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CN118112362A - 汽车线缆故障诊断方法及系统 - Google Patents

汽车线缆故障诊断方法及系统 Download PDF

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CN118112362A
CN118112362A CN202311724863.9A CN202311724863A CN118112362A CN 118112362 A CN118112362 A CN 118112362A CN 202311724863 A CN202311724863 A CN 202311724863A CN 118112362 A CN118112362 A CN 118112362A
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李林峰
汪杨刚
朱明伟
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Wuhan Haiwei Technology Co ltd
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Wuhan Haiwei Technology Co ltd
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Abstract

本发明涉及线缆故障诊断技术领域，尤其涉及一种汽车线缆故障诊断方法及系统。本发明通过在接收到线缆故障诊断指令时，输出激励信号至待检测线缆并启动计时；在接收到线缆故障点所反射回来的激励信号时，停止计时；基于激励信号的传输速度和计时时长判断待检测线缆故障点位置，从而相比传统万用表方法，能显著减少故障诊断所需的时间和劳动强度，提高维修效率，并且较为准确地诊断线缆的故障位置。

Description

汽车线缆故障诊断方法及系统
技术领域
本发明涉及线缆故障诊断技术领域，尤其涉及一种汽车线缆故障诊断方法及系统。
背景技术
万用表是汽车维修人员用来诊断电线问题的传统工具。一个基本的万用表能够测量电压、电流以及电阻，因此可以用来检测线缆是否存在开路或短路问题。例如，通过测量一个线缆两端的电阻，如果读数无限大，那么可以初步判断线缆中存在开路；如果读数异常低，则可能表示线缆短路。
然而，传统的万用表检测方法存在一些局限性。当确定线缆出现开路时，万用表只能告诉我们线缆“整体”不连通，但却无法准确地指出断开的位置点。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种汽车线缆故障诊断方法及系统，旨在解决现有技术中使用万用表检查汽车线缆故障的方法无法判断待测线缆具体断开位置点的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种汽车线缆故障诊断方法，所述方法包括以下步骤：
在接收到线缆故障诊断指令时，输出激励信号至待检测线缆并启动计时；
在接收到线缆故障点所反射回来的激励信号时，停止计时；
基于所述激励信号的传输速度和计时时长判断所述待检测线缆故障点位置。
可选地，所述基于所述激励信号的传输速度和计时时长判断所述待检测线缆故障点位置，包括：
基于所述激励信号的传输速度和计时时长确定故障点到所述激励信号输出点的距离；
通过所述故障点到所述激励信号输出点的距离判断所述待检测线缆故障点位置。
可选地，所述在接收到线缆故障诊断指令时，输出激励信号至待检测线缆并启动计时，包括：
在接收到线缆故障诊断指令时，通过信号选择开关连通故障诊断线路；
基于所述故障诊断线路输出激励信号至待检测线缆并启动计时。
可选地，所述方法，还包括：
在接收到正常数据通信指令时，通过信号选择开关连通正常数据通信线路；
基于所述正常数据通信线路进行数据通信。
可选地，所述基于所述激励信号的传输速度和计时时长判断所述待检测线缆故障点位置之后，还包括：
通过CAN通信模块上报所述故障点位置至上位机。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种汽车线缆故障诊断系统，所述系统包括：信号发送模块、信号接收模块和故障判断模块；
其中，所述故障判断模块分别与所述信号发送模块以及所述信号接收模块连接，所述信号发送模块和所述信号接收模块与待检测线缆连接；
所述信号发送模块，用于在接收到线缆故障诊断指令时，输出激励信号至所述待检测线缆并启动计时；
所述信号接收模块，在接收到线缆故障点所反射回来的激励信号时，停止计时；
所述故障判断模块，用于基于所述激励信号的传输速度和计时时长判断所述待检测线缆故障点位置。
可选地，所述故障判断模块，具体用于基于所述激励信号的传输速度和计时时长确定故障点到所述激励信号输出点的距离，通过所述故障点到所述激励信号输出点的距离判断所述待检测线缆故障点位置。
可选地，所述信号发送模块，具体用于在接收到线缆故障诊断指令时，通过信号选择开关连通故障诊断线路，基于所述故障诊断线路输出激励信号至待检测线缆并启动计时。
可选地，所述系统，还包括：信号选择模块；
所述信号选择模块与所述信号发送模块连接；
所述信号选择模块，用于在接收到正常数据通信指令时，通过信号选择开关连通正常数据通信线路，基于所述正常数据通信线路进行数据通信。
可选地，所述系统，还包括：故障上报模块；
所述故障上报模块和所述故障判断模块连接；
所述故障上报模块，用于通过CAN通信模块上报所述故障点位置至上位机。
本发明通过在接收到线缆故障诊断指令时，输出激励信号至待检测线缆并启动计时；在接收到线缆故障点所反射回来的激励信号时，停止计时；基于所述激励信号的传输速度和计时时长判断所述待检测线缆故障点位置，从而相比传统万用表方法，能显著减少故障诊断所需的时间和劳动强度，提高维修效率，并且较为准确地诊断线缆的故障位置。
附图说明
图1为本发明汽车线缆故障诊断方法第一实施例的流程示意图；
图2为本发明汽车线缆故障诊断方法第二实施例的流程示意图；
图3为本发明汽车线缆故障诊断系统第一实施例和第二实施例的功能模块示意图；
图4为本发明汽车线缆故障诊断系统示意图；
图5为本发明汽车线缆故障诊断系统故障诊断模块原理说明图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
参照图1，本发明汽车线缆故障诊断方法第一实施例提供一种汽车线缆故障诊断方法，所述方法包括：
S10：在接收到线缆故障诊断指令时，输出激励信号至待检测线缆并启动计时；
S20：在接收到线缆故障点所反射回来的激励信号时，停止计时；
S30：基于所述激励信号的传输速度和计时时长判断所述待检测线缆故障点位置。
需要说明的是，本实施例的执行主体可以是一种具有数据处理、网络通信以及程序运行功能的计算服务设备，例如平板电脑、个人电脑、手机等，或者是一种能够实现上述功能的其他电子设备。
应理解的是，当激励信号(一般为电脉冲)在无故障的导体上传输时，它将无反射地到达导体端点。如果导体上存在故障点，如开路或短路，激励信号在遇到故障点时会产生反射。通过测量激励信号发射和返回的时间差，便能定位故障点的位置，因为电磁波在导体上的传播速度是已知的。
在具体实施中，在接收到线缆故障诊断的指令后，测试设备向待检测的线缆发送一个电脉冲或其他形式的激励信号。同时开始计时，记录激励信号发送的起始时间。等待并捕获从故障点反射回来的激励信号，这可以通过对线缆两端或特定检测点的监视来完成。一旦检测到反射信号，立即停止计时器并记录反射信号返回的时间点。根据电脉冲在线缆内的已知传播速度和记录的时间差来计算故障点的位置。公式通常是：故障点位置＝(信号速度*时间差)/2。除以2是因为时间差包括了激励信号到达故障点和从故障点返回的总时长。
为了方便理解，参照图5，图5为本发明汽车线缆故障诊断系统故障诊断模块原理说明图，故障诊断模块主要由信号发送单元、信号接收单元以及控制器组成，其主要诊断原理过程如下：
d.1、控制器控制信号发送单元在t0时刻发出一个方波信号作为激励信号；
d.2、激励信号在t1时刻经e->i->g路径到达信号接收单元，控制器监测到信号接收单元收到的激励信号后启动计时器计时；
d.3、激励信号从t0刻发出后除经过e->i->g到信号接收单元，还会同时经过e->i->f到达线缆断点处并产生反射(线缆断点处阻抗突变，激励信号在此发生反射现象)，反射信号经f->i->g过程到达信号接收单元，控制器监测到信号接收单元接收到的反射信号后停止上述d.2计时器的计时，取上述d.2到d.3过程计时器所计时间为T；
d.4、电信号在特定介质线缆中传输速度是一定的，速度可计为V；
d.5、基于上述过程，且上述e->i->g路径非常短，可忽略不计。因此线缆断点到故障诊断单元可近似计算为H＝V*T/2。
本实施例通过在接收到线缆故障诊断指令时，输出激励信号至待检测线缆并启动计时；在接收到线缆故障点所反射回来的激励信号时，停止计时；基于所述激励信号的传输速度和计时时长判断所述待检测线缆故障点位置，从而相比传统万用表方法，能显著减少故障诊断所需的时间和劳动强度，提高维修效率，并且较为准确地诊断线缆的故障位置。
参照图2，图2为本发明汽车线缆故障诊断方法第二实施例的流程示意图，基于上述图1所示的实施例，提出本发明汽车线缆故障诊断方法的第二实施例。
在第二实施例中，步骤S30包括：
S301：基于所述激励信号的传输速度和计时时长确定故障点到所述激励信号输出点的距离；
S302：通过所述故障点到所述激励信号输出点的距离判断所述待检测线缆故障点位置。
步骤S10包括：
S101：在接收到线缆故障诊断指令时，通过信号选择开关连通故障诊断线路；
S102：基于所述故障诊断线路输出激励信号至待检测线缆并启动计时。
需要说明的是，当故障诊断设备接收到一个外部(如手动操作者或诊断软件发出的)故障诊断指令时，系统开始进行线缆的故障检测过程。设备内部的信号选择开关会响应这个诊断指令，它将故障诊断设备与待检测的线缆电气连接起来。信号选择开关的作用是确保激励信号只被发送到特定的待检测线缆上，而不影响汽车内的其他电路或线缆。这可以是一个实际的物理继电器或者是一个固态开关。
应理解的是，在本实施例中，在接收到正常数据通信指令时，通过信号选择开关连通正常数据通信线路；基于所述正常数据通信线路进行数据通信。
进一步地，在本实施例中，步骤S30之后，还包括：
步骤S40：通过CAN通信模块上报所述故障点位置至上位机。
需要说明的是，用于故障上报的通信模块可为车载CAN通信模块，也可为基于FPD-Link、GMSL等协议的可实现用于连接设备A/B的上位机并上传故障信息的单元模块。
参照图3，本发明汽车线缆故障诊断系统第一实施例提供一种汽车线缆故障诊断系统，所述系统包括：
信号发送模块10：用于在接收到线缆故障诊断指令时，输出激励信号至待检测线缆并启动计时；
信号接收模块20：用于在接收到线缆故障点所反射回来的激励信号时，停止计时；
故障判断模块30：用于基于所述激励信号的传输速度和计时时长判断所述待检测线缆故障点位置。
需要说明的是，本实施例的执行主体可以是一种具有数据处理、网络通信以及程序运行功能的计算服务设备，例如平板电脑、个人电脑、手机等，或者是一种能够实现上述功能的其他电子设备。
应理解的是，当激励信号(一般为电脉冲)在无故障的导体上传输时，它将无反射地到达导体端点。如果导体上存在故障点，如开路或短路，激励信号在遇到故障点时会产生反射。通过测量激励信号发射和返回的时间差，便能定位故障点的位置，因为电磁波在导体上的传播速度是已知的。
在具体实施中，在接收到线缆故障诊断的指令后，测试设备向待检测的线缆发送一个电脉冲或其他形式的激励信号。同时开始计时，记录激励信号发送的起始时间。等待并捕获从故障点反射回来的激励信号，这可以通过对线缆两端或特定检测点的监视来完成。一旦检测到反射信号，立即停止计时器并记录反射信号返回的时间点。根据电脉冲在线缆内的已知传播速度和记录的时间差来计算故障点的位置。公式通常是：故障点位置＝(信号速度*时间差)/2。除以2是因为时间差包括了激励信号到达故障点和从故障点返回的总时长。
为了方便理解，参照图5，图5为本发明汽车线缆故障诊断系统故障诊断模块原理说明图，故障诊断模块主要由信号发送单元、信号接收单元以及控制器组成，其主要诊断原理过程如下：
d.1、控制器控制信号发送单元在t0时刻发出一个方波信号作为激励信号；
d.2、激励信号在t1时刻经e->i->g路径到达信号接收单元，控制器监测到信号接收单元收到的激励信号后启动计时器计时；
d.3、激励信号从t0刻发出后除经过e->i->g到信号接收单元，还会同时经过e->i->f到达线缆断点处并产生反射(线缆断点处阻抗突变，激励信号在此发生反射现象)，反射信号经f->i->g过程到达信号接收单元，控制器监测到信号接收单元接收到的反射信号后停止上述d.2计时器的计时，取上述d.2到d.3过程计时器所计时间为T；
d.4、电信号在特定介质线缆中传输速度是一定的，速度可计为V；
d.5、基于上述过程，且上述e->i->g路径非常短，可忽略不计。因此线缆断点到故障诊断单元可近似计算为H＝V*T/2。
本实施例通过在接收到线缆故障诊断指令时，输出激励信号至待检测线缆并启动计时；在接收到线缆故障点所反射回来的激励信号时，停止计时；基于所述激励信号的传输速度和计时时长判断所述待检测线缆故障点位置，从而相比传统万用表系统，能显著减少故障诊断所需的时间和劳动强度，提高维修效率，并且较为准确地诊断线缆的故障位置。
参照图3，图3为本发明汽车线缆故障诊断系统第二实施例的示意图。
在第二实施例中，所述故障判断模块30，具体用于基于所述激励信号的传输速度和计时时长确定故障点到所述激励信号输出点的距离，通过所述故障点到所述激励信号输出点的距离判断所述待检测线缆故障点位置。
所述信号发送模块10，具体用于在接收到线缆故障诊断指令时，通过信号选择开关连通故障诊断线路，基于所述故障诊断线路输出激励信号至待检测线缆并启动计时。
需要说明的是，当故障诊断设备接收到一个外部(如手动操作者或诊断软件发出的)故障诊断指令时，系统开始进行线缆的故障检测过程。设备内部的信号选择开关会响应这个诊断指令，它将故障诊断设备与待检测的线缆电气连接起来。信号选择开关的作用是确保激励信号只被发送到特定的待检测线缆上，而不影响汽车内的其他电路或线缆。这可以是一个实际的物理继电器或者是一个固态开关。
应理解的是，在本实施例中，所述系统还包括：信号选择模块00；
所述信号选择模块00与所述信号发送模块连接；
所述信号选择模块00，用于在接收到正常数据通信指令时，通过信号选择开关连通正常数据通信线路，基于所述正常数据通信线路进行数据通信。
进一步地，在本实施例中，步骤S30之后，还包括：故障上报模块40；
所述故障上报模块40和所述故障判断模块30连接；
所述故障上报模块40，用于通过CAN通信模块上报所述故障点位置至上位机。
需要说明的是，用于故障上报的通信模块可为车载CAN通信模块，也可为基于FPD-Link、GMSL等协议的可实现用于连接设备A/B的上位机并上传故障信息的单元模块。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种汽车线缆故障诊断方法，其特征在于，所述方法包括：
在接收到线缆故障诊断指令时，输出激励信号至待检测线缆并启动计时；
在接收到线缆故障点所反射回来的激励信号时，停止计时；
基于所述激励信号的传输速度和计时时长判断所述待检测线缆故障点位置。
2.如权利要求1所述的汽车线缆故障诊断方法，其特征在于，所述基于所述激励信号的传输速度和计时时长判断所述待检测线缆故障点位置，包括：
基于所述激励信号的传输速度和计时时长确定故障点到所述激励信号输出点的距离；
通过所述故障点到所述激励信号输出点的距离判断所述待检测线缆故障点位置。
3.如权利要求1所述的汽车线缆故障诊断方法，其特征在于，所述在接收到线缆故障诊断指令时，输出激励信号至待检测线缆并启动计时，包括：
在接收到线缆故障诊断指令时，通过信号选择开关连通故障诊断线路；
基于所述故障诊断线路输出激励信号至待检测线缆并启动计时。
4.如权利要求3所述的汽车线缆故障诊断方法，其特征在于，所述方法，还包括：
在接收到正常数据通信指令时，通过信号选择开关连通正常数据通信线路；
基于所述正常数据通信线路进行数据通信。
5.如权利要求1所述的汽车线缆故障诊断方法，其特征在于，所述基于所述激励信号的传输速度和计时时长判断所述待检测线缆故障点位置之后，还包括：
通过CAN通信模块上报所述故障点位置至上位机。
6.一种汽车线缆故障诊断系统，其特征在于，所述系统包括：信号发送模块、信号接收模块和故障判断模块；
其中，所述故障判断模块分别与所述信号发送模块以及所述信号接收模块连接，所述信号发送模块和所述信号接收模块与待检测线缆连接；
所述信号发送模块，用于在接收到线缆故障诊断指令时，输出激励信号至所述待检测线缆并启动计时；
所述信号接收模块，在接收到线缆故障点所反射回来的激励信号时，停止计时；
所述故障判断模块，用于基于所述激励信号的传输速度和计时时长判断所述待检测线缆故障点位置。
7.如权利要求6所述的汽车线缆故障诊断系统，其特征在于，所述故障判断模块，具体用于基于所述激励信号的传输速度和计时时长确定故障点到所述激励信号输出点的距离，通过所述故障点到所述激励信号输出点的距离判断所述待检测线缆故障点位置。
8.如权利要求6所述的汽车线缆故障诊断系统，其特征在于，所述信号发送模块，具体用于在接收到线缆故障诊断指令时，通过信号选择开关连通故障诊断线路，基于所述故障诊断线路输出激励信号至待检测线缆并启动计时。
9.如权利要求8所述的汽车线缆故障诊断系统，其特征在于，所述系统，还包括：信号选择模块；
所述信号选择模块与所述信号发送模块连接；
所述信号选择模块，用于在接收到正常数据通信指令时，通过信号选择开关连通正常数据通信线路，基于所述正常数据通信线路进行数据通信。
10.如权利要求6所述的汽车线缆故障诊断系统，其特征在于，所述系统，还包括：故障上报模块；
所述故障上报模块和所述故障判断模块连接；
所述故障上报模块，用于通过CAN通信模块上报所述故障点位置至上位机。
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