CN107765676A - 一种基于以太网的车载诊断***及其方法 - Google Patents

一种基于以太网的车载诊断***及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于以太网的车载诊断***及其方法，其技术特点是：车载诊断***包括：车载以太网络用于车辆自身通信以及诊断数据的传输；外部以太网络与车载以太网连接并实现访问功能；汽车网关与车载以太网络及外部以太网络相连接；车辆诊断经验数据库与刷新诊断设备交互信息相连接，外部刷新诊断设备根据诊断经验数据库返回的诊断刷写脚本通过汽车网关对车载以太网内的车辆进行操作。本发明运用车载以太网技术进行车辆诊断，使车主、工程师、维修人员等在以太网环境下或无线网络环境就实现对车辆诊断信息的高速读取与更改，大大简化了操作的复杂度，在提高诊断效率的同时也降低了汽车诊断所需的成本和时间，实现了车辆诊断的便捷化。

Description

一种基于以太网的车载诊断***及其方法
技术领域
本发明属于汽车电子技术领域，尤其是一种基于以太网的车载诊断***及其方法。
背景技术
随着汽车数量的急剧增加，汽车维修显得越来越重要。传统汽车诊断维修拘泥于对时间与空间的要求，而且操作复杂度较高，效率低下，而且汽车诊断成本较高。目前市面上多数汽车的诊断是基于CAN总线实现的通讯方式，但是汽车保有量在不断的增加，利用CAN总线诊断相对复杂且效率低下的的弊端日渐显现。随着汽车电子技术领域的发展，如何提高汽车诊断维修效率并且降低维修成本是目前迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于以太网的车载诊断***及其方法，解决汽车诊断维修不便及成本过高的问题。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种基于以太网的车载诊断***，包括：
车载以太网络，通过汽车网关与外部以太网连接用于车辆自身通信以及诊断数据的传输；
外部以太网络，通过汽车网关与车载以太网连接并实现访问功能；
汽车网关，与车载以太网络及外部以太网络相连接，实现外部以太网络中外部刷新诊断设备与车载以太网络中车辆子网组件之间的数据传输功能；
车辆诊断经验数据库，与刷新诊断设备交互信息相连接并为车辆提供正确的诊断刷写脚本；
外部刷新诊断设备，连接在外部以太网络中，根据诊断经验数据库返回的诊断刷写脚本通过汽车网关对车载以太网内的车辆进行操作。
所述车载以太网络由多个车载子网络成，每个车载***中的ECU均连接到相应的DoIP节点网关上，多个DoIP节点网关通过基于IP的网络连接在一起，其中一个DoIP节点网关作为DoIP边缘节点网关与外部以太网络相连接。
所述车载以太网络中的DoIP节点均使用相同的IP版本，IP版本为IPv4或IPv6。
所述外部以太网络基于IP的网络构成。
所述汽车网关与车载以太网络之间采用以太网物理接口或WLAN接口相连接。
一种基于以太网的车载诊断***的方法，包括以下步骤：
步骤1、确认车载以太网络处于可被接收状态；
步骤2、通过电车网关控制将车载以太网络、外部以太网络建立通信，保持外部刷新诊断设备与子网组件间的数据路由；
步骤3、外部刷新设备通过汽车网关访问获取ECU上的OBD信息，并传送给诊断经验数据库。
步骤4、诊断经验数据库对车辆故障信息进行比对，调用正确的脚本回传至外部刷新设备。
步骤5、外部刷新诊断设备向汽车网关发送请求，对所诊断的ECU执行刷写操作。
本发明的优点和积极效果是：
本发明将车载以太网络、外部以太网络及外部刷新诊断设备结合在一起，运用车载以太网技术进行车辆诊断，提供100Mbit/s的带宽来满足庞大的数据吞吐量以及处理速度，使车主、工程师、维修人员等在以太网环境下，甚至利用无线网络环境就可以实现对车辆诊断信息的高速读取与更改，让汽车的故障诊断突破时间要求与空间要求的束缚，大大简化了操作的复杂度，在提高诊断效率的同时也降低了汽车诊断所需的成本和时间，实现了车辆诊断的便捷化。
附图说明
图1为本发明的车载诊断***整体结构示意图；
图2为本发明的车载以太网络与外部以太网络连接示意图；
图3为实施例1的单个车辆与单个外部测试设备实例网络连接示意图；
图4为实施例2的多个车辆与单个外部测试设备实例网络连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。
一种基于以太网的车载诊断***，如图1所示，包括：
车载以太网络，用于车辆自身通信以及诊断数据的传输，具有声明车辆存在且被检测到的能力,实现加入到网络的条件。
外部以太网络，用于以实现通信功能，具有检测车辆并建立通信连接的作用，建立与车载以太网络的连接并实现访问功能。
汽车网关，作为信息交互传输的媒介，具有实现外部刷新诊断设备与车辆子网组件之间的数据路由、保持双方通信建立功能；汽车网关实现以太网间的协议转换功能。
车辆诊断经验数据库，用于与外部刷新诊断设备交互信息，根据诊断结果为车辆提供正确的诊断刷写脚本。
外部刷新诊断设备，连接在外部以太网络中，能够检测到车辆并与其内部IP组件建立有效通讯，依据诊断经验数据库返回的脚本信息通过汽车网关对车载以太网内的车辆进行刷写等操作。
如图2所示，所述车载以太网络由多个车载子网络成，每个车载***中的ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)均连接到相应的DoIP节点网关上，多个DoIP节点网关通过基于IP的网络连接在一起，其中一个DoIP节点网关作为DoIP边缘节点网关与外部以太网络相连接。所述外部以太网络基于IP的网络构成，外部以太网络中的外部测试设备与DoIP边缘节点网关相连接，外部以太网络中的外部刷新诊断设备与整车电子模块组件(ECU)进行通信连接。外部以太网络和车载以太网络均为基于IP的网络，所述以太网通过以太网物理接口，或者以太网无线接口进行通信。整个***通过IP进行诊断，而诊断服务通过以太网进行使用，以太网络总数据速率达100Mbit/s，可以实现诊断数据的高速实时传输处理。为了保证整个***的正常通信，所有实体部分的MAC地址必须唯一，且车载网络中的所有DoIP应使用相同的IP版本，即IPv4或IPv6。
本发明的工作过程为：首先保证***中所有实体都已正确配置，此时应在IP网络上能够检测出所有实体状态正确，保证车辆与外部刷新诊断设备的之间建立网络连接。然后由外部刷写诊断设备向汽车网关发送访问请求后，由网关向其提供与安全有关的数据，以解锁安全车辆ECU。进出车辆子网的数据只能通过连接的DoIP网关发送，如图2所示。此时就可实现外部刷写诊断设备和车辆ECU之间预定义的消息和数据交换序列。从外部刷写诊断设备***向车载IP网络发出一个或多个请求后，得到来自车辆的一条或多条响应消息，包括验证车辆准备状态或进行车辆诊断故障追踪的数据。外部刷写诊断设备将得到的车辆诊断信息传输到诊断经验数据库，由数据库调用正确的脚本回传至外部刷写诊断设备，并由外部刷写诊断设备向网关发送刷写请求指令，得到确认后对车辆ECU进行刷写。
出于安全原因，某些用例和通信场景可能会被车辆拒绝，这取决于车辆的状态条件(例如正在驾驶时)或可能需要额外的安全规定，特别是在执行无线通信时。
一种基于以太网的车载诊断方法，包括如下步骤：
步骤1、确认车载以太网络处于可被接收状态；
步骤2、将车载以太网络、外部以太网络建立通信，保持外部刷新诊断设备与子网组件间的数据路由；
步骤3、外部刷新设备通过汽车网关访问获取ECU上的车辆诊断(OBD)信息，并传送给诊断经验数据库。
步骤4、诊断经验数据库对车辆故障信息进行比对，调用正确的脚本回传至外部刷新设备。
步骤5、外部刷新诊断设备向汽车网关发送请求，对所诊断的ECU执行刷写操作。在诊断过程中，需要由车主、工程师或维修人员进行仲裁，是否对车辆执行刷新刷写操作。
实施例1
如图3所示，本实施例给出单个车辆与单个外部测试设备的车辆诊断***，外部测试设备(笔记本)4通过以太网电缆2与以太网交换机和无线局域网接入点1相连接，待诊断车辆6通过以太网电缆2与以太网交换机和无线局域网接入点1相连接。外部测试设备(PDA)5通过无线网络与接入与以太网交换机和无线局域网接入点1相连接。
本实施例的应用环境为：对于某款车型使用了一段时间后，发现车上的车载导航***的版本较低，地图信息与实际道路状况出入较大，无法满足用车需求。现有技术的处理方法是：将车辆送到4S点或修理厂进行地图模块升级，不仅耗费时间且该升级服务需要支付一定的费用。本发明的处理方法是：车主可以让车辆、外部刷新诊断设备处置于同一个以太网化环境下，可以是有线以太网物理连接、也可以运用无线的PDA，开始匹配，开启检测，遵循上述步骤后，外部刷新诊断设备将带有最新地图版本的脚本刷写请求发送至网关，得到车主的确认后对车载导航地图模块进行升级刷写。
实施例2
如图4所示，本实施例给出多个车辆与单个外部测试设备的车辆诊断***，
外部测试设备(PC)4通过以太网电缆2与专营经销店或维修车间网络1相连接，待诊断车辆6和待诊断车辆7通过以太网电缆2与专营经销店或维修车间网络1相连接，外部测试设备(PC)4和待诊断车辆6之间的逻辑连接为逻辑通道9，待诊断车辆8通过WLAN3与专营经销店或维修车间网络1相连接，外部测试设备(PC)4和待诊断车辆8之间的逻辑连接为逻辑通道10。网络服务器5通过以太网电缆2与专营经销店或维修车间网络1相连接。
本实施例的应用环境为：某品牌车型推出市场一段时间后，发现产品质量存在一定的缺陷(电子***的软件部分)，可能会在某种行车条件下造成危险后果，此时厂家需要对该产品进行“召回”处理，现有的解决方法是：汽车厂家通知各个经销商4S店，由他们通知车主，告知该隐患，并协商处理时间，车主将车辆送至店内进行处理；而对于装配有以太网的车载诊断***的车辆解决方法是：厂家只需提供最新的修复安装包，将脚本刷写权限下放至店内甚至工程师个人，一台外部刷新诊断设备在网络内可以同对多台车辆进行操作，让多台车辆处于同样的网络环境中，由工程师或维修人员执行刷写，就可以高效的完成“召回”工作。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种基于以太网的车载诊断***，其特征在于包括：
车载以太网络，通过汽车网关与外部以太网连接用于车辆自身通信以及诊断数据的传输；
外部以太网络，通过汽车网关与车载以太网连接并实现访问功能；
汽车网关，与车载以太网络及外部以太网络相连接，实现外部以太网络中外部刷新诊断设备与车载以太网络中车辆子网组件之间的数据传输功能；
车辆诊断经验数据库，与刷新诊断设备交互信息相连接并为车辆提供正确的诊断刷写脚本；
外部刷新诊断设备，连接在外部以太网络中，根据诊断经验数据库返回的诊断刷写脚本通过汽车网关对车载以太网内的车辆进行操作。
2.根据权利要求1所述的一种基于以太网的车载诊断***，其特征在于：所述车载以太网络由多个车载子网络成，每个车载***中的ECU均连接到相应的DoIP节点网关上，多个DoIP节点网关通过基于IP的网络连接在一起，其中一个DoIP节点网关作为DoIP边缘节点网关与外部以太网络相连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于以太网的车载诊断***，其特征在于：所述车载以太网络中的DoIP节点均使用相同的IP版本，IP版本为IPv4或IPv6。
4.根据权利要求1所述的一种基于以太网的车载诊断***，其特征在于：所述外部以太网络基于IP的网络构成。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种基于以太网的车载诊断***，其特征在于：所述汽车网关与车载以太网络之间采用以太网物理接口或WLAN接口相连接。
6.一种如权利要求1至5任一项所述基于以太网的车载诊断***的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、确认车载以太网络处于可被接收状态；
步骤2、通过电车网关控制将车载以太网络、外部以太网络建立通信，保持外部刷新诊断设备与子网组件间的数据路由；
步骤3、外部刷新设备通过汽车网关访问获取ECU上的OBD信息，并传送给诊断经验数据库。
步骤4、诊断经验数据库对车辆故障信息进行比对，调用正确的脚本回传至外部刷新设备。
步骤5、外部刷新诊断设备向汽车网关发送请求，对所诊断的ECU执行刷写操作。
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