用于确定车辆的轮端轴承处或中已发生故障的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种确定在车辆的轮端轴承处或轮端轴承中已发生故障的方法。由处理电路计算轮端轴承的温度的估算值。由温度传感器获取轮端轴承的温度的测量值。由所述处理电路将所述测量值与所述估算值进行比较。当所述测量值与所述估算值偏离预定差值或更多时，所述处理电路确定已发生故障。本发明专利技术还涉及一种用于确定已发生故障的系统。定已发生故障的系统。定已发生故障的系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定车辆的轮端轴承处或中已发生故障的方法和系统


[0001]本专利技术涉及一种用于确定在车辆的轮端轴承处或轮端轴承中已发生故障的方法和系统。本专利技术还涉及一种计算机程序、一种计算机可读介质和一种处理电路，它们中的每一个均实施了该方法的步骤。此外，本专利技术涉及一种包括该系统的车辆。
[0002]本专利技术可以应用于重型车辆，例如卡车、公共汽车和建筑设备。尽管将针对卡车来描述本专利技术，但本专利技术不限于这种特定车辆，而是也可用在其它车辆中，例如轿车。

技术介绍

[0003]车辆(例如卡车)的车轮通常连接到相应的轮端轮毂。轮端轮毂又可以连接到可旋转的轮轴，由此，轮轴的旋转被传递为车轮的旋转。轮端轮毂通常同轴地安装到轮端轴承，该轮端轴承又同轴地安装成围绕轮轴、通常围绕包围轮轴的心轴。对于非驱动轮，轮端轮毂通常同轴地安装到轮端轴承，该轮端轴承又同轴地安装到实心转向节。与轮端轴承安装到心轴或转向节无关，它具有内圈和外圈，在内圈与外圈之间设置有轴承元件以用于实现内圈与外圈之间的相对旋转。轮端轮毂固定地连接到所述圈之一(通常是外圈)，轮端轮毂随其旋转。
[0004]为了降低轴承故障的风险以及不利的和潜在的危险后果，希望能够充分地执行对轮端轴承的状态的诊断。
[0005]如今，存在用于估算制动器温度的各种数学模型，并且这种数学模型可以在车辆的电子控制单元(ECU)中实施。然而，这些数学模型用于估算制动器温度，以便检测制动器故障而不是轴承故障。例如，高制动器温度可能会增加随后发生火灾的风险。此外，由于系统中的许多不确定性，使用数学模型进行的估算可能不准确。此外，这些温度估算是基于制动机构正常工作的假设。如果制动机构具有故障而导致其行为与其标称行为不同，则可能并不总是检测到此类故障。
[0006]尽管用于估算制动器温度的这种数学模型可以扩展到估算轴承温度，但仍然需要改进对轮端轴承的状态的诊断。换言之，需要一种更可靠的方式来确定在车辆的轮端轴承处或轮端轴承中已发生故障。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种方法和系统，它们提供了一种更可靠的方式来确定在车辆的轮端轴承处或轮端轴承中已发生故障。通过所附独立权利要求来实现这一目的以及将在以下公开中变得明显的其它目的。
[0008]根据本专利技术的第一方面，该目的通过根据权利要求1的方法来实现。本专利技术的第一方面涉及一种确定在车辆的轮端轴承处或轮端轴承中已发生故障的方法，该方法包括以下步骤：
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使用处理电路计算轮端轴承的温度的估算值，
[0010]‑
使用温度传感器获取车轮端轴承的温度的测量值，
[0011]‑
使用处理电路将该测量值与估算值进行比较，以及
[0012]‑
使用处理电路确定当该测量值与估算值偏离预定差值或更多时已发生故障。
[0013]本专利技术构思是基于专利技术人的以下认知：即，如果实际测量的轴承温度与所估算的轴承温度(即，应当合理预期存在的值)之间的差值足够大，则这可能是轴承相关故障的指示。例如，当预期温度低，但测量温度高得多时，那么，这将表明存在轴承故障。换句话说，在这种情况下，存在某些东西会导致轴承变得相对较热，尽管该估算所基于的情况表明温度应当更低。
[0014]由于例如用于计算温度估算值的数学模型的准确性可能不完美，所以在测量值与估算值之间应当合理地存在预定最小差值，以便降低错误判定轴承故障的风险。这种预定最小差值可以根据车辆的类型和/或根据轴承的类型以及轮端轮毂和制动机构的其它部件的类型来适当地设定。例如，在一些示例性实施例中，该预定最小差值可以是50℃。在其它示例性实施例中，该预定最小差值可以更高，例如是100℃或甚至150℃。
[0015]还应注意，用于计算温度估算的数学模型可以取决于实施该方法的车辆的具体类型以及其中的部件的具体类型。因此，设定一个应当用于所有类型车辆的全局模型几乎是不合理的。例如，摩擦和/或热导率取决于各种因素，例如部件的类型、部件中的材料类型、尺寸等。因此，本专利技术构思更侧重于将测量温度与估算温度进行比较，而与使用哪种模型来计算估算温度无关。根据定义，估算是一个“好的猜测”，并因此可以给出合理预期的指示。专利技术人已经意识到，如果测量温度与在当前驾驶条件下可以合理预期的温度显著偏离，则这可以用作轴承故障的指示。
[0016]所述温度传感器可以适当地被配置成向处理电路传输该测量值或该测量值的表示。相反，所述处理电路可以适当地被配置成从温度传感器接收该测量值或该测量值的表示。因此，该方法可以包括以下步骤：向处理电路传输该测量值或该测量值的表示。
[0017]在下文中，将呈现讨论温度传感器的可能放置的一些示例性实施例。应当注意，这些实施例对于本专利技术构思的第一方面的方法和第二方面的系统都是有效的(第二方面将在下面进一步详细讨论)。
[0018]根据至少一个示例性实施例，所述轮端轴承包括内侧轴承和外侧轴承，其中，温度传感器位于内侧轴承处(或内侧轴承中)。这是有利的，因为与将温度传感器放置在外侧轴承处(或外侧轴承中)相比，将温度传感器放置在内侧轴承处(或内侧轴承中)有利于从温度传感器的任何布线及其与处理电路的连接。该内侧轴承被配置成离车辆的中心纵向轴线最近。该外侧轴承被配置成离车辆的中心纵向轴线最远。
[0019]根据至少一个示例性实施例，所述温度传感器位于该内侧轴承的内侧面上。这进一步有利于布线。
[0020]根据至少一个示例性实施例，轮端轴承围绕中央车轮支撑构件(例如心轴或转向节)，其中，所述温度传感器位于内侧轴承与该中央车轮支撑构件之间。这也有利于布线。
[0021]根据上文，应当理解，在至少一些示例性实施例中，所述温度传感器可以经由有线连接与处理电路通信。然而，在其它示例性实施例中，可以想到替代地(或另外)提供所述温度传感器与处理电路之间的信号的无线通信。
[0022]如上文使用的表述“处理电路”应被理解为包括任何类型的计算设备，例如ASIC、微处理器等。还应理解，这种处理电路的实际实施可以在不止一个设备/电路之间进行划
分。例如，处理电路的一个设备/电路可以从温度传感器接收所传输的测量信号，而处理电路的另一设备/电路可以计算轴承温度的估算值，而又一设备/电路可以将该估算值与测量值进行比较，并且又一个设备/电路可以确定已发生故障。当然，也可以想到该处理电路仅具有一个用于执行所有功能的设备/电路。
[0023]根据至少一个示例性实施例，所述确定步骤包括：
[0024]‑
使用处理电路确定当测量值既高于估算值又与估算值偏离所述预定差值或更多时已发生轴承故障。如上文提及的，如果轮端轴承的估算值是某个温度，并且测量值表明轮端轴承的实际温度要高得多，则处理电路将确定存在轴承故障。例如，这可能是由于灰尘进入了轴承。故障的另一个原因可能是轴承中的润滑脂在温度升高时可能会变硬，并且将像沙子一样研磨轴承，从而导致温度升高和功能故障。该故障最初可能很小，但除非及时采取适当的纠正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种确定在车辆的轮端轴承(16)处或轮端轴承中已发生故障的方法(200)，包括以下步骤：
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使用处理电路(40)计算(S1)所述轮端轴承的温度的估算值，
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使用温度传感器(8)获取(S2)所述轮端轴承的温度的测量值，
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使用所述处理电路(40)将所述测量值与所述估算值进行比较(S3)，以及
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使用所述处理电路(40)确定(S4)当所述测量值与所述估算值偏离预定差值或更多时已发生故障。2.根据权利要求1所述的方法(200)，其中，所述确定(S4)步骤包括：
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使用所述处理电路(40)确定当所述测量值既高于所述估算值又与所述估算值偏离所述预定差值或更多时已发生轴承故障。3.根据权利要求1至2中的任一项所述的方法(200)，其中，所述确定(S4)步骤包括：
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使用所述处理电路(40)确定当所述测量值既低于所述估算值又与所述估算值偏离所述预定差值或更多时已发生制动促动器故障。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法(200)，其中，所述计算(S1)步骤包括：
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使用数学模型，所述数学模型估算：
·
基于所述轴承的旋转的轴承温度的变化，以及
·
来自制动硬件的温度的变化，例如来自摩擦制动，并且该温度的变化被传递到所述轴承，例如经由轮端轮毂传递到所述轴承。5.根据权利要求4所述的方法(200)，包括：
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使用所述处理电路(40)估算每个时间点的制动能量，以及
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使用所述处理电路(40)将所估算的制动能量输入到所述制动硬件的热容模型中，以估算轴承温度的上升或下降。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法(200)，所述方法在人类驾驶车辆中实施或在自主车辆中实施，所述方法包括：
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在人类驾驶车辆的情况下，当所述确定步骤确定已发生故障时，从所述处理电路(40)向用户界面(44)传达(S5)已发生故障，
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在自主车辆的情况下，当所述确定步骤确定已发生故障时，从所述处理电路(40)向所述自主车辆的控制单元(44)传达(S5)已发生故障。7.一种计算机程序，所述计算机程序包括程序代码组件，所述程序代码组件用于当所述程序在计算机上运行时执行权利要求1

【专利技术属性】
技术研发人员：里昂，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：