基于涡轮功率控制发动机以计入变矩器损失的系统和方法
【专利说明】基于涡轮功率控制发动机以计入变矩器损失的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年2月27日提交的美国临时申请序列号61/945，370的权益。上述申请的公开内容被全部并入本文以供参考。
技术领域
[0002]本公开涉及内燃发动机，并且更具体地涉及用于基于所需涡轮功率控制发动机以考虑到变矩器损失的系统和方法。
【背景技术】
[0003]这里提供的背景描述是用于大体呈现本公开背景的目的。本发明人在这个【背景技术】部分中所描述的工作以及在提交日没有作为现有技术被描述的各方面既不明确地也不暗示地被认为是抵触本公开内容的现有技术。
[0004]内燃发动机在汽缸内燃烧空气和燃料混合物以驱动活塞，其产生驱动转矩。流入发动机内的空气流经由节气门被调整。更具体地，节气门调节节气面积，其增加或减少进入发动机内的空气流。随着节气面积增加，进入发动机内的空气流增加。燃料控制系统调节燃料被喷射的速率以便提供所需空气/燃料混合物至汽缸和/或以便实现所需转矩输出。增加被提供给汽缸的空气和燃料的量会增加发动机的转矩输出。
[0005]在火花点火发动机中，火花引燃被提供到汽缸的空气/燃料混合物的燃烧。在压缩点火发动机中，汽缸内的压缩引燃被提供到汽缸的空气/燃料混合物。火花正时和空气流可以是用于调节火花点火发动机的转矩输出的主要机制，而燃料流可以是用于调节压缩点火发动机的转矩输出的主要机制。
【发明内容】
[0006]根据本公开原理的系统包括所需涡轮功率模块和发动机致动器模块。所需涡轮功率模块基于加速器踏板位置和车辆速度确定变矩器的涡轮处的所需功率量。变矩器将转矩从发动机传递到传动系并且包括叶轮和涡轮。叶轮被连接到发动机的曲轴。涡轮被连接到传动系中的变速器并且是被液压联接到和机械联接到叶轮中的至少一种。发动机致动器模块基于所需涡轮功率控制发动机的致动器。
[0007]本发明还可包括下列方案。
[0008]1.一种系统，包括:
所需涡轮功率模块，其基于加速器踏板位置和车辆速度确定变矩器的涡轮处的所需功率量，其中:
所述变矩器将转矩从发动机传递到传动系并且包括叶轮和所述涡轮；
所述叶轮被连接到所述发动机的曲轴；并且
所述涡轮被连接到所述传动系中的变速器，并且是被液压联接到和机械联接到所述叶轮中的至少一种；以及发动机致动器模块，其基于所述所需涡轮功率控制所述发动机的致动器。
[0009]2.根据方案I所述的系统，进一步包括所需发动机转矩模块，其基于所述所需涡轮功率和所需发动机速度确定所需发动机转矩，其中所述发动机致动器模块基于所述所需发动机转矩控制所述发动机致动器。
[0010]3.根据方案2所述的系统，进一步包括所需发动机速度模块，其基于实际涡轮速度、实际发动机速度和所述实际涡轮速度与所述实际发动机速度的第一比中的至少一者来确定所述所需发动机速度。
[0011]4.根据方案3所述的系统，其中所述所需发动机速度模块基于所述实际涡轮速度和所述所需涡轮功率确定所述所需发动机速度。
[0012]5.根据方案3所述的系统，其中，当所述第一比大于预定值时，所述所需发动机速度模块将所述所需发动机速度调节成等于所述实际涡轮速度的第一速度。
[0013]6.根据方案5所述的系统，其中，当所述第一比小于或等于所述预定值时，所述所需发动机速度模块将所述所需发动机速度调节成第二速度，该第二速度等于所述实际涡轮速度和实际涡轮转矩与实际发动机转矩的第二比的乘积。
[0014]7.根据方案6所述的系统，进一步包括基于所述第一比确定所述第二比的转矩比模块。
[0015]8.根据方案6所述的系统，其中所述所需发动机速度模块基于所述实际发动机速度的当前值和所述实际发动机速度的未来值在所述第一速度和所述第二速度之间调节所述所需发动机速度。
[0016]9.根据方案8所述的系统，其中，当所述变矩器内的离合器被施用时，所述所需发动机速度模块基于所述实际涡轮速度来预测所述实际发动机速度的所述未来值。
[0017]10.根据方案8所述的系统，其中，当所述变矩器内的离合器被释放时，所述所需发动机速度模块基于所述实际涡轮速度和所述所需涡轮功率来预测所述实际发动机速度的所述未来值。
[0018]11.一种方法，包括:
基于加速器踏板位置和车辆速度确定变矩器的涡轮处的所需功率量，其中:
所述变矩器将转矩从发动机传递到传动系并且包括叶轮和所述涡轮；
所述叶轮被连接到所述发动机的曲轴；并且
所述涡轮被连接到所述传动系中的变速器，并且是被液压联接到和机械联接到所述叶轮中的至少一种；以及
基于所述所需涡轮功率控制所述发动机的致动器。
[0019]12.根据方案11所述的方法，进一步包括:
基于所述所需涡轮功率和所述所需发动机速度确定所需发动机转矩；以及基于所述所需发动机转矩控制所述发动机致动器。
[0020]13.根据方案12所述的方法，进一步包括:基于实际涡轮速度、实际发动机速度和所述实际涡轮速度与所述实际发动机速度的第一比中的至少一者来确定所述所需发动机速度。
[0021]14.根据方案13所述的方法，进一步包括:基于所述实际涡轮速度和所述所需涡轮功率确定所述所需发动机速度。
[0022]15.根据方案13所述的方法，进一步包括:当所述第一比大于预定值时，将所述所需发动机速度调节成等于所述实际涡轮速度的第一速度。
[0023]16.根据方案15所述的方法，进一步包括:当所述第一比小于或等于所述预定值时，将所述所需发动机速度调节成第二速度，该第二速度等于所述实际涡轮速度和实际涡轮转矩与实际发动机转矩的第二比的乘积。
[0024]17.根据方案16所述的方法，进一步包括:基于所述第一比确定所述第二比。
[0025]18.根据方案16所述的方法，进一步包括:基于所述实际发动机速度的当前值和所述实际发动机速度的未来值在所述第一速度和所述第二速度之间调节所述所需发动机速度。
[0026]19.根据方案18所述的方法，进一步包括:当所述变矩器内的离合器被施用时基于所述实际涡轮速度预测所述实际发动机速度的所述未来值。
[0027]20.根据方案18所述的方法，进一步包括:当所述变矩器内的离合器被释放时基于所述实际涡轮速度和所述所需涡轮功率预测所述实际发动机速度的所述未来值。
[0028]从【具体实施方式】、权利要求和附图将显而易见到本公开的其他应用领域。【具体实施方式】和特定示例试图仅用于描述目的并且不试图限制本公开的范围。
【附图说明】
[0029]从【具体实施方式】和附图将更加全面地理解本公开，在附图中:
图1是根据本公开的原理的示例性发动机系统的功能框图；
图2是根据本公开的原理的示例性控制系统的功能框图；
图3是示出根据本公开的原理的示例性控制方法的流程图；以及图4和图5是示出根据本公开的原理的示例性发动机工况的图形。
[0030]在附图中，附图标记可以被重复使用以便指代类似的和/或相同的元件。
【具体实施方式】
[0031]通过使用变矩器将发动机所产生的转矩传递到传动系。变矩器通常包括叶轮、涡轮和离合器。叶轮被连接到发动机的曲轴，并且涡轮被连接到传动系中的变速器。当施用离合器时，离合器将涡轮机械地联接到叶轮。当释放离合器时，变矩器内的流体将涡轮液压联接到叶轮。
[0032]一些系统和方法基于发动机功率请求来控制发动机产生的转矩量。系统和方法可以通过使用查找表基于加速器踏板位置和车辆速度来确定发动机功率请求。之后，系统和方法可以通过将发动机功率请求除以发动机速度来确定发动机转矩请求，并且可以基于发动机转矩请求来控制发动机产生的转矩量。基于发动机功率控制发动机转矩可能没有考虑到当变矩器离合器释放时变矩器的转矩损失。因此，基于发动机功率控制发动机转矩对于给定踏板位置和给定车辆速度来说会产生比驾驶员预期更小的车辆加速度。
[0033]一些系统和方法基于轴杆转矩请求来控制发动机产生的转矩量。系统和方法可以通过使用查找表基于加速器踏板位置和车辆速度来确定轴杆转矩请求。之后，系统和方法可以通过将轴杆转矩请求除以与传动系关联的传动比来确定发动机转矩请求，并且可以基于发动机转矩请求来控制发动机产生的转矩量。
[0034]基于轴杆转矩控制发动机转矩会考虑到了变矩器的转矩损失。然而，基于轴杆转矩控制发动机转矩需要安全措施来确保传动比是准确的。此外，基于轴杆转矩控制发动机转矩会需要复杂的校准工作以便确定加速器踏板位置、车辆速度和轴杆转矩请求之间的关系O
[0035]根据本公开的系统和方法基于所需涡轮功率来控制发动机产生的转矩量。系统和方法可以通过使用查找表基于加速器踏板位置和车辆速度来确定所需涡轮功率。之后，系统和方法可以基于所需涡轮功率、实际涡轮速度和所需发动机速度之间的预定关系来确定所述发动机速度。所述预定关系可以取决于影响变矩器的转矩损失的变矩器的性质。