[发明专利]对低电压通信网络的模拟转数字故障检测、隔离与缓解

权利要求书

1.一种用于检测、隔离与缓解低电压串行通信网络中的可恢复故障的系统，包括：

多个控制模块；

具有总线电压的低电压串行通信总线；

电压传感器，其被配置为测量所述总线电压；以及

主机电子控制单元，所述主机电子控制单元经由所述通信总线与所述电压传感器和所述控制模块通信，其中所述主机电子控制单元被配置为：

经由模数转换器将来自所述电压传感器的所测量的总线电压转换为总线电压数据；

将所述总线电压数据与校准后的电压范围进行比较，以检测总线故障；

当所述总线电压数据在所述校准后的电压范围之外时，使用所述总线电压数据中的数据模式将检测到的总线故障隔离为可恢复故障；以及

重新校准所述电压传感器，由此缓解检测到的可恢复故障；

其中所述主机电子控制单元还被配置为使用所述数据模式检测不可恢复的“粘滞故障”类型故障，包含确定所述控制模块是否正在所述通信总线上发射和接收消息以及所述总线电压数据的变化是否小于阈值变化，此后在所述主机电子控制单元的存储器中记录指示所述粘滞故障类型故障的诊断代码。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述主机电子控制单元被配置为通过调整比例因子和偏压值中的一个或两个来重新校准所述电压传感器。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统是车辆，所述通信总线是控制器区域网络总线，且所述总线数据包含2.5-3.5VDC范围内的高侧数据和1.5-2.5VDC范围内的低侧数据。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述主机电子控制单元被配置为响应于所述“粘滞故障”类型故障而在不使用所述总线电压数据的情况下执行对所述通信网络的基于软件的预测和诊断过程。

5.根据权利要求3所述的系统，其中所述主机电子控制单元还被配置为使用所述数据模式检测不可恢复的“超出范围”类型故障，包含确定所述控制模块是否正在所述总线上发射和接收消息以及所述总线电压数据的超过预定数目的数据点是否落在所述高侧数据的均值的校准后的范围之外，此后在所述主机电子控制单元的存储器中记录指示所述“超出范围”类型故障的诊断代码。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述主机电子控制单元被配置为响应于所述“超出范围”类型故障而在不使用所述总线电压数据的情况下执行对所述通信网络的基于软件的预测和诊断过程。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述主机电子控制单元还被配置为检测接地偏移故障的存在，包含计算一系列总线消息的给定数据帧内的显性位的均值，并将所计算的均值与预定义阈值进行比较。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述主机电子控制单元还被配置为通过检测所述总线电压数据的多个群集和在正常总线电压电平下的总线电压数据的不足数据点数目来检测与所述可恢复故障组合的接地偏移故障的存在，并在重新校准电压传感器之前去除总线数据中的离群值。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述主机电子控制单元被配置为通过在所述总线电压数据的最大值和最小值之间均等地分割所述总线电压数据来去除所述离群值，计算每个区段中的数据点的数目，如果给定区段中的数据点的数目低于校准的噪声阈值，则去除来自给定的一个区段的总线电压数据。