基于UDS协议的电动汽车电机控制器无线诊断方法、装置、介质和设备

技术领域

本发明主要涉及电动汽车测试技术领域，特指一种基于UDS协议的电动汽车电机控制器无线诊断方法、装置、介质和设备。

背景技术

随着汽车上ECU(Electronic Control Unit)部件越来越多，各ECU在长期使用过程中，由于外在环境的影响以及自身器件的老化，不可避免地会产生不同的故障。在车辆发生故障进行售后时，在不拆卸汽车车身或ECU外壳之前，需要快速地读取发生故障的ECU信息并确定发生故障的部件及原因，故障诊断功能成为各ECU必备的功能。同时当ECU发生由软件原因产生的缺陷及故障或者需要对ECU功能进行迭代升级时，ECU还需要支持在线程序更新功能。

目前，北京交通大学提出发明专利申请：基于蓝牙技术的汽车故障诊断系统，主要是将工业现场总线CANBUS转接到蓝牙无线网络中，通过无线传输方式，查询CAN总线中设备工作状态和故障代码，从而对汽车进行故障诊断。依靠蓝牙及时实现汽车故障信息的读取，并将故障信息传输至计算机上进行显示，在实际使用中需要携带计算机，一定程度上具有不便性。

成都雅骏新能源汽车科技股份有限公司提出的实用新型专利申请：纯电动汽车手持故障无线诊断仪，该方案可以解决了现有诊断仪维修困难、使用不便捷的问题，手持故障无线诊断仪包括数据处理单元，分别与数据处理单元连接的射频通讯模块、数据存储模块、USB转RS232的数据通信模块、电容触摸模块和LCD显示模块，所述射频通讯模块与电动汽车的MCU无线连接，所述数据通信模块与电脑有线或无线连接。采用无线射频通信方式实现计算机与电机控制器之间的故障信息传输，由于在整车环境下，金属对无线射频通信存在较大干扰，采用该方式进行无线数据传输存在较大的不稳定性。

上海大郡动力控制技术有限公司提出实用新型专利申请：电动汽车电机控制系统的故障诊断支持系统，系统中的电机控制器与整车控制器通过CAN总线连接，系统的第一存储器、第二存储器和第三存储器分别连接电机控制器信息输出端，电机控制器分别以10～200us和1～20ms为发送周期将系统运行信息循环储存于第一存储器和第二存储器中、将系统故障信息储存于第三存储器中，无线发送/接收模块连接电机控制器并通过远程网络传送第一存储器、第二存储器和第三存储器与远程终端之间的信息。该系统在工作过程中没有依照UDS标准规范进行故障诊断，这样会对后续售后维修保养及车联网的功能实现上带来不便性。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种提高工作效率的基于UDS协议的电动汽车电机控制器无线诊断方法、装置、介质和设备。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种基于UDS协议的电动汽车电机控制器无线诊断方法，采用无线通信传输方式，并基于CAN总线的UDS统一诊断服务规则与电机控制器的ECU建立诊断通信机制，读取存储在ECU内部存储区中的故障信息和参数，并解析以进行故障排查。

作为上述技术方案的进一步改进：

以无线方式传输以下五个子服务的一个或多个来实现对不同模式下的故障信息读取：五个子服务包括：读取故障个数；根据故障掩码读取已发生故障的故障码及状态；读取故障快照信息，即故障发生时电机控制器的各种状态信息，辅助确定故障发生原因；读取故障扩展信息；读取电机控制器支持的所有故障码及状态。

所述电机控制器的各种状态信息包括电机控制器目标工作模式、实际工作模式、目标转矩、实际转矩、实际转速、直流母线电压、电机三相电流和电机温度中的一种或多种状态信息。

所述故障扩展信息包括故障发生次数和故障待清除计数器状态中的一种或多种。

所述无线通信传输方式为无线蓝牙通信方式。

本发明还公开了一种基于UDS协议的电动汽车电机控制器无线诊断装置，包括客户端和无线通信模块，所述客户端通过无线通信模块，并基于CAN总线的UDS统一诊断服务规则与电机控制器的ECU建立诊断通信机制，读取存储在ECU内部存储区中的故障信息和参数，并解析以进行故障排查。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述客户端为诊断仪。

所述无线通信模块为无线蓝牙通信模块。

本发明进一步公开了一种计算机可读存储介质，其上储存有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现如上所述的诊断方法的步骤。

本发明进一步公开了一种移动介质设备，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算器程序在被处理器执行时实现如上所述的诊断方法的步骤。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的基于UDS协议的电动汽车电机控制器无线诊断方法，基于CAN总线的UDS统一诊断服务规则与电机控制器ECU建立通信机制，从而使整个通信机制具备高速、安全、诊断服务功能全面的特点；另结合无线通信技术，实现了针对新能源电动汽车电机控制器的无线故障诊断方法，能够以无线通信的方式实现对电机控制器内的存储数据读取，并将读取到的数据通过计算机上位机软件或移动手持诊断仪进行显示，大大提高现场售后服务的工作效率。另外，无线蓝牙通信方式不受外界金属等影响、稳定性好。

本发明的电动汽车电机控制器的无线诊断方法，利用UDS统一诊断服务规范(ISO14229协议)，结合无线蓝牙通信方式，实现对电机控制器故障信息读取，ECU可将当前驾驶周期内发生的故障存入到其内部Flash数据存储区，使用手持诊断仪(平板电脑、手机)通过无线蓝牙数据传输方式直接读取ECU内部存储下来的故障信息，采用该诊断方式可方便现场售后服务人员快速进行故障排查，提高售后服务工作效率；同时现场技术服务人员还可利用无线诊断设备实现对电机控制器程序的刷写，提高对电机控制器程序刷写工作的效率。

附图说明

图1为本发明实施例诊断装置的方框结构图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

如图1所示，本实施例的基于UDS协议的电动汽车电机控制器无线诊断方法，采用无线蓝牙通信传输方式，基于CAN总线的UDS统一诊断服务规则与电机控制器的ECU建立诊断通信机制，读取存储在ECU内部存储区中的故障信息和参数，并解析以进行故障排查。本发明的基于UDS协议的电动汽车电机控制器无线诊断方法，基于CAN总线的UDS统一诊断服务规则与电机控制器ECU建立通信，从而使整个通信机制具备高速、安全、诊断服务功能全面的特点；另结合无线通信技术，实现了针对新能源电动汽车电机控制器的无线故障诊断方法，能够以无线通信的方式实现对电机控制器内的存储数据读取，并将读取到的数据通过计算机上位机软件或移动手持诊断仪进行显示，大大提高现场售后服务的工作效率；另外，无线蓝牙通信方式不受外界金属等影响、稳定性好。

本实施例中，以无线方式传输以下五个子服务的一个或多个来实现对不同模式下的故障信息读取：五个子服务包括：读取故障个数；根据故障掩码读取已发生故障的故障码及状态；读取故障快照信息，即故障发生时电机控制器的各种状态信息，辅助确定故障发生原因；读取故障扩展信息；读取电机控制器支持的所有故障码及状态。

本实施例中，电机控制器的各种状态信息包括电机控制器目标工作模式、实际工作模式、目标转矩、实际转矩、实际转速、直流母线电压、电机三相电流和电机温度中的一种或多种状态信息。故障扩展信息包括故障发生次数和故障待清除计数器状态中的一种或多种。

本发明还公开了一种基于UDS协议的电动汽车电机控制器无线诊断装置，包括客户端和无线通信模块，所述客户端通过通信模块，并基于CAN总线的UDS统一诊断服务规则与电机控制器的ECU建立诊断通信，读取存储在ECU内部存储区中的故障信息和参数，并解析以进行故障排查。本发明的基于UDS协议的电动汽车电机控制器无线诊断装置同样具有如上方法所述的优点，而且结构简单、成本低、易于实现。

本实施例中，客户端为平板电脑或者移动手机，携带方便；无线通信模块为无线蓝牙通信模块，稳定性好。

本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上储存有计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现如上所述诊断方法的步骤。

本发明进一步公开了一种移动介质设备，包括处理器和存储器，存储器上存储有计算机程序，计算器程序在被处理器执行时实现如上所述诊断方法的步骤。

下面结合一完整的具体实施例对本发明进行详细说明：

电动汽车电机控制器故障诊断主要通过利用其内部ECU来实现监测控制系统内各组成部分工作情况的目的，ECU经分析判断后发现有故障发生，将自动启动故障记录措施。同时ECU内部的故障诊断处理模块不仅能够存储电机控制器发生过的故障，还能够实时提供电机控制器内部的各种运行参数，外部诊断设备通过采用无线通信传输方式利用UDS统一诊断服务规则与ECU建立诊断通信机制，读取存储在ECU内部存储区中的故障信息和参数，并解析出来供外部售后服务人员进行故障排查。其中故障诊断记录处理，主要将这些处理的信息通过无线诊断通信传输给外部诊断设备，这一系列处理机制构成了纯电动汽车电机控制器立体化的诊断系统，如图1所示。

具体地，无线诊断所实现的功能有：

(1)无线方式实现电机控制器数据信息的存入与读取

电机控制器在出厂之前需要进行单板调试、整机调试等过程，且在这些调试过程中需要向ECU内部写入相关调试信息，以便产品日后追溯，整车厂也可根据自身需求，要求供应商写入一些相关电机控制器数据，数据信息的写入可以通过UDS无线诊断方式传输实现。

在对电动汽车电机控制器进行诊断的过程中，无线诊断方式下发UDS协议中读取数据流的请求指令来获取ECU内部状态信息，供现场售后服务人员诊断排查，比如应用程序刷写的时间和上位机软件系列号、车辆配置信息、软硬件版本信息、ECU标定状态等。读取版本信息和读取动态数据流需要使用UDS协议中的读取数据服务请求，即读取数据诊断服务。客户端利用无线诊断方式直接读取服务器中指定数据标志符对应的数据，数据标志符及对应的记录数据，即可解析电动汽车某个电机控制器的版本信息，同时将信息以无线传输的方式显示在诊断仪操作界面上。

当需要实现写数据信息时，诊断仪同样可以通过无线数据传输的方式下发写数据服务请求，即写入数据诊断服务。诊断上位机可以通过该请求服务可改写服务器中指定数据标志符对应的数据，例如写入整车VIN码就可以使用该诊断服务实现。UDS协议规定，在使用写数据请求服务之前，需要先将汽车ECU的诊断会话模式切换到扩展会话模式，并对ECU进行解锁。

(2)无线方式实现电机控制器程序的更新

电机控制器是电动汽车内的一个重要部件，主要功能是对电机的扭矩及转速进行控制。在电机控制器研发过程中，由于控制策略会不断调整，因此不可避免要对应用程序进行调试、修改和升级。采用无线通信的方式实现对电机控制器程序的更新将大大提高现场程序刷写的工作效率，上位机诊断仪设备通过无线通信模式，按照预定义的程序刷写流程向电机控制器内部ECU发送相应的服务请求，便可进行最新程序的刷写。同时编程操作必须通过安全访问，下载前，诊断仪设备以无线数据传输模式取得种子和密钥，并通过安全访问后，确保只有合法的诊断仪才能对ECU进行下载操作。上位机可以使用内部定义的扩展帧CAN通信ID1或者使用主机厂分配的标准帧通信ID2进行程序下载，点击下载命令，上位机便通过无线数据传输向控制器发送请求进入BootLoader更新程序的指令，ECU程序将通过写编程请求标志后跳转到BootLoader程序中运行，随后无线诊断仪按照规定的程序刷写流程发送相应的UDS服务请求进行程序更新。

为保证控制器出现干扰使应用程序破坏或应用程序跑飞等情况下仍可以实现应用程序的更新，无线诊断设备还可通过拦截模式对出现上述情况进行处理。如果下位机收到无线诊断设备发来的拦截指令，那么程序将停留在ECU内部的BootLoader程序中，并等到下一步的无线诊断仪下发的编程指令。

(3)无线方式实现电机控制器故障信息的读取

根据UDS统一诊断协议，汽车上的控制系统需要根据规则化的诊断协议进行故障记录和处理，主要体现为诊断故障编码DTC(diagnostic trouble code)的方式。根据协议规定，每个DTC均由DTC内容和DTC状态表示，DTC内容代表了该故障的具体故障方式、故障标志等信息，例如电机控制器发生硬件过流故障。

由于UDS协议规定在读取故障信息时需要调用故障信息读取服务请求，同时该服务也是UDS诊断服务的最重要服务，其功能是读取电机控制器依据故障诊断策略存储的相关故障信息。因此无线诊断设备可以根据电机控制器的具体需求，以无线方式传输五个不同子服务来实现对不同模式下的故障信息读取：①读取故障个数；②根据故障掩码读取已发生故障的故障码及状态；③读取故障快照信息，即故障发生时电机控制器的各种状态信息，主要包括电机控制器目标工作模式、实际工作模式、目标转矩、实际转矩、实际转速、直流母线电压、电机三相电流、电机温度等，可以辅助确定故障发生原因；④读取故障扩展信息，包括故障发生次数、故障待清除计数器状态等；⑤读取电机控制器支持的所有故障码及状态。同时电机控制器在检修完成并确定故障原因之后，无线诊断设备可通过调用清除故障信息服务，实现清除全部或者单个故障码。

(4)无线方式实现电机控制器例程控制

电机控制器内部ECU可以通过UDS协议标准中的例程控制服务请求来启动软件中某个功能函数，比如擦除ECU数据存储区例程、启动CRC校验等例程函数，每个自定义功能由唯一例程标识符识别。因此可以利用无线诊断上位机下发启动例程指令来达到启动电机控制器的例程功能。

在利用无线诊断设备启动例程控制功能时，可以在无线诊断设备上填写控制例程中所需发送的控制参数，之后开始例程，无线诊断设备将发送需要控制的参数，同时控制器通过启动对应的功能函数后返回肯定响应到上位机；点击请求结果，无线诊断设备将下发请求结果服务参数指令，控制器将返回结果值到上位机；点击结束例程，无线诊断设备将操作电机控制器将退出当前控制例程。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。