用于检测车辆控制系统中的故障的方法和系统与流程

本发明涉及车辆控制系统，特别是用于检测车辆控制系统中的故障的方法和系统。
背景技术：
：现代车辆控制系统包括系统，子系统和控制器的网络，它们相互作用以控制车辆的各种部件。例如，车辆控制系统可以包括与车辆的特征的域(domain)(例如车辆动力学)相关联的子系统。这些子系统中的每一个都可以包括与该域的特征相关联的一个或多个电子控制单元(ECUs)，例如，车辆动力学子系统可以包括与制动相关的ECU。这些子系统还包括与各域子系统相关的功能单元。功能单元可以例如是制动致动传感器。这些功能单元通常相互连接，这使得快速检测和定位故障成为挑战。对于包括许多子系统来针对车辆各个方面进行通信和控制的这些车辆控制系统，对大量电子控制系统进行测试和验证是非常重要的。此外，车辆控制系统中特征数量的不断增加继而又增加了车辆生产成本中与控制系统相关的比例。如用于车辆控制系统的故障检测方法和系统能够在生产和研发期间高效且有效地检测故障，则其会降低生产成本并提高车辆可靠性。技术实现要素：因此，通过提供按照下文所提出的独立权利要求的方案，本发明优选是要单独地或以任何组合的方式来减轻或消除本领域中的一个或多个上述缺陷，并至少解决上述问题。根据第一方面，提供了一种用于检测车辆控制系统中的故障的方法，所述车辆控制系统包括功能单元，所述功能单元具有相关联的唯一素数(primenumber)标签。所述方法包括调用每个所述功能单元，所述调用包括一可读且可更新的整数遍历值(traversalvalue)，在所述功能单元正常工作的情况下，将所述遍历值更新为所述调用中的所述遍历值与当前调用的功能单元的标签的乘积，在有故障的情况下不更新所述遍历值；以及，根据所述遍历值，通过与预期遍历值的比较，确定是否有功能单元有故障，并且，在所述遍历值不等于所述预期遍历值的情况下，通过唯一素因子分解算法(uniqueprimefactorizationalgorithm)确定哪个功能单元有故障。在一个实施例中，所述车辆控制系统包括两个或更多个功能单元。可以按照从数字2开始的素数的升序来关联所述唯一素数标签。在一个实施例中，通过将所述遍历值与预期遍历值进行比较来检测故障单元，如果存储值不等于预期值，则通过唯一素因子分解算法来确定丢失的素因子(primefactor)。所述方法还可以包括访问一列表，所述列表将一功能单元的描述符与一唯一素数标签相关联，以确定任何有故障的功能单元的所述描述符。在一个实施例中，所述车辆控制系统还包括与车辆硬件相关联的子系统，其中，所述子系统包括所述功能单元，所述方法还包括将所述功能单元与包括其的所述子系统相关联。在一个实施例中，可以从所述车辆控制系统所包括的所述功能单元中选择一功能单元子集，使得仅测试该子集的相关或相关联的功能单元。根据第二方面，提供了一种在车辆控制系统中用于检测故障的控制器，所述车辆控制系统包括功能单元。所述车辆控制系统的每个所述功能单元分配有唯一素数标签，所述唯一素数标签是从数字2开始的素数的升序中选出。用于检测故障的所述控制器包括：调用所述功能单元的装置，其中，对所述功能单元的所述调用包括一可读且可更新的整数遍历值；用于在所述功能单元正常工作的情况下将所述遍历值更新为所述调用中的所述遍历值与当前被调用的功能单元的标签的乘积以及在有故障的情况下不更新所述遍历值的装置；以及一处理单元，所述处理单元被编程为利用唯一素因子分解算法在有故障功能单元的情况下确定哪个功能单元有故障。在一个实施例中，所述处理单元被编程为通过将存储在检测信号中的所述乘积与一预期遍历值进行比较来检测任何故障功能单元，如果所存储值不等于所述预期遍历值，则通过唯一素因子分解算法确定丢失的素因子。根据第三方面，提供了一种方法，所述方法用于提供至少一个实施单元(implementedunit)。所述方法包括向一功能单元分配一唯一素数标签，其中，所述唯一素数标签是在从数字2开始的素数的升序中选出分配的。根据第四方面，提供了一种系统，所述系统包括车辆的硬件部件以及根据第三方面所述的控制器，所述车辆的硬件部件与一个或多个功能单元相关联。附图说明通过以下的详细描述并参考附图来呈现其他目的、特征和优点，其中：图1是根据一个实施例的方法的示意图；图2是根据另一实施例的方法的示意图；图3是根据一个实施例的方法的框图；图4是根据示例1的方法的框图；图5是根据示例2的方法的框图；图6是根据示例3的方法的框图。具体实施方式本发明的以下描述涉及用于检测车辆控制系统中的故障的方法、控制器和系统，车辆控制系统包括功能单元，功能单元具有相关联的唯一素数标签。功能单元可以与车辆的具体部件相关联。例如，功能单元可以与那些与车辆的运动直接相关的部件相关联，例如制动致动传感器。功能单元也可以与那些与车辆辅助方面相关的部件相关联，例如座椅加热控制器。通过所描述的方法、控制器和系统，可以高效且有效地检测和定位一个或多个功能单元的故障。车辆控制系统可以包括一个或多个功能单元，例如两个或更多个。功能单元可以是由软件实现的。功能单元被分配唯一素数标签以使之能够被识别。该方法20总体上示出于图2中。在运行期间或运行之前，并且优选在访问功能单元之后22，可以将唯一素数标签分配24给功能单元。唯一素数标签在贯穿整个故障检测方法中用作功能单元的标识符。分配唯一素数标签的理想方法是从素数2开始的成升序的素数中来分配唯一素数标签。也就是说，第一个功能单元的唯一素数标签分配的是数字2，第二个功能单元的唯一素数标签分配的是数字3，第三个功能单元的唯一素数标签分配的是数字5，等等。素数1优选地不被用作功能单元的唯一素数标签。在故障检测方法中可以调用每个功能单元。图1中示意性地示出了故障检测方法10。对功能单元的该调用12包括一遍历值。该遍历值是一整数值，其可以由相应接收的功能单元进行读取和更新。在故障检测期间提供14给第一个功能单元的遍历值是值1。在收到该调用时，在该接收功能单元正常工作的情况下，该接收功能单元可以将该遍历值更新16成包含在该调用中的遍历值与当前被调用的功能单元的唯一素数标签的乘积。该乘法运算产生一整数乘积，该整数乘积是该接收功能单元的唯一素数标签与所有之前被调用的且没有出现故障的功能单元的乘积的乘积。然后将该遍历值更新成等于该乘积。处于故障状态下的故障功能单元不会更新该遍历值。因此，有故障的功能单元不会改变该遍历值。然后，该遍历值在一调用中又传递至下一个功能单元。该下一个功能单元用其自身的唯一素数标签来重复上述的乘法过程。为了确定是否有功能单元有故障，可以将该遍历值与一预期的遍历值进行比较。为了确定18有故障的功能单元而使用了唯一素因子分解算法。在该遍历值被传递至一个或多个功能单元之后，将其与一预期的遍历值进行比较。该预期遍历值可以是要进行故障检测的系统中的功能单元的所有唯一素数标签的乘积。例如，如果该系统包括分别具有唯一素数标签为2、3、5、7的功能单元，则该预期遍历值是2×3×5×7＝210。如果该遍历值等于该预期遍历值，则表示在该系统中未检测到故障。如果该遍历值不等于该预期遍历值，则表示检测到一个或多个故障功能单元。通过唯一素因子分解算法来确定有故障的功能单元。下面描述一种唯一素因子分解算法。该遍历值首先除以该遍历值的最小素因子(primefactor)。如果商不是素数，则随后将该商除以下一个最小素因子。针对随后的素因子重复该过程，直到该商是一个素数。如果该商在任一点处是一个素数了，则停止该过程，并且将素除数(primedivisors)的集合与预期的唯一素数标签的集合进行比较。在素除数的集合中缺失的唯一素数标签即是有故障的功能单元的唯一素数标签。利用该方法，可以检测单个功能单元中的故障，如示例2所述。也可以检测多个功能单元中的故障。示例3中描述了检测多个功能单元中的故障。该车辆控制系统还可以包括与车辆硬件相关联的子系统。在这种情况下，这些子系统包括这些功能单元。例如，传动系子系统可以包括与车辆的传动系相关的组合硬件相关联的多个功能单元。如果功能单元被包括在子系统中，则该故障检测方法可以进一步包括将功能单元与包含其的子系统相关联的步骤。用于车辆控制系统中的该故障检测方法还可以包括确定哪个硬件部件与功能单元相关联的步骤。该方法可以包括访问一列表，该列表将硬件描述符与功能单元相关联。该列表可以包括唯一素数标签的序列，其是这些功能单元的唯一素数标签。该列表还可以包括车辆硬件部件的基于文本或其它形式的描述符，每个唯一素数标签与一描述符相关。该描述符可以是车辆硬件部件的任何的机器或人可读的描述符或ID。本文还公开了一种在包括功能单元的车辆控制系统中用于检测故障的控制器。为了进行识别，车辆控制系统的每个功能单元可以被分配一个唯一素数标签，该唯一素数标签是从2开始的素数的升序中选出。用于检测故障的控制器还包括调用功能单元的装置，其中，对该功能单元的调用包括一可读和可更新的遍历值，以便能够识别哪个功能单元有故障。该控制器包括一装置，该装置在功能单元正常工作的情况下，将遍历值更新为包含在该调用中的遍历值与当前被调用的功能单元的唯一素数标签的乘积，并且，在功能单元处于故障的情况下，不会更新该遍历值。该控制器还检测功能单元是否发生故障，这是由于该控制器提供了用于将遍历值与一预期遍历值进行比较的装置，以及用于确定哪个功能单元有故障的的装置。在遍历值等于该预期遍历值的情况下，则表示在车辆控制系统中没有检测到故障。在遍历值不等于该预期遍历值的情况下，则表示在车辆控制系统中控制器存在一个或多个故障。该控制器可以通过唯一素因子分解算法来确定哪个功能单元存在故障。一种车辆可以包括一种系统，该系统包括车辆的至少一个硬件部件以及上文描述的控制器，该至少一个硬件部件与一个或多个功能单元相关联。例如，系统可以包括硬件部件(诸如制动致动传感器)、如上所述的控制器以及至少一个功能单元。该系统还可以包括一列表，该列表将硬件描述符与功能单元相关联。图3中示出了根据一个实施例的方法和控制器的框图表示30。该唯一素数标签31标识一个功能单元32。还可以存在乘法器33，该乘法器用于将遍历值与唯一素数标签31相乘。存储器单元34可存储遍历值和唯一素数标签的乘积。可以存在多个功能单元35、36。故障比较器和唯一素因子分解单元37可以确定是否有功能单元有故障，以及如果有，则确定哪各功能单元有故障。这些功能单元可以是串联连接。这些功能单元也可以是并联连接。这些功能单元也可以是串联和并联的组合连接。在一个实施例中，这些功能单元可以是从车辆控制系统中所包含的功能单元中选出的一个子组(subgroup)。在该实施例中，该功能单元子组可以与车辆的一具体功能相关联。在一个实施例中，该功能单元子组可以与车辆的多个相关功能相关联。该功能单元子组的预期遍历值是包含在功能单元子组中的每个功能单元的唯一素数标签的乘积。处理单元负责该方法的整体工作和控制。该处理单元可以用任何已知的控制器技术来实现，包括但不限于处理器(PLC、CPU、DSP)、FPGA、ASIC或能够执行预期功能的任何其它合适的数字和/或模拟电路。该处理单元构成了本文所述的该方法的一种实施方式。最后，该系统和控制器可以具有一存储器，该存储器可操作地连接到该处理单元。该存储器可以通过任何已知的存储器技术来实现，包括但不限于E(E)PROM、S(D)RAM和闪存，并且它还可以包括诸如磁盘或光盘的辅助存储器。物理上，该存储器可以由一个单元或多个单元组成，它们一起构成逻辑层面的存储器。除了存储通常可用的各种功能和应用的各种程序指令和数据之外，该存储器还包括用于在该控制器、系统或处理单元中执行的控制软件应用的程序指令和工作数据。各示例示例1——不存在故障车辆控制系统包括4个功能单元F1-4，这些功能单元按照从数字2开始的唯一素数的顺序分配了下列唯一素数标签。功能单元唯一素数标签F12F23F35F47第一个功能单元F1以初始遍历值1被调用。第一个功能单元F1没有故障，并将遍历值更新为等于1×2＝2。然后，第二个功能单元F2以遍历值2被调用。第二个功能单元F2没有故障，并将遍历值更新为等于2×3＝6。然后用遍历值为6调用第三个功能单元F3。第三个功能单元F3没有故障，并将遍历值更新为等于6x5＝30。然后，以遍历值30调用第四个功能单元F4。第四个功能单元F4没有故障，并将遍历值更新为等于30x7＝210。然后将遍历值与预期的遍历值进行比较。在这种情况下，预期遍历值为2x3x5x7＝210。这两个值相等，因此系统中未检测到故障。该示例在图4中以框图表示。示例2——检测到一个故障车辆控制系统包括4个功能单元F1-4，这些功能单元按照从数字2开始的唯一素数的顺序分配了下列唯一素数标签。功能单元唯一素数标签F12F23F35F47第一个功能单元F1以初始遍历值1被调用。第一个功能单元F1是有故障的，因此不更新遍历值。然后使用遍历值1，即未更新的遍历值来调用第二个功能单元F2。第二个功能单元F2没有故障，并将遍历值更新为等于1×3＝3。然后，以遍历值3调用第三个功能单元F3。第三个功能单元F3没有故障，并且将遍历值更新为等于3×5＝15。然后，以遍历值15调用第四个功能单元F4。第四个功能单元F4没有故障，并更新遍历值等于15×7＝105。然后将真实遍历值与预期遍历值进行比较。在这种情况下，预期遍历值为2×3×5×7＝210。这两个值不相等，因此在车辆控制系统中存在故障。可以通过如上所述的素因子分解算法来确定有故障的功能单元。该真实遍历值除以最小素因子。105的最小素因子是3，因此，105除以3得到商35。将因子3添加到真实遍历值因子的集合中。然后将先前的商35除以下一个最小素因子5，得到商7。因子5被添加到该真实遍历值因子的集合。然后将先前的商7除以下一个最小素因子7，得到商为1。将因子7添加到真实遍历值因子的集合。由于先前的商是1，是素数，所以算法停止。然后将真实遍历值因子的集合与预期的唯一素数标签集合进行比较。真实遍历值因子＝{3,5,7}预期的唯一素数标签集合＝{2,3,5,7}在该示例中，缺失的因子是2。因此，具有标签2的功能单元是有故障的。此后，具有标签2的功能单元可以与一列表进行比较，该列表将功能单元与车辆的子系统和具体硬件部件相关联。例如，具有唯一素数标签2的该功能单元可以包含在与车辆动力学相关的子系统中并且与制动致动传感器相关联。该示例在图5中以框图表示。示例3——检测到两个故障车辆控制系统包括4个功能单元F1-4，这些功能单元按照从数字2开始的唯一素数的顺序分配了下列唯一素数标签。功能单元唯一素数标签F12F23F35F47第一个功能单元F1以初始遍历值为1被调用。第一个功能单元F1有故障，因此不更新遍历值。然后，第二个功能单元F2被调用，遍历值为1，即未更新的遍历值。第二个功能单元F2没有故障，并将遍历值更新为等于1×3＝3。然后使用遍历值3来调用第三个功能单元F3。第三个功能单元F3有故障，因此不更新遍历值。然后，以遍历值3调用第四个功能单元F4。第四个功能单元F4没有故障，并将遍历值更新为等于3×7＝21。然后比较真实遍历值与预期遍历值。在这种情况下，预期遍历值为2×3×5×7＝210。真实遍历值为21，这两个值不相等，因此在车辆控制系统中存在故障。可以通过如上所述的素因子分解算法来确定有故障的功能单元。该真实遍历值除以最小素因子。21的最小素因子是3，因此，21除以3，得到商7。因子3被添加到真实遍历值因子集合中。由于之前的商是7，是一个素数，算法停止。然后将真实遍历值因子集合与预期的唯一素数标签集合进行比较。真实遍历值因子＝{3,7}预期的唯一素数标签集合＝{2,3,5,7}在该示例中，存在两个缺失因子2和5。因此，具有标签2和5的功能单元是有故障的。此后，具有标签2和5的功能单元可以与一列表进行比较，如上所述，该列表将功能单元与车辆的子系统和具体硬件部件相关联。该示例在图6中以框图表示。当前第1页1 2 3