UDS诊断服务在气囊控制单元中的应用

黄万众，胡建博，靳玉

（1.华晨汽车工程研究院安全工程室，辽宁 沈阳 110141；2.华晨汽车工程研究院工程学会，辽宁 沈阳 110141）

前言

随着汽车电子技术的发展，电子控制单元正在逐渐增多，功能也越来越复杂，诊断服务也越来越细化，各汽车厂商（以下简称主机厂）在对其车型产品中使用的各电子控制单元进行诊断功能开发时，虽然都遵循ISO标准，但由于各电子控制单元开发性质与开发方式不同，因此参考使用的诊断服务也不尽相同，汽车安全气囊控制单元（Airbag Control Unit，下文简称为ACU）是整个约束系统的中心，它能感应车辆在正面和侧面碰撞过程中发生的加速度的变化，然后控制相应的起爆元器件。最大限度的降低车内驾驶员与乘员受伤害程度，以达到保护车内人员的目的。同时，ACU作为电气元件，也需要满足在整车环境下与其他控制单元的通信要求和诊断服务的要求。

1 UDS服务内容简介

2008年以前，国内多数主机厂采用的通信诊断标准是基于K线诊断的ISO14230标准，但随着通讯诊断技术的逐年发展，K线在逐步淘汰，CAN（Controller Area Network，控制器局域网，下文简称CAN）网络的流行，大多数主机厂又过渡到基于 ISO15765的诊断标准。随着车载网络形式逐渐丰富，又出现了MOST、FlexRay、无线网络等多种网络并存的情况，为了实现不同网络下诊断服务的统一，ISO制定了ISO14229-1 Unified Diagnostics Services（统一诊断服务，下文简称UDS）标准，为未来车载网络发展做准备和铺垫[2]，下表为UDS诊断服务。

表1 统一诊断服务UDS

由于ACU对于整车安全的特殊性，ACU并不适用所有UDS服务，本文将简述ACU涉及的$22和$2E诊断服务开发工作。

2 ACU适用的$22和$2E服务简介

UDS $22和$2E服务中的DID（Data Identifier，下文简称DID）并不完全适用于ACU，下文将说明ACU适用的DID及相关的内容和要求。

2.1 DID 0xF190 Vehicle Identification Number-车辆识别码

车辆识别码（以下简称VIN码），由主机厂定义，在车辆装配过程（EOL，end of line）中写入，在诊断开发阶段，可以先写入一个定义值，后续可通过更高安全等级进行刷写，ACU需能同时满足$22和$2E服务，即主机厂可以读取和写入完整的VIN码。

2.2 DID 0xF103 part number and version data identifier-零件号和版本识别码

零件号和版本识别码，由主机厂定义，由 ACU供应商写入，ACU需满足$22服务，即主机厂可以读取ACU的零件号和版本识别码。

2.3 DID 0xF18A System Supplier Identifier-系统供应商识别码

系统供应商识别码，由主机厂定义，由 ACU供应商写入，ACU需满足$22服务，即主机厂可以读取ACU的系统供应商识别码。

2.4 DID 0xF18B ECU Manufacturing Date-ECU生产日期

ECU生产日期，由ACU供应商写入，ACU需满足$22服务，即主机厂可以读取ACU的生产日期。

2.5 DID 0xF191 Vehicle Manufacturer ECU Hardware Number Data Identifier-ECU硬件号

ECU硬件号，由主机厂定义，由ACU供应商写入，不支持重复刷写，ACU需满足$22服务，即主机厂可以读取ACU的硬件号，如果ACU在开发过程中发生硬件更改变化，需要更新硬件号。

2.6 DID 0xF188 Vehicle Manufacturer ECU Software Number Data Identifier-ECU软件号

ECU软件号，由主机厂定义，由ACU供应商写入， ACU需满足$22服务，即主机厂可以读取 ACU的软件号，如果ACU在开发过程中发生软件更改变化，需要更新软件号。

2.7 DID 0xF10C ECU body CAN .dbc file version/DID 0xF11A ECU PT CAN .dbc file version-body/PT CAN网络上.dbc文件版本

CAN网络上.dbc文件版本，取决于ACU在整车电气系统架构中所处的CAN网络位置，由主机厂定义，由ACU供应商写入， ACU需满足$22服务，即主机厂可以读取CAN网络上的.dbc文件版本号。

2.8 DID 0xF192 System Supplier ECU Hardware Number-系统供应商ECU硬件号

系统供应商ECU硬件号，由ACU供应商定义并写入，ACU需满足$22服务，即主机厂可以读取ACU的硬件号，如果 ACU在开发过程中发生硬件更改变化，需要更新系统供应商ECU硬件号。

2.9 DID 0xF194 System Supplier ECU Software Number-系统供应商ECU软件号

系统供应商ECU软件号，由ACU供应商定义并写入，ACU需满足$22服务，即主机厂可以读取ACU的软件号，如果 ACU在开发过程中发生软件更改变化，需要更新系统供应商ECU软件号。

2.10 DID 0xF110 ECU name data identifier-ECU名称

ECU名称，由主机厂定义，由ACU供应商写入， ACU需满足$22服务，即主机厂可以读取ACU的定义名称。

2.11 DID 0xF101 Boot Loader Version number-Boot Loader版本号

Boot Loader软件，作为ACU内部软件 构成之一，在嵌入式操作系统中，Boot Loader是在操作系统内核运行之前运行。可以初始化硬件设备、建立内存空间映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。

2.12 DID 0xF102 Calibration software part number-标定软件零件号

标定软件，作为 ACU内部软件构成之一，用于实现不同车型安全气囊系统的点火参数要求，通过将整车基础碰撞试验采集的数据导入 ACU算法进行计算比对，尽量与主机厂要求的点火时刻一致或接近，由于在主机厂平台化策略下可能存在多种不同车型使用同一种ACU，或者同款车型有不同标定策略的情况，因此同一种 ACU产品可能同时存在若干种标定软件。

2.13 DID 0xF104 application software part number-应用软件零件号

应用软件，通常是 ACU供应商为满足主机厂不同个性化需求而可以修改定制的软件，包括$22和$2E中包括的各种零件号，也包括各种可以根据主机厂需求而定制的特性，如气囊警示灯亮灭时间和安全带未系提醒方式等。

2.14 DID 0xF105 basic software data part number-底层软件零件号

底层软件，是ACU厂家在进行新平台开发时对整个平台的基本架构，包括操作系统、通信软件和基本的I/O服务。

由于不同主机厂对 ACU软件管理程度不同，目前大多数主机厂只管理到ACU软件号，对Boot Loader版本、标定软件、应用软件和底层软件则不进行管控，由 ACU供应商自行管控，因此相关诊断服务也不被要求。

3 结论

随着汽车电子和软件技术应用的逐渐普及，诊断技术应用已经遍布到产品开发、工程设计、测试验证、生产制造、售后服务等车辆的整个生命周期[2]。除了上文提到的读写数据以外，还包括读取和清除故障信息和安全访问等基本功能，随着主机厂的研发能力逐渐加强，软件开放权限逐渐增加，ACU还可以实现刷写功能、下线配置和车辆事故分析等功能。

诊断功能应用的逐渐深入细化，对整车的开发过程和售后工作要求越来越高，促进了汽车整车品质的逐步提升。

[1] ISO14229-1 Road vehicles-Diagnostic on CAN-Part2: Implementa tion of Diagnostic Services(2005)[S].

[2] 黄丽芳,UDS诊断服务在车载ECU中的应用分析.