动力系和点火诊断系统及方法 【技术领域】
本发明涉及发动机控制系统， 更具体地涉及动力系和点火诊断系统及方法。背景技术 在此提供的背景描述是为了大体地介绍本发明的背景。 目前指定的发明人的工作 就其在该背景部分中描述的程度、 以及描述的在提交的时候可能不构成现有技术的方面既 不明确地也不隐含地被承认为抵触本发明的现有技术。
内燃机燃烧空气 - 燃料混合物， 以产生驱动转矩。动力系部件将空气和燃料注入 汽缸以形成空气 - 燃料混合物。点火部件点燃空气 - 燃料混合物。电源分别通过动力系继 电器和点火继电器向动力系部件和点火部件提供电力。
监控动力系继电器电压和点火继电器电压， 以确保动力系继电器和点火继电器正 常运转。通常， 动力系继电器电压和点火继电器电压相等。可由于断路的继电器线圈、 不良 继电器触点、 熔断丝、 短路的继电器线圈、 短路或断路的继电器控制驱动器和布线、 以及短
路或断路的反馈布线而出现动力系和点火继电器误差。 发明内容 本发明提供一种控制系统， 包括 ： 动力系继电器诊断模块， 其确定动力系继电 器电压低于点火继电器电压的单次连续时段， 将单次连续时段与单次预定时段相比较， 并当单次连续时段长于或等于单次预定时段时诊断出动力系继电器不相关性 (out of correlation， 即 OOC) 误差 ； 和点火继电器诊断模块， 其在点火继电器电压于第一预定总时 段内低于动力系继电器电压达第一预定的累积时段时， 诊断出点火继电器 OOC 误差。另外， 本发明还提供一种方法， 包括 ： 确定动力系继电器电压低于点火继电器电压的单次连续时 段， 将单次连续时段与单次预定时段相比较， 当单次连续时段长于或等于单次预定时段时 诊断出动力系继电器 OOC 误差， 以及当点火继电器电压于第一预定总时段内低于动力系继 电器电压达第一预定的累积时段时诊断出点火继电器 OOC 误差。
本发明的适用性的其它领域将通过以下提供的详细描述而变得明显。应理解的 是， 详细描述和具体的示例仅用于例证目的， 而不用于限制本发明的范围。
附图说明
通过详细描述和附图将更充分地理解本发明， 其中 ： 图 1 是根据本发明的发动机系统的示意图 ； 图 2 是根据本发明的图 1 的控制模块的功能框图 ； 图 3 是图解根据本发明的动力系和点火诊断方法的示例性步骤的流程图 ； 以及 图 4 是图解根据本发明的点火继电器 OOC 误差和动力系继电器 OOC 误差的图表。具体实施方式
以下的描述本质上仅是示例性的， 并且决不用于限制公开、 其应用、 或使用。为清 楚起见， 附图中相同的附图标记用于标识相似的元件。如在此所使用地， A、 B、 和 C 中的至少 一个的短语应解释为表示利用非排它性的逻辑 “或” 的逻辑 (A 或 B 或 C)。应理解的是， 在 不改变本发明的原理的情况下， 可以以不同的顺序执行方法内的步骤。
如在此所使用地， 术语模块指的是专用集成电路 (ASIC)、 电子电路、 执行一种或多 种软件或固件程序的 ( 共用、 专用、 或分组的 ) 处理器和存储器、 组合逻辑电路、 和 / 或提供 所描述的功能性的其它合适的部件。
现在参照图 1， 示出了发动机系统 100 的功能框图。 空气通过节气门 102 被吸入进 气歧管 104。通过将燃料从燃料喷射器 106 注入进气歧管 104 来形成空气燃料混合物。该空 气燃料混合物通过进气阀 108 被吸入代表性的汽缸 110。点火线圈 112 激活火花塞 114 以点 燃汽缸 110 内的空气燃料混合物。 排气阀 116 允许汽缸 110 将燃烧产物排出至排气系统 118。
控制模块 120 分别从第一和第二节气门位置传感器 122 和 124 接收指示第一和第 二节气门位置的信号。控制模块 120 基于第一和第二节气门位置确定实际的节气门位置。 控制模块 120 向致动节气门 102 的电子节气门控制 (ETC) 马达 126 输出控制信号。控制模 块 120 控制燃料喷射器 106 和点火线圈 112。控制模块 120 监控诸如加速踏板 ( 未示出 ) 的位置的输入， 确定期望的节气门位置， 并指示 ETC 马达 126 将节气门 102 致动至期望的节 气门位置。当期望的节气门位置与实际的节气门位置之间的差异不在预定的 ETC 致动误差 范围内时， 控制模块 120 诊断出 ETC 致动误差。
电源 128 通过动力系继电器 130 向诸如 ETC 马达 126 的动力系部件提供电力， 并 通过点火继电器 132 向诸如点火线圈 112 的点火部件提供电力。电源 128 可通过点火继电 器 132 向诸如内部照明灯 134 的外部装置 ( 即非点火部件 ) 提供电力。控制模块 120 从动 力系继电器 130 接收指示动力系继电器电压的信号， 并从点火继电器 132 接收指示点火继 电器电压的信号。
本发明的动力系和点火诊断系统及方法进行诊断动力系不相关性 (OOC) 误差的 连续误差诊断和诊断点火 OOC 误差的间歇误差诊断。当动力系继电器电压低于点火继电器 电压达预定的连续时段时， 诊断出动力系继电器 OOC 误差。当点火继电器电压低于动力系 继电器电压在预定的总时段内达预定的累积时段时， 诊断出点火继电器 OOC 误差。
进行连续误差诊断以诊断动力系继电器 OOC 误差使得能够在不正常工作的动力 系继电器影响诸如 ETC 马达 126 的动力系部件的控制之前， 实现不正常工作的动力系继电 器的诊断。进行间歇误差诊断以诊断点火继电器 OOC 误差防止由于连接至点火继电器的外 部装置所引起的假的点火继电器 OOC 误差， 该外部装置连接至点火继电器导致点火继电器 电压缓慢地下降。另外， 当诊断动力系继电器 OOC 误差时中止 ETC 致动误差的诊断， 以防止 由于动力系继电器 130 的故障所引起的假的 ETC 致动误差。如此， 本发明的动力系和点火 诊断系统及方法提供改善的响应性和鲁棒性。
现在参照图 2， 控制模块 120 包括动力系继电器诊断模块 200、 点火继电器诊断模 块 202、 ETC 诊断模块 204、 以及 ETC 控制模块 206。动力系继电器诊断模块 200 和点火继电 器诊断模块 202 每个都从动力系继电器 130 接收指示动力系继电器电压的信号和从点火继 电器 132 接收指示点火继电器电压的信号。动力系继电器诊断模块 200 和点火继电器诊断模块 202 每个都将动力系继电器电压与点火继电器电压相比较。
当动力系继电器电压低于点火继电器电压达第一预定的连续时段时， 动力系继电 器诊断模块 200 诊断连续的动力系继电器 OOC 误差。仅用于示例， 预定的连续时段可以是 175 毫秒。当点火继电器电压与动力系继电器电压之间的差值大于连续的动力系继电器相 关性阈值达预定的连续动力系时段时， 动力系继电器诊断模块 200 可诊断连续的动力系继 电器 OOC 误差。动力系继电器诊断模块 200 向 ETC 诊断模块 204 提供指示在什么时候诊断 出连续的动力系继电器 OOC 误差的信号。
当动力系继电器电压于第一预定的总时段内低于点火继电器电压达预定的第一 累积时段时， 动力系继电器诊断模块 200 可诊断出间歇的动力系继电器 OOC 误差。当点火 继电器电压与动力系继电器电压之间的差值于第一预定的总时段内大于间歇的动力系继 电器相关性阈值达第一预定的累积时段时， 动力系继电器诊断模块 200 可诊断出间歇的动 力系继电器 OOC 误差。动力系继电器诊断模块 200 向 ETC 诊断模块 204 提供指示在什么时 候诊断出间歇的动力系继电器 OOC 误差的信号。
当点火继电器电压于第二预定的总时段内低于动力系继电器电压达第二预定的 累积时段时， 点火继电器诊断模块 202 诊断出间歇的点火继电器 OOC 误差。仅用于示例， 第 二预定的累积时段可以是 3 秒， 而第二预定的总时段可以是 6 秒。当动力系继电器电压与 点火继电器电压之间的差值于第二预定的总时段内大于间歇的点火继电器相关性阈值达 第二预定的累积时段时， 点火继电器诊断模块 202 可诊断出间歇的点火继电器 OOC 误差。 ETC 诊断模块 204 分别从第一和第二节气门位置传感器 122、 124 接收第一和第二 节气门位置。ETC 诊断模块 204 基于第一和第二节气门位置确定实际的节气门位置。ETC 诊断模块 204 将实际的节气门位置与期望的节气门位置相比较， 并且当实际的与期望的节 气门位置之间的差异不在预定的 ETC 致动误差范围内达第二预定的连续时段时， 可诊断出 ETC 致动误差。
当诊断出动力系继电器 OOC 误差时， ETC 诊断模块 204 可中止诊断 ETC 致动误差。 第二预定的连续时段可长于第一预定的连续时段， 使得在 ETC 致动误差之前诊断动力系继 电器 OOC 误差。在诊断出动力系继电器 OOC 误差时中止 ETC 致动误差的诊断和第二预定的 连续时段长于第一预定的连续时段防止由动力系继电器 130 的故障所引起的假的 ETC 致动 误差。
ETC 控制模块 206 从 ETC 诊断模块 204 接收指示在什么时候诊断出 ETC 致动误差 的信号。ETC 控制模块 206 控制 ETC 马达 126， 以将节气门 102 致动至期望的节气门位置。 当诊断出 ETC 致动误差时， ETC 控制模块 206 可补偿实际的与期望的节气门位置之间的差 异。
现在参照图 3， 控制分别在步骤 300 和 302 诊断动力系继电器电压和点火继电器电 压。在步骤 304 中， 控制确定在点火继电器电压与动力系继电器电压之间的差值是否大于 连续的动力系继电器相关性阈值。 当点火继电器电压与动力系继电器电压之间的差值大于 连续的动力系继电器相关性阈值时， 控制在步骤 306 中递增第一连续时段， 并在步骤 308 中 将该第一连续时段与第一预定的连续时段相比较。 当第一连续时段长于或等于第一预定连 续时段时， 控制在步骤 310 诊断出连续的动力系继电器 OOC 误差， 并进入步骤 302。当点火 继电器电压与动力系继电器电压之间的差值小于或等于连续的动力系继电器相关性阈值
时， 或者当第一连续时段短于第一预定的连续时段时， 控制进入步骤 312。
在步骤 312 中， 控制确定点火继电器电压与动力系继电器电压之间的差值是否大 于间歇的动力系继电器相关性阈值。当点火继电器电压与动力系继电器电压之间的差值 大于间歇的动力系继电器相关性阈值时， 控制在步骤 314 中递增第一累积时段和第一总时 段。在步骤 316 中， 控制确定第一累积时段是否大于或等于第一预定的累积时段和第一总 时段是否等于第一预定的总时段。 当第一累积时段大于或等于第一预定的累积时段和第一 总时段等于第一预定的总时段时， 控制在步骤 318 中诊断出间歇的动力系继电器 OOC 误差， 并进入步骤 320。在步骤 320 中， 控制中止诊断 ETC 致动误差并返回至步骤 300。当第一累 积时段小于第一预定的累积时段时或者当第一总时段小于第一预定的总时段时， 控制进入 步骤 322。
在步骤 322 中， 控制确定动力系继电器电压与点火继电器电压之间的差值是否大 于间歇的点火继电器相关性阈值。 当动力系继电器电压与点火继电器电压之间的差值大于 间歇的点火继电器相关性阈值时， 控制在步骤 324 中递增第二累积时段和第二总时段。在 步骤 326 中， 控制确定第二累积时段是否长于或等于第二预定的累积时段和第二总时段是 否等于第二预定的总时段。 当第二累积时段长于或等于第二预定的累积时段和第二总时段 等于第二预定的总时段时， 控制在步骤 328 中诊断点火继电器 OOC 误差并返回至步骤 300。 当第二累积时段短于第二预定的累积时段时或者当第二总时段短于第二预定的总时段时， 控制返回至步骤 300。 现在参照图 4， 图解了点火继电器 OOC 误差和动力系继电器 OOC 误差。X 轴表示经 过的时间， 而 y 轴表示电压。动力系继电器电压由可变电压虚线表示， 而点火继电器电压由 可变电压实线表示。 连续的动力系继电器相关性阈值和间歇的点火继电器相关性阈值分别 由恒定电压虚线表示。
最初， 动力系继电器电压和点火继电器电压低于点火截止电压， 其指示点火 ( 未 示出 ) 处于 “off” 位置并且电源 128 不向动力系或点火部件提供电力。然后， 将点火变成 “on” 位置， 并且在动力系继电器电压开始上升之前， 点火继电器电压开始上升， 导致点火继 电器电压高于动力系继电器电压。 当点火继电器电压与动力系继电器电压之间的差值大于 动力系继电器相关性阈值达 175 毫秒的连续误差时间时， 诊断出动力系继电器 OOC 误差。
经过一段时间， 动力系继电器电压与点火继电器电压达到共同的工作电压。 然后， 启动连接至点火继电器 132 的外部装置， 导致点火继电器电压降到动力系继电器电压之 下。 当动力系继电器电压与点火继电器电压之间的差值大于点火继电器相关性阈值达至少 3 秒的累积误差时间时， 诊断出点火继电器 OOC 误差。
可以各种形式实现本发明广泛的讲解。因此， 因为通过附图、 说明书、 和所附的权 利要求的研究， 其它的改进将对熟练的从业者变得明显， 所以尽管本发明包括特定的示例， 但本发明的真实范围不应受限制。