专利名称:基于CANopen的混合动力汽车车载故障诊断系统的制作方法
技术领域:
本实用新型涉及基于CANopen的混合动力汽车车载故障诊断系统,属于汽车车载 故障诊断领域。
背景技术:
随着现代汽车工业的发展,汽车电子化程度日益提高,汽车电子控制系统(燃油 喷射系统、制动防爆死系统、安全气囊等)不断增多,另外混合动力汽车在传统汽车的基础 上增加了蓄电池、电机等设备,技术科技含量比较高,结构更加复杂。这些复杂的系统,使得 汽车的维修变得很困难。为了便于维修与监测,在汽车控制系统的控制器中,一般都设计有 自诊断功能即车载诊断功能。指的是利用车上的诊断设备进行的实时诊断,诊断信息以故 障代码的形式实时的存储在存储器中,以及通过故障指示灯通知驾驶员出现故障。如果驾 驶员及维修人员想详细知道哪个部分发生故障以及发生故障的原因,必须到维修站通过故 障诊断仪读出故障码,然后对照相应车型维修手册或诊断手册上的故障码表得到该故障码 的具体解释,以及检测故障的步骤和排除故障的方法。为了适应上述需要,有必要开发一种 基于混合动力汽车的车载故障诊断系统,既能够进行整车的监测,又能够使传统的车载故 障诊断系统与故障诊断仪的功能相结合。当故障发生时,车载诊断系统实时的存储和显示 故障信息。对于轻微的故障,驾驶员根据故障信息可以自行解决,做到故障的及时排除,防 止事故的发生。对于严重故障,维修人员可以通过本故障诊断系统获得更详细的故障信息, 以及时的确定故障发生部位,减少了维修的复杂程度。近年来,CAN网络已经被广泛地应用在汽车上,CANopen作为当前应用较为广泛的 高层协议,已被列入欧洲标准,在欧洲已广泛的应用于汽车电子等领域。目前在国内基于 CANopen的汽车故障诊断设备还没有提出。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提出基于CANopen的混合动力汽车故障诊断 系统,该诊断系统是基于CANopen高层协议,通过整车CANopen网络进行车辆故障诊断,解 决了与车辆各个电子控制单元的兼容问题,采用嵌入式微处理器作为主控芯片,7寸液晶 触摸屏作为主要的人机交互接口,具有成本低,接口简单,体积小,便于安装,功能强大等特点。本实用新型采用以下技术方案基于CANopen的混合动力汽车车载故障诊断系统,其特征在于包括1)故障诊断接口,通过诊断接口将车载CANopen网络与信息采集模块相连;2)信息采集模块,用于各个E⑶(电子控制单元)与主控制模块CANopen网络通 讯;3)存储模块,用于存储程序、CANopen通讯协议、车型信息以及故障信息;4)液晶显示模块,用于显示故障指示灯,详细的故障信息及车辆实时数据的监测显不;5)语音报警模块,用于故障信息的声音提示警报;6)触摸屏及键盘模块,用于显示界面的切换,实现人机交互;7)主控制模块,是整个系统的核心,采用TI公司的ARM^6EJ_S内核的 TMS320DM355为主控芯片,该模块通过运行存储模块中的程序和CANopen协议,可接收信息 采集模块的CANopen报文,实现对整车CANopen网络的管理以及对CANopen报文的解析,获 取到故障信息及车辆实时数据,将故障信息放入存储模块,将显示内容送液晶显示模块同 时将故障报警信息送语音报警模块进行声音提示,以及接收触摸屏及键盘模块的人机交 互信息等;8)电源模块,用于为整个系统供电。通过故障诊断接口将车载CANopen网络与系统相连接,存储模块、液晶显示模块、 语音报警模块、触摸屏及键盘模块、信息采集模块分别与主控模块交互连接。根据不同的故障级别,在液晶显示模块中,故障显示界面中不同颜色指示灯分别 闪烁。最严重的一类,只要发生一次就触发红色指示灯闪烁;次严重的一类故障,只有在连 续的两次行驶过程中发生才使黄色指示灯闪烁,并存储故障码;瞬时轻微故障,绿色指示灯 闪烁。系统检测到严重故障时,通过CANopen网络控制发动机管理系统和自动变速箱控 制模块,限制发动机转速,将车速限制在10km/H。与现有汽车诊断系统相比,本实用新型可以取得如下技术效果本实用新型提供的基于CANopen的混合动力汽车故障诊断系统,由于采用了嵌入 式微处理器作为主控芯片和7寸液晶触摸屏作为人机交互接口,相对于现有故障诊断技术 中使用的计算机系统,具有体积小,成本低,更加便于安装的优点。本系统一方面实现了车 载故障的功能,同时可对车辆实时数据进行监测显示。由于基于CANopen协议,在与各个 ECU的通讯更加高效,诊断通讯更加规范,诊断效果好。另外本实用新型在存储模块中存储 有不同车型的信息,可以进行车型选择,适用于国内外各种车辆,增加了系统的使用范围。
图1基于CANopen的混合动力汽车车载故障诊断系统的系统结构框图;
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。如图1所示,该诊断系统包括的故障诊断接口、信息采集模块、存储模块、液晶显 示模块、语音报警模块、触摸屏及键盘模块、主控制模块、电源模块,各个模块具体功能为故障诊断接口,包括汽车CAN总线接口。通过诊断接口将诊断系统与整个车载 CANopen网络相连。信息采集模块,用于各个电子控制单元与主控制模块CANopen网络通讯。存储模块,用于存储程序、CANopen协议、车型信息以及故障信息。采用512Mbyte 的 NAND FLASH。液晶显示模块,用于显示故障指示灯,故障信息,车辆实时数据。采用7寸分辨率为800*480群创AT070TN83V. 1型号液晶显示屏。语音报警模块,用于故障信息以及实时车辆信息的报警及声音提示。采用 TVL320AIC33IZQE音频处理芯片,音频信号经过功放,通过两个立体声喇叭输出。触摸屏及键盘模块,用于显示界面的切换,实现人机交互。采用贴在液晶屏表面的 7寸4线电阻式触摸屏和一些功能按键。主控制模块,是整个系统的核心,采用TI公司的ARM^6EJ-S内核的TMS320DM355 为主控芯片,该模块通过运行存储模块中的程序和CANopen协议,可接收信息采集模块的 CANopen报文,实现对整车CANopen网络的管理以及对CANopen报文的解析,获取到故障信 息及车辆实时数据,将故障信息放入存储模块,将显示内容送液晶显示模块,以及接收触摸 屏及键盘模块的人机交互信息等。电源模块,采用车载铅蓄电池供电,经过一些宽电压输入直流电平稳压、转换芯 片,输出1.8V、3. 3V、5V和12V的电压,给系统供电。如图2所示,通过故障诊断接口,将系统与车载CANopen网络相连,并将系统安装 在车辆适当位置,方便驾驶员操作使用。初次使用时,需要通过触摸屏及键盘模块设置好车 型和通讯协议。汽车启动后,诊断系统主控模块对采集模块采集到的车辆信息进行分析处 理,当检测到故障时,存储故障信息,显示故障信息和对故障信息进行语音报警,别且可以 根据故障级别通过CANopen网络控制其它电子控制单元执行相应操作。没有故障发生时, 本设备还可以进行车辆实时数据的监测显示。驾驶员或维修人员可以根据实际需要,通过 触摸屏及键盘模块,进行显示界面间的切换。对于参考上述方案和实现方法或在在此基础上改进和变换的基于CANopen的混 合动力汽车故障诊断系统的产品和方案,都属于本实用新型所述权利要求的保护范围。
权利要求1.基于CANopen的混合动力汽车车载故障诊断系统,其特征在于包括1)故障诊断接口,通过诊断接口将车载CANopen网络与信息采集模块相连;2)信息采集模块,用于各个电子控制单元ECU与主控制模块CANopen网络通讯;3)存储模块,用于存储程序、CANopen通讯协议、车型信息以及故障信息;4)液晶显示模块,用于显示故障指示灯,详细的故障信息及车辆实时数据的监测显示;5)语音报警模块,用于故障信息的声音提示及警报;6)触摸屏及键盘模块,用于显示界面的切换,实现人机交互;7)主控制模块,是整个系统的核心,采用TI公司的ARM^6EJ-S内核的TMS320DM355为 主控芯片;8)电源模块,用于为整个系统供电;通过故障诊断接口将车载CANopen网络与系统相连接,存储模块、液晶显示模块、语音 报警模块、触摸屏及键盘模块、信息采集模块分别与主控模块交互连接。
专利摘要本实用新型涉及基于CANopen的混合动力汽车车载故障诊断系统,属于汽车故障诊断技术领域。该系统包括故障诊断接口,信息采集模块,存储模块,主控制模块,电源模块,液晶显示模块,语音报警模块,触摸屏及键盘模块。其中系统移植有CANopen协议,通过故障诊断接口与车载CANopen网络连接。本实用新型采用嵌入式微处理器作为主控芯片,液晶触摸屏作为主要的人机交互接口,成本低,接口简单,体积小,便于安装,功能强大,既实现了车载故障诊断的功能,又可对车辆实时数据进行监测显示。
文档编号G01M17/007GK201820127SQ20102026694
公开日2011年5月4日 申请日期2010年7月16日 优先权日2010年7月16日
发明者余春暄, 张明杰, 赵伟 申请人:北京工业大学