CN111580502B - 一种应用于机动车环保检测过程中的obd诊断仪系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机动车排放检测领域,特别涉及一种应用于机动车环保检测过程中的OBD诊断仪系统。通过OBD连接线连接车辆OBD诊断接口;通过键盘输入车辆信息,或通过WIFI通信单元、串口通信单元将车辆信息下传到OBD诊断仪系统;主控制器控制辅助控制器通过接口电路及OBD连接线,扫描汽油、柴油车辆通信协议ISO9141‑2、ISO14230‑4、ISO15765‑4、ISO27145、J1939、J1850;60s内扫描并解析完包括GB18285‑2018规定的汽油车数据和GB3847‑2018规定的柴油车数据;把解析结果显示到示器;把解析结果及检测时间存储到FRAM存储单元;通过打印机打印数据报告;通过USB接口对OBD诊断仪系统进行升级,使其支持最新协议;本发明检测便利,支持有线跟无线双模,又提供显示各相关检测项目数据的功能,使用携带方便,节省用户的使用成本。
Description
技术领域
本发明涉及机动车排放检测领域,特别涉及一种应用于机动车环保检测过程中的OBD诊断仪系统。
背景技术
现有技术中,新GB18285《汽油车污染物排放限值及检测方法》和GB3847《柴油车污染物排放限值及检测方法》都要求进行车载诊断(OBD)系统检查,由于是在机动车检测站进行使用,使用范围包括汽油车、柴油车、混合动力车辆和天然气车辆,当前市场中没有一款产品能够对GB18285、GB3847所规定的全部车辆进行检测,检测流程也不相同,市场设备都是针对维修特定协议车辆选择的设备,没有达到标准中自动扫描协议,兼容所有车型的要求。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足,提供了应用于机动车环保检测过程中的OBD诊断仪系统,本发明主要解决的技术问题是使用一套系统达到对GB18285《汽油车污染物排放限值及检测方法》和GB3847《柴油车污染物排放限值及检测方法》所规定的所有车型进行车载诊断系统(OBD)检查的要求,减少设备数量,提高检测效率,降低检测机构设备采购成本。
为了解决以上技术问题,本发明采取的技术方案为:基于GB18285、GB3847对OBD诊断仪的技术要求,摒弃市面上诊断设备+平板电脑的捆绑方案,将诊断设备两部分合二为一。支持一对多的工作方式,任何平台的联网设备均可实现与本设备的数据交互,既可以方便检测,又提供检测项目的相关显示功能,使用携带方便,节省用户的使用成本;将ISO15031-5及ISO 27145规定的诊断服务轮询扫描,根据车辆燃油类型的不同,分别调整诊断服务的扫描顺序,可以兼顾扫描速度及扫描优先级,检测效率高。
本发明是通过如下技术方案实现的:
一种应用于机动车环保检测过程中的OBD诊断仪系统,包括壳体、安装于壳体上的液晶显示屏,以及安装于壳体上的键盘,其中,壳体内部安装有主控制器,主控制器分别与WIFI通信单元、USB升级接口、FRAM存储单元、串口通信单元、嵌入式打印机、辅助控制器电连,所述辅助控制器与接口电路连接,接口电路与OBD连接线连接;上述各电子元器件的连接方式符合电路连接要求;
本OBD诊断仪系统具备wifi通信单元,OBD诊断仪系统具备wifi通信功能。
本OBD诊断仪系统具备串口通信单元,OBD诊断仪系统具备串口通信功能。
本OBD诊断仪系统的FRAM存储,具体采用铁电储存芯片存储数据。
本OBD诊断仪系统的USB接口,具备独立升级功能。
本OBD诊断仪系统的键盘,具备按键输入信息功能。
本OBD诊断仪系统的液晶显示屏,具备通过液晶屏显示检测状态及结果的功能。
本OBD诊断仪系统的嵌入式打印机,具备通过嵌入式打印机打印检测结果的功能。
本OBD诊断仪系统的控制器,系统包含两个控制器,主控制器用于与上位机通信,辅助控制器用于协议扫描及通信。
本OBD诊断仪系统的OBD连接线,系统包含OBD连接线,无需其他接口转接。
应用于机动车年检环保检测过程中的OBD诊断仪系统按以下步骤进行:
A、用OBD连接线连接车辆的OBD诊断接口;
B、通过键盘输入车辆信息,车辆信息包括车辆车牌信息等;
C、主控制器控制辅助控制通过接口电路及OBD连接线,开始扫描汽油、柴油等车辆通信协议ISO9141-2、ISO14230-4、ISO15765-4、ISO27145、J1939、J1850;
D、60s内扫描并解析完数据,包括汽油车数据和柴油车数据;
E、把解析结果显示到液晶显示器;
F、把解析结果及检测时间存储到FRAM存储单元;
G、可以通过嵌入式打印机打印数据报告;
H、车辆信息也可以通过WIFI通信单元、串口通信单元下传到OBD诊断仪系统,完成步骤B;
I、通过USB接口对OBD诊断仪进行升级,使其支持最新协议。
其中,汽油车数据包括:
车辆信息:车辆识别代号VIN、型式检验时的OBD要求、车辆累计行驶里程(ODO);
OBD相关信息:控制单元名称、控制单元CAL ID、控制单元CVN;
故障和故障代码:故障代码、MIL灯点亮后的行驶里程;
就绪状态描述:故障诊断器描述、所有未就绪项目描述;
IUPR相关数据:第一催化器组、第二催化器组、第一前氧传感器组、第二前氧传感器组、第一后氧传感器组、第二后氧传感器组、EVAP,EGR和VVT、第一GPF组、第二GPF组、二次空气喷射系统;
实时数据流:节气门绝对开度、计算负荷值、前氧传感器信号、过量空气系数、车速、发动机转速、进气量、进气压力。
其中,柴油车数据包括:
车辆信息:车辆识别代号VIN、型式检验时的OBD要求、车辆累计行驶里程(ODO);
OBD相关信息:控制单元名称、控制单元CAL ID、控制单元CVN;
故障和故障代码:故障代码、MIL灯点亮后的行驶里程;
就绪状态描述:故障诊断器描述、就绪状态;
IUPR相关数据:NMHC催化器监测、NOx催化器监测、NOx吸附器监测、PM捕集器监测、废气传感器监测、 EGR和VVT监测、增压压力监测;
实时数据流:油门开度、车速、发动机输出功率、发动机转速、进气量、增压压力、耗油量、氮氧传感器浓度、尿素喷射量、排气温度、颗粒捕集器压差、EGR开度、燃油喷射压力。
在主控制器控制辅助控制器,通过接口电路及OBD连接线,开始扫描汽油、柴油等车辆通信协议时,要求接口电路兼容:CAN标准帧500kbps、CAN标准帧250kbps、CAN拓展帧500kbps、CAN拓展帧250kbps、12V/24V K线/L线、1850总线。
其中,FRAM存储单元采用铁电储存芯片存储数据。
其中,系统包含两个控制器,主控制器用于与上位机通信、辅助控制器用于协议扫描及通信。
本发明的有益效果是:
本发明摒弃市面上的诊断设备加平板电脑的捆绑方案,可以兼顾扫描速度及扫描优先级,检测效率高,减少设备数量,降低检测机构设备采购成本。同时借助OBD诊断仪可以提前预知汽车故障,方便汽车安全及尾气管理,对缓解尾气排放问题及减少交通事故有很大的促进作用。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1:本发明的应用于汽油车年检环保检测过程中的OBD诊断仪系统的流程图。
图2:本发明的应用于柴油车年检环保检测过程中的OBD诊断仪系统的流程图
图3:本发明的电子元器件连接图。
其中:1、液晶显示,2、键盘,3、主控制器,4、WIFI通信单元,5、USB升级接口,6、FRAM存储单元,7、串口通信单元,8、嵌入式打印机,9、辅助控制器,10、接口电路,11、OBD连接线。
具体实施方式
如附图3所示,为本发明的一种具体实施方式。
该实施例中,包括壳体(未在图中显示),安装于壳体上的液晶显示屏1,以及安装于壳体上的键盘2,其中,壳体内部安装有主控制器3,主控制器3分别与WIFI通信单元4、USB升级接口5、FRAM存储单元6、串口通信单元7、嵌入式打印机8、辅助控制器9电连,所述辅助控制器9与接口电路10连接,接口电路10与OBD连接线11连接;上述各电子元器件的连接方式符合电路连接要求。
应用于机动车年检环保检测过程中的OBD诊断仪系统按以下步骤进行:
A、用OBD连接线连接车辆的OBD诊断接口;
B、通过键盘输入车辆信息,车辆信息包括车辆燃油类型、车牌信息等;
C、主控制器控制辅助控制器通过接口电路及OBD连接线,开始扫描汽油、柴油等车辆通信协议ISO9141-2、ISO14230-4、ISO15765-4、ISO27145、J1939、J1850;
D、60s内扫描并解析完数据,包括汽油车数据和柴油车数据;
E、把解析结果显示到液晶显示器;
F、把解析结果及检测时间存储到FRAM存储单元;
G、可以通过嵌入式打印机打印数据报告;
H、车辆信息也可以通过WIFI通信单元、串口通信单元下传到OBD诊断仪,完成步骤B;
I、通过USB接口对OBD诊断仪进行升级,使其支持最新协议。
其中,汽油车数据包括:
车辆信息:车辆识别代号VIN、型式检验时的OBD要求、车辆累计行驶里程(ODO);
OBD相关信息:控制单元名称、控制单元CAL ID、控制单元CVN;
故障和故障代码:故障代码、MIL灯点亮后的行驶里程;
就绪状态描述:故障诊断器描述、所有未就绪项目描述;
IUPR相关数据:第一催化器组、第二催化器组、第一前氧传感器组、第二前氧传感器组、第一后氧传感器组、第二后氧传感器组、EVAP,EGR和VVT、第一GPF组、第二GPF组、二次空气喷射系统;
实时数据流:节气门绝对开度、计算负荷值、前氧传感器信号、过量空气系数、车速、发动机转速、进气量、进气压力。
其中,柴油车数据包括:
车辆信息:车辆识别代号VIN、型式检验时的OBD要求、车辆累计行驶里程(ODO);
OBD相关信息:控制单元名称、控制单元CAL ID、控制单元CVN;
故障和故障代码:故障代码、MIL灯点亮后的行驶里程;
就绪状态描述:故障诊断器描述、就绪状态;
IUPR相关数据:NMHC催化器监测、NOx催化器监测、NOx吸附器监测、PM捕集器监测、废气传感器监测、 EGR和VVT监测、增压压力监测;
实时数据流:油门开度、车速、发动机输出功率、发动机转速、进气量、增压压力、耗油量、氮氧传感器浓度、尿素喷射量、排气温度、颗粒捕集器压差、EGR开度、燃油喷射压力。
如图1所示,本系统申请协议激活流程如下:
举例说明11位CANID确认顺序:
诊断仪连接到车载OBD接口上,收到检测命令后使用包含在波特率记录表中的第一波特率设置它的CAN接口。
OBD诊断仪系统发送一个CAN 11位CANID的功能地址服务为01hex的请求报文。
OBD诊断仪系统需检测任何的CAN错误,若请求报文被发送到了CAN总线上,将表明一个成功发送。
若出现了一个CAN错误,OBD诊断仪系统将断开CAN接口与CAN总线的连接。
同时将检测是否包含其他波特率,若无,将表明未发送成功。
若请求报文发送成功,OBD诊断仪系统将开启ISO15031-5的P2can应用定时。
如果OBD诊断仪系统在应用定时时间内收到明确的回应报文,则默认ECU1的应答成功,此时将开启ECU2的应答定时以及ECU3的应答定时,并记录对应的ECU名称供诊断仪后续使用。如果都为否定回应,则OBD诊断仪系统将判定该车辆不符合15765-4的11位标准帧协议。
如果车辆不支持11位CANID命令,则OBD诊断仪系统会尝试29位CANID命令。
举例说明29位CANID确认顺序:
OBD诊断仪系统连接到车载OBD接口上,收到检测命令后使用包含在波特率记录表中的第一波特率设置它的CAN接口。
OBD诊断仪系统需检测任何的CAN错误,若请求报文被发送到了CAN总线上,将表明一个成功发送。
若出现了一个CAN错误,OBD诊断仪系统将断开CAN接口与CAN总线的连接。
同时将检测是否包含其他波特率,若无,将表明未发送成功。
若请求报文发送成功,OBD诊断仪系统将开启ISO15031-5的P2can应用定时。
如果OBD诊断仪系统在应用定时时间内收到明确的回应报文,则默认ECU1的应答成功,此时将开启ECU2的应答定时以及ECU3的应答定时,并记录对应的ECU名称供OBD诊断仪系统后续使用。如果都为否定回应,则OBD诊断仪系统将判定该车辆不符合15765-4的29位扩展帧协议。
举例说明14230-4/9141-2协议:
OBD诊断仪系统在K-线上传送一个唤醒模式(WUP)的信号。该信号在一段空闲时间以后,以25ms的低电平开始。在标准要求的TWUP的时间后,紧接着第一个下降沿,OBD诊断仪系统发送启动通信服务的第一个位。OBD诊断仪系统必须用10400的波特率进行初始化和通信。
OBD诊断仪系统发送5BPS或者200BPS的地址码,ECU响应55hex,KW1,KW2,设备对KW2取反发回给ECU,ECU对地址码取反发回给设备,完成系统的初始化交互。
举例说明J1939协议:
OBD诊断仪系统帧听总线上的数据,根据特定命令的特定返回值判定连接车辆支持J1939协议。
下面结合附图详述本发明中的协议实际扫描流程:
将ISO 15031-5规定的诊断服务轮询扫描,根据车辆燃油类型的不同,分别调整诊断服务的扫描顺序,可以兼顾扫描速度及扫描优先级,检测效率高;
当OBD诊断仪系统接通车辆诊断接口后,将车辆点火钥匙置于ON位置,车辆对OBD诊断仪系统进行供电。OBD诊断仪系统上电后在主控制器(具体为MCU)控制下开始设置OBD诊断仪系统的各项初始化参数。
当OBD诊断仪系统收到来自PDA或者工位机的检测命令时,OBD诊断仪系统向符合《SAE J1962车辆故障诊断接口》标准的连接器的各诊断协议引脚尝试发送对应的协议确认命令:
汽油车协议确认命令发送顺序为15765-4 -> 14230-4 -> 9141-2 -> J1850,柴油车协议确认命令发送顺序为15765-4 -> J1939 -> 27145 ->14230-4 -> 9141-2,如果在某个确认命令中接收到正确的应答,则确认该协议为当前车辆的协议类型;
如果发送某种协议的确认命令没有应答或应答为无,则故障,OBD诊断仪系统发送下一个协议的确认命令;如果连续2次循环发送各协议的确认命令后依然没有得到正确应答,OBD诊断仪系统向工位机或PDA发出错误警告,并向用户显示扫描失败提示。
此协议扫描顺序是根据当前在用汽油车/柴油车协议类型比例所确定的。
上面以举例方式对本发明进行了说明,但本发明不限于上述具体实施例,凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种应用于机动车环保检测过程中的OBD诊断仪系统,包括壳体、安装于壳体上的液晶显示屏,以及安装于壳体上的键盘,其特征在于:壳体内部安装有主控制器,主控制器分别与WIFI通信单元、USB升级接口、FRAM存储单元、串口通信单元、嵌入式打印机、辅助控制器电连,所述辅助控制器与接口电路连接,接口电路与OBD连接线连接;
所述的应用于机动车环保检测过程中的OBD诊断仪系统按以下步骤进行诊断:
A、用OBD连接线连接车辆的OBD诊断接口;
B、输入车辆信息;
C、OBD诊断仪主控制器控制辅助控制器通过接口电路及OBD连接线,开始扫描应用于汽油、柴油车辆的通信协议:ISO9141-2、ISO14230-4、ISO15765-4、ISO27145、J1939、J1850;
D、60s内扫描并解析完数据,包括汽油车数据和柴油车数据;
E、把解析结果显示到显示器;
F、把解析结果及检测时间存储到FRAM存储单元;
G、通过打印机打印数据报告;
H、通过USB接口对OBD诊断仪进行升级,使其支持最新协议;
协议实际扫描流程:
将ISO 15031-5规定的诊断服务轮询扫描,根据车辆燃油类型的不同,分别调整诊断服务的扫描顺序,可以兼顾扫描速度及扫描优先级,检测效率高;
当OBD诊断仪系统接通车辆诊断接口后,将车辆点火钥匙置于ON位置,车辆对OBD诊断仪系统进行供电;OBD诊断仪系统上电后在主控制器MCU控制下开始设置OBD诊断仪系统的各项初始化参数;
当OBD诊断仪系统收到来自PDA或者工位机的检测命令时,OBD诊断仪系统向符合SAEJ1962标准的连接器的各诊断协议引脚尝试发送对应的协议确认命令:
汽油车协议确认命令发送顺序为15765-4-> 14230-4-> 9141-2-> J1850,柴油车协议确认命令发送顺序为15765-4-> J1939-> 27145->14230-4-> 9141-2,如果在某个确认命令中接收到正确的应答,则确认该协议为当前车辆的协议类型;
如果发送某种协议的确认命令没有应答或应答为无,则故障,OBD诊断仪系统发送下一个协议的确认命令;如果连续2次循环发送各协议的确认命令后依然没有得到正确应答,OBD诊断仪系统向工位机或PDA发出错误警告,并向用户显示扫描失败提示。
2.根据权利要求1所述的应用于机动车环保检测过程中的OBD诊断仪系统,其特征在于:步骤B所述的输入车辆信息方式为通过键盘输入或通过WIFI通信、串口通信的方式下传到OBD诊断仪系统。
3.根据权利要求1所述的应用于机动车环保检测过程中的OBD诊断仪系统,其特征在于所述汽油车数据包括:
车辆信息:车辆识别代号VIN、型式检验时的OBD要求、车辆累计行驶里程ODO;
OBD相关信息:控制单元名称、控制单元CAL ID、控制单元CVN;
故障和故障代码:故障代码、MIL灯点亮后的行驶里程;
就绪状态描述:故障诊断器描述、所有未就绪项目描述;
IUPR相关数据:第一催化器组、第二催化器组、第一前氧传感器组、第二前氧传感器组、第一后氧传感器组、第二后氧传感器组、EVAP ,EGR和VVT、第一GPF组、第二GPF组、二次空气喷射系统;
实时数据流:节气门绝对开度、计算负荷值、前氧传感器信号、过量空气系数、车速、发动机转速、进气量、进气压力。
4.根据权利要求1所述的应用于机动车环保检测过程中的OBD诊断仪系统,其特征在于所述柴油车数据包括:
车辆信息:车辆识别代号VIN、型式检验时的OBD要求、车辆累计行驶里程ODO;
OBD相关信息:控制单元名称、控制单元CAL ID、控制单元CVN;
故障和故障代码:故障代码、MIL灯点亮后的行驶里程;
就绪状态描述:故障诊断器描述、就绪状态;
IUPR相关数据:NMHC催化器监测、NOx催化器监测、NOx吸附器监测、PM捕集器监测、废气传感器监测、EGR和VVT监测、增压压力监测;
实时数据流:油门开度、车速、发动机输出功率、发动机转速、进气量、增压压力、耗油量、氮氧传感器浓度、尿素喷射量、排气温度、颗粒捕集器压差、EGR开度、燃油喷射压力。
5. 根据权利要求1所述的应用于机动车环保检测过程中的OBD诊断仪系统,其特征在于:所述接口电路兼容:CAN标准帧500kbps、CAN标准帧250kbps、CAN拓展帧500kbps、CAN拓展帧250kbps、12V/24V K线/L线、1850总线。
6.根据权利要求1所述的应用于机动车环保检测过程中的OBD诊断仪系统,其特征在于:所述FRAM存储单元采用铁电储存芯片存储数据。
7.根据权利要求1所述的应用于机动车环保检测过程中的OBD诊断仪系统,其特征在于:所述主控制器用于与上位机通信。
8.根据权利要求1所述的应用于机动车环保检测过程中的OBD诊断仪系统,其特征在于:所述辅助控制器用于协议扫描及通信。
9.根据权利要求1所述的应用于机动车环保检测过程中的OBD诊断仪系统,其特征在于:步骤G所述打印机为嵌入式打印机。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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