基于Vehicle Spy3的安全辅助驾驶系统诊断平台的设计

张 军，徐继财，秦正霞 Zhang Jun，Xu Jicai，Qin Zhengxia



基于Vehicle Spy3的安全辅助驾驶系统诊断平台的设计

张 军，徐继财，秦正霞 Zhang Jun，Xu Jicai，Qin Zhengxia

（泛亚汽车技术中心有限公司 售后工程部，上海 201208）

针对安全辅助驾驶系统排除故障的诊断方式，介绍一种可视化售后诊断平台。该平台基于Vehicle Spy3软件搭建，通过车载诊断OBDII（On Board Diagnostics，车载诊断系统）接口与车辆建立通信，通过诊断服务指令获取安全辅助驾驶系统内部寄存的故障诊断信息及车辆基本信息，同时提供必要的维修建议，使维修人员快速高效地定位问题并排除故障。

安全辅助驾驶；售后诊断；车载诊断；维修建议

0 引 言

随着公路交通特别是高速公路的飞速发展，交通事故尤其是恶性交通事故呈现不断上升的趋势，交通安全越来越受到人们的关注；因此，研究车辆安全辅助驾驶技术，为汽车提供安全辅助驾驶功能，从而为减少常规车辆因驾驶员主观因素造成交通事故提供智能技术保障[1]非常必要。

安全辅助驾驶系统的主要目的是提高汽车行驶的安全性。通过安装在车辆以及道路上的各类传感器辨识车辆、道路以及周围环境的状况等，通过车载网络的交互通信、信号处理等技术为驾驶员提供劝告或预警信号，提示驾驶员注意规避危险。在一定条件下甚至可以对车辆实施控制，防止事故的发生或降低事故的危害[2]。

1 安全辅助驾驶系统售后诊断的现状分析

为实现安全辅助驾驶系统功能的正常运行，该系统会与其他系统之间进行大量的数据交互，以便各系统间配合运作，确保车辆安全行驶。

当其中任一环节或任一零件出现异常后，该异常数据在各系统之间的交互通信下被逐级传递或放大，最终导致安全辅助驾驶系统功能失效，无法正常运作。在诊断时，也正是由于其复杂的系统嵌套逻辑和数据交互，给排除故障工作带来了较大的困难和挑战。

常规的售后诊断方式是通过故障诊断仪等设备获取存储于模块中的DTC（Diagnostic Trouble Code，故障诊断码）进行识别，然而由于DTC本身定义的限制，即每一个DTC基本只对应某一个电器零件或电控模块的某一类型的故障形式；因此，如果仅参考不同模块各自报出的DTC进行拼凑分析以期找出真正的故障原因有一定的难度，并且可能会存在一些与故障根本原因无关的具有迷惑性的DTC，导致诊断难度进一步加大。

有时出现另一种情况，即仪表信息提示安全辅助驾驶系统不可用的信息，但没有与安全辅助驾驶系统有关的DTC报出，使诊断分析无从下手。

基于上述问题，提出一种安全辅助驾驶系统售后诊断平台的设计方案，该平台不仅能够将各模块报出的DTC逐一罗列，而且还可以根据模块内部的诊断代码，给出相应的诊断维修建议，便于维修人员清晰地找出问题所在并快速高效地排除故障。

2 安全辅助驾驶系统结构及功能

安全辅助驾驶系统是一个全面的功能集合，可细分为前方碰撞警报系统、自适应巡航控制系统、驻车辅助系统和主动式紧急制动系统等，各系统间紧密集成，互相协作。

安全辅助驾驶系统的主控制器单元称为主动安全控制模块，该模块通过传感器及其他电控模块监测车辆周围环境，并通过CAN/LIN（Controller Area Network，控制器局域网络；Local Interconnect Network，局部连接网络）等数据总线形式与其他系统进行通信共享信息，必要时采取谨慎的措施避免发生碰撞或减轻碰撞造成的伤害。

主动安全控制模块分析来自不同模块或传感器的数据，将其作为安全辅助驾驶系统的必要输入条件，经过内部逻辑运算后为驾驶员提供必要的安全辅助或警报提醒。

安全辅助驾驶系统结构如图1所示。作为输入或输出单元的电器零件可通过导线或CAN/LIN等数据总线的形式与主动安全控制模块进行通信。在获取输入单元的数据信号后，主动安全控制模块会进行数据融合、逻辑算法及控制执行等操作。

图1 安全辅助驾驶系统结构示意图

数据融合是非常重要的一项技术，针对不同传感器、电控模块或开关信号进行数据整合。由于技术受限，有些传感器或电控模块本身存在缺陷或无法实现更好的标定，通过数据融合可以兼顾到不同特性，扬长避短。

逻辑算法在主动安全控制模块中相当于大脑，对数据融合后的参数进行逻辑算法处理，同时兼顾车辆的安全性及舒适性，最终给出合理的资源分配或调用方案。

控制执行是确保安全辅助驾驶系统正常运行的关键环节，将通过逻辑算法后得出的方案经数据传输及时准确地传递给各类控制器或执行器，同时监测其反馈，确保指令正常传递，以实现更好的安全辅助驾驶体验。

3 安全辅助驾驶系统售后诊断平台的搭建

安全辅助驾驶系统售后诊断平台是基于Vehicle Spy3的软、硬件而开发的一款可视化诊断平台。

3.1 Vehicle Spy3工具简介

Vehicle Spy3是一款用于设计、测试或分析车载总线网络的工程应用软件，需搭配Vehicle Spy3专用的车载网络硬件使用。该软件可以实现节点仿真、数据解码、自动测试、数据采集等多种功能，而且可以同时支持高速CAN、中速CAN、单线CAN和LIN等多种协议实时通信，便捷地获取网络数据，进行诊断排除故障。

3.2 售后诊断平台结构搭建

售后诊断平台基于Vehicle Spy3设计开发，并通过Vehicle Spy3专用的硬件设备与车辆建立通信，如图2所示。

车辆行驶过程中，安全辅助驾驶系统的主控制器单元，即ASCM（Active Safety Control Module，主动安全控制模块），会与其他模块或传感器进行实时数据交互，同时监测数据的可靠性。当ASCM模块发现其发送或监测的数据出现异常时，会在内部设置相应的DTC或诊断代码，同时也会通过默认或自定义途径提示驾驶员系统暂时不可用。

售后诊断平台向ASCM模块发送诊断请求服务，获取该模块记录的诊断信息并显示在平台上。通过参考这些信息，维修人员可以快速高效地定位问题并排除故障。

3.3 售后诊断平台的软件设计

售后诊断平台的诊断指令符合ISO 15765-2：2016《道路车辆控制器局域网络的诊断通信》规范，也遵循国家和汽车行业相关规范和标准。

售后诊断平台的软件设计流程如图3所示。打开Vehicle Spy3后，首先会与专用硬件进行固件及自身软件的初始化，之后通过OBD II接口与车辆CAN网络中的ASCM模块建立通信，同时发送诊断服务指令获取数据，包括模块软、硬件零件号，模块记录的当前或历史DTC，模块记录的诊断历史数据，根据DTC获取的维修建议以及车辆的基本信息。

图2 售后诊断平台结构搭建示意图

图3 售后诊断平台软件设计流程

如果存在多个DTC或诊断代码，可逐条翻阅查看，直至完成所有DTC的故障排除。

需要注意，诊断历史数据中记录的是最近一次的故障状态。当维修人员根据当前的DTC或历史数据记录的故障状态完成故障修复后，安全辅助驾驶系统即恢复到正常工作状态，但此时的历史数据可能不会被立即清除，这并不影响系统的正常运行。

3.4 售后诊断平台界面及参数说明

售后诊断平台界面效果如图4所示，各参数说明如下。

图4 售后诊断平台界面效果图

3.4.1 控制按钮

控制按钮分为“启动/停止”和“数据记录”共2个。

“启动/停止”按钮用于启动或停止诊断平台；“数据记录”按钮用于启动Vehicle Spy3的后台数据记录功能以存储当前的诊断数据。

3.4.2 诊断信息

诊断相关的信号说明如下。

1）“主动安全控制模块零件号”区域显示ASCM模块内部记录的软、硬件零件号。

2）“主动安全控制模块故障诊断码（DTC）”区域显示当前或历史DTC。所有的DTC、故障类别及故障描述符合SAE（Society of Automotive Engineers，美国机动车工程师学会）的J2012诊断标准。

3）“安全辅助驾驶系统故障诊断历史记录数据”区域显示记录在内部寄存器上的当前和历史的诊断代码，通过特定的诊断代码可以获取相应的维修建议。诊断代码及维修建议可以根据需要，由各汽车厂商和供应商自行协商确定。“故障状态”描述系统故障的严重程度，分为“仅告知”和“需维修”，再组合“当前”和“历史”2种情况，共有4种状态：

（1）“仅告知”+“当前”：故障当前存在，但不影响车辆正常行驶，需维修排查；

（2）“仅告知”+“历史”：故障为历史故障或已被排除，建议先排查其他故障；

（3）“需维修”+“当前”：故障当前存在，需尽快排查及维修；

（4）“需维修”+“历史”：故障为历史故障或已被排除，需维修排查确认。

3.4.3 基本信息

车辆基本信息的获取与显示如下。

1）VIN（Vehicle Identification Number，车辆识别号码）的获取，申领配件时经常需参考VIN，此处显示方便查询。

2）行驶里程的获取，总行驶里程是车辆的重要数据，供维修时参考。

3）MEC（Manufacturers Enable Counter，启用计数器）的获取，各家汽车厂商对MEC的定义有所不同，所在厂商将该值定义为判别零件是处于售后状态还是生产状态的标志位。生产状态模块内部MEC值大于0（一般为255），用于生产线制造。该状态下模块允许生产线设备对其内部参数进行修改，参数修改时会避免监测或设置相关DTC，但在车辆下线前，生产线设备会将该值写成0；售后状态模块内部MEC值等于0，用于售后维修，除正常编程刷新外，不允许售后诊断设备随意修改模块内部参数，同时DTC会持续监测。

4 结 论

介绍了基于Vehicle Spy3软、硬件设计开发的一款用于安全辅助驾驶系统的售后诊断平台。通过诊断服务指令，能快速高效地读取核心模块的零件信息、诊断信息并给予对应的维修建议。通过该平台实现了对安全辅助驾驶系统故障原因的精准定位，节省了维修时间，提高了维修效率。

[1]刘卫平，黄富元，熊文莉，等. 车辆安全辅助驾驶系统发展概述[J]. 汽车运用，2005（11）：41-42.

[2]王荣本，郭烈，金立生，等.智能车辆安全辅助驾驶技术研究近况[J].公路交通科技，2007（7）：107-111.

2018-12-26

1002-4581（2019）02-0006-04

U472.4

A

10.14175/j.issn.1002-4581.2019.02.002