專利名稱：用于協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備和排放控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，更具體地，涉及基于多脈沖直噴操作所用技術(shù)的協(xié) 調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制。
背景技術(shù)：
本部分中的陳述僅提供與本發(fā)明相關(guān)的背景信息，并且可能不會(huì)構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)在準(zhǔn)確地控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出方面是受限的。傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng) 機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)所接收到的控制信號(hào)的響應(yīng)也較慢，并且在關(guān)于影響發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出的各種 裝置的協(xié)調(diào)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制方面也是受限的。動(dòng)力系控制系統(tǒng)包括多種模塊，該多種模塊要求一定量的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩以正常運(yùn) 行。例如，自動(dòng)變速器控制模塊可能需要短暫地減少來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩以改變變速器齒輪。 另一個(gè)示例是空調(diào)離合器控制模塊，其在接合空調(diào)壓縮機(jī)離合器前需要短暫地增大發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)矩。在壓縮機(jī)離合器接合時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的增大有助于維持恒定的發(fā)動(dòng)機(jī)速度，例如當(dāng)發(fā) 動(dòng)機(jī)怠速時(shí)。傳統(tǒng)地，該多種模塊直接影響轉(zhuǎn)矩致動(dòng)器。例如，自動(dòng)變速器控制模塊可延遲發(fā)動(dòng) 機(jī)的火花提前量，以在換檔過(guò)程中減少發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。類似地，空調(diào)離合器控制模塊在接合壓 縮機(jī)離合器前的瞬間可增加火花提前量以增大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。隨著車輛動(dòng)力系系統(tǒng)包括了越來(lái)越多影響轉(zhuǎn)矩的模塊和致動(dòng)器，現(xiàn)有技術(shù)的架構(gòu) 變得難以保養(yǎng)并且故障查找和檢修也非常困難。作為更多致動(dòng)器的示例，混合動(dòng)力車輛包 括提供轉(zhuǎn)矩的發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)。在傳統(tǒng)的動(dòng)力系控制架構(gòu)下，混合動(dòng)力車輛動(dòng)力系與現(xiàn)有轉(zhuǎn) 矩改變模塊的整合會(huì)非常難以處理。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制(CTC)系統(tǒng)以準(zhǔn)確地控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩。在共同轉(zhuǎn) 讓的美國(guó)專利 No. 7，021，282 (“Coordinated EngineTorque Control”)中公開(kāi)了示例性的 轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)。CTC系統(tǒng)提供了對(duì)控制信號(hào)的快速響應(yīng)和基于影響發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出的多種 裝置的協(xié)調(diào)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括催化劑模塊，其基 于催化劑起燃(light off)使能信號(hào)來(lái)產(chǎn)生多模式使能信號(hào)。轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊基于所述多模 式使能信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)和每缸空氣量信號(hào)來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)。所述轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊以多脈沖模式運(yùn)行，該多脈沖模式與基于所述多模式使能信號(hào)在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)期間向燃 燒室內(nèi)噴射的N個(gè)燃料脈沖相關(guān)，其中N是大于或等于2的整數(shù)。在其它特征中，提供了一種用于協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的對(duì)修正轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備進(jìn)行確定 的方法。該方法包括基于催化劑起燃使能信號(hào)來(lái)產(chǎn)生多模式使能信號(hào)。以多脈沖模式運(yùn)行 轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊，該多脈沖模式與基于所述多模式使能信號(hào)在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)期間向燃燒室 內(nèi)噴射的N個(gè)燃料脈沖相關(guān)，其中N是大于或等于2的整數(shù)?；谒龆嗄Ｊ绞鼓苄盘?hào)、發(fā) 動(dòng)機(jī)速度信號(hào)和每缸空氣量信號(hào)來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)。本發(fā)明還提供了以下方案方案1 一種協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，包括催化劑模塊，其基于催化劑起燃使能信號(hào)來(lái)產(chǎn)生多模式使能信號(hào)；和轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊，其基于所述多模式使能信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)和每缸空氣量信號(hào) 來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)；其中，所述轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊以多脈沖模式運(yùn)行，所述多脈沖模式與基于所述多模式 使能信號(hào)在所述發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)期間向燃燒室內(nèi)噴射的N個(gè)燃料脈沖相關(guān)，其中N是大于 或等于2的整數(shù)。方案2 如方案1所述的協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，還包括增量火花模塊，所述增量火 花模塊基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)和所述多模式使能信號(hào)產(chǎn)生增量火花信號(hào)；其中，所述轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)是基于所述增量火花信號(hào)產(chǎn)生的。方案3 如方案2所述的協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，還包括第一加法器，所述第一加法 器基于所述增量火花信號(hào)和最小火花信號(hào)來(lái)產(chǎn)生火花基準(zhǔn)信號(hào)，其中所述轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)是基于所述火花基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生的。方案4 如方案3所述的協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，還包括轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)模塊，所述轉(zhuǎn)矩基 準(zhǔn)模塊基于所述火花基準(zhǔn)信號(hào)、進(jìn)氣相位器位置和排氣相位器位置來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)信號(hào)，其中所述轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)是基于所述轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生的。方案5 如方案4所述的協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，還包括第二加法器，所述第二加法 器基于所述轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)信號(hào)和非管理轉(zhuǎn)矩來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)。方案6 如方案5所述的協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，還包括修正轉(zhuǎn)矩模塊，所述修正轉(zhuǎn) 矩模塊基于所述轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)和在怠速信號(hào)時(shí)的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備來(lái)產(chǎn)生修正轉(zhuǎn)矩信號(hào)。方案7 如方案6所述的協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，其中，所述修正轉(zhuǎn)矩信號(hào)是基于催 化劑溫度、冷卻劑溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間和大氣壓產(chǎn)生的。方案8 如方案1所述的協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，還包括修正轉(zhuǎn)矩模塊，所述修正轉(zhuǎn) 矩模塊基于所述轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)、在怠速信號(hào)時(shí)的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備，以及基于催化劑溫度、冷卻劑溫 度、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間和大氣壓中的至少一個(gè)來(lái)產(chǎn)生修正轉(zhuǎn)矩信號(hào)。方案9 如方案8所述的協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，其中，所述修正轉(zhuǎn)矩模塊通過(guò)將所 述轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)和多個(gè)常數(shù)值相乘來(lái)產(chǎn)生所述修正轉(zhuǎn)矩信號(hào)，所述多個(gè)常數(shù)值基于所述催 化劑溫度、所述冷卻劑溫度、所述發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間和所述大氣壓中的相應(yīng)項(xiàng)產(chǎn)生。方案10 如方案8所述的協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，其中，所述修正轉(zhuǎn)矩模塊通過(guò)將在 怠速信號(hào)時(shí)的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備和在靜止信號(hào)時(shí)的轉(zhuǎn)矩相加來(lái)產(chǎn)生所述修正轉(zhuǎn)矩信號(hào)，所述在靜止 信號(hào)時(shí)的轉(zhuǎn)矩是基于所述轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)產(chǎn)生的。
方案11 一種用于協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的對(duì)修正轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備進(jìn)行確定的方法，包 括
基于催化劑起燃使能信號(hào)來(lái)產(chǎn)生多模式使能信號(hào)；以多脈沖模式運(yùn)行轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊，所述多脈沖模式與基于所述多模式使能信號(hào)在 所述發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)期間向燃燒室內(nèi)噴射的N個(gè)燃料脈沖相關(guān)，其中N是大于或等于2的 整數(shù)；和基于所述多模式使能信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)和每缸空氣量信號(hào)來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信 號(hào)。方案12 如方案11所述的控制系統(tǒng)，還包括基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)和所述多模 式使能信號(hào)來(lái)產(chǎn)生增量火花信號(hào)；其中，所述轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)是基于所述增量火花信號(hào)產(chǎn)生的。方案13 如方案12所述的控制系統(tǒng)，還包括基于所述增量火花信號(hào)和最小火花信 號(hào)來(lái)產(chǎn)生火花基準(zhǔn)信號(hào)；其中，所述轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)是基于所述火花基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生的。方案14 如方案13所述的控制系統(tǒng)，還包括基于所述火花基準(zhǔn)信號(hào)、進(jìn)氣相位器 位置和排氣相位器位置來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)信號(hào)；其中，所述轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)是基于所述轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生的。方案15 如方案14所述的控制系統(tǒng)，還包括基于所述轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)信號(hào)和非管理轉(zhuǎn)矩 來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)。方案16 如方案15所述的控制系統(tǒng)，還包括基于所述轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)和在怠速信號(hào) 時(shí)的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備來(lái)產(chǎn)生修正轉(zhuǎn)矩信號(hào)。方案17 如方案16所述的控制系統(tǒng)，其中，所述修正轉(zhuǎn)矩信號(hào)是基于催化劑溫度、 冷卻劑溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間和大氣壓產(chǎn)生的。方案18 如方案11所述的控制系統(tǒng)，還包括基于所述轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)、在怠速信號(hào) 時(shí)的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備，以及基于催化劑溫度、冷卻劑溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間和大氣壓中的至少一個(gè) 來(lái)產(chǎn)生修正轉(zhuǎn)矩信號(hào)。方案19 如方案18所述的控制系統(tǒng)，其中，通過(guò)將所述轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)和多個(gè)常數(shù) 值相乘來(lái)產(chǎn)生所述修正轉(zhuǎn)矩信號(hào)，所述多個(gè)常數(shù)值基于所述催化劑溫度、所述冷卻劑溫度、 所述發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間和所述大氣壓中的相應(yīng)項(xiàng)產(chǎn)生。方案20 如方案18所述的控制系統(tǒng)，其中，通過(guò)將所述在怠速信號(hào)時(shí)的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備 和在靜止信號(hào)時(shí)的轉(zhuǎn)矩相加產(chǎn)生所述修正轉(zhuǎn)矩信號(hào)，所述靜止時(shí)信號(hào)的轉(zhuǎn)矩是基于所述轉(zhuǎn) 矩儲(chǔ)備信號(hào)產(chǎn)生的。本發(fā)明的進(jìn)一步應(yīng)用范圍將從以下的具體描述變得顯而易見(jiàn)。應(yīng)當(dāng)理解，具體描 述和具體示例雖然指示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但它們都僅是說(shuō)明目的，并不意在限制本 發(fā)明的范圍。


本發(fā)明將從詳細(xì)描述和附圖得到更全面的理解，附圖中圖1是對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制(CTC)系統(tǒng)的示意圖，其中該系統(tǒng)包含了用于催化劑起燃的燃料噴射模式轉(zhuǎn)換；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的CTC系統(tǒng)的功能框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的催化劑起燃(CLO)轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊的功能框圖；圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的確定修正的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備的方法；圖5A是根據(jù)本發(fā)明原理的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的功能框圖；圖5B是圖5A的功能框圖的繼續(xù)部分；以及圖6圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制方法。
具體實(shí)施例方式說(shuō)明書(shū)的以下部分描述了不同的燃料噴射脈沖模式。燃料噴射脈沖模式之間的轉(zhuǎn) 換可基于執(zhí)行催化劑起燃(CLO)來(lái)實(shí)現(xiàn)。催化劑起燃指的是排氣系統(tǒng)的催化劑的快速加 熱。催化劑具有關(guān)聯(lián)的溫度運(yùn)行范圍，催化劑在這個(gè)范圍內(nèi)對(duì)于減少排氣管的碳?xì)浠衔铩?一氧化碳和氮氧化物的排放物是有效的。通過(guò)將催化劑快速加熱到該溫度運(yùn)行范圍內(nèi)的溫 度，排氣管排放物被減至最少。第一燃料噴射脈沖模式(稱為單脈沖模式)包括在燃燒循環(huán)期間向燃燒室中噴射 的單個(gè)燃料脈沖。例如，在4沖程發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，燃燒循環(huán)可指4個(gè)沖程(進(jìn)氣、壓縮、點(diǎn)火和排 氣)的單一序列。在發(fā)動(dòng)機(jī)不要求最大CLO時(shí)可使用單脈沖模式。第二燃料噴射脈沖模式(稱為多脈沖模式)包括在燃燒循環(huán)期間向燃燒室中噴射 的兩個(gè)或多個(gè)燃料脈沖。在一個(gè)實(shí)施例中，在燃燒循環(huán)期間將兩個(gè)燃料脈沖噴射入燃燒室。 多脈沖模式的使用考慮到了不使用空氣泵的情況下的排放物輸出控制。空氣泵通常用于將 富氧空氣噴射入排氣系統(tǒng)，以支持排氣的氧化，從而支持催化劑的加熱。對(duì)于雙脈沖模式， 可按照正常曲軸角度提供第一噴射，以便提供初始的、均勻的稀薄混合物。稍后，可在壓縮 沖程中提供第二噴射。僅作為示例，第一脈沖可提供均勻的稀薄混合物，而第二脈沖可在火 花塞附近提供額外的燃料以用于強(qiáng)點(diǎn)火，使得所組合的充量更加完全地燃燒。多脈沖模式結(jié)合延遲火花(點(diǎn)火)正時(shí)，允許發(fā)動(dòng)機(jī)在催化劑溫度低且不活躍時(shí) 排放較低的碳?xì)渑欧盼?，同時(shí)將來(lái)自燃燒充量的能量轉(zhuǎn)換成排氣中的熱能。這就快速加熱 了催化劑，并當(dāng)催化劑在低效狀態(tài)運(yùn)行時(shí)使得進(jìn)入催化劑的未燃碳?xì)浠衔镒钌?。已?jīng)針對(duì)基于單脈沖的燃燒循環(huán)、火花點(diǎn)火直噴(SIDI)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)了協(xié)調(diào)式 轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)。在共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利No. 7，021，282( “Coordinated Engine Torque Control")中公開(kāi)了示例性的協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)。為了支持協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制，還開(kāi)發(fā)了其 它系統(tǒng)，例如用于轉(zhuǎn)矩估計(jì)和基于轉(zhuǎn)矩的速度控制。在共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利No. 6，704，638 和No. 7，463，970中公開(kāi)了轉(zhuǎn)矩估計(jì)和基于轉(zhuǎn)矩的速度控制系統(tǒng)的示例。以下實(shí)施例在速 度控制模塊和轉(zhuǎn)矩控制模塊中都可實(shí)施。以下描述的實(shí)施例提供了用于在單脈沖模式和/或多脈沖模式中運(yùn)行的協(xié)調(diào)式 轉(zhuǎn)矩控制架構(gòu)。還描述了用于在單脈沖模式和多脈沖模式之間轉(zhuǎn)換的控制技術(shù)。以下對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述本質(zhì)上僅是示例性的，并且決不意圖限制本發(fā)明、其應(yīng) 用或用途。為了清楚起見(jiàn)，附圖中將用相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。以下描述本質(zhì)上僅是示例性的，并且決不意圖限制本發(fā)明、其應(yīng)用或用途。為了清 楚起見(jiàn)，附圖中將用相同的附圖標(biāo)記表示相似的元件。如本文中所用，短語(yǔ)“A、B和C中的至少一個(gè)”應(yīng)當(dāng)被理解為表示使用非排他性邏輯“或”的邏輯(A或B或C)。應(yīng)當(dāng)理解，在 不改變本發(fā)明原理的情況下，方法中的步驟可按照不同的順序執(zhí)行。
如本文所用，術(shù)語(yǔ)“模塊”可以指下述部件的一部分或包括下述部件專用集成電 路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件或固件程序的處理器(共享的、專用的、或成組 的)和/或存儲(chǔ)器(共享的、專用的、或成組的)、組合邏輯電路和/或提供所描述功能的其 它適合部件。另外，雖然以下實(shí)施例主要是關(guān)于示例性內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行描述的，但是本發(fā)明的 實(shí)施例也可應(yīng)用到其它內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。例如，本發(fā)明可應(yīng)用到火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)、均勻火花點(diǎn)火 發(fā)動(dòng)機(jī)、均勻充量壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)、分層火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)、和火花輔助壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)。在以下描述的實(shí)施例中，按需排量(displacement on demand)和/或氣缸停用可 指禁止火花和/或燃料噴射進(jìn)入氣缸。當(dāng)氣缸被禁用時(shí)，用于該氣缸的火花和/或燃料也 被禁用。這阻止了該氣缸內(nèi)的燃燒。氣缸禁用還可包括或替代性地包括延遲氣缸的火花。 延遲火花指的是火花正時(shí)的遲延，使得在上止點(diǎn)(TDC)之后產(chǎn)生用于氣缸的火花?，F(xiàn)在參照?qǐng)D1，其中示出了包含用于CLO的燃料噴射模式轉(zhuǎn)換的CTC系統(tǒng)100。CTC 系統(tǒng)100可構(gòu)造成用于混合動(dòng)力電動(dòng)車輛和/或SIDI發(fā)動(dòng)機(jī)。雖然下面的實(shí)施例是針對(duì) 混合動(dòng)力車輛的，但是本文公開(kāi)的實(shí)施例還可應(yīng)用于非混合動(dòng)力車輛。CTC系統(tǒng)100包括發(fā) 動(dòng)機(jī)102，發(fā)動(dòng)機(jī)102基于駕駛員輸入模塊104使空氣/燃料混合物燃燒以產(chǎn)生用于車輛的 驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。空氣通過(guò)節(jié)氣門112被吸入進(jìn)氣歧管110。可被稱為發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊的CTC模 塊114命令節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116調(diào)整節(jié)氣門112的開(kāi)度以控制吸入進(jìn)氣歧管110的空氣 量。關(guān)于圖2、圖3A和圖3B的實(shí)施例示出并描述了其它示例性CTC系統(tǒng)。圖1的CTC 系統(tǒng)10和/或CTC模塊114可包括圖2、圖3A和圖3B的模塊中的一個(gè)或多個(gè)。來(lái)自進(jìn)氣歧管110的空氣被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)102的氣缸。發(fā)動(dòng)機(jī)102可以包括任何數(shù) 量的氣缸。CTC模塊114可指令氣缸致動(dòng)器模塊120選擇性地停用某些氣缸以提高燃料經(jīng) 濟(jì)性。來(lái)自進(jìn)氣歧管110的空氣通過(guò)進(jìn)氣門122被吸入氣缸118。CTC模塊114控制由 燃料噴射系統(tǒng)124噴射的燃料量，燃料噴射系統(tǒng)124包括一個(gè)或多個(gè)燃料噴射器125。燃料 噴射系統(tǒng)124可在中間位置處將燃料噴射到進(jìn)氣歧管110內(nèi)，或者可在多個(gè)位置處將燃料 噴射到進(jìn)氣歧管110內(nèi)，例如在每個(gè)氣缸的進(jìn)氣門附近。替代性地，如圖所示，燃料噴射系 統(tǒng)124可將燃料直接噴射到氣缸中。所噴射的燃料與空氣混合并在氣缸118內(nèi)形成空氣/燃料混合物。氣缸118內(nèi)的 活塞(未示出)壓縮該空氣/燃料混合物?；趤?lái)自CTC模塊114的信號(hào)，火花致動(dòng)器模 塊126給氣缸118內(nèi)的火花塞128通電，這點(diǎn)燃了空氣/燃料混合物?？上鄬?duì)于活塞處于 其最高位置時(shí)的曲軸角度確定火花正時(shí)，該最高位置被稱為上止點(diǎn)(TDC)，空氣/燃料混合 物在該點(diǎn)被最大程度地壓縮?？諝?燃料混合物的燃燒向下驅(qū)動(dòng)活塞，從而驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的曲軸(未示出)。然后， 活塞開(kāi)始再次向上運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)排氣門130排出燃燒的副產(chǎn)物。燃燒的副產(chǎn)物經(jīng)由排氣系 統(tǒng)134從車輛排出。排氣經(jīng)過(guò)催化劑135。進(jìn)氣門122可由進(jìn)氣凸輪軸140控制，而排氣門130可由排氣凸輪軸142控制。在多種實(shí)施方式中，多個(gè)進(jìn)氣凸輪軸可控制每個(gè)氣缸的多個(gè)進(jìn)氣門和/或可控制多組氣缸的 進(jìn)氣門。類似地，多個(gè)排氣凸輪軸可控制每個(gè)氣缸的多個(gè)排氣門和/或可控制多組氣缸的 排氣門。氣缸致動(dòng)器模塊120可通過(guò)停止燃料和火花的供應(yīng)和/或禁止使用氣缸的排氣門 和/或進(jìn)氣門來(lái)停用氣缸。CTC模塊114可調(diào)整進(jìn)氣門122和/或排氣門130的位置，以便調(diào)整吸取的空氣 量和保留在(一個(gè)或多個(gè))氣缸118內(nèi)的無(wú)效殘余氣體量。CTC模塊114也可調(diào)節(jié)(一個(gè) 或多個(gè))燃料噴射器125的運(yùn)行(例如，噴射器開(kāi)度的打開(kāi)時(shí)間或大小)，以增加被噴射入 (一個(gè)或多個(gè))氣缸118的燃料量。CTC模塊114還可對(duì)應(yīng)于空氣/燃料混合物的變化來(lái) 調(diào)節(jié)(一個(gè)或多個(gè))排氣凸輪軸的正時(shí)。通過(guò)進(jìn)氣凸輪相位器148，可相對(duì)于活塞TDC改變進(jìn)氣門122被打開(kāi)時(shí)的曲軸角 度。通過(guò)排氣凸輪相位器150，可相對(duì)于活塞TDC改變排氣門130被打開(kāi)時(shí)的曲軸角度。相 位器致動(dòng)器模塊158基于來(lái)自CTC模塊114的信號(hào)控制進(jìn)氣凸輪相位器148和排氣凸輪相 位器150。CTC系統(tǒng)100可包括向進(jìn)氣歧管110提供加壓空氣的增壓裝置。例如，圖1示出了 渦輪增壓器160。渦輪增壓器160由流過(guò)排氣系統(tǒng)134的排氣提供動(dòng)力，并向進(jìn)氣歧管110 提供壓縮空氣充量。渦輪增壓器160可在空氣到達(dá)進(jìn)氣歧管110之前對(duì)空氣進(jìn)行壓縮。廢氣門164可允許排氣旁路繞過(guò)渦輪增壓器160，從而降低渦輪增壓器的輸出(或 增壓)。 CTC模塊114經(jīng)由增壓致動(dòng)器模塊162控制渦輪增壓器160。增壓致動(dòng)器模塊162 可通過(guò)控制廢氣門164的位置來(lái)調(diào)節(jié)渦輪增壓器160的增壓。壓縮空氣充量由渦輪增壓器 160提供到進(jìn)氣歧管110。中冷器(未示出)可耗散壓縮空氣充量的一些熱量，壓縮空氣充 量的熱量是在空氣被壓縮時(shí)產(chǎn)生的，并且還可以因接近排氣系統(tǒng)134而增加。替代性的發(fā) 動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可包括向進(jìn)氣歧管110提供壓縮空氣并且由曲軸驅(qū)動(dòng)的增壓器。CTC系統(tǒng)100可包括排氣再循環(huán)(EGR)閥170，該閥選擇性地將排氣再引導(dǎo)回進(jìn)氣 歧管110。在多種實(shí)施方式中，EGR閥170可位于渦輪增壓器160之后。CTC系統(tǒng)100可利 用發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器180以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)為單位測(cè)量曲軸的速度。還可利用發(fā)動(dòng)機(jī)冷 卻劑溫度(ECT)傳感器182測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度。ECT傳感器182可位于發(fā)動(dòng)機(jī)102 內(nèi)，或者位于冷卻劑循環(huán)到的其它位置處，例如散熱器(未示出)?？捎闷绻芙^對(duì)壓力(MAP)傳感器184測(cè)量進(jìn)氣歧管110內(nèi)的壓力。在多種實(shí)施方 式中，可測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)真空度，其中發(fā)動(dòng)機(jī)真空度是環(huán)境空氣壓力與進(jìn)氣歧管110內(nèi)壓力的 差?？捎觅|(zhì)量空氣流量(MAF)傳感器186測(cè)量流入進(jìn)氣歧管110的空氣質(zhì)量。MAF傳感器 186可位于包括了節(jié)氣門112的殼體內(nèi)。節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116可利用一個(gè)或多個(gè)節(jié)氣門位置傳感器(TPS) 190監(jiān)測(cè)節(jié)氣 門112的位置?？衫眠M(jìn)氣溫度(IAT)傳感器192測(cè)量被吸入CTC系統(tǒng)100的空氣的環(huán)境 溫度。CTC模塊114可利用來(lái)自這些傳感器的信號(hào)為CTC系統(tǒng)100作出控制決策。CTC模塊114可與變速器控制模塊194通信，以協(xié)調(diào)變速器(未示出)內(nèi)的換檔 齒輪(shifting gears)。例如，CTC模塊114可在齒輪換檔過(guò)程中減少轉(zhuǎn)矩。CTC模塊114 可與混合動(dòng)力控制模塊196通信，以協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)102和電機(jī)198的運(yùn)行。電機(jī)198也可以 作為發(fā)電機(jī)起作用，并且可用于產(chǎn)生由車輛電力系統(tǒng)所用的電能和/或用于電池存儲(chǔ)的電 能。在多種實(shí)施方式中，CTC模塊114、變速器控制模塊194和混合動(dòng)力控制模塊196可集成在一個(gè)或多個(gè)模塊中。為了簡(jiǎn)要地表示發(fā)動(dòng)機(jī)102的各種控制機(jī)構(gòu)，每個(gè)改變發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的系統(tǒng)都可被 稱為致動(dòng)器。例如，節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116能改變節(jié)氣門112的葉片位置，并且因此改變節(jié) 氣門112的開(kāi)度面積。節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116因此可被稱為致動(dòng)器，而節(jié)氣門開(kāi)度面積則 可被稱為致動(dòng)器位置。類似地，火花致動(dòng)器模塊126可被稱為致動(dòng)器，而對(duì)應(yīng)的致動(dòng)器位置是火花提前 量。其它致動(dòng)器包括增壓致動(dòng)器模塊162、EGR閥170、相位器致動(dòng)器模塊158、燃料噴射系 統(tǒng)124、和氣缸致動(dòng)器模塊120。關(guān)于這些“致動(dòng)器”的術(shù)語(yǔ)“致動(dòng)器位置”可分別對(duì)應(yīng)為增 壓壓力、EGR閥開(kāi)度、進(jìn)氣和排氣凸輪相位器角度、空氣/燃料比、和啟用的氣缸數(shù)量。盡管電機(jī)198可以提供與發(fā)動(dòng)機(jī)102的轉(zhuǎn)矩輸出串聯(lián)和/或并聯(lián)的轉(zhuǎn)矩，但應(yīng)當(dāng) 認(rèn)識(shí)到，其它構(gòu)造也被認(rèn)為是落在本描述的范圍內(nèi)。例如，電機(jī)198可被實(shí)施為一個(gè)或多個(gè) 不通過(guò)變速器202而直接向車輪200提供轉(zhuǎn)矩的電機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)102和電機(jī)198的組合轉(zhuǎn)矩被施加至變速器202的輸入端。變速器202可 以是自動(dòng)變速器，其根據(jù)來(lái)自CTC模塊114的齒輪變速命令來(lái)切換齒輪。變速器202的輸 出軸與差速齒輪204的輸入端耦接。差速齒輪204驅(qū)動(dòng)車軸和車輪200。車輪速度傳感器 206產(chǎn)生指示其各自車輪200的轉(zhuǎn)速的信號(hào)。
CTC模塊114基于接收到的傳感器信號(hào)和本文所描述的其它參數(shù)來(lái)估計(jì)將要提供 的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩。CTC模塊114可調(diào)節(jié)節(jié)氣門位置、空氣-燃料比、氣門正時(shí)、燃料噴射 等，以便提供所估計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩?；谄谕陌l(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，CTC模塊114對(duì)發(fā)動(dòng) 機(jī)裝置進(jìn)行控制，使得實(shí)現(xiàn)期望的空氣流量、期望的燃料噴射和/或期望的火花正時(shí)。期望 的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩可基于車輛操作者(駕駛員)請(qǐng)求和/或可以是基于控制器的，例如來(lái) 自巡航控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩輸出請(qǐng)求。特別地，CTC模塊114基于本發(fā)明的協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制方 法和系統(tǒng)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出。CTC模塊114所接收到的傳感器信號(hào)可包括來(lái)自以下傳感器的傳感器信號(hào)MAP傳 感器184、MAF傳感器186、節(jié)氣門位置傳感器190、IAT傳感器192、加速器踏板位置傳感器 195、或其它傳感器，例如發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度傳感器182、發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器180、環(huán)境溫度 傳感器197、油溫傳感器198、車輛速度傳感器201、排氣或催化劑溫度傳感器203。CTC模塊114與節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116和巡航控制模塊通信。關(guān)于圖3A的實(shí)施例 示出并描述了巡航控制模塊的示例。CTC模塊114接收來(lái)自節(jié)氣門位置傳感器190的節(jié)氣 門位置信號(hào)，并基于該節(jié)氣門位置信號(hào)調(diào)節(jié)節(jié)氣門位置。CTC模塊114可基于加速器踏板 193的位置利用節(jié)氣門致動(dòng)器來(lái)控制節(jié)氣門112。節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116可包括電動(dòng)機(jī)或 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，其提供節(jié)氣門位置的受限控制和/或粗控制。CTC模塊114還可基于來(lái)自巡航控制模塊的輸入(例如車軸轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求)利用節(jié)氣 門致動(dòng)器來(lái)控制節(jié)氣門112。CTC模塊114也產(chǎn)生有效的踏板位置信號(hào)，該信號(hào)代表了節(jié)氣 門位置，而不管是車輛操作者正在下壓加速器踏板194還是巡航控制模塊正在控制節(jié)氣門量?？苫趤?lái)自傳感器184、186的信號(hào)確定和/或估計(jì)空氣質(zhì)量、體積和每缸壓力。 CTC控制模塊114可基于期望MAP和期望MAF確定節(jié)氣門面積，并且可基于節(jié)氣門面積產(chǎn)生 控制信號(hào)以控制節(jié)氣門?？苫诎l(fā)動(dòng)機(jī)速度和轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求信號(hào)確定期望MAP和期望MAF。
發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100還可包括大氣壓力傳感器208。大氣壓力傳感器208可用于確定 環(huán)境條件，該環(huán)境條件還可進(jìn)一步用于確定期望的節(jié)氣門面積。期望的節(jié)氣門面積可對(duì)應(yīng) 于特定的節(jié)氣門位置。CTC系統(tǒng)100也可包括各種表210，這些表可在執(zhí)行仲裁時(shí)和/或在執(zhí)行與CTC模 塊114的模塊相關(guān)聯(lián)的各種功能時(shí)使用。關(guān)于圖2的實(shí)施例示出并描述了 CTC 114的示例 性模塊。表210可包括單脈沖模式表212和多脈沖模式表214。每個(gè)表都可與關(guān)于圖4的 實(shí)施例所描述步驟中的一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)。現(xiàn)在參照?qǐng)D2，其中示出了 CTC系統(tǒng)250。CTC系統(tǒng)250可以是圖1的CTC系統(tǒng)100 的一部分。CTC模塊114可包括CTC系統(tǒng)250的模塊。CTC系統(tǒng)250包括CL0使能模塊252、 仲裁器轉(zhuǎn)換控制模塊254和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模塊256。CL0使能模塊252基于各種輸入并 當(dāng)CL0被使能時(shí)，使能和禁止多脈沖模式。仲裁器轉(zhuǎn)換控制模塊254提供預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩最終信 號(hào)Tprf和即時(shí)轉(zhuǎn)矩最終信號(hào)Timf。轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求信號(hào)Tprf、Timf可基于接收自駕駛員(車輛操作 者)譯釋(interpretation)模塊258、發(fā)動(dòng)機(jī)容量模塊260、和CL0轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊262的輸 入。術(shù)語(yǔ)“即時(shí)”可指通過(guò)例如火花提前量(汽油發(fā)動(dòng)機(jī))調(diào)節(jié)或燃料正時(shí)(柴油發(fā) 動(dòng)機(jī))調(diào)節(jié)可獲得的轉(zhuǎn)矩。術(shù)語(yǔ)“即時(shí)”可指轉(zhuǎn)矩的快速響應(yīng)，而術(shù)語(yǔ)“預(yù)測(cè)”可指例如通過(guò) 對(duì)節(jié)氣門控制、增壓控制、egr控制、相位器控制等(基于歧管)調(diào)整而更慢地提供的轉(zhuǎn)矩。 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模塊256基于來(lái)自仲裁器轉(zhuǎn)換控制模塊254、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩估計(jì)器270和空氣 /燃料比模塊272的輸入來(lái)控制相位器控制模塊264、節(jié)氣門控制模塊266和火花控制模塊 268。在運(yùn)行中，CL0使能模塊252接收CL0使能信號(hào)CL0、轉(zhuǎn)矩估計(jì)信號(hào)Test、發(fā)動(dòng)機(jī)速 度信號(hào)RPM、預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩信號(hào)即時(shí)轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tim、轉(zhuǎn)矩容量預(yù)測(cè)信號(hào)TpMap和轉(zhuǎn)矩即時(shí)容量 信號(hào)Tim。ap。轉(zhuǎn)矩估計(jì)信號(hào)Test可由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩估計(jì)器270產(chǎn)生。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩估計(jì)器270可 按美國(guó)專利No. 6，704，638中所述那樣產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩估計(jì)信號(hào)Test。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)RPM可由圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器180產(chǎn)生。預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩信 號(hào)和即時(shí)轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tim都可被稱為轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求信號(hào)，并由駕駛員譯釋模塊258產(chǎn)生。轉(zhuǎn)矩 容量預(yù)測(cè)信號(hào)Tprcap和轉(zhuǎn)矩即時(shí)容量信號(hào)Tim。ap可由發(fā)動(dòng)機(jī)容量模塊260產(chǎn)生。CL0使能模塊252產(chǎn)生多模式使能信號(hào)MME，該信號(hào)被提供到仲裁器轉(zhuǎn)換控制模塊 254、發(fā)動(dòng)機(jī)容量模塊260、CL0轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊262、相位器控制模塊264、火花控制模塊268、 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩估計(jì)器270和空氣/燃料比模塊272。多模式使能信號(hào)MME也可被提供到駕駛 員譯釋模塊258、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模塊256和節(jié)氣門控制模塊266。模塊252-272可基于多 模式使能信號(hào)MME在單脈沖模式或多脈沖模式下運(yùn)行。如圖所示，仲裁器轉(zhuǎn)換控制模塊254基于預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩信號(hào)、即時(shí)轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tim、轉(zhuǎn)矩 容量預(yù)測(cè)信號(hào)TpMap、轉(zhuǎn)矩即時(shí)容量信號(hào)Tim。ap和轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備修正信號(hào)Te_來(lái)產(chǎn)生預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩最終 信號(hào)Tprf和即時(shí)轉(zhuǎn)矩最終信號(hào)Timf。轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備修正信號(hào)Te_可由CL0轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊262基 于例如每缸空氣量(APC)信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)速度、期望火花提前量、冷卻劑溫度等產(chǎn)生。轉(zhuǎn)矩儲(chǔ) 備修正信號(hào)Te_可基于怠速時(shí)的儲(chǔ)備轉(zhuǎn)矩Tkiim和靜止時(shí)的儲(chǔ)備轉(zhuǎn)矩Tkest。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模塊256基于預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩最終信號(hào)Tprf、即時(shí)轉(zhuǎn)矩最終信號(hào)Timf、轉(zhuǎn) 矩靈敏度向量Tsens和空氣/燃料指令信號(hào)AF。。m產(chǎn)生APC信號(hào)、期望節(jié)氣門面積(DAREA)信號(hào)和用于轉(zhuǎn)矩管理的火花(正時(shí))信號(hào)Stm。轉(zhuǎn)矩靈敏度向量Ts■可由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩估計(jì)器 270產(chǎn)生，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩估計(jì)器270可與發(fā)動(dòng)機(jī)容量模塊260通信?？諝?燃料指令信號(hào)AF。。m 可由空氣/燃料比模塊272產(chǎn)生。APC信號(hào)、DAREA信號(hào)和火花轉(zhuǎn)矩管理信號(hào)Stm被分別提 供到相位器控制模塊264、節(jié)氣門控制模塊266和火花控制模塊268。在圖3中，示出了 CLO轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊262。CLO轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備修正信 號(hào)！^·。CLO轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊262包括增量火花模塊(delta spark module) 274、第一加法器 275、轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)模塊(torquebase module) 276、第二加法器277和修正轉(zhuǎn)矩模塊278。CLO 轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊262還可包括火花控制模塊279、非管理轉(zhuǎn)矩模塊280和怠速轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊 281。現(xiàn)在也參照?qǐng)D4，示出了確定修正轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備的方法。雖然以下方法針對(duì)于圖2和圖3的實(shí)施例，但該方法也可被修改以應(yīng)用于本發(fā)明的其它實(shí)施例。該方法可開(kāi)始于步驟 284。在步驟285，增量火花模塊274確定增量火花或Δ S，其指的是最小火花SMin和火 花基準(zhǔn)Sb之間的差。最小火花SMin可以是預(yù)定值，且指的是在以多脈沖模式運(yùn)行(例如以 雙脈沖模式運(yùn)行)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的最小火花值或最小火花提前量值。火花基準(zhǔn)Sb指的是在以 多脈沖模式運(yùn)行時(shí)提供最小的碳?xì)浠衔锪康幕鸹ㄌ崆傲俊Ｔ诎l(fā)動(dòng)機(jī)的火花提前量和碳?xì)浠衔锂a(chǎn)物HC之間存在直接關(guān)系。僅作為示例，在 雙脈沖模式中，火花提前量可具有大約在-20°到10°之間的操作范圍，其中-20°是最小 火花SMin，而10°是最大火花SMax?；鸹ɑ鶞?zhǔn)Sb可約等于-17°。在所提供的示例中，AS等 于-3°。如公式1所示，基于當(dāng)前每缸空氣量的值(例如APC)和當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度的值(例 如RPM)確定Δ S AS = f (APC, RPM)(1)在步驟286中，確定最小火花SMin。可由火花控制模塊279確定最小火花SMin?？?利用公式2確定最小火花SMin。SMin = f(RPM, APC, I，Ε, AF)(2)最小火花SMin可等于用于最佳轉(zhuǎn)矩輸出值的最小火花Smbt，這指的是提供最大轉(zhuǎn)矩 輸出量的最小提前的火花正時(shí)值。提前火花正時(shí)使之超過(guò)用于最佳轉(zhuǎn)矩輸出值的最小火花 Smbt不會(huì)使轉(zhuǎn)矩輸出增加。最小火花SMin可利用存儲(chǔ)的表格數(shù)據(jù)確定。在步驟287，第一加法器276從最小火花SMin中減去Δ S以得到火花基準(zhǔn)Sb。這由 公式3示出?；鸹ɑ鶞?zhǔn)Sb與產(chǎn)生的碳?xì)浠衔颒C直接相關(guān)或是其函數(shù)?？衫脺y(cè)功機(jī)數(shù) 據(jù)推導(dǎo)火花基準(zhǔn)Sb和產(chǎn)生的碳?xì)浠衔颒C之間的依賴關(guān)系。Sb = SMin-AS = f (HC)(3)火花基準(zhǔn)Sb可用于產(chǎn)生火花指令信號(hào)Spinal，如公式4所示，其中Sp是比例火花 (proportional spark)?；鸹ㄖ噶钚盘?hào)SFinal可指用于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)火花正時(shí)且被提供到 火花致動(dòng)器模塊的火花控制信號(hào)，該火花致動(dòng)器模塊例如為圖1的火花致動(dòng)器模塊126。公 式1-5可用于怠速速度控制或在怠速速度模式期間使用。公式5提供了對(duì)于火花基準(zhǔn)Sb與 比例火花Sp之和的怠速速度火花極限。Spinal = Sb+Sp(4)SMin < Sb+Sp < SMax(5)
在步驟288，轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)模塊276基于火花基準(zhǔn)Sb、當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度、當(dāng)前每缸空氣 量APC以及當(dāng)前進(jìn)氣相位器位置(例如I)和當(dāng)前排氣相位器位置(例如E)來(lái)確定轉(zhuǎn)矩基 準(zhǔn)Tb?？捎晒?確定轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)Tb。Tb = f (RPM, I，E，Sb，APC)(6)在步驟289，非管理轉(zhuǎn)矩模塊280確定非管理轉(zhuǎn)矩Tm。非管理轉(zhuǎn)矩指的是通過(guò)與 用于最佳轉(zhuǎn)矩輸出值的最小火花SmT相等的火花所提供的轉(zhuǎn)矩。在步驟290，第二加法器277從非管理轉(zhuǎn)矩Tm中減去轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)Tb以生成用于多脈 沖模式的總轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備T_mp。轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備可由公式7確定。Tresfflp = Tra-TB(7)在步驟291，怠速轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊281確定怠速時(shí)的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備。怠速時(shí)的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備指 的是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度處于怠速速度時(shí)為提供轉(zhuǎn)矩(即，用于助力轉(zhuǎn)向、空調(diào)等)所能提供的轉(zhuǎn) 矩儲(chǔ)備?？衫弥聞?dòng)器提供怠速時(shí)的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備，該致動(dòng)器對(duì)來(lái)自車輛操作者的轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求具 有較短的響應(yīng)時(shí)間。在步驟292，修正轉(zhuǎn)矩模塊278基于轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備T,esmp和怠速轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備TKIIM產(chǎn)生修正 轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備Te_。修正轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備Te_可用公式8確定并滿足排放物控制要求。 Tcoee 一 (Tresmp_TRIDLE) cat—temp*fcool-temp*frUn—time*fbaro+TRIDLE (8)f。attemp是催化劑溫度的函數(shù)且為常數(shù)，f。。。ltemp是發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度的函數(shù)且為常 數(shù)，frun_tiffle是發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間的函數(shù)且為常數(shù)，fbaro是大氣壓的函數(shù)且為常數(shù)。轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備Tk 與常數(shù)f。at—temp、fcooLtefflp> fbaro Wti.e的乘積提供了靜止時(shí)的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備Tkest?？衫靡粋€(gè)或 多個(gè)溫度傳感器基于排氣系統(tǒng)的溫度和/或排氣系統(tǒng)的催化劑溫度T。at確定f。at tMP常數(shù)。 可利用冷卻劑溫度傳感器基于相應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑溫度T。-確定f。-—t p常數(shù)。圖1中示 出了用于探測(cè)催化劑溫度、冷卻劑溫度的示例性傳感器和大氣壓傳感器?？衫冒l(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)時(shí)器283確定tinre常數(shù)，該計(jì)時(shí)器在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)跟蹤發(fā)動(dòng)機(jī) 的運(yùn)行時(shí)間RUN。例如，該計(jì)時(shí)器可在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)啟動(dòng)。可利用大氣壓傳感器基于大
1 baro 確定f baro 巾 ^X.。常數(shù)^一、1。。1一、4^6分別隨著相應(yīng)的溫度增加和運(yùn)行時(shí)間增加而減小。當(dāng) 常數(shù)f。at—t p、fcool_tefflp, frm_tiffle中的一個(gè)或多個(gè)大于相應(yīng)的排氣和/或催化劑溫度閾值、 冷卻劑溫度閾值和運(yùn)行時(shí)間閾值時(shí)，修正轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備T_等于怠速時(shí)的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備Tk_。當(dāng)大 氣壓常數(shù)fbaM超過(guò)大氣壓閾值時(shí)，修正轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備Te(Mi也可等于怠速時(shí)的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備Tkiim。當(dāng) 起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和/或點(diǎn)火時(shí)，可將常數(shù)f。at—t^f——一、^。4 —的每一個(gè)均設(shè)為1。隨著 相應(yīng)的排氣和冷卻劑溫度增加、隨著運(yùn)行時(shí)間增加、以及隨著當(dāng)前大氣壓變得等于大氣壓 閾值，常數(shù)f。at—temp、fcooLtefflp> fbaro> f _tiffle的值可減小。方法可在步驟293結(jié)束。對(duì)于基于轉(zhuǎn)矩的怠速速度控制，可基于轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)Tb、非管理轉(zhuǎn)矩Tm和轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備 Tresmp確定即時(shí)轉(zhuǎn)矩值Tim和預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩值I；-公式9和10可用于確定即時(shí)轉(zhuǎn)矩值Tim和預(yù)測(cè) 轉(zhuǎn)矩值I。Tpr = CTT+Tpp+TIP+Tresfflp(9)Tiffl = T^-T.^^+Tp = Tb+Tp(10)CTT是零踏板時(shí)(加速器踏板位置等于零或當(dāng)加速器沒(méi)有被按壓或致動(dòng)時(shí))的轉(zhuǎn) 矩。TPP是比例的預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩。TP是比例轉(zhuǎn)矩，其可用公式11確定。TIP是積分的預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩，其可用公式12確定。Tp = kpr (RPMref-RPMA)(11)Tip = kx / (RPMref-RPMA)(12)
RPMref和RPMa分別是怠速時(shí)的期望發(fā)動(dòng)機(jī)速度和實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)速度。K1^和K1分 別是預(yù)測(cè)常數(shù)和積分常數(shù)。對(duì)基于轉(zhuǎn)矩的怠速速度控制的進(jìn)一步描述參見(jiàn)美國(guó)專利申請(qǐng) No. 7，463，970。在圖5A和圖5B中，示出了提供協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)300。本 文公開(kāi)的實(shí)施例可應(yīng)用于其它的協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)300可被稱為CTC 系統(tǒng)或構(gòu)架(backbone)。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)300的任何模塊。圖5A和5B結(jié)合在一起來(lái)描述 了完整的功能框圖。圖5A上的第一連接標(biāo)記“A”與圖5B上的第二連接標(biāo)記“A”重合。圖 5A上的第一連接標(biāo)記“B”與圖5B上的第二連接標(biāo)記“B”重合。圖5A和圖5B共同稱為圖 5。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)300采用了轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求構(gòu)架模塊302，該模塊確定推進(jìn)轉(zhuǎn)矩命令，并 將該推進(jìn)轉(zhuǎn)矩命令傳給推進(jìn)轉(zhuǎn)矩控制模塊304。轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求構(gòu)架模塊302基于來(lái)自各轉(zhuǎn)矩請(qǐng) 求模塊308-322的輸入確定推進(jìn)轉(zhuǎn)矩命令，下面會(huì)詳細(xì)描述轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊308-322。轉(zhuǎn)矩 請(qǐng)求模塊308-322包括產(chǎn)生對(duì)致動(dòng)器306〃(即，致動(dòng)器306)的一個(gè)或多個(gè)的控制有影響 的信號(hào)的模塊，這些模塊改變發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。推進(jìn)轉(zhuǎn)矩命令代表為了滿足來(lái)自轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊 308-322的請(qǐng)求而期望發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。作為示例，CTC系統(tǒng)可基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求和由節(jié)氣門位置傳感器(TPS)產(chǎn)生的 節(jié)氣門位置信號(hào)來(lái)產(chǎn)生節(jié)氣門控制信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求可以基于車輛操作者輸入，例如 加速器踏板位置。CTC系統(tǒng)基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求和節(jié)氣門位置信號(hào)向一個(gè)或多個(gè)裝置發(fā)送 命令。這些裝置可包括凸輪軸相位器、排氣再循環(huán)(EGR)閥、渦輪等。CTC系統(tǒng)可調(diào)整這些 裝置的運(yùn)行以提供期望的輸出轉(zhuǎn)矩。推進(jìn)轉(zhuǎn)矩控制模塊304基于凈推進(jìn)轉(zhuǎn)矩命令來(lái)控制致動(dòng)器306中的一個(gè)或多個(gè)。 致動(dòng)器306影響發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。致動(dòng)器306的示例包括點(diǎn)火模塊、燃料噴射模塊和電子節(jié) 氣門控制模塊；點(diǎn)火模塊根據(jù)設(shè)置的點(diǎn)火正時(shí)將點(diǎn)火火花輸送至發(fā)動(dòng)機(jī)，燃料噴射模塊在 設(shè)置的曲軸角度將合適量的燃料輸送至發(fā)動(dòng)機(jī)，電子節(jié)氣門控制模塊調(diào)節(jié)例如節(jié)氣門的角度。轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊308-322中的每一個(gè)都可歸類為車軸轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊或推進(jìn)轉(zhuǎn)矩請(qǐng) 求模塊。車軸轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊控制車輛速度和車輛與路面的附著力中的至少一個(gè)。推進(jìn)轉(zhuǎn)矩 請(qǐng)求模塊控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。圖5A中示出了示例性的車軸轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊，其包 括踏板位置感測(cè)模塊308、駕駛員轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊309、巡航控制轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊310、自適應(yīng)巡 航控制轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求控制模塊312和其它車軸轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊314〃。圖3B中示出了示例性推進(jìn) 轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊304，其包括失速防止模塊316、發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)和停機(jī)模塊318、發(fā)動(dòng)機(jī)容量保護(hù) 模塊320和其它推進(jìn)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊322i_K。踏板位置感測(cè)模塊308產(chǎn)生踏板位置信號(hào)，其指示了車輛操作者請(qǐng)求對(duì)車輛加 速。駕駛員轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊309基于踏板位置信號(hào)產(chǎn)生駕駛員轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求。駕駛員轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求也 可以基于當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度和當(dāng)前車輛速度。巡航控制轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊310產(chǎn)生巡航控制轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求。巡航控制轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求代表將車輛維持在設(shè)定速度的車軸轉(zhuǎn)矩。自適應(yīng)巡航控制轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求控制模塊312可與巡航控制轉(zhuǎn)矩 請(qǐng)求模塊310通信，以基于車輛周圍的環(huán)境來(lái)修改巡航控制轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求。例如，自適應(yīng)巡航控 制轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊312可請(qǐng)求車軸轉(zhuǎn)矩減小。該請(qǐng)求可為了使車輛減速和/或在巡航控制開(kāi) 啟的同時(shí)將車輛維持在第二車輛后的最小跟隨距離處。其它車軸轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊由車軸轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊314w表示，其共同稱為車軸轉(zhuǎn)矩請(qǐng) 求模塊314。車軸轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊314的第一個(gè)示例是附著力/牽引力控制模塊。附著力/ 牽引力控制模塊確定車軸轉(zhuǎn)矩的改變，以控制正車輪滑動(dòng)和負(fù)車輪滑動(dòng)。正車輪滑動(dòng)指的 是車輛輪胎和路面之間由于加速期間過(guò)大的動(dòng)力系轉(zhuǎn)矩導(dǎo)致的滑動(dòng)。負(fù)車輪滑動(dòng)指的是車 輛輪胎和路面之間由于減速期間過(guò)大的制動(dòng)車軸轉(zhuǎn)矩導(dǎo)致的滑動(dòng)。可基于來(lái)自車輪速度傳 感器的信號(hào)探測(cè)上述滑動(dòng)。車軸轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊314的另一個(gè)示例是車輛超速保護(hù)模塊。車輛超速保護(hù)模塊確 定最大車軸轉(zhuǎn)矩極限，以將車輛速度維持在預(yù)定速度極限以下。車軸轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊314的又一個(gè)示例是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩管理模塊。制動(dòng)轉(zhuǎn)矩管理模塊在 實(shí)施車輛制動(dòng)時(shí)確定最大車軸轉(zhuǎn)矩。該最大車軸轉(zhuǎn)矩是在不克服車輛制動(dòng)器的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的 條件下所能提供的車軸轉(zhuǎn)矩。車軸轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊314的再一個(gè)示例是穩(wěn)定性控制模塊。穩(wěn)定性控制模塊基于車 輛的橫擺率產(chǎn)生車軸轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求。穩(wěn)定性控制模塊可包含在電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)內(nèi)。轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求構(gòu)架模塊302包括車軸轉(zhuǎn)矩仲裁模塊330和推進(jìn)轉(zhuǎn)矩仲裁模塊332。車 軸轉(zhuǎn)矩仲裁模塊330接收來(lái)自駕駛員轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊309、巡航控制轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊310、車軸 轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊314和轉(zhuǎn)矩?cái)嚅_(kāi)控制模塊334 (在圖5B中示出)的各種轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求和/或極限。在某些情形中，通過(guò)暫時(shí)停止向發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)燃料和/或火花來(lái)使推進(jìn)轉(zhuǎn)矩最小。 轉(zhuǎn)矩?cái)嚅_(kāi)模塊334可用于產(chǎn)生針對(duì)這些情形的轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求，這些情形可包括離合器燃料斷開(kāi) 和減速燃料斷開(kāi)兩者中的至少一個(gè)。當(dāng)車輛裝備有手動(dòng)變速器并且車輛操作者使離合器分 離時(shí)，發(fā)生離合器燃料斷開(kāi)。離合器燃料斷開(kāi)阻止發(fā)動(dòng)機(jī)速度在離合器分離并且從發(fā)動(dòng)機(jī) 去除負(fù)載時(shí)增大到超過(guò)預(yù)定速度。當(dāng)車輛以高于預(yù)定速度的速度滑行時(shí)，發(fā)生減速燃料斷 開(kāi)。減速燃料斷開(kāi)有助于增大發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。減速燃料斷開(kāi)也被傳送到車軸轉(zhuǎn)矩仲裁模塊 330。車軸轉(zhuǎn)矩仲裁模塊330基于轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求和/或極限產(chǎn)生凈車軸轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求，并將該凈 車軸轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求傳到車軸_推進(jìn)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換模塊3536。車軸-推進(jìn)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換模塊336將凈車軸 轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的推進(jìn)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求，該推進(jìn)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求可被提供到推進(jìn)轉(zhuǎn)矩仲裁模塊332。 該轉(zhuǎn)換可基于車軸差速齒輪的齒輪比、車輪直徑、變速器齒輪比和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器增益進(jìn)行。車軸轉(zhuǎn)矩仲裁模塊330可被構(gòu)造成用于混合動(dòng)力電動(dòng)車輛。在混合動(dòng)力電動(dòng)車輛 中，來(lái)自車軸轉(zhuǎn)矩仲裁模塊330的總車軸轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求被傳送到混合動(dòng)力控制模塊340?；旌?動(dòng)力控制模塊340可確定由電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)提供的推進(jìn)轉(zhuǎn)矩量?；旌蟿?dòng)力控制模塊340基于 上述確定結(jié)果產(chǎn)生推進(jìn)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求信號(hào)，這些信號(hào)被分別提供到推進(jìn)轉(zhuǎn)矩仲裁模塊332和電 機(jī)。車軸-推進(jìn)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換模塊336可與混合動(dòng)力控制模塊340組合。而且，轉(zhuǎn)矩?cái)嚅_(kāi)模塊 334可將減速燃料斷開(kāi)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求傳送到混合動(dòng)力控制模塊340，而非傳送到車軸轉(zhuǎn)矩仲裁 模塊332。推進(jìn)轉(zhuǎn)矩仲裁模塊332基于來(lái)自各種推進(jìn)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊、車軸轉(zhuǎn)矩仲裁模塊330、和/或混合動(dòng)力控制模塊340的推進(jìn)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求和/或極限來(lái)產(chǎn)生總的被請(qǐng)求推進(jìn)轉(zhuǎn)矩。推 進(jìn)轉(zhuǎn)矩仲裁模塊332將總的被請(qǐng)求推進(jìn)轉(zhuǎn)矩傳送給推進(jìn)轉(zhuǎn)矩控制模塊304。推進(jìn)轉(zhuǎn)矩仲裁 模塊332接收來(lái)自推進(jìn)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊316-322的推進(jìn)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求。推進(jìn)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊322^ 共同稱為推進(jìn)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊322。失速防止模塊316確定使發(fā)動(dòng)機(jī)維持在運(yùn)行狀態(tài)所需要的最小轉(zhuǎn)矩。失速防止模 塊316可基于來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)和停機(jī)模塊318、以及發(fā)動(dòng)機(jī)容量保護(hù)模塊320的輸入來(lái)增加 該最小轉(zhuǎn)矩。 發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)和停機(jī)模塊318基于發(fā)動(dòng)機(jī)是否是新發(fā)動(dòng)機(jī)或綠色發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)增大最 小轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求。綠色發(fā)動(dòng)機(jī)指的是當(dāng)車輛第一次組裝后利用燃料噴射脈沖寬度從燃料系統(tǒng)中 清除空氣的發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)和停機(jī)模塊318也可與推進(jìn)轉(zhuǎn)矩仲裁模塊304通信以延遲 點(diǎn)火正時(shí)并維持恒定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，而不管燃料噴射器脈沖寬度的增加。發(fā)動(dòng)機(jī)容量保護(hù)模塊320基于動(dòng)力系的機(jī)械極限提供發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩極限。機(jī) 械極限的示例包括變速器的最大轉(zhuǎn)矩極限和排氣催化劑的最高溫度極限。推進(jìn)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊322的一個(gè)示例是變速器轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊，該變速器轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模 塊在變速器換檔期間產(chǎn)生減少發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求。其它推進(jìn)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊322可包括 發(fā)動(dòng)機(jī)超速保護(hù)模塊和發(fā)動(dòng)機(jī)怠速速度控制模塊。發(fā)動(dòng)機(jī)超速保護(hù)模塊確定推進(jìn)轉(zhuǎn)矩極限 以阻止發(fā)動(dòng)機(jī)速度超過(guò)預(yù)定發(fā)動(dòng)機(jī)速度。發(fā)動(dòng)機(jī)怠速速度控制模塊確定在滑行期間將發(fā)動(dòng) 機(jī)維持在預(yù)定的怠速速度或在變速器處于驅(qū)動(dòng)檔或空檔情況下維持發(fā)動(dòng)機(jī)怠速所需要的 推進(jìn)轉(zhuǎn)矩。推進(jìn)轉(zhuǎn)矩仲裁模塊332也可接收來(lái)自一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)備轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊350^的儲(chǔ)備 轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求，儲(chǔ)備轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊35(VQ共同被稱為儲(chǔ)備轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊350。儲(chǔ)備轉(zhuǎn)矩是可由發(fā) 動(dòng)機(jī)提供的額外轉(zhuǎn)矩，例如用于補(bǔ)償可能突然加載到發(fā)動(dòng)機(jī)上的未知負(fù)載。未知負(fù)載可指 來(lái)自助力轉(zhuǎn)向、空調(diào)等的負(fù)載。儲(chǔ)備轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊350的第一個(gè)示例是空調(diào)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)矩補(bǔ) 償模塊?？照{(diào)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償模塊請(qǐng)求儲(chǔ)備轉(zhuǎn)矩以在壓縮機(jī)離合器接合和分離時(shí)維持恒定 的發(fā)動(dòng)機(jī)速度。儲(chǔ)備轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊350的另一個(gè)示例是催化劑起燃模塊。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后且溫度 小于某一溫度時(shí)，催化劑起燃模塊請(qǐng)求延遲發(fā)動(dòng)機(jī)火花以增高排氣溫度，從而將排氣催化 劑加熱到轉(zhuǎn)換溫度。催化劑起燃模塊也可在火花被延遲時(shí)請(qǐng)求增大節(jié)氣門開(kāi)度以補(bǔ)償任何 相關(guān)的轉(zhuǎn)矩?fù)p失。儲(chǔ)備轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求模塊350的又一示例是侵入式診斷模塊。侵入式診斷模塊(例如，怠 速催化劑監(jiān)視器)可改變發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣/燃料比以執(zhí)行診斷測(cè)試。該空氣/燃料比的變化 可改變發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出。侵入式診斷模塊可請(qǐng)求儲(chǔ)備轉(zhuǎn)矩以補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩輸出中的該變化?，F(xiàn)在參照?qǐng)D6，示出了協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制方法。雖然以下步驟主要是關(guān)于圖2的實(shí)施 例描述的，但這些步驟可被改變和/或應(yīng)用于本發(fā)明的其它實(shí)施例。在下列步驟中，產(chǎn)生了 各種信號(hào)并呈現(xiàn)了多種功能。這些信號(hào)的每一個(gè)都可基于相關(guān)的表產(chǎn)生，而每一個(gè)功能也 都可基于相關(guān)的表，該相關(guān)的表例如是圖1的表210中的一個(gè)。而且，還對(duì)各種模塊進(jìn)行了 描述。該各種模塊可包含在例如圖3A和3B的轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求構(gòu)架模塊302中和/或包含在轉(zhuǎn)矩 請(qǐng)求構(gòu)架模塊302內(nèi)的仲裁模塊之一中。該方法可開(kāi)始于步驟400。在步驟401，CL0使能信號(hào)。CLO使能信號(hào)可基于例如排氣溫度、氧氣傳感器信號(hào)、空氣流、排氣壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)/停機(jī)時(shí)間、冷卻劑溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間等而產(chǎn)生。在步驟402，CLO使能模塊產(chǎn)生例如多模式信號(hào)MME，該多模式信號(hào)MME指示了運(yùn) 行是在單脈沖模式下或是在多脈沖模式下。多模式信號(hào)MME可基于例如CLO使能信號(hào)CL0、 轉(zhuǎn)矩估計(jì)信號(hào)Test、發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)RPM、預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩信號(hào)即時(shí)轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tim、轉(zhuǎn)矩容量預(yù)測(cè) 信號(hào)Tprcap、和轉(zhuǎn)矩即時(shí)容量信號(hào)Tim。ap而產(chǎn)生。 在一個(gè)實(shí)施例中，多模式信號(hào)MME基于CLO使能信號(hào)CL0、小于預(yù)定最大轉(zhuǎn)矩輸出 的轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求、和指示了當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度在預(yù)定發(fā)動(dòng)機(jī)速度范圍內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)RPM而 產(chǎn)生。僅作為示例，當(dāng)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求小于多脈沖模式的預(yù)測(cè)最大轉(zhuǎn)矩輸出且當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度在 預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)速度范圍內(nèi)時(shí)，多模式信號(hào)可指示運(yùn)行在多脈沖模式下。示例性的發(fā)動(dòng)機(jī)速 度范圍是約1200-1600轉(zhuǎn)/分鐘。轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求可基于預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tp,和即時(shí)轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tim。 多模式信號(hào)MME可基于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載產(chǎn)生。僅作為示例，控制方法可基于加速器踏板定位、變速器接合狀態(tài)、飛輪負(fù)載(制動(dòng) 轉(zhuǎn)矩)、最大可用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩、多脈沖模式的火花提前量、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載等確定是否保持在多 脈沖模式。僅作為示例，當(dāng)?shù)谝缓痛笥诙嗝}沖模式的第二和(如公式1所示)時(shí)，控制方法 可保持在多脈沖模式。第一和可等于制動(dòng)轉(zhuǎn)矩BT加上轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備(例如轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備修正信號(hào) Tcoee) ο第二和可等于最大發(fā)動(dòng)機(jī)容量ECm加上標(biāo)定偏差Cal,。當(dāng)公式13成立時(shí)，控制方 法可運(yùn)行在單脈沖模式下和/或轉(zhuǎn)換成單脈沖模式。標(biāo)定偏差Caltw可用于允許控制方法 調(diào)節(jié)何時(shí)停止運(yùn)行在多脈沖模式下的正時(shí)。BT+Tres > ECM+Cal0FF(13)作為一種替代方式，控制方法也可按2009年4月29日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng) No. 61/173，785所描述的那樣確定是否保持在多脈沖模式下。在步驟404，駕駛員譯釋模塊可產(chǎn)生例如預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tp,和即時(shí)轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tim。預(yù) 測(cè)轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tlff和即時(shí)轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tim可基于例如來(lái)自加速器踏板傳感器、巡航控制等的一個(gè) 或多個(gè)驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)而產(chǎn)生。作為示例，即時(shí)轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tim可用于調(diào)節(jié)火花正時(shí)。預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩 信號(hào)Tltt可用于調(diào)節(jié)節(jié)氣門面積、節(jié)氣門位置和/或進(jìn)氣/排氣增壓。在步驟406，當(dāng)多模式使能信號(hào)MME指示運(yùn)行在單脈沖模式下時(shí)，控制方法前進(jìn)到 步驟408 ；當(dāng)多模式使能信號(hào)MME指示運(yùn)行在多脈沖模式下時(shí)，控制方法前進(jìn)到步驟438。在步驟408，發(fā)動(dòng)機(jī)容量模塊產(chǎn)生例如轉(zhuǎn)矩容量預(yù)測(cè)信號(hào)Tpreapsp和轉(zhuǎn)矩即時(shí)容量 信號(hào)Tim。apsp。發(fā)動(dòng)機(jī)容量模塊可產(chǎn)生用于單脈沖模式的最大和/或最小轉(zhuǎn)矩、每缸空氣量、 火花正時(shí)、進(jìn)氣相位器位置和排氣相位器位置信息。轉(zhuǎn)矩容量預(yù)測(cè)信號(hào)Tprcapsp和轉(zhuǎn)矩即時(shí) 容量信號(hào)Tinrcapsp可基于由公式19-20給出的最大值信息產(chǎn)生。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)速度R、最大轉(zhuǎn) 矩Tmaxsp、最大每缸空氣量Amaxsp、最大火花正時(shí)值Smaxsp、最大進(jìn)氣相位器位置Imaxsp和最大排 氣相位器位置Emaxsp可基于下列公式14-18確定。sp指的是單脈沖模式。BARO指的是大氣 壓，其可基于來(lái)自大氣壓傳感器的信號(hào)而產(chǎn)生。Tmaxsp 一 f (R Amaxsp, Smaxsp, Imaxsp Emaxsp)(14)Amaxsp = VEmaxsp^BARO(15)Smaxsp = f (RjAmaxsp)(16)Imaxsp = T(RjAmaxsp)(17)Emaxsp = f (RjAmaxsp)(18) 在步驟410中，CLO轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊產(chǎn)生例如轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)Tressp。轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)T_sp 可按公式21產(chǎn)生。用于多脈沖模式的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備可大于用于單脈沖模式的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備。例如， 與單脈沖模式相比，在多脈沖模式中火花正時(shí)可被更多地延遲或更少地提前。在一個(gè)實(shí)施 例中，火花正時(shí)在單脈沖模式時(shí)是用于最佳轉(zhuǎn)矩輸出值的最小火花SmT，而在多脈沖模式時(shí) 則是負(fù)的火花提前量值。當(dāng)預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩信號(hào)等于即時(shí)轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tim或當(dāng)轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備等于零 時(shí)，提供用于最佳轉(zhuǎn)矩輸出值的最小火花SmT。預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩可等于即時(shí)轉(zhuǎn)矩加上轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備。Tressp = fsp (R, DAPC)(21)在步驟412，沖裁器轉(zhuǎn)換控制模塊可基于預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩信號(hào)I；”即時(shí)轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tim、轉(zhuǎn)矩 容量預(yù)測(cè)信號(hào)TpMapsp、轉(zhuǎn)矩即時(shí)容量信號(hào)Tim。apsp和轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)T_sp產(chǎn)生預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩最終信 號(hào)Tprfsp和即時(shí)轉(zhuǎn)矩最終信號(hào)Timfsp。仲裁器轉(zhuǎn)換控制模塊可控制單脈沖模式和多脈沖模式 之間的轉(zhuǎn)換。例如參見(jiàn)2009年4月29日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No. 61/173，785。在步驟414，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩估計(jì)器可產(chǎn)生用于單脈沖模式的轉(zhuǎn)矩靈敏度向量Tsenssp。 可按美國(guó)專利No. 6，704，638所描述地確定轉(zhuǎn)矩靈敏度。僅作為示例，轉(zhuǎn)矩靈敏度向量Tsenssp 可按公式22確定。第一組系數(shù)值可用于單模式，而不同的系數(shù)值或第二組系數(shù)值可用于多 脈沖模式。可利用Taylor級(jí)數(shù)確定發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出Ttep?？衫霉?3確定轉(zhuǎn)矩輸出 TQsp，其中aA(R，Isp，Esp)可被稱為用于單脈沖模式的靈敏度。aA，，…和as’、2 ’…都是 系數(shù)值。Tsenssp = f (R，Isp，E印，A印，Ssp)(22)
T0sp=aA(R,Isp,Esp)A+aA2(R,Isp,Esp)A2+...+as(R,Isp,Esp)S+as2(R,Isp,Esp)S2+... (23)在步驟416，空氣/燃料比模塊可以產(chǎn)生空氣/燃料命令信號(hào)AF。。msp?？諝?燃料命 令信號(hào)AF。。msp可包括由公式24提供的當(dāng)量比EQRSP，其中C00L是冷卻劑溫度而IVT是進(jìn)氣門 溫度。空氣/燃料比可設(shè)置為化學(xué)計(jì)量燃燒比或接近化學(xué)計(jì)量燃燒比，其例如是14. 7 1。EQRsp = f (COOL, IVT)(24)在步驟418，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模塊可基于轉(zhuǎn)矩靈敏度向量Tsmssp、預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩最終信 號(hào)Tprfsp、即時(shí)轉(zhuǎn)矩最終信號(hào)Timfsp和空氣/燃料命令信號(hào)AF。。msp產(chǎn)生期望每缸空氣量信號(hào) APCsp、期望節(jié)氣門面積信號(hào)DAREASP和火花控制信號(hào)Stmsp。對(duì)于單脈沖模式，轉(zhuǎn)矩控制可包 括不同于多脈沖模式的積分增益。在步驟420，相位控制模塊可基于期望的每缸空氣量信號(hào)APCsp控制相位器定位。 例如，進(jìn)氣相位器定位和排氣相位器定位可基于公式25-26。Isp = fsp(R，DAPC)(25)Esp = fsp(R, DAPC)(26)當(dāng)在單脈沖模式和多脈沖模式之間轉(zhuǎn)換時(shí)，漸變策略(rampingstrategy)可用于 凸輪軸相位器和轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備。例如，當(dāng)從單脈沖模式向多脈沖模式轉(zhuǎn)換時(shí)，相位器位置可漸變 (ramped)到期望位置，空氣流可漸變降低(減小)，并且火花正時(shí)可增大。這降低了轉(zhuǎn)換速 度。作為另一個(gè)實(shí)施例，相位器位置、空氣流和火花正時(shí)可在轉(zhuǎn)換之前調(diào)節(jié)，使得當(dāng)前相位 器位置、空氣流和火花正時(shí)既適合于單脈沖模式也適合于多脈沖模式下的穩(wěn)定燃燒。然后
17在不改變發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出的情況下執(zhí)行在單脈沖模式和多脈沖模式之間的轉(zhuǎn)換。單脈沖模 式可具有不同于多脈沖模式的相位器計(jì)劃表(phasor schedule) 0在單脈沖模式和多脈沖 模式的每一個(gè)中調(diào)節(jié)燃燒效率以使排放物最少?？砂凑?009年4月29日提交的美國(guó)臨時(shí) 申請(qǐng)No. 61/173，785的描述執(zhí)行單脈沖模式和多脈沖模式之間的轉(zhuǎn)換。在步驟422，節(jié)氣門控制模塊可基于期望節(jié)氣門面積信號(hào)DAREAsp調(diào)節(jié)節(jié)氣門位 置。當(dāng)在單脈沖模式和多脈沖模式之間轉(zhuǎn)換時(shí)，可調(diào)節(jié)空氣流。例如，當(dāng)關(guān)于單脈沖模式提 前火花時(shí)，可增加空氣流。在步驟424，火花控制模塊可基于火花控制信號(hào)Stmsp調(diào)節(jié)火花正時(shí)。僅作為示例， 公式27-29可用于確定和設(shè)置火花正時(shí)。Sminsp指的是單脈沖模式的火花正時(shí)最小值，Ssp指 的是當(dāng)前火花正時(shí)或期望火花正時(shí)，Sas。alsp指的是標(biāo)定的火花正時(shí)，SEQKsp指的是基于當(dāng)量 比EQRSP的火花正時(shí)，而S是火花正時(shí)函數(shù)。標(biāo)定的火花正時(shí)Sas。alsp可等于用于最佳轉(zhuǎn)矩輸 出值的最小火花SmT。Sminsp (R, Asp, Isp，Esp) < Ssp < Sascalsp (R, Asp, Isp，Esp) (27)Ssp = Sascalsp-SEQE-STM(28)SEQEsp = S(R, EQRsp)(29)當(dāng)在單脈沖模式和多脈沖模式之間轉(zhuǎn)換時(shí)，可改變火花正時(shí)。用于單脈沖模式的 火花正時(shí)范圍可不同于多脈沖模式所用的火花正時(shí)范圍。作為示例，單脈沖火花運(yùn)行范圍 可從上止點(diǎn)之前(DBTDC)-5°到最佳轉(zhuǎn)矩之前的最小火花。一個(gè)例子，多脈沖火花運(yùn)行范圍 是從上止點(diǎn)之前-20°到多脈沖模式的最大火花提前量。同樣地，單脈沖模式和多脈沖模式 的火花延遲量可不同。在步驟424以后，控制方法可返回到步驟401和/或402以產(chǎn)生更新的CL0使能 信號(hào)和/或更新的多模式使能信號(hào)。替代性地，控制方法可如圖所示返回到步驟404。CL0 使能信號(hào)和/或多模式使能信號(hào)可在步驟402-424的任何步驟期間產(chǎn)生。結(jié)果，控制方法 可返回到步驟404并在步驟402-424中的任一個(gè)步驟期間或之后從在單脈沖模式下運(yùn)行切 換到在多脈沖模式下運(yùn)行。在步驟438，發(fā)動(dòng)機(jī)容量模塊產(chǎn)生例如轉(zhuǎn)矩容量預(yù)測(cè)信號(hào)TpMa胃和轉(zhuǎn)矩即時(shí)容量 信號(hào)Tim。a_。轉(zhuǎn)矩容量預(yù)測(cè)信號(hào)胃和轉(zhuǎn)矩即時(shí)容量信號(hào)Tim。a胃可基于最大和/或最小 信息產(chǎn)生，其中一個(gè)示例由公式35-36給出。例如，最大轉(zhuǎn)矩Tm&p、最大每缸空氣量Am&p、 最大火花正時(shí)值Sm&p、最大進(jìn)氣相位器位置IMXmp和最大排氣相位器位置EMXmp可基于以下 公式30-34確定。mp指的是多脈沖模式。在公式30-34中提供的函數(shù)可以是基于公式的、 基于表的，等等。Tf^^p — f (R AMXmp，SMXmp，I^xmp' EMXmp)(30)AmXfflp = VEmap*BAR0(31)SMAXfflp = f(R,AMAXfflp)(32)IMAXfflp = f(R,AMAXfflp)(33)EMAXfflp = f(R,AMAXfflp)(34)Tprcapmp 一 f (Tf^xmp ‘八MAXmp，Sf^Xmp ‘ ^MAXmp' Ef^^p) (35)Timcapmp Tprcapmp Tgggmp(36)在步驟440，CLO轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊產(chǎn)生例如轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)Tre_。轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)T,esro可按公式37-39產(chǎn)生，其中Tun是可由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩估計(jì)模塊產(chǎn)生的非管理轉(zhuǎn)矩，Tb是基準(zhǔn)轉(zhuǎn) 矩，該轉(zhuǎn)矩是發(fā)動(dòng)機(jī)速度R、進(jìn)氣凸輪軸相位器位置I和排氣凸輪軸相位器位置I、火花提前 量S和每缸空氣量A的函數(shù)。Tp是比例轉(zhuǎn)矩。Tresmp = Tim-Tb(37)
Tb = f (R, I, E, S, A)(38)TCim = Tun-T^Tp(39)可按如上描述進(jìn)一步產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)Tresmp。在步驟442，仲裁器轉(zhuǎn)換控制模塊基于預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tp,、即時(shí)轉(zhuǎn)矩信號(hào)Tim、轉(zhuǎn)矩容 量預(yù)測(cè)信號(hào)Tprcap、轉(zhuǎn)矩即時(shí)容量信號(hào)Timrap和轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)Tresmp來(lái)產(chǎn)生預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩最終信號(hào) Tprfmp和即時(shí)轉(zhuǎn)矩最終信號(hào)Timfmp。仲裁器轉(zhuǎn)換控制模塊可控制單脈沖模式和多脈沖模式之 間的轉(zhuǎn)換。在步驟444，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩估計(jì)器可產(chǎn)生用于單脈沖模式的轉(zhuǎn)矩靈敏度向量Tsensmp。 轉(zhuǎn)矩靈敏度可按美國(guó)專利No. 6，704，638中的描述確定。僅作為示例，轉(zhuǎn)矩靈敏度向量Tsensmp 可按公式40確定。可利用Taylor級(jí)數(shù)確定發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出T一?？衫霉?1確定轉(zhuǎn) 矩輸出Taiip，其中bA(R，Imp，Emp)可被稱為多脈沖模式的靈敏度。bA，bA2，…和bs, bs2,…是 系數(shù)值。Tsensmp 一 f (R Imp，Emp，Amp, Smp)(40) 在步驟446，空氣/燃料比模塊可產(chǎn)生空氣/燃料命令信號(hào)AF。_p?？諝?燃料命 令信號(hào)AF。。_P可包括公式42所表示的當(dāng)量比EQRmp?？諝?燃料比模塊指令了使發(fā)動(dòng)機(jī)以 稀薄模式運(yùn)行的空氣/燃料比。稀薄模式與大于化學(xué)計(jì)量燃燒比的空氣/燃料比相關(guān)。示 例性的稀薄模式比是19 1。EQRmp = f (COOL, IVT)(42)在步驟448，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模塊可基于轉(zhuǎn)矩靈敏度向量Tsensmp、預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩最終信 號(hào)Tprfmp、即時(shí)轉(zhuǎn)矩最終信號(hào)Timfmp和空氣/燃料命令信號(hào)AF。_P產(chǎn)生期望的每缸空氣量信號(hào) APCmp、期望節(jié)氣門面積信號(hào)DAREAmp和火花控制信號(hào)Stmmp。在步驟450，相位控制模塊可基于期望每缸空氣量信號(hào)APCmp控制相位器定位。作 為示例，進(jìn)氣和排氣相位器定位可基于公式43-44。Imp = fmp(R，APC)(43)Emp = fmp(R,APC)(44)當(dāng)在單脈沖模式和多脈沖模式之間轉(zhuǎn)換時(shí)，可使用如上述在步驟420中描述的漸 變策略。在步驟452，節(jié)氣門控制模塊可基于期望節(jié)氣門面積信號(hào)DAREAmp調(diào)整節(jié)氣門位 置。當(dāng)在單脈沖模式和多脈沖模式之間轉(zhuǎn)換時(shí)，可調(diào)整空氣流。例如當(dāng)關(guān)于多脈沖模式延 遲火花時(shí)可減小空氣流。在步驟454，火花控制模塊可基于火花控制信號(hào)Stmmp調(diào)節(jié)火花正時(shí)。僅作為示例， 公式45-47可用于確定和設(shè)置火花正時(shí)。Sminmp指的是單脈沖模式的火花正時(shí)最小值。Smp 指的是當(dāng)前火花正時(shí)或期望火花正時(shí)，Sasralmp指的是標(biāo)定的火花正時(shí)，Seqksp指的是基于當(dāng)量比EQRmp的火花正時(shí)，而S是火花正時(shí)函數(shù)。Sminmp (R, Amp，Imp，Emp)〈 Smp〈 Sascalmp (R, Amp，Imp，Emp) (45)Smp 一 Sascalmp-SEQE-STM(46)Seqedip = S (R, EQRmp)(47)在步驟454之后，控制方法可返回到步驟401和/或402，以產(chǎn)生更新的CLO使能 信號(hào)和/或更新的多模式使能信號(hào)。替代性地，控制方法可如圖所示返回到步驟404。CLO 使能信號(hào)和/或多模式使能信號(hào)可在步驟438-454的任何步驟期間產(chǎn)生。結(jié)果，控制方法 可返回到步驟404并在步驟438-454中的任一個(gè)步驟期間或之后從在多脈沖模式下運(yùn)行切 換到在單脈沖模式下運(yùn)行。作為示例，在催化劑上升到預(yù)定溫度時(shí)、在CLO模式已被激活并 持續(xù)預(yù)定時(shí)間段時(shí)、當(dāng)排氣中的氧氣水平在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)等等，控制方法可從多脈沖模式 切換至單脈沖模式。上述的圖4和圖6的步驟是說(shuō)明性示例；取決于應(yīng)用，這些步驟可在重疊的時(shí)間段 期間順序地、同步地、同時(shí)地、連續(xù)地被執(zhí)行或以不同的順序被執(zhí)行。 本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在能夠從前面的描述中認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的廣泛教導(dǎo)可按照多種 形式來(lái)實(shí)施。因此，盡管結(jié)合本發(fā)明的具體示例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明的真實(shí)范圍 卻不應(yīng)當(dāng)限于這些具體示例，因?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員在研究了附圖、說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求 后將會(huì)明白其他的修改。
權(quán)利要求
一種協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，包括催化劑模塊，其基于催化劑起燃使能信號(hào)來(lái)產(chǎn)生多模式使能信號(hào)；和轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊，其基于所述多模式使能信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)和每缸空氣量信號(hào)來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)；其中，所述轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊以多脈沖模式運(yùn)行，所述多脈沖模式與基于所述多模式使能信號(hào)在所述發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)期間向燃燒室內(nèi)噴射的N個(gè)燃料脈沖相關(guān)，其中N是大于或等于2的整數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，還包括增量火花模塊，所述增量火花模 塊基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)和所述多模式使能信號(hào)來(lái)產(chǎn)生增量火花信號(hào)；其中，所述轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)是基于所述增量火花信號(hào)產(chǎn)生的。
3.如權(quán)利要求2所述的協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，還包括第一加法器，所述第一加法器基 于所述增量火花信號(hào)和最小火花信號(hào)來(lái)產(chǎn)生火花基準(zhǔn)信號(hào)，其中所述轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)是基于所述火花基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生的。
4.如權(quán)利要求3所述的協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，還包括轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)模塊，所述轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)模 塊基于所述火花基準(zhǔn)信號(hào)、進(jìn)氣相位器位置和排氣相位器位置來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)信號(hào)，其中所述轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)是基于所述轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生的。
5.如權(quán)利要求4所述的協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，還包括第二加法器，所述第二加法器基 于所述轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)信號(hào)和非管理轉(zhuǎn)矩來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，還包括修正轉(zhuǎn)矩模塊，所述修正轉(zhuǎn)矩模 塊基于所述轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)和在怠速信號(hào)時(shí)的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備來(lái)產(chǎn)生修正轉(zhuǎn)矩信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，其中，所述修正轉(zhuǎn)矩信號(hào)是基于催化劑 溫度、冷卻劑溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間和大氣壓產(chǎn)生的。
8.如權(quán)利要求1所述的協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，還包括修正轉(zhuǎn)矩模塊，所述修正轉(zhuǎn)矩模 塊基于所述轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)、在怠速信號(hào)時(shí)的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備，以及基于催化劑溫度、冷卻劑溫度、 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間和大氣壓中的至少一個(gè)來(lái)產(chǎn)生修正轉(zhuǎn)矩信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，其中，所述修正轉(zhuǎn)矩模塊通過(guò)將所述轉(zhuǎn) 矩儲(chǔ)備信號(hào)和多個(gè)常數(shù)值相乘來(lái)產(chǎn)生所述修正轉(zhuǎn)矩信號(hào)，所述多個(gè)常數(shù)值基于所述催化劑 溫度、所述冷卻劑溫度、所述發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間和所述大氣壓中的相應(yīng)項(xiàng)產(chǎn)生。
10.一種用于協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的對(duì)修正轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備進(jìn)行確定的方法，包括基于催化劑起燃使能信號(hào)來(lái)產(chǎn)生多模式使能信號(hào)；以多脈沖模式運(yùn)行轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊，所述多脈沖模式與基于所述多模式使能信號(hào)在所述 發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)期間向燃燒室內(nèi)噴射的N個(gè)燃料脈沖相關(guān)，其中N是大于或等于2的整數(shù)； 和基于所述多模式使能信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)和每缸空氣量信號(hào)來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備和排放物控制系統(tǒng)。具體地，公開(kāi)了一種協(xié)調(diào)式轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，其包括催化劑模塊和轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊。所述催化劑模塊基于催化劑起燃使能信號(hào)產(chǎn)生多模式使能信號(hào)。所述轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊基于所述多模式使能信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)和每缸空氣量信號(hào)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備信號(hào)。所述轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備模塊以多脈沖模式運(yùn)行，該多脈沖模式與基于所述多模式使能信號(hào)在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)期間向燃燒室內(nèi)噴射的N個(gè)燃料脈沖相關(guān)，其中N是大于或等于2的整數(shù)。
文檔編號(hào)F02D13/02GK101871400SQ20101016845
公開(kāi)日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者B·D·弗蘭西斯, C·E·懷特尼, C·R·格雷厄姆, J·M·凱澤, M·利夫什茨, R·F·塞姆勞 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司