浅谈汽车远程诊断在车联网中的应用

1、浅谈汽车远程诊断在车联网中的应用作者:清华汽车研究院车联网中心远程诊断及总线专家 黄龙辉连续几年的产销过千万辆, 中国俨然已经成为汽车大国。 自 2009年 G-BOOK 、安吉星进入中国市场以后,许多汽车电子或互联网企业 也开始纷纷试水车联网,如由德赛西威的 sivi-link 、武汉蓝星的 screen-link 、 博泰的 ivoka 、 国外的互联网企业主导的 mirror-link 联盟、 整车厂和零部件厂商主导的 genivi 联盟等。笔者今天不去研究车联网的发展方向, 而是想和大家探讨车联网 中的一个重要分支 -汽车远程诊断在车联网中的应用。一、什么是消费者需要的汽车诊断?一提起

2、汽车诊断,很多人的脑海里往往蹦出来的是和 OBD 故障 代码相关的狭义诊断,甚至仅仅限于排放监测相关的“ OBD ”故障诊 断。其实这对于汽车诊断的理解难免有些片面。OBD 是英文 On-Board Diagnostics的缩写, 意为 “ 车载自动诊断 系统 ” 。这个系统将对发动机、自动变速箱等汽车电子系统的运行状 况实时监控,一旦系统发生故障,会发出相应的故障代码,比如汽车 尾气排放系统的三元催化器失效,导致尾气超标, 一旦发生,系统会 马上发出警示。最早的时候, OBD 是欧美国家为监测汽车尾气排放而开发的。 由于汽车的普及, 为了应对环境污染机动车排放标准不断升级, 从而促进了发动机

3、电控系统的普及。 为了方便汽车公司在整车生产制造和 售后维修时对发动机电控系统进行检测, 以及汽车相关管理部门对车 辆状态进行法规监测, 汽车公司和发动机电控系统供应商联合制定了 标准的物理接口和通讯协议,我们称之为 OBDI 。之后,随着汽车电子的蓬勃发展,汽车电控系统不断丰富,同时 促进了总线技术的发展。 20世纪 90年代中期,比 OBDI 更先进的 OBD-II 出现, OBD-II 通讯协议也极大丰富了, 如 PWM , K-line , CAN 等,同时诊断对象和诊断信息也极大丰富,而且通过 OBD 不仅仅可 以得到诊断信息,还可以通过总线得到更多的车辆运行信息。 具体展开,包括:

4、1、随着排放法规升级,监管部门需要检测更多的发动机及电控系统 参数并定义标准化故障代码,特别是排放相关的OBD-II 与以前的所有车载自诊断系统不同之处在于有严格的排 放针对性,其实质性能就是监测汽车排放。当汽车排放的一氧化碳 (CO、 碳氢化合物 (HC、 氮氧化合物 (NOx或燃油蒸发污染量超过设 定的标准,故障灯就会点亮报警。鉴于对排放的监测,延伸出了对与 排放有关的发动机系统的故障诊断功能, 因此, 很多人会从字面上会 把它理解成汽车诊断的全部 , 但这存在局限性。2、随着汽车电气化,越来越多的电子系统在汽车上应用,开发、生 产下线检测、售后维护中需要诊断的电子系统越来越多随着汽车工业

5、的快速发展, 汽车上越来越多地采用电子系统来改善动力性和排放、提升安全性能和操稳性能、以及舒适性和娱乐性。 例如防抱死制动系统、 车身稳定性系统、四轮驱动系统、 自动变速箱 系统、 主动悬架系统、 安全气囊系统、 车身电脑、 多向可调电控座椅、 网关、仪表系统、电动转向系统、电子驻车制动、轮胎压力监控器、 停车辅助装置等都配置有各自的 ECU 。越高端的车型,配置的 ECU 也越多。如 2012款奥迪 A6L 最高配置近 60个电控系统。ECU 一般都具备故障自诊断和冗余功能,当系统产生故障时, 它还能在 RAM 中自动记录故障代码并采用保护措施从固有程序中读 取替代程序来维持汽车相关部件的运

6、转。 然而只有部分故障信息会显 示在仪表盘上,如发动机部分故障、 ABS 部分故障、 SRS 部分故障 会在仪表板上亮灯却无具体故障描述, 而其他只以故障代码的方式存 储在车辆故障存储器中,只能回 4S 店请教专业技术人员,通过汽车 生产厂配置的诊断电脑检查车辆, 诊断具体的故障, 从而给修理厂提 供维修的依据。3、随着汽车电气化,越来越多的电子系统在汽车上应用,总线技术 的发展也加速了汽车电气化速度, 在汽车的零部件和整车的开发、 下 线检测、售后维护等环节,都需要通过 OBDII 对相应的汽车电子系 统诊断、访问,获取包括诊断在内的更多的状态信息。随着汽车电气化, ECU 日益增多, 总线

7、也日益复杂, 包括 CAN 、 LIN 、 MOST 、 flexray 、 TTCAN 等。 OBD 的物理接口与上述总线的 网关相连, 通过 OBD 接口接入总线, 进而可以访问到所有网络节点,如果能够获得相应总线协议,可以得到比故障诊断更多的车辆信息, 更全面的评测车辆运行状况。综上, 随着越来越多的汽车电子系统应用, 这些系统的运行情况 决定了整车的动力经济性、 是否能满足排放法规、 满足安全性法规要 求、操稳性等重要特性。而这些特性都是汽车用户重要关注的。 而且 由于技术的进步, 产品的升级, 汽车电子系统之间开始相互耦合和相 互影响, 一个系统的故障会影响到其他系统的工作, 从而引

8、资并发故 障,带来安全隐患。因此,汽车诊断必须对车辆所有电子系统进行检 测才有实际意义,只有是对车辆所配置的所有 ECU 进行检测,这样 才能给到车主更全面的车辆信息,才更能具有市场价值。 据了解,深 圳思迈中天已经将远程诊断做到了与原厂检测设备一样的效果, 这是 一个较大的技术进步。和发达国家相比, 中国的消费者对汽车的了解是相当肤浅的, 很 多消费者对于汽车配置的许多功能都不懂, 甚至没有使用过, 就更谈 不上如何去合理使用和养护了。因此,通过全面、专业的汽车检测, 让消费者正确、 合理使用车辆, 减低安全隐患才是消费者真正需要的。 试想,只是看到车辆的很少部件的信息,消费者会为这个服务买

9、单 吗?甚至笔者以为,正是因为汽车相关产业及消费者对 OBD 诊断的 认识局限性, 制约了汽车远程诊断在车联网中的应用发展。 毕竟在车 联网实际运用中, 远程诊断不像导航那样容易被其他载体 (如智能手机、平板电脑等所替代或补充,同时对汽车服务企业来说也具有重 大的商业价值。二、汽车远程诊断有多难?首先,故障码的全面解析还是比较复杂的。国际上通用的 OBD 故障码只有不到 2000条左右,而一个车型涉及的故障码少说在 1万 条左右, 其中很多故障码还是车厂的自定义码。因此,如何能准确的 将故障码解析出来,供用户使用,也是非常考验企业研发能力的。 其次, 要做到对全车 ECU 进行检测, 其核心技

10、术不仅要掌握 ECU 故障诊断协议以及总线通讯协议,而且还要对 ECU 的开发以及受控 对象有深刻的理解。在全球, 德国博世、美国德尔福、日本电装等国 外汽车零部件巨头掌握了大多数汽车电子 ECU 的开发技术,而各个 汽车制造商又加入了部分自主技术, 来对车型进行调校。 由于汽车厂 家的市场策略及车型定位等因素, 同一品牌的不同车型可能配置不同 ECU 制造商提供的 ECU ,使用不同的通讯协议,这无疑又加大了企 业的开发难度。 国内得汽车诊断仪制造领域, 只有为数不多的几家企 业(如元征、车博士存在,而 4S 店使用的诊断设备也都是由车厂 提供的原厂检测设备。而国内大多数企业还依然停留在把

11、OBD 作为 汽车发动机相关诊断的初级阶段。最后, 单单解决了汽车诊断的全面性还不足以构成汽车远程检测 的实际应用, 还要把无数个汽车通过移动互联网链接起来, 通过云计 算中心来集中处理车辆的检测数据, 方能产生商业价值。 因此, 涉足 汽车远程诊断的企业还必须具备无线通信技术、数据库管理和运用、地理信息系统等多个技术领域的整合开发能力。目前，国内部分企业 采用蓝牙或 wifi 加诊断模块这种低价技术方案来实现无线数据传输， 在实际运用中存在着诸多的不可操作性， 如数据传输需要消费者手动 链接，数据上传到云计算中心缺乏时效性，不够全面，也严重影响了 消费者的体验。 那么， 单一的汽车远程诊断是

12、否有足够黏性让消费者买单呢？笔 者认为还不足够。车辆故障诊断出来之后如何处理，消费者到哪里去 解决车辆隐患，这些都需要一个完整的产业链条来让服务落地，让消 费者真正感受到这个服务的好处。 三、如何才能有消费者真正需要的汽车远程诊断？ 站在消费者实际需求看，远程诊断要达到的应用价值并不容易。 汽车是一个由几万个零部件组成的复杂系统， 各零部件之间往往彼此 关联， 配合紧密。 依靠读取故障码只是汽车诊断中最简单的诊断方式， 这时故障信息非常明确，维修人员只需更换相关的零部件即可。但有 很多情况是汽车工作表现不正常，却又没有相应的故障信息，如高怠 速， 中途熄火等。 这些问题其实是相关零部件之间没有

13、协调配合导致， 靠读取故障码无法诊断。 远程诊断要有实用价值，首先数据来源要有专业性、全面性及时 效性。 从零部件系统及整车的角度去分析问题， 在相关数据中发现其内 在联系，找出解决问题的线索。 由于各 ECU 可读取的数据非常多，如果每个数据都读取，则浪 费总线以及外部通讯资源，不能实时跟踪真正有用的数据。必须从所 有 ECU 实时数据中筛选与消费者相关的，有助于车辆日常维修、保 养，提高行车的安全性和养护的经济性，才能真正打动消费者。因此 如何采用科学、有效的数据读取方法，选取合适的数据包是获取专业 数据首要考虑的问题。 其次，远程诊断要有实用价值，还要有专业的数据处理平台。利 用这个平台

14、，引入专业技术人员的分析技术和经验，结合平台的数据 库资源，对系统实时传输的数据进行分析，才可能有比较专业的诊断 分析 。 目前国内已经有企业做了一些尝试，将汽车远程诊断、GPS 功 能、 呼叫中心、 CRM 系统等整合在一起， 来实现汽车远程诊断、 LBS、 防盗等诸多的服务，期望通过一站式汽车服务来打动消费者，实现汽 车销售和售后领域的 saas 化和 O2O。毕竟，这是个“体验为先”的 时代。 车联网在中国市场发展已经有 4 年时间了，国家“十二五规划” 也将车联网重点扶持领域。未来几年内，哪些企业能真正运用好汽车 远程检测，设计出消费者真正需要的产品，并实现真正的盈利，我们 在期待。 备注: 黄龙辉简介： 毕业于清华大学汽车工程系汽车工程专业，本科及硕士研究生 Ø 在清华大学汽车研究所汽油机电控