CN104298231A - 一种车辆多控制器诊断设备 - Google Patents

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CN104298231A CN201410590029.XA CN201410590029A CN104298231A CN 104298231 A CN104298231 A CN 104298231A CN 201410590029 A CN201410590029 A CN 201410590029A CN 104298231 A CN104298231 A CN 104298231A
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高发廷
郭庆波
王柯
王钊
张莹
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Sinotruk Jinan Power Co Ltd
China National Heavy Duty Truck Group Jinan Power Co Ltd
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China National Heavy Duty Truck Group Jinan Power Co Ltd
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0208—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the configuration of the monitoring system
    • G05B23/0213—Modular or universal configuration of the monitoring system, e.g. monitoring system having modules that may be combined to build monitoring program; monitoring system that can be applied to legacy systems; adaptable monitoring system; using different communication protocols

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Abstract

本发明公开了一种车辆多控制器诊断设备，包括单片机及其***接口模块、车辆总线通讯模块、USB通讯模块，所述单片机及其***接口模块包括单片机、BSL模块和串口RS232通讯模块；所述单片机分别通过车辆总线通讯模块、USB通讯模块实现与车辆各控制器、上位机的数据通信，所述BSL模块对单片机进行设置，使单片机通过串口RS232通讯模块从上位机加载不同启动程序，车辆总线通讯模块包括CAN总线通讯模块、K-Line总线通讯模块、LIN总线通讯模块。本发明实现与车载所有控制器匹配进行诊断通讯的功能，解决了一个控制***匹配一套诊断设备，服务不便的问题。

Description

一种车辆多控制器诊断设备
技术领域
本发明涉及车辆控制器技术领域，尤其涉及一种车辆多控制器诊断设备。
背景技术
针对重型卡车发展情况来说，车载电控***越来越多，可是没有一种通用的诊断设备可以实现所有电控***的下线检测或故障等其他功能。只能针对每一个电控***使用专门诊断设备，即每一个电控***配备一套诊断设备，这样就出现诊断设备种类多、携带不方便、采购成本高等诸多问题。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种车辆多控制器诊断设备，能实现对车辆所有电控***进行诊断，具有操作方便、功能全面、便于携带、节省空间、节约成本等优点
为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：
一种车辆多控制器诊断设备，包括单片机及其***接口模块、车辆总线通讯模块、USB通讯模块，所述单片机及其***接口模块包括单片机、BSL模块和串口RS232通讯模块；所述单片机分别通过车辆总线通讯模块、USB通讯模块实现与车辆各控制器、上位机的数据通信，所述BSL模块对单片机进行设置，使单片机通过串口RS232通讯模块从上位机加载不同启动程序。
更进一步的，车辆总线通讯模块包括CAN总线通讯模块、K-Line总线通讯模块、LIN总线通讯模块。所述CAN总线通讯模块用于单片机与发动机电控单元ECU、后处理***电控单元TCU、车辆控制单元DCU之间的数据通信；所述K-Line总线通讯模块用于单片机与仪表控制器之间的数据通信；所述LIN总线通讯模块用于单片机与车辆门控、空调电控单元之间的数据通信。
更进一步的，单片机与CAN总线通讯模块、K-Line总线通讯模块、LIN总线通讯模块之间分别连接有有光耦隔离芯片。
更进一步的，单片机与串口RS232通讯模块之间连接有光耦隔离芯片。
更进一步的，该设备还包括电源转换模块，所述电源转换模块包括三部分：第一部分采用LDO型电源集成芯片，实现24V转为5V和12V转为5V的降压转换，为模拟电路部分提供5V电源；第二部分采用USB接口提供稳定干净的5V电源，为数字电路部分的芯片提供5V电源电源；第三部分采用LDO型电源集成芯片，将第二部分中USB接口提供的5V电源转换为2.5V电源，为单片机提供2.5V电压。
更进一步的，USB通讯模块采用先进的USB收发器芯片，使本设计适用于WIN7及更高版本***。
更进一步的，单片机采用16位高性能微控制芯片XC164CM。
有益效果：（1）本发明提供的车辆多控制器诊断设备，通过包括CAN总线通讯模块、K-Line总线通讯模块、LIN总线通讯模块的车辆总线通讯模块，实现与车载所有控制器匹配进行诊断通讯的功能，解决了一个控制***匹配一套诊断设备，服务不便的问题。（2）本发明提供的车辆多控制器诊断设备，结构简单，便于操作，具有很好的通用性。（3）本发明提供的车辆多控制器诊断设备采用BSL模块对单片机进行BSL编程，使单片机加载不同启动程序，从而使单片机工作在不同状态模式下，是本设备能适用于各种诊断场景。
附图说明
图1为本发明诊断设备的结构框图。
图2 为MCU引脚结构图。
图3 为车辆总线通讯部分电路连接示意图。
图4 为上位机通讯部分电路连接示意图。
图5为固件结构及数据流向示意图。
图6为 MCU主循环流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，本发明提供的一种车辆多控制器诊断设备，包括单片机（主控制单元MCU）及其***接口模块、电源转换模块、车辆总线通讯模块、USB通讯模块。其中，单片机及其***接口模块包括单片机、BSL（引导程序加载器）模块和串口RS232通讯模块。车辆总线通讯模块覆盖了车辆所有的总线通讯方式，实现单片机与车辆各电控单元之间的数据通信；单片机通过USB通讯模块与上位机进行数据通信；电源转换模块用于向单片机及其***接口模块、车辆总线通讯模块和USB通讯模块提供电源。
本实施例中单片机采用英飞凌的16位高性能微控制芯片XC164CM，其管脚图如图2所示，64引脚封装，含有2路同步/异步串口通道，2路高速同步串口通道，2路CAN总线接口，14个AD接口。
单片机及其***接口模块中，BSL模块用于上位机对单片机进行BSL编程，使单片机加载不同启动程序，从而使单片机工作在不同状态模式下。BSL模块是通过改变单片机的P9.4、P9.5和TRST三个引脚的电平电压，使单片机处于BSL编程状态，当单片机处于BSL编程状态时，才可对单片机下载启动程序。如图4所示，单片机与串口RS232通讯模块之间连接着光耦隔离芯片，单片机是通过RS232通道从上位机进行启动程序下载。
本实施例中，USB通讯模块采用先进的USB收发器芯片，以全速（12Mbps）的速率进行数据传输。如图4所示，单片机与USB芯片的硬件连接，单片机与USB芯片通过AD[7:0]与DIO[7:0]引脚连接，进行并行数据传输，传输速度快，性能稳定。WR#和RD#低有效，分别是写选通和读选通引脚，识别USB收发器芯片的通讯状态。A0是地址锁存功能，在多路地址/数据总线中，下降沿关闭地址信息锁存，将其固定为低电平用于单地址/数据总线配置。INT#也是低有效，是中断输出。DM和DP是USB与上位机通讯的数据线。
如图3所示，车辆通讯模块包括CAN总线通讯模块、K-Line总线通讯模块、LIN总线通讯模块，CAN总线通讯模块与单片机连接，主要用于对现有车辆发动机电控单元ECU、自动变速器电控单元TCU、后处理***电控单元DCU等电控单元的故障诊断、程序刷写、数据监控的功能；K-Line总线通讯模块是用于单片机与仪表控制器建立通讯，完成程序刷写等功能；LIN总线通讯模块是用于单片机与车辆门控、空调等电控单元的通讯，完成故障诊断等功能。如图3 所示，单片机与各总线通讯模块之间连接光耦器件，起到信号隔离，抗干扰信号的作用。
本实施例中，电源转换模块分为三部分：一部分采用LDO（线性稳压器）型电源集成芯片LM7805，实现24V转为5V和12V转为5V的降压转换，为本发明硬件电路模拟部分电路所有芯片提供5V电源，因此适用于24V和12V供电***；另一部分采用USB接口提供稳定干净的5V电源，为数字部分电路的芯片提供电源，如USB收发芯片和MCU；还有一部分采用LDO型电源集成芯片LM317，将USB接口提供的5V电源转换为2.5V电源，如图2所示，为单片机的VDDI提供2.5V电压。
本发明诊断设备软件设计基于固件程序控制下运行，如图5、图6固件结构及数据流向示意图所示，其包括主程序、中断程序、USB设备请求处理程序及USB命令接口程序，主程序主要完成硬件及软件初始化，发送USB请求、处理USB总线事件、定时调用其他子程序。中断程序分为多个中断类型程序，如串口RS232通讯中断程序、USB通讯中断程序、CAN总线通讯中断程序、K-Line总线通讯中断程序及LIN总线通讯中断程序。USB设备请求处理程序完成USB设备标准请求和其他定义请求的处理。USB命令接口程序是对USB器件进行操作模块的子程序集。
由于车辆通讯模块集成车辆各控制器传输总线形式，并且BSL模块对单片机进行不同启动程序的刷写，使得本发明可以有针对性的适用于已知车辆控制器的诊断情形。初始状态时，需完成对本设计固件程序的刷写才可以使用，使用时，将本设计连接到车辆OBD诊断接口上，通过上位机软件即可对车辆各控制器进行诊断。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种车辆多控制器诊断设备，其特征在于：包括单片机及其***接口模块、车辆总线通讯模块、USB通讯模块，所述单片机及其***接口模块包括单片机、BSL模块和串口RS232通讯模块；所述单片机分别通过车辆总线通讯模块、USB通讯模块实现与车辆各控制器、上位机的数据通信，所述BSL模块对单片机进行设置，使单片机通过串口RS232通讯模块从上位机加载不同启动程序。
2.根据权利要求1所述的一种车辆多控制器诊断设备，其特征在于：所述车辆总线通讯模块包括CAN总线通讯模块、K-Line总线通讯模块、LIN总线通讯模块。
3.根据权利要求2所述的一种车辆多控制器诊断设备，其特征在于：所述CAN总线通讯模块用于单片机与发动机电控单元ECU、后处理***电控单元TCU、车辆控制单元DCU之间的数据通信；所述K-Line总线通讯模块用于单片机与仪表控制器之间的数据通信；所述LIN总线通讯模块用于单片机与车辆门控、空调电控单元之间的数据通信。
4.根据权利要求2所述的一种车辆多控制器诊断设备，其特征在于：所述单片机与CAN总线通讯模块、K-Line总线通讯模块、LIN总线通讯模块之间分别连接有有光耦隔离芯片。
5.根据权利要求1或4所述的一种车辆多控制器诊断设备，其特征在于：所述单片机与串口RS232通讯模块之间连接有光耦隔离芯片。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的一种车辆多控制器诊断设备，其特征在于：该设备还包括电源转换模块，所述电源转换模块包括三部分：第一部分采用LDO型电源集成芯片，实现24V转为5V和12V转为5V的降压转换，为模拟电路部分提供5V电源；第二部分采用USB接口提供稳定干净的5V电源，为数字电路部分的芯片提供5V电源电源；第三部分采用LDO型电源集成芯片，将第二部分中USB接口提供的5V电源转换为2.5V电源，为单片机提供2.5V电压。
7.根据权利要求1所述的一种车辆多控制器诊断设备，其特征在于：所述USB通讯模块采用USB收发器芯片。
8.根据权利要求1所述的一种车辆多控制器诊断设备，其特征在于：所述单片机采用16位高性能微控制芯片XC164CM。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108809200A (zh) * 2018-08-27 2018-11-13 龙城电装（常州）有限公司 电动汽车空调压缩机永磁同步电机驱动***
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