CN213094238U - 一种基于DoIP诊断技术的汽车诊断设备 - Google Patents

Abstract

一种基于DoIP诊断技术的汽车诊断设备，其特征在于，该诊断设备包括：主控MCU、车辆诊断通讯电路、继电器隔离电路、USB网桥及USB HUB模块，其中：一主控MCU，通过数据链接诊断接口电路及继电器隔离电路选通逻辑控制；一车辆诊断通讯电路，一端连接主控MCU，另外一端连接继电器隔离电路；一继电器隔离电路，对内连接USB网桥和车辆诊断通讯电路，对外连接OBD‑II诊断座；完成OBD‑II诊断座信号与DoIP网络信号的物理选通及隔离；一USB网桥及USB HUB模块，用于诊断PC USB接口扩展及PC网卡虚拟扩展。

Description

一种基于DoIP诊断技术的汽车诊断设备

【技术领域】

本实用新型涉及汽车维修检测诊断技术领域，尤其涉及一种基于DoIP诊断技术的汽车诊断设备。

【背景技术】

随着智能制造行业不断发展以及智能控制对各个行业的渗入，我们从电气化迅速地进入到智能化时代，小到家用电子仪器大到航天航空都是芯片、数字化大型集成电脑智能控制。对传统的汽车行业而言，也越来越多的配置了智能数字控制中枢和智能监测系统。应对这一情况，传统汽车诊断市场也面临着各种机遇和挑战，其中尤其以DoIP概念技术提出为最，所谓的DoIP是Diagnostic communication over Internet Protocol的缩写，顾名思义，就是通过网络协议进行诊断通信的技术。DoIP技术对传统的有线OBD诊断带来了更新的诊断体验及技术要求。汽车后市场中的汽车诊断技术因其与汽车OBD诊断座存在的天然连接关系，许多的行业专家一致认为汽车OBD是获取汽车数据的唯一入口。在此形势下，诞生了各种各样的汽车诊断设备。它们均是采用通过汽车OBD诊断座，利用传统的汽车诊断技术进行车辆信息诊断，如：是否存在故障码，清码，设码等；随着汽车功能的逐步完善，汽车的行车主控电脑越来越复杂，传统的CAN 线、MOST、FlexRay以及LIN的汽车总线，因其本身数据带宽及车内布网影响，已越来越难适配汽车不断增加的各类行车主控电脑功能的扩展和升级，故一种全新的汽车通讯协议ISO-13400应运而生。ISO-13400是一种车载诊断标准协议，详细定义了DoIP的四层模型，以太网传输协议、应用层、传输层、网络层和数据链层的协议和数据传输内容定义。ISO-13400协议定义了以太网为基础的新型通讯总线，以太网将凭借其低成本、高带宽、高传输速率、网络实时而被纳入到新型整车总线中。尤其在娱乐信息系统及T-Box子网中，采用以太网传输视频数据代替原有各模块间复杂连接线将很大程度减少线束重量及复杂度。同时以太网也将是未来解决如何快速更新ECU软件及标定的主要策略之一。

传统的VCI诊断仪，均采用标准的OBD-II定义标准，其硬件设计标准均需要满足SAE-J1962协议规范所定义，各类的硬件物理层的电气特性，功能引脚已明确规范。而满足DoIP ISO-13400协议所定义的百兆网信号的传输，明显与传统的SAE-J1962所定义的信号协议发生冲突。如何在满足既有的SAE-J1962 规范的基础上，同步设计满足DoIP ISO-13400协议所定义的百兆网信号的传输机制，成为诊断设备厂商急需解决的首要问题。

【发明内容】

本实用新型针对以上问题提出了一种基于DoIP诊断技术的汽车诊断设备，该诊断设备既能满足既有的SAE-J1962规范的基础上，又同步满足DoIP ISO-13400协议所定义的百兆网信号的传输机制，妥善解决了SAE-J1962与 IOS-13400协议接口的共存问题及在采用本地原厂诊断电脑后，不占用原有诊断电脑上网接口而直接可支持DoIP诊断的技术问题，对产品设计的兼容性，可操作性及可扩展性带来极大便利。

本实用新型所述涉及一种基于DoIP诊断技术的汽车诊断设备，包括：主控 MCU、车辆诊断通讯电路、继电器隔离电路、USB网桥及USB HUB模块，其中

一主控MCU，通过数据链接诊断接口电路及继电器隔离电路选通逻辑控制；

一车辆诊断通讯电路，一端连接主控MCU，另外一端连接继电器隔离电路；

一继电器隔离电路，对内连接USB网桥和车辆诊断通讯电路，对外连接 OBD-II诊断座；完成OBD-II诊断座信号与DoIP网络信号的物理选通及隔离；

一USB网桥及USB HUB模块，用于诊断PC USB接口扩展及PC网卡虚拟扩展。

另外，应用该汽车诊断设备的系统还包括：远程通信模块、诊断PC、路由器和原厂诊断云后台，其中远程通信模块用于远程发送数据和接收指令；配置了原厂诊断软件的诊断电脑；路由器用于将诊断PC连接网络；原厂诊断云后台用于原厂诊断软件的后台数据服务及账户权限识别下放。

该系统还包括USB接口及连接线、RJ45接口及连接线和OBD-II诊断座，其中USB接口及连接线，提供设备与诊断PC的有线物理连接；RJ45接口及连接线；OBD-II诊断座，提供诊断设备与汽车通信的有线物理连接。

其中主控MCU的内部的固件程序控制相关硬件电路将需要与汽车各电控系统进行交换的数据发送到对应诊断接口电路及继电器隔离电路选通逻辑控制；

车辆诊断通讯电路用于传统的汽车诊断电路用于与汽车各电控系统的通讯识别及数据传输；

继电器隔离电路，用于传统诊断信号与DoIP网络信号的物理选通及隔离；

USB网桥及USB HUB模块，用于诊断PC USB接口扩展及PC网卡虚拟扩展；

其中的诊断PC装有诊断原厂软件的诊断电脑，用于诊断软件运行的客户端及操作平台；

其中的路由器用于诊断PC有线或无线上网需求；

原厂诊断云后台用于个别原厂诊断软件的后台数据服务及账户权限识别下放；

【附图说明】

图1是本实用新型一种基于DoIP诊断技术的汽车诊断设备的系统框图；

图2是本实用新型一种基于DoIP诊断技术的汽车诊断设备的OBD-II接口处隔离设计及控制设计电路；

图3是本实用新型一种基于DoIP诊断技术的汽车诊断设备的USB-HUB及 USB网桥的扩展功能设计电路；

【具体实施方式】

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细的描述和说明，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型所涉及的DoIP诊断的硬件技术实现方案，因在接口处的继电器隔离设计，有效的解决了传统低速的汽车通讯协议，诸如CAN【CAN是控制器局域网络(ControllerArea Network,CAN)的简称，是国际上应用最广泛的现场总线之一】，K-Line，【Line是汽车诊断通讯中一种通用的总线协议，详细的各层标准由如IOS 9141,KWP2000等标准协议详细定义】PWM【PWM是指脉宽调变 (Pulse Width Moduleated)，运用于汽车诊断通讯协议接口，详细的各层标准由如 SAE J1850标准协议详细定义】，VPW【VPW是指可变脉宽调制(Variable Pulse Width)，运用于汽车诊断通讯协议接口，详细的各层标准由如SAE J1850标准协议详细定义】等信号与高速的网络信号百兆eCAT5信号的电气性能隔离及如接口保护器件带来的总线串扰问题，并可有效的将最新的ISO-13400协议定义的 DoIP百兆网络信号与传统低速信号系统性兼容，就不必各自独立设计；该发明设计中所使用USB-HUB及USB网桥方案，可等视为在诊断仪上扩展了诊断电脑的USB接口扩展及虚拟了一张网卡，其可有效的解决终端使用者因诊断电脑上网接口被占用而无法同步上网的问题，对提升客户使用场景广泛性及使用的便捷性，准确性带来极大的效果提升。

一种基于DoIP诊断技术的汽车诊断设备，包括：主控MCU、车辆诊断通讯电路、继电器隔离电路、USB网桥及USB HUB模块，其中

一主控MCU，通过数据链接诊断接口电路及继电器隔离电路选通逻辑控制；

一车辆诊断通讯电路，一端连接主控MCU，另外一端连接继电器隔离电路；

一继电器隔离电路，对内连接USB网桥和车辆诊断通讯电路，对外连接 OBD-II诊断座；完成OBD-II诊断座信号与DoIP网络信号的物理选通及隔离；

一USB网桥及USB HUB模块，用于诊断PC USB接口扩展及PC网卡虚拟扩展。

另外，应用该汽车诊断设备的系统还包括：远程通信模块、诊断PC、路由器和原厂诊断云后台，其中远程通信模块用于远程发送数据和接收指令；配置了原厂诊断软件的诊断电脑；路由器用于将诊断PC连接网络；原厂诊断云后台用于原厂诊断软件的后台数据服务及账户权限识别下放。

该系统还包括USB接口及连接线、RJ45接口及连接线和OBD-II诊断座，其中USB接口及连接线，提供设备与诊断PC的有线物理连接；RJ45接口及连接线；OBD-II诊断座，提供诊断设备与汽车通信的有线物理连接。

其中主控MCU的内部的固件程序控制相关硬件电路将需要与汽车各电控系统进行交换的数据发送到对应诊断接口电路及继电器隔离电路选通逻辑控制；

车辆诊断通讯电路用于传统的汽车诊断电路用于与汽车各电控系统的通讯识别及数据传输；

继电器隔离电路，用于传统诊断信号与DoIP网络信号的物理选通及隔离；

USB网桥及USB HUB模块，用于诊断PC USB接口扩展及PC网卡虚拟扩展；

其中的诊断PC装有诊断原厂软件的诊断电脑，用于诊断软件运行的客户端及操作平台；

其中的路由器用于诊断PC有线或无线上网需求；

原厂诊断云后台用于个别原厂诊断软件的后台数据服务及账户权限识别下放；

参考附图1，OBD诊断座11与汽车OBD诊断座根据不同汽车的通讯协议，经过汽车诊断电路13或DoIP诊断回路15，完成诊断设备与汽车的数据通讯，并通过汽车该OBD诊断座11从汽车电瓶取电，经过诊断设备自身的电源架构完成对各模块供电；MCU控制模块13是OBD诊断设备的数据处理及转发中心，诊断PC16负责从USB-HUB15的USB通路获得的车辆诊断信息，在原厂诊断软件应用的环境下进行实际的车辆诊断应用操作；诊断PC16通过有线网接入路由器17并连接到不同原厂诊断软件云后台18，以获取诊断软件的账户信息及数据技术支持服务；

图2展示了本发明在传统OBD-II信号定义与ISO-13400信号定义的兼容性设计，其中传统的诊断信号21经由诊断设备的各诊断收发电路，如：CAN，K-Line， L-Line，PWM，VPW信号的接入OBD-II插座与车辆完成通信；而DoIP的百兆网络信号22是由USB网桥芯片转发而来，其中信号的隔离方案采用继电器的物理隔离电路24，而继电器的隔离控制电路23则是由MCU直接控制处理；

图3展示了本发明在采用USB-HUB及USB网桥31方案的引入，其更适用性的解决了客户诊断PC单网口占用所带来的问题，其中上行USB接口32是与诊断PC相连，此时意味着诊断设备编程了一个PC端的USB虚拟网口外设，而下行USB31与诊断设备的MCU相连，完成从车辆诊断数据的转发及处理通路的搭建；因该方案设计采用了USB有线连接方式，比市面上采用WIFI接入的方式更可靠稳定，更加有效的提升了原厂诊断进行大数据编程时带来的数据丢包问题引起的汽车ECU编死问题；

以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种基于DoIP诊断技术的汽车诊断设备，其特征在于，该诊断设备包括：主控MCU、车辆诊断通讯电路、继电器隔离电路、USB网桥及USB HUB模块，其中

一主控MCU，通过数据链接诊断接口电路及继电器隔离电路选通逻辑控制；

一车辆诊断通讯电路，一端连接主控MCU，另外一端连接继电器隔离电路；

一继电器隔离电路，对内连接USB网桥和车辆诊断通讯电路，对外连接OBD-II诊断座；完成OBD-II诊断座信号与DoIP网络信号的物理选通及隔离；

一USB网桥及USB HUB模块，用于诊断PC USB接口扩展及PC网卡虚拟扩展。

2.根据权利要求1所述基于DoIP诊断技术的汽车诊断设备，其特征在于，应用该诊断设备的系统还包括：远程通信模块、诊断PC、路由器和原厂诊断云后台，其中远程通信模块用于远程发送数据和接收指令；配置了原厂诊断软件的诊断电脑；路由器用于将诊断PC连接网络；原厂诊断云后台用于原厂诊断软件的后台数据服务及账户权限识别下放。

3.根据权利要求2所述基于DoIP诊断技术的汽车诊断设备，其特征在于，所述应用该诊断设备的系统还包括USB接口及连接线、RJ45接口及连接线和OBD-II诊断座，其中USB接口及连接线，提供设备与诊断PC的有线物理连接；RJ45接口及连接线；OBD-II诊断座，提供诊断设备与汽车通信的有线物理连接。

4.根据权利要求1所述基于DoIP诊断技术的汽车诊断设备，其特征在于，其中主控MCU的内部的固件程序控制相关硬件电路将需要与汽车各电控系统进行交换的数据发送到对应诊断接口电路及继电器隔离电路选通逻辑控制。

5.根据权利要求1所述基于DoIP诊断技术的汽车诊断设备，其特征在于，车辆诊断通讯电路用于传统的汽车诊断电路用于与汽车各电控系统的通讯识别及数据传输。

6.根据权利要求1所述基于DoIP诊断技术的汽车诊断设备，其特征在于，继电器隔离电路，用于传统诊断信号与DoIP网络信号的物理选通及隔离。

7.根据权利要求1所述基于DoIP诊断技术的汽车诊断设备，其特征在于，USB网桥及USBHUB模块，用于诊断PC USB接口扩展及PC网卡虚拟扩展。

8.根据权利要求1所述基于DoIP诊断技术的汽车诊断设备，其特征在于，其中的诊断PC装有诊断原厂软件的诊断电脑，用于诊断软件运行的客户端及操作平台。

9.根据权利要求1所述基于DoIP诊断技术的汽车诊断设备，其特征在于，其中的路由器用于诊断PC有线或无线上网需求。

10.根据权利要求1所述基于DoIP诊断技术的汽车诊断设备，其特征在于，原厂诊断云后台用于个别原厂诊断软件的后台数据服务及账户权限识别下放。

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