CN220960609U - 一种用于车辆诊断的核心板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于车辆诊断的核心板，具有高通用性和复用性，适用于车辆下线诊断过程中的多样化诊断需求，具体包括基板及设置在基板上的：接口电路，用于连接车辆的对外接口；诊断模块，通过接口电路与车辆电连接并用于对车辆执行诊断；以及电源电路，与接口电路以及诊断模块电连接，用于提供电源及进行电源适配，其中，接口电路包括连接器接口、至少两路适配用接口以及自动切换开关，连接器接口与对外接口的型号相适配，自动切换开关设置在连接器接口与适配用接口之间，用于根据对外接口输出的信号类型切换匹配对应的适配用接口。

Description

一种用于车辆诊断的核心板

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种用于车辆诊断的核心板。

背景技术

通常，在汽车等车辆的生产线中，需要执行车辆下线诊断，来保证车辆下线的稳定可靠。即，在通过如组装工序完成规定的组装等一定工序之后，配套地对车辆与这些工序有关的各项指标进行检测，若检测存在问题，则需要通过改造、修复等手段对车辆的故障进行排除直至检测通过，车辆才能够下线。

然而，由于不同车辆的生产工艺不同，因此车辆制造商或者供应商往往需要针对诊断过程中的各个工序开发并配置不同的测试设备，使得各个环节的诊断人员利用这些设备及设备上的诊断程序，完成对车辆的诊断。

对于车辆制造商而言，上述方式容易导致车辆下线过程中存在多种不同的诊断设备，一方面在设备的开发和管理上增加了大量成本，另一方面对诊断人员的使用也会造成一定的麻烦。对于诊断程序及设备的供应商而言，因开发各种不同测试设备而造成的成本也会相对较高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的就在于提供一种具有高通用性和复用性，能够在车辆下线诊断过程中承载和执行所需的车辆诊断程序，适用于多样化诊断需求，且成本不高的核心板。

本实用新型提供的一种用于车辆诊断的核心板，具体包括基板及设置在基板上的：接口电路，用于连接车辆的对外接口；诊断模块，通过接口电路与车辆电连接并用于对车辆执行诊断；以及电源电路，与接口电路以及诊断模块电连接，用于提供电源及进行电源适配，其中，接口电路包括连接器接口、至少两路适配用接口以及自动切换开关，连接器接口与对外接口的型号相适配，自动切换开关设置在连接器接口与适配用接口之间，用于根据对外接口输出的信号类型切换匹配对应的适配用接口。

进一步地，本实用新型提供的用于车辆诊断的核心板，还可以具有这样的技术特征，其中，电源电路包括依次串联的保护组件、第一DC-DC转换器以及第二DC-DC转换器，保护组件用于对车辆通过接口电路输出的电源进行保护。

进一步地，本实用新型提供的用于车辆诊断的核心板，还可以具有这样的技术特征，其中，缓存模块为诊断模块加载的高速存储器和通过闪存接口连接的闪存卡中的任意一种或两种。

进一步地，本实用新型提供的用于车辆诊断的核心板，还可以具有这样的技术特征，其中，电源电路包括依次串联的保护组件、第一DC-DC转换器以及第二DC-DC转换器，保护组件用于对车辆通过接口电路输出的电源进行保护。

进一步地，本实用新型提供的用于车辆诊断的核心板，还可以具有这样的技术特征，其中，无线模组为WIFI模组，WIFI模组包括设置在基板上的WIFI芯片以及天线，WIFI芯片与诊断模块电连接的同时，还与第二DC-DC转换器相连接以从该第二DC-DC转换器获取供电，天线与WIFI芯片电连接。

进一步地，本实用新型提供的用于车辆诊断的核心板，还可以具有这样的技术特征，其中，无线模组的带宽速率为600-900Mbits，诊断模块与无线模组对接的对接带宽速率为400-1000Mbits，缓存模块为支持对接带宽速率的高速存储器。

进一步地，本实用新型提供的用于车辆诊断的核心板，还可以具有这样的技术特征，其中，第一DC-DC转换器的第一转换端的电压为12V、第二转换端的电压为5V，第二DC-DC转换器的第一转换端的电压为5V、第二转换端的电压为3.3V。

进一步地，本实用新型提供的用于车辆诊断的核心板，还可以具有这样的技术特征，其中，电源电路还包括电源开关以及电池模块，电源开关设置在第一DC-DC转换器与第二DC-DC转换器之间，电池模块与第一DC-DC转换器电连接并用于供电。

进一步地，本实用新型提供的用于车辆诊断的核心板，还可以具有这样的技术特征，还包括：USB接口，与诊断模块电连接，用于使该诊断模块连接外接U盘；和/或蓝牙模块，与诊断模块电连接，用于使该诊断模块与外部设备蓝牙连接。

进一步地，本实用新型提供的用于车辆诊断的核心板，还可以具有这样的技术特征，其中，诊断模块为可支持并行处理、且兼容多诊断协议的芯片,接口电路、诊断模块、缓存模块以及无线模组的整体工作功率为1.5-2.0W。

实用新型的作用与效果

根据本实用新型提供的用于车辆诊断的核心板，由于设有接口电路、诊断模块、缓存模块、电源电路以及无线模组，通过接口电路完成与车辆的连接，通过无线模组与主控制器建立连接，因此主控制器可以与诊断模块能够对车辆共同执行诊断，从而弥补诊断模块在性能上的不足。例如可以在诊断模块上加载少量诊断程序，并在需要时通过主控制器对诊断模块上的程序进行替换；或者，还可以仅在诊断模块上加载与车辆交互所必须的驱动、协议、服务等，通过在主控制器上运行诊断程序、有诊断模块转发诊断信号的方式完成共同诊断。

同时，还由于具有缓存模块以及电源电路，缓存模块可以在核心板没有与主控制器连接的时候对诊断数据和相应结果进行缓存，并在连接时对这些数据完成上传，保证了核心板在车辆下线诊断过程中必要功能的完整性。电源电路的设置使得核心板具有独立的电源供应，一方面，在未与车辆连接时，核心板10也可以正常运行，便于诊断人员携带使用；另一方面，相对于传统的车辆诊断设备，核心板10可以预启动，插上车辆即可开始执行诊断，实现即插即用，提高车辆诊断效率。

其次，还由于接口电路包括连接器接口、至少两路适配用接口以及自动切换开关，因此当连接器接口与车辆相连接时，自动切换开关可以自动根据连接器接口反馈的电信号来切换至对应的适配用接口，使得核心板在开发及使用时可以通用地对各种不同的车辆进行连接，避免在选配组件以及使用上造成麻烦。

再次，由于诊断模块还可以灵活地配置有提示灯、按键、触摸屏、扬声器等组件，对于诊断服务的供应商，可以便捷地将各类诊断程序集成至诊断模块中，并通过配置的相关组件与诊断人员完成人机交互，因此供应商方面可以通过本核心板便捷地针对制造商的诊断需求完成配置，降低了诊断仪器的开发时间及成本。

最后，由于核心板还设有蓝牙模块、USB接口、Pogo Pin接口等扩展组件，因此核心板可以方便地通过这些组件与外部设备完成通信交互、系统/软件安装、信号配置等操作，具有较高的实用性。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例提供的用于车辆诊断的核心板的结构框图。

图2为本实用新型实施例中ODB针脚定义的示意图。

图3为本实用新型实施例提供的核心系统的结构框图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的顺序在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

<实施例>

图1为本实用新型实施例提供的用于车辆诊断的核心板的结构框图。参考图1，核心板10具体包括基板、接口电路120、诊断模块130、缓存模块131、电源电路140、无线模组150、USB接口160、蓝牙模块170、SD卡槽180、提示灯191、至少一个按键192、触摸屏193以及扬声器194。具体结构如下：

基板用于固定以及使得接口电路120、诊断模块130、电源电路140、WIFI模组150等电路完成电连接，在本实施例中，基板可以是一块电路板，也可以是通过多块电路板组成的电路板组件。

接口电路120用于连接车辆的对外接口，该接口电路120包括连接器接口121、两路适配用接口122(1)、122(2)以及自动切换开关123。

其中，连接器接口121与车辆的对外接口的型号相匹配，例如是OBD接口或其他工业级连接器接口。适配用接口122则于车辆对外接口所支持的接口协议相对应。

作为一种具体实施方式，适配用接口122分别为CAN接口、ETH接口，可以理解的是，适配用接口可以根据实际市场上各类车型所支持的接口协议对应设置，例如，在其他实施方式中，适配用接口122还可以是CANFD接口或者其他能够支持车辆诊断的接口，且可以根据需要设置三路或者更多路的适配用接口122。

自动切换开关123用于在连接器接口121与对外接口连接时，根据该对外接口所对应的接口协议自动切换相应的适配用接口122。具体地，自动切换开关123为一个自动切换开关矩阵，设置在连接器接口121与适配用接口122之间，可自动适配不同的OBD接口针脚定义。当接收到车辆对外接口输出的信号类型时，自动切换开关123就根据该信号类型通过对开关中设有的继电器进行切换来匹配对应的适配用接口122。

本实施例中，如图2所示，图中示出了ETH接口所对应的DolP协议使用的针脚以及CAN接口所对应的CAN协议使用的针脚。由于不同的接口类型在OBD接口中的针脚定义不同，即在车辆连接时，不同的接口协议会通过不同的针脚发送电信号给连接器接口121，因此自动切换开关123可以根据电信号所对应的针脚数判断当前接口协议的类型，从而切换匹配对应的适配用接口122。

在实际情况中，由于车辆的安全访问机制，在执行诊断操作时往往必须通过车辆上特定的物理访问接口才能传输并接收诊断所需的数据，并且不同车辆所支持的接口类型也可能不同，会在定制诊断设备的过程中造成一定麻烦。因此本方案通过预设市场上车辆常用的接口类型，并通过自动切换开关123完成对不同车辆的自动适配，提升了核心板10在车辆下线诊断过车中的通用性。

诊断模块130与接口电路120、缓存模块131、电源电路140、无线模组150、USB接口160、蓝牙模块170、SD卡槽180、提示灯191、至少一个按键192、触摸屏193以及扬声器194等模块电连接，并对各模块进行控制。另外，诊断模块130能够通过接口电路120与车辆电连接，从而对所述车辆执行诊断。

缓存模块131包括一个在诊断模块130中设置的高速存储器以及通过闪存接口连接的闪存卡。

作为一种具体实施方式，诊断模块130为一个型号为Cortex-A7(双核)的ARM主处理器，该ARM主处理器可支持并行处理、且兼容多诊断协议。高速存储器为设置在ARM主处理器中的256M的DDR内存以及256M的Nand-flash存储器，闪存卡为SD卡，通过SD卡槽180(即闪存接口)与ARM主处理器连接。

如图3所示，本实施例中，核心板10通过无线模组150与主控制器20相通信连接，本实施例中，主控制器20为服务器。为实现对车辆的诊断工作，主控制器20会与诊断模块130共同完成诊断，即：诊断模块130中可以存储有不同的诊断程序并通过接口电路120对车辆完成诊断，在诊断过程中产生的诊断数据、处理结果、日志等数据会通过缓存模块131进行存储，并将数据上传主控制器20，由主控制器20对数据进行分析处理。

然而，由于实际车辆诊断程序较多，因此低成本的诊断模块130无法存储所有的诊断程序，此时，若核心板10需要执行并未加载的诊断程序，诊断模块130可以与存储有所有诊断程序的主控制器20相连接，来完成诊断程序的加载或替换。或者，诊断模块130也可以不加载诊断程序，通过主控制器20来运行诊断程序，并通过核心板10转发诊断信号完成诊断。

诊断模块130中可以存储有不同的诊断程序并通过接口电路120对车辆完成诊断。

具体地，因为ARM主处理器的兼容性，因此其上通过协议栈存储有多种在诊断过程中所需的通讯协议、硬件协议，从而在诊断过程中，基于这些协议与车辆完成通信并且完成对无线模组150、触摸屏193等硬件的调用。在得到诊断数据、处理结果、日志等数据时，ARM主处理器会对这些数据进行整理并归档存储，若此时无线模组150与主控制器20存在连接，还会并行地将整理后的数据上传至主控制器20。

电源电路140与接口电路120以及诊断模块130分别电连接，用于提供电源及进行电源适配。

具体地，电源电路140包括依次串联的保护组件141、第一DC-DC转换器142、电源开关143以及第二DC-DC转换器144，还包括与第一DC-DC转换器142电连接的电池模块，该电池模块包括电池管理器145以及电池146。

其中，保护组件141用于对车辆通过接口电路120输出的电源进行保护，具有保险丝以及瞬态二极管(TVS)，当车辆错误地输出大量电压时，保护组件141可以及时保护核心板10不受损坏。

第一DC-DC转换器142的第一转换端与保护组件141电连接、第二转换端通过电源开关143与第二DC-DC转换器144的第一转换端电连接。本实施例中，第一DC-DC转换器142用于对12V与5V的电压进行相互转化，其第一转换端的电压为12V，第二转换端的电压为5V。

电源开关143用于控制开断车辆以及电池146对诊断模块130的供电，实现整个核心板10的运行开关。

第二DC-DC转换器144的第二转换端与诊断模块130以及WIFI模组150电连接。本实施例中，第二DC-DC转换器144用于对5V与3.3V的电压进行相互转化，其第一转换端的电压为5V，第二转换端的电压为3.3V。

本实施例中，通过上述第一DC-DC转换器142以及第二DC-DC转换器144，核心板10可支持的充电电压范围在3.3V至16V之间。

本实施例中，由于设有电池146，并通过电池管理器145用于对电池146的电量输出进行管理和控制，因此，一方面，在未与车辆连接时，核心板10也可以正常运行，便于诊断人员携带使用；另一方面，相对于传统的车辆诊断设备，核心板10可以预启动，插上车辆即可开始执行诊断，实现即插即用，提高车辆诊断效率。

无线模组150为WIFI模组，用于使得诊断模块130通过WIFI与主控制器20进行通信连接并完成数据的传输和接收。该WIFI模组150包括WIFI芯片151以及天线152。

其中，WIFI芯片151与诊断模块130电连接，并与第二DC-DC转换器144电连接，通过第二DC-DC转换器144的第二转换端获取工作电压保证运行。天线152与WIFI芯片151相连接，用于提供信号的收发。

在一种实际应用中，诊断模块130中预先下载好诊断程序，WIFI模组150可以在与主控制器20建立通信连接时，将诊断模块130完成车辆诊断后获取的诊断数据及相应结果上传至服务器完成归档存储。

在另一种实际应用中，诊断模块130不设有当前所需的诊断程序，此时主控制器20运行诊断程序并通过无线模组150将诊断信号发送给诊断模块130，由该诊断模块130调用各类协议与车辆通信完成诊断，诊断数据及相应结果在缓存模块131中暂存整理后并行上传给主控制器20完成存储。此时主控制器20与诊断模块130共同执行车辆诊断，因此诊断模块130在实际应用中可以灵活地适应不同诊断场景。

为实现核心板10的高带宽传输，整个无线模组150的带宽速率需达到600-900Mbits(优选750Mbits)，而配合该速率，诊断模块130与WIFI芯片151对接的对接带宽速率相应的需要达到400-1000Mbits(优选700Mbits)。本实施例中，WIFI芯片151支持两种频率2.4G/5G，天线152为支持基于MIMO的双天线，信号频率为80Mhz，使得5GWifi最高支持867Mbps的传输速率。同时，缓存模块131中设置的高速存储器也能够支持高速读写，对诊断模块130的对接带宽速率进行有效支持。通过这种设计，使得核心板10具备高带宽的特性，配合上述并行处理的能力，可以实现诊断数据的及时下载和上传。

USB接口160、蓝牙模块170、SD卡槽180，提示灯191、至少一个按键192、触摸屏193以及扬声器194均与诊断模块130电连接，并受到诊断模块130的控制。

本实施例中，USB接口160用于连接U盘，从而使得能够读取U盘中的内容。本实施例中，U盘可以用于安装系统镜像文件，从而使得需要对诊断模块130的系统进行安装、更新或者刷写时，能够通过U盘完成系统的刷写及安装。另外，在其他实施例中，USB接口160的连接也可以用于对诊断模块130的诊断数据及相应结果进行数据导出工作。

蓝牙模块170用于使得诊断模块130能够与诊断人员持有的具备蓝牙功能的配置设备相通信。在实际应用中，基于蓝牙模块170，能够让诊断人员通过该蓝牙连接来对诊断模块130的配置信息进行更改，例如对WIFI的ssid、IP地址进行配置或更改等。

SD卡槽180用于插入SD卡并使得诊断模块130对SD卡进行读取，从而便于诊断人员对核心板10的存储进行扩容。

提示灯191用于对诊断模块130的诊断程序执行结果或者其他执行结果进行提示，如针对与车辆的连接成功与否的提示、诊断成功与否的提示、电池146的充电提示等。

按键192则用于让诊断人员对核心板10进行简单控制，如启动执行诊断、传输诊断数据及相应结果、开关机等。

上述提示灯191以及按键192可以根据实际开发需要对数量及功能进行调整，在本实施例中对此不作限制。

触摸屏193用于提供显示及输入，本实施例中，触摸屏193可以是触控LCD屏幕，用于根据诊断模块130中所存储的诊断程序显示相应界面并使得诊断人员可以执行相关操作。

扬声器194用于发出提示音或语音播报，与触摸屏193类似地，扬声器194根据诊断程序的设置与诊断人员进行相应的人机交互。

本实施例中，核心板10的整体电压在5V以下，功耗控制在1.5W至2.0W之间，因此核心板10还具有低功耗特性，可以有效应对长时间的车辆诊断需求。

需要说明的是，尽管本实施例中描述的核心板10具备提示灯191、按键192、触摸屏193以及扬声器194。但是在具体实施过程中，核心板10也可以不设有触摸屏193和/或扬声器194，仅通过提示灯191、按键192与诊断人员完成相应的人机交互；或者也可以仅设有触摸屏193，仅通过该触摸屏193完成相应的人机交互。

还需说明的是，在具体实施过程中，核心板10还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述核心板10也可以仅包含实现本申请实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于车辆诊断的核心板，包括基板，其特征在于，还包括设置在所述基板上的：

接口电路，与车辆的对外接口相适配；

诊断模块，通过所述接口电路与所述车辆电连接并用于对所述车辆执行诊断；

缓存模块，与所述诊断模块电连接，用于对所述诊断模块执行所述诊断产生的数据进行缓存；

电源电路，与所述接口电路以及所述诊断模块电连接，用于提供电源及进行电源适配；以及

无线模组，与所述诊断模块电连接，用于将所述诊断模块与主控制器进行连接，所述主控制器用于和所述诊断模块共同执行所述诊断。

2.根据权利要求1所述的用于车辆诊断的核心板，其特征在于：

其中，所述接口电路包括连接器接口、至少两路适配用接口以及自动切换开关，

所述连接器接口与所述对外接口的型号相适配，

所述自动切换开关设置在所述连接器接口与所述适配用接口之间，用于根据所述对外接口输出的电信号切换匹配对应的所述适配用接口，

所述适配用接口为CAN接口、CANFD接口以及ETH接口中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的用于车辆诊断的核心板，其特征在于：

其中，所述缓存模块为所述诊断模块加载的高速存储器和通过闪存接口连接的闪存卡中的任意一种或两种。

4.根据权利要求1所述的用于车辆诊断的核心板，其特征在于：

其中，所述电源电路包括依次串联的保护组件、第一DC-DC转换器以及第二DC-DC转换器，

所述保护组件用于对所述车辆通过所述接口电路输出的电源进行保护。

5.根据权利要求4所述的用于车辆诊断的核心板，其特征在于：

其中，所述无线模组为WIFI模组，所述WIFI模组包括设置在所述基板上的WIFI芯片以及天线，

所述WIFI芯片与所述诊断模块电连接的同时，还与所述第二DC-DC转换器相连接以从该第二DC-DC转换器获取供电，

所述天线与所述WIFI芯片电连接。

6.根据权利要求5所述的用于车辆诊断的核心板，其特征在于：

其中，所述无线模组的带宽速率为600-900Mbits，

所述诊断模块与所述无线模组对接的对接带宽速率为400-1000Mbits，

所述缓存模块为支持所述对接带宽速率的高速存储器。

7.根据权利要求4所述的用于车辆诊断的核心板，其特征在于：

其中，所述第一DC-DC转换器的第一转换端的电压为12V、第二转换端的电压为5V，

所述第二DC-DC转换器的第一转换端的电压为5V、第二转换端的电压为3.3V。

8.根据权利要求4所述的用于车辆诊断的核心板，其特征在于：

其中，所述电源电路还包括电源开关以及电池模块，

所述电源开关设置在所述第一DC-DC转换器与所述第二DC-DC转换器之间，

所述电池模块与所述第一DC-DC转换器电连接并用于供电。

9.根据权利要求1所述的用于车辆诊断的核心板，其特征在于，还包括：

USB接口，与所述诊断模块电连接，用于使该诊断模块连接外接U盘；和/或

蓝牙模块，与所述诊断模块电连接，用于使该诊断模块与外部设备蓝牙连接。

10.根据权利要求1所述的用于车辆诊断的核心板，其特征在于：

其中，所述诊断模块为可支持并行处理、且兼容多诊断协议的芯片,所述接口电路、所述诊断模块、所述缓存模块以及所述无线模组的整体工作功率为1.5-2.0W。