用於發動機轉矩輸入每缸空氣計算的安全性的製作方法

2023-08-13 13:17:41

專利名稱：用於發動機轉矩輸入每缸空氣計算的安全性的製作方法
技術領域：
在此提供的背景說明是為了總體上呈現本披露背景的目 的。本署名的發明人的工作，就描述在背景技術段的範圍來說，以及在 提交時否則不足以成為現有技術的說明方面，不被明顯地和隱含地接受 為本披露的現有技術。 在其它特徵中，當所述計時器大於第一周期時，所述APC 診斷模塊在所述APC存儲模塊中設定所述第一 APC值之前限制所述第 一 APC值。 在另外的特徵中，當所述第二 APC值小於或等於所述總和 時，所述APC診斷^t塊遞減所述計時器。 在其它特徵中，所述APC安全系統還包括診斷允許才莫塊。 所述診斷允許模塊基於發動機速度來允許或禁止所述APC診斷模塊。在其它特徵中，所述第一氣缸是按照點火順序下一個要點火的氣缸，所述第二氣缸在所述第一氣缸之後點火。 在另外的特徵中，所述方法還包括還基於發動機估算轉 矩輸出相對於APC的導數來確定所述APC閾值。 在其它特徵中，所述方法還包括在所述第二APC值大於 所述總和時遞增計時器。 在另外的特徵中，所述方法還包括在至少一個預定位置 中設定所述第一 APC值。
0022在其它特徵中，所述方法還包括當所述計時器大於第一 周期時，在所述設定之前限制所述第一 APC值。在其它特徵中，所述 限制包括基於所述第二 APC值來限制所述第一 APC值。 在另外的特徵中，所述選擇性地診斷包括當所述計時器 大於第二周期時，診斷到所述故障，其中，所述第二周期大於所述第一 周期。
圖；和 以下說明本質上僅為示範性的且絕不意圖限制本發明、它 的應用、或使用。為了清楚起見，在附圖
中使用相同的附圖標記標識類 似的元件。如在此所4吏用的，短語A、 B和C中的至少一個應當理解為 是指使用非排他邏輯或的一種邏輯(A或B或C)。應當理解的是，方1 °如、在此、^使用的f術語模塊指的是專用集成電路(ASIC )、 電子電路、執行一個或更多軟體或固件程序的處理器(共享的、專用的、 或組)和存儲器、組合邏輯電路、和/或提供所迷功能的其他合適的部件。 APC診斷才莫塊基於APC閾值和所述第一和第二 APC值來 選擇性地診斷所述APC確定才莫塊中的故障。更具體地，所述APC診斷 模塊在所述第二 APC值大於所述第一 APC值和所述APC閾值的總和時 選擇性地診斷所述APC確定模塊中的故障。 來自進氣歧管110的空氣通過相關進氣門122被吸入到氣 缸118中。ECM114控制由燃料噴射系統124噴射的燃料量。燃料噴射 系統124可以在中心位置處將燃料噴射入進氣歧管IIO或在多個位置處
7(例如在每個氣缸的進氣門的附近)噴射入進氣歧管110。可選地，燃
料噴射系統124可以將燃料直接噴入氣缸。 進氣門122可以由進氣凸輪軸140控制，同時排氣門130 可以由排氣凸輪軸142控制。在各種實施例中，多個進氣凸輪軸可以控 制每個氣缸的多個進氣門和/或可以控制多組氣缸的進氣門。相似地，多
個排氣凸輪軸可以控制每個氣缸的多個排氣門和/或可以控制多組氣缸 的排氣門。氣缸致動器模塊120可以通過中斷燃料和火花的提供和/或禁 用氣缸排氣門和/或進氣門而停用氣缸。 發動機系統100也可以包括增壓裝置，所述增壓裝置向進 氣歧管IIO提供加壓的空氣。例如，如圖l所示，所述增壓裝置可以包 括渦輪增壓器160。該渦輪增壓器160可以將壓縮空氣充氣提供給進氣 歧管110。該渦輪增壓器160可以由例如流經排氣系統134的廢氣提供 動力。用於產生壓縮空氣充氣的空氣可以從進氣歧管110和/或任何其它 合適的源獲得。可選發動機系統可以包括增壓器，所述增壓器提供壓縮空氣給進氣歧管110並由曲軸驅動。發動機系統IOO也可以包括廢氣再循 環(EGR)閥170, EGR閥170基於來自ECM 114的EGR信號而將廢 氣選擇性地改向，以返回至進氣歧管110。 發動才幾系統100可以包括各測量發動才幾參數的各種傳感 器。例如，發動機系統100包括發動機速度傳感器180,發動機速度傳 感器180以每分鐘轉數(RPM)來測量發動機速度。發動機速度傳感器 180可以例如基於曲軸的旋轉速度來測量發動機速度。發動機系統100 也包括歧管絕對壓力(MAP)傳感器184、空氣品質流量(MAF)傳感 器186、節氣門位置傳感器(TPS) 188、進氣空氣溫度(IAT)傳感器 190、和/或任何其它合適的傳感器。 MAP傳感器184測量進氣歧管110中的壓力。在各種實施 例中，可以測量發動機真空度，發動機真空度為環境空氣壓力(即，大 氣壓力)與進氣歧管110中的壓力之間的差。MAF傳感器186測量通過 節氣門閥112的空氣品質流量。 一個或更多節氣門位置傳感器(如，TPS 188)測量節氣門閥112的位置。IAT傳感器190測量吸進發動機系統 100的空氣的溫度。ECM 114可以使用來自各個傳感器的信號以作出發 動才幾系統100的控制決定。 現參考圖2,示出了示例性發動機控制系統200的功能框 圖。發動機控制沖莫塊(ECM) 114包括車軸轉矩裁定衝莫塊216。所述車 軸轉矩裁定模塊216在來自於所述駕駛員輸入模塊104的駕駛員輸入和 其它車軸轉矩請求之間進行裁定。例如，所述駕駛員輸入可以包括加速 踏板位置。所述其它車軸轉矩請求可以包括在換檔期間請求的轉矩減 小，在車輪打滑期間請求的轉矩減小、和控制車輛速度的轉矩請求。 所述即時轉矩可以4吏用快速響應的發動才幾致動器實現，而 較慢的發動機致動器目標在於實現所述預測轉矩。例如，火花正時可以 使用火花致動器模塊126相對快地調整，而凸輪移相器角度和節氣門位 置可能響應較慢。所述車軸轉矩裁定^t塊216將所述預測轉矩和即時轉 矩輸出給驅動轉矩裁定模塊218。 所述驅動轉矩裁定衝莫塊218將接收的預測和即時轉矩與驅 動轉矩請求進行裁定。所述驅動轉矩請求可以包括例如用於發動機過速 保護的轉矩減小和用於防止失速的轉矩增加。 所述預測轉矩控制^莫塊224基於預測轉矩確定期望發動機 參數。僅作為示例，所述預測轉矩控制模塊224可以基於預測轉矩確定 期望歧管絕對壓力(MAP )、期望節氣門面積、和/或期望每缸空氣(APC )。 所述即時轉矩控制模塊226基於即時轉矩確定期望火花提 前。例如，所述期望火花提前可以相對於預定火花正時(如，為產生最 大量轉矩而標定的火花正時)來確定。所述火花致動器模塊126基於該 期望火花提前來控制所述火花正時。 增壓排定模塊228基於期望MAP控制增壓致動器模塊 162,且增壓致動器模塊162控制所述增壓裝置。節氣門致動器模塊116 基於期望節氣門面積控制節氣門閥112的開度。移相器排定模塊230基 於期望APC產生進氣和排氣移相器指令。移相器排定模塊230還可以基 於其它發動機參數(如發動機速度)來產生進氣和排氣移相器指令。移相器致動器模塊158基於所述指令控制進氣和排氣凸輪移相器148和 150。 轉矩估算模塊232確定發動機102的估算轉矩輸出。轉矩 估算模塊232可以基於APC、火花提前、MAF、和/或任何其它合適參 數來確定估算轉矩。所述估算轉矩可以定義為通過將火花提前設定為標 定值在當前空氣流量狀況下能夠即時產生的轉矩量。該值可以基於發動 機102在所述發動機速度和APC時能夠產生最大轉矩量的火花提前來 標定。 根據本申請的轉矩估算模塊232包括確定第一APC和第二 APC的APC安全模塊(APCSM ) 300 (見圖3 )。所述第一 APC和第 二 APC可以分別稱為APd和APC2。 APC安全模塊300基於在計算第 一 APC和第二 APC時的工作狀況確定APC閾值。現在參考圖3,示出了 APC安全模塊(APCSM ) 300的示 例性實施例的功能框圖。APC安全模塊300包括APC確定模塊302、 APC存儲模塊304、計算模塊306、和APC閾值確定模塊308。 APC安 全模塊300也包括APC診斷模塊310和診斷允許模塊312。 ECM 114按照預定順序指令發動機102各個氣缸的點火事 件。氣缸點火的順序可以稱為點火順序。APC確定才莫塊302基於由MAF 傳感器186測量的MAF來確定第一 APC ( APd )和笫二 APC ( APC2)。 第一 APC和第二 APC也可以基於進氣和排氣移相器角度、RPM、 MAP、 和/或任何其它合適參數來確定。APC確定模塊302以預定速率(如， 每個點火事件一次)計算和輸出該對APC (即， 一個第一 APC和一個 第二APC)。第一 APC對應於4安照點火順序下一個氣缸內在該氣缸點火時的估算空氣量。第二 APC對應於按照點火順序在下一個氣缸之後 的氣缸內在該氣缸點火時的估算空氣量。換句話說，第二 APC對應於 在下一個氣缸之後的氣缸內的估算空氣量。 當被允許時，APC診斷模塊310確定第一和第二 APC之間 的差。APC診斷模塊310基於從第二 APC減去第一 APC來確定笫一和 第二APC之間的差。換句話說，APC診斷才莫塊310使用以下公式來確 定第一和第二 APC之間的差
formula see original document page 13
其中，差是第一和第二 APC之間的差，APd和APC2分別是第一和第 二 APC。APC診斷模塊310基於對第一和第二 APC之間的差與APC
閾值的比較來遞增或遞減計數器或計時器，如計時器314。例如，當第 一和第二 APC之間的差大於APC閾值時，APC診斷模塊310遞增計時 器314。換句話說，當第二 APC大於第一APC與APC閾值的總和時， APC診斷模塊310遞增計時器314。否則，APC診斷模塊310可以遞減 計時器314。 APC診斷模塊310將第一 APC提供給APC存儲模塊304 以便存儲。然而，APC診斷模塊310可以在將第一 APC提供給APC存 儲才莫塊304之前限制第一APC。更具體地，APC診斷糹莫塊310基於計時 器314與第 一時間周期的比較來選擇性地限制所提供的第一 APC。APC診斷模塊310可以任何合適的方式限制第一 APC。 APC診斷模塊310可以基於例如第二 APC和APC閾值來限制提供給 APC存儲模塊304的第一 APC。僅作為示例，APC診斷模塊310可以 使用以下公式來限制第一 APC:
^PC; = ^1PC2 —vlPCI竭值(5 )
其中，APd和APC2分別是第一和第二 APC。 APC診斷^t塊310基於計時器314與第二時間周期的比較 來選擇性地診斷APC確定模塊302中的故障。APC診斷模塊310基於 所述診斷來產生APC故障指示器(例如，信號)。僅作為示例，當計 時器314大於或等於第二時間周期時，APC診斷模塊310診斷到故障。 第二周期可以是可標定的，且可以設定為例如約175.0 ms或200.0 ms。 僅作為示例，笫二周期可以設定為之後駕駛員可以感覺到發動機102輸 出的轉矩的變化的最大時間量。在步驟416,控制過程限制笫一 APC並在APC存儲^莫塊 304中設定第一APC。由此，當計時器超過第一周期時，控制過程限制 第一 APC。控制過程可以基於第二 APC和APC閾值來限制第一 APC。 僅作為示例，控制過程可以使用上述公式(5)來設定第一APC。 控制過程以步驟418繼續，其中，控制過程確定計時器是 否大於或等於第二周期。如果是真，那麼控制過程前進到步驟420;否 則，控制過程返回到步驟404。僅作為示例，第二周期可以設定為200.0 ms。在步驟420，控制過程診斷並報告故障，且控制過程結束。由此， 當計時器超過第二周期時，控制過程報告故障。當報告故障時，也可以 採取補救動作，如降4氐發動機102的轉矩輸出。 回到步驟424(即，當第一 APC與第二 APC之間的差小於 或等於APC閾值時)，控制過程遞減計時器。因而，控制過程基於第 一 APC與第二 APC之間的差是否大於APC閾值來遞減計時器或遞增計 時器。如果是，控制過程遞增計時器；否則，控制過程遞減計時器。在 步驟426中，控制過程確定計時器是否小於零(O.Os)。如果是，控制 過程返回到步驟402，其中，計時器設定為零；否則，控制過程返回到 步驟404。換句話說，控制過程將計時器限制為零。 現在本領域中技術人員能夠從前述說明理解到，本發明的 廣泛教示可以以多種形式實施。因此，儘管本發明包括特定的示例，由 於當研究附圖、說明書和以下權利要求書時，其他修改對於技術人員來 說是顯而易見的，所以本發明的真實範圍並不如此限制。
權利要求
1.一種用於車輛的每缸空氣(APC)安全系統，包括APC確定模塊，所述APC確定模塊基於進入發動機的空氣品質流量(MAF)來分別確定所述發動機的第一和第二氣缸的第一和第二APC值；APC閾值確定模塊，所述APC閾值確定模塊基於所述第一APC值和所述第一氣缸的火花正時來確定APC閾值；和APC診斷模塊，所述APC診斷模塊在所述第二APC值大於所述第一APC值和所述APC閾值的總和時選擇性地診斷所述APC確定模塊中的故障。
2. 根據權利要求1所述的APC安全系統，其中，所述第一氣缸是按 照點火順序下一個要點火的氣缸，所述笫二氣缸在所述第 一氣缸之後點 火。
3. 根據權利要求1所述的APC安全系統，其中，所述APC閾值確定 模塊進一步基於所述發動機的估算轉矩輸出相對於APC的導數來確定 所述APC閾值。
4. 根據權利要求1所述的APC安全系統，其中，所述APC診斷模塊 在所述第二APC值大於所述總和時遞增計時器。
5. 根據權利要求4所述的APC安全系統，還包括APC存儲模塊，其 中，所述APC診斷模塊在所述APC存儲模塊的至少一個預定位置中設定 所述第一APC值。
6. 根據權利要求5所述的APC安全系統，其中，當所述計時器大於 第 一 周期時，所述APC診斷模塊在所述APC存儲模塊中設定所述第一 APC值之前限制所述第一APC值。
7. 根據權利要求6所述的APC安全系統，其中，所述APC診斷模塊 基於所述第二APC值來限制所述第一APC值。
8. 根據權利要求6所述的APC安全系統，其中，當所述計時器大於 第二周期時，所述APC診斷模塊診斷到所述故障，其中，所述笫二周期 大於所述第一周期。
9. 根據權利要求4所述的APC安全系統，其中，當所述第二APC值 小於或等於所述總和時，所述APC診斷模塊遞減所述計時器。
10. 根據權利要求1所述的APC安全系統，還包括診斷允許衝莫塊，其中，所述診斷允許模塊基於發動機速度來允許或禁止所述APC診斷模塊。
11. 根據權利要求10所述的APC安全系統，其中，當所述發動機速 度小於速度閾值時，所述診斷允許模塊禁止所述APC診斷模塊。
12. —種用於車輛的每缸空氣(APC)系統的方法，包括 基於進入發動機的空氣品質流量(MAF)來分別確定所述發動機的第一和第二氣缸的第一和第二APC值；基於所述第一APC值和所述第一氣缸的火花正時來確定APC閾值；和在所述第二 APC值大於所述第一APC值和所述APC閾值的總和時， 選擇性地診斷所述笫一APC值中的故障。
13. 根據權利要求12所述的方法，其中，所述笫一氣缸是按照點火 順序下一個要點火的氣缸，所述第二氣缸在所述第一氣缸之後點火。
14. 根據權利要求12所述的方法，還包括進一步基於所述發動機 的估算轉矩輸出相對於APC的導數來確定所述APC閾值。
15. 根據權利要求12所述的方法，還包括在所述笫二APC值大於 所述總和時遞增計時器。
16. 根據權利要求15所述的方法，還包括在至少一個預定位置中 設定所述第一APC值。
17. 根據權利要求16所述的方法，還包括當所述計時器大於第一 周期時，在所述設定之前限制所述第一APC值。
18. 根據權利要求17所述的方法，其中，所述限制包括基於所述第 二 APC值來限制所述第一 APC值。
19. 根據權利要求17所述的方法，其中，所述選擇性地診斷包括 當所述計時器大於第二周期時，診斷到所述故障，其中，所述笫二周期 大於所述第一周期。
20. 根據權利要求15所述的方法，還包括當所述第二APC值小於或等於所述總和時，遞減所述計時器。
21. 根據權利要求12所述的方法，還包括基於發動機速度來允許 或禁止所述診斷。
22. 根據權利要求21所述的方法，其中，所述允許或禁止包括當 所述發動機速度小於速度閾值時，禁止所述診斷。
全文摘要
本發明涉及用於發動機轉矩輸入每缸空氣計算的安全性。一種用於車輛的每缸空氣(APC)安全系統包括APC確定模塊、APC閾值確定模塊、和APC診斷模塊。所述APC確定模塊基於進入發動機的空氣品質流量(MAF)來分別確定發動機的第一和第二氣缸的第一和第二APC值。所述APC閾值確定模塊基於所述第一APC值和所述第一氣缸的火花正時來確定APC閾值。所述APC診斷模塊在所述第二APC值大於所述第一APC值和所述APC閾值的總和時選擇性地診斷所述APC確定模塊中的故障。
文檔編號F02D43/00GK101586504SQ20091014170
公開日2009年11月25日 申請日期2009年5月21日 優先權日2008年5月21日
發明者B·D·勒曼, J·M·斯滕普尼克, L·K·維金斯, M·H·科斯丁, R·德保拉, T·J·哈特裡 申請人:通用汽車環球科技運作公司