用于檢測電子系統中的故障的設備和方法
【專利說明】用于檢測電子系統中的故障的設備和方法發明領域
[0001]本發明涉及用于檢測電氣系統中的故障的設備和方法。
[0002]背景
[0003]通常被安裝在比如車輛中的電子設備和電子單元正變得越來越先進。因此，這樣的電子單元的故障排除變得更加困難并且需要更多的努力和能力。例如，在今天的車輛中，超過80%的故障涉及到車輛中的電子設備。處理車輛中電子故障的通常方法是替換組件直到車輛再次功能正常。這經常導致工作組件被不必要地替換，因此這樣的方法變得相對昂蟲貝ο
[0004]很多車輛有電子控制單元(ECU)，電子控制單元控制車輛中的幾個功能，比如底盤的行為、防滑功能、ABS、氣候控制、安全氣囊或者SRS。因此，一輛車可以有控制很多功能的上百個E⑶。
[0005]在電子單元(比如車輛的ECU)中可能發生故障。這樣的故障可能由于通信錯誤，或者由環境(比如溫度、濕度、和振動)引起的故障。車輛制造商通常對ECU進行編程以檢測和應對系統中的這些錯誤或故障。
[0006]因此，當構造和對ECU進行編程的時候，人們試圖配置ECU以檢測和確定所有可能的錯誤。然而，如果出現了在對ECU進行編程前未被識別出的錯誤的情況，則ECU就不能確定和識別該錯誤，從而向用戶/機修工發送的通常的消息是“未發現故障或DTC”(DTC:診斷故障碼)。
[0007]包含自診斷的診斷方法被稱為“車載診斷”(OBD)。為了解析OBD故障，用戶不得不連接到帶有OBD儀器的車輛上，該OBD儀器能夠從車輛的ECU讀取錯誤碼。在車輛行業中，存在用于從ECU讀取錯誤的標準協議。此外，存在包含帶有關于錯誤碼對應于什么類型的錯誤的說明的錯誤碼的數據庫。
[0008]當發生以前沒有被識別或者被描述的錯誤時問題就產生了。通常的程序是連接萬用表和示波器來解決問題。該程序在很多情況下并不令人滿意。
[0009]發明概述
[0010]鑒于以上情況，本發明的總目標是提供用于幫助檢測電氣系統中的有故障的電氣組件的設備和方法。
[0011]根據本發明的第一方面，因此提供了用于檢測電氣系統中的故障的故障檢測設備，該電氣系統包含電連接到多個電氣組件的至少一個電氣控制單元，該故障檢測設備包含:第一測量單元，其被配置為從電氣控制單元接收指示子集中的故障的第一錯誤值，該子集包括多個電氣組件中的至少兩個電氣組件;通信單元，其被配置為提供信息給用戶界面；第二測量單元，其被配置為直接電連接到子集中的多個電氣組件中的至少兩個電氣組件中的每一個電氣組件；以及處理單元，其被連接到第一測量單元、第二測量單元、和通信單元，并且被配置為控制第一測量單元、第二測量單元、和通信單元，其中，第二測量單元被配置為基于指示子集中的故障的第一錯誤值來確定子集中的組件中的每一個組件的運行狀態；并且其中，通信單元被配置為提供運行狀態指示給用戶界面。
[0012]根據示例的實施例，多個電氣組件中的電氣組件的子集可以是兩個或若干個電氣組件。在一個示例的實施例中，所有的電氣組件被包含在電氣組件的子集中。
[0013]在例如車輛的電氣系統中，經常有數百個觸點。本發明基于需要更靈活的故障檢測的方法和設備的認識。本發明還基于需要重演維修人員利用例如車輛的先進技術工作的認識。發明者因而識別了訣竅的缺乏。本發明還基于檢測設備可以經由電氣控制單元連接到電氣組件和/或直接連接到出現錯誤的組件的子集的認識。
[0014]電氣組件舉例來說可以是傳感器或附加的控制單元或在電氣系統中的任何的其他的電氣組件。舉例來說，故障可以是由發生了故障的或不正常工作的傳感器引起的。第一錯誤值可以指示可能已經發生在連接到電氣控制單元的電氣組件中的故障。故障可以是由環境(比如溫度、濕度、和振動)引起的。故障還可以是接收到指示故障的錯誤碼，因此，電氣組件可能是正確地起作用的，但電氣控制單元可能是有故障的。第二測量單元可以被連接在位于電氣控制單元上的引腳處，使得第二測量單元可以被直接電連接到電氣控制單元連接的電氣組件。電氣組件的狀態可以是來自組件的電壓輸出，或者期望的電壓輸出的一部分，或者指示組件是否功能正常的值。
[0015]本發明的優點是定位故障，使得能夠直接地修理和/或替換電氣系統中的故障組件而不用冒替換功能正常的組件的風險。例如，期望的是避免替換連接到比如電氣系統的傳感器的昂貴的電氣控制單元。在常規的系統中，在系統再次正常工作之前，維修人員可能替換電氣系統的若干個組件和/或其他單元。因此，例如從成本和/或節約時間的觀點來講定位故障是有利的。
[0016]控制單元可以包含微處理器、微控制器，可編程數字信號處理器或者另外的可編程設備。控制單元也可以，或者替代地，包含專用集成電路、可編程門陣列或可編程陣列邏輯、可編程邏輯設備、或數字信號處理器。在控制單元包括比如以上提到的微處理器、微控制器或可編程數字信號處理器的可編程設備時，處理器還可包含控制可編程設備運行的計算機可執行代碼。
[0017]根據本發明的一個實施例，可以確定關于電氣組件的子集中的電氣組件中的每一個的運行狀態，其中，運行狀態指示子集中的電氣組件中的每一個是否發生故障。運行狀態給出了電氣組件是否正常工作的指示。例如，這樣的狀態可基于電氣組件兩端的測量的電壓值和期望的電壓值之間的對應關系。
[0018]根據本發明的一個實施例，第一錯誤值可以經由被布置于第一測量單元和電氣控制單元之間的第三測量單元來進行接收。第三測量單元可以是車輛的車載診斷(OBD)單元。
[0019]根據本發明的一個實施例，故障檢測設備可以經由包含識別單元的線纜電連接到電氣系統，其中，處理單元和/或外部讀取器可以被配置為接收來自于識別單元的指示線纜和/或相應的電氣控制單元的標識的信息。關于線纜(其可稱為智能線纜)，處理單元和/或外部讀取器被配置為和線纜通信，可以檢索指示系統標識、商品號、統計值、測量的次數等的信息。處理單元也可以編程數據并將數據保存到線纜中的識別單元。因此，識別單元可以包含存儲設備。使用這樣的線纜可以使電氣系統免受人為失誤，例如，將錯誤的線纜連接到電氣控制單元。識別單元還可以使免受克隆和/或未經授權生產的線纜。外部讀取器可以是便攜式設備，比如，移動設備。
[0020]根據本發明的一個實施例，用戶界面可以是可視化界面、音頻界面、觸覺界面、或者這些的組合。可視化和/或可聽的用戶界面使能有助于設備的通信和使用。例如，可聽界面在用戶在維護工作期間不能看到故障檢測設備的時候是有利的。例如，可視化界面在提供關于定位電氣系統中的特定部件的指示的時候是有利的。觸覺用戶界面是基于動作的，比如用于提供指示給用戶的振動。例如，振動可以指示特定的處理(比如，下載、上傳、檢測故障)是完成了，還是開始處理。
[0021]根據本發明的一個實施例，故障檢測設備還可以包含存儲器存儲設備，其被配置為存儲指示第一錯誤值和/或電氣組件的運行狀態的故障信息。為了能夠更進一步處理故障信息，需要存儲關于例如故障位置、故障時間、當故障發生時設備/車輛的狀況等的故障信息。存儲故障信息到存儲器存儲設備上還能實現在離線模式下存儲故障信息以用于后續處理。
[0022]根據本發明的一個實施例，故障檢測設備還可包含收發器，其被配置為發送指示第一錯誤值和/或運行狀態的故障信息到遠程單元，以及從遠程單元接收關于所述故障信息的信息。信息可以是，關于比如如何替代電氣控制單元和/或電氣組件，如何和/或在哪里找到電氣系統中的被檢測的故障，如何克服/解決故