溫度傳感器的合理處理的制作方法
【專利摘要】一種合理處理多個溫度傳感器的方法，所述多個傳感器與車輛的多個電系統相關聯，該方法包括：將車輛中的相應電系統中的每一個保持在非操作狀態達預定時間段；在預定時間段之后，從多個溫度傳感器中的每一個接收溫度讀數；從多個接收的溫度讀數計算主基準溫度值；確定相應的接收的溫度讀數中的每一個和所計算的主基準溫度值之間的差值；將每一個確定的差值與閾值相比較；和如果一個或多個預定的差值超過閾值，則提供指示。
【專利說明】溫度傳感器的合理處理
【技術領域】
[0001]本發明涉及診斷車輛動力傳動系內的出故障溫度傳感器的方法。
【背景技術】
[0002]機動車包括可操作來推進車輛并且驅動車輛上的電子裝置的動力傳動系。動力傳動系或驅動總成通常包括發動機，其通過多速動力變速器來驅動最終的傳動系統。很多車輛由往復運動的活塞型內燃發動機(ICE)驅動。內燃發動機通過與空氣混合的燃料的燃燒將存儲在燃料(汽油、柴油、生物燃料、天然氣或其他燃料)中的化學能轉變為動能。
[0003]混合動力車輛利用多個交替使用的動力源來推進車輛，最小化對提供動力的發動機的依賴。例如，混合動力型電動車輛(HEV)包括電能和化學能，并且將電能和化學能轉變為機械動力來推進車輛，并且驅動車輛系統。HEV通常采用一個或多個電機(電動機/發電機)，所述一個或多個電機單獨操作或與內燃發動機合作操作，以推進車輛。電機將動能轉變為電能，電能可被存儲在能量存儲裝置中。來自能量存儲裝置的電能也可被轉變回動能，用于車輛的推進。
[0004]操作期間，各個部件可由于能量轉換和操作的低效現象而產生熱。在一些情況下，混合動力車輛動力傳動系可能在特定溫度范圍內操作時能夠具有最大效率。當動力傳動系比期望的更冷時，粘性摩擦力和溫度依賴型電阻可能導致低效率操作。相反地，當動力傳動系比期望的更熱時，部件可能經受加速磨損，并且液體可能處于更高的蒸發風險下。通常在試圖調節動力傳動系的溫度時使用主動冷卻系統，所述溫度通過布置在各個車輛部件上的溫度探針感測。
【發明內容】
[0005]一種混合動力車輛動力傳動系包括多個電系統，其中每一個系統包括相應的溫度傳感器、和與所述相應的溫度傳感器中的每一個連通的熱控制模塊。該熱控制模塊配置為，如果相應的電系統中的每一個保持在非操作狀態達到預定時間段，則執行溫度傳感器診斷程序。
[0006]溫度傳感器診斷程序配置為，使得熱控制模塊可以:從多個溫度傳感器中的每一個接收溫度讀數；從多個接收的溫度讀數計算主基準溫度；確定相應的接收的溫度讀數和計算的主基準溫度值之間的差值；將每一個確定的差值與閾值相比較；和如果一個或多個預定的差值超過閾值，則提供指示。
[0007]熱控制模塊配置為從多個接收的溫度讀數通過以下步驟計算主基準溫度值:從多個接收的溫度讀數確定主溫度讀數；從多個接收的溫度讀數構造溫度讀數子集，其中所述溫度讀數子集包括在中值溫度讀數的預定溫度范圍內的全部溫度讀數；和從溫度讀數子集通過計算機計算平均溫度。
[0008]在另一種配置中，熱控制模塊配置為，通過從多個接收的溫度讀數確定中值溫度讀數而從多個接收的溫度讀數計算主基準溫度值，使得主基準溫度值為該中值溫度讀數。[0009]在一種配置中，熱控制模塊配置為，如果來自溫度傳感器的溫度讀數和主基準溫度值之間的差值大于閾值，則以降低性能模式操作與溫度傳感器相關聯的電系統。
[0010]類似地,合理處理(rationalizing)與車輛的多個電系統相關聯的多個溫度傳感器的方法可包括:將車輛中的相應電系統中的每一個保持在非操作狀態達預定時間段；在預定時間段之后，從多個溫度傳感器中的每一個接收溫度讀數；從多個接收的溫度讀數計算主基準溫度值；確定相應的接收的溫度讀數中的每一個與計算的主基準溫度值之間的差值；將每一個確定的差值與閾值相比較；和如果一個或多個預定的差值超過閾值，則提供指示。
[0011]在結合附圖理解時，本發明的上述特征和優點以及其他特征和優點從下面實現所附權利要求中限定的本發明的一些最佳模式和其他實施例的詳細描述非常顯而易見。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是與發動機控制模塊、變速器控制模塊和混合動力控制模塊連通的混合動力柴油-電動動力傳動系的示意圖；
[0013]圖2是示出用于合理處理與車輛的電系統聯接的多個溫度傳感器的方法的一個實施例的示意性流程圖；
[0014]圖3是示出用于合理處理與車輛的電系統聯接的多個溫度傳感器的方法的一個實施例的示意性流程圖。
【具體實施方式】
[0015]參照附圖，其中，各個視圖中相似的附圖標記用于表示相似或相同的部件，圖1示意性地示出了用于柴油-電力混合動車輛的混合動力傳動系10。混合動力傳動系10可包括與牽引電動機14 (電動機14)機械連通的內燃發動機12。內燃發動機12可通常由發動機控制模塊16 (ECM16)控制，而電動機14可通常由混合式控制模塊18 (HCM18)控制。ECM16和HCM18可體現為一個或多個數字計算機或數據處理裝置，該數字計算機或數據處理裝置具有一個或多個微控制器或中央處理單元(CPU)、只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、電可擦寫可編程只讀存儲器(EEPR0M)、高速時鐘、模數(A/D)電路、數模(D/A)電路、輸入/輸出(I/O)電路和/或信號調制和緩沖電子裝置。每一個模塊16、18可配置為自動執行一個或多個控制/處理程序，所述控制/處理程序可體現為與模塊16、18相關聯的軟件或固件。
[0016]雖然圖1大體示出了柴油-電力混合動力車輛的一種特定配置，但是其他布置也可類似地應用于本文所述的技術。同樣，其他電動機可包括在動力傳動系10的多種布置中，所述動力傳動系10用作用于混合動力型車輛的主原動機。這樣，發動機12和電動機(一個或多個)14可彼此連通并且與變速器20功率流連通，以最終驅動傳動軸22和一個或多個驅動輪24。
[0017]電動機14可通過馬達輸出軸26提供一個扭矩源。類似地，發動機12可通過曲軸28產生扭矩，所述曲軸28可選擇地與電動機輸出軸26通過離合器30和/或一個或多個行星齒輪組(未示出)聯接。來自曲軸28的扭矩可用來直接推進車輛10，和/或用來作為發電機來驅動電動機14，以將牽引電池32再充電。[0018]根據車輛設計，電動機14可體現為額定約60伏到約300伏或更大的多相永磁體/AC感應電機。電動機14可經由功率變換器模塊(PH034和高壓匯流排36電連接到牽引用電池32。PM34可通常根據需要配置為將DC功率轉變為AC功率，反之亦然。電池32可在電動機14作為發電機主動操作時(例如通過在再生制動事件過程中捕獲能量，或在由發動機12驅動時)選擇地被來自施加到電動機14的扭矩再充電。如可意識到的，電動機14可以是電動機、發電機、電動機/發電機或其的任何組合。在一些實施例中，例如插電式HEV(PHEV)，電池32也可在車輛10不使用時通過車外電源(未示出)充電。
[0019]發動機12可與進氣口 40和一個或多個燃料噴嘴42流體連通。進氣口 40可配置為給發動機提供新鮮空氣供給，在這里該空氣可與來自燃料噴射器42的燃料混合。可變節氣門44可以可控地調節在ECM16的方向下從進氣口 40到發動機12的空氣流。同樣，ECM16可控制燃料通過一個或多個燃料噴射器42到發動機12的流動。在一種配置中，進氣集流管46可布置在節氣門44和發動機12之間，以允許進氣均勻地流入發動機12中。
[0020]除了 ECM16和HCM18，動力傳動系10可進一步包括變速器控制模塊48 (TCM48)，其可管理變速器20的操作。TCM48可與ECM16和HCM18中的每一個通訊，并且在自動變速器結構中，可輔助配合變速器20中的檔位變化。例如，在檔位變化過程中，通過變速器20傳遞的凈扭矩可能期望地處于低于駕駛員要求的扭矩的某確定值。以該方式，ECM16和/或HCM18可瞬時地忽視任何駕駛員要求的扭矩命令，以有利于與TCM48共同操作的檔位變化。
[0021]操作期間，ECM16、HCM18、TCM48、PM34和/或電動機14內的電子裝置可作為具有內部電阻和/或晶體管開關的產品而產生熱能(熱量)。由于在車輛10內的封裝要求，每一個部件可能需要不同的主動冷卻量，以在產生的熱能積累到電路開始劣變的點之前去除該產生的熱能。這樣的主動冷卻可通過液體冷卻劑(未示出)提供，所述液體冷卻劑可被選擇地泵送通過每一個部件，以將熱能傳輸到散熱器或其它熱量提取裝置。
[0022]為了正確地確定所需的主動冷卻量(例如流體流動速率)，熱控制模塊50可監測與每一個相應的電部件(即ECM16、HCM18、TCM48、PM34和/或電動機14)相關聯的一個或多個溫度傳感器52。熱控制模塊50可體現在與ECM16、HCM18和/或其他這樣的控制器相關聯的軟件或固件。
[0023]在車輛10的整個壽命中，可能需要在各個溫度傳感器52上執行例行診斷，以確保其正常運轉并且報告準確溫度。這樣的傳感器診斷可能體現為熱控制模塊50內的算法，并且可配置為動態補償已經開始有偏差的傳感器，和/或可提供忽略來自不當運行的傳感器的讀數的指示。
[0024]圖2示出了診斷方法100，其可用于評估與車輛10的電部件相關聯的溫度傳感器52的操作。如下面將更詳細描述的，方法100總體涉及使用平均溫度讀數來推斷操作狀態。當使用這樣的診斷策略時，重要的是，進行測量的系統(即ECM16、HCM18、TCM48、PIM34和/或電動機14)全部接近共同的溫度，以使其相應的讀數可彼此一致。
[0025]因此,在步驟102中，方法100可在熱控制模塊50指示功率斷開(powerdown)事件時開始，在功率斷開事件中，車輛處于“停車”和/或“斷開(key off)”事件(即操作者鑰匙被轉變為“關閉”狀態)。當各個系統/控制模塊被去激勵和/或處于降低操作狀態(即非操作狀態)，則熱控制模塊50可在步驟104處啟動運行計時器。該運行計時器可被用于跟蹤車輛處于“關閉”狀態的總時間量。[0026]在步驟106處，ECM16可檢測接通(key on)事件，在該接通事件時，各個車輛系統可被激勵，并且返回到可操作狀態。緊接著接通事件，在步驟108處，熱控制模塊50可將來自運行計時器的計數與閾值相比較。如果該計數低于閾值，則該方法可重新啟動。相反，如果計數高于閾值(即車輛已經處于關閉狀態長于預定時間量)，則熱控制模塊50可啟動溫度傳感器診斷程序110。
[0027]可根據各個車輛系統的熱動力學選擇用于步驟108中的預定閾值，使得在所述時間量之后，所有進行測量的系統的溫度全部趨于共同的溫度。在大多數情況下，該共同的溫度可接近車輛外部的環境空氣溫度。例如，在一種配置中，用于步驟108中的預定閾值可為約8小時。根據此車輛配置，這可以是令各個內部部件全部從操作溫度冷卻到接近環境溫度所需的最小時間量。應注意的是，雖然一些較小的部件可以更快地冷卻，但是，其他部件，例如電動機殼體、發動機機體、各個散熱器、冷卻流體等可能長時間保持較熱。
[0028]當溫度傳感器診斷程序110在步驟108處被啟動(即相應的電系統中的每一個已經被保持在非操作狀態達預定時間段)，則熱控制模塊50可首先執行對車輛10的各溫度傳感器52中每一個的電完整性檢查(步驟112)。電完整性檢查可確保每一個溫度傳感器通電，沒有短路或斷路，并且記錄一些溫度讀數。
[0029]如果所有傳感器電有效，則熱控制模塊50可然后在步驟114處順序詢問每一個相應的傳感器，以接收初始溫度讀數。在處于“關閉”狀態達到預定時間量之后，每一個相應的溫度傳感器52應返回近似等于環境空氣溫度的溫度值。在步驟116處，熱控制模塊50可然后確定多個溫度傳感器讀數的中值，其可然后用作單個主基準溫度值。如下面將描述的，主基準溫度值可用于協調(reconcile)每一個相應的溫度傳感器的讀數，盡管那些傳感器不一定彼此物理靠近，也不一定監測相同的系統。
[0030]各個溫度讀數中的每一個可然后與在步驟116中確定的主基準溫度值相比較。例如，在步驟118中，每一個相應的溫度讀數和主基準溫度值之間的差值可與第一閾值相比較。如果相應的差值高于第一閾值但是低于第二較大閾值(在步驟120處比較)，則可將等于該溫度讀數和主基準溫度值之間的差值的補償應用到溫度傳感器(在步驟112處)。但是，如果該差值超過第二閾值，則該傳感器讀數可被忽略，并且感測的系統或提供給該系統的冷卻可被以保守方式操作，以避免無意地使該系統過熱(在步驟124處)。如果每一個相應溫度讀數和主基準溫度值之間的溫度差值低于第一閾值，則該讀數可被認為可操作并且準確。
[0031]如果特定傳感器的溫度讀數和主基準溫度值之間的差值超過第一和/或第二閾值，則熱控制模塊50可給車輛的駕駛員提供警告指示(例如通過儀表盤上的燈)，或在車載診斷(OBD)記錄中記錄該偏差(在步驟126處)。這樣的指示可使駕駛員注意到車輛需要保養，和/或可提示專業保養工程師傳感器可能需要進一步評估。
[0032]圖3示出第二診斷方法200，其可被用于評估與車輛10的電部件相關聯的溫度傳感器52的操作。類似于圖2中所示的方法100，圖3的方法200開始于步驟102處，此時熱控制模塊50指示發生功率斷開事件，在功率斷開事件中，車輛被設置為“停車”和/或“斷開”事件(即操作者鑰匙被轉變為“關閉”狀態)。熱控制模塊50可然后在步驟104處啟動運行計時器，并且最后，在步驟106處檢測接通事件。緊接著接通事件，熱控制模塊50可將來自運行計時器的計數與閾值相比較(步驟108)。如果計數高于閾值(即車輛已經保持在非操作/關閉狀態長于預定時間量)，則熱控制模塊50可啟動溫度傳感器診斷程序210。
[0033]當溫度傳感器診斷程序210在步驟108處被啟動時，熱控制模塊50可在車輛10的各溫度傳感器52的每一個上執行電完整性檢查(步驟212)。電完整性檢查可確保每一個溫度傳感器通電，沒有短路或斷路，并且報告一些溫度讀數。
[0034]如果所有傳感器處于電激勵狀態，則熱控制模塊50可然后在步驟214處順序詢問每一個相應的傳感器，以獲得初始溫度讀數。如上面所述，在處于“關閉”狀態達到預定時間量之后，每一個相應的溫度傳感器52應返回近似等于環境空氣溫度的溫度值。在步驟216處，熱控制模塊50可然后確定多個溫度傳感器讀數的中值。使用該中值溫度，熱控制模塊50可然后執行單獨的檢測(步驟218處)，由此每一個溫度傳感器讀數被與中值溫度比較。如果溫度傳感器讀數和中值溫度之間的差值超過閾值差值，則特定傳感器可被從用于后續計算的傳感器讀數集排除。相反，如果溫度傳感器讀數和中值溫度之間的差值小于閾值差值，則該特定傳感器可被包括在后續計算中。在一種配置中，用于單獨檢查的溫度閾值可為約+/-5攝氏度。
[0035]通過了單獨檢查的(即在總溫度讀數中值預定范圍內的)所有傳感器可然后在步驟220中被平均，以形成主基準溫度值。換種方式來說，主基準溫度值可以是在所有溫度傳感器的中值溫度的預定溫度范圍內的溫度子集的平均值。這樣的計算可以在適當的設備低溫適應之后執行，由此所有車輛系統和溫度傳感器的溫度期望達到共同的環境溫度。單獨檢查被用于排除沒有在正常變化范圍內足夠接近預定環境溫度的任何傳感器(即，于是將假定某傳感器異常造成了該異常變化)。在單獨檢查之后，所有剩余傳感器的平均可以產生統計平均值，其計入運行的傳感器的正常變化。
[0036]一旦主基準溫度值被確定，則每一個相應的溫度傳感器讀數可與主基準溫度值比較，如大體在圖2中所述。例如，在步驟222中，每一個相應的溫度讀數和主基準溫度值之間的差值可與第一閾值相比較。如果相應的差值高于第一閾值但是低于第二較大閾值(在步驟224處比較)，則可將等于溫度讀數和主基準溫度值之間差值的補償應用到該溫度傳感器(在步驟226處)。但是，如果該差值超過第二閾值，則該傳感器讀數可被忽略，并且感測的系統或提供給該系統的冷卻可被以保守方式操作，以避免無意地使該系統過熱(在步驟228處)。如果每一個相應溫度讀數和主基準溫度值之間的溫度差值低于第一閾值，則該讀數可被認為可操作并且準確。
[0037]如果特定傳感器的溫度讀數和主基準溫度值之間的差值超過第一和/或第二閾值，則熱控制模塊50可給車輛的駕駛員提供警告指示(例如通過使儀表盤上的燈發光)，或在車載診斷(OBD)記錄中指出該偏差(在步驟230處)。這樣的指示可使駕駛員注意到車輛需要保養，和/或可提示專業保養工程師傳感器可能需要進一步評估。
[0038]雖然已經詳細描述了實現本發明的最佳模式，但是熟悉本發明涉及的領域的人員將意識到實現本發明的在所附權利要求范圍內的多種可替代設計和實施例。應可預期，包含在上面描述中或顯示在附圖中的所有內容應被解釋為僅是示例性的，并且不用于限制。
【權利要求】
1.一種合理處理多個溫度傳感器的方法，所述多個溫度傳感器中的每一個與車輛的相應的電系統聯接，所述方法包括: 將車輛的相應電系統中的每一個保持在非操作狀態達到預定時間段； 在預定時間段之后，從多個溫度傳感器中的每一個接收溫度讀數； 從多個接收的溫度讀數計算主基準溫度值； 確定分別地接收的溫度讀數中的每一個與所計算的主基準溫度值之間的差值； 將每一個被確定的差值與閾值相比較；和 如果被確定的差值中的一個或多個超過閾值，則提供指示。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，從多個接收的溫度讀數計算主基準溫度值，包括: 從多個接收的溫度讀數確定中值溫度讀數； 從多個接收的溫度讀數構建溫度讀數子集，該溫度讀數子集包括在中值溫度讀數的預定溫度范圍內的每一個溫度讀數；和從溫度讀數的子集計算平均溫度。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，從多個接收的溫度讀數計算主基準溫度值包括: 從多個接收的溫度讀數確定中值溫度讀數；和 其中，主基準溫度值為中值溫度讀數。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，將車輛的相應電系統中的每一個保持在非操作狀態達預定時間段包括，不將人為熱源提供給相應的電系統，以使在預定時間段之后，每一個相應的電系統的溫度大約等于環境溫度。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述預定時間段大于四小時。
6.根據權利要求1所述的方法，其中，將每一個確定的差值與閾值相比較包括，將每一個確定的差值與第一閾值相比較和將每一個確定的差值與第二閾值相比較，所述第二閾值大于所述第一閾值；且 進一步包括，如果溫度讀數和主基準溫度值之間的差值大于第一閾值且小于第二閾值，則將補償應用到溫度讀數。
7.根據權利要求6所述的方法，進一步包括，如果來自溫度傳感器的溫度讀數和主基準溫度值之間的差值大于第二閾值，則以降低性能模式操作與溫度傳感器相關聯的電系統。
8.根據權利要求1所述的方法，其中，提供指示包括使車輛儀表盤上的燈發光。
9.根據權利要求1所述的方法，其中，提供指示包括在車載診斷記錄中記載所確定的差值。
10.一種混合動力車輛動力傳動系，包括: 多個電系統，每一個系統包括相應的溫度傳感器； 熱控制模塊，與每一個相應的溫度傳感器連通，所述熱控制模塊配置為，如果每一個相應的電系統中保持在非操作狀態達預定時間段，則執行溫度傳感器診斷程序；和其中，溫度傳感器診斷程序配置為使熱控制模塊: 基于多個溫度傳感器的每一個接收溫度讀數； 從多個接收的溫度讀數計算主基準溫度值；確定相應的接收的溫度讀數中的每一個與所計算的主基準溫度值之間的差值；將每一個確定的差值與閾值相比較；和如果確定的差值 中的一個或多個超過閾值，則提供指示。
【文檔編號】B60W10/08GK103707890SQ201310452894
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月26日 優先權日:2012年10月3日
【發明者】K.P.霍爾, A.M.澤特爾, K.E.馬利根, P.A.亞當 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司