CN113635831A - 车辆悬架系统的故障分级预警方法、装置和计算机设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种车辆悬架系统的故障分级预警方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：获取车辆的悬架系统的动态承载力与实际承载力；其中，所述动态承载力基于所述悬架系统的固有参数、以及实时采集的所述悬架系统相对于承载式车身的垂直动态位移确定得到，所述实际承载力基于传感器实时采集得到；当检测到所述动态承载力与实际承载力的受力差大于第一阈值时，输出一级预警信息；当检测到所述受力差的变化率大于第二阈值时，输出二级预警信息，并输出限扭信息；所述限扭信息用于强制降低车辆的速度，以警示驾驶员停止行驶。采用本方法能够快速对悬架系统的异常进行检测和预警。

Description

车辆悬架系统的故障分级预警方法、装置和计算机设备

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，特别是涉及一种车辆悬架系统的故障分级预警方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

随着商用车市场竞争逐渐激烈，轻量化要求逐渐显现，悬架系统为了实现轻量化的目标，逐渐向新材料、新工艺领域拓展，遂出现了单片簧悬架系统。单片簧悬架系统虽然能实现轻量化的目标，但其可靠性不高，相较于传统钢板弹簧而言存在明显的安全隐患。

传统钢板弹簧悬架系统中至少设置有两片弹簧片，当其中一片弹簧片失效时，剩余的弹簧片依然能起到弹性元件的承载作用。而如果是单片弹簧片，在行驶过程中若弹簧片出现疲劳失效，突然断裂，则会导致车辆直接瘫痪，严重时甚至导致交通事故，存在着巨大的安全隐患。

因此，需要一种车辆悬架系统的故障预警方法，从而在悬架系统失效时快速、及时地发出预警。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提供悬架系统失效时快速分级预警的车辆悬架系统的故障分级预警方法、装置、计算机设备和存储介质。

一种车辆悬架系统的故障分级预警方法，所述方法包括：

获取车辆的悬架系统的动态承载力与实际承载力；其中，所述动态承载力基于所述悬架系统的固有参数、以及实时采集的所述悬架系统相对于承载式车身的垂直动态位移确定得到，所述实际承载力基于传感器实时采集得到；

当检测到所述动态承载力与实际承载力的受力差大于第一阈值时，输出一级预警信息；

当检测到所述受力差的变化率大于第二阈值时，输出二级预警信息，并输出限扭信息；所述限扭信息用于强制降低车辆的速度，以警示驾驶员停止行驶。

在其中一个实施例中，所述获取车辆的悬架系统的动态承载力与实际承载力，包括：

基于配置在承载式车身与悬架系统之间的位移传感器，实时采集所述悬架系统相对于承载式车身的垂直动态位移；

对所述垂直动态位移数据进行微分处理，得到垂直动态速度和垂直动态加速度；

根据所述悬架系统的固有参数、所述垂直动态速度和垂直动态加速度，计算得到所述悬架系统的动态承载力。

在其中一个实施例中，所述悬架系统的固有参数包括弹性元件静态刚度值、阻尼元件阻尼值和承载质量；所述根据所述悬架系统的固有参数、所述垂直动态速度和垂直动态加速度，计算得到所述悬架系统的动态承载力，包括：

将所述弹性元件静态刚度值与所述垂直动态位移的乘积，作为第一中间值；

将所述悬架系统的承载质量与所述垂直动态加速度的乘积，作为第二中间值；

将所述阻尼元件阻尼值与所述垂直动态速度的乘积，作为第三中间值；

根据所述第一中间值、第二中间值、以及第三中间值的和，确定所述悬架系统的动态承载力。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

当检测到车辆停止行驶后，根据所述悬架系统的弹性元件的静态刚度值与刚度阈值的差异，确定所述悬架系统中的故障元件；所述故障元件包括弹性元件和阻尼元件。

在其中一个实施例中，所述当检测到车辆停止行驶后，根据所述悬架系统的弹性元件的静态刚度值与刚度阈值的差异，确定所述悬架系统的故障元件，包括：

当检测到车辆停止驾驶后，采集所述悬架系统的垂直静态位移和静态承载力；

根据所述垂直静态位移和静态承载力，确定所述悬架系统的弹性元件的静态刚度值；

若所述静态刚度值小于所述刚度阈值，确定所述悬架系统的故障元件为弹性元件；

若所述静态刚度值不小于所述刚度阈值，确定所述悬架系统的故障元件为阻尼元件。

在其中一个实施例中，所述输出一级预警信息，包括：向预警设备发送一级报警指令，以使所述预警设备向车辆的驾驶员提示悬架系统出现异常。

在其中一个实施例中，所述输出二级预警信息，并输出限扭信息，包括：

向预警设备发送二级报警指令，以使所述预警设备向车辆的驾驶员提示悬架系统出现严重异常；

向发动机发送限扭信息，所述限扭信息用于指示所述发动机减缓运行或停止运行。

一种车辆悬架系统的故障分级预警装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取车辆的悬架系统的动态承载力与实际承载力；其中，所述动态承载力基于所述悬架系统的固有参数、以及实时采集的所述悬架系统相对于承载式车身的垂直动态位移确定得到，所述实际承载力基于传感器实时采集得到；

处理模块，用于当检测到所述动态承载力与实际承载力的受力差大于第一阈值时，输出一级预警信息；

所述处理模块，还用于当检测到所述受力差的变化率大于第二阈值时，输出二级预警信息，并输出限扭信息；所述限扭信息用于强制降低车辆的速度，以警示驾驶员停止行驶。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

获取车辆的悬架系统的动态承载力与实际承载力；其中，所述动态承载力基于所述悬架系统的固有参数、以及实时采集的所述悬架系统相对于承载式车身的垂直动态位移确定得到，所述实际承载力基于传感器实时采集得到；

当检测到所述动态承载力与实际承载力的受力差大于第一阈值时，输出一级预警信息；

当检测到所述受力差的变化率大于第二阈值时，输出二级预警信息，并输出限扭信息；所述限扭信息用于强制降低车辆的速度，以警示驾驶员停止行驶。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取车辆的悬架系统的动态承载力与实际承载力；其中，所述动态承载力基于所述悬架系统的固有参数、以及实时采集的所述悬架系统相对于承载式车身的垂直动态位移确定得到，所述实际承载力基于传感器实时采集得到；

当检测到所述动态承载力与实际承载力的受力差大于第一阈值时，输出一级预警信息；

当检测到所述受力差的变化率大于第二阈值时，输出二级预警信息，并输出限扭信息；所述限扭信息用于强制降低车辆的速度，以警示驾驶员停止行驶。

上述车辆悬架系统的故障分级预警方法、装置、计算机设备和存储介质，通过获取车辆的悬架系统的动态承载力与实际承载力，并计算二者的受力差，当检测到所述动态承载力与实际承载力的受力差大于第一阈值时，输出一级预警信息，从而向驾驶员悬架系统出现异常；同时，当检测到所述受力差的变化率大于第二阈值时，输出二级预警信息，从而向驾驶员悬架系统出现严重异常；并输出限扭信息，避免交通事故的发生。

附图说明

图1为一个实施例中车辆悬架系统的故障分级预警方法的流程示意图；

图2为一个实施例中获取车辆的悬架系统的动态承载力与实际承载力的步骤的流程示意图；

图3为一个实施例中根据悬架系统的固有参数、垂直动态速度和垂直动态加速度，计算得到悬架系统的动态承载力的步骤的流程示意图；

图4为一个实施例中仿真实现时的逻辑流程图；

图5为一个实施例中车辆悬架系统的故障分级预警方法的流程框图；

图6为一个实施例中根据悬架系统的弹性元件的静态刚度值与刚度阈值的差异，确定悬架系统的故障元件的步骤的流程示意图；

图7为一个实施例中终端诊断悬架系统的故障元件的步骤的流程框图；

图8为一个实施例中终端诊断悬架系统的故障元件的步骤在仿真实现时的逻辑流程图；

图9为一个实施例中分级预警和故障诊断的流程示意图；

图10为一个实施例中车辆悬架系统的故障分级预警装置的结构框图；

图11为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种车辆悬架系统的故障分级预警方法，本实施例以该方法应用于终端进行举例说明，可以理解的是，该方法也可以应用于服务器，还可以应用于包括终端和服务器的系统，并通过终端和服务器的交互实现。示例性地，终端例如为车辆的车载终端，或者车辆上设置的电控设备等。可以理解的是，该方法可以应用于传统钢板弹簧系统、螺旋弹簧系统、空气悬架系统、以及工程车辆的油汽弹簧系统等，从而实现对悬架系统的故障检测和分级预警。

本实施例中，该方法包括以下步骤：

步骤S102，获取车辆的悬架系统的动态承载力与实际承载力。

其中，悬架系统是车辆的车架和车桥之间的传力装置和连接装置的总称，用于传递车轮和车架之间的力和力扭，衰减驾驶过程中地面传递给车架或车身的冲击力和正东，保证车辆的平稳驾驶。车架是跨接在车辆前后车桥上的框架式结构，用于支撑车辆的各总成，也称承载式车身。

其中，动态承载力基于悬架系统的固有参数、以及实时采集的悬架系统相对于承载式车身的垂直动态位移确定得到，实际承载力基于传感器实时采集得到。示例性地，实际承载力由力传感器采集得到。

具体地，终端基于车辆上设置的传感器，获取悬架系统的动态承载力与实际承载力。在一些实施例中，如图2所示，车辆的悬架系统的动态承载力的获取步骤，包括：

步骤S202，基于配置在承载式车身与悬架系统之间的位移传感器，实时采集悬架系统相对于承载式车身的垂直动态位移。

步骤S204，对垂直动态位移数据进行微分处理，得到垂直动态速度和垂直动态加速度。

步骤S206，根据悬架系统的固有参数、垂直动态速度和垂直动态加速度，计算得到悬架系统的动态承载力。

其中，车辆在承载式车身与悬架系统之间设有位移传感器，用于实时采集悬架系统相对于承载式车身的垂直动态位移。为了确保误差在容许范围内，用于采集实际承载力的力传感器的设置位置与位移传感器的设置位置接近。悬架系统的固有参数包括弹性元件静态刚度值、阻尼元件阻尼值和承载质量。

具体地，终端获取位移传感器采集的悬架系统相对于承载式车身的垂直动态位移。然后，终端对垂直动态位移进行两次微分处理，分别得到垂直动态速度和垂直动态加速度。依据所得到的垂直动态速度和垂直动态加速度，终端再根据悬架系统的固有参数，计算得到悬架系统的动态承载力。

示例性地，终端对垂直动态位移X进行微分处理，得到垂直动态速度V和垂直动态加速度a。悬架系统的固有参数包括弹性元件静态刚度值k、阻尼元件阻尼值c和承载质量m。由此，终端基于牛顿第二定律，计算得到悬架系统的动态承载力F。

上述实施例中，通过利用配置在承载式车身与悬架系统之间的位移传感器，实时采集车辆行驶过程中悬架相对于承载式车身的垂直动态位移，并据此计算得到悬架系统的实时的动态承载力，便于及时、准确地获取在行驶过程中悬架系统的实时载荷，由此对悬架系统的故障预警和诊断更加准确。

在一些实施例中，如图3所示，根据悬架系统的固有参数、垂直动态速度和垂直动态加速度，计算得到悬架系统的动态承载力，包括：

步骤S302，将弹性元件静态刚度值与垂直动态位移的乘积，作为第一中间值；

步骤S304，将悬架系统的承载质量与垂直动态加速度的乘积，作为第二中间值；

步骤S306，将阻尼元件阻尼值与垂直动态速度的乘积，作为第三中间值；

步骤S308，根据第一中间值、第二中间值、以及第三中间值的和，确定悬架系统的动态承载力。

具体地，终端基于牛顿第二定律，依据悬架系统的固有参数、垂直动态速度和垂直动态加速度，计算得到悬架系统的动态承载力。示例性地，终端依据公式F＝ma+kX+cV，计算弹性元件静态刚度值k与垂直动态位移X的乘积kX，作为第一中间值；计算悬架系统的承载质量m与垂直动态加速度a的乘积ma，作为第二中间值；计算阻尼元件阻尼值c与垂直动态速度V的乘积cV，作为第三中间值；并将第一中间值、第二中间值、以及第三中间值相加，将三者之和作为悬架系统的动态承载力F。

上述实施例中，通过利用配置在承载式车身与悬架系统之间的位移传感器，实时采集车辆行驶过程中悬架相对于承载式车身的垂直动态位移，并据此计算得到悬架系统的实时的动态承载力，便于及时、准确地获取在行驶过程中悬架系统的实时载荷，由此对悬架系统的故障预警和诊断更加准确。步骤S104，当检测到动态承载力与实际承载力的受力差大于第一阈值时，输出一级预警信息。

具体地，终端将计算得到的动态承载力与利用力传感器实际采集到的实际承载力进行比较，并计算二者的受力差。终端将该受力差与预先设置的阈值(为了以示区分，此处称为第一阈值)进行比较，若受力差在阈值范围内，则说明悬架系统正常，未发生故障；若受力差大于阈值，则说明悬架系统发生故障。例如，当悬架系统的弹性元件失效或故障时，弹性元件的静态刚度值减小，而悬架系统实际承载的载荷并不会发生变化，因此，悬架系统会增加弹性元件的变形，也就造成位移传感器采集到的垂直动态位移增大。由此，终端计算得到的动态承载力增大，相应的受力差也随即增大，直至大于阈值，说明悬架系统发生故障。此时，终端输出一级预警信息。

在一些实施例中，终端输出一级预警信息包括：向预警设备发送一级报警指令，以使预警设备向车辆的驾驶员提示悬架系统出现异常。其中，预警设备包括但不限于警示灯和警示铃等。当预警设备接收到一级报警指令时，说明悬架系统出现故障，但并不严重，此时仅预警设备向车辆的驾驶员提示悬架系统出现异常，需要检修。例如，当终端发出一级预警信息后，预警设备接收到一级预警信息，仅由驾驶室的报警灯进行报警，从而对驾驶员进行提示。

上述实施例中，通过向预警设备输出一级预警信息，令预警设备向车辆的驾驶员提示悬架系统出现异常，能够便于驾驶员及时地获知车辆悬架系统的故障情况，避免安全隐患。

步骤S106，当检测到受力差的变化率大于第二阈值时，输出二级预警信息，并输出限扭信息；限扭信息用于强制降低车辆的速度，以警示驾驶员停止行驶。

由于一级预警信息仅提示驾驶员悬架系统出现异常，车辆此时仍能够正常驾驶，但为了避免驾驶员在驾驶过程中对悬架系统造成进一步的损坏，导致悬架系统的异常进一步严重，使得车辆无法继续行驶，在一级预警后，终端继续检测悬架系统的动态承载力和实际承载力，并实时计算二者的受力差和受力差的变化率。当终端检测到受力差的变化率过高时，说明悬架系统的故障非常严重，必须马上停止驾驶，否则将会导致交通事故。

具体地，终端在检测到受力差的变化率大于预先设置的阈值(此时称为第二阈值)时，输出二级预警信息。在一些实施例中，终端向预警设备发送二级报警指令，以使预警设备向车辆的驾驶员提示悬架系统出现严重异常。例如，当终端发出二级预警信息后，预警设备接收到二级预警信息，由驾驶室的报警灯、报警铃同时进行报警，从而对驾驶员进行提示。同时，终端向发动机发送限扭信息，限扭信息用于指示发动机减缓运行或停止运行，从而强制降低车辆的速度，直至车辆停止驾驶、车速为0。上述实施例中，通过向预警设备输出二级预警信息，令预警设备向车辆的驾驶员提示悬架系统出现严重异常，此时不能再继续驾驶，并同时限制发动机的运行，强制降低车速，避免驾驶员忽视故障导致交通事故，避免安全隐患。

示例性地，上述步骤中的部分可由终端运行程序代码实现。图4示出了该程序代码在仿真实现时的逻辑流程图。终端将获得的垂直动态位移X作为输入，并进行两次微分，并将垂直动态位移X、以及两次微分过程中分别得到的结果，分别与静态刚度值k、阻尼值c、承载质量m进行求积，分别得到三个中间值，并将三个中间值进行求和，得到悬架系统的动态承载力F(图中未示出)。然后，输入传感器采集得到的已知参数，即悬架系统的实际承载力F1，终端计算二者的差异ΔF＝F-F1，由此得到动态承载力与实际承载力的受力差ΔF。同时，终端还可以对受力差ΔF进行进一步微分，得到受力差的变化率dΔF/dt。

在实际的应用场景中，如图5所示，上述步骤可以描述为：传感器采集垂直动态位移X，该垂直动态位移X用于乘以刚度值k得到第一中间值kX。同时，对垂直动态位移X进行一次微分dX/dt，得到垂直动态速度V，该垂直动态速度V用于乘以阻尼值c得到第三中间值cV。然后，对垂直动态速度作进一步微分dV/dt，得到垂直动态加速度a，该垂直动态加速度a用于乘以质量m得到第二中间值ma。根据第一中间值kX、第二中间值ma、以及第三中间值cV，利用公式F＝ma+cV+kX，得到悬架系统的动态承载力F。再根据传感器采集的垂直动态实际受力F1(即实际承载力F1)，计算二者的差值ΔF＝F-F1，由此得到受力差ΔF。将受力差ΔF与阈值[ΔF]进行比较，若ΔF<[ΔF]，说明悬架系统正常，返回至传感器采集垂直动态位移X的步骤继续执行。若ΔF≥[ΔF]，说明悬架系统出现异常，此时进行一级预警(即发出一级预警信息)，并返回至传感器采集垂直动态位移X的步骤继续执行。同时，在ΔF≥[ΔF]的情况下，即悬架系统出现异常的情况下，对受力差ΔF进行进一步微分dΔF/dt，得到受力差ΔF的变化率dΔF/dt，并将其与变化率阈值[dΔF/dt]进行比较。若dΔF/dt<[dΔF/dt]，则说明悬架系统虽然出现异常，但该异常并非严重异常，此时车辆仍可以正常驾驶，因此仅进行一级预警。若dΔF/dt≥[dΔF/dt]，说明悬架系统出现严重异常，再继续行驶下去可能会存在安全隐患，因此进行二级预警(即输出二级预警信息)，并输出限扭信息令发动机限扭。上述车辆悬架系统的故障分级预警方法，通过获取车辆的悬架系统的动态承载力与实际承载力，并计算二者的受力差，当检测到动态承载力与实际承载力的受力差大于第一阈值时，输出一级预警信息，从而向驾驶员悬架系统出现异常；同时，当检测到受力差的变化率大于第二阈值时，输出二级预警信息，从而向驾驶员悬架系统出现严重异常；并输出限扭信息，避免交通事故的发生。同时，通过设置分级预警，为检测到的悬架系统的故障程度提供不同等级的预警，能够便于驾驶人员在驾驶过程中时刻了解悬架系统当前的可靠性和安全性，便于驾驶人员了解检修或更换悬架系统的时间节点。此外，避免了悬架系统的严重损坏，延长了悬架系统的使用寿命。

在一些实施例中，方法还包括诊断故障元件的步骤：当检测到车辆停止行驶后，根据悬架系统的弹性元件的静态刚度值与刚度阈值的差异，确定悬架系统中的故障元件；故障元件包括弹性元件和阻尼元件。

具体地，当车辆停止驾驶后，终端获取悬架系统在静态下的数据，并计算得到悬架系统的弹性元件的静态刚度值。然后，终端将该静态刚度值与刚度阈值进行比较，根据静态刚度值与刚度阈值的差异，确定悬架系统中发生故障的元件为弹性元件或阻尼元件。

上述实施例中，通过在车辆停止驾驶后对悬架系统进行进一步的检测，确定悬架系统具体发生故障的元件，从而便于驾驶人员获知悬架系统的具体故障情况，便于及时检修或更换，也避免驾驶人员强行驾驶导致的安全隐患。

在一些实施例中，如图6所示，当检测到车辆停止行驶后，根据悬架系统的弹性元件的静态刚度值与刚度阈值的差异，确定悬架系统中的故障元件，包括：

步骤S602，当检测到车辆停止驾驶后，采集悬架系统的垂直静态位移和静态承载力；

步骤S604，根据垂直静态位移和静态承载力，确定悬架系统的弹性元件的静态刚度值；

步骤S606，若静态刚度值小于刚度阈值，确定悬架系统的故障元件为弹性元件；

步骤S608，若静态刚度值不小于刚度阈值，确定悬架系统的故障元件为阻尼元件。

具体地，如图7所示，终端实时监测车辆的速度信息，并在车辆停止行驶(即车速为0)后，利用位移传感器采集悬架系统此时的垂直静态位移x，并利用力传感器采集悬架系统的静态承载力f1(即图中的垂直静态载荷f1)。利用垂直静态位移和静态承载力，终端计算得到悬架系统的弹性元件的静态刚度值k1。示例性地，终端根据垂直静态位移x，终端可以计算垂直静态位移x的负指数幂1/x，并将其与静态承载力f1相乘，得到悬架系统的弹性元件的静态刚度值k1＝f1/x。然后，终端将该静态刚度值与预先设置的刚度阈值[k]进行比较，从而进行三级诊断，以此确定悬架系统中相应的故障元件。若静态刚度值小于刚度阈值(k1<[k])，说明弹性元件发生故障或失效，则终端确定悬架系统的故障元件为弹性元件。若静态刚度值不小于刚度阈值(k1≥[k])，说明阻尼元件发生故障或失效，确定悬架系统的故障元件为阻尼元件。

示例性地，上述步骤可由终端运行程序代码实现。图8示出了该程序代码在仿真实现时的逻辑流程图。终端将获得的垂直静态位移x作为输入，利用仿真软件带有的数学函数模块，利用垂直静态位移x与静态承载力f1进行计算，得到悬架系统的弹性元件的静态刚度值k(图中未示出)。然后，输入已知参数k，即悬架系统的刚度阈值[k]，终端计算二者的差异Δk，从而依据静态刚度值与刚度阈值的差异，确定悬架系统的故障元件为弹性元件或阻尼元件。

上述实施例中，通过在车辆停止驾驶后对悬架系统进行进一步的检测，确定悬架系统具体发生故障的元件，从而便于驾驶人员获知悬架系统的具体故障情况，便于及时检修或更换，也避免驾驶人员强行驾驶导致的安全隐患。

示例性地，在实际的应用场景中，可以将上述实施例中的部分或全部步骤集成为程序代码，并应用在一电设预警设备中，该电设预警设备既可以根据悬架系统的故障程度执行分级预警，也可以对悬架系统的具体故障做进一步的诊断。图9示出了一实施例中分级预警和故障诊断的流程示意图。具体流程和步骤请参照前述实施例，此处不再赘述。

应该理解的是，虽然图1-3和图6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-3和图6中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个级段，这些步骤或者级段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者级段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者级段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图10所示，提供了一种车辆悬架系统的故障分级预警装置1000，包括：获取模块1010和处理模块1020，其中：

获取模块1010，用于获取车辆的悬架系统的动态承载力与实际承载力；其中，动态承载力基于悬架系统的固有参数、以及实时采集的悬架系统相对于承载式车身的垂直动态位移确定得到，实际承载力基于传感器实时采集得到。

处理模块1020，用于当检测到动态承载力与实际承载力的受力差大于第一阈值时，输出一级预警信息。

处理模块1020，还用于当检测到受力差的变化率大于第二阈值时，输出二级预警信息，并输出限扭信息；限扭信息用于强制降低车辆的速度，以警示驾驶员停止行驶。

在一个实施例中，获取模块1010还用于基于配置在承载式车身与悬架系统之间的位移传感器，实时采集悬架系统相对于承载式车身的垂直动态位移；对垂直动态位移数据进行微分处理，得到垂直动态速度和垂直动态加速度；根据悬架系统的固有参数、垂直动态速度和垂直动态加速度，计算得到悬架系统的动态承载力。

在一个实施例中，悬架系统的固有参数包括弹性元件静态刚度值、阻尼元件阻尼值和承载质量；获取模块1010还用于将弹性元件静态刚度值与垂直动态位移的乘积，作为第一中间值；将悬架系统的承载质量与垂直动态加速度的乘积，作为第二中间值；将阻尼元件阻尼值与垂直动态速度的乘积，作为第三中间值；根据第一中间值、第二中间值、以及第三中间值的和，确定悬架系统的动态承载力。

在一个实施例中，还包括检测模块，用于当检测到车辆停止行驶后，根据悬架系统的弹性元件的静态刚度值与刚度阈值的差异，确定悬架系统中的故障元件；故障元件包括弹性元件和阻尼元件。

在一个实施例中，检测模块还用于当检测到车辆停止驾驶后，采集悬架系统的垂直静态位移和静态承载力；根据垂直静态位移和静态承载力，确定悬架系统的弹性元件的静态刚度值；若静态刚度值小于刚度阈值，确定悬架系统的故障元件为弹性元件；若静态刚度值不小于刚度阈值，确定悬架系统的故障元件为阻尼元件。

在一个实施例中，处理模块还用于向预警设备发送一级报警指令，以使预警设备向车辆的驾驶员提示悬架系统出现异常。

在一个实施例中，处理模块还用于向预警设备发送二级报警指令，以使预警设备向车辆的驾驶员提示悬架系统出现严重异常；以及，向发动机发送限扭信息，限扭信息用于指示发动机减缓运行或停止运行。

关于车辆悬架系统的故障分级预警装置的具体限定可以参见上文中对于车辆悬架系统的故障分级预警方法的限定，在此不再赘述。上述车辆悬架系统的故障分级预警装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是前述实施例中的终端，其内部结构图可以如图11所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储例如垂直动态位移、动态承载力、以及实际承载力等数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种车辆悬架系统的故障分级预警方法。

本领域技术人员可以理解，图11中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：获取车辆的悬架系统的动态承载力与实际承载力；其中，动态承载力基于悬架系统的固有参数、以及实时采集的悬架系统相对于承载式车身的垂直动态位移确定得到，实际承载力基于传感器实时采集得到；当检测到动态承载力与实际承载力的受力差大于第一阈值时，输出一级预警信息；当检测到受力差的变化率大于第二阈值时，输出二级预警信息，并输出限扭信息；限扭信息用于强制降低车辆的速度，以警示驾驶员停止行驶。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：基于配置在承载式车身与悬架系统之间的位移传感器，实时采集悬架系统相对于承载式车身的垂直动态位移；对垂直动态位移数据进行微分处理，得到垂直动态速度和垂直动态加速度；根据悬架系统的固有参数、垂直动态速度和垂直动态加速度，计算得到悬架系统的动态承载力。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：将弹性元件静态刚度值与垂直动态位移的乘积，作为第一中间值；将悬架系统的承载质量与垂直动态加速度的乘积，作为第二中间值；将阻尼元件阻尼值与垂直动态速度的乘积，作为第三中间值；根据第一中间值、第二中间值、以及第三中间值的和，确定悬架系统的动态承载力。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：当检测到车辆停止行驶后，根据悬架系统的弹性元件的静态刚度值与刚度阈值的差异，确定悬架系统中的故障元件；故障元件包括弹性元件和阻尼元件。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：当检测到车辆停止驾驶后，采集悬架系统的垂直静态位移和静态承载力；根据垂直静态位移和静态承载力，确定悬架系统的弹性元件的静态刚度值；若静态刚度值小于刚度阈值，确定悬架系统的故障元件为弹性元件；若静态刚度值不小于刚度阈值，确定悬架系统的故障元件为阻尼元件。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：向预警设备发送一级报警指令，以使预警设备向车辆的驾驶员提示悬架系统出现异常。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：向预警设备发送二级报警指令，以使预警设备向车辆的驾驶员提示悬架系统出现严重异常；向发动机发送限扭信息，限扭信息用于指示发动机减缓运行或停止运行。

上述计算机设备，通过获取车辆的悬架系统的动态承载力与实际承载力，并计算二者的受力差，当检测到动态承载力与实际承载力的受力差大于第一阈值时，输出一级预警信息，从而向驾驶员悬架系统出现异常；同时，当检测到受力差的变化率大于第二阈值时，输出二级预警信息，从而向驾驶员悬架系统出现严重异常；并输出限扭信息，避免交通事故的发生。同时，通过设置分级预警，为检测到的悬架系统的故障程度提供不同等级的预警，能够便于驾驶人员在驾驶过程中时刻了解悬架系统当前的可靠性和安全性，便于驾驶人员了解检修或更换悬架系统的时间节点。此外，避免了悬架系统的严重损坏，延长了悬架系统的使用寿命。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：获取车辆的悬架系统的动态承载力与实际承载力；其中，动态承载力基于悬架系统的固有参数、以及实时采集的悬架系统相对于承载式车身的垂直动态位移确定得到，实际承载力基于传感器实时采集得到；当检测到动态承载力与实际承载力的受力差大于第一阈值时，输出一级预警信息；当检测到受力差的变化率大于第二阈值时，输出二级预警信息，并输出限扭信息；限扭信息用于强制降低车辆的速度，以警示驾驶员停止行驶。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：基于配置在承载式车身与悬架系统之间的位移传感器，实时采集悬架系统相对于承载式车身的垂直动态位移；对垂直动态位移数据进行微分处理，得到垂直动态速度和垂直动态加速度；根据悬架系统的固有参数、垂直动态速度和垂直动态加速度，计算得到悬架系统的动态承载力。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：将弹性元件静态刚度值与垂直动态位移的乘积，作为第一中间值；将悬架系统的承载质量与垂直动态加速度的乘积，作为第二中间值；将阻尼元件阻尼值与垂直动态速度的乘积，作为第三中间值；根据第一中间值、第二中间值、以及第三中间值的和，确定悬架系统的动态承载力。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：当检测到车辆停止行驶后，根据悬架系统的弹性元件的静态刚度值与刚度阈值的差异，确定悬架系统中的故障元件；故障元件包括弹性元件和阻尼元件。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：当检测到车辆停止驾驶后，采集悬架系统的垂直静态位移和静态承载力；根据垂直静态位移和静态承载力，确定悬架系统的弹性元件的静态刚度值；若静态刚度值小于刚度阈值，确定悬架系统的故障元件为弹性元件；若静态刚度值不小于刚度阈值，确定悬架系统的故障元件为阻尼元件。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：向预警设备发送一级报警指令，以使预警设备向车辆的驾驶员提示悬架系统出现异常。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：向预警设备发送二级报警指令，以使预警设备向车辆的驾驶员提示悬架系统出现严重异常；向发动机发送限扭信息，限扭信息用于指示发动机减缓运行或停止运行。

上述计算机可读存储介质，通过获取车辆的悬架系统的动态承载力与实际承载力，并计算二者的受力差，当检测到动态承载力与实际承载力的受力差大于第一阈值时，输出一级预警信息，从而向驾驶员悬架系统出现异常；同时，当检测到受力差的变化率大于第二阈值时，输出二级预警信息，从而向驾驶员悬架系统出现严重异常；并输出限扭信息，避免交通事故的发生。同时，通过设置分级预警，为检测到的悬架系统的故障程度提供不同等级的预警，能够便于驾驶人员在驾驶过程中时刻了解悬架系统当前的可靠性和安全性，便于驾驶人员了解检修或更换悬架系统的时间节点。此外，避免了悬架系统的严重损坏，延长了悬架系统的使用寿命。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种车辆悬架系统的故障分级预警方法，其特征在于，所述方法包括：

获取车辆的悬架系统的动态承载力与实际承载力；其中，所述动态承载力基于所述悬架系统的固有参数、以及实时采集的所述悬架系统相对于承载式车身的垂直动态位移确定得到，所述实际承载力基于传感器实时采集得到；

当检测到所述动态承载力与实际承载力的受力差大于第一阈值时，输出一级预警信息；

当检测到所述受力差的变化率大于第二阈值时，输出二级预警信息，并输出限扭信息；所述限扭信息用于强制降低车辆的速度，以警示驾驶员停止行驶。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆的悬架系统的动态承载力的获取步骤包括：

基于配置在承载式车身与悬架系统之间的位移传感器，实时采集所述悬架系统相对于承载式车身的垂直动态位移；

对所述垂直动态位移数据进行微分处理，得到垂直动态速度和垂直动态加速度；

根据所述悬架系统的固有参数、所述垂直动态速度和垂直动态加速度，计算得到所述悬架系统的动态承载力。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述悬架系统的固有参数包括弹性元件静态刚度值、阻尼元件阻尼值和承载质量；所述根据所述悬架系统的固有参数、所述垂直动态速度和垂直动态加速度，计算得到所述悬架系统的动态承载力，包括：

将所述弹性元件静态刚度值与所述垂直动态位移的乘积，作为第一中间值；

将所述悬架系统的承载质量与所述垂直动态加速度的乘积，作为第二中间值；

将所述阻尼元件阻尼值与所述垂直动态速度的乘积，作为第三中间值；

根据所述第一中间值、第二中间值、以及第三中间值的和，确定所述悬架系统的动态承载力。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当检测到车辆停止行驶后，根据所述悬架系统的弹性元件的静态刚度值与刚度阈值的差异，确定所述悬架系统中的故障元件；所述故障元件包括弹性元件和阻尼元件。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述当检测到车辆停止行驶后，根据所述悬架系统的弹性元件的静态刚度值与刚度阈值的差异，确定所述悬架系统中的故障元件，包括：

当检测到车辆停止驾驶后，采集所述悬架系统的垂直静态位移和静态承载力；

根据所述垂直静态位移和静态承载力，确定所述悬架系统的弹性元件的静态刚度值；

若所述静态刚度值小于所述刚度阈值，确定所述悬架系统的故障元件为弹性元件；

若所述静态刚度值不小于所述刚度阈值，确定所述悬架系统的故障元件为阻尼元件。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输出一级预警信息，包括：向预警设备发送一级报警指令，以使所述预警设备向车辆的驾驶员提示悬架系统出现异常。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输出二级预警信息，并输出限扭信息，包括：

向预警设备发送二级报警指令，以使所述预警设备向车辆的驾驶员提示悬架系统出现严重异常；

向发动机发送限扭信息，所述限扭信息用于指示所述发动机减缓运行或停止运行。

8.一种车辆悬架系统的故障分级预警装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取车辆的悬架系统的动态承载力与实际承载力；其中，所述动态承载力基于所述悬架系统的固有参数、以及实时采集的所述悬架系统相对于承载式车身的垂直动态位移确定得到，所述实际承载力基于传感器实时采集得到；

处理模块，用于当检测到所述动态承载力与实际承载力的受力差大于第一阈值时，输出一级预警信息；

所述处理模块，还用于当检测到所述受力差的变化率大于第二阈值时，输出二级预警信息，并输出限扭信息；所述限扭信息用于强制降低车辆的速度，以警示驾驶员停止行驶。

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

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