一种汽车电动尾门综合诊断系统的制作方法

本发明属于汽车智能部件领域，更具体地，涉及一种汽车电动尾门综合诊断系统。

背景技术：

目前，汽车产品保有量逐年增加，随着汽车技术的不断深入发展及提升，智能化技术成为现代汽车应用亮点。现阶段，智能汽车电动尾门系统作为一个汽车智能部件，广泛受到市场青睐。该部件以往只能在中高端合资品牌车型中才能选配，现在国内中低端车型普遍存在需求趋势，市场潜力巨大。智能汽车电动尾门系统具有独立控制器，一方面接收用户的开/关门输入信号，驱动控制机械电动撑杆及自吸锁装置，带动汽车尾门机构完成开/关门动作，另一方面实时检测系统运动过程中的电机电流、自吸锁装置到位信号等系统状态，反馈并处理系统报警异常。

智能汽车电动尾门系统功能虽小，但具备控制系统主要特征。既要能够实现较高精度的双电动撑杆同步控制，又要实时监测电机电流过载情况和系统逻辑状态情况，需要具备非常高的可靠性和安全性，所需记录的诊断数据信息较多。面对不同车型尾门控制对象模型，需要配置相应系统参数，必要时需要对系统软件进行更新。智能汽车电动尾门系统需要经历长时间无故障耐久性测试，测试过程尽可能接近实际用户操作方法。另外，智能汽车电动尾门控制器一般只预留串行通信接口和can总线通信接口，且安装于尾门狭小空间内，最好与其配套的诊断系统能够提供有线式和无线式通信连接方式，方便系统间的通信选择连接。

目前尚没有针对智能尾门控制系统的诊断系统。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种汽车电动尾门诊断系统，其目的在于通过对汽车电动尾门的各项参数全面获取和分析诊断，由此解决目前尚没有针对只能尾门控制系统的诊断系统的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种汽车电动尾门综合诊断系统，包括下位机、上位机、以及网关；所述上位机通过网关转换，与所述下位机桥接；

所述下位机，用于获取汽车电动尾门的实时运行状态数据，将所述实时运行状态数据进行缓存；

所述上位机，用于根据工作模式提取汽车电动尾门实时运动状态数据并进行诊断分析，根据分析结果更新系统配置或进行软件升级/恢复；

所述网关，用于所述上位机与汽车电动尾门控制器之间的命令交互通信协议转换、以及用于所述上位机与下位机之间的数据传输。

优选地，所述汽车电动尾门综合诊断系统，其所述实时运行状态数据包括：尾门上行/下行状态、实时转速、实时位置高度、尾门锁和自吸锁扣位置状态、电机电流波形状态、霍尔传感器波形状态、报警状态。

优选地，所述汽车电动尾门综合诊断系统，其所述下位机具有数据采集控制器和数据存储缓冲池；所述数据采集控制器用于执行数据采集任务，所述数据采集任务按照给定周期循环执行。

优选地，所述汽车电动尾门综合诊断系统，其所述上位机包括系统配置模块、模式测试模块、系统诊断分析模块。

优选地，所述汽车电动尾门综合诊断系统，其所述系统配置模块，用于配置汽车电动尾门综合诊断系统的通信参数、系统参数以及软件更新参数；包括通信通道配置子模块、系统参数配置子模块、以及系统软件更新服务子模块；所述通信通道配置子模块，用于获取用户依据所述上位机运行环境具备的数据通信方式，对当时选择的唯一通信通道进行通信通道选择初始化和驱动设置；所述系统参数配置子模块用于获取并调整汽车电动尾门控制器的系统参数，包括：基本参数、运动学与动力学参数、安全参数和通信参数；所述系统软件更新服务子模块，用于将升级版本的汽车电动尾门控制系统软件写入汽车电动尾门控制器或者保存汽车电动尾门控制器中记录汽车电动尾门控制系统软件的备份。

优选地，所述汽车电动尾门综合诊断系统，其所述模式测试模块，用于在线控制所述汽车电动尾门控制器在多种工作模式下切换；包括手动工作模式子模块、自动工作模式子模块、用户工作模式子模块；当所属测试模块处于手动工作模式下，使得所述手动工作模式子模块有效，当所属测试模块处于自动工作模式下，使得所述自动工作模式子模块有效，当所属测试模块处于用户工作模式下，使得所述用户工作模式子模块有效。所述手动工作模式子模块，用于获取用户指定的电动尾门形成范围内的任意角度，并控制汽车电动尾门运动至所述角度；所述自动工作模式子模块，用于接收用户编辑的电动尾门动作指令程序文件，并将所述文件转换为指令代码发送给网关；所述用户工作模式子模块，用于获取用户正常操作汽车时对尾门进行的控制操作，并执行相应控制。

优选地，所述汽车电动尾门综合诊断系统，其所述系统分析诊断模块，用于分析所述下位机获取的汽车电动尾门的实时运行状态数据，包括运行状态分析诊断子模块、电流/霍尔分析诊断子模块、位置/速度分析诊断子模块、以及报警履历分析诊断子模块。所述运行状态分析诊断子模块，用于当运行状态报警时，通过网关获取下位机缓存的运行状态参数，包括尾门上行/下行状态、尾门锁和自吸锁扣位置状态，并分析电动尾门运动装置的工作状态；所述电流/霍尔分析诊断子模块，用于当电流或霍尔传感器报警时，获取电机电流波形状态、以及霍尔传感器波形状态，分析电流及霍尔传感器故障；所述位置/速度分析诊断子模块，用于获取实时转速、实时位置高度，判断位置、速度异常；所述报警履历分析诊断子模块，用于存储报警信息。

优选地，所述汽车电动尾门综合诊断系统，其具有以太网接口、蓝牙、wifi、串行通信接口、can总线通信接口作为通信输入通道，且以串行通信接口和can总线通信接口作为通信输出通道。

优选地，所述汽车电动尾门综合诊断系统，其所述网关采用cortex-m3内核主控芯片，所述主控芯片自带串行通信和can总线通信接口，以hc-05作为蓝牙通信模块、以hlk-rm04作为wifi通信模块、以dm9000作为以太网通信模块。

优选地，所述汽车电动尾门综合诊断系统，其所述上位机可选择其运行平台所具备的以太网、蓝牙、wifi、串行通信和can总线通信接口中的一种，通过所述网关桥接转换，与所述下位机实现连接。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明利用所述上位机提供的功能模块，能够对汽车电动尾门系统进行系统参数配置与软件更新、在线模拟耐久仿真测试、系统实时状态监视与报警异常诊断。从而进一步增强汽车电动尾门系统的易用性，提高故障诊断效率，有助于完善和提升系统稳定性和可靠性。因此，本发明具有较高的实用价值和意义。

附图说明

图1是本发明提供的汽车电动尾门综合诊断系统整体组成结构示意图；

图2是本发明提供的汽车电动尾门综合诊断系统的所述上位机数据分析系统执行流程示意图；

图3是本发明实施例提供的汽车电动尾门综合诊断系统的下位机执行流程示意图；

图4是本发明实施例提供的汽车电动尾门综合诊断系统具体实车应用实例步骤图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供的汽车电动尾门综合诊断系统，包括：下位机、上位机、以及网关；所述上位机通过网关转换，与所述下位机桥接。

下位机，用于获取汽车电动尾门的实时运行状态数据，将所述实时运行状态数据进行缓存；所述实时运行状态数据包括：尾门上行/下行状态、实时转速、实时位置高度、尾门锁和自吸锁扣位置状态、电机电流波形状态、霍尔传感器波形状态、报警状态。

所述下位机具有数据采集控制器和数据存储缓冲池；所述数据采集控制器用于执行数据采集任务，所述数据采集任务按照给定周期循环执行，包括步骤：(1)采集所述智能汽车电动尾门控制器的输入信号和电流信号，并存入数据存储缓冲池指定位置；(2)检测网关是否有上位机发送的数据请求，根据所述数据请求从数据缓冲池相应位置，通过网关发送给上位机。

上位机，用于根据工作模式提取汽车电动尾门实时运动状态数据并进行诊断分析，根据分析结果更新系统配置或进行软件升级/恢复；

所述上位机包括系统配置模块、模式测试模块、系统诊断分析模块；

所述系统配置模块，用于配置汽车电动尾门综合诊断系统的通信参数、系统参数以及软件更新参数；包括通信通道配置子模块、系统参数配置子模块、以及系统软件更新服务子模块；所述通信通道配置子模块，用于获取用户依据所述上位机运行环境具备的数据通信方式，对当时选择的唯一通信通道进行通信通道选择初始化和驱动设置；所述系统参数配置子模块用于获取并调整汽车电动尾门控制器的系统参数，包括：基本参数、运动学与动力学参数、安全参数和通信参数；所述系统软件更新服务子模块，用于将升级版本的汽车电动尾门控制系统软件写入汽车电动尾门控制器或者保存汽车电动尾门控制器中记录汽车电动尾门控制系统软件的备份。

所述模式测试模块，用于在线控制所述汽车电动尾门控制器在多种工作模式下切换；包括手动工作模式子模块、自动工作模式子模块、用户工作模式子模块；当所属测试模块处于手动工作模式下，使得所述手动工作模式子模块有效，当所属测试模块处于自动工作模式下，使得所述自动工作模式子模块有效，当所属测试模块处于用户工作模式下，使得所述用户工作模式子模块有效。所述手动工作模式子模块，用于获取用户指定的电动尾门形成范围内的任意角度，并控制汽车电动尾门运动至所述角度；所述自动工作模式子模块，用于接收用户编辑的电动尾门动作指令程序文件，并将所述文件转换为指令代码发送给网关；所述用户工作模式子模块，用于获取用户正常操作汽车时对尾门进行的控制操作，并执行相应控制。

所述系统分析诊断模块，用于分析所述下位机获取的汽车电动尾门的实时运行状态数据，包括运行状态分析诊断子模块、电流/霍尔分析诊断子模块、位置/速度分析诊断子模块、以及报警履历分析诊断子模块。所述运行状态分析诊断子模块，用于当运行状态报警时，通过网关获取下位机缓存的运行状态参数，包括尾门上行/下行状态、尾门锁和自吸锁扣位置状态，并分析电动尾门运动装置的工作状态；所述电流/霍尔分析诊断子模块，用于当电流或霍尔传感器报警时，获取电机电流波形状态、以及霍尔传感器波形状态，分析电流及霍尔传感器故障；所述位置/速度分析诊断子模块，用于获取实时转速、实时位置高度，判断位置、速度异常；所述报警履历分析诊断子模块，用于存储报警信息。

网关，用于所述上位机与汽车电动尾门控制器之间的命令交互通信协议转换、以及用于所述上位机与下位机之间的数据传输；具有以太网接口、蓝牙、wifi、串行通信接口、can总线通信接口作为通信输入通道，且以串行通信接口和can总线通信接口作为通信输出通道。

具体地，所述网关负责将所述上位机基于上述通信输入通道通信协议的命令请求数据帧，转换成通信输出通道通信协议，并输出给所述智能汽车电动尾门控制器。同时，将所述智能汽车电动尾门控制器的应答信息，利用所建立的通信通道，经过协议转换反馈给所述上位机。优选，其采用cortex-m3内核主控芯片，所述主控芯片自带串行通信和can总线通信接口，以hc-05作为蓝牙通信模块、以hlk-rm04作为wifi通信模块、以dm9000作为以太网通信模块。

所述上位机可选择其运行平台所具备的以太网、蓝牙、wifi、串行通信和can总线通信接口中的一种，通过所述网关桥接转换，与所述下位机实现连接。利用所述上位机提供的功能模块，能够对所述智能汽车电动尾门系统进行系统参数配置与软件更新、在线模拟耐久仿真测试、系统实时状态监视与报警异常诊断。进一步增强所述智能汽车电动尾门系统的易用性，提高故障诊断效率，有助于完善和提升系统稳定性和可靠性。因此，本发明具有较高的实用价值和意义。

以下为实施例：

实施例1

本实施例的的一种智能汽车电动尾门综合诊断系统，如图1所示，包括上位机110，网关130，下位机150。

，上位机110包括：系统配置模块111、模式测试模块112、系统诊断分析模块113。其中，系统配置模块111负责提供通信通道配置、系统参数配置、系统软件更新服务三种功能操作；模式测试模块112可以实现手动模式、自动模式和用户模式状态下的模拟测试操作；系统诊断分析模块113获取所述下位机150中的运行状态信息、电流/霍尔信息、位置/速度信息、报警履历信息。

网关130由cortex-m3内核mcu作为主控单元，支持txd0/rxd0作为串行通信输入，can0_h/can0_l作为can总线通信输入，连接hc-05蓝牙模块、hlk-rm04wifi模块、dm9000以太网模块作为通信输入；以txd1/rxd1作为串行通信输出，can1_h/can0_l作为can总线通信输出。

网关130负责所述上位机110和所述下位机150的物理通信连接及通信协议1120与通信协议2140之间的转换，实现无缝通信。

下位机150一方面负责从自身i/o物理端口读取状态i/o151和霍尔信号152，包括：开/关门脉冲信号、自吸锁到位信号和双路撑杆霍尔传感器脉冲信号；且从自身a/d物理端口读取电流信号153，包括：双路电撑杆电机电流和自吸锁电机电流。另一方面，周期性实时采集系统运行状态，包括：位置/速度状态、尾门运行状态和报警履历。

上位机110中的通信通道配置功能完成通信通道底层软件驱动114的配置，可以选择串行通信、can总线通信、蓝牙、wifi、以太网中的一种通信通道，与网关130建立输入/输出通信通道。下位机150提供txd/rxd和can_h/can_l作为与网关130的输入/输出通信通道。

通信协议由帧头、指令字、指令数据域、校验域和帧尾这几部分数据组成。其中，通信协议1120为上位机110和网关130之间的数据传输通信协议，通信协议2140位网关130和下位机150之间的数据传输通信协议；二者仅通信帧头和帧尾数据不同，上位机110诊断请求的指令字、指令数据域、校验域保持不变，下位机150诊断应答的指令字、指令数据域、校验域保持不变，从而使得上位机110和下位机150实现无缝通信连接。

如图2所示，一种智能汽车电动尾门综合诊断系统的所述上位机执行流程示意图。

首先需要执行数据通信通道配置与连接210操作，负责完成串行通信211、can总线通信212、wifi213、蓝牙214、以太网215通信通道的初始化。同时，建立一个通信通道互斥锁280，所有对通信传输的请求都需要进行锁请求281操作，且在完成通信传输后进行锁释放282操作。

系统参数配置220可以进行参数读取请求221和参数写入请求222操作，并进入等待应答223，完成参数配置后，触发显示子窗口刷新服务270中的更新参数显示子窗口，刷新参数状态显示；系统软件更新服务230可以进行软件备份231和软件升级232操作，并进入等待应答233，等待操作完成；模式控制操作240可以进行手动模式232、自动模式242、用户模式243操作，其中，手动模式232操作需要设定指定运行角度244，自动模式242操作需要用户设计编辑自动动作指令序列程序文件245。

所述上位机负责维护一个独立的数据诊断线程250，周期性执行相关诊断数据请求步骤，每一步都需要与网关260完成请求261和应答262操作。该线程主要执行步骤包括：手动模式控制角度输出251、自动模式指令序列输出252、用户模式状态诊断请求253、系统运行状态/报警信息诊断请求254、双撑杆、自吸锁电机电流诊断请求255、双撑杆霍尔传感器诊断请求256。完成一个线程周期，将触发显示子窗口刷新服务270，执行更新模式显示子窗口、更新系统状态显示子窗口、更新电流波形显示子窗口、更新霍尔波形显示子窗口操作，呈现最终诊断结果给用户。

如图3所示，一种智能汽车电动尾门综合诊断系统的所述下位机执行流程示意图。

下位机301负责运行维护一个独立的系统任务，分配有一个数据存储缓冲池330，主要负责执行信号采集处理310和通信解析320。

在所述独立的系统任务开始执行之初，信号采集处理310负责读取系统软件内部的系统运行状态、报警履历信息311，同时读取外部物理开/关操作、自吸锁到位信号312、双撑杆、自吸锁电流采样信号313、双撑杆霍尔传感器信号314。将相关数据写到数据鵆缓冲池330的运行状态332、报警履历333、电流数据334、霍尔数据335。

在所述独立的系统任务开始执行之初，通信解析320负责将通信请求数据帧321进行解析识别。如果是参数读取/写入322请求，则操作系统参数331内的数据；如果是模式操作识别323，则操作手动模式336、自动模式337和用户模式338，系统软件其它任务会根据模式数据情况执行相应的模式动作；如果是诊断信息数据请求324操作，则根据请求内容将系统参数331、运行状态332、报警履历333、电流数据334、霍尔数据335组织成应答数据帧，并发送至网关327。至此，下位机301的任务执行结束，从而进入下一周期循环，如此反复。

实施例2

再者，以一个更具体的实施例，进一步阐明一种智能汽车电动尾门综合诊断系统在实际装车综合诊断实施的应用过程。

如图4所示，将所述上位机通过所述网关与所述下位机采集系统相连，即可进入开始410步骤，并且后续步骤都在所述上位机完成。

利用所述系统配置模块中的所述通信通道配置功能，完成通信线路连接于配置420操作，并完成检查上/下位机连接是否成功421步骤，完成软件通信协议匹配。

利用所述系统配置模块中的所述系统参数配置功能，读取所述下位机的系统参数，修改其中某个参数，并且完成更新参数到所述下位机，再次读取所述下位机的系统参数，从而完成参数读取与修改430操作，最终完成读取->修改->再读取检查是否修改有效431步骤。

利用所述系统配置模块中的所述系统软件更新服务功能，先操作备份所述下位机的系统软件，保存成指定文件，再操作升级将该文件更新至所述下位机，完成系统软件更新440操作。同时，完成备份->升级，检查软件版本是否一致441步骤。

利用所述模式测试模块中的所述手动功能，执行输入指定位置角度，查看是否运动到位451步骤，完成手动模式测试450操作。

利用所述模式测试模块中的所述自动功能，编辑一个动作指令程序文件，包含：开门->停止->开门->关门->停止->关门动作序列，执行检查是否按指令程序文件步骤执行461步骤，完成自动模式测试460操作。

利用所述模式测试模块中的所述用户功能，按照用户实际操作电动尾门行为习惯，执行接收实际输入信号，检查是否动作正常471步骤，完成用户模式测试470操作。

在上述步骤测试过程中，需要进行观察系统诊断分析480。首先，进行观察双撑杆、自吸锁电流波形481步骤，在电动尾门开启或趋于完全关闭阶段，电流波形存在突变，其余过程电流波形变化比较平稳；其次，进行观察双撑杆霍尔传感器位置脉冲波形482步骤，双电动撑杆有两路位置信号，每路位置信号存在a/b相霍尔传感器信号，观察电动尾门运动过程中，a/b两相波形相位相差90°±20％为正常情况；最后，进行观察尾门运行状态、报警履历状态信息483步骤，主要状态包含：电动尾门上/下行、自吸锁到位信号、电动撑杆实时位置/转速、系统报警履历信息。

完成上述操作步骤后，即可执行结束490操作，完成所有智能汽车电动尾门综合诊断操作步骤，如有需要，可以回到开始410步骤，重新按序操作执。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。