CN105115739A - 一种电动工业车辆的故障诊断系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动工业车辆的故障诊断系统，设置在电动工业车辆内，其特征在于：包括输入设备、故障诊断机构、控制器、输出设备以及输出终端；所述故障诊断机构与所述控制器分别与所述输入设备相连；所述输出终端能够接受所述控制器的信号，根据信号进行操作；所述故障诊断机构接收所述输入设备的信号进行检测，将正常信号传送给所述控制器，并由所述控制器传送给所述输出终端，将异常信号传送至所述故障诊断机构进行诊断，并将处理后的信号传送至所述输出设备进行显示。本发明将故障诊断系统与电动工业车辆相结合，方便工人维修且能及时发现车辆故障，做出相应的维修方案。

Description

一种电动工业车辆的故障诊断系统

技术领域

本发明涉及一种车辆故障诊断系统，尤其是涉及一种电动工业车辆的故障诊断系统。

背景技术

随着汽车工业的飞速发展，应用于汽车上的电子控制系统也越来越多，然而由于汽车的电子化，给汽车故障的快速诊断带来了难度；传统的汽车故障诊断装置，能够准确快速诊断故障的系统一般结构复杂，成本高；结构简单的故障诊断系统又往往不能快速准确的确认故障。

专利号201320341262.5公开的一种结构简单，且能快速准确的进行汽车故障诊断的汽车多媒体网络智能嵌入式故障诊断装置。本实用新型汽车多媒体网络智能嵌入式故障诊断装置，用于诊断并解析故障车辆的故障码；所述故障车辆内安装有行车电脑，故障采集单元通过数据线插接至故障车辆的行车电脑上，故障采集单元控制连接至MCU，MCU包含存储有车辆故障码以及故障码对应故障信息的故障码储存器；MCU将故障码及解析出的车辆故障发送至显示器；所述的MCU还通过无线通讯单元连接至维修数据库服务器。

但是，目前仓储车辆的使用群体是非专业的而且层次非常低，对于车辆出现故障，则需要专业的售后服务人员进行处理，这样就会造成客户使用不方便，而且售后人员对于故障的处理需要一定的时间，延误工期。

总之，现有技术无法将故障诊断系统与电动工业车辆相结合，维修工人很难及时发现车辆故障，无法及时做出相应的维修方案。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种电动工业车辆的故障诊断系统，用以克服上述技术缺陷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，提供一种电动工业车辆的故障诊断系统，设置在电动工业车辆内，包括输入设备、故障诊断机构、控制器、输出设备以及输出终端；

所述故障诊断机构与所述控制器分别与所述输入设备相连；

所述输出终端能够接受所述控制器的信号，根据信号进行操作；

所述故障诊断机构接收所述输入设备的信号进行检测，将正常信号传送给所述控制器，并由所述控制器传送给所述输出终端，将异常信号传送至所述故障诊断机构进行诊断，并将处理后的信号传送至所述输出设备进行显示。

较佳的，所述故障诊断机构包括依次相连的I/O模块、处理器以及存储器，所述I/O模块与所述输入设备连接，用以接收监测的信号，并将所述信号传递给所述处理器进行处理，并传递至所述储存器储存。

较佳的，所述故障诊断机构还包括WIFI模块，所述WIFI模块与所述储存器连接，用以传输所述储存器内的所述信号。

较佳的，所述故障诊断机构还包括GPRS模块。

较佳的，所述故障诊断机构还包括USB模块，所述USB模块与所述储存器连接，用以传输所述储存器内的所述信号。

较佳的，所述处理器为MCU处理器。

较佳的，所述输出设备包括仪表，用以显示故障信息。

较佳的，所述MCU处理器包括一分筛模块、一第一处理器、一第二处理器与一第三处理器，所述分筛模块与所述I/O模块相连并接受所述I/O模块传送的信号进行处理，计算重要指数T，其中，T通过下式确定：

$T=\frac{t(C+U)}{d(K+Y)}\mathrm{\λ},$

其中，T为重要指数，t为故障产生总时间，C为故障对应系统的重要指数，U为故障对应的系统多重指数，d为故障发生周期，K为车辆行驶里程，Y为车辆寿命，λ为汽车型号修正系数；

当所述第一处理器在T∈(0,0.5)时接受所述I/O接口传送的信号进行处理，并将处理结果传送至所述存储器；

当所述第二处理器在T∈[0.5,2)时接受所述I/O接口传送的信号进行处理，并将处理结果传送至所述存储器；

当所述第三处理器在T∈[2,+∞)时接受所述I/O接口传送的信号进行处理，并将处理结果传送至所述存储器。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：能将故障诊断系统与电动工业车辆相结合，方便工人维修且能及时发现车辆故障，做出相应的维修方案；故障诊断机构的结构简单，效果明显，能够节约成本，提高竞争力；使用WIFI模块传送信号时快捷方便，非常人性化；由于MCU处理器应用广泛，性能可靠，能够很好的处理信息，所以适用于作为处理信号的处理器；输出设备包括仪表，用以显示故障信息，令维修人员能够立刻知道故障的位置以及故障的种类，大大方便了工人维修，且省时省力。

附图说明

图1为本发明的电动工业车辆的故障诊断系统的结构图；

图2为本发明的故障诊断机构的结构图；

图3为本发明的故障诊断机构的结构图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

如图1所示，一种电动工业车辆的故障诊断系统，设置在电动工业车辆内，与电动工业车辆内部的电气系统连接，包括输入设备、故障诊断机构、控制器、输出设备以及输出终端，其中，输入设备就是用来输入指令信号的设备，故障诊断设备是用来诊断输入信号，控制器则是用来接收信号，并将信号传递给输出终端，用来控制输出终端动作；其中，所述故障诊断机构、所述控制器以及所述输出终端均与所述输入设备连接，所述输入设备一方面将信号经过所述控制器传递给所述输出终端，让其执行相应的操作职能，另一方面将信号传递给所述故障诊断机构，由所述故障诊断机构对所述信号进行检测，并判断所述信号是否为正常信号，若所述信号正常，则将所述信号通过所述控制器传递给所述输出终端，若所述信号异常，则由所述故障诊断机构进行诊断处理，并将处理后的所述信号反馈至所述输出设备上进行显示；在实际使用时，若信号正常，在输入设备中输入信号，并传递到控制器以及故障诊断机构中，控制器收到信号后，控制输出终端执行动作，同时，输出设备以及输出终端还将信号输送给故障诊断机构，由其对信号进行监测，由于是正常信号，所以其将信号发送给控制器，若信号不正常，则控制器收到信号后，输出终端执行错误动作，同时故障诊断机构收到错误信号后，经过处理，传递至输出设备上进行显示，方便维修工人维修；该设计能将故障诊断系统与电动工业车辆相结合，方便工人维修且能及时发现车辆故障，做出相应的维修方案。

如图1、图2所示，在上述实施方式的基础上，所述故障诊断机构包括依次相连的I/O模块、处理器以及存储器，所述I/O模块与所述输入设备连接，用以接收监测的信号，并将所述信号传递给所述处理器进行处理，并传递至所述储存器储存；其中，I/O模块是一种具有I/O接口(通常以IC芯片或接口板形式出现)的设备，其内有若干专用寄存器和相应的逻辑电路构成，能够与外部设备连接，从而作为进行数据交换的接口设备，简单来说，其就是一种具有接口且能够接受信号的设备，处理器就是用来对信号进行处理的设备，例如，可以将单片机作为处理器使用，就能够达到处理信号的技术目的，存储器是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备,能保存二进制数据；值得指出的是，在本实施例中，一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器，如RAM、FIFO等；在系统中，具有实物形式的存储设备也叫存储器，如内存条、TF卡等，有了存储器，故障诊断机构才有记忆功能，才能保证正常工作；在工作时，I/O模块接收输入设备传递过来的信号，然后将接收过来的信号传递给处理器，由处理器判断信号是否正常，接着传递给存储器，存储器再将信号传递至下一单位内；该设计结构简单，效果明显，能够节约成本，提高竞争力。

在上述实施方式的基础上，所述故障诊断机构还包括一传输模块，所述传输模块可以为WIFI模块，所述WIFI模块与所述储存器连接，用以传输所述储存器内的所述信号，并且还与控制器以及输出设备连接，用以将信号传递给控制器或者输出设备；其中WIFI模块可以优先使用串口WIFI模块，属于物联网传输层，功能是将串口或TTL电平转为符合WIFI无线网络通信标准的嵌入式模块，内置无线网络协议IEEE802.11b.g.n协议栈以及TCP/IP协议栈；总之，WIFI模块与储存器连接起来，并且其能够将储存器内的信号以无线连接的形式与控制器以及输出设备连接，假如是异常信号，则以无线连接的形式发送给输出设备，若信号正常，则以无线连接的形式发送给控制器，这样能够避免因布线而带来的困扰，且传送信号时快捷方便，非常人性化。

在上述实施方式的基础上，所述传输模块包括GPRS模块，所述GPRS模块与所述储存器连接，并且还与控制器以及输出设备连接，用以将信号传递给控制器或者输出设备；其中，GPRS模块集成了RF射频芯片、基带芯片和核心CPU，并加上相关外围电路而组成的一个集成电路，传统的用途为定位，但是该GPRS模块还可以用来传输信号，并且信号传输时不容易出错，精确度高。

在上述实施方式的基础上，所述传输模块还包括USB模块，所述USB模块与所述储存器连接，并且还与控制器以及输出设备连接，用以将信号传递给控制器或者输出设备；USB模块就是带有USB接头的一种传输设备，其广泛应用于各个领域内，例如手机的数据线，由于其应用广泛，使用可靠，且体积小巧，非常适合用来实现故障诊断机构的传输功能。

在上述实施方式的基础上，所述处理器为MCU处理器，又称单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer)或者单片机，是把中央处理器(CentralProcessUnit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制；诸如手机、PC外围、遥控器，至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等，都可见到MCU的身影；由于MCU处理器应用广泛，性能可靠，能够很好的处理信息，所以适用于作为处理信号的处理器。

在上述实施方式的基础上，所述输出设备包括仪表，用以显示故障信息，令维修人员能够立刻知道故障的位置以及故障的种类，大大方便了工人维修，且省时省力。

在上述实施方式的基础之上，所述MCU处理器包括一分筛模块、一第一处理器、一第二处理器与一第三处理器，请参见图3所示。

由于汽车车辆不同的故障要求对应的严重性有所不同，较为严重的问题应当由计算能力较高的计算内核进行计算，较为普通的问题应当由计算能力较慢的计算内核进行计算，由于MCU处理器运算速度越慢，越能够节省成本，并且，汽车较为严重的问题较少，将多个简单问题交由同一处理器进行处理，并将将会复杂问题交由专用处理器去处理，能够显著提升效率。

所述分筛模块分别与所述第一处理器、所述第二处理器与所述第三处理器相连，将所述I/O模块发送过来的指令进行处理器，并进行分筛，传送至对应的处理器进行处理。

所述第一处理器、所述第二处理器与所述第三处理器分别与所述存储器相连，将各自的计算处理结果发送至所述处理器中。

所述分筛模块对故障进行初步分筛，具体为评估重要指数：

重要指数T由下式进行计算：

$T=\frac{t(C+U)}{d(K+Y)}\mathrm{\λ}$

其中，T为重要指数，t为故障产生总时间(月)，C为故障对应系统的重要指数，C为正数，U为故障对应的系统多重指数，U为正数，d为故障发生周期(月)，K为车辆行驶里程(万公里)，Y为车辆寿命，λ为汽车型号修正系数，λ是正数。

其中，系统的重要指数C含义为：汽车中有多个系统，例如传动系统、胎压系统、传感系统等等，不同系统在整车中所起到的重要程度不同，重要程度越大的系统，这里的重要指数越小。

其中，d为平均每两次故障之间的时间间隔。

其中，系统多重指数U为，有的时候系统的故障涉及多个系统，当涉及的系统越多，故障可能会越复杂，所以这里当故障所涉及的系统数越多，系统多重指数越小。

其中，λ为汽车型号修正指数，不同汽车对于故障的评判方式有所区分，所以根据λ对由于汽车的型号不同所带来的计算偏差进行修正。

所述分筛模块对传送过来的信号进行初步处理，即计算重要指数T，并且根据T的数值的不同，当T取值为T∈[2,+∞)时，判断为非重要故障，将信息传送至所述第三处理器；

当所述分筛模块判断重要指数T取值为T∈[0.5,2)时，判断为中等故障，将信息传送至所述第二处理器；

当所述分筛模块判断重要指数T取值为T∈(0,0.5)时，判断为重要故障，将信息传送至所述第一处理器。

所述第一处理器、第二处理器与所述第三处理器将各自收到的信息进行处理，将结构发送至所述存储器。

如此设置，能够节约成本，提升处理效率。

工作时，输入设备发出信号，信号进入控制器中，并传递给输出终端，由输出终端来执行命令，同时信号还传递给故障诊断模块，并由I/O模块接收，经过MCU处理器处理后，判断信号是否异常，信号正常的话，则传递给控制器，信号异常的话，就传递给输出设备，由输出设备显示其故障，便于工人维修。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电动工业车辆的故障诊断系统，设置在电动工业车辆内，其特征在于：包括输入设备、故障诊断机构、控制器、输出设备以及输出终端；

所述故障诊断机构与所述控制器分别与所述输入设备相连；

所述输出终端能够接受所述控制器的信号，根据信号进行操作；

所述故障诊断机构接收所述输入设备的信号进行检测，将正常信号传送给所述控制器，并由所述控制器传送给所述输出终端，将异常信号传送至所述故障诊断机构进行诊断，并将处理后的信号传送至所述输出设备进行显示。

2.如权利要求1中所述的电动工业车辆的故障诊断系统，其特征在于：所述故障诊断机构包括依次相连的I/O模块、处理器以及存储器，所述I/O模块与所述输入设备连接，用以接收监测的信号，并将所述信号传递给所述处理器进行处理，并传递至所述储存器储存。

3.如权利要求2中所述的电动工业车辆的故障诊断系统，其特征在于：所述故障诊断机构还包括WIFI模块，所述WIFI模块与所述储存器连接，用以传输所述储存器内的所述信号。

4.如权利要求2中所述的电动工业车辆的故障诊断系统，其特征在于：所述故障诊断机构还包括GPRS模块。

5.如权利要求2中所述的电动工业车辆的故障诊断系统，其特征在于：所述故障诊断机构还包括USB模块，所述USB模块与所述储存器连接，用以传输所述储存器内的所述信号。

6.如权利要求2中所述的电动工业车辆的故障诊断系统，其特征在于：所述处理器为MCU处理器。

7.如权利要求1或4或5或6中所述的电动工业车辆的故障诊断系统，其特征在于：所述输出设备包括仪表，用以显示故障信息。

8.如权利要求6中所述的电动工业车辆的故障诊断系统，其特征在于，所述MCU处理器包括一分筛模块、一第一处理器、一第二处理器与一第三处理器，所述分筛模块与所述I/O模块相连并接受所述I/O模块传送的信号进行处理，计算重要指数T，其中，T通过下式确定：

$T=\frac{t(C+U)}{d(K+Y)}\mathrm{\λ},$

其中，T为重要指数，t为故障产生总时间，C为故障对应系统的重要指数，U为故障对应的系统多重指数，d为故障发生周期，K为车辆行驶里程，Y为车辆寿命，λ为汽车型号修正系数；

当所述第一处理器在T∈(0,0.5)时接受所述I/O接口传送的信号进行处理，并将处理结果传送至所述存储器；

当所述第二处理器在T∈[0.5,2)时接受所述I/O接口传送的信号进行处理，并将处理结果传送至所述存储器；

当所述第三处理器在T∈[2,+∞)时接受所述I/O接口传送的信号进行处理，并将处理结果传送至所述存储器。