CN117022228B - 用于制动阀的监测预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制动阀监测技术领域，尤其涉及一种用于制动阀的监测预警系统，包括：制动阀检测模块、触发信号获取模块、标准匹配模块、数据分析模块以及预警模块，本发明在监测制动阀的过程中，对制动阀的切换轴进行位置精度和复位时间进行检测，可以判断是否因为切换轴老化或者调整档位不准确导致制动阀制动效果受到影响，同时监测信号接收时间和档位切换时间，判断是否因为信号接收不灵敏或制动状态档位调节过影响制动效果，并在制动效果低于需要效果时发出警报信号，本发明增加了对制动阀的监控范围，提高了监控的准确性与及时性，并对应发出警报信号，提高了使用安全性。

Description

用于制动阀的监测预警系统

技术领域

本发明涉及制动阀监测技术领域，尤其涉及一种用于制动阀的监测预警系统。

背景技术

汽车在下长坡等工况下频繁使用主制动器会使制动系统的热负荷非常大而制动系统又无法及时将热量释放到周围环境使得制动鼓和制动蹄的温度过高磨损较快，从而使主制动器失去部分或全部的制动效能，将严重影响主制动系统的连续制动的效能，从而影响制动的安全性，而采用辅助制动装置就可以减少主制动系统的使用频率，减少因制动器连续使用产生的制动器温度过高，效能下降，磨损严重等一系列问题，辅助制动装置的应用越来越广泛，尤其是制动阀的使用，为了保证驾驶的安全，因此，对制动阀的监测十分的关键。

中国专利公开号：CN110361189A公开了一种气制动阀检测设备及检测方法，包括：基座；检测品定位机构，检测品定位机构用于定位气制动阀；制动件，其作用于气制动阀的阀芯；驱动机构，其设置在基座上并与制动件连接；进而驱动气制动阀的阀芯移动；力检测单元，其与制动件相连；位移检测单元，用于检测制动件的位移；其检测方法：在控制器内预设压力值，记录制动件的初始行程值；驱动机构驱动制动件推动气制动阀阀芯，持续进给且控制器收集位移值和压力值，使压力值达到预设值，对应预设压力值的位移值即为空行程；通过检测设备对气制动阀的空行程检测，能够准确判断气制动阀的实际刹车触发点；由此可见，所述气制动阀检测设备及检测方法存在以下问题：该方法在检测时只检测制动件位移与制动阀压力，未对可能影响制动效果的其他因素进行检测，监测不够全面，无法确定影响制动效果的具体部位。

发明内容

为此，本发明提供一种用于制动阀的监测预警系统，用以克服现有技术中未对可能影响制动效果的因素进行检测，无法确定影响制动效果的具体部位的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种用于制动阀的监测预警系统，包括：

制动阀检测模块，其用以检测制动阀输出的压力，制动阀的制动状态档位切换的驱动力，切换轴在各制动状态档位位置的位置数据以及切换轴切换至目标制动状态档位位置的切换时间；

触发信号获取模块，其与制动阀检测模块相连，用以检测触发制动状态档位切换的信号发送时间，以及制动档位切换完成时间；

标准匹配模块，其与所述制动阀检测模块相连，用以根据制动阀的制动对象设备的制动需求确定制动阀的制动标准；

数据分析模块，其分别与所述制动检测模块、所述触发信号获取模块和所述标准匹配模块相连，用以根据获取的制动阀检测模块和触发信号获取模块的检测结果与所述标准匹配模块确定的制动标准进行比较，计算制动阀的对应制动调节性能；

预警模块，其与所述数据分析模块相连，用以根据数据分析模块的分析结果判断制动阀的性能状态，以及发出对应性能状态的警报信号；

其中，制动档位切换完成时间为档位切换信号发送时间后的时间段制动阀的输出压力均大于等于相应档位输出压力最低值的最早时间；

所述制动需求包括各个制动状态档位预设制动压力、切换轴切换不同状态时预设驱动力、各个档位预设切换时间和预设信号解析时间。

进一步地，所述制动阀检测模块包括：

制动阀压力检测单元，其用以检测制动阀在当前制动状态档位的实际输出压力；

驱动力检测单元，其设置在切换轴档位切换的受力部位处，用以检测切换轴在切换不同的状态时受到的驱动力数值；

位置精度检测单元，其设置各制动状态档位处，用以检测切换档位完成后，切换轴与目标制动状态档位的位置差；

切换时间检测单元，其分别与所述位置精度检测单元相连，用以检测切换档位至目标制动状态档位的开始时间和完成时间。

进一步地，所述触发信号获取模块包括：

制动识别单元，其与所述制动对象设备相连，用以识别制动对象设备发出制动状态调整信号的发送时间；

制动信号获取单元，其与所述制动识别单元相连，用以获取制动阀制动状态档位切换的档位信号发送时间。

进一步地，所述数据分析单元根据单次制动档位切换完成后，切换轴位置与目标制动状态档位位置的位置差确定切换轴位置精度，和/或根据各次制动档位切换的位置差的方差确定制动阀的位置精度。

进一步地，所述数据分析单元根据制动状态调整信号的发送时间和档位信号发送时间确定制动信号触发效率，根据切换档位至目标制动状态档位的开始时间和完成时间确定制动切换效率，并根据制动信号触发效率和制动切换效率确定制动调节效率。

进一步地，所述数据分析模块在所述制动调节效率低于预设效率时，设置若干监测排查策略进行故障排查检测，包括：

第一监测排查策略，根据前若干次制动状态档位切换对应的各制动信号触发效率计算信号触发方差，判断制动状态档位切换信号灵敏性是否满足对应的信号灵敏度标准；

第二监测排查策略，根据前若干次制动状态档位切换对应的各制动切换效率计算状态切换方差，判断制动状态档位切换动作灵敏度是否满足对应的动作灵敏度标准。

进一步地，所述数据分析模块还包括：

第三监测排查策略，在前置条件下，根据前若干次制动状态档位切换的驱动力计算驱动力方差，根据前若干次制动状态档位切换的位置精度计算位置精度方差，并根据驱动力方差和位置精度方差判断切换轴切换性能的动作稳定性是否达到要求；

其中，所述前置条件为使用所述第一监测排查策略和所述第二监测排查策略检查后，信号灵敏性和动作灵敏性均满足对应的制动标准。

进一步地，所述数据分析模块根据制动阀输出的压力和制动调节效率确定制动阀的制动性能，制动阀制动性能通过下式确定：

，

其中，为制动阀制动性能，F1为制动阀输出的压力，F0为需要的制动压力，β为制动调节效率，/>为制动阀所在设备的外界制动影响系数。

进一步地，所述预警模块根据制动阀的各性能与对应的制动标准进行比对判断制动阀的性能状态，并根据制动阀制动性能与预设制动阀制动性能差值或比值确定警报等级。

进一步地，所述预警模块根据所述数据分析模块使用监测排查策略排查到的不满足制动标准的性能确定制动阀预警位置，并根据预警位置和警报等级确定发出的警报信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明在监测制动阀的过程中，对制动阀的切换轴进行位置精度和复位时间进行检测，可以判断是否因为切换轴老化或者调整档位不准确导致制动阀制动效果受到影响，同时监测信号接收时间和档位切换时间，判断是否因为信号接收不灵敏或制动状态档位调节过影响制动效果，并在制动效果低于需要效果时发出警报信号，本发明增加了对制动阀的监控范围，提高了监控的准确性与及时性，并对应发出警报信号，提高了使用安全性。

进一步地，本发明制动阀的监测预警系统在监测预警过程中，根据切换轴位置与目标制动状态档位位置的位置差或方差确定切换轴位置精度，通过确定切换轴位置精度，为后续切换轴位置状态判定提供数据基础，提高了对制动阀监测的准确性。

进一步地，本发明制动阀的监测预警系统根据检测结果确定制动信号触发效率和制动切换效率，并确定制动调节效率，确定制动阀状态切换过程的效率可有效排除制动对象设备与制动阀信号传输的问题、切换轴老化或故障等问题影响制动阀制动性能，扩大了监测范围，提高了对制动阀的监测效率。

进一步地，本发明制动阀的监测预警系统设置多种监测排查策略对制动阀进行故障监测，并在第一监测排查策略和第二监测排查策略检查后，信号灵敏性和动作灵敏性均满足对应的制动标准的条件下采用第三监测排查策略，能够确保监测预警系统的工作效率与监测精度，根据监测结果准确确定制动阀的故障部位，提高了监测预警系统的准确性与高效性。

进一步地，本发明制动阀的监测预警系统根据检测到的性能与预设性能的差值或比值确定警报等级，并结合监测排查策略确定制动阀预警位置，并发出警报，提高警报的准确性，同时简化了故障排查步骤。

附图说明

图1为本发明实施例用于制动阀的监测预警系统的结构示意图；

图2为本发明实施例用于制动阀的监测预警系统的流程示意图。

具体实施方式

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和图2所示，图1为本发明用于制动阀的监测预警系统的结构示意图，图2为本发明用于制动阀的监测预警系统的流程示意图；本发明提供一种用于制动阀的监测预警系统，包括：

制动阀检测模块，其用以检测制动阀输出的压力，制动阀的制动状态档位切换的驱动力，切换轴在各制动状态档位位置的位置数据以及切换轴切换至目标制动状态档位位置的切换时间；

触发信号获取模块，其与制动阀检测模块相连，用以检测触发制动状态档位切换的信号发送时间，以及制动档位切换完成时间；

标准匹配模块，其与所述制动阀检测模块相连，用以根据制动阀的制动对象设备的制动需求确定制动阀的制动标准；

数据分析模块，其分别与所述制动检测模块、所述触发信号获取模块和所述标准匹配模块相连，用以根据获取的制动阀检测模块和触发信号获取模块的检测结果与所述标准匹配模块确定的制动标准进行比较，计算制动阀的对应制动调节性能；

预警模块，其与所述数据分析模块相连，用以根据数据分析模块的分析结果判断制动阀的性能状态，以及发出对应性能状态的警报信号；

其中，制动档位切换完成时间为档位切换信号发送时间后的时间段制动阀的输出压力均大于等于相应档位输出压力最低值的最早时间；

所述制动需求包括各个制动状态档位预设制动压力、切换轴切换不同状态时预设驱动力、各个档位预设切换时间和预设信号解析时间。

本发明在监测制动阀的过程中，对制动阀的切换轴进行位置精度和复位时间进行检测，可以判断是否因为切换轴老化导致松旷、切换困难或者调整档位不准确导致制动阀制动效果受到影响，同时监测信号接收时间和档位切换时间，判断是否因为信号接收不灵敏或制动状态档位调节过影响制动效果，并在制动效果低于需要效果时发出警报信号，本发明增加了对制动阀的监控范围，提高了监控的准确性与及时性，并对应进行发出警报信号，提高了使用安全性。

具体而言，制动阀检测模块包括：

制动阀压力检测单元，其用以检测制动阀在当前制动状态档位的实际输出压力；根据制动阀的输出介质的不同，采用对应的气压或液压检测器检测气压制动阀或液压制动阀的输出压力；

驱动力检测单元，其设置在切换轴档位切换的受力部位处，用以检测切换轴在切换不同的状态时受到的驱动力数值；可以理解的是，检测的驱动力为单次切换轴在切换状态的最大的驱动力。

位置精度检测单元，其设置各制动状态档位处，用以检测切换档位完成后，切换轴当前位置与目标制动状态档位位置的位置差；

切换时间检测单元，其分别与所述位置精度检测单元相连，用以检测切换档位至目标制动状态档位的开始时间和完成时间。

可以理解的是，切换轴与目标制动状态档位的位置差的采集时间为制动状态档位切换完成且驱动力撤销后，采集的是切换轴的当前位置与目标制动状态档位之间的距离；切换档位至目标制动状态档位的开始时间和完成时间可以确定目标制动状态档位的切换时间。

具体而言，所述触发信号获取模块包括：

制动识别单元，其与所述制动对象设备相连，用以识别制动对象设备发出制动状态调整信号的发送时间；例如，汽车作为制动对象设备，则制动状态调整信号的发送时间为车辆的控制系统发出制动信号；至制动阀的信号接收器的发送时间；

制动信号获取单元，其与所述制动识别单元相连，用以获取制动阀制动状态档位切换的档位信号发送时间，可以理解的是，其为制动阀解析制动对象设备发出的制动力的输出需求值并对应转换为切换轴档位切换动作的切换信号发送时间。

在具体实施过程中，标准匹配模块确定制动阀的制动标准，制动阀检测模块监测制动阀切换轴切换的各项数据，触发信号获取模块监测制动阀切换时的信号获取数据，数据分析模块使用第一监测排查策略判断制动状态档位切换信号灵敏性是否符合标准，数据分析模块使用第二监测排查策略判断制动状态档位切换动作灵敏度是否符合标准，第一和第二监测排查策略都符合标准的情况下，数据分析模块使用第三监测排查策略判断切换轴切换性能的动作稳定性是否符合标准，预警模块根据监测结果与标准的差值或者比值确定警报等级和预警位置，并发出警报信号。

在具体实施过程中，标准匹配模块根据制动阀的制动对象设备的制动需求确定制动阀的制动标准，制动对象设备与制动阀相连，并且，制动阀受制动对象设备的制动信号控制进行制动档位的切换，制动阀接收到制动对象设备的制动信号后，发出制动状态档位切换的档位信号并由制动对象设备输出对应的驱动力进行制动阀的制动档位切换，使制动阀的切换轴切换至目标制动状态档位位置。

制动对象设备的制动需求包括各个制动状态档位预设制动输出压力、切换轴切换不同状态时制动对象设备能提供的预设驱动力的范围、各个档位预设切换时间和预设信号解析时间。其中，通过制动对象设备需求的各个制动状态档位预设制动输出压力确定需要的制动压力F0，通过切换轴切换不同状态时制动对象设备能提供的预设驱动力的范围确定预设驱动力方差标准，通过制动对象设备允许的各个档位预设切换时间确定预设制动状态档位切换时间T0、制动切换效率预设值以及预设状态切换方差标准，通过制动对象设备允许的预设信号解析时间确定预设信号解析时间t0、信号触发效率预设值以及预设信号触发方差标准等。

在实施中，制动阀的制动标准中与制动对象设备的制动需求无关的标准，包括制动阀的制动位置精度标准（包括目标制动状态档位位置和预设切换位置精度标准）、预设状态切换方差标准，该部分的制动标准与制动阀本身的设计标准有关，由制动阀自身出厂制造参数确定。

具体而言，所述数据分析单元根据单次制动档位切换完成后，切换轴当前位置与目标制动状态档位位置的位置差确定切换轴位置精度，和/或根据各次制动档位切换的位置差的方差确定制动阀的位置精度。

切换轴位置精度通过下式确定：

第i次切换轴位置精度，

其中，α_i为第i次切换轴位置精度，d_i为第i次测量得到的切换轴位置，d_i0为目标制动状态档位位置，n为监测周期内监测总次数。

制动阀的位置精度，

其中，α为制动阀的位置精度，α₀为制动阀的预设切换位置精度标准，可以理解的是，目标制动状态档位位置为切换轴完成制动状态档位切换后可以使得制动阀切换到目标制动状态的位置，预设切换位置精度标准由切换轴完成制动状态档位切换后，不需要进行复位的位置允许范围确定。

本发明制动阀的监测预警系统在监测预警过程中，根据切换轴位置与目标制动状态档位位置的位置差或方差确定切换轴位置精度，通过确定切换轴位置精度，为后续切换轴位置状态判定提供数据基础，提高了对制动阀监测的准确性。

具体而言，所述数据分析单元根据制动状态调整信号的发送时间和档位信号发送时间确定制动信号触发效率，根据切换档位至目标制动状态档位的开始时间和完成时间确定制动切换效率，并根据制动信号触发效率和制动切换效率确定制动调节效率。

制动信号触发效率由式（1）确定：，

制动切换效率β2由式（2）确定：，

制动调节效率β3由式（3）确定：β3=ε1×β1+ε2×β2；

其中，β1为制动信号触发效率，β2为制动切换效率，β为制动调节效率，t1为制动识别单元获取的制动状态调整信号的发生时间，t2为制动信号获取单元获取的制动阀制动状态档位切换的档位信号发送时间，切换轴复位至目标制动状态档位的时间，t0为预设信号解析时间，ε1为制动信号触发权重，ε2为制动切换权重，T1为根据切换档位至目标制动状态档位的开始时间和完成时间确定的制动状态档位切换时长，T0为预设制动状态档位切换时间。

在具体实施过程中，状态档位切换时间用时较长，一般的，设置ε2＞ε1，ε2+ε1=1，制动切换权重大，在实际应用时ε2大于0.5，制动信号触发所用时间较短，制动信号触发权重小，实际应用时ε1小于0.5。预设效率根据制动轴合格出厂状态在制动对象设备上工作的平均值与允许的偏差范围确定，预设信号触发方差、预设状态切换方差根据制动轴合格出厂状态在制动对象设备上工作的平均值与允许的偏差范围以及设定的排查前若干次的总次数确定。

本发明制动阀的监测预警系统根据检测结果确定制动信号触发效率和制动切换效率，并确定制动调节效率，确定制动阀状态切换过程的效率可有效排除制动对象设备与制动阀信号传输的问题、切换轴老化或故障等问题影响制动阀制动性能，扩大了监测范围，提高了对制动阀的监测效率。

具体而言，所述数据分析模块在所述制动调节效率低于预设效率时，设置若干监测排查策略进行故障排查检测，可以理解的是，制动调节效率小于预设效率时，认为制动调节效率低于预设效率，采取的故障排查检测包括：

第一监测排查策略，根据前若干次制动状态档位切换对应的各制动信号触发效率计算信号触发方差，判断制动状态档位切换信号灵敏性是否满足对应的信号灵敏度标准；信号触发方差由下式确定：

信号触发方差，

其中，A为信号触发方差，β1_k为第k次制动档位状态切换的信号触发效率，为信号触发效率预设值，m为测量的制动状态档位切换次数，信号触发效率预设值/>一般的能够取值为0.9~1；

信号触发方差A小于等于预设信号触发方差标准时，判定制动状态档位切换信号灵敏性满足对应的信号灵敏度标准，反之，判定制动状态档位切换信号灵敏性不满足对应的信号灵敏度标准，发出信号灵敏度滞后报警，并根据信号触发方差A与预设信号触发方差标准的比对结果确定警报等级。

第二监测排查策略，根据前若干次制动状态档位切换对应的各制动切换效率计算状态切换方差，判断制动状态档位切换动作灵敏度是否满足对应的动作灵敏度标准，状态切换方差由下式确定：

状态切换方差，

其中，B为状态切换方差，β2_j为第j次制动档位状态切换的制动切换效率，为制动切换效率预设值，b为测量的制动状态档位切换次数，制动切换效率预设值/>一般的能够取值为0.85~1。

状态切换方差B小于等于预设状态切换方差标准时，判定制动状态档位切换动作灵敏度满足对应的动作灵敏度标准，反之，判定制动状态档位切换动作灵敏度不满足对应的动作灵敏度标准，发出档位切换滞后报警，并根据状态切换方差B与预设状态切换方差标准的比对结果确定警报等级。

在具体实施过程中，前若干次制动状态档位切换的实际情况进行制动阀性能追溯，能够有效的判断超标效率的问题是积累性故障或是单次故障，前若干次一般的至少取3次，能够获得较为准确的结果，例如，预设信号触发方差根据实际取值为0.01，若计算信号触发方差大于0.01，则说明信号灵敏度未满足标准，小于等于0.01则满足标准，符合第一监测排查策略的制动标准；预设状态切换方差取值为0.2，若计算状态切换方差大于等于预设状态切换方差，则说明切换动作灵敏度未满足标准，小于0.2则满足标准，符合第二监测排查策略的制动标准。

具体而言，所述数据分析模块还包括：

第三监测排查策略，在前置条件下，根据前若干次制动状态档位切换的驱动力计算驱动力方差，根据前若干次制动状态档位切换的位置精度计算位置精度方差，并根据驱动力方差和位置精度方差判断切换轴切换性能的动作稳定性是否达到要求；驱动力方差和位置精度方差分别由下式确定：

驱动力方差，

位置精度方差，

动作稳定性M=C×δ1+D×δ2，

其中，C为驱动力方差，F_l为第l个制动档位状态切换的驱动力，为制动档位状态切换的预设驱动力的范围内驱动力平均值，c为测量的制动状态档位切换次数，D为位置精度方差，α_l第l个制动状态档位切换的位置，/>为制动状态档位切换的目标制动状态档位理论位置，M为动作稳定性，δ1为驱动力方差权重，δ2为位置精度方差权重，在实际应用中，不同的制动对象设备对驱动力方差和位置精度方差的稳定度需求不同，一般的驱动力对动作稳定性影响较大，设定δ1＞δ2，δ1＋δ2=1，δ1与δ2的实际取值能够根据制动对象设备的具体情况确定，并将预设驱动力方差标准与预设切换位置精度标准与对应的δ1与δ2代入动作稳定性公式计算预设动作稳定性标准。

其中，所述前置条件为使用所述第一监测排查策略检查后信号灵敏性满足信号触发方差小于等于信号触发方差标准，且使用所述第二监测排查策略检查后动作灵敏性满足状态切换方差小于等于状态切换方差标准。

可以理解的是，在第一监测排查策略或第二监测排查策略有任意一个或两个都不满足对应标准时，不启动第三监测排查策略，在第一监测排查策略和第二监测排查策略均满足其对应标准时，再启动第三排查策略；预设位置精度方差根据制动轴的制造精度确定单个制动状态档位的允许位置误差旷量，并根据允许位置误差旷量与排查总次数确定。

若计算的动作稳定性小于预设动作稳定性标准，则切换轴切换性能的动作稳定性达到要求；若计算的动作稳定性大于等于预设动作稳定性标准，则切换轴切换性能的动作稳定性未达到要求。

本发明制动阀的监测预警系统设置多种监测排查策略对制动阀进行故障监测，并在第一监测排查策略和第二监测排查策略检查后，信号灵敏性和动作灵敏性均满足对应的制动标准的条件下采用第三监测排查策略，能够确保监测预警系统的工作效率与监测精度，根据监测结果准确确定制动阀的故障部位，提高了监测预警系统的准确性与高效性。

具体而言，所述数据分析模块根据制动阀输出的压力和制动调节效率确定制动阀的制动性能，制动阀制动性能通过下式确定：

，

其中，为制动阀制动性能，F1为制动阀输出的压力，F0为需要的制动压力，β为制动调节效率，/>为制动阀所在设备的外界制动影响系数。

可以理解是，外界制动影响系数可以在一定程度对制动对象设备进行制动过程产生积极或消极影响，在产生积极影响，如车辆在摩擦力较大的干燥粗糙路面制动时，取正值；在产生消极影响，如车辆在摩擦力较小的涉水路面制动时，/>取负值；/>的取值对制动阀的制动能力要求有所不同。

具体而言，所述预警模块根据制动阀的各性能与对应的制动标准进行比对判断制动阀的性能状态，并根据制动阀制动性能与预设制动阀制动性能差值或比值确定警报等级。

在具体实施过程中，若预设制动阀性能与实际制动阀性能比值小于1+时，说明制动阀性能没有达到预设性能，比值大于等于0.8倍1+/>且小于1+/>时，为一级警报，比值大于0.5倍的1+/>且小于0.8倍的1+/>，为二级警报。

具体而言，所述预警模块根据所述数据分析模块使用监测排查策略排查到的不满足制动标准的性能确定制动阀预警位置，并根据预警位置和警报等级确定发出的警报信号。

在具体实施过程中，在确定发出警报时，根据不满足的监测排查策略对应的制动阀位置发出警报，警报位置包括与制动状态档位切换信号灵敏性对应的制动信号滞后报警、与制动状态档位切换动作灵敏度对应的档位切换滞后报警、与切换轴切换性能的动作稳定性对应的档位松旷报警以及与制动阀制动性能对应的制动性能不足警报。

本发明制动阀的监测预警系统根据检测到的性能与预设性能的差值或比值确定警报等级，并结合监测排查策略确定制动阀预警位置，并发出警报，提高警报的准确性，同时简化了故障排查步骤。

在实施中，可以根据具体计算的信号触发方差、驱动力方差和位置精度方差与预设有的警报等级的标准值进行比较确定警报等级，如预设有警报等级对应的差值范围，根据计算的差值确定对应警报等级，或，预设有警报等级对应的比值范围，根据计算的比值确定对应警报等级。

例如，设置有驱动力方差的第一警报差值标准为2、第二警报差值标准为4，驱动力方差根据制动对象设备制动需求设定有预设驱动力方差标准为10，若计算驱动力方差为12，

由于12-10=2大于等于第一警报差值标准，则触发制动阀检测模块一级警报；

若计算驱动力方差为15，

由于15-10=5大于等于第二警报差值标准，则触发制动阀检测模块二级警报。

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。

Claims (10)

1.一种用于制动阀的监测预警系统，其特征在于，包括：

制动阀检测模块，其用以检测制动阀输出的压力，制动阀的制动状态档位切换的驱动力，切换轴在各制动状态档位位置的位置数据以及切换轴切换至目标制动状态档位位置的切换时间；

触发信号获取模块，其与所述制动阀检测模块相连，用以检测触发制动状态档位切换的信号发送时间，以及制动档位切换完成时间；

标准匹配模块，其与所述制动阀检测模块相连，用以根据制动阀的制动对象设备的制动需求确定制动阀的制动标准；

数据分析模块，其分别与所述制动阀检测模块、所述触发信号获取模块和所述标准匹配模块相连，用以根据获取的制动阀检测模块和触发信号获取模块的检测结果与标准匹配模块确定的制动标准进行比较，计算制动阀的对应制动调节性能；

预警模块，其与所述数据分析模块相连，用以根据数据分析模块的分析结果判断制动阀的性能状态，以及发出对应性能状态的警报信号；

其中，制动档位切换完成时间为档位切换信号发送时间后的时间段内制动阀的输出压力均大于等于相应档位输出压力最低值的最早时间；

所述制动需求包括各个制动状态档位预设制动输出压力、切换轴切换不同状态时预设驱动力、各个档位预设切换时间和预设信号解析时间。

2.根据权利要求1所述的用于制动阀的监测预警系统，其特征在于，所述制动阀检测模块包括：

制动阀压力检测单元，其用以检测制动阀在当前制动状态档位的实际输出压力；

驱动力检测单元，其设置在切换轴档位切换的受力部位处，用以检测切换轴在切换不同的状态时受到的驱动力数值；

位置精度检测单元，其设置各制动状态档位处，用以检测切换档位完成后，切换轴当前位置与目标制动状态档位位置的位置差；

切换时间检测单元，其分别与所述位置精度检测单元相连，用以检测切换档位至目标制动状态档位的开始时间和完成时间。

3.根据权利要求2所述的用于制动阀的监测预警系统，其特征在于，所述触发信号获取模块包括：

制动识别单元，其与所述制动对象设备相连，用以识别制动对象设备发出制动状态调整信号的发送时间；

制动信号获取单元，其与所述制动识别单元相连，用以获取制动阀制动状态档位切换的档位信号发送时间。

4.根据权利要求3所述的用于制动阀的监测预警系统，其特征在于，所述数据分析模块根据单次制动档位切换完成后，切换轴当前位置与目标制动状态档位位置的位置差确定切换轴位置精度，和/或根据各次制动档位切换的位置差的方差确定制动阀的位置精度。

5.根据权利要求4所述的用于制动阀的监测预警系统，其特征在于，所述数据分析模块根据制动对象设备发出制动状态调整信号的发送时间和档位切换的档位信号发送时间确定制动信号触发效率，根据切换档位至目标制动状态档位的开始时间和完成时间确定制动切换效率，并根据制动信号触发效率和制动切换效率确定制动调节效率。

6.根据权利要求5所述的用于制动阀的监测预警系统，其特征在于，所述数据分析模块在所述制动调节效率低于预设效率时，设置若干监测排查策略进行故障排查检测，包括：

第一监测排查策略，根据前若干次制动状态档位切换对应的各制动信号触发效率计算信号触发方差，判断制动状态档位切换信号灵敏性是否满足对应的信号灵敏度标准；

第二监测排查策略，根据前若干次制动状态档位切换对应的各制动切换效率计算状态切换方差，判断制动状态档位切换动作灵敏度是否满足对应的动作灵敏度标准。

7.根据权利要求6所述的用于制动阀的监测预警系统，其特征在于，所述数据分析模块还包括：

第三监测排查策略，在前置条件下，根据前若干次制动状态档位切换的驱动力计算驱动力方差，根据前若干次制动状态档位切换的位置精度计算位置精度方差，并根据驱动力方差和位置精度方差判断切换轴切换性能的动作稳定性是否达到要求；

其中，所述前置条件为使用所述第一监测排查策略和所述第二监测排查策略检查后，信号灵敏性和动作灵敏性均满足对应的制动标准。

8.根据权利要求7所述的用于制动阀的监测预警系统，其特征在于，所述数据分析模块根据制动阀输出的压力和制动调节效率确定制动阀的制动性能，制动阀制动性能通过下式确定：

，

其中，为制动阀制动性能，F1为制动阀输出的压力，F0为需要的制动压力，β为制动调节效率，/>为制动阀所在设备的外界制动影响系数。

9.根据权利要求1所述的用于制动阀的监测预警系统，其特征在于，所述预警模块根据制动阀的各性能与对应的制动标准进行比对判断制动阀的性能状态，并根据制动阀制动性能与预设制动阀制动性能差值或比值确定警报等级。

10.根据权利要求9所述的用于制动阀的监测预警系统，其特征在于，所述预警模块根据所述数据分析模块使用监测排查策略排查到的不满足制动标准的性能确定制动阀预警位置，并根据预警位置和警报等级确定发出的警报信号。