張俊江，赫玉亭

（長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司技術(shù)中心河北省汽車(chē)工程技術(shù)研究中心，河北 保定 071000）

基于哈弗H8CAN總線的診斷方法以及故障查詢控制器的分析

張俊江，赫玉亭

（長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司技術(shù)中心河北省汽車(chē)工程技術(shù)研究中心，河北 保定 071000）

基于哈弗H8車(chē)型CAN總線汽車(chē)故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，依據(jù)一種新型診斷方法和故障查詢控制器聯(lián)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)整車(chē)故障的查詢。同時(shí)對(duì)汽車(chē)診斷技術(shù)的現(xiàn)狀、整車(chē)診斷系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步說(shuō)明。

CAN總線；診斷方法；故障查詢控制器

隨著汽車(chē)電控單元數(shù)量的增多、信息量的增加，汽車(chē)總線的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，汽車(chē)總線的診斷也越來(lái)越受到汽車(chē)維修人員的重視。本文基于長(zhǎng)城哈弗H8的整車(chē)診斷系統(tǒng)方法，對(duì)其診斷思路進(jìn)行分析，為相關(guān)維修、測(cè)試及設(shè)計(jì)人員提供參考。

1 汽車(chē)診斷技術(shù)的現(xiàn)狀

1.1 目前常用的故障診斷方法

基于車(chē)載自診斷系統(tǒng)（On－Board Diagnostics，OBD），以車(chē)載網(wǎng)絡(luò)為媒介，通過(guò)診斷儀來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)診斷，是目前汽車(chē)診斷的主流途徑。手持式診斷儀由于其便攜性、實(shí)用性等優(yōu)勢(shì)，曾是汽車(chē)診斷的主流選擇。診斷儀發(fā)送診斷命令可以讀取整車(chē)各個(gè)ECU的故障，主流診斷協(xié)議為ISO 14229-1即UDS。此種實(shí)現(xiàn)方式結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)

雖然上述診斷方法和設(shè)備能完成故障查詢的任務(wù)，但是它缺乏實(shí)時(shí)性與簡(jiǎn)便性。上述策略在故障產(chǎn)生后只能去汽車(chē)廠家專業(yè)的4S店，使用診斷儀器通過(guò)診斷命令來(lái)讀取查詢，無(wú)法實(shí)現(xiàn)顧客了解的實(shí)時(shí)性。

2 整車(chē)診斷系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.1 整車(chē)診斷思路

將診斷儀查詢故障的部分功能重新開(kāi)發(fā)為故障查詢控制器掛接在車(chē)載網(wǎng)絡(luò)中，與汽車(chē)內(nèi)部的ECU一起組網(wǎng)，汽車(chē)內(nèi)部的CD面板等可控制并將診斷故障通過(guò)汽車(chē)CAN總線實(shí)現(xiàn)相互傳輸和顯示。駕駛者通過(guò)點(diǎn)擊顯示面板的各個(gè)系統(tǒng)查詢相應(yīng)的故障并顯示，當(dāng)點(diǎn)擊面板時(shí)，查詢命令會(huì)相應(yīng)地調(diào)取故障查詢控制器內(nèi)部存儲(chǔ)的故障代碼，且故障查詢控制器接收各個(gè)ECU周期性發(fā)送診斷命令并將其故障碼存儲(chǔ)。這樣可方便顧客及時(shí)了解所駕駛車(chē)輛的狀態(tài)，對(duì)車(chē)輛能夠做到自行診斷，知道故障嚴(yán)重度，以便去4S店維修。并且在維修過(guò)程中，能有效防止由于對(duì)故障不明而產(chǎn)生的被宰客的現(xiàn)象。同時(shí)也增強(qiáng)車(chē)輛科技感，增加顧客乘車(chē)感和滿意度。

2.2 診斷實(shí)現(xiàn)過(guò)程

2.2.1 故障查詢的專有名詞

2.2.1.1 顯示面板

有整車(chē)各個(gè)系統(tǒng)的查詢菜單，比如娛樂(lè)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、車(chē)身系統(tǒng)等，且此查詢菜單為觸屏。面板上還有各個(gè)系統(tǒng)故障的顯示系統(tǒng)，當(dāng)點(diǎn)擊某個(gè)查詢菜單時(shí)會(huì)發(fā)出相應(yīng)的查詢命令到CAN總線網(wǎng)絡(luò)上，然后接收到故障查詢控制器發(fā)送的故障描述以便顯示故障。顯示面板上的查詢菜單結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

2.2.1.2 查詢命令

在汽車(chē)娛樂(lè)系統(tǒng)的顯示面板（比如CD觸屏面板）上有整車(chē)各個(gè)系統(tǒng)（比如娛樂(lè)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、車(chē)身系統(tǒng)等）的查詢菜單，當(dāng)乘客觀察到儀表板上某個(gè)系統(tǒng)的指示燈點(diǎn)亮后，會(huì)點(diǎn)擊顯示面板上相應(yīng)的查詢菜單，此時(shí)顯示面板會(huì)相應(yīng)發(fā)出一個(gè)事件性命令，稱為查詢命令。此查詢命令長(zhǎng)度為8個(gè)字節(jié)，僅僅用第1個(gè)字節(jié)，稱為查詢字節(jié)。查詢字節(jié)不同的數(shù)字代表不同的系統(tǒng)，比如01代表發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，后7個(gè)字節(jié)每個(gè)字節(jié)填充為00。

2.2.1.3 診斷命令

整個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)控制器（比如娛樂(lè)系統(tǒng)控制器、車(chē)身控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器等）都周期性發(fā)送一個(gè)自身狀態(tài)的命令，稱為診斷命令。此診斷命令為周期性命令，周期為2s，命令長(zhǎng)度為8個(gè)字節(jié)，這8個(gè)字節(jié)包括2個(gè)ISO 14229-1格式的故障碼，前4個(gè)字節(jié)為一個(gè)故障碼，后4個(gè)字節(jié)為一個(gè)故障碼。這2個(gè)故障碼為當(dāng)前故障，但是如果自身狀態(tài)無(wú)故障，則8個(gè)字節(jié)每個(gè)字節(jié)填充為00；如果有一個(gè)故障碼，則后4個(gè)字節(jié)每個(gè)字節(jié)填充為00；如果當(dāng)前故障多于2個(gè)，那么依據(jù)故障嚴(yán)重度發(fā)出最為嚴(yán)重的2個(gè)故障。

2.2.1.4 故障查詢控制器

該控制器分為4個(gè)部分：發(fā)送區(qū)域、接收區(qū)域、存儲(chǔ)區(qū)域和解析區(qū)域。發(fā)送區(qū)域用于將查詢到的故障發(fā)送給顯示面板，以便顯示故障；接收區(qū)域用于接收CAN總線網(wǎng)絡(luò)上的查詢命令和診斷命令以及車(chē)速信號(hào)；存儲(chǔ)區(qū)域用于存儲(chǔ)接收區(qū)域接收到的診斷命令的故障碼，在存儲(chǔ)區(qū)域?yàn)檎麄€(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)控制器開(kāi)辟8個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)空間，用于存儲(chǔ)診斷命令里的故障碼；解析區(qū)域用于解析接收到的查詢命令、故障碼和車(chē)速信號(hào)，同時(shí)包含了整車(chē)各個(gè)控制器的故障描述，當(dāng)故障查詢控制器接收到查詢命令后會(huì)調(diào)用存儲(chǔ)區(qū)域里發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的故障碼，解析后再通過(guò)發(fā)送區(qū)域發(fā)出，另外即使沒(méi)有收到查詢命令，當(dāng)車(chē)速＜20 km／h時(shí)，一旦解析到嚴(yán)重度較高的故障，也會(huì)自動(dòng)通知發(fā)送區(qū)域?qū)⒃摴收习l(fā)出。診斷命令周期為2s，當(dāng)每次接收到新的診斷命令后，新的故障碼會(huì)覆蓋相應(yīng)控制器存儲(chǔ)空間的舊故障碼。

故障查詢控制器結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。①接收區(qū)域接收查詢命令、診斷命令和車(chē)速信號(hào)；②診斷命令里的故障碼放入存儲(chǔ)區(qū)域，車(chē)速信號(hào)和查詢命令里的查詢字節(jié)放入解析區(qū)域；③解析出查詢字節(jié)里的信息，并調(diào)用相應(yīng)的故障碼；④將解析出的故障描述發(fā)給發(fā)送區(qū)域；⑤將故障描述發(fā)給面板顯示系統(tǒng)。

2.2.2 CAN總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)流程

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖4所示，整體實(shí)現(xiàn)流程如圖5所示。

CAN總線拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)流程為：①故障查詢控制器一直接收著車(chē)速信號(hào)和各個(gè)控制器節(jié)點(diǎn)發(fā)送的診斷命令；②當(dāng)點(diǎn)擊觸屏面板上的查詢菜單時(shí)，發(fā)送一個(gè)查詢命令由故障查詢控制器接收；③故障查詢控制器依據(jù)查詢命令將相應(yīng)系統(tǒng)的故障描述發(fā)給顯示系統(tǒng)；將自動(dòng)監(jiān)測(cè)到嚴(yán)重度較高的故障發(fā)給顯示系統(tǒng)。

3 診斷系統(tǒng)簡(jiǎn)介

整個(gè)系統(tǒng)主要包括：①診斷方法，包括整個(gè)方法實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的診斷命令、查詢命令，以及各命令之間的交互實(shí)現(xiàn)診斷的過(guò)程；②故障查詢控制器，包括整個(gè)控制器內(nèi)部的區(qū)域構(gòu)造，以及各個(gè)區(qū)域相互作用實(shí)現(xiàn)故障查詢的過(guò)程。

4 結(jié)束語(yǔ)

開(kāi)發(fā)的整車(chē)故障診斷系統(tǒng)可以穩(wěn)定可靠地滿足客戶自行診斷需求。該系統(tǒng)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析能力，可以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)自身的診斷并判斷故障，鎖定故障位置，讓顧客做到對(duì)整車(chē)狀況的實(shí)時(shí)了解。目前H8車(chē)型已具備此項(xiàng)功能，同時(shí)也增強(qiáng)了整車(chē)的科技感。

［1］顏伏伍，王攀，胡杰，曹凱.基于車(chē)載總線的PC式汽車(chē)故障診斷系統(tǒng)［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)（信息與管理工程版）2011，33（5）：758-762.

［2］胡挺，張士軍．汽車(chē)故障診斷儀設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］．計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程，2007（8）：154－156．

［3］羅峰，蘇劍，袁大宏．汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)與總線標(biāo)準(zhǔn)［J］．汽車(chē)工程，2003（2）：372－376．

［4］馬理.《汽車(chē)總線診斷》課程實(shí)施學(xué)做一體化教學(xué)方法的探索研究［J］.天津職業(yè)院校聯(lián)合學(xué)報(bào)，2013，15（5）：93-96.

（編輯 楊景）

Can Bus Diagnosing Method and Fault Monitor Analysis Based on Haval H8

ZHANG Jun-jiang，HE Yu-ting
（R&D Center of Great Wall Motor Co.，Ltd.，Baoding 071000，China）

Based on the design of Haval H8 CAN bus fault diagnosis system，the article provides a way to query on vehicle faults according to a new diagnosing method and fault monitor.At the same time，the present situation of the automobile diagnosing technique and the feasibility of the vehicle diagnosis system are further explained.

CAN bus；diagnosing method；fault monitor

U463.6

A

1003－8639（2016）04－0024－02

2015-09-21；

2016-01-06

張俊江（1985-），男，河北邢臺(tái)人，主要研究方向?yàn)槠?chē)電子電氣測(cè)試。