电动汽车整车控制器 UDS诊断功能开发调试优化方法

摘要：通过某电动汽车VCU开发过程中，UDS诊断功能的调试，发现一些测试中存在的问题，比如覆盖度不够、效率低下等，提出了相应的优化方法，并经过测试验证其可行性，此方法亦可推广应用至BMS、HCM等其他控制器的UDS诊断开发调试过程中。希望能给相关技术人员带来参考和帮助。

一、UDS诊断功能开发概况

1、UDS诊断概述

1）UDS（Unified Diagnostic Services，统一的诊断服务）诊断协议是在汽车电子ECU环境下的一种诊断通讯协议。

2）诊断通信的过程：诊断仪发送诊断请求(request)，ECU给出诊断响应（response），而UDS就是为不同的诊断功能请求和响应之间定义了统一的内容和格式。

3）UDS诊断最主要目的是为了能够快速准确判断车辆或者某个控制器的故障以及故障原因，从而为维修提供可靠的依据。

2、UDS诊断功能开发

近年来，为应对售后市场对电动汽车问题诊断产生的需求，在各车型上陆续开发了UDS诊断功能

使用UDS诊断仪，在整车控制器（VCU）上可实现以下功能：

1）读取VCU版本信息

2）读取车辆故障码

3）读取数据流信息

4）读写整车VIN码

二、UDS诊断功能开发现状及存在的问题

1、整车控制器UDS诊断功能开发流程

1）制定UDS诊断协议

2）UDS诊断功能软件开发

3）UDS诊断功能调试点检

4）UDS诊断功能验收

其中，UDS诊断功能调试点检工作是验证UDS功能是否满足UDS诊断协议的的重点工作。

2、原整车控制器 UDS诊断功能调试工作流程

1）程序按照UDS协议生成后，刷写程序至VCU

2）在实车OBD诊断接口连接UDS诊断仪

3）读取整车控制器版本信息，读写整车VIN

4）进行上下电、挂挡、踩油门或制动踏板，空调、PTC开启关闭、充电等操作，读取相应数据流信息

5）通过拔相关控制器，如BMS、HCM低压插件或供电保险模拟故障，读取故障信息

3、UDS诊断功能调试工作流程中存在的问题

1）浪费无效时间精力

部分功能验证无需在实车验证，但是必须到现场刷写验证，多次跑现场实车刷写验证，费时费力

2）部分数据流实车难读取

部分数据流信息，如水泵PWM故障数据流信号在整车上难以读取反馈信号，充电条件不满足时充电接触器状态等信号

3）部分故障实车难以模拟

部分故障难以模拟，如VCU 供电电压异常、油门踏板1和2开度差异过大、驱动系统水泵故障、档位信号异常等

4）部分故障实车模拟不精确

部分故障模拟后无法确认是否与协议一致，如与HCM通信丢失、与BMS通信丢失、与ABS/ESC/EPB通信丢失等，目前通过拔对应控制器接插件或对应控制器保险，仅能验证该控制器有报文丢失会报故障，但是无法确认是否与定义丢失报文一致

三、UDS诊断功能测试优化方案及结果

1、UDS诊断功能提升方案

1）在测试台架上验证部分无需实车验证的功能

搭建简易测试台架， 测试台架包括整车控制器，12V/24V电源、VCU线束插件、线束若干、开关若干、PWM信号发生器、多功能信号发生器（可生成设定电压、电流、模拟信号）等

通过测试台架调试可提升调试效率，改善开发质量

2）台架测试无问题后，程序刷写到实车整车控制器上点检验证

减少实车刷写验证频次，减少无效工作量，提升效率

最后进行实车验证，确保程序在实车上的准确性

2、UDS诊断功能测试优化方案的优点

1）可实现部分功能在台架上测试，无需每次都在实车上测试

2）可模拟PWM不同占空比故障反馈信号，实现数据流中PWM占空比控制信号测试及PWM故障反馈信号模拟测试结果验证

3）可模拟VCU供电电压异常、油门踏板1和2开度差异过大、PWM驱动系统水泵故障、档位信号异常等故障，确保诊断仪读取故障准确性

4）可逐个报文发送停发，模拟HCM通信丢失、与BMS通信丢失、与ABS/ESC/EPB等通信丢失，测试验证更精确

3、UDS诊断功能测试优化方案测试验证结果

四、总结

UDS诊断功能测试验证，通过台架测试与实车测试相结合的方式，即可满足全面覆盖测试项目且可节省时间，又可在实车测试，避免整车其他系统与VCU设定不一致导致测试结果有误。此方法可推广应用至BMS、HCM等其他控制器的UDS开发过程功能测试。