专利名称：吸入空气的过度限制的监测的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内燃发动机，并且更特别是涉及监测流过内燃发 动机的空气入口的限制空气。
技术背景此部分的内容只提供与本发明相关的背景技术的信息，并且可以 不抅成现有技术。内燃发动机燃烧燃料和空气的混合物，以便提供驱动扭矩。更特 别是，空气经由节流部被抽吸到发动机中。空气与燃料混合，并且空 气和燃料混合物在缸内通过使用活塞压缩。空气和燃料混合物在缸内燃烧，以便在缸内往复地驱动活塞，继而转动驱动发动机的曲轴。发动机操作根据多个参数来调节，包括但不局限于吸入空气温度(IAT)、歧管绝对压力(MAP)、节流位置(TPS)以及发动机RPM。 特别参考节流部，节流部之前的所述参数(例如空气温度和压力)是 很好的参考，可以用于发动机的控制和诊断。例如，对于给定节流位 置来说，节流部的正常操作可以通过计算经过节流部的流动并接着将 循环空气流与测量或实际空气流比專交来监测。因此，节流部之前(即 节流前的空气压力)的总体或静态空气压力对于准确计算经由节流部 的流动来说至关重要。作为选择，总体压力和/或静态压力可用来监测 空气过滤器的过度限制。空气过滤器通常用于内燃发动机中，以便去除来自于感应空气的 污染。在使用一段时间后，空气过滤器可变得堵塞，并且过度限制了 进入发动机的空气流。其它因素可影响流过节流部的气流，例如空气 吸入变得由于污物或外界物质或物体而堵塞，还可造成过度限制的空 气流动情况。过度限制的空气流动情况可减小性能，减小燃料经济性， 并且增加发动机的排放。因此，重要的是确定空气流是否被过度限制。发明内容因此，本发明提供一种监测内燃发动4几的空气入口内空气流动限 制的方法。该方法包括监测多个歧管绝对压力(MAP)样品并且确定与 每个MAP样品相对应的各自MAP阈值。每个MAP样品与其各自MAP阈值比较。根据比较确定失效的MAP样品的百分比，并且根据失效MAP 样品的百分比来有选择地指示过度限制空气吸入情况。在其它特征中，确定各自MAP阈值的步骤包括监测节流位置和与 每个MAP样品相关的发动机RPM,并且根据节流位置和与其相关的发动 才几RPM来确定用于特定MAP沖丰品的各自MAP阈值。各自MAP阈值从速 查表中确定。在其它特征中，该方法还包括调整每个MAP阈值。调整步骤包括 监测与每个MAP样品相关的吸入空气温度和质量空气流(MAP),并且 根据吸入空气温度和MAF来确定特定MAP阈值的各自调整系数。特定 MAP阈值通过将特定MAP阈值与相应调整系数相乘来调整。该方法还包 括从速查表确定各自调整系数。在又一特征中，该方法还包括确定节流位置，并且在节流位置大 于阈值节流位置时实施该方法。在再一特征中，在失效百分比大于阈值百分比时指示过度限制的 空气吸入情况。适用性的其它领域将从这里提供的说明中变得清楚。应该理解到 说明和特定实例只是说明目的，并且不打算限制本发明的范围。
这里描述的附图只出于说明目的，并且不打算以任何方式限制本 发明的范围。图1是按照本发明的空气吸入过度限制控制调节的内燃发动机系 统的功能方框图；图2是对于固定节流位置的多个限制空气入口来说示例性歧管绝 对压力(MAP)相对于发动机RPM的图表；图3是表示通过本发明空气吸入过度限制控制实施的示例性步救 的流程图；图4是表示实施空气吸入过度限制控制的示例性模块的功能方框图。
具体实施方式
优选实施例的以下描述只是示例性的，并且不打算限制本发明、 其应用或使用。出于清楚目的，相同参考标号将在附图中用于识別类 似的元件。如这里使用那样，术语模块指的是专用集成电路(ASIC )、电子电路、处理器(共用、专用或成組)以及实施一个或多个软件或 固件程序的存储器、组合逻辑电路或者提供所需功能的其它适当部件。现在参考图1，表示示例性内燃发动才几系统10。发动才几系统10包 括发动机12、吸入歧管14和排出歧管16。空气经由空气过滤器17和 节流部18抽吸到吸入歧管14。空气与燃料混合，并且燃料和空气混合 物在发动机12的缸20内燃烧。更特别是，燃料和空气混合物在缸20 内通过活塞(未示出)压缩并开始燃烧。燃烧过程释放用来在缸20内 往复驱动活塞的能量。通过燃烧过程产生的排放物经由排放歧管16排 放，并且在释放到大气之前在排放物后处理系统(未示出)中处理 虽然表示了单个缸20，考虑到本发明的预先节流估计控制可通过具有 一个以上的釭的发动才几来实施。根据包括但不局限于节流位置(TPS)、质量空气流(MAF)、歧 管绝对压力(MAP)、有效节流面积(AeFF)、吸入空气温度(UT)和 发动机RPM的多个发动机操作参数，控制模块30调整发动机操作。根 据都是发动机系统的标准传感器的IAT传感器32、 MAF传感器34、 MAP 传感器36和发动一几RPM传感器38分别产生的信号，来确定IAT、 MAF、 MAP和发动机RPM。根据由同样是标准传感器的节流位置传感器42确 定的TPS，确定A附。使用气压传感器40监测气压(P隨。)。本发明的空气吸入过度限制控制确定空气吸入受到限制而成为过 度限制，并且流入发动机的空气不可接受得少。更特别是，在感应系 统(induct ion system)的空气流动限制增加并且RPM值增加时，MAP 值将较低。对于大于80%的示例性固定TPS来说，这示意地表示在图 2中。与标示0%相关的数据点和曲线拟合指示那些正常的空气吸入(即 受正常限制的空气流动)。与标示50%和80%相关的数据点和曲线拟 合指示与增加限制的空气吸入相关的那些。更特別是，50%的数据点和曲线拟合与50%的限制空气流动相对应，并且80%的数据点和曲线 拟合与80%的限制空气流动相对应。100%的限制空气流动(这里未示 出)指的是吸入系统受到过度限制。可以看出，MAP值随着RPM增加而 减小，并且根据吸入限制的程度更加快速地减小。空气吸入的过度限制的控制考虑到被监测为高于阈值TPS ( TPS，) 以上的MAP值(例如80 %的TPS),这是由于在TPS，以上在TPS处在 受到正常限制和过度限制的感应系统之间具有更大的分离。因此，与采用定位在感应系统中的机械仪表以便测量吸入系统的压力损失的传 统系统相比，本发明的控制提供改进的精度以及硬件成本的降低。更 特别是，感应系统内障碍物的监测可以按照本发明通过使用软件和现 有发动机传感器来实现。空气吸入过度限制控制监测MAP并且将MAP与阈值MAP ( MAP，) 比较。根据TPS和RPM来确定MAP^。更特别是，使用TPS和RPM作为 表格输入，使用第一基于模糊逻辑的速查表来确定MAP，。接着根据UT 和MAF来调整MAP，。更特別是，使用第二基于模糊逻辑的速查表来确 定调整系数(K,)，其中IAT和MAF作为表格输入。MAP隱与K,相乘 以便提供调整的MAPTHR。根据TPS、 RPM、 IAT和MAF，通过提供失效阈 值的大矩阵，基于模糊逻辑表格的使用以及MAP濯的调整增加了算法的 精度。通过输入变量(即TPS、 RPM、 IAT、 MAF),根据两维表格内的 数据点内插，这些两维模糊逻辑表格非常快速地进行快速准确的决定。空气吸入过度限制控制将多个MAP样品与相应MAP，比较，并且确 定MAP样品失效的百分比(％失效)。失效被限定为小于其相应MAPm 的特定MAP。如果％失效大于阈值百分比(％阈值)，空气吸入过度限 制控制指出存在过度限制的空气吸入情况。现在参考图3,将详细描述通过空气吸入限制控制实施的示例性步 骤。在步骤300中，将开始样品和失效计数。在步骤302中，控制确 定TPS是否大于阈值TPS (TPSTHR)。如果TPS大于TPSTHR,控制将继续 到步骤304。如果TPS没有大于TPS ,控制返回。在步骤3(H，控制使得样品计数增量。控制在步骤306中根据TPS和RPM确定MAPTHR。在步驟308中，控制根据IAT和MAF如上详细所述那样调整MAPTHR。如果MAP小于MAP環， 控制将继续到步骤312。如果MAP不小于MAP，，控制继续到步驳3"。 在步骤312中，控制使得失效计数增量。在步骤314中，控制确定样品计数是否大于THR。如杲样品计数不 大于THR，控制返回到步骤302。如果样品计数大于THR。控制继续到 步骤316。在步骤316,控制根据失效计数和样品计数值来确定％失效。 控制在步骤318中确定％失效是否大于％機。如杲％失效不大于％，， 控制在步骤322中指出空气流没有受到过度限制，并且控制结束。如 杲％失效大于％，，控制在步骤320中指出空气流受到过度限制，并且控制结束。现在参考图4,详细描述实施空气吸入限制控制的示例性模块u考 虑到这里描迷的示例性模块可以作为子模块组合到单个模块或多个模 块内。示例性模块包括比较器模块400、样品计数模块402、比较器模块 404、 MAP，模块406、调整模块408、比较器模块410、失效计数模块 412、 ％失效模块414以及比较器416。比较器模块400确定TPS是否 大于TPS丽并且根据该确定来产生相应信号。样品计数模块402根据来 自于比较器模块400的信号增加样品计数。比较器模块404确定样品 计数是否大于THR,并且根据该确定来产生信号。MAP，模块406根据TPS和RPM确定MAPTHR。调整模块408如上详 细所述那样4艮据IAT和MAF调整MAPTHK。比较器模块41 0确定MAP是否 小于调整的MAPTHR。失效计数模块412根据由比较器模块410产生的信 号有选择地增量。％失效模块414根据样品计数模块402的输出、比 较器模块404的输出以及失效计数模块412的输出确定％失效。比较 器模块416确定％失效是否小于％彻，并且根据确定产生信号。根据信 号确定空气流是否受到过度限制。本领域普通技术人员现在可从以上描述中理解到本发明的广义教 导可以多种形式实施。因此，虽然本发明结合器特定实例描述，本发 明的真实范围不应该受到限制，这是由于本领域普通技术人员在阅读 附图、说明书和随后的权利要求式将明白其它的变型。
权利要求
1.一种监测内燃发动机的空气入口内的空气流动限制的方法，包括监测多个歧管绝对压力(MAP)样品；确定与每个所述MPA样品相对应的各自MAP阈值；将每个所述MAP样品与其各自MAP阈值比较；根据所述比较确定失效的MAP样品的百分比，以及根据所述失效MAP样品的百分比而有选择地指示过度限制空气吸入情况。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，确定各自MAP阈值的 所述步骤包括监测与每个所述MAP样品相关的节流位置和发动机RPM;以及 根据与其相关的所述节流位置和所述发动机RPM，确定用于特定 MAP样品的各自MAP阈值。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所迷各自MAP阈值由 速查表确定。
4. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，还包括调整每个所述 MAP阈值。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述调整步驳包括 监测与每个所述MAP样品相关的吸入空气温度(IAT)和质量空气流(MAF );以及根据所述IAT和所述MAF,确定用于特定MAP阈值的各自调整系数， 其中所述MAP阈值通过将所述MAP与其相应的调整系数相乘来调整。
6. 如权利要求5所迷的方法，其特征在于，还包括由速查表确定所述各自调整系数。
7. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，还包括 确定节流位置；以及在所述节流位置大于阈值节流位置时，实施该方法。
8. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，在所述百分比失效大 于阈值百分比时指示所迷过度限制的空气吸入情况。
9. 一种用于监测内燃发动才几的空气入口内的空气流动限制的系 统，包4舌确定与多个监测MAP样品的每个相对应的各自MAP阈值的第一模块；将每个所述MAP样品与其各自MAP阈值比较的第二模块； 根据所述比较来确定失效M A P样品的百分比的第三模块； 根据失效MAP样品的所迷百分比有选择地指示过度限制空气吸入 情况的第四模块。
10. 如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第一模块根据 与每个所述MAP样品相关的节流位置和发动才几RPM来确定所述各自MAP 阈值。
11. 如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述各自MAP阈值 由速查表确定。
12.如权利要求9所迷的系统，其特征在于，还包括调整每个所 述MAP阈值的第五模块。
13. 如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述第五模块监测 与每个所述M AP样品相关的吸入空气温度(I AT )和质量空气流(MA F ), 并且根据所述IAT和所述MAF来确定用于特定MAP的各自调整系数， 其中所迷MAP阈值通过将所述MAP阈值与其相应调整系数相乘来调整。
14. 如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述第五模块采用速查表来确定所述各自调整系数。
15. 如权利要求9所述的系统，其特征在于，确定所述节流位置， 并且在所述节流位置大于阈值节流位置时实施每个所述模块的所述功 能。
16. 如权利要求9所迷的系统，其特征在于，在所述百分比失效 大于阈值百分比时指示所述过度限制空气吸入情况。
17. —种监测内燃发动才几的空气入口内的空气流动限制的方法， 包括确定节流位置；监测多个歧管绝对压力(MAP)样品；在所迷节流位置超过阈值节流4主置时，确定与每个所迷MPA样品 相对应的各自MAP阈值；监测与每个所述MAP样品相关的吸入空气温度(IAT)和质量空气 流(MAF );根据所述IAT和所迷MAF,确定用于特定MAP的各自调整系数，其 中所述MAP阈值通过将所述MAP阈值与其相应的调整系数相乘来调整； 将每个MAP样品与其各自MAP阈值比较； 根据所述比车交确定失效的MAP样品的百分比，以及 根据所述失效MAP样品的百分比来有选择地指示过度限制空气吸 入情况。
18. 如权利要求n所述的方法，其特征在于，所述确定各自MAP阈值的步骤包括监测与每个所述M A P样品相关的节流位置和发动冲儿R P M;以及 根据与其相关的所述节流位置和所述发动机RPM，确定用于特定MAP样品的各自MAP阈值。
19. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述各自MAP阈值 由速查表确定。
20. 如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包4舌由速查表确 定所述各自调整系数。
21. 如权利要求17所述的方法，其特征在于，在所述百分比失效大于阈值百分比时指示所述过度限制的空气吸入情况。
全文摘要
一种监测内燃发动机的空气入口中空气流动限制的方法包括监测多个歧管绝对压力(MAP)样品并且确定与每个所述MPA样品相对应的各自MAP阈值。将每个MAP样品与其各自MAP阈值比较。根据所述比较确定失效的MAP样品的百分比，并且根据失效MAP样品的百分比来有选择地指示过度限制空气吸入情况。
文档编号G01M15/04GK101236132SQ20081000926
公开日2008年8月6日 申请日期2008年1月31日 优先权日2007年1月31日
发明者K·D·麦莱恩, M·A·克罗平斯基, W·王 申请人:通用汽车环球科技运作公司