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國(guó)六OBD在線(xiàn)監(jiān)測(cè)中動(dòng)力系統(tǒng)及排放診斷CAN標(biāo)準(zhǔn)特性

2020-02-19 10:43:05 劉國(guó)瓊

圖片

汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)CAN總線(xiàn)主要與汽車(chē)安全相關(guān),它的實(shí)時(shí)性要求比較高,所以傳輸速率比較高,通常在125kb/s-1Mb/s之間,必須支持周期性、實(shí)時(shí)的參數(shù)傳輸。

 

歐洲汽車(chē)制造商基本采用的都是高速通信的CAN總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)如ISO11898,而國(guó)六OBD在線(xiàn)監(jiān)測(cè)中車(chē)輛動(dòng)力系統(tǒng)大多采用J1939協(xié)議,這個(gè)協(xié)議廣泛適用于卡車(chē)、大客車(chē)、建筑設(shè)備、農(nóng)業(yè)機(jī)械等工業(yè)領(lǐng)域的高速通信。

J1939協(xié)議及其特征

總線(xiàn)及協(xié)議名稱(chēng)

特性

CAN2.0/ISO11898

SAE J2284

SAE J1939

所屬機(jī)構(gòu)

BOSCH/ISO

SAE

TMC-ATA

用途

控制 診斷

控制 診斷

控制 診斷

介質(zhì)

雙絞線(xiàn)

雙絞線(xiàn)

雙絞線(xiàn)

位編碼

NRZ-5

NRZ-5

NRZ-5

媒體訪(fǎng)問(wèn)

競(jìng)爭(zhēng)

競(jìng)爭(zhēng)

競(jìng)爭(zhēng)

錯(cuò)誤檢測(cè)

CRC

CRC

CRC

幀頭長(zhǎng)度

11位或29位

11位或29位

29

數(shù)據(jù)長(zhǎng)度

0-8字節(jié)

0-8字節(jié)

8字節(jié)

位速率

1Mb/s

500kb/s

250kb/s

總線(xiàn)最大長(zhǎng)度

40m(典型)

30m

40m

最大節(jié)點(diǎn)數(shù)

32

16

30(STP):10(UDP)

成本

       當(dāng)汽車(chē)(轎車(chē))電子控制單元ECU(Electronic Control Units)之間通信傳輸速率大于125kb/s、最高1Mb/s時(shí),ISO11898對(duì)使用控制器局域網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建數(shù)字信息交換的相關(guān)特性進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。

 

J1939供卡車(chē)及其他拖車(chē)、大客車(chē)、建筑設(shè)備及農(nóng)業(yè)設(shè)備使用,是用來(lái)支持分布在車(chē)輛各個(gè)不同位置的電控單元之間實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制功能和高速通信標(biāo)準(zhǔn),其數(shù)據(jù)傳輸速率為250kb/s。J1939使用了控制器局域網(wǎng)協(xié)議,任何ECU在總線(xiàn)空閑時(shí)都可以發(fā)送消息,它利用協(xié)議中定義的擴(kuò)展幀29位標(biāo)識(shí)符實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)定義。29位標(biāo)識(shí)符中的前3位用來(lái)仲裁過(guò)程中決定消息的優(yōu)先級(jí),對(duì)每類(lèi)消息而言,優(yōu)先級(jí)是可編程的,這樣原始設(shè)備制造商在需要時(shí)可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整。

 

國(guó)六OBD在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中,速銳得就是采用這一特性,從J1939的數(shù)據(jù)協(xié)議中采集獲得發(fā)動(dòng)機(jī)工況包含了車(chē)速、大氣壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、摩擦扭矩、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、燃料流量、SCR上游氮氧化物傳感器輸出值、反應(yīng)劑余量、進(jìn)氣量、SCR出入口溫度、DPF壓差、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、郵箱液平面百分比、定位狀態(tài)、經(jīng)緯度、累計(jì)里程、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩模式、油門(mén)踏板、油耗、尿素箱溫度、實(shí)際尿素噴射量、DPF排氣溫度等數(shù)據(jù),通過(guò)移動(dòng)4G/5G網(wǎng)絡(luò),采用GB17691網(wǎng)絡(luò)通訊傳輸協(xié)議,將終端數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)平臺(tái)。

 

以前,使用排放診斷的目的主要是為了滿(mǎn)足OBD2(On Board Diagnose)、OBD3或E-OBD標(biāo)準(zhǔn),采用的是ISO9141和ISO14230,美國(guó)福特、通用、克萊斯勒采用J1850。目前,98%以上汽車(chē)生產(chǎn)商都采用CAN總線(xiàn)的診斷系統(tǒng),采用ISO15765通信標(biāo)準(zhǔn)作為診斷系統(tǒng)的通信標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)也滿(mǎn)足E-OBD、OBD2排放標(biāo)準(zhǔn)。

ISO15765適用于將車(chē)用用診斷系統(tǒng)在CAN總線(xiàn)上加以實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)合。ISO15765的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)符合基于CAN的車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的要求,遵照ISO14230-3及IOS15031-5中的歐冠診斷服務(wù)的內(nèi)容來(lái)制定的,因此,ISO15765對(duì)于ISO14230應(yīng)用層的服務(wù)和參數(shù)完全兼容,但并不限于只用在這些國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的場(chǎng)合。比如電梯、醫(yī)療、消防、工業(yè)機(jī)械、電力等大多也使用的CAN協(xié)議實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)傳輸和控制。

 

常用的還會(huì)有多媒體系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議,這個(gè)在車(chē)載娛樂(lè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用會(huì)涉及比較多,這個(gè)協(xié)議一般有三種,分別是低速、高速和無(wú)線(xiàn),對(duì)SAE分類(lèi)相應(yīng)為:IDB-C(Intelligent Data Bus-CAN)、IDB-M(Multimedia)、和IDB-Wireless,其速率在250kb/s-100Mb/s之間。它包括了語(yǔ)音系統(tǒng)、車(chē)載電話(huà)、音響、車(chē)載電視、車(chē)載計(jì)算機(jī)及GPS定位導(dǎo)航等系統(tǒng)。

 

低速用于遠(yuǎn)程通信、診斷及通用信息傳輸,特性就是成本低,高速主要應(yīng)用于實(shí)時(shí)的音頻和視頻通訊,傳輸介質(zhì)是光纖。歐洲汽車(chē)制造商戴姆勒、寶馬、奔馳現(xiàn)在大多使用的是MOST。MOST是車(chē)內(nèi)LAN(Local Area Network)的接口網(wǎng)絡(luò),主要用于連接車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)和無(wú)線(xiàn)設(shè)備等,數(shù)據(jù)的傳輸速度為24Mb/s。

 

隨著電子技術(shù)和大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車(chē)上得到廣泛應(yīng)用,從而使汽車(chē)的動(dòng)力性、操作穩(wěn)定性、安全性等都上升到了新的高度,給汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展注入新的活力。新一代的汽車(chē)將包含更多的通過(guò)多個(gè)ECU控制單元連接起來(lái)的控制器,形成域控制器,網(wǎng)關(guān)、智能網(wǎng)關(guān)等等,其優(yōu)點(diǎn)是汽車(chē)的參數(shù)可以通過(guò)軟件分別定制,硬件基本一套開(kāi)發(fā)成型,汽車(chē)具有更大程度的智能化、網(wǎng)聯(lián)化及自診斷功能,充分利用這些特點(diǎn),在后續(xù)的汽車(chē)大數(shù)據(jù)平臺(tái)系統(tǒng)、生產(chǎn)工具及管理、服務(wù)工具實(shí)現(xiàn)汽車(chē)與網(wǎng)絡(luò)之間建立所有雙向通訊及OTA升級(jí)。