能化的發(fā)展，必然會促使診斷技術(shù)的進(jìn)步，將會延伸到車輛從產(chǎn)品研發(fā)、工程設(shè)計、測試驗證、 生產(chǎn)制造到售后服務(wù)的整個生命周期中。因此對于統(tǒng)一診斷服務(wù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用研究也將越來越重要！

參考文獻(xiàn)

[1] ISO 14229-1_2013_Road vehicles-Unified diagnostic services （UDS） -Part 1_Specification and requirements.

[2] ISO 15765-2_2011_Road vehicles-Diagnostic communication over Controller Area Network - Part 2_Transport protocol and network layer services.