[发明专利]一种机车发动机故障诊断方法、系统及实现装置

权利要求书

1.一种机车发动机故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集发动机状态参数信息；

对发动机状态参数进行状态分级；

根据预先制定的融合诊断模型给出引起状态分级发生的故障根源，

所述融合诊断模型根据发动机故障逻辑机理制定，包括：发动机状态参数分级的矩阵U、发动机故障根源的矩阵V以及所述矩阵U中每个所述发动机状态参数分级与所述矩阵V之间对应的权重系数函数T，

根据预先制定的融合诊断模型给出引起状态分级发生的故障根源包括：当多个发动机状态参数分级同时发生时，所述融合诊断模型根据相应发动机状态参数分级所对应的权重系数函数通过故障根源权重系数综合评判算法计算融合权重系数函数，并且根据计算结果，将融合权重系数函数中的权重系数按照从大到小顺序列出引起状态分级发生的故障根源，

所述权重系数函数T中的权重系数根据发动机故障逻辑机理赋予基础的函数值，并通过数据驱动法进行优化，

所述数据驱动法进行优化包括：

根据以下公式对权重系数进行优化：

其中，

TnXm′为优化后的状态参数分级UnX对应故障根源Vm的权重系数；

TnXm为优化前的状态参数分级UnX对应故障根源Vm的基础权重系数；

nX为一段时间内状态参数分级UnX发生的总次数；

nXm为一段时间内由故障根源Vm引起UnX发生的次数；

UnX表示状态参数n处于X级健康状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述发动机状态参数进行状态分级包括：为每个所述发动机状态参数设定多个健康状态等级并且为每个所述健康状态等级设定相应的阈值范围，根据采集到的发动机状态参数值所属的阈值范围而将所述发动机状态参数分级到对应的健康状态等级。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，每个所述发动机状态参数设定有正常、弱化、异常、故障四个健康状态等级，

其中，所述发动机状态参数包括机油压力、冷却水温度、涡轮排气温度、增压器转速、机油油位、汽缸排气温度中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述发动机状态参数的每个健康状态等级具有固定不变的阈值范围或者具有随发动机运行状态变化的曲线阈值范围。

5.一种机车发动机故障诊断系统，其特征在于，包括：

发动机状态参数采集装置，其用于采集发动机状态参数信息；

发动机车载主控单元，其配置为从所述发动机状态参数采集装置接收所述发动机状态参数信息并进行参数超限报警和安全保护；以及

发动机地面故障诊断平台，其与所述发动机车载主控单元通信并且配置为：对发动机状态参数进行状态分级，根据预先制定的融合诊断模型给出引起状态分级发生的故障根源，

所述融合诊断模型根据发动机故障逻辑机理制定，包括：发动机状态参数分级的矩阵U、发动机故障根源的矩阵V以及所述矩阵U中每个所述发动机状态参数分级与所述矩阵V之间对应的权重系数函数T，

根据预先制定的融合诊断模型给出引起状态分级发生的故障根源包括：当多个发动机状态参数分级同时发生时，所述融合诊断模型根据相应发动机状态参数分级所对应的权重系数函数通过故障根源权重系数综合评判算法计算融合权重系数函数，并且根据计算结果，将融合权重系数函数中的权重系数按照从大到小顺序列出引起状态分级发生的故障根源，

所述权重系数函数T中的权重系数根据发动机故障逻辑机理赋予基础的函数值，并通过数据驱动法进行优化，

所述数据驱动法进行优化包括：

根据以下公式对权重系数进行优化：

其中，

TnXm′为优化后的状态参数分级UnX对应故障根源Vm的权重系数；

TnXm为优化前的状态参数分级UnX对应故障根源Vm的基础权重系数；

nX为一段时间内状态参数分级UnX发生的总次数；

nXm为一段时间内由故障根源Vm引起UnX发生的次数；

UnX表示状态参数n处于X级健康状态。

6.一种实现机车发动机故障诊断的装置，其特征在于，包括：

至少一个处理器；和

存储器，所述存储器存储有所述处理器可运行的程序代码，所述程序代码在被所述处理器运行时实施如权利要求1-4中任一项所述的方法。