车辆故障监测方法与流程

本发明涉及车辆监测技术领域，具体涉及车辆故障监测方法。

背景技术：

随着道路交通的发展，高速公路作为连接各省会城市的枢纽时起到了重要的作用。高速公路隔绝了人和动物的走动，车辆运行速度更高，使得道路运输效率更高。车辆在高速公路上行驶时，由于车辆内部的各部件高速运转协同工作，车辆运行时间较长，而且高速公路多处于稍偏的位置上，当车辆在高速公路上发生故障时，很难及时发现并进行处理，当车辆在高速公路发生故障停止无法移动时，其他过往车辆很难提前发现，因此极易引发交通事故，危险性较高。

现有的车辆故障监测方法普遍是通过车辆的主动检测或通过故障码来获知车辆的故障信息，但是，当车辆出现故障在道路上无法移动时，现有的监测方法无法及时通知到其他过往车辆，当行驶过程中遇到道路上因故障而无法移动的车辆时，如果不提前预知，很可能会因避让不及而造成车祸。

技术实现要素：

本发明意在提供一种车辆故障监测方法，以在车辆发生故障的同时及时通知其他过往车辆。

本方案中的车辆故障监测方法，包括以下内容：

s1，通过车载终端采集车辆在运行时引擎盖内的声音信号，并将声音信号周期性发送给服务器，同时车载终端采集车辆运行过程中的停止信号并对车辆的停车时长进行计算，车载终端采集到停止信号后将停止信号和声音信号发送给服务器，车载终端在采集到车辆的停车时长后发送给服务器；

s2，服务器将周期性收到的声音信号与预先存储的车辆正常运行声音信号进行对比，当收到的声音信号与车辆正常运行时的声音信号不匹配时，服务器向车载终端发送故障信息，车载终端根据故障信息提示驾驶员车辆内部具有故障；

s3，在服务器在收到停止信号同时对收到的声音信号进行匹配，如果收到的声音信号与预先存储的声音信号匹配失败，服务器将停车车辆的位置信息发送到通信范围内的所有车载终端上，接收到位置信息的车载终端根据位置信息进行紧急提示；

s4，服务器对停车时长进行比较，当停车时长超过预先存储的时长阈值时，服务器就停车车辆的位置信息发送给同向其他车辆的车载终端，其他车辆的车载终端根据位置信息对停车车辆信息进行提示。

本方案的工作原理及有益效果是：车辆运行时，车辆内部的各种零部件相互运转协作，各种零部件相互运转协作过程中会产生声音，当车辆内部某部位出现故障时，零部件运转协作过程中的声音会产生变化。

在进行车辆故障监测时，车载终端获取车辆引擎盖内的声音信号，并采集车辆运行过程中的停止信号，例如停止信号可以从车辆的ecu中获取，当车辆的速度为零时，车辆处于停止状态，停止信号启动车载终端进行计时，当车辆再次具有速度后，让车载终端获取该停车时长，车载终端将声音信号周期性发送给服务器，车载终端采集到停止信号后将停止信号和声音信号一同发送给服务器，车载终端采集到停车时长后将停车时长发送到服务器。

当服务器对周期性收到的声音信号进行对比时，如果收到的声音信号夹杂了车辆内部某部位故障时的杂音，收到的声音信号与预先存储的声音信号不匹配，服务器向车载发送故障信息提示驾驶员，避免车辆在运行过程中无法及时得知故障，同时驾驶员无需在到维修店后通过维修人员告知或通过故障码或者车辆故障，减少车辆由于故障而引发安全隐患的情况。

当车辆发生车祸而导致紧急停车后，车辆碰撞时使声音信号中夹杂了碰撞产生的声音，服务器同时接收到停止信号和声音信号并将两者进行比对匹配，更容易检测到车辆车祸时的突发情况，此时根据位置信息对其他车辆进行紧急提示，方便其他车辆及时知晓前方车祸，避免其他车辆不知车祸位置而盲目向前行驶造成多车追尾。

服务器根据停车时长向停车车辆周围的其他车辆发送该停车车辆的位置信息，方便让其他车辆提前获知停车车辆的位置以进行避让，避免因为来不及发现停车车辆而造成交通事故，提高道路交通安全性的同时避免其他车辆因为交通事故而产生故障。

车载终端一直持续地检测车辆的声音信号，然后进行周期性发送，避免在车辆产生故障时无法被及时检测到。

本方案对车辆行驶过程中自身故障和停车情况进行监控，避免因为不及时发现本车故障以及其他车辆故障停止而引起故障，让驾驶员可提前进行预防，提高道路行驶的安全性。

进一步，所述内容s1中，车载终端在获取车辆ecu的点火信号后进行声音信号、停止信号和停车时长的采集，当车载终端获取ecu的熄火信号和驻车信号后停止信号采集。

当车辆停在车位上停止行驶后，不再进行监测，并在车辆再次进行行驶时才进行监测，减少一直监测带来的数据量，方便使用。

进一步，所述内容s4中，当服务器接收到停止信号且声音信号匹配成功时，服务器向车载终端发送获取信号，车载终端根据获取信号获取车辆的启动信号发送给服务器，服务器根据启动信号判断车辆是否是临时停车。

当车辆停止时如果不熄火，车辆可能是临时停车，当车辆停止并熄火时，车辆就会停止一段时间，例如停几分钟或更长的时长，启动信号可以是发动机的运转信号，当熄火时发动机停止运转，当未熄火时发动机处于运转信号，根据车辆停车时的启动信号来判断车辆是否临时停车，避免车辆临时停车时服务器对其他车辆进行提示后，临时停车的车辆又开走，让其他车辆到达位置时造成混淆。

进一步，所述内容s1中，车载终端发送声音信号的周期根据车辆的行驶时长确定。

车载终端采用可变的发送周期，并让计算得到的周期根据车辆行驶时长进行计算，例如初始时周期设置成10分钟，当车辆行驶30分钟后周期改为5分钟，避免车辆长时间行车而未注意车辆故障情况，提高车辆故障监控的准确性。

进一步，当启动信号为发动机的停止运转信号时，服务器判断车辆不是临时停车，服务器向其他车辆发送该停车车辆的位置信息；当启动信号为发动机的运转信号时，服务器判断车辆是临时停车，服务器继续获取车辆的临时停车时长，如果临时停车时长大于临时阈值，服务器向车载终端发送临时停车到时信号。

根据车辆的状态区分停止的车辆是临时停车或具有一定时长的停车，选择性地对周围车辆进行提示，并临时停车时长大于临时阈值时对临时停车的车辆驾驶员进行提示，临时阈值根据实际使用进行设计，例如5分钟，避免因为其他车辆不知某个位置有停车车辆而造成交通事故，提高监控的准确性。

进一步，所述行驶时长与周期成负相关关系。

当车辆行驶时长越长时，驾驶员的疲劳程度会越高，驾驶员的观察判断能力下降，所以减小周期，提高对车辆监控信息的处理频率，能及时发现车辆的故障并通知驾驶员。

附图说明

图1为本发明车辆故障监测方法实施例的流程框图；

图2为本发明车辆故障监测方法实施例系统示意性框图；

图3为本发明车辆故障监测方法实施例系统原理框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明。

车辆故障监测方法，如图1所示，包括以下内容：

s1，车载终端在获取车辆ecu的点火信号后，通过车载终端采集车辆在运行时引擎盖内的声音信号，并将声音信号周期性发送给服务器，同时车载终端采集车辆运行过程中的停止信号并对车辆的停车时长进行计算，车载终端采集到停止信号后将停止信号和声音信号发送给服务器，车载终端在采集到车辆的停车时长后发送给服务器；

在确定车载终端发送周期时，周期根据车辆的行驶时长确定，行驶时长在分级确定周期时根据道路的限速速度进行划分，限速速度与确定周期的行驶时长成负相关关系；

s2，服务器将周期性收到的声音信号与预先存储的车辆正常运行声音信号进行对比，当收到的声音信号与车辆正常运行时的声音信号不匹配时，服务器向车载终端发送故障信息，车载终端根据故障信息提示驾驶员车辆内部具有故障；

s3，服务器对停车时长进行比较，当停车时长超过预先存储的时长阈值时，服务器就停车车辆的位置信息发送给同向其他车辆的车载终端，其他车辆的车载终端根据位置信息对停车车辆信息进行提示；

s4，在服务器在收到停止信号同时对收到的声音信号进行匹配，如果收到的声音信号与预先存储的声音信号匹配失败，服务器将停车车辆的位置信息发送到通信范围内的所有车载终端上，接收到位置信息的车载终端根据位置信息进行紧急提示；如果服务器检测出声音信号匹配成功，服务器向车载终端发送获取信号，车载终端根据获取信号获取车辆的启动信号发送给服务器，服务器根据启动信号判断车辆是否是临时停车；

当启动信号为发动机的停止运转信号时，服务器判断车辆不是临时停车，服务器向其他车辆发送该停车车辆的位置信息；当启动信号为发动机的运转信号时，服务器判断车辆是临时停车，服务器继续获取车辆的临时停车时长，如果临时停车时长大于临时阈值，服务器向车载终端发送临时停车到时信号。

为实现上述方法，本实施例还提供一种故障监测系统，如图2所示，包括服务器和多个车载终端，车载终端与服务器通过互联网进行通信。

如图3所示，车载终端包括定位模块、声音采集器、控制模块、提示模块和无线收发模块；

定位模块用于获取车辆的位置信息并发送给控制模块；

声音采集器位于车辆引擎盖内，声音采集器用于采集车辆运行时的声音信号；

控制模块用于从车辆ecu中获取点火信号，并在获取点火信号后实时获取车辆的速度信号，控制模块将声音信号周期性地传递给无线收发模块，由无线收发模块发送到服务器；

当车辆运行过程中从ecu获取的速度信号表示的车辆速度为零时，控制模块进行计时，当再次收到的速度信号代表的速度大于零时，控制模块将停车时长和速度信号(即停止信号)即可发送给服务器；

提示模块用于根据控制模块的控制提示本车辆驾驶员本车辆的故障信息或其他车辆故障信息；

无线收发模块用于根据控制模块的信息与服务器进行通信。

服务器包括通信模块、数据库模块和处理模块；

通信模块用于根据处理模块的信息与车载终端通信；

数据库模块用于存储车辆正常运行时的声音信号，数据库模块中还存储有时长阈值，数据库中还存储有区分是否临时停车的临时阈值；

处理模块将从数据库模块中获取的正常声音信号与收到的声音信号进行对比，当对比出不匹配时，服务器通过通信模块向车载终端发送故障信息，车载终端上的控制模块通过提示模块提示驾驶员车辆内部具有故障；

处理模块将停车时长与时长阈值进行对比，当停车时长大于时长阈值时，服务器通过通信模块向车载终端发送停车车辆的位置信息；

处理模块收到停止信号同时对收到的声音信号进行匹配，如果声音信号匹配失败，服务器通过通信模块将车辆的位置信息发送到通信范围内的所有车载终端上，接收到位置信息的车载终端通过提示模块进行紧急提示；反之，服务器通过通信模块向车载终端发送获取信号，车载终端中的控制模块根据获取信号将车辆的启动信号发送回服务器，服务器中的处理模块根据启动信号判断车辆是否属于临时停车，判断过程如上述方法。

时长阈值根据具体需求进行设定，例如针对某路段的停车时长为10分钟，时长阈值就设定为10分钟。

在具体监测时，车载终端在采集车辆运行过程中的停止信号时，停止信号可以从车辆的ecu中获取，当车辆的速度为零时，车辆处于停止状态，停止信号启动车载终端进行计时，当车辆再次具有速度后，让车载终端获取该停车时长，车载终端将声音信号周期性发送给服务器，车载终端每检测到停止信号和停车时长就发送到服务器进行处理。

车载终端周期性向服务器发送声音信号时，发送周期根据车辆行驶时长进行计算，车载终端采集到停止信号后将停止信号和声音信号发送给服务器，例如初始时周期设置成10分钟，当车辆行驶30分钟后周期改为5分钟，避免车辆长时间行车而未注意车辆故障情况，提高车辆故障监控的准确性。

车辆行驶时长的划分根据道路限速速度进行，当限速速度越高时，车辆内的零部件运转协作速度越快，根据限速速度的增加而减小发送监控信息的行驶时长间隔，例如限速速度为100km/h时，车辆每行驶20分钟，改变一次发送周期，即发送周期间隔越短，当车辆在高速行驶时，如果车辆突发故障需要停下来，制动距离长，惯性大，更容易出事故，所以通过对车辆监控信息的高频率处理，能及时发现车辆的故障并通知驾驶员。

当服务器对周期性收到的声音信号进行对比时，如果收到的声音信号夹杂了车辆内部某部位故障时的杂音，周期性收到的声音信号会与预先存储的声音信号不匹配，服务器向车载发送故障信息提示驾驶员，避免车辆在运行过程中无法及时得知故障，同时驾驶员无需在到维修店后通过维修人员告知或通过故障码或者车辆故障，减少车辆由于故障而引发安全隐患的情况。

服务器根据停车时长向停车车辆周围的其他车辆发送该停车车辆的位置信息，方便让其他车辆提前获知停车车辆的位置以进行避让，避免因为来不及发现停车车辆而造成交通事故，提高道路交通安全性的同时避免其他车辆因为交通事故而产生故障。

当车辆发生车祸而导致紧急停车后，车辆碰撞时使声音信号中夹杂了碰撞产生的声音，服务器对声音信号进行比对检测，更容易检测到车辆车祸时的突发情况，此时根据位置信息对其他车辆进行紧急提示，方便其他车辆及时知晓前方车祸，避免其他车辆不知车祸位置而盲目向前行驶造成多车追尾。

本方案对车辆行驶过程中自身故障和停车情况进行监控，避免因为不及时发现本车故障以及其他车辆故障停止而引起故障，让驾驶员可提前进行预防，提高道路行驶的安全性。

上述监测方法还包括内容s5，通过设置在车轮处的杂音采集器对轮胎运转时的声音信号进行采集，然后由车载终端上的控制模块将声音采集器与杂音采集器采集到的声音信号进行减法运算。

在控制模块中内置有引擎盖内各部件正常运转时的声音信号，当引擎盖内有部件出现故障时，各部件运转时的声音会产生变化，控制模块将得到的引擎盖内的声音信号与内置的声音信号进行匹配，当匹配失败时，控制模块控制提示模块提示驾驶员注意引擎盖内各部件问题，以提前发现各部件的问题，避免车辆内部故障导致在车辆防撞时无法及时按照驾驶员的操作进行运转，该声音信号的采集、匹配和分析属于现有技术，在此不再赘述。

然而，当车辆在行驶过程中遇到减速带等障碍时，车辆抖动会使引擎盖内各部件处跟着抖动，各部件抖动时产生的声音夹杂在采集到的各部件运行时的声音中，所以控制模块将声音采集器减去杂音采集器采集到的声音信号，从而排除车辆行驶过程中减速带对引擎盖内各部件的影响，提高声音采集器采集到声音信号的准确性，避免路面障碍使采集到的引擎盖内各部件的声音信号夹杂着障碍带来的声音信号而误判成部件故障，提高车辆运行安全监测的准确性。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。