專利名稱：中文顯示汽車故障查診儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽車維修保養技術，特別是涉及利用微計算機及其接口技術和相關軟件查診汽車故障的專用儀器。
現代許多日本和歐美各國轎車廣泛使用電腦、液壓控制和機電一體化設計，它們都極為復雜，發生故障后難以直觀判斷故障部位和決定應當采取的措施。所以，稍微高級一點的轎車都擁有自行檢測和自診斷功能，由電腦直接監控各部件、各電路的狀態和性能，如有異常或損壞，立即發出指令，提醒駕車人盡快進行檢修，并可借助專用的故障查診儀，例如解碼器，讀出汽車電腦傳送至特定診斷座或特定信號燈的故障代碼，從而確定故障部位，了解故障類型。
現有技術汽車故障檢查診斷設備存在的主要問題首先是，每一種設備只能查診相應的一種車系的轎車，例如用于查診歐洲車系奔馳(BENZ)、寶馬(BMW)、富豪(VOLVO)等牌號轎車的設備不能用于查診日本車系和美國車系，反之用于查診日本車系本田(HONDA)、凌志(LEXUS)、馬自達(MAZDA)等牌號轎車的設備又不能查診歐洲或美國車系。為適應多種車型款式的維修，各維修廠家不得不購置多種檢查診斷設備。這些設備價格昂貴卻又適用范圍很窄，十分不利于提高維修廠家的技術經濟效益。其次一個主要問題是，所述檢查診斷設備蘊藏的資料不全面，顯示屏幕小，操作不方便，并且是英文顯示，不適應我國大多數修車技術人員的實際文化水平，因而使用效率很低。
本實用新型的目的在于避免上述現有技術的不足之處而提出一種可以根據需要靈活地擴充服務項目和適應多種車系不同車型款式的中文顯示汽車故障查診儀。
本實用新型的目的可以通過采用以下手段來實現設計并制作一種中文顯示汽車故障查診儀，包括儀器本體(主系統)和車系接口裝置。該接口裝置一端經接插件連接儀器本體。另一端借助專用插頭或探針接觸被查診汽車診斷座內的信號采集點，或借助光感探頭接收被查診汽車故障燈的閃爍信號。所述汽車故障查診儀還包括電路結構相同但所裝軟件適應不同車系不同車型款式的1～8塊軟件卡(子系統)，它們通過儀器本體上的總線接口裝置連接其上的主控電路板。所述儀器本體上有中文顯示屏幕，并且還包括總線控制電路、信息采集預處理電路以及數據/地址總線，數據/命令信道和控制總線。數據/地址總線連接主控電路板和總線接口裝置，數據/命令信道連接主控電路板和信息采集預處理電路，控制總線則連接總線控制電路和總線接口裝置以及總線控制電路和信息采集預處理電路，都是雙向控制。
附圖的圖面說明如下
圖1是本實用新型汽車故障查診儀的電原理邏輯框圖；圖2是所述汽車故障查診儀(圖1)中主控電路板10的電原理邏輯框圖；圖3是所述汽車故障查診儀(圖1)中各軟件卡(子系統)6的電原理邏輯框圖；圖4是所述汽車故障查診儀(圖1)中各車系接口裝置3的電原理圖，其中圖4-1適用馬自達(MAZDA)車系，圖4-2適用克萊斯勒(CRYSLPR)和現代(HYUNDAL)車系；圖5是使用本實用新型汽車故障查診儀發現故障部位、判斷故障類型的簡明流程圖和實物示意圖；圖6是本實用新型從汽車上+12伏電源獲得-10和-7伏電源的直流電壓變換電路；圖7是本實用新型汽車故障查診儀(圖1)中各軟件卡6子系統程序設計的樹形數據模型；圖8是本實用新型所用軟件流程圖。
以下結合附圖所示之各最佳實施例作進一步詳述本實用新型的中文顯示汽車故障查診儀，如圖1所示，包括儀器本體(主系統)1和車系接口裝置3。該接口裝置3一端經接插件連接儀器本體1，見圖5，另一端借助專用插頭或探針接觸被查診汽車診斷座內的信號采集點，或借助光感探頭接收被查診汽車故障燈的閃爍信號。不同車系不同車型款式的轎車要用不同的接口裝置3。所述汽車故障查診儀還包括電路結構相同但所裝軟件適應不同車系不同車型款式的1～8塊軟件卡(子系統)6，它們通過儀器本體1上的總線接口裝置13連接其上的主控電路板10，并再通過車系接口裝置3同被查診轎車之間建立數據傳送通訊鏈路。當查診某種車型款式轎車的故障時，應當使用裝有該型轎車故障碼和自診斷程序的相應軟件卡6。所述儀器本體1上有中文顯示的液晶屏幕11，并且還包括總線控制電路14、信息采集預處理電路15以及數據/地址總線n2，數據/命令信道n3和控制總線n4；n2連接主控電路板10和總線接口裝置13，n3連接主控電路板10和信息采集預處理電路15，n4則連接總線控制電路14和總線接口裝置13以及總線控制電路14和信息采集預處理電路15，都是雙向控制。圖5的簡明流程圖清楚地展示了被查診轎車的故障信息流流向本實用新型查診儀并在屏幕上顯示其內容的情況。
實際上本實用新型包括的車系接口裝置3有15～25個之多。通訊鏈路采用程序控制，用多個開關量信號控制或巡測開關掃描方法，實現從被查診轎車相關部件讀出故障代碼和數據資料。各軟件卡(子系統)6包含有本實用新型查診儀運行所必須的監控管理程序和一種或多種車系的故障碼查診軟件、故障碼分析及相關資料，或者就是一個相對獨立的資料庫子系統。所述各子系統6尋址范圍擴展特征是將單片微計算機101的原16位地址線劃分為兩組，其中一組是低位地址構成基本段，另一組由高位地址，如A14、A15和8位數據線經邏輯門電路，例如PAL、GALP或Peel芯片組合產生多位高位地址，如A14～A18和多個存儲器片選信號。各子系統6的車系故障診斷和解碼軟件功能模塊程序設計，具有樹形數據模型，見圖7。
主控電路板10是儀器本體1的核心部件，如圖2所示，包括單片微計算機101、總線控制器102、隨機存取存儲器(RAM)103、總線接口104、串行通訊口105、顯示驅動電路106、鏈盤掃描電路107、信息采集預處理電路108以及總線109。所述各功能單元101～108均以雙向信道同總線109連接，串行通訊口105則又以單向信道分別連接總線接口104、顯示驅動電路106、鍵盤掃描電路107和信息采集預處理電路108。
所述鍵盤掃描電路107采用矩陣5×4形式，從微計算機101的I/0通道P4～P7口輸入(列線)，P0～P3口4線輸出(行線)，再經變換成為6線輸出。其掃描過程由微計算機101內的軟件執行。
串行通訊口105包括接收、發送和控制部件。接收器接收串行輸入(含時鐘)，變換為8位并行字節輸出到微計算機101。發送器接收來自微計算機101的8位并行輸入(含時鐘)，經變換提供串行輸出。控制器執行微計算機101發送的命令，并以狀態信息、控制信息作輸出。所述串行通訊口105是用于將轎車查診結果輸出到打印機打印或存入計算機建立用戶修車檔案。
本實用新型最佳實施例使用摩托羅拉(MOTOROLA)系列，例如6803、6805單片微計算機，串行通訊口使用，例如RS244、RS232電路。儀器本體1上的屏幕11采用128×64點陣圖形的液晶顯示(LCD)模塊，可同時顯示4行，每行8個漢字，全屏幕可顯示32個漢字或64個英文字符和數字。顯示驅動電路106采用HD61202集成電路，裝在主控電路板10上，直接同微計算機101的總線連接。由于液晶顯示模塊需要正、負兩組電源，而在汽車故障查診現場往往只能獲得汽車本身蓄電池組的+12伏電源，因此，本實用新型最佳實施例使用一塊NE555P集成電路，從+12伏電源獲得鋸齒波，經電容耦合整流后得到負電源，見圖6。
圖2上的108是信息采集通道和預處理電路，包括組合邏輯(邏輯門陣列)和鎖存器GAL18CV8、74HCT257、4069IC等集成電路以及一些晶體管、電阻、電容。根據被查診轎車所屬車系，出廠年號、要求查診的部件如發動機、變速箱、防剎抱死、安全氣囊等，在給定程序控制下，由所述組合邏輯電路產生通道口的8個開關量控制和巡測時的開關掃描，完成同被查診轎車相關端口數據鏈路的建立，實現對汽車故障信息、數據資料的采集操作。
所述儀器本體1設置有總線接口裝置13，是一種多孔針式插座或槽式簧片插座，例如24/28雙列式插座。各種車系故障碼診斷程序和各種數據資料均可歸納為獨立的子系統，成為軟件卡6。使用時通過插座或插槽13同主控電路板10相聯結，進行所需的功能操作。如此做法的優點在于。便于主系統1診斷功能擴展，可以有效地使用微計算機101有限的存儲容量和尋址空間。
本實用新型故障查診儀擁有多個子系統(軟件卡)6，它們硬件結構一樣，如圖3所示，均包括可編程序只讀存儲器(EPROM)61～64和(E2PROM)65，包括總線接66、地址鎖存器67、寄存器68、69，以及邏輯門陣列(GAP/PAL)70、71。各功能單元61～67均以信道連接地址/數據(A/D)、地址(A)和控制(C)三總線，最后經總線接口66連接儀器本體(主系統)1。適應不同車系不同車型款式的軟件資料分別貯存在不同軟件卡6的相應存儲器61～64和65中，它們是各自獨有的故障碼說明、故障碼分析及相關資料。本實用新型的最佳實施例為了彌補所用8位微計算機101只擁有16位地址線和尋址范圍只及64XB之不足，設法擴展此尋址范圍至1～2MB而采取以下措施軟件卡(子系統)6內，各存儲器61～64以及65的地址總線A0～A18通過三總線這樣連接到主控電路板10的微計算機101去將微計算機101的原16位地址線A0～A15分成兩部分，其中各存儲器61～65的A0～A7相互并聯后經地址鎖存器67接至地址/數據(A/D)總線，各存儲器的A8～A13各自直接連至地址(A)總線，構成A0～A13的基本段地址，尋址范圍16KB。各存儲器的數據線D0～D7各自連至A/D總線，并同地址線A14、A15一起經邏輯門陣列70組合，產生高位地址線A14～A18，從而使所選用的存儲器芯片地址為A0～A18，存儲容量512KB。另外，A14、A15同D0～D7經邏輯門陣列71組合，產生多個存儲器片選信號，在本實用新型的最佳實施例中為CE1～CE5，分別連至各存儲器(61)～(65)。于是，本實用新型所用8位微計算機101的實際尋址范圍擴展到5×512KB，即2.5MB。在所述實施例中，邏輯門陣列的實施表達式可以選列一二如下A14＝D0·A150·A140CE4＝D4＋D5＋D6＋D3＋D2＋D1＋D0＋A130＋A140＋A150＋OE式中A150、A140、A130是8位微計算機輸出的地址線，表達式左邊的A14則是經邏輯門陣列變換產生的有效地址線。
本實用新型故障查診儀所用車系接口裝置3均為現有技術產品，不同車系需用不同的接口裝置。這些裝置除包括電連接插頭或光感探頭外，常常還包括模擬/數字(A/D)轉換器、二/十(B/D)進制轉換器及開關轉換器等。圖4-1展示適用日本車系馬自達牌號轎車的接口裝置電原理圖，其中XT是要連結至被查診轎車的信息采集接口端子。W是8芯電纜，連接至本實用新型的儀器本體1。N1是開關轉換器，在二極管V0截止時使得13腳和9腳接通，4腳和6腳接通，借助接口端子XT從被查診轎車相應的接點采集信息。如果二極管V0陽極電壓高于陰極而導通，則開關轉換器N1使13腳和11腳連接，4腳和8腳連接，從被查診轎車采集另一路信息。XS1和XS2是兩個8腳接口插座，用來變換接口端子XT同8芯電纜W的連接關系，從而可適用三兩種牌號的被查診轎車。圖4-2展示適用美國克萊斯勒和韓國現代(HYUNDAL)車系的接口裝置電原理圖。其中XT和W的含意同圖4-1。+12伏電源經插頭XP從被查診轎車的點煙器插座獲得，經二極管V21，再經電阻R2和電容C3濾波，提供各晶體管的集電極電壓。N2是一個雙四通道模擬開關，型號IC4052 。各晶體管V7、V8組成采集信息的一條通道，從8芯電纜W的線3輸入(串行口1)，同時受N2的2腳和15腳信號控制；V4從W的線7，V3從W的線5輸入信號，放大后由V2、V1共用集電極負載向B線提供被查診轎車的控制命令；由W的線5和線7將控制信號同時加至雙四通道開關N2，作為它選擇的輸入變量，V10、V12組成采集信息的另一條通道，從W的線6輸入本實用新型的儀器本體1(串行口2)，受W的線5和線7信號控制，從四通道中選擇一路輸入；V5、V6組成控制信號輸出，受W的線5和線7信號控制，從四通道中選擇一路輸出。
圖6是從+12伏電源獲得-10伏和-7伏電壓的小功率直流變換電路，系現有技術。用了一塊集成電路N3，型號NE555P，以及兩個二極管、一個穩壓管、一些電阻電容。N3輸出鋸齒波，經電容C30耦合，二極管整流，再經穩壓管V30穩壓后輸出。
圖7和圖8分別是各子系統6程序設計的樹形數據模型和本實用新型的軟件流程圖，其含意從圖面上已經一目了然，此處不再贅敘。
本實用新型故障查診儀的使用按如下步驟進行1.按照被查診轎車所屬車系選擇軟件卡6，插入查診儀的專用插孔內；2.將查診儀的電源插頭插入轎車上的點煙器插座內，或直接使用電源夾具夾到轎車的蓄電池組電極上；3.主系統1投入工作，主控電路板10進行初始化，通過自檢程序運行后，在監控程序管理下建立鍵盤/顯示操作服務。使用者依據顯示屏幕11上中文功能菜單選擇項及提示符號，在鍵盤上鍵入轎車所屬車系制造廠名稱、發動機出廠編號、所需查診系統的名稱，即可進入實際檢查、測量和診斷操作。
本實用新型故障查診儀可用于查診的轎車包括1.亞洲車系凌志、馬自達、五十鈴、尼桑、豐田、鈴木、本田、大發、現代、大字、皇冠等；2.美國車系通用、福特、克萊斯勒三大公司的各種車型款式；3.歐洲車系奔馳、寶馬、富豪、奧迪；4.國產轎車大眾(桑塔納)、奧迪、夏利、五棱(大發)等。
同現有技術相比較，本實用新型故障查診議的突出優點在于，可以適應多種車系不同車型款式的轎車故障查診，屏幕上中文顯示，而且操作簡便、易學易懂，小巧輕便，適合在汽車檢修現場和車間就地使用。
本實用新型汽車故障查診儀所用元器件的名稱、型號列舉如下附圖標號名稱 型號、制造商101 單片微計算機 6803、6805，MOTOROLA105 串行通訊口 RS244、RS232附圖標號 名稱型號、制造商106 顯示驅動電路 HD61202103 隨機存取存儲器(RAM) 66264，NEC61～64可編程序只讀存儲器(EPROM)27020/28020，NEC，Intel65可編程序只讀存儲器(E2PROM) 28C64，NEC，Intel68、69寄存器(RAM) 6264，NEC，Intel70、71邏輯門陣列 AM116V8XS1、XS2 8腳接口插座V0晶體二極管 1N913V1～V12 晶體三極管 2N4401V21、V22 晶體二極管N1開關轉換器 1413K5N2雙四通道模擬開關 IC4052，ST，Texas，TomsonN3鋸齒波發生器 NE555P，Texas，NEC
權利要求1.一種中文顯示汽車故障查診儀，包括儀器本體(主系統)(1)和車系接口裝置(3)；該接口裝置(3)一端經接插件連接儀器本體(1)，另一端借助專用插頭或探針接觸被查診汽車診斷座內的信號采集點，或借助光感探頭接收被查診汽車故障燈的閃爍信號；其特征在于所述汽車故障查診儀還包括電路結構相同但所裝軟件適應不同車系不同車型款式的1～8塊軟件卡(子系統)(6)，它們通過儀器本體(1)上的總線接口裝置(13)連接其上的主控電路板(10)；所述儀器本體(1)上有中文顯示屏幕(11)，并且還包括總線控制電路(14)、信息采集預處理電路(15)以及數據/地址總線l2，數據/命令信道l3和控制總線l4；l2連接主控電路板(10)和總線接口裝置(13)，l3連接主控電路板(10)和信息采集預處理電路(15)，14則連接總線控制電路(14)和總線接口裝置(13)以及總線控制電路(14)和信息采集預處理電路(15)，都是雙向控制。
2.按照權利要求1所述的中文顯示汽車故障查診儀，其特征在于所述主控電路板(10)包括單片微計算機(101)、總線控制器(102)、隨機存取存儲器(RAM)(103)、總線接口(104)、串行通訊口(105)、顯示驅動電路(106)、鍵盤掃描電路(107)、信息采集預處理電路(108)以及總線(109)；所述各功能單元(101)～(108)均以雙向信道同總線(109)連接，串行通訊口(105)則又以單向信道分別連接總線接口(104)、顯示驅動電路(106)、鍵盤掃描電路(107)和信息采集預處理電路(108)。
3.按照權利要求1所述的中文顯示汽車故障查診儀，其特征在于所述軟件卡(子系統)(6)包括只讀存儲器(EPROM)(61)～(64)和(E2PROM)(65)，包括總線接口(66)、地址鎖存器(67)、寄存器(68)(69)，以及邏輯門陣列(GAL/PAL)(70)(71)；所述各功能單元(61)～(71)均以信道連接地址/數據(A/D)、地址(A)和控制(C)三總線，最后經總線接口(66)連接儀器本體(主系統)(1)；適應不同車系不同車型款式的軟件資料分別貯存在不同軟件卡(6)的相應存儲器(61)～(64)和(65)中。
4.按照權利要求3所述的中文顯示汽車故障查診儀，其特征在于所述軟件卡(子系統)(6)內，各存儲器(61)～(64)以及(65)的地址線A0～A18通過三總線這樣連接到主控電路板(10)的微計算機(101)去各存儲器(61)～(65)的A0～A7線相互并聯后經地址鎖存器(67)接至地址/數據(A/D)總線，各存儲器的A8～A13則各自直接連至地址(A)總線，構成A0～A13的基本段地址；各存儲器的數據線D0～D7各自連至A/D總線，并同地址線A14、A15一起經邏輯門陣列(70)組合，產生高位地址線A14～A18，從而使所選用的存儲器芯片地址線為A0～A18；另外，A14、A15同D0～D7經邏輯門陣列(71)組合，產生多個存儲器片選信號線CE1～CE5，分別連至各存儲器(61)～(65)。
專利摘要一種中文顯示汽車故障查診儀，包括儀器本體1和車系接口裝置3。還包括適應不同車系款式的1～8塊軟件卡6，后者通過儀器本體1上的總線接口裝置13連接其上的主控電路板10。儀器本體1上有中文顯示屏幕11，主控電路板10上有單片微計算機101和串行通訊口105，軟件卡6上有只讀存儲器61～65及邏輯門陣列70、71。所述查診儀適應多種車系不同車型款式的轎車故障查診，屏幕上中文顯示，而且操作簡便，易學好懂，小巧輕便，適合在汽車檢修現場和車間就地使用。
文檔編號G01M17/00GK2247806SQ9621235
公開日1997年2月19日 申請日期1996年6月10日 優先權日1996年6月10日
發明者胡浦泉 申請人:廣西梧州懷業高新科技有限公司