CN100507242C - 用于检测冗余位置传感器之间的短路状态的车辆控制系统 - Google Patents

用于检测冗余位置传感器之间的短路状态的车辆控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN100507242C
CN100507242C CNB2006100595417A CN200610059541A CN100507242C CN 100507242 C CN100507242 C CN 100507242C CN B2006100595417 A CNB2006100595417 A CN B2006100595417A CN 200610059541 A CN200610059541 A CN 200610059541A CN 100507242 C CN100507242 C CN 100507242C
Authority
CN
China
Prior art keywords
value
standardization
positional
minimum
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CNB2006100595417A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1837998A (zh
Inventor
K·K·卡特拉克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN1837998A publication Critical patent/CN1837998A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100507242C publication Critical patent/CN100507242C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/02—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/106—Detection of demand or actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/107—Safety-related aspects
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/02—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
    • F02D2009/0201—Arrangements; Control features; Details thereof
    • F02D2009/0294—Throttle control device with provisions for actuating electric or electronic sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/60—Input parameters for engine control said parameters being related to the driver demands or status
    • F02D2200/602—Pedal position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2400/00—Control systems adapted for specific engine types; Special features of engine control systems not otherwise provided for; Power supply, connectors or cabling for engine control systems
    • F02D2400/08—Redundant elements, e.g. two sensors for measuring the same parameter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
    • F02D9/1035—Details of the valve housing
    • F02D9/105—Details of the valve housing having a throttle position sensor

Abstract

一种控制系统，包括具有在最小和最大位置之间的位置的设备。第一和第二传感器模块感知该设备的位置并且生成第一和第二位置值。控制模块接收该位置值并且计算第一和第二标准化位置值，该第一和第二标准化位置值表示该第一位置值的最小和最大值之间以及该第二位置值的最小和最大值之间的范围的分数。当该第一和第二标准化位置值之间的差大于或等于第一预定值并且第一标准化位置值和/或所述第二标准化位置值中的至少一个小于或等于第二预定值时，控制模块中止控制过程，该控制过程基于该第一标准化位置值和/或所述第二标准化位置值中的至少一个。

Description

用于检测冗余位置传感器之间的短路状态的车辆控制系统
技术领域
本发明涉及车辆控制系统，尤其是涉及车辆控制系统中的设备的冗余(redundant)位置感知。
背景技术
车辆制造厂越来越多地用传感器和机电设备代替车辆中的机械连接以减少重量和成本。例如，用传感器代替机械连接以检测用户操作设备例如油门、离合器和制动踏板的位置。信号从传感器传送到车辆中的控制器和/或机电设备。例如，来自油门踏板的信号可以被传输到电子节气门体(throttle body)中的传动器以调整节气门叶片(throttle blade)的位置。并且，节气门叶片位置传感器检测节气门叶片的位置并且将信号传输到发动机控制模块。
在至少部分去除机械连接的情形中，通常使用多个传感器来进行冗余测量和保证系统准确性。例如，一些制造厂使用基于沉积在不可导基片上的电阻墨水或糊剂的模拟位置传感器。其他制造厂使用与传感器相组合的特定用途集成电路(ASIC)。该ASIC从传感器接收模拟信号并输出脉宽调制(PWM)或其他类型的信号。
参照图1，车辆控制系统10包括油门踏板模块12、控制模块14和电子节气门体(ETB)16。油门踏板模块12包括分别与控制模块14连通的第一和第二传感器模块18和20。油门踏板模块12还包括与传感器模块18和20机械接触的油门踏板22。该传感器模块18和20是包含可调传感器电阻的基于电位器的传感器。在正常工作期间，驾驶员在最小和最大位置之间移动油门踏板22。例如，当驾驶员不接触油门踏板22时，油门踏板22可以位于最小位置。因而，当驾驶员全力压下油门踏板22时，油门踏板22会位于最大位置。随着油门踏板22在最小和最大位置之间的移动，油门踏板22与传感器18和20之间的机械接触对传感器电阻的值进行调节。
传感器模块18和20基于各个传感器电阻的值分别生成位置信号26和28。传感器模块18和20将该位置信号26和28传送至控制模块14。控制模块14基于位置信号26和28的值确定油门踏板22的第一和第二位置。控制模块14可以首先将第一和第二位置信号26和28的值分别转换为标准化位置值，该标准化位置值表示各个位置信号26和28的最小和最大值之间范围的分数(fraction)。例如，当油门踏板22在校准过程中被设定在预定位置时，控制模块14可以存储位置信号26和28的值。
可选地，控制模块14可以存储在正常工作期间获知的位置信号26和28的最小和最大值。这使得控制模块14能够通过在预设值之间定标来确定位置信号26和28的值。由于控制模块14确定了多个位置值，所以控制模块14可以执行冗余测试以检验传感器模块18和20的统一性(integrity)。控制模块14基于第一位置信号26的值和/或第二位置信号28的值中的至少一个，对ETB 16中的节气门叶片的位置进行调节。
在第一和第二传感器模块18和20之间的电短路事件中，位置信号26和28的值中的一个或两个都可能变为无效，这就反而影响了车辆控制。在一种方案中，第一传感器模块18包括短路切换器30。当被控制模块14激活时，短路切换器30将第一位置信号26的值设定为预定值。例如，可以通过将第一传感器模块18的传感器电阻缩短为参考或接地电位而设定第一位置信号26的值。当短路切换器30被激活时，控制模块14分别比较第一和第二位置信号26和28的值。如果位置信号26和28的值之间的差小于预定值，则在传感器模块18和20之间可能存在短路状态，并且控制模块14可以激活警报指示器。
短路切换器30使得控制模块14能够周期性地检测传感器模块18和20之间的短路状态。然而，当短路切换器30被激活时，降低了位置信号26和28的值的准确性。这就妨碍了其他利用来自传感器模块18和20的位置信号26和28的值的系统诊断。并且，短路切换器30增加了传感器模块18和20的成本和复杂性。
发明内容
根据本发明的控制系统包括具有在最小和最大位置之间的位置的设备。第一和第二传感器模块感知该设备的位置并分别生成第一和第二位置值。控制模块接收该第一和第二位置值，并且计算分别表示第一位置值的最小和最大值之间以及第二位置值的最小和最大值之间的范围的分数的第一和第二标准化位置值。当该第一和第二标准化位置值之间的差大于或等于第一预定值、并且该第一标准化位置值和/或第二标准化位置值中的至少一个小于或等于第二预定值时，控制模块中止(suspend)基于该第一标准化位置值和/或第二标准化位置值中的至少一个的控制过程。
在其他特征中，当该设备从最小位置向最大位置移动时，该第一和第二位置值增加。该第一位置值的最小值大于第二位置值的最小值，并且第一位置值的最大值大于第二位置值的最大值。当该设备从最小位置向最大位置移动时，该第一和第二位置值以不同的速率增加。
在本发明的其他特征中，当该设备从最小位置向最大位置移动时，第一预定值增加。当第一和第二标准化位置值之间的差大于或等于第一预定值一个预定时间周期时，控制模块激活警报指示器。当第一和第二标准化位置值之间的差大于或等于该第一预定值并且该第一和第二标准化位置值均大于第二预定值时，控制模块基于该第一或第二标准化位置值中较低的一个实施该控制过程。当第一和第二标准化位置值之间的差小于该第一预定值时，控制模块基于该第一和第二标准化位置值的平均值实施该控制过程。
在其他特征中，在控制模块预先检测到第一和第二标准化位置值之间的差大于或等于第一预定值之后，当控制模块随后检测到该第一和第二标准化位置值之间的差小于第一预定值时，控制模块基于该第一或第二标准化位置值中较低的一个实施该控制过程。第一和第二传感器模块分别包括第一和第二传感器电阻。当该设备从最小位置向最大位置移动时，第一和第二传感器电阻的值两者都增加或减小。该第一和第二传感器模块分别基于第一和第二传感器电阻生成第一和第二位置值。该第一和第二传感器电阻在电阻墨水沉积过程期间生成。
在本发明的其他特征中，第一和第二导线具有分别与第一和第二传感器模块连通的第一端和与控制模块连通的第二端。第一传感器模块在第一导线上传输第一位置值，第二传感器模块在第二导线上传输第二位置值。该设备是车辆的油门踏板、制动器踏板、离合器踏板或节气门叶片中的一个。该设备是油门踏板，并且控制模块在控制过程期间调节车辆的节气门叶片的位置。该第一预定值大于或等于0.05，而第二预定值小于或等于0.09。
根据下文提供的详细说明，本发明的其他应用领域将变得清楚。应当理解，该详细说明和特定的实施例虽然给出了本发明的优选实施例，但是仅用于说明的目的而不是要限制本发明的范围。
附图说明
根据该详细说明和附图，本发明将变得更容易完全理解，其中：
图1是在根据现有技术执行冗余位置感知的车辆控制系统中的油门踏板模块、控制模块和电子节气门体的功能性框图；
图2是根据本发明的、包括从车辆传感器接收信号的控制模块的车辆控制系统的功能性框图；
图3是在根据本发明的车辆控制系统中的控制模块、电子节气门体和油门踏板模块的功能性框图，该油门踏板模块包括用于冗余位置感知的踏板位置传感器；
图4是在图3中更详细示出的车辆控制系统的功能性框图和电路示意图；
图5是显示在图3的踏板位置传感器中的电阻器的示例值的表；
图6示出了作为油门踏板标准化位置的函数、由踏板位置传感器生成的位置信号的示例值；和
图7是示出了由控制模块执行以检验该踏板位置传感器所进行的冗余位置感知和避免由于短路状态而导致的不利效应的步骤的流程图。
具体实施方式
以下对于优选实施例的说明实质上仅仅是示例性的，并且决不是用于限制本发明、其应用或用途的。为了清楚起见，在附图中使用相同的参考数字标识相似的元件。如这里所使用的，术语模块和/或设备是指特定用途集成电路(ASIC)、电子电路、用于执行一个或多个软件或固件程序的处理器(通用、专门或一组)和存储器、组合逻辑电路、和/或提供所述功能的其他适当部件。
现在参照图2，车辆38包括发动机40和控制模块42。发动机40包括具有燃料喷射器46和火花塞48的气缸44。虽然显示了单个气缸44，但是本领域普通技术人员可以理解，发动机40典型地包括多个具有相关燃料喷射器46和火花塞48的气缸44。例如，发动机40可以包括4、5、6、8、10、12或16个气缸44。
通过入口52将空气注入发动机40的进气歧管50。节气门叶片54控制流经入口52的空气。燃料和空气在气缸44中混合并且由火花塞48点火。节气门叶片54控制空气流入进气歧管50的速率。控制模块42基于流入气缸44的空气而调节燃料注入气缸44的速率，从而控制气缸44内的空气/燃料(A/F)比。控制模块42与生成发动机速度信号的发动机速度传感器56连通。控制模块42还分别与质量空气流量(MAF，mass air flow)和歧管绝对压力(MAP)传感器58和60连通，该传感器58和60分别生成MAF和MAP信号。
发动机40包括与节气门叶片54相关联的电子节气门体(ETB)62。ETB 62由控制模块42和/或专用控制器例如电子节气门控制器(ETC)控制。第一和第二节气门位置传感器64和66分别检测ETB 62中节气门叶片54的位置，并且生成表示该节气门叶片54的位置的第一和第二位置信号。该第一和第二节气门位置传感器64和66分别将第一和第二位置信号传送至控制模块42。
车辆38分别包括检测车辆38中油门踏板72的位置的第一和第二油门踏板位置传感器68和70。第一和第二油门踏板位置传感器68和70分别生成表示油门踏板72的位置的第一和第二位置信号74和76。第一和第二油门踏板位置传感器68和70分别将该第一和第二位置信号74和76传送到控制模块42。控制模块42基于第一位置信号74和/活第二位置信号76中的至少一个生成节气门调节信号78。控制模块42将该节气门调节信号78传送到ETB62。
车辆38可选地包括分别检测车辆38中BP84的位置的第一和第二制动器踏板(BP)位置传感器80和82。该第一和第二BP位置传感器80和82分别生成表示BP84的位置的第一和第二位置信号。该第一和第二BP位置传感器80和82分别将第一和第二位置信号传送至控制模块42。在手动变速的情形中，车辆38可选地包括分别检测车辆38中CP 90的位置的第一和第二离合器踏板(CP)位置传感器86和88。第一和第二CP位置传感器86和88分别生成表示CP 90的位置的第一和第二位置信号。第一和第二CP位置传感器86和88分别将第一和第二位置信号传送到控制模块42。本领域普通技术人员可以理解，也可以应用图2所示之外的其他传感器。并且，控制模块42可以从多于两个的位置传感器接收位置信号74和76以用于增加的冗余度。
仅仅利用该第一节气门位置传感器64仍然能够获得对节气门叶片54位置的冗余测量。例如，其他传感器例如MAF和MAP传感器58和60分别指示在进气歧管50中的空气流动速率和/或气压，它们可以用于确定节气门叶片54的位置。在这种情况下，控制模块42仅从第一节气门位置传感器64接收位置信号。然而，在静态和动态车辆38条件下，都很难准确地比较分别来自第一节气门位置传感器64与来自MAF和/或MAP传感器58和/或60的节气门叶片54的位置。不考虑其他传感器的有效性，希望能够同时使用该第一和第二油门踏板位置传感器68和70。单个油门踏板位置传感器68或70的错误导致单点错误(single-point failure)，并且妨碍了控制模块42准确地检测油门踏板72的位置。
控制模块42分别基于第一和第二位置信号74和76来确定车辆38中设备72的位置。例如，位置信号74和76的值可以是，在来自控制模块42的电源的供给电位和接地电位之间变动的电压。在一个示范性实施例中，控制模块42将位置值转换为标准化值，该标准化值表示在设备72的最小和最大位置之间的范围的分数。例如，油门踏板72的最小位置可以对应于驾驶员不接触油门踏板72的状态.油门踏板72的最大位置可以对应于驾驶员将油门踏板72压至最大位移的状态。
在这种情况下，对于每个油门踏板位置传感器74和76，标准化位置值0％可以与最小位置对应，标准化位置值100％可以与最大位置对应。在一个示范性实施例中，油门踏板72的位置在校准过程期间是固定的，从而位置传感器68和70输出具有预定值的位置信号74和76。例如，当油门踏板72固定在最大位移位置时，该第一和第二油门踏板位置传感器68和70可以分别被预设为输出具有预定值的位置信号74和76。控制模块42可以将位置信号74和76的值定标在预设位置值和在标准化操作期间得到的位置值之间，以确定油门踏板72的位置。
现在参照图3，在一个示范性实施例中，第一和第二油门踏板位置传感器68和70以及油门踏板72被包含在油门踏板模块98中。以下列出了关于油门踏板72的位置感知的本发明的一个示范性实施例。然而，可以预见，油门踏板位置传感器68和70以及控制模块42的类似操作，也可以用于对于其他包括节气门叶片54、制动器踏板84和离合器踏板90的车辆设备的位置感知。
油门踏板位置传感器68和70是基于电位器的传感器，分别包括第一和第二传感器电阻100和102。例如，每个传感器电阻100和102可以包括第一和第二终端和可调终端。可调终端的位置决定了在该可调终端处检测的传感器电阻100或102的最大值的分数。由油门踏板位置传感器68和70生成的位置信号74和76具有基于该可调终端位置的值。在一个示范性实施例中，第二传感器电阻102包括可变电阻104和固定电阻106。在这种情况下，在第二传感器电阻的可调终端处检测的第二传感器电阻102的最小值被限制为固定电阻106的值。并且，固定电阻106的组成可以比可变电阻104的组成更均匀。
第一和第二油门踏板位置传感器68和70还分别包括第一和第二串联电阻108和110。串联电阻108和110与传感器电阻100和102的各个可调终端连通并生成位置信号74和76。在一个示范性实施例中，通过电阻墨水沉积过程生成该传感器电阻100和102以及串联电阻108和110。例如，可以在不可导基片上沉积电阻墨水以生成该电阻。
典型地，接触电阻112和114在该可调终端与传感器电阻100和102的内电阻面之间生成。例如，可调终端的弧刷接触(wipercontact)可以包括与墨水沉积所生成的内电阻面相接触的一个或多个电刷。在该电刷和电阻面之间生成随时间变化的接触电阻112或114。因此，该接触电阻112或114会影响由油门踏板位置传感器68和70生成的位置信号74和76的值。图3中分别图示了第一和第二油门踏板位置传感器68和70中的第一和第二接触电阻112或114。
传感器电阻100和102的第一终端与控制模块42生成的供给电位连通。传感器电阻100和102的第二终端与也是由控制模块42生成的接地电位连通。所应用的电压生成流经传感器电阻100和102、接触电阻112和114、以及串联电阻108和110的电流。可调终端在传感器电阻100和102中的位置决定了在串联电阻108和110的输出端产生并传输给控制模块42的电压。第一偏置电阻116与第一串联电阻108和接地电位连通，第二偏置电阻118与第二串联电阻110和接地电位连通。例如，第一和第二偏置电阻116和118可以分别是包含在控制模块42中的下拉电阻(pull-down resistor)。
油门踏板72与油门踏板位置传感器68和70机械接触。油门踏板72与接触电阻112和114之间的机械连接120在图3中示出。然而，在一个示范性实施例中，接触该传感器电阻100和102的弧刷接触机械关联到油门踏板72的运动。例如，随着油门踏板72在最小和最大位置之间移动，可调终端在传感器电阻100和102中的位置被调节。
可调终端的位置决定了在串联电阻108和110的输出端检测并通过位置信号74和76传输到控制模块42的电压。在一个示范性实施例中，随着油门踏板72在最小和最大位置之间移动，在第一串联电阻108的输出端检测的电阻增加。这对应于节气门叶片54在怠速位置(idleposition)和敞开的节气门(WOT，wide open throttle)位置之间的移动。同时，随着油门踏板72在最小和最大位置之间移动，在第二串联电阻110的输出端检测的电压也会增加。
在一个示范性实施例中，在第一串联电阻108输出端检测的电压以在第二串联电阻110输出端所检测电压的增加速度的两倍增加。控制模块42基于在第一串联电阻108输出端检测的电压和/或在第二串联电阻110输出端检测的电压中的至少一个生成节气门调节信号78。控制模块42将节气门调节信号78传输至ETB 62。
现在参照图4，第一传感器电阻100和可变电阻104分别包括第一和第二可调电阻器128和130。并且，固定电阻106包括固定电阻器132。可调电阻器128和130的第一终端与供给电位连通。第二可调电阻器130的第二终端与固定电阻器132的第一端连通。第一可调电阻器128的第二终端和固定电阻器132的第二端与接地电位连通。
第一和第二接触电阻112和114分别由第一和第二电阻器134和136示出。第一和第二电阻器134和136的第一端分别与第一和第二可调电阻器128和130的可调终端连通。第一和第二串联电阻108和110分别包括第三和第四电阻器138和140。第三和第四电阻器138和140的第一端分别与第一和第二电阻器134和136的第二端连通。
第三和第四电阻器138和140的第二端分别与控制模块42连通。第一和第二偏置电阻116和118分别包括第五和第六电阻器142和144。第五电阻器142的第一端与第三电阻器138的第二端连通，而第五电阻器142的第二端与第一可调电阻器128的第二终端连通。第六电阻器144的第一端与第四电阻器140的第二端连通，而第六电阻器144的第二端与固定电阻器132的第二端连通。在一个示范性实施例中，第五和第六电阻器142和144分别是220kΩ，并且具有约等于7.0％的公差(tolerance)。
现在参照图5，本发明的车辆控制系统分别诊断第一和第二油门踏板位置传感器68和70之间的短路状态，而不使用短路切换器。并且，该短路检测过程不妨碍该使用来自油门踏板位置传感器68和70的位置信号74和76的车辆系统诊断。这是通过利用预定电阻器值以及关于传感器电阻100、102和串联电阻108、110的公差来实现的。此外，关于可能的接触电阻112和114的范围的足够知识增加了短路检测过程的可靠性。
如上所讨论的，随着油门踏板72在最小和最大位置之间移动，该第一位置信号74的值以第一速率增加，而第二位置信号76的值以第二速率增加。在一个示范性实施例中，第一位置信号74的值以第二位置信号76的值增加的速度的两倍增加。并且，第一位置信号74的值的范围与第二位置信号76的值的范围不同。例如，第二位置信号76的值的范围可以是第一位置信号74的值的范围大小的一半。
在一个示范性实施例中，第二位置信号76的最小值等于第一位置信号74的最小值的一半，而第二位置信号76的最大值等于第一位置信号74的最大值的一半。例如，第一位置信号74的值可以从供给电位的20％增加到供给电位的84％。在这种情况下，当供给电位等于5V时，第一位置信号74的值从1.0V增加到4.2V。
因此，第二位置信号76的值从0.5V(5.0V的10％)增加到2.1V(5V的42％)。在一个示范性实施例中，第一位置信号74的高值和低值的公差等于3.5％。在这种情况下，第二位置信号76的高值和低值的公差等于1.75％。在油门踏板位置传感器68和70之间的短路状态期间，位置信号74和76的值相等。由于位置信号74和76的值以不同比例和不同范围同步增加，在正常操作期间位置信号74和76的值相等的似然率非常低。
图5示出了用于传感器电阻100和102以及串联电阻108和110的示例性电阻器值。如上所讨论的，传感器电阻100和102以及串联电阻108和110可以通过墨水沉积过程生成。典型地，由墨水沉积过程生成的电阻器具有可以根据额定值(nominal value)估计的公差。例如，由墨水沉积过程生成的电阻器可以具有根据额定值的20％的公差。
第一传感器电阻100具有1200Ω的额定值和33.33％的公差。这对应于800Ω的最小值、1600Ω的最大值，并且最大最小值之比是2.00。第一串联电阻108具有1000Ω的额定值和40.0％的公差。这对应于600Ω的最小值、1400Ω的最大值，并且最大最小值之比是2.33。第二传感器电阻102具有1700Ω的额定值以及-11.77％和+47.06％的公差。这对应于1500Ω的最小值、2500Ω的最大值，并且最大最小值之比是1.66。
第二传感器电阻102包括不相等的正和负公差，因为该第二传感器电阻102同时包括可变电阻104和固定电阻106。例如，可变电阻104和固定电阻106的组合可以是不均匀的。第二串联电阻110具有1000Ω的额定值和40.0％的公差。这对应于600Ω的最小值、1400Ω的最大值，并且最大最小值之比是2.33。接触电阻112和114的观察值在150Ω和2500Ω之间变动。
图5中的表包括分别用于第一和第二串联电阻108和110以及第一和第二接触电阻112和114的组合值。例如，第一串联电阻108和第一接触电阻112的组合的值在750Ω和3900Ω之间变动，具有1000Ω的额定值并且最大最小值之比为5.20。第二串联电阻110和第二接触电阻136的组合具有1000Ω的额定值以及-25.0％和+290.0％的公差。这对应于750Ω的最小值、3900Ω的最大值，并且最大最小值之比是5.20。
现在参照图6，在正常操作期间，当没有错误发生时，第一和第二位置信号74和76的值各不相等。因此，控制模块42通过读出位置信号74和76的值来检测油门踏板位置传感器68和70之间的短路状态。在一个示范性实施例中，当位置信号74和76的值之间的差小于预定值时，控制模块42检测到短路状态。然而，在正常工作期间，控制模块42还进行相关误差测试以确保该油门踏板72的被检测位置在数值上充分接近。
为了简化油门踏板72的被检测位置的比较，控制模块42首先将该第一和第二位置值转换为标准化位置值。该标准化位置值表示油门踏板72的最小和最大位置之间的范围的分数。在一个示范性实施例中，控制模块42相对于第一位置信号74的值的范围计算第一和第二标准化位置值。
第二位置信号76的最小和最大值分别等于第一位置信号74的最小和最大值的一半。因而，控制模块42将第二位置信号76的值加倍，并且相对于第一位置信号74的值范围计算该第二标准化位置值。例如，如果第二位置信号76的值等于1.0V，则第二位置信号76的值就等于第二位置信号76的值范围的31.25％。将第二位置信号76的值加倍而得到2.0V，它等于第一位置信号74的值范围的31.25％。
控制模块42计算第一和第二标准化位置值之间的差。当第一和第二标准化位置值之间的差大于预定值时，控制模块42检测到相关误差。例如，当第一和第二标准化位置值之间的差大于预定值时，可能存在传感器错误和/或短路状态。在一个示范性实施例中，该预定值等于5.0％。
此外，该预定值可以基于油门踏板72的检测位置而变化。这是因为随着油门踏板72的位置向最大位置移动，可以容许更大的相关误差而没有影响。例如，该预定值可以从当油门踏板72处于最小位置时的5.0％变动到当油门踏板72处于最大位置时的10.0％。在一个示范性实施例中，仅当对于预定数量个连续周期检测到相关误差时，控制模块42检测到传感器错误。这允许该第一和第二标准化位置值之间的差在断定传感器错误之前回到可接受的值。
控制模块42基于该第一标准化位置值和/或第二标准化位置值中的至少一个而调节ETB 62中的节气门叶片54的位置。当控制模块42没有检测到相关误差时，控制模块42基于第一和第二标准化位置值的平均值而调节节气门叶片54的位置。然而，控制模块42在检测到第一相关误差后，启动限制节气门状态(limited throttlecondition)。
在限制节气门状态期间，控制模块42仅仅基于该第一和第二标准化位置值中的较低者来调节节气门叶片54的位置。这是因为服从较低的值更有利，以便可以在油门踏板72的检测位置之间存在偏差时阻止非怠速(off-idle)状态发生。当车辆38加速超过怠速(idle speed)时，虽然驾驶员没有接触油门踏板72，也会发生非怠速状态，这是不希望的。
在一个示范性实施例中，该限制节气门状态保持活动直到发动机40不活动。可选地，控制模块42在发动机40随后被激活时使该限制节气门状态无效，直到检测到另一个相关误差。在一个示范性实施例中，控制模块42避免在限制节气门状态期间调节节气门叶片54的位置，并且同时该至少一个标准化位置值小于预定值(在图6中用152表示)。例如，该预定值可以等于9.0％。
当至少一个标准化位置值小于预定值时中止节气门控制有助于防止非怠速状态发生。依赖于相关误差限制的值，该预定值可以被增加或减少。例如，如果该相关误差限制大于5.0％，则该预定值被设定为小于9.0％的值。一旦该两个标准化位置值随后都大于该预定值，控制模块42基于该标准化位置值中的较低者继续调节节气门叶片54的位置。
现在参照图7，在步骤160开始短路检测算法。在步骤162，控制模块42将限制节气门状态初始化为不活动，并且将变量N设定为等于零。在步骤164，控制模块42分别读出第一和第二位置信号74和76的值。在步骤166，控制模块42分别将第一和第二位置值转换为第一和第二标准化位置值。在步骤168，控制模块42计算该第一和第二标准化位置值之间的差。在步骤170，控制模块42基于油门踏板72的检测位置计算当前相关误差。在步骤172，控制决定该第一和第二标准化位置值之间的差是否大于第一预定值。如果否，控制进行到步骤174。如果是，控制进行到步骤176。
在步骤176，控制模块42将限制节气门状态设定为活动，并且递增N。在步骤178，控制判断N是否等于第二预定值。如果否，控制进行到步骤180。如果是，控制进行到步骤182。在步骤182，控制模决42检测传感器错误并且控制结束。例如，控制模块42可以在步骤182激活警报指示器。在步骤180，控制判断该第一和第二标准化位置值是否都大于第三预定值。如果是，控制进行到步骤184。如果否，控制进行到步骤186。在步骤186，控制模块42中止节气门控制并且控制返回步骤164。
在步骤184，控制判断该第一标准化位置值是否小于第二标准化位置值。如果是，控制进行到步骤188。如果否，控制进行到步骤190。在步骤188，控制模块42对于节气门控制使用该第一标准化位置值并且控制返回到步骤164。在步骤190，控制模块42对于节气门控制使用该第二标准化位置值并且控制返回到步骤164。在步骤174，控制模块42将N设定为等于零。在步骤192，控制判断该限制节气门状态是否被设定为活动。如果是，控制进行到步骤184。如果否，控制进行到步骤194。在步骤194，控制模块42计算该第一和第二标准化位置值的平均值并且对于节气门控制使用该平均值，并且控制返回步骤164。
现在，根据前述说明，本领域普通技术人员可以理解，本发明的宽泛教导可以以各种形式实现。因而，虽然本发明是结合其特定示例进行说明的，但是本发明的真实范围不应当仅限于此，因为在学习附图、说明书和所附权利要求的基础上，其他修改对于熟练技术人员来说是显而易见的。

Claims (31)

1.一种控制系统，包括：
具有在最小和最大位置之间的位置的设备；
第一和第二传感器模块，用于感知所述设备的所述位置并且分别生成第一和第二位置值；和
控制模块，用于接收所述第一和第二位置值，并且计算第一和第二标准化位置值，该第一和第二标准化位置值分别表示所述第一位置值的最小和最大值之间以及所述第二位置值的最小和最大值之间的范围的分数，
其中，当所述第一和第二标准化位置值之间的差大于第一预定值并且所述第一标准化位置值和/或所述第二标准化位置值中的至少一个小于第二预定值时，所述控制模块中止基于所述第一标准化位置值和/或所述第二标准化位置值中的至少一个标准化位置的控制过程。
2.如权利要求1所述的控制系统，其中当所述设备从所述最小位置向所述最大位置移动时，所述第一和第二位置值增加。
3.如权利要求2所述的控制系统，其中所述第一位置值的最小值大于所述第二位置值的最小值，并且其中所述第一位置值的最大值大于所述第二位置值的最大值。
4.如权利要求2所述的控制系统，其中当所述设备从所述最小位置向所述最大位置移动时，所述第一和第二位置值以不同的速率增加。
5.如权利要求1所述的控制系统，其中当所述设备从所述最小位置向所述最大位置移动时，所述第一预定值增加。
6.如权利要求1所述的控制系统，其中当所述第一和第二标准化位置值之间的差大于所述第一预定值达一个预定时间周期时，所述控制模块激活警报指示器。
7.如权利要求1所述的控制系统，其中当所述第一和第二标准化位置值之间的差大于所述第一预定值并且所述第一和第二标准化位置值都大于所述第二预定值时，所述控制模块基于所述第一或第二标准化位置值中的较低者实施所述控制过程。
8.如权利要求1所述的控制系统，其中当所述第一和第二标准化位置值之间的差小于所述第一预定值时，所述控制模块基于所述第一和第二标准化位置值的平均值实施所述控制过程。
9.如权利要求1所述的控制系统，其中在所述控制模块先前检测到所述第一和第二标准化位置值之间的所述差大于所述第一预定值之后，当所述控制模块随后检测到所述第一和第二标准化位置值之间的所述差小于所述第一预定值时，所述控制模块基于所述第一或第二标准化位置值中的较低者实施所述控制过程。
10.如权利要求1所述的控制系统，其中所述第一和第二传感器模块分别包括第一和第二传感器电阻，其中当所述设备从所述最小位置向所述最大位置移动时，所述第一和第二传感器电阻的值两者都增加或减少，并且其中所述第一和第二传感器模块分别基于所述第一和第二传感器电阻生成所述第一和第二位置值。
11.如权利要求10所述的控制系统，其中在电阻墨水沉积过程期间生成所述第一和第二传感器电阻。
12.如权利要求1所述的控制系统，进一步包括第一和第二导线，该导线具有分别与所述第一和第二传感器模块连通的第一端以及与所述控制模块连通的第二端，其中所述第一传感器模块在所述第一导线上传输所述第一位置值，而所述第二传感器模块在所述第二导线上传输所述第二位置值。
13.如权利要求1所述的控制系统，其中所述设备是车辆的油门踏板、制动器踏板、离合器踏板或节气门叶片中的一个。
14.如权利要求13所述的控制系统，其中所述设备是油门踏板，并且所述控制模块在所述控制过程期间调节所述车辆的节气门叶片的位置。
15.如权利要求1所述的控制系统，其中所述第一预定值大于或等于0.05，并且所述第二预定值小于或等于0.09。
16.一种车辆控制系统，包括：
油门踏板，具有在最小和最大位置之间的位置；
第一和第二传感器模块，用于感知所述油门踏板的所述位置并且分别生成第一和第二位置值；
控制模块，用于接收所述第一和第二位置值，并且计算第一和第二标准化位置值，该第一和第二标准化位置值分别表示所述第一位置值的最小和最大值之间以及所述第二位置值的最小和最大值之间的范围的分数；和
节气门叶片，其中所述控制模块基于所述第一标准化位置值和/或所述第二标准化位置值中的至少一个调节所述节气门叶片的位置，
其中，当所述第一和第二标准化位置值之间的差大于0.05并且当所述第一标准化位置值和/或所述第二标准化位置值中的至少一个小于0.09时，所述控制模块中止节气门控制。
17.一种用于操作控制系统的方法，包括：
通过第一传感器模块感知一个设备的位置，其中所述设备的所述位置在最小和最大位置之间，并且其中所述第一传感器模块生成第一位置值；
通过第二传感器模块感知所述设备的所述位置，其中所述第二传感器模块生成第二位置值；
计算第一标准化位置值，该第一标准化位置值表示所述第一位置值的最小和最大值之间范围的分数；
计算第二标准化位置值，该第二标准化位置值表示所述第二位置值的最小和最大值之间范围的分数；和
当所述第一和第二标准化位置值之间的差大于第一预定值并且当所述第一标准化位置值和/或所述第二标准化位置值中的至少一个小于第二预定值时，中止基于所述第一标准化位置值和所述第二标准化位置值中的至少一个标准化位置值的控制过程。
18.如权利要求17所述的方法，其中当所述设备从所述最小位置向所述最大位置移动时，所述第一和第二位置值增加。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述第一位置值的最小值大于所述第二位置值的最小值，并且其中所述第一位置值的最大值大于所述第二位置值的最大值。
20.如权利要求18所述的方法，其中当所述设备从所述最小位置向所述最大位置移动时，所述第一和第二位置值以不同的速率增加。
21.如权利要求17所述的方法，其中当所述设备从所述最小位置向所述最大位置移动时，所述第一预定值增加。
22.如权利要求17所述的方法，进一步包括，当所述第一和第二标准化位置值之间的所述差大于所述第一预定值达一个预定时间周期时，激活警报指示器。
23.如权利要求17所述的方法，进一步包括，当所述第一和第二标准化位置值之间的所述差大于所述第一预定值并且当所述第一和第二标准化位置值都大于所述第二预定值时，基于所述第一或第二标准化位置值中的较低者实施所述控制过程。
24.如权利要求17所述的方法，进一步包括，当所述第一和第二标准化位置值之间的所述差小于所述第一预定值时，基于所述第一和第二标准化位置值的平均值实施所述控制过程。
25.如权利要求17所述的方法，进一步包括：
检测所述第一和第二标准化位置值之间的所述差大于所述第一预定值；
随后检测所述第一和第二标准化位置值之间的所述差小于所述第一预定值；和
基于所述第一或第二标准化位置值中的较低者实施所述控制过程。
26.如权利要求17所述的方法，其中所述第一和第二传感器模块分别包括第一和第二传感器电阻，其中当所述设备从所述最小位置向所述最大位置移动时，所述第一和第二传感器电阻的值两者都增加或减少，并且其中所述第一和第二传感器模块分别基于所述第一和第二传感器电阻生成所述第一和第二位置值。
27.如权利要求26所述的方法，进一步包括，在电阻墨水沉积过程期间生成所述第一和第二传感器电阻。
28.如权利要求17所述的方法，其中所述设备是车辆的油门踏板、制动器踏板、离合器踏板或节气门叶片中的一个。
29.如权利要求28所述的方法，进一步包括在所述控制过程期间调节所述车辆的节气门叶片的位置。
30.如权利要求17所述的方法，其中所述第一预定值大于或等于0.05，并且所述第二预定值小于或等于0.09。
31.一种用于操作车辆控制系统的方法，包括：
通过第一传感器模块感知油门踏板的位置，其中所述油门踏板的所述位置在最小和最大位置之间，并且其中所述第一传感器模块生成第一位置值；
通过第二传感器模块感知所述油门踏板的所述位置，其中所述第二传感器模块生成第二位置值；
计算第一标准化位置值，该第一标准化位置值表示所述第一位置值的最小和最大值之间范围的分数；
计算第二标准化位置值，该第二标准化位置值表示所述第二位置值的最小和最大值之间范围的分数；
基于所述第一标准化位置值和/或所述第二标准化位置值中的至少一个调节节气门叶片的位置；和
当所述第一和第二标准化位置值之间的差大于0.05并且当所述第一标准化位置值和/或所述第二标准化位置值中的至少一个小于0.09时，中止所述调节节气门叶片的位置的步骤。
CNB2006100595417A 2005-03-10 2006-03-10 用于检测冗余位置传感器之间的短路状态的车辆控制系统 Active CN100507242C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/077,470 US7340337B2 (en) 2005-03-10 2005-03-10 Vehicle control system for detecting a short-circuit condition between redundant position sensors
US11/077470 2005-03-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1837998A CN1837998A (zh) 2006-09-27
CN100507242C true CN100507242C (zh) 2009-07-01

Family

ID=36914933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006100595417A Active CN100507242C (zh) 2005-03-10 2006-03-10 用于检测冗余位置传感器之间的短路状态的车辆控制系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7340337B2 (zh)
CN (1) CN100507242C (zh)
DE (1) DE102006010530B4 (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2425187B (en) * 2005-04-15 2010-09-22 P G Drives Technology Ltd Electronic control system
JP2007099225A (ja) * 2005-10-07 2007-04-19 Denso Corp 車両の自動走行制御装置
WO2008052051A2 (en) * 2006-10-24 2008-05-02 Goodrich Corporation Aircraft brake actuation measurement unit
US20090287093A1 (en) * 2008-05-15 2009-11-19 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Circulatory monitoring systems and methods
US20090287120A1 (en) 2007-12-18 2009-11-19 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Circulatory monitoring systems and methods
US8636670B2 (en) 2008-05-13 2014-01-28 The Invention Science Fund I, Llc Circulatory monitoring systems and methods
US9717896B2 (en) 2007-12-18 2017-08-01 Gearbox, Llc Treatment indications informed by a priori implant information
DE102008017855A1 (de) * 2008-04-09 2009-10-22 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zur Kalibrierung eines Fahrpedals
US8396680B2 (en) * 2008-10-20 2013-03-12 GM Global Technology Operations LLC System and method for identifying issues in current and voltage measurements
US8314709B2 (en) * 2009-10-05 2012-11-20 Pratt & Whitney Canada Corp. Fire detection fault enhancement
KR101611289B1 (ko) * 2011-12-16 2016-04-12 엘지전자 주식회사 전기자동차 및 그 제어방법
CN104340200B (zh) * 2013-08-02 2016-12-28 上海汽车集团股份有限公司 一种制动踏板位置传感器故障的诊断方法
JP6259269B2 (ja) * 2013-11-29 2018-01-10 株式会社ケーヒン 故障判定機能を有する電子制御スロットルシステム
JP2018040586A (ja) * 2016-09-05 2018-03-15 株式会社デンソー 角度検出機構、及び角度検出システム
JP6783696B2 (ja) * 2017-04-12 2020-11-11 トヨタ自動車株式会社 自動車
US10303146B2 (en) * 2017-05-31 2019-05-28 Oracle International Corporation Servomechanism error handling
CN109849938A (zh) * 2018-12-12 2019-06-07 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 车辆的油门踏板信号处理系统及其控制方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5602732A (en) * 1994-12-21 1997-02-11 General Motors Corporation Fault tolerant displacement determination method
JP3296222B2 (ja) * 1996-12-19 2002-06-24 トヨタ自動車株式会社 スロットル制御装置
US6065448A (en) * 1998-07-17 2000-05-23 Cummins Engine Co., Inc. Dual throttle control to a single throttle input
US6276332B1 (en) * 1999-11-03 2001-08-21 Ford Global Technologies, Inc. Electronic airflow control
US6397816B1 (en) * 2000-10-23 2002-06-04 Visteon Global Technologies, Inc. Throttle position control method and system
US8538622B2 (en) * 2005-02-18 2013-09-17 GM Global Technology Operations LLC Redundant device positioning sensing system for a vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006010530A1 (de) 2006-09-14
CN1837998A (zh) 2006-09-27
DE102006010530B4 (de) 2015-04-02
US20060206252A1 (en) 2006-09-14
US7340337B2 (en) 2008-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100507242C (zh) 用于检测冗余位置传感器之间的短路状态的车辆控制系统
CN1821723B (zh) 车辆冗余位置检测系统
US6711492B1 (en) Off-line diagnostics for an electronic throttle
US6837217B1 (en) Method and apparatus for motor-driven throttle valve, automobile, method of measuring temperature of motor for driving automotive throttle valve, and method of measuring motor temperature
CN105599700B (zh) 用于温度传感器故障检测的方法和系统
EP2479055A2 (en) Accelerator pedal apparatus
EP0482692B1 (en) Method and apparatus for testing a valve position sensor
US7200469B2 (en) Apparatus and method for processing sensor output signals
SE500704C2 (sv) Diagnosförfarande jämte en anordning för kvantitativ provning av ställorgan såsom tomgångsställanordning och/eller tankavluftningsventil hos förbränningsmotorer
CN101307739A (zh) 监控进气口空气过滤器的方法和装置
US7413043B2 (en) Method and system for estimating barometric pressure in a hybrid vehicle
JP2008088984A (ja) 自動車における可変変数の測定方法および装置
US7126463B2 (en) PWM and variable frequency based position indicators
CN101559771A (zh) 检测混合型车辆扭矩安全性软件程序流故障的系统和方法
US6368248B1 (en) Method and device for controlling a drive unit of a vehicle
US7002352B2 (en) Reference voltage diagnostic suitable for use in an automobile controller and method therefor
US5482019A (en) Engine control system with motorized butterfly body
JP3704170B2 (ja) 内燃機関の制御方法及び装置
US20050027405A1 (en) Methods and apparatus for adjusting frequency and/or PWM-based sensors
US6507198B1 (en) Method and arrangement for detecting a fault in the context of measurement quantities in a motor vehicle
US8515602B2 (en) Method and device for checking the function of an engine system
Kasab et al. Implementation of throttle position sensor for angular movement in automobiles
KR20150142105A (ko) 엔진용 흡기량 제어장치 및 그 제어방법
JP4219867B2 (ja) 吸気量制御モジュールおよび内燃機関の制御装置
JP3627540B2 (ja) 車両用制御システム

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant