CN101418739A - 带有减少停机的双节流位置传感器的诊断*** - Google Patents

带有减少停机的双节流位置传感器的诊断*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及带有减少停机的双节流位置传感器的诊断***。该***包括不相关(OOC)检测模块，其用来检测第一节流位置传感器(TPS)和第二TPS之间的OOC误差。超范围(OOR)检测模块，其用来检测分别为第一和第二TPS的第一和第二OOR误差。OOC计数器，其用来当OOC计数大于或等于OOC值时设置OOC误差。OOR计数器，其用来当第一和第二OOR计数分别大于或等于比OOC值小的OOR值时，设置第一和第二OOR误差。控制模块，其用来当相应误差发生时，增加计数器，并且当第一和第二OOR误差至少其中之一发生在OOC误差之后时，设置第一和第二OOR计数至少其中之一等于所述OOC计数。

Description

带有减少停机的双节流位置传感器的诊断***
相关申请的交叉引用
[0001]本申请权利要求申请号为60/977533，2007年10月4日提交的美国临时专利申请的权益，上述专利的内容在这里全面引用作为参考。
技术领域
[0002]本申请涉及发动机控制***，尤其涉及到带有两个或多个节流位置传感器的发动机控制***的诊断***和方法。
背景技术
[0003]本部分的陈述仅仅是提供与本发明相关的背景技术并不会构成现有技术。
[0004]现在参考图1，显示了一发动机***100的功能框图。空气通过节流阀102进入进气歧管104。燃料通过燃料喷射器106喷入进气歧管104形成空气燃料混合物。空气燃料混合物通过进气阀108进入各个气缸110。点火线圈112启动火花塞114点燃气缸110内的空气/燃料混合物。点火后，排气阀116允许气缸110将燃烧物排出至废气***118。
[0005]控制模块120接收来自第一和第二节流位置传感器(TPS)122和124的信号。控制模块120向电子节流控制(ETC)马达126输出控制信号，该马达用来驱动节流阀102。控制模块120控制燃料喷射器106和点火线圈112。控制模块120监测输入，诸如油门踏板(未显示)位置，确定所需节流位置，并且指示ETC马达126驱动节流阀102至所需节流位置。
[0006]通常，发动机控制模块激励ETC马达根据所需节流面积确定节流阀的位置，该节流面积根据加速踏板位置和各种其他控制功能，诸如怠速控制，发动机调速器控制，巡航控制以及牵引控制来确定。在不相关误差和/或者故障期间，一些发动机控制***设置指示节流阀至第一和第二节流位置传感器之中较高的一个。当两个TPS传感器之间的差异大于预定阈值时，产生OOC误差。[0007]也可发生超范围(OOR)误差。TPS传感器可设置提供在第一和第二电压之间的电压。例如，第一TPS可提供0.5V至4.5V之间的电压，其与关闭节流阀和完全打开节流阀(WOT)相对应。第二TPS可提供4.5V至0.5V之间的电压，其与关闭节流阀和完全打开节流阀(WOT)相对应。第一和第二TPS的输出值可输入到查找表格(LUT)，该表格将第一和第二TPS的电压转换为节流百分比。当电压大于4.5V或小于0.5V时，其中一个传感器就产生OOR误差。
[0008]典型的，OOC误差早于OOR误差发生。在OOC误差期间，当选定两个节流位置传感器TPS中较高的一个时，闭环控制***可试图关闭节流阀且发动机停机。
[0009]而且，当由于TPS传感器短路而使TPS产生OOC故障时，由于指示的节流大于返回故障诊断预期的节流值，发动机可能停机。因为其中一个传感器变动太高(在多数情况下)产生节流OOC故障时，***将对其余点火循环采用高节流位置。在多数情况下，由于控制***驱使节流阀停止而使发动机停机。
发明内容
[0010]一***包括一不相关(OOC)检测模块，其用来检测第一节流位置传感器(TPS)与第二TPS之间的OOC误差。一超范围(OOR)检测模块，其分别为第一和第二TPS检测第一和第二OOR误差。当OOC计数大于或等于第一OOC数值时，OOC计数器设置OOC误差。当第一和第二OOR计数分别大于或等于比第一OOC值小的第二OOR值时，OOR计数器设置第一和第二OOR误差。当发生OOC误差时，控制模块增加OOC计数，当发生第一OOR误差时，第一OOR计数，当发生第二OOR误差时，第二OOR计数。在第一和第二OOR误差中至少其一发生在OOC误差之后时，控制模块设置第一和第二OOR计数中至少其一，使其与OOC计数相等。
[0011]一方法包括检测第一节流位置传感器(TPS)和第二TPS之间的OOC误差；分别为第一和第二TPS检测第一和第二OOR误差。当OOC计数大于或等于第一OOC值时，设置OOC误差；当第一和第二OOR计数分别大于或等于比第一OOC值小的第二OOR值时，设置第一和第二OOR误差；当OOC误差、第一OOR误差和第二OOR误差分别发生时，增加OOC计数、第一OOR计数和第二OOR计数；并且当第一和第二OOR误差中至少其一发生在OOC误差之后时，设置第一和第二OOR计数中至少其一等于OOC计数。
[0012]在这里的描述可以使更进一步的应用变得很明显。应当理解为，详细的说明和具体实施例仅为图示目的，而不会限制本发明的范围。
附图说明
[0013]这里描述的附图仅仅是为了说明，而不是为了限定本发明的范围。
[0014]图1是根据现有技术的发动机控制***的功能性框图。
[0015]图2A是根据本发明的发动机控制***的功能性框图。
[0016]图2B是根据本发明的控制模块或ETC模块的功能性框图。
[0017]图3是在OOC和/或OOR误差和/或故障期间，阐明控制指示节流阀方法的步骤流程图。
具体实施方式
[0018]事实上，以下描述仅仅是示例性的，而且也不是为了限定发明内容、应用或使用。应当理解为，在图中，相应的附图标记表示相似或相应的部件和特征。
[0019]现在参考图2A，显示了根据本发明的示例性发动机***200的功能性框图。为了清楚，图1中的参考数字用来表示相同的元件。
[0020]控制模块202接收来自第一和第二节流位置传感器(TPS)122和124的节流位置信号。控制模块202接收来自MAF传感器208的质量空气流量(MAF)信号和来自MAP传感器210的歧管绝对压力(MAP)信号。控制模块202接收来自RPM传感器212的以每分钟转数表示的发动机转速的信号(RPM)，该RPM传感器212与曲轴(未显示)相连。控制模块202也可接收其他信号(未显示)。
[0021]控制模块202将控制信号传输至燃料喷射器106、点火线圈112以及电子节流控制(ETC)马达126。根据诸如加速踏板位置的输入，控制模块202指示ETC马达126打开和关闭节流阀102。控制模块202根据来自TPS122和124的信号确定节流阀102的位置。
[0022]如果TPS122或124具有OOC和/或OOR误差和/或故障，控制模块202可根据指示节流位置而采取纠正措施。节流阀102可包括返回弹簧，其在没有向ETC马达126施加力时使节流阀102返回到所得到的缺省位置。例如，得到的缺省位置可以为20-30％节流范围内的节流位置。这就会允许车辆以“软返回”模式运行。
[0023]ETC马达可根据指示节流(在有些情况下，当没有误差存在或由控制模块设置为缺省或所需节流时，由TPS1或TPS2指示)与由控制模块产生的所需节流之间的差异设置节流阀。
[0024]现在参考图2B，控制模块202可包括TPS诊断模块230、空气气流预测模块240和空气流诊断模块242。空气气流预测模块240基根据发动机运行情况预测空气流。空气流诊断模块242将预测空气流与测量得到的空气流进行比较，并且当差异大于校准阈值时可选择地产生故障。在某些情况下，TPS诊断模块使空气流诊断模块242失效，从而阻止空气流误差的检测，这将在下面叙述。
[0025]TPS诊断模块230进一步包括OOC计数器254，OOR计数器258，OOC误差检测模块262，OOR误差检测模块266，百分比(％)节流标准模块270以及指示节流LUT274。OOC误差检测模块262比较来自百分比节流标准模块270的第一和第二百分比％节流信号。如果两个值的差异超出一预定数值，产生OOC误差。如果误差在由OOC计数器254所确定循环的第一预定次数(第一OOC值)内持续时，则产生OOC故障。当OOC误差和/或故障产生时，TPS1和TPS2的误差和/或故障就产生了。容易理解，原始的TPS1和TPS2数据也可进行比较从而确定OOC误差是否产生。
[0026]OOR误差检测模块266将TPS1和TPS2信号与上限和下限进行比较。例如，TPS1和TPS2的范围可以在0.5V至4.5V之间。如果任何一个传感器大于上限或小于下限，相应的TPS就产生OOR误差。如果误差在由OOR计数器258确定循环的第二次数(或第二OOR值)内持续时，则TPS产生OOR故障。指示节流LUT274基于OOC误差和/或故障以及OOR误差和/或故障设置指示节流，这将在下面描述。
[0027]现在参考图3，运行TPS诊断***的步骤如300所示。控制从步骤304开始。在步骤306，OOC和OOR计数器设置为零。在步骤308，控制确定OOC误差是否发生。如果步骤308为真，在步骤310中，控制确定OOC计数器是否等于零。如果步骤310为真，在步骤312中，控制执行LUT并根据OOC和OOR误差和/或故障确定指示节流。在这种情况下，有OOC误差并且没有OOR误差，并且控制设置指示节流等于预期节流，从而防止发生停机。在步骤314中，控制终止空气流诊断从而防止气流误差作为OOC误差的结果。
[0028]控制从步骤310(如果为假)和步骤314继续到步骤316，增加OOC计数。在步骤320，控制确定任何一个TPS是否具有OOR误差。如果步骤320为假，在步骤324中，控制确定OOC计数是否等于第一OOC值TH1。如果步骤324为假，控制返回步骤308。如果步骤328为真，在步骤328中控制设置OOC故障，在步骤330中运行空气流诊断***，并且在步骤332中查询作为OOC和OOR误差和/或故障函数的指示节流。控制从步骤332继续到步骤308。
[0029]如果步骤320为假，控制继续到步骤336。在步骤340中，控制确定TPS传感器之一，例如TPS1的OOR计数器是否等于零。如果步骤340为假，控制确定TPS1的OOR计数器是否不等于零。如果步骤342为真，在步骤344中控制增加OOR计数并继续步骤350。如果步骤340为真，在步骤346中控制设置OOR计数等于OOC计数，并继续步骤350。
[0030]在步骤350，控制确定OOR计数是否等于第二OOR值TH2。如果步骤350为真，在步骤354中，控制设置TPS1的OOR故障。在步骤356中，控制运行空气流诊断***。控制从步骤350(如果为假)和步骤356继续到步骤358。在步骤358中，控制确定是否有另一个TPS(诸如TPS2)。如果为真，控制返回步骤340。否则控制继续到步骤332。
[0031]在OOC和OOR误差而不是OOC和OOR故障期间，根据本发明的内容，可停止空气流诊断从而防止空气流误差的错误诊断。在传统的***中，在OOC误差期间当选择TPS传感器中较高的一个时，就会发生空气流误差。在传统的***中，当选择两个TPS传感器中较高的一个时，闭环***就可能由于指示节流和预期节流之间的差异关闭节流阀。另外，在传统的***中，由于预测与测量空气流之间的不同可能产生空气流误差。
[0032]由于OOC误差一般早于OOR误差，检测OOR误差就变得很困难。在本发明公开的内容中，当发生OOR误差时，OOR计数器设置为与OOC计数器相等。另外，在OOC计数器中设置的第一OOC值设置为小于OOR计数器中的第二OOR值。这样，当发生OOR误差时，OOR计数器将在OOC故障被检测之前检测OOR故障。通过这种方式，OOR故障可独立于OOC故障被检测。
[0033]下表I显示的是与OOR和/或OOC误差和/或故障相关的指示节流：
 
TPS OOC误差假 TPS OOC误差真 TPS OOC故障
OOR_1误差或故障＝假；以及OOR_2误差或故障＝假 TPS1 预期 缺省
OOR_1误差或故障＝假；以及OOR_2误差或故障＝真 TPS1 预期 缺省
OOR_1误差或故障＝真；以及OOR_2误差或故障＝假 TPS2 预期 缺省
OOR_1故障＝真；以及OOR_2故障＝真 缺省 缺省 缺省
OOR_1误差或故障＝真；以及OOR_2误差或故障＝真 预期 预期 缺省
表I
[0034]根据本发明公开的诊断***避免了在单个传感器OOR产生故障的情况下发生不必要的发动机停机。本发明也公开了在选定情况下通过空气流诊断***的失效而防止在OOC故障情况下控制模块驱动关闭节流阀。本发明也公开通过报告OOC和OOR故障的纠正问题代码从而提高诊断。这可通过当发生OOR误差时设置OOR计数器等于OOC计数器以及采用小于OOC计数值的OOR计数值部分地得到实现。因此，当OOC误差第一次作为OOR误差的结果时，OOR误差将被正确地诊断。

Claims (20)

1、一***包括：
不相关(OOC)检测模块，其用来检测第一节流位置传感器(TPS)和第二TPS之间的OOC误差；
超范围(OOR)检测模块，其用来检测所述第一和第二TPS的第一和第二OOR误差；
OOC计数器，其用来当OOC计数大于或等于OOC值时设置OOC误差；
OOR计数器，其用来当第一和第二OOR计数分别大于或等于比所述OOC值小的OOR值时，设置第一和第二OOR误差；
控制模块，其用来当所述OOC误差、所述第一OOR误差和所述第二OOR误差分别发生时，增加所述OOC计数、所述第一OOR计数和所述第二OOR计数，且当所述第一和第二OOR误差至少其中之一发生在所述OOC误差之后时，设置所述第一和第二OOR计数至少其中之一等于所述OOC计数。
2、根据权利要求1的***，其中所述控制模块访问指示节流查找表格来设置指示节流值为第一TPS值、第二TPS值、缺省节流位置和预期节流位置中的至少之一。
3、根据权利要求2的***，其中所述指示节流LUT至少被其中的三个索引，它们分别是：无OOC误差/故障、所述OOC误差、所述OOC故障、无第一OOR误差/故障、所述第一OOR误差、所述第一OOR故障、无第二OOR误差/故障、所述第二OOR误差以及所述第二OOR故障。
4、根据权利要求1的***，进一步包括所述第一和第二TPS。
5、根据权利要求1的***，进一步包括：
空气气流预测模块，其产生一预测空气流；以及
空气流诊断模块，其根据检测的空气流和所述预测空气流诊断空气流故障。
6、根据权利要求6的***，其中，当所述OOC和OOR误差至少其中之一发生而所述OOC故障、所述第一OOR故障和所述第二OOR故障不存在时，所述控制模块终止所述空气流诊断。
7、根据权利要求2的***，其中，当所述OOC误差发生而所述第一OOR误差和故障以及所述第二OOR误差和故障不存在时，所述控制模块和所述指示节流LUT设置所述指示节流值至一预定节流值。
8、根据权利要求2的***，其中，当所述OOC误差发生而所述第一和第二OOR误差之一存在时，所述控制模块和所述指示节流LUT设置所述指示节流值至一预定节流值。
9、一方法包括：
检测第一节流位置传感器(TPS)和第二TPS之间的OOC误差；
分别检测所述第一和第二TPS的第一和第二OOR误差；
当OOC计数大于或等于OOC值时设置OOC误差；
当第一和第二OOR计数分别大于或等于比所述OOC值小的OOR值时，设置第一和第二OOR误差；
当所述OOC误差、所述第一OOR误差和所述第二OOR误差分别发生时，增加所述OOC计数、所述第一OOR计数和所述第二OOR计数；并且
当所述第一和第二OOR误差至少其中之一发生在所述OOC误差之后时，设置所述第一和第二OOR计数至少其中之一等于所述OOC计数。
10、根据权利要求9的方法，进一步包括设置指示节流值到至少下面的一个：一第一TPS值、一第二TPS值、一缺省节流位置和一预期节流位置。
11、根据权利要求10的方法，进一步包括指示节流LUT至少被其中的三个索引，它们分别是：无OOC误差/故障、所述OOC误差、所述OOC故障、无第一OOR误差/故障、所述第一OOR误差、所述第一OOR故障、无第二OOR误差/故障、所述第二OOR误差以及所述第二OOR故障。
12、根据权利要求9的方法，进一步包括：
产生预测空气流；并且
根据测量的空气流和所述预测空气流诊断空气流故障。
13、根据权利要求12的***，进一步包括当所述OOC和OOR误差至少其中之一发生而所述OOC故障，所述第一OOR故障和所述第二OOR故障不存在时，使所述空气流诊断模块无效。
14、根据权利要求10的***，进一步包括当所述OOC误差发生而所述第一OOR误差和故障以及所述第二OOR误差和故障不存在时，设置所述指示节流值至一预定节流值。
15、根据权利要求2的***，进一步包括当所述OOC误差发生而所述第一和第二OOR误差之一存在时，设置所述指示节流值至一预定节流值。
16、一***包括：
不相关(OOC)检测模块，其用来检测第一节流位置传感器(TPS)和第二TPS之间的OOC误差；
超范围(OOR)检测模块，分别检测第一和第二TPS的第一和第二OOR误差；
OOC计数器，当OOC计数大于或等于OOC值时，用来设置OOC误差；
OOR计数器，当第一和第二OOR计数分别大于或等于比OOC值小的OOR值时，用来设置第一和第二OOR误差；
控制模块，当所述OOC误差、所述第一OOR误差和所述第二OOR误差分别发生时，用来增加所述OOC计数、所述第一OOR计数和所述第二OOR计数；
空气气流预测模块，其产生一预测空气流；并且
空气流诊断模块，其根据测量的空气流和所述预测空气流诊断空气流***故障；其中当所述OOC和OOR误差至少其中之一发生而所述OOC故障、所述第一OOR故障和所述第二OOR故障不存在时，所述控制模块可选择地使所述空气流诊断模块无效。
17、根据权利要求16的***，其中当所述第一和第二OOR误差至少其中之一发生在所述OOC误差之后时，所述控制模块设置所述第一和第二OOR计数至少其中之一等于所述OOC计数。
18、根据权利要求16的***，其中所述控制模块访问指示节流查找表格来设置一指示节流值为至少下面的一个：第一TPS值，一第二TPS值，缺省节流位置和一预期节流位置，其中所述指示节流LUT至少被其中的三个索引，它们分别是：无OOC误差/故障、所述OOC误差、所述OOC故障、无第一OOR误差/故障、所述第一OOR误差、所述第一OOR故障、无第二OOR误差/故障、所述第二OOR误差以及所述第二OOR故障。
19、根据权利要求18的***，其中当所述OOC误差发生而所述第一OOR误差和故障以及所述第二OOR误差和故障不存在时，所述控制模块和所述指示节流LUT设置所述指示节流值至一预定节流值。
20、根据权利要求18的***，其中当所述OOC误差发生而所述第一和第二OOR误差之一存在时，所述控制模块和所述指示节流LUT设置所述指示节流值至一预定节流值。
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