国六OBD在线监测中动力系统及排放诊断CAN标准特性

2020-02-19 10:43:05 刘国琼 28

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汽车动力系统CAN总线主要与汽车安全相关,它的实时性要求比较高,所以传输速率比较高,通常在125kb/s-1Mb/s之间,必须支持周期性、实时的参数传输。

 

欧洲汽车制造商基本采用的都是高速通信的CAN总线标准如ISO11898,而国六OBD在线监测中车辆动力系统大多采用J1939协议,这个协议广泛适用于卡车、大客车、建筑设备、农业机械等工业领域的高速通信。

J1939协议及其特征

总线及协议名称

特性

CAN2.0/ISO11898

SAE J2284

SAE J1939

所属机构

BOSCH/ISO

SAE

TMC-ATA

用途

控制 诊断

控制 诊断

控制 诊断

介质

双绞线

双绞线

双绞线

位编码

NRZ-5

NRZ-5

NRZ-5

媒体访问

竞争

竞争

竞争

错误检测

CRC

CRC

CRC

帧头长度

11位或29位

11位或29位

29

数据长度

0-8字节

0-8字节

8字节

位速率

1Mb/s

500kb/s

250kb/s

总线最大长度

40m(典型)

30m

40m

最大节点数

32

16

30(STP):10(UDP)

成本

       当汽车(轿车)电子控制单元ECU(Electronic Control Units)之间通信传输速率大于125kb/s、最高1Mb/s时,ISO11898对使用控制器局域网络构建数字信息交换的相关特性进行了详细的规定。

 

J1939供卡车及其他拖车、大客车、建筑设备及农业设备使用,是用来支持分布在车辆各个不同位置的电控单元之间实现实时控制功能和高速通信标准,其数据传输速率为250kb/s。J1939使用了控制器局域网协议,任何ECU在总线空闲时都可以发送消息,它利用协议中定义的扩展帧29位标识符实现一个完整的网络定义。29位标识符中的前3位用来仲裁过程中决定消息的优先级,对每类消息而言,优先级是可编程的,这样原始设备制造商在需要时可以对网络进行调整。

 

国六OBD在线监测系统中,速锐得就是采用这一特性,从J1939的数据协议中采集获得发动机工况包含了车速、大气压力、发动机扭矩、摩擦扭矩、发动机转速、燃料流量、SCR上游氮氧化物传感器输出值、反应剂余量、进气量、SCR出入口温度、DPF压差、发动机冷却液温度、邮箱液平面百分比、定位状态、经纬度、累计里程、发动机扭矩模式、油门踏板、油耗、尿素箱温度、实际尿素喷射量、DPF排气温度等数据,通过移动4G/5G网络,采用GB17691网络通讯传输协议,将终端数据发送给数据平台。

 

以前,使用排放诊断的目的主要是为了满足OBD2(On Board Diagnose)、OBD3或E-OBD标准,采用的是ISO9141和ISO14230,美国福特、通用、克莱斯勒采用J1850。目前,98%以上汽车生产商都采用CAN总线的诊断系统,采用ISO15765通信标准作为诊断系统的通信标准,同时也满足E-OBD、OBD2排放标准。

ISO15765适用于将车用用诊断系统在CAN总线上加以实现的场合。ISO15765的网络服务符合基于CAN的车载网络系统的要求,遵照ISO14230-3及IOS15031-5中的欧冠诊断服务的内容来制定的,因此,ISO15765对于ISO14230应用层的服务和参数完全兼容,但并不限于只用在这些国际标准所规定的场合。比如电梯、医疗、消防、工业机械、电力等大多也使用的CAN协议实现远程的数据传输和控制。

 

常用的还会有多媒体系统的网络和协议,这个在车载娱乐系统开发与应用会涉及比较多,这个协议一般有三种,分别是低速、高速和无线,对SAE分类相应为:IDB-C(Intelligent Data Bus-CAN)、IDB-M(Multimedia)、和IDB-Wireless,其速率在250kb/s-100Mb/s之间。它包括了语音系统、车载电话、音响、车载电视、车载计算机及GPS定位导航等系统。

 

低速用于远程通信、诊断及通用信息传输,特性就是成本低,高速主要应用于实时的音频和视频通讯,传输介质是光纤。欧洲汽车制造商戴姆勒、宝马、奔驰现在大多使用的是MOST。MOST是车内LAN(Local Area Network)的接口网络,主要用于连接车载导航系统和无线设备等,数据的传输速度为24Mb/s。

 

随着电子技术和大规模集成电路的迅速发展,网络技术在汽车上得到广泛应用,从而使汽车的动力性、操作稳定性、安全性等都上升到了新的高度,给汽车技术的发展注入新的活力。新一代的汽车将包含更多的通过多个ECU控制单元连接起来的控制器,形成域控制器,网关、智能网关等等,其优点是汽车的参数可以通过软件分别定制,硬件基本一套开发成型,汽车具有更大程度的智能化、网联化及自诊断功能,充分利用这些特点,在后续的汽车大数据平台系统、生产工具及管理、服务工具实现汽车与网络之间建立所有双向通讯及OTA升级。


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