汽车售后故障诊断应用介绍

◆文/广西 唐广辉 易斌

(作者唐广辉、易斌工作单位：上汽通用五菱汽车股份有限公司)

一、概述

现如今，人们对汽车综合性能的要求越来越高，汽车工业不断快速发展，汽车行业相关法规也日趋完善。为了满足发展需求，将电子控制技术运用到现代汽车工业中成了发展的必然趋势。仅通过传统的人工检测与诊断方法来诊断汽车电子控制系统的故障已经无法满足汽车售后服务站的需求了。现代汽车的售后维修更讲究质量和效率，为了满足消费者对汽车性能的需求，在现代汽车工业中已经大量运用电子计算机技术。但我国汽车售后服务市场维修人员的技术能力水平有限，因此迫切需要提高对汽车综合性能进行自动智能化检测与诊断的能力。汽车售后故障综合性诊断的应用需求就显得愈加突出和必要，为了打破国外汽车厂商的技术垄断，掌握汽车电子控制系统的故障诊断技术，国内许多研究机构和汽车企业也联合投入了大量的资源应用于汽车故障诊断领域，推广使用汽车售后故障诊断的应用，从而达到降低汽车售后服务维修的难度和成本，提高汽车检测诊断的自动化程度的目的。因此汽车售后故障诊断的升级与应用是必然趋势，更具较高的商业价值。

二、汽车售后故障诊断协议

汽车售后故障诊断协议是基于汽车总线的协议，是汽车内部导线采用总线控制的一种总线技术(K-Line、LIN 、CAN、FlexRay、MOST、以太网等)的协议。一般是统一的诊断服务UDS(Unified Diagnostic Services)，诊断协议ISO 15765和ISO 14229定义的一种汽车通用诊断协议，位于OSI模型中的应用层，它可在不同的汽车总线(例如CAN， LIN， Flexray， Internet 和K-line)上实现。UDS协议的应用层定义是ISO 14229-1，目前大部分汽车厂商均采用UDS on CAN的诊断协议。

ISO 14229-1也就是UDS协议仅对应用层做出了定义，物理层有双绞线和光纤供用户选择，数据链路层采用CAN总线的ISO 11898-1协议，针对Classical CAN仅有8个字节的数据场与应用层可处理多帧数据的矛盾，ISO 15765-2对网络层进行了定义。CAN的8字节数据场会腾出一帧来表示网络层的信息。图1和图2所示表格中最右一列是排放相关的协议，ISO 15031-5主要针对OBD协议，为法规强制要求车厂满足的协议。

图1 CAN总线协议

图2 诊断应用

三、汽车售后故障诊断数据模型

为满足汽车售后故障诊断的业务需求，我们建立了诊断数据交互模型(图3)，实现了诊断数据库在车辆电控系统下线检测、售后服务环节的数据共享。

诊断通讯协议及诊断数据经可扩展标记语言特定格式定义后，形成ODX类型文件。该类型文件可自动生成ECU诊断通信代码，实现诊断通讯协议相关的诊断服务，同时外部车辆诊断工具利用该文件来测试与ECU之间的通讯，进行诊断功能及一致性验证。当所有功能都通过验证后，该ODX文件将被存储到诊断数据库中，从而实现诊断数据在生产检测、售后服务部门的数据共享。

四、汽车售后故障诊断应用逻辑

自诊断和车外诊断已成为新车出厂和故障维修必不可缺的技术手段。尤其是售后常用的车外诊断系统，已成为维修检测人员与车辆信息交流的桥梁。汽车售后故障诊断应用过程中，用标准的诊断连接线将通用型诊断接口设备VCI的一端通过车上的诊断接口与车载网络相连，另一端通过蓝牙或串口线与工控机(或笔记本电脑)相连，在诊断模式下，测试设备的应用层通过网络向控制器发送询问请求报文，控制器端的应用层回复应答，从而实现诊断测试设备(客户)与控制器(服务器)的通信，诊断应用逻辑如图4所示。这一人机交互系统除应考虑直观面向用户的操作界面外，还应关注其任务管理层、通信层以及来往信息间的冲突与时序管理。实现诊断数据交互连接，对整车进行诊断应用。

图3 汽车售后诊断数据交互模型

图4 诊断应用逻辑

五、汽车售后故障诊断应用案例

我们展示的汽车售后故障诊断应用案例，主要有基础诊断和高级诊断的功能。

基础诊断主要是对整车中各个模块进行故障码读取、清除与冻结帧，读取模块实时显示数据信息，进行各个模块功能动作测试，以及读取各个模块相关信息(VIN号、软件版本号、总成号、硬件号等)。

车辆识别完成后，可进入基础诊断界面(图5)，对相应模块进行基础诊断功能操作。

基础诊断功能可以对车辆的动力、车身、底盘等模块进行诊断，扫描诊断后系统会显示模块的通讯状态、故障码等信息，应用界面如图6所示。诊断信息可以导出报表，生成诊断报告。

高级诊断主要是对整车中各个模块进行刷新、配置、标定等高级功能的应用。车辆识别完成后，可进入高级诊断界面(图7)，对相应模块进行高级诊断功能操作。

图5 基础诊断界面

图6 基础诊断模块应用界面

图7 高级诊断界面

通过对诊断硬件工具软件、硬件的设计开发，很好的支持多款车型的诊断功能需求，软件的分层设计思路加快设计开发进度，硬件设计则通过完善的电路设计使得工具本身适应更多的使用场景，为汽车售后工作带来可以预见的便利。

六、结语

汽车售后故障诊断的应用，有效减低了维修人员的劳动强度，提高了售后服务质量。作为监测和定位汽车健康状况的重要手段，售后故障诊断对延续汽车生命周期、提升售后服务满意度具有不可替代的重要作用。因此，稳健、高效的诊断系统大有可为。同时，随着汽车电子化和车联网的快速发展，售后诊断系统也在向集成化、数据化、智能化方向迈进，其发展水平亦是汽车网络协议和ECU发展阶段的一个缩影。