[发明专利]用于慢响应和快响应扭矩请求的仲裁策略

说明书

相关申请交叉引用

本申请要求2012年6月5日提交的美国临时专利申请第61/655813号的权益，该申请以引用的方式纳入本文。

技术领域

本发明涉及一种发动机控制系统，更具体地，涉及管理多个扭矩请求器。

背景技术

内燃机产生加速和驱动车辆所需的动力。

通常，氧化剂(例如空气)和燃料(例如汽油、柴油、天然气等)在发动机汽缸中结合并点燃，从而产生驱动车辆的必要动力。一些汽油发动机需要氧化剂与燃料的基本理论配比，从而启动氧化反应。一旦启动(例如火花点燃)，放热燃烧反应引起汽缸内的温度和压力上升，通过向外推活塞使汽缸体积膨胀，从而驱动曲轴和车辆。内燃机的一个特性是发动机的扭矩等级，其涉及到内燃机加速和推进车辆的能力。

因为所需的车辆速度和加速度是不断变化的，所以通过控制系统管理内燃机，该控制系统调节发动机扭矩输出的增加和减少。在火花点燃汽油发动机中，控制扭矩的常规方法和策略包括控制环，该控制环将发动机的真实扭矩输出与所需扭矩进行比较，并控制空气流入燃烧室，从而调和所需扭矩和实际扭矩之间的差距。例如，当使用者踩踏油门踏板加速车辆或管理汽车在行驶期间遇到的状况(例如风阻、变化的路况、变化的天气状况、道路等级、汽车货物的尺寸和重量等)时，常规控制系统控制汽油喷射和流入到燃烧室的空气流动，从而促进或阻碍燃烧过程，以分别增加或减少发动机产生的扭矩量。

然而，这些常规的空气控制系统常常过于缓慢，不能为一些扭矩请求提供足够快的响应时间。例如，一些扭矩请求可能来自二级发动机/车载系统，例如防抱死制动系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)、换挡扭矩管理(STM)等，从而限制了发动机产生的扭矩。为了使该二级发动机系统有效，该二级系统的扭矩请求必须以及时的方式完成。通常，吸气系统对于这种二级发动机系统的扭矩请求不能足够快速反应。因此，依靠空气控制系统的常规发动机扭矩管理系统可能缺乏精确控制扭矩产生的能力，这可能引起发动机的性能和安全性降低。

发明内容

本申请的主题内容已被开发以响应本领域的当前状态，并且特别地，响应通过目前可获得的发动机系统尚未完全解决的内燃机技术中存在的问题和需求。因此，本申请的主题内容已被开发出来以提供一种发动机管理系统，该系统利用慢响应驱动器和快响应驱动器来管理发动机产生的扭矩。

本发明涉及一种用于管理发动机输出的系统，所述系统包括机器管理器模块和燃烧模块。在一个实施例中，所述燃烧模块包括慢响应路径和快响应路径。所述慢响应路径包括管理空气和燃料的驱动器，以及所述快响应路径包括管理点火正时。根据一个实施例，管理点火正时包括使点火器处于点火正时范围中间的状态来双向控制，以及包括为了发动机响应性而牺牲发动机效率。此外，快响应路径可以根据一个优化指数来选择性启动。

根据所述系统的另一个实施例，超出快响应路径控制能力的所请求的发动机输出在慢响应路径中考虑和管理。此外，所述机器管理器模块和所述燃烧模块通过仲裁路径来识别和跟踪所述扭矩请求的源头。所述系统还包括将所述扭矩请求的识别和给定的驱动器规格与最终发动机运行要求关联。

本发明还涉及到用于管理发动机输出的方法。所述方法包括：对快响应发动机输出请求进行仲裁；对慢响应发动机输出请求进行仲裁；以及将快响应发动机输出请求和慢响应发动机输出请求结合到一个共同的仲裁机构。根据一个实施例，可以根据一个优化指数选择性启动对快响应发动机输出请求的仲裁。此外，对快响应发动机输出进行仲裁可以包括管理点火正时。例如，所述方法可包括使点火器处于点火正时范围中间的状态来实现双向控制由此为了发动机响应性而牺牲发动机效率。此外，所述方法还可包括识别和跟踪所述发动机输出请求的源头。

根据另一个实施例，本发明还涉及到一种用于提高扭矩驱动响应的方法。所述方法可包括：驱动燃料和空气驱动器，从而实现组合扭矩储备，以及(同时)从最优点火正时延迟点火正时以获得所需的发动机输出扭矩。例如，为了能够双向控制所述方法可包括使得点火器带处于点火正时范围中间的状态，从而为了发动机响应性而牺牲发动机效率。

贯穿本说明书中的参考特征、优点或类似语言并不意味着，本发明的主题内容可以实现的所有特征和优点应该是或是在任何单个实施例中。相反，表示各特征和优点的语言应被理解为是，与描述的实施例相关的特定特点、优点、或特征被包括在本发明的至少一个实施例中。因此特征、优点以及类似语言的讨论，在整个本说明书中可以，但不是必须，指同一实施例。