車輛中心 綠能車輛發展處  梁智能

隨著汽車上電子控制器越來越多，汽車佈線日益複雜，導致車輛操作控制上可靠度降低，也增加了車輛故障診斷與維護度的難度，尤其像大型車輛的車身長，甚至有附掛車體，這在資訊傳送、控制及故障排除上的困難度就更高。

透過開放的通訊及診斷標準可以讓產業蓬勃發展，政府亦可依據標準制定法規及檢測基準，進而達到安全管理的目的。近年來控制器區域網路(Controller Area Network, CAN)已發展為汽車電子系統通訊的主流，基於CAN網路也已發展出像ISO 14229(小型車輛普遍採用)或SAE J1939(大型車輛普遍採用)的應用標準，其中SAE J1939最早於1994年被提出，是由美國車輛工程學會(Society of Automotive Engineers，簡稱SAE)的卡車與公共汽車電子委員會制定，目的是制定汽車控制系統間的電子訊號、控制訊號及訊息格式等的使用規範。

目前SAE J1939已經成為世界各大車輛零組件製造商所支持使用的重要通訊標準，尤其在大客車、載重車輛、特種車輛及工程車輛中得到廣泛的應用。SAE J1939是依據開放式通訊系統參考模型(Open System Interconnection Reference Model，簡稱OSI -圖1)來制定標準。SAE J1939的核心是負責數據傳輸的傳輸協定，大致可分為兩種類型：其一是數據的拆分、打包及重組，因為CAN網路協定每次封包的資料數只有8個位元組，所以需要有將數據拆分、重組的協定，SAE J1939在資料數據中使用一個位元組作為序號，其他7個位元組存放數據，如此最大便具有255x7=1785個位元組的數據傳送量；另一個是連接管理，主要針對兩個節點間的建立、關閉及傳送的行為進行管理，此項管理定義了五種格式：傳送請求(Request to Send)、傳送清除(Clear to Send)、結束應達(End of Message Acknowledgment)、連結錯誤(Connection Abort)及全局接受(Broadcast Announce Message)的廣播格式。

圖1  SAE J1939協定層與ISO關聯圖(ARTC整理)

除了數據傳送的協定，SAE J1939在車輛控制訊號上使用參數群組及參數編號的架構(圖2)，整理了可能使用的車輛控制訊號並加以編號，此共通規範可以讓不同廠商製作的控制器可以彼此溝通運作，並整合到同一車輛系統上。

Source: SAE J1939-21標準文件

圖2  SAE J1939 訊息格式

 車輛中心在SAE J1939的技術發展上，除了具有國際大廠Vector的測試工具，亦自行開發符合SAE J1939規範的協定軟體，此協定軟體已技轉給廠商，後續車輛中心仍將繼續精進車網技術，以期能提升國內整車廠、零組件供應商的車網技術能量。