在基於扭矩的系統中裁定扭矩儲備和負載的方法和設備的製作方法

2023-04-23 21:33:21 3

專利名稱：在基於扭矩的系統中裁定扭矩儲備和負載的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種基於扭矩的系統，更具體地涉及用於在基於扭矩的系統中裁定扭矩儲備請求和負載的系統和方法。
背景技術：
這裡提供的背景技術用於總體上介紹本發明的背景。在本背景技術部分中所描述 的程度上，當前署名的發明人的作品和本描述中在申請時不構成現有技術的各方面，既非 明示也非默示地被認為是本發明的現有技術。內燃發動機燃燒氣缸內的空氣與燃料的混合物來驅動活塞，從而產生驅動扭矩。 進入火花點火發動機的氣流通過節氣門來調節。更具體地，節氣門調節節流面積，從而增加 或減少進入發動機的空氣流。在節流面積增大時，進入發動機的空氣流增加。燃料控制系 統調節噴射燃料的速度以給氣缸提供期望的空氣/燃料混合物。增加提供給氣缸的空氣和 燃料的量會增大發動機的扭矩輸出。已經研發了發動機控制系統來控制發動機輸出扭矩從而獲得期望扭矩。然而，傳 統的發動機控制系統不能如期望的那樣精確地控制發動機輸出扭矩。此外，傳統的發動機 控制系統不能提供對信號的快速響應或者不能在影響發動機輸出扭矩的各種裝置之間協 調發動機扭矩控制。

發明內容
一種發動機控制系統包括空氣控制模塊、火花控制模塊和儲備模塊。所述空氣控 制模塊基於經調節的預測扭矩請求控制發動機的節氣門。所述火花控制模塊基於經調節的 即時扭矩請求控制發動機的火花正時。所述儲備模塊基於最小儲備和增加儲備和中最大的 一個確定裁定儲備。所述儲備模塊還基於經裁定的預測扭矩請求與請求儲備之和產生所述 經調節的預測扭矩請求，其中，所述請求儲備取決於所述裁定儲備。—種方法，所述方法包括基於經調節的預測扭矩請求控制發動機的節氣門；基於 經調節的即時扭矩請求控制發動機的火花正時；基於最小儲備和增加儲備和中最大的一個 確定裁定儲備；以及基於經裁定的預測扭矩請求與請求儲備之和產生所述經調節的預測扭 矩請求，其中，所述請求儲備取決於所述裁定儲備。本發明進一步的適用範圍將通過下文提供的詳細描述而變得顯而易見。應當理解 的是，該詳細描述和具體示例僅用於說明目的，而並非旨在限制本發明的範圍。


通過具體實施方式
和附圖將會更全面地理解本發明，附圖中圖1是根據本發明原理的示例性發動機系統的功能框圖；圖2是根據本發明原理的示例性發動機控制系統的功能框圖；圖3A-3C是根據本發明原理的扭矩儲備的圖表示例；圖4是根據本發明原理的圖2中的儲備/負載模塊的示例性實施方式；以及圖5是示出根據本發明原理的儲備/負載模塊的示例性操作的流程圖。
具體實施例方式下面的描述本質上僅是示例性的並且決不是要限制本發明、其應用或用途。為了清楚起見，在附圖中使用相同的附圖標記標識相似的元件。如這裡所使用的，短語A、B和C 中的至少一個應當被解釋為使用非排他邏輯或的邏輯(A或B或C)。應當理解的是，在不改 變本發明的原理的情況下，可以不同的順序執行方法內的步驟。如這裡所使用的，術語模塊指專用集成電路(ASIC)、電子電路、處理器(共用的、 專用的、或成組的)和執行一個或多個軟體程序或固件程序的存儲器、組合邏輯電路、和/ 或提供所描述功能的其他適合部件。現在參考圖1，其中示出示例性發動機系統100的功能框圖。發動機系統100包括 發動機102，發動機102燃燒空氣/燃料混合物從而基於來自駕駛員輸入模塊104的駕駛 員輸入產生車輛的驅動扭矩。空氣經節氣門112被吸入進氣歧管110。僅舉例，節氣門112 可包括具有旋轉葉片的蝶形閥。發動機控制模塊(ECM) 114控制節氣門致動器模塊116，節 氣門致動器模塊116調節節氣門112的開度來控制被吸入進氣歧管110的空氣的量。來自進氣歧管110的空氣被吸入發動機102的氣缸中。雖然發動機102可包括多 個氣缸，但是為了說明目的僅示出單個代表性氣缸118。僅舉例，發動機102可包括2、3、4、 5、6、8、10和/或12個氣缸。ECMl 14可指示氣缸致動器模塊120來選擇性地停用某些氣缸， 這在某些發動機運行條件下可改進燃料經濟性。發動機102可使用四衝程循環運行。下面描述的四個衝程被稱為進氣衝程、壓縮衝 程、燃燒衝程和排氣衝程。在曲軸(未示出)的每一次旋轉期間，在氣缸118內發生所述四個 衝程中的兩個。因此，對於氣缸118來說為了經歷全部四個衝程兩次曲軸旋轉是必要的。在進氣衝程期間，來自進氣歧管110的空氣經進氣門122被吸入到氣缸118中。 ECMl 14控制燃料致動器模塊124，燃料致動器模塊124調節燃料噴射以獲得期望的空氣/ 燃料比。在中心位置處或在多個位置處，例如靠近每個氣缸的進氣門122，可將燃料噴入進 氣歧管110。在各種實施方式(未示出)中，可將燃料直接噴入氣缸或噴入與氣缸相關聯的 混合室中。燃料致動器模塊124可使燃料暫停噴入到被停用的氣缸。所噴射的燃料與空氣混合併在氣缸118中產生空氣/燃料混合物。在壓縮衝程期間，氣缸118內的活塞(未示出)壓縮空氣/燃料混合物。基於來自ECMl 14的信號，火花 致動器模塊激發氣缸118中的火花塞128，火花塞128點燃空氣/燃料混合物。火花的正 時可被指定成與活塞處於其最上部位置的時刻相關，所述活塞的最上部位置被稱為上止點 (TDC)。火花致動器模塊126可由指定在TDC之前或之後多遠來產生火花的正時信號來控制。因為活塞位置與曲軸旋轉直接相關，所以可使火花致動器模塊126的操作與曲軸角度 同步。在各種實施方式中，火花致動器模塊126可暫停給被停用的氣缸提供火花。產生火花可被稱為點火事件。火花致動器模塊126能夠為每次點火事件改變火花正時。此外，火花致動器模塊126能夠甚至在給定點火事件之前點火事件之後收到正時信 號的變化時為給定點火事件改變火花正時。在燃燒衝程期間，空氣/燃料混合物的燃燒驅動活塞向下，從而驅動曲軸。燃燒衝 程可限定為在活塞到達TDC與活塞返回到下止點(BDC)的時間之間的時間。在排氣衝程期間，活塞開始從BDC向上運動並且經排氣門130排出燃燒的副產物。 燃燒的副產物經排放系統134排出車輛。進氣門122可由進氣凸輪軸140控制，同時排氣門130可由排氣凸輪軸142控制。 在各種實施方式中，多個進氣凸輪軸(包括進氣凸輪軸140)可控制氣缸118的多個進氣門 (包括進氣門122)和/或可控制多個氣缸(包括氣缸118)組的進氣門(包括進氣門122)。 相似地，多個排氣凸輪軸(包括排氣凸輪軸142)可控制氣缸118的多個排氣門和/或可控 制多個氣缸(包括氣缸118)組的排氣門(包括排氣門130)。氣缸致動器模塊120可通過禁止打開進氣門122和/或排氣門130而停用氣缸 118。在各種其他實施方式中，進氣門122和/或排氣門130可由凸輪軸以外的裝置-例如 電磁致動器控制。進氣門122被打開的時刻可相對於活塞TDC通過進氣凸輪軸相位器148而改變。 排氣門130被打開的時刻可相對於活塞TDC通過排氣凸輪軸相位器150而改變。相位器致 動器模塊158可基於來自ECM114的信號控制進氣凸輪軸相位器148和排氣凸輪軸相位器 150。在被實施時，可變氣門升程(未示出)也可由相位器致動器模塊158控制。發動機系統100可包括將加壓空氣提供給進氣歧管110的增壓裝置。例如，圖1 示出包括熱渦輪機160-1的渦輪增壓器，熱渦輪機160-1由流經排放系統134的熱廢氣驅 動。渦流增壓器還包括由渦輪機160-1驅動的將導引到節氣門112的空氣壓縮的冷氣壓縮 機160-2。在各種實施方式中，由曲軸驅動的增壓器(未示出)可壓縮來自節氣門112的空 氣並將壓縮空氣傳送到進氣歧管110。廢氣門162可允許廢氣旁路通過渦輪機160-1，從而減小渦輪增壓器的增壓(進氣 壓縮的量)。ECM114可通過增壓致動器模塊164控制渦輪增壓器。增壓致動器模塊164可 通過控制廢氣門162的位置來調節渦輪增壓器的增壓。在各種實施方式中，多個渦輪增壓 器可由增壓致動器模塊164控制。渦輪增壓器可具有可由增壓致動器模塊164控制的可變 幾何結構。中冷器(未示出)可耗散包含在壓縮空氣充氣中的一些熱量，所述壓縮空氣充氣 在空氣被壓縮時產生。壓縮空氣充氣還可具有從排放系統134的部件中吸收的熱。雖然為 了說明目的而分開示出，但是渦輪機160-1和壓縮機160-2可彼此附接，從而將進氣空氣置 於與熱廢氣緊密接近。發動機系統100可包括廢氣再循環(EGR)閥170，其選擇性地將廢氣再導引回進 氣歧管110。EGR閥170可定位在渦輪增壓器的渦輪機160-1的上遊。EGR閥170可由EGR 致動器模塊172控制。發動機系統100可使用RPM傳感器180測量曲軸以每分鐘轉(RPM)形式的速度。發動機冷卻劑的溫度可使用發動機冷卻劑溫度(ECT)傳感器182測量。ECT傳感器182可 定位在發動機102內或定位在冷卻劑被循環的其他位置處，例如定位在散熱器(未示出) 處。進氣歧管110內的壓力可使用歧管絕對壓力(MAP)傳感器184測量。在各種實施方式中，可測量發動機真空度，即環境空氣壓力與進氣歧管110內的壓力之間的差。流入進 氣歧管110中的空氣的質量流量速度可由質量空氣流量(MAF)傳感器186測量。在各種傳 感器中，MAF傳感器186可定位在殼體中，該殼體還包括節氣門112。節氣門致動器模塊116可使用一個或多個進氣門位置傳感器(TPS) 190監測節氣 門112的位置。被吸入發動機102的空氣的環境溫度可使用進氣空氣溫度(IAT)傳感器 192測量。ECM114可使用來自傳感器的信號來做出用於發動機系統100的控制決策。ECMl 14可與變速器控制模塊194通信以協調變速器(未示出)中的檔位齒輪。例 如，ECM114可在換檔期間減小發動機扭矩。ECM114可與混合動力控制模塊196通信以協調 發動機102和電機198的操作。電機198還可用作發電機，並且可用於產生由車輛電氣系統使用的電能和/或存 儲在電池中的電能。在各種實施方式中，可將ECMl 14、變速器控制模塊194和混合動力控制 模塊196的各種功能集成到一個或多個模塊中。改變發動機參數的每個系統可被稱為接收致動值的致動器。例如，進氣門致動器 模塊116可被稱為致動器，而節氣門開度面積可被稱為致動值。在圖1的示例中，進氣門致 動器模塊116通過調節節氣門112的葉片的角度來獲得節氣門開度面積。相似地，火花致動器模塊126可被稱為致動器，同時相應的致動值可以是關於氣 缸TDC的火花提前的量。其他致動器可包括氣缸致動器模塊120、燃料致動器模塊124、相 位器致動器模塊158、增壓致動器模塊164和EGR致動器模塊172。對於這些致動器，致動 值可分別對應於所啟用的氣缸的數目、燃料供給速度、進氣和排氣凸輪軸相位器角度、增壓 壓力和EGR閥開度面積。ECM114可控制致動值以使發動機102產生期望的發動機輸出扭 矩。現在參考圖2，其中示出示例性發動機控制系統的功能框圖。ECM114的示例性實 施方式包括駕駛員扭矩模塊202。駕駛員扭矩模塊202可基於來自駕駛員輸入模塊104的 駕駛員輸入確定駕駛員扭矩請求。駕駛員輸入可取決於加速器踏板的位置。駕駛員輸入還 可取決於巡航控制，所述巡航控制可以是改變車速來維持預定跟隨距離的自適應巡航控制 系統。駕駛員扭矩模塊202可存儲加速器踏板與期望扭矩的一個或多個映射，並且可基於 所選擇的一個映射確定駕駛員扭矩請求。車軸扭矩裁定模塊204在來自駕駛員扭矩模塊202的駕駛員扭矩請求與其他車 軸扭矩請求之間進行裁定。扭矩請求可包括絕對扭矩請求和相對扭矩請求以及斜變請求 (ramp requests)。僅舉例，斜變請求可包括使扭矩斜降到最小發動機關閉扭矩的請求或者 使扭矩從最小發動機關閉扭矩斜升的請求。相對扭矩請求可包括臨時的或持久的扭矩減小 或增大。車軸扭矩請求可包括在檢測到正向車輪滑動時由牽引控制系統請求的扭矩減小。 在車軸扭矩克服車輪與道路表面之間的摩擦並且車輪相對道路表面開始滑動時發生正向 車輪滑動。車軸扭矩請求還可包括為抵消負向車輪滑動的扭矩增大請求，在負向車輪滑動中，車輛的輪胎相對於道路表面在另一方向上滑動，因為車軸扭矩是負的。 車軸扭矩請求還可包括制動管理請求和車輛超速扭矩請求。制動管理請求可減小 發動機扭矩以確保發動機輸出扭矩不超過制動器在停止車輛時控制車輛的能力。車輛超速 扭矩請求可減小發動機輸出扭矩以防止車輛超過預定速度。車軸扭矩請求還可由車輛穩定 控制系統生成。車軸扭矩裁定模塊204基於在所收到的扭矩請求之間的裁定結果輸出預測扭矩 請求和即時扭矩請求。如下所述，來自車軸扭矩裁定模塊204的預測扭矩請求和即時扭矩 請求在被用於控制發動機102的致動器之前可選擇性地由ECMl 14的其他模塊調節。一般而言，即時扭矩請求是當前期望的發動機輸出扭矩的量，而預測扭矩請求是 在臨時通知時需要的發動機輸出扭矩的量。因此ECM114控制發動機102來產生與即時扭矩 請求相等的發動機扭矩輸出。然而，不同的致動值組合可引起相同的發動機輸出扭矩。因此 ECM114可在使發動機輸出扭矩仍保持在即時扭矩請求的同時，調節致動值以允許較快速地 轉變到預測扭矩請求。在各種實施方式中，預測扭矩請求可取決於駕駛員扭矩請求。即時扭矩請求可以 小於預測扭矩請求，例如在駕駛員扭矩請求正引起車輪在冰面上滑動時。在這樣的情況下， 牽引控制系統(未示出)可通過即時扭矩請求來請求減小，並且ECM114將由發動機102產 生的扭矩減小到即時扭矩請求。然而，ECM114控制發動機102，使得一旦車輪滑動停止發動 機102就可迅速地恢復產生預測扭矩請求。一般而言，即時扭矩請求與較高的預測扭矩請求之間的差可被稱為扭矩儲備。扭 矩儲備表示發動機102在最小延遲的情況下可開始產生的額外扭矩的量。快速的發動機致 動器用於增大或減小實際的發動機輸出扭矩。如下面更詳細地描述，快速的發動機致動器 是與緩慢的發動機致動器相比而限定的。在各種實施方式中，快速的發動機致動器能夠在某個範圍內改變發動機輸出扭 矩，其中，所述範圍由緩慢的發動機致動器設定。在這些實施方式中，所述範圍的上限是預 測扭矩請求，同時所述範圍的下限由快速致動器的扭矩容量限制。僅舉例，快速致動器可僅 能夠使發動機輸出扭矩減小第一量，其中，所述第一量是快速致動器的扭矩容量的測量值。 第一量可基於由緩慢的發動機致動器設定的發動機運行條件而改變。在即時扭矩請求處於 所述範圍內時，快速的發動機致動器可被設定成用於促使發動機輸出扭矩等於即時扭矩請 求。當ECM114請求輸出預測扭矩請求時，快速的發動機致動器可被控制成用於使發動機輸 出扭矩改變到所述範圍的頂部，即預測扭矩請求。一般而言，與緩慢的發動機致動器相比，快速的發動機致動器可更迅速地改變發 動機輸出扭矩。與快速致動器相比，緩慢致動器可更緩慢地響應於其相應的致動值。例如， 緩慢致動器可包括機械部件，所述機械部件響應於致動值的變化需要時間來從一個位置移 動到另一個位置。緩慢致動器還可由從其開始執行變化的致動值到發動機輸出扭矩開始變 化所花費的時間量來表徵。通常，對於緩慢致動器來說該時間量將比對於快速致動器來說 的更長。此外，甚至在開始變化之後，發動機輸出扭矩可能花費更長的時間來完全響應緩慢 致動器中的變化。僅舉例，ECM114可將用於緩慢致動器的致動值設定為如果快速致動器被設定到合 適的值時則將使發動機102能夠產生預測扭矩請求的值。此時，ECM114可將用於快速致動器的致動值設定為對於給定的緩慢的致動值引起發動機102產生即時扭矩請求而不是預 測扭矩請求的值。因此，快速的致動值引起發動機102產生即時扭矩請求。在ECM114決定將發動機輸出扭矩從即時扭矩請求轉變到預測扭矩請求時，ECM114將用於一個或多個致動器的致動 值變化到相應於預測扭矩請求的值。因為緩慢的致動值已經基於預測扭矩請求而設定，所 以發動機102能夠僅在由快速致動器施加的延遲之後產生預測扭矩請求。換句話說，避免 了通過使用緩慢致動器因改變發動機輸出扭矩而引起的更長的延遲。僅舉例，當預測扭矩請求等於駕駛員扭矩請求時，可在由臨時扭矩減小請求引起 的即時扭矩請求小於駕駛員扭矩請求時產生扭矩儲備。可替換地，可通過在使即時扭矩請 求保持為駕駛員扭矩請求的同時使預測扭矩請求增加到駕駛員扭矩請求以上來產生扭矩 儲備。由此產生的扭矩儲備可承擔所需的發動機輸出扭矩的意外增大。如果即時扭矩請求 的增大小於扭矩儲備，那麼可通過使用快速致動器迅速地產生所述增大。然後預測扭矩請 求還可被增大以重新建立在先的扭矩儲備。使用扭矩儲備的另一示例是減小緩慢的致動值中的波動。由於其相對較低的速 度，改變緩慢的致動值可能產生控制不穩定性。此外，緩慢致動器可包括在不斷被移動時可 吸收更多動力和/或更迅速地磨損的機械零件。產生足夠的扭矩儲備允許通過即時扭矩請 求在保持緩慢致動器的值的同時通過改變快速致動器來實現期望扭矩的變化。例如，為了 維持給定的怠速轉速，即時扭矩請求可在某個範圍內改變。如果預測扭矩請求被設定為大 於這個範圍的水平，那麼即時扭矩請求中的維持怠速轉速的改變可在無需調節緩慢致動器 的情況下通過快速致動器做出。僅舉例，在火花點火式發動機中，火花正時可以由快速致動器進行，而節氣門開度 面積可以由慢速致動器進行。火花點火式發動機可通過應用火花燃燒-例如包括汽油和乙 醇的燃料。作為對比，壓燃式發動機可通過壓縮燃料燃燒-例如包括柴油的燃料。在接收到新的致動值後，火花致動器模塊126能夠改變接下來的點火事件的火花 正時。當用於點火事件的火花正時(也稱為火花提前)被設定為校準值時，緊跟該點火事 件的燃燒衝程中會產生最大扭矩。然而，偏離校準值的火花提前可減小在燃燒衝程中產生 的扭矩的量。因此，火花致動器模塊126能夠在發生下次點火事件時通過改變點火提前而 改變發動機輸出扭矩。僅舉例，可在車輛設計的校準階段期間確定火花提前對應於不同發 動機運行條件的表，並且基於當前發動機運行條件從所述表中選出所校準的值。作為對比，節氣門開度面積的變化要花費較長時間來影響發動機輸出扭矩。節氣 門致動器模塊116通過調節節氣門112的葉片的角度來改變節氣門開度面積。因此，一旦 接收到新的致動值，在節氣門112基於所述新的致動值從其先前位置移動到新位置時就有 機械延遲。此外，基於節氣門開度的空氣流改變受到進氣歧管110中的空氣運送延遲。此 夕卜，進氣歧管110中的增加的空氣流不被實現為發動機輸出扭矩的增大，直到氣缸118在下 次進氣衝程中接收到額外空氣、壓縮所述額外空氣並開始燃燒衝程。使用這些致動器作為示例，可通過將節氣門開度面積設定到將允許發動機102產 生預測扭矩請求的值來產生扭矩儲備。此時，可基於比預測扭矩請求更小的即時扭矩請求 來設定火花正時。雖然節氣門開度面積產生用於使發動機102產生預測扭矩請求的足夠的 空氣流，但是基於即時扭矩請求延遲火花正時(這將減小扭矩)。因此發動機輸出扭矩將等於即時扭矩請求。當需要額外的扭矩時，例如在起動空調壓縮機時或在牽引控制確定出車輪滑動結 束時，可基於預測扭矩請求設定火花正時。通過接下來的點火事件，火花致動器模塊126可 使火花提前返回到校準值，這允許發動機102產生可利用已存在的空氣流實現的完全發動 機輸出扭矩。因此在不受到改變節氣門開度面積引起的延遲的情況下，發動機輸出扭矩可 被迅速增大到預測扭矩請求。
車軸扭矩裁定模塊204可將預測扭矩請求和即時扭矩請求輸出到推進扭矩裁定 模塊206中。在各種實施方式中，車軸扭矩裁定模塊204可將預測扭矩請求和即時扭矩請 求輸出到混合動力優化模塊208中。混合動力優化模塊208確定多少扭矩應由發動機102 產生以及多少扭矩應由電機198產生。然後混合動力優化模塊208將修正的預測扭矩請求 和即時扭矩請求輸出到推進扭矩裁定模塊206。在各種實施方式中，混合動力優化模塊208 可在混合動力控制模塊196中實施。由推進扭矩裁定模塊206接收到的預測扭矩請求和即時扭矩請求從車軸扭矩域 (車輪處的扭矩)被轉換到推進扭矩域(曲軸處的扭矩)。這種轉換可發生在混合動力優化 模塊208之前、之後、作為混合動力優化模塊208的一部分或者代替混合動力優化模塊208。推進扭矩裁定模塊206在包括經轉換的預測扭矩請求和經轉換的即時扭矩請求 的推進扭矩請求之間裁定。推進扭矩裁定模塊206產生經裁定的預測扭矩請求和經裁定的 即時扭矩請求。經裁定的扭矩可通過從接收到的請求中選擇勝出的請求來產生。可替換地 或額外地，經裁定的扭矩可通過基於接收到的請求中的另一個或多個修正接收到的請求中 的一個來產生。其他推進扭矩請求可包括用於發動機超速保護的扭矩減小(請求)、用於失速保 護的扭矩增大(請求)以及由變速器控制模塊194請求的以適應齒輪換擋的扭矩減小(請 求)。推進扭矩請求還可源自離合器燃料切斷，離合器燃料切斷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輸出扭矩以防止發動機速度的突增(快速升高)。推進扭矩請求還可包括發動機關閉請求，其可在檢測到關鍵故障時啟動。僅舉例， 關鍵故障可包括檢測到車輛被盜、卡塞的起動電動機、電子節氣門控制問題和意外的扭矩 增大。在各種實施方式中，當出現發動機關閉請求時，裁定選擇發動機關閉請求作為勝出的 請求。當出現發動機關閉請求時，推進扭矩裁定模塊206可輸出零作為經裁定的扭矩。在各種實施方式中，發動機關閉請求可簡單地獨立於裁定程序而關閉發動機102。 推進扭矩裁定模塊206仍可接收發動機關閉請求，例如以便適當的數據可被反饋給其它扭 矩請求器。例如，所有其它扭矩請求器可被通知它們在裁定中失敗。RPM控制模塊210還可將預測扭矩請求和即時扭矩請求輸出給推進扭矩裁定模塊 206。來自RPM控制模塊210的扭矩請求可在ECMl 14處於RPM模式時在裁定中勝出。當駕 駛員將腳從加速器踏板移開時，例如當車輛處於怠速或較高速度滑下時，可選擇RPM模式。 可替換地或額外地，當來自車軸扭矩裁定模塊204的預測扭矩請求小於可校準的扭矩值時 可選擇RPM模式。RPM控制模塊210接收來自RPM軌跡模塊212的期望的RPM，並且控制預測扭矩請 求和即時扭矩請求以減小期望RPM與實際RPM之間的差。僅舉例，RPM軌跡模塊212可輸 出用於車輛滑行的線性降低的期望RPM直至達到怠速RPM。然後RPM軌跡模塊212可繼續輸出怠速RPM作為期望RPM。儲備/負載模塊220接收來自推進扭矩裁定模塊206的預測扭矩請求和即時扭矩請求。儲備/負載模塊220可調節經裁定的預測扭矩請求和經裁定的即時扭矩請求以產生 扭矩儲備和/或補償一個或多個負載。然後儲備/負載模塊220將經調節的預測扭矩請求 和經調節的即時扭矩請求輸出給致動模塊224。僅舉例，催化劑起燃過程或冷起動排放減少過程可需要延遲的火花提前。因此 儲備/負載模塊220可增大經調節的預測扭矩請求大於經調節的即時扭矩請求從而產 生用於冷起動排放減少過程的延遲的火花。在另一示例中，例如通過診斷侵入等比測試 (diagnosticintrusive equivalence ratio testing)禾口 / 或新發動機清掃(newengine purging)，可直接改變發動機的空氣/燃料比和/或質量空氣流量。在開始這些過程之前， 扭矩儲備可被產生或增大以快速彌補因在這些過程期間空氣/燃料比稀貧引起的發動機 輸出扭矩的降低。儲備/負載模塊220還可產生或增大未來負載的預期扭矩儲備，例如動力轉向泵 操作或空調(A/C)壓縮機離合器的接合。用於A/C壓縮機離合器的接合的儲備可在駕駛員 首次請求空氣調節時產生。儲備/負載模塊220可在不改變經調節的即時扭矩請求的同時 增大經調節的預測扭矩請求以產生扭矩儲備。然後，當A/C壓縮機離合器接合時，儲備/負 載模塊220可通過A/C壓縮機離合器的估計負載來增大即時扭矩請求。致動模塊224接收來自儲備/負載模塊220的經調節的預測扭矩請求和經調節的 即時扭矩請求。致動模塊224確定將如何實現經調節的預測扭矩請求和經調節的即時扭矩 請求。致動模塊224可以是發動機類型專用的。例如，對於火花點火式發動機和壓燃式發 動機來說致動模塊224可被不同地實施或使用不同的控制方案。在各種實施方式中，致動模塊224可在所有發動機類型通用的模塊與某種發動機 類型專用的模塊之間限定界限。例如，發動機類型可包括火花點火式和壓燃式。致動模塊 224之前的模塊，例如推進扭矩裁定模塊206可以是發動機類型通用的，而致動模塊224和 隨後的模塊可以是某種發動機類型專用的。例如，在火花點火式發動機中，致動模塊224可作為緩慢致動器來改變節氣門112 的開度，其允許大範圍的扭矩控制。致動模塊224可使用氣缸致動器模塊120來禁用氣缸， 這也提供大範圍的扭矩控制，但是也可能是緩慢的並且可能涉及駕駛性能和排放問題。致 動模塊224可作為快速致動器使用火花正時。然後，火花正時可能不能提供大範圍的扭矩 控制。此外，使用火花正時的改變(被稱為火花儲備容量)而可能的扭矩控制量可能隨空 氣流的變化而改變。在各種實施方式中，致動模塊224可基於經調節的預測扭矩請求產生空氣扭矩請 求。空氣扭矩請求可等於經調節的預測扭矩請求，設定空氣流使得通過改變其他致動器而 實現經調節的預測扭矩請求。空氣控制模塊228可基於空氣扭矩請求確定期望的致動值。例如，空氣控制模塊 228可控制期望的歧管絕對壓力(MAP)、期望的節流面積和/或期望的每氣缸空氣(APC)。 期望的MAP可用於確定期望增壓，而期望的APC可用於確定期望的凸輪軸相位器位置。在 各種實施方式中，空氣控制模塊228還可確定EGR閥170的開度量。致動模塊224還可產生火花扭矩請求、氣缸關閉扭矩請求和燃料質量扭矩請求。火花扭矩請求可由火花控制模塊232使用以確定從校準的火花提前延遲多少火花正時(這 減小發動機輸出扭矩)。氣缸關閉扭矩請求可由氣缸控制模塊236使用以確定停用多少氣缸。氣缸控制模 塊236可指示氣缸致動器模塊120停用發動機102的一個或多個氣缸。在各種實施方式中， 可聯合地停用預先限定的氣缸組。氣缸控制模塊236還可指示燃料控制模塊240停止提供用於停用氣缸的燃料並且 可指示火花 控制模塊232停止提供用於停用氣缸的火花。在各種實施方式中，一旦氣缸中 已經存在的任何燃料/空氣混合物燃燒，則火花控制模塊232僅停止提供用於氣缸的火花。在各種實施方式中，氣缸致動器模塊120可包括液壓系統，所述液壓系統選擇性 地從相應的凸輪軸斷開用於一個或多個氣缸的進氣門和/或排氣門以便停用這些氣缸。僅 舉例，用於一半氣缸的氣門被氣缸致動器模塊120作為組液壓地聯接或斷開。在各種實施 方式中，在不停止進氣門和排氣門的打開和關閉的情況下僅暫停給氣缸供應燃料可停用這 些氣缸。在這些實施方式中，可省略氣缸致動器模塊120。燃料控制模塊240可基於來自致動模塊224的燃料質量扭矩請求改變提供給每個 氣缸的燃料量。在正常操作火花點火式發動機期間，燃料控制模塊240可試圖維持化學計 量空氣/燃料比。因此燃料控制模塊240可確定在與當前每個氣缸的空氣量組合時將產生 化學計量燃燒的燃料質量。燃料控制模塊240可指示燃料致動器模塊124噴射用於每個啟 用氣缸的該燃料質量。基於燃料質量扭矩請求，燃料控制模塊240可相對於化學計量調節空氣/燃料比 以增大或減小發動機輸出扭矩。然後，燃料控制模塊240可確定用於每個氣缸的實現期望 的空氣/燃料比的燃料質量。在柴油機系統中，燃料質量可以是用於控制發動機輸出扭矩 的基本致動要素。模式設定可確定致動模塊224如何處理經調節的即時扭矩請求。模式設定可提供 給致動模塊224，例如通過推進扭矩裁定模塊206，並且可選取包括未激活模式、合意模式 (pleasible mode)、最大範圍模式和自動致動模式的模式。在未激活模式下，致動模塊224可忽略經調節的即時扭矩請求並且基於經調節的 預測扭矩請求設定發動機輸出扭矩。因此，致動模塊224可設定火花扭矩請求、氣缸關閉扭 矩請求和燃料質量扭矩請求到經調節的預測扭矩請求，其將用於當前發動機空氣流條件下 的發動機輸出扭矩最大化。可替換地，致動模塊224可將這些請求設定到預定(例如越界 高出)值以禁止來自延遲火花、停用氣缸或減小燃料/空氣比的扭矩減小。在合意模式下，致動模塊224將經調節的預測扭矩請求輸出為空氣扭矩請求並且 試圖僅通過調節火花提前來實現經調節的即時扭矩請求。因此致動模塊224將經調節的即 時扭矩請求輸出為火花扭矩請求。火花控制模塊232將儘可能大地延遲火花以試圖實現火 花扭矩請求。如果期望的扭矩減小大於火花儲備容量(由火花延遲可實現的扭矩減小的 量)，那麼可能不能實現扭矩減小。於是發動機輸出扭矩將大於經調節的即時扭矩請求。在最大範圍模式下，致動模塊224可將經調節的預測扭矩請求輸出為空氣扭矩請 求並且將經調節的即時扭矩請求輸出為火花扭矩請求。此外，致動模塊224可在僅減小火 花提前不能實現經調節的即時扭矩請求時減小氣缸關閉扭矩請求(從而停用氣缸)。在自動致動模式下，致動模塊224可基於經調節的即時扭矩請求減小空氣扭矩請求。在各種實施方式中，可僅在必須允許火花控制模塊232通過調節火花提前來實現經調 節的即時扭矩請求的程度上減小空氣扭矩請求。因此，在自動致動模式下，在儘可能小地調 節空氣扭矩請求的同時實現經調節的即時扭矩請求。換句話說，通過儘可能大地減小快速 響應火花提前使相對緩慢地響應節氣門開度的使用最小化。這允許發動機102返回到盡可 能迅速地產生淨調節的預測扭矩請求。扭矩估計模塊244可估計發動機102的扭矩輸出。所估計出的扭矩可由空氣控制 模塊228使用以執行對發動機空氣流參數-例如節流面積、MAP和相位器位置的閉環控制。 僅舉例，可限定例如(1) T = f(APC，S，I，E，AF，0T，#)的扭矩關係，其中扭矩(T)是每氣缸 空氣(APC)、火花提前(S)、進氣凸輪軸相位器位置(I)、排氣凸輪軸相位器位置(E)、空氣/ 燃料比(AF)、油溫(OT)和啟用氣缸的數 目(#)的函數。額外的變量也可被使用，例如廢氣 再循環(EGR)閥的開度。該關係可通過方程建模和/或存儲為查詢表。扭矩估計模塊244可基於測量到的 MAF和當前RPM確定APC，從而允許基於實際空氣流的閉環空氣控制。所使用的進氣和排氣 凸輪軸相位器位置可基於實際位置，因為相位器可朝期望的位置行進。可使用實際的火花提前來估計實際的發動機輸出扭矩。當校準的火花提前值被用 於估計扭矩時，所估計的扭矩可被稱為估計到的空氣扭矩，或僅被稱為空氣扭矩。空氣扭矩 是對如果消除火花延遲(即，火花正時被設定到校準的火花提前值)並且所有氣缸被供以 燃料則在當前空氣流下發動機可產生多大扭矩的估計。空氣控制模塊228可將期望的面積信號輸出到節氣門致動器模塊116。然後節氣 門致動器模塊116調節節氣門112來產生期望的節流面積。空氣控制模塊228可基於逆扭 矩模型和空氣扭矩請求產生期望的面積信號。空氣控制模塊228可使用估計到的空氣扭矩 和/或MAF信號以便執行閉環控制。例如，期望的面積信號可被控制成用於使估計到的空 氣扭矩和空氣扭矩請求之間的差最小化。空氣控制模塊228可將期望的歧管絕對壓力(MAP)信號輸出到增壓進度模塊248。 增壓進度模塊248使用期望的MAP信號來控制增壓致動器模塊164。然後增壓致動器模塊 164控制一個或多個渦輪增壓器(例如，渦輪增壓器包括渦輪機160-1和壓縮機160-2)和
/或增壓器。空氣控制模塊228還可將期望的每氣缸空氣(APC)輸出到相位器進度模塊252。 基於期望的APC信號和RPM信號，相位器進度模塊252可通過使用相位器致動器模塊158 控制進氣凸輪軸相位器148和/或排氣凸輪軸相位器150的位置。返回參考火花控制模塊232，校準的火花提前值可基於各種發動機運行條件而改 變。僅舉例，扭矩關係可被反向以得出期望的火花提前。對於給定的扭矩請求(TdJ，可基 於(2) Sdes = T-1CTdes，APC, I，E，AF, 0T, #)確定期望的火花提前(Sdes)。這種關係可具體化 為方程和/或查詢表。空氣/燃料比可以是實際的空氣/燃料比，如由燃料控制模塊240 報出的。當火花提前被設定到校準的火花提前時，由此得到的扭矩可儘可能地接近於平均 最優扭矩(MBT)。MBT是指對於給定空氣流，在使用具有比預定閾值更大的辛烷額定值並且 使用化學計量供以燃料的情況下在火花提前被增加時所產生的最大發動機輸出扭矩。該最 大扭矩產生時的火花提前被稱為MBT火花。例如由於燃料質量(例如當使用較低的辛烷燃料時)和環境因素，校準的火花提前可稍微不同於MBT火花。因此校準的火花提前下的扭 矩可小於MBT。現在參考圖3A-3C，其中示出扭矩儲備的圖表示例。基於駕駛員的氣候控制設定， 可以開啟或關閉空調(A/C)壓縮機。例如，通過接合A/C離合器，A/C壓縮機可選擇性地連 接到驅動帶輪。驅動帶輪可由發動機102的曲軸驅動。當A/C離合器被接合時，A/C壓縮 機將負載置於發動機102上。因此，接合A/C離合器減小可轉動發動機102並驅動車輪的發動機輸出扭矩的一 部分。如果發動機102處於怠速，那麼由發動機102產生的扭矩可能小，並且在A/C離合 器被接合時剩餘的扭矩可能不足以包括發動機102運轉在同樣的速度，導致怠速轉速下降 (sag)或甚至失速。在較高的速度時，當A/C離合器被接合時駕駛員可注意到動力下降。這 些問題可能被加重，因為起動A/C壓縮機所需的扭矩可能大於A/C壓縮機在保持運行時所 使用的扭矩。因此，當A/C離合器被接合時，發動機102被控制以增大發動機輸出扭矩來彌補被 用於運轉A/C壓縮機的扭矩。改變緩慢致動因素_例如空氣流會產生相對慢的發動機輸出 扭矩的增大。在充分增大發動機輸出扭矩之前，可能已經發生失速或動力下降。
例如如上所述的扭矩儲備因此可在接合A/C離合器之前實施。例如，在火花點火 式發動機中，空氣流可被設定成使得可產生預測扭矩請求。預測扭矩請求可等於當前發動 機扭矩輸出加上來自A/C壓縮機的預計負載。雖然空氣流足以使預測扭矩請求產生，但是 通過設定即時扭矩請求低於空氣扭矩而延遲火花正時以便發動機輸出扭矩保持穩定。當A/C離合器被接合時，火花提前可被返回到可在當前空氣流實現完全發動機輸 出扭矩的校準值。換句話說，引起發動機輸出扭矩減小的火花延遲得以消除。整個預測扭矩 請求可在當前空氣流下得到，並且因此足夠的扭矩可得以彌補由A/C壓縮機引入的負載。 下次氣缸點火事件一旦發生就可改變火花提前以實現扭矩增大。然而，如果不存在儲備，那麼可能沒有火花延遲可用來消除以增大發動機輸出扭 矩-相反，可能需要額外的空氣流。由於節氣門的機械延遲、空氣達到氣缸的歧管延遲、以 及防止增加的空氣流達到氣缸直到下次進氣衝程的四個衝程循環，所以增加的空氣流可能 相對較少。等待額外的空氣流可能引起使用者可察覺到的發動機速度和扭矩的下降，並且 在某些環境下，甚至可引起發動機失速。圖3A-3C示出扭矩和火花提前相對於共同時間軸的軌跡。僅為圖示目的，在圖3A 中示出的整個時間上駕駛員扭矩請求304被示出為常數。僅為圖示目的，在圖3C中示出的 時間的開始處火花提前308被示出為30度。在時刻312處，氣候控制系統請求空氣調節。A/C儲備扭矩316因此被請求。A/C 儲備扭矩316可以是對A/C壓縮機將施加到發動機102上的負載的估計，並且可基於例如 溫度等因素而改變。在時刻312處預測扭矩請求320可等於駕駛員扭矩請求304。一旦A/C儲備扭矩 316被請求，則預測扭矩請求320就增大例如等於A/C儲備扭矩316的量。預測扭矩請求 320可以如圖3A所示的受限速率增大，或者可立即增大A/C儲備扭矩316的量。空氣扭矩324跟隨預測扭矩請求320。如在3A中所示，預測扭矩請求320開始變 化與空氣扭矩324開始變化之間具有延遲。此外，當空氣扭矩324開始變化時，預測扭矩請求320接近達到其最終值。即時扭矩請求328保持等於駕駛員扭矩請求304，直到時刻332。因此，在時刻332 之前，發動機輸出扭矩等於駕駛員扭矩請求304。在空氣扭矩324增大時，火花提前308減 小，從而保持相同的發動機輸出扭矩。在時刻332處，A/C離合器接合。基於對A/C壓縮機將施加到發動機102上的負 載的估計產生A /C負載336。A/C負載336可以是例如圖3B中所示速率受限的，或者可立 即增加到A/C壓縮機負載的估計值。即時扭矩請求328可增加A/C負載336的量，並且因 此在時刻332處增加。即時扭矩請求328中的增加表示火花提前308的增加，這增加發動 機輸出扭矩以匹配增加的即時扭矩請求328。因為增加火花提前308相對較快，所以在減小或消除任何動力或速度下降的情況 下，發動機輸出扭矩可被快速增加以足夠用於A/C負載。只要A/C離合器被接合即時扭矩 請求328就可保持在駕駛員扭矩請求304之上。現在參考圖4，儲備/負載模塊220的示例性實施方式包括計算來臨儲備的來臨儲 備模塊404。來臨儲備可取決於來自於推進扭矩裁定模塊206的經裁定的預測扭矩請求與 經裁定的即時扭矩請求之間的差。來臨儲備模塊404將來臨儲備輸出到增加儲備模塊408 和減法模塊412。增加儲備模塊408可接收額外的增加儲備。增加儲備可包括A/C壓縮機儲備、發 電機扭矩補償儲備和診斷侵入等比儲備。來臨儲備可反映扭矩儲備，例如怠速轉速控制儲 備、牽引控制儲備和變速器控制儲備。增加儲備模塊408對包括來臨儲備等任何接收到的 增加儲備求和，並且將求和結果輸出給儲備裁定模塊416。在各種實施方式中，怠速轉速控制儲備可由圖2的RPM控制模塊210實施，而取代 作為增加儲備被提供給儲備/負載模塊220。RPM控制模塊210可通過輸出增加了怠速轉 速控制儲備的量的預測扭矩請求來實施怠速速度控制儲備。當來自RPM控制模塊210的預 測扭矩請求勝出推進扭矩裁定模塊206中的裁定時，來自來臨儲備模塊404的來臨儲備將 反映該增加。最小儲備扭矩420可接收一個或多個最小儲備。與每個需要額外儲備並因此被添 加的增加儲備相比，只要存在指定的最小儲備就滿足最小儲備。因此，最大量的接收到的最 小儲備被選取並且從最小儲備模塊420輸出。最小儲備可包括新的發動機清掃模式儲備和 催化劑起燃儲備。儲備裁定模塊416基於從增加儲備模塊408和最小儲備模塊420接收的儲備產生 裁定儲備。在各種實施方式中，儲備裁定模塊416可輸出來自增加儲備模塊408和最小儲 備模塊420的較大的值。容量模塊424確定當前容量，所述當前容量可包括儲備容量和預測容量。儲備容 量是對通過僅使用快速致動器可減小多少發動機輸出扭矩的測量。在各種實施方式中， 儲備容量可等於火花儲備容量(通過完全延遲火花正時可減小多少發動機輸出扭矩的測
量)O預測容量確保通過產生裁定儲備經調節的預測扭矩請求不大於由發動機所產生 的。預測容量因此可等於當前發動機速度下的最大發動機扭矩減去經裁定的預測扭矩請 求。容量模塊424應用儲備容量和預測容量作為上限施加到裁定儲備並且將受限儲備輸出到第一減法模塊412。第一減法模塊412基於受限儲備與來臨儲備之間的差輸出增量儲備。因為來臨儲 備已經併入到經裁定的預測扭矩請求，所以第一減法模塊412在將增量儲備提供給速率限 制模塊428之前去除來臨儲備的影響。 速率限制模塊將速率限制應用到增量儲備。僅舉例，速率限制模塊428可應用低 通濾波器或可將增量儲備的變化的速度限制到預定的斜變速度。速率限制模塊428將速率 受限的儲備輸出到第一加法模塊432。第一加法模塊432將速率受限的儲備加到經裁定的 預測扭矩請求並且將結果輸出為經調節的預測扭矩請求。速率限制模塊428還將速率受限 的儲備輸出給空氣流延遲模塊440。空氣流延遲模塊440對獲得速率受限的儲備的延遲進行建模。因為速率受限的儲 備被反映在經調節的預測扭矩請求，所以緩慢致動器可用於獲得速率受限的儲備。僅舉例， 可使用空氣流。空氣流延遲模塊440可對打開節氣門112的延遲、增加的空氣流傳播通過 進氣歧管110的延遲、以及燃燒衝程期間燃燒的增加的空氣-燃料混合物的量與存在的增 加的空氣流之間的延遲進行建模。空氣流延遲模塊440將被延遲的速率受限的儲備輸出給 第二減法模塊444。空氣流延遲模塊440的輸出是對已經實現多少儲備的估計。在穩態中，空氣流延 遲模塊440的輸出將最終等於速率受限的儲備。第二減法模塊444使被延遲的速率受限的 儲備從空氣扭矩中減去，並且將結果輸出給多工器(multiplexer)448。因此第二減法模塊 444的輸出是發動機102的當前空氣扭矩，其被調節成用於消除儲備對扭矩的實際當前影 響。多工器448將經裁定的即時扭矩請求與第二減法模塊444的輸出中的一個輸出給 第二加法模塊452。當多工器448輸出經裁定的即時扭矩請求時，這可稱為快速通路，其中 經裁定的即時扭矩請求的變化被立即反映為經調節的即時扭矩請求的變化。當多工器448 輸出第二減法模塊444的輸出時，這可稱為緩慢通路。當緩慢通路有效時，經裁定的即時扭 矩請求的變化不被立即反映為經調節的即時扭矩請求的變化。僅舉例，如果駕駛員突然請求更多的扭矩，並且存在大的儲備，那麼快速通路可允 許經調節的即時扭矩請求快速增加，從而導致出乎意料的快速響應。駕駛員通常期望通過 使用預測扭矩請求進行的較緩慢的響應，這與在節氣門112被致動時的經歷相似。因此，緩 慢通路防止快速致動器快速地改變扭矩，這可引起駕駛員不期望的扭矩顛簸。負載模塊456接收負載指示，例如來自A/C壓縮機離合器的負載指示器。在A/C 壓縮機離合器接合時，A/C壓縮機離合器可指示給負載模塊456。負載模塊456基於對將施 加到發動機102的負載的量的估計而產生負載扭矩。在A/C壓縮機的情況下，負載模塊456 輸出與運轉A/C壓縮機所需的扭矩量相等的負載扭矩。對各種負載而言該負載扭矩可被求 和，例如A/C壓縮機和動力轉向泵。 在各種實施方式中，在A/C壓縮機開始反映A/C壓縮機用於起動比用於繼續運轉 可能需要更多扭矩的情況下，負載模塊456可臨時地增大負載扭矩。負載模塊456還可基 於溫度調節負載扭矩，因為在較低或較高的溫度下某些部件可能需要更多的扭矩來起動或 運行。 現在參考圖5，流程圖示出了儲備/負載模塊220的示例性操作。控制在步驟502開始，在步驟502中，通過從經裁定的預測扭矩請求減去經裁定的即時扭矩請求確定來臨 儲備。控制在步驟504中繼續，在步驟504中，增加儲備彼此相加並且與來臨儲備相加。控制在步驟506中繼續，在步驟506中，名為變量的儲備設定成等於接收到的最小 儲備的最大值。控制在步驟508中繼續，在步驟508中，儲備變量設定成等於先前的儲備變 量值與來自步驟504的儲備和中的最大值。控制在步驟510中繼續，在步驟510中，控制確定火花儲備容量和預測容量。火花儲備容量等於空氣扭矩與如果火花正時被設定為最大延遲值時將產生的扭矩量之間的扭 矩差。預測容量等於當前發動機速度下的最大發動機扭矩減去經裁定的預測扭矩請求。控制在步驟512中繼續，在步驟512中，控制將儲備變量設定為火花儲備容量、預 測容量和先前的儲備變量值中的最小值。控制在步驟514中繼續，在步驟514中，控制將儲 備變量設定為等於先前的儲備變量值減去來臨變量。控制在步驟516中繼續，在步驟516 中，控制對儲備變量進行速率限制。控制在步驟518中繼續，在步驟518中，控制將儲備變量與經裁定的預測扭矩請求 之和作為經調節的預測扭矩請求輸出。控制在步驟520中繼續，在步驟520中，控制將延遲 模型應用到儲備變量。延遲模型取決於對緩慢致動器做出的變化與響應於這些變化的發動 機變化之間的延遲。控制在步驟522中繼續，在步驟522中，控制將儲備變量從空氣扭矩中 減去以產生經調節的空氣扭矩。控制在步驟524中繼續，在步驟524中，控制確定負載扭矩。負載扭矩可取決於施 加在發動機上的負載，例如A/C壓縮機和/或動力轉向泵。控制在步驟526中繼續，在步驟 526中，控制選擇快速通路或緩慢通路。僅舉例，控制可在激活發動機的RPM控制時選擇快 速通路。否則，控制可選擇緩慢通路。在步驟526中，當選擇快速通路時，控制轉到步驟528 ； 否則，控制轉到步驟530。在步驟528中，控制將負載扭矩與經裁定的即時扭矩請求之和作 為經調節的即時扭矩請求輸出。然後控制返回到步驟502。在步驟530中，控制將負載扭矩 與經調節的空氣扭矩之和作為經調節的即時扭矩請求輸出。然後控制返回到步驟502。本發明的廣義教導可以各種形式實施。因此，雖然本發明包括具體示例，但是，本 發明的真正範圍不應局限於此，因為在研究附圖、說明書和所附權利要求書的基礎上其他 修改對於本領域技術人員來說將是顯而易見的。
權利要求
一種發動機控制系統，包括基於經調節的預測扭矩請求控制發動機的節氣門的空氣控制模塊；基於經調節的即時扭矩請求控制發動機的火花正時的火花控制模塊；以及儲備模塊，所述儲備模塊基於最小儲備和增加儲備和中最大的一個確定裁定儲備，並且所述儲備模塊基於經裁定的預測扭矩請求與請求儲備之和產生所述經調節的預測扭矩請求，其中，所述請求儲備取決於所述裁定儲備。
2.如權利要求1所述的發動機控制系統，其特徵在於，所述儲備模塊基於中間儲備和 來臨儲備之間的差產生增量儲備，其中，所述請求儲備取決於所述增量儲備，並且其中，所 述中間儲備取決於所述裁定儲備。
3.如權利要求2所述的發動機控制系統，其特徵在於，所述儲備模塊基於限制所述增 量儲備的速率而產生所述請求儲備。
4.如權利要求2所述的發動機控制系統，其特徵在於，所述儲備模塊通過將上限施加 到所述裁定儲備而產生所述中間儲備，其中，所述上限取決於除所述空氣控制模塊之外能 夠由所述火花控制模塊實現的發動機輸出扭矩差。
5.如權利要求2所述的發動機控制系統，其特徵在於，所述儲備模塊通過將上限施加 到所述裁定儲備而產生所述中間儲備，其中，所述上限取決於能夠由發動機在當前發動機 速度下實現的最大發動機輸出扭矩與所述經裁定的預測扭矩請求之間的差。
6.如權利要求2所述的發動機控制系統，其特徵在於，所述儲備模塊基於所述經裁定 的預測扭矩請求與經裁定的即時扭矩請求之間的差而產生所述來臨儲備。
7.如權利要求6所述的發動機控制系統，其特徵在於，所述儲備模塊基於所述經裁定 的即時扭矩請求選擇性地產生所述經調節的即時扭矩請求。
8.如權利要求7所述的發動機控制系統，其特徵在於，所述儲備模塊基於空氣扭矩與 延遲儲備之間的差選擇性地產生所述經調節的即時扭矩請求，所述延遲儲備取決於通過使 用空氣流延遲模型延遲所述請求儲備，並且其中，基於當前空氣流下的最大發動機輸出扭 矩確定所述空氣扭矩。
9.如權利要求6所述的發動機控制系統，其特徵在於，所述儲備模塊接收請求增加儲 備並且基於所述來臨儲備與所述請求增加儲備之和產生所述增加儲備和。
10.如權利要求1所述的發動機控制系統，其特徵在於，所述儲備模塊接收多個請求最 小儲備並且基於所述多個請求最小儲備中最大的一個產生所述最小儲備。
11.一種方法，包括基於經調節的預測扭矩請求控制發動機的節氣門；基於經調節的即時扭矩請求控制發動機的火花正時；基於最小儲備和增加儲備和中最大的一個確定裁定儲備；以及基於經裁定的預測扭矩請求與請求儲備之和產生所述經調節的預測扭矩請求，其中， 所述請求儲備取決於所述裁定儲備。
12.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，還包括基於中間儲備和來臨儲備之間的 差產生增量儲備，其中，所述請求儲備取決於所述增量儲備，並且其中，所述中間儲備取決 於所述裁定儲備。
13.如權利要求12所述的方法，其特徵在於，還包括基於限制所述增量儲備的速率而產生所述請求儲備。
14.如權利要求12所述的方法，其特徵在於，還包括通過將上限施加到所述裁定儲備 而產生所述中間儲備，其中，所述上限取決於除所述空氣控制模塊之外能夠由所述火花控 制模塊實現的發動機輸出扭矩差。
15.如權利要求12所述的方法，其特徵在於，還包括通過將上限施加到所述裁定儲備 而產生所述中間儲備，其中，所述上限取決於能夠由發動機在當前發動機速度下實現的最 大發動機輸出扭矩與所述經裁定的預測扭矩請求之間的差。
16.如權利要求12所述的方法，其特徵在於，還包括基於所述經裁定的預測扭矩請求 與經裁定的即時扭矩請求之間的差產生所述來臨儲備。
17.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，還包括基於所述經裁定的即時扭矩請求 選擇性地產生所述經調節的即時扭矩請求。
18.如權利要求17所述的方法，其特徵在於，還包括基於空氣扭矩與延遲儲備之間的 差選擇性地產生所述經調節的即時扭矩請求，所述延遲儲備取決於通過使用空氣流延遲模 型延遲所述請求儲備，並且其中，基於當前空氣流下的最大發動機輸出扭矩確定所述空氣 扭矩。
19.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，還包括接收請求增加儲備並且基於所述 來臨儲備與所述請求增加儲備之和產生所述增加儲備和。
20.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，還包括接收多個請求最小儲備並且基於 所述多個請求最小儲備中最大的一個產生所述最小儲備。
全文摘要
本發明涉及在基於扭矩的系統中裁定扭矩儲備和負載的方法和設備。一種發動機控制系統包括空氣控制模塊、火花控制模塊和儲備模塊。所述空氣控制模塊基於經調節的預測扭矩請求控制發動機的節氣門。所述火花控制模塊基於經調節的即時扭矩請求控制所述發動機的火花正時。所述儲備模塊基於最小儲備和增加儲備和中最大的一個確定裁定儲備。所述儲備模塊還基於經裁定的預測扭矩請求與請求儲備之和產生所述經調節的預測扭矩請求，其中，所述請求儲備取決於所述裁定儲備。
文檔編號F02D37/02GK101846003SQ200910221048
公開日2010年9月29日 申請日期2009年11月9日 優先權日2008年11月7日
發明者C·E·惠特尼, L·G·沃茲尼亞克, R·C·小西蒙 申請人:通用汽車環球科技運作公司