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CN101929921A - 基于智能手机的汽车故障检测方法与装置 - Google Patents

基于智能手机的汽车故障检测方法与装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车故障检测方法与装置，其涉及一种利用智能手机实现汽车故障检测的方法与装置。由运行于智能手机上的故障检测软件提出汽车故障检测请求，该检测请求经智能手机的蓝牙接口或USB接口发送到汽车故障诊断通讯转换器，汽车故障诊断通讯转换器直接与汽车诊断口相连，其将来自智能手机的诊断请求按照ISO 15031-5规定的应用层、数据链路层、物理层等的要求转换成相应的信号，并发送给汽车电子控制器ECU，从而实现汽车故障诊断。同时，汽车故障诊断通讯转换器将汽车电子控制器ECU的反馈信息返回给智能手机，由智能手机进行显示。

Description

基于智能手机的汽车故障检测方法与装置
技术领域
本发明涉及一种汽车故障检测的方法与装置，尤其涉及利用不带LCD屏幕显示的通讯网关与智能手机实现汽车OBD故障检测的方法，属于汽车故障检测领域。
背景技术
随着汽车电子技术的进步与环保要求的严格，当前汽车电子控制模块尤其是汽车发动机控制模块(以下简称ECM)通常带有车载故障诊断OBD功能。1996年，第二代OBD(即OBD-II)在美国开始实施；2000年，欧洲也开始实施相应的OBD法规(即EOBD)。2005年，我国颁布了国III法规，第一次提出了对OBD系统的要求，并已与06年12月1日起在北京率先执行。
ECM OBD系统通常包括综合部件监测、氧传感器诊断、前氧传感器电压特性偏移和自适应值监测、氧传感器加热诊断、前氧传感器响应时间诊断、后氧传感器控制限值监测、后氧传感器动态特性监测、催化转化器诊断、失火诊断、废气再循环压力诊断、电子节气门、CAN数据总线数据诊断以及进气压力限值诊断等功能。
通过上面所述严格检测汽车各传感器与执行器的工作状态，可以及时发现汽车排放相关的故障，使汽车能及时得到维修，避免排气的进一步恶化以致污染大气。
按照ISO15031-5(等同于SAE J1979)的要求，OBD系统输出信息为9种模式，通常包括：
1、请求动力系当前数据；
2、请求冻结帧数据；
3、请求排放相关的动力系诊断故障码；
4、清除/复位排放相关的诊断信息；
5、请求氧传感器监测测试结果；
6、请求监测测试结果；
7、请求连续监测系统OBD测试结果；
8、请求控制车载系统，测试或者部件；
9、读车辆和标定识别号。
上述9种OBD系统输出信息可由汽车外部的扫描工具(Scan Tool)请求执行，该扫描工具与汽车诊断口相连，也被称为诊断仪。
现有的汽车诊断仪通常由操作按键、显示信息的LCD、与汽车诊断座相连的数据线以及装载上述模块的外部壳体构成。为了显示大量的OBD信息尤其在显示中文字符信息时，汽车诊断仪的内部电路系统需要足够大的存储单元；为了在同一屏内显示尽可能多的字符，需要大分辨率、大尺寸的LCD；尤其在显示中文字符时，通常要求LCD自带中文字库。这就增加了诊断仪的成本与体积。另一方面，由于现有的汽车诊断仪通常经由数据连接线与汽车诊断口相连，操作者不能在车内任意移动，必须处在由该数据连接线长度决定的空间范围内，影响了操作者的舒适度与灵便性。
同时，随着手机工业的发展，预装有Windows Mobile、Symbian OS、iPhone OS等操作系统的智能手机在市场上所占的比重越来越高，在手机操作系统上进行应用软件开发愈显便利。而且，智能手机通常具有较大的显示屏幕(一般大于或等于240*320)，同时支持蓝牙、USB等通讯。
发明内容
本发明即是基于现有的智能手机应用现状，为解决上述现有汽车诊断仪的问题点而提出的。其目的在于通过不带LCD的通讯网关(即汽车故障诊断通讯转换器)，利用智能手机强大的应用软件开发功能与大分辨率的显示屏进行汽车的故障诊断与显示；在经由蓝牙模块进行通讯时，并可以实现智能手机与通讯网关的无线连接。
本发明所述的汽车故障检测方法是：
由运行于智能手机上的故障检测软件提出汽车故障检测请求，该检测请求经智能手机上的蓝牙接口或USB接口发送到汽车故障诊断通讯转换器，汽车故障诊断通讯转换器直接与汽车诊断口相连，其将来自智能手机的诊断请求按照ISO 15031-5规定的应用层、数据链路层、物理层等的要求转换成相应的信号，并发送给汽车电子控制器ECU，从而实现汽车故障诊断。同时，汽车故障诊断通讯转换器将汽车电子控制器ECU的反馈信息返回给智能手机，由智能手机进行显示。
所述智能手机是指市场上预装有Windows Mobile、Symbian OS、iPhone OS、Linux、Android、RIM BlackBerry、Paml SO手机操作系统当中一种操作系统的手机。
所述的智能手机与汽车故障诊断通讯转换器之间的通信方式包括蓝牙与USB。
所述汽车故障诊断通讯转换器包括OBD诊断接口及电路、蓝牙通讯接口及电路、USB通讯接口及电路和微处理器MCU。
所述汽车故障诊断通讯转换器本质上为一种通讯网关。微处理MCU将智能手机经蓝牙通讯接口及电路或USB通讯接口及电路发过来的信息进行处理，并进一步由OBD诊断接口及电路发送给汽车电子控制器ECU。反之，微处理MCU可对汽车电子控制器ECU经OBD诊断接口及电路发送过来的信息进行处理，并由蓝牙通讯接口及电路或USB通讯接口及电路发送给智能手机。
所述汽车故障诊断通讯转换器的ISO K线电路采用LM393比较器进行电平的转化。
所述汽车故障诊断通讯转换器的CAN电路采用MCP2551作为CAN收发器，采用MCP2515作为CAN控制器。
具体来说，本发明具有如下效益：
1、汽车故障诊断通讯转换器不带LCD显示屏幕，自身固定有OBD通讯接口，去掉了由LCD带来的成本、显著减小体积，方便携带。
2、汽车故障诊断通讯转换器由于无需进行大量字符信息的显示，在Flash等存储空间上的要求显著降低，无需进行Flash扩展，降低了电路的复杂度，降低了对微处理器MCU的要求，从而降低了硬件成本。
3、在采用蓝牙作为与智能手机间的通讯协议时，操作者可以持有智能手机在汽车内任意移动，无需担心现有诊断仪连接线带来的限制与隐患。
4、只需升级智能手机上的故障检测软件即可轻松实现检测功能的更改与用户界面的变更，升级简便、易操作，升级成本低廉；
5、充分发挥了智能手机的硬件与软件平台功能，扩展了智能手机的功能。
附图说明
图1为本发明的系统示意框图；
图2为本发明汽车故障诊断通讯转换器的CAN总线电路图；
图3为本发明汽车故障诊断通讯转换器的ISO K线电路图；
图4为本发明汽车故障诊断通讯转换器的软件流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步阐述。
如图1所示，本发明工作原理如下：
汽车故障诊断通讯转换器2硬件上主要包括微处理器MCU5以及外围的通讯接口与电路，分别为OBD通讯接口及电路6、蓝牙接口及电路4、以及USB接口及电路7。
其中OBD通讯接口及电路负责与汽车电子控制器ECU的通讯信号的处理；蓝牙接口及电路、以及USB接口及电路负责与智能手机的通讯信号的处理。
在汽车故障诊断通讯转换器与智能手机之间的通讯以及汽车故障诊断通讯转换器与汽车电子控制器ECU之间的通讯均是双向的，如此即能经由汽车故障诊断通讯转换器实现智能手机与汽车电子控制器ECU之间的双向通讯。
智能手机上运行的故障检测软件，通过手机操作系统的相关接口来控制智能手机自带的蓝牙模块、USB模块的工作。故障检测软件的操作比如读取故障码、读PID、清除故障码、读VIN号等指令首先被编码，不同的编码代表不同的操作。该编码经由智能手机的蓝牙模块或USB模块传输出去。该信息的传输格式为ASCII码。
汽车故障诊断通讯转换器的微处理器MCU上运行的程序接收智能手机发过来的ASCII通讯，经过译码后还原成故障检测软件本来的操作指令。
按照ISO15031-5中关于OBD通讯协议的应用层、数据链路层、物理层等的要求，微处理器MCU及外围电路将故障检测软件的操作指令转换成与OBD通讯协议兼容的信号，以进一步传输给汽车电子控制器ECU。
如图2所示，为汽车故障诊断通讯转换器的CAN通讯电路。当OBD通讯协议为CAN时，汽车电子控制器ECU收、发信号均通过该外围电路。CAN收发器采用MCP2551、控制器采用MCP2515，此二芯片均为Microchip公司的产品，在兼容性与稳定性上更加可靠。控制器MCP2515通过SPI通讯与微处理器MCU相连。
如图3所示，为汽车故障诊断通讯转换器的ISO K线通讯电路。当OBD通讯协议为KW2000时，汽车电子控制器ECU收、发信号均通过该外围电路。利用LM393比较器芯片实现信号电平的转换，成本低廉。
汽车电子控制器ECU收到汽车故障诊断通讯转换器发过来的操作指令后，即开始响应并开始执行，主要为ISO15031-5(等同于SAE J1979)规定的9种模式。
汽车电子控制器ECU执行完相应的操作后，其反馈由汽车故障诊断通讯转换器按照上述流程的逆过程发送给智能手机上的故障检测软件。
如图4所示，为汽车故障诊断通讯转换器内部程序的工作流程。

Claims (6)

1.一种汽车故障检测方法，其特征在于：包括智能手机(1)与汽车故障诊断通讯转换器(2)。由运行于智能手机(1)上的故障检测软件(5)提出汽车故障检测请求，该检测请求经智能手机(1)上的蓝牙接口(3)或USB接口(4)发送到汽车故障诊断通讯转换器(2)，汽车故障诊断通讯转换器(2)直接与汽车诊断口(6)相连，其将来自智能手机(1)的诊断请求按照ISO 15031-5规定的应用层、数据链路层、物理层等的要求转换成相应的信号，发送给汽车电子控制器ECU(7)，并将汽车电子控制器ECU(7)的反馈信息返回给智能手机(1)，由智能手机(1)进行显示。
2.根据权利要求1所述的汽车故障检测方法，其特征在于：所述的智能手机(1)即Smartphone是指市场上预装有Windows Mobile、Symbian OS、iPhone OS、Linux、Android、RIMBlackBerry、Paml SO等手机操作系统当中一种操作系统的手机。
3.根据权利要求1所述的汽车故障检测方法，其特征在于：所述的智能手机(1)运行有汽车故障检测软件。
4.根据权利要求1所述的汽车故障检测方法，其特征在于：所述的智能手机(1)与汽车故障诊断通讯转换器(2)之间的通信方式包括蓝牙与USB。
5.一种汽车故障检测装置，即汽车故障诊断通讯转换器(2)，其特征在于：包括OBD诊断接口及电路(8)、蓝牙通讯接口及电路(9)、USB通讯接口及电路(10)、微处理器MCU(11)。
6.根据权利要求5所述的汽车故障检测装置，其特征在于：本质上为一种通讯网关。微处理MCU(11)将智能手机(1)经蓝牙通讯接口及电路(9)或USB通讯接口及电路(10)发过来的信息进行处理，并进一步由OBD诊断接口及电路(8)发送给汽车电子控制器ECU(7)。反之，微处理MCU(11)可对汽车电子控制器ECU(7)经OBD诊断接口及电路(8)发送过来的信息进行处理，并由蓝牙通讯接口及电路(9)或USB通讯接口及电路(10)发送给智能手机(1)。
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