一种车辆故障监测装置及方法与流程

1.本技术涉及汽车技术领域，尤其涉及一种车辆故障监测装置及方法。


背景技术：

2.随着新能源汽车技术的不断发展，零部件集成化涉及已经成为必然趋势，在电驱动技术方面，目前有三合一的电驱动总成方案，即将电机、减速器和电机控制器进行集成化设计，不仅可以简化主机厂的装配，还可以达到轻量化、节约成本的目的。
3.对于电驱动总成而言，由齿轮断裂、轴承断裂、机械间隙过大等机械问题造成的故障会影响电驱动总成的正常工作，进而影响汽车的正常运行，容易造成安全隐患。因此，如何对电驱动总成的故障及时进行监测，消除安全隐患是本领域技术人员需要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的是提供一种车辆故障监测装置及方法，能对电驱动总成的故障进行监测，从而便于相关人员及时进行处理，消除安全隐患。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种车辆故障监测装置，装置包括：
6.信息采集设备，信息采集设备设于电驱动总成的振动部件，用于采集振动部件振动时产生的振动信息。
7.服务器，服务器与信息采集设备连接，用于接收振动信息，并根据振动信息对电驱动总成进行故障监测。
8.第二方面，本技术实施例提供了一种车辆故障监测方法，方法包括：
9.通过信息采集设备获取电驱动总成的振动部件振动时产生的振动信息。
10.根据振动信息，对电驱动总成进行故障监测。
11.通过本技术实施例提供的技术方案，将信息采集设备设于电驱动总成的驱动部件，采集振动部件振动时产生的振动信息。服务器与信息采集设备连接，在接收到振动信息后，根据振动信息对电驱动总成进行故障监测。因此，在振动部件振动时，信息采集设备采集其振动信息，服务器能根据振动信息对电驱动总成进行故障监测，在电驱动总成出现故障时，便于相关人员及时进行处理，消除安全隐患。
附图说明
12.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
13.图1为本技术实施例公开的一种车辆的电驱动总成的结构示意图；
14.图2为本技术实施例提供的一种车辆监测装置的结构示意图；
15.图3为本技术实施例提供的一种车辆监测方法的一种流程示意图；
16.图4为本技术实施例提供的一种车辆监测方法的一种流程示意图。
具体实施方式
17.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
18.在一些场景下，如图1所示的，为本技术实施例公开的一种车辆的电驱动总成的结构示意图，电驱动总成包括电机控制器10、电机11和减速器12。电机控制器10和电机11连接，电机11和减速器12连接。
19.电机控制器10、电机11和减速器12可以共用部分壳体，减少传动部件，从而减轻系统重量、缩小系统尺寸，有效提高电驱动总成的功率密度。
20.电机控制器10可以控制电机11，如控制电机11的工作功率(降低工作功率、升高工作功率等)、控制电机11的转速等。
21.减速器12是电机11和工作机之间的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作机的工作需要。
22.减速器12的机械结构主要由传动零件(如齿轮或蜗杆)、轴、轴承及其附件(如轴承盖、定位销等)所组成。
23.电机11的机械结构主要由定子、定子绕组、机座、转子及附件(如端盖、轴承、轴承端盖以及风扇等)所组成。
24.对于电机11和减速器12而言，其机械结构存在齿轮断裂、轴承断裂、机械间隙过大等故障时，会影响电驱动总成的正常工作，进而影响汽车的正常运行，容易造成安全隐患。
25.为了解决以上技术问题，本技术实施例提供了一种车辆故障监测装置和方法，下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例提供的车辆故障监测装置和方法进行详细地说明。
26.如图2所示，本技术实施例提供一种车辆故障监测装置，在一些场景下，该车辆故障监测装置可以用于监测图1所示的电驱动总成，当然，本技术实施例提供的车辆故障监测装置还可以用于监测其它类型的电驱动总成，本技术实施例在此并不作限定。
27.如图2所示的，车辆故障监测装置包括：
28.信息采集设备20，信息采集设备20设于电驱动总成的振动部件21，用于采集振动部件21振动时产生的振动信息。
29.服务器22，服务器22与信息采集设备20连接，用于接收振动信息，并根据振动信息对电驱动总成进行故障监测。
30.具体来讲，振动部件21可以包括图1所示的电机11和减速器12，信息采集设备20分别设于电机11和减速器12的外壳上，或者设于电机11和减速器12任意一者的外壳上。具体是，信息采集设备20可以通过螺钉、螺丝等固定部件固定在电机11和/或减速器12的外壳上。
31.在一种可能的实现方式中，振动部件21包括电机和减速器，振动信息包括振动幅度，信息采集设备20包括：振动传感器，振动传感器设于电机和减速器的外壳，用于采集电机和减速器的外壳振动时产生的振动幅度。第一通信模块，第一通信模块与振动传感器连接，用于向服务器22传输振动幅度，服务器22还用于接收振动幅度，在振动幅度满足第一条
件的情况下，确定电驱动总成中的轴承或齿轮或电机故障；第一条件包括：振动幅度超出第一阈值，和/或振动幅度的波动值超出第二阈值。
32.具体来讲，可以在电机11和减速器12上均设置振动传感器，也可以在电机11和减速器12上择一设置振动传感器。第一通信模块可以为无线通信模块，无线通信模块的无线通信方式包括但不限于红外通讯技术、近距离无线通讯技术等。第一通信模块也可以为有线通信，振动传感器通过数据线与服务器连接，以有线的方式传输数据。为了保证数据传输的即时性，可以将第一通信模块也设置于电机11和/或减速器12上。
33.进一步的，第一阈值可以为振动部件无故障正常运行时，在误差允许范围内的振动幅度。第二阈值可以为振动部件无故障正常运行时，在误差允许范围内的振动幅度的波动值。在振动部件为电机、减速器时，第一阈值、第二阈值可以为与电机、减速器相对应的阈值，其可以根据实际情况设定，本技术实施例在此并不作限定。
34.在电机11和减速器12中存在机械故障时，电机11和/或减速器12的振动幅度和振动幅度的波动值会超出正常值(正常值为电机11和减速器12无故障正常运行时的振动幅度和振动幅度的波动值)，如此，可以判定电机11和/或减速器12故障。
35.在一种可能的实现方式中，信息采集设备20还包括：声音采集设备，声音采集设备设于电机和减速器的外壳，用于采集电机和减速器振动时产生的噪声声波。转速传感器，转速传感器设于电机的旋转部位，用于采集电机的转速，第二通信模块，第二通信模块分别与声音采集设备和转速传感器连接，用于向服务器22传输噪声声波。
36.服务器22，还用于接收噪声声波和转速，以噪声声波为主量、转速为辅量进行噪声频谱分析，得到电驱动总成中各零件的阶次噪声；在阶次噪声满足第二条件的情况下，确定对应的故障零件；第二条件包括：阶次噪声超出第三阈值和/或阶次噪声的波动值超出第四阈值。
37.进一步的，第三阈值可以为振动部件无故障正常运行时，在误差允许范围内的阶次噪声。第四阈值可以为振动部件无故障正常运行时，在误差允许范围内的阶次噪声的波动值。在振动部件为电机、减速器时，第三阈值、第四阈值可以为与电机、减速器相对应的阈值，其可以根据实际情况设定，本技术实施例在此并不作限定。
38.具体来讲，声音采集设备可以为麦克风或者声波传感器等，可以在电机11和减速器12上均设置声音采集设备，也可以在电机11和减速器12上择一设置声音采集设备。第二通信模块可以为无线通信模块，无线通信模块的无线通信方式包括但不限于红外通讯技术、近距离无线通讯技术等。第二通信模块也可以为有线通信，振动传感器通过数据线与服务器连接，以有线的方式传输数据。其中，第一通信模块和第二通信模块可以为同一个通信模块，从而节省成本。
39.其中，在电机11和减速器12中存在机械故障时，电机11和/或减速器12的噪声声波会超出正常值(为电机11和减速器12无故障正常运行时的噪声声波)，如此，可以判定电机11和/或减速器12故障。
40.在一种可能的实现方式中，振动幅度的波动值为预定时间内振动幅度的最大值与平均值的比值；阶次噪声的波动值为预定时间内阶次噪声的最大值与平均值的比值。
41.在一种可能的实现方式中，信息采集设备20包括：振动传感器、第一通信模块、声音采集设备和第二通信模块。
42.振动传感器、第一通信模块、声音采集设备和第二通信模块具有与上述实施例相同或类似的实现方式，本技术实施例在此不再赘述。
43.其中，可以在电机11上均设置声音采集设备和振动传感器，减速器12上均设置声音采集设备和振动传感器，从而同时对电机11和减速器12的振动频率、振动幅度以及振动时产生的噪声声波进行采集，监测的故障结果可靠性高。
44.在一种可能的实现方式中，可以在电机11上设置声音采集设备，在减速器12上设置振动传感器。
45.在一种可能的实现方式中，在减速器12上设置声音传感器，在电机11上设置声音采集设备。
46.在一种可能的实现方式中，在电机11上均设置声音采集设备和振动传感器，在减速器12上设置声音采集设备或振动传感器。
47.在一种可能的实现方式中，在减速器12上均设置声音采集设备和振动传感器，在电机11上设置声音采集设备或振动传感器。
48.通过本技术实施例公开的技术方案，信息采集设备设于电驱动总成的驱动部件，用于采集振动部件振动时产生的振动信息。服务器，服务器与信息采集设备连接，用于接收振动信息，并根据振动信息对电驱动总成进行故障监测。因此，在振动部件振动时，信息采集设备采集其振动信息，服务器能根据振动信息对电驱动总成进行故障监测。在振动部件出现故障时，便于相关人员及时进行处理，避免因为电驱动总成的故障发现不及时而导致更为严重的损坏，消除安全隐患。
49.如图3所示，本技术实施例提供一种车辆故障监测方法，该方法的执行主体可以为车载服务器，其中，该车载服务器可以是独立的服务器，也可以是由多个车载服务器组成的服务器集群，而且，该车载服务器可以是能够进行车辆故障监测的服务器。该方法具体可以包括以下步骤：
50.s301：通过信息采集设备获取电驱动总成的振动部件振动时产生的振动信息。
51.具体来讲，电驱动总成可以为如图1所示的结构，振动部件可以为图1所示的电机和减速器。
52.振动部件产生的振动信息包括但不限于振动幅度、振动幅度的波动值和振动部件振动时产生的噪声声波等。振动幅度可以由振动传感器采集，振动时产生的噪声声波可以由声音采集设备采集，声音采集设备包括但不限于声波传感器和麦克风等。
53.s302：根据振动信息，对电驱动总成进行故障监测。
54.在一种可能的实现方式中，可以通过振动传感器采集振动部件振动时产生的振动幅度，在振动信息包括振动幅度的情况下，s302包括：
55.在振动幅度满足第一条件的情况下，确定电驱动总成中的轴承或齿轮或电机故障；第一条件包括：振动幅度超出第一阈值，和/或振动幅度的波动值超出第二阈值。
56.具体来讲，第一阈值可以为振动部件无故障正常运行时，在误差允许范围内的振动幅度。第二阈值可以为振动部件无故障正常运行时，在误差允许范围内的振动幅度的波动值。在振动部件为电机、减速器时，第一阈值、第二阈值可以为与电机、减速器相对应的阈值，其可以根据实际情况设定，本技术实施例在此并不作限定。
57.在一种可能的实现方式中，振动部件包括电机和减速器，可以通过声音采集设备
采集振动部件振动时发出的声波，振动信息包括噪声声波和电机的转速，在振动信息包括声波的情况下，s302包括：
58.以噪声声波为主量、转速为辅量进行噪声频谱分析，得到电驱动总成中各零件的阶次噪声；在阶次噪声满足第二条件的情况下，确定对应的故障零件；第二条件包括：阶次噪声超出第三阈值和/或阶次噪声的波动值超出第四阈值。
59.具体来讲，第三阈值可以为振动部件无故障正常运行时，在误差允许范围内的阶次噪声，第四阈值可以为振动部件无故障正常运行时，在误差允许范围内的阶次噪声。
60.在振动部件为电机、减速器时，第三阈值可以为与电机、减速器相对应的阈值，其可以根据实际情况设定，本技术实施例在此并不作限定。
61.在一种可能的实现方式中，振动幅度的波动值为预定时间内振动幅度的最大值与平均值的比值；阶次噪声的波动值为预定时间内阶次噪声的最大值与平均值的比值。
62.通过本技术公开的技术方案，通过信息采集设备获取电驱动总成的振动部件振动时产生的振动信息，根据振动信息，对电驱动总成进行故障监测。在振动部件振动时，信息采集设备采集其振动信息，服务器能根据振动信息对电驱动总成进行故障监测，在振动部件出现故障时，便于相关人员及时进行处理，避免因为振动部件的故障发现不及时而导致更为严重的损坏，消除安全隐患。
63.如图4所示，本技术实施例提供一种车辆故障监测方法，该方法的执行主体可以为车载服务器，其中，该车载服务器可以是独立的服务器，也可以是由多个车载服务器组成的服务器集群，而且，该车载服务器可以是能够进行车辆故障监测的服务器。该方法具体可以包括以下步骤：
64.s401：通过信息采集设备获取电驱动总成的振动部件振动时产生的振动信息。
65.s402：根据振动信息，对电驱动总成进行故障监测。
66.值得注意的是，s401和s402可以与上述s301和s302具有相同或类似的实现方式，其可以互相参照，本技术实施例在此不再赘述。
67.s403：在电驱动总成中存在故障零件的情况下，根据振动信息，确定故障零件对应的故障等级。针对不同的故障等级，执行对应的处理操作。
68.具体来讲，针对振动信息的类型以及信息值的程度，确定振动部件发生故障的故障等级。
69.具体来讲，根据振动信息，确定故障零件对应的故障等级包括：振动幅度满足第一条件且阶次噪声满足第二条件的故障等级为第一故障等级；第一故障等级中，轴承或齿轮的故障等级高于电机的故障等级，电机的故障等级高于电驱动总成中其余零件的故障等级；振动幅度满足第一条件、阶次噪声不满足第二条件的故障等级为第二故障等级；第二故障等级中，轴承或齿轮的故障等级高于电机的故障等级，电机的故障等级高于电驱动总成中其余零件的故障等级；阶次噪声满足第二条件且振动幅度不满足第一条件的故障等级为第三故障等级，第三故障等级中，轴承或齿轮或电机或其余零件的故障等级相同；其中，第一故障等级高于第二故障等级，第二故障等级高于第三故障等级。
70.在一种可能的实现方式中，针对不同的故障等级，执行对应的处理操作包括：针对第一故障等级，若轴承或齿轮故障，控制振动部件停机，若电机故障，控制电机无动力输出且控制电机的工作电压低于第五阈值，若其余零件故障，控制振动部件的工作功率低于第
六阈值；针对第二故障等级，若轴承或齿轮故障，控制振动部件的工作功率低于第六阈值，若电机故障，控制振动部件的工作功率处于第七阈值至第八阈值之间，若其余零件故障，则控制振动部件的工作功率高于第九阈值；针对第三故障等级，控制振动部件以当前运行状态运行。
71.具体来讲，在故障等级为第一故障等级时，说明振动部件发生严重故障，需要振动部件立即停机，以避免发生安全事故。在故障等级为第二故障等级时，说明振动部件发生较为严重的故障，控制振动部件的工作功率降低，具体可以是降低至原工作功率的30％，通过限制振动部件的工作功率，避免发生安全事故。在故障等级为第三故障等级时，说明振动部件的故障轻微，并不影响安全驾驶，可以控制振动部件以当前状态运行。其中，第五阈值至第九阈值可以根据实际情况确定，本技术实施例在此不作限定。
72.通过本技术公开的技术方案，通过获取电驱动总成的振动部件振动时产生的振动信息，根据振动信息，对电驱动总成进行故障监测。在振动部件振动时，信息采集设备采集其振动信息，服务器能根据振动信息对电驱动总成进行故障监测，在电驱动总成出现故障时，便于相关人员及时进行处理，避免因为电驱动总成的故障发现不及时而导致更为严重的损坏，消除安全隐患。
73.此外，针对振动部件的不同故障等级，可以采取对应的措施，故障处理方式灵活，在消除安全隐患的同时，还能提升用户的体验感。
74.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
75.本发明是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
76.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
77.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
78.在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
79.内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或
非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。内存是计算机可读介质的示例。
80.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
81.还需要说明的是，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、商品或者设备不仅包括那些要素，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、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
82.本领域技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
83.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。