CN103867315B - 控制发动机在水泵开启或关闭时的扭矩输出的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及控制发动机在水泵开启或关闭时的扭矩输出的系统和方法。根据本公开的原理的系统包括泵控制模块、致动器控制模块和扭矩储备模块。泵控制模块在开启和关闭之间切换水泵。当水泵开启时，水泵将冷却剂循环通过发动机。致动器控制模块基于第一扭矩请求控制发动机的第一致动器并且基于第二扭矩请求控制发动机的第二致动器。扭矩储备模块基于当水泵开启或关闭时预计的发动机负载变化而在水泵开启或关闭之前调整扭矩储备。扭矩储备是在第一扭矩请求和第二扭矩请求之间的差值。

Description

控制发动机在水泵开启或关闭时的扭矩输出的系统和方法
技术领域
本公开涉及用于在联接到发动机的水泵开启或关闭时控制发动机的扭矩输出的系统和方法。
背景技术
在此提供的背景技术描述用于总体上介绍本公开的背景。目前署名的发明人的工作就其在该背景部分中描述的程度以及在其描述在提交时不会以其它方式被认为现有技术的方面，既不明确地也不隐含地认为是破坏本公开的现有技术。
发动机水泵通常是将冷却剂循环通过发动机以冷却发动机的皮带驱动的离心泵。冷却剂通过位于泵的中心附近的入口接收，并且在泵中的叶轮将冷却剂压出到泵的外部。冷却剂从散热器接收，并且离开泵的冷却剂在返回到散热器之前流过发动机缸体和气缸盖。
在常规的水泵中，叶轮始终与皮带驱动的皮带轮接合。因此，任何时候当发动机运行时，泵将冷却剂循环通过发动机。相比之下，可切换的水泵包括离合器，该离合器接合和脱离叶轮以分别开启和关闭泵。泵可关闭以减少在启动时预热发动机所需的时间和/或提高燃料效率，并且泵可开启以冷却发动机。
发明内容
根据本公开的原理的系统包括泵控制模块、致动器控制模块和扭矩储备模块。泵控制模块在开启和关闭之间切换水泵。当水泵开启时，水泵将冷却剂循环通过发动机。致动器控制模块基于第一扭矩请求控制发动机的第一致动器并且基于第二扭矩请求控制发动机的第二致动器。扭矩储备模块基于当水泵开启或关闭时预计的发动机负载变化而在水泵开启或关闭之前调整扭矩储备。扭矩储备是在第一扭矩请求和第二扭矩请求之间的差值。
本发明提供下列技术方案。
1. 一种系统，包括：
泵控制模块，其在开启和关闭之间切换水泵，其中所述水泵在所述水泵开启时将冷却剂循环通过发动机；
致动器控制模块，其基于第一扭矩请求控制所述发动机的第一致动器并且基于第二扭矩请求控制所述发动机的第二致动器；以及
扭矩储备模块，其基于当所述水泵开启或关闭时预计的发动机负载中的变化而在所述水泵开启或关闭之前调整扭矩储备，其中所述扭矩储备是在所述第一扭矩请求和所述第二扭矩请求之间的差值。
2. 根据技术方案1所述的系统，其中所述扭矩储备模块在所述水泵开启之前增加所述扭矩储备，并且所述致动器控制模块调整所述第二致动器以防止在所述水泵开启时发动机速度减小。
3. 根据技术方案1所述的系统，其中所述扭矩储备模块在所述水泵关闭之前减小所述扭矩储备，并且所述致动器控制模块调整所述第二致动器以防止在所述水泵关闭时发动机速度增加。
4. 根据技术方案1所述的系统，其中所述扭矩储备模块在第一时间调整所述扭矩储备，并且所述泵控制模块在所述第一时间之后的第二时间开启或关闭所述水泵。
5. 根据技术方案4所述的系统，还包括基于所述发动机速度确定在所述第一时间和所述第二时间之间的时期的储备确定模块。
6. 根据技术方案1所述的系统，还包括负载确定模块，所述负载确定模块基于与接合所述水泵的离合器相关联的泵负载和与启用所述离合器相关联的交流发电机负载来确定所述发动机负载变化。
7. 根据技术方案6所述的系统，其中所述致动器控制模块调整所述第二致动器以补偿当所述水泵开启时所述泵负载中的变化。
8. 根据技术方案1所述的系统，还包括储备确定模块，所述储备确定模块基于所述发动机负载变化和发动机速度来确定所述扭矩储备被调整的量。
9. 根据技术方案1所述的系统，其中所述第一致动器包括节流阀，并且所述第二致动器包括火花塞。
10. 根据技术方案1所述的系统，其中所述第一致动器包括增压装置和排气再循环(EGR)阀中的至少一个，并且所述第二致动器包括燃料喷射器。
11. 一种方法，包括：
在开启和关闭之间切换水泵，其中所述水泵在所述水泵开启时将冷却剂循环通过发动机；
基于第一扭矩请求控制所述发动机的第一致动器并且基于第二扭矩请求控制所述发动机的第二致动器；以及
基于当所述水泵开启或关闭时预计的发动机负载中的变化而在所述水泵开启或关闭之前调整扭矩储备，其中所述扭矩储备是在所述第一扭矩请求和所述第二扭矩请求之间的差值。
12. 根据技术方案11所述的方法，还包括在所述水泵开启之前增加所述扭矩储备和调整所述第二致动器以防止在所述水泵开启时发动机速度中的减小。
13. 根据技术方案11所述的方法，还包括在所述水泵关闭之前减小所述扭矩储备和调整所述第二致动器以防止在所述水泵关闭时发动机速度中的增加。
14. 根据技术方案11所述的方法，还包括在第一时间调整所述扭矩储备和在所述第一时间之后的第二时间开启或关闭所述水泵。
15. 根据技术方案14所述的方法，还包括基于发动机速度确定在所述第一时间和所述第二时间之间的时期。
16. 根据技术方案11所述的方法，还包括基于与接合所述水泵的离合器相关联的泵负载和与启用所述离合器相关联的交流发电机负载来确定所述发动机负载变化。
17. 根据技术方案16所述的方法，还包括调整所述第二致动器以补偿当所述水泵开启时所述泵负载中的变化。
18. 根据技术方案11所述的方法，还包括基于所述发动机负载变化和发动机速度来确定所述扭矩储备被调整的量。
19. 根据技术方案11所述的方法，其中所述第一致动器包括节流阀，并且所述第二致动器包括火花塞。
20. 根据技术方案11所述的方法，其中所述第一致动器包括增压装置和排气再循环(EGR)阀中的至少一个，并且所述第二致动器包括燃料喷射器。
本公开进一步的适用范围将通过下文提供的详细描述而变得显而易见。应当理解，详细描述和具体示例仅意图用于举例说明，而并非意图限制本公开的范围。
附图说明
通过详细描述和附图将会更全面地理解本公开，附图中：
图1是根据本公开的原理的示例性发动机系统的功能框图；
图2和图3是根据本公开的原理的示例性控制系统的功能框图；
图4是示出根据本公开的原理的示例控制方法的流程图；以及
图5是示出根据本公开的原理的示例性控制信号和示例性传感器信号的曲线图。
具体实施方式
控制系统和方法可基于发动机的冷却需求开启或关闭水泵。水泵可开启以冷却发动机。水泵可关闭以减少在启动时预热发动机所需的时间和/或提高燃料效率。当水泵开启时，发动机的速度可能会因发动机负载增加而减小。当水泵关闭时，发动机速度可能会因发动机负载减小而增加。
根据本公开的原理的控制系统和方法在水泵开启或关闭时使用快速发动机致动器调整发动机的扭矩输出以补偿发动机负载中的所得变化。这防止当水泵开启或关闭时发动机速度的急剧变化。使用快速发动机致动器而不是慢速发动机致动器来调整发动机的扭矩输出避免了与调整慢速发动机致动器相关联的延迟。
慢速发动机致动器可基于预测扭矩请求来控制，而快速发动机致动器可基于即时扭曲请求来控制。在火花点火发动机中，火花塞可以是快速发动机致动器，而节流阀可以是慢速发动机致动器。在压缩点火发动机中，燃料喷射器可以是快速发动机致动器，而诸如增压装置和排气再循环(EGR)阀门的影响进气流量的致动器可以是慢速发动机致动器。
扭矩储备在水泵开启或关闭之前被调整，以便可以使用快速发动机致动器调整发动机的扭矩输出。扭矩储备是在预测扭矩请求和即时扭矩请求之间的差值。扭矩储备可以在水泵开启之前增加。于是，当水泵开启时，快速发动机致动器可被调整以防止发动机速度因开启水泵而减小。扭矩储备可在水泵关闭之前减小。于是，当水泵关闭时，快速发动机致动器可被调整以防止发动机速度因关闭水泵而增加。
现在参看图1，发动机系统100的示例性实施包括发动机102。发动机102燃烧空气燃料混合物以基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入产生用于车辆的驱动扭矩。空气通过进气系统108吸入发动机102中。进气系统108包括进气歧管110和节流阀112。在一个示例中，节流阀112包括具有可旋转叶片的蝶阀。发动机控制模块(ECM) 114控制节流阀致动器模块116，节流阀致动器模块116调节节流阀112的开度，以控制吸入进气歧管110的空气的量。
来自进气歧管110的空气被吸入发动机102的气缸中。虽然发动机102可包括多个气缸，但为了说明目的，示出单个代表性气缸118。仅仅是举例，发动机102可包括2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个和/或12个气缸。ECM 114可停用气缸中的一些，这可以在某些发动机操作条件下改善燃料经济性。
发动机102可使用四冲程循环来操作。以下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)的每周旋转期间，在气缸118内进行四个冲程中的两个。因此，气缸118经历所有四个冲程需要曲轴旋转两周。
在进气冲程期间，来自进气歧管110的空气通过进气阀122被吸入气缸118中。ECM 114控制燃料致动器模块124，该模块调节燃料喷射以实现期望的空燃比。燃料可以在中央位置处或多个位置处(例如，在每个气缸118的进气阀122附近)喷入进气歧管110中。在各种实施中，燃料可以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可以停止向停用的气缸喷射燃料。
喷射的燃料在气缸118中与空气混合并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，在这种情况下，在气缸118中的压缩点燃空气燃料混合物。备选地，发动机102可以是火花点火发动机，在这种情况下，火花致动器模块126基于来自ECM 114的信号激励气缸118中的火花塞128。继而，火花塞128生成点燃空气燃料混合物的火花。可相对于活塞处于其称为上止点(TDC)的最高位置时的时间来指定火花的正时。
火花致动器模块126可由指定在TDC之前或之后多远处的正时信号控制以生成火花。由于活塞位置与曲轴旋转直接相关，火花致动器模块126的操作可以与曲轴角度同步。在各种实施中，火花致动器模块126可以停止向停用的气缸提供火花。
生成火花可被称为点火事件。火花致动器模块126可具有为每个点火事件改变火花正时的能力。当火花正时信号在上一点火事件和下一点火事件之间改变时，火花致动器模块126甚至可能能够改变下一点火事件的火花正时。在各种实施中，发动机102可包括多个气缸，并且对于发动机102中的所有气缸来说，火花致动器模块126可将火花正时相对于TDC改变相同量。
在燃烧冲程期间，空气燃料混合物的燃烧向下驱动活塞，从而驱动曲柄轴。燃烧冲程可被定义为在活塞到达TDC和活塞返回到下止点(BDC)的时间之间的时间。
在排气冲程期间，活塞开始从BDC向上移动并且通过排气阀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。
发动机102的冷却系统136包括散热器138和水泵140。散热器138冷却流过散热器138的冷却剂。水泵140为可切换的水泵，其在水泵140开启时将冷却剂循环通过发动机102和散热器138。冷却剂从散热器138流至水泵140并且通过入口软管142从水泵140流至发动机102。冷却剂通过出口软管144从发动机102流回到散热器120。泵致动器模块146基于接收自ECM 114的指令开启或关闭水泵140。
在一个示例中，水泵140为电动泵。在另一示例中，水泵140为包括叶轮和离合器的离心泵，离合器选择性地接合叶轮与由连接到曲轴的皮带驱动的皮带轮。离合器分别在水泵140开启和关闭时接合叶轮与皮带轮和使叶轮脱离皮带轮。冷却剂可通过位于水泵140的中心附近的入口进入水泵140，并且叶轮可将冷却剂径向向外挤出到位于水泵140外部的出口。
发动机系统100可包括向进气歧管110提供加压空气的增压装置。例如，图1示出包括由流过排气系统134的热排气提供动力的热涡轮160-1的涡轮增压器。涡轮增压器还包括冷空气压缩机160-2，其由涡轮160-1驱动并且压缩通入节流阀112的空气。在各种实施中，由曲轴驱动的增压器(未示出)可以压缩来自节流阀112的空气并将压缩空气输送至进气歧管110。
废气门162打开以允许排气绕过涡轮160-1，从而减少涡轮增压器的增压(或进气压缩量)。ECM 114可经由增压致动器模块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的位置来调节涡轮增压器的增压。在各种实施中，可由增压致动器模块164控制多个涡轮增压器。涡轮增压器可具有变化的几何形状，这可由增压致动器模块164来控制。
中间冷却器(未示出)可消耗包含在压缩的空气充气中的一些热量，该热量在空气被压缩时产生。压缩空气充气也可从排气系统134的部件吸收热量。虽然为了说明而示出为单独的，但涡轮160-1和压缩机160-2可附接到彼此，从而使进气紧邻热排气。
发动机系统100可包括排气再循环(EGR)阀170，该阀门将排气选择性地重新导向回进气歧管110。EGR阀170可位于涡轮增压器的涡轮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RPM传感器180测量以每分钟转数(RPM)计的曲轴速度。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内或冷却剂循环通过的其它位置，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。在各种实施中，可测量发动机真空，其为环境空气压力与进气歧管110内的压力之间的差值。可使用空气质量流量(MAF)传感器186测量流入进气歧管110中的空气的质量流量。在各种实施中，MAF传感器186可位于也包括节流阀112的外壳中。
节流阀致动器模块116可使用一个或多个节流阀位置传感器(TPS)190来监测节流阀112的位置。可使用进气温度(IAT)传感器192测量吸入发动机102的环境空气的温度。ECM 114可使用来自传感器的信号来为发动机系统100做出控制决策。
ECM 114可与变速器控制模块194通信以协调变速器(未示出)中的换档。例如，ECM 114可以在换档期间减小发动机扭矩。ECM 114可与混合控制模块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，并可用来产生电能以便由车辆的电气系统使用和/或储存在电池中。在各种实施中，ECM 114、变速器控制模块194和混合控制模块196的各种功能可以一体化到一个或多个模块中。
改变发动机参数的每个系统可被称为接收致动器值的致动器。例如，节流阀致动器模块116可被称为致动器，并且节流阀打开面积可被称为致动器值。在图1的示例中，节流阀致动器模块116通过调整节流阀112的叶片的角度来实现节流阀的打开面积。
相似地，火花致动器模块126可被称为致动器，同时对应的致动器值可以是相对于气缸TDC的火花提前量。其它致动器可包括燃料致动器模块124、增压致动器模块164和EGR致动器模块172。对于这些致动器来说，致动器值可分别对应于燃料供给速度、增压压力和EGR阀打开面积。ECM 114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。
现在参看图2，ECM 114的示例性实施包括驾驶员扭矩模块202。驾驶员扭矩模块202可基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入来确定驾驶员扭矩请求。驾驶员输入可基于加速器踏板的位置。驾驶员输入也可基于来自巡航控制系统的输入，该系统可以是改变车辆速度以保持预定行车间距的自适应巡航控制系统。驾驶员扭矩模块202可存储加速器踏板位置与期望扭矩的一个或多个映射并可基于映射中选定的一个来确定驾驶员扭矩请求。
轮轴扭矩仲裁模块204在来自驾驶员扭矩模块202的驾驶员扭矩请求和其它轮轴扭矩请求之间进行仲裁。轮轴扭矩(车轮处的扭矩)可由包括发动机和/或电动马达的各种源产生。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。仅仅是举例，斜坡请求可包括将扭矩斜坡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坡上升的请求。相对扭矩请求可包括临时或持续的扭矩减小或增加。
轮轴扭矩请求可包括检测到正向车轮打滑时由牵引控制系统请求的扭矩减小。正向车轮打滑发生在轮轴扭矩克服车轮与路面之间的摩擦并且车轮开始抵靠路面打滑的时候。轮轴扭矩请求还可包括扭矩增加请求以抵消负向车轮打滑，这种情况下，因为轮轴扭矩为负，车辆的轮胎相对于路面打滑。
轮轴扭矩请求还可包括制动管理请求和车辆超速扭矩请求。制动管理请求可在车辆停止时减小轮轴扭矩以确保轮轴扭矩不超过制动能力而固定住车辆。车辆超速扭矩请求可减小轮轴扭矩以防止车辆超过预定速度。轮轴扭矩请求还可通过车辆稳定性控制系统产生。
轮轴扭矩仲裁模块204基于在接收的扭矩请求之间的仲裁结果来输出预测扭矩请求和即时扭矩请求。如下所述，来自轮轴扭矩仲裁模块204的预测扭矩请求和即时扭矩请求在用于控制发动机系统100的致动器之前可选择性地由ECM 114的其它模块调整。
一般而言，即时扭矩请求是当前所需轮轴扭矩的量，而预测扭矩请求是在临时通知时可能需要的轮轴扭矩的量。ECM 114因此控制发动机系统100以产生等于即时扭矩请求的轮轴扭矩。然而，致动器值的不同组合可导致相同的轮轴扭矩。ECM 114可因此调整致动器值以允许较快地转变到预测扭矩请求，同时使轮轴扭矩仍保持在即时扭矩请求。
在各种实施中，预测扭矩请求可基于驾驶员扭矩请求。即时扭矩请求可小于预测扭矩请求，例如当驾驶员扭矩请求正引起车轮在冰面上滑动时。在这种情况下，牵引力控制系统(未示出)可通过即时扭矩请求来请求减小，并且ECM 114将由发动机系统100产生的扭矩减小到即时扭矩请求。然而，ECM 114控制发动机系统100，使得一旦车轮停止滑动，发动机系统100可迅速地重新开始产生预测扭矩请求。
一般而言，在即时扭矩请求和更高的预测扭矩请求之间的差值可被称为扭矩储备。扭矩储备可表示发动机系统100可以最小延迟开始产生的额外的扭矩的量。快速发动机致动器用来增加或减小当前轮轴扭矩。如下文更详细描述的，快速发动机致动器相对于慢速发动机致动器而定义。
在各种实施中，快速发动机致动器能够在一个范围内改变轮轴转矩，其中，该范围是由慢速发动机致动器建立的。在这样的实施中，范围的上限是预测扭矩请求，而该范围的下限由快速致动器的扭矩容量限制。仅仅是举例，快速致动器可以仅仅能够将轮轴扭矩减小第一量，其中，该第一量是对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置的发动机操作条件而变化。当即时扭矩请求在该范围内时，快速发动机致动器可被设置以使轮轴扭矩等于即时扭矩请求。当ECM 114请求输出预测扭矩请求时，快速发动机致动器可被控制以将轮轴扭矩改变至范围的上限，即预测扭矩请求。
一般而言，当与慢速发动机致动器相比时，快速发动机致动器可以更快速地改变轮轴扭矩。慢速致动器可以比快速致动器所做的更慢地响应于其相应的致动器值变化。例如，慢速致动器可包括机械部件，该部件需要时间响应于致动器值的变化从一位置移动至另一位置。慢速致动器还可由一旦慢速致动器开始实施变化的致动器值时轮轴扭矩开始变化所花费的时间量来表征。通常，慢速致动器的这个时间量将长于快速致动器的。此外，即使在开始变化之后，轮轴扭矩也可能花费更长时间以完全响应慢速致动器的变化。
仅仅是举例，如果将快速致动器设置成适当的值，ECM 114可以将慢速致动器的致动器值设置为将使发动机系统100能够产生预测扭矩请求的值。同时，ECM 114可以将快速致动器的致动器值设置为在给定慢速致动器值的情况下促使发动机系统100产生即时扭矩请求而不是预测扭矩请求的值。
快速致动器值因此促使发动机系统100产生即时扭矩请求。当ECM 114决定将轮轴扭矩从即时扭矩请求转变为预测扭矩请求时，ECM 114将把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的值。因为已经基于预测扭矩请求设置了慢速致动器值，发动机系统100能够在仅仅由快速致动器施加的延迟之后产生预测扭矩请求。换言之，避免了使用慢速致动器改变轮轴扭矩而产生的更长的延迟。
仅仅是举例，当预测扭矩请求等于驾驶员扭矩请求时，可在由于临时扭矩减小请求导致即时扭矩请求小于驾驶员扭矩请求时产生扭矩储备。备选地，可在保持即时扭矩请求处于驾驶员扭矩请求的同时，通过将预测扭矩请求增加到驾驶员扭矩请求之上来产生扭矩储备。得到的扭矩储备可吸收所要求的轮轴扭矩中的突然增加。仅仅是举例，可通过增加即时扭矩请求来平衡来自空调器或动力转向泵的突然负载。如果即时扭矩请求中的增加小于扭矩储备，则通过使用快速致动器来快速产生增加。然后，还可以增加预测扭矩请求以重新建立先前的扭矩储备。
使用扭矩储备的另一个示例是减小缓慢的致动器值的波动。由于其相对慢的速度，改变缓慢的致动器值可能产生控制不稳定性。此外，缓慢的致动器可包括机械部件，该机械部件可能在频繁移动时吸收更多功率和/或更迅速地磨损。产生足够的扭矩储备允许通过经由即时扭矩请求改变快速致动器并同时保持慢速致动器的值来实现所需扭矩的变化。例如，为了保持给定的空转速度，即时扭矩请求可在一定范围内改变。如果预测扭矩请求被设为高于此范围的水平，则可以使用快速致动器来进行保持空转速度的即时扭矩请求中的改变，而不需要调整慢速致动器。
仅仅是举例，在火花点火发动机中，火花正时可以是快速致动器值，而节流阀打开面积可以是慢速致动器值。火花点火发动机可以通过施加火花而燃烧包括例如汽油和乙醇的燃料。相比之下，在压缩点火发动机中，燃料流量可以是快速致动器值，而增压压力和EGR阀门打开面积可以是慢速致动器值。
当发动机102为火花点火发动机时，火花致动器模块126可以是快速致动器，并且节流阀致动器模块116可以是慢速致动器。在接收新的致动器值之后，火花致动器模块126也许能改变后面的点火事件的火花正时。当点火事件的火花正时(也称为火花提前)被设为标定值时，可以在紧接在点火事件之后的燃烧冲程中产生最大扭矩。然而，偏离标定值的火花提前可以减小在燃烧冲程中产生的扭矩的量。因此，一发生下一点火事件，火花致动器模块126也许就能通过改变火花提前改变发动机输出扭矩。仅仅是举例，在车辆设计的标定阶段期间可以确定对应于不同的发动机操作条件的火花提前的表，并且基于当前发动机操作条件从表中选择标定值。
相比之下，节流阀打开面积的变化花费更长时间以影响发动机输出扭矩。节流阀致动器模块116通过调整节流阀112的叶片的角度来改变节流阀打开面积。因此，一旦接收新的致动器值，那么当节流阀112基于新的致动器值从其前一位置移动到新位置时就存在机械延迟。此外，基于节流阀开度的空气流变化经受进气歧管110中的空气传输延迟。此外，没有随着发动机输出扭矩的增加而实现进气歧管110中增加的空气流，直到气缸118在下一进气冲程接收额外空气、压缩该额外空气并且开始燃烧冲程。
使用这些致动器作为例子，能够通过将节流阀打开面积设置为将允许发动机102产生预测扭矩请求的值来形成扭矩储备。同时，可基于小于预测扭矩请求的即时扭矩请求设置火花正时。虽然节流阀打开面积为发动机102产生足够的空气流以产生预测扭矩请求，但基于即时扭矩请求来延迟火花正时(这减小扭矩)。发动机输出扭矩将因此等于即时扭矩请求。
当需要额外的扭矩时，例如当空调压缩机启动时，或者当牵引控制系统确定车轮打滑已结束时，可基于预测扭矩请求设置火花正时。通过后面的点火事件，火花致动器模块126可以使火花提前返回至标定值，这允许发动机102产生用已经提供的空气流能够获得的全部发动机输出扭矩。发动机输出扭矩可因此被快速增加至预测扭矩请求，而不经历由改变节流阀打开面积带来的延迟。
当发动机102为压缩点火发动机时，燃料致动器模块124可以是快速致动器，并且节流阀致动器模块116和增压致动器模块164可以是排放致动器。这样，可基于即时扭矩请求设置燃料质量，并且可以基于预测扭矩请求设置节流阀打开面积和增压。节流阀打开面积可产生比满足预测扭矩请求所需的更多的空气流。产生的空气流又可多于喷射燃料的完全燃烧所需的，使得空燃比通常为稀的并且空气流的变化不影响发动机扭矩输出。发动机输出扭矩将因此等于即时扭矩请求并且可通过调整燃料流量而增加或减小。
可基于预测扭矩请求控制节流阀致动器模块116、增压致动器模块164和EGR致动器模块172以控制排放和最小化涡轮滞后。节流阀致动器模块116可形成真空以通过EGR阀170抽出排气并且将其引入进气歧管110中。
轮轴扭矩仲裁模块204可将预测扭矩请求和即时扭矩请求输出到推进扭矩仲裁模块206。在各种实施中，轮轴扭矩仲裁模块204可将预测扭矩请求和即时扭矩请求输出到混合优化模块208。混合优化模块208确定应该由发动机102产生的扭矩的大小和应该由电动马达198产生的扭矩的大小。混合优化模块208接着分别将修改后的预测扭矩请求和即时扭矩请求输出至推进扭矩仲裁模块206。在各种实施中，混合优化模块208可在混合控制模块196中执行。
由推进扭矩仲裁模块206接收的预测扭矩请求和即时扭矩请求被从轮轴扭矩域(车轮处的扭矩)转换成推进扭矩域(曲轴处的扭矩)。这种转换可在混合优化模块208之前、之后、作为其一部分发生，或者替代混合优化模块208发生。
推进扭矩仲裁模块206在包括转换后的预测扭矩请求和即时扭矩请求的推进扭矩请求之间进行仲裁。推进扭矩仲裁模块206产生仲裁的预测扭矩请求和仲裁的即时扭矩请求。可通过从接收的请求中选择胜出的请求来生成仲裁后的扭矩。替代地或另外地，仲裁后的扭矩可通过基于接收的请求中的另一个或多个修改接收的请求中的一个而生成。
其它推进扭矩请求可包括针对发动机超速保护的扭矩减小、针对失速预防的扭矩增加、以及为适应换档而由变速器控制模块194请求的扭矩减小。推进扭矩请求还可由离合器燃料切断产生，其减小发动机输出扭矩，此时，驾驶员踩下手动变速器车辆中的离合器踏板以防止发动机转速的加剧（急剧升高）。
推进扭矩请求还可包括发动机停止请求，其可以在检测到重大故障时发起。仅仅是举例，重大故障可包括检测到车辆被盗、起动马达卡住、电子节流阀控制问题和意外的扭矩增加。在各种实施中，当发动机停止请求出现时，仲裁选择发动机停止请求作为胜出的请求。当发动机停止请求出现时，推进扭矩仲裁模块206可以输出零作为仲裁后的扭矩。
在各种实施中，发动机停止请求可以独立于仲裁过程而只是关闭发动机102。推进扭矩仲裁模块206仍然可以接收发动机停止请求以便例如适当的数据能够反馈给其他的转矩请求者。例如，可以通知所有其他转矩请求者，它们已经输掉了仲裁。
RPM控制模块210还可将预测的扭矩请求和即时扭矩请求输出到推进扭矩仲裁模块206。当ECM 114处于RPM模式时，来自RPM控制模块210的扭矩请求可以在仲裁中获胜。当驾驶员把他们的脚从加速器踏板移开时，例如当车辆空转或者从较高速减速滑行时，可以选择RPM模式。替代地或另外地，当来自轮轴扭矩仲裁模块204的预测扭矩请求小于预定扭矩值时，可以选择RPM模式。
RPM控制模块210从RPM轨迹模块212接收期望RPM，并且控制预测扭矩请求和即时扭矩请求以减小期望RPM和当前RPM之间的差值。仅仅是举例，RPM轨迹模块212可为车辆减速输出线性降低的期望RPM，直到达到空转RPM。RPM轨迹模块212然后可以继续输出空转RPM作为期望RPM。
扭矩储备模块220从推进扭矩仲裁模块206接收仲裁后的预测扭矩请求和即时扭矩请求。扭矩储备模块220可调整仲裁后的预测扭矩请求和即时扭矩请求以形成扭矩储备和/或补偿一个或多个负载。扭矩储备模块220然后将调整后的预测扭矩请求和即时扭矩请求输出到致动器控制模块224。
仅仅是举例，催化剂起燃过程或冷启动排放降低过程可以要求延迟的火花提前。扭矩储备模块220可因此将调整后的预测扭矩请求增加至高于调整后的即时扭矩请求以便为冷启动排放降低过程形成延迟的火花。又如，可以直接改变发动机的空燃比和/或空气质量流量，例如通过诊断的嵌入式当量比试验和/或新发动机净化。在开始这些过程之前，可以形成或增加扭矩储备以迅速弥补这些过程期间由稀的空气燃料混合物引起的发动机输出扭矩的降低。
扭矩储备模块220还可在诸如动力转向泵操作或空气调节(A/C)压缩机离合器的接合的未来负载的预期下产生或增加扭矩储备。用于A/C压缩机离合器的接合的储备可在驾驶员第一次请求空气调节时产生。扭矩储备模块220可增加调整后的预测扭矩请求，同时使调整后的即时扭矩请求保持不变以产生扭矩储备。然后，当A/C压缩机离合器接合时，扭矩储备模块220可将即时扭矩请求增加A/C压缩机离合器的估计负载。
致动器控制模块224从扭矩储备模块220接收调整后的预测扭矩请求和即时扭矩请求。致动器控制模块224确定将如何实现调整后的预测扭矩请求和调整后的即时扭矩请求。致动器控制模块224可基于调整后的预测扭矩请求控制慢速发动机致动器并且基于调整后的即时扭矩请求控制快速发动机致动器。致动器控制模块224可以是因发动机类型而异的。例如，致动器控制模块224可以针对火花点火发动机与压缩点火发动机而不同地实施或者使用不同的控制方案。
在各种实施中，致动器控制模块224可以限定全部发动机类型公用的模块与因发动机类型而异的模块之间的界线。例如，发动机类型可包括火花点火和压缩点火。在致动器控制模块224之前的模块例如推进扭矩仲裁模块206可以是全部发动机类型公用的模块，而致动器控制模块224和随后的模块可以是因发动机类型而异的。
例如，在火花点火发动机中，致动器控制模块224可改变作为慢速致动器的节流阀112的开度，允许大范围的扭矩控制。此外，致动器控制模块224可使用火花正时作为快速致动器。然而，火花正时可以不提供同样大范围的扭矩控制。此外，由于火花正时的变化（称为火花储备容量）而成为可能的扭矩控制量可随空气流改变而变化。
在各种实施中，致动器控制模块224可基于调整后的预测扭矩请求而生成空气扭矩请求。空气扭矩请求可等于调整后的预测扭矩请求，从而将空气流设置成使得调整后的预测扭矩请求能通过其它致动器的改变而实现。
空气控制模块228可基于空气扭矩请求确定期望致动器值。例如，空气控制模块228可控制期望歧管绝对压力(MAP)、期望节流阀面积、和/或期望每缸空气量(APC)。期望MAP可用来确定期望增压，并且期望APC可用来确定EGR阀170的开度的期望量。
致动器控制模块224还可生成火花扭矩请求和燃料扭矩请求。火花扭矩请求可由火花控制模块232用来确定将火花正时从标定的火花提前延迟多少(这减小发动机输出扭矩)。
燃料控制模块240可基于来自致动器控制模块224的燃料扭矩请求改变提供至每个气缸的燃料的量。在火花点火发动机的正常操作期间，燃料控制模块240可以空气主导模式操作，在该模式下，燃料控制模块240试图通过基于空气流控制燃料流量来保持化学计量空燃比。燃料控制模块240可确定在与每缸空气量的当前量结合时将获得化学计量燃烧的燃料质量。燃料控制模块240可通过燃料供给速率指示燃料致动器模块124将该燃料质量喷射到每个启用的气缸中。
在压缩点火系统中，燃料控制模块240可以在燃料引导模式下操作，其中，燃料控制模块240确定满足燃料扭矩请求，同时最小化排放、噪音和燃料消耗的每个气缸的燃料质量。在燃料引导模式下，空气流基于燃料流量而被控制并且可被控制以获得贫空燃比。此外，可将空燃比维持在预定水平之上，这可以在动态发动机操作条件下防止黑烟产生。
扭矩估计模块244可估计发动机102的扭矩输出。该估计扭矩可由空气控制模块228用来对诸如节流阀面积、MAP和EGR阀打开面积的发动机空气流参数执行闭环控制。例如，可以限定诸如下列的扭矩关系
T = f (APC, S, EGR, AF, OT, #)
其中，扭矩(T)是每缸空气量(APC)、火花提前(S)、EGR阀打开面积(EGR)、空燃比(AF)、油温(OT)和启用气缸数(#)的函数。
该关系可通过方程建模和/或可以存储为查找表。扭矩估计模块244可基于测量MAF和当前RPM确定APC，从而允许基于实际空气流的闭环空气控制。
实际火花提前可用来估计实际的发动机输出扭矩。当标定的火花提前值用来估计扭矩时，估计的扭矩可称作估计的空气扭矩或仅仅是空气扭矩。空气扭矩是对在消除火花延迟(即，火花正时设置为标定的火花提前值)并向所有气缸供给燃料时发动机在当前空气流下能产生的多少扭矩的估计。
空气控制模块228可将期望面积信号输出到节流阀致动器模块116。节流阀致动器模块116接着调节节流阀112以产生期望节流阀面积。空气控制模块228可基于反扭矩模型和空气扭矩请求生成期望面积信号。空气控制模块228可使用估计空气扭矩和/或MAF信号，以便进行闭环控制。例如，期望面积信号可被控制以最小化估计空气扭矩和空气扭矩请求之间的差值。
空气控制模块228可将期望歧管绝对压力(MAP)信号输出到增压调度模块248。增压调度模块248使用期望MAP信号来控制增压致动器模块164。增压致动器模块164然后控制一个或多个涡轮增压器(例如，包括涡轮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还可将期望每缸空气量(APC)信号输出到EGR调度模块252。基于期望APC信号和RPM信号，EGR调度模块252可使用EGR致动器模块172控制EGR阀170的位置。
重新参看火花控制模块232，标定的火花提前值可基于各种发动机操作条件而变化。仅仅是举例，扭矩关系可被颠倒以求出期望火花提前。对于给定的扭矩请求(Tdes)来说，可基于下式确定期望火花提前(Sdes)
(2) Sdes = f-1 (Tdes, APC, EGR, AF, OT, #)。
这种关系可具体化为公式和/或查找表。空燃比(AF)可以是由燃料控制模块240报告的实际空燃比。
当火花提前被设置为标定的火花提前时，所得的扭矩可尽可能接近平均最佳扭矩(MBT)。MBT是指在使用具有大于预定阈值的辛烷值的燃料并使用化学计量供给燃料的同时在火花提前被增加时为给定空气流生成的最大发动机输出扭矩。该最大扭矩发生时的火花提前被称为MBT火花。标定的火花提前可因为例如燃料质量(例如当使用较低辛烷燃料时)和环境因素而与MBT火花略微不同。在标定的火花提前处的扭矩可因此小于MBT。
泵控制模块254将信号发送至泵致动器模块146以开启或关闭水泵140。泵控制模块254可开启水泵140以冷却发动机102。泵控制模块254可关闭水泵140以便在启动时减少发动机102预热所需的时间和/或提高燃料经济性。扭矩储备模块220可确定发动机102上的负载量并将发动机负载输出到泵控制模块254。泵控制模块254可基于发动机负载的量和/或发动机负载的持续时间开启或关闭水泵140。
泵控制模块254将信号发送至扭矩储备模块220，指示水泵140何时将被开启或关闭。作为响应，扭矩储备模块220基于当水泵140开启或关闭时预计的发动机负载变化而在水泵140开启或关闭之前调整扭矩储备。这允许致动器控制模块224在水泵140开启或关闭时调整快速发动机致动器，以补偿发动机负载中的所得变化，从而防止发动机速度的急剧变化。
现在参看图3，扭矩储备模块220的示例性实施包括负载确定模块302和储备确定模块304。负载确定模块302确定发动机102上的负载的量。发动机负载可包括变速器负载、发电机负载和/或附件皮带负载(例如，交流发电机负载、泵负载)。负载确定模块302可基于从变速器控制模块194接收的输入确定变速器负载。负载确定模块302可基于从混合控制模块196接收的输入确定发电机负载。负载确定模块302可基于从泵控制模块254接收的输入确定附件皮带负载。
负载确定模块302可确定当水泵140开启或关闭时预计的发动机负载中的变化。负载确定模块302可确定当水泵140开启时预计的发动机负载中的增加。发动机负载增加可能是由于与接合水泵140的离合器相关联的泵负载和与启用离合器相关联的交流发电机负载引起的。负载确定模块302可确定当水泵140关闭时预计的发动机负载中的减小。发动机负载减小可能是由于与脱开水泵离合器相关联的泵负载中的损失而引起的。
储备确定模块304通过调整预测扭矩请求和即时扭矩请求来确定要产生的扭矩储备的量(如有)。储备确定模块304可在水泵140开启或关闭之前调整扭矩储备。储备确定模块304可在水泵140开启之前增加扭矩储备。然后，当水泵140开启时，储备确定模块304可将即时扭矩请求增加至预测扭矩请求。由于慢速发动机致动器已基于预测扭矩请求进行了调整，将即时扭矩请求增加至预测扭矩请求仅影响快速发动机致动器。因此，可以最少的延迟增加发动机102的扭矩输出以匹配由于开启水泵140导致的发动机负载增加。
储备确定模块304可在水泵140关闭之前减小扭矩储备。然后，当水泵140关闭时，储备确定模块304可使用快速发动机致动器减小即时扭矩请求以补偿发动机负载中的所得减小。
储备确定模块304可基于当水泵140开启或关闭时预计的发动机速度和/或发动机负载变化来确定要调整的扭矩储备量。在水泵140开启之前，储备确定模块304可将扭矩储备增加大于或等于发动机负载中的预计增加的量。在水泵140关闭之前，储备确定模块304可减小扭矩储备，同时保持足够量的扭矩储备以补偿发动机负载中的预计减小。
随着发动机速度增加，ECM 114可使用慢速发动机致动器补偿发动机负载中的变化，而不造成发动机102中的扭矩响应中的延迟。因此，随着发动机速度增加，储备确定模块304可在水泵140开启之前将扭矩储备增加更小的量。反之，随着发动机速度减小，储备确定模块304可在水泵140开启之前将该量增加更大的量。
储备确定模块304可基于当水泵140开启或关闭时预计的发动机速度和发动机负载变化的正时来确定扭矩储备调整的正时。扭矩储备可在第一时间调整，并且发动机负载可以在第二时间改变。储备确定模块304可调整第一时间以便调整在第一时间和第二时间之间的时期。储备确定模块304可随着发动机速度增加而减小该时期。储备确定模块304可随着发动机速度减小而增加该时期。仅仅是举例，该时期可以在0毫秒(ms)和750ms之间的预定范围内。
现在参看图4，用于在联接到发动机的水泵开启或关闭时控制发动机的扭矩输出以补偿发动机负载中的变化的示例性方法始于402。在404处，该方法确定水泵是否将要从关闭切换至开启。如果水泵将要从关闭切换至开启，则该方法在406处继续。
在406处，该方法确定当水泵从关闭切换至开启时发动机负载预计增加的量。该方法可基于与水泵的离合器接合相关联的泵负载和与启用离合器相关联的交流发电机负载来确定该量。泵负载可包括稳态负载和瞬态负载。瞬态负载是当离合器初始接合时出现的临时负载峰值。稳态负载是在离合器接合且瞬态负载减小至零之后保留的负载。
在408处，该方法将扭矩储备增加第一量。该方法可基于预计的发动机负载增加和发动机速度来确定第一量。随着发动机速度增加，代替或除了使用快速发动机致动器之外，该方法可使用慢速发动机致动器来补偿发动机负载中的变化，而不造成发动机的扭矩响应中的延迟。因此，第一量可与发动机速度负相关。
在410处，该方法开启水泵并调整快速发动机致动器以补偿发动机负载中的所得增加。在412处，该方法减小扭矩储备以除去为了抵消与接合水泵的离合器相关联的瞬态负载所增加的那部分扭矩储备。该方法可将扭矩储备减小至足以使快速发动机致动器的使用能够抵消泵负载中的变化以及诸如空调(A/C)泵负载的其它发动机空转负载中的变化的空转储备。
在414处，该方法调整快速发动机致动器以便在发动机空转的同时补偿泵负载中的变化。在416处，该方法确定水泵是否将要从开启切换至关闭。如果水泵要将要从开启切换至关闭，则该方法在418处继续。否则，该方法在414处继续。
在418处，该方法确定当水泵从开启切换至关闭时发动机负载预计减小的量。该方法可假设当水泵从开启切换至关闭时泵负载的瞬态部分已被除去。因此，该方法可基于泵负载的稳态部分确定发动机负载中的预计减小。
在420处，该方法开始减小扭矩储备。该方法可以减小扭矩储备同时保持足够量的扭矩储备以补偿当水泵关闭时预计的发动机负载中的减小。在422处，该方法关闭水泵并调整快速发动机致动器以补偿发动机负载中的所得减小。
在424处，该方法减小扭矩储备以除去为了抵消泵负载中的变化所增加的那部分扭矩储备。该方法可将扭矩储备减小至足以使快速发动机致动器的使用能够抵消除泵负载之外的发动机空转负载中的变化的空转储备。
现在参看图5，示出了根据本公开的原理的示例性控制信号和示例性传感器信号。控制信号和传感器信号相对于x轴线502进行标绘。x轴线502表示时间。
控制信号包括泵启用信号504、启用指示器信号506、节流阀控制信号508和火花控制信号510。泵启用信号504启用和停用水泵。启用指示器信号506指示水泵将要开启或关闭的时间。
节流阀控制信号508控制发动机的节流阀的打开面积。火花控制信号510控制发动机的火花正时。节流阀面积可以是慢速致动器值，并且火花正时可以是快速致动器值。
传感器信号包括指示的扭矩信号512、飞轮扭矩信号514和RPM信号516。指示的扭矩信号512指示由发动机输出的扭矩的量。飞轮扭矩信号514指示在减去发动机上的负载的量之后在例如发动机的飞轮处由发动机输出的扭矩的量。RPM信号516指示以每分钟转数计的发动机速度。虽然被称为传感器信号，但传感器信号中的一个或多个可基于估计而不是测量来生成。
在518处，启用指示器信号506增加，表明水泵将要从关闭切换至开启。作为响应，在518和520之间，通过增加节流阀控制信号508以增加节流阀面积和通过减小火花控制信号510以延迟火花正时，扭矩储备增加或斜坡上升。所形成的扭矩储备的量可等于瞬态负载，其包括与接合水泵的离合器相关联的泵负载和与启用离合器相关联的交流发电机负载。扭矩储备增加的正时可基于致动器响应时间。在一个示例中，在518和520之间的时期可以在0ms和750ms之间。
在520处，泵启用信号504增加以开启水泵。在520和522之间，火花控制信号510增加以提前火花正时，从而增加发动机的扭矩输出。发动机的扭矩输出增加以匹配与开启水泵相关联的发动机负载增加的量值和正时。这防止发动机速度中的急剧减小或下跌，如由RPM信号516所指示的。
在522和524之间，扭矩储备减小至空转储备以提高燃料经济性。空转储备可足以抵消泵负载中的变化以及诸如A/C泵负载的其它发动机空转负载中的变化。随着扭矩储备减小至空转储备，可以除去为了抵消与开启水泵相关联的瞬态负载所增加的那部分扭矩储备。在520和524之间的时期可以在0ms和750ms之间。
在526和528之间，启用指示器信号506减小，表明水泵将要从开启切换至关闭。作为响应，通过减小节流阀控制信号508以减小节流阀面积而开始扭矩储备的减小或斜坡下降。可以保持足够量的扭矩储备以补偿当水泵关闭时预计的发动机负载中的减小。在526和528之间的时期可以在0ms和750ms之间。
在528处，泵启用信号504增加以关闭水泵。在528和530之间，火花控制信号510减小以延迟火花正时，从而减小发动机的扭矩输出。发动机的扭矩输出减小以匹配与关闭水泵相关联的发动机负载减小的量值和正时。这防止发动机速度中的急剧增加或骤升，如由RPM信号516所指示的。在528和530之间的时期可以在0ms和750ms之间。
上面的描述本质上仅是示例性的并且决不是要限制本公开、其应用或用途。本公开的广义教导可以以各种形式实施。因此，虽然本公开包括具体示例，但本公开的真正范围不应局限于此，因为在研究附图、说明书和随附权利要求书的基础上其它修改将变得显而易见。为了清楚起见，在附图中将使用相同的附图标记标识相似的元件。如本文所用，短语A、B和C中的至少一个应当被解释为是指使用非排他逻辑“或”的逻辑(A或B或C)。应当理解，在不改变本公开的原理的情况下，可以以不同的顺序(或同时地)执行方法内的一个或多个步骤。
如本文所用，术语模块可以指属于或包括：专用集成电路(ASIC)；离散电路；集成电路；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、专用或成组)；提供所描述功能的其它合适的硬件部件；或以上的一些或全部的组合，例如在片上系统中。术语模块可包括存储由处理器执行的代码的存储器(共享、专用或成组)。
如在上面所使用的术语代码可包括软件、固件和/或微代码并可指程序、例程、函数、类和/或对象。如在上面所使用的术语“共享”意味着来自多个模块的一些或全部代码可使用单个(共享)处理器来执行。此外，来自多个模块的一些或全部代码可由单个(共享)存储器来存储。如在上面所使用的术语“成组”意味着来自单个模块的一些或全部代码可使用一组处理器来执行。此外，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部分或完全地实现。计算机程序包括存储在至少一个非暂时的有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可包括和/或依赖于所存储的数据。非暂时的有形计算机可读介质的非限制性示例包括非易失性存储器、易失性存储器、磁存储器和光存储器。

Claims (18)

1.一种用于发动机的控制系统，包括：
泵控制模块，其在开启和关闭之间切换水泵，其中所述水泵在所述水泵开启时将冷却剂循环通过发动机；
致动器控制模块，其基于第一扭矩请求控制所述发动机的第一致动器并且基于第二扭矩请求控制所述发动机的第二致动器；以及
扭矩储备模块，其基于当所述水泵开启或关闭时预计的发动机负载中的变化而在所述水泵开启或关闭之前调整扭矩储备，其中所述扭矩储备是在所述第一扭矩请求和所述第二扭矩请求之间的差值；
所述扭矩储备模块在所述水泵开启之后减小所述扭矩储备；
所述扭矩储备模块在所述水泵关闭之前进一步减小所述扭矩储备；并且
所述致动器控制模块调整所述第二致动器以防止在所述水泵关闭时发动机速度增加。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述扭矩储备模块在所述水泵开启之前增加所述扭矩储备，并且所述致动器控制模块调整所述第二致动器以防止在所述水泵开启时发动机速度减小。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述扭矩储备模块在第一时间调整所述扭矩储备，并且所述泵控制模块在所述第一时间之后的第二时间开启或关闭所述水泵。
4.根据权利要求3所述的系统，还包括基于所述发动机速度确定在所述第一时间和所述第二时间之间的时期的储备确定模块。
5.根据权利要求1所述的系统，还包括负载确定模块，所述负载确定模块基于与接合所述水泵的离合器相关联的泵负载和与启用所述离合器相关联的交流发电机负载来确定所述发动机负载变化。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述致动器控制模块调整所述第二致动器以补偿当所述水泵开启时所述泵负载中的变化。
7.根据权利要求1所述的系统，还包括储备确定模块，所述储备确定模块基于所述发动机负载变化和发动机速度来确定所述扭矩储备被调整的量。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一致动器包括节流阀，并且所述第二致动器包括火花塞。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一致动器包括增压装置和排气再循环(EGR)阀中的至少一个，并且所述第二致动器包括燃料喷射器。
10.一种用于发动机的控制方法，包括：
在开启和关闭之间切换水泵，其中所述水泵在所述水泵开启时将冷却剂循环通过发动机；
基于第一扭矩请求控制所述发动机的第一致动器并且基于第二扭矩请求控制所述发动机的第二致动器；以及
基于当所述水泵开启或关闭时预计的发动机负载中的变化而在所述水泵开启或关闭之前调整扭矩储备，其中所述扭矩储备是在所述第一扭矩请求和所述第二扭矩请求之间的差值；
在所述水泵开启之后减小所述扭矩储备；
在所述水泵关闭之前进一步减小所述扭矩储备；和
调整所述第二致动器以防止在所述水泵关闭时发动机速度中的增加。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括在所述水泵开启之前增加所述扭矩储备和调整所述第二致动器以防止在所述水泵开启时发动机速度中的减小。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括在第一时间调整所述扭矩储备和在所述第一时间之后的第二时间开启或关闭所述水泵。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括基于发动机速度确定在所述第一时间和所述第二时间之间的时期。
14.根据权利要求10所述的方法，还包括基于与接合所述水泵的离合器相关联的泵负载和与启用所述离合器相关联的交流发电机负载来确定所述发动机负载变化。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括调整所述第二致动器以补偿当所述水泵开启时所述泵负载中的变化。
16.根据权利要求10所述的方法，还包括基于所述发动机负载变化和发动机速度来确定所述扭矩储备被调整的量。
17.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一致动器包括节流阀，并且所述第二致动器包括火花塞。
18.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一致动器包括增压装置和排气再循环(EGR)阀中的至少一个，并且所述第二致动器包括燃料喷射器。
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