[发明专利]用于监测部件寿命的方法

说明书

本发明涉及用于监测部件寿命的方法。提供用于可靠地预测诸如车辆电池或进气空气过滤器的车辆部件的方法和系统。基于从感测到的车辆操作参数推导的度量来预测部件的劣化状态，该参数基于被诊断的部件以及基于过去行驶历史和未来行驶预测来选择。然后预测的劣化状态被转换成部件需要维修之前剩余的时间或距离的估计，并显示给车辆操作者。

技术领域

本申请涉及在车辆(诸如混合动力车辆)中执行的用于使用统计预测来 估计车辆部件的剩余寿命的方法。

背景技术

车辆包括各种部件，所述部件以不同的速率劣化并且不得不在不同时间 进行维修。另外，每个部件的劣化速率可被多个参数影响，其中的一些与其 他部件重叠，而另一些不重叠。例如，在混合动力电动车辆中，系统电池可 基于电池使用的速率、电池的年龄(age)、温度条件、电池的性质等劣化。 作为另一个示例，联接到发动机进气装置的空气过滤器可基于过滤器的年龄、 空气质量、环境天气条件等劣化。

已经开发出评估车辆部件的健康状态的各种方法。用于使用统计分析确 定进气空气过滤器的健康状态的一个示例方法由Verdegan等人在US 9,061,224中示出。其中使用算法来计算过滤器的剩余可用寿命，其中基于过 滤器的实验室和历史性能选择算法中使用的常数。另外，基于过滤器性能在 过滤器使用期间更新常数，如基于过滤器两端测量的压降确定的。另一个示 例方法由Goldberg在US 7,174,273中示出。其中，基于相对于预测压差的压 差测量的增加来推断过滤器堵塞。

然而本文发明人已经识别此类方法的各种问题。作为一个示例，上述方 法依赖于可为计算密集型的统计分析。因此，它们可需要大量的存储器和处 理器资源来评估空气过滤器的健康。作为另一个示例，压差测量的可用性可 为有限的，因为不是所有的发动机系统都包括围绕空气过滤器的压差传感器。 在一些发动机系统中，空气过滤器可以周围没有压力传感器可用。作为又一 个示例，不同工况对压力测量的影响可不被明确地考虑，从而导致评估中不 需要的偏差。作为又一个示例，当过滤器健康以百分比劣化的方式指示时，操作者可不能够理解在需要更换空气过滤器之前还剩多少时间。操作者可在 已经使用过滤器的完整寿命之前更换过滤器，导致过滤器的低效的和不经济 的使用。可替代地，操作者可延迟过滤器的更换，从而危害车辆操作。此外， 车辆操作者可不能及时修改其行驶特性以避免过滤器劣化。

发明内容

在一个示例中，上述问题中的一些可通过用于车辆的方法来解决，该方 法包括：基于当节气门角度高于上阈值时气流读数小于预期的气流读数的分 布(spread)来指示发动机进气空气过滤器的劣化状态。以这种方式，可更准确 地预测诸如空气过滤器的车辆部件的剩余可用寿命，并且可以更易于理解的 方式将信息传送给车辆操作者。

作为示例，在瞬时发动机工况期间，控制器可改变进气节气门的位置并 且测量在节气门下游感测的歧管空气流量(MAF)或歧管压力(MAP)的对 应变化。由于过滤器“堵塞”对较大的节气门角度处的MAF(和MAP)的较 大影响，控制器可向在较高节气门开度(例如，55度或更大)处感测到的读 数提供较高的权重。控制器然后可对收集的数据执行统计分析，包括递归地 估计参考节气门角度校准的MAF的平均值和标准偏差值中的每个。结果可与 清洁的空气过滤器的对应值进行比较。控制器然后可基于MAF的校准的平均 值和标准偏差值来确定过滤器健康。在一个示例中，当在较高的节气门角度 处的MAF的平均值和/或MAF的标准偏差相对于阈值下降时，过滤器的堵塞 因素可增加，并且过滤器的健康状态可降低。健康状态也可基于能够引起过 滤器突然堵塞的环境天气条件(例如，存在能够堵塞过滤器的突然的沙尘暴 或雪风暴)而更新。然后可将感测到的健康状态转换成过滤器的剩余寿命的 估计，包括在空气过滤器需要更换或维修之前剩余的车辆行进的时间和/或距离。转换可基于感测到的过滤器的健康状态并且还基于车辆行驶统计，其包 括车辆已经完成的行进的时间和/或距离以及操作者行驶方式和习惯。