專(zhuān)利名稱(chēng)：在低怠速時(shí)使用曲軸轉(zhuǎn)速傳感器使能氣缸平衡的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)，并且尤其涉及用于在發(fā)動(dòng)機(jī)低怠速期間平衡發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
此處的背景資料描述是為了大概介紹本發(fā)明的背景。目前指定的發(fā)明人的工作， 在背景資料章節(jié)做了一定程度的描述，還有那些在申請(qǐng)時(shí)不能稱(chēng)作現(xiàn)有技術(shù)的方面，這些都不能明顯地或隱含地認(rèn)作相對(duì)于本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)?？諝獯┻^(guò)進(jìn)氣歧管吸入發(fā)動(dòng)機(jī)中。節(jié)氣門(mén)控制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流?？諝馀c一個(gè)或多個(gè)燃料噴射器供應(yīng)的燃料相混合以形成空氣/燃料混合物?？諝?燃料混合物在發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)氣缸內(nèi)燃燒。在柴油機(jī)系統(tǒng)中，燃燒是由燃料噴入氣缸而發(fā)動(dòng)。更具體地說(shuō)， 壓縮所提供的熱點(diǎn)燃所噴射的燃料。空氣/燃料混合物的燃燒產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。更具體地說(shuō)，通過(guò)空氣/燃料混合物在氣缸內(nèi)燃燒期間出現(xiàn)的放熱和膨脹產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸把轉(zhuǎn)矩經(jīng)由動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)(未示出)傳遞給一個(gè)或多個(gè)輪子以推進(jìn)車(chē)輛。排氣從氣缸排出到排氣系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)根據(jù)期望轉(zhuǎn)矩控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出。期望轉(zhuǎn)矩可以基于駕駛員輸入，例如加速踏板位置、制動(dòng)踏板位置、巡航操縱輸入和/或其他適當(dāng)?shù)鸟{駛員輸入。期望轉(zhuǎn)矩還可以基于車(chē)輛其它系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求，例如傳動(dòng)控制系統(tǒng)、混合控制系統(tǒng)和/ 或底盤(pán)控制系統(tǒng)。ECM通過(guò)控制多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)例如進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流和燃料噴射來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明使用曲軸傳感器來(lái)確定低怠速的發(fā)動(dòng)機(jī)中何時(shí)出現(xiàn)了不平衡并且調(diào)整轉(zhuǎn)矩以減小這個(gè)不平衡。在本發(fā)明的一個(gè)方面，一種操作發(fā)動(dòng)機(jī)的方法包括產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速模式時(shí)基于期望怠速調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速模式時(shí)基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)平衡發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩、在平衡轉(zhuǎn)矩之后基于氣缸產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)矩確定怠速下降以及基于怠速下降減小期望怠速。在本發(fā)明的另一方面，一種用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)怠速的控制模塊包括產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速模塊。該控制系統(tǒng)還包括在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速模式時(shí)基于期望怠速調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的致動(dòng)器控制模塊以及在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速模式時(shí)基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)平衡發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的平衡模塊。該控制模塊還包括怠速下降模塊，其在平衡模塊平衡了轉(zhuǎn)矩之后基于氣缸產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)矩確定怠速下降并且基于怠速下降減小期望怠速。從下面提供的詳細(xì)描述中將更明顯地看出本發(fā)明的更多適用領(lǐng)域。應(yīng)當(dāng)理解，本詳細(xì)描述和特定例子只是起到舉例的作用，而不意圖限制本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明還提供了以下方案
1. 一種用于車(chē)輛的怠速控制系統(tǒng)，包括 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速模塊，其產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)；
致動(dòng)器控制模塊，其在使能發(fā)動(dòng)機(jī)怠速模式時(shí)基于期望怠速調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速； 平衡模塊，其在使能發(fā)動(dòng)機(jī)怠速模式時(shí)基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)平衡發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩；以及
怠速下降模塊，其在所述平衡模塊平衡了轉(zhuǎn)矩之后基于氣缸產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)矩確定怠速下降并且基于所述怠速下降減小期望怠速。2.如方案1所述的怠速控制系統(tǒng)，其中，所述怠速下降模塊基于標(biāo)準(zhǔn)偏差確定第二期望怠速并且把所述期望怠速更新成所述第二期望怠速，并且其中，所述第二期望怠速小于所述期望怠速。3.如方案1所述的怠速控制系統(tǒng)，其中，所述怠速下降模塊從所述期望怠速中減去所述怠速下降。4.如方案1所述的怠速控制系統(tǒng)，其中，所述平衡模塊分別基于每個(gè)氣缸的轉(zhuǎn)矩不平衡確定燃料平衡因子，并且基于各個(gè)燃料不平衡因子調(diào)整供給每個(gè)氣缸的燃料量。5.如方案4所述的怠速控制系統(tǒng)，還包括不平衡分析模塊，其基于分別在所述平衡模塊平衡了轉(zhuǎn)矩之前每個(gè)氣缸產(chǎn)生的預(yù)平衡實(shí)際轉(zhuǎn)矩與預(yù)平衡平均轉(zhuǎn)矩的平均值之間的差值確定所述轉(zhuǎn)矩不平衡。6.如方案5所述的怠速控制系統(tǒng)，還包括轉(zhuǎn)矩確定模塊，其基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的頻率含量確定所述預(yù)平衡實(shí)際轉(zhuǎn)矩。7.如方案1所述的怠速控制系統(tǒng)，還包括使能/停用模塊，其在停用所述發(fā)動(dòng)機(jī)怠速模式時(shí)停用偏差分析模塊。8.如方案1所述的怠速控制系統(tǒng)，還包括轉(zhuǎn)矩確定模塊，其基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的頻率含量確定所述實(shí)際轉(zhuǎn)矩。9.如方案1所述的怠速控制系統(tǒng)，其中，所述致動(dòng)器控制模塊基于所述期望發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)。10.如方案1所述的怠速控制系統(tǒng)，其中，在所述期望怠速減小了所述怠速下降之后，所述致動(dòng)器控制模塊減少供給氣缸的柴油量。11. 一種操作車(chē)輛的方法，包括 產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)；
在使能發(fā)動(dòng)機(jī)怠速模式時(shí)基于期望怠速調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速； 在使能發(fā)動(dòng)機(jī)怠速模式時(shí)基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)平衡發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩； 在平衡了轉(zhuǎn)矩之后基于氣缸產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)矩確定怠速下降；以及基于怠速下降減小期望怠速。12.如方案11所述的方法，還包括，基于標(biāo)準(zhǔn)偏差確定第二期望怠速并且把所述期望怠速更新成所述第二期望怠速，并且其中，所述第二期望怠速小于所述期望怠速。13.如方案11所述的方法，還包括從所述期望怠速中減去所述怠速下降。14.如方案11所述的方法，還包括，分別基于每個(gè)氣缸的轉(zhuǎn)矩不平衡確定燃料平衡因子，并且基于各個(gè)燃料平衡因子調(diào)整供給每個(gè)氣缸的燃料量。
15.如方案14所述的方法，還包括基于分別在平衡模塊平衡了轉(zhuǎn)矩之前每個(gè)氣缸產(chǎn)生的預(yù)平衡實(shí)際轉(zhuǎn)矩與預(yù)平衡平均轉(zhuǎn)矩的平均值之間的差值確定所述轉(zhuǎn)矩不平衡。16.如方案15所述的方法，還包括基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的頻率含量確定所述預(yù)平衡實(shí)際轉(zhuǎn)矩。17.如方案11所述的方法，還包括在停用所述發(fā)動(dòng)機(jī)怠速模式時(shí)停用偏差分析模塊。18.如方案11所述的方法，還包括基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的頻率含量確定所述實(shí)際轉(zhuǎn)矩。19.如方案11所述的方法，還包括，基于所述期望發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)。20.如方案11所述的方法，還包括，在所述期望怠速通過(guò)使怠速下降而減小了之后，減少供給氣缸的柴油量。


通過(guò)詳細(xì)描述和附圖將更完整地理解本發(fā)明，其中 圖1是根據(jù)本發(fā)明原理的示例性柴油機(jī)系統(tǒng)的原理框圖2是根據(jù)本發(fā)明原理的示例性怠速控制模塊的原理框圖；以及圖3是描述根據(jù)本發(fā)明原理的示例性方法的原理框圖。
具體實(shí)施例方式下列描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，并且決不意圖限制本發(fā)明、其應(yīng)用或用途。為了清楚起見(jiàn)，附圖中將使用相同的附圖標(biāo)記表示相似的元件。本文所用的措詞"A、B和C中的至少一個(gè)“應(yīng)當(dāng)解釋成意味著使用非專(zhuān)用邏輯“或“的邏輯(A或B或C)。應(yīng)當(dāng)理解，方法內(nèi)的步驟可以以不同順序執(zhí)行，只要不改變本發(fā)明的原理。本文所用的術(shù)語(yǔ)"模塊"是指專(zhuān)用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一種或多種軟件或固件程序的處理器(共享的、專(zhuān)用的或成組的)和存儲(chǔ)器、組合邏輯電路、和/或其它的提供所述功能的適當(dāng)部件。柴油機(jī)式內(nèi)燃機(jī)燃燒空氣和柴油的混合物以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩從而把發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速維持在近乎期望怠速。 該期望怠速可以在一開(kāi)始設(shè)置成預(yù)定怠速。根據(jù)本發(fā)明，ECM確定發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)氣缸產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)矩并且調(diào)整供給每個(gè)氣缸的燃料量以平衡這些氣缸的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)量。在平衡了轉(zhuǎn)矩產(chǎn)量之后，ECM確定每個(gè)氣缸產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)矩并且確定實(shí)際轉(zhuǎn)矩的標(biāo)準(zhǔn)偏差。ECM基于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差確定怠速下降并且基于這個(gè)怠速下降減小期望怠速。現(xiàn)在參照?qǐng)D1，示出了示例性柴油機(jī)系統(tǒng)100的原理框圖。柴油機(jī)系統(tǒng)100包括發(fā)動(dòng)機(jī)102，其燃燒空氣和柴油的混合物以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。還可以提供一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)(未示出)，其選擇性地產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。將空氣經(jīng)由節(jié)氣門(mén)106吸入進(jìn)氣歧管104中。節(jié)氣門(mén)致動(dòng)器模塊108控制節(jié)氣門(mén)106的打開(kāi)，并因此控制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)102的氣流。節(jié)氣門(mén)致動(dòng)器模塊108可以包括例如電子節(jié)氣門(mén)控制器(ETC)。
將空氣從進(jìn)氣歧管104吸入發(fā)動(dòng)機(jī)102的氣缸中。雖然發(fā)動(dòng)機(jī)102可以具有多個(gè)氣缸，但僅僅出于解釋的目的，僅僅示出單個(gè)代表性的氣缸110。只是舉例來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)102 可以具有2、3、4、5、6、8、10和/或12個(gè)氣缸。將空氣從進(jìn)氣歧管104經(jīng)由相關(guān)的進(jìn)氣門(mén) 112吸入氣缸110中?；钊?未示出)在氣缸110內(nèi)的下降把空氣吸入氣缸110中。在活塞到達(dá)稱(chēng)作下止點(diǎn)(BDC)的最低位置之后，活塞上升并且壓縮氣缸110內(nèi)的空氣?？諝庠跉飧?10內(nèi)的壓縮產(chǎn)生熱。在一些發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，當(dāng)把空氣吸入氣缸110中時(shí)和/或在壓縮期間，燃料噴入氣缸110中。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM) 130控制燃料噴射器114噴射的燃料量(例如質(zhì)量)。更具體地說(shuō)，燃料致動(dòng)器模塊116基于來(lái)自ECM 130的信號(hào)控制燃料噴射器114的打開(kāi)。僅僅舉例來(lái)說(shuō)，燃料致動(dòng)器模塊116可以控制燃料噴射器114保持全開(kāi)狀態(tài)的時(shí)段，這稱(chēng)作噴射脈寬。如圖1所示，燃料噴射器114可以將燃料直接噴入氣缸110中。在其它實(shí)施中，燃料噴射系統(tǒng)1 可以在中央位置將燃料噴入進(jìn)氣歧管104中，或者可以在多個(gè)位置將燃料噴入進(jìn)氣歧管104中，例如在每個(gè)氣缸的進(jìn)氣門(mén)附近。ECM 130還控制燃燒開(kāi)始正時(shí)。在柴油機(jī)系統(tǒng)100中，ECM 130通過(guò)控制燃料噴入氣缸110中的時(shí)間來(lái)控制燃燒開(kāi)始正時(shí)。當(dāng)燃料噴入氣缸110中時(shí)，通過(guò)壓縮產(chǎn)生的熱引發(fā)燃燒。向氣缸110供給燃料的時(shí)間可以例如相對(duì)于TDC位置或BDC位置來(lái)說(shuō)是特定的。空氣/燃料混合物的燃燒向下驅(qū)動(dòng)活塞，并且活塞可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)曲軸118?；钊蛳买?qū)動(dòng)曲軸118直到活塞到達(dá)BDC位置。然后活塞開(kāi)始再次向上移動(dòng)并且經(jīng)由相關(guān)的排氣門(mén)120排出燃燒副產(chǎn)物。燃燒副產(chǎn)物經(jīng)由排氣系統(tǒng)122從車(chē)輛排出。從單個(gè)氣缸的角度來(lái)說(shuō)，一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)包括曲軸118轉(zhuǎn)兩圈(即曲軸旋轉(zhuǎn) 720° )。一個(gè)氣缸的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)可以用四個(gè)階段來(lái)描述進(jìn)氣階段；壓縮階段；燃燒階段和排氣階段。僅僅舉例來(lái)說(shuō)，在進(jìn)氣階段期間，活塞朝著B(niǎo)DC位置下降，把空氣吸入氣缸 110中。在壓縮階段期間，活塞朝著TDC位置上升并且壓縮氣缸110的內(nèi)容物(例如空氣或空氣和燃料)。在燃燒階段期間，燃料被供應(yīng)到氣缸110中燃燒，并且這個(gè)燃燒驅(qū)動(dòng)活塞朝著B(niǎo)DC位置。在排氣階段期間，活塞朝著TDC上升以從氣缸110排出產(chǎn)生的排氣。進(jìn)氣門(mén)112由進(jìn)氣凸輪軸124控制，排氣門(mén)120由排氣凸輪軸1 控制。在其它實(shí)施中，多個(gè)進(jìn)氣凸輪軸可控制每個(gè)氣缸的多個(gè)進(jìn)氣門(mén)和/或可控制多列氣缸的進(jìn)氣門(mén)。同樣地，多個(gè)排氣凸輪軸控制每個(gè)氣缸的多個(gè)排氣門(mén)和/或控制多列氣缸的排氣門(mén)。進(jìn)氣凸輪相位器128控制進(jìn)氣凸輪軸124，并因此控制進(jìn)氣門(mén)112的打開(kāi)(例如升程、正時(shí)和持續(xù)時(shí)間)。類(lèi)似地，排氣凸輪相位器1 控制排氣凸輪軸126，并因此控制排氣門(mén)120的打開(kāi)(例如升程、正時(shí)和持續(xù)時(shí)間)。進(jìn)氣門(mén)112和排氣門(mén)120的打開(kāi)正時(shí)可以例如相對(duì)于TDC位置或BDC位置來(lái)說(shuō)是特定的。相位器致動(dòng)器模塊132基于來(lái)自ECM 130的信號(hào)控制進(jìn)氣凸輪相位器1 和排氣凸輪相位器129。柴油機(jī)系統(tǒng)100還可以包括增壓裝置，其向進(jìn)氣歧管104提供增壓空氣。僅僅舉例來(lái)說(shuō)，柴油機(jī)系統(tǒng)100包括渦輪增壓器134。渦輪增壓器134由流過(guò)排氣系統(tǒng)122的排氣提供動(dòng)力，并且向進(jìn)氣歧管104提供壓縮空氣充量。渦輪增壓器134可以包括可變幾何渦輪(VGT)或另一適當(dāng)類(lèi)型的渦輪增壓器。其它發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)還可以包括一個(gè)以上的渦輪增壓器或增壓裝置。
廢氣門(mén)136選擇性地允許排氣繞過(guò)渦輪增壓器134，由此降低渦輪增壓器的輸出 (或增壓)。增壓致動(dòng)器模塊138基于來(lái)自ECM 130的信號(hào)控制渦輪增壓器134的增壓。增壓致動(dòng)器模塊138可以通過(guò)例如控制廢氣門(mén)136的位置或渦輪增壓器134自身的位置(例如葉片位置)來(lái)調(diào)整渦輪增壓器134的增壓?？梢詰?yīng)用中冷器(未示出)以耗散壓縮空氣充量的一部分熱。這個(gè)熱可以是在壓縮空氣時(shí)產(chǎn)生的。另一熱源是排氣系統(tǒng)122。其它發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以具有增壓器，其向進(jìn)氣歧管 104提供壓縮空氣并且由曲軸118驅(qū)動(dòng)。柴油機(jī)系統(tǒng)100還可以包括排氣再循環(huán)(EGR)閥140，其選擇性地使排氣改流回進(jìn)氣歧管104。雖然在圖1中示出的EGR閥140位于渦輪增壓器134的上游，但是EGR閥140 可以位于渦輪增壓器134的下游。還可以提供EGR冷卻器(未示出)以在把改流的排氣提供給進(jìn)氣歧管104之前對(duì)這個(gè)排氣進(jìn)行冷卻。EGR致動(dòng)器模塊142基于來(lái)自ECM 130的信號(hào)控制EGR閥140的打開(kāi)。可以改變EGR的打開(kāi)以調(diào)整一個(gè)或多個(gè)燃燒參數(shù)和/或調(diào)整渦輪增壓器134的增壓。ECM 130基于駕駛員輸入和其它輸入控制發(fā)動(dòng)機(jī)102的轉(zhuǎn)矩輸出。駕駛員輸入可以包括例如加速踏板位置、制動(dòng)踏板位置、巡航操縱輸入和/或其它適當(dāng)?shù)鸟{駛員輸入。駕駛員輸入模塊144提供駕駛員輸入給ECM 130。其它輸入可以包括例如來(lái)自多個(gè)傳感器的輸入和/或來(lái)自車(chē)輛的其它控制模塊(未示出)的輸入，例如傳動(dòng)控制模塊、混合控制模塊和底盤(pán)控制模塊。ECM 130從曲軸傳感器146接收曲軸位置信號(hào)。曲軸傳感器146測(cè)量曲軸118的位置并且相應(yīng)地輸出曲軸位置信號(hào)。僅僅舉例來(lái)說(shuō)，曲軸傳感器146可以是可變磁阻(VR) 傳感器或另一適當(dāng)類(lèi)型的曲軸傳感器。曲軸位置信號(hào)可以包括脈沖序列。當(dāng)與曲軸118—起旋轉(zhuǎn)的有N個(gè)齒的齒輪(未示出)的輪齒經(jīng)過(guò)VR傳感器時(shí)，可以產(chǎn)生脈沖序列的每個(gè)脈沖。相應(yīng)地，每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)于曲軸118的角旋轉(zhuǎn)，這個(gè)角旋轉(zhuǎn)量等于360°除以N個(gè)齒。有N個(gè)齒的齒輪還可以包括由一個(gè)或多個(gè)缺失齒輪形成的空隙，并且這個(gè)空隙可以用作曲軸118轉(zhuǎn)一整圈的指示。柴油機(jī)系統(tǒng)100包括根據(jù)本發(fā)明原理的怠速控制模塊170。雖然怠速控制模塊170 被示為安置在ECM 130內(nèi)，但是怠速控制模塊170可以安置在另一適當(dāng)位置，例如ECM 130 的外部。當(dāng)ECM 130處于怠速模式時(shí)，怠速控制模塊170調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出以維持發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為期望怠速。僅僅舉例來(lái)說(shuō)，該期望怠速可以在一開(kāi)始設(shè)置成預(yù)定怠速(例如 700-1200rpm)。怠速控制模塊170供應(yīng)期望燃料量給發(fā)動(dòng)機(jī)102的氣缸以獲得該期望怠速并且確定每個(gè)氣缸產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)矩。怠速控制模塊170基于曲軸信號(hào)確定每個(gè)氣缸產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)矩。更具體地說(shuō)，可以使用曲軸信號(hào)內(nèi)的頻率分量。可以使用來(lái)自曲軸傳感器的曲軸位置/轉(zhuǎn)速信號(hào)。怠速控制模塊170執(zhí)行對(duì)實(shí)際轉(zhuǎn)矩的不平衡分析并且基于每個(gè)氣缸各自的轉(zhuǎn)矩不平衡(即與平均轉(zhuǎn)矩的偏差)確定每個(gè)氣缸的燃料平衡因子。在后面發(fā)生的燃燒事件期間，各自的燃料平衡因子被用于調(diào)整供給氣缸的燃料量。燃料平衡因子平衡著氣缸產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)矩并且最小化看得見(jiàn)的振動(dòng)。一旦平衡了所有氣缸的轉(zhuǎn)矩(即在應(yīng)用了燃料平衡因子之后)，怠速控制模塊170就監(jiān)視每個(gè)氣缸的實(shí)際轉(zhuǎn)矩并且基于實(shí)際轉(zhuǎn)矩執(zhí)行統(tǒng)計(jì)分析。僅僅舉例來(lái)說(shuō)，怠速控制模塊170可以確定實(shí)際轉(zhuǎn)矩與平均轉(zhuǎn)矩的標(biāo)準(zhǔn)偏差。怠速控制模塊170基于統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果 (例如標(biāo)準(zhǔn)偏差)確定怠速下降。怠速控制模塊170然后把期望怠速減小怠速下降的量?，F(xiàn)在參照?qǐng)D2，示出了怠速控制模塊170的示例性實(shí)施例的原理框圖。怠速控制模塊170包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速模塊202、曲軸頻率確定模塊203、致動(dòng)器控制模塊204、轉(zhuǎn)矩確定模塊206和存儲(chǔ)模塊208。怠速控制模塊170還包括不平衡確定模塊210和平衡模塊212。 怠速控制模塊170還包括使能/停用模塊214、偏差分析模塊216和怠速下降模塊218。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速模塊202確定發(fā)動(dòng)機(jī)102的以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)為單位的轉(zhuǎn)動(dòng)速度 (即，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)。在一個(gè)實(shí)施中，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速模塊202基于曲軸傳感器146提供的曲軸信號(hào)和/或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的另一適當(dāng)測(cè)量值確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。僅僅舉例來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速模塊 202可以基于曲軸傳感器146輸出的脈沖序列的脈沖之間的時(shí)段確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。曲軸頻率確定模塊203接收發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速模塊信號(hào)。曲軸頻率確定模塊203可以確定曲軸轉(zhuǎn)速傳感器的頻率分量?？梢允褂每焖俑道锶~變換(FFT)或其它的譜分析確定這些頻率。通過(guò)分析曲軸轉(zhuǎn)速傳感器的譜，轉(zhuǎn)矩確定模塊206可以確定發(fā)動(dòng)機(jī)的單個(gè)氣缸的轉(zhuǎn)矩。當(dāng)ECM 130處于怠速模式時(shí)，致動(dòng)器控制模塊204控制發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器(并因此控制轉(zhuǎn)矩產(chǎn)量)以將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速維持在近乎期望怠速。ECM 130可以在例如加速踏板處于加速踏板沒(méi)有被駕駛員觸動(dòng)時(shí)靜止的預(yù)定穩(wěn)態(tài)位置的時(shí)候是處于怠速模式。當(dāng)ECM 130處于怠速模式時(shí)，致動(dòng)器控制模塊204可以確定期望轉(zhuǎn)矩以將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速維持在近乎期望怠速。致動(dòng)器控制模塊204基于期望轉(zhuǎn)矩確定發(fā)動(dòng)機(jī)102的每個(gè)氣缸的期望燃料量并且向發(fā)動(dòng)機(jī)102的氣缸提供期望燃料量。期望燃料量可以隨不同氣缸而變化。轉(zhuǎn)矩確定模塊206基于曲軸信號(hào)的頻率含量確定由供給氣缸110的燃料的燃燒產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩確定模塊206基于曲軸信號(hào)的頻率含量確定發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)氣缸產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)矩?？梢苑治鲞@些頻率以便單獨(dú)地分析每個(gè)氣缸?？梢詮那S信號(hào)的正時(shí)得知每個(gè)氣缸的點(diǎn)火。轉(zhuǎn)矩確定模塊206把每個(gè)氣缸產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)存到例如存儲(chǔ)模塊208中。不平衡確定模塊210讀取這些儲(chǔ)存的實(shí)際轉(zhuǎn)矩并且基于這些實(shí)際轉(zhuǎn)矩執(zhí)行不平衡分析。不平衡確定模塊210可以在每個(gè)氣缸已經(jīng)完成一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)之后執(zhí)行不平衡分析。不平衡確定模塊210基于實(shí)際轉(zhuǎn)矩的平均值確定平均轉(zhuǎn)矩。不平衡確定模塊210基于平均轉(zhuǎn)矩與各個(gè)實(shí)際轉(zhuǎn)矩之間的差值確定每個(gè)氣缸的轉(zhuǎn)矩不平衡值。僅僅舉例來(lái)說(shuō)，不平衡確定模塊210基于平均轉(zhuǎn)矩與氣缸110產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)矩之間的差值確定氣缸110的轉(zhuǎn)矩不平衡值。平衡模塊212基于各個(gè)轉(zhuǎn)矩不平衡值確定每個(gè)氣缸的燃料平衡因子。僅僅舉例來(lái)說(shuō)，平衡模塊212基于氣缸110確定的轉(zhuǎn)矩不平衡值確定氣缸110的燃料平衡因子。燃料平衡因子相當(dāng)于對(duì)供給各個(gè)氣缸的燃料量的調(diào)整，這是把各個(gè)氣缸的實(shí)際轉(zhuǎn)矩輸出調(diào)整成近乎平均轉(zhuǎn)矩所需要的。致動(dòng)器控制模塊204接收燃料平衡因子并且基于各個(gè)燃料平衡因子調(diào)整在后面的燃燒事件期間供給氣缸的燃料量。換句話(huà)說(shuō)，致動(dòng)器控制模塊204基于各個(gè)燃料平衡因子調(diào)整在后面的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間供給氣缸的燃料量。用這樣的方式，怠速控制模塊170平衡著這些氣缸產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)矩以在發(fā)動(dòng)機(jī)102處于怠速的期間最小化看得見(jiàn)的振動(dòng)。使能/停用模塊214基于在ECM 130處于怠速模式的同時(shí)是否已經(jīng)實(shí)施了燃料平衡而選擇性地使能和停用偏差分析模塊216。僅僅舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)已經(jīng)實(shí)施了燃料平衡并且 ECM 130處于怠速模式時(shí)，使能/停用模塊214可以使能偏差分析模塊216。用另一種方式說(shuō)就是，當(dāng)還沒(méi)有實(shí)施燃料平衡時(shí)或當(dāng)ECM 130不處于怠速模式時(shí)，使能/停用模塊214可以停用偏差分析模塊216。使能/停用模塊214可以在例如加速踏板處于預(yù)定穩(wěn)態(tài)位置并且發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速近似等于預(yù)定怠速時(shí)確定ECM 130是處于怠速模式。使能/停用模塊214可以在例如燃料平衡因子已經(jīng)提供給致動(dòng)器控制模塊204時(shí)和/或在一個(gè)或多個(gè)燃料平衡因子不同于預(yù)定初始平衡因子時(shí)確定已經(jīng)實(shí)施了燃料平衡。在實(shí)施燃料平衡之后，轉(zhuǎn)矩確定模塊206繼續(xù)確定并儲(chǔ)存每個(gè)氣缸產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)矩。偏差分析模塊216讀取在燃料平衡之后所確定的實(shí)際轉(zhuǎn)矩并且基于這些實(shí)際轉(zhuǎn)矩執(zhí)行統(tǒng)計(jì)分析。偏差分析模塊216可以在每個(gè)氣缸已經(jīng)完成一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)之后執(zhí)行一次統(tǒng)計(jì)分析。僅僅舉例來(lái)說(shuō)，偏差分析模塊216所執(zhí)行的統(tǒng)計(jì)分析可以包括標(biāo)準(zhǔn)偏差分析。換句話(huà)說(shuō)，偏差分析模塊216可以確定實(shí)際轉(zhuǎn)矩與平均轉(zhuǎn)矩的標(biāo)準(zhǔn)偏差。偏差分析模塊216 基于在燃料平衡之后所確定的實(shí)際轉(zhuǎn)矩的平均值確定平均轉(zhuǎn)矩。怠速下降模塊218基于實(shí)際轉(zhuǎn)矩的標(biāo)準(zhǔn)偏差確定怠速下降值。僅僅舉例來(lái)說(shuō)，怠速下降模塊218可以基于用標(biāo)準(zhǔn)偏差索引的怠速下降映射確定怠速下降值。怠速下降值可以相當(dāng)于在維持容許的振動(dòng)級(jí)的同時(shí)期望怠速能夠減小的轉(zhuǎn)速。僅僅舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)偏差接近零時(shí)，怠速下降值會(huì)增大。在另一實(shí)施中，怠速下降模塊218可以基于標(biāo)準(zhǔn)偏差確定減小的期望怠速并且把期望怠速更新成減小了的期望怠速。在標(biāo)準(zhǔn)偏差大于預(yù)定值(例如， 0. 10-0. 15或10-15%)時(shí)，怠速下降模塊218可以增大期望怠速。怠速下降模塊218可以限制怠速下降或怠速增大值從而防止例如發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)或過(guò)多噪聲。怠速下降模塊218提供怠速下降值給致動(dòng)器控制模塊204。致動(dòng)器控制模塊204 基于怠速下降值減小期望怠速。僅僅舉例來(lái)說(shuō)，怠速下降模塊218可以把期望怠速降低怠速下降值。致動(dòng)器控制模塊204然后基于減小了的期望怠速控制發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器(例如燃料
供應(yīng)量)?，F(xiàn)在參照?qǐng)D3，示出了描述示例性方法300的流程圖。在步驟302，確定發(fā)動(dòng)機(jī)102 是否是怠速。如果發(fā)動(dòng)機(jī)是怠速，就執(zhí)行步驟304。如果發(fā)動(dòng)機(jī)不是怠速，就再次執(zhí)行步驟 302。在步驟304，確定期望轉(zhuǎn)矩。期望轉(zhuǎn)矩相當(dāng)于把發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速維持在期望怠速所需要產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩量。期望怠速可以在一開(kāi)始設(shè)置成預(yù)定怠速。在步驟306，確定要供應(yīng)的期望燃料量。在步驟306確定發(fā)動(dòng)機(jī)102的每個(gè)氣缸的期望燃料量?；谄谕D(zhuǎn)矩確定期望燃料量。在步驟308，確定曲軸轉(zhuǎn)速信號(hào)的頻率含量。在步驟310確定每個(gè)氣缸產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)矩。基于各個(gè)氣缸的燃燒事件期間的曲軸信號(hào)的頻率含量確定每個(gè)氣缸產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)矩。在步驟312，確定平均轉(zhuǎn)矩。平均轉(zhuǎn)矩是基于實(shí)際轉(zhuǎn)矩的平均值。在步驟314確定每個(gè)氣缸的轉(zhuǎn)矩不平衡值。僅僅舉例來(lái)說(shuō)，可以使用以平均轉(zhuǎn)矩與一個(gè)氣缸產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)矩之間的差值為基礎(chǔ)的這個(gè)氣缸的轉(zhuǎn)矩不平衡值。在步驟316確定每個(gè)氣缸的燃料平衡因子?？梢援a(chǎn)生以一個(gè)氣缸的轉(zhuǎn)矩不平衡值為基礎(chǔ)的這個(gè)氣缸的燃料平衡因子。在步驟318，應(yīng)用燃料平衡因子。更具體地說(shuō)，可以基于各個(gè)燃料平衡因子執(zhí)行對(duì)在后面的燃燒事件(即發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán))期間供給每個(gè)氣缸的燃料量的調(diào)整。在步驟320，監(jiān)視與每個(gè)氣缸有關(guān)的曲軸信號(hào)的頻率含量。在步驟322確定每個(gè)氣缸產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)矩?；诟鱾€(gè)氣缸的燃燒事件期間的曲軸信號(hào)內(nèi)的頻率含量可以監(jiān)視每個(gè)氣缸產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)矩。在步驟3M確定實(shí)際轉(zhuǎn)矩的標(biāo)準(zhǔn)偏差。在步驟326，確定以標(biāo)準(zhǔn)偏差為基礎(chǔ)的怠速下降值。在另一實(shí)施中，該方法可以在步驟3 確定減小了的期望怠速。在步驟3 可以基于怠速下降值減小期望怠速。在確定減小了的期望怠速的實(shí)施例中，期望怠速可以更新成減小了的期望怠速。在步驟3 之后， 執(zhí)行步驟304?，F(xiàn)在，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從上面的描述認(rèn)識(shí)到發(fā)明的寬泛教導(dǎo)可以以多種形式實(shí)施。因此，雖然本發(fā)明包括特定例子，但是本發(fā)明的真實(shí)范圍不會(huì)由此受到限制，因?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員在研究附圖、說(shuō)明書(shū)和下列權(quán)利要求書(shū)的基礎(chǔ)上，將很明顯得到其它改型。
權(quán)利要求
1.一種用于車(chē)輛的怠速控制系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速模塊，其產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)；致動(dòng)器控制模塊，其在使能發(fā)動(dòng)機(jī)怠速模式時(shí)基于期望怠速調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；平衡模塊，其在使能發(fā)動(dòng)機(jī)怠速模式時(shí)基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)平衡發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩；以及怠速下降模塊，其在所述平衡模塊平衡了轉(zhuǎn)矩之后基于氣缸產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)矩確定怠速下降并且基于所述怠速下降減小期望怠速。
2.如權(quán)利要求1所述的怠速控制系統(tǒng)，其中，所述怠速下降模塊基于標(biāo)準(zhǔn)偏差確定第二期望怠速并且把所述期望怠速更新成所述第二期望怠速，并且其中，所述第二期望怠速小于所述期望怠速。
3.如權(quán)利要求1所述的怠速控制系統(tǒng)，其中，所述怠速下降模塊從所述期望怠速中減去所述怠速下降。
4.如權(quán)利要求1所述的怠速控制系統(tǒng)，其中，所述平衡模塊分別基于每個(gè)氣缸的轉(zhuǎn)矩不平衡確定燃料平衡因子，并且基于各個(gè)燃料不平衡因子調(diào)整供給每個(gè)氣缸的燃料量。
5.如權(quán)利要求4所述的怠速控制系統(tǒng)，還包括不平衡分析模塊，其基于分別在所述平衡模塊平衡了轉(zhuǎn)矩之前每個(gè)氣缸產(chǎn)生的預(yù)平衡實(shí)際轉(zhuǎn)矩與預(yù)平衡平均轉(zhuǎn)矩的平均值之間的差值確定所述轉(zhuǎn)矩不平衡。
6.如權(quán)利要求5所述的怠速控制系統(tǒng)，還包括轉(zhuǎn)矩確定模塊，其基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的頻率含量確定所述預(yù)平衡實(shí)際轉(zhuǎn)矩。
7.如權(quán)利要求1所述的怠速控制系統(tǒng)，還包括使能/停用模塊，其在停用所述發(fā)動(dòng)機(jī)怠速模式時(shí)停用偏差分析模塊。
8.如權(quán)利要求1所述的怠速控制系統(tǒng)，還包括轉(zhuǎn)矩確定模塊，其基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的頻率含量確定所述實(shí)際轉(zhuǎn)矩。
9.如權(quán)利要求1所述的怠速控制系統(tǒng)，其中，所述致動(dòng)器控制模塊基于所述期望發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)。
10.一種操作車(chē)輛的方法，包括產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)；在使能發(fā)動(dòng)機(jī)怠速模式時(shí)基于期望怠速調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；在使能發(fā)動(dòng)機(jī)怠速模式時(shí)基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)平衡發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩；在平衡了轉(zhuǎn)矩之后基于氣缸產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)矩確定怠速下降；以及基于怠速下降減小期望怠速。
全文摘要
本發(fā)明涉及在低怠速時(shí)使用曲軸轉(zhuǎn)速傳感器使能氣缸平衡的方法和系統(tǒng)。具體地，一種用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)怠速的方法和控制系統(tǒng)包括產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速模塊。該控制系統(tǒng)還包括在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速模式時(shí)基于期望怠速調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的致動(dòng)器控制模塊以及在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速模式時(shí)基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)平衡發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的平衡模塊。該控制模塊還包括怠速下降模塊，其在平衡模塊平衡了轉(zhuǎn)矩之后基于氣缸產(chǎn)生的實(shí)際轉(zhuǎn)矩確定怠速下降并且基于怠速下降減小期望怠速。
文檔編號(hào)F02D41/00GK102213150SQ20111008186
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月1日
發(fā)明者B·J·宋, B·李, L·C·沃克 申請(qǐng)人:通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司