专利名称：汽车远程监控、诊断及标定系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车性能的检测以及诊断装置，尤其涉及一种汽车的远程监控、 诊断以及标定系统。
背景技术：
近几年，能源形势的愈发紧张，汽车行业不得不开发新的车型以应对此种情况，于 是混合动力电动汽车应运而生。但是由于混合动力电动汽车的动力系统结构复杂，包括整 车控制器、驱动电机、ISG电机、动力电池、发动机等等，因此测试、故障诊断以及标定过程中 需要进行大量的试验，在这一试验过程包括太假标定、基础标定、“高温、高原、高寒”三高试 验等大量工作，这些工作需要花费大量的人力物力去参与。另外，在进行耐久性以及可靠性 试验中，需要多辆车同时进行试验，无法实时地对车况进行掌控，无法记录不同工况下的实 验数据，给研究工作带来相当大的不便，拖延研发进度。
公开日为2009年12月9日、公开号为CN101598943的一种汽车故障远程诊断方法 及其车载智能终端装置公开了这样的技术方案它设置控制中心，控制中心包括计算机服 务器，汽车诊断专家，汽车信息数据库，并在用户车辆内安装车载智能终端，车载智能终端 汽车的故障码和数据流后，通过公共无线通信网络传递到控制中心，控制中心通过公共无 线通信网络将诊断结果传送车载智能终端上显示。这一发明在汽车出现故障时，通过通信 网络连接车载的汽车诊断单元，汽车诊断单元将故障码、数据流等相关信息传到控制中心， 经专家系统分析，或经控制中心的专家座席的汽车维修专家分析，给出故障原因，从而帮助 汽车驾驶人员进行汽车的维修，解决汽车故障问题，但是这一技术方案仍存在缺点，这一系 统虽然可以实现车辆问题的远程诊断，但是实现方法复杂，而且仅通过驾驶人员的修理不 能实现车辆的最佳修理，缺乏对车辆组件的参数优化，车辆的使用性能不能得到保障。
发明内容
本发明提供了一种汽车远程监控、诊断及标定系统，通过在车辆内部设置车载信 号转换模块，实时反馈车辆的总线信号，再通过在办公中心所设的监控系统、故障诊断系统 和标定系统对试验车辆进行远程监控，实现远程诊断以及标定功能。为实现上述目的，本发明提供了这样的技术方案
一种汽车远程监控、诊断及标定系统，它由车载部分和室内部分两部分组成，车载部分 包括连接在CAN总线上的车身各组件、车载信号转换模块，室内部分包括室内信号转换模 块、CAN卡、计算机、监控系统、故障诊断系统以及远程标定系统，室内信号转换模块与CAN 卡相连，所述的CAN卡、监控系统、故障诊断系统、远程标定系统均与计算机相连，所述的车 载信号转换模块与室内信号转换模块通过GPRS网络通信连接。车载信号转换模块监测CAN总线信号并将其转换为GPRS信号发至GPRS网络上， 而室内信号转换模块从GPRS网络接收GPRS信号并将其转化为CAN总线信号，经CAN卡传 至计算机，然后通过与计算机相连的监控系统观察车辆的行驶状态以及车身各组件的工作
3状况，通过与计算机相连的故障诊断系统分析返回的CAN总线信号的内容，对车身工作状 况做更为细致的分析，基于故障诊断系统的分析结果，与计算机相连的标定系统发送标定 指令到CAN卡，这一标定指令经由室内信号转换模块转换为GPRS信号发至GPRS网络上，车 载信号转换模块再从GPRS网络上接收GPRS信号并将其转化为标定指令后发送到车辆的各 个节点，，各个节点再根据指令，上传和修改自身的信号参数，实现远程标定。对于上述技术方案，我们还有进一步的优化方案
作为优化，车载信号转换模块包括CAN收发模块、CPU处理器、GPRS模块、SIM卡以及 GPRS天线，CAN收发模块、CPU处理器、GPRS模块依次级联并实现双向通信，SIM卡设置在 GPRS模块中，GPRS天线与GPRS模块相连。CAN收发模块实现对车辆的CAN总线信号的采 集以及参数更改，CPU处理器实现CAN总线信号与GPRS信号间的转化，GPRS模块、SIM卡以 及GPRS天线三者配合实现对GPRS信号的发送与接收。作为优化，室内信号转换模块包括CPU处理器、GPRS模块、SIM卡以及GPRS天线， CPU处理器、GPRS模块级联并实现双向通信，SIM卡设置在GPRS模块中，GPRS天线与GPRS 模块相连。GPRS模块、SIM卡以及GPRS天线三者配合实现对GPRS信号的发送与接收，CPU 处理器实现CAN总线信号与GPRS信号间的转化。作为优化，CAN卡模拟车身控制器的功能，模拟再现车身状态信息。在室内用CAN 卡实现车身控制器的模拟，使得后端在对车辆状态信息进行显示、保存、诊断等动作时，能 够做到更为直观，降低出错率。作为优化，监控系统是基于LABVIEW平台的系统，用于实时显示和保存从CAN卡接 收的CAN总线信号。这一系统实时显示试验车辆的状态信息，并且对数据进行保存，便于后 期的数据处理和分析。作为优化，故障诊断系统包括故障诊断仪，用于读取监控系统返回的车辆状态信 息，读取保存在各个节点信息中的故障码和冻结帧，分析故障并处理。这一系统通过标准的 故障诊断协议，远程分析故障发送的原因，对故障进行处理，实现清除故障码和冻结帧的目 的。作为优化，远程标定系统包括标定工具和标定软件，依照故障诊断系统返回的诊 断信息，通过设置在计算机内的标定软件发送标定信息到CAN卡，所述的CAN卡输出CAN信 号到室内信号转换模块转化成GPRS信号。标定系统根据故障诊断系统返回的分析结果发 出标定指令，所发出的标定指令转化为GPRS信号后再发送到GPRS网络中，试验车辆通过车 载信号转换模块从GPRS网络接收GPRS信号并将其还原为CAN总线信号，这一 CAN总线信 号被发送到车身各组件后，各组件即根据指令，上传和修改自身的信号参数，最终实现远程 标定。作为优化，监控系统、故障诊断系统以及远程标定系统均可单独使用，亦可配合作 为组合系统投入使用。作为优化，连接在CAN总线的车身各组件包括整车控制器、驱动电机控制器、ISG 电机控制器、动力电池管理系统、发动机EMS、充电机控制器以及多信息显示系统。与现有技术相比较，本发明的优点在于本发明的整体结构简单，实现方法明了清 晰，通过车载信号转换模块实现对车辆CAN总线信号的收集并转换成GPRS信号发送，而室 内信号转换模块在接收到上述GPRS信号并转换成CAN信号，所得到的CAN信号在室内部分再通过CAN卡模拟车辆控制器，然后通过监控系统、诊断系统、标定系统分别对车辆状态信 息进行监控、数据处理与分析以及故障诊断、进行参数优化以及故障排除。这一整套系统应 用于车辆试验中，可大大节省试验的人力、物力以及财力，能够在室内综合分析车况，针对 故障进行分析处理，然后进行参数修改实现远程标定，有利于车辆设计人员综合分析车辆 工作状况确定标定方案，从而最大限度的优化整车性能。
图1为本发明的系统原理框图2为本发明所述的车载信号转换模块结构框图； 图3为本发明所述的室内信号转换模块结构框图。
具体实施例方式下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。测试车辆为混合动力汽车，车辆通过标准的CAN通信协议实现CAN总线控制，采用 了 CAN总线来实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。如图1所示，本 发明所述的汽车远程监控、诊断及标定系统分为车载部分和室内部分两部分。上述车载部 分主要包括车载信号转换模块1，这一车载信号转换模块1连接在汽车的CAN总线2上，除 此之外，车身各组件均连接在CAN总线2上，组件包括整车控制器15、驱动电机控制器12、 ISG电机控制器10、动力电池管理系统13、发动机EMS11、充电机控制器14以及多信息显示 系统16等汽车执行机构。如图2所示，车载信号转换模块1包括CAN收发模块11、CPU处理器12、GPRS模块 13,SIM卡15以及GPRS天线14，CAN收发模块11、CPU处理器12、GPRS模块13依次级联并 实现双向通信，CAN收发模块11、CPU处理器12、GPRS模块13均与车载的电源16相连，在 GPRS模块13中设有SIM卡15，所述的GPRS天线14与GPRS模块13相连。如图1所示，在室内部分设置有室内信号转换模块4、CAN卡5、计算机6、监控系 统7、故障诊断系统8以及远程标定系统9，室内信号转换模块4与CAN卡5相连，CAN卡5 再与计算机6相连，计算机6上还连接有监控系统7、故障诊断系统8以及远程标定系统9。 如图3所示，所述的室内转换模块包括CPU处理器41、GPRS模块42、SIM卡44以及GPRS天 线43，CPU处理器41与GPRS模块42级联并实现双向通信，在GPRS模块42中设有SIM卡 44，GPRS模块42再与GPRS天线43相连。上述的室内信号转换模块4再与CAN卡5相连， CAN卡5与室内的计算机6相连，计算机6上还连接有监控系统7、故障诊断系统8以及远 程标定系统9。监控系统7基于LABVIEW平台开发，监控系统7通过与计算机6相连的CAN卡5， 模拟车辆工况信息，适时地将试验车辆上的信息状态显示在计算机6上，同时将接收到的 CAN总线信号显示和保存，便于后期对数据的处理与分析。故障诊断系统8包括故障诊断仪，通过标准的故障诊断协议，读取所返回的车辆 信息，分析车辆各个节点信息中的故障码和冻结帧，远程分析车辆故障发送的原因，从而对 故障进行处理，实现清除故障码和冻结帧的功能。远程标定系统9为VISION标定系统，所述系统由硬件和软件两部分组成。VISION
5通过USB接口接入计算机6，VISION的串口数据通讯支持CCP协议。在计算机6上打开标 定软件，通过标定软件向CAN卡5上发送标定信息，从而车辆在从GPRS网络3上接收标定 信息后实现对车身各组件的参数修改，实现室内对车辆的远程标定。整个系统的工作流程可以归纳为
首先在车载部分，车载信号转换模块1中的CAN收发模块11从CAN总线2上采集CAN 总线信号，上述CAN总线信号包括车身各组件的指令及参数，所采集到的CAN总线信号发送 给CPU处理器12，CPU处理器12将CAN总线信号解包并分析，然后将其转化为GPRS信号并 打包，后端与CPU处理器12相连的GPRS模块13通过GPRS天线14将上述的GPRS数据包 发送至GPRS网络3。然后在办公室的室内部分，室内信号转换模块4中的GPRS模块13通过GPRS天线 14从GPRS网络3中接收GPRS数据包，与GPRS模块13相连的CPU处理器12将这一 GPRS 数据包解包并分析，然后将其转化为CAN总线信号。从室内信号转换模块4输出的CAN总线信号送入后端的CAN卡5，CAN卡5模拟还 原车辆的工况信息。与CAN卡5相连的计算机6上所连接的监控系统7监测CAN卡5中的 信息即可得知试验车辆中的工况信息。故障诊断系统8基于这一监控结果实现对车辆故障 的远程诊断，清除故障码和冻结帧。远程标定系统9通过计算机6内所设的标定软件，发送 标定指令到CAN卡5，CAN卡5接收到这一标定指令后，将标定指令发送到室内信号转换模 块4中，室内信号转换模块4中的CPU处理器41将这一标定指令解包并分析，然后将其转 化为GPRS信号并打包，后端与CPU处理器41相连的GPRS模块42通过GPRS天线43将上 述的GPRS数据包发送至GPRS网络3。在车载部分，车载信号转换模块1中的GPRS模块13通过GPRS天线14从GPRS网 络3中接收标定指令的GPRS数据包，与GPRS模块13相连的CPU处理器12将这一 GPRS数 据包解包并分析，然后转化成CAN总线信号数据包，这一 CAN总线信号数据包随后通过CAN 收发模块11发送至CAN总线2上，连接在CAN总线2各节点上的车身组件在接收到标定指 令后，再根据标定指令，上传和修改自身的信号参数，实现对车身组件功能的优化与升级， 从而实现远程标定。如此，这一系统可以实现对于汽车的监控、诊断及标定系统等功能。
权利要求
一种汽车远程监控、诊断及标定系统，其特征在于，它由车载部分和室内部分两部分组成，车载部分包括连接在CAN总线上的车身组件、车载信号转换模块，室内部分包括室内信号转换模块、CAN卡、计算机、监控系统、故障诊断系统以及远程标定系统，所述的室内信号转换模块与所述的CAN卡相连，所述的CAN卡、均与计算机相连，所述的车载信号转换模块与室内信号转换模块通过GPRS网络通信连接。
2.根据权利要求1所述的汽车远程监控、诊断及标定系统，其特征在于，所述的车载信 号转换模块包括CAN收发模块、CPU处理器、GPRS模块、SIM卡以及GPRS天线，CAN收发模 块、CPU处理器、GPRS模块依次级联并实现双向通信，所述的SIM卡设置在GPRS模块中，所 述的GPRS天线与GPRS模块相连。
3.根据权利要求1所述的汽车远程监控、诊断及标定系统，其特征在于，所述的室内信 号转换模块包括CPU处理器、GPRS模块、SIM卡以及GPRS天线，CPU处理器、GPRS模块级 联实现双向通信，所述的SIM卡设置在GPRS模块中，所述的GPRS天线与GPRS模块相连。
4.根据权利要求1所述的汽车远程监控、诊断及标定系统，其特征在于，所述的CAN卡 模拟车身控制器的功能，模拟再现车身状态信息。
5.根据权利要求1所述的汽车远程监控、诊断及标定系统，其特征在于，所述的监控系 统是基于LABVIEW平台的系统，用于实时显示和保存从CAN卡接收的CAN总线信号。
6.根据权利要求1所述的汽车远程监控、诊断及标定系统，其特征在于，所述的故障 诊断系统用于读取监控系统返回的车辆状态信息，读取保存在节点信息中的故障码和冻结 帧，分析故障并处理。
7.根据权利要求1所述的汽车远程监控、诊断及标定系统，其特征在于，所述的远程标 定系统包括标定工具和标定软件，依照故障诊断系统返回的诊断信息，通过设置在计算机 内的标定软件发送标定信息到CAN卡，所述的CAN卡输出CAN信号到室内信号转换模块转 化成GPRS信号。
8.根据权利要求4或5或6所述的汽车远程监控、诊断及标定系统，其特征在于，所述 的监控系统、故障诊断系统以及远程标定系统均可单独存在使用，亦可配合作为组合系统 投入使用。
9.根据权利要求1所述的汽车远程监控、诊断及标定系统，其特征在于，所述的连接在 CAN总线的车身组件包括整车控制器、驱动电机控制器、ISG电机控制器、动力电池管理系 统、发动机EMS、充电机控制器以及多信息显示系统。
全文摘要
本发明涉及一种汽车远程监控、诊断及标定系统，它由车载部分和室内部分两部分组成，车载部分包括连接在CAN总线上的车身各组件、车载信号转换模块，室内部分包括室内信号转换模块、CAN卡、计算机、监控系统、故障诊断系统以及远程标定系统，室内信号转换模块与CAN卡相连，CAN卡、均与计算机相连，车载信号转换模块与室内信号转换模块通过GPRS网络通信连接。这一整套系统应用于车辆试验中，可大大节省试验的人力、物力以及财力，能够在室内综合分析车况，针对故障进行分析处理，然后进行参数修改实现远程标定，有利于车辆设计人员综合分析车辆工作状况确定标定方案，从而最大限度的优化整车性能。
文档编号G05B23/02GK101986223SQ201010232880
公开日2011年3月16日 申请日期2010年7月21日 优先权日2010年7月21日
发明者丁勇, 孙文凯, 李书福, 李传海, 杨健, 由毅, 赵福全, 郭永斌 申请人:浙江吉利汽车研究院有限公司;浙江吉利控股集团有限公司