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

（長城汽車股份有限公司技術中心河北省汽車工程技術研究中心，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

（長城汽車股份有限公司技術中心河北省汽車工程技術研究中心，河北 保定 071000）

基于哈弗H8車型CAN總線汽車故障診斷系統的設計思路，依據一種新型診斷方法和故障查詢控制器聯合起來實現整車故障的查詢。同時對汽車診斷技術的現狀、整車診斷系統的實現進一步說明。

CAN總線；診斷方法；故障查詢控制器

隨著汽車電控單元數量的增多、信息量的增加，汽車總線的應用越來越廣泛，汽車總線的診斷也越來越受到汽車維修人員的重視。本文基于長城哈弗H8的整車診斷系統方法，對其診斷思路進行分析，為相關維修、測試及設計人員提供參考。

1 汽車診斷技術的現狀

1.1 目前常用的故障診斷方法

基于車載自診斷系統（On－Board Diagnostics，OBD），以車載網絡為媒介，通過診斷儀來實現汽車診斷，是目前汽車診斷的主流途徑。手持式診斷儀由于其便攜性、實用性等優勢，曾是汽車診斷的主流選擇。診斷儀發送診斷命令可以讀取整車各個ECU的故障，主流診斷協議為ISO 14229-1即UDS。此種實現方式結構如圖1所示。

1.2 現有技術的缺點

雖然上述診斷方法和設備能完成故障查詢的任務，但是它缺乏實時性與簡便性。上述策略在故障產生后只能去汽車廠家專業的4S店，使用診斷儀器通過診斷命令來讀取查詢，無法實現顧客了解的實時性。

2 整車診斷系統的實現

2.1 整車診斷思路

將診斷儀查詢故障的部分功能重新開發為故障查詢控制器掛接在車載網絡中，與汽車內部的ECU一起組網，汽車內部的CD面板等可控制并將診斷故障通過汽車CAN總線實現相互傳輸和顯示。駕駛者通過點擊顯示面板的各個系統查詢相應的故障并顯示，當點擊面板時，查詢命令會相應地調取故障查詢控制器內部存儲的故障代碼，且故障查詢控制器接收各個ECU周期性發送診斷命令并將其故障碼存儲。這樣可方便顧客及時了解所駕駛車輛的狀態，對車輛能夠做到自行診斷，知道故障嚴重度，以便去4S店維修。并且在維修過程中，能有效防止由于對故障不明而產生的被宰客的現象。同時也增強車輛科技感，增加顧客乘車感和滿意度。

2.2 診斷實現過程

2.2.1 故障查詢的專有名詞

2.2.1.1 顯示面板

有整車各個系統的查詢菜單，比如娛樂系統、發動機系統、車身系統等，且此查詢菜單為觸屏。面板上還有各個系統故障的顯示系統，當點擊某個查詢菜單時會發出相應的查詢命令到CAN總線網絡上，然后接收到故障查詢控制器發送的故障描述以便顯示故障。顯示面板上的查詢菜單結構圖如圖2所示。

2.2.1.2 查詢命令

在汽車娛樂系統的顯示面板（比如CD觸屏面板）上有整車各個系統（比如娛樂系統、發動機系統、車身系統等）的查詢菜單，當乘客觀察到儀表板上某個系統的指示燈點亮后，會點擊顯示面板上相應的查詢菜單，此時顯示面板會相應發出一個事件性命令，稱為查詢命令。此查詢命令長度為8個字節，僅僅用第1個字節，稱為查詢字節。查詢字節不同的數字代表不同的系統，比如01代表發動機系統，后7個字節每個字節填充為00。

2.2.1.3 診斷命令

整個CAN網絡上每個控制器（比如娛樂系統控制器、車身控制器、發動機控制器等）都周期性發送一個自身狀態的命令，稱為診斷命令。此診斷命令為周期性命令，周期為2s，命令長度為8個字節，這8個字節包括2個ISO 14229-1格式的故障碼，前4個字節為一個故障碼，后4個字節為一個故障碼。這2個故障碼為當前故障，但是如果自身狀態無故障，則8個字節每個字節填充為00；如果有一個故障碼，則后4個字節每個字節填充為00；如果當前故障多于2個，那么依據故障嚴重度發出最為嚴重的2個故障。

2.2.1.4 故障查詢控制器

該控制器分為4個部分：發送區域、接收區域、存儲區域和解析區域。發送區域用于將查詢到的故障發送給顯示面板，以便顯示故障；接收區域用于接收CAN總線網絡上的查詢命令和診斷命令以及車速信號；存儲區域用于存儲接收區域接收到的診斷命令的故障碼，在存儲區域為整個CAN網絡上每個控制器開辟8個字節的存儲空間，用于存儲診斷命令里的故障碼；解析區域用于解析接收到的查詢命令、故障碼和車速信號，同時包含了整車各個控制器的故障描述，當故障查詢控制器接收到查詢命令后會調用存儲區域里發動機系統的故障碼，解析后再通過發送區域發出，另外即使沒有收到查詢命令，當車速＜20 km／h時，一旦解析到嚴重度較高的故障，也會自動通知發送區域將該故障發出。診斷命令周期為2s，當每次接收到新的診斷命令后，新的故障碼會覆蓋相應控制器存儲空間的舊故障碼。

故障查詢控制器結構圖如圖3所示。①接收區域接收查詢命令、診斷命令和車速信號；②診斷命令里的故障碼放入存儲區域，車速信號和查詢命令里的查詢字節放入解析區域；③解析出查詢字節里的信息，并調用相應的故障碼；④將解析出的故障描述發給發送區域；⑤將故障描述發給面板顯示系統。

2.2.2 CAN總線拓撲結構和實現流程

拓撲結構圖如圖4所示，整體實現流程如圖5所示。

CAN總線拓撲實現流程為：①故障查詢控制器一直接收著車速信號和各個控制器節點發送的診斷命令；②當點擊觸屏面板上的查詢菜單時，發送一個查詢命令由故障查詢控制器接收；③故障查詢控制器依據查詢命令將相應系統的故障描述發給顯示系統；將自動監測到嚴重度較高的故障發給顯示系統。

3 診斷系統簡介

整個系統主要包括：①診斷方法，包括整個方法實現過程中的診斷命令、查詢命令，以及各命令之間的交互實現診斷的過程；②故障查詢控制器，包括整個控制器內部的區域構造，以及各個區域相互作用實現故障查詢的過程。

4 結束語

開發的整車故障診斷系統可以穩定可靠地滿足客戶自行診斷需求。該系統具有強大的數據存儲與分析能力，可以實現汽車自身的診斷并判斷故障，鎖定故障位置，讓顧客做到對整車狀況的實時了解。目前H8車型已具備此項功能，同時也增強了整車的科技感。

［1］顏伏伍，王攀，胡杰，曹凱.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（信息與管理工程版）2011，33（5）：758-762.

［2］胡挺，張士軍．汽車故障診斷儀設計與實現［J］．計算機與數字工程，2007（8）：154－156．

［3］羅峰，蘇劍，袁大宏．汽車網絡與總線標準［J］．汽車工程，2003（2）：372－376．

［4］馬理.《汽車總線診斷》課程實施學做一體化教學方法的探索研究［J］.天津職業院校聯合學報，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，河北邢臺人，主要研究方向為汽車電子電氣測試。