CN101648565A - 通过使用诊断和预测信息的主动车辆系统管理和维护 - Google Patents

通过使用诊断和预测信息的主动车辆系统管理和维护 Download PDF

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Y·张
M·A·萨尔曼
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Abstract

本发明涉及通过使用诊断和预测信息的主动车辆系统管理和维护。提供了使用诊断和预测信息来提供主动车辆系统管理和维护的系统和方法。车辆信息由车辆上的车载模块和/或在远程设施处(其中，信息被无线传输给远程设施)从车辆传感器和/或子系统收集。收集的信息被分析以确定各种系统、子系统和部件的健康，从而能够预计所述系统、子系统和部件的剩余有效寿命。通过使用诊断和预测信息，车辆控制策略能够被重构以最小化对客户的影响。此外，如果检测到软件问题，那么能够自动地和通过远程服务站远程地提供临时或永久性软件修改。

Description

通过使用诊断和预测信息的主动车辆系统管理和维护
技术领域
[0001]本发明总体上涉及一种通过使用诊断和预测信息来提供车辆系统管理和维护的系统和方法，且更具体地涉及这样一种通过使用诊断和预测信息来提供车辆系统管理和维护的系统和方法：其中，车辆传感器数据和信息在车辆上收集或者从车辆子系统和部件远程地收集，评估所述子系统和部件的当前健康状况并预计所述子系统和部件的剩余有效寿命。
背景技术
[0002]车辆采用许多系统、子系统和部件。这些系统、子系统和部件中的每个通常具有一定的使用寿命，且在车辆操作期间由于某种原因或其它原因可能发生失效。由于各种系统、子系统和部件的故障可能是不利的，或者对于车辆所有者而言，可能希望预测各种系统、子系统和部件的寿命，从而在系统、子系统和部件实际上失效之前能够进行合适的维护和/或零件更换，从而增加车辆的质量或感知质量。
[0003]许多信息能够在与车辆及其生产和使用有关的不同地点(例如，经销商、供应商、工程生产管理者、客户关系服务人员等)从车辆系统、子系统和部件获得。因而，可能期望提供一种从与车辆设计、开发和使用有关的所有各个地点获得信息的过程，从而能够更好地获得关于车辆系统、子系统和部件的信息，且能够提供关于系统、子系统和部件的诊断与预测的更好的决策。
[0004]关于系统、子系统和部件的故障的通常的车辆分析必须利用诊断，其中一旦这种系统、子系统和部件已经失效，合适人员通常会确定故障的根本原因。车辆制造商将被更好地服务以识别各种系统、子系统和部件的预测，以预计其有用寿命且在系统、子系统或部件实际上失效之前采取必要的动作。换句话说，可期望的是确定车辆上的各种系统、子系统和部件的健康状态。此外，从成本方面来说，这种预测类型的分析将具有显著的益处，其中取代了更换系统、子系统和部件，而使系统、子系统或部件能够在失效之前被修理。
发明内容
[0005]根据本发明的教导，公开了一种用于使用诊断和预测信息提供主动车辆系统管理和维护的系统和方法。车辆信息由车辆上的车载模块和/或在远程设施处(其中，信息被无线传输给远程设施)从车辆传感器和/或子系统收集。收集的信息被分析以确定各种系统、子系统和部件的健康，从而能够预计所述系统、子系统和部件的剩余有效寿命。通过使用诊断和预测信息，车辆控制策略能够被重构以最小化对客户的影响。此外，如果检测到软件问题，那么能够自动地和通过远程服务站远程地提供临时或永久性软件修改。
[0006]结合附图，从以下说明和所附权利要求，本发明的其它特征将变得显而易见。
附图说明
[0007]图1是无线连接到远程信息设施的车辆的图示；和
[0008]图2是使用诊断和预测信息的车辆管理和维护系统的框图。
具体实施方式
[0009]本发明实施例的以下讨论涉及收集车辆诊断和预测信息以确定车辆健康状态和/或预计车辆系统、子系统和部件的有效寿命的主动车辆系统管理和维护过程，本质上仅仅是示例性的，而决不旨在限制本发明或其应用或使用。
[0010]如下文将讨论的那样，本发明提出了一种使用诊断和预测信息的主动车辆系统管理和维护方法。车辆数据在车上和/或在远程地点从车辆系统、子系统和部件中被收集且被分析，并评估所述系统、子系统和部件的健康状态以确定所述系统、子系统和/或部件的剩余有效寿命。通过使用诊断和预测信息，车辆系统能够被重构以最小化对客户的影响。此外，如果检测到软件问题，那么能够自动地和通过服务站远程地提供临时或永久性软件修改，这节省了服务时间。
[0011]图1是主动车辆管理和维护系统10的图示，包括车辆12和远程信息收集设施14。车辆10包括传感器16，传感器16代表监测车辆12上的各种系统、子系统和部件并在车辆数据总线上提供涉及系统、子系统和部件的可能故障的故障码和错误码的车辆12上的各种传感器、检测器和部件。由传感器16收集的车辆信息被发送至车载模块18，车载模块18处理所述信息且可以根据车载模块18具有的计算能力大小和车辆设计所提供的分析水平来提供信息分析。替代地或附加地，由车载模块18收集的数据能够由车辆12通过卫星网络(由卫星20表示)无线传输给远程设施14。
[0012]从车辆12传输给卫星20的信息然后能够由位于卫星下行链路上的远程信息设施14接收，其中，信息能够被评估和分析。如果某车辆系统、子系统或部件有问题，那么远程信息设施14能够通过卫星20将信号传输回到车辆12，以提供可以修复或者减轻车辆12上的问题的某些主动动作。例如，如果车辆12上的传感器16确定车辆发电机可能没有正确操作并且可能没有给车辆电池充电，那么从车辆12到远程信息设施14的信号能够指示该问题，且远程信息设施14可以将信号传输回到车辆12将某些系统关闭或降低功率，使得电池电荷状态不会被快速耗尽。此外，能够给予车辆驾驶员以警报，于是车辆驾驶员将在电池电荷状态完全耗尽之前有时间将车辆12带到维护设施。此外，如果在车辆12上检测到某些故障，那么远程信息设施14能够传输代码给车辆12，所述代码可以将算法再次编程，这样可以减轻或修正被检测的某些问题。
[0013]车辆健康监测器检测异常，确定故障部件和子系统，并预计部件和子系统的剩余有效寿命。在检测到软件问题时，车辆12能够通过远程服务站远程地再次编程。当存在不能远程修理的故障(如硬件故障)时，车载的车辆管理系统能够安全地降级系统，以使得对客户的影响最小。
[0014]图2是上述类型的主动车辆管理和维护系统30的示意图。车辆12及其各种系统、子系统和部件被表示为车辆系统32。车辆健康监测处理器34从车辆系统32主动地收集诊断和预测数据，并通过基于模型的途径和/或数据驱动的途径来监测部件和子系统的健康状态水平。健康监测处理器34能够在车载模块18中执行，或者在远程信息设施14处执行，或者在两者中都执行。如果检测到任何异常行为，那么评估车辆当前的健康状态，且能够预计子系统和部件的剩余有效寿命。
[0015]通过处理器34对具体车辆子系统或部件的健康的确定然后能够被传输给远程服务站36和/或可重构控制系统38。如果由处理器34检测到软件问题，那么诊断和/或预测数据能够通过“车辆-基础设施”的体系结构被传输给远程服务站36。当远程服务站36接收诊断/预测信息时，它能够进行数据的进一步分析并确定合适的动作过程，例如软件更新或修正。只要是可应用的，远程服务站36就能够使用无线链路远程地更新或再次编程车辆12上的控制软件。除了远程软件更新/再次编程之外，可重构控制系统38还能够使用诊断和预测信息来重构控制策略，以提高车辆安全性和避免走路回家的情况，从而使得故障对客户的影响最小。例如，如果检测到交流发电机故障，那么能够关闭便利和娱乐负载以确保电源安全特征并给客户提供一些时间来驾驶到经销商修车厂，从而能够更换交流发电机。
[0016]远程自更新和修正将需要在车辆操作期间合适的时间进行，从而不影响车辆的其它性能问题。
[0017]在检测到导致寄生负载的软件错误时，车辆能够自动地发送请求给服务站36以进行软件再次编程，这能够通过合适的服务提供商(如，OnStarTM)来远程完成。
[0018]前述讨论仅仅公开和描述了本发明的示例性实施例。本领域技术人员从这种讨论和附图以及权利要求将很容易认识到可以在此进行各种变化、修改和变型，而不偏离在所附权利要求中限定的本发明的精神和范围。

Claims (14)

1.一种提供车辆诊断和预测的主动车辆管理和维护系统，所述系统包括：
车辆上的车载模块，所述车载模块从车辆传感器和子系统收集车辆信息；
健康监测处理器，所述健康监测处理器从所述车载模块接收信息并使用所述信息来确定车辆系统、子系统和部件的健康状态；
远程服务站，所述远程服务站从所述健康监测处理器接收诊断和预测信息并提供远程软件更新给所述车辆；和
车辆上的可重构控制子系统，所述可重构控制子系统重构车辆系统、子系统和部件以减轻由所述健康监测处理器检测的具体问题。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述健康监测处理器在所述车辆上。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述健康监测处理器在所述车辆的远程地点处。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述车辆和所述健康监测处理器以及所述车辆和所述远程服务站通过无线通信链路连接。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述车辆和所述健康监测处理器之间以及所述健康监测处理器和所述远程服务站之间的无线通信链路使用卫星通信。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，如果检测到电池电荷状态的问题，那么所述可重构控制子系统通过关闭某些系统来减小车辆电池上的功率消耗。
7.一种主动车辆管理和维护系统，包括：
收集关于车辆上的各种部件和子系统的信息的多个车辆传感器和子系统；
车辆上的车载模块，所述车载模块从所述车辆传感器和子系统收集车辆诊断和预测信息；和
远程设施，所述远程设施从所述车辆无线地接收所收集的信息，分析所收集的信息，且将信号传输回到所述车辆，以采取某些动作来减少或减轻潜在的车辆问题。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述远程设施传输编程信息给所述车辆，以改变或改写所述车辆上的算法从而解决车辆问题。
9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述远程设施发送信号给所述车辆以重构某些车辆部件从而减少或减轻车辆问题。
10.根据权利要求7所述的系统，其中，如果检测到电池电荷状态的问题，那么所述远程设施通过关闭某些系统来减小车辆电池上的功率消耗。
11.根据权利要求7所述的系统，其中，所述车辆和所述健康监测处理器以及远程设施之间的无线链路使用卫星通信。
12.一种用于从车辆的远程地点管理和维护车辆系统、子系统和部件的方法，所述方法包括：
收集车辆上关于各种车辆子系统和部件的状态的信息；
分析所收集的信息以根据所收集的信息来确定是否存在问题；
如果检测到车辆问题，那么传输信息给远程设施；和
从所述远程设施传输信号给所述车辆，以采取修正或减轻的动作来解决所述车辆问题。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述远程设施发送信号给所述车辆以再次编程或更新与所述车辆有关的算法，从而解决所述车辆问题。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，从所述远程设施发送的信号重构某些车辆系统，以解决所述车辆问题。
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