用于确定表征机动车辆组成元件温度在时间区间过程中的至少一个演变的数据的方法和系统

摘要

本发明涉及一种用于由计算机系统确定表征机动车辆组成元件温度在时间区间过程中的至少一个演变的数据的确定方法以及一种实施这种方法的系统(100)。

说明书

技术领域

本发明要求于2021年1月12日提交的法国申请2100241的优先权，该申请的内容(文本、附图和权利要求)通过引用并入本文。本发明涉及用于辅助设计机动车辆组成元件的计算机系统和计算机方法(尤其是能够确定所述机动车辆组成元件的运行安全的系统和方法)的领域，特别是考虑到了影响一些机动车辆组成元件的寿命的温度变化结果。本发明特别是涉及一种确定方法，所述确定方法用于由计算机系统确定表征机动车辆组成元件温度在时间区间过程中的至少一个演变的数据。本发明还涉及一种实施这种方法的计算机系统。

背景技术

已知，一些机动车辆组成元件的生命时长非常重要。对于现今存在于大多数机动车辆中的车载电子计算机装置，尤其是这种情况。对于这种组成元件，故障风险因此非常有限，并因此被证明难以精确地确定这些组成元件的生命时长(即可靠性)。事实上，具有运行安全要求的可靠性工程师或组成元件设计师知晓当涉及确定组成元件的运行安全时需可建立所述故障风险。然而，对于每个组成元件，在不知晓所涉及组成元件的使用任务轮廓(即由所述组成元件在所述时间期间所进行的使用的任务轮廓)的情况下，所述故障风险不可建立。由此，对于遭受热应力的机动车辆的组成元件，所述温度轮廓(即所述组成元件的温度在所述时间期间的演变)是必要的，以能够可靠地确定故障风险(即接下来从其中可从所述组成元件的寿命(例如可靠性)方面推断所述元素的故障风险)。可是，对于汽车制造商，这意味着获得关于所有车辆的所有组成元件的所有温度轮廓的知识。事实上，每个使用任务轮廓和因此每个温度轮廓从一个车辆至另一个车辆地从一个组成元件至另一个组成元件地根据其定位、驾驶条件、外部环境等变化。然而，即使现今已知可能给所述机动车辆装备温度传感器以测量所述组成元件在所述车辆的使用期间的温度，并且朝向远程计算机系统传输测量数据以执行处理以便从所述测量数据中提取关于所述组成元件的寿命的统计数据，这种解决方案对于汽车制造商来说依然是不可考虑的，因为这种解决方案意味着所述车辆的成本的显著增加，因为需要对于适合的温度测量部件和数据传输部件的每个组成元件进行适配。

发明内容

本发明旨在克服这些缺陷。事实上，本发明的目的在于提供一种方法和一种系统，所述方法和所述系统能够确定机动车辆的组成元件的温度在时间区间过程中的演变。而且，补充地，本发明旨在提供一种方法和一种系统，所述方法和所述系统有助于能够以更高的精确性确定所述机动车辆的组成元件(特别是由其温度变化所影响的机动车辆的组成元件)的寿命(如可靠性)。通过所述部件，本发明因此有利地应用于机动车辆的组成元件的研发和开发阶段，以期给所述机动车辆的组成元件设计师提供计算机工具，所述计算机工具便利化了用于管控所述车辆的组成元件的运行安全的管控步骤。

根据本发明的第一目的，这些目标借助于一种确定方法来达成，所述确定方法用于由计算机系统确定表征机动车辆的组成元件的温度在时间区间过程中的至少一个演变的数据，所述方法包括以下步骤：

i)获取表征所述车辆的至少一个使用片段(séquence d’utilisation)的至少一个实施概率的数据；

ii)获取相对于(en regard de)所述车辆的至少一个使用片段的至少一个节段(segment)地表征至少一个时长或至少一个距离和至少一个经稳定温度的数据；

iii)获取相对于至少一个节段地表征至少一个热惯性值的数据；

iv)获取表征至少一个数量的使用片段的数据；

v)获取表征代表所述车辆的行驶里程(autonomie)的至少一个值的数据；

vi)确定表征对于经实施使用片段的数量的估计的数据；

vii)根据表征所述车辆的至少一个使用片段的至少一个实施概率的数据确定表征所述车辆的具体使用片段(séquence d’utilisation particulière)的数据；

viii)确定表征所述车辆的具体使用片段的节段中的每个的时长的数据；

ix)确定表征所述车辆的具体使用片段的节段中的每个的经稳定温度的值的数据；

x)根据表征在所述车辆的具体使用片段的在所述车辆的具体使用片段的当前节段之前的节段期间的经稳定温度的数据，以及根据表征在在所述车辆的具体使用片段的当前节段期间的经稳定温度与在所述车辆的具体使用片段的在所述车辆的具体使用片段的当前节段之前的节段期间的经稳定温度之间的差异的数据，以及根据表征在从所述车辆的具体使用片段的当前节段的开始起流逝的时长与所述当前节段的基于相对于至少一个节段地表征至少一个热惯性值的数据确定的热惯性值之间的比值的数据，确定表征所述组成元件的温度在所述车辆的具体使用片段的当前节段期间的点值(valeur ponctuelle)的数据；以及

xi)通过使用表征所述组成元件的温度在所述车辆的具体使用片段的当前节段期间的至少一个点值的数据，确定表征机动车辆的组成元件的温度的至少一个演变的数据。

根据变型，所述步骤vi)可包括以下步骤：基于表征至少一个数量的使用片段的数据实施随机抽取。

根据另一变型，所述步骤viii)可包括以下步骤：基于相对于所述车辆的至少一个使用片段的至少一个节段地表征至少一个时长的数据实施随机抽取。

根据另一变型，所述步骤ix)可包括以下步骤：基于相对于所述车辆的至少一个使用片段的至少一个节段地表征至少一个经稳定温度的数据实施随机抽取。

根据另一变型，所述方法还可包括以下步骤：确定相对于比率指示值、时长和/或所述车辆的使用模式地表征所述组成元件的温度的至少一个值的数据。

根据另一变型，所述方法还可包括以下步骤：

·使用表征机动车辆的组成元件的温度的至少一个演变的数据，以通过傅里叶变换确定表征与多个使用片段对应的频率和振幅的数据；

·根据表征与多个使用片段对应的频率和振幅的数据确定表征等效实验周期的数量的数据。

根据另一变型，表征所述车辆的至少一个使用片段的至少一个实施概率的数据经生成以便具象马尔可夫链。

而且，本发明的目的还在于提供一种系统，所述系统用于确定表征机动车辆的组成元件的温度在时间区间过程中的至少一个演变的数据，所述系统包括至少一个包括至少一个处理器的信息处理单元以及数据存储介质，所述信息处理单元和所述数据存储介质配置用于实施如上文中描述的确定方法。

此外，本发明的目的还在于提供一种电脑程序，所述电脑程序包括程序代码指令，所述程序代码指令用于当所述程序在电脑和/或处理器上执行时执行如上文中描述的确定方法的步骤。

另外，本发明的目的还在于提供一种电脑中可用介质，所述电脑中可用介质上记录有如上文中描述的程序。

附图说明

通过阅读本发明下文中的详细说明和附图，本发明的其它特征和优点将更加清楚，在所述附图中：

-图1是根据本发明的系统的运行简图；

-图2是示出了根据本发明的方法的步骤的流程图；

-图3是根据本发明的示出表征机动车辆的组成元件的温度在时间区间过程中的至少一个演变的数据的图表；

-图4是根据本发明的相对于比率指示值、时长和/或所述车辆的使用模式地表征所述组成元件的温度的至少一个值的数据的示意性视图；以及-图5是示出了根据本发明的表征等效实验周期的数量的数据的曲线图。

具体实施方式

根据本发明，用于确定表征机动车辆的组成元件的温度在时间区间过程中的至少一个演变的数据的系统100是计算机系统(如图1示意性所示)，所述计算机系统包括(包括一个或多个处理器的)信息处理单元101、数据存储介质102、至少一个(能够接收数据和发送数据的)输入接口和输出接口103以及图形接口104。根据本发明的一些实施例，根据本发明的系统100包括一个或多个电脑、一个或多个服务器、一个或多个超级计算机和/或包括这些计算机系统之一的无论何种组合。根据另一实施例，根据本发明的系统100容纳在服务器(其作为云计算机基础设施的一部分)上。

根据本发明，上文中描述的所有元件有助于使根据本发明的系统100能够实施一种确定方法，所述确定方法用于确定表征机动车辆的组成元件的温度在时间区间过程中的至少一个演变的数据，如下文中结合图2描述。

根据根据本发明的方法的第一步骤201，根据本发明的系统100例如通过与其数据存储介质102和/或输入接口和输出接口103交互来获取表征所述车辆的至少一个使用片段的至少一个实施概率的数据。事实上，根据本发明，认为在预建立的时间区间(其经选择用于对应于平均使用时长(例如7年))过程中对于机动车辆的使用经分解成多个“使用片段”，所述多个“使用片段”中的每个经分解成多个“节段”，所述多个“节段”中的每个限定了在时间区间过程中由所述车辆所进行的特定使用的类型。由此，在本发明的意义上，使用片段因此限定了所述车辆的相继实施的多个使用类型的片段。例如，根据本发明的使用片段可限定以下连续节段(即使用类型的连续节段)：片段(i)＝(停车-城市-拥堵-道路-城市-停车)。由此，根据该示例，所述车辆的使用片段指出，根据所述使用片段的第一节段，所述车辆首先根据第一使用类型“停车”进行使用，然后，根据所述使用片段的第二节段，所述车辆根据第二使用类型“城市”进行使用，然后，根据所述第三节段，根据第三使用类型“拥堵”进行使用等。由此，在根据本发明的方法的该第一步骤201过程中，根据本发明的系统100致力于获取数据，所述数据能够随后确定组成元件的温度轮廓，同时特别是根据连续使用片段(其本身根据多个节段进行划分，所述多个节段辨识由所述车辆所进行的不同使用类型)对该温度轮廓进行分解。此外，根据本发明，在根据本发明的方法的该第一步骤201过程中由根据本发明的系统100获取的数据未表征使用片段，但表征所述车辆的至少一个使用片段的至少一个实施概率。换句话说，根据本发明的系统100在根据本发明的方法的第一步骤201过程中获取数据，所述数据仅间接地用于辨识使用片段，并且，所述系统同时借助于所述使用片段的实施概率表征所述使用片段。具体地，表征所述车辆的至少一个使用片段的至少一个实施概率的数据经生成以便例如具象马尔可夫链，即，所述数据经生成以便使得可能形成使用片段的不同节段(例如，可由车辆所进行的不同使用类型(停车、城市、拥堵、城市拥堵、高速公路、道路等))借助于由概率联系的不同随机变量进行辨识。然而，与在根据本发明的方法的该第一步骤201过程中由根据本发明的系统100获取的数据的格式有关的该故意选择将有利地接下来使根据本发明的系统100能够如下文所示地随机地生成车辆的使用片段。并且，通过使随机的使用片段首尾相接，在根据本发明的方法的该第一步骤201过程中由系统100获取的表征所述车辆的使用片段的至少一个实施概率的这些数据将使根据本发明的系统100能够随机地生成机动车辆的组成元件的温度轮廓。

根据根据本发明的方法的第二步骤202，根据本发明的系统100获取相对于所述车辆的至少一个使用片段的至少一个节段地表征至少一个时长或至少一个距离和至少一个经稳定温度的数据。事实上，根据本发明，认为节段(例如使用类型)由时长和/或距离和由所述组成元件在所述节段期间的经稳定温度(例如平均的经稳定温度)表征。例如，2小时的“停车”节段，在该“停车”节段期间，组成元件的经稳定温度为Tp。此外，此处还存在，在根据本发明的方法的该第二步骤202过程中由根据本发明的系统100获取的相对于所述车辆的至少一个使用片段的至少一个节段地表征至少一个时长或至少一个距离和至少一个经稳定温度的数据以特别的方式生成。事实上，其中每个优选地通过特定概率密度进行辨识。并且，此处还存在，与这些数据的格式有关的该故意选择将有利地接下来使根据本发明的系统100能够如下文所示地进一步向所述使用片段中引入概率偏差，所述概率偏差尤其是在在所述节段期间的时长或所历经距离和经稳定温度的位置处进行确定，由此最终能够随机地生成车辆的组成元件的温度轮廓，所述温度轮廓最佳地重新记录成由一个或多个人类驾驶员使用车辆(即组成元件)的真实使用的真相。

根据根据本发明的方法的第三步骤203，根据本发明的系统100获取相对于至少一个节段地表征至少一个热惯性值的数据。事实上，在本发明的意义上，所述热惯性对应于当所述车辆根据具体节段进行使用时用于使得所述组成元件的温度达到经稳定温度所需的时长。所述热惯性因此特定于每个车辆，所述热惯性事实上取决于所述车辆的引擎盖下架构并且取决于使用所述车辆所根据的节段。由此，相对于至少一个节段地表征至少一个热惯性值的数据存储在数据存储介质102上(例如存储在数据库中)，并且，所述数据指明(可能形成所述车辆的使用片段的)每个节段的至少一个热惯性值。

根据根据本发明的方法的第四步骤204，根据本发明的系统100获取表征至少一个数量的使用片段的数据。更确切地，在该步骤过程中，根据本发明的系统100致力于获取相对于已能够由所考虑车辆的驾驶员实施的使用片段的数量地表征经建立统计数据的数据。换句话说，根据本发明的系统100在该阶段中通过优选地与其数据存储介质102交互来获取数据，所述数据用于在所述车辆的能够由至少一个驾驶员执行的至少一个数量的使用(优选地在所述车辆的能够由多个驾驶员执行的多个数量的使用片段)方面进行指明。由此，在根据本发明的方法的该第四步骤204过程中，根据本发明的系统100获取数据，所述数据在所考虑车辆的生命时长(即寿命)方面进行指明。

根据根据本发明的方法的第五步骤205，根据本发明的系统100获取表征代表所述车辆的行驶里程的至少一个值的数据。由此，当所考虑车辆是具有热驱动装置的车辆时，通过例如相对于不同使用片段节段地辨识不同消耗，这些数据例如在所述车辆的消耗方面进行指明。替代性地或累计性地，这些数据在能够以满消耗历经的平均距离方面进行指明。同样地，当所考虑车辆是具有热驱动装置的车辆时，在该步骤过程中，由根据本发明的系统100获取的数据可相对于具体使用片段节段地在所述车辆的电气消耗方面进行指明，并且/或者在能够以所考虑车辆的(一个或多个)电池的满充电历经的平均距离方面进行指明。如下文所示，这些数据(其优选地存储在数据存储介质102上)将例如使根据本发明的系统100尤其是能够辨识所述组成元件的与电动车辆的充电阶段对应的温度。

根据根据本发明的方法的第六步骤206，根据本发明的系统100确定表征对于经实施使用片段的数量的估计的数据。为此，根据本发明的系统100基于表征至少一个数量的使用片段的数据实施第一随机抽取。换句话说，根据本发明的系统100使用在根据本发明的方法的第五步骤205过程中获取的数据，所述数据涉及由所考虑车辆的驾驶员真实地执行的使用片段的数量的统计数据，以随机地确定可由所考虑车辆合理地执行的使用片段的数量。通过该步骤，根据本发明的系统100建立了对于所涉及车辆来说和因此对于所述组成元件来说合理的特定寿命。

根据根据本发明的方法的第七步骤207，根据本发明的系统100根据表征所述车辆的至少一个使用片段的至少一个实施概率的数据确定了表征所述车辆的具体使用片段的数据。事实上，在已辨识了所述组成元件的合理特定寿命之后，根据本发明的系统100需把该寿命分解成所述车辆的多个使用片段，并且为此，通过连续地辨识具体使用片段(即由具体节段形成的使用片段)而重复地进行。并且，为了辨识具体使用片段，根据本发明的系统100有利地进行通过基于在所述方法的第一步骤201过程中获取的表征所述车辆的至少一个使用片段的至少一个实施概率的数据实施第二随机抽取。并且，当表征所述车辆的至少一个使用片段的实施概率的数据有利地经生成以便具象马尔可夫链时，根据本发明的系统100此处能够随机地确定多个具体使用片段。由此，在根据本发明的方法的该第七步骤207结束时，根据本发明的系统100已确定至少一个具体使用片段，例如：片段_部分＝(停车-城市-城市拥堵-道路-停车)。

根据根据本发明的方法的第八步骤208，根据本发明的系统100确定表征所述车辆的具体使用片段的节段中的每个的时长的数据。并且为此，此处进一步地，根据本发明的系统100通过基于在所述方法的第二步骤202过程中获取的相对于所述车辆的至少一个使用片段的至少一个节段地表征至少一个时长的数据实施第三随机抽取进行。由此，在该第八步骤208结束时，根据本发明的系统100已修改在所述方法的上一步骤中确定的具体片段，以便使得：片段_部分＝(3h/停车-5min/城市-10min/城市拥堵-20min/道路-1h/停车)。替代性地或累计性地，根据本发明的系统100通过为此基于在所述方法的第二步骤202过程中获取的相对于至少一个使用片段的至少一个节段地表征至少一个距离的数据实施第三随机抽取，类似地确定距离。在该情况下，在所述方法的该第八步骤208过程中由根据本发明的系统100修改的具体片段，使得：片段_部分＝(0km/停车-7.3km/城市-1km/城市拥堵-17.8km/道路-0km/停车)。

根据根据本发明的方法的第九步骤209，根据本发明的系统100确定表征所述车辆的具体使用片段的节段中的每个的经稳定温度的值的数据。并且为此，此处进一步地，根据本发明的系统100通过基于在所述方法的第二步骤202过程中获取的相对于所述车辆的至少一个使用片段的至少一个节段地表征至少一个经稳定温度的数据实施第四随机抽取进行。由此，在该第八步骤208结束时，根据本发明的系统100已修改在所述方法的上一步骤中确定的具体片段，以便使得：片段_部分＝(3h/停车/5℃-5min/城市/50℃-10min/城市拥堵/80℃-20min/道路/45℃-1h/停车/10℃)。

根据根据本发明的方法的第十步骤210，根据本发明的系统100：根据表征在所述车辆的具体使用片段的在所述车辆的具体使用片段的当前节段之前的节段期间的经稳定温度的数据，以及根据表征在在所述车辆的具体使用片段的当前节段期间的经稳定温度与在所述车辆的具体使用片段的在所述车辆的具体使用片段的当前节段之前的节段期间的经稳定温度之间的差异的数据，以及根据表征在从所述车辆的具体使用片段的当前节段的开始起流逝的时长与所述当前节段的基于相对于至少一个节段地表征至少一个热惯性值的数据确定的热惯性值之间的比值的数据，确定表征所述组成元件的温度在所述车辆的具体使用片段的当前节段期间的点值的数据。更确切地，在根据本发明的方法的该步骤过程中，根据本发明的系统100根据以下公式确定所述组成元件的温度在所述车辆的具体使用片段的当前节段期间的点值：

[算式]

其中，T

·T(1)＝5+(50-5)*(1-exp(-1/热惯性_城市)

·T(2)＝5+(50-5)*(1-exp(-2/热惯性_城市)

·……

·T(5)＝5+(50-5)*(1-exp(-5/热惯性_城市)

·T(6)＝50+(80-50)*(1-exp(-1/热惯性_城市拥堵)

·T(7)＝50+(80-50)*(1-exp(-2/热惯性_城市拥堵)

·……

根据根据本发明的方法的第十一步骤211，根据本发明的系统100通过使用表征所述组成元件的温度在所述车辆的具体使用片段的当前节段期间的至少一个点值的数据确定表征机动车辆的组成元件的温度的至少一个演变的数据。为此，所述系统重复地再现所述方法的前四个步骤207-210直到达到对于在所述方法的第六步骤206过程中确定的使用片段的数量的估计。由此，在所述方法的该第十一步骤211结束时，根据本发明的系统100因此确定表征所述组成元件的温度在时间区间过程中的演变的数据，例如由在图3上示出的图表所示。

而且，根据第一具体实施例，根据本发明的系统100实施另一步骤，在该另一步骤过程中，所述系统确定相对于比率指示值、时长和/或所述车辆的使用模式地表征所述组成元件的温度的至少一个值的数据。

为此，根据本发明的系统100实施第一补充步骤，在该第一补充步骤过程中，所述系统重复地再现根据本发明的方法的步骤206-211。特别是，根据本发明的系统100重复地实施对于使用片段的数量的随机抽取，根据所述使用片段的数量，所述系统执行对于具体使用片段的多个随机抽取、对于时长(或距离)的多个随机抽取、对于经稳定温度的多个随机抽取、对于所述组成元件的温度点值的多个计算，以便确定所述组成元件的温度的多个演变。由此，在该第一补充步骤结束时，根据本发明的系统100确定具有不同寿命的多个车辆的组成元件的温度的演变。

接下来，根据第二补充步骤，根据本发明的系统100使用具有在上一步骤过程中确定的不同寿命的车辆的组成元件的温度的这些不同演变，以例如通过相对于时长和温度的平均值对于每个演变进行计算，然后通过在所有演变之间进行对于平均值的计算，以确定相对于比率指示值、时长和/或所述车辆的使用模式(例如驾驶、充电、停车)地表征所述组成元件的温度的至少一个值的数据。示意性地，这些数据例如对应于图4所示的表格。

另外，根据第二具体实施例，根据本发明的系统实施第一补充步骤，在该第一补充步骤过程中，使用表征机动车辆的组成元件的温度的至少一个演变的数据，以通过傅里叶变换确定表征与多个使用片段对应的频率和振幅的数据。然后，根据本发明的系统100实施第二补充步骤，在该第二补充步骤过程中，根据表征与多个使用片段对应的频率和振幅的数据确定表征等效实验周期的数量的数据。为此，根据本发明的系统100相对于损伤定律(例如Coffin-Manson定律和/或Norris-Landzberg定律)地使用所述频率和所述振幅。通过该步骤，根据本发明的系统100对于所给出组成元件的温度的演变确定等效实验周期的数量。并且，通过如上所述地重复地进行，以及通过确定具有不同寿命的多个车辆的多个演变，根据本发明的系统100确定多个数量的不同实验周期(其可由图5上所示的流程图示出)，所述不同实验周期可接下来从中推导限定组成元件的寿命的概率密度。

因此，由于上文中描述的根据本发明的方法和系统，提供了一种解决方案来确定机动车辆的组成元件的温度在时间区间过程中的演变。由此，根据本发明的方法和系统有助于能够以更大的精确性确定机动车辆的组成元件(特别是所述机动车辆的受其温度变化影响的组成元件)的寿命(即可靠性)。通过这些部件，根据本发明的方法和系统因此有利地通过给机动车辆的组成元件设计师提供计算机工具而应用于机动车辆的组成元件的研发和开发阶段，所述计算机工具便利化了用于管控所述车辆的组成元件的运行安全的管控步骤。