CN115389199A - 一种变速器异响诊断方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变速器异响诊断方法及***，方法包括获取异响数据，分析在历史案例数据库中是否存在与异响数据匹配的历史案例数据，若不存在，则对异响音频进行特征计算以得到异响特征值，判断在特征数据库中是否存在与异响特征值匹配的异响特征数据；若不存在，则获取振动、声音以及TCU信号并分析得到数据特征；判断在特征数据库中是否存在与分析后的数据特征匹配的异响特征数据；若存在，则输出异响原因。本申请通过建立变速器异响诊断***，无论对于较难诊断的异响或者一般异响问题，可以通过***对异响问题进行快速诊断，提高诊断效率的同时也保证了诊断准确性。

Description

一种变速器异响诊断方法及***

技术领域

本发明涉及变速器故障诊断技术领域，特别涉及一种变速器异响诊断方法及***。

背景技术

汽车变速器是一种旋转机械，异响是变速器在运行过程中发出的异常的声音，持续的异响不仅会影响驾乘人员的乘坐体验，引起不适，严重的异响可能会导致车辆失效，影响行车安全，因此变速器异响需要及时排查原因并解决。

由于变速器结构较为复杂，异响原因多样，变速器异响的诊断比较困难，需要有一定的专业知识和经验。目前售后维修人员对于异响的诊断，一般靠经验的判断，而对于较难诊断的异响，则需要专业的工程师到现场测试分析后找出异响原因，这样往往时效性低，容易引起客户抱怨。因此，对于变速箱异响问题，需要有一种快速有效的诊断***及方法，能够帮助售后维修人员快速找出异响原因，对于提升工作效率和降低客户抱怨有重要意义。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种变速器异响诊断方法及***，用以解决现有技术中对于变速器异响诊断一般靠售后维修人员的经验进行判断导致准确率低、且对于较难诊断的异响需要专业工程师到现场进行测试分析以诊断异响的方案导致效率低的技术问题。

本发明另一方面提供一种变速器异响诊断***，包括：

人机交互界面，用于信息的输入和输出，以便信息交互；

知识获取模块，连接人机交互界面与知识库，用于输入到人机交互界面中的信息并将其转换为计算机可存储的内部形式，存于知识库中；

知识库，连接知识获取模块与推理机，知识库包括案例数据库以及特征数据库，案例数据库包括异响案例数据，异响案例数据包括变速器台架异响案例以及整车异响案例，特征数据库包括异响特征数据，异响特征数据包括振动数据特征、声音数据特征以及变速器TCU信号特征；

推理机，分别连接知识库、解释器以及数据库，用于根据已有参数或用户输入，调用知识库中的事实和异响诊断规则，对异响进行诊断；

数据库，分别连接推理机、解释器，用于存储工作数据，所述工作数据包括异响推理过程、消息记录以及异响诊断的历史数据；

解释器，用于根据推理机的诊断结果用约定的形式通过人机交互界面输出给用户；

网络接口，与网络相连，用于接收并更新变速器零部件的变更信息及专业知识，与专家远程沟通以及算法升级。

本发明一方面提供一种变速器异响诊断方法，采用上述的变速器异响诊断***实现，所述方法具体应用于推理机，所述方法包括：

获取异响数据，所述异响数据包括异响音频及异响文字描述；

根据历史案例数据库中的历史案例数据分析在所述历史案例数据库中是否存在与所述异响数据匹配的历史案例数据，分析方法包括音色分析及频率分析；

若不存在，则对异响音频进行特征计算以得到异响特征值，所述特征计算方法包括快速傅里叶变换以及包络谱分析；

根据特征数据库中的异响特征数据判断在特征数据库中是否存在与所述异响特征值匹配的异响特征数据；

若不存在，则获取测试数据，所述测试数据包括振动、声音以及TCU信号，分析振动、声音以及TCU信号的数据特征；

根据特征数据库中的异响特征数据判断在特征数据库中是否存在与分析后的数据特征匹配的异响特征数据；

若存在，则输出异响原因。

另外，根据本发明上述的变速器异响诊断方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，根据特征数据库中的异响特征数据判断在特征数据库中是否存在与分析后的数据特征匹配的异响特征数据的步骤之后还包括：

若不存在与分析后的数据特征匹配的异响特征数据，则根据分析后的数据特征剖析异响原因。

进一步地，根据分析后的数据特征剖析异响原因的步骤之后还包括：

根据剖析得到的异响原因建立新的异响案例数据；

将建立得到的新的异响案例数据纳入至知识库中以更新知识库。

进一步地，根据历史案例数据库中的历史案例数据分析在所述历史案例数据库中是否存在与所述异响数据匹配的历史案例数据的步骤之后还包括：

若存在与所述异响数据匹配的历史案例数据，则输出异响原因。

进一步地，根据特征数据库中的异响特征数据判断在特征数据库中是否存在与所述异响特征值匹配的异响特征数据的步骤之后还包括：

若存在与所述异响特征值匹配的异响特征数据，则输出异响原因。

进一步地，根据特征数据库中的异响特征数据判断在特征数据库中是否存在与分析后的数据特征匹配的异响特征数据的步骤包括：

获取分析结果，将所述分析结果与特征数据库内的异响特征数据进行数据对比；

根据异响特征数据判断是否存在与分析结果匹配的异响特征数据。

进一步地，在获取异响数据的步骤中，每一案例的异响数据包括异响音频信息以及与所述异响音频信息相对应的异响文字信息。

进一步地，根据与分析后的数据特征匹配的特征数据输出异响原因的步骤包括：

根据与分析后的数据特征匹配的特征数据获取异响案例数据，所述异响案例数据与分析后的数据特征匹配的特征数据匹配；

根据所述异响案例数据确定并输出异响原因。

进一步地，输出异响原因的方法包括：

通过文字、图形式输出异响原因。

上述变速器异响诊断方法，通过建立变速器异响诊断***，无论对于较难诊断的异响或者一般异响问题，可以通过***对异响问题进行快速诊断，提高诊断效率的同时也保证了诊断准确性，避免了解决现有技术中对于变速器异响诊断一般靠售后维修人员的经验进行判断导致准确率低、且对于较难诊断的异响需要专业工程师到现场进行测试分析以诊断异响的方案导致效率低的技术问题；具体的，建立知识库和数据库，可以通过知识库中的案例数据库和特征数据库对异响数据进行诊断，具体的，用户可以通过输入录制的异响音频进行诊断，减少了进行数据测试的工作量；而对于仅通过音频无法进行诊断的异响问题再通过采集振动、声音及TCU信号进行诊断分析以得到异响原因，通过本申请中的变速器异响诊断方法及***，可以将原来诊断困难的异响问题得到快速的识别，降低异响诊断专业门槛，对于售后异响快速诊断具有重要意义。

附图说明

图1为本发明第一实施例中变速器异响诊断***的***示意图；

图2为本发明中知识库示意图；

图3为本发明中变速器异响故障树示意图；

图4为本发明中案例库建立示意图；

图5为本发明中第二实施例中变速器异响诊断方法的方法流程图。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本申请中，通过现场快速录制异响音频；导入***并输入异响文字描述；分析异响音频的音色、频率等参数以及异响描述文字和案例库中案例的匹配度，若匹配，则输出异响原因；若不匹配，对异响音频进行特征计算(如包络谱、快速傅里叶变换等)，得到异响特征值，分析异响特征与故障特征库中特征数据的匹配度；若匹配，则输出异响原因；若不匹配，说明仅根据音频和文字描述不足以诊断故障原因，则需进行详细数据测试；测试振动、声音以及TCU信号并导入到***；分析振动、声音以及TCU信号的特征；分析信号特征与故障特征库中某故障特征的匹配度，若匹配，则输出异响原因。通过建立变速器异响诊断***，使得无论对于较难诊断的异响或者一般异响问题，可以通过***对异响问题进行快速诊断，提高诊断效率的同时也保证了诊断准确性，避免了解决现有技术中对于变速器异响诊断一般靠售后维修人员的经验进行判断导致准确率低、且对于较难诊断的异响需要专业工程师到现场进行测试分析以诊断异响的方案导致效率低的技术问题。

实施例一

请参阅图1，所示为本发明第一实施例中的变速器异响诊断***，包括：

人机交互界面，用于信息的输入和输出，以便信息交互；

知识获取模块，连接人机交互界面与知识库，用于输入到人机交互界面中的信息并将其转换为计算机可存储的内部形式，存于知识库中；

知识库，连接知识获取模块与推理机，知识库包括案例数据库以及特征数据库，案例数据库包括异响案例数据，异响案例数据包括变速器台架异响案例以及整车异响案例，特征数据库包括异响特征数据，异响特征数据包括振动数据特征、声音数据特征以及变速器TCU信号特征；

推理机，分别连接知识库、解释器以及数据库，用于根据已有参数或用户输入，调用知识库中的事实和异响诊断规则，对异响进行诊断；

数据库，分别连接推理机、解释器，用于存储工作数据，所述工作数据包括异响推理过程、消息记录以及异响诊断的历史数据；

解释器，用于根据推理机的诊断结果用约定的形式通过人机交互界面输出给用户；

网络接口，与网络相连，用于接收并更新变速器零部件的变更信息及专业知识，与专家远程沟通以及算法升级。

本实施例提供一种变速器异响诊断***，其包括网络接口、人机交互界面、知识获取模块、知识库、数据库、推理机和解释器。***通过网络接口连接网络，定期更新变速器零部件变更信息、专业知识，用户与专家远程沟通以及诊断算法的升级。

用户通过人机交互界面，将变速器的专业知识(故障特征知识、案例)输入到***中，实现***各模块之间进行信息交互，完成输入输出工作。

知识获取模块获取输入到人机交互界面的专业知识并将其转换为计算机可存储的内部形式，存入知识库中。

知识库分别与推理机、知识获取模块相连，包括案例数据和特征数据，参见图2所示。特征数据库为变速器各类异响的振动和声音的特征数据，其按照故障数分析法建立，按照逆向思维逻辑推理出故障原因。故障树以***不希望出现的故障为顶事件，找出能导致顶事件发生的一切中间事件，再找出造成中间事件发生的全部因素，按照此方式一直追溯到造成故障的底事件，将顶事件和底事件之间用逻辑关系连接起来，便形成了故障树。异响特征库构建参见图3所示，变速器异响可能由硬件故障或者软件异常导致，而硬件故障则可能由齿轮磨损导致，齿轮包括了1到5档等多个档位齿轮副，每个齿轮副又包括主动齿轮和从动齿轮。主动齿轮和从动齿轮磨损故障就是底事件。同理，其他故障如轴承磨损、油泵故障、离合器故障、轴端磨碰按照上述方式建立完整连接关系。案例数据为异响案例数据。案例数据则以案例数据库的方式建立，建立方式参见图4所示，每个案例包括音频数据以及该音频数据对应的文字描述。案例数据获取来源包括：

前期积累的变速器异响故障或者在试验样机上人为引入不同故障而得到的异响故障案例；利用***完成诊断并保存起来的案例；互联网上的案例，通过筛选保存到案例库中。随着案例数据不断扩展，诊断准确性也不断提升。

数据库分别与解释器、推理机相连，用于存储包括异响推理过程、消息记录、异响诊断历史的数据。

推理机中集成了数据分析、机器学习等算法，当用户输入文字描述以及异响音频文件时，推理机调用案例中的案例和异响诊断规则，对异响进行诊断。当用户导入测试的振动、声音和TCU信号时，推理机调用特征库中的数据和异响诊断规则，对异响进行诊断。

解释器，根据推理机的诊断结果，将异响原因用文字、图等形式通过人机交互界面输出给用户。

具体的，特征数据库按照故障树分析法建立，按照逆向思维逻辑推理出故障原因。故障树以***不希望出现的故障为顶事件，找出能导致顶事件发生的一切中间事件，再找出造成中间事件发生的全部因素，按照此方式一直追溯到造成故障的底事件，将顶事件和底事件之间用逻辑关系连接起来，便形成了故障树。案例数据则以案例数据库(简称：案例库)的方式建立，案例数据获取来源包括：前期积累的变速器异响故障或者在试验样机上人为引入不同故障而得到的异响故障案例；利用***完成诊断并保存起来的案例；互联网上的案例，通过筛选保存到案例数据库中。随着案例数据库不断扩展，诊断准确性也不断提升。

知识库中的特征数据库存储的数据为振动数据特征、声音数据特征、变速器TCU信号特征。案例数据库存储的数据为变速器台架异响案例、整车异响案例，包括音频数据以及该音频数据对应的文字描述。

综上，本发明上述实施例当中的变速器异响诊断***，通过建立变速器异响诊断***，无论对于较难诊断的异响或者一般异响问题，可以通过***对异响问题进行快速诊断，提高诊断效率的同时也保证了诊断准确性，避免了解决现有技术中对于变速器异响诊断一般靠售后维修人员的经验进行判断导致准确率低、且对于较难诊断的异响需要专业工程师到现场进行测试分析以诊断异响的方案导致效率低的技术问题；具体的，建立知识库和数据库，可以通过知识库中的案例数据库和特征数据库对异响数据进行诊断，具体的，用户可以通过输入录制的异响音频进行诊断，减少了进行数据测试的工作量；而对于仅通过音频无法进行诊断的异响问题再通过采集振动、声音及TCU信号进行诊断分析以得到异响原因，通过本申请中的变速器异响诊断方法及***，可以将原来诊断困难的异响问题得到快速的识别，降低异响诊断专业门槛，对于售后异响快速诊断具有重要意义。

实施例二

请参阅图5，所示为本发明第二实施例中的变速器异响诊断方法，方法包括步骤S201至S207：

S201、获取异响数据，异响数据包括异响音频及异响文字描述。

每一案例的异响数据包括异响音频信息以及与异响音频信息相对应的异响文字信息。用户先将观察到的异响现象用详细的文字描述或者用手机等录制异响发生时的音频，而不用进行振动、噪声和TCU信号的采集，降低了工作量。将文字描述或者异响音频数据根据人机交互界面的提示输入到***中。

S202、根据历史案例数据库中的历史案例数据分析在历史案例数据库中是否存在与异响数据匹配的历史案例数据。

具体的，分析方法包括音色分析及频率分析。

若不存在，则执行步骤S203；

若存在，则执行步骤S207；

S203、对异响音频进行特征计算以得到异响特征值。

具体的，特征计算方法包括快速傅里叶变换以及包络谱分析。

S204、根据特征数据库中的异响特征数据判断在特征数据库中是否存在与异响特征值匹配的异响特征数据。

若不存在，则执行步骤S205；

若存在，则执行步骤S207；

S205、获取测试数据，测试数据包括振动、声音以及TCU信号，分析振动、声音以及TCU信号的数据特征。

S206、根据特征数据库中的异响特征数据判断在特征数据库中是否存在与分析后的数据特征匹配的异响特征数据。

具体的，获取分析结果，将分析结果与特征数据库内的异响特征数据进行数据对比；根据异响特征数据判断是否存在与分析结果匹配的异响特征数据。

若存在，则执行步骤S207；

S207、输出异响原因。

具体的，根据与分析后的数据特征匹配的特征数据获取异响案例数据，异响案例数据与分析后的数据特征匹配的特征数据匹配；根据异响案例数据确定并输出异响原因。进一步地，通过文字、图形式输出异响原因。

作为一个具体示例，若不存在与分析后的数据特征匹配的异响特征数据，则说明此时变速器异响诊断***中的知识库中没有纳入与分析后的数据特征匹配的异响特征数据，分析后的数据特征属于新型异响数据，此时，人工根据分析后的数据特征剖析异响原因；并根据剖析得到的异响原因建立新的异响案例数据；将建立得到的新的异响案例数据纳入至知识库中以更新知识库。随着案例数据库的不断扩充，算法不断更新迭代，异响诊断的准确性也不断提高。

本发明知识库同时建立了案例数据库和特征数据库，可以通过案例数据库和特征数据库进行诊断。用户首先可以通过输入录制的异响音频进行诊断，减少了进行数据测试的工作量。而对于无法通过案例数据库进行诊断的异响则要求进行振动、噪声数据采集。随着案例数据库的不断扩充，算法不断更新迭代，异响的诊断准确性会不断提高。通过变速器异响诊断***，可以将原来诊断困难的异响问题得到快速的识别，降低异响诊断专业门槛，对于售后异响快速诊断有重要意义。

综上，本发明上述实施例当中的变速器异响诊断方法，通过建立变速器异响诊断***，无论对于较难诊断的异响或者一般异响问题，可以通过***对异响问题进行快速诊断，提高诊断效率的同时也保证了诊断准确性，避免了解决现有技术中对于变速器异响诊断一般靠售后维修人员的经验进行判断导致准确率低、且对于较难诊断的异响需要专业工程师到现场进行测试分析以诊断异响的方案导致效率低的技术问题；具体的，建立知识库和数据库，可以通过知识库中的案例数据库和特征数据库对异响数据进行诊断，具体的，用户可以通过输入录制的异响音频进行诊断，减少了进行数据测试的工作量；而对于仅通过音频无法进行诊断的异响问题再通过采集振动、声音及TCU信号进行诊断分析以得到异响原因，通过本申请中的变速器异响诊断方法及***，可以将原来诊断困难的异响问题得到快速的识别，降低异响诊断专业门槛，对于售后异响快速诊断具有重要意义。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备(如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***)使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。

计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种变速器异响诊断***，其特征在于，包括：

人机交互界面，用于信息的输入和输出，以便信息交互；

知识获取模块，连接人机交互界面与知识库，用于输入到人机交互界面中的信息并将其转换为计算机可存储的内部形式，存于知识库中；

知识库，连接知识获取模块与推理机，知识库包括案例数据库以及特征数据库，案例数据库包括异响案例数据，异响案例数据包括变速器台架异响案例以及整车异响案例，特征数据库包括异响特征数据，异响特征数据包括振动数据特征、声音数据特征以及变速器TCU信号特征；

推理机，分别连接知识库、解释器以及数据库，用于根据已有参数或用户输入，调用知识库中的事实和异响诊断规则，对异响进行诊断；

数据库，分别连接推理机、解释器，用于存储工作数据，所述工作数据包括异响推理过程、消息记录以及异响诊断的历史数据；

解释器，用于根据推理机的诊断结果用约定的形式通过人机交互界面输出给用户；

网络接口，与网络相连，用于接收并更新变速器零部件的变更信息及专业知识，与专家远程沟通以及算法升级。

2.一种变速器异响诊断方法，其特征在于，采用权利要求1所述的变速器异响诊断***实现，所述方法具体应用于推理机，所述方法包括：

获取异响数据，所述异响数据包括异响音频及异响文字描述；

根据历史案例数据库中的历史案例数据分析在所述历史案例数据库中是否存在与所述异响数据匹配的历史案例数据，分析方法包括音色分析及频率分析；

若不存在，则对异响音频进行特征计算以得到异响特征值，所述特征计算方法包括快速傅里叶变换以及包络谱分析；

根据特征数据库中的异响特征数据判断在特征数据库中是否存在与所述异响特征值匹配的异响特征数据；

若不存在，则获取测试数据，所述测试数据包括振动、声音以及TCU信号，分析振动、声音以及TCU信号的数据特征；

根据特征数据库中的异响特征数据判断在特征数据库中是否存在与分析后的数据特征匹配的异响特征数据；

若存在，则输出异响原因。

3.根据权利要求2所述的变速器异响诊断方法，其特征在于，根据特征数据库中的异响特征数据判断在特征数据库中是否存在与分析后的数据特征匹配的异响特征数据的步骤之后还包括：

若不存在与分析后的数据特征匹配的异响特征数据，则根据分析后的数据特征剖析异响原因。

4.根据权利要求3所述的变速器异响诊断方法，其特征在于，根据分析后的数据特征剖析异响原因的步骤之后还包括：

根据剖析得到的异响原因建立新的异响案例数据；

将建立得到的新的异响案例数据纳入至知识库中以更新知识库。

5.根据权利要求2所述的变速器异响诊断方法，其特征在于，根据历史案例数据库中的历史案例数据分析在所述历史案例数据库中是否存在与所述异响数据匹配的历史案例数据的步骤之后还包括：

若存在与所述异响数据匹配的历史案例数据，则输出异响原因。

6.根据权利要求2所述的变速器异响诊断方法，其特征在于，根据特征数据库中的异响特征数据判断在特征数据库中是否存在与所述异响特征值匹配的异响特征数据的步骤之后还包括：

若存在与所述异响特征值匹配的异响特征数据，则输出异响原因。

7.根据权利要求2所述的变速器异响诊断方法，其特征在于，根据特征数据库中的异响特征数据判断在特征数据库中是否存在与分析后的数据特征匹配的异响特征数据的步骤包括：

获取分析结果，将所述分析结果与特征数据库内的异响特征数据进行数据对比；

根据异响特征数据判断是否存在与分析结果匹配的异响特征数据。

8.根据权利要求2所述的变速器异响诊断方法，其特征在于，在获取异响数据的步骤中，每一案例的异响数据包括异响音频信息以及与所述异响音频信息相对应的异响文字信息。

9.根据权利要求2所述的变速器异响诊断方法，其特征在于，根据与分析后的数据特征匹配的特征数据输出异响原因的步骤包括：

根据与分析后的数据特征匹配的特征数据获取异响案例数据，所述异响案例数据与分析后的数据特征匹配的特征数据匹配；

根据所述异响案例数据确定并输出异响原因。

10.根据权利要求2所述的变速器异响诊断方法，其特征在于，输出异响原因的方法包括：

通过文字、图形式输出异响原因。

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