为低电平、通 道B输出的速度检测信号为脉冲信号，则对应A端断线故障；反之，若通道B输出的速度检 测信号持续为低电平、通道A输出的速度检测信号为脉冲信号，则对应B端断线故障。
[0025] 由上述可知，在获取A、B通道两路速度检测信号后，若存在输出为持续为高电平 (15V)或持续为低电平（IV)的情况，并不能确定速度传感器存在断线故障，还需对机车是否 静止进行逻辑判断，若检测到机车中两个或两个以上锁轴均有速度脉冲输入，则可判定机 车处于运行状态，由机车运行状态时两路速度检测信号的电平状态即可确定对应的断线故 障类型以及断线故障源；而若两路速度检测信号均为脉冲信号，但与机车综合速度之间差 值均大于速度有效范围的最大值，则可诊断为速度传感器故障。本实施例结合机车的运行 状态以及两路速度检测信号即可确定速度传感器是否发生故障，在发生故障时结合建立的 故障工况对应关系即可确定对应的故障工况，以定位到故障源。
[0026] 本实施例根据上述的故障样本数据以及故障工况与速度检测信号的对应关系建 立速度传感器故障知识规则库，故障知识规则库中包含有各种故障工况的判断规则。首先 定义Move_State为机车运行状态，若为运行状态，则Move_State置为TRUE，若为静止状态， 则置为FALSE ;A、B两路通道的各种速度检测信号状态定义如下： A_Pulse_State定义为A通道速度检测信号为脉冲状态，且为有速度脉冲时为TRUE，无 速度脉冲时为FALSE ; A_LeVel_State定义为A通道速度检测信号为电平状态，且为高电平时为TRUE，低电 平时为FALSE ; B_Pulse_State定义为B通道速度检测信号为脉冲状态，且有速度脉冲时为TRUE，无速 度脉冲时为FALSE ; B_LeVel_State定义为B通道速度检测信号为电平状态，且为高电平时为TRUE，低电 平时为FALSE。
[0027] 本实施例基于故障样本建立的故障样本知识规则库如表2所示，其中持续时间 (本实施例取5s)、RULE 5中速度有效范围的最大值，即速度门槛(本实施例取lOKm/h)可根 据实际需求进行设置。
[0028] 表2 :基于故障样本的速度传感器故障知识规则库。
[0029] 通过上述规则即可判断速度检测信号是否有效，进而确定速度传感器信号是否可 靠，若可靠，再进行锁轴故障判断，否则报出速度传感器故障，且不进行锁轴判断，以减少锁 轴误诊断。
[0030] 本实施例中步骤2)的具体步骤为： 2. 1)实时获取待诊断锁轴中速度传感器的两路速度检测信号； 2. 2)对步骤2. 1)获取的两路速度检测信号进行有效性判断，若两路速度检测信号均为 有效脉冲信号，诊断当前速度传感器处于正常状态，转入步骤3);若两路速度检测信号中存 在电平信号且当前机车处于运行状态，则判定为无效检测信号，诊断为速度传感器断线故 障，转入执行步骤2. 3); 2. 3)判断步骤2. 1)获取的两路速度检测信号的状态，并根据对应关系确定对应的故障 工况，定位得到故障工况点。
[0031] 本实施例中，步骤2. 2)中两路速度检测信号均为有效脉冲信号的判定步骤为：若 两路速度检测信号均为脉冲信号，分别计算两路速度检测信号的值与当前机车综合速度值 之间差值；若差值均在预设速度有效范围内时，判定均为有效脉冲信号；否则判定为无效 脉冲信号，且诊断为对应的速度传感器故障。
[0032] 采用上述方法即可判定速度传感器的可靠性，当判定速度传感器处于正常状态 时，即可进行锁轴的故障诊断。
[0033] 本实施例中，步骤3)中诊断锁轴的故障状态的具体步骤为：分别计算当前机车综 合速度值与步骤2)获取的两路速度检测信号的值之间差值；判断差值是否均超过预设有 效范围内，如果是，则预判定锁轴发生故障；否则判定锁轴未发生故障。差值的预设有效范 围可根据实际需求进行设定。采用上述方法，通过对机车的运行工况、速度传感器的故障状 态以及电机速度与机车综合速度之间差值进行综合判断，可以对当前锁轴故障进行准确诊 断，减少锁轴故障的误诊断，同时还能够准确定位具体的故障点，从而提高了故障诊断的有 效性和系统的可用性。
[0034] 本实施例中，还包括最终故障判定步骤4)，具体步骤为：当预判定锁轴发生故障 时，判断当前机车综合速度值、步骤2)获取到的两路速度检测信号的值是否在预设第一时 间段内均处于对应的预设故障范围内，以及机车启动后预设第二时间段内速度传感器输出 的两路速度信号是否发生过变化，如果均为是，则最终判定锁轴发生故障。在预判定锁轴 为故障状态后，再结合机车综合速度值、两路速度信号进行最终判断，以提高故障诊断的精 度。
[0035] 本实施例具体判断到机车综合速度持续超过5 s在5Km/h~10Km/h有效范围内、锁 轴的速度检测信号持续超过5 s为小于lKm/h，且机车启动后15s内A、B通道电平信号发 生过变化，则诊断当前锁轴发生故障，即： IF (5Km/h〈机车综合速度〈10Km/h超过5s，锁轴A、B通道速度<lKm/h超过5s，机车 启动后15s内A、B通道电平信号发生过变化)， THEN (锁轴故障） 其中，上述机车综合速度的有效范围以及持续时间、锁轴A、B通道速度的最大值(两路 速度检测信号）以及持续时间，以及机车启动后A、B通道电平信号所持续时间均可根据实 际需求进行设定。
[0036] 上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明 已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的 内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在 本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1. 一种机车锁轴故障诊断方法，其特征在于，步骤包括： 1) 预先在待诊断锁轴中速度传感器处于不同故障工况时检测机车运行时锁轴速度，分 别获取通过速度采集电路采集到的两路速度检测信号，建立待诊断锁轴中速度传感器的故 障工况与两路速度检测信号之间对应关系； 2) 实时获取待诊断锁轴中速度传感器的两路速度检测信号，并进行有效性判断，如果 为有效检测信号，转入执行步骤3);否则判定为无效检测信号，诊断为速度传感器故障，根 据所述对应关系确定对应的故障工况并退出； 3) 由机车中多个锁轴所对应的速度计算当前机车综合速度值，并根据所述当前机车综 合速度值、步骤2)获取的两路速度检测信号诊断锁轴的故障状态。2. 根据权利要求1所述的机车锁轴故障诊断方法，其特征在于：所述故障工况包括所 述速度传感器的电源输入两端或速度信号两路输出端中，一端断线故障或两端同时断线故 障。3. 根据权利要求2所述的机车锁轴故障诊断方法，其特征在于，所述对应关系具体包 括：若机车运行时两路速度检测信号均为持续低电平，对应所述电源输入两端中正端断线 故障工况，或速度信号两路输出端同时断线故障；若机车运行时两路速度检测信号均为持 续高电平，对应所述电源输入两端中负端断线故障工况；若两路速度检测信号中一路为脉 冲信号、另一路为持续低电平，对应故障工况为速度信号两路输出端中为持续输出低电平 的一端断线。4. 根据权利要求3所述的机车锁轴故障诊断方法，其特征在于，所述步骤2)的具体步 骤为： 2. 1)实时获取待诊断锁轴中速度传感器的两路速度检测信号； 2. 2)对所述步骤2. 1)获取的两路速度检测信号进行有效性判断，若所述两路速度检测 信号均为有效脉冲信号，诊断当前速度传感器处于正常状态，转入步骤3);若所述两路速度 检测信号中存在电平信号且当前机车处于运行状态，则判定为无效检测信号，诊断为速度 传感器断线故障，转入执行步骤2. 3); 2. 3)判断所述步骤2. 1)获取的两路速度检测信号的状态，并根据所述对应关系确定对 应的故障工况，定位得到故障工况点。5. 根据权利要求4所述的机车锁轴故障诊断方法，其特征在于，所述步骤2. 2)中两路 速度检测信号均为有效脉冲信号的判定步骤为：若所述两路速度检测信号均为脉冲信号， 分别计算所述两路速度检测信号的值与当前机车综合速度值之间差值；若所述差值均在预 设速度有效范围内时，判定均为有效检测信号；否则判定为无效检测信号，且诊断为对应的 速度传感器故障。6. 根据权利要求1~5中任意一项所述的机车锁轴故障诊断方法，其特征在于，所述步 骤3)中诊断锁轴的故障状态的具体步骤为：分别计算所述当前机车综合速度值与所述步 骤2)获取的两路速度检测信号的值之间差值；判断所述差值的大小，如果所述差值超过预 设有效范围内时，预判定锁轴发生故障；否则判定锁轴未发生故障。7. 根据权利要求6所述的机车锁轴故障诊断方法，其特征在于，还包括最终故障判定 步骤4)，具体步骤为：当预判定锁轴发生故障时，判断所述当前机车综合速度值、所述步骤 2)获取到的两路速度检测信号的值是否在预设第一时间段内均处于对应的预设故障范围 内，以及机车启动后预设第二时间段内速度传感器输出的两路速度信号是否发生过变化， 如果均为是，则最终判定锁轴发生故障。
【专利摘要】本发明公开一种机车锁轴故障诊断方法，步骤包括：1）预先建立待诊断锁轴中速度传感器的故障工况与两路速度检测信号之间对应关系；2）实时获取待诊断锁轴中速度传感器的两路速度检测信号，并根据获取到的两路速度检测信号判断速度传感器是否发生故障，如果是，则诊断为速度传感器故障，根据对应关系确定对应的故障工况并退出；否则转入执行步骤3）；3）计算当前机车综合速度，并根据当前机车综合速度、获取的两路速度检测信号诊断锁轴是否发生故障。本发明综合速度信号的有效性诊断锁轴故障，具有实现操作简单、故障诊断准确度高且能够实现具体故障工况类型判别的优点。
【IPC分类】G01M13/02
【公开号】CN105043761
【申请号】CN201510371161
【发明人】成正林, 高首聪, 刘良杰, 袁靖, 徐绍龙, 李学明, 蒋奉兵, 黄明明, 彭辉, 廖亮, 郑勇, 黄浩
【申请人】株洲南车时代电气股份有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月30日