汽车远程诊断云平台的设计方案与实现

2022-04-29余家运吴明林梁义珍孙自圆程登

计算机应用文摘 2022年15期

余家运吴明林梁义珍孙自圆程登

摘要：汽车远程诊断云平台的主要功能是通过互联网远程对整车各类控制器进行诊断和检测，其中包括对车机（T—ICE）、车身控制器（BCM）、网关（GW）、发动机控制模块（ECM）、仪表（IC）的检测。其可以最大限度满足车辆售后的故障定位、驾驶员的危险预警，以提高用户体验。基于此，文章介绍了汽车远程诊断的背景以及汽车远程诊断云平台解决方案。

关键词：远程诊断;互联网;汽车控制器

中图法分类号：U463文献标识码：A

Design scheme and implementation of automobile remotediagnosis cloud platform

YU Jiayun，WU Minglin，LIANG Yizhen，SUN Ziyuan，CHENG Deng （SAIC GM Wuling Automoblie Co.，Ltd.，Guangxi Laboratory of New Energy Automobile，Guangxi Key Laboratory of Automobile Four New Features，Liuzhou，Guangxi 545007，China）

Abstract：The main function of the automotive remote diagnosis cloud platform is to remotely diagnose and detect various controllers of the vehicle through the Internet， including the vehicle engine （T-ICE）， body controller （BCM），gateway （GW）， engine control module （ECM）， instrument （IC） detection. It can satisfy the fault location of after-sales vehicles and the danger warning of drivers to the greatest extent， so as to improve the user experience. Based on this，the article introduces the background of automotive remote diagnosis and the cloud platform solution for automotive remote diagnosis.

Key words： remote diagnosis， Internet，car controller

1引言

當汽车诊断遇见移动互联网，汽车远程诊断就诞生了。就传统观念而言，汽车诊断是根据某个诊断码做出判断和修复[1]。从未来的发展角度来看，汽车远程诊断将颠覆汽车售后市场，拉近用户、4S 店、厂家、云端、车端的距离，打造完整闭环（图1），为未来汽车制造商搭建智能化管理运营中心业务、拓展2B 生态对接服务创造无限可能。

从智能网联汽车的角度来看，对于汽车行业而言，智能、安全和用户体验是人们共同的追求。从智能角度而言，随着智能技术不断的普及和不断演进，需要通过远程诊断技术实时监测车辆故障及数据信息。从安全的角度来说，通过远程诊断的方式可提早发现车辆的安全隐患。从驾驶员的角度来说，远程诊断能更清楚地了解车辆的实时情况。汽车远程诊断技术是汽车诊断技术未来的发展方向。汽车远程诊断系统是汽车诊断技术和互联网的结合，通过互联网远程实现车辆故障诊断和修复，降低了车辆维修成本。

2技术背景

汽车行业传统的通用的诊断方式被称为“车载自动诊断系统”，其英文简称为“ OBD ”，是 On?Board Diagnostics 的缩写。传统诊断方式是在汽车运行的过程中，对车辆的电子元器件的工作情况进行不间断的监控，当其检测到故障时会根据特定的算法判断出具体的故障，然后把故障信息存储起来。同时，启动对应的故障运行模块功能，并且通过故障灯提醒车主—汽车部分元器件已经不能正常工作，需要到修理厂进行修理或更换。维修人员则可以利用汽车模块的自诊断功能调出相应故障码，以更快的速度对车辆故障进行定位和修复。

现代汽车电子控制单元（ ECU）都具有故障自诊断功能，在汽车运行中能够对各个传感器、执行器和连接线路进行不断的监测，它们共用汽车电子控制系统的信号输入电路。汽车行驶时，电子控制系统输入和输出信号的电压或者电流值都有一定的变化范围，当某一个信号超出了预设的范围值，并且这一现象在一定的时间内不会消失，故障自诊断系统便判断为这一个信号对应的电路或者元器件出现故障，并将这一故障以代码的形式存入内部存储器，同时点亮仪表盘上的故障指示灯。

远程诊断技术与传统诊断技术的主要区别在于使车辆制造商由被动诊断变为主动诊断，能够随时或者定期对车辆进行远程诊断，并远程修复故障（借助 OTA 技术）。

3架构设计

3.1架构设计图

远程诊断云平台框架如图2所示。

3.2云端

3.2.1诊断命令下发

云平台选择下发的诊断命令/序列/组合，在车载智能终端唤醒空闲的情况下下发到车端，车载智能终端执行下发的诊断命令/序列，首先是检查 OBD 情况，然后通过通过车载智能终端读取诊断命令需要的数据，最后向云平台返回命令执行结果、GPS、蓄电池电压等信息。

3.2.2诊断主动上报

车辆发生故障后，车载智能终端立即读取故障码、数据流、冻结帧等故障数据，并将故障数据信息上传至云平台。

3.3.3 CAN 报文/OBD 排放信息录制

在远程诊断云平台上选择 CAN 信号或者 OBD 信号列表，下发要录制的特定 CAN 报文和 OBD 排放指令到车载智能终端，如果车载智能终端处于休眠状态，则先进行唤醒，然后远程诊断云平台下发 CAN 报文和 OBD 信息读取指令到车载智能终端;车载智能终端执行录制 CAN 报文和 OBD 排放数据的命令，待执行完毕后将数据打包，同时附上此时的 GPS 信息、蓄电池电压信息一起打包上传至远程诊断云平台;远程诊断云平台收到数据包后进行存储并对数据进行解析。

4业务实现

4.1业务流程

远程诊断业务流程如图3所示。

4.2远程诊断云平台实现

远程诊断云平台拥有任务模块、ECU 管理模块、车辆模块、故障模块和权限模块。

4.2.1任务模块

任务模块分为车辆诊断模块、数据流模块、动作测试模块、ECU 信息模块、OBD 信息及 CAN 报文模块。

（1）车辆诊断模块用来主动诊断或者被动诊断车辆故障，用户可以直接从云平台下发诊断指令，选择相应的 ECU 模块，再触发任务。车云交互中首先会获取设备的信息进行身份校验，然后对车辆进行条件检查（如车辆的蓄电池电压、车速、挡位状态），防止在车辆诊断过程中出现不可控的事故，然后通过不同的 ECU 根据特定的指令进行组合，由云平台下发给车载智能终端进行指令的执行，车载智能终端执行完毕之后把记录文件上传至云平台进行解析和存储，诊断流程结束[2]。

（2）数据流模块用来记录车辆在某一段时间内一个或者多个车辆元器件的状态。用户可以选择不同的 ECU，每个 ECU 读取不同车辆元器件的状态，然后进行指令下发。车载智能终端将数据上传至云平台，云平台解析数据以后将读取到的车辆状态以图表形式展示出来。

（3）动作测试模块用来测试车辆的模块是否正常，可以根据不同的 ECU 选择不同的动作选项，生成不同的指令，然后下发给车载智能终端，车载智能终端根据不同的指令让车辆做出对应的动作，以判断车辆或者对应的 ECU 是否正常工作。

（4）ECU 信息模块用来读取车辆的 OBD 信息及 CAN 报文 ECU 版本信息。

（5）OBD 信息及 CAN 报文模块用来录制车辆的 OBD 信息及 CAN 报文信息，下发要录制的特定 CAN 报文指令到车载智能终端，如果车辆处于休眠状态，则唤醒车载智能终端，然后下发报文列表和 OBD 指令到车载智能终端，车载智能终端执行录制 CAN 报文和 OBD 排放数据的命令。待执行完毕，将数据打包，同时附上此时的 GPS 信息、蓄电池电压信息一起打包上传至远程诊断云平台，云平台收到数据包后进行存储并对数据进行解析。

4.2.2 ECU 管理模块

（1）ECU 信息：根据不同的车辆，展示当前车辆的 ECU 模块，用户根据不同的车型进行 DTC 列表以及 ECU 诊断数据的导入，后续任务模块的诊断数据由这些文件提供解析规则。

（2）ECU 类型：展示所有的 ECU 类型以及创建新类型的 ECU。

4.2.3车辆模块

车辆展示：可以根据不同的条件对车辆进行搜索、查看。

4.2.4故障模块

展示车辆的所有故障列表，可以根据不同的条件对车辆进行搜索、查看，点击详情信息可以看到对应故障码的缓存信息。

4.2.5供应商模块

展示 ECU 的供应商信息。

4.2.6权限模块

（1）部门模块用来新增部门或者对原来的部门进行修改，不同的部门对应不同的权限，防止权限混乱导致不必要的损失。

（2）用户模块用来为此系统创建新的操作用户。