《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、符號縮略語4約定5概述6外部測試設(shè)備初始化序列7應用層contents目錄8會話層9傳輸協(xié)議層10網(wǎng)絡層11數(shù)據(jù)鏈路層12物理層參考文獻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標準的適用范圍減少污染物的排放，保護環(huán)境。環(huán)保提高車輛的安全性能，減少因排放問題導致的故障。安全確保不同車輛之間的診斷通信兼容，便于維修和檢測。兼容性1.2標準的制定目的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、清除和存儲等。診斷通信要求詳細描述了排放相關(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亮規(guī)則。車載診斷系統(tǒng)（OBD）的要求1.3標準的主要內(nèi)容022規(guī)范性引用文件電工術(shù)語電動汽車、電動摩托車和電動輕便摩托車。GB/T2900.20-2016輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）。GB18352.6-2016電工術(shù)語基本術(shù)語。GB/T2900.1-2008國家標準QC/T1071-2017電動汽車用電源系統(tǒng)技術(shù)條件。QC/T1073-2017電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統(tǒng)第1部分：安全性。行業(yè)標準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國際標準和國外先進標準033術(shù)語、定義、符號縮略語一種用于車輛內(nèi)部通信的網(wǎng)絡技術(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。控制器局域網(wǎng)（CAN）車輛故障診斷時，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)動機控制系統(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）當車輛出現(xiàn)故障時，車載診斷系統(tǒng)生成的用于標識故障的代碼。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符號縮略語044約定本部分標準適用于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等標準。規(guī)范性引用文件4.1一般約定通訊協(xié)議本標準采用ISO11898-1規(guī)定的CAN協(xié)議進行通訊。標識符4.2通訊協(xié)議CAN報文標識符應符合ISO11783的規(guī)定，使用29位標識符。0102診斷服務本標準規(guī)定了排放相關(guān)系統(tǒng)的診斷服務，包括讀取故障碼、清除故障碼、讀取凍結(jié)幀數(shù)據(jù)等。服務原語診斷服務原語應符合ISO14229的規(guī)定，使用統(tǒng)一診斷服務原語（UDS）格式。4.3診斷服務4.4安全措施加密方式數(shù)據(jù)加密應采用符合國家標準和行業(yè)標準的加密算法，如AES等。安全措施本標準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環(huán)境污染的日益嚴重，國家對車輛排放提出了更嚴格的要求。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準，需要制定統(tǒng)一的診斷通信協(xié)議。法規(guī)要求5.1標準的制定背景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標準的適用范圍5.3標準的主要內(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)動機控制系統(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、清除和存儲等。診斷服務定義了排放相關(guān)系統(tǒng)的診斷服務，如讀取故障碼、清除故障碼、數(shù)據(jù)流傳輸?shù)?。安全性和可靠性強調(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外部測試設(shè)備初始化序列外部測試設(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，以便進行后續(xù)的診斷和測試。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之間通過預定義的握手信號進行交互，確認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)配置握手信號交互軟件版本檢查診斷接口車輛上的標準診斷接口，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)臏蚀_性和可靠性。握手信號預定義的握手信號，用于確認ETE與ECU之間的連接和通信狀態(tài)。軟件版本信息ECU內(nèi)存儲的軟件版本信息，用于判斷ECU的型號和功能。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，確保車輛在運行過程中安全可靠。6.4初始化流程的意義077應用層應用層支持各種診斷服務，包括讀取故障碼、清除故障碼、讀取數(shù)據(jù)流等。診斷服務支持應用層對排放相關(guān)系統(tǒng)進行監(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)控應用層可以獲取車輛的狀態(tài)信息，如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、車速、燃油消耗等。車輛狀態(tài)信息獲取7.1應用層功能010203控制器局域網(wǎng)(CAN)協(xié)議應用層采用CAN協(xié)議進行通信，具有高速、可靠、低成本等優(yōu)點。診斷協(xié)議應用層使用統(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)的準確傳輸。7.2應用層協(xié)議模塊化設(shè)計應用層提供標準化的接口，便于與車輛其他系統(tǒng)以及診斷設(shè)備進行通信。標準化接口安全性考慮應用層設(shè)計時考慮了安全性因素，采取了加密、認證等措施，確保通信的安全可靠。應用層采用模塊化設(shè)計，便于功能的擴展和修改。7.3應用層實現(xiàn)088會話層會話層定義會話層是OSI模型的第五層，負責在網(wǎng)絡中的兩個節(jié)點之間建立和終止會話。會話層功能會話層提供了會話管理功能，包括建立、維護和終止會話，以及處理會話恢復和數(shù)據(jù)同步等。8.1會話層概述協(xié)議類型在GB/T39851.3-2021中，會話層協(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8.2會話層協(xié)議會話層協(xié)議具有實時性、可靠性、安全性等特點，適用于車輛診斷通信等場景。01028.3會話建立與終止會話終止會話終止包括正常終止和異常終止兩種情況，正常終止時雙方會進行會話總結(jié)并釋放資源，異常終止時則需要進行相應的錯誤處理。會話建立在車輛診斷通信中，會話建立過程包括初始化、握手、安全認證等步驟。通過會話層協(xié)議，可以實現(xiàn)對車輛故障的診斷和定位，提高診斷效率和準確性。故障診斷利用會話層協(xié)議，可以實現(xiàn)對車輛控制器的遠程升級和維護，提高車輛的安全性和可靠性。遠程升級會話層協(xié)議支持大數(shù)據(jù)傳輸和實時數(shù)據(jù)傳輸，可以滿足車輛診斷通信中對數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?。?shù)據(jù)傳輸8.4會話層在車輛診斷通信中的應用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?？刂破骶钟蚓W(wǎng)（CAN）實現(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)議層要求實時性保證數(shù)據(jù)在傳輸過程中的實時性，降低通信延遲。確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中不丟失、不重復、不出現(xiàn)錯誤?？煽啃赃m應不同類型和數(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)鏈路層負責數(shù)據(jù)的幀格式、幀同步、錯誤檢測和恢復等。網(wǎng)絡層負責路由選擇、數(shù)據(jù)交換、擁塞控制等，實現(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，包括數(shù)據(jù)的分段、重組、確認和重傳等。9.3傳輸協(xié)議層實現(xiàn)1010網(wǎng)絡層CAN協(xié)議描述了設(shè)備間如何通過網(wǎng)絡進行通信，包括消息傳輸、錯誤處理和仲裁等。CAN總線特點具有多主、無破壞性的仲裁機制，傳輸距離長，速率快，可靠性高等特點。10.1控制器局域網(wǎng)(CAN)網(wǎng)絡管理功能包括網(wǎng)絡節(jié)點的狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、節(jié)點加入和退出等。網(wǎng)絡管理協(xié)議采用統(tǒng)一的診斷協(xié)議進行網(wǎng)絡管理，確保各節(jié)點之間的正常通信。10.2網(wǎng)絡管理10.3標識符和地址地址用于在網(wǎng)絡中定位節(jié)點，每個節(jié)點都有一個唯一的地址。標識符用于標識不同的消息和節(jié)點，具有唯一性。支持多種數(shù)據(jù)傳輸方式，如點對點、廣播和組播等。數(shù)據(jù)傳輸方式采用時間同步機制，確保各節(jié)點之間的數(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)鏈路層負責在車輛內(nèi)部網(wǎng)絡中傳輸數(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)傳輸中的錯誤和丟失。通信的實時性數(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時性，提高車輛的安全性和響應速度。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)絡中傳輸。這有助于保護數(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。錯誤檢測與糾正通過錯誤檢測和糾正機制，及時發(fā)現(xiàn)并糾正數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤，確保數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。流量控制對數(shù)據(jù)流量進行控制和管理，避免網(wǎng)絡擁塞和數(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)備可以對車輛進行遠程故障診斷和故障碼讀取，提高診斷效率和準確性。數(shù)據(jù)鏈路層在車輛安全系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，它負責傳輸車輛的安全信息，如碰撞預警、緊急制動等。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)施進行通信，實現(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，負責在車輛網(wǎng)絡中實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和通信。物理層作用物理層主要實現(xiàn)信號的傳輸、接收、放大和整形，同時負責位同步、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傳輸速率標準傳輸速率可達1Mbps，可滿足大多數(shù)車輛網(wǎng)絡的需求。12.2物理層標準與規(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)點數(shù)每個CAN網(wǎng)絡可連接多個節(jié)點，具體數(shù)量因網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)和傳輸速率而異。物理層故障主要包括斷路、短路、信號衰減等。常見故障類型通過測量電阻、電壓等參數(shù)，判斷物理層是否存在故障，并進行定位。故障診斷方法根據(jù)故障診斷結(jié)果，采取相應的修復措施，如更換損壞的線纜、節(jié)點等。故障排除步驟12.3物理層故障診斷與排除010203優(yōu)化網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)通過合理布置節(jié)點和線纜，降低網(wǎng)絡復雜度和延遲，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