一种温度传感器的可信度判定方法及相关组件与流程

1.本发明涉及判定温度传感器的可信度的技术领域，特别是涉及一种温度传感器的可信度判定方法及相关组件。


背景技术：

2.在车辆的发动机的进气系统端一般有环境温度传感器、进气歧管温度传感器、egr(exhaust gas re-circulation，废气再循环，指把发动机排出的部分废气回送到进气歧管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸参与燃烧，可有效降低尾气中的nox值，nox包含二氧化氮和一氧化氮是柴油发动机燃烧尾气中产生的有害气体)下游温度传感器、空气流量计温度传感器等。若这些温度传感器中某个温度传感器不准或者产生严重偏差时，将对发动机的进气量控制和egr部件产生显著的负面影响，导致燃烧恶化，排放超标，造成污染。现有技术中，单独监控每个温度传感器采集的温度值，并判断其可信度，例如进气歧管温度传感器采集进气温度值，处理器可以判断当前进气温度值与上次熄火时发动机的进气温度值的差值是否在预设数值范围内，若是则判定进气歧管温度传感器采集的进气温度值正常，若否则判定异常，也即判定进气歧管温度传感器不可信。通过一次判断过程就判定是否不可信，过于武断，误判的概率较高。


技术实现要素：

3.本技术的目的是提供一种温度传感器的可信度判定方法及相关组件，该方案中，将一个温度传感器采集的温度值分别与剩余的温度传感器采集的温度值进行比较，获取n-1个差值的绝对值，再通过n-1次判断差值的绝对值的过程来判定是否不可信，减小了误判的概率。
4.为解决上述技术问题，本技术提供了一种温度传感器的可信度判定方法，包括：
5.获取车辆的发动机的进气系统端的n个温度传感器采集的温度值，n≥3；
6.分别获取第i个所述温度传感器采集的所述温度值与剩余n-1个所述温度传感器采集的所述温度值的差值的绝对值，1≤i≤n；
7.若大于预设值的所述差值的绝对值的数量不小于预设数量时，判定第i个所述温度传感器不可信。
8.优选的，所述预设数量为n-1。
9.优选的，判定第i个所述温度传感器不可信之后，还包括：
10.控制报警模块进行报警。
11.优选的，判定第i个所述温度传感器不可信之后，还包括：
12.发送限制扭矩的指令至所述发动机使所述发动机处于低功耗的工作状态。
13.优选的，n为4时，n个所述温度传感器分别为环境温度传感器、进气歧管温度传感器、egr下游温度传感器和空气流量计温度传感器。
14.优选的，获取车辆的发动机的进气系统端的n个温度传感器采集的温度值，包括：
15.在预设条件下，获取车辆的发动机的进气系统端的n个温度传感器采集的温度值，所述预设条件为所述发送机处于冷启动的工作状态。
16.优选的，所述预设条件还包括进气加热器未开启和n个所述温度传感器自检结果均正常。
17.为解决上述技术问题，本技术还提供了一种温度传感器的可信度判定系统，包括：
18.温度获取单元，用于获取车辆的发动机的进气系统端的n个温度传感器采集的温度值，n≥3；
19.差值的绝对值获取单元，用于分别获取第i个所述温度传感器采集的所述温度值与剩余n-1个所述温度传感器采集的所述温度值的差值的绝对值，1≤i≤n；
20.不可信判定单元，用于若大于预设值的所述差值的绝对值的数量不小于预设数量时，判定第i个所述温度传感器不可信。
21.为解决上述技术问题，本技术还提供了一种温度传感器的可信度判定装置，包括：
22.存储器，用于存储计算机程序；
23.处理器，用于执行所述计算机程序以实现上述所述的温度传感器的可信度判定方法的步骤。
24.为解决上述技术问题，本技术还提供了一种发动机的进气系统，包括设置于发动机的进气系统端的n个温度传感器，还包括所述的温度传感器的可信度判定装置，n≥3。
25.本技术提供了一种温度传感器的可信度判定方法及相关组件，该方案中，获取车辆的发动机的进气系统端的n个温度传感器采集的温度值，n≥3；分别获取第i个温度传感器采集的温度值与剩余n-1个温度传感器采集的温度值的差值的绝对值，1≤i≤n；若大于预设值的差值的绝对值的数量不小于预设数量时，判定第i个温度传感器不可信。将一个温度传感器采集的温度值分别与剩余的温度传感器采集的温度值进行比较，获取n-1个差值的绝对值，再通过n-1次判断差值的绝对值的过程来判定是否不可信，减小了误判的概率。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本技术提供的一种温度传感器的可信度判定方法的流程图；
28.图2为本技术提供的一种获取二维数组的流程图；
29.图3为本技术提供的一种温度传感器的可信度判定系统的结构示意图；
30.图4为本技术提供的一种温度传感器的可信度判定装置的结构示意图；
31.图5为本技术提供的一种发动机的进气系统的结构示意图。
具体实施方式
32.本技术的核心是提供一种温度传感器的可信度判定方法及相关组件，该方案中，将一个温度传感器采集的温度值分别与剩余的温度传感器采集的温度值进行比较，获取n-1个差值的绝对值，再通过n-1次判断差值的绝对值的过程来判定是否不可信，减小了误判
的概率。
33.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
34.图1为本技术提供的一种温度传感器的可信度判定方法的流程图，包括：
35.s11：获取车辆的发动机的进气系统端的n个温度传感器采集的温度值，n≥3；
36.s12：分别获取第i个温度传感器采集的温度值与剩余n-1个温度传感器采集的温度值的差值的绝对值，1≤i≤n；
37.s13：若大于预设值的差值的绝对值的数量不小于预设数量时，判定第i个温度传感器不可信。
38.2018年6月，国家生态环境部和国家市场监督管理总局发布了《重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》标准。随着环保意识逐渐提高，排放法规日趋严格，法规对影响排放的传感器的防篡改提出明确要求，需要对传感器在特定条件下进行监控和诊断。
39.重型发动机已开始实施国家第六阶段标准，与第五阶段相比，不仅仅是排放限值的变化，更重要的体现在相关监测策略的升级，对obd系统(on-board diagnostics，车载自动诊断系统，是安装在汽车和发动机上的计算机系统，属于污染控制装置，具备的功能：诊断影响发动机排放性能的故障；在故障发生时通过报警系统显示；通过存储在电控单元存储器中的信息确定可能的故障区域并提供信息离线通讯)提出了更为严格的要求。在重型柴油发动机中，温度传感器属于排放控制的重要组成部分。整个发动机系统，具有多个温度传感器，在车辆的发动机的进气系统端一般有环境温度传感器、egr下游温度传感器、进气歧管温度传感器、空气流量计温度传感器等。
40.若这些温度传感器中某个温度传感器不准或者产生严重偏差时，将对发动机的进气量控制和egr部件产生显著的负面影响，导致燃烧恶化，排放超标，造成污染。现有技术中，单独监控每个温度传感器采集的温度值，并判断其可信度，例如进气歧管温度传感器采集进气温度值，处理器可以判断当前进气温度值与上次熄火时发动机的进气温度值的差值是否在预设数值范围内，若是则判定进气歧管温度传感器采集的进气温度值正常，若否则判定异常，出现故障，也即判定进气歧管温度传感器不可信。通过一次判断过程就判定是否不可信，过于武断，误判的概率较高。
41.并且现有技术还有通过模型温度与实际温度对比来判断温度传感器不可信(被篡改)的情况。其也是单独监控温度传感器的可信度，并且与模型温度进行对比时，采集的实际温度要考虑多种因素的影响，对于实际温度监控逻辑较复杂；并且模型温度中标定温度传感器不可信花费周期较长，成本高，代价大，且模型温度标定的温度不够精确，受瞬态工况影响波动较大，容易误报错。因此，通过模型温度来判断温度传感器的可信度也存在多种缺点。
42.而本技术中，通过多个温度传感器间的相互比较来判断温度传感器的可信度，避免了单独监控并判断温度传感器的可信度带来的误判率高的问题。
43.具体的，首先需要获取车辆的发动机的进气系统端的n个温度传感器采集的温度
值；然后再分别将第i个温度传感器采集的温度值和剩余温度传感器采集的温度值进行相减，进而得到n-1个差值的绝对值；最后判断上述n-1个差值的绝对值中大于预设值的个数，也就是当第i个温度传感器采集的温度值与剩余大部分的温度传感器采集的温度值都存在较大的差异时，判定第i个温度传感器不可信。其中，第i个温度传感器可以为n个温度传感器中的第一个、第二个直至第n个，n个温度传感器都可以通过上述方法来同时判断可信度。此外，对每个温度传感器的可信度的监测与判断可以是实时进行的，以便在出现不可信情况下及时做出反应，提示驾驶员发现问题并及时处理，防止排放超标情况出现。
44.同时，由于一个温度传感器无法产生差值，两个温度传感器的差值的绝对值毫无意义(无法判断差值的绝对值大于预设值是哪个温度传感器不可信引起的)，因此，此处的温度传感器的数量n≥3，同时考虑到发动机的进气系统端设置的温度传感器的数量一般比较固定且不会很大，进而可以将温度传感器的数量n限制在3、4或5，即最多可以同时诊断5个温度传感器的可信度，能够满足应用场景的需求。
45.又考虑到，当获取温度传感器采集的比较稳定的温度值时，可信度判定具有更高的实际意义，因而可以限定在特定工况条件下获取温度传感器采集的温度值，例如发动机处于冷启动阶段，此时，温度更加稳定，也更有利于判定温度传感器的可信度。
46.综上，本技术提供了一种温度传感器的可信度判定方法，该方案中，获取车辆的发动机的进气系统端的n个温度传感器采集的温度值，n≥3；分别获取第i个温度传感器采集的温度值与剩余n-1个温度传感器采集的温度值的差值的绝对值，1≤i≤n；若大于预设值的差值的绝对值的数量不小于预设数量时，判定第i个温度传感器不可信。将一个温度传感器采集的温度值分别与剩余的温度传感器采集的温度值进行比较，获取n-1个差值的绝对值，再通过n-1次判断差值的绝对值的过程来判定是否不可信，减小了误判的概率。
47.在上述实施例的基础上：
48.作为一种优选的实施例，预设数量为n-1。
49.本实施例中，具体限定了预设数量可以为n-1，即当第i个温度传感器采集的温度值与剩余所有温度传感器(n-1个)采集的温度值都存在较大的差异(差值的绝对值大于预设值)时，判定第i个温度传感器不可信，设置了本方案中判定温度传感器不可信的最高标准，使温度传感器的不可信判定更加严格，减小误判的概率。其中，预设数量不固定，可以根据实际的应用场景进行相适应的设定，此处不做特别限定。
50.此外，在本方案的设计完成后，可以进行相应的实验去验证本方案的可靠性与准确性，以发动机处于冷启动阶段、n＝4、预设数量为n-1且四个温度传感器分别环境温度传感器、egr下游温度传感器、进气歧管温度传感器和空气流量计温度传感器为例，进行实验。
51.具体的，在发动机冷启动阶段，采集四个温度传感器的温度值，当第一个温度传感器的温度值与第二个温度传感器的温度值相减的差值的绝对值大于预设值时，记录第一个温度传感器的数组元素为1(故障数为1)，否则记录为0。当第一个温度传感器记录的数组元素之和不小于n-1，即3时，判断第一个温度传感器的温度值异常，第一个温度传感器存在不可信的情况，此时就可以触发第一个温度传感器对应的报警信息，提示驾驶员发现问题及时处理，以保证发动机的正常工作；每个温度传感器与剩余温度传感器都进行上述比较和记录的实验过程，最终的实验结果可以通过二维数组表格的形式进行汇总，例如表1，表1为一种二维数据表格，行和列分别为各温度传感器，每一行对应此行温度传感器与所有温度
传感器的故障信息，其中a、b、c和d均为四个温度传感器的名称，此时获取a的二维数组的具体操作流程可以参照图2，a与a的数组元素可直接填写0，若a与b的温度值的差值的绝对值大于预设值，则a行、b列的数组元素记录为1，反之为0，1代表故障数，说明a和b的温度值有较大偏差，a可能出现故障，当a行所有数组元素的总和不小于温度传感器的总数n再减1(即3)，则说明a与剩余三个温度传感器的温度值均存在较大偏差，判断a存在不可信的情况。在检测a的可信度时，b、c、d也同步检测，判断逻辑步骤与a相同。
52.表1
53.温度传感器abcd总和a
ꢀꢀꢀꢀꢀbꢀꢀꢀꢀꢀcꢀꢀꢀꢀꢀdꢀꢀꢀꢀꢀ
54.更具体的实现步骤及实验结果如下：
55.一、在发动机的进气系统中安装正常(无故障)的环境温度传感器、egr下游温度传感器、进气歧管温度传感器、空气流量计温度传感器，在发动机处于冷启动阶段进行实验，实验结果如下：
56.表2
[0057][0058]
如表2所示，表2为第一种实验结果，在发动机处于冷启动阶段，四个温度传感器相互间的差值的绝对值都不超过预设值，得出的二维数组表格中的数组元素均为0，计算每个温度传感器的数组元素的总和(故障数总和)为0，说明四个温度传感器均是正常的；实验结果与预设相符，判定方法具有可靠性。
[0059]
二、在发动机的进气系统中将环境温度传感器置于恒温炉中(其采集的温度值不再发生变化，发生不可信故障，以此模拟温度传感器异常)，安装正常(无故障)的egr下游温度传感器、进气歧管温度传感器和空气流量计温度传感器，在发动机处于冷启动阶段进行实验，实验结果如下：
[0060]
表3
[0061][0062]
如表3所示，表3为第二种实验结果，在发动机处于冷启动阶段，当环境温度传感器采集的温度值不变时，其与另外三个温度传感器的温度值的差值的绝对值都大于预设值，得出环境温度传感器的数组元素的总和(故障数总和)为3，则判定环境温度传感器不可信，触发报警信息；而剩余每个温度传感器的数组元素的总和(故障数总和)均低于3，是正常状态，可信，不会触发报警信息；实验结果与预设相符，判定方法具有可靠性。
[0063]
三、在发动机的进气系统中将egr下游温度传感器置于恒温炉中(其采集的温度值不再发生变化，发生不可信故障，以此模拟温度传感器异常)，安装正常(无故障)的环境温度传感器、进气歧管温度传感器和空气流量计温度传感器，在发动机处于冷启动阶段进行实验，实验结果如下：
[0064]
表4
[0065][0066]
如表4所示，表4为第三种实验结果，在发动机处于冷启动阶段，当egr下游温度传感器采集的温度值不变时，其与另外三个温度传感器的温度值的差值的绝对值都大于预设值，得出egr下游温度传感器的数组元素的总和(故障数总和)为3，则判定egr下游温度传感器不可信，触发报警信息；而剩余每个温度传感器的数组元素的总和(故障数总和)均低于3，是正常状态，可信，不会触发报警信息；实验结果与预设相符，判定方法具有可靠性。
[0067]
四、在发动机的进气系统中将进气歧管温度传感器置于恒温炉中(其采集的温度值不再发生变化，发生不可信故障，以此模拟温度传感器异常)，安装正常(无故障)的环境温度传感器、egr下游温度传感器和空气流量计温度传感器，在发动机处于冷启动阶段进行实验，实验结果如下：
[0068]
表5
[0069][0070]
如表5所示，表5为第四种实验结果，在发动机处于冷启动阶段，当进气歧管温度传感器采集的温度值不变时，其与另外三个温度传感器的温度值的差值的绝对值都大于预设值，得出进气歧管温度传感器的数组元素的总和(故障数总和)为3，则判定进气歧管温度传感器不可信，触发报警信息；而剩余每个温度传感器的数组元素的总和(故障数总和)均低于3，是正常状态，可信，不会触发报警信息；实验结果与预设相符，判定方法具有可靠性。
[0071]
五、在发动机的进气系统中将空气流量计温度传感器置于恒温炉中(其采集的温度值不再发生变化，发生不可信故障，以此模拟温度传感器异常)，安装正常(无故障)的环境温度传感器、egr下游温度传感器和进气歧管温度传感器，在发动机处于冷启动阶段进行实验，实验结果如下：
[0072]
表6
[0073][0074]
如表6所示，表6为第五种实验结果，在发动机处于冷启动阶段，当空气流量计温度传感器采集的温度值不变时，其与另外三个温度传感器的温度值的差值的绝对值都大于预设值，得出空气流量计温度传感器的数组元素的总和(故障数总和)为3，则判定空气流量计温度传感器不可信，触发报警信息；而剩余每个温度传感器的数组元素的总和(故障数总和)均低于3，是正常状态，可信，不会触发报警信息；实验结果与预设相符，判定方法具有可靠性。
[0075]
以上实验结果是同时诊断环境温度传感器、egr下游温度传感器、进气歧管温度传感器和空气流量计温度传感器的结果，在得出实验结果后，能够直接反应出所有的温度传感器的温度值是否存在异常，也即是否可信。能够精准判断具体发生不可信情况的温度传感器，且在温度传感器存在不可信的情况下实时做出反应。
[0076]
作为一种优选的实施例，判定第i个温度传感器不可信之后，还包括：
[0077]
控制报警模块进行报警。
[0078]
本实施例中，在判定某个温度传感器不可信后，可以控制触发报警模块对该温度传感器进行报警；也可以控制触发与该温度传感器对应的报警模块发出报警信息；从而提示驾驶员发现问题并及时处理，以保证发动机的正常工作，提高可靠性，并且可以避免温度传感器不可信造成的发动机的排放超标，保护环境。
[0079]
作为一种优选的实施例，判定第i个温度传感器不可信之后，还包括：
[0080]
发送限制扭矩的指令至发动机使发动机处于低功耗的工作状态。
[0081]
本实施例中，在判定某个温度传感器不可信后，可以发送限制扭矩的指令至发动机，控制发动机处于低功耗的工作状态，减少温度传感器不可信对发动机的运行造成的不利影响。同时，在判定某个温度传感器不可信后，可以同时进行报警和发送限制扭矩的指令至发动机，达到最佳的故障处理效果。
[0082]
作为一种优选的实施例，n为4时，n个温度传感器分别为环境温度传感器、进气歧管温度传感器、egr下游温度传感器和空气流量计温度传感器。
[0083]
本实施例中，限定了发动机的进气系统端常用的4个温度传感器具体为环境温度传感器、进气歧管温度传感器、egr下游温度传感器和空气流量计温度传感器，适用于发动机的进气系统中采用温度传感器的大部分应用场景。
[0084]
作为一种优选的实施例，获取车辆的发动机的进气系统端的n个温度传感器采集的温度值，包括：
[0085]
在预设条件下，获取车辆的发动机的进气系统端的n个温度传感器采集的温度值，预设条件为发送机处于冷启动的工作状态。
[0086]
本实施例中，在发送机处于冷启动的工作状态时，监控并获取的n个温度传感器的温度值比较稳定，利用这些温度值进行的不可信的判定更为准确，减小误判的概率，同时为驾驶员带来更好的驾驶体验。
[0087]
具体的，发送机处于冷启动的工作状态可以是满足两个条件，一是发动机熄火后时间超过8h；二是发动机的转速为0，或者发动机的转速大于0且持续时间低于3s；在上述条件下进行不可信的诊断，更为精准。
[0088]
作为一种优选的实施例，预设条件还包括进气加热器未开启和n个温度传感器自检结果均正常。
[0089]
本实施例中，预设条件除了发送机处于冷启动的工作状态以外，还可以继续增加，例如发动机进气加热器未开启工作及n个温度传感器自检结果均正常，在此特定工况条件下充分减小了进气系统中判定温度传感器不可信时受到的干扰，使获取的温度值更为稳定，提高判定准确度。其中，温度传感器自检结果正常可以为温度传感器经过释放，满足检测条件且温度传感器没有出现信号故障。
[0090]
请参照图3，图3为本技术提供的一种温度传感器的可信度判定系统的结构示意图，包括：
[0091]
温度获取单元21，用于获取车辆的发动机的进气系统端的n个温度传感器采集的温度值，n≥3；
[0092]
差值的绝对值获取单元22，用于分别获取第i个温度传感器采集的温度值与剩余
n-1个温度传感器采集的温度值的差值的绝对值，1≤i≤n；
[0093]
不可信判定单元23，用于若大于预设值的差值的绝对值的数量不小于预设数量时，判定第i个温度传感器不可信。
[0094]
对于本技术提供的一种温度传感器的可信度判定系统的介绍，请参照上述实施例，本技术此处不再赘述。
[0095]
请参照图4，图4为本技术提供的一种温度传感器的可信度判定装置的结构示意图，包括：
[0096]
存储器31，用于存储计算机程序；
[0097]
处理器32，用于执行计算机程序以实现上述的温度传感器的可信度判定方法的步骤。
[0098]
对于本技术提供的一种温度传感器的可信度判定装置的介绍，请参照上述实施例，本技术此处不再赘述。
[0099]
请参照图5，图5为本技术提供的一种发动机的进气系统的结构示意图，图4中以n＝4为例，包括设置于发动机的进气系统端的n个温度传感器，还包括温度传感器的可信度判定装置，n≥3。
[0100]
对于本技术提供的一种发动机的进气系统中的温度传感器的可信度判定装置的介绍，请参照上述实施例，本技术此处不再赘述。
[0101]
需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0102]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。