汽车电控模块诊断一体化平台及应用

韦婧婧

摘 要：为解决目前诊断数据库数据不一以及反复开发VCI系统问题，本文围绕诊断系统一体化平台的总体方案，设计且开发标准化的诊断数据库、VCI系统、离线诊断系统、一体化平台管理端，构建完善的汽车电控模块诊断一体化平台。经表明该平台以及方案的应用，VCI系统以及离线诊断系统问题得以解决。

关键词：汽车电控模块诊断;一体化平台;诊断数据库;VCI系统

0 引言

目前，车辆普遍使用电控技术设置离线系统，用于检测车辆下线、实时监测车辆运行、负责诊断及刷新电控模块的故障，但是由于汽车电控模块中各离线诊断系统独立运行，一方面导致诊断数据库需依靠诊断通信协议获取诊断数据，但却无法保证数据的一致性;另一方面VCI系统的非标准化设计致使出现不一的VCR系统，增加研发及维护成本。

1 诊断系统一体化平台的总体方案设计

（1）诊断系统一体化平台通用硬件。诊断系统一体化平台分为两部分，一是一体化平台通用硬件，二是一体化平台应用软件。首先一体化平台中的硬件，由笔记本电脑以及通用型诊断接口设备，即VCI诊断工具组合而成。VCI诊断工具具备物理层、数据链路层以及网络层功能，可以与车载网络实现物理连接，通过数据通信连接笔记本电脑和电子控制模块，或可重新编程电子控制模块。VCI诊断工具采用三种通信协议，分别为ISO9141、ISO14230-4（KWP2000）、ISO15765-4（CAN）。除此之外，独立性以及跨平台供应为VCI诊断工具所独有的功能特性，主要体现在一体化平台应用软件如需要增添新车型的诊断服务，在不改变诊断接口设备的基础上，只需要更新诊断数据库，便可实现诊断服务功能[1]。

（2）诊断系统一体化平台应用软件。一体化平台应用软件可满足车辆需要的诊断功能，所包含的系统为一体化平台管理系统、售后车辆故障诊断刷新系统、车辆综合性能自动检测系统。软件的开发和编写可借助 Windows开发平台以及Visual Basic编程语言，其中一体化平台应用软件采用Microsoft Access数据库，远程服务器采用Microsoft SQL Server 数据库。

2 诊断通信协议及诊断数据库

（1）诊断通信协议。诊断通信协议结构如下表所示，其主要参照国际标准协议制定OSI（Open System Interconnection，开放式系统互联）分层结构。诊断通信协议结构共分为七层，其中物理层负责离线诊断系统与电控模块的通信波特率;数据链路层负责诊断通信;网络层负责发送数据帧以及制定接收规章;会话层控制离线诊断系统、电控模块且制定两者之间的通信执行规则、诊断会话管理时间参数;应用层针对诊断功能单元及服务做相应制定[2]。

（2）诊断数据库。诊断数据库录入信息含车辆信息、通信参数、诊断服务、参数标识符、电控模块零部件描述等目录内容。诊断数据库数据来源于诊断通信协议，通过诊断工具的辅助，将XML格式文件导入诊断数据库。此外，数据库可为离线诊断系统提供车辆总线类型、总线波特率、诊断服务标识符、参数标识符、公式解析因子等所需的诊断信息。

3 VCI系统

VCI系统可实现电控模块和离线诊断系统之间的通信以及数据输送功能。通过SAE J2534标准协议开发VCI系统中的协议转换功能模块、主控单片机模块、USB、蓝牙、WIFI、3G通信模块等内容。与此同时，VCI系统软件组成为四大层：通信接口层、通信实现层、应用层和系统核心服务层。其中，通信接口层可访问物理通信接口;通信实现层作用于组包、封装及拆包报文数据工作;应用层可实现系统参数设置、通信设置、诊断参数设置、基于CAN总线的诊断协议等功能;最后，系统核心服务层可服务于VCI系统底层和硬件管理[3]。

4 离线诊断系统

离线诊断系统分为三大部分，一是电控模块下线检测系统、二是车辆智能终端平台，三是售后诊断及刷新系统。

第一，电控模块下线检测系统可改善由于不同开发供应商所导致的后期开发管理以及维护难度现象。电控模块下线检测系统可检测电控模块静态检测、电控模块

出厂信息刷写、传感器在线标定及学习等项目。具体检测流程为：首先，初始化系统配置信息以及VCI系统，车辆识别码匹配车型信息，VCI系统以及电控模块连接诊断数据库，并在其控制下交换信息获取检测结果传输至下线检测数据库。第二，车辆智能终端平台包括电控模块、VCI系统、车载智能终端、移动终端、终端应用、通信网络、云平台以及分析系统，具备车辆电控模块数据的服务，可实现与电控模块信息交互功能。第三，售后诊断及刷新系统基于PC/智能手机/PAD平台得以研发，硬件包括VCI系统、PC/智能手机/PAD。依靠Internet/3G网络，便可实现自动更新、远程协助诊断、电控模块售后刷新做障诊断及刷新报告上传等远程功能。此外，系统可实现的功能还含车型选择、故障码读取与清除、数据流读取、电控模块配置信息读取、动作测试、总线监听等功能，适用于多种不同场合故障诊断及刷新需求。

5 诊断一体化平台管理系统

诊断一体化平台管理系统组成为服务器、管理端两部分。其中服务器内不仅包含一体化平台中各系统提供数据的诊断数据库，还有线检测数据、车辆运行数据及售后诊断数据。该系统可实现的功能为：获取车型质量数据、质量信息（电控模块出厂信息刷写、电控模块静态检测、传感器在线标定及学习检测项）、台量数据、车辆线检测结果的分析查询处理等;诊断一体化平台管理系统与车辆智能终端平台连接，通过平台提供的数据实时跟踪车辆位置、運行状况;控制售后诊断及刷新系统，进行用户管理、刷新管理、统计与分析等功能。

6 汽车电控模块诊断一体化平台应用

为测试汽车电控模块诊断一体化平台，本文针对1.4 L排量的车辆发动机控制模块进行实车测试，测试步骤为：第一，开展诊断通讯协议到诊断数据库的转换测试;第二，下线车辆综合性能自动检测系统的测试，该车型下线检测整个过程仅用时2分钟，提高检测效率;第三，以线下售后服务站为试点，测试售后车辆故障诊断刷新系统中车辆故障诊断功能和电控模块刷新功能，选择正确的ECU的刷新文件（Hex文件），在不依靠人工的前提下静待一段时间完成刷新，减低维修人员的劳动强度，提高了售后服务质量;第四，进入诊断系统一体化平台管理系统，查询下线车辆检测结果和售后车辆诊断刷新记录信息、远程访问生产服务器和售后服务器，测试人员管理模块、检测工位管理模块等功能。经测试后，诊断系统一体化平台可保持系统数据一致性、无需重复开发VCI系统，因此可实际应用[4]。

7 结论

综上所述，本文所设计的汽车电控模块诊断一体化平台，包含诊断数据库、VCI系统以及离线诊断系统等。改善汽车离线诊断系统弊端，使各个系统拥有统一的诊断数据，综合管理下线检测数据、车辆运行数据、售后诊断及刷新数据，简化系统开发以及维护难度。

参考文献：

[1]蒋建春.基于诊断协议的车身ECU在线升级系统的设计[J].重庆邮电大学（自然科学版），2011，23（4）：464-468.

[2]胡杰，盛祥政，李洪飞，等.基于智能手机的汽车故障诊断系统的研究与开发[J].汽车技术，2011（9）：4-10.

[3]颜伏伍，王攀，胡杰，等.基于车载总线的PC式汽车故障诊断系统[J].武汉理工大学学报，2011，33（5）：758-762.

[4]曹伟，蔡伟义，姚嘉凌，等.基于PC机的汽车故障诊断系统研究[J].南京林业大学学报（自然科学版），2010，34（1）：113-116.