專利名稱：處于高壓比狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)，更具體的說(shuō)涉及發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在高壓比 情況下時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)在氣缸內(nèi)燃燒空氣燃料混合物以傳動(dòng)活塞，活塞產(chǎn) 生驅(qū)動(dòng)力矩。進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣通過(guò)節(jié)氣門(mén)調(diào)節(jié)。更準(zhǔn)確地說(shuō)，所述 節(jié)氣門(mén)調(diào)節(jié)節(jié)氣門(mén)面積，其增加或減少進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的空氣流量。隨 著節(jié)氣門(mén)面積增加，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的空氣流量增加。燃料控制系統(tǒng)調(diào) 節(jié)噴射燃料的速率以提供希望的空氣/燃料混合物至所述氣缸?？梢岳?解，增加所述空氣和燃料至氣缸就增加發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出。
已經(jīng)研制發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)精確地控制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出 以獲得希望的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，特別是運(yùn)行在高壓比情況下時(shí)。然而，傳 統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)不能4妄要求精確地控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。進(jìn)一步說(shuō)， 傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)不能按要求快速地響應(yīng)控制信號(hào)以在各種影響 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出的裝置間提供希望的或協(xié)調(diào)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制。這樣 的傳統(tǒng)控制系統(tǒng)經(jīng)常比期望的更復(fù)雜且需要耗時(shí)間和成本的密集的校 準(zhǔn)步驟。發(fā)明內(nèi)容
相應(yīng)地，本發(fā)明提供一種控制內(nèi)燃機(jī)扭矩輸出的方法。所 述方法包括確定一壓力比，基于所述壓力比和扭矩要求確定基準(zhǔn)扭 矩，基于所述基準(zhǔn)扭矩計(jì)算期望的節(jié)氣門(mén)面積并基于所述期望的節(jié)氣門(mén) 面積調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的操作以獲得期望扭矩。
—方面，所述方法進(jìn)一步包括基于所述基準(zhǔn)扭矩計(jì)算發(fā)動(dòng) 機(jī)的希望的進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力(MAP)并基于所述基準(zhǔn)扭矩計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī) 的希望的每缸空氣量(APC)。 所述希望的節(jié)氣門(mén)面積基于所述希望 的進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力和所述希望的APC計(jì)算。所述希望的MAP使用 轉(zhuǎn)化的基于進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力的扭矩模型確定，所述希望的APC使用 轉(zhuǎn)化的基于APC的扭矩模型確定。所述方法進(jìn)一步包括基于所述壓力 比和所述發(fā)動(dòng)機(jī)是否運(yùn)行在穩(wěn)定狀態(tài)過(guò)濾所述希望的進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓 力。所述方法進(jìn)一步包括基于所述希望的APC確定希望的空氣流量質(zhì) 量(MAF- mass airflow)。 所述希望的節(jié)氣門(mén)面積基于所述希望的MAF 計(jì)算。
在其他方面，所述方法進(jìn)一步包括確定發(fā)動(dòng)4幾的估計(jì)扭矩 并基于所述估計(jì)扭矩，所述壓力比和所述發(fā)動(dòng)機(jī)是否運(yùn)行在穩(wěn)態(tài)修正所 述基準(zhǔn)扭矩。所述方法進(jìn)一步包括基于所述基準(zhǔn)扭矩和所述估計(jì)扭矩 計(jì)算扭矩誤差。所述基準(zhǔn)扭矩基于所述扭矩誤差而修正。
在另一方面，所述方法進(jìn)一步包括基于所述壓力比和發(fā)動(dòng)面積基于發(fā)動(dòng)機(jī)是否運(yùn)行在穩(wěn)定狀態(tài)計(jì)算。
另一方面，所述方法進(jìn)一步地包括比率限制所述基準(zhǔn)扭矩。
在另一個(gè)方面，所述方法進(jìn)一步包括計(jì)算作為進(jìn)氣歧管絕 對(duì)壓力(MAP)和大氣壓之間比值的壓力比。
本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用區(qū)域乂人下述詳細(xì)說(shuō)明中將變 得明顯。應(yīng)當(dāng)理解，說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明和具體例子，只是 為了說(shuō)明的目的，決不是為了限制該發(fā)明的范圍。


從下述詳細(xì)的說(shuō)明和附圖中本發(fā)明將變得完全明白，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示意 圖2是一流程圖，該流程圖說(shuō)明了本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控 制所執(zhí)行的步驟；以及
圖3是一方框圖，該方框圖說(shuō)明了執(zhí)行本發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制的示例性模塊。
具體實(shí)施方式
下面的說(shuō)明實(shí)際上只是示意性的，決不是對(duì)本發(fā)明及其應(yīng) 用或運(yùn)用的限制。為清楚起見(jiàn)，在附圖中同樣的附圖標(biāo)記表示類似的元件。這里用到的，術(shù)語(yǔ)模塊指的是專用集成電路(ASIC)，電子電路，處理器(共用，專用，或集群)以及執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件或固定軟 件的存貯器，組合邏輯電路，或其他合適的提供上述功能的元件。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖1，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10包括發(fā)動(dòng)機(jī)12,發(fā)動(dòng)機(jī)12 燃燒空氣燃料混合物進(jìn)而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩。空氣通過(guò)節(jié)氣門(mén)16吸入進(jìn)氣 歧管14。所述節(jié)氣門(mén)16調(diào)節(jié)流入進(jìn)氣歧管14的空氣流量。進(jìn)氣歧管 14內(nèi)的空氣分配到氣缸18。 盡管舉例的是單個(gè)氣缸18,但可以理解本 發(fā)明同等的扭矩控制系統(tǒng)可以應(yīng)用在具有多個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述氣 缸包括，但不限于2， 3， 4, 5， 6, 8, 10,和12個(gè)氣缸。
—燃料噴射器(未顯示)噴射燃料，燃料隨著空氣通過(guò)進(jìn) 氣口吸入氣缸18與空氣混合。所述燃料噴射器可以是與電子或機(jī)械燃 料噴射系統(tǒng)20相關(guān)的噴射器，噴口或化油器的出入口或用于混合燃料 和吸入空氣的另一系統(tǒng)。所迷燃料噴射器被控制來(lái)在每個(gè)氣缸18內(nèi)提 供希望的空燃(A/F)比。
—進(jìn)氣閥22選擇性地打開(kāi)和關(guān)閉以便使空氣/燃料混合物 進(jìn)入氣缸18。 所述進(jìn)氣閥位置通過(guò)進(jìn)氣凸輪軸24調(diào)節(jié)。 一活塞(未 顯示)在氣缸18內(nèi)壓縮所述空氣/燃料混合物。火花塞26引發(fā)所迷空 氣/燃料混合物的燃燒，其驅(qū)動(dòng)氣缸18內(nèi)的活塞?；钊?，依次，驅(qū)動(dòng)曲 軸(未顯示)從而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩。當(dāng)排氣閥28處于打開(kāi)位置時(shí)，氣缸 18內(nèi)燃燒廢氣通過(guò)排氣口排出。所述排氣閥位置通過(guò)排氣凸輪軸30調(diào) 節(jié)。所述廢氣在排氣系統(tǒng)中處理并被排放到大氣中。盡管說(shuō)明了單個(gè) 進(jìn)氣及排氣閥22,28,但可以理解，所述發(fā)動(dòng)機(jī)12可以包括每個(gè)氣缸18 多個(gè)進(jìn)氣及排氣閥22，28。
發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10可以包括進(jìn)氣凸輪相位器32和排氣凸輪相 位器34,所述相位器分別調(diào)節(jié)進(jìn)氣和排氣凸輪軸24, 30的轉(zhuǎn)動(dòng)正時(shí)。更 準(zhǔn)確地說(shuō)，所述各自的進(jìn)氣和排氣凸輪軸24, 30的定時(shí)或相角可以^皮 此相互或相對(duì)于氣缸18內(nèi)活塞的位置或曲軸相位角延遲或提前。如此，進(jìn)氣及排氣岡22，28的位置可以^波此相互或相對(duì)于氣缸18內(nèi)活塞的 位置調(diào)節(jié)。通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥22和排氣閥28的位置，進(jìn)入氣缸18內(nèi)的 空氣/燃料混合物的量并因此發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩被調(diào)節(jié)。
所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)IO還可以包括廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng) 36。 所述廢氣再循環(huán)系統(tǒng)36包括廢氣再循環(huán)閥38,廢氣再循環(huán)閥38 調(diào)節(jié)流回進(jìn)氣歧管14廢氣量。所述廢氣再循環(huán)系統(tǒng)通常執(zhí)行來(lái)調(diào)節(jié)排 放。然而，循環(huán)倒進(jìn)進(jìn)氣歧管14的廢氣的量還影響發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出。
控制模塊40基于本發(fā)明的基于扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)控制操作所 述發(fā)動(dòng)機(jī)。更準(zhǔn)確地說(shuō)，控制模塊40基于需求發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(RPMDES) 產(chǎn)生節(jié)氣門(mén)控制信號(hào)和點(diǎn)火提前控制信號(hào)。節(jié)氣門(mén)位置信號(hào)通過(guò)節(jié)氣 門(mén)位置傳感器(TPS) 42產(chǎn)生。搡作者輸入43,例如加速踏板，產(chǎn)生 操作者輸入信號(hào)。所述控制模塊40控制節(jié)氣門(mén)16至穩(wěn)態(tài)的位置以獲得希望的節(jié)氣門(mén)面積(At服des )并控制所述點(diǎn)火正時(shí)以荻得希望的點(diǎn)火 正時(shí)(Sdes)。節(jié)氣門(mén)致動(dòng)器(未顯示)基于節(jié)氣門(mén)控制信號(hào)調(diào)節(jié)節(jié)氣 門(mén)位置。
吸入空氣溫度(IAT)傳感器44響應(yīng)于吸入空氣流的溫度 并產(chǎn)生吸入空氣溫度(IAT)信號(hào)?？諝饬髻|(zhì)量(MAF)傳感器46響 應(yīng)于吸入空氣流的質(zhì)量并產(chǎn)生MAF信號(hào)。進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力(MAP) 傳感器50響應(yīng)于基于進(jìn)氣歧管14內(nèi)部的壓力并產(chǎn)生進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓 力信號(hào)。 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度傳感器50響應(yīng)冷卻劑溫度并產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī) 溫度信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器52響應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)12的轉(zhuǎn)速(即，每分鐘 轉(zhuǎn)數(shù))并產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)。每個(gè)由傳感器產(chǎn)生的信號(hào)由控制模塊 40接收。
發(fā)動(dòng)才幾系統(tǒng)10還可以包括渦4侖才幾或增壓器54，渴輪機(jī)或 增壓器54由發(fā)動(dòng)機(jī)12或發(fā)動(dòng)機(jī)排氣驅(qū)動(dòng)。所述渦輪機(jī)54壓縮從進(jìn)氣 歧管14汲取的空氣。更具體的是，空氣吸入渦輪機(jī)54的中間腔室。在 所述中間腔室中的空氣被吸入壓縮機(jī)(未顯示)并在其中被壓縮。所 述壓縮空氣通過(guò)管路56回流至進(jìn)氣歧管14從而在氣缸18內(nèi)燃燒。旁 通閥58位于管路56內(nèi)并調(diào)節(jié)回流至進(jìn)氣歧管14的壓縮空氣的流量。
本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制基于壓力比(Pr),需求發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)矩(Trkq)和估計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩(TEST)確定希望的節(jié)氣門(mén)面積 (ATHRDHS)。
丁req基于操作者輸入，包括但不限于加速踏板位置確定。PR由進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力和大氣壓(Pbaro)的比值確定。Pbaro可以直 接地使用傳感器(未顯示)測(cè)量或使用其他公知的參數(shù)計(jì)算?；鶞?zhǔn)扭矩(Tref)最初由檢驗(yàn)環(huán)確定，隨后基于Pr和Treq限制以提供速率限制TREF(TREFRL)。通過(guò)速率限制TREF,發(fā)動(dòng)機(jī)操作的不希望的，突然的 變化被避免。
TREFRL被加上修正扭矩誤差(TERRCOR)。 更準(zhǔn)確地說(shuō)，扭矩誤差(TERR)由Trefrl和丁est之間的差確定。丁est通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)確定，下面將進(jìn)行詳細(xì)的論述。Terrcor使用比例積分函 數(shù)基于下列關(guān)系確定<formula>formula see original document page 10</formula> (1)其中kp是預(yù)定比例常數(shù)；和 h是預(yù)定積分常數(shù)。Trefrl被加上修正扭矩誤差(TREFCOR )以提供修正的基準(zhǔn)扭矩 (Trefcor )。 應(yīng)當(dāng)理解TERR只是在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)4亍在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)被修正。 如果發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)行在穩(wěn)定狀態(tài)，T欣rcor等于TERR。
不論發(fā)動(dòng)機(jī)是否運(yùn)行在基于每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)和TREFRL 確定的穩(wěn)定狀態(tài)。例如，當(dāng)前的和先前的值被檢測(cè)用于每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)和 Trefrl。
這些值被過(guò)濾(濾波)且各自的當(dāng)前的和先前的值被比較。例如，當(dāng)前的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)與先前的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)比較且當(dāng)前的Trefr.與先前的Trefrl比校。如果各自值之間的差都小于相應(yīng)的閾值差，所述發(fā)動(dòng) 機(jī)被認(rèn)為是運(yùn)行在穩(wěn)定狀態(tài)且穩(wěn)定狀態(tài)標(biāo)記(FLAGss)被設(shè)定為1。如 果各自值之間的差大于它的相應(yīng)的閾值差，所述發(fā)動(dòng)機(jī)被認(rèn)為是運(yùn)行在 過(guò)渡狀態(tài)且穩(wěn)定狀態(tài)標(biāo)記(FLAGss)被設(shè)定為0。
希望的進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力(MAPdes)和希望的每氣缸空氣量(APCDES )基于丁refcor確定。更準(zhǔn)確地說(shuō)MAPdes使用反向的基<formula>formula see original document page 10</formula> (2) 其中Ar是基于扭矩估計(jì)器的進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力和APC之間的過(guò) 濾差值；S是點(diǎn)火定時(shí)； I是進(jìn)氣閥正時(shí)；E是排氣閥正時(shí)；AF是空燃比； OT是發(fā)動(dòng)機(jī)油溫度；和 N是氣缸數(shù)目。Ar 的計(jì)算在文獻(xiàn)USNo.7, 069, 905中有詳細(xì)的描述，其所〃A開(kāi) 的內(nèi)容引用于此。類似地，APCdes使用反向的基于APC的扭矩模型根 據(jù)下列關(guān)系確定^pc鵬=,& /> or, ao (3)
MAPoEs可以被過(guò)濾來(lái)提供過(guò)濾的MAPDES (MAPDESF)。更 準(zhǔn)確地說(shuō)，MAPdesf基于Pr和SS根據(jù)下列關(guān)系式確定<formula>formula see original document page 11</formula>(4)其中K]是預(yù)定濾波器常數(shù)；K2是預(yù)定濾波器常數(shù)；和LPF表示低通濾波器被執(zhí)行。希望的MAF ( MAFDES )基于APCDES根據(jù)下列關(guān)系確定<formula>formula see original document page 11</formula>其中R是所述通用氣體常數(shù)；和 k—是恒定的，也就是基于氣缸數(shù)目確定(例如數(shù)目，15用于8氣 缸發(fā)動(dòng)才幾，20用于一 6氣缸發(fā)動(dòng)一幾和30用于一 4氣缸發(fā)動(dòng)沖幾)。 Athrdes隨后基于MAFDES和MAPDESF根據(jù)下列關(guān)系確定^麗腦— )[^j^尸* 。(腿廠鵬'已)i腿O " p 7(D基于PR根據(jù)下列關(guān)系確定:<formula>formula see original document page 11</formula>PcnmcAL定義為流過(guò)節(jié)氣門(mén)的氣流的速度等于聲音的速度時(shí)的壓力比，這些情況稱為氣阻或臨界流量。臨界壓力比通過(guò)下式確定 <formula>formula see original document page 12</formula>其中r等于用于空氣的熱容比且從大約1.3至大約1.4的范圍變動(dòng)。
參見(jiàn)圖2 ，所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制執(zhí)行的示例性步驟將被詳 細(xì)描述。在步驟200，控制確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否運(yùn)行。如果發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉， 控制結(jié)束。如果發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行，在步驟202控制檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)(例 如，每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力，MAF， I, E, S, PBARO， IAT,等 等)。在步驟204,控制確定作為MAP和PBARO的比值的PR。 在步 驟206,控制基于上述使用TREQ和PR作為輸入的速率極限函數(shù)確定 TREF。在步驟208控制確定TEST。在步驟210，控制基于Test和Trefrl 確定TERR。
在步驟212，控制確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否運(yùn)4于在穩(wěn)定狀態(tài)。如 果所述發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在穩(wěn)定狀態(tài)，控制繼續(xù)至步驟214。如果所述發(fā)動(dòng)機(jī) 運(yùn)行不是運(yùn)行在穩(wěn)定狀態(tài)，控制繼續(xù)至步驟216。 在步驟214,控制設(shè) 定FLAGss等于l。在步驟206,控制設(shè)定FLAGss等于0。在步驟217， 控制基于FLAGss如上所述修正TERR。 在步驟218,控制基于修正的 Terr修正Tref。
在步驟219控制基于所述修正的tref確定MAPDES和 APCDES。
在步驟220控制基于FLAGss過(guò)濾希望的進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力 (MAPDES )，如上所述。在步驟222，控制基于APCoEs確定MAFDES。 在步驟224控制基于MAPdes和MAFoEs確定ATHRDES。在步驟226,控 制基于ATHRDES調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)操作且控制結(jié)束。
參見(jiàn)圖3，執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制的示例性模塊將被詳細(xì)描 述。所述示例性模塊包括Pr模決300, Tref模決302， MAPdes模決304， APCoEs模塊306，修正模塊308, FLAGss模塊310，過(guò)濾器模塊312, MAFoEs模塊，ATHRDEs模塊316和ECM318。雖然在這里描述了各種模 塊，但可以預(yù)料所述單個(gè)模塊可以使用各種的綜合模塊作為子模塊嵌入 單個(gè)模塊或多個(gè)模塊。
PR模塊300基于進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力和PBARo確定PR。 PR 輸出到Trct模決302,修正模塊308和過(guò)濾器模塊312。 T艦:模塊基于TREq和PR確定和速率限制TREF (即，提供TREFRL ) 。 TREFRL輸出到加 法器320，加法器322和FLAGss模塊310。 FLAGss模塊310確定發(fā)動(dòng) 機(jī)是否運(yùn)行在穩(wěn)定狀態(tài)并相應(yīng)地設(shè)定FLAGss。 FLAGss輸出到所述修正 模塊308和過(guò)濾器模塊312。
加法器322轉(zhuǎn)化TEST， Test從ECM 318輸出，并加上丁refrl和所述轉(zhuǎn)化的test以確定TERR。 T欣r輸出到修正模塊308。
修正模塊308選擇性地基于Pr和FLAGss修正TERR,并 輸出TERRCOR。 更準(zhǔn)確地說(shuō)，如果FLAGss表明發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在穩(wěn)定狀態(tài)， Terr被修正，憑此TERR與輸出TERRCOR不同。如果FLAGSS表明發(fā)動(dòng)機(jī) 耒運(yùn)行在穩(wěn)定狀態(tài)，Terr不被修正，憑此Terr等于愉出TERRCOR。 加法器320將Trefrl和Terrcqr相加以提供TREFCOR, Trefcor愉出到所述MAPdes模決304和APCoEs模塊306。
MAPdes模決304基于每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)和TREFCOR確定MAPDES 并輸出MAPoEs至過(guò)濾器模塊312。 APCdes模決306基于TRErc。R確定 APCDES并輸出APCDES至MAFdes模決314。 過(guò)濾器模塊312基于 FLAGss和Pr過(guò)濾MAPDES以提供MAPDESP。 MAFDES模塊314基于 APCdes確定MAFDES。 MAPDESF和MAFDES兩者被輸出到ATHRDES模塊 316, At服des模決316基于他們確定At服des。 At服des愉出到ECM 318， ECM 318基于其調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)操作。所述壓力比提供精確的瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)扭矩調(diào)節(jié)。傳統(tǒng)的不考慮壓力比6; 系統(tǒng)對(duì)所有的壓力實(shí)行線性關(guān)系。結(jié)果，對(duì)所有的壓力提供一高增益， 這導(dǎo)致傳統(tǒng)系統(tǒng)的不穩(wěn)定性和超調(diào)。這些精確的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制在考 慮發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，點(diǎn)火定時(shí)，進(jìn)氣和排氣正時(shí)等等組合的情 況下獲得。此外，所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制使自動(dòng)校準(zhǔn)步驟被執(zhí)行，這就 顯著地減少校準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的時(shí)間和精力。更準(zhǔn)確地說(shuō)，所述發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)矩控制基于扭矩模型，其使所有的輸入輸出成為一體。結(jié)果，所 述扭矩模型自動(dòng)操作所述校準(zhǔn)步驟，其中輸入可以被改變且容易地提供輸出效果。
本領(lǐng)域:技術(shù)人員/人上述說(shuō)明可以理解，本發(fā)明充分的i兌明 可以以各種形式執(zhí)行。所以，盡管本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合特別的例子進(jìn)行了 描述，本發(fā)明的真正的范圍將不會(huì)被因此限制因?yàn)樵谘芯克龈綀D，所說(shuō)將變得顯而易見(jiàn)。
權(quán)利要求
1、一種控制內(nèi)燃機(jī)扭矩輸出的方法，包括確定壓力比；基于所述壓力比和扭矩要求確定基準(zhǔn)扭矩；基于所述基準(zhǔn)扭矩計(jì)算希望的節(jié)氣門(mén)面積；和基于所述希望的節(jié)氣門(mén)面積調(diào)節(jié)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的操作以獲得需求扭矩。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括 基于所述基準(zhǔn)扭矩計(jì)算所述發(fā)動(dòng)機(jī)的希望的進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力(MAP);和基于所述基準(zhǔn)扭矩計(jì)算所述發(fā)動(dòng)機(jī)的希望的每缸空氣量(APC); 其中所述希望的節(jié)氣門(mén)面積基于所述希望的進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力和 所述希望的APC計(jì)算。
3、 如權(quán)利要求2所述的方法,其中所述希望的進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力 使用轉(zhuǎn)化的基于進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力的扭矩模型確定，其中所述希望的 APC使用轉(zhuǎn)化的基于APC的扭矩模型確定。
4、 如權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述壓力比和所 述發(fā)動(dòng)機(jī)是否運(yùn)行在穩(wěn)定狀態(tài)過(guò)濾所述希望的進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力。
5、 如權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述希望的APC 確定希望的空氣質(zhì)量流量(MAF),其中所述希望的節(jié)氣門(mén)面積基于其 中所述希望的MAF計(jì)算。
6、 如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括 確定所述發(fā)動(dòng)才幾的估計(jì)扭矩；和基于所述估計(jì)扭矩，所述壓力比和所述發(fā)動(dòng)機(jī)是否運(yùn)行在穩(wěn)定狀態(tài) 修正所述基準(zhǔn)扭矩。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述基準(zhǔn)扭矩和所 述估計(jì)扭矩計(jì)算扭矩誤差，其中所述基準(zhǔn)扭矩基于所述扭矩誤差被修正。
8、 如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述壓力比和所述望的節(jié)氣門(mén)面積基于發(fā)動(dòng)機(jī)是否運(yùn)行在穩(wěn)定狀態(tài)計(jì)算。
9、 如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括比率限制所述基準(zhǔn)扭矩。
10、 如權(quán)利要求1所述的方法,進(jìn)一步包括計(jì)算作為進(jìn)氣歧管絕對(duì) 壓力和大氣壓之間比值的壓力比。
11、 一種用于控制內(nèi)燃機(jī)扭矩輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，包括 確定壓力比的第一模塊；基于所述壓力比和扭矩需求確定基準(zhǔn)扭矩的第二模塊； 基于所述基準(zhǔn)扭矩計(jì)算希望的節(jié)氣門(mén)面積的第三模塊；和 基于所述希望的節(jié)氣門(mén)面積調(diào)節(jié)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的操作以獲得需求扭 矩的第四模塊。
12、 如權(quán)利要求11所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括基于所述基準(zhǔn)扭矩計(jì)算所述發(fā)動(dòng)機(jī)的希望的進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力 (MAP)的第五模塊；和基于所述基準(zhǔn)扭矩計(jì)算所述發(fā)動(dòng)機(jī)的希望的每缸空氣量(APC)的第六模塊；其中所述希望的節(jié)氣門(mén)面積基于所述希望的進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力和 所述希望的APC計(jì)算。
13、 如權(quán)利要求12所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中所述希望的進(jìn)氣 歧管絕對(duì)壓力使用轉(zhuǎn)化的基于進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力的扭矩模型計(jì)算，其中 所述希望的APC使用轉(zhuǎn)化的基于APC的扭矩沖莫型計(jì)算。
14、 如權(quán)利要求12所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括基于所述對(duì)壓力的第七模塊。 ' 、" 力
15、 如權(quán)利要求12所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括基于所迷 希望的APC確定希望的空氣質(zhì)量流量(MAF)的第七模塊，其中所述 希望的節(jié)氣門(mén)面積基于其中所述希望的MAF計(jì)算。
16、 如權(quán)利要求11所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中所述第四模塊 確定所迷發(fā)動(dòng)機(jī)的估計(jì)扭矩，和進(jìn)一步包括基于所述估計(jì)扭矩,所述壓力 比和所述發(fā)動(dòng)機(jī)是否運(yùn)行在穩(wěn)定狀態(tài)修正所述基準(zhǔn)扭矩的第五模塊。
17、 如權(quán)利要求16所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括基于所述 基準(zhǔn)扭矩和所述估計(jì)扭矩計(jì)算扭矩誤差的第六模塊，其中所述基準(zhǔn)扭矩 基于所迷扭矩誤差被修正。
18、 如權(quán)利要求ll所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng),進(jìn)一步包括基于所述壓第五模塊，其中所述希望的節(jié)氣門(mén)面積基于發(fā)動(dòng)機(jī)是否運(yùn)行在穩(wěn)定狀態(tài) 計(jì)算。
19、 如權(quán)利要求11所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng),進(jìn)一步包括比率限制所 述基準(zhǔn)扭矩的第五模塊。
20、 如權(quán)利要求11所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括計(jì)算作為 進(jìn)氣歧管絕壓力和大氣壓之間比值的壓力比的第五模塊。
21、 一種控制內(nèi)燃機(jī)扭矩輸出的方法，包括檢測(cè)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力(MAP)和大氣壓； 基于所述進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力和所述大氣壓確定壓力比； 基于所述壓力比和扭矩要求確定基準(zhǔn)扭矩；基于所述基準(zhǔn)扭矩計(jì)算所述發(fā)動(dòng)機(jī)的希望的進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力 (MAP);基于所述基準(zhǔn)扭矩計(jì)算所述發(fā)動(dòng)機(jī)的希望的每缸空氣量(APC); 基于所述希望的進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力和所述希望的APC確定希望的 節(jié)氣門(mén)面積；和基于所述希望的節(jié)氣門(mén)面積調(diào)節(jié)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的操作以獲得需求扭矩。.
22、 如權(quán)利要求21所述的方法,其中所述希望的進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力 使用轉(zhuǎn)化的基于進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力的扭矩模型確定，其中所述希望的 APC使用轉(zhuǎn)化的基于APC的扭矩模型確定。
23、 如權(quán)利要求21所述的方法,進(jìn)一步包括基于所述壓力比和所述 發(fā)動(dòng)機(jī)是否運(yùn)行在穩(wěn)定狀態(tài)過(guò)濾所述希望的進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力。
24、 如權(quán)利要求21所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述希望的APC 確定希望的空氣質(zhì)量流量(MAF),其中所述希望的節(jié)氣門(mén)面積基于其 中所述希望的MAF計(jì)算。
25、 如權(quán)利要求21所述的方法，進(jìn)一步包括 確定所迷發(fā)動(dòng)機(jī)的估計(jì)扭矩；和基于所述估計(jì)扭矩，所述壓力比和所述發(fā)動(dòng)機(jī)是否運(yùn)行在穩(wěn)定狀態(tài) 》務(wù)正所述基準(zhǔn)扭矩。
26、 如權(quán)利要求25所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述基準(zhǔn)扭矩和 所述估計(jì)扭矩計(jì)算扭矩誤差，其中所述基準(zhǔn)扭矩基于所述扭矩誤差被修正。
27、 如權(quán)利要求21所迷的方法，進(jìn)一步包括基于所述壓力比和所望的節(jié)氣:面積基于發(fā)動(dòng)機(jī)是否運(yùn)行在穩(wěn)定狀態(tài)計(jì)算:"
28、 如權(quán)利要求21所述的方法，進(jìn)一步包括比率限制所述基準(zhǔn)扭矩。
29、 如權(quán)利要求21所述的方法，進(jìn)一步包括計(jì)算作為進(jìn)氣歧管絕 對(duì)壓力和大氣壓之間比值的壓力比。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制內(nèi)燃機(jī)扭矩輸出的方法，包括確定壓力比，基于所述壓力比和扭矩要求確定基準(zhǔn)扭矩；基于所述基準(zhǔn)扭矩計(jì)算期望的節(jié)氣門(mén)面積并基于所述期望的節(jié)氣門(mén)面積調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的操作以獲得期望扭矩。
文檔編號(hào)F02D41/14GK101240752SQ20071018706
公開(kāi)日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2007年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月17日
發(fā)明者B·尤尼西, J·M·凱澤, M·利夫什茨, R·B·杰斯, R·H·克盧茨 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司