车载故障监控诊断平台OBD-Ⅱ接口单元的设计

摘要

随着电子技术和控制技术的飞速发展，汽车故障诊断已经发展到使用专用的故障检测仪来进行。现在的汽车在线故障诊断系统已经可以对车辆电控系统参数实行连续监控和故障自诊断，这种系统能记录电控系统的间歇故障，查找故障更加方便及时。OBD—Ⅱ标准详细规定了汽车在线故障诊断系统所使用的通信协议，规定了车外诊断设备和车内电子控制单元进行通信时所要遵循的规范，还规定了汽车发生相应故障时所应该产生的故障代码及获取这些故障代码的方法。OBD—Ⅱ汽车在线故障诊断系统标准已经被世界上绝大多数的汽车生产厂家采用。汽车车载故障监控诊断平台是配合OBD—Ⅱ在线故障诊断系统使用的车外诊断设备。它通过汽车的OBD—Ⅱ故障诊断接口与车内电子控制单元建立起通信连接，用规定的通信模式和车内电子控制单元进行对话，获取汽车故障诊断代码和实时状态数据，进过分析处理得出故障诊断结果，并对结果进行存储和实时显示。 本文通过对OBD—Ⅱ汽车在线故障诊断系统所使用的通信协议和诊断模式的深入研究，提出了基于OBD—Ⅱ的车载故障监控诊断平台的设计方法。故障监控诊断单元进行故障数据的提取、分析和显示。硬件平台设计方面，本文提出了以S3C2410处理器为中心的设计方案，并给出了主要外围电路的设计。软件设计方面，给出了故障监控诊断单元的软件设计框架。车载故障监控诊断平台的OBD—Ⅱ接口单元是车载故障监控诊断单元和车内电子控制单元进行通信的桥梁。它将OBD—Ⅱ系统的信号转换成RS232信号供给故障诊断平台。通过对OBD—Ⅱ通信协议的研究分析，提出了两种多协议自适应式网络接口单元的设计方法。深入探讨了以单片机为基础设计网络接口的方法，给出了相应的软件硬件设计。以专用协议转换芯片为基础，完成了网络接口的单元的设计工作。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2汽车故障诊断技术的发展概况和趋势

1.2.1国外汽车故障诊断技术的发展概况

1.2.2国内汽车故障诊断技术的发展概况

1.2.3汽车故障诊断技术的发展趋势

1.3本课题的选题背景及现实意义

第二章0BD—Ⅱ诊断系统中常用通信协议的研究

2.1引言

2.2 SAE J1850协议研究

2.2.1 SAE J1850协议的应用层

2.2.2 SAE J1850协议的数据链路层

2.2.3 SAE J1850协议的物理层

2.3 KWP2000协议研究

2.3.1 KWP2000协议的物理层

2.3.2 KWP2000协议的数据链路层

2.3.3 KWP2000协议的应用层

2.4 CAN协议研究

2.4.1 CAN协议的应用层

2.4.2 CAN协议的数据链路层

2.4.3 CAN协议的物理层

2.5本章小结

第三章0BD-Ⅱ故障诊断系统的诊断模式

3.1引言

3.2诊断服务的一般要求

3.2.1单请求多应答

3.2.2无效数据

3.2.3数据最大值

3.3诊断报文的格式

3.3.1地址策略和最大报文长度

3.3.2报文格式

3.4 OBD-Ⅱ汽车诊断系统中的诊断模式

3.4.1模式一：获取与排放系统相关的动态诊断数据

3.4.2模式二：获取与动力系统相关的冻结帧数据

3.4.3模式三：获取与排放相关的诊断故障码

3.4.4模式四：清除或置位与排放相关的诊断信息

3.4.5模式五：获取氧传感器监控测试结果数据

3.4.6模式六：获取特殊监测对象的在线监测结果数据

3.4.7模式七：获取排放系统相关的诊断故障码(当前或上一驱动周期)

3.4.8模式八：对OBD系统、测试或者元件的控制请求

3.4.9模式九：获取车辆信息

3.5本章小结

第四章基于0BD-Ⅱ的车载故障监控诊断平台

4.1引言

4.2基于OBD-II的车载故障监控诊断平台的设计

4.3故障诊断显示单元的设计

4.3.1故障诊断显示单元的硬件设计

4.3.2故障诊断显示单元的软件设计

4.4本章小结

第五章基于0BD-Ⅱ的网络接口单元的设计

5.1.引言

5.2基于微控制器的自适应网络接口单元的硬件设计

5.2.1网络接口单元的结构

5.2.2网络接口单元的主要元器件选择

5.2.3网络接口单元的电路设计

5.3基于微控制器的自适应网络接口单元的软件设计

5.3.1不同协议的自适应

5.3.2 PWM信号接收子模块

5.3.3 PWM信号发送子模块

5.4基于专用芯片的网络接口单元的设计

5.4.1 ELM327芯片介绍

5.4.2基于ELM327的网络接口单元电路设计

5.5本章小结

第六章总结及展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果