多代理程序合作車輛故障診斷系統(tǒng)和相關(guān)聯(lián)的方法
【專利摘要】一種控制單元執(zhí)行車輛第一子系統(tǒng)的第一代理程序，所述第一代理程序包括故障檢測代理程序和通信代理程序。所述故障檢測代理程序為了識別在所述第一子系統(tǒng)中的問題而監(jiān)視所述第一子系統(tǒng)的性能數(shù)據(jù)，在第一存儲器中存儲所述第一子系統(tǒng)所對應(yīng)的若干第一候選故障診斷過程，以及從所述若干第一候選故障診斷過程當(dāng)中搜索對引起所述第一子系統(tǒng)中所述問題的故障進(jìn)行識別的故障診斷過程。當(dāng)所述故障檢測代理程序的搜索未能找到識別所述故障的所述故障診斷過程時所述通信代理程序與第二代理程序合作。所述合作包括對存儲著若干第二候選故障診斷過程的第二存儲器進(jìn)行搜索，向所述第二代理程序發(fā)送所述監(jiān)視的性能數(shù)據(jù)以及在所述第一與第二代理程序之間交換搜索結(jié)果數(shù)據(jù)。
【專利說明】多代理程序合作車輛故障診斷系統(tǒng)和相關(guān)聯(lián)的方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2011年4月29日提交的美國序列號13/097，703的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容在此引用作為參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本申請涉及診斷車輛故障的方法、系統(tǒng)、算法和過程，更確切地說，使用智能代理程序診斷車輛。其應(yīng)用包括在沒有診斷故障碼(DTC)時高效地識別和診斷當(dāng)前的和潛在的未來的車輛故障。
【背景技術(shù)】
[0004]車載診斷(OBD)系統(tǒng)協(xié)助技術(shù)人員診斷和保養(yǎng)計算機(jī)化車輛系統(tǒng)，比如發(fā)動機(jī)和制動系統(tǒng)。OBD系統(tǒng)用于診斷子系統(tǒng)組件故障和失靈，并且用于檢測子系統(tǒng)組件損壞。當(dāng)組件的損壞達(dá)到危急程度時，能夠產(chǎn)生DTC以及/或者車輛的儀表板上的報警燈能夠亮起以向駕駛員通報此錯誤。
[0005]車輛的若干組件的損壞程度由許多因素影響，包括駕駛員的行為、天氣、駕駛條件和里程/時間。損壞的這種程度一般稱為車輛的健康狀況。為了確保DTC由技術(shù)人員以及時的間隔檢查并且為了避免車輛組件中的危急故障，勸告駕駛員定期地、固定的里程后或固定的時段后保養(yǎng)其車輛，以便檢查和維護(hù)。
[0006]典型情況下，進(jìn)行OBD的方式為由有經(jīng)驗的技術(shù)人員尋找已知問題。在這些情況下，已知問題已經(jīng)被記錄為車輛上的DTC，因此能夠容易地識別和修理。
[0007]不過，只是遵循推薦的日程表進(jìn)行當(dāng)前的基于里程的和基于時間的檢查可能有問題。例如，定期檢查不考慮影響車輛組件壽命的多種因素，比如駕駛員行為、天氣、駕駛條件和其他有影響的因素。所以，這樣的檢查對于防止車輛組件的附加損害可能太遲了，引起昂貴的修理或傷害。同樣，在最優(yōu)條件下駕駛車輛時，可能不必要地對車輛維護(hù)，引起車主無謂的成本。
[0008]此外，當(dāng)前的車輛診斷一般依賴于可獲得的DTC。當(dāng)DTC不可獲得時，對于車輛故障確定，車輛檢查和診斷漫長而昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本申請書涉及的系統(tǒng)和相關(guān)聯(lián)方法在定期維護(hù)中考慮了車輛子系統(tǒng)的性能和車輛駕駛條件，在DTC不可用時識別潛在的車輛故障。因此能夠快速地識別車輛故障的原因同時避免不必要的維護(hù)。
[0010]示范控制單元包括處理器，被配置為執(zhí)行車輛的第一子系統(tǒng)的第一代理程序。所述第一代理程序包括故障檢測代理程序和通信代理程序。所述故障檢測代理程序被配置為為了識別在所述第一子系統(tǒng)中的問題而監(jiān)視所述第一子系統(tǒng)的性能數(shù)據(jù)，在第一存儲器中存儲所述第一子系統(tǒng)所對應(yīng)的若干第一候選故障診斷過程，以及從所述若干第一候選故障診斷過程當(dāng)中搜索對引起所述第一子系統(tǒng)中所述問題的故障進(jìn)行識別的故障診斷過程。所述通信代理程序被配置為當(dāng)所述故障檢測代理程序的搜索未能找到識別所述故障的所述故障診斷過程時與第二代理程序合作。與所述第二代理程序的所述合作包括對存儲著若干第二候選故障診斷過程的第二存儲器進(jìn)行搜索，向所述第二代理程序發(fā)送所述監(jiān)視的性能數(shù)據(jù)以及在所述第一與第二代理程序之間交換搜索結(jié)果數(shù)據(jù)。
[0011]所述控制單元可以包括網(wǎng)絡(luò)接口控制器，被配置為與所述第二代理程序的所述合作未能引起找到識別所述故障的所述故障診斷過程時建立所述第一代理程序與服務(wù)器代理程序之間的通信鏈接。注意，所述通信代理程序被配置為從所述服務(wù)器代理程序接收服務(wù)器候選故障診斷過程。在某示范方面，所述服務(wù)器代理程序由遠(yuǎn)離所述控制器單元運行的服務(wù)器執(zhí)行。
[0012]在一個方面，所述通信代理程序被配置為把所述服務(wù)器候選故障診斷過程分配到所述第一代理程序和所述第二代理程序的所述故障檢測代理程序。所述通信代理程序可以接收所述第二代理程序應(yīng)用所述服務(wù)器候選故障診斷過程的結(jié)果，而所述故障檢測代理程序可以把所述故障檢測代理程序應(yīng)用所述服務(wù)器候選故障診斷過程的結(jié)果與所述第二代理程序應(yīng)用所述服務(wù)器候選故障診斷過程的結(jié)果進(jìn)行對比以識別所述故障。在某些方面，所述故障的所述識別事件記錄被存儲在所述第一存儲器中。
[0013]在另一個方面，所述網(wǎng)絡(luò)接口控制器被配置為通過網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建所述第一代理程序、所述第二代理程序與所述服務(wù)器代理程序之間的通信鏈接，以及所述通信代理程序被配置為從所述服務(wù)器代理程序接收所述服務(wù)器候選故障診斷過程以響應(yīng):(I)所述服務(wù)器代理程序連接到所述網(wǎng)絡(luò)，以及(2)所述通信代理程序響應(yīng)所述服務(wù)器代理程序連接到所述網(wǎng)絡(luò)，向所述服務(wù)器代理程序傳送所述受監(jiān)視的性能數(shù)據(jù)以及在所述第一和第二代理程序之間交換的所述搜索結(jié)果數(shù)據(jù)。注意，所述通信代理程序可以進(jìn)一步被配置為向所述服務(wù)器代理程序發(fā)送所述受監(jiān)視的性能數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和概率模型。
[0014]在又一個方面，所述第二代理程序?qū)?yīng)于所述車輛的第二子系統(tǒng)，以及所述第二代理程序被配置為監(jiān)視所述第二子系統(tǒng)的性能數(shù)據(jù)。在這個方面，所述第一代理程序被配置為識別所述第一與第二子系統(tǒng)的所述受監(jiān)視性能數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，以及所述第一代理程序在所述第二存儲器中搜索根據(jù)所述相關(guān)性識別所述故障的所述故障診斷過程。在替代方面，所述控制單元包括存儲器模塊，包括所述第一和第二存儲器作為離散的存儲體，其中所述處理器進(jìn)一步被配置為執(zhí)行所述第二代理程序。在另一個替代方面，所述控制單元包括網(wǎng)絡(luò)接口控制器，被配置為把所述第一代理程序與所述第二代理程序通信地鏈接，其中所述第二代理程序由另一個控制單元的處理器執(zhí)行。
[0015]所述第一代理程序可以包括匯聚代理程序，被配置為從所述受監(jiān)視性能數(shù)據(jù)產(chǎn)生統(tǒng)計模型和概率模型以預(yù)測未來問題的概率。所述故障檢測代理程序被配置為把所述第一子系統(tǒng)的所述受監(jiān)視性能數(shù)據(jù)與來自所述匯聚代理程序的所述統(tǒng)計和概率模型的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比以識別在所述第一子系統(tǒng)中的所述問題。
[0016]所述搜索結(jié)果數(shù)據(jù)可以包括向所述受監(jiān)視性能數(shù)據(jù)的至少一部分應(yīng)用候選故障診斷過程的至少一部分的結(jié)果。所述候選故障診斷過程包括以下至少其一:(I)讀取所述受監(jiān)視子系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)的選定部分，(2)對比所述受監(jiān)視子系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)和閾值，(3)檢驗所述受監(jiān)視子系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)的計時要求，以及(4)報告或記錄所述受監(jiān)視子系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)。所述第一代理程序可以進(jìn)一步包括學(xué)習(xí)代理程序，在健康的性能數(shù)據(jù)上進(jìn)行訓(xùn)練，并且被配置為通過對比所述受監(jiān)視性能數(shù)據(jù)和所述健康的性能數(shù)據(jù)而識別所述問題。
[0017]附圖簡要說明
[0018]通過參考附圖可以獲得本公開的更全面理解，其中:
[0019]圖1是多代理程序診斷系統(tǒng)的示范構(gòu)架框圖；
[0020]圖2A是智能代理程序的特征表；
[0021]圖2B是智能代理程序的分解表；
[0022]圖3A是顯示駕駛地理位置信息的表；
[0023]圖3B是顯示車輛信息的表；
[0024]圖3C是溫度隨時間變化的曲線；
[0025]圖3D是濕度隨時間變化的曲線；
[0026]圖4展示了從給定數(shù)據(jù)集產(chǎn)生模型的剖析器；
[0027]圖5是流程圖，展示了由目標(biāo)代理程序和服務(wù)器代理程序執(zhí)行的算法過程；
[0028]圖6是流程圖，展示了故障診斷模型的功能塊算法的串行執(zhí)行；
[0029]圖7是流程圖，展示了以狀態(tài)機(jī)確定的順序執(zhí)行的功能塊算法；
[0030]圖8是流程圖，展示了功能塊算法的并行執(zhí)行；
[0031]圖9是流程圖，展示了功能塊算法的條件執(zhí)行；
[0032]圖10是流程圖，展示了功能塊算法的串行和并行執(zhí)行；
[0033]圖11是流程圖，展示了功能塊算法由兩個代理程序并行執(zhí)行；
[0034]圖12是代理程序軟件框架的展示；
[0035]圖13是代理程序通信協(xié)議的展示；
[0036]圖14是實例消息幀的展示；
[0037]圖15是連接到局域網(wǎng)并包括代理程序集的遠(yuǎn)程代理程序的框圖；
[0038]圖16是由數(shù)據(jù)匯聚代理程序產(chǎn)生的數(shù)據(jù)密度直方圖，作為統(tǒng)計模型；
[0039]圖17是由數(shù)據(jù)匯聚代理程序利用的理想高斯分布，作為測量誤差的示范概率模型；
[0040]圖18是學(xué)習(xí)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)代理程序的框圖；
[0041]圖19是框圖，展示了圖15所示遠(yuǎn)程代理程序的代理程序集的算法互動；
[0042]圖20是框圖，展示了遠(yuǎn)程代理程序從車輛制動模塊接收數(shù)據(jù)；
[0043]圖21是直方圖，展示的統(tǒng)計模型定義了制動踏板壓力量與正常車輛的車輛響應(yīng)之間的關(guān)系；
[0044]圖22是由數(shù)據(jù)匯聚代理程序通過積累統(tǒng)計模型比如圖21展示的直方圖的許多事例逐步形成的概率模型；
[0045]圖23是智能代理程序的診斷算法的流程圖；
[0046]圖24是智能代理程序的故障識別和緩解算法的流程圖；
[0047]圖25A-2?展示了采用多個合作智能代理程序的故障檢測算法。
【具體實施方式】
[0048]車輛包括由電子控制單元(E⑶)控制的多個計算機(jī)化子系統(tǒng)。E⑶可以在OBD系統(tǒng)中運行或與其一起運行以監(jiān)視子系統(tǒng)的性能以便檢測車輛狀態(tài)，比如失靈或其他異常運行狀態(tài)。作為保養(yǎng)特征，車輛包括與保養(yǎng)終端連接的接口以從OBO系統(tǒng)讀出數(shù)據(jù)，識別故障和推薦要進(jìn)行的保養(yǎng)。
[0049]從OBD系統(tǒng)讀出的數(shù)據(jù)包括識別故障的DTC，它與來自技術(shù)人員的視覺檢查結(jié)合，體現(xiàn)了常規(guī)診斷實踐。本申請針對得不到DTC假設(shè)下運行的多代理程序系統(tǒng)。
[0050]在某些方面，系統(tǒng)登錄全車數(shù)據(jù)(即涉及不止一個車輛子系統(tǒng)的數(shù)據(jù))以便建立子系統(tǒng)間信號的相關(guān)性，通過執(zhí)行實施為車內(nèi)代理程序的奇異檢測、匯聚和機(jī)器學(xué)習(xí)算法而進(jìn)行快速的初步車載分析，以確定可能的故障位置和嚴(yán)重性。當(dāng)車載分析不確定時可以由數(shù)據(jù)中心(在商品特許經(jīng)銷商的服務(wù)終端處的服務(wù)器)請求更復(fù)雜的分析。
[0051]不僅如此，利用這樣的系統(tǒng)運行在得不到DTC的假設(shè)下，有可能搶先地識別可能的未來故障。所以，駕駛員能夠受到警告和更好的準(zhǔn)備，并且經(jīng)銷商/服務(wù)中心能夠削減前置時間以使得車輛更快地修理。常規(guī)診斷慣例為“后修”或反應(yīng)性方式，其中在子系統(tǒng)顯示故障跡象或顧客抱怨性能后進(jìn)行保養(yǎng)。
[0052]本申請的若干方面針對“前修”即預(yù)示方式。也就是，本申請介紹的若干方面監(jiān)視全車信號并建立不僅彼此而且與多種歷史信息的互相關(guān)，如車輛使用模式(即駕駛風(fēng)格、環(huán)境條件)，所以進(jìn)行多個子系統(tǒng)的代理程序之間的協(xié)作以識別車輛故障，可以包括預(yù)測車輛故障。
[0053]在流程圖中的任何過程、描述或塊都應(yīng)當(dāng)被理解為表示若干模塊、分段、代碼部分，它們包括一條或多條可執(zhí)行指令，用于實施這些過程/算法中的特定邏輯功能或步驟，并且替代實施方案包括在示范實施例的范圍內(nèi)，其中若干功能可以不以所示和討論的順序執(zhí)行，包括實質(zhì)上同時發(fā)生或以倒序執(zhí)行，取決于所涉及的功能，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解。
[0054]不僅如此，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員接受了本公開的教導(dǎo)后將認(rèn)識到，在不脫離附帶的權(quán)利要求書所包含的本公開范圍的情況下也能夠設(shè)想所呈現(xiàn)實施例的幾種結(jié)合和修改。因此，按照以上教導(dǎo)，權(quán)利要求書的許多修改和變種是可能的，所以應(yīng)當(dāng)理解，在附帶的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，以本文專門介紹的方式以外的方式也可以實踐若干實施例。
[0055]現(xiàn)在參考附圖，其中在幾幅圖中相同附圖標(biāo)記始終指明一致或?qū)?yīng)部分/步驟，圖1描述了系統(tǒng)100的示范構(gòu)架，利用服務(wù)器104和控制單元106的智能代理程序診斷車輛102中的故障。系統(tǒng)100包括若干智能代理程序如服務(wù)器代理程序104和目標(biāo)代理程序106。
[0056]服務(wù)器104包括處理器106，比如英特爾公司生產(chǎn)的至強(qiáng)微處理器，連接到存儲器108和數(shù)據(jù)庫110以執(zhí)行智能代理程序，服務(wù)器代理程序112。服務(wù)器104可以實施為個人計算機(jī)并配備服務(wù)器接口 114，比如網(wǎng)絡(luò)控制器，以建立經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)116與控制單元106的通信。網(wǎng)絡(luò)116可以包括局域網(wǎng)(LAN)或車輛局域網(wǎng)(通常稱為VLAN)。LAN可以是基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)，而VLAN可以基于LIN (局部互連網(wǎng))。在一個方面，網(wǎng)絡(luò)116被配置為使用流行的汽車通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層，比如CAN、TCP/IP、Flexray和MOST。
[0057]網(wǎng)絡(luò)116也可以包括連接到因特網(wǎng)的LAN或VLAN，在此情況下，服務(wù)器104和控制單元106通過無線電發(fā)射機(jī)執(zhí)行無線通信任務(wù)。示范無線電發(fā)射機(jī)包括基于移動電話的發(fā)射機(jī)，比如基于GSM、CDMA和LTE標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)射機(jī)。[0058]控制單元106是車輛102的控制單元，并把車輛102的VLAN通信地鏈接到車輛102的多個其他其他控制單元。在某些方面，控制單元106是在車輛112中配置的E⑶或其組件。E⑶是在車輛中配置的計算機(jī)，并且控制單元106包括遠(yuǎn)程接口 118經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)116通信，而處理器120連接到相關(guān)聯(lián)的存儲器122以執(zhí)行智能代理程序、目標(biāo)代理程序。在一些方面，處理器120執(zhí)行多個目標(biāo)代理程序124、126和128，如圖1所示。在其他方面，在圖1中未顯示，目標(biāo)代理程序124、126和128的每一個都由車輛102的離散、分開的E⑶運行。
[0059]與目標(biāo)代理程序124 (和126或128)相比，服務(wù)器代理程序112關(guān)于可訪問資源比如存儲器和處理能力的限制更少。目標(biāo)代理程序124從車輛102的一個或多個子系統(tǒng)接收實時數(shù)據(jù)流，并且與服務(wù)器代理程序112相比通常處理能力和存儲器有限。因此，在某些方面，目標(biāo)代理程序124僅僅以高效代碼執(zhí)行緊湊的算法，并且僅僅在存儲器122中存儲有限數(shù)量的數(shù)據(jù)庫集和功能庫集。
[0060]在其他方面，目標(biāo)代理程序124實時地執(zhí)行適度復(fù)雜的算法，以下將討論其進(jìn)一步細(xì)節(jié)。目標(biāo)代理程序124、126和128的每一個都為特定任務(wù)而構(gòu)造和采用，比如診斷制動問題，并且在示范實施例中經(jīng)由VLAN與在車輛102中其他配置的其他目標(biāo)代理程序通信地鏈接，以便協(xié)同診斷車輛故障。
[0061]圖2A顯示了智能代理程序的屬性，比如目標(biāo)代理程序124。智能代理程序?qū)τ诠收显缙跈z測在采取某些行動時是自主的、反應(yīng)性的、搶先的，并且與其他智能代理程序是共同存在的。智能代理程序在可靠和不可靠環(huán)境中都是能夠做出合理決策的理性實體。
[0062]圖2B顯示了智能代理程序的示范結(jié)構(gòu)，包括數(shù)據(jù)庫集、功能庫集、模型庫集、通信通道、剖析器和狀態(tài)機(jī)。數(shù)據(jù)庫集是存儲在例如數(shù)據(jù)庫或存儲器中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的集合。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被劃分為相關(guān)數(shù)據(jù)的若干小集合、即數(shù)據(jù)集，它們使用關(guān)系標(biāo)簽彼此發(fā)生關(guān)系并與大量數(shù)據(jù)鏈接在一起。
[0063]數(shù)據(jù)集可以包括如車輛、氣候、天氣和駕駛習(xí)慣信息。某些數(shù)據(jù)集，比如車輛信息和主要地理位置是靜態(tài)的，而其他數(shù)據(jù)集，比如溫度、濕度和道路條件是動態(tài)的，即隨時間變化。
[0064]圖3A和3B顯示了存儲在表中的示范數(shù)據(jù)。如圖3A所示，車輛的駕駛位置一般是靜態(tài)的或不經(jīng)常改變，駕駛位置的海拔被設(shè)置為500英尺而道路條件被標(biāo)識為‘0K’，它是相對的測量結(jié)果。這種信息也能夠例如關(guān)于時間動態(tài)地存儲。另一方面，如圖3B所示，車輛信息比如型號/制造商是靜態(tài)的。也就是，車輛的制造商、車型、發(fā)動機(jī)類型和驅(qū)動是恒定的并不改變。
[0065]圖3C和3D以曲線圖顯示了示范動態(tài)數(shù)據(jù)，關(guān)于時間繪制。圖3C是隨時間的溫度直方圖而圖3D是隨時間的濕度直方圖。正如以上指出，當(dāng)信息是動態(tài)時在圖3A所示表中列出的信息也可以類似地繪出。
[0066]在示范車輛制動系統(tǒng)中，目標(biāo)代理程序收集關(guān)于該制動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的不同集合或類別。例如目標(biāo)代理程序收集的第一數(shù)據(jù)集包括與車輛有關(guān)的數(shù)據(jù)，比如制造商、型號、傳動系統(tǒng)類型和制動類型，而第二數(shù)據(jù)集為駕駛員操作車輛時隨時間收集的駕駛習(xí)慣數(shù)據(jù)。目標(biāo)代理程序還收集氣候信息的第三數(shù)據(jù)集，比如天氣、溫度和濕度以及比如經(jīng)由車輛懸掛系統(tǒng)收集的道路條件數(shù)據(jù)的第四數(shù)據(jù)集。這些數(shù)據(jù)流/元素能夠通過與不同于目標(biāo)代理程序的各種各樣的智能代理程序通信而收集。[0067]智能代理程序的功能庫集包括若干功能塊或單元，每一個都被設(shè)計為執(zhí)行多部分任務(wù)(算法或過程)的特定部分。功能塊是可重入的函數(shù)。也就是，它們在任何組合中使用而彼此沒有依賴性。在示范實施例中，功能塊通過應(yīng)用多種算法實現(xiàn)了數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)操縱和數(shù)據(jù)理解，并且執(zhí)行轉(zhuǎn)換、對比(如，與閾值)、歸一化和記錄的功能。這些功能塊進(jìn)一步具有唯一的ID并由代理程序運行時間環(huán)境指定。
[0068]智能代理程序的剖析器是引擎，它執(zhí)行時使用來自智能代理程序的功能庫集的若干功能塊和數(shù)據(jù)庫集的若干數(shù)據(jù)集產(chǎn)生故障診斷模型。一般來說，剖析器是服務(wù)器代理程序112的組件。剖析器考慮了與比如駕駛行為、道路條件和氣候有關(guān)的數(shù)據(jù)集。
[0069]在圖4描繪的實例中，剖析器根據(jù)圖3A至圖3D描繪的靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)集逐步形成了新的故障診斷模型，并且進(jìn)一步考慮了也被存儲在智能代理程序的數(shù)據(jù)庫集中的關(guān)于某些故障類型的車輛歷史。如圖4實例所示，剖析器使得這些模型相關(guān)到可能問題410和實際問題420的區(qū)域中。
[0070]例如，剖析器首先使用與車輛制造商/型號有關(guān)的數(shù)據(jù)集執(zhí)行多個算法，以檢測該車輛的具體制造商/型號是否具有制動問題的歷史。如果剖析器確定所述車輛的制造商/型號具有制動問題的歷史，那么剖析器就把該信息添加到制造商/型號作為已知問題。
[0071]剖析器然后結(jié)合制造商/型號信息相關(guān)的數(shù)據(jù)集和駕駛習(xí)慣信息相關(guān)的數(shù)據(jù)集，并且執(zhí)行算法以確定駕駛員的駕駛習(xí)慣對該車輛制造商/型號的制動系統(tǒng)的潛在影響。如果剖析器確定某潛在影響存在，那么剖析器就將該潛在影響添加到該車輛的制造商/型號作為已知問題。
[0072]取以上討論的制動系統(tǒng)作為實例，制動系統(tǒng)具有在不同氣候下反應(yīng)和表現(xiàn)不同的機(jī)械部件。具體地說，與寒冷氣候相比，制動襯塊的腐蝕在炎熱氣候可能更快地發(fā)生。因此，剖析器還評估氣候特征的影響，比如濕度、溫度和幾種其他環(huán)境因素，方式為根據(jù)制造商/型號、駕駛習(xí)慣和氣候相關(guān)的數(shù)據(jù)集逐步形成若干模型并且運行算法以確定相關(guān)因子。
[0073]如果剖析器確定影響存在，那么剖析器就把適當(dāng)信息存儲在智能代理程序的型號庫集中作為已知問題。最后，剖析器使用一切可用數(shù)據(jù)執(zhí)行多種算法以檢測可能的車輛故障，并且在模型庫集中存儲這些結(jié)果作為制動系統(tǒng)的智能代理程序的故障診斷模型。在一個方面，以上討論的實例把服務(wù)器代理程序112描繪為執(zhí)行剖析的智能代理程序而目標(biāo)代理程序124為對制動系統(tǒng)監(jiān)視制動系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)的智能代理程序。
[0074]如以上討論，剖析器根據(jù)對每個目標(biāo)代理程序可用的數(shù)據(jù)集和功能塊建立故障診斷模型。因此例如，目標(biāo)代理程序具有相關(guān)聯(lián)的故障診斷模型，它也被稱為目標(biāo)代理程序具有的有關(guān)該車輛的已知問題或置信集。例如，示范制動系統(tǒng)的目標(biāo)代理程序具有相關(guān)聯(lián)的故障診斷模型，它是為了檢查和檢測潛在的制動系統(tǒng)問題專門逐步形成的，從而包括對檢測故障制動器所必要的全部信息。
[0075]通信通道為智能代理程序之間的通信提供了定義明確的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議是為了改進(jìn)通信效率，以下將關(guān)于示范代理程序軟件框架進(jìn)行討論。
[0076]狀態(tài)機(jī)是有限數(shù)量的狀態(tài)以及這些狀態(tài)與動作之間轉(zhuǎn)換的行為模型(算法)(類似于流程圖，其中能夠檢查在某些條件滿足時邏輯如何進(jìn)行)。在一個方面，狀態(tài)機(jī)是if-then-else語句的集合,它響應(yīng)事件,尤其是同步和異步事件,并且確定要執(zhí)行的適當(dāng)算法及其執(zhí)行的適宜時間，以獲得最好的可能解決方案。狀態(tài)機(jī)不知道由服務(wù)器代理程序或目標(biāo)代理程序所執(zhí)行的診斷類型，這便利了多個智能代理程序的開發(fā)和部署。
[0077]在一個方面，狀態(tài)機(jī)不是服務(wù)器狀態(tài)機(jī)就是目標(biāo)狀態(tài)機(jī)。服務(wù)器狀態(tài)機(jī)把適當(dāng)?shù)墓δ軌K排序以創(chuàng)建功能塊算法，并且存取大量的歷史數(shù)據(jù)以逐步形成互相關(guān)表，按照車輛故障描述車輛子系統(tǒng)對彼此的相對影響。
[0078]多代理程序系統(tǒng)執(zhí)行若干一般算法，它們以順序的、并行的或混合的次序執(zhí)行選定的目標(biāo)代理程序以實現(xiàn)所期望的多步驟診斷過程。不過，由于目標(biāo)代理程序的存儲器和處理能力相對有限，所以目標(biāo)代理程序必須把問題分解為更多的可管理程序塊或子問題，以便使它能夠通過代理程序的合作求解。
[0079]圖5展示了目標(biāo)代理程序與服務(wù)器代理程序之間的示范算法互動。在步驟510和512，開始執(zhí)行目標(biāo)代理程序和服務(wù)器代理程序。在步驟514，目標(biāo)代理程序監(jiān)視并收集來自車輛子系統(tǒng)的適當(dāng)數(shù)據(jù)用于臨時車載存儲器。在步驟516，目標(biāo)代理程序通過應(yīng)用無損壓縮技術(shù)處理該數(shù)據(jù)并包裝到壓縮數(shù)據(jù)集之中。目標(biāo)代理程序然后把該壓縮數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器代理程序。
[0080]服務(wù)器代理程序在步驟520接收該壓縮數(shù)據(jù)并對該壓縮數(shù)據(jù)采取適當(dāng)?shù)膭幼?，例如?zhí)行多個算法比如無監(jiān)督學(xué)習(xí)、匯聚和分類。服務(wù)器代理程序然后在步驟522執(zhí)行ID剖析并建立用于目標(biāo)代理程序的適當(dāng)數(shù)據(jù)和功能塊。這種數(shù)據(jù)在步驟524被包裝到壓縮格式中并發(fā)送到目標(biāo)代理程序。
[0081]目標(biāo)代理程序在步驟526從服務(wù)器代理程序接收這種數(shù)據(jù)。在步驟528，目標(biāo)代理程序的狀態(tài)機(jī)執(zhí)行收到的功能塊以執(zhí)行診斷在步驟530識別車輛故障。
[0082]功能塊算法包括串行地、并行地或混合地執(zhí)行功能塊，取決于當(dāng)前情況和需要。在圖6展示的串行執(zhí)行算法中，功能塊Fl讀取信號，F(xiàn)2對比在Fl讀取的信號與閾值，F(xiàn)3檢驗計時需求而F4報告和存入這些結(jié)果。圖7至圖11顯示了其他過程的多個實施例。
[0083]在圖7中，狀態(tài)機(jī)已經(jīng)隨機(jī)化了若干功能塊的執(zhí)行順序或者功能塊的順序以實現(xiàn)最佳的解決方案。注意，F(xiàn)l讀取信號，F(xiàn)13讀取另一個信號，F(xiàn)24對比Fl與F13的結(jié)果，而F2對比Fl對F13的影響。
[0084]圖8展示了功能塊算法的并行執(zhí)行。因此，功能塊的兩個序列，即F2/F3/F4序列和F13/F24/F2序列的結(jié)果都被求值，并且(在D)確定了最好的可能解決方案并使用。如果狀態(tài)機(jī)判定因為來自單一算法的結(jié)果太缺乏說服力，所以確定車輛故障需要多個算法，如D所表明，該狀態(tài)機(jī)便產(chǎn)生并行執(zhí)行算法。例如，與數(shù)據(jù)信號相關(guān)聯(lián)的誤差或概率模型可能導(dǎo)致狀態(tài)機(jī)判定結(jié)果是不確定的。
[0085]在圖9描繪的示范功能塊算法中，若干功能塊有條件地執(zhí)行并且執(zhí)行路徑根據(jù)條件功能塊的結(jié)果而確定。有條件執(zhí)行向系統(tǒng)增添了靈活性并且被用于單一預(yù)定義算法將不充分時。在圖9的實例中，功能塊Fl讀取信號，而執(zhí)行路徑——即不是F3就是F24——根據(jù)該信號的值確定——它可以使用若干閾值或若干范圍。
[0086]狀態(tài)機(jī)可以進(jìn)一步評估一切可能解決方案的結(jié)合以確定最佳解決方案。圖10展示了既有串行執(zhí)行又有并行執(zhí)行的示范功能執(zhí)行算法?；旌蠄?zhí)行算法用在檢測故障的可能性非常低時。如圖10描述，這種算法并行地執(zhí)行多個嵌套的功能塊算法，向每個嵌套算法的結(jié)果分配權(quán)重，并且根據(jù)每個嵌套算法的增益——即權(quán)重值與結(jié)果的乘積——確定車輛故障。例如，以功能塊Fl開始的嵌套算法與以F2開始的嵌套算法被并行執(zhí)行，并且每個嵌套算法的結(jié)果都被分配了權(quán)重，它與結(jié)果相乘以確定車輛故障。
[0087]正如先前介紹，系統(tǒng)100可以包括多個目標(biāo)代理程序，它們共享若干資源。例如，目標(biāo)代理程序124能夠與目標(biāo)代理程序126共享其若干功能塊并合作。正如圖11展示，目標(biāo)代理程序Al和A2在一起合作/工作以實現(xiàn)共同的目標(biāo)。目標(biāo)代理程序Al和A2并行地執(zhí)行不同算法并對比這些結(jié)果。這樣的實施例可以使用不止兩個目標(biāo)代理程序。
[0088]為了便利執(zhí)行多個智能代理程序，系統(tǒng)100支持一組應(yīng)用程序編程接口(API)。如圖12描述，這些API組成了代理程序軟件框架(ASF) 1200，它具有分層體系結(jié)構(gòu)。ASF1200具有硬件1202，由設(shè)備驅(qū)動程序1204和操作系統(tǒng)層1206支持。ASF120還包括在設(shè)備驅(qū)動程序1204和操作系統(tǒng)層1206上建立的代理程序運行時間環(huán)境(ARE) 1208。代理程序探測協(xié)議(APP) 1210和代理程序通信協(xié)議(ACP) 1212支持ARE1208。ACP1212由代理程序消息傳遞協(xié)議(AMPP)1214支持。智能代理程序A1-A9支持APP層1210和AMPP層1214。此外，有能力運行本文介紹的代理程序系統(tǒng)的車輛子系統(tǒng)支持ARE1208。
[0089]ARE1208是預(yù)定義的軟件框架，能夠遠(yuǎn)程地和安全地接受智能代理程序并提供智能代理程序的運行時間執(zhí)行。ARE1208在數(shù)據(jù)庫中注冊若干智能代理程序并為每個智能代理程序提供唯一 ID。ARE1208進(jìn)一步為在同一子系統(tǒng)中和車輛中的其他智能代理程序提供代理程序掃描特征。
[0090]APP1210提供了若干功能，目標(biāo)代理程序經(jīng)由其監(jiān)視和收集數(shù)據(jù)，比如預(yù)定義的探測功能以及監(jiān)視和記錄功能。ACP1212提供了不依賴網(wǎng)絡(luò)的消息傳遞服務(wù)并且基于ARE1208的每個智能代理程序具有唯一 ID (如A1-A9)的特征。ACP1212進(jìn)一步提供了在服務(wù)器代理程序與目標(biāo)代理程序之間實現(xiàn)通信的一組接口，并且被配置為使用流行汽車通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層，比如圖13描繪的CAN、TCP/IP、Flexray和MOST。
[0091]AMPP1214使用ARE1208的ACP1212特征與其他智能代理程序通信。具體地說，AMPP1214把消息包裝為幀，如圖14展示，包括幀頭1410和消息體1412。幀頭1410存儲著關(guān)于源和目的地代理程序、通信類型比如發(fā)送或接收以及消息長度的信息。消息體1412存儲著要被發(fā)送或接收的消息。雖然圖14展示的消息具有8字節(jié)的尺寸，但是消息長度/尺寸可以按照需要變化并且可以進(jìn)一步由消息幀頭編碼。
[0092]本公開的示范實施例包括執(zhí)行車輛診斷相對更復(fù)雜和更自主的遠(yuǎn)程代理程序。遠(yuǎn)程代理程序?qū)?yīng)于以上討論的目標(biāo)代理程序，但是包括進(jìn)一步的特征。圖15把示范遠(yuǎn)程代理程序1510描述為智能代理程序的集合，為了識別難以檢測的故障在一起運行。遠(yuǎn)程代理程序1510是廣泛覆蓋的代理程序，即能夠與盡可能多的車輛子系統(tǒng)互動，它能夠觀察到車輛子系統(tǒng)之間的交叉連接，對于原因-結(jié)果分析往往是關(guān)鍵的。
[0093]遠(yuǎn)程代理程序1510連接到車輛局域網(wǎng)(VLAN/LAN) 1512——車輛通信主要總線，智能代理程序經(jīng)由其從車輛子系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)，并且消息經(jīng)由其在多個車輛模塊之間被發(fā)送和接收，它們包括其他的遠(yuǎn)程代理程序(圖15中未顯示)。不過，為了與車輛模塊通信，遠(yuǎn)程代理程序1510對經(jīng)由LAN1512接收/發(fā)送的消息進(jìn)行解碼和編碼。
[0094]遠(yuǎn)程代理程序1510的示范實施例包括數(shù)據(jù)收集代理程序(DCA) 1514，它經(jīng)由LAN1512監(jiān)視和收集數(shù)據(jù)。LAN1512傳送三種類型的數(shù)據(jù):周期數(shù)據(jù)、異步數(shù)據(jù)和請求的即隨選數(shù)據(jù)。典型情況下周期數(shù)據(jù)表示車輛子系統(tǒng)的健康和狀態(tài)并經(jīng)由LAN1512周期地廣播，如每10/100mS ;當(dāng)車輛子系統(tǒng)出現(xiàn)異常事件或故障時發(fā)送異步數(shù)據(jù)；而請求的數(shù)據(jù)是由另一個車輛子系統(tǒng)從一個車輛子系統(tǒng)請求的數(shù)據(jù)。在周期或請求的數(shù)據(jù)的情況下，DCA1514選擇所期望的數(shù)據(jù)信號并實施適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)收集模式，如不變的采樣率或可變的采樣率。
[0095]遠(yuǎn)程代理程序1510還包括數(shù)據(jù)預(yù)處理代理程序(DPA) 1516，它立即作用于由DCA1514收集的數(shù)據(jù)以從消息中除去數(shù)據(jù)頭信息，并且如果消息以多幀發(fā)送，便等待到收集了整條消息或數(shù)據(jù)。由DPA1516進(jìn)行的預(yù)處理可以包括簡單的以及適度復(fù)雜的操作，比如移動平均計算或子波分解而且是針對信號的。然后使處理后數(shù)據(jù)作為“特征”對其他代理程序可用。
[0096]數(shù)據(jù)匯聚代理程序1518根據(jù)從DPA1516收到的數(shù)據(jù)產(chǎn)生統(tǒng)計和概率模型，并且可以進(jìn)一步產(chǎn)生高級匯聚算法對數(shù)據(jù)加以分類。不過，大多數(shù)數(shù)據(jù)很可能保持未標(biāo)注和未分類直到連接了服務(wù)器代理程序并根據(jù)詳盡得多的分析提供了分類標(biāo)注信息，使錯誤的概率足夠小。
[0097]由數(shù)據(jù)匯聚代理程序1518產(chǎn)生的統(tǒng)計模型表示數(shù)據(jù)的快照并可以包括例如與圖16中描述的數(shù)據(jù)直方圖類似的數(shù)據(jù)直方圖。另一方面，由數(shù)據(jù)匯聚代理程序1518產(chǎn)生的概率模型從更大量的數(shù)據(jù)逐步形成并被用于以統(tǒng)計方面顯著的方式預(yù)測故障的概率。圖17中描述的高斯分布是有關(guān)測量誤差的示范概率模型和流行假設(shè)。
[0098]回顧圖15，遠(yuǎn)程代理程序1510的數(shù)據(jù)記錄代理程序1520存儲一定時段的特定數(shù)據(jù)(如停幀數(shù)據(jù))。具體地說，數(shù)據(jù)記錄代理程序1520選擇來自DCA1514的期望信號并對給定時段記錄這些信號值，如從旅途的起點到終點。
[0099]學(xué)習(xí)代理程序1522實施人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)算法。圖18描述了示范學(xué)習(xí)代理程序1522，它展示由學(xué)習(xí)代理程序1522把一組數(shù)據(jù)映射到另一組，如把若干輸入變量映射到若干輸出。
[0100]故障/奇異檢測代理程序1524從數(shù)據(jù)匯聚代理程序1518、數(shù)據(jù)記錄代理程序1520和學(xué)習(xí)代理程序1522接收數(shù)據(jù)，并且把(特征空間中的)處理后數(shù)據(jù)對照已知數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，對不尋常和/或異常行為進(jìn)行車載檢測和分類。處理后數(shù)據(jù)例如經(jīng)由數(shù)據(jù)記錄代理程序1520從DPA1516收到，并且在所述問題的危險程度需要快速糾正行動時也可以由通信代理程序1526發(fā)送到服務(wù)器代理程序?qū)囕d完成的分析進(jìn)行補(bǔ)充分析或確認(rèn)。通信代理程序1526包括發(fā)送代理程序1528、接收代理程序1530和數(shù)據(jù)記錄器代理程序1532。
[0101]當(dāng)新車輛從銷售商或工廠離開時就采集已知數(shù)據(jù)(基線數(shù)據(jù))，并且遠(yuǎn)程代理程序1510假設(shè)這種初始數(shù)據(jù)是無故障的，并且表示車輛子系統(tǒng)和健康的性能數(shù)據(jù)的特征值。也就是，遠(yuǎn)程代理程序1510假設(shè)每輛車在離開工廠時都具有獨特的特征傳感器值，從其建立獨特的基線以體現(xiàn)車輛子系統(tǒng)健康的模型。
[0102]正如以上討論，故障/奇異檢測代理程序1524使用來自數(shù)據(jù)匯聚代理程序1518、數(shù)據(jù)記錄代理程序1520和學(xué)習(xí)代理程序1522的數(shù)據(jù)檢測奇異性。例如，故障/奇異檢測代理程序1522使用來自數(shù)據(jù)匯聚代理程序1518的數(shù)據(jù)來區(qū)分由于如操作模式變化或環(huán)境變化在數(shù)據(jù)值中造成的自然變化與由于車輛故障造成的變化。圖19顯示了用于遠(yuǎn)程代理程序1510的示范算法過程。
[0103]正如以上指出，在圖15中，通信代理程序1526包括發(fā)送代理程序1528、接收代理程序1530和數(shù)據(jù)記錄器代理程序1532。通信代理程序1526控制遠(yuǎn)程代理程序1510與連接到LAN1512的服務(wù)器代理程序(比如服務(wù)器代理程序122)和其他遠(yuǎn)程代理程序(未顯示)之間的通信。例如，發(fā)送代理程序1528使用無損失壓縮算法壓縮要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，接收代理程序1530接收來自服務(wù)器代理程序的數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)記錄器代理程序1532實現(xiàn)遠(yuǎn)程代理程序1510存儲車載數(shù)據(jù)，建立了與服務(wù)器代理程序的通信后向服務(wù)器代理程序廣播(或者當(dāng)通信中斷時作為臨時存儲器)。
[0104]在一個示范通信情景下，由遠(yuǎn)程代理程序監(jiān)視的子系統(tǒng)的一切性能數(shù)據(jù)都經(jīng)由專用通道被注入到服務(wù)器代理程序。這種情景需要高帶寬和恒定的車輛/服務(wù)器連接。這種情景對于在工廠的初始化或經(jīng)銷商訪問期間是理想的，并且將更及時地可存取，比如經(jīng)由下一代WiMax或認(rèn)知無線電。
[0105]在另一個示范通信情景下，只有選中的數(shù)據(jù)如最關(guān)鍵信號或車載處理結(jié)果才被發(fā)送到服務(wù)器代理程序。這種情況需要的帶寬小得多。這種情景實施了選擇過程以選擇所期望的高優(yōu)先級數(shù)據(jù)和信息用于向服務(wù)器代理程序發(fā)送。
[0106]正如以上討論，本公開的若干方面能夠?qū)嵤┰谲囕v制動系統(tǒng)中，機(jī)械和電子組件它都有。車輛制動系統(tǒng)是最關(guān)鍵的安全系統(tǒng)之一，所以一般建議每年檢查兩次。對制動系統(tǒng)中故障的早期檢測不僅節(jié)省了金錢而且預(yù)防了致命事故。參考以上討論的制動系統(tǒng)討論本公開的進(jìn)一步方面。
[0107]在示范實施例中，正如圖20描述，遠(yuǎn)程代理程序1510經(jīng)由LAN1512與車輛制動模塊通信，其中DCA1514收集了兩種信號:制動踏板壓力和車輛速度，被用于如確定該車輛的減速度速率(車輛響應(yīng))。DCA1514連續(xù)地監(jiān)視這些輸入信號。
[0108]DPA1516通過應(yīng)用適當(dāng)?shù)臑V波器降低信號中的噪聲量，把來自DCA1514的數(shù)據(jù)預(yù)處理為濾波后的制動踏板壓力和濾波后的車輛速度。數(shù)據(jù)匯聚代理程序1518逐步形成統(tǒng)計模型，比如圖21所示的模型，以便使用DPA1516的結(jié)果對健康的車輛定義制動踏板壓力量與車輛響應(yīng)之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)匯聚代理程序1518逐步形成概率模型，比如圖22所示的模型，方式為累積如在許多不同旅途上的統(tǒng)計模型的許多實例。
[0109]數(shù)據(jù)記錄代理程序1520為可以由起點/終點GPS位置確定的給定旅途存儲了一組新鮮數(shù)據(jù)。隨著時間流逝，制動系統(tǒng)的性能不可避免地開始下降，這由數(shù)據(jù)匯聚代理程序1518檢測為統(tǒng)計模型(數(shù)據(jù)快照)與概率模型之間的統(tǒng)計上的顯著差異，其中統(tǒng)計差異由比如方差分析(ANOVA)或X檢驗法準(zhǔn)則確定(概率模型使用比統(tǒng)計模型多得多的平均)。如果統(tǒng)計上的顯著差異在幾幅數(shù)據(jù)快照上持續(xù)，那么數(shù)據(jù)匯聚代理程序1518就發(fā)出奇異性(問題)存在的信號，并且懷疑有故障。圖22描述的示范概率模型包括子系統(tǒng)性能的健康區(qū)和故障區(qū)二者，其中“問題”區(qū)在圖22中被識別為從μ增加的距離。
[0110]學(xué)習(xí)代理程序1522也用于對比預(yù)期的故障制動行為與實際的故障制動行為，其中學(xué)習(xí)代理程序1522把基于物理的制動模型表示為按照不同等級的性能下降，比如剎車墊磨損，如以上討論它可以考慮氣候因素。學(xué)習(xí)代理程序1522能夠由服務(wù)器代理程序根據(jù)來自共同模型的多臺車輛的數(shù)據(jù)逐步形成，然后部署到遠(yuǎn)程代理程序1510以輔助把數(shù)據(jù)匯聚到特定的制動下降分類中。因此，學(xué)習(xí)代理程序1522不需要從目標(biāo)車輛所特有的數(shù)據(jù)起源，而是能夠由服務(wù)器發(fā)送到目標(biāo)車輛以便最好地匹配實際車輛數(shù)據(jù)，“最佳地”預(yù)測車輛響應(yīng)的輸出。這種“最佳”預(yù)測能夠利用實際數(shù)據(jù)與模型數(shù)據(jù)之間的均方根誤差描述制動下降的等級。類似方法使用已知正常模型與故障行為(已知問題)的對比的類似方式也可以用于查明制動問題的源頭(如剎車墊磨損、制動靴磨損或液壓問題)以確定車輛故障的根本原因。
[0111]另外，對多代理程序設(shè)置的診斷可以采用高等級的算法，其中每個算法塊自身都可以是實施以上討論的過程之一的代理程序或代理程序系列。
[0112]圖23展示了示范智能診斷算法，它包括監(jiān)視數(shù)據(jù)集、識別可能的問題以及采取適當(dāng)?shù)膭幼?。正如先前陳述，?dāng)車輛初始離開工廠或經(jīng)銷商時，系統(tǒng)假設(shè)該車輛的全部模塊都工作正常而且僅僅在某段時間后車輛的若干模塊才將開始顯示異常行為的征兆。因此，在圖23中算法的第一步驟2302，信號受到監(jiān)視。不過，因為無法在車輛的車載系統(tǒng)中存儲或向服務(wù)器代理程序廣播全部的可能記錄的數(shù)據(jù)，所以由DCA1518實施匯聚模式以監(jiān)視原始輸入并逐步形成統(tǒng)計模型比如直方圖以識別故障。無監(jiān)督學(xué)習(xí)代理程序1522與DCA1518并排地執(zhí)行并使用健康的數(shù)據(jù)訓(xùn)練，使得一旦故障發(fā)生，學(xué)習(xí)代理程序1522就能夠檢測出故障。
[0113]一旦車輛開始顯示異常行為，在步驟2304故障檢測代理程序1524就把輸入信號特征對照由DCA1518逐步形成的統(tǒng)計模型對比以識別問題。正如以上討論，在步驟2304學(xué)習(xí)代理程序1522也能夠識別問題。在以上討論的制動模型中，受監(jiān)視的數(shù)據(jù)集包括車輛滑移，制動器響應(yīng)所花的時間以及幾個其他因素。在步驟2306通過執(zhí)行算法識別出導(dǎo)致在步驟2304所識別問題的故障。
[0114]圖24的流程圖展示了檢測車輛中故障的算法，其中智能代理程序系統(tǒng)100進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)解決方案以緩解故障。步驟2402和2404與圖23的步驟類似。一旦在步驟2404識別了問題，便在步驟2406識別故障，它可以包括執(zhí)行對該故障進(jìn)行識別的算法。
[0115]在步驟2408，對該故障是否已知做出判斷。已知時，已知解決方案通?？捎糜诰徑夤收希诓襟E2410應(yīng)用它。否則，在步驟2412找到緩解該故障的解決方案。步驟2412可以包括與服務(wù)器代理程序或其他智能代理程序通信。一旦找到了解決方案，便在步驟2414應(yīng)用該解決方案以緩解所述故障。
[0116]圖25A是展示多代理程序算法的算法流程圖，用于由車輛的目標(biāo)或遠(yuǎn)程代理程序所執(zhí)行的故障檢測。在步驟2502，子系統(tǒng)的性能數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)集)受到監(jiān)視并在步驟2504識別問題。當(dāng)在步驟2504識別出問題時，便執(zhí)行算法搜尋以識別導(dǎo)致問題的故障。注意，所述問題是指奇異數(shù)據(jù)集或異常數(shù)據(jù)集，而故障是導(dǎo)致該奇異數(shù)據(jù)集或異常數(shù)據(jù)集的機(jī)械/電氣問題。未找到適當(dāng)?shù)乃惴〞r，便在步驟2510執(zhí)行與該車輛的其他目標(biāo)(或遠(yuǎn)程)代理程序的合作。
[0117]在步驟2512與其他目標(biāo)代理程序的合作未能找到識別故障的算法時，便在步驟2514執(zhí)行與服務(wù)器代理程序的合作。正如以上討論，由于服務(wù)器代理程序具有多得多的資源，所以這通常將引起的適當(dāng)?shù)乃惴ㄒ话l(fā)現(xiàn)。不過，未找到算法時，便在步驟2518存入該算法的若干事件。找到算法時，便在步驟2520應(yīng)用該算法。
[0118]在圖25B進(jìn)一步詳細(xì)地顯示了若干目標(biāo)代理程序之間在步驟2510的合作。注意，在步驟2522識別可用代理程序后跟隨的過程在步驟2524搜索可用代理程序的數(shù)據(jù)庫集以及在步驟2526交換此目標(biāo)代理程序與其他目標(biāo)代理程序之間的數(shù)據(jù)/結(jié)果。盡管以步驟2524然后步驟2526的次序顯示，但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，合作過程能夠重復(fù)其部分或全部，或者以不同的次序進(jìn)行(步驟2526先于步驟2524)。[0119]圖25C進(jìn)一步詳細(xì)顯示了目標(biāo)代理程序與服務(wù)器代理程序之間在步驟2514的合作。注意，在步驟2528與服務(wù)器代理程序的啟動通信(LAN初始化)后跟隨的過程在步驟2530與服務(wù)器代理程序共享受監(jiān)視數(shù)據(jù)集和初步結(jié)果(失敗的結(jié)果/失敗算法的結(jié)果)。然后服務(wù)器代理程序建立或找到識別該故障的算法，它在步驟2532收到。
[0120]在以上搜索適當(dāng)算法(步驟2508、2512和2516)中任何一次成功，都在步驟2520應(yīng)用該算法，如圖25A所示。在圖2?中進(jìn)一步詳細(xì)顯示了算法應(yīng)用步驟2520。注意，在步驟2534向涉及的目標(biāo)代理程序分發(fā)由服務(wù)器代理程序收到的算法后跟隨的過程在步驟2536在每個目標(biāo)代理程序處應(yīng)用該算法。在步驟2538對比了被應(yīng)用的算法的結(jié)果，并且在步驟2540識別出故障。從而能夠識別出該問題的根源。
【權(quán)利要求】
1.一種控制單元，包括: 處理器，被配置為執(zhí)行車輛的第一子系統(tǒng)的第一代理程序，所述第一代理程序包括故障檢測代理程序和通信代理程序， 所述故障檢測代理程序被配置為為了識別在所述第一子系統(tǒng)中的問題而監(jiān)視所述第一子系統(tǒng)的性能數(shù)據(jù)，在第一存儲器中存儲所述第一子系統(tǒng)所對應(yīng)的若干第一候選故障診斷過程，以及從所述若干第一候選故障診斷過程當(dāng)中搜索對引起所述第一子系統(tǒng)中所述問題的故障進(jìn)行識別的故障診斷過程，以及 所述通信代理程序被配置為當(dāng)所述故障檢測代理程序的搜索未能找到識別所述故障的所述故障診斷過程時與第二代理程序合作，與所述第二代理程序的所述合作包括對存儲著若干第二候選故障診斷過程的第二存儲器進(jìn)行搜索，向所述第二代理程序發(fā)送所述監(jiān)視的性能數(shù)據(jù)以及在所述第一與第二代理程序之間交換搜索結(jié)果數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的控制單元，進(jìn)一步包括: 網(wǎng)絡(luò)接口控制器，被配置為與所述第二代理程序的所述合作未能引起找到識別所述故障的所述故障診斷過程時建立所述第一代理程序與服務(wù)器代理程序之間的通信鏈接， 所述通信代理程序，被配置為從所述服務(wù)器代理程序接收服務(wù)器候選故障診斷過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的控制單元，其中，所述通信代理程序被配置為把所述服務(wù)器候選故障診斷過程分配到所述第一代理程序和所述第二代理程序的所述故障檢測代理程序。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的控制單元，其中， 所述通信代理程序接收所述第二代理程序應(yīng)用所述服務(wù)器候選故障診斷過程的結(jié)果，以及 所述故障檢測代理程序把所述故障檢測代理程序應(yīng)用所述服務(wù)器候選故障診斷過程的結(jié)果與所述第二代理程序應(yīng)用所述服務(wù)器候選故障診斷過程的結(jié)果進(jìn)行對比以識別所述故障。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的控制單元，其中，所述故障的識別事件記錄被存儲在所述第一存儲器中。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的控制單元，其中，所述服務(wù)器代理程序由所述控制器單元遠(yuǎn)程操作的服務(wù)器執(zhí)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的控制單元，其中， 所述網(wǎng)絡(luò)接口控制器被配置為通過網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建所述第一代理程序、所述第二代理程序與所述服務(wù)器代理程序之間的通信鏈接，以及 所述通信代理程序被配置為從所述服務(wù)器代理程序接收所述服務(wù)器候選故障診斷過程以響應(yīng):(I)所述服務(wù)器代理程序連接到所述網(wǎng)絡(luò)，以及(2)所述通信代理程序響應(yīng)所述服務(wù)器代理程序連接到所述網(wǎng)絡(luò)，向所述服務(wù)器代理程序傳送所述受監(jiān)視的性能數(shù)據(jù)以及在所述第一和第二代理程序之間交換的所述搜索結(jié)果數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的控制單元，其中，所述通信代理程序進(jìn)一步被配置為向所述服務(wù)器代理程序發(fā)送所述受監(jiān)視的性能數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和概率模型。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的控制單元，其中， 所述第二代理程序?qū)?yīng)于所述車輛的第二子系統(tǒng)，以及 所述第二代理程序被配置為監(jiān)視所述第二子系統(tǒng)的性能數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的控制單元，其中， 所述第一代理程序被配置為識別所述第一子系統(tǒng)與第二子系統(tǒng)的所述受監(jiān)視性能數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，以及 所述第一代理程序在所述第二存儲器中搜索根據(jù)所述相關(guān)性識別所述故障的所述故障診斷過程。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的控制單元，進(jìn)一步包括: 存儲器模塊，包括所述第一存儲器和第二存儲器作為離散的存儲體，其中，所述處理器進(jìn)一步被配置為執(zhí)行所述第二代理程序。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的控制單元，其中，所述第一代理程序進(jìn)一步包括匯聚代理程序，被配置為從所述受監(jiān)視性能數(shù)據(jù)產(chǎn)生統(tǒng)計模型和概率模型以預(yù)測未來問題的概率。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的控制單元，其中，所述故障檢測代理程序被配置為把所述第一子系統(tǒng)的所述受監(jiān)視性能數(shù)據(jù)與來自所述匯聚代理程序的所述統(tǒng)計和概率模型的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比以識別和預(yù)測在所述第一子系統(tǒng)中的問題。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1的控制單元，其中，所述搜索結(jié)果數(shù)據(jù)包括向所述受監(jiān)視性能數(shù)據(jù)的至少一部分應(yīng)用候選故障診斷過程的至少一部分的結(jié)果。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的控制單元，其中，所述候選故障診斷過程包括以下至少其一:(I)讀取所述受監(jiān)視子系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)的選定部分，(2)對比所述受監(jiān)視子系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)和閾值，(3)檢驗所述受監(jiān)視子系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)的計時要求，以及(4)報告或記錄所述受監(jiān)視子系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的控制單元，其中，所述第一代理程序進(jìn)一步包括學(xué)習(xí)代理程序，在健康的性能數(shù)據(jù)上進(jìn)行訓(xùn)練，并且被配置為通過對比所述受監(jiān)視性能數(shù)據(jù)和所述健康的性能數(shù)據(jù)而識別問題。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的控制單元，進(jìn)一步包括: 網(wǎng)絡(luò)接口控制器，被配置為通信地鏈接所述第一代理程序與所述第二代理程序，其中，所述第二代理程序由另一個控制單元的處理器執(zhí)行。
18.—種車輛，包括根據(jù)權(quán)利要求1的控制單元。
19.一種計算機(jī)可讀介質(zhì)，存儲著診斷車輛故障的程序，其由計算機(jī)執(zhí)行時，執(zhí)行用于識別導(dǎo)致車輛子系統(tǒng)中問題的故障的方法，所述方法包括: 執(zhí)行車輛第一子系統(tǒng)的第一代理程序，所述第一代理程序包括故障檢測代理程序和通信代理程序； 由所述故障檢測代理程序為了識別在所述第一子系統(tǒng)中的問題而監(jiān)視所述第一子系統(tǒng)的性能數(shù)據(jù)； 由所述故障檢測代理程序從第一存儲器中存儲的與所述第一子系統(tǒng)對應(yīng)的若干第一候選故障診斷過程當(dāng)中搜索對引起所述第一子系統(tǒng)中問題的故障進(jìn)行識別的故障診斷過程；以及 當(dāng)所述故障檢測代理程序的所述搜索未能找到識別所述故障的所述故障診斷過程時由所述通信代理程序與第二代理程序合作，所述合作包括對存儲著若干第二候選故障診斷過程的第二存儲器進(jìn)行搜索，向所述第二代理程序發(fā)送所述監(jiān)視的性能數(shù)據(jù)以及在所述第一代理程序與第二代理程序之間交換搜索結(jié)果數(shù)據(jù)。
20.一種方法，用于識別導(dǎo)致車輛子系統(tǒng)中問題的故障，所述方法包括: 執(zhí)行車輛第一子系統(tǒng)的第一代理程序，所述第一代理程序包括故障檢測代理程序和通信代理程序； 由所述故障檢測代理程序為了識別在所述第一子系統(tǒng)中的問題而監(jiān)視所述第一子系統(tǒng)的性能數(shù)據(jù)； 由所述故障檢測代理程序從第一存儲器中存儲的與所述第一子系統(tǒng)對應(yīng)的若干第一候選故障診斷過程當(dāng)中搜索對引起所述第一子系統(tǒng)中的問題的故障進(jìn)行識別的故障診斷過程；以及 當(dāng)所述故障檢測代理程序的所述搜索未能找到識別所述故障的所述故障診斷過程時由所述通信代理程序與第二代理程序合作，所述合作包括對存儲著若干第二候選故障診斷過程的第二存儲器進(jìn)行搜索，向所述第二代理程序發(fā)送所述監(jiān)視的性能數(shù)據(jù)以及在所述第一代理程序與第二代理程序之`間交換搜索結(jié)果數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G06F11/00GK103493019SQ201280018506
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月29日
【發(fā)明者】S·吉麥爾, D·普羅科霍爾夫 申請人:豐田自動車工程及制造北美公司