汽車售后故障診斷應(yīng)用介紹

◆文/廣西 唐廣輝 易斌

(作者唐廣輝、易斌工作單位：上汽通用五菱汽車股份有限公司)

一、概述

現(xiàn)如今，人們對(duì)汽車綜合性能的要求越來(lái)越高，汽車工業(yè)不斷快速發(fā)展，汽車行業(yè)相關(guān)法規(guī)也日趨完善。為了滿足發(fā)展需求，將電子控制技術(shù)運(yùn)用到現(xiàn)代汽車工業(yè)中成了發(fā)展的必然趨勢(shì)。僅通過(guò)傳統(tǒng)的人工檢測(cè)與診斷方法來(lái)診斷汽車電子控制系統(tǒng)的故障已經(jīng)無(wú)法滿足汽車售后服務(wù)站的需求了。現(xiàn)代汽車的售后維修更講究質(zhì)量和效率，為了滿足消費(fèi)者對(duì)汽車性能的需求，在現(xiàn)代汽車工業(yè)中已經(jīng)大量運(yùn)用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)。但我國(guó)汽車售后服務(wù)市場(chǎng)維修人員的技術(shù)能力水平有限，因此迫切需要提高對(duì)汽車綜合性能進(jìn)行自動(dòng)智能化檢測(cè)與診斷的能力。汽車售后故障綜合性診斷的應(yīng)用需求就顯得愈加突出和必要，為了打破國(guó)外汽車廠商的技術(shù)壟斷，掌握汽車電子控制系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)，國(guó)內(nèi)許多研究機(jī)構(gòu)和汽車企業(yè)也聯(lián)合投入了大量的資源應(yīng)用于汽車故障診斷領(lǐng)域，推廣使用汽車售后故障診斷的應(yīng)用，從而達(dá)到降低汽車售后服務(wù)維修的難度和成本，提高汽車檢測(cè)診斷的自動(dòng)化程度的目的。因此汽車售后故障診斷的升級(jí)與應(yīng)用是必然趨勢(shì)，更具較高的商業(yè)價(jià)值。

二、汽車售后故障診斷協(xié)議

汽車售后故障診斷協(xié)議是基于汽車總線的協(xié)議，是汽車內(nèi)部導(dǎo)線采用總線控制的一種總線技術(shù)(K-Line、LIN 、CAN、FlexRay、MOST、以太網(wǎng)等)的協(xié)議。一般是統(tǒng)一的診斷服務(wù)UDS(Unified Diagnostic Services)，診斷協(xié)議ISO 15765和ISO 14229定義的一種汽車通用診斷協(xié)議，位于OSI模型中的應(yīng)用層，它可在不同的汽車總線(例如CAN， LIN， Flexray， Internet 和K-line)上實(shí)現(xiàn)。UDS協(xié)議的應(yīng)用層定義是ISO 14229-1，目前大部分汽車廠商均采用UDS on CAN的診斷協(xié)議。

ISO 14229-1也就是UDS協(xié)議僅對(duì)應(yīng)用層做出了定義，物理層有雙絞線和光纖供用戶選擇，數(shù)據(jù)鏈路層采用CAN總線的ISO 11898-1協(xié)議，針對(duì)Classical CAN僅有8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)場(chǎng)與應(yīng)用層可處理多幀數(shù)據(jù)的矛盾，ISO 15765-2對(duì)網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行了定義。CAN的8字節(jié)數(shù)據(jù)場(chǎng)會(huì)騰出一幀來(lái)表示網(wǎng)絡(luò)層的信息。圖1和圖2所示表格中最右一列是排放相關(guān)的協(xié)議，ISO 15031-5主要針對(duì)OBD協(xié)議，為法規(guī)強(qiáng)制要求車廠滿足的協(xié)議。

圖1 CAN總線協(xié)議

圖2 診斷應(yīng)用

三、汽車售后故障診斷數(shù)據(jù)模型

為滿足汽車售后故障診斷的業(yè)務(wù)需求，我們建立了診斷數(shù)據(jù)交互模型(圖3)，實(shí)現(xiàn)了診斷數(shù)據(jù)庫(kù)在車輛電控系統(tǒng)下線檢測(cè)、售后服務(wù)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)共享。

診斷通訊協(xié)議及診斷數(shù)據(jù)經(jīng)可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言特定格式定義后，形成ODX類型文件。該類型文件可自動(dòng)生成ECU診斷通信代碼，實(shí)現(xiàn)診斷通訊協(xié)議相關(guān)的診斷服務(wù)，同時(shí)外部車輛診斷工具利用該文件來(lái)測(cè)試與ECU之間的通訊，進(jìn)行診斷功能及一致性驗(yàn)證。當(dāng)所有功能都通過(guò)驗(yàn)證后，該ODX文件將被存儲(chǔ)到診斷數(shù)據(jù)庫(kù)中，從而實(shí)現(xiàn)診斷數(shù)據(jù)在生產(chǎn)檢測(cè)、售后服務(wù)部門的數(shù)據(jù)共享。

四、汽車售后故障診斷應(yīng)用邏輯

自診斷和車外診斷已成為新車出廠和故障維修必不可缺的技術(shù)手段。尤其是售后常用的車外診斷系統(tǒng)，已成為維修檢測(cè)人員與車輛信息交流的橋梁。汽車售后故障診斷應(yīng)用過(guò)程中，用標(biāo)準(zhǔn)的診斷連接線將通用型診斷接口設(shè)備VCI的一端通過(guò)車上的診斷接口與車載網(wǎng)絡(luò)相連，另一端通過(guò)藍(lán)牙或串口線與工控機(jī)(或筆記本電腦)相連，在診斷模式下，測(cè)試設(shè)備的應(yīng)用層通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向控制器發(fā)送詢問(wèn)請(qǐng)求報(bào)文，控制器端的應(yīng)用層回復(fù)應(yīng)答，從而實(shí)現(xiàn)診斷測(cè)試設(shè)備(客戶)與控制器(服務(wù)器)的通信，診斷應(yīng)用邏輯如圖4所示。這一人機(jī)交互系統(tǒng)除應(yīng)考慮直觀面向用戶的操作界面外，還應(yīng)關(guān)注其任務(wù)管理層、通信層以及來(lái)往信息間的沖突與時(shí)序管理。實(shí)現(xiàn)診斷數(shù)據(jù)交互連接，對(duì)整車進(jìn)行診斷應(yīng)用。

圖3 汽車售后診斷數(shù)據(jù)交互模型

圖4 診斷應(yīng)用邏輯

五、汽車售后故障診斷應(yīng)用案例

我們展示的汽車售后故障診斷應(yīng)用案例，主要有基礎(chǔ)診斷和高級(jí)診斷的功能。

基礎(chǔ)診斷主要是對(duì)整車中各個(gè)模塊進(jìn)行故障碼讀取、清除與凍結(jié)幀，讀取模塊實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行各個(gè)模塊功能動(dòng)作測(cè)試，以及讀取各個(gè)模塊相關(guān)信息(VIN號(hào)、軟件版本號(hào)、總成號(hào)、硬件號(hào)等)。

車輛識(shí)別完成后，可進(jìn)入基礎(chǔ)診斷界面(圖5)，對(duì)相應(yīng)模塊進(jìn)行基礎(chǔ)診斷功能操作。

基礎(chǔ)診斷功能可以對(duì)車輛的動(dòng)力、車身、底盤等模塊進(jìn)行診斷，掃描診斷后系統(tǒng)會(huì)顯示模塊的通訊狀態(tài)、故障碼等信息，應(yīng)用界面如圖6所示。診斷信息可以導(dǎo)出報(bào)表，生成診斷報(bào)告。

高級(jí)診斷主要是對(duì)整車中各個(gè)模塊進(jìn)行刷新、配置、標(biāo)定等高級(jí)功能的應(yīng)用。車輛識(shí)別完成后，可進(jìn)入高級(jí)診斷界面(圖7)，對(duì)相應(yīng)模塊進(jìn)行高級(jí)診斷功能操作。

圖5 基礎(chǔ)診斷界面

圖6 基礎(chǔ)診斷模塊應(yīng)用界面

圖7 高級(jí)診斷界面

通過(guò)對(duì)診斷硬件工具軟件、硬件的設(shè)計(jì)開發(fā)，很好的支持多款車型的診斷功能需求，軟件的分層設(shè)計(jì)思路加快設(shè)計(jì)開發(fā)進(jìn)度，硬件設(shè)計(jì)則通過(guò)完善的電路設(shè)計(jì)使得工具本身適應(yīng)更多的使用場(chǎng)景，為汽車售后工作帶來(lái)可以預(yù)見的便利。

六、結(jié)語(yǔ)

汽車售后故障診斷的應(yīng)用，有效減低了維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了售后服務(wù)質(zhì)量。作為監(jiān)測(cè)和定位汽車健康狀況的重要手段，售后故障診斷對(duì)延續(xù)汽車生命周期、提升售后服務(wù)滿意度具有不可替代的重要作用。因此，穩(wěn)健、高效的診斷系統(tǒng)大有可為。同時(shí)，隨著汽車電子化和車聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，售后診斷系統(tǒng)也在向集成化、數(shù)據(jù)化、智能化方向邁進(jìn)，其發(fā)展水平亦是汽車網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和ECU發(fā)展階段的一個(gè)縮影。