專(zhuān)利名稱(chēng)：用于隨機(jī)失火的模式識(shí)別的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)隨機(jī)失火的曲軸模式識(shí)別系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：
這里提供的背景描述是為了總的介紹發(fā)明的背景。就本背景部分描述的程度以 及在申請(qǐng)時(shí)沒(méi)有以其它方式構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的描述的多個(gè)方面來(lái)說(shuō)，目前署名的發(fā)明者的 工作既不明確地也不隱含地被承認(rèn)為相對(duì)于本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。車(chē)輛包括生成驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的內(nèi)燃機(jī)。更具體地，發(fā)動(dòng)機(jī)吸入空氣并且將空氣與燃 料混合以形成燃燒混合物。燃燒混合物在氣缸內(nèi)被壓縮并且被點(diǎn)燃以驅(qū)動(dòng)活塞。活塞可 旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)曲軸，所述曲軸將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳輸?shù)阶兯倨骱蛙?chē)輪。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)失火時(shí)，氣缸的 燃燒混合物可能根本不燃燒或者可能僅燃燒一部分，并且可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)和傳動(dòng)系 震顫。隨機(jī)失火典型地發(fā)生在不同的氣缸上，而與所述氣缸是否來(lái)自相繼的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán) 無(wú)關(guān)。當(dāng)發(fā)生失火時(shí)，活塞的速度可能受到影響，這又可能影響發(fā)動(dòng)機(jī)速度。粗糙道 路也可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)速度的改變，該發(fā)動(dòng)機(jī)速度的改變?cè)诹恐瞪项?lèi)似于發(fā)動(dòng)機(jī)失火事件 產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)速度的改變。因此，粗糙道路可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)失火檢測(cè)系統(tǒng)無(wú)法正確檢測(cè) 發(fā)動(dòng)機(jī)失火事件。

發(fā)明內(nèi)容
一種控制系統(tǒng)包括急動(dòng)度(jerk，或稱(chēng)加加速度)確定模塊和失火確認(rèn)模塊。急 動(dòng)度確定模塊確定與發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)點(diǎn)火(著火)事件相關(guān)聯(lián)的曲軸的急動(dòng)度。失火確認(rèn)模塊 基于急動(dòng)度選擇性地確認(rèn)在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)檢測(cè)到的失火是有效的。一種方法包括確定與發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)點(diǎn)火事件相關(guān)聯(lián)的曲軸的急動(dòng)度，且基于急動(dòng)度 選擇性地確認(rèn)在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)檢測(cè)到的失火是有效的。本發(fā)明提供以下技術(shù)方案方案1. 一種控制系統(tǒng)，包括急動(dòng)度確定模塊，所述急動(dòng)度確定模塊確定與發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)點(diǎn)火事件相關(guān)聯(lián)的曲軸 急動(dòng)度；和失火確認(rèn)模塊，所述失火確認(rèn)模塊基于所述急動(dòng)度選擇性地確認(rèn)在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)檢 測(cè)到的失火是有效的。方案2.根據(jù)方案1所述的控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括加速度確定模塊，所述加速度確定模塊確定與點(diǎn)火事件相關(guān)聯(lián)的曲軸加速度； 和失火檢測(cè)模塊，當(dāng)所述加速度和急動(dòng)度的至少一個(gè)分別大于加速度閾值和急動(dòng) 度閾值時(shí)，所述失火檢測(cè)模塊檢測(cè)到失火。方案3.根據(jù)方案2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于急動(dòng)度確定模塊確定與檢測(cè)到的失火相關(guān)聯(lián)的失火急動(dòng)度，與失火之前的先前點(diǎn)火事件相關(guān)聯(lián)的先前急動(dòng)度，和分 別與檢測(cè)到的失火之后且在點(diǎn)火次序上相繼的第一、第二和第三隨后點(diǎn)火事件相關(guān)聯(lián)的
第一、第二和第三隨后急動(dòng)度。方案4.根據(jù)方案3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)?shù)谝患眲?dòng)度條件和第二急動(dòng) 度條件的至少一個(gè)滿(mǎn)足且在對(duì)應(yīng)于檢測(cè)到的失火的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間檢測(cè)到單獨(dú)失火時(shí)， 失火確認(rèn)模塊確定曲軸模式條件滿(mǎn)足，并且當(dāng)?shù)诙S后急動(dòng)度和第一隨后急動(dòng)度之間的 第一差大于第一急動(dòng)度閾值時(shí)第一急動(dòng)度條件滿(mǎn)足，并且當(dāng)?shù)谌S后急動(dòng)度和第二隨后 急動(dòng)度之間的第二差小于第二急動(dòng)度閾值時(shí)第二急動(dòng)度條件滿(mǎn)足。方案5.根據(jù)方案4所述的控制系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)曲軸模式條件滿(mǎn)足、第三急 動(dòng)度條件滿(mǎn)足且第四急動(dòng)度條件滿(mǎn)足時(shí)失火確認(rèn)模塊使已識(shí)別模式計(jì)數(shù)器增加，當(dāng)失火 急動(dòng)度大于先前急動(dòng)度時(shí)第三急動(dòng)度條件滿(mǎn)足，并且當(dāng)?shù)谌S后急動(dòng)度和第二隨后急動(dòng) 度之間的絕對(duì)值差小于第三急動(dòng)度閾值時(shí)第四急動(dòng)度條件滿(mǎn)足。方案6.根據(jù)方案5所述的控制系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)曲軸模式條件滿(mǎn)足且第三急 動(dòng)度條件和第四急動(dòng)度條件的至少一個(gè)不滿(mǎn)足時(shí)，失火確認(rèn)模塊使未識(shí)別模式計(jì)數(shù)器增 加。方案7.根據(jù)方案6所述的控制系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)已完成預(yù)定數(shù)量的發(fā) 動(dòng)機(jī)循環(huán)時(shí)，失火確認(rèn)模塊選擇性地確認(rèn)檢測(cè)到的失火是有效的。方案8.根據(jù)方案7所述的控制系統(tǒng)，其特征在于失火確認(rèn)模塊基于已識(shí)別模式 計(jì)數(shù)器和未識(shí)別模式計(jì)數(shù)器選擇性地確認(rèn)檢測(cè)到的失火是有效的。方案9.根據(jù)方案8所述的控制系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)檢測(cè)到的失火是隨機(jī)失火且 未識(shí)別模式計(jì)數(shù)器與已識(shí)別模式計(jì)數(shù)器的比值小于或等于預(yù)定閾值時(shí)，失火確認(rèn)模塊確 認(rèn)檢測(cè)到的失火是有效的。方案10.根據(jù)方案9所述的控制系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)檢測(cè)到的失火與發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)超 過(guò)一個(gè)氣缸相關(guān)聯(lián)時(shí)，失火確認(rèn)模塊確定檢測(cè)到的失火是隨機(jī)失火。方案11. 一種方法，包括確定與發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的點(diǎn)火事件相關(guān)聯(lián)的曲軸急動(dòng)度；和基于所述急動(dòng)度選擇性地確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)檢測(cè)到的失火是有效的。方案12.根據(jù)方案11所述的方法，進(jìn)一步包括確定與點(diǎn)火事件相關(guān)聯(lián)的曲軸加速度；和當(dāng)所述加速度和急動(dòng)度的至少一個(gè)分別大于加速度閾值和急動(dòng)度閾值時(shí)檢測(cè)到 失火。方案13.根據(jù)方案12所述的方法，進(jìn)一步包括確定與檢測(cè)到的失火相關(guān)聯(lián)的 失火急動(dòng)度，與失火之前的先前點(diǎn)火事件相關(guān)聯(lián)的先前急動(dòng)度，和分別與檢測(cè)到的失火 之后且在點(diǎn)火次序上相繼的第一、第二和第三隨后點(diǎn)火事件相關(guān)聯(lián)的第一、第二和第三 隨后急動(dòng)度。方案14.根據(jù)方案13所述的方法，進(jìn)一步包括確定當(dāng)?shù)谝患眲?dòng)度條件和第二 急動(dòng)度條件的至少一個(gè)滿(mǎn)足且在對(duì)應(yīng)于檢測(cè)到的失火的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間檢測(cè)到單獨(dú)失火 時(shí)，曲軸模式條件滿(mǎn)足；當(dāng)?shù)诙S后急動(dòng)度和第一隨后急動(dòng)度之間的第一差大于第一急 動(dòng)度閾值時(shí)第一急動(dòng)度條件滿(mǎn)足；以及當(dāng)?shù)谌S后急動(dòng)度和第二隨后急動(dòng)度之間的第二差小于第二急動(dòng)度閾值時(shí)第二急動(dòng)度條件滿(mǎn)足。方案15.根據(jù)方案14所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)曲軸模式條件滿(mǎn)足、第三急 動(dòng)度條件滿(mǎn)足且第四急動(dòng)度條件滿(mǎn)足時(shí)使已識(shí)別模式計(jì)數(shù)器增加；當(dāng)失火急動(dòng)度大于先 前急動(dòng)度時(shí)第三急動(dòng)度條件滿(mǎn)足；以及當(dāng)?shù)谌S后急動(dòng)度和第二隨后急動(dòng)度之間的絕對(duì) 值差小于第三急動(dòng)度閾值時(shí)第四急動(dòng)度條件滿(mǎn)足。方案16.根據(jù)方案15所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)曲軸模式條件滿(mǎn)足且第三急 動(dòng)度條件和第四急動(dòng)度條件的至少一個(gè)不滿(mǎn)足時(shí)，使未識(shí)別模式計(jì)數(shù)器增加。方案17.根據(jù)方案16所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)已完成預(yù)定數(shù)量的發(fā) 動(dòng)機(jī)循環(huán)時(shí)，選擇性地確認(rèn)檢測(cè)到的失火是有效的。方案18.根據(jù)方案17所述的方法，進(jìn)一步包括基于已識(shí)別模式計(jì)數(shù)器和未識(shí) 別模式計(jì)數(shù)器選擇性地確認(rèn)檢測(cè)到的失火是有效的。方案19.根據(jù)方案18所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)檢測(cè)到的失火是隨機(jī)失火且 未識(shí)別模式計(jì)數(shù)器與已識(shí)別模式計(jì)數(shù)器的比值小于或等于預(yù)定閾值時(shí)，確認(rèn)檢測(cè)到的失 火是有效的。方案20.根據(jù)方案19所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)檢測(cè)到的失火與發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)超 過(guò)一個(gè)氣缸相關(guān)聯(lián)時(shí)，確定檢測(cè)到的失火是隨機(jī)失火。本發(fā)明的其他應(yīng)用領(lǐng)域?qū)南挛闹刑峁┑脑敿?xì)描述中變得明顯。應(yīng)當(dāng)理解的是 詳細(xì)描述和具體示例僅出于說(shuō)明的目的，并不意圖限定本發(fā)明的范圍。


本發(fā)明將從詳細(xì)描述和附圖中更充分地理解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的原理的示例性車(chē)輛的功能性方框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的原理的圖1的示例性控制模塊的功能性方框圖；圖3是描繪了根據(jù)本發(fā)明的原理的控制方法的示例性步驟的流程圖；圖4示出了在隨機(jī)失火期間發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行；圖5示出了在高頻粗糙道路干擾期間發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行；圖6圖示出了在低頻粗糙道路干擾期間發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行；圖7圖示出了在相繼的氣缸失火期間發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行；圖8示出了在相對(duì)的氣缸失火期間發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。
具體實(shí)施例方式下面的描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，并不是用來(lái)限制本發(fā)明，其應(yīng)用或使用。 為了清楚起見(jiàn)，相同的附圖標(biāo)記將在附圖中用于表示類(lèi)似的元件。這里使用的，短 語(yǔ)A、B和C的至少一個(gè)應(yīng)解釋為意指一種邏輯(A或B或C)，其使用非排他的邏輯
“或”。應(yīng)該懂得，在不改變本發(fā)明原理的情況下，可以以不同的順序執(zhí)行方法內(nèi)的步
馬聚ο這里使用的，術(shù)語(yǔ)模塊是指專(zhuān)用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個(gè)或多個(gè) 軟件或固件程序的處理器(共享處理器，專(zhuān)用處理器或處理器組)和存儲(chǔ)器，組合邏輯電 路，和/或提供所描述的功能的其他合適部件。
本發(fā)明的曲軸模式識(shí)別系統(tǒng)和方法確定用于相繼的點(diǎn)火(著火)事件的曲軸的急 動(dòng)度，且基于所述急動(dòng)度識(shí)別失火。當(dāng)曲軸的加速度和曲軸的急動(dòng)度分別大于加速度閾 值和急動(dòng)度閾值時(shí)可檢測(cè)到失火。檢測(cè)到的失火可基于失火發(fā)生前、發(fā)生期間和發(fā)生后 的相繼點(diǎn)火事件確定的急動(dòng)度被識(shí)別為有效。以此方式識(shí)別失火改進(jìn)了失火和粗糙道路 干擾之間的分辨。現(xiàn)在參考圖1，圖1中示出了示例性車(chē)輛100的功能性方框圖。車(chē)輛100包括生 成轉(zhuǎn)矩的發(fā)動(dòng)機(jī)104。發(fā)動(dòng)機(jī)104可包括任何合適類(lèi)型的發(fā)動(dòng)機(jī)，例如汽油內(nèi)燃機(jī)(ICE) 或柴油ICE。僅為了清楚起見(jiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)104將作為汽油ICE論述?？諝馔ㄟ^(guò)進(jìn)氣歧管106被吸入到發(fā)動(dòng)機(jī)104內(nèi)。吸入到發(fā)動(dòng)機(jī)104內(nèi)的空氣的 體積可通過(guò)節(jié)氣門(mén)108改變。一個(gè)或多個(gè)燃料噴射器110將燃料與空氣混合以形成可燃 空氣-燃料混合物。氣缸112包括活塞(未示出)，所述活塞接附到曲軸114。雖然發(fā) 動(dòng)機(jī)104被描繪為包括一個(gè)氣缸112，但發(fā)動(dòng)機(jī)104可包括多于一個(gè)氣缸112?？諝?燃料混合物的燃燒可包括四個(gè)階段進(jìn)氣階段、壓縮階段、燃燒階段和 排氣階段。在進(jìn)氣階段期間，活塞降低到底部位置且空氣和燃料被引入到氣缸112內(nèi)。 在壓縮階段期間，空氣-燃料混合物在氣缸112內(nèi)被壓縮。燃燒階段在例如來(lái)自火花塞(未示出)的火花將空氣-燃料混合物點(diǎn)燃時(shí)開(kāi)始。 空氣-燃料混合物的燃燒導(dǎo)致活塞可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)曲軸114。旋轉(zhuǎn)力(即轉(zhuǎn)矩)可以是壓縮 力，以在另一個(gè)氣缸的壓縮階段期間將空氣-燃料混合物壓縮。由此產(chǎn)生的排氣從氣缸 112被排出，以完成排氣階段和燃燒階段。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出速度(EOS)傳感器116基于例如曲軸114的旋轉(zhuǎn)生成EOS信號(hào)。 EOS傳感器116可包括可變磁阻(VR)傳感器或任何其他合適類(lèi)型的EOS傳感器。EOS 信號(hào)可包括脈沖序列。脈沖序列的每個(gè)脈沖可在隨曲軸114旋轉(zhuǎn)的帶有N個(gè)齒的輪118 的一個(gè)齒經(jīng)過(guò)VR傳感器時(shí)生成。因此，每個(gè)脈沖可對(duì)應(yīng)于曲軸114以等于360度除以 N個(gè)齒的量的角旋轉(zhuǎn)。帶有N個(gè)齒的輪118也可以包括缺失一個(gè)或多個(gè)齒的間隙。發(fā)動(dòng)機(jī)104的失火可由于多種原因產(chǎn)生，例如燃料、空氣和/或火花的不恰當(dāng) 供給。失火可干擾曲軸114的旋轉(zhuǎn)，因此導(dǎo)致EOS信號(hào)中的波動(dòng)?？刂颇K130基于 EOS信號(hào)確定失火是否發(fā)生?？刂颇K130也可以確定發(fā)動(dòng)機(jī)失火是否當(dāng)成特定類(lèi)型的 發(fā)動(dòng)機(jī)失火。僅作為例子，控制模塊130可確定發(fā)動(dòng)機(jī)失火當(dāng)成周期性失火還是隨機(jī)性 失火。發(fā)動(dòng)機(jī)104可將轉(zhuǎn)矩通過(guò)曲軸114傳遞到變速器140。如果變速器140是自動(dòng)變 速器，則轉(zhuǎn)矩可從發(fā)動(dòng)機(jī)104通過(guò)轉(zhuǎn)矩變換器(未示出)傳遞到變速器140。變速器140 可通過(guò)傳動(dòng)軸142將轉(zhuǎn)矩傳遞到車(chē)輛100的一個(gè)或多個(gè)車(chē)輪(未示出)。如同失火的情況一樣，粗糙道路輸入可能干擾曲軸114的旋轉(zhuǎn)，因此導(dǎo)致EOS 信號(hào)中的波動(dòng)。控制模塊130可基于EOS信號(hào)區(qū)別失火和粗糙道路干擾。控制模塊130 可在懷疑發(fā)生失火之前、期間或之后基于EOS信號(hào)確定曲軸114的急動(dòng)度，并且可以基 于所述急動(dòng)度確認(rèn)失火有效。現(xiàn)在參考圖2，控制模塊130包括加速度確定模塊200，急動(dòng)度確定模塊202，失 火檢測(cè)模塊204和失火確認(rèn)模塊206。加速度確定模塊200從EOS傳感器116接收EOS 信號(hào)。加速度確定模塊200基于EOS信號(hào)確定對(duì)應(yīng)于點(diǎn)火事件的加速度，并且基于所述確定的加速度生成加速度信號(hào)。加速度確定模塊200可通過(guò)計(jì)算EOS信號(hào)的一階導(dǎo)數(shù) (CJ1M)來(lái)確定加速度。急動(dòng)度確定模塊202從加速度確定模塊200接收加速度信號(hào)。急動(dòng)度確定模塊 202基于加速度信號(hào)確定對(duì)應(yīng)于點(diǎn)火事件的急動(dòng)度，并且基于所述確定的急動(dòng)度生成急動(dòng) 度信號(hào)。急動(dòng)度確定模塊202通過(guò)計(jì)算加速度信號(hào)的一階導(dǎo)數(shù)確定急動(dòng)度。加速度信號(hào) 的一階導(dǎo)數(shù)等于EOS信號(hào)的二階導(dǎo)數(shù)(d2[n])。失火檢測(cè)模塊204從加速度確定模塊200接收加速度信號(hào)，并且從急動(dòng)度確定模 塊202接收急動(dòng)度信號(hào)。失火檢測(cè)模塊204基于加速度信號(hào)和急動(dòng)度信號(hào)檢測(cè)點(diǎn)火事件 的失火。例如，當(dāng)加速度和急動(dòng)度分別大于加速度閾值和急動(dòng)度閾值時(shí)，失火檢測(cè)模塊 204可檢測(cè)到失火。加速度閾值和急動(dòng)度閾值可以是預(yù)定的閾值。失火檢測(cè)模塊基于檢 測(cè)到的失火生成檢測(cè)信號(hào)。失火確認(rèn)模塊206從急動(dòng)度確定模塊202接收急動(dòng)度信號(hào)，并且從失火檢測(cè)模塊 204接收檢測(cè)信號(hào)。失火確認(rèn)模塊206基于急動(dòng)度確認(rèn)檢測(cè)到的失火是有效的。失火確 認(rèn)模塊206可基于對(duì)應(yīng)于檢測(cè)到的失火發(fā)生前、發(fā)生期間或發(fā)生后發(fā)生的點(diǎn)火事件的急 動(dòng)度確認(rèn)檢測(cè)到的失火。當(dāng)曲軸模式條件基于急動(dòng)度被識(shí)別時(shí)，失火確認(rèn)模塊206可確 認(rèn)檢測(cè)到的失火。急動(dòng)度確定模塊202可確定檢測(cè)到的失火的失火急動(dòng)度(d2[m])，檢測(cè)到的失 火之前的點(diǎn)火事件的先前急動(dòng)度(d2[m_l])，和檢測(cè)到的失火之后且在點(diǎn)火次序上相繼的 點(diǎn)火事件的第一、第二、第三隨后急動(dòng)度(d2[m+l]、d2[m+2]、d2[m+3])。失火確認(rèn)模塊 206可基于失火急動(dòng)度、先前急動(dòng)度和第一、第二、第三隨后急動(dòng)度確認(rèn)檢測(cè)到的失火是 有效的。當(dāng)曲軸模式條件滿(mǎn)足時(shí)，失火確認(rèn)模塊206可確認(rèn)檢測(cè)到的失火是有效的。當(dāng) 滿(mǎn)足第一急動(dòng)度條件和/或第二急動(dòng)度條件且在對(duì)應(yīng)于檢測(cè)到的失火的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間 僅檢測(cè)到一個(gè)失火時(shí)，失火確認(rèn)模塊206可確定曲軸模式條件滿(mǎn)足。當(dāng)?shù)诙S后急動(dòng)度 和第一隨后急動(dòng)度之間的差大于第一急動(dòng)度閾值(K1iTh)時(shí)，第一急動(dòng)度條件滿(mǎn)足，如下 式1所示(l)d2[m+2]-d2[m+l] > K1^Th當(dāng)?shù)谌S后急動(dòng)度和第二隨后急動(dòng)度之間的差小于第二急動(dòng)度閾值(K/Th)時(shí)， 第二急動(dòng)度條件滿(mǎn)足，如下式2所示(2) d2[m+3]-d2[m+2] < K2*Th第一急動(dòng)度閾值和第二急動(dòng)度閾值分別包括第一常數(shù)(K1)和第二常數(shù)(K2)。第 一常數(shù)(K1)和第二常數(shù)(K2)可以是預(yù)定的，以區(qū)別失火和粗糙道路干擾，這將在下文中 更詳細(xì)地論述。第一急動(dòng)度閾值和第二急動(dòng)度閾值也包括根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)載荷 而變化的閾值函數(shù)。失火確認(rèn)模塊206可基于已識(shí)別模式計(jì)數(shù)器和未識(shí)別模式計(jì)數(shù)器來(lái)確認(rèn)檢測(cè)到 的失火是有效的。當(dāng)?shù)谌眲?dòng)度條件和第四急動(dòng)度條件滿(mǎn)足時(shí)，失火確認(rèn)模塊206可使 已識(shí)別模式計(jì)數(shù)器增加。當(dāng)失火急動(dòng)度大于先前急動(dòng)度時(shí)，第三急動(dòng)度條件滿(mǎn)足，如下 式3所示(3)d2[m] > d2[m-l]
當(dāng)?shù)谌S后急動(dòng)度和第二隨后急動(dòng)度之間的絕對(duì)值差小于第三急動(dòng)度閾值時(shí)， 第四急動(dòng)度條件滿(mǎn)足，如下式4所示(4) |d2[m+3]-d2[m+2]| < K3*Th雖然式4分析了第三隨后急動(dòng)度和第二隨后急動(dòng)度之間的絕對(duì)值差，但式4可 修改為基于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的氣缸數(shù)量分析對(duì)應(yīng)于其他相繼點(diǎn)火事件的急動(dòng)度值之間的絕對(duì)值 差。例如，式4可修改為用于八缸發(fā)動(dòng)機(jī)，以分析對(duì)應(yīng)于第四隨后點(diǎn)火事件和第三隨后 點(diǎn)火事件的急動(dòng)度值之間的絕對(duì)值差。第三急動(dòng)度閾值可包括第三常數(shù)(K3)和閾值函數(shù)。第三常數(shù)可以是預(yù)定的，以 區(qū)分失火和粗糙道路干擾，這將在下文中更詳細(xì)地論述。當(dāng)預(yù)定數(shù)量的氣缸循環(huán)已完成時(shí)，失火確認(rèn)模塊206可確認(rèn)檢測(cè)到的失火是有 效的。例如，當(dāng)100個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)已完成時(shí)，失火確認(rèn)模塊206可驗(yàn)證失火檢測(cè)數(shù)據(jù)。失火確認(rèn)模塊206可確定失火是周期性的還是隨機(jī)性的，且當(dāng)失火是隨機(jī)失火 時(shí)確認(rèn)失火是有效的。當(dāng)失火檢測(cè)數(shù)據(jù)的至少一預(yù)定部分僅對(duì)應(yīng)于一個(gè)氣缸時(shí)，失火是 周期性的。當(dāng)失火檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于超過(guò)一個(gè)氣缸時(shí)，失火是隨機(jī)性的。失火確認(rèn)模塊206可基于已識(shí)別模式計(jì)數(shù)器和未識(shí)別模式計(jì)數(shù)器確認(rèn)檢測(cè)到的 失火是有效的。當(dāng)未識(shí)別模式計(jì)數(shù)器與已識(shí)別模式計(jì)數(shù)器的比值小于或等于模式識(shí)別閾 值時(shí)，失火確認(rèn)模塊206可確定檢測(cè)到的失火是有效的。模式識(shí)別閾值可以是預(yù)定的以 區(qū)分失火和粗糙道路干擾?，F(xiàn)在參考圖3，控制方法在步驟300和302中分別確定了曲軸加速度和曲軸急 動(dòng)度。控制方法在步驟304中確定加速度和急動(dòng)度是否分別大于加速度閾值和急動(dòng)度閾 值。當(dāng)加速度和/或急動(dòng)度分別小于或等于加速度閾值和急動(dòng)度閾值時(shí)，控制方法返回 到步驟300。當(dāng)加速度和急動(dòng)度分別大于加速度閾值和急動(dòng)度閾值時(shí)，控制方法在步驟 306中檢測(cè)到失火。再次參考步驟302，控制方法可確定檢測(cè)到的失火的失火急動(dòng)度(d2[m])，在 檢測(cè)到的失火之前的點(diǎn)火事件的先前急動(dòng)度(d2[m_l])，在檢測(cè)到的失火之后且在點(diǎn)火次 序上相繼的點(diǎn)火事件的第一、第二和第三隨后急動(dòng)度(d2[m+l]，d2[m+2], d2[m+3])。在步驟308中，控制方法確定第一急動(dòng)度條件和/或第二急動(dòng)度條件是否滿(mǎn)足， 并且在對(duì)應(yīng)于檢測(cè)到的失火的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間是否僅發(fā)生一個(gè)失火。第一急動(dòng)度條 件和第二急動(dòng)度條件分別在以上的式1和式2中定義。當(dāng)既不滿(mǎn)足第一急動(dòng)度條件也不滿(mǎn)足第二急動(dòng)度條件時(shí)或當(dāng)該發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間 發(fā)生多個(gè)失火時(shí)，控制方法在步驟310中確定曲軸模式條件不滿(mǎn)足并且返回到步驟300。 當(dāng)?shù)谝患眲?dòng)度條件和/或第二急動(dòng)度條件滿(mǎn)足且在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間僅發(fā)生一個(gè)失火時(shí)， 控制方法在步驟312中確定曲軸模式條件滿(mǎn)足并且前進(jìn)到步驟314。當(dāng)曲軸模式條件不滿(mǎn)足時(shí)，控制方法可使模式條件不滿(mǎn)足計(jì)數(shù)器增加。此計(jì)數(shù) 器可基于特定車(chē)輛的動(dòng)力學(xué)特性用于改進(jìn)失火和粗糙道路干擾之間的分辨。例如，當(dāng)模 式條件不滿(mǎn)足計(jì)數(shù)器高于或低于基于其他車(chē)輛應(yīng)用的預(yù)期時(shí)，可調(diào)整第一急動(dòng)度閾值和 第二急動(dòng)度閾值。在步驟314中，控制方法確定第三急動(dòng)度條件和第四急動(dòng)度條件是否滿(mǎn)足。第 三急動(dòng)度條件和第四急動(dòng)度條件分別在以上的式3和式4中定義。當(dāng)?shù)谌眲?dòng)度條件或第四急動(dòng)度條件不滿(mǎn)足時(shí)，控制方法在步驟316中使未識(shí)別模式計(jì)數(shù)器增加。當(dāng)?shù)谌?動(dòng)度條件和第四急動(dòng)度條件滿(mǎn)足時(shí)，控制方法在步驟318中使已識(shí)別模式計(jì)數(shù)器增加。在步驟320中，控制方法確定是否已完成預(yù)定個(gè)數(shù)(N)的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)。當(dāng)未完 成預(yù)定個(gè)數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)時(shí)，控制方法返回到步驟300。當(dāng)已完成預(yù)定個(gè)數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán) 時(shí)，控制方法前進(jìn)到步驟322。在步驟322中，控制方法可基于為預(yù)定個(gè)數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)收集的失火檢測(cè)數(shù)據(jù) 確定檢測(cè)到的失火是否是隨機(jī)失火。當(dāng)失火檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于超過(guò)一個(gè)氣缸時(shí)，控制方法 可確定檢測(cè)到的失火是隨機(jī)失火。當(dāng)懷疑的失火不是隨機(jī)失火時(shí)，控制方法可前進(jìn)到步 驟324，并且當(dāng)懷疑的失火是隨機(jī)失火時(shí)，控制方法可前進(jìn)到步驟328。替代地，控制方法可確定檢測(cè)到的失火是否為周期性失火。當(dāng)失火檢測(cè)數(shù)據(jù)的 至少預(yù)定的部分僅對(duì)應(yīng)于一個(gè)氣缸時(shí)，控制方法可確定檢測(cè)到的失火是周期性的。當(dāng)檢 測(cè)到的失火是周期性的時(shí)，控制方法可前進(jìn)到步驟324，并且當(dāng)檢測(cè)到的失火不是周期性 的時(shí)，控制方法前進(jìn)到步驟328。在步驟324中，控制方法保留(即不刪除)失火檢測(cè)數(shù)據(jù)。以此方式，控制方 法確認(rèn)檢測(cè)到的失火是有效的?？刂品椒ㄔ诓襟E326中將所有計(jì)數(shù)器復(fù)位，包括將已識(shí) 別模式計(jì)數(shù)器和未識(shí)別模式計(jì)數(shù)器復(fù)位，然后返回到步驟300。在步驟328中，控制方法確定未識(shí)別模式計(jì)數(shù)器與已識(shí)別模式計(jì)數(shù)器的比值是 否大于模式識(shí)別閾值。當(dāng)未識(shí)別模式計(jì)數(shù)器與已識(shí)別模式計(jì)數(shù)器的比值小于或等于模式 識(shí)別閾值時(shí)，控制方法前進(jìn)到步驟324，因此確認(rèn)檢測(cè)到的失火是有效的。當(dāng)未識(shí)別模式 計(jì)數(shù)器與已識(shí)別模式計(jì)數(shù)器的比值大于模式識(shí)別閾值時(shí)，控制方法在步驟332中丟棄失 火檢測(cè)數(shù)據(jù)，因此確認(rèn)檢測(cè)到的失火是無(wú)效的?，F(xiàn)在參考圖4至圖8，圖中示出了隨機(jī)失火期間發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。y軸表示曲軸加 速度，或發(fā)動(dòng)機(jī)輸出速度(EOS)信號(hào)的一階導(dǎo)數(shù)(d^n])。χ軸表示曲軸急動(dòng)度，或EOS 信號(hào)的二階導(dǎo)數(shù)(d2[n])。EOS信號(hào)是時(shí)域信號(hào)。因此，右上手象限反應(yīng)了降低的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和加速度， 而左下手象限反應(yīng)了增加的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和加速度。曲軸加速度相對(duì)于懷疑的失火的失火 急動(dòng)度(d2[m])，懷疑的失火之前的先前點(diǎn)火事件的先前急動(dòng)度(d2[m_l])以及懷疑的失 火之后且在點(diǎn)火次序上相繼的第一、第二和第三隨后點(diǎn)火事件的各自的第一、第二和第 三隨后急動(dòng)度(d2[m+l]，d2[m+2]，d2[m+3])被描繪。現(xiàn)在參考圖4，懷疑的失火之前和之后的曲軸急動(dòng)度可用于區(qū)分真正的失火與粗 糙道路干擾。當(dāng)由于失火導(dǎo)致高頻減速而發(fā)生失火時(shí)，曲軸急動(dòng)度一般增加。然而，粗 糙道路干擾可能導(dǎo)致先前急動(dòng)度高于失火急動(dòng)度。因此，失火急動(dòng)度高于先前急動(dòng)度的 條件，如上式3中所示，可用于將失火與粗糙道路區(qū)分開(kāi)。發(fā)動(dòng)機(jī)通常在失火發(fā)生后加速以補(bǔ)償由于失火造成的轉(zhuǎn)矩?fù)p失。加速度的這種 增加通常導(dǎo)致第一隨后急動(dòng)度為負(fù)，因?yàn)槟芰枯斎氲角S。在第二隨后點(diǎn)火事件中，發(fā) 動(dòng)機(jī)減速到原來(lái)情況，以補(bǔ)償先前事件中過(guò)大的加速度。因此，第二隨后急動(dòng)度和第一 隨后急動(dòng)度之間的差大于第一急動(dòng)度閾值(K1iTh)的條件，如上式1中所示，可用于確認(rèn) 懷疑的失火是有效的。第一急動(dòng)度閾值可以是第一常數(shù)(K1)和閾值函數(shù)(Th)的乘積。第一常數(shù)可用于基于失火后預(yù)測(cè)的曲軸行為將第一急動(dòng)度閾值偏移。閾值函數(shù)可基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā) 動(dòng)機(jī)載荷而變化。現(xiàn)在參考圖5，圖中示出了高頻粗糙道路干擾期間的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行。如圖5中所 示，高頻粗糙道路干擾可滿(mǎn)足式1中所示的條件。現(xiàn)在參考圖6，圖中示出了低頻粗糙道路干擾期間的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行。低頻粗糙道路 干擾不滿(mǎn)足式1中所示的條件。這是因?yàn)檩^低的粗糙道路頻率導(dǎo)致較低的響應(yīng)頻率。因 此，與低頻粗糙道路干擾相比，高頻粗糙道路干擾更可能類(lèi)似于失火?，F(xiàn)在參考圖7，圖中示出了順序或相繼的氣缸失火期間發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。相繼氣 缸失火不表現(xiàn)出與單個(gè)氣缸失火相同的行為，因?yàn)橄嗬^氣缸失火涉及由于失火導(dǎo)致的緊 接著最初減速之后的減速。因此，第二隨后急動(dòng)度可能小于第一隨后急動(dòng)度。在此情形 中，當(dāng)相繼失火或粗糙道路干擾發(fā)生時(shí)，在上式1中定義的條件可能不能滿(mǎn)足。然而，失火的發(fā)動(dòng)機(jī)通常表現(xiàn)出失火后的加速和減速的明顯更高的響應(yīng)頻率。 在粗糙道路干擾后的第三隨后點(diǎn)火事件時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)可能仍在加速或緩慢減速。與之相 比，在一個(gè)相繼的失火后的第三隨后點(diǎn)火事件時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)通常猛然減速以補(bǔ)償?shù)诙S后 點(diǎn)火事件時(shí)的加速。因此，第三隨后急動(dòng)度和第二隨后急動(dòng)度之間的差大于第二急動(dòng)度 閾值)(K/Th)的條件，如上式2中所示，可用于將相繼失火與粗糙道路干擾區(qū)分開(kāi)?，F(xiàn)在參考圖8，圖中示出了在相對(duì)氣缸失火或非相繼失火期間發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。非 相繼失火可以是在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間發(fā)生的且在點(diǎn)火次序上不連續(xù)的多個(gè)失火，如圖8中 所示。在上式1至3中定義的條件可用于將相繼失火與粗糙道路干擾區(qū)分開(kāi)，而另外的 標(biāo)準(zhǔn)可用于將非相繼失火與粗糙道路干擾區(qū)分開(kāi)。在非相繼失火之后的第三隨后急動(dòng)度和第二隨后急動(dòng)度之間的差與粗糙道路干 擾之后的差相比通常較低。這是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)僅補(bǔ)償非相繼失火后的一個(gè)激勵(lì)。相比之 下，在粗糙道路期間，發(fā)動(dòng)機(jī)必然通常補(bǔ)償以不同的速度衰減的多個(gè)激勵(lì)。因此，第三 隨后急動(dòng)度和第二隨后急動(dòng)度之間的絕對(duì)值差大于第三急動(dòng)度閾值(K/Th)的條件，如上 式4所示，可用于將非相繼失火與粗糙道路干擾區(qū)分開(kāi)。第三急動(dòng)度閾值可以是第三常數(shù)(K3)和閾值函數(shù)(Th)的乘積。可根據(jù)懷疑的 失火是否已在相繼發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間發(fā)生來(lái)調(diào)整第三常數(shù)。當(dāng)在相繼發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間已發(fā) 生懷疑的失火時(shí)，則第三常數(shù)應(yīng)更高，因?yàn)橛捎谑Щ甬a(chǎn)生的振蕩不具有足夠的時(shí)間被衰 減。第三常數(shù)通過(guò)可在最大常數(shù)(Kmax)和最小常數(shù)(Kmm)之間切換而被調(diào)整。雖然式4中定義的條件可用于將非相繼失火與粗糙道路干擾區(qū)分開(kāi)，但對(duì)于一 些非相繼失火可能不滿(mǎn)足該條件，例如當(dāng)失火發(fā)生在第二隨后點(diǎn)火事件時(shí)。此外，該條 件僅可用于當(dāng)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間僅發(fā)生一個(gè)失火時(shí)驗(yàn)證失火檢測(cè)數(shù)據(jù)。因此，可進(jìn)行 確定以保證在使用式4確定失火有效之前滿(mǎn)足曲軸模式識(shí)別條件。當(dāng)單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中 沒(méi)有發(fā)生多個(gè)非相繼失火且在每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間僅發(fā)生一個(gè)失火時(shí)，曲軸模式識(shí)別條 件可滿(mǎn)足。另外，當(dāng)對(duì)應(yīng)于第二隨后點(diǎn)火事件和第三隨后點(diǎn)火事件的氣缸之間嚴(yán)重不平衡 時(shí)，在式4中定義的條件不能滿(mǎn)足。隨機(jī)失火可降低第二隨后急動(dòng)度和第三隨后急動(dòng)度 將對(duì)應(yīng)于不平衡氣缸的可能性。因此，為將嚴(yán)重不平衡的影響最小化，條件僅可用于當(dāng) 懷疑的失火是隨機(jī)失火時(shí)確認(rèn)懷疑的失火有效。
在已發(fā)生預(yù)定數(shù)量的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)后，可確定懷疑的失火是隨機(jī)失火還是周期失 火。例如，在100個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)測(cè)試結(jié)束時(shí)，可確定懷疑的失火是隨機(jī)的。本發(fā)明的廣泛教導(dǎo)可以以多種不同形式實(shí)施。因此，雖然此發(fā)明包括特定的例 子，但本發(fā)明的真實(shí)范圍不應(yīng)限制于此，因?yàn)樵趯?duì)附圖、說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求研究之 后，其他變型將熟練的從業(yè)者將變得明顯。
權(quán)利要求
1.一種控制系統(tǒng)，包括急動(dòng)度確定模塊，所述急動(dòng)度確定模塊確定與發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)點(diǎn)火事件相關(guān)聯(lián)的曲軸急動(dòng) 度；和失火確認(rèn)模塊，所述失火確認(rèn)模塊基于所述急動(dòng)度選擇性地確認(rèn)在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)檢測(cè)到 的失火是有效的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括加速度確定模塊，所述加速度確定模塊確定與點(diǎn)火事件相關(guān)聯(lián)的曲軸加速度；和失火檢測(cè)模塊，當(dāng)所述加速度和急動(dòng)度的至少一個(gè)分別大于加速度閾值和急動(dòng)度閾 值時(shí)，所述失火檢測(cè)模塊檢測(cè)到失火。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于急動(dòng)度確定模塊確定與檢測(cè)到 的失火相關(guān)聯(lián)的失火急動(dòng)度，與失火之前的先前點(diǎn)火事件相關(guān)聯(lián)的先前急動(dòng)度，和分別 與檢測(cè)到的失火之后且在點(diǎn)火次序上相繼的第一、第二和第三隨后點(diǎn)火事件相關(guān)聯(lián)的第 一、第二和第三隨后急動(dòng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)?shù)谝患眲?dòng)度條件和第二急動(dòng)度條件 的至少一個(gè)滿(mǎn)足且在對(duì)應(yīng)于檢測(cè)到的失火的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間檢測(cè)到單獨(dú)失火時(shí)，失火確 認(rèn)模塊確定曲軸模式條件滿(mǎn)足，并且當(dāng)?shù)诙S后急動(dòng)度和第一隨后急動(dòng)度之間的第一差 大于第一急動(dòng)度閾值時(shí)第一急動(dòng)度條件滿(mǎn)足，并且當(dāng)?shù)谌S后急動(dòng)度和第二隨后急動(dòng)度 之間的第二差小于第二急動(dòng)度閾值時(shí)第二急動(dòng)度條件滿(mǎn)足。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)曲軸模式條件滿(mǎn)足、第三急動(dòng)度條 件滿(mǎn)足且第四急動(dòng)度條件滿(mǎn)足時(shí)失火確認(rèn)模塊使已識(shí)別模式計(jì)數(shù)器增加，當(dāng)失火急動(dòng)度 大于先前急動(dòng)度時(shí)第三急動(dòng)度條件滿(mǎn)足，并且當(dāng)?shù)谌S后急動(dòng)度和第二隨后急動(dòng)度之間 的絕對(duì)值差小于第三急動(dòng)度閾值時(shí)第四急動(dòng)度條件滿(mǎn)足。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)曲軸模式條件滿(mǎn)足且第三急動(dòng)度條 件和第四急動(dòng)度條件的至少一個(gè)不滿(mǎn)足時(shí)，失火確認(rèn)模塊使未識(shí)別模式計(jì)數(shù)器增加。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)已完成預(yù)定數(shù)量的發(fā)動(dòng)機(jī)循 環(huán)時(shí)，失火確認(rèn)模塊選擇性地確認(rèn)檢測(cè)到的失火是有效的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其特征在于失火確認(rèn)模塊基于已識(shí)別模式計(jì)數(shù)器 和未識(shí)別模式計(jì)數(shù)器選擇性地確認(rèn)檢測(cè)到的失火是有效的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)檢測(cè)到的失火是隨機(jī)失火且未識(shí)別 模式計(jì)數(shù)器與已識(shí)別模式計(jì)數(shù)器的比值小于或等于預(yù)定閾值時(shí)，失火確認(rèn)模塊確認(rèn)檢測(cè) 到的失火是有效的。
10.—種方法，包括確定與發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的點(diǎn)火事件相關(guān)聯(lián)的曲軸急動(dòng)度；和基于所述急動(dòng)度選擇性地確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)檢測(cè)到的失火是有效的。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于隨機(jī)失火的模式識(shí)別。一種控制系統(tǒng)包括急動(dòng)度確定模塊和失火確認(rèn)模塊。急動(dòng)度確定模塊確定與發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)點(diǎn)火事件相關(guān)聯(lián)的曲軸的急動(dòng)度。失火確認(rèn)模塊基于急動(dòng)度選擇性地確認(rèn)在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)檢測(cè)到的失火是有效的。
文檔編號(hào)F02P5/15GK102022244SQ20101028606
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月16日
發(fā)明者D·S·馬修斯, J·V·鮑曼, S·M·奈克, T·K·阿薩夫 申請(qǐng)人:通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作公司