CN101644194B - 在标量用于传统动力传动系的驾驶员踏板中包括快速扭矩致动器的方法 - Google Patents

在标量用于传统动力传动系的驾驶员踏板中包括快速扭矩致动器的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101644194B
CN101644194B CN200910149784.3A CN200910149784A CN101644194B CN 101644194 B CN101644194 B CN 101644194B CN 200910149784 A CN200910149784 A CN 200910149784A CN 101644194 B CN101644194 B CN 101644194B
Authority
CN
China
Prior art keywords
driver
torsion
moment
torque
module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN200910149784.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101644194A (zh
Inventor
C·E·怀特尼
K·波奇纳
T·R·舒普
V·梅塔
N·金
R·W·范迪彭
R·C·小西蒙
E·M·斯图尔特
J·卢
E·特罗普舒格
J·伯纳兹
H·奥斯沃德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN101644194A publication Critical patent/CN101644194A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101644194B publication Critical patent/CN101644194B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/105—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the function converting demand to actuation, e.g. a map indicating relations between an accelerator pedal position and throttle valve opening or target engine torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497—With detection of the mechanical response of the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • F02D2250/26—Control of the engine output torque by applying a torque limit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine

Abstract

一种发动机控制系统包括踏板扭矩确定模块，驾驶员解释模块，以及致动模块。踏板扭矩确定模块基于在零加速踏板位置时的期望发动机扭矩和用于发动机系统的最小扭矩限值确定零踏板扭矩。驾驶员解释模块基于零踏板扭矩和加速踏板位置确定驾驶员踏板扭矩。致动模块基于驾驶员踏板扭矩控制节流面积，点火定时，燃油指令中的至少一个。

Description

在标量用于传统动力传动系的驾驶员踏板中包括快速扭矩致动器的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2008年5月1日提交的，申请号为61/049,520的美国临时专利申请的优先权。上述申请的公开内容在此通过引用将其全部并入。
技术领域
本发明涉及发动机扭矩控制，更具体地是涉及通过驾驶员踏板的发动机扭矩控制。
背景技术
在这里提供的背景技术说明总体上是为了介绍本公开的来龙去脉。一定程度上在该背景技术部分中描述的本发明人的工作，以及在提出时不能作为现有技术的一些描述，既不明确地也不含蓄地表示为本公开的先有技术。
内燃机在气缸内燃烧空气和燃料的混合物以驱动活塞，从而产生驱动扭矩。进入发动机的气流通过节流阀进行调节。更具体地，节流阀调节节流面积以增大或减小进入发动机的气流。进入发动机的气流随着节流面积的增大而增加。燃料控制系统调节所要喷射的燃料比率以向气缸提供期望的空气/燃料混合物。增加进入气缸的空气和燃料会提高发动机的输出扭矩。
业已开发了发动机控制系统来控制发动机扭矩输出以获得期望的预测扭矩。然而，传统的发动机控制系统没有像期望的那样精确地控制发动机扭矩输出。此外，传统的发动机控制系统不能如期望的那样快速响应控制信号或者在影响发动机扭矩输出的不同装置之间协调发动机扭矩控制。
发明内容
一种发动机控制系统包括踏板扭矩确定模块，驾驶员解释模块，以及致动模块。踏板扭矩确定模块基于在零加速踏板位置时的期望发动机扭矩和用于发动机系统的最小扭矩限值确定零踏板扭矩。驾驶员解释模块基于零踏板扭矩和加速踏板位置确定驾驶员踏板扭矩。致动模块基于驾驶员踏板扭矩控制节流面积，点火定时，燃油指令中的至少一个。
在其它特征中，基于节流面积控制节流阀；基于点火定时控制火花塞；以及基于燃油指令控制燃油喷射系统。
在其它特征中，依据在空调压缩机关闭时每缸最少空气量和用于燃烧的最小点火定时确定最小扭矩限值。
在其它特征中，踏板扭矩确定模块将零踏板扭矩限制到最小扭矩限值。
在其它特征中，驾驶员解释模块基于驾驶员踏板扭矩确定驾驶员预测扭矩请求和驾驶员实时扭矩请求。致动模块基于驾驶员预测扭矩请求调整节流面积并且基于驾驶员实时扭矩请求调整点火定时和燃油指令。
在其它特征中，驾驶员解释模块将驾驶员预测扭矩请求限制到基于最佳点火定时确定的用于发动机系统的最小空气扭矩。
在其它特征中，当驾驶员踏板扭矩小于最小空气扭矩时，驾驶员解释模块将驾驶员实时扭矩请求限制到零踏板扭矩。
在其它特征中，驾驶员解释模块将驾驶员实时扭矩请求限制到零踏板扭矩。
在其它特征中，驾驶员解释模块基于发动机速度控制模块产生的储备扭矩请求增大驾驶员预测扭矩请求。
在其它特征中，发动机控制系统还包括扭矩切断模块。当驾驶员实时扭矩请求等于零踏板扭矩时，该扭矩切断模块以预定比率使驾驶员实时扭矩请求下降到燃油切断扭矩。该燃油切断扭矩小于最小扭矩限值和零踏板扭矩。
一种发动机控制方法包括：基于在零加速踏板位置时的期望发动机扭矩和用于发动机系统的最小扭矩限值确定零踏板扭矩；基于零踏板扭矩和加速踏板位置确定驾驶员踏板扭矩；以及基于驾驶员踏板扭矩控制节流面积，点火定时，燃油指令中的至少一个。
在其它特征中，发动机控制方法还包括：基于节流面积控制节流阀；基于点火定时控制火花塞；以及基于燃油指令控制燃油喷射系统。
在其它特征中，发动机控制方法还包括：依据在空调压缩机关闭时每缸最少空气量和用于燃烧的最小点火定时确定最小扭矩限值。
在其它特征中，发动机控制方法还包括：将零踏板扭矩限制到最小扭矩限值。
在其它特征中，发动机控制方法还包括：基于驾驶员踏板扭矩确定驾驶员预测扭矩请求和驾驶员实时扭矩请求；基于驾驶员预测扭矩请求调整节流面积；以及基于驾驶员实时扭矩请求调整点火定时和燃油指令。
在其它特征中，发动机控制方法还包括：将驾驶员预测扭矩请求限制到基于最佳点火定时确定的用于发动机系统的最小空气扭矩。
在其它特征中，发动机控制方法还包括：当驾驶员踏板扭矩小于最小空气扭矩时，将驾驶员实时扭矩请求限制到零踏板扭矩。
在其它特征中，发动机控制方法还包括：将驾驶员实时扭矩请求限制到零踏板扭矩。
在其它特征中，发动机控制方法还包括：基于由发动机速度控制模块产生的储备扭矩请求增大驾驶员预测扭矩请求。
在其它特征中，发动机控制方法还包括：当驾驶员实时扭矩请求等于零踏板扭矩时，使驾驶员实时扭矩请求以预定比率下降到燃油切断扭矩。所述燃油切断扭矩小于最小扭矩限值和零踏板扭矩。
结合下文提供的详细描述可以使本发明的进一步应用变得显而易见。应该理解，详细描述以及具体示例仅作为解释的目的，而非旨在限制本发明的保护范围。
附图说明
结合附图和具体实施方式可以更清楚地理解本发明，其中：
图1是根据本发明原理的示例性发动机系统的功能框图；
图2是根据本发明原理的示例性发动机控制模块的功能框图；
图3是根据本发明原理的示例性驾驶员解释模块的功能框图；
图4是根据本发明原理的示例性车轴裁决模块的功能框图；
图5是根据本发明原理的示例性驱动扭矩裁决模块的功能框图；
图6是驾驶员扭矩相对于驾驶员解释模块的时间的曲线图，其中驾驶员扭矩仅用于调整根据本发明原理的节流面积；
图7是驾驶员扭矩相对于示例性驾驶员解释模块的时间的曲线图，其中驾驶员扭矩仅用于调整根据本发明原理的节流面积或点火提前；
图8是驾驶员扭矩相对于图7的驾驶员解释模块的时间的曲线图，其中驾驶员扭矩仅用于调整根据本发明原理的节流面积或点火提前；
图9是驾驶员扭矩相对于图3的驾驶员解释模块的时间的曲线图，其中驾驶员扭矩用于调整根据本发明原理的节流面积、点火提前或燃油指令；
图10A是由根据本发明原理的发动机控制模块执行的示例性步骤的流程图；
图10B是图10A的流程图的一部分。
具体实施方式
下面的说明内容仅仅是对发明实质的示范性说明而并不企图限制本公开，其应用，或用途。为了清楚起见，相同的附图标记在附图中被用于表示类似的部件。如本文中所用，短语A，B和C中的至少一个应该被解释为用非排它性的逻辑“或”关系表示的逻辑(A或B或C)。应该理解方法中的各个步骤可以按不同顺序执行而不会改变本发明的原理。
如本文中所用，术语模块表示专用集成电路(ASIC)，电路板，执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享处理器，专用处理器，或群组处理器)和内存，组合逻辑电路，和/或提供上述功能的其他合适的部件。
参照图1，示出了一种示例性应用的发动机系统100的功能框图。发动机系统100包括发动机102，其基于驾驶员输入模块104燃烧空气/燃料混合物以产生用于车辆的驱动扭矩。空气经由节流阀112被吸入到进气歧管110中。发动机控制模块(ECM)114指令节流阀致动器模块116调整节流阀112的开度以控制吸入进气歧管110的空气量。
来自进气歧管110的空气被吸入到发动机102气缸中。尽管发动机102可以包括多个气缸，但出于示意的目的，仅代表性的示出了一个气缸118。举例来说，发动机102可包括2，3，4，5，6，8，10，和/或12个气缸。ECM 114可命令气缸致动器模块120选择性地使某些气缸休缸以改善燃料经济性。
来自进气歧管110的空气通过进气阀112进入到气缸118中。ECM114通过燃料指令(即，燃料)控制由燃料喷射系统124喷射的燃料量。燃料喷射系统124可在中心位置处将燃料喷射到进气歧管110中或者也可在多个位置处将燃料喷射到进气歧管110中，例如每个气缸的进气阀附近。可替换地，燃料喷射系统124可直接将燃料喷射到气缸中。
喷射的燃料与空气在气缸118中混合并形成空气/燃料混合物。位于气缸118内的活塞(未示出)压缩空气/燃料混合物。基于来自ECM 114的一个信号，或者点火提前(即，点火)，点火致动器模块126向气缸118中的火花塞128供电，从而点燃空气/燃料混合物。对于活塞处于其最顶端位置的时刻需要指定点火定时，所述最顶端位置称为上死点(TDC)，在该点处空气/燃料混合物被最大化地压缩。
空气/燃料混合物燃烧驱动活塞下行，从而驱动曲轴(未示出)旋转。然后活塞再向上运动并通过排气阀130排出燃烧产物。燃烧产物经由排气系统134排出车外。
可通过进气凸轮轴140控制进气阀122，同时可通过排气凸轮轴142控制排气阀130。在不同的实施方式中，多个进气凸轮轴可控制每个气缸的多个进气阀和/或可控制多排气缸的进气阀。类似地，多个排气凸轮轴可控制每个气缸的多个排气阀和/或可控制多排气缸的排气阀。气缸致动器模块120可通过暂停供给燃料和点火和/或禁止它们的排气和/或进气阀动作来使气缸不工作。
可通过进气凸轮相位器148使进气阀122的打开时刻相对于活塞TDC改变。可通过排气凸轮相位器150使排气阀130的打开时刻相对于活塞TDC改变。相位器致动器模块158基于来自ECM 114的信号控制进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150。
发动机系统100可包括向进气歧管110提供增压空气的增压装置。例如，图1示出了一个涡轮增压器160。涡轮增压器160由从排气系统134流出的排气提供能量，并将压缩后的空气充量提供给进气歧管110。用来产生压缩空气充量的空气可从进气歧管110获得。
废气门164允许排气旁通涡轮增压器160，从而降低涡轮增压器的输出(或增压)。ECM 114经由增压致动器模块162控制涡轮增压器160。增压致动器模块162可通过控制废气门164的位置来调节涡轮增压器160的增压效果。压缩空气充量通过涡轮增压器160提供给进气歧管110。中间冷却器(未示出)可散发空气被压缩时产生的热量以及也可能因接近排气系统134而增加的热量。替代的发动机系统可包括向进气歧管110提供压缩空气并且是通过曲轴进行驱动的增压器。
发动机系统100可包括废气再循环(EGR)阀170，其选择性地使排气返回到进气歧管110。发动机系统100可利用RMP传感器180测量曲轴转速以每分钟转为单位(RPM)。可利用发动机冷却剂温度(ECT)传感器182测量发动机冷却剂的温度。ECT传感器182可位于发动机102内或冷却剂流通的其它位置处，例如散热器(未示出)。
可利用歧管绝对压力(MAP)传感器184测量进气歧管110内的压力。在不同的实施方式中，可以测量发动机真空，其中发动机真空是指环境空气压力和进气歧管110内的压力之差。可利用空气流量(MAF)传感器186测量流入到进气歧管110中的空气量。在各种实施方式中，可将MAF传感器186放置在带有节流阀112的壳体中。
节流阀致动器模块116可利用一个或多个节流阀位置传感器(TPS)190监测节流阀112的位置。可利用进气温度(IAT)传感器192测量吸入到发动机系统100中的空气的环境温度。ECM 114可根据来自各个传感器的信号作出用于发动机控制系统100的控制决定。ECM 114可与变速器控制模块194进行通信以调整变速器(未示出)中的档位。例如，ECM 114可在换档期间减小扭矩。
发动机系统100的各种控制机构(即，致动器)可改变发动机102的相应发动机参数。例如，节流阀致动器模块116可改变阀片位置(即，致动器位置)，以及节流阀112的打开面积。类似地，点火致动器模块126可控制与点火提前量相对应的致动器位置。其它致动器包括增压致动器模块162，EGR阀170，相位器致动器模块158，燃料喷射系统124，以及气缸致动器模块120。关于这些致动器的致动位置分别对应增压压力，EGR阀开度，进气和排气凸轮相位角，空燃比，工作气缸数。
现在参考图2，其示出了ECM 114的功能框图。ECM 114包括驾驶员解释模块202。驾驶员解释模块202接收来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入。例如，驾驶员输入可包括由驾驶员输入的加速踏板位置和/或驾驶员档位请求。另一种驾驶员输入可依据巡航控制，所述巡航控制可以是一种自适应巡航控制系统，其改变车速以保持预定的跟踪距离。驾驶员解释模块202基于驾驶员输入确定驾驶员预定的扭矩请求(predicted torquedriver)和驾驶员实时扭矩请求(immediate torquedriver)。
ECM 114包括车轴扭矩裁决模块204。车轴扭矩裁决模块204在来自于驾驶员解释模块202的扭矩请求和其它车轴扭矩请求之间作出裁决。车轴扭矩请求可包括在车轮滑行期间由牵引控制系统请求的扭矩减小。车轴扭矩请求也可包括扭矩请求增大以抵消负车轮打滑，在这种情况下由于车轴扭矩是负的所以车辆的轮胎相对于道路表面打滑。
车轴扭矩请求也可包括制动管理请求和车辆过速扭矩请求。制动管理请求可降低发动机扭矩以确保发动机扭矩输出不超出车辆停止时牵制车辆的制动能力。车辆过速扭矩请求可降低发动机扭矩输出以防止车辆超过预定的速度。车轴扭矩请求也可由车体稳定控制系统作出。车轴扭矩请求还可包括发动机停机请求，例如检测到紧急故障时可发出这样的请求。
车轴扭矩裁决模块204基于从接收到的扭矩请求之间作出的裁决结果输出预测扭矩和实时扭矩。预测扭矩是ECM 114准备让发动机102产生的扭矩量，其通常依据驾驶员的预测扭矩请求。实时扭矩是当前期望的扭矩量，其可低于预测扭矩。
实时扭矩可低于预测扭矩以提供扭矩储备和满足暂时扭矩减小，如下文将要详述的那样。举例来说，当车速接近过速阈值时和/或当牵引控制系统检测到车轮打滑时可请求暂时扭矩减小。
可通过改变响应迅速的发动机致动器来获得实时扭矩，同时可使用较慢的发动机致动器准备预测扭矩。例如，在气体发动机中，点火提前可被迅速调整，而空气流量和凸轮相位器位置因机械的滞后时间而响应较慢。此外，改变空气流量受进气歧管110中空气输送延迟的制约。另外，改变空气流量不会马上表现出扭矩变化，直到空气进入气缸、压缩和燃烧。
可通过调节较慢的发动机致动器发出预测扭矩以产生扭矩储备，而通过调节较快的发动机致动器来产生小于预测扭矩的实时扭矩。例如，可打开节流阀112，从而增大空气流量并准备产生预测扭矩。同时，可减小点火提前(换句话说，可延迟点火定时)，将实际发动机扭矩输出降低到实时扭矩。
可将预测和实时扭矩之间的差值称为扭矩储备。当存在扭矩储备时，可通过调节较快致动器使发动机扭矩迅速从实时扭矩增大到预测扭矩。从而无需像调节一个较慢致动器那样等待扭矩变化就可完成预测扭矩。
驱动扭矩裁决模块206接收预测扭矩和实时扭矩。驱动扭矩裁决模块206接收到的预测和实时扭矩由车轴扭矩域(车轮处的扭矩)转换为驱动扭矩域(曲轴处的扭矩)。驱动扭矩裁决模块206在包括被转换的预测和实时扭矩在内的多个驱动扭矩请求之间作出裁决。驱动扭矩裁决模块206可产生裁决预测扭矩和裁决实时扭矩。可通过从接收到的请求中选择获胜的请求来产生裁决扭矩。可替换地或另外地，可通过依据接收到的请求中的另一个或多个请求修改接收到的请求中的一个来产生裁决扭矩。
其它驱动扭矩请求可包括用于发动机过速保护的扭矩减小，用于防止熄火的扭矩增大，以及由变速器控制模块194请求的用以匹配档位的扭矩减小。驱动扭矩请求也可由离合器燃料切断产生，这样当驾驶员压下手动变速车辆中的离合器踏板时可减小发动机扭矩输出。
驱动扭矩请求还可包括发动机停机请求，这可在检测到紧急事故时启动。仅作为举例，紧急事故可包括检测到车辆失盗，起动电机、电子节流阀控制出现问题，扭矩意外增大。仅作为举例，可以总是使发动机停机请求赢得裁决，从而作为裁决扭矩输出，或者可以总是绕过裁决请求，简单地关闭发动机。驱动扭矩裁决模块206仍然接收这些关机请求，从而，例如，可以把合适的数据反馈给其它扭矩请求者。例如，可以通知其它的所有扭矩请求者它们已失去裁决权。驱动扭矩请求也可包括来自速度控制模块的扭矩请求，速度控制模块控制怠速和减速期间的发动机速度，例如当驾驶员把他们的脚从驾驶踏板上挪开时。
驱动扭矩请求还可包括离合器燃料切断，在手动变速器车辆中当驾驶员踩下离合器踏板时离合器燃料切断可减小发动机扭矩。催化剂起燃或冷起动排放过程可改变发动机的点火提前。相应的驱动扭矩请求可要求增大MAF以平衡点火提前的变化。另外，也可改变发动机的空气/燃料比率和/或发动机的空气流量，例如通过诊断侵入平衡比率试验和/或新发动机净化。相应的驱动扭矩请求也可要求补偿这些变化。
驱动扭矩请求还可包括关机请求，其可在检测到紧急事故时启动。例如，紧急事故可包括检测到车辆失盗，起动电机、电子节流阀控制出现问题，扭矩意外增大。在不同的实施方式中，各种各样的请求，例如关机请求，可以不用裁决。例如，它们可以总是赢得裁决或者可以完全不用考虑裁决。驱动扭矩裁决模块206可以总是接受这些请求从而，例如，将适当的数据反馈给其它扭矩请求者。
驱动扭矩裁决模块206在来自车轴扭矩裁决模块204的扭矩请求、RPM控制模块208的扭矩请求和其它驱动扭矩请求之间作出裁决。其它驱动扭矩请求可包括，例如，用于发动机过速保护的扭矩减小和用于防止熄火的扭矩增大。
RPM控制模块208向驱动扭矩裁决模块206输出RPM预测扭矩请求(predicted torqueRPM)和RPM实时扭矩请求(immediate torqueRPM)。当ECM114处于RPM模式时，驱动扭矩裁决模块206可简单地选择来自RPM控制模块208的扭矩请求作为获胜裁决。当驾驶员把他们的脚从加速踏板上移开时，例如当车辆处于怠速或者从较高速度向下滑行时，可选择RPM模式。替换地和另外地，当车轴扭矩裁决模块204所请求的预测扭矩小于校准扭矩值时，可选择RPM模式。
储备/负载模块220接收来自驱动扭矩裁决模块206的裁决后的预测和实时扭矩请求。不同的发动机运行状态会影响发动机扭矩输出。为了响应这些状态，储备/负载模块220可通过增大预测扭矩请求产生扭矩储备(或储备扭矩)。
例如，催化剂起燃或冷起动降低排放过程可直接改变发动机的点火提前。因此储备/负载模块220可增大预测扭矩请求来抵消点火提前对发动机扭矩输出的影响。在另一例子中，可直接改变发动机的空气/燃料比率和/或发动机的空气流量，例如通过诊断侵入平衡比率试验和/或新发动机净化。可要求相应的预测扭矩请求补偿在这些过程中发动机扭矩输出发生的变化。
储备/负载模块220也可产生用于诸如空调压缩机离合器的啮合或动力转向泵操作这样的预期负载的储备。可在驾驶员第一次请求空气调节时产生用于空调(A/C)离合器啮合的储备。然后，当A/C离合器啮合时，储备/负载模块220可将预期的A/C离合器负载加到实时扭矩请求中。有关储备扭矩的进一步讨论内容可在共同指定的2008年1月10日申请的专利申请11/972,090中找到，其发明名称为“Reserve Torque Management for Engine Speed Control”，上述申请的公开内容在此通过引用将其全部并入。
致动模块224接收来自储备/负载模块220的预测和实时扭矩请求。致动模块224确定如何完成预测和实时扭矩请求。致动模块224视具体发动机类型而定，与柴油发动机相比气体发动机具有不同的控制方案。在不同的实施方式中，致动模块224可限定该致动模块224之前的、与发动机无关的模块和与发动机有关的模块之间的边界。
例如，在气体发动机中，致动模块224可以改变节流阀112的开度，这样可以考虑大范围的扭矩控制。不过，节流阀112的打开和关闭导致扭矩相对慢的变化。休缸也可提供大范围的扭矩控制，但也一样较慢而且还会引起操作性能和排放的担心。改变点火提前是相对快速的，但不能提供大范围的扭矩控制。另外，可能伴随点火的扭矩控制量(称为点火能力)随每个气缸空气量的变化而变化。
在各种实施方式中，致动模块224可基于预测扭矩请求产生空气扭矩请求。空气扭矩请求可等于预测扭矩请求，随之调节空气流量从而通过改变其它致动器来达到预测扭矩请求。
空气控制模块228可基于空气扭矩请求为慢致动器确定期望的致动器值。例如，空气控制模块228可控制期望的歧管绝对压力(MAP)，期望的节流面积，和/或期望的每缸空气量(APC)。可以使用期望的MAP确定期望的增压，同时可以使用期望的APC确定期望的凸轮相位器位置。在各种实施方式中，空气控制模块228也可确定EGR阀170的打开量。
在气体系统中，致动模块224也可产生点火扭矩请求，气缸关闭扭矩请求，和燃料量扭矩请求。点火控制模块232可以使用点火扭矩请求确定从校准的点火提前延迟多久点火(这样降低发动机扭矩输出)。
气缸控制模块236可以使用气缸关闭扭矩请求确定多少个气缸停止工作。气缸控制模块236可以命令气缸致动器模块120使发动机102的一个或多个气缸停止工作。在各种实施方式中，可以使预定的一组气缸一起停止工作。气缸控制模块236也可以命令燃料控制模块240停止向已停止工作的气缸供给燃料并命令点火控制模块232停止为已停止工作的气缸点火。
在各种实施方式中，气缸致动器模块120可包括液压系统，其选择性地将一个或多个气缸的进气和/或排气阀与相应的凸轮轴断开连结以使那些气缸停止工作。仅作为举例，气缸致动器模块120使半数气缸的阀作为一组或者液压地连结或者断开连结。在各种实施方式中，可以通过简单地暂停向那些气缸供油来使气缸停止工作，而无需停止进气和排气阀的打开和关闭。在这样的实施方式中，可以省略气缸致动器模块120。
燃料控制模块240可使用燃料量扭矩请求来改变供给每个气缸的燃料量。仅作为举例，燃料控制模块240可确定当与每个气缸的当前空气量相结合时，进行化学计量燃烧的燃料量，。燃料控制模块240可命令燃料致动器模块124向每个工作气缸喷射该燃料量。在正常的发动机运行期间，燃料控制模块240可尽力维持化学计量的空/燃比。
燃料控制模块240既可增加燃料量使其大于化学计量值以提高发动机扭矩输出，也可减少燃料量以降低发动机扭矩输出。在各种实施方式中，燃料控制模块240可接收不同于化学计量比的期望空/燃比。然后燃料控制模块240为每个气缸确定实现期望空/燃比的燃料量。在柴油系统中，燃油量可以是用于控制发动机扭矩输出的主要致动量。
根据本发明，致动模块224可发出特定扭矩请求让节流阀112关闭刚好足以通过尽可能久的延迟点火来获得期望的实时扭矩。这样快速恢复到光前的扭矩，因为点火能够快速恢复到其产生最大扭矩的校准定时。以这样的方式，通过最大化使用响应快速的点火延迟，以最小化使用响应相对慢的节流阀修正。
可通过模式设定确定致动模块224所要实现的实时扭矩请求的方法。模式设定可被提供给致动模块224，例如通过驱动扭矩裁决模块206，模式设定可选择包括被动模式、舒适模式、最大范围模式和自动致动模式在内的模式。
在被动模式中，致动模块224可忽视实时扭矩请求并试图完成预测扭矩请求。因此致动模块224可设置点火扭矩请求，气缸关闭扭矩请求，和燃油量扭矩请求为预测扭矩请求，这样使得对应于当前发动机空气流量状态的扭矩输出最大。替换地，致动模块224可设置这些请求为预定(例如范围之外最高)值以使得不能通过点火延迟、休缸或减小燃/空比来使扭矩减小。
在舒适模式中，致动模块224可试图通过仅调节点火提前来完成实时扭矩请求。因此致动模块224可输出预测扭矩请求作为空气扭矩请求以及输出实时扭矩请求作为点火扭矩请求。点火控制模块232尽可能延迟点火以试图完成点火扭矩请求。如果期望的扭矩减小比点火储备能力(通过点火延迟可实现的扭矩减小量)大，那么不能实现扭矩减小。
在最大范围模式中，致动模块224可输出预测扭矩请求作为空气扭矩请求以及输出实时扭矩请求作为点火扭矩请求。另外，致动模块224可产生气缸关闭扭矩请求，该气缸关闭扭矩请求低到足以使点火控制模块232能完成实时扭矩请求。换言之，当单独减小点火提前不能完成实时扭矩请求时，致动模块224可减少气缸关闭扭矩请求(从而使气缸停止工作)。
在自动致动模式中，致动模块224可基于实时扭矩请求减少空气扭矩请求。例如，空气扭矩请求可仅仅降低到只要点火控制模块232通过调整点火提前能够完成实时扭矩请求即可。因此，在自动致动模式中，在完成实时扭矩请求的同时允许发动机102尽可能快地返回到预测扭矩请求。换言之，通过尽可能多地减小响应快速的点火提前使得对响应相对慢的节流阀修正的使用最小化。
扭矩预估模块244预估发动机102的扭矩输出。空气控制模块228可使用该预估扭矩执行发动机空气流量参数的闭环控制，例如节流面积，MAP，和相位器位置这些参数。仅作为举例，可以定义这样的扭矩关系(1)T＝f(APC，S，I，E，AF，OT，#)其中扭矩(T)是每缸空气量(APC)、点火提前(S)、进气凸轮相位器位置(I)、排气凸轮相位器位置(E)、空/燃比(AF)、机油温度(OT)和工作气缸数(#)的函数。可以考虑另外的变量，例如废气循环(EGR)阀的开度。
这种关系可以用方程式建模和/或作为查找表存储起来。扭矩预估模块244可基于测量的MAF和当前RPM确定APC，从而允许基于实际空气流量进行闭环空气控制。使用的进气和排气凸轮相位器位置可以实际位置为依据，因为相位器可以朝着期望位置移动。
尽管可以使用实际点火提前预估扭矩，但是当使用校准点火提前值预估扭矩时，该预估扭矩称为预估的空气扭矩。该预估的空气扭矩是如果消除点火延迟(即，点火提前被设置为校准点火提前值)在当前空气流量下发动机所能产生的扭矩预估值。
空气控制模块228可产生期望的歧管绝对压力(MAP)信号，该信号被输出给增压安排模块248。增压安排模块248利用期望MAP信号控制增压致动器模块162。然后增压致动器模块162控制一个或多个涡轮增压器和/或增压器。
空气控制模块228可产生期望的面积信号，该信号被输出给节流阀致动器模块116。然后节流阀致动器模块116调节节流阀112以产生期望的节流面积。空气控制模块228可基于反转扭矩模型和空气扭矩请求产生期望的面积信号。空气控制模块228可使用预估空气扭矩和/或MAF信号进行闭环控制。例如，可控制期望面积信号使预估空气扭矩和空气扭矩请求之间的差值最小。
空气控制模块228也可产生期望的每缸空气量(APC)信号，该信号被输出给相位器安排模块252。基于期望的APC信号和RPM信号，相位器安排模块252可利用相位器致动器模块158控制进气和/或排气凸轮相位器148和150的位置。
返回到点火控制模块232，可以对各种发动机运行状态下的点火提前值进行校准。仅作为举例，可以转用扭矩关系解决期望的点火提前。对于给定的扭矩请求(Tdes)，可基于下式确定期望的点火提前(Sdes)(2)Sdes＝T-1(Tdes，APC，I，E，AF，OT，#)这种关系可作为方程式和/或查找表嵌入。空/燃比(AF)可以是实际比率，如燃料控制模块240所指示的。
当点火提前被设置为校准的点火提前时，最终扭矩会尽可能接近平均最佳扭矩(MBT)。MBT是指对于给定的空气流量随着点火提前的增大所能产生的最大扭矩，同时使用具有比预定阈值更大的辛烷比率的燃油。发生最大扭矩的点火提前称为是MBT点火。校准的点火提前可以不同于MBT点火，因为，例如，燃油品质(例如当使用较低辛烷值的燃油时)和环境因素。因此校准点火提前时的扭矩可以小于MBT。
返回到RPM控制模块208，RPM控制模块208接收来自RPM轨迹模块210的期望RPM和来自RPM传感器180的RPM信号。RPM轨迹模块210确定用于RPM模式的期望RPM。仅作为举例，RPM轨迹模块210可输出线性地降低的RPM直到RPM达到怠速RPM。然后RPM轨迹模块210继续输出怠速RPM。在各种实施方式中，RPM轨迹模块210可产生如2002年6月18日申请的、发明名称为“System and Method of Controlling the Coastdown ofa Vehicle”的专利申请US6,405,587中所描述的功用，上述申请的公开内容在此通过引用将其全部明确地并入。
RPM控制模块208基于期望的发动机扭矩确定零踏板扭矩。在其它实施方式中，另一个模块，例如可使用独立于RPM控制模块208的零踏板扭矩确定模块(未示出)。零踏板扭矩是驾驶员不在加速踏板上时(即，当加速踏板在零加速踏板位置时)的扭矩值。
当ECM 114是RPM模式时，RPM控制模块208基于期望的RPM和实际的RPM确定期望的发动机扭矩。有关确定期望的发动机扭矩的进一步论述可在2008年10月8日申请的、发明名称为“Torque Based Engine Speed Control”的专利申请US7,463,970中找到，上述申请的公开内容在此通过引用将其全部并入。
RPM控制模块208将较小限值应用于零踏板扭矩。将较小限值规定为致动器可获得的各种最小扭矩值之一。仅作为举例，最小空气扭矩是处于可维持正常空气/燃料燃烧的每缸最少空气量和最佳点火提前这种情况下的扭矩值。
仅作为举例，最小点火扭矩是处于可维持正常燃烧的每缸最少空气量和最小点火提前这种情况下的扭矩值。仅作为举例，最小燃料切断扭矩是当不向气缸喷射燃料使气缸不工作时(例如，减速燃油切断或DFCO)的扭矩值。仅作为举例，在空调致动器关闭的情况下最小扭矩可以预先确定。
零踏板扭矩默认为是在空调致动器关闭时每缸最少空气量和最小点火提前情况下的扭矩值。零踏板扭矩可增加或减小倾斜偏移(即，δ)以缓慢改变零踏板扭矩从而使驾驶员有更好的感觉。倾斜偏移防止空调离合器状态改变时零踏板扭矩发生变化(因此发动机扭矩输出)。零踏板扭矩变化过大会依次引起沉闷声响或颠簸。受限的零踏板扭矩被提供给驾驶员解释模块202。
RPM控制模块208从例如查找表中确定所需的最小扭矩(即，Tmin)以维持期望的RPM并防止发动机熄火。仅作为举例，可以将零踏板扭矩和储备扭矩之和确定为最小扭矩。RPM控制模块输出最小扭矩到车轴扭矩裁决模块204和驱动扭矩裁决模块206用于限制预测扭矩请求。
ECM 114还包括扭矩切断模块218，扭矩切断模块218接收来自驾驶员解释模块202的实时扭矩和来自RPM控制模块208的零踏板扭矩。扭矩切断模块218可布置在所示的位置处或其它位置处，例如驾驶员解释模块202或致动模块224(未示出)内。通过驾驶员解释模块202，RPM控制模块208，或者扭矩切断模块218，零踏板扭矩可以从驱动扭矩转化为车轴扭矩。
扭矩切断模块218基于驾驶员实时扭矩请求和零踏板扭矩确定ECM 114是否是DFCO模式。仅作为举例，当驾驶员实时扭矩请求等于零踏板扭矩时(在车轴扭矩域内)，可启动DFCO模式。在这种情况下，驾驶员实时扭矩请求作为启动DFCO模式的标准。
当启动DFCO模式时，扭矩切断模块218确定停止工作气缸的实时扭矩(immediate torqueDFCO)。这个扭矩，该停止工作气缸的扭矩称为DFCO扭矩。当启动DFCO模式时，扭矩切断模块218可从驾驶员实时扭矩请求倾斜下降到扭矩切断实时扭矩。当关闭DFCO模式时，扭矩切断模块218使实时扭矩以倾斜方式达到驾驶员解释模块202发出的驾驶员实时扭矩请求。扭矩切断模块218向车轴扭矩裁决模块204输出DFCO扭矩。
现在参看图3，其示出了一种驾驶员解释模块202的示例性实施方式的功能框图。驾驶员解释模块202包括驾驶员踏板扭矩模块302，发动机向车轴转换模块304，驾驶员扭矩裁决模块306，和驾驶员扭矩确定模块308。驾驶员踏板扭矩模块302接收驾驶员输入，零踏板扭矩，和由RPM控制模块208为零踏板扭矩确定的扭矩修正因子(即，Tcorr)，以及实际RPM。在另一实施方式中，为车速确定扭矩修正因子。
驾驶员踏板扭矩模块302确定驾驶员踏板扭矩(即，驾驶员通过驾驶员输入请求的扭矩值)。驾驶员踏板扭矩模块302基于驾驶员输入、零踏板扭矩、扭矩修正因子和实际RPM确定驾驶员踏板扭矩。仅作为举例，可根据下述方程式确定驾驶员踏板扭矩Tdriver：(1)Tdriver＝Tzero+Tcorr+PP*(Tmax-Tzero)其中Tzero是零踏板扭矩，PP是踏板位置标量，Tmax是基于实际RPM通过例如查找表确定的最大扭矩。仅作为举例，踏板位置标量可作为加速踏板位置、当前档位选择、和/或其它适当参数的函数通过查找表确定。在一个实施方式中，当加速踏板处于稳定状态，静止位置(例如，0％致动)时，踏板位置标量可以是0，当加速踏板被完全踩下(例如，100％致动)时，踏板位置标量可以是1(或更大)，但是当加速踏板被部分踩下(例如，30％致动)时，其也可以是1。
发动机向车轴转换模块304接收驾驶员踏板扭矩并将驾驶员踏板扭矩由驱动扭矩请求转换为车轴扭矩请求。驾驶员扭矩裁决模块306接收驾驶员踏板扭矩和其它驾驶员扭矩请求。驾驶员扭矩裁决模块在驾驶员踏板扭矩和其它驾驶员扭矩请求之间作出裁决以确定驾驶员扭矩请求(即，驾驶员扭矩)。仅作为举例，其它驾驶员扭矩请求可包括，但不限于，巡航控制扭矩。
驾驶员扭矩确定模块308接收来自驾驶员扭矩裁决模块306的驾驶员扭矩和来自RPM控制模块208的储备扭矩。驾驶员扭矩确定模块308基于驾驶员扭矩和储备扭矩确定驾驶员预测扭矩请求和驾驶员实时扭矩请求。当驾驶员扭矩大于或等于最小空气扭矩时，驾驶员扭矩确定模块308调整驾驶员预测扭矩请求以完成驾驶员扭矩。当驾驶员扭矩小于最小空气扭矩时，驾驶员扭矩确定模块308将驾驶员预测扭矩请求设定为最小空气扭矩。当驾驶员扭矩小于最小空气扭矩时，驾驶员扭矩确定模块308调整实时扭矩请求以完成驾驶员扭矩。
为了给驾驶员提供一种更好的感觉，驾驶员扭矩确定模块308选择性地按比率限制各种请求。根据对驾驶员在所要求的驾驶员扭矩下期望的感觉的估计预先确定比率限制。比率限制依据驾驶员扭矩而变化。
仅作为举例，当驾驶员扭矩处于冲击区域(lash zone)，或者驾驶员扭矩具有在上冲击区域扭矩(例如，10Nm)和下冲击区域扭矩(例如，-10Nm)之间的扭矩值时，可以减小比率限值。在冲击区域，驾驶员扭矩变化更容易导致驾驶员感觉不好。为了更好的从RPM模式转变，驾驶员扭矩确定模块308通过将储备扭矩加到驾驶员扭矩上来确定驾驶员预测扭矩请求。
现在参考图4，其给出了一种车轴扭矩裁决模块204示例性实施方式的功能框图。车轴扭矩裁决模块204包括实时扭矩确定模块402，预测扭矩限制模块404，实时扭矩限制模块406，预测扭矩裁决模块408，以及实时扭矩裁决模块410。实时扭矩确定模块402接收来自驾驶员解释模块202的驾驶员实时扭矩请求和来自扭矩切断模块218的DFCO扭矩。
实时扭矩确定模块402输出实时扭矩，该输出的实时扭矩是来自驾驶员解释模块202和扭矩切断模块218的实时扭矩中的最小值。预测扭矩限制模块404接收来自RPM控制模块208的最小扭矩和来自驾驶员解释模块202的驾驶员预测扭矩请求。预测扭矩限制模块404将最小扭矩作为下限施加到驾驶员预测扭矩请求。预测扭矩限制模块404也可限制接收到的车轴扭矩请求。
实时扭矩限制模块406接收来自实时扭矩确定模块402的实时扭矩和车轴扭矩请求。实时扭矩限制模块406对实时扭矩施加限制。仅作为举例，可施加上限以防止无效的扭矩请求或者会损坏发动机102的扭矩请求。仅作为举例，可施加下限以防止发动机102熄火。仅作为举例，可依据用来满足实时扭矩请求的快速致动器的能力来确定限值。实时扭矩限制模块406也可限制接收到的车轴扭矩请求。
预测扭矩裁决模块408和实时扭矩裁决模块410分别接收预测扭矩和实时扭矩，以及其它车轴扭矩请求。预测和实时扭矩限制模块404和406有选择地对这些接收到的请求进行限制。预测扭矩裁决模块408在预测扭矩和车轴扭矩请求之间作出裁决。类似地，实时扭矩裁决模块410在实时扭矩和车轴扭矩请求之间作出裁决。预测扭矩裁决模块408和实时扭矩裁决模块410分别输出预测扭矩和实时扭矩。
现在参看图5，其示出了驱动扭矩裁决模块206的一种示例性实施方式的功能框图。驱动扭矩裁决模块206包括扭矩确定模块502，预测扭矩限制模块504，实时扭矩限制模块506，预测扭矩裁决模块508和实时扭矩裁决模块510。扭矩确定模块502接收来自车轴扭矩裁决模块204的预测和实时扭矩以及来自RPM控制模块208的RPM控制预测和实时扭矩(predicted torqueRPM和immediatetorqueRPM)。
扭矩确定模块502在均来自车轴扭矩裁决模块204和RPM控制模块208的预测扭矩和实时扭矩之间作出裁决。扭矩确定模块502向预测扭矩限制模块504输出裁决后的预测扭矩并向实时扭矩限制模块506输出裁决后的实时扭矩。预测扭矩限制模块504接收最小扭矩和裁决后的预测扭矩并将最小扭矩作为下限施加到裁决后的预测扭矩。
实时扭矩限制模块506从扭矩确定模块502接收裁决后的实时扭矩并向该裁决后的实时扭矩施加限值。实时扭矩限制模块506也可向驱动扭矩请求施加限值。仅作为举例，可施加上限以防止无效的扭矩请求或者会损坏发动机102的扭矩请求。仅作为举例，可施加下限以防止发动机102熄火。仅作为举例，可依据用来满足实时扭矩请求的快速致动器的能力来确定限值。
预测扭矩裁决模块508和实时扭矩裁决模块510分别接收预测和实时扭矩，以及其它驱动扭矩请求。预测扭矩裁决模块508在预测扭矩和驱动扭矩请求之间作出裁决。类似地，实时扭矩裁决模块510在实时扭矩和驱动扭矩请求之间作出裁决。预测扭矩裁决模块508和实时扭矩裁决模块510分别输出预测和实时扭矩。
现在参看图6，其示出了驾驶员扭矩600相对于驾驶员解释模块的时间的曲线图，其中驾驶员扭矩600仅用来调整节流面积；换言之，驾驶员扭矩600仅包括预测扭矩。由于驾驶员扭矩600仅用来调节节流面积，所以零踏板扭矩被限制到最小空气扭矩602。
当开始减小驾驶员踏板位置以降低车速时，驾驶员扭矩600开始以不同比率下降。当驾驶员扭矩600等于上冲击区域扭矩604时，驾驶员扭矩600开始以第一比率下降。在零踏板时刻606(即，当驾驶员离开驾驶员踏板时的时刻值)，驾驶员扭矩600等于最小空气扭矩602。
当驾驶员扭矩600低于下冲击区域扭矩608时，驾驶员扭矩600开始以第二比率下降。仅作为举例，可以将第二比率限制到大于第一比率。驾驶员扭矩600下降到低于比最小空气扭矩602更小的恒速扭矩610(即，当车辆在下坡道上行驶时保持车辆为恒速的扭矩值)。
当驾驶员扭矩600低于最小点火扭矩612时，驾驶员扭矩600开始以第三比率下降。仅作为举例，可以将第三比率限制到小于第二比率。当驾驶员扭矩600等于DFCO扭矩614时，驾驶员扭矩600停止下降。
在踩上踏板时刻616时(即，当驾驶员开始踩在驾驶员踏板上时所对应的时刻值)，驾驶员扭矩600以第三比率增大。当驾驶员扭矩600等于最小点火扭矩612时，驾驶员扭矩600以第二比率增大并高于恒速扭矩610。当驾驶员扭矩600等于下冲击区域扭矩608时，驾驶员扭矩600以第一比率增大。
驾驶员扭矩600不断增大直到其大于最小空气扭矩602(即，零踏板扭矩)且与驾驶员踏板位置相符。当驾驶员踏板位置开始减小以降低车速时，驾驶员扭矩600开始以第一比率下降。在零踏板时刻618时，驾驶员扭矩600等于最小空气扭矩602。
驾驶员扭矩600分别以第一、第二和第三比率降低到DFCO扭矩614。驾驶员可通过驾驶员输入或巡航控制系统要求驾驶员扭矩600调整为恒速扭矩610一段时间。由于仅利用驾驶员扭矩600调整节流面积且恒速扭矩610小于最小空气扭矩602，所以可以不用将驾驶员扭矩600调整为恒速扭矩610一段时间。另外，在短时间内大幅增大和减小驾驶员扭矩600，包括通过冲击区域，会导致驾驶员感觉不舒服。仅作为举例，驾驶员扭矩600的大幅度变化率会引起驾驶员有“沉闷声响”或“颠簸”的感觉。
现在参看图7，其示出了驾驶员扭矩700相对于驾驶员解释模块示例性应用时间的曲线图，其中驾驶员扭矩700仅用来调整节流面积或点火提前；换言之，驾驶员扭矩700仅包括预测扭矩或调整点火提前的实时扭矩。由于驾驶员踏板位置仅用来调整节流面积或点火提前，所以零踏板扭矩只可以被限制到最小空气扭矩602或最小点火扭矩612。在这种情况下，因为恒速扭矩610(即，期望的发动机扭矩)小于最小空气扭矩602，所以将零踏板扭矩限制到最小点火扭矩612。
当开始减小驾驶员踏板位置以降低车速时，驾驶员扭矩700开始以不同比率下降。驾驶员扭矩700分别以第一和第二比率下降到恒速扭矩610。由于驾驶员扭矩700是用来调节节流面积或点火提前且恒速扭矩610大于最小点火扭矩612，所以可将驾驶员扭矩700调整为恒速扭矩610一段期望的时间。
现在参看图8，其示出了驾驶员扭矩800相对于图7的驾驶员解释模块的时间的曲线图，其中驾驶员扭矩800仅用来调整节流面积或点火提前。在这种情况下，恒速扭矩802小于最小点火扭矩612。因为恒速扭矩802小于最小点火扭矩612，所以将零踏板扭矩限制到最小点火扭矩612。
当开始减小驾驶员踏板位置以降低车速时，驾驶员扭矩800开始以不同比率下降。驾驶员扭矩800分别以第一和第二比率下降到最小点火扭矩612。在零踏板时刻804时，驾驶员扭矩800等于最小点火扭矩612。
当驾驶员扭矩800低于最小点火扭矩612时，驾驶员扭矩800开始以第三比率下降。驾驶员扭矩800下降到低于恒速扭矩802。当驾驶员扭矩800等于DFCO扭矩614时，驾驶员扭矩800停止下降。
在踩上踏板时刻806时，驾驶员扭矩800以第三比率增大且高于恒速扭矩802。当驾驶员扭矩800等于最小点火扭矩612时，驾驶员扭矩800以第二比率增大。驾驶员扭矩800不断增大直到其大于最小点火扭矩612(即，零踏板扭矩)且与驾驶员踏板位置相符。
当驾驶员踏板位置开始减小以降低车速时，驾驶员扭矩800开始以第二比率下降。在零踏板时刻808时，驾驶员扭矩800等于最小点火扭矩612。驾驶员扭矩800以第三比率降低到DFCO扭矩614。
由于驾驶员扭矩800仅用来调整节流面积或点火提前并且恒速扭矩802小于最小点火扭矩612，所以可以不用将驾驶员扭矩800调整为恒速扭矩802如期望的一段时间。驾驶员扭矩800的变化率小于驾驶员扭矩600的变化率。因此，驾驶员扭矩800引起的沉闷声响很小或者根本没有。驾驶员扭矩800显示出比驾驶员扭矩600更大的控制范围，因此，所遭受的驾驶交变负载比通常要小。
现在参看图9，其示出了驾驶员扭矩900相对于驾驶员解释模块202的时间的曲线图，其中驾驶员扭矩900用来调整节流面积、点火提前或燃油指令。换言之，驾驶员扭矩900包括调整点火提前或燃油指令的预测扭矩或实时扭矩。当驾驶员扭矩900用来调整节流面积、点火提前或燃油指令时，可将零踏板扭矩限制到DFCO扭矩614。
当开始减小驾驶员踏板位置以降低车速时，驾驶员扭矩900开始以不同比率下降。驾驶员扭矩900分别以第一和第二比率下降到恒速扭矩802。仅作为举例，当驾驶员扭矩900用来调整节流面积、点火提前或燃油指令时，可以将第三比率限制到等于第二比率的值。
由于驾驶员扭矩900用来调整节流面积、点火提前或燃油指令，所以可以使驾驶员扭矩900在下降到DFCO扭矩614之前设定为恒速扭矩802一段时间。但是，由于不向所有气缸喷射燃油会导致排放问题和发动机冲击，所以扭矩水平不能长时间保持在最小点火扭矩612和DFCO扭矩614之间。驾驶员扭矩900如同驾驶员扭矩800一样显示出较小的驾驶交变负载，但不能长期维持全部恒速扭矩。
现在参看图10A和图10B，其示出了由ECM 114执行的示例性步骤的流程图。控制开始于步骤1002。在步骤1004中，确定驾驶员输入。在步骤1006中，确定期望的RPM。在步骤1008中，确定RPM。在步骤1010中，基于期望的RPM和RPM确定期望的发动机扭矩。
在步骤1012中，基于期望的发动机扭矩确定零踏板扭矩。在步骤1014中，控制器确定最小扭矩。最小扭矩对应于在空调压缩机在关闭时每缸最少空气量和考虑正常燃烧的最小点火定时的发动机扭矩输出。在步骤1016中控制器将零踏板扭矩限制到该最小扭矩。
在步骤1018中，控制器确定驾驶员扭矩。基于驾驶员踏板扭矩确定驾驶员扭矩，其中驾驶员踏板扭矩基于驾驶员输入、零踏板扭矩、扭矩修正因子以及RPM确定。在步骤1020中控制器将预测的驾驶员扭矩请求限制到最小空气扭矩。仅作为举例，在步骤1020中控制预测的驾驶员扭矩请求攀升到最小空气扭矩。最小空气扭矩对应于在每缸最少空气量和可维持正常空气/燃料燃烧的最佳点火提前时的扭矩值。
在步骤1022中控制器确定是否已请求用于RPM控制的储备扭矩。如果是，在步骤1024中将驾驶员预测扭矩请求设定为等于驾驶员预测扭矩请求和所请求的储备扭矩之和。如果否，在步骤1026中控制器将驾驶员预测扭矩请求设定为等于驾驶员预测扭矩请求。在执行完步骤1024或1026之后控制前进到步骤1028。
在步骤1028中控制器确定是否启动实时路径。如果是，控制继续步骤1029，如果否，控制转到步骤1032。下面进一步讨论步骤1032。当驾驶员扭矩小于最小空气扭矩时或当RPM控制储备扭矩大于零时，控制器可启动实时路径。在步骤1029中控制器将驾驶员实时扭矩请求限制到最小扭矩。
在步骤1030中，控制器将沉闷声响区域整形应用于驾驶员实时扭矩请求。使驾驶员实时扭矩请求通过沉闷声响区域整形可提供较好的、没有沉闷声响的驾驶感觉，而如果车轴扭矩请求从正到负或从负到正转变就会感觉到那种沉闷声响。在步骤1032中控制器确定是否启动DFCO。如果是，控制继续步骤1034；如果否，控制转到步骤1038。当驾驶员实时扭矩请求等于零踏板扭矩时，可启动DFCO。下面讨论步骤1038。
在步骤1034中控制器确定DFCO扭矩。DFCO扭矩与气缸停止工作时的扭矩值相对应。在步骤1036中控制驾驶员实时扭矩请求攀升达到DFCO扭矩。通过这种方式，可防止发生沉闷声响，否则如果驾驶员实时扭矩请求以阶梯式下降为DFCO扭矩就会发生沉闷声响。再参看步骤1038(即，在未启动DFCO模式时)，控制驾驶员实时扭矩请求从DFCO扭矩攀升达到驾驶员实时扭矩请求。然后控制结束。
现在本领域普通技术人员通过上述的说明能够理解本发明，其广泛教导可以用多种形式实施。因此，尽管已经结合其特定实施例对本发明进行了说明，但是本发明的实际保护范围不应该受到限制，因为在本领域普通技术人员研究了附图、说明书和随后的权利要求之后，其他的各种修改都将是显而易见的。

Claims (20)

1.一种发动机控制系统，包括：
踏板扭矩确定模块，其基于零加速踏板位置时的期望发动机扭矩和用于发动机系统的最小扭矩限值确定零踏板扭矩；
驾驶员解释模块，其基于零踏板扭矩和加速踏板位置确定驾驶员踏板扭矩；以及
致动模块，其基于驾驶员踏板扭矩控制节流面积、点火定时、和燃油指令中的至少一个。
2.如权利要求1所述的发动机控制系统，其中：
基于节流面积控制节流阀；
基于点火定时控制火花塞；以及
基于燃油指令控制燃油喷射系统。
3.如权利要求1所述的发动机控制系统，其中依据空调压缩机关闭时每缸最少空气量和用于燃烧的最小点火定时确定最小扭矩限值。
4.如权利要求1所述的发动机控制系统，其中踏板扭矩确定模块将零踏板扭矩限制到最小扭矩限值。
5.如权利要求1所述的发动机控制系统，其中驾驶员解释模块基于驾驶员踏板扭矩确定驾驶员预测扭矩请求和驾驶员实时扭矩请求，以及
其中致动模块基于驾驶员预测扭矩请求调整节流面积并且基于驾驶员实时扭矩请求调整点火定时和燃油指令。
6.如权利要求5所述的发动机控制系统，其中驾驶员解释模块将驾驶员预测扭矩请求限制到基于最佳点火定时确定的用于发动机系统的最小空气扭矩，其中最小空气扭矩是处于可维持正常空气/燃料燃烧的每缸最少空气量和最佳点火提前这种情况下的扭矩值。
7.如权利要求6所述的发动机控制系统，其中当驾驶员踏板扭矩小于最小空气扭矩时，驾驶员解释模块将驾驶员实时扭矩请求限制到零踏板扭矩。
8.如权利要求6所述的发动机控制系统，其中驾驶员解释模块将驾驶员实时扭矩请求限制到零踏板扭矩。
9.如权利要求5所述的发动机控制系统，其中驾驶员解释模块基于发动机速度控制模块产生的储备扭矩请求增大驾驶员预测扭矩请求。
10.如权利要求1所述的发动机控制系统，还包括扭矩切断模块，当驾驶员实时扭矩请求等于零踏板扭矩时，该扭矩切断模块以预定比率使驾驶员实时扭矩请求下降到燃油切断扭矩，
其中燃油切断扭矩小于最小扭矩限值和零踏板扭矩。
11.一种发动机控制方法，包括：
基于在零加速踏板位置时的期望发动机扭矩和用于发动机系统的最小扭矩限值确定零踏板扭矩；
基于零踏板扭矩和加速踏板位置确定驾驶员踏板扭矩；以及
基于驾驶员踏板扭矩控制节流面积、点火定时、和燃油指令中的至少一个。
12.如权利要求11所述的发动机控制方法，还包括：
基于节流面积控制节流阀；
基于点火定时控制火花塞；以及
基于燃油指令控制燃油喷射系统。
13.如权利要求11所述的发动机控制方法，还包括：依据空调压缩机关闭时每缸最少空气量和用于燃烧的最小点火定时确定最小扭矩限值。
14.如权利要求11所述的发动机控制方法，还包括：将零踏板扭矩限制到最小扭矩限值。
15.如权利要求11所述的发动机控制方法，还包括：基于驾驶员踏板扭矩确定驾驶员预测扭矩请求和驾驶员实时扭矩请求；
基于驾驶员预测扭矩请求调整节流面积；以及
基于驾驶员实时扭矩请求调整点火定时和燃油指令。
16.如权利要求15所述的发动机控制方法，还包括：将驾驶员预测扭矩请求限制到基于最佳点火定时确定的用于发动机系统的最小空气扭矩，其中最小空气扭矩是处于可维持正常空气/燃料燃烧的每缸最少空气量和最佳点火提前这种情况下的扭矩值。
17.如权利要求16所述的发动机控制方法，还包括：当驾驶员踏板扭矩小于最小空气扭矩时，将驾驶员实时扭矩请求限制到零踏板扭矩。
18.如权利要求16所述的发动机控制方法，还包括：将驾驶员实时扭矩请求限制到零踏板扭矩。
19.如权利要求15所述的发动机控制方法，还包括：基于由发动机速度控制模块产生的储备扭矩请求增大驾驶员预测扭矩请求。
20.如权利要求11所述的发动机控制方法，还包括：当驾驶员实时扭矩请求等于零踏板扭矩时，使驾驶员实时扭矩请求以预定比率下降到燃油切断扭矩，
其中所述燃油切断扭矩小于最小扭矩限值和零踏板扭矩。
CN200910149784.3A 2008-05-01 2009-05-04 在标量用于传统动力传动系的驾驶员踏板中包括快速扭矩致动器的方法 Active CN101644194B (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US4952008P 2008-05-01 2008-05-01
US61/049520 2008-05-01
US61/049,520 2008-05-01
US12/432240 2009-04-29
US12/432,240 US8255139B2 (en) 2008-05-01 2009-04-29 Method to include fast torque actuators in the driver pedal scaling for conventional powertrains
US12/432,240 2009-04-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101644194A CN101644194A (zh) 2010-02-10
CN101644194B true CN101644194B (zh) 2013-08-21

Family

ID=41257637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910149784.3A Active CN101644194B (zh) 2008-05-01 2009-05-04 在标量用于传统动力传动系的驾驶员踏板中包括快速扭矩致动器的方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8255139B2 (zh)
CN (1) CN101644194B (zh)
DE (1) DE102009019834B4 (zh)

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8744716B2 (en) * 2009-12-16 2014-06-03 GM Global Technology Operations LLC Speed control systems and methods for internal combustion engines
US8209102B2 (en) * 2010-01-18 2012-06-26 GM Global Technology Operations LLC Accelerator pedal torque request systems and methods
US8538644B2 (en) * 2010-04-20 2013-09-17 GM Global Technology Operations LLC Driver torque request systems and methods
US9091219B2 (en) 2010-12-13 2015-07-28 GM Global Technology Operations LLC Torque control system and method for acceleration changes
CN102121425A (zh) * 2011-03-17 2011-07-13 潍柴动力股份有限公司 一种多功率开关切换方法及装置
US8696517B2 (en) * 2011-08-19 2014-04-15 GM Global Technology Operations LLC System and method of controlling crankshaft torque during a transmission shift with torque capacity-based torque reduction range selection
US8439012B2 (en) * 2011-11-04 2013-05-14 Ford Global Technologies, Llc Method and system for engine control
CN102518519B (zh) * 2011-12-23 2013-12-11 重庆长安汽车股份有限公司 一种手动变速器汽车起步的控制方法
US9534547B2 (en) 2012-09-13 2017-01-03 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods
DE102013218277B4 (de) 2012-09-18 2019-03-21 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Kraftmaschinensteuerungsverfahren beim Losfahren eines Fahrzeugs
US9541019B2 (en) 2014-03-26 2017-01-10 GM Global Technology Operations LLC Estimation systems and methods with model predictive control
US9605615B2 (en) 2015-02-12 2017-03-28 GM Global Technology Operations LLC Model Predictive control systems and methods for increasing computational efficiency
US9714616B2 (en) 2014-03-26 2017-07-25 GM Global Technology Operations LLC Non-model predictive control to model predictive control transitions
US9732688B2 (en) 2014-03-26 2017-08-15 GM Global Technology Operations LLC System and method for increasing the temperature of a catalyst when an engine is started using model predictive control
US9797318B2 (en) 2013-08-02 2017-10-24 GM Global Technology Operations LLC Calibration systems and methods for model predictive controllers
US9347381B2 (en) 2014-03-26 2016-05-24 GM Global Technology Operations LLC Model predictive control systems and methods for internal combustion engines
US9863345B2 (en) 2012-11-27 2018-01-09 GM Global Technology Operations LLC System and method for adjusting weighting values assigned to errors in target actuator values of an engine when controlling the engine using model predictive control
US9429085B2 (en) 2013-04-23 2016-08-30 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods using model predictive control
US9399959B2 (en) 2014-03-26 2016-07-26 GM Global Technology Operations LLC System and method for adjusting a torque capacity of an engine using model predictive control
US9599049B2 (en) 2014-06-19 2017-03-21 GM Global Technology Operations LLC Engine speed control systems and methods
US9920697B2 (en) 2014-03-26 2018-03-20 GM Global Technology Operations LLC Engine control systems and methods for future torque request increases
US9784198B2 (en) 2015-02-12 2017-10-10 GM Global Technology Operations LLC Model predictive control systems and methods for increasing computational efficiency
US9765703B2 (en) 2013-04-23 2017-09-19 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods using model predictive control
US9435274B2 (en) 2014-03-26 2016-09-06 GM Global Technology Operations LLC System and method for managing the period of a control loop for controlling an engine using model predictive control
US9587573B2 (en) 2014-03-26 2017-03-07 GM Global Technology Operations LLC Catalyst light off transitions in a gasoline engine using model predictive control
US9528453B2 (en) 2014-11-07 2016-12-27 GM Global Technologies Operations LLC Throttle control systems and methods based on pressure ratio
US9388754B2 (en) * 2014-03-26 2016-07-12 GM Global Technology Operations LLC Artificial output reference for model predictive control
FR3000767B1 (fr) * 2013-01-07 2016-08-12 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de gestion d'un couple moteur lors d'une deceleration avec coupure d'injection et vehicule correspondant
US9796385B2 (en) * 2013-03-15 2017-10-24 GM Global Technology Operations LLC Adaptive cruise control system and method incorporating regenerative braking and start-stop functions
US9090245B2 (en) 2013-07-31 2015-07-28 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling the amount of torque provided to wheels of a vehicle to prevent unintended acceleration
US9057333B2 (en) 2013-07-31 2015-06-16 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling the amount of torque provided to wheels of a vehicle to improve drivability
US9073540B2 (en) 2013-07-31 2015-07-07 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Deceleration control system for a vehicle
US9284902B2 (en) * 2013-08-16 2016-03-15 GM Global Technology Operations LLC Engine control systems and methods for accelerator pedal tip-out
US9701299B2 (en) 2014-02-27 2017-07-11 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling an engine based on a desired turbine power to account for losses in a torque converter
US9547314B2 (en) 2014-05-20 2017-01-17 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling vehicle acceleration
US10077042B2 (en) * 2016-06-13 2018-09-18 Ford Global Technologies, Llc System and method for controlling backlash in a vehicle powertrain
US10106145B2 (en) * 2016-06-14 2018-10-23 Ford Global Technologies, Llc Adaptive control of backlash in a vehicle powertrain
US9938908B2 (en) 2016-06-14 2018-04-10 GM Global Technology Operations LLC System and method for predicting a pedal position based on driver behavior and controlling one or more engine actuators based on the predicted pedal position
CN113251140B (zh) * 2021-07-16 2021-11-05 盛瑞传动股份有限公司 一种自动变速器控制方法、装置、车辆及存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5365431A (en) * 1991-04-24 1994-11-15 Aisin Aw Co., Ltd. Control of electric vehicle motors responsive to detected vehicle speed and required total driving force
EP1147937A2 (en) * 2000-04-17 2001-10-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle slip control
EP1541406A1 (en) * 2002-09-20 2005-06-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Slip control device for vehicle, vehicle mounted with the device, and the method of controlling vehicle slip

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4964318A (en) * 1975-09-25 1990-10-23 Ganoung David P Engine control apparatus for improved fuel economy
DE19650570A1 (de) * 1996-12-06 1998-06-10 Voith Turbo Kg Verfahren zur Regelung des Schleppmomentes in einem dieselelektrischen Antriebssystem und Antriebssystem
DE19739567B4 (de) * 1997-09-10 2007-06-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Drehmoments der Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs
DE19900740A1 (de) * 1999-01-12 2000-07-13 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE10060298A1 (de) * 1999-12-18 2001-10-25 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahrzeugs
DE10048015A1 (de) * 2000-04-04 2001-10-11 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahrzeugs
US6405587B1 (en) * 2000-05-08 2002-06-18 General Motors Corporation System and method of controlling the coastdown of a vehicle
JP3914122B2 (ja) * 2002-09-06 2007-05-16 本田技研工業株式会社 内燃機関の点火時期制御装置
JP2004168961A (ja) * 2002-11-22 2004-06-17 Konica Minolta Holdings Inc 活性エネルギー線硬化型インク及びそれを用いた印刷物
US7463970B2 (en) * 2006-11-28 2008-12-09 Gm Global Technology Operations, Inc. Torque based engine speed control
US7650219B2 (en) * 2007-11-02 2010-01-19 Gm Global Technology Operations, Inc. Reserve torque management for engine speed control
US7698049B2 (en) * 2008-01-09 2010-04-13 Gm Global Technology Operations, Inc. Speed control in a torque-based system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5365431A (en) * 1991-04-24 1994-11-15 Aisin Aw Co., Ltd. Control of electric vehicle motors responsive to detected vehicle speed and required total driving force
EP1147937A2 (en) * 2000-04-17 2001-10-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle slip control
EP1541406A1 (en) * 2002-09-20 2005-06-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Slip control device for vehicle, vehicle mounted with the device, and the method of controlling vehicle slip

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009019834B4 (de) 2015-04-02
DE102009019834A1 (de) 2010-02-11
US20090276137A1 (en) 2009-11-05
CN101644194A (zh) 2010-02-10
US8255139B2 (en) 2012-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101644194B (zh) 在标量用于传统动力传动系的驾驶员踏板中包括快速扭矩致动器的方法
CN102536480B (zh) 用于加速度变化的扭矩控制系统和方法
CN102102591B (zh) 用于内燃发动机的速度控制系统和方法
CN101705879B (zh) 在协调转矩控制中的稀空气/燃料瞬态的管理
CN103016177B (zh) 用于稳固发动机扭矩请求的系统和方法
CN102787925B (zh) 用于均质充量压燃发动机中的转矩控制的系统和方法
CN102128091B (zh) 加速踏板扭矩请求系统和方法
CN101846003B (zh) 在基于扭矩的系统中裁定扭矩储备和负载的方法和设备
CN101498247B (zh) 基于转矩系统中的转速控制
CN102146848B (zh) 基于功率的发动机转速控制
CN103362676B (zh) 用于控制发动机速度的系统和方法
CN101363373B (zh) 用于反馈协调扭矩控制系统的信息的方法和系统
CN102235251B (zh) 驾驶员扭矩请求系统和方法
CN101372916B (zh) 全量程扭矩降低
CN102200062B (zh) 估计均质充量压缩点火发动机的扭矩输出的系统和方法
CN105283648B (zh) 内燃机的控制装置
CN102102592B (zh) 具有传动比功率安全性的基于轴扭矩的驾驶员解译
CN104373232A (zh) 用于扭矩控制的方法和系统
CN101876277A (zh) 用于在车辆发动状态期间控制扭矩的方法和系统
CN102383959A (zh) 提高的燃料经济性模式控制系统和方法
CN102072029A (zh) 用于控制发动机扭矩的系统和方法
CN101576016A (zh) 用于扭矩估计和控制的气缸燃料供应协调
CN102635449A (zh) 用于降低气缸停用和恢复期间的转矩波动的系统和方法
CN101705877B (zh) 用断电节气阀的转矩协调控制操作
CN101531192A (zh) 合理控制变速器转矩请求高于驾驶员指令的ecm安全策略

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant