一种新能源车辆HIL台架故障数据挖掘系统及方法与流程

本申请涉及车辆故障分析，尤其涉及一种新能源车辆hil台架故障数据挖掘系统及方法。

背景技术：

1、随着汽车技术的发展，特别是电子技术、计算机技术在汽车上的应用，汽车故障诊断正从传统的经验诊断方式，向以数字化、集成化和智能化的诊断设备为辅助手段，以信息技术为依托的系统完整的现代汽车故障诊断技术体系发展。vtcu控制器的故障诊断工作仅是在实车运行状态下被动的获取故障信息，在vtcu的开发阶段无法有效的对故障诊断功能进行测试、验证工作，制约了新能源商用车vtcu控制器的开发进度。

2、同时，在新能源车领域，其高精度的实时性要求、大电压大电流的安全性、信号接口的特殊属性、以及系统的可扩展性都使得传统汽车电控系统的hil(hardware in theloop，硬件在环)仿真测试系统缺少针对vtcu控制器的故障模拟、诊断以及分析功能，导致在车辆控制器故障诊断方面难以取得突破性进展。

技术实现思路

1、本申请提供了一种新能源车辆hil台架故障数据挖掘系统及方法，用以解决现有的hil仿真测试无法有效应用在vtcu控制器故障模拟诊断的技术问题。

2、一方面，本申请提供了一种新能源车辆hil台架故障数据挖掘系统，所述系统包括：故障诊断需求处理模块、hil执行模块、vtcu故障诊断模块、hil分析模块和故障数据挖掘模块；其中，所述故障诊断需求处理模块包含：诊断描述文档解析子模块、参数读取需求处理子模块、故障码读取需求处理子模块、快照信息读取需求处理子模块、uds协议需求处理子模块、python脚本生成子模块，所述hil执行模块包含：hil实时仿真子模块、python脚本执行子模块、hil台架负载模拟管理子模块、hil台架硬件管理子模块、hil通讯信号管理子模块、canfd通讯接口子模块、lin通讯接口子模块、车载以太网通讯接口子模块、can通讯接口子模块、hil故障模拟管理子模块，所述vtcu故障诊断模块包含：电机故障诊断子模块、电池故障诊断子模块、油泵故障诊断子模块、气泵故障诊断子模块、配电箱故障诊断子模块、直流变压故障诊断子模块、输入轴故障诊断子模块、输出轴故障诊断子模块、换挡位置故障诊断子模块、通讯管理子模块，所述hil分析模块包含：电机故障分析子模块、电池故障分析子模块、油泵故障分析子模块、气泵故障分析子模块、配电箱故障分析子模块、直流变压故障分析子模块、输入轴故障分析子模块、输出轴故障分析子模块、换挡位置故障分析子模块，所述故障数据挖掘模块包含：故障数据清理子模块、决策树分类子模块、模式评估子模块、知识库入库子模块、数据报告生成子模块。

3、在本申请的一种实现方式中，所述故障诊断需求处理模块通过所述诊断描述文档解析子模块对诊断描述文档进行解析，获取故障码dtc列表、参数数据标识符did列表、快照信息数据标识符列表、例程控制标识符列表数据结构内容、故障诊断协议所需要的网络地址、网络层时间参数信息、报文格式内容。

4、在本申请的一种实现方式中，所述故障诊断需求处理模块形成的诊断需求配置信息会通过python脚本按照所述uds协议需求处理子模块的设定要求形成可执行python脚本文档。

5、在本申请的一种实现方式中，所述hil执行模块通过所述hil故障模拟管理子模块进行实车运行状态下的故障发生条件模拟，故障类型包含：电机故障、电池故障、油泵故障、气泵故障、配电箱故障、直流变压故障、输入轴故障、输出轴故障、换挡位置故障。

6、在本申请的一种实现方式中，所述vtcu故障诊断模块包含电机故障诊断子模块、电池故障诊断子模块、油泵故障诊断子模块、气泵故障诊断子模块、配电箱故障诊断子模块、直流变压故障诊断子模块、输入轴故障诊断子模块、输出轴故障诊断子模块、换挡位置故障诊断子模块。

7、在本申请的一种实现方式中，所述故障数据挖掘模块基于知识库已有的历史记录与当前模式评估模块得出故障数据分析结果进行对比参照，通过数据报告生成模块形成数据报告，数据报告内容包含：零部件维修方法、零部件更换建议型号、整车操作建议、故障发生原因。

8、本申请还提供了一种新能源车辆hil台架故障数据挖掘方法，所述方法包括：

9、对诊断描述文档进行解析，获取故障信息；其中，所述故障信息包含：码dtc列表、参数数据标识符did列表、快照信息数据标识符列表、例程控制标识符列表数据结构；

10、基于诊断描述文档的解析结果对诊断需求配置信息进行图形界面化呈现；其中，所述诊断需求配置信息包括：参数读取需求、故障码读取需求、快照信息读取需求。

11、本申请提供的一种新能源车辆hil台架故障数据挖掘系统及方法，具有以下有益效果：

12、(1)、基于vtcu控制器实现通过hil台架模拟新能源商用车实车状态，进行故障诊断和分析功能，在vtcu控制器开发阶段更合理的进行故障诊断功能验证。

13、(2)、基于hil台架进行环境模拟，对故障诊断信息进行数据挖掘工作，并形成知识库为后续的故障诊断、预防提供了有力的支持，提升了vtcu控制器的可维修性和经济性。

技术特征：

1.一种新能源车辆hil台架故障数据挖掘系统，其特征在于，所述系统包括：故障诊断需求处理模块、hil执行模块、vtcu故障诊断模块、hil分析模块和故障数据挖掘模块；其中，所述故障诊断需求处理模块包含：诊断描述文档解析子模块、参数读取需求处理子模块、故障码读取需求处理子模块、快照信息读取需求处理子模块、uds协议需求处理子模块、python脚本生成子模块，所述hil执行模块包含：hil实时仿真子模块、python脚本执行子模块、hil台架负载模拟管理子模块、hil台架硬件管理子模块、hil通讯信号管理子模块、canfd通讯接口子模块、lin通讯接口子模块、车载以太网通讯接口子模块、can通讯接口子模块、hil故障模拟管理子模块，所述vtcu故障诊断模块包含：电机故障诊断子模块、电池故障诊断子模块、油泵故障诊断子模块、气泵故障诊断子模块、配电箱故障诊断子模块、直流变压故障诊断子模块、输入轴故障诊断子模块、输出轴故障诊断子模块、换挡位置故障诊断子模块、通讯管理子模块，所述hil分析模块包含：电机故障分析子模块、电池故障分析子模块、油泵故障分析子模块、气泵故障分析子模块、配电箱故障分析子模块、直流变压故障分析子模块、输入轴故障分析子模块、输出轴故障分析子模块、换挡位置故障分析子模块，所述故障数据挖掘模块包含：故障数据清理子模块、决策树分类子模块、模式评估子模块、知识库入库子模块、数据报告生成子模块。

2.根据权利要求1所述的一种新能源车辆hil台架故障数据挖掘系统，其特征在于，所述故障诊断需求处理模块通过所述诊断描述文档解析子模块对诊断描述文档进行解析，获取故障码dtc列表、参数数据标识符did列表、快照信息数据标识符列表、例程控制标识符列表数据结构内容、故障诊断协议所需要的网络地址、网络层时间参数信息、报文格式内容。

3.根据权利要求1所述的一种新能源车辆hil台架故障数据挖掘系统，其特征在于，所述故障诊断需求处理模块形成的诊断需求配置信息会通过python脚本按照所述uds协议需求处理子模块的设定要求形成可执行python脚本文档。

4.根据权利要求1所述的一种新能源车辆hil台架故障数据挖掘系统，其特征在于，所述hil执行模块通过所述hil故障模拟管理子模块进行实车运行状态下的故障发生条件模拟，故障类型包含：电机故障、电池故障、油泵故障、气泵故障、配电箱故障、直流变压故障、输入轴故障、输出轴故障、换挡位置故障。

5.根据权利要求1所述的一种新能源车辆hil台架故障数据挖掘系统，其特征在于，所述vtcu故障诊断模块包含电机故障诊断子模块、电池故障诊断子模块、油泵故障诊断子模块、气泵故障诊断子模块、配电箱故障诊断子模块、直流变压故障诊断子模块、输入轴故障诊断子模块、输出轴故障诊断子模块、换挡位置故障诊断子模块。

6.根据权利要求1所述的一种新能源车辆hil台架故障数据挖掘系统，其特征在于，所述故障数据挖掘模块基于知识库已有的历史记录与当前模式评估模块得出故障数据分析结果进行对比参照，通过数据报告生成模块形成数据报告，数据报告内容包含：零部件维修方法、零部件更换建议型号、整车操作建议、故障发生原因。

7.一种新能源车辆hil台架故障数据挖掘方法，其特征在于，所述方法包括：

技术总结
本申请公开了一种新能源车辆HIL台架故障数据挖掘系统及方法，包含了故障诊断需求处理模块，HIL执行模块，VTCU故障诊断模块，HIL分析模块，故障数据挖掘模块。针对使用HIL台架模拟新能源商用车实际运行环境的情况下，实现基于VTCU控制器的高效率故障模拟以及诊断工作，并对诊断结果进行故障数据分析和挖掘工作，形成数据报告，让相关工程技术人员能够更加快速、便捷的明确当前所模拟的车辆状况所发生的故障，并根据系统的分析结果执行该系统所给出的相关建议处理措施，让车辆快速脱离故障状态，对车辆维修经济性有较大提升。这对于提升新能源商用车VTCU控制器所关联的故障诊断效率有极大的促进作用，对车辆生产以及售后服务经济性有较大提升。

技术研发人员：田光烁,亓强,魏筝,王帅,赵威,王健
受保护的技术使用者：中国重汽集团济南动力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24