CN101446518A - 进气空气温度诊断系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及进气空气温度诊断系统和评估进气空气温度(IAT)传感器合理性的方法。该方法包括:在发动机处于未运行状况时使用IAT传感器测量与发动机有关的第一进气空气温度;在发动机处于未运行状况时使用热丝空气流量计确定与发动机有关的第二进气空气温度;和在所述第一和第二进气空气温度之间的差超过预定温度限值时指示IAT传感器故障。
Description
技术领域
[0001]本发明涉及发动机诊断系统,且更具体地涉及进气空气温度传感器诊断系统。
背景技术
[0002]本部分的陈述仅提供与本发明有关的背景信息,且可能不构成现有技术。
[0003]内燃机燃烧燃料和空气混合物以产生驱动扭矩。更具体而言,空气通过节气门被引入发动机。空气与燃料混合,且空气和燃料混合物在气缸内利用活塞被压缩。空气和燃料混合物在气缸内燃烧,以在气缸内往复驱动活塞,活塞继而旋转地驱动发动机曲轴。
[0004]发动机操作基于几个参数进行调节,这些参数包括但不限于,进气空气温度(IAT)、歧管绝对压力(MAP)、节气门位置(TPS)、发动机RPM和大气压力(PBARO)。具体根据节气门,节气门之前的状态参数(例如,空气温度和压力)可用于发动机控制和诊断系统。传统内燃机包括直接测量IAT的IAT传感器。然而,在一些情况下,IAT传感器可能由于损坏、磨损和/或许多其它因素而变得不准确。因此,IAT传感器应当被监测,以确定基于IAT传感器读数确定的IAT是否准确。
[0005]传统内燃机系统还可包括第二IAT传感器,其读数与第一IAT传感器读数比较,以确定第一IAT传感器是否准确。该附加的IAT传感器增加了成本和复杂性,且其自身也必须被监测准确性。
发明内容
[0006]一种评估进气空气温度(IAT)传感器合理性的方法包括:在发动机处于未运行状况时使用IAT传感器测量与发动机有关的第一进气空气温度;在发动机处于未运行状况时使用热丝空气流量计确定与发动机有关的第二进气空气温度;和在所述第一和第二进气空气温度之间的差超过预定温度限值时指示IAT传感器故障。
[0007]所述方法还可包括在发动机运行期间使用热丝空气流量计确定进入发动机的质量空气流量(MAF)。
[0008]控制模块可包括进气空气温度(IAT)传感器温度确定模块、质量空气流量(MAF)传感器温度确定模块、进气温度评估模块、和IAT传感器故障确定模块。所述IAT传感器温度确定模块可在发动机处于未运行状况时使用IAT传感器测量与发动机有关的第一进气空气温度。所述MAF传感器温度确定模块可在发动机处于未运行状况时使用热丝空气流量传感器确定与发动机有关的第二进气空气温度。所述进气温度评估模块可与所述IAT传感器温度确定模块和所述MAF传感器温度确定模块通信,并可确定所述第一和第二进气空气温度之间的差。所述IAT传感器故障确定模块可与所述进气温度评估模块通信,并在所述差超过预定温度限值时指示IAT传感器故障。
[0009]其他应用范围通过在此提供的说明而变得显而易见。应当理解,说明和具体示例仅为说明的目的,且不限定本发明的范围。
附图说明
[0010]在此所示的附图仅仅是示意性目的,而不以任何方式限制本发明的范围。
[0011]图1是根据本发明的车辆的示意图;
[0012]图2是图1所示的控制模块的控制方块图;和
[0013]图3是示出图1的车辆的控制步骤的流程图。
具体实施方式
[0014]下面的描述实质上仅仅是示例性的,且并不限制本发明的范围、应用或使用。为了清楚起见,在整个附图中,用相同的附图标记表示相同或相应的部件。如在此使用的,术语“模块”指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或更多软件或固件程序的处理器(共享、专用、或群)和存储器、组合逻辑电路、或提供所述功能的其它适当部件。
[0015]参见图1,车辆10包括发动机组件12和控制模块14。发动机组件12包括发动机16、进气系统18、排气系统20、和燃料系统22。进气系统18与发动机16连通,且包括进气歧管24、节气门26、和电子节气门控制器(ETC)28。ETC28可以致动节气门26以控制进入发动机16的空气流量。排气系统20与发动机16连通且包括排气歧管30。燃料系统22提供燃料给发动机16。由空气/燃料混合物燃烧产生的排气气体通过排气系统20离开发动机16。
[0016]控制模块14与燃料系统22、ETC28、进气空气温度(IAT)传感器32、空气质量流量(MAF)传感器34和歧管绝对压力(MAP)传感器36通信。IAT传感器32提供表示进气空气温度的信号给控制模块14。MAF传感器34提供表示进入发动机16的空气质量流量的信号给控制模块14,且MAP传感器36提供表示歧管绝对压力的信号给控制模块14。由MAF传感器34提供的信号还可以用于确定进气空气温度。
[0017]MAF传感器34可以是通常用于MAF传感器应用的热丝平衡电桥空气流量传感器。MAF传感器34可以包括位于设置到进气歧管24的进气空气流动路径中的惠斯通热电偶电桥38,且可以包括具有加热传感元件和标定电阻器的第一侧以及具有温度敏感性电阻器和标定电阻器的第二侧。
[0018]加热元件可以是丝或薄膜的形式。电压施加到加热元件以保持预定温度并平衡电桥38。随着跨过加热元件的空气流量增加,保持预定温度所需要的电功率增加。随着跨过电桥的空气流量降低,保持预定温度所需要的电功率减低。因而,跨过电桥38的电压提供跨过电桥38的空气质量流量的指示。温度敏感性电阻器可以基于环境空气温度补偿空气流量确定。
[0019]电桥输出电压可以转换为脉冲调制信号,所述信号被发送给控制模块14。脉冲调制信号的频率由控制模块14解释成空气流量值。频率还可以用于确定空气温度。
[0020]更具体而言,当发动机16处于未运行状况时,通过进气歧管24进入发动机16的流量基本上为0。因而,基本上没有流量跨过MAF传感器34,且因此基本上没有流量跨过电桥38。在该无流量状况期间,来自加热元件的热耗散到环绕进气系统18中加热元件的空气中。在该无流量状况中,电桥38输出低电压,且主要根据进气系统18中的环境空气的温度得以平衡。
[0021]在该无流量状况期间,在由电桥输出电压提供的频率和进气系统18中的环境空气的温度之间存在大体上线性的关系。更具体而言,由电桥输出电压提供的频率与进气系统18中的空气温度成反比。应当理解,可替换地,MAF传感器34可以提供与进气系统18中的空气温度成正比的频率。
[0022]参见图2,控制模块14包括发动机停机评估模块40、IAT传感器温度确定模块42、MAF传感器温度确定模块44、进气温度评估模块46和IAT传感器故障确定模块48。发动机停机评估模块40可确定发动机16何时处于未运行状态且确定未运行状态的经过时间。发动机停机评估模块40与IAT传感器温度确定模块42和MAF传感器温度确定模块44通信,并提供发动机16的未运行状态的经过时间给它们。
[0023]IAT传感器温度确定模块42确定由IAT传感器32提供的进气系统18中的空气温度(TIAT)。IAT传感器温度确定模块42与进气温度评估模块46通信,并提供TIAT给它。MAF传感器温度确定模块44根据由MAF传感器34提供的信号频率确定进气系统18中的空气温度(TMAF)。MAF传感器温度确定模块44包括查询表和/或函数,以将频率转换为温度。MAF传感器温度确定模块44与进气温度评估模块46通信,并提供TMAF给它。
[0024]进气温度评估模块46确定TIAT和TMAF之间的温度差(ΔT)(ΔT=|TIAT-TMAF|)。进气温度评估模块46与IAT传感器故障确定模块48通信并提供ΔT给它。IAT传感器故障确定模块48确定ΔT是否超过预定温度限值,且在ΔT超过预定温度限值时指示IAT传感器故障。
[0025]参见图3,控制逻辑100总体上图示IAT传感器诊断系统的运行。控制逻辑100在方块102开始,其中发动机运行状态由发动机停机评估模块40评估。如果发动机16处于运行状态,控制逻辑100返回到方块102。如果发动机16处于未运行状态,控制逻辑100前进到方块104。
[0026]方块104包括由发动机停机评估模块40评估发动机16已经处于未运行状态的经过时间。如果发动机16已经处于未运行状态小于或等于预定时间限值的时间,控制逻辑100返回到方块102。如果发动机16已经处于未运行状态大于预定时间限值的时间,控制逻辑100前进到方块106。预定时间限值大体上对应于发动机停机之后足以在进气系统18内实现稳态状态的时间。例如,预定时间限值可包括在发动机停机之后大于15分钟的时间期间。
[0027]方块106用IAT传感器温度确定模块42确定TIAT。控制逻辑100然后前进到方块108,其中,TMAF使用MAF传感器温度确定模块44被确定。控制逻辑100然后前进到方块110,其中,TIAT和TMAF之间的差ΔT由进气温度评估模块46确定。控制逻辑100然后前进到方块112,其中,ΔT由IAT传感器故障确定模块48评估。
[0028]方块112将ΔT与预定温度限值比较。如果ΔT小于或等于预定温度限值,控制逻辑100结束。如果ΔT大于预定温度限值,控制逻辑100前进到方块114,其中,指示IAT传感器故障状况。控制逻辑100然后结束。
[0029]此外,前述讨论仅披露和描述了本发明的示范性实施例。根据这种讨论和附图以及权利要求书,本领域技术人员容易想到可以进行各种变化、修改和变型,而不偏离由以下权利要求书所限定的本披露的精神和范围。
Claims (20)
1.一种方法,包括:
在发动机处于未运行状况时,使用进气空气温度传感器测量与所述发动机有关的第一进气空气温度;
在所述发动机处于所述未运行状况时,使用热丝空气流量计确定与所述发动机有关的第二进气空气温度;和
在所述第一和第二进气空气温度之间的差超过预定温度限值时,指示进气空气温度传感器故障。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述热丝空气流量计包括位于所述发动机的进气系统中的质量空气流量传感器。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述未运行状况期间,所述热丝空气流量计产生脉冲调制信号,以确定所述第二进气空气温度。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,还包括:确定所述信号的频率,并使用所述频率确定所述第二进气空气温度。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述频率与所述第二进气空气温度线性相关。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述频率与所述第二进气空气温度成反比。
7.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,确定所述第二进气空气温度包括参考查询表,所述查询表包括作为所述频率的函数的所述第二进气空气温度。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括在所述发动机运行之后、在所述测量和所述确定之前等待预定时间期间。
9.一种方法,包括:
在发动机运行期间使用热丝空气流量计确定进入所述发动机的空气质量流量;
在所述发动机处于未运行状况时,使用进气空气温度传感器测量第一进气空气温度;
在所述发动机处于所述未运行状况时,使用所述热丝空气流量计确定第二进气空气温度;和
在所述第一和第二进气空气温度之间的差超过预定温度限值时,指示进气空气温度传感器故障。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述热丝空气流量计包括位于所述发动机的进气系统中的质量空气流量传感器。
11.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,在所述未运行状况期间,所述热丝空气流量计产生脉冲调制信号,以确定所述第二进气空气温度。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,还包括:确定所述信号的频率,并使用所述频率确定所述第二进气空气温度。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述频率与所述第二进气空气温度线性相关。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述频率与所述第二进气空气温度成反比。
15.一种控制模块,包括:
进气空气温度传感器温度确定模块,所述进气空气温度传感器温度确定模块在发动机处于未运行状况时使用进气空气温度传感器确定与所述发动机有关的第一进气空气温度;
质量空气流量传感器温度确定模块,所述质量空气流量传感器温度确定模块在所述发动机处于未运行状况时使用热丝空气流量传感器确定与所述发动机有关的第二进气空气温度;
进气温度评估模块,所述进气温度评估模块与所述进气空气温度传感器温度确定模块和所述质量空气流量传感器温度确定模块通信,并确定所述第一和第二进气空气温度之间的差;和
进气空气温度传感器故障确定模块,所述进气空气温度传感器故障确定模块与所述进气温度评估模块通信,并在所述差超过预定温度限值时指示进气空气温度传感器故障。
16.根据权利要求15所述的控制模块,其特征在于,所述热丝空气流量传感器位于所述发动机的进气系统中,并在所述发动机处于运行状况时确定进入所述发动机的空气流量。
17.根据权利要求15所述的控制模块,其特征在于,所述质量空气流量传感器温度确定模块从所述热丝空气流量传感器接收脉冲宽度调制信号,并据此确定所述第二进气空气温度。
18.根据权利要求17所述的控制模块,其特征在于,所述质量空气流量传感器温度确定模块确定所述信号的频率,并据此确定所述第二进气空气温度。
19.根据权利要求18所述的控制模块,其特征在于,所述频率与所述第二进气空气温度线性相关。
20.根据权利要求18所述的控制模块,其特征在于,所述质量空气流量传感器温度确定模块包括查询表,所述查询表包括作为所述频率的函数的所述第二进气空气温度。
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