DE102008062665B4 - Temperatursensordiagnose - Google Patents
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Abstract
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 Motorsystems100 dargestellt. Ein Motor102 entwickelt ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug. Luft wird durch einen Ansaugkrümmer104 in den Motor102 gesaugt. Ein Drosselventil106 verändert das Volumen der Luft, die in den Ansaugkrümmer104 gesaugt wird. Die Öffnung des Drosselventils106 ist durch einen Motor107 einer elektronischen Drosselklappensteuerung gesteuert. Die Luft mischt sich mit Kraftstoff aus einem oder mehreren Kraftstoffinjektoren108 , 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 Zylinders110 verbrannt. In verschiedenen Motorsystemen, wie z. B. dem Motorsystem100 , wird die Verbrennung durch einen Funken eingeleitet, der durch eine Zündkerze112 bereitgestellt wird. Abgas, das aus der Verbrennung entsteht, wird aus den Zylindern in ein Abgassystem114 ausgestoßen. Die Verbrennung des L/K-Gemisches entwickelt ein Drehmoment. Der Motor102 kann Drehmoment auf ein Getriebe116 übertragen, welches Drehmoment auf ein oder mehrere Räder des Fahrzeuges übertragen kann. - Ein Motorcontroller
130 steuert den Drehmomentausgang durch den Motor102 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 Motorsystem100 angeordnet sein. Rein beispielhaft kann das Motorsystem100 einen Motorkühlmitteltemperatur(ECT)-Sensor118 , einen Ansauglufttemperatur(IAT)-Sensor120 , einen Öltemperatur(OT)-Sensor122 , einen Getriebeöltemperatursensor124 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 dieDE 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 Motorsystems200 dargestellt. Das Motorsystem200 umfasst den Motor102 , der ein Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrennt, um Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug zu entwickeln. Luft wird durch das Drosselventil106 in den Ansaugkrümmer104 gesaugt. Der Ansauglufttemperatur(IAT)-Sensor120 misst die Temperatur der in den Ansaugkrümmer104 gesaugten Luft. - Ein Motorsteuermodul (ECM)
230 steuert die Öffnung des Drosselventils106 über den Motor107 der elektronischen Drosselklappensteuerung und steuert dadurch die Menge von Luft, die in den Ansaugkrümmer104 und den Motor102 gesaugt wird. Luft aus dem Ansaugkrümmer104 wird in Zylinder des Motors102 gesaugt. Während der Motor102 mehrere Zylinder umfassen kann, ist zu Illustrationszwecken nur der repräsentative Zylinder110 gezeigt. Rein beispielhaft kann der Motor102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und/oder 12 Zylinder umfassen. - Das ECM
230 steuert auch die Menge von Kraftstoff, die durch den Kraftstoffinjektor108 eingespritzt wird. Der Kraftstoffinjektor108 kann Kraftstoff in den Ansaugkrümmer104 an einem zentralen Ort einspritzen oder kann Kraftstoff in den Ansaugkrümmer104 an mehreren Orten einspritzen, wie z. B. in der Nähe des Einlassventils eines jeden der Zylinder. Alternativ kann der Kraftstoffinjektor108 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 Zündkerze112 wird auf der Basis eines Signals von dem ECM230 aktiviert, wodurch das Luft/Kraftstoff-Gemisch gezündet wird. Wenngleich der Motor102 als die Zündkerze112 umfassend gezeigt ist, kann der Motor102 ein beliebiger geeigneter Motortyp wie z. B. ein Verdichtungs-Verbrennungsmotor oder ein Hybridmotor sein und möglicherweise die Zündkerze112 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 Getriebe116 übertragen. Das Getriebe116 kann dann Drehmoment an ein oder mehrere Räder des Fahrzeuges übertragen. Die Nebenprodukte der Verbrennung (d. h. das Abgas) werden aus dem Zylinder110 in das Abgassystem114 ausgestoßen. - Das ECM
230 kann den Drehmomentausgang des Motors102 auf der Basis von Temperatursignalen regeln, die durch einen oder mehrere Temperatursensoren bereitgestellt werden. Rein beispielhaft können die Temperatursensoren den Motorkühlmitteltemperatur(ECT)-Sensor118 , den Öl-temperatur(OT)-Sensor122 , den Getriebeöltemperatursensor124 , den IAT-Sensor120 und/oder den Umgebungslufttemperatursensor (nicht gezeigt) umfassen. - Das ECM
230 kann den Drehmomentausgang des Motors102 auch auf der Basis von Signalen von weiteren Sensoren234 wie z. B. einem Krümmerabsolutdruck(MAP)-Sensor, einem Luftmassen(MAF)-Sensor und/oder einem Drosselklappenpositionssensor (TPS) regeln. In verschiedenen Ausführungsformen kann das ECM230 den Drehmomentausgang des Motors102 einstellen, indem es einen oder mehrere Motorparameter wie z. B. die Öffnung des Drosselventils106 , das Einspritzen von Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor108 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-Sensor120 , den OT-Sensor122 , den Getriebeöltemperatursensor124 und/oder den Umgebungslufttemperatursensor anwendbar. Der ECT-Sensor118 misst die Temperatur des Motorkühlmittels. Wenngleich der ECT-Sensor 118 im Inneren des Motors102 gezeigt ist, kann der ECT-Sensor118 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-Sensors118 bezeichnet werden. Der Betriebsbereich des ECT-Sensors118 ist durch eine obere Bereichsüberschreitungs(OOR)-Schwelle und eine untere OOR-Schwelle definiert. Rein beispielhaft kann für den ECT-Sensor118 die obere OOR-Schwelle 200,0°C betragen und die untere OOR-Schwelle kann –60,0°C betragen. Der Betriebsbereich für den ECT-Sensor118 kann daher Temperaturen zwischen –60,0°C und 200,0°C umfassen. - Das ECM
230 diagnostiziert Fehler in dem ECT-Sensor118 auf der Basis eines Vergleiches des ECTs mit sowohl der unteren OOR-Schwelle als auch der oberen OOR-Schwelle. Im Spezielleren kann das ECM230 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-Sensors118 auferlegt sein. Die Zeitkonstante entspricht einer Zeit nach dem Messen einer ersten ECT, zu der der ECT-Sensor118 auch in der Lage sein kann, eine zweite ECT zu messen. Rein beispielhaft kann die Zeitkonstante für den ECT-Sensor20 ,0s betragen. - Das ECM
230 umfasst ein Temperatursensor-Diagnosemodul232 , das selektiv einen Fehler in dem ECT-Sensor118 diagnostiziert. Im Spezielleren diagnostiziert das Temperatursensor-Diagnosemodul232 einen Fehler in dem ECT-Sensor118 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-Sensor118 über die Zeitspanne zwischen der vorhergehenden ECT und der aktuellen ECT in der Lage ist, wenn der ECT-Sensor118 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-Sensors118 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-Sensor118 auf der Basis eines Vergleiches der aktuellen ECT mit der oberen Temperaturgrenze und der unteren Temperaturgrenze. Rein beispielhaft kann das Temperatursensor-Diagnosemodul232 einen Fehler in dem ECT-Sensor118 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-Diagnosemodul232 gibt die gewählte ECT an das ECM230 aus. Rein beispielhaft kann das Temperatursensor-Diagnosemodul232 die aktuelle ECT ausgeben, wenn kein Fehler aufgetreten ist. Das Temperatursensor-Diagnosemodul232 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-Diagnosemodul232 bestimmt, dass kein Fehler aufgetreten ist. Dann kann das Temperatursensor-Diagnosemodul232 die aktuelle ECT ausgeben. Darüber hinaus setzt das Temperatursensor-Diagnosemodul232 die vorhergehende ECT der aktuellen ECT gleich, wenn kein Fehler in dem ECT-Sensor118 aufgetreten ist. Auf diese Weise wird das Temperatursensor-Diagnosemodul232 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-Diagnosemodul232 die aktuelle ECT auf der Basis einer Temperatur abschätzen, die durch einen weiteren Temperatursensor wie z. B. dem Umgebungslufttemperatursensor und/oder dem IAT-Sensor120 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 ECT230 , die Drehmomententwicklung des Motors102 plötzlich erhöht oder verringert. - Das ECM
230 empfängt die ausgegebene ECT von dem Temperatursensor-Diagnosemodul232 und passt einen oder mehrere Motorparameter auf der Basis der ausgegebenen ECT an. Auf diese Weise regelt das ECM230 den Drehmomentausgang des Motors102 auf der Basis der ausgegebenen ECT. Wenngleich das Temperatursensor-Diagnosemodul232 als innerhalb des ECM230 liegend gezeigt ist, kann das Temperatursensor-Diagnosemodul232 sich außerhalb des ECM230 befinden. - Unter nunmehriger Bezugnahme auf
3 ist ein funktionelles Blockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Temperatursensor-Diagnosemoduls232 dargestellt. Das Temperatursensor-Diagnosemodul232 umfasst ein Fehlerdiagnosemodul302 , das selektiv Fehler in dem ECT-Sensor118 diagnostiziert. Im Spezielleren diagnostiziert das Fehlerdiagnosemodul302 Fehler in dem ECT-Sensor118 auf der Basis eines Vergleiches der aktuellen ECT mit der oberen Temperaturgrenze und der unteren Temperaturgrenze. Das Fehlerdiagnosemodul302 erzeugt ein Fehlersignal auf der Basis des Vergleiches, das angibt, ob ein Fehler in dem ECT-Sensor118 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-Sensor118 und das Fehlersignal von dem Fehlerdiagnosemodul302 . Das Modul304 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 Modul304 für vorhergehende Temperaturen die vorhergehende ECT auf der Basis der aktuellen ECT, wenn kein Fehler aufgetreten ist. - Das Temperatursensor-Diagnosemodul
232 umfasst auch einen Fehlerzähler306 und ein Fehlerperiodenmodul308 . Der Fehlerzähler306 empfängt ebenfalls das Fehlersignal und wird jedes Mal inkrementiert, wenn das Fehlersignal angibt, dass ein Fehler aufgetreten ist. Überdies wird der Fehlerzähler306 zurückgesetzt, wenn das Fehlersignal angibt, dass kein Fehler aufgetreten ist. Der Fehlerzähler306 kann auf einen vorbestimmten Rücksetzwert wie z. B. Null zurückgesetzt werden. Auf diese Weise verfolgt der Fehlerzähler306 die Anzahl der Fehler, die seit der vorhergehenden ECT aufgetreten sind. In verschiedenen Implementierungen kann der Fehlerzähler306 , nachdem eine vorbestimmte Anzahl von Fehlern aufgetreten ist, das ECM230 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 Fehlerperiodenmodul308 bestimmt die Fehlerperiode auf der Basis der durch den Fehlerzähler306 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-Sensors118 . Alpha entspricht der Größe der Änderung der ECT, die zu messen der ECT-Sensor118 über die Fehlerperiode in der Lage ist, wenn der ECT-Sensor118 korrekt arbeitet. Rein beispielhaft kann Alpha ein Wert zwischen 0,0 und 1,0 sein und das Abweichungsberechnungsmodul310 kann Alpha mithilfe der Gleichung:alpha = 1 – exp(–(Fehlerperiode + 1)/TC (1) 118 ist. Die Zeitkonstante des ECT-Sensors118 kann z. B. in einem nichtflüchtigen Speicher312 gespeichert sein. - Ein Grenzenbestimmungsmodul
314 bestimmt die obere und die untere Temperaturgrenze und stellt die Grenzen an das Fehlerdiagnosemodul302 bereit. Das Grenzenbestimmungsmodul314 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)
undUntere Temperaturgrenze = alpha·untere OOR + (1 – alpha)·Vorhergehende ECT, (3) 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 ECM230 aus. Rein beispielhaft kann das Temperaturausgabemodul316 die aktuelle ECT ausgeben, wenn kein Fehler aufgetreten ist. Das Temperaturausgabemodul316 kann die vorhergehende ECT ausgeben, wenn ein Fehler in dem ECT-Sensor118 aufgetreten ist. - Unter nunmehriger Bezugnahme auf
4 ist ein Flussdiagramm dargestellt, das beispielhafte Schritte zeigt, die von dem Temperatursensor-Diagnosemodul232 ausgeführt werden. Die Steuerung beginnt in Schritt402 , bei dem die Steuerung Daten abruft. Rein beispielhaft können die Daten die obere OOR-Schwelle, die untere OOR-Schwelle, die Zeitkonstante des ECT-Sensors118 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 Speicher312 abrufen. Die Steuerung kann die Anzahl der Fehler von z. B. dem Fehlerzähler306 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 Schritt406 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 Schritt410 empfangt die Steuerung die ECT von dem ECT-Sensor118 . 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 Schritt414 fort; andernfalls geht die Steuerung zu Schritt416 über. In Schritt414 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 Schritt418 fort, bei dem die Steuerung die vorherige ECT der aktuellen ECT gleich setzt. In Schritt420 setzt die Steuerung den Fehlerzähler (d. h. die Anzahl der Fehler) zurück und die Steuerung kehrt zu Schritt402 zurück. - Wiederum Bezug nehmend auf Schritt
412 geht die Steuerung von Schritt412 zu Schritt416 über, wenn die aktuelle ECT höher ist als die obere Temperaturgrenze oder wenn die aktuelle ECT niedriger ist als die untere Temperaturgrenze. In Schritt416 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-Sensor120 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 Schritt402 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-Diagnosemoduls232 dargestellt. Die Linie502 entspricht der ECT, die von dem Temperatursensor-Diagnosemodul232 ausgegeben wird. Die Strichlinie504 entspricht der aktuellen ECT. Die Strichlinien506 und608 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-Diagnosemodul232 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 (Strichlinie506 ). Demgemäß gibt das Temperatursensor-Diagnosemodul232 an, dass kein Fehler in dem ECT-Sensor118 aufgetreten ist, und gibt die aktuelle ECT aus (Linie502 ). Überdies setzt das Temperatursensor-Diagnosemodul232 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 (Strichlinie508 ). Demgemäß diagnostiziert das Temperatursensor-Diagnosemodul232 einen Fehler in dem ECT-Sensor118 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-Sensor118 messen könnte, falls der ECT-Sensor118 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 (Strichlinie506 ). Demgemäß gibt das Temperatursensor-Diagnosemodul232 an, dass kein Fehler aufgetreten ist, und gibt die aktuelle ECT aus. Allerdings, wie bei der Bezugsziffer510 gezeigt, kann das Temperatursensor-Diagnosemodul232 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 (Strichlinie504 ) höher als die obere Temperaturgrenze (Strichlinie506 ). - Das Temperatursensor-Diagnosemodul
232 diagnostiziert dann, dass ein Fehler in dem ECT-Sensor118 aufgetreten ist, und gibt die vorhergehende ECT (z. B. die ECT vor der Zeit T3) aus. Das Temperatursensor-Diagnosemodul232 schreitet dann weiter, wie oben beschrieben, und vergrößert die Fehlerperiode und passt die obere und die untere Temperaturgrenze an. Darüber hinaus kann das Temperatursensor-Diagnosemodul232 , falls die Fehlerperiode eine vorbestimmte Periode überschreitet, z. B. eine Motor-Warnleuchte aufleuchten lassen.
Claims (17)
- 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.
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