专利名称：：利用气缸压力的曲柄位置校正的制作方法
技术领域：
：本公开涉及发动机系统，更特别地涉及用于估算曲轴位置的系统和方法。
背景技术：
：这部分的说明仅提供涉及本公开的背景信息，可能并不构成现有技术。某些车辆包括产生驱动扭矩的内燃机。更具体地，发动机吸入空气并且将空气与燃料混合以形成燃烧混合物。燃烧混合物被压缩并且点火以驱动在气缸内放置的活塞。活塞驱动将驱动扭矩旋转地传送到变速器和车轮的曲轴。基于曲轴的旋转产生曲轴位置信号。控制才莫块根据曲轴信号确定发动机位置和发动机转速。发动机位置和发动机转速用于控制车辆内的一个或多个子系统。曲轴信号的误差可能导致不准确的发动机转速和发动机位置计算，因而可能导致一个或多个车辆子系统低效运行。
发明内容因此，校正曲轴位置的方法可包括确定第一、第二和第三曲轴位置，确定第一、第二和第三气缸压力，确定第一、第二和第三气缸容积，确定第一、第二和第三气缸压力和气缸容积的对数，以及确定第三气缸容积与第一和第二气缸容积之间的关系。可以在气缸内的活塞膨胀沖程和活塞压缩冲程之一的过程中确定第一、第二和第三曲轴位置。确定第三气缸容积与第一和第二气缸容积之间的关系可包括，确定由第三气缸压力的对数和笫三气缸容积的对数限定的点。所述点可以相对于由第一气缸压力的对数和第一气缸容积的对数以及第二气缸压力的对数和第二气缸容积的对数限定的直线的预定界限估算出。替代性地或附加地，所述方法可包括计算一条穿过由第一气缸容积的对数和第一气缸压力的对数限定的第一点和由第二气缸容积的对数和第二气缸压力的对数限定的第二点的直线的第一斜率和y轴截距，并且基于第三气缸压力的对数、第三气缸容积的对数及所述直线的y轴截距计算第二斜率。根据本公开的控制模块可包括曲轴位置确定模块、气缸压力确定模块、气缸容积确定模块以及曲轴位置误差确定模块。曲轴位置误差确定模块可被构造为在气缸内的活塞膨胀冲程和活塞压缩沖程之一的过程中确定发动机中的第一、第二和第三曲轴位置。气缸压力确定模块可被构造为确定对应于第一、第二和第三曲轴位置的第一、第二和第三气缸压力。气缸容积确定模块可与曲轴位置确定模块连通或相联系(communication),并且可被构造成确定对应于第一、第二和第三曲轴位置的第一、第二和第三气缸容积。曲轴位置误差确定模块可与气缸压力确定^t块和气缸容积确定模块连通，并且可被构造成确定由第三气缸压力的对数和第三气缸容积的对数限定的点是否在由第一气缸压力的对数和第一气缸容积的对数以及第二气缸压力的对数和第二气缸容积的对数限定的直线的预定界限内。本文提供的说明将使可应用的其它领域变得明显。应该理解的是，描述和特定实例仅仅是出于说明的目的，无意限制本公开的范围。此处描述的附图仅仅是出于说明的目的，无意以任何方式限制本公开的范围。图1是根据本公开的车辆的示意图;[OOll]图2是图1示出的控制模块的功能框图3是说明根据本公开的确定曲轴位置误差的方法的流程图；及图4是根据本公开的气缸容积和气缸压力之间的关系的图形表示。具体实施方式以下描述在本质上仅是示例性的，无意限制本公开、申请或用途。为清楚起见，在附图中将使用相同的附图标记表示相似的元件。本文所用术语"模块"是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的(共享、专用或组群式)处理器和存储器、组合逻辑电路，或提供所述功能性的其它适当组件。参考图1,示意性地图解说明了示例性车辆10。车辆IO可包括发动机12和控制才莫块14。发动冲几12可以是火花点火式内燃冲几或柴油发动机，并且可包括多个气缸16，气缸16具有多个布置在其中用于往复运动并且通过一系列连杆21与曲轴20驱动地接合的活塞18。气缸压力传感器22可与气缸16连通并且可测量气缸16内的压力。气缸压力传感器22可与控制模块14连通。尽管示出的每个气缸16均具有与其连通的气缸压力传感器22,但应该理解的是，多个气缸16中可能仅有一个气缸具有与其连通的气缸压力传感器22,而其余的气缸16可能并不具有与其连通的气缸压力传感器22,如下文所述。简明起见，下文的描述仅针对单个气缸16和气缸压力传感器22。气缸压力传感器22可在预定时间将表示气缸压力的信号提供给控制模块14。曲轴位置传感器24可与控制模块14连通，并可提供表示曲轴20位置的信号。曲轴位置信号可包括表示曲轴20相对于基准点的旋转角度的值。参考图2,控制模块14可包括曲轴位置确定模块26、气缸压力确定模块28、气缸容积确定模块30、曲轴位置误差确定模块32以及曲轴位置校正模块34。曲轴位置确定模块26可与气缸容积确定模块30连通。曲轴位置确定模块26可基于由曲轴位置传感器24提供的曲轴位置信号确定曲轴位置。曲轴位置确定模块26可将表示所确定的曲轴20的位置的信号提供给气缸容积确定模块30。气缸容积确定模块30可与曲轴位置误差确定模块32连通。气缸容积确定模块30可基于曲轴位置确定模块26提供的曲轴位置信号确定活塞18在气缸16内的位置。气缸容积确定模块30可计算活塞18在气缸16内的容积。气缸容积确定^i块30可将表示气缸计算容积的信号提供给曲轴位置误差确定模块32。气缸压力确定模块28可与曲轴位置误差确定模块32连通。气缸压力确定模块28可基于气缸压力传感器22提供的气缸压力信号确定气缸16内的气缸压力。气缸压力确定模块28可将表示所确定的气缸压力的信号提供给曲轴位置误差确定模块32。曲轴位置误差确定才莫块32可与曲轴位置校正冲莫块34连通。曲轴位置误差确定模块32可确定出来自曲轴位置确定模块26的确定的曲轴20位置中的误差。更具体地，曲轴位置误差确定模块32可基于来自气缸容积确定模块30的表示气缸计算容积的信号和来自气缸压力确定模块28的表示所确定的气缸压力的信号，来确定在所确定的曲轴20位置中的误差。曲轴位置误差确定^t块32可将表示所确定的曲轴位置误差的信号提供给曲轴位置校正模块34。曲轴位置校正模块34可与曲轴位置确定模块26连通。曲轴位置校正模块34可基于来自曲轴位置误差确定^t块32的所确定的曲轴位置误差的信号，来确定曲轴位置校正值。曲轴位置校正^^莫块34可将表示所确定的曲轴位置校正值的信号提供给曲轴位置确定模块26。参考图3,示出了用于校正所确定的曲轴位置的控制逻辑100。控制逻辑100可在发动机12的整个操作过程中循环。控制逻辑100可在确定曲轴位置的确定块(determinationblock)102处开始。确定块102可以确定在气缸16点火之前的压缩冲程或燃料已经在气缸16内燃烧之后的膨胀沖程中的任一沖程中对应于第一、第二和第三时刻(tl、t2、t3)的第一、第二和第三曲轴位置(Cldet、C2det、C3det)。可以通过曲轴20相对于基准点的旋转角度来确定曲轴位置。例如，如下文所述，可以相对于活塞18在气缸16内的位置，对曲轴20的旋转进行标定。在确定块102确定出的第一、第二和第三曲轴位置(Cldet、C2det、C3det)可以是来自曲轴位置传感器24的时刻tl、t2、t3的第一、第二和第三曲轴测量位置(Cl腿ns、C2咖謹、C3means)加上从控制逻辑100的上次迭代中确定出的曲轴位置校正值(CORR)(Cldet=Clmeans十CORR，C2det=C2means+CORR,C3det=C3means+CORR)。在默认情况下，对于控制逻辑100的初始迭代，曲轴位置校正值可设定为零。然后，控制逻辑100可前进到确定气缸压力的确定块104。确定块104可确定对应于时刻tl、t2、t3的气缸压力(Pl、P2、P3)。可通过来自气缸压力传感器22的气缸压力测量值来确定气缸压力(Pl、P2、P3)。然后控制逻辑IOO可前进到确定块106。确定块106可计算对应于第一、第二和第三曲轴确定位置(Cldet、C2det、C3det)的第一、第二和第三气缸容积(Vl、V2、V3)。如上所述，可基于曲轴20的位置得知活塞18在气缸16内的位置。更具体地，曲轴20的初始基准位置可对应于活塞18在气缸16内的一个给定位置。因此，在发动机12的运转过程中，在任意给定时刻可基于相对于初始基准点的曲轴测量位置得知活塞18的位置。可基于活塞18在气缸16内的位置计算气缸容积。可相对于上死点(TDC)和下死点(BDC)中的一个计算气缸容积。TDC可以是活塞18在气缸16内的最上端位置，而BDC可以是活塞18在气缸16内的最下端位置。TDC可对应于活塞18的膨胀冲程的起点，而BDC可对应于活塞18的压缩沖程的起点。额外的气缸容积(挤压容积)可位于TDC处的气缸16中的活塞18的上方。可以在活塞18的膨"长沖程过程中通过确定气缸16在活塞18的当前位置与TDC之间的容积加上挤压容积来计算气缸容积。可以在活塞18的压缩冲程过程中通过确定气缸16在活塞18的当前位置和BDC之间的容积加上4齐压容积来计算气缸容积。然后控制逻辑100可以前进到确定块108。确定块108可以确定在来自确定块102的所确定的曲轴位置中的误差。确定块108可以确定P1、P2、P3和V1、V2、V3的对数。可以通过Pl、P2和V1、V2的对数生成一条直线。可以通过求解方程log(Pl)=(ml)(log(VI))+b和log(P2)=(ml)(log(V2))+b来确定直线的第一斜率(ml)和y轴截距(b)。然后可以利用P3和V3的对数和先前确定的y轴截距来确定P3和V3的对数是否在所述直线上。更具体地，可以利用方程m2:(log(P3)-b)/log(V3)来确定第二斜率(m2)。可利用第一和第二斜率之间的差值(Am=ml-m2)确定出在来自确定块102的所确定的曲轴位置中的误差。斜率的差值(Am)可用作误差值。由于容积VI、V2、V3是基于所确定的曲轴位置来确定的，所以该误差值是曲轴位置误差的函数。因此，该误差值也可以变换为曲轴位置中的差值。更具体地，可根据该误差值计算出曲轴位置误差。然后，控制逻辑100前进到决定块110。替代性地，如图4所示和下文的描述，可以通过确定对应于log(P3)的直线上log(V3)与第四容积的对数(log(V4))之间的差值来确定曲轴位置误差。如下文所述，log(V4)通常可以对应于计算出的log(V3)。可以基于气缸容积和曲轴位置之间的关系将该差值变换为曲轴位置。决定块110估算该误差值是否超过预定界限。如果该误差值小于或等于该界限，那么控制逻辑前进到控制块112,此处曲轴位置校正值被设定为零。然后控制逻辑100可以为给定迭代而终止。如果该误差值大于预定界限，那么控制逻辑100前进到确定块114。确定块114确定出曲轴位置4吏正值。如上所述，曲轴位置才交正值通常可以对应于在确定块108中确定出的误差值。如上文所述，由于曲轴位置4皮用于确定容积，而容积又会浮皮用来确定误差值，因此该误差值可以变换为曲轴位置的差值。参考图4,示例性数据组包括第一组对应于活塞18的膨胀沖程的点。表1包括对应于第一组容积的第一组压力。表2包括表1中各值的对数。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>两个容积的对数(log(VI)、log(V2))和相应压力的对数(Log(Pl)、Log(P2))被用来确定一条直线的方程。这些对数用于求解直线方程(y=mx+b),其中3.602二m(2.000)+b及3.477=m"2屈)+b求解该方程组，求得1111=-1.374，b=6.349。然后y轴截距可以用于确定第三点(log(V3)、log(P3))是否在该直线上。求出斜率m2,得到m2=(y-b)/x。利用第三点m2=(3.301-6.349)/2.243m2的值被确定为-1.359。然后可以将差值(Am=ml-m2=-0.015)与误差界限进行比较，如上所述。也可以基于与气缸容积的关系将差值(Am)重新变换成曲轴位置值。如上所述，替代性地，可以通过确定1og(V3)和第四容积的对数1og(V4)之间的差值来确定曲轴位置误差。V4是根据从log(VI)、log(Pl)和log(V2)、log(P2)冲殳射的直线并且要处于与log(P3)相对应的直线上来计算的。因而，V4通常可以是V3的计算版本。如图4所示，1og(V3)和log(V4)之间的差值约为log(0.024),可以基于与气缸容积的关系将该值重新变换成曲轴位置值。根据上文的描述，本领域技术人员现在能够意识到，能够通过多种形式实施本公开范围宽广的教导。因此，虽然已结合该公开的特定实施例对其进行了说明，但本公开的真实范围不受此限制，因为在研究了附图、说明书以及所附的权利要求后，对熟练技术人员而言，其它改进将变得明显。权利要求1、一种方法，包括在气缸内的活塞膨胀冲程和活塞压缩冲程之一的过程中确定曲轴在发动机内的第一、第二和第三位置；确定对应于所述第一、第二和第三曲轴位置的第一、第二和第三气缸压力；确定对应于所述第一、第二和第三曲轴位置的第一、第二和第三气缸容积；确定所述第一、第二和第三气缸压力和所述第一、第二和第三气缸容积的对数；以及确定由所述第三气缸压力的对数和所述第三气缸容积的对数限定的点是否在由所述第一气缸压力的对数和所述第一气缸容积的对数以及所述第二气缸压力的对数和所述第二气缸容积的对数限定的直线的预定界限内。2、如权利要求1所述的方法，进一步包括当所述第三气缸压力的对数和所述第三气缸容积的对数在所述预定界限之外时，确定曲轴位置校正值。3、如权利要求2所述的方法，其中所述确定曲轴位置校正值包括确定所述第三气缸容积的对数和在对应于所述第三气缸压力的对数的直线上的第四容积的对数之间的差值。4、如权利要求3所述的方法，其中所述确定曲轴位置校正值包括确定对应于所确定的差值的曲轴位置差量。5、如权利要求4所述的方法，进一步包括基于所确定的曲轴位置差量，在所述方法的后续迭代过程中调整所确定的曲轴位置。6、如权利要求1所述的方法，其中所述确定第一气缸容积包括以下步骤之一，确定下死点活塞位置与所述活塞压缩冲程中对应于所述曲轴第一位置的位置之间的气缸容积；以及确定上死点活塞位置与所述活塞的膨胀冲程中对应于所述曲轴第一位置的位置之间的气缸容积。7、如权利要求1所述的方法，其中所述曲轴的第一位置被测量，所述第一气缸压力被测量；然后，所述曲轴的第二位置被测量，所述第二气缸压力被测量；然后，所述曲轴的第三位置被测量，所述第三气缸压力被测量。8、一种方法，包括在气缸内的活塞膨胀沖程和活塞压缩冲程之一的过程中确定曲轴在发动机内的第一、第二和第三位置；确定对应于所述第一、第二和第三曲轴位置的第一、第二和第三气缸压力；确定对应于所述第一、第二和第三曲轴位置的第一、第二和第三气缸容积；确定所述第一、第二和第三气缸压力和所述第一、第二和第三气缸容积的对数；计算穿过由所述第一气缸容积的对数和所述第一气缸压力的对数限定的第一点以及由所述第二气缸容积的对数和所述第二气缸压力的对数限定的第二点的直线的第一斜率和y轴截距，并且基于所述第三气缸压力的对数、所述第三气缸容积的对数和所述直线的y轴截距计算第二斜率。9、如权利要求8所述的方法，进一步包括确定所述第二斜率是否在所述第一斜率的预定界限内。10、如权利要求9所述的方法，进一步包括当所述第二斜率在所述预定界限之外时，基于所述第一和笫二斜率之间的差值确定曲轴位置校正值。11、如权利要求10所述的方法，其中所述确定曲轴位置校正值包括:确定对应于所述第一和第二斜率之间所确定的差值的曲轴位置差量。12、如权利要求11所述的方法，进一步包括基于所确定的曲轴位置差量在所述方法的后续迭代过程中调整所确定的曲轴位置。13、一种控制模块，包括曲轴位置确定才莫块，其在气缸内的活塞膨胀沖程和活塞压缩沖程之一的过程中确定发动机内的第一、第二和第三曲轴位置；气缸压力确定^t块，其确定对应于所述第一、第二和第三曲轴位置的第一、第二和第三气缸压力；气缸容积确定沖莫块，其与所述曲轴位置确定沖莫块连通，并确定对应于所述第一、第二和第三曲轴位置的第一、第二和第三气缸容积；及曲轴位置误差确定模块，其与所述气缸压力确定模块和所述气缸容积确定;^莫块连通，并确定由所述第三气缸压力的对数和所述第三气缸容积的对数限定的点是否在由所述第一气缸压力的对数和所述第一气缸容积的对数以及所述第二气缸压力的对数和所述第二气缸容积的对数限定的直线的预定界限内。14、如权利要求13所述的控制模块，进一步包括与所述曲轴位置误差确定模块连通的曲轴位置校正模块，所述曲轴位置误差确定模块确定出在所确定的曲轴位置中的误差，所述曲轴位置校正模块基于在所确定的曲轴位置中确定的误差来确定曲轴位置校正值。15、如权利要求14所述的控制模块，其中所述曲轴位置校正模块与所述曲轴位置确定^^莫块连通，其中所述曲轴位置确定;f莫块基于测量出的曲轴位置和所述曲轴位置校正值来确定后续的曲轴位置。16、如权利要求13所述的控制模块，其中所述曲轴位置误差确定模块基于所述第三气缸容积的对数和在对应于所述第三气缸压力的对数的直线上的第四容积的对数之间的差值来确定曲轴位置误差。17、如权利要求13所述的控制模块，其中所述曲轴位置误差确定模块计算对应于所述直线的第一斜率和y轴截距，并且基于所述第三气缸压力的对数、所述第三气缸容积的对数和所述直线的y轴截距计算第二斜率。18、如权利要求17所述的控制模块，其中所述曲轴位置误差确定模块对所述第一和第二斜率进行相互比较。19、如权利要求18所述的控制模块，其中所述曲轴位置误差确定模块确定所述第一和第二斜率之间的差值。20、如权利要求19所述的控制模块，进一步包括曲轴位置校正模块，其与所述曲轴位置误差确定模块连通，以基于所述第一和第二斜率之间的差值来确定曲轴位置校正值。全文摘要一种校正曲轴位置的方法，可包括确定第一、第二和第三曲轴位置，确定第一、第二和第三气缸压力，确定第一、第二和第三气缸容积，确定所述第一、第二和第三气缸压力和气缸容积的对数，以及确定所述第三气缸容积与所述第一和第二气缸容积之间的关系。可以在气缸内的活塞膨胀冲程和活塞压缩冲程之一的过程中提供所述第一、第二和第三曲轴位置。可相对于由所述第一和第二气缸压力以及第一和第二气缸容积的对数限定的直线的预定界限，来估算所述第三气缸压力和气缸容积的对数。文档编号G01B13/00GK101298983SQ20081008306公开日2008年11月5日申请日期2008年3月21日优先权日2007年3月23日发明者D·R·维尔纳,K·J·布斯勒普申请人:通用汽车环球科技运作公司