CN1848147A - 用于车辆维修调度和可使用时间最优化的交互型数据交换系统 - Google Patents

Abstract

车辆远程信息技术系统用来通过便于来自不同源的车辆情况信息的采集和集成，来改善维修调度。这些源包括通过智能车辆控制器网络从车辆传感器中采集的实时数据。该网络装备了用于产生具有标记的记录的设备，允许标记与车辆检查结果的相关，并产生用于调度维修的趋势报告。

Description

用于车辆维修调度和可使用时间最优化的交互型数据交换系统

技术领域

本发明涉及车辆远程信息技术(telematics)，尤其涉及一种系统，提供车辆上、维修供应商处的信息处理设备之间的在车辆所有者控制下的交互作用，，以根据操作人员的目标来最优化维修调度。

背景技术

商用车辆必需停止服务进行维修的时段对于操作人员来说是昂贵的。计划外维修的负担就更重了。维修需要的较好预期将使操作人员能交错安排车辆服务，以更好地预测维修需要并且安排车辆行车路线并作调度，以最小化服务车辆的通行时间并彼此同步所需服务过程。

在写本说明书时通常还没有效能成本合算的传感器，这些传感器要能够精确提供与诸如引擎油和传动液的车用油情况直接相关的数据的。这些为引擎、动力传动系统以及电气系统而设的车载传感器对于识别故障是有用的、并用作指示器或者用于实现对车辆的控制，但是仅具有有限的预测能力。作为示例，对引擎油情况的精确评估，依赖于对从车辆中抽取并送到工业实验室分析的引擎油样品所执行的摄谱分析，这种评估并不能直接从车辆中获得。

目前的维修实践经常涉及通过直接检查而获得信息并手动记录检查结果。例如，当车辆正在服务时，可抽取油样并送到外面的实验室进行分析。结果通常以报告副本的形式在几天之后返回给服务设备。然后维修管理员阅读这些结果，并且，如果这些结果在限度内，则分析报告存档，用于今后参考或者扔掉。如果该结果在限度之外，则维修管理员基于个人经验或通过向实验室打电话求助，来确定问题所在。现在通常还不可能获得趋势概览，以及各个结果与车辆使用相关数据的相关性。

发明内容

根据本发明提供一种用于机动车服务调度的数据集成系统。该数据集成系统包括：中央数据资源库(repository)，它从不同源接收数据以改善用于维修调度的操作设备。这些源包括集成数据网络以及用来产生车辆数据的安装在至少第一辆机动车上的传感器组。车辆服务设备对包括第一辆机动车的多辆机动车进行周期性地检查并产生检查数据。车用油分析服务分析从机动车中抽取的油样并产生与分析结果相关的数据。

包括因特网、卫星和短程无线链接的数据通信设备将在车辆服务设备上耦合由集成数据网络和传感器组产生的各种数据，并通过车辆液体分析服务传送到中央数据采集设备。包括数据库的中央数据资源库用来便于用于比较分析的数据的组织记录和检索。由中央数据资源库所产生的网站用来显示来自比较分析的结果，由操作人员在调度维修中使用。

其它的效果、特征和优点在以下描述中将会显而易见。

附图说明

被认为本发明特点的新颖性特征将在所附权利要求中得到陈述。参阅附图和以下对说明性实施例的详细描述，发明本身、以及发明的较佳使用模式、其它目的和优点将得到最好的理解，在附图中：

图1是用于提高商用车辆服务时间的适用于情况数据采集和集成系统的远程信息系统的示意图；

图2是用于图1的数据采集和集成系统的车辆控制器区域网络控制系统的框图；

图3是与车辆车载数据采集和报告相关的简化流程图；

图4是与通过服务操作和相关实验室进行的数据采集相关的简化流程图；

图5是使用各种远程信息源而实现的服务调度管理操作的流程图；

图6是发布到网站上的趋势和分析的代表性显示；

图7是示出服务同步的各个机会的时间线；

具体实施方式

现在参照附图特别是图1，示出了一般车辆远程信息系统100。车辆远程信息系统100可使用一辆，更普遍地使用大量商用车辆102来实现，这些车辆通过任何方便的方式与车辆操作人员服务器114进行通信，但通常是使用与手机基站112链接或者短程RF链接的手机链接108。

商用车辆102包括基于控制器区域网络(CAN)系统104的电气控制系统。控制器区域网络系统104链接大量用于数据通信的商用车辆102的车载控制器，并通过手机链接108和使用服务时，诸如使用读取GPS卫星110的全球定位单元106的全球定位，允许中央激活以及控制远程数据通信服务。

通常，手机基站112通过最好包括因特网服务的陆线链接，以将数据从手机链接108传输到车辆操作人员服务器114。来自车辆102的数据可包括(如下详述)相关于通过CAN系统104以及常规远程信息服务所采集的引擎加载、刹车极限使用以及其它车辆操作变量的信息。从车辆102传送的记录标有时间、日期、位置以及里程数。数据可以通过连接115(诸如短程RF或直接硬线连接)经手机链接从车辆转发到维修基地的服务工具上。

服务器114可从包括至少第一远程服务供应商服务器116的其它源中采集数据，诸如独立引擎维修设备。在车辆服务期间采集诸如服务时的里程数、胎面凸纹深度、车辆损坏等数据通过膝上型电脑输入并置入服务器116，并从那儿转发到服务器114。此外，可抽取油样特别是引擎油样，并装入标准化容器170中使用快递、货运或邮政业务发送到分析实验室120进行分析。分析结果然后放到安全的服务器114可访问的网站122上。

服务器114在数据库128上维护根据里程数索引的车辆统计数据的数据库。这些记录允许通过与放置在第二个安全网站上的结果进行的比较操作124来检测趋势，用来管理使用。

现在参看图2，示出诸如用于商用车辆的控制器区域网络系统104的特征。控制器区域网络104具有基于微处理器272和存储器274的可编程主体计算机230作为基础元件，而存储器274又可包括易失性和非易失性部分(未示出)。微处理器272通过常规总线与可编程主体计算机230的其它部分通信。在计算机的其它部分中，有包括第一和第二控制器区域网络(CAN)接口250以及SAE J1708接口270的用于处理网络通信的输入/输出设备。J1708接口通常用来处理诸如开关组271、272的极低数据速率设备。

CAN系统104包括两个不同的控制器区域网络，分别基于汽车工程师协会(SAE)标准的公用代码的第一总线(用于J1939网络)、以及使用在该标准下允许定义的专用代码的第二总线。“专用”只表示标准格式的J1939数据块可按需由OEM定义。公用总线将第一CAN接口250连接到多个系统控制器，包括设备和开关组212、量具群214、防锁刹车系统控制器219、传输控制器216以及引擎控制器220。这些控制器中的任一个可连接到与特定控制器相关联的传感器组的一个或多个传感器。例如，ABS控制器219从各个传感器231中采集数据，这些传感器至少包括用来确定滑行的车轮转速传感器。传输控制器216可跟踪传动液油位或者包括来自动力传动系统传感器217的传动轴转速计。但是目前最重要的传感器集合是连接到包括引擎转速计、空气入口温度计(提供对环境温度的合理读数、冷却剂温度、以及引擎油温、油位和介电常数读数)的引擎控制器230的引擎传感器组221。

主体计算机230本身是控制器，并可用于对车辆组件的直接监控，诸如与电气系统233相连的灯的工作状态。主体计算机230在两个不同CAN总线上作为控制器进行操作。使用专有代码的设备与第二总线耦合，并且在此包括GPS接收器单元242、专用控制器244以及手机收发器单元240，其中每一个都包括一个CAN接口250。收发器单元240，加上微控制器241、调制单元243以及收发器单元245都与天线247相连。大部分由主体计算机230通过第一CAN网络采集的数据，使用定义用于该功能的代码块、通过第二CAN网络传送到用于调制传输载波信号的手机单元240。主体计算机230可访问诸如程里数的数据和时钟信息、以及GPS数据，使主体计算机能在数据记录上标记时间、日期、里程数以及位置，这些数据记录与落在正常读数范畴之外或者符合操作人员所定义的某些标准的传感器读数相关。这是基于要保留由中央服务器114使用的记录的需要或期望。

代表性流程图示出了数据的采集。参照图3，流程图用于描述在车辆层面上支持本发明系统和处理的操作。在车辆发动之后，或者在新的一天开始时，车辆可如适用联邦条例所要求的那样，执行对自己的部分自动检查(步骤S302)。该检查记录存储在存储器中。然后，在步骤304，假设车辆操作已开始并且正在监测各个车辆运行变量的值。这些值可不时地存储到存储器中。更重要的是，这些值可由电子主体计算机230或引擎控制器220使用对引擎油情况做出估计(步骤306)。支持引擎油情况估计而监测的因素包括对引擎负载(步骤308)、引擎油电介质测量以及油位(步骤309)，特别是随时间油位的较大变化(步骤312)，以及可能的车辆尾气质量的估计。

所采集的数据是在车辆探询之后或者符合内部触发报告条件之后报告的(步骤314)。无论何时符合触发条件，步骤316均被执行以向服务器114报告选定结果。如果条件表示要停止监测变量(或者，需要重新执行自动自检程序)，步骤318确定是否报告结果，或它确定是否仅需要继续例行操作。

图4涉及由车辆服务供应商执行的步骤。在车辆检查之后(步骤402)，采集各种数据，作为示例包括车辆里程数、胎面凸纹情况以及最重要的引擎油摄谱分析(步骤404)。对结果进行分析并逐步形成趋势(以及逆向趋势的可能原因)(步骤405)。检查结果被发布到服务器114可查询的安全网站上(步骤406)。

图5示出服务器114的操作。在车辆或服务器114初始化之后，周期性地采集车辆数据(步骤502)。也收集所有发布车辆相关数据的各个网站(步骤504)。所收集的数据用来将记录添加到数据库中(步骤506)。然后可访问数据库以构建用于比较和预测目的趋势线(步骤508)。如果趋势线指出维修的迫近要求，则维修调度表示沿着“是”的分支从步骤510到步骤512。沿着“否”的放置或在调度之后(步骤512)，该过程循环继续监测。

参看图6，示出潜在相关趋势以及趋势同时发生的可能重要性分析的曲线图示例600。首先，最重要的曲线图是硅渗入引擎油。一系列样品沿着趋势线608排列，它们随着时间朝上限增加并超过该上限606。引擎油中硅的出现通常有两个来源，空气传播物通过进气口的摄入或者是引擎冷却剂的渗透。当灰尘或微粒在空气中飞扬或悬浮时，就会有来自空气中的硅。它们可能会阻塞进气口的过滤器。相应地，曲线图600与空气过滤器Δ压力图603是时间相关的。如果车辆已遇到悬尘或飞尘，穿过进气口过滤器的空气压降的趋势线612就会示出朝向上限值610的根本性变化。在此未见相关性。因此空气传播微粒的摄入不可能是引擎油污染的原因，并且警示性信息604在图表600、602中提供，应考虑引擎冷却剂渗透到引擎油中的效应。

参看图7，可产生时间线图700，用于在网页上显示。时间线700用于由标签702标识的车辆。注释704产生以警示服务管理员：趋势(可能由车载车辆情况监测传感器和数据处理所产生)表示对换油706及底盘润滑708的需要在彼此相关的限定期限上应当已成熟，从而产生同时完成两个任务而不超过任一操作的限定时段的机会。。实际上，用于完成各操作的较佳期限至少要交迭。

本发明提取来自三类源的信息：(1)直接从车辆传感器和系统中获得的数据；(2)实验室分析数据；以及(3)由车辆服务代理输入的车辆部件情况数据。理想地，信息可实时获得并且传送到作为远程信息技术系统的部分通信链接组件的中央服务器计算机。服务设备要装配来自签约实验室的采样容器，以便于采集由分析工作产生的数据。当车辆在服务时，车辆信息(程里数、胎面凸纹深度等)通过可显示在便携式计算机上的交互型网页输入。油样通过速递方式运送到实验室。分析结果以电子方式提供给远程信息技术服务供应商(通常是车辆操作人员，或可能另一个服务供应商)。服务器计算机将车辆数据、服务中心数据以及实验室分析数据合并，来导出与车辆维修调度相关的各类信息。它们是：(1)车辆“健康状态”，与标准相比的故障、部件情况以及性能的权重分数；(2)趋势报告，即基于在油样中出现的金属对引擎的磨损度、过度轮胎磨损等的指示以及趋势的可能原因；(3)下一次服务间隔，基于时间安排、子系统需求服务、修理厂可用车辆行程安排以及过程的同步化；以及(4)车辆越限运行的发生(例如，速度过快、刹车、运行温度等)。

该系统的优点特别涉及车用液分析与车辆运行变量偏移到限定区外的相关性。例如，油液分析报告可指出油样具有低黏度。实时车辆信息可用来指出：作为低黏度的可能原因，与时间和位置标记相关联的引擎温度偏移发生。

虽然远程信息技术系统是较好的，但是其它的系统配置也是可能的。例如，车载计算机可获得并保存数据，该数据通过直接链接或短程无线连接下载以传送到中央服务器中。但是，该系统元件包括：(1)车载电子装置以采样和存储引擎、动力传动系统以及车辆性能数据；(2)将数据传送到中央服务器的数据传送；(3)定量分析输入；以及(4)用于将结果分发到终端用户的实时系统(例如，电子的、光学的)。记录保持是集中化的。

尽管本发明仅以其数种形式示出，但它并非仅限于此，而且易于进行各种改变和修改而不背离本发明的精神和范围。

Claims (15)

1.一种用于机动车服务调度的数据集成系统，所述数据集成系统包括：

中央数据资源库；

集成数据网络和传感器组，安装在至少第一辆机动车上，用于产生车辆数据；

车辆服务设备，用于周期性地检查包括所述第一辆机动车的机动车、并产生检查数据；

车用液分析服务，用于分析从所述第一辆机动车中抽取的油样、并产生与所述分析结果相关的数据；

数据通信设备，用于在车辆服务设备中耦合由所述集成数据网络和传感器组产生的各种数据，并通过所述车用液分析服务传送到所述中央数据采集设备；

所述中央数据资源库包括用来便于用于比较分析的数据的组织记录和检索的数据库服务；以及

由所述中央数据存储器产生的网站，用于显示来自比较分析的结果。

2.如权利要求1所述的数据集成系统，所述数据通信设备还包括：

基于无线的链接，便于车辆数据实时传送到作为车辆远程信息技术组的一部分的中央服务器计算机。

3.如权利要求2所述的数据集成系统，还包括：

标准化采样容器，用于传送在车辆服务设备上从车辆中抽取的油样，以传送到所述车用液分析服务。

4.如权利要求2所述的数据集成系统，所述集成数据网络和传感器组还包括：

公用车辆控制器区域网络；

车辆主体计算机；

多个耦合的控制器，用于通过所述公用车辆控制器区域网络与车辆主体计算机进行通信；

专用车辆控制器区域网络；以及

通信和位置定位设备，通过所述专用车辆控制器区域网络与所述车辆主体计算机耦合，以对发送到所述中央数据资源库的记录进行标记。

5.如权利要求4所述的数据集成系统，还包括：

多个传感器，每个传感器与所述多个控制器之一耦合。

6.如权利要求5所述的数据集成系统，还包括：

车辆主体计算机，被编程为执行引擎油情况预测例程。

7.如权利要求6所述的数据集成系统，还包括：

数据通信设备，位于所述车用液分析服务和所述中央数据资源库之间，所述中央数据资源库包括其上置入由所述车用液分析服务产生的数据以备检索的网站。

8.如权利要求7所述的数据集成系统，还包括：

与所述中央数据资源库相关联的装置，用于对所述至少第一辆机动车确定服务间隔。

9.一种确定机动车服务间隔的方法，所述方法包括以下步骤：

提供中央数据资源库；

采集相关于由在选定机动车上安装的传感器产生的车辆运行变量的数据；

从所采集数据中选择数据并将所述选定数据在实时基础上发送到所述中央数据资源库；

周期性地在服务设备上检查所述选定机动车；

使所述服务设备上的所述周期检查的结果对所述中央数据资源库可用；

作为周期性检查的一部分，从所述选定机动车中抽取油样；

将所述油样送到用于成分分析的油液分析服务；

使来自所述成分分析的结果数据对所述中央数据资源库可用；以及

从在所述中央数据资源库中收集的数据中确定所述选定机动车的服务间隔。

10.如权利要求9所述的确定机动车服务间隔的方法，所述服务间隔确定步骤还包括如下步骤：

将所采集数据组织到与所述选定机动车相关的数据库中；以及

产生车辆运行变量值的随时间或程里数的趋势曲线，以及所述趋势的至少第一可能原因。

11.如权利要求10所述的确定机动车服务间隔的方法，还包括如下步骤：

对系统操作人员产生所述趋势曲线的显示，用于与服务间隔有关的确定。

12.如权利要求10所述的确定机动车服务间隔的方法，还包括如下步骤：

将趋势曲线与预订标准相比，用于确定服务间隔。

13.如权利要求12所述的确定机动车服务间隔的方法，使数据对所述中央数据资源库可用的步骤包括将所述数据发布在网站上由所述中央数据资源库器访问的步骤。

14.如权利要求13所述的确定机动车服务间隔的方法，还包括如下步骤：

产生车辆健康状态分数，作为与标准相比故障、部件情况以及性能的权重分数。

15.一种确定机动车服务间隔的方法，还包括如下步骤：

在所述数据库中记录包括超速和刹车的越限车辆运行的发生时间和位置；以及

使越限运行与越限运行的发生时间和位置相关联。

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