[發明專利]協調的發動機扭矩控制

有效

• 申請號: 201310417140.4
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103670760A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: M.利夫施斯;J.M.凱澤;T.M.卡恩加特;C.E.惠特尼;T.J.哈特里;G.J.約克
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F02D43/00
• 分類號: F02D43/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉楨;傅永霄

相關申請的交叉引用

本申請涉及2012年9月13日提交的美國專利申請No.?13/613,683。以上申請的公開內容全文以引用方式并入本文中。

技術領域

本公開涉及內燃發動機，并且更特別地涉及用于車輛的控制系統和方法。

背景技術

在此提供的背景技術描述用于總體上介紹本公開的背景。目前署名的發明人的工作就其在該背景部分中描述的程度以及在其描述在提交時不會以其它方式被認為現有技術的方面，既不明確地也不隱含地認為是破壞本公開的現有技術。

內燃發動機在氣缸內燃燒空氣燃料混合物以驅動活塞，這產生驅動扭矩。進入發動機的空氣流經由節流閥調節。更具體而言，節流閥調整節流面積，這增加或減小進入發動機的空氣流。隨著節流面積的增加，進入發動機的空氣流增加。燃料控制系統調整燃料噴射的速率以向氣缸提供所需的空氣燃料混合物和/或實現所需的扭矩輸出。增加提供至氣缸的空氣和燃料的量增加了發動機的扭矩輸出。

在火花點火發動機中，火花引發提供給氣缸的空氣燃料混合物的燃燒。在壓縮點火發動機中，氣缸中的壓縮燃燒提供給氣缸的空氣燃料混合物。火花正時和空氣流量可以是用于調整火花點火發動機的扭矩輸出的主要機制，而燃料流量可以是用于調整壓縮點火發動機的扭矩輸出的主要機制。

已開發出控制發動機輸出扭矩以實現所需扭矩的發動機控制系統。然而，傳統的發動機控制系統不能像期望的那樣準確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控制信號的快速響應或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

一種用于發動機的控制系統包括目標每缸空氣量(APC)模塊、目標面積模塊和相位器調度模塊。目標APC模塊基于目標火花正時、目標進氣凸輪相位器角度和目標排氣凸輪相位器角度來確定目標APC。目標面積模塊基于目標火花正時、目標進氣凸輪相位器角度和目標排氣凸輪相位器角度來確定發動機的節流閥的目標開度。目標面積模塊基于目標開度控制節流閥。相位器調度模塊基于目標APC確定目標進氣和排氣凸輪相位器角度。相位器調度模塊分別基于目標進氣和排氣凸輪相位器角度控制發動機的進氣和排氣凸輪相位器。

一種用于發動機的控制方法包括：基于目標火花正時、目標進氣凸輪相位器角度和目標排氣凸輪相位器角度來確定目標每缸空氣量(APC)；基于目標火花正時、目標進氣凸輪相位器角度和目標排氣凸輪相位器角度來確定發動機的節流閥的目標開度；以及基于目標開度控制節流閥。該控制方法還包括：基于目標APC確定目標進氣和排氣凸輪相位器角度；以及分別基于目標進氣凸輪相位器角度和目標排氣凸輪相位器角度控制發動機的進氣和排氣凸輪相位器。

本發明提供下列技術方案。

1.?一種用于發動機的控制系統，包括：

目標每缸空氣量(APC)模塊，其基于目標火花正時、目標進氣凸輪相位器角度和目標排氣凸輪相位器角度來確定目標APC；

目標面積模塊，其基于所述目標火花正時、所述目標進氣凸輪相位器角度和所述目標排氣凸輪相位器角度來確定所述發動機的節流閥的目標開度并且基于所述目標開度控制所述節流閥；以及

相位器調度模塊，其基于所述目標APC確定所述目標進氣和排氣凸輪相位器角度并且分別基于所述目標進氣凸輪相位器角度和所述目標排氣凸輪相位器角度來控制所述發動機的進氣凸輪相位器和排氣凸輪相位器。

2.?根據技術方案1所述的控制系統，還包括：

目標歧管絕對壓力(MAP)模塊，其基于所述目標火花正時、所述目標進氣凸輪相位器角度和所述目標排氣凸輪相位器角度確定目標MAP；以及

增壓調度模塊，其基于所述目標MAP確定渦輪增壓器的廢氣門的目標占空比并且基于所述目標占空比控制所述渦輪增壓器的所述廢氣門。

3.?根據技術方案2所述的控制系統，還包括目標空氣質量流量(MAF)模塊，其基于所述目標APC確定進入所述發動機的目標MAF，

其中，所述目標面積模塊基于所述目標MAF和所述目標MAP確定所述目標開度。

4.?根據技術方案2所述的控制系統，還包括：

第一扭矩估計模塊，其基于使用MAP傳感器測量的MAP確定所述發動機的第一估計扭矩輸出；以及

第二扭矩估計模塊，其基于所述發動機的當前APC確定所述發動機的第二估計扭矩輸出，

其中，所述目標MAP模塊進一步基于所述第一估計扭矩和所述第二估計扭矩確定所述目標MAP。