汽車電控模塊診斷一體化平臺及應用

韋婧婧

摘 要：為解決目前診斷數據庫數據不一以及反復開發VCI系統問題，本文圍繞診斷系統一體化平臺的總體方案，設計且開發標準化的診斷數據庫、VCI系統、離線診斷系統、一體化平臺管理端，構建完善的汽車電控模塊診斷一體化平臺。經表明該平臺以及方案的應用，VCI系統以及離線診斷系統問題得以解決。

關鍵詞：汽車電控模塊診斷;一體化平臺;診斷數據庫;VCI系統

0 引言

目前，車輛普遍使用電控技術設置離線系統，用于檢測車輛下線、實時監測車輛運行、負責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獨立運行，一方面導致診斷數據庫需依靠診斷通信協議獲取診斷數據，但卻無法保證數據的一致性;另一方面VCI系統的非標準化設計致使出現不一的VCR系統，增加研發及維護成本。

1 診斷系統一體化平臺的總體方案設計

（1）診斷系統一體化平臺通用硬件。診斷系統一體化平臺分為兩部分，一是一體化平臺通用硬件，二是一體化平臺應用軟件。首先一體化平臺中的硬件，由筆記本電腦以及通用型診斷接口設備，即VCI診斷工具組合而成。VCI診斷工具具備物理層、數據鏈路層以及網絡層功能，可以與車載網絡實現物理連接，通過數據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議，分別為ISO9141、ISO14230-4（KWP2000）、ISO15765-4（CAN）。除此之外，獨立性以及跨平臺供應為VCI診斷工具所獨有的功能特性，主要體現在一體化平臺應用軟件如需要增添新車型的診斷服務，在不改變診斷接口設備的基礎上，只需要更新診斷數據庫，便可實現診斷服務功能[1]。

（2）診斷系統一體化平臺應用軟件。一體化平臺應用軟件可滿足車輛需要的診斷功能，所包含的系統為一體化平臺管理系統、售后車輛故障診斷刷新系統、車輛綜合性能自動檢測系統。軟件的開發和編寫可借助 Windows開發平臺以及Visual Basic編程語言，其中一體化平臺應用軟件采用Microsoft Access數據庫，遠程服務器采用Microsoft SQL Server 數據庫。

2 診斷通信協議及診斷數據庫

（1）診斷通信協議。診斷通信協議結構如下表所示，其主要參照國際標準協議制定OSI（Open System Interconnection，開放式系統互聯）分層結構。診斷通信協議結構共分為七層，其中物理層負責離線診斷系統與電控模塊的通信波特率;數據鏈路層負責診斷通信;網絡層負責發送數據幀以及制定接收規章;會話層控制離線診斷系統、電控模塊且制定兩者之間的通信執行規則、診斷會話管理時間參數;應用層針對診斷功能單元及服務做相應制定[2]。

（2）診斷數據庫。診斷數據庫錄入信息含車輛信息、通信參數、診斷服務、參數標識符、電控模塊零部件描述等目錄內容。診斷數據庫數據來源于診斷通信協議，通過診斷工具的輔助，將XML格式文件導入診斷數據庫。此外，數據庫可為離線診斷系統提供車輛總線類型、總線波特率、診斷服務標識符、參數標識符、公式解析因子等所需的診斷信息。

3 VCI系統

VCI系統可實現電控模塊和離線診斷系統之間的通信以及數據輸送功能。通過SAE J2534標準協議開發VCI系統中的協議轉換功能模塊、主控單片機模塊、USB、藍牙、WIFI、3G通信模塊等內容。與此同時，VCI系統軟件組成為四大層：通信接口層、通信實現層、應用層和系統核心服務層。其中，通信接口層可訪問物理通信接口;通信實現層作用于組包、封裝及拆包報文數據工作;應用層可實現系統參數設置、通信設置、診斷參數設置、基于CAN總線的診斷協議等功能;最后，系統核心服務層可服務于VCI系統底層和硬件管理[3]。

4 離線診斷系統

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

第一，電控模塊下線檢測系統可改善由于不同開發供應商所導致的后期開發管理以及維護難度現象。電控模塊下線檢測系統可檢測電控模塊靜態檢測、電控模塊

出廠信息刷寫、傳感器在線標定及學習等項目。具體檢測流程為：首先，初始化系統配置信息以及VCI系統，車輛識別碼匹配車型信息，VCI系統以及電控模塊連接診斷數據庫，并在其控制下交換信息獲取檢測結果傳輸至下線檢測數據庫。第二，車輛智能終端平臺包括電控模塊、VCI系統、車載智能終端、移動終端、終端應用、通信網絡、云平臺以及分析系統，具備車輛電控模塊數據的服務，可實現與電控模塊信息交互功能。第三，售后診斷及刷新系統基于PC/智能手機/PAD平臺得以研發，硬件包括VCI系統、PC/智能手機/PAD。依靠Internet/3G網絡，便可實現自動更新、遠程協助診斷、電控模塊售后刷新做障診斷及刷新報告上傳等遠程功能。此外，系統可實現的功能還含車型選擇、故障碼讀取與清除、數據流讀取、電控模塊配置信息讀取、動作測試、總線監聽等功能，適用于多種不同場合故障診斷及刷新需求。

5 診斷一體化平臺管理系統

診斷一體化平臺管理系統組成為服務器、管理端兩部分。其中服務器內不僅包含一體化平臺中各系統提供數據的診斷數據庫，還有線檢測數據、車輛運行數據及售后診斷數據。該系統可實現的功能為：獲取車型質量數據、質量信息（電控模塊出廠信息刷寫、電控模塊靜態檢測、傳感器在線標定及學習檢測項）、臺量數據、車輛線檢測結果的分析查詢處理等;診斷一體化平臺管理系統與車輛智能終端平臺連接，通過平臺提供的數據實時跟蹤車輛位置、運行狀況;控制售后診斷及刷新系統，進行用戶管理、刷新管理、統計與分析等功能。

6 汽車電控模塊診斷一體化平臺應用

為測試汽車電控模塊診斷一體化平臺，本文針對1.4 L排量的車輛發動機控制模塊進行實車測試，測試步驟為：第一，開展診斷通訊協議到診斷數據庫的轉換測試;第二，下線車輛綜合性能自動檢測系統的測試，該車型下線檢測整個過程僅用時2分鐘，提高檢測效率;第三，以線下售后服務站為試點，測試售后車輛故障診斷刷新系統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間完成刷新，減低維修人員的勞動強度，提高了售后服務質量;第四，進入診斷系統一體化平臺管理系統，查詢下線車輛檢測結果和售后車輛診斷刷新記錄信息、遠程訪問生產服務器和售后服務器，測試人員管理模塊、檢測工位管理模塊等功能。經測試后，診斷系統一體化平臺可保持系統數據一致性、無需重復開發VCI系統，因此可實際應用[4]。

7 結論

綜上所述，本文所設計的汽車電控模塊診斷一體化平臺，包含診斷數據庫、VCI系統以及離線診斷系統等。改善汽車離線診斷系統弊端，使各個系統擁有統一的診斷數據，綜合管理下線檢測數據、車輛運行數據、售后診斷及刷新數據，簡化系統開發以及維護難度。

參考文獻：

[1]蔣建春.基于診斷協議的車身ECU在線升級系統的設計[J].重慶郵電大學（自然科學版），2011，23（4）：464-468.

[2]胡杰，盛祥政，李洪飛，等.基于智能手機的汽車故障診斷系統的研究與開發[J].汽車技術，2011（9）：4-10.

[3]顏伏伍，王攀，胡杰，等.基于車載總線的PC式汽車故障診斷系統[J].武漢理工大學學報，2011，33（5）：758-762.

[4]曹偉，蔡偉義，姚嘉凌，等.基于PC機的汽車故障診斷系統研究[J].南京林業大學學報（自然科學版），2010，34（1）：113-116.