《道路車輛 基于控制器局域網(wǎng)的診斷通信 第3部分：排放相關(guān)系統(tǒng)的需求gbt 39851.3-2021》詳細(xì)解讀

《道路車輛基于控制器局域網(wǎng)的診斷通信第3部分：排放相關(guān)系統(tǒng)的需求gb/t39851.3-2021》詳細(xì)解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語、定義、符號(hào)縮略語4約定5概述6外部測(cè)試設(shè)備初始化序列7應(yīng)用層contents目錄8會(huì)話層9傳輸協(xié)議層10網(wǎng)絡(luò)層11數(shù)據(jù)鏈路層12物理層參考文獻(xiàn)011范圍車輛類型適用于M1類及最大總質(zhì)量不超過3500kg的M2、M3、N1、N2類車輛。排放相關(guān)系統(tǒng)涉及排放相關(guān)的電子控制系統(tǒng)、排放后處理裝置等。1.1標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍減少污染物的排放，保護(hù)環(huán)境。環(huán)保提高車輛的安全性能，減少因排放問題導(dǎo)致的故障。安全確保不同車輛之間的診斷通信兼容，便于維修和檢測(cè)。兼容性1.2標(biāo)準(zhǔn)的制定目的010203規(guī)定了車輛排放相關(guān)系統(tǒng)的診斷通信要求，包括故障碼的讀取、清除和存儲(chǔ)等。診斷通信要求詳細(xì)描述了排放相關(guān)系統(tǒng)的性能要求、監(jiān)控策略和故障診斷方法。排放相關(guān)系統(tǒng)的要求規(guī)定了車載診斷系統(tǒng)的功能、性能要求和故障指示器的點(diǎn)亮規(guī)則。車載診斷系統(tǒng)（OBD）的要求1.3標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容022規(guī)范性引用文件電工術(shù)語電動(dòng)汽車、電動(dòng)摩托車和電動(dòng)輕便摩托車。GB/T2900.20-2016輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國第六階段）。GB18352.6-2016電工術(shù)語基本術(shù)語。GB/T2900.1-2008國家標(biāo)準(zhǔn)QC/T1071-2017電動(dòng)汽車用電源系統(tǒng)技術(shù)條件。QC/T1073-2017電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池包和系統(tǒng)第1部分：安全性。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)VS2015,Roadvehicles-Controllerareanetwork(CAN)-Part1:Datalinklayerandphysicallayer（道路車輛控制器局域網(wǎng)（CAN）第1部分：數(shù)據(jù)鏈路層和物理層）.ISO15765-42016,Roadvehicles-DiagnosticsonControllerAreaNetwork(CAN)-Part4:Emissions-relatedsystems（道路車輛控制器局域網(wǎng)的診斷通信第4部分：排放相關(guān)系統(tǒng)）.ISO11898-1國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)033術(shù)語、定義、符號(hào)縮略語一種用于車輛內(nèi)部通信的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛內(nèi)部各電子控制單元（ECU）之間的信息交換?？刂破骶钟蚓W(wǎng)（CAN）車輛故障診斷時(shí)，通過車載診斷系統(tǒng)（OBD）與車輛外部診斷設(shè)備之間的通信。診斷通信與車輛排放有關(guān)的系統(tǒng)，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、尾氣后處理系統(tǒng)等。排放相關(guān)系統(tǒng)術(shù)語用于監(jiān)測(cè)車輛排放、故障等信息的系統(tǒng)，通常包括車載診斷接口、故障診斷儀等。車載診斷系統(tǒng)（OBD）當(dāng)車輛出現(xiàn)故障時(shí)，車載診斷系統(tǒng)生成的用于標(biāo)識(shí)故障的代碼。故障碼車輛內(nèi)部各電子控制單元之間或車輛與外部診斷設(shè)備之間通信時(shí)遵循的規(guī)則。通信協(xié)議定義010203ElectronicControlUnit，電子控制單元。ECUOn-BoardDiagnostics，車載診斷系統(tǒng)。OBD01020304ControllerAreaNetwork，控制器局域網(wǎng)。CANDiagnosticTroubleCode，故障碼。DTC符號(hào)縮略語044約定本部分標(biāo)準(zhǔn)適用于M1類及最大總質(zhì)量不超過3500kg的M2、M3、N1和N2類車輛上，基于控制器局域網(wǎng)（CAN）實(shí)現(xiàn)的排放相關(guān)系統(tǒng)的診斷通信。適用范圍包括GB/T15765、GB/T27930、GB18352.6等標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)范性引用文件4.1一般約定通訊協(xié)議本標(biāo)準(zhǔn)采用ISO11898-1規(guī)定的CAN協(xié)議進(jìn)行通訊。標(biāo)識(shí)符4.2通訊協(xié)議CAN報(bào)文標(biāo)識(shí)符應(yīng)符合ISO11783的規(guī)定，使用29位標(biāo)識(shí)符。0102診斷服務(wù)本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了排放相關(guān)系統(tǒng)的診斷服務(wù)，包括讀取故障碼、清除故障碼、讀取凍結(jié)幀數(shù)據(jù)等。服務(wù)原語診斷服務(wù)原語應(yīng)符合ISO14229的規(guī)定，使用統(tǒng)一診斷服務(wù)原語（UDS）格式。4.3診斷服務(wù)4.4安全措施加密方式數(shù)據(jù)加密應(yīng)采用符合國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的加密算法，如AES等。安全措施本標(biāo)準(zhǔn)采取了一系列的安全措施，包括數(shù)據(jù)加密、訪問控制等，以確保診斷通信的安全性和可靠性。055概述隨著汽車排放對(duì)環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，國家對(duì)車輛排放提出了更嚴(yán)格的要求。環(huán)保需求控制器局域網(wǎng)（CAN）技術(shù)在汽車領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，為車輛診斷通信提供了基礎(chǔ)。技術(shù)發(fā)展為確保車輛排放符合國家標(biāo)準(zhǔn)，需要制定統(tǒng)一的診斷通信協(xié)議。法規(guī)要求5.1標(biāo)準(zhǔn)的制定背景010203適用于裝有控制器局域網(wǎng)（CAN）系統(tǒng)的M類和N類車輛。車型范圍主要針對(duì)排放相關(guān)系統(tǒng)的故障診斷。診斷類型基于控制器局域網(wǎng)的診斷通信協(xié)議。通信協(xié)議5.2標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍5.3標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容排放相關(guān)系統(tǒng)的定義明確了排放相關(guān)系統(tǒng)的范圍，包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、排放控制系統(tǒng)等。診斷通信要求規(guī)定了排放相關(guān)系統(tǒng)的診斷通信要求，包括故障碼的讀取、清除和存儲(chǔ)等。診斷服務(wù)定義了排放相關(guān)系統(tǒng)的診斷服務(wù)，如讀取故障碼、清除故障碼、數(shù)據(jù)流傳輸?shù)?。安全性和可靠性?qiáng)調(diào)了診斷通信的安全性和可靠性要求，防止誤操作和非法訪問。066外部測(cè)試設(shè)備初始化序列外部測(cè)試設(shè)備（ExternalTestEquipment，ETE）與車輛電子控制單元（ElectronicControlUnit，ECU）建立通信前的必要步驟。初始化流程定義確保ETE與ECU之間的通信正常，以便進(jìn)行后續(xù)的診斷和測(cè)試。初始化流程目的6.1初始化流程概述將ETE與車輛的診斷接口連接，建立物理連接。配置ETE的通信參數(shù)，如波特率、數(shù)據(jù)位、停止位等，以確保與ECU的通信匹配。ETE與ECU之間通過預(yù)定義的握手信號(hào)進(jìn)行交互，確認(rèn)雙方已建立連接且通信正常。ETE檢查ECU的軟件版本，以確保診斷通信的兼容性和準(zhǔn)確性。6.2初始化流程組成設(shè)備連接通信參數(shù)配置握手信號(hào)交互軟件版本檢查診斷接口車輛上的標(biāo)準(zhǔn)診斷接口，如OBD-II接口，用于連接ETE和車輛ECU。通信協(xié)議ETE與ECU之間遵循的通信協(xié)議，如ISO15765-4等，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和可靠性。握手信號(hào)預(yù)定義的握手信號(hào)，用于確認(rèn)ETE與ECU之間的連接和通信狀態(tài)。軟件版本信息ECU內(nèi)存儲(chǔ)的軟件版本信息，用于判斷ECU的型號(hào)和功能。6.3初始化流程中的關(guān)鍵要素確保診斷通信的穩(wěn)定性通過初始化流程，可以確保ETE與ECU之間的通信連接穩(wěn)定可靠，避免數(shù)據(jù)傳輸中斷或錯(cuò)誤。提高診斷效率初始化流程可以確保ETE與ECU之間的通信參數(shù)匹配，從而提高診斷的效率和準(zhǔn)確性。保障車輛安全初始化流程可以檢查車輛ECU的狀態(tài)和軟件版本，確保車輛在運(yùn)行過程中安全可靠。6.4初始化流程的意義077應(yīng)用層應(yīng)用層支持各種診斷服務(wù)，包括讀取故障碼、清除故障碼、讀取數(shù)據(jù)流等。診斷服務(wù)支持應(yīng)用層對(duì)排放相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，確保車輛排放符合法規(guī)要求。排放相關(guān)系統(tǒng)監(jiān)控應(yīng)用層可以獲取車輛的狀態(tài)信息，如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速、燃油消耗等。車輛狀態(tài)信息獲取7.1應(yīng)用層功能010203控制器局域網(wǎng)(CAN)協(xié)議應(yīng)用層采用CAN協(xié)議進(jìn)行通信，具有高速、可靠、低成本等優(yōu)點(diǎn)。診斷協(xié)議應(yīng)用層使用統(tǒng)一的診斷協(xié)議，以便不同車輛和診斷設(shè)備之間的兼容性和互操作性。排放相關(guān)系統(tǒng)通信協(xié)議應(yīng)用層制定了排放相關(guān)系統(tǒng)的通信協(xié)議，確保車輛排放數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸。7.2應(yīng)用層協(xié)議模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)用層提供標(biāo)準(zhǔn)化的接口，便于與車輛其他系統(tǒng)以及診斷設(shè)備進(jìn)行通信。標(biāo)準(zhǔn)化接口安全性考慮應(yīng)用層設(shè)計(jì)時(shí)考慮了安全性因素，采取了加密、認(rèn)證等措施，確保通信的安全可靠。應(yīng)用層采用模塊化設(shè)計(jì)，便于功能的擴(kuò)展和修改。7.3應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)088會(huì)話層會(huì)話層定義會(huì)話層是OSI模型的第五層，負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間建立和終止會(huì)話。會(huì)話層功能會(huì)話層提供了會(huì)話管理功能，包括建立、維護(hù)和終止會(huì)話，以及處理會(huì)話恢復(fù)和數(shù)據(jù)同步等。8.1會(huì)話層概述協(xié)議類型在GB/T39851.3-2021中，會(huì)話層協(xié)議是基于控制器局域網(wǎng)的診斷通信協(xié)議。協(xié)議特點(diǎn)8.2會(huì)話層協(xié)議會(huì)話層協(xié)議具有實(shí)時(shí)性、可靠性、安全性等特點(diǎn)，適用于車輛診斷通信等場(chǎng)景。01028.3會(huì)話建立與終止會(huì)話終止會(huì)話終止包括正常終止和異常終止兩種情況，正常終止時(shí)雙方會(huì)進(jìn)行會(huì)話總結(jié)并釋放資源，異常終止時(shí)則需要進(jìn)行相應(yīng)的錯(cuò)誤處理。會(huì)話建立在車輛診斷通信中，會(huì)話建立過程包括初始化、握手、安全認(rèn)證等步驟。通過會(huì)話層協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛故障的診斷和定位，提高診斷效率和準(zhǔn)確性。故障診斷利用會(huì)話層協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛控制器的遠(yuǎn)程升級(jí)和維護(hù)，提高車輛的安全性和可靠性。遠(yuǎn)程升級(jí)會(huì)話層協(xié)議支持大數(shù)據(jù)傳輸和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，可以滿足車輛診斷通信中對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?shù)據(jù)傳輸8.4會(huì)話層在車輛診斷通信中的應(yīng)用010203099傳輸協(xié)議層基于CAN的傳輸協(xié)議，具有高速、高可靠性、低成本等特點(diǎn)?？刂破骶钟蚓W(wǎng)（CAN）實(shí)現(xiàn)車輛各控制單元之間的信息傳輸和通信，包括數(shù)據(jù)的打包、發(fā)送、接收和解析等。傳輸協(xié)議層功能9.1傳輸協(xié)議概述9.2傳輸協(xié)議層要求實(shí)時(shí)性保證數(shù)據(jù)在傳輸過程中的實(shí)時(shí)性，降低通信延遲。確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中不丟失、不重復(fù)、不出現(xiàn)錯(cuò)誤?？煽啃赃m應(yīng)不同類型和數(shù)量的數(shù)據(jù)傳輸需求，支持多種通信速率和數(shù)據(jù)格式。靈活性數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的幀格式、幀同步、錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)等。網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)路由選擇、數(shù)據(jù)交換、擁塞控制等，實(shí)現(xiàn)車輛各控制單元之間的互聯(lián)互通。傳輸層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，包括數(shù)據(jù)的分段、重組、確認(rèn)和重傳等。9.3傳輸協(xié)議層實(shí)現(xiàn)1010網(wǎng)絡(luò)層CAN協(xié)議描述了設(shè)備間如何通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，包括消息傳輸、錯(cuò)誤處理和仲裁等。CAN總線特點(diǎn)具有多主、無破壞性的仲裁機(jī)制，傳輸距離長，速率快，可靠性高等特點(diǎn)。10.1控制器局域網(wǎng)(CAN)網(wǎng)絡(luò)管理功能包括網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、節(jié)點(diǎn)加入和退出等。網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議采用統(tǒng)一的診斷協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理，確保各節(jié)點(diǎn)之間的正常通信。10.2網(wǎng)絡(luò)管理10.3標(biāo)識(shí)符和地址地址用于在網(wǎng)絡(luò)中定位節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)唯一的地址。標(biāo)識(shí)符用于標(biāo)識(shí)不同的消息和節(jié)點(diǎn)，具有唯一性。支持多種數(shù)據(jù)傳輸方式，如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、廣播和組播等。數(shù)據(jù)傳輸方式采用時(shí)間同步機(jī)制，確保各節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)一致性。數(shù)據(jù)同步10.4數(shù)據(jù)傳輸和同步1111數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃詳?shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)在車輛內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)，并確保數(shù)據(jù)的完整性和可靠性，從而避免數(shù)據(jù)傳輸中的錯(cuò)誤和丟失。通信的實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)鏈路層通過優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸路徑和降低通信延遲，確保車輛內(nèi)部各部件之間的通信實(shí)時(shí)性，提高車輛的安全性和響應(yīng)速度。數(shù)據(jù)鏈路層的重要性數(shù)據(jù)鏈路層的功能數(shù)據(jù)封裝將數(shù)據(jù)封裝成幀，以便在車輛內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中傳輸。這有助于保護(hù)數(shù)據(jù)的完整性和提高傳輸效率。數(shù)據(jù)同步確保發(fā)送方和接收方之間的數(shù)據(jù)同步，以避免數(shù)據(jù)傳輸中的沖突和重復(fù)。錯(cuò)誤檢測(cè)與糾正通過錯(cuò)誤檢測(cè)和糾正機(jī)制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正數(shù)據(jù)傳輸中的錯(cuò)誤，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。流量控制對(duì)數(shù)據(jù)流量進(jìn)行控制和管理，避免網(wǎng)絡(luò)擁塞和數(shù)據(jù)丟失，確保車輛內(nèi)部各部件之間的通信暢通。數(shù)據(jù)鏈路層的應(yīng)用數(shù)據(jù)鏈路層為車輛診斷提供了可靠的數(shù)據(jù)傳輸通道，使診斷設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)獲取車輛各部件的狀態(tài)信息。通過數(shù)據(jù)鏈路層，診斷設(shè)備可以對(duì)車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程故障診斷和故障碼讀取，提高診斷效率和準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)鏈路層在車輛安全系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，它負(fù)責(zé)傳輸車輛的安全信息，如碰撞預(yù)警、緊急制動(dòng)等。通過數(shù)據(jù)鏈路層，車輛的安全系統(tǒng)可以與其他車輛和交通基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)車車協(xié)同和車路協(xié)同，提高道路交通的安全性。1212物理層控制器局域網(wǎng)（CAN）物理層定義物理層是CAN協(xié)議的最底層，負(fù)責(zé)在車輛網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和通信。物理層作用物理層主要實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸、接收、放大和整形，同時(shí)負(fù)責(zé)位同步、字節(jié)同步和幀同步等。12.1控制器局域網(wǎng)物理層概述01傳輸速率標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率可達(dá)1Mbps，可滿足大多數(shù)車輛網(wǎng)絡(luò)的需求。12.2物理層標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范02傳輸介質(zhì)通常采用雙絞線或光纖作為傳輸介質(zhì)，具有較高的抗干擾性和可靠性。03節(jié)點(diǎn)數(shù)每個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)可連接多個(gè)節(jié)點(diǎn)，具體數(shù)量因網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳輸速率而異。物理層故障主要包括斷路、短路、信號(hào)衰減等。常見故障類型通過測(cè)量電阻、電壓等參數(shù)，判斷物理層是否存在故障，并進(jìn)行定位。故障診斷方法根據(jù)故障診斷結(jié)果，采取相應(yīng)的修復(fù)措施，如更換損壞的線纜、節(jié)點(diǎn)等。故障排除步驟12.3物理層故障診斷與排除010203優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通過合理布置節(jié)點(diǎn)和線纜，降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度和延遲，提高通信效率。提高傳輸速率采用更高速率的CAN協(xié)議，如CANFD（Fl