汽車售后故障診斷應用介紹

◆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

現如今，人們對汽車綜合性能的要求越來越高，汽車工業不斷快速發展，汽車行業相關法規也日趨完善。為了滿足發展需求，將電子控制技術運用到現代汽車工業中成了發展的必然趨勢。僅通過傳統的人工檢測與診斷方法來診斷汽車電子控制系統的故障已經無法滿足汽車售后服務站的需求了。現代汽車的售后維修更講究質量和效率，為了滿足消費者對汽車性能的需求，在現代汽車工業中已經大量運用電子計算機技術。但我國汽車售后服務市場維修人員的技術能力水平有限，因此迫切需要提高對汽車綜合性能進行自動智能化檢測與診斷的能力。汽車售后故障綜合性診斷的應用需求就顯得愈加突出和必要，為了打破國外汽車廠商的技術壟斷，掌握汽車電子控制系統的故障診斷技術，國內許多研究機構和汽車企業也聯合投入了大量的資源應用于汽車故障診斷領域，推廣使用汽車售后故障診斷的應用，從而達到降低汽車售后服務維修的難度和成本，提高汽車檢測診斷的自動化程度的目的。因此汽車售后故障診斷的升級與應用是必然趨勢，更具較高的商業價值。

二、汽車售后故障診斷協議

汽車售后故障診斷協議是基于汽車總線的協議，是汽車內部導線采用總線控制的一種總線技術(K-Line、LIN 、CAN、FlexRay、MOST、以太網等)的協議。一般是統一的診斷服務UDS(Unified Diagnostic Services)，診斷協議ISO 15765和ISO 14229定義的一種汽車通用診斷協議，位于OSI模型中的應用層，它可在不同的汽車總線(例如CAN， LIN， Flexray， Internet 和K-line)上實現。UDS協議的應用層定義是ISO 14229-1，目前大部分汽車廠商均采用UDS on CAN的診斷協議。

ISO 14229-1也就是UDS協議僅對應用層做出了定義，物理層有雙絞線和光纖供用戶選擇，數據鏈路層采用CAN總線的ISO 11898-1協議，針對Classical CAN僅有8個字節的數據場與應用層可處理多幀數據的矛盾，ISO 15765-2對網絡層進行了定義。CAN的8字節數據場會騰出一幀來表示網絡層的信息。圖1和圖2所示表格中最右一列是排放相關的協議，ISO 15031-5主要針對OBD協議，為法規強制要求車廠滿足的協議。

圖1 CAN總線協議

圖2 診斷應用

三、汽車售后故障診斷數據模型

為滿足汽車售后故障診斷的業務需求，我們建立了診斷數據交互模型(圖3)，實現了診斷數據庫在車輛電控系統下線檢測、售后服務環節的數據共享。

診斷通訊協議及診斷數據經可擴展標記語言特定格式定義后，形成ODX類型文件。該類型文件可自動生成ECU診斷通信代碼，實現診斷通訊協議相關的診斷服務，同時外部車輛診斷工具利用該文件來測試與ECU之間的通訊，進行診斷功能及一致性驗證。當所有功能都通過驗證后，該ODX文件將被存儲到診斷數據庫中，從而實現診斷數據在生產檢測、售后服務部門的數據共享。

四、汽車售后故障診斷應用邏輯

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手段。尤其是售后常用的車外診斷系統，已成為維修檢測人員與車輛信息交流的橋梁。汽車售后故障診斷應用過程中，用標準的診斷連接線將通用型診斷接口設備VCI的一端通過車上的診斷接口與車載網絡相連，另一端通過藍牙或串口線與工控機(或筆記本電腦)相連，在診斷模式下，測試設備的應用層通過網絡向控制器發送詢問請求報文，控制器端的應用層回復應答，從而實現診斷測試設備(客戶)與控制器(服務器)的通信，診斷應用邏輯如圖4所示。這一人機交互系統除應考慮直觀面向用戶的操作界面外，還應關注其任務管理層、通信層以及來往信息間的沖突與時序管理。實現診斷數據交互連接，對整車進行診斷應用。

圖3 汽車售后診斷數據交互模型

圖4 診斷應用邏輯

五、汽車售后故障診斷應用案例

我們展示的汽車售后故障診斷應用案例，主要有基礎診斷和高級診斷的功能。

基礎診斷主要是對整車中各個模塊進行故障碼讀取、清除與凍結幀，讀取模塊實時顯示數據信息，進行各個模塊功能動作測試，以及讀取各個模塊相關信息(VIN號、軟件版本號、總成號、硬件號等)。

車輛識別完成后，可進入基礎診斷界面(圖5)，對相應模塊進行基礎診斷功能操作。

基礎診斷功能可以對車輛的動力、車身、底盤等模塊進行診斷，掃描診斷后系統會顯示模塊的通訊狀態、故障碼等信息，應用界面如圖6所示。診斷信息可以導出報表，生成診斷報告。

高級診斷主要是對整車中各個模塊進行刷新、配置、標定等高級功能的應用。車輛識別完成后，可進入高級診斷界面(圖7)，對相應模塊進行高級診斷功能操作。

圖5 基礎診斷界面

圖6 基礎診斷模塊應用界面

圖7 高級診斷界面

通過對診斷硬件工具軟件、硬件的設計開發，很好的支持多款車型的診斷功能需求，軟件的分層設計思路加快設計開發進度，硬件設計則通過完善的電路設計使得工具本身適應更多的使用場景，為汽車售后工作帶來可以預見的便利。

六、結語

汽車售后故障診斷的應用，有效減低了維修人員的勞動強度，提高了售后服務質量。作為監測和定位汽車健康狀況的重要手段，售后故障診斷對延續汽車生命周期、提升售后服務滿意度具有不可替代的重要作用。因此，穩健、高效的診斷系統大有可為。同時，隨著汽車電子化和車聯網的快速發展，售后診斷系統也在向集成化、數據化、智能化方向邁進，其發展水平亦是汽車網絡協議和ECU發展階段的一個縮影。