[发明专利]车辆通信接口的USB隔离

说明书

技术领域

本发明一般涉及方便在汽车与诸如个人计算机之类的外部监控仪器之间进行数据通信的汽车诊断工具。更具体地，本发明涉及利用位于汽车的车载诊断通信端口与个人计算机之间的车辆通信接口(VCI)设备对汽车的车载诊断通信端口和个人计算机进行电隔离。

背景技术

车载诊断II(OBD II)被实现为通过为诊断装备提供单点接口来监控汽车的电子系统。例如，引擎控制模块、传输控制模块和悬挂控制模块都能通过单个OBD II连接器被访问。OBD II标准作为美国机动车工程师学会(S.A.E)、EPA以及美国加利福尼亚空气资源委员会(C.A.R.B)共同努力的结果被开发出来。作为对标准化汽车诊断测试和监控的尝试，从1996年1月1日开始，所有在美国销售的车辆上都强制安装和使用OBD II标准。

汽车的引擎控制模块在控制排放的同时管理引擎并优化燃料节约和动力输出。当引擎控制模块检测到其引擎传感器之一存在故障时，会点亮仪表盘上的“检查引擎”灯。技术人员可以通过将诊断设备附接到OBD II端口来采集传感器和执行器的短路、开路、迟钝传感器(响应慢)以及超出范围的值的相关信息，并且获得关于故障的信息。

汽车的控制模块是具有计算机子系统的小型计算机。其中有中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、数据总线和控制线路。ROM包含微代码或固件，微代码或固件是特别为每辆汽车写入的由CPU执行的指令集。

只要两个或多个电子装置通过线缆进行连接，就可能引入电压变化、电压尖峰、接地环路，并且损伤汽车电子系统和所附接的测试装备。接地环路是连接应当处于相同地电势(电压)但实际处于不同电势的两个点的导线中通常不期望的电流。例如，接地环路在汽车底盘连接到第一大地(earthground)并且其地电势为零伏时产生。一台诸如引擎分析器之类的测试装备也连接至大地，但其地电势相对于底盘处的地而言为正5伏。然后，分析器的探针地线附接到底盘上，并且这两个地之间的5伏之差产生了流过地线的电流，这一电流造成对测试装备和/或汽车的电子设备的损伤。接地环路还可能在测试系统的布线中产生破坏数据传输的噪声。

因此，需要将车辆的OBD II通信信号与所附接的分析器电隔离的能够进行高速传输的车辆控制接口设备。

发明内容

本发明在很大程度上满足了上述需要，其中在本发明的一个实施例中，车辆通信接口(VCI)连接到汽车的车载诊断(OBD II)端口，并且连接到诸如膝上型计算机之类的诊断计算机，从而允许电隔离汽车与膝上型计算机之间的诊断数据交换。

在一实施例中，所述VCI包括经由OBD II线缆附接到车辆中的OBD II诊断端口并且配置为接收和发送OBD II信号的逻辑控制器。以太网控制器与逻辑控制器通信，并且以太网到USB控制器通过USB信号与诊断设备通信。以太网通信转换器位于以太网控制器与以太网到USB控制器之间，并且提供与以太网控制器和以太网到USB控制器的通信，其中以太网通信转换器在车辆和诊断设备之间建立流电隔离(galvanic isolation)。

在另一实施例中，提供了一种电隔离车辆的车载诊断(OBD II)端口与车辆诊断设备之间的通信的方法，包括以下步骤：提供具有被配置为从所述车辆的OBD II端口接收OBD II信号并向所述车辆的OBD II端口发送OBD II信号的逻辑控制器的车辆通信接口(VCI)设备；经由与所述逻辑控制器通信的数据链路连接器从OBD II端口接收OBD II信号；将所述逻辑控制器配置为以OBD II信号的通信协议进行通信；将OBD II信号转换为VCI的以太网控制器能够理解的以太网信号；流电隔离所述OBD II信号和USB信号，其中所述USB信号由以太网到USB控制器从远程诊断设备接收，所述以太网到USB控制器位于所述VCI中，并且经由所述以太网到USB控制器向所述远程诊断设备发送所转换的OBD II信号。

这样，已经相当宽泛地概述了本发明的某些实施例，以便使这里的详细描述更易于理解，并且使当前对本领域的贡献更好理解。当然，还有下面将要描述的并且将形成所附权利要求的主题的另外的本发明实施例。

在这方面，详细解释本发明的至少一个实施例之前，可以理解本发明并不限于在下面描述中所阐明的或在附图中所示出的组件的结构以及布置的细节的应用。本发明能够以除所描述的实施例之外的其它实施例实施，以及以各种方式实施和执行。另外，可以理解的是，此处所使用的用语和词汇以及摘要的目的是描述而不应该被视为限制。