CN101429897A - 协调扭矩控制系统中被供以燃料的汽缸的可靠计数 - Google Patents

Abstract

本发明涉及协调扭矩控制系统中被供以燃料的汽缸的可靠计数。具体而言，一种用于车辆的控制系统包括指示被供以燃料的车辆发动机汽缸数目的第一计数的第一计数器。第二计数器指示被供以燃料的汽缸数目的第二计数。控制模块基于第一计数和第二计数来确定可靠计数。该控制模块基于可靠计数来调节发动机的扭矩输出。

Description

协调扭矩控制系统中被供以燃料的汽缸的可靠计数

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2007年11月7日提交的美国临时申请第60/986,134号的权益。上述申请的公开内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开内容涉及车辆控制系统，且更具体地涉及发动机扭矩控制。

背景技术

本部分的陈述只是提供与本公开内容有关的背景信息，且可不构成现有技术。

混合动力系通常包括内燃机(ICE)、电机(EM)和一个或多个扭矩发生器，这些扭矩发生器向动力传动系统提供扭矩用以推进车辆。有两种混合动力系，包括重度混合动力系和轻度混合动力系。在重度混合动力系中，EM可直接驱动传动系而不需要通过ICE的构件传递扭矩。在轻度混合构造中，EM通过辅助传动装置而联接到ICE上。由EM所产生的扭矩通过ICE而传递到传动系。示范性的轻度混合动力系包括所谓的皮带传动起动/发电机(BAS)系统。在BAS系统中，EM经由皮带和滑轮构造而联接到ICE上，该皮带和滑轮构造驱动其它的辅助构件如泵和压缩机。

动力系扭矩控制通常包括两个扭矩控制域：轮轴扭矩和推进扭矩。在轻度混合动力系中，推进扭矩为位于ICE曲轴处的输出扭矩，其包括EM扭矩成分。

动力系系统还包括多个扭矩特征。这些特征中的各个特征均影响沿着动力系系统的各个点处所产生的驱动扭矩的量。高水平或全局扭矩特征是指车辆驾驶员，他基于驾驶员输入装置控制操纵来自扭矩源的所需输出扭矩或所希望的轮轴扭矩。示范性的驾驶员输入装置包括但不限于加速踏板和巡航控制系统。现代的动力系系统包括另外的扭矩特征或扭矩请求，例如车辆稳定性控制系统、牵引控制系统、发动机超速保护系统、变速器换档质量系统、发动机和/或变速器构件保护系统以及动力传动系构件保护系统。

特定动力系系统的扭矩特征或许是独立的，且可能常常试图在同一时间期间控制驱动扭矩。由于动力系系统在一定时间情形下产生单个的驱动扭矩输出，因此使用裁定系统来判断正确的驱动扭矩输出。通常提供控制模块来裁定多个扭矩请求并控制ICE和EM系统以产生适当的输出扭矩。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种用于车辆的控制系统，该控制系统包括第一计数器，其指示被供以燃料的车辆发动机汽缸数目的第一计数。第二计数器指示被供以燃料的汽缸数目的第二计数。控制模块基于第一计数和第二计数来确定可靠计数。控制模块基于可靠计数来调节发动机的扭矩输出。

在其它特征中，提供了一种操作车辆控制系统的方法，该方法包括产生分别指示被供以燃料的车辆发动机的汽缸数目的计数器值。基于计数值来产生可靠计数。基于该可靠计数来控制发动机扭矩输出。

在还有的特征中，传动系包括转动车辆的轴的发动机。电机转动该轴。计数模块产生分别指示在预定时间期间被供以燃料的发动机汽缸的数目。控制模块基于这些计数来产生可靠计数。控制模块基于该可靠计数来控制电机和发动机。

通过下文具体实施方式的描述，本公开内容的其它适用领域将变得显而易见。应理解的是，下文具体实施方式的描述和特定示例虽然示出了本公开内容的优选实施例，但仅为出于举例说明的目的而决非意图限制本公开内容的范围。

附图说明

根据具体实施方式和附图，可更全面地理解本公开内容，附图中：

图1为示范性的混合动力系统，其结合了基于被供以燃料的汽缸可靠计数的控制；

图2为示范性内燃机系统的功能框图，该内燃机系统结合了基于被供以燃料的汽缸可靠计数的控制；

图3为控制图，示出了基于被供以燃料的汽缸可靠计数的控制。

图4为可靠的汽缸燃料计数系统的功能框图，该计数系统结合了基于被供以燃料的汽缸可靠计数的控制。

图5为包括执行协调扭矩控制的示范性模块的功能框图；

图6为示出了基于被供以燃料的汽缸可靠计数来执行扭矩控制的方法的逻辑流程图；以及

图7为示出了可在协调扭矩控制期间执行的示范性步骤的流程图。

具体实施方式

以下描述在本质上只是示范性的，且决非意图限制本公开内容、其应用或用途。出于清楚的目的，将在附图中使用相同的标号来表示类似元件。如文中所用，短语A、B和C中的至少一个应理解为使用非排它性的逻辑＂或＂来表示的逻辑式(A或B或C)。应了解在不改变本公开内容原理的情况下，方法中的各步骤可以不同的次序来执行。

如文中所用，用语＂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处理器(共用的、独占的或集群的)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其它适当构件。

另外，如文中所用，用语＂燃烧循环＂是指发动机燃烧过程重新发生的各阶段。例如，在四冲程内燃机中，单一燃烧循环可指且包括进气冲程、压缩冲程、动力冲程和排气冲程。在发动机运行期间，四冲程持续地重复进行。

此外，尽管以下实施例主要地关于示例内燃机来展开描述，但本公开内容的实施例也可适用于其它内燃机。举例而言，本发明可适用于压缩点火发动机、火花点火发动机、均质火花点火发动机、均质充量压缩点火发动机、分层火花点火发动机和火花辅助压缩点火发动机。

在下文所述的实施例中，停缸可指使火花停止和/或停止将燃料喷射至汽缸内。当汽缸被停用时，针对该汽缸可停用火花和/或燃料。这防止了在该汽缸内的燃烧。汽缸停用也可以或备选地包括延迟汽缸点火。延迟点火可指将火花正时从所希望的点或预定点推后。当延迟点火时，可能在上死点(TDC)之后产生用于汽缸的火花。

在下文描述的实施例中，在发动机中被供以燃料的汽缸的计数是可靠的。计数可通过提供冗余的和/或额外的计数估计来确保可靠。举例而言，可监控被供以燃料的汽缸数目的多个指示器。指示器可包括在汽缸的进气冲程结束时向各个汽缸输送了多少燃料的指示、要求被供以燃料的汽缸的数目的指示以及喷射器启动正时和/或喷射器开启(ON)持续时间的指示。计数的可靠性间接地使火花正时可靠，因为火花正时可基于该计数。一种使启用汽缸计数可靠的方法是将足够地延迟火花正时以有效地确保一个或多个汽缸是停用的，该方法可与停用的汽缸相结合地使用。被供以燃料的汽缸计数的可靠有助于使火花正时可靠。

启用汽缸的计数也要是可靠的。由于例如堵塞的喷射器或淤塞的火花塞，汽缸也许不能提供预计的动力。文中所述实施例使得启用汽缸(带有启用的燃料和火花的汽缸)的计数可靠，以防止低估所产生的扭矩。扭矩的过量产生可能会引发安全隐患。通过防止低估输出扭矩，防止了电动机扭矩的过量产生。举例而言，当估计有两个汽缸被供以燃料但实际上却是四个汽缸被供以燃料时，点火提前可能会太过于提前并因此产生过多的扭矩。

被供以燃料的汽缸的可靠计数要在任何情况下及时提供被供以燃料的汽缸数目的准确计数。这改进了扭矩控制。当使用汽缸火花控制来控制发动机的输出扭矩时，被供以燃料的汽缸和/或停用的汽缸的准确计数允许控制模块准确地调节对于启用的/被供以燃料的汽缸的火花水平。

扭矩估计可由混合控制模块用来补充发动机输出扭矩。当扭矩输出的估计小于实际输出扭矩并小于期望的输出扭矩时，控制模块或相关的混合系统可增加扭矩来补充这种不足。这将导致在原本不需要扭矩增加时增加净输出扭矩。举例而言，当实际输出扭矩大于或等于期望的输出扭矩时，结果应当维持或减小输出扭矩。被供以燃料的汽缸的准确计数有助于防止所述输出扭矩的增加或加速度的非预期增加。

另外，有时希望储备扭矩输出，例如在控制模块觉察到将要启动空调时。在特定情况下，希望能快速地开始和产生扭矩输出动力的储备。举例而言，为了提供这种扭矩输出动力储备，节流阀可进一步地打开以增加通向发动机的气流，同时在相同的时间期间可延迟启用汽缸的点火。因此，当要求输出扭矩快速增加时，例如当发生空调启动事件时，火花正时可返回到正常操作。输出扭矩的快速增加补偿了由于空调启动所造成的对负荷增加的需求。当使火花返回正常操作时，火花正时不再延迟，且火花正时可调整成对于给定空气质量而言提供峰值扭矩输出。

使用扭矩储备的另一事件称作催化剂起燃。催化剂起燃事件是指在启动期间加热排气催化剂以快速升高催化剂温度到工作温度以有效地工作。催化剂起燃系统为扭矩产生目的而使用扭矩储备。扭矩储备用于增加气流并提供延迟的火花，这最大限度地减少了碳氢化合物的产生并产生升高的排气温度。而这快速地加热催化转换器。

在提供输出扭矩储备和气流量增加的组合而提供超过扭矩安全阈值的可能输出扭矩时，控制(在下文中描述)使得用于调整制动扭矩的火花参数如火花正时和/或火花输出水平是可靠的。发动机的制动扭矩可基于火花参数而增加或减小。由于火花参数可以是基于被供以燃料的汽缸数目的，因此被供以燃料的汽缸的数目的计数也要是可靠的。

本文所公开的实施例提供了被供以燃料的汽缸的可靠计数而无需增加硬件装置。经由现有硬件输入/输出(HWIO)接口来确定直接和间接的估计。尽管可增添传感器和/或硬件来直接测量发动机的各燃料喷射器上的电压，但本发明的实施例在不增添这样的传感器和/或硬件的情况下提供了增强的可靠性。这最大限度地降低了用以提供可靠计数的成本。

此外，该可靠计数是准确的并以最小的延迟提供。如果使用氧传感器来估计汽缸燃料计数，则将会有与之相关的延迟时间。氧传感器通常位于排气系统中。因此，存在从当燃料在汽缸中燃烧时直至当气体混合物经过氧传感器时的延迟。而且，氧传感器提供了基于与来自多个汽缸的排气相关联的粗略测量的指示。该指示不是特定汽缸的。因此，基于氧传感器的估计可能是不准确的。

在开始时，应注意的是来自驾驶员和/或巡航控制系统的输入(将在下文中展开讨论)视作为是在反映出所需扭矩量意义上的真实扭矩请求。其它的扭矩改变装置如牵引控制、稳定性控制、发动机超速保护、变速器扭矩限制等装置通常视作为扭矩干涉装置。这些扭矩干涉装置处于活动状态或非活动状态。如果扭矩干涉装置处于非活动状态或施加不会终止限制扭矩请求的限制时，则扭矩请求将会无变化地传送。出于清楚的目的，文中针对真实扭矩请求以及扭矩干涉二者而使用用语＂扭矩请求＂。

现参看图1，示出了示范性的混合动力系系统10，其结合了基于被供以燃料的汽缸的可靠计数的控制。尽管动力系系统10示出为后轮驱动(RWD)动力系，但应了解本公开内容的协调扭矩控制能够与任何其它的动力系构造一起实施。动力系系统10包括推进系统12和传动系系统14。推进系统12包括内燃机(ICE)16和电机(EM)18。推进系统还可包括辅助构件，包括但不限于A/C压缩机20和转向泵(SP)22。EM 18和辅助构件使用皮带和滑轮系统24而联接到ICE16上。皮带和滑轮系统24可联接到ICE 16的曲轴26上，且使得扭矩能够在曲轴26与EM 18和/或辅助构件之间传递。这种构造称作为皮带传动起动/发电机(BAS)系统。

曲轴26驱动传动系系统14。传动系系统14包括波形板或飞轮(未示出)、扭矩变换器(TC)或其它联接装置30、变速器32、推进轴34、差动装置36、车轴38、制动器40和从动轮42。推进扭矩(T_PROP)为ICE16的曲轴26处的输出，其通过传动系系统构件传递，以在车轴38处提供用以驱动车轮42的轮轴扭矩(T_AXLE)。更具体而言，T_PROP乘以由联接装置30、变速器32和差动装置36所提供的若干齿轮比，以在车轴38处提供T_AXLE。实质上就是，T_PROP乘以有效齿轮比，该有效齿轮比为由联接装置30所引入的比值、由变速器输入/输出轴速度所确定的变速器齿轮比、差动比，以及可在传动系系统14中引入比值的任何其它构件(例如，在四轮驱动(4WD)或全轮驱动(AWD)传动系中的分动箱)的比值的函数。出于扭矩控制的目的，T_AXLE域包括ICE 16和EM 18。

动力系10还包括控制系统50，其基于本公开内容的协调扭矩控制来调节动力系10的操作。控制系统50包括主控制模块51，该主控制模块51可包括变速器控制模块(TCM)52、发动机控制模块(ECM)54和混合控制模块(HCM)56。主控制模块51经由TCM 52、ECM 54和HCM 56控制所产生的输出扭矩。HCM 56可包括一个或多个子模块，包括但不限于BAS控制处理器(BCP)58。TCM 52、ECM 54和HCM 56经由控制器区域网(CAN)总线60来彼此通信。驾驶员输入装置62与ECM通信。驾驶员输入装置62可包括但不限于加速踏板和/或巡航控制系统。驱动器接口64与TCM 52通信。驱动器接口64包括但不限于变速器排档选择器(例如，PRNDL杆)。

本公开内容的协调扭矩控制包括轮轴扭矩域和推进扭矩域。T_PROP是曲轴输出扭矩，其可包括EM扭矩成分。根据本公开内容的协调扭矩控制在ECM中实施轮轴扭矩(T_AXLE)裁定以提供裁定的轮轴扭矩(T_AXLEARB)，且向ECM和HCM划分推进扭矩控制职责。连同扭矩请求一起，这种分开的推进协调扭矩控制便于ECM上的构件保护、发动机超速保护和系统补救动作。连同扭矩请求一起，混合推进扭矩控制可在HCM中重新开始，此时ECM停止并实施再生制动和发动机超速保护。

这种扭矩控制架构的优点包括向ECM分配构件保护、发动机保护和故障补救动作的职责。TCM发出扭矩干涉，其可限制来自ECM的部分裁定的T_PROP。

本公开内容的协调扭矩控制监控加速踏板位置(α_PED)和车辆速度(V_VEH)。驾驶员预期的或希望的轮轴扭矩(T_AXLEDES)是基于α_PED和V_VEH来确定的。举例而言，α_PED和V_VEH可用作预先校准、预先储存的查阅表的输入，该查阅表提供相应的T_AXLEDES。ECM裁定T_AXLEDES和其它扭矩请求以提供T_AXLEARB。其它扭矩请求包括在轮轴扭矩请求集合中所提供的一个或多个扭矩请求。这些扭矩请求由扭矩特征产生且包括但不限于绝对扭矩值、最小扭矩极限值、最大扭矩极限值或德耳塔(delta)扭矩值请求。与轮轴扭矩请求集合相关联的扭矩特征包括但不限于牵引控制系统(TCS)、汽车稳定性增强系统(VSES)以及车辆超速保护系统(VOS)。一旦确定T_AXLEARB，使用有效齿轮比将T_AXLEARB在ECM内转换成推进扭矩(T_PROPECM)。在确定T_PROPECM之后，ECM裁定T_PROPECM和多个其它的推进扭矩请求。

HCM可通过停止发动机汽缸(例如，通过切断通向汽缸的燃料)来发出指示负扭矩或最大负扭矩或零扭矩的扭矩请求。这可出现在车辆滑行的情况下加速踏板位置为零时。举例而言，燃料被切断，且车辆的再生制动开始经由EM将车辆的动能转为电力。为了有助于此，将车轮扭矩连接到曲轴上的扭矩变换器离合装置接合。由此，驱动EM。。

TCM提供裁定的推进扭矩值(T_PROPTCM)。更具体而言，TCM裁定来自扭矩特征的多个扭矩请求。示范性的TCM扭矩特征是变速器保护算法，其产生最大扭矩极限来限制在变速器输入轴处的扭矩。最大扭矩极限指示通过变速器输入轴的最大许可扭矩以保护变速器构件。

ECM完成裁定。其它的扭矩请求包括在推进扭矩请求集合中所提供的一个或多个扭矩请求。这些扭矩请求各自由扭矩特征产生且包括但不限于绝对扭矩值、最小扭矩极限值、最大扭矩极限值或德耳塔扭矩值请求。与推进扭矩请求集合相关联的扭矩特征包括但不限于再生制动、发动机超速保护和EM升压。

HCM基于T_PROPFINAL来确定T_ICE和T_EM。更具体而言，HCM包括优化算法，其基于ICE和EM中的每一个可得到的扭矩输出来划分T_PROPFINAL。将T_ICE发送至ECM，该ECM产生控制信号以使用ICE来获得T_ICE。HCM基于T_EM产生控制信号以使用EM来获得T_EM。

现参看图2，示出了ICE系统150的功能框图，该ICE系统150结合了基于被供以燃料的汽缸的可靠计数的控制。ICE系统150在车辆152上且包括ICE16和排气系统158。

ICE16具有汽缸160。各汽缸160可具有一个或多个进气阀和/或排气阀。各汽缸160还包括安放在曲轴162上的活塞。ICE 16可构造成带有含点火回路165的点火系统164。ICE 16还构造成带有燃料喷射系统167和排气系统158，该燃料喷射系统167带有燃料喷射回路168。ICE 16包括进气歧管166。ICE 16燃烧空气和燃料混合物以产生驱动扭矩。如图所示，ICE 16包括以直列(in-line)构造的四个汽缸。尽管图2描绘了四个汽缸(N＝4)，但应了解发动机54可包括更多或更少的汽缸。举例而言，可构思出具有2、4、5、6、8、10、12和16个汽缸的发动机。还期望的是，可在V型或其它类型的汽缸构造中实施本发明的燃料喷射控制。

ICE 16的输出通过扭矩变换器170、变速器32′、驱动轴34′和差动装置36′而联接到从动轮178上。变速器32′例如可以是连续可变变速器(CVT)或步进齿轮自动变速器。变速器32′受到主控制模块51的控制。

经由电子节流控制器(ETC)190或线缆驱动节流阀将空气吸入到进气歧管166内，该电子节流控制器(ETC)190或线缆驱动节流阀调整邻近进气歧管166入口处的节流板192。该调整可基于加速踏板194的位置以及由控制模块51所执行的节流控制算法。节流阀192调整驱动车轮178的输出扭矩。加速踏板传感器196基于加速踏板194的位置产生输出到控制模块51的踏板位置信号。制动踏板198的位置由制动踏板传感器或开关200来感测，该制动踏板传感器或开关200产生输出到控制模块51的制动踏板位置信号。

空气从进气歧管166吸入到汽缸160内并在该汽缸160内压缩。燃料通过燃料喷射回路168而喷射到汽缸160内，并且可通过点火系统164(当包括时)产生火花以点燃汽缸160中的空气/燃料混合物。在柴油机应用中，点火回路可包括和/或可不包括电热塞。排气从汽缸160排放到排气系统158。在有些情形下，ICE系统150可包括使用排气驱动式涡轮来驱动压缩机的涡轮增压器，该压缩机压缩进入进气歧管166的空气。压缩空气在进入进气歧管166之前可经过空气冷却器。

燃料喷射回路168可包括与各个汽缸160相关联的燃料喷射器。燃料轨在从例如燃料泵或储存器接收燃料后向各个喷射器提供燃料。控制模块51控制燃料喷射器的操作，包括燃料喷射到在各个汽缸51中的次数和正时及各个汽缸51每一燃烧循环的次数和正时。燃料喷射正时可与曲轴定位相关。

点火系统164可包括火花塞或其它点火装置，用于点燃各汽缸160中的空气/燃料混合物。点火系统164还可包括控制模块51。控制模块51例如可关于曲轴定位来控制火花正时。

排气系统158可包括排气歧管和/或排气管道以及过滤系统212。排气歧管和管道将离开汽缸160的排气引导至过滤系统212中。可选的是，EGR阀使得排气的一部分再循环回到进气歧管166中。一部分排气可引导至涡轮增压器内以驱动涡轮。涡轮有助于压缩从进气歧管166接收的新鲜空气。混合的排气流从涡轮增压器经过过滤系统212流出。

过滤系统212可包括催化转换器或氧化催化剂(OC)214和加热元件216以及微粒过滤器、液体还原剂系统和/或其它的排气过滤系统装置。加热元件216可用于在ICE 16启动期间和OC 214的起燃过程中加热氧化催化剂214，并且受到控制模块51的控制。液体还原剂可包括尿素、氨水或某些其它的液体还原剂。液体还原剂喷射到排气流中以与NO_x反应从而产生水蒸汽(H₂O)和N₂(氮气)。

ICE系统150还包括发动机温度传感器218、排气温度传感器220和一个或多个氧传感器221。发动机温度传感器218可检测ICE 16的油或冷却剂温度或某些其它的发动机温度。排气温度传感器220可检测氧化催化剂214的温度或排气系统158的某些其它构件的温度。ICE16和排气系统158的温度可基于发动机和排气操作参数和/或其它温度信号来间接地确定或估计。作为备选，ICE 16和排气系统158的温度可经由发动机和排气温度传感器218，220而直接确定。

由标识符222共同地表示且由控制模块51使用的其它传感器输入包括发动机速度信号224、车辆速度信号226、电源信号228、油压信号230、发动机温度信号232和汽缸识别信号234。传感器输入信号224-234分别由发动机速度传感器236、车辆速度传感器238、电源传感器240、油压传感器242、发动机温度传感器244和汽缸识别传感器246产生。一些其它的传感器输入可包括进气歧管压力信号、节流阀位置信号、变速器信号和歧管空气温度信号。

控制模块51可基于例如来自踏板位置传感器196的踏板位置信号和/或来自其它传感器的信号来调整扭矩。踏板位置传感器196基于加速踏板194由驾驶员促动而产生踏板位置信号。其它的传感器可包括例如质量空气流量(MAF)传感器、歧管绝对压力(MAP)传感器、发动机速度传感器、变速器传感器和巡航控制系统传感器和/或牵引控制系统传感器。

现参看图3，示出了说明控制系统的控制的控制图，其中，该控制基于被供以燃料的汽缸的可靠计数。以下所述的环和控制可由位于单个独立控制模块和/或单一控制模块中的软件来提供。控制图包括发动机扭矩估计和控制(ETEC)环250、燃料控制环252、点火控制环254和硬件输入/输出(HWIO)控制环256。ETEC环250基于由HWIO控制环256所接收到的输入来控制燃料控制环252和点火控制环254。ETEC环250在没有或很少来自点火控制环254的输入的情况下控制燃料。但是，来自ETEC环250的点火提前请求依赖于被供以燃料的汽缸的数目。输入可包括来自传感器的输入，其中的有些输入已在上文中提到。ETEC环250可产生分别由燃料控制环252和点火控制环254所接收的燃料控制信号258和点火控制信号260。

ETEC环250包括关联的存储器261、汽缸燃料启用控制262和可靠性测试264。燃料控制环252基于燃料控制信号258针对诸如ICE16的ICE的选定汽缸启用燃料，并产生燃料启用信号266。燃料启用信号266由控制燃料喷射系统如燃料喷射系统167的HWIO控制环所接收。

可靠性测试包括确定和校验当前启用并被供以燃料的汽缸的数目。确定被供以燃料的汽缸数目的多个直接估计和间接估计。这提供了被供以燃料的汽缸270数目的准确估计计数，其储存于存储器261中。通过汽缸燃料启用控制环262而存储在存储器261中的估计计数可基于用以接收燃料的启用汽缸数目。直接测量的示例可包括产生自HWIO的信号，表示通过HWIO而被供以燃料的汽缸数目。该信号可以是反馈信号，来自燃料喷射系统、燃料喷射器、燃料喷射器或燃料轨传感器、燃料管线传感器、氧传感器或其它车辆传感器等的信号。

间接测量的示例可包括由HWIO所产生的燃料质量信号271，指示在汽缸进气冲程结束时向发动机的各个汽缸输送了多少燃料。输送的燃料量指示是否启动燃料喷射。另一间接测量可包括由HWIO所产生的指示对于各汽缸的喷射器开启持续时间的信号。喷射器开启持续时间连同获知例如喷射器的燃料供应速率一起，允许估计所输送的燃料质量。通过获知输送到汽缸的燃料质量，控制模块能够确定针对该汽缸是否启用燃料。

此测试还可包括错误和/或故障识别。举例而言，当直接/间接汽缸燃料计数估计中的一个或多个与其它直接/间接汽缸燃料计数估计中的一个或多个有冲突时，可采取一定措施。这些措施可包括控制ICE以空转速度操作、关闭ICE、降低ICE的运行速度和/或使相关车辆减速，以及产生这种冲突的指示信号。指示信号可提供给车辆操作者、储存在存储器中和/或提供给技术人员、本地车辆监控系统或远程车辆监控系统。

可靠性测试利用储存于存储器261中的可靠计数值270而产生可靠计数信号272。ETEC环250和点火控制环254可接收可靠的计数并以其上的扭矩和火花控制为基础。ETEC环250可基于可靠计数而产生点火延迟信号或点火提前信号。点火控制环254然后可基于点火延迟信号或点火提前信号来控制火花。点火控制环254还可对于一个或多个汽缸延迟点火至安全水平，以确保停用这些汽缸并防止由于燃烧事件而引起的功输出。点火控制环254可基于可靠计数来确定停用汽缸，并且通过延迟和/或停止/停用用于已停用汽缸的点火来进一步地确保停用。在另一实施例中，ETEC环250或其它控制可选择性地确定汽缸数目和哪个汽缸要停用，且点火控制系统可通过延迟和/或停用选定汽缸中的点火来确保停用。同样，燃料控制环252可基于来自ETEC环250的命令信号和/或可靠计数来停止通向选定汽缸的燃料。

点火控制环254产生由HWIO 256所接收的火花启用信号274。HWIO基于火花启用信号在选定汽缸中启动火花。

现也参看图4，示出了包括主控制模块51的可靠汽缸燃料计数系统300的功能框图。主控制模块51与点火系统164、燃料喷射系统167和其它的传感器和促动器302通信。主控制模块51包括扭矩控制模块304、燃料控制模块306、点火控制模块308和HWIO装置310。扭矩控制模块304、燃料控制模块306、点火控制模块308和HWIO装置310可包括所述用于环250，252，254和256的相应控制，并且可包括算术逻辑单元。

燃料控制模块306包括存储器261′、燃料可靠性测试模块312、汽缸燃料启用模块314，并且可包括计数估计模块321。存储器261′包括与发动机汽缸的燃料停用相关联的各种燃料相关信息。该燃料相关信息包括被供以燃料的汽缸的可靠计数315，被供以燃料的汽缸的估计计数(直接和间接冗余估计)316、每一启用/停用汽缸的燃料量317、燃料喷射器开启持续时间318、启用和/或供应燃料的汽缸的数目319以及启用/停用和/或被供以燃料和/或未被供以燃料的汽缸识别。识别可包括在何时命令向汽缸被供以燃料和是否实际上向汽缸加了燃料之间的辨别。仅举例而言，可能产生了燃料命令信号并将其提供给燃料喷射器或燃料喷射系统，但该燃料喷射器的相应汽缸可能实际上没有接收到燃料。

所述计数、估计、量、持续时间、值可以如在本文所公开的实施例中所述那样且在预定期间和/或燃烧循环期间来确定。仅举例而言，估计计数可在同一燃烧循环、连续的燃烧循环、燃烧循环的预定集合等期间提供。

燃料可靠性测试模块312和汽缸燃料启用模块314可包括描述为用于汽缸燃料控制环262和可靠性测试环264的相应控制。计数估计模块233可以是模块312、314其中之一的一部分或者是如图所示的单独模块。燃料可靠性测试模块和/或估计模块323可包括一个或多个估计计数器323，该估计计数器323确定、计数和/或储存文中所述的估计计数值。该计数值可储存于模块312、314、325的其中之一内和/或储存在存储器261′内。

HWIO装置310包括接口控制模块320和硬件接口/驱动器322。接口控制模块320可包括描述为用于HWIO控制环256的控制。接口控制模块320提供燃料控制和点火控制软件与硬件接口/驱动器322之间的接口。硬件接口/驱动器322控制例如燃料喷射器、燃料泵、点火线圈、火花塞、节流阀、螺线管和其它扭矩控制装置和促动器的操作。硬件接口/驱动器还接收传感器信号，其传输到相应模块304、306和308。

现参看图5，示出了包括执行协调扭矩控制的示范性模块的功能框图。具有短虚线边界的模块为与TCM相关联的模块。具有长虚线边界的模块为与ECM相关联的模块。具有实线边界的模块为与HCM相关联的模块。这些模块包括比例选择模块400、T_PROPTCM确定模块402、T_AXLEDES确定模块404、T_AXLE裁定模块406、T_AXLE扭矩请求模块408、T_AXLEARB转换模块410、T_PROP裁定模块412、T_PROP扭矩请求模块414、T_PROPFINAL划分模块416、EM控制模块418以及ICE控制模块420。

比值选择模块400接收来自驱动器接口的信号。驱动器接口包括但不限于排档选择器(例如，PRNDL杆)。比值选择模块400基于驱动器接口输入和其它车辆操作参数来确定所需的变速器齿轮比。T_PROPTCM确定模块402基于由比值选择模块400所提供的期望齿轮比来确定T_PROPTCM。T_AXLEDES确定模块404基于α_PED和V_VEH来确定T_AXLEDES。T_AXLE裁定模块406裁定T_AXLEDES和由T_AXLE扭矩请求模块408所提供的多个其它的轮轴扭矩请求。这些其它的轮轴扭矩请求包括在上述第一扭矩请求集合中所提供的扭矩请求一个或多个。T_AXLE裁定模块406将T_AXLEARB输出至T_AXLEARB转换模块410。T_AXLEARB转换模块410基于传动系的有效齿轮比将T_AXLEARB转换成T_PROPTCM。再次注意的是，在确定了T_PROPTCM之后，ECM裁定T_PROPTCM和多个其它的推进扭矩请求，对此ECM负责。

最终T_PROPTCM、T_PROPTCM和其它推进扭矩请求为对T_PROP裁定模块的输入。其它的推进扭矩请求由T_PROP扭矩请求模块414提供，并且包括在上文所述的第二扭矩请求集合中所提供的扭矩请求中的一个或多个。T_PROP裁定模块412裁定各个推进扭矩请求并输出T_PROPFINAL。将T_PROPFINAL提供给T_PROPFINAL划分模块，该T_PROPFINAL划分模块将T_PROPFINAL按比例分成T_EM(即，将由EM提供的推进扭矩)和T_ICE(即，将由ICE提供的推进扭矩)。T_EM提供给EM控制模块418，T_ICE提供给ICE控制模块420。EM控制模块418产生EM控制信号以利用EM产生T_EM。类似地，ICE控制模块420产生ICE控制信号以利用ICE来产生T_ICE。

现参看图6，示出了说明执行扭矩控制方法的逻辑流程图。尽管下列步骤主要关于图3和图4的实施例来描述，但可容易地修改这些步骤以适用于本发明的其它实施例。

在步骤450A，作为第一间接估计，HWIO装置310和/或接口控制模块320还可产生启用被供以燃料的汽缸数目的估计计数。该估计计数可基于储存的启用/停用参数或标志来确定。在步骤450B，接口控制模块320可基于步骤450A的估计计数来估计启用的和被供以燃料的汽缸数目。燃料控制模块306在存储器261′中储存第一汽缸燃料启用计数和第一被供以燃料的汽缸计数。

在步骤452A，作为第一直接估计，HWIO装置310和/或接口控制模块320还可产生当前被供以燃料的汽缸数目的估计计数。此计数可基于由HWIO装置320所产生的用来启动相应燃料喷射器的燃料喷射器控制信号。在步骤452B，燃料控制模块306基于燃料喷射器控制信号在存储器261′中存储第二汽缸燃料启用计数和第二被供以燃料的汽缸计数。

在步骤454A，作为第二间接估计，HWIO装置310和/或接口控制模块320确定输送到发动机各汽缸的燃料量。接口控制模块320可基于汽缸各燃料喷射器的持续开启时间来确定该量。HWIO装置310和/或接口控制模块320可产生燃料质量信号来指示这些量。除此之外或作为备选方案，HWIO装置310和/或接口控制模块320还可产生燃料喷射器持续开启时间信号。

在步骤454B，燃料控制模块306可基于燃料质量信号来估计启用和/或当前被供以燃料的汽缸的数目。燃料控制模块306可基于相应的燃料质量信号来判断汽缸在其最后的进气冲程期间是否被启用和被供以燃料。此信息可在各进气冲程结束时加载到阵列中。然后，可总计在针对各汽缸的阵列中所累积的信息，以确定被供以燃料的汽缸的总数。这些估计值作为第三汽缸燃料启用计数和第三被供以燃料的汽缸计数而储存在存储器261′中。

此外或作为备选，燃料控制模块306可基于持续开启时间信号来估计启用和/或当前被供以燃料的汽缸的数目。这些估计值作为第三汽缸燃料启用计数和第三被供以燃料的汽缸计数而储存在存储器261′中。

在步骤456，燃料控制模块306可确定并校验启用和/或当前被供以燃料的汽缸的数目。此校验可作为可靠计数或多个可靠计数来报告，并储存在存储器261′中。在步骤456A，燃料控制模块306比较步骤450-454中的估计。举例而言，燃料控制模块306可将步骤450和步骤454中的间接估计与步骤452中的直接估计相比较。当比较结果揭示间接估计与直接估计相同时，控制进行至步骤456B，否则跳至步骤456C。在步骤456B，产生可靠的计数并将其储存为用于扭矩控制和估计。

在步骤456C，检测到错误。该错误可报告至扭矩控制模块304和/或主控制模块51，该扭矩控制模块304和/或主控制模块51可提供这样的指示给车辆操作者。当间接估计值小于直接估计值或反过来时，于是可能有更多的汽缸被供以燃料和估计。为了保证有与所希望的相同数目的停用汽缸，控制可对于停用汽缸延迟点火和/或停止点火，如大体上由步骤456C′所示。扭矩控制模块304和/或车辆主控制模块可执行任务如指令ICE以空转速度操作、关闭ICE、降低ICE的运行速度和/或使相关联的车辆减速。

在步骤458，扭矩控制模块304可基于步骤456B的可靠计数来产生燃料和点火控制信号。扭矩控制模块304可使用可靠计数来按比例地标定(scale)由被供以燃料的汽缸所指示的输出扭矩。在火花的扭矩控制中，基于可靠计数来确定停用的汽缸数目，用以确定用于其余汽缸的火花水平。在一个实施例中，主控制模块51可产生储备动力信号。储备动力信号可以与预测的增加负荷的事件如空调或催化剂起燃的启动相关联。扭矩控制模块304可使用可靠的计数来对于增加负荷的事件按比例地标定由被供以燃料的汽缸所指示的输出扭矩。

在步骤460，燃料控制模块306和点火控制模块308可基于燃料控制信号和点火控制信号来产生燃料启用信号和火花启用信号。发动机的输出扭矩可基于该可靠计数来增加、减小或补充。输出扭矩可由电机(例如文中所述)来补充。电机还可用来基于可靠计数来制动发动机。

在步骤464，主控制模块51和/或扭矩控制模块304可通过基于储备动力信号、可靠计数和/或扭矩阈值来调节节流阀位置从而增加通向发动机的气流。扭矩控制模块304和/或点火控制模块308可基于储备动力信号和/或可靠计数来在汽缸中的一个或多个中延迟点火。

在步骤466，当起动增加负荷事件时，扭矩控制模块304和/或点火控制模块308可抑制在汽缸中延迟点火以快速地增加发动机的输出扭矩。点火正时可返回到正常操作同时维持增加的气流。点火正时可设置成用来提供最大输出扭矩。点火可调节至TDC或在TDC之后的时间。除了确定可靠计数或者备选地用以确定可靠计数，可执行点火正时的延迟。举例而言，在柴油机应用中，可使用被供以燃料的汽缸的可靠计数。另一方面，在火花点火发动机中，可使用被供以燃料的汽缸的可靠计数和点火延迟二者来确保选定汽缸的停用。

上述步骤意指说明性的示例；这些步骤可以在重叠的时间期间依序、同步、同时、连续地执行或根据应用以不同的次序执行。例如，可在与步骤452A、452B和/或步骤454A、454B相同的时间或燃烧循环期间执行步骤450A、450B。

现参看图7，示出了说明可在协调扭矩控制期间执行的示范性步骤的流程图。下述步骤中的一个或多个步骤可基于被供以燃料的汽缸的可靠计数来执行。在步骤500，控制监控α_PED和V_VEH。在步骤502，控制基于α_PED和V_VEH来确定T_AXLEDES。在步骤504，控制在ECM内裁定T_AXLEDES和其它扭矩请求以提供T_AXLEARB。其它的扭矩请求包括在上述第一扭矩请求集合中所提供的扭矩请求中的一个或多个。在步骤506，控制在ECM内使用有效齿轮比将T_AXLEARB转换成T_PROPECM。再次注意的是，在确定了T_PROPECM之后，在步骤507，ECM裁定T_PROPECM和多个其它的由ECM负责的推进扭矩请求，以向HCM提供最终的T_PROPECM。

在步骤508，控制将来自ECM的最终T_PROPECM和来自TCM的T_PROPECM二者发送至HCM。在步骤510，控制在HCM内裁定T_PROPECM和T_PROPTCM以及其它的扭矩请求以提供T_PROPFINAL。其它的扭矩请求包括在上述第二扭矩请求集合中所提供的扭矩请求中的一个或多个。在步骤512，控制在HCM内基于T_PROPFINAL来确定T_ICE和T_EM。在步骤514，控制将ECM发送至T_ICE。在步骤516，控制基于T_EM从HCM产生EM控制信号。在步骤518，控制基于T_ICE从ECM产生ICE控制信号，以及控制结束。

本文所公开的实施例提供了对于被供以燃料的汽缸计数的可靠性而无需向HWIO添加额外的硬件。这些实施例经由可用的HWIO信息来提供计数可靠性。这些实施例还包括两个不同的独立促动器、燃料和火花，以确保汽缸的停用以及确保汽缸不产生动力。

根据前文的描述，本领域技术人员现在可了解到本公开内容的广泛教导可以多种不同的形式实施。因此，虽然本公开内容包括特定示例，但本公开内容的真实范围不应如此限制，因为通过学习附图、说明书和权利要求书，本发明的其它修改对于本领域技术人员而言将会变得显而易见。

Claims (20)

1.一种用于车辆的控制系统，包括：

第一计数器，其指示被供以燃料的所述车辆的发动机汽缸数目的第一计数；

第二计数器，其指示被供以燃料的所述汽缸数目的第二计数；以及

控制模块，其基于所述第一计数和所述第二计数来确定可靠计数，

其中，所述控制模块基于所述可靠计数来调节所述发动机的扭矩输出。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第一计数器和所述第二计数器基于未被供以燃料的所述发动机的汽缸的数目来估计所述第一计数和所述第二计数。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第一计数器和所述第二计数器基于停用的所述发动机的汽缸的数目来估计所述第一计数和所述第二计数。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第一计数以不同于所述第二计数的方式来估计。

5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第一计数为所述汽缸的数目的直接估计，并且所述第二计数为所述汽缸的数目的间接估计。

6.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第一计数器和所述第二计数器中的至少一个基于从燃料喷射系统所接收的信号来估计所述第一计数和所述第二计数。

7.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第一计数器和所述第二计数器中的至少一个基于启用汽缸的数目来估计所述第一计数和所述第二计数。

8.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第一计数器和所述第二计数器中的至少一个基于输送至所述发动机的汽缸的燃料质量来估计所述第一计数和所述第二计数。

9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述质量基于喷射器开启持续时间和所述汽缸的燃料供应速率中的至少一个来确定。

10.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，当所述第一计数不同于所述第二计数时，所述控制模块执行下列操作中的至少一个：以空转速度运行所述发动机；关闭所述发动机；以及降低所述发动机的速度。

11.根据权利要求1的控制系统，其特征在于，所述控制模块基于所述可靠计数来执行下列操作中的至少一个：停止未被供以燃料的所述发动机的汽缸的点火和延迟未被供以燃料的所述发动机的汽缸的点火。

12.根据权利要求11的控制系统，其特征在于，所述控制模块基于对被供以燃料的所述汽缸的识别来执行下列操作中的至少一个：停止未被供以燃料的所述发动机的汽缸的点火和延迟未被供以燃料的所述发动机的汽缸的点火。

13.一种操作车辆的控制系统的方法，包括：

产生多个计数器值，所述多个计数器值均指示被供以燃料的车辆发动机汽缸的数目；

基于所述多个计数器值来产生可靠计数；以及

基于所述可靠计数来控制所述发动机的扭矩输出。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述多个计数器值包括第一计数和第二计数，以及

其中，所述第一计数以不同于所述第二计数的方式来确定。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一计数基于所述发动机的燃料喷射器的持续开启时间来确定，以及

其中，所述第二计数基于所述发动机的汽缸的燃料供应速率来确定。

16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括基于所述可靠计数来执行下列操作中的至少一个：停止所述发动机的汽缸的点火和延迟所述发动机的汽缸的点火。

17.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括基于所述可靠计数利用电机来调节发动机扭矩输出。

18.一种传动系，包括：

转动车辆的轴的发动机；

转动所述轴的电机；

产生多个计数的计数模块，所述多个计数均指示在预定的时间期间被供以燃料的所述发动机的汽缸的数目；以及

控制模块，其基于所述多个计数来产生可靠计数，

其中，所述控制模块基于所述可靠计数来控制所述电机和所述发动机。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述计数模块基于供应至所述汽缸中的各汽缸的燃料质量来估计所述多个计数。

20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述控制模块基于所述可靠计数来提高所述发动机的速度。

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