[發明專利]用于慢響應和快響應扭矩請求的仲裁策略

有效

• 申請號: 201380029401.3
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN104379916B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: D·J·斯特羅;Z·施瓦布;G·科思安德爾曼;R·J·托馬斯;R·S·?？怂?/a>;C·M·卡爾默;R·宙普
• 申請（專利權）人: 康明斯知識產權公司
• 主分類號: F02D41/34
• 分類號: F02D41/34;F02P5/04
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司31266
• 代理人: 須一平,蔡繼清

相關申請交叉引用

本申請要求2012年6月5日提交的美國臨時專利申請第61/655813號的權益，該申請以引用的方式納入本文。

技術領域

本發明涉及一種發動機控制系統，更具體地，涉及管理多個扭矩請求器。

背景技術

內燃機產生加速和驅動車輛所需的動力。

通常，氧化劑(例如空氣)和燃料(例如汽油、柴油、天然氣等)在發動機汽缸中結合并點燃，從而產生驅動車輛的必要動力。一些汽油發動機需要氧化劑與燃料的基本理論配比，從而啟動氧化反應。一旦啟動(例如火花點燃)，放熱燃燒反應引起汽缸內的溫度和壓力上升，通過向外推活塞使汽缸體積膨脹，從而驅動曲軸和車輛。內燃機的一個特性是發動機的扭矩等級，其涉及到內燃機加速和推進車輛的能力。

因為所需的車輛速度和加速度是不斷變化的，所以通過控制系統管理內燃機，該控制系統調節發動機扭矩輸出的增加和減少。在火花點燃汽油發動機中，控制扭矩的常規方法和策略包括控制環，該控制環將發動機的真實扭矩輸出與所需扭矩進行比較，并控制空氣流入燃燒室，從而調和所需扭矩和實際扭矩之間的差距。例如，當使用者踩踏油門踏板加速車輛或管理汽車在行駛期間遇到的狀況(例如風阻、變化的路況、變化的天氣狀況、道路等級、汽車貨物的尺寸和重量等)時，常規控制系統控制汽油噴射和流入到燃燒室的空氣流動，從而促進或阻礙燃燒過程，以分別增加或減少發動機產生的扭矩量。

然而，這些常規的空氣控制系統常常過于緩慢，不能為一些扭矩請求提供足夠快的響應時間。例如，一些扭矩請求可能來自二級發動機/車載系統，例如防抱死制動系統(ABS)、牽引力控制系統(TCS)、換擋扭矩管理(STM)等，從而限制了發動機產生的扭矩。為了使該二級發動機系統有效，該二級系統的扭矩請求必須以及時的方式完成。通常，吸氣系統對于這種二級發動機系統的扭矩請求不能足夠快速反應。因此，依靠空氣控制系統的常規發動機扭矩管理系統可能缺乏精確控制扭矩產生的能力，這可能引起發動機的性能和安全性降低。

發明內容

本申請的主題內容已被開發以響應本領域的當前狀態，并且特別地，響應通過目前可獲得的發動機系統尚未完全解決的內燃機技術中存在的問題和需求。因此，本申請的主題內容已被開發出來以提供一種發動機管理系統，該系統利用慢響應驅動器和快響應驅動器來管理發動機產生的扭矩。

本發明涉及一種用于管理發動機輸出的系統，所述系統包括機器管理器模塊和燃燒模塊。在一個實施例中，所述燃燒模塊包括慢響應路徑和快響應路徑。所述慢響應路徑包括管理空氣和燃料的驅動器，以及所述快響應路徑包括管理點火正時。根據一個實施例，管理點火正時包括使點火器處于點火正時范圍中間的狀態來雙向控制，以及包括為了發動機響應性而犧牲發動機效率。此外，快響應路徑可以根據一個優化指數來選擇性啟動。

根據所述系統的另一個實施例，超出快響應路徑控制能力的所請求的發動機輸出在慢響應路徑中考慮和管理。此外，所述機器管理器模塊和所述燃燒模塊通過仲裁路徑來識別和跟蹤所述扭矩請求的源頭。所述系統還包括將所述扭矩請求的識別和給定的驅動器規格與最終發動機運行要求關聯。

本發明還涉及到用于管理發動機輸出的方法。所述方法包括：對快響應發動機輸出請求進行仲裁；對慢響應發動機輸出請求進行仲裁；以及將快響應發動機輸出請求和慢響應發動機輸出請求結合到一個共同的仲裁機構。根據一個實施例，可以根據一個優化指數選擇性啟動對快響應發動機輸出請求的仲裁。此外，對快響應發動機輸出進行仲裁可以包括管理點火正時。例如，所述方法可包括使點火器處于點火正時范圍中間的狀態來實現雙向控制由此為了發動機響應性而犧牲發動機效率。此外，所述方法還可包括識別和跟蹤所述發動機輸出請求的源頭。

根據另一個實施例，本發明還涉及到一種用于提高扭矩驅動響應的方法。所述方法可包括：驅動燃料和空氣驅動器，從而實現組合扭矩儲備，以及(同時)從最優點火正時延遲點火正時以獲得所需的發動機輸出扭矩。例如，為了能夠雙向控制所述方法可包括使得點火器帶處于點火正時范圍中間的狀態，從而為了發動機響應性而犧牲發動機效率。

貫穿本說明書中的參考特征、優點或類似語言并不意味著，本發明的主題內容可以實現的所有特征和優點應該是或是在任何單個實施例中。相反，表示各特征和優點的語言應被理解為是，與描述的實施例相關的特定特點、優點、或特征被包括在本發明的至少一個實施例中。因此特征、優點以及類似語言的討論，在整個本說明書中可以，但不是必須，指同一實施例。