汽车诊断系统设计

汽车诊断系统设计
——Vector诊断开发工具
梁伟铭
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汽车诊断的分类

离线诊断off-board diagnostics 车载诊断on-board diagnostics(OBD)
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CANdesc

支持所有的OEM定义的诊断协议，并保证功能和时间的 一致性 生成一个诊断数据缓存来保证应用软件和诊断软件之间 数据交互的一致性 处理错误 过滤诊断request，正确响应诊断request ECU诊断状态的管理 Freescale HC12平台，10个诊断服务、30个诊断功 能：5.5k代码空间；700bytes表格、常数；200bytes RAM，其中130bytes是诊断数据缓存 一般情况下，120个诊断功能，代码约9k

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诊断工具Tester

CANdito CANape Graph CANoe 通过CANdela数据库来配置诊断参数 同步显示诊断故障代码DTC，清除故障内存 读出并显示ECU信息 选择诊断服务、配置诊断服务参数并执行 在跟踪窗口中详细显示诊断服务的过程
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ECU诊断状态机的图形化描述与编辑

会话session状态 安全访问securtyaccess状态
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CANdela



为每一个ECU建立一个*.cdd文件 *.cdd文件描述了诊断应用的范围和数据格式 Tester可以根据*.cdd来启动诊断功能，并解释 接收到的诊断数据 ECU开发人员根据*.cdd的描述开发ECU的诊断 程序 CANdela可以把*.cdd转换成其它格式文件，但 是*.cdd用CANdela来描述是最准确、最直观的
诊断接口
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3
今后的诊断网络架构
BMS
DCDC
Motor C. Hybrid-CAN
Gateway
In-Vehilce Computer
Rear View System MOST
HCU Immobiliser HS-CAN EMS K-Line TCU ABS/DSC Airbag IPK
TV
Telephone
DVD
GPS
RKE
HVAC
Rain S.
Sunroof MS-CAN
DS2 LIN
Body C.
TPMS
Seat C.
PDS
诊断接口？ CAN？ K-line?
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诊断网络设计的难点



ECU数量增加，诊断 功能也大幅度增加 网络结构复杂，HSCAN、MS-CAN、 LIN、Most、 FlexRay等多种网络 并存 国际诊断协议的发展 K-line－>CAN
TV
Telephone
DVD
GPS
RKE
HVAC
Rain S.
Sunroof MS-CAN
DS2 LIN
Body C.
TPMS
Seat C.
PDS
诊断接口？ CAN？ K-line?
左前门模块
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诊断的网络实现路径
TA
诊断问题 DA 14229 自定义CDD 15031
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CANdito


Tester工具 支持CANdela 数据库、ODX 2.0 支持CAN、 LIN、K-line网 络诊断
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诊断应用的标准

ISO 14229 Unified Diagnostic Services (UDS) ISO 15031 Specifies diagnostics relevant to exhaust 用户自行定义详细的内容，但应遵循国际 标准，以保证兼容性 SI-Specification Identify

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诊断应用的过程

诊断——Tester Device与Client Unit的问答游戏
Request:$1A $91
Tester
Response:$5A $91 $XX $XX Response: Positive response Negative response
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CANdela的需求分析范围

Start session Stop session ECU reset Tester Present Identification Security Access Fault Memory Dynamic Data Stored Data Variant Coding Device Control Calibration Routine Download Normal Message Transmission





诊断数据量大幅增 加 诊断数据管理、版 本管理日益复杂 各ECU之间诊断数 据的兼容性 诊断网络设计复 杂，诊断网络与通 讯网络的相互影响 跟进国际技术发展 趋势
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Vector汽车诊断V模式开发流程



诊断需求分 析、诊断功能 设计 诊断功能实 现、ECU集成 与测试 整车诊断网络 的集成测试
2
目前诊断网络架构

具有诊断功能的ECU数量少 ECU诊断口与诊断仪之间连接（K-Line）
Immobiliser
HS-CAN EMS K-Line TCU ABS/DSC Airbag IPK
RKE
HVAC
Rain S.
Sunroof MS-CAN
DS2
Body C.
TPMS
Seat C.
PDS

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诊断网络传输层面的标准

K-Line：ISO14230，KWP 2000 CAN：ISO15765 J1939：J1939-73 LIN：LIN2.0 ISO15765-3、J1939-73重用了大部分 ISO14230-3的内容
诊断问题 DA 14229 自定义CDD 15031 诊断回答 DA 14229 自定义CDD 15031
Client
网络报文 15765－2＋ 11898－1； 14230－2＋ 14230－1
标准的 诊断向量 15765－3 14230－3
应用软件层次
网络通讯层次
应用软件层次
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TAL
标准的 诊断向量 15765－3 14230－3
TNL
网络报文 15765－2＋ 11898－1； 14230－2＋ 14230－1
CNL
标准的 诊断向量 15765－3 14230－3
CAL
CA
Tester
诊断回答 DA 14229 自定义CDD 15031 标准的 诊断向量 15765－3 14230－3
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CANdela


诊断需求分析工具 诊断数据库的管理工具 支持ECU诊断代码的实现和集成过程 （CANdesc） 支持产品开发过程、测试过程和整车集 成、售后服务过程中的诊断工作 （CANdito、CANoe、CANape）
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10

诊断应用 应用层 数据链路层 物理层
用户定义 KWP 2000－3 KWP 2000－2 KWP 2000－1
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CoБайду номын сангаасfidential
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诊断应用 应用层 数据链路层 物理层
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8
诊断的网络组成

一个诊断仪（或者OBD）－tester（或client in ISO15765） 多个ECU－client（或server in ISO15765） 通讯网络（包括网关）
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21
CANdela支持的诊断数据格式


CANdela采用*.cdd(CAN Diagnostic Database)数据格式，支持KWP2000、 ISO15765 ODX格式数据：导入、导出 CSV格式数据：导入、导出表格数据 CDI格式数据：导入、导出DTC A2L格式数据：导入 诊断规范：导出RTF文件
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9
诊断的OSI结构

诊断应用 应用层Application layer(layer7) Presentation layer(layer6) Session layer(layer5) Transport layer(layer4) 网络层Network layer(layer3) 数据链路层data link layer(layer2) 物理层Physical layer(layer1)

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24

关于ECU信息的完整描述
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25

详细描述每一个诊断故障代码
DTC的读取方式
DTC列表
DTC详细定义
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6
Vector诊断开发工具的优势



提供诊断网络 质量 降低开发时间 和工作量 保证产品的一 致性
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7
Vector诊断开发工具、产品

CANdela，CANdela Flash CANdesc CANdito CANape Graph CANoe，option Diva
Client
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诊断网络实现路径
BMS
DCDC
Motor C. Hybrid-CAN
Gateway
In-Vehilce Computer
Rear View System MOST
HCU Immobiliser HS-CAN EMS K-Line TCU ABS/DSC Airbag IPK
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Vector汽车诊断V模式开发流程



诊断需求分 析、诊断功能 设计 诊断功能实 现、ECU集成 与测试 整车诊断网络 的集成测试
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诊断的工具链

CANdela：需求分析，数据库管理 CANoe、CANdito、CANape：Tester工具 CANdesc：ECU诊断开发工具 15765、14230协议栈：诊断源码，可用于client和gateway
用户定义或遵循OBD标准 ISO 15765－3或遵循OBD标准 ISO 15765－2、－4 ISO 11898、ISO 15765－4
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诊断网络的网关


对于ISO 15765，网关实现不同CAN网络 之间诊断数据的交换 对于ISO 15765、KWP 2000和LIN 2.0， 网关实现诊断协议之间的数据格式的转换
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CANdela定义诊断接口
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CANdesc

CANdesc诊断功能的代码实现工具 CANdesc根据CANdela制定的数据库，自 动生成ECU的诊断代码程序。