汽车ECU诊断技术概念介绍

风云

ECU(Electronic Control Unit)是电子控制单元的简称。从用途上来说就是汽车专用的微型计算机。现代汽车的功能越来越丰富，汽车上的各个子系统都需要功能强大的ECU来控制本系统的工作。比如，变速箱ECU根据当前的车速和转速来调整合适的档位，空调ECU根据当前的温度来自动调整温度。
ECU的功能从逻辑上来说分为3种，分别是：

• 逻辑控制功能。简单地说，就是ECU从传感器或者总线上获得输入信号，经过一系列的运算之后通过执行器将动作输出。这是ECU最基本最原始的功能。
  
• 总线功能。ECU在车载网络中并非孤立地存在，各个ECU之间需要交换信息，比如，仪表需要发动机输出的转速信号才能正确地显示当前转速。总线功能指的就是ECU在车载网络中交换数据信息的功能。目前的车载总线技术包括LIN，CAN，Flexray，MOST，Ethernet等，这些总线技术的传输速率、实现方法、以及价格都不同，适用于不同的场景。
  
• 诊断功能。这是本专栏探讨和交流的主要内容。诊断，从字面意思上来看就是检测毛病，发现故障。整车一旦装配好，我们就不容易知道那些隐藏在车体中的各种信息了。比如，我们汽车的空调制冷效果出问题了，到了4S店之后，难道就需要把空调系统拆开来检查吗？这个时候诊断技术就派上了用场，我们可以利用诊断仪从空调ECU中读出来故障的原因，从而更加有针对性地进行维修。诊断最初的诞生是为了应对法规对排放的检测要求，而发展到现在，诊断技术的含义已经大大拓宽了。诊断几乎是车外设备获取汽车信息的唯一方法。总结地说，诊断就是实现外部设备和汽车ECU交换数据信息的技术。
  

诊断的应用包括：

• 在售后服务中读取ECU故障码，精准地定位故障，节约维修工时。
  
• 在整车下线前针对不同配置的车型进行编码、改写参数、终端元件检测等操作。
  
• 在开发阶段给ECU更新软件。
  

诊断是一种通信过程，它也是基于OSI 7层协议实现的。下图是基于高速CAN总线的诊断所使用的ISO规范。



基于高速CAN总线的诊断所使用的ISO规范

UDS的全称是Unified Diagnostic Services，ISO标准号是14229，其中14229-3定义了UDS在CAN总线上的实现。UDS是应用层协议，它对所有的诊断命令进行了定义，比如诊断请求和诊断响应的格式。
OBD是法律法规强制要求实现的协议，主要用于排放相关系统，比如发动机和变速箱等，它也是应用层协议，定义了法规要求的与排放检测相关的诊断命令。
ISO 14229-2定义了为应用层提供的服务，为UDS和传输层、网络层（ISO 15765-2DoCAN, ISO 10681-2 Communication on FlexRay, ISO 13400 DoIP, ISO 14230-2 DoK-Line 等）之间提供独立性。
传输层和网络层由ISO15765-2实现，它的主要作用是为数据包提供分段、流控制、错误检测等功能。
数据链路层和物理层就是由ISO11898实现的CAN总线要求。这只是一种可能性，还可以使用Ethernet技术来实现诊断通信，由ISO13400中定义。无论底层使用什么总线技术，最终目的都是在诊断仪和ECU之间传输诊断命令和响应。
诊断的通信过程从诊断仪用户的角度来看非常简单，由诊断仪发出请求(request)，由ECU给出响应（response），在这个通信过程中，诊断仪和ECU分别是计算机网络通信中的client和server的角色。


（此图来自互联网，侵删）

总结：诊断并非只是在对车的检修这么狭窄的概念，它是外部设备和汽车ECU之间通信过程的概括，是我们获取汽车内部信息并对汽车进行配置的最重要手段。诊断通信也遵从OSI七层模型，每一层次都使用了相应的ISO规范，以后我们有机会再详细地讨论每层规范所定义的内容。

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