CN116149286A - 引脚信号处理电路及车辆故障检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种引脚信号处理电路，所述引脚信号处理电路与接口连接，其特征在于，包括：第一导线组，所述第一导线组包括至少一个导线，所述导线用于连接所述接口中的引脚；第一开关，所述第一开关用于输出第一配置电压，所述第一开关接入多个不同的预设电压，所述第一开关控制所述第一配置电压的电压值切换为其中一个所述预设电压的电压值；以及第二开关，所述第二开关与所述第一开关连接，以接收所述第一开关输出的所述第一配置电压；所述第二开关与所述第一导线组中的各个所述导线连接，所述第二开关控制是否向所述第一导线组中的各个所述导线输出所述第一配置电压。

Description

引脚信号处理电路及车辆故障检测装置
技术领域
本发明涉及引脚监控技术领域，尤其是涉及一种车辆故障诊断装置，以及一种用于车辆故障诊断装置的引脚信号处理电路。
背景技术
车载自动诊断系统(On Board Diagnostics，以下简称为OBD)是用于监控汽车是否产生故障或尾气超标的检测系统，OBD的监控对象是传感器、执行器以及ECU(电控单元)本身，通过实时监测与排放相关的部件的工作信号，来判断汽车尾气排放是否超标，如果某些信号发生异常变化而出现排放超标的现象，OBD系统的ECU会判断这一信号相关的部件或电路出现故障，点亮故障指示灯并储存对应故障信息。在进行检修时，OBD系统通常通过OBD诊断座的16针引脚以电信号的方式与一车辆故障诊断装置通信，车辆故障诊断装置在诊断中需要对OBD诊断座的引脚的输入电压进行配置，以在诊断中向OBD系统传输诊断信息。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种引脚信号处理电路及车辆故障检测装置，其结构设计巧妙，能够向交通工具的故障诊断座的引脚输出电信号。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种引脚信号处理电路，所述引脚信号处理电路与接口连接，其特征在于，包括：第一导线组，所述第一导线组包括至少一个导线，所述导线用于连接所述接口中的引脚；第一开关，所述第一开关用于输出第一配置电压，所述第一开关接入多个不同的预设电压，所述第一开关控制所述第一配置电压的电压值切换为其中一个所述预设电压的电压值；以及第二开关，所述第二开关与所述第一开关连接，以接收所述第一开关输出的所述第一配置电压；所述第二开关与所述第一导线组中的各个所述导线连接，所述第二开关控制是否向所述第一导线组中的各个所述导线输出所述第一配置电压。
相对于现有技术，本发明提供一种引脚信号处理电路通过对开关的控制从而控制引脚的电压配置，可对交通工具的故障诊断座的多个引脚进行电压配置。
进一步地，还包括第二导线组，所述第二导线组包括至少一个所述导线；所述第二开关与所述第二导线组中的各个所述导线连接，所述第二开关控制是否向所述第二导线组中的各个所述导线输出所述第一配置电压。
进一步地，还包括：第一连接部，所述第一连接部用于传输信号，所述第一连接部分别与所述第一导线组和所述第二开关连接。
进一步地，还包括：第三开关，所述第三开关连接于所述第一连接部和所述第二开关之间，所述第三开关控制信号是否在所述第一连接部和所述第二开关之间传输。
进一步地，还包括：第三导线组，所述第三导线组包括至少一个导线；和比较器，所述比较器包括第一比较单元，所述第一比较单元的其中一个输入端与所述第一开关连接，以接收所述第一开关输出的所述第一配置电压；所述第三开关与所述第三导线组中的各个所述导线连接，所述第三开关还与所述第一比较单元的另一个输入端连接，所述第三开关控制所述第三导线组中的所述导线是否与所述第一比较单元连通。。
进一步地，还包括：第二连接部，所述第二连接部用于传输信号，所述第二连接部连接于所述第三导线组的各个所述导线和所述第三开关之间。
进一步地，所述比较器还包括第二比较单元，所述第二比较单元的其中一个输入端与所述第一开关连接，以接收所述第一开关输出的所述第一配置电压；所述第二比较单元的另一个输入端与所述第三开关连接，所述第三开关控制所述第三导线组中的所述导线连通至所述所述第一比较单元和所述第二比较单元中的其中一个。
进一步地，还包括：第四开关，所述第四开关与其中一个所述引脚连接，所述第四开关的第一输入/输出端与所述第一连接部、所述第二连接部、所述第三导线组中的其中一个连接，所述第四开关的第二输入/输出端与所述第一连接部、所述第二连接部、所述第三导线组中的另一个连接；所述第四开关控制与所述第四开关连接的所述引脚是否连通至所述第一输入/输出端，和/或所述第四开关控制与所述第四开关连接的所述引脚是否连通至所述第二输入/输出端。
进一步地，还包括：还包括引脚开关，所述引脚开关连接在所述引脚和所述导线之间，所述引脚开关控制信号是否在所述引脚和所述导线之间传输。
进一步地，第四导线组，所述第四导线组包括至少一个所述导线；和第五开关，所述第五开关接入第二配置电压，所述第五开关与所述第四导线组中的各个所述导线连接，所述第五开关控制是否向所述第四导线组输出所述第二配置电压。
基于同一发明构思，本发明还提供一种车辆故障检测装置，其特征在于，包括：接口；和引脚信号处理电路，所述引脚信号处理电路为如上述实施例所述的引脚信号处理电路，所述引脚信号处理电路与接口连接。
附图说明
图1为本发明的车辆故障诊断装置的结构示意图。
图2为本发明的引脚信号处理电路的电路框图。
图3为实施例中第一开关K1的示例性引脚图。
图4为实施例中第二开关Q1的示例性引脚图。
图5为实施例中比较器U1的示例性引脚图。
图6为实施例中第三开关K2的示例性引脚图。
图7为实施例中第四开关K3的示例性引脚图。
下面结合附图，对本发明的技术方案进行详细的描述。
具体实施方式
请参阅图1，其为本发明的车辆故障诊断装置的结构示意图。该车辆故障诊断装置包括接口10、引脚信号处理电路20和控制单元30，其中接口10包括多个与车辆OBD诊断座的引脚对接的引脚，控制单元30控制引脚信号处理电路20实现对接口10的引脚的电压检测和电压配置。在本实施例中接口10设有16个引脚(图未全部示出)，本实施例将以其中四个引脚为监控对象进行说明，分别命名为第一引脚11、第二引脚12、第三引脚13和第四引脚14。控制单元30包括但不限于MCU、MPU、DPU、CPU等中的一种或任意多种的组合。
具体地，请参阅图2，其为本发明的车辆故障诊断装置的引脚信号处理电路20的电路框图，该引脚信号处理电路20包括多个引脚开关D1、一第一导线组、一第一连接部L1、一第一开关K1、一第二开关Q1、一第三开关K2和一与控制单元30连接的复用器M1。第一导线组包括至少一个导线，第一导线组的导线通过引脚开关D1与接口10中的引脚电连接。第一连接部L1为传送电信号的公共线路，第一连接部L1与第一导线组的导线电连接。第一开关K1接入多个不同电压值的预设电压Vx，其输出端输出第一配置电压Va，第一开关K1根据控制单元30的信号控制第一配置电压Va的电压值切换为其中一个预设电压的电压值。第二开关Q1包括第一开关单元，该第一开关单元根据控制单元30根据复用器M1输出的信号控制第一配置电压Va是否传输至第一导线组，包括两种控制方式：其中控制方式一是第一开关单元导通时，可控制第一配置电压Va通过第一开关单元进入第一导线组；控制方式二是第一开关单元导通时，第一配置电压Va通过第一开关单元进入地线，当第一开关单元断开或截止时，第一配置电压Va将直接进入第一导线组。本实施例以控制方式二为一示例进行更具体地说明，第一开关单元包括受控端、输入端和输出端，该第一开关单元的受控端与复用器M1电连接；该第一开关单元的输入端接入第一开关K1的第一配置电压Va；该第一开关单元的输出端接地。第三开关K2分别与第一连接部L1和第二开关Q1的输入端电连接，第三开关K2控制信号是否在第一连接部L1和第二开关Q1之间传输。在具体实施中，引脚开关D1可选用为光耦，第一连接部L1和第二连接部L2可以是电路的总线；第一开关K1可选用为一单刀双掷继电器或双刀双掷继电器，如图3所示，第一开关K1的输入/输出端为1端口、2端口、3端口、4端口、5端口和6端口，可选地，第三开关K1的3端口和6端口可以同时接入12v的电压(预设电压Vx)，1端口和4端口可以同时接入5v的电压(预设电压Vx)，2端口和5端口用于输出第一配置电压Va。7端口和8端口可以接入电源信号和/或用于接收控制信号。第二开关Q1可以选用为三极管开关或mos开关等可受控制的电子开关元件，如图4所示，第二开关Q1的受控端为G端口(或为栅极/受控端)，输入端为D端口(或为漏极/输出端/输入端)，输出端为S端口(或为源极/输出端/输入端)。由此，引脚信号处理电路20可以对与第一连接部L1连通的OBD诊断座的引脚(即与第一导线组电连接的接口10的引脚所对接的OBD诊断座引脚)进行第一配置电压Va的配置。在进行电压配置时，控制单元30控制第三开关K2使第一连接部L1切换为与第一开关K1的输出端导通，从而使第一开关K1输出的第一配置电压Va可以经由第三开关K2传输至第一连接部L1，此时再将第一导线组的导线所电连接的引脚开关D1导通，可将第一配置电压Va写入接口10的引脚所对接的OBD诊断座引脚。当控制单元30通过复用器M1控制第二开关Q1的第三开关单元导通时，第一开关K1输出的第一配置电压Va将经由第二开关Q1的第一开关单元进入地线，而无法进入第三开关K2。因此在控制单元30控制第三开关K2使第一连接部L1与第一开关K1的输出端导通的同时，还需同时控制第二开关Q1的第一开关单元处于关断或截止状态，才能使第一配置电压Va经由第三开关K2传输至第一连接部L1。
进一步，引脚信号处理电路20还包括第二导线组，其中第二导线组包括至少一个导线，第二导线组的导线通过引脚开关D1与接口10中的引脚电连接。第二开关Q1还包括第二开关单元，该第二开关单元根据控制单元30的信号控制第一配置电压Va是否传输至第二导线组的导线，包括两种控制方式：其中控制方式一是第二开关单元导通时，可控制第一配置电压Va通过第二开关单元进入第二导线组的导线；控制方式二是第二开关单元导通时，第一配置电压Va通过第二开关单元进入地线，当第二开关单元截止或断开时，第一配置电压Va将直接进入第二导线组的导线。本实施例以控制方式二为一示例进行更具体地说明，第二开关单元包括受控端、输入端和输出端，该二开关单元的受控端与控制单元30电连接，该第二开关单元的输入端接入第一开关K1的第一配置电压Va并与第二导线组的导线电连接，该第四开关单元的输出端接地。
由此，引脚信号处理电路20可对与第二导线组电连接的接口10中的引脚所对接的OBD诊断座的引脚进行第一配置电压Va的电压配置。在进行电压配置时，引脚开关D1导通使第一开关K1输出的第一配置电压Va经由第二导线组、引脚开关D1传输至接口10的引脚上，从而可将第一配置电压Va写入接口10中的引脚所对接的OBD诊断座引脚。当控制单元30控制第二开关Q1的第二开关单元导通时，第一开关K1输出的第一配置电压Va将经由第二开关Q1的第二开关单元进入地线，而无法进入第二导线组的导线。因此，在对第二导线组电连接的接口10中的引脚所对接的OBD诊断座的引脚进行第一配置电压Va的电压配置时，需使第二开关Q1的第二单元处于截止或断开的状态。
进一步，引脚信号处理电路20还包括第三导线组、第二连接部L2和比较器U1，第三导线组包括至少一个导线，第三导线组的导线通过引脚开关D1与接口10中的引脚电连接。第二连接部L2为传送电信号的公共线路，第二连接部L2与第三导线组的导线电连接。比较器U1包括第一比较单元和第二比较单元，其中第一比较单元的一输入端与第一开关K1的输出端电连接，另一输入端通过第三开关K2与第二连接部L2电连接；第二比较单元的一输入端与第一开关K1的输出端电连接，另一输入端通过第三开关K2与第二连接部L2电连接，比较器U1的第一比较单元和第二比较单元的输出端均与复用器M1电连接。如图5所示，比较器U1的第一比较单元的两输入端为IN1+端口、IN1-端口，输出端为OUT1端口；比较器U1的第二比较单元的两输入端为IN2+端口、IN2-端口，输出端为OUT2端口。第三开关K2根据控制单元30的信号切换第二连接部L2与第一比较单元电连接或与第二比较单元电连接。在具体实施中，第二连接部L2可以是电路的总线。
在具体实施中，第三开关K2可选用为两个继电器的组合或双刀双掷继电器，如图6所示，第三开关K2的输入/输出端为1端口、2端口、3端口、4端口、5端口、6端口、7端口和8端口。可选地，第四开关K2的1端口与第一开关Q1连接，2端口与第一连接部L1连接，4端口与比较器U1的第一比较单元或第二比较单元的一输入端连接，5端口与第二连接部L2连接，6端口与比较器U1的第二比较单元或第一比较单元的一输入端连接，7端口和8端口可以接入电源信号和/或用于接收控制信号。
由此，引脚信号处理电路20可以对与第二连接部L2连通的OBD诊断座的引脚(即与第三导线组电连接的接口10的引脚所对接的OBD诊断座引脚)进行输出电压的相对高低状态的检测。在进行引脚的电压检测时，与第三导线组的导线电连接的引脚开关D1导通，使接口10的引脚所接收的OBD诊断座引脚的输出电压传输至第二连接部L2上，再经由第三开关K2进入比较器U1的第一比较单元或第二比较单元，比较器U1的第一比较单元或第二比较单元将接口10的引脚所接收的OBD诊断座引脚的输出电压与第一开关K1输出的第一配置电压Va进行比较后，输出一比较结果电压并通过复用器M1传输至控制单元30，该比较结果电压指示接口10的引脚所对接的OBD诊断座引脚的输出电压相对于第一配置电压Va的高低状态。
进一步，引脚信号处理电路20还包括第四开关K3，第四开关与接口10的其中一个引脚电连接，第四开关K3的第一输入/输出端与第一连接部L1、第二连接部L2、第三导线组中的其中一个电连接，第四开关K3的第二输入/输出端与第一连接部L1、第二连接部L2、第三导线组中的另一个连接；第四开关K3控制与第四开关K3连接的引脚是否连通至第一输入/输出端，和/或第四开关K3控制与第四开关K3连接的引脚是否连通至第二输入/输出端。另外，当第四开关K3只和接口10上的一个引脚连接，而且控制单元30控制第四开关K3使第一连接部L1与第二连接部L2同时导通，则第一连接部L1通过该引脚与第二连接部L2连通。从而与第一连接部L1的引脚的电信号可以通过与第四开关K3连接的引脚传输至第二连接部L2，第二连接部L2再通过第三开关K2将电信号传输至比较器U1的第一比较单元或第二比较单元。在具体实施例中，第四开关K3可选用为双刀双掷继电器，如图7所示，第四开关K3的输入/输出端为1端口、2端口、3端口、4端口、5端口和6端口。可选地，第四开关K3的1端口和4端口可以与接口10上的同一个引脚连接，2端口和3端口分别与第一连接部L1和第二连接部L2连接，5端口和6端口可以接入电源信号和/或用于接收控制信号。
由此，比较器U1既可以检测与第二连接部L2连接的接口10上引脚的电压，也可以检测与第一连接部L1连接的接口10上引脚的电压。同样地，第一配置电压Va既可以通过第四开关K3传输至与第一连接部L1的接口10上的引脚，也可以通过第四开关K3、与第四开关K3连接的引脚传输至与第二连接部L2连接的接口10上的引脚。
进一步，引脚信号处理电路20还包括第四导线组和由控制单元30控制的第五开关Q2，其中第四导线组包括至少一个导线，第四导线组的导线通过引脚开关D1与接口中的引脚电连接；第五开关Q2的输入端接入一第二配置电压Vb，其输出端与第四导线组的导线电连接。在具体实施中，第五开关Q2可以选用为三极管开关或mos开关等可受控制的电子开关元件。
由此，引脚信号处理电路20可对与第四导线组电连接的接口10的引脚所对接的OBD诊断座的引脚进行第二配置电压Vb的电压配置。在进行电压配置时，控制单元30将控制第五开关Q2导通，同时与第四导线组电连接的引脚开关D1导通，使第二配置电压Vbc依次经由第五开关Q2、第四导线组、引脚开关D1传输至接口10的引脚上，从而可将第二配置电压Vb写入与第四导线组电连接的接口10的引脚所对接的OBD诊断座的引脚。
实际上，本实施例中的复用器M1是在控制单元30引脚不足时，为控制单元30提供更多的引脚端口，以使控制单元30与引脚控制电路20中的其他元件之间进行电信号传输，复用器M1所接收或发送给引脚控制电路20中的元件的电信号可以直接由控制单元30进行接收或发送。
相对于现有技术，本发明的车辆故障诊断装置可以对车辆OBD诊断座的引脚的输入电压进行电压配置，同时，还可以对车辆OBD诊断座的引脚的电压的高低状态进行检测。
本发明的引脚信号处理电路除本实施例的车辆故障诊断装置外，可以以同样的实施方式应用于处理火车、飞机等交通工具的故障诊断座的引脚信号的故障诊断装置。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (11)

1.一种引脚信号处理电路，所述引脚信号处理电路与接口连接，其特征在于，包括：
第一导线组，所述第一导线组包括至少一个导线，所述导线用于连接所述接口中的引脚；
第一开关，所述第一开关用于输出第一配置电压，所述第一开关接入多个不同的预设电压，所述第一开关控制所述第一配置电压的电压值切换为其中一个所述预设电压的电压值；以及
第二开关，所述第二开关与所述第一开关连接，以接收所述第一开关输出的所述第一配置电压；所述第二开关与所述第一导线组中的各个所述导线连接，所述第二开关控制是否向所述第一导线组中的各个所述导线输出所述第一配置电压。
2.根据权利要求1所述的引脚信号处理电路，其特征在于，还包括第二导线组，所述第二导线组包括至少一个所述导线；所述第二开关与所述第二导线组中的各个所述导线连接，所述第二开关控制是否向所述第二导线组中的各个所述导线输出所述第一配置电压。
3.根据权利要求2所述的引脚信号处理电路，其特征在于，还包括：第一连接部，所述第一连接部用于传输信号，所述第一连接部分别与所述第一导线组和所述第二开关连接。
4.根据权利要求3所述的引脚信号处理电路，其特征在于，还包括：第三开关，所述第三开关连接于所述第一连接部和所述第二开关之间，所述第三开关控制信号是否在所述第一连接部和所述第二开关之间传输。
5.根据权利要求4所述的引脚信号处理电路，其特征在于，还包括：
第三导线组，所述第三导线组包括至少一个导线；和
比较器，所述比较器包括第一比较单元，所述第一比较单元的其中一个输入端与所述第一开关连接，以接收所述第一开关输出的所述第一配置电压；所述第三开关与所述第三导线组中的各个所述导线连接，所述第三开关还与所述第一比较单元的另一个输入端连接，所述第三开关控制所述第三导线组中的所述导线是否与所述第一比较单元连通。
6.根据权利要求4所述的引脚信号处理电路，其特征在于，还包括：第二连接部，所述第二连接部用于传输信号，所述第二连接部连接于所述第三导线组的各个所述导线和所述第三开关之间。
7.根据权利要求5所述的引脚信号处理电路，其特征在于，所述比较器还包括第二比较单元，所述第二比较单元的其中一个输入端与所述第一开关连接，以接收所述第一开关输出的所述第一配置电压；所述第二比较单元的另一个输入端与所述第三开关连接，所述第三开关控制所述第三导线组中的所述导线连通至所述所述第一比较单元和所述第二比较单元中的其中一个。
8.根据权利要求5所述的引脚信号处理电路，其特征在于，还包括：第四开关，所述第四开关与其中一个所述引脚连接，所述第四开关的第一输入/输出端与所述第一连接部、所述第二连接部、所述第三导线组中的其中一个连接，所述第四开关的第二输入/输出端与所述第一连接部、所述第二连接部、所述第三导线组中的另一个连接；所述第四开关控制与所述第四开关连接的所述引脚是否连通至所述第一输入/输出端，和/或所述第四开关控制与所述第四开关连接的所述引脚是否连通至所述第二输入/输出端。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的引脚信号处理电路，其特征在于，还包括引脚开关，所述引脚开关连接在所述引脚和所述导线之间，所述引脚开关控制信号是否在所述引脚和所述导线之间传输。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的引脚信号处理电路，其特征在于，还包括：
第四导线组，所述第四导线组包括至少一个所述导线；和
第五开关，所述第五开关接入第二配置电压，所述第五开关与所述第四导线组中的各个所述导线连接，所述第五开关控制是否向所述第四导线组输出所述第二配置电压。
11.一种车辆故障检测装置，其特征在于，包括：
接口；和
引脚信号处理电路，所述引脚信号处理电路为如权利要求1-10中任一项所述的引脚信号处理电路，所述引脚信号处理电路与接口连接。
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