CN101782022B - 单通道节气门位置传感器的虚拟节气门位置传感器诊断 - Google Patents

单通道节气门位置传感器的虚拟节气门位置传感器诊断 Download PDF

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Abstract

本发明涉及单通道节气门位置传感器的虚拟节气门位置传感器诊断，更具体地涉及操作节气门系统的方法和系统，该系统包括生成节气门位置传感器信号并对所述节气门位置传感器信号进行编码以形成编码节气门位置传感器信号的节气门本体。该系统还包括电子控制模块，所述电子控制模块接收来自节气门本体的编码节气门位置传感器信号、通过编码信号形成第一复制节气门位置传感器信号和第二复制第二节气门位置传感器信号、并将所述第一复制节气门位置传感器信号和所述第二节气门位置传感器信号传送至诊断模块。

Description

单通道节气门位置传感器的虚拟节气门位置传感器诊断
技术领域
本发明涉及在节气门位置传感器(TPS)信号诊断过程中复制(replicating)TPS信号。
背景技术
本文所提供的背景技术描述用于总体上给出本发明的背景信息。在本背景技术部分描述的范围内，当前署名的发明人的作品以及在申请时可能不构成现有技术的描述既非明示也非暗示地被认定为本发明的现有技术。
现在参照图1，其中示出了与内燃发动机14一起使用的现有技术的节气门控制系统10。节气门控制系统10包括节气门本体12，所述节气门本体12基于节气门控制信号16对到发动机14的空气进行节流。节气门本体12包括第一节气门位置传感器18和第二节气门位置传感器20，所述传感器生成相应的节气门位置信号。每个节气门位置信号18、20表示节气门本体12的相同开度。两个节气门位置信号的使用为提高自诊断能力提供了空间。模/数转换器模块22将每个节气门位置信号数字化。诊断模块24将信号相互比较并与预定诊断阀值进行比较。比较的结果表示出节气门位置信号是有效的还是错误的。错误信号的示例包括短路到地的信号、短路到信号激励电压的信号以及不合理的信号。
现在参照图2，其中示出了具有单节气门位置传感器的节气门控制系统10′的第二实施方式。通常不使用例如图1所示的双节气门位置传感器。目前，大部分车辆使用单节气门位置传感器18和生成单节气门位置传感器信号TP1的模/数转换器22。然而，预计双节气门位置感测系统的使用将被推广。不过单节气门位置感测系统还将继续使用很多年。
诊断模块24′包括用于诊断单节气门位置信号中的误差的诊断程序，而图1的诊断模块24包括用于感测双节气门位置传感器中的误差的诊断程序。因为必须维护两组诊断代码和两组软件代码，所以两组诊断代码的开发和维护是高成本的。
发明内容
本发明允许为单节气门位置传感器系统和双节气门位置传感器系统二者提供诊断的通用构造。
在本发明的一个方面，一种方法包括：接收来自节气门本体的编码节气门位置传感器信号；通过编码信号形成第一复制节气门位置传感器信号和第二复制第二节气门位置传感器信号；并将第一复制节气门位置传感器信号和第二节气门位置传感器信号传送至诊断模块。
在本发明的另一个方面，一种系统包括：生成节气门位置传感器信号并对节气门位置传感器信号进行编码以形成编码节气门位置传感器信号的节气门本体。所述系统还包括电子控制模块(ECM)，所述电子控制模块接收来自节气门本体的编码节气门位置传感器信号、通过编码信号形成第一复制节气门位置传感器信号和第二复制第二节气门位置传感器信号、并将第一复制节气门位置传感器信号和第二节气门位置传感器信号传送至诊断模块。
通过下面的详细描述，本发明进一步的应用范围将变得明显。应理解的是，该详细描述和具体示例仅用于说明目的，而不是为了限制本发明的范围。
附图说明
通过具体实施方式和附图，可以更充分地理解本发明，附图中：
图1是根据现有技术的双节气门位置传感器节气门控制系统的框图；
图2是根据现有技术的单节气门位置传感器节气门控制系统的框图；
图3是根据本发明的节气门控制系统的框图；
图4是根据本发明的“发出”信号的正时图表；
图5是图3中的发送器和接收器的示意图；
图6是用于节气门位置传感器测量的参考电压百分比与节气门旋转百分比的图表；
图7是用于操作节气门位置传感器和与其相关的诊断程序的方法的流程图。
具体实施方式
以下描述本质上仅仅是示例性的，而绝不是为了限定本发明及其应用或用途。为了清楚起见，在图中将使用相同的附图标记来表示相似的元件。如本文所使用的，表述“A、B和C中的至少一个”应解释为意指使用非排他的逻辑“或”表示逻辑关系(A或B或C)。应理解的是，方法中的步骤可以不同的顺序执行，只要不改变本发明的原理。
如本文所使用的，术语“模块”是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或硬件程序的处理器(共享处理器、专用处理器或成组处理器)和存储器、组合逻辑电路、和/或者提供所述功能的其他合适部件。
现在参照图3，节气门本体110包括节气门112、控制电机114和两个节气门位置传感器116和118。如上所述，单节气门位置传感器系统和双节气门位置传感器系统二者是已知的。在本发明中单节气门位置传感器系统和双节气门位置传感器系统均允许使用。由节气门位置传感器1(TPS1)和节气门位置传感器2(TPS2)生成的信号可被称作原始信号。接口模块120接收来自节气门位置传感器116、118的信号并最终将信号的表达传送至电子控制模块122。发送器模块124用于为了传送至电子控制模块122而为节气门位置传感器或传感器信号规定格式和对其进行编码。
电子控制模块122包括接收来自发送器模块124的编码节气门位置传感器信号的接收器模块134。应注意到的是，在车辆内，节气门本体与接口模块120内的发送器模块124实体分离。总线或其他连接件132可用于在其间发送信号。复制模块132还可被包括在接收器模块内。如果系统仅包括单节气门位置传感器，则复制模块可用于复制第二节气门位置传感器信号。复制模块132还可用于形成复制节气门位置传感器信号(复制TP1、复制TP2)。复制节气门位置信号被传送至诊断模块134，所述诊断模块134生成诊断问题代码(DTC)。诊断问题代码可被传送至外部诊断读取器140。
电子控制模块122还可包括控制信号生成器模块144。控制信号生成器模块144可生成控制信号146，所述控制信号146用于控制电机114并由此操作和控制节气门112。控制信号生成器模块144可接收复制节气门信号并响应于此信号而生成控制信号。
现在参照图4，从发送器模块124到接收器模块130的信号可包括各种格式。一个合适的格式在SocietyofAutomoticeEngineers(SAE)J2716Report中描述。在下面的示例中，示出了采用3微秒时钟周期的双12位传感器值的信号消息200。可提供具有预定长度的同步或校准脉冲202，使得可对发送器时钟变化进行修正。还可提供状态和传送部分204。该部分可为一个或多个传感器保留以传送各种信息，例如零件数目或故障信息。第一信号的各种数据可在信号/数据部分206、208和210处提供。第二信号的数据部分可在212、214和216处提供。还可在信号200内提供循环冗余检查(CRC)或检查和部分218。信号1部分和信号2部分可对应于双节气门位置传感器信号。当然，在单节气门位置传感器信号系统中，可以仅提供一个信号部分。
从上面的信号可以看到，提供了比图1和2的现有技术中产生的模/数信号更简单、成本更低的传送方案。信号200内提供的传感器信号可作为具有数据的一系列脉冲而被发送，所述数据被测量为连续下降边缘之间的时间。可以设想节气门位置传感器可具有限定的序列，该序列使用恒定数目的短“4位”脉冲跟随其后的校准脉冲。
现在参照图5，其中更详细地示出了通过配线132与接收器模块130连通的发送器模块124。协议生成器或编码器310用于将来一个或多个自节气门位置传感器的信号编码成适当的格式。如上所述，可以使用“发出”格式(SENTformat)，所述格式使用下降边缘到下降边缘的正时来传送数据。如图所示，120欧姆电阻器和2毫微法电容器与输出引脚312连通以衰减外部传送线132上的RF能量。接收器模块130还可包括例如120欧姆电阻器的电阻和例如6毫微法电容器的电容以减小辐射式EMC放射。配线还可包括电源信号线314和接地信号线316。其他RF部件可包括例如电阻器Rf的另一个电阻和例如电容器Cf的另一个电容，以及例如10千欧姆电阻器的又一个电阻。10千欧姆电阻器可联接在参考电压和信号线318之间。电阻器Rf和电容器Cf可与输出引脚和信号线318串联。CPU芯片320可接收信号线并基于所述正时来生成复制节气门位置传感器。在该示例中，正时被确定在连续下降边缘之间。下降边缘之间的时间可由此与数据相对应。
现在参照图6，图3所示的诊断模块134可生成对应于一个或多个复制节气门位置传感器信号的状态的诊断信号。如果仅存在一个节气门位置传感器，则接收器模块130生成复制第二节气门位置传感器信号，所述复制第二节气门位置传感器信号与第一节气门位置传感器信号相反。因此，所述两个节气门信号都具有相应的溢出信号(out-of-rangesignal)。当第一节气门位置传感器信号过高或高到溢出时，生成第一溢出信号。当第二节气门位置传感器低到溢出时，生成第二溢出信号。响应于各种故障组合，诊断、节气门等待和矫正措施是众所周知的。
现在参照图7，其中示出了一种控制节气门并生成诊断信号的方法。在步骤410中，通常响应于车辆操作者的输入来控制节气门，所述输入例如来自节气门踏板。节气门位置信号可在单节气门位置传感器或双节气门位置传感器中生成。在步骤414中，可对一个或多个节气门位置传感器信号进行故障检查。在步骤416中，“发出”信号可被编码并传送至接收模块。如上所述，“发出”信号可具有与信号下降边缘之间的时间相对应的数据。在步骤418中，“发出”信号被传送至电子控制模块和其中的接收器模块。在步骤420中，确定“发出”信号的下降边缘之间的时间。在步骤422中，“发出”信号被转化为复制节气门位置传感器信号。如果仅提供了一个节气门位置传感器信号，则确定对应于第一信号的第二信号。第二信号可为对应于第一节气门位置传感器信号的相反信号(inversesignal)。
在“发出”信号被转化为对应于初始节气门位置传感器信号的复制信号之后，复制信号被传送至图3中的诊断模块134以确定信号中的任何不规则。当比较各种信号时可设定诊断代码。
如从上面可以看到，单节气门位置传感器系统被转化为双节气门位置信号系统。因此，通用代码和软件可用于诊断模块134中。诊断模块编码因此可在不用修改的情况下用于单节气门位置传感器信号和双节气门位置传感器信号系统。
本领域技术人员现在从上述描述中能够认识到，本发明的广义教导能够以各种形式进行实施。因此，尽管本发明包括特定的示例，但本发明的真实范围应不限于此，因为在本领域技术人员研究附图、说明书及所附权利要求书之后，其他修改将变得显而易见。

Claims (17)

1.一种用于节气门位置传感器诊断的方法，包括：
接收来自节气门本体的编码节气门位置传感器信号；
通过所述编码节气门位置传感器信号形成第一复制节气门位置传感器信号和第二复制节气门位置传感器信号；以及
将所述第一复制节气门位置传感器信号和所述第二复制节气门位置传感器信号传送至诊断模块。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
在接收之前，由第一节气门位置传感器生成节气门位置传感器信号；以及
对所述节气门位置传感器信号进行编码以形成所述编码节气门位置传感器信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，生成节气门位置传感器信号包括在电子节气门处生成所述节气门位置传感器信号。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括从所述第一复制节气门位置传感器信号和所述第二复制节气门位置传感器信号中确定误差。
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括当所述第一复制节气门位置传感器信号或第二复制节气门位置传感器信号中出现误差时，生成表示所述第一复制节气门位置传感器信号或第二复制节气门位置传感器信号中的误差的诊断代码。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二复制节气门位置传感器信号是相反的第一复制节气门位置传感器信号。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一复制节气门位置传感器信号对应于所述编码节气门位置传感器信号的两个下降边缘之间的时间。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括响应于所述第一复制节气门位置传感器信号而控制电子节气门的电机。
9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述诊断模块中，对所述第一复制节气门位置传感器信号和所述第二复制节气门位置传感器信号进行诊断。
10.一种用于节气门位置传感器诊断的系统，包括：
节气门本体，所述节气门本体生成节气门位置传感器信号并对所述节气门位置传感器信号进行编码以形成编码节气门位置传感器信号；以及
电子控制模块，所述电子控制模块接收来自节气门本体的所述编码节气门位置传感器信号、通过所述编码节气门位置传感器信号形成第一复制节气门位置传感器信号和第二复制节气门位置传感器信号、并将所述第一复制节气门位置传感器信号和所述第二复制节气门位置传感器信号传送至诊断模块。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述节气门本体包括电子节气门。
12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述诊断模块从所述第一复制节气门位置传感器信号和所述第二复制节气门位置传感器信号中确定误差。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述诊断模块生成表示所述第一复制节气门位置传感器信号和所述第二复制节气门位置传感器信号中的误差的诊断代码。
14.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述第二复制节气门位置传感器信号是相反的第一复制节气门位置传感器信号。
15.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述第一复制节气门位置传感器信号对应于所述编码节气门位置传感器信号的两个下降边缘之间的时间。
16.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述节气门本体包括电机，所述电子控制模块响应于所述第一复制节气门位置传感器信号而控制所述电机。
17.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述诊断模块对所述第一复制节气门位置传感器信号和所述第二复制节气门位置传感器信号进行诊断。
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