CN110159414B - 一种发动机水温传感器故障的诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机水温传感器故障的诊断方法，包括以下步骤：所述诊断方法建立在由布置在发动机冷却水箱内的冷却水温传感器及用于算法执行的电子控制单元ECU组成的系统；所述诊断方法包括诊断策略激活条件判断和诊断策略两部分；当发动机运行工况均满足诊断条件时，激活诊断策略；激活诊断策略后，通过比较冷却水温的最大值与最小值的偏差与模型确定的最小水温偏差，判断水温传感器是否存在不可信故障。本发明的方法增加了不可信故障的诊断，提高了传感器的故障诊断精度。
Description
技术领域
本发明属于发动机控制技术领域，具体涉及一种发动机水温传感器故障的诊断方法。
背景技术
发动机电控单元根据冷却水温度传感器的测量值，作为燃油喷射和点火正时的修正信号。冷却水温可以间接反映发动机在一段时间内的运行状态，是发动机控制的重要元件。所以对冷却水温度传感器的诊断就要做到准确，需要涵盖电气故障、信号故障(冰冻导致失效)、不可信故障(传感器测量值不准确)。专利CN104417367停留在电气诊断，对失效模式的覆盖度不足；专利CN103189611以节温器开启后观测发动机水温传感器测量值变化梯度是否超出设定值为诊断策略，由于判断条件单一，标定难度大，误报的概率高。
发明内容
针对现有技术中存在的诊断停留在电气诊断、对失效模式的覆盖度不足、判断条件单一、标定难度大、误报的概率高等一系列的不足，本发明提供了一种发动机水温传感器故障的诊断方法。
本发明通过如下技术方案实现：
一种发动机水温传感器故障的诊断方法，包括以下步骤：
所述诊断方法建立在由布置在发动机冷却水箱内的冷却水温传感器及用于算法执行的电子控制单元ECU组成的系统；
所述诊断方法包括诊断策略激活条件判断和诊断策略两部分；当发动机运行工况均满足诊断条件时，激活诊断策略；激活诊断策略后，通过比较冷却水温的最大值与最小值的偏差与模型确定的最小水温偏差，判断水温传感器是否存在不可信故障。
所述电子控制单元ECU为发动机管理系统，冷却水温传感器发送温度信号给发动机管理系统，发动机管理系统结合发动机启动时间、初始冷却水温、进气温度、进气流量、发动机管理系统运行时间，综合诊断水温传感器是否发生故障。
进一步地，所述发动机运行工况均满足诊断条件如下：既发动机不处于热启动工况也不处于预加热工况；冷却水温传感器实时采集冷却水温信号；
(1)所述热启动工况如下：当发动机起动时，锁存此时的冷却水温为初始冷却水温T0；
当发动机起动后的时间Tstart<1min时，当前冷却水温ECTtemp比初始冷却水温T0高于60℃及以上时，由于进气温度对冷却水有加热作用，则说明发动机刚起动的进气温度比较高，判断发动机处于热起动工况；
(2)所述预加热状态如下：
当发动机起动时间Tstart>5min时，若此时的冷却水温ECTtemp比初始冷却水温T0低于10℃及以下时，说明发动机冷却水进入了大循环导致温度下降，判断发动机处于预加热工况。
进一步地，所述诊断策略，具体包括以下步骤：
a.空气流量计采集发动机的进气流量MsFlw
b.冷却水温传感器实时采集冷却水温信号，电子控制单元不断更新采集到的冷却水温的最大值ECTmax和最小值ECTmin；
c.如果发动机的进气流量MsFlw小于模型所计算的进气流量下限值或大于模型所计算的进气流量上限值，则判定发动机工况变化一次，计数器累加1，如果发动机的进气流量MsFlw在进气流量下限值及上限值之间，则重新采集进气流量；所述模型所计算的进气流量的公式为
其中，k为绝热指数，k＝1.4；pa为节气门上游压力；Ta为节气门前温度；pm为节气门下游压力；At为节气门处有效流通截面面积，具体只和节气门开度有关；R为空气的气体常数；
d.当计数器的计数值大于2时，冷却水温的最大值ECTmax与最小值ECTmin的偏差小于模型确定的最小水温偏差时，则诊断为不可信故障，所述模型确定的最小水温偏差如表1所示。
表1为模型确定的计数值与最小水温偏差表
| 计数值 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 其他 |
| 最小水温偏差℃ | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
与现有技术相比，本发明的优点如下：
现有技术通常可以诊断传感器的开路、断路和短路故障，但是本发明的方法增加了不可信故障的诊断，提高了传感器的故障诊断精度。
附图说明
图1为本发明的一种发动机水温传感器故障的诊断方法的发动机热起动工况的判断；
图2为本发明的一种发动机水温传感器故障的诊断方法的发动机预加热工况的判断；
图3为本发明的一种发动机水温传感器故障的诊断方法的诊断策略的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步地说明。
实施例1
一种发动机水温传感器故障的诊断方法，包括以下步骤：
所述诊断方法建立在由布置在发动机冷却水箱内的冷却水温传感器及用于算法执行的电子控制单元ECU组成的系统；
所述诊断方法包括诊断策略激活条件判断和诊断策略两部分；当发动机运行工况均满足诊断条件时，激活诊断策略；激活诊断策略后，通过比较冷却水温的最大值与最小值的偏差与模型确定的最小水温偏差，判断水温传感器是否存在不可信故障。
所述电子控制单元ECU为发动机管理系统，冷却水温传感器发送温度信号给发动机管理系统，发动机管理系统结合发动机启动时间、初始冷却水温、进气温度、进气流量、发动机管理系统运行时间，综合诊断水温传感器是否发生故障。
进一步地，所述发动机运行工况均满足诊断条件如下：既发动机不处于热启动工况也不处于预加热工况；冷却水温传感器实时采集冷却水温信号；
(1)所述热启动工况如下：当发动机起动时，锁存此时的冷却水温为初始冷却水温T0；
当发动机起动后的时间Tstart<1min时，当前冷却水温ECTtemp比初始冷却水温T0高于60℃及以上时，由于进气温度对冷却水有加热作用，则说明发动机刚起动的进气温度比较高，判断发动机处于热起动工况；
(2)所述预加热状态如下：
当发动机起动时间Tstart>5min时，若此时的冷却水温ECTtemp比初始冷却水温T0低于10℃及以下时，说明发动机冷却水进入了大循环导致温度下降，判断发动机处于预加热工况。
进一步地，所述诊断策略，具体包括以下步骤：
a.空气流量计采集发动机的进气流量MsFlw
b.冷却水温传感器实时采集冷却水温信号，电子控制单元不断更新采集到的冷却水温的最大值ECTmax和最小值ECTmin；
c.如果发动机的进气流量MsFlw小于模型所计算的进气流量下限值或大于模型所计算的进气流量上限值，则判定发动机工况变化一次，计数器累加1，如果发动机的进气流量MsFlw在进气流量下限值及上限值之间，则重新采集进气流量；所述模型所计算的进气流量的公式为
其中，k为绝热指数，k＝1.4；pa为节气门上游压力；Ta为节气门前温度；pm为节气门下游压力；At为节气门处有效流通截面面积，具体只和节气门开度有关；R为空气的气体常数；
d.当计数器的计数值大于2时，冷却水温的最大值ECTmax与最小值ECTmin的偏差小于模型确定的最小水温偏差时，则诊断为不可信故障，所述模型确定的最小水温偏差如表1所示。
表1为模型确定的计数值与最小水温偏差表
| 计数值 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 其他 |
| 最小水温偏差℃ | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Claims (1)
1.一种发动机水温传感器故障的诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
所述诊断方法建立在由布置在发动机冷却水箱内的冷却水温传感器及用于算法执行的电子控制单元ECU组成的系统；
所述诊断方法包括诊断策略激活条件判断和诊断策略两部分；当发动机运行工况均满足诊断条件时，激活诊断策略；激活诊断策略后，通过比较冷却水温的最大值与最小值的偏差与模型确定的最小水温偏差，判断水温传感器是否存在不可信故障；
所述发动机运行工况均满足诊断条件如下：既发动机不处于热启动工况也不处于预加热工况；冷却水温传感器实时采集冷却水温信号；
(1)所述热启动工况如下：当发动机起动时，锁存此时的冷却水温为初始冷却水温T0；
当发动机起动后的时间Tstart<1min时，当前冷却水温ECTtemp比初始冷却水温T0高于60℃及以上时，由于进气温度对冷却水有加热作用，则说明发动机刚起动的进气温度比较高，判断发动机处于热起动工况；
(2)所述预加热状态如下：
当发动机起动时间Tstart>5min时，若此时的冷却水温ECTtemp比初始冷却水温T0低于10℃及以下时，说明发动机冷却水进入了大循环导致温度下降，判断发动机处于预加热工况；
所述诊断策略，具体包括以下步骤：
a.空气流量计采集发动机的进气流量MsFlw
b.冷却水温传感器实时采集冷却水温信号，电子控制单元不断更新采集到的冷却水温的最大值ECTmax和最小值ECTmin；
c.如果发动机的进气流量MsFlw小于模型所计算的进气流量下限值或大于模型所计算的进气流量上限值，则判定发动机工况变化一次，计数器累加1，如果发动机的进气流量MsFlw在进气流量下限值及上限值之间，则重新采集进气流量；所述模型所计算的进气流量的公式为
其中，k为绝热指数，k＝1.4；pa为节气门上游压力；Ta为节气门前温度；pm为节气门下游压力；At为节气门处有效流通截面面积，具体只和节气门开度有关；R为空气的气体常数；
d.当计数器的计数值大于2时，冷却水温的最大值ECTmax与最小值ECTmin的偏差小于模型确定的最小水温偏差时，则诊断为不可信故障，所述模型确定的最小水温偏差如表1所示
表1为模型确定的计数值与最小水温偏差表
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