CN102797574A - 气缸压力传感器补偿系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气缸压力传感器补偿系统和方法，具体地，一种传感器重设系统包括发动机控制模块和传感器重设电路。发动机控制模块被构造为：从气缸压力传感器接收传感器压力信号。传感器压力信号指示发动机的气缸内的压力。发动机控制模块还被构造为：基于传感器压力信号控制发动机的操作；确定是否重设气缸压力传感器，并生成重设信号；以及将重设信号进行编码，以生成编码的重设信号。传感器重设电路被构造为基于编码的重设信号来调节气缸压力传感器的输出，以重设气缸压力传感器。

Description

气缸压力传感器补偿系统和方法

技术领域

本发明涉及发动机控制系统，且更具体地涉及补偿气缸压力传感器漂移补偿的系统。

背景技术

这里提供的背景技术描述用于总体上介绍本发明的背景。当前所署名发明人的在本背景技术部分中所描述的程度上的工作，以及本描述的在申请时可能不构成现有技术的各方面，既非明示也非默示地被承认为与本发明相抵触的现有技术。

内燃发动机燃烧气缸内的空气/燃料（A/F）混合物，以驱动活塞，从而使曲轴可旋转地转动并产生驱动扭矩。可以基于各种参数来控制发动机的操作（例如，空气/燃料比、燃料和火花正时、进气门和排气门正时等）。可以基于气缸内的压力来确定参数。例如，发动机控制模块（ECM）可以确定指示平均有效压力（IMEP）、位置到峰值压力（LPP）以及在各个曲柄角（例如，曲柄角（CA）10、CA50和CA90）在气缸内燃烧的空气/燃料混合物的百分比（或在气缸内燃烧的质量）。可以基于气缸内的检测压力来确定IMEP、LPP和燃烧质量的百分比。

气缸压力传感器可以用来直接检测发动机的气缸内的压力。在操作期间，气缸压力传感器的信号输出会随时间漂移。因此，在LOW（低）或HIGH（高）压力条件下，输出信号会变得饱和。例如，气缸压力传感器会具有0.5V-4.5V的操作输出电压范围。气缸压力传感器可以最初设置为使得0.5V对应于将由传感器（例如，在进气冲程或排气冲程期间）测量的最低压力，并且4.5V对应于将由传感器（例如，在压缩冲程结束时）测量的最高压力。由于漂移，传感器的输出会是饱和的LOW，从而比最低压力大的压力提供了0.5V的电压输出。作为另一示例，传感器的输出会是饱和的HIGH，从而比最大压力小的压力提供了4.5V的电压输出。因此，由气缸压力传感器产生的输出信号会随时间变得不准确。这会负面地影响发动机参数确定和发动机操作的控制。

发明内容

提供了一种传感器重设系统，并且所述传感器重设系统包括发动机控制模块和传感器重设电路。所述发动机控制模块被构造为：从气缸压力传感器接收传感器压力信号。所述传感器压力信号指示发动机的气缸内的压力。所述发动机控制模块还被构造为：基于所述传感器压力信号控制所述发动机的操作；确定是否重设所述气缸压力传感器，并生成重设信号；以及将所述重设信号进行编码以生成经编码的重设信号。所述传感器重设电路被构造为基于所述经编码的重设信号来调节所述气缸压力传感器的输出以重设所述气缸压力传感器。

在其它特征中，提供了一种重设气缸压力传感器的方法。所述方法包括：从所述气缸压力传感器接收传感器压力信号。计算参数，以将测量的压力纠正到绝对压力。所述方法确定所述参数是否已经超过预定阈值，在此点，经由发动机控制模块生成重设信号。所述重设信号由所述压力传感器来编码和解释，从而通过调节所述传感器压力信号的偏移来纠正所述传感器输出。

在其它特征中，提供了一种重设气缸压力传感器的方法。所述方法包括从所述气缸压力传感器接收传感器压力信号。基于所述传感器压力信号确定发动机的所述气缸压力传感器和气缸中至少之一的参数。所述方法还包括确定所述参数是否已经超过预定阈值。当所述参数已经超过所述阈值时，经由发动机控制模块生成重设信号。将所述重设信号进行编码，以生成经编码的重设信号。基于所述经编码的重设信号来调节所述气缸压力传感器的输出，以重设所述气缸压力传感器。

本发明还提供如下方案：

1、一种传感器重设系统，其包括：

发动机控制模块，所述发动机控制模块被构造为：

         从气缸压力传感器接收传感器压力信号，其中，所述传感器压力信号指示发动机的气缸内的压力，

         基于所述传感器压力信号控制所述发动机的操作，

         确定是否重设所述气缸压力传感器，并生成重设信号，以及

         将所述重设信号进行编码，以生成编码的重设信号；以及

传感器重设电路，所述传感器重设电路被构造为基于所述编码的重设信号来调节所述气缸压力传感器的输出，以重设所述气缸压力传感器。

2、根据方案1所述的传感器重设系统，其中，所述发动机控制模块被构造为：

基于所述传感器压力信号确定所述气缸压力传感器和所述气缸中至少之一的参数；

确定所述参数是否已经超过预定阈值；以及

当所述参数已经超过所述阈值时，生成所述重设信号。

3、根据方案2所述的传感器重设系统，其中，所述参数是所述气缸压力传感器的电压输出。

4、根据方案2所述的传感器重设系统，其中，所述参数是所述气缸内的估计压力。

5、根据方案1所述的传感器重设系统，其中，所述发动机控制模块被构造为：

包括基于所述传感器压力信号和其它压力传感器信号来确定所述发动机的每个气缸的偏移压力；

确定所述偏移压力是否已经超过预定阈值；以及

当所述偏移压力之一已经超过所述阈值时，生成所述重设信号。

6、根据方案1所述的传感器重设系统，其还包括所述气缸压力传感器，其中，所述气缸压力传感器包括传感器控制模块。

7、根据方案6所述的传感器重设系统，其中，所述传感器控制模块基于所述编码的重设信号来重设所述气缸压力传感器，其中，所述传感器控制模块在重设所述气缸压力传感器中相对于所述气缸压力传感器的内部状态调节所述气缸压力传感器的输出电压的设定点。

8、根据方案7所述的传感器重设系统，其中，所述内部状态包括所述气缸压力传感器的传感器元件的内部电压和内部电阻中至少之一。

9、根据方案1所述的传感器重设系统，其中，所述传感器重设电路包括具有第一端子、第二端子和控制端子的晶体管，其中：

所述第一端子连接到所述气缸压力传感器的所述输出并连接到所述发动机控制模块的输入；

所述第二端子连接到电压参考；以及

所述控制端子连接到所述发动机控制模块的输出。

10、根据方案9所述的传感器重设系统，其中：

所述控制端子接收所述编码的重设信号；

当处于第一状态时，所述晶体管将所述气缸压力传感器的所述输出与所述电压基准隔离；以及

当处于第二状态时，所述晶体管将所述气缸压力传感器的所述输出的电压下拉到所述电压基准。

11、根据方案1所述的传感器重设系统，其中，所述传感器重设电路包括具有第一端子、第二端子和控制端子的晶体管，其中：

所述第一端子连接到电压参考；

所述第二端子连接到所述气缸压力传感器的所述输出并连接到所述发动机控制模块的输入；以及

所述控制端子连接到所述发动机控制模块的输出。

12、根据方案11所述的传感器重设系统，其中：

所述控制端子接收所述编码的重设信号；

当处于第一状态时，所述晶体管将所述气缸压力传感器的所述输出与所述电压基准隔离；以及

当处于第二状态时，所述晶体管将所述气缸压力传感器的所述输出的电压上拉到所述电压基准。

13、根据方案1所述的传感器重设系统，其中，所述编码的重设信号包括：

具有第一时段的基准脉冲；以及

具有第二时段的重设脉冲，其中，所述第二时段是所述第一时段的整数倍。

14、根据方案13所述的传感器重设系统，其还包括：具有传感器控制模块的所述气缸压力传感器，其中，所述传感器控制模块：

检测所述基准脉冲和所述重设脉冲；

检测所述基准脉冲的所述第一时段和所述重设脉冲的所述第二时段；

将所述第一时段与所述第二时段进行比较；以及

基于所述第一时段和所述第二时段之间的比较来重设所述气缸压力传感器。

15、根据方案13所述的传感器重设系统，其还包括：具有传感器控制模块的所述气缸压力传感器，其中，所述传感器控制模块：

检测所述基准脉冲和所述重设脉冲；

检测所述基准脉冲的所述第一时段和所述重设脉冲的所述第二时段；

基于所述第一时段来确定所述重设脉冲的估计时段；

将所述第二时段与所述估计时段进行比较；以及

基于所述第二时段与所述估计时段之间的比较来重设所述气缸压力传感器。

16、一种重设气缸压力传感器的方法，所述方法包括：

从所述气缸压力传感器接收传感器压力信号，

基于所述传感器压力信号确定发动机的所述气缸压力传感器和气缸中至少之一的参数，

确定所述参数是否已经超过预定阈值，

当所述参数已经超过所述阈值时，经由发动机控制模块生成重设信号，以及

将所述重设信号进行编码，以生成编码的重设信号；以及

基于所述编码的重设信号来调节所述气缸压力传感器的输出，以重设所述气缸压力传感器。

17、根据方案16所述的方法，其还包括：基于所述编码的重设信号来重设气缸压力传感器包括经由传感器控制模块相对于所述气缸压力传感器的内部状态来调节所述气缸压力传感器的输出电压的设定点，

其中，所述气缸压力传感器包括所述传感器控制模块，以及

其中，所述内部状态包括所述气缸压力传感器的传感器元件的内部电压和内部电阻中至少之一。

18、根据方案16所述的方法，其还包括：

经由晶体管的控制端子接收所述编码的重设信号；

当所述晶体管处于第一状态时，将所述气缸压力传感器的所述输出与所述电压基准隔离；以及

当所述晶体管处于第二状态时，将所述气缸压力传感器的所述输出的电压下拉到所述电压基准。

19、根据方案16所述的方法，其还包括：

经由晶体管接收所述编码的重设信号；

当所述晶体管处于第一状态时，将所述气缸压力传感器的所述输出与所述电压基准隔离；以及

当所述晶体管处于第二状态时，将所述气缸压力传感器的所述输出的电压下拉到所述电压基准。

20、根据方案16所述的方法，其中：

所述编码的重设信号包括：

         具有第一时段的基准脉冲，以及

         具有第二时段的重设脉冲，其中，所述第二时段是所述第一时段的整数倍；以及

所述方法还包括：

         经由传感器控制模块检测所述基准脉冲和所述重设脉冲，其中，所述气缸压力传感器包括所述传感器控制模块，

         检测所述基准脉冲的所述第一时段和所述重设脉冲的所述第二时段，

         将所述第一时段与所述第二时段进行比较，以及

         基于所述第一时段和所述第二时段之间的比较来重设所述气缸压力传感器。

本发明进一步的适用范围将通过下文提供的详细描述而变得显而易见。应当理解的是，该详细描述和具体示例仅用于说明目的，而并非旨在限制本发明的范围。

附图说明

通过详细描述和附图将会更全面地理解本发明，附图中：

图1是根据本发明的气缸压力传感器重设系统的发动机系统的功能框图；

图2是根据本发明的具有下拉重设控制的传感器重设系统的功能框图；

图3是根据本发明的具有上拉重设控制的传感器重设系统的功能框图；

图4是示出根据本发明的气缸压力传感器重设正时的气缸压力迹线的曲线图；

图5是示出根据本发明的重设信号的信号图；以及

图6示出了根据本发明的重设气缸压力传感器的方法。

具体实施方式

下面的描述本质上仅是示例性的并且决不是要限制本发明、其应用或用途。为了清楚起见，在附图中将使用相同的附图标记标识相似的元件。如这里所使用的，短语A、B和C中的至少一个应当被解释为使用非排他逻辑或的逻辑（A或B或C）。应当理解的是，在不改变本发明的原理的情况下，可以以不同的顺序执行方法内的步骤。

如这里所使用的，术语模块可以指或包括：专用集成电路（ASIC）；电子电路；组合逻辑电路；场可编程门阵列（FPGA）；执行代码的处理器（共用的、专用的、或成组的）；提供所描述功能的其它适合部件；或上述的一些或全部的组合，例如以芯片上系统的形式，或者可以是上述的一部分。术语模块可以包括存储由处理器执行的代码的存储器（共用的、专用的、或成组的）。

如上面所使用的，术语代码可以包括软件、固件和/或微代码，并可以指程序、例程、函数、类和/或对象。如上面所使用的，术语共用意味着来自多个模块的一些或全部代码可以使用单个（共享的）处理器来执行。另外，来自多个模块的一些或全部代码可以由单个（共享的）存储器存储。如上面所使用的，术语成组意味着来自单个模块的一些或全部代码可以使用一组处理器来执行。例如，处理器的多个芯和/或多个线程可以被视为执行引擎。在各个实施方案中，执行引擎可以在处理器上、在多个处理器上以及在多个位置的处理器例如平行处理布置的多个服务器上的成组。另外，来自单个模块的一些或全部代码可以使用一组存储器存储。

这里描述的装置和方法可以由通过一个或多个处理器执行的一个或多个计算机程序来执行。计算机程序包括存储在非瞬时的有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括存储的数据。非瞬时的有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器、磁存储器和光存储器。

气缸压力传感器可以具有与压力范围（例如，0-140巴）内的压力对应的例如0.5V-4.5V的输出电压摆动。由于热效应和电路操作可变性，气缸压力传感器的输出信号会随时间漂移。为了补偿漂移，可以重设气缸压力传感器。重设气缸压力传感器可以包括根据输出信号的漂移方向相对于检测的压力将传感器的输出电压范围上移或下移。

传感器可以包括逻辑（电路）以内部地检测传感器的输出漂移并执行重设。传感器中的控制模块可以检测输出何时已经漂移到预定范围外，并执行阶跃变化以补偿漂移。这种类型的重设会负面地影响燃烧计算精确度和发动机控制系统的性能。

作为替代方案，可以基于由发动机控制模块产生的重设信号来重设传感器。这可以包括将气缸压力传感器的输出下拉至地电位或基准电位达预定的时间段。由气缸压力传感器检测的当前压力可以用作校准点，以重设气缸压力传感器。气缸压力传感器内的控制模块可以检测电压的该下降，并重设传感器中的校准值，从而更新由传感器检测的当前压力，以对应于最低电压。尽管该技术可以重设气缸压力传感器，但是该技术具有相关联的缺点。

如果在例如高压力时段期间（例如，在压缩冲程结束时或在膨胀冲程期间）重设气缸压力传感器，则传感器会被不适当地重设。这会导致传感器在饱和状态下操作和/或导致基于来自传感器的信号计算的压力不准确。

另外，使用上述技术重设的气缸压力传感器会受到电磁干扰（EMI）和/或其它噪声信号的影响。EMI和/或噪声信号会无意地导致气缸压力传感器偶发地重设。例如，由于发动机、马达、螺线管等的激活和去激活产生的EMI会被传感器检测到，并且如果足够大，则会使传感器重设。

因此，下面描述的实施方案包括重设（或校准）气缸压力传感器，并克服了上述缺点。

均质充量压缩点燃（HCCI）发动机可以在不同的模式下操作。在还称作“混合燃烧模式”的第一模式下，HCCI发动机可以压缩气缸内的A/F混合物，并使用来自火花塞的火花点燃压缩的A/F混合物。在还称作“HCCI燃烧模式”的第二模式下，HCCI发动机可以压缩A/F混合物，直到A/F混合物自动燃烧为止。例如，A/F混合物可以在超过临界压力或温度阈值后自动燃烧。

虽然下面的描述是主要相对于HCCI发动机描述的，但是这里公开的实施方案可以应用于其它发动机的气缸压力传感器。

现在参照图1，发动机系统10包括HCCI发动机12（在下文中称作“发动机12”）。发动机系统10可以是混合动力车辆系统，并可以包括诸如电马达和电池系统（未示出）的其它部件。发动机12包括具有相应的气缸压力传感器16的气缸14。发动机系统10还包括传感器重设系统18，后者包括发动机控制模块（ECM）20和气缸压力传感器16。ECM 20具有气缸压力模块22，后者控制重设气缸压力传感器16。气缸压力模块22产生用于重设气缸压力传感器16的重设信号，如下面进一步描述的。

在操作中，发动机12通过可由节气门28调节的吸气系统26将空气吸入到进气歧管24中，并通过进气门开口29吸入到气缸14中。例如，可以使用电子节气门控制（ETC）来电控制节气门28。吸气系统26可以包括空气过滤器壳体30和空气过滤器32。空气过滤器32可以将吸入的空气过滤到进气歧管24中，以去除微粒。质量空气流量（MAF）传感器34测量通过节气门28进入进气歧管24的空气流的速率。例如，测量的MAF速率可以指示发动机12上的负荷。氧传感器40测量进气歧管24内的空气的氧浓度。然而，氧传感器40还可以位于吸气系统26内的另一适当的位置。

燃料喷射器42将燃料喷射到气缸14的进气端口中（端口燃料喷射），或者直接喷射到气缸14中（直接燃料喷射）。在混合燃烧模式下，火花塞44可以有助于点燃气缸14内的A/F混合物，以驱动活塞，从而使曲轴46可旋转地转动并产生驱动扭矩。然而，在HCCI燃烧模式下，可以压缩A/F混合物，直到由于超过临界压力和/或温度而引起自动点火为止。曲轴46可以分别连接到气缸14的活塞（未示出），并容纳在包括用于润滑移动部件的油的曲轴箱48内。

发动机温度传感器50测量发动机12的温度。例如，发动机温度传感器50可以测量进气空气温度（IAT）、发动机冷却剂温度（ECT）或发动机油温（EOT）。因此，发动机温度传感器50可以位于另一适当位置处，并可以测量另一适当的温度。任何数量的发动机温度传感器可以并入在发动机系统10中。

发动机速度传感器52测量曲轴46的旋转速度（即，发动机速度）。例如，发动机速度传感器52可以测量单位为转每分钟（RPM）的发动机速度。变速器54将来自曲轴46的驱动扭矩传递到车辆的驱动系（例如，车轮）。在一些实施方案中，变速器54可以经由诸如变矩器（未示出）的流体连接器结合到曲轴46。变速器输出轴速度（TOSS）传感器56测量变速器54的输出轴的旋转速度。例如，TOSS传感器56可以测量单位为RPM的TOSS。来自TOSS传感器56的测量用于确定车辆速度。

由燃烧产生的废气可以从气缸14排出，并从排气门开口57排出进入排气歧管58中。排气处理系统（ETS）60可以处理排气歧管58中的废气，从而在将废气释放到大气中之前去除微粒和/或减少排放物。例如，ETS 60可以包括氧催化剂、氧化氮吸收器/吸附器、选择性催化还原系统、微粒物过滤器和三效催化转换器中的至少一者。EGR系统62使废气从排气歧管58循环回到进气歧管24中。EGR系统62包括将排气歧管58和进气歧管24连接的EGR线路64。EGR系统62还包括调节进入进气歧管24的废气的流量的EGR阀66。

ECM 20控制发动机系统10的操作。ECM 20可以基于各种参数来控制发动机12的操作。参数可以由ECM 20和/或气缸压力模块22来确定和/或估计。参数可以包括例如指示平均有效压力（IMEP）、位置到峰值压力（LPP）以及在各个曲柄角（例如，曲柄角（CA）10、CA50和CA90）燃烧的气缸14内的空气/燃料混合物的百分比（或气缸14内的质量）。ECM 20和/或气缸压力模块22可以基于气缸14内的压力确定和/或估计参数，其中，气缸14内的压力可以基于来自气缸压力传感器16的信号来确定。

ECM 20还可以基于来自节气门28、MAF传感器34、氧传感器40、燃料喷射器42、火花塞44、发动机温度传感器50、发动机速度传感器52、变速器54、TOSS传感器56、ETS 60和/或EGR阀66的信号来控制发动机12的操作。ECM 20可以控制节气门28、燃料喷射器42、火花塞44、变速器54、ETS 60和/或EGR阀66的操作、位置、压力、正时等。

在下面的图2和图3中，示出了传感器重设系统100、102。传感器重设系统100、102可以用在图1的发动机系统10中，以代替传感器重设系统18。传感器重设系统100提供下拉重设控制。传感器重设系统102提供上拉重设控制。

传感器重设系统100、102包括相应的ECM 104、106、重设电路108、110以及气缸压力传感器112、114。重设电路108和110可以部分地或完全地位于ECM 104、106、气缸压力传感器112、114内，或者可以与ECM 104、106和气缸压力传感器112、114分开，如所示。ECM 104、106通过产生重设信号RESET1和RESET2向气缸压力传感器112、114发送信号，以重设气缸压力传感器112、114。气缸压力传感器112、114检测发动机的气缸（例如，图1的发动机12的气缸）内的压力，并产生气缸压力信号PRES1、PRES2。

气缸压力传感器112、114包括相应的传感器元件116、118、传感器控制模块120、122和传感器存储器124、126。传感器元件116、118可以包括例如压电和/或压阻元件。传感器控制模块120、122可以是例如ASIC，并控制气缸压力传感器112、114的重设。气缸压力传感器112、114可以不是绝对压力传感器，而是相对压力传感器。

重设电路108在气缸压力传感器112的重设期间将气缸压力传感器112的输出端130下拉到电压基准或地基准132一次或多次。重设电路110在气缸压力传感器114的重设期间将气缸压力传感器114的输出端133上拉到电压基准134（例如，电压电源Vdd）一次或多次。气缸压力传感器112、114的输出端130、133的下拉和/或上拉通过气缸压力传感器112、114被检测为来自ECM 104、106的信号。气缸压力传感器112、114基于来自ECM 104、106的检测信号进行重设。检测信号可以称作下拉信号、上拉信号和/或重设信号。

ECM 104、106包括处理器140、142、ECM存储器144、模数（A/D）通道（或A/D通道模块146、148）和控制通道（或控制通道模块149、151）。处理器140、142包括具有气缸压力模块154、156和计时器158的相应的计时器控制模块150、152。处理器140、142、计时器控制模块150、152和/或气缸压力模块154、156接收气缸压力信号PRES1、PERS2，并监测由气缸压力传感器112、114检测的压力。气缸压力模块154、156控制气缸压力传感器112、114的重设。

气缸压力模块154、156可以定期地、以特定时间间隔、在特定条件下和/或基于气缸压力信号PRES1、PRES2来重设气缸压力传感器112、114。例如，当气缸压力信号PERS1、PRES2的电压超过预定阈值和/或在预定范围外时，气缸压力模块154、156可以重设气缸压力传感器112、114。作为另一示例，例如，当基于气缸压力信号PRES1、PRES2确定的压力超过阈值和/或在特定范围外时，气缸压力模块154、156可以重设气缸压力传感器112、114。

气缸压力模块154、156可以基于气缸压力信号PRES1、PRES2来计算气缸压力。气缸压力可以是由气缸压力传感器112、114（测量的压力）、实际（或绝对）压力和/或偏移压力（测量压力和实际压力之间的差）指示的压力。可以在低压条件期间例如当进气门和/或排气门打开时确定压力。例如，在发动机的进气和排气冲程期间，进气门和/或排气门可以是打开的。

例如，当气缸的进气门打开时，气缸内的实际（或绝对）压力可以关联于大气（具有测量单位）并且被确定。测量压力可以关联于MAP传感器的歧管绝对压力（MAP）。也可以或者可以可选地在压缩循环期间基于压力信号的特性来确定实际压力。

传感器控制模块120、122可以基于检测的重设信号重设气缸压力传感器112、114。传感器控制模块120、122可以将气缸压力信号PRES1、PRES2和/或输出端130、133处的电压和/或电压降的持续时间与在传感器存储器124、126中存储的预定值进行比较。

重设电路108包括晶体管150和电阻152。晶体管150包括第一端子154、第二端子156和控制端子158。电阻152连接在A/D通道模块146和第一端子154之间，并连接在A/D通道模块146和气缸压力传感器112之间。第一端子154接收气缸压力信号PRES1。第二端子156连接到电压或地基准132。

控制端子158连接到控制通道模块149，并接收重设信号RESET1。在操作中，基于重设信号RESET1，晶体管150从第一或（OFF（关断））状态切换到第二（或ON（开启））状态。当晶体管150处于第一状态时，气缸压力信号PRES1从气缸压力传感器112提供到A/D通道模块146。当处于第二状态时，晶体管150将输出端130处的电压拉到电压或地基准132。该电压降由传感器控制模块120来检测，传感器控制模块120基于输出电压的变化来确定是否重设气缸压力传感器112。

重设电路110包括晶体管160和第一电阻162。晶体管160包括第一端子164、第二端子166和控制端子168。第一电阻162连接在A/D通道模块148和第二端子166之间，并连接在A/D通道模块148和气缸压力传感器114之间。第二端子166连接到输出端133，并连接到电压基准或地基准167。第一端子164连接到电压基准134。控制端子168连接到控制通道模块151，并接收重设信号RESET2。第二电阻169可以连接在电压基准134和第一端子164之间。

作为另一示例，晶体管160尽管被示为NPN晶体管，但可以用PNP晶体管替换。PNP晶体管的发射极可以连接到电压源基准，例如V_dd（例如，+5V）。

在操作中，基于重设信号RESET2，晶体管160从第一或（OFF）状态切换到第二（或ON）状态。当晶体管160处于第一状态时，气缸压力信号PRES2从气缸压力传感器114提供到A/D通道模块148。当处于第二状态时，晶体管160将气缸压力传感器114的输出端133处的电压拉到电压基准134的电压。该电压升高由传感器控制模块122来检测，其中，传感器控制模块122基于输出电压的变化来确定是否重设气缸压力传感器114。

虽然在图2和图3中在气缸压力传感器112、114的输出信号线上提供重设信号，但是可以在气缸压力传感器112、114的功率输入或功率供给线上提供重设信号。

在图4中，显示出示出了气缸压力传感器重设正时的气缸压力迹线180的曲线。气缸压力迹线180是HCCI发动机的示例气缸压力迹线。为发动机的进气冲程182、压缩冲程184、点火冲程186和排气冲程188示出了相对于曲柄角位置的示例压力变化（垂直轴线）。在进气冲程182期间，一个或多个进气门打开，这降低了气缸内的压力。在压缩冲程期间，进气门和排气门关闭。气缸内的空气/燃料混合物被压缩，这增大了气缸内的压力。在190指示了峰值压力。可在上止点活塞位置处或者在上止点活塞位置的预定范围内点燃空气/燃料混合物。活塞上的产生的压力提供能量，以推进发动机旋转。气缸体积的增大以及气缸内的增大的气缸体积与燃烧的充气之间的关系确定气缸压力峰值何时出现。

排气冲程188在点火冲程186之后。排气冲程188可以包括排气阶段192和再压缩阶段194。在排气阶段192期间，排气门打开，从而将气缸内的排气的一部分释放到排气系统。在预定的时间和/或曲轴角，排气门关闭。再压缩阶段194随后开始关闭排气门，并包括在下一个进气冲程之前压缩在气缸内剩余的排气。

如由曲线示出的，在进气冲程182和排气冲程188的排气阶段192期间存在低压力点。为此，可以在进气冲程期间和/或在排气阶段期间重设气缸压力传感器（例如，图1-3中的气缸压力传感器16、112、114）。在194、195指示了示例重设点（或曲柄角）。第一示例点194在大约405°±10°，其在排气门关闭之前。第二示例点195在大约710°±10°。

可以在进气冲程182期间和/或在排气阶段192期间重设气缸压力传感器。当气缸内的压力在最小值时，可以重设气缸压力传感器。虽然可以在其它冲程或阶段期间重设气缸压力传感器，但是这会在传感器中导致设置点的不适当的设置，并且会导致不准确的气缸压力传感器输出电压和/或电流水平。

参照图2、图3和图5，其中显示了示出重设信号196的信号图。可以将由气缸压力模块154、156产生的和/或基于气缸压力模块154、156产生的信号检测的重设信号进行编码。将重设信号进行编码并配置气缸压力传感器112、114以检测并解码所编码的重设信号防止气缸压力传感器112、114由于噪声（例如，电磁干扰（EMI））而重设。重设信号196提供经编码的重设信号的示例。

重设信号可以包括紧跟着一个或多个经编码的重设脉冲198、199的基准脉冲（第一脉冲）197。基准脉冲197可以提供基准时段T1。经编码的重设脉冲198、199可以具有作为基准时段T1的倍数的时段。例如，重设脉冲（或第二脉冲）198可以具有2*T1或T2的时段。重设脉冲（或第三脉冲）199可以具有3*T1或T3的时段。时段T1、T2、T3可以指在LOW状态和HIGH状态之间的重设信号的转变状态或转变之间的时段。转变状态可以指当重设信号从LOW状态转变为HIGH状态或从HIGH状态转变为LOW状态。例如，时段T1是第一转变状态和下一（或第二）转变状态之间的时间量。第一转变状态包括从HIGH状态到LOW状态的转变。第二转变状态包括从LOW状态到HIGH状态的转变。

计时器控制模块150、152和/或气缸压力模块154、156可以控制重设信号RESET1、RESET2的时段长度。例如，模块150-156可以在产生和/或编码重设信号RESET1、RESET2时设定并调节脉冲的时段长度（例如，T1、T2、T3）。重设信号RESET1、RESET2可以以格雷码、二进制信号和/或数字信号的形式。重设信号RESET1、RESET2可以在预定时段内在最小水平和最高水平之间交替。

最小水平和最大水平可以指最小和最大（即，摆动）操作输出电压（例如，0.5-4.5伏（V））和/或气缸压力传感器112、114的制造摆动电压（例如，0-5V）。气缸压力传感器可以设置为使得气缸压力传感器经受的最小和最大预期操作压力对应于与制造摆动电压相对的摆动操作输出电压。

可以使用多种方法来操作图1的发动机系统10（或图1-3的重设系统18、100、102），通过图6的方法来提供示例方法。在图6中示出了重设气缸压力传感器的方法。虽然相对于图1-5的实施方案主要描述了下面的任务，但是这些任务可以容易地修改，以应用于本发明的其它实施方案。可以反复地执行这些任务。另外，虽然针对单个气缸和单个气缸压力传感器描述了下面的任务，但是可以为多个气缸和/或多个气缸压力传感器修改这些任务。该方法可以在200开始。

在202，ECM和/或ECM的模块（例如，计时器控制模块150、152或气缸压力模块154、156中之一）确定气缸和/或气缸压力传感器（例如，气缸压力传感器16、112、114）的一个或多个参数。参数可以包括气缸内的压力、气缸压力传感器的电压和/或电流输出和/或基于气缸压力传感器的电流和/或电压输出确定的压力。确定出的压力可以是气缸内的估计的实际压力、根据传感器的电压和/或电流输出指示的压力和/或偏移压力。偏移压力可以等于实际压力和根据传感器的电压和/或电流输出指示的压力之间的差。

可以执行以下任务204-208中的一项或多项。任务204-208被提供为用于开始气缸压力传感器的重设的触发器的示例。将这些触发器提供为示例，并且可以不执行这些触发器。可以并入一个或多个其它触发器。

在204，ECM和/或ECM的模块确定在202确定的一个或多个参数是否超过相应的预定阈值和/或在相应的范围外。如果其中一个参数已经超过预定阈值和/或在预定范围之外（是Y），则可以执行任务212，否则（N）可以执行任务206。

在206，ECM和/或ECM的模块可以确定当前的发动机循环是否已经结束和/或下一个发动机循环是否已经开始。四冲程发动机中的发动机循环可以指通过进气冲程、压缩冲程、点火冲程和排气冲程中的一个循环。气缸压力传感器可以在作为默认值的每个发动机循环期间重设，或者可以在每隔预定数量的发动机循环期间重设，和/或在选定的发动机循环期间重设。当下一个发动机循环将开始和/或已经开始时，可以执行任务212，否则可以执行任务208。

在208，ECM和/或ECM的模块可以确定是否已经经过预定的时段。当计时器（例如，计时器158）已经减少至0和/或已经超过预定的时段时，可能已经经过预定的时段。气缸压力传感器可以定期地重设和/或在经过预定的时段之后重设。当已经经过预定的时段时，可以执行任务212，否则可以执行任务210。在210，计时器可以增加。

在212，可以重设气缸压力传感器。在212A，生成重设信号（例如，重设信号RESET1、RESET2）。在212B，气缸压力传感器的输出可以向下拉或向上拉，和/或重设电路可以在正常状态和超驰状态之间转变。正常状态可以指当气缸压力传感器的输出未经由重设电路（例如，重设电路108、110中之一）被向下拉和/或向上拉。在正常状态下，晶体管150、160可以将气缸压力传感器112、114的输出130、133与电压参考132、134隔离。

超驰状态可以指当气缸压力传感器的输出正在经由重设电路被向下拉和/或向上拉时。ECM和/或ECM的模块可以通过监测来自气缸压力传感器的输出信号或气缸压力信号来检验气缸压力传感器的输出正在向下拉或向上拉。ECM和/或ECM的模块可以将气缸压力传感器的输出在LOW状态和HIGH状态之间转变，和/或在正常状态和超驰状态之间转变，以将由传感器控制模块检测的重设信号进行编码。

在212C，传感器控制模块（例如，传感器控制模块120、122中之一）接收和/或解码重设信号，并响应于重设信号重设气缸压力传感器。传感器控制模块可以被编程和/或包括逻辑，以确定气缸压力传感器的输出的状态是否由于EMI或由于编码的重设信号而正在转变。作为示例，传感器控制模块可以：确定接收的基准脉冲（例如，T1）和随后的重设脉冲（例如，T2、T3）的时段；将重设脉冲的时段与基准脉冲的时段进行比较；以及当重设脉冲的时段是基准脉冲的时段的整数倍时重设气缸压力传感器。

作为另一示例，传感器控制模块可以：确定接收的基准脉冲的第一时段（例如，T1）；基于在传感器存储器（例如，传感器存储器124、126中之一）存储的预定值和保存值来估计在基准脉冲之后接收的脉冲的时段；检测随后接收的脉冲的时段；以及将估计的时段与随后接收的脉冲的时段（例如，T2、T3）进行比较。如果估计的时段与检测的时段匹配，则传感器控制模块重设气缸压力传感器。

重设气缸压力传感器可以包括重设气缸压力传感器的输出电压的设定点。可以相对于传感器元件（例如，传感器元件116、118）的内部状态例如电压、电阻、电流水平和/或压力来调节输出电压的设定点。输出电压会相对于气缸压力传感器的内部状态随时间而漂移。气缸压力传感器的输出电压会相对于施加在气缸压力传感器上的压力而漂移，所述压力可通过ECM和/或ECM模块间接地检测。如上面对于任务204所描述的，当上述参数中的一个或多个超过阈值或在其中一个预定范围之外时，可以检测到漂移。

作为示例，可以将气缸压力传感器重设为使得传感器的摆动操作输出电压（例如，0.5-4.5V）对应于预计将由传感器检测的最小和最大压力（例如，0-140巴）。当重设时，传感器控制模块可以将最小摆动操作电压（0.5V）重设为对应于气缸压力传感器的当前内部状态（电压、电阻、电流水平和/或压力）。这可以使气缸压力传感器的其它操作输出电压相对于相应的传感器状态向上或向下漂移。

在ECM中，当气缸压力传感器的输出电压在最小摆动操作电压时，压力可以被确定为等于最小压力（例如，0巴）。因此，上面描述的偏移补偿允许ECM继续准确地估计气缸压力。

该方法可以基于任务212的完成而结束，和/或返回任务202。计时器可以基于任务212的完成而重设。上面描述的任务旨在是说明性的示例；可以根据应用顺序地、同步地、同时地、连续地、在重叠的时间段期间或以不同的顺序执行任务。

上面描述的方法补偿气缸压力传感器的输出电压和/或电流的偏移。该方法提供重设气缸压力传感器，并防止由于EMI或其它噪声而错误地触发气缸压力传感器的重设。

如在以上方法中描述的气缸压力传感器的重设可以包括当传感器已经漂移出预定的范围时传感器的输出的阶跃变化。传感器输出的漂移可以由ECM和/或ECM模块如上所述来检测，或者可以由传感器控制模块来检测。

本发明的广义教导可以以各种形式实施。因此，虽然本发明包括具体示例，但是，本发明的真正范围不应局限于此，因为在研究附图、说明书和以下权利要求书的基础上其他修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的。

Claims (10)

1. 一种传感器重设系统，其包括：

发动机控制模块，所述发动机控制模块被构造为：

       从气缸压力传感器接收传感器压力信号，其中，所述传感器压力信号指示发动机的气缸内的压力，

       基于所述传感器压力信号控制所述发动机的操作，

       确定是否重设所述气缸压力传感器，并生成重设信号，以及

       将所述重设信号进行编码，以生成编码的重设信号；以及

传感器重设电路，所述传感器重设电路被构造为基于所述编码的重设信号来调节所述气缸压力传感器的输出，以重设所述气缸压力传感器。

2. 根据权利要求1所述的传感器重设系统，其中，所述发动机控制模块被构造为：

基于所述传感器压力信号确定所述气缸压力传感器和所述气缸中至少之一的参数；

确定所述参数是否已经超过预定阈值；以及

当所述参数已经超过所述阈值时，生成所述重设信号。

3. 根据权利要求2所述的传感器重设系统，其中，所述参数是所述气缸压力传感器的电压输出。

4. 根据权利要求2所述的传感器重设系统，其中，所述参数是所述气缸内的估计压力。

5. 根据权利要求1所述的传感器重设系统，其中，所述发动机控制模块被构造为：

包括基于所述传感器压力信号和其它压力传感器信号来确定所述发动机的每个气缸的偏移压力；

确定所述偏移压力是否已经超过预定阈值；以及

当所述偏移压力之一已经超过所述阈值时，生成所述重设信号。

6. 根据权利要求1所述的传感器重设系统，其还包括所述气缸压力传感器，其中，所述气缸压力传感器包括传感器控制模块。

7. 根据权利要求6所述的传感器重设系统，其中，所述传感器控制模块基于所述编码的重设信号来重设所述气缸压力传感器，其中，所述传感器控制模块在重设所述气缸压力传感器中相对于所述气缸压力传感器的内部状态调节所述气缸压力传感器的输出电压的设定点。

8. 根据权利要求7所述的传感器重设系统，其中，所述内部状态包括所述气缸压力传感器的传感器元件的内部电压和内部电阻中至少之一。

9. 根据权利要求1所述的传感器重设系统，其中，所述传感器重设电路包括具有第一端子、第二端子和控制端子的晶体管，其中：

所述第一端子连接到所述气缸压力传感器的所述输出并连接到所述发动机控制模块的输入；

所述第二端子连接到电压参考；以及

所述控制端子连接到所述发动机控制模块的输出。

10. 一种重设气缸压力传感器的方法，所述方法包括：

从所述气缸压力传感器接收传感器压力信号，

基于所述传感器压力信号确定发动机的所述气缸压力传感器和气缸中至少之一的参数，

确定所述参数是否已经超过预定阈值，

当所述参数已经超过所述阈值时，经由发动机控制模块生成重设信号，以及

将所述重设信号进行编码，以生成编码的重设信号；以及

基于所述编码的重设信号来调节所述气缸压力传感器的输出，以重设所述气缸压力传感器。

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