专利名称：发动机超过额定值的检测方法以及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于确定车辆发动机的实际扭矩同才艮告扭矩的变 化的设备以及方法，该设备以及方法适于检测发动机上的扭矩提高工具(torque up-rating kit)的可能4吏用。
背景技术：
车辆传动装置设计为从发动机向使用地点，例如驱动轴或驱动 轮，传送转动力，也就是扭矩，以便在相对宽的输出速度范围内推动 车辆。虽然发动机一般设计为在比较窄的发动机转动速度范围内产生 足够的公知输入或者报告发动机扭矩，但车辆本身优选在更宽的输出 速度范围内运转。手动以及自动传动装置通常配置为与具有已知报告 扭矩的发动机协力工作，以便能够在相当宽的传动输出速度带内安全 地接合传动装置，同时仍能够在整个输出速度范围内进行平稳或者流 畅的齿轮变速。
虽然车辆发动机设计以及尺寸定制为在特定的已知或者报告扭矩 范围运行，但各种配件市场工具或者装置能够将发动机扭矩大大推进 或者"提高，，到报告扭矩之上，例如通过推进或者增加从电子燃料喷射系统供应给发动机的燃料量。由于这种装置可对发动机和/或传动装置 的各种互连部件造成潜在的损害，车辆制造商一般不认可这种配件市 场装置。由于这些扭矩提高工具还通常通过将发动机以及传动装置的 输出修改到超过它们的预期运行参数使制造业者的保证无效，车辆所 有者可能倾向于在返回车辆进4亍传动装置或者发动机维修之前拆下以 及移除扭矩提高工具，以便使纟是高工具或者装置的先前使用的检测难 以确定。
发明内容
因此，提供一种用于确定具有液力扭矩转换器的车辆的实际发动 机扭矩同报告发动机扭矩的变化的方法，包括为控制装置配置可存取 存储器以及用于在至少一个预定的节流阀事件发生时对变化进行确定 并存储到可存取存储器中的算法，其中可对存储的变化进行方位以便 确定该变化值的存在以及大小。
在本发明的另 一方面中，通过计算当前且最大实际扭矩与报告扭 矩的比率产生当前且最大变化，其中比率大于1指示扭矩变化，并且
其中预定节流阀事件选自由高节流阀1-2转换的开始、高节流阀2-3 转换的开始、高节流阀扭矩转换器锁定的开始以及在各高节流阀扭矩 转换器驱动周期的各最大发动机额定扭矩函数所组成的群组。
在本发明的另一方面中，该方法或者算法包括计算扭矩转换器泵 浦扭矩以及发动机惯性扭矩，通过将扭矩转换器泵浦扭矩与发动机惯 性扭矩相加估计发动机扭矩，确定报告发动机扭矩，计算实际发动机 扭矩与报告发动机扭矩的比率，以及将该比率存储在可存取存储器 中，其中对可存取存储器进行存取以确定发动机扭矩提高工具的可能 先前或者当前使用。
在本发明的另一方面中，提供一种用于检测具有发动机、节流阀
化的设备，该设备包括控制装置，其带有可存取存储器以及用于在多 个预定高节流阀状态中的 一个发生时计算最大且当前实际发动机扭矩 并用于在可存取存储器中产生并存储当前且最大实际发动机扭矩与报 告发动机扭矩的比率的算法。
通过实施本发明的最佳方式的后续详细描述同时结合附图，上述 的特征和优点以及本发明的其它特征和优点显而易见。
图1是根据本发明的具有控制装置、液力扭矩转换器以及发动机
的车辆的示意性表示；
图2是描述与根据本发明的发动机扭矩变化检测方法一起使用的 四种高节流阀事件的表格；以及
图3是描述根据本发明的用于检测扭矩提高工具的可能先前或者 当前使用的方法或者算法的流程图。
具体实施例方式
参照附图，其中相同的附图标记在所有附图中对应相同或者相似 的部件，在图1中显示车辆底盘20的示意性表示，其具有能够产生已 知或者报告扭矩(箭头TR)的发动机24，该扭矩经由液力扭矩转换器 16传送到传动装置10。传动装置10操作性连接到传动轴50，传动轴 50将实际扭矩(箭头TA )分别传递到前轴和后轴32和38中的一个或 者两个，以提供动力或者驱动多个车轮30。如下文更详细描述的，发 动机24和扭矩转换器16与控制单元或者控制装置18电连通，控制装 置18具有配置为存储以及访问算法100 (参见图3)的存储器47、暂 时存储器49以及多个存储数组41、 42、 43和44。
扭矩转换器16优选为传统的液力扭矩转换器，其具有定子(未图 示)、泵12、涡轮13以及本领域公知类型的闭锁离合器19。与本领 域理解的一样，泵12直接连接到发动机24上以便与其一同以发动机 速度旋转，并且涡轮13由泵12排出的流体'(未图示)驱动，同时涡 轮13操作性连接到传动装置10。控制装置18配置为分别接收来自速
度传感器ll的涡轮速度信号以及发动机速度信号Nt以及Ne。速度传
感器11是本领域公知类型的且能够测量发动机24、泵12以及涡轮13 的转速，测量量Ne在泵12交替测量或者在泵12直接连接的发动机 24处直接测量。节流阀信号St由节流阀40产生且连续传输或者以其 它方式传达到控制装置18。
控制装置18优选是电子控制单元，其足够地配备有各种配置为接
收、读取和/或测量、计算以及记录或者存储各种测量结果、数值或者
图形的电路部件(未显示)，不管直接还是从速度信号Ne和Nt以及 节流阀信号St导出的。信号Ne、 Nt以及St优选经过导电配线以电方式
传输，尽管在本发明的范围内可使用任何传输方法，例如，适于传送
或者传输所需信息到控制装置18的射频(RF)发射器以及接收器。 如图1中所示，控制装置18优选分别具有四个数组或者緩沖器
41、 42、 43以及44。各数组41、 42、 43以及44专用于存储适当数量 的或者适当组的测量数值，该测量数值在图2中所示的四个节流阀事 件的相应一个的过程中测量、导出或者计算以及随后记录。数组41、
42、 43以及44优选是配置为一旦緩冲器达到容量则用最新的数值或 采样取代最旧的数值或采样(sample)的循环緩冲器。同样，写到或 者存储在数组41、 42、 43、 44中的数据优选采用能够实时过滤最近釆 样数据的连续一阶滞后过滤器，这样可通过对新近以及先前已记录的
量数组或緩冲器的需要。
转向图2,显示了列举四种用于与本发明一起使用的优选节流阀 事件的表格。第一节流阀事件(1 )发生于高节流阀1-2转换的开始， 其中"高节流阀"是指本发明的使用者想要对其以上进行监测的节流阀 40相对最低节流阀水平的相对j立置。术语"高节流阀"是指等于或大于 可用节流阀范围的中点的节流阀位置，也就是最大可用节流阀的 51%,虽然在本发明的范围内可以选择更高的节流阀位置。术语"l-2 转换"是指将传动装置10 (参见图1 )内的齿轮设定从第一齿轮变为第 二齿轮的齿轮调档事件。同样，第二节流阀事件(2)发生在高节流阀 2-3转换的开始之后。第三高节流阀事件(3)发生在高节流,阀转换器 锁定应用转换的开始，其中"转冲奐器锁定应用转换，，是指发生在扭矩转 换器闭锁离合器19 (参见图1)的应用过程中的高节流阀调档事件。 一旦闭锁离合器19接合，扭矩转换器16两端的速度必要是恒定的，
并且因而闭锁离合器19的应用或者接合标记所需速度信号Ne以及Nt
不同的最后力矩(fmalmoment)。最后，第四种高节流阀事件发生在 各"高节流阀转换器驱动周期"的发动机额定扭矩因数的最大值 (ERTFmax),也就是在传动装置10 (参见图1 )处于"驱动状态，，直到 应用闭锁离合器19或者直到"驱动，，脱开时高节流阀过程所经历的时 间间隔。这个最后的高节流阀事件捕捉先前三种高节流阀事件所捕捉 的各种数据点，但同样可能覆盖发生在转换事件之间出现的其它数据 点。尽管列举的四种高节流阀事件是与本发明一起使用的优选的节流 阀事件，但本领域技术人员将意识到可以选择各种其它的节流阀事件 来捕捉发生在其它所希望的运行状态期间的数据点。
现在参照3,显示了一种用于检测计算或者实际扭矩丁A同报告发
动机扭矩TR (参见图1 )的变化的方法100,在本申请中也称为算法 100。这种变化或差异可由例如安装和使用能够推进报告发动机扭矩 TV的配件市场发动机提高工具用产生。算法100优选是嵌入或者包括 在控制装置18 (参见图1)中的计算机程序或者源代码，其中根据预 设采样频率开始并运行算法100,优选是每20-30毫秒。
在步骤101中，其仅仅发生一次且优选在对车辆进行维修之后， 发动机额定扭矩因数的数值或者ERTFmax (稍后在下文中描述)设定 为1以产生能够与算法100的剩余部分一起使用的基准值。算法100 进入步骤102。
在步骤102中，算法100计算、测量或者以其它方式确定已知或 者报告发动机24的扭矩TR'(参见图1 ) 。 TR优选预先确定并存储在 控制装置18的存储器47内，并当需要时可容易地从存储器47获取。 算法100然后进入步骤104。
在步骤104中，算法100计算由扭矩转换器18产生的实际扭矩丁A (参见图1)。确定TA的一种方法是使用扭矩计(未显示)直接测量 连接发动机24和扭矩转换器16的轴的轴扭矩，并且将这个数值存储 在暂时存储器49内。确定丁A的另一种方法是使用扭矩计计算泵浦扭
矩Tp (即，由扭矩转换器16的泵12产生的扭矩)，并将这个数值存 储在暂时存储器49内。Tp还可以使用分别从发动机以及涡轮速度Ne 以及Nt导出的标准形式扭矩转换器方程计算，如上文先前解释的该速 度由速度传感器11传达到控制装置18。
按照这个标准形式方程，Tp=a(Ne)2+b(Ne)(Nt)+c(Nt)2,其中变量a、 b以及c为公知校准常数。 一旦Tp的计算或者测量值存储在暂时存储 器49内，算法100接下来计算或者输入先前计算并存储的发动机24 的发动机惯性扭矩TEi的数值，该数值可以通过测量发动机24的转动 惯性IE (即发动机24改变其转动动作状的阻力)计算，并且用发动机 24的加速度ae的比率乘lE。这个操作的结果，即，TE尸(lE)(ae)存储在 暂时存储器49内。然后将变量Tp和丁Ei加起来以计算实际发动机扭矩 (TA)。这个操作的结果，即，TR，存储在控制装置18的暂时存储器 49内。算法100然后进入步骤106。
在步骤106中，算法IOO计算发动机额定扭矩因数(ERTFnew), 该因数是最新记录的数值TA/TR的比率，并且将这个数值记录在控制 装置18的暂时存储49内。算法IOO然后进入步骤108。
在步骤108中，算法100过滤在步骤108中产生的ERTFnew的数 值以便除去噪声，并将过滤的数值存储在存储器47中。在本领域内已 知类型的一阶滞后过滤器为优选的过滤方法，然而那些本领域的技术 人员将意识到其它数据过滤方法可以适于与本发明 一起使用。 一旦过 滤程序完成，算法IOO进入步骤110。
在步骤110中，算法IOO确定是否已经发生四种优选的节流阀事 件(参见图2)中的一种。如杲四种优选节流阀事件中的一种已经发 生，则算法100进入步骤112。然而，如果四种节流阀事件中的一种 没有发生，则算法100回到步骤102，包括步骤102-110的釆样循环优 选每隔15-30毫秒迅速地重复。
在步骤112中，算法IOO将数组标记(Fn)设定为n=l、 2、 3或 者4，数值"n"对应已经发生的四种优选节流阀事件中的一种，且进入
步骤114，在此控制装置18将Fn的"n"数值记录或者存储在暂时存储 器49内以便稍后如下文所描述地进行使用。算法100然后进入步骤 116。
在步骤116中，算法100将数组(n)中存储的ERTF丽的数值与 存储的数值ERTFmax作比较，ERTF^x在车辆第一次使用时在步骤101
中将其最初设定为1。如果ERTFnew〉ERTFmax,算法100进入步骤118。
然而，如果ERTFnew<ERTFmax,算法100进入步骤120。
在步骤118中，将数值ERTF,设定为等于ERTF,的数值。由 于步骤118在各高节流阀事件(参见图2)发生之后只发生一次，每 个数组41、 42、 43以及44将因此保留仅对应于特定数组相关联的最 大ERTF数值的ERTF咖x的数l直。通过这种方式，记录的数值可以容 易地追踪或者约束到之前发生的节流阀事件。算法然后进入步骤122。 在步骤120中，对已记录的ERTF数值进行过滤以去除噪声且提 供较少变化的一组数据。例如，在每个数组41、 42、 43以及44中， 异常高和/或低的虚假数值被放弃且对剩余数值进行平均，以便产生那 个数组的平均ERTF数值，该数^f直可以存储在控制装置18的存储器47 内。交替地，最近记录的数据可以与任何存储的数据比较且用预定的 校准百分比乘法器进行过滤，以便减少单个数据点对已记录的平均值 的个别影响。通过应用例如具有预定校准百分比的一阶滞后过滤器并 仅存储使用在先和最近的记录ERTF数值在滚动基础(rolling basis) 获得的单个平均值，存储数组41、 42、 43以及44的尺寸可以降低。
根据本发明，存储在每个数组41、 42、 43、 44中的ERTFmax的数 值以及任何个别和/或平均ERTF数值优选可以容易地进行存取，例如 通过使用数据探针或者应用于控制装置18的其它的数据检索机构，以 便检索存储数据。存储ERTF数值"l"代表发动机24可能以其已记录 的扭矩数值Tr逸行的状悉，指示最可能没有安装或者先前使用过配件 市场提高工具。存储的数值大于1代表发动机24可能在某时刻以超出
已记录的扭矩丁r的实际扭矩水平ta运转的状态，指示扭矩提高工具
可能已经使用或者现在正在使用，以便将发动机扭矩推进到其报告水
平之上。基于从存储器47检索的数值，使用本发明的维修技师可以更 好地获悉车辆性能历史，特别H动机扭矩历史，并且因此应该能够 更好地诊断以及处理发动机和/或传动装置所附的保证主张。
虽然已经对用于实现本发明的最好模式进行了详细说明，那些熟 悉这个发明涉及领域的人将意识到各种备选设计以及用于在附加的权 利要求的范围之内实施本发明的实施例。
权利要求
1.一种用于确定车辆发动机的实际扭矩同所述发动机的报告扭矩的变化的方法，包括为控制装置配置可存取存储器以及算法，以便确定所述实际扭矩与所述报告扭矩的至少一个比率，并且在至少一个预定节流阀事件发生时将所述至少一个比率存储在所述可存取存储器中，其中所述至少一个比率可进行存取以便确定所述变化的存在。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于所述至少一个比率大 于1指示所述变化的存在，并且其中所述至少一个比率小于1指示所 述变化不存在。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于所述至少一个比率选 自最大比率和当前比率的群组。
4. 如权利要求l所述的方法，其特征在于所述车辆具有液力扭 矩转换器，并且其中所述预定节流阀事件选自由高节流阀l-2转换的 开始、高节流阀2-3转换的开始、高节流阀扭矩转换器锁定的开始以 及各扭矩转换器驱动周期的最大发动机额定扭矩函数所組成的群组。
5. 如权利要求l所述的方法，其特征在于包括为所述控制装置 配置多个存储数组，其中各所述数组专用于所述预定节流阀事件中的 不同事件。
6. —种用于通过检测具有带惯性扭矩的发动机、带可存取存储器 的控制装置以及具有扭矩转换器泵和涡轮的液力扭矩转换器的车辆的 实际发动机扭矩与报告发动机扭矩的变化确定配件市场发动机扭矩提 高装置的使用的方法，所述方法包括计算所述扭矩转换器泵的泵浦扭矩以及所述惯性扭矩； 通过将所述泵浦扭矩与所述惯性扭矩相加计算实际发动机扭矩； 确定所述发动机的报告发动机扭矩；计算所述实际扭矩与所述报告扭矩的比率的当前且最大数值；以及 在所述多个预定节流阀事件中的 一个发生时将所述当前且最大数值存储在所述可存取存储器中；其中所述可存取存储器可以进行存取以确定所述变化的存在或者 不存在，以便由此确定是否发动机扭矩提高装置先前附着在所述车辆 内。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于所述多个预定节流阀 事件选自由高节流阀l-2转换的开始、高节流阀2-3转换的开始、高节 流阀扭矩转换器锁定的开始以及各扭矩转换器驱动周期的最大发动机 额定扭矩函数所组成的群组。
8. 如权利要求6所述的方法，其特征在于包括过滤所述比率的 当前且最大数值。
9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于所述过滤包括使用一 阶滞后过滤器。
10. 如权利要求6所述的方法，其特征在于所述控制装置配置 为接收来自所述扭矩转换器的第 一速度信号以及来自所述发动机的第 二速度信号以便计算所述扭矩转换器泵浦扭矩。
11. 一种用于通过检测具有发动机、节流阀以及液力扭矩转换器 的车辆中的发动机扭矩变化确定配件市场发动机扭矩提高装置的使用 的设备，所述设备包括具有可存取存储器的控制装置；以及用于在多个预定节流阀状态中的一个发生时计算当且最大的实际 发动机扭矩同报告发动机扭矩的变化的数值，且将所述数值存储在所述可存取存储器中的算法；其中所述控制装置配置为在所述预定节流阀状态中的一个发生时 开始所述算法。
12. 如权利要求11所述的设备，其特征在于所述预定节流阀状 态选自由高节流阀l-2转换的开始、高节流阀2-3转换的开始、高节流 阀扭矩转换器锁定的开始以及各:l丑矩转採器驱动周期的最大发动机额 定扭矩函数所组成的群组。
13. 如权利要求11所述的设备，其特征在于所述节流阀配置为 将发动机速度信号传达到所述控制装置。
14. 如权利要求11所述的设备，其特征在于所述液力扭矩转换 器配置为将涡轮速度信号传达到所述控制装置。
15. 如权利要求11所述的设备，其特征在于所述可存取存储器 具有多个存储数组，其中各所述数组对应于所述预定节流阀状态中的 不同的一个。
全文摘要
提供一种用于确定实际发动机扭矩同报告发动机扭矩的变化的方法，包括为控制装置配置算法以便在高节流阀1-2转换、高节流阀2-3转换、高节流阀扭矩转换器锁定的开始以及在各高节流阀扭矩转换器驱动周期的最大发动机额定扭矩函数之后计算当前且最大的发动机扭矩与报告扭矩的比率。同样提供一种用于检测具有发动机、节流阀以及扭矩转换器的车辆内的发动机扭矩变化的设备，该设备包括带有存储器和算法的控制装置，以便在预定的节流阀状态发生时计算最大且当前的发动机扭矩变化，且将数值存储在可存取存储器中，其中控制装置配置为在节流阀状态中的一个发生时开始算法，并且其中节流阀和扭矩转换器分别将速度信号传达到控制装置。
文档编号G01M15/00GK101191758SQ20071019706
公开日2008年6月4日 申请日期2007年11月29日 优先权日2006年11月30日
发明者A·L·米切尔, B·R·考德威尔, J·K·伦德, J·P·克雷斯, P·F·麦考利 申请人:通用汽车公司