UDS協議在商用車后市場的應用

0 引言

隨著國六的實施，發動機和整車的控制越來越復雜，部件越來越多，這對后市場的服務人員提出了更高的要求。UDS協議由于具備很強的通用性，正在汽車行業不斷推廣；后市場服務人員使用UDS協議，能夠對控制器進行故障碼和凍結幀讀取，實時獲得發動機和整車運行參數，還能對控制器進行簡單的標定工作；通過UDS協議，維修人員能夠迅速對客戶車輛進行問題定位；能夠根據客戶的不同需求，開通關閉部分功能；甚至對控制策略進行升級，對后市場的服務質量和客戶滿意度的提升有重要意義。

1 UDS診斷協議研究

1.1 診斷的基本概念

診斷一詞來源于醫學，通常指的是醫生通過對病人的檢查，對病人的疾病作出判斷，從而進行下一步治療。車輛的診斷跟醫生與病人的診斷類似，服務人員通過檢查控制器的狀態，初步判別出發動機或者整車出現的問題，為下一步的維修提供方向。

醫生診斷病情，使用的是詢問、聽診、B超等手段；而對于現代商用車而言，通過診斷協議與控制器的溝通，是獲得車輛故障的最簡便、最有效的方法。

1.2 基于CAN的UDS診斷協議

CAN通訊協議是由BOSCH公司在1986年提出的。現在，CAN的高性能和可靠性已經被市場認同，并廣泛的應用在了車輛、船舶、醫療器械和工業設備等行業內。對于商用車，CAN通訊是整車網絡中最重要的部分。CAN控制器是通過兩根線上的電位差來判斷總線的電平，根據電平的高低變化，來將信息傳遞給總線上所有的控制器

。

隨著電控技術的不斷發展，商用車使用的控制器數量不斷增多，CAN通訊技術能很好的解決信息在各個控制器中的傳遞。因此，基于CAN的UDS診斷協議，已經被許多車輛制造商所使用。后市場人員通過測試設備(Tester)，在CAN總線上對控制器進行訪問，從而獲得對應的信息。UDS協議是一種問答式的協議，Tester給控制器發送需要請求的內容，控制器回應Tester當前的狀態。

UDS診斷服務主要包括：通訊控制和會話控制、數據傳輸、存儲數據讀取和上傳下載數據。

UDS的尋址方式有兩種：物理尋址和功能尋址。當需要對總線上某一個確定的控制器進行訪問，可以對報文的ID進行配置；將被請求的控制器地址設定為設備地址，當Tester使用該ID進行詢問時，只有對應的控制器才會響應，這種方式叫物理尋址；當需要同時對CAN網絡中多個控制器進行訪問時，需要將設備地址設定為廣播地址，則總線上所有控制器都會通過物理尋址的方式進行響應，此時Tester可以選擇繼續使用功能尋址發送信息，也可以依據接收的響應ID，通過物理尋址進行精確的訪問

借助這些靈敏的“眼睛”，天文學家在朦朦朧朧的銀河系中心發現了成百上千顆恒星，它們都沿著一個直徑大約0.1光年的近圓形軌道作快速周期運動。其中之一就是根策爾博士稱為“S2”，而吉茲博士稱為“S-02”的這顆恒星。這是一顆年輕的藍色恒星，沿著一根非常扁長的軌道運行，并且每16年就會穿越離疑似黑洞之“嘴”僅有110億英里的地方。

使用UDS診斷服務，后市場人員能夠迅速解決問題車輛，排查流程如圖2：

2 UDS診斷協議在后市場的應用

在商用車的后市場服務中，最重要的是第一時間獲得故障點，再通過當前發動機的運行狀態和參數，來進行進一步的定位，必要的時候還需要調整控制器參數來適應整車的狀態；使用UDS診斷協議，能夠幫助服務人員迅速定位原因，及時解決問題。

幼苗根系的形態學指標中的根長、根系表面積等均可作為衡量幼苗水分吸收的重要參數,幼苗根系長、根系表面積大,更有利于幼苗對水分的吸收和利用[12]。試驗結果顯示(表4),其他處理甜瓜幼苗的根系總長度、根系表面積、主根長均低于25/15℃處理,甜瓜幼苗處于過高或過低溫度生長條件下時,根系的生長受到抑制,導致根系根長、根系表面積等指標降低,從而影響甜瓜幼苗根系對水分的吸收。

2.1 使用UDS協議確認故障信息和整車狀態

使用UDS服務，服務人員能夠直接獲取故障碼相關信息和整車當前運行的狀態和環境。

通過UDS的19服務，能夠立刻得到當前控制器的所有故障信息。19服務可以提供下面的內容：

1)控制器當前發生的和曾經發生過的故障代碼；

在本文中設計一款內置多種生命采集傳感器和藍牙傳輸模塊的可穿戴式生命體征設備，可以隨時隨地獲取在押人員的生命體征參數，并通過內嵌的藍牙傳輸模塊將數據發送到藍牙路由器，藍牙路由器可以將藍牙信號進行擴展與延伸，進而實現多臺藍牙設備大范圍的連接與組網，并將數據通過TCP 送至遠程服務器和監控平臺。

2)故障發生時刻的車輛運行狀態，即故障碼對應存儲的凍結幀。

針對復雜的功能，例如尿素建壓噴射，或者進行DPF再生，則可以使用UDS的31服務，來讓車輛直接達到提前內置的工況，打開對應的功能。

若發送正確，則控制器報文回復格式如表2：

通過控制器回復的故障碼，可以直接獲得當前整車發生過的故障。

使用UDS請求凍結幀，報文格式如表3：

若發送正確，則控制器報文回復格式如表4：

利用故障碼的凍結幀，能夠得到故障以及故障發生時刻的整車運行狀態，對維修人員排查車輛問題有極大的幫助。

通過UDS的22服務，能夠實時獲得當前車輛的運行狀態和環境信息。

使用UDS請求車輛當前信息報文如表5：

然而，數據是所有能夠輸入并存儲到計算機程序里的符號集，數字不過是符號集的一部分而已。比如學生的學習動機、學習方法、基礎水平、課堂表現、所用教材、教師的教學過程和教學方法等一系列與之相關的所有因素進行整合后就組成了一組大數據。在學校教學中，數據成為教學改進最為顯著的指標。課堂上的教學效果可以由數據來說明：如英語口語課堂上，學生的出勤率、課堂互動的頻率、口語練習的準確率與時長、多次口語測試中取得的成績等，這些收集的數據經過專門的整理和分析就是所謂的大數據。

例如，當客戶反饋尿素消耗異常時，通過故障碼判斷出尿素噴嘴出現堵塞，更換尿素噴嘴后，需要嘗試更換后的后處理系統工作是否正常，使用31服務，讓車輛直接進入尿素建壓噴射工況，結合22服務，判斷出新換的后處理系統工作正常，車輛順利維修完畢。

后市場服務人員通過設備，先對控制器進行seed(一串數字，長度通常是4個byte)的請求，控制器接收到后，會隨機發送一組seed；后市場人員的設備中內置了一套算法，使用該算法對seed進行處理后，得到另一組數，稱作key，并將key發送給控制器；控制器對key值進行校驗，若key值與控制器內置的算法得到的結果一致，則校驗通過，可以繼續提供其他的UDS服務，例如2E等；若key值校驗失敗，則禁止提供2E等服務。

另外，在特殊技能一欄后面，喬布斯做了專門的解釋：“來自惠普附近的海灣地區。”惠普，全球著名的電子信息科技公司。喬布斯這是在告訴看簡歷的人：他每天和惠普的員工生活在一起，他隨意交談的某個人可能就是惠普的某位重要工程師，他的周圍充滿的是電子科技信息，耳濡目染，他熟悉這個行業，他在這方面一定有獨特的洞察力，因此值得錄用。“里德學院”和“來自惠普附近的海灣地區”，似乎都是簡短而普通的信息，但被喬布斯這樣寫在簡歷里，就成了他獨一無二的優勢和資源。善于挖掘自己的優勢資源，哪怕只是一個住址，這應該是喬布斯這份簡歷最大的亮點。

第二，安排專門的信息管理人員來定期維護和管理教學信息技術設施，進一步改善教育信息化環境，保證教育信息化工作的有序開展；

步驟4 將決策變量決策變量Wli的值Wlit代入下層模型目標函數中，獲得下層模型函數目標值θ,s-,s+及目標值符合滿意值范圍時(下層約束條件)，則轉入步驟5；如果目標值未達到滿意值范圍時，根據松馳變量s-,s+的值，調整的Wlit值，轉入步驟1。

2.2 使用UDS排查車輛執行器問題

隨著法規的升級，商用車的部件越來越復雜；但是很多部件并不是一直處于驅動的狀態，無法直接判斷出對應功能是否存在異常：在后市場服務中，維修人員經常需要在常規狀態下打開某一功能，來幫助判斷問題原因。通過UDS服務的輸入輸出控制功能、服務測試功能，維修人員能方便解決這一問題。快速打開或關閉某一執行器，可以使用UDS的2F服務，請求報文如表8：

例如：當需要讓發動機轉速(DID:0123)維持在1000r/min時，可以發送如下報文(表9)，發動機轉速即可穩定在1000r/min一段時間，方便維修人員排查問題。

使用UDS請求故障碼，報文格式如表1：

若發送正確，則控制器報文回復格式如表6：

2.3 UDS其他服務在后市場的應用

除了上文提到的19服務、22服務、2F服務和31服務外，后市場維修時通常還會用到下面的服務：

教師在實驗教學時將學生分為4組，每組2人，每組學生獨立進行實驗，獲得的數據作為平行實驗數據共享。教師發放給學生兩張指導單，第一張為實驗過程指導單(表1)，第二張為實驗數據處理指導單(表2)，學生根據指導單分小組獨立進行實驗。學生是高二年級，實驗時間為1節課85min。

1) 2E服務，用來修改控制器部分變量的信息；

2)34服務、35服務、36服務、37服務等，用來對控制器進行軟件或數據升級；

例如，客戶的車輛無法正確進入巡航功能，經過排查后，發現是控制器沒有將巡航功能打開。此時，后市場服務人員可以使用2E服務，來打開控制器內部的巡航功能，客戶的車輛就能夠正常進入巡航。

27服務的原理類似鑰匙開鎖，只有使用相匹配的鑰匙，才能夠打開對應的鎖；這里的“鑰匙”，是一組通過約定方法處理過的數據，“鎖”指的是對應的權限。在使用27服務過程中，最核心的部分即處理數據的算法，只有掌握對應的算法，才能夠通過輸入，處理出正確的“鑰匙”。

2.4 制造商對市場UDS權限的管理

通過UDS服務，我們能夠讀取整車的運行參數，能夠獲得控制器的故障和故障發生時刻的相關信息，能夠控制車輛打開關閉某個功能，甚至獲取控制器的代碼，修改控制器內部的程序數據。為了保障控制器內部信息的安全，我們需要使用27服務，來對后市場進行權限的劃分。

一般情況下，商用車的壽命會超過10年，在這個過程中，制造商會不斷的更新自己的控制策略，但是已經賣出的車輛仍然在使用過時的邏輯，相比新策略，客戶手中的陳舊車輛可能油耗高、動力標定不合理，甚至存在一些在極端工況會影響排放的嚴重BUG；因此，制造商及時升級后市場上車輛的控制策略，能夠提升客戶滿意度，增加用戶粘性，甚至避免違反法規紅線。通過組合使用UDS中的34服務、35服務、36服務、37服務等，能夠有效的對后市場車輛進行控制邏輯的升級。搭配上前文中的22服務等，甚至能夠實現車輛進站的自動程序更新。

通過使用22服務，不斷詢問控制器，能夠獲得車輛運行狀態的動態信息，維修人員能夠從中找到異常點，幫助更好的確認問題原因。維修完成后，可以通過UDS的14服務，將控制器中的故障碼清除，請求報文如表7：

球莖甘藍又稱苤藍，屬十字花科蕓苔屬一、二年生蔬菜，食用部分為莖部短縮肥大的球莖(圖)，其肉質潔白細密、甜脆可口，鮮食可切絲涼拌，熟食可與肉類炒燴，還可腌制。苤藍屬根莖類蔬菜，病害較少，幾乎不使用農藥，產量高，耐儲運，供應期長，調節淡季蔬菜供應市場，種植經濟效益較高。現將貴州球莖甘藍無公害周年栽培技術介紹如下。

在實際使用過程中，不同的機構需要調整不同的權限；例如，在發動機下線試車的過程中，因為噴油器等執行機構的一致性不好，相同的噴油數據在不同批次的噴油器下噴出的油量會有偏差，導致發動機的實際扭矩無法達到設計目標，需要對每臺發動機進行參數的微調；當下線完成的發動機到了整車廠，因為配套車輛的不同，需要對整車功能進行一定的調整，例如相同的發動機會配兩種配置的車，一個型號啟動機需要由發動機控制器控制，一個型號啟動機由鑰匙直接控制，此時，需要重新修改發動機控制器的啟動功能；到了地方的一般服務站，只需要通過UDS讀取故障碼和數據流的功能進行維修；而對于規模更大的服務站，還需要對客戶車輛進行程序升級。不同的場景下，需要開放不同的功能，但是基于控制器信息的保密要求，又不能對每個使用者都完全放開，面對這種情況，制造商可以通過算法分級的方式來管理不同客戶的使用權限。

當地人還更愛酸口味，不管是Sinigang羅望果海鮮湯，還是Adobo菲式燉肉，菲律賓人都是要下足羅望果汁或者白醋之類去調酸味的。

對于最基本的故障碼相關功能，制造商可以不設置27服務的要求。因為不設“鎖”，所有UDS設備均能夠得到控制器的故障碼和當前相關整車運行的環境信息，任何機構和客戶均能夠通過UDS設備對車輛進行故障維修。不內置安全算法的UDS設備可以提供給客戶進行基本的故障排查和車輛信息監控。

對于一般的服務站，因為需要進一步排查故障，會用到UDS中的2F等功能，可以在配套給他們的設備中提前內置權限較低的算法，通過該算法進行的安全訪問，只允許使用2F等服務，幫助進一步排查疑難問題。

對于大型服務站，有時需要肩負起一個地區的程序升級等工作，可以給他們提供具有更高權限算法的診斷設備，使用這些設備，能夠進行數據刷寫升級的操作。

同時，為了避免設備的遺失，防止具有高權限的算法流入下級客戶手中，制造商可以定期升級控制器算法，而各級服務站只能通過對應的資質來升級手中的診斷設備；如果無法提供相匹配的資質，則無法對設備進行升級。

采取類似的管理方法，制造商能夠將后市場再次細化，甚至能夠將控制器的數據區劃分成塊，將不同功能按照使用場景放在不同的數據區塊內，分別匹配不同的算法，只有具有對應區塊算法的設備才能對區塊進行數據修改升級。

AIS是較常見腦血管類疾病[7]。有研究顯示，炎癥反應在AIS的發病及預后中發揮重要作用，其中，細胞因子作為炎癥反應所釋放出的炎癥介質，在AIS發生過程中起一定的調節作用[8-9]。IL-33可通過多種細胞和組織表達，對心腦血管起保護作用[10-11]。CXCL12可介導炎癥反應，較好地促進組織及血管再生。

靈活配置使用27服務中的算法，能夠將后市場進行精細化劃分，為客戶定制更加專業的服務，同時有效保證數據與程序的安全性。

3 結束語

通過靈活使用各種UDS服務，后市場人員能夠迅速定位并解決車輛問題；制造商給后市場服務人員開發定制化的UDS服務工具，對提升后市場服務質量，增加客戶滿意度有積極作用。隨著車輛電控化程度的不斷加深，UDS服務必將在商用車后市場中發揮更大的效能。

[1]陳姿霖,宋磊鋒,張龍崗,董海.基于UDS的整車診斷系統設計方法[J].設計·研究，10.13273/j.cnki.qcdq.2017.04.004.

[2]白蒲江,孟晨興.商用車電控單元UDS診斷協議棧的開發與應用[J].裝備應用與研究，10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2020.30.026.

[3]ISO-14229. Road vehicles-Unified diagnostic services (UDS) — Specification and requirements.