UDS診斷服務在氣囊控制單元中的應用

黃萬眾，胡建博，靳玉

（1.華晨汽車工程研究院安全工程室，遼寧 沈陽 110141；2.華晨汽車工程研究院工程學會，遼寧 沈陽 110141）

前言

隨著汽車電子技術的發展，電子控制單元正在逐漸增多，功能也越來越復雜，診斷服務也越來越細化，各汽車廠商（以下簡稱主機廠）在對其車型產品中使用的各電子控制單元進行診斷功能開發時，雖然都遵循ISO標準，但由于各電子控制單元開發性質與開發方式不同，因此參考使用的診斷服務也不盡相同，汽車安全氣囊控制單元（Airbag Control Unit，下文簡稱為ACU）是整個約束系統的中心，它能感應車輛在正面和側面碰撞過程中發生的加速度的變化，然后控制相應的起爆元器件。最大限度的降低車內駕駛員與乘員受傷害程度，以達到保護車內人員的目的。同時，ACU作為電氣元件，也需要滿足在整車環境下與其他控制單元的通信要求和診斷服務的要求。

1 UDS服務內容簡介

2008年以前，國內多數主機廠采用的通信診斷標準是基于K線診斷的ISO14230標準，但隨著通訊診斷技術的逐年發展，K線在逐步淘汰，CAN（Controller Area Network，控制器局域網，下文簡稱CAN）網絡的流行，大多數主機廠又過渡到基于 ISO15765的診斷標準。隨著車載網絡形式逐漸豐富，又出現了MOST、FlexRay、無線網絡等多種網絡并存的情況，為了實現不同網絡下診斷服務的統一，ISO制定了ISO14229-1 Unified Diagnostics Services（統一診斷服務，下文簡稱UDS）標準，為未來車載網絡發展做準備和鋪墊[2]，下表為UDS診斷服務。

表1 統一診斷服務UDS

由于ACU對于整車安全的特殊性，ACU并不適用所有UDS服務，本文將簡述ACU涉及的$22和$2E診斷服務開發工作。

2 ACU適用的$22和$2E服務簡介

UDS $22和$2E服務中的DID（Data Identifier，下文簡稱DID）并不完全適用于ACU，下文將說明ACU適用的DID及相關的內容和要求。

2.1 DID 0xF190 Vehicle Identification Number-車輛識別碼

車輛識別碼（以下簡稱VIN碼），由主機廠定義，在車輛裝配過程（EOL，end of line）中寫入，在診斷開發階段，可以先寫入一個定義值，后續可通過更高安全等級進行刷寫，ACU需能同時滿足$22和$2E服務，即主機廠可以讀取和寫入完整的VIN碼。

2.2 DID 0xF103 part number and version data identifier-零件號和版本識別碼

零件號和版本識別碼，由主機廠定義，由 ACU供應商寫入，ACU需滿足$22服務，即主機廠可以讀取ACU的零件號和版本識別碼。

2.3 DID 0xF18A System Supplier Identifier-系統供應商識別碼

系統供應商識別碼，由主機廠定義，由 ACU供應商寫入，ACU需滿足$22服務，即主機廠可以讀取ACU的系統供應商識別碼。

2.4 DID 0xF18B ECU Manufacturing Date-ECU生產日期

ECU生產日期，由ACU供應商寫入，ACU需滿足$22服務，即主機廠可以讀取ACU的生產日期。

2.5 DID 0xF191 Vehicle Manufacturer ECU Hardware Number Data Identifier-ECU硬件號

ECU硬件號，由主機廠定義，由ACU供應商寫入，不支持重復刷寫，ACU需滿足$22服務，即主機廠可以讀取ACU的硬件號，如果ACU在開發過程中發生硬件更改變化，需要更新硬件號。

2.6 DID 0xF188 Vehicle Manufacturer ECU Software Number Data Identifier-ECU軟件號

ECU軟件號，由主機廠定義，由ACU供應商寫入， ACU需滿足$22服務，即主機廠可以讀取 ACU的軟件號，如果ACU在開發過程中發生軟件更改變化，需要更新軟件號。

2.7 DID 0xF10C ECU body CAN .dbc file version/DID 0xF11A ECU PT CAN .dbc file version-body/PT CAN網絡上.dbc文件版本

CAN網絡上.dbc文件版本，取決于ACU在整車電氣系統架構中所處的CAN網絡位置，由主機廠定義，由ACU供應商寫入， ACU需滿足$22服務，即主機廠可以讀取CAN網絡上的.dbc文件版本號。

2.8 DID 0xF192 System Supplier ECU Hardware Number-系統供應商ECU硬件號

系統供應商ECU硬件號，由ACU供應商定義并寫入，ACU需滿足$22服務，即主機廠可以讀取ACU的硬件號，如果 ACU在開發過程中發生硬件更改變化，需要更新系統供應商ECU硬件號。

2.9 DID 0xF194 System Supplier ECU Software Number-系統供應商ECU軟件號

系統供應商ECU軟件號，由ACU供應商定義并寫入，ACU需滿足$22服務，即主機廠可以讀取ACU的軟件號，如果 ACU在開發過程中發生軟件更改變化，需要更新系統供應商ECU軟件號。

2.10 DID 0xF110 ECU name data identifier-ECU名稱

ECU名稱，由主機廠定義，由ACU供應商寫入， ACU需滿足$22服務，即主機廠可以讀取ACU的定義名稱。

2.11 DID 0xF101 Boot Loader Version number-Boot Loader版本號

Boot Loader軟件，作為ACU內部軟件 構成之一，在嵌入式操作系統中，Boot Loader是在操作系統內核運行之前運行。可以初始化硬件設備、建立內存空間映射圖，從而將系統的軟硬件環境帶到一個合適狀態，以便為最終調用操作系統內核準備好正確的環境。

2.12 DID 0xF102 Calibration software part number-標定軟件零件號

標定軟件，作為 ACU內部軟件構成之一，用于實現不同車型安全氣囊系統的點火參數要求，通過將整車基礎碰撞試驗采集的數據導入 ACU算法進行計算比對，盡量與主機廠要求的點火時刻一致或接近，由于在主機廠平臺化策略下可能存在多種不同車型使用同一種ACU，或者同款車型有不同標定策略的情況，因此同一種 ACU產品可能同時存在若干種標定軟件。

2.13 DID 0xF104 application software part number-應用軟件零件號

應用軟件，通常是 ACU供應商為滿足主機廠不同個性化需求而可以修改定制的軟件，包括$22和$2E中包括的各種零件號，也包括各種可以根據主機廠需求而定制的特性，如氣囊警示燈亮滅時間和安全帶未系提醒方式等。

2.14 DID 0xF105 basic software data part number-底層軟件零件號

底層軟件，是ACU廠家在進行新平臺開發時對整個平臺的基本架構，包括操作系統、通信軟件和基本的I/O服務。

由于不同主機廠對 ACU軟件管理程度不同，目前大多數主機廠只管理到ACU軟件號，對Boot Loader版本、標定軟件、應用軟件和底層軟件則不進行管控，由 ACU供應商自行管控，因此相關診斷服務也不被要求。

3 結論

隨著汽車電子和軟件技術應用的逐漸普及，診斷技術應用已經遍布到產品開發、工程設計、測試驗證、生產制造、售后服務等車輛的整個生命周期[2]。除了上文提到的讀寫數據以外，還包括讀取和清除故障信息和安全訪問等基本功能，隨著主機廠的研發能力逐漸加強，軟件開放權限逐漸增加，ACU還可以實現刷寫功能、下線配置和車輛事故分析等功能。

診斷功能應用的逐漸深入細化，對整車的開發過程和售后工作要求越來越高，促進了汽車整車品質的逐步提升。

[1] ISO14229-1 Road vehicles-Diagnostic on CAN-Part2: Implementa tion of Diagnostic Services(2005)[S].

[2] 黃麗芳,UDS診斷服務在車載ECU中的應用分析.