CN109738191B - 发动机健康状态评价方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种发动机健康状态评价方法及系统，通过收集与发动机健康状态相关的健康状态参数；分析健康状态参数，并获取发动机的非怠速时间；将处于非怠速状态下的发动机第一档位的第一健康状态参数按预设时间间隔进行区间划分；其中，第一档位包括至少一个档位，第一健康状态参数包括至少一个参数；将各区间内第一健康状态参数的取值与非怠速时间的比值乘以第一档位在各区间对应的健康状态系数，进行加权求和得到第一档位的健康状态得分，进而得到发动机健康状态得分。本发明申请提供的发动机健康状态评价方法及系统对旋挖钻机用发动机健康状态进行直观、系统、量化、有效的评价。

Description

发动机健康状态评价方法及系统

技术领域

本申请涉及发动机健康管理技术领域，尤其是涉及一种发动机健康状态评价方法及系统。

背景技术

现有技术当中，旋挖钻机用发动机大体上缺少一种自动诊断其健康状态的系统及机制，目前只能通过专业技术人员依靠相关发动机参数再结合经验值来判断使用的旋挖钻机用发动机的健康状态。

申请人在研究中发现，现有技术中部分旋挖钻机用发动机具有故障诊断功能，可以对旋挖钻机用发动机部分故障进行故障识别。例如，旋挖钻机用发动机的增压压力传感器出现异常等故障的识别，但此故障识别诊断功能也无法形成系统的旋挖钻机用发动机的健康状态的诊断数据。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种发动机健康状态评价方法及系统，以解决或部分解决现有技术中缺少系统、直观评价旋挖钻机用发动机健康状态的方法。

第一方面，本申请实施例提供了一种发动机健康状态评价方法，包括：收集与所述发动机健康状态相关的健康状态参数；分析所述健康状态参数，并获取所述发动机的非怠速时间；将处于非怠速状态下的所述发动机第一档位的第一健康状态参数按预设时间间隔进行区间划分；其中，所述第一档位包括至少一个档位，所述第一健康状态参数包括至少一个参数；将各区间内第一健康状态参数的取值与所述非怠速时间的比值乘以所述第一档位在各区间对应的健康状态系数，进行加权求和得到所述第一档位的健康状态得分，进而得到所述发动机健康状态得分。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，当所述第一档位包括多个档位时，所述得到所述发动机健康状态得分包括：

将求得的所述多个档位分别对应的健康状态得分进行加权求和，得到所述发动机健康状态得分。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述第一档位包括：H档、P档、E档。

结合第一方面的第一种可能的实施方式或第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，当所述第一健康状态参数为多个参数时，所述得到所述第一档位的健康状态得分包括：

将所述多个参数对应的各区间内各参数的取值与所述非怠速时间的比值乘以所述第一档位在各区间对应的健康状态系数，进行加权求和得到所述第一档位的健康状态得分。

结合第一方面的第一种可能的实施方式或第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述第一健康状态参数至少可以包括：发动机的瞬时油耗和/或瞬时水温。

结合第一方面的第一种可能的实施方式或第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述与发动机健康状态相关的健康状态参数至少包括：发动机的档位、转速、瞬时油温和水温。

结合第一方面的第一种可能的实施方式或第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，预先根据历史健康状态得分或得分区间将所述发动机健康状态划分为优秀、良好、及格、不及格状态，所述得到所述发动机健康状态得分之后，还包括：

将得到的所述发动机健康状态得分与所述历史健康状态得分或得分区间进行比对，得到所述发动机健康状态，进而用以对所述发动机健康状态进行评价。

结合第一方面的第一种可能的实施方式或第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，判断所述发动机是否处于非怠速状态，包括：

检测所述发动机的转速，当检测到的发动机转速为怠速转速时所述发动机当前状态为怠速状态，否则所述发动机当前状态为非怠速状态。

结合第一方面的第一种可能的实施方式或第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，判断所述发动机是否处于非怠速状态，包括：

检测所述发动机的主机压力，当检测到的发动机主机压力低于4兆帕时所述发动机当前状态为怠速状态，否则所述发动机当前状态为非怠速状态。

第二方面，本申请实施例还提供一种发动机健康状态评价系统，包括：

收集模块，用以收集与所述发动机健康状态相关的健康状态参数；

分析模块，用以分析所述健康状态参数，并获取所述发动机的非怠速时间；

区间划分模块，用以将处于非怠速状态下的所述发动机第一档位的第一健康状态参数按预设时间间隔进行区间划分；其中，所述第一档位包括至少一个档位，所述第一健康状态参数包括至少一个参数；

健康状态得分计算模块，用以将各区间内第一健康状态参数的取值与所述非怠速时间的比值乘以所述第一档位在各区间对应的健康状态系数，进行加权求和得到所述第一档位的健康状态得分，进而得到所述发动机健康状态得分。

本申请实施例提供的一种发动机健康状态评价方法及系统，通过收集与所述发动机健康状态相关的健康状态参数；分析健康状态参数，并获取发动机的非怠速时间；将处于非怠速状态下的发动机第一档位的第一健康状态参数按预设时间间隔进行区间划分；其中，所述第一档位包括至少一个档位，所述第一健康状态参数包括至少一个参数；将各区间内第一健康状态参数的取值与非怠速时间的比值乘以第一档位在各区间对应的健康状态系数，进行加权求和得到所述第一档位的健康状态得分，进而得到发动机健康状态得分。本发明申请提供的一种发动机健康状态评价方法及系统对旋挖钻机用发动机健康状态进行直观、系统、量化、有效的评价。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例所提供的一种发动机健康状态评价方法的步骤流程图；

图2示出了本申请实施例所提供的一种发动机健康状态评价系统的系统框架示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为便于对本实施例进行理解，首先对本申请实施例所公开的一种发动机健康状态评价方法进行详细介绍。

如图1所示，为本申请实施例所提供的一种发动机健康状态评价方法的步骤流程图。因工况差异，目前本发明提供的发动机健康状态评价方法基于现有的旋挖钻机用发动机所实现，本领域技术人员应当得知随着技术发展具有本方案发动机及健康参数特征的工程机械亦可以，均以方案实现为准。

本申请实施例提供了一种发动机健康状态评价方法，包括：

步骤S101：收集与发动机健康状态相关的健康状态参数；

具体地，与发动机健康状态相关的健康状态参数至少包括：发动机的档位、转速、瞬时油温和水温。本发明实施例中S101具体包括，对旋挖钻机用发电机的档位、转速、瞬时油耗、水温进行采集、存储。

步骤S102：分析健康状态参数，并获取发动机的非怠速时间；

具体地，对旋挖钻机用发电机转速进行分析，得到非怠速时间T。本发明实施例中，一般情况下发动机具有一个对应的档位转速和怠速转速。其中，判断发动机是否处于非怠速状态，包括：检测发动机的转速，当检测到的发动机转速为怠速转速时发动机当前状态为怠速状态，否则发动机当前状态为非怠速状态。

另一方面，还可以包括其他判断方法，例如：

检测发动机的主机压力，当检测到的发动机主机压力低于4兆帕时发动机当前状态为怠速状态，否则发动机当前状态为非怠速状态。

步骤S103：将处于非怠速状态下的发动机第一档位的第一健康状态参数按预设时间间隔进行区间划分；其中，第一档位包括至少一个档位，第一健康状态参数包括至少一个参数；

具体地，本发明实施例提供的旋挖钻机用电动机的第一档位包括：H档、P档、E档。本发明实施例提供的旋挖钻机用电动机的第一健康状态参数至少包括：瞬时油耗和/或瞬时水温。本发明具体提供的旋挖钻机用电动机整机的健康状态评分为各个档位(H档、P档、E档)，考量各第一健康状态参数(即健康状态参数)的瞬时油耗和瞬时水温时，对应的健康状态得分进行加权求和得到。但本领域技术人员应该得知具体发动机档位的个数及健康状态参数的个数并不做具体限制，以能够实现为准。

步骤S104：将各区间内第一健康状态参数的取值与非怠速时间的比值乘以第一档位在各区间对应的健康状态系数，进行加权求和得到第一档位的健康状态得分，进而得到发动机健康状态得分。

本申请实施例提供了另一种可能的实施方式，其中，当第一档位包括多个档位时，步骤S104中得到发动机健康状态得分包括：将求得的多个档位分别对应的健康状态得分进行加权求和，得到发动机健康状态得分。

本申请实施例提供了另一种可能的实施方式，其中，当第一健康状态参数为多个参数时，步骤S104得到第一档位的健康状态得分包括：将多个参数对应的各区间内各参数的取值与非怠速时间的比值乘以第一档位在各区间对应的健康状态系数，进行加权求和得到第一档位的健康状态得分。

具体地，如下表(1)所示，为对通过步骤S101进行采集的与发动机健康状态相关的健康状态参数得到的相关数据。其中，本发明实施例提供的旋挖钻机用电动机的档位包括H档、P档和E档，利用步骤S102得到发动机的非怠速时间T；并在第一健康状态参数为发动机的瞬时油耗和瞬时水温(经过环境温度折算后的值)时根据步骤S103进行预设时间间隔的划分，具体的预设时间间隔以及区间的具体时间单位不做具体限制，以能够时限为准；并采用步骤S104的方法对旋挖钻机用电动机健康状态得分进行计算。

表(1)

其中，本发明实施例中表中时间区间的时间单位为h，瞬时油耗单位为L/h，瞬时水温单位为℃，健康系数一般为经验值本发明实施例不做具体限制。

具体地，根据本发明实施例提供的旋挖钻机用电动机健康状态评价方法，步骤S104中结合表(1)中数据，可以得出任一档位下的健康状态得分，比如计算H档得分的公式应该为：

(100/T*1+10/T*1+20/T*1+30/T*0.9)+(100/T*1+10/T*1+20/T*0.8+30/T*0.9)

其中如T非怠速时间，当T值取值为100h时，则上述H档计算得到的健康状态得分为：0.157+0.153＝0.31

根据上述单个档位健康状态得分的计算方法可以求得各个档位的健康状态得分，将得出各档即H档、P档、E档下的健康状态得分进行加权求和，即得到旋挖钻机用发动机整机的健康状态得分。

本申请实施例提供了另一种可能的实施方式，其中，预先根据历史健康状态得分或得分区间将所述发动机健康状态划分为优秀、良好、及格、不及格状态，得到所述发动机健康状态得分之后即步骤S104之后，还包括：

将得到的发动机健康状态得分与所述历史健康状态得分或得分区间进行比对，得到发动机健康状态，进而用以对发动机健康状态进行评价。看具体旋挖钻机用发动机整机的健康状态得分属于哪种健康状态，举例说明可以定义发动机健康状态得分为90分表征健康状态优秀，发动机健康状态得分为80分表征健康状态良好，发动机健康状态得分为60分表征健康状态及格，低于60分表征健康状态为不及格。并发明对具体得分或得分区间表征哪种健康状态不做具体限制。

本申请实施例提供的一种发动机健康状态评价方法及系统，通过收集与发动机健康状态相关的健康状态参数；分析健康状态参数，并获取发动机的非怠速时间；将处于非怠速状态下的发动机第一档位的第一健康状态参数按预设时间间隔进行区间划分；其中，所述第一档位包括至少一个档位，所述第一健康状态参数包括至少一个参数；将各区间内第一健康状态参数的取值与非怠速时间的比值乘以第一档位在各区间对应的健康状态系数，进行加权求和得到所述第一档位的健康状态得分，进而得到发动机健康状态得分。本发明申请提供的一种发动机健康状态评价方法及系统对旋挖钻机用发动机健康状态进行直观、系统、量化、有效的评价。

基于相同的技术构思，本申请实施例还提供一种发动机健康状态评价系统，具体可参见以下实施例。如图2所示，本申请实施例还提供一种系统，包括：

收集模块201，用以收集与发动机健康状态相关的健康状态参数；

分析模块202，用以分析通过收集模块201收集的所述健康状态参数，并获取发动机的非怠速时间T；

区间划分模块203，用以将处于非怠速状态下的发动机第一档位的第一健康状态参数按预设时间间隔进行区间划分；其中，第一档位包括至少一个档位，第一健康状态参数包括至少一个参数；

健康状态得分计算模块204，用以将各区间内第一健康状态参数的取值与非怠速时间的比值乘以所述第一档位在各区间对应的健康状态系数，进行加权求和得到所述第一档位的健康状态得分，进而得到所述发动机健康状态得分。

本申请实施例所提供的进行发动机健康状态评价的计算机程序产品，具体采集、计算均可以采用计算机程序进行计算、收集、存储无需或减少人工操作。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

最后，还需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物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、物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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种发动机健康状态评价方法，其特征在于，包括：

收集与所述发动机健康状态相关的健康状态参数；

分析所述健康状态参数，并获取所述发动机的非怠速时间；

将处于非怠速状态下的所述发动机第一档位的第一健康状态参数按预设时间间隔进行区间划分；其中，所述第一档位包括至少一个档位，所述第一健康状态参数包括至少一个参数；

将各区间内第一健康状态参数的取值与所述非怠速时间的比值乘以所述第一档位在各区间对应的健康状态系数，进行加权求和得到所述第一档位的健康状态得分，进而得到所述发动机健康状态得分。

2.根据权利要求1所述的发动机健康状态评价方法，其特征在于，当所述第一档位包括多个档位时，所述得到所述发动机健康状态得分包括：

将求得的所述多个档位分别对应的健康状态得分进行加权求和，得到所述发动机健康状态得分。

3.根据权利要求2所述的发动机健康状态评价方法，其特征在于，所述第一档位包括：H档、P档、E档。

4.根据权利要求1所述的发动机健康状态评价方法，其特征在于，当所述第一健康状态参数为多个参数时，所述得到所述第一档位的健康状态得分包括：

将所述多个参数对应的各区间内各参数的取值与所述非怠速时间的比值乘以所述第一档位在各区间对应的健康状态系数，进行加权求和得到所述第一档位的健康状态得分。

5.根据权利要求1所述的发动机健康状态评价方法，其特征在于，所述第一健康状态参数至少可以包括：发动机的瞬时油耗和/或瞬时水温。

6.根据权利要求1所述的发动机健康状态评价方法，其特征在于，与所述发动机健康状态相关的健康状态参数至少包括：发动机的档位、转速、瞬时油温和水温。

7.根据权利要求1所述的发动机健康状态评价方法，其特征在于，预先根据历史健康状态得分或得分区间将所述发动机健康状态划分为优秀、良好、及格、不及格状态，所述得到所述发动机健康状态得分之后，还包括：

将得到的所述发动机健康状态得分与所述历史健康状态得分或得分区间进行比对，得到所述发动机健康状态，进而用以对所述发动机健康状态进行评价。

8.根据权利要求1所述的发动机健康状态评价方法，其特征在于，判断所述发动机是否处于非怠速状态，包括：

检测所述发动机的转速，当检测到的发动机转速为怠速转速时所述发动机当前状态为怠速状态，否则所述发动机当前状态为非怠速状态。

9.根据权利要求1所述的发动机健康状态评价方法，其特征在于，判断所述发动机是否处于非怠速状态，包括：

检测所述发动机的主机压力，当检测到的发动机主机压力低于4兆帕时所述发动机当前状态为怠速状态，否则所述发动机当前状态为非怠速状态。

10.一种发动机健康状态评价系统，其特征在于，包括：

收集模块，用以收集与所述发动机健康状态相关的健康状态参数；

分析模块，用以分析所述健康状态参数，并获取所述发动机的非怠速时间；

区间划分模块，用以将处于非怠速状态下的所述发动机第一档位的第一健康状态参数按预设时间间隔进行区间划分；其中，所述第一档位包括至少一个档位，所述第一健康状态参数包括至少一个参数；

健康状态得分计算模块，用以将各区间内第一健康状态参数的取值与所述非怠速时间的比值乘以所述第一档位在各区间对应的健康状态系数，进行加权求和得到所述第一档位的健康状态得分，进而得到所述发动机健康状态得分。

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