CN109556879B - 车辆验证系统 - Google Patents

Abstract

一种车辆验证系统用于对车辆执行验证程序，包括：安装在车辆上的至少一个传感器，用于在车辆运行时检测预定的参数；数据采集单元，其连接着所述传感器，用于从传感器收集检测参数；和数据传送单元，其与所述数据采集单元以可传输数据的方式相连，用于实时地无线传输数据采集单元收集的检测参数。

Description

车辆验证系统

技术领域

本申请涉及一种用于对新车型或新的车辆部件执行验证程序的车辆验证系统。

背景技术

当一种新的车型或一种新的车辆部件被研制出来后，车辆需要经历验证(validation)程序，以确认该车型或车辆部件是否能够在预期的车辆使用环境中满足其预期的设计目标。将被验证的新车型可能是完全新设计的车型，也可能是对旧车型进行部分改造获得的车型。将被验证的新车辆部件可以是新配备到车辆中的具有一或多项新功能的某个产品。在批量制造该新车型、或是在车辆中成批加装该新部件之前，需要通过验证程序验证新车型或新部件的各种性能，包括运转性能、可靠性、环境适应能力、使用寿命等等。

根据本领域通常的做法，新车辆或是配备了新部件的车辆会上路运行一段验证时间，例如几个月。过了这段验证时间后，车辆返回研制场所，车辆或相关部件被分析，以检查其性能和状况，例如是否充分发挥功能、是否出现故障等等。

根据现有技术现状，在经受验证车辆上采集的数据只能在车辆返回研制场所后才能获得，而不能在所述验证时间内实时地获取数据并且执行数据分析。

发明内容

本申请的目的是提供一种新的车辆验证系统，其能够在控制站实时接收从经受验证车辆采集的数据。

根据本申请的一个方面，提供了一种车辆验证系统，用于对车辆执行验证程序，包括：安装在车辆上的至少一个传感器，用于在车辆运行时检测预定的参数；数据采集单元，其连接着所述传感器，用于从传感器收集检测参数；和数据传送单元，其与所述数据采集单元以可传输数据的方式相连，用于实时地无线传输数据采集单元收集的检测参数。

根据本申请，车辆验证系统包括安装在经受验证车辆中的数据采集单元和数据传送单元，从而采集的数据可以被实时接收并存储到服务器中。该数据可以在任何期望的时间进行分析和处理，从而高效、准确地实现车辆验证。

附图说明

本申请的前述和其它方面将通过下面参照附图所做的详细介绍而被更完整地理解，其中：

图1是一种组合了根据本申请的车辆验证系统的挖掘机的示意图；

图2是一种组合了根据本申请的车辆验证系统的车辆排气管的局部示意图；以及

图3是一种组合了根据本申请的车辆验证系统的车辆悬架系统的局部示意图。

具体实施方式

根据本申请的车辆验证系统用于对新车型的车辆或车辆中的所关注的一或多个新型部件实施验证程序。所述新型部件可以是硬件或软件。本申请可以在验证程序中实时地检验新车型的车辆的运行状况，或是检验新型部件能否在各种车辆运行环境中充分发挥预期的性能并且随时发现可能出现的故障。

本申请的车辆验证系统涉及在经受验证程序的车辆(这里简称为经受验证车辆)和后台控制站之间建立通信，车辆研制人员能够从后台控制站接收在经受验证车辆上采集的数据。此外，车辆研制人员还能从控制站向经受验证车辆发送控制指令，以便随时调整车辆或所关注部件的操作。

本申请的车辆验证系统包括彼此之间以可传输数据的方式连接的数据采集单元和数据传送单元。数据采集单元通过相关联的传感器获取期望的车辆数据，数据传送单元将数据采集单元获取的车辆数据无线传送给后台控制站、例如后台控制站的服务器，从而能够在控制站实现对车辆的互联化服务。数据采集单元和/或数据传送单元可以采用软件模块的形式或MEMS(微机电系统)器件的形式。

根据一种优选实施方式，本申请的车辆验证系统包括集成有所述数据采集单元和数据传送单元的车辆互联控制单元(CCU)。例如，所述数据采集单元和数据传送单元分别作为车辆互联控制单元中的模块。

车辆互联控制单元通过车辆数据总线与车辆其它功能元件、检测元件、控制元件相连，从而可对车辆的各个部分进行实时监控，并将监控数据无线传输到后台控制站、例如后台控制站的服务器，从而能够在控制站实现对车辆的互联化服务。例如，对于用户正在使用的车辆，可以通过车辆互联控制单元实现呼叫救援、车队管理、预测性导航、故障诊断、养护建议、违章通知等等。因此，通过车辆互联控制单元，可大大提升车辆驾驶的安全性和舒适性。

本申请所说的车辆互联控制单元是指安装在车辆中、能够在车辆与后台控制站之间传输数据的任何控制单元，而非局限于某种型号的现有车辆互联控制单元。

对于本申请的在车辆验证程序中利用车辆互联控制单元实现实时数据传送的实施方式，本申请的车辆验证系统可以称作互联型车辆验证系统。

本申请所涉及的经受验证车辆包括道路车辆和非道路车辆，这两种车辆具有不同的工作特性，并且可以利用根据本申请的不同的检测手段检测它们各自的工作特性。

对于道路车辆，其行驶历史数据将被检测。数据采集单元或互联控制单元将通过车辆定位系统跟踪车辆位置和运动(例如车辆速度、加速度)，车辆定位系统可以包括移动通信系统(例如GSM)、卫星定位系统(例如GPS)等等。

然而，对于非道路车辆(诸如挖掘机等)来说，由于其常规工作日内的运动半径很小，因此车辆定位系统所能提供提的有用定位信息可能不够充分。因此，非道路车辆中需要安装附加的运动传感器，以便获取非道路车辆的实际行驶历史数据的信息。

另外，根据本申请，道路车辆和非道路车辆的振动历史数据也可被检测。车辆某些部件、例如排气系统或悬架系统的振动对于某些分析(例如疲劳检测)来说是重要参数。现有技术中(包括现有的车辆互联控制单元)尚不能在车辆验证程序中实现实时振动测量数据传输。本申请提出将振动传感器安装在需要检测振动的车辆部件上，以便获得有关实时工作条件的额外信息。

当然，对于某些车辆部件来说，需要同时监视其运动和振动。为此，需要为其同时安装运动传感器和振动传感器，以便检测该部件的运动(平移和/或转动)幅度，速度，频率，加速度(振动/冲击)，周期，累计运动次数等等。

可以理解，其它车辆参数的历史数据也可以被检测。

下面参照附图中展示的实施方式描述本申请的一些具体例子。

图1展示了一个挖掘机，作为本申请涉及的非道路车辆的一个例子，其组合有根据本申请的车辆验证系统。挖掘机包括车身，车身主要包括驾驶室1和动力站2，车身以可绕一竖直轴线旋转的方式安装在履带装置3上，履带装置3能够实现车辆的前后移动。大臂4可枢转地安装于车身，小臂5可枢转地安装于大臂4，挖斗6可枢转地安装于小臂5。挖掘机各部分能实现的运动在图1中以箭头表示。

挖掘机包括互联控制单元10和若干传感器20。各传感器20安装在车辆上的不同位置，例如，分别安装在车身、大臂4、小臂5和挖斗6上。传感器20可包括运动传感器，用于检测整个车辆的前后移动、车身相对于履带装置3的旋转运动以及大臂4、小臂5和挖斗6各自的枢转运动。此外，传感器20还可包括振动传感器，用于检测大臂4、小臂5、挖斗6甚至车身上经历的冲击或振动。这些传感器与互联控制单元10以可传输数据的方式连接。应注意，如果不需要检测这些部件的冲击或振动，也可省略振动传感器，而只利用运动传感器检测整个挖掘机及其各个部件的运动。

挖掘机大范围的移动信息，例如从挖掘机拥有者的存放场地到工地的移动，以及在不同工地之间的移动等等，可通过车辆定位系统获得。挖掘机在某个工地上的日常操作中的移动，例如在土方挖掘点与土方运输车辆之间的往来移动，则通过挖掘机车身上的运动传感器实现检测。

根据一种可行实施方式，挖掘机车身上的一或多个传感器20，包括运动传感器和/或振动传感器，可以集成在互联控制单元10中(例如图1中示意性所示的)，优选以MEMS器件的形式。对于位于互联控制单元10内部的传感器，互联控制单元10可以通过连接线路(硬件或软件形式)直接获得传感器的检测数据。

安装在挖掘机其它部位的传感器20，均为位于互联控制单元10外部的传感器，可以采用市场有售的常规传感器。当然，如果这些传感器仅仅是为了车辆验证程序使用，则优选采用低成本的传感器，例如低成本的MEMS传感器。

位于互联控制单元10外部的传感器20通过有线或无线通信方式连接着互联控制单元10，例如通过Bluetooth或WiFi，使得传感器的检测参数能被传送到互联控制单元10。

互联控制单元10中集成有无线型数据传送单元11。数据传送单元11将各传感器检测并被互联控制单元10接收的参数发送到后台控制站并且被记录在控制站的服务器中，作为车辆和/或车辆部件的行驶历史数据和/或振动历史数据，从而车辆研制人员能够在控制站实时获取并且处理这些检测参数。

对于车辆中需要验证的一或多个新研制部件，需要为该新研制部件(即所关注部件)专门配备验证程序所需的传感器。

例如，假定挖掘机的挖斗6为新研制的部件，并且需要通过验证程序确认挖斗6的性能，则可以在挖斗6的适宜部位布置运动和/或振动传感器。又如，假定挖掘机的挖斗6与小臂5之间的枢转连接结构为新设计的结构，并且需要通过验证程序确认该枢转连接结构的性能，则可以在挖斗6和/或小臂5的适宜部位布置运动和/或振动传感器。验证程序所需的为新研制部件专门配备的传感器的检测数据被互联控制单元10获取，并且通过数据传送单元11发送到后台控制站并被记录在控制站的服务器中，作为所关注部件的行驶历史数据和/或振动历史数据，从而车辆研制人员能够在控制站实时获取并处理所关注部件的检测参数。

对于道路车辆而言，可以利用与图1中的实施方式中类似的技术构造出车辆验证系统。当然，如前所述，道路车辆可以仅通过车辆定位系统获得车辆的行驶历史数据。

需要指出，对于很多车辆(道路车辆和非道路车辆)来说，振动是引起很多部件故障或疲劳的关键因素，因此在根据本申请的车辆验证系统中，振动传感器被安装在所关注部件或附近部件上。

举例而言，在图2所示的实施方式中，车辆验证系统的振动传感器20安装在车辆排气系统的排气管的一段上，用于在发动机运转期间检测排气管的振动。振动传感器20通过有线或无线通信方式连接着车辆互联控制单元。车辆验证系统的其它方面类似于前面参照图1所描述的，因而不再详细叙述。

作为另一个例子，在图3所示的实施方式中，车辆验证系统的振动传感器20安装在车辆的悬架系统9的一或多个元件上，用于在发动机运转期间检测悬架的振动。振动传感器20通过有线或无线通信方式连接着车辆互联控制单元。车辆验证系统的其它方面类似于前面参照图1所描述的，因而不再详细叙述。

本申请的车辆验证系统可以包括其它类型的传感器，它们布置在车辆的不同位置，用以检测所关注的参数。

根据本申请进一步的实施方式，车辆验证系统包括前面提到的后台控制站。所述后台控制站被构造成能够实时地从数据传送单元或互联控制单元无线接收相关的车辆或车辆部件的数据，存储这些数据以形成一系列连续的历史数据，并且对这些数据进行分析或处理。根据一种可行实施方式，在后台控制站中，来自多个经受验证车辆的同类车辆或车辆部件数据被实时或定期相互比较。例如，可以针对不同的车辆(相同或不同型号)、不同的用户和/或不同的使用条件进行相互比较，以便更快速、更高效地确定车辆或车辆部件的性能。

车辆验证系统中全部传感器可以在验证程序完成后被拆除。然而，也可以在验证程序完成后仅拆除一些传感器，而另一些传感器则留在车辆中继续使用。当然，也可以在验证程序完成后将全部传感器保留在车辆中继续使用。

根据本申请，车辆验证系统包括配备给经受验证车辆的数据采集单元和数据传送单元，使得采集的数据可由服务器实时接收并存储。这些数据可以在任何期望的时间被分析和处理，因此能够更高效、更准确地实现车辆验证。

虽然这里参考具体的实施方式描述了本申请，但是本申请的范围并不局限于所示的细节。在不偏离本申请的基本原理的情况下，可针对这些细节做出各种修改。

Claims (9)

1.一种非道路车辆验证系统，用于对非道路车辆的新车型或新型部件执行验证程序，包括：

安装在非道路车辆上的用于检测整个车辆运动的运动传感器；

数据采集单元，其用于获取车辆的实际行驶历史数据，所述实际行驶历史数据包括由车辆定位系统获取的车辆行驶数据和从所述运动传感器获取的车辆日常操作中的运动半径内的车辆行驶数据；

无线型数据传送单元(11)，其与所述数据采集单元以可传输数据的方式相连，用于实时地无线传输数据采集单元获取的实际行驶历史数据；以及

后台控制站，其被构造成实时地从所述数据传送单元接收车辆或车辆部件的数据，将来自多个车辆的同类数据实时或定期进行比较以确定车辆或车辆部件的性能。

2.如权利要求1所述的非道路车辆验证系统，其中，所述数据采集单元和所述数据传送单元(11)集成在车辆的互联控制单元(10)中。

3.如权利要求1所述的非道路车辆验证系统，还包括用于检测车辆中所关注部件的运动的运动传感器。

4.如权利要求1所述的非道路车辆验证系统，还包括用于检测整个车辆振动的振动传感器和/或用于检测车辆中所关注部件的振动的振动传感器。

5.如权利要求4所述的非道路车辆验证系统，其中，所述振动传感器包括安装在车辆排气管上的振动传感器和/或安装在车辆悬架上的振动传感器。

6.如权利要求4所述的非道路车辆验证系统，其中，所述运动传感器和/或振动传感器集成在互联控制单元(10)内；或者

所述运动传感器和/或振动传感器设置在互联控制单元(10)外并且与互联控制单元(10)以可传输数据的方式相连。

7.如权利要求1至6中任一项所述的非道路车辆验证系统，其中，所述运动传感器和/或振动传感器为MEMS传感器。

8.如权利要求1至6中任一项所述的非道路车辆验证系统，其中，所述运动传感器和/或振动传感器中的至少一个在验证程序完成后被拆除。

9.如权利要求1至6中任一项所述的非道路车辆验证系统，其中所述后台控制站被构造成针对不同的车辆、不同的用户和/或不同的使用条件进行数据比较。

Images