CN105607615A

CN105607615A - 一种故障诊断系统

Info

Publication number: CN105607615A
Application number: CN201510895209.3A
Authority: CN
Inventors: 冯振礼
Original assignee: Ningbo Ruyi JSCL
Current assignee: Ningbo Ruyi JSCL
Priority date: 2015-12-08
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2035-12-08
Also published as: CN105607615B

Abstract

本发明提供一种故障诊断系统，其包括:执行终端、控制器、故障诊断模块、第一输出终端和后台服务器；所述执行终端置于车辆内部，其与所述控制器连接，监测车辆内部各元件的运行信号；所述控制器与所述故障诊断模块相连，对所述故障诊断模块进行监测，并将监测到的第一监测信号及接收的所述运行信号传输至所述故障诊断模块；所述故障诊断模块对所述控制器进行监测同时接收所述第一监测信号和所述运行信号，并进行诊断；所述后台服务器接收所述非正常信号并判断车辆故障情况。这样，所述故障诊断系统中控制器与故障诊断模块相互监测、相互反馈，防止因控制器或故障诊断模块损坏而使得故障检测结果出错。

Description

一种故障诊断系统

技术领域

本发明涉及一种故障诊断技术领域，特别涉及一种故障诊断系统。

背景技术

随着我国汽车工业的飞速发展，汽车数量特别是仓储车辆与日俱增。汽车的维修和故障诊断数量也在增多，目前仓储车辆的使用群体一般是非专业的，其对仓储车辆的了解较少，一旦车辆出现故障，无法进行故障的判断以及后续的简单维修，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诊断及维修需要一定的时间，延误工期。

目前一般是在车辆中安装故障诊断系统，以解决对故障的诊断问题。但是目前的故障诊断系统只能提取车辆中的控制器中的信息并加以分析，一旦控制器或故障诊断模块出现故障或偏差，就会使得诊断结果出错，给车辆的维修带来极大的不便。

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发明。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种故障诊断系统，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，提供一种故障诊断系统，其包括:执行终端、控制器、故障诊断模块、第一输出终端和后台服务器；

所述执行终端置于车辆内部，其与所述控制器连接，接收所述控制器的控制指令对车辆内部各元件的运行情况进行监测，并将监测到的运行信号传输至所述控制器；

所述控制器与所述故障诊断模块相连，对所述故障诊断模块进行监测，并将监测到的第一监测信号及接收的所述运行信号传输至所述故障诊断模块；

所述故障诊断模块对所述控制器进行监测得到第二监测信号，同时接收所述第一监测信号和所述运行信号，并对所述第一监测信号、所述第二监测信号和所述运行信号进行诊断，若为正常信号则通过所述第一输出终端输出，若为非正常信号则通过所述第一输出终端输出同时发送至所述后台服务器；

所述后台服务器接收所述非正常信号并判断车辆故障情况。

较佳的，所述故障诊断模块包括：信号处理器、存储器、通信模块和多个I/O接口；所述信号处理器通过所述I/O接口分别与所述控制器、所述第一输出终端连接，接收所述第一监测信号、所述第二监测信号和所述运行信号，将其与所述存储器中的数据进行对比诊断，并将所述正常信号传输至所述第一输出终端，将所述非正常信号传输至所述第一输出终端和所述通信模块；所述存储器接收并存储所述第一监测信号、所述第二监测信号、所述运行信号及其诊断结果，以供所述信号处理器调用；所述通信模块与所述后台服务器连接，接收所述非正常信号并发送至所述后台服务器。

较佳的，所述故障诊断模块包括年限判断模块，所述年限判断模块从所述控制器接收所述运行信号，并计算车辆内部元件的年限判断值，将到达使用年限的元件编号传输至所述第一输出终端和所述后台服务器。

较佳的，所述年限判断模块对同一元件的年限判断值的计算公式为：

C_{i} = \frac{1}{4} (1 + \frac{1 % - A_{i}}{| 1 % - A_{i} |}) (1 + \frac{B_{i} - 10 %}{| B_{i} - 10 % |})

其中，A_i、B_i由下述公式确定：

A_{i} = | \frac{b_{i} - b_{i - 5}}{b_{i - 5}} |

B_{i} = | \frac{Σ_{j = 0}^{m - 1} x_{i - j}}{m x} - 1 |

b_{i} = \frac{m [Σ_{j = 0}^{m - 1} x_{i - j} (i - j)] - (Σ_{j = 0}^{m - 1} x_{i - j}) [Σ_{j = 0}^{m - 1} (i - j)]}{m (Σ_{j = 0}^{m - 1} {x_{i - j}}^{2}) - {(Σ_{j = 0}^{m - 1} x_{i - j})}^{2}}

上式中，i为同一元件运行信号的值的序号，C_i为该元件第i个运行信号值对应的年限判断值，j为与第i个运行信号值的序号差，m为进行拟合的运行信号值的总数量，x为该元件运行信号值的预警值，x_i-j为该元件第i-j个运行信号值，A_i为该元件第i个运行信号值对应的相对偏差值，B_i为该元件第i个运行信号值对应的绝对偏差值，b_i为该元件第i个运行信号值对应的拟合倾斜度，b_i-5为该元件第i-5个运行信号值对应的拟合倾斜度。

较佳的，所述第一输出终端为显示器。

较佳的，所述第一输出终端为信号发射装置。

较佳的，所述故障诊断模块还包括更新模块，所述更新模块与所述存储器、所述通信模块连接，通过所述通信模块接收所述后台服务器传输的数据对所述存储器进行更新。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：本发明提供一种故障诊断系统，这样，不仅可以完成对车辆的故障诊断，而且控制器可以对故障诊断模块的运行情况进行监测，并将监测结果(第一监测信号)反馈给故障诊断模块，同时故障监测模块可以对控制器的运行情况进行监测，从而形成控制器与故障诊断模块相互监测、相互反馈的互动结构，防止因控制器或故障诊断模块损坏而使得故障检测结果出错；故障诊断模块可以调用之前的诊断结果对现有的信号进行诊断，提高了诊断的准确性；作为控制器的补充，使得对车辆的故障检测覆盖面更大，提高故障检测的准确度；增加了通信模块与后台服务器建立联系的方式，使得所述故障诊断系统中故障诊断模块可以在任何情况下均与后台服务器建立联系，扩大了故障诊断系统的应用范围；可以通过年限判断模块判断出到达使用年限的元件，提醒使用者及时更换，以避免继续使用加重其他元件的磨损及可能引起的车辆故障；通过对之前的m个运行信号值进行直线拟合，将其倾斜度作为当前运行信号值对应的拟合倾斜度，这样通过直线拟合可以最大程度排除异常的运行信号值对倾斜度的影响，减小因数据异常(如数据跳变)造成的误差，提高判断的准确度；通过当前值的拟合倾斜度和相隔五个之前的拟合倾斜度，确定当前值相对于五个之前的值的相对偏差值，这样可以减小连续五个以下的数据异常造成的误差(也可以根据实际情况调整公式，使其判断其他范围的连续异常数据)，提高判断的准确度；通过对之前的m个运行信号值的平均数与预警值确定其绝对偏差值，可以减少数据异常(如数据跳变)造成的误差，提高判断的准确度；通过相对偏差值和绝对偏差值可以判断出元件的变化趋势，进而确定元件的年限判断值，这样可以避免单个跳变值或少数连续异常值对判断结果产生的误导作用，提高判断的准确性；通过公式可以直接计算出年限判断值，提高了判断年限值的效率，缩短了判断时间；公式简单，减少了对系统资源的占用；不断地将存储器内错误的数据替换为正确的数据，提高存储器内正确数据的比例，进而提高信号处理器对正常信号与非正常信号的判断正确率，提高故障诊断的准确度；可以通过第二输出终端确定故障诊断模块的运行情况，在故障诊断模块出现故障后及时发现，避免在不清楚依然采用诊断数据造成诊断错误的结果。

附图说明

图1为本发明故障诊断系统的结构示意图；

图2为本发明故障诊断系统实施例一的结构示意图；

图3为本发明故障诊断系统实施例二的结构示意图；

图4为本发明故障诊断系统通信模块的结构示意图；

图5为本发明故障诊断系统实施例四的结构示意图一；

图6为本发明故障诊断系统实施例四的结构示意图二；

图7为本发明故障诊断系统实施例五的结构示意图；

图8为本发明故障诊断系统实施例六的结构示意图。

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。

请参阅图1所示，其为本发明故障诊断系统的结构示意图；其中，所述故障诊断系统包括：执行终端1、控制器2、故障诊断模块3、第一输出终端4和后台服务器5；

执行终端1置于车辆内部，其与控制器2连接，接收控制器2的控制指令对车辆内部各元件的运行情况进行监测，并将监测到的运行信号传输至控制器2；

控制器2与执行终端1、故障诊断模块3相连，对故障诊断模块3进行监测，并将监测到的第一监测信号及从执行终端1中接收的所述运行信号传输至故障诊断模块3；

故障诊断模块3对控制器2进行监测得到第二监测信号，同时接收所述第一监测信号和所述运行信号，其对所述第一监测信号、所述第二监测信号和所述运行信号进行诊断，若为正常信号则通过所述第一输出终端4显示出来，若为非正常信号则通过所述第一输出终端4显示出来并发送至后台服务器5；

后台服务器5接收所述非正常信号并判断是否为故障信号，并根据所述故障信号判断车辆故障情况。

这样，不仅可以完成对车辆的故障诊断，而且控制器可以对故障诊断模块的运行情况进行监测，并将监测结果(第一监测信号)反馈给故障诊断模块，同时故障监测模块可以对控制器的运行情况进行监测，从而形成控制器与故障诊断模块相互监测、相互反馈的互动结构，防止因控制器或故障诊断模块损坏而使得故障检测结果出错。

实施例一

如上述所述的故障诊断系统，本实施例与其不同之处在于，如图2本发明故障诊断系统实施例一的结构示意图所示，故障诊断模块3包括：信号处理器31、存储器32、通信模块33和多个I/O接口34；信号处理器31通过I/O接口34分别与控制器2、第一输出终端4连接，接收所述第一监测信号、所述第二监测信号和所述运行信号，将其与存储器32中的数据进行对比诊断，并将正常信号通过I/O接口34传输至第一输出终端4，将非正常信号传输至第一输出终端4和通信模块33；存储器32接收并存储所述第一监测信号、所述第二监测信号、所述运行信号及其诊断结果，以供信号处理器31调用；通信模块33与后台服务器5连接，接收所述非正常信号并发送至后台服务器。

这样，故障诊断模块可以调用之前的诊断结果对现有的信号进行诊断，提高了诊断的准确性。

第一输出终端4可以为一显示器，将正常信号与非正常信号及其诊断结果显示出来，也可以为信号发射装置，将正常信号与非正常信号及其诊断结果发送至外部的其他设备上。

实施例二

如上述所述的故障诊断系统，本实施例与其不同之处在于，如图3本发明故障诊断系统实施例二的结构示意图所示，所述故障诊断系统还包括输入终端6，输入终端6通过I/O接口34与信号处理器31连接。

输入终端6可以为一输入设备(如输入键盘、iPad等可以输入内容的终端)向信号处理器31输入控制指令，控制信号处理器31执行特定动作，如更新存储器32中的数据，或者更新对接收所述第一监测信号、所述第二监测信号和所述运行信号的诊断方法；也可以为一外接运行信号收集装置，以在控制器故障的情况下将车辆内部元件的信号输入信号处理器31；也可以作为一手持故障检测仪，向信号处理器31输入运行信号(控制器检测不到的)，作为控制器的补充，使得对车辆的故障检测覆盖面更大，提高故障检测的准确度。

实施例三

如上述所述的故障诊断系统，本实施例与其不同之处在于，如图4本发明故障诊断系统通信模块的结构示意图所示，所述通信模块33包括：WiFi模块331、GPS模块332、USB模块333和GPRS模块334；WiFi模块331与外界互联网配合，通过无线与后台服务器5建立联系，传输所述非正常信号；GPS模块332通过远程控制与后台服务器5建立联系，传输所述非正常信号；USB模块333通过数据线的方式与后台服务器5建立联系，传输所述非正常信号；GPRS模块334经由通讯网络向后台服务器5传输所述非正常信号。

这样，增加了通信模块33与后台服务器5建立联系的方式，使得所述故障诊断系统中故障诊断模块3可以在任何情况下均与后台服务器5建立联系，扩大了故障诊断系统的应用范围。

实施例四

无论是车辆还是车辆中的各个元件，都有其使用寿命，生产这些车辆或元件的厂商一般会告知其使用寿命，一遍用户在其使用寿命到达后进行更换。但是也有其他情况，如使用不当、操作错误造成磨损加重，缩短使用寿命，这些到达使用寿命的元件在密封、转速、啮合等功能上已无法达到需要的水平，使得无论是与其接触或间接接触的元件，还是车辆整体的操控也会受到影响，轻则反应迟缓，小毛病不断，重则对车辆内部的主要元件造成损坏，造成车辆失控等严重后果。

实际生活中，很多车辆的损伤或故障是因为有临近使用寿命或磨损太过的元件突然停转或损坏造成的，如果能够判断元件是否到达使用寿命或使用年限，则可以提前换下已经到达使用年限的元件，排除车辆故障的隐患，大大减少车辆的故障率。

如上述所述的故障诊断系统，本实施例与其不同之处在于，如图5本发明故障诊断系统实施例四的结构示意图一所示：所述故障诊断模块3包括年限判断模块35，其从控制器2接收所述运行信号，通过所述运行信号计算车辆内部元件的年限判断值，判断对应的元件是否到达使用年限，并将到达使用年限的元件编号传输至第一输出终端4和后台服务器5。

较佳的，如图6本发明故障诊断系统实施例四的结构示意图二所示，所述年限判断模块35与信号处理器31共用I/O接口34，并通过共用的I/O接口34与控制器2、第一输出终端4连接，从控制器2接收所述运行信号，通过所述运行信号计算车辆内部元件的年限判断值，判断对应的元件是否到达使用年限，并将到达使用年限的元件通过第一输出终端4显示出来，并同时通过通信模块33传输至后台服务器5。

这样，可以通过年限判断模块35判断出到达使用年限的元件，提醒使用者及时更换，以避免继续使用加重其他元件的磨损及可能引起的车辆故障。

年限判断模块35对同一元件的年限判断值的计算公式为：

C_{i} = \frac{1}{4} (1 + \frac{1 % - A_{i}}{| 1 % - A_{i} |}) (1 + \frac{B_{i} - 10 %}{| B_{i} - 10 % |})

其中，A_i、B_i由下述公式确定：

A_{i} = | \frac{b_{i} - b_{i - 5}}{b_{i - 5}} |

B_{i} = | \frac{Σ_{j = 0}^{m - 1} x_{i - j}}{m x} - 1 |

b_{i} = \frac{m [Σ_{j = 0}^{m - 1} x_{i - j} (i - j)] - (Σ_{j = 0}^{m - 1} x_{i - j}) [Σ_{j = 0}^{m - 1} (i - j)]}{m (Σ_{j = 0}^{m - 1} {x_{i - j}}^{2}) - {(Σ_{j = 0}^{m - 1} x_{i - j})}^{2}}

具体思路为：首先对当前的运行信号值及之前的m个运行信号值进行直线拟合，得到其拟合倾斜度；其次将当前的拟合倾斜度与之前的拟合倾斜度的差除以之前的拟合倾斜度，得到相对偏差值；再次将当前的运行信号值及之前的m个运行信号值的平均值与预警值相比之后减一，得到绝对偏差值；最后将相对偏差值与允许偏差之差除以其绝对值之后加一为被乘数，将绝对偏差值与允许偏差范围之差除以其绝对值之后加一为乘数，积的四分之一为所求的年限判断值。

有益效果为：通过对之前的m个运行信号值进行直线拟合，将其倾斜度作为当前运行信号值对应的拟合倾斜度，这样通过直线拟合可以最大程度排除异常的运行信号值对倾斜度的影响，减小因数据异常(如数据跳变)造成的误差，提高判断的准确度；通过当前值的拟合倾斜度和相隔五个之前的拟合倾斜度，确定当前值相对于五个之前的值的相对偏差值，这样可以减小连续五个以下的数据异常造成的误差(也可以根据实际情况调整公式，使其判断其他范围的连续异常数据)，提高判断的准确度；通过对之前的m个运行信号值的平均数与预警值确定其绝对偏差值，可以减少数据异常(如数据跳变)造成的误差，提高判断的准确度；通过相对偏差值和绝对偏差值可以判断出元件的变化趋势，进而确定元件的年限判断值，这样可以避免单个跳变值或少数连续异常值对判断结果产生的误导作用，提高判断的准确性；通过公式可以直接计算出年限判断值，提高了判断年限值的效率，缩短了判断时间；公式简单，减少了对系统资源的占用。

实施例五

如上述所述的故障诊断系统，本实施例与其不同之处在于，如图7本发明故障诊断系统实施例五的结构示意图所示，所述故障诊断模块3还包括更新模块36，所述更新模块36与存储器32、通信模块33连接，通过通信模块33接收后台服务器5传输的数据对存储器32进行更新。

后台服务器5接收所述非正常信号并判断是否为故障信号，并根据所述故障信号判断车辆故障情况，更新模块36接收所述故障信号，并将故障信号与存储器32存储的所述正常信号和所述非正常信号进行对比，确定诊断错误的信号并将其更新为正确数据。

这样，不断地将存储器内错误的数据替换为正确的数据，提高存储器内正确数据的比例，进而提高信号处理器对正常信号与非正常信号的判断正确率，提高故障诊断的准确度。

实施例六

如上述所述的故障诊断系统，本实施例与其不同之处在于，如图8本发明故障诊断系统实施例六的结构示意图所示，所述故障诊断系统还包括第二输出终端7，所述第二输出终端7与控制器2相连，用于接收所述第一监测信号并进行显示。

这样，可以通过第二输出终端7确定故障诊断模块3的运行情况，在故障诊断模块出现故障后及时发现，避免在不清楚依然采用诊断数据造成诊断错误的结果。

第二输出终端7可以为一显示器，将第一监测信号显示出来，也可以为信号发射装置，将第一监测信号发送至外部的其他设备上。

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

1.一种故障诊断系统，其特征在于，包括:执行终端、控制器、故障诊断模块、第一输出终端和后台服务器；

所述后台服务器接收所述非正常信号并判断车辆故障情况。

2.根据权利要求1所述的故障诊断系统，其特征在于，所述故障诊断模块包括：信号处理器、存储器、通信模块和多个I/O接口；所述信号处理器通过所述I/O接口分别与所述控制器、所述第一输出终端连接，接收所述第一监测信号、所述第二监测信号和所述运行信号，将其与所述存储器中的数据进行对比诊断，并将所述正常信号传输至所述第一输出终端，将所述非正常信号传输至所述第一输出终端和所述通信模块；所述存储器接收并存储所述第一监测信号、所述第二监测信号、所述运行信号及其诊断结果，以供所述信号处理器调用；所述通信模块与所述后台服务器连接，接收所述非正常信号并发送至所述后台服务器。

3.根据权利要求1所述的故障诊断系统，其特征在于，所述故障诊断模块包括年限判断模块，所述年限判断模块从所述控制器接收所述运行信号，并计算车辆内部元件的年限判断值，将到达使用年限的元件编号传输至所述第一输出终端和所述后台服务器。

4.根据权利要求3所述的故障诊断系统，其特征在于，所述年限判断模块对同一元件的年限判断值的计算公式为：

C_{i} = \frac{1}{4} (1 + \frac{1 % - A_{i}}{| 1 % - A_{i} |}) (1 + \frac{B_{i} - 10 %}{| B_{i} - 10 % |})

其中，A_i、B_i由下述公式确定：

A_{i} = | \frac{b_{i} - b_{i - 5}}{b_{i - 5}} |

B_{i} = | \frac{Σ_{j = 0}^{m - 1} x_{i - j}}{m x} - 1 |

b_{i} = \frac{m [Σ_{j = 0}^{m - 1} x_{i - j} (i - j)] - (Σ_{j = 0}^{m - 1} x_{i - j}) [Σ_{j = 0}^{m - 1} (i - j)]}{m (Σ_{j = 0}^{m - 1} {x_{i - j}}^{2}) - {(Σ_{j = 0}^{m - 1} x_{i - j})}^{2}}

5.根据权利要求1-4中任一所述的故障诊断系统，其特征在于，所述第一输出终端为显示器。

6.根据权利要求1-4中任一所述的故障诊断系统，其特征在于，所述第一输出终端为信号发射装置。

7.根据权利要求2所述的故障诊断系统，其特征在于，所述故障诊断模块还包括更新模块，所述更新模块与所述存储器、所述通信模块连接，通过所述通信模块接收所述后台服务器传输的数据并对所述存储器进行更新。