• 國六OBD在線監測中動力系統及排放診斷CAN標準特性

    2020-02-19 10:43:05 劉國瓊 270

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    汽車動力系統CAN總線主要與汽車安全相關,它的實時性要求比較高,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、實時的參數傳輸。

     

    歐洲汽車制造商基本采用的都是高速通信的CAN總線標準如ISO11898,而國六OBD在線監測中車輛動力系統大多采用J1939協議,這個協議廣泛適用于卡車、大客車、建筑設備、農業機械等工業領域的高速通信。

    J1939協議及其特征

    總線及協議名稱

    特性

    CAN2.0/ISO11898

    SAE J2284

    SAE J1939

    所屬機構

    BOSCH/ISO

    SAE

    TMC-ATA

    用途

    控制 診斷

    控制 診斷

    控制 診斷

    介質

    雙絞線

    雙絞線

    雙絞線

    位編碼

    NRZ-5

    NRZ-5

    NRZ-5

    媒體訪問

    競爭

    競爭

    競爭

    錯誤檢測

    CRC

    CRC

    CRC

    幀頭長度

    11位或29位

    11位或29位

    29

    數據長度

    0-8字節

    0-8字節

    8字節

    位速率

    1Mb/s

    500kb/s

    250kb/s

    總線最大長度

    40m(典型)

    30m

    40m

    最大節點數

    32

    16

    30(STP):10(UDP)

    成本

           當汽車(轎車)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,ISO11898對使用控制器局域網絡構建數字信息交換的相關特性進行了詳細的規定。

     

    J1939供卡車及其他拖車、大客車、建筑設備及農業設備使用,是用來支持分布在車輛各個不同位置的電控單元之間實現實時控制功能和高速通信標準,其數據傳輸速率為250kb/s。J1939使用了控制器局域網協議,任何ECU在總線空閑時都可以發送消息,它利用協議中定義的擴展幀29位標識符實現一個完整的網絡定義。29位標識符中的前3位用來仲裁過程中決定消息的優先級,對每類消息而言,優先級是可編程的,這樣原始設備制造商在需要時可以對網絡進行調整。

     

    國六OBD在線監測系統中,速銳得就是采用這一特性,從J1939的數據協議中采集獲得發動機工況包含了車速、大氣壓力、發動機扭矩、摩擦扭矩、發動機轉速、燃料流量、SCR上游氮氧化物傳感器輸出值、反應劑余量、進氣量、SCR出入口溫度、DPF壓差、發動機冷卻液溫度、郵箱液平面百分比、定位狀態、經緯度、累計里程、發動機扭矩模式、油門踏板、油耗、尿素箱溫度、實際尿素噴射量、DPF排氣溫度等數據,通過移動4G/5G網絡,采用GB17691網絡通訊傳輸協議,將終端數據發送給數據平臺。

     

    以前,使用排放診斷的目的主要是為了滿足OBD2(On Board Diagnose)、OBD3或E-OBD標準,采用的是ISO9141和ISO14230,美國福特、通用、克萊斯勒采用J1850。目前,98%以上汽車生產商都采用CAN總線的診斷系統,采用ISO15765通信標準作為診斷系統的通信標準,同時也滿足E-OBD、OBD2排放標準。

    ISO15765適用于將車用用診斷系統在CAN總線上加以實現的場合。ISO15765的網絡服務符合基于CAN的車載網絡系統的要求,遵照ISO14230-3及IOS15031-5中的歐冠診斷服務的內容來制定的,因此,ISO15765對于ISO14230應用層的服務和參數完全兼容,但并不限于只用在這些國際標準所規定的場合。比如電梯、醫療、消防、工業機械、電力等大多也使用的CAN協議實現遠程的數據傳輸和控制。

     

    常用的還會有多媒體系統的網絡和協議,這個在車載娛樂系統開發與應用會涉及比較多,這個協議一般有三種,分別是低速、高速和無線,對SAE分類相應為:IDB-C(Intelligent Data Bus-CAN)、IDB-M(Multimedia)、和IDB-Wireless,其速率在250kb/s-100Mb/s之間。它包括了語音系統、車載電話、音響、車載電視、車載計算機及GPS定位導航等系統。

     

    低速用于遠程通信、診斷及通用信息傳輸,特性就是成本低,高速主要應用于實時的音頻和視頻通訊,傳輸介質是光纖。歐洲汽車制造商戴姆勒、寶馬、奔馳現在大多使用的是MOST。MOST是車內LAN(Local Area Network)的接口網絡,主要用于連接車載導航系統和無線設備等,數據的傳輸速度為24Mb/s。

     

    隨著電子技術和大規模集成電路的迅速發展,網絡技術在汽車上得到廣泛應用,從而使汽車的動力性、操作穩定性、安全性等都上升到了新的高度,給汽車技術的發展注入新的活力。新一代的汽車將包含更多的通過多個ECU控制單元連接起來的控制器,形成域控制器,網關、智能網關等等,其優點是汽車的參數可以通過軟件分別定制,硬件基本一套開發成型,汽車具有更大程度的智能化、網聯化及自診斷功能,充分利用這些特點,在后續的汽車大數據平臺系統、生產工具及管理、服務工具實現汽車與網絡之間建立所有雙向通訊及OTA升級。


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