技术领域
[0001] 本
发明属于
电子技术领域，尤其涉及一种车辆、发动机的进气温度传感器故障诊断方法与系统。
背景技术
[0002] 随着社会发展进步，
汽车保有量增加，世界环境污染问题日益严重，对此监管机构对于汽车行业的排放要求越来越严格，并且监测排放手段越来越全面，随之而来的车载诊断系统(On-Board Diagnostic，OBD)法规也不断升级，如此使得相对应的匹配标定工作也越来越复杂。
[0003] 作为车载诊断系统OBD中重要的一项诊断技术，目前现有的进气温度传感器故障诊断方法主要为：在浸车足够长时间后，比较发动机启动后的一分钟时间内进气温度与
冷却液温度的差值，如果进气温度与冷却液温度的差值的绝对值大于
阈值，则认定此时的进气温度传感器发生故障。
[0004] 然而，虽然上述方法可以检测发动机进气温度传感器是否发生故障，但是该方法一方面过于依赖冷却液液温度传感器，如果冷却液温度传感器出现故障，容易导致误报进气温度传感器故障，另一方面该方法必须要长时间浸车后才能进行故障诊断，如此使得每天的有效诊断次数较少，容易导致在行车过程中无法检测出故障，进而影响行车安全。
[0005] 故，有必要提供一种技术方案，以解决上述技术问题。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供一种车辆、发动机的进气温度传感器故障诊断方法与系统，其无需参照别的传感器
信号，减少了由于参照传感器信号异常导致的误判，提高了诊断的准确性，同时增加了有效诊断次数，提高诊断的实时性，提高了行车安全。
[0007] 本发明是这样实现的，一种发动机的进气温度传感器故障诊断方法，所述进气温度传感器故障诊断方法包括：
[0008] 检测到对发动机的进气温度传感器进行故障检测的通知指令后，确认所述发动机是否进入
增压状态；
[0009] 确认所述发动机进入增压状态后，记录所述进气温度传感器获取的所述发动机内的第一进气温度，并控制
涡轮增压器对所述发动机进行持续增压；
[0010] 监测所述
涡轮增压器对所述发动机进行持续增压的时间，并在所述时间达到目标值时，记录所述进气温度传感器获取的所述发动机内的第二进气温度；
[0011] 计算所述第一进气温度和所述第二进气温度的差值，并在所述差值小于预设阈值时，确定所述进气温度传感器发生故障。
[0012] 本发明的另一目的在于提供一种发动机的进气温度传感器故障诊断系统，所述进气温度传感器故障诊断系统包括：发动机
控制器、进气温度传感器以及涡轮增压器；
[0013] 所述进气温度传感器设置在发动机内，并与所述发动机控制器连接，所述涡轮增压器与所述发动机控制器连接，所述发动机控制器与所述发动机连接；
[0014] 所述发动机控制器用于在检测到对发动机的进气温度传感器进行故障检测的通知指令后，确认所述发动机是否进入增压状态，并在确认所述发动机进入增压状态后，记录所述进气温度传感器获取的所述发动机内的第一进气温度，并控制涡轮增压器对所述发动机进行持续增压；
[0015] 所述发动机控制器还用于监测所述涡轮增压器对所述发动机进行持续增压的时间，并在所述时间达到目标值时，记录所述进气温度传感器获取的所述发动机内的第二进气温度；以及计算所述第一进气温度和所述第二进气温度的差值，并在所述差值小于预设阈值时，确定所述进气温度传感器发生故障。
[0016] 本发明的另一目的在于提供一种车辆，所述车辆包括上述发动机的进气温度传感器故障诊断系统。
[0017] 在本发明中，通过在检测到对发动机的进气温度传感器进行故障检测的通知指令后，确认发动机是否进入增压状态，并在检测到发动机进入增压状态后，记录进气温度传感器获取的发动机内的第一进气温度，并控制涡轮增压器对发动机进行持续增压；监测涡轮增压器对发动机进行持续增压的时间，并在时间达到目标值时，记录进气温度传感器获取的发动机内的第二进气温度，进而根据第一进气温度和第二进气温度确定进气温度传感器是否发生故障，无需参照别的传感器信号，减少了由于参照传感器信号异常导致的误判，提高了诊断的准确性，同时增加了有效诊断次数，提高诊断的实时性，提高了行车安全。
附图说明
[0018] 图1是本发明一
实施例所提供的发动机的进气温度传感器故障诊断方法的实现流程示意图；
[0019] 图2是本发明另一实施例所提供的发动机的进气温度传感器故障诊断方法的实现流程示意图；
[0020] 图3是本发明另一实施例所提供的发动机的进气温度传感器故障诊断系统的模
块结构示意图。
具体实施方式
[0021] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0022] 以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述：
[0023] 图1示出了本发明一实施例所提供的发动机的进气温度传感器故障诊断方法的实现流程，该发动机的进气温度传感器故障诊断方法包括以下步骤：
[0024] 步骤S11：检测到对发动机的进气温度传感器进行故障检测的通知指令后，确认所述发动机是否进入增压状态。
[0025] 其中，在本发明实施例中，具体实施时，步骤S11的执行主体为车辆中的发动机控制器，即车辆中的控制发动机的
电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)。而检测到对发动机的进气温度传感器进行故障检测的通知指令指的是：在车辆上电后，ECU实时对发动机的进气温度传感器进行故障检测的行为，因此，当车辆上电后，ECU在该行为下，首先确认发动机是否进入增压状态。
[0026] 步骤S12：确认所述发动机进入增压状态后，记录所述进气温度传感器获取的所述发动机内的第一进气温度，并控制涡轮增压器对所述发动机进行持续增压。
[0027] 其中，在本发明实施例中，具体实施时，步骤S12的执行主体同样控制发动机的ECU。在该ECU确认发动机进入增压状态后，此时该ECU便记录进气温度传感器获取的发动机内的第一进气温度，并控制涡轮增压器对发动机进行持续增压。
[0028] 需要说明的是，在本发明实施例中，进气温度传感器是设置在发动机内，用于对发动机内的温度进行检测，以使得ECU确认发动机是否正常工作的负温度系数的热敏
电阻，其随着发动机内部温度的增高，电阻值下降。
[0029] 步骤S13：监测所述涡轮增压器对所述发动机进行持续增压的时间，并在所述时间达到目标值时，记录所述进气温度传感器获取的所述发动机内的第二进气温度。
[0030] 其中，在本发明实施例中，时间目标值是根据需要进行设置的，本实施例中优选为20秒。当在ECU在步骤S12中控制涡轮增压器对发动机持续增压时，为了很好的记录发动机在增压状态下的温度，本实施例优选为持续向发动机增压20秒后，记录此时进气温度传感器获取的发动机内的第二进气温度。
[0031] 步骤S14：计算所述第一进气温度和所述第二进气温度的差值，并在所述差值小于预设阈值时，确定所述进气温度传感器发生故障。
[0032] 其中，在本发明实施例中，具体实施时，步骤S14的执行主体同样为控制发动机的ECU，而预设阈值则是根据实际需求进行设置的，优选为0.5℃，此处不做具体限制。
[0033] 进一步地，由于理想气体
状态方程的公式如下：
[0034] P*V＝n*R*T (1)；
[0035] 其中，P是理想气体的压强，V是理想气体的体积，n表示气体物质的量，R是理想气体常数，T是理想气体的热
力学温度；
[0036] 因此根据
能量守恒定律，发动机增压后，上述公式(1)可以演变为如下公式：
[0037] P*V/T＝P0*V0/T 0 (2)；
[0038] 其中，P0是增压后的压强，V0是增压后的体积，T0是增压后的
热力学温度。
[0039] 进一步地，由公式(2)可得到以下公式：
[0040] T0＝P0*V0*T/(P*V) (3)；
[0041] 而由发动机进气结构克制，增压前后体积不变，因此由公式(3)可得到如下公式：
[0042] T0＝P0*T/P (3)；
[0043] 由如上公式(4)可知，当发动机进入增压后，压强P0增大，导致T0增大，即增压后的进气温度上升，即发动机进入增压后，气体体积不变的情况下，气体的温度必然会上升，因此当记录的第一进气温度与第二进去温度之间的差值相差很小，即小于预设阈值时，便可确认进气温度传感器是否发生故障。
[0044] 在本实施例中，通过在检测到对发动机的进气温度传感器进行故障检测的通知指令后，确认发动机是否进入增压状态，并在检测到发动机进入增压状态后，记录进气温度传感器获取的发动机内的第一进气温度，并控制涡轮增压器对发动机进行持续增压；监测涡轮增压器对发动机进行持续增压的时间，并在时间达到目标值时，记录进气温度传感器获取的发动机内的第二进气温度，进而根据第一进气温度和第二进气温度确定进气温度传感器是否发生故障，无需参照别的传感器信号，减少了由于参照传感器信号异常导致的误判，提高了诊断的准确性，同时增加了有效诊断次数，提高诊断的实时性，提高了行车安全。
[0045] 图2示出了本发明另一实施例所提供的发动机的进气温度传感器故障诊断方法的实现流程，该发动机的进气温度传感器故障诊断方法包括以下步骤：
[0046] 步骤S21：检测到对发动机的进气温度传感器进行故障检测的通知指令后，确认所述发动机是否进入增压状态。
[0047] 其中，在本发明实施例中，具体实施时，步骤S11的执行主体为车辆中的发动机控制器，即车辆中的控制发动机的电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)。而检测到对发动机的进气温度传感器进行故障检测的通知指令指的是：在车辆上电后，ECU实时对发动机的进气温度传感器进行故障检测的行为，因此，当车辆上电后，ECU在该行为下，首先确认发动机是否进入增压状态。
[0048] 进一步地，在本发明实施例中，步骤S21中的确认发动机是否进入增压状态具体为：
[0049] 获取
油门踏板深度、发动机的当前转速、发动机的当前压力以及自动变速箱控制单元监测到的车辆当前档位状态；
[0050] 若所述油门踏板深度大于预设深度，且发动机的当前转速大于预设转速，同时发动机的当前压力大于预设压力，以及所述车辆当前档位状态处于普通
前进档，则识别为所述发动机进入增压状态。
[0051] 其中，在本发明实施例中，具体实施时，ECU实时监测油门踏板深度、发动机的当前转速以及发动机的当前压力，而自动变速箱控制单元TCU实施监测车辆的当前档位状态，并将检测到的档位状态发送给ECU。ECU在获取到上述数据后，便将油门踏板深度与预设深度进行比较，将发动机的当前转速域预设转速比较，将发动机的当前压力与预设压力进行比较，并查看车辆当前档位状态是否处于普通前进档(D档)或者运动档(S档)，当油门踏板深度大于百分之五十，并且发动机的当前转速大于1300转，以及发动机的当前压力大于110Ka，以及车辆当前档位状态处于D档或者S档，则识别为发动机进入增压状态。
[0052] 需要说明的是，在本发明实施例中，D档是车辆行驶在一般路面上使用的前进档位，也是最常用的档位之一；S档指的是车辆运动模式的档位，不管是车辆爬坡冲刺还是快速超车都可以使用到S档，在S档时，变速箱会自动降档，使
发动机转速升高
扭矩输出增大，以获得更大的动力。
[0053] 步骤S22：确认所述发动机进入增压状态后，记录所述进气温度传感器获取的所述发动机内的第一进气温度，并控制涡轮增压器对所述发动机进行持续增压。
[0054] 其中，在本发明实施例中，具体实施时，步骤S12的执行主体同样控制发动机的ECU。在该ECU确认发动机进入增压状态后，此时该ECU便记录进气温度传感器获取的发动机内的第一进气温度，并控制涡轮增压器对发动机进行持续增压。
[0055] 需要说明的是，在本发明实施例中，进气温度传感器是设置在发动机内，用于对发动机内的温度进行检测，以使得ECU确认发动机是否正常工作的负温度系数的
热敏电阻，其随着发动机内部温度的增高，电阻值下降。
[0056] 步骤S23：监测所述涡轮增压器对所述发动机进行持续增压的时间，并在所述时间达到目标值时，记录所述进气温度传感器获取的所述发动机内的第二进气温度。
[0057] 其中，在本发明实施例中，时间目标值是根据需要进行设置的，本实施例中优选为20秒。当在ECU在步骤S12中控制涡轮增压器对发动机持续增压时，为了很好的记录发动机在增压状态下的温度，本实施例优选为持续向发动机增压20秒后，记录此时进气温度传感器获取的发动机内的第二进气温度。
[0058] 步骤S24：计算所述第一进气温度和所述第二进气温度的差值，并在所述差值小于预设阈值时，确定所述进气温度传感器发生故障。
[0059] 其中，在本发明实施例中，具体实施时，步骤S14的执行主体同样为控制发动机的ECU，而预设阈值则是根据实际需求进行设置的，优选为0.5℃，此处不做具体限制。
[0060] 进一步地，由于理想气体状态方程的公式如下：
[0061] P*V＝n*R*T (1)；
[0062] 其中，P是理想气体的压强，V是理想气体的体积，n表示气体物质的量，R是理想气体常数，T是理想气体的热力学温度；
[0063] 因此根据能量守恒定律，发动机增压后，上述公式(1)可以演变为如下公式：
[0064] P*V/T＝P0*V0/T 0 (2)；
[0065] 其中，P0是增压后的压强，V0是增压后的体积，T0是增压后的热力学温度。
[0066] 进一步地，由公式(2)可得到以下公式：
[0067] T0＝P0*V0*T/(P*V) (3)；
[0068] 而由发动机进气结构克制，增压前后体积不变，因此由公式(3)可得到如下公式：
[0069] T0＝P0*T/P (3)；
[0070] 由如上公式(4)可知，当发动机进入增压后，压强P0增大，导致T0增大，即增压后的进气温度上升，即发动机进入增压后，气体体积不变的情况下，气体的温度必然会上升，因此当记录的第一进气温度与第二进去温度之间的差值相差很小，即小于预设阈值时，便可确认进气温度传感器是否发生故障。
[0071] 在本发明实施例中，通过发动机在不同状态下的进气温度传感器的差值确定进气温度传感器的故障，使得本发明提供的进气温度传感器故障诊断方法无需过于依赖参照信号，进而消除了现有的因依赖参照信号导致的误判，进而不能及时发生温度传感器的故障的弊端；此外，本发明实施例提供的进气温度传感器故障诊断方法通过在行车时发动机的增压工况下诊断进气温度传感器的故障，增加了有效诊断次数，可实时对进气温度传感器进行诊断，提高诊断的实时性。
[0072] 步骤S25：确定所述进气温度传感器发生故障后，获取所述发动机的虚拟进气温度，并根据所述虚拟进气
温度计算所述发动机的油喷脉宽，并根据所述油喷脉宽控制所述发动机工作。
[0073] 其中，在本发明实施例中，虚拟进气温度指的是根据车辆测试过程中，进气温度传感器正常时的温度曲线所获取的温度值。在确认了发动机的进气温度传感器发生故障后，根据进气温度传感器正常时的曲线提供可比拟于近期温度传感器正常时的虚拟进气温度，进而使得ECU可根据该虚拟进气温度计算发动机的油喷脉宽，并根据该油喷脉宽控制发动机正常工作，避免因进气温度传感器发生故障导致的车辆故障，并且提高了行车过程中的安全。
[0074] 进一步地，步骤S25中的获取发动机的虚拟进气温度包括：
[0075] 获取外部
环境温度传感器监测到的外界环境温度，以及冷却液温度传感器监测到的发动机的当前
水温；
[0076] 根据所述外界环境温度和所述发动机的当前水温获取所述发动机的虚拟进气温度。
[0077] 其中，在本发明实施例中，当ECU确认了发动机的进气温度传感器发生故障后，由于外部温度传感器实施监测车辆的外部环境温度，并将监测的温度反馈给ECU，以及冷却液温度传感器实时监测发动机的温度，并将监测到的温度反馈给ECU，因此ECU便可根据外部环境温度传感器监测到的外界环境温度以及冷却液温度传感器监测到的发动机的当前温度获取发动机的虚拟进气温度。
[0078] 具体的，当ECU根据外部环境温度传感器监测到的外界环境温度以及冷却液温度传感器监测到的发动机的当前温度获取发动机的虚拟进气温度时，ECU主要通过外部环境温度传感器监测到的外界环境温度、冷却液温度传感器监测到的发动机的当前温度，以及车辆测试过程中，进气温度传感器正常时的温度曲线获取该虚拟进气温度。
[0079] 在本实施例中，通过在检测到对发动机的进气温度传感器进行故障检测的通知指令后，确认发动机是否进入增压状态，并在检测到发动机进入增压状态后，记录进气温度传感器获取的发动机内的第一进气温度，并控制涡轮增压器对发动机进行持续增压；监测涡轮增压器对发动机进行持续增压的时间，并在时间达到目标值时，记录进气温度传感器获取的发动机内的第二进气温度，进而根据第一进气温度和第二进气温度确定进气温度传感器是否发生故障，无需参照别的传感器信号，减少了由于参照传感器信号异常导致的误判，提高了诊断的准确性，同时增加了有效诊断次数，提高诊断的实时性，提高了行车安全。
[0080] 此外，在本实施例中，通过再确认发动机的进气温度传感器故障后，依据外界环境温度和发动机水温向发动机控
制模块提供虚拟进气温度，以便发动机
控制模块根据该虚拟进气温度计算喷油脉宽，以此维持发动机正常工作，很大程度地提高了行车安全。
[0081] 参见图3，是本发明一实施例提供的发动机的进气温度传感器诊断系统3的示意性
框图。本发明实施例提供的系统运行环境同步装置3包括的各装置用于执行图1与图2对应的实施例中的各步骤，具体请参阅图1和图2，以及图1和图2对应的实施例中的相关描述，此处不再赘述。本发明实施例提供的发动机的进气温度传感器诊断系统3包括发动机控制器30、进气温度传感器31、涡轮增压器32、外部环境温度传感器33、冷却液温度传感器34、油门踏板35以及自动变速箱控制单元36。
[0082] 其中，进气温度传感器31设置在发动机(图中未示出)内，并与发动机控制器30连接，涡轮增压器32与发动机控制器301连接，发动机控制器30与发动机连接，外部环境温度传感器33、冷却液温度传感器34、油门踏板35以及自动变速箱控制单元36同样均和发动机控制器30连接。
[0083] 具体的，发动机控制器30用于在检测到对发动机的进气温度传感器31进行故障检测的通知指令后，确认发动机是否进入增压状态，并在确认发动机进入增压状态后，记录进气温度传感器31获取的发动机内的第一进气温度，并控制涡轮增压器32对发动机进行持续增压。
[0084] 进一步地，发动机控制器30还用于监测涡轮增压器32对发动机进行持续增压的时间，并在时间达到目标值时，记录进气温度传感器31获取的发动机内的第二进气温度；以及计算第一进气温度和第二进气温度的差值，并在差值小于预设阈值时，确定进气温度传感器31发生故障。
[0085] 进一步地，发动机控制器30还用于在确定进气温度传感器发生故障后，获取发动机的虚拟进气温度，并根据虚拟进气温度计算发动机的油喷脉宽，并根据油喷脉宽控制发动机工作。
[0086] 进一步地，外部环境温度传感器33用于监测外界环境温度；冷却液温度传感器34用于监测发动机的当前水温；发动机控制器30具体用于获取外部环境温度传感器33监测到的外界环境温度，以及冷却液温度传感器34监测到的发动机的当前水温，并根据外界环境温度和发动机的当前水温获取发动机的虚拟进气温度。
[0087] 进一步地，自动变速箱控制单元36用于监测车辆当前档位状态；发动机控制器30用于获取油门踏板深度、发动机的当前转速、发动机的当前压力以及自动变速箱控制单元36监测到的车辆当前档位状态，并在油门踏板深度大于预设深度，且发动机的当前转速大于预设转速，同时发动机的当前压力大于预设压力，以及车辆当前档位状态处于普通前进档，则识别为发动机进入增压状态。
[0088] 进一步地，发动机控制器30还用于在油门踏板深度大于预设深度，且发动机的当前转速大于预设转速，同时发动机的当前压力大于预设压力，以及车辆当前档位状态处于运动档，则识别为发动机进入增压状态。
[0089] 在本实施例中，发动机的进气温度传感器诊断系统3通过在检测到对发动机的进气温度传感器进行故障检测的通知指令后，确认发动机是否进入增压状态，并在检测到发动机进入增压状态后，记录进气温度传感器获取的发动机内的第一进气温度，并控制涡轮增压器对发动机进行持续增压；监测涡轮增压器对发动机进行持续增压的时间，并在时间达到目标值时，记录进气温度传感器获取的发动机内的第二进气温度，进而根据第一进气温度和第二进气温度确定进气温度传感器是否发生故障，无需参照别的传感器信号，减少了由于参照传感器信号异常导致的误判，提高了诊断的准确性，同时增加了有效诊断次数，提高诊断的实时性，提高了行车安全。
[0090] 此外，在本实施例中，发动机的进气温度传感器诊断系统3通过再确认发动机的进气温度传感器故障后，依据外界环境温度和发动机水温向发动机控制模块提供虚拟进气温度，以便发动机控制模块根据该虚拟进气温度计算喷油脉宽，以此维持发动机正常工作，很大程度地提高了行车安全。
[0091] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
