CAN診斷協(xié)議在生產(chǎn)線EOL系統(tǒng)中的應(yīng)用

王瑋，楊法松（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

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CAN診斷協(xié)議在生產(chǎn)線EOL系統(tǒng)中的應(yīng)用

王瑋，楊法松
（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

CAN診斷是目前汽車廣為采用的診斷方式，其為主機(jī)廠的生產(chǎn)制造和售后維修提供了諸多便利。如何利用診斷協(xié)議中的診斷服務(wù)，來滿足生產(chǎn)線汽車的各類配置、標(biāo)定、記錄等工作，將在文章中進(jìn)行闡述。

CAN診斷；EOL系統(tǒng)

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.08.060

CLC NO.: U463.6Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2016)08-187-03

前言

汽車電子控制系統(tǒng)的應(yīng)用在提高車輛性能的同時(shí)使車輛增加了新功能，但也面臨著一個(gè)新的問題，即電控系統(tǒng)自身的故障可能導(dǎo)致汽車失控和不能運(yùn)行。因此，從可靠性、安全性和可維護(hù)性的角度，汽車電控系統(tǒng)必須具備故障診斷功能。這一系統(tǒng)的功用是：在汽車運(yùn)行過程中不斷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各組成部分的工作情況，判斷出具體的故障，并以代碼形式存儲(chǔ)下來，同時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)故障運(yùn)行模塊功能，使故障車能夠被駕駛到修理廠進(jìn)行維修，維修人員可以利用汽車故障自診斷功能調(diào)出故障碼，對(duì)故障進(jìn)行快速定位和修復(fù)。2000年，ISO制定了一種基于 CAN總線的診斷系統(tǒng)通信標(biāo)準(zhǔn) ISO/WD 15765，它可滿足E-OBD的系統(tǒng)要求，ISO15765以ISO14229-1定義的服務(wù)為基礎(chǔ)，規(guī)范了基于CAN總線的診斷服務(wù)（UDS on CAN），包括網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)定時(shí)、應(yīng)用層定時(shí)等詳細(xì)內(nèi)容，使得該協(xié)議的適用性和可操作性更強(qiáng)。通過CAN總線對(duì)控制器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障診斷，可以為充分發(fā)揮故障診斷在汽車電控系統(tǒng)中的作用創(chuàng)造有利條件。ISO15765符合現(xiàn)代汽車網(wǎng)絡(luò)總線系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，已逐漸被汽車廠商采納，并將成為未來汽車行業(yè)的通用診斷標(biāo)準(zhǔn)。【1】

生產(chǎn)線整車CAN總線配置是車輛下線過程中一道關(guān)鍵工序：下線診斷配置使得整車各電控單元攜帶了整車的相關(guān)信息，便于追溯，同時(shí)也診斷了現(xiàn)有的故障并清理，同時(shí)可執(zhí)行鑰匙學(xué)碼、轉(zhuǎn)向標(biāo)定等高級(jí)功能。目前整車使用的控制模塊多采用CAN總線通訊，而支持CAN總線通訊的模塊均可支持ISO 14229的診斷服務(wù)，通過改診斷服務(wù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電控單元讀寫數(shù)據(jù)、讀取清除故障、刷寫數(shù)據(jù)、標(biāo)定等，因此CAN診斷服務(wù)的也能夠用對(duì)于生產(chǎn)線制造環(huán)節(jié)有著重要的作用。

1、應(yīng)用背景

在汽車電子化、智能化高度發(fā)展的今天，汽車生產(chǎn)線上常常面臨如下兩個(gè)方面的問題：

1）諸多電子控制單元都有著各類生產(chǎn)配置需求，例如：清除故障碼，記錄生產(chǎn)日期，記錄車輛代碼，針對(duì)不同車型的軟件功能匹配等。除此以外，還有一些高級(jí)的功能要求，如轉(zhuǎn)向系統(tǒng)標(biāo)定，傳感器標(biāo)定，鑰匙學(xué)習(xí)，軟件刷新等。然而如此的功能要求若通過不同的設(shè)備和方式來實(shí)現(xiàn)，對(duì)于生產(chǎn)線來說會(huì)增加太多的設(shè)備和工序，也會(huì)浪費(fèi)相應(yīng)的人力資源。因此若把可由診斷服務(wù)來實(shí)現(xiàn)的功能統(tǒng)一起來，采用標(biāo)準(zhǔn)的診斷協(xié)議，用一套流程化的設(shè)備來完成這些任務(wù)，是非常有必要的。

2）高度電子智能化的汽車配置，同時(shí)帶來的是各類復(fù)雜的故障模式，深入到系統(tǒng)內(nèi)部的問題往往難以分析和解決，若生產(chǎn)線不能很好的解決出現(xiàn)的問題，勢(shì)必會(huì)降低生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。對(duì)于電子控制單元，診斷技術(shù)已經(jīng)體現(xiàn)得非常重要。

EOL全稱“end of line”，是下線檢測(cè)系統(tǒng)的意思，對(duì)汽車上的電器及系統(tǒng)進(jìn)行檢查，包括在線檢查和下線檢查部分，目前在合資汽車廠得到較為廣泛的應(yīng)用。隨著診斷協(xié)議逐漸被各個(gè)汽車電控單元所采納，診斷服務(wù)在EOL系統(tǒng)中應(yīng)用越來越重要。

常見的EOL系統(tǒng)一般解決以下問題：

1）用電器、線束、控制器等裝配問題，如：錯(cuò)裝、漏裝、虛接等；

2）電器部件的功能測(cè)試；

3）控制器的診斷測(cè)試；

4）控制器的標(biāo)定、程序刷新；

5）在各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)置生產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)控，為質(zhì)量流程管理提供一種手段；

6）及早的發(fā)現(xiàn)問題，指導(dǎo)工人維修，降低返修成本，提高生產(chǎn)效率。

2、EOL診斷服務(wù)的應(yīng)用

CAN診斷協(xié)議中有許多與生產(chǎn)線相關(guān)的服務(wù)，下面就一些主要的服務(wù)做簡(jiǎn)述：

1）SID 14-Clear Diagnostic Information清除診斷信息，該項(xiàng)服務(wù)可用于清除一個(gè)或多個(gè)ECU內(nèi)存儲(chǔ)的故障碼，在車輛制造過程中，由于車輛未處于整裝狀態(tài)，ECU模塊可能會(huì)記錄一個(gè)或多個(gè)故障，這需要在整車出廠前進(jìn)行清除。

2）SID 19-Read DTC Information 讀故障碼信息，該服務(wù)使診斷工具從單個(gè)或多個(gè)ECU中讀取現(xiàn)存的故障碼信息。通過改服務(wù)可以有效的知曉ECU模塊存在的故障，指導(dǎo)維修，在工廠返修區(qū)起到很大的作用。

3）SID 22-Read Data by Identifier 由標(biāo)識(shí)符讀數(shù)據(jù)，該服務(wù)用于從ECU讀取數(shù)據(jù)記錄。標(biāo)識(shí)符是診斷協(xié)議中定義的可以記錄各類信息的代號(hào)，例如生產(chǎn)日期，、版本號(hào)、硬件號(hào)、軟件號(hào)等等。

4）SID 27-Security Access 安全驗(yàn)證。由于許多診斷服務(wù)操作會(huì)對(duì)ECU造成影響，因此需要對(duì)操作設(shè)定權(quán)限，對(duì)某些服務(wù)只允許在通過安全驗(yàn)證的情況下執(zhí)行，這種安全驗(yàn)證通過特定的算法來完成，換句話說，只有知道怎么驗(yàn)算的人才擁有權(quán)限執(zhí)行這些服務(wù)，以防止ECU被隨意更改。

5）SID 28-Communication Control 通信控制，該服務(wù)用于打開和關(guān)閉某些ECU報(bào)文的傳輸。在某些特定的操作中，例如刷寫程序，需要將ECU的報(bào)文傳輸進(jìn)行關(guān)閉或開啟，則用到此服務(wù)。

6）SID 2E-Write Data by Identifier 由標(biāo)識(shí)符寫數(shù)據(jù)，該服務(wù)用于按照提供的標(biāo)識(shí)符，將數(shù)據(jù)寫入ECU中指定的位置。這個(gè)服務(wù)與SID22是對(duì)應(yīng)的，一個(gè)用于寫一個(gè)用于讀。

7）SID 31-Routing Control 規(guī)程控制，通過該服務(wù)，主要執(zhí)行一些自定的流程，如刷寫程序、標(biāo)定傳感器的流程等。【2】【3】

EOL將這些服務(wù)集成到設(shè)備中，在車輛生產(chǎn)過程中就可以對(duì)ECU進(jìn)行預(yù)設(shè)的操作。下面對(duì)EOL設(shè)備對(duì)車輛執(zhí)行診斷服務(wù)進(jìn)行示例：

首先由配置工具通過整車OBD診斷接口建立與電控模塊的診斷連接，然后執(zhí)行診斷服務(wù)，通過SID2E數(shù)據(jù)寫入服務(wù)，將整車VIN碼和生產(chǎn)線裝配日期寫入電控模塊，然后通過SID19讀取故障代碼服務(wù)讀出電控模塊中存在故障代碼，再執(zhí)行SID14服務(wù)清除存儲(chǔ)的故障代碼，以上服務(wù)對(duì)7個(gè)模塊均適用并執(zhí)行，流程可見圖1所示。對(duì)于BCM（車身控制器）的鑰匙學(xué)碼功能，則通過SID27安全驗(yàn)證服務(wù)通過與電控單元的握手驗(yàn)證，再通過SID31流程控制服務(wù)，進(jìn)入學(xué)碼流程，流程可見圖2所示。對(duì)于EPS（電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)）的轉(zhuǎn)向標(biāo)定也是通過SID27安全驗(yàn)證服務(wù)通過與電控單元的握手驗(yàn)證后，再通過SID31流程控制服務(wù)，進(jìn)入標(biāo)定流程，流程可見圖3所示。整個(gè)操作過程中，若電控模塊反饋否定相應(yīng)，配置失敗，則工具顯示配置失敗，提示操作工重新執(zhí)行配置或檢查線路。

由此，一個(gè)簡(jiǎn)單的EOL診斷服務(wù)操作過程就結(jié)束了，當(dāng)一個(gè)車輛具備許多ECU和診斷需求時(shí)，EOL設(shè)備都可以集成，其半自動(dòng)化的操作使得效率大大的提高。

在產(chǎn)品制造的可追溯性方面，SID2E服務(wù)提供了強(qiáng)大的便利。在各個(gè)控制器的ECU中，有一部分存儲(chǔ)區(qū)域?qū)ｉT用于記錄各類信息，如硬件版本、軟件版本、生產(chǎn)日期、產(chǎn)品代碼、零部件號(hào)等，這些數(shù)據(jù)在CAN診斷協(xié)議中被定義為DID （Parameter Data Identifier）——數(shù)據(jù)識(shí)別符【4】，在標(biāo)準(zhǔn)中推薦一一些固定的DID，每一個(gè)DID對(duì)應(yīng)一種數(shù)據(jù)，常見的一些如下表所示：

表1　DID列表

以上的DID信息將作為記錄數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在ECU內(nèi)部，沒有專用的設(shè)備或協(xié)議無(wú)法自行改動(dòng)，這樣在追溯零部件生產(chǎn)和維修過程時(shí)將起到很大的作用，便于生產(chǎn)及售后的管理。

另外，在現(xiàn)行的國(guó)家汽車方面的法規(guī)要求中，開始增加對(duì)車輛及關(guān)鍵部件信息存儲(chǔ)的要求。例如，法規(guī)要求車輛中至少有一模塊能記錄車輛VIN碼，除專用設(shè)備權(quán)限外不可被隨意篡改。那么這里就涉及到診斷在EOL中的兩個(gè)應(yīng)用，一是信息寫入，通過SID2E服務(wù)來寫入DID的方式將車輛特征代碼F190寫入ECU，并使用SID27服務(wù)來進(jìn)行設(shè)備加密，以確保不會(huì)被其他設(shè)備篡改信息。這樣便有效達(dá)成了法規(guī)的要求。

3、總結(jié)

CAN總線技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，CAN診斷協(xié)議已經(jīng)被大多數(shù)ECU所采用，在EOL系統(tǒng)中CAN診斷協(xié)議的應(yīng)用十分重要，在整車制造過程中，ECU的追溯、配置、故障診斷等，都離不開診斷服務(wù)的支持，EOL系統(tǒng)應(yīng)用診斷服務(wù)對(duì)于整車生產(chǎn)制造有著重要的意義。

[1]吳文彩.汽車檢測(cè)與診斷運(yùn)作[M].第1版,北京:郵電大學(xué)出版社,2007.5～6.

[2]ISO/DIS14229-1,Roadvehicles—Unifieddiagnosticservices(UDS)—Part1:Specificationandrequirements[S].

[3]ISO15765-2,DiagnosticsonCAN—Networklayerservices[S].

[4]ISO15765-3,DiagnosticsonCAN—Implementationofunifieddiag nos ticservices(UDSonCAN)[S].

Application of CAN diagnostics in manufactory EOL system

Wang Wei,Yang Fasong
（Anhui Jianghuai Automotive Co.,Ltd.,Anhui Hefei 230601）

Nowadays CAN diagnostics is the diagnostics method which widely used on vehicles.It provide many advantages for manufacture and after service of OEM.How to use the diagnostic service of the diagnostic protocol to satisfy requirement of manufacture,like various configuration,calibration,register and so on,will expatiate in this paper.

CAN diagnostics; Manufacture

U463.6

A

1671-7988（2016）08-187-03

王瑋（1985-），男，工程師，現(xiàn)就職于安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心任技術(shù)經(jīng)理，從事汽車總線網(wǎng)絡(luò)方面的工作。