CN103412562A - 车辆通用诊断测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆通用诊断测试装置，包括用于分析处理数据的控制模块，与控制模块连接并进行数据交换的车辆总线通讯模块、K_Line物理层测试模块、显示模块、与上位机连接的上位机通讯模块和时钟模块，与控制模块连接并向控制模块传输数据的信号采集模块，与控制模块连接的存储模块、工作状态显示灯和报警模块，以及为各模块提供电源的电源模块。本发明可以对整车车载控制单元进行性能测试、功能测试、诊断测试，而且能够实现基于总线网络的诊断功能测试，对总线通讯协议、诊断协议进行测试。本诊断设备的通用性强，可针对各种配置的车型进行诊断，实现对跨平台车型的诊断，而且实现对整车总线网络进行诊断。

Description

车辆通用诊断测试装置
技术领域
本发明涉及一种车辆诊断测试的装置，尤其是一种即可诊断车辆故障，又可对车辆总线网络进行测试的车辆通用诊断测试装置。
背景技术
随着汽车技术发展，汽车电子化的程度已经成为开发新车型，改进汽车性能最重要的技术措施。日趋复杂的电子设备不仅给整车网络的稳定性带来挑战，而且也给ECU研发测试期间的参数标定、软件升级和装车后的故障诊断、功能更新带来了更大的挑战。目前检测设备功能单一，诊断与测试功能分离。
目前诊断设备只能单一的实现特定车型的故障诊断，而且整车诊断设备只能实现故障诊断功能，无法实现对电气信号的直接采集，给故障原因分析造成很大困难，灵活性差。对于一些非总线信号，由于没有预留模拟信号采集通道、I/O通道，则无法实现信号的采集、分析。
测试设备只对一种特定车型的部分电子控制单元进行总线测试，缺少对整车总线网络进行测试的系统，而且现有技术中大多是仅针对CAN总线或者K_Line任何一种接口的ECU系统进行诊断测试，局限性大，不具有通用性。同时，总线测试设备一般只针对总线网络的数据链路层和应用层，而对于总线网络的物理层、网络层测试，很少诊断、测试设备能够实现。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的技术问题，而提供一种即可诊断车辆故障，又可对车辆总线网络进行测试的车辆通用诊断测试装置。
本发明为解决现有技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种车辆通用诊断测试装置，包括用于分析处理数据的控制模块，与控制模块连接并进行数据交换的车辆总线通讯模块、K_Line物理层测试模块、显示模块、与上位机连接的上位机通讯模块和时钟模块，与控制模块连接并向控制模块传输数据的信号采集模块，与控制模块连接的存储模块、工作状态显示灯和报警模块，以及为各模块提供电源的电源模块。
所述的车辆总线通讯模块包括CAN总线通讯模块和K_Line通讯模块，且CAN总线通讯模块和K_Line通讯模块通过OBD-II接口与车辆总线连接进行数据传输。
所述的K_Line物理层测试模块分别连接示波器与信号采集模块进行数据采集，并通过控制模块控制进行数据处理。
所述的K_Line物理层测试模块的K线网络回路与K_Line通讯模块在OBD-II接口电路端通过开关分离。
所述的信号采集模块通过信号采集接口采集信号，信号采集模块还通过与车辆总线通讯模块的CAN总线通讯模块和K_Line通讯模块连接，进行数据采集。
所述的电源模块通过电源接口与外接电源连接；电源模块还通过车辆总线通讯模块的OBD-II接口与车载电源连接，且车载电源为电源模块提供电源。
所述的显示模块包括按键模块和LCD显示屏模块。
所述的上位机通讯模块包括RS232通讯模块和USB串口通讯模块。
所述的工作状态显示灯的两个LED分别连接于电源模块和控制模块。
本发明具有的优点和积极效果是：
本发明可以对整车车载控制单元进行性能测试、功能测试、诊断测试，而且能够实现基于总线网络的诊断功能测试，对总线通讯协议、诊断协议进行测试。本诊断设备的通用性强，可针对各种配置的车型进行诊断，实现对跨平台车型的诊断，而且实现对整车总线网络进行诊断。
附图说明
图1是本发明的系统原理方框图。
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明。
如图1所示，本发明的车辆通用诊断测试装置，包括用于分析处理数据的控制模块，与控制模块连接并进行数据交换的车辆总线通讯模块、K_Line物理层测试模块、显示模块、与上位机连接的上位机通讯模块和时钟模块，与控制模块连接并向控制模块传输数据的信号采集模块，与控制模块连接的存储模块、工作状态显示灯和报警模块，以及为各模块提供电源的电源模块。
所述的控制模块的16位的微处理器采用飞思卡尔半导体公司出品的M9S12XEP100MAL(112pin)单片机。这款单片机是一款高速双核处理器，其中HS12内核进行逻辑控制，而XGATE协处理器可以进行高速脉冲发出及数据采集，满足实时性要求。由于本发明的只是对测试诊断功能起到辅助作用，所以不采用XGATE内核。
所述车辆总线通讯模块包含CAN总线通讯模块和K_Line通讯模块，车辆总线通讯模块采用满足J2190标准的OBD-II DLC标准接口，与车辆总线连接，实现与车辆总线或其他诊断设备的连接。通过上位机或显示模块输入诊断命令，下位机执行相应的诊断服务，实现通用诊断设备的功能，即基于K_line和CAN总线数据链路层和应用层的在线诊断和离线检测功能；通过上位机进行测试项目配置，由下位机实现单个控制单元或总线网络的诊断协议的测试、通讯协议的测试，即对物理层、数据链路层、网络层、交互层、应用层测试，验证是否遵循总线通讯和诊断协议。
上述诊断测试遵循如下协议：
K_line：ISO14230-1~ ISO14230-3
IS09141-2
CAN：ISO11898-1
ISO15765-2~ ISO15765-3
UDS：ISO14229
且应用层遵循各控制器厂家的相关规范。
所述的K_Line物理层测试模块，可以完成单个ECU的部件的测试，以及单个ECU的部件构成的K_Line网络的集成测试；对包括整车线束中K线的线缆，总线上各节点控制器的接口电路进行物理层测试；同样的，可以对各种使用K_Line进行通讯的下线检测设备、辅助配置工具、故障诊断仪等设备进行物理层测试。K_Line物理层测试模块是通过控制模块控制K_Line上的上拉电阻、电容，下拉电阻、电容，用示波器或信号采集模块采集K_Line上的电压，从而计算、分析出电子控制单元、诊断设备、整车线束以及K_Line网络的电气特性、信号特性、过电压耐受力、电源线EMI特性。为了避免K_Line物理层测试模块与K_Line通讯模块之间K_Line的上拉和下拉阻抗、容抗之间的影响，K_Line物理层测试模块的K线网络回路与K_Line通讯模块回路在OBD-II接口电路端通过开关分离。
所述的信号采集模块通过控制模块的AD端口采集故障发生时的电源模块信号、CAN总线通讯模块信号、K_Line通讯模块信号，实现在线采集，用来分析故障发生时的实时工况，分析故障原因；分析整车系统工作过程中，信号的实时变化情况，以及各模块工作状态对电源模块信号、CAN总线通讯模块信号、K_Line通讯模块信号的影响；另外还预留模拟、数字的信号采集端口，信号采集端口通过采集车内的传感器信号对诊断功能进行辅助测试。
电源模块为整个装置提供电源，电源模块可通过车辆总线通讯模块的OBD-II接口连接车载电池；也可与外接12V电源连接，方便脱离整车环境的测试，经过稳压模块，将12V电压转换为5V、3.3V稳定电压，为整个装置的各模块供电。
所述的显示模块包括按键模块和LCD显示屏模块，实现简单固定的诊断测试项目。其中按键模块可为键盘，LCD显示屏模块为LCD显示屏。在测试时，键盘可以输入配置信息，LCD显示屏配合所配置的测试信息在测试中进行配置信息、试验数据和图形的显示；在诊断时，通过键盘输入诊断命令，在LCD显示屏上进行诊断信息的显示。
所述时钟模块所采用的芯片PCF8563，是一款低功耗CMOS实时时钟/日历芯片，芯片最大总线速度为400kbits/s，时钟输出可编程。用于脱离PC机进行诊断测试时，记录测试时间，故障发生时间，用于测试诊断项目的分析记录。
所述数据存储可以通过SD卡进行存储，也可以通过上位机通讯模块将数据传入上位机，通过上位机存储到数据库中。
所述的报警模块通过蜂鸣器报警，对严重故障进行报警，实现根据故障类型的严重程度发出不同频率的警报声音。
所述的工作状态显示灯用两个LED灯分别连接于电源模块和控制模块的I/O端口，直观的显示电源模块和控制模块是否正常工作。
所述上位机通讯模块有RS232通讯模块和USB串口通讯模块。其中，USB串口通讯模块为USB2.0的A接口和Ｂ接口，RS232通讯模块为RS232的DB9接口。复杂测试时，通过配置文件定义应用层报文、数据链路层时序特性，根据上位机通讯模块的配置及通讯速率的需要选择两种接口中的一种或两种将数据下载到下位机，由下位机实现测试。
所述上位机作为人机交互界面。利用C#软件编程语言，编制上位机控制程序，实现测试和诊断项目的配置信息的输入，诊断规范格式导入，诊断数据、试验数据的数字化及图形化显示、分析、处理、存储，自动生成WORD格式测试报告。

Claims (9)

1.一种车辆通用诊断测试装置，其特征在于：包括用于分析处理数据的控制模块，与控制模块连接并进行数据交换的车辆总线通讯模块、K_Line物理层测试模块、显示模块、与上位机连接的上位机通讯模块和时钟模块，与控制模块连接并向控制模块传输数据的信号采集模块，与控制模块连接的存储模块、工作状态显示灯和报警模块，以及为各模块提供电源的电源模块。
2.根据权利要求1所述的车辆通用诊断测试装置，其特征在于：车辆总线通讯模块包括CAN总线通讯模块和K_Line通讯模块，且CAN总线通讯模块和K_Line通讯模块通过OBD-II接口与车辆总线连接进行数据传输。
3.根据权利要求1所述的车辆通用诊断测试装置，其特征在于：K_Line物理层测试模块分别连接示波器与信号采集模块进行数据采集，并通过控制模块控制进行数据处理。
4.根据权利要求2或3所述的车辆通用诊断测试装置，其特征在于：K_Line物理层测试模块的K线网络回路与K_Line通讯模块在OBD-II接口电路端通过开关分离。
5.根据权利要求1或3所述的车辆通用诊断测试装置，其特征在于：信号采集模块通过信号采集接口采集信号，信号采集模块还通过与车辆总线通讯模块的CAN总线通讯模块和K_Line通讯模块连接，进行数据采集。
6.根据权利要求1所述的车辆通用诊断测试装置，其特征在于：电源模块通过电源接口与外接电源连接；电源模块还通过车辆总线通讯模块的OBD-II接口与车载电源连接，且车载电源为电源模块提供电源。
7.根据权利要求1所述的车辆通用诊断测试装置，其特征在于：显示模块包括按键模块和LCD显示屏模块。
8.根据权利要求1所述的车辆通用诊断测试装置，其特征在于：上位机通讯模块包括RS232通讯模块和USB串口通讯模块。
9.根据权利要求1所述的车辆通用诊断测试装置，其特征在于：工作状态显示灯的两个LED分别连接于电源模块和控制模块。
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