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汽車故障實時提示系統

一種汽車故障實時提示系統,其用于與車載診斷系統連接通訊。汽車故障實時提示系統包括接口設備、總控單元和輸出設備。總控單元包括處理器與數據采集/分析模塊,且處理器分別與接口設備及輸出設備電性連接。使用時,接口設備連接于車載診斷系統,總控單元接收的來自用戶的請求信號由接口設備轉換和重新編碼并傳輸給車載診斷系統;車載診斷系統輸出的應答信號由接口設備轉換和重新編碼并傳輸給總控單元,總控單元通過數據采集/分析模塊分析應答信號得出分析結果,而分析結果由輸出設備輸出。上述汽車故障實時提示系統可對汽車進行實時的故障診斷,且其成本較低。

價格 已出售

基本信息

—— Essential information ——

技術領域

技術領域

本實用新型涉及一種汽車故障提示系統,尤其是涉及一種汽車故障實時提示系統。

背景技術

背景技術

隨著電子技術和控制技術在汽車上的廣泛應用,汽車發生的故障可以通過專用的故障檢測儀來進行檢測。一種現有的專用的故障診斷儀器是通過汽車檢測系統(OBD-II)網絡接口與汽車的電控單元(ECU)建立起通信聯系,從而實現汽車故障的診斷。

然而,上述專用的故障檢測儀器存在以下的缺點:

1.所述故障檢測儀器的使用對象為汽車修理廠的專業維修人員。維修人員在提取出與故障有關的數據后,仍需要查閱有關的維修手冊,才能進行進一步的判斷。

2.所述故障檢測儀器是在汽車故障產生后才使用,問題的處理存在滯后現象,不能在第一時間給駕駛員提供足夠有效的信息使駕駛員能及時采取措施降低故障帶來的危險。

3.所述故障檢測儀器價格昂貴,使用頻率低。

發明內容

實用新型內容

鑒于上述狀況,有必要提供一種能夠簡單快速檢測汽車故障的汽車故障實時提示系統。

一種汽車故障實時提示系統,其用于與車載診斷系統連接通訊。汽車故障實時提示系統包括接口設備、總控單元和輸出設備。總控單元包括處理器與數據采集/分析模塊,且處理器分別與接口設備及輸出設備電性連接。使用時,接口設備連接于車載診斷系統,總控單元接收的來自用戶的請求信號由接口設備轉換和重新編碼并傳輸給車載診斷系統;車載診斷系統輸出的應答信號由接口設備轉換和重新編碼并傳輸給總控單元,總控單元通過數據采集/分析模塊分析應答信號得出分析結果,而分析結果由輸出設備輸出。

上述的汽車故障實時提示系統與車載診斷系統連接通訊,可以在汽車運行狀態下對車載診斷系統的數據和控制參數進行訪問,進行故障診斷,讀取故障碼。上述的汽車故障實時提示系統還可通過總控單元對故障產生的原因進行分析,給出實時的故障提示、應急措施以及具體的修理建議和指導,減少車主損失,而且成本較低,可以隨車安裝,適合普通車主。

附圖說明

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的汽車故障實時提示系統的整體結構示意圖。

圖2是圖1所示汽車故障實時提示系統的接口設備的結構圖。

圖3是圖1所示汽車故障實時提示系統的接口設備的軟件控制流程圖。

圖4是ELM327型芯片的內部結構圖。

圖5是ELM327型芯片的電路設計圖。

圖6是圖5的ELM327型芯片的引腳定義圖。

圖7是圖1所示汽車故障實時提示系統的數據采集/分析模塊的各個次模塊間的通訊關系圖。

圖8是圖7中串行通信次模塊、請求/應答次模塊和數據分析次模塊的結構及連接關系圖。

圖9是圖7中主控/輸出次模塊對圖1中語音播報模塊的控制流程圖。

圖10是圖7中主控/輸出次模塊對圖1中屏幕顯示模塊的控制流程圖。

圖11是圖1中語音播報模塊的電路圖。

圖12是圖11中XF-S4240模塊的引腳定義圖。

圖13是圖1中屏幕顯示模塊的電路圖。

具體實施方式

具體實施方式

下面將結合附圖及實施例對本實用新型的汽車故障實時提示系統作進一步的詳細說明。

請參見圖1,汽車故障實時提示系統100用于與車載診斷系統10連接通訊,其包括接口設備11、總控單元12和輸出設備13。總控單元12包括處理器121與數據采集/分析模塊122,且處理器121分別與接口設備11及輸出設備13電性連接。使用時,接口設備11連接于車載診斷系統(OBD-II)10,總控單元12接收的來自用戶的請求信號由接口設備11轉換和重新編碼并傳輸給車載診斷系統10。車載診斷系統10輸出的應答信號由接口設備11轉換和重新編碼并傳輸給總控單元12,總控單元12通過數據采集/分析模塊122分析應答信號得出分析結果,而分析結果由輸出設備13輸出。

詳細地,若車載診斷系統10的信號電平值高于總控單元12的信號電平值,接口設備11可具有電氣隔離功能,以避免過高的信號電平與汽車電源電壓在系統失常的情況下損壞總控單元12。車載診斷系統10可使用多種協議,主要包括K-Line通訊方式、可變脈寬調制/脈沖寬度調制通訊方式與CAN-BUS通訊方式,

接口設備11可兼容上述三種通訊方式的編碼,并可在上述三種通訊方式之間進行切換。圖2為接口設備11的結構圖,請參見圖2,接口設備11主要包括連接車載診斷系統的接口110、編碼解碼器111、選通電路(圖未示)、微控制器112和數據交換接口113。

連接車載診斷系統的接口110包括多個采用不同協議的接口,其主要是用于將車載診斷系統10輸出的信號經過緩存、降壓,發送給譯碼電路,將譯碼電路傳過來的信號變換成車載診斷系統10所要求的信號。連接車載診斷系統的接口110還具備在意外情況下保護車載診斷系統10不受損害的功能。

編碼解碼器111用于將車載診斷系統10的編碼轉換為總控單元12可識別的RS232串行通信編碼,并將RS232接口所傳來的總控單元12的控制與請求信號轉換為車載診斷系統10可識別的編碼。

選通電路用于在不同的通訊方式下,根據總控單元12所發出的控制信號,自動判斷,以選擇使用不同的通道。

微控制器112的作用是協調接口設備11各個部分的工作,使汽車故障實時提示系 統100具備一定的智能性。

數據交換接口113可為RS232接口,其用于將總控單元12的控制或請求信號傳輸給編碼解碼器111,并將從編碼解碼器111取得的數據發送給總控單元12。數據交換接口113還可起到速率匹配、電氣隔離、數據緩存的功能。

可以理解,當接口設備11單純應用于單一的通訊方式時,選通電路和微控制器112可以省略。

圖3為接口設備11的軟件控制流程圖,請參見圖3,接口設備11根據上位機診斷軟件的指令,自動進行協議的匹配。對某一確定的協議進行匹配時,先向協議所對應的數據總線上發送一組特定的校驗碼,在發送的同時,從總線上讀取信號,將讀取到的信號和發送出去的信號進行比對,如果相同,則可以認為匹配成功。

在本實施例中,接口設備11可為ELM327型芯片。圖4為ELM327型芯片的內部結構圖,ELM327芯片通過修改傳輸數據波形將ODB信號轉換成可以被汽車的電控單元(ECU)所識別的ASCII字符,從而實現上位機通過標準串口和車輛進行通訊。請參見圖5與圖6,圖5為ELM327型芯片的電路設計圖,其中MCP2551芯片是高速CAN通訊收發器,其可將CAN通訊模式轉化成RS232的通訊模式;圖6為圖5中ELM327芯片引腳的定義圖。另外,MCP2551芯片的引腳1~8的名稱分別為TXD、VSS、VDD、RXD、UREF、CANL、CANH及RS。

請再次參見圖1,總控單元12的處理器121可為ATmega16單片機。ATmega16單片機包括具有輸入捕獲功能的16位定時器/計數器。ATmega16單片機可以捕獲外部事件,并為其賦予時間標記以說明此事件的發生時刻。

請參見圖7,數據采集/分析模塊122包括串行通信次模塊1221、請求/應答次模塊1222、數據分析次模塊1223、主控/輸出次模塊1224。請參見圖8,串行通信次模塊1221與請求/應答次模塊1222間可以實現信號的相互傳輸。

串行通信次模塊1221用于串行端口初始化,即對通訊雙方的通訊參數進行必要設置,從而實現串行通訊的正常運行。需要初始化的主要參數為數據的傳輸速度、數據的發送單位、起始及停止位和校驗位的檢查。

請求/應答次模塊1222用于自動發送請求信號,并接收應答信號。請求/應答次模塊1222的功能包括自動發送請求信號功能、差錯檢驗功能、數據存儲功能和對已存儲數據讀取的功能。

如圖8所示,應答信號通過數據接口進入數據分析次模塊1223,數據分析次模塊1223對所接收的應答信號數據進行編碼轉換,而獲得用戶理解的數據。然后,數據分析次模塊1223對編碼所得的數據進行分析,判斷其是否與理論值存在差異。如果存在差異,則通過檢測信號的有無及信號的變化范圍和變化率對短路和斷路等一些故障進行診斷,這種方法被稱為基于信號的診斷方法。例如,冷卻水溫度傳感器的正常使用范圍為-30℃~100℃,工作時信號處理電路的輸出電壓在0.3V~4.5V范圍內變化,如果此時汽車電控單元檢測到小于0.3V或大于4.5V的信號值,就可判斷水溫傳感器信號系統出現了短路或斷路故障。

汽車故障實時提示系統100是基于故障碼的基礎上進行分析處理的,當汽車故障實時提示系統100在監控過程中一旦發現故障碼后,立即對涉及到故障碼方面的傳感器參數進行查詢,并與理論值進行對比分析,得到的故障原因以及處理建議,并將分析結果通過 輸出設備13輸出。

主控/輸出次模塊1224用于控制輸出設備13對分析結果的輸出,輸出設備13的輸出方式為文字輸出或語音輸出。語音輸出的控制流程如圖9所示,分析結果依次經過初始化、確定文本長度、發送文本長度的高字節、發送文本長度的低字節、文本合成開始命令、選擇文本編碼格式及依次發送待合成文本等步驟,最后通過語音輸出。文字輸出的控制流程如圖10所示,分析結果依次通過初始化、寫數據及確定顯示地址等步驟,最后由液晶顯示屏(LCD)顯示輸出。

請再次參見圖1,輸出設備13可包括語音播報模塊131或屏幕顯示模塊132。語音播報模塊131通過語音播報方式、屏幕顯示模塊132通過文字顯示方式輸出分析結果,語音播報具有實時性,文字顯示具有持久性,兩者相結合,可及時可靠地掌握故障的相關信息,可以有效地提醒車主。

語音播報模塊131用于語音輸出數據采集/分析模塊122分析得出的分析結果,如故障碼、處理建議等信息。語音播報模塊131可為XF-S4240中文語音合成模塊,XF-S4240模塊可通過UART、SPI和I2C三種接口接收待合成的文本,直接合成為語音輸出,在本實施例中,XF-S4240模塊通過SPI接口接收待合成的文本。XF-S4240模塊輸出的語音不能直接驅動揚聲器,XF-S4240模塊和揚聲器之間使用了音頻功放電路,來放大音頻信號,滿足揚聲器的需求。語音播報模塊131的電路圖如圖11所示,圖11中XF-S4240模塊的引腳名稱及功能描述請參見圖12。

屏幕顯示模塊132用于顯示數據采集/分析模塊122分析得出的分析結果,其可以采用ST7920驅動芯片,其內部自帶中文字庫。屏幕顯示模塊132采用的是8位并行接口方式和單片機進行通訊。屏幕顯示模塊132的液晶顯示器為藍底白字,背景光可調。屏幕顯示模塊132的電路圖如圖13所示。

綜上所述,本實用新型實施例的汽車故障實時提示系統100可具有以下的優點:

1、汽車故障實時提示系統100可在汽車運行狀態下能夠對汽車電控單元的數據和控制參數進行訪問。

2、對汽車進行故障診斷,讀取其故障碼。

3、能夠對故障產生的原因進行分析,并給出實時的故障提示、應急措施以及具體的修理建議和指導,減少車主損失。

4、能及時的采用語音和文字將故障分析結果告知車主。

5、成本較低,隨車安裝,適合普通車主。

另外,本領域技術人員還可在本實用新型精神內做其它變化,當然,這些依據本實用新型精神所做的變化,都應包含在本實用新型所要求保護的范圍內。

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