[發明專利]模型預測控制的故障診斷系統和方法

有效

• 申請號: 201510136141.0
• 申請日: 2015-03-26
• 公開（公告）號: CN104948326B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: K.C.王;C.E.惠特尼
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F02D43/00
• 分類號: F02D43/00;F02D41/02;F02D41/22
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 姜云霞,傅永霄

相關申請的交叉引用

此申請涉及2014年3月26日提交的美國專利申請號14/225,502、2014年3月26日提交的美國專利申請號14/225,516、2014年3月26日提交的美國專利申請號14/225,569、2014年3月26日提交的美國專利申請號14/225,626、2014年3月26日提交的美國專利申請號14/225,817、2014年3月26日提交的美國專利申請號14/225,896、2014年3月26日提交的美國專利申請號14/225,531、2014年3月26日提交的美國專利申請號14/225,507、2014年3月26日提交的美國專利申請號14/225,808、2014年3月26日提交的美國專利申請號14/225,587、2014年3月26日提交的美國專利申請號14/225,492、2014年3月26日提交的美國專利申請號14/226,006、2014年3月26日提交的美國專利申請號14/225,496、2014年3月26日提交的美國專利申請號14/225,891。以上申請的全部披露內容以引用的方式并入本文。

技術領域

本公開涉及內燃發動機，并且更具體來說，涉及用于車輛的發動機控制系統和方法。

背景技術

本文所提供的背景技術描述的目的在于從總體上介紹本公開的背景。當前提及的發明人的工作——以在此背景技術部分中所描述的為限——以及在提交時否則可能不構成現有技術的該描述的各方面，既不明示地也不默示地被承認為是針對本公開的現有技術。

內燃發動機在汽缸內燃燒空氣與燃料混合物以驅動活塞，這產生驅動扭矩。進入發動機的空氣流量通過節氣門來調節。更具體來說，節氣門調整節氣門面積，這增加或減少進入發動機的空氣流量。當節氣門面積增加時，進入發動機的空氣流量增加。燃料控制系統調整燃料被噴射的速率從而將所需的空氣/燃料混合物提供到汽缸和/或實現所需的扭矩輸出。增加提供到汽缸的空氣與燃料的量增加發動機的扭矩輸出。

在火花點火發動機中，火花開始提供到汽缸的空氣/燃料混合物的燃燒。在壓縮點火發動機中，汽缸中的壓縮燃燒提供到汽缸的空氣/燃料混合物。火花正時和空氣流量可以是用于調整火花點火發動機的扭矩輸出的主要機構，而燃料流可以是用于調整壓縮點火發動機的扭矩輸出的主要機構。

已經開發出發動機控制系統來控制發動機輸出扭矩以實現所需扭矩。然而，傳統的發動機控制系統并不如需要一樣精確地控制發動機輸出扭矩。另外，傳統的發動機控制系統并不對控制信號提供快速響應或者在影響發動機輸出扭矩的各種設備之間協調發動機扭矩控制。

發明內容

在一個特征中，披露一種發動機控制系統。模型預測控制（MPC）模塊：基于發動機扭矩請求識別可能目標值組；分別確定用于可能目標值組的預測操作參數；分別確定用于可能目標值組的成本值；基于成本值選擇可能目標值組中的一個；以及基于所述組中選定的一個的可能目標值來設置目標值。致動器模塊基于目標值中的一個值來控制發動機致動器。故障診斷模塊選擇性地診斷MPC模塊中的故障。

在其他特征中，MPC模塊進一步分別基于用于目標值的預定范圍來選擇可能目標值組中的一個。

在另外其他特征中，當目標值中的一個在其預定范圍之外時，故障診斷模塊診斷故障。

在另外其他特征中，MPC模塊：基于可能目標值組中的第一個的第一成本值來識別所述組中的第一個；分別確定可能組中的第一個的可能目標值是否在預定范圍之內；當所述組中選定的一個的可能目標值中的一個在其預定范圍之外時，基于可能目標值組中的第二個的第二成本值來識別所述組中的第二個；以及當所述組中的第二個的可能目標值分別在預定范圍之內時，選擇所述組中的第二個。

在其他特征中，當所述組中的第二個的第二成本值小于所述組中的第一個的第一成本值時，故障診斷模塊診斷故障。

在另外其他特征中，當MPC模塊未能在預定周期內選擇可能目標值組中的一個時，故障診斷模塊診斷MPC模塊中的故障。

在另外其他特征中，MPC模塊進一步基于預測操作參數中的第一個與該操作參數的測量值和估計值中的一個之間的差異來確定積分值。

在其他特征中，當積分值大于預定值時，故障診斷模塊診斷MPC模塊中的故障。

在另外其他特征中：參考模塊基于發動機扭矩請求確定參考值；以及當在MPC模塊中診斷到故障時，致動器模塊基于參考值中的一個來控制發動機致動器。