专利名称：用于电子控制系统的车辆速度传感器故障检测装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于车辆的电子控制系统；以及更具体地，涉及一种用于电子控制系统的车辆速度传感器故障检测装置和方法，其能够避免由车辆速度传感器之故障而引起的电子控制系统的误控制。
背景技术：
通常，用于车辆的电子控制系统从各种传感器接收信息，处理接收的信息，以及驱动相应的电路和/或制动器，使得可以执行合适的控制操作。有各种电子控制系统，例如，电子控制悬挂系统、电子控制转向系统、ABS(防抱死制动系统)、TCS(牵引力控制系统)、ESP(电子稳定程序)等等。
具体地，在电子控制系统中，因为用于确定车辆运行状态或者道路表面状况的装置或者响应于车辆速度确定控制量的用于计算增益的装置都利用车辆速度信息来产生输出数据，所以车辆速度信息必须具有高的精确度。因此，必须确定用于提供车辆速度信息的车辆速度传感器是否存在故障。
电子控制系统根据从多个设置在车辆中的传感器接收的信息来确定车辆速度传感器故障是否存在。更具体地，常用电子控制系统的车辆速度传感器故障检测装置根据从节气门位置传感器、制动装置传感器、车辆速度传感器和齿轮位置传感器接收的信息来确定车辆速度传感器故障是否存在。
如果节气门位置传感器的TPS值等于或者大于一预定水平，制动装置状态处于OFF状态，齿轮位置处于驱动位置以及车辆速度小于一预定车辆速度，那么常用车辆速度传感器检测装置确定存在(发生)车辆速度传感器故障。然后，为了避免由不正确的车辆速度信息引起的误控制而导致的危险，常用车辆速度传感器故障检测装置停止电子控制系统的控制操作，并且将控制系统故障发生告知用户。
但是，一些柴油机车辆或者系统没有设置节气门位置传感器。在这种情况中，因为电子控制系统没有使用来自节气门位置传感器的信息来确定车辆速度传感器故障是否存在，所以确定车辆速度传感器故障存在或者不存在是不正确的，这导致了在利用车辆速度信息的电子控制系统之控制操作中的误控制。
另外，在一些车辆或系统中，可能没有设置用于提供齿轮位置信息的齿轮位置传感器。在这种情况中，因为电子控制系统没有利用齿轮位置信息来确定车辆速度传感器故障是否存在，所以确定车辆传感器故障存在或者不存在是不正确的，这导致了在利用车辆速度信息的电子控制系统之控制操作中的误控制。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于电子控制系统的车辆速度传感器故障检测装置和方法，其能够使用车辆速度信息、车辆工况信息以及制动装置状态信息来确定车辆速度传感器故障是否存在，以及如果确定存在车辆速度传感器故障，则停止利用车辆速度信息的电子控制系统的控制操作，从而可以防止在利用车辆速度信息的电子控制系统之控制操作中的误控制。
根据本发明的一方面，提供一种用于电子控制系统的车辆速度传感器故障检测装置，该电子控制系统具有一车辆速度传感器，该车辆速度传感器用于检测车辆的车辆速度以及产生表示车辆速度信息的车辆速度信息信号，该装置包括车辆工况检测部分，用于检测车辆的工况，并且产生表示车辆工况信息的车辆工况信息信号；制动装置传感器，用于确定车辆的制动装置是处于ON状态还是OFF状态，以及产生表示制动装置状态信息的制动装置状态信息信号；以及故障检测部分，用于存储一车辆速度参考水平和一工况参考水平，以及接收车辆速度信息信号、车辆工况信息信号和制动装置状态信息信号，其中，如果车辆速度信息小于或者等于车辆速度参考水平，在一预定时间周期期间产生的车辆工况信息信号包括超出工况参考水平的部分以及制动装置处于OFF状态，则故障检测部分产生一故障信号。
根据本发明的另一方面，提供一种用于电子控制系统的车辆速度传感器故障检测装置，该电子控制系统具有一车辆速度传感器，该车辆速度传感器用于检测车辆的车辆速度以及产生表示车辆速度信息的车辆速度信息信号，该装置包括车辆工况检测部分，用于检测车辆的工况，并且产生表示车辆工况信息的车辆工况信息信号；制动装置传感器，用于确定车辆的制动装置是处于ON状态还是OFF状态，以及产生表示制动装置状态信息的制动装置状态信息信号；以及故障检测部分，用于存储一车辆速度变化率参考水平和一工况参考水平，接收车辆速度信息信号、车辆工况信息信号和制动装置状态信息信号，以及计算车辆速度信息的变化率；其中，如果在一预定时间周期期间产生的车辆速度信息的变化率小于或者等于车辆速度变化率参考水平，在一预定时间周期期间产生的车辆工况信息信号包括超出工况参考水平的部分以及制动装置处于OFF状态，则故障检测部分产生一故障信号。
根据本发明的另一方面，提供一种用于电子控制系统的车辆速度传感器故障检测方法，该电子控制系统存储一车辆速度参考水平和一工况参考水平，该方法包括以下步骤检测车辆的车辆速度，以及产生表示车辆速度信息的车辆速度信息信号；检测车辆的状态，以及产生表示车辆工况信息的车辆工况信息信号；确定车辆的制动装置是处于ON状态还是OFF状态，以及产生表示制动装置状态信息的制动装置状态信息信号；如果车辆速度信息小于或者等于车辆速度参考水平，在一预定时间周期期间产生的车辆工况信息信号包括超出工况参考水平的部分，以及制动装置处于OFF状态，则产生一故障信号；以及响应于故障信号，停止电子控制系统的控制操作，电子控制系统的控制操作利用车辆速度信息。
通过以下参考附图对优选实施例的详细说明，本发明的上述和其它目的和特征将变得更加清晰，其中图1是根据本发明优选实施例的用于电子控制系统的车辆速度传感器故障检测装置的方框图；图2是描述图1的车辆速度传感器故障检测装置之操作的流程图。
具体实施例方式
现在，参考附图，详细说明本发明的优选实施例。
参考图1，提供根据本发明优选实施例的用于电子控制系统的车辆速度传感器故障检测装置的方框图。正如图1所示，用于确定车辆速度传感器101之故障的车辆速度传感器故障检测装置包括车辆工况检测部分103、车辆发动机运行检测部分105、制动装置传感器107、故障检测部分110、控制部分120以及显示部分130。
车辆速度传感器101检测车辆速度，产生表示车辆速度信息的车辆速度信息信号，并将其传送给故障检测部分110。
车辆发动机运行检测部分105确定车辆发动机是处于ON还是OFF状态，产生表示车辆发动机状态信息的发动机状态信息信号，并将其传送给故障检测部分110，其中，车辆发动机的ON状态表示车辆发动机正在运行，以及车辆发动机的OFF状态表示车辆发动机没有运行。
车辆工况检测部分103通过利用由垂直加速度传感器、水平加速度传感器、转向角度传感器、车辆高度传感器等等所检测的信号来检测车辆的工况，产生表示车辆工况信息的车辆工况信息信号，并将其传送给故障检测部分110。
制动装置传感器107确定车辆制动装置是处于ON状态还是OFF状态，产生表示车辆制动装置状态信息的制动装置状态信息信号，并将其传送给故障检测部分110，其中，车辆制动装置的ON状态表示车辆制动装置产生制动力，以及车辆制动装置的OFF状态表示车辆制动装置没有产生制动力。
故障检测部分110接收车辆速度信息信号、车辆工况信息信号、发动机状态信息信号和制动装置状态信息信号。故障检测部分110存储一个车辆速度参考水平(或者第一参考水平)以及一个车辆工况参考水平(或者第二水平)，车辆速度参考水平和车辆工况参考水平被用于确定车辆速度传感器101是否存在故障。另外，在必须从车辆工况检测部分103的车辆工况信息信号中除去噪声和DC偏移的情况中，故障检测部分110还可以包括低通滤波器或者高通滤波器。
故障检测部分110过滤车辆工况检测部分103的车辆工况信息信息。如果在一个预定时间周期期间所过滤的车辆工况信息信号包括超出第二参考水平的部分，车辆速度信息(或者车辆速度)小于或者等于第一参考水平以及车辆制动装置处于OFF状态，则故障检测部分110产生一个故障信号，并将该故障信号传送给控制部分120。
另外，如果在预定时间周期期间所过滤的车辆状态信息信号包括超出第二参考水平的部分，车辆速度信息(或者车辆速度)小于或者等于第一参考水平，车辆制动装置处于OFF状态以及车辆发动机处于ON状态，则故障检测部分110产生故障信号，并将故障信号传送给控制部分120。
这就是说，故障检测部分110通过利用来自车辆速度传感器101、车辆工况检测部分103和制动装置传感器107的信息，或者通过利用来自车辆速度传感器101、车辆工况检测部分103、制动装置传感器107和车辆发动机运行检测部分105的信息来确定是否存在车辆速度传感器故障。
当接收到来自故障检测部分110的故障信号时，控制部分120停止利用从车辆速度传感器101传送的车辆速度信息进行电子控制系统的控制操作，例如，电子控制悬挂系统或者通过利用车辆速度信息控制致动器之控制量的电子控制转向系统的控制操作。
另外，控制部分120包括一计数器120a，用于统计来自故障检测部分110的故障信号的发生次数。如果故障信号的发生次数到达一预定次数，则计数器120a产生一警报信号，并将其传送给显示部分130。
将警报信号显示在由LCD或者LED构成的显示部分130上，以便可以将车辆速度传感器101的故障通知给用户。
正如以上所述，故障检测部分110直接使用车辆速度信息(或者车辆速度)，以确定车辆速度传感器101之故障是否存在。但是，故障检测部分110可以使用在一预定时间周期期间所产生的车辆速度信息(或者车辆速度)的变化率。换句话说，如果车辆速度信息(或者车辆速度)的变化率小于或者等于一预定水平，在一预定时间周期期间所过滤的车辆工况信息信号包括超过第二参考水平的部分以及车辆制动装置处于OFF状态，则故障检测部分110产生故障信号，并将其传送给控制部分120。
现在，参考图2，说明上述用于电子控制系统的车辆速度传感器故障检测装置的车辆速度传感器故障检测操作。
正如图2所示，在步骤200，故障检测部分110从车辆速度传感器101接收车辆速度信息信号，并且在步骤S202，确定接收的车辆速度信息(或者车辆速度)是否小于或者等于第一参考水平。
在步骤202，如果接收的车辆速度信息(或者车辆速度)大于第一参考水平，则车辆速度传感器故障检测操作回到步骤S200，以便故障检测部分110从车辆速度传感器101接收车辆速度信息信号。同时，如果接收的车辆速度信息(或者车辆速度)小于或者等于第一参考水平，那么在步骤204，故障检测部分110根据来自车辆发动机运行检测部分105的发动机状态信息来确定车辆发动机是否处于ON状态，例如，车辆发动机正在运行。
在步骤204，如果确定车辆发动机处于OFF状态，则车辆速度传感器故障检测操作回到步骤S200，以便故障检测部分110从车辆速度传感器101接收车辆速度信息信号。同时，在步骤S204，如果确定车俩发动机处于ON状态，则在步骤S206，故障检测部分110接收和过滤车辆工况信息信号，并且然后在步骤S208，确定过滤的车辆工况信息信号是否包括超过第二参考第水平的部分。
在步骤S208，如果过滤的车辆工况信息信号没有包括超过第二参考水平的部分，则车辆速度传感器故障检测操作回到步骤S200，以便故障检测部分110从车辆速度传感器101接收车辆速度信息信号。同时，在步骤S28，如果过滤的车辆工况信息信号包括超过第二参考水平的部分，则在步骤S210，故障检测部分110根据从制动装置传感器107接收的制动装置状态信息来确定车辆制动装置是否处于OFF状态。
在步骤S210，如果车辆制动装置处于ON状态，则车辆速度传感器故障检测操作回到步骤S200，以便故障检测部分110从车辆速度传感器101接收车辆速度信息信号。同时，在步骤S210，如果车辆制动装置处于OFF状态，则故障检测部分110确定车辆速度传感器101发生故障，并且在步骤S212，将故障信号传送给控制部分120。
在步骤S214，响应于来自故障检测部分110的故障信号，控制部分120停止利用车辆速度的电子控制系统之控制操作。
在上述优选实施例中，虽然通过直接使用车辆速度信息(或者车辆速度)来确定车辆速度传感器故障，但是，应当注意，车辆速度传感器故障检测操作可以使用车辆速度信息(或者车辆速度)的变化率。这就是说，在步骤S202，可以使用在一预定时间周期的车辆速度信息(或者车辆速度)的变化率。
正如以上所述，本发明的车辆速度传感器故障检测装置和方法通过使用有关车辆速度、车辆工况、制动装置状态以及发动机状态的信息来确定是否存在车辆速度传感器故障，并且如果存在车辆速度传感器故障，则停止利用车辆速度信息的电子控制系统的控制操作，从而避免电子控制系统的误控制。
虽然相对于优选实施例显示和说明了本发明，但是，本领域技术人员将会理解，可以做出各种改变和修改，而没有偏离所附权利要求定义的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种用于电子控制系统的车辆速度传感器故障检测装置，该电子控制系统具有一车辆速度传感器，该车辆速度传感器用于检测车辆的车辆速度以及产生表示车辆速度信息的车辆速度信息信号，该装置包括车辆工况检测部分，用于检测车辆的工况，并且产生表示车辆工况信息的车辆工况信息信号；制动装置传感器，用于确定车辆的制动装置是处于ON状态还是OFF状态，以及产生表示制动装置状态信息的制动装置状态信息信号；以及故障检测部分，用于存储一车辆速度参考水平和一工况参考水平，以及接收车辆速度信息信号、车辆工况信息信号和制动装置状态信息信号，其中，如果车辆速度信息小于或者等于车辆速度参考水平，在一预定时间周期期间产生的车辆工况信息信号包括超出工况参考水平的部分以及制动装置处于OFF状态，则故障检测部分产生一故障信号。
2.如权利要求1的装置，其中，车辆工况检测部分通过利用垂直加速度传感器、水平加速度传感器、转向角度传感器和车辆高度传感器所产生的信号中的至少一个信号产生车辆工况信息信号。
3.如权利要求1的装置，还包括一发动机运行检测部分，用于确定车辆的发动机是处于ON状态还是OFF状态，以及产生表示发动机状态信息的发动机状态信息信号，其中，如果车辆速度信息小于或者等于车辆速度参考水平，在预定时间周期期间产生的车辆工况信息信号包括超过工况参考水平的部分，制动装置处于OFF状态以及发动机处于ON状态，则故障检测部分产生一故障信号。
4.如权利要求1的装置，还包括一控制部分，用于当产生故障信号时，停止电子控制系统的控制操作，电子控制系统的控制操作利用车辆速度信息。
5.如权利要求4的装置，其中，控制部分包括一计数器，用于统计故障信号的发生次数，以及如果故障信号的发生次数大于一预定次数时，则产生一警报信号。
6.如权利要求5的装置，还包括一显示部分，用于显示从控制部分的计数器产生的警报信号。
7.一种用于电子控制系统的车辆速度传感器故障检测装置，该电子控制系统具有一车辆速度传感器，该车辆速度传感器用于检测车辆的车辆速度以及产生表示车辆速度信息的车辆速度信息信号，该装置包括车辆工况检测部分，用于检测车辆的工况，并且产生表示车辆工况信息的车辆工况信息信号；制动装置传感器，用于确定车辆的制动装置是处于ON状态还是OFF状态，以及产生表示制动装置状态信息的制动装置状态信息信号；以及故障检测部分，用于存储车辆速度变化率参考水平和工况参考水平，接收车辆速度信息信号、车辆工况信息信号和制动装置状态信息信号，以及计算车辆速度信息的变化率；其中，如果在预定第一时间周期期间产生的车辆速度信息的变化率小于或者等于车辆速度变化率参考水平，在预定第二时间周期期间产生的车辆工况信息信号包括超出工况参考水平的部分以及制动装置处于OFF状态，则故障检测部分产生一故障信号。
8.一种用于电子控制系统的车辆速度传感器故障检测方法，该电子控制系统存储一车辆速度参考水平和一工况参考水平，该方法包括以下步骤检测车辆的车辆速度，以及产生表示车辆速度信息的车辆速度信息信号；检测车辆的工况，以及产生表示车辆工况信息的车辆工况信息信号；确定车辆的制动装置是处于ON状态还是OFF状态，以及产生表示制动装置状态信息的制动装置状态信息信号；如果车辆速度信息小于或者等于车辆速度参考水平，在一预定时间周期期间产生的车辆工况信息信号包括超出工况参考水平的部分以及制动装置处于OFF状态，则产生一故障信号；响应于故障信号，停止电子控制系统的控制操作，电子控制系统的控制操作利用车辆速度信息。
9.如权利要求8的方法，其中，通过利用垂直加速度传感器、水平加速度传感器、转向角度传感器和车辆高度传感器所产生的信号中的至少一个信号，产生车辆工况信息信号。
10.如权利要求8的方法，还包括以下步骤确定车辆的发动机是处于ON状态还是OFF状态，以及产生表示发动机状态信息的发动机状态信息信号，其中，如果车辆速度信息小于或者等于车辆速度参考水平，在预定时间周期期间产生的车辆工况信息信号包括超过工况参考水平的部分，制动装置处于OFF状态以及发动机处于ON状态，则产生一故障信号。
全文摘要
一种用于电子控制系统的车辆速度传感器故障检测装置，该电子控制系统具有一车辆速度传感器，该车辆速度传感器用于产生表示车辆速度信息的车辆速度信息信号，该装置包括车辆工况检测部分、制动装置传感器和故障检测部分。如果从车辆速度传感器产生的车辆速度信息小于或者等于存储在故障检测部分的一车辆速度参考水平，在一预定时间周期期间产生的车辆工况信息信号具有超过存储在故障检测部分的工况参考水平的部分以及制动装置处于OFF状态，则故障检测部分产生一故障信号。
文档编号B60K31/00GK1776392SQ20041009299
公开日2006年5月24日 申请日期2004年11月16日 优先权日2004年11月16日
发明者金完鎰 申请人:株式会社万都