累积错误时间监控诊断控制系统的制作方法

专利名称：累积错误时间监控诊断控制系统的制作方法
技术领域：
本公开涉及诊断控制系统，并且更具体地涉及用于监控和跟踪诊断 事件的系统。
背景技术：
此处提供的背景描述是为了总体上介绍本公开背景的目的。在背景 技术部分描述的当前所署名的发明人的工作和本描述中否则不足以作 为申请时的现有技术的各方面，既不明显地也不隐含地被承认为与本公 开相抵触的现有技术。
诊断系统用于经由各种诊断检查来检测错误事件。 一些诊断系统检 查包括传感器值、计算结果、控制模块输出等等之间的比较。其他诊断 系统检查包括阈值检查、速率限制检查和反馈测试。检查可以是在命令 值、希望值或期望值和测量值之间。诊断系统可以基于诊断检查和/或 当存在某些条件时生成故障。可以基于所生成的故障来执行动作。这些 动作可以包括对故障的指示或者为解决故障所执行的维修。
诊断系统可以执行关于各种感测、监控和控制系统的诊断过程。仅 举例而言，车辆感测、监控和控制系统可以包括节气门位置感测、加速 器踏板感测、发动机转矩监控、传动转矩(driver torque)监控等等。 每个诊断过程具有相关的软件和/或硬件开销。

发明内容
在一个实施例中，提供了一种诊断系统，其包括N个专用诊断模块， 每个专用诊断模块对应于多个控制系统中的相应 一个。所述N个专用诊 断模块每个都生成指示相应诊断测试的结果的状态信号。诊断错误时间 监控器基于所述状态信号为每个控制系统确定与错误事件(errorevent)之间的时间对应的累积错误时间值。诊断错误时间监控器基于 所述累积错误时间值将故障选择性地报告给N个专用诊断模块中的相应 一个。
在其他特征中， 一种诊断方法包括生成指示相应诊断测试的结果 的状态信号。每个诊断测试对应于专用诊断模块以及多个控制系统中的 相应一个。状态信号被发送到诊断错误时间监控器。基于所述状态信号 确定与每个控制系统的错误事件之间的时间对应的累积错误时间值。基 于所述累积错误时间值将故障选择性地报告给N个专用诊断模块中的相 应一个。
本公开的进一步的应用领域从下文提供的详细说明显而易见。应当 理解的是，详细描述和具体示例仅打算用于说明的目的而没有意图限制 本公开的范围。


通过详细描述和附图，将更全面地理解本公开，其中 图1是根据本公开原理的诊断控制系统的功能框图； 图2是根据本公开原理的合并了诊断控制的另 一诊断控制系统的功 能框图3是根据本公开原理的诊断错误时间监控器的功能框图； 图4是根据本公开原理的合并了诊断控制的示例性发动机系统的功 能框图5A是根据本公开原理的示例性发动机控制系统的功能框图5B是图5A的功能框图的继续；以及
图6示出了根据本公开原理的诊断控制方法。
具体实施例方式
以下描述本质上仅是示例性的且绝不意图限制本公开、它的应用、 或使用。为了清楚起见，在附图中使用相同的附图标记来识别类似的元 件。如本文所使用的，短语"A、 B和C中的至少一个"应当解释为意 味着使用非排他逻辑或的逻辑(A或B或C)。应当理解的是，在不改 变本公开原理的前提下方法内的步骤可以以不同顺序4丸行。
如本文所使用的，术语模块可指的是如下元件、如下元件的一部分、或者包括如下元件专用集成电路(ASIC)、电子电路、用于执行一个 或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的、或群组的)和/或存 储器(共享的、专用的、或群组的)、组合逻辑电路、和/或提供所述功 能性的其他合适的部件。而且，如本文所使用的，诸如XOYR环的软件 环(software ring)可以指代存储在存储器中的和/或由处理器执行的一 组指令。
尽管以下实施例中的一些实施例主要是关于车辆系统和/或协调转 矩控制系统描述的，但是这些实施例可以应用于其它计算机和/或诊断控 制系统。这些实施例例如可以应用于车辆系统、4元空系统、铁路系统、 制造系统、计算才几系统、嵌入式控制系统等等。
现在参照图1,示出了诊断控制系统50。诊断控制系统50包括诊 断错误时间监控器51、带有内部诊断模块54的计算机系统52、以及外 部诊断模块56。诊断错误时间监控器51接收来自内部和外部诊断模块 54、 56的状态信号，并且还可以接收来自计算机系统52的任一模块的 状态信号。诊断错误时间监控器51基于所述状态信号在适当时候生成 累积^"误时间值。当一个或多个累积^"误时间值超过对应阈值时，诊断 错误时间监控器51生成故障。
计算机系统51可以包括处理器并且可以用来监控各种诊断模块、 控制模块和/或诊断模块。计算机系统的 一个示例是协调转矩控制(CTC ) 处理系统。图5A和5B示出了 CTC系统的示例。图1的实施例不限于CTC 系统。
内部和外部诊断模块54、 56可以专用于基于特定车辆和/或非车辆 的控制系统或者可以是共享的。示出了 M个内部诊断模块以及示出了 N 个内部诊断冲莫块。《又举例而言并且如应用于车辆的，内部和外部i貪断冲莫 块54、 56可以包括节气门位置感测模块、加速器踏板位置感测才莫块、 发动机转矩监控模块、传动转矩监控模块、等等。
现在参照图2,示出合并了诊断控制的控制系统100。作为示例， 控制系统IOO可以是传动系控制系统。控制系统IOO可以包括主控制模 块IOI、存储器102、系统时钟104、专用控制系统106、 107、 108、以 及其他传感器109和致动器110。如应用于车辆应用的，专用控制系统 可以包括点火控制系统、燃料喷射控制系统、气流控制系统等等。主控 制沖莫块101与专用控制系统1 06-1 08、其他传感器109和其他致动器110通信。
主控制模块101可以包括诊断错误时间监控器51，、控制及诊断模
块112以及鼎I0装置114。控制及诊断模块112可以包括专用控制才莫块 1 30-1 34,所述专用控制模块可以包括点火控制模块、燃料控制模块、 空气控制模块等等。仅举例而言， 一个或多个控制及诊断模块可以是转 矩控制模块的一部分。诊断错误时间监控器51与控制及诊断模块112 直接通信并且经由HWIO装置114与存储器102和系统时钟104通信。 诊断错误时间监控器51访问系统时钟104以生成例如何时接收和/或生 成状态信号的时间戳。
存储器102可以包括各种阵列(array),例如累积错误计数阵列、 预定错误时间阵列、故障状态阵列、最大数量顺序错误阵列(maximum number of sequential error array),这些阵歹廿才示i己为存小者器阵歹廿119。 存储器阵列U9可以具有专用于特定控制;t莫块和/或系统和/或专用于特 定错误的条目。累积错误计数阵列存储每个模块和/或系统的在特定时 间段上检测的错误数量。所述特定时间段可以被存储在预定错误时间阵 列中。预定错误时间阵列存储将监控错误的时间段。故障状态阵列存储 与控制模块和/或系统相关联的故障。最大数量顺序错误阵列存储在某 个时间段内可专用于每个控制模块和/或系统的最大数量的错误。
存储器102还包括时间戳阵列120和累积错误时间阵列122。其他 阵列、计数器或时间相关值可以被存储在存储器102中，比如当前和先 前时间戳、时间戳之间的错误时间等等。时间戳阵列120包括向诊断错 误时间监控器51提供状态信号的每个专用诊断模块的时间戳值 (TS,-TSs)。变量S是可以指代提供状态信号的外部和内部诊断模块的 数量的整数值。时间戳值TS,-TSs被存储在相应的阵列槽(slot)中并 且可以指当前存储的时间戳或先前存储的时间戳。
当诊断错误时间监控器51被专用诊断模块之一调用时，可以存储 时间戳。当专用诊断模块之一向诊断错误时间监控器51发送状态信号 时可以调用诊断错误时间监控器51 。状态信号可以包括错误信号或通过 诊断测试信号。错误(error )可以指不正确的诊断测试结果、不完整 的诊断测试、不能执行诊断测试等等。
累积错误时间阵列122包括对于每个专用诊断模块的累积错误时间 值或计数器值ATVu,每个专用诊断模块具有相关的累积错误时间值。累积错误时间值被存储在相应的阵列槽中并且可以基于所接收的状态信 号进行增加、减小、递增或递减。当接收到指示错误的状态信号(错误 状态信号)时，可以增加或递增相应的累积错误时间值。当接收到指示 通过诊断测试的状态信号(通过状态信号)时，可以减小或递减相应的 累积错误时间值。
当控制及诊断模块是转矩控制模块并且专用控制模块1 30-134例如 是点火控制模块、燃料控制模块和空气控制模块时，以下方面可以成立。 转矩控制模块可以包括具有与加速器踏板定位、节气门定位、巡航控制 信息等相关联的转矩相关信息的存储器。点火控制模块可以包括具有与 点火正时、提前或延迟信息、启用用于火花(enabled for spark)的 汽缸数量等相关联的点火相关信息的存储器。
燃料控制模块可以包括具有与发动机汽缸的燃料启用(fuel enablement)相关联的燃料相关信息的存储器。燃料相关信息可以包括 加燃料汽缸的估计计数(直接和间接冗余估计)、每个启用/停用汽缸 的燃料量、燃料喷射器打开时间(ON times)的持续时间、启用/供给 燃料的汽缸数量、以及启用/停用和/或加燃料/不加燃料汽缸的标识。 空气控制模块可以包括具有与进入发动机的空气体积、压力等的调整相 关联的气流和/或节气门相关信息的存储器。
HWIO装置114包括接口控制模块140和硬件接口/驱动器142。接 口控制模块140提供控制及诊断软件与硬件接口/驱动器142之间的接 口。硬件接口/驱动器142可以控制与每个专用控制系统1 06-1 08对应 的装置的操作。仅举例而言，硬件接口/驱动器142可以控制燃料喷射 器、燃料泵、点火线圏、火花塞、节气门阀、螺线管以及其它转矩控制 装置和致动器的操作。硬件接口/驱动器142还接收传感器信号、这些 传感器信号被传送到相应的控制及诊断模块112。
现在参照图3，示出了诊断错误时间监控器51"的功能框图。诊断 错误时间监控器51"包括诊断控制模块200、差分错误计时器202、累 积错误计时器204、诊断存储器2 06以及累积错误时间计数器发生器 (AETCG) 208。诊断控制模块200与差分错误计时器202、累积错误计 时器2(M、诊断存储器206以及AETCG 208通信并且可以控制它们的操 作。
差分错误计时器2 0 2可以用来确定当前时间戳和先前时间戳之间的
10差。例如，可以在调用诊断错误时间监控器51"时生成当前时间戳。可 以通过从当前时间戳中减去先前时间戳来确定时间差，所述时间差可能 是错误时间差或差分时间差。差分时间差指的是与通过测试相关联的时 间戳和与先前错误相关联的时间戳之间的时间差。
时间戳的使用允许诊断错误时间监控器5 r ，对 一 个或多个错误的持
续时间准确地计时。当某些条件存在时，诊断错误时间监控器51"可以 把错误"酿成(mature)"故障。术语"酿成"指的是基于一个或多个 其它条件和/或错误的持续时间来生成或指示故障。
差分错误计时器202可以限制时间差。作为示例，可能已知诊断回 路具有预定持续时间。当时间差被确定为大于该预定持续时间时，可以
准值)。为了说明这一点，诊断回^各可以具有例如25ms的操作持续时 间。诊断回路的操作可能由于系统中断、发动机起动、软件初始化等等 而被暂停，这会造成状态信号之间延时的无意增大。这种延时可以使诊 断错误时间监控器51，，指示无意故障(inadvertent fault)。
另一实施例包括以可变或固定速率触发诊断。例如，当每发动才几燃 烧或点火事件执行一次例程时，随着发动机速度增加，可能更频繁地执 行诊断。结果，时间差就减小。这考虑到(allow for)会酿成故障的
变速率诊断还考虑到回路速率(loop rate)的变化。回路速率可以是 固定的或者变化的并且可以在系统吞吐量要求变化时加以更改。作为示 例，系统可以不那么频繁地运行诊断并且乂人第一回路速率(例如12. 5ms ) 变化到第二回路速率(例如50ms)以减少吞吐量。
通过限制时间差，可以避免无意故障指示。限制校准值可以为多个 专用诊断模块所共享或者是相同的，并且可以是固定的或可变的。在一 个实施例中，为多个专用诊断模块中的每一个提供不同的限制校准值。 可以基于专用诊断测试的持续时间、专用诊断测试的重要性等的变化， 调整该限制校准值。此限制还考虑到当在获得先前时间戳的准确值之前 在笫 一诊断测试中发生错误时对计时器的最大更新。
累积错误计时器2 04可以用来确定累积错误时间值，比如存储在图 2的存储器102中的累积错误时间。当累积错误时间值初始是基于第一 报告错误生成的时候，累积错误时间值被设置成等于零。当报告同一专用诊断模块的另 一错误时，累积错误时间值被设置成等于先前累积错误 时间值加上或减去当前时间差，所述加上或减去根据状态信号的错误或 通过指示。
在一个实施例中，当报告通过时，将当前时间差乘以减小预定或校 准值(第二校准值)。当前时间差与第二校准值的乘积生成了递减因子。 从先前累积错误时间值中减去该递减因子以生成当前累积错误时间值。 减小校准值可以为多个专用诊断模块所共享或者对于多个专用诊断模 块是相同的并且可以是固定的或可变的。在一个实施例中，为多个专用 诊断模块中的每一个提供不同的减小校准值。减小校准值可以基于专用 诊断测试的重要性进行调整。
诊断存储器206可以存储当前和先前时间戳、错误时间差、当前和 先前累积错误时间值、错误数量等等。诊断存储器206可以位于诊断错 误时间监控器51'，的内部或外部。
诊断错误时间监控器51，，可以被称为X0YR环(X0YR)模块和/或执 行X0YR技术。例如，除了监控累积的错误时间量之外或作为其备用方 案，诊断错误时间监控器51"可以监控在专用诊断模块的预定时间段Y 内报告的错误数量X。当在该预定时间段内错误数量超过阈值时，可以 报告故障。诊断错误时间监控器51"可以存储每个专用诊断模块的预定 时间段。诊断错误时间监控器51，，可以在确定作为故障的结果而要执行 的任务时将利用本文描述的累积错误时间技术生成的故障和利用X0YR 技术生成的故障进行比较。
现在参照图4,示出了示例性发动机系统300。发动机系统300可 以-波配置用于混合电动车辆。发动机系统300包括发动机302,发动机 302燃烧空气/燃料混合物以基于驾驶员输入模块304产生车辆的驱动 转矩。空气通过节气门阀312而被吸到进气歧管310内。主控制模块314 命令节气门致动器模块316调节节气门阀312的开度以控制吸到进气歧 管310内的空气量。诊断错误时间监控器51"，可以是主控制模块101， 的 一部分或者位于其外部并且监控与发动机系统3 00的专用诊断模块相 关联的错误时间。诊断错误时间监控器51，"例如，当生成错误或接收错 误信号时的时间和错误事件之间的时间段。图2-4示出了示例性诊断错 误时间监控器。图1、 2、 5A和5B示出了示例性专用诊断模块。
来自进气歧管310的空气被吸到发动机302的汽缸内。发动机可以包括任何数量的汽缸。主控制模块ior可以指示汽缸致动器模块
320选择性地禁用(deactivate) —些汽缸以提高燃料经济性。
来自进气歧管310的空气通过进气阀322被吸到汽缸318内。主控 制模块10r控制由燃料喷射系统324喷射的燃料量。燃料喷射系统324 可以将燃料喷射到进气歧管310内的中心位置或者可以将燃料喷射到进 气歧管310内的多个位置，比如接近每个汽缸的进气阀的位置处。可选 地，燃料喷射系统324可以将燃料直接喷射到汽缸内。
所喷射的燃料与空气混合并且在汽缸318中产生空气/燃料混合物。 汽缸318内的活塞(未示出)压缩空气/燃料混合物。基于来自主控制 模块IOI，的信号，火花致动器模块326激励(energize)汽缸318中的 火花塞328，火花塞328点燃空气/燃料混合物。火花的正时可以相对于 活塞处于称为上死点(TDC)的其最高位置时的时间来指定，在该上死 点空气/燃料混合物被最大程度地压缩。
空气/燃料混合物的燃烧向下驱动活塞，由此驱动旋转曲轴(未示 出)。然后活塞开始再次向上运动并且通过排气阀330排出燃烧的副产 品。燃烧的副产品经由排气系统334从车辆中排出。废气通过催化剂 335。
进气阀322可以由进气凸轮轴340控制，而排气阀330可以由排气 凸轮轴342控制。在各种实施方式中，多个进气凸轮轴可以控制每个汽 缸的多个进气阀和/或可以控制多组汽缸的进气阀。类似地，多个排气 凸轮轴可以控制每个汽缸的多个排气阀和/或可以控制多组汽缸的排气 阀。汽缸致动器模块320可以通过停止供给燃料与火花和/或停用它们 的排气阀和/或进气阀来禁用汽缸。
进气阀322被打开的时间可以相对于活塞TDC由进气凸轮移相器 (phasor ) 348改变。排气阀330 #:打开的时间可以相对于活塞TDC由 排气凸轮移相器350改变。移相器致动器模块358基于来自主控制模块 IOI，的信号来控制进气凸轮移相器348和排气凸轮移相器350。
发动机系统300可以包括向进气歧管310提供加压空气的升压装 置。例如，图4描绘了涡轮增压器360。涡轮增压器360由流经排气系 统334的废气提供动力，并且向进气歧管310提供压缩空气充入。在空 气到达进气歧管310之前，涡轮增压器360可以压缩空气。
废气门364可以允许废气旁路涡轮增压器360,由此减少涡轮增压器的输出(或升压)。主控制模块IOI，经由升压致动器模块362控制涡 轮增压器360。升压致动器模块362可以通过控制废气门364的位置来 调节(modulate)涡轮增压器360的升压。压缩空气充入由涡轮增压器 360提供给进气歧管310。中间冷却器(未示出)可以耗散一些压缩空 气充入的热量，该热量是在空气被压缩时生成的并且还可能由于靠近排 气系统324而有所增加。替代的发动机系统可以包括增压器，其将压缩 空气提供给进气歧管310并且由曲轴驱动。
发动机系统300可以包括废气再循环(EGR)阀370,该EGR阀370 选择性地将废气重新导回到进气歧管310。在各种实施方式中，EGR阀 370可以位于涡轮增压器360之后。发动^L系统300可以利用RPM传感 器380来测量曲轴的速度(单位转数/分(RPM))。发动机冷却剂的 温度可以利用发动机冷却剂温度(ECT)传感器382来测量。ECT传感器 382可以位于发动机302内或者处于冷却剂循环的其它位置上，比如散 热器(未示出)。
进气歧管310内的压力可以利用歧管绝对压力(MAP)传感器384 进行测量。在各种实施方式中，可以测量发动才几真空度，其中发动才几真 空度是环境空气压力和进气歧管310内的压力之间的差。流入进气歧管 310内的空气质量可以利用质量空气流量(MAF)传感器386进行测量。 在各种实施方式中，MAF传感器386可以位于带有节气门阀312的外壳 中。
节气门致动器模块316可以利用一个或多个节气门位置传感器 (TPS) 390来监控节气门阀312的位置。被吸到发动机系统300内的空 气的环境温度可以利用进气温度(IAT)传感器392进行测量。主控制 模块IOI，可以利用来自传感器的信号为发动机系统300做出控制决策。
主控制模块314可以与变速器控制模块394通信以协调变速器(未 示出)中的换档。例如，主控制模块314可以减少换档期间的转矩。主 控制模块314可以与混合控制模块396通信以协调发动机302和电动机 398的操作。电动机398还可以用作发电才几，并且可以用来产生电能以 供车辆电气系统使用和/或存储在电池中。在各种实施方式中，主控制 模块101，、变速器控制模块394和混合控制模块396可以被集成为一个 或多个模块。
为了抽象地引用发动机302的各种控制机构，改变发动机参数的每个系统都可以被称为致动器。例如，节气门致动器模块316能够改变节 气门阀312的叶片位置以及因此改变开口面积。节气门致动器模块M6 因此能够被称为致动器，并且节气门开口面积能够被称为致动器位置。
类似地，火花致动器模块326能够被称为致动器，而对应的致动器 位置是火花提前量。其它致动器包括升压致动器模块362、 EGR阀370、 移相器致动器模块358、燃料喷射系统324以及汽缸致动器模块320。 关于这些致动器的术语致动器位置可以分别对应于增压压力、EGR阀开 度、进气和排气凸轮移相器角度、空气/燃料比、以及激活的汽缸数量。
虽然电动机398可以提供与发动机302的转矩输出串联和/或并联 的转矩，但是应当明白其它配置也预期落入本说明书的范围内。例如， 电动机398可以被实施为一个或多个电动才几，其直接向车轮400提供转 矩而不是通过变速器402来提供。
发动机302和电动机398的組合转矩^皮施加到变速器402的输入。 变速器402可以是依据来自主控制模块IOI，"的换档命令来切换档位的 自动变速器。变速器402的输出轴耦合到差速装置(differential gear)4(M的输入。差速装置404驱动车轴(axle )和车轮400。车轮速 度传感器406生成指示其相应车轮400的旋转速度的信号。
现在参照图5A和5B，示出了提供协调转矩控制的示例性发动机控 制系统500 。发动机控制系统500可以被称为CTC系统或主千 (backbone)。发动;f几控制系统500的任一冲莫块可以扭J亍诊断测试，因而 被称为专用诊断模块。图5A和5B联合在一起描绘了完整的功能框图。 图5A上的第一连接符标记"A"与图5B上的第二连接符标记"A"重叠。 图5A上的第一连接符标记"B"与图5B上的第二连接符标记"B"重叠。 图5A和图5B被共同称为图5。
发动机控制系统5 00采用转矩请求主干模块5 02,转矩请求主干模 块5 02确定推进转矩需求并且将推进转矩需求传送到推进转矩控制模块 504。转矩请求主干模块502基于来自各个转矩请求模块508-522的输 入来确定推进转矩需求，这些转矩请求模块508-522将在下面进行更详 细的描述。转矩请求模块508-522包括生成信号以影响对改变发动机转 矩的一个或多个致动器506w (即致动器506 )的控制的模块。推进转矩 需求代表为满足来自转矩请求模块508-522的请求而期望得自发动机的 转矩。推进转矩控制模块504基于净推进转矩需求来控制一个或多个致动 器506。致动器506影响发动机转矩。致动器506的示例包括点火模 块，其根据设置的点火正时向发动机输送点火火花；燃料喷射模块，其 在设置的时间向发动机输送适当量的燃料；以及电子节气门控制模块， 其例如调整节气门阀角度。
每个转矩请求模块508-522可以被分类为车轴转矩请求模块或推进 转矩请求模块。车轴转矩请求模块根据路面来控制车辆速度和车辆牵引 力中的至少 一个。推进转矩请求模块控制发动机和电动机的输出转矩。 示例性车轴转矩请求模块示于图5A中并且包括踏板位置感测模块508、 传动转矩请求模块509、巡航控制转矩请求模块510、自适应巡航控制 转矩请求控制模块512以及其它车轴转矩请求^t块514w。示例性推进 转矩请求模块504示于图5B中并且包括失速防止模块516、发动机开动 (crank )及停止模块518、发动机容量保护模块520以及其它推进转矩 请求模块522h。
踏板位置感测模块508生成踏板位置信号，其指示车辆操作者所请 求的车辆加速度。传动转矩请求模块509基于踏板位置信号生成传动转 矩请求。传动转矩请求还可以基于当前发动机速度和当前车辆速度。
巡航控制转矩请求模块510生成巡航控制转矩请求。巡航控制转矩 请求代表用于将车辆维持在设置速度的车辆转矩。自适应巡航控制转矩 请求模块512可以与巡航控制转矩请求模块510通信以基于车辆周围的 环境来修改巡航控制转矩请求。例如，自适应巡航控制转矩请求模块512 可以请求减少车轴转矩。当巡航控制工作时，这个请求可以是使车辆减 速和/或使车辆维持在第二车辆之后的最小跟随距离处。
其它车轴转矩请求模块由车轴转矩请求模块514h表示，并且被共 同称为车轴转矩请求模块514。车轴转矩请求模块514的第一示例是牵 引/拖拉(traction/drag)控制模块。牵引/拖拉控制模块确定车轴转 矩变化以控制正车轮打滑和负车轮打滑。正车轮打滑指的是车辆轮胎和 路面之间由于加速期间过度动力系转矩而引起的打滑。负车轮打滑指的
能够基于来自车轮速度传感i的信号来检测该打滑。、 、
车轴转矩请求模块514的另一示例是车辆超速保护模块。车辆超速 保护模块确定最大车轴转矩极限以使车辆速度维持在预定速度极限之车轴转矩请求模块514的又一示例是制动转矩管理模块。制动转矩
管理模块确定在应用车辆制动器时的最大车轴转矩。该最大车轴转矩是 在不超过车辆制动器的制动转矩的情况下能够提供的车轴转矩。
车轴转矩请求模块514的再一示例是稳定性控制模块。稳定性控制 模块基于车辆的偏航率(yaw rate)生成车轴转矩请求。稳定性控制模 块可以被包括在电子稳定性控制系统中。
转矩请求主干模块502包括车轴转矩仲裁模块530和推进转矩仲裁 模块532。车轴转矩仲裁模块530从传动转矩请求模块509、巡航控制 转矩请求冲莫块510、车轴转矩请求冲莫块514以及转矩切断(torque cutoff)控制模块534 (示于图5B)接收各种转矩请求和/或限制。
在某些情形下，通过暂时关掉(turn off)到发动机的燃料和/或 火花来最小化推进转矩。转矩切断模块534可以用来生成针对这些情形 的转矩请求，这可以包括离合器燃料切断(fuel cutoff)和减速燃料 切断中的至少一种。当车辆配有手动变速器并且车辆操作者使离合器分 离时，发生离合器燃料切断。离合器燃料切断防止当离合器分离并且从 发动机除去负载时发动机速度增加超过预定速度。减速燃料切断发生在 车辆以大于预定速度的速度惯性滑行时。减速燃料切断有助于增大发动 机制动。减速燃料切断还被传送到车轴转矩仲裁模块530。
车轴转矩仲裁模块530基于转矩请求和/或限制来生成净车轴转矩 请求并且将该净车轴转矩请求传送到车轴-推进转矩转换模块536。车轴 -推进转矩转换模块536将该净车轴转矩请求转换成对应的推进转矩请 求，该推进转矩请求可以被提供给推进转矩仲裁模块532。该转换可以 基于车轴差速装置的传动比、车辆车轮的直径、变速器的传动比以及转 矩变换器增益。
车轴转矩仲裁模块530可以被配置用于混合电动车辆。在混合电动 车辆中，来自车轴转矩仲裁模块530的总车轴转矩请求被传送到混合控 制模块540。混合控制模块540可以确定待由电动机和发动机提供的推 进转矩量。混合控制模块540基于该确定来生成推进转矩请求信号，这 些信号被分别提供给推进转矩仲裁模块532和电动机。车轴-推进转矩 转换模块536可以与混合控制模块540组合。而且，转矩切断模块534 可以将减速燃料切断转矩请求传送到混合控制模块540而不是传送到车轴转矩仲裁模块532。
推进转矩仲裁模块532基于来自下列模块的推进转矩请求和/或限 制来生成总请求推进转矩各种推进转矩请求模块、车轴转矩仲裁模块 530和/或混合控制模块540。推进转矩仲裁模块532将该总请求推进转 矩传送到推进转矩控制模块504。推进转矩仲裁模块532接收来自推进 转矩请求模块516-522的推进转矩请求。推进转矩请求模块522h被共 同称为推进转矩请求模块522。
失速防止模块516确定为维持发动机处于运行状态所需的最小转 矩。失速防止模块516可以基于来自发动机开动及停止模块518和发动 机容量保护模块520的输入来增大该最小转矩。
发动机开动及停止模块518基于发动机是否为新的或全新的 (green)发动机来增大该最小转矩请求。全新的发动机指的是当首次 装配车辆时使用燃料喷射脉沖宽度从燃料系统中清除空气的发动机。发 动机开动及停止模块518也可以与推进转矩仲裁模块504通信以延迟点 火正时并且维持恒定的发动机转矩而不管增加的燃料喷射器脉冲宽度。
发动机容量保护模块520基于动力系的机械限制为发动机提供最大 转矩极限。示例性机械限制包括变速器的最大转矩极限以及尾气催化剂 的最大温度极限。
推进转矩请求模块522的示例是变速器转矩请求模块，其生成转矩 请求以减少变速器换档期间的发动机转矩。其它推进转矩请求模块522 可以包括发动机超速保护冲莫块和发动机怠速控制;f莫块。发动机超速保护
怠速控制模块确定在惯性滑行期间或怠i时(其中变速器处^行车挡或 空挡)用于使发动机维持在预定怠速所需的推进转矩。
推进转矩仲裁^t块532还可以从被共同称为保留(reserve)转矩 请求模块55 0的一个或多个保留转矩请求模块55 0卜Q接收保留转矩请求。 保留附加转矩可以从发动机提供。保留转矩请求模块550的第一示例是 空调压缩机转矩补偿模块。空调压缩机转矩补偿模块请求保留转矩以当 压缩机离合器接合和分离时维持恒定的发动机速度。
保留转矩请求模块550的另一示例是催化剂起燃模块。当发动机被 起动并且具有比某个温度更低的温度时，催化剂起燃模块请求延迟发动 机火花以提高废气温度并且把尾气催化剂加热到转化温度。催化剂起燃模块还可以在延迟火花的同时请求增加节气门开度以补偿任何相关联 的转矩损耗。
保留转矩请求模块550的另一示例是侵入式诊断模块。比如怠速催 化剂(idle catalyst)监控器的侵入式诊断模块可以改变发动机的空 气/燃料比以执行诊断测试。空气/燃料比的这一变化可以改变发动才几的 转矩输出。侵入式诊断模块可以请求保留转矩以补偿转矩输出的这一变 化。
现在参照图6,示出了根据本公开原理的诊断控制方法的逻辑流程 图。尽管以下步骤主要是关于图2-4的实施例来描述的，但是这些步骤 可以被容易地修改以应用于本发明的其它实施例。该方法可以在步骤 600。
在步骤602,诊断错误时间监控器被专用诊断模块(比如诊断模块 54、 56中的一个)调用。
在步骤604,诊断错误时间监控器存储专用诊断模块接收状态信号 时的时间戳。该时间戳可以被存储在时间戳阵列中的分配的阵列位置处。
在步骤606,当状态信号指示通过测试并且没有存储与专用诊断模 块相关联的任何先前累积错误时间时，控制可以进行到步骤6 0 7并结束。 当步骤606的结果为假时，控制可以进行到步骤608。步骤606可以在 步骤604之前执行，在这种情况下可以在接收到指示专用诊断模块的错 误的状态信号之前或之后分配时间戳阵列位置。可以在接收到专用诊断 模块的第一错误之前或之时分配时间戳位置。累积错误时隙(time slot ) 可以在任一步骤604-612中进行分配。这可以由AETCG(比如AETCG 208 ) 来咒成。
当状态信号指示错误时或者当状态信号指示通过测试并且存在先 前存储的专用诊断模块的累积错误时间时，差分错误计时器可以确定时 间差。该时间差可以根据以下步骤来确定。
在步骤608,差分错误计时器从当前时间戳(在步骤604中存储的 时间戳)中减去先前存储的时间戳来生成错误时间差。差分错误计时器 的示例是差分错误计时器2 02 。错误时间差可以被存储和/或用于以下步 骤618、 621和622。
在步骤610,可以限制步骤608的错误时间差。该错误时间差可以被限制为第一校准值，如上面所述，或者被限制为最大差异校准值。当 接收到专用诊断模块的第一错误(对于第一诊断测试出现错误)时，计 时器更新可以被限制为该最大差异校准值。作为示例，当对于很长一段 时间未执行诊断测试时，时间戳差可能大于最大时间戳差值。该时间戳 差然后被限制到最大时间戳差值。
作为另一示例且关于基于起动/停止的发动机诊断测试，当车辆被 激活且发动机被停用时，发动机诊断测试可以在一段时间上不被执行。 尽管初始时间戳值可以在激活车辆时被复位到零，但是与发动机对应的 时间戳差可以包括发动机被停用的时间而不表示错误时间持续时间。为 了防止假故障的指示，对时间戳差进行限制。这计及了诊断测试不被执 行、被打断，部分诊断测试被延迟一段时间等等的时间革殳。所延迟的时 间段可以是任意时间段并且可以变化。
在步骤612,当状态信号指示错误时，差分错误计时器进行到步骤 618，否则差分错误计时器进行到步骤621。
在步骤618,累积错误计时器可以确定对应车辆系统的当前累积错 误时间值。当接收到第二或附加错误时，可以增加当前累积错误时间值。 步骤6 08的错误时间差可以被加到先前存储的累积错误时间值以生成当 前或更新的累积错误时间值。更新后的累积错误时间值可以被存储并且 替换先前累积错误时间值。
在步骤619，在当前累积错误时间值大于或等于预定时间时，控制 在步骤620生成故障。示例性预定时间是200ms。该预定时间可以是固 定的并且为发动机控制系统的专用诊断模块所共用或者可以按照专用 诊断模块进行改变。该故障可以被报告回专用诊断才莫块。可以响应于该 故障而由诊断错误时间监控器、专用诊断模块、主控制模块或车辆控制 模块执行各种任务或对策。在完成步骤619和620后，控制可以返回到 步骤602或在607结束。
在步骤621，可以调整差分时间差。该差分时间差可以乘以第二校 准值以生成递减因子，如上所述。
在步骤622，当差分时间差大于或等于当前累积错误时间值时，在 步骤62 5中诊断错误时间监控器可以将累积错误时间值设置成零以防止 累积错误时间在测试通过指示时继续递减。在步骤625后，控制可以在 607结束或返回到步骤602。诊断错误时间监控器可以为专用诊断才莫块重新分配时间戳和累积错误时间阵列槽。这就释放了其它诊断模块的阵 列槽。
在步骤624,基于递减因子，减小先前存储的累积错误时间值。可
以从先前存储的累积错误时间值中减去递减因子以生成当前或更新的 累积错误时间值。更新的累积错误时间值可以替代先前存储的累积错误
时间值而被存储。在步骤624之后，控制可以在607结束或者返回到步 骤602。
上述步骤意欲作为说明性示例；这些步骤可以被顺序地、同步地、 同时地、连续地、在重叠的时间段期间或以不同的次序执行，这取决于 应用。
本文所公开的实施例补偿了不同专用诊断模块的回路速率并且补 偿了专用诊断模块的变化的回路速率。不同的专用诊断模块可以具有不 同的回路速率，这可以根据诊断测试的重要性、诊断测试是基于时间的 还是基于事件的等等进行设置。
专用诊断模块可以具有变化的回路速率。例如，基于事件的诊断模 块可以基于汽缸事件(比如燃烧循环的压缩事件或进气事件)来执行。 回路速率或多久执行一次诊断测试随发动机速度而增加。作为示例，当 发动机速度在600RPM时，诊断测试可以每50ms执行一次，而当发动机 速度在6G00RPM时诊断测试每5ms执行一次。
通过监控所生成时间差之间的错误时间，这些实施例补偿了回路速
生i来执行任务。
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这些实施例对诸如由于中断或其它诊断回^各延时所引起的诊断回 路抖动不敏感。这些实施例提供一种由多个专用诊断模块共享的鲁棒诊 断技术和诊断监控器。这能够减少校准和软件维护工作。
现在本领域中技术人员能够从前述说明理解到，本公开的广泛教导 能够以多种形式实施。因此，虽然本发明包括特定的示例，但是本发明 的真实范围并不受此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求书 后，其他修改对于技术人员来说是显而易见的。
权利要求
1.一种诊断系统，包括N个专用诊断模块，每个专用诊断模块对应于多个控制系统中的相应一个控制系统并且生成指示相应诊断测试的结果的状态信号，其中N是整数值；以及诊断错误时间监控器，其基于所述状态信号为所述多个控制系统中的每一个控制系统确定与错误事件之间的时间对应的第一累积错误时间值并且基于所述第一累积错误时间值将故障选择性地报告给所述N个专用诊断模块中的相应一个。
2. 根据权利要求1所述的诊断系统，其中所述诊断错误时间监控器 包括差分错误计时器，其确定所述N个专用诊断模块中的 一个的当前错 误时间和先前4普误时间之间的时间差；和累积错误计时器，其对所述时间差和所述N个专用诊断模块中的所 述一个的所述第 一 累积错误时间值进行求和以生成第二累积错误时间值。
3. 根据权利要求2所述的诊断系统，其中所述差分错误计时器将所 述时间差限制为预定值。
4. 根据权利要求2所述的诊断系统，其中当所述累积错误计时器的 当前累积错误时间值大于预定值时，所述诊断错误时间监控器指示所述故障。
5. 根据权利要求2所述的诊断系统，其中当所述N个专用诊断模块 中的所述一个的状态信号指示通过测试时，所述诊断错误时间监控器将 所述时间差乘以预定值以生成递减因子，且其中所述诊断错误时间监控器基于所述递减因子减小所述N个专用 诊断模块中的所述一个的所述累积错误计时器的当前累积错误时间值。
6. 根据权利要求1所述的诊断系统，还包括存储器，该存储器包括 时间戳阵列，其存储所述N个专用诊断模块的每一个的时间戳；和 累积错误时间计数器，其对应于多个所述N个专用诊断模块。
7. 根据权利要求6所述的诊断系统，其中当状态信号指示通过测试 时，所述诊断错误时间监控器清除所述时间戳阵列的时间戳阵列值和所 述累积错误时间计数器之一 中的至少 一个。
8. 根据权利要求1所述的诊断系统，其中当来自所述N个专用诊断 模块中的 一个的状态信号指示错误时，所述诊断错误时间监控器为所述 N个专用诊断模块中的所述一个创建累积错误时间计数器。
9. 根据权利要求8所述的诊断系统，其中所述诊断错误时间监控器 对于由所述专用诊断模块中的所述一个接收的每个错误指示增加所述 累积错误时间计数器。
10. 根据权利要求8所述的诊断系统，其中所述诊断错误时间监控 器对于由所述专用诊断模块中的所述一个接收的每个通过指示减小所 述累积错误时间计数器。
11. 一种协调转矩控制系统，包括根据权利要求1所述的诊断系统 并且还包括车轴转矩请求模块；和 推进转矩请求模块，其中所述诊断错误时间监控器基于来自所述车轴转矩请求模块和 所述推进转矩请求模块的状态信号确定错误事件之间的累积错误时间 值并且基于所述累积错误时间值报告故障。
12. —种协调转矩控制系统，包括根据权利要求1所述的诊断系统 并且还包括车轴转矩请求;漢块，其生成相应的车轴转矩请求； 车轴转矩仲裁模块，其基于所述车轴转矩请求来生成净车轴转矩请求；推进转矩请求模块，其生成相应的推进转矩请求；推进转矩仲裁模块，其基于所述净车轴转矩请求和所述推进转矩请 求来确定净发动机转矩请求；以及推进转矩控制模块，其基于所述净发动机转矩请求控制致动器来产 生发动才几输出转矩，其中所述诊断错误时间监控器基于来自所述车轴转矩请求模块和 所述推进转矩请求模块的状态信号确定错误事件之间的累积错误时间 值并且基于所述累积错误时间值报告故障。
13. —种诊断方法，包括生成指示诊断测试的结果的状态信号，每个所述诊断测试对应于N 个专用诊断才莫块中的相应一个以及多个控制系统中的相应一个；将所述状态信号发送到诊断错误时间监控器；基于所述状态信号为所述多个控制系统中的每一个控制系统确定 与错误事件之间的时间对应的第 一 累积错误时间值；以及基于所述第 一 累积错误时间值将故障选择性地报告给所述N个专用 诊断模块中的相应一个，其中N是整数值。
14. 根据权利要求13所述的方法，还包括确定所述N个专用诊断模块中的 一个的当前错误时间和先前错误时 间之间的时间差；以及对所述时间差和所述N个专用诊断模块中的所述一个的所述第 一 累 积错误时间值进行求和以生成第二累积错误时间值。
15. 根据权利要求14所述的方法，还包括将所述时间差限制为预定值。
16. 根据权利要求14所述的方法，还包括当与所述N个专用诊断模 块中的所述一个对应的当前累积错误时间值大于预定值时指示所述故障。
17. 根据权利要求14所述的方法，还包括当所述N个专用诊断模块中的所述一个的状态信号指示通过测试时 将所述时间差乘以预定值以生成递减因子；以及基于所述递减因子减小所述N个专用诊断模块中的所述一个的当前 累积错误时间值。
18. 根据权利要求13所述的方法，还包括将所述N个专用诊断模块的每一个的时间戳存储在时间戳阵列中；和将所述N个专用诊断模块的每一个的累积错误时间值存储在累积错 误时间阵列中。
19. 根据权利要求18所述的方法，还包括当状态信号指示通过测试 时清除所述时间戳阵列的时间戳阵列值和所述累积错误时间之 一 中的 至少一个。
20. 根据权利要求13所述的方法，还包括当来自所述N个专用诊断模块中的一个的状态信号指示错误时为所 述N个专用诊断模块中的所述一个创建累积错误时间计数器；对于由所述专用诊断模块中的所述一个接收的每个错误指示，增加所述累积错误时间计数器；以及对于由所述N个专用诊断模块中的所述一个接收的每个通过指示, 减小所述累积错误时间计数器。
全文摘要
本发明涉及累积错误时间监控诊断控制系统。一种诊断系统包括N个专用诊断模块，每个专用诊断模块对应于多个控制系统中的相应一个。N个专用诊断模块每个都生成指示相应诊断测试的结果的状态信号。诊断错误时间监控器基于所述状态信号为每个控制系统确定错误事件之间的累积错误时间值。诊断错误时间监控器基于累积错误时间值将故障选择性地报告给N个专用诊断模块中的相应一个。
文档编号G05B23/02GK101620442SQ200910151310
公开日2010年1月6日 申请日期2009年6月30日 优先权日2008年6月30日
发明者J·M·斯滕普尼克, M·H·科斯丁, M·于, P·A·鲍尔勒 申请人:通用汽车环球科技运作公司