专利名称：一种工程车辆电控系统故障检测装置及其检测方法
技术领域：
本发明涉及一种检测装置及检测方法，特别是关于一种便携式的工程车辆电控系统故障检测装置及其检测方法。
背景技术：
近年来，工程车辆变速箱信息化水平逐年提高，变速箱换档控制已由纯机械式逐渐转变为电路控制，在变速箱电控系统中，电缆是重要的组成部分，当电控系统出现问题时，如何快速检测故障部位和故障类型，是实车维修保障的重要内容。目前，进行工程车辆电控系统故障检测主要存在以下问题第一，实车电控系统电缆连接着动力舱、驾驶舱和乘员舱，长度较长，车载状态测量非常不便，需要将电缆从车辆上拆下，而电缆往往是固定在车体内的，拆装极为不便，且容易造成二次损坏；第二，电缆检测主要利用万用表等简单通断设备进行检测，此过程比较繁琐，工作量较大，需要耗费较多检测时间，给实际操作带来诸多不便；第三，电缆只是信号连接设备，故障原因可能与传感器或控制器有关，只检测电缆往往不能发现故障原因，造成工作时间浪费，需要重新进行故障原因检测。

发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种使用方便、能提高车载故障检测效率，且能提高检测准确性的工程车辆电控系统故障检测装置及其检测方法。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案一种工程车辆电控系统故障检测装置，是基于工程车辆的动力舱中各待测传感器电缆、驾驶舱中的传感器信号电缆、车载计算机及控制信号电缆实现故障检测，其特征在于它包括用于检测所述动力舱中各传感器电缆和传感器信号电缆故障的电缆检测单元，以及用于检测所述驾驶舱中车载计算机输出侧控制电缆故障的控制电缆检测单元；所述电缆检测单元包括模拟传感器信号模块、开关、电源、充电接口、电量指示灯、穿墙接头和五个接头模块；所述模拟传感器信号模块的输入端连接所述开关，所述模拟传感器信号模块由所述电源供电，所述电源的输入端连接所述充电接口和电量指示灯；所述模拟传感器信号模块输出端连接所述穿墙接头或所述五个接头模块，连接所述穿墙接头时，所述模拟传感器信号模块依次经所述穿墙接头和实车上的穿墙接头连接所述驾驶舱内的传感器信号电缆，将模拟实车传感器信号输入所述车载计算机内显示出传感器信号电缆故障；连接所述五个接头模块时，所述模拟传感器信号模块依次经所述五个接头模块、动力舱中各传感器电缆、实车上的穿墙接头和驾驶舱内的传感器信号电缆，将模拟实车传感器信号传输至所述车载计算机，显示出动力舱内各传感器电缆故障。所述控制电缆检测单元包括控制信号接头模块、处理模块、状态指示灯和穿墙接头，所述车载计算机输出的直流电压控制信号依次经所述控制信号电缆、实车上的另一穿墙接头、动力舱中的控制信号输出电缆和接头模块，传输至所述控制信号处理模块内，将控制信号调理成稳态直流电压信号并发送至所述状态指示灯，由所述状态指示灯显示判断所述动力舱中控制信号输出电缆故障；所述车载计算机输出的控制信号还能依次经所述控制信号电缆、实车上的穿墙接头和穿墙接头，传输至所述控制信号处理模块内。所述模拟传感器信号模块包括转速传感器信号生成模块、压力传感器信号生成模块、流量传感器信号生成模块、温度传感器信号生成模块、报警传感器信号生成模块和5V 电源模块，所述5V电源模块为各个模块供电。所述转速传感器信号生成模块包括方波信号产生模块、方波信号升压模块和方波频率调节模块，所述方波信号产生模块将所述5V电源模块输入的电压信号转变为输出信号频率循环变化的方波信号，由所述方波信号升压模块输入所述方波频率调节模块内处理后，生成转速传感器信号。所述压力传感器信号生成模块包括稳压模块、直流电压升压模块和电压幅值调节模块，所述5V电源模块输出的电压信号依次经所述稳压模块和直流电压升压模块升压后， 输入所述电压幅值调节模块内处理后，生成压力传感器信号。所述流量传感器信号生成模块包括稳压模块、电压隔离保持模块和电流值调节模块，所述5V电源模块输出的电压信号依次经所述稳压模块和电压隔离保持模块隔离后，输入所述电流值调节模块，生成流量传感器信号；所述电流值调节模块采用标准电压串接电阻实现。所述温度传感器信号生成模块包括可调电阻模块、电阻值补偿模块和电阻值大小调节模块，所述5V电源模块输出的电压信号依次经所述可调电阻模块和电阻值补偿模块转为电阻信号后，输入所述电阻值大小调节模块内，生成温度传感器信号；所述电阻值补偿模块采用串接固定值电阻实现。所述报警传感器信号生成模块包括直流电压升压模块、电压隔离保持模块和电压通断控制模块，所述5V电源模块输出的电压信号依次经所述直流电压升压模块和电压隔离保持模块隔离后，输入所述电压通断控制模块产生报警传感器信号。一种实现上所述检测装置的工程车辆电控系统故障检测方法，其包括以下步骤
(I)根据工程车辆电控系统故障检测装置接头标识连接动力舱各传感器电缆和控制信号电缆；(2)打开开关，启动工程车辆电控系统故障检测装置，观察电量指示灯是否正常，若电量指示灯不亮或处于闪烁状态，则进行充电；反之则继续操作；(3)观察车载计算机上传感器状态显示是否正常，若显示正常，则说明工程车辆电控系统中传感器电缆正常；反之，则将工程车辆电控系统故障检测装置从传感器处断开，更换至穿墙接头处，将其与驾驶舱的传感器电缆连接，再次观察车载计算机上的传感器状态显示，若显示正常，则动力舱传感器信号电缆故障，反之则为驾驶舱传感器信号电缆故障；(4)进行车辆换档操作，判断各档状态指示灯显示是否正常，若正常，则电控系统控制信号电缆正常，反之则将工程车辆电控系统故障检测装置与动力舱控制信号电缆断开，移至驾驶舱与驾驶舱控制信号电缆连接，再次进行换档操作，观察各档状态下状态指示灯显示是否正常，若正常，则动力舱控制信号电缆故障，反之则为驾驶舱控制信号电缆故障。本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本发明由于采用与原车传感器电缆通用接头连接实车电缆，利用模拟传感器信号模块输出模拟传感器信号，通过车载计算机观察可变化的传感器信号状态，保证了检测时原车电缆的安装状态不发生改变，且使用方便。2、本发明由于采用状态指示灯直观显示电控系统的控制输出信号，简化数据读取的繁琐操作，保证了操作的简便性和直观性。3、本发明由于与动力舱和驾驶舱连接的穿墙接头采用通用的连接接头，可快速实现电缆信号的分段故障检测，并实现故障定位。4、本发明采用内置电源为模拟传感器信号模块提供工作电量，并配有电量指示灯，保证了检测设备在野外环境下工作的持续性和便携性。5、本发明由于采用状态指示灯显示检测结果， 方便人员操作，简化了设备的使用难度，保证了操作简单、结果一目了然。6、本发明由于采用模拟传感器信号模块模拟实车的各种传感器信号，这样在实车不工作的情况下，可以方便安全的实现对实车各传感器电缆进行检测，其检测准确可靠。因此本发明可以广泛应用于各种工程车辆、工程机械传动电控系统的电缆故障检测中。


图I是本发明的整体结构示意图；图2是本发明的模拟传感器信号模块结构示意图；图3是本发明的检测处理流程示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。如图I所示，本发明的工程车辆电控系统故障检测装置是基于现有技术中工程车辆的动力舱I中各待测传感器电缆、驾驶舱2中的传感器信号电缆3、车载计算机4及控制信号电缆5来完成故障检测。本发明的工程车辆电控系统故障检测装置包括用于检测动力舱I中各传感器电缆和传感器信号电缆3故障的电缆检测单元6，以及用于检测驾驶舱2中车载计算机4输出侧控制电缆故障的控制电缆检测单元7。电缆检测单兀6包括一模拟传感器信号模块8、一开关9、一电源10、一充电接口 11、一电量指示灯12、一穿墙接头13和五个接头模块14。模拟传感器信号模块8的输入端连接开关9，由开关9控制其工作状态，且模拟传感器信号模块8由电源10供电，电源10的输入端连接有充电接口 11，电源10还连接有用于显示其电量状态的电量指示灯12，当电量不足时，电量指示灯12通过闪烁提示利用充电接口 11进行充电。模拟传感器信号模块8 输出端连接穿墙接头13和五个接头模块14，用于输出各种模拟实车运行时的传感器信号， 包括转速传感器信号、压力传感器信号、流量传感器信号、温度传感器信号和报警传感器信号。模拟传感器信号模块8输出的模拟实车传感器信号可以经穿墙接头13或五个接头模块14输出，其中，当经穿墙接头13输出时，模拟传感器信号模块8依次经穿墙接头13和实车上的穿墙接头15连接驾驶舱2内的传感器信号电缆3，将模拟实车传感器信号传输至传感器信号电缆3，通过车载计算机4显示出传感器信号电缆3连接是否正常；当经五个接头模块14输出时，模拟传感器信号模块8依次经五个接头模块14、动力舱I中转速、压力、流量、温度和报警传感器电缆、实车上的穿墙接头15和驾驶舱2内的传感器信号电缆3，将模拟实车传感器信号传输至车载计算机4，显示出检测动力舱I内各待测电缆连接是否正常。控制电缆检测单元7包括接头模块16、控制信号处理模块17、状态指示灯18和穿墙接头19。车载计算机4输出的直流电压控制信号依次经控制信号电缆5、实车上的另一穿墙接头20、动力舱I中的控制信号输出电缆和接头模块16，传输至控制信号处理模块17内，控制信号处理模块17将控制信号调理成稳态直流电压信号，并发送至状态指示灯18， 由状态指示灯18直观显示判断动力舱I中控制信号输出电缆连接是否正常。车载计算机4 输出的控制信号还可以依次经控制信号电缆5、实车上的穿墙接头20和穿墙接头19，传输至控制信号处理模块17内，并由状态指示灯18显示控制信号电缆5连接是否正常。其中，状态指示灯18显示为绿色时，表示控制信号电缆5控制信号输出正常，显示为红色时，表示控制信号电缆5控制输出的电压信号异常。上述实施例中，如图2所示，模拟传感器信号模块8包括转速传感器信号生成模块 81、压力传感器信号生成模块82、流量传感器信号生成模块83、温度传感器信号生成模块 84、报警传感器信号生成模块85和5V电源模块86, 5V电源模块86为上述各个模块供电。其中，转速传感器信号生成模块81包括方波信号产生模块811、方波信号升压模块812和方波频率调节模块813，方波信号产生模块811将5V电源模块86输入的电压信号转变为输出信号频率不断循环变化的方波信号，由方波信号升压模块812输入方波频率调节模块813内处理后，生成转速传感器信号。压力传感器信号生成模块82包括稳压模块821、直流电压升压模块822和电压幅值调节模块823，5V电源模块86输出的电压信号依次经稳压模块821和直流电压升压模块 822升压后，输入电压幅值调节模块823内处理后，生成压力传感器信号。流量传感器信号生成模块83包括稳压模块831、电压隔离保持模块832和电流值调节模块833，5V电源模块86输出的电压信号依次经稳压模块831和电压隔离保持模块 832隔离后，输入电流值调节模块833，生成电流值大小可调节的流量传感器信号。其中，电流值调节模块833采用标准电压串接电阻实现，通过调整电阻大小即可实现电流大小的调节。温度传感器信号生成模块84包括可调电阻模块841、电阻值补偿模块842和电阻值大小调节模块843，5V电源模块86输出的电压信号依次经可调电阻模块841和电阻值补偿模块842后转为电阻信号后，输入电阻值大小调节模块843内，生成温度传感器信号。其中，电阻值补偿模块842采用串接固定值电阻实现，以便对电阻的温漂效应进行电阻值补偿处理。报警传感器信号生成模块85包括直流电压升压模块851、电压隔离保持模块852 和电压通断控制模块853，5V电源模块86输出的电压信号依次经直流电压升压模块851和电压隔离保持模块852隔离后，输入至电压通断控制模块853产生开关信号，即报警传感器信号。上述各实施例中，穿墙接头13和穿墙接头19采用现有技术中通用的连接接头，其作用是连接动力舱电缆和驾驶舱电缆，穿墙接头13和穿墙接头19分别设置在本发明的工程车辆电控系统故障检测装置的两侧，这两个穿墙接头13、19与实车穿墙接头15、20 —致， 这样保证了在故障检测过程中能将驾驶舱电缆与本发明的工程车辆电控系统故障检测装置直接连接。上述各实施例中，与动力舱中各传感器电缆连接的接头模块14和接头模块16均与传感器接头插座完全一致，从而保证原车传感器电缆可直接与本发明的工程车辆电控系统故障检测装置连接。如图3所示，在工程车辆电控系统故障检测装置的基础上，本发明的工程车辆电控系统故障检测检测方法包括以下步骤I)根据工程车辆电控系统故障检测装置接头标识连接动力舱I中各传感器电缆和控制信号电缆；2)打开开关9，启动工程车辆电控系统故障检测装置，观察电量指示灯12是否正常，若电量指示灯12不亮或处于闪烁状态，则进行充电；若正常则继续操作；3)观察车载计算机4上传感器状态显示是否正常，若显示正常，则说明工程车辆电控系统中传感器电缆正常；若不正常，则将工程车辆电控系统故障检测装置从传感器处断开，更换至穿墙接头13处，将其与驾驶舱2的传感器电缆连接，再次观察车载计算机4内的传感器状态显示，若显示传感器信号正常，则证明动力舱I传感器信号电缆故障，若显示传感器状态不正常，则说明驾驶舱2传感器信号电缆故障；4)进行车辆换档操作，观察状态指示灯18的状态，依次对照指示灯状态功能说明判断各档状态指示灯18显示是否正常，若正常则说明电控系统控制信号电缆正常，若状态指示灯18显示不正常，则将工程车辆电控系统故障检测装置与动力舱I控制信号电缆断开，移至驾驶舱2与驾驶舱控制信号电缆5连接，再次进行换档操作，观察各档状态下状态指示灯18显示是否正常，若正常，则说明动力舱I控制信号电缆故障，若不正常则说明驾驶舱2控制信号电缆故障。上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构和连接方式都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件的连接和结构进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。
权利要求
1.一种工程车辆电控系统故障检测装置，是基于工程车辆的动力舱中各待测传感器电缆、驾驶舱中的传感器信号电缆、车载计算机及控制信号电缆实现故障检测，其特征在于 它包括用于检测所述动力舱中各传感器电缆和传感器信号电缆故障的电缆检测单元，以及用于检测所述驾驶舱中车载计算机输出侧控制电缆故障的控制电缆检测单元；所述电缆检测单元包括模拟传感器信号模块、开关、电源、充电接口、电量指示灯、穿墙接头和五个接头模块；所述模拟传感器信号模块的输入端连接所述开关，所述模拟传感器信号模块由所述电源供电，所述电源的输入端连接所述充电接口和电量指示灯；所述模拟传感器信号模块输出端连接所述穿墙接头或所述五个接头模块，连接所述穿墙接头时， 所述模拟传感器信号模块依次经所述穿墙接头和实车上的穿墙接头连接所述驾驶舱内的传感器信号电缆，将模拟实车传感器信号输入所述车载计算机内显示出传感器信号电缆故障；连接所述五个接头模块时，所述模拟传感器信号模块依次经所述五个接头模块、动力舱中各传感器电缆、实车上的穿墙接头和驾驶舱内的传感器信号电缆，将模拟实车传感器信号传输至所述车载计算机，显示出动力舱内各传感器电缆故障。
2.如权利要求I所述的一种工程车辆电控系统故障检测装置，其特征在于所述控制电缆检测单元包括控制信号接头模块、处理模块、状态指示灯和穿墙接头，所述车载计算机输出的直流电压控制信号依次经所述控制信号电缆、实车上的另一穿墙接头、动力舱中的控制信号输出电缆和接头模块，传输至所述控制信号处理模块内，将控制信号调理成稳态直流电压信号并发送至所述状态指示灯，由所述状态指示灯显示判断所述动力舱中控制信号输出电缆故障；所述车载计算机输出的控制信号还能依次经所述控制信号电缆、实车上的穿墙接头和穿墙接头，传输至所述控制信号处理模块内。
3.如权利要求I或2所述的一种工程车辆电控系统故障检测装置，其特征在于所述模拟传感器信号模块包括转速传感器信号生成模块、压力传感器信号生成模块、流量传感器信号生成模块、温度传感器信号生成模块、报警传感器信号生成模块和5V电源模块，所述5V电源模块为各个模块供电。
4.如权利要求3所述的一种工程车辆电控系统故障检测装置，其特征在于所述转速传感器信号生成模块包括方波信号产生模块、方波信号升压模块和方波频率调节模块，所述方波信号产生模块将所述5V电源模块输入的电压信号转变为输出信号频率循环变化的方波信号，由所述方波信号升压模块输入所述方波频率调节模块内处理后，生成转速传感器信号。
5.如权利要求3所述的一种工程车辆电控系统故障检测装置，其特征在于所述压力传感器信号生成模块包括稳压模块、直流电压升压模块和电压幅值调节模块，所述5V电源模块输出的电压信号依次经所述稳压模块和直流电压升压模块升压后，输入所述电压幅值调节模块内处理后，生成压力传感器信号。
6.如权利要求3所述的一种工程车辆电控系统故障检测装置，其特征在于所述流量传感器信号生成模块包括稳压模块、电压隔离保持模块和电流值调节模块，所述5V电源模块输出的电压信号依次经所述稳压模块和电压隔离保持模块隔离后，输入所述电流值调节模块，生成流量传感器信号；所述电流值调节模块采用标准电压串接电阻实现。
7.如权利要求3所述的一种工程车辆电控系统故障检测装置，其特征在于所述温度传感器信号生成模块包括可调电阻模块、电阻值补偿模块和电阻值大小调节模块，所述5V电源模块输出的电压信号依次经所述可调电阻模块和电阻值补偿模块转为电阻信号后，输入所述电阻值大小调节模块内，生成温度传感器信号；所述电阻值补偿模块采用串接固定值电阻实现。
8.如权利要求3所述的一种工程车辆电控系统故障检测装置，其特征在于所述报警传感器信号生成模块包括直流电压升压模块、电压隔离保持模块和电压通断控制模块，所述5V电源模块输出的电压信号依次经所述直流电压升压模块和电压隔离保持模块隔离后，输入所述电压通断控制模块产生报警传感器信号。
9.一种实现如权利要求I 8任意一项所述检测装置的工程车辆电控系统故障检测方法，其包括以下步骤(1)根据工程车辆电控系统故障检测装置接头标识连接动力舱各传感器电缆和控制信号电缆；(2)打开开关，启动工程车辆电控系统故障检测装置，观察电量指示灯是否正常，若电量指示灯不亮或处于闪烁状态，则进行充电；反之则继续操作；(3)观察车载计算机上传感器状态显示是否正常，若显示正常，则说明工程车辆电控系统中传感器电缆正常；反之，则将工程车辆电控系统故障检测装置从传感器处断开，更换至穿墙接头处，将其与驾驶舱的传感器电缆连接，再次观察车载计算机上的传感器状态显示， 若显示正常，则动力舱传感器信号电缆故障，反之则为驾驶舱传感器信号电缆故障；(4)进行车辆换档操作，判断各档状态指示灯显示是否正常，若正常，则电控系统控制信号电缆正常，反之则将工程车辆电控系统故障检测装置与动力舱控制信号电缆断开，移至驾驶舱与驾驶舱控制信号电缆连接，再次进行换档操作，观察各档状态下状态指示灯显示是否正常，若正常，则动力舱控制信号电缆故障，反之则为驾驶舱控制信号电缆故障。
全文摘要
本发明涉及一种工程车辆电控系统故障检测装置及其检测方法，它包括电缆检测单元和控制电缆检测单元，电缆检测单元包括模拟传感器信号模块，模拟传感器信号模块输入端连接开关，并由电源供电，电源输入端连接充电接口和电量指示灯；模拟传感器信号模块输出端连接穿墙接头或五个接头模块，连穿墙接头时，经实车上的穿墙接头连接驾驶舱内的传感器信号电缆，将模拟实车传感器信号输入车载计算机内显示出传感器信号电缆故障；连五个接头模块时，依次经动力舱中各传感器电缆、实车上的穿墙接头和驾驶舱内的传感器信号电缆，将模拟实车传感器信号传输至车载计算机内显示出动力舱内各传感器电缆故障。本发明可以广泛应用于各种工程车辆、工程机械传动电控系统的电缆故障检测。
文档编号G01R31/02GK102591330SQ20121006231
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者王立勇 申请人:北京信息科技大学