CN112015163B - 一种快速识别can总线上诊断主体的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速识别CAN总线上诊断主体的方法，用于识别连接在汽车CAN总线上的多个诊断主体，包括步骤：车内控制器从CAN总线上接收诊断请求指令，所述诊断请求指令包括CAN ID以及诊断报文内容；解析所述诊断报文内容，在所述CAN ID与自身ID相符时，获得所述诊断报文内容中的填充位信息；根据所述填充位信息确定对应的诊断主体，其中每一填充位信息对应于一个诊断主体；车内控制器在处理所述诊断请求指令后，将携带有诊断主体信息的诊断响应报文发送至CAN总线上。本发明还提供了相应的装置。实施本发明，可以快速识别CAN总线上诊断主体，成本低且扩展性好。

Description

一种快速识别CAN总线上诊断主体的方法及装置
技术领域
本发明涉及车辆控制器的诊断技术领域，特别是涉及一种快速识别CAN总线上诊断主体的方法及装置。
背景技术
随着汽车电子的发展，对汽车诊断的途径越来越多，特别是还有后装市场的OBD(车载自诊断系统)端(如一键遥控升窗)，也可以给整车发送诊断指令来达到控制的目的。
如图1所示，示出了现有技术中的车辆控制器的连接示意图；多个车辆控制器通过CAN总线相连接，其中，控制器A～F为车内控制器，外部诊断设备M为车辆外接的诊断设备。控制器A～F中，控制器C和控制器E是具备诊断其他控制器的能力。
其中，控制器A、B、D、F为车上普通控制器，被诊断节点。
控制器C、E为车上控制器，具备被诊断和诊断别的控制器的能力。有了控制器C和E，在没有控制器M参与的情况下也可以对整车进行远程的诊断，也就相当于整车内部集成了一个诊断设备软件。
由于具备发送诊断能力的控制器越来越多，而且这些控制器都可以往CAN总线上发送指令，而发送的指令中不包含源地址信息，就导致了在图1的架构下，当出现问题后需要排查问题时，无法迅速地确定排查方向。比如图1中控制器A的诊断请求ID为0x701，响应ID为709。控制器C、控制器E和外部诊断设备M都具备发送0x701的能力，那么当总线上出现0x701的报文时，无法识别出是谁在发送。比如外部诊断设备M在对控制器A进行诊断时，发现有其他节点也在对控制器A进行诊断，这样就干扰外部诊断M对控制器A的诊断过程。或者在正常不应该有诊断指令的时候，发现总线上有0x701的诊断报文，对整车造成了影响，但是又很难查出是发送诊断信息的诊断主体是谁。
为了解决这些问题，现有技术中一般采用逐一断开诊断设备的方法来一一排查。也就是说如果发现有干扰，可以在物理上分开断开控制器C和控制器E，从而判断相应的诊断主体。但是这种方法排查起来要花费大量的时间，如果是偶发的一些情况，多次排查可能都没有出现。费时费力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种快速识别CAN总线上诊断主体的方法及装置，通过定义填充位的方式，在不改变控制器、不改变整车协议、不增加任何成本的基础上，能够直观地观测出总线上的诊断报文所对应的诊断主体。
为解决上述技术问题，作为本发明的一方面提供一种快速识别诊断主体的方法，用于识别连接在汽车CAN总线上的多个诊断主体，其包括如下步骤：
车内控制器从CAN总线上接收来自诊断主体的诊断请求指令，所述诊断请求指令包括CAN ID以及诊断报文内容；
解析所述诊断报文内容，在所述CAN ID与自身ID相符时，获得所述诊断报文内容中的填充位信息；
根据所述填充位信息确定对应的诊断主体，其中每一填充位信息对应于一个诊断主体；
车内控制器在处理所述诊断请求指令后，将携带有诊断主体信息的诊断响应报文发送至CAN总线上。
其中，进一步包括：
预先确定符合要求的填充位信息，并建立各填充位信息与各诊断主体之间的对应关系，并存储。
其中，采用如下的原则来预先确定符合要求的填充位信息：一个字节的填充位，开始和结尾必须为二进制“01”或二进制“10”；不能连续出现5个连续的二进制0或者5个连续的二进制1。
其中，所述诊断主体包括：带诊断功能的车内控制器以及外部诊断设备。
相应地，本发明的另一方面，还提供一种快速识别诊断主体的装置，设置于车内控制器中，用于识别连接在汽车CAN总线上的多个诊断主体，其特征在于，包括如下步骤：
诊断请求指令接收单元，用于从CAN总线上接收来自诊断主体的诊断请求指令，所述诊断请求指令包括CAN ID以及诊断报文内容；
填充位信息解析单元，用于解析所述诊断报文内容，在所述CAN ID与自身ID相符时，获得所述诊断报文内容中的填充位信息；
诊断主体确定单元，用于根据所述填充位信息确定对应的诊断主体，其中每一填充位信息对应于一个诊断主体；
响应处理单元，用于在车内控制器处理所述诊断请求指令后，将携带有诊断主体信息的诊断响应报文发送至CAN总线上。
其中，进一步包括：
填充位确定单元，用于预先确定符合要求的填充位信息，并建立各填充位信息与各诊断主体之间的对应关系，并存储。
其中，所述填充位确定单元进一步用于采用如下的原则来预先确定符合要求的填充位信息：一个字节的填充位，开始和结尾必须为二进制“01”或二进制“10”；不能连续出现5个连续的二进制0或者5个连续的二进制1。
其中，所述诊断主体包括：带诊断功能的车内控制器以及外部诊断设备。
实施本发明实施例，具有如下的有益效果：
本发明实施例所提供的快速识别CAN总线上诊断主体的方法及装置，只需要CAN诊断报文中的填充位进行定义，即预先定义填充位与诊断主体的对应关系，可以快速识别出诊断报文的对应的诊断主体；而无需改变现有的诊断协议、无需更改诊断ID、无需重新定义诊断内容；在排查问题时特别有效，能够迅速定位问题。提高了识别诊断主体的效率以及准确性；且无论增加多少个车内车外诊断设备，均可以进行定位，扩展性好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1是现有技术中的车辆控制器的连接示意图；
图2为现有的一种CAN报文格式示例图；
图3为本发明提供的一种快速区分CAN总线上的诊断主体的方法的一个实施例的主流程示意图；
图4是本发明提供的一种快速区分CAN总线上的诊断主体的装置的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
为了便于理解，首先介绍一下本发明涉及的CAN报文格式，如图2所示，示出了一种常用的CAN报文格式，其中：
最左边“0.011730”那一列这数据记录的时间戳；往右的那个“1”代表使用的设备通道，这里就代表通道1；再往右这个“720”或“7A0”就是代表CAN总线的ID；再往右的“Tx”“Rx”表示发送和接收，Tx是发送，Rx是接收；再往右的d无特殊含义；再往右的“8”为DLC(数据长度)，如果是8，就说明后面有8个字节的长度，诊断报文规定这个必须为8；再往右的“0322 01 FF AA AA AA AA”为数据位，第一个03代表三个字节有效，所以接下来三个字节“2201 FF”是这个报文的有效字节。后面的四个字节“AA AA AA AA”即为填充格式的填充位，以使诊断指令满足8个字节；在现有技术中，该填充位没有实际意义，仅仅作为格式填充，一般推荐填充“AA”或“55”。而车辆控制器在接收诊断报文时，在解析时会将填充位是作为无效位舍弃掉。
在CAN2.0规范里面，使用11bit的CAN ID格式，CAN ID只能代表目的地址，无法代表源地址。以某个控制器举例，比如网关控制器，可以定义网关的发出报文ID，比如定义如下表1所示：
表1报文ID举例
报文类型 报文ID DLC 报文内容示例(十六进制)
应用报文1 0x123 2 00 00
应用报文2 0x223 4 01 01 01 01
网络管理报文 0x520 8 00 00 00 00 00 00 00 00
诊断请求ID 0x720 8 02 10 03 AA AA AA AA AA
诊断响应ID 0x7A0 8 02 50 03 AA AA AA AA AA
上表可以定义到网关所有发出报文的诊断ID。其他控制器想要接收网关的报文，只要接受这些报文即可。比如诊断设备在对网关控制器进行诊断时，直接用0x720的ID发出诊断报文即可，网关会一直监控0x720的诊断ID，收到0x720时，会接收并处理，并把处理结果通过0x7A0发出；诊断设备在发出0x720的诊断报文后，会对0x7A0的ID进行监听，当收到0x7A0报文时，对报文接收并处理，这样就完成了一次诊断动作。
但是在实际使用中，由于诊断主体有很多个，特别是车主在后装市场上，有一些加装后装设备也在往总线上发送诊断指令。因为所有诊断设备发出来的报文都是一样的，CANID、诊断报文内容都一模一样，要确定是谁发出来的报文，非常困难，从而给一些售后问题排查带来了极大的困扰。
而本发明通过对诊断报文中的填充位进行定义，来克服上述的缺点，具体的内容如下所示。
如图3所示，示出了本发明提供的一种快速区分CAN总线上的识别诊断主体的方法一个实施例的主流程示意图，用于识别连接在汽车CAN总线上的多个诊断主体，所述多个诊断主体均通过CAN总线相连接，具体可参见图1所示。在本实施例中，所述方法包括如下步骤：
步骤S10，车内控制器从CAN总线上接收来自诊断主体的诊断请求指令，所述诊断请求指令包括CAN ID以及诊断报文内容；
步骤S11，解析所述诊断报文内容，在所述CAN ID与自身ID相符时，获得所述诊断报文内容中的填充位信息；
而在本发明中，需要预先确定符合要求的填充位信息，并建立各填充位信息与各诊断主体之间的对应关系。在实际的应用中，对填充位的配置，可以采用Vehicle Spy和CANoe工具来实现。
而在实际的例子中，需要采用如下的原则来预先确定符合要求的填充位信息：一个字节的填充位，开始和结尾必须为二进制“01”或二进制“10”；不能连续出现5个连续的二进制0或者5个连续的二进制1。
下表2列出的按照这个原则所获得的填充位：
表2填充位举例表
可选用的填充位(十六进制) 对应二进制
42 01000010
46 01000110
4A 01001010
4E 01001110
52 01010010
56 01010110
5A 01011010
…… ……
而且按照上述原则选择的填充位有几十个，足够主机厂来使用。另外，由于0xAA(对应二进制10101010)和0x55(对应二进制01010101)是推荐使用填充位，在本发明实施例中，可以尽量避免使用这两个推荐填充位。
故，主机厂需要对自己使用的诊断设备和节点预先自定义填充字节，这样的话，当CAN总线上出现诊断报文时，就能够第一时间来定位到是谁发送的。对于主机厂没定义的部分，也就能第一时间定位到是其他的设备在发送诊断指令。
需要将所有诊断设备全部列举出来，并设计不同的填充位给不同的诊断设备。比如一个应用场所中，主机厂所使用的诊断设备有7种，分别为设备A～G。那么对这7种设备与填充位的对应关系如下表3所示：
表3诊断主体与填充位对应关系
诊断设备 使用填充位
A 0x42
B 0x46
C 0x4A
D 0x4E
E 0x52
F 0x56
G 0x5A
例如，诊断设备A需要使用0x42填充、设备B需要使用0x46填充，依次类推。
步骤S12，根据所述填充位信息确定对应的诊断主体，其中每一填充位信息对应于一个诊断主体；
例如，车内控制器从CAN总线上收到如下的诊断请求指令：
“0.011730 1 720 Rx d 8 03 22 01 FF 4E 4E 4E 4E Length＝228000BitCount＝117 ID＝1824”
从中可以看到填充位是0x4E，通过查询上述的表3(填充位信息与诊断主体的对应关系)，可知，0x4E是诊断设备D所使用的，即0x4E与诊断设备D相对应，从而可以确定诊断主体为设备D。
步骤S13，车内控制器在处理所述诊断请求指令后，将携带有诊断主体信息的诊断响应报文发送至CAN总线上。
可以理解的，所述诊断主体包括：带诊断功能的车内控制器以及外部诊断设备。
可以理解的是，实施本发明所提供的方法，其中利用填充位来确定诊断主体，无需增加任何开发成本，诊断主节点(设备)只需要改动填充位配置即可，被诊断节点无需任何更改。
另外，也无需改变整车的诊断通信协议，诊断ID诊断协议保持现状即可。
而且，在收到诊断报文时，通过查找对应关系表就能马上获知诊断主体，无需通过插拔接插件的方式来试验，特别适用于一些偶发的bug，即使这种bug只出现一次，也能通过报文一下得知是谁发出来的。
相应地，本发明的另一方面，还提供一种快速识别CAN总线上的诊断主体的装置，设置于车内控制器中，用于识别连接在汽车CAN总线上的多个诊断主体，其特征在于，包括如下步骤：
诊断请求指令接收单元，用于从CAN总线上接收来自诊断主体的诊断请求指令，所述诊断请求指令包括CAN ID以及诊断报文内容；
填充位信息解析单元，用于解析所述诊断报文内容，在所述CAN ID与自身ID相符时，获得所述诊断报文内容中的填充位信息；
诊断主体确定单元，用于根据所述填充位信息确定对应的诊断主体，其中每一填充位信息对应于一个诊断主体；
响应处理单元，用于在车内控制器处理所述诊断请求指令后，将携带有诊断主体信息的诊断响应报文发送至CAN总线上。
其中，进一步包括：
填充位确定单元，用于预先确定符合要求的填充位信息，并建立各填充位信息与各诊断主体之间的对应关系，并存储。
其中，所述填充位确定单元进一步用于采用如下的原则来预先确定符合要求的填充位信息：一个字节的填充位，开始和结尾必须为二进制“01”或二进制“10”；不能连续出现5个连续的二进制0或者5个连续的二进制1。
其中，所述诊断主体包括：带诊断功能的车内控制器以及外部诊断设备。
更多的细节，可以参考前述对图3的描述，在此不进行赘述。
实施本发明实施例，具有如下的有益效果：
本发明实施例所提供的快速识别CAN总线上诊断主体的方法及装置，只需要CAN诊断报文中的填充位进行定义，即预先定义填充位与诊断主体的对应关系，可以快速识别出诊断报文的对应的诊断主体；而无需改变现有的诊断协议、无需更改诊断ID、无需重新定义诊断内容；在排查问题时特别有效，能够迅速定位问题。提高了识别诊断主体的效率以及准确性；且无论增加多少个车内车外诊断设备，均可以进行定位，扩展性好。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种快速识别CAN总线上诊断主体的方法，用于识别连接在汽车CAN总线上的多个诊断主体，其特征在于，包括如下步骤：
车内控制器从CAN总线上接收诊断请求指令，所述诊断请求指令包括CAN ID以及诊断报文内容，所述诊断请求指令来自至少一个诊断主体；
解析所述诊断报文内容，在所述CAN ID与自身ID相符时，获得所述诊断报文内容中的填充位信息；
根据所述填充位信息确定对应的诊断主体，其中每一填充位信息对应于一个诊断主体；
车内控制器在处理所述诊断请求指令后，将携带有诊断主体信息的诊断响应报文发送至CAN总线上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
预先确定符合要求的填充位信息，并建立各填充位信息与各诊断主体之间的对应关系，并存储。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，采用如下的原则来预先确定符合要求的填充位信息：一个字节的填充位，开始和结尾必须为二进制“01”或二进制“10”；不能连续出现5个连续的二进制0或者5个连续的二进制1。
4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述诊断主体包括：带诊断功能的车内控制器以及外部诊断设备。
5.一种快速识别CAN总线上诊断主体的装置，设置于车内控制器中，用于识别连接在汽车CAN总线上的多个诊断主体，其特征在于：
诊断请求指令接收单元，用于从CAN总线上接收诊断请求指令，所述诊断请求指令包括CAN ID以及诊断报文内容，所述诊断请求指令来自至少一个诊断主体；
填充位信息解析单元，用于解析所述诊断报文内容，在所述CAN ID与自身ID相符时，获得所述诊断报文内容中的填充位信息；
诊断主体确定单元，用于根据所述填充位信息确定对应的诊断主体，其中每一填充位信息对应于一个诊断主体；
响应处理单元，用于在车内控制器处理所述诊断请求指令后，将携带有诊断主体信息的诊断响应报文发送至CAN总线上。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，进一步包括：
填充位确定单元，用于预先确定符合要求的填充位信息，并建立各填充位信息与各诊断主体之间的对应关系，并存储。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述填充位确定单元进一步用于采用如下的原则来预先确定符合要求的填充位信息：一个字节的填充位，开始和结尾必须为二进制“01”或二进制“10”；不能连续出现5个连续的二进制0或者5个连续的二进制1。
8.如权利要求5至6任一项所述的装置，其特征在于，所述诊断主体包括：带诊断功能的车内控制器以及外部诊断设备。
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