CN104750090A - 一种重型卡车全生命周期综合性电控诊断系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种重型卡车全生命周期综合性电控诊断系统以及故障诊断实现方法，其中，该诊断系统包括整车厂企业内部诊断平台和远程诊断系统，所述的该系统分别包括一综合性电控系统故障诊断设备，所述的该系统还包括一共有的专家诊断系统；所述的专家诊断系统借助该系统，在车辆整个生命周期内全程提供诊断服务和维修帮助；所述的综合性电控系统故障诊断设备实现对多种总线接口、通信协议和诊断协议的兼容和集成，以适合各种使用环境和各类用户。采用上述电控诊断系统解决了现有重型卡车电控系统存在的故障诊断协议、诊断数据库和诊断设备不统一的问题，实现了在车辆整个生命周期内全程提供诊断服务和维修帮助。

Description

一种重型卡车全生命周期综合性电控诊断系统

技术领域

本发明涉及重型卡车综合性电控诊断系统，特别涉及涵盖重型卡车从研发、配置、生产、调试直至售后的全生命周期的电控故障诊断系统。

背景技术

随着汽车电子技术的快速发展，越来越多的电控单元被应用于重型卡车上，诸如发动机控制器(EMS)、自动变速箱控制器(AMT)、防抱死制动系统(ABS)和车联网终端(Telematics)等，这些电控单元之间均需要进行数据交换。

由于电控单元的增多、整车电子电器架构和总线网络的日益复杂、车内外电磁环境的变化、客户需求的多样化等因素，使得重型卡车电器系统的配置变化数以千计，在各电控单元单体、各子功能系统之间以及整车电器系统设计匹配方面，发生故障的可能性和复杂性都大大增加，因此对故障诊断要求也越来越高。

当前，重型卡车的故障诊断存在以下问题：

1.没有统一的整车电控诊断系统，不同的电控单元有各自独立的诊断设备，遵循不同的私有诊断协议，造成车辆的调试、诊断、维修成本高、效率低。

2.没有建立交互式的诊断数据库，诊断数据和维修经验缺乏系统性的管理机制，对于系统关联性强的故障进行分析的难度很大。

3.没有整合整车厂各个部门的内部资源，未能形成车辆从研发、配置、生产、调试到售后的整个生命周期的故障诊断和维修帮助服务体系。

因此，有必要发明一种重型卡车全生命周期综合性电控诊断系统，解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种重型卡车全生命周期综合性电控诊断系统，以解决现有重型卡车电控系统存在的故障诊断协议、诊断数据库和诊断设备不统一，无法在车辆整个生命周期内全程提供诊断服务和维修帮助的问题。

本发明具体提供一种重型卡车全生命周期综合性电控诊断系统，该诊断系统包括整车厂企业内部诊断平台和远程诊断系统，所述的整车厂企业内部诊断平台和远程诊断系统分别包括一综合性电控系统故障诊断设备，所述的整车厂企业内部诊断平台和远程诊断系统还包括一共有的专家诊断系统；所述的专家诊断系统借助整车厂企业内部诊断平台和远程诊断系统，在车辆整个生命周期内对整车厂技术人员、车辆用户、4S店和维修站维修人员全程提供诊断服务和维修帮助；所述的综合性电控系统故障诊断设备实现对多种总线接口、通信协议和诊断协议的兼容和集成，以适合各种使用环境和各类用户，是对所述专家诊断系统的补充。

所述的整车厂企业内部诊断平台还包括技术中心、生产车间、调试车间以及内部数据传输网络。

所述的专家诊断系统包括用户、人机界面、技术专家、动态数据库、推理机、知识规则库、知识获取系统、知识维护系统以及解释器，进而获得诊断结果。

所述的远程诊断系统还包括4S店客户端、维修站客户端、车载终端以及数据传输网络。

所述的综合性电控系统故障诊断设备包括PC式诊断仪和便携式诊断仪。

在出厂之前，车辆电控系统在研发、配置、数据刷写、装配和调试维修阶段出现故障，所述的整车厂企业内部诊断平台通过内部专用网络与专家诊断系统进行交互，获得诊断服务和维修帮助。

在出厂之后，车辆电控系统在售后阶段出现故障，所述的远程诊断系统通过宽带网络和移动通信网络与专家诊断系统进行交互，获得诊断服务和维修帮助。

所述的车载终端包括CAN总线控制模块、收发模块和移动通信模块。

所述的数据传输网络包括宽带网络和移动通信网络，移动通信网络包括GSM、GPRS、CDMA和3G。

本发明还提供一种综合性电控系统故障诊断设备的故障诊断实现方法，其中，所述的综合性电控系统故障诊断设备为上述电控诊断系统中的电控系统故障诊断设备，故障诊断实现方法包括如下步骤：

步骤1，搜集各个控制器的通信协议、诊断协议及其故障代码，形成报文汇总表和故障代码汇总表；

步骤2，整理各专用诊断设备的功能，形成诊断设备功能汇总表；

步骤3，提炼综合性诊断设备的需求，包括PC式和便携式诊断设备，形成各自的需求表；

步骤4，生成统一的诊断协议，其集成兼容现有所有控制器，具体内容包括诊断协议栈、诊断规范、诊断管理和诊断数据库；

步骤5，实现诊断仪硬件，具体采用通用性标准化模块设计，器件选型留有裕量便于扩展；

步骤6，实现诊断仪软件，具体采用底层软件和应用软件分层实现；

步骤7，进而完成故障诊断。

所述的诊断协议栈包括SAE J1939-73、KWP2000、ISO15031和ISO15765。

所述的诊断仪硬件包括主控模块、电源模块、通讯模块、存储模块、时钟模块、接口模块、输入模块和显示模块。

所述的诊断仪软件包括基础软件、运行环境、应用软件、权限管理、维修指南和诊断数据库。

本发明的效益：采用所发明的重型卡车全生命周期综合性电控诊断系统，能够结合专家诊断系统和重型卡车综合性电控系统故障诊断设备的优势，解决现有重型卡车电控系统存在的故障诊断协议、诊断数据库和诊断设备不统一的问题，并借助整车厂企业内部诊断平台和远程诊断系统，在重型卡车整个生命周期内为用户提供故障诊断和维修帮助服务，降低车辆维修难度，节约维修成本，提高维修速度。

附图说明

图1重型卡车全生命周期综合性电控诊断系统结构图；

图2整车厂企业内部诊断平台结构图；

图3远程诊断系统结构图；

图4专家诊断系统结构图；

图5重型卡车综合性电控系统故障诊断设备实现流程图。

具体实施方式

本发明提供一种重型卡车全生命周期综合性电控诊断系统，以解决现有重型卡车电控系统存在的故障诊断协议、诊断数据库和诊断设备不统一，无法在车辆整个生命周期内全程提供诊断服务和维修帮助的问题。

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

参见图1，该图为本发明所述重型卡车全生命周期综合性电控诊断系统结构图。该诊断系统包括专家系统1（即为专家诊断系统）、技术中心2（即为整车厂技术中心）、生产车间3、调试车间4、综合性电控系统故障诊断设备5、4S店和维修站客户端6、用户终端7（即为车载终端）、移动通讯网络8。

所述专家诊断系统1是重型卡车全生命周期综合性电控诊断系统的核心：对于整车厂，专家诊断系统1通过车厂内部网络与技术中心2和调试车间4相连；对于车辆用户，专家诊断系统1通过移动通讯网络8与车载终端7相连；对于4S店和维修站，专家诊断系统1通过宽带网络与客户端6相连。

参见图4，该图为本发明所述专家诊断系统1的结构图。

所述专家诊断系统包括用户10、人机界面11、诊断结果12、动态数据库13、推理机14、知识规则库15、知识获取系统16、知识维护系统17、解释器18和技术专家19。

所述用户10包括整车厂技术人员、车辆用户和车辆维修人员。

所述技术专家19负责诊断知识和维修数据的编制、审核、确认、发布等工作，建立知识数据库。

所述人机界面11负责把技术专家、知识工程师和用户输入的信息转换成系统内规范化的表示形式，然后把这些内部表示交给相应的模块去处理。系统输出的内部信息也由人机界面转换成用户易于理解的外部表示形式显示给用户。

所述知识规则库15用于存储电控诊断专家知识和维修帮助数据，包括相关领域问题的初始数据、中间结果、最终结论等。这些知识数据通过所述知识获取系统16获取，知识来源包括：维修专家经验总结、电控系统技术资料、试验检测数据结果等。所述知识维护系统17负责知识的增加、修改、更新、删除等维护管理工作，并对知识库的完整性和一致性进行维护。

所述推理机14负责协调控制整个系统，模拟诊断专家的思维过程，控制并执行对问题的求解。它能根据当前已知的事实，利用知识库中的知识，按一定的推理方法和控制策略进行推理，求得问题的答案或证明某个假设的正确性。所述动态数据库13用于描述记录专家诊断系统的中间推理过程、数据的变换与演算，便于进行系统跟踪、调试与解释。所述解释器18负责回答用户提出的各种问题，解释系统的推理过程。

所述专家诊断系统的工作过程如下：

用户10与专家诊断系统取得连接，通过人机界面11与系统进行交互，用户输入的车辆故障症状信息通过动态数据库13和解释器18访问知识规则库15，搜索能与之匹配的规则，找出可能发生故障的故障源，激活推理机14，不断给出中间诊断结果，通过动态数据库13和解释器18与用户10进行交互，阐明故障发生的特征、形成原因及可能发生故障的部件等，并指导用户10采取检修措施不断缩小可能的故障范围。推理机14根据中间诊断结果和用户交互信息，逐层诊断确定电控系统故障可能发生的部件和主要原因，层层筛选，最后给出故障排除和维修处理的参考方案，即诊断结果12。

专家诊断系统1提供的电控故障诊断服务和维修帮助涵盖了重型卡车从研发、配置、生产、调试直至售后的整个生命周期，以专家诊断系统1为结合点，可将重型卡车全生命周期综合性电控诊断系统划分为图2和图3，图2为本发明所述整车厂企业内部诊断平台结构图；图3为远程诊断系统结构图。

参见图2，整车厂企业内部诊断平台包括专家诊断系统1、技术中心2、生产车间3、调试车间4、重型卡车综合性电控系统故障诊断设备5及其之间的数据传输网络和工艺流程。

技术中心2负责对用户订单电控系统配置数据的开发，并通过PLM系统发送至生产车间3；生产车间3负责对车辆电器系统进行装配和数据刷写，分为仪表台分装、防盗匹配、驾驶室数据刷写、整车下线数据刷写等工艺流程，下线车辆发送至调试车间4；调试车间4负责对下线车辆进行调试、故障检测和维修。专家诊断系统1在整车厂内部通过专用网络与技术中心2和调试车间4双向通信，传输诊断数据。重型卡车综合性电控系统故障诊断设备5包括PC式和便携式诊断仪。

专家诊断系统1和重型卡车综合性电控系统故障诊断设备5相结合，为车辆电控系统在整车厂内部研发、配置、生产到调试维修阶段提供故障诊断和维修帮助。

参见图3，所述远程诊断系统包括专家诊断系统1、重型卡车综合性电控系统故障诊断设备5、4S店和维修站客户端6、车载终端7、移动通讯网络8等。

所述移动通信网络8包括GSM、GPRS、CDMA和3G。所述车载终端7内嵌CAN总线控制、收发模块和移动通信模块。所述重型卡车综合性电控系统故障诊断设备5包括PC式和便携式诊断仪。

专家诊断系统1通过宽带网络与4S店和维修站6双向通信，传输诊断数据；专家诊断系统1通过移动通信网络8与车载终端7双向通信，传输诊断数据。

专家诊断系统1和重型卡车综合性电控系统故障诊断设备5结合使用，为车辆电控系统在售后服务阶段提供故障诊断和维修帮助。

参见图5，该图为本发明所述重型卡车综合性电控系统故障诊断设备5开发流程图。包括如下步骤：步骤51，搜集各个控制器的通信协议、诊断协议及其故障代码，包括标准的和自定义的报文、故障代码，形成报文汇总表和故障代码汇总表；

步骤52，整理各专用诊断设备的功能，形成诊断设备功能汇总表；步骤53，提炼综合性诊断设备的开发需求，包括PC式和便携式诊断设备，形成各自的开发需求表；

步骤54，开发统一的诊断协议，集成兼容现有所有控制器，该诊断协议栈包括SAE J1939-73、KWP2000、ISO15031、ISO15765；诊断规范开发包括对物理层、数据链路层、网络传输层以及应用层规范的设计，对诊断仪和各ECU节点之间的请求响应服务、通讯逻辑、定时与错误处理等机制进行规定；诊断管理开发包括对在线诊断、离线诊断、下线配置、数据上传下载、数据监测、功能测试、OBD等诊断功能的集成，并制定各ECU的诊断需求规范；诊断数据库开发包括错误名称、服务ID、优先级设定、故障器件、SPN、FMI、故障描述、维修建议等数据；

步骤55，诊断仪硬件开发，器件选型留有裕量便于未来扩展，采用通用性标准化模块设计，包括主控模块、电源模块、通讯模块、存储模块、时钟模块、接口模块、输入模块和显示模块；

步骤56，诊断仪软件开发，基于分层思想设计，包括基础软件、运行环境、应用软件、权限管理、维修指南和诊断数据库等。

综上所述，重型卡车综合性电控系统故障诊断设备5包括PC式和便携式诊断仪，两种形式的诊断仪都是基于统一诊断协议开发的通用型综合诊断设备，可实现对多种总线接口、通信协议和诊断协议的兼容和集成，解决了故障诊断协议、诊断数据库和诊断设备不统一的问题。

重型卡车综合性电控系统故障诊断设备5适合各种使用环境和各类用户，是对专家诊断系统1的有力补充。重型卡车综合性电控系统故障诊断设备5和专家诊断系统1相结合，形成车辆从研发、生产、调试到售后的整个生命周期的故障诊断和维修帮助服务体系。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思作出各种相应的改变和变形，所有这些改变和变形都应视为本发明权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种重型卡车全生命周期综合性电控诊断系统，该诊断系统包括整车厂企业内部诊断平台和远程诊断系统，其特征在于：所述的整车厂企业内部诊断平台和远程诊断系统分别包括一综合性电控系统故障诊断设备，所述的整车厂企业内部诊断平台和远程诊断系统还包括一共有的专家诊断系统；所述的专家诊断系统借助整车厂企业内部诊断平台和远程诊断系统，在车辆整个生命周期内对整车厂技术人员、车辆用户、4S店和维修站维修人员全程提供诊断服务和维修帮助；所述的综合性电控系统故障诊断设备实现对多种总线接口、通信协议和诊断协议的兼容和集成，以适合各种使用环境和各类用户，是对所述专家诊断系统的补充。

2.根据权利要求1所述的电控诊断系统，其特征在于，所述的整车厂企业内部诊断平台还包括技术中心、生产车间、调试车间以及内部数据传输网络。

3.根据权利要求1所述的电控诊断系统，其特征在于，所述的专家诊断系统包括用户、人机界面、技术专家、动态数据库、推理机、知识规则库、知识获取系统、知识维护系统以及解释器，进而获得诊断结果。

4.根据权利要求1所述的电控诊断系统，其特征在于，所述的远程诊断系统还包括4S店客户端、维修站客户端、车载终端以及数据传输网络。

5.根据权利要求1所述的电控诊断系统，其特征在于，所述的综合性电控系统故障诊断设备包括PC式诊断仪和便携式诊断仪。

6.根据权利要求2所述的电控诊断系统，其特征在于，在出厂之前，车辆电控系统在研发、配置、数据刷写、装配和调试维修阶段出现故障，所述的整车厂企业内部诊断平台通过内部专用网络与专家诊断系统进行交互，获得诊断服务和维修帮助。

7.根据权利要求4所述的电控诊断系统，其特征在于，在出厂之后，车辆电控系统在售后阶段出现故障，所述的远程诊断系统通过宽带网络和移动通信网络与专家诊断系统进行交互，获得诊断服务和维修帮助。

8.根据权利要求4所述的电控诊断系统，其特征在于，所述的车载终端包括CAN总线控制模块、收发模块和移动通信模块。

9.根据权利要求4所述的电控诊断系统，其特征在于，所述的数据传输网络包括宽带网络和移动通信网络，移动通信网络包括GSM、GPRS、CDMA和3G。

10.一种综合性电控系统故障诊断设备的故障诊断实现方法，其中，所述的综合性电控系统故障诊断设备为权利要求5所述的电控诊断系统中的电控系统故障诊断设备，其特征在于，故障诊断实现方法包括如下步骤：

步骤1，搜集各个控制器的通信协议、诊断协议及其故障代码，形成报文汇总表和故障代码汇总表；

步骤2，整理各专用诊断设备的功能，形成诊断设备功能汇总表；

步骤3，提炼综合性诊断设备的需求，包括PC式和便携式诊断设备，形成各自的需求表；

步骤4，生成统一的诊断协议，其集成兼容现有所有控制器，具体内容包括诊断协议栈、诊断规范、诊断管理和诊断数据库；

步骤5，实现诊断仪硬件，具体采用通用性标准化模块设计，器件选型留有裕量便于扩展；

步骤6，实现诊断仪软件，具体采用底层软件和应用软件分层实现；

步骤7，进而完成故障诊断。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述的诊断协议栈包括SAEJ1939-73、KWP2000、ISO15031和ISO15765。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述的诊断仪硬件包括主控模块、电源模块、通讯模块、存储模块、时钟模块、接口模块、输入模块和显示模块。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述的诊断仪软件包括基础软件、运行环境、应用软件、权限管理、维修指南和诊断数据库。