CN104898080B - 范围内卡住的传感器的检测和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于检测范围内卡住的传感器的方法包括计算由相应的第一和第二传感器生成的第一信号和第二信号的每一个的变化值，其中第一和第二信号是相关的信号。用于第一和第二信号的每一个的变化值针对相同的诊断期间而计算，使得当在诊断期间过程中第一和第二传感器中的一个生成范围内卡住的信号时，该范围内卡住的信号的特征在于变化值，该变化值比相关信号的变化值小得多。第一和第二信号的变化值之间的差值的幅值可与预定的故障阈值相比较，以诊断范围内卡住的传感器。

Description

范围内卡住的传感器的检测和方法

技术领域

本公开涉及范围内卡住的传感器的检测。

背景技术

范围内的卡住是车辆中传感器的一个已知的故障模式。其他的故障模式包括高出范围、低出范围、以及偏移。在范围内中卡住的传感器以这样的方式出故障：产生在正常读取范围内的常量信号。常规的合理性诊断可以用于比较来自于第一传感器的第一信号的值和来自于第二传感器的第二信号，其中第一和第二信号是相关信号，以通过比较该些信号与故障限值之间的绝对差值而确定第一和第二传感器是否在范围内卡住。如果该绝对差值过大，则该信号中的至少一个被认为是在范围内卡住且出故障。实际上，这种类型的合理性诊断的故障限值被设置为非常大，以最小化由该诊断产生的故障的错误指示。这样，这种类型的合理性诊断被限制为诊断具有大幅值偏移的传感器或在范围内被卡在远离名义值处的传感器，使得这种类型的合理性诊断具有类似于且限制在超出范围诊断的灵敏度的检测范围。

发明内容

常规的合理性诊断将来自于相关的第一和第二传感器的值相比较，以确定是否该两个传感器中的一个在范围内卡住，该常规的合理性诊断为了防止卡住传感器的错误指示而在灵敏度方面受限，并且可能缺乏检测在范围内卡住的传感器的灵敏度。一种用于检测范围内卡住的传感器的方法包括计算由相应的第一和第二传感器生成的第一信号和第二信号的每一个的变化值，其中第一和第二信号是名义相关的信号。在第一和第二传感器中的一个生成在范围内卡住的信号的情况下，由在范围内卡住的传感器生成的信号的特征在于变化值接近于0和/或比由另一未卡住的传感器生成的相关信号的变化值小得多。通过比较相关信号的变化值，该变化值诊断可用于在比常规的合理性诊断大得多的灵敏度下检测范围内卡住的传感器。进一步地，通过比较相关的第一和第二信号的变化值，范围内卡住的传感器可与感测稳定状态情况的传感器相区别。这里描述的用于检测卡住的传感器的变化值诊断可与常规的合理性诊断组合和/或并行地应用以诊断传感器。

一种诊断范围内卡住的传感器的方法包括接收来自被监控传感器接的信号，并且接收来自相关传感器的相关信号，其中相关信号与监控信号相关。监控信号的变化值基于第一监控信号偏差和至少第二监控信号偏差而确定，并且相关信号的变化值基于第一相关信号偏差和至少第二相关信号偏差而确定。被监控传感器的情况于是基于监控信号的变化值和相关信号的变化值之间的差值幅值而确定，这在诊断期间上确定，该诊断期间与用于确定监控信号的变化值和确定相关信号的变化值的是相同的诊断期间。监控和相关变化值之间的差值的幅值与故障阈值相比较，使得当该差值的幅值大于或等于故障阈值时，被监控传感器的范围内卡住的状态被确定。

第一监控信号偏差基于第一监控信号值和第二监控信号值之间的差值幅值，该第一监控信号值是在第一监控采样时间采样的，该第二监控信号是在第二监控采样时间采样的，并且，第二监控信号偏差基于第二监控信号值和第三监控信号值之间的差值幅值，该第三监控信号值是在第三监控采样时间采样的。第一、第二和第三监控采样时间是不同的并且连续的时间。第一相关信号偏差基于第一相关信号值和第二相关信号值之间的差值幅值，该第一相关信号值是在第一相关采样时间采样的，该第二相关信号是在第二相关采样时间采样的，并且，第二相关信号偏差基于第二相关信号值和第三相关信号值之间的差值幅值，该第三相关信号值是在第三相关采样时间采样的。第一、第二和第三相关采样时间是不同的并且连续的时间。进一步地，第一监控采样时间和第一相关采样时间彼此同步，第二监控采样时间和第二相关采样时间彼此同步，并且第三监控采样时间与第三相关采样时间彼此同步。在一个示例中，第一监控采样时间和第一相关采样时间在第一一致采样时间同时发生，第二监控采样时间和第二相关采样时间在第二一致采样时间同时发生，并且，第三监控采样时间和第三相关采样时间在第三同时采样时间同时发生。

一种用于诊断范围内卡住的传感器的系统包括控制模块，该控制模块与变化确定模块、传感器诊断模块、被监控传感器和相关传感器可操作地通信。控制模块接收来自于被监控传感器的监控信号和来自于相关传感器的相关信号，其中相关信号和监控信号彼此相关。该系统进一步包括监控信号变化值和相关信号变化值，该监控信号变化值是由变化确定模块基于监控信号而生成，该相关信号变化值是由变化确定模块基于相关信号而生成。被监控传感器的状态是通过传感器诊断模块基于监控信号的变化值和相关信号的变化值而确定，使得当监控信号值的变化值和相关信号值的变化值之间的差值幅值大于或等于对应于被监控传感器的范围内卡住状态的故障阈值时，范围内卡住指示标志由传感器诊断模块生成。

在一个示例中，该系统包括电源逆变器模块、被监控传感器、和相关传感器，该电源逆变器模块可操作地连接至电池，该被监控传感器感测电源逆变器模块的逆变器输入电压和电池的电池电压中的一个，其中该逆变器输入电压和电池电压彼此相关,并且该相关传感器感测逆变器输入电压和电池电压中的另一个。举个示例，电源逆变器模块和电池可被操作地连接至动力总成的电动机-发电机，该动力总成在一个示例中是混合动力电动车的动力总成。

根据一方面，提供一种诊断范围内卡住的传感器的方法，该方法包括：

从被监控传感器接收监控信号；

从相关传感器接收相关信号；

其中相关信号与监控信号相关；

确定监控信号的变化值；

确定相关信号的变化值；以及

基于监控信号的变化值和相关信号的变化值之间的差值的幅值而确定被监控传感器的状态。

优选地，其中监控信号的变化值和相关信号的变化值之间的差值幅值在诊断期间上确定，该诊断期间是用于以下所列的相同的诊断期间：

确定监控信号的变化值；以及

确定相关信号的变化值。

优选地，其中确定监控信号的变化值进一步包括：

确定第一监控信号偏差和第二监控信号偏差；以及

确定相关信号的变化值进一步包括：

确定第一相关信号偏差和第二相关信号偏差。

优选地，其中监控信号的变化值由第一和第二监控信号偏差的和限定；以及

相关信号的变化值由第一和第二相关信号偏差的和限定。

优选地，其中监控信号的变化值由第一和第二监控信号偏差的平均值限定；以及

相关信号的变化值由第一和第二相关信号偏差的平均值限定。

优选地，其中第一监控信号偏差是在第一监控采样时间期间上确定的；

第一相关信号偏差是在第一相关采样时间期间上确定的；

其中，第一监控采样时间期间和第一相关采样时间期间是同步的；

第二监控信号偏差是在第二监控采样时间期间上确定的；

第二相关信号偏差是在第二相关采样时间期间上确定的；以及

其中，第二监控采样时间期间和第二相关采样时间期间是同步的。

优选地，其中第一监控采样时间期间和第一相关采样时间期间是相同的时间期间；以及

第二监控采样时间期间和第二相关采样时间期间是相同的时间期间。

优选地，其中第一监控信号偏差基于第一监控信号值和第二监控信号值之间的差值幅值，该第一监控信号值是在第一监控采样时间采样的，该第二监控信号是在第二监控采样时间采样的，其中，第二监控采样时间与第一监控采样时间不同；

第二监控信号偏差基于第二监控信号值和第三监控信号值之间的差值幅值，第三监控信号值在第三监控采样时间采样的；

第三监控采样时间与第二监控采样时间不同；

第一相关信号偏差基于第一相关信号值和第二相关信号值之间的差值幅值，该第一相关信号值是在第一相关采样时间采样的，该第二相关信号是在第二相关采样时间采样的；并且，

第二相关信号偏差基于第二相关信号值和第三相关信号值之间的差值幅值，第三相关信号值是在第三相关采样时间采样的；

其中第一、第二和第三相关采样时间是不同的时间。

优选地，所述方法进一步包括：

当监控信号值的变化值和相关信号值的变化值之间的差值的幅值大于或等于故障阈值时，确定为范围内卡住状态。

优选地，所述方法进一步包括：

诊断车辆的范围内卡住的传感器，该车辆包括：

控制模块，包括变化确定模块，该变化确定模块生成被监控传感器和相关传感器的每一个的变化值；

被监控传感器感测车辆的第一情况；

相关传感器感测车辆的第二情况；以及

其中第一情况和第二情况是车辆的不同情况。

优选地，所述方法进一步包括：

被监控传感器感测以下所列中的一个：

逆变器的逆变器输入电压，以及

电池的电池电压；

其中逆变器可操作地连接到电池，使得逆变器输入电压和电池电压在逆变器和电池的操作过程中彼此相关，以及

相关传感器感测逆变器输入电压和电池电压中的另一个。

根据另一方面，提供一种用于诊断范围内卡住的传感器的系统，该系统包括：

控制模块，与变化确定模块、传感器诊断模块、被监控传感器和相关传感器可操作地通信；

该控制模块从被监控传感器接收监控信号，并且从相关传感器接收相关信号；

其中相关信号和监控信号彼此相关；

其中：

监控信号变化值由变化确定模块基于监控信号而生成；

相关信号变化值由变化确定模块基于相关信号而生成；以及

被监控传感器的状态通过传感器诊断模块基于监控信号变化值和相关信号变化值而确定。

优选地，其中监控信号的变化值和相关信号的变化值之间的差值的幅值是在诊断期间上确定的，该诊断期间是用于以下所列的相同的诊断期间：

确定监控信号的变化值；以及

确定相关信号的变化值。

优选地，所述系统进一步包括：

故障阈值，对应于被监控传感器的范围内卡住的状态；以及

范围内卡住指示标志，当监控信号值的变化值和相关信号值的变化值之间的差值的幅值大于或等于故障阈值时，该范围内卡住的指示标志由传感器诊断模块生成。

优选地，其中监控信号变化值基于第一监控信号偏差和第二监控信号偏差而生成；并且

相关信号变化值基于第一相关信号偏差和第二相关信号偏差而生成；

该系统进一步包括：

信号偏差模块，其与控制模块可操作地通信；

其中第一和第二监控信号偏差以及第一和第二相关信号偏差由信号偏差模块生成。

优选地，其中第一监控信号偏差基于第一监控信号值和第二监控信号值之间的差值幅值，该第一监控信号值是在第一监控采样时间采样的，该第二监控信号是在第二监控采样时间采样的，其中，第二监控采样时间跟随第一监控采样时间，并且与第一监控采样时间不同；

第二监控信号偏差基于第二监控信号值和第三监控信号值之间的差值的幅值，第三监控信号值是在第三监控采样时间采样的；

第三监控采样时间跟随第二监控采样时间，并且与第二监控采样时间不同；

第一相关信号偏差基于第一相关信号值和第二相关信号值之间的差值幅值，该第一相关信号值是在第一相关采样时间采样的，该第二相关信号是在第二相关采样时间采样的；

第二相关信号偏差基于第二相关信号值和第三相关信号值之间的差值的幅值；第三相关信号值是在第三相关采样时间采样的；以及

第三相关采样时间跟随第二相关采样时间，并且与第二相关采样时间不同。

优选地，所述系统进一步包括：

电源逆变器模块，可操作地连接至电池；

被监控传感器感测以下所列中的一个：

电源逆变器模块的逆变器输入电压，以及

电池的电池电压；

其中逆变器输入电压和电池电压彼此相关；以及

相关传感器，感测逆变器输入电压和电池电压中的另一个。

优选地，所述系统进一步包括：

存储器；

其中监控信号变化值和相关信号变化值存储在该存储器中。

根据又一方面，提供一种诊断范围内卡住的传感器的方法，该方法包括：

在第一监控采样时间、第二监控采样时间和第三监控采样时间的每一个时间测量来自于被监控传感器的监控信号；

在第一相关采样时间、第二相关采样时间和第三相关采样时间的每一个时间测量来自于相关传感器的相关信号；

其中相关信号与监控信号相关；

其中，第一、第二和第三监控采样时间分别与第一、第二和第三相关采样时间同步；

基于在第一、第二和第三监控采样时间测量的监控信号而生成监控信号变化值；

基于在第一、第二和第三相关采样时间测量的相关信号而生成相关信号变化值；

确定监控信号变化值和相关信号变化值之间的差值的幅值；以及

将该差值的幅值与对应于被监控传感器的范围内卡住的状态对应的故障阈值相比较。

优选地，所述方法进一步包括：

基于在第一监控采样时间和第二监控采样时间测量的监控信号而生成第一监控信号偏差；

基于在第二监控采样时间和第三监控采样时间测量的监控信号值而生成第二监控信号偏差；

其中监控信号变化值基于第一和第二监控信号偏差的和；

基于在第一相关采样时间和第二相关采样时间测量的相关信号而生成第一相关信号偏差；

基于在第二相关采样时间和第三相关采样时间测量的相关信号值而生成第二相关信号偏差；以及

其中相关信号变化值基于第一和第二监控信号偏差的和。

当结合附图考虑时，本发明的上述的特征和优势以及其他的特征和优势可从以下用于实施本发明的最优模式的详细描述显而易见。

附图说明

图1是示出了用于检测在范围内卡住的传感器的示例性系统的示意图；

图2是图1的示例性系统的示意图，该示例性系统包括车辆传感器；以及

图3是用于使用图1的系统检测在范围内卡住的传感器的方法或算法的示意性流程图。

具体实施方式

参考附图，相同的附图标记在所有的视图中指示相同的部件。在图1-3中示出的元件并不必要成比例或按比例。因此，在文中提出的图中提供的特定的尺寸和应用并不被认为是限制。下面的描述本质上仅仅是示例性的，并且绝不意味着限制本公开、其应用或使用。如这里使用的，短语A、B、C中的至少一个应该被解释为意指逻辑关系(AorBorC)，使用非排他的逻辑关系or。应当理解的是，方法中的步骤可以不同的顺序执行，而不改变本公开的原理。如这里所使用的，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固件程序的存储器和处理器(共享、专用或成组)、组合逻辑电路、和/或提供所描述功能的其他合适的部件。

范围内卡住的传感器可能产生具有常量值的信号或具有最小的值改变的信号，使得传感器信号的改变被包含在非常有限的范围内。举个非限制性的示例，传感器可能由于失效的传感器、从该传感器到控制模块或到正由该传感器感测的元件的故障连接或其他电气失效事件而在范围内卡住。范围内卡住的传感器可能影响正被传感器感测的元件的控制，和/或可能影响基于传感器信号正被控制的系统的控制。

图1是示出了示例性系统的示意图，该示例性系统大体上标示在10处，包括示例性控制模块20，该控制模块20用于检测传感器的范围内卡住的状态。图2是示出大体上表示在100处并且包括控制模块120的动力总成的示意图，该控制模块120构造为类似于图1的控制模块20，用于检测范围内卡住的传感器，其中该传感器是多个动力总成传感器中的一个。动力总成系统100可以是车辆(未示出)的动力总成，车辆在一个示例中可以是混合动力车辆。图3示出了诊断正处于范围内卡住状态的传感器的方法的高级框图，该方法以在图3中指示为200的开始或初始步骤起始。

参考图1，示出了大体上标示在10处且包括控制模块20、第一传感器14和第二传感器24的系统。第一和第二传感器14、24与控制模块20可操作地通信。系统10进一步包括第一构件12和第二构件22。第一传感器14构造为感测第一构件12的情况并将第一传感器信号16输出到控制模块20，使得第一传感器信号16由第一构件12的感测的情况而限定。第二传感器24构造为感测第二构件22的情况并将第二传感器信号26输出到控制模块20，使得第二传感器信号26由第二构件22的感测的情况而限定。系统10和/或第一和第二构件12、22布置为使得第一传感器信号16和第二传感器信号26与彼此相关，并且使得在用于系统10的第一传感器信号16和第二传感器信号26之间存在已知的关系。举个非限制性的示例，第一和第二传感器信号16、26之间的相关性或已知的关系可通过以下的一个或多个而限定：第一和第二构件12、22之间的操作关系，第一和第二构件12、22中的一个或两个与第三构件18之间的操作关系，由第一和第二构件12、22共用的操作环境，由于由第一和第二构件12、22接收的共用的命令而导致的情况，例如，由于由控制模块20或其他共用输入(未示出)而输出的共用命令而导致的情况等。进一步地，当第一和第二传感器14、24在正常操作情况下运行时，在第一和第二信号16、26之间存在相关性。这样，当第一和第二传感器14、24中的一个不运行或不正常地运行时，如当第一和第二传感器14、24中的一个处于范围内卡住状态时，卡住的传感器信号将从监控的和相关的传感器信号16、26之间的相关关系偏离。通过使用文中描述的系统和方法监控由传感器14、24中的每一个限定的变化值之间的关系，可检测第一和第二传感器14、24中的卡住的一个，并且卡住传感器指示标志可由控制模块20输出以指示卡出传感器的检测。

应当理解的是，由于第一和第二传感器信号16、26是相关的，因此在第一和第二传感器中的一个卡住的情况下，在第一和第二传感器14、24中的一个被卡住时的相关性的丧失可被分析，以确定第一和第二传感器14、24中的哪一个被卡住。为了图示文中描述的用于检测范围内卡住的传感器的系统和方法，在示例性描述中，第一传感器14在本文中将被称为被监控传感器14，该被监控传感器14基于感测监控构件12的情况而输出被监控传感器信号16，并且第二传感器24在本文中将被称为相关传感器24，该相关传感器24基于感测相关构件22的情况而输出相关传感器信号26，并且该示例性系统和方法将被描述为使用监控信号16和相关信号26检测被监控传感器14的范围内卡住的情况。被监控传感器信号16在本文中还可被称为监控信号16。相关传感器信号26在本文中还可被称为相关信号26。

被监控传感器14可基于在不同采样时间得到的监控信号16和相关信号26的一系列样本的分析而被诊断为范围内卡住，其中在每个不同采样时间得到的监控信号16和相关信号26的样本是同步的，如下文中更详细地描述的。确定用于被监控传感器14的变化值可与在同一诊断期间内确定用于相关传感器24的变化值相比较，以确定被监控传感器14是否在范围内卡住。在一个示例中，被监控传感器变化值和相关传感器变化值中的差值的幅值与对应于范围内卡住的传感器的故障阈值相比较，以确定被监控传感器14是否在范围内卡住。

被监控传感器14的第一监控信号偏差可基于在第一监控采样时间的被监控传感器信号的样本和在第二监控采样时间的被监控传感器信号16的样本之间的差值的幅值而确定，其中第一监控采样时间和第二监控采样时间是不同的时间。被监控传感器14的第二信号偏差可基于在第三监控采样时间的被监控传感器信号的样本和先前在第二监控采样时间得到的被监控传感器信号16的样本之间的差值的幅值而确定，其中第三监控采样时间和第一及第二监控采样时间不同。多个被监控传感器信号偏差，包括第一和第二监控信号偏差，可在预定诊断期间过程中而确定，并且被监控传感器偏差值可基于该多个被监控传感器信号偏差而确定。在一个示例中，被监控传感器变化值可以是该多个被监控传感器信号偏差的和。在另一个示例中，监控变化值可以是所述多个被监控传感器信号偏差的平均值。该预定的诊断期间例如可以通过由计时器模块40所监控的诊断时间限定，和/或通过执行预定数量的监控和相关信号16、26的样本而限定。

类似地，相关传感器24的第一信号偏差可基于在第一相关采样时间的相关传感器信号26的样本和在第二相关采样时间的相关传感器信号26的样本之间的差值的幅值而确定，其中第一相关采样时间和第二相关采样时间是不同的时间，并且使得第一监控采样时间和第一相关采样时间彼此同步，并且第二监控采样时间和第二相关采样时间彼此同步。相关传感器24的第二信号偏差可基于在第三相关采样时间得到的相关传感器信号的样本和先前在第二相关采样时间得到的相关传感器信号26的样本之间的差值的幅值而确定用于，其中第三监控采样时间和第一、第二监控采样时间不同，并且第三监控采样时间和第三相关采样时间彼此同步。

在一个示例中，第一监控采样时间和第一相关采样时间同步以同时发生，使得第一监控采样时间和第一相关采样时间是同样的第一时间，第二监控采样时间和第二相关采样时间同步以同时发生，使得第二监控采样时间和第二相关采样时间是同样的第二时间，以及第三监控采样时间和第三相关采样时间同步以同时发生，使得第三监控采样时间和第三相关采样时间是同样的第三时间，并且使得第一、第二和第三采样时间是不同的时间。

在另一个示例中，第一监控采样时间和第一相关采样时间可以被同步，使得第一监控采样时间和第一相关采样时间不一致，第二监控采样时间和第二相关采样时间不一致，以及第三监控采样时间和第三相关采样时间不一致。例如，被监控传感器14可以第一频率输出监控信号16，并且相关传感器24可以第二频率输出相关信号26，使得输出的监控信号16和输出的相关信号26与彼此不一致。在这种情况下，例如，采样可以被同步，以使得监控信号16的第一监控采样时间对应于处于监控信号频率的监控信号16的输出，并且第一相关采样时间捕捉跟随第一监控采样时间的相关信号26的下一个输出，该下一个输出基于相关信号频率而发生。以这种方式，第一监控采样时间和第一相关采样时间通过成位从相应的监控和相关传感器14、24输出的时间上最相邻的信号而被同步，，以代表基本上相同的操作情况，而由于不同的输出频率而不一致。相同的方式可以被应用以将第二监控采样时间和第二相关采样时间同步，将第三监控采样时间和第三相关采样时间同步，等等。

这里提供的示例是非限制性的，并且可使用其他的同步手段。例如，第一监控采样时间和第一相关采样时间可以基于监控和相关构件12、22的这些事件、操作、输入、情况、输出等之间的延迟而被同步，所述监控和相关构件12、22的这些事件、操作、输入、情况、输出等是相关的事件、操作、输入、情况、输出等。

多个相关传感器信号偏差，包括第一和第二相关信号偏差，可在预定期间(诸如诊断期间)过程中被确定，并且相关传感器偏差值可基于该多个相关传感器信号偏差而确定。在一个示例中，相关传感器变化值可以是在诊断期间上确定的该多个相关传感器信号偏差的和。在另一个示例中，相关变化值可以是在诊断期间上确定的该多个相关传感器信号偏差的平均值。

被监控传感器14的状态可基于被监控传感器变化值和相关传感器变化值的比较而确定，其中监控和相关传感器变化值在同一诊断期间上确定。在被监控传感器14处于范围内卡住的状态的情况下，被监控传感器14的变化值将接近于0，然而相关传感器24的变化值将预期大于范围内卡住的传感器14的变化值，并且大于0。被监控传感器变化值和相关传感器变化值之间的差值的幅值可以与阈值相比较，该阈值可以是校准值，使得当被监控传感器14在范围内卡住时，监控和相关传感器变化值之间的差值的幅值将等于或大于阈值限值，以指示该被监控传感器14处于范围内卡住的状态。应当理解的是，感测监控构件12的稳定状态情况的被监控传感器14在稳定状态情况下也将显示变化值为0，然而在该情况下，感测相关构件22的稳定状态情况的相关传感器24将表现出类似于被监控传感器14的变化值的相关变化值，例如，接近于0，其中相关构件22的稳定状态情况与由被监控传感器14感测的稳定状态情况相关。在该情况下，当系统10和/或感测的构件12、22都处于稳定状态时，监控变化值和相关变化值之间的差值的幅值将接近于0，并且因此将低于阈值，使得将不会指示被监控传感器14的范围内卡住的状态。

示于图1的控制模块20包括处理器30、存储器32和计时器模块40。存储器32可包括，例如，只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)电可擦可编程只读存储器(EEPROM)等，其尺寸和速度足够用于执行这里描述的方法，和用于存储数据，该数据可包括，例如信号值、信号偏差、变化值、故障指示标志、算法等，如文中所描述的。计时器模块40包括时钟循环、计时器和/或其他时间追踪机构，其可用于建立预定的采样速率、将时钟时间与样本(诸如样本信号值)或与指示标志(诸如范围内卡住指示标志)相关联、开始并促发计时器持续一定时间期间(诸如诊断期间、采样时间期间、诊断时间等)。

系统10进一步包括信号偏差模块34、变化确定模块36、和传感器诊断模块38，其每一个都与控制模块20可操作地通信。信号偏差模块34构造为从系统10中的一个或多个传感器接收信号，例如，从被监控传感器14和/或从相关传感器24接收信号，以基于从该传感器接收的信号而生成该传感器的传感器偏差值。该信号偏差模块34构造为执行接收的信号的采样(其中在本示例中，接收的信号是监控信号16和相关信号26中的一个)，将接收的信号的采样值存储到存储器32中，并且使用可能包括在信号偏差模块34中的一个或多个算法以使用在不同时间得到的接收的信号的样本而生成接收的信号的信号偏差。样本可以是以预定的采样速率执行的多个样本中的连续样本。预定的采样速率可基于由计时器模块40生成的采样时间期间或时钟循环。接收的信号的每个样本可以与该样本的相应的采样时间相关联，并且存储在存储器32中。信号偏差模块34可确定在不同采样时间执行的接收的信号样本之间的差值。信号偏差模块34可基于在不同的采样时间执行的样本之间的差值的幅值而确定每个差值的信号偏差。信号偏差模块34可在诊断期间确定多个信号偏差，包括，例如，基于在第一和第二采样时间执行的信号样本的第一信号偏差，基于在第二和第三采样时间执行的信号样本的第二信号偏差等。每个信号偏差可存储在存储器32中。

在非限制性的示例中，如由图3中示出的方法所示，信号偏差模块34接收监控信号16和相关信号26，并且执行监控信号16和相关信号26的每一个的同步采样，使得监控信号16的采样时间与相关信号26的采样时间同步，并且使得监控信号16和相关信号26的同步样本代表系统10的在该时间存在的操作情况，系统10包括监控构件12和相关构件22。如图3所示，在步骤206和210，在由计时器模块40建立的第一采样时间，信号偏差模块34可执行监控信号16和相关信号26的每一个的第一同步采样，于是在由计时器模块40建立的第二采样时间，如图3所示，在步骤214和220，信号偏差模块34可执行监控信号16和相关信号26的每一个的第二同步采样。信号偏差模块34可于是基于分别在第一和第二监控采样时间执行的监控信号16的第一和第二样本之间的差值而确定监控信号16的信号偏差，并且可基于分别在第一和第二相关采样时间执行的相关信号26的第一和第二样本之间的差值而确定相关信号26的信号偏差。如这里先前所描述的，第一同步采样包括彼此同步的第一监控采样时间和第一相关采样时间，并且第二同步采样包括彼此同步的第二监控采样时间和第二相关采样时间。在另一示例中，在第一同步采样过程中，第一监控样本和第一相关样本可以同时执行，使得第一监控采样时间和第一相关采样时间是相同的时间。类似地，在第二同步采样过程中，第二监控样本和第二相关样本可以同时执行，使得第二监控采样时间和第二相关采样时间是相同的时间。

在另一个示例中，信号偏差模块34可基于监控信号16的第一和第二样本之间的差值的幅值而确定监控信号16的信号偏差，并且可基于相关信号26的第一和第二样本之间的差值的幅值而确定相关信号26的信号偏差。该方法可从步骤226返回到步骤212，使得信号偏差模块34能够以由计时器模块40确定的采样时间或采样频率而继续监控信号16和相关信号26的每一个的同步采样，并且基于确定在采样期间上不同的采样时间得到的信号样本之间的差值的幅值或差值而生成监控信号16和相关信号26的每一个的多个信号偏差，直到预定数量的样本被执行或预定的采样时间期间流逝，此时该方法继续到步骤228。例如，信号偏差模块34可基于在第三监控采样时间得到的监控信号16的样本和在第二监控采样时间得到的监控信号16的样本之间的差值而确定第二监控信号偏差，并且可基于在第三相关采样时间得到的相关信号26的样本和在第二相关采样时间得到的相关信号26的样本之间的差值而确定第二相关信号偏差，并且对于在随后的采样时间得到的随后的样本以此类推，使得信号偏差模块34可生成监控信号16和相关信号26的每一个的多个信号偏差，每个相应的信号偏差对应于相应的采样时间期间，该采样时间期间包括用于生成相应样本偏差的信号样本的相应的同步采样时间。多个信号偏差可被存储在存储器32中，并且由变化确定模块36使用以生成多个变化值，如在本文中进一步详细描述的。

变化确定模块36构造为和/或包括一个或多个算法以基于接收的信号的多个信号偏差而生成接收的信号的信号变化值，该接收的信号可以是例如监控信号16和相关信号26中的一个。在一个示例中，接收的信号的信号变化值可以是接收的值的多个信号偏差的和。在另一个示例中，接收的信号的信号变化值可以是接收信号的多个信号偏差的平均值。可以基于在第一诊断期间过程中生成的信号偏差而生成第一诊断期间的接收信号的第一信号变化值，例如，如在图3的步骤202到228中所示出的。步骤202到228可被重复，以基于在第二诊断期间过程中生成的信号偏差，而生成第二诊断期间的接收信号的第二信号变化值。步骤202到228可以循环模式被重复，使得变化确定模块36可生成多个信号变化值，每个相应的信号变化值对应于相应的诊断期间。由变化确定模块36生成的变化值可被存储在存储器32中。

在诊断期间的初始，如在图3中通过步骤202到228图示的，监控信号16和相关信号26的每一个的变化值可初始地设置为0值，分别在步骤204、208示出。在第一和第二样本分别在步骤206和210由监控信号16和相关信号26形成后，可基于分别在步骤216和222的每个相应信号16、26的相应第一和第二样本之间的差值的幅值而确定每个相应信号16、26的第一信号偏差。随着在图3中图示的方法从步骤212到226重复地循环，可确定每个相应信号16、26的随后的信号偏差，使得每个相应信号16、26的变化值可由在诊断期间生成并存储在存储器32中的每个相应的信号偏差增大。例如，在步骤214和220重复时相关信号26和监控信号16的第三样本被执行之后，可基于每个相应信号16、26的相应的第二和第三样本之间的差值的幅值而确定每个相应信号16、26的第二信号偏差值。每个相应信号16、26的变化值可再次由相应的第二信号偏差增大并且存储在存储器32中。

在一个示例中，每个相应信号16、26的变化值可被继续增大直到预定数量的样本已经被执行，从而完成诊断期间。当样本的数量大于样本的预定数量时，诊断期间被重新初始化，例如，通过在随后的诊断期间重复样本序列之前将样本的数量重设为0，并且将变化值重设为0值。

在另一个示例中，变化值可继续增大直到预定的诊断时间已经逝去。计时器模块40可初始化基于时钟循环递增的计时器。当计时器的值大于或等于预定的诊断时间时，诊断期间被重新初始化，例如通过在重复用于随后的诊断期间过程中的样本序列之前将变化值重设为0值。

在另一个示例中，变化值可基于信号偏差的预定的总量。仅作为示例，变化值可以是信号偏差的预定总量(诸如X)的滚动和和/或平均值。当X+1信号偏差被确定时，滚动和的第一信号偏差可从变化值确定中被移除，使得在滚动的基础上，变化值确定基于X个信号偏差。

传感器诊断模块38构造为存储和/或限定故障阈值、确定传感器的状态(诸如被监控传感器14的范围内卡住的状态)、将故障阈值与由监控和相关信号16、26限定的参数比较，等等。例如，在图3示出的方法中，传感器诊断模块38在步骤228将监控信号16和相关信号26的变化值之间的差值与故障阈值相比较，以确定监控信号16是否在范围内卡住。在另一个示例中，监控信号16和相关信号26的变化值之间的差值的幅值与故障阈值相比较，并且在差值的幅值等于或大于故障阈值时，传感器诊断模块38生成故障指示标志，以指示被监控传感器14在范围内卡住。在一个示例中，故障阈值可以是校准值，该校准值可通过由控制模块20和传感器诊断模块38中的一个执行的校准而生成。

这里所提供的示例是非限制性的，并且应当理解的是在系统10中可使用模块的其他构造。例如，控制模块20、信号偏差模块34、变化确定模块36和传感器诊断模块38中的一个或多个可构造为执行控制模块20、信号偏差模块34、变化确定模块36和传感器诊断模块38等中的一个或多个的功能。传感器14、24和感测的构件12、22中的一个或多个可与控制模块20和/或其他模块34、36、38中的一个或多个可操作地通信。

现在参考图1和2，举个非限制性的示例，图1的系统10和这里所描述的方法可适用于检测图2中所示的动力总成系统100中的传感器的范围内卡住的状态。动力总成系统100包括电源逆变器模块112，该电源逆变器模块112可操作地连接至电动机-发电机118并且连接至能量储蓄装置122。电源逆变器模块112、电动机-发电机118和能量储蓄装置122与控制模块120电气连通并且彼此电气连通。在非限制性的示例中，动力总成系统100可以是用于车辆(未示出)的动力总成，该车辆可以是机动车辆或非机动车辆。该车辆可以是非混合动力车辆或混合动力车辆，诸如电动混合动力车辆。控制模块120可以是车辆控制模块，诸如动力总成控制模块。

电动机-发电机118可以选择性地用作由能量储蓄装置122提供的能量供能的电动机，或用作生成被存储在能量储蓄装置122中的交流(AC)能量的发电机。能量储蓄装置122，在这里也被称为电池，可以是直流(DC)电池、多单元能量储蓄装置或其他的合适的储蓄装置，用于当电动机-发电机118用作发电机时存储由该电动机-发电机118生成的电能，并且当电动机-发电机118用作电动机时用于向该电动机-发电机118提供能量。电源逆变器模块112，在本文中也被称为逆变器112，可将由电池提供的直流电流(DC)转换为交流电流，以给电动机-发电机118供电以用作电动机，并且可将由用作发电机的电动机-发电机生成的交流电流(AC)转换为直流电流(DC)以存储在电池112中。

动力总成系统100进一步包括逆变器电压传感器114和电池电压传感器124。逆变器电压传感器和电池电压传感器114、124与控制模块120可操作地通信。在示出的示例中，逆变器电压传感器114构造为感测逆变器112的输入电压，并且输出逆变器电压传感器信号116至控制模块120。在示出的示例中，电池电压传感器124构造为感测电池122的电压，并且输出电池电压传感器信号126至控制模块120。系统100和/或逆变器112以及电池122布置为使得逆变器电压传感器信号116和电池电压传感器信号126彼此相关，并且使得在动力总成系统100的操作期间，在逆变器电压传感器信号116和电池电压传感器信号126之间存在已知的关系。为了说明简明，在该方法的示例性描述中，图2中相似的附图标记对应于图1中相似的元件，例如，系统10对应于动力总成100，使得逆变器电压传感器114对应于被监控传感器14，逆变器电压传感器信号对应于被监控传感器信号16，并且逆变器112对应于监控构件12。进一步地，电池电压传感器124对应于相关传感器24，电池电压传感器信号126对应于相关传感器信号26，并且电池122对应于相关构件22。这样，将描述使用对应于监控信号16的逆变器电压传感器信号116和对应于相关信号26的电池电压传感器信号126检测对应于被监控传感器14的逆变器电压传感器114的范围内卡住的情况的示例性系统和方法。

示于图2中的动力总成系统100包括处理器130、存储器132和计时器模块140，每个分别构造为如前文针对图1的相应的处理器30、存储器32和计时器模块40所述的。动力总成系统100进一步包括信号偏差模块134、变化确定模块136、和传感器诊断模块138，每个都与控制模块120可操作地通信，并且每个分别构造为如前文针对图1的相应的模块34、36、38所述的。

现在参考图3，图示了用于诊断范围内卡住的传感器方法的高级框图。该方法可开始于表示为200的起始或初始步骤0，在该时刻该方法开始监控系统10、100的操作情况，该系统包括被监控传感器14、114和相关传感器24、124。该方法在步骤200的初始化可与系统10、100的初始操作同时发生。例如，并且参考示于图2中的动力总成系统100，通过启动包括动力总成系统100的车辆进行的动力总成系统100的初始操作可初始化该方法以示于图3中的步骤200开始。在另一个示例中，步骤200可响应于系统10、100满足的特定情况而被初始化，该特定情况诸如为检测到来自被监控传感器14、114和相关传感器24、124中的一个或两个的信号输出。替代地，在系统10、100使用中的任何时候，该方法100可不断地运作和/或持续地循环。

在步骤202，预定的诊断期间初始化，其可包括将计时器模块40、140的计时器初始化为0，例如，其中诊断期间由诊断时间限定，和/或重设控制器20中的采样计数器，例如，其中预定的诊断期间由预定数量的样本所限定。在步骤204，被监控传感器14、114的监控信号变化值被初始化为0值。类似地，在步骤208，相关传感器24、124的相关信号变化值被初始化为0值。在步骤206，该步骤与步骤210同步，以在诊断期间过程中执行第一同步采样，信号偏差模块34、134在第一监控采样时间执行监控信号16、116的第一样本，并且将样本存储在存储器32、132中。在步骤210，该步骤与步骤206同步，信号偏差模块34、134在第一相关采样时间执行相关信号26、126的第一样本，并且将样本存储在存储器32、132中。

在步骤212，计时器例如通过计时器模块40递增到第二采样时间，并且该方法行进到步骤214和220，以执行监控信号16、116和相关信号26、126的第二同步采样。在步骤214，信号偏差模块34、134在诊断期间过程中在第二监控采样时间执行监控信号16、116的第二样本，其中第二监控采样时间和第一监控采样时间是不同的时间。在步骤220，在第二相关采样时间，并且与步骤214同步，信号偏差模块34、134执行相关信号26、126的第二样本，其中第二相关采样时间和第一相关采样时间是不同的时间。

在步骤216和222，信号偏差模块34、134生成用于监控信号16、116和相关信号26、126的每一个的第一信号偏差值。信号偏差模块34、134在步骤216生成用于监控信号16、116的第一信号偏差值，例如通过确定在步骤206得到的监控信号16、116的第一样本和在步骤214得到的监控信号16、116的第二样本之间的差值的幅值。信号偏差模块34、134在步骤222生成用于相关信号26、126的第一信号偏差值，例如通过确定在步骤208得到的相关信号26、126的第一样本和在步骤220得到的相关信号26、126的第二样本之间的差值的幅值。

在步骤218和224，变化确定模块36、136确定用于监控信号16、116和相关信号26、126的每一个的变化值，并且可将监控信号16、116和相关信号26、126的相应的变化值存储在存储器32、132中。

该方法行进到步骤226，以确定诊断期间是否完成。例如，在诊断期间由预定诊断时间限定的情况下，在步骤226，控制模块20、120和/或计时器模块40、140确定计时器值是否达到诊断时间。如果计时器值满足或超过预定的诊断时间，则该方法行进到步骤228。如果计时器的值小于预定的诊断时间，则该方法返回到步骤212，并且计时器在步骤212递增到第三采样时间，并且该方法行进到步骤214和220，以执行监控信号16、116和相关信号26、126的第三同步采样。替代地，在诊断期间由预定数量的样本限定的情况下，在步骤226，控制模块20、120和/或信号偏差模块34、134确定执行的样本的数量是否满足诊断期间所需的预定量的样本。如果执行的样本数量满足诊断期间所需的预定的样本数量，该方法行进到步骤228。如果执行的样本数量小于预定的样本数量，则该方法循环回到，例如返回步骤212，在该步骤中执行的步骤数量被递增和/或计时器被递增到第三采样时间，并且该方法行进到步骤214和220，以执行监控信号16、116和相关信号26、126的第三同步采样。

在步骤214，信号偏差模块34、134在第三监控采样时间执行监控信号16、116的第三样本。在步骤220，在第三相关采样时间，并且与步骤214同步，信号偏差模块34、134执行相关信号26、126的第三样本。第三采样时间、第二采样时间和第一采样时间是不同的时间。第一、第二和第三采样时间可以是连贯的时间。

在步骤216和222，信号偏差模块34、134生成监控信号16、116和相关信号26、126的每一个的第二信号偏差值。信号偏差模块34、134在步骤216生成监控信号16、116的第二信号偏差值，例如通过确定在步骤214得到的监控信号16、116的第三样本和先前在步骤214得到的监控信号16、116的第二样本之间的差值的幅值。信号偏差模块34、134在步骤222生成相关信号26、126的第二信号偏差值，例如通过确定在步骤220得到的相关信号26、126的第三样本和在步骤220得到的相关信号26、126的第二样本之间的差值的幅值。

在步骤218和224，变化确定模块36基于监控信号16、116和相关信号26、126中的每一个的相应的第一和第二信号偏差，重新生成监控信号16、116和相关信号26、126中的每一个的相应的变化值，并且可将相应的变化值存储在存储器32中。在一个示例中，监控信号16、116和相关信号26、126中的每相应一个的变化值由在诊断期间过程中生成的监控信号16、116和相关信号26、126中的相应一个的信号偏差值的和而确定。在另一个示例中，监控信号16、116和相关信号26、126中的每相应一个的变化值由在诊断期间过程中生成的监控信号16、116和相关信号26、126中的相应一个的信号偏差值的平均值而确定。

该方法行进到步骤226，以再次确定诊断期间是否完成，例如通过确定在步骤202初始化的计时器值是否已经达到诊断时间，和/或执行的样本的数量是否已经达到诊断期间所需的预定数量的样本。如果诊断时间和/或执行的样本数量没有满足完成诊断期间的要求，则该方法返回到步骤212并且如前文所述地重复。如果诊断时间和/或执行的样本数量满足完成诊断期间的要求，则该方法行进到步骤228。

在步骤228，在诊断期间完成时被监控传感器14、114的状态基于在诊断期间过程中确定的相关传感器变化值和被监控传感器变化值的比较而确定。传感器诊断模块38确定被监控传感器变化值和相关传感器变化值之间的差值的幅值，并且将该差值的幅值与预定的故障阈值相比较，以确定被监控传感器14、114是否在范围内卡住。当监控和相关传感器变化值之间的差值的幅值小于故障阈值，则没有被监控传感器14、114处于范围内卡住的状态的指示，该方法返回到步骤202，并且随后的诊断期间被初始化以继续监控该被监控传感器14、114。当监控和相关传感器变化值之间的差值的幅值等于或大于该故障阈值，则被监控传感器14、114被诊断为范围内卡住，例如被诊断为处于范围内卡住的状态，并且该方法行进到步骤230，在该步骤中传感器诊断模块38生成指示被监控传感器14、114处于范围内卡住的状态的标志。该方法然后返回到步骤202，如图3所示，并且随后的诊断期间被初始化，以继续监控该被监控传感器14、114。

应当理解的是，本发明的改进和变型在上述教导的启示下是可能的，并且可以其他方式被实施，而非如具体描述的，但仍然在所附的权利要求的范围内。此外，在权利要求中的附图标记仅仅是为了便利，并且并不能被以任何方式解读为限制。例如监控构件112和被监控传感器114可在车辆(未示出)的不同系统中，而不是在车辆的包括相关构件122和相关传感器124的系统中。举个非限制性的示例，监控构件112和被监控传感器114可以在车辆的动力总成系统100中，并且相关构件122和相关传感器124可以在车辆的非动力总成的系统(未示出)中，其中动力总成系统100包括控制器120，并且非动力总成系统包括第二控制器(未示出)，该第二控制器与控制器120通信，使得监控信号116和相关信号126的每一个被传送到彼此通信的不同的控制器，并且使得相关信号126经由第二控制器传送到控制器120以用于检测被监控传感器114的范围内卡住的情况。在另一个示例中，来自于多个相关传感器24、124的多个相关信号26、126可被组合，例如，通过预定的算法，基于变化的相关信号和监控信号之间的已知的关系，以提供由多个相关信号限定的相关变化值，用于与监控变化值相比较，以确定被监控传感器14、114的范围内卡住的状态。

图或附图的详细的描述是对本发明的支持和描述，但是本发明的范围仅由权利要求限定的。虽然已经详细地描述了用于实施要求保护的本发明的最优模式的一些和其他实施例，但是还存在有用于实践在附加的权利要求中限定的多种替代的设计和实施例。

Claims (9)

1.一种诊断范围内卡住的传感器的方法，该方法包括：

从被监控传感器接收监控信号；

从相关传感器接收相关信号；

其中相关信号与监控信号相关；

确定监控信号的变化值；

确定相关信号的变化值；以及

当监控信号的变化值和相关信号的变化值之间的差值的幅值大于或等于故障阈值时，确定为范围内卡住状态。

2.如权利要求1所述的方法，其中

确定监控信号的变化值进一步包括：

确定第一监控信号偏差和第二监控信号偏差；以及

确定相关信号的变化值进一步包括：

确定第一相关信号偏差和第二相关信号偏差。

3.如权利要求2所述的方法，其中

第一监控信号偏差是在第一监控采样时间期间上确定的；

第一相关信号偏差是在第一相关采样时间期间上确定的；

其中，第一监控采样时间期间和第一相关采样时间期间是同步的；

第二监控信号偏差是在第二监控采样时间期间上确定的；

第二相关信号偏差是在第二相关采样时间期间上确定的；以及

其中，第二监控采样时间期间和第二相关采样时间期间是同步的。

4.如权利要求2所述的方法，其中

第一监控信号偏差基于第一监控信号值和第二监控信号值之间的差值幅值，该第一监控信号值是在第一监控采样时间采样的，该第二监控信号是在第二监控采样时间采样的，其中，第二监控采样时间与第一监控采样时间不同；

第二监控信号偏差基于第二监控信号值和第三监控信号值之间的差值幅值，第三监控信号值是在第三监控采样时间采样的；

第三监控采样时间与第二监控采样时间不同；

第一相关信号偏差基于第一相关信号值和第二相关信号值之间的差值幅值，该第一相关信号值是在第一相关采样时间采样的，该第二相关信号是在第二相关采样时间采样的；并且，

第二相关信号偏差基于第二相关信号值和第三相关信号值之间的差值幅值，第三相关信号值是在第三相关采样时间采样的；

其中第一、第二和第三相关采样时间是不同的时间。

5.一种用于诊断范围内卡住的传感器的系统，该系统包括：

控制模块，与变化确定模块、传感器诊断模块、被监控传感器和相关传感器可操作地通信；

该控制模块从被监控传感器接收监控信号，并且从相关传感器接收相关信号；

其中相关信号和监控信号彼此相关；

其中：

监控信号的变化值由变化确定模块基于监控信号而生成；

相关信号的变化值由变化确定模块基于相关信号而生成；以及

当监控信号的变化值和相关信号的变化值之间的差值的幅值大于或等于对应于被监控传感器的范围内卡住的状态的故障阈值时，传感器诊断模块生成范围内卡住的指示标志。

6.如权利要求5所述的系统，其中监控信号的变化值和相关信号的变化值之间的差值的幅值是在诊断期间上确定的，该诊断期间与用于以下所列的诊断期间相同：

确定监控信号的变化值；以及

确定相关信号的变化值。

7.如权利要求5所述的系统，其中

监控信号变化值基于第一监控信号偏差和第二监控信号偏差而生成；并且

相关信号变化值基于第一相关信号偏差和第二相关信号偏差而生成；

该系统进一步包括：

信号偏差模块，其与控制模块可操作地通信；

其中第一和第二监控信号偏差以及第一和第二相关信号偏差由信号偏差模块生成。

8.如权利要求5所述的系统，进一步包括：

电源逆变器模块，可操作地连接至电池；

被监控传感器感测电源逆变器模块的逆变器输入电压，其中，逆变器输入电压和电池的电池电压彼此相关；以及

相关传感器，感测电池电压。

9.如权利要求5所述的系统，进一步包括：

电源逆变器模块，可操作地连接至电池；

被监控传感器感测电池的电池电压，其中，电池电压和电源逆变器模块的逆变器输入电压彼此相关；以及

相关传感器，感测逆变器输入电压。