動力系和點火診斷系統及方法
2023-05-28 05:44:21 1
專利名稱：動力系和點火診斷系統及方法
技術領域：
本發明涉及發動機控制系統，更具體地涉及動力系和點火診斷系統及方法。
背景技術：
在此提供的背景描述是為了大體地介紹本發明的背景。目前指定的發明人的工作 就其在該背景部分中描述的程度、以及描述的在提交的時候可能不構成現有技術的方面既 不明確地也不隱含地被承認為牴觸本發明的現有技術。內燃機燃燒空氣_燃料混合物，以產生驅動轉矩。動力系部件將空氣和燃料注入 汽缸以形成空氣-燃料混合物。點火部件點燃空氣-燃料混合物。電源分別通過動力系繼 電器和點火繼電器向動力系部件和點火部件提供電力。監控動力系繼電器電壓和點火繼電器電壓，以確保動力系繼電器和點火繼電器正 常運轉。通常，動力系繼電器電壓和點火繼電器電壓相等。可由於斷路的繼電器線圈、不良 繼電器觸點、熔斷絲、短路的繼電器線圈、短路或斷路的繼電器控制驅動器和布線、以及短 路或斷路的反饋布線而出現動力系和點火繼電器誤差。
發明內容
本發明提供一種控制系統，包括動力系繼電器診斷模塊，其確定動力系繼電 器電壓低於點火繼電器電壓的單次連續時段，將單次連續時段與單次預定時段相比較， 並當單次連續時段長於或等於單次預定時段時診斷出動力系繼電器不相關性(out Of correlation，即00C)誤差；和點火繼電器診斷模塊，其在點火繼電器電壓於第一預定總時 段內低於動力系繼電器電壓達第一預定的累積時段時，診斷出點火繼電器OOC誤差。另外， 本發明還提供一種方法，包括確定動力系繼電器電壓低於點火繼電器電壓的單次連續時 段，將單次連續時段與單次預定時段相比較，當單次連續時段長於或等於單次預定時段時 診斷出動力系繼電器OOC誤差，以及當點火繼電器電壓於第一預定總時段內低於動力系繼 電器電壓達第一預定的累積時段時診斷出點火繼電器OOC誤差。本發明的適用性的其它領域將通過以下提供的詳細描述而變得明顯。應理解的 是，詳細描述和具體的示例僅用於例證目的，而不用於限制本發明的範圍。
通過詳細描述和附圖將更充分地理解本發明，其中圖1是根據本發明的發動機系統的示意圖；圖2是根據本發明的圖1的控制模塊的功能框圖；圖3是圖解根據本發明的動力系和點火診斷方法的示例性步驟的流程圖；以及圖4是圖解根據本發明的點火繼電器OOC誤差和動力系繼電器OOC誤差的圖表。
具體實施例方式以下的描述本質上僅是示例性的，並且決不用於限制公開、其應用、或使用。為清 楚起見，附圖中相同的附圖標記用於標識相似的元件。如在此所使用地，A、B、和C中的至少 一個的短語應解釋為表示利用非排它性的邏輯「或」的邏輯(A或B或C)。應理解的是，在 不改變本發明的原理的情況下，可以以不同的順序執行方法內的步驟。如在此所使用地，術語模塊指的是專用集成電路(ASIC)、電子電路、執行一種或多 種軟體或固件程序的(共用、專用、或分組的)處理器和存儲器、組合邏輯電路、和/或提供 所描述的功能性的其它合適的部件。現在參照圖1，示出了發動機系統100的功能框圖。空氣通過節氣門102被吸入進 氣歧管104。通過將燃料從燃料噴射器106注入進氣歧管104來形成空氣燃料混合物。該空 氣燃料混合物通過進氣閥108被吸入代表性的汽缸110。點火線圈112激活火花塞114以點 燃汽缸110內的空氣燃料混合物。排氣閥116允許汽缸110將燃燒產物排出至排氣系統118。控制模塊120分別從第一和第二節氣門位置傳感器122和124接收指示第一和第 二節氣門位置的信號。控制模塊120基於第一和第二節氣門位置確定實際的節氣門位置。 控制模塊120向致動節氣門102的電子節氣門控制(ETC)馬達126輸出控制信號。控制模 塊120控制燃料噴射器106和點火線圈112。控制模塊120監控諸如加速踏板(未示出) 的位置的輸入，確定期望的節氣門位置，並指示ETC馬達126將節氣門102致動至期望的節 氣門位置。當期望的節氣門位置與實際的節氣門位置之間的差異不在預定的ETC致動誤差 範圍內時，控制模塊120診斷出ETC致動誤差。電源128通過動力系繼電器130向諸如ETC馬達126的動力系部件提供電力，並 通過點火繼電器132向諸如點火線圈112的點火部件提供電力。電源128可通過點火繼電 器132向諸如內部照明燈134的外部裝置(即非點火部件)提供電力。控制模塊120從動 力系繼電器130接收指示動力系繼電器電壓的信號，並從點火繼電器132接收指示點火繼 電器電壓的信號。本發明的動力系和點火診斷系統及方法進行診斷動力系不相關性(OOC)誤差的 連續誤差診斷和診斷點火OOC誤差的間歇誤差診斷。當動力系繼電器電壓低於點火繼電器 電壓達預定的連續時段時，診斷出動力系繼電器OOC誤差。當點火繼電器電壓低於動力系 繼電器電壓在預定的總時段內達預定的累積時段時，診斷出點火繼電器OOC誤差。進行連續誤差診斷以診斷動力系繼電器OOC誤差使得能夠在不正常工作的動力 系繼電器影響諸如ETC馬達126的動力系部件的控制之前，實現不正常工作的動力系繼電 器的診斷。進行間歇誤差診斷以診斷點火繼電器OOC誤差防止由於連接至點火繼電器的外 部裝置所引起的假的點火繼電器OOC誤差，該外部裝置連接至點火繼電器導致點火繼電器 電壓緩慢地下降。另外，當診斷動力系繼電器OOC誤差時中止ETC致動誤差的診斷，以防止 由於動力系繼電器130的故障所引起的假的ETC致動誤差。如此，本發明的動力系和點火 診斷系統及方法提供改善的響應性和魯棒性。現在參照圖2，控制模塊120包括動力系繼電器診斷模塊200、點火繼電器診斷模 塊202、ETC診斷模塊204、以及ETC控制模塊206。動力系繼電器診斷模塊200和點火繼電 器診斷模塊202每個都從動力系繼電器130接收指示動力系繼電器電壓的信號和從點火繼 電器132接收指示點火繼電器電壓的信號。動力系繼電器診斷模塊200和點火繼電器診斷模塊202每個都將動力系繼電器電壓與點火繼電器電壓相比較。當動力系繼電器電壓低於點火繼電器電壓達第一預定的連續時段時，動力系繼電 器診斷模塊200診斷連續的動力系繼電器OOC誤差。僅用於示例，預定的連續時段可以是 175毫秒。當點火繼電器電壓與動力系繼電器電壓之間的差值大於連續的動力系繼電器相 關性閾值達預定的連續動力系時段時，動力系繼電器診斷模塊200可診斷連續的動力系繼 電器OOC誤差。動力系繼電器診斷模塊200向ETC診斷模塊204提供指示在什麼時候診斷 出連續的動力系繼電器OOC誤差的信號。當動力系繼電器電壓於第一預定的總時段內低於點火繼電器電壓達預定的第一 累積時段時，動力系繼電器診斷模塊200可診斷出間歇的動力系繼電器OOC誤差。當點火 繼電器電壓與動力系繼電器電壓之間的差值於第一預定的總時段內大於間歇的動力系繼 電器相關性閾值達第一預定的累積時段時，動力系繼電器診斷模塊200可診斷出間歇的動 力系繼電器OOC誤差。動力系繼電器診斷模塊200向ETC診斷模塊204提供指示在什麼時 候診斷出間歇的動力系繼電器OOC誤差的信號。當點火繼電器電壓於第二預定的總時段內低於動力系繼電器電壓達第二預定的 累積時段時，點火繼電器診斷模塊202診斷出間歇的點火繼電器OOC誤差。僅用於示例，第 二預定的累積時段可以是3秒，而第二預定的總時段可以是6秒。當動力系繼電器電壓與 點火繼電器電壓之間的差值於第二預定的總時段內大於間歇的點火繼電器相關性閾值達 第二預定的累積時段時，點火繼電器診斷模塊202可診斷出間歇的點火繼電器OOC誤差。ETC診斷模塊204分別從第一和第二節氣門位置傳感器122、124接收第一和第二 節氣門位置。ETC診斷模塊204基於第一和第二節氣門位置確定實際的節氣門位置。ETC 診斷模塊204將實際的節氣門位置與期望的節氣門位置相比較，並且當實際的與期望的節 氣門位置之間的差異不在預定的ETC致動誤差範圍內達第二預定的連續時段時，可診斷出 ETC致動誤差。當診斷出動力系繼電器OOC誤差時，ETC診斷模塊204可中止診斷ETC致動誤差。 第二預定的連續時段可長於第一預定的連續時段，使得在ETC致動誤差之前診斷動力系繼 電器OOC誤差。在診斷出動力系繼電器OOC誤差時中止ETC致動誤差的診斷和第二預定的 連續時段長於第一預定的連續時段防止由動力系繼電器130的故障所引起的假的ETC致動誤差。ETC控制模塊206從ETC診斷模塊204接收指示在什麼時候診斷出ETC致動誤差 的信號。ETC控制模塊206控制ETC馬達126，以將節氣門102致動至期望的節氣門位置。 當診斷出ETC致動誤差時，ETC控制模塊206可補償實際的與期望的節氣門位置之間的差
已現在參照圖3，控制分別在步驟300和302診斷動力系繼電器電壓和點火繼電器電 壓。在步驟304中，控制確定在點火繼電器電壓與動力系繼電器電壓之間的差值是否大於 連續的動力系繼電器相關性閾值。當點火繼電器電壓與動力系繼電器電壓之間的差值大於 連續的動力系繼電器相關性閾值時，控制在步驟306中遞增第一連續時段，並在步驟308中 將該第一連續時段與第一預定的連續時段相比較。當第一連續時段長於或等於第一預定連 續時段時，控制在步驟310診斷出連續的動力系繼電器OOC誤差，並進入步驟302。當點火 繼電器電壓與動力系繼電器電壓之間的差值小於或等於連續的動力系繼電器相關性閾值時，或者當第一連續時段短於第一預定的連續時段時，控制進入步驟312。在步驟312中，控制確定點火繼電器電壓與動力系繼電器電壓之間的差值是否大 於間歇的動力系繼電器相關性閾值。當點火繼電器電壓與動力系繼電器電壓之間的差值 大於間歇的動力系繼電器相關性閾值時，控制在步驟314中遞增第一累積時段和第一總時 段。在步驟316中，控制確定第一累積時段是否大於或等於第一預定的累積時段和第一總 時段是否等於第一預定的總時段。當第一累積時段大於或等於第一預定的累積時段和第一 總時段等於第一預定的總時段時，控制在步驟318中診斷出間歇的動力系繼電器OOC誤差， 並進入步驟320。在步驟320中，控制中止診斷ETC致動誤差並返回至步驟300。當第一累 積時段小於第一預定的累積時段時或者當第一總時段小於第一預定的總時段時，控制進入 步驟322。在步驟322中，控制確定動力系繼電器電壓與點火繼電器電壓之間的差值是否大 於間歇的點火繼電器相關性閾值。當動力系繼電器電壓與點火繼電器電壓之間的差值大於 間歇的點火繼電器相關性閾值時，控制在步驟324中遞增第二累積時段和第二總時段。在 步驟326中，控制確定第二累積時段是否長於或等於第二預定的累積時段和第二總時段是 否等於第二預定的總時段。當第二累積時段長於或等於第二預定的累積時段和第二總時段 等於第二預定的總時段時，控制在步驟328中診斷點火繼電器OOC誤差並返回至步驟300。 當第二累積時段短於第二預定的累積時段時或者當第二總時段短於第二預定的總時段時， 控制返回至步驟300。現在參照圖4，圖解了點火繼電器OOC誤差和動力系繼電器OOC誤差。X軸表示經 過的時間，而y軸表示電壓。動力系繼電器電壓由可變電壓虛線表示，而點火繼電器電壓由 可變電壓實線表示。連續的動力系繼電器相關性閾值和間歇的點火繼電器相關性閾值分別 由恆定電壓虛線表示。最初，動力系繼電器電壓和點火繼電器電壓低於點火截止電壓，其指示點火(未 示出)處於「off」位置並且電源128不向動力系或點火部件提供電力。然後，將點火變成 「on」位置，並且在動力系繼電器電壓開始上升之前，點火繼電器電壓開始上升，導致點火繼 電器電壓高於動力系繼電器電壓。當點火繼電器電壓與動力系繼電器電壓之間的差值大於 動力系繼電器相關性閾值達175毫秒的連續誤差時間時，診斷出動力系繼電器OOC誤差。經過一段時間，動力系繼電器電壓與點火繼電器電壓達到共同的工作電壓。然後， 啟動連接至點火繼電器132的外部裝置，導致點火繼電器電壓降到動力系繼電器電壓之 下。當動力系繼電器電壓與點火繼電器電壓之間的差值大於點火繼電器相關性閾值達至少 3秒的累積誤差時間時，診斷出點火繼電器OOC誤差。可以各種形式實現本發明廣泛的講解。因此，因為通過附圖、說明書、和所附的權 利要求的研究，其它的改進將對熟練的從業者變得明顯，所以儘管本發明包括特定的示例， 但本發明的真實範圍不應受限制。
權利要求
一種控制系統，包括動力系繼電器診斷模塊，其確定動力系繼電器電壓低於點火繼電器電壓的單次連續時段，將所述單次連續時段與單次預定時段相比較，並當所述單次連續時段長於或等於所述單次預定時段時診斷出動力系繼電器不相關性誤差即OOC誤差；以及點火繼電器診斷模塊，其在所述點火繼電器電壓於第一預定總時段內低於所述動力系繼電器電壓達第一預定累積時段時診斷出點火繼電器OOC誤差。
2.根據權利要求1所述的控制系統，其中當所述點火繼電器電壓與所述動力系繼電器 電壓之間的差值大於連續的動力系繼電器相關性閾值時，所述動力系繼電器診斷模塊診斷 出所述動力系繼電器OOC誤差。
3.根據權利要求1所述的控制系統，其中當所述動力系繼電器電壓與所述點火繼電器 電壓之間的差值大於點火繼電器相關性閾值時，所述點火繼電器診斷模塊診斷出所述點火 繼電器OOC誤差。
4.根據權利要求1所述的控制系統，還包括電子節氣門控制即ETC診斷模塊，其在期望 的節氣門位置與實際的節氣門位置之間的差異不在預定的ETC致動誤差範圍內時選擇性 地診斷出ETC致動誤差。
5.根據權利要求4所述的控制系統，其中當所述期望的節氣門位置與實際的節氣門位 置之間的所述差異不在所述預定的ETC致動誤差範圍內達預定的ETC致動誤差時段時，所 述ETC診斷模塊選擇性地診斷出所述ETC致動誤差。
6.根據權利要求5所述的控制系統，其中所述預定的ETC致動誤差時段長於所述單次 預定時段。
7.根據權利要求6所述的控制系統，其中當所述動力系繼電器診斷模塊診斷出所述動 力系繼電器OOC誤差時，所述ETC診斷模塊中止診斷所述ETC致動誤差。
8.根據權利要求1所述的控制系統，其中當所述動力系繼電器電壓於第二預定總時段 內低於所述點火繼電器電壓達第二預定的累積時段時，所述動力系繼電器診斷模塊診斷出 所述動力系繼電器OOC誤差。
9.根據權利要求8所述的控制系統，其中當所述點火繼電器電壓與所述動力系繼電器 電壓之間的差值大於間歇的動力系繼電器相關性閾值時，所述動力系繼電器診斷模塊診斷 出所述動力系繼電器OOC誤差。
10.根據權利要求1所述的控制系統，其中所述動力系繼電器電壓被供應至動力系部 件，而所述點火繼電器電壓被供應至點火部件與非點火部件中的至少一個。
11.一種方法，包括確定動力系繼電器電壓低於點火繼電器電壓的單次連續時段；將所述單次連續時段與單次預定時段相比較；當所述單次連續時段長於或等於所述單次預定時段時，診斷出動力系繼電器不相關性 誤差即OOC誤差；以及當所述點火繼電器電壓於第一預定總時段內低於所述動力系繼電器電壓達第一預定 累積時段時，診斷出點火繼電器OOC誤差。
12.根據權利要求11所述的方法，還包括當所述點火繼電器電壓與所述動力系繼電器 電壓之間的差值大於連續的動力系繼電器相關性閾值時，診斷出所述動力系繼電器OOC誤差。
13.根據權利要求11所述的方法，還包括當所述動力系繼電器電壓與所述點火繼電器 電壓之間的差值大於點火繼電器相關性閾值時，診斷出所述點火繼電器OOC誤差。
14.根據權利要求11所述的方法，還包括當期望的節氣門位置與實際的節氣門位置之 間的差異不在預定的ETC致動誤差範圍內時，選擇性地診斷出ETC致動誤差。
15.根據權利要求14所述的方法，還包括當所述期望的節氣門位置與實際的節氣門位 置之間的所述差異不在所述預定的ETC致動誤差範圍內達預定的ETC致動誤差時段時，選 擇性地診斷出所述ETC致動誤差。
16.根據權利要求15所述的方法，其中所述預定的ETC致動誤差時段長於所述單次預 定時段。
17.根據權利要求16所述的方法，還包括當所述動力系繼電器診斷模塊診斷出所述動 力系繼電器OOC誤差時，中止診斷所述ETC致動誤差。
18.根據權利要求11所述的方法，還包括當所述動力系繼電器電壓於第二預定的總時 段內低於所述點火繼電器電壓達第二預定的累積時段時，診斷出所述動力系繼電器OOC誤差。
19.根據權利要求18所述的方法，還包括當所述點火繼電器電壓與所述動力系繼電器 電壓之間的差值大於間歇的動力系繼電器相關性閾值時，診斷出所述動力系繼電器OOC誤差。
20.根據權利要求11所述的方法，其中所述動力系繼電器電壓被供應至動力系部件， 而所述點火繼電器電壓被供應至點火部件與非點火部件中的至少一個。
全文摘要
本發明涉及動力系和點火診斷系統及方法。一種控制系統，包括動力系繼電器診斷模塊，其確定動力系繼電器電壓低於點火繼電器電壓的單次連續時段，將單次連續時段與單次預定時段相比較，並當單次連續時段長於或等於單次預定時段時診斷出動力系繼電器不相關性(OOC)誤差；和點火繼電器診斷模塊，其在點火繼電器電壓在第一預定總時段內低於動力系繼電器電壓達第一預定的累積時段時，診斷出點火繼電器OOC誤差。
文檔編號F02D41/22GK101922366SQ201010116568
公開日2010年12月22日 申請日期2010年2月10日 優先權日2009年2月10日
發明者D·L·馬科夫斯克, J·M·斯滕普尼克, P·A·鮑爾勒, S·J·內爾遜, T·A·貝利-裡德 申請人:通用汽車環球科技運作公司