專利名稱：基于曲軸加速度控制發(fā)動機(jī)功能的方法和控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛控制系統(tǒng)，更具體地，涉及基于曲軸加速度控制發(fā)動機(jī)功能。
背景技術(shù)：
本部分的陳述僅提供與本發(fā)明有關(guān)的背景信息，并且可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)監(jiān)測曲軸(發(fā)動機(jī))位置。發(fā)動機(jī)速度和加速度可基于發(fā)動機(jī)位置來確定。僅舉例，燃料、點(diǎn)火、和節(jié)氣門位置可基于車輛的發(fā)動機(jī)位置、速度和/或加速度來調(diào)節(jié)。曲軸位置監(jiān)測系統(tǒng)典型地包括控制模塊、曲軸傳感器、和與曲軸相連接或?yàn)榍S一部分的目標(biāo)輪。目標(biāo)輪可具有受曲軸傳感器監(jiān)測的齒。曲軸傳感器生成指示目標(biāo)輪角度位置(發(fā)動機(jī)位置)的曲軸位置信號?？刂颇K可以以不同間距(時間戳)經(jīng)曲軸傳感器檢測目標(biāo)輪的位置。作為例子， 控制模塊可以以大于或等于90°的間距檢測發(fā)動機(jī)位置。在90°間距時，發(fā)動機(jī)位置的分辨率為曲軸每轉(zhuǎn)四個位置采樣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于通過使用瞬時曲軸加速度控制發(fā)動機(jī)運(yùn)行參數(shù)的方法和系統(tǒng)。這允許去除氣缸壓力傳感器并降低車輛的成本。在一個實(shí)施例中，操作發(fā)動機(jī)的方法包括確定瞬時曲軸加速度并且響應(yīng)于所述瞬時曲軸加速度調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)參數(shù)。在另一個實(shí)施例中，用于控制發(fā)動機(jī)的控制系統(tǒng)包括確定瞬時曲軸加速度的瞬時曲軸加速度確定模塊。發(fā)動機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)模塊響應(yīng)于所述瞬時曲軸加速度調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)參數(shù)。本發(fā)明公開了下述技術(shù)方案。1. 一種操作發(fā)動機(jī)的方法，所述方法包括確定瞬時曲軸加速度；以及響應(yīng)于所述瞬時曲軸加速度調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)參數(shù)。2.如方案1所述的方法，其特征在于，確定瞬時曲軸加速度包括從曲軸位置傳感器確定所述瞬時曲軸加速度。3.如方案2所述的方法，其特征在于，所述曲軸位置傳感器包括帶齒的輪，并且其中確定瞬時曲軸加速度包括確定在曲軸的與所述帶齒的輪中的一個齒相對應(yīng)的角度范圍上的所述瞬時曲軸加速度。4.如方案2所述的方法，其特征在于，所述曲軸位置傳感器包括帶齒的輪，并且其中確定瞬時曲軸加速度包括確定在曲軸的與小于大約10度相對應(yīng)的角度范圍上的所述瞬時曲軸加速度。5.如方案1所述的方法，其特征在于，還包括確定峰值曲軸加速度位置，并且其中調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)參數(shù)包括基于所述峰值曲軸加速度位置調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)火花正時。6.如方案1所述的方法，其特征在于，還包括確定峰值曲軸加速度位置，并且其中調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)參數(shù)包括基于所述峰值曲軸加速度位置調(diào)節(jié)燃料噴射正時。7.如方案1所述的方法，其特征在于，還包括確定峰值曲軸加速度位置，并且其中調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)參數(shù)包括調(diào)節(jié)燃燒定相。8.如方案1所述的方法，其特征在于，還包括確定峰值曲軸加速度位置，并且其中調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)參數(shù)包括調(diào)節(jié)燃燒定相，使得峰值處于上止點(diǎn)后大約20度到大約30度之間。9.如方案1所述的方法，其特征在于，還包括確定峰值曲軸加速度位置，并且其中調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)參數(shù)包括調(diào)節(jié)燃燒定相，使得峰值處于上止點(diǎn)后大約M度。10.如方案1所述的方法，其特征在于，確定瞬時曲軸加速度包括確定所述發(fā)動機(jī)的每一氣缸的所述瞬時曲軸加速度，并且其中響應(yīng)于曲軸加速度調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)參數(shù)包括響應(yīng)于所述發(fā)動機(jī)的每一氣缸的曲軸加速度調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)參數(shù)。11.如方案1所述的方法，其特征在于，響應(yīng)于曲軸加速度調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)參數(shù)包括調(diào)節(jié)稀釋。12.如方案11所述的方法，其特征在于，還包括從多個發(fā)動機(jī)循環(huán)確定所述瞬時曲軸加速度的方差系數(shù)，并且其中調(diào)節(jié)包括調(diào)節(jié)所述發(fā)動機(jī)循環(huán)中每一個的稀釋。13.如方案12所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)包括響應(yīng)于所述瞬時曲軸加速度與方差系數(shù)的比較調(diào)節(jié)稀釋。14. 一種控制模塊，包括確定瞬時曲軸加速度的瞬時曲軸加速度確定模塊；以及響應(yīng)于所述瞬時曲軸加速度調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)參數(shù)的發(fā)動機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)模塊。
15.如方案14所述的控制模塊，其特征在于，還包括確定峰值曲軸加速度位置的峰值曲軸加速度位置確定模塊，并且其中所述發(fā)動機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)模塊基于所述峰值曲軸加速度位置調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)火花正時。16.如方案14所述的控制模塊，其特征在于，還包括確定峰值曲軸加速度位置的峰值曲軸加速度位置確定模塊，并且其中所述發(fā)動機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)模塊基于所述峰值曲軸加速度位置調(diào)節(jié)燃料噴射正時。17.如方案14所述的控制模塊，其特征在于，還包括確定峰值曲軸加速度位置的峰值曲軸加速度位置確定模塊，并且其中所述發(fā)動機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)燃燒定向。18.如方案14所述的控制模塊，其特征在于，還包括確定峰值曲軸加速度位置的峰值曲軸加速度位置確定模塊，并且其中所述發(fā)動機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)燃燒定相到上止點(diǎn)后大約20度到大約30度之間。19.如方案14所述的控制模塊，其特征在于，還包括確定峰值曲軸加速度位置的峰值曲軸加速度位置確定模塊，并且其中所述發(fā)動機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)模塊基于所述峰值曲軸加速度位置調(diào)節(jié)稀釋。20.如方案19所述的控制模塊，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)模塊響應(yīng)于方差系數(shù)調(diào)節(jié)稀釋。
本發(fā)明進(jìn)一步的適用范圍將從在此提供的描述變得顯而易見。應(yīng)當(dāng)理解本描述和特定例子僅旨在圖示目的，并且不旨在限制本發(fā)明的范圍。


從具體實(shí)施方式
和附圖中將會更完整地理解本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制系統(tǒng)的功能框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制系統(tǒng)的功能框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的Kalman(卡爾曼)濾波器的功能框圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的濾波的速度曲線圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的濾波的加速度曲線圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的齒變化的加速度曲線圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的學(xué)習(xí)齒間距的方法；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的確定瞬時發(fā)動機(jī)速度和加速度的方法；圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的集成有自動起?？刂频幕旌蟿恿ο到y(tǒng)的功能框圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一混合動力系統(tǒng)的功能框圖；圖11是用于執(zhí)行本發(fā)明方法的控制模塊的框圖解視圖；圖12是用于響應(yīng)于瞬時曲軸加速度調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)參數(shù)的方法的高階流程圖；圖13是用于根據(jù)本發(fā)明調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的定相的方法的流程圖；圖14是用于改變稀釋量的方法的流程圖；以及圖15是瞬時曲軸加速度與燃燒定相的關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施例方式控制模塊可以以不同間距經(jīng)曲軸傳感器檢測目標(biāo)輪的位置(發(fā)動機(jī)位置)。作為例子，控制模塊可以以大于、等于、或小于90°的間距檢測發(fā)動機(jī)位置。大于或等于90°的間距可被稱為低分辨率間距。小于90°的間距可被稱為高分辨率間距。曲軸目標(biāo)輪可具有例如58個齒；每個齒關(guān)聯(lián)大約6°的旋轉(zhuǎn)。發(fā)動機(jī)位置的優(yōu)良分辨率可通過監(jiān)測每6°增量來提供。通過提供優(yōu)良分辨率，可產(chǎn)生關(guān)于發(fā)動機(jī)的改進(jìn)的位置、速度、加速度和加速度變化率信息。曲軸目標(biāo)輪的齒之間的間距(或齒的寬度)通常并不相同。間距的變化可存在。 這些變化可由于制造公差、部件到部件變化、目標(biāo)輪傳感器和目標(biāo)輪傳感器系統(tǒng)變化等引起。如果在小間距上的計(jì)算是基于例如6°的標(biāo)稱齒間距值，那么結(jié)果將包含有誤差。該誤差可導(dǎo)致無用的結(jié)果。在此所披露的實(shí)施例提供用于精確地學(xué)習(xí)目標(biāo)輪的齒間距的技術(shù)。這允許系統(tǒng)精確地計(jì)算在小間距上的位置信息。實(shí)施例允許在生產(chǎn)車輛期間和/或生產(chǎn)車輛后精確地學(xué)習(xí)發(fā)動機(jī)的目標(biāo)輪上的具體齒間距。下面的描述本質(zhì)上僅是示范性的并且絕不是要限制本發(fā)明及其應(yīng)用或使用。清楚起見，在附圖中使用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識相似的元件。如這里所使用的，短語A、B和C中的至少一個應(yīng)當(dāng)被解釋為使用非排他邏輯或的邏輯(A或B或C)。應(yīng)當(dāng)理解在不改變本發(fā)明的原則時，可以以不同順序執(zhí)行方法內(nèi)的步驟。
如這里所使用的，術(shù)語模塊指專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個或多個軟件程序或者固件程序的處理器(共用的、專用的、或成組的)和存儲器、組合邏輯電路、和/ 或提供所描述功能的其他適合部件。另外，如在這里所使用的，術(shù)語燃燒循環(huán)指發(fā)動機(jī)燃燒過程的再發(fā)生階段。例如， 在4沖程內(nèi)燃機(jī)中，單個燃燒循環(huán)可指并且包括進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、和排氣沖程。在發(fā)動機(jī)的運(yùn)行期間重復(fù)該四個沖程。此外，雖然下面的實(shí)施例主要相對于示例內(nèi)燃機(jī)來描述，但本發(fā)明的實(shí)施例可應(yīng)用到其他內(nèi)燃機(jī)。例如，本發(fā)明可應(yīng)用到壓縮點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)、火花點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)、均質(zhì)火花點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)、均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)、分層火花點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)、和火花輔助壓縮點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)。此外，在下面的描述中，公開多種變量標(biāo)記。僅以例子提供所述變量標(biāo)記。所述變量標(biāo)記任意設(shè)置并且每個可用于標(biāo)識或指代不同的項(xiàng)目。例如，變量標(biāo)記N可用于指代目標(biāo)輪上的齒的數(shù)目或陣列中元素的數(shù)目。速度的有限差分逼近(Δ χ/ Δ t)和加速度的有限差分逼近(Δ ν/ Δ t)可基于來自曲軸目標(biāo)輪傳感器的離散采樣的位置和時間信息例如通過角度位置θ來確定。表達(dá)式1 示出了對于時間采樣6和7來說速度的例示后向差分。( Δ χ/ Δ t) 7 = (x7-x6) / (t7-t6)(1)實(shí)際的導(dǎo)數(shù)(dx/dt和d2x/dt2)，等于在間距上的平均導(dǎo)數(shù)，更為精確。連續(xù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)可用于計(jì)算平均速度的有限差分逼近。瞬時速度的逼近隨時間間距的大小降低而改善。所述逼近隨時間間距的大小降低而變得對測量誤差更敏感。見表達(dá)式 2。
權(quán)利要求
1.一種操作發(fā)動機(jī)的方法，所述方法包括確定瞬時曲軸加速度；以及響應(yīng)于所述瞬時曲軸加速度調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)參數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定瞬時曲軸加速度包括從曲軸位置傳感器確定所述瞬時曲軸加速度。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述曲軸位置傳感器包括帶齒的輪，并且其中確定瞬時曲軸加速度包括確定在曲軸的與所述帶齒的輪中的一個齒相對應(yīng)的角度范圍上的所述瞬時曲軸加速度。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述曲軸位置傳感器包括帶齒的輪，并且其中確定瞬時曲軸加速度包括確定在曲軸的與小于大約10度相對應(yīng)的角度范圍上的所述瞬時曲軸加速度。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括確定峰值曲軸加速度位置，并且其中調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)參數(shù)包括基于所述峰值曲軸加速度位置調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)火花正時。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括確定峰值曲軸加速度位置，并且其中調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)參數(shù)包括基于所述峰值曲軸加速度位置調(diào)節(jié)燃料噴射正時。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括確定峰值曲軸加速度位置，并且其中調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)參數(shù)包括調(diào)節(jié)燃燒定相。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括確定峰值曲軸加速度位置，并且其中調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)參數(shù)包括調(diào)節(jié)燃燒定相，使得峰值處于上止點(diǎn)后大約20度到大約30度之間。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括確定峰值曲軸加速度位置，并且其中調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)參數(shù)包括調(diào)節(jié)燃燒定相，使得峰值處于上止點(diǎn)后大約24度。
10.一種控制模塊，包括確定瞬時曲軸加速度的瞬時曲軸加速度確定模塊；以及響應(yīng)于所述瞬時曲軸加速度調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)參數(shù)的發(fā)動機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于曲軸加速度控制發(fā)動機(jī)功能的方法和控制系統(tǒng)。具體地，一種用于控制發(fā)動機(jī)的方法和系統(tǒng)，包括確定瞬時曲軸加速度的瞬時曲軸加速度確定模塊。發(fā)動機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)模塊響應(yīng)于所述瞬時曲軸加速度調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)參數(shù)。
文檔編號F02D43/00GK102269071SQ201010198990
公開日2011年12月7日 申請日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者D·S·梅休斯, J·R·貝爾德霍, M·R·格賴姆斯, N·J·卡爾維特 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司