一種汽車故障診斷沖突的協調機制

王聰 張學超 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，電控系統復雜度逐漸提升，車輛遠程診斷技術在主機廠被廣泛應用，但是在某些場景下遠程診斷會與傳統的本地診斷之間產生沖突。基于以上問題，文章提出了一種解決沖突的協調機制，簡要分析了其功能實現，確保遠程診斷與本地診斷之間能夠正常協調執行。

關鍵詞：遠程診斷;本地診斷;中央網關

中圖分類號：U472.9 ?文獻標識碼：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發展不可缺少的重要領域之一。隨著汽車電子的廣泛應用，在提高汽車性能和智能化的同時，其復雜的控制系統使得汽車故障診斷變得越來越困難，傳統的維修方式已不能更好的解決地域、時間、效率等方面的問題。與此同時，基于因特網的汽車故障診斷技術蓬勃發展，其網絡化程度越來越高，隨著這些技術的應用，用戶可以實時掌握車輛信息，對于汽車的維修和保養具有重要的意義。

1 本地診斷

服務站維修人員通過使用外部診斷設備與車輛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、執行診斷操作，實現傳統的本地診斷功能。

2 遠程診斷

遠程診斷系統是利用安裝在車內與車輛總線相連接的信息通信模塊，通過執行車輛診斷命令，實時獲取車輛電子系統的各種數據，并通過無線通信手段（GSM/GPRS/3G/4G），將數據傳送回數據處理中心。在確定故障后數據處理中心通知車主，使車主提前獲知車輛故障信息，及時去服務站維修車輛。

3 系統架構方案設計

圖1是目前汽車故障診斷系統中通常使用的架構方案，整個系統是由中央網關、信息通信模塊和售后診斷儀組成。

3.1 中央網關

中央網關是汽車內部通信局域網的核心，通過中央網關將多種總線相互連接，實現不同總線系統之間的數據交換。

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總線網絡中，可用來存儲并上傳從車載網絡中采集的車輛狀態信息、實時數據，以及整車各控制器的診斷故障代碼到數據處理中心。

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備。當電子控制系統中的某一電路出現超過規定的信號時，該電路及相關的故障信息以故障代碼的形式存儲到控制器內部的存儲器中，維修人員可利用診斷儀來讀取故障碼，迅速查明發生故障的部位及原因，用于指導維修工作。

此架構方案滿足了車內網絡與外部的物理隔離，但是在執行診斷功能時存在著一些弊端，信息通信模塊和售后診斷儀在某一段時間內會出現同時與控制器進行診斷通信的場景，造成了遠程診斷與本地診斷之間相互干擾，功能不能正常執行。

1）沖突場景1：如圖2所示，售后診斷儀發起本地診斷請求進入控制器擴展診斷會話、通過安全訪問。此時信息通信模塊發起了診斷請求進入控制器默認會話，造成了控制器退出了擴展診斷會話，使得售后診斷儀后續發起的特殊例程功能執行失敗，控制器回復否定響應7F（服務在當前會話下不支持）。

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

因此在不改變原有架構的基礎上只有引入沖突協調機制，才能解決上述診斷功能沖突的問題。中央網關在此架構中起到了協調診斷功能沖突的核心作用。

3.4 故障診斷沖突協調機制

（1）協調場景1：如圖4所示，信息通信模塊未開啟遠程診斷，售后診斷儀正在執行本地診斷通信。中央網關通過車內總線發送信號告知信息通信模塊，售后診斷儀正在執行診斷通信，此時不要開啟遠程診斷通信。當中央網關查詢到售后診斷儀在10秒之內沒有執行診斷通信，將會通過車內總線發送信號告知信息通信模塊，售后診斷儀診斷通信結束，可以開啟遠程診斷通信。

（2）協調場景2：如圖5所示，信息通信模塊在執行遠程診斷過程中，售后診斷儀開啟本地診斷通信。中央網關通過總線發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秒內結束本次遠程診斷的操作，并且中央網關在10秒之內不會路由售后診斷儀發送的診斷消息，以確保信息通信模塊在結束本次遠程診斷之前不會被售后診斷儀的診斷消息干擾。10秒之后中央網關可以正常路由售后診斷儀發送的診斷消息，并按照場景1執行后續的功能。

售后診斷儀需具備與控制器通訊連接不上后，多次嘗試連接的機制，并且多次嘗試連接的持續時間需大于10秒，這樣中央網關在恢復路由功能之后售后診斷儀即可與控制器正常通信。

4 結語

本文在分析了汽車故障診斷系統中通常使用的架構方案，針對某些場景下出現的遠程診斷與本地診斷之間相互干擾的情況，在不改變原有架構方案的基礎上設計與實現了一種故障診斷沖突的協調機制，并簡要分析了該機制的功能實現，確保了售后維修人員在對車輛進行本地診斷時不會被遠程診斷干擾中斷。

參考文獻

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