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用于监测应力周期的系统和方法

阅读：636发布：2020-05-11

专利汇可以提供用于监测应力周期的系统和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于监测应力周期的系统，包括：存储器，存储应力周期的基值和拐点值；以及一个或多个耦合到该存储器的处理器。(多个)处理器被配置为从应力传感器接收一系列应力值。针对该系列中的每个应力值，(多个)处理器被配置为执行包括以下操作：在一系列应力值中的应力值和先前应力值之间执行第一比较，基于第一比较检测一系列应力值中的拐点，响应于检测到拐点来更新基值和拐点值，在应力值和基值之间进行第二比较，基于第二比较确定应力周期是否完成，并且响应于确定应力周期完成来记录应力周期。，下面是用于监测应力周期的系统和方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于监测应力周期的系统，该系统包括：
存储器，存储应力周期的基值和拐点值；以及
一个或多个处理器，耦合到所述存储器并且被配置为从应力传感器接收一系列应力值，其中对于所述一系列应力值中的每个应力值，所述一个或多个处理器被配置为执行包括以下的操作：
在所述一系列应力值中的所述应力值与先前应力值之间进行第一比较；
基于所述第一比较检测所述一系列应力值中的拐点；
响应于检测到拐点来更新所述基值和所述拐点值；
在所述应力值和所述基值之间执行第二比较；
基于所述第二比较确定所述应力周期是否完成；和
响应于确定所述应力周期完成来记录所述应力周期。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个处理器被配置为在每个应力值被接收时实时地执行所述操作。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述基值和所述拐点值被存储在所述存储器中的数据堆栈中，所述数据堆栈支持推送和弹出操作，并且其中所述拐点值被定位在所述数据堆栈的顶部并且所述基值被定位在离所述数据堆栈的所述顶部的第二位置。
4.根据权利要求3所述的系统，其中更新所述基值和所述拐点值包括将所述先前应力值推送到所述数据堆栈上。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述操作还包括：当所述应力周期完成时，从所述数据堆栈弹出所述拐点值和所述基值。
6.根据权利要求3所述的系统，其中所述操作还包括：
确定所述数据堆栈是否处于最大尺寸；和
当所述数据堆栈处于最大尺寸时，响应于检测到所述拐点，从所述数据堆栈弹出所述拐点值。
7.根据权利要求1所述的系统，其中检测所述一系列应力值中的拐点包括确定：(a)所述应力值大于所述先前应力值并且所述一系列应力值的趋势正在减小，或者(b)所述应力值小于所述先前应力值并且所述一系列应力值的趋势正在增加。
8.根据权利要求1所述的系统，其中确定所述应力周期是否完成包括：确定(a)所述应力值小于所述基值并且所述一系列应力值的趋势正在减小，或者(b)所述应力值大于所述基值并且所述一系列应力值的趋势正在增加。
9.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述存储器还存储趋势指示符，所述趋势指示符指示所述一系列应力值的趋势正在增大或减小；和
所述操作还包括响应于检测到所述拐点而翻转所述趋势指示符。
10.根据权利要求1所述的系统，其中记录所述应力周期包括：
基于所述应力周期的所述基值、所述应力周期的所述拐点值、所述应力周期的持续时间或所述应力周期的角度中的至少一项来确定所述应力周期的分类；和增加与所述应力周期的所述分类相对应的计数器。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统是交通工具上的嵌入式系统。
12.一种用于实时处理一系列应力值的系统，所述系统包括：
拐点检测器，被配置为接收所述一系列应力值中的当前应力值并且基于所述当前应力值来检测所述一系列应力值中的拐点；
周期结束检测器，被配置为接收所述当前应力值并且基于所述当前应力值检测所述应力周期的结束；和
周期记录器，被配置为响应于所述周期结束检测器检测到所述应力周期的所述结束来记录所述应力周期。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述拐点检测器被配置为通过确定所述一系列应力值的趋势的变化来检测所述拐点。
14.根据权利要求12所述的系统，其中，响应于检测到所述拐点，所述拐点检测器被配置为：
确定所述拐点的拐点值；和
将所述拐点值推送到拐点堆栈上。
15.根据权利要求12所述的系统，其中所述周期结束检测器被配置为通过确定所述一系列应力值正在趋向于远离所述应力周期的基值来检测所述应力周期的所述结束。
16.根据权利要求12所述的系统，其中响应于所述周期结束检测器检测到所述应力周期的所述结束，所述周期记录器被配置为：
从拐点堆栈中弹出第一值和第二值；
基于所述第一值和所述第二值确定所述应力周期的一个或多个特性；
基于所述一个或多个特性来确定所述应力周期的分类；和
增加与所述分类相对应的计数器。
17.根据权利要求12所述的系统，还包括：损坏模型，被配置为响应于所述周期记录器记录所述应力周期来确定损坏水平，所述损坏水平通过基于所述一系列应力值中的应力周期的计数应用累积损坏模型而被确定。
18.一种用于监测应力周期的方法，所述方法包括：
接收一系列应力值中的当前应力值；
将所述一系列应力值中的所述当前应力值与先前应力值进行比较；
基于所述当前应力值与所述先前应力值的所述比较来检测所述一系列应力值中的拐点；
响应于检测到所述拐点来更新进行中的应力周期的基值和拐点值；
将所述当前应力值与所述基值进行比较；
基于所述当前应力值与所述基值的所述比较来检测所述进行中的应力周期的结束；和响应于检测到所述进行中的应力周期的所述结束，记录所述进行中的应力周期。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括响应于记录所述进行中的应力周期来更新损坏水平，其中所述损坏水平使用累积损坏模型而被确定。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述进行中的应力周期被记录在数据表中，所述数据表存储在所述一系列应力值中的完成的应力周期的计数。

说明书全文

用于监测应力周期的系统和方法

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请是于2017年6月29日提交的美国专利申请号15/637,313的继续，并要求其优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

[0003] 本公开涉及用于监测应力周期的系统和方法，并且更具体地涉及用于实时对应力周期实时计数的系统和方法。

背景技术

[0004] 许多类型的机器和设备在操作期间承受应力。例如，机器可能会在运行期间的不同时间加热和冷却，从而导致热应力。或者机器可能会在操作期间的不同时间加速和减速，从而导致机械应力。随着时间的流逝，这种应力会导致产品性能或预期寿命的下降；产品性能的这种变化在此称为损坏。

[0005] 与应力有关的机器和设备损坏可能是昂贵且危险的。例如，与应力有关的损坏可能导致设备停机、性能下降、安全隐患、维护费用等。例如，在交通工具中，与应力有关的损坏可能会导致故障和/或事故。至少，这种损坏会给操作者带来不便和/或增加交通工具的拥有成本。

[0006] 可以采用各种策略来检测和解决与应力有关的损坏。一种方法是简单地等待故障发生，并在发生故障时更换或修复发生故障的组件。但是，这是一种冒险的方法，因为与故障之前解决问题相比，设备故障可能会带来安全隐患和/或造成更大范围的损坏。另一种方法是定期检查或更换设备(例如，每月检查或在一定的交通工具行驶里程之后进行检查)。这些间隔可以基于“经验法则”或其他估计方法。尽管经常执行检查和维护可能会阻止设备由于与应力有关的损坏而导致的故障，这种方法可能效率低下。例如，即使没有损坏，也可以更换组件。而且，进行定期检查可能是耗时且昂贵的。

[0007] 因此，提供用于检测和/或解决与应力相关的损坏的改进的系统和方法将是有利的。发明内容

[0008] 根据一些实施例，一种用于监测应力周期的系统可以包括：存储器，存储应力周期的基值和拐点值；以及一个或多个耦合到该存储器的处理器。一个或多个处理器被配置为从应力传感器接收一系列应力值。针对一系列应力值中的每个应力值，一个或多个处理器被配置为执行包括以下的操作，在一系列应力值中的应力值与先前应力值之间执行第一比较，基于第一比较检测一系列应力值中的拐点，响应于检测到拐点来更新基值和拐点值，在应力值和基值之间执行第二比较，基于第二比较确定应力周期是否完成并且响应于确定应力周期完成来记录应力周期。

[0009] 根据一些实施例，一种用于实时处理一系列应力值的系统可以包括拐点检测器、周期结束检测器和周期记录器。拐点检测器可以被配置为接收一系列应力值中的当前应力值，并基于当前应力值检测一系列应力值中的拐点。周期结束检测器可以被配置为接收当前应力值并基于当前应力值检测应力周期的结束。周期记录器可以被配置为响应于周期结束检测器检测到应力周期的结束来记录应力周期。

[0010] 根据一些实施例，一种用于监测应力周期的方法可以包括：接收一系列应力值中的当前应力值，将该一系列应力值中的当前应力值与先前应力值进行比较，基于当前应力值与先前应力值的比较检测一系列应力值中的拐点，响应于检测到拐点来更新进行中应力周期的基值和拐点值，将当前应力值与基值进行比较，基于当前应力值与基值的比较来检测进行中的应力周期的结束，并响应于检测到进行中的应力周期的结束来记录进行中的应力周期。

[0011] 实施例的摘要也由说明书之后的权利要求书提供。

[0012] 应当理解，前面的概述和下面的详细描述本质上都是示例性和说明性的，并且旨在提供对本公开的理解，而不限制本公开的范围。就这一点而言，根据以下详细描述，本公开的其他方面、特征和优点对于本领域技术人员将是显而易见的。附图说明

[0013] 图1是根据一些实施例的用于监测应力周期的系统的简化图。

[0014] 图2是根据一些实施例的用于监测应力周期的嵌入式系统的简化图。

[0015] 图3A至图3F是示出根据一些实施例的由用于监测应力周期的系统执行的各种操作的简化图。

[0016] 图4A至图4C是根据一些实施例的应力周期监测系统的应力值和对应的状态变量的时间序列的简化图。

[0017] 图5是根据一些实施例的用于监测应力周期的方法500的简化图。

[0018] 通过参考下面的详细描述，将最好地理解本公开的实施例及其优点。应当理解，相同的附图标记用于标识在一个或多个附图中图示的相似的元件，其中在附图中的显示是为了图示本公开的实施例，而不是为了限制本公开的实施例。

具体实施方式

[0019] 以下描述中，阐述了具体细节，以描述与本公开一致的一些实施例。阐述了许多具体细节以便提供对实施例的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员将显而易见的是，可以在没有一些或所有这些具体细节的情况下实践一些实施例。本文所公开的具体实施方式意在说明而非限制。尽管这里没有具体描述，但是本领域技术人员可以认识到其他元件，这些元件在本公开的范围和精神内。另外，为了避免不必要的重复，除非另外特别说明或者如果一个或多个特征会使一个实施例不起作用，则与一个实施例相关联示出和描述的一个或多个特征可以结合到其他实施例中。在一些情况下，没有详细描述公知的方法、过程、组件和电路，以免不必要地使实施例的各方面不清楚。

[0020] 交通工具的许多部件经受周期性的应力，诸如由加速和减速引起的机械应力，由打开和关闭引擎引起的热应力等。随着时间的流逝，周期性应力会损坏交通工具及其子部件。为了检测并解决与应力有关的损坏，对交通工具进行定期检查和维护至关重要。但是，即使定期检查也可能无法提供足够的保护，以防止因应力引起的损坏。例如，检查可能无法充分了解施加在给定组件上的应力的特征，从而无法准确评估其状况。而且，检查本身可能是繁重且昂贵的。因此，期望提供用于监测交通工具中的应力的改进的系统和方法。

[0021] 图1是根据一些实施例的用于监测应力周期的系统100的简化图。根据一些实施例，系统100的至少一部分可以被集成到交通工具110中。例如，交通工具110可以包括诸如汽车、摩托车或卡车的陆地交通工具，诸如飞机、航天器、无人机或人造卫星的空中交通工具，诸如船或潜艇的水上交通工具，和/或类似物。然而，应当理解，系统100实际上可以集成到任何类型的机器中，包括固定机器。例如，系统100可以用于监测工业设备、建筑物、基础设施、发电机、固定式能量存储装置和/或类似物中的应力周期。

[0022] 在一些实施例中，交通工具110可以包括多个子系统121-129。例如，子系统121-129可以包括电池、驱动单元、底盘、转向系统、乘客舱室、电子设备、轮胎和/或类似物。在交通工具110的操作期间，子系统121-129可能经受各种应力。例如，应力可能由温度波动、机械力、电流、化学暴露等引起。因此，子系统121-129可以配备有一个或多个应力传感器131-
139，其监测施加在子系统121-129上的应力。例如，应力传感器131-139可以包括温度传感器、机械应力传感器、速度计、加速度计、扭矩传感器、电流传感器、压力传感器和/或类似物。

[0023] 随着时间的流逝，应力可能会损坏子系统121-129。当损坏增加到一定水平以上时，可能有必要执行子系统121-129和/或其子系统的维护、修理和/或更换。在一些实施例中，可以使用累积损坏模型来确定对子系统121-129的损坏水平。一些累积损坏模型(例如Miner规则)根据子系统承受的应力周期的数目和/或特征来估计损坏。例如，该估计可以基于应力周期的计数、应力周期的尺寸、应力周期的持续时间、应力周期的角度(例如，峰或谷形状)、和/或类似物。

[0024] 因此，系统100可以包括处理器140，该处理器140被配置为监测施加在子系统121-129上的应力周期和/或确定对子系统121-129的累积损坏。在一些示例中，处理器140可以控制硬件和/或软件的操作和/或执行。尽管仅示出了一个处理器140，但是系统100可以包括多个处理器、CPU、多核处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等。处理器140耦合到存储器150，存储器150可以包括一种或多种类型的机器可读介质。机器可读介质的一些常见形式可能包括软磁盘、软盘、硬盘、磁带、任何其他磁介质、CD-ROM、任何其他光学介质、打孔卡、纸带、任何其他带孔图案的物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、任何其他内存芯片或盒式磁带和/或处理器或计算机适合从中读取的任何其他介质。

[0025] 在一些实施例中，处理器140可以从一个或多个传感器131-139接收一系列应力值(例如，应力值的时间序列)。与这样的实施例一致，处理器140可以标识、提取和/或记录一系列应力值中的应力周期。有多种技术可用于从一系列应力值中标识应力周期和/或其特性。例如，在雨水流计数技术中，在一系列应力值中检测出峰和谷，并且基于峰和谷的序列和特性来确定应力周期。

[0026] 在一系列应力值的获取之后，执行用于标识应力周期的许多技术，包括雨水流量计数技术的实现。例如，可以在数据获取阶段期间接收和存储一系列应力值。在随后的数据处理阶段，例如，通过集体地和/或分批地对所存储的一系列应力值进行操作，来标识所存储的一系列应力值中的应力周期。因此，在接收一系列应力周期与标识应力周期之间存在时间延迟，这又导致在更新累积损坏模型时出现时间延迟。结果，可能无法及时识别出交通工具110的损坏的子系统以充分减轻损坏。此外，用于存储一系列应力值的存储需求可能很大。结果，由于大的存储器需求，监测应力周期可能是昂贵的和/或不可行的。

[0027] 为了解决这些挑战，处理器140可以被配置为实时监测应力周期。例如，处理器140可以在从应力传感器131-139接收一系列应力值的同时标识并记录应力周期。在一些实施例中，针对一系列应力值中的每个接收到的应力值，处理器140可以执行一个或多个操作以确定应力周期是否已经被完成。当处理器140检测到应力周期的结束时，处理器140可以立即记录应力周期，从而可以连续更新累积损坏模型以反映最新记录的应力周期。在一些示例中，可以在不将一系列应力值存储在存储器150中的情况下执行应力周期的实时监测。例如，除了存储完整的一系列应力值以用于以后的数据处理之外，可以使用相对较少数目的应力值。暂时存储它们以跟踪进行中的应力周期，但是其他应力值一接收到就可以丢弃。因此，与备选方法相比，可以减少在实时监测应力周期期间使用的内存量。

[0028] 图2示出了资源受限系统的一个示例，其中可能需要连续监测应力周期，但是使用常规技术监测应力周期可能是昂贵的和/或不可行的。图2是根据一些实施例的用于监测应力周期的嵌入式系统200的简化图。在与图1一致的一些实施例中，如图1所示，嵌入式系统200可用于监测诸如交通工具110的交通工具的驱动单元210中的应力周期。如图2所示，驱动单元210包括逆变器221、马达222和齿轮箱223。逆变器221包括一个或多个子组件，诸如电路板232和散热器234。多个应力传感器241-244，通常对应于应力传感器131-139，布置在整个驱动单元210中，以测量各种应力。例如，温度传感器241和242分别测量电路板232和散热器234的温度，转速表243测量马达222的速度(例如，每分钟的转速(RPM))，并且扭矩传感器244测量齿轮箱223上的扭矩。在某些实施例中，扭矩传感器244测量或以其他方式计算在马达处产生的扭矩。在其他实施例中，可以提供附加的应力传感器，例如温度传感器，以测量结点、母线和/或逆变器221中易受应力(热或其他应力)影响的另一区域的温度。驱动单元210的这些部件仅是示例，并且驱动单元210的多种备选构造是可能的。此外，应理解，嵌入式系统200可用于监测除驱动单元210以外的各种嵌入式环境中的应力周期，包括非交通工具环境，诸如工业设备、建筑物、基础设施、发电机、固定式环境、能量存储和/或类似物。

[0029] 在一些示例中，驱动单元210可以包括处理器250和存储器260。例如，处理器250和存储器260可以安装到逆变器221的电路板232。处理器250可以由总线270通信地耦合到应力传感器241-244。总线270之上的通信可以使用适当的通信协议来执行，例如控制器局域网(CAN)协议和/或本地互连网络(LIN)协议。处理器250和存储器260通常可以分别对应于处理器140和存储器150。在一些实施例中，可以限制处理器250和/或存储器260的计算资源。例如，处理器250可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器和/或类似物。存储器260可以包括微控制器的片上存储器、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和/或类似物。
在一些示例中，存储器260的容量可以低于1兆字节。例如，存储器260可以是16KB的EEPROM芯片。鉴于这些有限的计算资源，如上面参考图1所讨论的，实时监测应力周期可以提供跟踪应力周期对部件的损坏的能力，否则这些部件将不可跟踪。

[0030] 返回参考图1，可以响应于由处理器140标识的应力周期来更新与一个或多个子系统121-129相关联的损坏水平。例如，可以通过使用处理器140、交通工具110的另一处理器、交通工具110外部的处理器和/或其任何合适的组合应用累积损坏模型来更新损坏水平。在一些示例中，当标识到新的应力周期时，可以实时更新损坏水平。例如，处理器140可以将新标识的应力周期直接馈送到累积损坏模型以实时地调节损坏估计。在其他示例中，可以在稍后的时间确定损坏水平。例如，处理器140可将应力周期记录到表或另一合适的数据结构中，该表或另一合适的数据结构以后可被累积损坏模型访问和/或导出到累积损坏模型。

[0031] 在一些实施例中，当检测到对子系统121-129的损坏时，可以通知交通工具110的操作员。例如，当损坏水平达到预定阈值时，可以警告操作员，使得操作员可以采取适当的补救措施(例如，将交通工具110带入维修)。在一个说明性示例中，当损坏水平表示为损坏分数时，可以在给定子系统的分数损坏达到70％时提醒操作员。在一些示例中，警报可以经由交通工具110的仪表板160(和/或另一合适的控制/监测界面)传达给操作员。

[0032] 在一些示例中，处理器140可以通过网络170耦合到一个或多个外部实体。因此，处理器140可以被配置为通过网络170向各个接收者发送应力周期和/或损坏数据。例如，处理器140可以将应力周期和/或损坏数据发送到服务中心181，使得当标识出损坏的子系统时，服务中心181可以联系操作员以安排维护约会。附加地或备选地，当交通工具110是自动驾驶车辆时，可以指示交通工具110自动驾驶到服务中心181进行维修。

[0033] 在一些实施例中，处理器可以将应力周期和/或损坏数据发送到用户设备182(例如，个人计算机，移动设备等)。作为响应，用户设备182可以向操作员警告受损的子系统和/或向操作员提供用于解决损坏的一组选项(例如，附近机械师的列表)。

[0034] 在一些实施例中，处理器可以将应力周期和/或损坏数据发送给制造商183(例如，交通工具110的制造商)，使得制造商183可以使用应力周期和/或损坏数据来确定子系统121-129的可靠性。在一些示例中，制造商183可以从给定模型的多个交通工具收集应力周期和/或损坏数据，以便确定和/或调整累积损坏模型的参数，从而随时间提高累积损坏模型的准确性。制造商183可以将更新的模型参数发送回交通工具110，以提高车载累积损坏模型的准确性。

[0035] 图3A至图3F是示出根据一些实施例的由系统300执行的用于监测应力周期的各种操作的简化图。根据与图1至图2一致的一些实施例，系统300可以包括处理器310和存储器320，它们通常分别对应于处理器140和/或250以及存储器150和/或260。如图3A所示，处理器310可以包括多个模块，包括拐点检测器331、周期结束检测器332、周期记录器333和/或累积损坏模型334。在一些示例中，模块331-334可以被实现为电子电路、硬件模块、固件模块、软件模块、应用程序接口(API)等。模块331-334被配置为访问存储在存储器320中的一个或多个值和/或数据结构，诸如先前值341、趋势342、数据堆栈350和周期数据360。

[0036] 系统300被配置为从诸如应力传感器131-139的应力传感器接收一系列应力值中的当前应力值。在一些示例中，可以从应力传感器直接接收当前应力值，从存储器320中的缓冲器取回当前应力值，从通信总线接口(例如，CAN接口)接收当前应力值，等等。基于接收到的应力值，系统300被配置为标识应力周期并在标识到应力周期时确定更新的损坏水平和/或更新的应力周期数据。在一些示例中，系统300可以实时操作，使得当接收到一系列应力值中的每个新的应力值时，损坏水平和/或应力周期数据被连续更新。

[0037] 在一些示例中，系统300可以维护数据堆栈350以跟踪进行中的应力周期(即，在接收到当前应力值时已经开始但尚未完成的应力周期)。例如，数据堆栈350可以支持推送操作和弹出操作以分别从数据堆栈350的顶部添加和移除值。数据堆栈350的顶部值可以对应于进行中的应力周期的拐点值351。数据堆栈350的自上而下的第二值可以对应于进行中的应力周期的基值352。下面参考3B-3E更详细地讨论在其中从数据堆栈350推送和/或弹出值的条件。

[0038] 在一些示例中，系统300可以在数据表360中记录完成的应力周期。尽管数据表360被描述为表格数据结构，但是应当理解，数据表360可以使用任何合适的数据结构来表示，诸如列表、n维数组、数据库等。如图3A所示，数据表360包括二维阵列，该二维阵列存储满足与该阵列的每个元素相关联的预定标准的完成周期的计数。例如，每个元素可以对应于落入给定的尺寸范围、持续时间、峰/谷角度和/或类似物内的多个完成的周期。通常，较大的数组对应于已完成周期的更精细分类。增加分类的粒度可以增加损坏估计的准确性，但是也可以增加存储数据表360所需的存储器量。因此，可以基于准确性和存储器约束的平衡考虑来选择数据表360的尺寸。在说明性示例中，数据表360可以包括10乘10的阵列。

[0039] 在一些示例中，系统300可以被配置为使用拐点检测器331来检测一系列应力值中的拐点(例如，峰或谷)。在一些示例中，拐点检测器331可以通过以下方式确定拐点是否已经发生：将当前应力值与存储在存储器320中的先前值341进行比较。例如，当一系列应力值是时间序列时，先前值341可以对应于该时间序列中的先前连续应力值。基于该比较，拐点检测器331可以确定一系列应力值中的当前趋势(例如，增大或减小)。例如，当当前应力值大于先前值341时，当前趋势在增加，而当当前应力值小于先前值341时，当前趋势在减小。

[0040] 为了确定是否发生了拐点，拐点检测器331可以将当前趋势与存储在存储器中的趋势342进行比较。例如，趋势342可以是指示一系列应力值中的先前趋势的二进制值。当当前趋势和趋势342处于相反方向时(例如，当前趋势正在增加而趋势342正在减小，反之亦然)，拐点检测器331可以确定已经发生拐点。与这样的实施例一致，拐点检测器331可以通过基于当前应力值执行一个或多个布尔逻辑运算来检测拐点。例如，拐点检测器331可以被配置为针对接收到的每个应力值执行以下布尔逻辑运算：

[0041]

[0042] 其中It-1是指示先前值341是否为拐点值的的二进制值，St对应于当前应力值，St-1对应于先前值341，并且Tt-1是对应于趋势342的二进制值(例如，Tt-1在趋势增加时可以为逻辑1，趋势减少时可以为逻辑0)。

[0043] 图3B示出了响应于拐点检测器331确定已经发生拐点而可能发生的一系列步骤。在步骤1，拐点检测器331可以确定拐点的值(例如，峰的最大值和/或谷的最小值)。在一些示例中，先前值341可以用作新的拐点值。在备选实施例中，可以使用拟合技术来确定新的拐点值(例如，将曲线拟合为三个或更多个应力值，并且将曲线的最大值或最小值作为拐点值)。然后在步骤2，将新的拐点值推送到数据堆栈350上。在图3B中，先前值341被推送到数据堆栈350上。在步骤3，趋势342被翻转以指示趋势在拐点处从增加到减小或反之亦然。

[0044] 在一些示例中，数据堆栈350可以具有最大尺寸。例如，最大尺寸可以是取决于存储器320的可用容量的预定极限和/或动态极限。在一些示例中，数据堆栈的最大尺寸可以在10至50个值之间。当数据堆栈350达到最大尺寸时，拐点检测器331可能无法将新的拐点值推送到数据堆栈350上。

[0045] 图3C示出了当数据堆栈350已经达到其最大尺寸时，响应于拐点检测器331确定已经发生拐点而发生的步骤序列。在步骤1，从数据堆栈350弹出数据堆栈350的最高值并将其丢弃。在步骤2，趋势342被翻转以指示该趋势在拐点处从增加变为减小，反之亦然。这些步骤的作用是将系统300的状态恢复到该系列应力值的趋势与当前趋势匹配的最后时间。尽管由于限制数据堆栈350的尺寸而可能会丢弃一个或多个应力周期，但对精度的影响通常很小，因为被丢弃的应力周期是在数据堆栈350顶部处的应力周期。这些应力周期对应于最小应力周期并且通常对累积损坏模型的准确性影响最小。

[0046] 在一些实施例中，系统300可以被配置为使用周期结束检测器332来检测应力周期的结束。在一些示例中，周期结束检测器332可以通过确定一系列应力值是否趋于远离基值352来确定应力周期是否已经完成。例如，当当前应力值大于基值352并且趋势342在增加时，或者当当前应力值小于基值352并且趋势342在减小时，周期结束检测器332可以确定应力周期已经完成。与这样的实施例一致，周期结束检测器332可以通过基于当前应力值执行一个或多个布尔逻辑运算来检测应力周期的结束。例如，周期结束检测器332可以被配置为针对接收到的每个应力值执行以下布尔逻辑运算：

[0047]

[0048] 其中Et是指示应力周期是否已完成的二进制值，St对应于当前应力值，Bt对应于基值352，并且Tt对应于趋势342。

[0049] 图3D示出了响应于周期结束检测器332确定应力周期已经完成而可能发生的一系列步骤。在步骤1，周期结束检测器332可以从数据堆栈350弹出拐点值351和基值352。在步骤2，周期记录器333可以记录完成的应力周期。例如，周期记录器333可以基于完成的应力周期的一个或多个特征(出入拐点值351、基值352、持续时间、峰/谷角度和/或类似物)对完成的应力周期进行分类。在图3D所描绘的示例中，周期记录器333确定完成的应力周期属于与数据表360的第二行和第三列相对应的类别。因此，在步骤3，周期记录器333将周期数据360的对应计数器增加1。在一些实施例中，周期记录器333可以执行过滤以确定在记录应力周期之前完成的应力周期是否满足预定阈值。例如，低于预定尺寸的应力周期对确定损坏程度的影响可以忽略不计，并且可以被周期记录器333丢弃。

[0050] 在一些示例中，系统300可以被配置为基于使用损坏模型334对数据表360的改变来更新损坏水平。附加地或备选地，系统300可以导出数据表360以用于在系统300之外进行处理。在这样的实施例中，可以从系统300中省略损坏模型334。在各个实施例中，损坏模型334可以将Miner规则应用于数据表360以确定损坏水平。在一些示例中，损坏模型334可以连续地操作(例如，每个时间周期数据360改变)以提供对损坏水平的实时更新。在一些示例中，损坏模型334可以确定损坏水平是否高于预定阈值，并在达到损坏阈值时触发警报。图
3E示出了使用损坏模型334来更新损坏水平和/或基于对数据表360的改变来导出数据表
360的过程。

[0051] 在一些示例中，系统300可以被配置为响应于确定完成的应力周期而执行对损坏水平的即时更新。为了执行即时更新，损坏模型334可以适于确定损坏水平，而不访问存储在数据表360中的历史周期数据。例如，损坏模型334可以基于当前损坏水平和新的完成的应力周期来确定损坏水平。当执行即时更新时，可以省略数据表360。

[0052] 图3F示出了当系统300被配置用于即时更新时，响应于周期结束检测器332确定应力周期已经完成而可能发生的步骤序列。在应力周期结束时，周期结束检测器332从数据堆栈350弹出拐点值351和基值352，周期记录器333确定完成的应力周期的一个或多个特征，并且损坏模型334基于当前损坏水平和完成的应力周期来更新损坏水平。因为在该实施例中损坏模型334不访问数据表360，所以省略了数据表360。

[0053] 图4A至图4C是根据一些实施例的应力周期监测系统的应力值和对应的状态变量410的时间序列400的简化图。在与图1至图3F一致的一些实施例中，应力周期监测系统可以对应于系统100至300。

[0054] 在一些示例中，状态变量410可以包括先前值411、趋势412，拐点堆栈413和/或周期计数414。这些变量通常可以对应于先前值341、趋势342、数据堆栈350和/或数据表360，如上面关于图3A至图3F所描述的。如图4A所描绘的，先前值411对应于时间序列400中的最新值421，在该示例中为五个。趋势412对应于时间序列400中的最新趋势422，在该示例中该趋势正在增加。拐点堆栈413包括与时间序列400中的进行中的应力周期的拐点值422相对应的最大值，其在该示例中为一。拐点堆栈413还包括从上至下的第二值，其与进行中的应力周期的基值424相对应，在该示例中为六。

[0055] 周期计数414包括对应于不同周期尺寸的多个计数器。应力周期的尺寸对应于应力周期的基值和拐点值之间的差。在该示例中，不计算尺寸小于两个的应力周期。在时间序列400中描绘了两个先前完成的应力周期。如在图4A中所描绘的，第一完成应力周期431具有3的基值和2的拐点值，因此第一完成应力周期的尺寸为1。因此，第一完成应力周期431太小而不能被包括在周期计数414中。第二完成应力周期432的基值为4，拐点值为1，因此第二完成应力周期432的尺寸为3。因此，具有3的尺寸的应力周期的计数为1。

[0056] 图4B示出了响应于在时间序列400中接收到新的应力值440而对状态变量410的改变。在该示例中，新的应力值440为六，其与进行中的应力周期的基值424相匹配。因此，完成了新的应力周期442(尺寸为5)。结果，状态变量410经历以下变化：(1)通过弹出来自拐点堆栈413的前两个值来更新拐点堆栈413，(2)更新周期计数414以反映应力周期442，以及(3)基于新的应力值440来更新先前值411。

[0057] 图4C示出了响应于在时间序列400中接收到新的应力值450而对状态变量410的改变。在该示例中，新的应力值450是四，其小于先前值421。因此，新的应力值450反映出时间序列400中的下降趋势452。因为趋势452和422在方向上相反，所以检测到时间序列400中的拐点。特别地，先前值421被确定为对应于时间序列400的峰。结果，状态变量410经历以下变化：(1)通过将先前值421推送到拐点堆栈413来更新拐点堆栈413，(2)基于新应力值450来更新先前值411，(3)基于趋势452来更新趋势412。

[0058] 图5是根据一些实施例的用于监测应力周期的方法500的简化图。根据与图1至图4C一致的一些实施例，方法500可以由一个或多个处理器(例如，处理器140、250和/或310)执行。在一些示例中，一个或多个处理器可以对应于嵌入式系统(诸如嵌入式系统200)。例如，嵌入式系统可以对应于诸如交通工具110的系统和/或子系统的汽车嵌入式系统。在各种实施例中，方法500的每个过程可以由嵌入式系统执行和/或在嵌入式系统内执行，例如在交通工具110上。在一些实施例中，方法500可以实时执行和/或不存储除状态变量(例如状态变量410)以外的大量应力数据。注意，这里描述的过程可以省略、组合、或根据需要或期望以不同的顺序执行。

[0059] 在过程510处，接收一系列应力值中的当前值，诸如时间序列400。在一些示例中，可以从诸如应力传感器131-139的应力传感器接收一系列应力值。应力值的示例包括电流测量、温度测量、速度测量、扭矩测量等。在一些示例中，可以经由诸如总线270的通信总线来接收一系列应力值。例如，通信总线可以对应于CAN总线。

[0060] 在过程520处，将一系列应力值中的当前值与先前值进行比较。在一些示例中，先前值可以对应于一系列应力值中的先前连续值。基于该比较，可以确定一系列应力值中的趋势(例如，增加或减少的趋势)。

[0061] 在过程530处，检测一系列应力值中的拐点。在一些示例中，拐点可以对应于一系列应力值中的峰和/或谷。在一些示例中，可以通过将在过程520处确定的趋势与先前的趋势进行比较来检测该拐点。当在过程520处确定的趋势和先前的趋势在相反的方向上(例如，一个在增加而另一个在减小)时，可以确定在一系列应力值中已经发生了拐点。当在过程530处检测到拐点时，方法500可以进行到过程540，以用于更新应力周期的拐点值和基值。当在过程530处未检测到拐点时，方法500可以绕过过程540并且前进至过程550，以用于将当前值与基值进行比较。

[0062] 在过程540处，响应于在过程530处检测到一系列应力值中的拐点，来更新应力周期的拐点值和基值。在一些示例中，应力周期可以对应于进行中的应力周期。即，应力周期具有起始值或基值以及拐点(例如，峰或谷)值，但是尚未返回至基值以完成应力周期。在一些示例中，更新应力周期的拐点和基值可以包括将先前的值推送到数据堆栈上，诸如数据堆栈350和/或拐点堆栈413。数据堆栈的前两个值可以对应于拐点值和基值。因此，将先前值推送到数据栈上可以使先前值变为更新的拐点值，并且先前拐点值(即，先前位于数据栈的顶部的值)成为更新的基值。

[0063] 在过程550处，将当前值与应力周期的基值进行比较。在一些示例中，可以通过从数据栈的顶部访问第二元素来确定基值。

[0064] 在过程560处，检测到应力周期的结束。在一些示例中，可以基于当前值和基值之间的比较并结合一系列应力值的趋势来检测应力周期的结束。例如，当(a)当前值大于基值并且趋势正在增加时，和/或(b)当前值小于基值并且趋势正在减小时，可以确定应力周期完成。当确定应力周期完成时，方法500可以进行到过程570，以记录完成的应力周期。当不是如果确定应力周期完成，则方法500可以终止和/或返回到过程510以接收一系列应力值中的下一值。

[0065] 在过程570处，响应于在过程560中检测到应力周期的结束而记录应力周期。在一些示例中，记录应力周期可包括从数据堆栈中弹出与基值和应力周期的拐点值相对应的前两个值。在一些示例中，记录应力周期可包括确定应力周期的一个或多个特征，诸如基值、拐点值、平均值、范围或尺寸、持续时间、峰/谷角度和/或等同物。在一些示例中，记录应力周期可以包括基于应力周期的特征对应力周期进行分类以及更新与该分类相对应的计数器。例如，计数器可以作为元素存储在诸如数据表360的数据表中，以标识已经发生的与给定分类相匹配的应力周期的数目。在一些示例中，当不满足一个或多个预定阈值时，可以在过程570处滤除应力周期。例如，当应力周期不满足最小尺寸阈值时，可以将其丢弃。

[0066] 在一些实施例中，记录应力周期可以包括和/或可以随后基于应力周期来更新损坏水平。例如，累积损坏模型可以访问数据表以基于应力周期来更新损坏水平。在某些实施例中，应力周期可以绕过数据表直接传递给累积损坏模型，以执行对损坏水平的即时更新。在一个或多个实施例中，针对在方法500期间记录的每个应力周期，可以实时地连续更新损坏水平。

[0067] 诸如处理器140、250和/或310的处理器的一些示例可以包括非瞬态、有形的机器可读介质，其包括可执行代码，可执行代码当由一个或多个处理器(例如，处理器140、250和/或310)运行时，可以使一个或多个处理器执行方法500的过程。可以包括方法500的过程的机器可读介质的一些常见形式是例如软磁盘、软盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM、任何其他光学介质、打孔卡、纸带、任何其他带孔图案的物理介质、RAM、PROM、EPROM，FLASH-EPROM、任何其他存储芯片或盒式磁带以及/或从中读取处理器或计算机的任何其他介质。

[0068] 尽管已经示出和描述了说明性实施例，但是在前述公开中设想了各种各样的修改、改变和替换，并且在一些情况下，可以采用实施例的一些特征而没有相应地使用其他特征。本领域普通技术人员将认识到许多变化、备选和修改。因此，本发明的范围应仅由所附权利要求书来限制，并且适当的是，以与本文所公开的实施例的范围一致的方式广义地解释权利要求书。

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