[发明专利]协调的发动机扭矩控制

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及2012年9月13日提交的美国专利申请No. 13/613,683。以上申请的公开内容全文以引用方式并入本文中。

技术领域

本公开涉及内燃发动机，并且更特别地涉及用于车辆的控制系统和方法。

背景技术

在此提供的背景技术描述用于总体上介绍本公开的背景。目前署名的发明人的工作就其在该背景部分中描述的程度以及在其描述在提交时不会以其它方式被认为现有技术的方面，既不明确地也不隐含地认为是破坏本公开的现有技术。

内燃发动机在气缸内燃烧空气燃料混合物以驱动活塞，这产生驱动扭矩。进入发动机的空气流经由节流阀调节。更具体而言，节流阀调整节流面积，这增加或减小进入发动机的空气流。随着节流面积的增加，进入发动机的空气流增加。燃料控制系统调整燃料喷射的速率以向气缸提供所需的空气燃料混合物和/或实现所需的扭矩输出。增加提供至气缸的空气和燃料的量增加了发动机的扭矩输出。

在火花点火发动机中，火花引发提供给气缸的空气燃料混合物的燃烧。在压缩点火发动机中，气缸中的压缩燃烧提供给气缸的空气燃料混合物。火花正时和空气流量可以是用于调整火花点火发动机的扭矩输出的主要机制，而燃料流量可以是用于调整压缩点火发动机的扭矩输出的主要机制。

已开发出控制发动机输出扭矩以实现所需扭矩的发动机控制系统。然而，传统的发动机控制系统不能像期望的那样准确控制发动机输出扭矩。此外，传统的发动机控制系统不能提供对控制信号的快速响应或在影响发动机输出扭矩的各种装置之间协调发动机扭矩控制。

发明内容

一种用于发动机的控制系统包括目标每缸空气量(APC)模块、目标面积模块和相位器调度模块。目标APC模块基于目标火花正时、目标进气凸轮相位器角度和目标排气凸轮相位器角度来确定目标APC。目标面积模块基于目标火花正时、目标进气凸轮相位器角度和目标排气凸轮相位器角度来确定发动机的节流阀的目标开度。目标面积模块基于目标开度控制节流阀。相位器调度模块基于目标APC确定目标进气和排气凸轮相位器角度。相位器调度模块分别基于目标进气和排气凸轮相位器角度控制发动机的进气和排气凸轮相位器。

一种用于发动机的控制方法包括：基于目标火花正时、目标进气凸轮相位器角度和目标排气凸轮相位器角度来确定目标每缸空气量(APC)；基于目标火花正时、目标进气凸轮相位器角度和目标排气凸轮相位器角度来确定发动机的节流阀的目标开度；以及基于目标开度控制节流阀。该控制方法还包括：基于目标APC确定目标进气和排气凸轮相位器角度；以及分别基于目标进气凸轮相位器角度和目标排气凸轮相位器角度控制发动机的进气和排气凸轮相位器。

本发明提供下列技术方案。

1. 一种用于发动机的控制系统，包括：

目标每缸空气量(APC)模块，其基于目标火花正时、目标进气凸轮相位器角度和目标排气凸轮相位器角度来确定目标APC；

目标面积模块，其基于所述目标火花正时、所述目标进气凸轮相位器角度和所述目标排气凸轮相位器角度来确定所述发动机的节流阀的目标开度并且基于所述目标开度控制所述节流阀；以及

相位器调度模块，其基于所述目标APC确定所述目标进气和排气凸轮相位器角度并且分别基于所述目标进气凸轮相位器角度和所述目标排气凸轮相位器角度来控制所述发动机的进气凸轮相位器和排气凸轮相位器。

2. 根据技术方案1所述的控制系统，还包括：

目标歧管绝对压力(MAP)模块，其基于所述目标火花正时、所述目标进气凸轮相位器角度和所述目标排气凸轮相位器角度确定目标MAP；以及

增压调度模块，其基于所述目标MAP确定涡轮增压器的废气门的目标占空比并且基于所述目标占空比控制所述涡轮增压器的所述废气门。

3. 根据技术方案2所述的控制系统，还包括目标空气质量流量(MAF)模块，其基于所述目标APC确定进入所述发动机的目标MAF，

其中，所述目标面积模块基于所述目标MAF和所述目标MAP确定所述目标开度。

4. 根据技术方案2所述的控制系统，还包括：

第一扭矩估计模块，其基于使用MAP传感器测量的MAP确定所述发动机的第一估计扭矩输出；以及

第二扭矩估计模块，其基于所述发动机的当前APC确定所述发动机的第二估计扭矩输出，

其中，所述目标MAP模块进一步基于所述第一估计扭矩和所述第二估计扭矩确定所述目标MAP。