用於動力機械的診斷系統的製作方法

2023-05-20 23:46:56

專利名稱：用於動力機械的診斷系統的製作方法
用於動力機械的診斷系統
背景技術：
動力機械或車輛通常具有傳感器，該傳感器提供機械或車輛的不同操 作參數的儀器讀數或數據。譬如，諸如滑移轉向裝載機之類的動力機械通 常具有溫度和壓力傳感器，所述溫度和壓力傳感器用於監視液壓油的壓力 和溫度、發動機冷卻液溫度以及其他系統參數。來自傳感器的反饋或數據 可輸出到屏幕或顯示器以便發出關於潛在問題的警告，或者用於診斷估 計。傳感器數據允許技術人員在一段時間內、在不同操作條件下査看操作 性能。對大量傳感器數據的檢查和分析可能很繁重。

發明內容
本發明涉及用於動力機械的診斷應用或系統。該應用或系統包括菜單 生成器，所述菜單生成器被配置以生成包括一個或更多個用戶可選診斷項 目的診斷菜單、或者包括多個用戶可選顯示格式或選項的顯示選項菜單。 用戶通過諸如指向設備之類的輸入設備來選擇一個更多個診斷項目或顯 示格式。從動力機械上的一個或更多個傳感器中檢索針對所選項目的傳感 器數據。在所描述的實施例中，該應用包括在電子顯示設備或監視器上以 圖形顯示傳感器數據的圖形顯示生成器。以上概要是對該應用主旨的簡單 回顧，且不意欲標識所要求保護的主題的關鍵特徵或必要特徵。以上概要 不意欲用作用於確定所要求保護的主題的範圍的輔助物。


圖1是用於動力機械的診斷應用的實施例的示意性圖例。
圖2是用於動力機械的診斷應用的圖形用戶界面屏幕的實施例的示意 性圖例。
圖3示出了用於動力機械的診斷應用的自定義設置功能屏幕或窗口的 實施例。
圖4示出了用於選項功能的屏幕或窗口的實施例。 圖5示出了包括列表視圖顯示的屏幕的實施例。 圖6示出了包括合成圖形顯示的屏幕的實施例。
圖7示出了包括具有針對所選診斷項目的多個分離圖形段的圖形顯示 的屏幕的實施例。
圖8示出了動力機械或滑移轉向裝載機的一個實施例。 圖9是診斷監視的流程圖。
具體實施例方式
本申請涉及可實施於個人計算機、手提計算機或其他編程設備的診斷
應用100，用以與圖1中圖解示出的動力機械或車輛102相關聯。如圖1 中所示，動力機械102包括控制器104、存儲器106以及用於監視系統參 數的一個或更多個傳感器108。控制器104示出為數字計算機、微處理器 或微控制器，存儲器106可與控制器104相結合或分別提供。傳感器108 可包括用於監視發動機溫度、油的壓力或溫度、液壓油衝裝壓力或其他診 斷參數的溫度、壓力或其他"機載的"或"機外的"傳感器。
診斷應用IOO被配置以檢索、操作並顯示來自傳感器108的數據。如 圖所示，診斷應用IOO包括診斷組件120和用於為用戶界面提供應用程式 的圖形用戶界面組件122。診斷組件120被配置以檢索來自與動力機械102 耦合的傳感器108的傳感器數據。通過在控制器104與編程設備或運行診 斷應用或程序100的計算機之間的電纜連接來檢索數據或將數據下載到診 斷組件120。
在一個實施例中，診斷應用或組件120通過服務工具控制器或通信轉 換器(未顯示)而與動力機械或控制器104耦合。該轉換器將機械通信SAE J1939 (CAN通信)協議轉換為診斷應用或組件120的RS一232串行協議。
診斷應用100接收用於通過由圖形用戶界面組件122生成的圖形用戶 界面來下載或顯示數據的命令。該圖形用戶界面顯示在諸如監視器或LCD 顯示器之類的電子顯示設備124上。用戶通過圖形用戶界面與應用100相 接，以便通過輸入設備126選擇或實現與應用程式相關聯的不同任務。圖 中示出，輸入設備126可以是指向設備、滑鼠、觸控螢幕或其他設備。通過
本領域公知的各種應用、與各種程序對象或模塊合作來生成圖形用戶界面 特徵或功能。
在所示處的實施例中，圖形用戶界面組件122包括診斷菜單生成器
128、顯示選項菜單生成器130、圖形顯示生成器132和列表視圖生成器 134。診斷菜單生成器128被配置以生成診斷菜單，該診斷菜單包括通過 輸入設備126來選擇的一個或更多個診斷菜單項目。顯示選項菜單生成器 130被配置以生成選項菜單，該選項菜單包括通過輸入設備126來調用或 激活的多個用戶可選顯示選項。圖形顯示生成器132生成針對用戶可選診 斷項目的圖形顯示，列表視圖生成器134生成用於將要描述的所選診斷項 目的列表顯示。
圖2示出了由用於在電子顯示設備124上顯示應用程式的圖形用戶界 面組件122所生成的圖形用戶界面屏幕140的一個實施例。如圖所示，屏 幕140包括診斷菜單部分142、數據顯示部分144和各種功能和控制圖標 或按鈕。診斷菜單部分142由診斷菜單生成器128生成，如圖所示，其包 括用戶可選診斷項目146的菜單。通過輸入設備126來選擇菜單上的項目 146。譬如在示例性實施例中，通過使用指向設備(未顯示)在所希望的 項目上"指示及單擊"來選擇各種菜單選項146。可使用鍵盤輸入設備(未 顯示)上的CTRL鍵來選擇多個項目。診斷組件120被配置以檢索針對所 選診斷項目146的傳感器數據，這將要進行描述。
屏幕140上的各種控制按鈕包括位於屏幕140較低部分的開始/停止按 鈕或圖標148以及"清除"按鈕或圖標150。"開始/停止"按鈕148開始 和停止針對所選診斷項目的數據檢索過程，"清除"按鈕150清除數據顯 示部分144並停止數據採集。屏幕140上的用戶可選功能包括"啟動存入" 功能160、"自定義"功能162、"選項"功能164、"幫助"功能166和"後 退"功能168。通過前述的輸入設備126來激活這些功能。屏幕140還包 括用於最小化或最大化屏幕窗口或退出應用或窗口的圖標170。
對"啟動存入"功能160的激活允許用戶將數據保存到數據文件(使 用譬如"cvs"文件格式)。"自定義"功能162允許用戶自定義用於特定的 機械或用途的診斷應用。"選項"功能164允許用戶指定不同的顯示格式 或選項。"幫助"功能166在各種用戶可選主題上提供文本幫助，"後退" 功能168允許用戶撤銷先前調用的功能或任務。
對"自定義"功能的選擇調用了圖形用戶界面組件122以便生成如圖 3中示出的數據輸入模板180。模板180允許用戶輸入用於特定機械的自 定義診斷參數，以便配置診斷組件120以檢索不同動力機械或傳感器配置 的數據。該功能允許用戶配置針對不同機械和傳感器配置的應用。模板180 包括多個輸入域184，所述輸入域184包括描述、機械顯示限制、尺寸、 類型、顯示、源ID、地址、掩碼、公式、顯示單元、寫入以及帶符號的值。 用戶可通過選擇保存按鈕186來保存自定義輸入，或按下取消按鈕188從 而在不保存自定義輸入數據的情況下退出。可選地，用戶可從預先配置的 機械和/或診斷參數的列表中(未顯示)進行選擇。
對"選項"功能164的選擇調用了顯示選項菜單生成器130以便生成 選項菜單或窗口 200，所述選項菜單或窗口 200的實施例在圖4中顯示。 如圖所示，菜單200包括多個用戶可選顯示格式202，所述用戶可選顯示 格式202包括列表視圖格式、大圖形視圖格式、多圖形視圖格式以及各種 顏色和線條顯示選項。用戶通過選擇菜單200上的列表視圖、大圖形視圖 或多圖形視圖選擇框204、 206、 208來選定所希望的格式。另外，用戶可 從圖形顏色表210、背景顏色212和線寬214中選擇線條顏色。 一旦用戶 完成了對所希望"選項"的選擇，用戶就選擇"OK"按鈕216從而激活 所選格式或選項。根據所激活的顯示格式，圖形用戶界面組件122生成與 所選顯示格式相對應的不同數據顯示部分144。
圖5示出了針對列表視圖格式生成的圖形用戶界面140-1。在圖5中， 列表視圖格式是活躍的，且數據顯示部分144包括以下詳細介紹的列表視 圖顯示220。如圖5中所示，圖形用戶界面140-1的診斷菜單部分142包 括具有水平和垂直滾動功能的可滾動診斷菜單230，所述水平和垂直滾動 功能通過水平滾動條232和右/左滾動制表符234以及垂直滾動條236和上 /下滾動制表符238來實現。對滾動條232、 236或滾動制表符234、 238 所進行的激勵允許用戶查看可滾動菜單230的不同部分。在所顯示的實施 例中，可滾動的診斷菜單230包括針對SSL8V系統的項目選擇，包括"座 椅杆"、"水充氣壓力"、"液壓油溫度"、"發動機潤滑油壓力"、"發動機冷 卻液溫度"、"右拇指槳"等等。
如前所述， 一旦選擇了診斷項目146，用戶就使用轉換於開始模式與
停止模式之間的按鈕148來激活監視過程。在對數據檢索過程激活之前， 按鈕148處於開始模式。在開始模式中對按鈕148的選擇激活了以預定間 隔對針對所選診斷項目146的傳感器數據的檢索。
一旦激活了數據檢索過程，屏幕就顯示C0M1和RUN狀態標籤240、 242以向用戶指示該應用處於數據檢索模式。在激活之後，按鈕148轉換 到圖5中所示的停止模式，從而提供用於停止數據採集或檢索過程的用戶 界面。
檢索到的數據顯示在數據顯示部分144中，所述數據顯示部分144如 前所述包括用於活躍的列表視圖格式的列表視圖顯示220。列表視圖顯示 220包括針對所選診斷項目中每一個的項目描述域244、當前數據域246、 最小數據域248和最大數據域249。描述域244包括診斷項目的文本描述。 當前、最小和最大數據域246、 248和249分別包括當前、最小和最大傳 感器讀數。
在所顯示的實施例中，圖形用戶界面組件122在方框250、 252所示 出的圖形用戶界面上生成交替數據顯示功能。當被調用時，該交替顯示功 能就檢索可接受的最小和/或最大傳感器值並在最小和最大數據域2化、 249中將它們輸出。從動力機械的存儲器106或其他數據存儲器(未顯示) 中的信息中檢索可接受的最大和最小傳感器值。
圖6示出了針對大圖形視圖格式的圖形用戶界面屏幕140-2，在所述 大圖形視圖格式中，類似的數字用於表示先前圖中類似的部分。在所顯示 的實施例中，數據顯示部分144包括由圖形顯示生成器132生成的合成圖 形顯示。該合成圖形顯示包括可滾動合成圖形部分260，所述可滾動合成 圖形部分260包括針對所選診斷項目中每一個的一個或更多個線圖262。 該線圖262沿時間軸繪出了針對所選診斷項目中每一個的傳感器數據。該 圖262實時地被繪出並相對於最大和最小讀數按比例繪製。圖形顯示生成 器132被配置以便基於最大和最小傳感器讀數的變化來自動地重新按比例 繪製所述圖形。因此，對於1-100之間的圖形比例，生成器132被配置以 便自動地重新按比例繪製以上針對傳感器讀數100的圖形262。
如圖所示，可滾動合成圖形部分260包括水平滾動功能，所述水平滾
動功能包括水平滾動條266和滾動制表符268。數據沿水平滾動軸實時地 連續顯示。用戶可使用滾動條266或箭頭制表符268沿著x或時間軸進行 滾動，從而檢查過去的數據或向前移動該顯示以便查看針對診斷項目中每 個的可接受最大和最小數據(在圖6中不可見)的文本顯示。
合成圖形部分260的一個或更多個線圖262由包括多個圖例符號272 的圖例270來區分。該圖例還包括傳感器數據域274和診斷項目描述276。 圖例符號272將合成圖形部分260的圖形262與圖例270中的合適診斷項 目描述276和傳感器數據相關聯。各種圖例符號可用於區分合成圖形部分 260的圖形262。
在圖6的實施例中，合成圖形部分260包括針對每個診斷項目的不同 線條或圖形顏色。使用用於圖例符號272的彩條將不同顏色的圖形和線條 262與各自的診斷項目相關聯。由用戶通過先前在圖4中示出的選項菜單 200的製圖比色圖表210來預先確定對每個圖形或線條的顏色選擇。如圖 4中所示，製圖比色圖表210包括用於對於合成圖形部分260的每個圖形 262預先確定顏色選擇的多個圖形線條輸入280 (譬如線條1-8)。譬如， 在圖4中，線條l的輸入是白色的，從而輸出用於第一診斷項目的白色圖 像或線條以及關聯的白色彩條。在製圖比色圖表210的線條2-8中對於另
外的診斷項目選擇另外的顏色。
在圖6的示意性實施例中，圖例270包括交替數據顯示功能282，所
述交替數據顯示功能282是通過圖形用戶界面來調用的，以便顯示針對合 成圖形部分260的圖形262上所選數據點的數字傳感器數據。為了調用交 替數據顯示功能282，用戶將指向設備或其他輸入設備定位於靠近屏幕 140-2上所希望的數據點並激活輸入設備126上的選擇功能。 一旦激活了 交替數據顯示功能282，所選數據點的數字值就會顯示在與圖形的項目描 述276相對應的數據域274中。
圖7示出了實現多圖形査看格式的圖形用戶界面屏幕140-3的實施 例。如圖所示，用於所示出的多圖形查看格式的屏幕140-3包括可滾動顯 示部分290，所述可滾動顯示部分290包括垂直滾動功能。該垂直滾動功 能包括垂直滾動條292和滾動制表符294。可滾動的顯示部分290包括用 於所選診斷項目的項目描述296、當前數據域298、 "MAX"和"MIN"數
據域300以及可滾動的分離圖形段302。可滾動的分離圖形段302由圖形 顯示生成器132生成，並且包括水平滾動功能。如圖所示，該水平滾動功 能包括水平滾動條304和滾動制表符306。分離圖形段302中的每一個都 包括針對所選診斷項目之一的圖形。相對於最大和最小數據值按比例繪製 圖形。如前所述，關於合成圖形顯示，圖形顯示生成器132被配置以沿著 時間軸連續地繪傳感器數據。基於如前所述的最大和最小傳感器讀數中的 變化重新按比例繪製分離圖形段302的圖形。
可滾動的顯示部分290包括被激活以查看可接受的最大和最小傳感器 值的交替顯示功能310。由圖形用戶界面通過在"MAX"和"MIN"數據 域300上"指示及單擊"來調用交替顯示功能310。如前所述， 一旦激活， 交替顯示功能310就對所選診斷項目的最大可接受和最小可接受值進行檢 索並對可接受值而不是"MAX"和"MIN"數據域300中的最大和最小數 據讀數進行顯示。
如前所述，診斷應用IOO用於監視動力機械的操作或參數，例如圖8 中示出的滑移轉向裝載機400。如圖所示，滑移轉向裝載機400包括車體 或車架402以及駕駛室404。車輪406與車架402耦合，以便裝載機400
可在使用期間在地面上移動。或者，該裝載機車輛可使用軌道而不是車輪。 鬥或其他附加裝置408 (在圖8中示意性地示出)與裝載機400相連 接並經由起重臂410升高或降低，所述起重臂410經由聯動裝置412和尖 軌連接杆414而與車體402耦合。泵缸或傳動裝置416 (在圖8中僅顯示 一個)與車體402和起重臂410耦合，以便為鬥或附加裝置408提供垂直 提升機。鬥或附加裝置408通過傾斜聯動裝置420、相對於起重臂410靠 液壓旋轉。在所示出的實施例中，滑移轉向裝載機400可包括發動機傳感 器、液壓傳感器和溫度傳感器、發動機潤滑油或冷卻液溫度傳感器。本申 請中所描述的診斷應用對來自滑移轉向裝載機400的傳感器數據進行檢 索，以提供診斷監視或分析。所描述的診斷系統具有用於諸如挖土機或其 他動力機械之類的不同動力機械的應用，並且應用不局限於圖8中所示滑 移轉向裝載機。
圖9是用於實現用於諸如圖8中示出的滑移轉向裝載機400之類的動 力機械的診斷監視的流程示步驟。如步驟450中所示，接收從診斷菜
單中對一個或更多個診斷項目的選擇。如步驟452中所示出，診斷應用經
由診斷組件120對來自與動力機械耦合的傳感器的、用於一個或更多個所 選項目的傳感器數據進行檢索。如步驟454中所示，使用從診斷應用的選 項菜單中選擇的顯示格式來顯示傳感器數據。可選擇各種顯示格式以便使 所描述的技術人員或診斷專業人員容易對傳感器數據進行分析。在所描述 的實施例中，通過圖形用戶界面組件122來生成診斷和顯示選項菜單。通 過可操作於圖形用戶界面的輸入設備126來選擇菜單上的項目。雖然應用 描述了用於菜單選擇的"指向及單擊"設備，但是也可使用其它輸入設備 而且應用不局限於特定輸入設備126。
雖然已參照優選實施例對本發明進行了描述，但是本領域技術人員會 認識到可以在不背離本發明的精神和範圍的情況下在形式和細節上作出 修改。
權利要求
1.一種診斷系統，包括診斷組件，配置以對針對一個或更多個所選診斷項目的傳感器數據進行檢索；以及診斷菜單生成器和圖形顯示生成器，所述診斷菜單生成器被配置以在電子顯示設備上生成包括一個或更多個用戶可選診斷項目的診斷菜單，所述圖形顯示生成器被配置以生成沿著時間軸的、針對一個或更多個用戶所選診斷項目的傳感器數據的圖形。
2. 根據權利要求1所述的診斷系統，包括顯示選項菜單生成器，所 述顯示選項菜單生成器被配置以生成包括針對傳感器數據的多個用戶可 選顯示格式的顯示選項菜單。
3. 根據權利要求2所述的診斷系統，其中所述多個用戶可選顯示格 式包括圖形顯示格式和列表視圖顯示格式。
4. 根據權利要求2所述的診斷系統，其中所述多個用戶可選顯示格 式包括合成圖形顯示格式和分離圖形顯示格式，所述合成圖形顯示格式包 括合成顯示上的一個或更多個圖形，所述分離圖形顯示格式包括一個或更 多個分離圖形段。
5. 根據權利要求2所述的診斷系統，其中所述顯示選項菜單生成器 生成多個輸入域，用以選擇針對一個或更多個用戶可選診斷項目的顯示參 數。
6. 根據權利要求5所述的診斷系統，其中所述多個用戶可選顯示參 數包括多個顏色選擇。
7. 根據權利要求1所述的診斷系統，其中所述診斷菜單生成器是通 過應用程式的圖形用戶界面組件來實現的。
8. 根據權利要求7所述的診斷系統，其中所述圖形用戶界面組件被 配置以生成用於激活或停止傳感器數據檢索的開始或停止功能按鈕。
9. 根據權利要求7所述的診斷系統，其中所述圖形用戶界面組件被 配置以生成自定義模板，所述自定義模板用於配置診斷組件以對針對特定 機械或傳感器的傳感器數據進行檢索。
10. —種在計算機可讀媒介上實現的診斷應用，包括診斷組件，配置以接收來自動力機械的針對一個或更多個用戶所選診 斷項目的傳感器數據；以及診斷菜單生成器和顯示選項菜單生成器，所述診斷菜單生成器被配置 以在電子顯示設備上生成包括多個用戶可選診斷項目的診斷菜單，所述顯 示選項菜單生成器被配置以在電子設備上生成包括多個用戶可選顯示格 式的顯示選項菜單，所述用戶可選顯示格式用於顯示針對一個或更多個用 戶所選診斷項目的傳感器數據。
11. 根據權利要求10所述的診斷應用，其中所述顯示選項菜單包括 合成圖形顯示格式和分離圖形顯示格式，所述分離圖形顯示格式包括針對 一個或更多個所選診斷項目的多個分離圖形段。
12. 根據權利要求10所述的診斷應用，其中所述顯示選項菜單包括圖形顯示格式和列表視圖顯示格式，所述列表視圖顯示格式顯示傳感器讀 數的字母數字列表。
13. 根據權利要求10所述的診斷應用，還包括圖形顯示生成器，所 述圖形顯示生成器被配置以響應於從顯示選項菜單中對圖形顯示格式的 選擇，來生成傳感器數據的圖形顯示。
14. 根據權利要求13所述的診斷應用，其中所述圖形顯示生成器被 配置以生成顯示圖例，所述顯示圖例包括針對一個或更多個用戶所選診斷 項目的一個或更多個項目描述以及用於將傳感器數據與一個或更多個項 目描述相關聯的一個和更多個圖例符號。
15. 根據權利要求IO所述的診斷應用，還包括通過圖形用戶界面組 件生成用以顯示針對一個或更多個用戶所選診斷項目的傳感器數據的顯 示部分。
16. 根據權利要求15所述的診斷應用，其中所述圖形用戶界面組件 生成交替數據顯示功能，通過所述圖形用戶界面組件調用所述交替數據顯 示功能，從而顯示交替顯示項目。
17. 根據權利要求16所述的診斷應用，其中所述交替顯示功能顯示 針對圖形顯示上的選擇點的數據值、可接受的最小傳感器值和可接受的最 大傳感器值之一。
18. —種計算機實現的方法，包括以下步驟-從具有一個或更多個用戶可選診斷項目的診斷菜單中接收對一個或 更多個診斷項目的選擇；從與動力機械耦合的一個或更多個傳感器中檢索針對一個或更多個所選診斷項目的傳感器數據；以及使用從包括多個用戶可選顯示格式的顯示選項菜單中選擇的一個或 更多個顯示格式來顯示針對一個或更多個診斷項目的傳感器數據。
19. 根據權利要求18所述的方法，還包括以下步驟使用從所述顯示選項菜單中選擇的一個或更多個顯示顏色來以圖形 顯示針對一個或更多個診斷項目的傳感器數據。
20. 根據權利要求18所述的方法，還包括以下步驟使用針對所述一個或更多個所選診斷項目的合成圖形顯示格式或分 離圖形顯示格式來以圖形顯示所述傳感器數據。
全文摘要
公開了一種用於動力機械的診斷應用或系統100。該診斷應用或系統100生成診斷菜單142，以便選擇用於診斷監視的一個或更多個診斷項目146。從一個或更多個傳感器108中檢索用於所選項目146的傳感器數據，並在電子顯示設備124上顯示該數據。在所描述的實施例中，該應用或系統包括配置以生成顯示選項菜單200的圖形用戶界面組件122，所述顯示選項菜單200包括一個或更多個用戶可選顯示格式或選項202。
文檔編號G01M17/00GK101375148SQ200680052828
公開日2009年2月25日 申請日期2006年12月7日 優先權日2005年12月14日
發明者斯潘塞·L·明德曼 申請人:克拉克設備公司