CN115788671B - 基于模型的停机时间计算方法及传感器漂移故障检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于模型的停机时间计算方法及传感器漂移故障检测方法，属于发动机控制技术领域。所述方法利用环境温度、发动机温度，设计了一种发动机停机时间计算模型来计算车辆发动机的停机时间，并以此作为发动机温度传感器漂移故障检测启动的使能条件，相比于现有技术中采用停机时间芯片记录停机时间的方案，本发明使用模型值计算停机时间，停机时间不受发动机控制器完全掉电的影响，避免因时间计算不准确而导致的漏检误检，有效地提升了漂移故障的检出率，优化了ECU的控制效果，提升驾驶安全性；此外，本发明使用模型值，代替停机时间芯片的功能，避免了使用额外的停机时间芯片，可以节约ECU的硬件成本，具有经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及基于模型的停机时间计算方法及传感器漂移故障检测方法，属于发动机控制技术领域。
背景技术
发动机上的温度传感器可以给发动机控制器(ECU)传递发动机各管路位置处的实时气体温度，ECU根据温度传感器的值进行逻辑运算，控制相应的执行器。如果温度传感器存在较大漂移，即传感器测得的值与真实值偏差较大，用于控制的输入存在问题，则应检测并报出相关的故障，提醒驾驶员及时更换温度传感器。
温度传感器的漂移故障检测需要使能条件，即在什么情况下可以进行故障检测。温度传感器的漂移检测，一方面是实际应用的需求，即有故障时报出来并提醒驾驶员及时更换传感器；另一方面是法规认证的需求。是否可以检测温度传感器的漂移，目前常见的判断方法是根据ECU中的停机时间芯片得到车辆停机时间，根据停机时间的长短来决定是否可以进行温度传感器漂移故障检测，当停机时间大于阈值时，可以进行温度传感器漂移故障检测。
现有的基于停机时间芯片的温度传感器的漂移检测释放条件存在两个问题，一个是需要ECU硬件有相应的芯片支持，增加ECU的硬件成本；一个是实际应用中，驾驶员停机后可能断掉总电，导致ECU完全没有供电，停机时间芯片不能正常工作，无法记录停机时间，也即无法准确判断停机时间是否大于阈值，温度传感器存在漂移故障时，无法及时检测出来，导致ECU控制的效果变差。
发明内容
为了提升发动机温度传感器漂移故障的检出率，同时降低硬件成本，本发明提供了基于模型的停机时间计算方法及传感器漂移故障检测方法，所述技术方案如下：
本发明的第一个目的在于提供一种发动机停机时间计算方法，包括：读取上个驾驶循环关钥匙到发动机控制器完全掉电的时间Timer1和本驾驶循环所述发动机控制器上电到启动发动机的时间Timer3，计算上个驾驶循环发动机控制器掉电到本驾驶循环开钥匙发动机控制器上电的时间Timer2，所述发动机停机时间Timer的计算公式为：
Timer＝Timer1+Timer2+Timer3
其中，所述上个驾驶循环发动机控制器掉电到本驾驶循环开钥匙发动机控制器上电的时间Timer2的计算方法包括：
步骤1：发动机控制器上电，从所述发动机控制器的EEPROM读取上个驾驶循环下电时的参考温度和发动机水温；
步骤2：通过温度传感器获得当前参考温度和当前发动机水温；
步骤3：计算上个驾驶循环发动机控制器掉电到本驾驶循环开钥匙发动机控制器上电的时间Timer2：
如果当前发动机水温及参考温度有效，且当前发动机水温与参考温度之间的偏差绝对值小于发动机水温偏差阈值，判断发动机为冷机，赋予Timer2标定值；
如果当前发动机水温及参考温度、上个驾驶循环下电时的水温及参考温度状态有效，且当前发动机水温与参考温度之间的偏差绝对值大于所述发动机水温偏差阈值，则计算停机时间因子，计算方法为：
然后根据所述停机时间因子，查标定曲线，得到Timer2。
可选的，还包括：参考温度有效状态判断，所述参考温度包括：环境温度和进气温度，判断方法包括：
上个驾驶循环钥匙下电时，将环境温度、环境温度有效状态、进气温度和进气温度有效状态存入EEPROM中；在所述发动机控制器再上电后，从EEPROM中读取上个驾驶循环停机时的环境温度、进气温度及对应的有效状态，选择参考温度：
当前驾驶循环环境温度无电气故障时，选择环境温度作为参考温度；
当前驾驶循环环境温度存在电气故障时，选择进气温度作为参考温度；
当环境温度、进气温度都存在电气故障时，则无有效的参考温度，无法进行停机时间的计算，Timer2＝0。
可选的，还包括：发动机水温有效状态的判断，判断方法包括：上个驾驶循环钥匙下电时，将发动机水温、发动机水温有效状态存入EEPROM中；
当上个驾驶循环停机时所述发动机水温存在电气故障，或当前驾驶循环上电时所述发动机水温存在电气故障时，则发动机水温值无效，无法根据发动机水温的降低来判断停机时间，停机时间Timer2＝0；
当发动机水温无电气故障时，则根据上个驾驶循环下电时的发动机水温、下电时的参考温度、再上电时的发动机水温、再上电时的参考温度计算停机时间。
可选的，所述停机时间因子反应停机时间的大小，范围为0～1，值越大表示停机时间越长。
可选的，所述上个驾驶循环关钥匙到发动机控制器完全掉电的时间Timer1的获取方法为：利用所述发动机控制器中的计时器得到，下电时，发动机转速由非0降低到0，Timer1从0开始累加计时，在ECU完全断电前，将Timer1存入EEPROM。
可选的，所述本驾驶循环发动机控制器上电到启动发动机的时间Timer3的获取方法为：利用所述发动机控制器中的计时器得到，当前驾驶循环上电后，计时器从0开始累加计时，直到启动发动机，发动机转速大于0计时结束。
本发明的第二个目的在于提供一种发动机温度传感器的漂移故障检测方法，首先采用上述的发动机停机时间计算方法计算发动机停机时间，然后判断是否启动温度传感器漂移检测程序：
如果发动机停机时间大于等于预设的检测时间阈值，则启动温度传感器漂移检测程序；
如果发动机停机时间小于所述预设的检测时间阈值，则不启动所述温度传感器漂移检测程序。
本发明有益效果是：
本发明利用环境温度、发动机温度，设计了一种发动机停机时间计算模型来计算车辆发动机的停机时间，并以此作为发动机温度传感器漂移故障检测启动的使能条件，相比于现有技术中采用停机时间芯片记录停机时间的方案，本发明使用模型值计算停机时间，停机时间不受发动机控制器完全掉电的影响，避免因时间计算不准确而导致的漏检误检，有效地提升了漂移故障的检出率，优化了ECU的控制效果，提升驾驶安全性；此外，本发明使用模型值，代替停机时间芯片的功能，避免了使用额外的停机时间芯片，可以节约ECU的硬件成本，具有经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的发动机停机时间计算方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一：
本实施例提供一种发动机停机时间计算方法，包括：读取上个驾驶循环关钥匙到发动机控制器完全掉电的时间Timer1和本驾驶循环所述发动机控制器上电到启动发动机的时间Timer3，计算上个驾驶循环发动机控制器掉电到本驾驶循环开钥匙发动机控制器上电的时间Timer2，所述发动机停机时间Timer的计算公式为：
Timer＝Timer1+Timer2+Timer3
其中，所述上个驾驶循环发动机控制器掉电到本驾驶循环开钥匙发动机控制器上电的时间Timer2的计算方法包括：
步骤1：发动机控制器上电，从所述发动机控制器的EEPROM读取上个驾驶循环下电时的参考温度和发动机水温；
步骤2：通过温度传感器获得当前参考温度和当前发动机水温；
步骤3：计算上个驾驶循环发动机控制器掉电到本驾驶循环开钥匙发动机控制器上电的时间Timer2：
如果当前发动机水温及参考温度有效，且当前发动机水温与参考温度之间的偏差绝对值小于发动机水温偏差阈值，判断发动机为冷机，赋予Timer2标定值；
如果当前发动机水温及参考温度、上个驾驶循环下电时的水温及参考温度状态有效，且当前发动机水温与参考温度之间的偏差绝对值大于所述发动机水温偏差阈值，则计算停机时间因子，计算方法为：
然后根据所述停机时间因子，查标定曲线，得到Timer2。
实施例二：
本实施例提供一种基于停机时间计算模型的发动机温度传感器故障检测方法，停机时间计算流程参见图1。
停机时间Timer包括三个部分(Timer1+Timer2+Timer3)：上个驾驶循环驾驶员关钥匙到ECU完全掉电的时间Timer1、上个驾驶循环ECU掉电到本驾驶循环驾驶员开钥匙控制器上电的时间Timer2、本驾驶循环驾驶员开钥匙到启动发动机的时间Timer3。
Timer1可以根据上个驾驶循环ECU里的计时器得到。当驾驶员关钥匙下电时，发动机转速由非0降低到0，Timer1从0开始累加计时，在ECU完全断电前，将Timer1存入EEPROM，方便下次ECU上电后读取。
Timer2根据上个驾驶循环停机时的水温、上个驾驶循环停机时的水温有效状态、本驾驶循环上电时的参考温度(环境温度、进气温度)、本驾驶循环上电时的发动机温度，基于停机时间模型计算得到。
Timer3的计算如下：当前驾驶循环上电后，计时器从0开始累加计时，直到驾驶员启动发动机，发动机转速大于0。
上个驾驶循环ECU掉电到本驾驶循环驾驶员开钥匙控制器上电的时间Timer2的计算方法如下：
停机时间的判断需要获取参考温度(环境温度、进气温度)、发动机冷却水温度。
上个驾驶循环钥匙下电时，将环境温度(RT1_Last)、进气温度(RT2_Last)、环境温度有效状态(RT1Valid_Last)、进气温度有效状态(RT2Valid_Last)、发动机冷却水温度(CT_Last)、发动机冷却水温有效状态(CTValid_Last)存入EEPROM中，方便下次ECU上电后读取；在ECU再上电后，从EEPROM中读取上个驾驶循环停机时的温度及有效状态。
根据上个驾驶循环停机时的温度、再上电后的温度、温度有效状态，分以下几种情况：
1)参考温度选择及有效性判断。
a.当前驾驶循环环境温度无电气故障时，选择环境温度作为参考温度。
b.当前驾驶循环环境温度存在电气故障时，选择进气温度作为参考温度。
c.当环境温度、进气温度都存在电气故障时，则无有效的参考温度，无法进行停机时间的计算，计时器Timer2＝0。
2)发动机水温。
a.当上个驾驶循环停机时水温存在电气故障(CTValid_Last＝0)或当前驾驶循环上电时发动机水温存在电气故障时(CTValid_New＝0)，则发动机水温值无效，无法根据发动机水温的降低来判断停机时间，停机时间Timer2＝0。
b.当发动机水温无电气故障时，根据上个驾驶循环停机时的水温、再上电水温、再上电后的参考温度，计算停机时间：
a)如果再上电时的参考温度、发动机水温状态有效，且当前水温与参考温度的偏差绝对值小于发动机水温偏差阈值，则判断发动机为冷机，ECU下电到再上电的时间Timer2给较大的标定值，如8小时，温度传感器漂移检测可以进行。
b)如果当前发动机水温及参考温度、上个驾驶循环下电时的水温及参考温度状态有效，且当前发动机水温与参考温度之间的偏差绝对值大于所述发动机水温偏差阈值，则根据上个驾驶循环下电时的参考温度、下电时的水温、再上电时的参考温度、再上电时的水温得到停机时间因子，如下公式所示：
根据停机时间因子，查标定曲线，得到停机时间Timer2。停机时间因子反应停机时间的大小，范围为0～1,值越大表示停机时间越长。
在实际应用中，标定曲线需要采集相关的实验数据，如在不同的停机水温、不同参考温度下，将发动机静止若干的时间，如1h、2h、3h....等，根据实际的水温下降与停机时间的关系，通过曲线拟合，得到停机时间因子与停机时间的关系。
读取Timer1和Timer3，并计算得到Timer2之后，可以计算得到总的发动机停机时间，如果发动机停机时间大于等于预设的检测时间阈值，则启动温度传感器漂移故障检测程序；
如果发动机停机时间小于预设的检测时间阈值，则不启动所述温度传感器漂移故障检测程序。
本实施例利用环境温度、发动机温度，设计了一种发动机停机时间计算模型来计算车辆发动机的停机时间，并以此作为发动机温度传感器漂移故障检测启动的使能条件，相比于现有技术中采用停机时间芯片记录停机时间的方案，本实施例使用模型值计算停机时间，停机时间不受发动机控制器完全掉电的影响，避免因时间计算不准确而导致的漏检误检，有效地提升了漂移故障的检出率，优化了ECU的控制效果，提升驾驶安全性；此外，本实施例使用模型值，代替停机时间芯片的功能，避免了使用额外的停机时间芯片，可以节约ECU的硬件成本，具有经济效益。
本发明实施例中的部分步骤，可以利用软件实现，相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中，如光盘或硬盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种发动机停机时间计算方法，其特征在于，所述发动机停机时间计算方法包括：读取上个驾驶循环关钥匙到发动机控制器掉电的时间Timer1和本驾驶循环所述发动机控制器上电到启动发动机的时间Timer3，计算上个驾驶循环发动机控制器掉电到本驾驶循环开钥匙发动机控制器上电的时间Timer2，所述发动机停机时间Timer的计算公式为：
Timer＝Timer1+Timer2+Timer3
其中，所述上个驾驶循环发动机控制器掉电到本驾驶循环开钥匙发动机控制器上电的时间Timer2的计算方法包括：
步骤1：发动机控制器上电，从所述发动机控制器的EEPROM读取上个驾驶循环下电时的参考温度和发动机水温；
步骤2：通过温度传感器获得当前参考温度和当前发动机水温；
步骤3：计算上个驾驶循环发动机控制器掉电到本驾驶循环开钥匙发动机控制器上电的时间Timer2：
如果当前发动机水温及参考温度有效，且当前发动机水温与参考温度之间的偏差绝对值小于发动机水温偏差阈值，判断发动机为冷机，赋予Timer2标定值；
如果当前发动机水温及参考温度、上个驾驶循环下电时的水温及参考温度状态有效，且当前发动机水温与参考温度之间的偏差绝对值大于所述发动机水温偏差阈值，则计算停机时间因子，计算方法为：
然后根据所述停机时间因子，查标定曲线，得到Timer2；
所述发动机停机时间计算方法还包括：参考温度有效状态判断，所述参考温度包括：环境温度和进气温度，判断方法包括：
上个驾驶循环钥匙下电时，将环境温度、环境温度有效状态、进气温度和进气温度有效状态存入EEPROM中；在所述发动机控制器再上电后，从EEPROM中读取上个驾驶循环停机时的环境温度、进气温度及对应的有效状态，选择参考温度：
当前驾驶循环环境温度无电气故障时，选择环境温度作为参考温度；
当前驾驶循环环境温度存在电气故障时，选择进气温度作为参考温度；
当环境温度、进气温度都存在电气故障时，则无有效的参考温度，无法进行停机时间的计算，Timer2＝0；
所述发动机停机时间计算方法还包括：发动机水温有效状态的判断，判断方法包括：上个驾驶循环钥匙下电时，将发动机水温、发动机水温有效状态存入EEPROM中；
当上个驾驶循环停机时所述发动机水温存在电气故障，或当前驾驶循环上电时所述发动机水温存在电气故障时，则发动机水温值无效，无法根据发动机水温的降低来判断停机时间，停机时间Timer2＝0；
当发动机水温无电气故障时，则根据上个驾驶循环下电时的发动机水温、下电时的参考温度、再上电时的发动机水温、再上电时的参考温度计算停机时间。
2.根据权利要求1所述的发动机停机时间计算方法，其特征在于，所述停机时间因子反应停机时间的大小，范围为0～1，值越大表示停机时间越长。
3.根据权利要求1所述的发动机停机时间计算方法，其特征在于，所述上个驾驶循环关钥匙到发动机控制器掉电的时间Timer1的获取方法为：利用所述发动机控制器中的计时器得到，下电时，发动机转速由非0降低到0，Timer1从0开始累加计时，在ECU完全断电前，将Timer1存入EEPROM。
4.根据权利要求1所述的发动机停机时间计算方法，其特征在于，所述本驾驶循环发动机控制器上电到启动发动机的时间Timer3的获取方法为：利用所述发动机控制器中的计时器得到，当前驾驶循环上电后，计时器从0开始累加计时，直到启动发动机，发动机转速大于0计时结束。
5.一种发动机温度传感器的漂移故障检测方法，其特征在于，所述漂移故障检测方法首先采用权利要求1-4之一所述的发动机停机时间计算方法计算发动机停机时间，然后判断是否启动温度传感器漂移检测程序：
如果所述发动机停机时间大于等于预设的检测时间阈值，则启动温度传感器漂移检测程序；
如果所述发动机停机时间小于所述预设的检测时间阈值，则不启动所述温度传感器漂移检测程序。
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