專利名稱：用于穩(wěn)固發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，且更具體地涉及ー種用于穩(wěn)固發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
這里提供的背景技術(shù)描述用于總體上介紹本發(fā)明的背景。當(dāng)前所署名發(fā)明人的在本背景技術(shù)部分中所描述的程度上的工作，以及本描述的在申請(qǐng)時(shí)可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的各方面，既非明示也非默示地被承認(rèn)為與本發(fā)明相抵觸的現(xiàn)有技木。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒氣缸內(nèi)的空氣和燃料混合物，以驅(qū)動(dòng)活塞，從而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩。空氣流經(jīng)節(jié)氣門流到發(fā)動(dòng)機(jī)中。更具體地說，節(jié)氣門調(diào)節(jié)節(jié)氣門面積，從而增加或減少流到發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣流量。隨著節(jié)氣門面積增大，流到發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣流量増加。燃料控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)燃料被噴射的速率，從而向氣缸提供期望的空氣/燃料混合物，和/或?qū)崿F(xiàn)期望的扭矩輸出。増加提供到氣缸的空氣和燃料的量來増大發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出。在火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)中，火花引發(fā)提供到氣缸的空氣/燃料混合物的燃燒。在壓縮點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)中，氣缸中的壓縮燃燒提供到氣缸的空氣/燃料混合物。火花正時(shí)和空氣流量可以是用于調(diào)節(jié)火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出的主要機(jī)制，而燃料流量可以是用于調(diào)節(jié)壓縮點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出的主要機(jī)制。已經(jīng)開發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)來控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，以實(shí)現(xiàn)期望的扭矩。然而，傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)不能如所期望的那樣精確地控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。此外，傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)不能提供對(duì)控制信號(hào)的快速響應(yīng)或者不能在影響發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的各個(gè)裝置之間協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制。

發(fā)明內(nèi)容
ー種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)模塊、扭矩指令限制模塊和致動(dòng)模塊。所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求模塊基于(i)發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求和(ii)期望的發(fā)動(dòng)機(jī)速度(DRPM)確定發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求。所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)模塊基于(i)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)模型和(ii)第一扭矩界限和第二扭矩界限確定第一扭矩值和第二扭矩值，其中，所述第一扭矩界限和所述第二扭矩界限基于所述DRPM和測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)速度(RPM)。所述扭矩指令限制模塊基于(i)所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求和(ii)所述第一扭矩值和所述第二扭矩值生成穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求。所述致動(dòng)模塊基于所述穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求來控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的至少ー個(gè)致動(dòng)器。
一種用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的方法包括基于(i )發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求和(ii )期望的發(fā)動(dòng)機(jī)速度(DRPM)確定發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求；基于(i )發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)模型和(ii )第一扭矩界限和第ニ扭矩界限確定第一扭矩值和第二扭矩值，其中，所述第一扭矩界限和所述第二扭矩界限基于所述DRPM和測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)速度(RPM);基于(i )所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求和(ii )所述第一扭矩值和所述第二扭矩值生成穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求；以及基于所述穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求來控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的至少ー個(gè)致動(dòng)器。本發(fā)明還提供如下方案1、ー種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括
發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求模塊，所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求模塊基于(i)發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求和(ii)期望的發(fā)動(dòng)機(jī)速度(DRPM)確定發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求；
發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)模塊，所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)模塊基于(i )發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)模型和(ii )第一扭矩界限和第二扭矩界限確定第一扭矩值和第二扭矩值，其中，所述第一扭矩界限和所述第二扭矩界限基于所述DRPM和測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)速度(RPM)；
扭矩指令限制模塊，所述扭矩指令限制模塊基于(i )所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求和(ii )所述第一扭矩值和所述第二扭矩值生成穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求；以及
致動(dòng)模塊，所述致動(dòng)模塊基于所述穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求來控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的至少ー個(gè)致動(dòng)器。2、根據(jù)方案I所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，其還包括駕駛員解釋模塊，所述駕駛員解釋模塊基于(i)駕駛員輸入和(ii)車輛速度來確定所述發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求。3、根據(jù)方案2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，其還包括DRPM確定模塊，所述DRPM確定模塊基于(i)所述發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求、(ii)渦輪速度和(iii)變矩器離合器滑移來確定所述DRPM。4、根據(jù)方案3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求模塊包括前饋控制器，所述前饋控制器基于(i )所述發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求和(ii )所述DRPM來確定所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求。5、根據(jù)方案3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，其還包括穩(wěn)固扭矩確定模塊，所述穩(wěn)固扭矩確定模塊基于(i )所述DRPM和(ii )所述RPM來確定穩(wěn)固的扭矩。6、根據(jù)方案5所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，其還包括扭矩界限確定模塊，所述扭矩界限確定模塊基于(i)所述穩(wěn)固的扭矩、(ii)所述駕駛員輸入和(iii)車輛速度來確定所述第一扭矩界限和所述第二扭矩界限。7、根據(jù)方案6所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述駕駛員輸入包括(i)加速器踏板位置、(ii)制動(dòng)器踏板位置和(iii)巡航控制輸入中至少之一。8、根據(jù)方案I所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)模型包括(i)時(shí)間延遲和(ii)速率限制中至少之一。9、根據(jù)方案I所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述扭矩指令限制模塊通過將所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求限制到所述第一扭矩值和所述第二扭矩值之間的值來生成所述穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求。10、根據(jù)方案I所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述至少ー個(gè)致動(dòng)器包括控制提供到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣、燃料和火花中至少之一。
11、一種用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的方法,所述方法包括
基于(i)發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求和(ii)期望的發(fā)動(dòng)機(jī)速度(DRPM)確定發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求；基于(i)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)模型和(ii)第一扭矩界限和第二扭矩界限確定第一扭矩值和第二扭矩值，其中，所述第一扭矩界限和所述第二扭矩界限基于所述DRPM和測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)速度(RPM)；
基于(i )所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求和(ii )所述第一扭矩值和所述第二扭矩值生成穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求；以及
基于所述穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求來控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的至少ー個(gè)致動(dòng)器。12、根據(jù)方案11所述的方法，其特征在于，其還包括基于(i)駕駛員輸入和(ii)車輛速度來確定所述發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求。13、根據(jù)方案12所述的方法，其特征在于，其還包括基于(i)所述發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求、(ii)渦輪速度和(iii)變矩器離合器滑移來確定所述DRPM。14、根據(jù)方案13所述的方法，其特征在于，使用前饋控制器基于(i)所述發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求和(ii )所述DRPM來確定所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求。15、根據(jù)方案13所述的方法，其特征在于，其還包括基于(i)所述DRPM和(ii)所述RPM來確定穩(wěn)固的扭矩。16、根據(jù)方案15所述的方法，其特征在于，其還包括基于(i)所述穩(wěn)固的扭矩、
(ii)所述駕駛員輸入和(iii)車輛速度來確定所述第一扭矩界限和所述第二扭矩界限。17、根據(jù)方案16所述的方法，其特征在于，所述駕駛員輸入包括(i)加速器踏板位置、(ii)制動(dòng)器踏板位置和(iii)巡航控制輸入中至少之ー。18、根據(jù)方案11所述的方法，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)模型包括(i)時(shí)間延遲和(i i )速率限制中至少之ー。19、根據(jù)方案11所述的方法，其特征在于，其還包括通過將所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求限制到所述第一扭矩值和所述第二扭矩值之間的值來生成所述穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求。20、根據(jù)方案11所述的方法，其特征在于，控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述至少一個(gè)致動(dòng)器包括控制提供到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣、燃料和火花中至少之一。本發(fā)明進(jìn)一步的適用范圍將通過下文提供的詳細(xì)描述而變得顯而易見。應(yīng)當(dāng)理解的是，該詳細(xì)描述和具體示例僅用于說明目的，而并非g在限制本發(fā)明的范圍。


通過詳細(xì)描述和附圖將會(huì)更全面地理解本發(fā)明，附圖中
圖1是示例發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的功能框 圖2是示例發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)的功能框 圖3是示例駕駛員扭矩模塊的功能框圖；以及 圖4是示出用于穩(wěn)固發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求的示例方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面的描述本質(zhì)上僅是示例性的并且決不是要限制本發(fā)明、其應(yīng)用或用途。為了清楚起見，在附圖中將使用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)相似的元件。如這里所使用的，短語A、B和C中的至少ー個(gè)應(yīng)當(dāng)被解釋為是指使用非排他邏輯或的邏輯(A或B或C)。應(yīng)當(dāng)理解的是，在不改變本發(fā)明的原理的情況下，可以以不同的順序執(zhí)行方法內(nèi)的步驟。如這里所使用的，術(shù)語模塊可以指或包括專用集成電路(ASIC);電子電路；組合邏輯電路；場(chǎng)可編程門陣列(FPGA);執(zhí)行代碼的處理器(共用的、專用的、或成組的);提供所描述功能的其它適合硬件部件；或上述的ー些或全部的組合，例如以芯片上系統(tǒng)的形式，或者可以是上述的一部分。術(shù)語模塊可以包括存儲(chǔ)由處理器執(zhí)行的代碼的存儲(chǔ)器(共用的、專用的、或成組的)。如上面所使用的，術(shù)語代碼可以包括軟件、固件和/或微代碼，并可以指程序、例程、函數(shù)、類和/或?qū)ο?。如上面所使用的，術(shù)語共用意味著來自多個(gè)模塊的ー些或全部代碼可以使用單個(gè)(共用的)處理器來執(zhí)行。另外，來自多個(gè)模塊的ー些或全部代碼可以由單個(gè)(共用的)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。如上面所使用的，術(shù)語成組意味著來自單個(gè)模塊的ー些或全部代碼可以使用一組處理器或一組執(zhí)行引擎來執(zhí)行。例如，處理器的多個(gè)芯和/或多個(gè)線程可以被視為執(zhí)行引擎。在各種實(shí)施方式中，執(zhí)行引擎可以跨處理器、跨多個(gè)處理器以及跨多個(gè)位置的處理器例如并行處理布置的多個(gè)服務(wù)器而成組。另外，來自單個(gè)模塊的ー些或全部代碼可以使用一組存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。這里描述的裝置和方法可以由通過ー個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序來執(zhí)行。計(jì)算機(jī)程序包括存儲(chǔ)在非瞬時(shí)的有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的處理器可執(zhí)行指令。計(jì)算機(jī)程序還可以包括存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。非瞬時(shí)的有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的非限制性示例是非易失性存儲(chǔ)器、磁存儲(chǔ)器和光存儲(chǔ)器。如上所述，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)可以控制發(fā)動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)期望的扭矩。具體地，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求控制發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求可基于來自車輛的駕駛員的輸入、車輛速度和/或其它運(yùn)行參數(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求還可基于期望的發(fā)動(dòng)機(jī)速度。發(fā)動(dòng)機(jī)速度是指發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的旋轉(zhuǎn)速度，并可以以轉(zhuǎn)每分鐘(RPM)測(cè)量。因此，期望的發(fā)動(dòng)機(jī)速度還可以稱作期望的RPM或DRPM。然而，基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度反饋控制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩會(huì)導(dǎo)致車輛操縱性能的波動(dòng)。更具體地講，發(fā)動(dòng)機(jī)速度會(huì)快速地改變，因此發(fā)動(dòng)機(jī)速度反饋會(huì)具有通過發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)傳播的振蕩。發(fā)動(dòng)機(jī)速度波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)產(chǎn)生期望的范圍之外的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求。因此，基于此發(fā)動(dòng)機(jī)速度的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求還可以稱作不穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求。換言之，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求沒有被防止偏離期望的范圍。期望的范圍之外的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求會(huì)導(dǎo)致使車輛操縱性能下降的波動(dòng)。因此，給出了一種用于穩(wěn)固發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求的系統(tǒng)和方法。更具體地，該系統(tǒng)和方法涉及生成用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求，由此提高車輛操縱性能和/或降低校準(zhǔn)成本。該系統(tǒng)和方法可首先基于(i )發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求和(ii ) DRPM來確定發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求。該系統(tǒng)和方法可基于發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求、渦輪速度和/或變矩器離合器(TCC)滑移來確定DRPM。該系統(tǒng)和方法可執(zhí)行前饋控制器，以基于(i )發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求和(ii )DRPM來確定發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求。該系統(tǒng)和方法可以基于(i )駕駛員輸入和(ii )車輛速度來確定發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求。該系統(tǒng)和方法可基于(i)DRPM和(ii)測(cè)量的RPM來確定穩(wěn)固的扭矩。該系統(tǒng)和方法可基于(i)穩(wěn)固的扭矩、(ii)駕駛員輸入和(iii)車輛速度來確定第一扭矩界限和第ニ扭矩界限。該系統(tǒng)和方法可基于(i)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)模型和(ii)第一扭矩界限和第二扭矩界限來確定第一扭矩值和第二扭矩值。發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)模型可包括(i)時(shí)間延遲和(ii)速率限制中的至少ー個(gè)。該系統(tǒng)和方法可基于(i )發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求和(ii )第一扭矩值和第ニ扭矩值生成穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求。更具體地，該系統(tǒng)和方法可以將發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求限制到第一扭矩值和第二扭矩值之間的值。然后，該系統(tǒng)和方法可以基于穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求來控制發(fā)動(dòng)機(jī)。現(xiàn)在參照?qǐng)D1，給出了示例發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的功能框圖。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100包括發(fā)動(dòng)機(jī)102，發(fā)動(dòng)機(jī)102基于來自駕駛員輸入模塊104的駕駛員輸入燃燒空氣/燃料混合物，從而產(chǎn)生用于車輛的驅(qū)動(dòng)扭矩?？諝馔ㄟ^節(jié)氣門112被吸入到進(jìn)氣歧管110中。僅舉例，節(jié)氣門112可以包括具有可旋轉(zhuǎn)葉片的蝶形閥。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM) 114控制節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116，節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116調(diào)節(jié)節(jié)氣門112的開度，以控制吸入到進(jìn)氣歧管110中的空氣的量。
來自進(jìn)氣歧管110的空氣被吸入到發(fā)動(dòng)機(jī)102的氣缸中。盡管發(fā)動(dòng)機(jī)102可以包括多個(gè)氣缸，但為了示例目的，示出單個(gè)代表性氣缸118。僅舉例，發(fā)動(dòng)機(jī)102可以包括2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)、6個(gè)、8個(gè)、10個(gè)和/或12個(gè)氣缸。ECM 114可以指令氣缸致動(dòng)器模塊120來選擇性地停用某些氣缸，這在某些發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件下可改進(jìn)燃料經(jīng)濟(jì)性。發(fā)動(dòng)機(jī)102可使用四沖程氣缸循環(huán)來運(yùn)行。下面描述的四個(gè)沖程被稱為進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、燃燒沖程和排氣沖程。在曲軸(未示出)的每一次旋轉(zhuǎn)期間，在氣缸118內(nèi)發(fā)生所述四個(gè)沖程中的兩個(gè)。因此，對(duì)于氣缸118來說為了經(jīng)歷全部四個(gè)沖程，兩次曲軸旋轉(zhuǎn)是必要的。在進(jìn)氣沖程期間，來自進(jìn)氣歧管110的空氣通過進(jìn)氣門122被吸入到氣缸118中。ECM 114控制燃料致動(dòng)器模塊124，燃料致動(dòng)器模塊124調(diào)節(jié)燃料噴射，以實(shí)現(xiàn)期望的空氣/燃料比。在中心位置處或在多個(gè)位置處，例如靠近每個(gè)氣缸的進(jìn)氣門122，可將燃料噴入進(jìn)氣歧管110中。在各種實(shí)施方式(未不出)中，可將燃料直接噴入氣缸中或噴入與氣缸相關(guān)聯(lián)的混合室中。燃料致動(dòng)器模塊124可使燃料暫停噴入到被停用的氣缸。所噴射的燃料與空氣混合并在氣缸118中產(chǎn)生空氣/燃料混合物。在壓縮沖程期間，氣缸118內(nèi)的活塞(未示出)壓縮空氣/燃料混合物。發(fā)動(dòng)機(jī)102可以是壓縮點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)，在這種情況下，氣缸118內(nèi)的壓縮點(diǎn)燃空氣/燃料混合物?；蛘撸l(fā)動(dòng)機(jī)102可以是火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)，在這種情況下，基于來自ECM 114的信號(hào)，火花致動(dòng)器模塊126激發(fā)氣缸118中的火花塞128，從而點(diǎn)燃空氣/燃料混合物?；鸹ǖ恼龝r(shí)可被指定成與活塞處于其最上部位置的時(shí)刻相關(guān)，所述活塞的最上部位置被稱為上止點(diǎn)(TDC)?；鸹ㄖ聞?dòng)器模塊126可由指示在TDC之前或之后多遠(yuǎn)來產(chǎn)生火花的正時(shí)信號(hào)來控制。因?yàn)榛钊恢门c曲軸旋轉(zhuǎn)直接相關(guān)，所以火花致動(dòng)器模塊126的操作可以與曲軸角同歩。在各種實(shí)施方式中，火花致動(dòng)器模塊126可暫停向被停用的氣缸提供火花。產(chǎn)生火花可被稱為點(diǎn)火事件。火花致動(dòng)器模塊126可具有為每次點(diǎn)火事件改變火花正時(shí)的能力。火花致動(dòng)器模塊126可以甚至在火花正時(shí)在最后的點(diǎn)火事件和下ー個(gè)火事件之間變化時(shí)改變下ー個(gè)點(diǎn)火事件的火花正時(shí)。在燃燒沖程期間，空氣/燃料混合物的燃燒驅(qū)動(dòng)活塞向下，由此驅(qū)動(dòng)曲軸。燃燒沖程可被限定為在活塞到達(dá)TDC與活塞返回到下止點(diǎn)(BDC)的時(shí)刻之間的時(shí)間。
在排氣沖程期間，活塞開始從BDC向上運(yùn)動(dòng)并且經(jīng)排氣門130排出燃燒的副產(chǎn)物。燃燒的副產(chǎn)物經(jīng)排氣系統(tǒng)134排出車輛。進(jìn)氣門122可由進(jìn)氣凸輪軸140控制，同時(shí)排氣門130可由排氣凸輪軸142控制。在各種實(shí)施方式中，多個(gè)進(jìn)氣凸輪軸(包括進(jìn)氣凸輪軸140)可控制氣缸118的多個(gè)進(jìn)氣門(包括進(jìn)氣門122)和/或可控制多個(gè)氣缸(包括氣缸118)組的進(jìn)氣門(包括進(jìn)氣門122)。相似地，多個(gè)排氣凸輪軸(包括排氣凸輪軸142)可控制氣缸118的多個(gè)排氣門和/或可控制多個(gè)氣缸(包括氣缸118)組的排氣門(包括排氣門130)。氣缸致動(dòng)器模塊120可通過禁止打開進(jìn)氣門122和/或排氣門130而停用氣缸118。在各種其它實(shí)施方式中，進(jìn)氣門122和/或排氣門130可由凸輪軸以外的裝置例如電磁致動(dòng)器控制。進(jìn)氣門122被打開的時(shí)刻可相對(duì)于活塞TDC通過進(jìn)氣凸輪相位器148而改變。排氣門130被打開的時(shí)刻可相對(duì)于活塞TDC通過排氣凸輪相位器150而改變。相位器致動(dòng)器模塊158可基于來自ECM 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。在被實(shí)施時(shí)，可變氣門升程(未示出)也可由相位器致動(dòng)器模塊158控制。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可包括將加壓空氣提供給進(jìn)氣歧管110的增壓裝置。例如，圖1示出包括熱渦輪機(jī)160-1的渦輪增壓器，熱渦輪機(jī)160-1由流經(jīng)排氣系統(tǒng)134的熱廢氣驅(qū)動(dòng)。渦流增壓器還包括由渦輪機(jī)160-1驅(qū)動(dòng)的將導(dǎo)引到節(jié)氣門112的空氣進(jìn)行壓縮的冷氣壓縮機(jī)160-2。在各種實(shí)施方式中，由曲軸驅(qū)動(dòng)的增壓機(jī)(未示出)可壓縮來自節(jié)氣門112的空氣并將壓縮空氣傳送到進(jìn)氣歧管110。廢氣門162可允許排氣旁路通過渦輪機(jī)160-1，從而減小渦輪增壓器的增壓(進(jìn)氣空氣壓縮的量)。ECM 114可通過增壓致動(dòng)器模塊165控制渦輪增壓器。增壓致動(dòng)器模塊165可通過控制廢氣門162的位置來調(diào)節(jié)渦輪增壓器的增壓。在各種實(shí)施方式中，多個(gè)渦輪增壓器可由增壓致動(dòng)器模塊165控制。渦輪增壓器可具有可由增壓致動(dòng)器模塊165控制的可變幾何結(jié)構(gòu)。中冷器(未不出)可耗散包含在壓縮空氣充氣中的ー些熱量，其在空氣被壓縮時(shí)產(chǎn)生。壓縮空氣充氣還可吸收來自排氣系統(tǒng)134的組件的熱。雖然為了說明目的而分開示出，但是渦輪機(jī)160-1和壓縮機(jī)160-2可彼此附接，從而將進(jìn)氣空氣置于與熱排氣緊密接近。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可包括廢氣再循環(huán)(EGR)閥164，其選擇性地將廢氣再導(dǎo)引回進(jìn)氣歧管110。EGR閥164可定位在渦輪增壓器的渦輪機(jī)160-1的上游。EGR致動(dòng)器模塊166可基于來自ECM 114的信號(hào)控制EGR閥164。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可使用RPM傳感器170測(cè)量曲軸以每分鐘轉(zhuǎn)(RPM)形式的速度。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度可使用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT)傳感器171測(cè)量。ECT傳感器171可定位在發(fā)動(dòng)機(jī)102內(nèi)或定位在冷卻劑被循環(huán)的其它位置處，例如定位在散熱器(未示出)處。進(jìn)氣歧管110內(nèi)的壓カ可使用歧管絕對(duì)壓カ(MAP)傳感器172測(cè)量。在各種實(shí)施方式中，可測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)真空度，其為環(huán)境空氣壓カ與進(jìn)氣歧管110內(nèi)的壓カ之間的差。流入進(jìn)氣歧管110中的空氣的質(zhì)量流率可使用質(zhì)量空氣流量(MAF)傳感器173測(cè)量。在各種實(shí)施方式中，MAF傳感器173可定位在殼體中，該殼體還包括節(jié)氣門112。節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116可使用ー個(gè)或多個(gè)節(jié)氣門位置傳感器(TPS) 174監(jiān)測(cè)節(jié)氣門112的位置。例如，第一節(jié)氣門位置傳感器174-1和第二節(jié)氣門位置傳感器174-2監(jiān)測(cè)節(jié)氣門112的位置，并基于節(jié)氣門位置分別生成第一節(jié)氣門位置和第二節(jié)氣門位置(TPS1和TPS2)。被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)102的空氣的環(huán)境溫度可使用進(jìn)氣空氣溫度(IAT)傳感器175測(cè)量。ECM 114可使用來自傳感器和/或一個(gè)或多個(gè)其它傳感器的信號(hào)來做出用于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的控制決策。發(fā)動(dòng)機(jī)102經(jīng)由飛輪177例如雙質(zhì)量飛輪(DMF)將扭矩輸出到變矩器176。變矩器176包括變矩器離合器178、渦輪(未示出)和葉輪(未示出)。渦輪驅(qū)動(dòng)變速器輸入軸(未示出)的旋轉(zhuǎn)。渦輪的旋轉(zhuǎn)速度(渦輪速度)可使用渦輪速度傳感器179測(cè)量。僅舉例，渦輪速度可基于變速器輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度或指示變矩器176的渦輪的旋轉(zhuǎn)速度的其它適當(dāng)參數(shù)測(cè)量?；谧兯倨?80內(nèi)選擇的齒輪比，扭矩在變速器輸入軸和變速器輸出軸(未不出)之間傳遞。扭矩可經(jīng)由變速器輸出軸傳遞到車輛的車輪。變速器控制模塊194可控制變速器180和TCC 178的操作。ECM 114可以出于各種原因與變速器控制模塊194通信，例如以共用參數(shù)以及以通過變換變速器180中的檔位來協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)操作和/或TCC 178的操作。例如，ECM 114可以在換檔期間選擇性地減小發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。ECM 114可與混合動(dòng)カ控制模塊196通信以協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)102和電馬達(dá)198的操作。電馬達(dá)198還可用作發(fā)電機(jī),并且可用于產(chǎn)生由車輛電氣系統(tǒng)使用的電能和/或存儲(chǔ)在電池中的電能。在各種實(shí)施方式中，可將ECM 114、變速器控制模塊194和混合動(dòng)カ控制模塊196的各種功能集成到一個(gè)或多個(gè)模塊中。改變發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的每個(gè)系統(tǒng)可被稱為接收致動(dòng)器值的致動(dòng)器。例如，節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116可被稱為致動(dòng)器，而節(jié)氣門開度面積可被稱為致動(dòng)器值。在圖1的示例中，節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門112的葉片的角度來實(shí)現(xiàn)節(jié)氣門開度面積。相似地，火花致動(dòng)器模塊126可被稱為致動(dòng)器，同時(shí)相應(yīng)的致動(dòng)器值可以是火花提前相對(duì)于氣缸TDC的量。其它致動(dòng)器可包括氣缸致動(dòng)器模塊120、燃料致動(dòng)器模塊124、相位器致動(dòng)器模塊158、增壓致動(dòng)器模塊165和EGR致動(dòng)器模塊166。對(duì)于這些致動(dòng)器，致動(dòng)器值可分別對(duì)應(yīng)于所啟用的氣缸的數(shù)目、供料速率、進(jìn)氣凸輪相位器角度和排氣凸輪相位器角度、增壓壓力和EGR閥開度面積。ECM 114可控制致動(dòng)器值以使發(fā)動(dòng)機(jī)102產(chǎn)生期望的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩?，F(xiàn)在參照?qǐng)D2，給出了示例發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的功能框圖。ECM 114的示例實(shí)施方式包括駕駛員扭矩模塊202、車軸扭矩仲裁模塊204和推進(jìn)扭矩仲裁模塊206。ECM 114可以包括混合動(dòng)カ最優(yōu)化模塊208。ECM 114的示例實(shí)施方式還包括儲(chǔ)備/負(fù)載模塊220、致動(dòng)模塊224、空氣控制模塊228、火花控制模塊232、氣缸控制模塊236和燃料控制模塊240。ECM 114的示例實(shí)施方式還包括增壓調(diào)度模塊248和相位器調(diào)度模塊252。駕駛員扭矩模塊202 (還參見圖3和下面的相應(yīng)描述)可基于來自駕駛員輸入模塊104的駕駛員輸入254確定穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求253。駕駛員輸入254可基于例如加速器踏板的位置和制動(dòng)器踏板的位置。駕駛員輸入254還可基于巡航控制，所述巡航控制可以是改變車輛速度以維持預(yù)定跟隨距離的自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)。駕駛員扭矩模塊202可進(jìn)ー步基于車輛速度255確定穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求253。僅舉例，車輛速度255可基于ー個(gè)或多個(gè)測(cè)量的車輪速度、變速器輸出軸速度和/或一個(gè)或多個(gè)其它適當(dāng)?shù)膮?shù)產(chǎn)生。車軸扭矩仲裁模塊204在穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求253與其它車軸扭矩請(qǐng)求256之間進(jìn)行仲裁。車軸扭矩(在車輪處的扭矩)可以由包括發(fā)動(dòng)機(jī)和/或電馬達(dá)的各種源產(chǎn)生。通常,扭矩請(qǐng)求可包括絕對(duì)扭矩請(qǐng)求以及相對(duì)扭矩請(qǐng)求和斜變請(qǐng)求。僅舉例,斜變請(qǐng)求可包括使扭矩斜降到最小發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉扭矩的請(qǐng)求或者使扭矩從最小發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉扭矩斜升的請(qǐng)求。相對(duì)扭矩請(qǐng)求可包括臨時(shí)的或持久的扭矩減小或増大。車軸扭矩請(qǐng)求256可包括在檢測(cè)到正車輪滑動(dòng)時(shí)由牽引控制系統(tǒng)請(qǐng)求的扭矩減小。在車軸扭矩克服車輪與道路表面之間的摩擦并且車輪相對(duì)道路表面開始滑移時(shí)發(fā)生正車輪滑移。車軸扭矩請(qǐng)求256還可包括為抵消負(fù)車輪滑移的扭矩增大請(qǐng)求，在負(fù)車輪滑移中，車輛的輪胎相對(duì)于道路表面滑移，因?yàn)檐囕S扭矩是負(fù)的。車軸扭矩請(qǐng)求256還可包括制動(dòng)管理請(qǐng)求和車輛超速扭矩請(qǐng)求。制動(dòng)管理請(qǐng)求可減小車軸扭矩以確保車軸扭矩不超過制動(dòng)器在停止車輛時(shí)保持車輛的能力。車輛超速扭矩請(qǐng)求可減小車軸扭矩以防止車輛超過預(yù)定速度。車軸扭矩請(qǐng)求256還可由車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)生成。車軸扭矩仲裁模塊204基于在接收到的扭矩請(qǐng)求253和256之間進(jìn)行仲裁的結(jié)果輸出預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257和即時(shí)扭矩請(qǐng)求258。如下所述，來自車軸扭矩仲裁模塊204的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257和即時(shí)扭矩請(qǐng)求258在被用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的致動(dòng)器之前可選擇性地由ECM 114的其它模塊調(diào)節(jié)。一般而言，即時(shí)扭矩請(qǐng)求258是當(dāng)前期望的車軸扭矩的量，而預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257是在臨時(shí)通知時(shí)可能需要的車軸扭矩的量。ECM 114控制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100來產(chǎn)生與即時(shí)扭矩請(qǐng)求258相等的車軸扭矩。然而，不同的致動(dòng)器值組合可引起相同的車軸扭矩。因此，ECM114可在使車軸扭矩仍保持在即時(shí)扭矩請(qǐng)求258的同時(shí)，調(diào)節(jié)致動(dòng)器值以允許較快速地轉(zhuǎn)變到預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257。在各種實(shí)施方式中，預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257可基于穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求253。即時(shí)扭矩請(qǐng)求258可以小于預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257，例如在穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求253在冰面上正引起車輪滑移吋。在這樣的情況下，牽引控制系統(tǒng)(未示出)可通過即時(shí)扭矩請(qǐng)求258來請(qǐng)求減小，并且ECM 114將由發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100產(chǎn)生的扭矩減小到即時(shí)扭矩請(qǐng)求258。然而，ECM114控制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100，使得一旦車輪滑移停止，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100就可迅速地恢復(fù)產(chǎn)生預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257。一般而言，即時(shí)扭矩請(qǐng)求258與(通常更高的)預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257之間的差可被稱為扭矩儲(chǔ)備。扭矩儲(chǔ)備可表示發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100在最小延遲的情況下可開始產(chǎn)生的(高于即時(shí)扭矩請(qǐng)求258)的額外扭矩的量?？焖俚陌l(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器用于增大或減小當(dāng)前車軸扭矩。如下面更詳細(xì)地描述的，快速的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器是相對(duì)于緩慢的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器來限定的。在各種實(shí)施方式中，快速的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器能夠在某個(gè)范圍內(nèi)改變車軸扭矩，其中，所述范圍由緩慢的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器建立。在這些實(shí)施方式中，所述范圍的上限是預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257，同時(shí)所述范圍的下限由快速致動(dòng)器的扭矩容量限制。僅舉例，快速的致動(dòng)器可僅能夠使車軸扭矩減小第一量，其中，所述第一量是快速致動(dòng)器的扭矩容量的測(cè)量值。所述第一量可基于由緩慢的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器設(shè)定的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件而改變。在即時(shí)扭矩請(qǐng)求258處于所述范圍內(nèi)時(shí)，快速的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器可被設(shè)定成促使車軸扭矩等于即時(shí)扭矩請(qǐng)求258。當(dāng)ECM 114請(qǐng)求待被輸出的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257吋，快速的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器可被控制成使車軸扭矩改變到所述范圍的上限，即預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257。
—般而言，當(dāng)與緩慢的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器相比時(shí)，快速的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器可更迅速地改變車軸扭矩。與快速的致動(dòng)器相比，緩慢的致動(dòng)器可更緩慢地響應(yīng)于其相應(yīng)致動(dòng)器值的變化。例如，緩慢的致動(dòng)器可包括機(jī)械部件，所述機(jī)械部件響應(yīng)于致動(dòng)器值的變化需要時(shí)間來從ー個(gè)位置移動(dòng)到另ー個(gè)位置。緩慢的致動(dòng)器還可由一旦緩慢的致動(dòng)器開始執(zhí)行變化的致動(dòng)器值則車軸扭矩開始變化所花費(fèi)的時(shí)間量來表征。通常，對(duì)于緩慢的致動(dòng)器來說該時(shí)間量將比對(duì)于快速的致動(dòng)器來說的更長(zhǎng)。此外，甚至在開始變化之后，車軸扭矩可能花費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間來完全響應(yīng)于緩慢的致動(dòng)器的變化。僅舉例，ECM 114可將用于緩慢的致動(dòng)器的致動(dòng)器值設(shè)定為如果快速的致動(dòng)器被設(shè)定到合適的值則將使發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100能夠產(chǎn)生預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257的值。此時(shí)，ECM 114可將用于快速的致動(dòng)器的致動(dòng)器值設(shè)定為在緩慢的致動(dòng)器值的情況下引起發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100產(chǎn)生即時(shí)扭矩請(qǐng)求258而不是預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257的值。因此，快速的致動(dòng)器值引起發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100產(chǎn)生即時(shí)扭矩請(qǐng)求258。在ECM 114決定將車軸扭矩從即時(shí)扭矩請(qǐng)求258轉(zhuǎn)變?yōu)轭A(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257吋，ECM 114將用于一個(gè)或多個(gè)快速的致動(dòng)器的致動(dòng)器值變化到相應(yīng)于預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257的值。因?yàn)榫徛闹聞?dòng)器值已 經(jīng)基于預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257而被設(shè)定，所以發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100能夠僅在由快速的致動(dòng)器施加的延遲之后產(chǎn)生預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257。換句話說，避免了否則通過使用緩慢的致動(dòng)器因改變車軸扭矩會(huì)引起的更長(zhǎng)延遲。僅舉例，當(dāng)預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257等于穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求253時(shí)，可在由臨時(shí)扭矩減小請(qǐng)求引起的即時(shí)扭矩請(qǐng)求258小于穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求253時(shí)產(chǎn)生扭矩儲(chǔ)備。可替換地，可通過在使即時(shí)扭矩請(qǐng)求258保持在穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求253的同時(shí)使預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257增加到大于穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求253來產(chǎn)生扭矩儲(chǔ)備。產(chǎn)生的扭矩儲(chǔ)備可吸收所需的車軸扭矩的意外増大。僅舉例，由空氣調(diào)節(jié)器或動(dòng)カ轉(zhuǎn)向泵施加的意外負(fù)載可以通過增大即時(shí)扭矩請(qǐng)求258來補(bǔ)償。如果即時(shí)扭矩請(qǐng)求258的增大小于扭矩儲(chǔ)備，那么可通過使用快速的致動(dòng)器迅速地產(chǎn)生所述増大。預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257還可被增大以重新建立先前的扭矩儲(chǔ)備。使用扭矩儲(chǔ)備的另一示例是減小緩慢的致動(dòng)器值的波動(dòng)。由于其相對(duì)慢的速度，改變緩慢的致動(dòng)器值可能產(chǎn)生控制不穩(wěn)定性。此外，緩慢的致動(dòng)器可包括在頻繁被移動(dòng)時(shí)可吸收更多動(dòng)カ和/或更迅速地磨損的機(jī)械零件。產(chǎn)生足夠的扭矩儲(chǔ)備允許在保持緩慢的致動(dòng)器的值的同時(shí)經(jīng)由即時(shí)扭矩請(qǐng)求258通過改變快速的致動(dòng)器來做出期望扭矩的變化。例如，為了維持給定的怠速，即時(shí)扭矩請(qǐng)求258可在某個(gè)范圍內(nèi)改變。如果預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257被設(shè)定為大于這個(gè)范圍的水平，那么即時(shí)扭矩請(qǐng)求258中的維持怠速的改變可在無需調(diào)節(jié)緩慢的致動(dòng)器的情況下使用快速的致動(dòng)器做出。僅舉例，在火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)中，火花正時(shí)可以是快速的致動(dòng)器值，而節(jié)氣門開度面積可以是緩慢的致動(dòng)器值?；鸹c(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)可通過應(yīng)用火花來燃燒包括例如汽油和こ醇的燃料。作為對(duì)比，在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)中，燃料流可以是快速的致動(dòng)器值，而節(jié)氣門開度面積可以用作用于發(fā)動(dòng)機(jī)特性的致動(dòng)器值而非扭矩。壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)可通過壓縮燃料來燃燒包括例如柴油的燃料。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)102是火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，火花致動(dòng)器模塊126可以是快速的致動(dòng)器，節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116可以是緩慢的致動(dòng)器。在接收到新的致動(dòng)器值后，火花致動(dòng)器模塊126可能夠改變隨后點(diǎn)火事件的火花正吋。當(dāng)用于點(diǎn)火事件的火花正時(shí)(也稱為火花提前)被設(shè)定為校準(zhǔn)值時(shí)，可在緊跟該點(diǎn)火事件的燃燒沖程中產(chǎn)生最大扭矩量。然而，偏離校準(zhǔn)值的火花提前可減小在燃燒沖程中產(chǎn)生的扭矩的量。因此，火花致動(dòng)器模塊126可能夠在發(fā)生下次點(diǎn)火事件時(shí)通過改變火花提前來改變發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。僅舉例，可在車輛設(shè)計(jì)的校準(zhǔn)階段期間確定對(duì)應(yīng)于不同發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的火花提前的表，并且基于當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件從所述表中選出所校準(zhǔn)的值。作為對(duì)比，節(jié)氣門開度面積的變化要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間來影響發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門112的葉片的角度來改變節(jié)氣門開度面積。因此，一旦接收到新的致動(dòng)器值，在節(jié)氣門112基于所述新的致動(dòng)器值從其先前位置移動(dòng)到新的位置時(shí)就有機(jī)械延遲。此外，基于節(jié)氣門開度面積的空氣流改變經(jīng)受進(jìn)氣歧管110中的空氣運(yùn)送延遲。此外，進(jìn)氣歧管110中的増加的空氣流未被實(shí)現(xiàn)為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的増大，直到氣缸118在下次進(jìn)氣沖程中接收到額外空氣、壓縮所述額外空氣并開始燃燒沖程。使用這些致動(dòng)器作為示例，可通過將節(jié)氣門開度面積設(shè)定到將允許發(fā)動(dòng)機(jī)102產(chǎn)生預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257的值來產(chǎn)生扭矩儲(chǔ)備。此時(shí)，可基于小于預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257的即時(shí)扭矩請(qǐng)求258來設(shè)定火花正吋。雖然節(jié)氣門開度面積產(chǎn)生用于使發(fā)動(dòng)機(jī)102產(chǎn)生預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257的足夠的空氣流，但是火花正時(shí)基于即時(shí)扭矩請(qǐng)求258被延遲(這減小了扭矩)。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩將等于即時(shí)扭矩請(qǐng)求258。當(dāng)需要額外的扭矩時(shí)，火花正時(shí)可基于預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257或在預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257和即時(shí)扭矩請(qǐng)求258之間的扭矩來設(shè)定。通過接下來的點(diǎn)火事件，火花致動(dòng)器模塊126可使火花提前返回到校準(zhǔn)值，這允許發(fā)動(dòng)機(jī)102產(chǎn)生可利用已經(jīng)存在的空氣流實(shí)現(xiàn)的完全發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。因此在不經(jīng)受因改變節(jié)氣門開度面積引起的延遲的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩可被迅速増大到預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)102是壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，燃料致動(dòng)器模塊124可以是快速的致動(dòng)器，節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116和增壓致動(dòng)器模塊165可以是排放致動(dòng)器。可基于即時(shí)扭矩請(qǐng)求258設(shè)定燃料質(zhì)量，并可基于預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257設(shè)定節(jié)氣門開度面積、增壓和EGR開度。節(jié)氣門開度面積可以產(chǎn)生比為滿足預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257所需更多的空氣流。繼而，所產(chǎn)生的空氣流可以比噴射的燃料的完全燃燒所需的要多，從而空氣/燃料比通常貧乏，并且空氣流的變化不影響發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩將等于即時(shí)扭矩請(qǐng)求258，并可以通過調(diào)節(jié)燃料流而增大或減小?？苫陬A(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257控制節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116、增壓致動(dòng)器模塊165和EGR閥164，以控制排放并使渦輪遲滯最小化。節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116可在進(jìn)氣歧管110內(nèi)產(chǎn)生真空，以通過EGR閥164吸取廢氣并使廢氣進(jìn)入進(jìn)氣歧管110。車軸扭矩仲裁模塊204可將預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257和即時(shí)扭矩請(qǐng)求258輸出到推進(jìn)扭矩仲裁模塊206。在各種實(shí)施方式中，車軸扭矩仲裁模塊204可以將預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257和即時(shí)扭矩請(qǐng)求258輸出到混合動(dòng)カ最優(yōu)化模塊208?；旌蟿?dòng)カ最優(yōu)化模塊208可以確定應(yīng)當(dāng)由發(fā)動(dòng)機(jī)102產(chǎn)生多少扭矩以及應(yīng)當(dāng)由電馬達(dá)198產(chǎn)生多少扭矩。然后，混合動(dòng)カ最優(yōu)化模塊208分別將修正的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求259和即時(shí)扭矩請(qǐng)求260輸出到推進(jìn)扭矩仲裁模塊206。在各種實(shí)施方式中，混合動(dòng)カ最優(yōu)化模塊208可以實(shí)施在混合動(dòng)カ控制模塊196中。
由推進(jìn)扭矩仲裁模塊206接收到的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求和即時(shí)扭矩請(qǐng)求從車軸扭矩域(車輪處的扭矩)轉(zhuǎn)換到推進(jìn)扭矩域(曲軸處的扭矩)。該轉(zhuǎn)換可以在混合動(dòng)カ最優(yōu)化模塊208之前、之后、作為它的一部分或代替它而發(fā)生。推進(jìn)扭矩仲裁模塊206在包括經(jīng)轉(zhuǎn)換的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求和經(jīng)轉(zhuǎn)換的即時(shí)扭矩請(qǐng)求的推進(jìn)扭矩請(qǐng)求279之間仲裁。推進(jìn)扭矩仲裁模塊206產(chǎn)生經(jīng)仲裁的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求261和經(jīng)仲裁的即時(shí)扭矩請(qǐng)求262。經(jīng)仲裁的扭矩請(qǐng)求261和262可通過從接收到的扭矩請(qǐng)求中選擇勝出的請(qǐng)求來產(chǎn)生?？商鎿Q地或額外地，經(jīng)仲裁的扭矩請(qǐng)求261和262可通過基于接收到的扭矩請(qǐng)求中的另ー個(gè)或多個(gè)而修正接收到的請(qǐng)求中的一個(gè)來產(chǎn)生。推進(jìn)扭矩請(qǐng)求279可包括用于發(fā)動(dòng)機(jī)超速保護(hù)的扭矩減小、用于防止失速的扭矩增大以及由變速器控制模塊194請(qǐng)求的以適應(yīng)檔位變換的扭矩減小。推進(jìn)扭矩請(qǐng)求279還可由離合器燃料切斷產(chǎn)生，當(dāng)駕駛員在手動(dòng)變速器車輛中壓下離合器踏板以防止發(fā)動(dòng)機(jī)速度的突增(快速増大)吋，離合器燃料切斷減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。推進(jìn)扭矩請(qǐng)求279還可包括發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉請(qǐng)求，其可在檢測(cè)到關(guān)鍵故障時(shí)啟動(dòng)。僅舉例，關(guān)鍵故障可包括檢測(cè)到車輛被盜、停止的起動(dòng)機(jī)馬達(dá)、電子節(jié)氣門控制問題和意外的扭矩増大。在各種實(shí)施方式中，當(dāng)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉請(qǐng)求時(shí)，仲裁選擇發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉請(qǐng)求作為勝出的請(qǐng)求。當(dāng)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉請(qǐng)求時(shí)，推進(jìn)扭矩仲裁模塊206可輸出零作為經(jīng)仲裁的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求261和即時(shí)扭矩請(qǐng)求262。在各種實(shí)施方式中，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉請(qǐng)求可獨(dú)立于仲裁程序而僅關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)102。推進(jìn)扭矩仲裁模塊206仍可接收發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉請(qǐng)求，以便例如適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)可被反饋給其它扭矩請(qǐng)求器。例如，所有其它扭矩請(qǐng)求器可被通知它們?cè)谥俨弥惺?。?chǔ)備/負(fù)載模塊220接收經(jīng)仲裁的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求261和即時(shí)扭矩請(qǐng)求262。儲(chǔ)備/負(fù)載模塊220可調(diào)節(jié)經(jīng)仲裁的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求261和經(jīng)仲裁的即時(shí)扭矩請(qǐng)求262以產(chǎn)生扭矩儲(chǔ)備和/或補(bǔ)償ー個(gè)或多個(gè)負(fù)載。然后，儲(chǔ)備/負(fù)載模塊220將經(jīng)調(diào)節(jié)的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求263和經(jīng)調(diào)節(jié)的即時(shí)扭矩請(qǐng)求264輸出給致動(dòng)模塊224。僅舉例，催化劑點(diǎn)燃過程或冷起動(dòng)排放減少過程會(huì)需要延遲的火花提前。因此，儲(chǔ)備/負(fù)載模塊220可以將經(jīng)調(diào)節(jié)的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求263増大到高于經(jīng)調(diào)節(jié)的即時(shí)扭矩請(qǐng)求264，以產(chǎn)生用于冷起動(dòng)排放減少過程的延遲的火花。在另ー示例中，可以直接改變發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣/燃料比和/或質(zhì)量空氣流量，例如通過診斷侵入式，當(dāng)量比測(cè)試和/或新的發(fā)動(dòng)機(jī)吹掃。在開始這些過程之前，可以產(chǎn)生或増加扭矩儲(chǔ)備，以快速地彌補(bǔ)在這些過程期間由于使空氣/燃料混合物貧乏所導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的減小。儲(chǔ)備/負(fù)載模塊220還可以在預(yù)期到未來負(fù)載例如動(dòng)カ轉(zhuǎn)向泵操作或空氣調(diào)節(jié)(A/C)壓縮器離合器的接合時(shí)產(chǎn)生或増大扭矩儲(chǔ)備。當(dāng)駕駛員第一次請(qǐng)求空氣調(diào)節(jié)時(shí)，可以產(chǎn)生用于接合A/C壓縮器離合器的儲(chǔ)備。在使經(jīng)調(diào)節(jié)的即時(shí)扭矩請(qǐng)求264不改變的情況下，儲(chǔ)備/負(fù)載模塊220可以增大經(jīng)調(diào)節(jié)的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求263以產(chǎn)生扭矩儲(chǔ)備。然后，當(dāng)A/C壓縮器離合器接合時(shí)，儲(chǔ)備/負(fù)載模塊220可以通過所估計(jì)的A/C壓縮器離合器的負(fù)載而増大經(jīng)調(diào)節(jié)的即時(shí)扭矩請(qǐng)求264。致動(dòng)模塊224接收經(jīng)調(diào)節(jié)的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求263和經(jīng)調(diào)節(jié)的即時(shí)扭矩請(qǐng)求264。致動(dòng)模塊224確定將如何實(shí)現(xiàn)經(jīng)調(diào)節(jié)的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求263和經(jīng)調(diào)節(jié)的即時(shí)扭矩請(qǐng)求264。致動(dòng)模塊224可以是發(fā)動(dòng)機(jī)類型專用的。例如，對(duì)于火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)和壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)來說，致動(dòng)模塊224可被不同地實(shí)施或使用不同的控制方案。在各種實(shí)施方式中，致動(dòng)模塊224可在所有發(fā)動(dòng)機(jī)類型通用的模塊與發(fā)動(dòng)機(jī)類型專用的模塊之間限定界限。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)類型可包括火花點(diǎn)火式和壓燃式。致動(dòng)模塊224之前的模塊，例如推進(jìn)扭矩仲裁模塊206，可以是發(fā)動(dòng)機(jī)類型通用的，而致動(dòng)模塊224和隨后的模塊可以是發(fā)動(dòng)機(jī)類型專用的。例如，在火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)中，致動(dòng)模塊224可改變作為緩慢的致動(dòng)器的節(jié)氣門112的開度，其允許寬范圍的扭矩控制。致動(dòng)模塊224可使用氣缸致動(dòng)器模塊120來禁用氣缸，這也提供寬范圍的扭矩控制，但是也可能是緩慢的并且可能涉及駕駛性能和排放問題。致動(dòng)模塊224可使用火花正時(shí)作為快速的致動(dòng)器。然而，火花正時(shí)可能不能提供大范圍的扭矩控制。此外，使用火花正時(shí)的改變(被稱為火花儲(chǔ)備容量)而可能的扭矩控制量可能隨空氣流量的變化而改變。在各種實(shí)施方式中，致動(dòng)模塊224可基于經(jīng)調(diào)節(jié)的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求263產(chǎn)生空氣扭矩請(qǐng)求265?？諝馀ぞ卣?qǐng)求265可等于經(jīng)調(diào)節(jié)的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求263，以設(shè)定空氣流量，使得可以通過改變到其它致動(dòng)器實(shí)現(xiàn)經(jīng)調(diào)節(jié)的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求263?？諝饪刂颇K228可基于空氣扭矩請(qǐng)求265確定期望的致動(dòng)器值。僅舉例，空氣控制模塊228可基于空氣扭矩請(qǐng)求265確定期望的歧管絕對(duì)壓カ(MAP) 266、期望的節(jié)氣門位置267和/或期望的每氣缸空氣量(APC)268。期望的MAP 266可用于確定期望的增壓，而期望的APC 268可用于確定期望的凸輪相位器位置和期望的節(jié)氣門位置267。在各種實(shí)施方式中，空氣控制模塊228還可基于空氣扭矩請(qǐng)求265確定EGR閥164的開度的量。致動(dòng)模塊224還可產(chǎn)生火花扭矩請(qǐng)求269、氣缸關(guān)閉扭矩請(qǐng)求270和燃料扭矩請(qǐng)求271?；鸹ㄅぞ卣?qǐng)求269可由火花控制模塊232使用，以確定將火花正時(shí)從經(jīng)校準(zhǔn)的火花正時(shí)延遲多少(這減小了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩)。氣缸關(guān)閉扭矩請(qǐng)求270可由氣缸控制模塊236使用以確定停用多少氣缸。氣缸控制模塊236可指不氣缸致動(dòng)器模塊120停用發(fā)動(dòng)機(jī)102的ー個(gè)或多個(gè)氣缸。在各種實(shí)施方式中，可聯(lián)合地停用預(yù)先限定的氣缸組(例如，一半)。氣缸控制模塊236還可指示燃料控制模塊240停止提供燃料給停用氣缸并且可指不火花控制模塊232停止提供火花給停用氣缸。在各種實(shí)施方式中，一旦氣缸中已經(jīng)存在的任何燃料/空氣混合物已經(jīng)燃燒，則火花控制模塊232僅停止提供用于該氣缸的火花。在各種實(shí)施方式中，氣缸致動(dòng)器模塊120可包括液壓系統(tǒng),對(duì)于一個(gè)或多個(gè)氣缸來說所述液壓系統(tǒng)選擇性地從相應(yīng)的凸輪軸去聯(lián)接(decouple)進(jìn)氣門和/或排氣門以便停用這些氣缸。僅舉例，用于一半氣缸的氣門被氣缸致動(dòng)器模塊120作為組液壓地聯(lián)接或去聯(lián)接。在各種實(shí)施方式中，在不停止進(jìn)氣門和排氣門的打開和關(guān)閉的情況下可僅通過暫停給這些氣缸供應(yīng)燃料來停用氣缸。在這些實(shí)施方式中，可省略氣缸致動(dòng)器模塊120。燃料控制模塊240可基于燃料扭矩請(qǐng)求271改變提供給每個(gè)氣缸的燃料量。在火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的正常操作期間，燃料控制模塊240可在空氣引導(dǎo)模式下操作，在空氣引導(dǎo)模式下，燃料控制模塊240試圖通過基于空氣流量控制供料來維持化學(xué)計(jì)量的空氣/燃料比。燃料控制模塊240可確定在與每氣缸空氣量的當(dāng)前量組合時(shí)將產(chǎn)生化學(xué)計(jì)量燃燒的燃料質(zhì)量。燃料控制模塊240可通過供料速率指示燃料致動(dòng)器模塊124為每個(gè)啟用氣缸噴射該燃料質(zhì)量。
在壓燃式系統(tǒng)中，燃料控制模塊240可以在燃料引導(dǎo)模式下操作，在燃料引導(dǎo)模式下，燃料控制模塊240在使排放、噪聲和燃料消耗最小化的同時(shí)確定滿足燃料扭矩請(qǐng)求271的每個(gè)氣缸的燃料質(zhì)量。在燃料引導(dǎo)模式下，基于燃料流量控制空氣流量，并可以控制空氣流量以產(chǎn)生貧空氣/燃料比。另外，可以保持空氣/燃料比高于預(yù)定水平，這可以在動(dòng)態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件下防止產(chǎn)生黑畑。空氣控制模塊228可將期望的節(jié)氣門位置267輸出到節(jié)氣門控制模塊280?？諝饪刂颇K228可基于空氣扭矩請(qǐng)求265確定期望的節(jié)氣門位置267。節(jié)氣門控制模塊280基于期望的節(jié)氣門位置267使用閉環(huán)控制產(chǎn)生期望的脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)282。節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116基于期望的PWM信號(hào)282致動(dòng)節(jié)氣門112。更具體地講，期望的PWM信號(hào)282可以驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116 (例如其馬達(dá))，以致動(dòng)節(jié)氣門112。盡管示出并討論了期望的PWM信號(hào)282，但是節(jié)氣門控制模塊280可以使用其它合適類型的信號(hào)來控制節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116。
空氣控制模塊228可以將期望的MAP 266輸出到增壓調(diào)度模塊248。增壓調(diào)度模塊248使用期望的MAP 266來控制增壓致動(dòng)器模塊165。然后，增壓致動(dòng)器模塊165控制一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓器(例如，包括渦輪160-1和壓縮機(jī)160-2的渦輪增壓器)和/或增壓機(jī)。空氣控制模塊228將期望的APC 268輸出到相位器調(diào)度模塊252。基于期望的APC268和RPM信號(hào)，相位器調(diào)度模塊252可以使用相位器致動(dòng)器模塊158來控制進(jìn)氣凸輪相位器148和/或排氣凸輪相位器150的位置。返回參考火花控制模塊232，校準(zhǔn)的火花正時(shí)可基于各種發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件而改變。僅舉例，扭矩關(guān)系可被求逆以求解期望的火花提前。對(duì)于給定的扭矩請(qǐng)求(Tdes)，可基于下式來確定期望的火花提前(Sdes)
(I)Sdes =jT1 (Tdes, APC, I, E, AF, 0T, #)。這種關(guān)系可具體化為方程和/或查詢表?？諝?燃料比(AF)可以是實(shí)際的空氣/燃料比，如由燃料控制模塊240報(bào)告的。當(dāng)火花提前被設(shè)定到校準(zhǔn)的火花正時(shí)時(shí)，由此得到的扭矩可盡可能地接近于最大最優(yōu)扭矩(MBT)。MBT是指對(duì)于給定的空氣流量，在使用具有比預(yù)定辛烷額定值更大的辛烷額定值的燃料并且使用化學(xué)計(jì)量供以燃料的情況下在火花提前被増加時(shí)所產(chǎn)生的最大發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。該最大扭矩發(fā)生時(shí)的火花提前被稱為MBT火花正吋。由于例如燃料質(zhì)量(例如當(dāng)使用較低的辛烷燃料吋)和環(huán)境因素，校準(zhǔn)的火花正時(shí)可稍微不同于MBT火花正吋。因此，在校準(zhǔn)的火花正時(shí)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩會(huì)小于MBT。現(xiàn)在參照?qǐng)D3，示出了駕駛員扭矩模塊202的示例。駕駛員扭矩模塊202可以包括駕駛員解釋模塊304、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求模塊308、DRPM確定模塊312、穩(wěn)固扭矩確定模塊316、扭矩界限確定模塊320、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)模塊324和扭矩指令限制模塊328。駕駛員解釋模塊304基于駕駛員輸入254和車輛速度255生成發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求(PE)。如上所述，駕駛員輸入254可以包括加速器踏板位置和/或一個(gè)或多個(gè)其他適當(dāng)?shù)膮?shù)，例如制動(dòng)器踏板位置和巡航控制輸入。車輛速度255可基于例如一個(gè)或多個(gè)車輪速度、變速器輸出軸速度和/或ー個(gè)或多個(gè)其他參數(shù)生成。駕駛員解釋模塊304可利用使加速器踏板位置和車輛速度255與發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求PE相關(guān)的函數(shù)和/或映射來生成發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求PE。該函數(shù)和/或映射可以被校準(zhǔn)，以使車輛實(shí)現(xiàn)用于車輛速度255的期望加速度和加速器踏板位置。發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求模塊308基于發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求Pe生成發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求(Te)。發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求模塊308進(jìn)ー步基于DRPM生成發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求Te。出于確定發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求Te的目的，可以確定DRPM。DRPM確定模塊312確定DRPM。DRPM確定模塊312基于發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求Pe、渦輪速度(TS)和滑移來確定DRPM。例如，滑移可以是變矩器離合器(TCC)滑移。DRPM確定模塊312還可以基于其他運(yùn)行參數(shù)來生成DRPM，例如在2011年6月22日提交的共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 13/166，232中描述的，通過引用將上述申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容并入本文。發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求模塊312通過使用DRPM將發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求Pe轉(zhuǎn)換為扭矩來生成發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求Te。更具體地講，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求模塊312可以如下生成發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求Te
權(quán)利要求
1.一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括 發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求模塊，所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求模塊基于(i )發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求和(ii )期望的發(fā)動(dòng)機(jī)速度(DRPM)確定發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求； 發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)模塊，所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)模塊基于(i )發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)模型和(ii )第一扭矩界限和第二扭矩界限確定第一扭矩值和第二扭矩值，其中，所述第一扭矩界限和所述第二扭矩界限基于所述DRPM和測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)速度(RPM)； 扭矩指令限制模塊，所述扭矩指令限制模塊基于(i )所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求和(ii )所述第一扭矩值和所述第二扭矩值生成穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求；以及 致動(dòng)模塊，所述致動(dòng)模塊基于所述穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求來控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)致動(dòng)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，其還包括駕駛員解釋模塊，所述駕駛員解釋模塊基于(i)駕駛員輸入和(ii)車輛速度來確定所述發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，其還包括DRPM確定模塊，所述DRPM確定模塊基于(i)所述發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求、(ii)渦輪速度和(iii)變矩器離合器滑移來確定所述DRPM。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求模塊包括前饋控制器，所述前饋控制器基于(i )所述發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求和(ii )所述DRPM來確定所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，其還包括穩(wěn)固扭矩確定模塊，所述穩(wěn)固扭矩確定模塊基于(i )所述DRPM和(ii )所述RPM來確定穩(wěn)固的扭矩。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，其還包括扭矩界限確定模塊，所述扭矩界限確定模塊基于(i)所述穩(wěn)固的扭矩、(ii)所述駕駛員輸入和(iii)車輛速度來確定所述第一扭矩界限和所述第二扭矩界限。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述駕駛員輸入包括(i)加速器踏板位置、(ii)制動(dòng)器踏板位置和(iii)巡航控制輸入中至少之一。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)模型包括(i)時(shí)間延遲和(ii)速率限制中至少之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述扭矩指令限制模塊通過將所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求限制到所述第一扭矩值和所述第二扭矩值之間的值來生成所述穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求。
10.一種用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的方法,所述方法包括 基于(i)發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求和(ii)期望的發(fā)動(dòng)機(jī)速度(DRPM)確定發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求； 基于(i)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)模型和(ii)第一扭矩界限和第二扭矩界限確定第一扭矩值和第二扭矩值，其中，所述第一扭矩界限和所述第二扭矩界限基于所述DRPM和測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)速度(RPM)； 基于(i )所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求和(ii )所述第一扭矩值和所述第二扭矩值生成穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求；以及 基于所述穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求來控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)致動(dòng)器。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于穩(wěn)固發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求的系統(tǒng)和方法，具體地，一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)模塊、扭矩指令限制模塊和致動(dòng)模塊。發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求模塊基于(i)發(fā)動(dòng)機(jī)功率請(qǐng)求和(ii)期望的發(fā)動(dòng)機(jī)速度(DRPM)確定發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求。發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)模塊基于(i)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩響應(yīng)模型和(ii)第一和第二扭矩界限確定第一和第二扭矩值，其中，第一和第二扭矩界限基于DRPM和測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)速度(RPM)。扭矩指令限制模塊基于(i)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求和(ii)第一和第二扭矩值生成穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求。致動(dòng)模塊基于穩(wěn)固的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求來控制發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)致動(dòng)器。
文檔編號(hào)F02D41/04GK103016177SQ20121035405
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者M.利夫施斯, J.M.凱澤, R.B.杰斯, M.J.皮特施, M.L.沃特曼, P.區(qū) 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司