一种底盘故障诊断和健康检测系统的制作方法

本发明涉及一种信号处理系统，特别涉及一种车辆底盘多种工况信号处理系统。

背景技术：

现有技术中电控系统的增加虽然提高了汽车的安全性、经济性和舒适性，但随之增加的复杂电路也降低了车辆的可靠性，复杂的线束布设和关联控制增加了维修的难度。同时各底盘子系统(动力、传动、制动、转向、悬架、操控、电气等)的工况ecu(electroniccontrolunit，电子控制单元)间信息共享效率较低，无法形成有效的数据处理以获得持续工况下的综合诊断和检测。既不利于驾驶员检查发动机及各系统运行工况即使对车辆各部件的状态监测和保养维护，也不利于出现故障后，技术人员对各系统中的各项参数进行分析。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种底盘故障诊断和健康检测系统，用于形成有效的人机交互结构，降低状态监测和保养维护的复杂性。

本发明的底盘故障诊断和健康检测系统，包括底盘can总线，其特征在于，通过底盘can总线，数据记录仪与底盘各子系统的控制器或电子控制单元形成数据连接，通过底盘can总线分别连接中控显控器和hmi模块，通过hmi模块与上装can总线数据连接，中控显控器与倒车影像摄像机宽带数据连接，其中：

hmi模块，用于控制can报文在不同can总线间的交换，形成底盘各子系统设备工况状态的显示和报警提示；

中控显控器，用于接收底盘各子系统的工况状态数据并图形化显示，提供与工况状态控制相应的控制输入接口；

数据记录仪，用于对底盘can总线和上装can总线所有数据实时记录并存储。

还包括综合控制器、通用控制器、悬架控制器、倒车雷达控制器、变矩器ecu、发动机ecu，其中：

综合控制器，用于将底盘子系统的控制器或ecu反馈的数据转换为子系统或设备的工况状态数据，形成can报文实时向hmi模块和中控显控器传送；接收hmi模块转发的can报文和中控显控器的输入指令，根据内置底盘控制模型，形成相应子系统控制器或ecu的控制数据，转换为can报文发送；

通用控制器，用于采集接收各底盘子系统控制器或ecu发送的原始工况的状态变化信号，并形成can报文发送给综合控制器；按综合控制器发送的can报文形成对相应控制器或ecu的控制指令进行功率输出控制，协助综合控制器完成底盘综合工况控制；

悬架控制器，用于采集悬架的行程、电磁阀通断的状态变化信号，形成can报文传输，接收can报文形成工况控制信号；

悬架控制器，进一步用于完成悬架调高工况的信号采集、运行调高控制程序、控制调高电磁阀以及和中控显控器和中控显控器的can数据通讯等，实现悬架调高系统设备的状态监测；

倒车雷达控制器，用于接收不同方位超声探头的反馈信号，形成can报文传输；

变矩器ecu，用于采集变矩器的功率输出、温度、离合状态、转速的变化信号形成can报文传输，接收can报文形成工况控制信号；

发动机ecu，用于采集发动机的功率输出、温度、气门状态、转速的变化信号形成can报文传输，接收can报文形成工况控制信号。

所述工况状态数据的设备对象和类型包括：

悬架调高电磁阀及传感器；

分动箱控制电磁阀及传感器；

变速箱取力控制电磁阀及传感器；

轮锁、轴锁电磁阀及传感器；

变矩器、液压散热传感器及控制对象；

驾驶室调温传感器及控制对象；

驾驶室三防传感器及控制对象；

灯光及其控制开关。

所述底盘can总线包括底盘车架can总线和底盘动力can总线，底盘车架can总线分别与综合控制器、通用控制器、悬架控制器和倒车雷达控制器数据连接。底盘动力can总线分别与变矩器ecu和发动机ecu数据连接；

数据记录仪分别与底盘车架can总线和底盘动力can总线，以及第一、第二上装can总线数据连接。中控显控器分别与底盘车架can总线和底盘动力can总线数据连接，hmi模块分别与底盘车架can总线和底盘动力can总线数据连接，以及第一、第二上装can总线数据连接。

所述底盘车架can总线和底盘动力can总线分别设置can总线诊断接口，用于连接调试诊断仪。

所述can总线采用汽车底盘can总线行业标准的j1939协议。

本发明的底盘故障诊断和健康检测系统可以根据子系统控制器和ecu对开关类输出量和模拟类输入量2个种类的i/o口进行状态诊断，开关类输出量的故障模式为短路和断路诊断，模拟类输入量的故障模式为超量程诊断。故障发生时控制器发送当前故障代码，并在hmi模块信息显示部分以文字形式显示，点击该区域后，中控显控器弹出的次页面中显示全部当前故障。

本实施例中，对所有功率输出控制回路(包括阀、灯、传感器供电等回路)采用具备故障诊断能力的输出通道控制。对回路短、断路故障进行自动检测。对系统采集的模拟量进行超量程检测和保护。可以保证本实施例适于多站点协同工作，在进行故障诊断环节诊断子系统可能出现的各种故障，并进行合理容错。

附图说明

图1为本发明底盘故障诊断和健康检测系统一个实施例的架构示意图。

图2为本发明底盘故障诊断和健康检测系统另一个实施例的架构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

如图1所示，通过底盘can总线，数据记录仪与底盘各子系统的控制器或电子控制单元形成数据连接，通过底盘can总线分别连接中控显控器和hmi(人机交互接口)模块，通过hmi模块与上装can总线数据连接，中控显控器与倒车影像摄像机宽带数据连接，其中：

hmi模块，用于控制can报文在不同can总线间的交换，形成底盘各子系统设备工况状态的显示和报警提示。

hmi模块进一步用于作为人机交互平台，模块采用图形界面部署于驾驶室仪表台。

中控显控器，用于接收底盘各子系统的工况状态数据并图形化显示，提供与工况状态控制相应的控制输入接口。中控显控器设置包含键盘或按键的中控操作台输入控制指令。

数据记录仪，用于对底盘can总线和上装can总线所有数据实时记录并存储。

数据记录仪能够存储不小于一年时间内的所有数据。使用配套的上位机软件，通过usb接口能够查看、导出记录文件。存储空间使用到一定百分比时，提醒数据导出，否则较早时间的数据会被覆盖。

对本实施例作进一步具体描述，底盘各控制器包括但不限于综合控制器、通用控制器、悬架控制器、倒车雷达控制器、变矩器ecu、发动机ecu等控制器和电子控制单元，其中：

综合控制器，用于将底盘子系统的控制器或ecu反馈的数据转换为子系统或设备的工况状态数据，形成can报文实时向hmi模块和中控显控器传送；接收hmi模块转发的can报文和中控显控器的输入指令，根据内置底盘控制模型，形成相应子系统控制器或ecu的控制数据，转换为can报文发送。

工况状态数据包括子系统中执行机构的工作状态、故障信息或报警信息等。

中控操作台与综合控制器形成数据连接。

通用控制器，用于采集接收各底盘子系统控制器或ecu发送的原始工况的状态变化信号，并形成can报文发送给综合控制器；按综合控制器发送的can报文形成对相应控制器或ecu的控制指令进行功率输出控制，协助综合控制器完成底盘综合工况控制。

悬架控制器，用于采集悬架的行程、电磁阀通断的状态变化信号，形成can报文传输，接收can报文形成工况控制信号。

悬架控制器，进一步用于完成悬架调高工况的信号采集、运行调高控制程序、控制调高电磁阀以及和中控显控器和中控显控器的can数据通讯等，实现悬架调高系统设备的状态监测。

倒车雷达控制器，用于接收不同方位超声探头的反馈信号，形成can报文传输。

车尾部装有超声雷达探头，有效探测范围1～5m。倒车雷达控制器具有超声探头驱动电路、放大电路和用于校正的温度测量电路，将超声探头采集的数据处理后发到can总线上。

变矩器ecu，用于采集变矩器的功率输出、温度、离合状态、转速的变化信号形成can报文传输，接收can报文形成工况控制信号。

发动机ecu，用于采集发动机的功率输出、温度、气门状态、转速的变化信号形成can报文传输，接收can报文形成工况控制信号。

工况(状态)数据包括但不限于以下底盘子系统的设备对象和类型：

1、悬架调高电磁阀及传感器；

2、分动箱控制电磁阀及传感器；

3、变速箱取力控制电磁阀及传感器；

4、轮锁、轴锁电磁阀及传感器；

5、变矩器、液压散热传感器及(相应执行机构)控制对象；

6、驾驶室调温传感器及(相应执行机构)控制对象；

7、驾驶室三防传感器及(相应执行机构)控制对象；

8、灯光及其控制开关；

本发明的底盘故障诊断和健康检测系统采用综合控制器作为整个底盘can总线的控制核心，除了通过i/o接口进行状态数据采集和输出相关设备控制数据外，更重要的是运行整个底盘电气系统的控制程序，通过采集各种开关的控制指令，以及和通用控制器的数据通讯，综合控制整车底盘电气can总线控制系统各电器设备的正常工作，实现底盘电气can总线控制系统除悬架调高控制以外的其他各项控制功能。同时将整车底盘电气can总线控制系统的开关状态、设备工作状态、故障或报警信息等通过can报文发给hmi和中控显控器，进行显示和报警提示。

本实施例的底盘故障诊断和健康检测系统，可以根据子系统控制器和ecu对开关类输出量和模拟类输入量2个种类的i/o口进行状态诊断，开关类输出量的故障模式为短路和断路诊断，模拟类输入量的故障模式为超量程诊断。故障发生时控制器发送当前故障代码，并在hmi模块信息显示部分以文字形式显示，点击该区域后，中控显控器弹出的次页面中显示全部当前故障。

本实施例中，对所有功率输出控制回路(包括阀、灯、传感器供电等回路)采用具备故障诊断能力的输出通道控制。对回路短、断路故障进行自动检测。对系统采集的模拟量进行超量程检测和保护。可以保证本实施例适于多站点协同工作，在进行故障诊断环节诊断子系统可能出现的各种故障，并进行合理容错。

如图2所示，在本实施例中，底盘can总线包括底盘车架can总线和底盘动力can总线，底盘车架can总线分别与综合控制器、通用控制器、悬架控制器和倒车雷达控制器数据连接。底盘动力can总线分别与变矩器ecu和发动机ecu数据连接。

数据记录仪分别与底盘车架can总线和底盘动力can总线，以及第一、第二上装can总线数据连接。中控显控器分别与底盘车架can总线和底盘动力can总线数据连接，hmi模块分别与底盘车架can总线和底盘动力can总线数据连接，以及第一、第二上装can总线数据连接。

底盘车架can总线和底盘动力can总线分别设置can总线诊断接口，用于连接调试诊断仪。

本实施例的底盘故障诊断和健康检测系统采用汽车底盘can总线行业标准的j1939协议。

本实施例的底盘故障诊断和健康检测系统利用can总线的j1939协议特点针对连接总线的单机设备可通过监测是否离线或正常工作的方式来测试其工作状态。

利用can总线布线的简便特点，在驾驶室设置can总线诊断接口，为系统深层次的故障排查提供了有力条件，可通过can接口卡实时监测总线运行状态，包括总线负载率及所有can报文数据的正确性等，有利于对系统运行中的故障进行诊断和排查；

可以形成系统级别离线报警功能，能够实时了解各控制器总线通讯状态，动作过程中实时检测并判断系统工况，故障时停止当前动作并进行报警提示；

在hmi模块上对总线数据提供了存储和提取功能，可以进行事后对故障进行分析。可以实现掌握发生故障时的相关参数，以及记录故障发生时和故障发生后一定时间间隔内的相关参数，完成自诊断功能，能够可靠地诊断和明确记录各种故障情况，便于综合分析故障原因。

综合控制器能够快速地找到电控单元内部的故障元件,减少维修盲目性和成本,自诊断系统能够对电控单元内部故障进行具体定位。

利用模糊逻辑、神经网络、自学习系统和专家系统等现代数据处理技术形成的内置底盘控制模型综合控制器在大量技术数据支持下,能够预告系统出现故障的可能性和对系统进行维修的必要性,让驾驶员能够采取必要的防范措施。

hmi模块和中控显控器具有通过文本、图像或同步语言将故障情况、故障可能导致的后果和应当采取的措施等信息明确告诉驾驶员的功能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。