UDS協(xié)議在商用車后市場的應(yīng)用

0 引言

隨著國六的實施，發(fā)動機(jī)和整車的控制越來越復(fù)雜，部件越來越多，這對后市場的服務(wù)人員提出了更高的要求。UDS協(xié)議由于具備很強的通用性，正在汽車行業(yè)不斷推廣；后市場服務(wù)人員使用UDS協(xié)議，能夠?qū)刂破鬟M(jìn)行故障碼和凍結(jié)幀讀取，實時獲得發(fā)動機(jī)和整車運行參數(shù)，還能對控制器進(jìn)行簡單的標(biāo)定工作；通過UDS協(xié)議，維修人員能夠迅速對客戶車輛進(jìn)行問題定位；能夠根據(jù)客戶的不同需求，開通關(guān)閉部分功能；甚至對控制策略進(jìn)行升級，對后市場的服務(wù)質(zhì)量和客戶滿意度的提升有重要意義。

1 UDS診斷協(xié)議研究

1.1 診斷的基本概念

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

醫(yī)生診斷病情，使用的是詢問、聽診、B超等手段；而對于現(xiàn)代商用車而言，通過診斷協(xié)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(xié)議

CAN通訊協(xié)議是由BOSCH公司在1986年提出的?，F(xiàn)在，CAN的高性能和可靠性已經(jīng)被市場認(rèn)同，并廣泛的應(yīng)用在了車輛、船舶、醫(yī)療器械和工業(yè)設(shè)備等行業(yè)內(nèi)。對于商用車，CAN通訊是整車網(wǎng)絡(luò)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(jù)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(shù)的不斷發(fā)展，商用車使用的控制器數(shù)量不斷增多，CAN通訊技術(shù)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(xié)議，已經(jīng)被許多車輛制造商所使用。后市場人員通過測試設(shè)備(Tester)，在CAN總線上對控制器進(jìn)行訪問，從而獲得對應(yīng)的信息。UDS協(xié)議是一種問答式的協(xié)議，Tester給控制器發(fā)送需要請求的內(nèi)容，控制器回應(yīng)Tester當(dāng)前的狀態(tài)。

UDS診斷服務(wù)主要包括：通訊控制和會話控制、數(shù)據(jù)傳輸、存儲數(shù)據(jù)讀取和上傳下載數(shù)據(jù)。

UDS的尋址方式有兩種：物理尋址和功能尋址。當(dāng)需要對總線上某一個確定的控制器進(jìn)行訪問，可以對報文的ID進(jìn)行配置；將被請求的控制器地址設(shè)定為設(shè)備地址，當(dāng)Tester使用該ID進(jìn)行詢問時，只有對應(yīng)的控制器才會響應(yīng)，這種方式叫物理尋址；當(dāng)需要同時對CAN網(wǎng)絡(luò)中多個控制器進(jìn)行訪問時，需要將設(shè)備地址設(shè)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(jìn)行響應(yīng)，此時Tester可以選擇繼續(xù)使用功能尋址發(fā)送信息，也可以依據(jù)接收的響應(yīng)ID，通過物理尋址進(jìn)行精確的訪問

借助這些靈敏的“眼睛”，天文學(xué)家在朦朦朧朧的銀河系中心發(fā)現(xiàn)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(lán)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(wù)，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(xié)議在后市場的應(yīng)用

在商用車的后市場服務(wù)中，最重要的是第一時間獲得故障點，再通過當(dāng)前發(fā)動機(jī)的運行狀態(tài)和參數(shù)，來進(jìn)行進(jìn)一步的定位，必要的時候還需要調(diào)整控制器參數(shù)來適應(yīng)整車的狀態(tài)；使用UDS診斷協(xié)議，能夠幫助服務(wù)人員迅速定位原因，及時解決問題。

幼苗根系的形態(tài)學(xué)指標(biāo)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(shù),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(jié)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(dǎo)致根系根長、根系表面積等指標(biāo)降低,從而影響甜瓜幼苗根系對水分的吸收。

2.1 使用UDS協(xié)議確認(rèn)故障信息和整車狀態(tài)

使用UDS服務(wù)，服務(wù)人員能夠直接獲取故障碼相關(guān)信息和整車當(dāng)前運行的狀態(tài)和環(huán)境。

通過UDS的19服務(wù)，能夠立刻得到當(dāng)前控制器的所有故障信息。19服務(wù)可以提供下面的內(nèi)容：

1)控制器當(dāng)前發(fā)生的和曾經(jīng)發(fā)生過的故障代碼；

在本文中設(shè)計一款內(nèi)置多種生命采集傳感器和藍(lán)牙傳輸模塊的可穿戴式生命體征設(shè)備，可以隨時隨地獲取在押人員的生命體征參數(shù)，并通過內(nèi)嵌的藍(lán)牙傳輸模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到藍(lán)牙路由器，藍(lán)牙路由器可以將藍(lán)牙信號進(jìn)行擴(kuò)展與延伸，進(jìn)而實現(xiàn)多臺藍(lán)牙設(shè)備大范圍的連接與組網(wǎng)，并將數(shù)據(jù)通過TCP 送至遠(yuǎn)程服務(wù)器和監(jiān)控平臺。

2)故障發(fā)生時刻的車輛運行狀態(tài)，即故障碼對應(yīng)存儲的凍結(jié)幀。

針對復(fù)雜的功能，例如尿素建壓噴射，或者進(jìn)行DPF再生，則可以使用UDS的31服務(wù)，來讓車輛直接達(dá)到提前內(nèi)置的工況，打開對應(yīng)的功能。

若發(fā)送正確，則控制器報文回復(fù)格式如表2：

通過控制器回復(fù)的故障碼，可以直接獲得當(dāng)前整車發(fā)生過的故障。

使用UDS請求凍結(jié)幀，報文格式如表3：

若發(fā)送正確，則控制器報文回復(fù)格式如表4：

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

通過UDS的22服務(wù)，能夠?qū)崟r獲得當(dāng)前車輛的運行狀態(tài)和環(huán)境信息。

使用UDS請求車輛當(dāng)前信息報文如表5：

然而，數(shù)據(jù)是所有能夠輸入并存儲到計算機(jī)程序里的符號集，數(shù)字不過是符號集的一部分而已。比如學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)、學(xué)習(xí)方法、基礎(chǔ)水平、課堂表現(xiàn)、所用教材、教師的教學(xué)過程和教學(xué)方法等一系列與之相關(guān)的所有因素進(jìn)行整合后就組成了一組大數(shù)據(jù)。在學(xué)校教學(xué)中，數(shù)據(jù)成為教學(xué)改進(jìn)最為顯著的指標(biāo)。課堂上的教學(xué)效果可以由數(shù)據(jù)來說明：如英語口語課堂上，學(xué)生的出勤率、課堂互動的頻率、口語練習(xí)的準(zhǔn)確率與時長、多次口語測試中取得的成績等，這些收集的數(shù)據(jù)經(jīng)過專門的整理和分析就是所謂的大數(shù)據(jù)。

例如，當(dāng)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(xiàn)堵塞，更換尿素噴嘴后，需要嘗試更換后的后處理系統(tǒng)工作是否正常，使用31服務(wù)，讓車輛直接進(jìn)入尿素建壓噴射工況，結(jié)合22服務(wù)，判斷出新?lián)Q的后處理系統(tǒng)工作正常，車輛順利維修完畢。

后市場服務(wù)人員通過設(shè)備，先對控制器進(jìn)行seed(一串?dāng)?shù)字，長度通常是4個byte)的請求，控制器接收到后，會隨機(jī)發(fā)送一組seed；后市場人員的設(shè)備中內(nèi)置了一套算法，使用該算法對seed進(jìn)行處理后，得到另一組數(shù)，稱作key，并將key發(fā)送給控制器；控制器對key值進(jìn)行校驗，若key值與控制器內(nèi)置的算法得到的結(jié)果一致，則校驗通過，可以繼續(xù)提供其他的UDS服務(wù)，例如2E等；若key值校驗失敗，則禁止提供2E等服務(wù)。

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(qū)?！被萜?，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(yè)，他在這方面一定有獨特的洞察力，因此值得錄用?！袄锏聦W(xué)院”和“來自惠普附近的海灣地區(qū)”，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(yōu)勢和資源。善于挖掘自己的優(yōu)勢資源，哪怕只是一個住址，這應(yīng)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(hù)和管理教學(xué)信息技術(shù)設(shè)施，進(jìn)一步改善教育信息化環(huán)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(biāo)函數(shù)中，獲得下層模型函數(shù)目標(biāo)值θ,s-,s+及目標(biāo)值符合滿意值范圍時(下層約束條件)，則轉(zhuǎn)入步驟5；如果目標(biāo)值未達(dá)到滿意值范圍時，根據(jù)松馳變量s-,s+的值，調(diào)整的Wlit值，轉(zhuǎn)入步驟1。

2.2 使用UDS排查車輛執(zhí)行器問題

隨著法規(guī)的升級，商用車的部件越來越復(fù)雜；但是很多部件并不是一直處于驅(qū)動的狀態(tài)，無法直接判斷出對應(yīng)功能是否存在異常：在后市場服務(wù)中，維修人員經(jīng)常需要在常規(guī)狀態(tài)下打開某一功能，來幫助判斷問題原因。通過UDS服務(wù)的輸入輸出控制功能、服務(wù)測試功能，維修人員能方便解決這一問題?？焖俅蜷_或關(guān)閉某一執(zhí)行器，可以使用UDS的2F服務(wù)，請求報文如表8：

例如：當(dāng)需要讓發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(DID:0123)維持在1000r/min時，可以發(fā)送如下報文(表9)，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速即可穩(wěn)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(fā)送正確，則控制器報文回復(fù)格式如表6：

2.3 UDS其他服務(wù)在后市場的應(yīng)用

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

教師在實驗教學(xué)時將學(xué)生分為4組，每組2人，每組學(xué)生獨立進(jìn)行實驗，獲得的數(shù)據(jù)作為平行實驗數(shù)據(jù)共享。教師發(fā)放給學(xué)生兩張指導(dǎo)單，第一張為實驗過程指導(dǎo)單(表1)，第二張為實驗數(shù)據(jù)處理指導(dǎo)單(表2)，學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)單分小組獨立進(jìn)行實驗。學(xué)生是高二年級，實驗時間為1節(jié)課85min。

1) 2E服務(wù)，用來修改控制器部分變量的信息；

2)34服務(wù)、35服務(wù)、36服務(wù)、37服務(wù)等，用來對控制器進(jìn)行軟件或數(shù)據(jù)升級；

例如，客戶的車輛無法正確進(jìn)入巡航功能，經(jīng)過排查后，發(fā)現(xiàn)是控制器沒有將巡航功能打開。此時，后市場服務(wù)人員可以使用2E服務(wù)，來打開控制器內(nèi)部的巡航功能，客戶的車輛就能夠正常進(jìn)入巡航。

27服務(wù)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(yīng)的鎖；這里的“鑰匙”，是一組通過約定方法處理過的數(shù)據(jù)，“鎖”指的是對應(yīng)的權(quán)限。在使用27服務(wù)過程中，最核心的部分即處理數(shù)據(jù)的算法，只有掌握對應(yīng)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(quán)限的管理

通過UDS服務(wù)，我們能夠讀取整車的運行參數(shù)，能夠獲得控制器的故障和故障發(fā)生時刻的相關(guān)信息，能夠控制車輛打開關(guān)閉某個功能，甚至獲取控制器的代碼，修改控制器內(nèi)部的程序數(shù)據(jù)。為了保障控制器內(nèi)部信息的安全，我們需要使用27服務(wù)，來對后市場進(jìn)行權(quán)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(jīng)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(biāo)定不合理，甚至存在一些在極端工況會影響排放的嚴(yán)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(guī)紅線。通過組合使用UDS中的34服務(wù)、35服務(wù)、36服務(wù)、37服務(wù)等，能夠有效的對后市場車輛進(jìn)行控制邏輯的升級。搭配上前文中的22服務(wù)等，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)車輛進(jìn)站的自動程序更新。

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

球莖甘藍(lán)又稱苤藍(lán)，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(zhì)潔白細(xì)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(lán)屬根莖類蔬菜，病害較少，幾乎不使用農(nóng)藥，產(chǎn)量高，耐儲運，供應(yīng)期長，調(diào)節(jié)淡季蔬菜供應(yīng)市場，種植經(jīng)濟(jì)效益較高。現(xiàn)將貴州球莖甘藍(lán)無公害周年栽培技術(shù)介紹如下。

在實際使用過程中，不同的機(jī)構(gòu)需要調(diào)整不同的權(quán)限；例如，在發(fā)動機(jī)下線試車的過程中，因為噴油器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一致性不好，相同的噴油數(shù)據(jù)在不同批次的噴油器下噴出的油量會有偏差，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的實際扭矩?zé)o法達(dá)到設(shè)計目標(biāo)，需要對每臺發(fā)動機(jī)進(jìn)行參數(shù)的微調(diào)；當(dāng)下線完成的發(fā)動機(jī)到了整車廠，因為配套車輛的不同，需要對整車功能進(jìn)行一定的調(diào)整，例如相同的發(fā)動機(jī)會配兩種配置的車，一個型號啟動機(jī)需要由發(fā)動機(jī)控制器控制，一個型號啟動機(jī)由鑰匙直接控制，此時，需要重新修改發(fā)動機(jī)控制器的啟動功能；到了地方的一般服務(wù)站，只需要通過UDS讀取故障碼和數(shù)據(jù)流的功能進(jìn)行維修；而對于規(guī)模更大的服務(wù)站，還需要對客戶車輛進(jìn)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(quán)限。

當(dāng)?shù)厝诉€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(diào)酸味的。

對于最基本的故障碼相關(guān)功能，制造商可以不設(shè)置27服務(wù)的要求。因為不設(shè)“鎖”，所有UDS設(shè)備均能夠得到控制器的故障碼和當(dāng)前相關(guān)整車運行的環(huán)境信息，任何機(jī)構(gòu)和客戶均能夠通過UDS設(shè)備對車輛進(jìn)行故障維修。不內(nèi)置安全算法的UDS設(shè)備可以提供給客戶進(jìn)行基本的故障排查和車輛信息監(jiān)控。

對于一般的服務(wù)站，因為需要進(jìn)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(shè)備中提前內(nèi)置權(quán)限較低的算法，通過該算法進(jìn)行的安全訪問，只允許使用2F等服務(wù)，幫助進(jìn)一步排查疑難問題。

對于大型服務(wù)站，有時需要肩負(fù)起一個地區(qū)的程序升級等工作，可以給他們提供具有更高權(quán)限算法的診斷設(shè)備，使用這些設(shè)備，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)刷寫升級的操作。

同時，為了避免設(shè)備的遺失，防止具有高權(quán)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(wù)站只能通過對應(yīng)的資質(zhì)來升級手中的診斷設(shè)備；如果無法提供相匹配的資質(zhì)，則無法對設(shè)備進(jìn)行升級。

采取類似的管理方法，制造商能夠?qū)⒑笫袌鲈俅渭?xì)化，甚至能夠?qū)⒖刂破鞯臄?shù)據(jù)區(qū)劃分成塊，將不同功能按照使用場景放在不同的數(shù)據(jù)區(qū)塊內(nèi)，分別匹配不同的算法，只有具有對應(yīng)區(qū)塊算法的設(shè)備才能對區(qū)塊進(jìn)行數(shù)據(jù)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(yīng)在AIS的發(fā)病及預(yù)后中發(fā)揮重要作用，其中，細(xì)胞因子作為炎癥反應(yīng)所釋放出的炎癥介質(zhì)，在AIS發(fā)生過程中起一定的調(diào)節(jié)作用[8-9]。IL-33可通過多種細(xì)胞和組織表達(dá)，對心腦血管起保護(hù)作用[10-11]。CXCL12可介導(dǎo)炎癥反應(yīng)，較好地促進(jìn)組織及血管再生。

靈活配置使用27服務(wù)中的算法，能夠?qū)⒑笫袌鲞M(jìn)行精細(xì)化劃分，為客戶定制更加專業(yè)的服務(wù)，同時有效保證數(shù)據(jù)與程序的安全性。

3 結(jié)束語

通過靈活使用各種UDS服務(wù)，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(wù)人員開發(fā)定制化的UDS服務(wù)工具，對提升后市場服務(wù)質(zhì)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(wù)必將在商用車后市場中發(fā)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(tǒng)設(shè)計方法[J].設(shè)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(xié)議棧的開發(fā)與應(yīng)用[J].裝備應(yīng)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.