UDS协议在商用车后市场的应用

2022-06-13韩福强孙国治宋增凤

内燃机与配件 2022年7期

0 引言

随着国六的实施，发动机和整车的控制越来越复杂，部件越来越多，这对后市场的服务人员提出了更高的要求。UDS协议由于具备很强的通用性，正在汽车行业不断推广；后市场服务人员使用UDS协议，能够对控制器进行故障码和冻结帧读取，实时获得发动机和整车运行参数，还能对控制器进行简单的标定工作；通过UDS协议，维修人员能够迅速对客户车辆进行问题定位；能够根据客户的不同需求，开通关闭部分功能；甚至对控制策略进行升级，对后市场的服务质量和客户满意度的提升有重要意义。

1 UDS诊断协议研究

1.1 诊断的基本概念

诊断一词来源于医学，通常指的是医生通过对病人的检查，对病人的疾病作出判断，从而进行下一步治疗。车辆的诊断跟医生与病人的诊断类似，服务人员通过检查控制器的状态，初步判别出发动机或者整车出现的问题，为下一步的维修提供方向。

医生诊断病情，使用的是询问、听诊、B超等手段；而对于现代商用车而言，通过诊断协议与控制器的沟通，是获得车辆故障的最简便、最有效的方法。

1.2 基于CAN的UDS诊断协议

CAN通讯协议是由BOSCH公司在1986年提出的。现在，CAN的高性能和可靠性已经被市场认同，并广泛的应用在了车辆、船舶、医疗器械和工业设备等行业内。对于商用车，CAN通讯是整车网络中最重要的部分。CAN控制器是通过两根线上的电位差来判断总线的电平，根据电平的高低变化，来将信息传递给总线上所有的控制器

。

随着电控技术的不断发展，商用车使用的控制器数量不断增多，CAN通讯技术能很好的解决信息在各个控制器中的传递。因此，基于CAN的UDS诊断协议，已经被许多车辆制造商所使用。后市场人员通过测试设备(Tester)，在CAN总线上对控制器进行访问，从而获得对应的信息。UDS协议是一种问答式的协议，Tester给控制器发送需要请求的内容，控制器回应Tester当前的状态。

UDS诊断服务主要包括：通讯控制和会话控制、数据传输、存储数据读取和上传下载数据。

UDS的寻址方式有两种：物理寻址和功能寻址。当需要对总线上某一个确定的控制器进行访问，可以对报文的ID进行配置；将被请求的控制器地址设定为设备地址，当Tester使用该ID进行询问时，只有对应的控制器才会响应，这种方式叫物理寻址；当需要同时对CAN网络中多个控制器进行访问时，需要将设备地址设定为广播地址，则总线上所有控制器都会通过物理寻址的方式进行响应，此时Tester可以选择继续使用功能寻址发送信息，也可以依据接收的响应ID，通过物理寻址进行精确的访问

借助这些灵敏的“眼睛”，天文学家在朦朦胧胧的银河系中心发现了成百上千颗恒星，它们都沿着一个直径大约0.1光年的近圆形轨道作快速周期运动。其中之一就是根策尔博士称为“S2”，而吉兹博士称为“S-02”的这颗恒星。这是一颗年轻的蓝色恒星，沿着一根非常扁长的轨道运行，并且每16年就会穿越离疑似黑洞之“嘴”仅有110亿英里的地方。

使用UDS诊断服务，后市场人员能够迅速解决问题车辆，排查流程如图2：

2 UDS诊断协议在后市场的应用

在商用车的后市场服务中，最重要的是第一时间获得故障点，再通过当前发动机的运行状态和参数，来进行进一步的定位，必要的时候还需要调整控制器参数来适应整车的状态；使用UDS诊断协议，能够帮助服务人员迅速定位原因，及时解决问题。

幼苗根系的形态学指标中的根长、根系表面积等均可作为衡量幼苗水分吸收的重要参数,幼苗根系长、根系表面积大,更有利于幼苗对水分的吸收和利用[12]。试验结果显示(表4),其他处理甜瓜幼苗的根系总长度、根系表面积、主根长均低于25/15℃处理,甜瓜幼苗处于过高或过低温度生长条件下时,根系的生长受到抑制,导致根系根长、根系表面积等指标降低,从而影响甜瓜幼苗根系对水分的吸收。

2.1 使用UDS协议确认故障信息和整车状态

使用UDS服务，服务人员能够直接获取故障码相关信息和整车当前运行的状态和环境。

通过UDS的19服务，能够立刻得到当前控制器的所有故障信息。19服务可以提供下面的内容：

1)控制器当前发生的和曾经发生过的故障代码；

在本文中设计一款内置多种生命采集传感器和蓝牙传输模块的可穿戴式生命体征设备，可以随时随地获取在押人员的生命体征参数，并通过内嵌的蓝牙传输模块将数据发送到蓝牙路由器，蓝牙路由器可以将蓝牙信号进行扩展与延伸，进而实现多台蓝牙设备大范围的连接与组网，并将数据通过TCP 送至远程服务器和监控平台。

2)故障发生时刻的车辆运行状态，即故障码对应存储的冻结帧。

针对复杂的功能，例如尿素建压喷射，或者进行DPF再生，则可以使用UDS的31服务，来让车辆直接达到提前内置的工况，打开对应的功能。

若发送正确，则控制器报文回复格式如表2：

通过控制器回复的故障码，可以直接获得当前整车发生过的故障。

使用UDS请求冻结帧，报文格式如表3：

若发送正确，则控制器报文回复格式如表4：

利用故障码的冻结帧，能够得到故障以及故障发生时刻的整车运行状态，对维修人员排查车辆问题有极大的帮助。

通过UDS的22服务，能够实时获得当前车辆的运行状态和环境信息。

使用UDS请求车辆当前信息报文如表5：

然而，数据是所有能够输入并存储到计算机程序里的符号集，数字不过是符号集的一部分而已。比如学生的学习动机、学习方法、基础水平、课堂表现、所用教材、教师的教学过程和教学方法等一系列与之相关的所有因素进行整合后就组成了一组大数据。在学校教学中，数据成为教学改进最为显著的指标。课堂上的教学效果可以由数据来说明：如英语口语课堂上，学生的出勤率、课堂互动的频率、口语练习的准确率与时长、多次口语测试中取得的成绩等，这些收集的数据经过专门的整理和分析就是所谓的大数据。

例如，当客户反馈尿素消耗异常时，通过故障码判断出尿素喷嘴出现堵塞，更换尿素喷嘴后，需要尝试更换后的后处理系统工作是否正常，使用31服务，让车辆直接进入尿素建压喷射工况，结合22服务，判断出新换的后处理系统工作正常，车辆顺利维修完毕。

后市场服务人员通过设备，先对控制器进行seed(一串数字，长度通常是4个byte)的请求，控制器接收到后，会随机发送一组seed；后市场人员的设备中内置了一套算法，使用该算法对seed进行处理后，得到另一组数，称作key，并将key发送给控制器；控制器对key值进行校验，若key值与控制器内置的算法得到的结果一致，则校验通过，可以继续提供其他的UDS服务，例如2E等；若key值校验失败，则禁止提供2E等服务。

另外，在特殊技能一栏后面，乔布斯做了专门的解释：“来自惠普附近的海湾地区。”惠普，全球著名的电子信息科技公司。乔布斯这是在告诉看简历的人：他每天和惠普的员工生活在一起，他随意交谈的某个人可能就是惠普的某位重要工程师，他的周围充满的是电子科技信息，耳濡目染，他熟悉这个行业，他在这方面一定有独特的洞察力，因此值得录用。“里德学院”和“来自惠普附近的海湾地区”，似乎都是简短而普通的信息，但被乔布斯这样写在简历里，就成了他独一无二的优势和资源。善于挖掘自己的优势资源，哪怕只是一个住址，这应该是乔布斯这份简历最大的亮点。

第二，安排专门的信息管理人员来定期维护和管理教学信息技术设施，进一步改善教育信息化环境，保证教育信息化工作的有序开展；

步骤4 将决策变量决策变量Wli的值Wlit代入下层模型目标函数中，获得下层模型函数目标值θ,s-,s+及目标值符合满意值范围时(下层约束条件)，则转入步骤5；如果目标值未达到满意值范围时，根据松驰变量s-,s+的值，调整的Wlit值，转入步骤1。

2.2 使用UDS排查车辆执行器问题

随着法规的升级，商用车的部件越来越复杂；但是很多部件并不是一直处于驱动的状态，无法直接判断出对应功能是否存在异常：在后市场服务中，维修人员经常需要在常规状态下打开某一功能，来帮助判断问题原因。通过UDS服务的输入输出控制功能、服务测试功能，维修人员能方便解决这一问题。快速打开或关闭某一执行器，可以使用UDS的2F服务，请求报文如表8：

例如：当需要让发动机转速(DID:0123)维持在1000r/min时，可以发送如下报文(表9)，发动机转速即可稳定在1000r/min一段时间，方便维修人员排查问题。

使用UDS请求故障码，报文格式如表1：

若发送正确，则控制器报文回复格式如表6：

2.3 UDS其他服务在后市场的应用

除了上文提到的19服务、22服务、2F服务和31服务外，后市场维修时通常还会用到下面的服务：

教师在实验教学时将学生分为4组，每组2人，每组学生独立进行实验，获得的数据作为平行实验数据共享。教师发放给学生两张指导单，第一张为实验过程指导单(表1)，第二张为实验数据处理指导单(表2)，学生根据指导单分小组独立进行实验。学生是高二年级，实验时间为1节课85min。

1) 2E服务，用来修改控制器部分变量的信息；

2)34服务、35服务、36服务、37服务等，用来对控制器进行软件或数据升级；

例如，客户的车辆无法正确进入巡航功能，经过排查后，发现是控制器没有将巡航功能打开。此时，后市场服务人员可以使用2E服务，来打开控制器内部的巡航功能，客户的车辆就能够正常进入巡航。

27服务的原理类似钥匙开锁，只有使用相匹配的钥匙，才能够打开对应的锁；这里的“钥匙”，是一组通过约定方法处理过的数据，“锁”指的是对应的权限。在使用27服务过程中，最核心的部分即处理数据的算法，只有掌握对应的算法，才能够通过输入，处理出正确的“钥匙”。

2.4 制造商对市场UDS权限的管理

通过UDS服务，我们能够读取整车的运行参数，能够获得控制器的故障和故障发生时刻的相关信息，能够控制车辆打开关闭某个功能，甚至获取控制器的代码，修改控制器内部的程序数据。为了保障控制器内部信息的安全，我们需要使用27服务，来对后市场进行权限的划分。

一般情况下，商用车的寿命会超过10年，在这个过程中，制造商会不断的更新自己的控制策略，但是已经卖出的车辆仍然在使用过时的逻辑，相比新策略，客户手中的陈旧车辆可能油耗高、动力标定不合理，甚至存在一些在极端工况会影响排放的严重BUG；因此，制造商及时升级后市场上车辆的控制策略，能够提升客户满意度，增加用户粘性，甚至避免违反法规红线。通过组合使用UDS中的34服务、35服务、36服务、37服务等，能够有效的对后市场车辆进行控制逻辑的升级。搭配上前文中的22服务等，甚至能够实现车辆进站的自动程序更新。

通过使用22服务，不断询问控制器，能够获得车辆运行状态的动态信息，维修人员能够从中找到异常点，帮助更好的确认问题原因。维修完成后，可以通过UDS的14服务，将控制器中的故障码清除，请求报文如表7：

球茎甘蓝又称苤蓝，属十字花科芸苔属一、二年生蔬菜，食用部分为茎部短缩肥大的球茎(图)，其肉质洁白细密、甜脆可口，鲜食可切丝凉拌，熟食可与肉类炒烩，还可腌制。苤蓝属根茎类蔬菜，病害较少，几乎不使用农药，产量高，耐储运，供应期长，调节淡季蔬菜供应市场，种植经济效益较高。现将贵州球茎甘蓝无公害周年栽培技术介绍如下。

在实际使用过程中，不同的机构需要调整不同的权限；例如，在发动机下线试车的过程中，因为喷油器等执行机构的一致性不好，相同的喷油数据在不同批次的喷油器下喷出的油量会有偏差，导致发动机的实际扭矩无法达到设计目标，需要对每台发动机进行参数的微调；当下线完成的发动机到了整车厂，因为配套车辆的不同，需要对整车功能进行一定的调整，例如相同的发动机会配两种配置的车，一个型号启动机需要由发动机控制器控制，一个型号启动机由钥匙直接控制，此时，需要重新修改发动机控制器的启动功能；到了地方的一般服务站，只需要通过UDS读取故障码和数据流的功能进行维修；而对于规模更大的服务站，还需要对客户车辆进行程序升级。不同的场景下，需要开放不同的功能，但是基于控制器信息的保密要求，又不能对每个使用者都完全放开，面对这种情况，制造商可以通过算法分级的方式来管理不同客户的使用权限。

当地人还更爱酸口味，不管是Sinigang罗望果海鲜汤，还是Adobo菲式炖肉，菲律宾人都是要下足罗望果汁或者白醋之类去调酸味的。

对于最基本的故障码相关功能，制造商可以不设置27服务的要求。因为不设“锁”，所有UDS设备均能够得到控制器的故障码和当前相关整车运行的环境信息，任何机构和客户均能够通过UDS设备对车辆进行故障维修。不内置安全算法的UDS设备可以提供给客户进行基本的故障排查和车辆信息监控。

对于一般的服务站，因为需要进一步排查故障，会用到UDS中的2F等功能，可以在配套给他们的设备中提前内置权限较低的算法，通过该算法进行的安全访问，只允许使用2F等服务，帮助进一步排查疑难问题。

对于大型服务站，有时需要肩负起一个地区的程序升级等工作，可以给他们提供具有更高权限算法的诊断设备，使用这些设备，能够进行数据刷写升级的操作。

同时，为了避免设备的遗失，防止具有高权限的算法流入下级客户手中，制造商可以定期升级控制器算法，而各级服务站只能通过对应的资质来升级手中的诊断设备；如果无法提供相匹配的资质，则无法对设备进行升级。

采取类似的管理方法，制造商能够将后市场再次细化，甚至能够将控制器的数据区划分成块，将不同功能按照使用场景放在不同的数据区块内，分别匹配不同的算法，只有具有对应区块算法的设备才能对区块进行数据修改升级。

AIS是较常见脑血管类疾病[7]。有研究显示，炎症反应在AIS的发病及预后中发挥重要作用，其中，细胞因子作为炎症反应所释放出的炎症介质，在AIS发生过程中起一定的调节作用[8-9]。IL-33可通过多种细胞和组织表达，对心脑血管起保护作用[10-11]。CXCL12可介导炎症反应，较好地促进组织及血管再生。

灵活配置使用27服务中的算法，能够将后市场进行精细化划分，为客户定制更加专业的服务，同时有效保证数据与程序的安全性。