一种变速箱故障诊断系统及其构建方法和存储介质
阅读说明：本技术 一种变速箱故障诊断系统及其构建方法和存储介质 (Gearbox fault diagnosis system and construction method and storage medium thereof ) 是由 李强 辛彩云 冯子超 杨治学 于 2021-04-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及变速箱控制技术领域,公开了一种变速箱故障诊断系统及其构建方法和存储介质,包括：前端信号采集端口,采集多个第一参数信号和第二参数信号；诊断预处理模块,包括多个预处理子单元,根据所述当前输入信号的数据进行预处理；故障诊断模块,包括多个分别对变速箱某一类型故障进行故障诊断的诊断子单元,所述诊断子单元用于对所对应变速箱同一类别的故障进行故障诊断,故障诊断模块从预处理子单元调用对应的预处理结果进行故障诊断,输出故障诊断结果。本发明中故障诊断系统采用了新的构架,将原诊断模块改进为“诊断预处理模块”和“故障诊断模块”,优化分类结构,代码模型层次清晰,平台化,便于模型代码的添加和维护。(The invention relates to the technical field of gearbox control, and discloses a gearbox fault diagnosis system, a construction method and a storage medium thereof, wherein the gearbox fault diagnosis system comprises: the front-end signal acquisition port acquires a plurality of first parameter signals and second parameter signals; the diagnosis preprocessing module comprises a plurality of preprocessing subunits and is used for preprocessing according to the data of the current input signal; and the fault diagnosis module comprises a plurality of diagnosis subunits which are used for performing fault diagnosis on certain type of faults of the gearbox respectively, the diagnosis subunits are used for performing fault diagnosis on the same type of faults of the corresponding gearbox, and the fault diagnosis module calls a corresponding preprocessing result from the preprocessing subunit to perform fault diagnosis and outputs a fault diagnosis result. The fault diagnosis system adopts a new framework, improves the original diagnosis module into a diagnosis preprocessing module and a fault diagnosis module, optimizes the classification structure, has clear code model hierarchy and platformization, and is convenient for adding and maintaining the model codes.)
技术领域
本发明涉及变速箱控制技术领域，特别是指一种变速箱故障诊断系统及其构建方法和存储介质。
背景技术
变速箱故障诊断系统中，根据不同的变速箱故障类型和故障判断逻辑调用相关的输入参数，每种故障判断时都需要对调用的参数进行处理然后进行逻辑判断，变速箱的故障有多种类型，一个运行参数作为多个故障判断的依据是一种常见的情况，但是，同一个运行参数在进行不同的故障类型判断时，都需要进行处理，造成故障判断速度慢，在编程时，会造成工程师逻辑混乱。
其次，在变速箱故障诊断系统升级或维护时，由于多种故障类型的逻辑关系的存储位置比较零散没有规律，一旦该故障类型的判断逻辑关系式确定后便不易修改，造成了变速箱故障诊断系统升级或维护的难度高的问题。
发明内容
本发明提出一种变速箱故障诊断系统及其构建方法和存储介质，解决了现有技术中变速箱故障诊断系统升级或维护的难度高的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种变速箱故障诊断系统， 包括：
前端信号采集端口，用于采集多个第一参数信号和第二参数信号，所述第一参数信号是由前端模块输入的变速箱运行参数信号，所述第二参数信号是与变速箱运行参数无关且与变速箱故障诊断相关联的外部参数信号；
诊断预处理模块，包括多个预处理子单元，所述预处理子单元分别对采集的多个第一参数信号进行预处理，所述预处理包括根据当前输入信号的数据进行运算和处理，并输出预处理结果；
故障诊断模块，包括多个分别对变速箱各类故障进行诊断的诊断子单元，所述诊断子单元用于对所对应变速箱同一类别的故障进行故障诊断，所述故障诊断模块包括多个输入端口和输出端口，所述输入端口从所述预处理子单元调用与其故障类型相关的预处理结果，所述输出端口向车辆DSM或外部模块输出故障诊断结果。
作为优选的技术方案，还包括附加模块，所述附加模块具有多个输入端口和输出端口，所述输入端口通过调用与其故障类型相关的预处理结果，和/或调用第二参数信号的数据，输出端口根据变速箱运行参数信号和外部参数信号进行故障诊断，输出对应的故障诊断结果。
作为优选的技术方案，所述诊断预处理模块包括多个对所述第二参数信号进行预处理的预处理子单元并输出所述第二参数信号的预处理结果，所述附加模块的输入端口调用所述第二参数信号的预处理结果。
作为优选的技术方案，一种变速箱故障诊断系统的构建方法，所述方法构建一种变速箱故障诊断系统，包括以下步骤：
建立前端信号采集端口，设置前端信号采集端口的数量以及各端口的输入信号及数据类型，所述前端信号采集端口采集多个变速箱运行参数信号和外部参数信号；
建立诊断预处理模块：创建多个预处理子单元，设置所述预处理子单元的输入端口数量及其输入信号类型、设置所述预处理子单元的输出端口及其输入和输出之间的运算逻辑，每个预处理单元对应处理一种或几种输入信号，每种输入信号标识一种运行参数的运行数据；
建立所述预处理子单元的输入端口与前端信号采集端口之间的引用关系；
建立故障诊断模块：创建多个诊断子单元，根据与变速箱同一类别故障相关的运行参数设置诊断子单元的输入端口，根据变速箱的故障类型设置诊断子单元的故障诊断模型或判断逻辑，以及故障诊断结果的输出端口；
建立所述诊断子单元输入端口与对应预处理子单元的引用关系。
作为优选的技术方案，所述诊断子单元至少包括一种故障类型。
作为优选的技术方案，还包括以下步骤：
创建附加模块，设置所述附加模块输入端口的数量及其输入信号类型，设置所述附加模块的故障诊断模型或判断逻辑，以及故障诊断结果的输出端口，所述附加模块的输入端口至少调用一个外部参数信号。
作为优选的技术方案，还包括添加或删改预处理子单元的步骤。
作为优选的技术方案，还包括：修改、添加或删除任一个诊断子单元的输入端口或输出端口的设置，以及修改、添加或删改所述诊断子单元的故障类型、故障诊断模型或判断逻辑。
一种计算机可读存储介质，存储有程序代码或指令，所述程序代码或指令运行上述变速箱故障诊断系统，实现变速箱故障诊断的功能。
一种计算机可读存储介质，存储有程序代码或指令，所述程序代码或指令执行上述构建变速箱故障诊断系统的方法步骤，构建一种变速箱故障诊断系统。
本发明的有益效果在于：本发明中故障诊断系统采用了新的构架，将原诊断模块改进为“诊断预处理模块”和“故障诊断模块”，优化分类结构，故障诊断模型层次清晰，平台化和模块化，便于模型代码的添加和维护。
本发明通过诊断预处理模块将输入的信号进行预处理，故障诊断模块可以直接调用故障预处理模块输出的处理结果，不需要再将信号进行运算，减少了对信号的重复运算，提高了故障诊断的速度和效率。
由于诊断预处理模块和故障诊断模块均采用的模块化的编程，可以通过预处理将一类信号集中处理，故障诊断模块将变速箱各部件涉及的多种故障类型集中进行诊断或分析，逻辑层次分明，有利于功能的增加或删改，为系统平台的升级和维护提供了便利。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术的变速箱故障诊断系统的架构图；
图2为本发明实施例中变速箱故障诊断系统的架构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1所示，现有技术中的故障诊断系统或故障诊断模块，通过外部模块或前端模块输入了多种信号的运行数据，由于变速箱故障诊断涉及到变速箱运行的多种参数以及多种外部参数，故障诊断系统在进行诊断时，直接调用这些数据，通过故障诊断的判定逻辑条件对信号进行运算处理，并结合其他参数的运算处理结果，最终得出是否出现该类型的故障。
现有技术中，前端采集的信号没有进行预处理，在故障诊断时需要对信号的数据进行分析处理，如果一种信号可用于多种故障类型的判断中，需要重复对相关信号进行处理分析，造成了故障诊断的逻辑关系复杂，且故障诊断逻辑层次不清楚，程序代码散乱，技术人员进行后期维护和修改的难度大。
如图2所示，本发明中将现有的故障诊断系统进行了结构和功能上的优化，将原有的零散的程序代码采用模块化的编程方式，具体如下：
一种变速箱故障诊断系统，包括前端信号采集端口、诊断预处理模块、故障诊断模块和附加模块。
前端信号采集端口，用于采集多个第一参数信号和第二参数信号，第一参数信号是由前端模块输入的变速箱运行参数信号，如通讯故障信号，电子换挡信号，电磁阀信号，转速和档位信号等，第二参数信号是与变速箱运行参数无关且与变速箱故障诊断断相关联的外部参数信号，如发动机油温信号，离合器结合信号，油门和刹车信号等。
诊断预处理模块，包括多个预处理子单元，预处理子单元分别对采集的多个第一参数信号进行预处理，如图2中所示出的预处理子单元1至预处理子单元N，预处理子单元根据当前输入信号进行预处理，并输出预处理结果。预处理子单元包括液力变矩器预处理、电子油泵预处理、滑摩故障预处理、转速故障预处理、位置故障预处理、电子换挡故障预处理等，预处理子单元将输入的信号根据设定的控制逻辑进行分析处理，故障诊断模块可直接调用预处理的结果，也就是说，预处理子单元对各类故障诊断的前置条件进行处理和运算，例如，某类故障诊断的前置条件为车辆无故障，对应预处理子单元的输入端口收集各类故障码或故障信号的输出，若没有任何故障码或故障信号输出，则预处理子单元输出为真，即车辆无故障，若其他故障诊断的前置条件也包括车辆无故障，则可以直接引用该预处理子单元的输出结果。
故障诊断模块，包括多个分别对变速箱各类故障进行诊断的诊断子单元，如图2中所示出的诊断子单元1至诊断子单元M，每个诊断子单元只对变速箱同一类别的故障进行故障诊断，同一类别的故障是指与同一只部件相关的所有故障或同一类故障，如对液力变矩器诊断、电子油泵诊断、滑摩故障诊断、转速故障诊断、电子换挡诊断等，例如，转速过高、转速过低或转速不真实等故障均可归类为转速故障，诊断子单元对该类别的故障进行诊断，输出对应的故障诊断结果。
故障诊断模块包括多个输入端口和输出端口，输入端口从预处理子单元调用与其故障类型相关的预处理结果，输出端口向车辆DSM或外部模块输出包含变速箱故障类型的故障诊断结果。
附加模块，附加模块具有多个输入端口和输出端口，输入端口调用与其故障类型相关的预处理结果，和/或调用第二参数信号的状态值，输出端口根据变速箱运行参数信号和外部参数信号进行故障诊断，输出对应的故障诊断结果。
当需要对第二参数信号进行预处理时，预处理模块还可以设置多个对第二参数信号进行预处理的预处理子单元，附加模块的输入端口调用第二参数信号的预处理信号。
上述变速箱故障诊断系统的构建方法，包括以下步骤：
建立前端信号采集端口，步骤S1：设置前端信号采集端口的数量以及设置各端口的输入信号及数据类型，前端信号采集端口采集多个变速箱运行参数信号和外部参数信号；
建立诊断预处理模块：步骤S21：创建多个预处理子单元，设置预处理子单元的输入端口数量及其输入信号类型、设置预处理子单元的输出端口及其输入和输出之间的运算逻辑，每个预处理单元对应处理一种或几种输入信号，每种输入信号标识一种运行参数的运行数据；
步骤S22：建立预处理子单元的输入端口与前端信号采集端口之间的引用关系；
建立故障诊断模块：步骤S31：根据变速箱的故障类型创建多个诊断子单元，设置与变速箱同一类别的故障相关的运行参数输入诊断子单元的输入端口，根据变速箱同一类别的故障类型设置诊断子单元的故障诊断模型或判断逻辑，以及故障诊断结果的输出端口，诊断子单元至少包括一种对应变速箱部件的故障类型；
步骤S32：建立诊断子单元输入端口与对应预处理子单元的引用关系。
创建附加模块：步骤S41：设置附加模块输入端口的数量及其输入信号类型，设置附加模块的故障诊断模型或判断逻辑，以及故障诊断结果的输出端口，附加模块的输入端口至少调用一个外部参数信号。
本发明实施例中，前端信号采集端口、诊断预处理模块、故障诊断模块和附加模块的创建步骤不分前后，模块创建顺序可根据实际需要和编程逻辑灵活调整。
为了便于系统升级和维护，还可以添加或删改预处理子单元，修改、添加或删除任一个诊断子单元的输入端口或输出端口的设置，以及修改、添加或删改诊断子单元的故障类型、故障诊断模型或判断逻辑。
本发明中变速箱故障诊断系统的源程序代码或指令可存储于计算机可读存储介质中，当程序或指令运行时，变速箱故障诊断系统可实现变速箱故障诊断的功能，因此，存储有本发明实施例中所涉及的变速箱故障诊断系统的源程序或指令的计算机可读存储介质也在本发明的保护范围之内。
本发明中变速箱故障诊断系统的构建方法的源程序代码或指令可存储于计算机可读存储介质中，当程序或指令运行时，构建一种变速箱故障诊断系统。因此，当一种计算机可读存储介质存储有本发明实施例中所涉及的变速箱故障诊断系统的构建方法原程序或指令时，该计算机可读存储介质也在本发明的保护范围之内。
此外，计算机可读存储介质包括现有技术中任一种能够用于存储数据和源代码的电子设备或存储器，因此，现有技术中能够用于存储数据或程序源代码的计算机可读存储介质，在存储有本发明所涉及的变速箱故障诊断系统和/或其构建方法的程序或指令时均在本发明的保护范围之内。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。
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