CN114509286A - 一种车辆空气处理单元的诊断装置、诊断方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆空气处理单元的诊断装置、诊断方法和应用，所述诊断方法包括：检测空气处理单元中控制阀和再生阀的剩余寿命，检测干燥罐的充气量、再生量、使用时间和使用里程，计算干燥罐的剩余寿命，检测储气筒的气密性；输出检测结果，对空气处理单元进行故障诊断。本发明通过对空气处理单元的控制阀、再生阀、干燥罐、储气筒进行检测，利用车辆历史状态以及当前状态信息，能够对空气处理单元进行状态预测及寿命预测，从而判断空气处理单元的故障诊断。

Description

一种车辆空气处理单元的诊断装置、诊断方法和应用

技术领域

本发明属于车辆控制技术领域，涉及一种车辆空气处理单元的诊断装置、诊断方法和应用。

背景技术

目前商用车普遍使用压缩空气实现对车辆的制动系统、空气悬架系统等控制。

而商用车空气处理单元是用于提供干燥且洁净的压缩空气，对汽车的安全行驶和制动系统的寿命影响非常大，而机械的空气处理单元不能精确的控制系统的气路控制过程，所以目前各大厂商也在逐渐的采用电控的空气处理单元。

此电控处理单元是一种多种功能高度集成的一体化空气净化单元，包括空压机、干燥罐、控制阀、再生阀和储气筒等部件，而其中干燥罐需要定期更换的，以保证空气量的清洁。

CN111076961A公开了一种车用空气处理单元的检测系统及检测方法，其包括气源处理模块，气源处理模块包括空压模块以及沿气路依次连接的第一切换阀、第一油气分离器、第一水过滤器、储气罐、截止阀、流量调节阀、压力比例阀、第一流量计和第二切换阀，第一流量计至第二切换阀的气路上并联有第二流量计组件，第二切换阀用于连接后续的空气调节系统。该系统具有检测过程可控，检测结果准确度高的优点。

但是目前汽车的空气处理单元均未对其故障情况进行诊断，因此，如何提供一种商用车空气处理单元故障诊断方法，能够对空气处理单元的相关部件信息进行状态预测及寿命预测，成为目前迫切需要解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种车辆空气处理单元的诊断装置、诊断方法和应用，通过对空气处理单元的控制阀、再生阀、干燥罐、储气筒进行检测，利用车辆历史状态以及当前状态信息，能够对空气处理单元进行状态预测及寿命预测，从而判断空气处理单元的故障诊断。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种车辆空气处理单元的诊断装置，所述诊断装置包括：

阀门寿命预测模块，用于检测空气处理单元的控制阀和再生阀的剩余寿命。

干燥罐寿命预测模块，用于检测干燥罐的充气量、再生量、使用时间和使用里程，计算得到干燥罐的剩余寿命。

储气筒气密性检测模块，用于检测储气筒的气密性。

输出模块，用于输出阀门寿命预测模块、干燥罐寿命预测模块和储气筒气密性检测模块的检测结果。

作为本发明的一个优选技术方案，所述诊断装置还包括管路气密性检测模块，所述管路气密性检测模块用于检测空气处理单元的管路气密性。

作为本发明的一个优选技术方案，所述的输出模块还电性连接有报警装置，所述报警装置用于报警阀门寿命预测模块、干燥罐寿命预测模块和储气筒气密性检测模块的检测结果。

本发明通过对空气处理单元中控制阀和再生阀的剩余寿命，检测干燥罐的充气量、再生量、使用时间和使用里程，计算干燥罐的剩余寿命，检测储气筒的气密性，利用车辆历史状态以及当前状态信息，对空气处理单元中部件的使用寿命情况进行预测，保障空气处理单元的稳定性和安全性，进一步地保证了汽车的行驶安全。

需要说明的是，本发明所述的诊断装置的阀门寿命预测模块、干燥罐寿命预测模块、储气筒气密性检测模块和管路气密性检测模块，示例性地，阀门寿命预测模块由空气阀的开启次数检测器和使用时长检测器组成；干燥罐寿命预测模块由流量阀、时间检测器和里程检测器组成，分别检测充气量、再生量、使用时间和使用里程；储气筒气密性检测模块和管路气密性检测模块分别包括至少一个压力检测器，通过压力检测器检测各部分的压力情况，进一步地计算得到气密性状态参数。

第二方面，本发明提供了一种车辆空气处理单元的诊断方法，所述诊断方法采用第一方面所述车辆空气处理单元的诊断装置，所述诊断方法包括：

检测空气处理单元中控制阀和再生阀的剩余寿命，检测干燥罐的充气量、再生量、使用时间和使用里程，计算干燥罐的剩余寿命，检测储气筒的气密性；

输出检测结果，对空气处理单元进行故障诊断。

作为本发明的一个优选技术方案，所述控制阀和再生阀的剩余寿命的检测方式包括：

检测阀门的启用次数以及使用时长，对比阀门的标准启用次数和标准使用寿命，计算得到阀门的剩余寿命。

空气处理单元中的控制阀和再生阀是电控空气处理单元的执行器，能够控制气路内气体的充气、再生及卸荷。如果开启的次数过多或时间过长，则会导致卡滞、老化等现象，导致期望的控制和实际的输出不符，严重影响整个气路控制的安全。

本发明通过在车辆行车过程中，实时记录控制阀和再生阀的使用次数和开启时长，再根据阀体厂商的提供的阀的使用次数或时间年限，二者做对比，给出两个阀的剩余使用寿命，当阀体剩余使用寿命小于一定阈值时，输出提示驾驶员，请检测控制阀和再生阀的状态，并及时检修或更换，进一步地也可通过诊断仪控制两个阀，查看实际控制效果。

作为本发明的一个优选技术方案，所述干燥罐的剩余寿命的计算方法包括：

建立干燥罐的充气量、再生量、使用时间、使用里程与干燥罐的剩余寿命的多元线性回归模型。

干燥罐的干燥程度严重的影响着空气的质量，因此对干燥罐的寿命预测也具有很高的价值。本发明在车辆行车过程中，实时统计干燥罐的充气量、再生量、使用时间及使用里程，建立多元线性回归模型以及四维关系图，其中充气量、使用时间及使用里程与干燥罐的剩余寿命是呈现反向的关系，再生量与干燥罐的剩余寿命是正比的关系，通过实时的数据采集，不断完善多元线性回归模型和四维关系图表中的系数。当模型完善之后，可对干燥罐的寿命进行预测，当寿命小于一定阈值时，提示驾驶员，请检测干燥罐的状态，如果此时干燥罐状态良好，但达到了厂家规定的更换期，则可以延长一段时间再更换，延长了使用时间，也提高了经济效益。

作为本发明的一个优选技术方案，所述储气筒的气密性的检测方式包括：

检测储气筒的压力，计算储气筒掉电至上电期间的漏气速度。

储气筒是商用车空气处理单元的关键部件，如果储气筒密封性有问题，则会导致气路系统漏气，因此如果能够对储气筒漏气状态进行识别及预测，则能有效的避免这个问题。储气筒上的压力传感器可以实时的检测储气筒的压力，通过实时监测储气筒的压力值，并保存掉电时储气筒的压力值。通过比较掉电时的压力值与再次上电时的压力值，如差值较大，则可以看出储气筒存在漏气现象，将差值除以掉电时间，则可得出漏气速度；进一步地，根据漏气速度值不同，给出不同的漏气等级，最终提示驾驶员及时检修及维护。

作为本发明的一个优选技术方案，所述诊断方法还包括对空气处理单元的管路气密性进行检测。

作为本发明的一个优选技术方案，所述控制阀和再生阀的剩余寿命、干燥罐的剩余寿命和储气筒的气密性的检测结果中至少一个超出对应的使用阈值，空气处理单元发生故障报警。

作为本发明的一个优选技术方案，所述诊断方法具体包括以下步骤：

检测阀门的启用次数以及使用时长，对比阀门的标准启用次数和标准使用寿命，计算得到阀门的剩余寿命；

检测干燥罐的充气量、再生量、使用时间和使用里程，建立干燥罐的充气量、再生量、使用时间、使用里程与干燥罐的剩余寿命的多元线性回归模型，计算得到干燥罐的剩余寿命；

检测储气筒的压力，计算储气筒掉电至上电期间的漏气速度，检测储气筒的气密性，以及检测空气处理单元中管路的气密性；

输出检测结果，对空气处理单元进行故障诊断，检测结果中至少一个超出相对应的使用阈值，空气处理单元发生故障报警。

第三方面，本发明提供了一种车辆，所述车辆包括如第一方面所述的车辆空气处理单元的诊断装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过对空气处理单元中控制阀和再生阀的剩余寿命，检测干燥罐的充气量、再生量、使用时间和使用里程，计算干燥罐的剩余寿命，检测储气筒的气密性，利用车辆历史状态以及当前状态信息，对空气处理单元中部件的使用寿命情况进行预测，保障空气处理单元的稳定性和安全性，进一步地保证了汽车的行驶安全。

附图说明

图1为本发明一个具体实施方式中提供的车辆空气处理单元的诊断装置的结构示意图；

图2为本发明一个具体实施方式中提供的车辆空气处理单元的诊断方法的流程示意图。

具体实施方式

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“设置”、“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在一个具体实施方式中，本发明提供了一种上述车辆空气处理单元的诊断方法的诊断装置，如图1所示，所述诊断装置包括：

阀门寿命预测模块，用于检测空气处理单元的控制阀和再生阀的剩余寿命。

干燥罐寿命预测模块，用于检测干燥罐的充气量、再生量、使用时间和使用里程，计算得到干燥罐的剩余寿命。

储气筒气密性检测模块，用于检测储气筒的气密性。

输出模块，用于输出阀门寿命预测模块、干燥罐寿命预测模块和储气筒气密性检测模块的检测结果。

具体地，所述诊断装置还包括管路气密性检测模块，所述管路气密性检测模块用于检测空气处理单元的管路气密性。

具体地，所述的输出模块还电性连接有报警装置，所述报警装置用于报警阀门寿命预测模块、干燥罐寿命预测模块和储气筒气密性检测模块的检测结果。

可选地，本发明所述的诊断装置的阀门寿命预测模块、干燥罐寿命预测模块、储气筒气密性检测模块和管路气密性检测模块，示例性地，阀门寿命预测模块由空气阀的开启次数检测器和使用时长检测器组成；干燥罐寿命预测模块由流量阀、时间检测器和里程检测器组成，分别检测充气量、再生量、使用时间和使用里程；储气筒气密性检测模块和管路气密性检测模块分别包括至少一个压力检测器，通过压力检测器检测各部分的压力情况，进一步地计算得到气密性状态参数。

本发明还提供了一种车辆，所述车辆包括上述的车辆空气处理单元的诊断装置。

在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种车辆空气处理单元的诊断方法，如图2所示，所述诊断方法包括：

检测空气处理单元中控制阀和再生阀的剩余寿命，检测干燥罐的充气量、再生量、使用时间和使用里程，计算干燥罐的剩余寿命，检测储气筒的气密性；

输出检测结果，对空气处理单元进行故障诊断。

具体地，作为本发明的一个优选技术方案，所述控制阀和再生阀的剩余寿命的检测方式包括：

检测阀门的启用次数以及使用时长，对比阀门的标准启用次数和标准使用寿命，计算得到阀门的剩余寿命。

本发明通过在车辆行车过程中，实时记录控制阀和再生阀的使用次数和开启时长，再根据阀体厂商的提供的阀的使用次数或时间年限，二者做对比，给出两个阀的剩余使用寿命，当阀体剩余使用寿命小于一定阈值时，输出提示驾驶员，请检测控制阀和再生阀的状态，并及时检修或更换，进一步地也可通过诊断仪控制两个阀，查看实际控制效果。

具体地，所述干燥罐的剩余寿命的计算方法包括：

建立干燥罐的充气量、再生量、使用时间、使用里程与干燥罐的剩余寿命的多元线性回归模型。

本发明在车辆行车过程中，实时统计干燥罐的充气量、再生量、使用时间及使用里程，建立多元线性回归模型以及四维关系图，其中充气量、使用时间及使用里程与干燥罐的剩余寿命是呈现反向的关系，再生量与干燥罐的剩余寿命是正比的关系，通过实时的数据采集，不断完善多元线性回归模型和四维关系图表中的系数。当模型完善之后，可对干燥罐的寿命进行预测，当寿命小于一定阈值时，提示驾驶员，请检测干燥罐的状态，如果此时干燥罐状态良好，但达到了厂家规定的更换期，则可以延长一段时间再更换，延长了使用时间，也提高了经济效益。

具体地，所述储气筒的气密性的检测方式包括：检测储气筒的压力，计算储气筒掉电至上电期间的漏气速度。

本发明通过实时监测储气筒的压力值，并保存掉电时储气筒的压力值。通过比较掉电时的压力值与再次上电时的压力值，如差值较大，则可以看出储气筒存在漏气现象，将差值除以掉电时间，则可得出漏气速度；进一步地，根据漏气速度值不同，给出不同的漏气等级，最终提示驾驶员及时检修及维护。

具体地，所述诊断方法还包括对空气处理单元的管路气密性进行检测。

具体地，所述控制阀和再生阀的剩余寿命、干燥罐的剩余寿命和储气筒的气密性的检测结果中至少一个超出对应的使用阈值，空气处理单元发生故障报警。

示例性地，本发明提供一种上述诊断方法的具体步骤，包括：

检测阀门的启用次数以及使用时长，对比阀门的标准启用次数和标准使用寿命，计算得到阀门的剩余寿命；

检测干燥罐的充气量、再生量、使用时间和使用里程，建立干燥罐的充气量、再生量、使用时间、使用里程与干燥罐的剩余寿命的多元线性回归模型，计算得到干燥罐的剩余寿命；

检测储气筒的压力，计算储气筒掉电至上电期间的漏气速度，检测储气筒的气密性，以及检测空气处理单元中管路的气密性；

输出检测结果，对空气处理单元进行故障诊断，检测结果中至少一个超出相对应的使用阈值，空气处理单元发生故障报警。

本发明通过对空气处理单元中控制阀和再生阀的剩余寿命，检测干燥罐的充气量、再生量、使用时间和使用里程，计算干燥罐的剩余寿命，检测储气筒的气密性，利用车辆历史状态以及当前状态信息，对空气处理单元中部件的使用寿命情况进行预测，保障空气处理单元的稳定性和安全性，进一步地保证了汽车的行驶安全。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆空气处理单元的诊断装置，其特征在于，所述诊断装置包括：

阀门寿命预测模块，用于检测空气处理单元的控制阀和再生阀的剩余寿命；

干燥罐寿命预测模块，用于检测干燥罐的充气量、再生量、使用时间和使用里程，计算得到干燥罐的剩余寿命；

储气筒气密性检测模块，用于检测储气筒的气密性；

输出模块，用于输出阀门寿命预测模块、干燥罐寿命预测模块和储气筒气密性检测模块的检测结果。

2.根据权利要求1所述的诊断装置，其特征在于，所述诊断装置还包括管路气密性检测模块，所述管路气密性检测模块用于检测空气处理单元的管路气密性。

3.根据权利要求1或2所述的诊断装置，其特征在于，所述的输出模块还电性连接有报警装置，所述报警装置用于报警阀门寿命预测模块、干燥罐寿命预测模块和储气筒气密性检测模块的检测结果。

4.一种车辆空气处理单元的诊断方法，其特征在于，所述诊断方法采用权利要求1-3任一项所述车辆空气处理单元的诊断装置，所述诊断方法包括：

检测空气处理单元中控制阀和再生阀的剩余寿命，检测干燥罐的充气量、再生量、使用时间和使用里程，计算干燥罐的剩余寿命，检测储气筒的气密性；

输出检测结果，对空气处理单元进行故障诊断。

5.根据权利要求4所述的诊断方法，其特征在于，所述控制阀和再生阀的剩余寿命的检测方式包括：

检测阀门的启用次数以及使用时长，对比阀门的标准启用次数和标准使用寿命，计算得到阀门的剩余寿命。

6.根据权利要求4或5所述的诊断方法，其特征在于，所述干燥罐的剩余寿命的计算方法包括：

建立干燥罐的充气量、再生量、使用时间、使用里程与干燥罐的剩余寿命的多元线性回归模型。

7.根据权利要求4-6任一项所述的诊断方法，其特征在于，所述储气筒的气密性的检测方式包括：

检测储气筒的压力，计算储气筒掉电至上电期间的漏气速度；

优选地，所述诊断方法还包括对空气处理单元的管路气密性进行检测。

8.根据权利要求4-7任一项所述的诊断方法，其特征在于，所述控制阀和再生阀的剩余寿命、干燥罐的剩余寿命和储气筒的气密性的检测结果中至少一个超出对应的使用阈值，空气处理单元发生故障报警。

9.根据权利要求4-8任一项所述的诊断方法，其特征在于，所述诊断方法具体包括以下步骤：

检测阀门的启用次数以及使用时长，对比阀门的标准启用次数和标准使用寿命，计算得到阀门的剩余寿命；

检测干燥罐的充气量、再生量、使用时间和使用里程，建立干燥罐的充气量、再生量、使用时间、使用里程与干燥罐的剩余寿命的多元线性回归模型，计算得到干燥罐的剩余寿命；

检测储气筒的压力，计算储气筒掉电至上电期间的漏气速度，检测储气筒的气密性，以及检测空气处理单元中管路的气密性；

输出检测结果，对空气处理单元进行故障诊断，检测结果中至少一个超出相对应的使用阈值，空气处理单元发生故障报警。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1-3任一项所述的车辆空气处理单元的诊断装置。

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