《道路车辆 基于控制器局域网的诊断通信 第3部分：排放相关系统的需求gbt 39851.3-2021》详细解读

《道路车辆基于控制器局域网的诊断通信第3部分：排放相关系统的需求gb/t39851.3-2021》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语、定义、符号缩略语4约定5概述6外部测试设备初始化序列7应用层contents目录8会话层9传输协议层10网络层11数据链路层12物理层参考文献011范围车辆类型适用于M1类及最大总质量不超过3500kg的M2、M3、N1、N2类车辆。排放相关系统涉及排放相关的电子控制系统、排放后处理装置等。1.1标准的适用范围减少污染物的排放，保护环境。环保提高车辆的安全性能，减少因排放问题导致的故障。安全确保不同车辆之间的诊断通信兼容，便于维修和检测。兼容性1.2标准的制定目的010203规定了车辆排放相关系统的诊断通信要求，包括故障码的读取、清除和存储等。诊断通信要求详细描述了排放相关系统的性能要求、监控策略和故障诊断方法。排放相关系统的要求规定了车载诊断系统的功能、性能要求和故障指示器的点亮规则。车载诊断系统（OBD）的要求1.3标准的主要内容022规范性引用文件电工术语电动汽车、电动摩托车和电动轻便摩托车。GB/T2900.20-2016轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）。GB18352.6-2016电工术语基本术语。GB/T2900.1-2008国家标准QC/T1071-2017电动汽车用电源系统技术条件。QC/T1073-2017电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第1部分：安全性。行业标准VS2015,Roadvehicles-Controllerareanetwork(CAN)-Part1:Datalinklayerandphysicallayer（道路车辆控制器局域网（CAN）第1部分：数据链路层和物理层）.ISO15765-42016,Roadvehicles-DiagnosticsonControllerAreaNetwork(CAN)-Part4:Emissions-relatedsystems（道路车辆控制器局域网的诊断通信第4部分：排放相关系统）.ISO11898-1国际标准和国外先进标准033术语、定义、符号缩略语一种用于车辆内部通信的网络技术，能够实现车辆内部各电子控制单元（ECU）之间的信息交换。控制器局域网（CAN）车辆故障诊断时，通过车载诊断系统（OBD）与车辆外部诊断设备之间的通信。诊断通信与车辆排放有关的系统，如发动机控制系统、尾气后处理系统等。排放相关系统术语用于监测车辆排放、故障等信息的系统，通常包括车载诊断接口、故障诊断仪等。车载诊断系统（OBD）当车辆出现故障时，车载诊断系统生成的用于标识故障的代码。故障码车辆内部各电子控制单元之间或车辆与外部诊断设备之间通信时遵循的规则。通信协议定义010203ElectronicControlUnit，电子控制单元。ECUOn-BoardDiagnostics，车载诊断系统。OBD01020304ControllerAreaNetwork，控制器局域网。CANDiagnosticTroubleCode，故障码。DTC符号缩略语044约定本部分标准适用于M1类及最大总质量不超过3500kg的M2、M3、N1和N2类车辆上，基于控制器局域网（CAN）实现的排放相关系统的诊断通信。适用范围包括GB/T15765、GB/T27930、GB18352.6等标准。规范性引用文件4.1一般约定通讯协议本标准采用ISO11898-1规定的CAN协议进行通讯。标识符4.2通讯协议CAN报文标识符应符合ISO11783的规定，使用29位标识符。0102诊断服务本标准规定了排放相关系统的诊断服务，包括读取故障码、清除故障码、读取冻结帧数据等。服务原语诊断服务原语应符合ISO14229的规定，使用统一诊断服务原语（UDS）格式。4.3诊断服务4.4安全措施加密方式数据加密应采用符合国家标准和行业标准的加密算法，如AES等。安全措施本标准采取了一系列的安全措施，包括数据加密、访问控制等，以确保诊断通信的安全性和可靠性。055概述随着汽车排放对环境污染的日益严重，国家对车辆排放提出了更严格的要求。环保需求控制器局域网（CAN）技术在汽车领域得到广泛应用，为车辆诊断通信提供了基础。技术发展为确保车辆排放符合国家标准，需要制定统一的诊断通信协议。法规要求5.1标准的制定背景010203适用于装有控制器局域网（CAN）系统的M类和N类车辆。车型范围主要针对排放相关系统的故障诊断。诊断类型基于控制器局域网的诊断通信协议。通信协议5.2标准的适用范围5.3标准的主要内容排放相关系统的定义明确了排放相关系统的范围，包括发动机控制系统、排放控制系统等。诊断通信要求规定了排放相关系统的诊断通信要求，包括故障码的读取、清除和存储等。诊断服务定义了排放相关系统的诊断服务，如读取故障码、清除故障码、数据流传输等。安全性和可靠性强调了诊断通信的安全性和可靠性要求，防止误操作和非法访问。066外部测试设备初始化序列外部测试设备（ExternalTestEquipment，ETE）与车辆电子控制单元（ElectronicControlUnit，ECU）建立通信前的必要步骤。初始化流程定义确保ETE与ECU之间的通信正常，以便进行后续的诊断和测试。初始化流程目的6.1初始化流程概述将ETE与车辆的诊断接口连接，建立物理连接。配置ETE的通信参数，如波特率、数据位、停止位等，以确保与ECU的通信匹配。ETE与ECU之间通过预定义的握手信号进行交互，确认双方已建立连接且通信正常。ETE检查ECU的软件版本，以确保诊断通信的兼容性和准确性。6.2初始化流程组成设备连接通信参数配置握手信号交互软件版本检查诊断接口车辆上的标准诊断接口，如OBD-II接口，用于连接ETE和车辆ECU。通信协议ETE与ECU之间遵循的通信协议，如ISO15765-4等，确保数据传输的准确性和可靠性。握手信号预定义的握手信号，用于确认ETE与ECU之间的连接和通信状态。软件版本信息ECU内存储的软件版本信息，用于判断ECU的型号和功能。6.3初始化流程中的关键要素确保诊断通信的稳定性通过初始化流程，可以确保ETE与ECU之间的通信连接稳定可靠，避免数据传输中断或错误。提高诊断效率初始化流程可以确保ETE与ECU之间的通信参数匹配，从而提高诊断的效率和准确性。保障车辆安全初始化流程可以检查车辆ECU的状态和软件版本，确保车辆在运行过程中安全可靠。6.4初始化流程的意义077应用层应用层支持各种诊断服务，包括读取故障码、清除故障码、读取数据流等。诊断服务支持应用层对排放相关系统进行监控，确保车辆排放符合法规要求。排放相关系统监控应用层可以获取车辆的状态信息，如发动机转速、车速、燃油消耗等。车辆状态信息获取7.1应用层功能010203控制器局域网(CAN)协议应用层采用CAN协议进行通信，具有高速、可靠、低成本等优点。诊断协议应用层使用统一的诊断协议，以便不同车辆和诊断设备之间的兼容性和互操作性。排放相关系统通信协议应用层制定了排放相关系统的通信协议，确保车辆排放数据的准确传输。7.2应用层协议模块化设计应用层提供标准化的接口，便于与车辆其他系统以及诊断设备进行通信。标准化接口安全性考虑应用层设计时考虑了安全性因素，采取了加密、认证等措施，确保通信的安全可靠。应用层采用模块化设计，便于功能的扩展和修改。7.3应用层实现088会话层会话层定义会话层是OSI模型的第五层，负责在网络中的两个节点之间建立和终止会话。会话层功能会话层提供了会话管理功能，包括建立、维护和终止会话，以及处理会话恢复和数据同步等。8.1会话层概述协议类型在GB/T39851.3-2021中，会话层协议是基于控制器局域网的诊断通信协议。协议特点8.2会话层协议会话层协议具有实时性、可靠性、安全性等特点，适用于车辆诊断通信等场景。01028.3会话建立与终止会话终止会话终止包括正常终止和异常终止两种情况，正常终止时双方会进行会话总结并释放资源，异常终止时则需要进行相应的错误处理。会话建立在车辆诊断通信中，会话建立过程包括初始化、握手、安全认证等步骤。通过会话层协议，可以实现对车辆故障的诊断和定位，提高诊断效率和准确性。故障诊断利用会话层协议，可以实现对车辆控制器的远程升级和维护，提高车辆的安全性和可靠性。远程升级会话层协议支持大数据传输和实时数据传输，可以满足车辆诊断通信中对数据传输的需求。数据传输8.4会话层在车辆诊断通信中的应用010203099传输协议层基于CAN的传输协议，具有高速、高可靠性、低成本等特点。控制器局域网（CAN）实现车辆各控制单元之间的信息传输和通信，包括数据的打包、发送、接收和解析等。传输协议层功能9.1传输协议概述9.2传输协议层要求实时性保证数据在传输过程中的实时性，降低通信延迟。确保数据在传输过程中不丢失、不重复、不出现错误。可靠性适应不同类型和数量的数据传输需求，支持多种通信速率和数据格式。灵活性数据链路层负责数据的帧格式、帧同步、错误检测和恢复等。网络层负责路由选择、数据交换、拥塞控制等，实现车辆各控制单元之间的互联互通。传输层提供可靠的数据传输服务，包括数据的分段、重组、确认和重传等。9.3传输协议层实现1010网络层CAN协议描述了设备间如何通过网络进行通信，包括消息传输、错误处理和仲裁等。CAN总线特点具有多主、无破坏性的仲裁机制，传输距离长，速率快，可靠性高等特点。10.1控制器局域网(CAN)网络管理功能包括网络节点的状态监测、故障诊断、节点加入和退出等。网络管理协议采用统一的诊断协议进行网络管理，确保各节点之间的正常通信。10.2网络管理10.3标识符和地址地址用于在网络中定位节点，每个节点都有一个唯一的地址。标识符用于标识不同的消息和节点，具有唯一性。支持多种数据传输方式，如点对点、广播和组播等。数据传输方式采用时间同步机制，确保各节点之间的数据一致性。数据同步10.4数据传输和同步1111数据链路层数据传输的可靠性数据链路层负责在车辆内部网络中传输数据，并确保数据的完整性和可靠性，从而避免数据传输中的错误和丢失。通信的实时性数据链路层通过优化数据传输路径和降低通信延迟，确保车辆内部各部件之间的通信实时性，提高车辆的安全性和响应速度。数据链路层的重要性数据链路层的功能数据封装将数据封装成帧，以便在车辆内部网络中传输。这有助于保护数据的完整性和提高传输效率。数据同步确保发送方和接收方之间的数据同步，以避免数据传输中的冲突和重复。错误检测与纠正通过错误检测和纠正机制，及时发现并纠正数据传输中的错误，确保数据的准确性和可靠性。流量控制对数据流量进行控制和管理，避免网络拥塞和数据丢失，确保车辆内部各部件之间的通信畅通。数据链路层的应用数据链路层为车辆诊断提供了可靠的数据传输通道，使诊断设备能够实时获取车辆各部件的状态信息。通过数据链路层，诊断设备可以对车辆进行远程故障诊断和故障码读取，提高诊断效率和准确性。数据链路层在车辆安全系统中发挥着重要作用，它负责传输车辆的安全信息，如碰撞预警、紧急制动等。通过数据链路层，车辆的安全系统可以与其他车辆和交通基础设施进行通信，实现车车协同和车路协同，提高道路交通的安全性。1212物理层控制器局域网（CAN）物理层定义物理层是CAN协议的最底层，负责在车辆网络中实现数据传输和通信。物理层作用物理层主要实现信号的传输、接收、放大和整形，同时负责位同步、字节同步和帧同步等。12.1控制器局域网物理层概述01传输速率标准传输速率可达1Mbps，可满足大多数车辆网络的需求。12.2物理层标准与规范02传输介质通常采用双绞线或光纤作为传输介质，具有较高的抗干扰性和可靠性。03节点数每个CAN网络可连接多个节点，具体数量因网络拓扑结构和传输速率而异。物理层故障主要包括断路、短路、信号衰减等。常见故障类型通过测量电阻、电压等参数，判断物理层是否存在故障，并进行定位。故障诊断方法根据故障诊断结果，采取相应的修复措施，如更换损坏的线缆、节点等。故障排除步骤12.3物理层故障诊断与排除010203优化网络拓扑结构通过合理布置节点和线缆，降低网络复杂度和延迟，提高通信效率。提高传输速率采用更高速率的CAN协议，如CANFD（Fl