CN101429901A - 用于不平道路检测的过滤 - Google Patents

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S·M·奈克
D·S·梅休斯
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Abstract

本发明涉及用于不平道路检测的过滤，具体而言，涉及一种发动机失火系统，其包括不平道路检测模块和失火检测模块。该不平道路检测模块基于车辆的变速器输出速度选择性地产生不平道路指示物。该失火检测模块选择性地诊断发动机失火，并且基于诊断到的发动机失火和不平道路指示物选择性地产生失火指示物。

Description

用于不平道路检测的过滤
相关申请的交叉引用
本申请要求在2007年11月9日提交的美国临时申请No.60/986,722的权益。上述申请的公开通过引用结合于本文。
技术领域
本公开涉及发动机系统，并且更具体地涉及发动机失火(misfire)。
背景技术
这里提供的背景技术描述旨在大体上介绍本公开的背景。在本背景技术部分描述的范围内的本发明人的工作，以及本说明书中在提交时可能未以其他方式被认作现有技术的各方面，均既没有明示也没有暗指地被认作针对本公开的现有技术。
现在参考图1，示出了车辆100。该车辆100包括产生转矩的发动机102。该发动机102通过曲轴106将转矩传递至变速器104。当转矩传递至该车辆100的一个或多个轮(未示出)时，该车辆100移动。曲轴传感器108产生基于曲轴106的旋转的曲轴信号。
发动机失火可能干扰曲轴106的旋转，这可能引起曲轴信号的波动。发动机失火可因许多原因而发生，例如燃料、空气的不当供给和/或不当点火(spark)。失火检测模块130接收曲轴信号，并基于该曲轴信号判定是否已经发生发动机失火。
不平道路状况可能引起曲轴信号的波动，该波动类似于由发动机失火引起的那些波动。因此，不平道路状况可能引起失火检测模块130错误地判定已经发生发动机失火。然而，发动机失火与不平道路状况是可区分开的。
不平道路检测模块150基于曲轴信号产生不平道路信号，此不平道路信号指示是否存在不平道路状况。当接收到不平道路信号时，失火检测模块130便可忽略检测到的发动机失火。
发明内容
发动机失火系统包括不平道路检测模块和失火检测模块。不平道路检测模块基于车辆的变速器输出速度选择性地产生不平道路指示物(indicator)。失火检测模块选择性地诊断发动机失火，并且基于诊断的发动机失火和不平道路指示物选择性地产生失火指示物。
在其它特征中，当至少一个换档正在发生和变速器输出速度小于预定速度时，不平道路检测模块禁止不平道路指示物的产生。
又在其它特征中，当车辆变速器处于停车和空档中的一种状态时，不平道路检测模块禁止不平道路指示物的产生。
在其它特征中，当变矩器离合器在第一状态和第二状态之间转换的期间，不平道路检测模块禁止不平道路指示物的产生。
又在其它特征中，当发动机负载越过负载阈值时，不平道路检测模块禁止不平道路指示物的产生。
在其它特征中，不平道路检测模块选择性地执行变速器输出速度的导数的统计分析，并且当禁止产生不平道路指示物时，禁止执行该统计分析。
又在其它特征中，在再次允许不平道路指示物的产生之后，在一段时间内使统计分析的执行保持禁止。
在其它特征中，不平道路检测模块基于该导数值中的一个导数值和统计分析结果对其中一个导数值产生统计值，并且该不平道路检测模块基于统计值和预定不平道路值的比较产生不平道路指示物。
在其它特征中，统计分析的结果是导数值的平均数，并且基于该导数值中的一个导数值和统计分析结果的差异大小产生统计值。
又在其它特征中，在一段时间内当产生不平道路指示物时，失火检测模块选择性地禁止失火指示物的产生。
在其它特征中，在该时期当产生不平道路指示物，且在该时期检测到滥用型失火(abusive misfire)和周期型失火中的至少一种失火时，失火检测模块允许失火指示物的产生。
在其它特征中，在该时期当在汽缸内诊断到多于第一预定数量的发动机失火时，失火检测模块检测周期型失火。
在其它特征中，在该时期当诊断到多于第二预定数量的发动机失火时，失火检测模块检测滥用型失火。
车辆的发动机失火系统包括不平道路检测模块和失火检测模块。不平道路检测模块选择性地产生不平道路指示物，而当发生至少一个换档和车辆的速度小于预定速度时，不平道路检测模块禁止不平道路指示物的产生。失火检测模块选择性地诊断发动机失火，并且基于诊断的发动机失火和不平道路指示物选择性地产生失火指示物。
在其它特征中，速度是车辆的变速器输出速度。
又在其它特征中，当车辆变速器处于停车和空档中的一种状态时，不平道路检测模块禁止不平道路指示物的产生。
在其它特征中，在变矩器离合器在第一状态和第二状态之间转换期间，不平道路检测模块禁止不平道路指示物的产生。
又在其它特征中，当发动机负载越过负载阈值时，不平道路检测模块禁止不平道路指示物的产生。
在其它特征中，不平道路检测模块选择性地执行速度的导数的统计分析，并且当禁止产生不平道路指示物时，禁止该统计分析的执行。
在其它特征中，在再次允许不平道路指示物的产生之后，在一段时间内使统计分析的执行保持禁止。
在其它特征中，不平道路检测模块基于该导数值中的一个导数值和统计分析结果对该其中一个导数值产生统计值，并且基于统计值和预定不平道路值的比较产生不平道路指示物。
在其它特征中，统计分析的结果是导数值的平均数，并且基于该其中一个导数值和统计分析结果的差异大小产生统计值。
在其它特征中，在一段时间内当产生不平道路指示物时，失火检测模块选择性地禁止失火指示物的产生。
在其它特征中，在该时期当产生不平道路指示物，且在该时期检测到滥用型失火和周期型失火中的至少一种失火时，失火检测模块允许失火指示物的产生。
又在其它特征中，在该时期当在汽缸内诊断到多于第一预定数量的发动机失火时，失火检测模块检测周期型失火。
在其它特征中，在该时期当诊断到多于第二预定数量的发动机失火时，失火检测模块检测滥用型失火。
一种方法，其包括基于车辆的变速器输出速度选择性地产生不平道路指示物；选择性地诊断发动机失火；以及基于诊断的发动机失火和不平道路指示物选择性地产生失火指示物。
在其它特征中，该方法还包括当发生至少一个换档和变速器输出速度小于预定速度时，禁止不平道路指示物的产生。
又在其它特征中，该方法还包括当车辆变速器处于停车和空档中的一种状态时，禁止不平道路指示物的产生。
在其它特征中，该方法还包括在变矩器离合器在第一状态和第二状态之间转换期间，禁止不平道路指示物的产生。
又在其它特征中，该方法还包括当发动机负载越过负载阈值时，禁止不平道路指示物的产生。
在其它特征中，该方法还包括选择性地执行变速器输出速度的导数的统计分析，并且当禁止产生不平道路指示物时，禁止该统计分析的执行。
在其它特征中，在再次允许不平道路指示物的产生之后，统计分析的执行在一段时间内保持禁止。
又在其它特征中，该方法还包括基于该导数值中的一个导数值和统计分析结果的对该其中一个导数值产生统计值，并且基于统计值和预定不平道路值的比较产生不平道路指示物。
在其它特征中，统计分析的结果是导数值的平均数，并且基于该其中一个导数值和统计分析结果的差异大小产生统计值。
又在其它特征中，该方法还包括在一段时间内当产生不平道路指示物时，选择性地禁止失火指示物的产生。
在其它特征中，该方法还包括在该时期当产生不平道路指示物，且在该时期检测到滥用型失火和周期型失火中的至少一种失火时，允许失火指示物的产生。
又在其它特征中，该方法还包括在该时期当在汽缸内诊断到多于第一预定数量的发动机失火时，检测周期型失火。
在其它特征中，该方法还包括在该时期当诊断到多于第二预定数量的发动机失火时，检测滥用型失火。
一种方法，其包括选择性地产生不平道路指示物；当发生至少一个换档且车辆速度小于预定速度时，禁止不平道路指示物的产生；选择性地诊断发动机失火；以及基于诊断的发动机失火和不平道路指示物选择性地产生失火指示物。
在其它特征中，速度是车辆的变速器输出速度。
在其它特征中，该方法还包括当车辆变速器处于停车和空档中的一种状态时，禁止不平道路指示物的产生。
在其它特征中，该方法还包括在变矩器离合器在第一状态和第二状态之间转换期间，禁止不平道路指示物的产生。
在其它特征中，该方法还包括当发动机负载越过负载阈值时，禁止不平道路指示物的产生。
又在其它特征中，该方法还包括选择性地执行速度的导数值的统计分析，并且当禁止产生不平道路指示物时，禁止该统计分析的执行。
在其它特征中，在再次允许不平道路指示物的产生之后，在一段时间内使统计分析的执行保持禁止。
在其它特征中，该方法还包括基于该导数值中的一个导数值和统计分析结果对该其中一个导数值产生统计值，并且基于统计值和预定不平道路值的比较产生不平道路指示物。
在其它特征中，统计分析的结果是导数值的平均数，并且基于该其中一个导数值和统计分析结果的差异大小产生统计值。
在其它特征中，该方法还包括在一段时间内当产生不平道路指示物时，选择性地禁止失火指示物的产生。
又在其它特征中，该方法还包括在该时期当产生不平道路指示物，且在该时期检测到滥用型失火和周期型失火中的至少一种失火时，允许失火指示物的产生。
在其它特征中，该方法还包括在该时期当在汽缸内诊断到多于第一预定数量的发动机失火时，检测周期型失火。
在其它特征中，该方法还包括在该时期当诊断到多于第二预定数量的发动机失火时，检测滥用型失火。
本公开的其它适用范围在下文提供的详细描述中将变得明显。应当理解，在显示本公开的优选实施例时，详细描述和具体示例仅意在用于说明目的，而非意在限制本公开的范围。
附图说明
通过详细描述和附图，将更充分地理解本公开，在附图中：
图1是根据现有技术的车辆的原理框图；
图2是根据本公开的原理的示范性车辆的原理框图；
图3是根据本公开的原理的示范性失火检测模块的原理框图；
图4是根据本公开的原理的示范性不平道路检测模块的原理框图；
图5是根据本公开的原理的不平道路检测上低车速和换档可具有的效果的示范性图形说明；
图6是由根据本公开的原理的不平道路检测模块计算的差量值的示范性图形说明；以及
图7是描述由根据本公开的原理的不平道路检测模块执行的示范性步骤的流程图。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示范性的，并且绝非意在限制本公开及其应用或用途。为了清楚性目的，在附图中将使用相同的附图标记识别相似的部件。如在此使用的，短语“A，B和C中的至少一个”应使用非独占的逻辑“或”解释为表示逻辑的(A或B或C)。应该明白的是，方法内的步骤可按不同顺序执行而不改变本公开的原理。
如这里所使用的，用语“模块”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(共享的、专用的或成组的)和存储器，组合逻辑电路和/或提供所描述功能性的其它适当的部件。
现在参考图2，示出了示范性车辆200的原理框图。该车辆200包括产生转矩的发动机204。该发动机204可包括任何适当类型的发动机，例如汽油型内燃机(ICE)，柴油型内燃机，电气型发动机或混合型发动机。仅为了清楚性目的，发动机204将作为汽油型内燃机进行讨论。
将空气经进气歧管206吸入发动机204。吸入发动机204的空气的体积可由节气门208改变。一个或多个燃料喷射器210将燃料与空气混合以形成易燃的空气-燃料混合物。汽缸212包括附接在曲轴214上的活塞(未示出)。虽然发动机204被描述为包括一个汽缸212，但是发动机204可以包括不止一个汽缸212。
空气-燃料混合物的燃烧可以包括四个阶段：进气阶段、压缩阶段、燃烧阶段和排气阶段。在进气阶段中，活塞下降到底部位置，空气和燃料被引入汽缸212。在压缩阶段，空气-燃料混合气在汽缸212内被压缩。
当例如来自火花塞(未示出)的火花点燃空气-燃料混合物时，燃烧阶段开始。空气-燃料混合物的燃烧导致活塞旋转地驱动曲轴214。这种旋转力(即转矩)可以是另一个汽缸的压缩阶段中压缩空气-燃料混合物的压缩力。由此产生的废气从汽缸212排出，以完成排气阶段和燃烧过程。
发动机输出速度(EOS)传感器216产生基于例如曲轴214的旋转的EOS信号。EOS传感器216可包括可变磁阻(VR)传感器或任何其它适当类型的EOS传感器。EOS信号可包括脉冲序列。脉冲序列的每个脉冲可产生为带N个齿的轮218的齿，该轮218与曲轴214一起旋转，经过VR传感器。因此，每个脉冲可通过如下数量对应于曲轴214的角旋转，该数量等于由N个齿划分360°的度数。带N个齿的轮218也可以包括一个或多个缺失的齿的缺口。
发动机失火可因多种原因而发生，例如燃料、空气的供给不当、和/或不当点火。发动机失火可能干扰曲轴214的旋转，从而引起EOS信号的波动。失火检测模块230基于EOS信号判定发动机失火是否已经发生。失火检测模块230也可判定发动机失火是否符合发动机失火的某种类型。仅为了举例，失火检测模块230可判定发动机失火是符合滥用型失火还是周期型失火。
发动机204可通过曲轴214将转矩传递至变速器240。如果变速器240是自动型变速器，可通过变矩器241将转矩从发动机204传递至变速器240。变速器240可通过驱动轴242将转矩传递至车辆200的一个或多个轮(未示出)。
变速器输出速度(TOS)传感器244基于例如驱动轴242的旋转产生TOS信号。该TOS传感器244可包括VR传感器或任何其它适当类型的TOS传感器。TOS信号可以包括脉冲序列。该脉冲序列的每个脉冲可由VR传感器产生为带N个齿的轮246的齿，该轮246与驱动轴242一起旋转，经过VR传感器。因此，每个脉冲可通过如下数量对应于驱动轴242的角旋转，该数量等于由N个齿划分360°的度数。
不平道路状况可在车辆200的一个或多个轮上施加力，该力干扰驱动轴242的旋转。不平道路检测模块250检测不平道路状况，该不不平道路状况基于这些扰动在TOS信号上所具有的效果。不平道路检测模块250产生不平道路信号，该信号指示车辆是否正行驶在不平道路上。正常的车辆操作，例如换档和低车速，可影响不平道路检测的可靠性。
当变速器240是手动型变速器时，由于换档没有被变矩器241阻滞，所以换档可引起TOS信号的更大波动。因此，在换档过程中，不平道路检测模块250可不指示车辆正行驶在不平道路上。
在各种实施方式中，不平道路检测模块250基于EOS信号与TOS信号的比值判定换档是否正在发生。仅为了举例，当比值改变时换档可能正在发生。备选地，不平道路检测模块250可判定换档是否正在以任何适当的方式发生，例如离合器是否在变速器240内脱离。例如，在手动变速器中离合器可通过踩下离合器踏板而脱离。在自动变速器中，离合器可液压地脱离。
同样，当档位在变速器240内接合时，低EOS可引起TOS信号的波动。例如，对于预定档位，当EOS小于车辆移动阈值时，车辆可移动(例如左右地移动)。在各种实施方式中，基于接合的档位，车辆移动阈值可为可校准的并可为固定的。车辆的移动可引起TOS信号的波动，这可导致不平道路检测模块250错误地检测不平道路。因此，当选择了预定的档位且EOS小于车辆移动阈值时，不平道路检测模块250可不指示车辆正行驶在不平道路上。
当车辆200刚开始移动时，不平道路检测模块250可能没有足够的TOS数据来准确地检测不平道路状况。例如，低车速时的加速度可能被低车速放大，并可能被错误地诊断为处于不平道路状况。同样，TOS信号中的任何噪音均可能在低车速下被加重。因此，当车辆正以低速行驶时，不平道路检测模块250可不指示车辆正行驶在不平道路上。
由不平道路状况引起的驱动轴242的旋转的扰动可机械地转移至曲轴214并引起EOS信号的波动。因此，不平道路状况可导致失火检测模块230错误地检测发动机失火。失火检测模块230接收不平道路信号，并且当存在不平道路状况时可忽略发动机失火。
各种变速器状态，例如空档或停车状态，可不需要不平道路状况的检测。仅为了举例，当变速器240从发动机204分离时(例如当变速器240处于空档或停车状态时)，不平道路状况不太可能影响发动机失火的检测。不平道路检测模块250可以任何适当的方式(例如当TOS信号指示TOS为零时)判定变速器240是否处于空档或停车状态。因此，当变速器240处于停车或空档状态时，不平道路检测模块250可不指示车辆正行驶在不平道路上。
当发动机204在各种发动机负载状况下运行时，失火检测模块230可能错误地检测发动机失火。失火检测模块230可基于例如空气流量(MAF)、歧管绝对压力(MAP)和/或EOS判定发动机负载。MAF和MAP可分别由MAF传感器252和MAP传感器254提供。例如，当发动机负载小时，转矩产生的突然增加可能引起EOS信号的波动。这样的波动可导致失火检测模块230错误地检测发动机失火。
发动机负载可表达为燃烧过程中按照每个汽缸的空气(APC)的百分比。当APC为预定APC(相当于最大APC)时，发动机204能够产生最大转矩。发动机负载可用如下等式表示：
Figure A200810176014D00181
其中，APCMAX是发动机204可产生最大转矩时的APC。
当发动机负载小(例如小于阈值)且检测到转矩增加时，失火检测模块230可暂停发动机失火检测。在各种实施方式中，转矩增加可由节流阀208的开口的增大来指示，从而允许更多空气进入发动机204。失火检测模块230可根据由节气门位置传感器(TPS)256提供的节气门位置信号来检测节流阀208的开口的增大。
由于失火检测模块230忽略当车辆在不平道路上行驶时检测到的发动机失火，所以当发动机失火检测暂停时，不平道路检测可能是不必要的。因此，当发动机失火检测暂停时，不平道路检测模块250可不指示车辆正行驶在不平道路上。
发动机负载状况也可导致不平道路检测模块250错误地检测不平道路。例如，当发动机负载大(例如，大于阈值)时，发动机失火可引起TOS信号的扰动。于是此扰动可能被不平道路检测模块250错误地检测为不平道路。此错误检测的不平道路又可能接着导致失火检测模块230错误地忽略已发生的发动机失火。因此，当发动机负载大时，不平道路检测模块250可不指示车辆正行驶在不平道路上。当发动机负载越过阈值时，不平道路检测模块250也可不指示车辆正行驶在不平道路上。
当检测到发动机失火且不存在不平道路状况时，可能发生合格的失火事件。失火检测模块230产生合格的失火信号，该信号指示在预定数量的发动机循环后，是否已发生合格的失火事件。仅为了举例，发动机循环的预定数量可以是100个发动机循环。仅为了易于解释，尽管发动机循环的预定数量可大于或小于100，下文中发动机循环的预定数量将指定为100个发动机循环。
失火缓解模块280根据合格的失火信号判定是否采取动作。此判定也可基于之前接收的合格的失火信号。仅为了举例，当合格的失火信号指示已发生合格的失火事件时，失火缓解模块280可调节燃烧过程。
当最后M个合格的失火信号中的至少N个(其中N≤M)信号指示已发生合格的失火事件时，失火缓解模块280也可亮灯(例如“检查发动机”灯)。仅为了举例，N可以是5，M可以是16。失火缓解模块280和其它任何在本公开中描述的模块可用发动机控制模块(ECM)290实施。
失火缓解模块280可使用多种措施来核实检测到的发动机失火确实是发动机失火。仅为了举例，当变速器240是自动变速器时，失火缓解模块280可选择性地产生变矩器离合器(TCC)信号。仅为了举例，当预期会产生发动机失火时，失火缓解模块280可产生TCC信号。
当产生TCC信号时，变矩器241中的离合器脱离，从而将发动机204和变速器240隔离。当变矩器离合器脱离时(即当产生TCC信号时)，不平道路状况不太可能检测为发动机失火。因此，当产生TCC信号时(即当TCC脱离时)，不平道路检测模块250可不指示车辆正行驶在不平道路上。当变矩器离合器从脱离转变为接合或从接合转变为脱离时，不平道路检测模块250也可不指示车辆正行驶在不平道路上。TCC也可保持在如下受控滑动状态，其中，调节TCC的接合以使EOS和变速器输入速度之间的差异保持在想要的值。
现在参考图3，示出了失火检测模块230的示范性实施方式的原理框图。仅为了易于解释，将对于发动机204具有六(6)个汽缸的实施方式来描述失火检测模块230。数学计算模块302根据EOS信号产生各汽缸的加速度值。
在各种实施方式中，一个发动机循环可包括曲轴214的两次旋转(即曲轴旋转720°)。用于各汽缸的加速度值可基于120°的EOS数据窗口(window)(即由6个汽缸划分720°)产生。仅为了举例，用于各汽缸的加速度值可以是该窗口内的加速度峰值或平均值。备选地，加速度值可以是在对于该汽缸的预定活塞位置(例如活塞上止点)处测量的加速度。
对于每个发动机循环，失火判定模块304可选择一个或多个在其中最可能发生发动机失火的汽缸。仅为了举例，该失火判定模块304可选择具有最大加速度值的两个汽缸。虽然失火判定模块304被描述为选择两个汽缸，但是失火判定模块304可选择更多或更少的汽缸，或甚至所有汽缸。仅为了易于解释，失火判定模块304将被描述为选择两个汽缸。
基于所选择的汽缸的加速度值，失火判定模块304可判定是否已发生发动机失火。仅为了举例，当所选择的汽缸的加速度值大于失火阈值时，失火判定模块304可判定在其中一个所选择的汽缸中已发生发动机失火。失火阈值可以是最小加速度值，该最小加速度值指示发动机失火，并且可以例如从模型试验性地确定或计算。在各种实施方式中，失火判定模块304可将加速度值的大小与失火阈值进行比较。
失火判定模块304对检测到的每个发动机失火产生失火计数。该失火计数可以指示例如检测到发动机失火的汽缸。失火判定模块304将失火计数传送至缓冲模块305。缓冲模块305可用例如非易失性存储器(未示出)实施，并且可包括用于每个汽缸的失火计数器。各失火计数器指示在相应汽缸内检测到的发动机失火计数。
然而，发动机负载状况可引起发动机失火的错误检测。失火检测模块230包括判定发动机负载(％)的发动机负载模块306。仅为了举例，发动机负载模块306可基于MAF、MAP和/或RPM判定发动机负载。
失火检测模块230还包括失火暂停模块307。该失火暂停模块307选择性地产生失火暂停信号，失火暂停信号指示缓冲模块305暂停计数检测到的发动机失火。仅为了举例，当发动机负载小于低负载阈值且检测到突然的转矩增加时，失火暂停模块307可产生失火暂停信号。仅为了举例，低负载阈值可以是70％。在各种实施方式中，转矩增加可由节流阀208的开口的增大来指示，如由来自TPS传感器256的节流阀位置信号来指示。
在各种实施方式中，在每个100个发动机循环的时期之后，合格的失火模块308、滥用型失火模块310和周期型失火模块312可以分析缓冲模块305的失火计数器。计数器314追踪发动机循环的数量。仅为了举例，计数器314可在每个发动机循环之后累加。发动机循环的完成可由例如带N个齿的轮的空隙来指示。计数器314在每个100个发动机循环的时期之后产生重置信号，并将该重置信号传送至缓冲模块305和锁定模块316。缓冲模块305在接收重置信号后可重置失火计数器。
在各种实施方式中，锁定模块316可包括S-R锁存器，该S-R锁存器包括设置输入和重置输入。锁定模块316在设置输入处接收来自不平道路检测模块250的不平道路信号，并在重置输入接收来自计数器314的重置信号。一旦锁定模块316接收到不平道路信号，该锁定模块316可产生输出信号，该输出信号指示存在不平道路状况。
锁定模块316可继续产生指示存在不平道路状况的输出信号，直到接收到重置信号(即，在100个发动机循环之后)。一旦接收到重置信号，锁定模块316产生指示不存在不平道路状况的输出信号。
在各种实施方式中，对于每个100个发动机循环的时期，缓冲模块305的失火计数器的总数(和)可以是最大值200(即，每个发动机循环，100个发动机循环*2个选择的汽缸)。滥用型失火模块310基于每个100个发动机循环的时期的失火计数器总数产生滥用失火信号，该滥用失火信号指示是否发生滥用失火。仅为了举例，当失火计数器的总数(即，检测到的发动机失火总数)大于阈值时，可能已发生滥用失火。该阈值可称为滥用失火阈值，并可以是例如180。
可以任何适当的方式实现滥用失火检测。例如，在于2006年6月30日提交的共同转让的美国专利申请No.11/428,010中详细讨论了一种检测滥用失火的方法，此公开通过引用而整体地结合于本文中。
在100个发动机循环的时期，各汽缸可能经历最大值为100的失火。因此，在100个发动机循环的时期，用于汽缸的失火计数器具有最大值100。周期型失火模块312基于失火计数器产生周期失火信号，该周期失火信号指示是否已发生周期失火。仅为了举例，当一个或多个汽缸的失火计数器(即，检测到的发动机失火数量)大于阈值时，可能已经发生周期型失火。该阈值可称为周期失火阈值，并可以是例如50。
失火禁止模块318接收来自锁定模块316的输出信号和滥用型失火信号与周期型失火信号的反向形式。当发动机失火应该被忽略时，失火禁止模块318基于接收到的信号判定发动机失火检测是否应被忽略，并且产生失火禁止信号。
不太可能由不平道路状况引起周期型失火或滥用型失火的判定。因此，当已经检测到不平道路状况且既没有发生滥用型失火也没有发生周期型失火时，失火禁止模块318可产生失火禁止信号。在各种实施方式中，失火禁止模块318可包括逻辑“与”门。
合格的失火模块308基于失火禁止信号和失火计数器判定是否已发生合格的失火事件。合格的失火模块308相应地产生合格的失火信号。仅为了举例，当已经发生发动机失火且未接收到失火禁止信号时，可能已经发生合格失火事件。此外，当接收到失火禁止信号时，合格的失火模块308可以例如忽略检测到的发动机失火。换句话说，如果接收到禁止信号，合格的失火模块308可不指示已发生失火。
现在参考图4，示出了不平道路检测模块250的示范性实施方式的原理框图。换档检测模块402产生指示换档正在发生的换档信号。换档检测模块402可以任何适当的方式(例如基于EOS信号与TOS信号的比值)判定换档是否正在发生。仅为了举例，比值的改变可指示换档正在发生。
不平道路检测模块250可包括变速器状态模块404，当变速器240处于空档或停车状态时，该变速器状态模块404产生变速器状态信号。在各种实施方式中，当EOS信号指示EOS大于零且TOS信号指示TOS为零时，变速器240可能处于空档或停车状态。
各种发动机负载状况也可影响不平道路的检测，这可能又影响发动机失火检测。不平道路检测模块250可包括从发动机负载模块306接收发动机负载信号的最大负载模块406。该最大负载模块406选择性地基于发动机负载与最大负载阈值的比较产生最大负载信号。仅为了举例，最大负载阈值可以是90％。当发动机负载大于最大负载阈值时，最大负载模块406可产生最大负载信号。以这种方式，当发动机负载高时，产生最大负载信号。在其它实施方式中，当发动机负载越过最大负载阈值时，可产生最大负载信号。
不平道路检测模块250包括基于TOS信号判定TOS的变速器输出速度模块408。在各种实施方式中，变速器输出速度模块408可过滤、缓冲、数字化或采样TOS信号。仅为了举例，变速器输出速度模块408可以预定采样率对TOS信号进行采样，例如每25ms一个样本。
比较模块410基于TOS判定车辆速度是否低，并相应地产生低速信号。当TOS小于速度阈值时，比较模块410可判定车辆速度为低。仅为了举例，速度阈值可以是驱动轴242的一百(100)转每分(RPM)。
换档、低车速和/或高发动机负载可导致不平道路检测模块250错误地检测不平道路。另外，当变速器240处于空档或停车状态、变矩器离合器正在转换和/或发动机失火检测暂停时，不平道路检测可能不是必须的。
禁止模块412选择性地基于换档信号、变速器状态信号、最大负载信号和低速信号产生禁止信号。另外，禁止模块412可基于来自失火暂停模块307的失火暂停信号和来自失火缓解模块280的TCC信号产生禁止信号。在各种实施方式中，禁止模块412可包括逻辑“或”门。
仅为了举例，当正在发生换档和/或车速低时，禁止模块412可产生禁止信号。当变速器240处于停车或空档状态，当变矩器离合器正在转换，当发动机失火检测暂停和/或当发动机负载高时，禁止模块412也可产生禁止信号。另外，当预定档位在变速器240内接合时，禁止模块412在EOS小于车辆移动阈值时可产生禁止信号。
导数模块414可基于TOS产生导数值。导数值可包括第一导数、第二导数或任何其它适当的TOS的导数值。仅为了举例，导数值可基于TOS在两个连续的TOS样本(例如25ms)之间的时期内的变化而产生。备选地，导数值可以任何适当的方式产生，例如计算TOS信号的导数。
统计模块416基于导数值执行统计分析。仅为了举例，统计模块416可计算每个导数值的差量值。在各种实施方式中，导数值的差量值可用如下等式计算：
1 M Σ i = 1 M | DV N - DV AVG | ,
其中，M是用于执行统计分析的导数值的个数，DVN是第N个导数值，而DVAVG是导数值的平均值(平均数)。虽然描述了平均绝对变差，但差量值可用任何其它适当的统计分析计算，例如四分位数间距或平均差。
统计模块416可等到已接收到统计上的大量的导数值后才开始执行统计分析。换句话说，统计模块416可等到M为预定值时才开始执行统计分析。DVAVG可包括接收到的导数值的滑动平均值(running average)。备选地，DVAVG可包括最近接收到的导数值的预定窗口的平均数。仅为了举例，DVAVG可以是最近接收到的一百个导数值的平均数。
当产生禁止信号时，统计模块416禁止统计分析的执行。以这种方式，当不平道路检测可能不可靠或当不平道路检测可能不需要时，统计模块416禁止统计分析的执行。以这种方式，在DVAVG的计算或统计分析的执行中不考虑不平道路检测禁止期间接收的导数值。
另外，统计模块416可重置DVAVG，并可在产生禁止信号之后重新开始执行统计分析。仅为了举例，统计模块416可将DVAVG重置至零或对应于平坦道路状况的值。在接收禁止信号之后，统计模块416也可能等待一段预定时期或校准时期来执行统计分析。此时期可设置为对应于触发禁止不平道路检测的事件。仅为了举例，当不平道路检测由于换档而被禁止时，该时期可对应于如下时间，在该时间内预期换档会影响不平道路检测。
不平道路识别模块418基于差量值判定不平道路状况是否存在，并相应地产生不平道路信号。仅为了举例，当至少其中一个差量值大于不平道路阈值时，不平道路识别模块418可判定存在不平道路状况。不平道路阈值可设置为指示不平道路状况的最小差量值，并可从模型实验性地确定或计算。
现在参考图5，示出了低车速和换档对不平道路检测可具有的效果的示范性图形说明。图表510描绘了示范性TOS曲线512。图表520描绘了选择的变速器档位。图表530描绘了基于TOS曲线512的样本计算的示范性差量值。
在样本零处，图表510显示出TOS为零(即，车辆200静止)，且图表520显示接合第一档位。图表530的虚线550代表示范性的不平道路阈值。当至少其中一个差量值大于不平道路阈值时，不平道路检测模块250可检测不平道路状况。
低车速和换档可导致不平道路检测模块250错误地检测不平道路状况。在样本400之前一点，车辆200开始移动。车速可认为是低车速，直到TOS信号大于阈值，例如虚线552。低车速可导致大差量值，如图表530的参考标号554所示。例如，当车辆200由于大量零之前的导数值而开始移动时，DVAVG可能是低的。同样，在低车速下来自TOS传感器244的TOS信号可能是有噪声的，因此对于不平道路检测来说不可靠。
虚线555代表车速不再低(即，当TOS变得大于速度阈值时)时的时间。因此，低车速应该不再导致不平道路状况的错误检测。虚线555后的差量值指示不平道路检测模块250将不再检测不平道路状况的存在。
从第一档位到第二档位的换档在样本1200之前一点发生，如图表520的参考标号556所示。在换档附近能观察到大差量值，如图表530的参考标号558所示。例如，参考标号558处的两个差量峰值可由变速器240内的离合器脱离并再接合而引起。在各种实施方式中，可能观察不到参考标号558处的第二差量峰值。仅为了举例，当变速器240是自动变速器且换档由变矩器阻滞时，可能观察不到第二差量峰值。
现在参考图6，示出了基于图5的TOS曲线512的由不平道路检测模块250计算的差量值的示范性图形说明。虚线550代表来自图5的图表530的示范性不平道路阈值。在低车速和/或换档过程中，不平道路检测模块250禁止统计分析。因此，换档和低车速过程中的导数值在统计分析的执行中被忽略。如图6的差量值所指示的，不平道路检测模块250不再检测换档和/或低车速期间的不平道路状况。
现在参考图7，流程图描绘了由不平道路检测模块250执行的示范性步骤。当车辆200启动时，控制开始于步骤702。然后，控制判定变速器输出速度是否小于速度阈值。如果是，控制转向步骤704；否则，控制继续于步骤706。
在步骤704中，控制设置延迟计数器，该延迟计数器等于延迟计数器和低速延迟中的较大者。仅为了举例，该低速延迟可对应于控制希望低车速在低车速停止之后影响不平道路检测的时期。然后控制继续于步骤708，在步骤708中控制重置第一和第二计数器、不平道路计算变量以及不平道路计算。不平道路计算变量可包括例如DVAVG。下面详细讨论第一计数器、第二计数器和不平道路计算。
在步骤706中，控制判定是否正在发生换档。如果是，控制转向步骤710；否则，控制继续于步骤712。在步骤710中，控制设置延迟计数器，该延迟计数器等于延迟计数器和换档延迟中的较大者，并且控制返回步骤708。仅为了举例，换档延迟可对应于控制希望换档影响不平道路检测的时期。在各种实施方式中，换档延迟可等于低速延迟。
在步骤712中，控制判定变速器240是否处于停车或空档状态。如果是，控制转向步骤714；否则，控制继续于步骤716。在步骤714中，控制设置延迟计数器，该延迟计数器等于延迟计数器和停车/空档延迟中的较大者，并且控制返回步骤708。仅为了举例，停车/空档延迟可对应于控制希望在变速器转出停车或空档状态之后不平道路检测被影响的时期。
在步骤716中，控制判定变矩器241内的离合器是否正在转换。如果是，控制转向步骤718；否则，控制继续于步骤720。仅为了举例，当TCC从脱离转向接合或从接合转向脱离时，TCC可以是在转换。控制设置延迟计数器，该延迟计数器等于延迟计数器和步骤718中的变矩器离合器(TCC)延迟中的较大者，并且控制返回步骤708。仅为了举例，TCC延迟可对应于控制希望在变矩器离合器接合之后不平道路检测被影响的时期。
在步骤720中，控制判定发动机失火是否暂停。如果是，控制转向步骤722；否则，控制继续于步骤724。在步骤722中，控制设置延迟计数器，该延迟计数器等于延迟计数器和失火延迟中的较大者，并且控制返回步骤708。仅为了举例，失火延迟可对应于控制希望一旦发动机失火检测被允许(即，不暂停)时不平道路检测被影响的时期。
在步骤724中，控制判定发动机负载是否大于最大负载阈值。如果是，控制转向步骤726；否则，控制继续于步骤728。在各种实施方式中，最大负载阈值可以是90％。在步骤726中，控制设置延迟计数器，该延迟计数器等于延迟计数器和最大负载延迟中的较大者，并且控制返回步骤708。
在步骤728中，控制累加第一计数器，并且控制继续于步骤730。第一计数器跟踪自不平道路禁止事件已经停止时所过去的时间。例如，在换档和低车速出现之后，它们可能影响不平道路状况的检测一段时间。这可归因于用于检测不平道路状况的统计分析的记忆。
在步骤730中，控制判定第一计数器是否大于延迟计数器。如果是，控制转向步骤732；否则，控制返回步骤702。仅为了举例，延迟计数器可设置为对应于如上讨论的一段时间。在步骤732中，控制开始计算并储存计算变量。计算变量可包括例如导数值和DVAVG。
控制继续于步骤734，此处控制累加第二计数器。该第二计数器跟踪计算的导数值数量。控制可在每个导数值被计算之后累加第二计数器。可能需要预定数量的导数值以确保不平道路计算的准确性。此导数值的预定数量可称为样本阈值。仅为了举例，样本阈值可以是200。控制继续于步骤736，此处控制判定该第二计数器是否大于样本阈值。如果是，控制转向步骤738；否则，控制返回步骤702。
在步骤738中，控制开始对不平道路检测的计算，控制重置延迟计数器。仅为了举例，控制可开始执行统计分析，例如计算各计算值(例如，导数值)的差量值。然后，控制可通过将每个差量值与不平道路阈值进行比较来判定不平道路状况是否存在。仅为了举例，当至少其中一个差量值大于不平道路阈值时，控制可判定存在不平道路状况。然后，控制返回步骤702。
本领域的技术人员现在从上述说明应理解，能够以各种形式实施本公开的宽泛教导。因此，尽管本公开包括了特定示例，但本公开的真实范围不应如此有限，因为在研究附图、说明书和所附权利要求书后，其它修改对于本领域技术人员将变得明显。

Claims (52)

1.一种发动机失火系统，包括：
不平道路检测模块，其基于车辆的变速器输出速度选择性地产生不平道路指示物；以及
失火检测模块，其选择性地诊断发动机失火，并且基于诊断的发动机失火和所述不平道路指示物选择性地产生失火指示物。
2.根据权利要求1所述的发动机失火系统，其特征在于，当至少一个换档正在发生，和所述变速器输出速度小于预定速度时，所述不平道路检测模块禁止产生所述不平道路指示物。
3.根据权利要求2所述的发动机失火系统，其特征在于，当所述车辆的变速器处于停车和空档中的一种状态时，所述不平道路检测模块禁止产生所述不平道路指示物。
4.根据权利要求2所述的发动机失火系统，其特征在于，在变矩器离合器在第一状态和第二状态之间转换的期间，所述不平道路检测模块禁止产生所述不平道路指示物。
5.根据权利要求2所述的发动机失火系统，其特征在于，当发动机负载越过负载阈值时，所述不平道路检测模块禁止产生所述不平道路指示物。
6.根据权利要求2所述的发动机失火系统，其特征在于，所述不平道路检测模块选择性地执行所述变速器输出速度的导数的统计分析，并且当禁止产生所述不平道路指示物时，禁止执行所述统计分析。
7.根据权利要求6所述的发动机失火系统，其特征在于，在再次允许产生所述不平道路指示物之后，所述统计分析的执行在一段时间内保持禁止。
8.根据权利要求6所述的发动机失火系统，其特征在于，所述不平道路检测模块基于所述导数值中的一个导数值和所述统计分析的结果对所述导数值的所述其中一个导数值产生统计值，并且
其中，所述不平道路检测模块基于所述统计值和预定不平道路值的比较产生所述不平道路指示物。
9.根据权利要求8所述的发动机失火系统，其特征在于，所述统计分析的所述结果是所述导数值的平均数，并且
其中，基于所述导数值中的一个导数值和所述统计分析的所述结果的差异大小而产生所述统计值。
10.根据权利要求1所述的发动机失火系统，其特征在于，在一段时间内，当产生所述不平道路指示物时，所述失火检测模块选择性地禁止产生所述失火指示物。
11.根据权利要求10所述的发动机失火系统，其特征在于，在所述时期，当产生所述不平道路指示物，且在所述时期检测到滥用型失火和周期型失火中的至少一种时，所述失火检测模块允许产生所述失火指示物。
12.根据权利要求11所述的发动机失火系统，其特征在于，在所述时期，当在汽缸内诊断到多于第一预定数量的发动机失火时，所述失火检测模块检测所述周期型失火。
13.根据权利要求11所述的发动机失火系统，其特征在于，在所述时期，当诊断到多于第二预定数量的发动机失火时，所述失火检测模块检测所述滥用型失火。
14.一种发动机失火系统，包括：
车辆中的不平道路检测模块，其选择性地产生不平道路指示物，并且，当至少一个换档正在发生，和所述车辆的速度小于预定速度时，所述不平道路检测模块禁止产生所述不平道路指示物；以及
失火检测模块，其选择性地诊断发动机失火，并且基于诊断的发动机失火和所述不平道路指示物而选择性地产生失火指示物。
15.根据权利要求14所述的发动机失火系统，其特征在于，所述速度是所述车辆的变速器输出速度。
16.根据权利要求14所述的发动机失火系统，其特征在于，当所述车辆的变速器处于停车和空档中的一种状态时，所述不平道路检测模块禁止产生所述不平道路指示物。
17.根据权利要求14所述的发动机失火系统，其特征在于，在变矩器离合器在第一状态和第二状态之间转换的期间，所述不平道路检测模块禁止产生所述不平道路指示物。
18.根据权利要求14所述的发动机失火系统，其特征在于，当发动机负载越过负载阈值时，所述不平道路检测模块禁止产生所述不平道路指示物。
19.根据权利要求14所述的发动机失火系统，其特征在于，所述不平道路检测模块选择性地执行所述速度的导数值的统计分析，并且当禁止产生所述不平道路指示物时，禁止执行所述统计分析。
20.根据权利要求19所述的发动机失火系统，其特征在于，在再次允许产生所述不平道路指示物之后，所述统计分析的执行在一段时间内保持禁止。
21.根据权利要求19所述的发动机失火系统，其特征在于，所述不平道路检测模块基于所述导数值中的一个导数值和所述统计分析的结果对所述导数值的所述其中一个导数值产生统计值，并且
其中，所述不平道路检测模块基于所述统计值和预定不平道路值的比较产生所述不平道路指示物。
22.根据权利要求21所述的发动机失火系统，其特征在于，所述统计分析的所述结果是所述导数值的平均数，并且
其中，所述统计值基于所述导数值中的一个导数值和所述统计分析的所述结果的差异大小产生。
23.根据权利要求14所述的发动机失火系统，其特征在于，在一段时间内，当产生所述不平道路指示物时，所述失火检测模块选择性地禁止产生所述失火指示物。
24.根据权利要求23所述的发动机失火系统，其特征在于，在所述时期，当产生所述不平道路指示物，且在所述时期检测到滥用型失火和周期型失火中的至少一种时，所述失火检测模块允许产生所述失火指示物。
25.根据权利要求24所述的发动机失火系统，其特征在于，在所述时期，当在汽缸内诊断到多于第一预定数量的发动机失火时，所述失火检测模块检测所述周期型失火。
26.根据权利要求24所述的发动机失火系统，其特征在于，在所述时期，当诊断到多于第二预定数量的发动机失火时，所述失火检测模块检测所述滥用型失火。
27.一种方法，包括：
基于车辆的变速器输出速度选择性地产生不平道路指示物；
选择性地诊断发动机失火；以及
基于诊断的发动机失火和所述不平道路指示物选择性地产生失火指示物。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当至少一个换档正在发生，和所述变速器输出速度小于预定速度时，禁止产生所述不平道路指示物。
29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述车辆的变速器处于停车和空档中的一种状态时，禁止产生所述不平道路指示物。
30.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在变矩器离合器在第一状态和第二状态之间转换的期间，禁止产生所述不平道路指示物。
31.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当发动机负载越过负载阈值时，禁止产生所述不平道路指示物。
32.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
选择性地执行所述变速器输出速度的导数的统计分析；以及
当禁止产生所述不平道路指示物时，禁止执行所述统计分析。
33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，在再次允许产生所述不平道路指示物之后，所述统计分析的执行在一段时间内保持禁止。
34.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于所述导数值中的一个导数值和所述统计分析的结果对所述导数值的所述其中一个导数值产生统计值；以及
基于所述统计值和预定不平道路值的比较产生所述不平道路指示物。
35.根据权利要求34所述的方法，其特征在于，所述统计分析的所述结果是所述导数值的平均数，并且
其中，基于所述导数值中的一个导数值和所述统计分析的所述结果的差异大小而产生所述统计值。
36.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在一段时间内，当产生所述不平道路指示物时，选择性地禁止产生所述失火指示物。
37.根据权利要求36所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述时期，当产生所述不平道路指示物，且在所述时期检测到滥用型失火和周期型失火中的至少一种时，允许产生所述失火指示物。
38.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述时期，当在汽缸内诊断到多于第一预定数量的发动机失火时，检测所述周期型失火。
39.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述时期，当诊断到多于第二预定数量的发动机失火时，检测所述滥用型失火。
40.一种方法，包括：
选择性地产生不平道路指示物；
当至少一个换档正在发生，和所述车辆的速度小于预定速度时，禁止产生所述不平道路指示物；
选择性地诊断发动机失火；以及
基于诊断的发动机失火和所述不平道路指示物选择性地产生失火指示物。
41.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述速度是所述车辆的变速器输出速度。
42.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述车辆的变速器处于停车和空档中的一种状态时，禁止产生所述不平道路指示物。
43.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在变矩器离合器在第一状态和第二状态之间转换的期间，禁止产生所述不平道路指示物。
44.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当发动机负载越过负载阈值时，禁止产生所述不平道路指示物。
45.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
选择性地执行所述速度的导数值的统计分析；以及
当禁止产生所述不平道路指示物时，禁止执行所述统计分析。
46.根据权利要求45所述的方法，其特征在于，在再次允许产生所述不平道路指示物之后，所述统计分析的执行在一段时间内保持禁止。
47.根据权利要求45所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于所述导数值中的一个导数值和所述统计分析的结果对所述导数值的所述其中一个导数值产生统计值；以及
基于所述统计值和预定不平道路值的比较产生所述不平道路指示物。
48.根据权利要求47所述的方法，其特征在于，所述统计分析的所述结果是所述导数值的平均数，并且
其中，基于所述导数值中的一个导数值和所述统计分析的所述结果的差异大小而产生所述统计值。
49.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在一段时间内，当产生所述不平道路指示物时，选择性地禁止产生所述失火指示物。
50.根据权利要求49所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述时期当产生所述不平道路指示物，且在所述时期检测到滥用型失火和周期型失火中的至少一种时，允许产生所述失火指示物。
51.根据权利要求50所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述时期，当在汽缸内诊断到多于第一预定数量的发动机失火时，检测所述周期型失火。
52.根据权利要求50所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述时期，当诊断到多于第二预定数量的发动机失火时，检测所述滥用型失火。
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