使用动态阈值检测不稳定传感器的方法和系统的制作方法_3

文档序号:9198914阅读:来源:国知局
段内是否运行于不稳定状态中。该监测信号变化值54可以在本文中被称为监测变化值54。
[0042]举个非限制性示例,由受监测的传感器14感测的受监测的构件12的条件在系统10的操作期间可以迅速改变,使得由传感器14响应于由受监测传感器14检测的受监测构件12的快速改变条件而输出的监测信号16将快速波动,如图2中的48所示。构件12的快速改化条件可以响应于例如从输入构件42接收的命令44中的快速改变。在一个示例中,输入构件42可以是转矩控制构件,例如可操作地连接到控制模块20的车辆加速器,其中,系统10为包括该加速器42的车辆的动力总成系统,该命令44可以是由加速器42作为输入传送到控制模块20的转矩命令。
[0043]在一些车辆操作条件下,包括快速改变的激进的或极端的使用条件,到加速器42的输入和从加速器42输出到控制模块20的所得转矩命令44可能导致动力总成操作条件中的快速变化,这可导致功率逆变器模块12内的快速波动的逆变器温度。参照图2,曲线46,48分别示出在时间段t上信号26,16的快速波动值。曲线50示出针对时间段t内的多个诊断时间段计算出的监测信号16的监测变化值54,其中在监测信号16的时间上,监测变化值54关于变化的幅值增大。例如,在其中监测信号值16的幅值存在相对较大改变的诊断时间段期间,监测变化值54相对较大,并且在其中监测信号值16的幅值存在相对较小改变的诊断时间段期间,例如出现在时间间隔56中的诊断时间段期间,监测变化值54相对较小。通过在诊断时间期间相同的采样时间处将监测(逆变器温度)信号16和预测(定子总电流)信号26采样,将从在诊断时间段期间得到的预测信号26的样本产生的动态阈值52与从在相同的诊断时间段期间得到的监测信号16的样本产生的监测信号变化值54进行比较,其中,针对该诊断时间段期间的动态阈值52和监测信号变化值54的比较可以用于确定受监测的传感器14的与快速波动的监测信号16区分的不稳定状态,因此,提供更灵敏的手段来检测不稳定的传感器状态,其相对于通过将受监测的传感器变化与恒定阈值比较来检测不稳定传感器的常规方法,更不可能产生不稳定传感器的错误指示。如图2的曲线50中所示,当受监测的传感器处于非不稳定状态中时,如果假设动态阈值52得自使用基于预测信号26的估计温度值产生的估计变化值,则如所期望的,监测变化值54和动态阈值52每一个以相对于另一个的幅值波动和变化。应当理解的是,在特定的诊断时间段期间,当受监测的传感器14处于不稳定状态时,相比于非不稳定状态,监测变化值54会相对较大,使得当受监测的传感器14处于不稳定状态时,监测变化值54会超过动态阈值52,从而指示受监测的传感器14的不稳定状态。
[0044]在一些情况下,例如,在如图2所示的时间间隔56期间,系统10的操作条件处于稳定状态和/或微小变化,使得在非不稳定状态的预测信号26和监测信号16每一个表现出极小的波动,分别如曲线46和48所示。在这些情况下,基于微小波动的非不稳定监测信号16产生的监测信号变化值54具有最小值,如曲线50的针对时间间隔56所示。同样地,使用基于预测信号26估计的估计温度信号产生的估计变化值在时间间隔56期间是极小的或接近于零,并且使用估计变化值产生的动态阈值52也是极小的或接近于零,而且所产生的极小动态阈值52与极小监测变化值54的比较可能导致受监测的传感器14的不稳定状态的错误诊断。在这种情况下,所产生的动态阈值52可以与如图2中58处所示的最小阈值限值比较,并且当所产生的动态阈值52 (如从估计变化值产生的)小于最小阈值限值58时,将该动态阈值52设置在最小阈值限值处,使得监测变化值54与最小阈值限值58比较以确定受监测的传感器14是否处于不稳定状态。最小阈值限值58可以是校准限值,其基于例如系统10的结构和/或期望的操作参数、受监测的传感器14的结构和/或期望的操作参数等设立为用于诊断受监测的传感器14的不稳定状态的最小动态阈值。而且如前所述,比例因子,其可以是一个恒定值,可以在确定所产生的动态阈值52时应用或增加到估计信号变化值。
[0045]再次参照图1,举个非限制性示例,系统10可以是动力总成系统,其配置为使得受监测的构件12为可操作地连接第二构件22并且连接到第三构件18的功率逆变器模块,第二构件22配置为电动机-发电机,第三构件18配置为能量存储装置。功率逆变器模块12、电动机-发电机22和能量存储装置18与控制模块20电连通,并且与彼此电连通。电动机-发电机22包括定子28。在非限制性示例中,动力总成系统10可以是用于车辆(未示出)的动力总成系统,车辆可以是机动车或非机动车。车辆可以是非混合动力车辆或混合动力车辆,例如电动混合动力车辆。控制模块20可以是车辆控制模块,例如动力总成控制模块。
[0046]电动机-发电机22能够选择性地用作由能量存储装置18提供的能量驱动的电动机或者用作发电机以产生存储于能量存储装置18内的交变电流(AC)能量。能量存储装置18,本文中也被称为电池,可以是直流电流(DC)电池、多电池单元能量存储装置或其他合适的存储装置,用于在电动机-发电机22用作发电机时存储由电动机-发电机22产生的电能,并且用于在电动机-发电机22用作电动机时,提供能量到电动机-发电机22。功率逆变器模块12,本文中也称为逆变器12,可以将电池18提供的直流电流(DC)转换成交变电流(AC)以驱动用作电动机的电动机-发电机22,并且能够将由用作发电机的电动机-发电机产生的交变电流(AC)转换为直流电流(DC)以存储在电池18内。
[0047]在本实施例中,动力总成系统10包括感测逆变器12的逆变器温度并输出逆变器温度信号16的受监测的传感器14,并且还包括感测定子28的总电流并输出定子总电流信号26的预测传感器24,定子总电流信号26在本文中可被称为定子电流信号或预测信号。逆变器温度和定子电流传感器14,24与控制模块20可操作地通信。系统10和/或逆变器12和包括定子28的电动机-发电机22被布置成使得逆变器温度传感器信号16和定子电流传感器信号26之间存在已知的关系,并使得逆变器温度信号的估计值(本文中称为估计信号或估计温度信号)在动力总成系统10的操作期间可以从定子电流传感器信号26产生。
[0048]控制模块20包括处理器30、存储器32和计时器模块40。存储器32可以包括例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)等,其大小和速度足够用于执行本文所描述的方法和存储如本文所述的数据(包括,例如,信号值、信号偏差、变化值、诊断或故障指示器信号、算法等)。计时器模块40包括时钟周期以及计时器和/或可用于设立预定的采样速率的其他时间跟踪机制,以将时钟时间与样本(例如,样本信号值)相关联或与指示器信号(例如,不稳定状态指示器信号)相关联,以针对一时间段(例如,诊断时间段、采样时间段、诊断时间等)开始和促动计时器。
[0049]该系统10还包括信号偏差模块34、变化确定模块36和传感器诊断模块38,每一个与控制模块20可操作地连通。信号偏差模块34被配置为从系统10中的一个或多个传感器接收信号,例如,从受监测的传感器14和/或从预测传感器24,并基于从该传感器接收的信号产生该传感器的传感器偏差值。信号偏差模块34被配置为执行接收的信号的采样,其中,在本示例中,该接收的信号为监测信号16和预测信号26中的一个,以将接收信号的采样值存储到存储器32中,并且使用可以包括在信号偏差模块34内的一个或多个算法,以使用在不同时间所取得的接收的信号的样本来产生接收的信号的信号偏差。该样本可以是以预定的采样速率执行的多个样本中的连续样本。预定的采样速率可以基于时钟周期或由计时器模块40产生的采样时间段。接收的信号的每一个样本可以与该样本的相应的采样时间相关联,并且存储在存储器32内。信号偏差模块34可确定在不同采样时间执行的接收的信号的样本之间的差值。信号偏差模块34可以基于在不同采样时间执行的样本之间的差值的幅值确定每一个差值的信号偏差。信号偏差模块34在诊断时间段期间可以确定多个信号偏差,包括例如基于在第一和第二时间执行的信号样本的第一信号偏差,基于在第二和第三时间执行的信号样本的第二信号偏差等。每个信号偏差可以存储在存储器32内。
[0050]在非限制性示例中,如对于图3中所示的方法的描述,信号偏差模块34同时接收监测信号16和预测信号26,并且同时执行监测信号16和预测信号26中的每一个的样本,使得监测信号16和预测信号26的采样时间为相同的时间,并且使得在相同的采样时间得到的监测信号16的样本和预测信号26的样本代表由此在该采样时间存在的包括受监测的构件12和预测构件22的系统10的操作条件。在图3中,在步骤106和110,在由计时器模块40设立的第一采样时间,信号偏差模块34同时执行监测信号16和预测信号26中的每一个的第一样本。在步骤112,信号偏差模块34或控制模块20基于预测信号26的第一样本产生第一估计信号,其中,第一估计信号为监测信号16在第一采样时间的估计值。然后,在由计时器模块40设立的第二采样时间,如图3所示,在步骤116和122,信号偏差模块34同时执行监测信号16和预测信号26中的每一个的第二样本。在步骤124,信号偏差模块34或控制模块20基于预测信号26的第二样本产生第二估计信号,其中,第二估计信号为预测信号26在第二采样时间的估计值。然后,信号偏差模块34可以基于第一时间和第二时间采样的监测信号16之间的差值确定监测信号16的监测信号偏差,并且可以基于分别从第一时间和第二时间采样的预测信号26估计的第一和第二估计信号之间的差值确定估计信号的估计信号偏差。
[0051]在另一个示例中,信号偏差模块34可以基于监测信号16的第一和第二样本之间的差值的幅值,确定监测信号16的信号偏差,并且可以基于从预测信号26的第一和第二样本估计的估计信号之间的差值的幅值,确定预测信号26的信号偏差。该方法可以从步骤136返回到步骤114,使得信号偏差模块34可以继续在由计时器模块40确定的采样频率或采样时间,同时对监测信号16和预测信号26中的每一个采样,并且继续基于确定监测和估计信号之间的差值或差值幅值,产生监测信号16和预测信号26中的每一个的多个信号偏差,监测和估计信号之间的差值或差值幅值基于在一个采样时间段的不同采样时间得到的监测信号16和预测信号26的样本,直到样本的预定数量被执行或预
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