CN106527410B - 一种用于车辆的数据记录网关及基于该网关的诊断系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于车辆的数据记录网关及基于该网关的诊断系统，用于实时记录包含故障数据的车辆数据，并通过调用车辆数据来实现对车辆的故障的诊断。车辆包括多条CAN子网，所述网关通过数据采集单元和数据存储单元，分别对应采集和存储所述CAN子网的车辆数据。所述网关还包括控制器，用于向数据存储单元发送调用命令，并根据调用命令调用任一数据存储子单元所存储的CAN子网的车辆数据。本发明避免了偶发性故障产生的数据丢失，解决了车辆网络通讯偶发性故障排查困难的问题，提高了工作人员的对车辆进行故障排查的效率。

Description

一种用于车辆的数据记录网关及基于该网关的诊断系统

技术领域

本发明涉及车辆的故障处理领域，特别是涉及一种用于车辆的数据记录网关及基于该网关的诊断系统。

背景技术

随着车辆技术的发展，车辆中的CAN总线网络节点日益增多，所以其产生故障的可能性也越来越大，尤其是在车辆路试或者行驶期间，车辆会出现偶发性故障。但是，当工作人员到达现场对车辆进行检测时，之前的偶发性故障无法复现。

例如，整车网络具有TCU(自动变速器控制单元)，ESC(电子稳定控制单元)及IP(仪表)。驾驶员在开车期间，由于外部磁场干扰或者TCU节点的CAN线虚接，TCU偶然会发出一段错误帧，从而致使ESC不能正确接收到TCU的数据。因此控制单元认为出现故障，并使ESC在IP上点亮ESC故障指示灯。当驾驶员发现问题并找工作人员排查车辆问题时，车辆已不在外部磁场干扰区域或者车辆的CAN线虚接不复现，因此车辆经过重新熄火上电其CAN数据恢复正常，仪表显示恢复正常。工作人员只能根据驾驶员描述，识别到可能是由于ESC有故障。但是工作人员无法确定这个故障是由于TCU通讯故障而导致的，这给问题真正原因的排查带来了困难。

现有技术中的数据记录装置，均存在无法复原偶发性故障产生的原因的问题，故在进行车辆故障排查时，在数据记录装置所记录的数据中准确找到对应的故障信息的难度会很大。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种用于车辆的数据记录网关及基于该网关的诊断系统，在车辆数据记录网关中按照时间序列对车辆数据进行存储，其中不同CAN子网的数据对应存储到不同的数据存储子单元，以使得用户能够通过控制器准确调取所需要的故障数据，避免了偶发性故障产生的数据丢失，解决了车辆网络通讯偶发性故障排查困难的问题，提高了工作人员的对车辆进行故障排查的效率。

特别地，本发明提供了一种用于车辆的数据记录网关，用于实时记录包含故障数据的车辆数据，所述车辆包括多条CAN子网，所述网关包括：数据采集单元，其具有分别与所述多条CAN子网对应的多个采集子单元，每一所述采集子单元用于采集对应的CAN子网的车辆数据；数据存储单元，其具有分别与所述多个采集子单元对应的多个数据存储子单元，每一所述数据存储子单元用于存储对应的采集子单元所采集的CAN子网的车辆数据；控制器，用于向所述数据存储单元发送调用命令，并根据所述调用命令调用任一所述数据存储子单元所存储的CAN子网的车辆数据。

进一步地，每一所述数据存储子单元配置成仅存储所述故障数据。

进一步地，所述故障数据为所述车辆的偶发性故障数据，其中，所述偶发性故障数据包括偶发性故障发生的时间、原因和/或现象。

进一步地，每一所述数据存储子单元的存储容量配置成能够根据需要进行设定。

进一步地，所述数据存储子单元配置成在其存储容量达到预设容量值时，按照先进先出的时间序列的形式删除所述故障数据。

进一步地，所述数据存储子单元配置成在其存储容量达到预设容量值时，不再接收对应的采集子单元所采集的CAN子网的车辆数据。

进一步地，所述数据存储子单元配置成仅存储预设时间内的故障数据，并将超过所述预设时间的所述故障数据按照先进先出的时间序列的形式进行删除。

进一步地，所述数据采集子单元为CAN收发器，以连接所述控制器和用于获取车辆状态的车辆控制模块。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种具上述数据记录网关的诊断系统，用于通过调用所述数据记录网关中的车辆数据来实现对所述车辆的故障的诊断，还包括：调用接口，其与所述控制器相连，并能够通过所述控制器实现对任一CAN子网的车辆数据的调用。

进一步地，所述数据记录网关的诊断系统还包括：测试设备，其构造成能够与所述调用接口配合，用于输入所述调用命令。

本发明的每一所述数据存储子单元配置成仅存储所述故障数据，并且所述故障数据包括偶发性故障发生的时间、原因和/或现象。因此，用户通过本发明的数据记录网关能够准确调取故障数据，避免了偶发性故障产生的数据丢失，解决了车辆网络通讯偶发性故障排查困难的问题，提高了工作人员的对车辆进行故障排查的效率。

进一步地，本发明的多个存储子单元对应存储多条采集子单元的车辆数据，因此本发明的系统能够分类存储车辆数据，从而方便工作人员准确提取想要检查的故障区域的数据，缩短了判断故障原因的时间。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的一种用于车辆的数据记录网关及基于该网关的诊断系统的示意图；

图2是图1所示的车辆数据记录网关的数据存储单元的数据存储方式流程图。

图1中各符号表示的含义：

1、数据存储单元，101、存储子单元a，102、存储子单元b，2、控制器，3、数据采集单元，301、采集子单元a，302、采集子单元b，4、CAN子网，401、车辆控制模块，402、诊断CAN线路，5、诊断工具，6、晶振，7、电源管理模块，8、接地线，9、电源。

具体实施方式

图1示出了按照本发明第一实施例的一种用于车辆的数据记录网关及基于该网关的诊断系统，其中所述数据记录网关用于实时记录包含故障数据的车辆数据。数据记录网关存储并处理车辆数据，工作人员能够利用基于该网关的诊断系统，通过所述数据记录网关和诊断工具5对车辆进行故障排查。

数据记录网关包括数据存储单元1、控制器2、数据采集单元3、晶振6、电源管理模块7、接地线8和电源9。现有技术中，CAN总线中具有多个CAN子网4，其中每一个CAN子网4都对应着一个车辆控制模块401。该车辆控制模块401例如可以是变速器、发动机、空调、BCM、电机或仪表等。因此，每一CAN子网4对应着由相同功能单位组成的车辆控制模块401。例如，车辆的电机和电池位于同一个车辆控制模块401。电机的转动频率和电池剩余电量的信息通过同一个CAN子网4传递。在车辆控制的其他模块中，发动机和变速器的数据信息通过同一个CAN子网4传递；BCM(车身控制模块)和空调的数据信息通过同一个CAN子网4传递；泊车系统和ACC(不发动车可以给车内部分电器供电的系统)的数据信息通过同一个CAN子网4传递；信息娱乐和仪表的数据信息通过同一个CAN子网4传递。

数据采集单元3具有多条采集子单元，例如采集子单元a301、采集子单元b302，其中采集子单元分别与所述多条CAN子网4对应，并且每一所述采集子单元用于采集对应的CAN子网4的车辆数据。所述采集子单元可以采用CAN收发器，以连接所述控制器2和用于获取车辆状态的车辆控制模块401。现有技术的CAN收发器相当于在CAN协议控制器和物理双线式CAN总线之间搭建一个桥梁。

相应地，数据存储单元1具有多个存储子单元，例如存储子单元a101、存储子单元b102。每一所述数据存储子单元用于存储对应的采集子单元所采集的CAN子网4的车辆数据。所述数据存储单元1连接至控制器2，并受到控制器2对其存储子单元的数据存储控制和数据调用控制。由于每个CAN子网4对应的车辆控制模块401的数据大小都是不同的，有些车辆控制模块401涉及的数据量更大，而有些车辆控制模块401涉及的数据量很少。因此，为了更好的利用存储子单元的空间容量，降低存储子单元的总成本，每一存储子单元的存储容量大小可以按照存储需求来设定。

因此，本发明的车辆数据的采集和存储流程是：采集子单元采集相应CAN子网4中的车辆数据后，将所述车辆数据传递至控制器2。控制器2将所述车辆数据对应存储至存储子单元。例如，车辆的电机的转动频率和电池的剩余电量通过同一个CAN子网4传递至对应这个车辆控制模块401的采集子单元a301中。然后，控制器2将所述采集子单元a301采集的所述车辆数据存储至与其对应的存储子单元a101中。

结合图1和图2对数据存储单元的数据存储方式进行详细说明。车辆数据通过图1所示的数据采集单元3、控制器2、数据存储单元1对应存储至相应的存储子单元，其中，所述采集子单元根据时间序列分别对应采集CAN子网4的所述车辆数据，因此，存储于存储子单元的车辆数据都与时间信息相关联的。并且，在存储子单元中的车辆数据按照如图2所示的存储方式进行存储。

车辆数据包括按照时间序列存储于所述存储子单元的正常数据和故障数据。所述故障数据为所述车辆的偶发性故障数据，所述偶发性故障数据包括偶发性故障发生的时间、原因和/或现象。例如，当车辆由于外部磁场干扰造成某一部件产生故障，数据采集子单元通过对应的CAN子网4采集所述部件故障发生的时间、外部磁场数值、产生的故障现象等，车辆控制器2将上述信息存储于对应的存储子单元中。

在其他实施例中，车辆数据仅包括按照时间序列存储于所述存储子单元的故障数据。每一所述数据存储子单元可以配置成仅存储所述对应CAN子网4的所述故障数据，其中，所述故障数据为所述车辆的偶发性故障数据，所述偶发性故障数据包括偶发性故障发生的时间、原因和/或现象。

在本实施例中，数据存储单元1在通上电后进行车辆数据记录存储工作。记录的正常数据能够根据时间序列排序。而当系统检测到故障数据并进行存储时，系统设定所述故障数据的存储优先级高于所述正常数据的存储优先级，以使得所述故障数据在预定时间内始终保留在所述存储子单元。在本实施例中预定时间是72小时内。

当存储子单元的存储容量达到预设容量值后，所述正常数据能够按照先进先出的所述时间序列的形式进行删除，但保留还在预定时间内的故障数据。当所述故障数据在所述存储子单元中的存储容量达到预设容量后，所述存储子单元不再接收采集子单元采集的对应CAN子网4的所述车辆数据。其中，当所述故障数据的保留时间超过72小时后，所述故障数据按照先进先出的所述时间序列的形式进行删除，在将超时的故障数据删除后，存储子单元开始重新记录数据。

详细的数据存储单元1的数据存储方式流程图如图2所示。

步骤11：上电。

步骤13：数据存储。

步骤15：判断，是否达到存储上限。如果未达到存储上限，则继续进行步骤13的数据存储；如果达到了存储上限，则进行下一步。

步骤17：如果达到了存储上限，则删除存储的数据。

步骤19：判断，是否检测到故障数据。如果未检测到故障数据，则继续进行步骤17的删除存储的数据；如果检测到了故障数据，则进行下一步。

步骤21：如果检测到了故障数据，则存储故障数据。

步骤23：判断，步骤21中保存的故障数据的保存时间是否达到了72小时。如果故障数据的保存时间少于72小时，则不删除故障数据，继续进行步骤13的数据存储的动作；如果故障数据的保存时间超过了72小时，则进行下一步。

步骤25：如果故障数据的保存时间超过了72小时，则删除故障数据。

如图1所示，对基于车辆数据记录网关的诊断系统的诊断方式进行详细说明。诊断系统用于通过调用所述数据记录网关中的车辆数据来实现对所述车辆的故障的诊断。因此，工作人员能够利用基于该网关的诊断系统，通过所述数据记录网关和诊断工具5对车辆进行故障排查。

在CAN子网4中有一个子网包括诊断CAN线路402。所述诊断CAN线路402具有调用接口。所述调用接口与所述诊断CAN线路402相连，并连接至控制器2。由于数据记录网关的控制器2可以用于向所述数据存储单元1发送调用命令，并根据所述调用命令调用任一所述数据存储子单元所存储的CAN子网4的车辆数据。所述调用接口能够通过所述控制器2实现对任一CAN子网4的车辆数据的调用。在本实施例中，所述调用接口可以是一个USB接口。用户通过USB接口将诊断工具5连接至诊断CAN线路402上。

本发明的诊断系统对应于每一个存储子单元设置了相应的诊断命令，所述诊断命令用于调取所述存储子单元的所述故障数据。例如，诊断DID(数据标识符)作为对应于存储子单元b102的诊断命令。用户通过多条不同的诊断命令能够对应调取所述多个存储子单元的所述车辆数据。在本实施例中，用户通过所述诊断工具5输入所述诊断命令。诊断命令通过所述诊断CAN线路402和采集子单元b302发送至控制器2，以使得控制器2从所述存储子单元b102中调取所述故障数据并反馈至所述诊断工具5。

所述诊断工具5可以是测试设备，其构造成能够与所述调用接口配合，用于输入所述调用命令。所述诊断工具5还可以是CANoe，以使得CANoe对反馈的所述故障数据进行分析。

因此，通过上述步骤，工作人员能够准确调取故障数据，避免了偶发性故障产生的数据丢失，解决了车辆网络通讯偶发性故障排查困难的问题，提高了工作人员的对车辆进行故障排查的效率。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (9)

1.一种用于车辆的数据记录网关，用于实时记录包含故障数据的车辆数据，所述车辆包括多条CAN子网，所述网关包括：

数据采集单元，其具有分别与所述多条CAN子网对应的多个采集子单元，每一所述采集子单元用于采集对应的CAN子网的车辆数据；

数据存储单元，其具有分别与所述多个采集子单元对应的多个数据存储子单元，每一所述数据存储子单元用于存储对应的采集子单元所采集的CAN子网的车辆数据；

控制器，用于向所述数据存储单元发送调用命令，并根据所述调用命令调用任一所述数据存储子单元所存储的CAN子网的车辆数据；每一所述数据存储子单元配置成仅存储所述故障数据。

2.根据权利要求1所述的数据记录网关，其中，所述故障数据为所述车辆的偶发性故障数据，其中，所述偶发性故障数据包括偶发性故障发生的时间、原因和/或现象。

3.根据权利要求2所述的数据记录网关，其中，每一所述数据存储子单元的存储容量配置成能够根据需要进行设定。

4.根据权利要求3所述的数据记录网关，其中，所述数据存储子单元配置成在其存储容量达到预设容量值时，按照先进先出的时间序列的形式删除所述故障数据。

5.根据权利要求2所述的数据记录网关，其中，所述数据存储子单元配置成在其存储容量达到预设容量值时，不再接收对应的采集子单元所采集的CAN子网的车辆数据。

6.根据权利要求1所述的数据记录网关，其中，所述数据存储子单元配置成仅存储预设时间内的故障数据，并将超过所述预设时间的所述故障数据按照先进先出的时间序列的形式进行删除。

7.根据权利要求1所述的数据记录网关，其中，所述数据采集子单元为CAN收发器，以连接所述控制器和用于获取车辆状态的车辆控制模块。

8.一种具有如权利要求1-7中任一项所述的数据记录网关的诊断系统，用于通过调用所述数据记录网关中的车辆数据来实现对所述车辆的故障的诊断，还包括：

调用接口，其与所述控制器相连，并能够通过所述控制器实现对任一CAN子网的车辆数据的调用。

9.根据权利要求8所述的数据记录网关的诊断系统，其中，还包括：

测试设备，其构造成能够与所述调用接口配合，用于输入所述调用命令。