汽车网关(gateway)系统的作用原理及部分车型网关位置
近期,很多客户反馈汽车远程数据终端无法直接通过OBD接口采集汽车CAN数据,其实这个原理上说的是简单,但是实际操作起来就比较复杂,那今天我给大家梳理下,共同再熟悉了解下网关,绕过网关来采集数据,或者直接在网关上采集数据。
一、网关是何方神圣?
我们知道,从一个房间走向另一个房间,需要经过一扇门。在汽车上,这些动脑筋的工程师把这个简单的进出门用到了汽车上:从一个网络向另外一个网络发送信息,需要经过一道“关口”,有的可能还不止一个,有 “嘉峪关、潼关、平阳关”,车载网络的这个关口,就是网关(getaway)。
网关作为汽车网络系统的核心控制装置,网关负责协调不同结构和特征的CAN总线网络及其他数据网络之间的协议转换、数据交换、故障诊断等工作。
网关是在采集不同体系结构或协议的网络之间进行互通时,用于提供协议转换、数据交换等网络兼容功能的设备,也可以通俗的叫他网络之间的连接器、协议的转换器、数据的翻译器。网关既可以用于广域互联,也可以用于局域互联,充当着转换重任的计算机系统或者设备,在使用不同协议、数据或者语言,甚至两种体系结构完全不同的两个系统之间,做翻译。
之前还有个网桥的概念,比如CAN转RS232这样的,就是类似一个网桥,网关对收到的信息(例如DBC)要重新打包,以适应目标系统需求,同时,网关还提供过滤和安全,那我们在OBD接口读取不到任何数据,比如大众车型只能采集个OBD的电压,特斯拉获得一个VIN码(用于上牌),通通属于被网关数据过滤的功能给过滤掉了。
二、网关的作用
暂且简单说下,主要体现的几个方面,有专业人士勿喷:
1、网关把局域网上的数据转变成可以识别的ACKII码,比如OBD2诊断数据,方便诊断。
2、协调低速率信息与高速率信息在汽车网络系统中的数据信息共享。
3、负责接受和转发信息。
4、激活某个控制单元或者某局域网的工作。
5、实现对整车网络系统内部数据的同步。
6、翻译。
网关会连接不同类型的总线系统,例如CAN信息、CAN诊断、CAN驱动、仪表、舒适等等,这里面区别比较大,发动机CAN一般是高速率、诊断及舒适性CAN是低速率,多媒体等有的采用以太网、MOST等总线系统,那网关就得保证这些数据交换的正常进行,保证不同速率的数据总线通过网关得以协同工作。
速锐得在2014年就破解了宝马全系的网关系统,主要研究了DCAN、KCAN及PTCAN。传输速率为100kbit/s的KCAN(车身CAN总线)相当于地铁的速度,主要是车身控制功能部分实现出来会用到;传输速率500kbit/s的PTCAN(动力传动系统CAN总线)相当于绿皮火车的速度;传输速率为10Mbit/s的安全气囊系统总线(byte flight,不展开讲)相当于动车的速度;传输速率为22.5Mbit/s的影音娱乐系统总线(MOST)相当于高铁的速度,尽管各个总线系统的数据传输速率和数据流量都不尽相同,差异巨大,但在安全和网关模块(等同于深圳站)的统筹安排和智慧调度下,管上了公交、出租、地铁、高铁及小绿皮,平稳运行、协同工作。
不同的总线系统的输出数据到达网关后,网关这边是要做进一步的处理,在网关中过滤各个信息的速度、数据量和紧急程度,并在必要时进行缓冲存储,同时还要做故障的监控和诊断工作,比村妇女主任还忙。
三、网关工作原理
就按刚才说的,用火车站转换旅客的过程来说明网关的工作原理最为合适,在某个车站,站台1到达一列动车组(驱动CAN总线,数据传输速率为500kbit/s)车上有数百名旅客(数据),在站台2已经有一列普快列车(车身BCM信息CAN总线,数据传输速率为100kbit/s),在等待,有一些旅客就要换到这列普快列车上,有一些乘客要换乘到特快列车继续旅行,当然,也有很多时候旅客是从这一列火车上下来到候车厅去等待相应的车次,这相当于网关信息的缓冲作用。
车站的这种换乘功能,即让旅客换车,以便通过速度不同的交通工具到达各自的目的的功能,与驱动CAN总线和舒适信息CAN总线两种网络系统的网关功能是相同的,网关的主要任务是使两个数据传输速率不同的系统之间能正常进行信息交换。
四、网关都装在什么位置?
先说个复杂点的,在宝马车系中,中央网关模块、安全和网关模块、多音频系统控制器、便捷进入起动系统、控制显示、组合仪表、车身网关等控制单元都具有网关功能。在奥迪和大众车系中,根据车型的不同,网关可能安装在组合仪表内、车上供电控制单元内、独立的网关控制单元或者车载远程智能网关。
由于通过CAN总线的所有信息都供网关使用,所以,网关也用做诊断接口,老款的大众及奥迪通过K线来查询诊断信息,现在基本都用诊断CAN来完成这个工作。
奥迪A8的数据总线诊断接口(网关)承袭为人熟知的功能,它与CAN舒适、CAN驱动、CAN扩展、CAN显示与操作、CAN诊断、FlexRay总线、MOST总线、LIN总线系统连接,一般安装在行李箱右侧电控箱,所连接的总线电路主要作用有:
1、控制单元联网网关
2、MOST总线环形诊断控制单元
3、蓄电池监控装置控制单元
4、发电机
5、稳压器
奥迪A7的数据总线网关安装在后座椅下的中间位置;
宝马数据总线网关安装在主驾驶位曲脚状态的地毯下面;
保时捷的网关在主驾驶座椅下,无线智能网关在副驾驶手套箱前方;
大众普遍在中控台油门踏板上方。
特斯拉model3在副驾驶靠近右脚的装饰面板侧上方?。?
结语:项目可以不做,搞坏车可不行
那我们了解了网关及各个车载通讯系统中存在不同的速率交互信息,这里在了解与操作的同时,也要特别提醒下各位车联网远程智能终端,特别是带汽车控制类的,复杂CAN数据交互类的、汽车整车控制策略类的、CAN报文转译类的项目,搞不定不要强行搞,别把好车搞了一堆故障码,先咨询下速锐得。
聊聊宝马奥迪那些隐藏得深还不好找的网关(Gateway)与诊断
网关(Gateway)作为汽车网络系统的核心控制装置,主要负责不同结构和特性的数据与其他电子控制单元之间的协作转换、数据交换、故障诊断等工作。
在宝马车系中,中央网关模块、安全和网关模块、多音频系统控制器、便捷式进入及启动系统、大屏幕控制显示、组合仪表、车身网关模块等控制单元都具备了网关(Gateway)功能,要说找,还真的不太好找,有部分速率还不是标准的,有500K的,有100K的,速锐得经常采集汽车的数据,可以通过中控扶手箱的位置拆除掉装饰面板,找到对应接口,大多数新款的宝马网关(Gateway)在主驾驶位座椅下面,要获得比较全的数据,从这个入口能找到多路CAN线,比如宝马的K-CAN、D-CAN、PT-CAN。
奥迪和大众车系中,根据车型的不同,网关可能安装在组合仪表内,老款没有独立的网关控制单元,但是在18年以后,这接口被独立出来,拆开钥匙部位的装饰面板,方向盘下面的装饰面板,寻找到油门踏板上方的位置,可以找到大多数大众的网关。由于通过CAN总线的所有信息都供网关使用。以前的老款大众,大概是2012年以前的,通过网关的K线来查询和诊断信息,13年都是用CAN通信的,后续的车就再没用过K线了。
奥迪A8L的数据总线有点像保时捷帕拉梅拉,网关(Gateway)总线诊断接口承袭老款A8的功能,它与舒适CAN、驱动CAN、CAN扩展、CAN显示与操作、CAN诊断、FlexRay总线、MOST总线、LIN总线等系统连接。奥迪A8L的网关在行李箱右侧的电控箱,位置和保时捷帕拉梅拉差不多,主要功能就是:
1. 控制单元联网网关,
2. MOST总线唤醒断裂诊断法主诊断控制单元,
3. 蓄电池监控装置、发电机、稳压器LIN主控,
4. 元器件保护。
奥迪A7的数据总线接口网关(Gateway)安装在后座椅下的中间位置,在脱开座椅挂钩后就能够着了,功能和奥迪A8的差不多,多了一个车辆长期不用改善能耗的功能,可以用来做CAN唤醒、CAN通信、采CAN数据、查阅DBC等等。
老款的奥迪、大众使用的诊断走的K线,K线诊断总线用于汽车维修与诊断仪通信,查看控制单元的参数及状态,随着诊断CAN总线的推广应用,大众集团已经淘汰了K线,没什么好聊的,不想聊K线。
新款的基本都是走的CAN线,因为汽车上的控制单元是越来越多,传感器也越来越丰富,从国五、国六A、国六B的进步,很多汽车不得不为中国定制化开发出符合国内标准、加长、加宽、加大、加大屏的奇葩玩意,诊断系统传输的数据量也是越来越多,越来越大,尽干了一些打着环保的旗号干尽不环保的事。从VAS5053到VAS5054基本都是可以用的,这种是便宜的手法。
CAN总线取而代之以后,采用的都是未屏蔽的双绞线,0.35平方的,CAN_L导线是橙/褐色,CAN_H 导线是橙/紫色,双工作模式下,速率都是500K,因为数据本来就是双向传输的,我们在找CAN总线的时候,可以根据这个颜色,减少查找线路的时间。确定以后,用万用表测试下对地电压,锁定网关(Gateway)的CAN。
汽车网络系统中,各个控制单元的诊断数据都会传输到网关,再由网关传输到各个不同的控制单元和诊断接口。通过诊断CAN总线和网关的快速数据传输,诊断控制单元(诊断仪)就可以在连接到车上后快速显示出车上所装单元及故障状态。
当然,我们可能看到OBD针脚上有K线,你可以认为那是一种“缅怀”的仪式感。诊断CAN总线取代了之后,车上早就做了改进,只是为了确保诊断仪能向下兼容而已。采用诊断CAN总线和新型诊断接口后,除了需要对诊断仪进行软件升级外,还要对连接导线匹配好规格,线束长度一般3—5米,本田、丰田、通用这些也大多都相似。
宝马集团将BMW车系的诊断CAN总线称为D-CAN总线。我懒得打英文了,这个CAN总线采用线形、双线结构,采用500K的速率传输,连好宝马诊断系统后,网关控制单元将宝马诊断系统的请求传输给内部总线,之后,应答以相反的方向同时进行。宝马是一家牛皮普拉斯的企业,人家早在08年就用了这套系统,你们还记得E70和R56平台吗,估计都没这个概念了,现在宝马5系都B48了。
采用D-CAN之后,宝马车系的故障诊断接口也做了相应的调整,淘汰了老款的诊断接口,宝马的诊断接口好找,就在刹车踏板的左上方。但是网关,还是和文章开头说的一样。我们不建议在高端车上采用OBD诊断的方式去获取数据,因为这种是一问一答式的采集,汽车的网关和电子控制单元要为自己的驾驶而干活,至于有什么影响,那就看网关强悍不强悍了。
搞出故障码是常有的事,保持平常心,烧保险也有可能,不要着急,因为,奥迪说了,突破科技,启迪未来。
手把手教你分析(MQB)迈腾、高七、宝来这个问题
车型:大众全系MQB(迈腾、高七)等仪表均会出现此提示??
故障现象:仪表上黄色警示灯亮,多功能仪表显示为驾驶员车门接触开关故障和自动驻车故障
故障诊断过程:
仪表上显示黄色警示灯亮,多功能仪表显示为驾驶员车门接触开关故障和自动驻车故障
1. 经用VAS6150B诊断09系统故障码B1468F0: 有关驾驶员侧车门关闭状态的返回信息 不可信
2. 可以清除故障码,但在试车故障现象又无法出现。但根据故障码的字面理解,可能原因有左前车门锁块、左前车门线束、左前车门控制单元。
3. 于是首先更换了左前车门锁块,行驶了半个月,故障再次出现。
4. 通过相关资料了解到,也有出现过此故障现象,有些更换车门锁块或者车门控制单元故障排除的,但也有个别出现更换车门锁块、车门线束、车门控制单元、J519、网关、J519、J527、电瓶等故障未解决的。
5. 通过其他车型得知,最早高尔夫7车型有类似的案例,通过案例模拟此故障现场是需要以下方式能模拟出现;
(1);15KM自动落锁开通
(2);行驶15KM以上落锁后,熄火拔出钥匙,然后不开车门。
( 3);按(2)的方式完成5次以上,就会报故障码。MQB全新宝来要达到14次以上才报警。
(4);可以通过地址码09数据流;未打开车门的行驶循环次 的次数查看
根据以上的条件;车型是MQB车型数据
数据随着拔钥匙不开门的次数增加
数据随着拔钥匙开门次数减少
到这里应该想到了,出现该故障就是电脑收到反馈次数对比异常而长生。
在了解一下该车是滴滴专车,可以判断为客户操作上习惯上有关,客户群体一般都是跑滴滴的车主。
故障原因分析:驾驶员操作习惯,无需维修。大家记住咯!能看完的记得点赞评论关注。