DE102008062665B4

DE102008062665B4 - Temperatursensordiagnose

Info

Publication number: DE102008062665B4
Application number: DE102008062665A
Authority: DE
Inventors: Paul A. Fenton Bauerle
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-01-02
Filing date: 2008-12-17
Publication date: 2011-04-28
Anticipated expiration: 2028-12-18
Also published as: CN101476510A; US20090168832A1; CN101476510B; DE102008062665A1; US7991524B2

Abstract

Temperatursensor-Diagnosesystem für ein Fahrzeug, welches umfasst:
ein Abweichungsberechnungsmodul, das einen Abweichungskoeffizienten auf der Basis einer Zeitkonstante eines Temperatursensors und einer Zeitspanne zwischen einer ersten, eine erste Temperatur liefernden Temperaturmessung und einer zweiten, eine zweite Temperatur liefernden Temperaturmessung, die durch den Temperatursensor durchgeführt werden, berechnet, wobei die zweite Temperatur nach der ersten Temperatur gemessen wird;
ein Grenzenbestimmungsmodul, das eine obere und eine untere Temperaturgrenze auf der Basis der ersten Temperatur und des Abweichungskoeffizienten bestimmt; und
ein Fehlerdiagnosemodul, das selektiv einen Fehler in dem Temperatursensor diagnostiziert, wenn die zweite Temperatur höher als die obere Temperaturgrenze oder niedriger als die untere Temperaturgrenze ist.

Description

Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren und im Spezielleren die Temperatursensordiagnose.
Hintergrund
Die hierin bereitgestellte Beschreibung des Hintergrunds dient dazu, den Kontext der Offenbarung allgemein darzulegen. Die Arbeiten der hier angeführten Erfinder, soweit sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben werden, wie auch Aspekte der Beschreibung, die zum Einreichzeitpunkt nicht möglicherweise anderweitig Stand der Technik bilden, werden weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik gegenüber der vorliegenden Offenbarung zugelassen.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 1 ist ein funktionelles Blockdiagramm eines Motorsystems 100 dargestellt. Ein Motor 102 entwickelt ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug. Luft wird durch einen Ansaugkrümmer 104 in den Motor 102 gesaugt. Ein Drosselventil 106 verändert das Volumen der Luft, die in den Ansaugkrümmer 104 gesaugt wird. Die Öffnung des Drosselventils 106 ist durch einen Motor 107 einer elektronischen Drosselklappensteuerung gesteuert. Die Luft mischt sich mit Kraftstoff aus einem oder mehreren Kraftstoffinjektoren 108, um ein Luft- und Kraftstoff (L/K)-Gemisch zu bilden.
Das L/K-Gemisch wird im Inneren eines oder mehrerer Zylinder des Motors 102 wie z. B. des Zylinders 110 verbrannt. In verschiedenen Motorsystemen, wie z. B. dem Motorsystem 100, wird die Verbrennung durch einen Funken eingeleitet, der durch eine Zündkerze 112 bereitgestellt wird. Abgas, das aus der Verbrennung entsteht, wird aus den Zylindern in ein Abgassystem 114 ausgestoßen. Die Verbrennung des L/K-Gemisches entwickelt ein Drehmoment. Der Motor 102 kann Drehmoment auf ein Getriebe 116 übertragen, welches Drehmoment auf ein oder mehrere Räder des Fahrzeuges übertragen kann.
Ein Motorcontroller 130 steuert den Drehmomentausgang durch den Motor 102 auf der Basis von Temperaturen, die durch einen oder mehrere Temperatursensoren bereitgestellt werden. Die Temperatursensoren messen jeweils eine Temperatur und können an verschiedenen Orten im gesamten Motorsystem 100 angeordnet sein. Rein beispielhaft kann das Motorsystem 100 einen Motorkühlmitteltemperatur(ECT)-Sensor 118, einen Ansauglufttemperatur(IAT)-Sensor 120, einen Öltemperatur(OT)-Sensor 122, einen Getriebeöltemperatursensor 124 und/oder einen Umgebungslufttemperatursensor (nicht gezeigt) umfassen.
Die DE 101 20 968 C2 beschreibt ein Verfahren zur Überwachung der Funktionsfähigkeit eines Temperatursensors einer Brennkraftmaschine, bei dem der Differenzbetrag zwischen einem höchsten Temperaturwert und einem niedrigsten Temperaturwert übermittelt wird; der Differenzbetrag mit einem Schwellenwert verglichen wird; aus weiteren Betriebsparametern der Brennkraftmaschine eine Hilfsgröße ermittelt wird, die den festgelegten Zustanden ”geringe Kühlleistung” und ”hohe Kühlleistung” entspricht und die beim Erreichen dieser beiden Zustände aussagt, ob der innerhalb der Messzeit erhaltene Differenzbetrag größer sein müsste als der Schwellenwert und wenn der festgestellte Differenzbetrag kleiner ist als der Schwellenwert, jedoch in Bezug auf die Hilfsgröße größer sein müsste, eine Fehlfunktion des Temperatursensors signalisiert wird. Ferner beschreibt die DE 103 29 038 B3 ein Verfahren zur Überwachung der Funktionsfähigkeit eines Temperatursensors für die Erfassung einer Temperatur in einer Kraftfahrzeugkomponente, wobei die Temperatur mittels des Sensors gemessen wird und das Vorliegen einer vorbestimmten Mindesttemperaturänderung über einen vorbestimmten Zeitraum geprüft wird.
Zusammenfassung
Ein Temperatursensor-Diagnosesystem für ein Fahrzeug umfasst ein Abweichungsberechnungsmodul, ein Grenzenberechnungsmodul und ein Fehlerdiagnosemodul. Das Abweichungsberechnungsmodul berechnet einen Abweichungskoeffizienten auf der Basis einer Zeitkonstante eines Temperatursensors und einer Periode zwischen einer ersten und einer zweiten Temperatur, die durch den Temperatursensor gemessen werden, wobei die zweite Temperatur nach der ersten Temperatur gemessen wird. Das Grenzenbestimmungsmodul bestimmt eine obere und eine untere Temperaturgrenze auf der Basis der ersten Temperatur und des Abweichungskoeffizienten. Das Fehlerdiagnosemodul diagnostiziert selektiv einen Fehler in dem Temperatursensor, wenn die zweite Temperatur höher als die obere Temperaturgrenze oder niedriger als die untere Temperaturgrenze ist.
In weiteren Merkmalen umfasst das Temperatursensor-Diagnosesystem ferner ein Temperaturausgabemodul. Das Temperaturausgabemodul wählt eine von der ersten und der zweiten Temperatur auf der Basis der Diagnose und gibt die gewählte von der ersten und der zweiten Temperatur aus. Das Temperaturausgabemodul wählt die erste Temperatur, wenn der Fehler diagnostiziert ist. In weiteren Merkmalen schätzt das Temperaturausgabemodul eine aktuelle Temperatur auf der Basis einer Temperatur ab, die durch einen zweiten Temperatursensor gemessen wird, wenn der Fehler diagnostiziert ist, und gibt die aktuelle Temperatur aus.
Ein System umfasst das Temperatursensor-Diagnosesystem, den Temperatursensor und ein Motorsteuermodul. Das Motorsteuermodul passt einen Motorparameter auf der Basis der gewählten von der ersten und der zweiten Temperatur an. In weiteren Merkmalen werden die obere und die untere Temperaturgrenze ferner auf der Basis einer maximalen Temperatur des Temperatursensors bzw. einer minimalen Temperatur des Temperatursensors bestimmt, wobei die maximale Temperatur höher ist als die minimale Temperatur.
In noch weiteren Merkmalen umfasst das Temperatursensor-Diagnosesystem ferner ein Modul für eine vorhergehende Temperatur, welches die vorhergehende Temperatur auf der Basis der zweiten Temperatur aktualisiert, wenn der Fehler nicht diagnostiziert ist.
In weiteren Merkmalen ist der Temperatursensor ein Temperatursensor erster Ordnung. In noch weiteren Merkmalen ist der Temperatursensor ein Kühlmitteltemperatursensor oder ein Ansauglufttemperatursensor oder ein Öltemperatursensor oder ein Getriebeöltemperatursensor oder ein Umgebungslufttemperatursensor.
Ein Verfahren umfasst, dass ein Abweichungskoeffizient auf der Basis einer Zeitkonstante eines Temperatursensors und einer Periode zwischen einer ersten und einer zweiten Temperatur, die durch den Temperatursensor gemessen werden, berechnet wird, wobei die zweite Temperatur nach der ersten Temperatur gemessen wird, eine obere und eine untere Temperaturgrenze auf der Basis der ersten Temperatur und des Abweichungskoeffizienten bestimmt werden, und selektiv ein Fehler in dem Temperatursensor diagnostiziert wird, wenn die zweite Temperatur höher als die obere Temperaturgrenze oder niedriger als die untere Temperaturgrenze ist.
In weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass eine der ersten und der zweiten Temperatur auf der Basis der Diagnose gewählt wird, und die gewählte von der ersten und der zweiten Temperatur ausgegeben wird. In weiteren Merkmalen wird die erste Temperatur gewählt, wenn der Fehler diagnostiziert ist. In weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass eine aktuelle Temperatur auf der Basis einer Temperatur abgeschätzt wird, die durch einen zweiten Temperatursensor gemessen wird, wenn der Fehler diagnostiziert ist, und die aktuelle Temperatur ausgegeben wird.
Das Verfahren umfasst ferner, dass ein Motorparameter auf der Basis der gewählten von der ersten und der zweiten Temperatur angepasst wird.
In weiteren Merkmalen werden die obere und die untere Temperaturgrenze ferner auf der Basis einer maximalen Temperatur des Temperatursensors bzw. einer minimalen Temperatur des Temperatursensors bestimmt, wobei die maximale Temperatur höher ist als die minimale Temperatur. In noch weiteren Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, dass die vorhergehende Temperatur auf der Basis der zweiten Temperatur aktualisiert wird, wenn der Fehler nicht diagnostiziert ist.
In weiteren Merkmalen ist der Temperatursensor ein Temperatursensor erster Ordnung. In noch weiteren Merkmalen ist der Temperatursensor ein Kühlmitteltemperatursensor oder ein Ansauglufttemperatursensor oder ein Öltemperatursensor oder ein Getriebeöltemperatursensor oder ein Umgebungslufttemperatursensor.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Offenbarung wird aus der detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich, wobei:
1 ein funktionelles Blockdiagramm eines Motorsystems nach dem Stand der Technik ist;
2 ein funktionelles Blockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
3 ein funktionelles Blockdiagramm eines beispielhaften Temperatursensor-Diagnosemoduls gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
4 ein Flussdiagramm ist, das beispielhafte Schritte zeigt, die durch das Temperatursensor-Diagnosemodul gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden; und
5 eine beispielhafte graphische Veranschaulichung des Betriebes des Temperatursensor-Diagnosemoduls gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist.
Detaillierte Beschreibung
Zum besseren Verständnis werden in den Zeichnungen dieselben Bezugsziffern verwendet, um ähnliche Elemente zu bezeichnen. Wie hierin verwendet, ist Phrase zumindest eines von A, B und C so auszulegen, dass damit eine Logik (A oder B oder C) gemeint ist, die ein nicht ausschließendes logisches „oder” verwendet. Es sollte einzusehen sein, dass Schritte innerhalb eines Verfahrens in verschiedener Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff Modul auf einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (mehrfach genutzt, dediziert oder Gruppe) und Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder weitere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktion bereitstellen.
Ein Motorcontroller steuert einen Drehmomentausgang durch den Motor auf der Basis einer Temperatur, die durch einen Temperatursensor bereitgestellt wird. Das Steuern des Motors auf der Basis einer Temperatur, die während eines Temperatursensorfehlers bereitgestellt wird, kann jedoch zu einem/r unerwarteten Anstieg oder Abnahme der Drehmomententwicklung und/oder einem Anstieg von Emissionen führen.
Im Allgemeinen tritt ein Temperatursensorfehler auf, wenn der Temperatursensor eine Temperatur bereitstellt, die außerhalb eines Betriebsbereiches von Temperaturen liegt. Ein Fehler kann jedoch selbst dann auftreten, wenn der Temperatursensor eine Temperatur bereitstellt, die innerhalb des Betriebsbereiches liegt. Zum Beispiel kann ein Fehler auftreten, wenn eine Änderung zwischen einer ersten und einer zweiten Temperatur, die durch den Temperatursensor bereitgestellt werden, größer ist als die Änderung, die zu messen der Temperatursensor in der Lage ist.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 2 ist ein funktionelles Blockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems 200 dargestellt. Das Motorsystem 200 umfasst den Motor 102, der ein Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrennt, um Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug zu entwickeln. Luft wird durch das Drosselventil 106 in den Ansaugkrümmer 104 gesaugt. Der Ansauglufttemperatur(IAT)-Sensor 120 misst die Temperatur der in den Ansaugkrümmer 104 gesaugten Luft.
Ein Motorsteuermodul (ECM) 230 steuert die Öffnung des Drosselventils 106 über den Motor 107 der elektronischen Drosselklappensteuerung und steuert dadurch die Menge von Luft, die in den Ansaugkrümmer 104 und den Motor 102 gesaugt wird. Luft aus dem Ansaugkrümmer 104 wird in Zylinder des Motors 102 gesaugt. Während der Motor 102 mehrere Zylinder umfassen kann, ist zu Illustrationszwecken nur der repräsentative Zylinder 110 gezeigt. Rein beispielhaft kann der Motor 102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und/oder 12 Zylinder umfassen.
Das ECM 230 steuert auch die Menge von Kraftstoff, die durch den Kraftstoffinjektor 108 eingespritzt wird. Der Kraftstoffinjektor 108 kann Kraftstoff in den Ansaugkrümmer 104 an einem zentralen Ort einspritzen oder kann Kraftstoff in den Ansaugkrümmer 104 an mehreren Orten einspritzen, wie z. B. in der Nähe des Einlassventils eines jeden der Zylinder. Alternativ kann der Kraftstoffinjektor 108 Kraftstoff direkt in die Zylinder einspritzen. In verschiedenen Ausführungen ist ein Kraftstoffinjektor für jeden Zylinder vorgesehen.
Der eingespritzte Kraftstoff mischt sich mit der Luft und erzeugt das Luft/Kraftstoff-Gemisch. Ein Kolben (nicht gezeigt) verdichtet das Luft/Kraftstoff-Gemisch im Inneren des Zylinders 110. Die Zündkerze 112 wird auf der Basis eines Signals von dem ECM 230 aktiviert, wodurch das Luft/Kraftstoff-Gemisch gezündet wird. Wenngleich der Motor 102 als die Zündkerze 112 umfassend gezeigt ist, kann der Motor 102 ein beliebiger geeigneter Motortyp wie z. B. ein Verdichtungs-Verbrennungsmotor oder ein Hybridmotor sein und möglicherweise die Zündkerze 112 nicht umfassen.
Die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches treibt den Kolben nach unten, der eine Kurbelwelle (nicht gezeigt) rotatorisch antreibt, um dadurch Drehmoment zu entwickeln. Der Motor 102 kann Drehmoment über die Kurbelwelle an das Getriebe 116 übertragen. Das Getriebe 116 kann dann Drehmoment an ein oder mehrere Räder des Fahrzeuges übertragen. Die Nebenprodukte der Verbrennung (d. h. das Abgas) werden aus dem Zylinder 110 in das Abgassystem 114 ausgestoßen.
Das ECM 230 kann den Drehmomentausgang des Motors 102 auf der Basis von Temperatursignalen regeln, die durch einen oder mehrere Temperatursensoren bereitgestellt werden. Rein beispielhaft können die Temperatursensoren den Motorkühlmitteltemperatur(ECT)-Sensor 118, den Öl-temperatur(OT)-Sensor 122, den Getriebeöltemperatursensor 124, den IAT-Sensor 120 und/oder den Umgebungslufttemperatursensor (nicht gezeigt) umfassen.
Das ECM 230 kann den Drehmomentausgang des Motors 102 auch auf der Basis von Signalen von weiteren Sensoren 234 wie z. B. einem Krümmerabsolutdruck(MAP)-Sensor, einem Luftmassen(MAF)-Sensor und/oder einem Drosselklappenpositionssensor (TPS) regeln. In verschiedenen Ausführungsformen kann das ECM 230 den Drehmomentausgang des Motors 102 einstellen, indem es einen oder mehrere Motorparameter wie z. B. die Öffnung des Drosselventils 106, das Einspritzen von Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor 108 und/oder die Zündverstellung anpasst.
Lediglich zur einfacheren Erklärung werden die Prinzipien der vorliegenden Anmeldung mit Bezug auf den ECT-Sensor 118 erläutert. Die Prinzipien der vorliegenden Anmeldung sind jedoch gleichermaßen auf jeden beliebigen Temperatursensor erster Ordnung wie z. B. den IAT-Sensor 120, den OT-Sensor 122, den Getriebeöltemperatursensor 124 und/oder den Umgebungslufttemperatursensor anwendbar. Der ECT-Sensor 118 misst die Temperatur des Motorkühlmittels. Wenngleich der ECT-Sensor 118 im Inneren des Motors 102 gezeigt ist, kann der ECT-Sensor 118 überall dort angeordnet sein, wo Kühlmittel zirkuliert wird, wie z. B. im Inneren eines Kühlers (nicht gezeigt).
Der ECT-Sensor 118 erzeugt das ECT-Signal, das durch einen Analog/Digital-Wandler (ADC) digitalisiert wird. Demgemäß kann das ECT-Signal digitale Werte umfassen, die jeweils einer Motorkühlmitteltemperatur (ECT) entsprechen. In verschiedenen Ausführungen können die digitalen Werte bei einer vorbestimmten Rate wie z. B. alle 100 ms einmal bereitgestellt werden. Wenngleich das ECT-Signal nachfolgend als ein digitales Signal erläutert wird, kann das ECT-Signal ein analoges Signal sein.
Im Allgemeinen stellt der ECT-Sensor 118 eine ECT bereit, die innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereiches liegt. Dieser Bereich von Temperaturen kann als der Betriebsbereich des ECT-Sensors 118 bezeichnet werden. Der Betriebsbereich des ECT-Sensors 118 ist durch eine obere Bereichsüberschreitungs(OOR)-Schwelle und eine untere OOR-Schwelle definiert. Rein beispielhaft kann für den ECT-Sensor 118 die obere OOR-Schwelle 200,0°C betragen und die untere OOR-Schwelle kann –60,0°C betragen. Der Betriebsbereich für den ECT-Sensor 118 kann daher Temperaturen zwischen –60,0°C und 200,0°C umfassen.
Das ECM 230 diagnostiziert Fehler in dem ECT-Sensor 118 auf der Basis eines Vergleiches des ECTs mit sowohl der unteren OOR-Schwelle als auch der oberen OOR-Schwelle. Im Spezielleren kann das ECM 230 einen Fehler diagnostizieren, wenn die ECT niedriger oder gleich der unteren OOR-Schwelle ist und wenn die ECT höher oder gleich der oberen OOR-Schwelle ist. Ein Fehler kann jedoch auftreten, selbst wenn die ECT innerhalb des Betriebsbereiches liegt.
Die Änderung der ECT, die zu messen der ECT-Sensor 118 in der Lage ist, kann über eine vorbestimmte Zeitspanne begrenzt sein. Diese Begrenzung kann z. B. durch die Zeitkonstante des ECT-Sensors 118 auferlegt sein. Die Zeitkonstante entspricht einer Zeit nach dem Messen einer ersten ECT, zu der der ECT-Sensor 118 auch in der Lage sein kann, eine zweite ECT zu messen. Rein beispielhaft kann die Zeitkonstante für den ECT-Sensor 20,0s betragen.
Das ECM 230 umfasst ein Temperatursensor-Diagnosemodul 232, das selektiv einen Fehler in dem ECT-Sensor 118 diagnostiziert. Im Spezielleren diagnostiziert das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 einen Fehler in dem ECT-Sensor 118 auf der Basis eines Vergleiches einer ECT mit einer oberen Temperaturgrenze und einer unteren Temperaturgrenze. Diese ECT wird als aktuelle ECT bezeichnet.
Das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 bestimmt die obere Temperaturgrenze und die untere Temperaturgrenze auf der Basis der oberen OOR-Schwelle bzw. der unteren OOR-Schwelle und einer vorhergehenden ECT. Rein beispielhaft kann die vorhergehende ECT eine ECT sein, die zu einer Zeit gemessen wurde, als kein Fehler auftrat. In verschiedenen Ausführungen ist die vorhergehende ECT die ECT, welche zum letzten Zeitpunkt gemessen wurde, zu dem kein Fehler auftrat.
Das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 bestimmt die obere und die untere Temperaturgrenze auch auf der Basis eines Abweichungskoeffizienten, der als Alpha bezeichnet werden kann. In verschiedenen Ausführungen entspricht Alpha der Änderung der ECT, die zu messen der ECT-Sensor 118 über die Zeitspanne zwischen der vorhergehenden ECT und der aktuellen ECT in der Lage ist, wenn der ECT-Sensor 118 korrekt arbeitet. Rein beispielhaft kann Alpha ein Wert zwischen 0,0 und 1,0 sein.
Das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 bestimmt Alpha auf der Basis der Zeitkonstante des ECT-Sensors 118 und der Zeitspanne zwischen der vorhergehenden ECT und der aktuellen ECT. In verschiedenen Ausführungen nimmt Alpha zu, wenn die Periode zwischen der vorhergehenden ECT und der aktuellen ECT zunimmt. Rein beispielhaft kann die Zeitkonstante ein vorbestimmter Wert wie z. B. 20,0 s sein.
Wie oben angeführt, diagnostiziert das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 einen Fehler in dem ECT-Sensor 118 auf der Basis eines Vergleiches der aktuellen ECT mit der oberen Temperaturgrenze und der unteren Temperaturgrenze. Rein beispielhaft kann das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 einen Fehler in dem ECT-Sensor 118 diagnostizieren, wenn die aktuelle ECT höher ist als die obere Temperaturgrenze oder wenn die aktuelle ECT niedriger ist als die untere Temperaturgrenze.
Das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 wählt eine von der aktuellen ECT und der vorhergehenden ECT auf der Basis dessen, ob ein Fehler aufgetreten ist. Das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 gibt die gewählte ECT an das ECM 230 aus. Rein beispielhaft kann das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 die aktuelle ECT ausgeben, wenn kein Fehler aufgetreten ist. Das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 kann die vorhergehende ECT ausgeben, wenn ein Fehler aufgetreten ist.
Nach dem Auftreten eines Fehlers kann das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 fortsetzen, die vorhergehende ECT bis zu der Zeit auszugeben, zu der das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 bestimmt, dass kein Fehler aufgetreten ist. Dann kann das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 die aktuelle ECT ausgeben. Darüber hinaus setzt das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 die vorhergehende ECT der aktuellen ECT gleich, wenn kein Fehler in dem ECT-Sensor 118 aufgetreten ist. Auf diese Weise wird das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 die aktuelle ECT (als die vorhergehende ECT) zum Bestimmen einer zukünftigen oberen und unteren Temperaturgrenze verwenden, die verwendet werden können, um zukünftige Fehler zu diagnostizieren.
In weiteren Ausführungen, wenn ein Fehler aufgetreten ist, kann das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 die aktuelle ECT abschätzen und die abgeschätzte ECT ausgeben. Rein beispielhaft kann das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 die aktuelle ECT auf der Basis einer Temperatur abschätzen, die durch einen weiteren Temperatursensor wie z. B. dem Umgebungslufttemperatursensor und/oder dem IAT-Sensor 120 bereitgestellt wird.
In verschiedenen Ausführungen kann das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 auch die Rate begrenzen, mit der sich die ausgegebene ECT von der vorhergehenden ECT zu der aktuellen ECT ändert, nachdem ein Fehler aufgetreten ist. Dies kann geschehen, um eine große Änderung der ECT zu verhindern, die nach dem Auftreten eines Fehlers zwischen der vorhergehenden ECT und der aktuellen ECT vorhanden sein kann. Solch eine Änderung kann bewirken, dass das ECT 230, die Drehmomententwicklung des Motors 102 plötzlich erhöht oder verringert.
Das ECM 230 empfängt die ausgegebene ECT von dem Temperatursensor-Diagnosemodul 232 und passt einen oder mehrere Motorparameter auf der Basis der ausgegebenen ECT an. Auf diese Weise regelt das ECM 230 den Drehmomentausgang des Motors 102 auf der Basis der ausgegebenen ECT. Wenngleich das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 als innerhalb des ECM 230 liegend gezeigt ist, kann das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 sich außerhalb des ECM 230 befinden.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 3 ist ein funktionelles Blockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Temperatursensor-Diagnosemoduls 232 dargestellt. Das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 umfasst ein Fehlerdiagnosemodul 302, das selektiv Fehler in dem ECT-Sensor 118 diagnostiziert. Im Spezielleren diagnostiziert das Fehlerdiagnosemodul 302 Fehler in dem ECT-Sensor 118 auf der Basis eines Vergleiches der aktuellen ECT mit der oberen Temperaturgrenze und der unteren Temperaturgrenze. Das Fehlerdiagnosemodul 302 erzeugt ein Fehlersignal auf der Basis des Vergleiches, das angibt, ob ein Fehler in dem ECT-Sensor 118 aufgetreten ist. Rein beispielhaft kann ein Fehler auftreten, wenn die aktuelle ECT höher ist als die obere Temperaturgrenze oder wenn die aktuelle ECT niedriger ist als die untere Temperaturgrenze.
Ein Modul 304 für vorhergehende Temperaturen empfängt das ECT-Signal (d. h. die aktuelle ECT) von dem ECT-Sensor 118 und das Fehlersignal von dem Fehlerdiagnosemodul 302. Das Modul 304 für vorhergehende Temperaturen gibt die vorhergehende ECT aus und setzt die vorhergehende ECT der aktuellen ECT gleich, wenn kein Fehler aufgetreten ist. Auf diese Weise aktualisiert das Modul 304 für vorhergehende Temperaturen die vorhergehende ECT auf der Basis der aktuellen ECT, wenn kein Fehler aufgetreten ist.
Das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 umfasst auch einen Fehlerzähler 306 und ein Fehlerperiodenmodul 308. Der Fehlerzähler 306 empfängt ebenfalls das Fehlersignal und wird jedes Mal inkrementiert, wenn das Fehlersignal angibt, dass ein Fehler aufgetreten ist. Überdies wird der Fehlerzähler 306 zurückgesetzt, wenn das Fehlersignal angibt, dass kein Fehler aufgetreten ist. Der Fehlerzähler 306 kann auf einen vorbestimmten Rücksetzwert wie z. B. Null zurückgesetzt werden. Auf diese Weise verfolgt der Fehlerzähler 306 die Anzahl der Fehler, die seit der vorhergehenden ECT aufgetreten sind. In verschiedenen Implementierungen kann der Fehlerzähler 306, nachdem eine vorbestimmte Anzahl von Fehlern aufgetreten ist, das ECM 230 auch anweisen, eine „Motor-Warnleuchte” aufleuchten zu lassen, oder einen Störungscode im Speicher zu setzen.
Das Fehlerperiodenmodul 308 bestimmt die Periode zwischen der vorhergehenden ECT und der aktuellen ECT. Diese Periode kann auch als die Fehlerperiode bezeichnet werden. Das Fehlerperiodenmodul 308 bestimmt die Fehlerperiode auf der Basis der durch den Fehlerzähler 306 angegebenen Anzahl von Fehlern. Die Fehlerperiode kann auch auf der Basis der Periode zwischen den digitalen Werten des ECT-Signals (z. B. 100 ms) bestimmt werden.
Ein Abweichungsberechnungsmodul 310 berechnet Alpha (d. h. den Abweichungskoeffizienten) auf der Basis der Zeitkonstante des ECT-Sensors 118. Alpha entspricht der Größe der Änderung der ECT, die zu messen der ECT-Sensor 118 über die Fehlerperiode in der Lage ist, wenn der ECT-Sensor 118 korrekt arbeitet. Rein beispielhaft kann Alpha ein Wert zwischen 0,0 und 1,0 sein und das Abweichungsberechnungsmodul 310 kann Alpha mithilfe der Gleichung: alpha = 1 – exp(–(Fehlerperiode + 1)/TC (1) berechnen, wobei die Fehlerperiode die Periode zwischen der vorhergehenden ECT und der aktuellen ECT ist, exp die Exponentialfunktion ist und TC die Zeitkonstante des ECT-Sensors 118 ist. Die Zeitkonstante des ECT-Sensors 118 kann z. B. in einem nichtflüchtigen Speicher 312 gespeichert sein.
Ein Grenzenbestimmungsmodul 314 bestimmt die obere und die untere Temperaturgrenze und stellt die Grenzen an das Fehlerdiagnosemodul 302 bereit. Das Grenzenbestimmungsmodul 314 kann die obere und die untere Temperaturgrenze auf der Basis von Alpha und der vorhergehenden ECT bestimmen. Darüber hinaus können die obere und die untere Temperaturgrenze auf der Basis der oberen OOR-Schwelle bzw. der unteren OOR-Schwelle bestimmt werden. Rein beispielhaft können die obere Temperaturgrenze und die untere Temperaturgrenze mithilfe der Gleichungen: Obere Temperaturgrenze = alpha·obere OOR + (1 – alpha)·Vorhergehende ECT, (2)
und Untere Temperaturgrenze = alpha·untere OOR + (1 – alpha)·Vorhergehende ECT, (3) bestimmt werden, wobei „obere OOR” die obere OOR-Schwelle ist und „untere OOR” die untere OOR-Schwelle ist. Rein beispielhaft kann für den ECT-Sensor 118 die obere OOR-Schwelle 200,0°C betragen und die untere OOR-Schwelle kann –60,0°C betragen.
Ein Temperaturausgabemodul 316 wählt entweder die vorhergehende ECT oder die aktuelle ECT auf der Basis des Fehlersignals und gibt die gewählte ECT an das ECM 230 aus. Rein beispielhaft kann das Temperaturausgabemodul 316 die aktuelle ECT ausgeben, wenn kein Fehler aufgetreten ist. Das Temperaturausgabemodul 316 kann die vorhergehende ECT ausgeben, wenn ein Fehler in dem ECT-Sensor 118 aufgetreten ist.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 4 ist ein Flussdiagramm dargestellt, das beispielhafte Schritte zeigt, die von dem Temperatursensor-Diagnosemodul 232 ausgeführt werden. Die Steuerung beginnt in Schritt 402, bei dem die Steuerung Daten abruft. Rein beispielhaft können die Daten die obere OOR-Schwelle, die untere OOR-Schwelle, die Zeitkonstante des ECT-Sensors 118 und/oder die Anzahl der Fehler umfassen. In verschiedenen Implementierungen kann die Steuerung die obere und untere OOR-Schwelle und/oder die Zeitkonstante aus dem nichtflüchtigen Speicher 312 abrufen. Die Steuerung kann die Anzahl der Fehler von z. B. dem Fehlerzähler 306 abrufen.
Die Steuerung setzt in Schritt 404 fort, bei dem die Steuerung die Fehlerperiode bestimmt. In verschiedenen Implementierungen bestimmt die Steuerung die Fehlerperiode auf der Basis der Anzahl von Fehlern und der Periode zwischen den digitalen Werten des ECT-Signals (z. B. 100 ms). In Schritt 406 berechnet die Steuerung Alpha (d. h. den Abweichungskoeffizienten). Rein beispielhaft kann die Steuerung Alpha mithilfe von Gleichung (1) berechnen, wie oben beschrieben.
Die Steuerung setzt in Schritt 408 fort, bei dem die Steuerung die obere Temperaturgrenze und die untere Temperaturgrenze bestimmt. Rein beispielhaft kann die Steuerung die obere Temperaturgrenze und die untere Temperaturgrenze mithilfe der Gleichungen (2) bzw. (3) bestimmen, wie oben beschrieben. In Schritt 410 empfangt die Steuerung die ECT von dem ECT-Sensor 118. Die empfangene ECT kann als aktuelle ECT bezeichnet werden.
Die Steuerung setzt dann in Schritt 412 fort, bei dem die Steuerung die aktuelle ECT mit der oberen Temperaturgrenze und der unteren Temperaturgrenze vergleicht. Wenn die aktuelle ECT sowohl höher als die untere Temperaturgrenze als auch niedriger als die obere Temperaturgrenze ist, setzt die Steuerung in Schritt 414 fort; andernfalls geht die Steuerung zu Schritt 416 über. In Schritt 414 wählt die Steuerung die aktuelle ECT und gibt die aktuelle ECT aus. Auf diese Weise gibt die Steuerung die aktuelle ECT aus, wenn kein Fehler aufgetreten ist. Die Steuerung setzt dann in Schritt 418 fort, bei dem die Steuerung die vorherige ECT der aktuellen ECT gleich setzt. In Schritt 420 setzt die Steuerung den Fehlerzähler (d. h. die Anzahl der Fehler) zurück und die Steuerung kehrt zu Schritt 402 zurück.
Wiederum Bezug nehmend auf Schritt 412 geht die Steuerung von Schritt 412 zu Schritt 416 über, wenn die aktuelle ECT höher ist als die obere Temperaturgrenze oder wenn die aktuelle ECT niedriger ist als die untere Temperaturgrenze. In Schritt 416 wählt die Steuerung die vorhergehende ECT und gibt die vorhergehende ECT aus. Auf diese Weise gibt die Steuerung die vorhergehende ECT aus, wenn ein Fehler aufgetreten ist. Alternativ kann die Steuerung die aktuelle ECT abschätzen und die abgeschätzte ECT ausgeben. Rein beispielhaft kann die Steuerung die aktuelle ECT auf der Basis einer Temperatur abschätzen, die durch einen anderen Temperatursensor wie z. B. den IAT-Sensor 120 und/oder den Umgebungslufttemperatursensor bereitgestellt wird.
Die Steuerung setzt in Schritt 422 fort, bei dem die Steuerung den Fehlerzähler (d. h. die Anzahl der Fehler) inkrementiert, und die Steuerung kehrt zu Schritt 402 zurück. Auf diese Weise verfolgt der Fehlerzähler die Anzahl der Fehler, die zwischen der vorhergehenden ECT und der aktuellen ECT aufgetreten sind. Wie oben beschrieben, wird die Fehlerperiode auf der Basis der Anzahl der Fehler bestimmt. Im Spezielleren vergrößert das Inkrementieren der Anzahl der Fehler die Fehlerperiode. Die vergrößerte Fehlerperiode kann dann in dem nächsten Steuerzyklus verwendet werden, um die obere und die untere Temperaturgrenze für eine zukünftige ECT zu bestimmen.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 5 ist eine beispielhafte graphische Veranschaulichung des Betriebes des Temperatursensor-Diagnosemoduls 232 dargestellt. Die Linie 502 entspricht der ECT, die von dem Temperatursensor-Diagnosemodul 232 ausgegeben wird. Die Strichlinie 504 entspricht der aktuellen ECT. Die Strichlinien 506 und 608 entsprechen der oberen Temperaturgrenze bzw. der unteren Temperaturgrenze.
Das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 kann die obere Temperaturgrenze und die untere Temperaturgrenze auf der Basis von Alpha und der vorhergehenden ECT bestimmen. Darüber hinaus können die obere und die untere Temperaturgrenze auf der Basis der oberen OOR-Schwelle bzw. der unteren OOR-Schwelle bestimmt werden. Rein beispielhaft kann das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 Alpha die obere Temperaturgrenze und die untere Temperaturgrenze mithilfe der Gleichungen (1), (2) bzw. (3) bestimmen, wie oben beschrieben.
Vor der Zeit T₁ ist die aktuelle ECT sowohl höher als die untere Temperaturgrenze (Strichlinie 508) als auch niedriger als die obere Temperaturgrenze (Strichlinie 506). Demgemäß gibt das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 an, dass kein Fehler in dem ECT-Sensor 118 aufgetreten ist, und gibt die aktuelle ECT aus (Linie 502). Überdies setzt das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 die vorhergehende ECT jedes Mal, wenn kein Fehler aufgetreten ist, der aktuellen ECT gleich.
Zu der Zeit T₁ wird die aktuelle ECT (Strichlinie 504) jedoch niedriger als die untere Temperaturgrenze (Strichlinie 508). Demgemäß diagnostiziert das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 einen Fehler in dem ECT-Sensor 118 und gibt die vorhergehende ECT aus. Rein beispielhaft kann die vorhergehende ECT die ECT vor der Zeit T₁ sein, wenn kein Fehler aufgetreten ist.
Zwischen den Zeiten T₁ und T₂ bleibt die aktuelle ECT niedriger als die untere Temperaturgrenze. Demgemäß wird die Fehlerperiode größer, da Zeit nach T₁ vergeht. Wenn die Fehlerperiode größer wird, erhöht sich Alpha. Das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 bestimmt die obere und die untere Temperaturgrenze auf der Basis dieses erhöhten Alpha. Auf diese Weise, während Zeit zwischen den Zeiten T₁ und T₂ vergeht, steigt die obere Temperaturgrenze an und die untere Temperaturgrenze wird kleiner. Die obere und die untere Temperaturgrenze können daher der maximalen und minimalen ECT entsprechen, die der ECT-Sensor 118 messen könnte, falls der ECT-Sensor 118 korrekt arbeitet.
Zu der Zeit T₂ wird die aktuelle ECT wiederum sowohl höher als die untere Temperaturgrenze (Strichlinie 508) als auch niedriger als die obere Temperaturgrenze (Strichlinie 506). Demgemäß gibt das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 an, dass kein Fehler aufgetreten ist, und gibt die aktuelle ECT aus. Allerdings, wie bei der Bezugsziffer 510 gezeigt, kann das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 die Rate begrenzen, bei der sich die ausgegebene ECT zu der aktuellen ECT ändert.
Zwischen den Zeiten T₂ und T₃ bleibt die aktuelle ECT sowohl höher als die untere Temperaturgrenze als auch niedriger als die obere Temperaturgrenze. Demgemäß gibt das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 die aktuelle ECT bis zu der Zeit T₃ aus. Zu der Zeit T₃ wird die aktuelle ECT (Strichlinie 504) höher als die obere Temperaturgrenze (Strichlinie 506).
Das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 diagnostiziert dann, dass ein Fehler in dem ECT-Sensor 118 aufgetreten ist, und gibt die vorhergehende ECT (z. B. die ECT vor der Zeit T₃) aus. Das Temperatursensor-Diagnosemodul 232 schreitet dann weiter, wie oben beschrieben, und vergrößert die Fehlerperiode und passt die obere und die untere Temperaturgrenze an. Darüber hinaus kann das Temperatursensor-Diagnosemodul 232, falls die Fehlerperiode eine vorbestimmte Periode überschreitet, z. B. eine Motor-Warnleuchte aufleuchten lassen.

Claims

Temperatursensor-Diagnosesystem für ein Fahrzeug, welches umfasst: ein Abweichungsberechnungsmodul, das einen Abweichungskoeffizienten auf der Basis einer Zeitkonstante eines Temperatursensors und einer Zeitspanne zwischen einer ersten, eine erste Temperatur liefernden Temperaturmessung und einer zweiten, eine zweite Temperatur liefernden Temperaturmessung, die durch den Temperatursensor durchgeführt werden, berechnet, wobei die zweite Temperatur nach der ersten Temperatur gemessen wird; ein Grenzenbestimmungsmodul, das eine obere und eine untere Temperaturgrenze auf der Basis der ersten Temperatur und des Abweichungskoeffizienten bestimmt; und ein Fehlerdiagnosemodul, das selektiv einen Fehler in dem Temperatursensor diagnostiziert, wenn die zweite Temperatur höher als die obere Temperaturgrenze oder niedriger als die untere Temperaturgrenze ist.
Temperatursensor-Diagnosesystem nach Anspruch 1, welches ferner ein Temperaturausgabemodul umfasst, das eine von der ersten und der zweiten Temperatur auf der Basis der Diagnose wählt, und das die gewählte Temperatur ausgibt.
Temperatursensor-Diagnosesystem nach Anspruch 2, wobei das Temperaturausgabemodul die erste Temperatur wählt, wenn der Fehler diagnostiziert ist.
Temperatursensor-Diagnosesystem nach Anspruch 2, wobei das Temperaturausgabemodul eine aktuelle Temperatur auf der Basis einer Temperatur abschätzt, die durch einen zweiten Temperatursensor gemessenen wird, wenn der Fehler diagnostiziert ist, und die aktuelle Temperatur ausgibt.
Temperatursensor-Diagnosesystem nach Anspruch 1, wobei die obere Temperaturgrenze auf der Basis einer maximalen Temperatur, die durch den Temperatursensor messbar ist, und die untere Temperaturgrenze auf der Basis einer minimalen Temperatur, die durch den Temperatursensor messbar ist, bestimmt werden, wobei die maximale Temperatur höher ist als die minimale Temperatur.
Temperatursensor-Diagnosesystem nach Anspruch 1, welches ferner ein Modul für eine vorhergehende Temperatur umfasst, welches die vorhergehende Temperatur auf der Basis der zweiten Temperatur aktualisiert, wenn der Fehler nicht diagnostiziert ist.
Temperatursensor-Diagnosesystem nach Anspruch 1, wobei der Temperatursensor ein Temperatursensor erster Ordnung ist.
Temperatursensor-Diagnosesystem nach Anspruch 7, wobei der Temperatursensor ein Kühlmitteltemperatursensor oder ein Ansauglufttemperatursensor oder ein Öltemperatursensor oder ein Getriebeöltemperatursensor oder ein Umgebungslufttemperatursensor ist.
Verfahren Temperatursensor diagnose welches umfasst, dass: ein Abweichungskoeffizient auf der Basis einer Zeitkonstante eines Temperatursensors und einer Zeitspanne zwischen einer ersten, eine erste Temperatur liefernden Temperaturmessung und einer zweiten, eine zweite Temperatur liefernden Temperaturmessung, die durch den Temperatursensor gemessen werden, berechnet wird, wobei die zweite Temperatur nach der ersten Temperatur gemessen wird; eine obere und eine untere Temperaturgrenze auf der Basis der ersten Temperatur und des Abweichungskoeffizienten bestimmt werden; und selektiv ein Fehler in dem Temperatursensor diagnostiziert wird, wenn die zweite Temperatur höher als die obere Temperaturgrenze oder niedriger als die untere Temperaturgrenze ist.
Verfahren nach Anspruch 9, welches ferner umfasst, dass: eine von der ersten und der zweiten Temperatur auf der Basis der Diagnose gewählt wird; und die gewählte Temperatur ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die erste Temperatur gewählt wird, wenn der Fehler diagnostiziert ist.
Verfahren nach Anspruch 10, welches ferner umfasst, dass: eine aktuelle Temperatur auf der Basis einer Temperatur abgeschätzt wird, die durch einen zweiten Temperatursensor gemessenen wird, wenn der Fehler diagnostiziert ist; und die aktuelle Temperatur ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 10, welches ferner umfasst, dass ein Motorparameter auf der Basis der gewählten Temperatur angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die obere Temperaturgrenze auf der Basis einer maximalen Temperatur, die durch den Temperatursensor messbar ist, und die untere Temperaturgrenze auf der Basis einer minimalen Temperatur, die durch den Temperatursensor messbar ist, bestimmt werden, wobei die maximale Temperatur höher ist als die minimale Temperatur.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Temperatursensor ein Temperatursensor erster Ordnung ist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Temperatursensor ein Kühlmitteltemperatursensor oder ein Ansauglufttemperatursensor oder ein Öltemperatursensor oder ein Getriebeöltemperatursensor oder ein Umgebungslufttemperatursensor ist.
System, welches umfasst: das Temperatursensor-Diagnosesystem nach Anspruch 2; den Temperatursensor; und ein Motorsteuermodul, das einen Motorparameter auf der Basis der gewählten Temperatur anpasst.