基于obd檢測數(shù)據(jù)的車輛排放遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于車輛故障檢測與維修領(lǐng)域，涉及一種利用車輛故障檢測、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、通信系統(tǒng)控制等技術(shù)，針對機(jī)動車尾氣排放、車輛故障信息等進(jìn)行遠(yuǎn)程實時參數(shù)檢測和故障信息檢測，從而及時解決車輛系統(tǒng)故障，管理規(guī)范駕駛員的駕駛行為，減少車輛尾氣排放。
【背景技術(shù)】
[0002]最早的車載診斷系統(tǒng)OBD-1誕生于20世紀(jì)80年代的美國，此系統(tǒng)無法探測發(fā)動機(jī)的系統(tǒng)部件故障問題，且未建立標(biāo)準(zhǔn)化故障碼、通訊協(xié)議以及診斷模式等。于是1994年OBD-11系統(tǒng)出現(xiàn)，此系統(tǒng)主要用于針對檢測排放問題，當(dāng)車輛尾氣排放污染物超過設(shè)定的限值時，車輛儀表盤中的故障指示燈就會點亮報警。雖然此系統(tǒng)對排放監(jiān)測十分有效，但駕駛員是否接受警告并對車輛進(jìn)行維修，系統(tǒng)仍無能為力，不具備維護(hù)強(qiáng)制性。隨后，OBD-1II系統(tǒng)被提出，此系統(tǒng)最主要期望便是規(guī)范駕駛員維修的強(qiáng)制性，使汽車檢測、維護(hù)和排放監(jiān)管融為一體，以滿足排放法規(guī)和環(huán)境保護(hù)的要求。
[0003]OBD系統(tǒng)監(jiān)控的主要目的在于通過檢測車輛故障碼、數(shù)據(jù)流信息，來跟蹤三元催化轉(zhuǎn)化器、氧傳感器、發(fā)動機(jī)失火、燃油系統(tǒng)等動力控制系統(tǒng)隱患，從而控制高排放車輛。
[0004]近年來，由于我國城市機(jī)動車的迅速發(fā)展，而相應(yīng)的機(jī)動車排放控制水平相對落后，同時，配套的交通基礎(chǔ)設(shè)施和交通規(guī)劃管理未能與車輛的增長同步發(fā)展，造成許多大城市機(jī)動車的平均車速較低，許多重要道路長期處于飽和狀態(tài)，加速、減速、怠速等不利工況頻繁發(fā)生，導(dǎo)致車輛排放狀況不容樂觀。為此，為控制車輛尾氣排放，保證車輛在行駛過程中達(dá)到穩(wěn)定的排放要求，我國參照歐洲排放標(biāo)準(zhǔn)，相繼提出國II1、國IV、以及即將實施的國V排放標(biāo)準(zhǔn)，通過在車輛上強(qiáng)制安裝車載診斷系統(tǒng)(OBD)，來檢測汽車發(fā)送機(jī)的排放水平。但這種實施方案并不能很好的改善司機(jī)的駕駛行為和車輛的尾氣排放，仍需要由管理部門對用戶車輛進(jìn)行定期年檢才能監(jiān)督限制車輛的排放狀況?；诖?，研究利用無線技術(shù)、遠(yuǎn)程檢測和管理技術(shù)，一方面將與車輛尾氣排放系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)流、故障信息遠(yuǎn)程實時回傳至監(jiān)控中心，使管理部門可以實時了解車輛狀態(tài)，將有效滿足其實時性和移動性的迫切需求;同時將車輛排放異常狀態(tài)、故障信息及時通知給駕駛員，有助于駕駛員及時發(fā)現(xiàn)和排除車輛安全隱患，形成車輛保養(yǎng)和維修管理的意識，對保證車輛正常行駛狀況、實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、安全運營及提升企業(yè)信息化管理水平具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種基于OBD檢測數(shù)據(jù)的車輛排放遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，在OBD檢測儀的基礎(chǔ)上，使用無線通信技術(shù)實現(xiàn)遠(yuǎn)程車輛排放的檢測與管理。
[0006]一種基于OBD檢測數(shù)據(jù)的車輛排放遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理單元、網(wǎng)絡(luò)通信單元、遠(yuǎn)程監(jiān)控客戶端。各部分之間的連接關(guān)系如附圖1所示。
[0007]數(shù)據(jù)處理單元，包括OBD轉(zhuǎn)發(fā)器和數(shù)據(jù)處理器。其中，OBD轉(zhuǎn)發(fā)器用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理器與車載OBD系統(tǒng)的通信;數(shù)據(jù)處理器用于參數(shù)提取，數(shù)據(jù)流、故障識別分析，發(fā)動機(jī)排放系統(tǒng)分析，并通過網(wǎng)絡(luò)通信單元將處理后的信息傳輸?shù)奖O(jiān)控客戶端。
[0008]網(wǎng)絡(luò)通信單元，采用無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，將數(shù)據(jù)處理單元與監(jiān)控客戶端建立遠(yuǎn)程通信，實現(xiàn)車輛行駛數(shù)據(jù)的傳輸和控制策略的實施。
[0009]在數(shù)據(jù)處理單元與監(jiān)控客戶端之間處理、傳輸以下5種信號:
[0010]a.數(shù)據(jù)流、故障代碼原始信號；
[00?1 ] b.篩選處理后的TCP協(xié)議排放相關(guān)參數(shù)信號；
[0012]c.排放系統(tǒng)老化、失效、排放異常信息；
[0013]d.異常警示反饋原始信號；
[0014]e.處理后的反饋報警信號。
[0015]其中，a為由數(shù)據(jù)處理單元提取的數(shù)據(jù)流、故障代碼原始指令幀，b為數(shù)據(jù)處理單元處理后的三元催化轉(zhuǎn)化器、氧傳感器、發(fā)動機(jī)失火、燃油系統(tǒng)相關(guān)信號，c為排放系統(tǒng)故障內(nèi)容和排放異常信息，d排放超過限值的異常反饋原始信號，e為數(shù)據(jù)處理單元處理后的反饋報警信號。
[0016]遠(yuǎn)程客戶端，包括信息管理模塊和監(jiān)控模塊。其中，數(shù)據(jù)管理模塊用于用戶信息管理、車輛位置查詢、車輛跟蹤、排放超過限值報警、記錄存儲和查詢等;監(jiān)控模塊用于實時顯示監(jiān)控車輛子部件系統(tǒng)相關(guān)排放故障信息以及影響尾氣排放的數(shù)據(jù)流，并向車載終端發(fā)送管理指令。
[0017]基于OBD檢測數(shù)據(jù)的車輛排放遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的實時監(jiān)測方法，其特征在于包括以下步驟:
[0018]步驟一，數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行發(fā)動機(jī)E⑶參數(shù)提?。?br>[0019]步驟二，數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行尾氣排放系統(tǒng)狀態(tài)分析和故障診斷；
[0020]步驟三，利用網(wǎng)絡(luò)通信單元，將數(shù)據(jù)處理單元處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程客戶端；
[0021]步驟四，遠(yuǎn)程客戶端接收到信息后，實時更新參數(shù)內(nèi)容，存儲相關(guān)信息。
[0022]步驟一中，數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行發(fā)動機(jī)ECU參數(shù)提取，包括OBD轉(zhuǎn)發(fā)器與發(fā)送機(jī)ECU初始化通信，發(fā)送機(jī)ECU數(shù)據(jù)流信息提取，發(fā)送機(jī)ECU故障碼信息提取。具體方法如下:
[0023](I)OBD轉(zhuǎn)發(fā)器與發(fā)送機(jī)ECU初始化通信，數(shù)據(jù)鏈路層通信結(jié)構(gòu)如附圖2所示。通信結(jié)構(gòu)包括:幀頭、數(shù)據(jù)位和校驗和。其中幀頭包括:Fmt表示鏈路層通信所采用的協(xié)議類型，Tgt表示OBD轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)備地址，Src表示汽車發(fā)動機(jī)ECU的地址，以及Len表示Data有效位長度;數(shù)據(jù)位包括:SID表示服務(wù)標(biāo)識符和數(shù)據(jù)內(nèi)容;校驗和CS表示數(shù)據(jù)幀的校驗位。OBD轉(zhuǎn)發(fā)器初始化通信和轉(zhuǎn)發(fā)過程如附圖3，具體方法如下:
[0024]a)0BD轉(zhuǎn)發(fā)器與ECU建立通信連接，首先執(zhí)行系統(tǒng)初始化操作，自動設(shè)置通信波特率、校驗位、時間等參數(shù)，檢測汽車ECU系統(tǒng)的編碼方式等。
[0025]b)0BD轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)送SID為0x81的請求命令和0x3E的鏈路命令，ECU返回SID為OxCl的響應(yīng)進(jìn)入系統(tǒng)，并返回鏈路命令，通信成功，等待檢測數(shù)據(jù)處理單元發(fā)送讀取數(shù)據(jù)流或故障碼信號模式。
[0026]c)待OBD轉(zhuǎn)發(fā)器接收到讀取數(shù)據(jù)信號模式后，自動發(fā)送各模式的請求信號以及模式內(nèi)的PID請求信號至E⑶，并將E⑶信號返回至數(shù)據(jù)處理單元。
[0027](2)發(fā)送機(jī)ECU數(shù)據(jù)流信息提取。該部分根據(jù)數(shù)據(jù)流讀取模式21，分析來自O(shè)BD轉(zhuǎn)發(fā)器請求、ECU應(yīng)答的數(shù)據(jù)模式信號，并根據(jù)ECU通信數(shù)據(jù)幀協(xié)議規(guī)定以及PID定義分解出其中有用的數(shù)據(jù)信息。
[0028]數(shù)據(jù)流讀取指令如附圖4所示。第一字節(jié)83/8x表示協(xié)議為KWP2000類型(X表示0-F，隨數(shù)據(jù)位長度變化而變化，數(shù)據(jù)位長度=8x-80)，Tgt表示目標(biāo)地址，Src表示源地址，發(fā)送指令時字節(jié)0x21表示發(fā)送數(shù)據(jù)流SID，返回指令時字節(jié)0x61表示返回數(shù)據(jù)流SID，ParmlParm2表示數(shù)據(jù)流PID，Xl Χ2...Χη表示PID對應(yīng)的參數(shù)值，最后一個字節(jié)Check表示校驗和。其數(shù)據(jù)流讀取如附圖5所示，其具體方法如下:
[0029]a)首先數(shù)據(jù)處理單元發(fā)送讀取數(shù)據(jù)流請求命令。
[0030]b)檢測數(shù)據(jù)流請求指令是否是所請求的數(shù)據(jù)流模式21。數(shù)據(jù)位的第I個字節(jié)SID是否為0x21，當(dāng)所檢測出的模式為所請求的模式時，該數(shù)據(jù)指令有效，執(zhí)行下一步;否則，該數(shù)據(jù)指令無效，返回步驟a重新發(fā)送讀取命令。
[0031]c)檢測數(shù)據(jù)流PID值是否有效。PID值反映的是該數(shù)據(jù)流對應(yīng)的參數(shù)內(nèi)容是什么，不同的PID值，代表的參數(shù)內(nèi)容不同。數(shù)據(jù)位的第2、3個字節(jié)表示PID值，若PID值有效，則執(zhí)行下一步，否則，返回步驟a重新發(fā)送讀取命令。
[0032]d)E⑶采集總線上傳感器數(shù)據(jù)，打包設(shè)置參數(shù)內(nèi)容并返回。E⑶返回時，數(shù)據(jù)位的第I個字節(jié)應(yīng)為0x61，第2、3個字節(jié)應(yīng)為PID參數(shù)，第4個字節(jié)開始為PID對應(yīng)的參數(shù)內(nèi)容，根據(jù)傳感器返回數(shù)據(jù)類型、參數(shù)大小設(shè)置所占的字節(jié)長度。
[0033](3)發(fā)送機(jī)ECU故障碼信息提取。該部分根據(jù)故障碼讀取模式58，分析來自O(shè)BD轉(zhuǎn)發(fā)器請求、ECU應(yīng)答的故障模式信號，并根據(jù)ECU通信數(shù)據(jù)幀協(xié)議規(guī)定分解出有用的故障信息。
[0034]故障碼讀取指令如附圖6所示，第一字節(jié)84/8x表示協(xié)議為KWP2000類型，Tgt表示目標(biāo)地址，Src表示源地址。發(fā)送指令時，0x18表示故障碼發(fā)送SID，0x00表示故障碼請求狀態(tài)，OxFF 0x00表示故障碼為前高位、后低位的結(jié)合;返回指令時，0x58表示故障碼返回SID，Num表示故障碼個數(shù)，Xl Χ2...Χη每3位代表一個故障碼，最后一個字節(jié)Check表示校驗和。其故障碼讀取如附圖7所示，其具體方法如下:
[0035]a)首先數(shù)據(jù)處理單元發(fā)送讀取故障碼請求命令。
[0036]b)檢測數(shù)據(jù)流請求指令是否是所請求的故障碼模式18。數(shù)數(shù)據(jù)位的第I個字節(jié)SID是否為0x18，當(dāng)所檢測出的模式為所請求的模式時，該請求指令有效，執(zhí)行下一步;否則，返回步驟a重新發(fā)送讀取命令。
[0037]c)檢測故障碼狀態(tài)是否有效。檢測是否處于讀取故障碼狀態(tài)，即數(shù)據(jù)位的第2個字節(jié)是否為0x00，若是，系統(tǒng)存在故障，執(zhí)行下一步;否則，系統(tǒng)無故障碼，返回步驟a重新發(fā)送讀取命令。
[0038]d)檢測故障碼讀取方式，即第3、4字節(jié)高低狀態(tài)。一般第3字節(jié)為OxFF，第4字節(jié)為0x00，即故障返回按前高后低的順序結(jié)合。
[0039]e )E⑶采集總線上故障信息，打包設(shè)置參