一種汽車制動(dòng)系統(tǒng)早期故障診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種汽車制動(dòng)系統(tǒng)早期故障診斷方法，特別涉及一種基于車輛制動(dòng)時(shí)加速度信息變化的一種汽車制動(dòng)系統(tǒng)早期故障診斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]制動(dòng)系統(tǒng)是保證車輛安全行駛的關(guān)鍵，由于制動(dòng)系統(tǒng)故障導(dǎo)致的交通事故時(shí)常發(fā)生。當(dāng)前多數(shù)車輛都采用定期的方法對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行檢查和維修保養(yǎng)。然而，由于車主保養(yǎng)不到位或主觀隨意性，車輛制動(dòng)系統(tǒng)的日常保養(yǎng)經(jīng)常延誤或忽視，造成車輛使用的極大安全隱患?，F(xiàn)有車輛有的安裝有制動(dòng)液傳感器，但是只能監(jiān)測(cè)制動(dòng)液的存量是否超限，對(duì)于制動(dòng)液品質(zhì)下降和剎車系統(tǒng)其他部分的故障無(wú)法檢測(cè)。因此，需要借助新的技術(shù)手段對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)功能進(jìn)行監(jiān)控從而保障行車安全。
[0003]發(fā)明專利“制動(dòng)助力器故障診斷”(申請(qǐng)公布號(hào)CN103818373A)提出了一種車輛制動(dòng)系統(tǒng)助力器的故障診斷方法。發(fā)明專利“制動(dòng)系統(tǒng)的故障診斷裝置以及制動(dòng)系統(tǒng)的故障診斷方法”(申請(qǐng)公布號(hào)CN103786713A)可以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)系統(tǒng)真空泵的故障診斷。
[0004]上述技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)汽車制動(dòng)系統(tǒng)的部分部件的故障診斷，并且無(wú)法用于當(dāng)前迅速發(fā)展的電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)和診斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種汽車制動(dòng)系統(tǒng)早期故障診斷方法用于發(fā)現(xiàn)各類汽車制動(dòng)系統(tǒng)的早期故障。
[0006]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述目的，本發(fā)明從汽車制動(dòng)系統(tǒng)的輸入信息(即制動(dòng)踏板位移)和輸出信息(即汽車加速度，剎車時(shí)加速度為負(fù)值)入手，基于在早期故障階段或者故障發(fā)展階段的制動(dòng)系統(tǒng)輸入信息和輸出信息對(duì)應(yīng)關(guān)系必然發(fā)生變化這一原理，利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法實(shí)現(xiàn)汽車制動(dòng)系統(tǒng)的早期故障診斷。
[0007]本發(fā)明具體步驟依次為:
[0008]步驟a:在汽車行駛過(guò)程中采集分析汽車的制動(dòng)踏板位移值X ;
[0009]步驟b:采集計(jì)算X對(duì)應(yīng)的汽車加速度值I (前進(jìn)方向加速度)；
[0010]步驟C:組成并存儲(chǔ)一個(gè)(X，y)樣本；
[0011]步驟d:在汽車行駛過(guò)程中不斷的采集、計(jì)算和存儲(chǔ)，得到多個(gè)(X，y)樣本；
[0012]步驟e:采用指數(shù)函數(shù)y = aXbx+c擬合一段時(shí)間內(nèi)的若干個(gè)(x，y)樣本；
[0013]步驟f:利用經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的支持向量機(jī)對(duì)特征值(a，b，c)進(jìn)行制動(dòng)系統(tǒng)劣化狀態(tài)分類；
[0014]步驟g:基于劣化狀態(tài)分類結(jié)果判斷汽車制動(dòng)系統(tǒng)是否出現(xiàn)早期故障。
[0015]本發(fā)明的汽車加速度值y是基于GPS模塊或者加速度傳感器或者汽車速度傳感器進(jìn)行分析計(jì)算得到，是平行于路面的汽車前進(jìn)方向加速度，而不是垂直于路面的加速度。
[0016]本發(fā)明是一種汽車制動(dòng)系統(tǒng)早期故障診斷方法，該方法利用在正常階段和早期故障階段汽車制動(dòng)系統(tǒng)工作時(shí)，其制動(dòng)踏板位移值和加速度值的對(duì)應(yīng)關(guān)系發(fā)生變化這一特性，實(shí)現(xiàn)汽車制動(dòng)系統(tǒng)早期故障診斷。本發(fā)明不僅可以適用用于各類汽油車、柴油車的制動(dòng)系統(tǒng)早期故障診斷，也可以用于電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明的步驟示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示，本發(fā)明包括七個(gè)步驟:步驟a:在汽車行駛過(guò)程中采集分析汽車的制動(dòng)踏板位移值X ;步驟b:采集計(jì)算X對(duì)應(yīng)的汽車加速度值I (前進(jìn)方向加速度)；步驟c:組成并存儲(chǔ)一個(gè)U，y)樣本；步驟d:在汽車行駛過(guò)程中不斷的采集、計(jì)算和存儲(chǔ)，得到多個(gè)(X，y)樣本；步驟e:采用指數(shù)函數(shù)y = aXbx+c擬合一段時(shí)間內(nèi)的若干個(gè)(x，y)樣本；步驟f:利用經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的支持向量機(jī)對(duì)特征值(a，b，c)進(jìn)行制動(dòng)系統(tǒng)劣化狀態(tài)分類；步驟g:基于劣化狀態(tài)分類結(jié)果判斷汽車制動(dòng)系統(tǒng)是否出現(xiàn)早期故障。
[0019]本具體實(shí)施例中的步驟a需要采集汽車制動(dòng)踏板的位移值X。由于汽車行駛過(guò)程中制動(dòng)要求是多變的，駕駛員踩踏汽車制動(dòng)踏板的動(dòng)作導(dǎo)致制動(dòng)踏板位移值也經(jīng)常變化的。因此，在考慮汽車剎車系統(tǒng)響應(yīng)速度的基礎(chǔ)上，本發(fā)明步驟a是在制動(dòng)踏板位移值非零時(shí)(即踩踏制動(dòng)踏板有效時(shí))，并且該位移值穩(wěn)定時(shí)間超過(guò)0.5秒的情況下，采集分析對(duì)應(yīng)的該0.5秒內(nèi)的汽車加速度均值，記錄為I。該具體實(shí)施例中，制動(dòng)踏板位移值變化區(qū)間小于3_時(shí)，認(rèn)為制動(dòng)踏板位移值是穩(wěn)定的。
[0020]本具體實(shí)施例中步驟b采集計(jì)算X對(duì)應(yīng)的汽車加速度值y，是指步驟a所述的制動(dòng)踏板位移值穩(wěn)定的0.5秒內(nèi)的平行于路面方向的加速度均值(簡(jiǎn)稱“前進(jìn)方向加速度”)，即0.5秒結(jié)束時(shí)刻的速度值減去0.5秒開(kāi)始時(shí)刻的速度值，得到的差值再除以0.5，即為y值。由于汽車是在制動(dòng)，一般情況下，y均為負(fù)值。極少數(shù)情況下，汽車處于下坡階段并且駕駛員制動(dòng)踩踏較輕，因此I也有可能是正值。
[0021]本具體實(shí)施例中的步驟c是將步驟a中得到的X值和對(duì)應(yīng)的I值，組成一個(gè)樣本U，y)，并適當(dāng)存儲(chǔ)。
[0022]本具體實(shí)施例中的步驟d是在汽車行駛過(guò)程中不斷的重復(fù)上述步驟a、步驟b和步驟c，得到不同的多個(gè)樣本(x，y)，并適當(dāng)存儲(chǔ)。
[0023]本具體實(shí)施例的步驟e采用指數(shù)函數(shù)y = aXbx+c擬合一段時(shí)間內(nèi)的若干個(gè)(X，Y)樣本。這里“一段時(shí)間”是汽車行駛時(shí)間100小時(shí)，是多次汽車行駛時(shí)間的累積時(shí)長(zhǎng)。
[0024]本具體實(shí)施例的步驟f利用支持向量機(jī)對(duì)前述步驟e的100小時(shí)行駛中的制動(dòng)數(shù)據(jù)得出的一組特征值(a，b，c)進(jìn)行制動(dòng)系統(tǒng)劣化狀態(tài)分類。該支持向量機(jī)的相關(guān)參數(shù)已經(jīng)利用大量同類車型的制動(dòng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練確定的。這些監(jiān)測(cè)歷史數(shù)據(jù)對(duì)于制動(dòng)系統(tǒng)各故障過(guò)程具有廣泛代表性，該支持向量機(jī)可以進(jìn)行特征分類，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)系統(tǒng)“正常狀態(tài)”、“早期故障狀態(tài)”和“嚴(yán)重故障狀態(tài)”進(jìn)行分類識(shí)別。
[0025]本具體實(shí)施例的步驟g基于步驟f的結(jié)果，給出劣化狀態(tài)分類結(jié)果，判斷汽車制動(dòng)系統(tǒng)是否出現(xiàn)早期故障，并向車輛駕駛員或維修人員作出相應(yīng)警告。
[0026]本具體實(shí)施例的步驟e、步驟f、步驟g也是在汽車壽命周期中不斷重復(fù)的，從而可以不斷的實(shí)現(xiàn)汽車制動(dòng)系統(tǒng)早期故障診斷。
[0027]汽車行駛過(guò)程中，路面起伏狀況、路面摩擦力和坡度是可能經(jīng)常變化的。然而本發(fā)明是從制動(dòng)系統(tǒng)效果的統(tǒng)計(jì)信息入手，分析一段較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)(本具體實(shí)施例為汽車行駛100小時(shí)內(nèi))的汽車制動(dòng)時(shí)加速度特征，因此可以適用于汽車行駛過(guò)程中的大部分情況。
[0028]本具體實(shí)施例的方法步驟只利用了汽車制動(dòng)系統(tǒng)的輸入信息(制動(dòng)踏板位移值)和輸出信息(汽車加速度值)，因此不受制動(dòng)系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)的限制，可以應(yīng)用于汽油車、柴油車和電動(dòng)汽車等各類汽車。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種汽車制動(dòng)系統(tǒng)早期故障診斷方法，其特征在于，其具體步驟依次為: 步驟a:在汽車行駛過(guò)程中采集分析汽車的制動(dòng)踏板位移值X ; 步驟b:采集計(jì)算X對(duì)應(yīng)的汽車加速度值y (前進(jìn)方向加速度)； 步驟c:組成并存儲(chǔ)一個(gè)(X，y)樣本； 步驟d:在汽車行駛過(guò)程中不斷的采集、計(jì)算和存儲(chǔ)，得到多個(gè)(X，y)樣本； 步驟e:采用指數(shù)函數(shù)y = aXbx+c擬合一段時(shí)間內(nèi)的若干個(gè)(x，y)樣本； 步驟f:利用經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的支持向量機(jī)對(duì)特征值(a，b，c)進(jìn)行制動(dòng)系統(tǒng)劣化狀態(tài)分類； 步驟g:基于劣化狀態(tài)分類結(jié)果判斷汽車制動(dòng)系統(tǒng)是否出現(xiàn)早期故障。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車制動(dòng)系統(tǒng)早期故障診斷方法，其特征是，汽車的加速度值I是基于GPS模塊或者加速度傳感器或者汽車速度傳感器進(jìn)行分析計(jì)算得到。
【專利摘要】一種汽車制動(dòng)系統(tǒng)早期故障診斷方法，其具體步驟依次為：在汽車行駛過(guò)程中采集分析汽車的制動(dòng)踏板位移值x；采集計(jì)算x對(duì)應(yīng)的汽車加速度值y(前進(jìn)方向加速度)；組成并存儲(chǔ)一個(gè)(x，y)樣本；在汽車行駛過(guò)程中不斷的采集、計(jì)算和存儲(chǔ)，得到多個(gè)(x，y)樣本；采用指數(shù)函數(shù)y＝a×bx+c擬合一段時(shí)間內(nèi)的若干個(gè)(x，y)樣本；利用經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的支持向量機(jī)對(duì)特征值(a，b，c)進(jìn)行制動(dòng)系統(tǒng)劣化狀態(tài)分類；基于劣化狀態(tài)分類結(jié)果判斷汽車制動(dòng)系統(tǒng)是否出現(xiàn)早期故障。本發(fā)明依據(jù)制動(dòng)系統(tǒng)的輸入和輸出進(jìn)行早期故障診斷判定，可以較好防止汽車制動(dòng)失效導(dǎo)致的安全行車問(wèn)題。
【IPC分類】B60T17-22
【公開(kāi)號(hào)】CN104773155
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510167522
【發(fā)明人】王凌, 潘靜, 陳長(zhǎng)駿, 陳錫愛(ài), 許宏
【申請(qǐng)人】中國(guó)計(jì)量學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年4月1日