基于藍(lán)牙和遠(yuǎn)程信息控制單元的汽車診斷技術(shù)

隨著汽車中多媒體設(shè)備的增加，如CD/DVD播放器、數(shù)字電視等，連接這些設(shè)備的車內(nèi)網(wǎng)包括：藍(lán)牙、CAN、D2B、FireWire、MOST、移動(dòng)媒介鏈路(MML)、LIN和ZigBee等等，本文介紹一種基于藍(lán)牙技術(shù)的、用于遙控診斷接口的架構(gòu)，它使測(cè)試工程師無(wú)論處在車內(nèi)或車外的任何位置，都可以監(jiān)控和操作汽車的傳感器及控制單元完成測(cè)試任務(wù)。

未來(lái)的遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)將為汽車的動(dòng)力控制器提供前所未有的訪問(wèn)途徑，無(wú)論這輛汽車是在維修店還是在道路上。藍(lán)牙等無(wú)線技術(shù)提供了在汽車技術(shù)人員的便攜式電腦和車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行短程無(wú)線通信所需的特性，從而使技術(shù)人員無(wú)論處在車內(nèi)或車外的任何位置，都可以監(jiān)控和操作汽車的傳感器及控制單元。

從汽車技術(shù)人員的角度看來(lái)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的前端是一個(gè)遠(yuǎn)程信息控制單元(TCU)，它把與集成聯(lián)網(wǎng)汽車(INV)互聯(lián)的各種網(wǎng)絡(luò)連接在一起。目前汽車行業(yè)有一種明顯的趨勢(shì)，欲為INV開(kāi)發(fā)一種集中式服務(wù)網(wǎng)關(guān)模型，而藍(lán)牙技術(shù)則為該網(wǎng)絡(luò)中的許多鏈接提供了一種連接方案。通過(guò)提供無(wú)線連接和hoc聯(lián)網(wǎng)，它與已有的CAN (控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò))總線互為補(bǔ)充。其他通信媒介也有自己的優(yōu)勢(shì)，如MOST(面向媒介的系統(tǒng)傳輸)和IEEE1394，它們?yōu)橄M(fèi)電子產(chǎn)品和娛樂(lè)系統(tǒng)提供了高帶寬音頻/視頻通信。

這種新技術(shù)使用CAN總線，在對(duì)汽車性能和安全性具有影響的各系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)高可靠性的通信。高速CAN網(wǎng)絡(luò)用來(lái)連接引擎控制單元(ECU)、防鎖死剎車系統(tǒng)(ABS)及其他關(guān)鍵性的系統(tǒng)。低速CAN網(wǎng)絡(luò)則常用于實(shí)現(xiàn)多路連接，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，多燈照明器、電源窗口和電源座椅等等都是作為CAN總線上的節(jié)點(diǎn)，而不是使用大型、昂貴的電纜束通過(guò)傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連線來(lái)進(jìn)行連接。






圖1：網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和遠(yuǎn)程診斷接口。

本文介紹了一種基于藍(lán)牙技術(shù)的用于遠(yuǎn)程訪問(wèn)診斷接口的架構(gòu)，在這種架構(gòu)中使用藍(lán)牙聯(lián)網(wǎng)協(xié)議為一個(gè)HTTP－CAN網(wǎng)關(guān)提供底層的傳輸(物理)媒介。借助運(yùn)行在TCU上的嵌入式HTTP服務(wù)器的幫助，服務(wù)技術(shù)人員可以從啟動(dòng)藍(lán)牙功能的便攜式電腦的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器上來(lái)監(jiān)視和控制INV上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)。這個(gè)無(wú)線接口提供了方便的訪問(wèn)途徑，從車底、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋下或乘客廂內(nèi)都可進(jìn)行訪問(wèn)。本文介紹的系統(tǒng)使用了藍(lán)牙的撥號(hào)聯(lián)網(wǎng)(DUN)特性來(lái)模擬一個(gè)外部調(diào)制解調(diào)器，以便支持一個(gè)“撥號(hào)”到汽車CAN網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器。通過(guò)使用TCP/IP等標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，并將汽車的相應(yīng)軟件嵌入HTTP服務(wù)器，技術(shù)人員的硬件和軟件相對(duì)于汽車設(shè)計(jì)具有完全的可伸縮性，即使不同制造商、車型和型年的汽車其維護(hù)和修理過(guò)程全然不同。

對(duì)車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行診斷訪問(wèn)

圖1顯示了使用基于藍(lán)牙的診斷系統(tǒng)進(jìn)行訪問(wèn)的車內(nèi)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。具有藍(lán)牙功能的常規(guī)筆記本電腦上的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器是用來(lái)訪問(wèn)TCU的，它提供了一個(gè)訪問(wèn)汽車網(wǎng)絡(luò)的用戶接口。通過(guò)在汽車自身嵌入診斷接口，制造商可以定制數(shù)據(jù)的描述形式和提交給技術(shù)人員的過(guò)程。還可以根據(jù)特定汽車內(nèi)的選件安裝情況來(lái)提供診斷程序。除了消費(fèi)者挑選的諸如空調(diào)、ABS等選件之外，通常還有一些其它的部件差異是消費(fèi)者所看不見(jiàn)的。例如，在1個(gè)型年內(nèi)可能使用2～3個(gè)水泵。把所有這些差異都考慮進(jìn)去之后，可能會(huì)出現(xiàn)幾十種組合情況。對(duì)特定汽車定制專門的診斷接口降低了導(dǎo)致技術(shù)人員陷入迷惘和使用不正確診斷程序的可能性。

這個(gè)接口可用來(lái)訪問(wèn)汽車行駛期間的實(shí)時(shí)工作數(shù)據(jù)和來(lái)自控制器并記錄有異常事件(如引擎點(diǎn)火失敗，超程傳感器數(shù)據(jù)等)日志的歷史數(shù)據(jù)?？刂破鬟€可用來(lái)操控汽車傳感器進(jìn)行測(cè)試，如驗(yàn)證噴射控制裝置是否能對(duì)傳感器的輸入進(jìn)行正確響應(yīng)。

該診斷系統(tǒng)還可為汽車制造商恢復(fù)數(shù)據(jù)，以開(kāi)發(fā)故障發(fā)生前的指示器模型。通過(guò)上載閃存中的數(shù)據(jù)日志，并將其與技術(shù)人員所提供的故障報(bào)告關(guān)聯(lián)起來(lái)，便可以利用學(xué)習(xí)算法來(lái)優(yōu)化自動(dòng)診斷工具。維護(hù)和維修設(shè)備提供這些信息的目的在于為汽車的診斷起到輔助作用。在診斷汽車所發(fā)生的問(wèn)題時(shí)，第一個(gè)步驟應(yīng)該是上載閃存數(shù)據(jù)，因?yàn)槠刚?qǐng)熟練技術(shù)人員的成本比較昂貴，而利用汽車制造商的軟件工具常常就能夠診斷出問(wèn)題所在(或提供有用的建議)。