CN111694346A - 一种obd通用协议转换器 - Google Patents

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CN111694346A CN202010587543.3A CN202010587543A CN111694346A CN 111694346 A CN111694346 A CN 111694346A CN 202010587543 A CN202010587543 A CN 202010587543A CN 111694346 A CN111694346 A CN 111694346A
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苗斌
张�林
吴俊祥
张鹏
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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OBD通用协议转换器，包括电源模块、K‑line数据通讯模块、主控制模块、CAN数据通讯模块，支持全系车型排放相关的各种ECU，能够完成对控制器的协议转换、诊断测试等功能，方便产品设计人员根据需要完成对ECU的协议转换，快速完成对ECU的各种测试工作，提高ECU的开发效率。

Description

一种OBD通用协议转换器
技术领域：
本发明属于汽车诊断、排放协议、车内通信领域，特别涉及一种OBD通用协议转换器。
背景技术：
随着汽车电子通信技术的飞速发展，以及国家对排放标准要求的不断升级，对各排放相关ECU（电子控制单元）的诊断需求与日俱增，给整车厂排放相关ECU的设计协同和诊断测试能力提出了更高要求。
为适应现有车型及新研发车型各排放相关ECU不同诊断协议的需求，迫切需要一款OBD通用协议转换器，支持全系车型的各种排放相关ECU，能够完成控制器诊断协议的转换、诊断测试等功能，方便产品设计人员根据需要快速完成对排放相关ECU的诊断测试工作，提高开发效率。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种OBD通用协议转换器，从而克服上述现有通用协议转换技术中的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供了一种OBD通用协议转换器，包括：
电源模块，主要通过获取车辆OBD接口的电源并进行稳压及转换处理，给主控制器模块、CAN数据通讯模块、K-line数据通讯模块供电；
K-line数据通讯模块，主要负责通过K线与车辆的控制器进行K-Line协议的数据通信；
主控制模块及嵌入式控制软件，是通用协议转换器的核心，主要用于负责诊断仪的运转、数据处理及数据流控制，包括测试设备的通讯指令的解析，对从车辆控制器交互的原始报文进行解析和转换，并将该数据回复给测试设备；
CAN数据通讯模块，使用OBD故障诊断国际标准通信协议，通过CAN总线与车辆控制器或测试设备相连，根据主控制模块的指令与车辆控制器或测试设备交互各种信息。
当前汽车电子通信技术快速发展，车辆使用ECU的复杂程度逐步增加，使用的诊断协议和通信方式也不断更新，且国家对于排放标准的要求也在不断更新，这就使得排放相关ECU的诊断协议与通信方式多种多样，给整车开发设计人员的诊断测试工作造成很大困扰，因而需要开发一款排放相关OBD通用协议转换器，支持全系车型排放相关的各种ECU，能够完成对控制器的协议转换、诊断测试等功能，方便产品设计人员根据需要完成对ECU的协议转换，快速完成对ECU的各种测试工作，提高ECU的开发效率。
优选地，上述技术方案中，CAN数据通讯模块支持ISO15031、ISO 14230、ISO15765、ISO14229或者其他国标通讯协议。
优选地，上述技术方案中，电源监测电路具体为：通过MC34063形成一个DC-DC转换电路，MC34063的1脚为开关管集电极接口；MC34063的2脚：开关管发射极接口；MC34063的3脚：定时电容接口；MC34063的4脚：接地端；MC34063的5脚：比较器反相输入端，输出电压取样端；MC34063的6脚：电源Vcc接口；MC34063的7脚：IPK检测即负载峰值电流取样端；MC34063的8脚：驱动管集电极接口。
优选地，上述技术方案中，MC34063芯片的5脚通过外接电阻R2和R3来监视输出电压；输出电压的计算公式为Uo=1.25(1+ R2/R1)，仅与R2、R3的阻值有关；
内部基准电压为1.25V恒定不变，当输出电压低于基准电压时，比较器输出的为跳变电压，触发器的S脚为高电平，当振荡器向电容充电时，R脚为高电平，使得触发器Q端为高电平，从而使输出开关管导通，进而有输入电压Ui向输出滤波器电容Co充电以提高输出电压Uo，达到自动控制Uo稳定的作用；
当输出电压U。高于基准电压时，触发器的S脚为低电平，Q端为低电平，使得驱动管T2截止，开关管T1截止；
MC34063芯片的7脚为IPK检测端，用于监视T1的峰值电流，从而达到控制触发器Q端高低电平的目的；
MC34063芯片的3脚为定时电容接口，外接定时电容，可调节振荡器的频率，从而决定T1的导通时间。
一种OBD通用协议转换方法，按照如下步骤进行：
步骤1，OBD通用协议转换器连接车辆OBD接口上电初始化后，主控制模块通过CAN通讯模块开始监听测试设备的连接指令；
步骤2，CAN通讯模块接收到指令后，主控制模块对指令进行解析处理，然后根据控制器的类型，控制K-Line或CAN数据通讯模块与控制器进行通讯；
步骤3，主控制模块根据通讯情况，判断出是否能够与控制器建立连接，如不能建立连接，回复测试设备无法连接的指令并报错或重复步骤1，如能够建立通讯进入步骤4；
步骤4，如能够建立通讯，主控制模块回复测试连接已建立的指令，并监听测试设备的诊断测试等指令；
步骤5，接收到指令后，主控制模块对诊断指令进行解析处理和转换后，控制K-Line或CAN数据通讯模块给车辆控制器发送相关报文；
步骤6，接收到车辆控制器的回馈报文后，主控制进行转换处理后通过CAN数据传输通讯模块回复给测试设备。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1） 自动实现不同诊断协议之间的转换，为整车排放相关诊断测试工作提供了极大便利；
2） 自动检测并实现CAN-K之间的转换，实现了一种工具多种功能。
附图说明：
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明流程示意图；
图3为电源监测电路示意图；
图4为主控制模块电路示意图；
图5为数据通讯电路示意图；
图6为数据通讯电路示意图。
具体实施方式：
下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
本实施例公开的OBD通用协议转换器的结构如图1所示，包括电源模块、K-line数据通讯模块、主控制模块、CAN数据通讯模块。
其中，电源模块，主要负责给其它模块进行供电，通过获取车辆OBD接口的电源并进行稳压及转换处理，给主控制器模块、CAN数据通讯模块、K-line数据通讯模块供电，具体实现电路如图3，
CAN数据通讯模块，使用OBD故障诊断国际标准通信协议，通过CAN总线与车辆控制器或测试设备相连，根据主控制模块的指令与车辆控制器或测试设备交互各种信息，模块支持ISO15031、ISO 14230、ISO 15765、ISO14229等多种通讯协议，具体实现电路如图5。
K-line数据通讯模块，主要负责通过K线与车辆的控制器进行K-Line协议的数据通信。具体实现电路如图6。
主控制模块及嵌入式控制软件，是通用协议转换器的核心，负责诊断仪的运转、数据处理及数据流控制，包括测试设备的通讯指令的解析，对从车辆控制器交互的原始报文进行解析和转换，并将该数据回复给测试设备，具体实现电路如图4。
如图2所示，本专利OBD通用协议转换器工作流程为：OBD通用协议转换器连接车辆OBD接口上电初始化后，主控制模块通过CAN通讯模块开始监听测试设备的连接指令；接收到指令后，主控制模块对指令进行解析处理，然后根据控制器的类型，控制K-Line或CAN数据通讯模块与控制器进行通讯；主控制模块根据通讯情况，判断出是否能够与控制器建立连接，如不能建立连接，回复测试设备无法连接的指令；
如能够建立通讯，回复测试连接已建立的指令，并监听测试设备的诊断测试等指令；接收到指令后，主控制模块对诊断指令进行解析处理和转换后，控制K-Line或CAN数据通讯模块给车辆控制器发送相关报文；接收到车辆控制器的回馈报文后，主控制进行转换处理后通过CAN数据传输通讯模块回复给测试设备。
本发明在跃进系列32车型、469汽油机车型上已经实施，现以469汽油机车型为实例，对本发明的技术方案进行描述。
469汽油机为一款较早开发的发动机，采用了低速的K-LINE通信，遵循国五排放标准，即采用KWP2000的诊断协议，而对于当前大部分汽车主机厂或者排放检测站的仪器，主要通信方式以CAN为主，采用ISO 15031标准的诊断协议，这就需要在两种通信方式、诊断协议之间进行无缝对接。
诊断测试工作进行时，诊断仪通过CAN通信给OBD通用协议转换器发送连接指令；接收到指令后，转换器主控制模块对指令进行解析，确定转换要求。然后启动K-CAN通信方式转换，自动将诊断仪的CAN指令转换成K指令转给排放相关ECU；同时根据需求，自动进行诊断协议的转换，将ISO 15031的诊断协议转换为KWP2000的诊断协议。
另一方面，在收到ECU的反馈后，将K应答转换成CAN应答，将KWP2000格式的应答转化成ISO 15031标准格式的应答发送给诊断仪，实现了不同通信方式的对接。
上述描述只是本通用转换器的一个应用，本控制器还可其它国际ISO通用诊断协议之间的转换。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (5)

1.一种OBD通用协议转换器，其特征在于：包括：
电源模块，主要通过获取车辆OBD接口的电源并进行稳压及转换处理，给主控制器模块、CAN数据通讯模块、K-line数据通讯模块供电；
K-line数据通讯模块，主要负责通过K线与车辆的控制器进行K-Line协议的数据通信；
主控制模块及嵌入式控制软件，是通用协议转换器的核心，主要用于负责诊断仪的运转、数据处理及数据流控制，包括测试设备的通讯指令的解析，对从车辆控制器接收的原始报文进行解析和转换，并将该数据回复给测试设备；
CAN数据通讯模块，使用OBD故障诊断国际标准通信协议，通过CAN总线与车辆控制器或测试设备相连，根据主控制模块的指令与车辆控制器或测试设备交互各种信息。
2.根据权利要求1所述的OBD通用协议转换器，其特征在于：CAN数据通讯模块支持ISO15031、ISO 14230、ISO 15765、ISO14229或者其他国标通讯协议。
3.根据权利要求1所述的OBD通用协议转换器，其特征在于：电源监测电路具体为：通过MC34063形成一个DC-DC转换电路，MC34063的1脚为开关管集电极接口；MC34063的2脚：开关管发射极接口；MC34063的3脚：定时电容接口；MC34063的4脚：接地端；MC34063的5脚：比较器反相输入端，输出电压取样端；MC34063的6脚：电源Vcc接口；MC34063的7脚：IPK检测即负载峰值电流取样端；MC34063的8脚：驱动管集电极接口。
4.根据权利要求3所述的OBD通用协议转换器，其特征在于：MC34063芯片的5脚通过外接电阻R2和R3来监视输出电压；输出电压的计算公式为U0=1.25(1+ R3/R2)，仅与R2、R3的阻值有关；
内部基准电压为1.25V恒定不变，当输出电压低于基准电压时，比较器输出跳变电压，触发器的S脚为高电平，当振荡器向电容充电时，R脚为高电平，使得触发器Q端为高电平，从而使输出开关管导通，进而有输入电压Ui向输出滤波器电容Co充电以提高输出电压Uo，达到自动控制U0稳定的作用；
当输出电压U0高于基准电压时，触发器的S脚为低电平，Q端为低电平，使得驱动管T2截止，开关管T1截止；
MC34063芯片的7脚为IPK检测端，用于监视T1的峰值电流，从而达到控制触发器Q端高低电平的目的；
MC34063芯片的3脚为定时电容接口，外接定时电容，可调节振荡器的频率，从而决定T1的导通时间。
5.一种OBD通用协议转换方法，其特征在于：按照如下步骤进行：
步骤1，OBD通用协议转换器连接车辆OBD接口上电初始化后，主控制模块通过CAN通讯模块开始监听测试设备的连接指令；
步骤2，CAN通讯模块接收到指令后，主控制模块对指令进行解析处理，然后根据控制器的类型，控制K-Line或CAN数据通讯模块与控制器进行通讯；
步骤3，主控制模块根据通讯情况，判断出是否能够与控制器建立连接，如不能建立连接，回复测试设备无法连接的指令并报错或重复步骤1，如能够建立通讯进入步骤4；
步骤4，如能够建立通讯，主控制模块回复测试连接已建立的指令，并监听测试设备的诊断测试等指令；
步骤5，接收到指令后，主控制模块对诊断指令进行解析处理和转换后，控制K-Line或CAN数据通讯模块给车辆控制器发送相关报文；
步骤6，接收到车辆控制器的回馈报文后，主控制进行转换处理后通过CAN数据传输通讯模块回复给测试设备。
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