汽車電控模塊診斷一體化平臺(tái)及應(yīng)用

韋婧婧

摘 要：為解決目前診斷數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)不一以及反復(fù)開發(fā)VCI系統(tǒng)問題，本文圍繞診斷系統(tǒng)一體化平臺(tái)的總體方案，設(shè)計(jì)且開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化的診斷數(shù)據(jù)庫、VCI系統(tǒng)、離線診斷系統(tǒng)、一體化平臺(tái)管理端，構(gòu)建完善的汽車電控模塊診斷一體化平臺(tái)。經(jīng)表明該平臺(tái)以及方案的應(yīng)用，VCI系統(tǒng)以及離線診斷系統(tǒng)問題得以解決。

關(guān)鍵詞：汽車電控模塊診斷;一體化平臺(tái);診斷數(shù)據(jù)庫;VCI系統(tǒng)

0 引言

目前，車輛普遍使用電控技術(shù)設(shè)置離線系統(tǒng)，用于檢測(cè)車輛下線、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛運(yùn)行、負(fù)責(zé)診斷及刷新電控模塊的故障，但是由于汽車電控模塊中各離線診斷系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，一方面導(dǎo)致診斷數(shù)據(jù)庫需依靠診斷通信協(xié)議獲取診斷數(shù)據(jù)，但卻無法保證數(shù)據(jù)的一致性;另一方面VCI系統(tǒng)的非標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)致使出現(xiàn)不一的VCR系統(tǒng)，增加研發(fā)及維護(hù)成本。

1 診斷系統(tǒng)一體化平臺(tái)的總體方案設(shè)計(jì)

（1）診斷系統(tǒng)一體化平臺(tái)通用硬件。診斷系統(tǒng)一體化平臺(tái)分為兩部分，一是一體化平臺(tái)通用硬件，二是一體化平臺(tái)應(yīng)用軟件。首先一體化平臺(tái)中的硬件，由筆記本電腦以及通用型診斷接口設(shè)備，即VCI診斷工具組合而成。VCI診斷工具具備物理層、數(shù)據(jù)鏈路層以及網(wǎng)絡(luò)層功能，可以與車載網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)物理連接，通過數(shù)據(jù)通信連接筆記本電腦和電子控制模塊，或可重新編程電子控制模塊。VCI診斷工具采用三種通信協(xié)議，分別為ISO9141、ISO14230-4（KWP2000）、ISO15765-4（CAN）。除此之外，獨(dú)立性以及跨平臺(tái)供應(yīng)為VCI診斷工具所獨(dú)有的功能特性，主要體現(xiàn)在一體化平臺(tái)應(yīng)用軟件如需要增添新車型的診斷服務(wù)，在不改變?cè)\斷接口設(shè)備的基礎(chǔ)上，只需要更新診斷數(shù)據(jù)庫，便可實(shí)現(xiàn)診斷服務(wù)功能[1]。

（2）診斷系統(tǒng)一體化平臺(tái)應(yīng)用軟件。一體化平臺(tái)應(yīng)用軟件可滿足車輛需要的診斷功能，所包含的系統(tǒng)為一體化平臺(tái)管理系統(tǒng)、售后車輛故障診斷刷新系統(tǒng)、車輛綜合性能自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。軟件的開發(fā)和編寫可借助 Windows開發(fā)平臺(tái)以及Visual Basic編程語言，其中一體化平臺(tái)應(yīng)用軟件采用Microsoft Access數(shù)據(jù)庫，遠(yuǎn)程服務(wù)器采用Microsoft SQL Server 數(shù)據(jù)庫。

2 診斷通信協(xié)議及診斷數(shù)據(jù)庫

（1）診斷通信協(xié)議。診斷通信協(xié)議結(jié)構(gòu)如下表所示，其主要參照國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議制定OSI（Open System Interconnection，開放式系統(tǒng)互聯(lián)）分層結(jié)構(gòu)。診斷通信協(xié)議結(jié)構(gòu)共分為七層，其中物理層負(fù)責(zé)離線診斷系統(tǒng)與電控模塊的通信波特率;數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)診斷通信;網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)幀以及制定接收規(guī)章;會(huì)話層控制離線診斷系統(tǒng)、電控模塊且制定兩者之間的通信執(zhí)行規(guī)則、診斷會(huì)話管理時(shí)間參數(shù);應(yīng)用層針對(duì)診斷功能單元及服務(wù)做相應(yīng)制定[2]。

（2）診斷數(shù)據(jù)庫。診斷數(shù)據(jù)庫錄入信息含車輛信息、通信參數(shù)、診斷服務(wù)、參數(shù)標(biāo)識(shí)符、電控模塊零部件描述等目錄內(nèi)容。診斷數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)來源于診斷通信協(xié)議，通過診斷工具的輔助，將XML格式文件導(dǎo)入診斷數(shù)據(jù)庫。此外，數(shù)據(jù)庫可為離線診斷系統(tǒng)提供車輛總線類型、總線波特率、診斷服務(wù)標(biāo)識(shí)符、參數(shù)標(biāo)識(shí)符、公式解析因子等所需的診斷信息。

3 VCI系統(tǒng)

VCI系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)電控模塊和離線診斷系統(tǒng)之間的通信以及數(shù)據(jù)輸送功能。通過SAE J2534標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議開發(fā)VCI系統(tǒng)中的協(xié)議轉(zhuǎn)換功能模塊、主控單片機(jī)模塊、USB、藍(lán)牙、WIFI、3G通信模塊等內(nèi)容。與此同時(shí)，VCI系統(tǒng)軟件組成為四大層：通信接口層、通信實(shí)現(xiàn)層、應(yīng)用層和系統(tǒng)核心服務(wù)層。其中，通信接口層可訪問物理通信接口;通信實(shí)現(xiàn)層作用于組包、封裝及拆包報(bào)文數(shù)據(jù)工作;應(yīng)用層可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、通信設(shè)置、診斷參數(shù)設(shè)置、基于CAN總線的診斷協(xié)議等功能;最后，系統(tǒng)核心服務(wù)層可服務(wù)于VCI系統(tǒng)底層和硬件管理[3]。

4 離線診斷系統(tǒng)

離線診斷系統(tǒng)分為三大部分，一是電控模塊下線檢測(cè)系統(tǒng)、二是車輛智能終端平臺(tái)，三是售后診斷及刷新系統(tǒng)。

第一，電控模塊下線檢測(cè)系統(tǒng)可改善由于不同開發(fā)供應(yīng)商所導(dǎo)致的后期開發(fā)管理以及維護(hù)難度現(xiàn)象。電控模塊下線檢測(cè)系統(tǒng)可檢測(cè)電控模塊靜態(tài)檢測(cè)、電控模塊

出廠信息刷寫、傳感器在線標(biāo)定及學(xué)習(xí)等項(xiàng)目。具體檢測(cè)流程為：首先，初始化系統(tǒng)配置信息以及VCI系統(tǒng)，車輛識(shí)別碼匹配車型信息，VCI系統(tǒng)以及電控模塊連接診斷數(shù)據(jù)庫，并在其控制下交換信息獲取檢測(cè)結(jié)果傳輸至下線檢測(cè)數(shù)據(jù)庫。第二，車輛智能終端平臺(tái)包括電控模塊、VCI系統(tǒng)、車載智能終端、移動(dòng)終端、終端應(yīng)用、通信網(wǎng)絡(luò)、云平臺(tái)以及分析系統(tǒng)，具備車輛電控模塊數(shù)據(jù)的服務(wù)，可實(shí)現(xiàn)與電控模塊信息交互功能。第三，售后診斷及刷新系統(tǒng)基于PC/智能手機(jī)/PAD平臺(tái)得以研發(fā)，硬件包括VCI系統(tǒng)、PC/智能手機(jī)/PAD。依靠Internet/3G網(wǎng)絡(luò)，便可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更新、遠(yuǎn)程協(xié)助診斷、電控模塊售后刷新做障診斷及刷新報(bào)告上傳等遠(yuǎn)程功能。此外，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的功能還含車型選擇、故障碼讀取與清除、數(shù)據(jù)流讀取、電控模塊配置信息讀取、動(dòng)作測(cè)試、總線監(jiān)聽等功能，適用于多種不同場(chǎng)合故障診斷及刷新需求。

5 診斷一體化平臺(tái)管理系統(tǒng)

診斷一體化平臺(tái)管理系統(tǒng)組成為服務(wù)器、管理端兩部分。其中服務(wù)器內(nèi)不僅包含一體化平臺(tái)中各系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)的診斷數(shù)據(jù)庫，還有線檢測(cè)數(shù)據(jù)、車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)及售后診斷數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的功能為：獲取車型質(zhì)量數(shù)據(jù)、質(zhì)量信息（電控模塊出廠信息刷寫、電控模塊靜態(tài)檢測(cè)、傳感器在線標(biāo)定及學(xué)習(xí)檢測(cè)項(xiàng)）、臺(tái)量數(shù)據(jù)、車輛線檢測(cè)結(jié)果的分析查詢處理等;診斷一體化平臺(tái)管理系統(tǒng)與車輛智能終端平臺(tái)連接，通過平臺(tái)提供的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)跟蹤車輛位置、運(yùn)行狀況;控制售后診斷及刷新系統(tǒng)，進(jìn)行用戶管理、刷新管理、統(tǒng)計(jì)與分析等功能。

6 汽車電控模塊診斷一體化平臺(tái)應(yīng)用

為測(cè)試汽車電控模塊診斷一體化平臺(tái)，本文針對(duì)1.4 L排量的車輛發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊進(jìn)行實(shí)車測(cè)試，測(cè)試步驟為：第一，開展診斷通訊協(xié)議到診斷數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)換測(cè)試;第二，下線車輛綜合性能自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)試，該車型下線檢測(cè)整個(gè)過程僅用時(shí)2分鐘，提高檢測(cè)效率;第三，以線下售后服務(wù)站為試點(diǎn)，測(cè)試售后車輛故障診斷刷新系統(tǒng)中車輛故障診斷功能和電控模塊刷新功能，選擇正確的ECU的刷新文件（Hex文件），在不依靠人工的前提下靜待一段時(shí)間完成刷新，減低維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了售后服務(wù)質(zhì)量;第四，進(jìn)入診斷系統(tǒng)一體化平臺(tái)管理系統(tǒng)，查詢下線車輛檢測(cè)結(jié)果和售后車輛診斷刷新記錄信息、遠(yuǎn)程訪問生產(chǎn)服務(wù)器和售后服務(wù)器，測(cè)試人員管理模塊、檢測(cè)工位管理模塊等功能。經(jīng)測(cè)試后，診斷系統(tǒng)一體化平臺(tái)可保持系統(tǒng)數(shù)據(jù)一致性、無需重復(fù)開發(fā)VCI系統(tǒng)，因此可實(shí)際應(yīng)用[4]。

7 結(jié)論

綜上所述，本文所設(shè)計(jì)的汽車電控模塊診斷一體化平臺(tái)，包含診斷數(shù)據(jù)庫、VCI系統(tǒng)以及離線診斷系統(tǒng)等。改善汽車離線診斷系統(tǒng)弊端，使各個(gè)系統(tǒng)擁有統(tǒng)一的診斷數(shù)據(jù)，綜合管理下線檢測(cè)數(shù)據(jù)、車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)、售后診斷及刷新數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)化系統(tǒng)開發(fā)以及維護(hù)難度。

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