CN101865041B - 驾驶员要求转矩的保证 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及驾驶员要求转矩的保证。一种发动机控制系统包括驾驶员轴转矩要求模块(DATRM)和驾驶员轴转矩保证模块(DATSM)。DATRM基于最小和最大比例转矩和转矩比例确定踏板转矩要求。DATRM确定原始驾驶员转矩要求。DATRM选择地将原始驾驶员转矩要求形成为最终驾驶员转矩要求。DATRM将最终驾驶员转矩要求转化为第一轴转矩要求。DATSM基于最小发动机转矩、最小比例转矩、最终驾驶员转矩要求和冗余最终驾驶员转矩要求的第一比较以及第一轴转矩要求和冗余轴转矩要求的第二比较来选择地诊断出第一轴转矩要求中的错误。

Description

驾驶员要求转矩的保证
与相关申请的交叉参考
本申请要求2009年2月24日提交的美国临时专利申请No.61/154,887的权益。以上申请的公开在此通过引用完整地合并。
技术领域
本公开涉及发动机控制，且更特定地涉及驾驶员要求转矩的保证。
背景技术
在此提供的背景描述用于一般地展示本发明背景的目的。本发明人的工作-就在背景技术部分描述的程度而言-以及说明书的不可以视作提交时的现有技术的多个方面，既不明确地也不隐含地视作本发明的现有技术。
发动机系统包括为车辆提供驱动转矩的发动机。由发动机提供的驱动转矩可以基于驾驶员的要求。驾驶员要求可以是由驾驶员要求的驱动转矩的量(即，驾驶员要求转矩)。准确地确定要求的驱动转矩量确保实际驱动转矩代表驾驶员希望的转矩。
发明内容
发动机控制系统包括驾驶员轴转矩要求模块(DATRM)和驾驶员轴转矩保证模块(DATSM)。DATRM基于最小和最大比例转矩以及转矩比例确定踏板转矩要求。DATRM确定原始驾驶员转矩要求。DATRM选择地将原始驾驶员转矩要求形成为最终驾驶员转矩要求。DATRM将最终驾驶员转矩要求转化为第一轴转矩要求。DATSM基于最小发动机转矩、最小比例转矩、最终驾驶员转矩要求和冗余最终驾驶员转矩要求的第一比较、以及第一轴转矩要求和冗余轴转矩要求的第二比较来选择地诊断出第一轴转矩要求的错误。
一种方法包括：基于最小和最大比例转矩和转矩比例确定踏板转矩要求；确定原始驾驶员转矩要求；选择地将原始驾驶员转矩要求形成为最终驾驶员转矩要求；将最终驾驶员转矩要求转化为第一轴转矩要求；和基于最小发动机转矩、最小比例转矩、最终驾驶员转矩要求和冗余最终驾驶员转矩要求的第一比较以及第一轴转矩要求和冗余轴转矩要求的第二比较来选择地诊断出第一轴转矩要求的错误。
本公开的可应用性的另外范围将从在下文中提供的详细描述中显见。应理解的是详细描述和特定的例子仅意图于示意目的，且不意图于限制本公开的范围。
附图说明
本公开将从详细描述和附图中更完整地理解，其中：
图1是根据本公开的原理的示范发动机系统的功能性方框图；
图2是根据本公开的原理的示范发动机控制系统的功能性方框图；
图3A是根据本公开的原理的驾驶员轴转矩要求模块和驾驶员轴转矩保证模块的示范实施的功能性方框图；
图3B是示范的转矩随时间的曲线；
图4A是描绘根据本公开的原理在主路径中确定驾驶员轴转矩要求中进行的示范步骤的流程图；
图4B是描绘根据本公开的原理在保证驾驶员轴转矩要求中进行的示范步骤的流程图；
图4C是描绘根据本公开的原理的使用在保证驾驶员轴转矩要求中的冗余最终驾驶员要求的示范确定方法的流程图。
具体实施方式
如下描述仅在本质上是示范性的，且不意图于限制此公开、其应用或使用。为清晰起见，相同的附图标号将在附图中用于识别类似的元件。如在此所使用，措辞“A、B和C的至少一个”应解释为意味着使用非排他性的逻辑“或”的逻辑(A或B或C)。应理解的是在方法中的步骤可以以不同的次序执行而不改变本公开的原理。
如在此所使用，术语模块指特定用途集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享处理器、专用处理器或处理器组)和存储器、组合逻辑电路、和/或提供所述功能性的其他合适部件。
发动机控制系统基于驾驶员轴转矩要求控制发动机的转矩输出。可进行多种计算、估算和转换，以确定驾驶员轴转矩要求。例如，基于驾驶员对于加速踏板的输入确定踏板转矩要求。要求的形成可以实施为在急踩和急收加速踏板时为驾驶员提供平顺的驾驶感觉，否则急踩和急收加速踏板将导致驾驶员感受到“颠簸”。最初就发动机转矩输出(即，曲轴处的转矩)而言的驾驶员转矩要求也被转化到就车轮处的转矩而言的轴转矩域中。
多种原因可能导致驾驶员轴转矩要求变化偏离预期的驾驶员轴转矩要求。在本公开的发动机控制系统中，驾驶员轴转矩要求分为多个部分，且每个部分被监测以确定驾驶员轴转矩要求中是否存在错误。如果存在错误，则发动机控制系统进行纠正操作，使得发动机不产生未要求的转矩量。
现在参考图1，图中给出发动机系统100的功能性方框图。发动机系统100包括发动机102，所述发动机102基于驾驶员输入模块104燃烧空气/燃料混合物以产生用于车辆的驱动转矩。空气通过节气门112吸入到进气歧管110内。发动机控制模块(ECM)114指令节气门促动器模块116调节节气门112的开度，以控制吸入进气歧管110内的空气的量。
空气从进气歧管110吸入到发动机102的气缸内。虽然发动机102可以包括多个气缸，但为图示目的，示出单独的代表性气缸118。仅作为例子，发动机102可以包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个气缸。ECM
114可以指令气缸促动器模块120，以选择地将气缸的一些停用以改进燃料经济性。
空气从进气歧管110通过进气门122被吸入到气缸118内。ECM 114控制由燃料喷射系统124喷射的燃料量。燃料喷射系统124可以在中心位置处将燃料喷射到进气歧管110内，或可以在例如靠近每个气缸的进气门的多个位置处将燃料喷射到进气歧管110内。替代地，燃料喷射系统124可以将燃料直接喷射到气缸内。
所喷射的燃料与空气混合且在气缸118内形成空气/燃料混合物。气缸118内的活塞(未示出)将空气/燃料混合物压缩。基于来自ECM 114的信号，火花促动器模块126给气缸118内的火花塞128加电，从而将空气/燃料混合物点燃。火花正时可以相对于活塞处于称为上止点(TDC)的其最顶部位置被指定，在此点处空气/燃料混合物的压缩最大化。
空气/燃料混合物的燃烧驱动活塞向下，因此驱动旋转的曲轴(未示出)。活塞返回到TDC且将燃烧副产物通过排气门130排出。燃烧副产物从车辆通过排气系统134排放。
进气门122可以通过进气凸轮轴140控制，而排气门130可以通过排气凸轮轴142控制。在多种实施例中，多个进气凸轮轴可以控制每缸的多个进气门，和/或可以控制多排气缸的进气门。类似地，多个排气凸轮轴可以控制每缸的多个排气门，和/或可以控制多排气缸的排气门。气缸促动器模块120可以将气缸停用，这通过停止燃料和火花的供给和/或通过停止使用气缸的排气门和/或进气门实现。
进气门122打开的时间可通过进气凸轮相位器148相对于活塞TDC变化。排气门130打开的时间可通过排气凸轮相位器150相对于活塞TDC变化。相位器促动器模块158基于来自ECM 114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可以包括增压装置，该增压装置将加压的空气提供到进气歧管110。例如，图2描绘出涡轮增压器160。涡轮增压器160通过流过排气系统134的排气驱动，且将压缩的空气进气提供到进气歧管110。涡轮增压器160可以在空气到达进气歧管110前压缩空气。
废气门164可以允许排气绕过涡轮增压器160流动，因此降低涡轮增压器的输出(或增压)。ECM 114通过增压促动器模块162控制涡轮增压器160。增压促动器模块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将压缩的空气进气提供到进气歧管110。中冷器(未示出)可以将压缩的空气进气的热量的一些散热，所述热量在空气被压缩时生成且也可以由于靠近排气系统134而增加。替代的发动机系统可以包括由曲轴驱动的增压器，所述增压器将压缩空气提供到进气歧管110。
发动机系统100可以包括废气再循环(EGR)阀170，所述EGR阀170选择地将排气再引导回到进气歧管110。在多种实施例中，EGR阀170可以位于涡轮增压器160之后。发动机系统100可以使用RPM传感器180来测量以转/分(RPM)为单位的曲轴转速。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可以位于发动机102内或冷却剂循环的其他位置处，例如散热器(未示出)处。
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。在多种实施中，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内的压力的差。可以使用质量空气流量(MAF)传感器186测量流入到进气歧管110内的空气质量。在多种实施中，MAF传感器186可以位于带有节气门112的壳体内。
节气门促动器模块116可以使用一个或多个节气门位置传感器(TPS)190来监测节气门112的位置。可以使用进气空气温度(IAT)传感器192测量吸入到发动机系统100内的环境空气温度。ECM 114可以使用来自传感器的信号，以做出发动机系统100的控制决定。
ECM 114可以与变速器控制模块194通信，以协调变速器(未示出)内的换挡。例如，ECM 114可以在换挡期间降低转矩。ECM 114可以与混合动力控制模块196通信，以协调发动机102和电动马达198的运行。电动马达198也可以作为发电机运行，且可以用于产生电能以供车辆电器系统使用和/或存储在电池内。在多种实施中，ECM 114、变速器控制模块194和混合动力控制模块196可以集成为一个或多个模块。
为抽象地说明发动机102的各种控制机制，可以将改变发动机参数的每个系统称为促动器。例如，节气门促动器模块116可以改变节气门112的叶板位置，且因此改变节气门112的打开面积。节气门促动器模块116因此能够称为促动器，节气门打开面积能够称为促动器位置。
类似地，火花促动器模块126能够称为促动器，而相应的促动器位置是火花提前量。其他促动器可以包括增压促动器模块162、EGR阀170、相位器促动器模块158、燃料喷射系统124和气缸促动器模块120。相对于这些促动器，术语促动器位置可以分别对应于增压压力、EGR阀打开、进气凸轮轴和排气凸轮轴的相位器角度、空燃比和工作的气缸的数量。
现在参考图2，发动机控制模块(ECM)200包括驾驶员轴转矩要求模块(DATRM)202。DATRM 202基于从驾驶员输入模块104接收的驾驶员输入确定驾驶员转矩要求(用发动机转矩输出或曲轴处的转矩表示)。仅作为例子，驾驶员输入可以包括加速踏板位置。
DATRM 202将驾驶员转矩要求转化为基于驾驶员转矩要求的驾驶员轴转矩要求(用车轮处的转矩表示)。虽然本公开将在下文中以汽油发动机系统的形式论述，但本公开的原理也可应用于其他类型的发动机系统，包括但不限制于柴油发动机系统、混合动力发动机系统、电动发动机系统和燃料电池发动机系统。
DATRM 202将驾驶员轴转矩要求发送到轴转矩判优模块204。轴转矩判优模块204在驾驶员轴转矩要求和其他轴转矩要求之间进行裁决，以确定最终轴转矩要求。轴转矩要求可以包括在车轮滑移期间由牵引控制系统给出的转矩降低要求。轴转矩要求也可以包括转矩要求增加，以抵消负的车轮移滑，在这种情况下因为轴转矩为负，车辆的轮胎相对于道路表面打滑。
轴转矩要求也可以包括制动管理要求和车辆超速转矩要求。制动管理要求可以降低发动机转矩，以保证发动机转矩输出不超过当车辆停止时制动器保持车辆的能力。车辆超速转矩要求可以降低发动机转矩输出，以防止车辆超过预定的速度。轴转矩要求也可以由车身稳定性控制系统作出。轴转矩要求可以进一步包括发动机关闭要求，所述发动机关闭要求例如可以在检测到关键性错误时生成。
轴转矩判优模块204基于接收到的转矩要求之间的判优结果输出预测转矩和即刻转矩。预测转矩是ECM 114使发动机102准备生成的转矩量，且可能经常基于驾驶员的转矩要求。即刻转矩是当前希望的转矩，它可以小于预测转矩。
即刻转矩可以通过改变快速响应的发动机促动器来实现，而较慢的发动机促动器可以用于准备预测转矩。例如，在汽油机中，火花提前可以被快速调整，而空气流量和凸轮相位器位置可能由于机械滞后时间而响应较慢。另外，空气流量的改变受到进气歧管内的空气输送延迟的影响。另外，空气流量的改变直至空气已经吸入气缸、被压缩且燃烧之前不表明为转矩变化。
在多种实施中，轴转矩判优模块204可以输出预测转矩和即刻转矩到混合动力优化模块208。混合动力优化模块208确定应由发动机产生多少转矩且应由电动马达198产生多少转矩。混合动力优化模块208然后输出修改后的预测转矩值和即刻转矩值到推进转矩判优模块206。在多种实施中，混合动力优化模块208可以在混合动力控制模块196被实施。
由推进转矩判优模块206接收到的预测转矩和即刻转矩被从轴转矩域(车轮处的转矩)转化为推进转矩域(曲轴处的转矩)。此转化可以通过轴转矩判优模块204、推进转矩判优模块206或另一个合适的模块完成。推进转矩判优模块206在预测转矩和即刻转矩和推进转矩要求之间裁决。
推进转矩要求可以包括用于发动机超速保护的转矩降低，和用于防止熄火的转矩增加。推进转矩要求也可以包括来自速度控制模块的转矩要求，所述速度控制模块可以在怠速和减速期间，例如当驾驶员从加速踏板移开脚时，控制发动机速度。
推进转矩要求也可以包括离合器燃料切断，这可以在驾驶员在手动变速器车辆中压下离合器踏板时降低发动机转矩。也可以向推进转矩判优模块206提供多种转矩储备，以允许在应需要时快速实现这些转矩值。例如，储备可以为空调压缩机启动施加、为动力转向泵转矩需求施加。
催化剂起燃或冷起动排放过程可能改变发动机的火花提前。可以进行相应的推进转矩要求以平衡火花提前的改变。另外，发动机的空燃比和/或发动机的质量空气流量可以变化，例如通过诊断性侵入式当量比测试和/或新发动机净化。可以进行相应的推进转矩要求以抵消这些改变。
推进转矩要求也可以包括关机要求，这可以通过检测关键错误来启动。例如，关键错误可以包括车辆失窃检测、卡住的起动机马达检测、电子节气门控制问题和意料外的转矩增加。在多种实施中，可以不裁决例如关闭要求的多种要求。例如，它们可以总是赢得裁决或可以全然地优先于裁决。推进转矩判优模块206可以仍接收这些要求，使得例如能够将合适的数据反馈到其他转矩要求器。
促动模式模块214从推进转矩判优模块206接收预测转矩和即刻转矩。基于模式设定，促动模式模块214决定将如何实现预测转矩和即刻转矩。例如，改变节气门112允许宽范围的转矩控制。然而，打开和关闭节气门112是相对慢的。
将气缸停止工作提供了宽范围的转矩控制，但可能产生驾驶性和排放问题。改变火花提前是相对快的，但不提供很大的控制范围。另外，使用火花可实现的控制量(火花容量)随进入气缸118的空气量而改变。
节气门112可以恰好关闭而足以使得能够通过尽可能延迟火花来实现希望的即刻转矩。这允许迅速恢复先前的转矩，因为火花能够快速返回到其标定的正时，这生成最大转矩。以此方式，通过将快速响应的火花延迟的使用最大化而使相对慢响应的节气门修正的使用最小化。
通过模式设定确定促动模式模块214负责满足即刻转矩要求的解决方法。提供到促动模式模块214的模式设定可以包括不活动模式、满意模式、最大范围模式和自动促动模式。
在不活动模式中，促动模式模块214可以不考虑即刻转矩要求。例如，促动模式模块214可以将预测转矩输出到转矩控制模块220。转矩控制模块220将预测转矩转化为较慢的发动机促动器的希望的促动器位置。例如，转矩控制模块220可以控制希望的歧管绝对压力(MAP)、希望的节流面积和/或希望的每缸空气量(APC)。
转矩控制模块220确定相对更快的发动机促动器的希望的促动器位置，例如希望的火花提前。促动模式模块214可以指令转矩控制模块220将火花提前设定为标定值，该标定值对于给定的空气流量实现最大可能转矩。在不活动模式中，即刻转矩要求不降低所产生的转矩量或不产生火花从标定值的提前。
在满意模式中，促动模式模块214可以试图仅使用火花延迟来实现即刻转矩要求。例如，如果希望的转矩降低大于火花储备容量(即，由火花延迟可实现的转矩降低量)，则转矩降低将不能实现。促动模式模块214可以将预测转矩输出到转矩控制模块220，用于转化为希望的节流面积。促动模式模块214可以将即刻转矩要求输出到转矩控制模块220，所述转矩控制模块220将最大化火花延迟以试图实现即刻转矩。
在最大范围模式中，促动模式模块214可以指令气缸促动器模块120关闭一个或多个汽缸，以实现即刻转矩要求。促动模式模块214可以通过将即刻转矩要求输出到转矩控制模块220，使用火花延迟用于剩余部分的转矩降低。如果不存在足够的火花储备容量，则促动模式模块214可以降低输出到转矩控制模块220的预测转矩要求。
在自动促动模式中，促动模式模块214可以减小输出到转矩控制模块220的预测转矩要求。预测转矩可以被降低以允许转矩控制模块220利用火花延迟来实现即刻转矩要求。
转矩控制模块220确定估计的转矩，且使用火花促动器模块126设定火花提前以实现希望的即刻转矩。估计的转矩可以代表通过设定火花提前以产生最大转矩而能够产生的转矩量。因此，转矩控制模块220可以选择将估计转矩降低到即刻转矩的火花提前。
转矩控制模块220可以接收测量到的质量空气流量(MAF)信号和发动机每分钟转速(RPM)信号。转矩控制模块220生成希望的歧管绝对压力(MAP)信号，所述歧管绝对压力(MAP)信号可以用于控制增压促动器模块162。增压促动器模块162可以控制涡轮增压器和/或增压器。转矩控制模块220将希望的面积信号输出到节气门促动器模块116。节气门促动器模块116调节节气门112，以产生希望的节流面积。
转矩控制模块220生成希望的每缸空气量(APC)信号。基于希望的APC信号和RPM信号，转矩控制模块220使用相位器促动器模块158指令进气凸轮相位器148和/或排气凸轮相位器150到标定值。
转矩控制模块220使用指令的进气凸轮相位器位置和排气凸轮相位器位置以及MAF信号，以确定估计的转矩。替代地，转矩控制模块220可以使用实际的或测量的相位器位置。转矩估计的进一步的讨论可见标题为“Torque Estimator for Engine RPM and Torque Control”的共同转让的美国专利No.6,704,638。
根据本公开的ECM 200还包括驾驶员轴转矩保证模块(DATSM)230。DATSM 230保证DATRM 202的多个方面。更特定地，DATSM 230选择地诊断驾驶员转矩要求错误。DATSM 230当诊断到驾驶员转矩要求错误时启动纠正动作。
现在参考图3A，图中给出DATRM 202和DATSM 230的示范实施的功能性方框图。DATRM 202包括比例确定模块302、最小/最大模块304和踏板转矩模块306。DATRM 202还包括判优模块308、转矩形成模块310和要求转化模块312。
比例确定模块302基于加速踏板位置(APP)和其他合适的参数确定转矩比例。在一个实施中，转矩比例以百分比的形式表达，在百分之零(0％)和百分之一百(100％)之间。比例确定模块302将转矩比例提供到踏板转矩模块306。
最小/最大模块304确定最小和最大比例转矩(min和max比例转矩)。最小/最大模块304也确定最小转矩(min转矩)。最大比例转矩对应于发动机102能够产生的最大转矩输出。最小转矩对应于发动机102在怠速期间可以维持适当燃烧时的最小转矩输出。
最小/最大模块304基于车辆速度和驻车、倒车、空档、驱动杆(PRNDL)的位置确定最小比例转矩。仅作为例子，当车速为零时最小比例转矩可以等于最小转矩。当车速增加时，最小比例转矩可以增加。车速可以基于发动机输出速度、变速器输出速度、变速器输入速度、车轮速度和/或其他合适的车速测量值。
踏板转矩模块306基于转矩比例以及最小和最大比例转矩来确定踏板要求(即踏板转矩要求)。基于分别对应于百分之零和百分之一百的最小和最大比例转矩，踏板转矩模块306使用转矩比例来确定踏板要求。仅作为例子，对于百分之五十(50％)的转矩比例，踏板要求可以对应于最小和最大比例转矩的中间的转矩。
判优模块308在踏板要求和巡航控制转矩要求之间进行裁决。其他驾驶员转矩要求还可以与踏板和巡航控制要求进行裁决。判优模块308基于判优的胜者输出原始驾驶员要求(RDR)。
转矩形成模块310选择地将原始驾驶员要求形成为向车辆驾驶员提供平顺的驾驶感觉。仅作为例子，当驾驶员快速促动或释放加速踏板而导致踏板要求中存在使驾驶员感受到“颠簸”的波动时，转矩形成模块310可以形成原始驾驶员要求。加速踏板的此促动和释放分别称为急踩颠簸和急收颠簸。所应用的形成例如可以是滤波器、比率限制和/或另一个合适的平滑技术。
转矩形成模块310输出最终驾驶员要求(FDR)到要求转化模块312。当形成已进行时，最终驾驶员要求可以对应于原始驾驶员要求的被形成的形式，或当未进行形成时最终驾驶员要求可以对应于原始驾驶员要求。最终驾驶员要求是以发动机102的曲轴处的转矩的形式。
要求转化模块312将最终驾驶员要求转化到轴转矩域(在车轮处的转矩)。换言之，要求转化模块312通过将最终驾驶员要求转化到轴转矩域来确定驾驶员轴转矩要求。要求转化模块312将驾驶员轴转矩要求提供到轴转矩判优模块204用于与其他轴转矩要求进行裁决。
DATSM 230包括最小保证模块332、纠正动作模块333、冗余判优模块334、冗余转矩形成模块335和转矩形成保证模块336。DATSM 230还包括冗余要求转化模块338、输出保证模块340和诊断存储模块342。
最小保证模块332选择性地诊断与驾驶员转矩要求的比例相关的驾驶员转矩要求错误。最小保证模块332基于最小转矩和最小比例转矩选择地诊断这些驾驶员转矩要求错误。当最小转矩超出范围时，最小保证模块332选择地诊断出驾驶员转矩要求错误。更具体地，当最小转矩低于预定最小转矩或高于预定最大转矩时，最小保证模块332诊断出驾驶员转矩错误。
当最小比例转矩超出范围时，最小保证模块332也诊断出驾驶员转矩要求错误。更具体地，当最小比例转矩小于预定最小转矩或大于预定最大转矩时，最小保证模块332诊断出驾驶员转矩要求错误。预定最大转矩可以是可标定的，且可以例如设定为大于最大比例转矩的一个转矩值。当诊断到驾驶员转矩要求错误时，最小保证模块332触发纠正动作模块333。
冗余判优模块334接收踏板要求和巡航控制要求。冗余判优模块334在踏板要求和巡航控制转矩要求之间进行裁决。其他驾驶员转矩要求也可以与踏板要求和巡航控制要求进行裁决。裁决可以与由判优模块308所进行的裁决类似地或相同地进行。冗余判优模块334基于裁决的胜者输出冗余原始驾驶员要求(RRDR)。
冗余转矩形成模块335从冗余判优模块334接收冗余原始驾驶员要求。冗余转矩形成模块335还从DATRM 202接收最终驾驶员要求。冗余转矩形成模块335输出冗余最终驾驶员要求(RFDR)。仅作为例子，冗余转矩形成模块335可以基于冗余原始驾驶员要求和最终驾驶员要求中的一个设定冗余最终驾驶员要求。冗余最终驾驶员要求的设定在下文中参考图4论述。当将原始驾驶员要求形成时，冗余转矩形成模块335允许预定的时间期间用于形成。预定的期间可以是可标定的，且仅作为例子可以设定为大约900ms。
转矩形成保证模块336选择地诊断与原始驾驶员要求的形成相关的驾驶员转矩要求错误。转矩形成保证模块336从DATRM 202接收最终原始驾驶员要求，且从冗余转矩形成模块335接收冗余最终驾驶员要求。
转矩形成保证模块336监测最终和冗余最终驾驶员要求，且基于最终驾驶员要求和冗余最终驾驶员要求的比较，选择地诊断驾驶员转矩要求错误。仅作为例子，转矩形成保证模块336可以在诊断驾驶员转矩要求错误是否发生时实施X out-of-Y(Y中有X(次))的错误诊断策略。其他模块，例如最小保证模块332和输出保证模块340，在诊断驾驶员转矩要求错误时也可以使用X out-of-Y的错误诊断测量。
转矩形成保证模块336可以在每次最终驾驶员要求偏离冗余最终驾驶员要求超过预定的量或百分比时使X计数器累增。在每次进行最终驾驶员要求和冗余最终驾驶员要求比较时，Y计数器可以累增。转矩形成保证模块336可以将最终驾驶员要求和冗余最终驾驶员要求以预定的采样间隔(例如，每100ms一次)或以与计算它们相同的频率进行比较。当在Y计数器达到预定总值之前X计数器超过预定错误值时，转矩形成保证模块336可以诊断驾驶员转矩要求错误。当诊断到驾驶员转矩要求错误时，转矩形成保证模块336还触发纠正动作模块333。
冗余要求转化模块338也从DATRM 202接收最终驾驶员要求。冗余要求转化模块338进行最终驾驶员要求到轴转矩域的冗余转化。换言之，冗余要求转化模块338通过将最终驾驶员要求转化到轴转矩域来确定冗余驾驶员轴转矩要求。冗余转化可以与由要求转化模块312所进行的转化类似地或相同地进行。
输出保证模块340选择地诊断与驾驶员转矩要求到轴转矩域的转化相关的驾驶员转矩要求错误。输出保证模块340基于驾驶员轴转矩要求和冗余驾驶员轴转矩要求的比较，选择地诊断驾驶员转矩要求错误。更具体地，当驾驶员轴转矩要求在冗余驾驶员轴转矩要求的范围之外时，输出保证模块340诊断出驾驶员转矩要求错误。
仅作为例子，当驾驶员轴转矩要求大于冗余驾驶员轴转矩要求超过预定的加速转矩时，输出保证模块340诊断出驾驶员转矩要求错误。换言之，当冗余驾驶员轴转矩要求大于驾驶员轴转矩要求和预定的加速转矩的加和时，输出保证模块340诊断到驾驶员转矩要求错误。以此方式，驾驶员轴转矩要求和预定的加速转矩的加和限定范围的上边界。预定的加速转矩可以是可标定的，且例如可以设定为可导致车辆以0.2g的加速度加速超过200ms的时间的转矩。
范围的下边界可以基于驾驶员轴转矩要求是正还是负来确定。仅作为例子，当驾驶员轴转矩要求为正时，范围的下边界可以对应于预定的减速转矩。当驾驶员轴转矩要求为负时，预定的减速转矩可以用作偏移，且范围的下边界可以对应于驾驶员轴转矩要求减去预定的减速转矩。预定的减速转矩可以是可标定的，且可以例如设定为可导致车辆以0.2g的减速度减速超过200ms的时间的转矩。
当驾驶员轴转矩要求为正时，在冗余驾驶员轴转矩要求小于预定的减速转矩时，输出保证模块340诊断到驾驶员转矩要求错误。当驾驶员轴转矩要求为负时，当冗余驾驶员轴转矩要求小于驾驶员轴转矩要求超过预定的减速转矩偏移时，输出保证模块340诊断到驾驶员转矩要求错误。当诊断到驾驶员转矩要求错误时，输出保证模块340也触发纠正动作模块333。
图3B是转矩与时间关系的示范曲线。线360表示示范的驾驶员轴转矩要求。虚线362和364分别表示如上所述的示范的范围的上下边界。当驾驶员轴转矩要求在冗余驾驶员轴转矩要求的范围外时，输出保证模块340诊断到驾驶员转矩要求错误。
纠正动作模块333可以位于DATRM 202、DATSM 230、ECM 200内或另一个合适的位置内。当纠正动作模块333被触发时(即当已诊断到驾驶员转矩要求错误时)，纠正动作模块333可以进行纠正动作。仅作为例子，纠正动作模块333可以点亮故障指示灯(MIL)且在诊断存储器模块342内设定错误代码。当纠正动作模块333被触发时，纠正动作模块333也可以将发动机转矩输出限制到预定的怠速转矩，或关闭发动机102。在诊断存储器模块342内设定的错误代码可以根据诊断的原因和/或诊断到驾驶员转矩要求错误的模块而被详细指明。
现在参考图4A，图中给出描绘确定驾驶员轴转矩要求的示范方法400的流程图。方法400在步骤402中开始，其中方法400确定转矩比例。方法400在步骤404中确定踏板要求。踏板要求基于最小比例转矩和最大比例转矩之间的比例使用转矩比例来确定。
在步骤406中，方法400裁决踏板要求与巡航控制要求。在步骤406中也可以裁决其它的驾驶员转矩要求。裁决的胜者称为原始驾驶员要求(RDR)。在步骤408中，方法400确定是否形成原始驾驶员要求。如果为否，则方法400转到步骤412。如果为是，则方法400在继续到步骤412之前在步骤410中形成原始驾驶员要求。方法400可以例如在检测到可能导致驾驶员感受到颠簸的急踩和急收时形成原始驾驶员要求。
形成(从步骤410)的或未形成(从步骤408)的原始驾驶员要求称为最终驾驶员要求(FDR)。方法400在步骤412中将最终驾驶员要求转化到轴转矩域中。换言之，方法400在步骤412中通过将最终驾驶员要求转化到轴转矩域中来确定驾驶员轴转矩要求。方法400在步骤414中输出驾驶员轴转矩要求，用于与其他轴转矩要求进行裁决，且方法回到步骤402。
现在参考图4B，图中给出描绘保证驾驶员轴转矩要求的示例方法450的流程图。方法450在步骤452中开始，其中方法450确定最小转矩是否在范围之外。如果为是，则方法450转到步骤454；如果为否，则方法450继续到步骤458，这将在下文中进一步论述。
在步骤454中，方法450确定是否已发生X out-of-Y的错误。换言之，方法450判断在最近的Y数量的在范围之外的确定中，X计数器是否大于预定错误值。如果为是，则方法450在步骤456中诊断出驾驶员转矩要求错误，进行纠正动作，且转到步骤458。如果为否，则方法450转到步骤458。所采取的纠正动作例如可包括：限制MIL、在诊断存储器内设定错误代码、关闭发动机102或将发动机转矩输出限制为怠速转矩。
方法450在步骤458中确定是否最小比例转矩在范围之外。如果为是，则方法450转到步骤460；如果为否，则方法450继续到步骤464，这将在下文中进一步论述。在步骤460中，方法450确定是否已发生Xout-of-Y的错误。如果为是，则方法450在步骤462中诊断驾驶员转矩要求错误，进行纠正动作，且转到步骤464。如果为否，则方法450转到步骤464。
在步骤464中，方法450裁决踏板要求与巡航控制要求。在步骤406中也可以裁决其它的驾驶员转矩要求。裁决的胜者被称为冗余原始驾驶员要求(RRDR)。方法450在步骤466中确定冗余最终驾驶员要求(RFDR)，且继续到步骤470。冗余最终驾驶员要求的确定在下文中参考图4C论述。
方法450在步骤470中确定最终驾驶员要求是否大致等于冗余最终驾驶员要求。换言之，方法450在步骤470中确定最终驾驶员要求是否在冗余最终驾驶员要求的预定量或预定百分比内。如果为是，则方法450继续到步骤476，这在下文中进一步论述。如果为否，则方法450转到步骤472。
在步骤472中，方法450确定是否已发生X out-of-Y的错误。如果为是，则方法450在步骤474中诊断出驾驶员转矩要求错误，进行纠正动作，且转到步骤476。如果为否，则方法450转到步骤476。方法450在步骤476中确定冗余驾驶员轴转矩要求。方法450通过将最终驾驶员要求转化到轴转矩域内来确定冗余驾驶员轴转矩要求。
方法450在步骤478中确定驾驶员轴转矩要求是否在冗余驾驶员轴转矩要求的范围之外。如果为是，则方法450转到步骤480；如果为否，则方法450结束。方法450在步骤480中确定是否已发生X out-of-Y的错误。如果为是，则方法450在步骤482中诊断驾驶员转矩要求错误，进行纠正动作，且结束。如果为否，则方法结束。
现在转到图4C，图中给出描绘确定冗余最终驾驶员要求的示例方法550的流程图。方法550可以在图4B的步骤464进行后在步骤552中开始。方法500可以代替图4B的步骤466。方法550在步骤552中确定冗余原始驾驶员要求是否大致等于最终驾驶员要求。换言之，方法550在步骤552中确定冗余原始驾驶员要求是否在最终驾驶员要求的预定量或百分比内。如果为是，则方法550继续到步骤554。如果为否，则方法550转到步骤560，这将在下文中进一步论述。
方法550在步骤554处将冗余最终驾驶员要求设定为等于最终驾驶员要求，且在步骤556中判断冗余原始驾驶员要求是否大致等于先前的冗余原始驾驶员要求。换言之，方法550在步骤556中确定冗余原始驾驶员要求是否在先前的冗余原始驾驶员要求的预定量或预定百分比内。如果为是，则方法550将急收颠簸(TOB)计时器和急踩颠簸(TIB)计时器设定为等于零，且返回到图4B的步骤470。如果为否，则方法550返回到步骤470。先前的冗余原始驾驶员要求例如可以包括在上一次控制循环期间确定的冗余原始驾驶员要求。
在步骤560中(即当步骤552中冗余原始驾驶员要求不大致等于最终驾驶员要求时)，方法550判断最终驾驶员要求是否大于冗余原始驾驶员要求。如果为是，则方法550继续到步骤562。如果为否，则方法550转到步骤582，这将在下文中进一步论述。
方法550在步骤562中判断最终驾驶员要求是否大于冗余原始驾驶员要求至少预定的加速转矩(Acc.Torque)。如果为是，则方法550继续到步骤570，这将在下文中进一步论述。如果为否，则方法550转到步骤564。方法550在步骤564中判断最终驾驶员要求是否小于先前的最终驾驶员要求。如果为是，则方法550在步骤566中将冗余最终驾驶员要求设定为等于最终驾驶员要求，且返回到图4B的步骤470。如果为否，则方法550在步骤568中将冗余最终驾驶员要求设定为等于冗余原始驾驶员要求，且返回到步骤470。先前的最终驾驶员要求可以例如包括在上一次控制循环期间确定的最终驾驶员要求。
在步骤570中(即当步骤562中最终驾驶员要求不大于冗余原始驾驶员要求至少预定的加速转矩时)，方法550确定TOB计时器是否大于预定时期。如果为是，则方法550在步骤572中将冗余最终驾驶员要求设定为等于冗余原始驾驶员要求，且继续到步骤574。如果为否，则方法550分别在步骤576中更新(例如，增加)TOB计时器和在步骤578中将冗余最终驾驶员要求设定为等于最终驾驶员要求，然后继续到步骤574。该预定时期可以是可标定的，且可以例如设定为大约900ms。
方法550在步骤574中确定最终驾驶员要求是否大于先前的最终驾驶员要求。如果为是，则方法550在步骤580中将TOB设定为等于预定时期，且返回到图4B的步骤470。如果为否，则方法550返回到步骤470。以此方式，在步骤570的未来执行之后冗余最终驾驶员要求将被设定为等于冗余原始驾驶员要求，除非TOB计时器被首先复位(例如，在步骤558中)。
在步骤582中(即，当在步骤560中最终驾驶员要求不大于冗余原始驾驶员要求时)，方法550确定TIB计时器是否小于预定时期。如果为否，则方法550在步骤584中将冗余最终驾驶员要求设定为等于冗余原始驾驶员要求，且继续到步骤586。如果为是，则方法550分别在步骤588中更新(例如，增加)TIB计时器和步骤590中将冗余最终驾驶员要求设定为等于最终驾驶员要求，然后前进到步骤586。
方法550在步骤586中确定最终驾驶员要求是否小于先前的最终驾驶员要求。如果为是，则方法在步骤592中将TIB计时器设定为等于预定时期，且返回到图4B的步骤470。如果为否，则方法返回到步骤470。以此方式，在步骤582的未来执行中冗余最终驾驶员要求将被设定为等于冗余原始驾驶员要求，除非TOB计时器被首先复位(例如，在步骤558中)。
本领域一般技术人员现在能够从前述描述认识到本公开的广泛教示能够以多种形式实施。因此，虽然此公开包括特定的例子，但本公开的真是范围不应限制于此，因为当研读附图、说明书和如下权利要求时，其他修改对于本领域一般技术人员将变得显见。

Claims (16)

1.一种发动机控制系统，包括：
驾驶员轴转矩要求模块(DATRM)，所述驾驶员轴转矩要求模块基于最小和最大比例转矩和转矩比例确定踏板转矩要求，确定原始驾驶员转矩要求，选择性地将原始驾驶员转矩要求形成为最终驾驶员转矩要求，且将所述最终驾驶员转矩要求转化为第一轴转矩要求；和
驾驶员轴转矩保证模块(DATSM)，所述驾驶员轴转矩保证模块基于最小发动机转矩、所述最小比例转矩、所述最终驾驶员转矩要求和冗余最终驾驶员转矩要求的第一比较以及所述第一轴转矩要求和冗余轴转矩要求的第二比较来选择性地诊断出所述第一轴转矩要求的错误。
2.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其中当所述最小比例转矩大于预定最大转矩极限或者小于预定最小转矩极限时，所述驾驶员轴转矩保证模块诊断出所述错误。
3.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其中当所述最终驾驶员转矩要求大于或者小于所述冗余最终驾驶员转矩要求时，所述驾驶员轴转矩保证模块诊断出所述错误。
4.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其中在进行所述第一比较之前，所述驾驶员轴转矩保证模块将所述冗余最终驾驶员转矩要求设定为等于所述最终驾驶员转矩要求和冗余原始驾驶员转矩要求之一。
5.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其中所述驾驶员轴转矩要求模块限制所述最终驾驶员转矩要求向所述踏板转矩要求的形成速率。
6.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其中当所述冗余轴转矩要求大于所述第一轴转矩要求和预定的加速转矩的加和时，所述驾驶员轴转矩保证模块诊断出所述错误。
7.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其中当所述第一轴转矩要求为正时，当所述冗余轴转矩要求小于预定的小于零的减速转矩时，所述驾驶员轴转矩保证模块诊断出所述错误。
8.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其中当所述第一轴转矩要求为正时，当所述冗余轴转矩要求小于冗余轴转矩要求和预定的减速转矩偏移的量值之差时，所述驾驶员轴转矩保证模块诊断出所述错误。
9.一种发动机控制方法，包括：
基于最小和最大比例转矩和转矩比例确定踏板转矩要求；
确定原始驾驶员转矩要求；
选择性地将原始驾驶员转矩要求形成为最终驾驶员转矩要求；
将所述最终驾驶员转矩要求转化为第一轴转矩要求；和
基于最小发动机转矩、所述最小比例转矩、所述最终驾驶员转矩要求和冗余最终驾驶员转矩要求的第一比较、以及所述第一轴转矩要求和冗余轴转矩要求的第二比较来选择性地诊断出所述第一轴转矩要求的错误。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括当所述最小比例转矩大于预定最大转矩极限或者小于预定最小转矩极限时，诊断出所述错误。
11.根据权利要求9所述的方法，进一步包括当所述最终驾驶员转矩要求大于或者小于所述冗余最终驾驶员转矩要求时，诊断出所述错误。
12.根据权利要求9所述的方法，进一步包括在进行所述第一比较之前，将所述冗余最终驾驶员转矩要求设定为等于所述最终驾驶员转矩要求和冗余原始驾驶员转矩要求之一。
13.根据权利要求9所述的方法，进一步包括限制所述最终驾驶员转矩要求向所述踏板转矩要求的形成速率。
14.根据权利要求9所述的方法，进一步包括当所述冗余轴转矩要求大于所述第一轴转矩要求和预定的加速转矩的加和时，诊断出所述错误。
15.根据权利要求9所述的方法，进一步包括当所述第一轴转矩要求为正时，且当所述冗余轴转矩要求小于预定的小于零的减速转矩时，诊断出所述错误。
16.根据权利要求9所述的方法，进一步包括当所述第一轴转矩要求为正时，且当所述冗余轴转矩要求小于冗余轴转矩要求和预定的减速转矩偏移的量值之差时，诊断出所述错误。
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