[发明专利]故障检测和响应

说明书

检测和响应一个或多个车辆部件的故障的系统和方法，该方法包括：在故障检测模块处接收关于该一个或多个车辆部件的系统输入；通过使用一个或多个车载车辆传感器来确定系统状态；获得标称状态变换矩阵和标称状态输入矩阵；基于该标称状态变换矩阵、该标称状态输入矩阵、该系统输入和采样状态导数来计算当前状态变换矩阵估计值和当前状态输入矩阵估计值；基于该当前状态变换矩阵估计值和/或该当前状态输入矩阵估计值的一个或多个部件参数来检测至少一个这些车辆部件的故障；以及响应于该故障的该检测而执行车辆动作。

技术领域

本发明涉及一种用于检测和识别车辆部件中的故障或即将发生的故障的方法和系统。

背景技术

在车辆的使用寿命中，许多部件和子系统可能随着时间的推移经受磨损、损坏和其他劣化。尽管可以使用各种方法来识别某些故障部件，但是其他类型的部件可能更难以诊断。在部件完全故障之前，可能很难识别出正在发生故障(或劣化)的部件。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种检测和响应一个或多个车辆部件的故障的方法，该方法包括：在故障检测模块处接收关于一个或多个车辆部件的系统输入；通过使用一个或多个车载车辆传感器来确定系统状态，其中系统状态与一个或多个车辆部件有关；获得标称状态变换矩阵和标称状态输入矩阵；基于标称状态变换矩阵、标称状态输入矩阵、系统输入和采样状态导数来计算当前状态变换矩阵估计值和当前状态输入矩阵估计值；基于当前状态变换矩阵估计值和/或当前状态输入矩阵估计值的一个或多个部件参数来检测至少一个车辆部件的故障，其中一个或多个部件参数与至少一个车辆部件有关；以及响应于检测到故障而执行车辆动作。

根据各实施方式，该方法还可以包括以下特征中的任一个或者这些特征中的一些或所有的任何技术上可行的组合：

检测步骤还包括：将第一车辆部件的当前状态变换矩阵估计值和/或当前状态输入矩阵估计值的一个或多个部件参数与第一车辆部件的公差范围进行比较；

检测步骤还包括：检测故障是现时故障还是渐进故障；

执行步骤还包括：当检测到故障是现时故障时，向车辆操作者发出即时警报，使得即时警报的发出构成车辆动作；并且当检测到故障是渐进故障时，估计故障前时间(TTF)并且将TTF报告给车辆操作者或车辆服务设施，使得TTF的估计和报告构成车辆动作；

使用状态变量模型表示一个或多个部件，其中状态变量模型由下式给出：其中x_k是时间k的系统状态，u_k是时间k的系统输入，A_i是当前状态变换矩阵，B_i是当前状态输入矩阵，并且是时间k的采样状态导数；

当前状态变换矩阵估计值和当前输入值估计值计算如下：经由至少一些车载车辆传感器基于系统状态x_k的测量值来估计采样状态导数使用以下公式来计算当前状态变换矩阵偏差ΔA和当前状态输入矩阵偏差ΔB：其中A_S是标称状态变换矩阵并且B_S是标称状态输入矩阵，其中并且

估计步骤包括使用以下公式来估计采样状态导数其中x_k+1是时间样本k+1的系统状态，x_k-1是时间样本k-1的系统状态，t_k是时间样本k的时间，t_k+1是时间样本k+1的时间，并且t_k-1是时间样本k-1的时间；

车载车辆传感器包括至少一个车辆系统传感器和至少一个辅助传感器，其中系统状态由一个或多个系统状态变量表示，并且其中一个或多个系统状态变量中的每一个由至少一个车载车辆传感器提供；

使至少一个车辆系统传感器与至少一个辅助传感器同步，使得与至少一个车辆系统传感器和至少一个辅助传感器相关联的传感器值相对于时间同步，其中同步步骤包括针对至少一个车辆系统传感器中的一个或多个执行时间同步过程；