用于车辆的便携式无线连接诊断系统的制作方法

1.本主题涉及用于车辆的诊断系统，并且更具体地涉及连接在诊断工具和车辆之间的车辆通信接口(vci)设备。


背景技术：

2.诊断工具用于连接到车辆的ecu(电子控制单元)，以检查车辆的各项参数，并根据车辆规格来评估其数值是否在规定的限制内。当车辆的任何参数出现任何异常时，诊断工具检测这些参数，并通过突出这些问题来帮助技术人员解决这些问题。oem(原始设备制造商)使用的现有诊断工具是手持式独立单元，需要连接到计算机来执行其部分功能。
3.尽管诊断工具从车辆执行数据采集，但在提供诸如引导式故障排除、与经销商管理系统结合的解决方案方面，其是有局限性的或不适用的。
4.设备由其制造商所专有，并且不允许对设备或车辆进行简便升级和改变，这导致购置和维护成本的增加。因此，需要一种改进的诊断系统，以克服现有技术中的所有上述问题和其他问题。
附图说明
5.提供以下附图以支持本发明的描述并且不限制本发明的范围。
6.图1示出了所提出的oem诊断解决方案。
7.图2示出了所提出的oem诊断解决方案的接口和通信信道。
8.图3示出了对微内核进行编程的步骤。
9.图4示出了在多个车辆中更新微内核的方法。
10.图5示出了经销商管理系统与所提出的oem诊断解决方案的结合，以用于引导式故障排除。
11.图6示出了用于引导式故障排除的所提出的oem诊断解决方案的结合。
具体实施方式
12.根据下文给出的详细描述和附图将更全面地理解本发明。此处提供的附图结合并构成本发明的实施例并说明本发明的几个方面，并且与实施例的描述一起用于解释本发明的原理。
13.oem(原始设备制造商)使用的现有诊断工具是手持式独立单元，其需要连接到计算机以执行其部分功能。这涉及大量线束和电力连接，从而进一步限制了车辆周围设备的移动性。在这种诊断工具中，对通信协议的支持是有限的，并且通常在不更改硬件的情况下是不可修改的。因此，如果需要新的通信协议，则需要更改整个独立硬件，从而导致额外的成本。
14.当前的有线通信在车间环境中会产生绊倒的危险。有线连接要求vci具有额外的物理端口，因此会增加成本和磨损的可能性。有线连接的内部故障可能会导致在vci和计算
机之间传输虚假/错误信息。在经销商的服务端大量使用多个vci需要拆卸和重新安装电缆，这会导致维修时间的增加和连接到有线计算机的vci的通信端口的磨损。
15.在这样的系统中，执行车辆软件升级/更改需要工具同时连接到计算机和车辆，因此会在车辆端消耗大量时间用于软件升级/更改。此外，vci到车辆的通信还涉及技术限制，例如不同产品需要不同的专有联接器，在多次拆卸和重新连接期间，vci与车载端口的直接连接会磨损与车辆相连的vci的通信端口，从而导致整个vci模块的更换。
16.有线vci缺乏对多种协议的支持。此外，基础通信协议的更改需要硬件或固件的更改。在硬件发生故障时，诊断应用软件只能存在于手持设备上而不能迁移到不同的硬件。有线手持设备的内存有限，需要经常清除本地存储的诊断数据或连接到计算机以保存数据。此外，有线手持设备在使用单独的外部电源或车辆电池运行时需要较高的电力，从而在连续使用的短时间内将车辆电池消耗到非启动水平。此外，在这样的vci中，如果需要更新或更改子程序，则整个vci需要格式化和重新闪存/重新编程，这需要额外的时间和精力。现有技术的有线手持诊断设备内的诊断故障代码(dtc)只有难以理解的短代码。如果现有技术的有线手持工具被盗，则该工具不可能被追踪或禁用，甚至可能被用于逆向工程。此外，现有技术的手持工具不具有dtc识别的可追踪性或联系以及经销商管理系统(dms)执行的工作。
17.图1示出了根据本主题实施例的用于车辆的便携式无线连接诊断系统，包括：待诊断车辆102、联接器103(即obd dlc，车载诊断数据链路连接器)、电缆101、车辆通信接口(vci)104、第一无线通信信道105、经由万维网/云端/服务器/互联网等通信的便携式无线手持诊断设备106。为便于参考，云端/服务器/互联网/万维网等词语在整个说明书中可互换使用。所述联接器103包括连接到车辆102的车辆诊断端口，以及连接到车辆通信接口(vci)104的obd侧端口。根据实施例的联接器103具有连接到车辆通信接口(vci)104的16针obd侧端口，和连接到车辆102的具有6针联接器的诊断端口。诊断端口联接器107与车载网络109交互。所述车载网络进一步由ecu 111，abs液压电子控制单元(hecu)110和仪表组112等组成。
18.车辆通信接口104利用第一无线通信信道105与便携式无线手持诊断设备106通信。根据实施例，第一无线通信信道105优选地是蓝牙通信信道。便携式无线手持诊断设备106进一步使用第二通信信道连接到万维网/互联网108。第二通信信道优选为wi
‑
fi或3g/4g/5g网络。便携式无线手持设备106与万维网/108的连接进一步提供了对oem网络114的访问，该oem网络114承载着基础服务器113、许可证管理服务器115、闪存服务器116、dms服务器117和更新服务器118。
19.根据本发明的另一个实施例，通过vci或经由vci通过移动设备重新编程车辆的ecu，会导致ecu快速且容易的闪存。在本发明的又一个实施例中，可以提供一次性密码以用于写入和闪存功能的受控安全访问。在本发明的一个实施例中，基于vci mac地址向便携式无线手持诊断设备提供可单独寻址的地址。vci提供了可扩展的架构来结合和定制现有的it解决方案。本发明进一步为车辆oem和经销商实现了集中化的ecu数据管理，以及空中系统更新。
20.图2示出了用于将标准vci联接到任何其他车辆的ecu的转换电缆101、车辆102、obd dlc联接器103、车辆通信接口104、无线通信信道105、便携式无线手持设备106、基础服
务器113、许可证管理服务器115、dms服务器117、交互模式201、设备上的引导式故障排除数据202、集成式收发器203、便携式无线手持诊断设备106 204、第二无线通信信道205。
21.根据本发明的一个实施例，vci 104包括单独内部存储器，用于存储单机功能的微内核(119)，这允许仅通过将vci插入车辆而无需将vci连接到诊断设备106来执行车辆软件的软件更新。这消除了为改变子程序而重新闪存vci的整个存储器的需要。此外，由于微内核的单独存储器，车辆参数的记录更快。在本发明的一个实施例中，联接器103将obd侧端口连接到诊断端口并在vci和车辆之间使用，以用于vci 104和车辆102之间的通信，从而能够在长期使用期间更换磨损的额外联接器，这进一步消除了在vci 104的联接器因插入和拆卸的长期使用而损坏的情况下更换高成本的vci 104的需要。车辆通信接口单元在便携式无线手持诊断设备106和车辆之间建立通信。vci单元将车辆数据转换并收发为无线传输格式。vci 104包括支持通信软件的车辆数据收集和传输部件，该部件从车辆计算机收集诊断数据，并且还能够将数据传输到车辆计算机，而且能够修改车辆内部的软件。vci 104还包括：数据传输部件，该数据传输部件与vci内的车辆数据收集和传输电子设备进行电通信，并被配置为通过无线链路传输包含诊断数据的传出数据包并通过同一链路接收传入数据包，其修改通信软件并能够通过无线链路被传输到车辆计算机，进而修改车载软件；以及预装有微内核的单独内部存储设备，一旦对vci 104进行编程，该微内核就能够在不与便携式无线手持诊断设备106连接的情况下自动地执行特定子程序。微内核的单独存储器避免了为子程序升级/更改而重写整个微内核程序。当使用用于微内核的独存存储器时，子程序的更新/更改会更快。
22.在本发明的一个实施例中，在vci中使用iso标准的obd侧部obd数据链路连接器以确保部件的通用性。避免了在多次拆卸和重新连接期间，由于vci到车辆端口的直接连接而产生的vci端口的磨损。因此，为了避免上述vci端口的磨损问题，根据本发明的一个实施例，在vci和车辆之间使用额外的联接器，将联接器上的obd侧端口转换为车辆诊断端口，以确保与车辆的连接。因此，在长期使用过程中联接器连接器磨损时，只需要更换联接器，从而降低了维护和更换的成本。
23.此外，根据本发明的一个实施例，vci在运行时消耗相当少的电流，大约为100ma，并且在睡眠模式下在12v dc下消耗小于1ma的电流，对车辆电池水平的影响非常小。
24.便携式无线手持诊断设备106包括通过对各种车辆参数进行数据采集、处理和监测来诊断车辆状态的多种方法，这些车辆参数可以使用手持和无线计算设备(例如智能手机或平板电脑)进行访问。在本发明的一个实施例中，手持无线计算设备是基于android(安卓)平台/操作系统。诊断车辆状态的方法包括以下功能：从具有vci 104的无线链路接收传出数据包，处理数据包以生成一组车辆诊断数据并以人类可读的方式显示数据，通过互联网与远程计算机通信以检查车辆软件的更新、设备验证，通过万维网/万维网/互联网将接收到的数据发送到dms服务器117，通过具有vci 104的无线链路发送传入数据包以修改通信和/或车辆软件，并根据识别出的车辆问题逐步显示多媒体指南，以帮助技术人员/维修人员。
25.诊断设备106通过万维网/互联网108与经销商管理服务器(dms)117的结合有助于在车辆、经销商端和生产备件的工厂的备件库存进行备件/部件的监控。
26.本发明的便携式无线手持诊断设备106能够提供综合的诊断故障代码描述数据
库，该数据库具有多种区域语言的翻译，例如印地语、泰米尔语等，不同地理区域和各种语言的各种维修技术人员都可以理解，从而提高了车辆参数诊断的准确性和及时性。
27.在所提出的便携式无线手持诊断设备106中，可以针对每预定数量的诊断会话提供通过万维网/互联网进行授权检查的诊断方法，并且还可以用于许可目的的认证管理。在本发明的一个实施例中，提供了一种锁定便携式无线手持诊断设备106的未授权使用的机制。
28.作业卡是一种记录，包括车辆底盘号、发动机号、注册详细信息、车辆所有者详细信息、在车辆运行过程中遇到的问题等。所提出的便携式无线手持诊断设备106具有能够将诊断会话链接到由dms生成的单个车辆作业卡的能力，允许存储识别出的故障，从便携式无线手持诊断设备106到dms系统采取的维修行为，从而允许追踪客户的车辆维修历史。
29.诊断工具被配置为在任何android设备上运行，即智能手机、平板电脑、chrome
‑
book等。该特征允许在不更改硬件的情况下进一步修改过程。此外，与车辆的无线通信避免了在车间环境中被绊倒的危险。在车间环境中实现了易用性和高移动性。使用手持和无线计算设备(例如在android平台上运行的智能手机或平板电脑)仅通过在设备上安装应用程序来提供设备可互换性和迁移便利性。
30.图3示出了对微内核进行编程的方法。为了对微内核进行编程，在步骤302，车辆被连接到vci 104，并且一旦vci牢固地连接到车辆，车辆就会被启动，以使vci 104可以与车辆ecu 111通信。在步骤303，vci 104与便携式无线手持诊断设备106配对，这需要vci 104和便携式无线手持诊断设备106彼此相互识别。在步骤304，启动车辆ecu的闪存子程序。一旦该子程序被启动，在步骤305，便携式无线手持诊断设备106与车辆软件数据库306通信，以检查车辆软件的任何新更新的可用性。如果没有可用的更新，则便携式无线手持诊断设备106会显示消息“无可用更新”。如果有可用的更新，则在微内核中更新子程序并保存在vci 104中的微内核的单独存储器中。如果vci 104中微内核子程序的更新成功，则消息显示“更新成功”，之后车辆被关闭并且vci和便携式无线手持诊断设备106断开连接。如果vci 104中微内核子程序的更新失败，则消息显示“更新失败”，然后再次执行步骤304。
31.图4说明了更新多个辆车的方法。在步骤402，车辆连接到vci 104，并且一旦vci牢固地连接到车辆，车辆就被启动，使得vci 104可以与车辆ecu 111通信。在步骤403，检查车辆ecu的软件版本是否比vci 104中存储的软件旧。如果“否”，则停止车辆软件的更新。如果发现车辆ecu的软件版本确实比vci 104中存储的软件版本旧，则更新车辆ecu的软件。一旦车辆ecu的软件更新未成功，就会在步骤407中生成错误(error)消息。如果车辆的ecu的软件更新成功，则在步骤408中打开vci 104的序列完成led。在下一步骤409中，车辆被关闭并且vci与vci 104断开连接。在下一步骤410中，检查是否有需要进行软件更新/待检查软件更新的更多可用车辆。如果没有更多车辆，则停止该过程，否则针对可用车辆再次执行步骤402。
32.图5示出了经销商管理系统(dms)117与车辆和便携式无线手持诊断设备106的结合。在步骤502中，在dms 117中创建作业卡并且使dms服务器准备好从车辆获取数据。一旦作业卡准备就绪，车辆就被连接到vci104，并且一旦vci牢固地连接到车辆，车辆就被启动，以使vci 104可以与车辆ecu 111通信。在步骤504，vci 104与便携式无线手持诊断设备106配对，这需要vci 104与便携式无线手持诊断设备106彼此互相识别。在下一步骤505，检查
vin(车辆识别号)，并且如果vin号被验证，则开始从车辆到便携式无线手持诊断设备106的数据采集。一旦完成数据采集，对于便携式无线手持诊断设备106的所有/任何诊断故障代码(dtc)，在作业卡中更新dtc。如果未检测到诊断故障代码(dtc)，则在步骤507中更新作业卡中的相同内容。在步骤508，作业卡的内容与dms服务器117同步。dms服务器117与车辆通信以获取车辆数据，同时dms服务器117还与oem网络114通信，oem网络114包含备件订购系统516、保修管理系统517、基础服务器113和数据分析系统518。一旦车辆ecu 111和dms服务器117之间的数据被同步，车辆就被关闭，并与vci 104和便携式无线手持诊断设备106断开连接。如果在步骤506中发现任何dtc，则在步骤511中将dtc保存到作业卡中。在步骤512，根据引导式故障排除程序开始针对每个dtc逐一进行车辆的修复。一旦所述修复在步骤513成功完成，则在步骤515清除该特定dtc，并且系统重回步骤506以再次检查任何其他可用的dtc，从而再次执行步骤507、508、509、510、117，以及步骤511、512、513、514、515。此外，在与任何dtc相关联的任何问题没有解决的情况下，应在作业卡507中输入没有解决dtc的原因。
33.图6示出了基于本发明的用于车辆的便携式无线连接诊断系统进行引导式故障排除的方法。在步骤602，车辆连接到vci 104，并且一旦vci牢固地连接到车辆，车辆就被启动，使得vci 104可以与车辆ecu 111通信。在步骤603，使用便携式无线手持诊断设备106选择要修理的dtc。在下一步骤604中，针对遇到的dtc，检查便携式无线手持诊断设备106上的多媒体故障排除程序的可用性。如果多媒体故障排除程序在便携式无线手持诊断设备106上不可用，则在步骤605中通过万维网/互联网108从oem网络114下载多媒体故障排除程序。一旦定位到与遇到的dtc相对应的多媒体故障排除程序，在步骤606中，在便携式无线手持诊断设备106上显示用于修复车辆的分步指导。一旦在步骤607中根据多媒体故障排除程序执行了车辆的修复，则在步骤608清除相应的dtc。如果在步骤609中检查有任何用于修复的其他dtc，则对该dtc执行步骤606，直到已对所有遇到的dtc进行了修复。一旦清除了所有dtc，车辆就被关闭并且便携式无线手持诊断设备106和vci 104断开连接。如果仍然有任何剩余的dtc，则对于遗漏的dtc，再次执行步骤607，并按照多媒体指南中的所有步骤进行修复。
34.根据本实施例的用于车辆的便携式无线连接手持诊断系统支持本地和通过软件升级：iso 14229、iso 15765、kwp2000 iso 14230/9141
‑
2(kline)、j1850 vpw/pwm、doip和can fd、iso 9141、sci和双线can。
35.根据本发明的一个实施例的用于车辆(102)的诊断方法包括以下步骤：将vci连接到车辆，然后启动车辆；将vci与诊断工具配对；启动车辆闪存子程序；检查更新的可用性；在vci内的微内核中保存待更新的子程序；通过车辆ecu更新特定的子程序；检查更新是否成功；更新不成功则显示错误消息，更新成功则显示更新成功，关闭车辆并断开vci和诊断工具的连接。用于车辆的诊断方法(102)包括一步骤，其中在启动车辆之后将vci连接到车辆时创建作业卡，其中作业卡包括车辆信息数据。车辆信息数据包括车辆发动机号、车辆底盘号、传感器状态。车辆信息数据实时传送到经销商管理服务器(117)和备件订购系统(516)。
36.根据本发明的又一实施例，一种用于车辆(102)的引导式诊断方法包括以下步骤：将vci(104)连接到车辆，然后启动车辆；在诊断工具上选择诊断故障代码(603)；检查多媒体故障排除程序在诊断工具上是否可用(604)；如果多媒体故障排除程序在诊断工具上可
用，则在显示单元上显示清除故障诊断代码的分步指南(606)；如果多媒体故障排除程序在诊断工具上不可用，则从互联网下载故障诊断代码(605)；按照指南中的所有步骤修复车辆(607)；清除诊断故障代码并检查下一个诊断故障代码(608、609)；检查是否清除了所有诊断故障代码(609)；一旦清除了所有诊断代码，关闭车辆(610)；断开vci与诊断工具的连接。
37.以上公开的实施例并非旨在是穷举性的或将本发明限于以下详细描述中公开的精确形式。相反，实施例被选择和描述为使得可通过所有可能实施例及其示例来解释本发明的最佳实现布置。本发明可以应用于所有类型的车辆。