CN109388123A - 车辆通信 - Google Patents

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托尼·扎卡里亚
拉杰什·巴拉吉·维贾扬
艾伦·米拉梦蒂
约翰·瑙姆·万格洛夫
瑞塔什·潘迪亚
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Abstract

本公开涉及车辆通信。一种车辆系统包括连接到多个车辆控制器的远程信息处理控制单元(TCU)。所述TCU被配置为：周期性地将与TCU的认证、附着、信令、分离和切换程序相关的无线活动数据记录在日志中，以提供一个或更多个远程车辆服务。所述TCU还被配置为：响应于从记录的数据中检测到蜂窝故障，向车辆外的远程服务器无线地发送与所述蜂窝故障相对应的日志的至少一部分，远程服务器被配置为诊断TCU的操作。

Description

车辆通信
技术领域
本公开涉及用于监测和解决车辆通信故障的系统和方法。
背景技术
稳定的车辆通信的重要性随着车辆变得愈加先进而增加。车辆的系统彼此之间传送大量数据，以协调并确保车辆的正确操作。此外，考虑到车辆的机动特性，无线车辆通信实现了以其它方式可能不可用的重要功能。因此，存在高效地监测并解决车辆通信故障的需求，以确保车辆的最佳运行
发明内容
以下发明内容可呈现本发明的一些实施例的简化概述，以便提供在此讨论的本发明的某些方面的基本理解。发明内容并非旨在提供本发明的广泛概述，也非旨在确定任何关键或重要要素，或者描绘本发明的范围。发明内容的唯一目的仅仅是以简化的形式呈现一些构思，作为对下面呈现的具体实施方式的介绍。
在一个示例性实施例中，一种车辆包括远程信息处理控制单元(TCU)，TCU被配置为：周期性地将与TCU的认证、附着、信令、分离和切换程序相关的无线活动数据记录在日志中，以提供一个或更多个远程车辆服务。TCU还被配置为：响应于从记录的数据中检测到蜂窝故障，向车辆外的远程诊断服务器无线地发送与所述蜂窝故障相对应的日志的至少一部分。
在另一示例性实施例中，一种方法包括通过车辆的TCU实现以下操作：周期性地将与TCU的认证、附着、信令、分离和切换程序相关的无线活动数据记录在日志中，以提供一个或更多个远程车辆服务。所述方法还包括：响应于从日志中检测到蜂窝故障，通过TCU向车辆外的远程诊断服务器无线地发送与所述蜂窝故障相对应的日志的至少一部分。
在另一示例性实施例中，一种诊断服务器包括地理上远离车辆的处理器，所述车辆包括TCU。所述TCU被配置为生成特定于TCU的无线活动的第一日志以及特定于TCU的组件故障的第二日志。所述处理器被配置为发送针对第一日志的请求，其中，响应于所述请求，第一日志而非第二日志被所述处理器接收。
根据本发明的一个实施例，所述TCU还被配置为：响应于在无线活动数据周期性地被TCU收集时检测到蜂窝故障，在日志中记录被发送到车辆外的无线活动数据。
根据本发明的一个实施例，所述日志是TCU的第一日志，并且所述TCU还被配置为：响应于TCU的组件故障，将指示所述组件故障的数据记录在TCU的第二日志中，以及向车辆外的远程诊断服务器无线地发送所述第一日志和第二日志的至少一部分。
根据本发明的一个实施例，所述组件故障包括诊断故障码、固件无线更新故障、输入输出故障、全球定位故障、消息代理连接问题或存储器读/写故障。
根据本发明的一个实施例，所述TCU还被配置为：响应于所述组件故障，识别第一日志中与紧接在所述组件故障之前的预定义时间段之内的时间戳相关联的数据，以及向车辆外的远程诊断服务器无线地发送识别的数据。
根据本发明的一个实施例，所述TCU还被配置为：响应于所述组件故障，丢弃第一日志中与紧接在所述组件故障之前的预定义时间段之内的时间戳不相关的数据，其中，丢弃的数据不被发送到车辆外的远程诊断服务器。
根据本发明的一个实施例，所述TCU还被配置为：响应于日志发送失败，针对失败的发送日志数据，将所述日志的至少一部分插入高速缓冲存储器中，以及响应于高速缓冲存储器中的失败的发送日志数据的数据大小超过阈值，向车辆外的远程诊断服务器无线地重试发送所述日志至少一部分。
根据本发明的一个实施例，所述蜂窝故障是蜂窝网络连接慢，并且所述TCU还被配置为：响应于从远程诊断服务器接收到与所述日志相对应的修复，连接到不同的蜂窝网络，其中，所述修复定义了TCU使用所述不同蜂窝网络的指令。
根据本发明的一个实施例，所述TCU还被配置为：无线地发送所述日志的至少一部分通过被配置为向车辆外的数据代理无线地发送所述日志以及关联的主题来实现，并且响应于接收到所述日志，数据代理被配置为：响应于识别出远程诊断服务器作为关联的主题的订户，向远程诊断服务器发送所述日志。
附图说明
图1是示出用于监测并解决车辆通信故障的系统的示意图。
图2是示出用于监测并解决车辆通信故障的处理的线形图。
具体实施方式
图1示出了用于监测并解决车辆102的通信故障的示例性系统100。车辆102可包括远程信息处理控制单元(“TCU”)104，以通过网络112与远程系统106、数据代理108和诊断服务器110进行无线通信。
远程系统106可包括移动装置和服务器，TCU 104可与所述移动装置和服务器无线通信以向车辆102提供远程服务。例如，用户可从他或她的移动装置发出命令，以远程上锁、解锁或启动车辆102。当发出所述命令时，移动装置可通过网络112向TCU 104发送所述命令，然后TCU 104可使车辆102执行所述命令。作为进一步的示例，TCU 104可包括全球定位系统(“GPS”)单元，以用于跟踪车辆102的位置。当车辆102涉入事故时，TCU 104可经由网络112向应急人员自动地发送车辆102的位置。在另一示例中，车辆102的TCU 104可向远程车队管理系统传送位置、诊断和驾驶员行为数据，然后，远程车队管理系统可使管理员基于此来管理车辆102和驾驶员。
可能出现阻止车辆102接收和发送用于远程服务的数据的TCU故障(诸如以上提及的故障)。例如，TCU 104的组件(例如，硬件或软件)可能发生故障(例如，软件问题(诸如，卡在循环中)、硬件问题(诸如，天线损坏))，由此阻止TCU 104的正确操作。作为进一步的示例，可能发生网络(或蜂窝)故障(例如，连接到无线网络出现问题、低网络连通性或没有网络连接)，这可导致连接速度慢或连接出错。作为另一示例，远程系统106可能发生故障，这可阻止来自远程系统106的数据传输和向远程系统106发送数据。考虑到时间推移和车辆102的运动，出于诊断目的试图对导致TCU故障的情况进行事后模拟是困难的。例如，蜂窝网络情况(例如，信号强度)可随着车辆102改变位置而改变。每个TCU故障的情况也可能在故障发生之后不再重现。此外，由于TCU故障的根源在事后往往是未知的(在这种故障可被诊断的程度上)，所以诊断所述故障可能需要猜测和检查过程，这需要利用大量资源和时间。
因此，替代依赖事后模拟来诊断TCU故障，TCU 104可被配置为产生与TCU 104的活动和故障有关的一个或更多个日志。TCU 104可被配置为在发生故障时、或者周期性地、或者根据来自诊断服务器110的需求，向车辆102外的诊断服务器110无线地发送所述日志的至少一部分(诸如，经由数据代理108以及针对本实施例特别设计的消息队列遥测传输(MQTT)协议)。然后，诊断服务器110可基于所述日志确定或者使得用户能够确定TCU故障是因TCU 104的组件的故障而发生还是因网络故障而发生，并且相应地对故障进行调试。
车辆102可包括各种类型的汽车、混合型多用途车辆(CUV)、运动型多用途车辆(SUV)、卡车、休旅车(RV)、船、飞机或用于运输人或货物的其它移动机器。在许多情况下，车辆102可由内燃发动机来驱动。作为另一可行方式，车辆102可以是由内燃发动机和一个或更多个电动马达二者驱动的混合动力电动车辆(HEV)，诸如，串联式混合动力电动车辆(SHEV)、并联式混合动力电动车辆(PHEV)或并联/串联式混合动力电动车辆(PSHEV)。由于车辆102的类型和配置可能不同，因此车辆102的操作特性可能相应地不同。作为一些其它可行方式，车辆102在乘客容量、牵引能力和性能以及存储容量方面可具有不同的特性。
车辆102可包括各种硬件组件和软件组件，诸如但不限于，一个或更多个车辆控制器116(在系统100中被表示为独立的控制器116A至116G)。控制器116可被配置为在车辆电池和/或动力传动系统的动力下监测和管理车辆102的各种功能。控制器116可包括一个或更多个处理器(例如，微处理器)，所述一个或更多个处理器被配置为执行存储在控制器116的一个或更多个存储装置中的固件或软件程序。虽然控制器116被示出为独立的组件，但是车辆控制器116可共用物理硬件、固件和/或软件，使得来自多个控制器116的功能可被集成到单个控制器116中，并且多个这种控制器116的功能可分布在多个控制器116中。
例如，车辆控制器116可包括但不限于：动力传动系统控制器116A，被配置为管理发动机操作组件；车身控制器116B，被配置为管理各种电力控制功能(诸如，外部照明、内部照明、无钥匙进入、远程启动和接入点状态验证)；无线电收发器控制器116C，被配置为与遥控钥匙、移动装置或车辆102的其它本地装置进行通信；娱乐控制器116D，被配置为支持与驾驶员和驾驶员携带装置的语音命令和蓝牙交互；气候控制管理控制器116E，被配置为监测和管理制热和制冷系统组件(例如，压缩机离合器、鼓风机风扇、温度传感器等)；全球定位系统(GPS)控制器116F，被配置为提供车辆位置信息；以及人机界面(HMI)控制器116G，被配置为经由各种按钮或其它控制件接收用户输入以及向驾驶员提供车辆状态信息。
车辆总线118可包括在车辆控制器116之间以及在TCU 104与车辆控制器116之间可用的各种通信方法。因此，TCU 104可被连接到控制器并且可经由车辆总线118将来自控制器116的数据(例如，诊断信息)传送到远程系统106，并且可经由车辆总线118将来自远程系统106的数据或命令(例如，远程启动命令)发送到控制器116。车辆总线118可包括车辆控制器局域网(CAN)、以太网和/或面向媒体的系统传输(MOST)网络中的一个或更多个。
TCU 104可包括处理器120、存储器122和调制解调器123。处理器120可包括从微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中央处理器、现场可编程门阵列、可编程逻辑装置、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路或者基于存储在存储器122中的操作指令而操控信号(模拟或数字信号)的任何其它装置中选择的一个或更多个装置。存储器122可包括单个存储装置或多个存储装置，所述单个存储装置或多个存储装置包括但不限于：只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、易失性存储器、非易失性存储器、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、闪存、高速缓冲存储器或大容量存储装置(诸如，硬盘驱动器、光驱、磁带驱动器、非易失性固态装置)以及能够存储信息的任何其它装置。存储器122可被配置为存储由处理器120执行的操作系统和应用程序以及由处理器120访问的信息的数据库。
处理器120可被配置为执行存储在TCU 104的存储器122上的固件或软件程序(诸如，记录器124)。TCU 104还可包括被配置为便于在车辆控制器116之间进行通信且便于经由网络112在车辆102与系统100的其它装置之间进行通信的网络硬件。例如，TCU 104的调制解调器123可提供与网络112的无线连接，并且由此可使TCU 104能够将车辆操作数据从车辆控制器116无线发送到一个或更多个远程系统106。类似地，调制解调器123可使TCU104能够向数据代理108和诊断服务器110发送指示TCU网络活动性和/或TCU组件故障的记录的数据。网络112可包括一个或更多个互连的通信网络，诸如，因特网、广域网、有线电视分布式网络、卫星链路网络、局域网和电话网络。TCU 104还可被配置为经由蓝牙、Wi-Fi和有线USB网络连接中的一个或更多个进行通信，并且可便于经由位于车辆102内或与车辆102配对的移动装置(未示出)在车辆102与网络112之间进行数据传输。
在使车辆102的发动机通电或启动车辆102的发动机时，记录器124可被配置为记录TCU 104的故障数据。具体地，记录器124可被配置为将指示网络故障(诸如，网络连接问题)的无线活动数据记录在日志中。无线活动数据可指示在TCU 104为车辆102提供一个或更多个远程服务(诸如，下载或接收数据、上传或传输数据以及由TCU 104的操作执行的或与TCU 104的操作相关的连接过程和程序)时发生的一个或更多个网络故障(诸如，蜂窝网络故障)。连接过程和程序可包括在经由网络112进行连接和通信时由TCU 104执行的协议信令程序，诸如，TCU 104的信令、认证、附着、分离和切换(handover)活动。换言之，记录的无线活动数据可识别与TCU 104活动(包括由TCU 104执行的认证、附着、信令、分离和切换程序)相关的故障，以将数据从车辆控制器116无线发送到远程系统106，和/或以从远程系统106接收用于车辆控制器116的数据或命令。
关于上述协议信令程序，信令可被执行以确定TCU 104是否位于具有充足网络或蜂窝覆盖的区域中，而不是位于几乎没有覆盖或没有覆盖的区域(例如，-113db或更少的区域)。当充足的网络或蜂窝覆盖可用时，认证可被执行以利用网络或蜂窝提供者来认证TCU104，并且TCU 104可响应于所述认证而从提供者接收“接受”或“拒绝”消息。每当在TCU 104与网络112之间发起会话(诸如，经由数据附着请求(例如，PDP(Packet Data Protocol，分组数据协议)附着请求))时，附着可被执行，并且TCU 104可响应于所述请求而接收“接受”或“拒绝”消息。当TCU 104与网络112之间的会话结束时，分离可被执行，在这种情况下，TCU104可接收断开消息。切换可在车辆102运动时被执行，并且TCU 104需要将其蜂窝或网络连接从一个接入点或蜂窝塔改变为另一个接入点或蜂窝塔。
记录器124可被配置为周期性地或连续地监测与TCU 104执行的无线活动有关的故障(诸如，在上述连接过程和程序期间出现的错误)，所述故障作为记录的无线活动数据的一部分被包括。为此，记录器124可被配置为周期性地或连续地收集和临时(诸如，在TCU104的主存储器(例如，RAM)中)存储与TCU 104的无线活动有关的无线活动数据。无线活动数据可包括若干周期性记录的条目，每个条目详述了由TCU 104在给定时间执行的一个或更多个无线活动。每个条目可包括指示针对所述条目的数据何时被收集的时间戳、针对所述条目的数据被收集时的车辆102的当前位置、针对所述条目的数据被收集时的车辆102的当前网络覆盖、以及/或者在数据条目被收集时TCU 104是否参与任何无线活动。对于每个无线活动，所述条目还可包括无线活动的开始时间、无线活动的结束时间、无线活动的经过时间、针对所选活动的速度、无线活动的状态(例如，等待、空闲)、无线活动的结果(例如，成功、失败)。
响应于从临时存储的数据检测到网络故障(诸如，连接速度慢、网络覆盖不足、无法连接到可用网络、和/或上述无线活动之一的故障)，记录器124可被配置为将识别的故障记录在日志(诸如，专用于存储TCU 104的无线活动数据和/或网络相关故障的无线日志126)中。为此，记录器124还可在日志中记录在故障之前收集的无线活动数据的至少一部分。例如，日志可包括识别的网络故障、与对应于被包括在无线活动数据中的网络故障的TCU 104的无线活动相对应的详情、和/或在故障之前对应收集的其它无线活动数据。特别地，日志还可包括与落入紧接在网络故障之前的预定时间段内的时间戳相关联的无线活动数据。与临时存储不同，日志可存储在永久性存储装置(诸如，存储器122的大容量存储装置)中，并且可包括一个或更多个日志文件，所述一个或更多个日志文件包括无线活动数据的至少一部分(例如，前述部分)。
替代地，记录器124可被配置为周期性地或连续地将全部无线活动数据(诸如，不管是否发生蜂窝故障而收集的无线活动数据)记录在日志中(诸如，无线日志126)。在这种情况下，当检测到网络故障时，记录的数据可包括TCU 104的与网络故障相关联的无线活动数据，以及TCU 104的与蜂窝故障不相关的无线活动数据。在这种情况下，在向车辆102外发送日志之前，记录器124可被配置为从日志(或至少发送的日志)中移除和/或丢弃与蜂窝故障不相关的无线活动数据的至少一部分。例如，记录器124可被配置为从日志(或至少发送的日志)中移除和/或丢弃与网络故障不相关的全部无线活动数据或者与未落入紧接在网络故障之前的预定义时间段内的时间戳相关联的无线活动数据。
记录器124还可被配置为收集与TCU 104的网络活动和/或操作有关的数据，诸如，在检测到蜂窝故障持续预定时间(例如，持续五秒的时间)或达到预定数据大小之后的TCU104的组件的状态(例如，组件正常运行，组件的参数值、组件正在报告异常操作状况)，并且可将该数据记录在与故障相关联的日志中。以这种方式，日志可包括标识蜂窝故障的数据、与网络活动和导致所述故障的TCU 104的状况有关的数据、以及与检测到故障之后的TCU104的状况和/或网络活动有关的数据。由记录器124收集并且与故障不对应的TCU 104的网络活动数据可被丢弃，而不曾被记录和/或在被发送到车辆102外的范围之内。
记录器124还可被配置为响应于TCU 104的组件(例如，硬件、软件)故障，将指示TCU 104的组件故障的TCU组件故障记录在日志(诸如，存储器122中的组件日志128)中。组件日志128可特定于TCU组件故障数据，并且可包括被包括在存储器122的永久性存储装置(诸如，大容量存储装置)中的一个或更多个日志文件。由TCU 104记录的组件故障可包括诊断故障码(DTC)、固件无线(FOTA)故障、输入输出(I/O)故障、全球定位系统(GPS)故障、MQTT消息代理连接问题以及存储器读/写故障。记录器124可被配置为基于事件(例如，响应于接收到DTC)而将TCU组件故障记录在日志中。
如前所述，记录器124可将记录的TCU网络活动数据存储在存储器122的无线日志126中，并且可将记录的TCU组件故障数据存储在存储器122的组件日志128中。替代地，记录器124可将记录的网络活动数据和记录的组件故障数据存储在存储器122的单个日志中，或者可将记录的网络活动数据和记录的组件故障数据的每个条目存储在存储器122的单独的日志中。
TCU 104可包括专用于存储由记录器124编译的日志的非易失性存储器。具体地，存储器122可包括非易失性存储器，并且非易失性存储器的一部分可专用于存储日志。在一些实施例中，所述部分可以是至多2MB。TCU 104和/或记录器124可被配置为利用分配的非易失性存储器(例如，闪存)和被包括在存储器122中的RAM的组合来高效地存储和传输日志。例如，TCU 104和/或记录器124可实现切换算法，所述切换算法可能需要将日志或记录的数据存储在RAM中，之后将日志或记录的数据移到闪存(诸如，在记录器124不能将记录的数据成功地发送到诊断服务器110或数据代理108的情况下时)。此外，记录器124可周期性地编译日志(诸如，来自存储在RAM中的数据)并将日志存储在非易失性存储器中，并且可以以UTF-8明文格式来对存储的日志格式化。在记录日志时，数据可被分成较小的数据块(诸如，每个128字节的数据块)。在特定实施例中，针对存储的日志，最多16个数据块可被置于非易失性存储器中。
响应于TCU故障(例如，网络故障或组件故障)发生、被检测到并被记录在日志中，记录器124可被配置为使TCU 104向车辆102外的诊断服务器110无线地发送记录的数据。例如，记录器124可被配置为响应于网络故障，向车辆102外的诊断服务器110无线地发送记录的网络活动数据(记录的网络活动数据可被存储在无线日志126中)。类似地，记录器124可被配置为响应于TCU组件故障，向车辆102外的诊断服务器110无线地发送记录的组件故障数据(记录的组件故障数据可被存储在组件日志128中)。
作为进一步的示例，响应于TCU组件故障或网络故障，记录器124可被配置为将记录的TCU组件故障数据的全部或至少一部分、以及记录的无线活动数据的全部或至少一部分发送到车辆102外。以这种方式，诊断服务器110可交叉参考在发生TCU组件故障时间前后的TCU 104的网络活动，并且可交叉参考在发生网络故障时间前后的TCU组件故障数据。例如，响应于组件故障，记录器124可被配置为发送与时间戳相关联的记录的组件故障数据以及记录的无线活动数据的全部，其中，所述时间戳落入紧接在组件故障的时间之前的预定义时间段之内和/或紧接在组件故障的时间之后的预定义的计时器时间段之内。为此，响应于组件故障，记录器124可被配置为识别记录的无线活动数据中的与紧接在组件故障之前的预定义时间段之内和/或紧接在组件故障之后的预定义的计时器时间段之内的时间戳相关联的数据，并发送识别的数据和记录的组件故障数据。类似地，在网络故障的情况下，记录器124可被配置为发送与在组件故障的时间之前的预定义时间段之内的时间和/或在组件故障的时间之后的预定义时间段之内的时间相关联的记录的网络活动数据以及记录的组件故障数据的全部。被上述处理过滤掉的任何记录的数据(例如，与上述预定义时间段之外的时间戳相关联的记录的数据)可被丢弃，而不作为车辆102外的诊断服务器110的时间戳。
记录器124还可被配置为响应于用于日志的存储分配变满或接近满(例如，85％已满，95％已满)、或者响应于从诊断服务器110接收到针对存储的日志的请求、或者周期性地，向车辆102外的诊断服务器110发送所述日志中的一个或更多个。
当向车辆102外的诊断服务器110发送记录的数据时，记录器124可被配置为将记录的数据分成用于传输的较小数据块(如果尚未被分割)，诸如，每个128千字节的数据块。记录器124还可生成用于标识构成传输的日志或传输的数据块的总数的数据头，并将数据头附着到每个数据块。数据头可使得诊断服务器110和/或数据代理108能够在通过读取每个数据块的数据头而接收数据块时理解并解码消息传输，并且基于此重新编译日志。在发送日志之前，记录器124可对日志加密以确保更高的安全性。
响应于将记录的数据成功发送到诊断服务器110或数据代理108，记录器124可接收确认消息。作为响应，记录器124可将发送的记录的数据从存储器122中移除。然而，在发送失败的事件中(诸如，由于因通信信道(例如，MQTT信道)忙、或因未接收到来自数据代理108或诊断服务器110针对传输的确认而导致的无线连接问题)，记录器124和/或TCU 104可保存记录的数据(诸如，通过将所述数据移到非易失性存储器和/或将记录的数据插入到用于失败的发送日志数据130的高速缓冲存储器中)。高速缓冲存储器可包括数据代理108或诊断服务器110未成功接收的记录的数据的每个实例或者每个日志文件。此后，记录器124可执行重试机制。例如，记录器124和/或TCU 104可针对失败的发送日志数据130执行对高速缓冲存储器的周期性存储器检查，并且重试发送所述数据。另外或替代地，响应于高速缓冲存储器中的失败的发送日志数据130的数据大小等于或超过预定阈值(例如，分配用于存储失败的发送日志数据的空间的85％或95％)，记录器124可被配置为自动地且无线地重试向车辆102外的诊断服务器110发送所述故障的传输日志数据。
除了前述优点之外，在此描述的实施例被设计为克服了与监测和解决车辆102的TCU故障相关的技术挑战。可用空间和功率利用的最优化是设计车辆102时的因素，为此，可靠的本地电子存储不是用于监测和解决TCU故障的无尽的资源。因此，虽然用于监测和解决车辆102的TCU故障的一个解决方案可能需要本地存储TCU故障日志，直到膝上型计算机或其它装置直接连接到车辆102以下载存储的日志为止，这种解决方案可能不高效或者不实用。具体地，在该解决方案中，当车辆102被操作时，存储TCU故障日志和TCU活动所需的本地容量可能很大，特别是在经由膝上型计算机从车辆102下载日志时存在长间隔的情况下。因此，存储TCU故障日志和活动直到膝上型计算机能够直接连接到车辆102并下载日志为止可能在很大程度上使车辆102所消耗的资源增加。此外，在这种解决方案中，由于直到经由膝上型计算机或其它硬件装置直接从车辆102读取数据为止，数据不可用于诊断故障，所以用于诊断TCU故障的响应时间也增加。
因此，为了使与监测和解决TCU故障相关的资源消耗和响应时间最小化，记录器124可被配置为连续监测和/或记录TCU故障(包括TCU组件故障和网络故障)。如果没有检测到故障，则可不记录任何数据，并且可丢弃任何临时存储的数据。替代地，与TCU 104的网络活动有关的数据可被记录，并且可在没有故障被检测到的一段时间之后丢弃所述数据。换言之，记录器124可被配置为基于包括在数据中的时间戳来删除比当前时间早预定义时间的记录的网络活动数据，从而释放资源以用于其它的数据。
替代地，如果TCU故障被检测到，则记录器124可被配置为记录指示所述故障的数据(如果尚未被记录)，并且记录与在所述故障之前和/或之后的TCU 104的网络活动和操作状态有关的可能数据。一旦故障被记录且被检测到，记录的数据就可被(诸如，经由数据代理108)自动地发送到诊断服务器110，此后，从TCU 104的存储器122中被移除。以这种方式，由于记录器124可被配置为在记录时发送故障数据而不是在累积针对多个故障的数据时发送故障数据，所以减少了通过网络112发送的数据载荷。由于记录的数据可在被记录时被发送并且一旦被发送就从TCU 104被移除，而不是被累积以供膝上型计算机直接下载，因此还使车辆102的存储资源上的记录的数据的成本降低。此外，由记录器124记录的数据和故障的类型可能是有限的(例如，可诸如经由诊断服务器110来限定将被过滤/标记/记录的特定值、参数和测量结果)，以进一步减少存储的日志的数据足迹(data footprint)。
诊断服务器110可被配置为经由接收的日志诊断TCU 104的操作。诊断服务器110(以及远程系统106和数据代理108)可包括与TCU 104的那些组件类似的处理器、存储器以及调制解调器或其它网络收发器(未示出)。当接收到日志时，诊断服务器110可被配置为经由诊断服务器110的处理器自动地将日志存储在永久性存储装置中、处理所述日志、以及以最佳格式显示日志以用于调试TCU 104的故障。具体地，诊断服务器110可读取在传输中接收的每个数据块中的数据头，从而确定被包括在传输的每个日志中数据块的总数。如下面更详细描述的，诊断服务器110可利用该信息将数据块解码成一个或更多个传输的日志，并对日志进行处理。
诊断服务器110可被配置为存储来自多个车辆102的多个TCU 104的日志。针对每个TCU 104，诊断服务器110可被配置为存储在特定时间帧(诸如，过去六个月)期间接收的日志。诊断服务器110可包括图形用户界面(GUI)，以用于显示来自一个或更多个TCU 104的日志，并且用于定制由GUI显示的信息。例如，诊断服务器110可使得用户能够通过输入日期和日志内容类型(例如，无线日志或组件日志)而推送并显示相同存储日志的不同配置。在由诊断服务器110发起日志传输请求的情况下，诊断服务器110的GUI同样可使得用户能够经由用户提交的标准(诸如，输入日期和识别的内容类型)向车辆102的TCU 104请求特定日志。当接收到这种请求时，TCU 104可被配置为编译并缓冲日志传输，使得日志传输的数据满足请求的标准。
诊断服务器110还可连接到修复数据库111或者包括修复数据库111。修复数据库111可包括针对TCU 104所经历的TCU故障的自动修复。响应于接收到记录的数据(诸如，指示网络连接故障或TCU组件故障的数据)，诊断服务器110可被配置为查询修复数据库111以识别针对所述故障的合适修复。此后，诊断服务器110可将所述修复发送到TCU 104，以由TCU 104实施所述修复。在一些实施例中，诊断服务器110可被配置为动态地确定针对故障的合适修复(诸如，基于包括在修复数据库111中的一个或更多个修复数据条目)。该处理可以是完全自动的。另外或可选地，用户可与诊断服务器110的GUI进行交互，以选择、上传或生成修复，此后，向TCU 104选择性地发送所述修复。
与TCU 104类似，诊断服务器110可包括重试机制，从重试机制开始，针对日志的请求被发起。当网络通信问题出现或者当TCU 104停止工作使得没有数据响应于从诊断服务器110发送的日志请求而被接收时(例如，TCU 104处于睡眠状态、关闭)，诊断服务器110可执行重试机制。
虽然图1中示出了示例性系统100，但是图1中示出的示例组件并非旨在具有限制性。实际上，系统100可具有更多或更少的组件，并且可使用附加的或替代的组件和/或实现方式。作为一个非限制性示例，记录器124及其对应的功能可驻留在除了TCU 104之外的车辆102的一个或更多个控制器116中。
图2示出了用于监测、报告和解决TCU故障的处理200。处理200示出了TCU 104经由数据代理108与诊断服务器110之间的通信。TCU 104可与数据代理108建立MQTT会话，以便于将记录的数据从TCU 104传输到诊断服务器110。与HTTP或HTTPS会话(其必须针对每个单向通信建立)相比，MQTT会话可作为双向通信信道被建立持续若干个小时(例如，达到四个小时)，并且支持200MB以上的较大载荷，在传输记录数据时每个载荷都使系统延迟减少。此外，如下面更详细描述的，数据代理108可用作用于存储消息或传输的数据的缓冲器或高速缓冲存储器，因此如果端点之一(例如，TCU 104或诊断服务器110)无法接收消息或数据，则数据代理108可保存消息或数据并稍后重试传输。该特征可使得传输的组件(例如，车辆102)能够通过在诊断服务器110接收数据之前从存储器中删除所传输的数据而更快地释放系统资源。在替代的实施例中，在TCU 104与诊断服务器110之间的通信可以是直接的(即，来自TCU 104的日志传输专门针对诊断服务器110，针对日志请求反之亦然)。
在索引(A)，诊断服务器110可向数据代理108发送用于订阅一个或更多个TCU 104的一个或更多个TCU日志的请求。以这种方式，每当TCU 104向数据代理108发送(也称为“发布”)TCU记录的数据时，数据代理108可将TCU记录的数据推送到所述TCU记录的数据的任何订户(包括诊断服务器110)。在一些实施例中，订阅请求可指示用户期望诊断服务器110接收的TCU记录的数据的一种或更多种特定类型(也称为“主题”)。例如，订阅请求可包括诸如“TCU104/log/wireless”的字符串，其可指示诊断服务器110期望接收由TCU 104发布的特别是涉及网络故障的日志。可选地，订阅请求可包括诸如“TCU104/log/TCUcomponent”的字符串，其可指示期望接收由TCU 104发布的特别是涉及TCU组件故障的日志。作为另一可选方式，订阅请求可指示诊断服务器110期望接收由TCU 104发布的全部TCU日志。与由TCU104(以及由诊断服务器110)发布的数据相关联的主题的特定语法可在任何监测和传输之前在TCU 104与诊断服务器110之间进行定义和协调。
在索引(B)，TCU 104的无线活动数据可被收集并被临时存储和/或记录在日志中。无线活动数据可详述由TCU 104在给定时间执行的一个或更多个无线活动。在索引(C)，TCU故障可被识别和/或被记录。例如，网络或蜂窝故障可能发生，这可能阻止TCU 104与网络112建立连接，阻止临时存储或记录的无线活动数据。可选地，TCU 104的组件可能发生故障。响应于检测到TCU故障，如果所述故障尚未记录在日志中，则TCU 104可将故障数据记录在用于识别故障的适当日志(例如，无线日志126、组件日志128)中。在网络故障的情况下，TCU 104可将用于标识和/或详述所述网络故障的网络故障数据记录在无线日志126中。在TCU组件故障的情况下，TCU 104可将用于标识和/或详述所述组件故障的TCU组件故障数据记录在组件日志128中。
在索引(D)，响应于TCU故障发生和/或被记录，TCU 104可在车辆102外针对诊断服务器110传输一个或更多个存储的故障日志的至少一部分。更具体地，TCU 104可向数据代理108发布一个或更多个日志的至少一部分。作为发布的一部分，TCU 104可包括诊断服务器110先前已订阅的定义的主题(例如，TCU104/log/wireless)，所述定义的主题用于描述所述发布和/或故障类型。在索引(E)，数据代理108可向TCU 104发送/发布指示接收到发布的确认。
在索引(F)，数据代理108可向诊断服务器110推送一个或更多个发布的记录的数据。更具体地，当从TCU 104接收到发布时，数据代理108可识别出诊断服务器110是被包括在来自TCU 104的发布中的关联的主题的订户。作为响应，数据代理108可向诊断服务器110发送记录的数据。在索引(G)，诊断服务器110可向数据代理108发送或发布指示记录的数据被正确接收的确认。在索引(H)，数据代理108可向TCU 104发送或发布指示订户(在这种情况下是诊断服务器110)从TCU 104接收到该发布的确认。
当发送/发布数据时，TCU 104和/或数据代理108可等待数据被预期的一方或多方正确接收的至少一个确认。在一些实施例中，TCU 104可被配置为预期多个确认，一个确认来自数据代理108，指示数据被数据代理108正确接收，另一个确认来自数据代理108，指示数据被所述发布的订户(或在这种情况下是诊断服务器110)正确接收。如果TCU 104和/或数据代理108在进行发送/发布之后的预定时间内未接收到预期的确认，则TCU 104和/或数据代理108可执行重试机制并且向预期的接收方重新发送/重新发布所述数据。例如，如果TCU 104在索引(E)未接收到确认，则TCU 104可重试所述发送/发布。
关于数据发送/发布失败，数据代理108帮助减轻对TCU 104的计算资源的需求。除了记录之外，TCU 104可提供每个控制器116之间的通信，以及经由网络112提供控制器116与远程系统106之间的通信。如果TCU 104在索引(E)接收到确认，但诊断服务器110发生故障并且不能接收发布的数据，则TCU 104可依赖于数据代理108的重试机制而不是自己尝试重试传输。以这种方式，TCU 104不需要花费计算资源进行连续存储并尝试向诊断服务器110重新发送数据，这是因为TCU 104已经确认数据代理108拥有所述数据并将在每个重试机制尝试重新发送数据。这使得TCU 104能够将其计算资源用于其它功能或后续的记录，从而提高TCU 104和车辆102的总体效率。因此，在一些实施例中，响应于接收到记录的数据被数据代理108接收的确认，并且在记录的数据被诊断服务器110接收之前，记录器124和/或TCU 104可从TCU 104的存储器122中删除所述传输的记录的数据。
为了简洁起见，处理200中示出的其余示例性实施例省略了发送或发布的确认。然而，将理解的是，响应于进行发送或发布数据，进行发送或发布的系统中的任何一个或更多个可期望以确认的形式接收至少一个响应。如果在发送或发布数据的预定时间内没有接收到这样的响应，则发送或发布系统中的任何一个或更多个可包括重试机制。
索引(I)至索引(K)示出了另一实施例。在索引(I)，专用于存储TCU 104的日志的非易失性存储器可能变满或接近满。当发生这种情况时和/或周期性地，记录器124可在索引(J)向数据代理108自动地发布存储的TCU日志。发布的日志可包括描述日志内容的一个或更多个主题。在索引(K)，数据代理108可将诊断服务器110识别为与所发布的日志相关联的一个或更多个主题的订户，并且可基于订阅将日志推送给诊断服务器110。
索引(L)至索引(O)示出了另一实施例，其中，诊断服务器110根据需要向TCU 104请求TCU故障日志。在索引(L)，诊断服务器110可向数据代理108发布日志请求。具体地，用户可经由诊断服务器110的GUI向TCU 104请求一个或更多个日志。此后，数据代理108可(诸如，基于请求中包括的主题)识别出TCU 104是该请求的订户。在索引(M)，数据代理108可将请求推送到TCU 104。响应于接收到所述请求，在索引(N)，TCU 104可向数据代理108发布所请求的一个或更多个日志。在索引(O)，数据代理108可(诸如，基于与诊断服务器110订阅的日志一起发送的一个或更多个关联的主题)向诊断服务器110发送所请求的日志，以满足所述请求。
索引(P)至索引(S)示出了记录的TCU数据被诊断服务器110接收之后的处理200的实施例。在索引(P)，诊断服务器110可针对包括在记录的TCU数据中的TCU故障而生成修复。例如，诊断服务器110可基于所述TCU故障来查询修复数据库111以识别针对所述故障的解决方案(诸如，软件补丁、固件更新等)。可选地，或者在没有预定解决方案可访问的情况下，诊断服务器110可被配置为动态地生成针对所述故障的解决方案。另外或可选地，用户可利用诊断服务器110的GUI生成或上传解决方案。
在索引(Q)，诊断服务器110可向数据代理108发布选择的修复。在索引(R)，数据代理108可识别出TCU 104是与所述修复一起被发送的关联的主题的订户，并且可将修复推送到TCU 104。在索引(S)，TCU 104可应用所述修复(诸如，通过安装固件更新等)。
例如，由诊断服务器110接收的记录的TCU数据可识别TCU组件故障。因此，响应于接收到TCU日志数据，诊断服务器110可被配置为从修复数据库111识别修复(诸如，固件更新)。响应于接收到固件更新，TCU 104可被配置为在TCU 104上安装固件更新。
作为另一示例，由诊断服务器110接收的记录的TCU数据可标识蜂窝网络故障(诸如，比预期的蜂窝网络连接慢)。因此，响应于接收到记录的TCU数据，诊断服务器110可被配置为识别计算机指令形式的修复，以利用不同的蜂窝网络，对蜂窝网络的选择可基于被包括在接收的记录的TCU数据中的车辆102的地理位置。响应于接收到修复，TCU 104可被配置为利用不同的蜂窝网络来实现更好的蜂窝网络连接。
总之，为了实现本发明的实施例而执行的例程(无论是作为操作系统的一部分来实现，还是特定应用、组件、程序、对象、模块或指令序列来实现，或者甚至作为它们的子集来实现)在此可被称为“计算机程序代码”或者“程序代码”。程序代码通常包括计算机可读指令，所述计算机可读指令在各种时间驻存在计算机中的各种存储器和存储装置中，并且当计算机中的一个或更多个处理器读取和执行所述计算机可读指令时，使该计算机执行体现本发明的实施例的各个方面的操作和/或要素所必需的操作。用于执行本发明的实施例的操作的计算机可读程序指令可以是例如汇编语言或者以一种或更多种程序语言的任意组合编写的源代码或目标代码。
可基于应用识别在此描述的各种程序代码，在本发明的具体实施例中实现应用中的各种程序代码。然而，应当理解的是，以下任何特定的程序术语仅仅是为了方便而使用的，并且因此本发明不应被限制为仅用于由这种术语所标识和/或暗示的任何特定应用中。此外，考虑到通常可以以无数方式将计算机程序组织成例程、过程、方法、模块、对象等，以及考虑到通常可以以各种方式将程序功能分配在驻存在典型计算机内的各种软件层(例如，操作系统、库、API、应用、小应用程序等)之中，应该理解的是，本发明的实施例不限于在此描述的特定组织和分配的程序功能。
在这里描述的任何应用/模块中体现的程序代码能够以各种不同形式作为程序产品被单独地或共同地分发。具体地，可利用其上具有计算机可读程序指令的计算机可读存储介质来分发程序代码，所述计算机可读程序指令用于使处理器执行本发明的实施例的各个方面。
本质上非瞬态的计算机可读存储介质可包括以用于存储信息(例如，计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据)的任何方法或技术实现的易失性和非易失性以及可移动和不可移动的有形介质。计算机可读存储介质还可包括RAM、ROM、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存或其它固态存储器技术、便携式致密盘只读存储器(CD-ROM)或其它光学存储器、盒式磁带、磁带、磁盘存储器或其它磁存储装置，或者可用于存储所需信息并可由计算机读取的任何其它介质。计算机可读存储介质本身不应被解释为暂态信号(例如，无线电波或其它传播电磁波、通过传输介质(诸如，波导)传播的电磁波或者通过线缆传输的电信号)。计算机可读程序指令可被从计算机可读存储介质下载到计算机、另一类型的可编程数据处理设备或另一装置，或者经由网络下载到外部计算机或外部存储装置。
存储在计算机可读介质中的计算机可读程序指令可被用于指示计算机、其它类型的可编程数据处理设备或其它装置以特定方式运行，使得存储在计算机可读介质中的指令产生包括指令的制品，所述指令实现流程图、序列图和/或框图中指定的功能、动作和/或操作。计算机程序指令可被提供给专用计算机、通用计算机或其它可编程数据处理设备的一个或更多个处理器以生产机器，从而经由一个或更多个处理器执行的指令使一系列计算被执行，以实现流程图、序列图和/或框图中指定的功能、动作和/或操作。
在某些替代的实施例中，流程图、序列图和/或框图中指定的功能、动作和/或操作可根据本发明的实施例被重新排序、串行处理和/或同时处理。此外，流程图、序列图和/或框图中的任何一个可包括比根据本发明的实施例所示出的框更多或更少的框。
在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不意图限制本发明的实施例。除非另外在上下文清楚地指出，否则在此所使用的单数形式还旨在包括复数形式。还将理解的是，当在说明书中使用术语“包括”时，指定所阐述的特征、整体、步骤、操作、要素和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、要素、组件和/或其组合。此外，就被用在具体实施方式或权利要求中的术语“包括”、“具有”、“由...组成”或其变型而言，这些术语旨在以类似于术语“包括”的方式具有包含性。
尽管已经通过描述各个实施例说明了本发明的所有内容并且已经相当详细地描述了这些实施例，但是本发明申请人并不意图限制或以任何方式将权利要求的范围限制为这样的细节。额外的优点和修改对于本领域技术人员将是容易呈现的。因此，本发明在其更广泛的方面不限于所示出和描述的具体细节、代表性设备和方法以及说明性示例。因此，在不脱离申请人的总体发明构思的精神或范围的情况下，可做出这样的细节不同的改变。

Claims (15)

1.一种车辆，包括：
远程信息处理控制单元(TCU)，被配置为：
周期性地将与TCU的认证、附着、信令、分离和切换程序相关的无线活动数据记录在日志中，以提供一个或更多个远程车辆服务；
响应于从记录的数据中检测到蜂窝故障，向车辆外的远程诊断服务器无线地发送与所述蜂窝故障相对应的日志的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中，被发送的日志的所述至少一部分还包括：与在所述蜂窝故障被检测到之后由TCU收集的TCU的操作相关的数据。
3.根据权利要求1所述的车辆，其中，周期性记录的无线活动数据包括第一数据和第二数据，所述第一数据和与所述蜂窝故障相对应的TCU的认证、附着、信令、分离或切换活动相关，所述第二数据和与所述蜂窝故障不相关联的TCU的认证、附着、信令、分离或切换活动相关。
4.根据权利要求3所述的车辆，其中，被发送的日志包括所述第一数据，但不包括所述第二数据，并且所述TCU还被配置为：响应于检测到蜂窝故障，丢弃所述第二数据而不向车辆外发送所述第二数据。
5.根据权利要求3所述的车辆，其中，所述日志是TCU的第一日志，并且所述TCU还被配置为响应于TCU的组件故障执行以下操作：
将指示所述组件故障的数据记录在TCU的第二日志中；
向车辆外的远程诊断服务器无线地发送所述第一日志和第二日志的至少一部分。
6.根据权利要求5所述的车辆，其中，所述TCU还被配置为响应于所述组件故障执行以下操作：
识别第一日志中的与紧接在所述组件故障之前的预定义时间段之内的时间戳相关联的数据；
向车辆外的远程诊断服务器无线地发送识别的数据。
7.根据权利要求6所述的车辆，其中，所述TCU还被配置为：响应于所述组件故障，丢弃第一日志中的与紧接在所述组件故障之前的预定义时间段之内的时间戳不相关联的数据，其中，丢弃的数据不被发送到车辆外的远程诊断服务器。
8.一种方法，包括：
通过车辆的远程信息处理控制单元(TCU)执行以下操作：
周期性地将与TCU的认证、附着、信令、分离和切换程序相关的无线活动数据记录在日志中，以提供一个或更多个远程车辆服务；
响应于从日志中检测到蜂窝故障，向车辆外的远程诊断服务器无线地发送与所述蜂窝故障相对应的日志的至少一部分。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述日志是TCU的第一日志，并且所述方法还包括响应于TCU的组件故障执行以下操作：
将指示组件故障的数据记录在第二日志中；
向车辆外的远程诊断服务器无线地发送第一日志和第二日志的至少一部分。
10.根据权利要求9所述的方法或者权利要求5所述的车辆，其中，所述组件故障包括诊断故障码、固件无线更新故障、输入输出故障、全球定位故障、消息代理连接问题或存储器读/写故障。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述蜂窝故障是蜂窝网络连接慢，并且所述方法还包括：
响应于从远程诊断服务器接收到与所述日志相对应的修复，连接到不同的蜂窝网络，其中，所述修复定义了TCU使用所述不同蜂窝网络的指令。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，向车辆外发送所述日志的至少一部分的步骤包括：向车辆外的数据代理发送所述日志以及关联的主题，其中，响应于接收到所述日志，数据代理被配置为：响应于识别出远程诊断服务器作为所述主题的订户，向远程诊断服务器发送所述日志。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括：
响应于在所述日志被远程诊断服务器接收到之前从数据代理接收到确认，从TCU中删除所述日志的内容。
14.根据权利要求8所述的方法，还包括：
响应于发送失败，针对失败的发送日志数据，将所述日志的所述至少一部分插入高速缓冲存储器中；
响应于高速缓冲存储器中的失败的发送日志数据的数据大小超过阈值，向车辆外的远程诊断服务器无线地重试发送所述日志的所述至少一部分。
15.一种诊断服务器，包括：
处理器，在地理上远离车辆，所述车辆包括远程信息处理控制单元(TCU)，所述TCU被配置为生成特定于TCU的无线活动的第一日志以及特定于TCU的组件故障的第二日志，所述处理器被配置为发送针对第一日志的请求，其中，响应于所述请求，第一日志而非第二日志被所述处理器接收。
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