專利名稱:在虛擬發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)下的扭矩模型應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及混合動(dòng)力車輛中扭矩曲線的建立和應(yīng)用，具體涉及根據(jù)虛擬發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)使用扭矩模型產(chǎn)生并更新扭矩曲線。
背景技術(shù)：
在此提供的背景描述用于總體上給出本發(fā)明的背景環(huán)境。對(duì)于本背景技術(shù)部分描 述的范圍而言，目前指定的發(fā)明人的工作以及在申請(qǐng)時(shí)不能當(dāng)作現(xiàn)有技術(shù)的本說明的各個(gè)方面，既不明確也不隱含地認(rèn)為是抵觸本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。
混合動(dòng)力系通常包括第一扭矩發(fā)生器，例如內(nèi)燃機(jī)(ICE)，以及第二扭矩發(fā)生器，例如電機(jī)(EM)。每個(gè)扭矩發(fā)生器可提供扭矩給傳動(dòng)系以推動(dòng)車輛?？梢允褂酶鞣N結(jié)構(gòu)的混合動(dòng)力系，包括強(qiáng)混合動(dòng)力系和輕度混合動(dòng)力系。在強(qiáng)混合動(dòng)力系中，EM可直接驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系，而不通過ICE的部件傳遞扭矩。
在輕度混合結(jié)構(gòu)中，EM例如通過前端輔助傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與ICE相連，由此，EM產(chǎn)生的扭矩通過ICE傳遞給傳動(dòng)系。示范性的輕度混合動(dòng)力系包括皮帶傳動(dòng)起動(dòng)/發(fā)電機(jī)(BAS)系統(tǒng)。在BAS系統(tǒng)中，EM經(jīng)由常規(guī)的皮帶和滑輪結(jié)構(gòu)連接到ICE，該皮帶和滑輪結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)其它的輔助部件，包括但不限于泵和壓縮機(jī)。
動(dòng)力系扭矩控制通常包括兩個(gè)扭矩控制域車軸扭矩和推進(jìn)扭矩。在輕度混合動(dòng)力系中，推進(jìn)扭矩是在ICE的曲軸處的輸出扭矩，包括EM扭矩成分。車軸扭矩包括來自傳動(dòng)系的扭矩輸出。
動(dòng)力系統(tǒng)包括多個(gè)扭矩特征，每個(gè)扭矩特征都設(shè)法影響沿著動(dòng)力系統(tǒng)的各個(gè)點(diǎn)處的驅(qū)動(dòng)扭矩的量。車輛駕駛員是上級(jí)或全局扭矩特征的示例，該車輛駕駛員命令來自扭矩源的期望輸出扭矩或期望車軸扭矩。示范性的駕駛員輸入設(shè)備包括但不限于加速器踏板和巡航控制系統(tǒng)。
現(xiàn)代動(dòng)力系統(tǒng)包括附加的扭矩特征或扭矩請(qǐng)求，例如車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)、牽引控制系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)超速保護(hù)系統(tǒng)、變速器換檔質(zhì)量系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)和/或變速器部件保護(hù)系統(tǒng)、和/或傳動(dòng)系部件保護(hù)系統(tǒng)。根據(jù)動(dòng)力系統(tǒng)的特定結(jié)構(gòu)，扭矩特征的數(shù)量能以數(shù)十個(gè)至上百個(gè)來計(jì)算。
特定動(dòng)力系統(tǒng)的扭矩特征是獨(dú)立的并且可通常設(shè)法同時(shí)控制驅(qū)動(dòng)扭矩。因?yàn)閯?dòng)力系統(tǒng)僅能在任一時(shí)刻產(chǎn)生單個(gè)驅(qū)動(dòng)扭矩值，所以仲裁系統(tǒng)確定所要產(chǎn)生的正確的驅(qū)動(dòng)扭矩?？刂颇K通常用來仲裁多個(gè)扭矩請(qǐng)求。在混合動(dòng)力系統(tǒng)中，該控制模塊負(fù)責(zé)為多個(gè)扭矩發(fā)生器(例如ICE和EM)仲裁扭矩請(qǐng)求。
發(fā)明內(nèi)容
一種車輛的扭矩估算系統(tǒng)，包括操作參數(shù)模塊、扭矩估算模塊、以及估算控制模塊。操作參數(shù)模塊根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)。扭矩估算模塊根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)估算發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。估算控制模塊向操作參數(shù)模塊和扭矩估算模塊提供多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以作為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)確定估算的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
在其它特征中,估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)是每缸空氣(air per cylinder)和每缸燃料(fuel per cylinder)中的至少一個(gè)。估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)是每缸空氣(APC)并且操作參數(shù)模塊選擇性地確定在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)所需的最小APC。該最小APC基于可靠節(jié)氣門控制所需的最小APC、可靠燃料噴射所需的最小APC和燃燒穩(wěn)定性所需的最小APC中的至少一個(gè)。該最小APC由可靠節(jié)氣門控制所需的最小APC、可靠燃料噴射所需的最小APC和燃燒穩(wěn)定性所需的最小APC中的最大值來確定。
在另外的特征中，操作參數(shù)模塊根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和操作模式確定所述估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)。操作模式是最大扭矩、最小發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行扭矩和最小發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)扭矩中的至少·一個(gè)。估算控制模塊針對(duì)所述操作模式中的多個(gè)中的每種模式向操作參數(shù)模塊和扭矩估算模塊提供多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。估算控制模塊針對(duì)操作模式中的每種模式向操作參數(shù)模塊和扭矩估算模塊提供多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。操作參數(shù)模塊為最大扭矩模式確定估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)的最大值。
在其它特征中，估算控制模塊針對(duì)啟用的第一數(shù)量的汽缸和啟用的第二數(shù)量的汽缸向操作參數(shù)模塊和扭矩估算模塊提供多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。車輛包括具有N個(gè)汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)，所述第一數(shù)量等于N，所述第二數(shù)量等于N除以2。扭矩估算系統(tǒng)還包括凸輪相位器位置估算模塊，該凸輪相位器位置估算模塊根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)估算凸輪相位器位置。扭矩估算模塊根據(jù)凸輪相位器位置估算發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。扭矩估算系統(tǒng)還包括點(diǎn)火提前估算模塊，該點(diǎn)火提前估算模塊根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)估算點(diǎn)火提前。
在其它特征中，扭矩估算模塊根據(jù)點(diǎn)火提前來估算發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。扭矩估算系統(tǒng)還包括廢氣再循環(huán)(EGR)估算模塊，該廢氣再循環(huán)估算模塊根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)估算EGR閥的開度。扭矩估算模塊根據(jù)EGR閥的開度估算發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。操作參數(shù)模塊和扭矩估算模塊各包括重入函數(shù)(reentrant function)。扭矩估算系統(tǒng)還包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊，該發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊根據(jù)估算的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制車輛的內(nèi)燃機(jī)。扭矩估算系統(tǒng)還包括混合控制模塊，該混合控制模塊根據(jù)估算的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制車輛的電動(dòng)馬達(dá)。
一種估算車輛的扭矩的方法，包括根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)；根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)估算發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩；以及，產(chǎn)生用于確定和估算的多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而作為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)確定估算的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
在其它特征中，估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)是每缸空氣和每缸燃料中的至少一個(gè)。估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)是每缸空氣(APC)，并且還包括選擇性地確定在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)所需的最小APC。該最小APC基于可靠節(jié)氣門控制所需的最小APC、可靠燃料噴射所需的最小APC、以及燃燒穩(wěn)定性所需的最小APC中的至少一個(gè)。該最小APC由可靠節(jié)氣門控制所需的最小APC、可靠燃料噴射所需的最小APC和燃燒穩(wěn)定性所需的最小APC中的最大值來確定。
在另外的特征中，所述方法還包括根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和操作模式確定估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)。操作模式是最大扭矩、最小發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行扭矩和最小發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)扭矩中的至少一個(gè)；并且針對(duì)所述操作模式中的多個(gè)中的每種模式為確定和估算提供多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。所述方法還包括針對(duì)操作模式的中的每種模式為確定和估算提供多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。在其它特征中，所述方法還包括為最大扭矩模式確定估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)的最大值。所述方法還包括針對(duì)啟用的第一數(shù)量的汽缸和啟用的第二數(shù)量的汽缸為確定和估算提供多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。車輛包括具有N個(gè)汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)，所述第一數(shù)量等于N，所述第二數(shù)量等于N除以2。所述方法還包括根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)估算凸輪相位器位置；以及，根據(jù)凸輪相位器位置估算發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
在其它特征中，所述方法還包括根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)估算點(diǎn)火提前；以及，根據(jù)點(diǎn)火提前估算發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。所述方法還包括根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)估算EGR閥的開度；根據(jù)EGR閥的開度估算發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。所述方法還包括根據(jù)估算的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制車輛的內(nèi)燃機(jī)。所述方法還包括根據(jù)估算的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制車輛的電動(dòng)馬達(dá)。
從下文提供的詳細(xì)說明可以清楚本發(fā)明的其它應(yīng)用領(lǐng)域。應(yīng)當(dāng)理解，詳細(xì)說明和具體示例僅用于例證的目的而不是用來限制本發(fā)明的范圍。


從詳細(xì)說明和附圖將更充分地理解本發(fā)明，其中
圖I是根據(jù)本發(fā)明原理的示范性混合動(dòng)力系統(tǒng)的功能框圖；
圖2是圖示出根據(jù)本發(fā)明原理的扭矩曲線生成系統(tǒng)的功能框圖；
圖3是根據(jù)本發(fā)明原理生成的一組扭矩曲線的圖示；
圖4是圖示出根據(jù)本發(fā)明原理計(jì)算最小每缸空氣的功能框圖；
圖5是圖示出根據(jù)本發(fā)明原理計(jì)算用于節(jié)氣門控制的最小空氣的功能框圖；
圖6是圖示出根據(jù)本發(fā)明原理計(jì)算用于燃料噴射控制的最小空氣的功能框圖；
圖7是圖示出根據(jù)本發(fā)明原理計(jì)算用于燃燒穩(wěn)定性的最小空氣的功能框圖；以及
圖8是圖示出在根據(jù)本發(fā)明原理的扭矩曲線建立中所采用的示范性步驟的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下說明實(shí)質(zhì)上僅是示范性的且決不是用于限制本發(fā)明及其應(yīng)用或運(yùn)用。為了清楚起見，在附圖中將使用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)明同樣的元件。如本文所使用的，短語“A、B和C中的至少一個(gè)”的意思應(yīng)當(dāng)解釋成使用非排他性的邏輯或的邏輯(A或B或C)。應(yīng)當(dāng)理解，方法中的步驟可以按不同的順序來執(zhí)行而不改變本發(fā)明的原理。
如本文所使用的，術(shù)語“模塊”指的是專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件或固件程序的處理器(共用、專用或群組)和存儲(chǔ)器、組合邏輯電路、和/或提供上述功能的其它合適部件。
現(xiàn)在參考圖I,將詳細(xì)描述示范性混合動(dòng)力系10。雖然該示范性動(dòng)力系10被圖示為后輪驅(qū)動(dòng)(RWD)動(dòng)力系，但是本發(fā)明的扭矩協(xié)調(diào)控制可用于任何其它動(dòng)力系結(jié)構(gòu)。所述示范性動(dòng)力系10包括推進(jìn)系統(tǒng)12和傳動(dòng)系統(tǒng)14。推進(jìn)系統(tǒng)12包括內(nèi)燃機(jī)(ICE) 16和電機(jī)(EM) 18。推進(jìn)系統(tǒng)還可包括輔助部件，包括但不限于空調(diào)壓縮機(jī)20和轉(zhuǎn)向泵22。
EM18和輔助部件(例如空調(diào)壓縮機(jī)20和轉(zhuǎn)向泵22)利用皮帶和滑輪系統(tǒng)24傳動(dòng)地連接到ICE16。皮帶和滑輪系統(tǒng)24包括多個(gè)滑輪，所述滑輪一起旋轉(zhuǎn)并使EM18、輔助部件和ICE16的曲軸26互相連接。皮帶和滑輪系統(tǒng)24還包括能夠使扭矩在曲軸26和EM18之間和/或從曲軸26向輔助部件傳遞的皮帶。該結(jié)構(gòu)稱為皮帶傳動(dòng)起動(dòng)/發(fā)電機(jī)(BAS)系統(tǒng)。
ICE16的曲軸26驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)14。傳動(dòng)系統(tǒng)14包括波形板或飛輪(未示出)、變矩器或其它連接裝置30、變速器32、傳動(dòng)軸(propeller shaft) 34、差速器36、車軸38、制動(dòng)器40、以及驅(qū)動(dòng)輪42。在ICE16的曲軸26處輸出的推進(jìn)扭矩(Tpkqp)被傳遞通過傳動(dòng)系統(tǒng)部件，從而在車軸38處提供車軸扭矩(Tam)以驅(qū)動(dòng)車輪42。
更具體地，Tpkqp乘以由連接裝置30、變速器32和差速器36確定的多個(gè)比值以在車軸38處提供TmE?；旧?，Tpkqp乘以有效傳動(dòng)比，該有效傳動(dòng)比是連接裝置30、變速器32、 差速器36和可能的其它部件引入的比值的函數(shù)。所述其它部件是在傳動(dòng)系統(tǒng)14中(例如在四輪驅(qū)動(dòng)(4WD)或全輪驅(qū)動(dòng)(AWD)動(dòng)力系中的傳遞情況)引入比值的部件。為了扭矩控制的目的，Taxle域包括ICE46和EM18。
動(dòng)力系10還包括控制系統(tǒng)50，該控制系統(tǒng)50根據(jù)本發(fā)明的扭矩協(xié)調(diào)控制來調(diào)節(jié)動(dòng)力系10的操作。控制系統(tǒng)50包括變速器控制模塊(TCM) 52、發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM) 54和混合控制模塊(HCM) 56。HCM56包括一個(gè)或多個(gè)子模塊，例如BAS控制處理器(BCP) 58。
TCM52、ECM54和HCM56可經(jīng)由控制器局域網(wǎng)(CAN)總線60彼此通信。駕駛員輸入設(shè)備62與ECM通信。駕駛員輸入設(shè)備62可包括加速器踏板和/或巡航控制系統(tǒng)。駕駛員界面64與TCM52通信。駕駛員界面64可包括變速范圍選擇器，例如停車/倒車/空檔/駕駛/低速(PRNDL)杠桿。
除了其它的扭矩請(qǐng)求以外，扭矩協(xié)調(diào)控制有利于ECM中的部件保護(hù)、發(fā)動(dòng)機(jī)超速預(yù)防以及系統(tǒng)補(bǔ)救措施。HCM中的混合推進(jìn)扭矩控制補(bǔ)充了 ECM，并且，除了其它的扭矩請(qǐng)求以外，可以實(shí)施變速器扭矩控制、再生制動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)超速預(yù)防。
HCM可發(fā)出扭矩請(qǐng)求以通過停用發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸(例如切斷通向汽缸的燃料)來將發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩設(shè)定為零。這可出現(xiàn)在加速器踏板位置為零時(shí)的汽車滑行減速情形中。例如，燃料被切斷并且再生制動(dòng)經(jīng)由EM將車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能。為了便于該過程，將車軸扭矩連接到曲軸的變矩器離合器被接合。這樣，EM被驅(qū)動(dòng)。
用于混合發(fā)動(dòng)機(jī)和常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩協(xié)調(diào)控制可能依賴于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前未經(jīng)歷的工作點(diǎn)處的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的估算。這些工作點(diǎn)可依據(jù)例如速度、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和燃燒效率來定義。識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)的傳感器輸入可能影響ECM的扭矩模型的其它輸入。因此，可以調(diào)用一系列函數(shù)以產(chǎn)生提供給扭矩模型的合成的輸入陣列。
這些合成的輸入可包括每缸空氣(APC)和廢氣再循環(huán)(EGR)閥的開度數(shù)量。對(duì)于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，這些合成的輸入還可包括預(yù)計(jì)點(diǎn)火提前和預(yù)計(jì)凸輪位置。對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，這些合成的輸入可包括預(yù)計(jì)燃料輸送。在下文參照?qǐng)D2-8描述合成用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入的細(xì)節(jié)。
ECM的扭矩模型可以用可根據(jù)各種輸入計(jì)算扭矩的軟件和/或?qū)Ｓ糜布韺?shí)現(xiàn)。這樣的輸入可包括每缸空氣(APC)、點(diǎn)火提前、歧管絕對(duì)壓力(MAP)、加燃料的汽缸數(shù)、凸輪軸相位器位置、發(fā)動(dòng)機(jī)RPM、以及汽缸稀釋度(EGR的結(jié)果)。所述模型可包括總體形式的計(jì)算Torque = a*APC+b*spark_advance+c*RPM...
系數(shù)a、b、c等可通過對(duì)從在測(cè)功器上或其他受控條件下運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)得的扭矩?cái)?shù)據(jù)的回歸分析來確定。有關(guān)這種扭矩模型的示例的附加細(xì)節(jié)可見于Livshiz等人的題為 “Torque Estimator for Engine RPM andTorque Control ” 的美國(guó)專利 No. 6，704，638,該專利的全部公開內(nèi)容通過弓I用并入本文。
除了主動(dòng)式燃料管理(AFM)以外(其中，發(fā)動(dòng)機(jī)選擇性地停用汽缸)，ECM軟件僅用于計(jì)算在當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)RPM和當(dāng)前APC時(shí)的扭矩。模型的輸入因此為當(dāng)前APC、當(dāng)前RPM、當(dāng)前點(diǎn)火提前、當(dāng)前相位器位置等的瞬態(tài)值(snapshot)。
具有電動(dòng)可變變速器(EVT)的強(qiáng)混合系統(tǒng)允許ICE工作點(diǎn)(該ICE的RPM和負(fù)荷(APC)，從而該ICE的扭矩)相對(duì)地獨(dú)立于車輛速度和車輛荷載來設(shè)定。未由發(fā)動(dòng)機(jī)提供的駕駛員所要求的扭矩可由電動(dòng)馬達(dá)(EM)來彌補(bǔ)。因此，創(chuàng)建根據(jù)各種標(biāo)準(zhǔn)預(yù)定發(fā)動(dòng)機(jī)工作 點(diǎn)的算法可產(chǎn)生更好的燃料經(jīng)濟(jì)性。
此外，知曉作為RPM和啟用汽缸數(shù)的函數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩可有益于非混合式ICE中的發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器控制。例如，可以選擇換檔點(diǎn)以使燃料經(jīng)濟(jì)性最大化。另外，可在使引起的扭矩降低將是最小值的RPM時(shí)停用汽缸。
ICE 一般在低RPM和高負(fù)荷(高APC)時(shí)將化學(xué)能(汽油或柴油燃料)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能是最有效的。該轉(zhuǎn)換效率是直觀的，因?yàn)閬碜孕D(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的摩擦損失在最低RPM時(shí)是最低的，泵送損失在接近節(jié)氣門全開(WOT)狀態(tài)時(shí)最小(W0T產(chǎn)生高APC)。所以，為了使燃料經(jīng)濟(jì)性最大化，ICE可以在節(jié)氣門全開時(shí)以接近怠速RPM來運(yùn)行，或者根本不運(yùn)行(切斷燃料，發(fā)動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn))。然而，EVT對(duì)ICE可完全停止旋轉(zhuǎn)的頻度造成了限制。
混合控制模塊(HCM)中的優(yōu)化器的任務(wù)是選擇EM扭矩和ICE扭矩的最佳混合，該最佳混合同時(shí)滿足車輛操作者需求而又提供最佳燃料經(jīng)濟(jì)性和保持電池被充電。再生制動(dòng)在強(qiáng)混合中可能不足以獨(dú)自保持電池被充電。在有效的發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)范圍、最小節(jié)氣門(最小APC)和最大節(jié)氣門(最大APC)扭矩可用于混合優(yōu)化器時(shí)，該混合優(yōu)化器可智能地選擇和命令最佳發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)。
在發(fā)動(dòng)機(jī)以最小節(jié)氣門運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)時(shí)的扭矩之間有一定差距。至少對(duì)于某一給定的RPM，發(fā)動(dòng)機(jī)不能產(chǎn)生這兩個(gè)值之間的扭矩。換句話說，在某一給定RPM時(shí)可獲得的扭矩是不連續(xù)的。由于EVT允許優(yōu)化器設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM以及命令發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門(APC)，因此需要知道跨過一定范圍RPM的這些扭矩。扭矩曲線的建立涉及構(gòu)建可標(biāo)定數(shù)量的點(diǎn)構(gòu)成的RPM軸線并按順序?qū)⑦@些點(diǎn)送入扭矩模型中。
每條扭矩曲線因此可包括對(duì)應(yīng)于沿著RPM軸線的每個(gè)RPM點(diǎn)的扭矩。可以產(chǎn)生三條扭矩曲線一條用于發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)；一條用于發(fā)動(dòng)機(jī)以最小節(jié)氣門運(yùn)行；一條用于發(fā)動(dòng)機(jī)以最大節(jié)氣門運(yùn)行。這些曲線可從ECM傳送到HCM以使HCM的優(yōu)化器知曉可從ICE獲取什么樣的扭矩和RPM范圍。
從ECM發(fā)送到HCM的扭矩曲線可以是一維的，其中扭矩取決于單條RPM軸線。通過對(duì)相應(yīng)的RPM調(diào)用預(yù)計(jì)點(diǎn)火提前、預(yù)計(jì)相位器位置、預(yù)計(jì)EGR等函數(shù)可以將點(diǎn)火提前、相位器位置、EGR等的影響加入到曲線中。這些函數(shù)可以寫成重入函數(shù)(或者“算法庫(kù)”)，因此可以在非當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)從多個(gè)操作系統(tǒng)任務(wù)調(diào)用這些函數(shù)。[0053]可以為實(shí)施主動(dòng)式燃料管理(AFM)的發(fā)動(dòng)機(jī)建立多組曲線。例如，第一組曲線可建立成對(duì)應(yīng)于全部汽缸被啟用；第二組曲線可建立成對(duì)應(yīng)于半數(shù)汽缸被啟用，最終得到總共六條曲線。這些曲線中的值可隨環(huán)境溫度、環(huán)境氣壓和驅(qū)動(dòng)周期的長(zhǎng)度而變，所以所述曲線可在車輛運(yùn)行時(shí)被周期性地更新。
HCM優(yōu)化器可分析電池充電的狀態(tài)(對(duì)EM可產(chǎn)生多少扭矩的近似)、車輛操作者要求了多少扭矩、以及根據(jù)所接收的曲線可從ICE獲得多少扭矩。根據(jù)該信息，HCM優(yōu)化器可為ICE確定期望的扭矩和RPM。可以通過EVT中的電動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)度設(shè)定點(diǎn)來控制ICE RPM。利用EVT中的旋轉(zhuǎn)同步場(chǎng)EM，電動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速可獨(dú)立于其扭矩來設(shè)定，這不同于固定場(chǎng)直流EM或異步交流EM。
現(xiàn)在參考圖2，示出了扭矩曲線生成系統(tǒng)的功能框圖。估算控制模塊400輸出一系列發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(RPM)值。該系列RPM值的范圍可從怠速RPM到紅線RPM，并且可以是等間距的。每缸空氣(APC)模塊402為每個(gè)RPM確定APC值。APC值不是實(shí)際上由發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)歷的 值(因此稱為虛擬值)，而是為估算控制模塊400提供的假定(虛擬)RPM進(jìn)行的預(yù)測(cè)。
EGR估算模塊404、凸輪相位器位置估算模塊406和點(diǎn)火提前估算模塊408估算在選定的RPM和APC時(shí)的預(yù)計(jì)致動(dòng)器位置。點(diǎn)火提前估算模塊408也可使用來自EGR估算模塊404和凸輪相位器位置估算模塊406的致動(dòng)器位置。
這些預(yù)計(jì)致動(dòng)器位置與RPM和APC —起可被傳到扭矩估算模塊410以估算在該RPM和APC時(shí)的扭矩。扭矩估算模塊410可實(shí)施七條件的扭矩模型，如上文詳細(xì)所述。扭矩估算模塊410的輸出可以存儲(chǔ)在扭矩曲線存儲(chǔ)模塊412中。在將要產(chǎn)生新的一組曲線時(shí)，扭矩曲線存儲(chǔ)模塊412可被估算控制模塊400清空?；蛘?，扭矩曲線存儲(chǔ)模塊412可在新的值被確定時(shí)更新每個(gè)扭矩曲線點(diǎn)。
作為RPM的函數(shù)的扭矩曲線發(fā)動(dòng)機(jī)仍在運(yùn)行時(shí)的最大扭矩和最小扭矩、以及發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)時(shí)的最小扭矩是希望的。為了產(chǎn)生最小發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行扭矩曲線，APC模塊402可確定發(fā)動(dòng)機(jī)在各RPM時(shí)仍然運(yùn)行所需的最小APC。
最大扭矩可按類似的方式來確定，除了 APC模塊402確定可用的最大APC以外。此外，EGR閥可假設(shè)為處于對(duì)最大扭矩的關(guān)閉位置(即，打開0% )。通過幾乎閉合的節(jié)氣門產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)必須用來抽吸空氣的最大真空度，可以確定絕對(duì)最小扭矩(發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)行)的扭矩曲線。
估算模塊404-410可實(shí)現(xiàn)為可導(dǎo)入的庫(kù)，從而支持重入功能。這種重入功能可確保函數(shù)可被多于一個(gè)的任務(wù)同時(shí)使用而不用擔(dān)心數(shù)據(jù)不純。估算控制模塊400和APC模塊402也可實(shí)現(xiàn)為重入函數(shù)。
可以為三條曲線(最大、最小發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行，以及最小發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī))中的每條曲線計(jì)算各RPM點(diǎn)的值?；蛘?，可以在計(jì)算下一條曲線之前計(jì)算整個(gè)曲線。另外，可以為主動(dòng)式燃料管理中的每個(gè)汽缸配置計(jì)算三條曲線的曲線組。主動(dòng)式燃料管理可允許半數(shù)汽缸被關(guān)掉(通過去除燃料和火花)。另外，可為啟用全部汽缸計(jì)算三條曲線的曲線組，也可為僅啟用半數(shù)的汽缸計(jì)算三條曲線的曲線組。
對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，可以使用相同類型的最大和最小扭矩信息。然而，由于扭矩模型、發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)的確定和發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)的界限/限制方面的差異，計(jì)算可能不同于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。[0063]例如，通過選擇RPM點(diǎn)，然后為該RPM計(jì)算最小每缸燃料，從而可以估算最小扭矩。然后，該最小每缸燃料和選定的RPM點(diǎn)可發(fā)送到重入扭矩估算程序以確定估算的最小可能運(yùn)行扭矩。
最大扭矩也可按類似的方式來確定，但是可在扭矩模型中使用最大燃料輸送。最大燃料估算可基于最大燃料壓力、可能隨燃燒穩(wěn)定性而變的最大噴射器供能時(shí)間、噴射器界限、廢氣排放限度、廢氣煙度界限、以及選定RPM的最大空氣充量。然后，該最大每缸燃料和選定的RPM點(diǎn)可發(fā)送到重入扭矩估算程序以確定估算的最大可能運(yùn)行扭矩。
現(xiàn)在參考圖3，扭矩估算可組合為扭矩曲線，例如最大預(yù)測(cè)扭矩曲線450、最小運(yùn)行扭矩曲線452和發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)(或最小)扭矩曲線454。該最大預(yù)測(cè)扭矩曲線提供對(duì)可能跨過RPM范圍的最大氣流、當(dāng)前環(huán)境條件和正常發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀態(tài)下產(chǎn)生的扭矩的估算。
該最小運(yùn)行扭矩曲線提供對(duì)可能在最小氣流、當(dāng)前環(huán)境條件和正常發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀態(tài)下產(chǎn)生的扭矩的估算。該最小扭矩曲線提供對(duì)可能在最小氣流、燃料切斷(發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)行)和當(dāng)前環(huán)境條件下產(chǎn)生的扭矩的估算。在該情況下，這相當(dāng)于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力和泵送損失的估算。
現(xiàn)在參考圖4，通過選擇RPM點(diǎn)，然后計(jì)算可獲得的最小每缸空氣(APC)，從而可以估算最小扭矩。系統(tǒng)可查看可獲得的最小APC的三個(gè)可能的源最小可控節(jié)氣門位置、最小一致燃料噴射器接通時(shí)間、以及用于自持燃燒的最小空氣密度。由最大值模塊506確定的這三個(gè)下限的最大值提供可獲得的APC的總下限。
維持可控節(jié)氣門位置所需要的最小APC可由可靠節(jié)氣門控制所需最小空氣模塊500來確定。該可靠節(jié)氣門控制所需最小空氣模塊500可根據(jù)以下六個(gè)輸入量來執(zhí)行其計(jì)算。第一個(gè)是以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)為單位的旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。第二個(gè)是大氣壓，其可稱為環(huán)境氣壓，并且可以是低通濾波的。
第三個(gè)是作為最大位置(即節(jié)氣門全開(WOT))的百分?jǐn)?shù)的最小節(jié)氣門位置。完全關(guān)閉節(jié)氣門可造成該節(jié)氣門在節(jié)氣門孔中的機(jī)械卡塞。因此，最小節(jié)氣門位置的標(biāo)定可限制節(jié)氣門可以完全閉合的程度。第四輸入量是車輛外的空氣溫度。該溫度可從操作于某些條件下的燃料系統(tǒng)溫度傳感器來估算，而不是從專用傳感器讀取。
第五個(gè)是節(jié)氣門全開時(shí)以平方毫米為單位的節(jié)氣門孔的最大有效面積。該有效面積可以是幾何測(cè)量值或者可以從引入節(jié)氣門體流量系數(shù)的氣流測(cè)量試驗(yàn)中推出。第六個(gè)是發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸數(shù)，該汽缸數(shù)可以是標(biāo)定的結(jié)果。或者，該汽缸數(shù)在所選汽缸被停用時(shí)可以改變。
燃料噴射器可產(chǎn)生另一個(gè)限制，即這些燃料噴射器不會(huì)瞬時(shí)打開和關(guān)閉。燃料噴射器可具有必須被驅(qū)動(dòng)的最小接通時(shí)間；否則，所述燃料噴射器可能有效地保持關(guān)閉，或者可能打開至不能確定的位置。該最小接通時(shí)間產(chǎn)生能夠可靠地輸送到汽缸中的最小燃料量。因?yàn)槠桶l(fā)動(dòng)機(jī)通常以固定空燃比來運(yùn)行，因此所輸送的該最小可能燃料限制繼而產(chǎn)生最小APC限制。
由最小噴射器接通時(shí)間要求的最小空氣可由噴射器接通時(shí)間所需最小空氣模塊502確定。該噴射器接通時(shí)間所需最小空氣模塊502可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)RPM和當(dāng)前的有效噴射器流速(以毫克/秒為單位)執(zhí)行其計(jì)算。所述當(dāng)前有效噴射器流速可以是越過噴射器的壓力差和節(jié)流孔徑的函數(shù)。[0073]另一個(gè)APC限制可能由穩(wěn)定燃燒的要求所產(chǎn)生。如果燃料液滴在燃燒室中間隔過大，那么就可能沒有足夠的熱由一個(gè)分子的燃燒傳遞到相鄰分子以獲得自持燃燒。在這種情況中，燃燒起始于火花塞處，但是不能點(diǎn)燃燃燒室中的全部其它液滴。然后，未燃的燃料液滴從排氣口離開并可能損害催化劑。
該限制通常由使用燃燒質(zhì)量測(cè)量設(shè)備的標(biāo)定器觀測(cè)為平均指示有效壓力的很大變化，該變化可轉(zhuǎn)換為方差數(shù)系數(shù)(coefficient of variancenumber)或者C0V。該限制也可通過使用催化劑溫度傳感器監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)中的催化劑溫度來觀測(cè)。催化劑溫度在未燃的燃料液滴到達(dá)催化劑時(shí)開始上升。
可接受的燃燒穩(wěn)定性所需的最小空氣可由燃燒穩(wěn)定性所需最小空氣模塊504確定。該燃燒穩(wěn)定性所需最小空氣模塊504可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)RPM和環(huán)境氣壓來執(zhí)行其計(jì)算。
這三個(gè)確認(rèn)的最小APC限制的最大值可用作用于最小節(jié)氣門扭矩計(jì)算的最小APC0如果不知道這些限制之一將始終是最高的，那么各個(gè)執(zhí)行步驟可以僅周期性地重新計(jì) 算起決定性作用的限制。
對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，可類似地計(jì)算最小每缸燃料。例如，可以根據(jù)可控燃料壓力所需最小燃料、噴射器供能時(shí)間所需最小燃料和可接受的燃燒穩(wěn)定性所需最小燃料的最大值來計(jì)算最小每缸燃料。
現(xiàn)在參考圖5，在假設(shè)經(jīng)過接近關(guān)閉的節(jié)氣門的氣流始終近似為音速(I馬赫)的條件下可以計(jì)算可靠節(jié)氣門控制所需最小空氣。當(dāng)氣流為音速時(shí)，歧管絕對(duì)壓力(MAP)與進(jìn)口壓力之比小于O. 528(用于空氣的常數(shù))。這個(gè)假設(shè)似乎對(duì)于怠速或怠速以上的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是有效的。
然而，當(dāng)實(shí)施扭矩控制的起動(dòng)時(shí)，使用該假設(shè)來設(shè)定發(fā)動(dòng)過程中的期望扭矩可能會(huì)有問題，因?yàn)樗霭l(fā)動(dòng)可能以低于怠速RPM的RPM發(fā)生。在這些低RPM時(shí)，氣流可能以亞音速行進(jìn)(其中，MAP與進(jìn)口壓力的壓力比大于O. 528)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)得越來越慢時(shí)，進(jìn)氣歧管中的壓力接近大氣壓，因?yàn)槠绻軌毫痛髿鈮涸诎l(fā)動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)相等。此時(shí)，不正確的音速氣流假設(shè)可能以計(jì)算非常高的最小APC扭矩而結(jié)束。因此，節(jié)氣門可能會(huì)被阻止按其應(yīng)當(dāng)關(guān)閉的量來關(guān)閉，這在發(fā)動(dòng)機(jī)開始運(yùn)行時(shí)可造成發(fā)動(dòng)機(jī)RPM突變。
一種解決這種可能問題的方法是僅使用燃料噴射器最小值和燃燒最小值來確定最小APC。另一種預(yù)防該問題的方法是創(chuàng)建各發(fā)動(dòng)RPM時(shí)的MAP表，并且使用該表確定氣流是音速的還是亞音速的。于是可以相應(yīng)地調(diào)整最小節(jié)氣門APC的計(jì)算。然后在氣流為亞音速時(shí)可以使用亞音速流動(dòng)方程。
當(dāng)氣流為音速時(shí)，就能夠估算空氣質(zhì)量流速為(O. 685XbaroXarea)/(RX TaJtl 5,其中，R是理想氣體常數(shù)，Tamb是環(huán)境溫度，area是節(jié)流面積，baro是大氣壓。模塊600可以是將某個(gè)數(shù)升冪的數(shù)學(xué)庫(kù)。例如，模塊600可將輸入量升為O. 5次冪，從而有效地獲取平方根。
模塊602和604可執(zhí)行具有保護(hù)功能的除法，該功能保護(hù)不被零除。該功能可設(shè)計(jì)成避免除零向量的陷阱，以便避免可能導(dǎo)致故障燃料噴射事件、火花事件等的程序流重定向。車輛的駕駛員可能會(huì)感覺到停轉(zhuǎn)或喘振這樣的故障事件。
因此，模塊602和604可在試圖執(zhí)行除法之前檢查零因子。如果發(fā)現(xiàn)零因子，那么該因子可變成最小可能的浮點(diǎn)數(shù)。在各個(gè)實(shí)施例中，如果分子是正數(shù)，那么輸出量可設(shè)為最小可能的正數(shù)。替代地或者附加地，如果分子是負(fù)數(shù)，那么輸出量可設(shè)為最小可能的負(fù)數(shù)。模塊606將節(jié)流面積轉(zhuǎn)換為節(jié)氣門位置，并且可實(shí)現(xiàn)為查找表。
現(xiàn)在參考圖6，可靠燃料噴射器致動(dòng)所需的最小APC被確定。如果噴射器被開啟小于最小時(shí)間，那么所述噴射器可能不完全打開，所輸送的燃料量可能是不可預(yù)測(cè)的。查找表702可包括作為RPM的函數(shù)的最小噴射器打開時(shí)間值。然后，所選的最小噴射器打開時(shí)間乘以有效噴射器流速以達(dá)到用于燃料噴射的最小APC。
現(xiàn)在參考圖7，可靠燃燒所需 的最小APC被確定。查找表712可包括作為RPM和大氣壓的函數(shù)的所允許用于可靠燃燒的最小每缸空氣。
現(xiàn)在參考圖8，流程圖描述了在生成預(yù)測(cè)扭矩曲線時(shí)所進(jìn)行的示范性步驟。扭矩曲線可被非混合ICE中的ECM用于選擇最佳發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)以獲得當(dāng)前和未來的預(yù)測(cè)扭矩。扭矩曲線也可被混合控制模塊用于使ICE的燃料效率最大化，同時(shí)使用EM提供所需扭矩的剩余部分。
可以對(duì)可標(biāo)定數(shù)量的RPM點(diǎn)生成扭矩曲線?？梢杂?jì)算扭矩曲線的RPM也可以是可標(biāo)定的。因?yàn)榕ぞ厍€對(duì)于給定發(fā)動(dòng)機(jī)來說不是靜態(tài)的，所以所述扭矩曲線可以周期性地重新計(jì)算。例如，所述曲線可根據(jù)外部溫度、環(huán)境氣壓和驅(qū)動(dòng)周期的長(zhǎng)度而變化。
對(duì)于每個(gè)RPM點(diǎn)，可以確定多個(gè)扭矩值。例如，可以計(jì)算對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)仍然運(yùn)行時(shí)該發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的最小扭矩的扭矩值。另外，可以確定發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)行時(shí)該發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的最小扭矩。由于摩擦損失和泵送損失，這些值實(shí)際上都可能是負(fù)數(shù)。
還可以對(duì)RPM點(diǎn)計(jì)算可能的最大扭矩的扭矩值。這產(chǎn)生三條曲線，例如圖3所示的曲線。對(duì)于給定的RPM，發(fā)動(dòng)機(jī)可產(chǎn)生最小運(yùn)行扭矩和最大扭矩之間的扭矩，或者發(fā)動(dòng)機(jī)可產(chǎn)生最小發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)扭矩。發(fā)動(dòng)機(jī)可能會(huì)不能夠產(chǎn)生最小運(yùn)行扭矩和最小發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)扭矩之間的扭矩。
對(duì)扭矩曲線的扭矩值的計(jì)算可以通過由ECM用于計(jì)算當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)的扭矩的相同函數(shù)或模塊來執(zhí)行。這些函數(shù)可實(shí)現(xiàn)為重入函數(shù)，從而這些函數(shù)可被圖4的扭矩曲線估算邏輯以及ECM的其它模塊調(diào)用而不用擔(dān)心數(shù)據(jù)不純。
ICE可支持主動(dòng)式燃料管理(AFM)，這停用所選的發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸?？梢詫?duì)可啟用的每組汽缸計(jì)算扭矩曲線。例如，可以對(duì)啟用全部汽缸和啟用半數(shù)的汽缸計(jì)算扭矩曲線。
控制程序在步驟804開始，在這里選擇所要計(jì)算的扭矩曲線的第一 RPM點(diǎn)?？刂瞥绦蛟诓襟E808繼續(xù)，在這里選擇第一汽缸配置。例如，第一汽缸配置可以是全部汽缸啟用?？刂瞥绦蛟诓襟E812繼續(xù)，在這里計(jì)算用于運(yùn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)的最小每缸空氣(APC)。
控制程序在步驟816繼續(xù)，在這里為選定的RPM和計(jì)算出的APC計(jì)算廢氣再循環(huán)(EGR)閥的位置、相位器位置和點(diǎn)火提前?？刂瞥绦蛟诓襟E820繼續(xù)，在這里，扭矩模型根據(jù)EGR位置、相位器位置、點(diǎn)火提前、APC和RPM估算扭矩。
控制程序在步驟824繼續(xù)，在這里確定發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)狀態(tài)的歧管絕對(duì)壓力(MAP)?？刂瞥绦蛟诓襟E832繼續(xù)，在這里估算發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)扭矩。發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)扭矩可包括根據(jù)估算的MAP確定的泵送損失和根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)RPM轉(zhuǎn)速確定的摩擦損失。
控制程序在步驟836繼續(xù)，在這里確定可能的最大APC。控制程序在步驟840繼續(xù)，在這里確定EGR位置、相位器位置和點(diǎn)火提前。僅舉例來說，最大APC的EGR位置可以沒有EGR成分(EGR閥完全關(guān)閉)?？刂瞥绦蛟诓襟E844繼續(xù)，在這里為最大APC估算扭矩。[0096]控制程序在步驟848繼續(xù)，在這里，所述控制程序確定所選汽缸配置是否是最后的汽缸配置。如果是，控制程序轉(zhuǎn)到步驟852 ;否則，控制程序轉(zhuǎn)到步驟856。在步驟856，選擇下一個(gè)汽缸配置，控制程序返回步驟812。僅舉例來說，下一個(gè)汽缸配置可以是半數(shù)汽缸啟用。
在步驟852，控制程序確定是否選定了扭矩曲線中的最后的RPM點(diǎn)。如果是，控制程序返回步驟804并且開始計(jì)算一系列新的扭矩曲線。否則，控制程序轉(zhuǎn)到步驟860。在步驟860，選擇下一個(gè)RPM點(diǎn)，控制程序返回步驟808。只要汽車在運(yùn)行，計(jì)算扭矩曲線的過程
就可一直繼續(xù)。
為了防止使處理器(例如ECM中的處理器)負(fù)擔(dān)過重，扭矩曲線的計(jì)算可以是不連續(xù)的。例如，可以在每個(gè)預(yù)定長(zhǎng)度的時(shí)間間隔的開始處計(jì)算扭矩曲線。僅舉例來說，可以在每個(gè)10秒窗口的開始處計(jì)算扭矩曲線。
或者，可以分段計(jì)算扭矩曲線。例如，可以在圖8的控制程序釋放處理器以進(jìn)行其它任務(wù)之前計(jì)算一個(gè)或兩個(gè)RPM點(diǎn)。僅舉例來說，控制程序可計(jì)算對(duì)應(yīng)于單個(gè)RPM點(diǎn)的扭·矩，然后等待17毫秒以允許其它任務(wù)在處理器上執(zhí)行。
圖8的方法可容易地適用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。例如，步驟812、824和836可適于確定最小每缸燃料。然后在步驟816、820、828、832和844中根據(jù)那些確定的每缸燃料值來估算EGR位置、相位器位置、點(diǎn)火提前和扭矩。
本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在可由上述描述理解本發(fā)明的概括性教導(dǎo)可以用多種形式來實(shí)施。因此，雖然本發(fā)明包括了具體示例，但是本發(fā)明的真實(shí)范圍不應(yīng)局限于此，因?yàn)樵趯W(xué)習(xí)附圖、說明書和所附權(quán)利要求
后，其它改進(jìn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種車輛的扭矩估算系統(tǒng)，其包括 操作參數(shù)模塊，所述操作參數(shù)模塊根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)； 扭矩估算模塊，所述扭矩估算模塊根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和所述估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)估算發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩；以及 估算控制模塊，所述估算控制模塊向所述操作參數(shù)模塊和所述扭矩估算模塊提供多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以作為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)來確定估算的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的扭矩估算系統(tǒng)，其特征在于，所述估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)是每缸空氣和每缸燃料中的至少一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的扭矩估算系統(tǒng)，其特征在于，所述估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)是每缸空氣(APC)并且所述操作參數(shù)模塊選擇性地確定在所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)所需的最小APC。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的扭矩估算系統(tǒng)，其特征在于，所述最小APC基于可靠節(jié)氣門控制所需的最小APC、可靠燃料噴射所需的最小APC和燃燒穩(wěn)定性所需的最小APC中的至少一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的扭矩估算系統(tǒng)，其特征在于，所述最小APC由所述可靠節(jié)氣門控制所需的最小APC、所述可靠燃料噴射所需的最小APC和所述燃燒穩(wěn)定性所需的最小APC中的最大值來確定。
6.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的扭矩估算系統(tǒng)，其特征在于 所述操作參數(shù)模塊根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和操作模式確定所述估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)，其中，所述操作模式是最大扭矩、最小發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行扭矩和最小發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)扭矩中的至少一個(gè)；以及 所述估算控制模塊針對(duì)所述操作模式中的多個(gè)中的每種模式向所述操作參數(shù)模塊和所述扭矩估算模塊提供所述多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的扭矩估算系統(tǒng)，其特征在于，所述估算控制模塊針對(duì)所述操作模式中的每種模式向所述操作參數(shù)模塊和所述扭矩估算模塊提供所述多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
8.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的扭矩估算系統(tǒng)，其特征在于，所述操作參數(shù)模塊為所述最大扭矩模式確定所述估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)的最大值。
9.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的扭矩估算系統(tǒng)，其特征在于，所述估算控制模塊針對(duì)啟用的第一數(shù)量的汽缸和啟用的第二數(shù)量的汽缸向所述操作參數(shù)模塊和所述扭矩估算模塊提供所述多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的扭矩估算系統(tǒng)，其特征在于，所述車輛包括具有N個(gè)汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)，所述第一數(shù)量等于N，所述第二數(shù)量等于N除以2。
11.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的扭矩估算系統(tǒng)，其特征在于，還包括凸輪相位器位置估算模塊，所述凸輪相位器位置估算模塊根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和所述估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)估算凸輪相位器位置，其中，所述扭矩估算模塊根據(jù)所述凸輪相位器位置估算發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
12.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的扭矩估算系統(tǒng)，其特征在于，還包括點(diǎn)火提前估算模塊，所述點(diǎn)火提前估算模塊根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和所述估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)估算點(diǎn)火提前，其中，所述扭矩估算模塊根據(jù)所述點(diǎn)火提前估算發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
13.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的扭矩估算系統(tǒng)，其特征在于，還包括廢氣再循環(huán)(ERG)估算模塊，所述廢氣再循環(huán)估算模塊根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和所述估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)估算EGR閥的開度，其中，所述扭矩估算模塊根據(jù)所述EGR閥的開度估算發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
14.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的扭矩估算系統(tǒng)，其特征在于，所述操作參數(shù)模塊和所述扭矩估算模塊各包括重入函數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的扭矩估算系統(tǒng)，其特征在于，還包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊根據(jù)所述估算的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制所述車輛的內(nèi)燃機(jī)。
16.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的扭矩估算系統(tǒng)，其特征在于，還包括混合控制模塊，所述混合控制模塊根據(jù)所述估算的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制所述車輛的電動(dòng)馬達(dá)。
17.一種估算車輛的扭矩的方法，包括 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)； 根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和所述估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)估算發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩；以及 產(chǎn)生用于所述確定和所述估算的多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而作為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)來確定估算的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
18.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的方法，其特征在于，所述估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)是每缸空氣和每缸燃料中的至少一個(gè)。
19.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的方法，其特征在于，所述估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)是每缸空氣(APC)，并且該方法還包括選擇性地確定在所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)所需的最小APC。
20.根據(jù)權(quán)利要求
19所述的方法，其特征在于，所述最小APC基于可靠節(jié)氣門控制所需的最小APC、可靠燃料噴射所需的最小APC和燃燒穩(wěn)定性所需的最小APC中的至少一個(gè)。
21.根據(jù)權(quán)利要求
20所述的方法，其特征在于，所述最小APC由所述可靠節(jié)氣門控制所需的最小APC、所述可靠燃料噴射所需的最小APC和所述燃燒穩(wěn)定性所需的最小APC中的最大值來確定。
22.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的方法，其特征在于還包括 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和操作模式確定所述估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)，其中，所述操作模式是最大扭矩、最小發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行扭矩和最小發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)扭矩中的至少一個(gè)；以及 針對(duì)所述操作模式中的多個(gè)中的每種模式為所述確定和所述估算提供所述多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
23.根據(jù)權(quán)利要求
22所述的方法，其特征在于還包括針對(duì)所述操作模式中的每種模式為所述確定和所述估算提供所述多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
24.根據(jù)權(quán)利要求
22所述的方法，其特征在于還包括為所述最大扭矩模式確定所述估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)的最大值。
25.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的方法，其特征在于還包括針對(duì)啟用的第一數(shù)量的汽缸和啟用的第二數(shù)量的汽缸為所述確定和所述估算提供所述多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
26.根據(jù)權(quán)利要求
25所述的方法，其特征在于，所述車輛包括具有N個(gè)汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)，所述第一數(shù)量等于N，所述第二數(shù)量等于N除以2。
27.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的方法，其特征在于還包括 根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和所述估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)估算凸輪相位器位置；以及 根據(jù)所述凸輪相位器位置估算發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
28.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的方法，其特征在于還包括根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和所述估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)估算點(diǎn)火提前；以及 根據(jù)所述點(diǎn)火提前估算發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
29.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的方法，其特征在于還包括 根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和所述估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)估算EGR閥的開度； 根據(jù)所述EGR閥的開度估算發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
30.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的方法，其特征在于還包括根據(jù)所述估算的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制所述車輛的內(nèi)燃機(jī)。
31.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的方法，其特征在于還包括根據(jù)所述估算的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制所述車輛的電動(dòng)馬達(dá)。
專利摘要
本發(fā)明涉及在虛擬發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)下的扭矩模型應(yīng)用，具體而言涉及一種車輛的扭矩估算系統(tǒng)，包括操作參數(shù)模塊、扭矩估算模塊和估算控制模塊。所述操作參數(shù)模塊根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)。所述扭矩估算模塊根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和所述估算的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)估算發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。所述估算控制模塊向所述操作參數(shù)模塊和所述扭矩估算模塊提供多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以作為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)確定估算的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
文檔編號(hào)F02D29/02GKCN101487424 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請(qǐng)?zhí)朇N 200810169248
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2008年10月10日
發(fā)明者D·G·布倫南, L·G·沃奇尼亞克, R·C·小西蒙, J·M·凱澤, E·里岑, M·A·賴馬克, R·M·貝克曼, M·沃爾, T·芒努松 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (4),