CN104675529B - 诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的系统和方法。根据本公开原理的系统包括希望的节气门面积模块、校正因子模块、节气门控制模块和气流补偿诊断模块。希望的节气门面积模块基于驾驶员输入确定希望的节气门面积。校正因子模块基于估计的进气气流与测得的进气气流之间的差值确定节气门面积校正因子以补偿由于流动限制而导致的测得的进气气流的减少。节气门控制模块基于希望的节气门面积和节气门面积校正因子确定希望的节气门位置。气流补偿诊断模块基于节气门面积校正因子诊断进气气流补偿量的错误。

Description

诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的系统和方法
相关申请的交叉应用
本申请要求于2013年11月26日提交的美国临时申请No. 61/909,031的权益。上述申请的全部公开内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本公开涉及内燃发动机，并且更具体地，涉及用于诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的系统和方法。
背景技术
本文所提供的背景说明是为了大体上展现本公开的上下文。当前所署名发明人的某些工作（即已在此背景技术部分中做出描述的工作）以及说明书中关于某些尚未成为申请日之前的现有技术的内容，无论是以明确或隐含的方式均不被视为相对于本公开的现有技术。
内燃发动机燃烧气缸内的空气燃油混合物以驱动产生驱动转矩的活塞。进入发动机的气流经由节气门调节。更具体地，节气门调节节气门面积，这增加或者减少进入发动机的气流。随着节气门面积增加，进入发动机的气流也增加。燃油控制系统调节燃油喷射的速率以提供希望的空气/燃油混合物至气缸和/或得到希望的转矩输出。增加供应至气缸的空气和燃油量增加发动机的转矩输出。
在火花点火发动机中，火花引起提供至气缸的空气/燃油混合物燃烧。在压缩点火发动机中，气缸中的压力使提供至气缸的空气/燃油混合物燃烧。火花正时和气流可以是调节火花点火发动机转矩输出的主要机构，而燃油流量可以是调节压缩点火发动机转矩输出的主要机构。
发明内容
根据本公开原理的系统包括希望的节气门面积模块、校正因子模块、节气门控制模块和气流补偿诊断模块。希望的节气门面积模块基于驾驶员输入确定希望的节气门面积。校正因子模块基于估计的进气气流与测得的进气气流之间的差值确定节气门面积校正因子以补偿由于流动限制而导致的测得的进气气流的减少。节气门控制模块基于希望的节气门面积和节气门面积校正因子确定希望的节气门位置。气流补偿诊断模块基于节气门面积校正因子诊断进气气流补偿量的错误。
本发明包括以下方案：
1、一种系统，其包括：
希望的节气门面积模块，其基于驾驶员输入确定希望的节气门面积；
校正因子模块，其基于估计的进气气流与测得的进气气流之间的差值确定节气门面积校正因子以补偿由于流动限制而导致的测得的进气气流的减少；
节气门控制模块，其基于希望的节气门面积和节气门面积校正因子确定希望的节气门位置；以及
气流补偿诊断模块，其基于节气门面积校正因子诊断进气气流补偿量的错误。
2、如方案1所述的系统，其进一步包括学习残差模块，其基于在N个不同时刻的估计的进气气流与测得的进气气流之间的N个差值的平均值确定学习残差，其中，
校正因子模块基于学习残差确定节气门面积校正因子；以及
N是大于1的整数。
3、如方案2所述的系统，其中，所述校正因子模块：
基于希望的节气门面积使用校正表确定节气门面积校正因子；以及；
基于学习残差调节校正表中的值。
4、如方案2所述的系统，其中，所述气流补偿诊断模块基于节气门面积校正因子和学习残差诊断进气气流补偿量的错误。
5、如方案4所述的系统，其中，所述气流补偿诊断模块在以下情况下确定进气气流补偿量大于希望量：
学习残差小于第一值；以及
节气门面积校正因子大于第二值。
6、如方案5所述的系统，其中，所述第一值小于或等于零。
7、如方案5所述的系统，其中：
所述校正因子模块将节气门面积校正因子保持在预定限制内；以及
气流补偿诊断模块基于预定限制确定第二值。
8、如方案5所述的系统，其中，当气流补偿诊断模块确定进气气流补偿量大于希望量时，校正因子模块将节气门面积校正因子减小至零。
9、如方案8所述的系统，其中，所述校正因子模块：
基于希望的节气门面积使用校正表确定第一校正因子；
校正因子模块通过从在先迭代中确定的在先校正因子减去预定值确定第二校正因子；以及
基于第一校正因子和第二校正因子中的最小值确定当前迭代中的当前校正因子。
10、如方案9所述的系统，其中，当节气门面积校正因子小于或等于零时，校正因子模块将校正表中的所有值设置为等于零。
11、一种方法，其包括：
基于驾驶员输入确定希望的节气门面积；
基于估计的进气气流与测得的进气气流之间的差值确定节气门面积校正因子以补偿由于流动限制而导致的测得的进气气流的减少；
基于希望的节气门面积和节气门面积校正因子确定希望的节气门位置；以及
基于节气门面积校正因子诊断进气气流补偿量的错误。
12、如方案11所述的方法，其进一步包括：
基于在N个不同时刻的估计的进气气流与测得的进气气流之间的N个差值的平均值确定学习残差，以及
基于学习残差确定节气门面积校正因子，其中，N是大于1的整数。
13、如方案12所述的方法，其进一步包括：
基于希望的节气门面积使用校正表确定节气门面积校正因子；以及
基于学习残差调节校正表中的值。
14、如方案12所述的方法，其进一步包括基于节气门面积校正因子和学习残差诊断进气气流补偿量的错误。
15、如方案14所述的方法，其进一步包括在以下情况下确定进气气流补偿量大于希望量：
学习残差小于第一值；以及
节气门面积校正因子大于第二值。
16、如方案15所述的方法，其中，所述第一值小于或等于零。
17、如方案15所述的方法，其进一步包括：
将节气门面积校正因子保持在预定限制内；以及
基于希望量确定第二值。
18、如方案15所述的方法，其进一步包括在确定进气气流补偿量大于希望量后，将节气门面积校正因子减小至零。
19、如方案18所述的方法，其进一步包括：
基于希望的节气门面积使用校正表确定第一校正因子；
通过从在先迭代中确定的在先校正因子减去预定值确定第二校正因子；以及
基于第一校正因子和第二校正因子中的最小值确定当前迭代中的当前校正因子。
20、如方案19所述的方法，其进一步包括当节气门面积校正因子小于或等于零时，将校正表中的所有值设置为等于零。
本公开的进一步适用领域将通过详细说明、权利要求和附图而变得显而易见。详细说明和具体示例仅出于举例说明之目的，而不旨在限制本公开的范围。
附图说明
本公开将通过详细说明和附图得以更加充分地理解，其中：
图1是根据本公开原理的示例发动机系统的功能框图；
图2是根据本公开原理的示例控制系统的功能框图；以及
图3至图5是图示了根据本公开原理的示例控制方法的流程图。
在附图中，可以重复使用附图标记表示相似和/或相同的部件。
具体实施方式
通常，发动机控制系统和方法基于驾驶员输入（诸如，节气门踏板位置或者巡行控制设置）确定希望的节气门面积，并且基于希望的节气门面积控制发动机的节气门。该系统和方法基于希望的节气门面积与通过发动机的进气歧管的气流量之间的预定关系确定希望的节气门面积。长时间使用之后，由于在发动机关闭后通过节气门的回流，在节气门上堆积了沉积物，限制了气流通过节气门。由此，预定关系不能准确反应与希望的节气门面积相对应的实际进气气流量。
在某些情况下，该系统和方法基于希望的节气门面积和节气门面积校正因子控制节气门。节气门面积校正因子用于补偿由于流动限制而导致的进气气流的减少。该系统和方法使用将希望的节气门面积映射至节气门面积校正因子的查找表基于希望的节气门面积确定节气门面积校正因子。查找表中的值基于学习残差进行调节，该学习残差是在多个不同时刻确定的在测得的进气气流和估计的进气气流之间的多个差值的平均值。
当清洗节气门并且去除节气门上的沉积物时，可使用例如诊断服务工具对查找表值和/或学习残差进行重置（诸如，归零）。如果不重置查找表值，那么节气门面积校正因子就大于用于补偿由于流动限制而导致的进气气流的减少的必需值。由此，进气气流量可能比希望量大，并且可能提高发动机的空转速度，这样可导致设置诊断故障码（DTC）。当设置DTC时，该系统和方法值停止基于学习残差调节查找表，并因此发动机的空转速度维持在提高的速度。
针对这个问题，根据本公开的系统和方法对节气门面积校正因子何时大于补偿由于流动限制而导致的进气气流的减少的必需值进行识别。当识别到过度补偿时，该系统和方法逐渐将节气门面积校正因子减小至零。该系统和方法可在学习残差小于第一值并且节气门面积校正因子大于第二值时识别为过度补偿。第一值可以是预定值（例如，零），并且当学习残差小于第一值时进气气流量可能大于希望值。第二值可以是应用于节气门面积校正因子的限制的预定百分比。
当识别到过度补偿时，识别过度补偿和将节气门面积校正因子减小至零防止了由于增加的进气气流和/或提高的发动机空转速度而导致的诊断故障码的设置。此外，当识别到过度补偿时，识别过度补偿和将节气门面积校正因子减小至零允许该系统和方法增加应用于节气门面积校正因子的限制。由此，可将节气门面积调节一个更大量以补偿由于流动限制而导致的进气气流的减少，这样减少了保修成本并且提高了操纵性能。
现参考图1，发动机系统100包括燃烧空气/燃油混合物以产生用于车辆的驱动转矩的发动机102。由发动机102产生的驱动转矩量是基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入。驾驶员输入可以基于油门踏板的位置。驾驶员输入还可基于巡行控制系统，该系统可以是改变车辆速度以保持预定跟随距离的自适应巡行控制系统。
空气通过进气系统108被吸入发动机102内。仅示例地，进气系统108可包括进气歧管110和节气阀112。仅示例地，节气阀112可包括具有可旋转叶片的蝶形阀。发动机控制模块（ECM）114控制节气门调节器模块116，该节气门调节器模块116调节节气阀112的开度以控制吸入进气歧管110的空气量。
来自进气歧管110的空气被吸入发动机102的气缸。虽然发动机102可包括多个气缸，但出于图示之目的，示出了一个代表性气缸118。仅示例地，发动机102可包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个气缸。ECM 114可停用某些气缸，这样可在某些发动机工作条件下提高燃油经济性。
发动机102可使用四冲程循环运行。下述的四冲程称为：进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。在曲柄轴（未示出）的每次旋转期间，在气缸118中发生四个冲程中的两个冲程。因此，气缸118要经历所有四个冲程需要曲柄轴转两转。
在进气冲程期间，来自进气歧管110的空气通过进气阀122被吸入气缸118。ECM114控制燃油调节器模块124，该燃油调节器模块124调节燃油喷射以获得希望的空气/燃油比。燃油可中央位置或者多个位置（诸如每个气缸的进气阀122附近）喷入进气歧管110内。在多种实施方式中，燃油可直接喷入气缸或者喷入与气缸相关联的混合腔室。燃油调节器模块124可停止将燃油喷射至停用的气缸。
喷射的燃油与空气混合并且在气缸118中产生空气/燃油混合物。在压缩冲程期间，气缸118内的活塞（未示出）对空气/燃油混合物进行压缩。发动机102可以是压缩点火发动机，在这样的情况下在气缸118中的压缩点燃空气/燃油混合物。作为替代方案，发动机102可以是火花点火发动机，在这种情况下火花启动器模块126基于来自ECM 114的信号使气缸118中的火花塞128通电，以点燃空气/燃油混合物。火花的正时可以相对于当活塞处于其称为上止点（TDC）的最高位置处的时刻指定。
火花启动器模块126可由指定在TDC之前或之后多久生成火花的火花正时信号控制。因为活塞位置直接与曲柄轴旋转有关，所以，火花启动器模块126的操作可与曲柄轴转角同步。在多种实施方式中，火花启动器模块126可停止向停用的气缸供应火花。
生成火花可以称为点火事件。火花启动器模块126可具有改变针对每次点火事件的火花正时的能力。火花启动器模块126甚至能够当火花正时信号在上一个点火事件和下一个点火事件之间改变时改变下一个点火事件的火花正时。在多种实施方式中，发动机102可包括多个气缸，并且火花启动器模块126可相对于TDC使火花正时改变针对发动机102中所有气缸的相同量。
在燃烧冲程期间，空气/燃油混合物的燃烧驱动活塞向下，从而驱动曲柄轴。燃烧冲程可定义为活塞到达TDC和活塞返回到下止点（BDC）的时刻之间的时间。在排气冲程期间，活塞开始从BDC向上移动并且通过排气阀130排出燃烧副产物。燃烧副产物通过排气系统134从车辆排出。
进气阀122可由进气凸轮轴140控制，而排气阀130可由排气凸轮轴142控制。在多种实施方式中，多个进气凸轮轴（包括进气凸轮轴140）可控制用于气缸118的多个进气阀（包括进气阀122）和/或可控制多个气缸组（包括气缸118）的进气阀（包括进气阀122）。类似地，多个排气凸轮轴（包括排气凸轮轴142）可控制用于气缸118的多个排气阀和/或可控制多个气缸组（包括气缸118）的排气阀（包括排气阀130）。
打开进气阀122的时间可由进气凸轮相位器148相对于活塞TDC改变。打开排气阀130的时间可由排气凸轮相位器150相对于活塞TDC而改变。阀门调节器模块158可基于来自ECM 114的信号控制进气和排气凸轮相位器148、150。当实施时，可变阀升程也可由阀门调节器模块158控制。
阀门调节器模块158可通过使进气阀122和/或排气阀130不能打开来停用气缸118。阀门调节器模块158可通过使进气阀122与进气凸轮相位器148分离来使进气阀122不能打开。类似地，阀门调节器模块158可通过使排气阀130与排气凸轮相位器150分离来使排气阀130不能打开。在多种实施方式中，阀门调节器模块158可使用除了凸轮轴以外的设备（诸如，电磁或者电动液压调节器）来控制进气阀122和/或排气阀130。
发动机系统100可包括向进气歧管110供应加压空气的增压设备。例如，图1示出的涡轮增压器，其包括热涡轮机160-1，该热涡轮机由流经排气系统134的热排放气体供以动力。涡轮增压器还包括由涡轮机160-1驱动的冷空气压缩机160-2，该冷空气压缩机160-2对引入节气阀112的空气进行压缩。在多种实施方式中，由曲柄轴驱动的增压器（未示出）可对来自节气阀112的空气进行压缩并且将压缩空气送至进气歧管110。
废气门162可使废气绕过涡轮机160-1，从而减少涡轮增压器的增压（进气空气的压缩量）。ECM 114可通过增压调节器模块164控制涡轮增压器。增压调节器模块164可通过控制废气门162的位置来调节涡轮增压器的增压。在多种实施方式中，多个涡轮增压器可由增压调节器模块164控制。涡轮增压器可以具有可变化的几何形状，这可由增压调节器模块164控制。
中间冷却器（未示出）可对包含在压缩的进气内的热量（当空气压缩时产生的）进行消散。压缩的进气可以还已经吸收了来自排气系统134的部件的热量。虽然涡轮机160-1和压缩机160-2为图示之目的示出为分开的，但是，涡轮机160-1和压缩机160-2可彼此附接，从而使进气置于与热废气非常接近。
发动机系统100可包括废气再循环（EGR）阀170，该废气再循环（EGR）阀170选择性地使废气改变方向回到进气歧管110。EGR阀170可定位在涡轮增压器的涡轮机160-1的上游。EGR阀170可由EGR调节器模块172控制。
发动机系统100可使用曲柄轴位置（CKP）传感器180测量曲柄轴的位置。可使用发动机冷却液温度（ECT）传感器182来测量发动机冷却液的温度。ECT传感器182可定位在发动机102内或者冷却液循环的其它位置处，诸如散热器（未示出）。
进气歧管110内的压力可使用歧管绝对压力（MAP）传感器184进行测量。在多种实施方式中，可测量发动机真空，即环境空气压力和进气歧管110内的压力之差。可使用质量空气流量（MAF）传感器186测量流入进气歧管110的空气的质量流量。在多种实施方式中，MAF传感器186可定位在机壳中，该机壳还包括节气阀112。
节气门调节器模块116可使用一个或多个节气门位置传感器（TPS）190监测节气阀112的位置。可使用进气温度（IAT）传感192测量被吸入发动机102的空气的环境温度。ECM114可使用来自传感器的信号对发动机系统100做出控制决策。
ECM 114可与变速器控制模块（TCM）194进行通信来协调变速器（未示出）中的换挡齿轮。例如，ECM 114可在换挡期间减小发动机转矩。ECM 114可与混合控制模块（HCM）196进行通信来协调发动机102和电动机198的操作。电动机198也可用作发电机，并且可用于产生用于车辆电气系统的电能和/或存储在电池中的电能。在多种实施方式中，ECM 114、TCM194和HCM196的各种功能可集成在一个或者多个模块中。
ECM 114基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入确定希望的节气门面积。为了补偿由于流动限制而导致的进气气流的减少，ECM 114确定节气门面积校正因子并且基于节气门面积校正因子调节希望的节气门面积。ECM 114识别进气气流补偿量何时大于希望量，并且当识别到过度补偿时将节气门面积校正因子减小至零。
现参考图2，ECM 114的示例实施方式包括希望的节气门面积模块202。希望的节气门面积模块202基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入确定希望的节气门面积。希望的节气门面积可以是节气门开度百分比。由于希望的节气门面积未被调节以补偿由于流动限制而导致的进气气流量的减少，所以，希望的节气门面积可以称为未补偿的节气门面积。希望的节气门面积模块202输出希望的节气门面积。
校正因子模块204使用校正表基于希望的节气门面积确定节气门面积校正因子。校正因子模块204可基于学习残差更新校正表以说明由于流动限制而导致的进气气流变化。校正表可以是查找表，该查找表将多个希望的节气门面积映射到多个节气门面积校正因子。如果由希望的节气门面积模块202确定的希望的节气门面积介于校正表中两个希望的节气门面积之间，那么校正因子模块204可使用插值法确定校正因子。校正因子模块204输出节气门面积校正因子。
校正因子模块204可确定希望的节气门面积是对应于低流动区域还是高流动区域。当希望的节气门面积小于第一阈值（例如，第一预定值）时，校正因子模块204可确定希望的节气门面积对应于低流动区域。当希望的节气门面积大于第二阈值（例如，第二预定值）时，校正因子模块204可确定希望的节气门面积对应于高流动区域。第二阈值可等于第一阈值或者大于第一阈值。
如果希望的节气门面积对应于低流动区域，那么校正因子模块204可使用低区域表确定节气门面积校正因子。在低区域表中的节气门面积校正因子可随着希望的节气门面积的增加而慢慢地和/或线性地增加。校正因子模块204可将来自低区域表的节气门面积校正因子与低校正因子限制（例如，2%）相比较。如果节气门面积校正因子比低校正因子限制大，那么校正因子模块204可将节气门面积校正因子设置为等于低校正因子限制。
如果希望的节气门面积对应于高流动区域，那么校正因子模块204可使用高区域表确定节气门面积校正因子。在高区域表中的节气门面积校正因子可随着希望的节气门面积的增加而快速地和/或非线性地增加。校正因子模块204可将来自高区域表的节气门面积校正因子与高校正因子限制相比较。高校正因子限制可以等于低校正因子限制或者不同于低校正因子限制。如果节气门面积校正因子比高校正因子限制大，那么校正因子模块204可将节气门面积校正因子设置为等于高校正因子限制。
低区域表和高区域表可包括重叠值。例如，低区域表中的最高希望的节气门面积和对应的节气门面积校正因子可以等于高区域表中的最低希望的节气门面积和对应的节气门面积校正因子。在另一个示例中，低区域表可包括0%至4%的用于希望的节气门面积的节气门面积校正因子，并且高区域表可包括4%至20%的用于希望的节气门面积的节气门面积校正因子。如果希望的节气门面积大于高区域表中的最高希望的节气门面积，那么校正因子模块204可使用对应于最高希望的节气门面积的节气门面积校正因子。
学习残差模块206基于来自MAF传感器186的测得的进气气流确定学习残差并且进气气流基于来自TP S190的节气门位置确定估算。学习残差模块206可将学习残差设置为等于当前节气门位置的预定个数的残差值的平均值。学习残差模块206可使用下列关系基于测得的进气气流（MAFMEAS）和估计的进气气流（MAFEST）确定各个残差值：
(1)残差值 = (MAFEST – MAFMEAS)/MAFMEAS 。
学习残差模块206可从残差表获得残差值，该残差表将节气门位置映射到残差值。学习残差模块206基于当前迭代中确定的残差值和从残差表中获得的残差值的平均值确定学习残差。如果当前节气门位置介于残差表中的节气门位置之间，那么学习残差模块206可使用插值法基于残差表确定残差值。学习残差模块206将当前迭代的残差值存储在残差表中并且输出该学习残差。
在确定学习残差之前，学习残差模块206可确认满足一个或者多个学习条件。当发动机102已经空转了比预定时间段短的时间段时，满足第一学习条件。节气门位置与估计的进气气流之间的关系可假设进气温度处于一定范围内，并且当发动机空转时间段大于预定时间段时此假设可能是错误的。当发动机102在稳定状态下运行，满足第二学习条件。当测得的进气气流大于预定值时，满足第三学习条件。当已经在预定距离内测量到歧管压力时，满足第四学习条件。
此外，当在一个或多个传感器或者致动器中诊断出故障时，可能不满足学习条件。例如，当在节气阀112、MAP传感器184、MAF传感器186、TPS190、IAT传感器192、踏板位置传感器、和/或环境压力传感器中诊断出故障时，可能不满足学习条件。进一步地，当测得的进气气流大于阈值（例如，预定值）或者当发动机空转速度在预定范围之外时，可能不满足学习条件。
如果不满足一个或者多个学习条件，那么学习残差模块206可能不会确定学习残差。当学习残差模块206不确定学习残差时，校正因子模块204可能不会基于学习残差更新校正表。作为替代方案，校正因子模块204可使用来自在先迭代的学习残差更新校正表，这可能会导致校正表中的值没有变化。
校正因子模块204可基于学习残差确定空气学习修改量并且基于该空气学习修改量更新校正表。例如，校正因子模块204可将空气学习修改量作为当前节气门位置的节气门面积校正因子存储在校正表中。校正因子模块204可基于之前存储在校正表中的节气门面积校正因子和学习节气门面积之和确定空气学习修改量。学习节气门面积可设置为等于学习残差和希望的节气门面积的乘积。
为了控制节气门面积校正因子的调节率，校正因子模块204可确定学习节气门面积的绝对值是否大于学习率限制修改量的绝对值。如果学习节气门面积的绝对值大于学习率限制修改量的绝对值，那么校正因子模块204可基于节气门面积校正因子和学习率限制修改量之和确定空气学习修改量。否则，校正因子模块204可基于节气门面积校正因子和学习节气门面积之和确定空气学习修改量。
在确定空气学习修改量之前，校正因子模块204可确认满足一个或者多个稳定条件。当发动机转速处于预定范围内时，满足第一稳定条件。当自上次确定空气学习修改量以来的时间段大于预定时间段时，满足第二稳定条件。当横过节气阀112的真空大于预定值时，满足第三稳定条件。当希望的节气门面积小于预定面积时，满足第四稳定条件。如果不满足一个或者多个条件，那么校正因子模块204不确定空气学习修改量，并因此不会基于空气学习修改量更新校正表。
补偿的节气门面积模块208基于希望的节气门面积和节气门面积校正因子确定补偿的节气门面积。补偿的节气门面积模块208基于希望的节气门面积和节气门面积校正因子之和确定补偿的节气门面积。例如，补偿的节气门面积模块208可将补偿的节气门面积设置为等于零和希望的节气门面积和节气门面积校正因子之和中的最大值。补偿的节气门面积模块208输出补偿的节气门面积。
节气门控制模块210基于补偿的节气门面积控制节气门调节器模块116。节气门控制模块210可生成指示希望的节气门位置的节气门位置信号，并且节气门调节器模块116可对节气阀112进行调节以达到希望的节气门位置。节气门控制模块210可使用例如查找表和/或方程式基于补偿的节气门面积来确定希望的节气门位置。
气流补偿诊断模块212识别节气门面积校正量何时大于补偿由于流动限制而导致的进气气流减少的必需量，这种情况可称为过度补偿。气流补偿诊断模块212可诊断节气门面积校正因子的错误或者当识别到过度补偿时诊断进气气流补偿量的错误。气流补偿诊断模块212可生成指示何时识别到过度补偿的信号。
当学习残差小于第一值并且节气门面积校正因子大于第二值时，气流补偿诊断模块212可识别为过度补偿。第一值可以是小于或等于零（例如，-0.55）的预定值。由此，当学习残差小于第一值时，学习残差可以为负，表示由当前气门面积校正因子提供的进气气流量大于驾驶员希望的量。
第二值可以是校正因子限制的预定百分比（例如，90%）。如果希望的节气门面积对应于低流动区域，那么第二值可以是低校正因子限制的第一预定百分比。否则，第二值可以是高校正因子限制的第二预定百分比。第二预定百分比可以等于第一预定百分比或者不同于第一预定百分比。
当识别到过度补偿时，校正因子模块204可逐渐减少或者将节气门面积校正因子缓缓降至零。校正因子模块204可逐渐将节气门面积校正因子减小至零以避免让驾驶员反感的发动机转速突然改变。为了缓降节气门面积校正因子，校正因子模块204可从在先迭代中确定的节气门面积校正因子减去预定值（例如，0.095%）以获得缓降的校正因子。
当校正因子模块204缓降节气门面积校正因子时，由于希望的节气门面积的减少，从校正表获得的节气门面积校正因子可能会减小。结果，缓降的校正因子可大于从表中获得的节气门面积校正因子。由此，校正因子模块204可接着将节气门面积校正因子设置为等于缓降的校正因子和从校正表中获得节气门面积校正因子中的最小值。当节气门面积校正因子小于或等于零时，校正因子模块204可重设校正表和残差表（例如，将表中的值设置为等于零）。
现参考图3，用于识别补偿由于流动限制而导致的进气气流减少的节气门面积校正因子错误的方法开始于步骤302。在步骤304中，该方法使用校正表基于未补偿的节气门面积（AUNCOMP）确定节气门面积校正因子（ACORR），如下面参考图4所进一步详细描述的。在步骤306中，该方法使用残差表基于进气气流确定学习残差（RESLRN），如下面参考图5所进一步详细描述的。
在步骤308中，由于校正表和残差表已经重设（例如，表中的值已经设为零），该方法确定是否已经识别到过度补偿。当该方法确定节气门面积校正量大于用于补偿由于流动限制而导致的进气气流减少的必需量时，该方法识别为过度补偿。如果由于校正表和残差表已经重设所以已经识别到过度补偿，那么，该方法继续到步骤310。否则，该方法继续到步骤312。
在步骤312中，该方法确定学习残差是否小于第一值。第一值可以是小于或等于零（例如，-0.55）的预定值。由此，当学习残差小于第一值时，学习残差可以为负，表示由当前节气门面积校正因子提供的进气气流量大于由驾驶员希望的量。如果学习残差小于第一值，那么该方法继续到步骤314。否则，该方法继续到步骤304。
在步骤314中，该方法确定节气门面积校正因子是否大于第二值。第二值可以是校正因子限制的预定百分比（例如，90%），诸如低校正因子限制或者高校正因子限制，如下面参考图4所进一步详细讨论的。如果节气门面积校正因子大于第二值，那么该方法继续到步骤316。否则，该方法继续到步骤304。
在步骤316中，该方法识别过度补偿。例如，该方法可诊断提供的用于补偿由于流动限制而导致的进气气流减少的进气气流补偿量或者节气门面积校正量的错误。在步骤318中，该方法将节气门面积校正因子设置为等于从校正表获得的节气门面积校正因子减去预定值（例如，0.095%）。就这一点而言，当识别到过度补偿时，该方法开始逐渐减小或缓降节气门面积校正因子。
在步骤310中，该方法将缓降的校正因子设置为等于在在先迭代中确定的节气门面积校正因子减去预定值。在步骤320中，该方法将节气门面积校正因子设置为等于从校正表中获得的节气门面积校正因子和缓降的校正因子中的最小值。由此，如果从校正表中获得的节气门面积校正因子小于由于希望的节气门面积减小而导致的缓降的校正因子，那么该方法使用来自校正表的节气门面积校正因子。
在步骤322中，该方法确定节气门面积校正因子是否小于或等于零。如果节气门面积校正因子小于或等于零，那么该方法重设校正表和残差表（例如，将表中的值设置为等于零）。否则，该方法继续到步骤304。
现参考图4，用于确定节气门面积校正因子（ACORR）并基于节气门面积校正因子控制发动机节气阀的方法开始于步骤402。在步骤404中，该方法确定未补偿的节气门面积（AUNCOMP）。该方法可使用例如查找表基于驾驶员输入（诸如，油门踏板位置或者巡行控制设置）来确定未补偿节气门面积。该未补偿节气门面积不被调节以补偿由于流动限制而导致的进气气流减少。
在步骤406中，该方法确定未补偿的节气门面积是否在高流动区域。当未补偿的节气门面积大于预定值时，该方法可确定未补偿的节气门面积在高流动区域中。如果未补偿的节气门面积在高流动区域中，那么该方法继续到步骤408。否则，该方法继续到步骤410。
在步骤408中，该方法使用高（HI）区域表基于未补偿的节气门面积确定节气门面积校正因子。该高区域表可以是查找表，该查找表将未补偿的节气门面积映射到节气门面积校正因子。在高区域表中的节气门面积校正因子可随着希望的节气门面积的增加而快速地和/或非线性地增加。
在步骤412中，该方法确定节气门面积校正因子是否大于高校正因子限制（ACORR_HI_LIMIT）。高校正因子限制可以是预定节气门开度百分比（例如，2%）。如果节气门面积校正因子大于高校正因子限制，那么该方法继续到步骤414。否则，该方法继续到步骤416。在步骤414中，该方法将节气门面积校正因子设置为等于高校正因子限制。
在步骤410中，该方法使用低（LO）区域表基于未补偿的节气门面积确定节气门面积校正因子。该低区域表可以是查找表，该查找表将未补偿节的气门面积映射到节气门面积校正因子。在低区域表中的节气门面积校正因子可随着希望的节气门面积的增加而缓慢地和/或线性地增加。
在步骤418中，该方法确定节气门面积校正因子是否大于低校正因子限制（ACORR_LO_LIMIT）。低校正因子限制可以是预定节气门开度百分比并且可以等于或者不同于高校正因子限制。如果节气门面积校正因子大于低校正因子限制，那么该方法继续到步骤420。否则，该方法继续到步骤416。在步骤420中，该方法将节气门面积校正因子设置为等于低校正因子限制。
在步骤416中，该方法基于未补偿的节气门面积和节气门面积校正因子确定补偿的节气门面积（(ACOMP）。该方法可基于希望的节气门面积和节气门面积校正因子之和确定补偿节气门面积。例如，该方法可将补偿的节气门面积设置为等于零与希望的节气门面积和节气门面积校正因子之和中的最大值。
在步骤422中，该方法基于补偿的节气门面积确定希望的节气门位置。例如，该方法可以使用将节气门面积映射到节气门位置的查找表基于补偿的节气门面积确定希望的节气门位置。该方法可控制节气阀到达希望的节气门位置。
现参考图5，用于确定学习残差（RESLRN）并基于学习残差更新校正表的方法开始于步骤502。该校正表可用于确定节气门面积校正因子。在步骤504，该方法确定学习条件是否满足。例如，该方法可确定发动机空转时间段是否少于预定时间段、发动机是否在稳定状态下运行、和/或进气气流是否大于预定值。另外地或作为替代方案，该方法可确定是否已经在预定距离内测得歧管压力。
另外，当在传感器和/或致动器中诊断出故障时，可能不满足学习条件。例如，当在节气阀、歧管压力传感器、歧管气流传感器、节气门位置传感器、进气温度传感器、踏板位置传感器、和/或环境压力传感器中诊断出故障时，可能不满足学习条件。进一步地，当进气气流大于阈值（例如，预定值）或者当发动机空转速度在预定范围之外时，可能不满足学习条件。
如果满足学习条件，那么该方法继续到步骤506。否则，该方法继续到步骤508。在步骤508中，该方法阻止关于量化由于流动限制而导致的进气气流减少并调节节气门面积以补偿该减少的学习。例如，该方法可停止确定学习残差并且停止基于学习残差更新校正表。
在步骤506中，该方法确定测得的进气气流（MAFMEAS）和估计的进气气流（MAFEST）之间的绝对差是否小于或等于进气气流阈值（MAFTHR）。测得的进气气流可从质量空气流量（MAF）传感器中接收并且估计的进气气流可基于来自歧管绝对压力（MAP）传感器的输入计算得到。如果测得的进气气流和估计的进气气流之间的绝对差小于或等于进气气流阈值，那么该方法继续到步骤510。否则，该方法确定MAF传感器和/或MAP传感器发生了切换并且继续到步骤508。
在步骤512中，该方法确定是否满足稳定条件。例如，该方法可确定发动机转速是否在预定范围内和/或自上次确定空气学习修改量以来的时间段是否长于预定时间段。另外地或作为替代方案，该方法可确定横过节气阀的真空是否大于预定值和/或希望的节气门面积是否小于预定面积。
如果满足稳定条件，那么该方法继续到步骤514。否则，该方法继续到步骤508。在步骤514中，该方法基于学习残差确定学习的节气门面积。例如，该方法可将学习节气门面积设置为等于学习残差和希望的节气门面积的乘积。
在步骤516中，该方法可确定学习节气门面积的绝对值是否大于学习率限制修改量（MODLRNRTLIM）的绝对值。如果学习节气门面积的绝对值大于学习率限制修改量的绝对值，那么该方法继续到步骤518。否则，该方法可继续到步骤520。
在步骤518中，该方法基于之前存储在校正表中的节气门面积校正因子和学习率限制修改量之和来确定空气学习修改量（MODLRN）。在步骤520中，该方法基于之前存储在校正表中的节气门面积校正因子和学习节气门面积之和来确定空气学习修改量。在步骤522中，该方法基于空气学习修改量更新校正表。例如，该方法可将空气学习修改量作为在当前节气门位置的节气门面积校正因子存储在校正表中。
前述说明本质上仅为说明性质且绝不意在限制本公开、其应用或运用。本公开的广泛教导可以以各种形式实施。因此，尽管本公开包括特定的示例，但是由于当学习附图、说明书和以下权利要求书时，其它修改变得显而易见，所以本发明的真实范围不应如此限制。如在本文中所使用的，短语A、B和C的至少一个应该理解为意味着使用非排他逻辑“或”的一种逻辑（A或B或C）。应该理解的是，方法内的一个或多个步骤可以以不同顺序（或同时）执行而不改变本公开的原理。
在本应用中，包括下面的定义，术语模块可以由术语电路代替。术语模块可以指作为一部分或者包括：专用集成电路（ASIC）、分立电路（数码的、模拟的或混合模拟/数码的）、集成电路（数码的、模拟的或混合模拟/数码的）、组合逻辑电路、现场可编程门阵列（FPGA）、执行代码的处理器（共享的、专用的或组）、存储由处理器执行的代码的存储器（共享的、专用的或组）、提供描述的功能的其它合适的硬件部件或者上述的部分或所有部件的组合，诸如在系统芯片中。
如上面使用的术语代码可以包括：软件、固件和/或微码，并且还可以指：程序、例程、功能、类别和/或目标对象。术语共享处理器包括：单处理器，其执行来自多个模块的部分或全部代码。术语组处理器包括：处理器，其与额外的处理器组合，执行来自一个或多个模块的部分或所有代码。术语共享存储器包括：单存储器，其存储来自多个模块的部分或所有代码。术语组存储器包括：存储器，其与额外的存储器组合，存储来自一个或多个模块的部分或所有代码。术语存储器可以是术语计算机可读介质的一个子集。术语计算机可读介质不包括在介质中传播的暂时性电信号和电磁信号，并因此可以被认为是有形和非暂时性的。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性示例包括：非易失性存储器、易失性存储器、磁存储器和光存储器。
在本应用中描述的设备和方法可以部分或全部通过由一个或多个处理器执行的一个或多个计算机程序实施。计算机程序包括：处理器可执行指令，其存储在至少一个非暂时性有形计算机可读介质上。计算机程序还可以包括和/或依靠存储的数据。

Claims (20)

1.一种诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的系统，其包括：
希望的节气门面积模块，其基于驾驶员输入确定希望的节气门面积；
校正因子模块，其基于估计的进气气流与测得的进气气流之间的差值确定节气门面积校正因子以补偿由于流动限制而导致的测得的进气气流的减少；
节气门控制模块，其基于希望的节气门面积和节气门面积校正因子确定希望的节气门位置；以及
气流补偿诊断模块，其基于节气门面积校正因子诊断进气气流补偿量的错误。
2.如权利要求1所述的诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的系统，其进一步包括学习残差模块，其基于在N个不同时刻的估计的进气气流与测得的进气气流之间的N个差值的平均值确定学习残差，其中，
校正因子模块基于学习残差确定节气门面积校正因子；以及
N是大于1的整数。
3.如权利要求2所述的诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的系统，其中，所述校正因子模块：
基于希望的节气门面积使用校正表确定节气门面积校正因子；以及；
基于学习残差调节校正表中的值。
4.如权利要求2所述的诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的系统，其中，所述气流补偿诊断模块基于节气门面积校正因子和学习残差诊断进气气流补偿量的错误。
5.如权利要求4所述的诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的系统，其中，所述气流补偿诊断模块在以下情况下确定进气气流补偿量大于希望量：
学习残差小于第一值；以及
节气门面积校正因子大于第二值。
6.如权利要求5所述的诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的系统，其中，所述第一值小于或等于零。
7.如权利要求5所述的诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的系统，其中：
所述校正因子模块将节气门面积校正因子保持在预定限制内；以及
气流补偿诊断模块基于预定限制确定第二值。
8.如权利要求5所述的诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的系统，其中，当气流补偿诊断模块确定进气气流补偿量大于希望量时，校正因子模块将节气门面积校正因子减小至零。
9.如权利要求8所述的诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的系统，其中，所述校正因子模块：
基于希望的节气门面积使用校正表确定第一校正因子；
校正因子模块通过从在先迭代中确定的在先校正因子减去预定值确定第二校正因子；以及
基于第一校正因子和第二校正因子中的最小值确定当前迭代中的当前校正因子。
10.如权利要求9所述的诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的系统，其中，当节气门面积校正因子小于或等于零时，校正因子模块将校正表中的所有值设置为等于零。
11.一种诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的方法，其包括：
基于驾驶员输入确定希望的节气门面积；
基于估计的进气气流与测得的进气气流之间的差值确定节气门面积校正因子以补偿由于流动限制而导致的测得的进气气流的减少；
基于希望的节气门面积和节气门面积校正因子确定希望的节气门位置；以及
基于节气门面积校正因子诊断进气气流补偿量的错误。
12.如权利要求11所述的诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的方法，其进一步包括：
基于在N个不同时刻的估计的进气气流与测得的进气气流之间的N个差值的平均值确定学习残差，以及
基于学习残差确定节气门面积校正因子，其中，N是大于1的整数。
13.如权利要求12所述的诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的方法，其进一步包括：
基于希望的节气门面积使用校正表确定节气门面积校正因子；以及
基于学习残差调节校正表中的值。
14.如权利要求12所述的诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的方法，其进一步包括基于节气门面积校正因子和学习残差诊断进气气流补偿量的错误。
15.如权利要求14所述的诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的方法，其进一步包括在以下情况下确定进气气流补偿量大于希望量：
学习残差小于第一值；以及
节气门面积校正因子大于第二值。
16.如权利要求15所述的诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的方法，其中，所述第一值小于或等于零。
17.如权利要求15所述的诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的方法，其进一步包括：
将节气门面积校正因子保持在预定限制内；以及
基于希望量确定第二值。
18.如权利要求15所述的诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的方法，其进一步包括在确定进气气流补偿量大于希望量后，将节气门面积校正因子减小至零。
19.如权利要求18所述的诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的方法，其进一步包括：
基于希望的节气门面积使用校正表确定第一校正因子；
通过从在先迭代中确定的在先校正因子减去预定值确定第二校正因子；以及
基于第一校正因子和第二校正因子中的最小值确定当前迭代中的当前校正因子。
20.如权利要求19所述的诊断补偿进气气流限制的节气门面积校正错误的方法，其进一步包括当节气门面积校正因子小于或等于零时，将校正表中的所有值设置为等于零。
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