传感器故障的检测和重建制造技术

提供了用于检测传感器中的故障并重构输出信号而不使用故障传感器的方法和系统。在一个实施例中，方法包括：通过处理器接收指示来自第一传感器的测量值的传感器数据；通过处理器接收指示来自多个其它传感器的测量值的传感器数据；通过处理器计算基于车辆模型的虚拟值和来自多个其它传感器的传感器数据；通过处理器计算来自第一传感器的测量值与虚拟值之间的残差；通过处理器基于残差检测第一传感器中是否存在故障；并且当检测到传感器中的故障时，通过处理器基于虚拟值而不是测量值生成控制值。

Detection and reconstruction of sensor faults

A method and system for detecting faults in a sensor and reconstructing an output signal without using a fault sensor is provided. Including the method in one embodiment, indicating sensor data from the first sensor measurement value by the processor receives instructions; measuring sensor data from a number of other sensor values through the processor receives through the processor; virtual value calculation of the vehicle model and sensor data from a number of other sensors based on measurements from calculation by the processor; the first value of the sensor and the residual value of the virtual processor based on whether there is a fault; the first residual detection sensor; and when the fault is detected in the sensor, the processor based on the virtual value instead of the measured value for generating a control value.

【技术实现步骤摘要】
传感器故障的检测和重建
本
大体涉及车辆控制系统中的传感器故障的检测，并且涉及通过故障传感器测量的传感器值的重建。
技术介绍
现代汽车通常包含控制系统以协助驾驶员控制车辆。例如，控制系统可以通过在诸如轮胎在路面上失去牵引力的极端驾驶状况下稳定车辆来协助驾驶员。控制系统的操作通常取决于各种传感器的输入，比如偏航率传感器、横向加速度传感器、纵向加速度传感器和/或车轮速度传感器。传感器故障可能在控制系统中造成不可预测的结果。一些传感器监控系统需要两个传感器。例如，将主传感器输出与次级传感器输出进行比较，如果主传感器输出偏离次级传感器输出一定的量，就记录下传感器的故障。需要冗余传感器的监控系统价格昂贵。因此，期望提供不一定需要冗余传感器的方法和系统。此外，期望提供即使使用故障传感器也能控制系统的方法和系统。结合附图以及前文所述的
和
技术介绍
，根据下文的详细描述和所附权利要求，本专利技术进一步期望的特征和特点将变得显而易见。
技术实现思路
提供了用于检测传感器中的故障并重构输出信号而不使用故障传感器的方法和系统。在一个实施例中，方法包括：通过处理器接收指示来自第一传感器测量值的传感器数据；通过处理器接收指示来自多个其它传感器的测量值的传感器数据；通过处理器计算基于车辆模型的虚拟值和来自多个其他传感器的传感器数据；通过处理器计算来自第一传感器的测量值与虚拟值之间的残差；通过处理器基于所述残差检测所述第一传感器中是否存在故障；以及当检测到传感器中的故障时，通过处理器基于虚拟值而不是测量值生成控制值。在一个实施例中，系统包括非暂时性计算机可读介质。该非暂时性计算机可读介质包括第一模块，该第一模块通过处理器接收指示来自第一传感器的测量值的传感器数据，该第一模块通过处理器接收指示来自多个其它传感器的测量值的传感器数据，并且该第一模块通过处理器计算基于车辆模型的虚拟值和来自多个其它传感器的传感器数据。该非暂时计算机可读介质还包括第二模块，该第二模块通过处理器计算来自第一传感器的测量值与虚拟值之间的残差。该非暂时性计算机可读介质还包括第三模块，该第三模块通过处理器基于所述残差来检测所述第一传感器中是否存在故障，并且当检测到传感器中的故障时，通过处理器基于虚拟值而不是测量值来生成控制值。附图说明下文将结合以下附图来描述示例性实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：图1是具有根据各项实施例所述的传感器故障监视系统的车辆的功能框图；图2是根据各项实施例所述的传感器故障监测系统的数据流程图；以及图3是根据各项实施例所述的传感器故障监视方法的流程图。具体实施方式应当理解，在整个附图中，相应的附图标记表示相似或相应的部件和特征。如本文所使用的，术语模块是指单独地或任意组合的任何硬件、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、处理器(共享、专用或群组)和执行一个或多个软件或固件程序的存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其它合适的部件。本文可能在功能和/或逻辑块部件和各种处理步骤方面描述实施例。应当理解，这样的块部件可以通过任何数量的硬件、软件和/或固件部件来实现，所述硬件、软件和/或固件部件被配置为执行指定功能。例如，一个实施例可以采用各种集成电路部件，比如存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，这些集成电路部件可以在一个或多个微处理器或其他控制装置的控制下执行各种功能。此外，本领域技术人员将理解，可以结合任何数量的控制系统来实施该实施例，并且本文所述的车辆系统仅仅是一个示例性实施例。为了简洁起见，本文中不能详细描述与信号处理、数据传输、信令、控制以及系统(以及系统的各个操作部件)的其它功能方面有关的常规技术。此外，本文包含的各个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/或物理耦合。应当注意，在各种实施例中可以存在许多备选或附加的功能关系或物理连接。现在参考图1，经显示，车辆12包括根据各种实施例的传感器故障监测系统10。尽管此处所示的图示出了具有某些元件布置的示例，但是在实际实施例中可以存在附加的中间元件、设备、特征或部件。还应当理解，图1仅仅是说明性的，可能不按比例绘制。如图所示，车辆12包括至少一个控制模块14。控制模块14控制车辆12的一个或多个部件16a-16n。部件16a-16n可以与车辆12的自主或半自主系统相关联。例如，控制模块14控制车辆12的制动系统(未示出)，转向系统(未示出)和/或底盘系统(未示出)的车辆部件16a-16n，每个车辆12可以自主控制(比如，无驱动器输入)和/或半自主控制(比如，使用某些驱动程序输入)。在各项实施例中，控制模块14包括至少一个处理器18、存储器20以及一个或多个输入和/或输出(I/O)设备22。I/O设备22跟与车辆12的部件16a-16n相关联的一个或多个传感器和/或致动器进行通信。存储器20存储可通过处理器18执行的指令。存储在存储器20中的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。在图1的示例中，存储在存储器20中的指令是主操作系统(MOS)24和一个或多个部件控制系统26的一部分。主操作系统24包括用于控制控制模块14的性能的逻辑，并提供调度、输入输出控制、文件和数据管理、存储器管理以及通信控制和相关服务。部件控制系统26包括用于控制一个或多个相关部件16a-16n的性能的逻辑。在各项实施例中，该指令还是本文所述的传感器故障监测系统10的部分。当控制模块14处于运行状态时，处理器18被配置为执行存储在存储器20内的指令，以便向存储器20传送数据和从存储器20传送数据，并且通常根据指令来控制车辆12的操作。处理器18可以是定制的或可商购的任何处理器、中央处理单元(CPU)、与控制模块14相关联的多个处理器之间的辅助处理器、基于半导体的微处理器(以微芯片或芯片组的形式)、大型处理器，或通常用于执行指令的任何设备。在各种实施例中，处理器18执行传感器故障监视系统10的指令。传感器故障监测系统10通常确定与车辆12的部件16a-16n相关联的一个或多个传感器15a-15n的一个或多个故障。在各项实施例中，传感器15a-15n可以包括偏航角速度传感器、横向加速度传感器和/或纵向加速度传感器。在各项实施例中，传感器故障监测系统10基于虚拟值和测量值来确定传感器之一的一个或多个故障。可以基于一个或多个车辆模型来计算虚拟值。车辆模型把除了被监测的传感器之外的传感器测量的传感器值纳入考虑，下文将更详细地讨论。在各项实施例中，当检测到传感器的故障时，传感器故障监测系统10基于所计算的虚拟值重建传感器值，下文将更详细地讨论。在各项实施例中，所生成的计算得到的虚拟值可以用作部件控制系统26的输入，以控制部件16a-16n。例如，计算出的虚拟值可以更具体地用于车辆稳定性系统或电子稳定性程序中，比如主动前轮或后轮转向系统，其帮助车辆操作者响应于检测到的旋转而转动车辆12的方向盘，比如根据道路状况和车辆运行条件改变车辆悬置的主动悬挂系统，比如辅助车辆操作者响应车辆12的预计之外的转弯或偏转的自动制动系统，比如防抱死制动系统，其帮助车辆操作者响应具有低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机实现的方法，其包括：通过处理器接收指示来自第一传感器的测量值的传感器数据；通过处理器接收指示来自多个其它传感器的测量值的传感器数据；通过处理器计算基于车辆模型的虚拟值和来自所述多个其它传感器的所述传感器数据；通过处理器计算来自所述第一传感器的所述测量值与所述虚拟值之间的残差；通过处理器基于所述残差检测所述第一传感器中是否存在故障；以及当检测到所述传感器中的故障时，通过处理器基于所述虚拟值而不是所述测量值生成控制值。

【技术特征摘要】
2016.07.19 US 15/2141621.一种计算机实现的方法，其包括：通过处理器接收指示来自第一传感器的测量值的传感器数据；通过处理器接收指示来自多个其它传感器的测量值的传感器数据；通过处理器计算基于车辆模型的虚拟值和来自所述多个其它传感器的所述传感器数据；通过处理器计算来自所述第一传感器的所述测量值与所述虚拟值之间的残差；通过处理器基于所述残差检测所述第一传感器中是否存在故障；以及当检测到所述传感器中的故障时，通过处理器基于所述虚拟值而不是所述测量值生成控制值。2.根据权利要求1所述的方法，其中，检测是否存在故障包括将所述残差与自适应故障阈值进行比较。3.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述残差与所述自适应故障阈值进行比较包括在预定时间段内检测所述残差是否超过所述自适应阈值。4.根据权利要求3所述的方法，其中，使用驱动条件和动态区域中的至少一个来计算所述自适应故障阈值。5.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述控制值是基于计算的加权虚拟值。6.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述控制值是基于多个计算的虚拟值...

【专利技术属性】
技术研发人员：SK·陈，N·K·莫什查克，B·B·利特高希，R·泽瑞哈拉姆，A·卡杰普尔，W·梅莱克，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US