CN101144432A - 内燃机的节气门开度控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

在车辆处于减速状态，踏下加速踏板时，增加节气门开度的过程中，执行用于将所述节气门开度保持基本恒定的第一节气门开度保持控制。在所述第一节气门开度保持控制结束后，在使所述节气门开度增大的过程中，执行再次将所述节气门开度保持基本恒定的第二节气门开度保持控制。

Description

内燃机的节气门开度控制系统和方法
技术领域
[0001]本发明涉及内燃机的节气门开度控制系统和方法。
背景技术
[0002]在机动车的内燃机中，广泛地使用电子控制的节气门。执行器(actuator)驱动，即，开启和关闭所述电子控制的节气门。从而，能以高灵活度或自由度控制所述节气门的开度(其将被称为“节气门开度”)，而与加速踏板的踏入量无关。
[0003]通常，游隙(play)或间隙(looseness)存在于包括诸如变速器和差动齿轮装置的驱动系统中。在车辆处于减速状态(释放所述加速踏板)踏下加速踏板时，车辆开始加速，在发动机和驱动系统之间传输的扭矩的方向被反转。在所述扭矩反转时，所述驱动系统中的游隙被吸收或去除。因此，如果发动机转速的增加率在扭矩反转时高，则将在吸收驱动系统中的游隙时出现的冲击(以下将称为“驱动系统起源于游隙的冲击”)传输到车辆，并且车辆驾驶员或操作者可能感觉到。
[0004]在这种情况下，如果响应加速踏板踏下的节气门开度的增加率减少，则发动机转速的增加率也减少，并且可以抑制加速冲击。然而，如果仅仅减少节气门开度的增加率，则对加速踏板踏下的响应可能变差(或变慢)，从而引起驾驶性能变差。
[0005]例如，JP-A-2004-124857公开了一种节气门开度控制系统，其在发动机和驱动系统之间传输的扭矩的方向反转时，减少节气门开度的增加率，从而抑制上述驱动系统起源于游隙的冲击。以这个系统，能减少在扭矩反转时发动机转速的增加率，因此抑制驱动系统起源于游隙的冲击，同时防止响应的变差。
[0006]在车辆处于减速状态，踏下加速踏板时，除了上述驱动系统起源于游隙的冲击之外，由于传输到车辆的、驱动系统的摇回可能出现加速冲击。当发动机响应节气门的开度产生扭矩，并且所述发动机扭矩被传输到驱动系统时，所述驱动系统被短暂置于扭转状态中。当所述驱动系统从所述扭转状态恢复时产生的反作用力引起所述驱动系统的摇回。
[0007]在上述文献中所公开的节气门开度控制系统中，没有考虑由于驱动系统的摇回引起的加速冲击，可能出现不能充分抑制由于驱动系统的摇回引起的加速冲击的问题。
发明内容
[0008]本发明的一个目的是提供一种内燃机的节气门开度控制系统，其在车辆处于减速状态踏下加速踏板时，达到快速响应和抑制加速冲击。
[0009]本发明的第一方案涉及一种安装在车辆上并且通过驱动系统驱动所述车辆的内燃机的节气门开度控制系统。所述节气门开度控制系统包括第一节气门开度保持器件，用于执行第一节气门开度保持控制，以在车辆处于减速状态踏下加速踏板时，在使所述节气门开度增大的过程中，暂时将所述节气门开度保持基本恒定；和第二节气门开度保持器件，用于执行第二节气门开度保持控制，以在所述第一节气门开度保持控制结束后，在使所述节气门开度增大的过程中，再次将所述节气门开度暂时保持基本恒定。
[0010]根据本发明的上述第一方案的内燃机的节气门开度控制系统执行第一节气门开度保持控制，以在车辆处于减速状态，踏下加速踏板时，在使所述节气门开度增大的过程中，暂时将所述节气门开度保持基本恒定，和执行第二节气门开度保持控制，以在所述第一节气门开度保持控制结束后，在使所述节气门开度增大的过程中，再次将所述节气门开度暂时保持基本恒定。这种内燃机的节气门开度控制系统能通过第一节气门开度保持控制来有效地抑制驱动系统中起源于游隙的冲击，并且能通过第二节气门开度保持控制有效地抑制驱动系统的摇回。还可能在没有执行所述第一和第二节气门开度保持控制时，以相对高的比率增加节气门开度，同时充分地抑制驱动系统中起源于游隙的冲击和所述驱动系统的摇回。因此，在车辆从减速状态加速时，使所述控制系统抑制加速冲击和快速响应达到高水平。
[0011]在内燃机的节气门开度控制系统中，在发动机转速低于所述驱动系统的输入轴转速时，可以开始所述第一节气门开度保持控制；以及在所述发动机转速变为等于或高于所述输入轴转速后，可以开始所述第二节气门开度保持控制。
[0012]在内燃机的节气门开度控制系统中，在发动机转速低于所述驱动系统的输入轴转速时，能开始所述第一节气门开度保持控制；以及在所述发动机转速变为大于或高于所述输入轴转速后，能开始所述第二节气门开度保持控制。因为所述第一和第二节气门开度保持控制能在适当的时间分别开始，所以能进一步抑制从驱动系统中的游隙产生的冲击和驱动系统的摇回，或将其减少到较小水平。
[0013]所述内燃机的节气门开度控制系统可以进一步包括保持时间控制器件，用于在所述第二节气门开度保持控制下，依照所述驱动系统的扭转振动的共振频率，来设定所述节气门开度基本保持恒定的节气门开度保持时间。
[0014]所述内燃机的节气门开度控制系统在所述第二节气门开度保持控制下，依照所述驱动系统的扭转振动的共振频率，来设定所述节气门开度基本保持恒定的节气门开度保持时间。在这种方式中，能进一步减少或抑制由于驱动系统的摇回引起的驱动轴扭矩的变化。
[0015]在内燃机的节气门开度控制系统中，所述驱动系统包括具有多个档位或速度比的变速器；以及可以进一步设置保持时间控制器件，用于在所述第二节气门开度保持控制下，设定所述节气门开度基本保持恒定的节气门开度保持时间，以使随着所述变速器处于更高速档位或速度比，所述节气门开度保持时间变得更短。
[0016]所述内燃机的节气门开度控制系统能在所述第二节气门开度保持控制下，设定所述节气门开度基本保持恒定的节气门开度保持时间，以使随着所述变速器处于更高速档位或速度比，所述节气门开度保持时间变得更短。随着所述变速器处于更高速档位或者建立了更小的速度比，所述驱动系统的扭转振动的共振频率变高，并且共振周期变短。因为考虑到这个事实，能控制第二节气门开度保持控制的节气门开度保持时间，所以能进一步将所述驱动系统的摇回抑制到较小的水平。
[0017]在所述内燃机的节气门开度控制系统中，在由所述驱动系统的摇回引起的驱动轴扭矩变化的第一峰值出现之前，可以结束所述第二节气门开度保持控制。
[0018]在所述内燃机的节气门开度控制系统中，在由所述驱动系统的摇回引起的驱动轴扭矩变化的第一峰值出现之前，能够结束所述第二节气门开度保持控制。在这种方式中，由于第二节气门开度保持控制结束之后节气门开度增加，发动机扭矩的增加正时能确实地与由于驱动系统的摇回引起的驱动轴扭矩变化的第一波谷出现的正时一致。从而在所述驱动轴扭矩变化的第一波谷处，可能以更高可靠性抑制或防止驱动轴扭矩的下落。因此，能将由于所述驱动系统的摇回引起的加速冲击减少到较小的水平。
[0019]在所述内燃机的节气门开度控制系统中，所述驱动系统可以包括具有多个档位或速度比的变速器，以及可以进一步设置指定开度设定器件，其基于所述变速器的既定档位或速度比以及发动机转速，在所述第二节气门开度保持控制下，设定所述节气门开度基本保持的指定节气门开度。
[0020]在所述内燃机的节气门开度控制系统中，在所述第二节气门开度保持控制下，节气门开度基本保持的指定节气门开度能基于所述变速器的既定档位或速度比以及发动机转速。因为能将用在第二节气门开度保持控制中的指定节气门开度设定为用于既定的档位或速度比以及发动机转速的最佳值，所以使所述控制系统抑制驱动系统的摇回和快速响应达到较高水平。
[0021]在所述内燃机的节气门开度控制系统中，所述驱动系统可以包括具有多个档位或速度比的变速器，以及可以进一步设置开度增加率设定器件，其基于所述变速器的既定档位或速度比，在所述第二节气门开度保持控制结束后，设定所述节气门开度的增加率。
[0022]在所述内燃机的节气门开度控制系统中，在第二节气门开度保持控制结束后，所述节气门开度增加率能基于变速器的既定档位或速度比。因为在第二节气门开度保持控制结束后，能将所述节气门开度增加率设定为用于既定档位或速度比的最佳值，所以使所述控制系统抑制驱动系统的摇回和快速响应达到较高水平。
[0023]在所述内燃机的节气门开度控制系统中，所述驱动系统可以包括具有多个档位或速度比的变速器，以及可以进一步设置器件，其基于所述变速器的既定档位或速度比以及发动机转速中的至少一个，设定以下中的至少一项：指定节气门开度，在所述第一节气门开度保持控制下，将所述节气门开度基本保持在所述指定节气门开度；节气门开度保持时间，在所述第一节气门开度保持控制下，在所述节气门开度保持时间，将所述节气门开度保持基本恒定；和在所述第一节气门开度保持控制和所述第二节气门开度保持控制之间的期间内的节气门开度的增加率。
[0024]在所述内燃机的节气门开度控制系统中，能基于所述变速器的既定档位或速度比以及发动机转速中的至少一个，设定以下中的至少一项：指定节气门开度，在所述第一节气门开度保持控制下，将所述节气门开度基本保持在所述指定节气门开度；节气门开度保持时间，在所述第一节气门开度保持控制下，在所述节气门开度保持时间，将所述节气门开度保持基本恒定；和在所述第一节气门开度保持控制和所述第二节气门开度保持控制之间的期间内的节气门开度的增加率。因为依照既定档位或速度比和/或发动机转速，能更合适地控制节气门开度，所以使所述控制系统抑制加速冲击和快速响应达到更高水平。
[0025]在所述内燃机的节气门开度控制系统中，所述驱动系统可以包括具有多个档位或速度比的变速器；以及可以进一步设置：转速差检测器件，用于检测发动机转速和所述驱动系统的输入轴转速之间的转速差；和保持时间设定器件，其基于所述变速器的既定档位或速度比，在所述第一节气门开度保持控制下，设定节气门开度保持时间，在所述节气门开度保持时间，将所述节气门开度保持基本恒定。在该控制系统中，在所述转速差变为等于0的第一条件和由所述保持时间设定器件设定的所述节气门开度保持时间到期的第二条件中的一个先成立时，结束所述第一节气门开度保持控制。
[0026]在所述内燃机的节气门开度控制系统中，在发动机转速和所述驱动系统的输入轴转速之间的转速差变为等于0的条件，和基于所述变速器的档位或速度比设定的所述节气门开度保持时间到期的条件中的一个先成立时，能结束所述第一节气门开度保持控制。因此，使所述控制系统达到抑制驱动系统中起源于游隙的冲击和较高可靠性的快速响应。
[0027]所述内燃机的节气门开度控制系统可以进一步包括校正器件，其基于加速器操作量，校正以下中的至少一项：第一指定节气门开度，在所述第一节气门开度保持控制下，将所述节气门开度基本保持在所述第一指定节气门开度；节气门开度保持时间，在所述第一节气门开度保持控制下，在所述节气门开度保持时间，将所述节气门开度保持基本恒定；在所述第一节气门开度保持控制和所述第二节气门开度保持控制之间的期间内的节气门开度的增加率；第二指定节气门开度，在所述第二节气门开度保持控制下，将所述节气门开度基本保持在所述第二指定节气门开度；和在所述第二节气门开度保持控制结束后，所述节气门开度的增加率。
[0028]在所述内燃机的节气门开度控制系统中，基于加速器操作量，即，加速踏板的踏入量，能校正以下中的至少一项：第一指定节气门开度，在所述第一节气门开度保持控制下，将所述节气门开度基本保持在所述第一指定节气门开度；节气门开度保持时间，在所述第一节气门开度保持控制下，在所述节气门开度保持时间，将所述节气门开度保持基本恒定；在所述第一节气门开度保持控制和所述第二节气门开度保持控制之间的期间内的节气门开度的增加率；第二指定节气门开度，在所述第二节气门开度保持控制下，将所述节气门开度基本保持在所述第二指定节气门开度；和在所述第二节气门开度保持控制结束后，所述节气门开度的增加率。在这种方式中，能依照加速器操作量表示的驾驶员的需要，来校正所述节气门开度，从而能进一步地改善快速响应和抑制加速冲击中更重要的一个。因此，能进一步改善驾驶性能。
[0029]所述内燃机的节气门开度控制系统可以进一步包括节气门开度减少器件，用于在所述第一节气门开度保持控制结束后，暂时减少所述节气门开度。
[0030]本发明的第二方案涉及一种内燃机的节气门开度控制方法，所述内燃机安装在车辆上并且通过驱动系统驱动车辆。所述方法包括：第一步骤，在所述车辆处于减速状态，踏下加速踏板时，增加所述节气门开度的过程中，将所述节气门开度暂时地保持基本恒定；和第二步骤，在所述第一步骤结束后，在使所述节气门开度增大的过程中，再次将所述节气门开度暂时保持基本恒定。
附图说明
[0031]从下面结合附图对优选实施例的描述，本发明的上述和进一步的目的、特征和优点将变得清楚，在所述附图中，相同的附图标记用于代表相同的部件，其中：
图1为用于说明根据本发明第一实施例的系统结构的视图；
图2A到图2D为用于说明第一实施例的节气门开度控制的正时图表；
图3为表示驱动系统中的游隙和冲击力之间关系的图；
图4为示出当基于加速器操作量校正节气门开度时，所述节气门开度随着时间的改变的图；
图5为示出第一修改例的节气门开度控制的正时图表；
图6为示出第二修改例的节气门开度控制的正时图表；
图7为示出相关技术的节气门开度控制的正时图表。
具体实施方式
[0032]图1为用于说明根据本发明第一实施例的系统结构的视图。在图1中示出的用作动力源的发动机11安装在车辆上，所述车辆未图示出。气缸13形成于发动机11的气缸体12中，容纳活塞15收纳在每个气缸13中，以使活塞15能在气缸13中往复运动。每个气缸13与气缸盖14和相应的活塞15的顶面配合来限定发动机11内的燃烧室16。所述发动机11还包括用作输出轴的曲轴17，和将活塞15的往复运动转换为曲轴17的旋转运动的连杆19。
[0033]检测曲轴17的转速的发动机转速传感器20(将被称为“发动机转速NE”)放置在曲轴17的附近。
[0034]同时，与燃烧室16相通的进气口22和排气口23设置在气缸盖14中。进气阀24和排气阀25分别安装在进气口22和排气口23中。提供进气通路26a的进气歧管26连接到进气口22，并且所述进气歧管26设置有浪涌调整槽27。将燃料喷射入进气口22的喷射器28安装在靠近气缸盖14的、进气歧管26的一个端部，从而能将空气和燃料的混合物通过进气口22供应到燃烧室16。
[0035]用于调整供应到燃烧室16的进气量的电子控制节气门36(下文简称为“节气门”)设置在浪涌调整槽27上游的进气通路26a中。设置节气门电动机37用于以控制的方式开启和关闭节气门36。稍后将描述依照来自ECU40的信号电动地控制节气门电动机37的驱动。设置节气门传感器37a以监视节气门36的开度(将称为“节气门开度”)，并将得到的结果发送到ECU40。
[0036]发动机11的每个气缸设置的火花塞32电连接到点火线圈33和点火器34。基于来自ECU40的点火信号，所述点火器34将电流传输经过点火线圈33的初级线圈，和停止电流的通过，从而当到所述初级线圈的电流中断或停止时，利用在次级线圈感应的高电压，所述点火线圈33引起在火花塞32中发生火花放电。即，响应从ECU40传输到点火器34的点火信号，火花塞32执行点火。
[0037]在操作中，将通过空气滤清器引入的外部空气经过进气歧管26吸入发动机11中。在引入外部空气时，从每个喷射器28喷射燃料，从而在进气行程，与进气阀24的开启同步，将外部空气和燃料的混合物供应给相应的燃烧室16。然后致动火花塞32以点燃供应给燃烧室16的空气-燃料混合物，从而混合物爆炸并且燃烧，以因此产生用于发动机11的驱动力。在爆炸和燃烧后，在排气行程，与排气阀25的开启同步，将排气供应给排气管，并且所述排气从排气管排放到车辆外部。
[0038]应该理解，所述发动机11并不局限于如图1中所示的进气口喷射型发动机，而是可以是缸内或是将燃料从安装在每个气缸内的喷射器直接喷射进燃烧室16的直接喷射型发动机。
[0039]在加速踏板38附近设置有用于检测加速踏板38的踏入量(将称为“加速器操作量”)的加速行程传感器39。
[0040]包括变矩器41的自动变速器44连接到发动机11。更确切地，发动机11的曲轴17连接到变矩器41的油泵叶轮46，以使两个部件17、41一体旋转。变矩器41的汽轮机涡轮(turbine runner)47连接到通向自动变速器44的齿轮装置(或变速齿轮机构)的输入轴42，从而两个部件47、42一体旋转。
[0041]涡轮转速传感器43设置在输入轴42的附近，所述涡轮转速传感器43用于检测输入轴42的转速，即，汽轮机涡轮47的转速(将被称为“涡轮转速NT”)。同样，自动变速器44设置有档位传感器45，用于检测变速器44的当前选择的或既定的档位。
[0042]通过差动齿轮装置(未图示出)和驱动轴(未图示出)，自动变速器44的输出轴48连接到驱动轮(未图示出)。在本实施例中，上述自动变速器44、差动齿轮装置、驱动轴和其它构件构成了车辆的驱动系统(或传动系)。
[0043]用作控制装置的ECU(电子控制模块)40是逻辑电路，所述逻辑电路包括中央处理器(CPU)、存储某些控制程序等的ROM、暂时存储CPU操作结果等的RAM、备份RAM和其它构件。所述CPU、ROM、RAM和备份RAM通过总线彼此连接，并且连接到外部输入电路和外部输出电路。上述各种传感器和执行器电连接到所述ECU40。
[0044]在本实施例中，基于从包括加速行程传感器39、发动机转速传感器20、涡轮转速传感器43和档位传感器45的各传感器接收的输入值，ECU40控制节气门电动机37的驱动。
[0045]当驱动节气门电动机37并且节气门开度改变时，由于空气运送的延迟，相对于节气门开度的改变，吸入燃烧室16的进气量稍微延迟一点改变。即，发动机11的扭矩和发动机转速NE相对于节气门开度的改变稍微延迟一点改变。
[0046]图2A到图2D为用于说明第一实施例的节气门开度控制的正时图表。图7为用于说明相关技术的节气门开度控制的正时图表。在说明本实施例的节气门开度控制之前，将结合图7解释相关技术的节气门开度控制，从而能容易地和清楚地理解本实施例的工作和效果。
[0047]如图7所示，当在踏下加速踏板而车辆处于减速状态(释放加速踏板)时，执行相关技术的节气门开度控制，以便以预定比率逐渐增加节气门开度。在这种情况下，随着节气门开度增加率减小，加速冲击能较大程度地降低，但是在加速踏板的踏下和车辆加速的增加之间的时滞增加，即，响应变差。如果所述节气门开度的增加率增加，即，所述节气门开度以更高比率增加，则改善所述响应，但是更容易发生加速冲击。因此，相关技术的节气门开度控制很难达到既抑制加速冲击又快速响应。
[0048]在另一方面，本实施例的节气门开度控制有可能提供快速响应，同时有效地抑制加速冲击。参考图2A到图2D，将说明本发明的节气门开度控制。
[0049]在图2A-2D中，在时间t1处和之前，车辆处于释放加速踏板的减速状态(或发动机制动状态)。在所示减速状态，发动机转速NE低于涡轮转速NT。在图2A-2D中，在时间t1，从上述的减速状态踏下加速踏板38，所述加速器操作量开始增加。
[0050]基于所示加速器操作量计算图2D中虚线表示的目标节气门开度。在节气门开度控制中，使得所述节气门开度最终等于目标节气门开度。在本实施例中，如图2D所示，当所述节气门开度从0°增加到所述目标节气门开度时，执行暂时保持所述节气门开度恒定的第一节气门开度保持控制(时间t2到t3)，在第一节气门开度保持控制之后，执行再次将所述节气门开度暂时保持恒定的第二节气门开度保持控制(时间t4到t5)。
[0051]第一节气门开度保持控制执行第一节气门开度保持控制(时间t2到t3)，以便抑制或减少起源于所述驱动系统中的游隙的冲击。如上所述，因为在车辆减速期间发动机转速NE低于涡轮转速NT，在包括自动变速器44的齿轮装置和差动齿轮装置的驱动系统中存在的游隙(或背隙)没有被填充或吸收。随着发动机转速NE从这个状态增加，在发动机转速NE超过涡轮转速NT的时刻，在驱动系统中的游隙被吸收或移除。如图2A所示，在完成吸收(移除)驱动系统中的游隙时(在时间t3)，车辆进入到驱动状态，在该状态中所述发动机扭矩被传输到驱动轴，并且所述驱动轴扭矩在正向开始从零增加。
[0052]当发动机转速NE超过涡轮转速NT的时刻，在所述驱动系统中的游隙被吸收或移除，并且由于所述游隙的移除，发生冲击(其在本说明书中将被称为“驱动系统起源于游隙的冲击”)。为了抑制所述驱动系统起源于游隙的冲击，可以减少在发动机转速NE超过涡轮转速NT的时刻，发动机转速的增加率。此时，在踏下所述加速踏板之后，可以减少所述节气门开度的增加率，从而防止发动机扭矩增加太快。
[0053]然而，如果减少了所述节气门开度的增加率，即使在踏下加速踏板后，较少可能将空气引入发动机11，则导致在加速踏板的踏下和发动机扭矩的产生之间时滞的增加。即，所述响应变差。
[0054]因此，在本实施例中，在响应踏下加速踏板将节气门开度快速地增加到第一指定开度TA1后，如图2D所示，所述ECU40执行暂时将节气门开度保持在TA1的控制。在本说明书中，这个控制被称为“第一节气门开度保持控制”。
[0055]根据上述控制，在踏下所述加速踏板后，所述节气门开度快速地增加到第一指定开度TA1，从而能在短时间内将足够的空气量供应给到发动机11。结果，能缩短在加速踏板的踏下和发动机产生扭矩的时间(即，当发动机转速NE开始增加时)之间的时滞，并且能获得快速的响应。
[0056]在所述节气门开度已经增加到第一指定开度TA1的时间点(时间t2)，所述发动机转速NE仍然低于涡轮转速NT。根据第一节气门开度保持控制，在NE低于NT的条件下，将所述节气门开度暂时保持在所述第一指定开度TA1，并且，因此，能暂时减少发动机转速NE的增加率。即，在发动机转速NE超过涡轮转速NT的时刻，即，当吸收或移除了在所述驱动系统中的游隙时，能减少发动机转速的增加率。因此，能有效地抑制上述驱动系统起源于游隙的冲击。
[0057]基于自动变速器44的档位和发动机转速NE，优选地设定在第一节气门开度保持控制期间，所述节气门开度所保持的第一指定开度TA1。通过基于所述档位和发动机转速NE设定第一指定开度TA1，可能将开度TA1设定为适合档位和发动机转速NE的最佳度数，因此使抑制驱动系统起源于游隙的冲击和快速响应达到更高水平。在这种情况下，优选地将第一指定节气门开度TA1设定为路面负荷开度。所述路面负荷开度是驱动力和行驶阻力彼此平衡的稳定状态的节气门开度，并且依照所述档位和发动机转速NE能预先根据实验或理论获得。
[0058]在基于所述档位和发动机转速NE设定第一指定节气门开度TA1的情况下，ECU40预先存储定义每个档位的发动机转速NE和第一指定开度TA1之间关系的设定表。在这种情况下，基于档位传感器45检测的档位和发动机转速传感器20检测的发动机转速NE，ECU40可以参考所述设定表设定第一指定开度TA1。
[0059]当第一节气门开度保持控制结束时(在时间t3)，如图2D所示，所述ECU40再次开始增加所述节气门开度，以便增加驱动轴扭矩和给予车辆驾驶员或操作者加速的感觉。在这种情况下，优选地，以下述方式控制第一节气门开度保持控制的结束正时。
[0060]结束第一节气门开度保持控制的条件1如上所述，当发动机转速NE超过涡轮转速NT时，能确定已经完成在所述驱动系统中的游隙的吸收，即，在所述驱动系统中的游隙已经被完全移除了。如果在所述驱动系统中的游隙的吸收完成之后立即再次开始增加节气门开度，则可能提供快速响应，同时抑制所述驱动系统起源于游隙的冲击。因此，基于发动机转速传感器20和涡轮转速传感器43的检测值，ECU40监视发动机转速NE和涡轮转速NT之间的转速差，并且当所述转速差变得等于0时，ECU40结束第一节气门开度保持控制。
[0061]结束第一节气门开度保持控制的条件2如果应用上述条件1，则在所述发动机转速NE变得高于涡轮转速NT需要时间的情况下，所述节气门开度再次开始增加的时间(时间t3)被延迟。因此，在本实施例中，给每个档位预先设定将节气门开度保持在第一指定开度TA1的时段(将被称为“开度保持时间”)，当从第一节气门开度保持控制开始的点(时间t2)经过的时间达到所述开度保持时间时，ECU40结束第一节气门开度保持控制，而不需要等到发动机转速NE和涡轮转速NT之间的差变得等于0。这种设置能确实地避免节气门开度再次开始增加的正时(时间t3)的延迟，从而确保进一步改善响应。就此而论，驱动系统起源于游隙的冲击的水平从一个档位到另一个档位不同。因此，对于每个档位，优选地预先将所述开度保持时间设定为足够抑制驱动系统起源于游隙的冲击的足够大的长度。应用用于结束第一节气门开度保持控制的条件2，即，在发动机转速NE以相对较低的比率增加的情况下，在发动机转速NE和涡轮转速NT之间的差变为等于0之前，预设的开度保持时间到期。在这种情况下，即使ECU40结束第一节气门开度保持控制，而不需等到发动机转速NE和涡轮转速NT之间的差变得等于0，也不会发生大的驱动系统起源于游隙的冲击。
[0062]在本实施例中，应用了上述结束条件1和2，在两个条件中的一个先成立时，结束所述第一节气门开度保持控制。以这种设置，能以较高可靠性达到驱动系统起源于游隙的冲击和快速响应。然而，可以理解的是本发明并不局限于上述有关第一节气门开度保持控制结束的控制。例如，可以只使用上述结束条件1和2之一，结束所述第一节气门开度保持控制。
[0063]如图2D所示，一旦所述第一节气门开度保持控制结束(在时间t3)，则ECU40再次开始增加所述节气门开度。结果，所述发动机扭矩增加，并且随着发动机扭矩增加，驱动轴扭矩开始增加。从而，在所述第一节气门开度保持控制结束之后，所述节气门开度的增加率极大地影响驾驶员对加速的感觉。因此，在本实施例中，理想的在所述第一节气门开度保持控制结束之后，给每个档位设定所述节气门开度的增加率，从而所述车辆加速以适合每个档位的比率而变化(增加)。更确切地，可以给每个档位预先设定ECU40的每个计算周期所增加的节气门开度量(即，节气门开度增量)，从而能对每个档位所述节气门开度的增加率进行控制。依照发动机转速NE和既定档位，在结束第一节气门开度保持控制之后，也可以设定所述节气门开度的增加率。
[0064]由于传动系的摇回引起的加速冲击当完成吸收或移除在所述驱动系统中的游隙，并且开始将发动机扭矩(正扭矩)传输到所述驱动系统时，所述驱动系统(特别是驱动轴)进入到扭转状态。当驱动系统从所述扭转状态恢复时，从所述驱动系统产生的反作用力引起所述驱动系统的摇回。图3为表示所述驱动系统中的游隙和冲击力之间关系的图。如图3的区域I所示，如果将正扭矩施加到所述驱动系统以引起所述系统的扭转，则如图3的II所示，所述驱动系统以与扭转力相同的力摇回。当车辆从减速状态加速时，除了上述驱动系统起源于游隙的冲击之外，还发生传输到车辆的、由于驱动系统的摇回引起的加速冲击。
[0065]第二节气门开度保持控制执行第二节气门开度保持控制(图2D中的时间t4到t5)，以便抑制上述由于驱动系统的摇回引起的加速冲击。开始，将说明没有执行所述控制的情况，从而能容易且清楚地理解第二节气门开度保持控制的工作和效果。
[0066]图2A和图2B中的虚线分别表示在没有执行第二节气门开度保持控制的情况下(比较例)的驱动轴扭矩和发动机转速NE。在所述比较例中，如图2A所示，所述驱动轴扭矩发生由所述驱动系统的摇回引起的周期性的变化。所述扭矩的变化被传输到车辆而产生加速冲击。
[0067]另一方面，在本实施例中，在所述发动机转速NE超过涡轮转速NT后所述节气门开度增加的过程中，执行暂时将所述节气门开度保持在第二指定开度TA2的控制(时间t4到t5)。这个控制是所述第二节气门开度保持控制。通过将所述节气门暂时保持在第二指定开度TA2，可能暂时抑制所述发动机扭矩的增加。结果，如图2A所示，能将由所述驱动系统的摇回引起的驱动轴扭矩变化的第一波峰(峰值)的高度抑制或减少到相对低的水平。
[0068]在所述第二节气门开度保持控制结束后，所述节气门开度再次开始增加(时间t5到t6)。如图2A所示，如在比较例中，因为在时间t5和时间t6之间发动机扭矩随节气门开度的增加而增加，所以防止所述驱动轴扭矩在由驱动系统的摇回引起的驱动轴扭矩的变化的第一波谷处下降。
[0069]如图2A所示，根据如上所述的第二节气门开度保持控制，能控制所述发动机扭矩以与由于驱动系统摇回引起的所述驱动轴扭矩变化相反的相位变化，以便抵消所述驱动轴扭矩的变化。以这种方式，能减少所述驱动轴扭矩变化。从而，能有效地抑制由于所述驱动系统的摇回引起的加速冲击。如图2B所示，由于所述驱动轴扭矩变化减少，发动机转速NE的变化也减少。
[0070]因为所述第二节气门开度保持控制提供上述抵消所述驱动轴扭矩变化的效果，所以能极为有效地抑制所述驱动系统的摇回。因此，在本实施例中，即使在第二节气门开度保持控制之前和之后，所述节气门开度以相对高的比率增加，也能有效地抑制加速冲击。因此，可能在短时间内将节气门开度增加到最终目标开度，确保快速响应，同时抑制驱动系统的摇回。
[0071]基于自动变速器44的既定档位和发动机转速NE，在所述第二节气门开度保持控制下，优选地设定将所述节气门开度保持在第二指定节气门开度TA2。以这种方式，依照当前既定档位和发动机转速NE，能将第二指定开度TA2设定为以与驱动轴扭矩的变化相反的相位来改变发动机扭矩的最优度数。因此，可能使抑制所述驱动系统的摇回和快速响应达到更高水平。
[0072]当基于所述既定档位和发动机转速NE，设定所述第二指定节气门开度TA2时，所述ECU40预先存储定义对于每个档位的发动机转速NE和第二指定开度TA2之间的关系的设定表。参考这个设定表，所述ECU40可以基于当前既定档位和发动机转速NE设定所述第二指定开度TA2。
[0073]优选地以下面的方式控制所述第二节气门开度保持控制的结束正时(时间t5)。首先，优选的是在由驱动系统的摇回引起的驱动轴扭矩变化中出现第一次波峰(峰值)处的时间(t6)之前结束所述第二节气门开度保持控制。以这种方式，能确保在结束第二节气门开度保持控制之后，由于所述节气门开度增加(时间t5到t6)引起的发动机扭矩的增加的正时，与由于驱动系统的摇回引起的驱动轴扭矩变化的第一波谷的出现的正时一致。因此，可能以更高可靠性抑制或防止在驱动轴扭矩变化的第一波谷处的驱动轴扭矩的下降，并且将由于驱动系统的摇回引起的加速冲击减少到较小水平。
[0074]同时，由于所述驱动系统的摇回引起的驱动轴扭矩变化的周期T(图2A)表达为T＝1/f，其中f表示所述驱动轴的扭转振动的共振频率。当所述自动变速器44处于较高速档位(具有较小的速度比)时，所述驱动系统的扭转共振频率f趋向于较高。即，所述自动变速器44处于越高速的档位，所述驱动轴扭矩变化的周期T越短。因此，当所述自动变速器44处于较高速档位时，优选地使得第二节气门开度保持控制的结束正时更早。换句话说，随着所述驱动系统的扭转振动的共振频率越高，优选地，使得第二节气门开度保持控制的结束正时越早。
[0075]因此，在本实施例中，优选地，ECU40预先设定关于每个档位的第二节气门开度保持控制的开度控制时间，从而随着自动变速器44处于更高速的档位，所述开度保持时间变得越短，和当从第二节气门开度保持控制开始的时间(t4)所经过的时间达到预设的开度保持时间时，ECU40结束所述第二节气门开度保持控制。因此，能更有效地抑制由于所述驱动系统的摇回引起的加速冲击。
[0076]在本实施例中，还优选的是，基于所述自动变速器44的既定档位，在结束第二节气门开度保持控制之后，设定所述节气门开度的增加率。以这种方式，基于当前既定档位，能将所述节气门开度的增加率设定为用于抑制由于所述驱动系统的摇回引起的驱动轴扭矩变化的最佳值。因此，本实施例的控制系统使抑制所述驱动系统的摇回和快速响应达到更高水平。更确切地，可以对每个档位预先设定ECU40的每个计算周期所增加的节气门开度量(即，节气门开度增量)，从而能对每个档位控制所述节气门开度的增加率。也可以依照发动机转速NE和既定档位，在结束第二节气门开度保持控制之后，设定所述节气门开度的增加率。
[0077]当发动机转速NE和涡轮转速NT之间的关系转换或反向时，即，当发动机转速NE超过涡轮转速NT时，可以开始所述第二节气门开度保持控制。
[0078]基于加速器操作量的校正以上说明了本实施例的节气门开度控制，可以依照加速踏板38的踏入量，校正在如上所述的方式中设定的节气门开度。这个校正将被称为“基于加速器操作量的校正”。图4示出了当执行基于加速器操作量的所述校正时，所述节气门开度的变化。图4中的粗虚线表示基于所述加速器操作量校正的节气门开度。
[0079]为使抑制加速冲击和快速响应达到高水平，理想的是以如上所述的方式设定节气门开度。然而，驾驶员的需要并不总是相同的。更确切地，当加速踏板38的踏入量大时，即使存在一些程度的加速冲击，如果驾驶员更快地感觉到加速感觉，则给予他/她更高的满意度。相反地，当加速踏板38的踏入量小时，如果将加速冲击抑制或减少到较小水平，即使响应有些延迟，也更有可能满足驾驶员的需要。因此，在加速踏板38的踏入量大的情况下，通过增加所述节气门开度或者减少开度保持时间TA1、TA2的长度，基于所述加速器操作量，通过将更多的重点放在响应上而不是抑制加速冲击，执行所述节气门开度的校正。在另一方面，在加速踏板38的踏入量小的情况下，通过减少节气门开度或者增加开度保持时间TA1、TA2的长度，通过将更多的重点放在抑制加速冲击上而不是响应，执行所述校正。
[0080]更确切地，可以通过设定随着目标节气门开度和实际节气门开度之间的差的增加而增加的校正系数和将所述节气门开度乘以所述校正系数来执行上述校正。图4示出了所述节气门开度乘以大于1的校正系数，并且因此所述节气门开度在第一节气门开度保持控制期间增加的例子。
[0081]不仅对于在第一节气门开度保持控制期间的节气门开度，而且对于在第一节气门开度保持控制中的节气门开度保持时间、在第一节气门开度保持控制和第二节气门开度保持控制之间的节气门开度的增加率、在第二节气门开度保持控制期间的节气门开度TA2、在结束所述第二节气门开度保持控制之后的节气门开度的增加率等，可以执行基于所述加速器操作量的校正。
[0082]修改例接下来，将说明示范性实施例的修改例。所述示范性实施例可以按如图5或图6所示修改。在如图5所示的第一修改例的节气门开度控制中，所述节气门开度沿着平滑曲线随时间改变，而不是和示范性实施例相关的、如图2D所示的直线。从而，通过以曲线改变节气门开度，可以执行本发明的节气门开度控制。根据本发明，没有必要将在第一节气门开度保持控制或者第二节气门开度保持控制期间的既定节气门开度完全保持恒定，而是可以基本保持恒定。
[0083]在如图6所示的第二修改例的节气门开度控制中，在所述第一节气门开度保持控制下，将所述节气门开度保持恒定后，所述节气门开度暂时减少。从而，在将所述节气门开度增加到目标开度的过程期间，本发明的节气门开度控制可以使得所述节气门开度在一定时期减少一次或多次。
[0084]虽然在包括具有多个档位的多档位变速器(multiple-speedtransmission)的系统上，执行示范性实施例的控制，本发明也可以应用在包括无级变速器的系统上执行的控制。在示范性实施例中依照既定的档位来控制所述节气门开度的这个例子中，也可以代替档位，依照无级变速器的速度比来控制所述节气门开度。
[0085]在上述第一个实施例中，所述涡轮转速NT可以被看作“驱动系统的输入轴转速”。
[0086]在如上述第一实施例的系统中，通过节气门36控制供应到发动机11的进气量。然而，如果发动机11配备有能连续改变每个进气阀24的操作角度和/或提升量的可变配气相位装置，则可能通过改变进气阀24的操作角度和/或提升量，来改变供应到发动机11的进气量。在这种情况下，进气阀24的操作角度和提升量对应于节气门开度。在本说明书中，术语“节气门开度”暗指或包括所述进气阀24的操作角度和提升量。即，本发明可以应用于控制每个进气阀24的操作角度和/或提升量的控制系统，所述控制是在通过连续改变进气阀24的操作角度和/或提升量来控制进气量的系统中。
[0087]虽然结合被认为是其优选的实施例说明了本发明，可以理解，本发明并不局限于所公开的实施例或构造。相反地，本发明意图涵盖各种修改和等同设置。另外，虽然所公开的发明中的各种部件以示范性的各种结合和构造示出，但是包括或多、或少或者只有单个部件的其它结合和构造也在本发明的构思和范围内。

Claims (12)

1.一种内燃机的节气门开度控制系统(40)，所述内燃机安装在车辆上并且通过驱动系统驱动所述车辆，所述节气门开度控制系统的特征在于，包括：
第一节气门开度保持器件，用于执行第一节气门开度保持控制，以在车辆处于减速状态，踏下加速踏板时，在使所述节气门开度增大的过程中，暂时将所述节气门开度保持基本恒定；
第二节气门开度保持器件，用于执行第二节气门开度保持控制，以在所述第一节气门开度保持控制结束后，在使所述节气门开度增大的过程中，再次将所述节气门开度暂时保持基本恒定。
2.如权利要求1所述的内燃机的节气门开度控制系统，其中：
在发动机转速低于所述驱动系统的输入轴转速时，开始所述第一节气门开度保持控制；以及
在所述发动机转速变为等于或大于所述输入轴转速后，开始所述第二节气门开度保持控制。
3.如权利要求1或2所述的内燃机的节气门开度控制系统，进一步包括：
保持时间控制器件，用于在所述第二节气门开度保持控制下，依照所述驱动系统的扭转振动的共振频率，来设定所述节气门开度基本保持恒定的节气门开度保持时间。
4.如权利要求1或2所述的内燃机的节气门开度控制系统，其中：
所述驱动系统包括具有多个档位或速度比的变速器；以及
进一步设置保持时间控制器件，用于在所述第二节气门开度保持控制下，设定所述节气门开度基本保持恒定的节气门开度保持时间，从而随着所述变速器处于更高速档位或速度比，使所述节气门开度保持时间变得更短。
5.如权利要求1或2所述的内燃机的节气门开度控制系统，其中，在所述驱动系统的摇回引起的驱动轴扭矩变化的第一峰值出现之前，结束所述第二节气门开度保持控制。
6.如权利要求1或2所述的内燃机的节气门开度控制系统，其中：
所述驱动系统包括具有多个档位或速度比的变速器；以及
进一步设置指定开度设定器件，其基于所述变速器的既定档位或速度比以及发动机转速，在所述第二节气门开度保持控制下，设定所述节气门开度基本保持的指定节气门开度。
7.如权利要求1或2所述的内燃机的节气门开度控制系统，其中：
所述驱动系统包括具有多个档位或速度比的变速器；以及
进一步设置开度增加率设定器件，其基于所述变速器的既定档位或速度比，在所述第二节气门开度保持控制结束后，设定所述节气门开度的增加率。
8.如权利要求1或2所述的内燃机的节气门开度控制系统，其中：
所述驱动系统包括具有多个档位或速度比的变速器；以及
进一步设置器件，其基于所述变速器的既定档位或速度比以及发动机转速中的至少一个，设定以下中的至少一项：指定节气门开度，在所述第一节气门开度保持控制下，将所述节气门开度基本保持在所述指定节气门开度；节气门开度保持时间，在所述第一节气门开度保持控制下，在所述节气门开度保持时间，将所述节气门开度保持基本恒定；和在所述第一节气门开度保持控制和所述第二节气门开度保持控制之间的期间内的所述节气门开度的增加率。
9.如权利要求1或2所述的内燃机的节气门开度控制系统，其中：
所述驱动系统包括具有多个档位或速度比的变速器；
进一步设置：转速差检测器件，用于检测发动机转速和所述驱动系统的输入轴转速之间的转速差；和保持时间设定器件，其基于所述变速器的既定档位或速度比，在所述第一节气门开度保持控制下，设定节气门开度保持时间，在所述节气门开度保持时间，将所述节气门开度保持基本恒定；以及
在所述转速差变为等于0的第一条件和由所述保持时间设定器件设定的所述节气门开度保持时间到期的第二条件中的一个先成立时，结束所述第一节气门开度保持控制。
10.如权利要求1或2所述的内燃机的节气门开度控制系统，进一步包括：
校正器件，其基于加速器操作量，校正以下中的至少一项：第一指定节气门开度，在所述第一节气门开度保持控制下，将所述节气门开度基本保持在所述指定节气门开度；节气门开度保持时间，在所述第一节气门开度保持控制下，在所述节气门开度保持时间，将所述节气门开度保持基本恒定；在所述第一节气门开度保持控制和所述第二节气门开度保持控制之间的期间内的节气门开度的增加率；第二指定节气门开度，在所述第二节气门开度保持控制下，将所述节气门开度基本保持在所述第二指定节气门开度；和在所述第二节气门开度保持控制结束后，所述节气门开度的增加率。
11.如权利要求1或2所述的内燃机的节气门开度控制系统，进一步包括：
节气门开度减少器件，用于在所述第一节气门开度保持控制结束后，暂时减少所述节气门开度。
12.一种内燃机的节气门开度控制方法，所述内燃机安装在车辆上并且通过驱动系统驱动所述车辆，所述方法的特征在于，包括：
第一步骤，在所述车辆处于减速状态，踏下加速踏板时，增加所述节气门开度的过程中，将所述节气门开度暂时地保持基本恒定；和
第二步骤，在所述第一步骤结束后，在使所述节气门开度增大的过程中，再次将所述节气门开度暂时保持基本恒定。
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