CN117347907A - 监控接到通信总线的电气装置的接地线劣化的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
提供了用于监控耦接到通信总线的电气装置的接地线劣化的方法和系统。该方法包括由处理器：接收包括由电气装置通过通信总线传输的消息的电压的测量结果的电压数据，根据与电气装置的接地线劣化相关联的电压数据生成健康指标，健康指标包括基于电压数据计算的统计矩，以及基于健康指标确定电气装置的健康阶段，健康阶段包括基于电气装置的接地线劣化和通信损耗之间的关系的分类。
Description
技术领域
本技术领域总体上涉及耦接到通信总线的电气装置的通信，并且更具体地涉及用于监控互连到通信总线的电气装置的接地线劣化以估计电气装置中的至少一个电气装置的健康阶段的系统和方法。
背景技术
交通工具可以包括利用分布式控制器局域网(CAN)系统的多个电子控制单元(ECU)节点，该CAN系统使得ECU节点能够在没有主计算机的情况下彼此通信。示例性ECU节点可以包括但不限于发动机控制模块(ECM)、动力系控制模块(PCM)、变速器控制模块(TCM)、制动控制模块(EBCM)、中央控制模块(CCM)、中央定时模块(CTM)、通用电子模块(GEM)、车身控制模块(BCM)和悬架控制模块(SCM)。
CAN上的ECU节点之间的通信丢失可能影响依赖于CAN的交通工具或另一系统的关键功能。通信丢失的可能原因是ECU接地故障，即，ECU节点的接地线的腐蚀。接地线腐蚀可能随着时间的推移而发展，并且在功能损失之前可能难以检测到。
因此，期望具有被配置为在通信丢失之前检测CAN中的ECU的接地线劣化的系统和方法。此外，期望具有被配置为估计CAN的一个或多个ECU的剩余使用寿命的系统和方法。此外，结合附图和前述技术领域和背景技术，从随后的详细说明书和所附权利要求中，本发明其他期望的特征和特性将变得显而易见。
发明内容
提供了一种用于监控耦接到通信总线的电气装置的接地线劣化的方法。所述方法包括通过处理器：接收包括由所述电气装置通过所述通信总线传输的消息的电压的测量结果的电压数据，根据与所述电气装置的接地线劣化相关联的所述电压数据生成一个或多个健康指标，所述一个或多个健康指标包括基于所述电压数据计算的一个或多个统计矩，以及基于所述一个或多个健康指标来确定所述电气装置的健康阶段，所述健康阶段包括基于所述电气装置的接地线劣化与通信损耗之间的关系的分类。
在实施例中，所述方法包括：由所述处理器基于所述健康阶段来生成所述电气装置的剩余使用寿命(RUL)估计，所述RUL估计包括直到所述接地线劣化导致大于通信丢失阈值的通信丢失为止的剩余时间段。
在实施例中，通信总线是控制器局域网(CAN)的组件，并且电气装置是耦接到通信总线的多个电子控制单元(ECU)节点中的一个。
在实施例中，该方法包括利用处理器或执行中央网关模块(CGM)的第二处理器来测量电压。
在实施例中，该方法包括由处理器：在一段时间内接收电压数据以获得与多个消息相关联的电压的测量结果，缓冲隐性状态下的电压数据以定义缓冲的电压数据，以及根据缓冲的数据计算共模统计分布。
在实施例中，该方法包括由处理器从共模统计分布中移除异常值。
在实施例中，所述方法包括由所述处理器在利用所述健康指标估计所述健康阶段之前融合所述健康指标。
在实施例中，该方法包括：如果健康阶段小于最小健康阶段阈值，则由处理器生成或发起通知。
在实施例中，所述方法包括：由所述处理器缓冲所述健康阶段，以在利用第一RUL模型生成所述电气装置的所述RUL估算之前，从多个RUL模型中选择所述第一RUL模型。
在实施例中，所述方法包括：在远程数据库中存储与所述电气装置的所述RUL估计相关联的历史数据，以及由所述处理器基于所述历史数据来修改所述多个RUL模型中的一个或多个。
提供了一种用于监控耦接到通信总线的电气装置的接地线劣化的系统。所述系统包括计算机系统，所述计算机系统被配置成通过处理器：接收包括由所述电气装置通过所述通信总线传输的消息的电压的测量结果的电压数据，根据与所述电气装置的接地线劣化相关联的所述电压数据生成一个或多个健康指标，所述一个或多个健康指标包括基于所述电压数据计算的一个或多个统计矩，以及基于所述一个或多个健康指标来确定所述电气装置的健康阶段，所述健康阶段包括基于所述电气装置的接地线劣化与通信损耗之间的关系的分类。
在实施例中，所述计算机系统被配置为由所述处理器基于所述健康阶段生成所述电气装置的剩余使用寿命(RUL)估计，所述RUL估计包括直到所述接地线劣化导致大于通信丢失阈值的通信丢失为止的剩余时间段。
在实施例中，通信总线是控制器局域网(CAN)的组件，并且电气装置是耦接到通信总线的多个电子控制单元(ECU)节点中的一个。
在实施例中，计算机系统被配置为由处理器测量电压。
在实施例中，计算机系统被配置为通过处理器：在一段时间内接收电压数据以获得与多个消息相关联的电压的测量结果，在隐性状态下缓冲电压数据以定义缓冲的电压数据，以及根据缓冲的数据计算共模统计分布。
在实施例中，计算机系统被配置为由处理器从共模统计分布中去除异常值。
在实施例中，计算机系统被配置为由处理器在利用一个或多个健康指标估计健康阶段之前融合健康指标。
在实施例中，计算机系统被配置为由处理器在健康阶段小于最小健康阶段阈值的情况下生成或发起通知。
在实施例中，所述计算机系统被配置为由所述处理器缓冲所述健康阶段，以在利用第一RUL模型生成所述电气装置的所述RUL估计之前，从多个RUL模型中选择所述第一RUL模型。
在一个实施例中，所述计算机系统被配置为通过所述处理器：在远程数据库中存储与所述电气装置的所述RUL估计相关联的历史数据，以及基于所述历史数据修改所述多个RUL模型中的一个或多个。
提供了一种交通工具。所述交通工具包括通信总线、耦接到所述通信总线的电气装置、所述交通工具上的计算机系统，所述计算机系统被配置为通过处理器：接收包括由所述电气装置通过所述通信总线传输的消息的电压的测量结果的电压数据，根据与所述电气装置的接地线劣化相关联的所述电压数据生成一个或多个健康指标，所述一个或多个健康指标包括基于所述电压数据计算的一个或多个统计矩，以及基于所述一个或多个健康指标确定所述电气装置的健康阶段。所述健康阶段包括基于所述电气装置的接地线劣化与通信损耗之间的关系的分类。
在实施例中，所述计算机系统被配置为由所述处理器基于所述健康阶段生成所述电气装置的剩余使用寿命(RUL)估计，所述RUL估计包括直到所述接地线劣化导致大于通信丢失阈值的通信丢失为止的剩余时间段。
在实施例中，通信总线是控制器局域网(CAN)的组件，并且电气装置是耦接到交通工具上的通信总线的多个电子控制单元(ECU)节点中的一个。
附图说明
在下文中将结合以下附图描述示例性实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是根据一个实施例的交通工具的功能框图，该交通工具包括耦接电气装置的通信总线和用于监控电气装置的接地线劣化的总线监控系统；
图2是示出根据各种实施例的图1的交通工具的总线监控系统的元件的数据流图；以及
图3是根据各种实施例的由图1和图2的交通工具的总线监控系统执行的用于监控接地线劣化的过程的流程图。
具体实施方式
以下详细的说明书本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制应用和用途。此外，不旨在受前述技术领域、背景技术、发明内容或以下详细说明书中呈现的任何明示或暗示的理论的约束。如本文所使用的，术语模块是指单独地或以任何组合的任何硬件、软件、固件、电子控制部件、处理逻辑和/或处理器设备，包括但不限于：专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或组)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所描述的功能的其他合适的部件。
本文可以在功能和/或逻辑块组件和各种处理步骤方面描述本公开的实施例。应当理解，这样的块组件可以通过被配置为执行指定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件组件来实现。例如，本公开的实施例可以采用各种集成电路组件，例如存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，其可以在一个或多个微处理器或其他控制设备的控制下执行各种功能。另外，本领域技术人员将理解，本公开的实施例可以结合任何数量的系统来实践，并且本文描述的系统仅仅是本公开的示例性实施例。
为了简洁起见，本文可能不详细描述与系统(以及系统的各个操作组件)的信号处理、数据传输、信令、控制和其他功能方面相关的常规技术。此外，本文包含的各种附图中所示的连接线旨在表示各种元件之间的示例功能关系和/或物理耦接。应当注意，在本公开的实施例中可以存在许多替代或附加的功能关系或物理连接。
虽然参考交通工具通信并且特别是互连电子控制单元(ECU)节点的控制器局域网(CAN)描述了系统和方法，但是应当理解，汽车应用仅仅是示例性的，并且系统和方法可以适用于其他通信系统，例如通用工业自动化应用、通用制造应用和利用非隔离多点总线的其他通信系统。
如本文所述的术语“交通工具”包括但不限于乘用车、摩托车、卡车、运动型多用途车(SUV)、休闲车(RV)、船舶、飞机、农用交通工具和工程交通工具。
现在参考图1，根据各种实施例，总体上以100示出的监视系统与交通工具102相关联。交通工具102可以是多种不同类型的汽车中的任何一种，例如轿车、四轮车、卡车或运动型多用途交通工具(SUV)，并且在某些实施例中可以是两轮驱动(2WD)(即，后轮驱动或前轮驱动)、四轮驱动(4WD)或全轮驱动(AWD)和/或各种其他类型的交通工具。在各种实施例中，交通工具102还可以包括其他类型的移动平台，并且不限于汽车。
如图1所示，示例性交通工具102通常包括底盘112、车身110以及前轮和后轮114。车身110布置在底盘112上并且基本上包围交通工具102的部件。车身110和底盘112可以共同形成框架。轮114各自在车身110的相应拐角附近旋转地联接到底盘112。
交通工具102还包括推进系统116、变速器系统118、通信总线120、电气装置130-136、被配置为测量通信总线120上的电压的电压测量电子设备和/或模块140、以及至少一个控制器150。在各种实施例中，推进系统116可以包括内燃机、诸如牵引马达的电机和/或燃料电池推进系统。变速器系统118被配置为根据可选择的速度比将动力从推进系统116传递到车轮114。根据各种实施例，变速器系统118可以包括步进比自动变速器、无级变速器或其他适当的变速器。
在各种实施例中，通信总线120可以是互连电子控制单元(ECU)节点(例如，电气装置130-136，下文中称为ECU节点130-136)的控制器局域网(CAN)的一部分。CAN采用ISO-11898-2定义的双线平衡信令方案，实现多主机广播串行总线标准。ECU节点130-136中的每一个连接到通信总线120的两个总线导线，即CAN高导线122和CAN低导线124。在一些示例中，共模电压的范围从CAN低导线124上的1.5伏到CAN高导线122上的3.5伏。更具体地，双线CAN通常可以具有高于1伏的差分电压。
CAN协议包括用差分电压表示的隐性状态和主导状态(即，位)。在隐性状态(逻辑1)下，CAN高线122和CAN低线124上的差分电压小于最小阈值。在主导状态(逻辑0)下，CAN高线122和CAN低线124上的差分电压大于最小阈值。通信总线120上的ECU节点130-136中的每一个能够发送和接收包括数据和标识信息的被称为帧的消息。
ECU节点130-136被配置为执行各种模块以控制交通工具102的各种系统和部件，例如但不限于控制交通工具102的各种传感器和致动器。可以在ECU节点130-136上执行的示例性模块包括但不限于发动机控制模块(ECM)、动力系控制模块(PCM)、变速器控制模块(TCM)、制动控制模块(EBCM)、中央控制模块(CCM)、中央定时模块(CTM)、通用电子模块(GEM)、车身控制模块(BCM)和悬架控制模块(SCM)。
电压测量电子设备和/或模块140被配置为测量通信总线120上与ECU节点130-136在其上传输的消息相关联的电压。为方便起见，将参考中央网关模块(CGM)(下文中称为CGM140)来描述电压测量电子设备和/或模块140。CGM 140可以在具有用于测量通信总线120上的电压的合适硬件的特定电气装置上操作。在一些实施例中，CGM 140可以在ECU节点上安装和运行。除了测量电压之外，CGM 140还可以被配置为与交通工具102上的多个不同网络通信，并且允许多协议和连接服务之间的通信。在各种实施例中，CGM 140可以在控制器150上安装和执行。
控制器150包括至少一个处理器152、通信总线154、接口156和计算机可读存储设备或介质158。处理器152可以是任何定制的或市售的处理器、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、与控制器150相关联的若干处理器中的辅助处理器、基于半导体的微处理器(以微芯片或芯片组的形式)、宏处理器、其任何组合、或通常用于执行指令的任何设备。计算机可读存储设备或介质158可以包括例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(KAM)中的易失性和非易失性存储器。KAM是持久或非易失性存储器，其可用于在处理器44断电时存储各种操作变量。计算机可读存储设备或介质46可以使用多种已知存储器设备中的任何一种来实现，诸如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)、闪存或能够存储数据的任何其他电、磁、光或组合存储器设备，其中一些数据表示由控制器150用于控制交通工具10的可执行指令。总线154用于在交通工具102的各种部件之间传输程序、数据、状态和其他信息或信号。总线154可以是连接计算机系统和部件的任何合适的物理或逻辑装置。这包括但不限于直接硬连线连接、光纤、红外和无线总线技术。
指令可以包括一个或多个单独的程序，每个程序包括用于实现逻辑功能的可执行指令的有序列表。当由处理器152执行时，指令被配置为接收和处理来自CGM 140的信号；执行用于自动监控交通工具102中的ECU节点130-136的接地线劣化的逻辑、计算、方法和/或算法；以及基于逻辑、计算、方法和/或算法生成剩余使用寿命(RUL)估计数据以存储归因于ECU节点130-136中的一个或多个ECU节点的一个或多个RUL估计。如本文所使用的，RUL可以是直到ECU节点130-136中的一个或多个ECU节点的接地线的劣化(即，腐蚀)导致大于通信丢失阈值的通信丢失为止剩余的时间段。在某些实施例中，RUL可以是直到劣化导致通信丢失的时间段，在该时间段内不再存在信号监督。尽管图1中仅示出了一个控制器150，但是交通工具102的实施例可以包括任何数量的控制器150，其通过任何合适的通信介质或通信介质的组合进行通信，并且协作以处理传感器信号，执行逻辑、计算、方法和/或算法，并生成记录数据。在各种实施例中，控制器150的一个或多个指令嵌入在总线监控系统100中，并且当由处理器152执行时，从CGM 140接收数据并处理数据，以便监控交通工具102的ECU节点130-136的接地线劣化。
可以理解，控制器150可以以其他方式不同于图1中描绘的实施例。例如，控制器150可以耦接到或可以以其他方式利用一个或多个远程计算机系统和/或其他控制系统，例如作为上述交通工具装置和系统中的一个或多个的一部分。应当理解，虽然在全功能计算机系统的上下文中描述了该示例性实施例，但是本领域技术人员将认识到，本公开的机制能够作为程序产品分发，其中一种或多种类型的非暂时性计算机可读信号承载介质用于存储程序及其指令并执行其分发，诸如承载程序并包含存储在其中的计算机指令的非暂时性计算机可读介质，所述计算机指令用于使计算机处理器(诸如处理器152)执行和运行程序。这样的程序产品可以采取各种形式，并且本公开同样适用，而不管用于执行分发的计算机可读信号承载介质的特定类型如何。信号承载介质的示例包括诸如软盘、硬盘驱动器、存储卡和光盘的可记录介质，以及诸如数字和模拟通信链路的传输介质。应当理解，在某些实施例中也可以利用基于云的存储和/或其他技术。将类似地理解，控制器150的计算机系统也可以以其他方式与图1中描绘的实施例不同，例如在于控制器150的计算机系统可以耦接到或可以以其他方式利用一个或多个远程计算机系统和/或其他控制系统。
可选地，交通工具102还可以包括用于与远程电子设备无线通信的无线单元160、用于与外部电子设备410的相应数据电缆412耦接的接口端口170和/或视觉显示器180。应当理解，通信网络可以包括多个通信网络(包括多个CAN)，可以包括更多或更少的ECU节点，可以包括作为一个或多个有线总线(wire bus)的成员的ECU节点，并且可以包括具有更多或更少总线的有线总线。
参考图2并继续参考图1，数据流图图示了根据各种实施例的图1的总线监控系统100的元素。如可以理解的，根据本公开的总线监控系统100的各种实施例可以包括嵌入在控制器150内的任何数量的模块，其可以被组合和/或进一步划分以类似地实现本文描述的系统和方法。此外，总线监控系统100的输入可以从CGM 140接收，从与交通工具102相关联的其他控制模块(未示出)接收，和/或由图1的控制器150内的其他子模块(未示出)确定/建模。此外，还可以对输入进行预处理，诸如子采样、降噪、归一化、特征提取、减少缺失数据等。在各种实施例中，总线监控系统100包括电压数据处理模块210、健康指标模块212、健康阶段模块214、模型选择模块216和RUL模块218。
在各种实施例中，电压数据处理模块210接收由CGM 140生成的电压数据220作为输入。电压数据220包括指示与在通信总线120上传输的消息相对应的电压的测量结果的各种数据。在各种实施例中，电压数据220可以限于CAN的隐性状态。
电压数据处理模块210对电压数据220执行各种预处理、缓冲和/或滤波处理。在各种实施例中，该处理包括至少部分地使用等式(1)来缓冲电压数据220，其中CANHI(t)和CANLO(t)分别是针对CAN高导线122和CAN低导线124的隐性状态随时间测量的电压，并且阈值KREC_TH(例如，约100至250mV)用于标识隐性位。
|CANHI(t)|-|CANLO(t)|<KREC_TH 1(1)
在上述示例中，利用等式(1)获得的缓冲数据用于由电压数据处理模块210使用等式(2)来计算隐性状态的共模统计分布(CMREC)。
电压数据处理模块210还可以经由例如自适应异常值移除技术来移除异常值数据。例如，可以排除超过两个标准偏差的异常数据。
在各种实施例中，健康指标模块212接收由电压数据处理模块210生成的经处理的电压数据222作为输入。经处理的电压数据222包括通过电压数据220的预处理、缓冲和/或滤波生成的各种数据。在各种实施例中，经处理的电压数据222包括共模电压分布。
健康指标模块212执行对经处理的电压数据222的分析，以生成与ECU节点130-136的接地故障相关联的健康指标(例如，统计矩)。在各个实施例中，健康状况指标可以包括共模电压分布(例如，CMREC)的算术平均值和/或峰度。健康指标可以被融合以定义融合的健康指标。
在各种实施例中，健康阶段模块214接收由健康指标模块212生成的健康指标数据224作为输入。健康指标数据224包括各种数据，所述各种数据包括通信总线120上的接地故障的健康指标。在各种实施例中，健康指标数据224包括共模电压分布的算术平均值和峰度的融合。
健康阶段模块214分析健康指标数据224，并基于此确定通信总线120和/或ECU节点130-136中的一个或多个的健康阶段。可以基于与CAN的ECU节点之间的接地劣化和通信丢失之间的关系相对应的数据，来对健康阶段进行建模。在各种实施例中，接地线劣化可以被确定为对于小于10欧姆的接地偏移引起很少或没有通信损耗，对于10与35欧姆之间的接地偏移引起中等通信损耗，并且对于大于35欧姆的接地偏移引起严重通信损耗。在各种实施例中，对于大于约50欧姆的接地偏移，可以观察到总的通信损耗。健康阶段可以被呈现为基于电阻测量的通信质量或其他参数的百分比。例如，在各种实施例中，健康阶段可以将100％健康与约0至8欧姆相关联，75％健康与约8至22欧姆相关联，50％健康与约22至38欧姆相关联，25％健康与约38至48欧姆相关联，以及0％健康与大于约48欧姆相关联。当确定健康阶段小于预定义健康阶段阈值时，健康阶段模块214可以生成通知或发起通知的生成，使得可以检查CAN以避免显著的通信丢失。
在各种实施例中，模型选择模块216接收由健康阶段模块214生成的健康阶段数据226作为输入。健康阶段数据226包括与通信总线120和/或ECU节点130-136中的一个或多个ECU节点的健康阶段有关的各种数据。在各种实施例中，健康阶段数据226可以包括被呈现为基于电阻测量的通信质量或其他参数的百分比的健康阶段。
模型选择模块216分析健康阶段数据226以从多个RUL模型中选择合适的RUL模型(例如，相似性模型)。在各种实施例中，模型选择模块216可以缓冲健康阶段数据226以在其用于确定合适的RUL模型之前定义缓冲的健康阶段数据。在各种实施例中，RUL模型可以基于各种信息，其可以包括例如对应于由于接地故障引起的CAN劣化/故障的历史数据、对应于随时间/行驶距离(即，里程)的接地线劣化的历史数据、对应于交通工具和/或CAN的细节(例如，架构、材料、消息流量等)的数据、对应于交通工具使用的细节(例如，地理位置、道路/越野状况、商业/个人等)的数据和/或其他相关数据。在选择RUL模型之后，模型选择模块216可以更新与CAN相关联的劣化水平和置信区间，并存储与这种更新相关联的数据。
在各种实施例中，RUL模块218接收由模型选择模块216生成的所选择RUL模型数据228作为输入。所选择的RUL模型数据228包括与所选择的RUL模型有关的各种数据。
RUL模块218使用所选择的RUL模型数据228来生成归因于通信总线120和/或ECU节点130-136中的一个或多个ECU节点的RUL估计。在各种实施例中，RUL模块218生成RUL估计的不确定性值。RUL模块218可以生成、传输和/或存储RUL估计数据230，所述RUL估计数据230包括各种数据，所述各种数据包括一个或多个RUL估计和与其相关联的不确定性值。
现在参考图3并继续参考图1-2，流程图提供了根据示例性实施例的由总线监控系统100执行的用于监控耦接到通信总线的电气装置的接地线劣化的方法300。如根据本公开可以理解的，方法300内的操作顺序不限于如图3所示的顺序执行，而是可以在适用时并根据本公开以一个或多个变化的顺序执行。在各种实施例中，方法300可以被调度为基于一个或多个预定事件运行，和/或可以在交通工具102的操作期间连续运行。
在一个示例中，方法300包括接收对应于在CAN的通信总线120上传输的消息的电压数据220(步骤310)。只要在312处满足启用标准，就可以连续地测量和记录电压数据220。在一些实施例中，启用标准对应于由314处的监督信号的存在而确定的通信丢失。在各种实施例中，CGM 140连续地测量并记录消息的电压作为电压数据220，并将电压数据220提供给控制器150。电压数据220可以被预处理、缓冲和/或滤波(步骤316)。在各种实施例中，可以基于CAN的隐性状态来获得共模电压分布。可以从电压分布数据中去除异常值(步骤318)。
可以生成与ECU节点130-136的接地故障相关联的健康指标(步骤320；例如，统计矩)。在各个实施例中，健康指标可以包括共模电压分布的算术平均值和/或峰度(例如，CMrec)。可以融合健康指标(步骤322)以定义融合的健康指标。
然后可以基于融合的健康指标来确定通信总线120和/或ECU节点130-136的健康阶段(步骤324)。在各种实施例中，如果确定生成的健康阶段小于预定义的健康阶段阈值，则可以生成通知，使得可以检查CAN以避免显著的通信丢失。
可以缓冲健康阶段(步骤326)以定义缓冲的健康阶段数据，并且可以使用缓冲的健康阶段数据来从多个RUL模型确定合适的RUL模型(例如，相似性模型)(步骤328)。可以根据需要更新劣化水平和置信水平(步骤330)。可以为通信总线120和/或ECU节点130-136生成一个或多个RUL估计以及可选地与其相关联的不确定性值。
以这种方式，接地线的电阻可以与对应于RUL估计的时间段相关联，即，接地线的劣化(即，腐蚀)导致大于通信损失阈值的通信损失之前的剩余时间段。例如，RUL估计可以是直到健康阶段达到零百分比健康(例如，大于约48欧姆的电阻)的时间段。根据交通工具102的CAN的架构，控制器150可以为一个或多个ECU节点和/或一个或多个CAN生成RUL估计。
一旦生成了RUL估计，RUL估计以及可选地与其相关联的不确定性值可以被显示在视觉显示器180上，被存储以供电子设备410经由接口端口170随后检索，或者经由无线单元160被传输到远程数据库400或计算设备。在一些示例中，小于RUL估计阈值的RUL估计可能导致生成诊断故障代码，该诊断故障代码随后可以经由板载诊断(OBD)II接口等被读取。诊断故障代码的生成可以发起通知，诸如点亮仪表板灯。在这样的示例中，诸如交通工具所有者、技术人员等的适当方可以在便利时间范围内(例如，在足以进行校正动作但在显著通信丢失之前的劣化范围内)执行校正动作(例如，修理/更换腐蚀的接地线)。如果在其早期阶段检测到接地故障，则校正动作可以防止或降低显著通信丢失的可能性和/或避免交通工具102的关键系统的故障。
在各种实施例中，可以将健康阶段和/或RUL估计上传到远程计算机系统(诸如远程数据库400)以进行分析。在各种实施例中，可以基于分析来修改方法300的一个或多个步骤，诸如对多个RUL模型的修改、对用于识别合适的RUL模型的参数的修改、对健康阶段分类的修改、对健康指标的修改和/或对缓冲/过滤算法的修改。
在本文档中，诸如第一和第二等的关系术语可以仅用于将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开，而不一定要求或暗示这些实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。诸如“第一”、“第二”、“第三”等的数字序数简单地表示多个中的不同单个，并且不暗示任何顺序或序列，除非由权利要求语言具体定义。任何权利要求中的文本的顺序并不意味着必须根据这样的顺序以时间或逻辑顺序执行处理步骤，除非由权利要求的语言具体定义。在不脱离本发明的范围的情况下，过程步骤可以以任何顺序互换，只要这种互换不与权利要求语言矛盾并且在逻辑上不是无意义的。
虽然在前述详细说明书中已经呈现了至少一个示例性实施例，但是应当理解，存在大量的变型。还应当理解，一个或多个示例性实施例仅是示例，并不旨在以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。相反，前述详细说明书将为本领域技术人员提供用于实现一个或多个示例性实施例的方便的路线图。应当理解，在不脱离如所附权利要求及其法律等同物中阐述的本公开的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
Claims (10)
1.一种用于监控耦接到通信总线的电气装置的接地线劣化的方法，所述方法包括：
由处理器接收电压数据，所述电压数据包括由所述电气装置通过所述通信总线传输的消息的电压的测量结果；
由所述处理器根据与所述电气装置的接地线劣化相关联的所述电压数据生成一个或多个健康指标，所述一个或多个健康指标包括基于所述电压数据计算的一个或多个统计矩；以及
由所述处理器基于所述一个或多个健康指标来确定所述电气装置的健康阶段，所述健康阶段包括基于所述电气装置的接地线劣化与通信损耗之间的关系的分类。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：由所述处理器基于所述健康阶段来生成所述电气装置的剩余使用寿命(RUL)估计，所述RUL估计包括直到所述接地线劣化导致大于通信丢失阈值的通信丢失为止的剩余时间段。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述通信总线是控制器局域网(CAN)的组件，并且所述电气装置是耦接到所述通信总线的多个电子控制单元(ECU)节点中的一个。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
由所述处理器在一时间段内接收所述电压数据，以获得与多个消息相关联的电压的测量结果；
由所述处理器缓冲隐性状态下的所述电压数据以定义缓冲的电压数据；以及
由所述处理器根据所述缓冲的电压数据来计算共模统计分布。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：由所述处理器在利用所述一个或多个健康指标估计所述健康阶段之前融合所述一个或多个健康指标。
6.一种用于监控耦接到通信总线的电气装置的接地线劣化的系统，所述系统包括：
计算机系统，所述计算机系统被配置为通过处理器：
接收电压数据，所述电压数据包括由所述电气装置通过所述通信总线传输的消息的电压的测量结果；
根据与所述电气装置的接地线劣化相关联的所述电压数据生成一个或多个健康指标，所述一个或多个健康指标包括基于所述电压数据计算的一个或多个统计矩；以及
基于所述一个或多个健康指标来确定所述电气装置的健康阶段，所述健康阶段包括基于所述电气装置的接地线劣化与通信损耗之间的关系的分类。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述计算机系统被配置为由所述处理器基于所述健康阶段来生成所述电气装置的剩余使用寿命(RUL)估计，所述RUL估计包括直到所述接地线劣化导致大于通信丢失阈值的通信丢失为止的剩余时间段。
8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述通信总线是控制器局域网(CAN)的组件，并且所述电气装置是耦接到所述通信总线的多个电子控制单元(ECU)节点中的一个。
9.根据权利要求6所述的系统，其中，所述计算机系统被配置为由所述处理器：
在一时间段内接收所述电压数据，以获得与多个消息相关联的电压的测量结果；
缓冲隐性状态下的所述电压数据以定义缓冲的电压数据；以及
根据所述缓冲的电压数据计算共模统计分布。
10.根据权利要求6所述的系统，其中，所述计算机系统被配置为由所述处理器在利用所述一个或多个健康指标估计所述健康阶段之前融合所述一个或多个健康指标。
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