一种利用用电量检测汽车轴承的设备、方法及汽车与流程

本发明涉及汽车轴承监测技术领域，尤其涉及一种利用用电量检测汽车轴承的设备、方法及汽车。

背景技术：

众所周知，汽车轴承是汽车传动部件中的基础，也是汽车上的驱动装置的一部分，其对于整车性能有着重要的影响，一旦轴承损坏将会影响到整车的行驶，并且一旦出现故障后，就会影响整车的安全。同时，轴承不仅和车辆的平稳运转关系重大，而且如果轴承的质量不好，还容易产生较大的噪声。

然而，汽车的轴承是消耗品，会随着汽车的使用，寿命逐渐缩短，但是，目前对汽车轴承检测的设备装置体积庞大，检测繁琐复杂，在线不易操作，而且不能实现100％轴承性能检测，所以，现有的汽车轴承检测方式，操作复杂，准确率较低，且不具有实时性，在车辆行驶过程中，驾驶员无法实时获知汽车轴承的工作状态，可能也无法及时发现汽车轴承存在的问题，很可能造成致命的交通事故，后果不堪设想。

因此，如何在汽车行驶过程中，实现对汽车轴承寿命的实时检测，已成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的以上技术问题，本发明实施例提供一种利用用电量检测汽车轴承的设备，能够实现对汽车轴承寿命的实时检测，以便于驾驶员可以实时获知汽车轴承的寿命。

第一方面，本发明提供了一种利用用电量检测汽车轴承的设备，应用于对电动汽车的轴承进行检测，该设备包括：控制器和电量检测电路；

所述电量检测电路，用于获得所述电动汽车在单位行程的用电量，并将所述用电量发送给所述控制器；

所述控制器，用于由用电量-轴承寿命函数获得所述用电量对应的轴承寿命；所述用电量-轴承寿命函数预先获得。

可选地，所述控制器，预先获得所述用电量-轴承寿命函数具体为：

所述控制器，用于分别获得至少两个轴承寿命对应的单位行程的用电量，由所述至少两个轴承寿命以及分别对应的单位行程的用电量通过曲线拟合获得所述用电量-寿命函数。

可选地，所述利用用电量检测汽车轴承的设备还包括：麦克风模块；

所述麦克风模块，用于检测汽车轴承工作时的声音信号；

所述控制器，用于对所述声音信号进行频谱分析获得所述声音信号的频率，由所述频率-轴承寿命函数获得所述声音信号的频率对应的轴承寿命；所述频率-轴承寿命函数预先获得；将由所述声音获得的轴承寿命和由所述用电量获得的轴承寿命做对比进行互相验证。

可选地，所述控制器，预先获得所述频率-轴承寿命函数，具体为：

所述控制器，用于分别获得至少两个不同轴承寿命对应的汽车轴承工作时的声音信号，由所述至少两个不同轴承寿命以及分别对应的汽车轴承工作时的声音信号通过曲线拟合获得所述频率-轴承寿命函数。

可选地，所述麦克风模块，还用于预先获得所述汽车轴承工作时的背景声音信号；

所述控制器，还用于对所述声音信号进行频谱分析获得所述声音信号对应的频率之前，从所述声音信号中减去所述背景声音信号。

可选地，所述预先获得所述汽车轴承工作时的背景声音信号，具体为：

预先多次获得所述汽车轴承工作时的背景声音信号，将多次获得的背景声音信号取平均值作为最终背景声音信号；

所述控制器从所述声音信号中减去所述背景声音信号，具体为：

所述控制器从所述声音信号中减去所述最终背景声音信号。

可选地，所述控制器位于电动汽车或位于远程服务器。

可选地，所述利用用电量检测汽车轴承的设备还包括：远程服务器；

所述控制器，还用于将所述用电量发送给远程服务器；

所述远程服务器，用于通过神经网络对所述用电量进行分析获得用电量的变化曲线，并根据所述变化曲线获得所述汽车轴承的寿命。

第二方面，本发明还提供了一种利用用电量检测汽车轴承的方法，应用于对电动汽车的轴承进行检测，所述电动汽车包括电量检测电路和控制器，所述方法包括：

所述控制器接收所述电量检测电路发送的用电量，所述用电量是由所述电量检测电路获得的所述电动汽车在单位行程的用电量；

所述控制器由用电量-轴承寿命函数获得所述用电量对应的轴承寿命；所述用电量-轴承寿命函数预先获得。

第三方面，本发明还提供了一种汽车，包括本发明第一方面提供的所述的设备，以及汽车轴承；

所述设备用于检测所述汽车轴承的寿命，并将所述汽车轴承的寿命在中控屏进行显示。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

本申请实施例提供的利用用电量检测汽车轴承的设备、方法及汽车，应用于对电动汽车的轴承进行检测，该检测设备包括控制器和电量检测电路，电量检测电路，用于获得电动汽车在单位行程的用电量，并将该用电量发送给控制器；控制器，用于由用电量-轴承寿命函数获得所述用电量对应的轴承寿命；其中，用电量-轴承寿命函数是预先获得的。可见，本申请实施例可以实现在汽车行驶过程中，利用用电量对汽车轴承寿命的实时检测，不仅提高了检测准确率，而且也便于驾驶员实时获知汽车轴承的寿命，提高驾驶的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种利用用电量检测汽车轴承的设备结构图；

图2为本申请实施例提供的另一种利用用电量检测汽车轴承的设备结构图；

图3为本申请实施例提供的一种麦克风模块安装位置结构俯视图；

图4为本申请实施例提供的一种利用用电量检测汽车轴承的方法的流程图；

图5为本申请实施例提供的一种汽车结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了便于理解本发明提供的技术方案，下面先对本发明技术方案的背景技术进行简单说明。

本申请实施例提供的设备应用于对电动汽车的轴承进行寿命检测，在汽车行驶过程中，不同的外界环境和路面情况都会对轴承的使用寿命造成影响。目前，大都使用特定的检测装置对汽车轴承进行检测，但这种检测设备体积庞大，操作复杂，检测的准确率较低，且不具有实时性，在车辆行驶过程中，驾驶员无法实时获知汽车轴承的工作状态，可能也无法及时发现汽车轴承存在的问题，很可能造成致命的交通事故，后果不堪设想。

可以理解的是，对于刚出厂的汽车轴承，由于工作性能良好，在实际工作时，产生的阻力较小，进而仅需要消耗较少的电量即可保证汽车在地面上的正常行驶；当使用一段时间后，由于组成汽车轴承的各零部件出现磨损，在此情况下，产生的阻力较大，进而就需要消耗较多的电量才能保证汽车在地面上的正常行驶，则高用电量对应的汽车轴承的使用寿命较短，也就是说，汽车轴承作用时需要的用电量与使用寿命成反比，且二者是一一对应的，因此，可以根据汽车轴承工作时的消耗的电量获得汽车轴承的使用寿命。

基于此，本申请实施例提供了一种利用用电量检测汽车轴承的设备，电量检测电路，用于获得电动汽车在单位行程的用电量，并将该用电量发送给控制器；控制器，用于由用电量-轴承寿命函数获得所述用电量对应的轴承寿命；其中，用电量-轴承寿命函数是预先获得的。可见，本申请实施例可以实现在汽车行驶过程中，利用用电量对汽车轴承寿命的实时检测，不仅提高了检测准确率，而且也便于驾驶员实时获知汽车轴承的寿命，提高驾驶的安全性。

实施例一

下面将结合附图对本申请示例性实施例示出的利用用电量检测汽车轴承寿命的设备进行详细介绍。

参见图1，其示出了本申请实施例提供的一种利用用电量检测汽车轴承的设备结构图。

本申请实施例提供的设备应用于对电动汽车的轴承103进行寿命检测，如图1所示，本申请实施例提供的利用用电量检测汽车轴承寿命的设备包括电量检测电路101和控制器102。

其中，电量检测电路101用于获得电动汽车在单位行程的用电量，并将用电量发送给控制器102；

其中，单位行程的用电量指的是电动汽车在行驶的单位行程内消耗的电量，可以首先通过获得一段行程的用电量，然后再进行单位化得到单位行程的用电量。例如，可以首先获得电动汽车在行驶200公里后的用电量t，然后可以将单位行设置为100公里，则此电动汽车单位行程的用电量即为t/2，或者，也可以获得电动汽车在行驶50公里后的用电量t，单位行程仍可以设置为100公里，则此电动汽车单位行程的用电量即为2t。

控制器102用于根据电量检测电路发送的电动汽车在单位行程的用电量，由用电量-轴承寿命函数获得所述用电量对应的轴承寿命；所述用电量-轴承寿命函数是预先获得的，同时，控制器102既可以为汽车的整车控制器，也可以为独立于整车控制器而另外设置的控制器，而且，控制器102可以位于汽车，也可以为位于远程服务器。

在实际应用中，电动汽车的用电量与汽车轴承的寿命是成反比的，这是因为，当汽车轴承的寿命较低时，则阻力较大，进而就需要消耗较多的电量才能保证汽车在地面上的正常行驶；反之，当汽车轴承的寿命较高时，则阻力较小，进而就仅需要消耗较少的电量即可保证汽车在地面上的正常行驶。

并且，在具体的实现过程中，用电量-轴承寿命函数可以为预先通过多次试验获得的，并保存在控制器中。在本申请实施例中，一种可选的实现方式是，控制器预先获得的用电量-轴承寿命函数具体为：

控制器用于分别获得至少两个轴承寿命对应的单位行程的用电量，由所述至少两个轴承寿命以及分别对应的单位行程的用电量通过曲线拟合获得所述用电量-轴承寿命函数。

在具体实现过程中，预先对出厂的电动汽车的轴承与电动汽车的单位行程的用电量进行多次测试，获得多个离散试验数据，并利用多个离散试验数据进行曲线拟合，从而得到用电量与轴承寿命之间的函数关系。比如，预先获得用电量t与对应的轴承寿命l的离散试验数据为(t0，l0)、(t1，l1)等，则可以选择比较适当的曲线类型对获得的用电量t与对应的轴承寿命l的离散试验数据进行拟合，最后，可以根据拟合的曲线类型选择对应的函数作为用电量与轴承寿命的函数，例如三次hermite样条曲线，即用电量-轴承寿命函数。

在本申请实施例提供的利用用电量检测轴承寿命的设备中，电量检测电路用于获得电动汽车在单位行程的用电量，并将该用电量发送给控制器；控制器用于由用电量-轴承寿命函数获得所述用电量对应的轴承寿命；其中，用电量-轴承寿命函数是预先获得的。可见，本申请实施例可以实现在汽车行驶过程中，利用用电量对汽车轴承寿命的实时检测，不仅提高了检测准确率，而且也便于驾驶员实时获知汽车轴承的寿命，提高驾驶的安全性。

实施例二

利用上述实施例介绍了利用用电量检测汽车轴承寿命的设备组成和功能，下面将结合附图对上述设备具体功能实现进行详细介绍。

参见图2，其示出了本申请实施例提供的另一种利用用电量检测汽车轴承的设备结构图。

本申请实施例提供的设备应用于对电动汽车的轴承103进行寿命检测，如图2所示，本申请实施例提供的利用用电量检测汽车轴承寿命的设备包括控制器102、电量检测电路101、麦克风模块104。

其中，电量检测电路101的功能与上述实施例一中的描述一致，此处不再赘述。

麦克风模块104用于检测汽车轴承工作时的声音信号，并将该声音信号发送给控制器102。

控制器102不仅能够实现其在实施例一描述的功能外，还用于对克风模块101发送的汽车轴承工作时的声音信号进行频谱分析获得所述声音信号的频率，由频率-轴承寿命函数获得所述声音信号的频率对应的轴承寿命；其中，频率-轴承寿命函数是预先获得的；将由所述声音获得的轴承寿命和由所述用电量获得的轴承寿命做对比进行互相验证。

可以理解的是，对于刚出厂的汽车轴承，由于工作性能良好，在实际工作时，产生的声音信号低沉，对应的频率低，则低频率对应的汽车轴承使用寿命较长；当使用一段时间后，由于组成汽车轴承的各零部件出现磨损，在此情况下，汽车轴承工作时产生的声音响亮且尖锐，对应的频率高，则高频率对应的汽车轴承的使用寿命较短，也就是说，汽车轴承作用时产生声音信号对应的频率与使用寿命成反比，且二者是一一对应的。

在实际应用中，麦克风模块104可以设置在汽车轴承上，用于获得轴承工作时的声音信号，并将该声音信号发送给控制器102。

其中，麦克风模块104的数量和安装位置可以根据实际需求进行设定，图3所示麦克风模块104安装位置仅作为示例，不对具体位置进行限定。如果汽车上仅安装一个麦克风模块104，可以将其安装在车架中间部分，与控制器102进行通信；如果安装四个麦克风模块，则可以将四个麦克风模块安装在车架的四个顶部边角的位置，并分别与控制器102建立通信连接，以便控制器102通过四个麦克风模块104来获得声音信号。当然，还可以设置其他数量的麦克风模块104，并根据实际安装数量合理部署麦克风模块104的位置。

为了更好地理解麦克风模块104的安装位置，参见图3，其示出了本申请实施例提供的一种麦克风模块安装位置结构俯视图。在图3中，包括四个麦克风模块，分别安装在车架顶部的四个边角上，并分别与控制器102建立通信连接，控制器102安装在车架的中间部分，四个麦克风模块104可以同时工作，并将获得的声音信号发送给控制器102，控制器102可以根据接收时延区分四个不同麦克风模块104发送的声音信号。

在实际应用中，汽车轴承的寿命是声音信号对应的频率的函数，该频率-轴承寿命函数为预先通过多次试验获得。当控制器分析出当前轴承工作时的声音信号对应的频率时，可以通过上述函数，获取对应轴承寿命。

进一步的，根据频率-轴承寿命函数及汽车轴承工作时的声音信号即可获得轴承寿命，再将该轴承寿命值与利用用电量获得的轴承寿命值进行比较，如果二者的差值是在预设的、允许的误差范围内，则表明利用用电量检测轴承寿命准确，同时还可以表明利用声音信号的频率检测轴承寿命准确。

如果二者差值未在预设的、允许的误差范围内，则选取二者中较低的寿命值作为轴承寿命，当根据用电量-轴承寿命函数及电动汽车的单位行程的用电量获得的轴承寿命大于利用声音信号的频率获得的轴承寿命时，表明利用用电量获得的轴承寿命出现差错，由于用电量与轴承寿命一一对应，则表明计算单位里程的用电量出现问题，可以进一步得出确定用电量的电量检测电路出现了故障。相应的，当根据用电量-轴承寿命函数及电动汽车的单位行程的用电量获得的轴承寿命小于利用声音信号的频率获得的轴承寿命时，表明利用声音信号的频率获得的轴承寿命出现差错，由于声音信号的频率与轴承寿命一一对应，则表明获取的声音信号的频率出现问题，可以进一步得出获得声音信号的麦克风模块出现了故障。

在本申请一些可能的实现方式中，控制器预先获得的频率-轴承寿命函数具体为：

控制器用于分别获得至少两个轴承寿命对应的与汽车轴承工作时的声音信号，由所述至少两个不同轴承寿命以及分别对应的汽车轴承工作时的声音信号通过曲线拟合获得频率-轴承寿命函数。

在实际应用中，曲线拟合指的是选择适当的曲线类型来拟合观测数据，并用拟合的曲线方程分析两变量间的关系。也就是用连续曲线近似地刻画或比拟平面上离散点组所表示的坐标之间函数关系的一种数据处理方法。

在具体实现过程中，预先对不同轴承的寿命与声音信号的频率进行多次测试，获得多个离散试验数据，并利用多个离散试验数据进行曲线拟合，从而得到频率与轴承寿命之间的函数关系。比如，预先获得频率f与对应的轴承寿命l的离散试验数据为(f0，l0)、(f1，l1)等，则可以选择比较适当的曲线类型对频率f与对应的轴承寿命l的离散试验数据进行拟合，最后，可以根据拟合的曲线类型选择对应的函数作为频率与轴承寿命的函数，即用频率-轴承寿命函数。

在本申请一些可能的实现方式中，所述麦克风模块，还用于预先获得汽车轴承工作时的背景声音信号。

控制器还用于对声音信号进行频谱分析获得声音信号对应的频率之前，从声音信号中减去上述背景声音信号。

其中，背景声音信号可以为车辆其他零部件产生的声音信号，当然也可以为与车辆相关的其他物体产生的声音信号。

在实际应用中，可以将预先获得的汽车轴承工作时的背景声音信号存储在控制器中，在控制器对声音信号进行频谱分析之前，将麦克风模块发送的声音信号减去预存的上述背景声音信号，保证控制器分析的声音信号为轴承工作时的声音信号，避免背景声音信号对分析结果的影响，从而提高检测轮胎寿命的准确性。

为了保证能够尽可能地去除背景声音信号的干扰，在本申请一些可能的实现方式中，麦克风预先获得汽车轴承工作时的背景声音信号，具体为：

预先多次获得汽车轴承工作时的背景声音信号，将多次获得的背景声音信号取平均值作为最终背景声音信号；

所述控制器从所述声音信号中减去所述背景声音信号，具体为：

控制器从声音信号中减去最终背景声音信号。

在实际应用中，可以将预先获得的最终背景声音信号存储在控制器中，在控制器对声音信号进行频谱分析之前，从声音信号中减去最终背景声音信号得到最终声音信号，以便控制器对最终声音信号进行频谱分析获得最终声音信号的频率，进而根据频率-轴承寿命函数获得轴承寿命，从而更准确地将背景声音信号去除，进一步提高了检测轴承寿命的准确性。

可以理解的是，当利用麦克风模块获得汽车轴承工作时的声音信号时，为了保证控制器在进行声音信号判断时，所判断的声音信号为汽车轴承工作时的声音信号，提高后续判断的准确性，本申请实施例在控制器进行声音信号判断之前，也可以进行除噪，将麦克风模块采集的声音信号进行过滤，具体过滤过程与上述过滤过程的描述类似，此处不再赘述。

但需要说明的是，具体去除背景声音信号的方法可以根据背景声音信号的特征，采用不同的滤波方法进行消除。比如，若背景声音信号呈现为高频特征，则可以采用低通滤波方法，将背景声音信号过滤；若背景声音信号呈现低频特征，则可以采用相应的高通滤波方法，将背景声音信号过滤。当然，还可以根据背景声音信号的其他属性，采用相应的其他方法进行去除，本实施例对此不进行限定。

在本申请一些可能的实现方式中，本实施例还可以利用神经网络检测汽车轴承，具体为，所述控制器，还用于将所述用电量发送给所述远程服务器；所述远程服务器，用于通过神经网络对所述用电量进行分析获得用电量的变化曲线，并根据所述变化曲线获得所述汽车轴承的寿命。

实际应用时，可以多次获得电动汽车在单位行程的用电量，利用多个单位行程的用电量训练神经网络，获得训练后的神经网络，由于训练后的神经网络已获取电动汽车在单位行程的用电量的变化曲线特征，因此，训练后的神经网络可以根据输入的单位行程的用电量的变化曲线特征，获取汽车轴承的寿命。

基于此，当控制器接收到电量检测电路发送的用电量时，将该用电量发送给远程服务器，由远程服务器将用电量输入训练后的神经网络，获取用电量的变化曲线特征，训练后的神经网络根据变化曲线特征获取汽车轴承的寿命。

通过上述实施例的方案可以更准确地检测出汽车轴承的寿命，实现在汽车行驶过程中，利用用电量对汽车轴承寿命的实时检测，不仅提高了检测准确率，而且也便于驾驶员实时获知汽车轴承的寿命，提高驾驶的安全性。另外，对于电动汽车的轴承，还可以利用声音信号获得的寿命值对利用用电量获得的寿命值进行校验，进一步提高检测准确率，以便驾驶员可以更准确得实时获知汽车轴承的寿命，并判断是否需要及时保养或更换轴承。

实施例三

本实施例提供了一种利用用电量检测汽车轴承的方法，下面将结合附图对本实施例提供的方法进行介绍。

参见图4，该图为本发明实施例提供的一种利用用电量检测汽车轴承方法的流程图，所述方法应用于对电动汽车的轴承进行检测，所述电动汽车包括麦克风模块和控制器。

本实施例提供的方法包括：

s401：控制器接收电量检测电路发送的用电量，该用电量是由电量检测电路获得的电动汽车在单位行程的用电量。

s402：控制器对由用电量-轴承寿命函数获得用电量对应的轴承寿命，该用电量-轴承寿命函数预先获得。

需要说明的是，本实施例的方法可以应用于图1和图2所示的检测汽车轴承设备中，本实施例在此不再赘述。

通过本发明实施例提供的方法，电量检测电路获得电动汽车在单位行程的用电量，并将该用电量发送给控制器，由控制器根据用电量-轴承寿命函数获得所述用电量对应的轴承寿命；其中，用电量-轴承寿命函数是预先获得的。可见，本申请实施例可以实现在汽车行驶过程中，利用用电量对汽车轴承寿命的实时检测，不仅提高了检测准确率，而且也便于驾驶员实时获知汽车轴承的寿命，提高驾驶的安全性。

实施例四

本实施例还提供了一种汽车，下面将结合附图对本实施例提供的汽车进行介绍。

参见图5，该图为本发明实施例提供的一种汽车结构示意图。

本实施例提供的汽车500包括实施例一和实施例二的检测汽车轴承的设备501，还汽车轴承103。

其中，检测设备501，用于检测汽车轴承103的寿命，并将该汽车轴承103的寿命在中控屏进行显示。

在实际应用中，通过检测设备检测出汽车轴承的寿命后，可以将汽车轴承的寿命在中控屏进行显示，以便驾驶员可以实时获知汽车轴承的寿命。其中，中控屏指的是驾驶室中正副驾驶位置前面设置的工作台上的显示屏。

需要说明的是，本实施例中检测汽车轴承的设备具体功能实现可以参加实施例一或实施例二所述功能，在此不再赘述。

通过本实施例提供的汽车，通过利用检测汽车轴承的设备可以及时准确地检测汽车轴承的使用寿命，进而使得驾驶员可以及时获知汽车轴承还可以使用的时长。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：只存在a，只存在b以及同时存在a和b三种情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，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。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的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，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。