專利名稱：進(jìn)氣歧管調(diào)諧閥模糊邏輯診斷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)，并且尤其涉及管理內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣歧管中的氣流。
背景技術(shù)：
在此部分中的描述僅僅提供涉及本發(fā)明的背景信息，并且可能不構(gòu) 成現(xiàn)有技術(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括具有進(jìn)氣歧管的發(fā)動(dòng)機(jī)?？諝馔ㄟ^(guò)進(jìn)口流入進(jìn)氣歧 管?？諝膺^(guò)濾器從進(jìn)氣中除去灰塵和碎屑。節(jié)氣門調(diào)節(jié)流入進(jìn)氣歧管的 氣流?？刂破骰跉饬骱推渌l(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)確定用于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的合適的空氣/燃料(A/F)比。具有一個(gè)或多個(gè)氣缸的內(nèi)燃機(jī)設(shè)置有至少 一個(gè)可樞轉(zhuǎn)部件，例如波的其他不同部;之間的其它聲波連通通道?？?區(qū)轉(zhuǎn)部件使得進(jìn)氣歧管能 夠被調(diào)整到至少兩個(gè)離散的聲波共振幾何結(jié)構(gòu)。在一個(gè)例子中，進(jìn)氣歧管具有兩個(gè)進(jìn)氣歧管部分。阻流閥或擋板閥 調(diào)節(jié)在多個(gè)部分之間的聲波通道到打開(kāi)位置或者關(guān)閉位置。當(dāng)閥處于關(guān) 閉位置時(shí)，進(jìn)氣歧管的兩個(gè)部分處于聲波連通。當(dāng)閥處于打開(kāi)位置時(shí)， 在兩個(gè)部分中的流體材料從聲波連通中分離。因此，進(jìn)氣歧管可調(diào)節(jié)為 兩個(gè)不同的聲波共振幾何結(jié)構(gòu)。從而，可提供對(duì)進(jìn)氣歧管內(nèi)的流體流的 某些方面進(jìn)行處理的自由度。通常，位置傳感器安裝在閥上，以將閥的實(shí)際位置指示給控制器。 控制系統(tǒng)利用該實(shí)際位置來(lái)診斷閥的故障。例如，實(shí)際位置和命令位置 進(jìn)行比較來(lái)檢測(cè)故障。但是，閥的位置的指示可能不能充分指示閥的真 實(shí)狀態(tài)。應(yīng)該使用額外的方法來(lái)確保閥根據(jù)設(shè)計(jì)需求在車輛運(yùn)行期間起 作用。發(fā)明內(nèi)容因此，提供了 一種診斷連接到內(nèi)燃機(jī)上的進(jìn)氣歧管的調(diào)諧閥故障的 方法。該方法包括命令調(diào)諧閥到關(guān)閉和打開(kāi)位置中的至少一個(gè)上；計(jì) 算歧管絕對(duì)壓力的平均偏差；基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和每缸的氣流使用模糊邏 輯來(lái)確定平均偏差閾值；比較平均偏差和平均偏差闊值；和基于平均偏 差和平均偏差閾值的比較診斷調(diào)諧閥的故障。在其它特征中，提供用于確定進(jìn)氣歧管調(diào)諧閥的故障的控制系統(tǒng)。 該系統(tǒng)包括第一輸入裝置，其接收表示進(jìn)氣歧管中空氣的絕對(duì)壓力的 歧管絕對(duì)壓力(MAP)信號(hào)；第二輸入裝置，其接收表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)；和控制模塊，通過(guò)命令調(diào)諧閥到關(guān)閉和打開(kāi)位置中的 至少一個(gè)上，計(jì)算MAP信號(hào)的平均偏差，基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和每缸的氣 流確定閾值，和比較MAP信號(hào)的平均偏差和該閾值，控制模塊可確定 進(jìn)氣歧管調(diào)諧閥的故障。進(jìn)一步的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)脑诖颂峁┑拿枋鲋凶兊蔑@然。應(yīng)該理解的是 該描述和具體例子僅僅用于闡述的目的并不限制本發(fā)明的范圍。


在此描述的附圖僅僅是示意目的并且決不限制本發(fā)明的范圍。圖1是包括在關(guān)閉位置的進(jìn)氣歧管調(diào)諧閥的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的原理框圖。圖2是包括在打開(kāi)位置的進(jìn)氣歧管調(diào)諧閥的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的原理框圖。圖3是示出了當(dāng)進(jìn)氣歧管調(diào)諧閥被命令從關(guān)閉位置到打開(kāi)位置時(shí)，歧管絕對(duì)壓力的曲線圖。圖4是示出了進(jìn)氣歧管調(diào)諧閥的故障檢測(cè)方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面描述實(shí)際上僅僅是示例并且不意圖限制本發(fā)明，應(yīng)用或者使 用。應(yīng)當(dāng)理解的是在整個(gè)附圖中，對(duì)應(yīng)的附圖標(biāo)記表示類似或者相應(yīng)的 部分和特征。如在此使用的，術(shù)語(yǔ)模塊指的是專用集成電路(ASIC), 電路，實(shí)施一個(gè)或多個(gè)軟件或者固件程序的處理器(共享，專用或者成 組)和存儲(chǔ)器，組合邏輯電路和/或提供所述功能的其它合適的部件?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖1和2,內(nèi)燃機(jī)(ICE) 10包括進(jìn)口 12和進(jìn)氣歧管14。 空氣通過(guò)節(jié)氣門16吸入進(jìn)口 12中?？諝馔ㄟ^(guò)進(jìn)口 12的分開(kāi)管18流入
進(jìn)氣歧管14中?？諝夂腿剂贤ㄟ^(guò)對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣門(未示出)吸入到發(fā)動(dòng) 機(jī)10的氣缸20中?？諝?燃料混合物在氣缸20中燃燒以驅(qū)動(dòng)活塞(未 示出)?；钊尚D(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)曲軸(未示出)，曲軸傳送驅(qū)動(dòng)扭矩到車輛 傳動(dòng)系統(tǒng)(未示出)上?？刂破?2連通發(fā)動(dòng)機(jī)和在此描述的各種輸入裝置以及傳感器。命 令的負(fù)荷輸入裝置24,例如加速踏板，產(chǎn)生傳輸?shù)娇刂破?2上負(fù)荷命 令信號(hào)?？刂破?2基于負(fù)荷命令調(diào)節(jié)流入進(jìn)氣歧管14的氣流。發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速傳感器26產(chǎn)生傳輸?shù)娇刂破?2上的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)。歧管絕對(duì)壓 力(MAP)傳感器28產(chǎn)生傳輸?shù)娇刂破?2上的MAP信號(hào)。節(jié)氣門位 置傳感器29產(chǎn)生傳輸?shù)娇刂破?2上的節(jié)氣門位置信號(hào)。進(jìn)氣歧管14是多蓄氣室主動(dòng)進(jìn)氣歧管(AIM)。進(jìn)氣歧管14能夠 為離散位置型或者連續(xù)可變型。離散位置型進(jìn)氣歧管包括由調(diào)諧閥劃分 的多個(gè)蓄氣室或者具有截止閥的短/長(zhǎng)流道結(jié)構(gòu)。連續(xù)可變型進(jìn)氣歧管包 括可變流道長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)。雖然圖l和2示出了離散位置型進(jìn)氣歧管，預(yù)料 中的是本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)控制還能夠在連續(xù)可變類型AIM中進(jìn)行實(shí)施。進(jìn) 氣歧管14的共振幾何結(jié)構(gòu)基于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行類型進(jìn)行調(diào)節(jié)，如在下面 詳細(xì)描述的。共振幾何結(jié)構(gòu)包括調(diào)諧結(jié)構(gòu)和失諧結(jié)構(gòu)。進(jìn)氣歧管調(diào)諧閥30選擇性地將進(jìn)氣歧管分成第一和第二蓄氣室 32, 34。致動(dòng)器36選擇性地在打開(kāi)和關(guān)閉位置之間旋轉(zhuǎn)調(diào)諧閥30。在 關(guān)閉位置，在整個(gè)進(jìn)氣歧管14上建立了流體連通。在打開(kāi)位置，進(jìn)氣 歧管被分成第一和第二蓄氣室32， 34并且在第一和第二蓄氣室32， 34之間的流體連通被禁止。進(jìn)氣歧管14選擇性地運(yùn)行在調(diào)諧狀態(tài)或者失諧狀態(tài)。在多個(gè)實(shí)施 例中，當(dāng)調(diào)諧閥30在打開(kāi)位置時(shí)，進(jìn)氣歧管14在失諧狀態(tài)。當(dāng)調(diào)諧閥 30在關(guān)閉位置時(shí)，進(jìn)氣歧管14處于調(diào)諧狀態(tài)。在調(diào)諧狀態(tài)下，容積效 率(Veff)高于同樣MAP的失諧狀態(tài)下的容積效率。因此，與在失諧 狀態(tài)下相比，在調(diào)諧狀態(tài)下更多空氣和燃料增加和保持在氣缸20中。 因此，進(jìn)氣歧管調(diào)諧是在全負(fù)荷狀態(tài)下改善發(fā)動(dòng)機(jī)10的功率密度的有 效方式。在多個(gè)其它的實(shí)施例中，根據(jù)進(jìn)氣歧管設(shè)計(jì)，調(diào)諧閥可以實(shí)現(xiàn) 為使得當(dāng)調(diào)諧閥30在關(guān)閉位置時(shí)，進(jìn)氣歧管14處于失諧狀態(tài)。當(dāng)調(diào)諧 閥30在打開(kāi)位置時(shí)，進(jìn)氣歧管14處于調(diào)諧狀態(tài)。為了診斷調(diào)諧閥的故障，可實(shí)施利用模糊邏輯的控制方法。根據(jù)本
發(fā)明的控制方法在當(dāng)車輛處于穩(wěn)定狀態(tài)巡航情況時(shí)移動(dòng)調(diào)諧閥到關(guān)閉 或者打開(kāi)位置，并且通過(guò)評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)確定該閥已經(jīng)實(shí)際移動(dòng)到 命令的關(guān)閉或者打開(kāi)位置。更具體的，如圖3所示，調(diào)諧閥位置的改變將產(chǎn)生在MAP的平均 偏差中的改變。當(dāng)IMTV關(guān)閉時(shí)，該MAP變動(dòng)增大。這是由于氣流直 接通過(guò)進(jìn)氣歧管流道的長(zhǎng)的通路。MAP變動(dòng)幅度在流道的共振頻率處是 最大的。因此，當(dāng)調(diào)諧閥被控制從打開(kāi)到關(guān)閉位置，或者從關(guān)閉到打開(kāi) 位置時(shí)，本方法檢測(cè)在MAP中的平均偏差。提供模糊邏輯來(lái)確定用于比較目的的閾值。該MAP變動(dòng)涉及發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速和每氣缸的空氣。在示例的實(shí)施例中，閾值從由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和每 計(jì)算的氣缸空氣值索引的二維表中獲得。如果當(dāng)調(diào)諧閥被命令關(guān)閉時(shí)， 平均偏差低于提供的閾值，則診斷出調(diào)諧閥的故障。相反的，如果當(dāng)調(diào) 諧閥被命令打開(kāi)時(shí)，平均偏差高于提供的閾值，則診斷出調(diào)諧閥的故 障?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖4，流程圖示出了通過(guò)命令調(diào)諧閥到關(guān)閉位置，診斷進(jìn) 氣歧管調(diào)諧閥的故障的示例的控制方法。應(yīng)該了解的是本發(fā)明的調(diào)諧閥 診斷方法可以采用不同的方式進(jìn)行實(shí)施。圖4的方法在車輛的關(guān)鍵循環(huán) 持續(xù)運(yùn)行。在示例的實(shí)施例中，圖4的方法每0.0125秒運(yùn)行。在圖4中，在99處，采樣計(jì)數(shù)器和故障計(jì)數(shù)器初始化為零。在100 處，對(duì)車輛穩(wěn)定狀態(tài)條件進(jìn)行監(jiān)控。在多個(gè)實(shí)施例中，穩(wěn)定狀態(tài)條件可 從一個(gè)或多個(gè)以下條件中進(jìn)行確定節(jié)氣門位置在預(yù)定范圍內(nèi)，節(jié)氣門 位置改變?cè)陬A(yù)定的范圍內(nèi)，歧管絕對(duì)壓力在預(yù)定范圍內(nèi)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在 預(yù)定范圍內(nèi)。如果在100處存在穩(wěn)定狀態(tài)條件，在102處控制對(duì)采樣計(jì) 數(shù)器進(jìn)行遞增。否則，控制返回并且在ioo監(jiān)控穩(wěn)定狀態(tài)條件。在104處，調(diào)諧閥被命令到關(guān)閉位置。在106處計(jì)算MAP的平均 偏差，并且在108處根據(jù)模糊邏輯確定閾值。如果在110處，MAP的平 均偏差小于閾值，在U2處對(duì)故障計(jì)數(shù)器進(jìn)行遞增。如果在113處，采 樣計(jì)數(shù)器大于預(yù)定的最大值，在114處計(jì)算故障比(故障計(jì)數(shù)器/采樣計(jì) 數(shù)器)。否則，控制返回并且在100處監(jiān)控穩(wěn)定狀態(tài)條件。如果在115 處故障比大于故障比閾值，在116處報(bào)告進(jìn)氣歧管調(diào)諧閥故障。否則， 在117處，報(bào)告進(jìn)氣歧管調(diào)諧閥測(cè)試通過(guò)。為了報(bào)告故障，控制可以設(shè)置表示故障類型的診斷代碼為真。該代 碼可通過(guò)車載通信協(xié)議傳送到車輛上的子系統(tǒng)中，和/或通過(guò)連接到車輛 的掃描工具由技術(shù)人員取回。該代碼還可通過(guò)無(wú)線通訊協(xié)議送到遠(yuǎn)程處 理地點(diǎn)。然后，在遠(yuǎn)程地點(diǎn)的技工能夠提供診斷信息給車輛的驅(qū)動(dòng)者而 不需要物理存在。
一旦報(bào)告了故障，發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略可調(diào)節(jié)來(lái)適應(yīng)該故障。本領(lǐng)域技術(shù)人員從上述描述中理解到本發(fā)明的寬的教導(dǎo)能夠以多 種形式進(jìn)行實(shí)施。因此，雖然本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合具體的實(shí)施例進(jìn)行了描 述，本發(fā)明的真實(shí)范圍將不為此所限制，因?yàn)樵诹私飧綀D，說(shuō)明書(shū)和下 面的權(quán)利要求之后，其它的修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員變得顯然。
權(quán)利要求
1.一種診斷連接到內(nèi)燃機(jī)上的進(jìn)氣歧管的調(diào)諧閥故障的方法，該方法包括命令調(diào)諧閥到關(guān)閉和打開(kāi)位置中的至少一個(gè)；計(jì)算歧管絕對(duì)壓力的平均偏差；基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和每缸的氣流使用模糊邏輯來(lái)確定平均偏差閾值；比較平均偏差和平均偏差閾值；和基于平均偏差和平均偏差閾值的比較診斷調(diào)諧閥的故障。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括確定穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)行情況，其 中當(dāng)穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)行情況被確定時(shí)，調(diào)諧閥被命令到關(guān)閉和打開(kāi)位置中的 至少一個(gè)上。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括當(dāng)故障被診斷時(shí)，設(shè)置故障 代碼。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，還包括通過(guò)無(wú)線通訊信號(hào)和車載通 訊信號(hào)中的至少 一 個(gè)報(bào)告故障代碼。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括 重復(fù)權(quán)利要求1的方法M次，其中M為大于1的整數(shù)；每次重復(fù)對(duì)采樣計(jì)數(shù)器進(jìn)行遞增；在每次重復(fù)內(nèi)每次診斷到故障時(shí)對(duì)故障計(jì)數(shù)器進(jìn)行遞增； 基于故障計(jì)數(shù)器和采樣計(jì)數(shù)器計(jì)算故障比；和 當(dāng)故障比超出了預(yù)定比閾值時(shí)，設(shè)置故障代碼。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中確定平均偏差閾值包括從根據(jù)模 糊邏輯填充并且通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和每缸空氣索引的二維表中插值出閾 值。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中診斷調(diào)諧閥的故障還包括如果調(diào) 諧閥被命令到關(guān)閉位置并且平均偏差小于平均偏差閾值時(shí)，診斷出調(diào)諧 閥的故障。
8. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中診斷調(diào)諧閥的故障還包括如果調(diào) 諧閥被命令到打開(kāi)位置并且平均偏差大于平均偏差閾值時(shí)，診斷出調(diào)諧 閥的故障。
9. 一種用于確定連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管的進(jìn)氣歧管調(diào)諧閥故障 的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括第 一輸入裝置，其接收表示進(jìn)氣歧管中空氣的絕對(duì)壓力的歧管絕對(duì)壓力(MAP)信號(hào)；第二輸入裝置，其接收表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)；和 控制模塊，通過(guò)命令調(diào)諧閥到關(guān)閉和打開(kāi)位置中的至少一個(gè)上，計(jì)算MAP信號(hào)中的平均偏差，基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和每缸的空氣值確定閾值，以及比較MAP信號(hào)中的平均偏差和該閾值，該控制模塊可確定進(jìn)氣歧管調(diào)諧閥的故障。
10. 如權(quán)利要求9所述的控制系統(tǒng)，其中當(dāng)調(diào)諧閥被命令到關(guān)閉位 置并且MAP中的平均偏差小于閾值時(shí)，控制模塊確定出進(jìn)氣歧管調(diào)諧 閥的故障。
11. 如權(quán)利要求9所述的控制系統(tǒng)，其中當(dāng)調(diào)諧閥被命令到打開(kāi)位 置并且MAP中的平均偏差大于閾值時(shí)，控制模塊確定出進(jìn)氣歧管調(diào)諧 閥的故障。
12. 如權(quán)利要求9所述的控制系統(tǒng)，其中當(dāng)故障被確定時(shí)，控制模 塊設(shè)置故障代碼。
13. 如權(quán)利要求9所述的控制系統(tǒng)，其中如果故障在預(yù)定時(shí)期內(nèi)發(fā) 生了 M次并且其中M為大于1的整數(shù)，控制模塊設(shè)置故障代碼。
14. 如權(quán)利要求9所述的控制系統(tǒng)，還包括第四輸入裝置，其接收表示連接到發(fā)動(dòng)機(jī)上的節(jié)氣門的位置的節(jié)氣 門位置(TPS)信號(hào)；和其中控制模塊基于TPS信號(hào)確定穩(wěn)定狀態(tài)條件，并且如果穩(wěn)定狀態(tài) 條件被確定，調(diào)諧閥被命令到關(guān)閉位置并且MAP中的平均偏差小于閾 值時(shí)，該控制模塊確定出進(jìn)氣歧管調(diào)諧閥的故障。
15. 如權(quán)利要求9所述的控制系統(tǒng)，還包括第四輸入裝置，其接收表示連接到發(fā)動(dòng)機(jī)上的節(jié)氣門的位置的節(jié)氣 門位置(TPS)信號(hào)；和其中控制模塊基于TPS信號(hào)確定穩(wěn)定狀態(tài)條件，并且如果穩(wěn)定狀態(tài) 條件被確定則確定出進(jìn)氣歧管調(diào)諧閥的故障。
16. 如權(quán)利要求9所述的控制系統(tǒng)，其中控制模塊基于根據(jù)模糊邏 輯填充并且通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和每缸空氣索引的二維表確定闊值。
17. 如權(quán)利要求9所述的控制系統(tǒng)，其中控制模塊基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)確定穩(wěn)定狀態(tài)條件，并且如果穩(wěn)定狀態(tài)被確定則確定出進(jìn)氣歧管調(diào) 諧閥的故障。
18.如權(quán)利要求9所述的控制系統(tǒng)，其中控制模塊基于MAP信號(hào) 確定穩(wěn)定狀態(tài)條件，并且如果穩(wěn)定狀態(tài)條件被確定則確定出進(jìn)氣歧管調(diào) 諧閥的故障。
全文摘要
提供了一種診斷連接到內(nèi)燃機(jī)上的進(jìn)氣歧管的調(diào)諧閥故障的方法。該方法包括命令調(diào)諧閥到關(guān)閉和打開(kāi)位置中的至少一個(gè)上；計(jì)算歧管絕對(duì)壓力的平均偏差；基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和每缸的氣流使用模糊邏輯來(lái)確定平均偏差閾值；比較平均偏差和平均偏差閾值；和基于平均偏差和平均偏差閾值的比較診斷調(diào)諧閥的故障。
文檔編號(hào)F02D41/22GK101131127SQ20071014684
公開(kāi)日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2007年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月24日
發(fā)明者K·D·麥萊恩, W·王 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司