CN101531192B - 合理控制变速器转矩请求高于驾驶员指令的ecm安全策略 - Google Patents

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Abstract

合理控制变速器转矩请求高于驾驶员指令的ECM安全策略：一种控制模块，包括基于变速器转矩请求和期望的预测转矩确定期望的节流面积的预测转矩控制模块。一种节气门安全模块，基于期望的节流面积和期望的预测转矩确定节流限制并基于节流限制确定校正的期望节流面积。一种节气门致动器模块，基于校正的期望节流面积调节节气门。

Description

合理控制变速器转矩请求高于驾驶员指令的ECM安全策略
相关申请的交叉引用
本申请要求2008年3月14日提交的、申请号为61/036576的美国临时申请的受益权。在此以参见的方式引入上述申请公开的内容。
技术领域
本公开涉及发动机转矩控制，并且更具体地涉及大于驾驶员转矩请求的发动机转矩请求的发动机转矩控制。
背景技术
在此给出的背景技术说明是为了大体上介绍本公开的背景的目的。当前署名的发明人对于在该背景技术部分中介绍的内容所做的工作，以及说明内容中可能无法作为提交申请时的现有技术的部分，都既不应明确地也不应隐含地被认定为针对本公开的现有技术。
内燃机在气缸内燃烧空气和燃料的混合物以驱动活塞产生驱动转矩。通过节气门调节进入发动机内的气流。更具体地，节气门调节节流面积以增加或减少流入发动机内的空气。节流面积增加时，流入发动机内的空气就增多。燃料控制系统调节燃料喷射速率以给气缸提供所需的空气/燃料混合物。增加提供给气缸的空气和燃料即可增大发动机的转矩输出。
已经发展出发动机控制系统用于控制发动机转矩输出以达到期望的转矩。其他的机动车辆系统，例如变速器控制系统，可能会请求发动机产生超出由车辆驾驶员所请求的转矩的转矩。例如，过转矩可以被用于消除车辆轮胎的拖曳、增大车辆牵引力、增加车辆稳定性、平滑档位切换和/或用于任意其他合适的目的。
发明内容
一种控制模块，包括基于变速器转矩请求和期望的预测转矩请求确定期望的节流面积的预测转矩控制模块。一种节气门安全模块，基于期望的节流面积和期望的预测转矩请求确定节流限制并基于节流限制确定校正的期望节流面积。一种节气门致动器模块，基于校正的期望节流面积调节节气门。
本公开更多的可应用领域将根据以下提供的具体实施方式而变得显而易见。应该理解具体实施方式和具体示例只是为了介绍的目的而并不是为了限制本公开的保护范围。
附图说明
本公开将通过下面的具体实施方式和附图的内容而得到更加完整地理解，其中：
图1是根据本公开原理的发动机系统的示范性实施方式的功能方块图；
图2是根据本公开原理的变速器控制模块和发动机控制模块的示范性实施方式的功能方块图；
图3是根据本公开原理的变速器转矩模块的示范性实施方式的功能方块图；
图4是根据本公开原理的预测转矩控制模块的示范性实施方式的功能方块图；
图5是根据本公开原理的节气门安全模块的示范性实施方式的功能方块图；
图6是根据本公开原理的主节气门安全模块的示范性实施方式的功能方块图；
图7是根据本公开原理的副节气门安全模块的示范性实施方式的功能方块图；
图8是示出了由根据本公开原理的变速器转矩模块执行的示范性步骤的流程图；
图9是示出了由根据本公开原理的预测转矩控制模块执行的示范性步骤的流程图；
图10A是示出了由根据本公开原理的主节气门安全模块执行的示范性步骤的流程图；
图10B是图10A中流程图的一部分；和
图11是示出了由根据本公开原理的副节气门安全模块执行的示范性步骤的流程图。
具体实施方式
以下的内容仅仅是发明本质的示范性说明而不是为了以任何方式限制本公开、其应用或用途。为了清楚期间，相同的附图标记被用于在附图中表示类似的部件。如本文中所用，术语A，B和C中的至少一个应该被解释为表示用非排他性逻辑“或”表示的逻辑关系(A或B或C)。应该理解可以按不同顺序执行方法内的各个步骤而并不会改变本公开的原理。
如本文中所用，术语“模块”表示专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一种或多种软件或固件程序的处理器(共享、专用或群组处理器)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其他适合部件。
现参照图1，给出了发动机系统100的示范性实施方式的功能方块图。发动机系统100包括发动机102，其燃烧空气/燃料混合物以基于驾驶员输入模块104产生用于机动车辆的驱动转矩。尽管本文中介绍的是火花点火的汽油型发动机，但是本公开也可以应用于其他类型的转矩生成装置，并不局限于汽油型发动机、柴油型发动机、丙烷发动机以及用一个或多个电机实现的混合动力型发动机。驾驶员输入模块104接收来自例如检测加速踏板(未示出)位置的踏板位置传感器(未示出)的驾驶员输入并据此产生踏板位置信号。
空气通过节气门112被引入进气歧管110。发动机控制模块(ECM)114控制节气门致动器模块116用于调节节气门112的开度以控制引入进气歧管110内的空气量。来自进气歧管110的空气被引入发动机102的气缸内。尽管发动机102可以包括多个气缸，但是为了图示的目的仅示出了一个代表性气缸118。仅作为举例，发动机102可以包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个气缸。ECM 114可以控制气缸致动器模块120用于选择性地激活部分气缸以改善燃料的经济性。
来自进气歧管110的空气通过进气阀122被引入气缸118内。ECM114控制由燃料喷射系统124喷射的燃料量。燃料喷射系统124可以在正中位置将燃料喷入进气歧管110内或者可以在多个位置将燃料喷入进气歧管110内，例如在每个气缸的进气阀附近。可选地，燃料喷射系统124可以将燃料直接喷入气缸内。
喷射出的燃料与空气混合并在气缸118内形成空气/燃料混合物。气缸118内的活塞(未示出)压缩空气/燃料混合物。基于来自ECM 114的信号，火花致动器模块126给气缸118内的火花塞128供能，以使其点燃空气/燃料混合物。输送火花的正时可以相对于活塞处于其被称为上止点(TDC)的最顶端位置时的正时被具体设定，在上止点处空气/燃料混合物被最大程度地压缩。
空气/燃料混合物的燃烧驱动活塞向下，由此驱动旋转的曲轴(未示出)。活塞随后开始再次向上移动并通过排气阀130排出燃烧的副产品。燃烧的副产品通过排气系统134从机动车辆中排出。
进气阀122可以由进气凸轮轴140控制，而排气阀130可以由排气凸轮轴142控制。在不同的实施方式中，多个进气凸轮轴可以控制每个气缸的多个进气阀和/或可以控制多路气缸的进气阀。类似地，多个排气凸轮轴可以控制每个气缸的多个排气阀和/或可以控制多路气缸的排气阀。气缸致动器模块120可以通过停止提供燃料和火花和/或关闭其排气阀和/或进气阀而使气缸无效。
进气阀122被打开的正时可以通过进气凸轮相位器148而相对于活塞的TDC进行改变。排气阀130被打开的正时可以通过排气凸轮相位器150而相对于活塞的TDC进行改变。相位器致动器模块158基于来自ECM114的信号控制进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150。
发动机系统100可以包括给进气歧管110提供加压空气的增压设备。例如，图1示出了涡轮增压器160。涡轮增压器160由流过排气系统134的排出气体提供动力，并给进气歧管110提供加压空气进气。用于产生加压空气进气的空气可以从进气歧管110中获取。
废气门164可以允许排气绕过涡轮增压器160，从而降低涡轮增压器的输出(或增压)。ECM 114通过增压致动器模块162控制涡轮增压器160。增压致动器模块162可以通过控制废气门164的位置来调节涡轮增压器160的增压。通过涡轮增压器160将加压空气进气提供给进气歧管110。中间冷却器(未示出)可以驱散加压空气进气内的部分热量，这些热量是在加压空气时产生的并且也可以通过贴近排气系统134而增加。可选地发动机系统还可以包括给进气歧管110提供加压空气并由曲轴驱动的增压器。
发动机系统100可以包括排气再循环(EGR)阀170，其选择性地将排气的方向改变为返回进气歧管110。发动机系统100可以使用RPM传感器180以每分钟转数(RPM)为单位测量曲轴的转速。可以使用发动机冷却剂温度(ECT)传感器182测量发动机冷却剂的温度。ECT传感器182可以被设置在发动机102内或者设置在有冷却剂循环的其他位置，例如水箱(未示出)。
可以使用歧管绝对压力(MAP)传感器184测量进气歧管110内的压力。在各种实施方式中，可以测量发动机真空，其中发动机真空是环境空气压力和进气歧管110内的压力之间的差值。可以使用空气质量流量(MAF)传感器186测量流入进气歧管110内的空气质量。
节气门致动器模块116可以使用一个或多个节气门位置传感器(TPS)检测节气门112的位置。可以使用进气温度(IAT)传感器192测量被引入发动机系统100的环境空气温度。ECM 114可以利用来自这些传感器的信号以做出用于发动机系统100的控制决策。ECM 114可以与变速器控制模块(TCM)194通信以协作切换变速器(未示出)内的档位。例如，ECM114可以在档位切换期间减小转矩。
为了简要地表示发动机102的各种控制机构，每一种改变发动机参数的系统都可以被称作致动器。例如，节气门致动器模块116可以改变叶片位置，并由此改变节气门112的开放面积。由此节气门致动器模块116即可被称作致动器，而节气门的开放面积可以被称作致动器位置。
类似地，火花致动器模块126能够被称作致动器，而对应的致动器位置是火花提前量。其他的致动器包括增压致动器模块162、EGR阀170、相位器致动器模块158、燃料喷射系统124和气缸致动器模块120。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、进气和排气凸轮相位器角度、空/燃比和激活的气缸数量。
为了改善变速器的切换性能，ECM 114在变速器的转矩请求大于来自驾驶员的转矩请求时确保其安全。另外，ECM 114确保所得节气门112的期望面积的安全。在ECM 114上确保变速器的转矩请求和节气门112的期望面积的安全避免了TCM 194更为频繁的硬件故障并且利用了ECM114的转矩控制系统的鲁棒性。
现参照图2，ECM 114包括驾驶员解读模块202。驾驶员解读模块202从驾驶员输入模块104接收驾驶员输入。例如，驾驶员输入可以包括加速踏板位置。驾驶员解读模块202输出驾驶员转矩请求。
ECM 114包括轴转矩仲裁模块204。轴转矩仲裁模块204在来自驾驶员解读模块202的驾驶员转矩请求和其他的轴转矩请求之间进行裁定。例如，其他的轴转矩请求可以包括轮胎打滑期间由牵引控制系统(未示出)请求的转矩减小和来自巡航控制系统(未示出)的用于控制速度的转矩请求。
轴转矩仲裁模块204输出预测转矩请求和即时转矩请求。预测转矩请求是应该在将来准备好用于满足驾驶员的转矩和/或速度请求的转矩量。即时转矩请求是在当前时刻用于满足临时转矩请求例如在切换档位时或在牵引控制检测到轮胎打滑时降低转矩所需的转矩。ECM 114可以利用快速响应的发动机致动器来实现即时转矩请求，而利用较慢的发动机致动器实现预测转矩请求。例如，火花致动器就能够快速地改变火花提前量，而凸轮相位器或节气门致动器则可能响应较慢。
TCM 194包括在驾驶员请求变速器降档时确定变速器转矩请求的切换确定模块206。降档可能表明需要发动机制动。切换确定模块206将变速器转矩请求输出至ECM 114以通过基于变速器转矩请求的发动机转矩请求增加RPM而加速降档。
ECM 114包括接收变速器转矩请求和驾驶员转矩请求的变速器转矩模块208。变速器转矩模块208确定变速器转矩请求是否大于驾驶员转矩请求。如果变速器转矩请求大于驾驶员转矩请求，那么变速器转矩模块208就通过对变速器转矩信息进行几种测试来诊断该信息。
如果变速器转矩请求的信息是有效的，那么变速器转矩模块208就检查ECM 114的随机存取存储器(RAM)(未示出)的硬件故障(也就是运行RAM校验)。如果RAM没有硬件故障，那么变速器转矩模块208就基于变速器转矩请求确定发动机转矩请求(例如变速器推进转矩请求)。仅作为举例，变速器推进转矩请求可以基于将变速器推进转矩请求与变速器转矩请求相关联的模型而确定。如果变速器转矩请求的信息是无效的或者RAM具有硬件故障，那么变速器转矩模块208就终止控制并且不再确定变速器推进转矩请求。
推进转矩仲裁模块210在来自轴转矩仲裁模块204、变速器转矩模块208的转矩请求和其他的推进转矩请求之间进行裁定。其他的推进转矩请求可以包括例如用于发动机超速运行保护的转矩减小和用于防止停转的转矩增加。如果推进转矩仲裁模块210接收到来自变速器转矩模块208的增加变速器推进转矩的请求，那么发动机102就不能产生低于变速器推进转矩请求的转矩。换句话说，变速器推进转矩是发动机102能够产生的最小转矩。
致动模式模块212接收来自推进转矩仲裁模块210的预测转矩请求和即时转矩请求。基于模式设定，致动模式模块212确定如何达到预测请求的转矩和即时请求的转矩。致动模式模块212随后将期望的预测转矩请求和期望的即时转矩请求分别输出至预测转矩控制模块214和即时转矩控制模块216。
即时转矩控制模块216可以控制与由预测转矩控制模块214控制的发动机参数相比相对地改变更为快速的发动机参数。例如，预测转矩控制模块214可以控制节气门位置，节气门位置可以在多次气缸点火中从一个位置移动到另一个位置。例如，即时转矩控制模块216可以控制火花提前量，火花提前量可以在下一次气缸点火正时达到指定数值。
在第一操作模式中，致动模式模块212将请求的预测转矩请求无改变地传递至预测转矩控制模块214。致动模式模块212可以命令即时转矩控制模块216将火花提前量设定为可达到最大可能转矩的校正值。在该第一操作模式中，即时转矩请求被预测转矩控制模块214和即时转矩控制模块216忽略。
在第二操作模式中，致动模式模块212也可以将请求的预测转矩请求传递至预测转矩控制模块214。但是，在该第二模式中，致动模式模块212可以命令即时转矩控制模块216例如通过延迟火花提前量而尝试实现即时转矩请求。
在第三操作模式中，如果有必要实现请求的即时转矩请求，致动模式模块212可以命令气缸致动器模块120无效气缸(未示出)。另外，预测转矩请求被输出至预测转矩控制模块214而即时转矩请求被输出至即时转矩控制模块216。
在第四操作模式中，致动模式模块212将降低转矩请求输出至预测转矩控制模块214。只要有必要即可降低预测转矩请求以允许即时转矩控制模块216利用火花延迟实现即时转矩请求。
预测转矩控制模块214尝试利用相关致动器实现期望的预测转矩请求。例如，预测转矩控制模块214可以将指令节流面积输出至节气门致动器模块116。指令节流面积表示可以允许发动机达到期望的预测转矩请求的面积。即时转矩控制模块216尝试利用相关致动器实现期望的即时转矩请求。例如，即时转矩控制模块216可以将期望的火花提前量输出至火花致动器模块126。
预测转矩控制模块214接收期望的预测转矩请求和变速器转矩请求。预测转矩控制模块214确定指示变速器转矩请求的现有条件是否被激活或者已被正确地确定。仅作为举例，上述条件可以包括但不局限于驾驶员请求降档。降档可以通过例如变速器转矩请求的信息而被指明。如果这些条件之一不存在，那么预测转矩控制模块214就终止控制并且不再确定期望的节流面积。
如果指示变速器转矩请求高于驾驶员转矩请求的所有现有条件都被激活，那么预测转矩控制模块214确定是否存在可能影响预测转矩控制模块214正确操作的中断条件。仅作为举例，中断条件可以包括但不局限于加速踏板位置大于预定值、ECT小于预定值和车辆速度未在预定范围内。如果存在上述中断条件之一，那么预测转矩控制模块214就终止控制并且不再确定期望的节流面积。
如果不存在中断条件，那么预测转矩控制模块214就确定变速器转矩请求是否已经保持有效长于预定时段(也就是运行有效性校验)。如果变速器转矩请求已经保持有效长于预定时段，那么预测转矩控制模块214就终止控制并且不再确定期望的节流面积。如果变速器转矩请求尚未保持有效长于预定时段，那么预测转矩控制模块214就基于发动机档位和车辆速度确定转矩限制。发动机档位由发动机档位确定模块(未示出)确定，而车辆速度由车辆速度确定模块(未示出)确定。仅作为举例，转矩限制可以基于将转矩限制与发动机档位和车辆速度相关联的函数确定。
转矩限制是一个转矩值并且是关于期望的预测转矩请求的上限值。换句话说，期望的预测转矩请求不能超过转矩限制。预测转矩控制模块214将转矩限制应用于期望的预测转矩请求。预测转矩控制模块214基于受限的期望预测转矩请求、来自MAF传感器186的MAF、来自RPM传感器180的RPM和来自MAP传感器184的MAP确定期望节流面积。确定期望节流面积的更多讨论可以在2008年1月25日提交的、发明名称为“用于转矩转换控制的RPM”的共同受让的专利申请12/019,921中找到，在此以参见方式引入其全部内容。
在期望的节流面积被输出至节气门致动器模块116之前，节气门安全模块218接收期望的节流面积和期望的预测转矩请求。节气门安全模块218确定变速器转矩请求是否有效。仅作为举例，变速器转矩请求可以在变速器转矩请求赢得推进转矩仲裁模块210内的裁定时有效。这可以例如由期望的预测转矩请求的信息指明。如果变速器转矩请求是无效的，那么节气门安全模块218就终止控制并且不再输出期望的节流面积。
如果变速器转矩请求是有效的，那么节气门安全模块218就基于发动机档位或由变速器档位确定模块(未示出)确定的变速器档位确定节流限制。仅作为示例，节流限制可以基于将节流限制与最低的发动机档位和变速器档位相关联的函数确定。节流限制是一个节流面积值并且是关于期望的节流面积的下限值。换句话说，期望的节流面积必须高于节流限制。如果期望的节流面积不高于节流限制，那么节气门安全模块218就终止控制并且不再输出期望的节流面积。
如果期望的节流面积确实高于节流限制，那么节气门安全模块218就确定变速器转矩请求是否已经保持有效长于预定时段(也就是运行有效性校验)。如果变速器转矩请求已经保持有效长于预定时段，那么节气门安全模块218就终止控制并且不再确定期望的节流面积。如果变速器转矩请求尚未保持有效长于预定时段，那么节气门安全模块218就确定输入和输出的变速器速度。仅作为举例，输出的变速器速度可以基于将输出的变速器速度与变速器输出速度传感器(TOS)的位置相关联的模型确定。
节气门安全模块218基于当前输入的变速器速度和输出的变速器速度确定变速器变速比。变速器速度由变速器速度确定模块(未示出)确定。节气门安全模块218决定变速器变速比自上一次运算后是否改变。如果变速器变速比自上一次运算后并未改变，那么节气门安全模块218就终止控制并且不再输出期望的节流面积。
如果变速器变速比自上一次运算后发生改变，那么节气门安全模块218就基于指令档位确定输出的发动机转速。仅作为举例，输出的发动机转速可以基于将输出的发动机转速与指令档位相关联的模型确定。节气门安全模块218基于从输出的发动机转速中减去RPM来确定发动机的转速突增(也就是发动机转速的增加值)。如果发动机的转速突增小于预定值，那么节气门安全模块218就终止控制并且不再输出期望的节流面积。仅作为举例，预定值可以基于发动机档位确定。
如果发动机的转速突增大于预定值，那么节气门安全模块218就确定期望的节流面积不应该受到限制。节气门安全模块在所有测试都成功后输出指令节流面积。如果节气门安全模块218确定存在故障，那么它就终止控制并且不再输出期望的节流面积。如果期望的节流面积没有故障，那么节气门安全模块218就将期望的节流面积输出至节气门致动器模块116。
现参照图3，给出了变速器转矩模块208的示范性实施方式的功能方块图。变速器转矩模块208包括增加转矩模块302、有效信息模块304、信息校验求和模块306、信息范围模块308和信息频率模块310。变速器转矩模块208进一步包括RAM校验模块312和变速器解读模块314。
增加转矩模块302接收驾驶员转矩请求和变速器转矩请求。增加转矩模块302在变速器转矩请求大于驾驶员转矩请求时产生转矩在增加的指示。如果存在变速器转矩请求，那么增加转矩模块302就激活有效信息模块304。
有效信息模块304接收变速器转矩请求信息并基于变速器转矩请求运行信息测试。有效信息测试确定变速器转矩请求的信息是有效还是针对各种信息的不同数值。信息的数量可以被确定。仅作为举例，有效信息测试可以通过存储变速器转矩请求并将存储的变速器转矩请求与下一个变速器转矩请求信息相比较而实施。如果信息是无效的，那么有效信息模块304就终止控制并且可以输出故障信号(未示出)。
如果变速器转矩请求的信息是有效的，那么有效信息模块304就激活信息校验求和模块306。信息校验求和模块接收变速器转矩请求并基于变速器转矩请求运行校验求和。校验求和确定变速器转矩请求的信息是否有误。仅作为举例，校验求和可以通过将信息的各位相加、存储总和、在此将信息各位相加、并将当前的总和与存储的总和相对比而实现。如果当前的总和与存储的总和不相同，则信息有误。
如果变速器转矩的信息有误，那么信息校验求和模块306就终止控制并且可以输出故障信号(未示出)。如果变速器转矩的信息无误，那么信息校验求和模块306就激活信息范围模块308。信息范围模块308接收变速器转矩请求和变速器档位。信息范围模块308基于变速器档位确定变速器转矩的范围。信息范围模块308确定变速器转矩是否处于该范围内。
如果变速器转矩未处于该范围内，那么信息范围模块308就终止控制并且可以输出故障信号(未示出)。如果变速器转矩处于转矩值范围内，那么信息范围模块308就激活信息频率模块310。信息频率模块310接收变速器转矩并基于变速器转矩请求运行信息频率测试。信息频率测试确定变速器转矩请求是否在以可预测的模式改变。可预测的模式可以预先确定。仅作为举例，可预测的模式可以是变速器转矩从500Nm的上限值到0Nm的下限值的改变，每秒钟改变三次。
如果变速器转矩请求被诊断为是在以可预测的模式改变，那么信息频率模块310就终止控制并且可以输出故障信号(未示出)。如果变速器转矩请求不是在以可预测的模式改变，那么信息频率模块310就激活RAM校验模块312。RAM校验模块312接收变速器转矩请求并运行RAM校验。在结果确定后，变速器转矩请求被存储在RAM的两个位置内。RAM校验确定存储在一个位置内的变速器转矩是否等于存储在另一个位置内的变速器转矩。
如果RAM的两个位置内的变速器转矩彼此相等，那么RAM就通过了RAM校验。如果两个位置内的变速器转矩彼此不相等，那么RAM就没有通过RAM校验。如果RAM没有通过RAM校验，那么RAM校验模块312就终止控制并且可以输出故障信号指示RAM内的硬件故障。如果RAM通过了RAM校验，那么RAM校验模块312就将变速器转矩请求存储在两个位置内并且激活变速器解读模块314。变速器解读模块314接收变速器转矩请求并基于变速器转矩请求确定变速器推进转矩请求。
现参照图4，示出了预测转矩控制模块214的示范性实施方式的功能方块图。预测转矩控制模块214包括变速器转矩激活模块402、中断条件模块404、有效性校验模块406、转矩限制模块408和节流面积确定模块410。变速器转矩激活模块402可以接收变速器转矩请求并确定指示变速器转矩请求的现有条件是否已被激活。变速器转矩激活模块402可以基于变速器转矩请求的信息确定这些条件是否存在。如果这些条件之一不存在，那么变速器转矩激活模块402就终止控制并且可以输出故障信号(未示出)。
如果所有的条件都存在，那么变速器转矩激活模块402就激活中断条件模块404。中断条件模块404可以接收驾驶员输入、来自ECT传感器182的ECT和车辆速度。中断条件模块404确定是否存在中断条件并且可以基于驾驶员输入、ECT和车辆速度确定是否存在中断条件。如果中断条件之一存在，那么中断条件模块404就终止控制并且可以输出故障信号(未示出)。如果没有中断条件存在，那么中断条件模块404就激活有效性校验模块406。
有效性校验模块406从正时模块(未示出)接收变速器转矩请求正时。正时模块可以包括在变速器转矩请求被确定为升高时开始增加的计时器。正时模块可以基于计时器确定变速器转矩请求正时。有效性校验模块406确定变速器转矩请求正时是否小于或等于预定时段。如果变速器转矩请求正时大于预定时段，那么有效性校验模块406就终止控制并且可以输出故障信号(未示出)。
如果变速器转矩请求正时小于或等于预定时段，那么有效性校验模块406就激活转矩限制模块408。转矩限制模块408接收期望的预测转矩请求、发动机档位和车辆速度并基于发动机档位和车辆速度确定转矩限制。转矩限制模块408确定期望的预测转矩请求是否小于或等于转矩限制。如果期望的预测转矩请求小于或等于转矩限制，那么转矩限制模块408就将受限的预测转矩设定为期望的预测转矩请求。如果期望的预测转矩请求大于转矩限制，那么转矩限制模块408就将受限的预测转矩设定为转矩限制。
节流面积确定模块410接收受限的预测转矩、MAF、RPM和MAP。节流面积确定模块410基于受限的预测转矩、MAF、RPM和MAP确定期望的节流面积。节流面积确定模块410将期望的节流面积输出至节气门安全模块218。
现参照图5，示出了节气门安全模块218的示范性实施方式的功能方块图。节气门安全模块218可以被设置在ECM 114内或者设置在其他位置，例如设置在节气门致动器模块116内。节气门安全模块218包括主节气门安全模块502、副节气门安全模块504和节气门仲裁模块506。
主节气门安全模块502接收期望的节流面积、指令档位和期望的预测转矩请求。主节气门安全模块502运行几种测试以确定期望的节流面积在数值上是否安全。如果所有测试都未表明有故障，那么主节气门安全模块502就将期望的节流面积输出至节气门仲裁模块506。如果测试之一表明有故障，那么主节气门安全模块502就激活副节气门安全模块504。
副节气门安全模块504可以被设置在节气门安全模块218内或者设置在其他位置，例如设置在发动机系统100的另一个处理器内。副节气门安全模块504接收期望的节流面积和期望的预测转矩请求。副节气门安全模块504运行几种测试以确定期望的节流面积在数值上是否安全。如果测试之一表明有故障，那么副节气门安全模块504就终止控制并且可以输出故障信号(未示出)。如果所有测试都未表明有故障，那么副节气门安全模块504就基于发动机档位和变速器档位确定节流限制。
副节气门安全模块504基于节流限制和预定节流面积值的和确定副节流限制。副节流限制是一个节流面积值并且是期望节流面积的上限值。换句话说，期望节流面积将受限于副节流限制。预定节流面积值是高于节流限制的附加节流面积值，它可以被控制而无需惊动驾驶员。副节气门安全模块504将副节流限制施加至期望的节流面积以确定受限的节流面积。
节气门仲裁模块506接收期望的节流面积或受限的节流面积。如果节气门仲裁模块506接收期望的节流面积，那么节气门仲裁模块506就基于期望的节流面积确定指令节流面积。如果节气门仲裁模块506接收受限的节流面积，那么节气门仲裁模块506就基于受限的节流面积确定指令节流面积。节气门仲裁模块506将指令节流面积输出至节气门致动器模块116。
现参照图6，示出了主节气门安全模块502的功能方块图。主节气门安全模块502包括变速器转矩有效模块602、节流限制模块604、有效性校验模块606和变速器变速比模块608。主节气门安全模块502进一步包括发动机转速突增模块610和主故障模块614。
变速器转矩有效模块602接收期望的预测转矩请求并运行变速器转矩有效测试。变速器转矩有效测试确定变速器转矩请求是否在增加并且可以基于期望的预测转矩请求确定。如果变速器转矩请求是无效的(未在增加)，那么变速器转矩有效模块602就终止控制并且将故障信号输出至主故障模块614。如果变速器转矩是在增加，那么变速器转矩就激活节流限制模块604。
节流限制模块604接收期望的节流面积、发动机档位和变速器档位并基于发动机档位和变速器档位确定节流限制。节流限制模块604确定期望的节流面积是否大于节流限制。如果期望的节流面积小于或等于节流限制，那么节流限制模块604就终止控制并将故障信号输出至主故障模块614。如果期望的节流面积大于节流限制，那么节流限制模块604就激活有效性校验模块606。
有效性校验模块606接收变速器转矩请求正时并确定变速器转矩请求正时是否小于或等于预定时段。如果变速器转矩请求正时大于预定时段，那么有效性校验模块606就终止控制并将故障信号输出至主故障模块614。如果变速器转矩请求正时小于或等于预定时段，那么有效性校验模块606就激活变速器变速比模块608。
变速器变速比模块608接收来自变速器速度确定模块(未示出)的变速器速度。变速器变速比模块608基于输入的变速器速度和输出的变速器速度确定变速器变速比。变速器变速比模块608运行比例改变测试以确定变速器变速比是否改变。仅作为举例，比例改变测试可以通过存储变速器变速比并将存储的变速器变速比与下一次计算的下一个变速器变速比相比较而实现。如果变速器变速比没有改变，那么变速器变速比模块608就终止控制并且将故障信号输出至主故障模块614。
如果变速器变速比有改变，那么变速器变速比模块608就激活发动机转速突增模块610。发动机转速突增模块610接收指令档位和RPM并基于指令档位确定输出的发动机转速。发动机转速突增模块610基于RPM和输出的发动机转速确定发动机的转速突增。发动机转速突增模块610确定发动机的转速突增是否大于预定值。如果发动机的转速突增小于或等于预定值，那么发动机转速突增模块610就终止控制并且将故障信号输出至主故障模块614。
如果发动机的转速突增大于预定值，那么发动机转速突增模块就将期望的节流面积输出至主故障模块614。
如果主故障模块614没有接收到来自主节气门故障模块502中的任何一个模块的故障信号，那么主故障模块614就输出期望的节流面积。如果主故障模块614接收到了来自主节气门故障模块502中的一个模块的故障信号，那么主故障模块614就激活副节气门安全模块504。
现参照图7，示出了副节气门安全模块504的示范性实施方式的功能方块图。副节气门安全模块504包括节流限制模块702、变速器转矩有效模块704和副节流限制模块706。如果主节气门安全模块502检测到确保期望节流面积方面的故障，那么主节气门安全模块502就激活节流限制模块702。
节流限制模块702接收期望的节流面积、发动机档位和变速器档位并基于发动机档位和变速器档位确定节流限制。节流限制模块702确定期望的节流面积是否大于节流限制。如果期望的节流面积小于或等于节流限制，那么节流限制模块702就终止控制并且输出故障信号(未示出)。如果期望的节流面积大于节流限制，那么节流限制模块702就激活变速器转矩有效模块704。
变速器转矩有效模块704接收期望的预测转矩请求并可以基于期望的预测转矩请求运行变速器转矩有效测试。如果变速器转矩请求是无效的，那么变速器转矩有效模块602就终止控制并且输出故障信号(未示出)。如果变速器转矩请求是在增加，那么变速器转矩就激活副节流限制模块706。
副节流限制模块706接收期望的节流面积和节流限制并基于节流限制确定副节流限制。如果期望的节流面积大于副节流限制，那么副节流限制模块706就将期望的节流面积设定为受限的节流面积。如果期望的节流面积小于或等于副节流限制，那么副节流限制模块706就将受限的节流面积设定为副节流限制。
现参照图8，示出了表示由变速器转矩模块208执行的示范性步骤的流程图。控制在步骤802开始。在步骤804，确定驾驶员转矩请求。在步骤806，确定变速器转矩请求。
在步骤808，控制指明变速器转矩请求正在增加。在步骤810，基于变速器转矩请求运行有效信息测试。
在步骤812，控制确定变速器转矩请求的信息是否有效。如果是，控制在步骤814继续。如果否，控制在步骤816继续。在步骤814，基于变速器转矩请求运行校验求和。
在步骤818，控制确定变速器转矩请求的信息是否有误。如果是，控制在步骤820继续。如果否，控制在步骤816继续。在步骤820，确定变速器档位。在步骤822，基于变速器档位确定变速器转矩的范围。
在步骤824，控制确定变速器转矩请求是否在范围内。如果是，控制在步骤826继续。如果否，控制在816继续。在步骤826，基于变速器转矩请求运行信息频率测试。
在步骤828，控制确定变速器转矩请求是否在以可预测的模式改变。如果否，控制在步骤830继续。如果是，控制在步骤816继续。在步骤830，运行RAM校验。在步骤832，控制确定RAM是否通过了RAM校验。如果是，控制在834继续。如果否，控制在步骤816继续。
在步骤834，将变速器转矩请求存储在RAM的两个位置内。在步骤836，基于变速器转矩确定变速器推进转矩。控制在步骤816结束。
现参照图9，示出了表示由预测转矩控制模块214执行的示范性步骤的流程图。控制在步骤902开始。在步骤904，确定变速器转矩请求。在步骤906，控制基于变速器转矩请求的信息确定变速器转矩的激活状态是否存在。如果是，控制在步骤908继续。如果否，控制在步骤910继续。
在步骤908，确定驾驶员输入。在步骤912，确定ECT。在步骤914，确定车辆速度。在步骤916，控制基于驾驶员输入、ECT和车辆速度确定中断条件是否存在。如果否，控制在步骤918继续。如果是，控制在步骤910继续。
在步骤918，确定变速器转矩请求正时。在步骤920，控制确定变速器转矩请求正时是否小于或等于预定时段。如果是，控制在步骤922继续。如果否，控制在步骤910继续。
在步骤922，确定期望的预测转矩请求。在步骤924，确定发动机档位。在步骤926，基于发动机档位和车辆速度确定转矩限制。在步骤928，控制确定期望的预测转矩请求是否小于或等于转矩限制。如果是，控制在步骤930继续。如果否，控制在步骤932继续。
在步骤930，将受限的预测转矩设定为期望的预测转矩请求。在步骤932，将受限的预测转矩设定为转矩限制。在步骤934，确定MAF。在步骤936，确定RPM。在步骤938，确定MAP。
在步骤940，基于受限的预测转矩、MAF、RPM和MAF确定期望的节流面积。控制在步骤910结束。
现参照图10A和图10B，示出了表示由主节气门安全模块502执行的示范性步骤的流程图。控制在步骤1002开始。在步骤1004，确定期望的预测转矩请求。在步骤1006，基于期望的预测转矩请求运行变速器转矩有效测试。
在步骤1008，控制确定变速器转矩请求是否在增加。如果是，控制在步骤1010继续。如果否，控制在步骤1012继续。在步骤1010，确定期望的节流面积。在步骤1014，确定发动机档位。
在步骤1016，确定变速器档位。在步骤1018，基于发动机档位和变速器档位确定节流限制。在步骤1020，控制确定期望的节流面积是否大于节流限制。如果是，控制在步骤1022继续。如果否，控制在步骤1012继续。
在步骤1022，确定变速器转矩请求正时。在步骤1024，控制确定变速器转矩请求正时是否小于或等于预定正时。如果是，控制在步骤1026继续。如果否，控制在步骤1012继续。
在步骤1026，确定输入的变速器速度。在步骤1028，基于变速器输出速度(TOS)传感器确定输出的变速器速度。在步骤1030，基于输入的变速器速度和输出的变速器速度确定变速器变速比。
在步骤1032，基于变速器变速比运行比例改变测试。在步骤1034，控制确定变速器变速比是否在改变。如果是，控制在步骤1036继续。如果否，控制在步骤1012继续。
在步骤1036，确定RPM。在步骤1038，基于指令档位确定输出的发动机转速。在步骤1040，基于RPM和输出的发动机转速确定发动机的转速突增。在步骤1042，控制确定发动机的转速突增是否大于预定值。如果是，控制在步骤1050结束。如果否，控制在步骤1012继续。在步骤1012，副节气门安全模块504被激活。控制在步骤1050结束。
现参照图11，示出了表示由副节气门安全模块504执行的示范性步骤的流程图。控制在步骤1102开始。在步骤1104，确定期望的节流面积。在步骤1106，确定发动机档位。
在步骤1108，确定变速器档位。在步骤1110，基于发动机档位和变速器档位确定节流限制。在步骤1112，控制确定期望的节流面积是否大于节流限制。如果是，控制在步骤1114继续。如果否，控制在步骤1116继续。
在步骤1114，确定期望的预测转矩请求。在步骤1118，基于期望的预测转矩请求运行变速器转矩有效测试。在步骤1120，控制确定变速器转矩请求是否在增加。如果是，控制在步骤1122继续。如果否，控制在步骤11166继续。
在步骤1122，基于节流限制确定副节流限制。在步骤1124，控制确定期望的节流面积是否大于副节流限制。如果是，控制在步骤1126继续。如果否，控制在步骤1128继续。
在步骤1126，将期望的节流面积设定为受限的节流面积。在步骤1128，将受限的节流面积设定为副节流限制。控制在步骤1116结束。
所述技术领域的技术人员现在能够根据上述说明内容理解到本公开的广泛教导能够以多种形式实施。因此，尽管本公开包括了一些特定的实施例，但是本公开真正的保护范围不应该由此受到限制，因为其他的修正对于所述技术领域的技术人员来说在研究了附图、说明书和所附权利要求之后将变得显而易见。

Claims (20)

1.一种发动机控制模块，包括：
基于变速器转矩请求和期望的预测转矩确定期望的节流面积的预测转矩控制模块；
基于所述期望的节流面积和所述期望的预测转矩确定节流限制并基于所述节流限制确定校正的期望节流面积的节气门安全模块；
基于所述校正的期望节流面积调节节气门的节气门致动器模块。
2.权利要求1的发动机控制模块，其中所述期望的预测转矩指明所述变速器转矩请求是否在增加且所述节气门安全模块基于所述变速器转矩请求是否在增加而确定所述节流限制。
3.权利要求2的发动机控制模块，其中所述节气门安全模块在所述变速器转矩请求无效时不再确定所述校正的期望节流面积。
4.权利要求1的发动机控制模块，其中所述节气门安全模块进一步基于选择的档位和车辆速度确定所述节流限制。
5.权利要求1的发动机控制模块，其中所述节气门安全模块基于所述期望的预测转矩确定输出的变速器速度的改变并进一步基于所述改变确定所述校正的期望节流面积。
6.权利要求1的发动机控制模块，其中所述节气门安全模块进一步基于发动机的转速突增确定所述校正的期望节流面积。
7.权利要求1的发动机控制模块，其中所述节气门安全模块进一步基于节气门位置确定所述校正的期望节流面积。
8.权利要求1的发动机控制模块，其中所述节气门安全模块包括：
确定所述校正的期望节流面积的主节气门安全模块；
确定受限的节流面积的副节气门安全模块；和
基于所述校正的期望节流面积和所述受限的节流面积确定指令节流面积的节气门仲裁模块。
9.权利要求8的发动机控制模块，其中所述主节气门安全模块基于所述变速器转矩请求、所述期望的节流面积、发动机档位、变速器档位、变速器转矩请求正时、变速器变速比、发动机的转速突增和节气门位置中的至少一种状态诊断故障。
10.权利要求9的发动机控制模块，其中所述副节气门安全模块在所述主节气门安全模块诊断出故障时基于所述期望的预测转矩、所述节流限制和副节流限制确定所述受限的节流面积。
11.一种用于发动机的控制方法，包括：
基于变速器转矩请求和期望的预测转矩确定期望的节流面积；
基于所述期望的节流面积和所述期望的预测转矩确定节流限制；
基于所述节流限制确定校正的期望节流面积；和
基于所述校正的期望节流面积调节节气门。
12.权利要求11的控制方法，其中所述期望的预测转矩指明所述变速器转矩请求是否在增加并进一步包括基于所述变速器转矩请求是否在增加而确定所述节流限制。
13.权利要求12的控制方法，进一步包括在所述变速器转矩请求无效时不再确定所述校正的期望节流面积。
14.权利要求11的控制方法，进一步包括进一步基于选择的档位和车辆速度确定所述节流限制。
15.权利要求11的控制方法，进一步包括：
基于所述期望的预测转矩确定输出的变速器速度的改变；和
进一步基于所述改变确定所述校正的期望节流面积。
16.权利要求11的控制方法，进一步包括进一步基于发动机的转速突增确定所述校正的期望节流面积。
17.权利要求11的控制方法，进一步包括进一步基于节气门位置确定所述校正的期望节流面积。
18.权利要求11的控制方法，进一步包括：
确定受限的节流面积；和
基于所述校正的期望节流面积和所述受限的节流面积确定指令节流面积。
19.权利要求18的控制方法，进一步包括基于所述变速器转矩请求、所述期望的节流面积、发动机档位、变速器档位、变速器转矩请求正时、变速器变速比、发动机的转速突增和节气门位置中的至少一种状态诊断故障。
20.权利要求19的控制方法，进一步包括在诊断出故障时基于所述期望的预测转矩、所述节流限制和副节流限制确定所述受限的节流面积。
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