混合動力車輛自動起動系統及方法

2023-04-30 08:18:11 1

專利名稱：：混合動力車輛自動起動系統及方法
技術領域：
：本發明涉及混合動力車輛控制系統，更具體地涉及自動起動控制。
背景技術：
：本節的陳述僅僅提供與本發明相關的背景信息，而可能不構成現有技術。混合動力系通常包括提供扭矩給傳動系以推進車輛的內燃機(ICE)、一個或多個電動機(EM)、以及一個或多個扭矩發生器。混合動力系的類型包括完全混合動力系、強混合動力系、輕度混合動力系等。在完全混合動力系中，EM直接驅動傳動系，而不通過ICE的構件傳遞扭矩。在強混合動力系中，一個或多個電動機可作為變速系統的一部分被結合併且連接在ICE和傳動系之間。電動才幾可用於變速器傳動比選擇、旋轉輔助、ICE的制動、再生等。在輕度混合動力結構中，EM通過附屬傳動件連接到ICE。由EM產生的扭矩通過ICE傳遞到傳動系。一個示例性的輕度混合動力系可包括皮帶傳動起動機/發電機(BAS)系統。在BAS系統中，EM經由皮帶滑輪結構連接到ICE,皮帶滑輪結構驅動其它附屬構件，例如泵和壓縮才幾。動力系扭矩控制通常包括兩個扭矩控制域軸扭矩和推進扭矩。在輕度混合動力系中，推進扭矩是ICE的曲軸處的輸出扭矩，該輸出4a矩包括EM扭矩成分。在發動機的自動起動期間，混合動力系的控制模塊利用電動機來使發動機轉動。例如，在車輛啟用(已經發生鑰匙起動等)且不運動時可能發生自動起動，例如當車輛操作者鬆開制動器踏板和/或壓下加速器踏板時。發動機的曲軸在自動起動期間的旋轉速度通常高於在發動機藉助起動器的常規起動期間的旋轉速度。在自動起動期間，由於啟動ICE而可能使混合動力系的發動機速度和/或輸出扭矩突然增大。
發明內容在一個實施例中，本發明提供一種用於發動機的控制系統，該控制系統包括在第一模式和第二模式下操作的發動機控制模塊(ECM)。ECM產生空轉速度信號和基於發動機空轉速度的變速器負載信號。混合控制模塊(HCM)基於空轉速度信號和變速器負載信號增大電動機扭矩以增大發動機的當前速度。HCM在處於第一模式時控制當前速度。ECM在處於第二模式時控制當前速度。在發生以下情形中的至少一者時HCM將對當前速度的控制轉移給ECM:當前速度匹配空轉速度，和發動機的燃燒扭矩輸出等於所請求的曲軸輸出扭矩。在其它特徵中，本發明提供一種操作發動機控制系統的方法，該方法包括4妾收自動起動命令信號。發動才幾氣缸內的壓力基於自動起動命令信號被減小。對應於點火和燃料中的至少一個的扭矩請求信號被接收。基於發動機控制模塊的發動機氣流命令來計算動力系輸出扭矩。基於動力系輸出扭矩來控制供給發動機的氣流。電動機扭矩被增大到預定水平以克服發動機的摩擦力和泵送壓力。電動機扭矩被減小以使發動機的當前速度漸增(mmpup)並且接合變速器。在發動機的當前速度處於預定空轉速度範圍內之後並且在發動機的歧管絕對壓力小於第一預定水平之後，發動機的燃燒扭矩被啟用並被增大。通過下面提供的詳細描述，將會清楚本發明進一步的應用領域。應當理解，這些詳細描述和具體示例僅用於說明目的，而並非用於限制本發明的範圍。通過詳細描述和附圖將更充分地理解本發明，在附圖中圖l是包括根據本發明一個實施例的自動起動控制的混合動力系統的功能框圖；圖2是包括根據本發明一個實施例的自動起動控制的另一混合動力系統的功能框圖；圖3A是根據本發明一個實施例的協調扭矩控制系統的第一部分的功能框圖；圖3B是圖3A中的協調扭矩控制系統的第二部分的功能框圖；圖4是才艮據本發明一個實施例的控制系統的功能框圖；圖5是根據本發明一個實施例的發動機控制系統的功能框圖；圖6示出了根據本發明一個實施例的在正常模式或後備模式下操作控制系統的方法；圖7是示出了根據本發明一個實施例的正常模式和後備模式的自動起動方面的信號圖；圖8示出了根據本發明一個實施例的在積極模式(aggressivemode)下操作控制系統的方法；圖9是示出了根據本發明一個實施例的積極模式的自動起動方面的信號圖；圖IO是示出了動力系扭矩的視圖；圖1l是示出了根據本發明一個實施例的電機扭矩確定的功能框圖；圖12是示出了根據本發明一個實施例的節氣門位置控制的功能框圖；以及圖13示出了根據本發明一個實施例確定節氣面積的方法。具體實施例方式混合動力車輛控制系統可包括混合控制模塊和發動機控制模塊。在自動起動期間，混合控制模塊可以利用電動機(EM)使內燃機(ICE)的速度增大或加速到空轉速度。在自動起動期間，混合動力車輛中可能會經歷發動機速度和/或輸出扭矩的突增。為了在自動起動期間控制發動機速度，混合控制模塊可以使用速度漸變曲線(speedmmpingprofile)、慣性和發動枳4旦矩控制技術。發動機扭矩技術可包括關閉節氣門、減少供應給氣缸的燃料量、以及延遲點火。雖然這些技術有助於減小發動機速度的突增，但是所述技術的7效果有限並且具有相關的缺點。例如，在延遲點火超過某一水平後，可能導致點火不良。而且，這些發動機扭矩技術控制進入ICE的氣流的能力有限。下面描述的實施例滿足若干起動特性，包括在自動起動期間提供發動機速度的平穩增大，而不會有發動機速度和/或輸出扭矩的波動。可以使發動機速度增大到發動機空轉速度，並且在預定時間段內提供發動機速度。提供發動機速度的平穩增加，同時使發動機速度控制在混合控制模塊和發動機控制模塊之間過渡。自動起動控制基於扭矩域控制，而不是基於致動器域控制。下面的描述本質上僅僅是示例性的並且決不用來限制本發明及其應用或用途。為了清楚起見，在附圖中將使用相同的附圖標記表示同樣的元件。如本文所使用的，短語"A、B和C中的至少一個"應當理解為使用非排他性的邏輯"或"的邏輯(A或B或C)。應當理解，在不改''、如本文所:用的，術5語':模塊，:可以指的是下述部件的一部分或包括下述部件專用集成電路(ASIC)、電子電路、執行一個或多個軟體或硬體程序的處理器(共享、專用、或成組)和/或存儲器(共享、專用、或成組)、組合邏輯電路、和/或提供所述功能的其它合適構件。而且，如本文所使用的，術語"燃燒循環"指的是發動機燃燒過程的重複出現的階段。例如，在四衝程內燃機中，單個燃燒循環可以指代且包括進氣衝程、壓縮衝程、做功衝程和排氣衝程。在發動機運轉期間所述四個衝程重複進行。另外，雖然以下實施例主要參照示例性內燃機來描述，但是本發明的實施例也可應用於其它內燃機。例如，本發明可應用於壓燃、火花點火、均勻火花點火、均質壓燃、分層火花點火、以及火花輔助壓燃發動才幾。此外，在下面的描述中，術語"自動起動"指的是控制模塊通過EM起動發動機，而不用駕駛員通過諸如鑰匙開關或按鈕開關的起動請求機構來啟動。自動起動不是指點火狀態的改變。在混合動力車輛中，發動機可以在不同情況下被關閉/停用，例如在低動力需求期間，等等。舉例來說，在車輛已經接近且停在紅色交通燈處且發動機已經關閉或停用之後，可能發生自動起動。當車輛的制動器踏板未被壓下和/或當車輛的加速器踏板被壓下時，可以啟動自動起動。在自動起動期間，EM使發動機以增大的速度旋轉，該速度大於通常與常規起動器關聯的速度。EM提供比使用起動器執行的起動更平穩且更少燃料消耗的發動機起動。電動機自動起動允許進行可變扭矩控制，同時克服發動才幾的壓縮脈沖。電動才幾自動起動還允許發動才幾速度受控地增加到允許歧管壓力減小(下吸)的水平。在使發動機旋轉時，EM可提供不同水平的扭矩。可以在啟動發動機的燃料噴射之前以及在發動機的歧管絕對壓力小於預定歧管絕對壓力之前施加該扭矩。此外，還介紹了各種操作模式。駕駛員引起的第一模式或正常模式可以指的是車輛操作者引起的自動起動。正常模式也對應於加速器不被致動或加速器致動小於預定水平時的情況。非駕駛員引起的第一模式或後備模式可以指的是系統引起的自動起動，而不是車輛操作者引起的。舉例來說，當車輛不運動、ICE以空轉速度運轉且請求增加扭矩輸出時，可以出現後備模式。扭矩輸出的增加可能是由於為電源或電池充電或者操作空調等的指令而產生。正常模式和後備模式提供ICE的平穩增速和起動，而不會產生發動機速度的突增或發動機速度超過發動機空轉速度。該發動機速度的漸增是通過EM控制、發動機燃燒扭矩的開啟、發動機速度控制在控制模塊之間的切換、以及最小發動機速度突增或下降來提供的。駕駛員引起的第二模式或積極模式可以指的是加速器致動大於或等於預定水平時的駕駛員引起的自動起動。在積極模式期間，ICE速度的平穩漸變提供有適當的輸出扭矩以滿足車輛操作者的扭矩輸出請求。積極模式可對應於在發動機速度控制進行切換之前進行駕駛員壓入(tip-in)(從默認位置壓下或致動加速器)時的情況。在完全響應駕駛員扭矩請求之前，ICE速度漸增以接合變速器。這防止了ICE速度的突增，該突增可能導致駕駛員感覺到沉悶的頓挫。在接合變速器後，系統響應時間被最'J、化以提供所請求的扭矩。現在參照圖l,其中示出了包含自動起動控制的示例性混合動力系統IO。雖然動力系統10被圖示為後輪驅動(RWD)動力系，但是應當理解，本發明的實施例能夠以任何其它動力系構造來實施。動力系統10包括推進系統12和傳動系統14。推進系統12包括內燃機(ICE)16和EM或電動一幾發電才幾單元(MGU)18。推進系統12也可以包括輔助構件，9輔助構件包括但不限於空調(A/C)壓縮機20和轉向泵22。MGU18和輔助構件使用皮帶滑輪系統24連接於ICE16。皮帶滑輪系統24可連接於ICE16的曲軸26並且使扭矩能夠在曲軸26和MGU18和/或輔助構件之間傳遞。這種構造被稱為皮帶傳動起動機/發電機(BAS)系統。曲軸26驅動傳動系統14。傳動系統14包括撓性板(flexplate)或飛輪(未示出)、變矩器或其它連接裝置30、變速器32、傳動軸34、差速器36、車軸38、制動器40和從動車輪42。在ICE16的曲軸26處輸出的推進扭矩(TpRop)被傳遞通過傳動系統構件以在車軸38處提供驅動車輪42的車軸扭矩(Taxle)。車軸扭矩(Taxle)可以稱為動力系輸出扭矩。更具體地，TpROP乘以連接裝置30、變速器32和差速器36提供的多個傳動比，以提供車軸38處的TAXLE。實質上，TpRQp乘以有效傳動比(隨連接裝置30引入的比而變)、由變速器輸入/輸出軸速度確定的變速器傳動比、差速器比以及任何其它構件(例如，四l侖驅動(4WD)或全l侖驅動(AWD)動力系中的分動箱)可在傳動系統14中引入的比率。為了進行扭矩控制，Taxle域包括ICE16和MGU18。動力系IO還包括控制系統50,控制系統50在發動機16的自動起動期間調節MGU18的扭矩輸出。控制系統50包括主控制模塊51，主控制模塊51可包括變速器控制模塊(TCM)52、發動機控制模塊(ECM)54和混合控制模塊(HCM)56。控制系統50可以基於可由速度傳感器51檢測的MGU18的速度來調節MGU18的扭矩輸出。來自速度傳感器51的信息可以直接提供給HCM56。這允許快速檢測MGU18的速度並且調節MGU18的輸出扭矩。輸出扭矩可以應用於發動機16的曲軸。主控制模塊51控制經由TCM52、ECM54和HCM56產生的動力系輸出扭矩。HCM56可以包括一個或多個子模塊，包括但不限於BAS控制處理器(BCP)58。TCM52、ECM54和HCM56經由控制器區域網(CAN)總線60彼此通信。駕駛員輸入62與ECM通信。駕駛員輸入端62可以包括但不限於加速器踏板和/或巡航控制系統。駕駛員界面64與TCM52通信。駕駛員界面64包括但不限於變速器範圍選擇器(例如，PRNDL杆)。主控制模塊51可以與包含起動氣流表(crankairflowtable)67的存儲器65通信。控制系統50可以基於扭矩協調控制來操作，扭矩協調控制可以包括車軸扭矩域和推進扭矩域。TpROP是可包括EM扭矩成分的曲軸輸出扭矩。根據本發明的扭矩協調控制實施ECM中的車軸扭矩(Taxle)裁決來提供裁決車軸扭矩(Taxlearb)。扭矩協調控制可監測加速器踏板位置(aPED)和車輛速度(Vveh)。基於apED和VvEH確定駕駛員預期或期望的車軸扭矩(TAXLEDES)或發動機動力。發動機動力可以用於BAS混合系統或非混合車輛系統。車軸扭矩可用於強混合系統。例如，(XpED和VvEH可用作預先校準的預存儲查找表的輸入，該查找表提供對應的TAXLEDES。ECM54裁決Taxledes和其它扭矩請求以提供Taxlearb。其它扭矩請求包括在車軸扭矩請求組中提供的一個或多個扭矩請求。扭矩請求由扭矩部件產生並且包括但不限於絕對扭矩值、最小扭矩極限值、最大扭矩極限值或差量扭矩值請求。與車軸扭矩請求組關聯的扭矩部件包括但不限於牽引力控制系統(TCS)、車輛穩定性增強系統(VSES)和車輛超速保護系統(VOS)。在確定丁AXLEARB時，使用有效傳動比將TAXLEARB轉換成ECM54內的推進扭矩(TpROPECM)。在確定TpRorecM後，ECM54裁決TpROPECM和其它推進扭矩請求以提供最終TpROPECM給HCM56。HCM56可以發出扭矩請求以通過停用發動才幾氣缸(例如，通過切斷通向氣缸的燃料)將發動機燃燒扭矩輸出設定為零。這可以在期望推進系統扭矩為負時的車輛滑行情況期間發生。這種情況的一個示例是加速器踏板位置接近或處於零水平以使車輛減速時的情況。例如，燃料被切斷並且車輛的再生制動開始經由MGU18將車輛的動能轉換為電能。為了便於此操作，使車輪扭矩聯結至曲軸的變矩器離合器被接合。這樣，MGU18被驅動。因此，扭矩請求可從HCM56提供給ECM54，例如提供給ECM54的駕駛員扭矩請求模塊。扭矩請求可以包括駕駛員/巡航(所裁決的車軸扭矩)推進扭矩請求和HCM56零燃料扭矩請求。TCM52提供裁決的推進扭矩值(TPROPTCM)。更具體地，TCM52裁決來自扭矩特徵的扭矩請求。示例性的TCM扭矩特徵是產生最大扭矩極限以限制變速器輸入軸處的扭矩的變速器保護算法。最大扭矩極限指示通過變速器輸入軸的最大容許扭矩，以便保護變速器構件。ECM裁決TCM扭矩請求並且確定最終扭矩請求被傳送到HCM56。TCM扭矩請求是非致動器專用的，並且可以提供給ECM54的車軸或推進扭矩裁決模塊。術語"非致動器專用"指的是基於發動機的致動器，例如與氣流、點火和燃料相關的致動器，或者可以用於提供所請求的扭矩的其它非基於發動機的致動器。HCM56基於TpROPHNAL確定TK:E和TEM。更具體地，HCM56包括優化算法，優化算法基於ICE16和MGU18中的每一個的可用扭矩輸出來劃分TpROPHNAL。TrcE被傳送到ECM54，ECM54產生利用ICE16來獲得Tk:e的控制信號。HCM56基於TEM產生控制信號以利用MGU18獲得現在參照圖2，圖示出發動機系統100的功能框圖。發動機系統100可以構造成用於混合電動車輛。發動機系統100包括發動機102,發動機102燃燒空氣/燃料混合物以產生車輛和MGU103的驅動扭矩，MGU103可以連接於電源105或者與電源105通信。電源可以包括一個或多個電池。空氣通過節氣門112吸入進氣歧管110。主控制模塊114命令節氣門致動器模塊116調節節氣門112的開度以控制吸入進氣歧管110的空氣量。來自進氣歧管110的空氣被吸入到發動機102的氣缸中。發動機102可以包括任意數量的氣缸。主控制模塊114可以指令氣缸致動器模塊120選擇性地停用氣缸中的某些氣缸以改善燃料經濟性。來自進氣歧管1IO的空氣通過進氣門122吸入到氣缸l18中。ECM114控制燃料噴射系統124噴射的燃料量。燃料噴射系統124可以在中央位置將燃料噴射到進氣歧管110中，或者可以在多個位置將燃料噴射到進氣歧管110中，例如在每個氣缸的進氣門附近的位置。或者，燃料噴射系統124可以直接將燃料噴射到氣缸中。噴射的燃料與空氣混合併且在氣缸118中形成空氣/燃料混合物。氣缸118內的活塞(未示出)壓縮空氣/燃料混合物。基於來自主控制模塊114的信號，點火致動器模塊126使氣缸118中的火花塞128通電，這點燃空氣/燃料混合物。點火正時可以相對於活塞處於其最上方位置的時間來規定，在此處空氣/燃料混合物被最大地壓縮，最上方位置被稱為上止點(TDC)。空氣/燃料混合物的燃燒向下驅動活塞，從而驅動旋轉的曲軸(未示出)。然後，活塞開始再次向上運動並且通過排氣門130排出燃燒的副產物。燃燒的副產物經由排氣系統134從車輛排氣。排氣通過催化劑135。進氣門122可以由進氣凸輪軸140控制，而排氣門130可以由排氣凸輪軸142控制。在各種實施方式中，多個進氣凸輪軸可以控制每個氣缸的多個進氣門和/或可以控制多個氣缸組的進氣門。類似地，多個排氣凸輪軸可以控制每個氣缸的多個排氣門和/或可以控制多個氣缸組的排氣門。氣缸致動器模塊120可以通過停止提供燃料和點火和/或禁用其排氣門和/或進氣門來停用氣缸。進氣門122被打開的時間可以通過進氣凸輪移相器148依據活塞TDC而變。排氣門130被打開的時間可以通過排氣凸輪移相器150依據活塞TDC而變。移相器致動器模塊158基於來自ECM114的信號來控制進氣凸輪移相器148和排氣凸輪移相器150。發動機系統IOO可以包括提供增壓空氣給進氣歧管1IO的增壓裝置。例如，圖2繪出了渦輪增壓器160。渦輪增壓器160由流經排氣系統134的排氣氣體提供動力，並且提供壓縮空氣充量給進氣歧管IIO。渦輪增壓器160可以在空氣到達進氣歧管11O之前壓縮空氣。廢氣門164可允許排氣氣體繞過渦輪增壓器160，從而減小渦輪增壓器的輸出(或增壓)。主控制模塊114經由增壓致動器模塊162控制渦輪增壓器160。增壓致動器模塊162可以通過控制廢氣門164的位置來調節渦輪增壓器160的增壓。壓縮空氣充量由渦輪增壓器160提供給進氣歧管IIO。中間冷卻器(未示出)可以消散壓縮空氣充量的熱量的一部分，該熱量在空氣被壓縮時產生並且也可以在排氣系統134的附近增大。替代性的發動機系統可以包括提供壓縮空氣給進氣歧管110並且由曲軸驅動的增壓器。發動機系統100可以包括廢氣再循環(EGR)閥170,該閥選擇性地將排氣氣體重新引導回到進氣歧管IIO。在各種實施方式中，EGR閥170可以位於渦輪增壓器160之後。發動機系統1OO可以使用RPM傳感器180來測量以轉每分(RPM)為單位的曲軸速度。可以使用發動才幾冷卻劑溫度(ECT)傳感器182來測量發動機冷卻劑的溫度。ECT傳感器182可以位於發動機102內或者位於使冷卻劑循環的其它位置，例如散熱器(未示出)。可以使用歧管絕對壓力(MAP)傳感器184來測量進氣歧管IIO內的壓力。在各種實施方式中，可以測量發動機真空度，其中，發動機真空度是環境空氣壓力與進氣歧管110內的壓力之間的差。可以使用空氣品質流量(MAF)傳感器186測量流入進氣歧管110中的空氣品質。在各種實施方式中，MAF傳感器186可以位於具有節氣門112的殼體中。節氣門致動器模塊116可以使用一個或多個節氣門位置傳感器(TPS)190來監測節氣門112的位置。可以使用進氣空氣溫度(IAT)傳感器192測量吸入到發動機系統100中的空氣的環境溫度。ECM114可以使用來自傳感器的信號為發動機系統100做出控制決定。主控制模塊114可以與變速器控制模塊194通信以協調變速器(未示出)中的換擋。例如，主控制模塊114可以在換擋期間減小扭矩。主控制模塊114可以與混合控制模塊196通信以協調發動機102和MGU103的操作。MGU103可以用於產生供車輛電氣系統使用的和/或用於存儲在電池中的電能。在各種實施方式中，主控制模塊114、變速器控制模塊194和混合控制模塊196可以一體形成到一個或多個模塊中。為了簡要地引用發動機102的各個控制機構，改變發動機參數的每個系統均可稱為致動器。例如，節氣門致動器模塊116可以改變葉片位置，從而可以改變節氣門112的打開區域。節氣門致動器模塊116因此可以稱為致動器，節氣門打開區域可以稱為致動器位置。類似地，點火致動器模塊126可以稱為扭矩致動器，而相應的致動器位置是點火提前量。其它扭矩致動器包括增壓致動器模塊162、EGR閥170、移相器致動器模塊158、燃料噴射系統124、以及氣缸致動器模塊120。關於這些扭矩致動器的術語"致動器位置"可以分別對應於增壓壓力、EGR閥開度、進氣和排氣凸輪移相器角度、空燃比、以及啟用的氣缸數。上述扭矩致動器是發動機專用的。其它扭矩致動器可以包含例如MGU103並且與MGU103關聯。雖然MGU103可以與發動機102的扭矩輸出串聯地和/或並聯地提供EM扭矩，但是應當理解，在本發明的範圍內也可以想到其它的設置。例如，MGU103可以實現為一個或多個EM並且直接提供扭矩給車輪200而不是使扭矩經過EM變速器系統202。發動機102和MGU103的組合扭矩被應用於變速器202的輸入。EM變速器系統202可以包括根據來自主控制模塊114的擋位變換命令來切換擋位的自動變速器。EM變速器系統202可以包括用於傳動比選擇、旋轉輔助、發動機制動、再生等的一個或多個EM。EM變速器系統202的輸出軸連接到差動齒輪204的輸入。差動齒輪204驅動車軸和車輪200。車輪速度傳感器206產生指示各個車輪200的旋轉速度的信號。發動機系統100還可以包括大氣壓力傳感器208。大氣壓力傳感器208可以用於確定環境狀況，環境狀況可以進一步用於確定期望節氣面積。期望節氣面積可以對應於特定節氣門位置。現在參照圖3A和3B,示出了提供扭矩協調控制的示例性發動機控制系統300。發動機控制系統300可稱為CTC系統或中樞。發動機控制系統300的任何模塊可以執行診斷測試，從而稱為專用診斷模塊。圖3A和3B連在一起繪出完整的功能框圖。圖3A的第一連接標記"A，，疊加圖3B的第二連接標記"A"。圖3A和3B共同稱為圖3。發動機控制系統300採用扭矩請求中樞模塊302，扭矩請求中樞模塊302確定推進扭矩需求並且將推進扭矩需求傳送給推進扭矩控制模塊304。扭矩請求中樞模塊302基於來自下面更詳細描述的各個扭矩請求模塊308-322的輸入來確定推進扭矩需求。扭矩請求模塊308-322包括產生信號以影響對致動器3061-p(即，致動器306)中的一個或多個的控制的模塊，所述致動器改變發動機扭矩。推進扭矩需求表示發動機期望的扭矩以便滿足來自扭矩請求模塊308-322的請求。推進扭矩控制模塊304基於淨推進扭矩需求來控制致動器306中的一個或多個。致動器306影響發動機扭矩。致動器306的示例包括根據設定的點火正時輸送點火火花到發動機的點火模塊；在設定時間輸送適當的燃料量到發動機的燃料噴射模塊；以及，調節例如節氣門角度的電子節氣門控制模塊。扭矩請求模塊308-322中的每一個均可以被分類作為車軸扭矩請求模塊或推進扭矩請求模塊。車軸扭矩請求模塊控制關於路面的車輛速度和車輛牽引力中的至少一個。推進扭矩請求模塊控制發動機、EM、MGU、組合的EM和MGU、和/或它們的組合的輸出扭矩。示例性的車軸扭矩請求模塊圖示於圖3A中，包括踏板位置感測模塊308、駕駛員扭矩請求模塊309、巡航控制扭矩請求模塊310、自適應巡航控制扭矩請求模塊312、以及其它的車軸扭矩請求模塊314w。示例性的推進扭矩請求模塊304圖示於圖3B中，包括防失速模塊316、發動機起動和停止模塊318、發動機容量保護模塊320、以及其它的推進扭矩請求模塊322^K。踏板位置感測模塊308產生指示由車輛操作者請求的車輛加速的踏板位置信號。駕駛員扭矩請求模塊309基於踏板位置信號產生駕駛員扭矩請求。駕駛員扭矩請求也可以基於當前發動機速度和當前車輛速度而定。巡航控制扭矩請求模塊310產生巡^t控制扭矩請求。巡航控制扭矩請求表示使車輛維持在設定速度的車軸扭矩。自適應巡航控制扭矩請求模塊312可以與巡航控制扭矩請求模塊31O通信以基於車輛的周圍環境來改變巡航控制扭矩請求。例如，自適應巡航控制扭矩請求模塊312可以請求減小的車軸扭矩。當巡航控制啟用時，該請求可以使車輛減速和/或使車輛在另一車輛後面維持在最小跟隨距離處。其它的車軸扭矩請求模塊由車軸扭矩請求模塊314w表示，這些模塊共同稱為車軸扭矩請求模塊314。車軸扭矩請求模塊314的第一個示例是牽引力/阻力控制模塊。牽引力/阻力控制模塊確定車軸扭矩變化以控制正車輪滑移和負車輪滑移。正車輪滑移指的是在加速期間由於過度動力系扭矩引起的車輛輪胎和路面之間的滑移。負車輪滑移指的是在減速期間由於過度制動車軸扭矩引起的車輛輪胎和路面之間的滑移。可以基於來自車輪速度傳感器的信號檢測滑移。車軸扭矩請求模塊314的另一示例是車輛超速保護模塊。車輛超速保護模塊確定最大車軸扭矩極限值以使車輛速度維持在預定速度極限以下。車軸扭矩請求模塊314的又一示例是制動扭矩管理模塊。當應用車輛制動器時，制動扭矩管理模塊確定最大車軸扭矩。最大車軸扭矩是在不超過車輛制動器的制動扭矩的情況下能夠提供的車軸扭矩。車軸扭矩請求模塊314的又一示例是穩定性控制模塊。穩定性控制模塊基於車輛的偏航率產生車軸扭矩請求。穩定性控制模塊可以包括在電子穩定性控制系統中。扭矩請求中樞模塊302包括車軸扭矩裁決模塊330、推進扭矩裁決模塊332、以及儲備和負載(reserveandload)控制模塊333。車軸扭矩裁決模塊330接收來自駕駛員扭矩請求模塊309、巡航控制扭矩請求模塊310、車軸扭矩請求模塊314的各種扭矩請求和/或極限。車軸扭矩裁決模塊330基於扭矩請求和/或極限產生淨車軸扭矩請求並且將淨車軸扭矩請求傳送至車軸-推進扭矩轉換模塊336。車軸—推進扭矩轉換模塊336將淨車軸扭矩請求轉換為相應的推進扭矩請求，該推進扭矩請求可以提供給推進扭矩裁決模塊332。所述轉換可以基於車軸差動齒輪的傳動比、車輛車輪的直徑、變速器的傳動比以及變矩器增益而定。16在強混合電動車輛中，來自車軸扭矩裁決模塊330的總車軸扭矩請求被傳送至混合控制模塊340。混合控制模塊340可以確定待由EM或MGU和發動機提供的推進扭矩量。混合控制模塊340基於所述確定來產生推進扭矩請求信號，推進扭矩請求信號分別提供給推進扭矩裁決模塊332和MGU。車軸-推進扭矩轉換模塊336可以與混合控制模塊340相結合。推進扭矩裁決模塊332產生裁決的預測和即時推進扭矩信號，所述信號基於來自各個推進扭矩請求模塊的推進扭矩請求和/或極限、車軸扭矩裁決模塊330、和/或HCM340。推進扭矩裁決模塊332將裁決的預測和即時推進扭矩傳遞至儲備和負載控制模塊333,儲備和負載控制模塊333基於來自儲備扭矩請求模塊350i-Q的儲備扭矩請求將預測和即時扭矩請求傳送至推進扭矩控制模塊304。推進扭矩裁決模塊332從推進扭矩請求模塊316-322接收推進扭矩請求。推進扭矩請求模塊322LK共同稱為推進扭矩請求模塊322。儲備和負載控制模塊333可以從儲備扭矩請求模塊35(^Q(共同稱為儲備扭矩請求模塊350)中的一個或多個接收儲備扭矩請求。儲備附加扭矩可以從發動機提供。儲備扭矩請求模塊350的第一個示例是空調壓縮機扭矩補償模塊。當壓縮機離合器接合和分開時，空調壓縮機扭矩補償模塊請求儲備和負載扭矩補償對以保持恆定的發動機速度。儲備扭矩請求模塊350的另一示例是催化劑起燃模塊。當發動機起動並且具有小於某一溫度的溫度時，催化劑起燃模塊請求發動機點火被延遲以增加排氣氣體溫度並將排氣催化劑加熱至轉化溫度。催化劑起燃模塊也可以請求節氣門開度被增大而點火被延遲以補償任何關聯的扭矩損失。儲備扭矩請求模塊350的另一示例是介入式診斷模塊。介入式診斷模塊(例如空閒催化劑監測器)可改變發動機的空燃比以執行診斷測試。空燃比的這一變化可以改變發動機的扭矩輸出。介入式診斷模塊可以請求儲備扭矩以補償扭矩輸出的這一變化。防失速模塊316確定使發動機維持在運行狀態所需的最小扭矩。防失速模塊316可以基於來自發動機起動和停止模塊318與發動機容量保護模塊320的輸入來增加最小扭矩。發動機容量保護模塊320基於推進系統(發動機)的機械限制提供發動機的最大扭矩極限。示例性的機械限制包括與發動機的機械部件(例如曲軸等)關聯的最大扭矩極限。變速器最大扭矩極限可以提供有來自TCM(例如圖1的TCM52)的變速器最大扭矩請求。發動機容量保護模塊320也提供最小和最大扭矩極限以便於適當的組合。最小扭矩的示例是在失火結果之前能夠用空氣致動獲得的扭矩。最小和最大極限可以提供給推進扭矩裁決模塊332以用於產生請求的總推進扭矩。推進扭矩請求模塊322的示例是變速器扭矩請求模塊，其在變速器換擋期間產生減小發動機扭矩的扭矩請求。其它推進扭矩請求模塊322可以包括發動機超度保護模塊和發動機空轉速度控制模塊。發動機超度保護模塊確定推進扭矩極限以防止發動機速度超過預定發動機速度。發動機空轉速度控制模塊確定在滑行期間使發動機維持在預定空轉速度或在變速器處於驅動擋或空擋時使發動機維持空轉的推進扭矩。其它的推進扭矩請求模塊322可以包括燃料切斷模塊。燃料切斷模塊提供離合器燃料切斷，在車輛裝備有手動變速器且車輛操作者鬆開離合器時可以發生離合器燃料切斷。當離合器分離且從發動機移除負載時，離合器燃料切斷防止發動機速度增加到預定速度以上。強混合動力系統通常包括控制發動機速度的混合控制模塊。在以下公開的實施例中，公開混合控制模塊和發動機控制模塊分別在不同時間控制發動才幾速度。在一個實施例中，HCM和ECM不在相同時間控制發動機速度。HCM和ECM具有不同的相應發動機速度控制技術、算法等。發動機速度控制的轉換和扭矩協調控制的使用允許本文公開的實施例應用於不同的混合動力系控制系統，所述系統包括完全混合動力系控制系統、強混合動力系控制系統和輕度混合動力系控制系統。現在參照圖4，示出了控制系統400。控制系統400包括ECM402、HCM404和電動機發電機單元(MGU)406。ECM402通過起動氣流系統準確地控制基於扭矩的系統中的節氣門。至少參照圖13和14的實施例來描述起動氣流系統。在美國專利申請No.11/848,687中進一步描述了起動氣流系統，該專利申請的全部內容通過引用併入本文。ECM402將節氣門位置設定為可校準值，然後為燃燒扭矩請求(WOM)設定預測值，從而初始化速度控制模塊。WOM扭矩可以指的是不應用EM扭矩時發動機的燃燒扭矩減去制動扭矩。WOM扭矩可以指的是燃燒扭矩減去例如輔助扭矩、增壓器摩擦、發動機摩擦(泵送損失)、動力轉向損失、空調損失等。EM扭矩可以等於曲軸扭矩減去WOM扭矩。ECM402包括車軸扭矩裁決模塊(AXLR)、第一推進扭矩裁決模塊(PTAR_ECM)、扭矩儲備和調節模塊(PATR)、以及推進扭矩控制模塊(TRQR)。AXLR、PTAR—ECM和TRQR類似地用作圖3A和3B的車軸扭矩裁決模塊330、推進扭矩裁決模塊308、儲備和負載控制模塊333、以及推進扭矩控制模塊304。SPDR將期望的空轉速度發送給HCM404的發動才幾起動和停止模塊(ESSR)。PTAR—ECM將發動機空轉速度下預期的變速器負載的期望曲軸扭矩傳遞給第二推進扭矩裁決模塊(PTAR—HCM)。可以在自動起動期間提供信號。PTAR—ECM可以包括制動扭矩裁決模塊(BTAM)和發動機燃燒扭矩模塊(ECTM)。BTAM基於來自AXLR、防失速或空轉速度控制模塊(SPDR)、發動機超速保護模塊(EOSR)和變速器扭矩請求模塊(TTQR)的信號來確定發動機上的適當曲軸扭矩。SPDR與第一發動機性能和容量模塊(ECPR—ECM)通信，ECPR—ECM與HCM404的相應的第二發動機性能和容量模塊(ECPR_HCM)通信。ECPR—HCM由於發動機的機械和燃燒極限而提供ICE的扭矩極限。在自動起動期間或在起動能力才莫式時，ECTM可以從HCM的扭矩請求裁決模塊(TRAR)接收期望的曲軸輸出扭矩信號或燃燒扭矩請求信號(無BASEM扭矩或WOM的曲軸扭矩)。然後ECTM可以通過發送TRQR信號以利用即時扭矩請求調節點火正時來控制制動扭矩。ECSR分別提供鑰匙起動信號和自動起動信號給SPDR和ECTM。對於發動機起動和停止事件，ECSR控制空氣致動，例如節氣門致動。發動機起動和停止事件指的是發動機的啟用和停用。ECSR具有起動氣流模式、起動扭矩模式和停機顫動模式。在自動起動模式期間，ECSR指示起動氣流或起動扭矩模式，ECTM使用ECSR預測扭矩請求來代替TRAR混合預測請求或BTAM曲軸扭矩請求。即時扭矩由HCM提供，而預測請求由ECM提供。這不是因為氣流緩慢且用作設定點。因為串行數據的等待時間，所以不使用串行數據總線來控制氣流。即時扭矩具有比預測扭矩響應時間更快的響應時間，並且可以在串行數據鏈路上被請求。HCM可以基於即時扭矩請求來協調EM和發動機WOM扭矩以便於平穩控制。扭矩儲備請求可以傳送給扭矩儲備和調節模塊(RATR)。例如，在催化劑起燃時間期間，氣流可以增加，點火可以被延遲，同時維持PTAR確定的制動扭矩。作為另一示例，可以確定補償扭矩以補償啟用空調產生的制動扭矩，啟用空調會對發動機產生負載並且影響發動機扭矩輸出。儲備和負載用於滿足來自PTAR的ECTM的燃燒或WOM扭矩請求。在發動機運轉操作期間，制動扭矩信號可由ECM402產生並才是供給HCM404。HCM404然後可以確定將要由發動4幾燃燒或WOM所產生的扭矩量，並且確定多少扭矩將要由EM或MGU產生。HCM404然後產生傳送到ECM402的燃燒扭矩請求(WOM)信號。ECM402控制燃燒產量和/或對應於WOM信號的WOM扭矩。所指示的扭矩是由燃燒事件產生的扭矩。制動器/曲軸/飛輪/變速器輸入是進入發動機的飛輪輸出處的扭矩。當發動機旋轉且燃料OFF時，WOM扭矩等於負旋轉摩擦力。例如，對於四氣缸來說，WOM扭矩可以是-20~-30Nm。當發動機被供應燃料且在空擋時空轉時，WOM扭矩可以上升到零。當變速器被接合時(在BAS自動起動時)，WOM扭矩從-20至-30Nm變為大約20Nm以支持變速器變矩器。在空轉或發動機處於空轉速度時，ECM402可以控制發動機燃燒產量和/或WOM扭矩，而不用考慮來自HCM404的WOM信號。使用藉助於ECM402的發動機點火致動和藉助於HCM404的EM控制以再生動力供應，可以提供正常空轉控制。ECTM可以提供從制動扭矩到發動機燃燒扭矩的電橋旁路(bridgebypass)。換句話說，ECTM可以基於制動扭矩確定發動機燃燒扭矩。WOM扭矩可以等於制動扭矩減去電動機扭矩。PATR產生由TRQR接收的預測和即時扭矩請求信號。TRQR扭矩請求信號和/或控制信號，所述信號提供給增壓致動器模塊(BSTR)、相位致動模塊(PHSR)、節氣門位置和感測模塊(TPSR)、點火控制模塊(SPKR)和燃料控制模塊(FULR)。可以是預測或即時的扭矩請求和控制信號可以基於來自氣缸停用模塊(CDAR)和發動機扭矩估算模塊(ETQR)的信號而產生。HCM404包括ECPR—HCM、PTAR—HCM和TRAR，並且還包括WOM-EM燃料經濟性優化控制模塊(OITR)、發動機起動停止模塊(ESSR)、自動起動和停止模塊(ASSR)、輸入和離合器速度控制模塊(ICSR)、以及混合電機扭矩模塊(HTDR)。OLTR可以基於期望曲軸扭矩來確定期望WOM和EM扭矩。OLTR可以檢測電源或電池電荷狀態。OLTR可以確定發動機的燃料消耗並且確定EM扭矩的調節和/或產生燃燒扭矩請求。OLTR可以例如在執行自動起動時確定穩態目標以提供零(0)電機扭矩。ESSR執行自動起動和停止。ESSR控制EM和發動機速度及扭矩。ASSR接收車輛和動力系水平的輸入並且確定發動機應該是ON(啟用)還是OFF(停用)狀態。當發動機產生正輸出扭矩時，發動機可以認為是啟用的，但是WOM扭矩可以為正或負。ON和OFF狀態被指令給ESSR。ASSR可以例如從ECM402和/或從本文公開的傳感器接收例如冷卻劑溫度信號、空調信息信號、MAP信號、制動真空信號、以及變速器溫度信號。現在參照圖5，示出了示例性發動機控制系統的功能框圖。ECM500的示例性實施例包括車軸扭矩裁決模塊504。車軸扭矩裁決模塊504在駕駛員輸入模塊的駕駛員輸入與其它車軸扭矩請求之間進行裁決。例如，駕駛員輸入可以基於加速器踏板的位置。駕駛員輸入也可以基於巡航控制，巡航控制可以是維持預定跟隨距離的自適應巡航控制。扭矩請求可以包括目標扭矩值以及漸變請求，例如使扭矩漸減至最小發動機停機扭矩或使扭矩從最小發動機停機扭矩漸增的請求。車軸扭矩請求可以包括在車輪滑移期間由牽引控制系統請求的扭矩減小。車軸扭矩請求也可以包括扭曲增大請求以抵消負車輪滑移，在負車輪滑移時，因為車軸扭矩為負，因此車輛的輪胎相對於路面滑動。車軸扭矩請求也可以包括制動管理請求和車輛超速扭矩請求。制動管理請求可以減小發動機扭矩以確保發動機扭矩輸出不超過在車輛停止時制動器保持車輛的能力。車輛超速扭矩請求可以減小發動機扭矩輸出以防止車輛超過預定速度。車軸扭矩請求也可以由車身穩定性控制系統產生。車軸扭矩請求還可以包括例如可在檢測到臨界故障時產生的發動枳W亭機請求。車軸扭矩裁決模塊504基於所接收的扭矩請求之間的裁決結果來輸出預測扭矩和即時扭矩。預測扭矩是ECM500準備產生的扭矩量，並且可常常基於駕駛員的扭矩請求而定。即時扭矩是可小於預測扭矩的當前期望的扭矩量。即時扭矩可以小於預測扭矩以提供扭矩儲備(在下文更詳細地描述)並且滿足臨時扭矩減小的要求。僅舉例來說，在車輛速度接近超速閾值和/或牽引控制系統感測到車輪滑移時可以請求臨時扭矩減小。通過改變響應迅速的發動機致動器可以獲得即時扭矩，而較慢的發動機致動器可以用於準備預測扭矩。例如，可以快速地調節點火提前，而凸輪移相器位置和氣流可由於機械延遲時間而較慢地響應。此外，氣流的變化受到進氣歧管中的空氣輸送延遲的影響。另外，氣流隨著扭矩變化的變化是不明顯的，直到空氣已經被吸入氣缸、壓縮和燃燒為止。可以通過設定較慢的發動機致動器以產生預測扭矩而產生扭矩儲備，而設定較快的發動機致動器以產生小於預測扭矩的即時扭矩。例如，節氣門可以被打開，從而增加氣流且準備產生預測扭矩。同時，點火提前可以被減小(換句話說，點火正時可以被延遲)，從而將實際發動機扭矩輸出減小至即時扭矩。預測扭矩和即時扭矩之間的差可以稱為扭矩儲備。當存在扭矩儲備時，通過改變較快的致動器可以使發動機扭矩從即時扭矩快速地增加到預測扭矩。從而不用等待由於調節較慢致動器之一產生的扭矩變化而獲得預測扭矩。車軸扭矩裁決模塊504輸出預測扭矩和即時扭矩給推進扭矩裁決模塊506。在各種實施方式中，車軸扭矩裁決模塊504可以輸出預測扭矩和即時扭矩給混合優化模塊508。混合優化模塊508確定應該由發動機產生多少扭矩以及應該由EM產生多少扭矩。混合優化模塊508然後輸出修正的預測扭矩值和即時扭矩值給推進扭矩裁決模塊506。在各種實施方式中，混合優化模塊508可以應用在HCM509中。推進扭矩裁決模塊506接收的預測扭矩和即時扭矩從車軸扭矩域(車輪處的扭矩)轉換到推進扭矩域(曲軸扭矩)。該轉換可以發生在混合優化模塊508之前、之後、作為其一部分或者代替混合優化模塊508。推進扭矩裁決模塊506在包括轉換的預測扭矩和即時扭矩的推進扭矩請求之間進行裁決。推進扭矩裁決模塊506可以產生沖裁的預測扭矩和裁決的即時扭矩。通過從接收的請求中選擇獲勝請求可以產生衝裁的扭矩。替代性地或者另外地，基於接收的請求中的另外一個或多個請求來修正接收的請求之一，可以產生裁決的請求。其它推進扭矩請求可以包括用於發動機超速保護的扭矩減小、用於防失速的扭矩增大、以及由TCM請求以適應換擋的扭矩減小。推進扭矩請求也可以由離合器燃料切斷產生，這可以在駕駛員壓下手動變速器車輛中的離合器踏板時減小發動機扭矩輸出。推進扭矩請求也可以包括在檢測到臨界故障時發出的發動機停機請求。僅舉例來說，臨界故障可以包括檢測到車輛盜竊、卡住的起動器電機、電子節氣門控制問題、以及意外的扭矩增大。僅舉例來說，發動機停機請求可始終在裁決中獲勝，從而作為裁決的扭矩被輸出，或者可以完全迴避裁決，直接使發動機停機而不考慮扭矩。推進扭矩裁決模塊506可以仍然接收這些停機請求，使得例如適當的數據可以反饋到其它扭矩請求器。例如，所有其它扭矩請求器可以被告知它們已經輸掉裁決。RPM控制模塊510也可以輸出預測扭矩和即時扭矩請求給推進扭矩裁決模塊506。當ECM500處於RPM模式時，來自RPM控制模塊510的扭矩請求可以在裁決中獲勝。當駕駛員將腳從加速器踏板移開時，例如在車輛從較高速度空轉或滑行時，可以選擇RPM模式。替代地或者另外地，當車軸扭矩裁決模塊504請求的預測扭矩小於可校準扭矩值時可以選擇RPM模式。RPM控制模塊510從RPM軌跡模塊512接收期望RPM，並且控制預測扭矩和即時扭矩請求以減小期望RPM和實際RPM之間的差。僅舉例來說，RPM軌跡模塊512針對車輛滑行可以輸出線性減小的期望RPM,直到發動機RPM達到空轉RPM為止。RPM軌跡才莫塊512然後可以繼續輸出空轉RPM作為期望RPM。在各種實施方式中，RPM軌跡模塊512的功能如共同轉讓的美國專利No.6,405,587中所描述的那樣，該專利於2002年6月18日授權，題為"SystemandMethodofControllingtheCoastdownofaVehicle",其全部公開內容通過引用的方式明確地併入本文。儲備/負載模塊520從推進扭矩裁決模塊506接收裁決的預測扭矩和即時扭矩請求。各種發動機工作條件可影響發動機扭矩輸出。響應於這些條件，儲備/負載模塊520可以通過增大預測扭矩請求來產生扭矩儲備。僅舉例來說，催化劑起燃過程或冷起動排放減小過程可以直接改變發動機的點火提前。儲備/負載模塊520因此可以增大預測扭矩請求以抵消點火提前對發動機扭矩輸出的作用。在另一示例中，例如通過介入式診斷當量比測試和/或新發動機清洗可以直接改變發動機的空燃比和/或空氣品質流量。在這些過程中，可以產生相應的預測扭矩增大以補償發動機扭矩輸出的變化。儲備/負載模塊520也可以在預期到未來負載時(例如空調壓縮機離合器的接合或動力轉向泵操作)產生儲備。在駕駛員首先請求空氣調節時可以產生用於A/C離合器接合的儲備。然後，當A/C離合器接合時，儲備/負載模塊520可以將A/C離合器的預期負載增加到即時扭矩請求。致動模塊524接收作為儲備/負載模塊520的輸出的預測扭矩和即時扭矩。致動模塊524確定將如何實現預測扭矩和即時扭矩請求。致動模塊524可以是發動機專用型的，具有用於汽油機-柴油機的不同控制策略。在各種實施方式中，致動模塊524可以限定致動模塊524之前的依賴於發動機的模塊和獨立於發動機的模塊之間的邊界。例如，在汽油機中，致動模塊524可以改變節氣門的開度，這允許寬的扭矩控制範圍。然而，打開和關閉節氣門導致相對慢的扭矩變化。禁用氣缸也提供寬的扭矩控制範圍，但是也會類似地緩慢且另外涉及到駕駛性和排放問題。改變點火提前是相對快速地，但是不提供很大的扭矩控制範圍。另外，關於點火的可能的扭矩控制量(稱為點火容量)隨著每缸空氣的變化而變化。在各種實施方式中，致動模塊524可以基於預測扭矩產生空氣扭矩請求。空氣扭矩請求可以等於預測扭矩請求，使得設定氣流，從而僅通過改變為其它致動器就可以實現預測扭矩請求。空氣控制模塊528可以基於空氣扭矩請求來確定用於慢致動器的期望致動器值。例如，空氣控制模塊528可以控制期望歧管絕對壓力(MAP)、期望節氣面積、和/或期望每缸空氣(APC)。期望MAP可以用於確定期望增壓，期望APC可以用於確定期望凸輪移相器位置。在汽油系統中，致動模塊524也可以產生點火扭矩請求、停缸扭矩請求、和燃料質量扭矩請求。點火扭矩請求可由點火控制模塊532用來確定從校準的點火提前延遲點火至什麼程度(這減小發動機扭矩輸出)。點火控制模塊532控制點火致動器模塊533。在柴油系統中，燃料質量可以是控制發動機扭矩輸出的主致動器。停缸扭矩請求可以由氣缸控制模塊536用來確定多少個氣缸被停用。氣缸控制模塊536可以指令氣缸致動器模塊120來停用發動機102的一個或多個氣缸。在各種實施方式中，可以一起停用預定的氣缸組。氣缸控制模塊536也可以指令燃料控制模塊537停止為停用的氣缸提供燃料，並且可以命令點火控制模塊532停止為停用的氣缸提供點火。燃料質量扭矩請求可以由燃料控制模塊537用來改變提供給每個氣缸的燃料量。僅舉例來說，燃料控制模塊537可以確定燃料質量，該燃料質量在與當前每缸空氣量結合時產生理想配比燃燒。燃料控制才莫塊537可以指令燃料致動器模塊539來為每個啟用的氣缸噴射該燃料質量。在正常發動機運轉期間，燃料控制模塊537可以嘗試維持理想配比的空燃比。燃料控制模塊537可以使燃料質量增加至理想配比值以上以增加發動機扭矩輸出，並且可以使燃料質量減小以減小發動機扭矩輸出。在各種實施方式中，燃料控制模塊537可以接收不同於理想配比的期望空燃比。燃料控制模塊537然後可以為每個氣缸確定獲得期望空燃比的燃料質量。致動模塊524實現即時扭矩請求所採用的方法可以通過模式設定來確定。模式設定可以例如由推進扭矩裁決模塊506提供給致動模塊524,並且可以指示停用模式、合理模式、最大範圍模式、以及自動致動模式。在停用模式中，致動模塊524可以忽略即時扭矩請求並且嘗試實現預測扭矩請求。致動模塊524因此可以將點火扭矩請求、停缸扭矩請求和燃料質量扭矩請求設定為預測扭矩請求，這使當前發動機氣流條件的扭矩輸出最大化。或者，致動模塊524可以將這些請求設定為預定值(例如範圍之外的值)以禁止通過延遲點火、停用氣缸、或減小燃空比產生的扭矩減小。在合理模式中，致動模塊524可以嘗試通過僅僅調節點火提前來實現即時扭矩請求。致動模塊524因此可以輸出預測扭矩請求給空氣控制模塊528,輸出即時扭矩請求給點火控制模塊532。點火控制模塊532將儘可能地延遲點火以嘗試實現點火扭矩請求。如果期望的扭矩減小大於點火儲備容量(可通過點火延遲獲得的扭矩減小量)，那麼就可能不25會實現扭矩減小。在最大範圍模式中，致動模塊524可以輸出預測扭矩請求作為空氣扭矩請求以及輸出即時扭矩請求作為點火扭矩請求。另外，致動模塊524可以產生停缸扭矩請求，停缸扭矩請求最夠低以使得點火控制模塊532能夠實現即時扭矩請求。換句話說，在僅僅減小點火提前不能實現即時扭矩請求時，致動模塊524可以減小停缸扭矩請求(從而停用氣缸)。在自動致動模式中，致動模塊524可以基於即時扭矩請求減小空氣扭矩請求。例如，只要空氣扭矩請求需要允許點火控制模塊532通過調節點火提前來實現即時扭矩請求，空氣扭矩請求就可被減小。因此，在自動致動模式中，實現了即時扭矩請求，同時允許發動機儘可能快地返回至預測扭矩請求。換句話說，通過儘可能地減小快速響應的點火提前使得對相對較慢響應的節氣門校正的使用最小化。扭矩估算模塊540可以估算發動機的扭矩輸出。該估算扭矩可以由空氣控制模塊528用來執行對發動機氣流參數(例如MAP、節氣面積和移相器位置)的閉環控制。僅舉例來說，可以限定扭矩關係，例如T=fM屍C,5X&,爿F,(97:弁)，其中扭矩(T)是每缸空氣(APC)、點火提前(S)、進氣凸輪移相器位置(I)、排氣凸輪移相器位置(E)、空燃比(AF)、油溫(OT)、和啟用氣缸數(#)的函數。可以考慮附加變量，例如廢氣再循環(EGR)閥的開度。該關係可以由方程建模和/或可以存儲作為查找表。扭矩估算模塊540可以基於測量的MAF和當前RPM確定APC,從而允許基於實際氣流的閉環空氣控制。由於移相器可以朝期望位置運動，所使用的進氣和排氣凸輪移相器位置可基於實際位置而定。另外，可以使用校準的點火提前。該估算扭矩可以稱為空氣扭矩，即，在不考慮隨點火提前而變的實際發動機扭矩輸出的情況下，對在當前氣流下能夠產生多少扭矩的估算。空氣控制模塊528可以產生輸出給增壓調度模塊541的期望歧管絕對壓力(MAP)信號。增壓調度模塊541使用期望MAP信號來控制增壓致動器模塊542。增壓致動器模塊542然後控制一個或多個渦輪增壓器和/或增壓器。空氣控制模塊528可以產生輸出到節氣門致動器模塊543的期望面積信號。節氣門致動器模塊543然後調節節氣門以產生期望節氣面積。空氣控制模塊529可以使用估算扭矩和/或MAF信號以便執行閉環控制。例如，可以基於估算扭矩和空氣扭矩請求的比較來控制期望面積信—，空氣控制模塊528也可以產生輸出到移相器調度模塊544的期望每缸空氣(APC)信號。基於期望APC信號和RPM信號，移相器調度模塊544可以利用移相器致動器模塊545來控制進氣和/或排氣凸輪移相器的位置。返回參考點火控制模塊532,可以在各種發動機工作條件下校準點火提前值。僅舉例來說，扭矩關係可以反轉為求解期望點火提前。對於給定的扭矩請求(tdes),可以基於&e,=rYr&,爿屍c,/,爿f,or,#」確定期望點火提前(sdes)。該關係作為方程和/或查找表來實現。空燃比(AF)可以是由燃料控制;f莫塊540指示的實際比。當點火提前設定為校準的點火提前時，所得到的扭矩可以儘可能地接近於平均最佳扭矩(MBT)。MBT指的是在使用具有大於預定閾值的辛烷值的燃料時，點火提前被增大時對於給定氣流產生的最大扭矩。該最大扭矩出現時的點火提前可稱為MBT點火。因為例如燃料品質(例如較低的辛烷燃料)和環境因素，校準的點火提前可以不同於MBT點火。校準的點火提前時的扭矩因此可以小於MBT。在下面的圖6-10的步驟中，描述了多個操作模式和方法。所述模式和方法可以應用於圖1-5的系統中的任何一個系統或系統組合。在以下步驟中，第一發動機速度控制模式指的是通過利用EM扭矩作為主控制致動器的HCM對發動機速度的控制。第二發動機速度控制模式指的是通過利用WOM扭矩作為主控制致動器的ECM對發動機速度的控制HCM和ECM可以操作於正常、後備和積極自動起動模式，同時操作於第一和第二發動機速度控制模式中的任一模式。而且，在以下步驟中，描述了點火延遲和提前事件。在正常工作範圍內維持點火正時以防止失火。這改進了扭矩估算並且減小了排放產量。正常和積極模式是車輛操作者引起的。後備模式是系統引起的並且不必由車輛操作者引起。在車輛操作者鬆開踏板且加速器信號小於預定值(無壓入到輕微壓入)時可以觸發正常模式，所述鬆開踏板可以由制動器踏板傳感器產生的制動器踏板信號指示。後備模式可以指的是在控制系統由於操作空調、電源充電等而執行自動起動時的模式。積極模式可以在加速器信號大於預定值(重壓入)時觸發。ECM在自動起動期間控制氣流致動器。氣流控制提供了緩慢響應，因此是慢致動器。ECM控制氣流，代替了在自動起動期間在ECM和HCM之間(例如在串行數據鏈路上)傳遞空氣致動扭矩命令。這防止了節氣門不穩定性。現在參照圖6和圖7，示出了以正常模式或後備模式操作控制系統的方法。雖然下面的步驟主要關於圖l-5和圖7的實施例進行描述，但是這些步驟可容易改變以適用於本發明的其它實施例。圖7包括發動機速度信號(RPM)、EM(EM)扭矩信號、期望曲軸扭矩信號、WOM扭矩信號、節氣門位置信號、氣缸燃料啟動信號、ESSI^莫式信號、點火正時信號、MAP信號。所述方法可開始於550。在步驟551中，接收自動起動命令信號。自動起動命令信號可以指的是由HCM、ECM、主控制模塊產生的信號，或者可以指的是由制動器傳感器、加速器傳感器或其它車輛操作者引起的信號發生器產生的信號。例如，當車輛操作者鬆開制動器踏板時可以觸發自動起動，所述鬆開制動器踏板可以由制動器踏板傳感器產生的制動器踏板信號來指示。作為另一示例，自動起動可以由加速器的致動來觸發。這可以由加速器踏板傳感器產生的加速器信號來指示。制動器踏板信號和加速器信號可以稱為自動起動命令信號。在步驟552中，ECM和HCM以第一發動機速度控制模式操作。在步驟554中，ECM產生空轉速度信號和基於發動機空轉速度而定的變速器負載信號。在步驟556中，為了使發動機最初被供應燃料且啟動點火時的燃燒扭矩最小，發動機的歧管壓力被減小(抽氣降壓)。這在啟動燃料和火花(點火)之前被執行，並且提供平穩起動。歧管壓力的減小使發動機氣缸內的壓力減小。歧管壓力在啟用發動機(增加WOM扭矩)之前被減小。EM扭矩可被增加，從而增加發動機速度以對發動機的歧管和/或氣釭抽氣降壓。在步驟558中，可以接收或產生扭矩請求信號。扭矩請求信號可以被ECM的模塊接收，並且對應於開始自動起動時期望的動力系輸出扭矩。動力系期望輸出扭矩可以例如等於在適當地燃燒而不失火時的最小氣流和最小點火(點火正時被延遲)時的發動機扭矩。在步驟559中，ECM可以基於扭矩請求信號計算動力系輸出扭矩。為了使發動機速度擾動(發動機速度加速或減速中的突變)最小而同時啟動燃料和點火，燃燒扭矩可減到最小，然後漸增至期望空轉曲軸扭矩水平。在步驟560中，ECM基於確定的和/或計算的用於最小化節氣面積的預測扭矩來定位節氣門。在處於第一和第二發動機速度控制模式時，通向發動機的氣流由ECM控制。ECM可以控制氣流並且將請求的扭矩轉換為節氣門位置。這提供了穩定的節氣門請求。可以關於圖13和圖14所述的那樣來控制氣流。ECM可以基於起動氣缸事件(crankingcylinderevent)和發動機的冷卻劑溫度來控制節氣門位置。節氣面積隨著發動機速度的增力口而增力口。起動氣流表可以用於自動起動。起動氣流表對於正常模式、後備模式和積極模式來說可以是不同的。對於正常模式或後備模式，起動氣流表可以具有初始起點，初始起點被校準以關閉節氣門，從而增進MAP壓力的減小。起動氣流表可以從初始起點轉變到空轉氣流點，空轉氣流點對應於提供用於操作空轉發動機的節氣門位置且提供零EM扭矩。對於積極模式，起動氣流表可以具有對應於節氣門被部分打開的初始起點。另外，或者替代地，起動氣流表可以具有這樣的點這些點對應於使氣流以比關聯於正常模式和後備模式的點的速率更快的速率漸增。起動氣流表可以包括例如與起動事件、冷卻劑溫度和氣流相關的第一表。控制系統可以被校準且第一表可以與基本加速器踏板位置關聯。例如，基本踏板位置可以指的是10%旋轉位置。可以基於當前起動事件和10。/。旋轉位置的冷卻劑溫度來確定氣流水平X。可以基於氣流水平X確定節氣面積或節氣門位置。第二起動氣流表可以通過倍增因數使加速器踏板位置與基本踏板位置相關。例如，20。/o踏板位置可以具有相應的倍增因數Y。氣流水平X可以乘以倍增因數Y以確定20%踏板位置的氣流Z。在步驟562中，EM扭矩被增加至預定水平，從而克服發動機的摩擦力和泵送壓力並且支持變速器輸入負載。這由圖7的EM扭矩信號的節段563示出。EM扭矩被提供給發動機的曲軸。基於空轉速度信號和變速器負載信號調節EM扭矩以增加發動機的速度。該調節可以關於圖12的實施例來描述。發動機速度的增加由RPM信號的節段565示出。29HCM基於來自ECM的期望空轉速度信號和預期扭矩負載或變速器負載信號來使EM功率漸增。EM扭矩可以被減小而發動機速度漸增，這是因為所要克服的慣性很小。這由EM扭矩信號的節段567示出，並且在啟動發動機的WOM扭矩之前完成。HCM基於空轉速度信號和變速器負載信號來調節EM扭矩以增加發動機的速度。該調節可關於圖12的實施例所述的那樣來執行。在步驟564中，使燃料通向發動機。燃料噴射器能夠以噴射器之間無延遲的方式相繼啟動。將延遲包含進來會減小扭矩估算的精度，在調節EM扭矩時HCM可以使用所述扭矩估算。ECM可以基於啟用的氣缸數來確定發動機扭矩輸出的平均估算值。延遲的使用會導致平均估算值在某些時刻不準確。延遲也延長了執行自動起動所用的時間。在步驟566中，ECM可以推遲發動機的點火以4吏發動機燃泮牛被最初啟動時的燃燒扭矩最小。在步驟568中，ECM使點火正時提前並且增加供應給發動機的燃料。這由點火正時信號的節段569和燃料信號的節段571示出。在柴油機上，燃料質量被控制。點火的調節可以基於期望曲軸輸出扭矩信號而定。步驟566可以再步驟564之前執行。在步驟570中，ECM啟動並且使發動機的燃燒扭矩和/或WOM扭矩增加到至少空轉速度扭矩水平。這允許基於發動機的燃燒扭矩而不藉助於EM或MGU來使發動機仍然處於和/或維持在空轉速度。ECM可以增加發動機的燃燒扭矩和/或WOM扭矩以提供期望曲軸輸出扭矩。WOM扭矩的增加由可從HCM發送至ECM的WOM信號的節段573示出。HCM可以通過期望曲軸輸出扭矩信號的產生來產生WOM扭矩請求。這可以對應於開環變速器負載。HCM可以使WOM扭矩請求從發動機摩擦扭矩水平漸變至期望穩態變速器負載水平。這可以基於對ECM確定的發動機扭矩輸出的平均估算來完成。ECM可以使燃燒扭矩從發動機的摩擦扭矩水平漸變至對應於穩態變速器負載的空轉速度扭矩水平。在步驟572中，HCM等待穩定期。這允許在執4亍發動機速度控制轉換時確定、維持和使用一致的EM扭矩。這也允許由HCM確定EM扭矩誤差或變速器負載誤差。ECM扭矩誤差或變速器負載誤差被維持在恆定狀態，直到發動機速度控制轉移到ECM之後為止。在步驟574中，HCM將發動機速度控制從HCM轉移至ECM。該轉移發生在發動機以大於或等於空轉速度的速度運轉之後。該轉移也發生在WOM扭矩大約等於期望曲軸輸出扭矩之後。EM或MGU在步驟572之後可以用作發動機。ECM可以通過調節點火正時來控制發動機速度。這可以在HCM確定自動起動已經完成時發生。HCM和ECM基於相同的指示(例如ESSR模式信號或發動機速度控制模式信號)來改變操作模式。當轉移發生時，如上所述，輸入和離合器速度控制模塊(ICSR)可以確定EM扭矩誤差。在控制轉移期間，EM扭矩誤差可以從HCM提供給ECM。ECM可以相應地調節EM扭矩誤差。EM扭矩誤差是得知的扭矩誤差，其可以由於標稱系統的變速器負載差異引起的發動機WOM扭矩估算誤差而產生。標稱系統的變速器負載指的是多個車輛中的平均變速器負載。在轉變之後，ICSR可以使EM扭矩誤差漸變至零。這通過用作穩態EM負載的TRAR命令預測電機扭矩來傳送。這允許控制系統得知任何起動-起動變化(start-to-startvariation)。這在轉變至ECM發動機速度控制時防止致動器調節中的突然增大或減小。ICSR將發動機速度閉環調節至期望速度水平。EM扭矩可以在提供的WOM扭矩和基於標稱系統的預期WOM扭矩之間^是供扭矩誤差。所得知的閉環控制的EM扭矩誤差的積分通過命令預測電機扭矩傳遞至ECM。當TRAR命令預測電機扭矩改變時，ECM相應地調節WOM扭矩。ICSR可以用作比例積分微分(PID)控制器，其積分部分傳送至在自動起動期間得知的ECM扭矩誤差。代替使比例增益漸減的是，積分部分通過命令預測電機扭矩提供給ECM。ECM可以在最初提供標稱WOM扭矩量。在當前發動機速度不匹配期望發動機速度時，ICSR可以調節EM扭矩。EM用於調節發動機的輸出扭矩以提供期望發動機速度。這可以使用和/或基於可校準定時器、可校準發動機速度和EM扭矩偏差閾值來執行。在步驟576中，EM扭矩被維持在大約零牛頓'米(Nm)。設定WOM致動器(空氣、燃料和點火)以提供大約為零的EM扭矩基礎。由於來自標稱值的WOM估算誤差和變速器負載變化，WOM致動器被調節。EM扭矩不被控制為零，除非ECM閉環系統確定EM扭矩為零適合於以期望空轉速度控制發動機。在步驟578中，在轉移至對空轉速度的ECM控制之後，EM扭矩可以增加或漸變至用於平衡電源的電荷狀態(SOC)的EM扭矩水平。僅舉例來說，SOCial可以大約在最大SOC的35-65。/。之間。步驟576可以在WOM扭矩穩定後執行。這是因為氣流控制相對較慢。當HCM控制為了充電目的而改變扭矩請求輸出例如-20Nm時，ECM補償該改變。起動期間的氣流不動態地取決於電源的電荷狀態(SOC)。在進入ECM空轉速度控制之後去除扭矩輸出的可變性。所述方法可結束於580。上述步驟是說明性的示例；所述步驟可以相繼地、同步地、同時地、連續地、在重疊時間段中或者根據應用以不同順序執行。現在參照圖8和圖9，示出了以積極模式操作控制系統的方法。雖然下面的步驟主要關於圖l-5和圖9的實施例進行描述，但是這些步驟可容易改變以適用於本發明的其它實施例。圖9包括發動機速度信號(RPM)、EM(EM)扭矩信號、期望曲軸扭矩信號、WOM扭矩信號、節氣門位置信號、燃料供應信號、ESSI^莫式信號、點火正時信號、MAP信號。所述方法可開始於600。在步驟601中，接收自動起動命令信號。自動起動命令信號可以指的是由HCM、ECM、主控制模塊產生的信號，或者可以指的是由制動器傳感器、加速器傳感器或其它車輛操作者引起的信號發生器產生的信號。在步驟602中，ECM和HCM以第一發動機速度控制模式操作。在步驟604中，ECM產生空轉速度信號和基於發動機空轉速度而定的變速器負載信號。在步驟606中，為了使發動機最初被供應燃料且啟動點火時的燃燒扭矩最小，發動機的歧管壓力被減小(抽氣降壓)。這在啟動燃料和火花(點火)之前被執行，並且提供平穩起動。這也減小了發動機被啟用時的初始輸出扭矩。歧管壓力在啟用發動機之前被減小。在步驟610中，可以接收或產生扭矩請求信號。扭矩請求信號可以被ECM的模塊接收，並且對應於開始自動起動時期望的動力系輸出扭矩。動力系期望輸出扭矩可以例如等於在適當地燃燒而不失火時的最小氣流和最小點火(點火正時被延遲)時的發動機扭矩.在步驟612中，ECM可以基於扭矩請求信號計算動力系輸出扭矩。在步驟614中，ECM基於確定的和/或計算的用於最小化節氣面積的預測扭矩來定位節氣門。在處於第一和第二發動機速度控制模式時，通向發動機的氣流由ECM控制。ECM可以控制氣流並且將請求的扭矩轉換為節氣門位置。可以關於圖13和圖14所述的那樣來控制氣流。對氣流的控制使得啟動點火時的燃燒扭矩最小。ECM可以基於起動氣缸事件和發動機的冷卻劑溫度來控制節氣門位置，如上文關於圖6和圖7的實施例所述的那樣。節氣面積隨著發動機速度的增大而增大。在步驟616中，EM扭矩被增加至預定水平，從而克服發動機的摩擦力和泵送壓力並且支持變速器輸入負載。這由EM扭矩信號的節段609示出。基於空轉速度信號和變速器負載信號調節EM扭矩以增加發動機的速度。該調節可以關於圖12的實施例來描述。發動機速度的增加由RPM信號的節段611示出。HCM基於來自ECM的期望空轉速度信號和預期扭矩負載或變速器負載信號來使EM功率漸增。EM扭矩可以被減小而發動機速度漸增，這是因為所要克服的慣性很小。這由EM扭矩信號的節段613示出。HCM基於空轉速度信號和變速器負載信號來調節EM扭矩以增加發動機的速度。該調節可關於圖12的實施例所述的那樣來執行。在步驟618中，如節段615處的期望曲軸輸出扭矩信號所示，HCM或ECM可以增大所產生的扭矩請求。這可以基於駕駛員加速器iP備板請求而定。期望曲軸輸出扭矩基於車輛速度、發動機速度和加速器位置的駕駛性控制期望扭矩水平而定。HCM或ECM可以使WOM扭矩請求從發動機摩擦扭矩水平漸變至對應於駕駛員加速器踏板請求的期望曲軸輸出扭矩水平。EM扭矩提供期望曲軸扭矩水平和WOM扭矩輸出之間的差。在步驟620中，使燃料通向發動機。步驟616可以與步驟614在相同時間或在相同時間段中執行。燃料噴射器能夠以噴射器之間無延遲的方式相繼啟動。在步驟622中，ECM可以推遲發動機的點火以使發動機燃料被最初啟動時的燃燒扭矩最小。步驟622可以在步驟620之前執行。在步驟624中，進行模式變換和轉移。代替在HCM和ECM之間轉移對空轉發動機速度的控制的是，從HCM空轉速度控制轉移至ECM駕駛員扭矩請求模式。HCM將發動機速度的控制從HCM轉移至ECM。該轉移在如下時刻發生，即在發動機速度已經增加直到變速器扣具(lash)已被接合且避免了擾動的時刻。ECM基於零踏板扭矩(ZPT)、加速器踏板解譯(interpretation)和當前發動機速度來調節車輛操作者請求的扭矩。從自動起動到ECM駕駛員扭矩請求模式(標稱模式)的ECM控制轉移(切換)可以由ECSR執行，ECSR基於啟用的燃料和積極模式指示轉變為無請求。換句話說，HCM和ECM的操作從HCM控制的空轉速度控制模式切換到ECM控制的ECM駕駛員扭矩請求模式。在ECM駕駛員扭矩請求模式中，發動機速度可以增加到空轉速度以上。當轉移發生時，如上所述，輸入和離合器速度控制模塊(ICSR)可以確定EM扭矩誤差。在轉變之後，ICSR可以使EM扭矩誤差漸變至零。這通過TRAR命令預測電機扭矩來傳送。這允許控制系統得知任何起動-起動變化。這在轉變至ECM發動機速度控制時防止致動器調節中的突然增大或減小。ICSR提供使EM扭矩誤差減小至零的閉環，這改變了TRAR命令預測電機扭矩。當TRAR命令預測電機扭矩改變時，ECM相應地調節WOM扭矩。這可以使用和/或基於可校準定時器、可校準發動機速度和EM扭矩偏差閾值來扭j亍。在步驟626中，ECM使點火提前並且增加供應給發動機的燃料。這可在發動機被啟用時發生。這由點火信號的節段619和燃料信號的節段621示出。在柴油機上，燃料質量被控制。這些快速致動器(點火和燃料致動器)的調節可以基於期望WOM輸出扭矩信號而定。在步驟628中，HCM使EM扭矩增加，如節段623所示。這利用有關圖12的關係獲得期望曲軸扭矩輸出信號(EM扭矩等於曲軸扭矩減去WOM扭矩)。在步驟630中，ECM可以使發動機燃燒扭矩和/或WOM扭矩增大以匹配期望曲軸輸出扭矩。WOM扭矩的增加由WOM信號的節段625示出，並且可以由HCM控制。在步驟632中，HCM使EM扭矩漸減，如節段627所示。HCM可以基於期望曲軸扭矩和WOM扭矩之間的差來使EM扭矩漸減。當所述差減小時，EM扭矩減小。ECM可以處於正常車輛操作者解譯模式中。在發動機的WOM扭矩輸出增大並且低於期望曲軸輸出扭矩時，EM用於提供ECM命令的扭矩請求。當ESSR信號指示燃料被啟動時，ECM可以開始以正常車輛操作者解譯模式來操作。在步驟634中，EM扭矩被維持在大約O牛頓'米(Nm)。在步驟636中，EM4a矩可以增加或漸變至用於平4軒電源或一個或多個電池的電荷狀態(SOC)的EM扭矩水平。步驟636可以在WOM扭矩穩定後4丸行。定時器可以用來確保ECM歧管/氣流達到提供駕駛員請求的水平並且確保所有氣缸都已被供應燃料。所述方法可結束於638。上述步驟是說明性的示例；所述步驟可以相繼地、同步地、34同時地、連續地、在重疊時間段中或者根據應用以不同順序執行。現在參照圖IO,示出了說明BAS系統的動力系扭矩的視圖。WOM扭矩Te是在曲軸處由氣缸壓力、摩擦力、以及發動機驅動的附屬部件(動力轉向、空調、水泵、冷卻風扇、增壓器等)產生的扭矩，但是不包括EM扭矩或BAS扭矩。WOM扭矩Te加上應用於曲軸的EM扭矩Tn^cs(與電機扭矩成比例)等於曲軸扭矩Tcs，如等式1所示。丁CS=丁e+丁mACS(1)應用於曲軸的EM扭矩TmAcs等於EM扭矩Tm乘以BAS系統的;骨壽侖比(PulleyRatio),^口等式2戶斤示。TmACS=Tm.PulleyRatio(2)加速器踏板位置和制動器踏板位置(以及多個其它輸入)確定期望曲軸輸出扭矩或曲軸扭矩命令Tcsc咖d。HCM可以確定獲得曲軸扭矩命令Tcsc咖d的合適方法，並且產生WOM扭矩請求(命令)Tec咖d和EM扭矩命令TmC腿d，如等式3所提供的，其中，TeAct^是實際WOM扭矩。WOM扭矩請求Tec咖d提供給ECM並且基於該WOM扭矩請求提供實際WOM扭矩TeA咖a,。這補償了瞬時發動機扭矩誤差。在發動機扭矩控制模式時可以使用等式3。T=TcSCmnd—TeActual(3)mCmnd-pulleyRati0在處於發動機速度控制模式或燃料經濟性模式時可以使用等式4。在該模式中，EM扭矩命令Tmc福等於曲軸扭矩命令Tcsc皿d減去WOM扭矩命令TeC咖d。T=TCSCmnd-Ted(4)mCrmd-pulleyRatio在自動起動或自動停止啟用模式(ESSR超馳(override)模式)中，等式5可以用於產生EM扭矩命令Tmc咖d。T=丁CSLoadEs肌DR—丁eEstESSR+e.NeESSR+(5)ncumd—pulleyRatioTc化。adEstHTDR是由HTDR確定的估算曲軸負載(結合了應用於曲軸的發動機和電機扭矩以支持變速器負載)，TeEstEssR是由ESSR估算的發動機扭矩，Je是發動機慣量(相對於曲軸結合了發動機和電機慣量)，N是發動機速度，T^EssR是由ESSR確定的發動機加速度，TcucsR是來自閉環速度控制模塊或ICSR的扭矩命令，其被產生以維持期望發動機速度。在自動起動或自動停止期間，來自ECM的曲軸扭矩命令代表在期望空轉速度時的變矩器負載。HTDR根據發動機停止時發動機速度為零來修正該信號。所得到的信號是對變矩器負載的估算。在自動起動或自動停止起作用時，ESSR通過減去阻力矩校準值來修正發動機扭矩估算值。阻力矩是對發動機扭矩模型的低速校正。ESSR計算ICSR使用的發動機速度命令和HTDR使用的發動機加速命令。在自動起動或自動停止期間，啟動ICSR提供的閉環電機速度控制。在從自動起動轉變至正常操作時，閉環的閉環項漸增至零。電機扭矩命令被限制於電機扭矩容量、電池電力極限、電壓極限和電流極限。現在參照圖ll，示出了說明確定電機扭矩的視圖。該視圖公開了HCM700和ECM702。HCM700接收ECM輸出(例如曲軸扭矩命令704、實際發動枳i扭矩(實際WOM扭矩)信號706、空轉速度命令708、發動機速度信號710和預測曲軸扭矩命令712)並且產生ECM輸入。ECM輸入包括制動輔助差量車軸扭矩請求714、曲軸實際電機扭矩信號716、曲軸預測電機扭矩信號718、預測發動機扭矩命令720、當前發動機扭矩命令722、發動機扭矩響應類型信號724、以及發動機起動/停止模式信號726。HCM700還從制動器踏板傳感器729接收制動器踏板位置信號728。ECM702還從加速器踏板位置傳感器731接收加速器踏板位置信號730。HCM700包括制動輔助模塊732、空轉負載標量模塊734、阻力矩模塊736、起動曲線計算模塊738、速度控制模塊739、發動機扭矩模塊740、以及發動機起動控制模塊742。制動輔助模塊732基於制動器踏板位置信號728產生制動輔助差量車軸扭矩請求714。空轉速度命令708被提供給阻力矩模塊736和起動曲線計算模塊738。阻力矩模塊736基於發動機速度信號710和阻力矩表來確定阻力矩750。通過第一加法器752從實際發動機扭矩信號706減去阻力矩750,從而產生發動機扭矩估算值754。發動機速度信號710經由除法器756除以空轉速度命令信號708以產生空轉速度分數值758。空轉負載標量模塊734基於空轉速度分數值758和空轉負載標量表來產生空轉負載標量760。空轉負載標量760經由乘法器761乘以曲軸扭矩命令704以產生變矩器負載估算值762。起動曲線計算模塊738基於空轉速度命令708產生發動機速度命令764。由導數模塊766確定發動機速度命令764的導數以產生發動機加速命令768。發動機加速命令768經由乘法器770乘以發動機慣量Je,其結果提供給第二加法器772。第二加法器772從變矩器負載估算值762與發動機加速命令乘以發動機慣量Je的結果的和中減去發動機扭矩估算值754。來自第二加法器772的加法結果776經由除法器778除以滑輪比rp以產生開環電機扭矩780。經由第三加法器790從發動機速度命令764減去發動機速度710。第三加法器790的加法結果792由速度控制模塊739用來產生閉環電機扭矩794。開環電機扭矩780和閉環電機扭矩794由第四加法器796相加以產生電機扭矩命令798。電機扭矩模塊800基於電機扭矩命令798產生實際電機扭矩信號802。實際電機扭矩信號802經由第一滑輪比模塊804乘以滑輪比rp以產生曲軸實際電機扭矩信號716。閉環電機扭矩794經由第二滑輪比模塊810乘以滑輪比rp以產生曲軸預測電機扭矩信號718。發動機扭矩模塊740基於預測曲軸扭矩命令712產生期望發動機扭矩命令812。期望發動機扭矩命令812和預測曲軸扭矩命令712對應於期望空轉速度時的變矩器負載。發動機起動控制模塊742基於期望發動機扭矩命令812產生預測發動機扭矩命令720、當前發動才幾扭矩命令722、發動才幾扭矩響應類型信號724和發動機起動/停止模式信號726。現在參照圖12,示出了說明節氣門位置控制的功能框圖。參照圖l,主控制模塊51、ECM54、和/或HCM56(用900標記)可以包括發動機起動模塊902、氣流-扭矩確定模塊904、系統扭矩控制模塊906、扭矩-氣流確定模塊(可以包括氣流-扭矩逆解確定模塊)908、以及節氣門位置確定模塊910。發動機起動模塊902可以與氣流-扭矩確定模塊904通信，並且可以為其提供指示發動機起動條件的初始期望氣流值(MAFDES—J的信號。如下所述，發動機起動模塊902可以基於包括發動機冷卻劑溫度、發動機運行時間和大氣壓力的一系列參數來確定MAFdes」。發動機起動模塊902可以在整個發動機開動時的起動過程中以預定的時間步確定MAFDES」。當發動機從起動轉變至空轉時，發動機起動模塊902可以為氣流-扭矩確定模塊904提供指示當前MAFdes—j的信號。氣流-扭矩確定模塊904可以與系統扭矩控制模塊906通信，並且可以基於來自發動機起動模塊902的MAFoEsj向其提供指示發動機最小扭矩水平(Tmin)的信號。氣流-扭矩確定模塊904可以通過計算確定對應於MAFdes—i的最小扭矩水平T顧值。MAFDES—i可以轉換為每缸空氣(APC)值並且傳送至計算。計算可以包括扭矩模型，例如美國臨時專利申請No.60/861,494中公開的APC扭矩模型，該專利申請的公開內容通過引用的方式明確地併入本文。提供給系統扭矩控制模塊906的最小扭矩水平Tmin可以用作在車輛運行期間發動機工作的最小扭矩水平。更具體地，丁m!n可以用於發動機的扭矩調節。系統扭矩控制模塊906可以設定發動機空轉控制的最小扭矩水平。系統扭矩控制模塊906還可以包括扭矩裁決系統，例如美國專利申請No.11/712,597中公開的系統，該專利申請的公開內容通過引用的方式明確地併入本文。系統扭矩控制模塊906可以基於需要防止不良狀況(例如發動機失速或失火)的最小扭矩水平來總體上控制車輛扭矩請求。然後，來自系統扭矩控制模塊906的調節扭矩水平(Tadj)可以傳送至扭矩-氣流確定模塊908。由系統扭矩控制模塊906提供的調節扭矩水平TADJ可以大致類似於氣流-扭矩確定模塊904提供的TMN。然而，系統扭矩控制模塊906可以另外考慮駕駛員扭矩請求。例如，加速器踏板的位置可以由加速器踏板傳感器提供給系統扭矩控制模塊906。對於鑰匙起動，當加速器位置為零時，那麼調節扭矩水平TADj等於TMiN。對於自動起動，可以不進行扭矩的調節，並且穩定性TM!N被提供給扭矩-氣流確定模塊908。在確定來自發動機起動模塊902的MAFDEsj期間，加速器踏板位置可以被初始化為對應於未致動加速器踏板的零位置。加速器踏板位置的初始化可通常消除"失靈踏板(deadpedal)"狀況。"失靈踏板"狀況可通常特徵在於使加速器踏板移位而沒有相應的節氣門開度的增加。這樣，零踏板位置可以對應於如下節氣門位置該位置對應於加速器踏板處於未致動位置時的丁adj。因此，如果使用者踏上加速器踏板，那麼在系統扭矩控制模塊906處產生扭矩請求。該請求傳到扭矩-氣流確定模塊908,在這裡確定最終期望發動機氣流(MAFDES_f)。可以按類似於上述關於在氣流-扭矩確定才莫塊904處確定丁min的方式來確定MAFDESf。計算可以包括扭矩^^莫型，例如美國臨時專利38申請No.60/861,494中公開的逆APC扭矩模型。如上所述，由扭矩-氣流確定模塊908確定的MAFDESf可以大致等於由來自系統扭矩控制模塊906的任何其它扭矩請求所調節的發動機起動模塊902的MAFDESj。MAFDES—f然後可用於調節發動機起動的節氣面積。更具體地，扭矩-氣流確定模塊908可以向節氣門位置確定模塊910提供指示MAFdes—f的信號。節氣門位置確定模塊910可以確定與MAFoEsj關聯的期望節氣面積(Athrdes)。可以基於與大氣條件和MAFDESf關聯的流動密度確定AiHRDES。這樣，變化的大氣條件被自動地用於計算Athrdes，Athrdes可以如下確定formulaseeoriginaldocumentpage39R是通用氣體常數，O根據以下關係基於PR而定:formulaseeoriginaldocumentpage39PR通常確定為MAP和pbaro之間的比。Pbaro可以直接用大氣壓力傳感器測量或者可以使用其它已知參數來計算。PcRinCAL定義為流經節氣門的空氣速度等於聲速時的壓力比。該條件稱為扼流或臨界流。臨界壓力比才安下式確定formulaseeoriginaldocumentpage39y等於空氣的比熱比並且可以在大約1.3至大約1.4的範圍內。這樣，本發明在變化的環境條件下通過考慮壓力比PR來提供準確的扭矩控制。現在參照圖14,示出了確定節氣面積的方法。所述方法描述了用於基於氣流的起動節氣門控制系統的控制邏輯。所述方法確定氣流速率以為發動機提供穩定起動和空轉條件。氣流速率可用於設定發動機工作的最小扭矩水平以及發動機起動的節氣面積。所述方法可開始於步驟920。在步驟922中，確定發動機工作參數。發動機工作參數可以包括發動機冷卻劑溫度、發動機運行時間、以及大氣壓力。在步驟924中，確定初始期望發動機氣流MAFoEs—i。可以基於隨確定的發動機工作參數而定的預定查找表來確定初始期望發動機氣流MAFoEs」。初始期望發動機氣流MAFDEs一i可通常與發動機起動或起動條件所期望的氣流相關聯。在步驟926中，確定扭矩值。可以基於初始期望發動才幾氣流MAFoEsj確定扭矩值。可以如上關於氣流-扭矩確定模塊904所述的那樣來確定扭矩值。在步驟928中，可以設定系統最小扭矩(TMIN)。系統最小拉矩Tmin可以如上關於系統扭矩控制模塊906所述的那樣來設定。可以從使用者考慮附加扭矩請求，例如加速器踏板致動。可以基於附加的使用者扭矩請求來修正步驟926的扭矩值以產生調節扭矩請求(TADJ)。在步驟930中，基於調節扭矩請求TAm確定最終期望氣流(MAFDESf)。如上關於扭矩-氣流確定模塊908所述的，可以使用逆扭矩計算來確定最終期望氣流MAFdesj。在步驟932中，確定期望節氣面積(Atordes)。可以基於最終期望氣流MAFdes—f並且如上關於節氣門位置確定模塊910所述那樣來確定期望節氣面積atordes。如上所述，期望節氣面積athrdes可考慮到進氣溫度、相對於MAP的大氣壓力、以及最終期望氣流MAFdes—f。在步驟934中，評估發動機工作。當發動機仍然以起動才莫式工作時，控制過程返回到步驟922。在完成起動模式之後，發動機可以轉變至空轉狀況。當發動機不再處於起動模式(即，發動機已經轉變至空轉狀況)時，控制過程可以結束於步驟936。步驟926、930和932產生的用於系統扭矩最小化、期望氣流和期望節氣面積的最終值可分別用於從發動機起動模式向發動機空轉模式的轉變。上述步驟是說明性的示例；根據具體應用，所述步驟可以順序地、同步地、同時地、連續地、在重疊時間段中或者以不同順序執行。以上實施例允許車輛在自動起動壓入事件和非自動起動壓入事件中提供相似的性能響應。換句話說，在空轉和車輛操作者致動加速器時提供相似的車輛響應，而與車輛處於自動起動模式還是非自動起動模式無關。以上實施例在不會使發動機速度的衰變或突增的情況下提供自動起動。以上實施例為正常模式、後備模式和積極模式提供發動機40速度的平穩漸增和適當的扭矩響應。以上實施例也通過維持正常的燃料、點火工作範圍而使自動起動期間產生的排放最小。本發明還提供了強混合穩定性系統的再利用。[0220本領域技術人員現在可以從前述說明了解到，本發明的廣義教導能夠以各種不同形式實施。因此，雖然本發明包括具體示例，但是本發明的真實範圍不限於此，因為對本領域技術人員而言在研究了附圖、說明書和所附權利要求之後其它改型將會變得顯而易見。權利要求1.一種用於發動機的控制系統，包括發動機控制模塊(ECM)，所述發動機控制模塊在第一模式和第二模式下工作，並且產生空轉速度信號和基於所述發動機的空轉速度的變速器負載信號；混合控制模塊(HCM)，所述混合控制模塊基於所述空轉速度信號和所述變速器負載信號增大電動機扭矩以增大所述發動機的當前速度，並且所述混合控制模塊在處於所述第一模式時控制所述當前速度，其中，ECM在處於所述第二模式時控制所述當前速度；並且在發生以下情形中的至少一者時HCM將對所述當前速度的控制轉移給ECM所述當前速度匹配所述空轉速度，和所述發動機的燃燒扭矩輸出等於所請求的曲軸輸出扭矩。2.根據權利要求1所述的控制系統，還包括產生制動器信號的制動器傳感器，其中，ECM和HCM在所述第一模式下工作，並且ECM基於所述制動器信號產生所述空轉速度信號和所述變速器負載信號。3.根據權利要求l所述的控制系統，還包括產生加速器信號的加速器傳感器，其中，在所述燃燒扭矩輸出等於所述所請求的曲軸輸出扭矩之前並且在所述發動機的當前速度大於或等於所述空轉速度之前，HCM基於所述加速器信號將對所述當前速度的控制轉移給ECM。4.根據權利要求l所述的控制系統，其中，ECM基於起動氣缸事件和冷卻劑溫度中的至少一個來控制所述發動機的節氣門位置。5.根據權利要求l所述的控制系統，其中，ECM在處於所述第一模式時減小節氣面積以減小發動機氣缸中的壓力。6.根據權利要求l所述的控制系統，其中，HCM在處於所述第一模式時調節對應於點火和燃料中的至少一個的扭矩請求。7.根據權利要求l所述的控制系統，其中，ECM在處於所述第二模式時基於扭矩請求使點火正時提前。8.根據權利要求l所述的控制系統，其中，ECM估算所述發動機的扭矩輸出，並且其中，HCM基於估算出的扭矩輸出來控制所述電動機扭矩。9.根據權利要求l所述的控制系統，其中，ECM基於來自HCM的扭矩請求信號使所述燃燒扭矩從所述發動機的摩擦扭矩水平漸增至對應於穩態變速器負載的空轉速度扭矩水平。10.—種操作發動機控制系統的方法，包括接收自動起動命令信號；基於所述自動起動命令信號減小發動機氣缸內的壓力，包括接收對應於點火和燃料中的至少一個的扭矩請求信號；基於發動機控制模塊的發動機氣流命令計算動力系輸出扭矩；和基於所述動力系輸出扭矩控制通向所述發動機的氣流；使電動機扭矩增大到預定水平以克服所述發動機的摩擦力和泵送壓力；減小電動機扭矩，從而使所述發動機的當前速度漸增並且接合變速器；以及在所述發動機的當前速度處於空轉速度的預定範圍內之後並且在所述發動機的歧管絕對壓力小於第一預定水平之後，啟用並增大所述發動機的燃燒扭矩。11.根據權利要求10所述的方法，其中，接收所述自動起動命令信號包括接收制動器信號、接收加速器信號、接收空調啟用信號和接收再生信號中的至少一個。12.根據權利要求10所述的方法，還包括在允許所述發動機的點火時使點火延遲。13.根據權利要求10所述的方法，其中，減小發動機氣缸內的壓力包括增大所述電動機扭矩以增大所述當前速度。14.根據權利要求10所述的方法，其中，當所述發動機的當前速度大於或等於第二預定水平並且基於加速器踏板位置時，允許燃料供給所述發動機。15.根據權利要求14所述的方法，其中，在所述發動機的歧管絕對壓力小於第三預定水平時的正常模式下允許燃料供給所述發動機，並且在所述變速器基於所述發動機的速度而接合時的積極模式下允許燃料供給所述發動機。16.根據權利要求10所述的方法，其中，當啟用所述發動機時允許燃料供給所述發動機。17.根據權利要求10所述的方法，還包括當發生以下情形中的至少一者時將對所述當前速度的控制從混合控制模塊轉移至發動機控制模塊所述燃燒扭矩中被啟用且大於第二預定水平，和所述當前速度大於或等於空轉速度。18.根據權利要求10所述的方法，其中，通向所述發動機的氣流由發動機控制模塊控制，所述發動機控制模塊通過將經過節氣門的氣流調節到預定氣流水平來使所述歧管絕對壓力降低，然後所述發動機控制模塊調節經過節氣門的氣流以提供所請求的扭矩輸出。19.根據權利要求10所述的方法，還包括當對所述發動機的當前速度的控制從混合控制模塊轉移至發動機控制模塊時，增大所述發動機的燃燒扭矩以使所述電動機扭矩減小至零。20.根據權利要求10所述的方法，還包括在啟用所述發動機的燃燒扭矩之後轉移對所述發動機的當前速度的控制，其中，當對所述發動機的當前速度的控制從混合控制模塊轉移至發動機控制模塊時，混合控制模塊的閉環誤差被維持在恆定水平並且被傳遞至發動機控制模塊。21.根據權利要求10所述的方法，還包括發動機控制模塊基於加速器信號從由混合控制模塊控制的空轉速度控制模式切換至由發動機控制模塊控制的駕駛員扭矩請求模式。22.根據權利要求21所述的方法，其中，發動機控制模塊基於曲軸扭矩和WOM扭矩之間的差來控制電動機扭矩，其中WOM扭矩等於在不施加電動機扭矩的情況下從所述發動機的燃燒扭矩中減去制動扭矩得到的扭矩值。全文摘要本發明涉及混合動力車輛自動起動系統及方法。一種用於發動機的控制系統，包括在第一模式和第二模式下操作的發動機控制模塊(ECM)。ECM產生空轉速度信號和基於發動機空轉速度的變速器負載信號。混合控制模塊(HCM)基於空轉速度信號和變速器負載信號增大電動機扭矩以增大發動機的當前速度。HCM在處於第一模式時控制當前速度。ECM在處於第二模式時控制當前速度。在發生以下情形中的至少一者時HCM將對當前速度的控制轉移給ECM當前速度匹配空轉速度，和發動機的燃燒扭矩輸出等於所請求的曲軸輸出扭矩。文檔編號B60W20/00GK101659257SQ20091016703公開日2010年3月3日申請日期2009年8月17日優先權日2008年8月15日發明者B·P·巴塔賴,C·A·威廉斯,C·E·懷特尼,J·B·尼科爾森,J·L·拉蒂,N·金,R·T·施溫克,S·G·布賴德申請人:通用汽車環球科技運作公司