CN103707890A - 温度传感器的合理处理 - Google Patents

Abstract

一种合理处理多个温度传感器的方法，所述多个传感器与车辆的多个电系统相关联，该方法包括：将车辆中的相应电系统中的每一个保持在非操作状态达预定时间段；在预定时间段之后，从多个温度传感器中的每一个接收温度读数；从多个接收的温度读数计算主基准温度值；确定相应的接收的温度读数中的每一个和所计算的主基准温度值之间的差值；将每一个确定的差值与阈值相比较；和如果一个或多个预定的差值超过阈值，则提供指示。

Description

温度传感器的合理处理

技术领域

本发明涉及诊断车辆动力传动系内的出故障温度传感器的方法。

背景技术

机动车包括可操作来推进车辆并且驱动车辆上的电子装置的动力传动系。动力传动系或驱动总成通常包括发动机，其通过多速动力变速器来驱动最终的传动系统。很多车辆由往复运动的活塞型内燃发动机（ICE）驱动。内燃发动机通过与空气混合的燃料的燃烧将存储在燃料（汽油、柴油、生物燃料、天然气或其他燃料）中的化学能转变为动能。

混合动力车辆利用多个交替使用的动力源来推进车辆，最小化对提供动力的发动机的依赖。例如，混合动力型电动车辆（HEV）包括电能和化学能，并且将电能和化学能转变为机械动力来推进车辆，并且驱动车辆系统。HEV通常采用一个或多个电机（电动机/发电机），所述一个或多个电机单独操作或与内燃发动机合作操作，以推进车辆。电机将动能转变为电能，电能可被存储在能量存储装置中。来自能量存储装置的电能也可被转变回动能，用于车辆的推进。

操作期间，各个部件可由于能量转换和操作的低效现象而产生热。在一些情况下，混合动力车辆动力传动系可能在特定温度范围内操作时能够具有最大效率。当动力传动系比期望的更冷时，粘性摩擦力和温度依赖型电阻可能导致低效率操作。相反地，当动力传动系比期望的更热时，部件可能经受加速磨损，并且液体可能处于更高的蒸发风险下。通常在试图调节动力传动系的温度时使用主动冷却系统，所述温度通过布置在各个车辆部件上的温度探针感测。

发明内容

一种混合动力车辆动力传动系包括多个电系统，其中每一个系统包括相应的温度传感器、和与所述相应的温度传感器中的每一个连通的热控制模块。该热控制模块配置为，如果相应的电系统中的每一个保持在非操作状态达到预定时间段，则执行温度传感器诊断程序。

温度传感器诊断程序配置为，使得热控制模块可以：从多个温度传感器中的每一个接收温度读数；从多个接收的温度读数计算主基准温度；确定相应的接收的温度读数和计算的主基准温度值之间的差值；将每一个确定的差值与阈值相比较；和如果一个或多个预定的差值超过阈值，则提供指示。

热控制模块配置为从多个接收的温度读数通过以下步骤计算主基准温度值：从多个接收的温度读数确定主温度读数；从多个接收的温度读数构造温度读数子集，其中所述温度读数子集包括在中值温度读数的预定温度范围内的全部温度读数；和从温度读数子集通过计算机计算平均温度。

在另一种配置中，热控制模块配置为，通过从多个接收的温度读数确定中值温度读数而从多个接收的温度读数计算主基准温度值，使得主基准温度值为该中值温度读数。

在一种配置中，热控制模块配置为，如果来自温度传感器的温度读数和主基准温度值之间的差值大于阈值，则以降低性能模式操作与温度传感器相关联的电系统。

类似地，合理处理（rationalizing）与车辆的多个电系统相关联的多个温度传感器的方法可包括：将车辆中的相应电系统中的每一个保持在非操作状态达预定时间段；在预定时间段之后，从多个温度传感器中的每一个接收温度读数；从多个接收的温度读数计算主基准温度值；确定相应的接收的温度读数中的每一个与计算的主基准温度值之间的差值；将每一个确定的差值与阈值相比较；和如果一个或多个预定的差值超过阈值，则提供指示。

在结合附图理解时，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点从下面实现所附权利要求中限定的本发明的一些最佳模式和其他实施例的详细描述非常显而易见。

附图说明

图1是与发动机控制模块、变速器控制模块和混合动力控制模块连通的混合动力柴油-电动动力传动系的示意图；

图2是示出用于合理处理与车辆的电系统联接的多个温度传感器的方法的一个实施例的示意性流程图；

图3是示出用于合理处理与车辆的电系统联接的多个温度传感器的方法的一个实施例的示意性流程图。

具体实施方式

参照附图，其中，各个视图中相似的附图标记用于表示相似或相同的部件，图1示意性地示出了用于柴油-电力混合动车辆的混合动力传动系10。混合动力传动系10可包括与牵引电动机14（电动机14）机械连通的内燃发动机12。内燃发动机12可通常由发动机控制模块16（ECM16）控制，而电动机14可通常由混合式控制模块18（HCM18）控制。ECM16和HCM18可体现为一个或多个数字计算机或数据处理装置，该数字计算机或数据处理装置具有一个或多个微控制器或中央处理单元（CPU）、只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、电可擦写可编程只读存储器（EEPROM）、高速时钟、模数（A/D）电路、数模（D/A）电路、输入/输出（I/O）电路和/或信号调制和缓冲电子装置。每一个模块16、18可配置为自动执行一个或多个控制/处理程序，所述控制/处理程序可体现为与模块16、18相关联的软件或固件。

虽然图1大体示出了柴油-电力混合动力车辆的一种特定配置，但是其他布置也可类似地应用于本文所述的技术。同样，其他电动机可包括在动力传动系10的多种布置中，所述动力传动系10用作用于混合动力型车辆的主原动机。这样，发动机12和电动机（一个或多个）14可彼此连通并且与变速器20功率流连通，以最终驱动传动轴22和一个或多个驱动轮24。

电动机14可通过马达输出轴26提供一个扭矩源。类似地，发动机12可通过曲轴28产生扭矩，所述曲轴28可选择地与电动机输出轴26通过离合器30和/或一个或多个行星齿轮组（未示出）联接。来自曲轴28的扭矩可用来直接推进车辆10，和/或用来作为发电机来驱动电动机14，以将牵引电池32再充电。

根据车辆设计，电动机14可体现为额定约60伏到约300伏或更大的多相永磁体/AC感应电机。电动机14可经由功率变换器模块（PIM）34和高压汇流排36电连接到牵引用电池32。PIM34可通常根据需要配置为将DC功率转变为AC功率，反之亦然。电池32可在电动机14作为发电机主动操作时（例如通过在再生制动事件过程中捕获能量，或在由发动机12驱动时）选择地被来自施加到电动机14的扭矩再充电。如可意识到的，电动机14可以是电动机、发电机、电动机/发电机或其的任何组合。在一些实施例中，例如插电式HEV（PHEV），电池32也可在车辆10不使用时通过车外电源（未示出）充电。

发动机12可与进气口40和一个或多个燃料喷嘴42流体连通。进气口40可配置为给发动机提供新鲜空气供给，在这里该空气可与来自燃料喷射器42的燃料混合。可变节气门44可以可控地调节在ECM16的方向下从进气口40到发动机12的空气流。同样，ECM16可控制燃料通过一个或多个燃料喷射器42到发动机12的流动。在一种配置中，进气集流管46可布置在节气门44和发动机12之间，以允许进气均匀地流入发动机12中。

除了ECM16和HCM18，动力传动系10可进一步包括变速器控制模块48（TCM48），其可管理变速器20的操作。TCM48可与ECM16和HCM18中的每一个通讯，并且在自动变速器结构中，可辅助配合变速器20中的档位变化。例如，在档位变化过程中，通过变速器20传递的净扭矩可能期望地处于低于驾驶员要求的扭矩的某确定值。以该方式，ECM16和/或HCM18可瞬时地忽视任何驾驶员要求的扭矩命令，以有利于与TCM48共同操作的档位变化。

操作期间，ECM16、HCM18、TCM48、PIM34和/或电动机14内的电子装置可作为具有内部电阻和/或晶体管开关的产品而产生热能（热量）。由于在车辆10内的封装要求，每一个部件可能需要不同的主动冷却量，以在产生的热能积累到电路开始劣变的点之前去除该产生的热能。这样的主动冷却可通过液体冷却剂（未示出）提供，所述液体冷却剂可被选择地泵送通过每一个部件，以将热能传输到散热器或其它热量提取装置。

为了正确地确定所需的主动冷却量（例如流体流动速率），热控制模块50可监测与每一个相应的电部件（即ECM16、HCM18、TCM48、PIM34和/或电动机14）相关联的一个或多个温度传感器52。热控制模块50可体现在与ECM16、HCM18和/或其他这样的控制器相关联的软件或固件。

在车辆10的整个寿命中，可能需要在各个温度传感器52上执行例行诊断，以确保其正常运转并且报告准确温度。这样的传感器诊断可能体现为热控制模块50内的算法，并且可配置为动态补偿已经开始有偏差的传感器，和/或可提供忽略来自不当运行的传感器的读数的指示。

图2示出了诊断方法100，其可用于评估与车辆10的电部件相关联的温度传感器52的操作。如下面将更详细描述的，方法100总体涉及使用平均温度读数来推断操作状态。当使用这样的诊断策略时，重要的是，进行测量的系统（即ECM16、HCM18、TCM48、PIM34和/或电动机14）全部接近共同的温度，以使其相应的读数可彼此一致。

因此，在步骤102中，方法100可在热控制模块50指示功率断开（powerdown）事件时开始，在功率断开事件中，车辆处于“停车”和/或“断开（key off）”事件（即操作者钥匙被转变为“关闭”状态）。当各个系统/控制模块被去激励和/或处于降低操作状态（即非操作状态），则热控制模块50可在步骤104处启动运行计时器。该运行计时器可被用于跟踪车辆处于“关闭”状态的总时间量。

在步骤106处，ECM16可检测接通（key on）事件，在该接通事件时，各个车辆系统可被激励，并且返回到可操作状态。紧接着接通事件，在步骤108处，热控制模块50可将来自运行计时器的计数与阈值相比较。如果该计数低于阈值，则该方法可重新启动。相反，如果计数高于阈值（即车辆已经处于关闭状态长于预定时间量），则热控制模块50可启动温度传感器诊断程序110。

可根据各个车辆系统的热动力学选择用于步骤108中的预定阈值，使得在所述时间量之后，所有进行测量的系统的温度全部趋于共同的温度。在大多数情况下，该共同的温度可接近车辆外部的环境空气温度。例如，在一种配置中，用于步骤108中的预定阈值可为约8小时。根据此车辆配置，这可以是令各个内部部件全部从操作温度冷却到接近环境温度所需的最小时间量。应注意的是，虽然一些较小的部件可以更快地冷却，但是，其他部件，例如电动机壳体、发动机机体、各个散热器、冷却流体等可能长时间保持较热。

当温度传感器诊断程序110在步骤108处被启动（即相应的电系统中的每一个已经被保持在非操作状态达预定时间段），则热控制模块50可首先执行对车辆10的各温度传感器52中每一个的电完整性检查（步骤112）。电完整性检查可确保每一个温度传感器通电，没有短路或断路，并且记录一些温度读数。

如果所有传感器电有效，则热控制模块50可然后在步骤114处顺序询问每一个相应的传感器，以接收初始温度读数。在处于“关闭”状态达到预定时间量之后，每一个相应的温度传感器52应返回近似等于环境空气温度的温度值。在步骤116处，热控制模块50可然后确定多个温度传感器读数的中值，其可然后用作单个主基准温度值。如下面将描述的，主基准温度值可用于协调(reconcile)每一个相应的温度传感器的读数，尽管那些传感器不一定彼此物理靠近，也不一定监测相同的系统。

各个温度读数中的每一个可然后与在步骤116中确定的主基准温度值相比较。例如，在步骤118中，每一个相应的温度读数和主基准温度值之间的差值可与第一阈值相比较。如果相应的差值高于第一阈值但是低于第二较大阈值（在步骤120处比较），则可将等于该温度读数和主基准温度值之间的差值的补偿应用到温度传感器（在步骤112处）。但是，如果该差值超过第二阈值，则该传感器读数可被忽略，并且感测的系统或提供给该系统的冷却可被以保守方式操作，以避免无意地使该系统过热（在步骤124处）。如果每一个相应温度读数和主基准温度值之间的温度差值低于第一阈值，则该读数可被认为可操作并且准确。

如果特定传感器的温度读数和主基准温度值之间的差值超过第一和/或第二阈值，则热控制模块50可给车辆的驾驶员提供警告指示（例如通过仪表盘上的灯），或在车载诊断（OBD）记录中记录该偏差（在步骤126处）。这样的指示可使驾驶员注意到车辆需要保养，和/或可提示专业保养工程师传感器可能需要进一步评估。

图3示出第二诊断方法200，其可被用于评估与车辆10的电部件相关联的温度传感器52的操作。类似于图2中所示的方法100，图3的方法200开始于步骤102处，此时热控制模块50指示发生功率断开事件，在功率断开事件中，车辆被设置为“停车”和/或“断开”事件（即操作者钥匙被转变为“关闭”状态）。热控制模块50可然后在步骤104处启动运行计时器，并且最后，在步骤106处检测接通事件。紧接着接通事件，热控制模块50可将来自运行计时器的计数与阈值相比较（步骤108）。如果计数高于阈值（即车辆已经保持在非操作/关闭状态长于预定时间量），则热控制模块50可启动温度传感器诊断程序210。

当温度传感器诊断程序210在步骤108处被启动时，热控制模块50可在车辆10的各温度传感器52的每一个上执行电完整性检查（步骤212）。电完整性检查可确保每一个温度传感器通电，没有短路或断路，并且报告一些温度读数。

如果所有传感器处于电激励状态，则热控制模块50可然后在步骤214处顺序询问每一个相应的传感器，以获得初始温度读数。如上面所述，在处于“关闭”状态达到预定时间量之后，每一个相应的温度传感器52应返回近似等于环境空气温度的温度值。在步骤216处，热控制模块50可然后确定多个温度传感器读数的中值。使用该中值温度，热控制模块50可然后执行单独的检测（步骤218处），由此每一个温度传感器读数被与中值温度比较。如果温度传感器读数和中值温度之间的差值超过阈值差值，则特定传感器可被从用于后续计算的传感器读数集排除。相反，如果温度传感器读数和中值温度之间的差值小于阈值差值，则该特定传感器可被包括在后续计算中。在一种配置中，用于单独检查的温度阈值可为约+/-5摄氏度。

通过了单独检查的（即在总温度读数中值预定范围内的）所有传感器可然后在步骤220中被平均，以形成主基准温度值。换种方式来说，主基准温度值可以是在所有温度传感器的中值温度的预定温度范围内的温度子集的平均值。这样的计算可以在适当的设备低温适应之后执行，由此所有车辆系统和温度传感器的温度期望达到共同的环境温度。单独检查被用于排除没有在正常变化范围内足够接近预定环境温度的任何传感器（即，于是将假定某传感器异常造成了该异常变化）。在单独检查之后，所有剩余传感器的平均可以产生统计平均值，其计入运行的传感器的正常变化。

一旦主基准温度值被确定，则每一个相应的温度传感器读数可与主基准温度值比较，如大体在图2中所述。例如，在步骤222中，每一个相应的温度读数和主基准温度值之间的差值可与第一阈值相比较。如果相应的差值高于第一阈值但是低于第二较大阈值（在步骤224处比较），则可将等于温度读数和主基准温度值之间差值的补偿应用到该温度传感器（在步骤226处）。但是，如果该差值超过第二阈值，则该传感器读数可被忽略，并且感测的系统或提供给该系统的冷却可被以保守方式操作，以避免无意地使该系统过热（在步骤228处）。如果每一个相应温度读数和主基准温度值之间的温度差值低于第一阈值，则该读数可被认为可操作并且准确。

如果特定传感器的温度读数和主基准温度值之间的差值超过第一和/或第二阈值，则热控制模块50可给车辆的驾驶员提供警告指示（例如通过使仪表盘上的灯发光），或在车载诊断（OBD）记录中指出该偏差（在步骤230处）。这样的指示可使驾驶员注意到车辆需要保养，和/或可提示专业保养工程师传感器可能需要进一步评估。

虽然已经详细描述了实现本发明的最佳模式，但是熟悉本发明涉及的领域的人员将意识到实现本发明的在所附权利要求范围内的多种可替代设计和实施例。应可预期，包含在上面描述中或显示在附图中的所有内容应被解释为仅是示例性的，并且不用于限制。

Claims (10)

1.一种合理处理多个温度传感器的方法，所述多个温度传感器中的每一个与车辆的相应的电系统联接，所述方法包括：

将车辆的相应电系统中的每一个保持在非操作状态达到预定时间段；

在预定时间段之后，从多个温度传感器中的每一个接收温度读数；

从多个接收的温度读数计算主基准温度值；

确定分别地接收的温度读数中的每一个与所计算的主基准温度值之间的差值；

将每一个被确定的差值与阈值相比较；和

如果被确定的差值中的一个或多个超过阈值，则提供指示。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，从多个接收的温度读数计算主基准温度值，包括：

从多个接收的温度读数确定中值温度读数；

从多个接收的温度读数构建温度读数子集，该温度读数子集包括在中值温度读数的预定温度范围内的每一个温度读数；和

从温度读数的子集计算平均温度。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，从多个接收的温度读数计算主基准温度值包括：

从多个接收的温度读数确定中值温度读数；和

其中，主基准温度值为中值温度读数。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，将车辆的相应电系统中的每一个保持在非操作状态达预定时间段包括，不将人为热源提供给相应的电系统，以使在预定时间段之后，每一个相应的电系统的温度大约等于环境温度。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定时间段大于四小时。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，将每一个确定的差值与阈值相比较包括，将每一个确定的差值与第一阈值相比较和将每一个确定的差值与第二阈值相比较，所述第二阈值大于所述第一阈值；且

进一步包括，如果温度读数和主基准温度值之间的差值大于第一阈值且小于第二阈值，则将补偿应用到温度读数。

7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括，如果来自温度传感器的温度读数和主基准温度值之间的差值大于第二阈值，则以降低性能模式操作与温度传感器相关联的电系统。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，提供指示包括使车辆仪表盘上的灯发光。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，提供指示包括在车载诊断记录中记载所确定的差值。

10.一种混合动力车辆动力传动系，包括：

多个电系统，每一个系统包括相应的温度传感器；

热控制模块，与每一个相应的温度传感器连通，所述热控制模块配置为，如果每一个相应的电系统中保持在非操作状态达预定时间段，则执行温度传感器诊断程序；和

其中，温度传感器诊断程序配置为使热控制模块：

基于多个温度传感器的每一个接收温度读数；

从多个接收的温度读数计算主基准温度值；

确定相应的接收的温度读数中的每一个与所计算的主基准温度值之间的差值；

将每一个确定的差值与阈值相比较；和

如果确定的差值中的一个或多个超过阈值，则提供指示。

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