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(fā)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(fā)時，雖然都遵循ISO標準，但由于各電子控制單元開發(fā)性質與開發(fā)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(tǒng)的中心，它能感應車輛在正面和側面碰撞過程中發(fā)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(huán)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(fā)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(xiàn)了MOST、FlexRay、無線網絡等多種網絡并存的情況，為了實現(xiàn)不同網絡下診斷服務的統(tǒng)一，ISO制定了ISO14229-1 Unified Diagnostics Services（統(tǒng)一診斷服務，下文簡稱UDS）標準，為未來車載網絡發(fā)展做準備和鋪墊[2]，下表為UDS診斷服務。

表1 統(tǒng)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(fā)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(fā)階段，可以先寫入一個定義值，后續(xù)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(tǒng)供應商識別碼

系統(tǒng)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(tǒng)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(fā)過程中發(fā)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(fā)過程中發(fā)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(tǒng)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(tǒng)供應商ECU硬件號

系統(tǒng)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(fā)過程中發(fā)生硬件更改變化，需要更新系統(tǒng)供應商ECU硬件號。

2.9 DID 0xF194 System Supplier ECU Software Number-系統(tǒng)供應商ECU軟件號

系統(tǒng)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(fā)過程中發(fā)生軟件更改變化，需要更新系統(tǒng)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(tǒng)中，Boot Loader是在操作系統(tǒng)內核運行之前運行?？梢猿跏蓟布O備、建立內存空間映射圖，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個合適狀態(tài)，以便為最終調用操作系統(tǒng)內核準備好正確的環(huán)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(xiàn)不同車型安全氣囊系統(tǒng)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(fā)時對整個平臺的基本架構，包括操作系統(tǒng)、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(fā)、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(fā)能力逐漸加強，軟件開放權限逐漸增加，ACU還可以實現(xiàn)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(fā)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.