CN103628990A - 用于发动机控制的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于在行驶周期期间保持发动机稳定以完成一个或多个诊断程序的方法。如果足够数目的诊断程序需要完成并且已经被允许以便完成，则在操作者转矩要求变化时该发动机可以保持稳定。通过保持发动机稳定，改善该诊断程序的准确性和完成。

Description

用于发动机控制的方法和系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年8月24日提交的美国专利申请号61/693,182的优先权，为了所有的目的其整个内容通过引用结合于此。

技术领域

本申请涉及在诸如混合动力车辆的车辆中执行的车载的诊断程序。

背景技术

减少混合动力车辆中的发动机运行时间能够实现燃料经济性和减少燃料排放的利益。但是，较短的发动机运行时间能够导致用于完成车载诊断程序运行的不充分的时间。这些车载诊断程序可以包括，例如，燃料系统渗漏诊断、各种发动机传感器的诊断等。

已经被允许车载诊断程序的一种示范性方法涉及保持或重新开始发动机运行一段时间以完成该程序。另一种示范性方法由Matsuoka等人的美国专利US6,446,61所公开，其中在发动机运行期间发动机保持在稳定状态，以便能够进行滤罐渗漏检测监控。

但是，本发明人已经认识到用这种方法的潜在问题。作为一个例子，运行发动机以完成诊断程序可能减少燃料经济性。作为另一个例子，将发动机保持在稳定状态以完成渗漏检测可以减少需要完成，但是不足以完成的诊断的数目。例如，即便在发动机运行期间完成渗漏检测的情况下，发动机可能在后面的时间需要再启动以在行驶周期中完成其他的诊断。因此，这些重复的侵扰的发动机运行可能会令车辆操作者不满意。具体说，想要以电动模式驱动混合动力车辆的车辆操作者可能对不响应操作者转矩要求的重复的发动机运行不满意。

发明内容

在一个例子中，上面的一些问题可以用运行混合动力车辆的方法来解决，该方法包括：在稳定的发动机状态期间执行第一组诊断程序；在不稳定的发动机状态期间执行第二组不同的诊断程序；以及在车辆行驶周期的第一次发动机热启动之后的发动机运行期间，响应第一组中的未完成诊断程序的数目保持发动机稳定。以这种方式，改善车载诊断程序的准确性及其完成性。

作为例子，需要混合动力车辆的控制系统，为了排放遵从性在行驶周期完成各种车载诊断程序。各种车载诊断程序可以包括在稳定的发动机工况期间（严格地）执行的第一组程序和在不稳定的发动机运行状态期间执行的第二组程序。来自两组中任何一组的一个或更多个诊断程序可以在当车辆状态从电动运行模式转变到发动机运行模式并且在发动机的稳定和不稳定状态之间的车辆行驶周期期间机会性地完成。控制器可以监控已经完成的每组中的诊断程序的总数目以及被允许的（即，准备好在合适的发动机状态一旦出现时就完成的）那些诊断程序的数目。

在车辆行驶周期的第一次热启动之后的发动机运行期间（即，在中间不停止的情况下，在紧接重新热启动之后并且与其连续的发动机运行期间），响应未完成的并且已经被允许的第一组诊断程序的数目相对于第一组未完成的诊断程序的总数之比例高于阈值，控制器可以侵扰地（intrusively）保持发动机稳定一段时间。具体说，在发动机温度高于阈值（即，发动机已经预热），排气催化剂温度高于阈值（即，排气催化剂充分地热）的情况下，并且在车辆正在低于阈值的海拔高度行驶时从静止的第一次发动机启动期间，控制器可以将发动机速度和负荷保持在阈值范围内一段时间，不管在这段时间的操作者转矩要求。也就是，发动机可以保持具有发动机速度和负荷的小变化的稳定，使得稳定状态主动地提供用于完成该已经被允许而未完成第一组诊断程序。在其间，通过系统蓄电池可以满足操作者转矩要求。

以这种方式，要求发动机稳定状态的诊断程序可以在具有减少的发动机运转时间的混合动力车辆的行驶周期期间完成。如果足够数目的诊断程序是未完成并且已经被允许的，只要通过保持发动机稳定以完成诊断程序，减少用于完成该程序的重复的发动机运行。通过在行驶周期内完成该要求的一组诊断程序，改善排放物遵从性。此外，为了需要严格的发动机稳定状态的诊断程序，通过以强迫的稳定模式保持发动机稳定，改善该结果的准确性和整体性。

在另一个实施例中，一种用于混合动力车辆的方法，包括：在第一稳定发动机状态期间，执行一个或更多个诊断程序而不管未完成的诊断程序的总数；和在第二稳定的发动机状态期间，根据未完成的诊断程序的总数执行一个或更多个诊断程序。

在另一个实施例中，第一稳定的发动机状态包括发动机速度和转矩在阈值范围内，并且在该阈值范围内变化多于阈值量，并且其中第二稳定发动机状态包括发动机速度和转矩在该阈值范围内并且在该阈值范围内变化小于该阈值量。

在另一个实施例中，该第一稳定发动机状态包括发动机冷启动、发动机热启动和在车辆行驶周期中的稳定的发动机运行时段其中之一，并且其中该第二发动机稳定状态包括在车辆行驶周期中的第一次热启动。

在另一个实施例中，一种用于混合动力车辆的方法，包括：在车辆行驶周期的第一次发动机热启动期间，响应已经被允许并且未完成的诊断程序的数目高于阈值，保持发动机稳定以完成该未完成的诊断程序。

在另一个实施例中，车辆行驶周期的第一次发动机热启动包括在发动机温度高于第一阈值和排气催化剂温度高于不同的第二阈值的情况下从静止的发动机启动。

在另一个实施例中，保持发动机稳定包括将发动机保持在发动机速度和负荷的阈值范围内一段时间而不管在这段时间的操作者转矩要求。

在另一个实施例中，保持发动机稳定还包括利用系统蓄电池以满足在这段时间的操作者转矩要求。

在另一个实施例中，该方法还包括，在该保持期间响应操作者转矩要求超过阈值要求，停止保持发动机稳定，更新未完成的诊断程序的数目，和在该车辆的行驶周期的第二次后来的发动机热启动期间，保持发动机稳定以完成该更新数目的未完成的诊断程序。

在另一个实施例中，该方法还包括，响应已经被允许而未完成的诊断程序的数目少于阈值，在该车辆行驶周期的稳定的发动机运行期间机会性地完成一个或更多个未完成的诊断程序。

应当明白，提供上面的概述是为了以简单的形式引进选择的构思，这种构思在详细描述中进一步描述。这并不意味着指出所主张主题的关键的或基本的特征，所主张主题的范围由权利要求唯一地限定。而且，所主张的主题不限于解决上面指出的或本发明的任何部分指出的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出示范性车辆系统。

图2示出示范性内燃发动机。

图3示出举例说明用于保持发动机稳定以完成一个或更多个诊断程序的高级流程图。

图4示出用于完成诊断程序的示范性发动机稳定运行。

具体实施方式

下面的描述涉及用于运行混合动力电动车辆的系统和方法，例如图1的插电式混合动力电动车辆。根据在发动机运行期间需要完成的诊断程序的数目，具体说，在稳定的发动机运行期间，发动机可以主动地保持稳定模式一段之间，以已经被允许该程序。控制器可以构造成在发动机热启动期间执行程序，例如图3所示，以将发动机保持在稳定模式一段时间以便完成车载诊断程序。根据未完成但是被允许以便完成的诊断程序的数目（在稳定的发动机状态）相对于需要完成的诊断程序的总数（在稳定的发动机状态）之比，控制器可以决定将发动机保持在稳定模式。用于完成诊断一种示范性发动机稳定运行示于图4。以这种方式，在有限的混合动力车辆的发动机运行时间期间已经被允许车载诊断程序。

图1示出示范性车辆推进系统100。车辆推进系统100包括燃料燃烧发动机10和马达20。作为非限制性的例子，发动机10包括内燃发动机而马达20包括电动马达。马达20可以构造成利用或消耗与发动机10不同的能源。例如，发动机10可以消耗液体燃料（例如，汽油）以产生发动机输出，而马达20可以消耗电能以产生马达输出。因此，具有推进系统100的车辆可以叫做混合动力电动车辆（HEV）。具体说，推进系统100在本文描述为插电式混合动力电动车辆（PHEV）。

根据车辆工况，车辆推进系统100可以以各种不同的模式运行。这些模式中的一些可以使发动机10能够保持在停机状态（或，停用状态），其中燃料在发动机的燃烧停止。例如，在选择的工况下，在发动机10停用时马达20可以经由车轮30推动车辆。

在其他工况期间，发动机10可以停用而马达20运行，以经由再生制动充电能量储存装置50。其中，马达20可以接收来自主动车轮30的车轮转矩并且将车辆的动能转换成用于储存在能量储存装置50的电能。因此，在一些实施例中马达20能够提供发电机功能。但是，在其他实施例中，专用的能量转换装置，本文中的发电机60可以代之以接收来自主动车轮30的车轮转矩并且将车辆的动能转换成用于储存在能量储存装置50的电能。

在又一些其他工况期间，发动机10可以通过燃烧从燃料系统40接收的燃料来运行。例如，在马达20停用时发动机10可以经由主动车轮30推动车辆。在其他的工况期间，发动机10和马达20两者每个可以运行以经由主动车轮30推动车辆。发动机和马达两者可以选择地推动车辆的结构可以称之为并联式车辆推进系统。应当指出，在一些实施例中，马达20可以经由第一组主动轮推动车辆，而发动机10可以经由第二组主动轮推动车辆。

在其他的实施例中，车辆推进系统100可以构造成串联式车辆推进系统，因此，发动机不直接驱动主动车轮。而是，发动机10可以运行为马达20提供动力，马达20进而可以经由主动轮30推动车辆。例如，在选择的工况期间，发动机10可以驱动发电机60，发电机60进而向一个或更多个马达20或能量储存装置50提供电能。作为另一个例子，发动机10可以运行以驱动马达20，该马达20进而可以提供发电机功能以将发动机输出转换成电能，其中该电能能够储存在能量储存装置50为了后来由马达使用。车辆推进系统可以构造成根据工况在上面描述的两个或两种以上的模式之间转换。

燃料系统40可以包括用于储存车载燃料并且用于向发动机提供燃料的一个或更多个燃料储箱44。例如，燃料箱44可以储存一种或多种液体燃料，包括但不限于：汽油、柴油和醇燃料。在一些例子中，燃料可以作为两种或两种以上的不同燃料的混合物储存在车辆上。例如，燃料箱44可以构造成储存汽油和乙醇（例如，E10、E85等）的混合物或汽油和甲醇（例如，M10、M85等）的混合物，其中这些燃料或燃料混合物可以提供给发动机10。其他合适的燃料或燃料混合也可以供给发动机10，其中它们可以在发动机中燃烧以产生发动机输出。发动机输出可以用来推动车辆和/或经由马达20或发电机60再充电能量储存装置50。

燃料箱44可以包括燃料水平传感器46，用来向控制系统（或控制器）12发出关于燃料箱中的燃料水平的信号。燃料水平传感器46可以包括连接于可变电阻器的浮子，如图所示。可选地，可以用其他类型的燃料水平传感器。储存在燃料箱44中的燃料的水平（例如，由燃料水平传感器识别）可以，例如，经由用52示出的燃料计或指示灯与车辆操作者通信。燃料系统40可以周期性地从外部燃料源接收燃料。例如，响应燃料箱中的燃料水平下降低于阈值，可以产生燃料箱再填充要求，并且车辆操作者可以停止车辆以便再填充。燃料可以经由再填充管路48从分配装置70泵送到燃料箱中，再填充管路48从位于车辆外体的再填充门62形成通道。

因此，车辆系统可以包括需要周期性地鉴定的各种传感器和监控器。它们可以包括，例如，VCT监控器、EGR监控器、EGO传感器、燃料监控器、空气-燃料比失衡监控器、FAOS传感器以及诸如渗漏检测程序的其他程序。可以执行周期性的车载诊断程序以确认传感器/监控器功能性。此外，为了满足联邦排放要求，车载诊断（CBD）程序可能需要在一个车辆行驶周期内完成。因此，一些诊断程序可能要求稳定的发动机运行以便完成，而其他诊断程序可能要求（或优选）不稳定的发动机运行用以便完成。还有一些其他的可能不需要发动机运行并且可以在车辆处在电动模式时的行驶周期期间执行。至少一些诊断程序可以在车辆行驶周期期间当发动机运行在稳定和不稳定运行之间变化时机会性地完成。但是，由于混合动力车辆中的有限的发动机运行时间，许多诊断程序在正常的发动机运行期间可以仍然是未完成的。其中为了完成诊断程序而发动机启动或发动机运行被延长的侵扰式（或强迫式）发动机运行，对于期望以电动模式运行混合动力车辆的车辆驾驶员来说通常是令人不满意的。因此，正如本文在图3详细描述的，在车辆行驶周期期间的第一次发动机热启动时，如果足够数目的诊断程序未完成但是被允许以便完成（即，准备进行），则发动机控制器可以将发动机保持在稳定模式一段时间。控制器可以监控在行驶周期上需要完成并且准备好完成的诊断程序的身份（identity）和数目。如果未完成的但是准备完成的诊断程序的数目相对于需要完成的总数之比高于阈值，则控制器可以保持发动机稳定并且完成测试。另外，如果低于阈值，则控制器可以继续机会性地完成这些测试。

控制系统12与发动机10、马达20、燃料系统40、能量储存装置50和发电机60其中一个或更多个连接。具体说，控制系统12可以接收来自发动机10、马达20、燃料系统40、能够储存装置50和发电机60其中一个或更多个的反馈，并且相应地向它们的一个或更多个发送控制信号。控制系统12还可以接收要求来自车辆操作者130的车辆推进系统输出的操作者的指示。例如，控制系统12可以接收来自与踏板132连接的踏板位置传感器134的反馈。踏板132可以示意地涉及加速器踏板（如图所示）或制动踏板。

能量储存装置50可以包括一个或更多个蓄电池和/或电容器。能量储存装置50可以构造成储存电能，该电能可以供给设置在车辆上的（马达之外的）其他的电载荷，包括车厢加热和空调系统（例如，HVAC系统）、发动机起动系统（例如，起动机马达）、前照灯、车厢音频和视频系统等。

能量储存装置50可以周期性地接收来自不设置在车上的外部电源80的电能。作为非限制性的例子，车辆推进系统100可以构造成插电式混合动力电动车辆（HEV），因此，电能可以经由电能传输电缆82从电源80供给能量储存装置50。在能量储存装置50从外部电源80的再充电操作期间，电传输电缆82可以电连接能量储存装置50和电源80。在车辆推进系统运行以推动车辆的同时，电传输电缆82可以在电源80和能量储存装置50之间断开。控制系统12可以估测和/或控制储存在能量储存装置的电能量，本文中叫做充电状态（SOC）。

在其他实施例中，在电能可以从电源80无线地接收在能量储存装置50的情况下，电传输电缆82可以被省去。例如，能量储存装置50可以经由电磁感应、无线电波和电磁共振中的一个或更多个从电源80接收电能。因此，应当明白，任何合适的方法可以用来从外部电源80再充电能量储存装置50。以这种方式，除了由发动机10利用燃料之外，马达20可以通过利用电源推动车辆。

如在图2中详细地说明的，控制器12可以接收来自各种传感器的输入数据、处理该输入数据，并且根据对应于一个或更多个程序编程在其中的指令或编码响应该处理的数据启动各种致动器。示范性控制程序的例子在本文中关于图3描述。

图2示出内燃发动机10的燃烧室或汽缸的示范性实施例。发动机10可以接收来自包括控制器12的控制系统的控制参数和经由输入装置132来自车辆操作者130的输入。在这个例子中，输入装置132包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸（本文也叫做“燃烧室”）14包括活塞138设置在其中的燃烧室壁136。活塞138可以连接于曲轴40，以便将活塞的平移运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由减速系统连接于客车的至少一个主动轮。而且，起动马达可以经由飞轮连接于曲轴140，以能够起动发动机10的运行。

汽缸14可以经由一系列进气通道142、144和146接收进气。除了汽缸14之外进气通道146还与发动机10的其他汽缸连通。在一些实施例中，一个或更多个进气通道可以包括诸如涡轮增压器、机械增压器的增压装置。例如，图2示出发动机10构造成具有设置在进气通道142和144之间的压缩机174和沿着排气通道148设置的排气涡轮176的涡轮增压器。在增压装置构造成涡轮增压器的情况下，该压缩机174可以经由轴180至少部分地由排气涡轮176供给动力。但是在其他的例子中，例如在发动机10具有机械增压器的情况下，在压缩机174可以由来自马达或发动机的机械输入供给动力的情况下，排气涡轮176可以任选地省去。包括节流板164的节气门162可以沿着发动机的进气通道设置，用于改变提供该发动机汽缸的进气流率和/或压力。例如，节气门162可以设置在压缩机174的下游，如图2所示，或可选地设置在压缩机174的上游。

除了汽缸14之外，排气通道148还可以接收来自发动机的其他汽缸的排气。排气传感器128被示出在排气控制装置178的上游连接于排气通道148。传感器128可以从用于提供排气空气/燃料比的指示的各种合适的传感器中选择，例如，诸如线性氧传感器或UEGO（通用或宽域排气氧）、双态氧传感器或EGO（如所示）、HEGO（加热的EGO）、NOx、HC或CO传感器。排气控制装置178可以是三元催化剂（TWC）、NOx收集器、各种其他的排气控制装置或其组合。

排气温度可以由设置在排气通道148中的一个或更多个温度传感器（未示出）估测。可选地，排气温度可以根据诸如速度、负荷、空气-燃料比（AFR）、火花延迟等发动机工况推知。

发动机10的每个汽缸可以包括一个或更多个进气门和一个或更多个排气门。例如汽缸14被示出包括设置在汽缸14上部区的至少一个进气提升气门150和至少一个排气提升气门156。在一些实施例中，包括汽缸14的发动机10的每个汽缸可以包括设置在汽缸上部区的至少两个进气提升气门和至少两个排气提升气门。

进气门150可以通过经由凸轮致动系统151的凸轮致动由控制器12控制。同样，排气门156可以通过经由凸轮致动器153由控制器12控制。凸轮致动器151和153每个可以包括一个或更多个凸轮并且可以利用由控制器12操作的凸轮廓线转换（CPS）、可变凸轮正时（VCT）、可变气门正时（VVT）和/或可变气门升程（VVL）系统中的一个或更多个，以改变气门运行。进气门150和排气门156的位置可以分别由气门位置传感器155和157确定。在可选实施例中，进气门和排气门可以由电动气门致动控制。例如，汽缸14可以可选地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。在又一些其他实施例中，进气和排气门可以由共同的气门致动器或致动系统，或可变气门正时致动器或致动系统控制。

汽缸14可以具有压缩比，该压缩比是当活塞138在下止点和上止点时的容积比。通常，压缩比在9:1到10:1的范围内。但是在使用不同燃料的一些例子中，压缩比可以增加。这可能例如，当利用高辛烷燃料或具有较高的潜在蒸发焓的燃料时发生。如果利用直接喷射，由于其对发动机爆震的影响，压缩比也可以增加。

在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可以包括用于点火燃烧的火花塞192。在选择运行模式下，点火系统190可以响应来自控制器12的火花提前信号SA通过火花塞192为燃烧室14提供点火火花。但是，在一些实施例中，火花塞192可以被省去，例如在发动机10可以通过自动点火或通过燃料喷射开始燃烧的情况下，一些柴油发动机的情况就是如此。

在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可以构造成具有为其提供燃料的一个或更多个燃料喷嘴。作为非限制性的例子，汽缸14被示出包括一个燃料喷嘴166。燃料喷嘴166被示出直接连接于汽缸14，以便与经由电子驱动器168从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地直接将燃料喷射到其中。以这种方式，燃料喷嘴166提供到燃烧汽缸14中的所谓的燃料直接喷射（下文也叫做“DI”）。虽然图2示出燃料喷嘴166为侧面喷嘴，它也可以设置在活塞的顶上，例如靠近火花塞192的位置。当以醇基燃料运行发动机时，由于这种醇基燃料的较低的挥发性，这种位置可以改善混合和压缩。可选地，喷嘴可以设置在进气门的顶上并靠近进气门，以改善混合。燃料可以从包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的高压燃料系统8提供给喷嘴166。可选地，燃料可以用单级燃料泵以低压提供，在这种情况下，在压缩冲程期间，直接燃料喷射正时比利用高压燃料系统可能更加受限制。而且，虽然没有示出，但是燃料箱可以具有为控制器12提供信号的压力传感器。应当明白，在另一个实施例中，喷嘴166可以是将燃料提供给汽缸14上游的进气道中的进气道喷嘴。

如上所述，图2仅仅示出多汽缸发动机的一个汽缸。因此每个汽缸可以同样包括其自己的一组进气/排气门、燃料喷嘴、火花塞等。

燃料系统8中的燃料箱可以容纳具有不同燃料品质的燃料，例如不同的组分。这些差别可以包括不同的醇含量、不同的辛烷、不同的蒸发热、不同的燃料混合物、不同的燃料挥发性和/或其组合等。

在图2中控制器12被示出为微型计算机，包括：微处理器单元106、输入/输出端口108、在这个具体的例子中示为只读芯片110用于执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器112、保活存储器114和数据总线。存储介质只读存储器110可以用计算机可读的数据编程，该计算机可读的数据表示用于进行下面描述的方法和程序由处理器106可执行的指令以及预期到但未具体列出的其他各种变量。控制器12可以接收来自连接于发动机10的传感器的各种信号，除了上面提到的那些信号之外，还包括：来自质量空气流量传感器122的引入质量空气流量的测量；来自连接于冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度（ECT）；来自连接于曲轴140的霍尔效应传感器120（或其他类型）的表面点火感测信号（PIP）；来自节气门位置传感器的节气门位置（TP）；来自传感器124的绝对歧管压力信号（MAP）、来自EGO传感器128的汽缸AFR以及来自爆震传感器和曲轴加速度传感器的非正常燃烧。发动机的速度（RPM）可以从信号PIP由控制器12产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用来提供进气歧管中的真空或压力的指示。

根据来自一个或更多个上面提到的传感器的输入，控制器12可以调节一个或更多个致动器，例如，燃料喷嘴166、节气门162、火花塞192、进气/排气门和凸轮等。控制器可以接收来自各种传感器的数据、处理该输入数据，并且根据对应于一个或更多个程序编程在其中的指令或编码起动该致动器。一种示范性的程序在本文中关于图3进行描述。

现在参考图3，图3示出在车辆行驶周期的发动机运行期间用于完成各种车载诊断程序的一种示范性的方法300。当足够数目的测试需要完成时该方法能够使发动机保持稳定。

在302，车辆工况可以被估测或推知。例如，如上所述，该控制系统可以接收来自与车辆推进系统部件有关的一个或更多个传感器的传感器反馈。估测的工况可以包括，例如，车辆操作者要求的输出或转矩的指示（例如，根据踏板位置）、燃料箱中的燃料水平、发动机的燃料利用速率、发动机温度、车载能量储存装置的充电状态（SOC）、包括湿度和温度的环境条件、发动机冷却剂温度、气候控制要求（例如，空气调节或加热要求）等。

在304，根据估测的车辆工况，可以选择车辆运行模式。例如，可以判断车辆是否处在电动模式（例如，其中车辆利用来自诸如蓄电池的车载系统能量储存装置的能量推动），或发动机模式（其中车辆利用来自发动机的能量推动），或辅助模式（其中车辆利用来自蓄电池的至少一些能量和来自发动机的至少一些能量推动）。

在306，可以判断是否选择车辆运行的电动模式。如果是，于是在308，车辆可以以电动模式运行，其中系统蓄电池被用来推动车辆并且满足操作者转矩要求。如果在312没有确认电动模式认，则可以判断车辆运行的发动机模式被选择。如果是，于是车辆可以以发动机模式运行，其中发动机被用来推动车辆并且满足操作者转矩要求。因此，即使在308选择电动模式，该程序可以继续监控车辆转矩要求和其他车辆工况，以看是否要求突然转变到发动机模式（或发动机辅助模式）。具体说，在电动模式中，在310可以判断是否要求转变到发动机模式。

如果在312选择发动机模式，或如果在310发生从电动模式转变到发动机模式，则程序进行到314，以判断是否进行发动机冷启动。因此，响应当排气起燃催化剂低于阈值温度（起燃温度）时或当发动机温度（从发动机冷却剂温度推知）低于阈值温度时从静止的发动机起动，可以确认发动机冷启动。在一个例子中，在行驶周期期间第一次发动机起动可以是冷启动。即，当发动机被起动以发动机模式开始车辆运行时，从静止到转动曲轴的发动机的第一数目的燃烧事件可以是较低的温度并且可以继续冷启动。作为另一个例子，车辆可以用电动模式起动并且然后转变到发动机模式。在本文中，在给定的车辆行驶周期中，在从电动模式转换到发动机模式的第一次发动机起动可以是冷启动。

如果确认发动机冷启动，则程序可以进行到判断在紧接着发动机冷启动之后的发动机运行期间是否出现发动机不稳定状态。这可以包括，例如，发动机速度和负荷在稳定的阈值范围之外，和/或发动机速度和负荷的改变和变化高于阈值量。如果确认不稳定的状态，于是，在318，该程序包括当诊断程序被允许时，在紧接着发动机冷启动之后的发动机运行期间（机会性地）执行要求不稳定状态的一个或更多个诊断程序。即，在不稳定发动机工况期间如果监控器需要被诊断，并且能够实现监控器诊断的标准已经被满足，于是一旦出现发动机不稳定状态就可以执行用于这个监控器的诊断程序。控制器可以关于程序的执行而更新。例如，用于进行程序的标志可以被停用。要求用于诊断的不稳定的发动机状态的监控器可以包括，例如，排气催化剂监控器、燃料系统渗漏检测监控器、CMS监控器等。例如，要求不稳定状态的一个或更多个监控器可以在DFSO运行，或其他的非稳定状态期间进行。

如果没有确认不稳定状态认，则程序进行到320，以判断在发动机冷启动之后的发动机运行期间发动机稳定状态是否出现。这可以包括，例如，发动机速度和负荷在稳定的阈值范围内，和/或发动机速度和负荷的改变或变化小于阈值量。如果稳定的状态被确认，于是在322，程序包括当诊断程序被允许时，在紧接发动机冷启动之后的发动机运行期间（机会性地）执行一个或更多个要求稳定状态的诊断程序。即，如果在发动机冷启动之后的稳定的发动机运行状态期间监控器需要被诊断，并且能够实现被诊断的监控器的标准已经被满足，于是发动机稳定状态一一旦出现就执行用于这种监控的诊断程序。控制器可以关于程序的执行被更新。例如，进行该程序的标志可以被停用。要求用于诊断的稳定的发动机状态的监控器可以包括，例如，VCT监控器、EGR监控器、EGO传感器、燃料监控器、空气-燃料比失衡监控器、FAOS传感器等。

返回到314，如果没有确认发动机冷启动，则程序进行到324，以判断是否存在发动机热启动。因此，响应当排气起燃催化剂处于或高于阈值温度（例如起燃温度）或当发动机温度（从发动机冷却剂温度推知）处于或高于阈值温度时从静止的发动机起动可以确认发动机热启动。在一个例子中，发动机可以被启动以用发动机模式开始车辆运行，并且在车辆运行的一段时间之后，发动机可以暂时停止以执行发动机怠速停止，或以电动模式继续车辆运行。于是，在以电动模式运行一段时间之后，或当从怠速停止再起动的条件被满足时，发动机可以再起动（例如，从静止）以重新开始以发动机模式的车辆运行。在这些状态期间，发动机从静止到起动转动的第一数目的燃烧事件可以在较高的温度（由于在先的发动机运行）并且可以构成热启动。

如果确认发动机热启动，于是在326，该程序包括确定未完成的要求稳定状态的（需要进行的）诊断程序的数目以及已经被允许的（准备进行的）诊断程序的数目。而且，未完成并且已经被允许的要求稳定状态的诊断程序的数目相对于未完成的要求稳定状态的诊断程序的总数目的比可以被确定。

在328，可以判断该比是否高于阈值。例如，可以判断该比是否高于0.5（即，需要完成的程序的至少50%是已经被允许的）。如果该比高于阈值，则控制器可以确定如果满足稳定状态具有足够的数目的需要完成并且准备好被完成的诊断程序。因此，如果稳定的发动机状态主动提供，这些程序能够在行驶周期中完成并且能够实现排放物遵从性。

响应该比高于阈值，在330可以判断是否已经满足稳定模式进入条件。在一个例子中，如果发动机适度地预热（例如，高于诸如大约95°F的阈值）、排气催化剂是热的（例如，高于诸如大约900°F的阈值）并且车辆海拔低于阈值高度（例如，低于8000英尺），则可以认为稳定模式进入条件被满足。因此，如果发动机冷却剂温度低、如果催化剂冷或处于大气压高的高海拔，则诊断监控器可能不有效地进行。

如果满足稳定模式进入条件，于是在332，该程序包括在热启动之后的发动机运行期间，保持发动机稳定一段时间并且完成该未完成并且已经被允许的诊断程序。正如本文中所用的，在热启动之后的发动机运行期间包括紧接着热启动之后并且以热启动（或热重新起动）的发动机运行继续而之间没有停止的发动机运行期间。此外，当程序完成时控制器可以被更新。例如，用于进行该程序的标志可以被停用。正如本文中所用的，在稳定模式中保持发动机稳定包括保持发动机速度和转矩不变（或在阈值范围内）一段时间。在一个例子中，以稳定模式运行的一段时间是固定的预设的时间（例如，23秒）。在另一个例子中，以稳定模式运行的一段时间根据在326估测的比例，或需要完成的并且已经被允许的诊断程序的数目进行调节。例如，已经被允许并且尚未完成的诊断程序的数目增加时，该一段时间可以增加。在这里，通过在发动机足够热时主动保持发动机稳定一段时间，在稳定状态期间需要完成的诊断程序能够在给定的行驶周期完成。在稳定模式中通过保持发动机稳定，只要足够的诊断程序是未完成并且已经被允许，用于完成诊断的重复的侵扰式发动机运行减少。此外，在稳定模式期间该被强迫的稳定状态比车辆运行期间的非强迫的稳定状态，可以具有较低的发动机速度和负荷的变化，改善依赖于稳定状态的诊断程序的准确性和整体性。

应当明白，在强迫稳定模式期间，即便操作者转矩要求变化，发动机速度和负荷也能够保持稳定。也就是，发动机速度和负荷可以保持在目标或阈值范围内，与操作者转矩要求无关。在一个例子中，在保持发动机稳定的同时，操作者要求的转矩可以从系统蓄电池提供。如果发生不能单独由蓄电池满足的要求的转矩的突然波动，该强迫的稳定模式可以停止。也就是，响应操作者要求的转矩超过能够由系统蓄电池提供的量，控制器可以停止保持发动机稳定，以便从发动机提供操作者要求的转矩。于是，控制器可以更新未完成的诊断程序的总数。此外，当能够得到发动机稳定状态时控制器可以继续机会性地执行诊断程序。可选地，在车辆行驶周期的后来的热启动期间，控制器可以重新评价该比，并且如果稳定模式进入条件被满足，重新开始稳定模式以保持发动机稳定并且完成其余的诊断程序。

在一个例子中，用于混合动力车辆的控制系统可以在稳定的发动机状态期间进行第一组诊断程序，而在不稳定的发动机状态期间进行第二组诊断程序。在车辆行驶周期的紧接着第一次发动机热启动（或热重新起动）之后的发动机运行（并且以其发动机运行连续的）期间，控制器可以响应第一组中的未完成的诊断程序的总数保持发动机稳定。该保持还可以根据在第一次发动机热启动已经被允许的第一组中的未完成的诊断程序的数目。例如，该保持根据在第一次发动机热启动已经被允许的第一组中的未完成的诊断程序的数目相对于在第一组中的未完成的诊断程序的总数之比，例如响应该比高于阈值。在本文中，保持发动机稳定可以包括在一段时间保持发动机速度和负荷不变。该一段时间可以基于在第一次发动机热启动已经被允许的第一组中未完成的诊断程序的数目。该第一次发动机热启动可以包括在发动机温度高于第一阈值和排气催化剂温度高于第二阈值的情况下从静止的发动机起动。该第一次发动机热启动还可以包括在车辆行驶的海拔高度低于阈值高度的情况下从静止的发动机起动。在保持发动机稳定的同时，操作者要求的转矩可以从系统蓄电池提供。而且，响应操作者要求的转矩超过系统蓄电池能够提供的量，该保持可以停止，以从发动机提供操作者要求的转矩。停止该保持可以包括更新第一组中的未完成的诊断程序的总数。

作为另一个例子，在混合动力车辆的第一次稳定的发动机状态期间可以执行一个或更多个诊断程序不管未完成的诊断程序的总数。比较而言，在第二次稳定的发动机状态期间可以根据未完成的诊断程序的总数进行一个或更多个诊断程序。在本文中，该第一次稳定的状态可以是非强迫的或机会性的稳定状态，而第二次稳定状态是强迫的稳定发动机状态。

在一个例子中，第一次稳定的发动机状态可以包括发动机速度和转矩在阈值范围内并且在阈值范围内变化大于阈值量，而第二次稳定的发动机状态包括发动机速度和转矩在阈值范围内并且在阈值范围内变化小于阈值量。在另一个例子中，第一次发动机稳定状态可以包括在车辆行驶周期的发动机冷启动、发动机热启动、和一段时间的稳定发动机运行其中之一，而第二次发动机稳定状态包括在车辆行驶周期的第一次发动机热启动。

作为又一个例子，在混合动力车辆中的车辆行驶周期的第一次发动机热启动期间，响应已经被允许并且尚未完成的诊断程序的数目高于阈值，发动机可以保持稳定，以完成诊断程序。在本文中，车辆行驶周期的第一次发动机热启动可以包括在发动机温度高于第一阈值和排气催化剂温度高于第二不同的阈值的情况下从静止的发动机起动。保持发动机稳定可以包括将发动机保持在发动机速度和负荷在阈值范围内一段时间不管在这段时间的操作者转矩要求。保持发动机稳定还可以包括在这段时间利用系统蓄电池满足操作者转矩要求。响应在保持期间操作者转矩要求超过阈值量，控制器可以停止保持发动机稳定，更新未完成的诊断程序的数目，并且在车辆行驶周期的第二次、后来的发动机热启动期间，保持发动机稳定，以完成更新数目的未完成的诊断程序。因此，响应已经被允许并且尚未完成的诊断程序的数目低于阈值，在车辆行驶周期的稳定的发动机运行期间，控制器可以机会性地完成一个或更多个未完成的诊断程序。

可以完成诊断程序的示范性的发动机稳定状态现在关于图4示出。具体说，曲线图400用曲线402示出车辆速度的变化，用曲线404示出发动机状态（运转或停机），用曲线406示出发动机速度，并且用曲线408（包括子曲线409-411）示出诊断程序的完成。曲线图400绘出与沿着X轴的时间的关系。

在t0，车辆由车辆操作者开动。当车辆开动时根据诸如驾驶员要求的转矩和车辆速度（曲线402）的车辆运行状态，控制器可以确定以电动模式运行车辆，其中发动机停机并且用系统蓄电池推动车辆（曲线404）。在t1，根据诸如增加转矩的要求，或由于蓄电池充电状态下降的工况，车辆可以转变到发动机模式以利用来自发动机的转矩推动车辆。因此，在t1，发动机可以运转并且发动机速度可以开始增加（曲线406）。因此，在发动机和排气催化剂都没有充分预热（例如，发动机冷却剂温度和排气催化剂温度低于各自的阈值）的情况下，在t1的发动机起动可以构成发动机冷启动。

在t1和t5之间发动机可以运行，其中发动机速度和负荷根据诸如转矩要求、车辆速度、操作者踏板位置、环境湿度等的工况变化。在t1和t5之间，在紧接着发动机冷启动之后的发动机运行期间，可能存在发动机速度和负荷在阈值范围内并且波动小于阈值量的稳定的发动机运行的区间（例如，在t4和t5之间），以及发动机速度和负荷超过阈值范围并且波动大于阈值量的不稳定的发动机运行的区间（例如，在t2和t3之间）。

在t1和t5之间，在冷启动之后的发动机运行期间，一个或更多个诊断程序可以机会性地运行。该一个或更多个诊断程序可以包括如果相应的监控被允许则在稳定的发动机状态期间运行的第一组的诊断程序，以及如果相应的监控器被允许则在稳定的发动机状态期间运行的第二组不同的诊断程序。在所示的例子中，该第一组诊断程序可以包括#1至#6监控器，而第二组诊断程序可以包括#10至#12监控器。

在所示的例子中，在t1短时间之后，监控器#1可以被允许（由#1做注解的箭头表示）。也就是说，监控器#1可以准备好运行并且之后如果存在发动机稳定状态则能够运行。但是，在这时，可能不存在用于运行监控的稳定的发动机状态。因此，用于监控器#1的诊断程序在这时不完成，并且控制器被更新：一个要求稳定状态的监控器被允许并且需要运行。

在t2和t3之间，监控器#10-12可以被允许。即，监控器#10-12可以准备好运行并且之后如果存在发动机不稳定状态则能够运行。响应监控器#10-12被允许并且满足不稳定的发动机状态，在t2和t3之间监控器#10-12机会性运行（如阴影块409表示的）。此外，控制器被更新：所有要求不稳定状态的监控器已经运行并且没有要求另外的不稳定的状态的监控需要运行。

在t3之后不久，监控器#2可以被允许（由#2做注解的箭头表示）。也就是，也就是说，监控器#2可以准备好运行并且之后如果存在发动机稳定状态则能够运行。但是，在这时，可能不存在用于运行监控的稳定的发动机状态。因此，用于监控器#2的诊断程序在这时不完成，并且控制器更新：两个要求稳定的状态的监控器被允许并且需要运行。

在t4和t5之间，可以确认发动机稳定状态。响应监控器#1-2已经被允许并且满足稳定的发动机状态，在t4和t5之间运行监控器#1-2（如阴影块410表示的）。此外，控制器被更新：两个要求稳定状态的监控已经运行并且有四个要求稳定状态的监控器（#3-6）尚未允许并且在当前的行驶周期需要运行。

在t5，由于车辆工况变化，例如车辆速度和/或蓄电池充电状态高于阈值（例如，由于蓄电池在t1和t5之间的发动机运行期间被重新充电），车辆可以从发动机运行模式转变到电动模式。因此，发动机可以关闭（发动机速度相应下降）并且车辆可以用蓄电池推动。在t5和t6之间，在发动机关闭的情况下车辆可以用电动模式继续运行。此外，在t5和t6之间，监控器#3-6可以被允许（由#3和#4-6做注解的箭头表示）。但是，由于发动机关机，用于监控#3-6的诊断程序可能没有被完成。

在t6，根据运行状态的变化，例如增加转矩的要求，或由于蓄电池充电状态下降，车辆可以转变回到发动机模式，以利用来自发动机的转矩推动车辆。因此，在t6，发动机可以重新允许并且发动机速度可以开始增加（曲线406）。因此，在发动机和排气催化剂都充分热（例如，发动机冷却剂温度和排气催化剂温度高于各自的阈值）的情况下，在t6发动机启动可以构成发动机热启动。

在热启动期间，控制器可以确定已经被允许的诊断程序相对于需要完成的诊断程序之比。在本例子中，控制器确定两个监控器（#1-2）已经完成诊断，四个监控器（#3-6）已经被允许（或准备运行）并且四个监控器（#3-6）需要完成，给定的比为4:4。响应该比高于阈值（例如，高于0.5），在发动机热启动之后的发动机运行期间可以强迫进入稳定模式一段时间，以使剩余的诊断程序能够被完成。

具体说，在t7，在紧接着热启动之后的发动机运行期间（即，在紧接连续的发动机运行并且在之间没有停止的期间），当发动机速度和负荷在目标范围或阈值范围内时，发动机可以保持在稳定的状态一段时间。在本例子中，在t7和t8之间，发动机保持在稳定状态。即，控制器可以保持发动机速度和负荷稳定，并且在阈值范围内，在在t7和t8之间基本上没有波动。在t7和t8之间由车辆操作者要求的转矩要求可以由系统蓄电池满足。

在一个例子中，与在t4和t5的非强迫的发动机稳定状态期间的发动机速度和负荷状态相比，在t7和t8之间的强迫的发动机稳定状态期间的发动机速度和负荷状态可以是更加稳定的。例如，在两个稳定运行期间，发动机速度和负荷可以在目标或阈值范围内，但是在t4和t5的发动机稳定运行期间发动机速度和负荷可以在目标范围内较多地波动，而在t7和t8的发动机稳定运行期间发动机速度和负荷在目标范围内较少地波动。在一个实施例中，在t7和t8之间的整个持续时间车辆控制器可以保持发动机速度和负荷固定，以使要求稳定状态的诊断程序能够以更高的可靠性和完整性被完成。

在发动机在t7和t8之间的持续时间保持稳定模式时，可以完成该已经被允许并且尚未完成的诊断程序（用于监控器#3-6），如阴影块411所示。在一个例子中，该持续时间（在t7和t8之间）可以是预设的（例如，19秒或23秒）。在另一个例子中该持续时间可以基于该比。可选地，该持续时间可以基于已经被允许的未完成的监控的数目。例如，当未完成的并且已经被允许的监控器的数目增加时，该持续时间可以增加。在t8，在完成诊断程序之后，可以停止强迫的发动机稳定运行。也就是，可以不保持发动机速度和负荷，并且发动机速度和负荷需要时可以波动，以满足操作者转矩要求和其他车辆工况。

应当明白，虽然在t7和t8之间系统蓄电池用来满足操作者转矩要求，但是可能存在当操作者转矩要求增加时单独由蓄电池不能满足的状况。如果在发动机保持用于完成诊断的稳定时操作者转矩要求形成峰值，并且如果蓄电池不能满足该峰值转矩要求，于是控制器可以停止保持发动机运行稳定，以满足该增加的转矩要求。控制器然后也可以根据在稳定模式被停止之前已经完成的程序的数目更新该比。控制器然后可以在该行驶周期的后来的发动机热启动期间重新试图以发动机稳定模式运行。

因此，如果在t7估测的比例不高于阈值，于是在发动机热启动之后的发动机运行的期间发动机运行可以不主动保持稳定。例如，如果只有监控器#3在t5和t6之间被允许并且监控器#4-6在t5和t6之间（甚至到t7）不被允许，于是，控制器可以确定两个监控器（#1-2）已经完成诊断，一个监控器（#3）被允许（或准备运行）并且四个监控器（#3-6）需要完成，给定的比为1:4。响应该比低于阈值（例如低于0.5），在发动机热启动之后发动机运行期间稳定模式可以不被强迫一段时间，以使剩余的诊断程序能够被完成。具体说，如曲线407（虚线）所示，在t7，在紧接热启动之后发动机运行期间，控制器可以不保持发动机速度和负荷，但是需要时可以使发动机速度和负荷波动以满足操作者转矩要求，并且根据其他的车辆工况（例如车辆速度）。于是控制器可以继续获知并更新监控器的允许。在该车辆行驶周期的后来的发动机热启动（或热重新启动）期间，如果已经被允许并且尚未完成的监控器的数目较高使得该比例高于阈值，于是，在热启动之后的发动机运行期间，控制器可以保持发动机稳定一段时间，以使用于（剩余的）未完成的并且允许的监控器的诊断程序能够被完成。

以这种方式，要求发动机稳定状态的诊断程序能够在混合动力车辆的行驶周期期间能够被完成，而不要求频繁的发动机再启动并且不延长发动机运行超过操作者要求。通过当发动机足够地热时并且在足够数目的未完成的诊断程序已经被允许时保持发动机稳定，在减少的发动机运行时间的情况下车载诊断程序能够在车辆行驶周期内完成。通过减少对操作者的希望最小化混合动力车辆的发动机运行时间的干扰，能够完成诊断而不使操作者对驾驶性能的感受变差。通过在行驶周期内完成要求的一组诊断程序，改善车辆排放物遵从性。

应当指出包含在本文中的示范性的控制和估测程序可以与各种发动机和/或车辆系统结构一起使用。本文中描述的具体程序可以表示任何数目处理对策的其中一个或更多个，例如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此，所示的各种动作、操作或功能可以以所示的顺序进行，同时进行，或在一些情况下可以省略。同样，为了实现这里所述的目的、特征和优点，处理的次序不是必需要求的，而是为了容易示出和描述而提供。一个或更多个所示的动作或功能根据所用的具体策略可以重复地进行。而且，所示的动作可以图示地表示被编程在该发动机控制系统中的计算机可读的存储介质中的编码。

应当明白，本文所公开的结构和程序在性质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变化是可能的。例如，上述技术可以用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4以及其他发动机类型。而且，本发明的主题包括本文所公开的各种系统和结构、以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。

权利要求具体指出认为新颖的且非显而易见的一些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当理解为包括一个或更多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合或子组合可以通过修改本权利要求或在本申请和相关申请中提出新权利要求来主张。这些权利要求，比原权利要求在范围上无论是更宽、更窄、相等或不同都被认为包含在本发明的主题内。

Claims (10)

1.一种用于混合动力车辆的方法，包括：

在稳定的发动机状态期间执行第一组诊断程序；

在不稳定的发动机状态期间执行第二组不同的诊断程序；以及

在车辆行驶周期的第一次发动机热启动之后的发动机运行期间，响应在该第一组中的未完成诊断程序的总数，保持发动机稳定。

2.根据权利要求1所述的方法，其中该保持还基于在所述第一次发动机热启动被允许的所述第一组中的未完成的诊断程序的数目。

3.根据权利要求2所述的方法，其中该保持还基于在所述第一次发动机热启动被允许的所述第一组中的未完成的诊断程序的数目相对于所述第一组中的未完成的诊断程序的总数之比。

4.根据权利要求3所述的方法，其中该保持还包括响应该比高于阈值保持所述发动机稳定。

5.根据权利要求2所述的方法，其中保持所述发动机稳定包括保持发动机速度和转矩恒定一段时间。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述一段时间基于在所述第一次发动机热启动被允许的所述第一组中的未完成的诊断程序的数目。

7.根据权利要求1所述的方法，其中该第一次发动机热启动包括在发动机温度高于第一阈值并且排气催化剂温度高于不同的第二阈值的情况下从静止的发动机启动。

8.根据权利要求7所述的方法，其中该第一次发动机热启动还包括在车辆行驶的海拔高度低于阈值高度的情况下从静止的发动机启动。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：在保持所述发动机稳定的同时，从系统蓄电池提供操作者要求的转矩。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括，响应所述操作者要求的转矩超过能够由所述系统蓄电池提供的量，中断该保持以从所述发动机提供所述操作者要求的转矩，其中所述中断该保持包括更新所述第一组中的未完成的诊断程序的总数。

Images