CN202120052U - 智能故障诊断与驾驶行为分析行车控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能故障诊断与驾驶行为分析行车控制器，主要由微控制器、CAN驱动器、K驱动器、数据存储器、人机交换单元构成，微控制器通过K线驱动器与汽车诊断接口连接，微控制器与人机交互单元，将车辆故障信息显示在人机交互单元的LCD显示屏上；微控制器的控制器局域网络模块通过CAN驱动器与汽车诊断接口连接，采集车辆实时状态信息，微控制器的I/O口与数据存储器连接，将采集的信息按固定格式存储到外部数据存储器内。实现了整车实时数据采集及存储功能，以便于及时纠正驾驶员的不良驾驶行为，同时为精确维修故障提供真实数据依据。
Description
技术领域
本实用新型公开一种智能故障诊断与驾驶行为分析行车控制器，属于汽车行驶记录仪，车载诊断仪领域。
背景技术
目前，现有汽车行驶记录仪主要具备以下功能：记录、存储车辆运行速度、时间、里程等状态信息，主要用途是遏制车辆超速、疲劳行驶，保证行车安全等。但是当车辆出现故障时，记录仪不能进行自诊断，不能及时把故障信息即时显示给驾驶者，造成一些安全隐患，特别是长途运营车辆，途中由于汽车抛锚不仅仅影响个人的经济效益，往往还会影响局部路段的交通情况，并且记录信息内容对于高效准确维修排除故障基本上没有帮助。
现阶段很多运营车辆比如物流运输车，企事业单位班车等存在虚报油耗的现象，具体做法是虚报车辆百公里基准油耗，将基准油耗提高，将其与实际油耗的差额纳入囊中，给他人或国家带来损失。这一现象所钻的漏洞即是传统记录仪单纯的里程和速度信息不能得出车辆的真实油耗。
发明内容
本实用新型公开了一种智能故障诊断与驾驶行为分析行车控制器，为车辆提供行驶里程、时间记录、故障诊断、驾驶行为分析等服务。
本实用新型的技术解决方案如下：主要由微控制器、CAN驱动器、K驱动器、数据存储器、人机交换单元构成，其中，
微控制器（MCU）的通用异步收发器（UART）模块通过K线驱动器与汽车诊断接口连接，读取车辆发动机电控单元内的故障码进行解析，微控制器（MCU）的模拟SPI口与人机交互单元，将车辆故障信息显示在人机交互单元的LCD显示屏上；微控制器（MCU）的控制器局域网络（CAN）模块通过CAN驱动器与汽车诊断接口连接，采集车辆实时状态信息，微控制器（MCU）的I/O口与数据存储器连接，将采集的信息按固定格式存储到外部数据存储器内；微控制器（MCU）还设有USB接口可将存储在数据存储器中的数据拷贝到U盘中；微控制器（MCU）还设有SPI口可将数据拷贝到TF卡内。
本实用新型智能故障诊断与驾驶行为分析行车控制器的具体结构如下：
K驱动器的Vs和K线分别与汽车诊断接口的电源线和K线连接完成K线电平传输，K驱动器接收信号引脚RX和发送信号引脚TX分别与微处理器MCU的接收信号引脚RXD1和发送信号引脚TXD1连接，实现K线的TTL电平传输，通过电平信号传输车辆发动机电控单元内的故障码；
CAN驱动器的CANH端和CANL端分别与汽车诊断接口的CANH线和CANL线连接完成CAN线的差分电平传输，CAN驱动器的信号接收管脚RXD和信号发送管脚TXD分别与MCU的CAN信号接收管脚RXCAN和CAN信号发送管脚TXCAN连接完成CAN线的TTL电平传输，采集车辆实时状态信息；
数据存储器（Flash）的控制采用模拟总线的方式，其写保护线WP、地址操作使能线ALE、命令操作使能线CLE、读使能线RE、写使能线WE、准备/忙输出线R/B、芯片使能线CE分别与MCU的引脚P1.0至P1.6连接完成Flash操作的控制线功能，数据输入/输出线D0~D7分别与MCU的引脚P2.0至P2.7连接，实现Flash读取和写入操作的数据传输功能；
人机交换单元包括LCD显示屏和按键，其中，LCD显示屏采用的是微控制器（MCU）的I/O口模拟SPI通信方式，四个按键分别与微控制器（MCU）的I/O口连接；微控制器（MCU）的主从选择CS、主出从入MOSI、串行时钟SCK、主入从出MISO引脚连接分别与TF卡的DAT3、CMD、CLK、DAT0引脚连接，检测TF卡是否***的引脚与MCU的一个I/O口连接；MCU的D+端、D-端分别连接USB接口的D+、D-。
将装置与汽车诊断接口相连接，由汽车诊断接口提供工作电源。装置经过初始化、自动识别出本车采用的电控***后进入记录模式。记录模式下，装置按识别出的电控***对车辆CAN总线上的所有广播的传感器信号值进行过滤接收，并将接收到的预置有效传感器信号值按照CANID进行分类存储到内部存储器Flash内。记录数据按时间顺序存储，在设定的存储时间到达时***从起始位置开始覆盖，装置可最多存储720小时的数据。为方便U盘拷贝，可以将存储时间设定为用户理想时长。记录模式下，装置液晶屏幕显示用户预设置的车牌号，车辆停止时显示当前燃油率，车辆行驶时装置将采集的车速和燃油率信号值转换成百公里油耗显示在屏幕上。当检测到有U盘***时，装置自动将存储在Flash内记录数据下载到U盘中，用户可以将记录数据导入到装有分析软件的电脑中，由应用配套软件对记录数据进行分析解释。用户根据分析结果得到驾驶员的驾驶行为，车辆工况，总喷油量等信息。
装置通过K_Line在按键的操作下可对车辆进行故障诊断，读取车辆的故障码，并在屏幕上显示简短的故障描述、发生故障的可能原因及相应的解决方法。当车辆在野外发生故障无法运行时可将故障码及发生故障前的一段记录数据下载到TF卡内，通过手机将数据上传到指定的服务器内，再由售后服务站等资深专家分析故障码及记录数据，达到远程为用户解决问题，提供帮助。
本实用新型的积极效果在于：实现了整车实时数据采集及存储功能，以便于及时纠正驾驶员的不良驾驶行为，同时为精确维修故障提供真实数据依据；提供了区域总喷油量显示功能，使得真实油耗与加油量的对比有据可依；增加了故障自诊断并将结果显示在液晶屏幕上，通过灯光，声音提醒方式及时通知驾驶员了解车况，避免意外发生。
车辆故障诊断可以及时排除故障，消除事故隐患；驾驶员使用此设备可以随时随地自助修车，避免了长途跋涉到售后服务站去解决车辆的小问题。车辆每次启动时，装置会自动分析车辆哪些项目需要进行养护，将需要养护的内容在界面上显示出来。
可以显示总喷油量，避免给不法人员可乘之机。
通过本实用新型，可减少汽车由于小问题未及时处理而酿成的事故，大幅度提高行车安全，保证了人民的性命和财产安全，降低车辆的燃油成本，为企业提高经济效益提供了先进的生产管理手段。
附图说明
图1为本实用新型结构框图；
图2为本实用新型电路原理图。
具体实施方式
实施例1
根据图1所示，本实用新型装置由微控制器、CAN驱动器、K驱动器、数据存储器、人机交换单元构成，其中，
微控制器（MCU）的通用异步收发器（UART）模块通过K线驱动器与汽车诊断接口连接，读取车辆发动机电控单元内的故障码进行解析，微控制器（MCU）的模拟SPI口与人机交互单元，将车辆故障信息显示在人机交互单元的LCD显示屏上；微控制器（MCU）的控制器局域网络（CAN）模块通过CAN驱动器与汽车诊断接口连接，采集车辆实时状态信息，微控制器（MCU）的I/O口与数据存储器连接，将采集的信息按固定格式存储到外部数据存储器内；微控制器（MCU）还设有USB接口可将存储在数据存储器中的数据拷贝到U盘中；微控制器（MCU）还设有SPI口可将数据拷贝到TF卡内。
实施例2
根据图2所示，电平转换芯片TPS5430通过电阻R1、R2分压得到5V电压；电平转换芯片AS1117输出800mA的3.3V电压。微处理器MCU通过K驱动器（本实施例采用L9637）与汽车诊断接口连接，对车辆进行K_Line诊断，CAN驱动器（本实施例采用TJA1050）与汽车诊断接口连接，实现车辆CAN总线通信；人机对话单元的LCD显示屏采用的是I/O口模拟SPI通信方式，4个按键直接用4个I/O口线控制；数据存储器（Flash）的控制方式采用的模拟总线的方式，数据存储器的控制端和数据输入与MCU的I/O连接；MCU通过SPI通信方式将数据下载到TF卡内，MCU的主从选择CS、主出从入MOSI、串行时钟SCK、主入从出MISO引脚连接分别于TF卡的DAT3、CMD、CLK、DAT0引脚连接，检测TF是否***的引脚与MCU的一个I/O口连接；MCU的D+、D-分别连接USB接口的D+、D-，完成数据的下载功能；
TPS5430为电平转换芯片，它的IN引脚为电源输入引脚，本装置利用的是车载+24V电源作为该芯片的电源输入，GND引脚接地， BOOT和PH引脚与LC变换电路为电源输出，并与VSENSE引脚和外部电阻R1、R2配合，得到***输出的电平值V=1.221×（1+R1/R2），在这里得到电压5V给U盘、CAN总线驱动器、K_Line驱动器和AS1117供电。AS1117的输出Vout为3.3V给MCU、FALSH、TF卡、LCD背光供电。
FLASH中的数据通过U盘等设备转存到计算机中，应用软件对于关心的信号量，按照整车CAN网络协议到数据库中查询相关ID，并将其解析成物理量按照时间顺序生成曲线供维修人员查看，以便发现故障实现异地诊断或者远程诊断。同时将驾驶行为统计整理显示在电脑界面上。
Claims (2)
1.一种智能故障诊断与驾驶行为分析行车控制器，其特征在于：主要由微控制器（MCU）、CAN驱动器、K驱动器、数据存储器、人机交换单元构成，其中，
微控制器（MCU）的通用异步收发器（UART）模块通过K线驱动器与汽车诊断接口连接，读取车辆发动机电控单元内的故障码进行解析，微控制器（MCU）的模拟SPI口与人机交互单元，将车辆故障信息显示在人机交互单元的LCD显示屏上；微控制器（MCU）的控制器局域网络（CAN）模块通过CAN驱动器与汽车诊断接口连接，采集车辆实时状态信息，微控制器（MCU）的I/O口与数据存储器连接，将采集的信息按固定格式存储到外部数据存储器内；微控制器（MCU）还设有USB接口可将存储在数据存储器中的数据拷贝到U盘中；微控制器（MCU）还设有SPI口可将数据拷贝到TF卡内。
2.权利要求1所述的智能故障诊断与驾驶行为分析行车控制器，其特征在于：
K驱动器的Vs和K线分别与汽车诊断接口的电源线和K线连接完成K线电平传输，K驱动器接收信号引脚RX和发送信号引脚TX分别与微控制器（MCU）的接收信号引脚RXD1和发送信号引脚TXD1连接，实现K线的TTL电平传输，通过电平信号传输车辆发动机电控单元内的故障码；
CAN驱动器的CANH端和CANL端分别与汽车诊断接口的CANH线和CANL线连接完成CAN线的差分电平传输，CAN驱动器的信号接收管脚RXD和信号发送管脚TXD分别与微控制器（MCU）的CAN信号接收管脚RXCAN和CAN信号发送管脚TXCAN连接完成CAN线的TTL电平传输，采集车辆实时状态信息；
数据存储器的控制采用模拟总线的方式，其写保护线WP、地址操作使能线ALE、命令操作使能线CLE、读使能线RE、写使能线WE、准备/忙输出线R/B、芯片使能线CE分别与MCU的引脚P1.0至P1.6连接完成Flash操作的控制线功能，数据输入/输出线D0~D7分别与微控制器（MCU）的引脚P2.0至P2.7连接，实现Flash读取和写入操作的数据传输功能；
人机交换单元包括LCD显示屏和按键，其中，LCD显示屏采用的是微控制器（MCU）的I/O口模拟SPI通信方式，四个按键分别与微控制器（MCU）的I/O口连接；微控制器（MCU）的主从选择CS、主出从入MOSI、串行时钟SCK、主入从出MISO引脚连接分别与TF卡的DAT3、CMD、CLK、DAT0引脚连接，检测TF卡是否***的引脚与微控制器（MCU）的一个I/O口连接；微控制器（MCU）的D+端、D-端分别连接USB接口的D+、D-。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2011
- 2011-03-17 CN CN2011200701060U patent/CN202120052U/zh not_active Expired - Lifetime
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