电气导线故障设置系统及其控制方法

文档序号:31053970发布日期:2022-08-06 10:18阅读:60来源:国知局
电气导线故障设置系统及其控制方法

1.本发明涉及汽车故障设置设备技术领域,尤其是一种电气导线故障设置系统及其控制方法。


背景技术:

2.相关技术中,常见的故障设置系统主要有两种:小型设置设备和大型设置设备。然而,小型设备在故障设置时可靠性较差,易发生线路短路或是损坏零部件等,更重要的是故障设置效率低下,设置故障花费的时间较长;而大型整套的设备(大型台架/示教板),体积大质量大,一般都是专车专用,通用性差,设备自身的成本较高;当前汽车技术发展迅猛、车型快速换代,固定性故障设置设备更新换代时产生相当高的成本费用,不便于故障分析的科研和教学。
3.综上所述,相关技术中的问题亟需解决。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。
5.为此,本发明实施例的一个目的在于提供电气导线故障设置系统及其控制方法,其能够实现快速、可靠地串接于汽车导线中,从而进行故障设置。
6.为了达到上述技术目的,本发明实施例所采取的技术方案包括:
7.一方面,本发明实施例提供了一种电气导线故障设置系统,包括:
8.继电器模组,所述继电器模组设有故障输入端和故障输出端,所述继电器模组通过所述故障输入端和所述故障输出端与需要进行故障设置的电路连接,所述继电器模组用于对电路设置预设故障;
9.控制器,所述控制器的输出端与所述继电器模组的输入端连接,所述控制器用于控制所述继电器模组进行故障设置。
10.进一步地,所述电气导线故障设置系统,还包括:
11.通信模块,所述通信模块与所述控制器连接,所述通信模块用于上位机进行通信,所述控制器用于根据所述上位机发出的指令,控制所述继电器模组进行故障设置。
12.进一步地,所述继电器模组还包括:
13.若干个继电器,所述继电器为单刀双掷结构。
14.进一步地,所述控制器还包括:
15.若干个信号采集端口,所述信号采集端口用于采集电路数据。
16.根据权利要求1所述的电气导线故障设置系统,其特征在于,所述控制器为基于arduino的微处理器。
17.另一方面,本发明实施例提出了一种电气导线故障设置系统的控制方法,包括以下步骤:
18.获取安装在预设位置的信号采集端口采集到的电路数据;
19.通过预设的故障设置策略和所述电路数据,生成故障设置方案;
20.根据所述故障设置方案控制继电器模块在电路的预设位置设置故障。
21.进一步地,所述获取安装在预设位置的信号采集端口采集到的电路数据这一步骤,具体包括:
22.通过预先设置好的所述信号采集端口采集电路数据,所述电路数据包括电路电压。
23.进一步地,所述故障设置方案包括故障设置方式和故障设置状态,所述故障设置方式包括一次性故障设置、周期性故障设置和随机性故障设置,所述故障设置状态包括通路状态、断路状态和虚接状态。
24.进一步地,所述故障设置方案具体包括:
25.确定所述电路数据处于预设阈值范围内,在电路的预设位置设置断路故障;
26.或
27.确定所述电路数据处于预设阈值范围内,在电路的预设位置设置虚接故障。
28.进一步地,所述控制方法还包括:
29.通过通信模块接收上位机发送的指令;
30.根据所述指令控制所述继电器模组进行故障设置。
31.本发明公开了一种电气导线故障设置系统,具备如下有益效果:
32.本发明一种电气导线故障设置系统及其控制方法,系统包括继电器模组,所述继电器模组设有故障输入端和故障输出端,所述继电器模组通过所述故障输入端和所述故障输出端与需要进行故障设置的电路连接,所述继电器模组用于对电路设置预设故障;控制器,所述控制器的输出端与所述继电器模组的输入端连接,所述控制器用于控制所述继电器模组进行故障设置。通过控制器控制继电器模组对电路的预设位置设置故障,可以根据故障分析实训需求更改电路故障的类型,一方面实现了对线束导线进行方便、快捷、可靠的故障设置,避免了对原部件的损坏,另一方面满足了学员对故障分析的系统结构认知、工作原理认知,也满足了教学人员对故障分析课程的研究和设计的需求。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例或者现有技术中的技术方案,下面对本发明实施例或者现有技术中的相关技术方案附图作以下介绍,应当理解的是,下面介绍中的附图仅仅为了方便清晰表述本发明的技术方案中的部分实施例,对于本领域的技术人员来说,在无需付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获取到其他附图。
34.图1为本发明实施例提供的一种电气导线故障设置系统的结构示意图;
35.图2为本发明实施例提供的一种电气导线故障设置系统的继电器模组的结构示意图;
36.图3为本发明实施例提供的一种继电器连接示意图;
37.图4为本发明实施例提供的另一种继电器连接示意图;
38.图5为本发明实施例提供的电气导线故障设置系统的控制方法的步骤流程图。
具体实施方式
39.下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号,其仅为了便于阐述说明而设置,对步骤之间的顺序不做任何限定,实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
40.在本发明的描述中,多个的含义是两个以上,如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。此外,除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例,而不是为了限制本发明。
41.随着科技水平提高,汽车工业发展,集成化的电子技术在汽车管理及控制系统中广泛应用;而汽车的实际故障即显得更加复杂,尤其现普遍的电气集成化导致的电气偶发性故障的频繁出现,对汽车电气故障的维修显得难上加难,因此,对车辆故障状态的验证试验以及模拟故障设置训练对汽车实际故障排除显得尤为重要。
42.汽车故障的逐渐多样化,为进行实际故障诊断维修增添了无限的难度,尤其处于动态状态发生的故障且带有偶发性,那么诊断难度更是被推向一个高峰;此时急需一种故障设置设备满足上述故障设置功能的、可以模拟出更加接近于实际偶发故障的故障设置设备,用于提升故障诊断人员的故障诊断能力。
43.在高校的专业教学当中,教师要在理论课堂上把汽车电气原理讲授给学生,而且还需要在实践课堂上给学生设置模拟故障供学生实践练习,此时有一款实用的故障设置设备显得尤为重要,特别是一种可以设置出无限接近于车辆实际故障的故障设置设备。
44.汽车故障设置设备不单针对于高校教学及科研项目,更可用于各种考证评价现场,如“1+x证书”认证,职业技能竞赛现场等。
45.然而,现有故障设置设备,就设备结构大小,常见的有两种:小型与大型整套。小型设备指的是直接串接入汽车线路中的设备(如一个开关,或是一个电阻等),即根据故障设置意愿,在需要设置故障的线路位置,截开导线并驳开绝缘层,然后将设备从驳口处串接进(开关或是电阻等);而大型整套的设备指的是用的大型台架/示教板,串接多条或者把整个控制系统(如电动汽车“充配电”控制系统、汽车灯光控制系统、汽车bms控制系统、汽车空调控制系统等)的全部线路串接入此台架/示教板内部,再通过面板上的开关或是在的电阻设置器中实现设置线路(通路、断路、虚接等)故障。而且,对于故障设置形式,线路(通路、断路、虚接等)故障,只可实现恒定故障状态的设置,无法根据车辆当前的动态变化实现动态偶发故障的模拟设置。
46.因此,参照图1,本发明提出了一种电气导线故障设置系统及其控制方法,系统包括继电器模组,所述继电器模组设有故障输入端和故障输出端,所述继电器模组通过所述故障输入端和所述故障输出端与需要进行故障设置的电路连接,所述继电器模组用于对电路设置预设故障;控制器,所述控制器的输出端与所述继电器模组的输入端连接,所述控制器用于控制所述继电器模组进行故障设置。
47.参照图2,图2为本发明实施例提供的一种电气导线故障设置系统的继电器模组的结构示意图,继电器模组包括多个继电器(包括继电器k1、继电器k2、继电器k3等等)和多个信号输入端(包括信号输入端x1、信号输入端x2、信号输入端x3等等)。控制器通过多个信号
输入端对继电器模组进行控制。示例性地,信号输入端可以与继电器一一对应,实现一对一控制,即信号输入端x1控制继电器k1、信号输入端x2控制继电器k2。或者,信号输入端可以与多个继电器对应,实现一对多控制,即信号输入端x1可以控制继电器k1和继电器k2。
48.本发明实施例控制器通过预设设置好的故障设置策略,生成对应的故障设置方案,从而对继电器模组进行控制。通过控制器控制继电器模组对电路的预设位置设置故障,可以根据故障分析实训需求更改电路故障的类型,一方面实现了对线束导线进行方便、快捷、可靠的故障设置,避免了对原部件的损坏,另一方面满足了学员对故障分析的系统结构认知、工作原理认知,也满足了教学人员对故障分析课程的研究和设计的需求。
49.参照图1,进一步作为可选的实施方式,所述电气导线故障设置系统,还包括:
50.通信模块,所述通信模块与所述控制器连接,所述通信模块用于上位机进行通信,所述控制器用于根据所述上位机发出的指令,控制所述继电器模组进行故障设置。
51.具体地,通信模块与控制器进行连接,通信模块接收上位机发送的故障设置指令,并将该指令发送至控制器中,控制器对该指令进行识别解析,根据指令对继电器模组进行故障设置。
52.本技术中的上位机可以包括但不限于智能手表、智能手机、电脑、个人数字助理(personal digital assistant,pda)、智能语音交互设备、智能家电或者车载终端中的任意一种或者多种。上位机可以是独立的物理服务器,也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统,还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、cdn(content delivery network,内容分发网络)以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。通信模块与上位机之间可以通过无线网络或有线网络建立通信连接,该无线网络或有线网络使用标准通信技术和/或协议,网络可以设置为因特网,也可以是其它任何网络,例如包括但不限于局域网(local area network,lan)、城域网(metropolitan area network,man)、广域网(wide area network,wan)、移动、有线或者无线网络、专用网络或者虚拟专用网络的任何组合。
53.本实施例中,通过将控制器与通信模块进行结合,实现了故障的远程设置。
54.进一步作为可选的实施方式,所述继电器模组还包括:
55.若干个继电器,所述继电器为单刀双掷结构。
56.参照图2,图2为本发明实施例提供的一种电气导线故障设置系统的继电器模组的结构示意图,图中的继电器k1、继电器k2和继电器k3均包括端口

、端口

和端口

。其中,端口

为常开端口,端口

为常闭端口,一般状态下,即常闭状态下端口

和端口

连通,端口

和端口

断开。
57.参照图3,电气导线故障设置系统在工作时,端口

和端口

分别接在需要进行故障设置的电路上,由于端口

为常闭端口,常闭状态下端口

和端口

连通,因此,一般状态下该电路为导通状态,当继电器收到来自信号输入端的信号时,继电器则将端口

和端口

进行连接,但电路连接的是端口

和端口

,没有连接端口

,因此电路为断开状态。
58.参照图4,当需要设备设置虚接故障时,在对应的继电器端口

与导线端间串接电阻(串接故障设置要求的电阻值的电阻,或者采用控制器控制的可变电阻),继电器端口

则直接连接于导线的一端(与端口

连接于同一个导线端);此时继电器在一般状态时,等同于导线直接连接,导线为导通状态,此时导线信号传递途径则为:输入端-端口
③‑
端口
④‑
输出端;当继电器接受到触发信号工作时,端口

与端口

断开,此时导线信号的传递途径则为:输入端-端口
③‑
端口
②‑
串接的电阻-输出端,此时导线中实现(串接了电阻)的“虚接”故障状态设置。
59.进一步作为可选的实施方式,所述控制器还包括:
60.若干个信号采集端口,所述信号采集端口用于采集电路数据。
61.具体地,本实施例中,控制器还设有多个信号采集端口,这些信号采集端口可以设置待测系统的任意电路处,用于检测电路的电路数据,如电压、电流等。随后,可以将这些采集到的电路数据作为控制器控制继电器模组的触发方式。示例性地,将信号采集端口设置在导线a上,采集到电压u,继电器模组设置在导线b上,控制器以导线a上的电压作为控制导线b故障设置的条件,即当通过信号采集端口识别导线a上的电压u超过某一阈值时,控制器控制继电器模组在导线b上设置故障。
62.进一步作为可选的实施方式,所述控制器为基于arduino的微处理器。
63.进一步作为可选的实施方式,所述控制器还设有显示模块、按键模块以及声音模块。
64.具体地,本发明实施例的控制器具备故障设置输入功能和电路状态反馈功能,通过按键模块实现控制输入,通过指示灯、声音模块和显示模块实现状态反馈显示,以辅助电气导线故障设置系统教学。
65.参照图5,本发明实施例提供了一种电气导线故障设置系统的控制方法,通过上述电气导线故障设置系统执行,包括以下步骤:
66.s101、获取安装在预设位置的信号采集端口采集到的电路数据;
67.s102、通过预设的故障设置策略和所述电路数据,生成故障设置方案;
68.s103、根据所述故障设置方案控制继电器模块在电路的预设位置设置故障。
69.具体地,通过设置在控制器上的信号采集端口采集特定电路上的电路数据,并且将采集到的数据实时反馈至控制器中,并通过控制器的显示模块进行可视化,使得教研人员可以根据电路系统的实时运行数据进行设置,也可以使学员清楚了解电路的实时状态。接着,将获取到的电路数据作为故障设置的触发条件,结合预设的故障设置策略,生成故障设置方案。能够使设置的故障状态更加接近实际故障状态,提供一种偶发性故障的设置方法、借助设备用于偶发性故障的试验,对偶发性故障进行一定程度的探究,对汽车电气偶发性故障的快速排除有着深层意义。然后,控制器根据故障设置方案控制继电器模块在电路的预设位置设置故障。一方面实现了对线束导线进行方便、快捷、可靠的故障设置,避免了对原部件的损坏,另一方面满足了学员对故障分析的系统结构认知、工作原理认知,也满足了教学人员对故障分析课程的研究和设计的需求。
70.进一步作为可选的实施方式,所述获取安装在预设位置的信号采集端口采集到的电路数据这一步骤,具体包括:
71.通过预先设置好的所述信号采集端口采集电路数据,所述电路数据包括电路电压。
72.具体地,本实施例中,控制器还设有多个信号采集端口,这些信号采集端口可以设置待测系统的任意电路处,用于检测电路的电路数据,如电压、电流等。随后,可以将这些采集到的电路数据作为控制器控制继电器模组的触发方式。示例性地,将信号采集端口设置
在导线a上,采集到电压u,继电器模组设置在导线b上,控制器以导线a上的电压作为控制导线b故障设置的条件,即当通过信号采集端口识别导线a上的电压u超过某一阈值时,控制器控制继电器模组在导线b上设置故障。
73.进一步作为可选的实施方式,所述故障设置方案包括故障设置方式和故障设置状态,所述故障设置方式包括一次性故障设置、周期性故障设置和随机性故障设置,所述故障设置状态包括通路状态、断路状态和虚接状态。
74.具体地,本实施例中,故障设置方案包括故障设置方式和故障设置状态,教研人员可以根据教研需求设置故障。故障设置方式包括一次性故障设置、周期性故障设置和随机性故障设置,当然上述故障是基于故障会自动恢复的前提进行设置的(即继电器恢复常闭状态),教研人员也可以对故障及逆行设置,使故障不会自动恢复(即继电器保持与常开端连接)。故障设置状态包括通路状态、断路状态和虚接状态,上述设置状态可以根据故障设置方案的具体内容进行交替出现或随机出现。
75.进一步作为可选的实施方式,所述故障设置方案具体包括:
76.确定所述电路数据处于预设阈值范围内,在电路的预设位置设置断路故障;
77.或
78.确定所述电路数据处于预设阈值范围内,在电路的预设位置设置虚接故障。
79.具体地,本实施例中,控制器还设有多个信号采集端口,这些信号采集端口可以设置待测系统的任意电路处,用于检测电路的电路数据,如电压、电流等。随后,可以将这些采集到的电路数据作为控制器控制继电器模组的触发方式。
80.进一步作为可选的实施方式,所述控制方法还包括:
81.通过通信模块接收上位机发送的指令;
82.根据所述指令控制所述继电器模组进行故障设置。
83.具体地,通信模块与控制器进行连接,通信模块接收上位机发送的故障设置指令,并将该指令发送至控制器中,控制器对该指令进行识别解析,根据指令对继电器模组进行故障设置。本实施例中,通过将控制器与通信模块进行结合,实现了故障的远程设置。
84.可以理解的是,与现有技术相比,本发明实施例还具有以下优点:
85.一方面实现了对线束导线进行方便、快捷、可靠的故障设置,避免了对原部件的损坏,另一方面满足了学员对故障分析的系统结构认知、工作原理认知,也满足了教学人员对故障分析课程的研究和设计的需求。
86.应当认识到,本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。上述方法可以使用标准编程技术—包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现,其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而,若需要,该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下,该语言可以是编译或解释的语言。此外,为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。
87.此外,可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作,除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行,并且可作为共同地在一个或多个处理器上
执行的代码(例如,可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。上述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。
88.进一步,上述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现,包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现,无论是可移动的还是集成至计算平台,如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、ram、rom等,使得其可由可编程计算机读取,当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外,机器可读代码,或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所描述步骤的指令或程序时,本文所描述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所描述的方法和技术编程时,本发明还包括计算机本身。
89.计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所描述的功能,从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中,转换的数据表示物理和有形的对象,包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。
90.以上所述,只是本发明的较佳实施例而已,本发明并不局限于上述实施方式,只要其以相同的手段达到本发明的技术效果,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。
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