CN102735369A - 一种水温传感器的诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水温传感器的诊断方法，对采集来的水温传感器电信号进行分析，判断水温传感器信号是否出错以及是否可信，包括水温传感器信号范围合理性检测和水温传感器输出信号正常性动态检测。其对水温传感器的信号范围进行检查，判断水温传感器的输出信号是否在合理范围内，当信号在规定的范围内，判断实际的输出信号与当前实际水温所对应的输出信号是否相符。
Description
技术领域
本发明属于汽车整车动力传动系统的控制系统的领域，是控制系统对动力系统的水温传感器信号进行诊断，可应用于汽油汽车、柴油汽车、油电混合动力汽车等动力系统的控制领域。
背景技术
汽车动力系统的水温信号是动力系统控制策略的一个关键输入参量。水温信号如果不准确、存在故障但没有诊断出来，那么就会造成喷油量不精确、污染物的排放量高，此外还会对动力系统部件的可靠性和耐久性造成一定的伤害。目前在已知的技术领域中，大部分对水温信号范围进行监测，来判断是否超过传感器的最大输出范围，以及实际温度所对应的实际输出范围，而对信号的可靠性即水温传感器的输出信号是否准确，是否有效很少涉及。此外，由于当前世界在车辆工程技术领域中，节约能源、降低污染物的排放是摆在首位的，而水温信号的准确与否，直接影响了汽车的能源消耗以及污染物的排放，所以对水温传感器的信号进行分析是十分重要的。但是目前的控制系统中对水温传感器的诊断是少之又少。因此在现有技术现状背景下，本发明中的内容具有实际应用价值，可以为社会、为人类带来实际价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水温传感器的诊断方法，对采集的水温传感器电压信号进行检测、分析，来判断水温传感器输出信号是否有效、是否准确。对采集来的水温传感器电信号进行分析，判断水温传感器信号是否出错，是否可信。由于发动机的控制单元需要根据水温来对发动机一些参数进行补偿修正，且对水温传感器发送过来的信号具有一定的范围要求。所以需对水温传感器的信号范围进行检查，且水温传感器的输出信号必须在一合理范围内。同时，如果信号在规定的范围内，还必须保证实际的输出信号与当前实际水温所对应的输出信号相符，否则同样应为错误。
通过对水温传感器的输出信号范围的合理性检测来判断水温传感器是否失效。采用一种在满足转速和喷油量的前提条件下，根据当前水温所计算出最小温度上升值以及延迟时间，在延迟时间结束后，温升值是否达到最小温升，以此来判断水温传感器信号是否准确。
具体技术方案如下：
一种水温传感器的诊断方法，对采集来的水温传感器电信号进行分析，判断水温传感器信号是否出错以及是否可信，包括水温传感器信号范围合理性检测和水温传感器输出信号正常性动态检测。
进一步地，其对水温传感器的信号范围进行检查，判断水温传感器的输出信号是否在合理范围内，当信号在规定的范围内，判断实际的输出信号与当前实际水温所对应的输出信号是否相符。
进一步地，所述水温传感器信号范围合理性检测包括如下步骤：
（1）针对所选用水温传感器的信号范围进行实验和定义；
（2）确定水温传感器正常时的输出信号范围；
（3）通过整车实验来确定实际温度所对应的输出信号曲线；
（4）建立有效输出电压型号范围；
（5）步骤（1）实验所得的数据标入发动机控制单元中；
（6）建立基于发动机转速和喷油量与当前温度相对应的温度信号曲线与延迟时间，用来进行水温传感器输出信号正常性动态检测。
进一步地，所述水温传感器输出信号正常性动态检测，用于判断水温传感器是否失效，包括如下步骤：
1）在满足转速和喷油量的前提条件下，根据当前水温所计算出最小温度上升值以及延迟时间；
2）在延迟时间结束后，检测温升值是否达到最小温升，以此来判断水温传感器信号是否正常。
进一步地，所述水温传感器信号范围合理性检测要对水温传感器信号持续循环地进行范围检测，水温传感器输出电压的最大值和最小值分别定义为CTSCD_SRCMAX和CTSCD_SRCMIN，当水温传感器的输出电压信号超过了CTSCD_SRCMAX，则表示水温传感器的输出电压过高，判断为对电源短路或开路故障，当水温传感器的输出电压低于CTSCD_SRCMIN，则表示水温传感器的输出电压过低，判断为对地短路故障；在实际使用时实际温度的极值所对应的输出电压最大值和最小值分别定义为CTSCD_PHYMAX、CTSCD_PHYMIN，当电压在CTSCD_SRCMAX、CTSCD_PHYMAX之间或CTSCD_SRCMIN、CTSCD_PHYMIN之间，则表示水温传感器输出信号过大。
进一步地，整车上电后，发动机控制单元通过水温传感器得到一水温电压信号，定义为为CTSCD_RAW，当CTSCD_PHYMAX< CTSCD_RAW< CTSCD_SRCMAX时，报OBDMAX错误；当CTSCD_SRCMIN< CTSCD_RAW< CTSCD_PHYMIN时，报OBDMIN错误；当CTSCD_RAW> CTSCD_SRCMAX时，报CTSMAX错误；CTSCD_RAW< CTSCD_SRCMIN时，报CTSMIN错误。
进一步地，当检测出水温传感器的输出电压出错，不需要经过任何的验证，立即报错，并点亮发动机故障灯；报错后根据发动机状态使用标定好的替用值来代替水温传感器输出值；当检测到电压正常后，不需要经过确认，立刻关闭水温替用值，采用水温传感器输出信号，并关闭发动机故障灯。
进一步地，所述水温传感器输出信号正常性动态检测具体为：发动机启动后，当发动机转速和喷油量都符合规定的要求，由发动机转速和喷油量以及当前的水温传感器输出信号计算出一个温度上升的最小值，当在规定的时间内水温有没有达到规定的最小温度，则水温传感器输出信号判定为不可信。
进一步地，当系统启动时，发动机控制单元立刻开始对发动机转速和发动机喷油量以及当前发动机温度进行监测，如果发动机转速和喷油量都符合动态检测的规定，则开启温度动态检测的定时器，当时间到达规定时间后，检测水温是否到了规定的最小值，如果水温超过了规定的最小值，则动态检测正常，如果没有达到规定的最小值，则水温传感器输出信号不可信。
进一步地，动态检测每个驾驶循环只进行一次，当检测到出错，开始验证，同时动态检测计数器置1，当计数器为3时，动态检测停止计数，报水温传感器故障，并点亮发动机故障灯；当出现该错误，发动机不采取替用值，也不进行其它处理；当检测到水温传感器动态检测正常后，再次开始进行恢复的动态检测计数，计数器置1，当计数器为3时时，动态检测停止计数，关闭发动机故障灯。
与目前现有技术相比，本发明内容覆盖了水温传感器温度信号所有的可能的处理内容，策略结构简单、计算步骤清晰、监测对象全面、可靠、易于实现、便于软件测试和标定。
附图说明
图1为本发明水温传感器的合理范围
图2为水温传感器合理性范围检查流程图
图3为温度传感器动态检测流程图
具体实施方式
下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
本发明首先对水温传感器信号持续循环地进行范围检测。由于水温传感器采用传感器，输出信号为电压信号，则肯定有一个传感器输出电压的最大值、最小值，记为CTSCD_SRCMAX、CTSCD_SRCMIN。如果水温传感器的输出电压信号超过了CTSCD_SRCMAX，则表示水温传感器的输出电压过高，可能对电源短路或开路故障；如果水温传感器的输出电压低于CTSCD_SRCMIN，则表示水温传感器的输出电压过低，可能对地短路故障。在实际使用时还存在实际温度的极值所对应的输出电压最大值和最小值，记为CTSCD_PHYMAX、CTSCD_PHYMIN。如果电压在CTSCD_SRCMAX、CTSCD_PHYMAX之间或CTSCD_SRCMIN、CTSCD_PHYMIN之间，则表示水温传感器输出信号过大，可能存在较大飘移值。
本发明中，整车上电后，发动机控制单元通过水温传感器得到一水温电压信号，记为CTSCD_RAW。当CTSCD_PHYMAX< CTSCD_RAW< CTSCD_SRCMAX时，报OBDMAX错误；当CTSCD_SRCMIN< CTSCD_RAW< CTSCD_PHYMIN时，报OBDMIN错误；当CTSCD_RAW> CTSCD_SRCMAX时，报CTSMAX错误；CTSCD_RAW< CTSCD_SRCMIN时，报CTSMIN错误。一旦检测出水温传感器的输出电压出错，不需要经过任何的验证，立即报错，并点亮发动机故障灯。报错后根据发动机状态使用标定好的替用值来代替水温传感器输出值。当检测到电压正常后，同样不需要经过确认，立刻关闭水温替用值，采用水温传感器输出信号，并关闭发动机故障灯。
在检测过水温传感器信号范围合理性后，需判断当前水温传感器的输出信号是否正常，能否真正体现出当前水温的变化，本发明采用了一种动态检测的方法，即通过判断发动机启动后，发动机转速和喷油量都符合规定的要求，然后由发动机转速和喷油量以及当前的水温传感器输出信号计算出一个温度上升的最小值，如果在规定的时间内水温有没有达到规定的最小温度，则水温传感器输出信号不可信。
在进行动态检测中，当系统启动时，发动机控制单元立刻开始对发动机转速和发动机喷油量以及当前发动机温度进行监测，如果发动机转速和喷油量都符合动态检测的规定，则开启温度动态检测的定时器，当时间到达规定时间后，检测水温是否到了规定的最小值，如果水温超过了规定的最小值，则动态检测正常，如果没有达到规定的最小值，则水温传感器输出信号不可信。动态检测每个驾驶循环只进行一次，当检测到出错，开始验证，同时动态检测计数器置1，当计数器为3时，动态检测停止计数，报水温传感器故障，并点亮发动机故障灯。当出现该错误，发动机不采取替用值，也不进行其它处理。当检测到水温传感器动态检测正常后，再次开始进行恢复的动态检测计数，计数器置1，当计数器为3时时，动态检测停止计数，关闭发动机故障灯。
本发明针对温度传感器信号合理性范围检测时，首先针对所选用传感器的信号范围进行实验、定义，确定传感器正常时的输出信号范围。然后通过整车实验来确定实际温度所对应的输出信号曲线，建立有效输出电压型号范围。将实验所得的数据标入发动机控制单元中。同时，经过实验建立一条基于转速和喷油量并与当前温度相对应的温度信号曲线与延迟时间，用来进行动态检测。
当整车上电后，即开始进行水温传感器的合理性范围检测，首先读取当前水温传感器的输出信号CTSCD_RAW，然后将CTSCD_RAW与标定好的CTSCD_SRCMAX相比较，如果超过直接进行CTSMAX故障处理；当CTSCD_RAW小于CTSCD_SRCMAX，再将其与CTSCD_PHYMAX进行比较，如果超过CTSCD_PHYMAX，则报OBDMAX错误，并进入故障处理，如果没有超过，继续判断是否低于CTSCD_SRCMIN，如低于该值，则报CTSMIN错误，并进入故障处理，没有低于该值继续与CTSCD_PHYMIN比较，低于则报OBDMIN错误，并进行故障处理。在出现上述的四种故障后，发动机故障灯均点亮，处理均采用释放替代值，根据当前发动机状态来释放相对应的替代值。启动状态——CTSCD_tDflWarm_C；正常运行状态——CTSCD_tDflCold_C；后运行状态——CTSCD_tDflCold_C。
当发动机从START状态过渡到NORMAL状态后，满足转速和喷油量的前提条件下，经过一定的时间后(此时间是通过发动机控制单元内标定参数Clg_tiInitTmr_C获取)，发动机当前水温会赋予Clg_tClntStrtVal_mp做为一初始温度计算限值。一旦初始温度计算限值获得赋予，动态的时间Clg_tiMaxDynTst_mp和绝对的时间Clg_tiMaxAbsTst_mp检测会从相应的曲线图中计算出来，动态的最小温升Clg_dtMaxDynTst_mp和绝对的最小温升Clg_dtMaxAbsTst_mp也会从相应的曲线图中计算。当获取初始温度计算限值以后，动态时间及温升和绝对时间及温升也会随之获得，发动机当前水温会一直和水温初值进行差值计算Clg_dtDynTst，这个差值Clg_dtDynTst实时的和最小温升进行比较。当在规定的延迟时间内，这个差值超过了最小温升，则说明水温传感器信号可靠，如果在规定的延迟时间内，这个差值始终没有超过最小温升，则说明水温传感器信号不可靠。在检测过程中，如果转速和喷油量达不到检测要求，计时会停止只到再次满足前提要求。出现动态检测故障后，发动机故障灯会点亮但不采取任何故障处理。需要尽快维修水温传感器。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水温传感器的诊断方法，其特征在于，对采集来的水温传感器电信号进行分析，判断水温传感器信号是否出错以及是否可信，包括水温传感器信号范围合理性检测和水温传感器输出信号正常性动态检测。
2.如权利要求1所述的水温传感器的诊断方法，其特征在于，其对水温传感器的信号范围进行检查，判断水温传感器的输出信号是否在合理范围内，当信号在规定的范围内，判断实际的输出信号与当前实际水温所对应的输出信号是否相符。
3.如权利要求1或2所述的水温传感器的诊断方法，其特征在于，所述水温传感器信号范围合理性检测包括如下步骤：
（1）针对所选用水温传感器的信号范围进行实验和定义；
（2）确定水温传感器正常时的输出信号范围；
（3）通过整车实验来确定实际温度所对应的输出信号曲线；
（4）建立有效输出电压型号范围；
（5）步骤（1）实验所得的数据标入发动机控制单元中；
（6）建立基于发动机转速和喷油量与当前温度相对应的温度信号曲线与延迟时间，用来进行水温传感器输出信号正常性动态检测。
4.如权利要求1-3中任一项所述的水温传感器的诊断方法，其特征在于，所述水温传感器输出信号正常性动态检测，用于判断水温传感器是否失效，包括如下步骤：
1）在满足转速和喷油量的前提条件下，根据当前水温所计算出最小温度上升值以及延迟时间；
2）在延迟时间结束后，检测温升值是否达到最小温升，以此来判断水温传感器信号是否正常。
5.如权利要求1-4中任一项所述的水温传感器的诊断方法，其特征在于，所述水温传感器信号范围合理性检测要对水温传感器信号持续循环地进行范围检测，水温传感器输出电压的最大值和最小值分别定义为CTSCD_SRCMAX和CTSCD_SRCMIN，当水温传感器的输出电压信号超过了CTSCD_SRCMAX，则表示水温传感器的输出电压过高，判断为对电源短路或开路故障，当水温传感器的输出电压低于CTSCD_SRCMIN，则表示水温传感器的输出电压过低，判断为对地短路故障；在实际使用时实际温度的极值所对应的输出电压最大值和最小值分别定义为CTSCD_PHYMAX、CTSCD_PHYMIN，当电压在CTSCD_SRCMAX、CTSCD_PHYMAX之间或CTSCD_SRCMIN、CTSCD_PHYMIN之间，则表示水温传感器输出信号过大。
6.如权利要求5所述的水温传感器的诊断方法，其特征在于，整车上电后，发动机控制单元通过水温传感器得到一水温电压信号，定义为为CTSCD_RAW，当CTSCD_PHYMAX< CTSCD_RAW< CTSCD_SRCMAX时，报OBDMAX错误；当CTSCD_SRCMIN< CTSCD_RAW< CTSCD_PHYMIN时，报OBDMIN错误；当CTSCD_RAW> CTSCD_SRCMAX时，报CTSMAX错误；CTSCD_RAW< CTSCD_SRCMIN时，报CTSMIN错误。
7.如权利要求6所述的水温传感器的诊断方法，其特征在于，当检测出水温传感器的输出电压出错，不需要经过任何的验证，立即报错，并点亮发动机故障灯；报错后根据发动机状态使用标定好的替用值来代替水温传感器输出值；当检测到电压正常后，不需要经过确认，立刻关闭水温替用值，采用水温传感器输出信号，并关闭发动机故障灯。
8.如权利要求1-7中任一项所述的水温传感器的诊断方法，其特征在于，所述水温传感器输出信号正常性动态检测具体为：发动机启动后，当发动机转速和喷油量都符合规定的要求，由发动机转速和喷油量以及当前的水温传感器输出信号计算出一个温度上升的最小值，当在规定的时间内水温有没有达到规定的最小温度，则水温传感器输出信号判定为不可信。
9.如权利要求8所述的水温传感器的诊断方法，其特征在于，当系统启动时，发动机控制单元立刻开始对发动机转速和发动机喷油量以及当前发动机温度进行监测，如果发动机转速和喷油量都符合动态检测的规定，则开启温度动态检测的定时器，当时间到达规定时间后，检测水温是否到了规定的最小值，如果水温超过了规定的最小值，则动态检测正常，如果没有达到规定的最小值，则水温传感器输出信号不可信。
10.如权利要求8或9所述的水温传感器的诊断方法，其特征在于，动态检测每个驾驶循环只进行一次，当检测到出错，开始验证，同时动态检测计数器置1，当计数器为3时，动态检测停止计数，报水温传感器故障，并点亮发动机故障灯；当出现该错误，发动机不采取替用值，也不进行其它处理；当检测到水温传感器动态检测正常后，再次开始进行恢复的动态检测计数，计数器置1，当计数器为3时时，动态检测停止计数，关闭发动机故障灯。
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