CN110848017B - 一种水温合理性诊断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水温合理性诊断方法，获取整车状态数据，根据整车状态数据判断此时车辆所处工况；根据车辆所处工况选择对应的水温合理性故障诊断步骤；通过合理性诊断步骤对当前水温进行合理性判断。本发明的优点在于：可以对水温传感器的合理性进行判断，识别出高边故障、低边故障以及年至故障，有效的诊断出水温传感器的不合理故障。

Description

一种水温合理性诊断方法
技术领域
本发明涉及汽车电子领域，特别涉及一种水温合理性诊断方法。
背景技术
水温信号是发动机控制系统的一个重要输入参数。ECU接收到的水温信号如果偏低，会导致喷油量控制偏差，点火角控制偏差及怠速控制偏差等，进而会导致排放超标。如果水温长时间过高，还会损坏发动机及相关零部件。国六法规更是对综合部件提出了合理性诊断的具体要求：合理性诊断应检验传感器输出是否不合理的高或不合理的低(即双边诊断)。目前大部分EMS系统只对水温传感器进行电压信号及物理值范围进行监测，而对水温传感器特性偏移导致的信号不合理很少涉及。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水温合理性诊断方法，用于诊断出水温信号的不合理故障并给出不可理故障类型。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种水温合理性诊断方法，获取整车状态数据，根据整车状态数据判断此时车辆所处工况；
根据车辆所处工况选择对应的水温合理性故障诊断步骤；
通过合理性诊断步骤对当前水温进行合理性判断。
水温合理性故障诊断步骤包括水温传感器的高边故障诊断步骤、水温传感器的低故障诊断步骤、水温传感器的粘滞故障诊断步骤。
当水温传感器无电路故障、发动机转速大于设定转速值且进气量大于设定值时车，此时进入水温传感器的高边故障诊断步骤；或者当混动车的发动机未运转且车速大于车速设定值时，进入水温传感器高边故障诊断步骤。
水温传感器的高边故障诊断步骤包括：通过理论计算出高边水温的理论参考值，理论参考值为最大可能达到的水温；将水温传感器输出的水温数据与高边水温的理论参考水温进行比较，当水温传感器输出的水温大于理论参考水温加上冗余量时，诊断为水温传感器高边故障。
高边水温的理论参考值的计算包括：
水温初始值为水温传感器水温值，发动机运转时，根据进气量和模型模拟的当前模拟水温查表得水温升高的梯度，水温初始值加上每一个调度时间对应的查表升高梯度值得到高边水温理论参考值；
或者对于混动车，根据车速和当前模拟水温查表得水温下降梯度，水温传感器值减去该水温下降梯度得高边水温的理论参考值。
在无水温传感器电路故障、没有发动机辅助加热模块工作且发动机有转速时，进入水温传感器的低故障诊断步骤。
在水温传感器的底边故障诊断步骤包括：计算底边水温的理论参考值，如果水温传感器输出的水温大于低边水温理论参考值加上冗余量且小于底边水温参考值减去冗余量时，诊断为水温传感器低边故障。
低边水温理论参考值计算包括：根据环境温度限定低边参考水温的最大值；发动机启动完成时，取当前模拟水温和低边参考水温的最大值两者中较小的作为计算初值；发动机运转时，根据进气量和当前模拟水温查表得到水温升高梯度；如果是混动车：纯电动模式下，发动机未运转，根据车速以及水温与环境温度的温差查表得水温下降的梯度；低边水温理论参考值等于初始值加上水温变化梯度。
在没有水温传感器电路故障、没有进气压力传感器故障、没有车速传感器故障时，进入水温传感器的粘滞故障诊断步骤，然后在发动机起动结束后，持续实时计算当前水温传感器输出值的最大水温值及最小水温值直到识别出高热量工况及低热量工况且均运转超过一定时间时；以此时实时计算的温传感器的最大值减去水温传感器输出的最小值得到温度偏差，得到的温度偏差与预先设置的温差冗余量进行比较，当小于温差冗余量时，诊断为水温传感器粘滞故障。
本发明的优点在于：可以对水温传感器的合理性进行判断，识别出高边故障、低边故障以及年至故障，有效的诊断出水温传感器的不合理故障。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明诊断方法流程图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明提供一种满足国六法规要求的水温合理性诊断方法。该方法在没有水温传感器电路故障、进气压力传感器故障、车速信号故障、高速风扇故障、低速风扇故障等的前提下(各故障与否通过上电时自检来判断)，可以有效的识别出水温信号不合理的故障。
水温传感器的合理性诊断包括三种水温合理性故障：
(1)高边故障：高水温区域的不合理故障
(2)低边故障：暖机过程中的低水温区域不合理故障
(3)粘滞故障：发动机运转时，水温传感器值不变化。
本专利主要通过发动机冷却系统的温升特性，诊断出水温的高边、低边及粘滞故障。具体如下：
一、水温传感器的高边故障诊断
I.诊断条件选择：没有水温传感器电路故障；选择高发动机转速(大于2500rpm/min,可标定)、高进气量(大于1.8Kg/h，可标定)的诊断区间，当检测到处于这种工况下时，则可以进入高边故障诊断，其中高发动机转速、高进气量两个参数可以根据实际需求进行修改标定。水温传感器电路故障为ECU自检时来进行判断诊断的，当诊断出水温传感器没有电路故障时进入高边故障诊断再判断其输出的合理性故障。
II.计算高边水温的理论参考值(理论参考值为最大可能达到的水温，当超过该最大可能达到的水温，则认为是非正常的，属于高边故障)。初始值为水温传感器水温值。发动机运转时，根据进气量和当前模拟水温(模型计算值，根据模型计算得到当前模拟水温)查表(可标定map，该map为进气量、当前模拟水温对应的温度升高梯度map)得水温升高的梯度，每个调度时间都自加查表的升高梯度得到高边理论参考水温；如果是混动车：纯电动模式下，发动机未运转，但有较高车速时，根据车速和当前模拟水温(模型计算值)查表得水温下降梯度(可标定map)，水温传感器值减去该水温下降梯度得高边水温的理论参考值。
III.在I条件满足时，如果传感器输出水温大于(高边理论参考水温+冗余量)，则报水温传感器高边故障。
二、水温传感器的低边故障诊断
I.诊断条件选择：无水温传感器电路故障，没有加热模块工作，发动机有转速。其中水温传感器的电路故障为水温传感器芯片在启动后自检来确认的，没有加热模块工作是指无外接的加热单元对水温、发动机等进行加热操作；发动机有转速是指发动机的转速大于25rpm/min。
II.计算低边水温的理论参考值(该参考值表征最慢暖机过程的水温)。根据环境温度限定低边参考水温的最大值(45℃以下)。发动机启动完成时，取当前模拟水温(模型计算值，通过模型模拟出的水温数据)和低边参考水温的最大值，两者中较小的作为计算初值。发动机运转时，根据进气量和当前模拟水温(模型计算值)查表得到水温升高梯度(可标定map，该map为通过当前进气量、当前模拟水温与水温提高梯度的对照表)；如果是混动车：纯电动模式下，发动机未运转，根据车速和(水温与环境温度的温差)查表得水温下降的梯度(可标定map)。低边水温理论参考值等于初始值加上水温变化梯度。当水温升高梯度则为正数，当为水温下降的梯度时为负数，计算时通过初始值加上取正数的水温上升梯度或取负值的水温下降梯度。
III.在I条件满足时，如果传感器输出水温超出(理论参考水温±冗余量)的范围，则报水温传感器低边故障。
三、水温传感器的粘滞故障诊断
I.诊断条件选择：没有水温传感器电路故障、进气压力传感器故障、车速传感器故障，也就是说三个传感器均争产工作，自检没有异常，控制芯片也没有检测出任何传感器故障信号，认为该三个传感器正常工作。
II.发动机起动结束后，持续实时计算当前水温传感器输出值的最大水温值及最小水温值；(水温传感器输出值自己实时循环比较得到最大及最小值，一直循环工作检测水温温度数据的变化，不断根据变化的水温数据更新水温的最大值及最小值)
III.识别出高热量工况(低车速0-50km/h、高进气量)及低热量工况(高车速50-200km/h、低进气量)并运转超过一定时间。(这两种工况，水温会有较明显的升高或下降)，当检测到这两种工况分别工作过后开始计算出此时对应传感器从开始到现在最大的水温输出值以及最小值。
IV.在I和III条件都满足，同时如果计算出来的最大水温与最小水温的偏差小于一个冗余量，则报水温传感器粘滞故障。也就是当发动机启动后，实时记录水温传感器的输出值，并在发动机工作在高热量工况工作、发动机低热量工况两种发动机工作工况分别工作后，立刻从起动开始到检测到这两种工况均工作一段时间后这一阶段中温度传感器的最大输出温度值以及最小值，当两者只差小于预先标定的温度冗余量时，此时判断水温传感器为粘滞故障。
其中通过模型模拟水温的方法包括：
1.发动机停机时，记录下停机水温(发动机停机时刻的水温值，无水温传感器电路时等于水温传感器输出值，有水温传感器故障时等于此时的模拟水温)。
2.发动机未运转时，模拟水温等于停机水温减去水温下降梯度。水温下降梯度等于(停机水温与进气温度的差值)*(根据停机时间决定的水温下降系数，可标定)。
3.发动机运转时，模拟水温等于前一时刻模拟水温加上水温上升梯度。水温上升梯度由前一时刻模拟水温和进气量查标定表得到。
该诊断方法可应用于汽油机、柴油机、及带启停功能的发动机电控系统。可以对水温传感器进行非合理性故障诊断，用于诊断出水温信号的不合理故障，点亮MIL灯，从而提示驾驶员去进行维修。因此本发明中的内容具有实际应用价值，能够解决水温信号不合理带来的油耗和排放问题。
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非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种水温合理性诊断方法，其特征在于：
获取整车状态数据，根据整车状态数据判断此时车辆所处工况；
根据车辆所处工况选择对应的水温合理性故障诊断步骤；
通过合理性诊断步骤对当前水温进行合理性判断；
水温合理性故障诊断步骤包括水温传感器的高边故障诊断步骤，水温传感器的高边故障诊断步骤包括：通过理论计算出高边水温的理论参考值，理论参考值为最大可能达到的水温；将水温传感器输出的水温数据与高边水温的理论参考水温进行比较，当水温传感器输出的水温大于理论参考水温加上冗余量时，诊断为水温传感器高边故障；
水温合理性故障诊断步骤还包括水温传感器的低边故障诊断步骤，水温传感器的低边故障诊断步骤包括：计算底边水温的理论参考值，如果水温传感器输出的水温大于低边水温理论参考值加上冗余量且小于底边水温参考值减去冗余量时，诊断为水温传感器低边故障；
水温合理性故障诊断步骤还包括水温传感器的粘滞故障诊断步骤，在没有水温传感器电路故障、没有进气压力传感器故障、没有车速传感器故障时，进入水温传感器的粘滞故障诊断步骤，然后在发动机起动结束后，持续实时计算当前水温传感器输出值的最大水温值及最小水温值直到识别出高热量工况及低热量工况且均运转超过一定时间时；以此时实时计算的温传感器的最大值减去水温传感器输出的最小值得到温度偏差，得到的温度偏差与预先设置的温差冗余量进行比较，当小于温差冗余量时，诊断为水温传感器粘滞故障；
低边水温理论参考值计算包括：根据环境温度限定低边参考水温的最大值；发动机启动完成时，取当前模拟水温和低边参考水温的最大值两者中较小的作为计算初值；发动机运转时，根据进气量和当前模拟水温查表得到水温升高梯度；如果是混动车：纯电动模式下，发动机未运转，根据车速以及水温与环境温度的温差查表得水温下降的梯度；低边水温理论参考值等于初始值加上水温变化梯度。
2.如权利要求1所述的一种水温合理性诊断方法，其特征在于：当水温传感器无电路故障、发动机转速大于设定转速值且进气量大于设定值时车，此时进入水温传感器的高边故障诊断步骤；或者当混动车的发动机未运转且车速大于车速设定值时，进入水温传感器高边故障诊断步骤。
3.如权利要求1或2所述的一种水温合理性诊断方法，其特征在于：高边水温的理论参考值的计算包括：
水温初始值为水温传感器水温值，发动机运转时，根据进气量和模型模拟的当前模拟水温查表得水温升高的梯度，水温初始值加上每一个调度时间对应的查表升高梯度值得到高边水温理论参考值；
或者对于混动车，根据车速和当前模拟水温查表得水温下降梯度，水温传感器值减去该水温下降梯度得高边水温的理论参考值。
4.如权利要求1所述的一种水温合理性诊断方法，其特征在于：在无水温传感器电路故障、没有发动机辅助加热模块工作且发动机有转速时，进入水温传感器的低边故障诊断步骤。
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