CN102678340B

CN102678340B - 预节气门压力控制系统和方法

Info

Publication number: CN102678340B
Application number: CN201210043610.0A
Authority: CN
Inventors: J.L.沃尔兴; L.王; R.B.杰斯
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-02-25
Filing date: 2012-02-24
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2032-02-24
Also published as: DE102012202724A1; US20120221224A1; DE102012202724B4; CN102678340A; US8897988B2

Abstract

本发明涉及预节气门压力控制系统和方法。具体地，一种用于车辆的系统，其包括所需质量空气流量（MAF）模块和所需有效面积模块。所需MAF模块根据发动机扭矩请求通过发动机的节流阀生成所需MAF。所需有效面积模块根据节气门进气压力（TIAP）和所需MAF生成节流阀的所需有效面积。节气门致动器模块根据所需有效面积调整节流阀的开度。

Description

预节气门压力控制系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年2月25日提交的美国临时申请No.61/446,736的权益。上述申请的公开内容通过参考全部包含于本文。

技术领域

本公开涉及内燃机，更特别地，涉及预节气门压力控制系统和方法。

背景技术

这里提供的背景描述是为了总地示出本公开背景的目的。目前署名的发明人的工作，在该背景技术部分中所作描述的程度，以及在提交时不会以其它方式被构成现有技术的描述方面，既不明确地也不暗示地认为是与本公开对照的现有技术。

内燃机在气缸内燃烧空气与燃料混合物以驱动活塞，这产生驱动扭矩。进入发动机的空气流通过节气门来调整。更特别地，节气门调整节流面积，其增大或减小进入发动机的空气流。当节流面积增大时，进入发动机的空气流增大。燃料控制系统调整喷射燃料的速率，以向气缸提供期望的空气/燃料混合物和/或获得期望的扭矩输出。增大提供给气缸的空气和燃料量增大了发动机的扭矩输出。

在火花点燃式发动机中，火花起动提供给气缸的空气/燃料混合物的燃烧。在压燃式发动机中，气缸中的压缩点燃提供给气缸的空气/燃料混合物。火花正时和空气流可为用于调整火花点燃式发动机的扭矩输出的主要机理，而燃料流可为用于调整压燃式发动机的扭矩输出的主要机理。

发动机控制系统已经发展成控制发动机输出扭矩以获得期望扭矩。然而，传统的发动机控制系统并不如期望所精确地控制发动机输出扭矩。另外，传统的发动机控制系统并不提供对控制信号的快速响应或协调那些影响发动机输出扭矩的各种装置之间的发动机扭矩控制。

发明内容

一种用于车辆的系统，其包括所需质量空气流量（MAF）模块和所需有效面积模块。所需MAF模块根据发动机扭矩请求通过发动机的节流阀生成所需MAF。所需有效面积模块根据节气门进气压力（TIAP）和所需MAF生成节流阀的所需有效面积。节气门致动器模块根据所需有效面积调整节流阀的开度。

在其他的应用中，一种用于车辆的系统，其包括所需质量空气流量（MAF）模块，所需有效面积模块，最大有效面积模块，和所需面积模块。所需MAF模块通过发动机的节流阀生成所需MAF。所需有效面积模块根据节气门进气压力（TIAP）和所需MAF生成节流阀的所需有效面积。最大有效面积模块根据TIAP生成节流阀的最大有效面积。所需面积模块根据所需有效面积和最大有效面积生成节流阀的所需面积。节气门致动器模块根据所需面积调整节流阀的开度。

一种用于车辆的方法，其包括：通过发动机的节流阀生成所需质量空气流量（MAF）；根据节气门进气压力（TIAP）和所需MAF生成节流阀的所需有效面积；根据TIAP生成节流阀的最大有效面积；根据所需有效面积和最大有效面积生成节流阀的所需面积；以及根据所需面积调整节流阀的开度。

从下文提供的详细描述可清楚本公开适用性的其它方面。应当理解，其详细描述和具体实例仅仅是示意性目的，而不是限制本公开的范围。

本发明还提供了以下技术方案：

1.一种用于车辆的系统，其包括：

所需质量空气流量（MAF）模块，其根据发动机扭矩请求通过发动机的节流阀生成所需MAF；以及

所需有效面积模块，其根据节气门进气压力（TIAP）和所需MAF生成所述节流阀的所需有效面积，

其中节气门致动器模块根据所需有效面积调整所述节流阀的开度。

2.如方案1所述的系统，其特征在于，其进一步包括：

最大有效面积模块，其根据所述TIAP生成所述节流阀的最大有效面积；

所需面积模块，其将所述节流阀的所需面积设置成等于所述最大有效面积除以所需有效面积，

其中所述节气门致动器模块根据所需面积调整所述节流阀的开度。

3.如方案2所述的系统，其特征在于，所述最大有效面积模块使用将所述TIAP直接关联到所述最大有效面积的函数和映射之一来确定最大有效面积。

4.如方案2所述的系统，其特征在于，所述最大有效面积模块使用将所述TIAP和节气门位置关联到所述节流阀的有效面积的映射来确定最大有效面积。

5.如方案4所述的系统，其特征在于，所述最大有效面积模块将最大有效面积设置成等于所述TIAP的映射中的有效面积的最大值。

6.如方案1所述的系统，其特征在于，其进一步包括

所需位置模块，其根据所需面积生成所述节流阀的所需位置，

其中所述节气门致动器模块根据所需位置调整所述节流阀的位置。

7.如方案1所述的系统，其特征在于，当时，所需有效面积模块使用公式：生成所需有效面积（A_th），并且当时，所需有效面积模块使用公式：生成所需有效面积，其中p_m是发动机的进气歧管内的压力，是所需MAF，p₀是TIAP，C_D,th是所述节流阀的排放系数，γ是比热比，R是空气的理想气体常数，T₀是空气温度，c_n，c_n-1，……，c₀是预定的值，n是大于0的整数。

8.如方案7所述的系统，其特征在于，所述TIAP基于使用TIAP传感器测量的TIAP值。

9.如方案7所述的系统，其特征在于，其进一步包括TIAP估计模块，所述TIAP估计模块当时，使用公式：生成TIAP（p₀），并且所述TIAP估计模块当时，使用公式：生成TIAP，其中p_m是发动机的进气歧管内的压力，是测量的MAF，C_D,th是所述节流阀的排放系数，A_th是所述节流阀的当前打开面积，γ是比热比，R是空气的理想气体常数，T₀是空气温度，c_n，c_n-1，……，c₀是预定的值。

10.一种用于车辆的系统，其包括：

所需质量空气流量（MAF）模块，其通过发动机的节流阀生成所需MAF；

所需有效面积模块，其根据节气门进气压力（TIAP）和所需MAF生成所述节流阀的所需有效面积；

最大有效面积模块，其根据TIAP生成所述节流阀的最大有效面积；以及

所需面积模块，其根据所需有效面积和最大有效面积生成所述节流阀的所需面积，

其中节气门致动器模块根据所需面积调整所述节流阀的开度。

11.如方案10所述的系统，其特征在于，所需面积模块将所需面积设置成等于所述最大有效面积除以所需有效面积。

12.如方案10所述的系统，其特征在于，其进一步包括所需位置模块，其根据所需面积生成所述节流阀的所需位置，

13.如方案10所述的系统，其特征在于，所述最大有效面积模块使用将所述TIAP直接关联到所述最大有效面积的函数和映射之一来确定最大有效面积。

14.如方案10所述的系统，其特征在于，所述最大有效面积模块使用将所述TIAP和节气门位置关联到所述节流阀的有效面积的映射来确定最大有效面积。

15.如方案14所述的系统，其特征在于，所述最大有效面积模块将最大有效面积设置成等于所述TIAP的映射中的有效面积的最大值。

16.如方案10所述的系统，其特征在于，当时，所需有效面积模块使用公式：生成所需有效面积（A_th），并且当时，所需有效面积模块使用公式：生成所需有效面积，其中p_m是发动机的进气歧管内的压力，是所需MAF，p₀是TIAP，C_D,th是所述节流阀的排放系数，γ是比热比，R是空气的理想气体常数，T₀是空气温度，c_n，c_n-1，……，c₀是预定的值，n是大于0的整数。

17.如方案16所述的系统，其特征在于，所述TIAP基于使用TIAP传感器测量的TIAP值。

18.如方案16所述的系统，其特征在于，其进一步包括TIAP估计模块，所述TIAP估计模块当时，使用公式：生成TIAP（p₀），并且所述TIAP估计模块当时，使用公式：生成TIAP，其中p_m是发动机的进气歧管内的压力，是测量的MAF，C_D,th是所述节流阀的排放系数，A_th是所述节流阀的当前打开面积，γ是比热比，R是空气的理想气体常数，T₀是空气温度，c_n，c_n-1，……，c₀是预定的值。

19.如方案10所述的系统，其特征在于，所述所需MAF模块根据发动机的扭矩请求生成所需MAF。

20.一种用于车辆的方法，其包括：

通过发动机的节流阀生成所需质量空气流量（MAF）；

根据节气门进气压力（TIAP）和所需MAF生成节流阀的所需有效面积；

根据TIAP生成节流阀的最大有效面积；

根据所需有效面积和最大有效面积生成节流阀的所需面积；以及

根据所需面积调整节流阀的开度。

附图说明

从其详细描述和附图可更加全面地理解本公开，其中：

图1为根据本公开的示例性发动机系统的功能框图；

图2为根据本公开的示例性发动机控制系统的功能框图；

图3为在各种节气门进气压力（TIAP）的节气门位置的函数的有效面积的示例性曲线；

图4为根据本公开的示例空气控制模块的功能框图；以及

图5-6为示出根据本公开的基于TIAP的控制节流阀的示例性方法的流程图。

具体实施方式

实质上，下面的描述仅仅是说明性的，而绝不是限制本发明、其应用或使用。为清楚起见，附图中使用相同的附图标记来表示相似的元件。如本文所使用的，短语“A、B和C中至少之一”应当解释成意味着使用非排他性逻辑“或”的逻辑（A或B或C）。应当理解，在不改变本公开原理的情况下，可以不同的顺序执行方法中的步骤。

如本文中所使用的，术语“模块”可以指的是下列部件的一部分，或者包括下列部件：特定用途集成电路（ASIC）；电子电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列（FPGA）；执行代码的处理器（共享、专用或群组的）；提供所述功能的其它合适部件；或以上部分的一些或全部的组合，例如在片上系统（system-on-chip）中。术语“模块”可包括存储器（共享、专用或群组的），其存储由处理器执行的代码。

如上使用的术语代码可包括软件、固件和/或微代码，可指程序、例行程序、函数、类和/或对象。如上使用的术语共享意味着可使用单个（共享）处理器执行来自多个模块的一些或全部代码。另外，来自多个模块的一些或全部代码可由单个（共享）存储器存储。如上使用的术语群组意味着可使用一组处理器执行单个模块的一些或全部代码。另外，来自单个模块的一些或全部代码可使用一组存储器来存储。

本文所述设备和方法可通过由一个或多个处理器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临时性有形计算机可读介质上的处理器可执行的指令。计算机程序还可包括存储数据。非临时性有形计算机可读介质的非限制性例子为非易失性存储器、磁存储器和光存储器。

发动机控制模块（ECM）根据对发动机扭矩输出的请求确定发动机的节流阀的所需有效面积。ECM还根据所需有效面积和最大有效面积确定最大有效面积并且确定节流阀的有效面积。ECM根据所需面积控制节流阀的开度。

然而，节流阀的有效面积可随着节气门进气压力（TIAP）而变化。仅举例来说，在给定的节气门位置（以及相应的面积），节流阀的有效面积可随着TIAP增加而增加。例如，在涡轮增压器的输出增加时，和/或一种或多种其他情况下，TIAP可随着海平面以上的高度增加而增加。

本公开的ECM根据TIAP确定所需有效面积和最大有效面积。以这种方式，TIAP中的变化在所需有效面积和最大有效面积中反映出来，而且还在所需面积中反映出来。根据TIAP确定所需有效面积和最大有效面积允许ECM更准确地控制节流阀和更准确地实现个或多个所需气流条件。

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，该发动机102基于驾驶员输入模块104的驾驶员输入燃烧空气/燃料混合物以产生车辆的驱动扭矩。空气通过节气门112吸入进气歧管110。仅例如，节气门112可包括具有可旋转叶片的蝶阀。发动机控制模块（ECM）114控制节气门致动器模块116，该节气门致动器模块调整节气门112的开度以控制吸入进气歧管110的空气量。

空气从进气歧管110吸入发动机102的气缸。尽管发动机102可包括多个气缸，但是为显示目的，仅示出了一个代表性气缸118。仅例如，发动机102可包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个气缸。ECM114可指令气缸致动器模块120有选择地停用一些气缸，这在特定发动机操作条件下可提高燃料经济性。

发动机102可使用四冲程循环操作。下述四冲程称为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。在曲轴（未示出）的每旋转一周期间，在气缸118中发生四个冲程中的两个。因此，气缸118经历全部四个冲程必须曲轴旋转两周。

在进气冲程期间，空气通过进气门122从进气歧管110吸入气缸118。ECM114控制燃料致动器模块124，该燃料致动器模块调整燃料喷射以获得期望的空气/燃料比。燃料可在中央位置或多个位置喷入进气歧管110，例如在各气缸的进气门122附近。在各种实施方案中（未示出），燃料可直接喷入气缸中，或者喷入与气缸相关联的混合腔中。燃料致动器模块124可停止向停缸的气缸的燃料喷射。

喷射的燃料与空气混合，在气缸118中产生空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，气缸118中的活塞（未示出）压缩空气/燃料混合物。发动机102可为压燃式发动机，在这种情形下，气缸118中的压缩点燃空气/燃料混合物。作为另一种选择，发动机102可为火花点燃式发动机，在这种情形下，火花致动器模块126基于ECM114的信号激励气缸118中的火花塞128，火花塞点燃空气/燃料混合物。可相对于活塞在其最顶部位置（称为上止点（TDC））时的时间规定火花的正时。

火花致动器模块126可由规定在TDC之前或之后多久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的操作可与曲轴角度同步。在各种实施方案中，火花致动器模块126可中止向停缸气缸提供火花。

产生火花可称为点火事件。火花致动器模块126可具有改变各点火事件的火花正时的能力。当在最后一次点火事件与下一次点火事件之间改变火花正时时，火花致动器模块126甚至能够改变下一次点火事件的火花正时。

在燃烧冲程期间，空气/燃料混合物的燃烧向下驱动活塞，从而驱动曲轴。燃烧冲程可定义为活塞达到TDC时与活塞返回下止点（BDC）时之间的时间。

排气冲程期间，活塞开始从BDC向上移动，通过排气门130排出燃烧副产物。燃烧的副产物通过排气系统134从车辆排出。

进气门122可由进气凸轮轴140控制，而排气门130可由排气凸轮轴142控制。在各种实施方案中，多个进气凸轮轴（包括进气凸轮轴140）可控制气缸118的多个进气门（包括进气门122）和/或可控制多排气缸（包括气缸118）的进气门（包括进气门122）。类似地，多个排气凸轮轴（包括排气凸轮轴142）可控制气缸118的多个排气门和/或可控制多排气缸（包括气缸118）的排气门（包括排气门130）。

气缸致动器模块120可通过禁止进气门122和/或排气门130的打开来停用气缸118。在各种其它实施方案中，进气门122和/或排气门130可由凸轮轴之外的装置控制，例如电磁致动器。

通过进气凸轮相位器140可改变相对于活塞TDC打开进气门122的时间。通过排气凸轮相位器150可改变相对于活塞TDC打开排气门130的时间。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。当执行时，通过相位器致动器模块158还可控制可变气门升程（未示出）。

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示出了涡轮增压器，该涡轮增压器包括由流过排气系统134的热废气驱动的热涡轮160-1。涡轮增压器还包括由涡轮增压器涡轮160-1驱动的冷空气压缩机160-2。涡轮增压器涡轮160-1压缩导入节气门112的空气。在各种实施方案中，由曲轴驱动的增压器（未示出）可压缩来自节气门112的空气，并将压缩的空气输送至进气歧管110。

废气门162可允许废气旁通绕过涡轮增压器涡轮160-1，从而降低涡轮增压器的增压（进气空气压缩量）。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可通过控制废气门162的位置来调整涡轮增压器的增压。在各种实施方案中，可由增压致动器模块164控制多个涡轮增压器。涡轮增压器可具有可变的几何形状，其可由增压致动器模块164控制。

中冷器（未示出）可散掉被压缩的空气充气中含有的一部分热量，其中热量是在空气被压缩中时产生。压缩空气充气还吸收排气系统134的部件的热量。尽管为示出性目的分开地示出，但是涡轮增压器涡轮160-1和涡轮增压器压缩机160-2可彼此连接，使进气与热废气紧邻。

发动机系统100可包括废气再循环（EGR）阀170，该阀有选择地将废气改向回进气歧管110。EGR阀170可位于涡轮增压器涡轮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可使用曲轴位置传感器180测量曲轴位置。一个或多个发动机速度可根据由曲轴位置传感器180测量的曲轴位置而被确定。ECT传感器182可位于发动机102内或者冷却剂循环的其它位置上，例如散热器（未示出）。

进气歧管110中的压力可使用歧管绝对压力（MAP）传感器184测量。在各种实施方案中，可测量发动机真空度，即环境空气压力与进气歧管110中压力之间的差。流入进气歧管110的空气的质量流率可使用质量空气流率（MAF）传感器186来测量。在各种实施方案中，MAF传感器186可位于还包括节气门112的壳体中。

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监测节气门112的位置。吸入发动机102的空气的环境温度可使用进气温度（IAT）传感器192来测量。节气门进气压力（TIAP）传感器193可在各个应用中使用。TIAP传感器193测量节流阀112的进气口（上游）附近的空气压力并且根据空气压力生成TIAP信号。ECM114可使用传感器的信号作出对发动机系统100的控制决定。

ECM114可与变速器控制模块194通信，以协调自动型变速器（未示出）中的换档。自动型变速器可包括例如自动变速器、离合器-到-离合器的变速器、双离合器变速器、或其它适当类型的自动变速器。例如，ECM114可降低换档期间的发动机扭矩。ECM114可与混合控制模块196通信，以协调发动机102与电动机198的运行。

电动机198还可用作发电机，可用于产生电能，用于被车辆电子系统使用和/或存储在电池中。在各种实施方案中，ECM114、变速器控制模块194和混合控制模块196的各种功能可集成进一个或多个模块。

改变发动机参数的各系统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，节气门打开面积可称为致动器值。在图1的例子中，节气门致动器模块116通过调整节气门112的叶片的角度来获得所述节气门打开面积。

类似地，火花致动器模块126可称为致动器，而相应的致动器值可为相对于气缸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于工作气缸的数量、燃料供给率、进气和排气凸轮相位器角度、增压压力和EGR阀打开面积。ECM114可控制致动器值，以便使发动机102产生期望的发动机输出扭矩。

现在参考图2，示出了示例性发动机控制系统的功能框图。ECM114的示例性实施方案包括驾驶员扭矩模块202、车轴扭矩仲裁模块204和推进扭矩仲裁模块206。ECM114可包括混合最优化模块208。ECM114的示例性实施方案还包括储备/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的示例性实施方案还包括扭矩估计模块244、增压进程安排模块248和相位器进程安排模块252。

驾驶员扭矩模块202可基于驾驶员输入模块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还可基于巡航控制，该巡航控制可为改变车辆速度以保持预定跟车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。

车轴扭矩仲裁模块204在驾驶员扭矩请求254与其它车轴扭矩请求256之间仲裁。车轴扭矩（车轮处的扭矩）可通过包括发动机和/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以及相对扭矩请求和斜坡请求。仅例如，斜坡请求可包括使扭矩斜线下降至最小发动机关闭扭矩或使扭矩从最小发动机关闭扭矩斜线上升的请求。相对扭矩请求可包括临时的或持久的扭矩降低或升高。

车轴扭矩请求256可包括在检测到正车轮滑移时由牵引控制系统请求的扭矩降低。当车轴扭矩克服车轮与道路表面之间的摩擦时发生正车轮滑移，车轮开始在道路表面上打滑。车轴扭矩请求256还可包括为克服负车轮滑移的扭矩增大请求，在负车轮滑移的情况下因为车轴扭矩是负的，车辆轮胎相对于道路表面沿其它方向打滑。

车轴扭矩请求256还可包括制动管理请求和车辆超速扭矩请求。制动管理请求可降低车轴扭矩，以确保车轴扭矩不超过制动的能力，从而在车辆停止时停住车辆。车辆超速扭矩请求可降低车轴扭矩，以防止车辆超过预定速度。车轴扭矩请求256也可由车辆稳定性控制系统产生。

车轴扭矩仲裁模块204基于接收的扭矩请求254和256之间的仲裁结果输出预计扭矩请求257和即时扭矩请求258。如下所述，来自车轴扭矩仲裁模块204的预计扭矩请求257和即时扭矩请求258在用于控制发动机系统100的致动器之前，可通过ECM114的其它模块有选择地被调整。

通常，即时扭矩请求258为当前期望的车轴扭矩大小，而预计扭矩请求257为即刻需要的车轴扭矩大小。ECM114控制发动机系统100产生等于即时扭矩请求258的车轴扭矩。然而，致动器值的不同组合可导致相同的车轴扭矩。因此ECM114可调整致动器值，以允许更快地转变成预计扭矩请求257，同时仍将车轴扭矩保持在即时扭矩请求258。

在各种实施方案中，预计扭矩请求257可基于驾驶员扭矩请求254。即时扭矩请求258可低于预计扭矩请求257，例如当驾驶员扭矩请求254引起车轮在冰面上打滑时。在这种情形下，牵引控制系统（未示出）可通过即时扭矩请求258请求降低，ECM114将发动机系统100产生的扭矩降低至即时扭矩请求258。然而，ECM114控制发动机系统100，使得一旦车轮打滑停止，发动机系统100就可快速地恢复产生预计扭矩请求257。

通常，即时扭矩请求258与（通常更高的）预计扭矩请求257之间的差可称为扭矩储备。扭矩储备可表示发动机系统100可以开始以最小延迟产生的额外扭矩大小（高于即时扭矩请求258）。使用快速发动机致动器增大或减小当前车轴扭矩。如下面更加详细描述的，快速发动机致动器与慢速发动机致动器对比地定义。

在各种实施方案中，快速发动机致动器能够在一定范围内改变车轴扭矩，其中该范围由慢速发动机致动器建立。在这样的实施方案中，所述范围的上限为预计扭矩请求257，而该范围的下限由快速致动器的扭矩容量来限定。仅例如，快速致动器可以只能将车轴扭矩降低第一量，其中所述第一量为快速致动器的扭矩容量的量度。第一量可基于由慢速发动机致动器设定的发动机运行条件来改变。当即时扭矩请求258在所述范围中时，快速发动机致动器可设定为使车轴扭矩等于即时扭矩请求258。当ECM114请求输出预计扭矩请求257时，快速发动机致动器可被控制成将车轴扭矩改变至所述范围的最高值，即所述预计扭矩请求257。

通常，与慢速发动机致动器相比，快速发动机致动器可更加快速地改变车轴扭矩。慢速致动器可比快速致动器更慢地响应来改变它们各自的致动器值。例如，慢速致动器可包括响应于致动器值的变化需要时间从一个位置移动到另一位置的机械部件。慢速致动器的特征还在于，一旦慢速致动器开始实施变化的致动器值，车轴扭矩开始变化所用的时间量。通常，慢速致动器的该时间量会比快速致动器的长。另外，即便在开始变化之后，车轴扭矩也会用更长的时间来全面响应慢速致动器中的变化。

仅例如，如果快速致动器设定为适当的值，仅那么ECM114可将慢速致动器的致动器值设定为能使发动机系统100产生预计扭矩请求257的值。同时，ECM114可将快速致动器的致动器值设定为这样的值：给定慢速致动器值，快速致动器的致动器值引起发动机系统100产生即时扭矩请求258来替代预计扭矩请求257。

因此，快速致动器值引起发动机系统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转变为预计扭矩请求257时，ECM114将一个或多个快速致动器的致动器值变为对应于预计扭矩请求257的值。因为慢速致动器值已经基于预计扭矩请求257被设定，所以发动机系统100能够仅在快速致动器施加的延迟之后产生预计扭矩请求257。换句话说，避免了否则因使用慢速致动器改变车轴扭矩而产生的更长的延迟。

仅例如，当预计扭矩请求257等于驾驶员扭矩请求254时，由于临时扭矩降低请求，可在即时扭矩请求258小于驾驶员扭矩请求254时产生扭矩储备。作为另一种选择地，可通过将预定扭矩请求257增大到高于驾驶员扭矩请求254，同时将即时扭矩请求258保持在驾驶员扭矩请求254来产生扭矩储备。产生的扭矩储备可吸收所需车轴扭矩中的突然增大。仅例如，可通过增大即时扭矩请求258来抵销由空调或动力转向泵施加的突然负载。如果即时扭矩请求258中的增大小于扭矩储备，那么可使用快速致动器来快速地产生所述增大。也可增大预计扭矩请求257来重新建立先前的扭矩储备。

扭矩储备的另一例子使用是降低慢速致动器值中的波动。因为它们比较慢的速度，改变慢速致动值会产生控制不稳定性。另外，慢速致动器可包括在频繁移动时会汲取更多动力和/或更快磨损的机械零件。产生充足的扭矩储备允许通过即时扭矩请求258改变快速致动器而进行期望扭矩的变化，同时保持慢速致动器的值。例如，为保持给定怠速速度，即时扭矩请求258可在一定范围内改变。如果预计扭矩请求257被设定为高于该范围的水平，那么可使用快速致动器进行保持怠速速度的即时扭矩请求258的变化，无需调整慢速致动器。

仅例如，在火花点燃式发动机中，火花正时可为快速致动器值，而节气门打开面积可为慢速致动器值。火花点燃式发动机可通过施加火花来燃烧包括如汽油和乙醇的燃料。相反，在压燃式发动机中，燃料流为快速致动器值，而节气门打开面积可用作除扭矩之外的发动机特征的致动器值。压燃式发动机可通过压缩燃料燃烧包括如柴油的燃料。

当发动机102为火花点燃式发动机时，火花致动器模块126可为快速致动器，而节气门致动器模块126可为慢速致动器。在接收新致动器值之后，火花致动器模块126能够改变随后点火事件的火花正时。当将点火事件的火花正时（也称为火花提前）设定为最佳火花正时时，可在紧随该点火事件的燃烧冲程中产生最大扭矩量。然而，偏离最佳火花正时的火花提前会降低燃烧冲程中产生的扭矩大小。因此，一通过改变火花提前发生下一点火事件，火花致动器模块126就能够改变发动机输出扭矩。仅例如，要车辆设计的标定相位期间可确定对应于不同发动机运行条件的火花提前表格，最佳火花正时基于当前发动机运行条件从表格选择。

相反，节气门打开面积的变化用更长的时间来影响发动机输出扭矩。节气门致动器模块116通过调整节气门112的叶片角度来改变节气门打开面积。因此，一旦接收新致动器值，随着节气门112基于新致动器值从其之前的位置移至新位置会有机械延迟。另外，基于节气门打开面积的空气流变化经历进气歧管110中的空气传输延迟。另外，进气歧管110中增加的空气流并未实现为发动机输出扭矩的增加，直到气缸118在下一进气冲程中接收额外的空气、压缩所述额外空气并开始燃烧冲程为止。

使用这些致动器作为例子，可通过将节气门打开面积设定为允许发动机102产生预计扭矩请求257的值来产生扭矩储备。与此同时，可基于比预计扭矩请求257小的即时扭矩请求258设定火花正时。尽管节气门打开面积为发动机102产生足以产生预计扭矩请求257的空气流，但是火花正时基于即时扭矩请求258被延迟（这降低了扭矩）。因此，发动机输出扭矩将等于即时扭矩请求258。

当需要额外的扭矩时，可基于预计扭矩请求257或预计扭矩请求257与即时扭矩请求258之间的扭矩来设定火花正时。通过随后的点火事件，火花致动器模块126可将火花提前恢复为最佳火花正时，允许发动机102产生通过已经存在的空气流可获得的全发动机输出扭矩。因此，发动机输出扭矩可快速地增大至预计扭矩请求257，无需经历改变节气门打开面积产生的延迟。

当发动机102为压燃式发动机时，燃料致动器模块124可为快速致动器，节气门致动器模块116和增压致动器模块164为排放致动器。燃料质量可基于即时扭矩请求258来设定，节气门打开面积、增压和EGR开度可基于预计扭矩请求257来设定。节气门打开面积可产生比满足预计扭矩请求257所必需的更多的空气流。转而，产生的空气流可比所喷射燃料完全燃烧所需要的多，使得空气/燃料比通常为稀薄，空气流的变化不会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，可通过调整燃料流来增大或减小。

节气门致动器模块116、增压致动器模块164和EGR阀170可基于预计扭矩请求257来控制，以控制排放和最小化涡轮迟滞。节气门致动器模块116可在进气歧管110中产生真空，以吸取废气通过EGR阀170，进入进气歧管110。

车轴扭矩仲裁模块204可输出预计扭矩请求257和即时扭矩请求258至推进扭矩仲裁模块206。在各种实施方案中，车轴扭矩仲裁模块204可输出预计扭矩请求257和即时扭矩请求258至混合优化模块208。

混合优化模块208可确定发动机102应当产生多大扭矩和电动机198应当产生多大扭矩。然后混合优化模块208向推进扭矩仲裁模块206分别输出修改的预计扭矩请求259和即时扭矩请求260。在各种实施方案中，混合优化模块208可在混合控制模块196中执行。

推进扭矩仲裁模块206接收的预计扭矩请求259和即时扭矩请求260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）。该转换可在混合优化模块208之前、之后、或作为其一部分、或替代该模块出现。

推进扭矩仲裁模块206在包括转换的预计扭矩请求259和即时扭矩请求260的推进扭矩请求279之间仲裁。推进扭矩仲裁模块206产生仲裁的预计扭矩请求261和仲裁的即时扭矩请求262。可通过从接收的扭矩请求中选择胜出请求产生仲裁的预计扭矩请求261和即时扭矩请求262。作为另一种选择地或附加地，可通过基于接收的扭矩请求中的另一个或多个修改所接收请求中的一个来产生仲裁的扭矩请求。

推进扭矩请求279可包括用于发动机超速保护的扭矩降低和用于防止熄火的扭矩增大。推进扭矩请求279还可由离合器燃料切断产生，离合器燃料切断降低了手动变速器车辆中驾驶员压下离合器踏板时的发动机输出扭矩，以防止发动机速度的爆升（快速上升）。

推进扭矩请求279还可包括发动机关闭请求，这可在检测到危急故障时起动。仅例如，危险故障可包括检测到车辆被盗、起动电机粘滞、电子节气门控制问题及意外的扭矩增大。在各种实施方案中，当存在发动机关闭请求时，仲裁选择发动机关闭请求为胜出请求。当存在发动机关闭请求时，推进扭矩仲裁模块206可输出零作为仲裁的预计扭矩请求261和即时扭矩请求262。

在各种实施方案中，发动机关闭请求可不管仲裁过程而简单地关闭发动机102。推进扭矩仲裁模块206可仍接收发动机关闭请求，使得例如适当的数据可反馈回其它扭矩请求者。例如，所有其它扭矩请求者都可被通知它们仲裁失败。

储备/负载模块220接收仲裁的预计扭矩请求261和即时扭矩请求262。储备/负载模块220可调整仲裁的预计扭矩请求261和即时扭矩请求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向致动模块224输出调整的预计扭矩请求263和即时扭矩请求264。

仅例如，催化剂起燃过程或冷起动排放降低过程可能需要延迟的火花正时。因此，储备/负载模块220可将调整的预计扭矩请求263增大到调整的即时扭矩请求264以上，以为冷起动排放降低过程产生延迟的火花正时，同时保持发动机输出扭矩。在另一实例中，可直接改变发动机的空气/燃料比和/或质量空气流量，例如通过诊断介入式当量比测试和/或新发动机清洗。在开始这些过程之前，可产生或增大扭矩储备，以快速地补偿因这些过程期间使空气/燃料混合物变稀产生的发动机输出扭矩的降低。

储备/负载模块220还可预期未来的负载（例如动力转向泵操作或空调（A/C）压缩机离合器的接合）而产生或增大扭矩储备。当驾驶员先请求空调时，可产生接合A/C压缩机离合器的储备。储备/负载模块220可增大调整的预计扭矩请求263，同时不改变调整的即时扭矩请求264，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可根据A/C压缩机离合器的估计负载增大调整的即时扭矩请求264。

致动模块224接收调整的预计扭矩请求263和即时扭矩请求264。致动模块224确定如何获得调整的预计扭矩请求263和即时扭矩请求264。致动模块224可为发动机类型专用的。例如，对于火花点燃式发动机相比压燃式发动机，致动模块224可不同地执行或使用不同的控制策略。

在各种实施方案中，致动模块224可定义在通用于所有发动机类型的模块与发动机类型专用的模块之间的界限。例如，发动机类型可包括火花点燃型和压燃型。致动模块224之前的模块，例如推进扭矩仲裁模块206，可通用各发动机类型，而致动模块224及随后的模块可为发动机类型专用的。

例如，在火花点燃式发动机中，致动模块224可改变作为慢速致动器的节气门112的开度，其允许宽范围扭矩控制。致动模块224可使用气缸致动器模块120禁用气缸，这也提供了宽范围的扭矩控制，并且也是慢速的，可能涉及操纵性和排放问题。致动模块224可使用火花正时作为快速致动器。然而，火花正时并不提供同样大范围的扭矩控制。另外，可能随同火花正时的改变的扭矩控制量（称为火花储备能力）可随着空气流改变而变化。

在各种实施方案中，致动模块224可基于调整的预计扭矩请求263产生空气扭矩请求265。空气扭矩请求265可等于调整的预计扭矩请求263，设定空气流，使得可获得调整的预计扭矩请求263。

空气控制模块228可基于空气扭矩请求265确定期望致动器值。仅例如，空气控制模块228可基于空气扭矩请求265确定期望MAP266、期望节流位置267和/或期望的每气缸的空气量（APC）268。期望MAP266可用于确定废气门162的期望工作循环（dutycycle，DC），期望APC268可用于确定期望凸轮相位器位置和期望节流位置267。在各种实施方案中，空气控制模块228还可基于空气扭矩请求265确定EGR阀170的期望打开量。

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。火花扭矩请求269可被火花控制模块232用来确定相对于最佳火花正时多大地延迟火花正时280（这降低了发动机输出扭矩）。

气缸关闭扭矩请求270可被气缸控制模块236用来确定当请求操作于燃料经济（FE）模式时停用282多少气缸。仅例如，FE模式可包括主动燃料管理（AFM）模式或排量请求（DOD）。气缸控制模块236可基于气缸关闭扭矩请求270指令气缸致动器模块120停用282若干气缸。气缸致动器模块120可包括有选择地将一个或多个气缸的进气门和/或排气门从相应凸轮轴分离以停用这若干气缸的液压系统。仅例如，当指令AFM模式时，气缸致动器模块120可共同停用预定一组气缸（例如，一半）。当指令AFM模式时，气缸控制模块236也可指令燃料控制模块240停止给停用气缸提供燃料，并可指令火花控制模块232停止给停用气缸提供火花。一旦在气缸中已有的燃料/空气混合物已经燃烧，那么火花控制模块232就可停止为该气缸提供火花。

一些车辆可附加地或作为另一种选择地能够将发动机102操作于燃料切断（FCO）模式。仅例如，在车辆减速期间可指令操作于FCO模式。依据车辆减速指令操作于FCO模式可称为减速燃料切断（DFCO）。与AFM模式相反，当指令FCO模式时可通过中止向一个或多个气缸提供燃料来停用那些气缸，无需停止进排气门的打开和关闭。

燃料控制模块240可基于燃料扭矩请求271改变提供给各气缸的燃料量。在火花点燃式发动机的正常运行期间，燃料控制模块240可操作于空气主导模式，在该模式中，燃料控制模块240通过基于空气流控制燃料供给而尝试保持化学计量比的空气/燃料比。当与当前的每气缸的空气量（APC）结合时，燃料控制模块240可确定产生化学计量比燃烧的燃料质量。燃料控制模块240可通过燃料供给速率来指令燃料致动器模块124，以喷射对于每个工作气缸的这个燃料质量。

在压燃式系统中，燃料控制模块240可操作于燃料主导模式，在该模式中，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、噪声和燃料消耗的对于各气缸的燃料质量。在燃料主导模式中，空气流基于燃料流控制，并可被控制成产生稀的空气/燃料比。另外，空气/燃料比可保持在预定水平以上，该预定水平可防止在动态发动机运行条件中产生黑烟。

返回参考火花控制模块232，最佳火花正时可基于各种发动机运行条件变化。仅例如，可倒置扭矩关系，以基于火花扭矩请求269求解火花正时280。对于给定值的火花扭矩请求269（T_des），可基于下式确定火花正时280（S_des）：

（1）

该关系可表示为函数（例如，公式）和/或查寻表。空气/燃料比（AF）可为实际空气/燃料比，如由燃料控制模块240所报告的。

当火花正时280被设定为最佳火花正时时，产生的发动机输出扭矩会尽可能地接近最大最佳扭矩（MBT）。MBT指的是当使用具有比预定辛烷值大的辛烷值的燃料并使用化学计量比燃料供给时、对于给定空气流条件随着火花正时280变化而产生的最大发动机输出扭矩。发生该最大扭矩的火花正时280可称为MBT火花正时。由于例如燃料品质（例如当使用比标定关系中所用燃料辛烷值低的燃料时）和环境因素，最佳火花正时可稍微不同于MBT火花正时。因此，在最佳火花正时的发动机输出扭矩可能低于MBT。

扭矩估计模块244可估计发动机102的扭矩输出。估计的扭矩284可由空气控制模块228使用来执行发动机气流参数的闭环控制，如节气门面积，MAP，和相位器位置。例如，扭矩关系例如：

（2）

可被定义，其中估计的扭矩（T）284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），空气/燃料比（AF），油温（OT）和工作气缸数（＃）的函数。额外的变量也可被考虑用于如废气再循环（EGR）阀的打开程度。这种关系可由公式建模和/或可作为查找表存储。扭矩估计模块244可根据MAF和RPM确定APC，从而允许根据实际气流条件的闭环空气控制。使用的进气和排气凸轮相位器位置可根据实际位置，因为相位器可朝向所需位置行进。实际点火提前可用于估计实际的发动机输出扭矩。当校准的点火提前值用于估计扭矩时，估计的扭矩284可称为估计的空气扭矩，或简单的空气扭矩。空气扭矩是在火花延迟被去除（即，火花正时被设定以校准火花提前值）和全部气缸被供给燃料的情况下发动机在当前气流可以产生多少扭矩的估计。

空气控制模块228可输出所需节气门位置267到节气门致动器模块116。然后，节气门致动器模块116可调整节流阀112以产生所需节气门位置267。空气控制模块228可基于下面进一步详细讨论的空气扭矩请求265来确定所需节气门位置267。

空气控制模块228可输出所需MAP266到增压调度模块248。增压调度模块248可基于所需MAP266来确定所需压力比，并且可使用所需压力比来控制增压致动器模块164。更具体地说，增压调度模块248可根据所需压力比来确定废气门162所需的DC281。增压调度模块248提供所需的DC281到增压致动器模块164。增压致动器模块164以所需的DC281应用信号到废气门162以控制涡轮增压器160。

空气控制模块228输出所需的APC268到相位器调度模块252。根据所需的APC268和发动机速度，相位器调度模块252可使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。

有效节流面积可指的是利用节流阀112打开到实际节流面积而在操作条件下得到的实际节流面积。会导致有效节流面积与实际节流面积不同的一个参数是节气门进气压力（TIAP）。TIAP可导致有效节流面积大于或等于实际节流面积。仅举例来说，当TIAP在给定的节气门位置处增加时，有效节流面积也增加。TIAP可在给定的节气门位置处增加，例如在大气压力增加和/或涡轮增压器160的输出增加时。

图3包括有效节流面积304的示例性曲线图，其作为节流阀112的位置（例如打开的百分比）308的函数。第一，第二和第三示例性轨迹312、316、320对应于分别以第一、第二和第三TIAP操作。第一TIAP小于第二TIAP，第二TIAP小于第三TIAP。仅举例来说，第一TIAP可对应于海平面以上预定距离处的大气压力，第二TIAP可对应于具有第一水平的涡轮增压器输出的TIAP，第三TIAP可对应于具有第二水平的涡轮增压器输出的TIAP。第一水平的涡轮增压器输出小于第二水平的涡轮增压器输出，并且第二水平的涡轮增压器输出可为最大涡轮增压器输出。

再次参照图2，空气控制模块228根据空气扭矩请求265确定节流阀112的所需有效面积。空气控制模块228进一步根据TIAP确定所需有效面积。空气控制模块228还确定TIAP处的节流阀112的最大有效面积。空气控制模块228基于所需有效面积和最大有效面积确定节流阀112的所需面积并且将所需面积转换成所需节气门位置267。如上所述，节气门致动器模块116可控制节流阀112以达到所需节气门位置267。

现在参照图4，示出了空气控制模块228的示例性应用的功能框图。到每缸空气量（APC）模块404的扭矩可根据空气扭矩请求265确定所需APC408。仅举例来说，扭矩关系可反转以根据空气扭矩请求265解出所需APC408。对于空气扭矩请求265（T_des）的给定值，所需APC408（APC_des）根据以下公式确定：

（3）

这种关系可实施为函数（例如，公式）和/或查找表。

所需MAF模块412根据所需APC408产生所需MAF414。所需MAF模块412可进一步根据发动机速度420和火花正时280产生所需MAF414。仅举例来说，所需MAF模块412可使用将所需APC408，火花正时280和发动机速度420关联到所需MAF414的函数或映射来确定所需MAF414。发动机速度420可根据由曲轴位置传感器180在各种应用中测量的曲轴位置产生。

所需有效面积模块416根据所需MAF414产生节流阀112的所需有效面积424。所需有效面积模块416进一步根据节气门进气压力（TIAP）428和进气歧管110内的压力432生成所需有效面积424。所需有效面积模块416可使用将所需MAF414，TIAP428，和进气歧管压力432关联到所需有效面积424的函数或映射产生所需有效面积424。仅举例来说，所需有效面积模块416可使用下面的公式（4）或（5），通过解出所需有效面积424，来确定所需有效面积424：

（压音速流）：

（4）

；

或，

（音速流或壅塞流）：

（5）

，

其中p_m是进气歧管压力432，是所需MAF414，A_th是所需有效面积424，p₀是TIAP428，C_D,th是节流阀112的排放系数（或排气系数），γ是比热比，R是空气的理想气体常数，T₀是环境空气温度，c_n，c_n-1，……，c₀分别是预定的（例如校准的）值。n是大于0的整数。在各种应用中，由IAT传感器192测量的IAT或另一适合的温度可用作环境空气温度（T₀）。

TIAP428可基于由TIAP传感器193采取的测量值（例如，在其中包括TIAP传感器193的应用中），或在各种应用中的估计值（例如，在没有TIAP传感器193的应用中）。仅举例来说，TIAP确定模块434可通过解出上面的公式（4）或（5）之一估计TIAP428，其中是使用MAF传感器186测量的MAF436，A_th是节流阀112的打开面积。节流阀112的打开面积可根据例如节气门位置传感器190测量的节气门位置被确定。磁滞和/或死区处理还可在使用TIAP428之前应用到TIAP428。

最大有效面积模块438基于TIAP428产生节流阀112的最大有效面积440。最大有效面积模块438可使用将TIAP428关联到最大有效面积440的函数或映射来确定最大有效面积440。单位为千帕（kPa）的TIAP对于单位为平方毫米（mm²）的最大有效面积（maximumarea）的示例性映射如下所示：

在各种应用中，最大有效面积模块438可使用TIAP（kPa）和节气门位置（打开百分比）对节流阀112的有效面积的映射确定最大有效面积440。下面示出了TIAP和节气门位置（ThrottlePstn（%））对有效面积的示例性映射。

仅举例来说，最大有效面积模块438可通过在给定TIAP选择有效面积最大值（即最高值）在给定的TIAP确定最大有效面积440。在给定的TIAP的有效面积的最大值发生在节气门位置为最大时。当TIAP428在两个TIAP之间时，最大有效面积模块438可使用内插法。

所需面积模块444基于所需有效面积424和最大有效面积440生成节流阀112的所需面积448。仅举例来说，所需面积模块444可将所需面积448设置成等于最大有效面积440除以所需有效面积424。所需位置模块452根据所需面积448生成节流阀112的所需节气门位置267。仅举例来说，所需位置模块452可使用将所需面积448关联到所需节气门位置267的函数或映射确定所需节气门位置267。单位为打开百分比的所需面积（Area%）对单位为打开百分比的所需位置（ThrottlePstn（%））的示例性映射如下所示：

空气控制模块228可输出所需节气门位置267到节气门致动器模块116。节气门致动器模块116可根据所需节气门位置267控制节流阀112。以这种方式，节流阀112的开度根据节流阀112的有效面积和节流阀112的实际面积之间的差而被控制，节流阀112的实际面积可存在并且可对TIAP428有贡献。

现在参照图5，示出了控制节流阀112的示例性方法500的流程图。控制方法开始于504，其中控制方法获得TIAP428。仅举例来说，控制方法可使用TIAP传感器193获得TIAP428或通过解出TIAP428（p₀）使用上面的公式（4）和（5）之一的TIAP428的估计的值，其中是使用MAF传感器186测量的MAF436，A_th是节流阀112的打开面积。

在508，控制方法基于TIAP428确定节流阀112的所需有效面积424和最大有效面积440。控制方法可例如通过解出所需有效面积424（A_th）使用上面的公式（4）或（5）确定节流阀112的所需有效面积424，其中是所需MAF414，p₀是TIAP428。控制方法可例如使用TIAP428和最大有效面积440之间的关系或另一合适的关系确定最大有效面积440。

在512，控制方法基于所需有效面积424和最大有效面积440确定节流阀112的所需面积448。仅举例来说，控制方法可将所需面积448设置成等于最大有效面积440除以所需有效面积424。在516，控制方法根据所需面积448确定节流阀112的所需节气门位置267。仅举例来说，控制方法可使用将所需面积448关联到所需节气门位置267的函数或映射（例如上面提供的示例性映射）确定所需节气门位置267。在520，控制方法根据所需节气门位置267控制节流阀112。更具体地说，控制方法可将节流阀112向所需节气门位置267调整或调整到所需节气门位置267。然后控制方法可结束。虽然控制方法被示出和描述为在520之后结束，方法500可为一个控制回路的图示，并且控制方法可返回到504。

现在参照图6，示出了控制节流阀112的示例性方法600的流程图。控制方法可如上所述执行504。在604，控制方法可根据空气扭矩请求265确定所需APC408。在608，控制方法可根据所需APC408确定所需MAF414。

在612，控制方法根据所需MAF414和TIAP428确定节流阀112的所需有效面积424。例如，控制方法可使用上面的公式（4）或（5）确定所需有效面积424。在616，控制根据TIAP428确定节流阀112的最大有效面积440。然后，控制方法可如上所述在512继续。

本公开的广泛教导可以以多种形式实施。因此，尽管根据此公开包括特定例子，但是本公开的实际范围不应当如此限制，因为通过对附图、说明书和所附权利要求的研究，其它修改对于技术人员也是显而易见的。

Claims

1.一种用于车辆的系统，其包括：

所需质量空气流量（MAF）模块，其生成通过发动机的节流阀的所需MAF；

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所需面积模块将所需面积设置成等于所述最大有效面积除以所需有效面积。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其进一步包括所需位置模块，其根据所需面积生成所述节流阀的所需位置，

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述最大有效面积模块使用将所述TIAP直接关联到所述最大有效面积的函数和映射之一来确定最大有效面积。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述最大有效面积模块使用将所述TIAP和节气门位置关联到所述节流阀的有效面积的映射来确定最大有效面积。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述最大有效面积模块将最大有效面积设置成等于所述TIAP的映射中的有效面积的最大值。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所需有效面积模块使用下面的公式，通过解出所需有效面积，来确定所需有效面积：当时，所需有效面积模块使用公式：生成所需有效面积（A_th），并且当时，所需有效面积模块使用公式：生成所需有效面积，其中p_m是发动机的进气歧管内的压力，是所需MAF，p₀是TIAP，C_D,th是所述节流阀的排放系数，γ是比热比，R是空气的理想气体常数，T₀是空气温度，c_n，c_n-1，……，c₀是预定的值，n是大于0的整数。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述TIAP基于使用TIAP传感器测量的TIAP值。

9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，其进一步包括TIAP估计模块，所述TIAP估计模块使用下面的公式，通过解出TIAP，来确定TIAP：当时，使用公式：生成TIAP（p₀），并且所述TIAP估计模块当时，使用公式：生成TIAP，其中p_m是发动机的进气歧管内的压力，是测量的MAF，C_D,th是所述节流阀的排放系数，A_th是所述节流阀的当前打开面积，γ是比热比，R是空气的理想气体常数，T₀是空气温度，c_n，c_n-1，……，c₀是预定的值。

10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述所需MAF模块根据发动机的扭矩请求生成所需MAF。

11.一种用于车辆的方法，其包括：

生成通过发动机的节流阀的所需质量空气流量（MAF）；

根据TIAP生成节流阀的最大有效面积；

根据所需面积调整节流阀的开度。