本发明属于纯电动汽车控制技术领域，具体涉及一种整车诊断系统及方法。
背景技术：
随着智能网联汽车发展，整车通信网络在传统can网络基础上逐步引入更高带宽的车载通信技术，如canfd、车载以太网。当前车载诊断以基于传统can网络为主，车载通信技术的变化导致原来基于can网络的诊断需扩展至canfd网络和车载以太网网络。目前无系统性地整合多种通信技术的诊断系统，存在兼容性、优先级判断等问题。
针对基于车载以太网的诊断系统设计，如专利文献cn208224834u公开的一种基于以太网的车载诊断系统，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，该车载以太网络由多个车载子网络组成，所有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节点作为doip边缘节点网关与外部以太网相连。该方法仅考虑了基于车载以太网的诊断系统，未考虑在车载以太网和canfd/can网络并存情况的诊断网络设计，其较难应用到实际车载网络中。又如专利文献cn108696424a公开了一种汽车通信系统，在诊断口和网关之间架设以太网和canfd通信线路，各电子控制单元与中央网关之间分别架设can/canfd协议通信线路，中央网关实现基于以太网和canfd协议之间的信号转换和报文转换。该汽车通信系统虽然同时具备了车载以太网和canfd，但未考虑不同通信技术之间的兼容性和优先级处理策略，在实际应用时仍存在可实施性问题。
因此，有必要开发一种新的整车诊断系统及方法。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种整车诊断系统及方法，它能提升多种通信技术的诊断系统的可靠性和效率。
第一方面，本发明所述的一种整车诊断系统，包括中央网关、obd诊断设备、远程诊断设备和canfd电控单元，所述obd诊断设备分别通过canfd线、车载以太网与中央网关建立通信连接，远程诊断设备分别通过canfd线、车载以太网与中央网关建立通信连接，canfd电控单元分别通过通过canfd线、车载以太网与中央网关连接通信连接；
所述中央网关用于转发can、canfd和车载以太网格式的报文，并根据预设诊断优先级策略控制诊断报文的转发；
所述obd诊断设备用于发送can、canfd、车载以太网格式的诊断请求报文和处理诊断响应报文；
所述远程诊断设备用于在远程诊断场景和fota场景下发送诊断请求报文和处理诊断响应报文；
所述canfd电控单元用于执行诊断任务，以及接收、处理诊断请求报文，并反馈诊断响应报文；canfd电控单元为通过canfd线与中央网关连接的电控单元，将每个canfd电控单元均分配一对can诊断报文物理逻辑地址、一对canfd诊断报文物理逻辑地址和一个车载以太网逻辑地址。
可选地，所述预设诊断优先级策略具体为：
诊断报文源端包括obd口canfd/can诊断报文、obd口车载以太网诊断报文、远程诊断设备远程诊断报文和远程诊断设备远程刷写报文；
在中央网关接收到不同来源的诊断报文后，根据预设的诊断报文优先级打开相应的路由通道，转发诊断报文到目的端，并屏蔽其他诊断报文。
第二方面，本发明所述的整车诊断方法，采用如本发明所述的整车诊断系统，其诊断方法包括以下步骤：
obd诊断设备发送can/canfd诊断报文：
当obd诊断设备发送canfd格式的物理寻址的诊断请求到诊断口，中央网关把诊断口的canfd格式的物理寻址诊断请求报文转发到canfd电控单元所在canfd网段，转发后的格式仍为canfd格式；canfd电控单元接收到canfd格式的物理寻址诊断请求报文后，回复canfd格式的物理寻址诊断响应报文；
当obd诊断设备发送can格式的物理寻址的诊断请求到诊断口，中央网关将诊断口的can格式的物理寻址诊断请求报文转发到canfd电控单元所在canfd网段，转发后的格式仍然为can格式，canfd电控单元接收到can格式的物理寻址诊断请求报文后，回复can格式的物理寻址诊断响应报文；
当obd诊断设备发送can格式的功能寻址的诊断请求到诊断口，中央网关把功能寻址的诊断请求报文转发到所有can/canfd网段，转发后的格式仍然为can格式；接收到can格式的功能寻址诊断请求报文后，回复can格式的诊断响应报文；
obd诊断设备发送车载以太网诊断报文：
obd诊断设备通过诊断口的以太网与中央网关进行doip连接和激活；
obd诊断设备发送doip诊断请求给中央网关：
若obd诊断设备发送以太网节点的物理寻址时，中央网关根据物理寻址把doip诊断报文转发给车内以太网节点，所述以太网节点为通过车载以太网与中央网关连接的电控单元；
若obd诊断设备发送canfd节点的物理寻址时，中央网关根据物理寻址把doip诊断报文转成canfd诊断报文发给canfd节点，所述canfd节点为通过canfd线与中央网关连接的电控单元；
若obd诊断设备发送can节点的物理寻址时，中央网关根据物理寻址把doip诊断报文转成can诊断报文发给can节点，所述can节点为通过can线与中央网关连接的电控单元；
若obd诊断设备发送功能寻址时，中央网关把doip诊断报文转发给车内所有以太网节点，并转发成can格式的功能寻址诊断请求给所有的can节点和canfd节点；
若以太网节点接收到doip诊断请求报文，则回复doip诊断响应报文；
若canfd节点接收到canfd诊断请求报文，则回复canfd诊断响应报文；
若can节点接收到can诊断请求报文，则回复can诊断响应报文；
中央网关把以太网节点的doip诊断响应报文、canfd诊断响应报文和can诊断响应报文转成对应的doip诊断报文发送给obd诊断设备。
可选地，中央网关根据预设诊断优先级策略控制诊断报文的转发，具体为：
s101，默认所有通道的诊断路由为关闭状态；
s102，中央网关是否接收到某一路诊断请求报文，若否，返回步骤s101，若是，进入步骤s103；
s103，当中央网关接收到某一路诊断请求时，打开对应通道的诊断报文转发路由；
s104，在当前某一路诊断通道已打开时，接收到另一路诊断请求报文，中央网关按照预设优先级判断；
s105，当步骤s104的优先级高于步骤s103的优先级时，中央网关将关闭步骤s103中打开的诊断路由，然后打开步骤s104中的诊断通道。
可选地，所述预设优先级如下：
远程诊断设备fota刷写>(obdcanfd诊断&obd车载以太网诊断)>远程诊断设备远程诊断。
本发明具有以下优点：本发明能够实现多种通信技术并存下的共同诊断，既兼容了传统can网络，确保了传统设备(如车管所检测设备)的可用性，又支持了更新型的canfd和车载以太网诊断，使基于诊断实现的故障诊断、文件读取、软件刷写在车内高效实现。
附图说明
图1为本实施例的系统结构框图；
图2为本实施例中优先级策略的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种整车诊断系统，包括中央网关、obd诊断设备、远程诊断设备和canfd电控单元，所述obd诊断设备分别通过canfd线、车载以太网与中央网关建立通信连接，远程诊断设备分别通过canfd线、车载以太网与中央网关建立通信连接，canfd电控单元分别通过通过canfd线、车载以太网与中央网关连接通信连接。
本实施例中，canfd电控单元是指通过canfd线与中央网关进行通信的电控单元。
如图1所示，所述中央网关用于转发can、canfd和车载以太网格式的报文，并根据预设诊断优先级策略控制诊断报文的转发。所述obd诊断设备用于发送can、canfd、车载以太网格式的诊断请求报文和处理诊断响应报文。所述远程诊断设备用于在远程诊断场景和fota场景下发送诊断请求报文和处理诊断响应报文。所述canfd电控单元用于执行诊断任务，以及接收、处理诊断请求报文，并反馈诊断响应报文。
为充分利用canfd通信数据长度更长、带宽更大的特点，要求canfd电控单元回复诊断报文应为canfd格式，但如果是一个普通can诊断设备接入网络，诊断设备会出现不兼容问题。为解决该问题，本系统利用canfd向下兼容can的特性，将每个canfd电控单元均分配一对can诊断报文物理逻辑地址、一对canfd诊断报文物理逻辑地址和一个车载以太网逻辑地址。其中，can格式的诊断报文dlc长度最长限制在8字节，canfd格式的诊断报文的报文dlc长度最长限制在64字节。在obd诊断设备接入诊断网络时，obd诊断设备发送can报文，canfd电控单元回复can报文，obd诊断设备发送canfd报文，canfd电控单元回复canfd报文。
本实施例中，为了实现obd诊断设备对车内canfd电控单元的诊断。obd诊断设备发送和接收以太网格式的诊断报文，canfd电控单元发送和接收canfd格式的诊断报文，中央网关实现canfd和以太网报文间的相互转发。当中央网关接收到obd诊断设备发送的以太网诊断报文后，将该报文的数据场内容提取后封装为canfd报文，转发到对应canfd电控单元。
本实施例中，为了实现以太网和canfd的转发路径确认，为每一个canfd电控单元分配一个以太网物理逻辑地址。中央网关根据canfd电控单元的canfd诊断报文物理逻辑地址和对应的以太网物理逻辑地址进行寻址，转发诊断报文到对应的网段。
本实施例中，一种整车诊断方法，采用如本实施例中所述的整车诊断系统，其方法包括以下步骤：
obd诊断设备发送can/canfd诊断报文：
当obd诊断设备发送canfd格式的物理寻址的诊断请求到诊断口，中央网关把诊断口的canfd格式的物理寻址诊断请求报文转发到canfd电控单元所在canfd网段，转发后的格式仍为canfd格式；canfd电控单元接收到canfd格式的物理寻址诊断请求报文后，回复canfd格式的物理寻址诊断响应报文。
当obd诊断设备发送can格式的物理寻址的诊断请求到诊断口，中央网关将诊断口的can格式的物理寻址诊断请求报文转发到canfd电控单元所在canfd网段，转发后的格式仍然为can格式，canfd电控单元接收到can格式的物理寻址诊断请求报文后，回复can格式的物理寻址诊断响应报文。
当obd诊断设备发送can格式的功能寻址的诊断请求到诊断口，中央网关把功能寻址的诊断请求报文转发到所有can/canfd网段，转发后的格式仍然为can格式；接收到can格式的功能寻址诊断请求报文后，回复can格式的诊断响应报文。
obd诊断设备发送车载以太网诊断报文：
为每一个canfd电控单元分配一个车载以太网逻辑地址，定义示例如下：
obd诊断设备通过诊断口的以太网与中央网关进行doip(即基于ip的诊断)连接和激活。
obd诊断设备发送doip诊断请求给中央网关：
obd诊断设备发送的如果是以太网节点的物理寻址，中央网关根据逻辑地址把doip诊断报文转发给车内以太网节点，所述以太网节点为通过车载以太网与中央网关连接的电控单元；
obd诊断设备发送的如果是canfd节点的物理寻址，中央网关根据逻辑地址把doip诊断报文转成canfd诊断报文发给canfd节点，所述canfd节点为通过canfd线与中央网关连接的电控单元；
obd诊断设备发送的如果是can节点的物理寻址，中央网关根据逻辑地址把doip诊断报文转成can诊断报文发给can节点，所述can节点为通过can线与中央网关连接的电控单元；
obd诊断设备发送的功能寻址时，中央网关把doip诊断报文转发给车内所有以太网节点，并转发成can格式的功能寻址诊断请求给所有的can节点和canfd节点；
以太网节点接收到doip诊断请求报文回复doip诊断响应报文。canfd节点接收到canfd诊断请求报文回复canfd诊断响应报文，can节点接收到can诊断请求报文回复can诊断响应报文；
中央网关把以太网节点的doip诊断响应报文、canfd诊断响应报文和can诊断响应报文转成对应的doip诊断报文发送给obd诊断设备。
如图2所示，诊断优先级诊断判断方法，包括：
s101，默认所有通道(包括obd到每个电控单元的通信通道，以及远程诊断设备到每个电控单元的通信通道)的诊断路由为关闭状态；
s102，中央网关接收到某一路诊断请求报文，若否，返回步骤s101，若是，进入步骤s103；
s103，当中央网关接收到某一路诊断请求时，打开对应通道的诊断报文转发路由。如网关obd口收到0x700报文(某一电控单元的诊断物理逻辑地址请求报文id)，打开obd到该canfd电控单元所在网段的转发通道，该canfd电控单元在接收到诊断请求报文并处理后，发送诊断物理逻辑地址响应报文0x708，转发到obd口dcan，且中央网关不将该响应报文转发到远程诊断设备所在网段，也不将该报文转发为以太网诊断响应报文；
s104，在当前某一路诊断通道已打开时，接收到另一路诊断请求报文，中央网关按照预先设计的优先级判断；
优先级设计为：
优先级1：obdcanfd诊断；
优先级2：obd车载以太网诊断；
优先级3：远程诊断设备fota刷写；
优先级4：远程诊断设备远程诊断；
优先级预设为级3>(1&2)>>4。
优先级1和优先级2不会同时发生，故优先级1和优先级2相同。
s105，当s104所述优先级高于s103所述优先级时，网关将关闭s103打开的诊断路由，然后打开s104所述诊断请求。如：优先级1通道已经打开，此时进行远程诊断设备做fota操作，中央网关收到远程诊断设备发送的诊断请求报文后，关闭优先级1通道，打开优先级3诊断路由。
s106，系统还设置有诊断超时时间，当前诊断路由如果在5s内诊断报文持续存在，将保持该诊断路由处于开启状态，如果5s内不再有诊断报文，中央网关将关闭该诊断路由通道。
本实施例中，车载终端通过网关对各总线网段的故障码报文进行检测，检测到有故障码出现时，车载终端按照与后台服务器约定的协议对故障码进行打包缓存；满足上传条件时，车载终端将打包的故障码上传至后台服务器。后台服务器对接收到的故障码进行分类存储，其分类维度有电控单元、故障等级。
本实施例中，若整车上涉及有can电控单元，其中，can电控单元是指通过can线与中央网关进行通信的电控单元，将每个can电控单元分配一对can诊断报文物理逻辑地址和一个车载以太网逻辑地址。当中央网关将诊断口的can格式的物理寻址诊断请求报文转发到can电控单元所在can网段，转发后的格式仍然为can格式，can电控单元接收到can格式的物理寻址诊断请求报文后，回复can格式的物理寻址诊断响应报文。
1.一种整车诊断系统，其特征在于：包括中央网关、obd诊断设备、远程诊断设备和canfd电控单元，所述obd诊断设备分别通过canfd线、车载以太网与中央网关建立通信连接，远程诊断设备分别通过canfd线、车载以太网与中央网关建立通信连接，canfd电控单元分别通过通过canfd线、车载以太网与中央网关连接通信连接；
所述中央网关用于转发can、canfd和车载以太网格式的报文，并根据预设诊断优先级策略控制诊断报文的转发；
所述obd诊断设备用于发送can、canfd、车载以太网格式的诊断请求报文和处理诊断响应报文；
所述远程诊断设备用于在远程诊断场景和fota场景下发送诊断请求报文和处理诊断响应报文；
所述canfd电控单元用于执行诊断任务，以及接收、处理诊断请求报文，并反馈诊断响应报文；canfd电控单元为通过canfd线与中央网关连接的电控单元；将每个canfd电控单元均分配一对can诊断报文物理逻辑地址、一对canfd诊断报文物理逻辑地址和一个车载以太网逻辑地址。
2.根据权利要求1所述的整车诊断系统，其特征在于：所述预设诊断优先级策略具体为：
诊断报文源端包括obd口canfd/can诊断报文、obd口车载以太网诊断报文、远程诊断设备远程诊断报文和远程诊断设备远程刷写报文；
在中央网关接收到不同来源的诊断报文后，根据预设的诊断报文优先级打开相应的路由通道，转发诊断报文到目的端，并屏蔽其他诊断报文。
3.一种整车诊断方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的整车诊断系统，其诊断方法包括以下步骤：
obd诊断设备发送can/canfd诊断报文：
当obd诊断设备发送canfd格式的物理寻址的诊断请求到诊断口，中央网关把诊断口的canfd格式的物理寻址诊断请求报文转发到canfd电控单元所在canfd网段，转发后的格式仍为canfd格式；canfd电控单元接收到canfd格式的物理寻址诊断请求报文后，回复canfd格式的物理寻址诊断响应报文；
当obd诊断设备发送can格式的物理寻址的诊断请求到诊断口，中央网关将诊断口的can格式的物理寻址诊断请求报文转发到canfd电控单元所在canfd网段，转发后的格式仍然为can格式，canfd电控单元接收到can格式的物理寻址诊断请求报文后，回复can格式的物理寻址诊断响应报文；
当obd诊断设备发送can格式的功能寻址的诊断请求到诊断口，中央网关把功能寻址的诊断请求报文转发到所有can/canfd网段，转发后的格式仍然为can格式；接收到can格式的功能寻址诊断请求报文后，回复can格式的诊断响应报文；
obd诊断设备发送车载以太网诊断报文：
obd诊断设备通过诊断口的以太网与中央网关进行doip连接和激活；
obd诊断设备发送doip诊断请求给中央网关：
若obd诊断设备发送以太网节点的物理寻址时，中央网关根据物理寻址把doip诊断报文转发给车内以太网节点，所述以太网节点为通过车载以太网与中央网关连接的电控单元；
若obd诊断设备发送canfd节点的物理寻址时，中央网关根据物理寻址把doip诊断报文转成canfd诊断报文发给canfd节点，所述canfd节点为通过canfd线与中央网关连接的电控单元；
若obd诊断设备发送can节点的物理寻址时，中央网关根据物理寻址把doip诊断报文转成can诊断报文发给can节点，所述can节点为通过can线与中央网关连接的电控单元；
若obd诊断设备发送功能寻址时，中央网关把doip诊断报文转发给车内所有以太网节点，并转发成can格式的功能寻址诊断请求给所有的can节点和canfd节点；
若以太网节点接收到doip诊断请求报文，则回复doip诊断响应报文；
若canfd节点接收到canfd诊断请求报文，则回复canfd诊断响应报文；
若can节点接收到can诊断请求报文，则回复can诊断响应报文；
中央网关把以太网节点的doip诊断响应报文、canfd诊断响应报文和can诊断响应报文转成对应的doip诊断报文发送给obd诊断设备。
4.根据权利要求3所述的整车诊断方法，其特征在于：中央网关根据预设诊断优先级策略控制诊断报文的转发，具体为：
s101，默认所有通道的诊断路由为关闭状态；
s102，中央网关是否接收到某一路诊断请求报文，若否，返回步骤s101，若是，进入步骤s103；
s103，当中央网关接收到某一路诊断请求时，打开对应通道的诊断报文转发路由；
s104，在当前某一路诊断通道已打开时，接收到另一路诊断请求报文，中央网关按照预设优先级判断；
s105，当步骤s104的优先级高于步骤s103的优先级时，中央网关将关闭步骤s103中打开的诊断路由，然后打开步骤s104中的诊断通道。
5.根据权利要求4所述的整车诊断方法，其特征在于：所述预设优先级如下：
远程诊断设备fota刷写>(obdcanfd诊断&obd车载以太网诊断)>远程诊断设备远程诊断。
技术总结