用于检测道路碰撞事件和用于诊断底盘部件中的异常的方法和系统与流程

本实施例涉及检测道路碰撞事件和诊断底盘部件中的异常。具体地，一个或多个实施例可以涉及检测已发生道路碰撞事件。一个或多个实施例可以诊断底盘部件中的异常。道路碰撞事件的检测和异常的诊断可以彼此结合执行，或者可以彼此独立地执行。

背景技术：

车辆可以使用一个或多个传感器系统来产生信号。一个示例传感器系统是轮速传感器系统。轮速传感器可以检测车辆回转轮的角速度。例如，传感器可以检测与车轮结合移动的齿形转子的移动。传感器系统的其它示例包括转向角传感器系统、电子动力转向电动机位置传感器系统和/或加速度计传感器系统。这些其它示例传感器的信号也可以由一个或多个实施例使用。

技术实现要素：

在示例性实施例中，一种方法包括由车辆的电子控制器接收多对脉冲计数和时间戳。该方法还包括确定与每次脉冲计数变化的时间戳中的第一增量对应的第一值。该方法还包括确定与每次脉冲计数变化的时间戳中的第二增量对应的第二值。该方法还包括基于第一值与第二值之间的比较来确定是否已经发生道路碰撞。该方法还包括如果已经确定道路碰撞已经发生，则传输道路碰撞已经发生的指示。

在另一个示例性实施例中，确定道路碰撞是否已经发生包括确定第一值与第二值之间的比率，并且将该比率与阈值比率范围进行比较。

在另一个示例性实施例中，确定第一值和第二值是基于连续的脉冲计数和时间戳对。

在另一个示例性实施例中，该方法还包括如果已经确定道路碰撞已经发生，则触发对车辆部件的诊断。

在另一个示例性实施例中，对车辆部件的诊断包括确定振动分量是否显著存在于车辆的轮速曲线内。

在另一个示例性实施例中，振动分量具有与车辆的轮速频率或车辆的轮速频率谐波对应的频率。

在另一个示例性实施例中，对车辆部件的诊断包括基于轮速的频率或轮速的谐波频率、轮速采样频率以及采样步长来产生离散余弦信号。

在另一个示例性实施例中，对车辆部件的诊断包括基于轮速、离散余弦信号的周期以及离散余弦信号来确定求和曲线。

在另一个示例性实施例中，对车辆部件的诊断包括将确定的求和曲线与阈值求和以及阈值时间段进行比较。

在另一个示例性实施例中，对车辆部件的诊断包括如果确定的求和曲线超过阈值时间段内的阈值求和，则传输车辆被维修的指示。

在另一个示例性实施例中，一种车辆内的系统包括电子控制器，该电子控制器被配置为接收多对脉冲计数和时间戳。电子控制器还被配置为确定与每次脉冲计数变化的时间戳中的第一增量对应的第一值。电子控制器还被配置为确定与每次脉冲计数变化的时间戳中的第二增量对应的第二值。电子控制器还被配置为基于第一值与第二值之间的比较来确定是否已经发生道路碰撞。电子控制器还被配置为如果已经确定道路碰撞已经发生，则传输道路碰撞已经发生的指示。

在另一个示例性实施例中，确定道路碰撞是否已经发生包括确定第一值与第二值之间的比率，并且将该比率与阈值比率范围进行比较。

在另一个示例性实施例中，确定第一值和第二值是基于连续的脉冲计数和时间戳对。

在另一个示例性实施例中，电子控制器进一步被配置为如果已经确定道路碰撞已经发生，则触发对车辆部件的诊断。

在另一个示例性实施例中，对车辆部件的诊断包括确定振动分量是否显著存在于车辆的轮速曲线内。

在另一个示例性实施例中，振动分量具有与车辆的轮速频率或车辆的轮速频率谐波对应的频率。

在另一个示例性实施例中，对车辆部件的诊断包括基于轮速的频率或轮速的谐波频率、轮速采样频率以及采样步长来产生离散余弦信号。

在另一个示例性实施例中，对车辆部件的诊断包括基于轮速、离散余弦信号的周期以及离散余弦信号来确定求和曲线。

在另一个示例性实施例中，对车辆部件的诊断包括将确定的求和曲线与阈值求和以及阈值时间段进行比较。

在另一个示例性实施例中，对车辆部件的诊断包括如果确定的求和曲线超过阈值时间段内的阈值求和，则传输车辆被维修的指示。

从结合附图取得的本公开的最佳模式的以下详细描述，上述特征和优点以及本公开的其它特征和优点显而易见。

附图说明

其它特征、优点和细节仅借助于示例出现在以下详细描述中，该详细描述参考附图，其中：

图1示出了一个或多个实施例的示例传感器系统；

图2示出了由一个或多个实施例的传感器系统产生的示例电波形；

图3示出了由一个或多个实施例的电子控制模块确定和传输的一系列脉冲计数和时间戳对；

图4示出了根据一个或多个实施例的如何周期性地确定脉冲计数和时间戳对的示例；

图5示出了根据一个或多个实施例的轮速和轮速内的振动分量的表示；

图6示出了根据一个或多个实施例的确定轮速的表示内的检测到的振动分量的显著性的方法；

图7示出了根据一个或多个实施例的显著存在于轮速曲线中的检测到的振动分量；

图8描绘了根据一个或多个实施例的方法的流程图；以及

图9描绘了可以用于实施一个或多个实施例的计算系统的高级框图。

具体实施方式

以下描述仅仅具有示例性本质并且不旨在限制本公开、其应用或用途。应当理解的是，在整个附图中，对应的附图标号指示相同或对应的部分和特征。如本文所使用，术语模块是指处理电路，其可包括专用集成电路(asic)、电子电路、处理器(共享、专用或成组)以及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/或提供所述功能性的其它合适部件。

一个或多个实施例涉及一种用于确定车辆是否经历道路碰撞事件的方法和系统。道路碰撞事件的示例可以包括在道路上行驶时与坑洞接触、与路缘接触，和/或遇到任何其它类型的突然碰撞。如下面更详细地描述的，一个或多个实施例可以至少基于与轮速脉冲计数和时间戳对应的接收的输入来确定道路碰撞事件是否已经发生。可以使用现有传感器来实施一个或多个实施例，而无需安装任何另外传感器。

一个或多个实施例可以使用诊断算法来确定车辆是否正常操作。例如，当操作自主车辆时，可能需要检查/诊断车辆的底盘部件。因而，一个或多个实施例可以使用诊断算法来确定自主车辆的底盘部件是否正常操作。一个或多个实施例的诊断算法可以应用于从例如轮速传感器、转向角传感器、电子动力转向电动机定位传感器和/或加速度计传感器接收的信号。

图1示出了一个或多个实施例的示例传感器系统。传感器130可以与电子控制模块(ecm)120一起操作以测量转子140的角位移和/或角速度。例如，转子140根据移动车辆的旋转轮旋转。传感器130向ecm120提供信号，并且ecm120产生与轮速脉冲计数对应的信号和与时间戳对应的信号。

ecm120可以通过跟踪转子齿和转子凹口的移动来跟踪转子140的角位移。如图1中所示，转子140可以包括多个齿和凹口。在一个示例中，当转子140旋转时，ecm120可以处理来自传感器130的信号以检测转子140的齿或凹口的存在。基于对转子140的齿或凹口的检测，ecm120可以跟踪转子140的角位移并且通过分析由传感器系统产生的波形来产生包含时间戳和脉冲计数信息的控制器局域网(can)消息，如本文更详细地描述。在一个示例中，ecm120在发出can消息时可以使用10ms的时间段。然而，其它实施例可以使用其它时间段，因此不限于使用示例10ms时间段。

图2示出了由一个或多个实施例的传感器系统产生的示例电波形。参考图2的电波形200，在检测到齿时，ecm120可以检测脉冲210的上升沿和/或下降沿，并且可以确定齿的对应检测时间。在检测到后续齿时，ecm120可以分析后续脉冲220并且可以确定后续齿的对应检测时间。

图3示出了由一个或多个实施例的电子控制模块确定和传输的一系列脉冲计数和时间戳对。脉冲计数值(p1、p2、…pn)的系列310的每个值反映已经检测到的运行的脉冲总数。时间戳值(t1、t2、...tn)的系列320的每个值反映了检测到最后一个脉冲(最后计数/检测为由对应的脉冲计数反映)的时间。可以周期性地确定每对值。

图4示出了根据一个或多个实施例的如何周期性地确定脉冲计数和时间戳对的示例。在图4的示例中，ecm每10ms周期性地确定每对值(脉冲计数和时间戳)。在该示例中，在开始时，在0ms处，尚未检测到脉冲。因而，脉冲计数p1是初始值。在该具体示例中，初始值为零，但是初始值也可以是其它值。到10ms之前，检测到三个脉冲，其中在8ms标记处检测到第三脉冲401。因此，脉冲计数p2是3(与三个检测到的脉冲对应)，并且时间戳t2是8ms(与检测到第三脉冲的上升沿的时间对应)。如关于图2所描述，ecm可以检测脉冲的上升沿和/或下降沿。利用其它实施例，时间戳可以与图4的示例时间戳以不同方式实施。通常，时间戳可以是时间和/或计数的直接指示。本质上，时间戳指示时间信息。到20ms，检测到第四脉冲402，其中在15ms标记处检测到第四脉冲402。因此，脉冲计数p3是4(与总共四个检测到的脉冲对应)，并且时间戳t3是15ms(与检测到第四脉冲的时间对应)。到30ms，检测到第五脉冲403，其中在22ms标记处检测到第五脉冲403。因此，脉冲计数p4是5(与总共五个检测到的脉冲对应)，并且时间戳t4是22ms(与检测到第五脉冲的上升沿的时间对应)。到40ms，第五脉冲403仍然是检测到的最后一个脉冲。因此，脉冲计数p5是5(与总共五个检测到的脉冲对应)，并且时间戳t5是22ms(与检测到第五脉冲的时间对应)。到50ms，在43ms标记处检测到第六脉冲404。因此，脉冲计数p6是6(与总共六个检测到的脉冲对应)，并且时间戳t6是43ms(与检测到第六脉冲的时间对应)。

一旦确定了脉冲计数和时间戳对的值，一个或多个实施例就可以使用这些值来确定每次脉冲计数变化的增量时间戳(dtppc)。确定的dtppc反映车轮的旋转角速度如下：

一个或多个实施例可以至少基于确定的dtppc值来确定道路碰撞事件是否已经发生。当操作车辆在没有遇到任何道路碰撞事件的情况下移动时，连续脉冲计数和时间戳对的确定的dtppc应当是类似的。换句话说，在没有遇到道路碰撞事件的情况下，连续脉冲计数和时间戳对的确定的dtppc应当是类似的，因为旋转角速度不会显著改变。另一方面，如果发生道路碰撞事件，则道路碰撞事件将会显著改变车轮的旋转角速度，因此显著地改变连续脉冲计数和时间戳对的确定的dtppc。

一个或多个实施例可以基于连续dtppc之间的确定比率来如下确定连续的脉冲计数和时间戳对是否类似：

一个或多个实施例可以确定计算的比率rn是否在某个阈值之外。例如，如果计算的比率rn超过上阈值或小于下阈值，则一个或多个实施例可以确定已经发生道路碰撞事件。

鉴于以上所述，如果一个或多个实施例检测到道路碰撞已经发生，则一个或多个实施例可以触发执行对车辆部件的诊断的方法。例如，一个或多个实施例可以执行对底盘部件的诊断。道路碰撞事件的检测和异常的诊断可以彼此结合执行，或者可以彼此独立地执行。一个或多个实施例的方法可以适用于自主车辆以提高这种车辆的性能。

如果车辆的底盘部件中存在问题/异常(诸如例如车轮不平衡和/或车轮弯曲)，则该问题可能会导致振动分量形式的循环失真，其中振动分量的频率与车辆的旋转轮的旋转频率对应。例如，振动分量通常反映在轮速信号的表示中。替代地，一个或多个实施例可以分析来自转向角传感器系统、电子动力转向电动机位置传感器系统的信号和/或加速度计传感器信号。

图5示出了根据一个或多个实施例的轮速和轮速内的振动分量的表示。轮速表示510表示具有由振动分量表示520表示的振动分量的轮速曲线。虽然图5的示例使用轮速信号，但是其它实施例可以使用其它信号，诸如例如方向盘角度输入、转向电动机位置信号和/或一个或多个加速度计信号。图5的示例振动分量表示520是通常由车轮不平衡引起的振动。如上所述，振动分量表示520具有与旋转轮的旋转频率对应的频率。如上所述，与底盘部件有关的某些类型的问题(诸如例如，与车轮不平衡有关的问题和/或与车轮弯曲有关的问题)通常会导致轮速信号曲线中的循环失真/振动，其中循环失真/振动的频率与旋转轮的旋转频率或旋转轮的轮速频率谐波对应。

鉴于以上所述，某些实施例涉及一种确定具有特定频率分量的振动是否显著存在于轮速信号内的方法。具体地，一个或多个实施例可以确定具有与车轮旋转频率匹配的频率的振动是否显著地存在于轮速信号内。如果振动(具有与车轮旋转频率匹配的频率)显著地存在于轮速信号内，则一个或多个实施例可以确定问题更可能存在于车辆部件内。一个或多个实施例通过诊断可能会影响车辆部件性能的可能问题来提高车辆的安全性。如果诊断出可能的问题，则一个或多个实施例可以提供检查/维修车辆的建议。

图6示出了根据一个或多个实施例的确定轮速的表示内的检测到的振动分量的显著性的方法。例如，一个或多个实施例可以通过使用简化的离散短时傅里叶变换(dft)来确定轮速曲线内是否存在显著的振动分量。为了确定是否存在显著的循环失真/振动分量(其指示车辆部件是否可能存在问题)，一个或多个实施例确定表示车辆的轮速的轮速信号曲线ws600。然后，一个或多个实施例检测轮速信号曲线ws600中的局部最大值点610。

然后，一个或多个实施例可以产生与以下对应的离散余弦信号620：

其中f是车轮的旋转频率，fs是轮速采样频率，而n是采样步长。可以基于ws曲线内反映的轮速来计算f。fs可以基于例如ecm120(图1)检测/采样轮速的频率来计算fs。参数“n”与基于f和fs的采样步长对应，其中n为1到fs/f。

然后，一个或多个实施例可以计算与以下对应的求和(从1到n)：

其中t＝fs/f，即，采样后的车轮旋转周期。

图7示出了根据一个或多个实施例的显著存在于轮速曲线中的检测到的振动分量。轮速曲线710具有计算的求和曲线720，其中如上所述计算求和。每个计算的和/求和反映了轮速信号710中余弦信号的频率是否显著。计算的求和曲线720内的较大值与存在于轮速曲线内的较大显著性对应。作为时间函数重新计算上述求和以产生求和曲线720。一个或多个实施例可以将求和曲线720的计算的求和与阈值和阈值时间段进行比较。如果计算的求和超过阈值持续阈值时间段，则一个或多个实施例确定在轮速信号内显著存在失真振动频率，然后一个或多个实施例可以确定问题更可能是存在于车辆部件内。如果确定可能存在问题，则一个或多个实施例可以提供检查/维修车辆的建议。

图8描绘了根据一个或多个实施例的方法的流程图。可以执行图8的方法以便实施检测道路碰撞事件和/或用于诊断底盘部件中的异常的功能。该方法可以由例如ecm系统和/或电子控制单元(ecu)执行。该方法可以包括在框810处由车辆的电子控制器接收多对脉冲计数和时间戳。该方法还包括在框820处确定与每次脉冲计数变化的时间戳中的第一增量对应的第一值。该方法还包括在框830处确定与每次脉冲计数变化的时间戳中的第二增量对应的第二值。该方法还包括在框840处基于第一值与第二值之间的比较来确定是否已经发生道路碰撞。该方法还包括在框850处如果已经确定道路碰撞已经发生，则传输道路碰撞已经发生的指示。

图9描绘了可以用于实施一个或多个实施例的计算系统900的高级框图。计算系统900可以至少与例如如上所述的车速传感器系统的电子处理装置/控制器对应。电子处理装置可以是车辆内的电子器件的嵌入式系统的一部分。由于一个或多个实施例，计算系统900可以与车辆的电子控制模块或电子控制单元(ecu)对应。计算系统900可以用于实施能够执行本文描述的方法的系统的硬件部件。虽然示出了一个示例性计算系统900，但是计算系统900包括进行通信路径926，其将计算系统900连接到另外的系统(未描绘)。计算系统900和另外的系统经由通信路径926进行通信，例如，以在它们之间传送数据。

计算系统900包括一个或多个处理器，诸如处理器902。处理器902连接到通信基础设施904(例如，通信总线、交叉条或网络)。计算系统900可以包括显示界面906，其转发来自通信基础设施904(或来自未示出的帧缓冲器)的图形、文本内容和其它数据以在显示单元908上显示。例如，显示单元908可以对应于车辆的仪表板的至少一部分。计算系统900还包括主存储器910，优选地是随机存取存储器(ram)，并且还可以包括辅助存储器912。在辅助存储器912中还可以包含一个或多个磁盘驱动器914。可移动存储驱动器916从可移动存储单元918读取和/或写入可移动存储单元918。如将明白的是，可移动存储单元918包括其中存储有计算机软件和/或数据的计算机可读介质。

在替代实施例中，辅助存储器912可以包括用于允许将计算机程序或其它指令加载到计算系统中的其它类似装置。这种装置可以包括例如可移动存储单元920和接口922。

在本说明书中，术语“计算机程序介质”、“计算机可用介质”以及“计算机可读介质”用于指代诸如主存储器910和辅助存储器912、可移动存储驱动器916以及安装在磁盘驱动器914中的磁盘等介质。计算机程序(也称为计算机控制逻辑)存储在主存储器910和/或辅助存储器912中。还可以经由通信接口924接收计算机程序。这样的计算机程序在运行时使得计算系统能够执行本文讨论的特征。具体地，计算机程序在运行时使得处理器902能够执行计算系统的特征。因此，这种计算机程序表示计算系统的控制器。因此，从前面的详细描述中可以看出，一个或多个实施例提供了技术益处和优点。

虽然已经参考示例性实施例描述了以上公开内容，但是本领域技术人员将会理解，在不脱离本公开内容的范围的情况下，可进行各种改变并且可用等同物替换其元件。另外，在不脱离本公开的实质范围的情况下，可进行许多修改以使特定的情况或材料适应本公开的教导。因此，希望该实施例不限于所公开的特定实施例，而是将包括落入本申请范围内的所有实施例。