CN102418617B - 动态迟滞控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

控制系统包括误差模块、选择模块、控制模块和迟滞模块。误差模块基于车辆的节气门阀和排气再循环（EGR）阀之一的期望位置和测量位置之间的差来确定误差值。选择模块基于对所述误差值和迟滞值的比较而将控制值设定为所述误差值和零中的一个。控制模块基于所述期望位置和所述控制值而产生控制信号，并使用所述控制信号来致动所述节气门阀和所述EGR阀中的所述一个。迟滞模块选择性地改变所述迟滞值。

Description

动态迟滞控制系统和方法
技术领域
本公开涉及内燃发动机，更具体而言涉及阀控制系统和方法。
背景技术
此处提供的背景技术的描述的目的是总体地给出本公开的背景。当前署名的发明人的工作，在该背景技术部分所描述的程度，以及在提交时可能不构成现有技术的本发明的方面并非明示或暗示地接受为本公开的现有技术。
内燃发动机在气缸内燃烧空气和燃料混合物，以驱动活塞并产生驱动扭矩。进入发动机的空气流量通过节气门调节。更具体地，节气门调节节流面积，从而增加或减少进入发动机的空气流量。当节流面积增加时，进入发动机的空气流量增加。燃料控制系统调节燃料喷射速率以向气缸提供期望的空气/燃料混合物和/或达到期望的扭矩输出。增加提供给气缸的空气和燃料的量将增加发动机的扭矩输出。
在火花点火发动机中，火花启动提供给气缸的空气/燃料混合物的燃烧。在压缩点火发动机中，气缸内的压缩燃烧提供给气缸的空气/燃料混合物。火花正时和空气流量可以是用于调节火花点火发动机的扭矩输出的主要机制，而燃料流量可以是用于调节压缩点火发动机的扭矩输出的主要机制。
已经开发出发动机控制系统来控制发动机输出扭矩，以实现期望的扭矩。然而，传统的发动机控制系统不能如所期望的那样精确地控制发动机输出扭矩。此外，传统的发动机控制系统不能提供对控制信号的快速响应或者不能在影响发动机输出扭矩的各个装置之间协调发动机扭矩控制。
传统的发动机速度控制系统在火花点火发动机中主要使用空气流量控制发动机怠速和在压缩点火发动机中主要使用燃料流量控制发动机怠速。此外，发动机速度控制系统已经向着协调扭矩控制发展以在扭矩域内控制发动机怠速。然而，在扭矩域内控制发动机怠速本质上是不稳定的，因为发动机速度必须不断地调节以达到期望扭矩。例如，空载发动机（例如，从变速器分离的发动机）的速度将响应于轻微的正向期望扭矩（如1牛米（Nm））而不断地增加。
发明内容
控制系统包括误差模块、选择模块、控制模块和迟滞模块。误差模块基于车辆的节气门阀和排气再循环（EGR）阀之一的期望位置和测量位置之间的差来确定误差值。选择模块基于对所述误差值和迟滞值的比较而将控制值设定为所述误差值和零中的一个。控制模块基于所述期望位置和所述控制值而产生控制信号，并使用所述控制信号来致动所述节气门阀和所述EGR阀中的所述一个。迟滞模块选择性地改变所述迟滞值。
一种方法，包括：基于车辆的节气门阀和排气再循环（EGR）阀之一的期望位置和测量位置之间的差来确定误差值；基于对所述误差值和迟滞值的比较而将控制值设定为等于所述误差值和零中的一个；基于所述期望位置和所述控制值而产生控制信号；使用所述控制信号致动所述节气门阀和所述EGR阀中的所述一个；以及选择性地改变所述迟滞值。
本发明还涉及以下技术方案。
1. 一种控制系统，包括：
误差模块，所述误差模块基于车辆的节气门阀和排气再循环（EGR）阀之一的期望位置和测量位置之间的差来确定误差值；
选择模块，所述选择模块基于对所述误差值和迟滞值的比较而将控制值设定为等于所述误差值和零中的一个；
控制模块，所述控制模块基于所述期望位置和所述控制值而产生控制信号，并使用所述控制信号来致动所述节气门阀和所述EGR阀中的所述一个；以及
迟滞模块，所述迟滞模块选择性地改变所述迟滞值。
2. 如技术方案1所述的控制系统，其中，所述迟滞模块基于所述期望位置、所述测量位置和所述控制信号中的至少一个的变化而选择性地改变所述迟滞值。
3. 如技术方案1所述的控制系统，其中，所述迟滞模块基于所述期望位置的第一和第二之前的值之间的第一变化、所述测量位置和所述测量位置的第三之前值之间的第二变化、以及所述控制信号和所述控制信号的第四之前值之间的第三变化而选择性地改变所述迟滞值。
4. 如技术方案3所述的控制系统，还包括：
第一累加模块，所述第一累加模块基于所述第一变化和所述第一累加变化的第五之前值而确定第一累加变化；
第二累加模块，所述第二累加模块基于所述第二变化和所述第二累加变化的第六之前值而确定第二累加变化；以及
第三累加模块，所述第三累加模块基于所述第三变化和所述第三累加变化的第七之前值而确定第三累加变化；
其中，所述迟滞模块基于所述第一、第二和第三累加变化而选择性地改变所述迟滞值。
5. 如技术方案4所述的控制系统，还包括差值确定模块，所述差值确定模块确定所述第一和第二累加变化之间的第二差值，
其中，所述迟滞模块基于所述第二差值和所述第三累加变化而选择性地改变所述迟滞值。
6. 如技术方案5所述的控制系统，其中，当所述第二差值大于第一预先确定的值并且所述第三累加变化大于第二预先确定的值时，所述迟滞模块增加所述迟滞值。
7. 如技术方案5所述的控制系统，其中，当所述第二差值小于第一预先确定的值并且所述第三累加变化小于第二预先确定的值时，所述迟滞模块减小所述迟滞值。
8. 如技术方案5所述的控制系统，其中，当所述第二差值大于第一预先确定的值并且所述第三累加变化小于第二预先确定的值时，所述迟滞模块减小所述迟滞值。
9. 如技术方案5所述的控制系统，其中，所述迟滞模块分别基于所述第二差值和第一预先确定的值的第二比较和基于第三累加变化和第二预先确定的值的第三比较而使所述迟滞值增加或减小预先确定的递增量或预先确定的递减量。
10. 如技术方案3所述的控制系统，还包括：
第一累加模块，所述第一累加模块基于所述第一变化和所述第一变化的预先确定的数量的之前值而确定第一累加变化；
第二累加模块，所述第二累加模块基于所述第二变化和所述第二变化的预先确定数量的之前值而确定第二累加变化；以及
第三累加模块，所述第三累加模块基于所述第三变化和所述第三变化的预先确定数量的之前值而确定第三累加变化，
其中，所述迟滞模块基于所述第一、第二和第三累加变化而选择性地改变所述迟滞值。
11. 一种方法，包括：
基于车辆的节气门阀和排气再循环（EGR）阀之一的期望位置和测量位置之间的差来确定误差值；
基于对所述误差值和迟滞值的比较而将控制值设定为等于所述误差值和零中的一个；
基于所述期望位置和所述控制值而产生控制信号；
使用所述控制信号致动所述节气门阀和所述EGR阀中的所述一个；以及
选择性地改变所述迟滞值。
12. 如技术方案11所述的方法，还包括基于所述期望位置、所述测量位置和所述控制信号中的至少一个的变化而选择性地改变所述迟滞值。
13. 如技术方案11所述的方法，还包括基于所述期望位置的第一和第二之前的值之间的第一变化、所述测量位置和所述测量位置的第三之前值之间的第二变化、以及所述控制信号和所述控制信号的第四之前值之间的第三变化而选择性地改变所述迟滞值。
14. 如技术方案13所述的方法，还包括：
基于所述第一变化和所述第一累加变化的第五之前值而确定第一累加变化；
基于所述第二变化和所述第二累加变化的第六之前值而确定第二累加变化；
基于所述第三变化和所述第三累加变化的第七之前值而确定第三累加变化；以及
基于所述第一、第二和第三累加变化而选择性地改变所述迟滞值。
15. 如技术方案14所述的方法，还包括：
确定所述第一和第二累加变化之间的第二差值；以及
基于所述第二差值和所述第三累加变化而选择性地改变所述迟滞值。
16. 如技术方案15所述的方法，还包括当所述第二差值大于第一预先确定的值并且所述第三累加变化大于第二预先确定的值时，增加所述迟滞值。
17. 如技术方案15所述的方法，还包括当所述第二差值小于第一预先确定的值并且所述第三累加变化小于第二预先确定的值时，减小所述迟滞值。
18. 如技术方案15所述的方法，还包括当所述第二差值大于第一预先确定的值并且所述第三累加变化小于第二预先确定的值时，减小所述迟滞值。
19. 如技术方案15所述的方法，还包括分别基于所述第二差值和第一预先确定的值的第二比较和基于所述第三累加变化和第二预先确定的值的第三比较而使所述迟滞值增加或减小预先确定的递增量或预先确定的递减量。
20. 如技术方案13所述的方法，还包括：
基于所述第一变化和所述第一变化的预先确定数量的之前值而确定第一累加变化；
基于所述第二变化和所述第二变化的预先确定数量的之前值而确定第二累加变化；
基于所述第三变化和所述第三变化的预先确定数量的之前值而确定第三累加变化；以及
基于所述第一、第二和第三累加变化而选择性地改变所述迟滞值。
本公开的可应用的其它领域将从以下提供的详细说明变得清楚。应该理解，详细说明和具体实例仅是用于说明的目的，并且不限定本公开的范围。
附图说明
从详细说明及附图，本公开将被更完全地理解，附图中：
图1是根据本公开原理的示例发动机系统的功能框图；
图2是根据本公开的原理的示例发动机控制系统的功能框图；
图3是根据本公开的原理的示例节气门控制模块的功能框图；
图4为根据本公开原理的示例性迟滞模块的功能框图；以及
图5是示出根据本公开原理的控制后节气门阀的示例方法的流程图。
具体实施方式
以下描述在本质上仅仅是示例性的，并且绝不意图限制本公开，其应用或用途。为了清楚，在附图中使用相同的标号来表示相似的元件。如本文所用，短语A，B和C中的至少一个应被理解为表示逻辑（A或B或C），使用的是非排他的逻辑或。应该懂得，方法中的步骤可以以不同的顺序执行，而不改变本公开的原理。
如本文所用，术语模块可以指一部分为或包括：专用集成电路（ASIC）；电路；组合逻辑电路；场可编程门阵列（FPGA）；执行代码的处理器（共享的、专用的或成组的）；提供所需功能的其它合适的构件；或者以上所述的一些的组合，诸如片上系统。术语模块可包括存储由处理器执行的代码的存储器（共享的、专用的或成组的）。
术语代码，如以上用，可包括软件、固件和/或微代码，并且可以指程序、例程、函数、类和/或对象。术语共享的，如上所用，指的是来自多个模块的一些或所有代码可以利用单个（共享的）处理器来执行。另外，来自多个模块的一些或所有代码可以由单个（共享的）存储器来存储。术语成组的，如上所用，指的是来自单个模块的一些或所有代码可以利用一组处理器来执行。另外，来自单个模块的一些或所有代码可以利用一组存储器来存储。
本文所述的设备和方法可以由一个或多个处理器所执行的一个或多个计算机程序来实施。计算机程序包括存储在非暂时性有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括存储的数据。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器、磁存储装置和光学存储装置。
空气通过节气门阀流入发动机。控制模块确定节气门阀的期望位置，并基于该期望位置闭环地控制节气门阀的开度。更具体而言，控制模块基于闭环控制阀确定闭环调节，并基于该闭环调节而调整期望位置。然后，控制模块基于该（调节的）期望位置而控制节气门阀的开度。
控制模块基于对误差值和迟滞值的比较而选择性地将闭环控制值设定为等于误差值或零。误差值可以基于节气门阀的期望位置和测量位置之间的差来确定。当误差值大于迟滞值时，控制模块选择性地将闭环控制值设定为等于误差值。当误差值小于迟滞值时，即使误差值大于零，控制模块选择性地将闭环控制值设定为等于零。
当闭环控制值为零时，闭环调整也可以为零。因此，当闭环控制值为零时，期望的位置可以实际上不被调整。不调整期望位置可以降低稳态状况期间的节气门阀的繁忙程度。然而，当误差值大于零（但小于迟滞值）时，不调整期望位置会降低节气门控制精度。
部件-部件之间的差异，老化，模拟-数字转换，计算误差，和/或其它误差源可能造成误差值在某些情况下增加。如果迟滞值被设定为预先确定的值，则误差值的增加可能造成误差值变得大于迟滞值。因此，将迟滞值设定为预先确定的值在某些情况下会增加节气门阀的繁忙程度。
本公开的控制模块动态地确定迟滞值。控制模块监测期望位置、测量位置以及用于控制节气门阀的开度的信号的变化。控制模块基于该一个或多个变化而确定迟滞值。
现在参考图1，示出了示例性发动机系统100的功能框图。发动机系统100包括发动机102，发动机102基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入燃烧空气/燃料混合物，从而产生用于车辆的驱动扭矩。空气经过节气门阀112被吸入进气歧管110。仅作为示例，节气门阀112可包括具有可旋转叶片的蝶形阀。发动机控制模块（ECM）114控制节气门致动器模块116，节气门致动器模块116调节节气门阀112的开度以控制吸入进气岐管110的空气量。
来自进气歧管110的空气被吸入发动机102的气缸内。虽然发动机102可包括多个气缸，为了说明的目的，仅示出了单一的代表性气缸118。仅作为示例，发动机102可包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个气缸。ECM114可命令气缸致动器模块120选择性地停用一些气缸，这可在一定的发动机操作条件下改善燃料经济性。
发动机102可利用四冲程循环操作。下面描述的四个冲程被称为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。在曲轴（未示出）的每一次旋转期间，在气缸118内发生所述四个冲程中的两个。因此，对于气缸118来说为了经历全部四个冲程，两次曲轴旋转是必要的。
在进气冲程期间，来自进气歧管110的空气通过进气阀122被吸入到气缸118中。ECM114控制燃料致动器模块124，该燃料致动器模块124调节燃料的喷射以实现期望的空气/燃料比。在中心位置处或在多个位置处，例如靠近每个气缸的进气阀122，可将燃料喷入进气歧管110中。在各种实施方式（未示出）中，可将燃料直接喷入气缸中或喷入与气缸相关联的混合室中。燃料致动器模块124可停止向停用的气缸喷射燃料。
所喷射的燃料与空气相混合并且在气缸118内产生空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，气缸118内的活塞（未示出）压缩空气/燃料混合物。发动机102可以是压缩点火发动机，在此情况下气缸118内的压缩点燃空气/燃料混合物。或者，发动机102可以是火花点火发动机，在这种情况下，基于来自ECM114的信号，火花致动器模块126给气缸118内的火花塞128供能，其点燃空气/燃料混合物。可相对于活塞处于其最高位置（称为上止点，TDC）的时间来规定火花的正时。
火花致动器模块126可由指示在TDC之前或之后多远来产生火花的正时信号来控制。因为活塞位置与曲轴旋转直接相关，所以火花致动器模块126的操作可以用曲轴角同步。在各种实施方式中，火花致动器模块126可停止向停用的气缸供应火花。
产生火花可被称为点火事件。火花致动器模块126能够为每次点火事件改变火花正时。当火花正时在上一次点火事件和下一次点火事件之间改变时，火花致动器模块126甚至能够改变下一点火事件的火花正时。
在燃烧冲程期间，空气/燃料混合物的燃烧驱动活塞向下，由此驱动曲轴。燃烧冲程可被限定为在活塞到达TDC与活塞返回到下止点（BDC）的时刻之间的时间。
在排气冲程期间，活塞开始从BDC向上运动并且经排气阀130排出燃烧的副产物。燃烧副产物经由排气系统134从车辆排出。
进气阀122可由进气凸轮轴140控制，而排气阀130可由排气凸轮轴142控制。在各种实施方式中，多个进气凸轮轴（包括进气凸轮轴140）可控制气缸118的多个进气阀（包括进气阀122）和/或可控制多个气缸（包括气缸118）组的进气阀（包括进气阀122）。相似地，多个排气凸轮轴（包括排气凸轮轴142）可控制气缸118的多个排气阀和/或可控制多组气缸（包括气缸118）的排气阀（包括排气阀130）。
气缸致动器模块120可通过禁止进气阀122和/或排气阀130的打开来停用气缸118。在各种其它实施方式中，进气阀122和/或排气阀130可由凸轮轴以外的装置例如电磁致动器来控制。
进气阀122的打开时间可相对于活塞TDC通过进气凸轮相位器148改变。排气阀130的打开时间可相对于活塞TDC通过排气凸轮相位器150改变。相位器致动器模块158可基于来自ECM114的信号控制进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150。当实施时，可变阀升程（未示出）也可由相位器致动器模块158控制。
发动机系统100可包括增压装置，该增压装置向进气歧管110提供加压空气。例如，图1示出包括热涡轮机160-1的涡轮增压器，热涡轮机160-1由流过排气系统134的热排气驱动。涡轮增压器还包括由涡轮机160-1驱动的将导引到节气门阀112的空气进行压缩的冷空气压缩机160-2。在各种实施方式中，由曲轴驱动的增压器（未示出）可压缩来自节气门阀112的空气并将压缩空气传送到进气歧管110。
废气门162可允许排气绕过涡轮机160-1，从而减小涡轮增压器的增压（进气压缩的量）。ECM114可通过增压致动器模块164控制涡轮增压器。增压致动器模块164可以通过控制废气门162的位置调节涡轮增压器的增压。在各种实施方式中，可通过增压致动器模块164控制多个涡轮增压器。涡轮增压器可具有可由增压致动器模块164控制的可变几何结构。
中冷器（未示出）可耗散包含在压缩空气充量中的一些热量，该热量在空气被压缩时产生。压缩空气充量还可具有从排气系统134的组件吸收的热。虽然为了说明目的而分开示出，但是涡轮机160-1和压缩机160-2可彼此连接，从而使进气与热排气紧密接近。
发动机系统100可包括排气再循环（EGR）阀170，其选择性地将排气再引导回进气岐管110。EGR阀170可定位在涡轮增压器的涡轮机160-1的上游。EGR阀170可由EGR致动器模块172控制。
发动机系统100可使用RPM传感器180测量曲轴速度，单位是每分钟转数（RPM）。可使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内或者位于冷却剂所循环的其它位置，例如散热器（未示出）。
可使用歧管绝对压力（MAP）传感器184测量进气歧管110内的压力。在各种实施方式中，可测量发动机真空度，发动机真空度是环境空气压力和进气岐管110内的压力的差值。可使用质量空气流量（MAF）传感器186测量流入进气歧管110的空气的质量流率。在各种实施方式中，MAF传感器186可位于壳体内，该壳体还包括节气门阀112。
节气门致动器模块116可使用一个或多个节气门位置传感器（TPS）190来监测节气门阀112的位置。例如，第一和第二节气门位置传感器190-1和190-2监测节气门阀112的位置，并基于节气门位置分别产生第一和第二节气门位置（TPS1和TPS2）191和192。可使用进气温度（IAT）传感器193测量被吸入发动机102的空气的环境温度。ECM114可使用来自这些传感器的信号来做出用于发动机系统100的控制决策。
ECM114可与变速器控制模块194通信以协调在变速器（未示出）内的换挡。例如，ECM114可在换挡过程中降低发动机扭矩。ECM114可与混合动力控制模块196通信以协调发动机102和电动马达198的操作。
电动马达198也可充当发电机，并且可用于产生电能以供车辆电力系统使用和/或储存在电池中。在各种实施方式中，ECM114、变速器控制模块194以及混合动力控制模块196的各种功能可集成到一个或多个模块中。
每个改变发动机参数的系统均可称为接收致动器值的致动器。例如，节气门致动器模块116可称为致动器，而节气门开度面积可称为致动器值。在图1的示例中，节气门致动器模块116通过调节节气门阀112的叶片的角度来获得节气门开度面积。
类似地，火花致动器模块126可称为致动器，而对应的致动器值可以是相对于气缸TDC的火花提前量。其它致动器可包括气缸致动器模块120、燃料致动器模块124、相位器致动器模块158、增压致动器模块164和EGR致动器模块172。对于这些致动器，致动器值可分别对应激活的气缸的数量、给燃料速率、进气和排气凸轮相位器角度、增压压力，以及EGR阀开度面积。ECM114可控制致动器值以使发动机102产生期望的发动机输出扭矩。
现在参考图2，其中示出示例性发动机控制系统的功能框图。ECM114的示例性实现包括驾驶员扭矩模块202、车轴扭矩判定模块204和推进扭矩判定模块206。ECM114可包括混合动力优化模块208。ECM114的示例性实现还包括储备/负载模块220、致动模块224、空气控制模块228、火花控制模块232、气缸控制模块236和燃料控制模块240。ECM114的示例性实现还包括增压调度模块248和相位器调度模块252。
驾驶员扭矩模块202可基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入255来确定驾驶员扭矩请求254。驾驶员输入255可以基于例如加速踏板的位置和制动踏板的位置。驾驶员输入255也可以基于巡航控制，其可以是变化车辆的速度以维持预先确定的跟随距离的自适应巡航控制系统。驾驶员扭矩模块202可存储加速踏板位置到期望扭矩的一个或多个映射，并且可基于所选择的一个映射确定驾驶员扭矩请求254。
车轴扭矩判定模块204在驾驶员扭矩请求254和其它车轴扭矩请求256之间判定。车轴扭矩（车轮处的扭矩）可由包括发动机和/或电动机的各种源产生。通常，扭矩请求可包括绝对扭矩请求和相对扭矩请求以及斜变请求（ramp requests）。仅举例而言，斜变请求可包括使扭矩斜降到最小发动机关闭扭矩的请求或者使扭矩从最小发动机关闭扭矩斜升的请求。相对扭矩请求可包括临时的或持久的扭矩减小或增大。
车轴扭矩请求256可以包括检测到正车轮打滑时牵引控制系统请求的扭矩减小。在车轴扭矩克服车轮与道路表面之间的摩擦并且车轮相对于道路表面开始滑动时发生正的车轮滑动。车轴扭矩请求256还可以包括用以抵消负车轮打滑的扭矩增加请求，其中，因为车轴扭矩为负，所以车辆的轮胎相对道路表面在另一方向打滑。
车轴扭矩请求256还可以包括制动管理请求和车辆超速扭矩请求。制动管理请求可减少车轴扭矩以确保当车辆停止时车轴扭矩不超过制动能力以保持车轮。车辆超速扭矩请求可减少车轴扭矩以防止车辆超过预先确定的速度。还可以通过车辆稳定控制系统产生车轴扭矩请求256。
车轴扭矩判定模块204基于在接收到的扭矩请求254和256之间的判定结果输出预测扭矩请求257和即时扭矩请求258。如下所述，在被用于控制发动机系统100的致动器之前，可以通过ECM114的其它模块选择性地调整来自车轴扭矩判定模块204的预测扭矩请求257和即时扭矩请求258。
大体上，即时扭矩请求258是当前期望车轴扭矩的量，而预测扭矩请求257是在短时间内所需要的车轴扭矩的量。ECM114控制发动机系统100以产生等于即时扭矩请求258的车轴扭矩。然而，不同的致动器值的组合可产生相同的车轴扭矩。因此，ECM114可调节致动器值以允许更快地转变到预测扭矩请求257，而仍然保持车轴扭矩为即时扭矩请求258。
在各种实施方式中，预测扭矩请求257可基于驾驶员扭矩请求254。即时扭矩请求258可小于预测扭矩请求257，如当驾驶员扭矩请求254引起车轮在冰面打滑时。在这种情况下，牵引控制系统（未示出）可经由即时扭矩请求258请求减小，且ECM114将由发动机系统100产生的扭矩减小到即时扭矩请求258。然而，ECM114控制发动机系统100以便一旦车轮打滑停止，发动机系统100可快速恢复产生预测扭矩请求257。
一般而言，即时扭矩请求258与（通常较高的）预测扭矩请求257之间的差可被称为扭矩储备。扭矩储备可表示发动机100可以最小的延迟开始产生的附加扭矩量（大于即时扭矩请求258）。快速发动机致动器用来增加或减小当前车轴扭矩。如下面更加详细的描述，可以与慢速发动机致动器相对比地定义快速发动机致动器。
在各种实施方式中，快速发动机致动器能在一个范围内改变车轴扭矩，而该范围通过慢速发动机致动器建立。在这些实施方式中，所述范围的上限是预测扭矩请求257，而所述范围的下限由快速致动器的扭矩容量限制。仅举例而言，快速致动器可能仅仅能够将车轴扭矩减小第一量，而第一量是快速致动器的扭矩容量的度量。所述第一量可基于由慢速发动机致动器设定的发动机操作条件而改变。当即时扭矩请求258在该范围内时，快速发动机致动器可设置为使得车轴扭矩等于即时扭矩请求258。当ECM114请求输出预测扭矩请求257时，可控制快速发动机致动器以改变车轴扭矩到该范围的上限，其是预测扭矩请求257。
总体而言，当与慢速发动机致动器比较时，快速发动机致动器可更快地改变车轴扭矩。和快速致动器相比，慢速致动器可较慢地响应于在它们各自致动器值中的改变。例如，慢速致动器可包括机械部件，其需要时间响应于致动器值的改变而从一个位置移动到另一个位置。慢速致动器还可由一旦慢速致动器开始执行改变的致动器值时到车轴扭矩开始改变的该慢速致动器所需要的时间量来表征。通常，慢速致动器的时间量长于快速致动器的时间量。此外，即使在开始改变之后，车轴扭矩可能花费更长的时间来完全响应慢速致动器中的改变。
仅举例而言，ECM114可设置用于慢速致动器的致动器值，如果快速致动器被设定为合适的值，该慢速致动器的致动器值会使发动机系统100能产生预测扭矩请求257。同时，ECM114可设置用于快速致动器的致动器值，使得给定慢速致动器值时，快速致动器的致动器值会引起发动机系统100产生即时扭矩请求258而非预测扭矩请求257。
因此快速致动器的值引起发动机系统100产生即时扭矩请求258。当ECM114决定将车轴扭矩从即时扭矩请求258转变到预测扭矩请求257时，ECM114将用于一个或多个快速致动器的致动器值改变为对应于预测扭矩请求257的值。因为慢速致动器的值已经基于预测扭矩请求257设置，发动机系统100能在仅仅由快速致动器造成的延迟之后产生预测扭矩请求257。换句话说，可避免由使用慢速致动器改变车轴扭矩产生的较长的延迟。
仅作为示例，当预测扭矩请求257等于驾驶员扭矩请求254时，可在由临时扭矩减小请求引起的、即时扭矩请求258小于驾驶员扭矩请求254时产生扭矩储备。可替换地，可通过在使即时扭矩请求258保持为驾驶员扭矩请求254的同时使预测扭矩请求257增加到大于驾驶员扭矩请求254来产生扭矩储备。得到的扭矩储备可吸收所请求的车轴扭矩的突然增加。仅作为示例，来自空调或动力转向泵的突然负载可通过增大即时扭矩请求258而抵消。如果即时扭矩请求258的增加小于扭矩储备，那么可通过使用快速致动器迅速地产生所述增加。预测扭矩请求257还可被增大以重新建立先前的扭矩储备。
使用扭矩储备的另一个例子是减小慢速致动器值的波动。由于其相对慢的速度，改变的慢速致动器值可能产生控制不稳定性。此外，慢速致动器可包括机械部分，当移动频繁时其可消耗更多的功率和/或更快地磨损。产生足够的扭矩储备允许在保持慢速致动器值的同时经由即时扭矩请求258通过改变快速致动器来实现期望扭矩的变化。例如，为了保持给定的怠速，即时扭矩请求258可以在一定范围内变化。如果预测扭矩请求257设置为超出该范围的水平，为保持怠速而在即时扭矩请求258内的变化可使用快速致动器来完成，而不需要调节慢速致动器。
仅举例而言，在火花点火发动机中，火花正时可以是快速的致动器值，而节气门开度面积可以是慢速的致动器值。火花点火发动机可通过应用火花来燃烧包括例如汽油和乙醇的燃料。相反，在压缩点火发动机中，燃料流量可以是快速致动器值，而节气门开度面积可以用作除扭矩以外的发动机特性的致动器值。压缩点火发动机可通过压缩燃料而燃烧包括例如柴油的燃料。
当发动机102是火花点火发动机时，火花致动器模块126可以是快速致动器且节气门致动器模块116可以是慢速致动器。在接收到新的致动器值后，火花致动器模块126能够改变随后点火事件的火花正时。当用于点火事件的火花正时（也称为火花提前）被设定为校准值时，在紧跟该点火事件的燃烧冲程中产生最大扭矩。然而，偏离校准值的火花提前可减小在燃烧冲程中产生的扭矩的量。因此，通过改变火花提前，火花致动器模块126能在下一个点火事件发生时改变发动机输出扭矩。仅举例而言，对应于不同发动机操作条件的火花提前表可在车辆设计的校准阶段确定，且校准值基于当前发动机操作条件从该表中选择。
相反，节气门开度面积的改变花费更长的时间影响发动机输出扭矩。节气门致动器模块116通过调节节气门阀112的叶片的角度来改变节气门开度面积。因此，一旦接收到新的致动器值，在节气门阀112基于所述新的致动器值从其先前位置移动到新的位置时存在机械延迟。另外，基于节气门开度面积而改变的空气流量会受到进气歧管110中的空气传输延迟的影响。此外，直到气缸118在下一进气冲程接收到额外的空气，压缩该额外的空气并且开始燃烧冲程，进气歧管110中的增加空气流量才实现为发动机输出扭矩的增加。
使用这些致动器作为示例，可以通过将节气门开度面积设置为允许发动机102产生预测扭矩请求257的值，从而产生扭矩储备。同时，可基于比预测扭矩请求257更小的即时扭矩请求258来设定火花正时。虽然节气门开度面积产生用于使发动机102产生预测扭矩请求257的足够的空气流量，但是火花正时基于即时扭矩请求258而被延迟（这将减小扭矩）。因此发动机输出扭矩将等于即时扭矩请求258。
当需要另外的扭矩时，可以基于预测扭矩请求257或预测扭矩请求257和即时扭矩请求258之间的扭矩来设定火花正时。到随后的点火事件时，火花致动器模块126可将点火提前恢复到校准值，其允许发动机102产生用已经存在的空气流量所能达到的全部发动机输出扭矩。因此在不经历改变节气门开度面积引起的延迟的情况下，发动机输出扭矩可被迅速增大到预测扭矩请求257。
当发动机102是压缩点火发动机时，燃料致动器模块124可以是快速致动器且节气门致动器模块116和增压致动器模块164可以是排放致动器。燃料质量可基于即时扭矩请求258设置，且节气门开度面积、增压和EGR打开可基于预测扭矩请求257设置。节气门开度面积可产生比满足预测扭矩请求257所需要的更多的空气流量。进而，产生的空气流量可多于用于所喷射的燃料的完全燃烧所需要的，使得空气/燃料比通常是稀的，且空气流量的变化不影响发动机输出扭矩。因此发动机输出扭矩将等于即时扭矩请求258且可通过调节燃料流量增加或减小。
节气门致动器模块116、增压致动器模块164和EGR阀170可基于预测扭矩请求257而被控制以控制排放和最小化涡轮滞后。节气门致动器模块116可在进气歧管110内产生真空，以吸引通过EGR阀170的排气并吸入进气歧管110中。
车轴扭矩判定模块204可将预测扭矩请求257和即时扭矩请求258输出到推进扭矩判定模块206。在各种实施方式中，车轴扭矩判定模块204可将预测扭矩请求257和即时扭矩请求258输出到混合动力优化模块208。
混合动力优化模块208可确定发动机102应当产生多少扭矩以及电动马达198应当产生多少扭矩。混合动力优化模块208然后分别向推进扭矩判定模块206输出修改后的预测扭矩请求259和即时扭矩请求260。在各种实施方式中，混合动力优化模块208可在混合动力控制模块196中实施。
由推进扭矩判定模块206接收到的预测和即时扭矩请求被从车轴扭矩域（车轮处的扭矩）转换为推进扭矩域（曲轴处的扭矩）。该转换可在混合动力优化模块208之前、之后发生，或者作为混合动力优化模块208的一部分，或者代替混合动力优化模块208。
推进扭矩判定模块206在多个推进扭矩请求279之间判定，包括转换的预测和即时扭矩请求。推进扭矩判定模块206产生判定的预测扭矩请求261和判定的即时扭矩请求262。判定的扭矩请求261和262可以通过从所接收的扭矩请求中选择获胜的请求来产生。可选地或者另外地，判定的扭矩请求261和262可通过基于另一个或多个接收到的扭矩请求修改其中一个接收到的请求来产生。
推进扭矩请求279可包括用于发动机超速保护的扭矩降低、用于防止失速的扭矩增加、和由变速器控制模块194请求以适应换挡的扭矩降低。还可以由离合器燃料切断产生推进扭矩请求279，当在手动变速器车辆中驾驶员踩下离合器踏板以防止发动机速度突变（快速上升）时，离合器燃料切断减小发动机输出扭矩。
推进扭矩请求279还可包括发动机关闭请求，其可在检测到关键故障时启动。仅作为示例，关键故障可包括检测到车辆被盗、起动器电机被卡住、电子节气门控制问题以及意外的扭矩增大。在各种实施方式中，当出现发动机关闭请求时，判定选择发动机关闭请求作为胜出的请求。当出现发动机关闭请求时，推进扭矩判定模块206可输出零作为经判定的预测和即时扭矩请求261和262。
在各种实施方式中，发动机关闭请求可独立于判定过程而关闭发动机102。推进扭矩判定模块206仍可接收发动机关闭请求，以便例如适当的数据可被反馈给其它扭矩请求器。例如，所有其它扭矩请求器可被通知：它们已经在判定中失败。
储备/负载模块220接收判定的预测和即时扭矩请求261和262。储备/负载模块220可调节经判定的预测扭矩请求261和经判定的即时扭矩请求262以产生扭矩储备和/或补偿一个或多个负载。然后，储备/负载模块220将经调节的预测扭矩请求263和经调节的即时扭矩请求264输出给致动模块224。
仅作为示例，催化剂起燃过程或冷起动排放减少过程可能需要延迟的火花提前量。因此，储备/负载模块220可以将调整的预测扭矩请求263增加到调整的即时扭矩请求264之上，以产生用于冷起动排放减少过程的延迟的火花。在另一示例中，例如通过诊断侵入当量比测试和/或新发动机吹扫，可直接改变发动机的空气/燃料比和/或质量空气流量。在开始这些过程之前，可以产生或增加扭矩储备，以快速补偿这些过程期间使空气/燃料混合物变稀所导致的发动机输出扭矩的减小。
储备/负载模块220还可以预期未来负载而产生或增加扭矩储备，诸如动力转向泵操作或空调（A/C）压缩机离合器的接合。当驾驶员先请求空调时，可以产生用于A/C压缩机离合器的接合的储备。储备/负载模块220可以在保持调整的即时扭矩请求264不变时增加调整的预测扭矩请求263，以产生扭矩储备。然后，当A/C压缩机离合器接合时，储备/负载模块220可以使调整的即时扭矩请求264增加估计的A/C压缩机离合器的负载。
致动模块224接收调整的预测和即时扭矩请求263和264。致动模块224确定将如何实现调整的预测和即时扭矩请求263和264。致动模块224可以特定于发动机类型。例如，对于火花点火发动机和压缩点火发动机来说，致动模块224可以不同方式实施或使用不同的控制方案。
在各种实施方式中，致动模块224可以限定对所有发动机类型通用的模块与特定于发动机类型的模块之间的边界。例如，发动机类型可包括火花点火式和压缩点火式。致动模块224之前的模块，例如推进扭矩判定模块206，可以是各种发动机类型通用的，而致动模块224和随后的模块可以是特定于发动机类型的。
例如，在火花点火发动机中，致动模块224可改变作为慢速致动器的节气门阀112的开度从而允许宽范围的扭矩控制。致动模块224可使用气缸致动器模块120来停用气缸，这也提供宽范围的扭矩控制，但是也可能是缓慢的并且可能涉及驾驶性能和排放问题。致动模块224可以使用火花正时作为快速致动器。然而，火花正时可能不提供大范围的扭矩控制。另外，利用火花正时变化（被称为火花储备能力）所能达到的扭矩控制量可随空气流量改变而改变。
在各种实施方式中，致动模块224可以基于调整的预测扭矩请求263产生空气扭矩请求265。空气扭矩请求265可等于经调节的预测扭矩请求263，设定空气流量使得可通过改变其它致动器而实现经调节的预测扭矩请求263。
空气控制模块228可以基于空气扭矩请求265确定期望的致动器值。仅举例而言，空气控制模块228可基于空气扭矩请求265确定期望的歧管绝对压力（MAP）266、期望的节气门位置267和/或期望的每缸空气量（APC）268。期望的MAP266可用于确定期望的增压，而期望的APC268可用于确定期望的凸轮相位器位置和期望的节气门位置267。在各种实施方式中，空气控制模块228还可基于空气扭矩请求265确定EGR阀170的打开量。
致动模块224还可产生火花扭矩请求269、气缸关闭扭矩请求270、和燃料扭矩请求271。火花控制模块232可以使用火花扭矩请求269来确定将火花正时从校准的火花正时延迟多少（减小发动机输出扭矩）。
气缸关闭扭矩请求270可由气缸控制模块236使用，以确定要停用多少气缸。气缸控制模块236可指示气缸致动器模块120停用发动机102的一个或多个气缸。在各种实施方式中，可以同时停用一组预定的气缸（例如，一半）。
气缸控制模块236还可指示燃料控制模块240停止为停用的气缸提供燃料，并且可指示火花控制模块232停止为停用的气缸提供火花。在各种实施方式中，一旦气缸中已经存在的任何燃料/空气混合物已经燃烧，则火花控制模块232仅停止提供用于该气缸的火花。
在各种实施方式中，气缸致动器模块120可包括液压系统，该液压系统选择性地将进气和/或排气阀从用于一个或多个气缸的相应的凸轮轴上脱离以停用这些气缸。仅作为示例，一半气缸的阀由气缸致动器模块120以液压方式成组地联接或脱离。在各种实施方式中，气缸可简单地通过停止向这些气缸提供燃料来停用，而无需停止进气阀和排气阀的打开和关闭。在这些实施方式中，气缸致动器模块120可以省略。
燃料控制模块240可基于燃料扭矩请求271改变提供给每个气缸的燃料量。在火花点火发动机正常操作期间，燃料控制模块240可在空气主导模式下运行，在空气主导模式中燃料控制模块240尝试通过基于空气流量控制给燃料而保持化学计量的空气/燃料比。燃料控制模块240可确定当与当前每缸空气量结合时产生化学计量的燃烧的燃料质量。燃料控制模块240可通过给燃料速度来命令燃料致动器模块124给每个被启用的气缸喷射该燃料质量。
在压缩点火系统中，燃料控制模块240可操作在燃料主导模式下，在燃料主导模式中燃料控制模块240确定满足燃料扭矩请求271同时最小化排放、噪声和燃料消耗的每个气缸的燃料质量。在燃料主导模式下，空气流量可基于燃料流量来被控制并可控制为产生稀的空气/燃料比。此外，空气/燃料比可保持在预定水平之上，这可防止在动态发动机操作条件下黑烟的产生。
空气控制模块228可将期望的节气门位置267输出到节气门控制模块280。空气控制模块228可以基于空气扭矩请求265确定期望的节气门位置267。节气门控制模块280（也可见图3）确定期望的节气门位置267和指示的节气门位置（图2中未示出）之间的误差。节气门控制模块280可以基于分别使用第一和第二节气门位置传感器190-1和190-2测量的第一和第二节气门位置191和192中的一个或多个而确定指示的节气门位置。
节气门控制模块280基于对误差和迟滞值的比较而选择误差和零中的一个。当误差值小于迟滞值时，节气门控制模块280选择零，当误差大于或等于迟滞值时，节气门控制模块280选择误差。本公开的节气门控制模块280动态地确定迟滞值。
节气门控制模块280基于期望的节气门位置267和误差和零中所选的一个使用闭环控制来产生期望的脉冲宽度调制（PWM）信号282。节气门致动器模块116基于期望的PWM信号282而致动节气门阀112。更具体而言，期望的PWM信号282可以驱使节气门致动器模块116（例如，其马达）来致动节气门阀112。尽管示出和讨论了期望的PWM信号282，但节气门控制模块280可以使用其它合适类型的信号来控制节气门致动器模块116。另外，尽管示出和讨论了节气门控制模块280位于ECM114内，但节气门控制模块280可以实现在其它合适的位置。仅举例而言，节气门控制模块280可以实现在ECM114外部，在车辆的另一模块内，或独立地实现。
空气控制模块228可以向增压调度模块248输出期望的MAP266。增压调度模块248使用期望的MAP266来控制增压致动器模块164。然后，增压致动器模块164控制一个或多个涡轮增压器（例如，包括涡轮机160-1和压缩机160-2的涡轮增压器）和/或增压器。
空气控制模块228可以向相位器调度模块252输出期望的APC268。基于期望的APC268和RPM信号，相位器调度模块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。
再次参考火花控制模块232，校准的火花正时可基于各种发动机操作条件而改变。仅作为示例，扭矩关系可被求逆以求解期望的火花提前量。对于给定的扭矩请求（Tdes），期望的火花提前量（Sdes）可基于如下关系确定：
(2)                                                .
此关系可以实现为方程和/或查询表。空气/燃料比（AF）可以是实际的空气/燃料比，如由燃料控制模块240报告的。
当火花提前量被设定到校准的火花正时时，由此得到的扭矩可尽可能地接近于最大最优扭矩（MBT）。在使用具有大于预先确定的辛烷值的燃料且使用化学计量比的燃料添加时，MBT是指随着火花提前量增加针对给定的空气流量所产生的最大发动机输出扭矩。此最大扭矩出现时的火花提前量被称为MBT火花正时。由于例如燃料质量（诸如当使用较低辛烷值燃料时）和环境因素，校准的火花正时可能与MBT火花正时略微不同。因此校准的火花正时处的发动机输出扭矩可低于MBT处的发动机输出扭矩。
现在参照图3，显示了节气门控制模块280的示例性实现的功能框图。尽管本公开的原理将与节气门阀112相联系地示出并讨论，但本公开的原理也可应用于车辆的其它类型的阀，诸如EGR阀170。
节气门控制模块280可包括指示的位置确定模块304、误差模块308和迟滞模块312。节气门控制模块280还可以包括比较模块316、选择模块320和闭环控制模块324。
指示的位置确定模块304可以基于分别使用第一和第二节气门位置传感器190-1和190-2测量的第一和第二节气门位置191和192中的至少一个而确定指示的节气门位置340。仅举例而言，指示的位置确定模块304可通常将指示的节气门位置340设定为等于第一节气门位置191或基于第一节气门位置191进行设定。当第一节气门位置传感器190-1引起故障时，指示的位置确定模块304可以将指示的节气门位置340设定为等于第二节气门位置192或基于第二节气门位置192进行设定。指示的节气门位置340还可以称为测量的节气门位置。
误差模块308接收期望的节气门位置267和指示的节气门位置340。误差模块308基于期望的节气门位置267和指示的节气门位置340之间的差来确定误差值344。更具体而言，误差模块308可将误差值344设定为等于期望的节气门位置267减去指示的节气门位置340。
迟滞模块312动态地确定迟滞值348。以下结合图4讨论迟滞值348的确定。迟滞值348对应于某一大小的误差值344，在该值以下时，对于控制节气门阀112的目的而言，误差值344可以被忽略。如下所述，使用迟滞值348可以允许节气门控制模块280即使在误差值344大于零的情况下也能够不调整期望的节气门位置267。
比较模块316比较误差值344和迟滞值348。比较模块316基于对误差值344和迟滞值348的比较而产生选择信号352。当误差值344大于或等于迟滞值348时，比较模块316可将选择信号352设定为第一状态。当误差值344小于迟滞值348时，比较模块316可将选择信号352设定为第二状态。
选择模块320将误差值344和零值356中的一个输出作为闭环控制值360。仅举例而言，选择模块320可包括多路装置或其它适当类型的选择装置。选择模块320基于选择信号352而输出误差值344和零值356中的一个。
更具体而言，当选择信号352处于第一状态时，选择模块320将误差值344输出作为闭环控制值360。当选择信号352处于第二状态时，选择模块320将零值356输出作为闭环控制值360。以这种方式，当误差值344大于或等于迟滞值348时，误差值344被提供到闭环控制模块324。当误差值344小于迟滞值348时，零值356被提供到闭环控制模块324。
闭环控制模块324基于期望的节气门位置267和闭环控制值360确定期望的PWM信号282。更具体而言，闭环控制模块324基于闭环控制值360确定调整值。仅举例而言，闭环控制模块324可使用比例（P）控制、比例积分（PI）控制、比例积分微分（PID）控制或其它合适类型的闭环控制而确定调整值。闭环控制模块324可将期望的节气门位置267设定为等于调整值和期望节气门位置267之和。
闭环控制模块324基于（调整的）期望节气门位置267而确定期望的PWM信号282。仅举例而言，闭环控制模块324可使用将期望节气门位置267与期望PWM信号282相关联的函数或映射而确定期望的PWM信号282。节气门致动器模块116（例如，马达）基于期望的PWM信号282而致动节气门阀112。
现在参照图4，显示了迟滞模块312的示例性实现的功能框图。迟滞模块312可包括递增模块404、串长度计数器408和重设模块412。迟滞模块312还可包括第一累加模块416、第一延迟模块420、第二累加模块424和第二延迟模块428。迟滞模块312还可包括第三累加模块432、第三延迟模块436、差值确定模块440和迟滞确定模块444。
节气门控制模块280可以预先确定的循环速率执行控制循环。仅举例而言，循环速率可以大致是每3.125毫秒（ms）一个控制循环。递增模块404在每个控制循环使串长度计数器408的值464递增。串长度计数器408的值464跟踪自从上一次重设串长度计数器408之后所执行的控制循环的数量。
重设模块412选择性地将串长度计数器408重设为预先确定的重设值，例如零。重设模块412可以在例如车辆起动时重设串长度计数器408。当值464大于第一预先确定的值时，重设模块412也可以重设串长度计数器408。仅举例而言，第一预先确定的值可以是大约20。以这种方式，重设模块412可以在每隔预先确定的数量（例如20）的控制循环而重设串长度计数器408。重设模块412可以通过重设信号468而重设串长度计数器408。重设模块412可将重设信号468设定为例如活动状态而重设串长度计数器408。
第一累加模块416基于第一之前期望位置476和第二之前期望位置480而确定第一累加的变化472。更具体而言，第一累加模块416确定当前控制循环的第一之前期望位置476和第二之前期望位置480之间的差的绝对值。第一累加模块416可将该绝对值与上一控制循环的第一累加变化472相加以确定当前控制循环的第一累加变化472。上一控制循环指的是紧接着当前控制循环之前所执行的控制循环。
第一延迟模块420将第一和第二之前期望位置476和480提供到第一累加模块416。第一和第二之前期望位置476和480分别是在当前控制循环的N和N+1之前的控制循环中接收到的期望节气门位置267的值。N是大于或等于2的整数。在不同的实施中N可以是不同的。第一延迟模块420可以基于例如误差值344来确定N。仅举例而言，N可以随着误差值344的增加而增加。在其它实施中，N可以是预先确定的值。仅举例而言，N可以设定为2和8之间的整数，包含2和8。
第二累加模块424基于指示的节气门位置340和上一指示的节气门位置488确定第二累加的变化484。更具体而言，第二累加模块424确定指示的节气门位置340和上一指示的节气门位置488之间的差的绝对值。第二累加模块424可将该绝对值与上一控制循环的第二累加变化484相加以确定当前控制循环的第二累加变化484。
第二延迟模块428将上一指示的节气门位置488提供给第二累加模块424。上一指示的节气门位置488是上一控制循环的指示节气门位置340的值。仅举例而言，在上一控制循环期间，第二延迟模块420接收指示的节气门位置340，存储一个控制循环的指示的节气门位置340，并在当前控制循环期间将存储的指示节气门位置340输出为上一指示的节气门位置488。
第三累加模块432基于期望的PWM信号282和上一期望的PWM信号496确定第三累加的变化492。更具体而言，第三累加模块432确定期望的PWM信号282和上一期望的PWM信号496之间的差的绝对值。第三累加模块432将该绝对值与上一控制循环的第三累加变化492相加以确定当前控制循环的第三累加变化492。
第三延迟模块436将上一期望的PWM信号496提供给第三累加模块432。上一期望的PWM信号496是在上一控制循环期间接收到的期望PWM信号282的值。仅举例而言，在上一控制循环期间，第三延迟模块436接收期望的PWM信号282，存储一个控制循环的期望的PWM信号282，并在当前控制循环期间将存储的期望PWM信号282输出为上一期望的PWM信号496。
差值确定模块440分别选择性地基于第一和第二累加变化472和484确定差值494。例如，差值确定模块可将差值494设定等于第二累加变化484减去第一累加变化472。
当串长度计数器408大于第一预先确定的值时，差值确定模块440可选择性地确定差值494。仅举例而言，每当已经执行了预先确定的数量的控制循环时，差值确定模块440可确定差值494。在这种实施方式中，在串长度计数器408大于第一预先确定的值之后，第一累加模块416、第二累加模块424和第三累加模块432可分别重设第一累加变化472、第二累加变化484和第三累加变化492。
在各种实施方式中，一旦已经执行了预先确定的数量的控制循环时，差值确定模块440可在每个控制循环确定差值494。在这种实施方式中，第一累加模块416可将第一累加变化472确定为预先确定数量的最近执行的控制循环所确定的绝对值的和。第二累加模块424和第三累加模块432也可对于预先确定数量的最近执行的控制循环分别确定第二累加变化484和第三累加变化492。
差值确定模块440将差值494提供给迟滞确定模块444。迟滞确定模块444基于差值494和第三累加变化492而确定迟滞值348。
当差值494大于第一预先确定的值并且第三累加变化492大于第二预先确定的值时，迟滞确定模块444可增加（例如，递增）迟滞值348。当第三累加变化492小于或等于第二预先确定的值并且差值494小于或等于第一预先确定的值时，迟滞确定模块444可减小（例如，递减）迟滞值348。当差值494大于第一预先确定的值并且第三累加变化492小于或等于第二预先确定的值时，迟滞确定模块444可减小（例如，递减）迟滞值348。当差值494小于或等于第一预先确定的值并且第三累加变化492大于第二预先确定的值时，迟滞确定模块444可维持迟滞值348。仅举例而言，第一预先确定的值可以是大约0.5，第二预先确定的值可以是大约100。
迟滞确定模块444可使迟滞值348分别递增或递减预先确定的递增量或预先确定的递减量。仅举例而言，预先确定的递增量可以是大约0.002，预先确定的递减量可以是大约0.001。预先确定的递增量可以大约是预先确定的递减量的幅度的两倍。
在各种实施方式中，迟滞确定模块444可使迟滞值348递增或递减可变的量。例如，迟滞确定模块444可使用将差值494与可变量关联起来的函数或映射来确定可变量。
在输出迟滞值348之前，迟滞确定模块444可以将迟滞值348限制为预先确定的最小值或预先确定的最大值。仅举例而言，预先确定的最小值可以是大约0.035，预先确定的最大值可以是大约0.21。在车辆起动后，迟滞确定模块444可将迟滞值348初始化为预先确定的最小值。
现在参照图5，示出了显示控制节气门阀112的开度的示例性方法500的流程图。控制开始于504，在此处，控制确定串长度计数器408的值464是否小于第一预先确定的值。如果为真，则控制前进到508，如果为假，则控制前进到528，这将在下面论述。仅举例而言，第一预先确定的值可以是大约20。
在508，控制使串长度计数器408递增。在512，控制确定累加变化，并前进到516。更具体而言，在508，控制确定第一累加变化472、第二累加变化484和第三累加变化492。通过将第一和第二之前期望位置476和480之间的差的绝对值与第一累加变化472的上一值相加，控制可确定第一累加变化472。通过将上一指示节气门位置488和指示节气门位置340之间的差的绝对值与第二累加变化484的上一值相加，控制可确定第二累加变化484。通过将上一期望PWM信号496和期望PWM信号282之间的差的绝对值与第三累加变化492的上一值相加，控制可确定第三累加变化492。
在516，控制确定误差值344是否小于迟滞值348。如果为真，则在520，控制基于期望节气门位置267和闭环控制值360是零值356而确定期望PWM信号282，并且控制结束；如果为假，则在524，控制基于期望的节气门位置267和闭环控制值360是误差值344而确定期望PWM信号282，并且控制结束。控制可将误差值344设定为等于期望的节气门位置267减去指示的节气门位置340。尽管示出和论述为控制结束，但方法500可以是对一个控制循环的说明，并且控制可返回至504。
参考528（即，在504，当串长度计数器408的值464不小于第一预先确定的值时），控制确定差值494。控制可将差值494设定为等于第二累加变化484减去第一累加变化472。在532，控制确定差值494是否大于第一预先确定的值。如果为真，则控制前进到536，如果为假，则控制前进到552，这将在下面论述。仅举例而言，第一预先确定的值可以是大约0.5。
在536，控制确定第三累加变化492是否大于第二预先确定的值。如果为真，则在540，控制增加迟滞值348，并前进到544，如果为假，则在548，控制减小迟滞值348，并前进到544。在544，控制将迟滞值348限制为预先确定的最小值和最大值。在544，控制还可以分别重设串长度计数器408、第一、第二和第三累加变化472、484和492。然后，控制前进到516，如上所述。仅举例而言，第二预先确定的值可以是大约100。
参考552（即，在532，当差值494不大于第一预先确定的值时），控制确定第三累加变化492是否小于或等于第二预先确定的值。如果为真，则在548，控制减小迟滞值348，并前进到544；如果为假，则在556，控制维持迟滞值348，并前进到544。544如上所述。
本公开的宽泛的教导可以多种形式来实施。因此，尽管本公开包括具体的实例，但本公开的真实范围不应受到此限制，因为在研究了附图、说明书和权利要求后，本领域技术人员将清楚其它的改型。

Claims (20)

1.一种控制系统，包括：
误差模块，所述误差模块基于车辆的节气门阀和排气再循环EGR阀之一的期望位置和测量位置之间的第一差值来确定误差值；
选择模块，所述选择模块基于对所述误差值和迟滞值的第一比较而将控制值设定为等于所述误差值和零中的一个；
控制模块，所述控制模块基于所述期望位置和所述控制值而产生控制信号，并使用所述控制信号来致动所述节气门阀和所述EGR阀中的所述一个；以及
迟滞模块，所述迟滞模块选择性地改变所述迟滞值。
2.如权利要求1所述的控制系统，其中，所述迟滞模块基于所述期望位置、所述测量位置和所述控制信号中的至少一个的变化而选择性地改变所述迟滞值。
3.如权利要求1所述的控制系统，其中，所述迟滞模块基于所述期望位置的第一和第二之前的值之间的第一变化、所述测量位置和所述测量位置的第三之前值之间的第二变化、以及所述控制信号和所述控制信号的第四之前值之间的第三变化而选择性地改变所述迟滞值。
4.如权利要求3所述的控制系统，还包括：
第一累加模块，所述第一累加模块确定第一累加变化是基于所述第一变化和所述第一累加变化的第五之前值；
第二累加模块，所述第二累加模块确定第二累加变化是基于所述第二变化和所述第二累加变化的第六之前值；以及
第三累加模块，所述第三累加模块确定第三累加变化是基于所述第三变化和所述第三累加变化的第七之前值；
其中，所述迟滞模块基于所述第一、第二和第三累加变化而选择性地改变所述迟滞值。
5.如权利要求4所述的控制系统，还包括差值确定模块，所述差值确定模块确定所述第一和第二累加变化之间的第二差值，
其中，所述迟滞模块基于所述第二差值和所述第三累加变化而选择性地改变所述迟滞值。
6.如权利要求5所述的控制系统，其中，当所述第二差值大于第一预先确定的值并且所述第三累加变化大于第二预先确定的值时，所述迟滞模块增加所述迟滞值。
7.如权利要求5所述的控制系统，其中，当所述第二差值小于第一预先确定的值并且所述第三累加变化小于第二预先确定的值时，所述迟滞模块减小所述迟滞值。
8.如权利要求5所述的控制系统，其中，当所述第二差值大于第一预先确定的值并且所述第三累加变化小于第二预先确定的值时，所述迟滞模块减小所述迟滞值。
9.如权利要求5所述的控制系统，其中，所述迟滞模块分别基于所述第二差值和第一预先确定的值的第二比较和基于第三累加变化和第二预先确定的值的第三比较而使所述迟滞值增加或减小预先确定的递增量或预先确定的递减量。
10.如权利要求3所述的控制系统，还包括：
第一累加模块，所述第一累加模块基于所述第一变化和所述第一变化的预先确定的数量的之前值而确定第一累加变化；
第二累加模块，所述第二累加模块基于所述第二变化和所述第二变化的预先确定数量的之前值而确定第二累加变化；以及
第三累加模块，所述第三累加模块基于所述第三变化和所述第三变化的预先确定数量的之前值而确定第三累加变化，
其中，所述迟滞模块基于所述第一、第二和第三累加变化而选择性地改变所述迟滞值。
11.一种动态迟滞控制方法，包括：
基于车辆的节气门阀和排气再循环EGR阀之一的期望位置和测量位置之间的第一差值来确定误差值；
基于对所述误差值和迟滞值的第一比较而将控制值设定为等于所述误差值和零中的一个；
基于所述期望位置和所述控制值而产生控制信号；
使用所述控制信号致动所述节气门阀和所述EGR阀中的所述一个；以及
选择性地改变所述迟滞值。
12.如权利要求11所述的方法，还包括基于所述期望位置、所述测量位置和所述控制信号中的至少一个的变化而选择性地改变所述迟滞值。
13.如权利要求11所述的方法，还包括基于所述期望位置的第一和第二之前的值之间的第一变化、所述测量位置和所述测量位置的第三之前值之间的第二变化、以及所述控制信号和所述控制信号的第四之前值之间的第三变化而选择性地改变所述迟滞值。
14.如权利要求13所述的方法，还包括：
确定第一累加变化，其是基于所述第一变化和所述第一累加变化的第五之前值；
确定第二累加变化，其是基于所述第二变化和所述第二累加变化的第六之前值；
确定第三累加变化，其是基于所述第三变化和所述第三累加变化的第七之前值；以及
基于所述第一、第二和第三累加变化而选择性地改变所述迟滞值。
15.如权利要求14所述的方法，还包括：
确定所述第一和第二累加变化之间的第二差值；以及
基于所述第二差值和所述第三累加变化而选择性地改变所述迟滞值。
16.如权利要求15所述的方法，还包括当所述第二差值大于第一预先确定的值并且所述第三累加变化大于第二预先确定的值时，增加所述迟滞值。
17.如权利要求15所述的方法，还包括当所述第二差值小于第一预先确定的值并且所述第三累加变化小于第二预先确定的值时，减小所述迟滞值。
18.如权利要求15所述的方法，还包括当所述第二差值大于第一预先确定的值并且所述第三累加变化小于第二预先确定的值时，减小所述迟滞值。
19.如权利要求15所述的方法，还包括分别基于所述第二差值和第一预先确定的值的第二比较和基于所述第三累加变化和第二预先确定的值的第三比较而使所述迟滞值增加或减小预先确定的递增量或预先确定的递减量。
20.如权利要求13所述的方法，还包括：
基于所述第一变化和所述第一变化的预先确定数量的之前值而确定第一累加变化；
基于所述第二变化和所述第二变化的预先确定数量的之前值而确定第二累加变化；
基于所述第三变化和所述第三变化的预先确定数量的之前值而确定第三累加变化；以及
基于所述第一、第二和第三累加变化而选择性地改变所述迟滞值。
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