專利名稱：汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車故障提示系統(tǒng)，尤其是涉及一種汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)和控制技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用，汽車發(fā)生的故障可以通過專用的 故障檢測儀來進(jìn)行檢測。一種現(xiàn)有的專用的故障診斷儀器是通過汽車檢測系統(tǒng)(0BD-II) 網(wǎng)絡(luò)接口與汽車的電控單元(ECU)建立起通信聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)汽車故障的診斷。然而，上述專用的故障檢測儀器存在以下的缺點(diǎn)1.所述故障檢測儀器的使用對象為汽車修理廠的專業(yè)維修人員。維修人員在提取 出與故障有關(guān)的數(shù)據(jù)后，仍需要查閱有關(guān)的維修手冊，才能進(jìn)行進(jìn)一步的判斷。2.所述故障檢測儀器是在汽車故障產(chǎn)生后才使用，問題的處理存在滯后現(xiàn)象，不 能在第一時間給駕駛員提供足夠有效的信息使駕駛員能及時采取措施降低故障帶來的危險。3.所述故障檢測儀器價格昂貴，使用頻率低。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述狀況，有必要提供一種能夠簡單快速檢測汽車故障的汽車故障實(shí)時提示 系統(tǒng)。一種汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)，其用于與車載診斷系統(tǒng)連接通訊。汽車故障實(shí)時提 示系統(tǒng)包括接口設(shè)備、總控單元和輸出設(shè)備?？偪貑卧ㄌ幚砥髋c數(shù)據(jù)采集/分析模塊， 且處理器分別與接口設(shè)備及輸出設(shè)備電性連接。使用時，接口設(shè)備連接于車載診斷系統(tǒng)，總 控單元接收的來自用戶的請求信號由接口設(shè)備轉(zhuǎn)換和重新編碼并傳輸給車載診斷系統(tǒng)；車 載診斷系統(tǒng)輸出的應(yīng)答信號由接口設(shè)備轉(zhuǎn)換和重新編碼并傳輸給總控單元，總控單元通過 數(shù)據(jù)采集/分析模塊分析應(yīng)答信號得出分析結(jié)果，而分析結(jié)果由輸出設(shè)備輸出。上述的汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)與車載診斷系統(tǒng)連接通訊，可以在汽車運(yùn)行狀態(tài)下 對車載診斷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和控制參數(shù)進(jìn)行訪問，進(jìn)行故障診斷，讀取故障碼。上述的汽車故障 實(shí)時提示系統(tǒng)還可通過總控單元對故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，給出實(shí)時的故障提示、應(yīng)急 措施以及具體的修理建議和指導(dǎo)，減少車主損失，而且成本較低，可以隨車安裝，適合普通 車主。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1所示汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)的接口設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。圖3是圖1所示汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)的接口設(shè)備的軟件控制流程圖。圖4是ELM327型芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。圖5是ELM327型芯片的電路設(shè)計圖。
圖6是圖5的ELM327型芯片的引腳定義圖。圖7是圖1所示汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集/分析模塊的各個次模塊間的 通訊關(guān)系圖。圖8是圖7中串行通信次模塊、請求/應(yīng)答次模塊和數(shù)據(jù)分析次模塊的結(jié)構(gòu)及連 接關(guān)系圖。圖9是圖7中主控/輸出次模塊對圖1中語音播報模塊的控制流程圖。圖10是圖7中主控/輸出次模塊對圖1中屏幕顯示模塊的控制流程圖。圖11是圖1中語音播報模塊的電路圖。圖12是圖11中XF-S4240模塊的引腳定義圖。圖13是圖1中屏幕顯示模塊的電路圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明的汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)作進(jìn)一步的詳細(xì)說 明。請參見圖1，汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)100用于與車載診斷系統(tǒng)10連接通訊，其包括 接口設(shè)備11、總控單元12和輸出設(shè)備13?？偪貑卧?2包括處理器121與數(shù)據(jù)采集/分析 模塊122，且處理器121分別與接口設(shè)備11及輸出設(shè)備13電性連接。使用時，接口設(shè)備11 連接于車載診斷系統(tǒng)(0BD-II) 10，總控單元12接收的來自用戶的請求信號由接口設(shè)備11 轉(zhuǎn)換和重新編碼并傳輸給車載診斷系統(tǒng)10。車載診斷系統(tǒng)10輸出的應(yīng)答信號由接口設(shè)備 11轉(zhuǎn)換和重新編碼并傳輸給總控單元12，總控單元12通過數(shù)據(jù)采集/分析模塊122分析 應(yīng)答信號得出分析結(jié)果，而分析結(jié)果由輸出設(shè)備13輸出。詳細(xì)地，若車載診斷系統(tǒng)10的信號電平值高于總控單元12的信號電平值，接口設(shè) 備11可具有電氣隔離功能，以避免過高的信號電平與汽車電源電壓在系統(tǒng)失常的情況下 損壞總控單元12。車載診斷系統(tǒng)10可使用多種協(xié)議，主要包括K-Line通訊方式、可變脈寬 調(diào)制/脈沖寬度調(diào)制通訊方式與CAN-BUS通訊方式，接口設(shè)備11可兼容上述三種通訊方式的編碼，并可在上述三種通訊方式之間進(jìn) 行切換。圖2為接口設(shè)備11的結(jié)構(gòu)圖，請參見圖2，接口設(shè)備11主要包括連接車載診斷系 統(tǒng)的接口 110、編碼解碼器111、選通電路(圖未示)、微控制器112和數(shù)據(jù)交換接口 113。連接車載診斷系統(tǒng)的接口 110包括多個采用不同協(xié)議的接口，其主要是用于將車 載診斷系統(tǒng)10輸出的信號經(jīng)過緩存、降壓，發(fā)送給譯碼電路，將譯碼電路傳過來的信號變 換成車載診斷系統(tǒng)10所要求的信號。連接車載診斷系統(tǒng)的接口 110還具備在意外情況下 保護(hù)車載診斷系統(tǒng)10不受損害的功能。編碼解碼器111用于將車載診斷系統(tǒng)10的編碼轉(zhuǎn)換為總控單元12可識別的 RS232串行通信編碼，并將RS232接口所傳來的總控單元12的控制與請求信號轉(zhuǎn)換為車載 診斷系統(tǒng)10可識別的編碼。選通電路用于在不同的通訊方式下，根據(jù)總控單元12所發(fā)出的控制信號，自動判 斷，以選擇使用不同的通道。微控制器112的作用是協(xié)調(diào)接口設(shè)備11各個部分的工作，使汽車故障實(shí)時提示系 統(tǒng)100具備一定的智能性。
數(shù)據(jù)交換接口 113可為RS232接口，其用于將總控單元12的控制或請求信號傳輸 給編碼解碼器111，并將從編碼解碼器111取得的數(shù)據(jù)發(fā)送給總控單元12。數(shù)據(jù)交換接口 113還可起到速率匹配、電氣隔離、數(shù)據(jù)緩存的功能?？梢岳斫?，當(dāng)接口設(shè)備11單純應(yīng)用于單一的通訊方式時，選通電路和微控制器 112可以省略。圖3為接口設(shè)備11的軟件控制流程圖，請參見圖3，接口設(shè)備11根據(jù)上位機(jī)診斷 軟件的指令，自動進(jìn)行協(xié)議的匹配。對某一確定的協(xié)議進(jìn)行匹配時，先向協(xié)議所對應(yīng)的數(shù)據(jù) 總線上發(fā)送一組特定的校驗(yàn)碼，在發(fā)送的同時，從總線上讀取信號，將讀取到的信號和發(fā)送 出去的信號進(jìn)行比對，如果相同，則可以認(rèn)為匹配成功。在本實(shí)施例中，接口設(shè)備11可為ELM327型芯片。圖4為ELM327型芯片的內(nèi)部結(jié) 構(gòu)圖，ELM327芯片通過修改傳輸數(shù)據(jù)波形將0DB信號轉(zhuǎn)換成可以被汽車的電控單元(EOT) 所識別的ASCII字符，從而實(shí)現(xiàn)上位機(jī)通過標(biāo)準(zhǔn)串口和車輛進(jìn)行通訊。請參見圖5與圖6，圖 5為ELM327型芯片的電路設(shè)計圖，其中MCP2551芯片是高速CAN通訊收發(fā)器，其可將CAN通 訊模式轉(zhuǎn)化成RS232的通訊模式；圖6為圖5中ELM327芯片引腳的定義圖。另外，MCP2551 芯片的引腳1 8的名稱分別為TXD、VSS、VDD、RXD、UREF、CANL、CANH及RS。請再次參見圖1，總控單元12的處理器121可為ATmegal6單片機(jī)。ATmegal6單 片機(jī)包括具有輸入捕獲功能的16位定時器/計數(shù)器。ATmegal6單片機(jī)可以捕獲外部事件， 并為其賦予時間標(biāo)記以說明此事件的發(fā)生時刻。請參見圖7，數(shù)據(jù)采集/分析模塊122包括串行通信次模塊1221、請求/應(yīng)答次模 塊1222、數(shù)據(jù)分析次模塊1223、主控/輸出次模塊1224。請參見圖8，串行通信次模塊1221 與請求/應(yīng)答次模塊1222間可以實(shí)現(xiàn)信號的相互傳輸。串行通信次模塊1221用于串行端口初始化，即對通訊雙方的通訊參數(shù)進(jìn)行必要 設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)串行通訊的正常運(yùn)行。需要初始化的主要參數(shù)為數(shù)據(jù)的傳輸速度、數(shù)據(jù)的發(fā) 送單位、起始及停止位和校驗(yàn)位的檢查。請求/應(yīng)答次模塊1222用于自動發(fā)送請求信號，并接收應(yīng)答信號。請求/應(yīng)答次 模塊1222的功能包括自動發(fā)送請求信號功能、差錯檢驗(yàn)功能、數(shù)據(jù)存儲功能和對已存儲數(shù) 據(jù)讀取的功能。如圖8所示，應(yīng)答信號通過數(shù)據(jù)接口進(jìn)入數(shù)據(jù)分析次模塊1223，數(shù)據(jù)分析次模塊 1223對所接收的應(yīng)答信號數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換，而獲得用戶理解的數(shù)據(jù)。然后，數(shù)據(jù)分析次 模塊1223對編碼所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷其是否與理論值存在差異。如果存在差異，則 通過檢測信號的有無及信號的變化范圍和變化率對短路和斷路等一些故障進(jìn)行診斷，這 種方法被稱為基于信號的診斷方法。例如，冷卻水溫度傳感器的正常使用范圍為-30°C 100°C，工作時信號處理電路的輸出電壓在0. 3V 4. 5V范圍內(nèi)變化，如果此時汽車電控單 元檢測到小于0. 3V或大于4. 5V的信號值，就可判斷水溫傳感器信號系統(tǒng)出現(xiàn)了短路或斷 路故障。汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)100是基于故障碼的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析處理的，當(dāng)汽車故障 實(shí)時提示系統(tǒng)100在監(jiān)控過程中一旦發(fā)現(xiàn)故障碼后，立即對涉及到故障碼方面的傳感器參 數(shù)進(jìn)行查詢，并與理論值進(jìn)行對比分析，得到的故障原因以及處理建議，并將分析結(jié)果通過 輸出設(shè)備13輸出。
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主控/輸出次模塊1224用于控制輸出設(shè)備13對分析結(jié)果的輸出，輸出設(shè)備13的 輸出方式為文字輸出或語音輸出。語音輸出的控制流程如圖9所示，分析結(jié)果依次經(jīng)過初 始化、確定文本長度、發(fā)送文本長度的高字節(jié)、發(fā)送文本長度的低字節(jié)、文本合成開始命令、 選擇文本編碼格式及依次發(fā)送待合成文本等步驟，最后通過語音輸出。文字輸出的控制流 程如圖10所示，分析結(jié)果依次通過初始化、寫數(shù)據(jù)及確定顯示地址等步驟，最后由液晶顯 示屏(IXD)顯示輸出。請再次參見圖1，輸出設(shè)備13可包括語音播報模塊131或屏幕顯示模塊132。語 音播報模塊131通過語音播報方式、屏幕顯示模塊132通過文字顯示方式輸出分析結(jié)果， 語音播報具有實(shí)時性，文字顯示具有持久性，兩者相結(jié)合，可及時可靠地掌握故障的相關(guān)信 息，可以有效地提醒車主。語音播報模塊131用于語音輸出數(shù)據(jù)采集/分析模塊122分析得出的分析結(jié)果， 如故障碼、處理建議等信息。語音播報模塊131可為XF-S4240中文語音合成模塊，XF-S4240 模塊可通過UART、SPI和I2C三種接口接收待合成的文本，直接合成為語音輸出，在本實(shí)施 例中，XF-S4240模塊通過SPI接口接收待合成的文本。XF-S4240模塊輸出的語音不能直接 驅(qū)動揚(yáng)聲器，XF-S4240模塊和揚(yáng)聲器之間使用了音頻功放電路，來放大音頻信號，滿足揚(yáng)聲 器的需求。語音播報模塊131的電路圖如圖11所示，圖11中XF-S4240模塊的引腳名稱及 功能描述請參見圖12。屏幕顯示模塊132用于顯示數(shù)據(jù)采集/分析模塊122分析得出的分析結(jié)果，其可 以采用ST7920驅(qū)動芯片，其內(nèi)部自帶中文字庫。屏幕顯示模塊132采用的是8位并行接口 方式和單片機(jī)進(jìn)行通訊。屏幕顯示模塊132的液晶顯示器為藍(lán)底白字，背景光可調(diào)。屏幕 顯示模塊132的電路圖如圖13所示。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例的汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)100可具有以下的優(yōu)點(diǎn)1、汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)100可在汽車運(yùn)行狀態(tài)下能夠?qū)ζ囯娍貑卧臄?shù)據(jù) 和控制參數(shù)進(jìn)行訪問。2、對汽車進(jìn)行故障診斷，讀取其故障碼。3、能夠?qū)收袭a(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并給出實(shí)時的故障提示、應(yīng)急措施以及具體 的修理建議和指導(dǎo)，減少車主損失。4、能及時的采用語音和文字將故障分析結(jié)果告知車主。5、成本較低，隨車安裝，適合普通車主。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精 神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)，其用于與車載診斷系統(tǒng)連接通訊，其特征在于該汽 車故障實(shí)時提示系統(tǒng)包括接口設(shè)備、總控單元和輸出設(shè)備；該總控單元包括處理器與數(shù)據(jù) 采集/分析模塊，且該處理器分別與該接口設(shè)備及該輸出設(shè)備電性連接；使用時，該接口設(shè) 備連接于該車載診斷系統(tǒng)，該總控單元接收的來自用戶的請求信號由該接口設(shè)備轉(zhuǎn)換和重 新編碼并傳輸給該車載診斷系統(tǒng)，該車載診斷系統(tǒng)輸出的應(yīng)答信號由該接口設(shè)備轉(zhuǎn)換和重 新編碼并傳輸給該總控單元，該總控單元通過該數(shù)據(jù)采集/分析模塊分析該應(yīng)答信號得出 分析結(jié)果，而該分析結(jié)果由該輸出設(shè)備輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)，其特征在于該處理器為ATmegaie單 片機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)，其特征在于該接口設(shè)備為ELM327型芯片。
4.如權(quán)利要求1所述的汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)，其特征在于該接口設(shè)備還具有數(shù)據(jù) 交換接口，且該數(shù)據(jù)交換接口為RS232接口。
5.如權(quán)利要求1所述的汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)，其特征在于該接口設(shè)備兼容K-Line 通訊方式、可變脈寬調(diào)制/脈沖寬度調(diào)制通訊方式及CAN-BUS通訊方式的編碼。
6.如權(quán)利要求1所述的汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)，其特征在于該車載診斷系統(tǒng)的信號 電平值高于該總控單元的信號電平值，該接口設(shè)備具有電氣隔離功能。
7.如權(quán)利要求1所述的汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)，其特征在于該數(shù)據(jù)采集/分析模塊 包括串行通信次模塊、請求/應(yīng)答次模塊、數(shù)據(jù)分析次模塊、主控/輸出次模塊。
8.如權(quán)利要求1所述的汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)，其特征在于該輸出設(shè)備包括語音播 報模塊或屏幕顯示模塊。
全文摘要
一種汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)，其用于與車載診斷系統(tǒng)連接通訊。汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)包括接口設(shè)備、總控單元和輸出設(shè)備?？偪貑卧ㄌ幚砥髋c數(shù)據(jù)采集/分析模塊，且處理器分別與接口設(shè)備及輸出設(shè)備電性連接。使用時，接口設(shè)備連接于車載診斷系統(tǒng)，總控單元接收的來自用戶的請求信號由接口設(shè)備轉(zhuǎn)換和重新編碼并傳輸給車載診斷系統(tǒng)；車載診斷系統(tǒng)輸出的應(yīng)答信號由接口設(shè)備轉(zhuǎn)換和重新編碼并傳輸給總控單元，總控單元通過數(shù)據(jù)采集/分析模塊分析應(yīng)答信號得出分析結(jié)果，而分析結(jié)果由輸出設(shè)備輸出。上述汽車故障實(shí)時提示系統(tǒng)可對汽車進(jìn)行實(shí)時的故障診斷，且其成本較低。
文檔編號B60S5/00GK101992733SQ20091010944
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月18日
發(fā)明者付濤, 王兆海, 黃文偉, 黃炳華 申請人:深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院