CN115837880B - 环境温度传感器、车辆及信号处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环境温度传感器、车辆及信号处理方法，属于车辆制造技术领域。该环境温度传感器包括传感器主体，与车辆可拆卸连接；传感器感应单元，连接于传感器主体的一端，至少部分传感器感应单元伸出于车辆外与环境气体接触；传感器导线，连接于传感器主体的另一端。该车辆包括后视镜和环境温度传感器，环境温度传感器设置于后视镜上，且环境温度传感器的传感器感应单元伸出于后视镜的底部。该环境温度传感器、车辆及信号处理方法能够得到较为准确的实际环境温度，且数据获取简单，结果准确且通用性高。

Description

环境温度传感器、车辆及信号处理方法

技术领域

本发明涉及车辆制造技术领域，尤其涉及一种环境温度传感器及信号处理方法。

背景技术

环境温度信号是车辆控制所需的一个重要温度信号，该信号通过环境温度传感器采集，主要用于OBD(On-Board Diagnostics，车载自动诊断系统)运行条件判断及监控、喷油量修正、节气门开度修正、发动机温度计算、风扇转速控制、空调室外温度参考、整车压缩空气管理控制、仪表环境温度显示、相关温度传感器可信性故障的诊断等。环境温度信号由环境温度传感器采集，国内外车辆普遍采用一支环境温度传感器，布置在前围板内侧左上角、右上角、前保险杠支架或车架尾部内侧等位置，但以上位置易受发动机、变速器及桥等的热辐射影响，无法反应真实的环境温度。为了消除车辆上热源对环境温度信号的影响，需要对环境温度信号进行修正，其修正策略往往需要大量不同工况的标定，且修正准确性无法保证。

现有专利文献1(CN103465751A)公开了一种车外环境温度的修正装置和方法，引入传感器被加热速率系数和传感器被加热状态系数，利用车速、发动机水温、阳光强度等修正车外温度，限制环境温度读数上升。取得准确的传感器被加热速率系数和传感器被加热状态系数需要大量的数据积累和标定，加大了实际温度修正效果的不确定性；且传感器被加热速率系数和传感器被加热状态系数会随着发动机等热源的参数和环境温度传感器布置位置的变动而变动，通用性不强。

现有专利文献2(CN107539064A)公开了一种汽车空调环境温度判断系统，在车辆保持低速运行一段稳定时间后，空调控制器保持环境温度值排除掉T1及 T2两个因素，其中，T1为发动机处于小循环时，机舱热辐射对环境温度信号传感器温度值的温升增量，T2为发动机大循环打开后散热器对环境温度信号传感器温度值的进一步温升增量，从而确保测试精度，提高了空调控制器的智能开启、关闭等控制准确性。影响T1值和T2值的因素很多，如实际车速、顺风行驶或逆风行驶、环境温度信号传感器距离发动机的远近等等，且发动机在小循环和大循环频繁切换时，尤其不易获取准确的T1和T2，从而无法获取准确的环境温度。

因此，亟需提出一种环境温度传感器、车辆及信号处理方法来解决现有技术中的上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提出环境温度传感器、车辆及信号处理方法，能够得到较为准确的实际环境温度，且数据获取简单，结果准确且通用性高。

为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

环境温度传感器，包括：

传感器主体，与车辆可拆卸连接；

传感器感应单元，连接于所述传感器主体的一端，至少部分所述传感器感应单元伸出于所述车辆外与环境气体接触；

传感器导线，连接于所述传感器主体的另一端。

另一方面，本发明采用以下技术方案：

车辆，包括后视镜，还包括上述的环境温度传感器，所述环境温度传感器设置于所述后视镜上，且所述环境温度传感器的所述传感器感应单元伸出于所述后视镜的底部。

作为上述车辆的优选技术方案，所述后视镜的底部设有凹陷结构，所述凹陷结构的顶部设有安装孔，所述传感器感应单元穿过所述安装孔置于所述凹陷结构中。

作为上述车辆的优选技术方案，所述传感器感应单元伸出所述安装孔的长度不大于所述凹陷结构的深度。

作为上述车辆的优选技术方案，所述后视镜包括相连接的后视镜上部和后视镜下部，所述传感器主体与所述后视镜上部连接，所述后视镜下部的底部设有所述凹陷结构。

作为上述车辆的优选技术方案，所述后视镜上部具有空腔，所述空腔中设置有安装滑道，所述传感器主体上设有连接滑道，所述连接滑道和所述安装滑道配合插接。

作为上述车辆的优选技术方案，所述连接滑道和所述安装滑道均相对于水平面倾斜向下。

作为上述车辆的优选技术方案，所述空腔中还设置有连接部，所述连接部的一端连接所述安装滑道，另一端连接所述空腔的内壁。

作为上述车辆的优选技术方案，所述空腔中还设置有限位部，所述限位部连接于所述安装滑道并与所述环境温度传感器限位抵接。

再一方面，本发明采用以下技术方案：

如上所述的车辆的环境温度传感器信号处理方法，包括：

获取环境温度的参考温度Ta；

读取左侧环境温度传感器测量温度Tb以及右侧环境温度传感器测量温度 Tc；

根据Ta与Tb的差值以及Ta与Tc的差值确定车辆环境温度。

作为上述环境温度传感器信号处理方法的优选技术方案，根据Ta与Tb的差值以及Ta与Tc的差值确定车辆环境温度包括：

若Ta与Tb的差值以及Ta与Tc的差值均在预设温差范围内，则车辆环境温度取Min；

若Ta与Tb的差值在预设温差范围内，则车辆环境温度取Tb，并报右侧环境温度不可信故障；

若Ta与Tc的差值在预设温差范围内，则车辆环境温度取Tc，并报左侧环境温度不可信故障；

若Ta与Tb的差值以及Ta与Tc的差值均不在预设温差范围内，则车辆环境温度取默认值Td，并报左侧环境温度及右侧环境温度不可信故障。

作为上述环境温度传感器信号处理方法的优选技术方案，获取环境温度的参考温度Ta包括：

读取整车CAN网络中数据流中发动机冷却液温度、发动机进气温度、排气温度和变速器油温，并计算其平均值记为Ta。

作为上述环境温度传感器信号处理方法的优选技术方案，所述预设温差范围为±10℃。

本发明公开的环境温度传感器、车辆及信号处理方法，能够得到较为准确的实际环境温度，且数据获取简单，结果准确且通用性高。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明实施方式一提供的环境温度传感器的结构示意图；

图2是本发明实施方式一提供的环境温度传感器和后视镜装配后的结构示意图；

图3是本发明实施方式一提供的后视镜上部的结构示意图；

图4是本发明实施方式一提供的后视镜下部的结构示意图；

图5是本发明实施方式一提供的环境温度传感器和后视镜的装配关系示意图；

图6是本发明实施方式二提供的环境温度传感器的信号处理方法的流程图。

图中：

1、环境温度传感器；

11、传感器感应单元；12、传感器导线；13、连接滑道；

2、后视镜；

21、后视镜上部；22、后视镜下部；

211、安装滑道；212、连接部；213、限位部；221、凹陷结构；222、安装孔。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

实施方式一

本实施方式公开的环境温度传感器1如图1所示，该环境温度传感器1包括传感器主体、传感器感应单元11和传感器导线12，传感器主体与车辆可拆卸连接，传感器感应单元11连接于传感器主体的一端，传感器导线12连接于传感器主体的另一端，至少部分传感器感应单元11伸出于车辆外与环境气体接触，以便测量环境温度。

如图2至图5所示，本实施方式公开的车辆包括后视镜2和上述的环境温度传感器1，环境温度传感器1设置于后视镜2上，且环境温度传感器1的传感器感应单元11伸出于后视镜2的底部。

两个环境温度传感器1分别设置于左后视镜2和右后视镜2上，选取远离发动机、变速器及桥等整车热源的左、右后视镜2底部作为车辆环境温度传感器1的布置点，可有效减少阳光直射对测量温度的影响，能够得到较为准确的实际环境温度，且数据获取简单，通用性高。为便于描述，本文仅对单侧的环境温度传感器1的布置方案进行了说明，另一侧的布置方案与所述方案完全对称。

进一步地，如图4所示，后视镜2的底部设有凹陷结构221，凹陷结构221 的顶部设有安装孔222，传感器感应单元11穿过安装孔222置于凹陷结构221 中。通过在后视镜2底部设置凹陷结构221容纳传感器感应单元11，使得传感器感应单元11既能伸出后视镜2外，与环境气体充分接触，以测量环境温度，又可利用利用凹陷结构221形成的阴影避免传感器感应单元11受阳光直射，从而防止温度测量值偏高。可选地，安装孔222的直径比传感器感应单元11的外径大1mm左右，具体尺寸根据实际情况设计。

更进一步地，凹陷结构221设置于后视镜2的底部中间位置。该结构设置可以使得传感器感应单元11伸出安装孔222的长度最长。

可选地，传感器感应单元11伸出安装孔222的长度不大于凹陷结构221的深度。传感器感应单元11的伸出长度适当的加长可使传感器感应单元11更多的露出后视镜2，增加与环境的接触面积，有利于环境温度的测量，但伸出长度不应超过后视镜2的底面，即不应大于凹陷结构221的深度，否则会加大阳光直射的概率，造成环境温度测量值偏高，导致测量结果不准。

在本实施方式中，如图2至图4所示，后视镜2包括相连接的后视镜上部 21和后视镜下部22，传感器主体与后视镜上部21连接，起到固定作用，后视镜下部22的底部设有上述凹陷结构221。

进一步地，如图3所示，后视镜上部21具有空腔，空腔中设置有安装滑道 211，传感器主体上设有连接滑道13，连接滑道13和安装滑道211配合插接，起到固定环境温度传感器1的作用。

更进一步地，空腔中还设置有连接部212，连接部212的一端连接安装滑道 211，另一端连接空腔的内壁。通过设置连接部212，实现将安装滑道211固定至空腔。并且，通过设计连接部212与空腔的内壁在竖直方向上的连接位置，可以改变传感器感应单元11伸出安装孔222的长度，以适应不同车辆、不同规格后视镜2的安装需求。

可选地，连接部212为片状结构，片状结构的连接部212便于布置在较为狭窄的空腔内。优选地，连接部212设有多个，多个连接部212间隔分布，提高安装滑道211和空腔内壁的连接稳定性。

空腔中还设置有限位部213，限位部213连接于安装滑道211并与环境温度传感器1限位抵接。在环境温度传感器1卡入安装滑道211后，限位部213对传感器起到限位作用。可选地，限位部213为板状结构。

优选地，连接滑道13和安装滑道211均相对于水平面倾斜向下。这样可以利用重力定位，使环境温度传感器1紧靠安装滑道211的左侧限位部213，在车辆使用过程中可以防止环境温度传感器1在安装滑道211中发生左右平移，保证环境温度传感器1的稳定性。

如图5所示，为环境温度传感器1、后视镜上部21及后视镜下部22的装配关系。先将环境温度传感器1通过连接滑道13沿着箭头①的方向插入安装滑道 211；再将后视镜下部22沿着箭头②的方向与后视镜上部21连接，使传感器感应单元11穿过安装孔222，露出后视镜2外。

实施方式二

如图6所示，本实施方式公开一种实施方式一中的环境温度传感器1信号处理方法。

在冷车状态(发动机距离上次启动≥10小时)下，此时应进行环境温度的可信性检查，以确定左侧环境温度传感器1、右侧环境温度传感器1测量值是否准确。该信号处理方法包括以下步骤：

S1：获取环境温度的参考温度Ta；

S2：读取左侧环境温度传感器1测量温度Tb以及右侧环境温度传感器1测量温度Tc；

S3：判断Ta与Tb的差值以及Ta与Tc的差值是否在预设温差范围内，并据此确定车辆环境温度。

进一步地，如果步骤S3的判断结果为是，则：

S41：若Ta与Tb的差值以及Ta与Tc的差值均在预设温差范围内，则转至步骤S51：可确认左侧环境温度传感器1的测量值和右侧环境温度传感器1的测量值均正常；S61：车辆环境温度取Min(Tb，Tc)；

如果步骤S3的判断结果为否，则说明环境温度传感器1测量值异常，存在不可信故障。具体地，包括以下几种情况：

S42：若Ta与Tb的差值在预设温差范围内，则转至步骤S52：可确认左侧环境温度传感器1测量值正常；S62：车辆环境温度取Tb，并报右侧环境温度不可信故障；

S43：若Ta与Tc的差值在预设温差范围内，则转至步骤S53：可确认右侧环境温度传感器1测量值正常；S63：车辆环境温度取Tc，并报左侧环境温度不可信故障；

S44：若Ta与Tb的差值以及Ta与Tc的差值均不在预设温差范围内，则转至步骤S54：可确认左侧环境温度测量值和右侧环境温度测量值均不正常；S64：车辆环境温度取默认值Td，并报左侧环境温度及右侧环境温度不可信故障。需要说明的是，默认值Td为两个环境温度传感器1都发生故障时的替代值，可取室温20℃.

更进一步地，步骤S1：获取环境温度的参考温度Ta包括：

读取整车CAN网络中数据流中发动机冷却液温度、发动机进气温度、排气温度和变速器油温，并计算其平均值记为Ta。

可选地，预设温差范围为±10℃。

在热车状态(发动机距离上次启动＜10小时)下，此时无法进行环境温度的可信性检查，可直接执行步骤S61：车辆环境温度取Min(Tb，Tc)。

需要说明的是，由于本发明采用了左右两支环境温度传感器1，所以要确定车辆采信环境温度的方法。应用本发明实施方式一提供的环境温度传感器1布置方案后，在多数情况下环境温度传感器1采集信号可反应真实环境温度。但在车辆周围存在外部热源，后视镜2底部受阳光直射等少数情况下，可能存在布置在两个后视镜2底部的传感器所采集的环境温度偏差较大的情况，由于热源只会使测量温度偏高，所以在非故障情况下，只需采信两个传感器中温度较低的一个信号即可。在车辆存在环境温度传感器1、发动机冷却液温度传感器、发动机进气温度传感器、排气温度传感器、变速器油温传感器等温度传感器的短路、断路等电气故障时，应先排除故障，再应用本发明所述的环境温度传感器信号处理方法。

本发明优选且确定了环境温度传感器1的布置位置，可有效排除车辆上热源、单侧光照等因素对测量温度的影响，在进行环境温度合理性判断后，仅通过简单的数据比较就可得到准确的实际环境温度，无需修正，可靠性和通用性均有大幅提升。

注意，上述仅为本发明的较佳实施方式及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施方式，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施方式对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施方式，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施方式，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种车辆，包括后视镜（2），其特征在于，还包括一种环境温度传感器（1）：所述温度传感器（1）包括：传感器主体，与车辆可拆卸连接；

传感器感应单元(11)，连接于所述传感器主体的一端，至少部分所述传感器感应单元(11)伸出于所述车辆外与环境气体接触；以及，

传感器导线(12)，连接于所述传感器主体的另一端；

所述环境温度传感器（1）设置于所述后视镜（2）上，且所述环境温度传感器（1）的所述传感器感应单元（11）伸出于所述后视镜（2）的底部；

所述后视镜（2）的底部设有凹陷结构（221），所述凹陷结构（221）的顶部设有安装孔（222），所述传感器感应单元（11）穿过所述安装孔（222）置于所述凹陷结构（221）中；

所述后视镜（2）包括相连接的后视镜上部（21）和后视镜下部（22），所述传感器主体与所述后视镜上部（21）连接，所述后视镜下部（22）的底部设有所述凹陷结构（221）；

所述后视镜上部（21）具有空腔，所述空腔中设置有安装滑道（211），所述传感器主体上设有连接滑道（13），所述连接滑道（13）和所述安装滑道（211）配合插接；

所述空腔中还设置有限位部（213），所述限位部（213）连接于所述安装滑道（211）并与所述环境温度传感器（1）限位抵接。

2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，

所述传感器感应单元（11）伸出所述安装孔（222）的长度不大于所述凹陷结构（221）的深度。

3.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，

所述连接滑道（13）和所述安装滑道（211）均相对于水平面倾斜向下。

4.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，

所述空腔中还设置有连接部（212），所述连接部（212）的一端连接所述安装滑道（211），另一端连接所述空腔的内壁。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的车辆的环境温度传感器信号处理方法，其特征在于，包括：

获取环境温度的参考温度Ta；

读取左侧环境温度传感器（1）测量温度Tb以及右侧环境温度传感器（1）测量温度Tc；

根据Ta与Tb的差值以及Ta与Tc的差值确定车辆环境温度。

6.根据权利要求5所述的环境温度传感器信号处理方法，其特征在于，根据Ta与Tb的差值以及Ta与Tc的差值确定车辆环境温度包括：

若Ta与Tb的差值以及Ta与Tc的差值均在预设温差范围内，则车辆环境温度取Min（Tb，Tc）；

若Ta与Tb的差值在预设温差范围内，则车辆环境温度取Tb，并报右侧环境温度不可信故障；

若Ta与Tc的差值在预设温差范围内，则车辆环境温度取Tc，并报左侧环境温度不可信故障；

若Ta与Tb的差值以及Ta与Tc的差值均不在预设温差范围内，则车辆环境温度取默认值Td，并报左侧环境温度及右侧环境温度不可信故障。

7.根据权利要求5所述的环境温度传感器信号处理方法，其特征在于，获取环境温度的参考温度Ta包括：

读取整车CAN网络中数据流中发动机冷却液温度、发动机进气温度、排气温度和变速器油温，并计算其平均值记为Ta。

8.根据权利要求6所述的环境温度传感器信号处理方法，其特征在于，

所述预设温差范围为±10℃。