吉利汽车基于CAN线诊断技术规范.docx

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吉利汽车基于CAN线诊断技术规范

JLYY-JT-08

基于CAN线诊断技术规范

编制:

校对:

审核:

审定:

标准:

批准:

浙江吉利汽车研究院有限公司

二○○八年五月

GEELY

基于CAN线诊断技术规范

JTYY-JT-08

前言……………………………………………………………………………………………………………II

1范围…………………………………………………………………………………………………………1

2规范性引用文件……………………………………………………………………………………………1

3缩略语………………………………………………………………………………………………………1

4CAN线诊断系统原理………………………………………………………………………………………2

5CAN通讯协议………………………………………………………………………………………………2

6诊断应用层服务……………………………………………………………………………………………8

Ⅰ

GEELY

基于CAN线诊断技术规范

JTYY-JT-08

前言

为了保证各个整车项目的诊断协议的统一性和继承性，制定了本技术规范。

本技术规范中，各ECU诊断应用层服务的定义应遵循本技术规范，但不限于本规范所定义的诊断服务项目。

本技术规范没有定义的诊断服务应遵循ISO14229:

2006，ISO14230－3：

1996和ISO15765－3:

2004中的诊断服务相关规定作扩展定义。

本标准由浙江吉利汽车研究院有限公司提出。

本标准由浙江吉利汽车研究院有限公司汽车电子电器研究所CAN总线科负责起草。

本标准主要起草人:

郑士岑。

本标准于2008年5月30日发布并实施。

Ⅱ

GEELY

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1范围

本标准规定了车辆CAN诊断的缩略语、CAN线诊断系统介绍、CAN通讯协议与诊断应用层服务。

本标准适用于基于CAN线诊断的车辆诊断。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

ISO14229：

2006道路车辆统一诊断维修设备（UDS）：

规范和要求

ISO14230-3：

1996道路交通工具——诊断系统：

KWP2000案例

ISO15765-2：

2004道路交通工具——CAN诊断：

网络层服务

ISO15765-3：

2004道路交通工具——CAN诊断：

应用层服务

ISO15765-4：

2005道路交通工具——CAN诊断：

排放相关系统要求

3缩略语

下列术语和缩略语适用于本标准。

3.1ABSAntilockBrakingSystems防抱死系统

3.2ACUAirbagControlUnit安全气囊控制单元

3.3BCMBodyControlmodule车身控制模块

3.4BSBlockSize块大小

3.5CFConsecutiveFrame后续帧

3.6DADestinationAddress目标地址

3.7DLCDataLengthCode数据长度代码

3.8DTCDiagnosticTroubleCode诊断故障代码

3.9ECUElectronicControlUnit电子控制单元

3.10EMSEngineManagementSystems发动机管理系统

3.11EOLEndOfLine下线诊断

3.12FCFlowControl流控制

3.13FFFirstFrame首帧

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3.14ICUInstrumentClusterControlUnit组合仪表控制单元

3.15IDIdentifier标志符

3.16NANetworkAddress网络地址

3.17PCIProtocolControlInformation协议控制信息

3.18PIDParameterIdentifier参数标志符

3.19SASourceAddress源地址

3.20SFSingleFrame单帧

3.21SIDServiceIdentifier服务标志符

3.22STSeparationTime间隔时间

3.23TPMSTirePressureMonitoringSystems胎压监测系统

3.24WUPWakeUpPattern唤醒模式

4CAN线诊断系统原理

基于CAN线的诊断可以提供迅速存取信息的能力以及无需断开线缆就可以运行控制单元的能力。

提供的诊断服务的作用有：

a）确定ECU;

b）读取ECU的输入信号;

c）将输出信号写入执行器;

d）读取ECU内部信息，比如故障存储的内容。

本规范提供的诊断服务可以用作扩展诊断测试，也可以在维修车间中使用。

提供的诊断服务可以明显地降低测试时间。

5CAN通讯协议

5.1数据流

5.1.1ECU支持CAN诊断消息使用ISO15765-2:

2004中指定的分段数据传送装置（USDT）。

即支持两种类型的CAN数据流——非分段的数据流和分段的数据流。

5.1.2非分段的数据流

非分段数据流由单帧（SF）构成。

它的使用条件是：

正常寻址模式时单帧长度不超过7或扩展寻址模式时单帧长度不超过6。

一个非分段消息传送的示例见图1所示。

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图1

5.1.3分段的数据流

分段数据流由多帧分段的CAN消息构成。

它的使用条件是：

正常寻址模式时数据长度大于7或扩展寻址模式时数据字节长度大于6。

该数据流包含一个首帧（FF）和多个后续帧（CF）。

接收器在接收了首帧（FF）后必须发送一个流控制（FC）。

流控制中包含的信息是：

块大小（BS）和间隔时间（ST）。

其中块大小（BS）表示接收器允许发送器发送的最大后续帧数量。

间隔时间（STmin）表示两个后续帧之间发送者所必须等待的最小时间。

一个分段消息传送的示例见图2所示。

图2

5.2消息类型

5.2.1单帧（SF），首帧（FF），后续帧（CF）或流控制（FC）都包含有一个8字节的数据域，该数据域由以下两部分构成，表1显示了各类CAN消息的PCI字节的结构。

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a）协议控制信息（PCI）,指示了帧类型，帧编号，数据长度等;

b）传输数据,包含被发送的数据。

表1

数据域结构

帧类型

字节1

字节2

字节3

字节4－8

位7－4

位3－0

单帧（SF）

0000

SF_DL

数据1

数据2

数据3－7

首帧（FF）

0001

FF_DL

数据1

数据2－6

后续帧（CF）

0010

数据1

数据2

数据3－7

流控制（FC）

0011

Stmin

N/A

注：

SF_DL表示4个位的单帧数据长度；FF_DL表示12个位的首帧数据长度；SN表示序列编号FS表示数据流状态；BS表示块大小；Stmin表示最小间隔时间。

5.2.2单帧

正常寻址模式下，单帧消息类型的最大数据长度为7个字节，其中PCI的高半字节设置为0000b。

PCI的低半字节表示单帧的数据长度。

5.2.3首帧

正常寻址模式下，首帧消息类型的数据长度大于7字节，它和一个或多个后续帧并用。

其中PCI第一个字节的高半字节设置为0001b，第一个字节的低半字节和第二个字节表示首帧的数据长度。

首帧的数据长度FF_DL计算如表2所示。

表2

十六进制值

数据长度FF_DL描述

000h－007h

保留

008h－FFFh

首帧数据长度（FF_DL）包含数据字节个数。

12位FF_DL理论上支持发送多达4096个数据字节。

然而当前实例无需支持4096个数据字节这样的最大值。

5.2.4后续帧

后续帧在首帧之后，其中PCI的高半字节设置为0010b。

它的低半字节是一个序列编号（SN），SN的值根据以下规定来计算：

a）首帧的SN值为0;

b）第一个后续帧的SN值为1;

c）每增加一个后续帧，SN值是以“1”来增加的;

d）流控制帧的发送影响SN值的计算;

e）当SN值达到了15，那么下一个后续帧的SN又会被设置为0。

序列编号（SN）值的定义具体如表3所示。

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表3

协议数据名字

SN（16进制）

…

5.2.5流控制

5.2.5.1首帧或数据块的最后一个后续帧之后，当需要更多的后续帧（CF）来完成数据流传输时，接收节点就必须发送一个流控制消息，其中PCI第一个字节的高半字节设置为0011b。

流控制PCI的第二个字节表示两个流控制帧之间最大消息块的大小（BSmax），第三个字节表示两个后续帧之间的时间（最小间隔时间，Stmin）。

流控制PCI第一个字节的低半字节是一个流控制状态（FS），数据流状态（FS）的定义如表4所示。

表4

16进制

描述

继续发送（CTS）

接收器已经准备好并且等待BS时间

等待（WT）

流控制的等待参数用设置N_PCI字节＃1的低半字节为“1”来编码。

它会导致发送者继续等待一个新的流控制N_PDU并且重启它的N_BS定时器

过载流（OVFLW）

流控制的过载流参数用设置N_PCI字节＃1的低半字节为“2”来编码。

它会导致发送者中止分段消息的传输并且作出一个N_USData.confirm服务应答，该应答带参数＝N_BUFFER_OVFLW。

这个N_PCI流状态参数值仅仅在流控制N_PDU中被传送。

这个流控制N_PDU紧跟在首帧N_PDU后，并且只在接收到的首帧N_PDU的消息长度FF_DL超过接收实体的缓冲器大小的情况下使用。

5.2.5.2块大小（BSmax）表示两个流控制消息之间，接收器允许发送器发送的最大后续帧个数，它的定义如表5所示。

表5

16进制

描述

块大小（Bsmax）

在传输分段消息期间将不会再发送流控制帧。

所有的后续帧的发送将不会因为插入流控制而停顿。

01h－FFh

块大小（Bsmax）

定义两个流控制之间的最大后续帧个数。

5.2.5.3间隔时间（STmin）表示两个后续帧之间所允许的最小时间，它的定义如表6所示。

表6

16进制

描述

00h－7Fh

表示STmin的范围是：

0ms－127ms

80h－F0h

预留未定义

F1－F9

表示STmin范围是：

100us－900us

FAh－FFh

预留未定义

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5.3寻址模式

5.3.1物理寻址模式

所有物理寻址消息都是以ECU的物理地址来接收的。

当用物理寻址模式来作出请求时，ECU就可以执行激活的诊断会话所支持的服务。

而来自ECU的回应则在诊断仪的地址上接收。

5.3.2功能寻址模式

在诊断仪请求的信息不是在特定的某个模块的情况时，请求消息应以功能寻址模式来作出请求。

5.4诊断会话

ECU支持以下的诊断会话：

a）正常（默认）的会话

点火开启时，ECU以默认的形式开始正常诊断会话。

在此会话中，控制器功能和诊断服务都会被激活,但不允许执行EOL和客户指定的诊断会话所支持的诊断服务。

b）非默认诊断会话

非默认的诊断会话定义了“ECU编程会话”和“ECU扩展的诊断会话”两种诊断会话。

5.5应用层和诊断会话层的时序要求概述

5.5.1应用层和诊断会话层的时序要求基于下列两点作出区别：

a）物理寻址通讯的默认会话期间和非默认会话期间。

b）功能寻址通讯的默认会话期间和非默认期间。

基于以上两点的判断，还要考虑ECU可能发送78h代码的否定回应消息来请求扩展回应时间的情况。

5.5.2应用层和诊断会话层的时序定义

5.5.2.1默认诊断会话期间的应用层时序数值定义如表7所示。

表7

时序参数

描述

类型

Min

Max

P2CAN_Client

成功传送请求消息和开始回应消息之间客户端的等待时间

定时器重新载入值

P2CAN_Server_max

+△P2CAN

N/A

P2*CAN_Client

接收到代码78h的否定回应消息和开始回应消息之间客户端的扩展等待时间

定时器重新载入值

P2*CAN_Server_max

+△P2CAN_rsp

N/A

P2CAN_Server

接收到请求消息和开始回应消息之间的服务器执行时间要求

执行要求

50ms

P2*CAN_Server

传送了代码78h的否定回应消息和开始回应消息之间服务器的执行时间要求

执行要求

5000ms

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表7（续）

时序参数

描述

类型

Min

Max

P3CAN_Client_Phys

没有要求回应消息时，成功传送了的物理寻址请求消息后，客户端等待传送下一个物理寻址请求消息的最小时间

定时器重新载入值

P2CAN_Server_Max

N/A

P3CAN_Client_Func

没有回应消息或者请求的数据只是被功能请求的部分服务器所支持的情况下，成功传送了功能寻址请求消息后，客户端等待传送下一个功能寻址请求消息的最小时间。

定时器重新载入值

P2CAN_Server_Max

N/A

注：

参数△P2CAN考虑任何系统网络设计相关的延时，如网关和加上安全接线的总线带宽所引起的延时。

基于系统设计的最差设想值是受以下因素影响的：

a）涉及的网关个数；

b）CAN帧的传输时间；

c）CAN总线利用率

d）CAN设备驱动器的执行方式（查询和中断）以及网络层的进程时间。

△P2CAN的数值分成传送请求给寻址的服务器和传送回应给客户端两部分：

△P2CAN＝△P2CAN_Req+△P2CAN_Rsp

5.5.2.2会话层时序参数定义

当非默认诊断会话开启时，它的会话处理是经过会话层时序参数实现的。

会话层时序参数的定义如表8所示。

表8

时序参数

描述

类型

推荐的等待时间ms

等待时间ms

S3Client

诊断仪传送功能寻址的诊断仪保活（3Eh）请求消息来使多个ECU的非默认诊断会话保持激活的时间要求，或者发送物理寻址请求消息给某个ECU来保活的最大时间。

定时器重新载入值

2000ms

4000ms

S3Server

当没有接收任何诊断请求消息时，ECU能保持非默认诊断会话激活的时间。

定时器重新载入值

N/A

5000ms

5.6通讯失败

5.6.1意外的消息

任何节点对于接收到的意外消息或非法格式的消息都是采取忽视。

5.6.2丢失消息

诊断仪请求期间，如果ECU自动检测到一个通讯失败（如：

网络层的时序违规），那么ECU就会取消这个请求并且不发送回应消息。

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诊断仪必须监控：

没有ECU回应在P2CAN-ECU内被发送。

因此诊断仪可以重复它之前的请求。

在扩展的诊断会话期间，如果在P3CAN-ECU（MAX）内没有接收到来自诊断仪的请求（中断通讯线的标准），那么ECU就跳回普通会话。

5.7消息填充

CAN诊断消息帧必须是全部填满（8个字节）的，所以空余的字节必须用“填充数据”填满。

定义填充数据为：

0x00。

6诊断服务定义

6.1诊断管理功能单位

诊断功能单位的诊断服务项目如表9所示。

表9

诊断服务中文名称

诊断服务英文名称

请求服务标识符

诊断管理功能单位

开启诊断会话

StartDiagnosticSession

10h

ECU重设服务

ECUResetservice

11h

停止诊断会话

StopDiagnosticSession

20h

安全访问服务

SecurityAccessservice

27h

通讯控制服务

Communicationcontrol

28h

诊断仪保活

TesterPresentservice

3Eh

读取ECUID服务

ReadECUIdentificationservice

1Ah

6.2开启诊断会话服务

6.2.1功能描述

6.2.1.1开启诊断会话服务的功能是激活ECU所支持的诊断会话模式。

只有在激活了ECU所支持的诊断会话之后，ECU才能在激活的诊断会话模式下执行它所支持的服务。

6.2.1.2参数“诊断模式”定义了默认会话模式，ECU扩展的会话模式和ECU编程模式三种诊断会话模式。

默认模式是启动诊断会话时的默认会话模式，开启一个新的诊断会话后就进入默认模式。

ECU扩展的会话模式和ECU编程模式是为某些在默认会话模式下不能执行的服务而定义的诊断会话模式。

具体诊断模式参数的定义见表10。

表10诊断模式参数

参数：

诊断模式

大小（字节）

描述

数值

默认会话模式

81h

ECU编程模式

83h

ECU扩展的会话模式

87h

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6.2.2请求消息格式如表11所示。

表11

诊断仪→ECU：

[服务]－请求

字节

内容

数值

服务标识符

10h

诊断模式

xxh

6.2.3肯定回应消息格式如表12所示。

表12

ECU→诊断仪：

[服务]－肯定回应

字节

内容

数值

肯定回应服务标识符

50h

诊断模式

xxh

6.2.4否定回应消息格式如表13所示。

表13

ECU→诊断仪：

[服务]－肯定回应

字节

内容

数值

否定回应服务标识符

7Fh

请求服务标识符

10h

回应代码

xxh

6.3停止诊断会话

6.3.1功能描述

诊断服务“停止诊断会话”的功能是停止ECU和诊断工具之间的当前通讯。

6.3.2请求消息格式如表14所示。

表14

诊断仪→ECU：

[服务]－请求

字节

内容

数值

服务标识符

20h

6.3.3肯定回应消息格式如表15所示。

表15

ECU→诊断仪：

[服务]－肯定回应

字节

内容

数值

肯定回应服务标识符

60h

6.3.4否定回应消息如表16所示。

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表16

ECU→诊断仪：

[服务]－肯定回应

字节

内容

数值

否定回应服务标识符

7Fh

请求服务标识符

20h

回应代码

xxh

6.4ECU重设服务

6.4.1功能描述

诊断服务“ECU重设”的功能就是请求ECU按重设模式的要求重新执行一次ECU设置。

参数“重设模式”定义如表17所示。

表17

参数：

重设模式（ResetMode）

数值（Hex）

描述

硬件重设（hardReset）

切断重设（KeyOffOnReset）

软件重设（SoftReset）

快速关闭电源（EnableRapidPowerShutDown）

快速关闭电源无效（DisableRapidPowerShutDown）

6.4.2请求消息格式如表18所示。

表18

诊断仪→ECU：

[服务]－请求

字节

内容

数值

ECU重设请求服务标识符

11h

重设模式（ResetMode）

xxh

6.4.3肯定回应消息如表19所示。

表19

ECU→诊断仪：

[服务]－肯定回应

字节

内容

数值

ECU重设肯定回应服务标识符

51h

6.4.4否定回应消息格式如表20所示。

表20

ECU→诊断仪：

[服务]－肯定回应

字节

内容

数值

否定回应服务标识符

7Fh

请求服务标识符

11h

回应代码

xxh

6.5安全访问服务

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6.5.1功能描述

6.5.1.1诊断服务“安全访问”的功能是用诊断仪来更改安全等级，获取执行被ECU锁定的服务的权利。

各ECU应该至少拥有2个等级。

安全等级0是ECU上电时默认的安全等级，在安全等级0时，不允许更改ECU的任何配置信息。

在安全等级1和2上，才允许执行一些在高层安全等级才允许的诊断命令。

6.5.1.2更改安全等级的步骤如下：

第一步：

诊断仪请求种子（seed），然后ECU发送种子；

第二步：

诊断仪根据吉利提供的转换算法发送Key，如果Key是有效的，那么ECU就会发送一个肯定回应消息，同时安全等级也更改到了新的安全等级。

注：

种子（Seed）和Key均为4个字节的十六进制数值：

xxxxxxxxh。

6.5.1.3诊断服务“安全访问”需要定义的参数“安全模式”如表21所示。

表21

参数：

安全模式（AccessMode）

大小（字节）

描述

数值

请求安全等级1的种子

01h

发送安全等级1的key

02h

请求安全等级2的种子

03h

发送安全等级2的key

04h

6.5.1.4诊断服务“安全访问”需要定义的参数“安全状态”如表22所示。

表22

参数：

安全状态（SecurityStatus）

大小（字节）

描述

数值

安全访问允许

34h

6.5.2请求消息步骤1格式如表23所示。

表23

诊断仪→ECU：

[服务]－请求

字节

内容

数值

服务标识符

27h

安全模式－请求种子

xx＝01请求安全等级1

xx＝03请求安全等级2

xxh

6.5.3肯定回应消息步骤1格式如表24所示。

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表24

ECU→诊断仪：

[服务]－肯定回应消息

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