在基于扭矩的系统中裁定扭矩储备和负载的方法和设备的制作方法

专利名称：在基于扭矩的系统中裁定扭矩储备和负载的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于扭矩的系统，更具体地涉及用于在基于扭矩的系统中裁定扭矩储备请求和负载的系统和方法。
背景技术：
这里提供的背景技术用于总体上介绍本发明的背景。在本背景技术部分中所描述 的程度上，当前署名的发明人的作品和本描述中在申请时不构成现有技术的各方面，既非 明示也非默示地被认为是本发明的现有技术。内燃发动机燃烧气缸内的空气与燃料的混合物来驱动活塞，从而产生驱动扭矩。 进入火花点火发动机的气流通过节气门来调节。更具体地，节气门调节节流面积，从而增加 或减少进入发动机的空气流。在节流面积增大时，进入发动机的空气流增加。燃料控制系 统调节喷射燃料的速度以给气缸提供期望的空气/燃料混合物。增加提供给气缸的空气和 燃料的量会增大发动机的扭矩输出。已经研发了发动机控制系统来控制发动机输出扭矩从而获得期望扭矩。然而，传 统的发动机控制系统不能如期望的那样精确地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信号的快速响应或者不能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
一种发动机控制系统包括空气控制模块、火花控制模块和储备模块。所述空气控 制模块基于经调节的预测扭矩请求控制发动机的节气门。所述火花控制模块基于经调节的 即时扭矩请求控制发动机的火花正时。所述储备模块基于最小储备和增加储备和中最大的 一个确定裁定储备。所述储备模块还基于经裁定的预测扭矩请求与请求储备之和产生所述 经调节的预测扭矩请求，其中，所述请求储备取决于所述裁定储备。—种方法，所述方法包括基于经调节的预测扭矩请求控制发动机的节气门；基于 经调节的即时扭矩请求控制发动机的火花正时；基于最小储备和增加储备和中最大的一个 确定裁定储备；以及基于经裁定的预测扭矩请求与请求储备之和产生所述经调节的预测扭 矩请求，其中，所述请求储备取决于所述裁定储备。本发明进一步的适用范围将通过下文提供的详细描述而变得显而易见。应当理解 的是，该详细描述和具体示例仅用于说明目的，而并非旨在限制本发明的范围。


通过具体实施方式
和附图将会更全面地理解本发明，附图中图1是根据本发明原理的示例性发动机系统的功能框图；图2是根据本发明原理的示例性发动机控制系统的功能框图；图3A-3C是根据本发明原理的扭矩储备的图表示例；图4是根据本发明原理的图2中的储备/负载模块的示例性实施方式；以及图5是示出根据本发明原理的储备/负载模块的示例性操作的流程图。
具体实施例方式下面的描述本质上仅是示例性的并且决不是要限制本发明、其应用或用途。为了清楚起见，在附图中使用相同的附图标记标识相似的元件。如这里所使用的，短语A、B和C 中的至少一个应当被解释为使用非排他逻辑或的逻辑(A或B或C)。应当理解的是，在不改 变本发明的原理的情况下，可以不同的顺序执行方法内的步骤。如这里所使用的，术语模块指专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共用的、 专用的、或成组的)和执行一个或多个软件程序或固件程序的存储器、组合逻辑电路、和/ 或提供所描述功能的其他适合部件。现在参考图1，其中示出示例性发动机系统100的功能框图。发动机系统100包括 发动机102，发动机102燃烧空气/燃料混合物从而基于来自驾驶员输入模块104的驾驶 员输入产生车辆的驱动扭矩。空气经节气门112被吸入进气歧管110。仅举例，节气门112 可包括具有旋转叶片的蝶形阀。发动机控制模块(ECM) 114控制节气门致动器模块116，节 气门致动器模块116调节节气门112的开度来控制被吸入进气歧管110的空气的量。来自进气歧管110的空气被吸入发动机102的气缸中。虽然发动机102可包括多 个气缸，但是为了说明目的仅示出单个代表性气缸118。仅举例，发动机102可包括2、3、4、 5、6、8、10和/或12个气缸。ECMl 14可指示气缸致动器模块120来选择性地停用某些气缸， 这在某些发动机运行条件下可改进燃料经济性。发动机102可使用四冲程循环运行。下面描述的四个冲程被称为进气冲程、压缩冲 程、燃烧冲程和排气冲程。在曲轴(未示出)的每一次旋转期间，在气缸118内发生所述四个 冲程中的两个。因此，对于气缸118来说为了经历全部四个冲程两次曲轴旋转是必要的。在进气冲程期间，来自进气歧管110的空气经进气门122被吸入到气缸118中。 ECMl 14控制燃料致动器模块124，燃料致动器模块124调节燃料喷射以获得期望的空气/ 燃料比。在中心位置处或在多个位置处，例如靠近每个气缸的进气门122，可将燃料喷入进 气歧管110。在各种实施方式(未示出)中，可将燃料直接喷入气缸或喷入与气缸相关联的 混合室中。燃料致动器模块124可使燃料暂停喷入到被停用的气缸。所喷射的燃料与空气混合并在气缸118中产生空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，气缸118内的活塞(未示出)压缩空气/燃料混合物。基于来自ECMl 14的信号，火花 致动器模块激发气缸118中的火花塞128，火花塞128点燃空气/燃料混合物。火花的正 时可被指定成与活塞处于其最上部位置的时刻相关，所述活塞的最上部位置被称为上止点 (TDC)。火花致动器模块126可由指定在TDC之前或之后多远来产生火花的正时信号来控制。因为活塞位置与曲轴旋转直接相关，所以可使火花致动器模块126的操作与曲轴角度 同步。在各种实施方式中，火花致动器模块126可暂停给被停用的气缸提供火花。产生火花可被称为点火事件。火花致动器模块126能够为每次点火事件改变火花正时。此外，火花致动器模块126能够甚至在给定点火事件之前点火事件之后收到正时信 号的变化时为给定点火事件改变火花正时。在燃烧冲程期间，空气/燃料混合物的燃烧驱动活塞向下，从而驱动曲轴。燃烧冲 程可限定为在活塞到达TDC与活塞返回到下止点(BDC)的时间之间的时间。在排气冲程期间，活塞开始从BDC向上运动并且经排气门130排出燃烧的副产物。 燃烧的副产物经排放系统134排出车辆。进气门122可由进气凸轮轴140控制，同时排气门130可由排气凸轮轴142控制。 在各种实施方式中，多个进气凸轮轴(包括进气凸轮轴140)可控制气缸118的多个进气门 (包括进气门122)和/或可控制多个气缸(包括气缸118)组的进气门(包括进气门122)。 相似地，多个排气凸轮轴(包括排气凸轮轴142)可控制气缸118的多个排气门和/或可控 制多个气缸(包括气缸118)组的排气门(包括排气门130)。气缸致动器模块120可通过禁止打开进气门122和/或排气门130而停用气缸 118。在各种其他实施方式中，进气门122和/或排气门130可由凸轮轴以外的装置-例如 电磁致动器控制。进气门122被打开的时刻可相对于活塞TDC通过进气凸轮轴相位器148而改变。 排气门130被打开的时刻可相对于活塞TDC通过排气凸轮轴相位器150而改变。相位器致 动器模块158可基于来自ECM114的信号控制进气凸轮轴相位器148和排气凸轮轴相位器 150。在被实施时，可变气门升程(未示出)也可由相位器致动器模块158控制。发动机系统100可包括将加压空气提供给进气歧管110的增压装置。例如，图1 示出包括热涡轮机160-1的涡轮增压器，热涡轮机160-1由流经排放系统134的热废气驱 动。涡流增压器还包括由涡轮机160-1驱动的将导引到节气门112的空气压缩的冷气压缩 机160-2。在各种实施方式中，由曲轴驱动的增压器(未示出)可压缩来自节气门112的空 气并将压缩空气传送到进气歧管110。废气门162可允许废气旁路通过涡轮机160-1，从而减小涡轮增压器的增压(进气 压缩的量)。ECM114可通过增压致动器模块164控制涡轮增压器。增压致动器模块164可 通过控制废气门162的位置来调节涡轮增压器的增压。在各种实施方式中，多个涡轮增压 器可由增压致动器模块164控制。涡轮增压器可具有可由增压致动器模块164控制的可变 几何结构。中冷器(未示出)可耗散包含在压缩空气充气中的一些热量，所述压缩空气充气 在空气被压缩时产生。压缩空气充气还可具有从排放系统134的部件中吸收的热。虽然为 了说明目的而分开示出，但是涡轮机160-1和压缩机160-2可彼此附接，从而将进气空气置 于与热废气紧密接近。发动机系统100可包括废气再循环(EGR)阀170，其选择性地将废气再导引回进 气歧管110。EGR阀170可定位在涡轮增压器的涡轮机160-1的上游。EGR阀170可由EGR 致动器模块172控制。发动机系统100可使用RPM传感器180测量曲轴以每分钟转(RPM)形式的速度。发动机冷却剂的温度可使用发动机冷却剂温度(ECT)传感器182测量。ECT传感器182可 定位在发动机102内或定位在冷却剂被循环的其他位置处，例如定位在散热器(未示出) 处。进气歧管110内的压力可使用歧管绝对压力(MAP)传感器184测量。在各种实施方式中，可测量发动机真空度，即环境空气压力与进气歧管110内的压力之间的差。流入进 气歧管110中的空气的质量流量速度可由质量空气流量(MAF)传感器186测量。在各种传 感器中，MAF传感器186可定位在壳体中，该壳体还包括节气门112。节气门致动器模块116可使用一个或多个进气门位置传感器(TPS) 190监测节气 门112的位置。被吸入发动机102的空气的环境温度可使用进气空气温度(IAT)传感器 192测量。ECM114可使用来自传感器的信号来做出用于发动机系统100的控制决策。ECMl 14可与变速器控制模块194通信以协调变速器(未示出)中的档位齿轮。例 如，ECM114可在换档期间减小发动机扭矩。ECM114可与混合动力控制模块196通信以协调 发动机102和电机198的操作。电机198还可用作发电机，并且可用于产生由车辆电气系统使用的电能和/或存 储在电池中的电能。在各种实施方式中，可将ECMl 14、变速器控制模块194和混合动力控制 模块196的各种功能集成到一个或多个模块中。改变发动机参数的每个系统可被称为接收致动值的致动器。例如，进气门致动器 模块116可被称为致动器，而节气门开度面积可被称为致动值。在图1的示例中，进气门致 动器模块116通过调节节气门112的叶片的角度来获得节气门开度面积。相似地，火花致动器模块126可被称为致动器，同时相应的致动值可以是关于气 缸TDC的火花提前的量。其他致动器可包括气缸致动器模块120、燃料致动器模块124、相 位器致动器模块158、增压致动器模块164和EGR致动器模块172。对于这些致动器，致动 值可分别对应于所启用的气缸的数目、燃料供给速度、进气和排气凸轮轴相位器角度、增压 压力和EGR阀开度面积。ECM114可控制致动值以使发动机102产生期望的发动机输出扭 矩。现在参考图2，其中示出示例性发动机控制系统的功能框图。ECM114的示例性实 施方式包括驾驶员扭矩模块202。驾驶员扭矩模块202可基于来自驾驶员输入模块104的 驾驶员输入确定驾驶员扭矩请求。驾驶员输入可取决于加速器踏板的位置。驾驶员输入还 可取决于巡航控制，所述巡航控制可以是改变车速来维持预定跟随距离的自适应巡航控制 系统。驾驶员扭矩模块202可存储加速器踏板与期望扭矩的一个或多个映射，并且可基于 所选择的一个映射确定驾驶员扭矩请求。车轴扭矩裁定模块204在来自驾驶员扭矩模块202的驾驶员扭矩请求与其他车 轴扭矩请求之间进行裁定。扭矩请求可包括绝对扭矩请求和相对扭矩请求以及斜变请求 (ramp requests)。仅举例，斜变请求可包括使扭矩斜降到最小发动机关闭扭矩的请求或者 使扭矩从最小发动机关闭扭矩斜升的请求。相对扭矩请求可包括临时的或持久的扭矩减小 或增大。车轴扭矩请求可包括在检测到正向车轮滑动时由牵引控制系统请求的扭矩减小。 在车轴扭矩克服车轮与道路表面之间的摩擦并且车轮相对道路表面开始滑动时发生正向 车轮滑动。车轴扭矩请求还可包括为抵消负向车轮滑动的扭矩增大请求，在负向车轮滑动中，车辆的轮胎相对于道路表面在另一方向上滑动，因为车轴扭矩是负的。 车轴扭矩请求还可包括制动管理请求和车辆超速扭矩请求。制动管理请求可减小 发动机扭矩以确保发动机输出扭矩不超过制动器在停止车辆时控制车辆的能力。车辆超速 扭矩请求可减小发动机输出扭矩以防止车辆超过预定速度。车轴扭矩请求还可由车辆稳定 控制系统生成。车轴扭矩裁定模块204基于在所收到的扭矩请求之间的裁定结果输出预测扭矩 请求和即时扭矩请求。如下所述，来自车轴扭矩裁定模块204的预测扭矩请求和即时扭矩 请求在被用于控制发动机102的致动器之前可选择性地由ECMl 14的其他模块调节。一般而言，即时扭矩请求是当前期望的发动机输出扭矩的量，而预测扭矩请求是 在临时通知时需要的发动机输出扭矩的量。因此ECM114控制发动机102来产生与即时扭矩 请求相等的发动机扭矩输出。然而，不同的致动值组合可引起相同的发动机输出扭矩。因此 ECM114可在使发动机输出扭矩仍保持在即时扭矩请求的同时，调节致动值以允许较快速地 转变到预测扭矩请求。在各种实施方式中，预测扭矩请求可取决于驾驶员扭矩请求。即时扭矩请求可以 小于预测扭矩请求，例如在驾驶员扭矩请求正引起车轮在冰面上滑动时。在这样的情况下， 牵引控制系统(未示出)可通过即时扭矩请求来请求减小，并且ECM114将由发动机102产 生的扭矩减小到即时扭矩请求。然而，ECM114控制发动机102，使得一旦车轮滑动停止发动 机102就可迅速地恢复产生预测扭矩请求。一般而言，即时扭矩请求与较高的预测扭矩请求之间的差可被称为扭矩储备。扭 矩储备表示发动机102在最小延迟的情况下可开始产生的额外扭矩的量。快速的发动机致 动器用于增大或减小实际的发动机输出扭矩。如下面更详细地描述，快速的发动机致动器 是与缓慢的发动机致动器相比而限定的。在各种实施方式中，快速的发动机致动器能够在某个范围内改变发动机输出扭 矩，其中，所述范围由缓慢的发动机致动器设定。在这些实施方式中，所述范围的上限是预 测扭矩请求，同时所述范围的下限由快速致动器的扭矩容量限制。仅举例，快速致动器可仅 能够使发动机输出扭矩减小第一量，其中，所述第一量是快速致动器的扭矩容量的测量值。 第一量可基于由缓慢的发动机致动器设定的发动机运行条件而改变。在即时扭矩请求处于 所述范围内时，快速的发动机致动器可被设定成用于促使发动机输出扭矩等于即时扭矩请 求。当ECM114请求输出预测扭矩请求时，快速的发动机致动器可被控制成用于使发动机输 出扭矩改变到所述范围的顶部，即预测扭矩请求。一般而言，与缓慢的发动机致动器相比，快速的发动机致动器可更迅速地改变发 动机输出扭矩。与快速致动器相比，缓慢致动器可更缓慢地响应于其相应的致动值。例如， 缓慢致动器可包括机械部件，所述机械部件响应于致动值的变化需要时间来从一个位置移 动到另一个位置。缓慢致动器还可由从其开始执行变化的致动值到发动机输出扭矩开始变 化所花费的时间量来表征。通常，对于缓慢致动器来说该时间量将比对于快速致动器来说 的更长。此外，甚至在开始变化之后，发动机输出扭矩可能花费更长的时间来完全响应缓慢 致动器中的变化。仅举例，ECM114可将用于缓慢致动器的致动值设定为如果快速致动器被设定到合 适的值时则将使发动机102能够产生预测扭矩请求的值。此时，ECM114可将用于快速致动器的致动值设定为对于给定的缓慢的致动值引起发动机102产生即时扭矩请求而不是预 测扭矩请求的值。因此，快速的致动值引起发动机102产生即时扭矩请求。在ECM114决定将发动机输出扭矩从即时扭矩请求转变到预测扭矩请求时，ECM114将用于一个或多个致动器的致动 值变化到相应于预测扭矩请求的值。因为缓慢的致动值已经基于预测扭矩请求而设定，所 以发动机102能够仅在由快速致动器施加的延迟之后产生预测扭矩请求。换句话说，避免 了通过使用缓慢致动器因改变发动机输出扭矩而引起的更长的延迟。仅举例，当预测扭矩请求等于驾驶员扭矩请求时，可在由临时扭矩减小请求引起 的即时扭矩请求小于驾驶员扭矩请求时产生扭矩储备。可替换地，可通过在使即时扭矩请 求保持为驾驶员扭矩请求的同时使预测扭矩请求增加到驾驶员扭矩请求以上来产生扭矩 储备。由此产生的扭矩储备可承担所需的发动机输出扭矩的意外增大。如果即时扭矩请求 的增大小于扭矩储备，那么可通过使用快速致动器迅速地产生所述增大。然后预测扭矩请 求还可被增大以重新建立在先的扭矩储备。使用扭矩储备的另一示例是减小缓慢的致动值中的波动。由于其相对较低的速 度，改变缓慢的致动值可能产生控制不稳定性。此外，缓慢致动器可包括在不断被移动时可 吸收更多动力和/或更迅速地磨损的机械零件。产生足够的扭矩储备允许通过即时扭矩请 求在保持缓慢致动器的值的同时通过改变快速致动器来实现期望扭矩的变化。例如，为了 维持给定的怠速转速，即时扭矩请求可在某个范围内改变。如果预测扭矩请求被设定为大 于这个范围的水平，那么即时扭矩请求中的维持怠速转速的改变可在无需调节缓慢致动器 的情况下通过快速致动器做出。仅举例，在火花点火式发动机中，火花正时可以由快速致动器进行，而节气门开度 面积可以由慢速致动器进行。火花点火式发动机可通过应用火花燃烧-例如包括汽油和乙 醇的燃料。作为对比，压燃式发动机可通过压缩燃料燃烧-例如包括柴油的燃料。在接收到新的致动值后，火花致动器模块126能够改变接下来的点火事件的火花 正时。当用于点火事件的火花正时(也称为火花提前)被设定为校准值时，紧跟该点火事 件的燃烧冲程中会产生最大扭矩。然而，偏离校准值的火花提前可减小在燃烧冲程中产生 的扭矩的量。因此，火花致动器模块126能够在发生下次点火事件时通过改变点火提前而 改变发动机输出扭矩。仅举例，可在车辆设计的校准阶段期间确定火花提前对应于不同发 动机运行条件的表，并且基于当前发动机运行条件从所述表中选出所校准的值。作为对比，节气门开度面积的变化要花费较长时间来影响发动机输出扭矩。节气 门致动器模块116通过调节节气门112的叶片的角度来改变节气门开度面积。因此，一旦 接收到新的致动值，在节气门112基于所述新的致动值从其先前位置移动到新位置时就有 机械延迟。此外，基于节气门开度的空气流改变受到进气歧管110中的空气运送延迟。此 夕卜，进气歧管110中的增加的空气流不被实现为发动机输出扭矩的增大，直到气缸118在下 次进气冲程中接收到额外空气、压缩所述额外空气并开始燃烧冲程。使用这些致动器作为示例，可通过将节气门开度面积设定到将允许发动机102产 生预测扭矩请求的值来产生扭矩储备。此时，可基于比预测扭矩请求更小的即时扭矩请求 来设定火花正时。虽然节气门开度面积产生用于使发动机102产生预测扭矩请求的足够的 空气流，但是基于即时扭矩请求延迟火花正时(这将减小扭矩)。因此发动机输出扭矩将等于即时扭矩请求。当需要额外的扭矩时，例如在起动空调压缩机时或在牵引控制确定出车轮滑动结 束时，可基于预测扭矩请求设定火花正时。通过接下来的点火事件，火花致动器模块126可 使火花提前返回到校准值，这允许发动机102产生可利用已存在的空气流实现的完全发动 机输出扭矩。因此在不受到改变节气门开度面积引起的延迟的情况下，发动机输出扭矩可 被迅速增大到预测扭矩请求。
车轴扭矩裁定模块204可将预测扭矩请求和即时扭矩请求输出到推进扭矩裁定 模块206中。在各种实施方式中，车轴扭矩裁定模块204可将预测扭矩请求和即时扭矩请 求输出到混合动力优化模块208中。混合动力优化模块208确定多少扭矩应由发动机102 产生以及多少扭矩应由电机198产生。然后混合动力优化模块208将修正的预测扭矩请求 和即时扭矩请求输出到推进扭矩裁定模块206。在各种实施方式中，混合动力优化模块208 可在混合动力控制模块196中实施。由推进扭矩裁定模块206接收到的预测扭矩请求和即时扭矩请求从车轴扭矩域 (车轮处的扭矩)被转换到推进扭矩域(曲轴处的扭矩)。这种转换可发生在混合动力优化 模块208之前、之后、作为混合动力优化模块208的一部分或者代替混合动力优化模块208。推进扭矩裁定模块206在包括经转换的预测扭矩请求和经转换的即时扭矩请求 的推进扭矩请求之间裁定。推进扭矩裁定模块206产生经裁定的预测扭矩请求和经裁定的 即时扭矩请求。经裁定的扭矩可通过从接收到的请求中选择胜出的请求来产生。可替换地 或额外地，经裁定的扭矩可通过基于接收到的请求中的另一个或多个修正接收到的请求中 的一个来产生。其他推进扭矩请求可包括用于发动机超速保护的扭矩减小(请求)、用于失速保 护的扭矩增大(请求)以及由变速器控制模块194请求的以适应齿轮换挡的扭矩减小(请 求)。推进扭矩请求还可源自离合器燃料切断，离合器燃料切断在驾驶员压下手动变速器车 辆中的离合器踏板时减小发动机输出扭矩以防止发动机速度的突增(快速升高)。推进扭矩请求还可包括发动机关闭请求，其可在检测到关键故障时启动。仅举例， 关键故障可包括检测到车辆被盗、卡塞的起动电动机、电子节气门控制问题和意外的扭矩 增大。在各种实施方式中，当出现发动机关闭请求时，裁定选择发动机关闭请求作为胜出的 请求。当出现发动机关闭请求时，推进扭矩裁定模块206可输出零作为经裁定的扭矩。在各种实施方式中，发动机关闭请求可简单地独立于裁定程序而关闭发动机102。 推进扭矩裁定模块206仍可接收发动机关闭请求，例如以便适当的数据可被反馈给其它扭 矩请求器。例如，所有其它扭矩请求器可被通知它们在裁定中失败。RPM控制模块210还可将预测扭矩请求和即时扭矩请求输出给推进扭矩裁定模块 206。来自RPM控制模块210的扭矩请求可在ECMl 14处于RPM模式时在裁定中胜出。当驾 驶员将脚从加速器踏板移开时，例如当车辆处于怠速或较高速度滑下时，可选择RPM模式。 可替换地或额外地，当来自车轴扭矩裁定模块204的预测扭矩请求小于可校准的扭矩值时 可选择RPM模式。RPM控制模块210接收来自RPM轨迹模块212的期望的RPM，并且控制预测扭矩请 求和即时扭矩请求以减小期望RPM与实际RPM之间的差。仅举例，RPM轨迹模块212可输 出用于车辆滑行的线性降低的期望RPM直至达到怠速RPM。然后RPM轨迹模块212可继续输出怠速RPM作为期望RPM。储备/负载模块220接收来自推进扭矩裁定模块206的预测扭矩请求和即时扭矩请求。储备/负载模块220可调节经裁定的预测扭矩请求和经裁定的即时扭矩请求以产生 扭矩储备和/或补偿一个或多个负载。然后储备/负载模块220将经调节的预测扭矩请求 和经调节的即时扭矩请求输出给致动模块224。仅举例，催化剂起燃过程或冷起动排放减少过程可需要延迟的火花提前。因此 储备/负载模块220可增大经调节的预测扭矩请求大于经调节的即时扭矩请求从而产 生用于冷起动排放减少过程的延迟的火花。在另一示例中，例如通过诊断侵入等比测试 (diagnosticintrusive equivalence ratio testing)禾口 / 或新发动机清扫(newengine purging)，可直接改变发动机的空气/燃料比和/或质量空气流量。在开始这些过程之前， 扭矩储备可被产生或增大以快速弥补因在这些过程期间空气/燃料比稀贫引起的发动机 输出扭矩的降低。储备/负载模块220还可产生或增大未来负载的预期扭矩储备，例如动力转向泵 操作或空调(A/C)压缩机离合器的接合。用于A/C压缩机离合器的接合的储备可在驾驶员 首次请求空气调节时产生。储备/负载模块220可在不改变经调节的即时扭矩请求的同时 增大经调节的预测扭矩请求以产生扭矩储备。然后，当A/C压缩机离合器接合时，储备/负 载模块220可通过A/C压缩机离合器的估计负载来增大即时扭矩请求。致动模块224接收来自储备/负载模块220的经调节的预测扭矩请求和经调节的 即时扭矩请求。致动模块224确定将如何实现经调节的预测扭矩请求和经调节的即时扭矩 请求。致动模块224可以是发动机类型专用的。例如，对于火花点火式发动机和压燃式发 动机来说致动模块224可被不同地实施或使用不同的控制方案。在各种实施方式中，致动模块224可在所有发动机类型通用的模块与某种发动机 类型专用的模块之间限定界限。例如，发动机类型可包括火花点火式和压燃式。致动模块 224之前的模块，例如推进扭矩裁定模块206可以是发动机类型通用的，而致动模块224和 随后的模块可以是某种发动机类型专用的。例如，在火花点火式发动机中，致动模块224可作为缓慢致动器来改变节气门112 的开度，其允许大范围的扭矩控制。致动模块224可使用气缸致动器模块120来禁用气缸， 这也提供大范围的扭矩控制，但是也可能是缓慢的并且可能涉及驾驶性能和排放问题。致 动模块224可作为快速致动器使用火花正时。然后，火花正时可能不能提供大范围的扭矩 控制。此外，使用火花正时的改变(被称为火花储备容量)而可能的扭矩控制量可能随空 气流的变化而改变。在各种实施方式中，致动模块224可基于经调节的预测扭矩请求产生空气扭矩请 求。空气扭矩请求可等于经调节的预测扭矩请求，设定空气流使得通过改变其他致动器而 实现经调节的预测扭矩请求。空气控制模块228可基于空气扭矩请求确定期望的致动值。例如，空气控制模块 228可控制期望的歧管绝对压力(MAP)、期望的节流面积和/或期望的每气缸空气(APC)。 期望的MAP可用于确定期望增压，而期望的APC可用于确定期望的凸轮轴相位器位置。在 各种实施方式中，空气控制模块228还可确定EGR阀170的开度量。致动模块224还可产生火花扭矩请求、气缸关闭扭矩请求和燃料质量扭矩请求。火花扭矩请求可由火花控制模块232使用以确定从校准的火花提前延迟多少火花正时(这 减小发动机输出扭矩)。气缸关闭扭矩请求可由气缸控制模块236使用以确定停用多少气缸。气缸控制模 块236可指示气缸致动器模块120停用发动机102的一个或多个气缸。在各种实施方式中， 可联合地停用预先限定的气缸组。气缸控制模块236还可指示燃料控制模块240停止提供用于停用气缸的燃料并且 可指示火花 控制模块232停止提供用于停用气缸的火花。在各种实施方式中，一旦气缸中 已经存在的任何燃料/空气混合物燃烧，则火花控制模块232仅停止提供用于气缸的火花。在各种实施方式中，气缸致动器模块120可包括液压系统，所述液压系统选择性 地从相应的凸轮轴断开用于一个或多个气缸的进气门和/或排气门以便停用这些气缸。仅 举例，用于一半气缸的气门被气缸致动器模块120作为组液压地联接或断开。在各种实施 方式中，在不停止进气门和排气门的打开和关闭的情况下仅暂停给气缸供应燃料可停用这 些气缸。在这些实施方式中，可省略气缸致动器模块120。燃料控制模块240可基于来自致动模块224的燃料质量扭矩请求改变提供给每个 气缸的燃料量。在正常操作火花点火式发动机期间，燃料控制模块240可试图维持化学计 量空气/燃料比。因此燃料控制模块240可确定在与当前每个气缸的空气量组合时将产生 化学计量燃烧的燃料质量。燃料控制模块240可指示燃料致动器模块124喷射用于每个启 用气缸的该燃料质量。基于燃料质量扭矩请求，燃料控制模块240可相对于化学计量调节空气/燃料比 以增大或减小发动机输出扭矩。然后，燃料控制模块240可确定用于每个气缸的实现期望 的空气/燃料比的燃料质量。在柴油机系统中，燃料质量可以是用于控制发动机输出扭矩 的基本致动要素。模式设定可确定致动模块224如何处理经调节的即时扭矩请求。模式设定可提供 给致动模块224，例如通过推进扭矩裁定模块206，并且可选取包括未激活模式、合意模式 (pleasible mode)、最大范围模式和自动致动模式的模式。在未激活模式下，致动模块224可忽略经调节的即时扭矩请求并且基于经调节的 预测扭矩请求设定发动机输出扭矩。因此，致动模块224可设定火花扭矩请求、气缸关闭扭 矩请求和燃料质量扭矩请求到经调节的预测扭矩请求，其将用于当前发动机空气流条件下 的发动机输出扭矩最大化。可替换地，致动模块224可将这些请求设定到预定(例如越界 高出)值以禁止来自延迟火花、停用气缸或减小燃料/空气比的扭矩减小。在合意模式下，致动模块224将经调节的预测扭矩请求输出为空气扭矩请求并且 试图仅通过调节火花提前来实现经调节的即时扭矩请求。因此致动模块224将经调节的即 时扭矩请求输出为火花扭矩请求。火花控制模块232将尽可能大地延迟火花以试图实现火 花扭矩请求。如果期望的扭矩减小大于火花储备容量(由火花延迟可实现的扭矩减小的 量)，那么可能不能实现扭矩减小。于是发动机输出扭矩将大于经调节的即时扭矩请求。在最大范围模式下，致动模块224可将经调节的预测扭矩请求输出为空气扭矩请 求并且将经调节的即时扭矩请求输出为火花扭矩请求。此外，致动模块224可在仅减小火 花提前不能实现经调节的即时扭矩请求时减小气缸关闭扭矩请求(从而停用气缸)。在自动致动模式下，致动模块224可基于经调节的即时扭矩请求减小空气扭矩请求。在各种实施方式中，可仅在必须允许火花控制模块232通过调节火花提前来实现经调 节的即时扭矩请求的程度上减小空气扭矩请求。因此，在自动致动模式下，在尽可能小地调 节空气扭矩请求的同时实现经调节的即时扭矩请求。换句话说，通过尽可能大地减小快速 响应火花提前使相对缓慢地响应节气门开度的使用最小化。这允许发动机102返回到尽可 能迅速地产生净调节的预测扭矩请求。扭矩估计模块244可估计发动机102的扭矩输出。所估计出的扭矩可由空气控制 模块228使用以执行对发动机空气流参数-例如节流面积、MAP和相位器位置的闭环控制。 仅举例，可限定例如(1) T = f(APC，S，I，E，AF，0T，#)的扭矩关系，其中扭矩(T)是每气缸 空气(APC)、火花提前(S)、进气凸轮轴相位器位置(I)、排气凸轮轴相位器位置(E)、空气/ 燃料比(AF)、油温(OT)和启用气缸的数 目(#)的函数。额外的变量也可被使用，例如废气 再循环(EGR)阀的开度。该关系可通过方程建模和/或存储为查询表。扭矩估计模块244可基于测量到的 MAF和当前RPM确定APC，从而允许基于实际空气流的闭环空气控制。所使用的进气和排气 凸轮轴相位器位置可基于实际位置，因为相位器可朝期望的位置行进。可使用实际的火花提前来估计实际的发动机输出扭矩。当校准的火花提前值被用 于估计扭矩时，所估计的扭矩可被称为估计到的空气扭矩，或仅被称为空气扭矩。空气扭矩 是对如果消除火花延迟(即，火花正时被设定到校准的火花提前值)并且所有气缸被供以 燃料则在当前空气流下发动机可产生多大扭矩的估计。空气控制模块228可将期望的面积信号输出到节气门致动器模块116。然后节气 门致动器模块116调节节气门112来产生期望的节流面积。空气控制模块228可基于逆扭 矩模型和空气扭矩请求产生期望的面积信号。空气控制模块228可使用估计到的空气扭矩 和/或MAF信号以便执行闭环控制。例如，期望的面积信号可被控制成用于使估计到的空 气扭矩和空气扭矩请求之间的差最小化。空气控制模块228可将期望的歧管绝对压力(MAP)信号输出到增压进度模块248。 增压进度模块248使用期望的MAP信号来控制增压致动器模块164。然后增压致动器模块 164控制一个或多个涡轮增压器(例如，涡轮增压器包括涡轮机160-1和压缩机160-2)和
/或增压器。空气控制模块228还可将期望的每气缸空气(APC)输出到相位器进度模块252。 基于期望的APC信号和RPM信号，相位器进度模块252可通过使用相位器致动器模块158 控制进气凸轮轴相位器148和/或排气凸轮轴相位器150的位置。返回参考火花控制模块232，校准的火花提前值可基于各种发动机运行条件而改 变。仅举例，扭矩关系可被反向以得出期望的火花提前。对于给定的扭矩请求(TdJ，可基 于(2) Sdes = T-1CTdes，APC, I，E，AF, 0T, #)确定期望的火花提前(Sdes)。这种关系可具体化 为方程和/或查询表。空气/燃料比可以是实际的空气/燃料比，如由燃料控制模块240 报出的。当火花提前被设定到校准的火花提前时，由此得到的扭矩可尽可能地接近于平均 最优扭矩(MBT)。MBT是指对于给定空气流，在使用具有比预定阈值更大的辛烷额定值并且 使用化学计量供以燃料的情况下在火花提前被增加时所产生的最大发动机输出扭矩。该最 大扭矩产生时的火花提前被称为MBT火花。例如由于燃料质量(例如当使用较低的辛烷燃料时)和环境因素，校准的火花提前可稍微不同于MBT火花。因此校准的火花提前下的扭 矩可小于MBT。现在参考图3A-3C，其中示出扭矩储备的图表示例。基于驾驶员的气候控制设定， 可以开启或关闭空调(A/C)压缩机。例如，通过接合A/C离合器，A/C压缩机可选择性地连 接到驱动带轮。驱动带轮可由发动机102的曲轴驱动。当A/C离合器被接合时，A/C压缩 机将负载置于发动机102上。因此，接合A/C离合器减小可转动发动机102并驱动车轮的发动机输出扭矩的一 部分。如果发动机102处于怠速，那么由发动机102产生的扭矩可能小，并且在A/C离合 器被接合时剩余的扭矩可能不足以包括发动机102运转在同样的速度，导致怠速转速下降 (sag)或甚至失速。在较高的速度时，当A/C离合器被接合时驾驶员可注意到动力下降。这 些问题可能被加重，因为起动A/C压缩机所需的扭矩可能大于A/C压缩机在保持运行时所 使用的扭矩。因此，当A/C离合器被接合时，发动机102被控制以增大发动机输出扭矩来弥补被 用于运转A/C压缩机的扭矩。改变缓慢致动因素_例如空气流会产生相对慢的发动机输出 扭矩的增大。在充分增大发动机输出扭矩之前，可能已经发生失速或动力下降。
例如如上所述的扭矩储备因此可在接合A/C离合器之前实施。例如，在火花点火 式发动机中，空气流可被设定成使得可产生预测扭矩请求。预测扭矩请求可等于当前发动 机扭矩输出加上来自A/C压缩机的预计负载。虽然空气流足以使预测扭矩请求产生，但是 通过设定即时扭矩请求低于空气扭矩而延迟火花正时以便发动机输出扭矩保持稳定。当A/C离合器被接合时，火花提前可被返回到可在当前空气流实现完全发动机输 出扭矩的校准值。换句话说，引起发动机输出扭矩减小的火花延迟得以消除。整个预测扭矩 请求可在当前空气流下得到，并且因此足够的扭矩可得以弥补由A/C压缩机引入的负载。 下次气缸点火事件一旦发生就可改变火花提前以实现扭矩增大。然而，如果不存在储备，那么可能没有火花延迟可用来消除以增大发动机输出扭 矩-相反，可能需要额外的空气流。由于节气门的机械延迟、空气达到气缸的歧管延迟、以 及防止增加的空气流达到气缸直到下次进气冲程的四个冲程循环，所以增加的空气流可能 相对较少。等待额外的空气流可能引起使用者可察觉到的发动机速度和扭矩的下降，并且 在某些环境下，甚至可引起发动机失速。图3A-3C示出扭矩和火花提前相对于共同时间轴的轨迹。仅为图示目的，在图3A 中示出的整个时间上驾驶员扭矩请求304被示出为常数。仅为图示目的，在图3C中示出的 时间的开始处火花提前308被示出为30度。在时刻312处，气候控制系统请求空气调节。A/C储备扭矩316因此被请求。A/C 储备扭矩316可以是对A/C压缩机将施加到发动机102上的负载的估计，并且可基于例如 温度等因素而改变。在时刻312处预测扭矩请求320可等于驾驶员扭矩请求304。一旦A/C储备扭矩 316被请求，则预测扭矩请求320就增大例如等于A/C储备扭矩316的量。预测扭矩请求 320可以如图3A所示的受限速率增大，或者可立即增大A/C储备扭矩316的量。空气扭矩324跟随预测扭矩请求320。如在3A中所示，预测扭矩请求320开始变 化与空气扭矩324开始变化之间具有延迟。此外，当空气扭矩324开始变化时，预测扭矩请求320接近达到其最终值。即时扭矩请求328保持等于驾驶员扭矩请求304，直到时刻332。因此，在时刻332 之前，发动机输出扭矩等于驾驶员扭矩请求304。在空气扭矩324增大时，火花提前308减 小，从而保持相同的发动机输出扭矩。在时刻332处，A/C离合器接合。基于对A/C压缩机将施加到发动机102上的负 载的估计产生A /C负载336。A/C负载336可以是例如图3B中所示速率受限的，或者可立 即增加到A/C压缩机负载的估计值。即时扭矩请求328可增加A/C负载336的量，并且因 此在时刻332处增加。即时扭矩请求328中的增加表示火花提前308的增加，这增加发动 机输出扭矩以匹配增加的即时扭矩请求328。因为增加火花提前308相对较快，所以在减小或消除任何动力或速度下降的情况 下，发动机输出扭矩可被快速增加以足够用于A/C负载。只要A/C离合器被接合即时扭矩 请求328就可保持在驾驶员扭矩请求304之上。现在参考图4，储备/负载模块220的示例性实施方式包括计算来临储备的来临储 备模块404。来临储备可取决于来自于推进扭矩裁定模块206的经裁定的预测扭矩请求与 经裁定的即时扭矩请求之间的差。来临储备模块404将来临储备输出到增加储备模块408 和减法模块412。增加储备模块408可接收额外的增加储备。增加储备可包括A/C压缩机储备、发 电机扭矩补偿储备和诊断侵入等比储备。来临储备可反映扭矩储备，例如怠速转速控制储 备、牵引控制储备和变速器控制储备。增加储备模块408对包括来临储备等任何接收到的 增加储备求和，并且将求和结果输出给储备裁定模块416。在各种实施方式中，怠速转速控制储备可由图2的RPM控制模块210实施，而取代 作为增加储备被提供给储备/负载模块220。RPM控制模块210可通过输出增加了怠速转 速控制储备的量的预测扭矩请求来实施怠速速度控制储备。当来自RPM控制模块210的预 测扭矩请求胜出推进扭矩裁定模块206中的裁定时，来自来临储备模块404的来临储备将 反映该增加。最小储备扭矩420可接收一个或多个最小储备。与每个需要额外储备并因此被添 加的增加储备相比，只要存在指定的最小储备就满足最小储备。因此，最大量的接收到的最 小储备被选取并且从最小储备模块420输出。最小储备可包括新的发动机清扫模式储备和 催化剂起燃储备。储备裁定模块416基于从增加储备模块408和最小储备模块420接收的储备产生 裁定储备。在各种实施方式中，储备裁定模块416可输出来自增加储备模块408和最小储 备模块420的较大的值。容量模块424确定当前容量，所述当前容量可包括储备容量和预测容量。储备容 量是对通过仅使用快速致动器可减小多少发动机输出扭矩的测量。在各种实施方式中， 储备容量可等于火花储备容量(通过完全延迟火花正时可减小多少发动机输出扭矩的测
量)O预测容量确保通过产生裁定储备经调节的预测扭矩请求不大于由发动机所产生 的。预测容量因此可等于当前发动机速度下的最大发动机扭矩减去经裁定的预测扭矩请 求。容量模块424应用储备容量和预测容量作为上限施加到裁定储备并且将受限储备输出到第一减法模块412。第一减法模块412基于受限储备与来临储备之间的差输出增量储备。因为来临储 备已经并入到经裁定的预测扭矩请求，所以第一减法模块412在将增量储备提供给速率限 制模块428之前去除来临储备的影响。 速率限制模块将速率限制应用到增量储备。仅举例，速率限制模块428可应用低 通滤波器或可将增量储备的变化的速度限制到预定的斜变速度。速率限制模块428将速率 受限的储备输出到第一加法模块432。第一加法模块432将速率受限的储备加到经裁定的 预测扭矩请求并且将结果输出为经调节的预测扭矩请求。速率限制模块428还将速率受限 的储备输出给空气流延迟模块440。空气流延迟模块440对获得速率受限的储备的延迟进行建模。因为速率受限的储 备被反映在经调节的预测扭矩请求，所以缓慢致动器可用于获得速率受限的储备。仅举例， 可使用空气流。空气流延迟模块440可对打开节气门112的延迟、增加的空气流传播通过 进气歧管110的延迟、以及燃烧冲程期间燃烧的增加的空气-燃料混合物的量与存在的增 加的空气流之间的延迟进行建模。空气流延迟模块440将被延迟的速率受限的储备输出给 第二减法模块444。空气流延迟模块440的输出是对已经实现多少储备的估计。在稳态中，空气流延 迟模块440的输出将最终等于速率受限的储备。第二减法模块444使被延迟的速率受限的 储备从空气扭矩中减去，并且将结果输出给多工器(multiplexer)448。因此第二减法模块 444的输出是发动机102的当前空气扭矩，其被调节成用于消除储备对扭矩的实际当前影 响。多工器448将经裁定的即时扭矩请求与第二减法模块444的输出中的一个输出给 第二加法模块452。当多工器448输出经裁定的即时扭矩请求时，这可称为快速通路，其中 经裁定的即时扭矩请求的变化被立即反映为经调节的即时扭矩请求的变化。当多工器448 输出第二减法模块444的输出时，这可称为缓慢通路。当缓慢通路有效时，经裁定的即时扭 矩请求的变化不被立即反映为经调节的即时扭矩请求的变化。仅举例，如果驾驶员突然请求更多的扭矩，并且存在大的储备，那么快速通路可允 许经调节的即时扭矩请求快速增加，从而导致出乎意料的快速响应。驾驶员通常期望通过 使用预测扭矩请求进行的较缓慢的响应，这与在节气门112被致动时的经历相似。因此，缓 慢通路防止快速致动器快速地改变扭矩，这可引起驾驶员不期望的扭矩颠簸。负载模块456接收负载指示，例如来自A/C压缩机离合器的负载指示器。在A/C 压缩机离合器接合时，A/C压缩机离合器可指示给负载模块456。负载模块456基于对将施 加到发动机102的负载的量的估计而产生负载扭矩。在A/C压缩机的情况下，负载模块456 输出与运转A/C压缩机所需的扭矩量相等的负载扭矩。对各种负载而言该负载扭矩可被求 和，例如A/C压缩机和动力转向泵。 在各种实施方式中，在A/C压缩机开始反映A/C压缩机用于起动比用于继续运转 可能需要更多扭矩的情况下，负载模块456可临时地增大负载扭矩。负载模块456还可基 于温度调节负载扭矩，因为在较低或较高的温度下某些部件可能需要更多的扭矩来起动或 运行。 现在参考图5，流程图示出了储备/负载模块220的示例性操作。控制在步骤502开始，在步骤502中，通过从经裁定的预测扭矩请求减去经裁定的即时扭矩请求确定来临 储备。控制在步骤504中继续，在步骤504中，增加储备彼此相加并且与来临储备相加。控制在步骤506中继续，在步骤506中，名为变量的储备设定成等于接收到的最小 储备的最大值。控制在步骤508中继续，在步骤508中，储备变量设定成等于先前的储备变 量值与来自步骤504的储备和中的最大值。控制在步骤510中继续，在步骤510中，控制确定火花储备容量和预测容量。火花储备容量等于空气扭矩与如果火花正时被设定为最大延迟值时将产生的扭矩量之间的扭 矩差。预测容量等于当前发动机速度下的最大发动机扭矩减去经裁定的预测扭矩请求。控制在步骤512中继续，在步骤512中，控制将储备变量设定为火花储备容量、预 测容量和先前的储备变量值中的最小值。控制在步骤514中继续，在步骤514中，控制将储 备变量设定为等于先前的储备变量值减去来临变量。控制在步骤516中继续，在步骤516 中，控制对储备变量进行速率限制。控制在步骤518中继续，在步骤518中，控制将储备变量与经裁定的预测扭矩请求 之和作为经调节的预测扭矩请求输出。控制在步骤520中继续，在步骤520中，控制将延迟 模型应用到储备变量。延迟模型取决于对缓慢致动器做出的变化与响应于这些变化的发动 机变化之间的延迟。控制在步骤522中继续，在步骤522中，控制将储备变量从空气扭矩中 减去以产生经调节的空气扭矩。控制在步骤524中继续，在步骤524中，控制确定负载扭矩。负载扭矩可取决于施 加在发动机上的负载，例如A/C压缩机和/或动力转向泵。控制在步骤526中继续，在步骤 526中，控制选择快速通路或缓慢通路。仅举例，控制可在激活发动机的RPM控制时选择快 速通路。否则，控制可选择缓慢通路。在步骤526中，当选择快速通路时，控制转到步骤528 ； 否则，控制转到步骤530。在步骤528中，控制将负载扭矩与经裁定的即时扭矩请求之和作 为经调节的即时扭矩请求输出。然后控制返回到步骤502。在步骤530中，控制将负载扭矩 与经调节的空气扭矩之和作为经调节的即时扭矩请求输出。然后控制返回到步骤502。本发明的广义教导可以各种形式实施。因此，虽然本发明包括具体示例，但是，本 发明的真正范围不应局限于此，因为在研究附图、说明书和所附权利要求书的基础上其他 修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的。
权利要求
一种发动机控制系统，包括基于经调节的预测扭矩请求控制发动机的节气门的空气控制模块；基于经调节的即时扭矩请求控制发动机的火花正时的火花控制模块；以及储备模块，所述储备模块基于最小储备和增加储备和中最大的一个确定裁定储备，并且所述储备模块基于经裁定的预测扭矩请求与请求储备之和产生所述经调节的预测扭矩请求，其中，所述请求储备取决于所述裁定储备。
2.如权利要求1所述的发动机控制系统，其特征在于，所述储备模块基于中间储备和 来临储备之间的差产生增量储备，其中，所述请求储备取决于所述增量储备，并且其中，所 述中间储备取决于所述裁定储备。
3.如权利要求2所述的发动机控制系统，其特征在于，所述储备模块基于限制所述增 量储备的速率而产生所述请求储备。
4.如权利要求2所述的发动机控制系统，其特征在于，所述储备模块通过将上限施加 到所述裁定储备而产生所述中间储备，其中，所述上限取决于除所述空气控制模块之外能 够由所述火花控制模块实现的发动机输出扭矩差。
5.如权利要求2所述的发动机控制系统，其特征在于，所述储备模块通过将上限施加 到所述裁定储备而产生所述中间储备，其中，所述上限取决于能够由发动机在当前发动机 速度下实现的最大发动机输出扭矩与所述经裁定的预测扭矩请求之间的差。
6.如权利要求2所述的发动机控制系统，其特征在于，所述储备模块基于所述经裁定 的预测扭矩请求与经裁定的即时扭矩请求之间的差而产生所述来临储备。
7.如权利要求6所述的发动机控制系统，其特征在于，所述储备模块基于所述经裁定 的即时扭矩请求选择性地产生所述经调节的即时扭矩请求。
8.如权利要求7所述的发动机控制系统，其特征在于，所述储备模块基于空气扭矩与 延迟储备之间的差选择性地产生所述经调节的即时扭矩请求，所述延迟储备取决于通过使 用空气流延迟模型延迟所述请求储备，并且其中，基于当前空气流下的最大发动机输出扭 矩确定所述空气扭矩。
9.如权利要求6所述的发动机控制系统，其特征在于，所述储备模块接收请求增加储 备并且基于所述来临储备与所述请求增加储备之和产生所述增加储备和。
10.如权利要求1所述的发动机控制系统，其特征在于，所述储备模块接收多个请求最 小储备并且基于所述多个请求最小储备中最大的一个产生所述最小储备。
11.一种方法，包括基于经调节的预测扭矩请求控制发动机的节气门；基于经调节的即时扭矩请求控制发动机的火花正时；基于最小储备和增加储备和中最大的一个确定裁定储备；以及基于经裁定的预测扭矩请求与请求储备之和产生所述经调节的预测扭矩请求，其中， 所述请求储备取决于所述裁定储备。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括基于中间储备和来临储备之间的 差产生增量储备，其中，所述请求储备取决于所述增量储备，并且其中，所述中间储备取决 于所述裁定储备。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括基于限制所述增量储备的速率而产生所述请求储备。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括通过将上限施加到所述裁定储备 而产生所述中间储备，其中，所述上限取决于除所述空气控制模块之外能够由所述火花控 制模块实现的发动机输出扭矩差。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括通过将上限施加到所述裁定储备 而产生所述中间储备，其中，所述上限取决于能够由发动机在当前发动机速度下实现的最 大发动机输出扭矩与所述经裁定的预测扭矩请求之间的差。
16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括基于所述经裁定的预测扭矩请求 与经裁定的即时扭矩请求之间的差产生所述来临储备。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括基于所述经裁定的即时扭矩请求 选择性地产生所述经调节的即时扭矩请求。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括基于空气扭矩与延迟储备之间的 差选择性地产生所述经调节的即时扭矩请求，所述延迟储备取决于通过使用空气流延迟模 型延迟所述请求储备，并且其中，基于当前空气流下的最大发动机输出扭矩确定所述空气 扭矩。
19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括接收请求增加储备并且基于所述 来临储备与所述请求增加储备之和产生所述增加储备和。
20.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括接收多个请求最小储备并且基于 所述多个请求最小储备中最大的一个产生所述最小储备。
全文摘要
本发明涉及在基于扭矩的系统中裁定扭矩储备和负载的方法和设备。一种发动机控制系统包括空气控制模块、火花控制模块和储备模块。所述空气控制模块基于经调节的预测扭矩请求控制发动机的节气门。所述火花控制模块基于经调节的即时扭矩请求控制所述发动机的火花正时。所述储备模块基于最小储备和增加储备和中最大的一个确定裁定储备。所述储备模块还基于经裁定的预测扭矩请求与请求储备之和产生所述经调节的预测扭矩请求，其中，所述请求储备取决于所述裁定储备。
文档编号F02D37/02GK101846003SQ200910221048
公开日2010年9月29日 申请日期2009年11月9日 优先权日2008年11月7日
发明者C·E·惠特尼, L·G·沃兹尼亚克, R·C·小西蒙 申请人:通用汽车环球科技运作公司