CN110632525A - 准实时传感器测量验证 - Google Patents

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CN110632525A CN201910236847.2A CN201910236847A CN110632525A CN 110632525 A CN110632525 A CN 110632525A CN 201910236847 A CN201910236847 A CN 201910236847A CN 110632525 A CN110632525 A CN 110632525A
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安东尼·费雷法布雷加斯
大卫·加梅斯阿拉里
费德里科·焦尔达诺
吉格内什·乔汉
奥姆·普拉卡什
阿布舍克·沙玛
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Abstract

本公开涉及准实时传感器测量验证。一种准实时地执行对由传感器完成的测量的验证的方法和***。传感器验证可以在两个不同的级别——功能级别和测量级别处实施。在功能级别处，根据被测量的物理***的功能，可以在传感器级别处处理对来自不同变量的信息的一致性检查。在测量级别处，可以通过特定电路且在合适的时刻处对测量路径中存在的电路进行诊断，以在最小化样本丢失的同时保证容错时间间隔。这可以至少部分地通过增加测量采样率来实现。

Description

准实时传感器测量验证
技术领域
本公开涉及一种用于准实时验证由传感器进行的测量的方法和***。
背景
现代车辆包括具有复杂电路以用于执行不同的功能的***。公共电路包括与传感器通信的模数转换器(“ADC”)。传感器测量物理量并生成指示所测量的物理量的模拟电信号。ADC从传感器接收模拟信号，并将其转换成数字电信号(即，数字值、数字输出代码等)。
一旦模拟传感器信号被数字化，它就可以由微控制器处理和/或通过网络连接传输到其他模块。这些ADC具有可编程的ADC转换速率，但它们通常以固定频率(诸如1kHz)工作。这些设备还集成了诊断电路，其可以监测内部电路和外部电路的正确行为。当前的实现方式需要停止测量来执行对电路的诊断。在诊断完成时，需要再次填充ADC的输入数据缓冲器，且因此，***需要等待n个周期，直到有效样本可以被完全处理(或输出)为止。
概述
本公开的一个或更多个实施例针对用于验证对***中的物理变量的传感器测量的方法。该方法可以包括在测量模式期间至少接收指示被测量的第一变量的第一传感器信号、指示被测量的第二变量的第二传感器信号和指示被测量的第三变量的第三传感器信号。该方法还可以包括将指示第一变量、第二变量和第三变量的成对的测量值与相似的成对的期望值进行比较。期望值可以基于当前***条件。该方法还可以包括响应于均包括故障变量的两对测量值在期望值的预定范围之外，启动针对故障变量的对测量路径的诊断。故障变量可以是第一变量、第二变量、或第三变量之一。第一变量可以是电池电压，第二变量可以是电池电流，且第三变量可以是电池温度。
将指示第一变量、第二变量和第三变量的成对的测量值与相似的成对的期望值进行比较(其中期望值基于当前***条件)可以包括：将指示第一变量和第二变量的第一对测量值与基于当前***条件的第一对期望值进行比较；将指示第一变量和第三变量的第二对测量值与基于当前***条件的第二对期望值进行比较；以及将指示第二变量和第三变量的第三对测量值与基于当前***条件的第三对期望值进行比较。
响应于均包括故障变量的两对测量值在期望值的预定范围之外启动针对故障变量的对测量路径的目标诊断可以包括：响应于第一对测量值在第一对期望值的预定范围之外并且第二对测量值在第二对期望值的预定范围之外，启动针对第一变量的对测量路径的诊断。可选地，其可以包括响应于第一对测量值在第一对期望值的预定范围之外并且第三对测量值在第三对期望值的预定范围之外来启动针对第二变量的对测量路径的诊断，或者响应于第二对测量值在第二对期望值的预定范围之外并且第三对测量值在第三对期望值的预定范围之外来启动针对第三变量的对测量路径的诊断。
第一传感器信号、第二传感器信号和第三传感器信号都可以是模拟信号。该方法还可以包括将每个模拟信号转换成在过采样率下测量的数字样本，以及预处理数字样本以在目标采样率下生成关于每个模拟信号的数字输出，其中过采样率是目标采样率的N倍。数字输出可以被计算为多达N个先前测量的数字样本的平均值。
诊断之后的第一个数字输出可以根据少于N个先前测量的数字样本计算出来。此外，诊断可能会中断测量模式。但是，在诊断期间，可能丢失不多于一个数字输出。在诊断期间丢失的数字输出可以由移动平均值、先前已知的良好样本和来自先前测量结果的三次样条中的一个来代替。
本公开的一个或更多个另外的实施例是针对用于验证对***中的物理变量的传感器测量的方法。该方法可以包括：接收至少一个传感器信号，每个传感器信号指示被测量的物理变量；将至少一个传感器信号的测量值与期望值进行比较，其中期望值基于当前***条件；检测是否存在阻止诊断模式启动的诊断抑制剂；以及在没有任何诊断抑制剂的情况下，响应于a)测量值在期望值的预定范围之外和b)自上次诊断模式以来的预定时间已经到期之一，启动针对物理变量的对测量路径的诊断。
物理变量可以包括电池电压、电池电流和电池温度中的至少一个。此外，诊断抑制剂可以包括电池起动事件(battery cranking event)。
本公开的一个或更多个另外的实施例是针对用于实时诊断模拟传感器测量的方法。该方法可以包括：在测量模式期间，接收指示被测量变量的模拟信号；将模拟信号转换成在过采样率下测量的数字样本；预处理数字样本以生成在目标采样率下的数字输出，其中过采样率是目标采样率的N倍；以及在诊断模式期间接收和处理诊断信号，其中诊断模式之前的最后一个数字输出是根据少于N个先前测量的数字样本计算出的。诊断模式之后的第一个数字输出可以是根据少于N个先前测量的数字样本计算出的。
该方法还可以包括检测是否存在阻止诊断模式启动的诊断抑制剂，以及在没有任何诊断抑制剂的情况下启动诊断模式。
接收和处理诊断信号可以包括中断测量模式以启动诊断模式，其中对于诊断模式丢失不多于一个在目标采样率下的数字输出。可以使用诊断信号的单个样本来执行诊断模式，并且可以根据剩余的数字样本内插在目标采样率下的相对应数字输出，以防止在目标采样率下的数字输出的任何丢失。可以使用移动平均值和三次样条中的一个根据剩余的数字样本来内插相对应的数字输出。
附图说明
图1是根据本公开的一个或更多个实施例的用于验证传感器测量的***的框图；
图2是根据本公开的一个或更多个实施例的***的功能框图；
图3是信号时序图，其示出了当不使用过采样时，从转换器接收的样本与由控制器可用于算法的样本相比较；
图4是根据本公开的一个或更多个实施例的信号时序图，其示出了当采用过采样时，从转换器接收的样本与由控制器可用于算法的样本相比较的示例；
图5是根据本公开的一个或更多个实施例的信号时序图，其示出了当采用过采样时，从转换器接收的样本与由控制器可用于算法的样本相比较的另一个示例；以及
图6是根据本公开的一个或更多个实施例的流程图，其描述了用于准实时验证传感器测量的正确性的方法。
详细描述
根据需要，在本文中公开了本发明的详细实施例；然而，应理解的是，所公开的实施例仅仅是可以以各种形式和可选形式来体现的本发明的示例。附图不一定是按比例的；一些特征可能被放大或最小化以示出特定组分的细节。因此，本文中所公开的特定的结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅仅作为用于教导本领域中的技术人员以各种方式利用本发明的代表性基础。
对于传感器，诸如电池诊断传感器(BDS)，客户可能需要评估***是否正确测量了具有特定的功能安全特性的一些物理变量(例如，电压、电流、温度等)并限制了容错时间间隔(FTTI)。该***不仅可以确保传感器中的功能安全水平，还可以确保经由通信接口传输到其他电子控制单元(ECU)的值的功能安全水平。
FTTI是在危险发生之前***中存在故障的时间。因此，FTTI代表***需要满足以便过渡到安全状态的总目标时间。只要有可能，***需要在FTTI内切换到安全状态。为了确保***的安全，检测故障的时间(诊断测试间隔)加上***达到安全状态的时间(故障反应时间间隔)应小于对于安全目标的FTTI，如以下的方程所表达：
FTTI>诊断测试间隔(DTI)+故障反应时间间隔(FRTI)
许多传感器使用模数转换器(ADC)来数字化物理量大小以待由微控制器进行处理和/或传输到其他模块。如前所述，这些ADC具有可编程的ADC转换速率，但它们通常以固定频率(诸如1kHz)工作。这些设备集成了可以监测设置在感测***中的内部电路和外部电路的正确行为的诊断电路。
图1示出了根据本公开的一个或更多个实施例的***10的框图。***10可以包括输入端12，其用于接收使用一个或更多个传感器14对物理变量的测量结果。传感器14测量物理量并生成指示所测量的物理量的模拟电信号。模拟输入可以使用ADC 18(诸如，Sigma-Delta ADC)以预定采样率被转换成数字电信号(即，数字值、数字输出代码、数字样本等)16。数字样本16然后可以在预处理器20处被接收用于预处理。
预处理可以将数字样本16处理成用于控制器24的可用值或数据，其中可以根据算法进一步处理数字数据。预处理器20可以确定向控制器24提供什么信息。预处理的数字样本可以以恒定速率被馈送到控制器24。算法的结果可以通过网络连接28输出到其他电子控制单元(ECU)26(即，模块、控制器等)。预处理的值也可以直接被输出到其他ECU。预处理的值和算法的结果一起可以被统称为数字输出30。该***还可以包括诊断电路32，该诊断电路32可以监测内部和外部电路的行为并验证传感器测量结果是否正确。
根据实施例，上述部件中的一个或更多个可以与传感器14一起集成到单个部件中。例如，ADC 18、预处理器20、和/或诊断电路32可以与传感器14一起集成到单个部件中，该单个部件可以通过网络连接数字地连接到控制器24。在这种情况下，传感器可以直接向控制器24提供数字样本或输出。因此，根据应用，传感器信号可以是模拟的或数字的。
为了验证***是否正确测量，可能有几种机制可用。在低层处，硬件可以包括诊断测量路径(即，集成在该测量路径中的所有元件)的特定电路。图2是示出根据本公开的实施例的***10的细节的功能框图。***10能够通过执行对电路的诊断来检测传感器测量的完整性。
***包括传感器14。传感器14测量物理量并生成指示所测量的物理量的模拟电信号。由传感器14生成的模拟信号可以是电压信号，并且在本文中被指定为传感器输入VIN。在可选或附加实施例中，由传感器14生成的模拟信号可以是电流信号。
***10还可包括模拟多路复用器34。如图2中所示，多路复用器34的输出端可以直接被连接到ADC 18的输入端。多路复用器34可以被配置成接收两个输入：(i)来自传感器14的传感器输入VIN；以及(ii)来自诊断电路32的测试输入信号TESTIN。这样，ADC 18可以与两个电压复用：(i)待测量的输入电压(即，来自传感器14的传感器输入VIN)；以及(ii)测试电压(即，来自诊断电路32的测试输入信号TESTIN)。在可选或附加实施例中，测试输入信号TESTIN可以是电流信号。
多路复用器34可以被配置为选择传感器输入VIN和诊断电路的输出电压TESTIN之一，并且经由缓冲器36将所选择的电压转发给ADC 18。例如，在一个时间处，多路复用器34可以选择传感器输入VIN，并将传感器输入VIN转发给ADC 18。相反，在诊断电路32输出测试输入信号TESTIN的另一时间处，多路复用器34可以选择测试电压TESTIN，并将测试电压TESTIN转发到缓冲器36，以用于随后传输到ADC 18。
在正常操作中，当多路复用器34被配置为输出传感器电压VIN时，ADC 18通过将传感器输入VIN与由电压参考38提供的参考电压VREF进行比较来生成关于传感器输入VIN的数字输出代码。电压参考18可以从外部提供给ADC 18，或者可以在ADC本身内部生成。参考电压VREF旨在成为传感器输入VIN与其进行比较的精确的“量尺”。在无误差操作下，ADC 18可以根据以下方程生成关于传感器输入VIN数字输出代码：
输出＝VIN*(2n/VREF)
其中，“输出”是十进制形式的数字输出代码，以及“n”是ADC的分辨率的位数。分辨率指示ADC在模拟值的范围内可以产生的离散值的数量。这些值通常以二进制形式存储，因此分辨率以位表示。例如，分辨率为八位的ADC可以将模拟传感器输入VIN编码为256个不同电平中的一个，因为28＝256。
***10可以包括微控制器，例如控制器24。如图2中所示，ADC 18的输出可以连接到控制器24，使得控制器从ADC 18接收关于传感器输入VIN的数字输出代码Vout。控制器24通常使用关于传感器输入VIN的数字输出代码Vout来控制各种功能。例如，在一个实施例中，传感器14可以生成指示电动车辆(未示出)的电池的所测量的物理量的传感器输入VIN，并且控制器24可以基于关于传感器输入VIN的相对应数字输出代码Vout来控制电池的操作。
控制器24可以生成控制信号NORMAL/TEST(正常/测试)，以在正常测量模式和诊断模式之间切换。如图2中所示，控制信号NORMAL/TEST(正常/测试)可以从控制器24提供给多路复用器34。多路复用器34的选择操作可以在第一状态(即，“正常”)下接收控制信号NORMAL/TEST(正常/测试)的同时选择传感器输入VIN。另一方面，当控制信号NORMAL/TEST(正常/测试)以第二状态(即，“测试”)从控制器24提供给多路复用器34时，多路复用器可以选择测试电压TESTIN。诊断电路32也可以接收控制信号NORMAL/TEST(正常/测试)，以触发诊断的开始。
因此，当根据上述操作控制诊断电路32以生成测试输入信号TESTIN时，多路复用器34选择测试输入信号TESTIN而不是传感器输入VIN，并借助于缓冲器36将测试输入信号TESTIN提供给ADC 18。在这种情况下，测试输入信号TESTIN而不是传感器输入VIN作为模拟输入信号被提供给ADC 18。接着，ADC 18使用参考电压VREF将该模拟输入信号转换成数字输出测试代码TESTOUT，在此期间该模拟输入信号是测试输入信号TESTIN。
可选地，在正常测量模式期间，多路复用器34可以选择传感器输入VIN而不是测试输入信号TESTIN，并将传感器输入VIN提供给ADC 18。在这种情况下，传感器输入VIN根据传统的ADC操作被提供给ADC 18。接着，ADC 18使用参考电压VREF将传感器输入VIN转换成数字输出代码VOUT。
总之，***10可以被配置为在正常操作模式下向ADC 18提供传感器输入VIN。例如，ADC 18可以将传感器输入VIN转换成电压值的数字样本，使得针对车辆执行期望的功能。ADC18可以包括任意数量的通道来接收任意数量的传感器信号。可以在特定通道上执行诊断，以验证传感器测量结果的完整性。
当前的实现方式需要停止对物理量的测量来执行对电路的诊断。在诊断完成时，需要再次填充ADC的输入数据缓冲器36，且因此，***需要等待n个周期，直到有效样本可以被完全处理(或输出)为止。例如，图3示出了数字信号时序图，其示出了从转换器接收的数字样本(顶部)与在预处理后由控制器可用于算法的数字输出(底部)的比较。如所示，在每个诊断阶段期间可能会丢失7-8个样本：3个样本由于从正常测量模式变为诊断模式，1-2个样本在诊断本身中，以及3个样本由于从诊断模式变回正常测量模式。由于诊断而丢失的样本导致至算法的数字输出丢失。因此，在当前的实现方式中，诊断通常在***不在正常模式下工作的特定时刻处进行，并且样本可被备用，或者当怀疑可能存在错误时进行。这意味着高FTTI。
根据本公开的一个或更多个实施例，可以在两个不同的级别(功能级别和测量级别)处实现准实时验证测量的正确性的***和方法。功能级别可以涉及根据正被测量的物理***的功能(诸如电池是在充电还是在放电)对来自在传感器级别处所处理的不同变量(例如，电流、电压、温度等)的信息的一致性检查。测量级别可以涉及由特定电路且在合适的时刻处对测量路径中存在的电路进行诊断，以在最小化样本丢失的同时保证FTTI。这可以通过提高测量采样率来实现，如将在下面更详细地描述的。这反又可以减少诊断是有效的时间。
在较高(或功能)级别处的策略可以涉及计算正被测量的每对物理变量的逻辑函数。例如，在传感器测量电压(V)、电流(I)和温度(T)中，这两个变量对是V-I、V-T和I-T。如果测量值与当前***条件(即，被测量***的物理现象和功能)一致，则该逻辑函数可以计算为1。如果检测到不一致，则逻辑函数可以计算为0，并且可以调用相对应的诊断。例如，如果在对V-I和V-T中检测到不一致，但在I-T中没有检测到不一致，则可以激活对于电压测量路径的诊断。可以采用这种消除错误的策略，使得***可以在诊断期间更快地做出反应。
在没有发现不一致的情况下，***10可以周期性地激活低级(即，测量级别)诊断以保证FTTI。在进行诊断时，一些样本可能会丢失。然而，在某些情况下，可能不允许丢失任何样本。因此，高级别策略可以评估启动该诊断的便利性。这可以通过若干方式来实现。例如，高级别功能(诸如，能量管理或发动机控制)可能不授权在某些特定时刻处执行低级别诊断。例如，在发动机起动期间，为了精确测量当前起动曲线，诊断可能不被授权。此外，对特定事件的检测可能会禁止执行诊断，因为在这些事件期间的测量信息可能更重要。这些特定事件在本文中可称为诊断抑制剂。例如，在电池传感器中，通过监测电压和电流，可以检测起动事件的开始，并且在该事件的持续期间禁用或禁止诊断。在起动事件期间停止或延迟诊断可能是必要的，因为当前信息在监测电池的内阻方面非常有用。
测量级别策略可以包括部署诊断来验证测量结果是否正确。由于诊断停止对物理变量的实际测量，因此测量的采样率可以增加，以减少诊断是有效的时间。将模拟电压信号的采样率提高到目标采样率(例如，奈奎斯特速率)以上可以称为过采样。目标采样率可以是无混叠(alias-free)信号采样发生的采样率，并且部分基于被测量的模拟信号的频率分量。如果信号以奈奎斯特速率的N倍采样，则称该信号以N的因子进行过采样。
预处理器20可以确定向控制器24或直接向网络28提供什么数字信息。可以以目标采样率提供发送到控制器24用于根据算法进行处理或者直接发送到ECU 26的数字输出。因此，预处理器20可以预处理以过采样率获取的测量结果，从而以目标采样率生成对于***10的可用数字输出30。例如，预处理器20可以取最后N个数字样本的平均值，以馈送给控制器24。
图4示出了一个可能的实现方式的数字信号时序图，其中对于每个诊断阶段有8：1的过采样和1个数字输出丢失。如所示，在正常模式期间，在ADC 18处转换的每8个数字测量样本16以目标采样率从预处理器20产生一(1)个可用数字输出30。也就是说，每8个样本中只有一个样本被发送到控制器24。例如，从预处理器20发送到控制器24的数字输出30可以被计算为8个先前测量的“新鲜”测量样本的平均值。当从正常模式切换到诊断模式时，在8：1的过采样率下的诊断的前n个样本(例如，前三个样本)在输入数据缓冲器被填充时可能不可用(即，样本丢失)。以过采样率获取的后续“诊断”样本可用于在诊断模式期间为控制器24产生单个数字输出，以验证传感器***是否正确测量。因此，在本示例中，在诊断阶段期间可能仅丢失一个数字测量输出样本。
诊断丢失的数字输出可能会被替换。例如，图4中丢失的数字输出可以由移动平均值(例如，先前n个数据样本的未加权平均值)或先前已知的良好样本/输出来代替。可选地，可以使用来自先前测量结果的样条插值(例如，3次样条)来替换丢失的输出。当切换回到正常模式时，在8：1的过采样率下的传感器测量的前n个样本(例如，前三个样本)在输入数据缓冲器再次被填充时可能不可用。因此，在过渡到正常模式之后，至控制器24或算法的第一数字输出30可以被计算为少于8个先前测量的“新鲜”样本的平均值。在某些情况下，在采集样本和在样本平均值被发送到控制器24以供算法处理之间可能会引入延迟。是否引入延迟以及延迟量可能取决于测量应用和客户要求。如果需要非常新鲜的测量，那么在从诊断模式过渡时可以使用更少的样本，以减少任何延迟。如果准确性比“新鲜度”更重要，则可以引入延迟，以便利用更多真实样本。
如果可以使用单个测量结果或样本进行诊断，则可以采用一种策略来避免任何数字输出丢失。图5示出了采用避免任何数字输出丢失的8：1的过采样的可选实现方式的数字信号时序图。在这个示例中，在诊断之前和之后提供给控制器24的样本使用四个“新鲜”样本而不是正常操作中的八个“新鲜”样本来进行计算。如果样本的“新鲜度”不是强制性的，在输入数据缓冲器填充时则可以在诊断之前和之后采用其他策略来替换测量结果。如前所述，这些策略可以涉及用移动平均值、先前已知的良好样本、来自先前测量结果的三次样条等替换不可用的样本。
过采样的量可能取决于测量应用。对于某些应用可能需要更高的过采样。然而，增加过采样会增加硬件成本和信号噪声。因此，过采样率可以被选择成使得其为应用提供良好的值和时序，同时最小化噪声和成本。
图6是描绘准实时验证传感器测量的正确性的方法600的流程图。在测量模式期间，***10可以接收对物理变量的测量结果，如步骤610处所提供的。例如，***10可以接收至少一个传感器信号，每个传感器信号指示被测量的物理变量。特别地，***10可以接收指示被测量的第一变量的第一传感器信号、指示被测量的第二变量的第二传感器信号、以及指示被测量的第三变量的第三传感器信号。在电池监测应用中，第一变量可以是电池电压，第二变量可以是电池电流，且第三变量可以是电池温度。
在步骤620处，可以执行高级别功能检查。例如，***10可以将至少一个传感器信号的测量值与期望值进行比较，其中期望值基于当前***条件。在一个或更多个实施例中，***10可以将指示第一变量、第二变量、和第三变量的成对的测量值与相似的成对的期望值进行比较，其中期望值基于当前***条件(即，被测量***的物理现象和功能)。该比较可以包括：将指示第一变量和第二变量的第一对测量值与基于当前***条件的第一对期望值进行比较；将指示第一变量和第三变量的第二对测量值与基于当前***条件的第二对期望值进行比较；以及将指示第二变量和第三变量的第三对测量值与基于当前***条件的第三对期望值进行比较。
在步骤630处，***10可以基于在步骤620中的功能检查期间执行的比较来确定是否检测到任何不一致。当测量值在期望值的预定范围之外时，可以检测到不一致。例如，当两对测量值(每对测量值具有公共变量)在期望值的预定范围之外时，可以检测到不一致。如果在步骤630处检测到不一致，则***10可以确定是否存在阻止诊断模式启动的诊断抑制剂，如步骤640处所提供的。如果存在诊断抑制剂，则可以不调用诊断，并且该方法可以返回到步骤610以继续接收传感器测量结果。
在没有任何诊断抑制剂的情况下，***10可以启动低级别诊断，如步骤650处所提供的。例如，***10可以响应于测量值之一在期望值的预定范围之外，启动针对物理变量的对测量路径的诊断。在当两对测量值(每对测量值具有公共变量)在期望值的预定范围之外时检测到不一致的示例中，***10可以启动针对公共变量(即，故障变量)的对测量路径的诊断。例如，***10可以响应于均包括故障变量的两对测量值在期望值的预定范围之外启动针对故障变量的对测量路径的诊断，故障变量是第一变量、第二变量或第三变量之一。更具体地，***10可以响应于第一对测量值在第一对期望值的预定范围之外并且第二对测量值在第二对期望值的预定范围之外，启动针对第一变量的对测量路径的诊断。
响应于第一对测量值在第一对期望值的预定范围之外并且第三对测量值在第三对期望值的预定范围之外，***10可以启动针对第二变量的对测量路径的诊断。类似地，***10可以响应于第二对测量值在第二对期望值的预定范围之外并且第三对测量值在第三对期望值的预定范围之外，启动针对第三变量的对测量路径的诊断。
在诊断模式期间，***10可以接收和处理诊断信号，以验证一个或更多个变量的测量路径。如上参考图4和图5所述，接收和处理诊断信号可能中断测量模式。然而，根据一个或更多个实施例，对于诊断模式可能丢失不多于一个在目标采样率下的数字输出。实际上，可以在过采样测量信号之间处理诊断信号，并且可以根据剩余样本内插相对应的目标速率的数字输出，以避免至控制器24的数字输出的任何丢失。
***10接下来可以确定诊断是否揭示物理变量的测量路径中的故障或其他错误，如步骤660处所提供的。如果检测到故障，则***10可以前进到步骤670，在步骤670处可以启动校正动作。校正动作可以包括修复故障、通知与***10通信的其他控制单元(例如，ECU26)、和/或将故障通知给用户。如果没有检测到故障，该方法可以返回到步骤610以继续接收传感器测量结果。
回到步骤630，如果没有检测到不一致，则如步骤680处所提供的，***10可以确定自上次诊断模式发生以来的预定时间是否已经到期。如果预定时间还没有失效，则该方法可以返回到步骤610以继续接收传感器测量结果。如果预定时间已经失效，则如步骤650处所提供的，在没有任何诊断抑制剂的情况下(步骤640)，***10可以启动针对物理变量的对测量路径的周期性诊断。
根据一个或更多个实施例，第一传感器信号、第二传感器信号、和第三传感器信号都可以是模拟信号。如前所述，***10可以使用ADC将每个模拟信号转换成以过采样率测量的数字样本。此外，预处理器可以预处理数字样本，以生成在目标采样率下的关于每个模拟信号的数字输出。过采样率可以是目标采样率的N倍。数字输出可以被计算为多达N个先前测量的数字样本的平均值。当输入数据缓冲器填充时，诊断模式之前的最后一个数字输出可以根据少于N个先前测量的数字样本来计算。同样地，诊断之后的第一个数字输出可以根据少于N个先前测量的数字样本来进行计算。
虽然上面描述了示例性实施例，但是并非旨在这些实施例描述了本发明的所有可能的形式。而是，在说明书中使用的词语是描述性的词语而非限制性的词语，并且应理解，可在不偏离本发明的精神和范围的情况下做出各种变化。此外，各种实现的实施例的特征可被组合以形成本发明的另外的实施例。

Claims (20)

1.一种用于验证对***中的物理变量的传感器测量的方法，所述方法包括：
在测量模式期间，至少接收指示被测量的第一变量的第一传感器信号、指示被测量的第二变量的第二传感器信号和指示被测量的第三变量的第三传感器信号；
将指示所述第一变量、所述第二变量和所述第三变量的成对的测量值与相似的成对的期望值进行比较，其中所述期望值基于当前***条件；以及
响应于均包括故障变量的两对测量值在期望值的预定范围之外，启动针对所述故障变量的对测量路径的诊断，所述故障变量是所述第一变量、所述第二变量或所述第三变量之一。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一变量是电池电压，所述第二变量是电池电流，并且所述第三变量是电池温度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，将指示所述第一变量、所述第二变量和所述第三变量的成对的测量值与相似的成对的期望值进行比较，其中，所述期望值基于当前***条件，包括：
将指示所述第一变量和所述第二变量的第一对测量值与基于当前***条件的第一对期望值进行比较；
将指示所述第一变量和所述第三变量的第二对测量值与基于当前***条件的第二对期望值进行比较；以及
将指示所述第二变量和所述第三变量的第三对测量值与基于当前***条件的第三对期望值进行比较。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，响应于均包括故障变量的两对测量值在期望值的预定范围之外启动针对所述故障变量的对测量路径的目标诊断，所述故障变量是所述第一变量、所述第二变量或所述第三变量之一，包括：
响应于所述第一对测量值在所述第一对期望值的预定范围之外并且所述第二对测量值在所述第二对期望值的预定范围之外，启动针对所述第一变量的对测量路径的诊断。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，响应于均包括故障变量的两对测量值在期望值的预定范围之外启动针对所述故障变量的对测量路径的目标诊断，所述故障变量是所述第一变量、所述第二变量或所述第三变量之一，包括：
响应于所述第一对测量值在所述第一对期望值的预定范围之外并且所述第三对测量值在所述第三对期望值的预定范围之外，启动针对所述第二变量的对测量路径的诊断。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，响应于均包括故障变量的两对测量值在期望值的预定范围之外启动针对所述故障变量的对测量路径的目标诊断，所述故障变量是所述第一变量、所述第二变量或所述第三变量之一，包括：
响应于所述第二对测量值在所述第二对期望值的预定范围之外并且所述第三对测量值在所述第三对期望值的预定范围之外，启动针对所述第三变量的对测量路径的诊断。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一传感器信号、所述第二传感器信号和所述第三传感器信号都是模拟信号，所述方法还包括：
将每个模拟信号转换成在过采样率下测量的数字样本；以及
预处理所述数字样本，以生成在目标采样率下的针对每个模拟信号的数字输出，其中，所述过采样率是所述目标采样率的N倍；
其中，所述数字输出被计算为多达N个先前测量的数字样本的平均值。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，诊断之后的第一个数字输出是根据少于N个先前测量的数字样本计算的。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，诊断中断所述测量模式。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在诊断期间，丢失不多于一个数字输出。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，使用移动平均值、先前已知的良好样本和来自先前测量结果的插值中的一个来替换诊断期间丢失的数字输出。
12.一种用于验证对***中的物理变量的传感器测量的方法，所述方法包括：
接收至少一个传感器信号，每个传感器信号指示被测量的物理变量；
将所述至少一个传感器信号的测量值与期望值进行比较，其中，所述期望值基于当前***条件；
检测是否存在阻止诊断模式启动的诊断抑制剂；以及
在没有任何诊断抑制剂的情况下，响应于a)所述测量值在所述期望值的预定范围之外和b)自上次诊断模式以来的预定时间已经到期之一，启动针对物理变量的对测量路径的诊断。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述物理变量包括电池电压、电池电流和电池温度中的至少一个。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述诊断抑制剂包括电池起动事件。
15.一种用于实时诊断模拟传感器测量的方法，所述方法包括：
在测量模式期间，接收指示被测量的变量的模拟信号；
将所述模拟信号转换成在过采样率下测量的数字样本；
预处理所述数字样本，以生成在目标采样率下的数字输出，其中，所述过采样率是所述目标采样率的N倍；以及
在诊断模式期间，接收和处理诊断信号，其中，诊断模式之前的最后一个数字输出是根据少于N个先前测量的数字样本计算的。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述诊断模式之后的第一个数字输出是根据少于N个先前测量的数字样本计算的。
17.根据权利要求15所述的方法，还包括：
检测是否存在阻止所述诊断模式启动的诊断抑制剂；以及
在没有任何诊断抑制剂的情况下启动所述诊断模式。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，接收和处理诊断信号包括：
中断所述测量模式以启动所述诊断模式，其中，对于所述诊断模式丢失不多于一个在所述目标采样率下的数字输出。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，使用所述诊断信号的单个样本来执行所述诊断模式，并且根据剩余的数字样本内插在所述目标采样率下的相对应数字输出，以防止在所述目标采样率下的数字输出的任何丢失。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，使用移动平均值和三次样条中的一者根据所述剩余的数字样本内插所述相对应的数字输出。
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