何亚楠 黄磊
摘 要：随着AMT，AT在商用车领域的匹配应用，电控单元的作用在商用车领域也越来越重要。而统一诊断服务（UDS，Unified Diagnostic Services）也渐渐成为了商用车电控单元不可或缺的一部分，受到各主机厂及供应商的极大重视，并渐渐会成为标配。文章通过介绍基于ISO14229的统一诊断服务（UDS），重点分析了UDS诊断服务在TCU中的五种实际应用。
关键词：UDS;TCU;ISO14229
中图分类号：U260.352 文献标识码：A 文章编号：1671-7988（2020）03-45-03
1 技术背景
随着国内商用车领域汽车技术的更新换代，电控技术在商用车上得到越来越多的使用，同时，汽车电子飞速发展也使得电子控制单元趋于复杂化精细化。与之带来的是，统一诊断服务成为了现代商用车必不可少的一项功能，发挥着越来越重要的作用。随着诊断技术的发展，诊断协议也越来越完善。
在诊断协议上，随着K线渐渐淘汰，CAN（Controller Area Network，控制器局域网）网络加速兴起，众多的主机厂都开始应用基于ISO15765的诊断协议。除了广泛使用的CAN网络以外，MOST、无线网络等多种车载网络均存在着。因此为了规范这些不同网络的诊断服务，便于整个行业之间的交流，ISO提出了ISO14229-1诊断通信协议，即UDS（Unified Diagnostic Services，统一诊断服务）。作为未来的一个趋势，目前国内主机厂开始逐步往这一标准过渡。
本文将进行UDS诊断服务在TCU中的应用研究。
2 统一诊断服务介绍
UDS诊断服务包括有：诊断和通信管理服务、数据传输服务、存储数据传输服务、输入输出控制服务、例程服务、上传/下载服务。通过诊断仪、服务工具等外部设备与ECU（Electronic Control Unit，电子控制单元）进行通讯，请求不同的服务。具体的服务描述见表1：
3 统一诊断服务在TCU中的应用
统一诊断服务在TCU中的应用需要与TCU软件相配合，需要TCU软件中可以支持相应的UDS服务，通过配置相关的服务内容，使得TCU根据实际给出相应的正响应或负响应应答。技术人员或者服务人员可以根据相应的UDS响应来判断变速箱或者车辆状态。
在公司自主研发的AT产品中目前已经支持UDS，以下根据实际项目经验介绍一些UDS服务在TCU中的应用。
3.1 安全访问控制
在利用UDS服务访问TCU进行一些操作时，比如0x2E写数据服务，0x31例程控制服务等，需要对TCU先进行解锁。首先在TCU中预先设定安全访问算法，然后通过0x27服务发送相对应的请求，请求种子以及发送密钥，只有在密钥与TCU中密钥相同时，TCU解锁。防止TCU內部数据被并不拥有权限的人解锁篡改。安全访问机制如图1。
3.2 程序刷写
TCU程序想要运行，必须先刷写到TCU中。而且软件开发工程师经常会对软件进行优化，发布的新软件就需要进行程序刷写。程序刷写时通过针对不用TCU设定的刷写流程进行程序刷写。程序刷写一般流程见图2：
3.3 读取写入参数
利用0x22服务可以读取TCU中特定的变量值。例如在现场服务时，经常需要获取TCU软件版本，TCU内部电磁阀电流，传感器转速，压力等一些数据来进行判断。同时在实车故障诊断时，通过UDS诊断服务读取电源电压、油水温、 离合器压力、车速、输入输出转速、开关状态、电磁阀电流等数据，提供实时的车辆状态供售后服务人员分析。
同时对于需要更新的参数以及变量等，也可以通过0x2E服务来写入数据到TCU中，从而实现针对不同车辆不同主机厂的参数数据更新。比如不同主机厂的换挡策略，最高档位，是否带缓速器，窄速比，宽速比，PTO等参数。
3.4 输入输出控制
利用0x2F服务可以控制替换TCU内部输入信号的值或内部功能，控制TCU的某个输出信号。如图3左边表示TCU中的输入信号，右边表示TCU的输出信号。
3.5 故障读取与擦除
AT控制器中，底层及应用层根据一定的诊断检测逻辑检测到故障发生之后;为了防止误触发故障检测等现象发生，参考底层以及实际中一些经验参考条件及标准，进行Deboun -ce逻辑处理;Debounce处理之后确认的故障再进行故障响应措施，例如关闭芯片，回空挡等;同时Debounce处理之后的信号也会Set到DEM（Diagnostic event management，诊断事件管理）。UDS诊断服务中一部分很重要的功能就是可以对Set到DEM的这些故障信息进行故障读取，清除等操作。具体诊断框架见图4。
实际中，TCU可以存储多种变速箱故障，比如：（1）电源供电故障，电压过高过低;（2）转速传感器、油温传感器、 油压传感器等对电源短路、对地短路、断路;（3）油水温温度过高;（4）电磁阀对电源短路、对地短路、斷路;（5）CAN报文丢失;（6）档位故障;（7）离合器卡滞故障等。
对于有故障的车辆，维修人员通过UDS的0x19服务与TCU进行交互，从DEM读取变速箱的历史故障码以及故障
快照信息，方便服务人员根据服务工具提供的变速箱故障信息快速定位和分析变速箱故障原因，排除故障。同时可以通过0x14服务可以实现对历史故障进行清除。
4 结论
本文介绍了统一诊断服务在TCU中的应用研究。主要介绍了五种应用，（1）安全访问控制;（2）程序刷写;（3）读取写入数据;（4）输入输出控制;（5）故障读取与擦除。随着国内汽车技术电气化和智能化的发展，必然会促使诊断技术的进步，将会延伸到车辆从产品研发、工程设计、测试验证、 生产制造到售后服务的整个生命周期中。因此对于统一诊断服务在汽车领域的应用研究也将越来越重要！
参考文献
[1] ISO 14229-1_2013_Road vehicles-Unified diagnostic services （UDS） -Part 1_Specification and requirements.
[2] ISO 15765-2_2011_Road vehicles-Diagnostic communication over Controller Area Network - Part 2_Transport protocol and network layer services.
