CN102780725A - 用于车辆诊断的通信协议适配设备及方法 - Google Patents

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蔡浩
瞿敏
杨威
崔凌云
卢瑜
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Abstract

本发明提出了一种用于车辆诊断的通信协议适配设备及方法，其中，所述通信协议适配设备包括：切换控制装置，用于根据外部诊断设备经第一输入端口发送来的控制指令以及预先设定的配置参数向切换装置发送切换信号；切换装置，用于根据所述切换信号执行针对车辆诊断座的切换操作；信号转换装置，用于所述切换操作完成后将所述外部诊断设备经至少一个第二输入端口发送来的通信信号转换为车辆总线能够识别的信号，并将转换后的信号经所述切换装置传送到所述车辆诊断座。本发明所公开的通信协议适配设备及方法适宜于个人用户使用，并可适配各种符合OBD标准的通信协议。

Description

用于车辆诊断的通信协议适配设备及方法
技术领域
本发明涉及车辆诊断设备及方法，更具体地，涉及用于车辆诊断的通信协议适配设备及方法。
背景技术
目前，随着汽车的日益普及，车辆的维护和保养变得越来越重要。由此，随着车载诊断系统(OBD)的推广，通过读取车辆电子控制单元(ECU)中的数据而进行车辆的故障诊断已经越来越普遍。
所述外部诊断设备一般通过车辆总线与车辆内部进行通信，从而完成读取车辆电子控制单元中的数据等任务。目前，外部诊断设备和车辆总线之间的通信协议主要包括KWP2000协议、J1850协议和高速、中速及低速CAN协议等。
当前，16针OBD诊断座是车辆总线和外部诊断设备之间的通信标准接口(即OBDII标准)。由于OBDII标准没有对诊断座的全部针脚进行定义，且已定义的9个针脚仅属于推荐性质，故用户(例如车辆厂商)可以对其进行重新定义。因此，对于不同的车型而言，诊断座中的某个针脚应用于何种通信协议可能是不同的。由上可知，所述外部诊断设备需要能够进行多种通信协议之间的切换配置(即不同通信协议间的适配)
在现有的技术方案之一中，外部诊断设备可以通过符合OBDII标准的数据连接头(DLC)而与所有的标准OBD诊断座进行通信。然而，该方案成本过高，故仅适用于维修站和/或收后服务中心，而不适用于个人用户(例如个人车主)。
此外，在现有的技术方案之一中，通常的便携式OBD设备仅支持有限的协议，故不能应用于所有的车型。
另外，在现有的技术方案之一中，可以通过手工跳线的方式实现外部诊断设备与OBD诊断座之间的数据交换。然而，该方案操作繁琐，因而同样不适宜于普通的个人用户(例如个人车主)。
因此，存在如下需求：提供一种适宜于个人用户使用并可适配各种符合OBD标准的通信协议的设备及方法。
发明内容
为了解决上述现有技术方案所存在的缺陷，本发明提出了一种适宜于个人用户使用并可适配各种符合OBD标准的通信协议的设备及方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于车辆诊断的通信协议适配设备，所述用于车辆诊断的通信协议适配设备包括：
切换控制装置，所述切换控制装置用于根据外部诊断设备经第一输入端口发送来的控制指令以及预先设定的配置参数向切换装置发送切换信号；
切换装置，所述切换装置用于根据所述切换信号执行针对车辆诊断座的切换操作；
信号转换装置，所述信号转换装置用于所述切换操作完成后将所述外部诊断设备经至少一个第二输入端口发送来的通信信号转换为车辆总线能够识别的信号，并将转换后的信号经所述切换装置传送到所述车辆诊断座。
在上面所公开的方案中，优选地，所述切换装置以电平转换的方式实现所述通信信号的转换。
在上面所公开的方案中，优选地，所述切换装置是至少一个继电器。
在上面所公开的方案中，优选地，所述切换控制装置是继电器驱动装置。
在上面所公开的方案中，优选地，通过确定所述切换装置的输出信号端口与所述车辆诊断座针脚的连接对应关系而设定所述配置参数。
在上面所公开的方案中，优选地，所述切换装置能够根据所述切换信号将每个输出信号端口与任意一个与其相连的车辆诊断座针脚连通或断开。
在上面所公开的方案中，优选地，所述车辆总线能够识别的信号包括高速CAN信号、中速CAN信号、低速CAN信号、J1850信号以及KWP2000信号。
在上面所公开的方案中，优选地，所述至少一个第二输入端口分别与所述外部诊断设备中的MCU的不同引脚相连接，其中，所述外部诊断设备根据不同的通信协议使用对应的MCU引脚发送通信信号。
在上面所公开的方案中，优选地，所述车辆诊断座是符合OBD标准的16针诊断座，其中，9针为已定义的针脚，而其余7针为供用户定义的针脚。
在上面所公开的方案中，优选地，当根据所述配置参数而选定一种协议进行通信时，所述通信协议适配设备使与所述协议相关联的输出信号端口与对应的所述车辆诊断座的引脚连通，而其他的输出信号端口和引脚均被断开。
在上面所公开的方案中，优选地，如果没有选定任何一种协议进行通信，则所述通信协议适配设备的所有输出通信端口均与对应的车辆诊断座的引脚断开。
在上面所公开的方案中，优选地，所述通信协议适配设备适用于所述通信信号采用单线和/或双线传输。
本发明的目的还通过以下技术方案实现：
一种用于车辆诊断的通信协议适配方法，所述用于车辆诊断的通信协议适配方法包括如下步骤：
(A1)切换控制装置根据外部诊断设备经第一输入端口发送来的控制指令以及预先设定的配置参数向切换装置发送切换信号；
(A2)所述切换装置根据所述切换信号执行针对车辆诊断座的切换操作；
(A3)信号转换装置在所述切换操作完成后将所述外部诊断设备经至少一个第二输入端口发送来的通信信号转换为车辆总线能够识别的信号，并将转换后的信号经所述切换装置传送到所述车辆诊断座。
在上面所公开的方案中，优选地，所述切换装置以电平转换的方式实现所述通信信号的转换。
在上面所公开的方案中，优选地，所述切换装置是至少一个继电器。
在上面所公开的方案中，优选地，所述切换控制装置是继电器驱动装置。
在上面所公开的方案中，优选地，通过确定所述切换装置的输出信号端口与所述车辆诊断座针脚的连接对应关系而设定所述配置参数。
在上面所公开的方案中，优选地，所述切换装置能够根据所述切换信号将每个输出信号端口与任意一个与其相连的车辆诊断座针脚连通或断开。
在上面所公开的方案中，优选地，所述车辆总线能够识别的信号包括高速CAN信号、中速CAN信号、低速CAN信号、J1850信号以及KWP2000信号。
在上面所公开的方案中，优选地，所述至少一个第二输入端口分别与所述外部诊断设备中的MCU的不同引脚相连接，其中，所述外部诊断设备根据不同的通信协议使用对应的MCU引脚发送通信信号。
在上面所公开的方案中，优选地，所述车辆诊断座是符合OBD标准的16针诊断座，其中，9针为已定义的针脚，而其余7针为供用户定义的针脚。
在上面所公开的方案中，优选地，当根据所述配置参数而选定一种协议进行通信时，使与所述协议相关联的输出信号端口与对应的所述车辆诊断座的引脚连通，而其他的输出信号端口和引脚均被断开。
在上面所公开的方案中，优选地，如果没有选定任何一种协议进行通信，则所有输出通信端口均与对应的车辆诊断座的引脚断开。
在上面所公开的方案中，优选地，所述通信协议适配方法适用于所述通信信号采用单线和/或双线传输。
本发明所公开的用于车辆诊断的通信协议适配设备及方法具有如下优点：适宜于个人用户使用，并可适配各种符合OBD标准的通信协议。
附图说明
结合附图，本发明的技术特征以及优点将会被本领域技术人员更好地理解，其中：
图1是根据本发明的实施例的用于车辆诊断的通信协议适配设备的示意性结构图；
图2是根据本发明的用于车辆诊断的通信协议适配设备的第一实施方式的示意性结构图；
图3是根据本发明的用于车辆诊断的通信协议适配设备的第二实施方式的示意性结构图；
图4是根据本发明的用于车辆诊断的通信协议适配设备的第三实施方式的示意性结构图；
图5是根据本发明的用于车辆诊断的通信协议适配设备的第四实施方式的示意性结构图；
图6是根据本发明的实施例的用于车辆诊断的通信协议适配方法的流程图。
具体实施方式
图1是根据本发明的实施例的用于车辆诊断的通信协议适配设备的示意性结构图。如图1所示，本发明所公开的通信协议适配设备1用于执行外部诊断设备和车辆诊断座之间的通信协议适配。所述通信协议适配设备1进一步包括切换控制装置2、切换装置3和信号转换装置4。其中，所述切换控制装置2用于根据外部诊断设备经第一输入端口发送来的控制指令以及预先设定的配置参数向所述切换装置3发送切换信号。所述切换装置3用于根据所述切换信号执行针对车辆诊断座的切换操作。所述信号转换装置4用于所述切换操作完成后将所述外部诊断设备经至少一个第二输入端口发送来的通信信号转换为车辆总线能够识别的信号，并将转换后的信号经所述切换装置3传送到所述车辆诊断座。
优选地，所述切换装置3以电平转换的方式实现所述通信信号的转换。
优选地，所述切换装置3是至少一个继电器。
优选地，所述切换控制装置2是继电器驱动装置。
优选地，通过确定所述切换装置3的输出信号端口与所述车辆诊断座针脚的连接对应关系而设定所述配置参数。
优选地，所述切换装置3能够根据所述切换信号将每个输出信号端口与任意一个与其相连的车辆诊断座针脚连通或断开。
优选地，所述车辆总线能够识别的信号包括高速CAN信号、中速CAN信号、低速CAN信号、J1850信号以及KWP2000信号。
优选地，所述至少一个第二输入端口分别与所述外部诊断设备中的MCU的不同引脚相连接，其中，所述外部诊断设备根据不同的通信协议使用对应的MCU引脚发送通信信号。
优选地，所述车辆诊断座是符合OBD标准的16针诊断座，其中，9针为已定义的针脚，而其余7针为供用户定义的针脚。
优选地，当根据所述配置参数而选定一种协议进行通信时，所述通信协议适配设备1使与所述协议相关联的输出信号端口与对应的所述车辆诊断座的引脚连通，而其他的输出信号端口和引脚均被断开。
优选地，如果没有选定任何一种协议进行通信，则所述通信协议适配设备1的所有输出通信端口均与对应的车辆诊断座的引脚断开。
如图1所示，本发明所公开的通信协议适配设备1的基本工作原理如下：根据用户(例如车型厂商)对车辆诊断座的针脚的定义，设定输出信号端口和车辆诊断座针脚的对应关系(即配置参数)；根据所述对应关系确定选择的通信协议需要使用的切换装置配置(例如需要使用的至少一个继电器)；切换控制装置根据所述外部诊断设备中的MCU发送来的控制指令向所述切换装置3发送切换信号；所述切换装置根据所述切换信号和所述配置参数执行针对车辆诊断座的切换操作(例如切断原协议的继电器，并接通当前选定协议的继电器)；随后，信号转换装置将所述外部诊断设备经至少一个第二输入端口发送来的通信信号转换为车辆总线能够识别的信号，并将转换后的信号经所述切换装置传送到车辆诊断座。
图2是根据本发明的用于车辆诊断的通信协议适配设备的第一示例性实施方式的结构图。如图2所示，所述通信协议适配设备适用于通信信号采用单线传输的情况，其中切换装置采用单刀继电器的形式，而切换控制装置为相应的继电器驱动装置。如图2所示，当继电器驱动装置向单刀继电器的a端口发送低电平时，所述单刀继电器的端口a和b接通，端口c与d接通。因此，所述继电器驱动装置可以根据外部诊断设备中的MCU发送来的控制指令而控制单线端口和车辆诊断座针脚A之间的通断，从而完成通信协议的切换。随后，外部诊断设备中的MCU发送来的通信信号被信号转换装置(采用电平转换的形式)转换为车辆总线能够识别的信号，并将转换后的信号经所述继电器传送到车辆诊断座。
图3是根据本发明的用于车辆诊断的通信协议适配设备的第二示例性实施方式的结构图。如图3所示，所述通信协议适配设备适用于通信信号采用单线传输的情况，其中切换装置采用多个单刀继电器的形式，而切换控制装置为相应的可控制多个继电器的继电器驱动装置。如图3所示，当继电器驱动装置向所述多个单刀继电器中的某一个的a端口发送低电平时，所述单个单刀继电器的端口a和b接通，端口c与d接通。因此，所述继电器驱动装置可以根据外部诊断设备中的MCU发送来的控制指令而控制单线端口和车辆诊断座针脚B1、B2、B3和B4之间的通断，从而完成通信协议的切换。随后，外部诊断设备中的MCU发送来的通信信号被信号转换装置(采用电平转换的形式)转换为车辆总线能够识别的信号，并将转换后的信号经所述接通的继电器传送到车辆诊断座对应的针脚。
图4是根据本发明的用于车辆诊断的通信协议适配设备的第三示例性实施方式的结构图。如图4所示，所述通信协议适配设备适用于通信信号采用双线传输(在图4中被标识为双线端口_H和双线端口_L)的情况，其中切换装置采用双刀继电器的形式，而切换控制装置为相应的可控制双刀继电器的继电器驱动装置。如图4所示，所述继电器驱动装置可以根据外部诊断设备中的MCU发送来的控制指令而控制双刀继电器，从而控制双线端口_H和车辆诊断座针脚C1以及双线端口_L和车辆诊断座针脚C2之间的同时接通或断开，由此完成通信协议的切换。随后，外部诊断设备中的MCU发送来的通信信号被信号转换装置(采用电平转换的形式)转换为车辆总线能够识别的信号，并将转换后的信号经所述接通的双刀继电器传送到车辆诊断座对应的针脚。
图5是根据本发明的用于车辆诊断的通信协议适配设备的第四示例性实施方式的结构图。如图5所示，所述通信协议适配设备适用于通信信号采用双线传输(在图5中被标识为双线端口_H和双线端口_L)的情况，其中切换装置采用多个双刀继电器的形式，而切换控制装置为相应的可控制多个双刀继电器的继电器驱动装置。如图5所示，所述继电器驱动装置可以根据外部诊断设备中的MCU发送来的控制指令而控制所述多个双刀继电器中的某一个，从而控制双线端口_H和双线端口_L与车辆诊断座针脚D1和D2，或D3和D4，或D5和D6的接通或断开，由此完成通信协议的切换。随后，外部诊断设备中的MCU发送来的通信信号被信号转换装置(采用电平转换的形式)转换为车辆总线能够识别的信号，并将转换后的信号经所述接通的双刀继电器传送到车辆诊断座对应的针脚。
表1示出了一个示例性的车辆诊断座针脚定义。其中，示例性地，车辆诊断座的针脚6用于接收高速CAN的CAN_H，针脚13用于接收高速CAN的CAN_L，针脚3用于接收中速CAN的CAN_H，针脚11用于接收中速CAN的CAN_L，针脚1用于接收低速CAN信号，针脚2用于接收J1850信号，针脚7用于接收KWP2000信号。
表1
  通信端口   与该通信端口连通的针脚
  高速CAN的CAN_H   6
  高速CAN的CAN_L   13
  中速CAN的CAN_H   3
  中速CAN的CAN_L   11
  低速CAN的通信信号端口   1
  J1850的通信信号端口   2
  KWP2000的通信信号端口   7
如上所述，示例性地，针对表1所示的车辆诊断座针脚定义，高速CAN下的通信可以采用如图5所示的方案，中速CAN下的通信可以采用如图4所示的方案，低速CAN和J1850协议下的通信可以采用如图2所示的方案，而KWP2000协议下的通信可以采用如图3所示的方案。
如上所述，采用本发明所公开的通信协议适配设备可以使外部诊断设备能够与任何符合OBD标准的车辆诊断座通信。
图6是根据本发明的实施例的用于车辆诊断的通信协议适配方法的流程图。如图6所示，本发明所公开的用于车辆诊断的通信协议适配方法包括如下步骤：(A1)切换控制装置根据外部诊断设备经第一输入端口发送来的控制指令以及预先设定的配置参数向切换装置发送切换信号；(A2)所述切换装置根据所述切换信号执行针对车辆诊断座的切换操作；(A3)信号转换装置在所述切换操作完成后将所述外部诊断设备经至少一个第二输入端口发送来的通信信号转换为车辆总线能够识别的信号，并将转换后的信号经所述切换装置传送到所述车辆诊断座。
如图6所示，在本发明所公开的用于车辆诊断的通信协议适配方法中，优选地，所述切换装置以电平转换的方式实现所述通信信号的转换。
如图6所示，在本发明所公开的用于车辆诊断的通信协议适配方法中，优选地，所述切换装置是至少一个继电器。
如图6所示，在本发明所公开的用于车辆诊断的通信协议适配方法中，优选地，所述切换控制装置是继电器驱动装置。
如图6所示，在本发明所公开的用于车辆诊断的通信协议适配方法中，优选地，通过确定所述切换装置的输出信号端口与所述车辆诊断座针脚的连接对应关系而设定所述配置参数。
如图6所示，在本发明所公开的用于车辆诊断的通信协议适配方法中，优选地，所述切换装置能够根据所述切换信号将每个输出信号端口与任意一个与其相连的车辆诊断座针脚连通或断开。
如图6所示，在本发明所公开的用于车辆诊断的通信协议适配方法中，优选地，所述车辆总线能够识别的信号包括高速CAN信号、中速CAN信号、低速CAN信号、J1850信号以及KWP2000信号。
如图6所示，在本发明所公开的用于车辆诊断的通信协议适配方法中，优选地，所述至少一个第二输入端口分别与所述外部诊断设备中的MCU的不同引脚相连接，其中，所述外部诊断设备根据不同的通信协议使用对应的MCU引脚发送通信信号。
如图6所示，在本发明所公开的用于车辆诊断的通信协议适配方法中，优选地，所述车辆诊断座是符合OBD标准的16针诊断座，其中，9针为已定义的针脚，而其余7针为供用户定义的针脚。
如图6所示，在本发明所公开的用于车辆诊断的通信协议适配方法中，优选地，当根据所述配置参数而选定一种协议进行通信时，使与所述协议相关联的输出信号端口与对应的所述车辆诊断座的引脚连通，而其他的输出信号端口和引脚均被断开。
如图6所示，在本发明所公开的用于车辆诊断的通信协议适配方法中，优选地，如果没有选定任何一种协议进行通信，则所有输出通信端口均与对应的车辆诊断座的引脚断开。
尽管本发明是通过上述的优选实施方式进行描述的，但是其实现形式并不局限于上述的实施方式。应该认识到：在不脱离本发明主旨和范围的情况下，本领域技术人员可以对本发明做出不同的变化和修改。

Claims (24)

1.一种用于车辆诊断的通信协议适配设备，所述用于车辆诊断的通信协议适配设备包括：
切换控制装置，所述切换控制装置用于根据外部诊断设备经第一输入端口发送来的控制指令以及预先设定的配置参数向切换装置发送切换信号；
切换装置，所述切换装置用于根据所述切换信号执行针对车辆诊断座的切换操作；
信号转换装置，所述信号转换装置用于所述切换操作完成后将所述外部诊断设备经至少一个第二输入端口发送来的通信信号转换为车辆总线能够识别的信号，并将转换后的信号经所述切换装置传送到所述车辆诊断座。
2.根据权利要求1所述的用于车辆诊断的通信协议适配设备，其特征在于，所述切换装置以电平转换的方式实现所述通信信号的转换。
3.根据权利要求2所述的用于车辆诊断的通信协议适配设备，其特征在于，所述切换装置是至少一个继电器。
4.根据权利要求3所述的用于车辆诊断的通信协议适配设备，其特征在于，所述切换控制装置是继电器驱动装置。
5.根据权利要求4所述的用于车辆诊断的通信协议适配设备，其特征在于，通过确定所述切换装置的输出信号端口与所述车辆诊断座针脚的连接对应关系而设定所述配置参数。
6.根据权利要求5所述的用于车辆诊断的通信协议适配设备，其特征在于，所述切换装置能够根据所述切换信号将每个输出信号端口与任意一个与其相连的车辆诊断座针脚连通或断开。
7.根据权利要求6所述的用于车辆诊断的通信协议适配设备，其特征在于，所述车辆总线能够识别的信号包括高速CAN信号、中速CAN信号、低速CAN信号、J1850信号以及KWP2000信号。
8.根据权利要求7所述的用于车辆诊断的通信协议适配设备，其特征在于，所述至少一个第二输入端口分别与所述外部诊断设备中的MCU的不同引脚相连接，其中，所述外部诊断设备根据不同的通信协议使用对应的MCU引脚发送通信信号。
9.根据权利要求8所述的用于车辆诊断的通信协议适配设备，其特征在于，所述车辆诊断座是符合OBD标准的16针诊断座，其中，9针为已定义的针脚，而其余7针为供用户定义的针脚。
10.根据权利要求9所述的用于车辆诊断的通信协议适配设备，其特征在于，当根据所述配置参数而选定一种协议进行通信时，所述通信协议适配设备使与所述协议相关联的输出信号端口与对应的所述车辆诊断座的引脚连通，而其他的输出信号端口和引脚均被断开。
11.根据权利要求10所述的用于车辆诊断的通信协议适配设备，其特征在于，如果没有选定任何一种协议进行通信，则所述通信协议适配设备的所有输出通信端口均与对应的车辆诊断座的引脚断开。
12.根据权利要求11所述的用于车辆诊断的通信协议适配设备，其特征在于，所述通信协议适配设备适用于所述通信信号采用单线和/或双线传输。
13.一种用于车辆诊断的通信协议适配方法，所述用于车辆诊断的通信协议适配方法包括如下步骤：
(A1)切换控制装置根据外部诊断设备经第一输入端口发送来的控制指令以及预先设定的配置参数向切换装置发送切换信号；
(A2)所述切换装置根据所述切换信号执行针对车辆诊断座的切换操作；
(A3)信号转换装置在所述切换操作完成后将所述外部诊断设备经至少一个第二输入端口发送来的通信信号转换为车辆总线能够识别的信号，并将转换后的信号经所述切换装置传送到所述车辆诊断座。
14.根据权利要求13所述的用于车辆诊断的通信协议适配方法，其特征在于，所述切换装置以电平转换的方式实现所述通信信号的转换。
15.根据权利要求14所述的用于车辆诊断的通信协议适配方法，其特征在于，所述切换装置是至少一个继电器。
16.根据权利要求15所述的用于车辆诊断的通信协议适配方法，其特征在于，所述切换控制装置是继电器驱动装置。
17.根据权利要求16所述的用于车辆诊断的通信协议适配方法，其特征在于，通过确定所述切换装置的输出信号端口与所述车辆诊断座针脚的连接对应关系而设定所述配置参数。
18.根据权利要求17所述的用于车辆诊断的通信协议适配方法，其特征在于，所述切换装置能够根据所述切换信号将每个输出信号端口与任意一个与其相连的车辆诊断座针脚连通或断开。
19.根据权利要求18所述的用于车辆诊断的通信协议适配方法，其特征在于，所述车辆总线能够识别的信号包括高速CAN信号、中速CAN信号、低速CAN信号、J1850信号以及KWP2000信号。
20.根据权利要求19所述的用于车辆诊断的通信协议适配方法，其特征在于，所述至少一个第二输入端口分别与所述外部诊断设备中的MCU的不同引脚相连接，其中，所述外部诊断设备根据不同的通信协议使用对应的MCU引脚发送通信信号。
21.根据权利要求20所述的用于车辆诊断的通信协议适配方法，其特征在于，所述车辆诊断座是符合OBD标准的16针诊断座，其中，9针为已定义的针脚，而其余7针为供用户定义的针脚。
22.根据权利要求21所述的用于车辆诊断的通信协议适配方法，其特征在于，当根据所述配置参数而选定一种协议进行通信时，使与所述协议相关联的输出信号端口与对应的所述车辆诊断座的引脚连通，而其他的输出信号端口和引脚均被断开。
23.根据权利要求22所述的用于车辆诊断的通信协议适配方法，其特征在于，如果没有选定任何一种协议进行通信，则所有输出通信端口均与对应的车辆诊断座的引脚断开。
24.根据权利要求23所述的用于车辆诊断的通信协议适配方法，其特征在于，所述通信协议适配方法适用于所述通信信号采用单线和/或双线传输。
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