专利名称：动力系和点火诊断系统及方法
技术领域：
本发明涉及发动机控制系统，更具体地涉及动力系和点火诊断系统及方法。
背景技术：
在此提供的背景描述是为了大体地介绍本发明的背景。目前指定的发明人的工作 就其在该背景部分中描述的程度、以及描述的在提交的时候可能不构成现有技术的方面既 不明确地也不隐含地被承认为抵触本发明的现有技术。内燃机燃烧空气_燃料混合物，以产生驱动转矩。动力系部件将空气和燃料注入 汽缸以形成空气-燃料混合物。点火部件点燃空气-燃料混合物。电源分别通过动力系继 电器和点火继电器向动力系部件和点火部件提供电力。监控动力系继电器电压和点火继电器电压，以确保动力系继电器和点火继电器正 常运转。通常，动力系继电器电压和点火继电器电压相等。可由于断路的继电器线圈、不良 继电器触点、熔断丝、短路的继电器线圈、短路或断路的继电器控制驱动器和布线、以及短 路或断路的反馈布线而出现动力系和点火继电器误差。
发明内容
本发明提供一种控制系统，包括动力系继电器诊断模块，其确定动力系继电 器电压低于点火继电器电压的单次连续时段，将单次连续时段与单次预定时段相比较， 并当单次连续时段长于或等于单次预定时段时诊断出动力系继电器不相关性(out Of correlation，即00C)误差；和点火继电器诊断模块，其在点火继电器电压于第一预定总时 段内低于动力系继电器电压达第一预定的累积时段时，诊断出点火继电器OOC误差。另外， 本发明还提供一种方法，包括确定动力系继电器电压低于点火继电器电压的单次连续时 段，将单次连续时段与单次预定时段相比较，当单次连续时段长于或等于单次预定时段时 诊断出动力系继电器OOC误差，以及当点火继电器电压于第一预定总时段内低于动力系继 电器电压达第一预定的累积时段时诊断出点火继电器OOC误差。本发明的适用性的其它领域将通过以下提供的详细描述而变得明显。应理解的 是，详细描述和具体的示例仅用于例证目的，而不用于限制本发明的范围。
通过详细描述和附图将更充分地理解本发明，其中图1是根据本发明的发动机系统的示意图；图2是根据本发明的图1的控制模块的功能框图；图3是图解根据本发明的动力系和点火诊断方法的示例性步骤的流程图；以及图4是图解根据本发明的点火继电器OOC误差和动力系继电器OOC误差的图表。
具体实施例方式以下的描述本质上仅是示例性的，并且决不用于限制公开、其应用、或使用。为清 楚起见，附图中相同的附图标记用于标识相似的元件。如在此所使用地，A、B、和C中的至少 一个的短语应解释为表示利用非排它性的逻辑“或”的逻辑(A或B或C)。应理解的是，在 不改变本发明的原理的情况下，可以以不同的顺序执行方法内的步骤。如在此所使用地，术语模块指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一种或多 种软件或固件程序的(共用、专用、或分组的)处理器和存储器、组合逻辑电路、和/或提供 所描述的功能性的其它合适的部件。现在参照图1，示出了发动机系统100的功能框图。空气通过节气门102被吸入进 气歧管104。通过将燃料从燃料喷射器106注入进气歧管104来形成空气燃料混合物。该空 气燃料混合物通过进气阀108被吸入代表性的汽缸110。点火线圈112激活火花塞114以点 燃汽缸110内的空气燃料混合物。排气阀116允许汽缸110将燃烧产物排出至排气系统118。控制模块120分别从第一和第二节气门位置传感器122和124接收指示第一和第 二节气门位置的信号。控制模块120基于第一和第二节气门位置确定实际的节气门位置。 控制模块120向致动节气门102的电子节气门控制(ETC)马达126输出控制信号。控制模 块120控制燃料喷射器106和点火线圈112。控制模块120监控诸如加速踏板(未示出) 的位置的输入，确定期望的节气门位置，并指示ETC马达126将节气门102致动至期望的节 气门位置。当期望的节气门位置与实际的节气门位置之间的差异不在预定的ETC致动误差 范围内时，控制模块120诊断出ETC致动误差。电源128通过动力系继电器130向诸如ETC马达126的动力系部件提供电力，并 通过点火继电器132向诸如点火线圈112的点火部件提供电力。电源128可通过点火继电 器132向诸如内部照明灯134的外部装置(即非点火部件)提供电力。控制模块120从动 力系继电器130接收指示动力系继电器电压的信号，并从点火继电器132接收指示点火继 电器电压的信号。本发明的动力系和点火诊断系统及方法进行诊断动力系不相关性(OOC)误差的 连续误差诊断和诊断点火OOC误差的间歇误差诊断。当动力系继电器电压低于点火继电器 电压达预定的连续时段时，诊断出动力系继电器OOC误差。当点火继电器电压低于动力系 继电器电压在预定的总时段内达预定的累积时段时，诊断出点火继电器OOC误差。进行连续误差诊断以诊断动力系继电器OOC误差使得能够在不正常工作的动力 系继电器影响诸如ETC马达126的动力系部件的控制之前，实现不正常工作的动力系继电 器的诊断。进行间歇误差诊断以诊断点火继电器OOC误差防止由于连接至点火继电器的外 部装置所引起的假的点火继电器OOC误差，该外部装置连接至点火继电器导致点火继电器 电压缓慢地下降。另外，当诊断动力系继电器OOC误差时中止ETC致动误差的诊断，以防止 由于动力系继电器130的故障所引起的假的ETC致动误差。如此，本发明的动力系和点火 诊断系统及方法提供改善的响应性和鲁棒性。现在参照图2，控制模块120包括动力系继电器诊断模块200、点火继电器诊断模 块202、ETC诊断模块204、以及ETC控制模块206。动力系继电器诊断模块200和点火继电 器诊断模块202每个都从动力系继电器130接收指示动力系继电器电压的信号和从点火继 电器132接收指示点火继电器电压的信号。动力系继电器诊断模块200和点火继电器诊断模块202每个都将动力系继电器电压与点火继电器电压相比较。当动力系继电器电压低于点火继电器电压达第一预定的连续时段时，动力系继电 器诊断模块200诊断连续的动力系继电器OOC误差。仅用于示例，预定的连续时段可以是 175毫秒。当点火继电器电压与动力系继电器电压之间的差值大于连续的动力系继电器相 关性阈值达预定的连续动力系时段时，动力系继电器诊断模块200可诊断连续的动力系继 电器OOC误差。动力系继电器诊断模块200向ETC诊断模块204提供指示在什么时候诊断 出连续的动力系继电器OOC误差的信号。当动力系继电器电压于第一预定的总时段内低于点火继电器电压达预定的第一 累积时段时，动力系继电器诊断模块200可诊断出间歇的动力系继电器OOC误差。当点火 继电器电压与动力系继电器电压之间的差值于第一预定的总时段内大于间歇的动力系继 电器相关性阈值达第一预定的累积时段时，动力系继电器诊断模块200可诊断出间歇的动 力系继电器OOC误差。动力系继电器诊断模块200向ETC诊断模块204提供指示在什么时 候诊断出间歇的动力系继电器OOC误差的信号。当点火继电器电压于第二预定的总时段内低于动力系继电器电压达第二预定的 累积时段时，点火继电器诊断模块202诊断出间歇的点火继电器OOC误差。仅用于示例，第 二预定的累积时段可以是3秒，而第二预定的总时段可以是6秒。当动力系继电器电压与 点火继电器电压之间的差值于第二预定的总时段内大于间歇的点火继电器相关性阈值达 第二预定的累积时段时，点火继电器诊断模块202可诊断出间歇的点火继电器OOC误差。ETC诊断模块204分别从第一和第二节气门位置传感器122、124接收第一和第二 节气门位置。ETC诊断模块204基于第一和第二节气门位置确定实际的节气门位置。ETC 诊断模块204将实际的节气门位置与期望的节气门位置相比较，并且当实际的与期望的节 气门位置之间的差异不在预定的ETC致动误差范围内达第二预定的连续时段时，可诊断出 ETC致动误差。当诊断出动力系继电器OOC误差时，ETC诊断模块204可中止诊断ETC致动误差。 第二预定的连续时段可长于第一预定的连续时段，使得在ETC致动误差之前诊断动力系继 电器OOC误差。在诊断出动力系继电器OOC误差时中止ETC致动误差的诊断和第二预定的 连续时段长于第一预定的连续时段防止由动力系继电器130的故障所引起的假的ETC致动误差。ETC控制模块206从ETC诊断模块204接收指示在什么时候诊断出ETC致动误差 的信号。ETC控制模块206控制ETC马达126，以将节气门102致动至期望的节气门位置。 当诊断出ETC致动误差时，ETC控制模块206可补偿实际的与期望的节气门位置之间的差
已现在参照图3，控制分别在步骤300和302诊断动力系继电器电压和点火继电器电 压。在步骤304中，控制确定在点火继电器电压与动力系继电器电压之间的差值是否大于 连续的动力系继电器相关性阈值。当点火继电器电压与动力系继电器电压之间的差值大于 连续的动力系继电器相关性阈值时，控制在步骤306中递增第一连续时段，并在步骤308中 将该第一连续时段与第一预定的连续时段相比较。当第一连续时段长于或等于第一预定连 续时段时，控制在步骤310诊断出连续的动力系继电器OOC误差，并进入步骤302。当点火 继电器电压与动力系继电器电压之间的差值小于或等于连续的动力系继电器相关性阈值时，或者当第一连续时段短于第一预定的连续时段时，控制进入步骤312。在步骤312中，控制确定点火继电器电压与动力系继电器电压之间的差值是否大 于间歇的动力系继电器相关性阈值。当点火继电器电压与动力系继电器电压之间的差值 大于间歇的动力系继电器相关性阈值时，控制在步骤314中递增第一累积时段和第一总时 段。在步骤316中，控制确定第一累积时段是否大于或等于第一预定的累积时段和第一总 时段是否等于第一预定的总时段。当第一累积时段大于或等于第一预定的累积时段和第一 总时段等于第一预定的总时段时，控制在步骤318中诊断出间歇的动力系继电器OOC误差， 并进入步骤320。在步骤320中，控制中止诊断ETC致动误差并返回至步骤300。当第一累 积时段小于第一预定的累积时段时或者当第一总时段小于第一预定的总时段时，控制进入 步骤322。在步骤322中，控制确定动力系继电器电压与点火继电器电压之间的差值是否大 于间歇的点火继电器相关性阈值。当动力系继电器电压与点火继电器电压之间的差值大于 间歇的点火继电器相关性阈值时，控制在步骤324中递增第二累积时段和第二总时段。在 步骤326中，控制确定第二累积时段是否长于或等于第二预定的累积时段和第二总时段是 否等于第二预定的总时段。当第二累积时段长于或等于第二预定的累积时段和第二总时段 等于第二预定的总时段时，控制在步骤328中诊断点火继电器OOC误差并返回至步骤300。 当第二累积时段短于第二预定的累积时段时或者当第二总时段短于第二预定的总时段时， 控制返回至步骤300。现在参照图4，图解了点火继电器OOC误差和动力系继电器OOC误差。X轴表示经 过的时间，而y轴表示电压。动力系继电器电压由可变电压虚线表示，而点火继电器电压由 可变电压实线表示。连续的动力系继电器相关性阈值和间歇的点火继电器相关性阈值分别 由恒定电压虚线表示。最初，动力系继电器电压和点火继电器电压低于点火截止电压，其指示点火(未 示出)处于“off”位置并且电源128不向动力系或点火部件提供电力。然后，将点火变成 “on”位置，并且在动力系继电器电压开始上升之前，点火继电器电压开始上升，导致点火继 电器电压高于动力系继电器电压。当点火继电器电压与动力系继电器电压之间的差值大于 动力系继电器相关性阈值达175毫秒的连续误差时间时，诊断出动力系继电器OOC误差。经过一段时间，动力系继电器电压与点火继电器电压达到共同的工作电压。然后， 启动连接至点火继电器132的外部装置，导致点火继电器电压降到动力系继电器电压之 下。当动力系继电器电压与点火继电器电压之间的差值大于点火继电器相关性阈值达至少 3秒的累积误差时间时，诊断出点火继电器OOC误差。可以各种形式实现本发明广泛的讲解。因此，因为通过附图、说明书、和所附的权 利要求的研究，其它的改进将对熟练的从业者变得明显，所以尽管本发明包括特定的示例， 但本发明的真实范围不应受限制。
权利要求
一种控制系统，包括动力系继电器诊断模块，其确定动力系继电器电压低于点火继电器电压的单次连续时段，将所述单次连续时段与单次预定时段相比较，并当所述单次连续时段长于或等于所述单次预定时段时诊断出动力系继电器不相关性误差即OOC误差；以及点火继电器诊断模块，其在所述点火继电器电压于第一预定总时段内低于所述动力系继电器电压达第一预定累积时段时诊断出点火继电器OOC误差。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其中当所述点火继电器电压与所述动力系继电器 电压之间的差值大于连续的动力系继电器相关性阈值时，所述动力系继电器诊断模块诊断 出所述动力系继电器OOC误差。
3.根据权利要求1所述的控制系统，其中当所述动力系继电器电压与所述点火继电器 电压之间的差值大于点火继电器相关性阈值时，所述点火继电器诊断模块诊断出所述点火 继电器OOC误差。
4.根据权利要求1所述的控制系统，还包括电子节气门控制即ETC诊断模块，其在期望 的节气门位置与实际的节气门位置之间的差异不在预定的ETC致动误差范围内时选择性 地诊断出ETC致动误差。
5.根据权利要求4所述的控制系统，其中当所述期望的节气门位置与实际的节气门位 置之间的所述差异不在所述预定的ETC致动误差范围内达预定的ETC致动误差时段时，所 述ETC诊断模块选择性地诊断出所述ETC致动误差。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其中所述预定的ETC致动误差时段长于所述单次 预定时段。
7.根据权利要求6所述的控制系统，其中当所述动力系继电器诊断模块诊断出所述动 力系继电器OOC误差时，所述ETC诊断模块中止诊断所述ETC致动误差。
8.根据权利要求1所述的控制系统，其中当所述动力系继电器电压于第二预定总时段 内低于所述点火继电器电压达第二预定的累积时段时，所述动力系继电器诊断模块诊断出 所述动力系继电器OOC误差。
9.根据权利要求8所述的控制系统，其中当所述点火继电器电压与所述动力系继电器 电压之间的差值大于间歇的动力系继电器相关性阈值时，所述动力系继电器诊断模块诊断 出所述动力系继电器OOC误差。
10.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述动力系继电器电压被供应至动力系部 件，而所述点火继电器电压被供应至点火部件与非点火部件中的至少一个。
11.一种方法，包括确定动力系继电器电压低于点火继电器电压的单次连续时段；将所述单次连续时段与单次预定时段相比较；当所述单次连续时段长于或等于所述单次预定时段时，诊断出动力系继电器不相关性 误差即OOC误差；以及当所述点火继电器电压于第一预定总时段内低于所述动力系继电器电压达第一预定 累积时段时，诊断出点火继电器OOC误差。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括当所述点火继电器电压与所述动力系继电器 电压之间的差值大于连续的动力系继电器相关性阈值时，诊断出所述动力系继电器OOC误差。
13.根据权利要求11所述的方法，还包括当所述动力系继电器电压与所述点火继电器 电压之间的差值大于点火继电器相关性阈值时，诊断出所述点火继电器OOC误差。
14.根据权利要求11所述的方法，还包括当期望的节气门位置与实际的节气门位置之 间的差异不在预定的ETC致动误差范围内时，选择性地诊断出ETC致动误差。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括当所述期望的节气门位置与实际的节气门位 置之间的所述差异不在所述预定的ETC致动误差范围内达预定的ETC致动误差时段时，选 择性地诊断出所述ETC致动误差。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述预定的ETC致动误差时段长于所述单次预 定时段。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括当所述动力系继电器诊断模块诊断出所述动 力系继电器OOC误差时，中止诊断所述ETC致动误差。
18.根据权利要求11所述的方法，还包括当所述动力系继电器电压于第二预定的总时 段内低于所述点火继电器电压达第二预定的累积时段时，诊断出所述动力系继电器OOC误差。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括当所述点火继电器电压与所述动力系继电器 电压之间的差值大于间歇的动力系继电器相关性阈值时，诊断出所述动力系继电器OOC误差。
20.根据权利要求11所述的方法，其中所述动力系继电器电压被供应至动力系部件， 而所述点火继电器电压被供应至点火部件与非点火部件中的至少一个。
全文摘要
本发明涉及动力系和点火诊断系统及方法。一种控制系统，包括动力系继电器诊断模块，其确定动力系继电器电压低于点火继电器电压的单次连续时段，将单次连续时段与单次预定时段相比较，并当单次连续时段长于或等于单次预定时段时诊断出动力系继电器不相关性(OOC)误差；和点火继电器诊断模块，其在点火继电器电压在第一预定总时段内低于动力系继电器电压达第一预定的累积时段时，诊断出点火继电器OOC误差。
文档编号F02D41/22GK101922366SQ201010116568
公开日2010年12月22日 申请日期2010年2月10日 优先权日2009年2月10日
发明者D·L·马科夫斯克, J·M·斯滕普尼克, P·A·鲍尔勒, S·J·内尔逊, T·A·贝利-里德 申请人:通用汽车环球科技运作公司