CN107045335A - 一种车辆远程诊断系统及方法 - Google Patents

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黄海平
胡青松
张小平
李红侠
徐伦
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    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0221—Preprocessing measurements, e.g. data collection rate adjustment; Standardization of measurements; Time series or signal analysis, e.g. frequency analysis or wavelets; Trustworthiness of measurements; Indexes therefor; Measurements using easily measured parameters to estimate parameters difficult to measure; Virtual sensor creation; De-noising; Sensor fusion; Unconventional preprocessing inherently present in specific fault detection methods like PCA-based methods

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Abstract

本发明提供了一种车辆远程诊断系统，包括：安装于车辆上，用于获取车辆状态实时信息的智能车载终端；用于获取智能车载终端的数据，并进行分析；当车辆存在故障时，与专家系统匹配，得到解决方案的管理平台；用于与管理平台进行通讯，以获得车辆状态实时信息或车辆故障时的解决方案的智能移动通讯终端。本发明还提供了车辆远程诊断方法。通过智能移动通讯终端向管理平台发送诊断请求，管理平台分析智能车载终端上报的故障信息和实时数据，把分析结果发送到智能移动通信终端。如果是简单的故障，告知怎么维修；如果大的故障，给出最近的修理厂信息，或是代发救援请求，给到司机最优的解决方案。不发送诊断请求时也可查看车辆状态，方便车辆管理。

Description

一种车辆远程诊断系统及方法
技术领域
本发明涉及一种使用智能移动通讯终端(例如：智能手机、平板电脑、笔记本电脑等)实现对车辆进行远程诊断的系统及方法，属于车载无线宽带局域网通讯和车辆在线诊断技术领域。
背景技术
目前，汽车数量剧增，给自然环境中的空气、土地资源、水资源、海洋、人文环境及人类的生存和健康带来许多不利影响。我们的生存环境已经遭受到严重的破坏，而汽车依赖的石油资源，也在日益的缩减，但是，完全摒弃石油又不现实，因此一辆省油环保的车型就尤为重要。OBD标准，实现了真正意义上的“低碳环保，节能减排”。从环保的角度出发，加装OBD是大势所趋。
OBD是英文On-Board Diagnostics的缩写，即“车载诊断系统”。它是20世纪80年代发展起来的一种汽车发动机故障自动诊断程序，它采用统一的标准和程序接口帮助驾驶员或维修人员来监控发动机的运行状况并诊断故障。该系统可根据发动机的运行状况随时监控汽车尾气排放是否超标-一旦检测到汽车尾气排放超标，它会马上发出警示。当系统出现故障时，故障灯(MIL)或检查发动机(Check Engine)警告灯亮，同时动力总成控制模块(PCM)将故障信息存入存储器，通过一定的程序可以将故障码从PCM中读出。根据故障码的提示，维修人员能迅速准确地确定故障的性质和部位。
从20世纪六七十年代起，美国、日本、欧洲等各大汽车制造企业开始在电喷发动机汽车上配备车载诊断系统OBD。现在车载诊断系统逐步在发动机电控系统、电控自动变速器(ECT)、防抱死制动系统(ABS)、安全气囊(SRS)和巡航控制系统(CCS)等方面得到广泛应用。
在发展初期，各大主要汽车制造企业的OBD系统因发动机管理系统不同而各个不相同，采用各自自行设计的诊断座或自定义的诊断码，不同车系都有一套自己的检测工具，给维修带来了很大不便，也没能充分发挥其应有的作用。
1994年，美国汽车工程协会(SAE)在第一代车载诊断系统的基础上制定了第二代在线诊断装置OBD-II。对数据连接器和诊断代码制定了统一标准，并经国际环保组织EPA和美国加州资源协会(CARB)认证认可。OBD-II系统与以前的所有车载自诊断系统不同之处在于其有严格的排放针对性，其实质性能就是监测汽车排放。OBD-II系统的优点体现在：(1)改善了在用车的排放性能；(2)快速对车辆的排放性能进行诊断；(3)改善了车辆的维修服务(标准化的故障代码、冻结帧数据)；(4)改善了零部件的可靠性；(5)在驾驶员注意前提出故障警告，避免进一步的损坏。当汽车排放的一氧化碳CO、碳氢化合物HC、氮氧化合物NOx或燃油蒸发污染量超过设定的标准，故障灯就会点亮报警。虽然OBD-II系统对监测汽车排放十分有效，但驾驶员接受不接受警告全凭“自觉”。
为此，经过修改，2004年以后，比OBD-II系统更先进的OBD-III系统产生了。OBD-III系统主要目的是使汽车的检测、维护和管理融为一体，以满足环境保护的要求。OBD-III系统会分别进入发动机、变速箱、ABS等系统的电子控制单元(ECU)中去读取故障码和其它相关数据，并利用小型车载通讯系统，例如GPS导航系统或无线通信方式将车辆的身份代码、故障码及所在位置等信息自动通告管理部门，管理部门根据该车辆排放问题的等级对其发出指令，包括去哪里维修的建议、解决排放问题的时限等，还可在法律允许的前提下，对超出时限的违规者的车辆发出禁行指令。
总之，OBD-III系统的主要特点是对社会法规的支持。在我国，2005年4月27日国家环保总局公布了《轻型汽车污染物排放限值及测量方法》，平时所说的国III、国IV(相当于欧III、欧IV)排放标准。这两个标准分别于2007年7月1日和2010年7月1日开始在全国实施。
OBD系统的引入与使用环境、燃油特性、驾驶习惯、车辆状况等4个主要方面紧密相关。其中任何一个方面出现问题，都会影响OBD系统的扩展和应用。但OBD系统的引入，也使得以下相关的配套条件相应提高：燃油质量、车辆维修保养技能、相关零部件的一致性、驾驶员驾驶水平的提高、OBD系统本身的提高和社会各方面的支持。因此，OBD系统引入，不仅有助于社会环保能力的提高，也对汽车产业升级具有积极的推动作用，有利于汽车产业的整体提高，具体如下：
一是提醒驾驶员，一旦车辆尾气排放量超标须及时修理。这是因为当车辆排放的HC、CO、NOx或燃油蒸发污染量达到新车排放标准的1.5倍时，故障灯点亮。这包括发动机随机缺火时引起的HC排放量的整体上升；三元催化转换器的净化效率下降到某个限值之下；系统探测出密封的燃油系统有空气泄漏；EGR系统的故障引起NOx排放量上升；某个关键传感器或其他排放控制装置失效等情况。上述信息通过OBD系统向驾驶员发出警告，而且环保部门还能对不接受警告者进行应有的惩罚。
二是监督汽车生产厂家加装OBD系统，全力打造“绿色汽车”。因为OBD系统不仅与燃油和驾驶员等诸多因素相关，也与汽车生产厂家的切身利益相关，如果不加装OBD系统，其生产的车辆难以销售出去，难以给其带来利润，而且也给汽车售后服务维修行业带来不利。因此，汽车厂家加装OBD系统无论对自身发展还是对环境保护和消费者利益都是有益的。
三是及时提醒驾驶员维修车辆，确保用车安全。OBD系统能科学地监测与尾气排微有关的汽车零部件工作是否正常，并及时发出故障警报。它利用小型车载无线收发系统，通过无线蜂窝通信、卫星通信或GPS系统将车辆的故障码及所在位置等信息自动通告环保管理部门，环保管理部门根据获得的信息结合该车辆排放等级，判断车辆排放是否达标。一旦尾气排放超标，将及时给驾驶员发出指令，限期解决车辆排放问题，并在法律允许的前提下，对超出时限的车辆发出禁行密码指令，迫使车辆用户到维修服务站进行车辆修理，确保车辆始终处于良好的技术状况。
四是对燃油品质提出了更高要求。OBD系统的加装，对燃油品质和燃油的统一性提出了更高标准。如果燃油质量不过关，不仅缩短了加装OBD系统车辆的无故障里程，而且增加了购车者的使用与维修成本。这迫使驾驶员给车辆加油时货比三家，选择到油品质量高的加油站加油。这必将促进整个燃油市场燃油质量的提高，进而使汽车尾气排放更加符合排放标准。
但是现有的OBD系统只能检测车辆状态数据，通过管理中心显示，但是车辆有故障时，并不能给出诊断建议。同时，在公路客车、城市公交或旅游客车抛锚时，用户也无法方便地得到车辆状态数据及解决方案，只能被动地等待求援。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种使用智能移动通讯终端实现对车辆进行远程诊断的系统及方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种车辆远程诊断系统，其特征在于：包括
安装于车辆上，用于获取车辆状态实时信息的智能车载终端；
用于获取智能车载终端的数据，并进行分析；当车辆存在故障时，与专家系统匹配，得到解决方案的管理平台；
用于与管理平台进行通讯，以获得车辆状态实时信息或车辆故障时的解决方案的智能移动通讯终端；
智能车载终端、管理平台、智能移动通讯终端之间通过互联网连接。
优选地，所述车辆上还设有GPS定位系统，所述智能车载终端连接GPS定位系统。
优选地，所述智能车载终端包括CPU，CPU连接设于车辆各关键部位的传感器；所述管理平台通过互联网与CPU连接。
更优选地，所述车辆各关键部位包括ABS系统、缓速器、变速箱、发动机。
本发明还提供了一种车辆远程诊断方法，其特征在于：采用上述的车辆远程诊断系统，步骤为：
步骤1、在车辆上安装智能车载终端，通过智能车载终端获取车辆状态实时信息；
步骤2、创建管理平台，在管理平台上建立车辆相关信息，使各车辆上的车载智能终端与平台管理建立连接，进行正常的信息交互；管理平台还对智能车载终端获取的车辆状态实时信息进行分析，评估车辆是否需要保养、驾驶员的驾驶习惯是否良好、月或年度碳排放量；
步骤3、创建应用于智能移动通讯终端上的APP客户端，在智能移动通讯终端上下载APP客户端，并填写车辆相关信息，注册验证，和管理平台建立连接，进行正常的信息交互，查看车辆状态实时信息，进行远程诊断。
优选地，所述步骤2中，驾驶员的驾驶习惯是否良好是指驾驶员紧急加速、减速的情况，紧急加速、减速的情况根据车辆速度分析。
优选地，如果车辆抛锚或者有车祸发生时，通过智能移动通讯终端上的APP客户端发送诊断请求给管理平台，管理平台把诊断请求转发给智能车载终端，智能车载终端反馈诊断信息给管理平台，管理平台分析解码，并参照专家系统给出专家级的建议，推送相关信息到发送请求的智能移动通讯终端上去。
更优选地，如果车辆故障在专家系统内能找到匹配的维修建议，则管理平台发送相关的维修建议给智能移动通讯终端；如果车辆故障在专家系统内不能找到匹配的维修建议，管理平台发送最近的修理厂的信息至智能移动通讯终端，或是代发救援请求。
本发明提供的系统克服了现有技术的不足，在公路客车、城市公交或旅游客车抛锚时，通过智能移动通讯终端向管理平台发送故障诊断请求，管理平台请求智能车载终端把故障信息和实时数据上报管理平台，管理平台通过分析，把车辆故障分析结果发送到智能移动通信终端。如果是简单的故障，同时告知怎么维修，如果大的故障，给出最近的修理厂信息，或是代发救援请求，给到司机最优的解决方案。
附图说明
图1为本实施例提供的车辆远程诊断系统结构框图；
图2为本实施例提供的车辆远程诊断方法流程图；
图3为智能车载终端工作流程图；
图4为管理平台工作流程图；
图5为智能移动通讯终端工作流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
图1为本实施例提供的车辆远程诊断系统结构框图，所述的车辆远程诊断系统包括：
安装于车辆上，用于获取车辆状态实时信息的智能车载终端；
用于获取智能车载终端的数据，进行分析，并提供远程专业诊断和服务的管理平台；
用于与管理平台进行无线通讯，以获得车辆状态实时信息或车辆故障时的解决方案的智能移动通讯终端。
智能车载终端通过CAN总线连接车辆上的ABS系统、缓速器、变速箱、发动机及其它部件，以获取车辆状态实时信息。车辆上还装有GPS定位系统，智能车载终端连接GPS定位系统，以获取车辆的实时位置信息。智能车载终端获取的信息通过无线网络发送给管理平台。用户平常可以通过登录智能移动通讯终端，连接管理平台，了解车辆状态、燃油经济性、损耗、排放、故障等信息。管理平台软件还可对数据进行分析，评估车辆是否需要保养(参照标准)，驾驶员的驾驶习惯是否良好(根据车辆速度分析是否有紧急加速、减速的情况)，月或年度碳排放量等信息供用户查看。当车辆存在故障时，管理平台将车辆状态信息与专家系统匹配，得到推荐的解决方案。
结合图2～图4，一种车辆远程诊断方法，采用上述车辆远程诊断系统，其步骤为：
步骤1、在公路客车、城市公交或旅游客车上安装智能车载终端。智能车载终端已通过国家各部门的多项标准认证，满足国家平台及省级平台对车辆的监管要求，具备完整的车况信息记录和处理、远程传送和故障诊断、车辆维护保养管理、驾驶员身份识别核对等功能，也可以根据企业实际需求添加或减少部分功能；
步骤2、创建企业专有的管理平台，在管理平台建立车辆相关信息，使车载智能终端设备和管理平台可以建立连接，进行正常的信息交互，管理平台软件还可对数据进行分析，评估车辆是否需要保养，驾驶员的驾驶习惯是否良好，月或年度碳排放量等信息供用户查看；
步骤3、客户在智能移动通讯终端上下载安装APP软件，并填写车辆相关信息，注册验证，和管理平台建立连接，可以进行正常的信息交互，查看车辆信息和状态，进行远程诊断。
步骤4、通过APP软件发送诊断请求，管理平台把请求转发给车载智能终端，智能终端返回诊断信息，管理平台分析解码，与专家系统匹配，并给出专家级的建议，推送相关信息到发送请求的智能移动通讯终端上去。
本发明还可以在客车APP没有主动发送诊断请求的情况下，智能车载终端获取车辆CAN、K-line、J1850总线上的信息；再由无线通讯接口将信息发送给安装有终端软件的管理平台。客户平常可以通过登录APP终端软件了解车辆状态、燃油经济性、损耗、排放、故障等信息；管理平台软件还可对数据进行分析，评估车辆是否需要保养，驾驶员的驾驶习惯是否良好，月或年度碳排放量等信息供用户查看，方便车辆运营公司对车辆进行管理。
如果车辆抛锚或者有车祸等发生时，驾驶员可以通过使用智能车载终端向管理平台发送故障诊断请求，管理平台通过和智能车载终端通信，来回溯故障发生时的车辆状况信息、GPS定位信息，判断责任，并给出专家级别的维修、求助指导信息，便于驾驶员快速处理现场。可以加速事故处理，节约乘客时间。

Claims (8)

1.一种车辆远程诊断系统，其特征在于：包括
安装于车辆上，用于获取车辆状态实时信息的智能车载终端；
用于获取智能车载终端的数据，并进行分析；当车辆存在故障时，与专家系统匹配，得到解决方案的管理平台；
用于与管理平台进行通讯，以获得车辆状态实时信息或车辆故障时的解决方案的智能移动通讯终端；
智能车载终端、管理平台、智能移动通讯终端之间通过互联网连接。
2.如权利要求1所述的一种车辆远程诊断系统，其特征在于：所述车辆上还设有GPS定位系统，所述智能车载终端连接GPS定位系统。
3.如权利要求1或2所述的一种车辆远程诊断系统，其特征在于：所述智能车载终端包括CPU，CPU连接设于车辆各关键部位的传感器；所述管理平台通过互联网与CPU连接。
4.如权利要求3所述的一种车辆远程诊断系统，其特征在于：所述车辆各关键部位包括ABS系统、缓速器、变速箱、发动机。
5.一种车辆远程诊断方法，其特征在于：采用如权利要求1～4任一项所述的车辆远程诊断系统，步骤为：
步骤1、在车辆上安装智能车载终端，通过智能车载终端获取车辆状态实时信息；
步骤2、创建管理平台，在管理平台上建立车辆相关信息，使各车辆上的车载智能终端与平台管理建立连接，进行正常的信息交互；管理平台还对智能车载终端获取的车辆状态实时信息进行分析，评估车辆是否需要保养、驾驶员的驾驶习惯是否良好、月或年度碳排放量；
步骤3、创建应用于智能移动通讯终端上的APP客户端，在智能移动通讯终端上下载APP客户端，并填写车辆相关信息，注册验证，和管理平台建立连接，进行正常的信息交互，查看车辆状态实时信息，进行远程诊断。
6.如权利要求5所述的一种车辆远程诊断方法，其特征在于：所述步骤2中，驾驶员的驾驶习惯是否良好是指驾驶员紧急加速、减速的情况，紧急加速、减速的情况根据车辆速度分析。
7.如权利要求5所述的一种车辆远程诊断方法，其特征在于：如果车辆抛锚或者有车祸发生时，通过智能移动通讯终端上的APP客户端发送诊断请求给管理平台，管理平台把诊断请求转发给智能车载终端，智能车载终端反馈诊断信息给管理平台，管理平台分析解码，并参照专家系统给出专家级的建议，推送相关信息到发送请求的智能移动通讯终端上去。
8.如权利要求7所述的一种车辆远程诊断方法，其特征在于：如果车辆故障在专家系统内能找到匹配的维修建议，则管理平台发送相关的维修建议给智能移动通讯终端；如果车辆故障在专家系统内不能找到匹配的维修建议，管理平台发送最近的修理厂的信息至智能移动通讯终端，或是代发救援请求。
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