用於處理連續和間歇的故障的診斷系統和方法

2023-12-09 22:52:21 2

用於處理連續和間歇的故障的診斷系統和方法
【專利摘要】本發明涉及用於處理連續和間歇的故障的診斷系統和方法。一種用於診斷車輛的裝置的方法包括：生成裝置的參數的樣本；基於樣本與預定值和預定範圍中的一個的比較而指示每一個樣本是通過還是失敗；跟蹤所比較的第一數量的連貫樣本、第一數量的樣本中失敗的第二數量、第一數量的樣本中連貫地失敗的第三數量、以及所比較的最後預定數量的樣本中失敗的第四數量；基於第一、第二、第三和第四數量選擇正常控制模式、臨時默認措施模式和永久默認措施模式中的一種；以及當處於永久默認措施模式時在存儲器中選擇性地設定診斷故障碼(DTC)。
【專利說明】用於處理連續和間歇的故障的診斷系統和方法
[0001]相關申請的交叉引用
本申請要求提交於2012年7月19日的美國臨時申請N0.61/673，478的權益。以上申請的公開內容全文以引用方式併入本文中。
[0002]本申請與2010年2月2日提交的美國專利申請N0.12/698，436有關，該申請公布為美國專利N0.8，180，517。以上申請和以上專利的公開內容全文以引用方式併入本文中。
【技術領域】
[0003]本公開涉及診斷系統和方法，並且更具體地涉及用於車輛的裝置的診斷系統和方法。
【背景技術】
[0004]在此提供的【背景技術】描述用於總體上介紹本公開的背景。目前署名的發明人的工作就其在該背景部分中描述的程度以及在其描述在提交時不會以其它方式被認為現有技術的方面，既不明確地也不隱含地認為是破壞本公開的現有技術。
[0005]諸如發動機控制系統和變速器控制系統的車輛電子控制系統使用電氣裝置和機電/液壓/氣動裝置來監測操作條件並調整操作。隨著車輛控制系統的尺寸和複雜性的增力口，用於控制和監測這些裝置的速度和精度也增加。車輛控制系統通常包括確定裝置(例如，生成輸入信號的裝置和輸出裝置)是否按設計工作的診斷系統。隨著車輛控制系統變得更加複雜，對診斷系統的需求也增加。對車輛診斷系統的要求可能是快速而準確地檢測重要類型的故障，包括連續和間歇的故障，以便維持控制系統的可靠操作。
[0006]車輛控制系統或特定子系統及其部件的功能性能要求可以不同。例如，診斷系統可能需要在50毫秒內檢測到第一裝置的電氣故障或第一輸入信號並做出響應，以維持和穩定控制系統的操作。其它輸入信號或輸出裝置可允許在更長或更短的間隔內診斷和響應。
[0007]診斷系統可設計成檢測並響應於在諸如5秒或更長的預定時期內存在的連續(非間歇)故障。當故障存在至少預定時期時，診斷系統設定診斷故障碼(DTC)以通知操作者故障發生並且車輛需要維修。在DTC被設定時，診斷系統執行故障模式管理措施以保護系統或子系統。在設定DTC時採取的故障模式管理措施被稱為永久性故障措施，因為這些措施只要設定DTC就會執行。DTC對於每個單獨的故障是唯一的，並且用來指導車輛維修/修理以有助於有效識別故障的根本原因。DTC還用來經由對故障已發生的一個或多個觸覺(例如，視覺、聽覺等)指示來提示使用者並尋求車輛維修。
[0008]要求故障連續且存在更長的時期(僅僅是舉例，5至10秒)允許診斷系統降低錯誤失敗發生或故障為間歇性的可能性。錯誤失敗和間歇性故障可能增加保修成本並降低客戶滿意度。當診斷系統在實際故障不存在時指示故障存在和/或在故障為間歇性的時過早地設定DTC時可能發生錯誤失敗。過早地設定DTC會限制車輛控制系統的操作並因此造成客戶不便。過早地設定DTC也可能增加保修成本，因為車輛維修技師可能無法識別故障的根本原因。
[0009]間歇性故障是暫時的並且可能是時長短的、隨機的、不穩定的、不可重複的和/或可重複的。間歇性故障目前被視為致命故障，因為它們可能對於複雜控制系統的正確操作有害。對於診斷系統是否響應於間歇性故障而採取故障模式管理措施不再是一個偏好問題。診斷系統因此必須以最少的(例如零)延遲或延時識別和量化間歇性故障，以便在理想的時間採取合適的故障模式管理措施。
[0010]間歇性故障的檢測和量化會增加錯誤通過和/或錯誤失敗。當診斷系統不能識別實際上存在的故障的存在時，可能發生錯誤通過。錯誤通過可以阻止為了維持可靠的操作而採取一個或多個故障模式管理措施。準確檢測和響應於各種間歇性故障將減少錯誤通過。
[0011]診斷系統可以測量間歇性故障的頻率和時長，以便確定故障是否可能對控制系統的可靠操作有害。如果故障可能對於控制系統的可靠操作有害，則診斷系統可以在設定DTC之前的過渡期採取故障模式管理措施以保護控制系統。在設定DTC之前的過渡期內採取的故障模式管理措施可被稱為臨時默認措施，因為它們可以被隨意地停用。
[0012]故障的重複性可基於間歇性故障的時長和/或頻率來確定。可重複的間歇性故障，特別是間歇地發生的致命故障可以與連續的致命故障類似地被管理。當間歇性故障可重複或變得連續時，診斷系統應設定DTC並且應採取永久性默認措施。可重複的間歇性故障可以是可修復的，因為根本原因可以被確定的可能性增加。如果故障不是充分地可重複，則可以除去臨時性默認措施並可以恢復控制系統的正常操作。

【發明內容】

[0013]採樣模塊生成裝置的參數的樣本。診斷控制模塊基於樣本與預定值和預定範圍中的一個的比較而指示樣本中的每一個是通過還是失敗。計數器模塊跟蹤所比較的第一數量的連貫樣本、第一數量的樣本中失敗的第二數量、第一數量的樣本中連貫地失敗的第三數量、以及所比較的最後預定數量的樣本中失敗的第四數量。診斷控制模塊基於第一、第二、第三和第四數量而選擇正常控制模式、臨時默認措施模式和永久默認措施模式中的一種，從正常控制模式轉變為臨時默認措施模式並且基於第三和第四數量中的至少一個採取臨時默認措施；轉變為永久默認措施模式並且基於第一、第三和第四數量中的至少一個採取永久默認措施；以及當處於永久默認措施模式時在存儲器中選擇性地設定診斷故障碼(DTC)。
[0014]一種用於診斷車輛的裝置的方法包括:生成裝置的參數的樣本；基於樣本與預定值和預定範圍中的一個的比較而指示每一個樣本是通過還是失敗；跟蹤所比較的第一數量的連貫樣本、第一數量的樣本中失敗的第二數量、第一數量的樣本中連貫地失敗的第三數量、以及所比較的最後預定數量的樣本中失敗的第四數量；基於第一、第二、第三和第四數量選擇正常控制模式、臨時默認措施模式和永久默認措施模式中的一種；從正常控制模式轉變為臨時默認措施模式並且基於第三和第四數量中的至少一個採取臨時默認措施；轉變為永久默認措施模式並且基於第一、第三和第四數量中的至少一個採取永久默認措施；以及當處於永久默認措施模式時在存儲器中選擇性地設定診斷故障碼(DTC)。[0015]本發明提供下列技術方案。
[0016]1.一種用於診斷車輛的裝置的診斷系統，包括:
採樣模塊，其生成所述裝置的參數的樣本；
診斷控制模塊，其基於所述樣本與預定值和預定範圍中的一個的比較而指示所述樣本中的每一個是通過還是失敗；
計數器模塊，其跟蹤所比較的第一數量的連貫樣本，跟蹤所述第一數量的樣本中失敗的第二數量，跟蹤所述第一數量的樣本中連貫地失敗的第三數量，並且跟蹤所比較的最後預定數量的樣本中失敗的第四數量，
其中所述診斷控制模塊進一步:
基於所述第一、第二、第三和第四數量而選擇正常控制模式、臨時默認措施模式和永久默認措施模式中的一個；
基於所述第三和第四數量中的至少一個而從所述正常控制模式轉變為所述臨時默認措施模式並且採取臨時默認措施；
基於所述第一、第三和第四數量中的至少一個而轉變為所述永久默認措施模式並且採取永久默認措施；並且
當處於所述永久默認措施模式時在存儲器中選擇性地設定診斷故障碼(DTC)。
[0017]2.根據技術方案I所述的診斷系統，還包括在設定所述DTC時亮起的故障指示燈(MIL)。
[0018]3.根據技術方案I所述的診斷系統，其中所述永久默認措施不同於所述臨時默認措施。
[0019]4.根據技術方案I所述的診斷系統，其中:
所述計數器模塊進一步跟蹤在所述臨時默認措施模式下的操作時期；並且所述診斷控制模塊響應於所述時期大於預定時期的判斷而轉變為所述永久默認措施模式並且採取所述永久默認措施。
[0020]5.根據技術方案I所述的診斷系統，其中:
所述計數器模塊進一步跟蹤從所述正常控制模式到所述臨時默認措施模式的轉變的第五數量；並且
所述診斷控制模塊響應於所述第五數量大於預定值的判斷而轉變為所述永久默認措施模式並且採取所述永久默認措施。
[0021]6.根據技術方案I所述的診斷系統，其中所述診斷控制模塊響應於所述第二數量大於預定值的判斷而轉變為所述永久默認措施模式並且採取所述永久默認措施。
[0022]7.根據技術方案I所述的診斷系統，其中:
所述計數器模塊進一步跟蹤在所述臨時默認措施模式下的操作時期並且跟蹤從所述正常控制模式向所述臨時默認措施模式的轉變的第五數量；並且
所述診斷控制模塊響應於下列條件而轉變為所述永久默認措施模式並採取所述永久默認措施:
所述時期大於預定時期的第一判斷；
所述第五數量大於第一預定值的第二判斷；以及 所述第二數量大於第二預定值的第三判斷。[0023]8.根據技術方案I所述的診斷系統，其中所述診斷控制模塊響應於所述第三數量大於預定值的判斷而轉變為所述臨時默認措施模式並且採取所述臨時默認措施。
[0024]9.根據技術方案8所述的診斷系統，其中所述診斷控制模塊進一步響應於所述第四數量大於第二預定值的第二判斷而轉變為所述臨時默認措施模式並且採取所述臨時默認措施。
[0025]10.根據技術方案8所述的診斷系統，其中:
所述計數器模塊進一步跟蹤自最後一次失敗的樣本起所比較的樣本的第五數量；並且所述診斷控制模塊響應於對下列兩者的第三判斷而從所述臨時默認措施模式轉變為所述正常控制模式:
所述第五數量大於第三預定值；並且 所述第四數量小於第四預定值。
[0026]11.一種用於診斷車輛的裝置的方法，包括:
生成所述裝置的參數的樣本；
基於所述樣本與預定值和預定範圍中的一個的比較而指示所述樣本中的每一個是通過還是失敗；
跟蹤所比較的第一數量的連貫樣本、所述第一數量的樣本中失敗的第二數量、所述第一數量的樣本中連貫地失敗的第三數量以及所比較的最後預定數量的樣本中失敗的第四
數量；
基於所述第一、第二、第三和第四數量而選擇正常控制模式、臨時默認措施模式和永久默認措施模式中的一個；
基於所述第三和第四數量中的至少一個而從所述正常控制模式轉變為所述臨時默認措施模式並且採取臨時默認措施；
基於所述第一、第三和第四數量中的至少一個而轉變為所述永久默認措施模式並且採取永久默認措施；並且
當處於所述永久默認措施模式時在存儲器中選擇性地設定診斷故障碼(DTC)。
[0027]12.根據技術方案11所述的方法，還包括當設定所述DTC時亮起故障指示燈(MIL)。
[0028]13.根據技術方案11所述的方法，其中所述永久默認措施不同於所述臨時默認措施。
[0029]14.根據技術方案11所述的方法，還包括:
跟蹤在所述臨時默認措施模式下的操作時期；以及
響應於所述時期大於預定時期的判斷而轉變為所述永久默認措施模式並且採取所述永久默認措施。
[0030]15.根據技術方案11所述的方法，還包括:
跟蹤從所述正常控制模式到所述臨時默認措施模式的轉變的第五數量；以及響應於所述第五數量大於預定值的判斷而轉變為所述永久默認措施模式並且採取所述永久默認措施。
[0031]16.根據技術方案11所述的方法，還包括響應於所述第二數量大於預定值的判斷而轉變為所述永久默認措施模式並且採取所述永久默認措施。[0032]17.根據技術方案11所述的方法，還包括:
跟蹤在所述臨時默認措施模式下的操作時期；
跟蹤從所述正常控制模式到所述臨時默認措施模式的轉變的第五數量；以及 響應於下列條件而轉變為所述永久默認措施模式並且採取所述永久默認措施:
所述時期大於預定時期的第一判斷；
所述第五數量大於第一預定值的第二判斷；以及 所述第二數量大於第二預定值的第三判斷。
[0033]18.根據技術方案11所述的方法，還包括響應於所述第三數量大於預定值的判斷而轉變為所述臨時默認措施模式並且採取所述臨時默認措施。
[0034]19.根據技術方案18所述的方法，還包括進一步響應於所述第四數量大於第二預定值的第二判斷而轉變為所述臨時默認措施模式並且採取所述臨時默認措施。
[0035]20.根據技術方案18所述的方法，還包括:
跟蹤自最後一次失敗的樣本起所比較的樣本的第五數量；以及
響應於對下列兩者的第三判斷而從所述臨時默認措施模式轉變為所述正常控制模
式:
所述第五數量大於第三預定值；並且 所述第四數量小於第四預定值。
[0036]本發明進一步的適用範圍將通過下文提供的詳細描述而變得顯而易見。應當理解，詳細描述和具體示例僅意圖用於舉例說明，而並非意圖限制本方面的範圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]通過詳細描述和附圖將會更全面地理解本公開，附圖中:
圖1是根據本公開的示例性車輛控制系統的功能框圖；
圖2是根據本公開的車輛控制系統的示例性控制模塊的功能框圖；以及圖3A-3B包括描繪根據本公開的診斷和響應於連續和間歇性故障的示例性方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0038]本申請的診斷系統和方法基於參數的多個測試數據樣本(「樣本」)而診斷車輛的控制系統的電子裝置。該診斷系統和方法比較每個樣本與預定值和預定範圍中的一個以確定該樣本是通過還是失敗。
[0039]該診斷系統和方法跟蹤所比較的第一數量的連貫樣本(包括通過的樣本和失敗的樣本)、第一數量的樣本中失敗的第二數量以及第一數量的樣本中連貫地失敗的第三數量。該診斷系統和方法還跟蹤最後預定數量的樣本中失敗的第四數量和自上一個樣本失敗以來通過的樣本的第五數量。對於最後預定數量的樣本中每一個的指示符被存儲在存儲器中的數據緩衝區中並且分別指示樣本是通過還是失敗。第四數量基於數據緩衝區中的數據而確定。診斷系統和方法基於第一、第二、第三、第四和第五數量中的至少一個而選擇正常控制模式、臨時默認措施模式和永久默認措施模式中的一個。
[0040]為了進行說明，將在用於內燃發動機的示例性車輛控制系統的上下文中描述本公開。然而，本公開也可適用於其它類型的控制系統。
[0041]現在參看圖1，提供了示例性發動機系統100的功能框圖。發動機系統100包括發動機102，其燃燒空氣燃料混合物以基於來自駕駛員輸入模塊104的駕駛員輸入產生用於車輛的驅動扭矩。空氣通過節流閥112被吸入進氣歧管110中。僅僅是舉例，節流閥112可包括具有可旋轉葉片的蝶閥。發動機控制模塊(ECM) 114控制節流閥致動器模塊116，並且節流閥致動器模塊116調節節流閥112的開度，以控制進入進氣歧管110的空氣流。
[0042]來自進氣歧管110的空氣被吸入發動機102的氣缸中。雖然發動機102可包括多個氣缸，但為了說明目的，示出單個代表性氣缸118。僅僅是舉例，發動機102可包括2個、3個、4個、5個、6個、8個、10個和/或12個氣缸。ECM 114可指示氣缸致動器模塊120選擇性地停用氣缸中的一些，這可以在某些發動機操作條件下改善燃料經濟性。
[0043]發動機102可使用四衝程循環操作。以下描述的四個衝程被稱為進氣衝程、壓縮衝程、燃燒衝程和排氣衝程。在曲軸(未示出)的每周旋轉期間，在氣缸118內進行四個衝程中的兩個。因此，氣缸118經歷所有四個衝程需要曲軸旋轉兩周。
[0044]在進氣衝程期間，來自進氣歧管110的空氣通過進氣閥122被吸入氣缸118。ECM114控制燃料致動器模塊124，該模塊調節燃料噴射以實現所需的空燃比。燃料可以在中央位置處或多個位置處(例如，在每個氣缸118的進氣閥122附近)噴入進氣歧管110中。在各種實施(未示出)中，燃料可以直接噴入氣缸中或噴入與氣缸相關聯的混合室中。燃料致動器模塊124可以停止向停用的氣缸噴射燃料。
[0045]噴射的燃料在氣缸118中與空氣混合併產生空氣燃料混合物。在壓縮衝程期間，氣缸118內的活塞(未示出)壓縮空氣燃料混合物。根據來自ECM 114的信號，火花致動器模塊126激勵氣缸118中的火花塞128，火花塞128點燃空氣燃料混合物。火花的正時可相對於活塞處於其稱為上止點(TDC)的最頂部位置的時間而指定。
[0046]火花致動器模塊126可由指定在TDC之前或之後多遠處生成火花的正時信號來控制。由於活塞位置與曲軸旋轉直接相關，火花致動器模塊126的操作可以與曲軸角度同步。在各種實施中，火花致動器模塊126可以停止向停用的氣缸提供火花。生成火花可被稱為點火事件。火花致動器模塊126可具有針對每個點火事件改變火花正時的能力。
[0047]在燃燒衝程期間，空氣燃料混合物的燃燒向下驅動活塞，從而驅動曲軸。燃燒衝程可被定義為在活塞到達TDC和活塞返回到下止點(BDC)的時間之間的時間。在排氣衝程期間，活塞開始從BDC向上移動並且通過排氣閥130排出燃燒的副產物。燃燒副產物經由排氣系統134從車輛排出。
[0048]進氣閥122可由進氣凸輪軸140控制，而排氣閥130可由排氣凸輪軸142控制。在各種實施中，多個進氣凸輪軸(包括進氣凸輪軸140)可以控制氣缸118的多個進氣閥(包括進氣閥122)和/或可以控制多組氣缸(包括氣缸118)的進氣閥(包括進氣閥122)。類似地，多個排氣凸輪軸(包括排氣凸輪軸142)可以控制氣缸118的多個排氣閥和/或可以控制多組氣缸(包括氣缸118)的排氣閥(包括排氣閥130)。
[0049]氣缸致動器模塊120可通過禁用進氣閥122和/或排氣閥130的打開而停用氣缸118。在各種其它實施中，可由諸如電磁式閥門致動器、電液致動器或另一種合適類型的閥門致動器的除凸輪軸之外的裝置來控制進氣閥122和/或排氣閥130。
[0050]進氣閥122打開的時間可由進氣凸輪相位器148相對於活塞TDC而改變。排氣閥130打開的時間可由排氣凸輪相位器150相對於活塞TDC而改變。相位器致動器模塊158可基於來自ECM 114的信號而控制進氣凸輪相位器148和排氣凸輪相位器150。當實施時，可變閥門致動也可由相位器致動器模塊158控制。
[0051]發動機系統100可包括向進氣歧管110提供加壓空氣的增壓裝置。例如，圖1示出包括由流過排氣系統134的熱排氣提供動力的熱渦輪160-1的渦輪增壓器。渦輪增壓器還包括冷空氣壓縮機160-2，其由渦輪160-1驅動並且壓縮通入節流閥112的空氣。在各種實施中，由曲軸驅動的增壓器(未示出)可以壓縮來自節流閥112的空氣並將壓縮空氣輸送至進氣歧管110。
[0052]廢氣門162可允許排氣繞過渦輪160-1，從而減少渦輪增壓器的增壓(或進氣壓縮量)。ECM 114可經由增壓致動器模塊164控制渦輪增壓器。增壓致動器模塊164可通過控制廢氣門162的位置來調節渦輪增壓器的增壓。在各種實施中，可由增壓致動器模塊164控制多個渦輪增壓器。渦輪增壓器可具有變化的幾何形狀，這可由增壓致動器模塊164來控制。
[0053]中間冷卻器(未不出)可以耗散包含在壓縮空氣充氣中的一些熱量，該熱量在空氣被壓縮時產生。壓縮空氣充氣也可從排氣系統134的部件吸收熱量。雖然為了說明而示出為單獨的，但渦輪160-1和壓縮機160-2可附接到彼此，從而使進氣緊鄰熱排氣。
[0054]發動機系統100可包括排氣再循環(EGR)閥170，該閥門將排氣選擇性地重新導向回進氣歧管110。EGR閥170可位於渦輪增壓器的渦輪160-1的上遊。EGR閥170可由EGR致動器模塊172控制。
[0055]發動機系統100可使用RPM傳感器180測量以每分鐘轉數(RPM)計的曲軸速度。發動機冷卻劑的溫度可使用發動機冷卻劑溫度(ECT)傳感器182測量。ECT傳感器182可位於發動機102內或冷卻劑流過的其它位置，例如散熱器(未示出)。
[0056]可使用歧管絕對壓力(MAP)傳感器184測量進氣歧管110內的壓力。在各種實施中，可測量發動機真空，其為環境空氣壓力與進氣歧管110內的壓力之間的差值。可使用空氣品質流量(MAF)傳感器186測量流入進氣歧管110中的空氣的質量流量。在各種實施中，MAF傳感器186可位於也包括節流閥112的外殼中。
[0057]節流閥致動器模塊116可使用一個或多個節流閥位置傳感器(TPS) 190來監測節流閥112的位置。可使用進氣溫度(IAT)傳感器192測量吸入發動機102的環境空氣的溫度。也可實施一個或多個其它傳感器193。ECM 114可使用來自傳感器的信號來為發動機系統100做出控制決策。
[0058]ECM 114可與變速器控制模塊194通信，例如以協調變速器(未示出)內的換檔。例如，ECM 114可以在換檔期間減小發動機扭矩。變速器控制模塊194可接收來自一個或多個傳感器195的信號，例如，一個或多個速度傳感器、一個或多個壓力傳感器、一個或多個扭矩傳感器、一個或多個溫度傳感器和/或一個或多個與變速器有關的傳感器。
[0059]ECM 114可與混合控制模塊196通信例如以協調發動機102和電動馬達198的操作。混合控制模塊196可接收來自一個或多個傳感器197的信號，例如，一個或多個速度傳感器、一個或多個壓力傳感器、一個或多個扭矩傳感器、一個或多個溫度傳感器、一個或多個電壓傳感器、一個或多個電流傳感器和/或一個或多個其它與混合動力有關的傳感器。電動馬達198也可充當發電機，並可用來產生電能以便由車輛的電氣系統使用和/或儲存在電池中。在各種實施中，ECM 114、變速器控制模塊194和混合控制模塊196的各種功能可以一體化到一個或多個模塊中。
[0060]改變發動機參數的每個系統可被稱為致動器。每個致動器接收致動器值。例如，節流閥致動器模塊116可被稱為致動器，並且節流閥打開面積可被稱為致動器值。在圖1的示例中，節流閥致動器模塊116通過調整節流閥112的葉片的角度來實現節流閥的打開面積。
[0061]類似地，火花致動器模塊126可被稱為致動器，同時對應的致動器值可以是火花正時。其它致動器可包括氣缸致動器模塊120、燃料致動器模塊124、相位器致動器模塊158、增壓致動器模塊164和EGR致動器模塊172。對於這些致動器來說，致動器值可分別對應於啟用氣缸的數量、加燃料速率、進氣和排氣凸輪相位器角度、增壓壓力和EGR閥打開面積。ECM 114可控制致動器值，以便使發動機102產生所需的發動機輸出扭矩。
[0062]現在參看圖2，提供了故障診斷模塊200的功能框圖。雖然故障診斷模塊200示出為在ECM 114內實施，但故障診斷模塊200可以在諸如變速器控制模塊194、混合控制模塊196、車輛的另一個模塊的另一個模塊內或獨立地實施。
[0063]診斷控制模塊202測試參數208的樣本204以確定在控制系統的電子裝置(例如傳感器或致動器)中是否存在故障。故障可包括例如斷路故障、接地短路故障、與電源短路故障或另一種故障。
[0064]診斷控制模塊202確定樣本204中的每一個是指示有故障(失敗樣本)或是不指示有故障(通過樣本)。採樣模塊212以一定的採樣速率對參數208採樣以產生樣本204。採樣模塊212也可過濾、緩衝、數位化和/或執行一個或多個其它處理功能。
[0065]診斷控制模塊202基於樣本204確定是否設定與故障相關聯的DTC。更具體而言，診斷控制模塊202基於各種計數器值、定時器值和標定值來確定是否設定DTC。診斷控制模塊202還基於計數器值、定時器值和標定值來為車輛的控制系統設定控制模式214。控制模式214可在給定時間設定為正常控制模式、臨時默認措施(TDA)模式或永久默認措施(PDA)模式。
[0066]當控制模式214設定為TDA模式時，可以採取一個或多個臨時默認措施以控制所述控制系統。當控制模式214設定為PDA模式時，可採取一個或多個永久默認措施以控制所述控制系統。永久默認措施可以與臨時默認措施相同或不同。然而，當設定DTC時，採取永久默認措施。
[0067]控制系統可以是簡單控制系統(例如，乘客車廂氣候控制系統、窗戶控制系統等)或複雜控制系統(例如，變速器控制系統、發動機控制系統等)。故障可被稱為致命故障或非致命故障。致命故障包括當故障存在超過預定時期(例如100毫秒或以上)時可能負面地影響控制系統的可靠操作的故障。稱不上致命故障的所有故障可被稱為非致命故障。故障也可以是連續的或間歇的。間歇性故障可以是可重複的、不可重複的、半連續的、隨機的、不穩定的等。
[0068]計數器/定時器模塊216跟蹤計數器值和/或定時器值，如下面將討論的。定時器和計數器可互換使用。此外，雖然將討論計數器和定時器兩者，但可以只使用計數器或可以只使用定時器。標定值由標定模塊220存儲和提供，如下面將討論的。
[0069]計數器包括失敗樣本計數器(XIctk)、總樣本計數器(YIctk)、連續間歇性故障(CIF)計數器(CIFctk)、隨機間歇性故障(RIF)計數器(RIFctk)、自上一次故障起的時間(TSLF)計數器(TSLFctk)和臨時默認措施(TDA)計數器(TDActk)。失敗樣本計數器跟蹤在預定數量的樣本的一個樣本集期間累積的失敗樣本的數量。預定數量的樣本(總樣本大小)被標定和存儲為標定值中的一個。僅僅是舉例，預定數量的樣本可以為採樣速率的大約10至20倍。失敗樣本計數器用來確定何時設定DTC和何時清除DTC。總樣本計數器跟蹤測試的樣本總數(通過樣本和失敗樣本兩者)。CIF計數器在任何時點處跟蹤接連(連續或連貫)失敗樣本的數量。換言之，在給定時間，CIF計數器跟蹤被確定為失敗樣本的連貫樣本的數量。
[0070]滑動窗緩衝區224包括具有預定大小(用於預定數量的條目)的(存儲器)數據緩衝區。預定大小被標定和存儲為標定值中的一個。數據緩衝區可包括例如環形緩衝區、先進先出緩衝區或循環緩衝區。數據緩衝區包括按時間排序數據的流或流動，其表示包括用於最近的預定數量樣本的數據的移動的時間窗。當樣本被確定為通過樣本或失敗樣本時，可以在數據緩衝區中存儲對於該樣本是否為通過樣本或失敗樣本的指示符並且可以從數據緩衝區移除與存儲在數據緩衝區中的最老樣本相關聯的指示符。RIF計數器跟蹤在所測試的最後預定數量的樣本(預定數量為數據緩衝區的大小)中作為失敗樣本的樣本的數量。
[0071]TSLF計數器跟蹤在給定時間測試的接連(連續或連貫)通過樣本的數量。換言之，TSLF計數器跟蹤自樣本被最後一次確定為失敗樣本起所測試的接連樣本的數量。TDA計數器跟蹤在諸如一個鑰匙循環(key cycle)的預定時期內控制從正常控制模式轉變為TDA模式的次數。一個鑰匙循環可以指在車輛的電子部件在車輛啟動(例如，鑰匙接通)之後通電的時間與在車輛的電子部件在車輛關閉(例如，鑰匙斷開)之後斷電的時間之間的時期。定時器包括TDA模式定時器(S2?K)。TDA模式定時器跟蹤在TDA模式下操作的時期。
[0072]圖3A和圖3B包括描繪診斷和響應於包括連續型和間歇型故障兩者的故障的示例性方法的流程圖。控制可以例如在用戶啟動車輛(例如，經由點火鑰匙)時開始。現在參見圖2和圖3A，控制可以始於304，在其中，故障診斷被初始化。例如，診斷控制模塊202可以用通過樣本的指示符(例如I)初始化滑動窗緩衝區模塊224的數據緩衝區並且在304處將定時器和計數器重置為零。也可以採取一個或多個其它初始化措施。
[0073]在308處，診斷控制模塊202可以確定是否滿足用於故障診斷的一個或多個使能或準入條件。如果是，則控制可繼續312。如果否，則控制可以保持在308。在312處，診斷控制模塊202獲得樣本204中的一個。
[0074]在316處，診斷控制模塊202確定樣本204中的一個是為失敗樣本還是為通過樣本。在316處，診斷控制模塊202使用基於閾值或基於範圍的判斷來確定樣本是否為失敗樣本或通過樣本。例如，在316處，診斷控制模塊202可以確定樣本是大於預定值、小於預定值、在預定範圍內或是在預定範圍之外。如果確定樣本為失敗樣本，則控制繼續360，這將在下文中進一步討論。如果確定樣本為通過樣本，則控制繼續320。
[0075]在320處，診斷控制模塊202確定最後一次測試通過信號(或狀況)是否被設定為第一狀態(例如I)。如果是，則診斷控制模塊202在324處將循環狀況信號(或狀況)設定為第一狀態(例如I)，並且控制返回到308。如果否，則控制繼續328。最後一次測試通過信號在下文中進一步討論。
[0076]在328處，計數器/定時器模塊216遞增總樣本計數器(YIctk)。在328處，診斷控制模塊202還將最後一次測試失敗信號(或狀況)設定為第二狀態(例如O)並將循環狀況信號設定為第二狀態(例如O)。最後一次測試失敗信號也在下文中進一步討論。
[0077]在332處，診斷控制模塊202確定TDA啟用信號(或狀況)是否被設定為第一狀態(例如I)。如果是，則在334處計數器/定時器模塊216遞增TSLF計數器(TSLFctk)並重置CIF計數器(CIFctk),並且控制繼續336。如果否，TDA啟用信號被設定為第二狀態(例如O)，控制轉移到416，如下文進一步討論的。TDA啟用信號的狀態指示是否為故障啟用採取臨時默認措施(經由在TDA模式下操作)。TDA啟用信號被設定為第一狀態指示可以採取臨時默認措施。TDA啟用信號可被設定為第一狀態，例如以便處理致命故障。TDA啟用信號被設定為第二狀態指示不採取臨時默認措施。TDA啟用信號可被設定為第二狀態，例如以便處理非致命故障。TDA啟用信號是標定值中的一個。
[0078]在336處，診斷控制模塊202確定RIF計數器(RIFctk)是否大於零。如果是，則在340處計數器/定時器模塊216處理RIF計數器，並且控制繼續344。處理RIF計數器包括當在316處判斷測試的樣本為失敗樣本時遞增RIF計數器或者當在316處判斷測試的樣本為通過樣本時維持(即，不改變)RIF計數器。處理RIF計數器還包括當判斷數據緩衝區中最舊的樣本(即，不應再被考慮的樣本)為失敗樣本時遞減RIF計數器或者當判斷數據緩衝區中最舊的樣本為通過樣本時維持RIF計數器。如果336為否，則控制跳過340並轉移到344。這樣，在數據緩衝區中的數據處理(即，處理RIF計數器)僅在接收到一個或多個失敗樣本且RIF計數器大於零時執行。RIF計數器大於零指示數據緩衝區包括至少一個失敗樣本。這可以通過避免對在該情況下不需要的RIF計數器的不必要的處理而增加計算效率。
[0079]診斷控制模塊202確定控制模式214當前是否為TDA模式。如果是，則控制繼續348。如果否，則控制轉移到428 (圖3B)，這在下文中進一步討論。在348處，診斷控制模塊202確定TSLF計數器(TSLFgtk)是否大於或等於第一預定TDA退出值(S2 Exit CIF MIN)。第一預定TDA退出值對應於用於從TDA模式轉變為正常控制模式的連貫通過樣本的最小數量。第一預定TDA退出值可大於數據緩衝區的大小。第一預定TDA退出值為標定值中的一個。如果348為是，則控制繼續352。如果否，則控制轉移到428 (圖3B)，這在下文中進一步討論。
[0080]在352處，診斷控制模塊202確定RIF計數器(RIFctk)是否小於第二預定TDA退出值(S2 Exit RIF MAX)。第二預定TDA退出值對應於用於從TDA模式轉變為正常控制模式的數據緩衝區內的失敗樣本的最大數量(即，RIF計數器的最大值)。第二預定TDA退出值為標定值中的一個。如果352為是，則控制繼續356。如果否，則控制轉移到428 (圖3B)，這在下文中進一步討論。
[0081]在356處，診斷控制模塊202將控制模式214從TDA模式轉變為正常控制模式。接著重新開始控制系統的正常控制。另外，在356處，計數器/定時器模塊216停止TDA模式定時器(S2?K)並且將TDA模式定時器重置為零。控制接著繼續428 (圖3B)，這在下文中進一步討論。
[0082]重新參看360 (即，當在316處判斷樣本為失敗樣本時)，診斷控制模塊202確定最後一次測試失敗信號是否被設定為第一狀態(例如I)。如果是，則診斷控制模塊202在324處將循環狀況信號設定為第一狀態，並且控制返回到308。如果否，則最後一次測試失敗信號處於第二狀態，並且控制繼續364。最後一次測試失敗信號在下文中進一步討論。
[0083]在364處，計數器/定時器模塊216遞增失敗樣本計數器(XIctk)。如果失敗樣本計數器等於1，則計數器/定時器模塊216在368處將總樣本計數器(YIctk)設定為等於I。如果失敗樣本計數器不等於1，則計數器/定時器模塊216在368處遞增總樣本計數器。通過在接收到第一失敗樣本時將總樣本計數器設定為1，可以採取PDA，並且可以在故障存在時更早設定DTC。
[0084]在372處，診斷控制模塊202將最後一次測試通過信號設定為第二狀態並將循環狀況信號設定為第二狀態。在376處，診斷控制模塊202確定是否將TDA啟用信號設定為第一狀態。如果是，則控制繼續380。如果否，則將TDA啟用信號設定為第二狀態，並且控制轉移到416，這在下文中進一步討論。如上所述，TDA啟用信號的狀態指示是否為故障啟用採取臨時默認措施(經由在TDA模式下操作)。
[0085]在380處，計數器/定時器模塊216重置TSLF計數器(TSLFgtk)並且遞增CIF計數器(CIFgtk)。另外，在380處，計數器/定時器模塊216處理RIF計數器。如上所述，處理RIF計數器包括當在316處判斷測試的樣本為失敗樣本時遞增RIF計數器或者當在316處判斷測試的樣本為通過樣本時維持RIF計數器。處理RIF計數器還包括當判斷數據緩衝區中最舊的樣本為失敗樣本時遞減RIF計數器或者當判斷數據緩衝區中最舊的樣本為通過樣本時維持RIF計數器。
[0086]在384處，診斷控制模塊202確定CIF計數器是否大於第一預定最大值(SI CIFMAX)。如果是，則控制繼續392。如果否，則控制繼續388。第一預定最大值對應於用於從正常模式轉變為TDA模式的連貫失敗樣本的預定最大數量。第一預定最大值為標定值中的一個。
[0087]診斷控制模塊202確定RIF計數器(RIFgtk)是否大於第二預定最大值(SI RIFMAX)。如果是，則控制繼續392。如果否，則控制轉移到406，這在下文中進一步討論。第二預定最大值對應於用於從正常模式轉變為TDA模式的隨機間歇失敗樣本的預定最大數量。第二預定最大值為標定值中的一個。
[0088]在392處，診斷控制模塊202確定控制模式214是否為正常控制模式。如果是，則控制繼續396。如果否，則控制模式214為TDA模式或PDA模式，並且控制繼續406，這在下文中進一步討論。在396處，計數器/定時器模塊216遞增TDA計數器(TDActk)，並且控制繼續400。
[0089]在400處，診斷控制模塊202確定TDA計數器是否大於或等於第三預定最大值(TDA MAX) ο如果是，則控制轉移到420，這在下文中進一步討論。如果否，則控制繼續404。第三預定最大值對應於在轉變到PDA模式並設定DTC之前在預定時期(例如一個鑰匙循環)內從正常控制模式到TDA模式的最大轉變次數。第三預定最大值為標定值中的一個。在404處，診斷控制模塊202將控制模式214設定為TDA模式，並且採取臨時默認措施。在404處，計數器/定時器模塊216還啟動TDA模式定時器(S2?)。在404之後，控制繼續416。
[0090]在406處，診斷控制模塊202確定控制模式214是否為TDA模式。如果是，則控制繼續408。如果否，則控制繼續416，這在下文中進一步討論。在408處，診斷控制模塊202確定TDA模式定時器(S2?)是否大於預定最大TDA時期。如果是，則控制繼續420，這在下文中進一步討論。如果否，則控制繼續416。預定最大TDA時期對應於在轉變到PDA模式並設定DTC之前在預定時期(例如一個鑰匙循環)內TDA模式的最大使用時期。預定最大TDA時期為標定值中的一個。
[0091]在416處，診斷控制模塊202確定失敗樣本計數器(XIctk)是否大於第四預定最大值。如果是，則控制繼續420。如果否，則控制繼續428 (圖3B)，這在下文中進一步討論。第四預定最大值對應於在當前的預定數量的樣本集內用於設定DTC和進入PDA模式的失敗樣本的最大數量 (總樣本大小)。第四預定最大值為標定值中的一個。
[0092]在420處，診斷控制模塊202將測試狀況信號設定為第二狀態並設定與故障相關聯的DTC。診斷控制模塊202在諸如存儲器228 (圖2)的存儲器中設定DTC。故障指示燈(MIL) 232 (圖2)響應於DTC的設定而亮起，以指示需要維修車輛。車輛維修技師可使用DTC來修復故障。在420處，診斷控制模塊202還將控制模式214設定為PDA模式並且採取永久默認措施。在420處，診斷控制模塊202還將最後一次測試失敗信號設定為第一狀態。因此，如果在316處在下一控制循環期間樣本中的下一個被判斷為失敗樣本，則360通過在確定將使用PDA模式之後提供避免額外處理連貫地接收的失敗樣本的不必要執行的能力而增加計算效率。控制繼續424。
[0093]在424處，度量模塊236 (圖2)確定並選擇性地記錄第二尺度(metric)，然後重置失敗樣本計數器(XIctk)和總樣本計數器(YIctk)。如果TDA啟用信號被設定為第一狀態，則在424處還執行下列步驟:度量模塊236確定並選擇性地記錄第三和第四尺度；診斷控制模塊202用失敗樣本的指示符填充數據緩衝區，並且RIF計數器(RIFctk)基於該填充而被更新為數據緩衝區的大小；計數器/定時器模塊216重置TSLF計數器(TSLFctk)、TDA計數器(TDActk)和CIF計數器(CIFctk);並且計數器/定時器模塊216停止並重置TDA模式定時器(S2?)。
[0094]度量模塊236利用下列關係確定第二、第三和第四尺度:
【權利要求】
1.一種用於診斷車輛的裝置的診斷系統，包括: 採樣模塊，其生成所述裝置的參數的樣本； 診斷控制模塊，其基於所述樣本與預定值和預定範圍中的一個的比較而指示所述樣本中的每一個是通過還是失敗； 計數器模塊，其跟蹤所比較的第一數量的連貫樣本，跟蹤所述第一數量的樣本中失敗的第二數量，跟蹤所述第一數量的樣本中連貫地失敗的第三數量，並且跟蹤所比較的最後預定數量的樣本中失敗的第四數量， 其中所述診斷控制模塊進一步: 基於所述第一、第二、第三和第四數量而選擇正常控制模式、臨時默認措施模式和永久默認措施模式中的一個； 基於所述第三和第四數量中的至少一個而從所述正常控制模式轉變為所述臨時默認措施模式並且採取臨時默認措施； 基於所述第一、第三和第四數量中的至少一個而轉變為所述永久默認措施模式並且採取永久默認措施；並且 當處於所述永久默認措施模式時在存儲器中選擇性地設定診斷故障碼(DTC)。
2.根據權利要求1所述的診斷系統，還包括在設定所述DTC時亮起的故障指示燈(MIL)。
3.根據權利要求1所·述的診斷系統，其中所述永久默認措施不同於所述臨時默認措施。
4.根據權利要求1所述的診斷系統，其中: 所述計數器模塊進一步跟蹤在所述臨時默認措施模式下的操作時期；並且所述診斷控制模塊響應於所述時期大於預定時期的判斷而轉變為所述永久默認措施模式並且採取所述永久默認措施。
5.根據權利要求1所述的診斷系統，其中: 所述計數器模塊進一步跟蹤從所述正常控制模式到所述臨時默認措施模式的轉變的第五數量；並且 所述診斷控制模塊響應於所述第五數量大於預定值的判斷而轉變為所述永久默認措施模式並且採取所述永久默認措施。
6.根據權利要求1所述的診斷系統，其中所述診斷控制模塊響應於所述第二數量大於預定值的判斷而轉變為所述永久默認措施模式並且採取所述永久默認措施。
7.根據權利要求1所述的診斷系統，其中: 所述計數器模塊進一步跟蹤在所述臨時默認措施模式下的操作時期並且跟蹤從所述正常控制模式向所述臨時默認措施模式的轉變的第五數量；並且 所述診斷控制模塊響應於下列條件而轉變為所述永久默認措施模式並採取所述永久默認措施: 所述時期大於預定時期的第一判斷； 所述第五數量大於第一預定值的第二判斷；以及 所述第二數量大於第二預定值的第三判斷。
8.根據權利要求1所述的診斷系統，其中所述診斷控制模塊響應於所述第三數量大於預定值的判斷而轉變為所述臨時默認措施模式並且採取所述臨時默認措施。
9.根據權利要求8所述的診斷系統，其中所述診斷控制模塊進一步響應於所述第四數量大於第二預定值的第二判斷而轉變為所述臨時默認措施模式並且採取所述臨時默認措施。
10.一種用於診斷車輛的裝置的方法，包括: 生成所述裝置的參數的樣本； 基於所述樣本與預定值和預定範圍中的一個的比較而指示所述樣本中的每一個是通過還是失敗； 跟蹤所比較的第一數量的連貫樣本、所述第一數量的樣本中失敗的第二數量、所述第一數量的樣本中連貫地失敗的第三數量以及所比較的最後預定數量的樣本中失敗的第四數量； 基於所述第一、第二、第三和第四數量而選擇正常控制模式、臨時默認措施模式和永久默認措施模式中的一個； 基於所述第三 和第四數量中的至少一個而從所述正常控制模式轉變為所述臨時默認措施模式並且採取臨時默認措施； 基於所述第一、第三和第四數量中的至少一個而轉變為所述永久默認措施模式並且採取永久默認措施；並且 當處於所述永久默認措施模式時在存儲器中選擇性地設定診斷故障碼(DTC)。
【文檔編號】G05B23/02GK103576670SQ201310305479
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月19日 優先權日:2012年7月19日
【發明者】P.J.吉爾斯, J.F.範吉爾德 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司