[发明专利]一种超磁致伸缩线控制动系统故障诊断装置及方法

权利要求书

1.一种超磁致伸缩线控制动系统故障诊断装置，其特征在于，包括：制动状态检测单元、制动动作检测单元、电流检测单元、制动位移检测单元、制动位移传递检测单元、轮胎检测单元及计算单元；

制动状态检测单元，用于检测四个车轮所受制动力大小及轮速随时间的变化序列；

制动动作检测单元，用于检测车辆制动踏板的行程；

电流检测单元，用于检测通过车轮制动驱动器中电路电流；

制动位移检测单元，用于检测超磁致伸缩杆的伸缩量和活塞连杆的位移量；

制动位移传递检测单元，用于检测传动杆在位移传递过程中的位移及应力损失程度；

轮胎检测单元，用于检测轮胎旋转与振动状态；

计算单元，分别与上述制动状态检测单元、制动动作检测单元、电流检测单元、制动位移检测单元、制动位移传递检测单元、轮胎检测单元电气连接，用于根据获得到的各单元发送的数据，确定发生车辆制动失效时故障类型；

所述电流检测单元通过对车轮制动驱动器流通的励磁电流和消磁电流大小进行检测，用于供计算单元来判断是否为电流调节模块发生故障；

所述制动位移检测单元根据超磁致伸缩杆的伸缩量来判断超磁致伸缩杆响应效果，以区别电流调节故障和超磁致伸缩杆执行响应故障，以及判断卡钳与制动盘间隙是否过大；且根据活塞连杆的位移量，来判断传动杆是否发生故障；

所述制动状态检测单元通过对车速传感器和制动力传感器采集的车速和制动力信息进行判断；若制动力存在，则表示车辆处在制动过程中，并预测制动动作检测单元的踏板位移传感器数据；根据各车轮轮速传感器采集的各车轮轮速及车速信息，判断各车轮制动失效程度；

所述轮胎检测单元通过对轮胎旋转和振动状态检测，来判断轮胎是否存在旋转振动及不一致问题，对轮胎因素包括气压不足、花纹磨损、成色不一致的制动失效原因进行诊断。

2.一种超磁致伸缩线控制动系统故障诊断方法，基于权利要求1所述的装置，其特征在于，步骤如下：

(1)踩下制动踏板，制动状态检测单元、制动动作检测单元、电流检测单元、制动位移检测单元、制动位移传递检测单元、轮胎检测单元中的各传感器采集到的信号传递给计算单元；

(2)计算单元根据步骤(1)中采集的制动状态信息，检测到制动失效后，对各检测单元采集到的传感器数据x₁,x₂,...,x_n进行检测，判断初步故障类型；

(3)根据步骤(2)中判断得到的初步故障类型，针对不同的初步故障类型进行具体的故障类型的划分；

(4)根据步骤(3)中得到的具体的故障类型，得到故障诊断结果。

3.根据权利要求2所述的超磁致伸缩线控制动系统故障诊断方法，其特征在于，所述步骤(2)中传感器数据x₁,x₂,...,x_n分别为：各车轮制动力、车速、踏板位移、制动电路励磁电流、制动电路消磁电流、活塞连杆位移、制动器传动杆应变、各轮胎转速、振动振幅。

4.根据权利要求2所述的超磁致伸缩线控制动系统故障诊断方法，其特征在于，所述步骤(2)中初步故障类型判断方法为：若出现数据缺失及数据异常，则判断为传感器故障；若传感器数据未出现明显异常，则判断为执行器故障。

5.根据权利要求2所述的超磁致伸缩线控制动系统故障诊断方法，其特征在于，所述步骤(3)中具体的故障类型划分方法如下：

(31)若步骤(2)中的初步故障类型为传感器故障，则进行具体的传感器故障类型划分，步骤为：

(311)若传感器数据出现常数，表示传感器故障为卡死；

(312)若传感器数据长序列中呈现恒定增益的信号数据，表示为出现增益变化故障；

(313)若传感器数据均出现恒定偏差，表示传感器恒偏差失效；

(32)若步骤(2)中的初步故障类型为执行器故障，则进行具体的执行器故障类型划分，步骤为：

(321)对执行器故障数据进行预处理，去除冗余信息，将故障数据拆分成故障主成分特征；

(322)利用诊断证据描述故障特征对各故障模式的支持程度，计算诊断的置信度和可靠性因子；

(323)根据步骤(322)中计算得到的置信度和可靠性因子对故障特征变量x_k的权值ω_k进行优化调整；

(324)利用步骤(323)得到的故障特征变量x_k及其对应权值ω_k合并出故障特征的诊断证据。