DE102022127214A1

DE102022127214A1 - Systeme und Verfahren zum Überwachen einer Verschlechterung einer Masseleitung von an einen Kommunikationsbus gekoppelten elektrischen Vorrichtungen

Info

Publication number: DE102022127214A1
Application number: DE102022127214.1A
Authority: DE
Inventors: Alaeddin Bani Milhim; Hossein Sadjadi; Hadyan Sani Ramadhan
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2022-06-27
Filing date: 2022-10-18
Publication date: 2023-12-28
Also published as: US20230415676A1; CN117347907A

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Überwachung der Verschlechterung einer Masseleitung von elektrischen Vorrichtungen geschaffen, die an einen Kommunikationsbus gekoppelt sind. Das Verfahren enthält durch einen Prozessor: Empfangen von Spannungsdaten, die Messungen von Spannungen von Nachrichten enthalten, die durch die elektrische Vorrichtung über den Kommunikationsbus übertragen werden, Erzeugen von Zustandsindikatoren aus den Spannungsdaten, die einer Verschlechterung der Masseleitung der elektrischen Vorrichtung zugeordnet sind, wobei die Zustandsindikatoren statistische Momente enthalten, die basierend auf den Spannungsdaten berechnet werden, und Bestimmen eines Zustandsstadiums der elektrischen Vorrichtung basierend den Zustandsindikatoren, wobei das Zustandsstadium eine auf einer Beziehung zwischen einer Verschlechterung der Masseleitung und einem Kommunikationsverlust für die elektrische Vorrichtung basierende Klassifikation enthält.

Description

EINLEITUNG
Das technische Gebiet bezieht sich im Allgemeinen auf eine Kommunikation elektrischer Vorrichtungen, die an einen Kommunikationsbus gekoppelt sind, und bezieht sich insbesondere auf Systeme und Verfahren zum Überwachen einer Verschlechterung einer Masseleitung elektrischer Vorrichtungen, die mit einem Kommunikationsbus verbunden sind, um ein Zustandsstadium wenigstens einer der elektrischen Vorrichtungen zu schätzen.
Fahrzeuge können mehrere Knoten elektronischer Steuereinheiten (ECU-Knoten) enthalten, die ein System eines verteilten Controller-Bereichsnetzes (CAN) nutzen, das es den ECU-Knoten ermöglicht, ohne einen Host-Computer miteinander zu kommunizieren. Beispielhafte ECU-Knoten können ein Kraftmaschinensteuermodul (ECM), ein Antriebsstrangsteuermodul (PCM), ein Getriebesteuermodul (TCM), ein Bremsensteuermodul (EBCM), ein zentrales Steuermodul (CCM), ein zentrales Zeitsteuermodul (CTM), ein allgemeines Elektronikmodul (GEM), ein Karosseriesteuermodul (BCM) und ein Aufhängungssteuermodul (SCM) enthalten, ohne jedoch darauf eingeschränkt zu sein.
Ein Verlust der Kommunikation zwischen den ECU-Knoten in einem CAN kann kritische Funktionalitäten eines Fahrzeugs oder eines weiteren Systems, das sich auf das CAN stützt, beeinträchtigen. Eine mögliche Ursache des Kommunikationsverlustes ist ein ECU-Masseschluss, d. h., die Korrosion einer Masseleitung eines ECU-Knotens. Die Korrosion der Masseleitung kann sich im Lauf der Zeit entwickeln und kann vor dem Verlust der Funktionalität schwer zu detektieren sein.
Dementsprechend ist es wünschenswert, Systeme und Verfahren zu haben, die konfiguriert sind, eine Verschlechterung der Masseleitung der ECUs in einem CAN vor einem Kommunikationsverlust zu detektieren. Zusätzlich ist es wünschenswert, Systeme und Verfahren zu haben, die konfiguriert sind, eine Restnutzungsdauer einer oder mehrerer ECUs eines CAN zu schätzen. Weiterhin werden andere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen, im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen und dem vorangehenden technischen Gebiet und Hintergrund betrachtet, ersichtlich.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wird ein Verfahren zum Überwachen der Verschlechterung einer Masseleitung einer an einen Kommunikationsbus gekoppelten elektrischen Vorrichtung geschaffen. Das Verfahren enthält: durch einen Prozessor Empfangen von Spannungsdaten, die Messungen von Spannungen von Nachrichten enthalten, die durch die elektrische Vorrichtung über den Kommunikationsbus übertragen werden, Erzeugen eines oder mehrerer Zustandsindikatoren aus den Spannungsdaten, die einer Verschlechterung der Masseleitung der elektrischen Vorrichtung zugeordnet sind, wobei der eine oder die mehreren Zustandsindikatoren ein oder mehrere statistische Momente enthalten, die basierend auf den Spannungsdaten berechnet werden, und Bestimmen eines Zustandsstadiums der elektrischen Vorrichtung basierend auf dem einen oder den mehreren Zustandsindikatoren, wobei das Zustandsstadium eine auf einer Beziehung zwischen einer Verschlechterung der Masseleitung und einem Kommunikationsverlust für die elektrische Vorrichtung basierende Klassifikation enthält.
Gemäß einer Ausführungsform enthält das Verfahren, durch den Prozessor, das Erzeugen einer Schätzung der Restnutzungsdauer (RUL) der elektrischen Vorrichtung basierend auf dem Zustandsstadium, wobei die RUL-Schätzung einen verbleibenden Zeitraum enthält, bis die Verschlechterung der Masseleitung zu einem Kommunikationsverlust führt, der größer als ein Kommunikationsverlust-Schwellenwert ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Kommunikationsbus eine Komponente eines Controller-Bereichsnetzes (CAN) und ist die elektrische Vorrichtung einer von mehreren an den Kommunikationsbus gekoppelten Knoten elektronischer Steuereinheiten (ECU).
Gemäß einer Ausführungsform enthält das Verfahren das Messen der Spannungen mit dem Prozessor oder einem zweiten Prozessor, der ein zentrales Gateway-Modul (CGM) ausführt.
Gemäß einer Ausführungsform enthält das Verfahren, durch den Prozessor: Empfangen der Spannungsdaten über einen Zeitraum, um Messungen der Spannungen zu erhalten, die mehreren Nachrichten zugeordnet sind, Puffern der Spannungsdaten in einem rezessiven Zustand, um gepufferte Spannungsdaten zu definieren, und Berechnen einer statistischen Gleichtaktverteilung aus den gepufferten Daten.
Gemäß einer Ausführungsform enthält das Verfahren das Entfernen, durch den Prozessor, von Ausreißern aus der statistischen Gleichtaktverteilung.
Gemäß einer Ausführungsform enthält das Verfahren das Verschmelzen, durch den Prozessor, der Zustandsindikatoren, bevor die Zustandsstadien damit geschätzt werden.
Gemäß einer Ausführungsform enthält das Verfahren das Erzeugen oder Einleiten, durch den Prozessor, einer Benachrichtigung, falls das Zustandsstadium kleiner als ein minimaler Schwellenwert des Zustandsstadiums ist.
Gemäß einer Ausführungsform enthält das Verfahren das Puffern, durch den Prozessor, des Zustandsstadiums, um vor dem Erzeugen der RUL-Schätzung der elektrischen Vorrichtung mit dem ersten RUL-Modell ein erstes RUL-Modell aus mehreren RUL-Modellen auszuwählen.
Gemäß einer Ausführungsform enthält das Verfahren das Speichern historischer Daten, die der RUL-Schätzung der elektrischen Vorrichtung zugeordnet sind, in einer entfernten Datenbank, und das Überarbeiten, durch den Prozessor, eines oder mehrerer der mehreren RUL-Modelle basierend auf den historischen Daten.
Es wird ein System zum Überwachen der Verschlechterung einer Masseleitung einer elektrischen Vorrichtung geschaffen, die an einen Kommunikationsbus gekoppelt ist. Das System enthält ein Computersystem, das konfiguriert ist, durch einen Prozessor: Spannungsdaten zu empfangen, die Messungen von Spannungen von Nachrichten enthalten, die durch die elektrische Vorrichtung über den Kommunikationsbus übertragen werden, einen oder mehrere Zustandsindikatoren aus den Spannungsdaten zu erzeugen, die einer Verschlechterung der Masseleitung der elektrischen Vorrichtung zugeordnet sind, wobei der eine oder die mehreren Zustandsindikatoren ein oder mehrere statistische Momente enthalten, die basierend auf den Spannungsdaten berechnet werden, und ein Zustandsstadium der elektrischen Vorrichtung basierend auf dem einen oder den mehreren Zustandsindikatoren zu bestimmen, wobei das Zustandsstadium eine auf einer Beziehung zwischen einer Verschlechterung der Masseleitung und einem Kommunikationsverlust für die elektrische Vorrichtung basierende Klassifikation enthält.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Computersystem konfiguriert, durch den Prozessor eine Schätzung der Restnutzungsdauer (RUL) der elektrischen Vorrichtung basierend auf dem Zustandsstadium zu erzeugen, wobei die RUL-Schätzung einen verbleibenden Zeitraum enthält, bis die Verschlechterung der Masseleitung zu einem Kommunikationsverlust führt, der größer als ein Kommunikationsverlust-Schwellenwert ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Kommunikationsbus eine Komponente eines Controller-Bereichsnetzes (CAN) und ist die elektrische Vorrichtung einer von mehreren an den Kommunikationsbus gekoppelten Knoten elektronischer Steuereinheiten (ECU).
Gemäß einer Ausführungsform ist das Computersystem konfiguriert, durch den Prozessor die Spannungen zu messen.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Computersystem konfiguriert, durch den Prozessor: die Spannungsdaten über einen Zeitraum zu empfangen, um Messungen von Spannungen zu erhalten, die mehreren Nachrichten zugeordnet sind, die Spannungsdaten in einem rezessiven Zustand zu puffern, um gepufferte Spannungsdaten zu definieren, und eine statistische Gleichtaktverteilung aus den gepufferten Daten zu berechnen.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Computersystem konfiguriert, durch den Prozessor Ausreißer aus der statistischen Gleichtaktverteilung zu entfernen.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Computersystem konfiguriert, durch den Prozessor die Zustandsindikatoren zu verschmelzen, bevor mit ihnen die Zustandsstadien geschätzt werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Computersystem konfiguriert, durch den Prozessor eine Benachrichtigung zu erzeugen oder einzuleiten, falls das Zustandsstadium kleiner als ein minimaler Schwellenwert des Zustandsstadiums ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Computersystem konfiguriert, durch den Prozessor das Zustandsstadium zu puffern, um vor dem Erzeugen der RUL-Schätzung der elektrischen Vorrichtung mit dem ersten RUL-Modell ein erstes RUL-Modell aus mehreren RUL-Modellen auszuwählen.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Computersystem konfiguriert, durch den Prozessor: in einer entfernten Datenbank historische Daten zu speichern, die der RUL-Schätzung der elektrischen Vorrichtung zugeordnet sind, und eines oder mehrere der mehreren RUL-Modelle basierend auf den historischen Daten zu überarbeiten.
Es wird ein Fahrzeug geschaffen. Das Fahrzeug umfasst einen Kommunikationsbus, eine elektrische Vorrichtung, die an den Kommunikationsbus gekoppelt ist, ein Computersystem an Bord des Fahrzeugs, das konfiguriert ist, durch einen Prozessor: Spannungsdaten zu empfangen, die Messungen von Spannungen von Nachrichten enthalten, die durch die elektrische Vorrichtung über den Kommunikationsbus übertragen werden, einen oder mehrere Zustandsindikatoren aus den Spannungsdaten zu erzeugen, die einer Verschlechterung der Masseleitung der elektrischen Vorrichtung zugeordnet sind, wobei der eine oder die mehreren Zustandsindikatoren ein oder mehrere statistische Momente enthalten, die basierend auf den Spannungsdaten berechnet werden, und ein Zustandsstadium der elektrischen Vorrichtung basierend auf dem einen oder den mehreren Zustandsindikatoren zu bestimmen, wobei das Zustandsstadium eine auf einer Beziehung zwischen einer Verschlechterung der Masseleitung und einem Kommunikationsverlust für die elektrische Vorrichtung basierende Klassifikation enthält.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Computersystem konfiguriert, durch den Prozessor eine Schätzung der Restnutzungsdauer (RUL) der elektrischen Vorrichtung basierend auf dem Zustandsstadium zu erzeugen, wobei die RUL-Schätzung einen verbleibenden Zeitraum umfasst, bis die Verschlechterung der Masseleitung zu einem Kommunikationsverlust führt, der größer als ein Kommunikationsverlust-Schwellenwert ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Kommunikationsbus eine Komponente eines Controller-Bereichsnetzes (CAN) und ist die elektrische Vorrichtung einer von mehreren Knoten elektronischer Steuereinheiten (ECU), die an den Kommunikationsbus an Bord des Fahrzeugs gekoppelt sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im Folgenden werden die beispielhaften Ausführungsformen in Verbindung mit den folgenden Figuren der Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen; es zeigen:

1 einen funktionalen Blockschaltplan eines Fahrzeugs, das einen Kommunikationsbus, der elektrische Vorrichtungen koppelt, und ein Busüberwachungssystem zum Überwachen einer Verschlechterung der Masseleitungen der elektrischen Vorrichtungen gemäß einer Ausführungsform enthält;
2 ein Datenflussdiagramm, das Elemente des Busüberwachungssystems des Fahrzeugs nach 1 gemäß verschiedenen Ausführungsformen veranschaulicht; und
3 einen Ablaufplan eines Prozesses zum Überwachen der Verschlechterung der Masseleitung, wie er durch das Busüberwachungssystem des Fahrzeugs nach den 1 und 2 ausgeführt wird, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Art und ist nicht vorgesehen, die Anmeldung oder die Verwendungen einzuschränken. Weiterhin besteht keine Absicht, an irgendeine in dem vorangehenden technischen Gebiet, dem vorangehenden Hintergrund und der vorangehenden kurzen Zusammenfassung oder der folgenden ausführlichen Beschreibung ausdrücklich oder stillschweigend dargestellte Theorie gebunden zu sein. Wie der Begriff Modul hier verwendet wird, bezieht er sich auf irgendeine Hardware, Software, Firmware, elektronische Steuerkomponente, Verarbeitungslogik und/oder Prozessorvorrichtung, einzeln oder in irgendeiner Kombination, einschließlich ohne Einschränkung: einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einer elektronischen Schaltung, eines Prozessors (gemeinsam benutzt, dediziert oder Gruppe) und eines Speichers, der ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme ausführt, einer kombinatorischen Logikschaltung und/oder anderer geeigneter Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können hier in Form von funktionalen und/oder logischen Blockkomponenten und verschiedenen Verarbeitungsschritten beschrieben werden. Es sollte erkannt werden, dass derartige Blockkomponenten durch irgendeine Anzahl von Hardware-, Software- und/oder Firmware-Komponenten verwirklicht sein können, die konfiguriert sind, die spezifizierten Funktionen auszuführen. Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann z. B. verschiedene integrierte Schaltungskomponenten, z. B. Speicherelemente, digitale Signalverarbeitungselemente, Logikelemente, Nachschlagetabellen oder dergleichen, verwenden, die unter der Steuerung eines oder mehrerer Mikroprozessoren oder anderer Steuervorrichtungen verschiedene Funktionen ausführen können. Zusätzlich erkennen die Fachleute auf dem Gebiet, dass die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit irgendeiner Anzahl von Systemen praktiziert werden können und dass die hier beschriebenen Systeme lediglich beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind.
Um der Kürze willen können hier auf die Signalverarbeitung, Datenübertragung, Signalisierung, Steuerung und andere funktionale Aspekte der Systeme (und der einzelnen Betriebskomponenten der Systeme) bezogene herkömmliche Techniken nicht ausführlich beschrieben werden. Weiterhin sollen die in den verschiedenen hier enthaltenen Figuren gezeigten Verbindungslinien beispielhafte funktionale Beziehungen und/oder physische Kopplungen zwischen den verschiedenen Elementen darstellen. Es sollte beachtet werden, dass viele alternative oder zusätzliche funktionale Beziehungen oder physische Verbindungen in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung vorhanden sein können.
Während die Systeme und Verfahren bezüglich der Fahrzeugkommunikation und insbesondere eines Controller-Bereichsnetzes (CAN) beschrieben werden, das die Knoten elektronischer Steuereinheiten (ECU) miteinander verbindet, sollte erkannt werden, dass Automobilanwendungen lediglich beispielhaft sind und dass die Systeme und Verfahren auf andere Kommunikationssysteme, wie z. B. allgemeine industrielle Automatisierungsanwendungen, allgemeine Fertigungsanwendungen und andere Kommunikationssysteme, die einen nicht isolierten Multi-Drop-Bus verwenden, anwendbar sein können.
Der Begriff „Fahrzeug“, wie er hier beschrieben wird, enthält, ist aber nicht eingeschränkt auf Personenkraftwagen, Motorräder, Lastkraftwagen, Geländelimousinen (SUVs), Wohnmobile, Wasserfahrzeuge, Luftfahrzeuge, landwirtschaftliche Fahrzeuge und Baufahrzeuge.
In 1 ist ein Überwachungssystem, das allgemein bei 100 gezeigt ist, gemäß verschiedenen Ausführungsformen einem Fahrzeug 102 zugeordnet. Das Fahrzeug 102 kann irgendeiner von einer Anzahl verschiedener Typen von Kraftfahrzeugen sein, wie z. B. eine Limousine, ein Kombi, ein Lastkraftwagen oder eine Geländelimousine (SUV), und kann ein Zweiradantrieb (2WD) (d. h., Hinterradantrieb oder Vorderradantrieb), ein Vierradantrieb (4WD) oder ein Allradantrieb (AWD) und/oder verschiedene andere Typen von Fahrzeugen gemäß bestimmten Ausführungsformen sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 102 außerdem andere Typen von mobilen Plattformen umfassen und ist nicht auf ein Kraftfahrzeug eingeschränkt.
Wie in 1 dargestellt ist, enthält das beispielhafte Fahrzeug 102 im Allgemeinen ein Chassis 112, eine Karosserie 110 und die Vorder- und Hinterräder 114. Die Karosserie 110 ist auf dem Chassis 112 angeordnet und umschließt im Wesentlichen die Komponenten des Fahrzeugs 102. Die Karosserie 110 und das Chassis 112 können gemeinsam einen Rahmen bilden. Die Räder 114 sind jeweils in der Nähe einer jeweiligen Ecke der Karosserie 110 drehbar an das Chassis 112 gekoppelt.
Das Fahrzeug 102 enthält ferner ein Antriebssystem 116, ein Getriebesystem 118, einen Kommunikationsbus 120, die elektrischen Vorrichtungen 130-136, eine elektronische Spannungsmessvorrichtung und/oder ein elektronisches Spannungsmessmodul 140, die bzw. das konfiguriert ist, Spannungen auf dem Kommunikationsbus 120 zu messen, und wenigstens einen Controller 150. Das Antriebssystem 116 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine Brennkraftmaschine, eine elektrische Arbeitsmaschine, wie z. B. einen Fahrmotor, und/oder ein Brennstoffzellen-Antriebssystem umfassen. Das Getriebesystem 118 ist konfiguriert, Leistung vom Antriebssystem 116 gemäß wählbaren Übersetzungsverhältnissen auf die Räder 114 zu übertragen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Getriebesystem 118 ein Stufenverhältnis-Automatikgetriebe, ein kontinuierlich variables Getriebe oder ein anderes geeignetes Getriebe enthalten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Kommunikationsbus 120 ein Teil eines Controller-Bereichsnetzes (CAN) sein, das die Knoten elektronischer Steuereinheiten (ECU) (z. B. die elektrischen Vorrichtungen 130-136; die im Folgenden als die ECU-Knoten 130-136 bezeichnet werden) miteinander verbindet. Das CAN implementiert einen seriellen Mehr-Master-Rundsende-Busstandard mit einem symmetrischen Zweileiter-Signalisierungsschema, das durch ISO-11898-2 definiert ist. Jeder der ECU-Knoten 130-136 ist mit zwei Busleitungen des Kommunikationsbusses 120 verbunden, d. h., einer CAN-Hoch-Leitung 122 und einer CAN-Tief-Leitung 124. Gemäß einigen Beispielen reicht die Gleichtaktspannung von 1,5 Volt auf der CAN-Tief-Leitung 124 bis 3,5 Volt auf der CAN-Hoch-Leitung 122. Spezifischer weist der Zweileiter-CAN im Allgemeinen eine Differenzspannung von über 1 Volt auf.
Das CAN-Protokoll umfasst einen rezessiven Zustand und einen dominanten Zustand (d. h., Bits), die durch eine Differenzspannung dargestellt werden. Im rezessiven Zustand (logisch 1) ist die Differenzspannung an der CAN-Hoch-Leitung 122 und der CAN-Tief-Leitung 124 kleiner als ein minimaler Schwellenwert. Im dominanten Zustand (logisch 0) ist die Differenzspannung an der CAN-Hoch-Leitung 122 und der CAN-Tief-Leitung 124 größer als ein minimaler Schwellenwert. Jeder der ECU-Knoten 130-136 auf dem Kommunikationsbus 120 kann Nachrichten senden und empfangen, die als Rahmen bezeichnet werden und Daten und Identifikationsinformationen enthalten.
Die ECU-Knoten 130-136 sind konfiguriert, verschiedene Module auszuführen, um verschiedene Systeme und Komponenten des Fahrzeugs 102 zu steuern, wie z. B., aber nicht eingeschränkt auf das Steuern verschiedener Sensoren und Aktuatoren des Fahrzeugs 102. Beispielhafte Module, die in den ECU-Knoten 130-136 ausgeführt werden können, enthalten, sind aber nicht eingeschränkt auf ein Kraftmaschinensteuermodul (ECM), ein Antriebsstrangsteuermodul (PCM), ein Getriebesteuermodul (TCM), ein Bremsensteuermodul (EBCM), ein zentrales Steuermodul (CCM), ein zentrales Zeitsteuermodul (CTM), ein allgemeines Elektronikmodul (GEM), ein Karosseriesteuermodul (BCM) und ein Aufhängungssteuermodul (SCM).
Die elektronische Spannungsmessvorrichtung und/oder das elektronische Spannungsmessmodul 140 sind konfiguriert, die Spannung auf dem Kommunikationsbus 120 zu messen, die den durch die ECU-Knoten 130-136 darauf übertragenen Nachrichten zugeordnet ist. Für die Zweckmäßigkeit werden die elektronische Spannungsmessvorrichtung und/oder das elektronische Spannungsmessmodul 140 bezüglich eines zentralen Gateway-Moduls (CGM) (das im Folgenden als CGM 140 bezeichnet wird) beschrieben. Das CGM 140 kann in einer spezifischen elektrischen Vorrichtung mit geeigneter Hardware zum Messen der Spannungen auf dem Kommunikationsbus 120 arbeiten. Gemäß einigen Ausführungsformen kann das CGM 140 in einem ECU-Knoten installiert sein und ausgeführt werden. Zusätzlich zum Messen der Spannungen kann das CGM 140 konfiguriert sein, mit mehreren verschiedenen Netzen an Bord des Fahrzeugs 102 zu kommunizieren und die Kommunikation zwischen Mehrprotokoll- und verbundenen Diensten zu ermöglichen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das CGM 140 in dem Controller 150 installiert sein und ausgeführt werden.
Der Controller 150 umfasst wenigstens einen Prozessor 152, einen Kommunikationsbus 154, eine Schnittstelle 156 und eine computerlesbare Speichervorrichtung oder computerlesbare Speichermedien 158. Der Prozessor 152 kann irgendein kundenspezifischer oder handelsüblicher Prozessor, eine Zentraleinheit (CPU), eine Graphikverarbeitungseinheit (GPU), ein Hilfsprozessor unter mehreren Prozessoren, die dem Controller 150 zugeordnet sind, ein halbleiterbasierter Mikroprozessor (in Form eines Mikrochips oder eines Chipsatzes), ein Makroprozessor, irgendeine Kombination davon oder im Allgemeinen irgendeine Vorrichtung zum Ausführen von Anweisungen sein. Die computerlesbare Speichervorrichtung oder die computerlesbaren Speichermedien 158 können flüchtigen und nichtflüchtigen Speicher z. B. in Festwertspeicher (ROM), Schreib-Lese-Speicher (RAM) und Haltespeicher (KAM) enthalten. Der KAM ist ein permanenter oder nichtflüchtiger Speicher, der verwendet werden kann, um verschiedene Betriebsvariable zu speichern, während der Prozessor 44 ausgeschaltet ist. Die computerlesbare Speichervorrichtung oder die computerlesbaren Speichermedien 46 können unter Verwendung irgendeiner von einer Anzahl bekannter Speichervorrichtungen, wie z. B. PROM (programmierbarer Festwertspeicher), EPROM (elektrischer PROM), EEPROM (elektrisch löschbarer PROM), Flash-Speicher oder irgendwelcher anderer elektrischer, magnetischer, optischer oder Kombinationsspeichervorrichtungen, implementiert sein, die Daten speichern können, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die durch den Controller 150 beim Steuern des Fahrzeugs 100 verwendet werden. Der Bus 154 dient der Übertragung von Programmen, Daten, Status und anderen Informationen oder Signalen zwischen den verschiedenen Komponenten des Fahrzeugs 102. Der Bus 154 kann irgendein geeignetes physisches oder logisches Mittel zum Verbinden von Computersystemen und Komponenten sein. Dies enthält direkte festverdrahtete Verbindungen, Glasfaserkabel, Infrarot und drahtlose Bustechniken, ist aber nicht darauf eingeschränkt.
Die Anweisungen können ein oder mehrere separate Programme enthalten, von denen jedes eine geordnete Auflistung von ausführbaren Anweisungen zum Implementieren logischer Funktionen umfasst. Die Anweisungen, wenn sie durch den Prozessor 152 ausgeführt werden, sind konfiguriert, Signale vom CGM 140 zu empfangen und zu verarbeiten, Logik, Berechnungen, Verfahren und/oder Algorithmen zum automatischen Überwachen der Verschlechterung der Masseleitung der ECU-Knoten 130-136 in dem Fahrzeug 102 auszuführen; und basierend auf der Logik, den Berechnungen, Verfahren und/oder Algorithmen Schätzdaten der Restnutzungsdauer (RUL) erzeugen, um eine oder mehrere RUL-Schätzungen zu speichern, die einem oder mehreren der ECU-Knoten 130-136 zugeordnet sind. Wie die RUL hier verwendet, kann sie ein Zeitraum sein, der verbleibt, bis die Verschlechterung (d. h., Korrosion) der Masseleitung eines oder mehrerer ECU-Knoten 130-136 zu einem Kommunikationsverlust führt, der größer als ein Kommunikationsverlust-Schwellenwert ist. Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann die RUL ein Zeitraum sein, bis die Verschlechterung zu einem Kommunikationsverlust führt, bei dem die Signalüberwachung nicht mehr vorhanden ist. Obwohl in 1 nur ein Controller 150 gezeigt ist, können die Ausführungsformen des Fahrzeugs 102 irgendeine Anzahl von Controllern 150 enthalten, die über irgendein geeignetes Kommunikationsmedium oder eine Kombination von Kommunikationsmedien kommunizieren und die zusammenarbeiten, um die Sensorsignale zu verarbeiten, Logik, Berechnungen, Verfahren und/oder Algorithmen auszuführen und die Aufzeichnungsdaten zu erzeugen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen sind eine oder mehrere Anweisungen des Controllers 150 im Busüberwachungssystem 100 verkörpert, wobei sie, wenn sie durch den Prozessor 152 ausgeführt werden, Daten vom CGM 140 empfangen und die Daten verarbeiten, um eine Verschlechterung der Masseleitung der ECU-Knoten 130-136 des Fahrzeugs 102 zu überwachen.
Es kann erkannt werden, dass sich der Controller 150 anderweitig von der in 1 dargestellten Ausführungsform unterscheiden kann. Der Controller 150 kann z. B. an ein oder mehrere entfernte Computersysteme und/oder andere Steuersysteme, z. B. als Teil eines oder mehrerer der oben identifizierten Fahrzeugvorrichtungen und -systeme, gekoppelt sein oder diese anderweitig nutzen. Es wird erkannt, dass, während diese beispielhafte Ausführungsform im Kontext eines vollständig funktionierenden Computersystems beschrieben wird, die Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass die Mechanismen der vorliegenden Offenbarung als ein Programmprodukt mit einem oder mehreren Typen von nicht transitorischen computerlesbaren signaltragenden Medien verteilt werden können, die verwendet werden, um das Programm und seine Anweisungen zu speichern und seine Verteilung auszuführen, wie z. B. ein nicht transitorisches, computerlesbares Medium, das das Programm trägt und Computeranweisungen enthält, die darin gespeichert sind, um einen Computerprozessor (wie z. B. den Prozessor 152) zu veranlassen, das Programm durchzuführen und auszuführen. Ein derartiges Programmprodukt kann verschiedene Formen annehmen, wobei die vorliegende Offenbarung gleichermaßen ungeachtet des speziellen Typs der computerlesbaren signaltragenden Medien gilt, die verwendet werden, um die Verteilung auszuführen. Beispiele signaltragender Medien enthalten beschreibbare Medien, wie z. B. Disketten, Festplattenlaufwerke, Speicherkarten und optische Platten, und Übertragungsmedien, wie z. B. digitale und analoge Kommunikationsverbindungen. Es wird erkannt, dass gemäß bestimmten Ausführungsformen cloudbasierter Speicher und/oder andere Techniken außerdem verwendet werden können. Es wird ähnlich erkannt, dass sich das Computersystem des Controllers 150 außerdem anderweitig von der in 1 dargestellten Ausführungsform unterscheiden kann, z. B. insofern, als das Computersystem des Controllers 150 an ein oder mehrere entfernte Computersysteme und/oder andere Steuersysteme gekoppelt sein kann oder diese anderweitig nutzen kann.
Optional kann das Fahrzeug 102 ferner eine drahtlose Einheit 160 zur drahtlosen Kommunikation mit entfernten elektronischen Vorrichtungen, einen Schnittstellenanschluss 170 zum Koppeln mit einem entsprechenden Datenkabel 412 einer externen elektronischen Vorrichtung 410 und/oder eine visuelle Anzeige 180 enthalten. Es sollte erkannt werden, dass das Kommunikationsnetz mehrere Kommunikationsnetze (einschließlich mehrerer CANs) enthalten kann, mehr oder weniger ECU-Knoten enthalten kann, ECU-Knoten enthalten kann, die Elemente eines oder mehrerer Drahtbusse sind, und einen Drahtbus mit mehr oder weniger Busdrähten enthalten kann.
In 2 und fortgesetzt bezüglich 1 veranschaulicht ein Datenflussdiagramm die Elemente des Busüberwachungssystems 100 nach 1 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Wie erkannt werden kann, können verschiedene Ausführungsformen des Busüberwachungssystems 100 gemäß der vorliegenden Offenbarung irgendeine Anzahl von Modulen enthalten, die innerhalb des Controllers 150 eingebettet sind und die kombiniert und/oder weiter partitioniert sein können, um die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren ähnlich zu implementieren. Weiterhin können die Eingaben in das Busüberwachungssystem 100 vom CGM 140 empfangen werden, von anderen (nicht gezeigten) Steuermodulen, die dem Fahrzeug 102 zugeordnet sind, empfangen werden und/oder durch andere (nicht gezeigte) Untermodule innerhalb des Controllers 150 nach 1 bestimmt/modelliert werden. Weiterhin könnten die Eingaben außerdem einer Vorverarbeitung, wie z. B. einer Unterabtastung, einer Rauschunterdrückung, einer Normierung, einer Merkmalsextraktion, einer Verringerung fehlender Daten und dergleichen, unterworfen werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen enthält das Busüberwachungssystem 100 ein Spannungsdaten-Verarbeitungsmodul 210, ein Zustandsindikatormodul 212, ein Zustandsstadienmodul 214, ein Modellauswahlmodul 216 und ein RUL-Modul 218.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen empfängt das Spannungsdaten-Verarbeitungsmodul 210 die durch das CGM 140 erzeugten Spannungsdaten 220 als Eingabe. Die Spannungsdaten 220 enthalten verschiedene Daten, die Messungen der Spannung angeben, die den auf dem Kommunikationsbus 120 übertragenen Nachrichten entsprechen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Spannungsdaten 220 auf den rezessiven Zustand des CAN eingeschränkt sein.
Das Spannungsdaten-Verarbeitungsmodul 210 führt verschiedene Vorverarbeitungs-, Pufferungs- und/oder Filterungsprozesse an den Spannungsdaten 220 aus. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen enthalten die Prozesse das Puffern der Spannungsdaten 220, wenigstens teilweise unter Verwendung von Gleichung (1), wobei CANHI(t) und CANLO(t) die gemessenen Spannungen im Lauf der Zeit für den rezessiven Zustand der CAN-Hoch-Leitung 122 bzw. der CAN-Tief-Leitung 124 sind und ein Schwellenwert K_REC__TH (z. B. etwa 100 bis 250 mV) verwendet wird, um rezessive Bits zu identifizieren. $| C A N H I_{(t)} | - | C A N L O_{(t)} | < K_{R E C_T H}$
Gemäß dem obigen Beispiel werden die mit Gleichung (1) erhaltenen gepufferten Daten verwendet, um durch das Spannungsdaten-Verarbeitungsmodul 210 eine statistische Gleichtaktverteilung des rezessiven Zustands (CM_REC) unter Verwendung von Gleichung (2) zu berechnen. $C M_{R E C} = \frac{[C A N H i g h_{B u f f e r} + C A N L o w_{B u f f e r}]}{2}$
Das Spannungsdaten-Verarbeitungsmodul 210 kann außerdem Ausreißerdaten z. B. über adaptive Ausreißerentfernungstechniken entfernen. Die Ausreißerdaten, die zwei Standardabweichungen überschreiten, können z. B. ausgeschlossen werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen empfängt das Zustandsindikatormodul 212 die verarbeiteten Spannungsdaten 222, die durch das Spannungsdaten-Verarbeitungsmodul 210 erzeugt worden sind, als Eingabe. Die verarbeiteten Spannungsdaten 222 enthalten verschiedene Daten, die durch die Vorverarbeitung, Pufferung und/oder Filterung der Spannungsdaten 220 erzeugt worden sind. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen enthalten die verarbeiteten Spannungsdaten 222 die Gleichtaktspannungsverteilung.
Das Zustandsindikatormodul 212 führt eine Analyse der verarbeiteten Spannungsdaten 222 aus, um Zustandsindikatoren (z. B. statistische Momente) zu erzeugen, die einem Masseschluss der ECU-Knoten 130-136 zugeordnet sind. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Zustandsindikatoren ein arithmetisches Mittel und/oder eine Kurtosis der Gleichtaktspannungsverteilung (z.B. CM_REC) enthalten. Die Zustandsindikatoren können verschmolzen werden, um verschmolzene Zustandsindikatoren zu definieren.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen empfängt das Zustandsstadienmodul 214 die durch das Zustandsindikatormodul 212 erzeugten Zustandsindikatordaten 224 als Eingabe. Die Zustandsindikatordaten 224 enthalten verschiedene Daten einschließlich Zustandsindikatoren des Masseschlusses auf dem Kommunikationsbus 120. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen enthalten die Zustandsindikatordaten 224 eine Verschmelzung des arithmetischen Mittels und der Kurtosis der Gleichtaktspannungsverteilung.
Das Zustandsstadienmodul 214 analysiert die Zustandsindikatordaten 224 und bestimmt darauf basierend ein Zustandsstadium des Kommunikationsbusses 120 und/oder eines oder mehrerer der ECU-Knoten 130-136. Die Zustandsstadien können basierend auf den Daten modelliert werden, die den Beziehungen zwischen der Verschlechterung der Masse und dem Kommunikationsverlust zwischen den ECU-Knoten der CANs entsprechen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Verschlechterung der Masseleitung so bestimmt werden, dass sie für Masseversätze von kleiner als 10 Ohm einen geringen bis keinen Kommunikationsverlust verursacht, für Masseversätze zwischen 10 und 35 Ohm einen mäßigen Kommunikationsverlust verursacht und für Masseversätze größer als 35 Ohm einen schweren Kommunikationsverlust verursacht. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein vollständiger Kommunikationsverlust für Masseversätze von größer als etwa 50 Ohm beobachtet werden. Die Zustandsstadien können als Prozentsätze der Kommunikationsqualität oder anderer Parameter basierend auf den Widerstandsmessungen dargestellt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Zustandsstadien z. B. einen 100-Prozent-Zustand etwa 0 bis 8 Ohm zuordnen, einen 75-Prozent-Zustand etwa 8 bis 22 Ohm zuordnen, einen 50-Prozent-Zustand etwa 22 bis 38 Ohm zuordnen, einen 25-Prozent-Zustand etwa 38 bis 48 Ohm zuordnen und einen Null-Prozent-Zustand größer als etwa 48 Ohm zuordnen. Wenn bestimmt wird, dass ein Zustandsstadium kleiner als ein vorgegebener Zustandsstadium-Schwellenwert ist, kann das Zustandsstadienmodul 214 eine Benachrichtigung erzeugen oder einleiten, so dass das CAN untersucht werden kann, um einen erheblichen Kommunikationsverlust zu vermeiden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen empfängt das Modellauswahlmodul 216 die Zustandsstadiendaten 226, die durch das Zustandsstadienmodul 214 erzeugt worden sind, als Eingabe. Die Zustandsstadiendaten 226 enthalten verschiedene Daten bezüglich des Zustandsstadiums des Kommunikationsbusses 120 und/oder eines oder mehrerer der ECU-Knoten 130-136. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Zustandsstadiendaten 226 Zustandsstadien enthalten, die als Prozentsätze der Kommunikationsqualität oder anderer Parameter basierend auf den Widerstandsmessungen dargestellt werden.
Das Modellauswahlmodul 216 analysiert die Zustandsstadiendaten 226, um ein geeignetes RUL-Modell (z. B. ein Ähnlichkeitsmodell) aus mehreren RUL-Modellen auszuwählen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Modellauswahlmodul 216 die Zustandsstadiendaten 226 puffern, um gepufferte Zustandsstadiendaten zu definieren, bevor diese zum Bestimmen eines geeigneten RUL-Modells verwendet werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die RUL-Modelle auf verschiedenen Informationen basieren, die z. B. historische Daten, die der CAN-Verschlechterung/Störung aufgrund eines Masseschlusses entsprechen, historische Daten, die der Verschlechterung der Masseleitung im Lauf der Zeit/Fahrtstrecke (d. h. Kilometerstand) entsprechen, Daten, die den Besonderheiten des Fahrzeugs und/oder des CAN entsprechen, (z. B. Architektur, Materialien, Nachrichtenverkehr usw.), Daten, die den Besonderheiten der Fahrzeugnutzung entsprechen, (z. B. geographischer Ort, Straßen-/Geländebedingungen, gewerblich/persönlich usw.), und/oder andere relevante Daten enthalten können. Nachdem ein RUL-Modell ausgewählt worden ist, kann das Modellauswahlmodul 216 die Verschlechterungsniveaus und die Vertrauensintervalle, die dem CAN zugeordnet sind, aktualisieren und die derartigen Aktualisierungen zugeordneten Daten speichern.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen empfängt das RUL-Modul 218 ausgewählte RUL-Modelldaten 228, die durch das Modellauswahlmodul 216 erzeugt worden sind, als Eingabe. Die ausgewählten RUL-Modelldaten 228 enthalten verschiedene Daten, die sich auf ein ausgewähltes RUL-Modell beziehen.
Das RUL-Modul 218 verwendet die ausgewählten RUL-Modelldaten 228, um eine RUL-Schätzung zu erzeugen, die dem Kommunikationsbus 120 und/oder einem oder mehreren der ECU-Knoten 130-136 zugeschrieben wird. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen erzeugt das RUL-Modul 218 einen Unsicherheitswert der RUL-Schätzung. Das RUL-Modul 218 kann die RUL-Schätzdaten 230 erzeugen, übertragen und/oder speichern, die verschiedene Daten einschließlich einer oder mehrerer RUL-Schätzungen und ihnen zugeordneter Unsicherheitswerte enthalten.
In 3 und weiterhin bezüglich der 1-2 stellt ein Ablaufplan ein Verfahren 300 zum Überwachen der Verschlechterung der Masseleitung elektrischer Vorrichtungen, die an einen Kommunikationsbus gekoppelt sind, wie es durch Busüberwachungssystem 100 ausgeführt wird, gemäß beispielhaften Ausführungsformen bereit. Wie in Anbetracht der Offenbarung erkannt werden kann, ist die Reihenfolge der Betriebs innerhalb des Verfahrens 300 nicht auf die sequentielle Ausführung, wie sie in 3 veranschaulicht ist, eingeschränkt, sondern sie kann in einer oder mehreren variierenden Reihenfolgen, wo anwendbar und gemäß der vorliegenden Offenbarung, ausgeführt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 300 geplant werden, um basierend auf einem oder mehreren vorgegebenen Ereignisse ausgeführt zu werden, und/oder es kann während des Betriebs des Fahrzeugs 102 kontinuierlich ausgeführt werden.
Gemäß einem Beispiel enthält das Verfahren 200 das Empfangen der Spannungsdaten 220 (Schritt 310), die den auf dem Kommunikationsbus 120 des CAN übertragenen Nachrichten entsprechen. Die Spannungsdaten 220 können bei 312 kontinuierlich gemessen und aufgezeichnet werden, solange wie ein Freigabekriterium erfüllt ist. Gemäß einigen Ausführungsformen entspricht das Freigabekriterium einem Kommunikationsverlust, der durch das Vorhandensein eines überwachten Signals bei 314 bestimmt wird. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen misst das CGM 140 kontinuierlich die Spannung der Nachrichten und zeichnet sie als die Spannungsdaten 220 auf, wobei es die Spannungsdaten 220 dem Controller 150 bereitstellt. Die Spannungsdaten 220 können vorverarbeitet, gepuffert und/oder gefiltert werden (Schritt 316). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Gleichtaktspannungsverteilung basierend auf dem rezessiven Zustand des CAN erhalten werden. Die Ausreißer können aus den Spannungsverteilungsdaten entfernt werden (Schritt 318).
Die Zustandsindikatoren (Schritt 320; z. B. statistische Momente), die dem Masseschluss der ECU-Knoten 130-136 zugeordnet sind, können erzeugt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Zustandsindikatoren ein arithmetisches Mittel und/oder eine Kurtosis der Gleichtaktspannungsverteilung (z.B. CM_REC) enthalten. Die Zustandsindikatoren können verschmolzen werden (Schritt 322), um verschmolzene Zustandsindikatoren zu definieren.
Die Zustandsstadien des Kommunikationsbusses 120 und/oder der ECU-Knoten 130-136 können dann basierend auf den verschmolzenen Zustandsindikatoren bestimmt werden (Schritt 324). Falls bestimmt wird, dass ein erzeugtes Zustandsstadium kleiner als ein vorgegebener Zustandsstadium-Schwellenwert ist, kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine Benachrichtigung erzeugt werden, so dass das CAN untersucht werden kann, um einen signifikanten Kommunikationsverlust zu vermeiden.
Die Zustandsstadien können gepuffert werden (Schritt 326), um gepufferte Zustandsstadiendaten zu definieren, wobei die gepufferten Zustandsstadiendaten verwendet werden können, um ein geeignetes RUL-Modell (z. B. ein Ähnlichkeitsmodell) aus mehreren RUL-Modellen zu bestimmen, (Schritt 328). Die Verschlechterungsniveaus und Vertrauensniveaus können nach Bedarf aktualisiert werden (Schritt 330). Eine oder mehrere RUL-Schätzungen und, optional, ihnen zugeordnete Unsicherheitswerte können für den Kommunikationsbus 120 und/oder die ECU-Knoten 130-136 erzeugt werden.
In dieser Weise kann der Widerstand der Masseleitungen einem Zeitraum, der einer RUL-Schätzung entspricht, d. h., einem Zeitraum, der verbleibt, bis die Verschlechterung (d. h., Korrosion) der Masseleitung zu einem Kommunikationsverlust führt, der größer als ein Kommunikationsverlust-Schwellenwert ist, zugeordnet werden. Die RUL-Schätzung kann z. B. ein Zeitraum sein, bis das Zustandsstadium einen Null-Prozent-Zustand (z. B. einen Widerstand von größer als etwa 48 Ohm) erreicht. Abhängig von der Architektur der CANs des Fahrzeugs 102 kann der Controller 150 die RUL-Schätzung für einen oder mehrere ECU-Knoten und/oder einen oder mehrere CANs erzeugen.
Sobald die RUL-Schätzung erzeugt worden ist, kann die RUL-Schätzung und optional der ihr zugeordnete Unsicherheitswert auf der visuellen Anzeige 180 angezeigt, für eine spätere Wiedergewinnung über den Schnittstellenanschluss 170 durch die elektronische Vorrichtung 410 gespeichert oder über die drahtlose Einheit 160 zu einer entfernten Datenbank 400 oder einer Computervorrichtung übertragen werden. Gemäß einigen Beispielen kann eine RUL-Schätzung, die kleiner als ein RUL-Schätzungsschwellenwert ist, zur Erzeugung eines Diagnosefehlercodes führen, der anschließend über eine bordinterne Diagnose-II-Schnittstelle (OBD-II-Schnittstelle) oder dergleichen gelesen werden kann. Die Erzeugung des Diagnosefehlercodes kann eine Benachrichtigung, z. B. das Aufleuchten einer Instrumententafelleuchte, einleiten. Gemäß derartigen Beispielen kann eine geeignete Partei, z. B. ein Fahrzeugeigentümer, Techniker usw., innerhalb eines zweckmäßigen Zeitrahmens Korrekturmaßnahmen (z. B. eine korrodierte Masseleitung reparieren/ersetzen) (z. B. innerhalb eines Bereichs der Verschlechterung, der ausreichend ist, um mit Korrekturmaßnahmen fortzufahren, aber vor einem signifikanten Kommunikationsverlust) ausführen. Falls der Masseschluss in seinen frühen Stadien detektiert wird, kann die Korrekturmaßnahme die Wahrscheinlichkeit eines signifikanten Kommunikationsverlustes verhindern oder verringern und/oder eine Störung kritischer Systeme des Fahrzeugs 102 vermeiden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Zustandsstadium und/oder die RUL-Schätzung zur Analyse zu einem entfernten Computersystem, wie der entfernten Datenbank 400, hochgeladen werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können ein oder mehrere Schritte des Verfahrens 300 basierend auf der Analyse modifiziert werden, wie z. B. Modifikationen an den mehreren RUL-Modellen, an den Parametern, die zur Identifikation des geeigneten RUL-Modells verwendet werden, an Zustandsstadienklassifikationen, an Zustandsindikatoren und/oder an Pufferungs-/Filterungsalgorithmen.
In diesem Dokument können relationale Begriffe, wie z. B. erster und zweiter und dergleichen, ausschließlich verwendet werden, um eine Entität oder Handlung von einer weiteren Entität oder Handlung zu unterscheiden, ohne notwendigerweise irgendeine tatsächliche derartige Beziehung oder Reihenfolge zwischen derartigen Entitäten oder Handlungen zu erfordern oder zu implizieren. Numerische Ordnungszahlen, wie z. B. „erster“, „zweiter“, „dritter“ usw., bezeichnen einfach verschiedene Einzelne von Mehreren und implizieren keine Ordnung oder Reihenfolge, wenn sie nicht durch die Sprache der Ansprüche spezifisch definiert ist. Die Reihenfolge des Textes in irgendeinem der Ansprüche impliziert nicht, dass die Prozessschritte in einer zeitlichen oder logischen Reihenfolge gemäß einer derartigen Reihenfolge ausgeführt werden müssen, wenn es nicht durch die Sprache des Anspruchs spezifisch definiert ist. Die Prozessschritte können in irgendeiner Reihenfolge ausgetauscht werden, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, solange ein derartiger Austausch nicht der Sprache der Ansprüche widerspricht und nicht logisch unsinnig ist.
Während wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform in der vorhergehenden ausführlichen Beschreibung dargestellt worden ist, sollte erkannt werden, dass eine riesige Anzahl von Variationen vorhanden ist. Es sollte außerdem erkannt werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und den Schutzumfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der Offenbarung in keiner Weise einschränken sollen. Stattdessen stellt die vorhergehende ausführliche Beschreibung den Fachleuten auf dem Gebiet einen zweckmäßigen Wegweiser zum Implementieren der beispielhaften Ausführungsform oder der beispielhaften Ausführungsformen bereit. Es sollte erkannt werden, dass verschiedene Änderungen an der Funktion und der Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Offenbarung, wie er in den beigefügten Ansprüchen und deren rechtlichen Äquivalenten dargelegt ist, abzuweichen.

Claims

Verfahren zum Überwachen der Verschlechterung einer Masseleitung einer an einen Kommunikationsbus gekoppelten elektrischen Vorrichtung, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen durch einen Prozessor von Spannungsdaten, die Messungen von Spannungen von Nachrichten enthalten, die durch die elektrische Vorrichtung über den Kommunikationsbus übertragen werden; Erzeugen durch den Prozessor eines oder mehrerer Zustandsindikatoren aus den Spannungsdaten, die einer Verschlechterung der Masseleitung der elektrischen Vorrichtung zugeordnet sind, wobei der eine oder die mehreren Zustandsindikatoren ein oder mehrere statistische Momente enthalten, die basierend auf den Spannungsdaten berechnet werden; und Bestimmen durch den Prozessor eines Zustandsstadiums der elektrischen Vorrichtung basierend auf dem einen oder den mehreren Zustandsindikatoren, wobei das Zustandsstadium eine auf einer Beziehung zwischen einer Verschlechterung der Masseleitung und einem Kommunikationsverlust für die elektrische Vorrichtung basierende Klassifikation enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Erzeugen einer Schätzung der Restnutzungsdauer (RUL) der elektrischen Vorrichtung basierend auf dem Zustandsstadium umfasst, wobei die RUL-Schätzung einen verbleibenden Zeitraum enthält, bis die Verschlechterung der Masseleitung zu einem Kommunikationsverlust führt, der größer als ein Kommunikationsverlust-Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kommunikationsbus eine Komponente eines Controller-Bereichsnetzes (CAN) ist und die elektrische Vorrichtung einer von mehreren an den Kommunikationsbus gekoppelten Knoten elektronischer Steuereinheiten (ECU) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Empfangen durch den Prozessor der Spannungsdaten über einen Zeitraum, um Messungen der Spannungen zu erhalten, die mehreren Nachrichten zugeordnet sind; Puffern durch den Prozessor der Spannungsdaten in einem rezessiven Zustand, um gepufferte Spannungsdaten zu definieren; und Berechnen durch den Prozessor einer statistischen Gleichtaktverteilung aus den gepufferten Daten.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Verschmelzen durch den Prozessor des einen oder der mehreren Zustandsindikatoren, bevor das Zustandsstadium damit geschätzt wird, umfasst.
System zum Überwachen der Verschlechterung einer Masseleitung einer elektrischen Vorrichtung, die an einen Kommunikationsbus gekoppelt ist, wobei das System umfasst: ein Computersystem, das konfiguriert ist, durch einen Prozessor Spannungsdaten zu empfangen, die Messungen von Spannungen von Nachrichten enthalten, die durch die elektrische Vorrichtung über den Kommunikationsbus übertragen werden; einen oder mehrere Zustandsindikatoren aus den Spannungsdaten zu erzeugen, die einer Verschlechterung der Masseleitung der elektrischen Vorrichtung zugeordnet sind, wobei der eine oder die mehreren Zustandsindikatoren ein oder mehrere statistische Momente enthalten, die basierend auf den Spannungsdaten berechnet werden; und ein Zustandsstadium der elektrischen Vorrichtung basierend auf dem einen oder den mehreren Zustandsindikatoren zu bestimmen, wobei das Zustandsstadium eine auf einer Beziehung zwischen einer Verschlechterung der Masseleitung und einem Kommunikationsverlust für die elektrische Vorrichtung basierende Klassifikation enthält.
System nach Anspruch 6, wobei das Computersystem konfiguriert ist, durch den Prozessor eine Schätzung der Restnutzungsdauer (RUL) der elektrischen Vorrichtung basierend auf dem Zustandsstadium zu erzeugen, wobei die RUL-Schätzung einen verbleibenden Zeitraum enthält, bis die Verschlechterung der Masseleitung zu einem Kommunikationsverlust führt, der größer als ein Kommunikationsverlust-Schwellenwert ist.
System nach Anspruch 6, wobei der Kommunikationsbus eine Komponente eines Controller-Bereichsnetzes (CAN) ist und die elektrische Vorrichtung einer von mehreren an den Kommunikationsbus gekoppelten Knoten elektronischer Steuereinheiten (ECU) ist.
System nach Anspruch 6, wobei das Computersystem konfiguriert ist, durch den Prozessor die Spannungsdaten über einen Zeitraum zu empfangen, um Messungen von Spannungen zu erhalten, die mehreren Nachrichten zugeordnet sind; die Spannungsdaten in einem rezessiven Zustand zu puffern, um gepufferte Spannungsdaten zu definieren; und eine statistische Gleichtaktverteilung aus den gepufferten Daten zu berechnen.
System nach Anspruch 6, wobei das Computersystem konfiguriert ist, durch den Prozessor den einen oder die mehreren Zustandsindikatoren zu verschmelzen, bevor mit ihnen das Zustandsstadium geschätzt wird.