一種汽車故障診斷沖突的協(xié)調(diào)機(jī)制

王聰 張學(xué)超 王忠林 向輝

摘 要：隨著汽車上使用的電子控制單元越來越多，電控系統(tǒng)復(fù)雜度逐漸提升，車輛遠(yuǎn)程診斷技術(shù)在主機(jī)廠被廣泛應(yīng)用，但是在某些場景下遠(yuǎn)程診斷會與傳統(tǒng)的本地診斷之間產(chǎn)生沖突?；谝陨蠁栴}，文章提出了一種解決沖突的協(xié)調(diào)機(jī)制，簡要分析了其功能實(shí)現(xiàn)，確保遠(yuǎn)程診斷與本地診斷之間能夠正常協(xié)調(diào)執(zhí)行。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程診斷;本地診斷;中央網(wǎng)關(guān)

中圖分類號：U472.9 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?文章編號：1671-7988（2019）12-189-03

Abstract： As more and more electronic control units have been used in automobiles， the complexity of electronic control system is gradually increasing. Vehicle remote diagnosis technology is widely used in OEMs， but in some scenarios remote diagnosis will conflict with traditional local diagnosis. Based on the above problems， this thesis proposes a coordination mechanism to resolve conflicts， and briefly analyzes its function implementation to ensure that remote diagnosis and local diagnosis can be executed normally.

Keywords： Remote diagnosis; Local diagnosis; Central Gateway

CLC NO.： U472.9 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2019）12-189-03

引言

汽車維修是汽車行業(yè)發(fā)展不可缺少的重要領(lǐng)域之一。隨著汽車電子的廣泛應(yīng)用，在提高汽車性能和智能化的同時(shí)，其復(fù)雜的控制系統(tǒng)使得汽車故障診斷變得越來越困難，傳統(tǒng)的維修方式已不能更好的解決地域、時(shí)間、效率等方面的問題。與此同時(shí)，基于因特網(wǎng)的汽車故障診斷技術(shù)蓬勃發(fā)展，其網(wǎng)絡(luò)化程度越來越高，隨著這些技術(shù)的應(yīng)用，用戶可以實(shí)時(shí)掌握車輛信息，對于汽車的維修和保養(yǎng)具有重要的意義。

1 本地診斷

服務(wù)站維修人員通過使用外部診斷設(shè)備與車輛OBD接口相連，和電子控制單元建立通信，讀取電子控制單元存儲的診斷信息、執(zhí)行診斷操作，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的本地診斷功能。

2 遠(yuǎn)程診斷

遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)是利用安裝在車內(nèi)與車輛總線相連接的信息通信模塊，通過執(zhí)行車輛診斷命令，實(shí)時(shí)獲取車輛電子系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)，并通過無線通信手段（GSM/GPRS/3G/4G），將數(shù)據(jù)傳送回?cái)?shù)據(jù)處理中心。在確定故障后數(shù)據(jù)處理中心通知車主，使車主提前獲知車輛故障信息，及時(shí)去服務(wù)站維修車輛。

3 系統(tǒng)架構(gòu)方案設(shè)計(jì)

圖1是目前汽車故障診斷系統(tǒng)中通常使用的架構(gòu)方案，整個(gè)系統(tǒng)是由中央網(wǎng)關(guān)、信息通信模塊和售后診斷儀組成。

3.1 中央網(wǎng)關(guān)

中央網(wǎng)關(guān)是汽車內(nèi)部通信局域網(wǎng)的核心，通過中央網(wǎng)關(guān)將多種總線相互連接，實(shí)現(xiàn)不同總線系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。

3.2 信息通信模塊

車載診斷模塊和其他車輛控制器一樣接入車內(nèi)總線網(wǎng)絡(luò)中，可用來存儲并上傳從車載網(wǎng)絡(luò)中采集的車輛狀態(tài)信息、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以及整車各控制器的診斷故障代碼到數(shù)據(jù)處理中心。

3.3 售后診斷儀

售后診斷儀是用于檢測汽車故障的便攜式設(shè)備。當(dāng)電子控制系統(tǒng)中的某一電路出現(xiàn)超過規(guī)定的信號時(shí)，該電路及相關(guān)的故障信息以故障代碼的形式存儲到控制器內(nèi)部的存儲器中，維修人員可利用診斷儀來讀取故障碼，迅速查明發(fā)生故障的部位及原因，用于指導(dǎo)維修工作。

此架構(gòu)方案滿足了車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)與外部的物理隔離，但是在執(zhí)行診斷功能時(shí)存在著一些弊端，信息通信模塊和售后診斷儀在某一段時(shí)間內(nèi)會出現(xiàn)同時(shí)與控制器進(jìn)行診斷通信的場景，造成了遠(yuǎn)程診斷與本地診斷之間相互干擾，功能不能正常執(zhí)行。

1）沖突場景1：如圖2所示，售后診斷儀發(fā)起本地診斷請求進(jìn)入控制器擴(kuò)展診斷會話、通過安全訪問。此時(shí)信息通信模塊發(fā)起了診斷請求進(jìn)入控制器默認(rèn)會話，造成了控制器退出了擴(kuò)展診斷會話，使得售后診斷儀后續(xù)發(fā)起的特殊例程功能執(zhí)行失敗，控制器回復(fù)否定響應(yīng)7F（服務(wù)在當(dāng)前會話下不支持）。

2）沖突場景2：如圖3所示，信息通訊模塊發(fā)起遠(yuǎn)程診斷讀取控制器故障碼，控制器通過多幀傳輸響應(yīng)故障碼信息。此時(shí)售后診斷儀發(fā)起本地診斷請求，根據(jù)傳輸層協(xié)議（ISO 15765-2）的要求控制器繼續(xù)傳輸故障碼信息，不響應(yīng)售后診斷儀的請求，造成售后診斷儀通信失敗。

因此在不改變原有架構(gòu)的基礎(chǔ)上只有引入沖突協(xié)調(diào)機(jī)制，才能解決上述診斷功能沖突的問題。中央網(wǎng)關(guān)在此架構(gòu)中起到了協(xié)調(diào)診斷功能沖突的核心作用。

3.4 故障診斷沖突協(xié)調(diào)機(jī)制

（1）協(xié)調(diào)場景1：如圖4所示，信息通信模塊未開啟遠(yuǎn)程診斷，售后診斷儀正在執(zhí)行本地診斷通信。中央網(wǎng)關(guān)通過車內(nèi)總線發(fā)送信號告知信息通信模塊，售后診斷儀正在執(zhí)行診斷通信，此時(shí)不要開啟遠(yuǎn)程診斷通信。當(dāng)中央網(wǎng)關(guān)查詢到售后診斷儀在10秒之內(nèi)沒有執(zhí)行診斷通信，將會通過車內(nèi)總線發(fā)送信號告知信息通信模塊，售后診斷儀診斷通信結(jié)束，可以開啟遠(yuǎn)程診斷通信。

（2）協(xié)調(diào)場景2：如圖5所示，信息通信模塊在執(zhí)行遠(yuǎn)程診斷過程中，售后診斷儀開啟本地診斷通信。中央網(wǎng)關(guān)通過總線發(fā)送信號告知信息通信模塊，售后診斷儀正在開啟診斷通信，信息通信模塊需要在10秒內(nèi)結(jié)束本次遠(yuǎn)程診斷的操作，并且中央網(wǎng)關(guān)在10秒之內(nèi)不會路由售后診斷儀發(fā)送的診斷消息，以確保信息通信模塊在結(jié)束本次遠(yuǎn)程診斷之前不會被售后診斷儀的診斷消息干擾。10秒之后中央網(wǎng)關(guān)可以正常路由售后診斷儀發(fā)送的診斷消息，并按照場景1執(zhí)行后續(xù)的功能。

售后診斷儀需具備與控制器通訊連接不上后，多次嘗試連接的機(jī)制，并且多次嘗試連接的持續(xù)時(shí)間需大于10秒，這樣中央網(wǎng)關(guān)在恢復(fù)路由功能之后售后診斷儀即可與控制器正常通信。

4 結(jié)語

本文在分析了汽車故障診斷系統(tǒng)中通常使用的架構(gòu)方案，針對某些場景下出現(xiàn)的遠(yuǎn)程診斷與本地診斷之間相互干擾的情況，在不改變原有架構(gòu)方案的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了一種故障診斷沖突的協(xié)調(diào)機(jī)制，并簡要分析了該機(jī)制的功能實(shí)現(xiàn)，確保了售后維修人員在對車輛進(jìn)行本地診斷時(shí)不會被遠(yuǎn)程診斷干擾中斷。

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