用于汽车故障诊断的多协议数据转换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于汽车故障诊断的多协议数据转换器，包括车辆连接接口和与微控制器连接的ＲＳ２３２接口，所述微控制器与车辆连接接口之间分别设置有转换器供电电路和Ｋ线信号调理电路、ＣＡＮ信号调理电路和ＡＬＤＬ信号调理电路，所述微控制器与ＲＳ２３２接口之间设置有ＲＳ２３２信号调理电路，所述车辆连接接口采用符合ＩＳＯ１５０３１－３和ＳＡＥ　Ｊ１９６２规定的标准ＥＯＢＤ和ＯＢＤＩＩ连接器；所述微控制器中嵌入有车辆协议自动搜索模块和协议诊断模块；所述协议诊断模块包括ＩＳＯ１５７６５／ＳＡＥＪ１９３９协议的诊断处理子模块和ＳＡＥ　Ｊ１８５０／ＩＳＯ９１４１／ＩＳＯ１４２３０／ＫＷ１２８１／ＡＬＤＬ协议的诊断处理子模块；所述微控制器与车辆连接接口之间还设置有用于实现Ｊ１８５０　ＶＰＷ和Ｊ１８５０　ＰＷＭ两种方式信号调 理的ＳＡＥ　Ｊ１８５０信号调整电路；所述微控制器和上述各信号调理电路之间的连接是通过微控制器接口电路实现的。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术专利涉及一种汽车故障诊断的数据转换器，尤其涉及一种基于PC的车辆故障诊断系统和手持车辆故障诊断设备丌发中的用于汽车故障诊断的多协议数据转换器。
技术介绍
从20世纪50年代开始，通过汽车技术与电子技术相结合，电子技术在汽车上的应用 范围越来越广，并提供了速度快捷、功能强大、性能可靠、成本低廉的汽车电子控制系统， 极大地提高了汽车的动力性、经济性、安全性和舒适性。然而由于汽车控制的电子化导致 汽车系统前所未有的复杂性，给汽车维修工作带来了越来越多的困难。针对这种情况，到 20世纪70年代术80年代初，世界大多数汽车制造商就开始使用电子手段来检测和诊断 汽车发动机各部件以及其他电子控制系统的功能和故障，实时监控汽车的各系统工作状 态，同时为维修人员提供诊断和排除故障提供依据，这就是OBD (On-Board Diagnostics) -车载诊断系统。另一方面，由于汽车己成为世界各地最大的大气污染源之一，目前许多国家都将控制 车辆排放作为改善大气环境质量的重要工作，这直接导致了汽车排放相关的0BD系统的快 速发展。排放相关的0BD系统利用车载诊断技术专门对车辆排放相关系统进行监测和诊断 的系统。排放相关的OBD系统并非立足于所需监测值的直接测量，而是需要通过间接算法 充分可信的建立被监测信号与所要求的排放测量结果的相互对应关系，当信号发生异常变 化时，对可能影响排放水平的潜在趋势作出准确判断并发出报警，从而达到减少排放的目 的。实践经验证明，OBD技术是控制车辆排放的最有效技术手段之一，世界各国纷纷制定 法规推广这 一 技术的应用，目前已形成了美国0BD (0BDII)、欧洲OBD (E0BD)和曰本 0BD(J0BD)三大种类的0BD技术体系。美国是最早推动0BD技术进歩的国家，1982年CARB(California Air Resources Board) 美国加州大气资源局)制定自1988年开始所有在加州销售的车辆必须装备车载诊断系统 0BD，以用于控制排放系统失效。由于早期的车载诊断系统(现在称之为0BD I)存在缺 陷，1988年CARB开始第二代的0BD系统的标准研究，称之为OBD II系统。在1994年以 后，SAE还持续不断地对0BD II的相关内容进行不断的修正，颁布了 SAE J1962、SAE J2012、 SAE J1930、 SAE J1978、 SAE J1979和SAE J1850等系列标准。经环境保护机构(EPA)及 美国加州资源协会(CARB)认证通过并要求各个汽车制造厂依照0BD-II的标准提供统一 的诊断接口、通信方式和故障码。所以在2004年以后把经修正的0BDII系统成为先进的 OBD II系统(Revised OBD 11)。在美国实施OBD-II之时，欧共体也相应要求欧洲各国汽车制造商生产的轿车都相应 配置欧洲电控汽车微机故障诊断系统，即E0BD (European 0n-board Diagnosis System)， 并逐歩颁布ISO 9141、 ISO 14230、 ISO 14229、 ISO 15031、 ISO 15765等相关标准。根 据EU-Richtlinlel999/102/EG条文规定，2001年欧洲所有新生产的轿车(载重小于2. 5 吨)仅限于汽油发动机配置E0BD系统，而对于柴油发动机轿车要求在2004年必须强制 配置EOBD系统。98/69/EC中规定了欧III及欧IV轻型车加装车载诊断(OBD)系统的技 术及试验要求。在日本，如何应对汽车排放法规的强化趋势一直是汽车整车公司的重要课题。2003 年9月20日R本国土交通省修订了乘用车、载货车及大客车的排放标准，制定了被称为 世界上最为严格的"新长期排放法规"。该法规规定新车型自2005年10月1日开始，对 已投产并继续生产的车型自2007年9月1闩起实施新排放规定。由此相配套的"车载式 故障诊断系统"一OBD的作用比以前任何时候都要发挥更大的监视作用。于此同时，从车 外部连接OBD系统的"扫描诊断仪"(Scan Tool)的重要性也更为令人注目。看来，在 曰本"高度电子化维护保养时代"正在到来。为了配合1998年9月强化后的排放法规， 强制实施安装0BD,并规定从2000年10月起从新型乘用车开始执行，接着，扩大到在用 车辆。为了适应新排放法规，闩本汽车界计划丌发新一代的检测与监视排放降低装置的自 诊断系统。就是说，要求装用更为精确的0BD，以有效根据來自各种传感器的信息诊断排 放气体的浓度，并且能确保提前检测故障。在我国OBD领域的工作也尚处于起歩阶段，根据《中华人民共和国环境保护法》和《中 华人民共和国大气污染防治法》的有关要求，国家环境保护总局和国家质量监督检验检疫 总局2005年4月15闩联合颁布了 GB18352. 3 - 2005《轻型车辆污染物排放限值及测量方 法(中国in、 IV阶段)》。2005年12月31日北京市开始提前实施国家第III阶段排放法 规，并且要求新车型必须带有OBD系统。2007年l月1日起，广州在其城市销售的车辆 必须带有0BD系统。2007年7月1 R开始实施标准GB18352. 3-2005《轻型车辆污染物排 放限值及测量方法(中国m、 IV阶段)》第III阶段。2008年7月1日起第一类汽油车(座 位总数不超过六座，且最大总质量不超过2500kg的Ml类车辆)要求装有OBD系统，其中 在生产车推迟一年执行，在用车符合性检査同歩执行。到2010年7月1日起要求所有轻 型车辆都要装配OBD系统。总而言之，在汽车电子技术发展和各国在汽车相关法规的推动下，目前，国内外生产 的汽车广泛装备了 0BD系统。这一系统是现代汽车故障诊断最重要手段之一，它包括了一 段车辆各电子控制单元(ECUs)加入的专门为在线监控和诊断车辆各系统故障及其零部件 故障的自诊断程序，它具有识别可能存在故障的区域的功能，并以故障代码的方式将该信 息储存在电控单元存储器内。同时为了诊断和维修的方便，还设置了专门诊断接口。利用 外部的诊断设备，通过这一诊断接口可以读取车辆记录的故障信息或测试相关系统及零部 件的工作状态。OBD系统在各国在汽车相关法规的推动下已经逐步走向了标准化，但是由于历史的原 因目前很将来很长的时间内依然不能达到完全统一，这些统一的内容尤其表现在使用的通 信方式上。目前汽车0BD系统在与外部诊断设备通信中使用的数据交换协议包括了各国 0BD规范推荐使用的SAE J1850、 ISO 9141、 ISO 14230和ISO 15765及部分整车制造商 自主使用协议，比如K1281和ALDL等。由于我国目前生产和销售的汽车品牌众多，装备 的OBD系统使用的通信协议也是各种各样，相互之间不能兼容通用。因此一般来说故障诊 断仪都是诊靳单一的车型开发的，是专业的车辆维修厂或4S店才可以配备的昂贵设备。公开闩2008年1月9日，公告号CN201004013的中国技术专利中公开了一种用 于汽车电控单元的诊断系统；该系统的技术方案是包括USB诊断协议转换盒、连接USB 诊断协议转换盒的计算机以及连接USB诊断协议转换盒和汽车诊断座的诊断电缆；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于汽车故障诊断的多协议数据转换器，包括车辆连接接口和与微控制器连接的ＲＳ２３２接口，所述微控制器与车辆连接接口之间分别设置有转换器供电电路和Ｋ线信号调理电路、ＣＡＮ信号调理电路和ＡＬＤＬ信号调理电路，所述微控制器与ＲＳ２３２接口之间设置有ＲＳ２３２信号调理电路，所述车辆连接接口采用符合ＩＳＯ　１５０３１－３和ＳＡＥ　Ｊ１９６２规定的标准ＥＯＢＤ和ＯＢＤⅡ通用连接器；其特征在于：　所述微控制器中嵌入有车辆协议自动搜索模块和协议诊断模块；所述协议诊断模块包括ＩＳＯ１５ ７６５／ＳＡＥ　Ｊ１９３９协议的诊断处理子模块和ＳＡＥ　Ｊ１８５０／ＩＳＯ　９１４１／ＩＳＯ　１４２３０／ＫＷ１２８１／ＡＬＤＬ协议的诊断处理子模块；　所述微控制器与车辆连接接口之间还设置有用于实现Ｊ１８５０　ＶＰＷ和Ｊ１８５０　ＰＷ Ｍ两种方式信号调理的ＳＡＥ　Ｊ１８５０信号调整电路；　所述Ｋ线信号调理电路用于实现ＩＳＯ　９１４１、ＩＳＯ　１４２３０和ＫＷ１２８１三种协议的信号调理；　所述ＣＡＮ信号调理电路由ＩＳＯ１５７６５和ＳＡＥ　Ｊ１９３９信号调整电路构 成，用于实现符合ＩＳＯ１５７６５标准ＩＤ和扩展ＩＤ、ＩＳＯ　１４２２９协议的标准ＩＤ和扩展ＩＤ的ＣＡＮ通信模式，以及ＳＡＥ　Ｊ１９３９方式的信号调理；　所述微控制器和上述各信号调理电路之间的连接是通过微控制器接口电路实现的。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄森仁，曹建，龚进峰，张宏伟，马杰，戎辉，
申请(专利权)人：中国汽车技术研究中心，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]