一种轻量化挂车车轴故障检测方法

技术领域

本发明涉及车轴故障检测领域，尤其涉及一种轻量化挂车车轴故障检测方法。

背景技术

随着现代交通运输业的发展，挂车作为货物运输的重要工具，其安全性和可靠性越来越受到重视。挂车车轴作为支撑和传递载荷的关键部件， 其性能直接影响到车辆的安全运行。在挂车车轴故障检测方面，传统的方法往往依赖于人工检查和经验判断，这种方法不仅效率低下，而且难以准确发现潜在故障。

中国专利申请公开号：CN113592916A 公开了一种烧结机台车车轴故障检测方法及系统，方法包括：采用间隔固定帧形式获取烧结机台车的视频帧图像；对获取的烧结机台车的相邻两帧图像进行差分运算处理，然后进行相应的图像处理；运用深度学习目标检测算法定位提取烧结机台车相邻两帧图像的车轮区域图像；将相邻两帧车轮区域图像的像素点的差值与预设的灰度差的绝对值相比较，判定烧结机台车车轮是否发生摆动。但是，现有技术中存在以下问题：

该方法对轻量化挂车车轴故障的检测准确率低，从而导致对轻量化挂车车轴故障的检测效率低的问题。

发明内容

为此，本发明提供一种轻量化挂车车轴故障检测方法，用以克服现有技术中对轻量化挂车车轴故障的检测效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种轻量化挂车车轴故障检测方法，包括：

步骤 S1，根据运行环境评价值，确定轻量化挂车外部运行环境合格性，根据轻量化挂车车轴转动时的声音振动评价值或轻量化挂车车轴转动时的声音振动频率与热成像的区域分布占比共同组成的综合评价值确定轻量化挂车车轴磨损程度合格性；

步骤 S2，基于车轴磨损程度不合格的条件下，根据声音振动评价值与预设声音振动评价值的比值或综合评价值与预设综合评价值的比值确定车轴第一磨损程度评价值或车轴第二磨损程度评价值；

步骤 S3，基于车轴第一磨损程度评价值与第一历史磨损程度评价值的比对结果，确定当前检测过程中判定标准的合格性，根据车轴第一磨损程度评价值与第一历史磨损程度评价值的比值与预设比值的比对结果确定对预设振动评价值进行调节；

步骤 S4，基于车轴第二磨损程度与第二历史磨损程度的比对结果，确定当前检测过程中判定标准的合格性，根据车轴第二磨损程度与第二历史磨损程度的比值与预设比值的比对结果确定对预设综合评价值进行调节；

步骤 S5，基于轻量化挂车驾驶员驾驶习惯评价值，确定轻量化挂车的行驶环境，根据驾驶习惯评价值与历史驾驶习惯评价值的相对差确定调节方式。

进一步地，在运行环境评价值小于或等于预设运行环境评价值的条件下，根据声音振动评价值大于预设声音振动评价值的比对结果确定车轴磨损程度不合格。

进一步地，在车轴磨损程度不合格的条件下，根据车轴第一磨损程度评价值小于或等于第一历史磨损程度评价值的比对结果确定当前检测过程中判定磨损程度标准不合格。

进一步地，在当前检测判定磨损程度标准不合格的条件下，根据车轴第一磨损程度评价值与第一历史磨损程度评价值的比值小于或等于预设比值的比对结果确定以振动调节系数增加预设振动评价值。

进一步地，在运行环境评价值大于预设运行环境评价值的条件下，根据综合评价值小于或等于预设综合评价值的比对结果确定车轴磨损程度不合格。

进一步地，在车轴磨损程度不合格的条件下，根据车轴第二磨损程度评价值小于或等于第二历史磨损程度评价值的比对结果确定当前检测过程中判定磨损程度标准不合格。

进一步地，在当前检测过程中判定磨损程度标准不合格的条件下，根据车轴第二磨损程度评价值与第二历史磨损程度评价值的比值小于或等于预设比值的比对结果确定以综合调节系数增加预设综合评价值。

进一步地，在驾驶习惯评价值小于或等于历史驾驶习惯评价值的条件下，根据历史驾驶习惯评价值的相对差小于或等于第一预设相对差的比对结果确定增加声音振动频率数据的采集频率。

进一步地，在驾驶习惯评价值小于或等于历史驾驶习惯评价值的条件下，根据历史驾驶习惯评价值的相对差大于第一预设相对差的比对结果确定增加热成像区域分布数据的采集频率。

进一步地，在驾驶习惯评价值大于历史驾驶习惯评价值的条件下，根据驾驶习惯评价值与历史驾驶习惯评价值的相对差小于或等于第二预设相对差的比对结果确定增加声音振动频率数据的采集频率。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过比较运行环境评价值与预设运行环境评价值来判断挂车当前所处的外部运行环境是否平稳，进而在确认环境合格的基础上，进一步通过声音振动评价值来评估车轴的磨损程度，提高了对车轴状态的检测，从而提高了轻量化挂车车轴故障的检测效率。

进一步地，本发明通过比较车轴磨损程度评价值与历史磨损程度评价值来确定磨损程度检测标准的合格性，进而在检测标准不合格的情况下，根据磨损程度评价值的比值与预设比值的比较结果来决定是否需要调整预设振动评价值，通过结合历史磨损数据动态调整预设振动评价值，使磨损程度评估标准更加符合车辆实际使用情况，提高了评估的准确性，从而提高了车轴故障的检测效率。

进一步地，具体而言，本发明通过确定外部运行环境不合格的条件下，通过综合评估轻量化挂车车轴转动时的声音振动频率与热成像区域分布占比来确定车轴磨损程度合格性，提高了评估的准确性和效率。

进一步地，本发明通过对轻量化挂车车轴磨损程度的与判定，在判定磨损程度标准不合格时，通过比较当前与历史磨损程度的比值来决定是否调整预设综合评价值的策略，该操作能够更准确地判定车轴磨损程度的合格性。

进一步地，本发明通过轻量化挂车驾驶员驾驶习惯评价值来判定车辆行驶环境，在确定车辆行驶在不平稳环境后，进一步分析历史驾驶习惯评价值与当前驾驶习惯评价值的相对差来确定调整策略，提高了对车辆运行状态的精准检测，从而提高了轻量化挂车车轴故障的检测效率。

进一步地，本发明通过对驾驶习惯评价值的变化幅度采取调整声音振动频率和热成像区域分布数据采集频率的策略，通过精细化调节数据采集频率，有助于提前发现潜在问题，提高了检测的准确性，从而提高了故障检测的效率。

进一步地，本发明通过确定轻量化挂车行驶在平稳环境后，根据驾驶习惯评价值的相对变化来动态调整声音振动频率数据采集频率的策略，能够更精准地检测车辆的性能变化，从而提高了轻量化挂车车轴故障检测的效率。

附图说明

图 1 为本发明实施例轻量化挂车车轴故障检测方法的流程图；图 2 为本发明实施例确定外部运行环境合格性的流程图；

图 3 为本发明实施例确定车轴磨损程度合格性的流程图；

图 4 为本发明实施例确定当前检测判定磨损程度标准合格性的流程图。

具体实施方怯

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上 ”、“下 ”、“左 ”、“右 ”、“内 ”、 “外 ”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便

于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装 ”、“相连 ”、“连接 ”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图 1－图 4 所示，图 1 为本发明实施例轻量化挂车车轴故障检测方法的流程图；图 2 为本发明实施例确定外部运行环境合格性的流程图；图 3 为本发明实施例确定车轴磨损程度合格性的流程图；图 4 为本发明实施例确定当前检测判定磨损程度标准合格性的流程图。

本发明实施例轻量化挂车车轴故障检测方法，包括：

步骤 S1，根据运行环境评价值，确定轻量化挂车外部运行环境合格性，根据轻量化挂车车轴转动时的声音振动评价值或轻量化挂车车轴转动时的声音振动频率与热成像的区域分布占比共同组成的综合评价值确定轻量化挂车车轴磨损程度合格性；

步骤 S2，基于车轴磨损程度不合格的条件下，根据声音振动评价值与预设声音振动评价值的比值或综合评价值与预设综合评价值的比值确定车轴第一磨损程度评价值或车轴第二磨损程度评价值；

步骤 S3，基于车轴第一磨损程度评价值与第一历史磨损程度评价值的比对结果，确定当前检测过程中判定标准的合格性，根据车轴第一磨损程度评价值与第一历史磨损程度评价值的比值与预设比值的比对结果确定对预设振动评价值进行调节；

步骤 S4，基于车轴第二磨损程度与第二历史磨损程度的比对结果，确定当前检测过程中判定

标准的合格性，根据车轴第二磨损程度与第二历史磨损程度的比值与预设比值的比对结果确定对预设综合评价值进行调节；

步骤 S5，基于轻量化挂车驾驶员驾驶习惯评价值，确定轻量化挂车的行驶环境，根据驾驶习惯评价值与历史驾驶习惯评价值的相对差确定调节方式。

具体而言，本发明实施例根据轻量化挂车运行环境评价值与预设运行环境评价值 0.86的比对结果确定外部运行环境合格性；

当所述运行环境评价值小于或等于所述预设运行环境评价值时，则确定外部运行环境合格，轻量化挂车在平稳的环境中运行；

当所述运行环境评价值大于所述预设运行环境评价值时，则确定外部运行环境不合格，轻量化挂车在颠簸的环境中运行。

本发明实施例中，预设运行环境评价值取值为 0.86，预设运行环境评价值是在外部运行环境合格的历史若干运行环境评价值取平均值的情况下取得的，但上述取值并不限于此，本领域技术人员也可根据实际需要对该取值进行调整。

具体而言，本发明实施例根据以下公式计算所述运行环境评价值，设定：

其中，E 表示运行环境评价值，Vi0 表示轻量化挂车第 i 次制动时的速度，Vi 表示轻量化挂车第 i 次制动结束时的速度，Ti 表示制动时间， Δδi 表示轻量化挂车第 i 次转向角度变化值，Δti 表示第 i 次转向的时间间隔，V 表示一段时间内的轻量化挂车的行驶速度的平均值， Vmax 表示一段时间内的轻量化挂车的行驶速度的最大值，Vmin 表示一段时间内的轻量化挂车的行驶速度的最小值。

具体而言，本发明实施例在确定外部运行环境合格的条件下，根据轻量化挂车车轴转动时的声音振动评价值与预设声音振动评价值的比对结果确定车轴磨损程度合格性；

当所述声音振动评价值小于或等于所述预设声音振动评价值时，则确定车轴磨损程度合格；当所述声音振动评价值大于所述预设声音振动评价值时，则确定车轴磨损程度不合格。

本发明实施例中，预设声音振动评价值取值为 0.9，但上述取值并不限于此，本领域技术人员也可根据实际需要对该取值进行调整。

具体而言，本发明实施例根据以下公式计算所述声音振动评价值，设定：其中，P 表示声音振动评价值，n 表示振动频率特征的数量， ωk 表示第 k 个振动频率特征的权重，fk 表示当前行驶状态下的第 k 个振动频率特征的值，fk0 表示车轴在正常状态下第 k 个振动频率特征的值。

具体而言，本发明通过比较运行环境评价值与预设运行环境评价值来判断挂车当前所处的外部运行环境是否平稳，进而在确认环境合格的基础上，进一步通过声音振动评价值来评估车轴的磨损程度，提高了对车轴状态的检测，从而提高了轻量化挂车车轴故障的检测效率。

具体而言，本发明实施例在确定车轴磨损程度不合格的条件下，根据声音振动评价值与预设声音振动评价值的比值确定车轴第一磨损程度评价值。

具体而言，本发明实施例在确定车轴第一磨损程度评价值的条件下，根据车轴第一磨损程度评价值与第一历史磨损程度评价值 0.89 的比对结果确定当前检测判定磨损程度标准合格性；

当所述车轴第一磨损程度评价值小于或等于所述第一历史磨损程度评价值时，则确定当前检测判定磨损程度标准不合格；

当所述车轴第一磨损程度评价值大于所述第一历史磨损程度评价值时，则确定当前检测判定磨损程度标准合格。

本发明实施例中，历史磨损程度评价值取值为 0.89，历史磨损程度评价值是在检测判定磨损程度标准合格的历史若干车轴第一磨损程度评价值取平均值的情况下取得的，但上述取值并不限于此，本领域技术人员也可根据实际需要对该取值进行调整。

具体而言，本发明实施例在确定当前检测判定磨损程度标准不合格的条件下，根据车轴第一磨损程度评价值与第一历史磨损程度评价值的比值与预设比值 0.74 的比对结果确定对预设振动评价值进行调节；

当所述比值小于或等于所述预设比值时，则确定以振动调节系数将预设振动评价值增加至对应值；

当所述比值大于所述预设比值时，则确定不对预设振动评价值进行调节；

所述比值为车轴第一磨损程度评价值与第一历史磨损程度评价值的比值。

本发明实施例中，预设比值取值为 0.74，但上述取值并不限于此，本领域技术人员也可根据实际需要对该取值进行调整。

具体而言，本发明实施例根据所述比值与预设比值的差值确定振动调节系数 Y1。

本发明实施例中，将增加后的预设振动评价值设置为 Pz，设定 Pz=P0×Y1，其中 P0表示预设振动评价值，Y1 表示振动调节系数。

具体而言，本发明实施例根据以下公式计算振动调节系数，设定：  ;

其中，Y1 表示振动调节系数，ΔE 表示所述比值，ΔE0 表示预设比值。

具体而言，本发明通过比较车轴磨损程度评价值与历史磨损程度评价值来确定磨损程度检测标准的合格性，进而在检测标准不合格的情况下，根据磨损程度评价值的比值与预设比值的比较结果来决定是否需要调整预设振动评价值，通过结合历史磨损数据动态调整预设振动评价值，使磨损程度评估标准更加符合车辆实际使用情况，提高了评估的准确性，从而提高了车轴故障的检测效率。

具体而言，本发明实施例在确定外部运行环境不合格的条件下，根据轻量化挂车车轴转动时的声音振动频率与热成像的区域分布占比共同组成的综合评价值与预设综合评价值

0.85 的比对结果确定车轴磨损程度的合格性；

当所述综合评价值小于或等于所述预设综合评价值时，则确定车轴磨损程度不合格；

当所述综合评价值大于所述预设综合评价值时，则确定车轴磨损程度合格。

本发明实施例中，预设综合评价值取值为 0.85，预设综合评价值是在外部运行环境合格的历史若干综合评价值取平均值的情况下取得的，但上述取值并不限于此，本领域技术人员也可根据实际需要对该取值进行调整。

具体而言，本发明实施例根据以下公式计算所述综合评价值，设定：  ;

其中，Q 表示综合评价值，f 表示轻量化挂车车轴故障时的声音振动频率，fmax 表示轻量化挂车行驶过程车轴声音振动频率的最大值，fmin 表示轻量化挂车行驶过程车轴声音振动频率的最小值，A0 表示轻量化挂车车轴故障时热成像的面积，A 表示轻量化挂车车轴热成像的面积。

具体而言，本发明通过确定外部运行环境不合格的条件下，通过综合评估轻量化挂车车轴转动时的声音振动频率与热成像区域分布占比来确定车轴磨损程度合格性，提高了评估的准确性和效率。

具体而言，本发明实施例在确定车轴磨损程度不合格的条件下，根据综合评价值与预设综合评价值的比值确定车轴第二磨损程度评价值。

具体而言，本发明实施例在确定车轴第二磨损程度评价值的条件下，根据车轴第二磨损程度评价值与第二历史磨损程度评价值 0.82 的比对结果确定当前检测判定磨损程度标准的合格性；

当所述车轴第二磨损程度评价值小于或等于所述第二历史磨损程度评价值时，则确定当前检测判定磨损程度标准不合格；

当所述车轴第二磨损程度评价值大于所述第二历史磨损程度评价值时，则确定当前检测判定磨损程度标准合格。

本发明实施例中，第二历史磨损程度评价值取值为 0.82，历史磨损程度评价值是在检测判定磨损程度标准合格的历史若干车轴第二磨损程度评价值取平均值的情况下取得的，但上述取值并不限于此，本领域技术人员也可根据实际需要对该取值进行调整。

具体而言，本发明实施例在确定当前检测判定磨损程度标准不合格的条件下，根据车轴第二磨损程度评价值与第二历史磨损程度评价值的比值与预设比值 0.7 的比对结果确定对预设振动评价值进行调节；

当所述比值小于或等于所述预设比值时，则确定以综合调节系数将预设综合评价值增加至对应值；

当所述比值大于所述预设比值时，则确定不对预设综合评价值进行调节；

所述比值为车轴第二磨损程度评价值与第二历史磨损程度评价值的比值。

本发明实施例中，预设比值取值为 0.7，但上述取值并不限于此，本领域技术人员也可根据实际需要对该取值进行调整。

具体而言，本发明实施例根据所述比值与预设比值的差值确定综合调节系数 L1。

本发明实施例中，将增加后的预设综合评价值设置为 Qz，设定 Qz=Q0×L1，其中 Q0表示预设综合评价值，L1 表示综合调节系数。

具体而言，本发明实施例根据以下公式计算综合调节系数，设定：其中，L1 表示综合调节系数，ΔD 表示所述比值，ΔD0 表示预设比值。

具体而言，本发明通过对轻量化挂车车轴磨损程度的判定，在判定磨损程度标准不合格时，通过比较当前与历史磨损程度的比值来决定是否调整预设综合评价值的策略，该操作能够更准确地判定车轴磨损程度的合格性。

具体而言，本发明实施例根据轻量化挂车驾驶员驾驶习惯评价值与历史驾驶习惯评价值的比对结果确定轻量化挂车行驶的环境；

当驾驶习惯评价值小于或等于历史驾驶习惯评价值时，则确定轻量化挂车行驶在上坡、下坡或颠簸的不平稳环境中；

当驾驶习惯评价值大于历史驾驶习惯评价值时，则确定轻量化挂车行驶在平稳环境中。

本发明实施例中，历史驾驶习惯评价值取值为 0.78，但上述取值并不限于此，本领域技术人员也可根据实际需要对该取值进行调整。

具体而言，本发明实施例根据以下公式计算驾驶习惯评价值，设定：  ;

其中，B 表示驾驶习惯评价值，ni 表示第 i 次检测转速表的转速，nmax 表示转速表的转速最大值，nmin 表示转速表的转速最小值，c 表示离合的接合度，tc 表示离合接合的时间，n 表示检测转速表的次数。

具体而言，本发明实施例在确定轻量化挂车行驶在上坡、下坡或颠簸的不平稳环境的条件下，根据历史驾驶习惯评价值与驾驶习惯评价值的相对差与第一预设相对差 0.2 的比对结果确定对采集声音振动频率和热成像区域分布的数据频率进行调节；

当所述相对差小于或等于第一预设相对差时，则确定增加声音振动频率数据的采集频率；当所述相对差大于第一预设相对差时，则确定增加热成像区域分布数据的采集频率；

所述相对差为历史驾驶习惯评价值与驾驶习惯评价值的相对差。

具体而言，本发明通过轻量化挂车驾驶员驾驶习惯评价值来判定车辆行驶环境，在确定车辆行驶在不平稳环境后，进一步分析历史驾驶习惯评价值与当前驾驶习惯评价值的相对差来确定调整策略，提高了对车辆运行状态的精准检测，从而提高了轻量化挂车车轴故障的检测效率。

具体而言，本发明实施例在确定增加声音振动频率数据的采集频率的条件下，根据所述第一预设相对差与所述相对差的差值与第一预设差值 0.1 的比对结果确定增加声音振动频率数据的采集频率；

当所述差值小于或等于所述第一预设差值时，则确定以第一预设振动频率调节系数 1.03 将声音振动频率数据的采集频率增加至对应值；

当所述差值大于所述第一预设差值时，则确定以第二预设振动频率调节系数 1.07 将声音振动频率数据的采集频率增加至对应值；

所述差值为所述预设相对差与预设相对差的差值。

本发明实施例中，将增加后的声音振动频率数据的采集频率设置为 Mz，设定 Mz=M× Ki，其中 M 表示声音振动频率数据的采集频率，Ki 表示第 i 预设振动频率调节系数，i 取值为 1 或 2，K1 为第一预设振动频率调节系数，K2 为第二预设振动频率调节系数。

具体而言，本发明实施例在确定增加热成像区域分布数据的采集频率的条件下，根据所述相对差与第一预设相对差的差值与第二预设差值 0.07 的比对结果确定增加热成像区域分布数据的采集频率；

当所述差值小于或等于所述第二预设差值时，则确定以第一预设热成像调节系数 1.05 将热成像区域分布数据的采集频率增加至对应值；

当所述差值大于所述第二预设差值时，则确定以第二预设热成像调节系数 1.09 将热成像区域分布数据的采集频率增加至对应值；

所述差值为所述相对差与预设相对差的差值。

本发明实施例中，将增加后的热成像区域分布数据的采集频率设置为 Nz，设定 Nz=N ×Kj，其中 N 表示热成像区域分布数据的采集频率，Kj 表示第 j预设热成像调节系数，j 取值为 1 或 2，K1 为第一预设热成像调节系数，K2 为第二预设热成像调节系数。

具体而言，本发明通过对驾驶习惯评价值的变化幅度采取调整声音振动频率和热成像区域分布数据采集频率的策略，通过精细化调节数据采集频率，有助于提前发现潜在问题，提高了检测的准确性，从而提高了故障检测的效率。

具体而言，本发明实施例在确定轻量化挂车行驶在平稳环境的条件下，根据驾驶习惯评价值与历史驾驶习惯评价值的相对差与第二预设相对差 0.25 的比对结果确定对声音振动频率数据的采集频率进行调节；

当所述相对差小于或等于第二预设相对差时，则确定增加声音振动频率数据的采集频率；

当所述相对差大于第二预设相对差时，则确定无需对声音振动频率数据的采集频率进行调节；所述相对差为驾驶习惯评价值与历史驾驶习惯评价值的相对差。

具体而言，本发明实施例在确定增加声音振动频率数据的采集频率的条件下，根据所述相对差与第二预设相对差的差值与第三预设差值 0.15 的比对结果确定增加声音振动频率数据的采集频率；

当所述差值小于或等于所述第三预设差值时，则确定以第一预设采集调节系数 1.04 将声音振动频率数据的采集频率增加至对应值；

当所述差值大于所述第三预设差值时，则确定以第二预设采集调节系数 1.08 将声音振动频率数据的采集频率增加至对应值；

所述差值为所述相对差与预设相对差的差值。

本发明实施例中，将增加后的声音振动频率数据的采集频率设置为 Mc，设定 Mc=M× Ki，其中 M 表示声音振动频率数据的采集频率，Ki 表示第 i 预设采集调节系数，i 取值为 1或 2，K1 为第一预设采集调节系数，K2 为第二预设采集调节系数。

具体而言，本发明通过确定轻量化挂车行驶在平稳环境后，根据驾驶习惯评价值的相对变化来动态调整声音振动频率数据采集频率的策略，能够更精准地检测车辆的性能变化，从而提高了轻量化挂车车轴故障检测的效率。

至此， 已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。