CN104823034A - 用于检测车辆车载自动诊断系统电力故障的互连装置 - Google Patents

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Abstract

一种互连装置检测车辆车载自动诊断系统OBD数据端口是否包含防止电力通过所述端口反馈的阻塞二极管。如果存在二极管，那么所述装置，OBO II端口连接器，因此使用替代装置来保持数据。替代电力供应器可连接到电池缆线。使用所述替代电力供应器，直到新电池被重新连接到所述车辆电池缆线为止。如果不存在二极管，那么所述互连装置向用户显示此事实。所述互连装置检测二极管何时与所述OBD II端口连接器的电力引脚串联连接。另外，所述互连装置包含在一端上通过缆线连接到例如点烟器连接器的连接器或直接硬连线到替代电力供应器的OBD II端口连接器。

Description

用于检测车辆车载自动诊断系统电力故障的互连装置
技术领域
本发明涉及一种用于检测车辆车载自动诊断系统(OBD)数据端口是否包含防止电力通过所述OBD数据端口反馈的电路或其它装置的互连装置。
背景技术
车载自动诊断系统(OBD)数据端口由美国政府托管以供应于自1996年以来在美国销售的每一辆小汽车上。其它国家具有类似标准。举例来说，欧洲具有EOBD及EOBD2标准，而日本具有JOBD标准。在美国，OBD及OBD数据端口最初由环境保护署及加州空气资源局(CARB)谋划以提供监测车辆是否高效且清洁运行的便利方式。
在美国，OBD II标准要求OBD II数据端口位于距方向盘两英尺内。所述数据端口被规定为16引脚连接器。自2008年以来，将与16个引脚中的每一者相关联的信号标准化。
在正常操作期间，OBD诊断系统监测各种参数ID代码(PID)。这些PID代码与车辆排放物的状态相关。这些PID代码可通过将OBD诊断工具连接到OBD II数据端口以允许报告各种车辆系统而读取。除上文所提及的PID代码外，各种制造商包含其特有的PID以用于监测车辆性能的不与排放物直接相关的其它方面，举例来说，变速器及轮胎压力监测系统。
还已知OBD II连接器用于保持车辆车载存储的特定数据。此数据包含消费者偏好数据，例如优选镜子与座椅位置、无线电台、GPS偏好数据及车辆时钟。此数据通常在将电池与车辆断开连接时丢失，这造成消费者将所述数据重新编程的不便。在极端情况下，特定引擎数据的丢失可阻止重新启动车辆。
已知可向车辆车载计算机系统供应电力以在将车辆电池断开连接时防止数据丢失的各种车辆存储器保存器装置。一种此类装置可从舒马赫电器公司(Schumacher ElectricCompany)购得。所述装置包含通过缆线连接到常规点烟器连接器的OBD II连接器。OBDII连接器连接到其中电池将被断开连接的车辆的OBD II数据端口，且点烟器连接器连接到另一车辆或替代电源。
不幸的是，一些车辆OBD II数据端口包含与电池连接串联的防止DC电力反馈到车辆车载计算机系统的电路或其它装置。由于不存在检测OBD II是否包含此电路或其它装置的便利方式，因此用于通过OBD II连接器向车辆反馈电力的已知装置为不可靠的。如果常规装置用于反馈电力通过OBD II端口连接器，那么所述电力将被二极管阻挡且上文所提及的数据将丢失。用户在电池被断开连接之前将没办法知晓此情况。因此，需要检测车辆OBD II连接器是否包含此电路或其它装置。
发明内容
简要地，本发明涉及一种用于检测车辆车载自动诊断系统(OBD)数据端口是否包含充当防止电力通过所述OBD数据端口反馈的阻塞二极管或等效物(下文中，“二极管”或“阻塞二极管”)的电路或其它装置的互连装置。如果检测到二极管，那么所述互连装置警告用户电力无法通过OBD II端口连接器反馈。在此条件下，使用替代装置来保持上文所提及的数据。具体来说，可(举例来说)通过电池夹将替代电力供应器直接连接到将被与电池断开连接的电池缆线。以此方式，使用替代电力供应器来保持数据，直到新电池被重新连接到车辆电池缆线为止。如果所述互连装置未检测到二极管，那么所述互连装置向用户显示此事实。所述互连装置包含用于检测及显示二极管是否与OBD II端口连接器的电力引脚串联连接的电路。另外，所述互连装置包含在一端上通过缆线连接到例如点烟器连接器的连接器或直接硬连线到替代电力供应器的OBD II端口连接器。
附图说明
参考以下说明书及所附图式，将容易地理解本发明的这些及其它优点，其中：
图1是根据本发明的互连装置的正视立面图。
图2是外壳的放大图，其图解说明示范性显示器。
图3是图解说明根据本发明的互连装置的图式，所述互连装置在不具有串联二极管的情况下连接到OBD II端口连接器且在另一端上(举例来说)通过点烟器连接器连接到替代电力供应器。
图4类似于图3，但展示为在具有串联二极管的情况下连接到OBD II端口连接器。
图5是根据本发明的互连装置的示范性实施例的电示意图。
图6是根据本发明的互连装置的软件流程图。
具体实施方式
本发明涉及一种用于检测车辆车载自动诊断系统(OBD)数据端口是否包含防止电力通过所述OBD数据端口反馈的二极管的互连装置。如果检测到二极管，那么所述互连装置警告用户电力无法通过OBD II端口连接器反馈。在此条件中，使用替代装置来保持上文所提及的数据。具体来说，可(举例来说)通过电池夹将替代电力供应器直接连接到将被与电池断开连接的电池缆线。以此方式，使用替代电力供应器来保持数据，直到新电池被重新连接到车辆电池缆线为止。如果所述互连装置未检测到二极管，那么所述互连装置向用户显示此事实。所述互连装置包含用于检测及显示二极管是否与OBD II端口连接器的电力引脚串联连接的电路。另外，所述互连装置包含在一端上通过缆线连接到例如点烟器连接器的连接器或直接硬连线到替代电力供应器的OBD II端口连接器。
根据本发明的互连装置提供以下属性：
·向用户指示在所述互连装置与在保养中的车辆及替代电源之间的所有连接完好的方式。
·在允许通过OBD端口进行连接之前，测量替代电源的电压以确保其处于或高于所需标称输入电平以充当车辆电池的临时代替物。
·检测OBD II端口连接器是否包含串联连接到电力引脚的二极管，且如果存在二极管，那么以视觉方式向用户指示将不使用连接到OBD II数据端口连接器的装置保持车辆数据
·给用户提供通过连接到OBD II端口连接器的替代电力供应器可以进行保养及/或移除车辆电池而不会造成车辆数据的可能丢失的肯定视觉指示。
参考图1，大体以参考编号20识别的根据本发明的互连装置包含用于装纳检测与LED照明电路24(图5)的外壳22、OBD II端口连接器26(图1)、将OBD II端口连接器26互连到检测与LED照明电路24(图5)的第一缆线28。在一个示范性实施例中，互连装置20包含通过第二缆线32连接到检测与LED照明电路24(图5)的点烟器连接器30。在替代实施例中，点烟器连接器30被排除且缆线32硬连线到便携式电力供应器(未展示)或连接到不同类型的连接器(例如鳄鱼夹(未展示))。
外壳22的分解图图解说明示范性LED 34、36、38及40。LED 34、36、38及40图解说明示范性实施例。例如显示器的其它视觉指示装置或听觉指示装置被视为在本发明的宽广范围内。每一LED 34、36、38及40给用户提供关于二极管是否与OBD II端口连接器26的电力引脚串联连接(将防止电力通过OBD II端口连接器26反馈)的问题的不同信息。
在图2中所图解说明的示范性实施例中，第一LED 34(举例来说，绿色LED)用于指示二极管未连接到OBD II端口连接器26。当此LED 34被照明时，其指示电力可通过OBD II端口连接器26反馈以保持数据。第二LED 36(举例来说，红色LED)用于指示二极管连接到OBD II端口连接器26的电力引脚。当LED 36被照明时，电力无法通过OBD II连接器26反馈。在此情形中，推荐替代电源在连接到电池的电池缆线被与车辆电池断开连接之前连接到所述电池缆线。在本发明的替代实施例中，可提供LED 34、36中的一者或两者而不提供LED 38及40。
LED 38及40(举例来说，黄色LED)为任选的且指示OBD II端口连接器26到车辆中的配对OBD II端口连接器(未展示)的完好连接。LED 40可用于指示点烟器连接器30与来自不同车辆的替代电力供应器之间的连接。在其中缆线32硬连线到便携式电力供应器(未展示)的实施例中，省略LED 40。
图3及4图解说明根据本发明的互连装置20的应用方案。图3图解说明连接于车辆OBD II端口连接器42与替代电力供应器44之间的互连装置20的应用方案。在两种应用方案中，OBD II端口连接器26均连接到车辆OBD II端口连接器上的三个引脚。这些引脚如下：
·引脚4：信号GND
·引脚5：底盘GND
·引脚16：电池电力
两种应用方案还将车辆电气系统表示为所谓的诺顿等效电路；即，电源46与并联电阻器48。图3图解说明OBD II端口连接器26的电力引脚16与车辆电气系统之间的直接连接。在本发明的一个实施例中，黄色LED 38(图2)将照明。在此应用方案中，如果连接了替代电源44，那么互连装置20将照明绿色LED 34，从而指示可通过车辆OBDII端口连接器对车辆电气系统进行反馈。如果如此，那么黄色LED 40将照明。接着，可将车辆电力供应器46安全地断开连接。
图4图解说明其中阻塞二极管表示与车辆OBD II端口连接器的电力引脚16串联连接的电路(或其它装置)50的应用方案。在此情形中，阻塞二极管50防止电力通过车辆OBD II连接器反馈到车辆电气系统。在此情形中，红色LED 36(图2)将照明，从而指示车辆OBD II端口连接器具有串联连接到其电力引脚的阻塞二极管。黄色LED 38及40也可被点亮。阻塞二极管50防止通过车辆OBD II端口连接器对车辆电气系统进行反馈。如上文所提及，在此情形中，需要在将车辆电池断开连接之前将替代电力供应器连接到待被断开连接的电池的电池缆线。
图5中图解说明示范性电路24。如上文所提及，电路24经配置以进行以下操作：
·验证连接到互连装置20的OBD II端口连接器26与车辆OBD II端口连接器之间的连接。
·测量替代电源的电压以确保其处于或高于所需标称输入电平以在允许通过OBD端口的连接之前充当车辆电池的临时代替物。
·验证连接到互连装置20的点烟器连接器30与替代电力供应器之间的连接。
·检测车辆OBD II端口连接器是否包含串联连接到其电力引脚的阻塞二极管。
·照明表示以上情况的LED。
微控制器U1(举例来说，来自STMicroelectronics公司的第STM8S103F2P6TR型)在检测电路24的中心。检测电路24包含5个外部引脚连接。引脚W1及W3通过缆线32直接或通过点烟器连接器30连接到替代电力供应器44(图3及4)。检测电路24的引脚W2、W5及W4通过缆线28连接到OBD II端口连接器26。具体来说，检测电路24的引脚W2连接到电池电力引脚16。检测电路24的引脚W4连接到OBD II端口连接器26的引脚5，底盘接地。检测电路24的引脚W5连接到OBD II端口连接器26的信号接地，引脚4。
LED 34、36、38及40连接到微控制器U1。具体来说，表示到替代电力供应器44(图3及4)的连接的黄色LED 40通过一对分压电阻器R23及R31连接到检测电路24的引脚W1且连接到微控制器U1的端口PB4(引脚12)。当做出到替代电源44的连接时，如果在替代电源44处可用的电压大于预定值(举例来说，>6伏)，那么由微控制器U1接通黄色LED 40。LED 34、36及38分别通过电流限制电阻器R18、R21及R17连接于5伏DC供应器与端口PC4、PC6及PC7(引脚14、16及17)之间。如果由微控制器U1感测的在OBD II端口26处的电压>1.0伏，那么即使存在连接到车辆OBD II端口连接器的电力引脚的二极管，仍将指示良好连接，这是因为如果在OBD II端口连接器26与车辆OBD II端口连接器之间存在良好连接，那么车辆电气系统电压将出现在二极管50的阴极处。
如上文所提及，检测电路24的引脚W1连接到替代电力供应器44。替代电源的电压由微控制器U1的端口PD2(引脚19)通过晶体管Q3及电阻器R7感测。连接于5伏供应器与接地之间的电阻器R11以及一对二极管D3及D5给到引脚19的输入提供过电压及欠电压。为了避免耗尽替代电源44，在需要时启用对替代电源44的感测。更具体来说，晶体管Q3在晶体管Q4的控制下，晶体管Q4由微控制器U1的端口PC5(引脚15)驱动。晶体管Q4的射极通过一对电阻器R6及R10连接到顶部轨。晶体管Q4的基极通过电阻器R13连接到引脚15。如此，微控制器U1能够控制晶体管Q4的切换，晶体管Q4又控制晶体管Q3的切换以便选择性地关断对替代电力供应器44的电压感测以限制电池耗尽。
调节器U3(举例来说，BCD半导体有限公司的AZ30463型)连同电阻器R2、R3、R5及R8、电感器L1、二极管D1以及一对电容器C1及C2一起形成可切换电力供应器，且更具体来说形成用于转换来自替代电力供应器44的12伏信号且将其转换为16伏脉冲的升压转换器。
16伏脉冲通过晶体管Q2及二极管D2施加到车辆电气系统44。晶体管Q2在晶体管Q7的控制下。一对电阻器R1及R12耦合于晶体管Q1与Q7之间。晶体管Q7又由微控制器U1的端口PA3(引脚10)驱动。
引脚W2连接到OBD II电力引脚及因此车辆电气系统。车辆电气系统的电压由端口PD6(引脚3)经由一对电阻器R26及R27读取，且一对二极管D12及D13提供过电压及欠电压保护，如上文所论述。二极管D2防止晶体管Q2暴露于过度反向偏置电压。来自可切换电力供应器的16伏脉冲的电压由端口PD5(引脚2)处的微控制器U1测量。
为了测试连接到车辆OBD II端口连接器26的PWR引脚的二极管，将二极管检测电路致动。二极管检测电路包含可切换电力供应器以及检测由可切换电力供应器产生的16伏脉冲的电压及OBD II端口连接器26的PWR引脚的电压。测量脉冲的电压，如上文所论述。还测量在OBD II端口连接器26的PWR引脚处可用的电压，如上文所论述。为了确定阻塞二极管或等效物是否连接到车辆OBD II端口连接器的电力引脚，通过激活Q7而激活晶体管Q2，从而将可切换电力供应器连接到车辆OBD II端口连接器26。如果可切换电力供应器电压下降到15伏以下，那么确定电流在可切换电力供应器与车辆的电气系统之间流动，此意味着车辆的电气系统不具有防止由附接到车辆的OBD II端口的装置供应电力的二极管或类似电子器件。如果在合理的时间周期之后，可切换电力供应器电压保持高于15伏，那么确定车辆的电气系统含有防止车辆的电气系统通过车辆的OBD II端口提供电力的阻塞装置(例如二极管)。在确定之后，可通过关断串联晶体管Q3而关断二极管检测电路。
使用继电器RLY来将连接到检测电路24的引脚W1的替代电力供应器44连接到车辆电气系统50。检测电路24的引脚W2在下文所论述的条件下。继电器RLY受微控制器U1的端口PR4(引脚1)控制。具体来说，继电器RLY通过晶体管Q5、二极管D6以及一对电阻器R14及R19连接到微控制器U1的引脚1。
如果替代电源44的电压充足(举例来说，>6伏)且OBD II端口连接器26插接到车辆OBD II端口连接器中且装置已确定车辆的电气系统能够通过OBD II端口提供电力(如上文所描述)，那么将继电器RLY通电且继电器触点RLY 1将检测电路22的引脚W1连接到W2，借此将替代电源44连接到车辆电气系统42。在此点处，可安全地移除及替换或重新连接车辆电池。在稍后时间，此后，通过简单地将点烟器连接器32与其它车辆断开连接或将OBD II端口连接器26与车辆OBD II连接器断开连接而将继电器RLY去激活。
由D15及D16、齐纳二极管U2、电阻器R15、R22、R28到R30以及电容器C6到C8组成的电路与电力供应器及微控制器U1的复位相关且连接到引脚7到10。
图6中图解说明示范性软件流程图。最初，直接或通过点烟器连接器32将互连装置20在一端上连接于到替代电力供应器44，且在另一端上，OBD II端口连接器26连接到车辆OBD II端口连接器26。一旦连接装置20，便将LED 34、36、38及40全部关断。在步骤60中，另外，由微控制器U1开始电压检测，且通过晶体管Q3接通切换模式电力供应器。在步骤62中，通过微控制器Ul的引脚12测量替代电源44电压。在步骤64中，系统接着将所述电压与参考电压(举例来说，6伏)进行比较以确定替代电源44的电压是否大于参考电压。如果否，那么在步骤66中照明红色LED D14，从而指示无连接。如果替代电压源的电压大于参考电压，那么在步骤68中照明黄色LED D6。接下来，在步骤70中，系统在步骤70中测量OBD II端口连接器26处的电压。如果测量到一电压(举例来说，电压>1伏)，那么指示OBD II端口连接器26与车辆与OBD II端口连接器之间的良好连接且照明黄色LED D7。在步骤72中，系统检查在OBD II端口连接器26与车辆OBD II端口连接器之间存在良好连接及替代源44电压是否>参考值。如果是，那么在步骤74中照明黄色LED D7，从而指示互连装置20已成功连接于替代电源44与车辆OBD II端口连接器之间。
接下来，在步骤76中，激活二极管检测电路。在预定等待周期之后，接通晶体管Q2，使得跨越二极管D2的电压可由微控制器U1读取以确定电流是否流动穿过二极管D2。
在步骤78中，测量OBD II端口连接器26的电力引脚处的电压。如上文所提及，切换模式电力供应器产生16伏脉冲。所述16伏脉冲跨越电容器C1下降。如果车辆OBDII端口连接器具有阻塞二极管或等效物，那么二极管D2将不导电且将因此关断。在二极管D2关断的情况下，由微控制器U1的引脚2读取的OBD II端口电压将为12伏的车辆电气系统电压。如果车辆OBD II端口连接器不含有阻塞二极管，那么二极管D2将导电。在二极管D2导电的情况下，16伏减跨越二极管的下降将由微控制器U1检测。因此，在步骤80中，系统检查OBD端口电压是否>15伏。如果是，那么系统假定车辆OBD II端口连接器不具有阻塞二极管或等效物。如果车辆OBD II端口连接器不含有阻塞二极管及车辆OBD II端口连接器与OBD II端口连接器26之间的良好连接且替代电力供应器44的电压大于预定值，那么在步骤82中接通绿色LED D9且在步骤84中激活继电器RLY，从而将替代电力供应器连接到车辆OBD II端口连接器及因此连接到车辆电气系统。绿色LED D9指示将车辆电池断开连接是安全的，这是因为替代电力供应器将维持车辆OBD系统中的所有车辆数据。继电器RLY将保持通电，直到将OBD II连接器26与车辆OBD II连接器断开连接为止。
明显地，依据上文教示内容可对本发明做出许多修改及变化。因此，在所附权利要求书的范围内应理解，可以除上文所具体描述的方式外的其它方式来实践本发明。
主张权利要求书且期望其受美国专利特许证保护。

Claims (24)

1.一种用于检测车辆OBD II连接器是否包含阻塞二极管或等效物的互连装置，所述互连装置包括：
OBD II连接器，其用于将所述互连装置连接到所述车辆OBD II连接器；
替代电力供应器，其连接到OBD II连接器；
检测电路，其连接到所述OBD II连接器，用于检测车辆OBD II连接器是否包含阻塞二极管；以及
包含继电器的电路，其用于：如果所述检测电路检测到所述车辆OBD II连接器不含有阻塞二极管且所述OBD II连接器连接到所述车辆OBD II连接器，那么将所述替代电力供应器连接到所述车辆OBD II连接器。
2.根据权利要求1所述的互连装置，其进一步包含用于检查所述OBD II连接器到所述车辆OBD II连接器的所述连接的电路。
3.根据权利要求1所述的互连装置，其中所述指示装置为视觉指示装置。
4.根据权利要求1所述的互连装置，其中所述视觉指示装置为LED。
5.根据权利要求1所述的互连装置，其中所述视觉指示装置为显示器。
6.根据权利要求1所述的互连装置，其中所述指示装置为听觉指示装置。
7.根据权利要求1所述的互连装置，其中用于检查所述OBD II连接器与所述车辆OBD II连接器之间的所述连接的所述电路是基于在将所述OBD II连接器连接到所述车辆OBD II连接器之后在所述OBD II连接器处测量的电压。
8.根据权利要求1所述的互连装置，其中如果在所述OBD II连接器处测量的所述电压>1.0伏DC，那么假定所述OBD II连接器与所述车辆OBD II连接器之间的所述连接。
9.根据权利要求1所述的互连装置，其中所述电路经配置以：除非所述替代电力供应器处的所述电压大于预定值，否则防止所述继电器将所述替代电力供应器连接到所述车辆OBD II连接器。
10.根据权利要求1所述的互连装置，其中所述预定值为6.0伏DC。
11.根据权利要求9所述的互连装置，其进一步包含用于指示所述电力供应器处的所述电压是否大于所述预定值的指示装置。
12.一种用于检测车辆OBD II连接器是否包含阻塞二极管或等效物的互连装置，所述互连装置包括：
OBD II连接器，其用于将所述互连装置连接到所述车辆OBD II连接器；
用于连接到替代电力供应器的连接器，
检测电路，其连接到所述OBD II连接器，用于检测车辆OBD II连接器是否包含阻塞二极管；以及
包含继电器的电路，其用于：如果所述检测电路检测到所述车辆OBD II连接器不含有阻塞二极管且所述OBD II连接器连接到所述车辆OBD II连接器，那么将连接到所述替代电力供应器的所述连接器连接到所述车辆OBD II连接器。
13.根据权利要求12所述的互连装置，其进一步包含用于检查所述OBD II连接器到所述车辆OBD II连接器的所述连接的电路。
14.根据权利要求12所述的互连装置，其中所述指示装置为视觉指示装置。
15.根据权利要求12所述的互连装置，其中所述视觉指示装置为LED。
16.根据权利要求12所述的互连装置，其中所述视觉指示装置为显示器。
17.根据权利要求12所述的互连装置，其中所述指示装置为听觉指示装置。
18.根据权利要求12所述的互连装置，其中用于检查所述OBD II连接器与所述车辆OBD II连接器之间的所述连接的所述电路是基于在将所述OBD II连接器连接到所述车辆OBD II连接器之后在所述OBD II连接器处测量的电压。
19.根据权利要求12所述的互连装置，其中如果在所述OBD II连接器处测量的所述电压>1.0伏DC，那么假定所述OBD II连接器与所述车辆OBD II连接器之间的所述连接。
20.根据权利要求12所述的互连装置，其中所述电路经配置以：除非连接到所述替代电力供应器的所述连接器处的所述电压大于预定值，否则防止所述继电器将所述替代电力供应器连接到所述车辆OBD II连接器。
21.根据权利要求12所述的互连装置，其中所述预定值为6.0伏DC。
22.根据权利要求20所述的互连装置，其进一步包含用于指示连接到所述电力供应器的所述连接器处的所述电压是否大于所述预定值的指示装置。
23.根据权利要求12所述的互连装置，其中所述连接器为点烟器连接器。
24.一种用于将车辆电池断开连接的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)确定车辆OBD II连接器是否包含阻塞二极管；以及
(b)当未检测到阻塞二极管时，将所述车辆电池断开连接。
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