摘要：目前整车电控系统诊断各自分离、诊断工具繁多，故障诊断效率低。基于此，设计开发了一款集成的多功能诊断仪系统，实现一套系统即可满足整车电控系统的诊断需求。木文介绍多功能诊断仪系统的设计与实现过程，并进行台架与实车测试。测试结果表明开发的多功能诊断仪系统可实现整车电控系统的故障诊断，提高故障诊断效率。

    随着整车电控系统的不断增多，整车电控系统故障诊断各自分离，像发动机、变速器、防抱死系统、车身系统等，它们都有各自专用诊断工具，诊断工具品种多，传输协议不一致，连接接口不一致，诊断效率低。为了提高整车电控系统故障诊断效率，解决主机厂集成诊断的问题，在整车网络架构基础上，基于控制器诊断协议以及主机厂故障解决经验，结合系统台架、实车测试手段，开发一款诊断功能覆盖全面、扩展性强的多功能诊断仪系统，满足主机厂和售后服务系统诊断需求。

    1 整车网络架构分析
    首先对北奔重型载货汽车的网络架构进行分析。目前北奔重型载货汽车主要由车身总线和动力总线组成。以北奔重型载货某款车型为例，车身总线主要有组合仪表IC、车载终端TP、驾驶员门模块TMF\TMB、车身控制器CBCU等节点。动力总线主要有发动机控制器EMS、后处理单元DCU、防抱死系统ABS、变速器单元TCU、缓速器单元RCU等节点。根据整车网络规划以及控制器诊断需求，车身总线、动力总线以及部分控制器诊断总线均在整车OBD预留点位定义口。整车网络如图1所示。

    2 控制器诊断协议分析
    根据对不同厂家控制器的诊断协议调研，目前控制器的诊断主要有K线诊断和CAN线诊断。
    2.1  K线诊断
    K线诊断主要采用的是Keyword Protocol 2000（ KWP2000）协议，采用ISO 14230标准。其OSI参考模型如图2所示。

    ISO 14230一中规定了K线通信的信号和电气特性，包括信号传输电压、波特率、编码方式等信息。根据对供应商控制器诊断协议调研，K线采用的波特率为10 400h/s。
    ISO 14230-2中规定了数据链路层规范，包括报文结构、初始化过程、通信连接管理、定时参数和错误处理等内容。KWP2000协议报文结构由报文头、数据字节以及校验和3部分组成。如图3所示。

    1）报文头。最大由4个字节组成：①格式字节（ Fmt ）包含了报文的形式和形态信息。2个比特位（A0和A1）给出寻址信息，6个比特位（L0-L5）给出数据字节。②目标地址（Tgt）指明向哪个通信节点传输信息。③源地址（Src）指出信息来自哪一条通信节点。④长度（Len）确定有用数据字节的数量，最大255个字节。目标字节、源地址以及长度字节都与格式字节的参数有关。
    2）数据域。每个报文可发送最高255个字节的有用数据，有用数据的第一个字节总是服务标识字节（Sid ），之后紧跟着的是与该服务有关的数据字节。
    3）校验和。除校验和自己之外的报文中全部字节的模数值。
    ISO标准中给出了2种初始化方法：5波特率初始化和快速初始化。目前控制器使用的是快速初始化。在快速初始化时，诊断仪发送1个唤醒模式（Wup ）。该模式由一个25 ms的低电平和一个25 ms的高电平组成。在Wup发送完后，诊断仪发送10 400b/，波特率的通信服务，控制器回复1个包括关键字节在内的主动应答。此后结束初始化，可以开始常规通信。如图4所示。

      ISO 14230-3规定了应用层的服务规范，包括诊断管理数据传输功能组、诊断信息传输功能组、输入／输出控制功能组、远程启动ECU例程功能组、数据上载／下载功能组和扩展功能组等服务。

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