CN1362615A - 变速器输出轴rpm传感器的故障诊断方法及系统 - Google Patents
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Abstract
所公开的是用于变速器输出轴rpm传感器的故障诊断方法和系统。该方法包括以下步骤:通过输出轴rpm传感器检测变速器的输出轴rpm,并通过车辆速度传感器检测车辆速度;根据输出轴rpm及车辆速度,确定是否满足指示输出轴rpm传感器中有故障的故障条件;如果满足故障条件,则执行待命状态达预定的待命时间;使用检测到的输出轴rpm确定输出轴rpm传感器中是否有故障;以及如果确定输出轴rpm传感器中有故障,则产生故障代码。该系统包括一车辆状态检测器,用于对车辆部件的各种驱动状态和操作进行检测,并输出对应的信号,并包括用于执行该方法的ECU。
Description
本发明要求2000年12月27日提交的Korea专利申请No.2000-82948的优先权。
本发明涉及用于车辆速度传感器的故障诊断方法和系统。更具体来说,本发明涉及用于检测变速器输出轴(变速驱动齿轮)rpm的输出轴rpm传感器的故障诊断方法和系统。
一般在车辆中装有电子控制单元(ECU),它基于由诸如车辆速度传感器等多个传感器检测的车辆状态条件,进行对发动机与变速器的控制。ECU还监视包括传感器在内的车辆各个系统和部件的工作状态。
由ECU对其故障进行监视这种传感器之一是变速器输出轴rpm传感器(以下称为“PG-B传感器”)。以下将参照图1说明ECU确定PG-B传感器是否有故障的工作过程。
ECU 160连接到车辆状态检测器100,该检测器对部件的各种驱动状态和操作进行检测,并向ECU 160输出对应的信号。包括在车辆状态检测器100中的各种不同的传感器中,有用于检测车辆速度的车辆速度传感器110,及用于检测变速器输出轴rpm的PG-B(脉冲产生器-B)传感器120。ECU 160由车辆速度传感器110输出的信号确定车辆的速度,并通过使检测到的输出轴rpm乘以预定的转换因子,进行从PG-B传感器120接收的输出轴rpm到车辆速度(以下称为“转换的车辆速度”)的转换。
在先有技术中,如果转换的车辆速度小于由车辆速度传感器110检测的车辆速度达30%或更大,则判断PG-B传感器120有故障。然而,在车辆加速时,车辆速度传感器110输出逐渐升高的频率的信号,并如果车辆速度传感器110的信号中出现噪声,则ECU 160判断车辆正在以大于其实际速度的速度行进。这种情形下,可能判断转换的车辆速度小于由车辆速度传感器110检测的车辆速度达30%或更大,而实际上,这时转换速度远超过由车辆速度传感器110输出的车辆速度的70%。
典型的情形是,ECU 120出现“跛行”模式,这时当用于发动机/变速器控制的传感器发生故障时,可能限制车辆的工作。即,变速器一般保持在跛行模式的预定换档速之中。于是,如果PG-B传感器120被误判为上述的故障状态,则ECU 120执行进入跛行模式的控制,从而对驾驶员引起很大不便。
本发明是为了解决以上问题而作出的。
本发明的一个目的是要提供一种方法和系统,该方法和系统能够更加精确地确定检测变速器输出轴rpm的rpm传感器中是否有故障,并在确定了rpm传感器有故障的情形下,进行换档而进入适当的换档速。
为了达到以上目的,本发明提供了用于变速器的输出轴rpm传感器故障诊断的方法和系统。该故障诊断方法包括以下步骤:通过输出轴rpm传感器检测变速器的输出轴rpm,并通过车辆速度传感器检测车辆速度;根据输出轴rpm及车辆速度,确定是否满足指示输出轴rpm传感器中有故障的故障条件;如果满足故障条件,则执行待命状态达预定的待命时间;使用检测到的输出轴rpm确定输出轴rpm传感器中是否有故障;以及如果确定输出轴rpm传感器中有故障,则产生故障代码。
用于变速器输出轴rpm传感器的故障诊断系统包括:车辆状态检测器,用于对车辆部件的各种驱动状态和操作进行检测,并输出对应的信号;以及ECU,用于根据由车辆状态检测器输出的信号产生故障代码,其中车辆状态检测器包括用于检测车辆速度的车辆速度传感器,并且其中ECU接收来自车辆速度传感器的车辆速度信号,及来自输出轴rpm传感器的输出轴rpm信号,并从车辆速度及输出轴rpm确定是否满足故障条件。在满足故障条件的情形下经过预定的待命状态时间后,ECU使用检测到的输出轴rpm确定在输出轴rpm传感器中是否有故障,此后,如果输出轴rpm传感器有故障,它就产生故障代码。
根据本发明的一个特点,如果输出轴rpm大于或等于预定的rpm,且输出轴rpm中的降低率大于或等于预定的rpm降低率,则满足故障条件。
根据本发明的另一特点,在输出轴rpm大于或等于预定的rpm,且输出轴rpm的降低率小于预定的rpm降低率的情形下,如果车辆速度大于预定的车辆速度,如果车辆速度的加速率小于预定的加速率,并如果通过转换输出轴rpm获得的转换的车辆速度小于预定的车辆速度比率,则满足故障条件。
根据本发明的另一特点,该方法还包括检测变速器换档速度的步骤,而且车辆状态检测器还包括用于检测变速器换档速度的换档速度传感器,且其中如果换档速度在预定的换档速度,则进行是否满足故障条件的判断。
根据本发明的另一特点,如果经过预定的待命时间之后,对于预定的保持时间期间满足预定的条件,则确定在输出轴rpm传感器中有故障。
根据本发明的另一特点,该方法还包括检测涡轮机rpm的步骤,且车辆状态检测器还包括用于检测扭矩转换器的涡轮机rpm的涡轮机rpm传感器,并且其中,在检测的车辆速度大于或等于预定车辆速度或涡轮机rpm大于或等于预定的涡轮机rpm的情形下,如果输出轴rpm小于或等于第二预定rpm,则满足预定条件。
根据本发明的另一特点,该方法还包括以下步骤,且ECU执行以下附加的操作:检测故障代码产生的次数的频率;判断该频率是否大于或等于预定的频率;以及如果频率大于或等于预定的频率,则通过输出换档控制信号而保持变速器在预定的换档速度。
根据本发明的另一特点,该方法还包括检测换档杆位置的步骤,且车辆状态检测器还包括用于检测换档杆位置的换档杆位置传感器,其中在换档杆位于低L范围或低2范围的情形下,则预定的换档速度是第二速度,在换档杆处于任何其它前进范围的情形下,则预定的换档速度是第三速度。
纳入并组成本说明书一部分的附图示出本发明的实施例,并与文字说明一同用来解释本发明的原理,其中:
图1是根据本发明的优选实施例用于输出轴rpm传感器的故障诊断系统的框图;
图2a和2b是根据本发明的优选实施例用于输出轴rpm传感器的故障诊断方法的流程图;以及
图3是在根据本发明的优选实施例的方法中,表示操作和检测与时间相关的不同阶段的图示。
现在参照附图详细说明本发明的优选实施例。
图1是根据本发明的优选实施例用于输出轴rpm传感器的故障诊断系统的框图。
根据本发明优选实施例的故障诊断系统包括:用于对部件的各种驱动状态和操作进行检测的车辆状态检测器100,且该检测器输出对应的信号;以及ECU 160,用于接收由车辆状态检测器100输出的信号,并基于收到的信号执行本发明的故障诊断方法。
车辆状态检测器100包括用于检测车辆速度的车辆速度传感器110,用于检测变速器输出轴rpm的输出轴rpm传感器(以下称为PG-B传感器)120,用于检测当前换档速度的换档速度传感器130,用于检测扭矩转换器的涡轮机rpm的涡轮机rpm传感器140,以及用于检测驾驶员操纵的换档杆位置的换档杆位置传感器150。ECU 160可以通过根据预定程序操作的微处理器来实现。
图2a和2b表示根据本发明的优选实施例用于输出轴rpm传感器的故障诊断方法的流程图,而图3是在根据本发明的优选实施例的方法中,表示操作和检测与时间相关的不同阶段的图示。
首先看图2a,随着故障诊断方法开始,在步骤ST20检测当前换档速度并确定检测的换档速度是否对应于预定的换档速度。预定的换档速度最好包括除了第一速度之外的所有前进速度。如果检测到的换档速度对应于预定的换档速度,则在步骤ST21、ST22、ST23、ST24和ST25判断是否满足故障条件。如果这些条件任何之一没有满足,则过程结束。判断是否满足故障条件是由ECU 20作出的,并基于预定的rpm,预定的rmp降低率,预定的车辆速度,预定的加速度,以及预定的误差率。
详细而言,在接收来自车辆状态检测器100的信号之后,ECU 160在步骤ST21判断由PG-B传感器120检测的输出轴rpm Nab是否大于或等于预定的rpm。如果由PG-B传感器120检测的输出轴rpm Nab大于或等于预定的rpm,则ECU 160在步骤ST22判断rpm降低率-dNab是否大于或等于预定的rpm降低率。预定的rpm最好为1500rpm,而预定的rpm降低率最好为-300rpm每50ms。
接下来,如果rpm降低率-dNab小于预定的rpm降低率,则ECU 160在步骤ST23判断由车辆速度传感器110检测的车辆速度Vss是否大于预定的车辆速度。如果车辆速度Vss大于预定的车辆速度,则ECU 160在步骤ST24判断车辆速度Vss的加速率dVss是否小于预定的加速度。预定的车辆速度和预定的加速度最好分别为40km/h及20km/h每50ms。
在步骤ST24,如果加速率dVss小于预定的加速度,则ECU 160在步骤ST25判断,通过转换由PG-B传感器120检测的输出轴rpm Nab而获得的转换的车辆速度S(Nab),与从车辆速度传感器110检测的车辆速度Vss而计算的车辆速度S(Vss)之间的差,是否如预定的误差率那样大。误差率最好为30%,这种情形下这一步骤中使用的公式变为S(Nab)<S(Vss)*0.7。
如果在步骤ST22判断出rpm降低率-dNab大于或等于预定的rpm降低率,或如果在步骤ST25满足公式S(Nab)<S(Vss),则ECU 160在步骤ST26保持当前换档速度达预定的待命时间。预定的待命时间最好为100ms。
参照图3,当在第四速度驱动时,如果PG-B传感器16发生故障,例如在点T1处断开,则其信号提供给ECU 160的输出轴rpm Nab开始降低。随着输出轴rpm Nab继续降低,对应于输出轴rpm Nab的车辆速度达到按误差率30%小于车辆速度Vss的水平。为了更好地判断由PG-B传感器120检测的输出轴rpm Nab变化的方向(即是增加还是减小),执行待命的时间达100ms。
在经过了这一时间之后,ECU 160根据预定的故障条件是否满足而产生故障代码。判断故障条件是否满足最好基于预定的车辆速度,预定的涡轮机rpm,以及预定的保持时间。
更详细来说,为了判断故障条件是否满足,ECU 160首先在步骤ST27判断由车辆速度传感器110检测的车辆速度Vss是否已超过预定的车辆速度(例如40km/h)。如果车辆速度Vss还没有超过预定的车辆速度,则ECU 160在步骤ST28判断涡轮机rpm Ntu是否大于预定的涡轮机rpm。该预定的涡轮机rpm最好为1000rpm。
在步骤ST27如果车辆速度Vss已经超过预定的车辆速度,或在步骤ST28涡轮机rpm Ntu大于预定的涡轮机rpm,则ECU 160在步骤ST29判断由PG-B传感器16检测的输出轴rpm Nab是等于0rpm或者有负值。如果输出轴rpm Nab小于或等于0rpm,则ECU 160在步骤ST30判断时间T是否大于或等于预定的保持时间。预定的保持时间最好是250ms,并且时间T从步骤ST27开始的瞬间启动。
如果时间T小于预定的保持时间,则ECU 160在步骤RT31继续时间进程,并在步骤ST32保持当前传动比,此后过程返回步骤ST27。然而,如果在步骤ST30时间T大于或等于预定的保持时间,则ECU 160在步骤ST33产生预定的故障代码。故障代码产生点对应于从预定的保持时间结束开始经过250ms的那一点。图3中这点由点T2表示。
参照图2b,随着故障代码的产生,ECU 160在步骤ST34使计数器N增量。计数器N指示故障已经发生的次数。然后,ECU 160在步骤ST35使定时器复位,从而初始化时间T。在步骤ST35之后,ECU 160在步骤ST36判断计数器N的值是否大于或等于预定的频率数。预定的频率数最好为四(4)。如果计数器N的值小于预定的频率数,则过程返回步骤ST27,以便随必要的条件的满足再产生故障代码。然而,如果计数器N的值大于或等于预定的频率数,则ECU 20在步骤ST37使计数器复位。
计数器N复位之后,ECU 20激活跛行模式。跛行模式的作用是在检测信号没有产生的情形下可由ECU 160激活的后备模式,这是当车辆的系统或装置中有故障时发生的。就是说,ECU 160激活跛行模式以便产生代替故障系统或装置信号的信号。于是,车辆维持可操作性,使得车辆能够被驾驶到维修点。随本发明优选实施例中跛行模式的激活,如果PG-B传感器120发生故障,则ECU 160输出PG-B传感器120的替代检测信号,因而允许车辆继续工作。
当激活跛行模式时,在换档杆位于驱动D范围或低速3范围的情形下,ECU 160最好维持第三速度,并在换档杆位于低速2范围或低速L范围的情形下,ECU 160最好维持第二速度。于是,在跛行模式下,只要没有操纵点火钥匙熄车辆,或换档杆的位置没有改变,则变速器保持在第二或第三速度上,并且不执行向其它速度的换档。
跛行模式激活的时刻对应于图3的点T3,这是在维持当前换档速度达预定持续时间的步骤ST26完成之后经过了250ms*4这样的时间段的那一点。于是,从由PG-B传感器16检测的输出轴rpm Nab开始降低的那点起,车辆处于点T1的换档速度维持的总时间达1.1s。
以上,如果步骤ST21、ST23、ST24、ST25、ST28和ST29的条件任何之一没有满足,则故障诊断过程结束。就是说,如果这些步骤的条件没有被满足,则表明对应的传感器工作正常,而无需进一步的诊断。
在上述本发明输出轴rpm传感故障诊断方法中,PG-B传感器中故障的误诊断可能性大大降低了,从而改进了整个故障诊断性能。这防止了对车辆进行不必要的维修。而且,无需另外的传感器而降低了误诊断的可能性,使部件的总数减到最小。
虽然以上详细说明了本发明的优选实施例,但应当明确地理解,业内专业人士显然知晓,此间所述的基本发明概念的很多变形和/或改型,将仍然属于如所附权利要求中定义的本发明的精神和范围之中。
Claims (16)
1.一种用于车辆变速器的输出轴rpm传感器的故障诊断方法,该方法包括以下步骤:
通过输出轴rpm传感器检测变速器的输出轴rpm,并通过车辆速度传感器检测车辆速度;
根据输出轴rpm及车辆速度,确定是否满足指示输出轴rpm传感器中有故障的故障条件;
如果满足故障条件,则执行待命状态达预定的待命时间;
使用检测到的输出轴rpm确定输出轴rpm传感器中是否有故障;以及
如果确定输出轴rpm传感器中有故障,则产生故障代码。
2.权利要求1的方法,其中如果输出轴rpm大于或等于预定的rpm,且输出轴rpm中的降低率大于或等于预定的rpm降低率,则满足故障条件。
3.权利要求2的方法,其中在输出轴rpm大于或等于预定的rpm,且输出轴rpm的降低率小于预定的rpm降低率的情形下,如果车辆速度大于预定的车辆速度,如果车辆速度的加速率小于预定的加速率,并如果通过转换输出轴rpm获得的转换的车辆速度小于预定的车辆速度比率,则满足故障条件。
4.权利要求1的方法,还包括检测变速器换档速度的步骤,且其中如果换档速度在预定的换档速度,则进行是否满足故障条件的判断步骤。
5.权利要求1的方法,其中如果经过预定的待命时间之后,对于预定的保持时间期间满足预定的条件,则确定在输出轴rpm传感器中有故障。
6.权利要求5的方法,还包括检测涡轮机rpm的步骤,并且其中,在检测的车辆速度大于或等于预定车辆速度或涡轮机rpm大于或等于预定的涡轮机rpm的情形下,如果输出轴rpm小于或等于第二预定rpm,则满足预定条件。
7.权利要求1的方法,还包括以下步骤:
检测故障代码产生的次数的频率;
判断该频率是否大于或等于预定的频率;以及
如果频率大于或等于预定的频率,则通过输出换档控制信号而保持变速器在预定的换档速度。
8.权利要求7的方法,还包括检测换档杆位置的步骤,其中在换档杆位于低L范围或低2范围的情形下,则预定的换档速度是第二速度,在换档杆处于任何其它前进范围的情形下,则预定的换档速度是第三速度。
9.用于变速器输出轴rpm传感器的故障诊断系统,该系统包括:
车辆状态检测器,用于对车辆部件的各种驱动状态和操作进行检测,并输出对应的信号;以及
ECU,用于根据由车辆状态检测器输出的信号产生故障代码,
其中车辆状态检测器包括用于检测车辆速度的车辆速度传感器,并且其中ECU接收来自车辆速度传感器的车辆速度信号,及来自输出轴rpm传感器的输出轴rpm信号,并从车辆速度及输出轴rpm确定是否满足故障条件,并在满足故障条件的情形下经过预定的待命状态时间后,使用检测到的输出轴rpm确定在输出轴rpm传感器中是否有故障,此后,如果输出轴rpm传感器有故障,ECU产生故障代码。
10.权利要求9的系统,其中如果输出轴rpm大于或等于预定的rpm,且输出轴rpm的降低率大于或等于预定的rpm降低率,则满足故障条件。
11.权利要求10的系统,其中在输出轴rpm大于或等于预定的rpm,且输出轴rpm的降低率小于预定的rpm降低率的情形下,如果车辆速度大于预定的车辆速度,如果车辆速度的加速率小于预定的加速率,并如果通过转换输出轴rpm获得的转换的车辆速度小于预定的车辆速度比率,则满足故障条件。
12.权利要求9的系统,其中车辆状态检测器还包括用于检测变速器换档速度的换档速度检测器,且其中如果换档速度在预定的换档速度,则ECU判断是否满足故障条件。
13.权利要求9的系统,其中如果经过预定的待命时间之后,对于预定的保持时间期间满足预定的条件,则ECU确定在输出轴rpm传感器中有故障。
14.权利要求13的系统,其中车辆状态检测器还包括用于检测扭矩转换器的涡轮机的rpm的涡轮机rpm传感器,并且其中,在检测的车辆速度大于或等于预定车辆速度或涡轮机rpm大于或等于预定的涡轮机rpm的情形下,如果输出轴rpm小于或等于第二预定rpm,则满足预定条件。
15.权利要求9的系统,其中ECU检测故障代码产生的次数的频率,以及如果频率大于或等于预定的频率,则通过输出换档控制信号而保持变速器在预定的换档速度。
16.权利要求15的系统,其中车辆状态检测器还包括检测换档杆位置的换档杆位置传感器,其中在换档杆位于低L范围或低2范围的情形下,则预定的换档速度是第二速度,在换档杆处于任何其它前进范围的情形下,则预定的换档速度是第三速度。
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