1&深入了解ECU故障诊断系统

在智能汽车领域，ECU（电子控制单元）作为核心部件，其故障诊断显得尤为重要。为了实时掌握智能汽车电子与软件的最新动态，建议大家关注相关公众号，并点击主页右上角“···”，设置星标，以便不错过任何一篇关于ECU故障诊断的精彩文章。
ECU故障诊断：智能汽车不可或缺的一环
在智能汽车日益普及的今天，ECU（电子控制单元）作为车辆的核心部件，其故障诊断显得愈发关键。为了帮助大家深入了解这一领域，我们特别整理了相关文章，并邀请专家进行解读。通过这些内容，您将能够更好地掌握ECU故障诊断的技巧和方法，为智能汽车的稳定运行保驾护航。

2&ECU故障诊断系统详解

在汽车领域，ECU（电子控制单元）作为核心部件，其故障诊断显得尤为重要。由于汽车各部件及系统可能存在潜在的失效风险，尽管这些风险可能极低，但我们无法确保其绝对安全。因此，建立一套完善的故障诊断系统变得至关重要。该系统需要持续监测车辆各控制器、传感器、执行器等的工作状态，及时发现并诊断故障。一旦找出故障，系统会采取相应措施进行临时补救，减轻潜在伤害，同时保存故障信息以供后续深入排查和解决。

为了实现这一目标，ECU故障诊断系统通常包含车内在线诊断和车外离线诊断两个不可或缺的部分。车内在线诊断系统主要负责实时监测车内部各部件的工作状态，通过收集的数据信息自动检测系统故障，并以故障码的形式进行保存。同时，它还会根据故障情况采取适当的处理措施，并通过故障灯等方式提醒驾驶人员。而车外离线诊断则更多是在车辆维修时使用，通过专业的诊断设备和工具对车辆进行更深入的排查和修复。

3&车外离线诊断系统

车外离线诊断系统主要用于提取已保存在ECU中的故障信息。它通过向车内在线诊断系统发送服务请求，利用UDS（统一诊断服务）进行操作，从而能够读取故障码、清除故障码以及刷写软件等，进而完成对故障的深入调查与维修工作。
简而言之，当汽车发生故障时，车内在线诊断系统会启动并提醒驾驶员。随后，驾驶员将车辆送至维修点，维修人员则利用车外离线诊断系统来深入调查故障原因、查看详细信息以及执行更新软件等操作，以确保车辆能够得到及时、准确的维修。
2. ECU故障诊断系统设计的关键要素
为了实现有效的ECU故障诊断系统，并为其后续的实现提供基础，我们首先需要深入探讨设计过程中的几个核心概念。这些关键要素包括：诊断故障码DTC的解析，高效的故障诊断流程的构建，以及UDS服务的合理运用。

4.1 诊断故障码DTC

ECU故障诊断系统在检测过程中，会遇到多种类型的故障，包括机械/系统故障、电子电器故障、硬件故障、软件故障以及通讯故障。为了便于管理和处理，这些故障均会被赋予一个独特的诊断故障码，即DTC。接下来，我们将深入探讨DTC的几个核心概念。

5.1.1 DTC的定义

DTC，作为故障类型的唯一标识符，与特定的诊断事件一一对应。其格式遵循多项国际标准协议，诸如ISO-14229-1、SAE J2012 OBD DTC以及SAE J1939-73等。概括而言，DTC分为OBD和非OBD两种格式，具体如下：
以non OBD格式为例，DTC由三个字节的数据组成。其中，HighByte和MiddleByte这两个字节用于表示故障内码，该内码遵循5位标准格式，以字母开头，后跟四位数字。前两位数字用于区分故障所属的控制系统，例如B0-B3用于车身控制系统，C0-C3用于底盘控制系统，P0-P3用于发动机控制系统，而U0-U3则用于通讯故障。第三位数字代表故障所属的子系统码。最后两位数字则提供了关于故障对象和类型的详细信息。

以"P080081"这个故障码为例，其故障内码为"P0800"，其中“P08”指示动力系统的传动系统控制出现故障，“00”则代表传感器相关的问题。LowByte字节则用于表示Failure Type，包含Failure category和Failure Sub Type两个部分，具体信息可参考SAE J2012-DA标准。在此例中，“81”表示信号无效，因此整个DTC代表的是动力系统的传动系统控制的传感器信号存在问题。

此外，DTC的严重程度也是一个重要的考量因素，它决定了车辆维修的优先级。DTC的严重程度用一个字节来存储，分为A、B、C、D四个等级。例如，A类表示车辆需要立即维修，B类表示应及时进行维修，C类表示故障影响较小，可以在方便的时候进行维护，而D类则表示故障对车辆无影响。

6.1.2 DTC附属信息的重要性

通过上述对DTC的解析，我们能够得知故障的性质及其严重程度。然而，为了更全面地理解故障的发生时间、原因及其上下文，还需要进一步搜集DTC的附属信息。这些关键信息包括DTC的状态、快照数据以及扩展数据。通过存储和分析这些信息，我们能更有效地定位和解决车辆故障。
接下来，我们进一步探讨DTC的附属信息。首先是DTC的状态，它占用1个字节的存储空间，其8个bit分别代表不同的含义。


常听说的“历史故障”和“当前故障”，在上述表格中分别对应着不同的DTC状态。具体来说，“当前故障”指的是bit0为1的故障，而“历史故障”则是指bit0为0且bit3为1的故障。此外，DTCStatus等于0x09表示当前存在一个故障，即DTCStatus等于0x08则表示存在一个历史故障。

历史故障是指过去曾发生但至今尚未清除的故障码。其产生原因有两种可能：一是故障已被排除，但故障码尚未清除，这种情况下，一旦代码被清除，故障就不会再次出现；二是故障尚未排除，但当前并未发作，这种情况下，即使代码被清除，当故障再次出现时，相关的故障码也会随之产生。

相比之下，“当前故障”则是正在发生的故障所产生的故障码。这种故障码确实存在，并且属于持续性故障，无法被清除。由于其显而易见的存在性，判断起来相对容易。而历史故障则较为复杂，由于它是曾经出现但目前未见的故障，因此需要花费较长时间来捕捉其重现，或者需要人为地创造可重现故障的条件，并借助精密设备来捕捉故障瞬间数据参数的变化。因此，在实际操作中，通常会先着手解决当前的故障问题，而对于历史故障，则暂时仅作为诊断时的参考。

7> 快照信息

快照信息的作用类似于相机捕捉瞬间影像，它能在故障出现的那一刹那，迅速记录下整车的详细信息，为后续的问题分析提供依据。这些信息通常涵盖了供电电压、行驶里程、点火状态、发动机冷却液温度、节气门位置、发动机转速以及车速等多个方面，并被系统以特定格式保存，以供随时查阅。


引用ISO14229标准

在故障诊断与排查的过程中，快照信息发挥着至关重要的作用。它不仅为问题分析和解决提供了宝贵的依据，还能帮助技术人员迅速定位并修复故障。这种信息捕捉方式类似于相机捕捉瞬间影像，能够实时记录整车的多个关键信息，如供电电压、行驶里程等，从而为后续的分析和诊断提供有力的支持。同时，系统还会以特定格式保存这些信息，确保其可以被随时查阅和利用。

8> 扩展数据

扩展数据信息是一组包含DTC相关扩展状态数据的数据集，涵盖故障出现次数、故障待定次数、已老化次数以及老化次数等关键数据。这些数据的具体内容通常由客户根据实际需求进行定义和配置。例如，通过以下图表可以更直观地展示这些扩展数据的含义和作用：

DTC的内容设计遵循标准协议或根据客户特定需求进行，这些需求通常以明确的形式提交给实现方。此外，接下来要介绍的故障诊断机制也是需求的重要组成部分。
2 ECU故障诊断机制

故障诊断流程涵盖检测、确认及处理三个关键环节。