CN101939522A - 用于检测瞬间断电并且管理发动机运转的方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体地涉及一种用于在代表由传感器(1)检测的量值的电子信号至关联于引擎的电子控制单元的传输期间检测瞬间断电的方法，其特征在于，包括下列步骤：a)测量所述电子信号，其称为“原始信号(SBTE)”；b)对所述原始信号滤波从而获得“滤波信号(SFTE)”；c)在固定的时间段内计算原始信号-滤波信号，也就是说原始信号与滤波信号之差的绝对值；d)比较所述绝对值与预定的最大变化阈值(SVM)；e)当所述绝对值大于所述预定的最大变化阈值时，宣告瞬间断电状态；f)否则，重复上述步骤。

Description

用于检测瞬间断电并且管理发动机运转的方法

技术领域

本发明涉及一种用于检测在代表由传感器检测到的量值的电子信息至电子控制单元的传输中的瞬间断电的方法，所述电子控制单元例如关联于特别用于机动车辆的内燃机或电子引擎。

其还涉及一种用于管理应用上述方法的内燃机的运转的方法。

背景技术

本发明所涉及的技术领域是引擎控制。“引擎控制”是一种用于利用其所有的传感器、致动器和系统间链接(LIS)来管理引擎的系统。引擎的所有控制法则(软件策略)和特性参数(校准)都包含于称为ECU(电子控制单元)的计算机中。

ECU所使用的参数之一是引擎温度。它同时能够校正许多策略参数来确保引擎的正常运转并且符合内燃机排放标准，也能够防止引擎可能变得过热。

在本说明书的剩余部分中，将针对检测与内燃机温度有关的故障来进行描述。它涉及通过监视内燃机冷却温度信息的策略来检测故障。

然而，本发明可以适用于其他量值，例如油温、内燃机室内压力等等。

为了确保引擎的最佳运转温度并且也最小化内燃机(MCI)污染物排放，针对内燃机选择一个温度设定点并且由独立的和/或受控的恒温器或气门调整系统来调整该温度设定点。

冷却液温度传感器被安装于引擎中并且使之能够通过测量冷却液温度获得引擎温度图。这个温度测量被用作ECU策略的输入。

如图1所示，传感器1被置于保护腔内以确保对与它接触的冷却液的温度的正确测量。传感器1的另一部分暴露于空气中并且具有连接系统2从而能够发送代表冷却液温度的电子信息。这个连接系统本身连到接线器3的一部分，该接线器将该连接系统连至ECU中包含的喷射计算机的连接系统4。正是这个计算机通过软件线性化来使用这个电子信息，所述软件线性化将这个电子信号转换成冷却液温度的物理量值。这个温度由ECU使用，该ECU将它发送到其他也使用该温度的计算机。

参考号码5指示了模拟/数字转换器和计算机的输入级。

在该图中，所使用的符号具有下列含义：

-Rctn：NTC(即负温度系数)型温度传感器的电阻，

-Rpu：“上拉”电阻，即连接到稳压电源的“+”端子的上拉电阻，

-Rf：滤波电阻，

-Ce：输入电容，

-Cf：滤波电容，

-A/D：模拟/数字转换器。

测量温度是所有电子信息中的第一个并且能够呈现出未被电子诊断出来但直接被解释成温度的干扰。所测量的温度因而由于未被喷射计算机识别出来而可能是不正确的。

因此，通过冷却温度而实施的校正可能过量或不足，并且测量结果表明明显的温度(即通过传感器测量而给出的温度)通常低于真实值。

低于真实温度的温度会导致下列结果。

首先，对于由于引擎摩擦而造成的损耗的错误估计：用于估计与引擎有关的损耗的主要信息之一是引擎温度并且这些损耗可以代表几十个绝对值N.m.。因此，可能会出现对损耗的过度估计。

其次，空转速度的调整：对损耗的错误估计扰乱了取决于温度的空转速度补偿开放回路并且可能将空转速度校正到一个过高的值。

另外，对于涉及柴油引擎的极端情况，微粒过滤器的再生可能被用于监视它的自动装置中断。具体地，水温过低会导致未被证明其正确且未被控制(也就是说未声明失败或成功，未更新微粒估计器的质量)的再生输出。

对于汽油引擎，点火提前(当引擎处于热运转区域内时的对应于冷温估计的校正)的过度校正导致会对引擎有害的爆音。

图2示出了随传感器读出的温度的变化而变化的电压线性化曲线。正是这个温度由ECU读取。电压在模拟/数字转换器的输入处被读取并且在线性化之后被转换成物理量值(温度)。

这个曲线上限定了三个电压区域，即：一个有用区域6和对应于故障电子检测的两个诊断区域(CC地面和CO/CC+区域)7和8。

针对“对正电源的断路或短路”而将区域8称为“CO/CC+”，并且针对“对地短路”而将区域7称为“CC地面”。

非常接近于+5伏(对正5伏电源的断路或短路)或地面(对地短路)的电压使之能够检测到电压正在从有用区域移开并且因而推断出电子故障(布线中的断开连接或短路)。结果是不再能够测量温度。

然而，这个检测模式存在限制。

因此，仍停留于有用区域中但是不稳定的或移动的温度没有被电子检测到。

也存在这样的水温模型：它使之能够在测量的温度和估计的温度之间进行关联。但是，要么是模型需要无法从车辆获得的信息，要么是模型过于简单并且当来自传感器的信号停留于有用区域中时不能使之正确地检测到故障。

此外，文件EP 1 653 067描述了一种用于检测引擎的冷却液温度传感器的异常运转的方法。当引擎启动后检测到的温度低于在启动时刻检测到的温度时，检测到异常运转。

如前文说明的那样，这种技术不能检测到源自传感器测量的电子信息的传输中的瞬间断电。

发明内容

本发明的目的因而是提出一种能够检测到这种瞬间断电的方法。

另一个目的是提供一种用于通过考虑这种检测来管理引擎运转的方法。

本发明的第一方面因而涉及一种用于在代表由传感器检测的量值的电子信号至关联于引擎的电子控制单元的传输期间检测瞬间断电的方法。

应当指出，它包括下列步骤：

a)测量所述电子信号，其称为“原始信号”；

b)对所述原始信号滤波从而获得“滤波信号”；

c)在固定的时间段内计算|原始信号-滤波信号|，也就是说原始信号与滤波信号之差的绝对值；

d)比较所述绝对值与预定的最大变化阈值；

e)当所述绝对值大于所述预定的最大变化阈值时，宣告瞬间断电状态；

f)否则，重复上述步骤。

通过这个方法，仍未检测到的瞬间断电被检测到并且该瞬间断电可以被认为是异常情况。

根据这个方法的各种有利的特征：

-在步骤b)中，滤波在于比较所述信号的演进速度与预定义的最大速度，并且如果信号演进速度快于最大速度(SFTE)则为所述滤波信号分配一个对应于所述预定义最大速度的预定义值；

-在步骤e)中，基础故障计数器递增，并且当这个计数器到达预定值时宣告瞬间断电状态。

本发明的第二方面涉及一种用于管理引擎运转的方法，该引擎包括用于测量所述引擎的特性量值的至少一个传感器，和用于将代表由所述传感器检测到的所述量值的电信号传送至关联的能干预所述引擎的运转的电子控制单元的电子装置。

应当指出，它包括使用如上文定义的方法。

根据这个方法的各种有利特征：

-在步骤e)中，宣告瞬间断电状态，并且将预定值或预定值演进(称为降级模式)分配给所述量值；

-所述预定值或预定值演进是借助于关联于所述电子控制单元的计算机模型来定义的；

-与切换至降级模式有关的信息被保存在所述电子控制单元的存储器中，即使是在所述引擎关闭之后。

-维持所述降级模式直到所述引擎关闭；

-所述量值是用于冷却所述引擎的液体的温度；

-所述量值是所述引擎的油温；

-所述引擎是内燃机并且所述量值是所述引擎的燃烧室中的压力。

附图说明

参考附图，通过阅读下面对优选实施例的描述，本发明的其他特征和优点将变得明显，其中：

-图1，上文已描述，示意性地示出了用于将传感器连接到引擎电子控制单元的转换器的装置；

-图2是电压线性化曲线图，其取决于由所述传感器读取的温度；

-图3是说明根据本发明的方法的主要步骤的框图。

具体实施方式

在所述方法的在先激活步骤之后(图3的框100)，根据本发明的用于检测瞬间断电的方法的第一步骤(步骤a)在于测量源自传感器的所述电子信号(框101)。

在这里显示的例子中，这涉及测量内燃机冷却水的温度。然而，这只是一个例子，量值可以例如是引擎燃油的温度或引擎燃烧室中的压力，或者是电子源的另一个量值。更一般地，它是专用于引擎且能够被传感器测量的量值。

术语“传感器”也必须被理解成等价于“探测器”的含义。

这个信号称为“水T原始信号”(简写为SBTE)。

下一个步骤在于对之前测量的SBTE信号滤波(块102)。

这个滤波有利地是“压摆率”，其在于比较所述原始信号SBTE的演进速度与预定义的最大速度，并且向已滤波信号“水T滤波信号”(SFTE)分配对应于所述预定义的最大速度的预定义值。

演进速度可以是温度的增加速度和降低速度。并且最大速度可以例如是1℃/s。

因此，如果“原始”温度变化的过快，则“已滤波的”温度到达预定义的最大值。

然后计算两个信号SBTE和SFTE之差的绝对值，即|SBTE-SFTE|(块104)。

然后将这个绝对值与最大变化阈值(SVM)相比较，该最大变化阈值的值被存储在引擎的电子控制单元(ECU)中(块105)。

换言之，我们检查是否符合下面的关系式(1)：|SBTE-SFTE|＞SVM(l)。

如果符合关系式(1)，则宣告瞬间断电。

否则，重复该方法的之前的步骤。即使假设符合关系式，也有可能继续运行这个测试，其结果被存储起来。

当在用于管理内燃机运转的方法的背景下使用这个方法时该方法实现其全部意义。但是它可以被一般化以用于任何类型的引擎。

因此，当宣告瞬间断电状态时，基础故障电子计数器(CPE)优选地递增或递减(块106)。

当这个计数器已经达到预定值(VP)时，ECU切换到“降级模式”(块108)。

“降级模式”例如在于切换到替代温度，该替代温度可以被校准或能够例如基于安装于ECU中的水温模型而更改。

这个新温度即使是不太准确也能够确保不会造成过于严重的故障后果(其后果已经在说明书开始部分中提到)。

当确认故障时，故障诊断消息将被存储于ECU中并且因而使之能够帮助后续的引擎修复。

此外，对于这种故障，优选地保持在降级模式直到运行周期结束，而不是在故障被清除的情况下(当例如检测到CC地面时)脱离该降级模式。

具体地，在这种情况下认为源自传感器的信息不再是目标，并且即使它返回更稳定的值，该值也不必是真实温度的校正图像。

因此，如果没有检测到新故障，则只在下一个运行周期期间ECU才重新使用源自传感器的信息。

当然，如果故障被检测到但是没有再出现，则它被存储在ECU中用于例如在修车厂进行后续诊断。

在引擎已经被关闭之后(块109)，方法结束(块110)。

在上述例子中考虑信号相对于内燃机冷却系统中的物理量(在其背景下的测量通带)的最大演进速度。如果信号变化的过快，则这意味着它是不稳定的并且因而不再反映被看作是代表性的测量结果。

这个原理当然也可以用于除了水温之外的其他信号，例如引擎油温、压力信号等等。

这个原理也可以用于电子发动机。

以同样的方式，应当考虑传感器的环境。因此，空气温度将比例如水温更具有动态性。

除了环境温度之外，应当记住对信号动态性有影响的冷却系统结构。因此，对于这里描述的例子，该情况对应于存在冷却液的热的或冷的存储(散热器)或者是假设例如恒温器或阀门的某些致动器的不同的动态响应。

这个实例涉及检测瞬间断电，因为它可能出于各种原因而是车辆连接系统的一种故障模式(老化、连接系统损坏或承受振动(引擎环境)、潮湿等等)。

但是这个诊断更加全面并且覆盖了几种现象。如果只是瞬间断电问题，则信号可以跨越计算机输入级元件的滤波常数而达到其电源电压(在该实例中是5伏或非常低的温度，例如在CO(断电)期间)，但是这种情况在这里没有出现。在瞬间断电期间，如果连接系统氧化(出现潮湿+振动+电压)，则瞬间断电会被ECU看成是相对于温度探测器的新添加的电阻，并且因而歪曲该信号。当在有噪声或无噪声的情况下信号突然在新温度范围附近取值时会出现这种情况。

检测故障的这种方式是一种简单的方法(较少的校准和计算)。它使之能够避免利用校准模型来比较待诊断的测量结果与这个模型，这个模型会很快变得很复杂，消耗大量存储器以及源自传感器的其他信息。

Claims (11)

1.一种用于在代表由传感器(1)检测的量值的电子信号至关联于引擎的电子控制单元的传输期间检测瞬间断电的方法，其特征在于，包括下列步骤：

a)测量所述电子信号，其称为“原始信号(SBTE)”；

b)对所述原始信号滤波从而获得“滤波信号(SFTE)”；

c)在固定的时间段内计算|原始信号-滤波信号|，也就是说原始信号与滤波信号之差的绝对值；

d)比较所述绝对值与预定的最大变化阈值(SVM)；

e)当所述绝对值大于所述预定的最大变化阈值时，宣告瞬间断电状态；

f)否则，重复上述步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤b)中，所述滤波在于比较所述信号的演进速度与预定义的最大速度，并且如果所述信号的演进速度快于所述最大速度(SFTE)，则为所述滤波信号分配一个对应于所述预定义的最大速度的预定义值。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤e)中，基础故障计数器(CPE)递增或递减，并且当这个计数器(CPE)到达预定值时宣告瞬间断电状态。

4.一种用于管理引擎运转的方法，该引擎包括用于测量所述引擎的特性量值的至少一个传感器(1)，和用于将代表由所述传感器(1)检测的所述量值的电子信号传送至能够干预所述引擎的运转的有关电子控制单元的电子装置(2、3、4、5)，其特征在于，它包括使用如前述权利要求之一所述的方法。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤e)中，宣告瞬间断电状态，并且将预定值或称为降级模式的预定值演进分配给所述量值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预定值或预定值演进是借助于关联于所述电子控制单元的计算机模型来定义的。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，维持所述降级模式直到所述引擎关闭。

8.根据权利要求5至7之一所述的方法，其特征在于，与切换至降级模式有关的信息被保存在所述电子控制单元的存储器中，即使是在该引擎关闭之后也是如此。

9.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述量值是用于冷却所述引擎的液体的温度。

10.根据权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，所述量值是所述引擎的油温。

11.根据权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，所述引擎是内燃机，并且所述量值是所述引擎的燃烧室中的压力。

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