用于慢响应和快响应扭矩请求的仲裁策略的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于管理发动机输出的系统。该系统包括机器管理器模块(220)和燃烧模块(230)。在一个实施例中，该燃烧模块(230)包括慢响应路径和快响应路径。慢响应路径包括管理空气驱动器以及快响应路径包括管理点火正时驱动器。根据一个实施例，管理点火正时包括为了双向控制使得点火器处于点火正时范围中间的状态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优化指数来选择性启动。
【专利说明】用于慢响应和快响应扭矩请求的仲裁策略
[0001] 相关申请交叉引用
[0002] 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】
[0003] 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】
[0004] 内燃机产生加速和驱动车辆所需的动力。
[0005] 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。
[0006] 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。
[0007] 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】
[0008] 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。
[0009] 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。 [0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 所描述的特征、结构、优点、和/或本发明的主题内容的特点可以以任何合适的方 式、在一个或多个实施例和/或实施方式中组合。在下面的描述中，提供了许多具体细节， 以给予透彻理解本发明的主题内容的实施例。相关领域技术人员将认识到，本发明的主题 可以在不具有一个或多个这些具体特征、细节、组件、材料、和/或特定的实施例或实施方 式的方法的情况下实施。在其他情况下，在某些实施例和/或实施方式中可能发现附加的 特征和优点，这些附加的特征和优点可能不在所有实施例或实施方式中出现。此外，在一些 情况下，公知的结构、材料、或操作没有被详细示出或描述，以避免使本发明的主题内容方 面模糊。从下面的描述和所附的权利要求中，本发明的主题特征和优点将变得非常明显，或 通过阐述在下文的本主题内容的实践，本发明的主题特征和优点可以被了解。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 为了可以更容易理解本主题的优点，将通过参照附图中所示的具体实施例来呈现 上文简要描述的主题的更具体的描述。应理解，这些附图仅仅示出本主题的典型实施例，因 此不应认为是对本主题范围的限制，将通过使用附图用附加特征和细节来描述和解释该主 题，附图中：
[0016] 图1是用于管理发动机输出的系统的一个实施例的不意框图；
[0017] 图2是用于管理发动机输出的系统的另一个实施例的示意框图，该系统包括机器 管理器模块和燃烧模块；
[0018] 图3是图2的机器管理器模块的一个实施例的示意框图；以及 [0019] 图4是图2的燃烧模块的一个实施例的示意框图。
【具体实施方式】
[0020] 图1是具有多种驱动器的、用于控制发动机扭矩的仲裁机构100的一个实施例。如 前面所讨论的，常规控制系统通常仅包括一种驱动器，例如进气阀，来控制发动机产生的扭 矩。然而，本发明在主仲裁机构中设置第二控制环和第二仲裁路径，能够管理需要比进气阀 单独驱动所能够提供的更快的响应时间的扭矩请求。第二仲裁路径操控第二类驱动器，在 图示实施例中第二类驱动器是燃烧点火正时。在本发明中，术语"慢响应路径"和/或"空 气驱动"用于关于主控制环和主仲裁路径，而术语"快响应路径"和/或"火花驱动"用于关 于第二控制环和第二仲裁路径。
[0021] 图1中初始的三个"最小/最大"仲裁模块通常被用在现有的加速度（例如，N (即ND0T)或改变的速率）管理器中。第一初始仲裁模块102选择来自用户（驾驶员/操 作者）的最高扭矩请求，然后将该选择转化成104的加速请求，该加速请求然后被传递到第 二初始仲裁模块106,在该第二初始仲裁模块106处，该加速请求与高极限加速请求（例如 与RPM红线极限和高速管理器关联的高极限加速请求）比较，从而选出最低加速请求。换 句话说，第二初始仲裁模块106进行检查以确保来自第一初始仲裁模块102的用户请求扭 矩没有超过发动机的任何最高加速极限。第三初始仲裁模块108将来自第二初始仲裁模块 106的选择与最低加速请求（诸如最小RPM极限值和最小速度管理器）进行比较，从而防止 发动机熄火。由第三仲裁模块108仲裁的最高加速请求被选出，从而确保来自第一初始仲 裁模块102的用户所请求的扭矩没有落到任何发动机的低加速极限之下。
[0022] 从初始的三个仲裁模块102、106、108"胜出的"加速请求(N I1t)是发动机所要求 的或发动机上的加速度设定点或加速要求。通常，常规空气驱动控制环然后将介入并确定 合适的进气阀位置，从而根据胜出的加速请求改变燃烧过程以控制发动机产生的扭矩。然 而，本发明提供两个控制环和两个仲裁路径，从而基于扭矩极限请求分析加速请求，从而更 精确控制发动机扭矩的产生。
[0023] 图1描述了一种包括上部路径和下部路径的双路径仲裁机构，用于满足来自具有 不同优化请求的多个请求器的多个扭矩请求。上部仲裁路径是选择性启用的快响应路径， 其通过点火正时来控制扭矩，而下部仲裁路径是慢响应路径，其通过燃烧空气来控制扭矩。 在一个实施例中，该选择性启用快响应路径的激活是基于一个优化指数或指示，该指数或 指示指出发动机效率与提高的扭矩响应相比的相对重要性。在下文将参照储备扭矩管理器 114,更详细描述发动机效率和扭矩响应之间的权衡。在另一个实施例中，快响应路径由用 户选择性启用或当某些用户指定的条件被满足时启用。可以预期，本领域的普通技术人员 可以认识到选择性启用该快响应路径的其它方式，且这些方式也落入本发明的范围。
[0024] 慢响应路径（下部路径）首先包括控制环110,例如比例积分控制环或比例积分微 分控制环，该控制环110调节空气驱动动力，其接收该加速要求并将其转化为空气驱动扭 矩要求（Tsjr)。该来自主路径的空气驱动扭矩要求将被用于各种空气驱动路径仲裁中，正 如在下文关于空气驱动路径所讨论的。
[0025] 快响应路径（图1中的上部路径）首先利用诸如比例控制环或比例微分控制环的 快速动作控制环118,该快速动作控制环调节火花驱动动力，将该加速要求转化成火花驱动 扭矩要求（T Mm)。这个火花驱动扭矩要求被传递到限制器120,从而确保用户所请求的火 花驱动扭矩能够通过点火正时驱动获得。换句话说，火花驱动扭矩要求T ftim分别与上动力 极限Tmim和下动力极限TDmm对比，从而根据现有的发动机状况，确定可以获得与扭矩要求 Tftim相关联的所请求的扭矩。例如，如果所请求的扭矩过高，则限制器120将所请求的扭矩 限制在动力上限，扭矩请求过低时则相反。
[0026] 然后，合成/绝对的扭矩请求或要求（其等于来自限制器120的受限火花驱动扭 矩要求I teim加上来自管理器110的空气驱动扭矩要求Tsjr)与来自诸如牵引力控制系统、防 抱死制动系统、变扭矩管理系统等第二系统的快速扭矩高极限请求一起，被传递到第一"最 小"仲裁模块122。该第一"最小"仲裁模块122确保用户所请求的绝对扭矩要求不超出任 何从其他系统施加到发动机的极限值。然而，如果该绝对扭矩要求高于来自第二系统的至 少一个高极限请求，该第一"最小"仲裁模块122将选择最小值以传递到该路径中的下一个 步骤。
[0027] 来自第一"最小"仲裁模块122的该选定扭矩，在第一"最大"仲裁模块124中与 点火器的动力下限比较，以确保在发动机现有状况下所请求的扭矩是可以获得的。任何通 过该快速点火器不能获得的残留扭矩然后被返回到主空气驱动路径，在图1中其通过第一 求和块126示出。
[0028] 然后，来自快路径的第一个双仲裁模块122U24的合成扭矩请求与来自诸如交流 离合器系统等的第二系统的快速扭矩下极限请求一起，被传递到第二"最大"仲裁模块128。 该仲裁模块128确保该火花驱动要求不落在从其他系统施加于发动机上的任何下极限之 下。然而，如果该火花驱动要求比来自第二系统的下极限请求中的至少一个低，该"最大"仲 裁模块128将选出最大值以传递到该路径中的下一个步骤。
[0029] 第二"最小"仲裁模块130将来自"最大"仲裁模块128的该选定扭矩与该点火器 的动力上限进行比较，从而确保在发动机现有状况下所请求的扭矩T_ 是可以获得的。 任何通过该快速点火器不能获得的残留扭矩然后被返回到主空气驱动路径，在图1中其由 第二求和块132示出。通过该快速点火器可获得的任何扭矩被传递到"最小"仲裁模块134， 该"最小"仲裁模块134将通过该快速点火器可获得的扭矩请求T nmt 与该慢路径扭矩请 求Tndot 进行比较。该"最小"仲裁模块134选择该合成火花驱动扭矩请求和该空气驱动 扭矩请求中的较小者，并将该选定的较小扭矩请求T ndot sjr发送到发动机以控制发动机产 生的扭矩。慢路径扭矩请求TmOT <t^有效地驱动待燃烧的空气和燃料量以获得所需的扭矩。 Τ_τ_齡和Tnmt+ _之间的区别有效地驱动用于快速扭矩调节需要的点火正时变化。
[0030] 回到主路径，根据快路径仲裁模块的结果，空气驱动扭矩要求可能会被升高或降 低。如前所述，来自快路径的超过点火器动力上限或下限的残余扭矩可能被加到慢路径中。 在图1中这通过慢路径中的"最小"和"最大"仲裁模块112U16示出。慢路径中的第一"最 小"仲裁模块112确保来自快路径的所请求的残余扭矩（如果有的话）不超过可能的最大 扭矩。在图1中，在残余扭矩（如果有的话）被加到该慢路径之后，慢路径扭矩（T_ g) 用作将来需要由空气驱动器满足的预定长期扭矩请求。
[0031] 本发明还提供了储备扭矩管理器114,其通过将点火器引入其范围中部而偏置该 扭矩储备，从而允许双向控制。火花点燃式发动机具有最优点火正时（spark timing),当采 用最优点火正时时，该点火正时通过产生最高可能扭矩来最大化发动机效率。本发明的储 备扭矩管理器114执行点火延迟，其修改点火正时使其远离最优点火正时以激活点火器， 从而能够增加或减少（取决于快速路径扭矩请求）发动机产生的扭矩。然而，由于该点火 器的改进的响应需要发动机以非最优点火正时运行，因此牺牲了发动机的效率。
[0032] 根据图2-4中描述的另一个实施例，仲裁机构或控制系统200共享图1中的仲裁 机构100的一些相同或类似特征。然而，与仲裁机构100相比，仲裁机构200还包括一些区 另Ij。参照图2，仲裁机构200包括机器管理器模块（"MACH ") 220和燃烧模块（" CBM") 230。 通常，机器管理器模块220接收来自车辆用户和/或系统（图2示出的元件222、224、226和 240)的扭矩和加速输入并产生扭矩请求，燃烧模块利用该扭矩请求以发送用于发动机280 的燃料、空气、以及点火正时命令。
[0033] 图3是机器管理器模块220的一个实施例的示意框图。更具体地说，机器管理器 220包括多个机器控制手段（MCA)模块222、224、226。1?^模块222管理来自车辆辅助系统 的高、低扭矩请求，并将该高、低扭矩请求与辅助扭矩请求优先方案（优先级）和发出该请 求的系统标识（路径ID) -起传递到第一仲裁模块228。来自特定辅助系统的每一个扭矩 请求被分派一个与该特定辅助系统关联的特定路径ID。因此，如本文所定义的，因为来自源 头（例如，辅助系统、用户、或其他）的扭矩请求经过该仲裁过程，则识别该扭矩请求的源头 的路径ID与该请求一起经过该仲裁过程。第一仲裁模块228对由MCA模块222接收的该 扭矩请求数据进行仲裁，并以至少类似于上述与结构100关联的方式，通过将高、低扭矩请 求与低、高极限进行比较，从中确定合成的或胜出的扭矩请求（T dnot 。此外，根据扭矩请 求优化方案和该请求的路径ID，确定该合成扭矩请求Tnmt 。胜出的扭矩请求Tndot ^^和 其关联路径ID然后被传送到限制模块234,这将在下文更详细地解释。
[0034] MCA模块224管理来自车辆的用户（例如司机）或发动机280的扭矩请求。该扭 矩请求可能来自车辆的用户驱动加速器踏板或来自如上文讨论的其它源头。MCA模块224 还包括用户产生的扭矩请求优先方案，以及跟踪该扭矩请求源头的标识（路径ID)。该用户 产生的扭矩请求被扭矩转化模块204转变成速度值的变化（N dot)。MCA模块224和扭矩转 化模块204将优先方案和与该用户产生的扭矩请求关联的路径ID的信息发送到第二仲裁 模块229。
[0035] MCA模块226管理来自不同源头的加速请求（ND0T请求）。该加速请求与上、下发 动机速度极限（高/低）和用户定义的速度极限（用户）关联。MCA模块226还包括加速 请求优先方案，并跟踪该加速请求的源头标识。MCA模块226还将该加速请求、优化方案、以 及与该加速请求关联的路径ID发送到第二仲裁模块229。
[0036] 第二仲裁模块229分别仲裁来自MCA模块224用户产生的扭矩请求和来自MCA模 块226的加速请求信息，从而产生胜出的加速要求值（ND0T要求）和其关联路径ID。胜出 的加速要求值通过加速（DOT)管理器210处理，加速管理器210与仲裁或控制系统100的 管理器110类似。管理器210根据燃料消耗、效率、以及储备路径动力参数，产生胜出的已 管理的扭矩请求（T nmt胃a)。与该胜出的加速要求值关联的路径ID被传送到扭矩储备映射 模块214,如将在下文详细描述的。
[0037] 机器管理器模块220包括限制模块234,限制模块234接收来自第一仲裁模块228 的胜出或合成扭矩请求Tnmt (以及其关联路径ID)和来自管理器210的胜出的已管理 扭矩请求T_T Sa (以及其关联路径ID)。限制模块234将该合成扭矩请求Tndqt 和已管 理扭矩请求Tndot ^5进行比较，并将这两个请求中的较小者传送到求和模块244。此外，限制 模块234将与该两个请求中的较小者关联的路径ID传送到燃烧权限指数（CAI)映射模块 250以进一步处理。
[0038] 系统220还包括辅助控制手段（ACA)模块240,该辅助控制手段模块240管理（例 如接收）来自车载汽车配件（例如空调压缩机、交流发电机等）的扭矩请求。通过ACA模 块240管理的多个扭矩请求通过求和模块242加在一起，从而产生一个总的ACA扭矩请求 (ACA扭矩）。总的ACA扭矩请求被求和模块244接收，求和模块244将该总的ACA扭矩请 求与从限制模块234接收来的合成扭矩请求T ndot 和已管理的扭矩请求Tnmt ^s*的较小 者进行相加，从而形成一个总的扭矩请求（MACH扭矩）。该总的扭矩请求被发送到燃烧模 块230以进一步处理。求和模块242还确定用于预料来自车载汽车配件的未来扭矩需要的 ACA扭矩储备请求（ACA_Res_Trq)。ACA扭矩储备请求和总的ACA扭矩请求都与燃烧模块 230通信以进一步处理。
[0039] 图4是燃烧模块230的一个实施例的示意框图。燃烧模块230包括燃烧权限指数 (CAI)映射模块250和扭矩储备映射模块214。CAI映射模块250接收从限制模块234输 出的最低扭矩请求的最终路径ID，并根据CAI映射模块中存储的预定或预标准化地图将该 路径ID优先纳入CAI。CAI映射模块250发出的CAI被权限限制模块290利用，权限限制 模块290储备各种扭矩驱动器或杠杆（例如，进气节流阀、点火正时等）的极限与该最终路 径ID之间的相关关系信息。根据该储备信息，权限限制模块290产生，用于可能被激活而 获得该储备扭矩的各种扭矩驱动器的高、低权限极限（储备Trq ULim，LLim)。例如，对于 不同路径ID(例如，不同扭矩请求源头），调整（例如，范围调整）该进气节流阀或点火正时 的权限可能不同。因此，权限限制模块290根据来自CAI映射模块250的输入将驱动极限 设置为最终路径ID的函数。
[0040] 扭矩储备映射模块214产生储备扭矩请求值（Trq储备），该储备扭矩请求值（Trq 储备）代表所预测的来自车载系统的未来扭矩要求或补充扭矩要求。该储备扭矩请求值由 映射模块214根据由扭矩储备计算模块216执行的多个方法或办法之一产生，其中扭矩储 备计算模块216形成扭矩储备映射模块214的一部分。每一种方法都是基于由扭矩储备映 射模块214接收的多个输入中的至少一个。更具体地说，如图2和图3所示，扭矩储备映 射模块214接收这些扭矩要求作为输入，即由车辆的司机请求的扭矩要求（司机要求扭矩 (DDT))、胜出的已管理的扭矩请求T ndqt (NDT)、总的ACA扭矩请求ACA_扭矩、ACA扭矩储 备请求ACA_Res_Trq(其可以被加到或用作由扭矩储备映射模块214发出的储备扭矩请求 值的最小极限）、以及来自权限限制模块290的较高和较低权限极限所请求的扭矩要求。
[0041] 参照图3,根据可由该扭矩储备计算模块216执行的第一种方法，扭矩储备值Trq_ 储备被设置为等于胜出的已管理的扭矩请求Tndqt (NDT)，其小于总的扭矩请求MACH_ 扭矩。根据第二种方法，扭矩储备值Trq_储备被设置为等于预定的或校准的百分比C_ TrqResPct (路径ID)乘以总扭矩请求MACH_扭矩。校准的百分比C_TrqResPct (路径ID) 根据胜出的路径ID或扭矩请求的源头来确定。通常，如果需要较小的扭矩，则校准的百分 比将较低，反之亦然。例如，如果胜出的扭矩请求源头是需要高速扭矩响应时间或快速驱动 器的源头，则较准的百分比可能比如果胜出的扭矩请求源头仅仅需要慢速扭矩响应时间或 慢驱动器（例如10% )更高（例如30% )。然而在第三种方法中，根据胜出的路径ID或 扭矩请求源头，扭矩储备值Trq_储备被设置为等于预定或校准扭矩储备值C_TrqR eS (路径 1D)。在第四种方法中，扭矩储备值Trq_储备被设置为等于车辆的司机所请求的扭矩要求 DDT，其小于总的扭矩请求MACH_扭矩。扭矩储备映射模块214利用哪种方法是基于各种因 素中的任意一种，例如胜出的路径ID (例如，胜出的扭矩请求源头）、发动机的运转状态、发 动机的物理状况等。例如，如果290提供的驱动储备极限是允许稀薄（lean)运行的，则储 备扭矩管理器可能决定不利用来自有利于燃料储备的点火延迟的储备。在这种情况下，没 有额外的储备被请求到270或求和接头236。这通过避免火花延迟而提供了更有效的储备 扭矩的方法。
[0042] 现在参照图4,燃烧模块230包括求和模块232,求和模块232将总的扭矩请求 MACH_扭矩和丢失扭矩相加，该丢失扭矩代表对发动机系统固有的摩擦和泵送扭矩损失进 行补偿所需要的扭矩。该补偿的或补充的总扭矩请求（即指示扭矩（IndTrq))在另一个求 和模块236中被加到扭矩储备映射模块214产生的储备扭矩Trq_储备中。这最终的扭矩 请求被空气/燃料转化模块265转化成燃料和空气命令。该燃料和空气命令然后被传递到 发动机280的燃料和空气驱动器，所述燃料和驱动器根据该命令驱动，从而产生与最终的 扭矩请求相应的扭矩。
[0043] 储备扭矩值（Trq储备）也被传递到扭矩分数模块270。扭矩分数模块270计算出 扭矩分数（Trq_分数），该扭矩分数等于指示扭矩（IndTrq)和储备扭矩值（Trq储备）的总 和除以指示扭矩（IndTrq)。火花效率图275利用扭矩分数（Trq_分数）来确定需要多久的 点火延迟来补偿Trq储备，以及传送该所需的扭矩。
[0044] 燃烧模块230还包括多变速（MVNDOT)管理器260,其与速度管理器110、118、或 210类似。MVNDOT管理器260调节火花驱动动力。如图所示，MVNDOT管理器260根据火花 驱动动力产生已管理扭矩分数（MVD0T_Trq_分数）。火花调整管理扭矩分数（MVD0T_Trq_ 分数）然后通过求和模块238加到扭矩分数（Trq_分数）。已合并的火花调整管理扭矩分 数（MVD0T_Trq_分数）和扭矩分数（Trq_分数）然后被输入到火花效率图275,火花效率图 275产生点火正时命令，该点火正时命令被通信到发动机280的点火正时驱动器。点火正时 驱动器根据该点火正时命令启动。通常，点火驱动与来自燃料/空气转换模块265的所要 求燃料和空气混合物相呼应地使用，从而有效地获得该指示扭矩（IndTrq)。更具体地说，点 火正时命令延迟点火，从而有效地补偿用于形成实际储备扭矩所需的额外燃料和空气。
[0045] 贯穿本说明书的"一个实施例"或类似语言是指，所描述的针对该实施例的特定特 点、结构、或特征被包括在，本发明的主题内容的至少一个实施例中。在整篇说明书中出现 的短语"在一个实施例中"以及类似语言可以，而不是必须，全指相同实施例。类似地，术语 "实施方式"的使用是指具有特定特点、结构或特征的实施方式，该特定特点、结构或特征与 所描述的本发明的主题内容的一个或多个实施例相关。然而，在没有明确的与反面指示相 关的表述时，实施方式可与一个或多个实施例相关联。
[0046] 本文所包括的示意性流程图通常阐述为逻辑流程图。因此，所描绘的顺序和标记 的步骤是该方法的一个实施例的表示。可以考虑其它步骤和方法，其在功能、逻辑或效果上 与所示方法的一个或多个步骤或其部分相同。此外，所用的格式和符号被提供来解释该方 法的逻辑步骤，而不应理解为对本方法的范围的限制。尽管在该流程图中使用各种箭头类 型和线类型，但是它们不应被理解为对该相应方法的范围的限制。事实上，一些箭头或其他 连接器可能仅仅是被用来指示该方法的该逻辑流程。例如，箭头可能指出，位于所述方法的 罗列步骤之间的、不确定时间的等待或监视周期。此外，特定方法发生的顺序可以或可以不 严格限制为所示出的相应步骤的顺序。
[0047] 在本说明书中描述的许多功能单元已经被标记为模块，以便更具体地强调它们实 现的独立性。例如，一个模块可以以硬件电路实现，该硬件电路包括定制VLSI电路、门阵 列、或诸如逻辑芯片、晶体管、或其他分立组件的现成半导体。一个模块也可以以可编程硬 件设备实现，例如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、以及可编程逻辑设备等。
[0048] 模块也可以在通过各种类型的处理器执行的软件中实现。例如，计算机可读程序 代码的识别模块可以包括一个或多个计算机指令的物理或逻辑块，例如，这些指令可能被 组织为对象、程序或函数。尽管如此，标识模块的可执行代码不必在物理上位于一起，而是 可以包括存储在不同位置的完全不同的指令，当这些指令在逻辑上结合在一起时，其包括 该模块并实现该模块的所述目的。
[0049] 的确，计算机可读程序代码的模块可以是单个指令或多个指令，以及甚至可以分 布在不同程序之间的若干不同的代码段上并跨越多个存储设备。类似地，操作数据可被识 别并示出在本文的模块中，并且可以以任何合适的形式实施并组织在任何适当类型的数据 结构内。操作数据可集合为单个数据集，或者可以分布在包括不同存储设备的不同位置，以 及可能仅作为系统或网络上的电子信号至少部分地存在。其中，当一个模块或模块的一部 分在软件中实现时，计算机可读程序代码可能被存储和/或传播在一个或多个计算机可读 介质中。
[0050] 该计算机可读介质可以是存储计算机可读程序代码的有形计算机可读存储介质。 例如，该计算机可读存储介质可以是，但不限于：电子、磁、光、电磁、红外、全息、微机械、半 导体系统、装置、设备、或前述的任何合适的组合。
[0051] 该计算机可读介质的更具体的实例可以包括，但不限于：便携式计算机磁盘、硬 盘、随机存取存储器（RAM)、只读存储器（ROM)、可擦除可编程只读存储器（EPROM或闪存存 储器）、便携式光盘只读存储器（CD-ROM)、数字多功能光盘（DVD)、光存储设备、磁存储设 备、全息存储介质、微机械存储装置、或前述任何适当的组合。在本文的上下文中，计算机可 读存储介质可以是，用于和/或与一个指令执行系统、装置或设备连接的，能够包含和/或 存储计算机可读程序代码的任何有形介质。
[0052] 该计算机可读介质还可以是计算机可读信号介质。计算机可读信号介质可以包括 具有计算机可读程序代码的传播数据信号，例如，在基带内或作为载波的一部分。这样的传 播信号可米取任何一种形式，包括但不限于：电、电磁、磁、光、或其任何合适的组合。计算机 可读信号介质可以是任何非计算机可读存储介质的计算机可读介质，并且能够通信、传播、 或传输计算机可读程序代码，用于或与一个指令执行系统，装置或设备连接。包括在计算机 可读信号介质上的计算机可读程序代码可以利用任何适当的介质发送，这些介质包括但不 限于无线、有线、光纤电缆、射频（RF)或类似物、或上述的任何适当组合。
[0053] 在一个实施例中，计算机可读介质可以包括一个或多个计算机可读存储介质和一 个或多个计算机可读信号介质的组合。例如，计算机可读程序代码可以作为电磁信号通过 光纤电缆传播和存储在RAM存储装置上，用于由处理器执行。
[0054] 用于执行本发明的各方面运算的计算机可读程序代码可以使用一种或多种编程 语言的任意组合写出，包括面向对象的程序设计语言，例如Java、Smalltalk、C++或类似语 言，以及传统的过程编程语言，例如"C"编程语言或类似编程语言。该计算机可读程序代码 可以，全部在用户的计算机上、部分在用户计算机上、作为独立软件包、部分在用户计算机 上部分在远程计算机上、或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况，远程计算机 可以通过任何类型的网络（包括局域网（LAN)或广域网（WAN))连接到用户计算机或连接 到外部计算机（例如，通过使用因特网服务提供商的因特网）。
[0055] 本公开内容的主题可以以其它形式实施而不脱离其精神或实质特征。所描述的实 施例在所有方面都应被考虑为是说明性的而不是限制性的。因此，本发明的范围由所附的 权利要求书而不是由前面的说明来指明。在权利要求的意思和等同范围内的所有更改都被 包含在本发明的范围内。
【权利要求】
1. 一种用于管理发动机输出的系统，其特征在于，所述系统包括： 机器管理器模块；以及 燃烧模块，所述燃烧模块包括： 慢响应路径；以及 快响应路径。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述慢响应路径包括管理空气驱动器或 具有相似响应时间的其它驱动器。
3. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述快响应路径包括管理点火正时、燃料 喷射、或能够对从一个燃烧事件到下一个燃烧事件的发动机输出的改变产生影响的其它驱 动器。
4. 根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述管理点火正时包括使得点火器处于 点火正时范围中间的状态来实现双向控制。
5. 根据权利要求4所述的系统，其特征在于，使得点火器处于点火正时范围中间的状 态包括为了发动机响应性而牺牲发动机效率。
6. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述快响应路径根据优化指数来选择性 启动。
7. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，超出所述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被考虑和管理。
8. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述燃烧模块通过仲裁路径识别和跟踪 所述扭矩请求的源头。
9. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述燃烧模块将所述扭矩请求的识别和 给定驱动器的规格与最终的发动机运行要求相关联。
10. -种用于管理发动机输出的方法，其特征在于，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。
11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，基于优化指数来选择性启动对快响应 发动机输出请求进行仲裁。
12. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，对快响应发动机输出进行仲裁包括管 理点火正时、燃料喷射、或能够对从一个燃烧事件到下一个燃烧事件的发动机输出的改变 产生影响的其它驱动器。
13. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述管理点火正时包括使得点火器处 于点火正时范围中间的状态以及为了发动机响应性而牺牲发动机效率。
14. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括识别和跟踪所述发动 机输出请求的源头。
15. -种用于提高扭矩驱动响应的方法，其特征在于，所述方法包括： 驱动燃料和空气驱动器，从而实现组合扭矩储备； 与驱动所述燃料和空气驱动器同时地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。
16. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，为了双向控制对点火正时进行延迟使 得点火器处于点火正时范围中间的状态，以及为了发动机响应性而牺牲发动机效率。
17. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，通过稀薄运行（过量空气）发动机能够 获得扭矩储备，从而降低火花延时和最小化效率损失。
18. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，通过使用快和慢扭矩驱动器的各种组 合能够获得扭矩储备。
19. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述快驱动器包括燃料喷射和点火正 时，以及所述慢驱动器包括空气驱动器。
【文档编号】F02P5/04GK104379916SQ201380029401
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年6月5日 优先权日:2012年6月5日
【发明者】D·J·斯特罗, Z·施瓦布, G·科思安德尔曼, R·J·托马斯, R·S·福克斯, C·M·卡尔默, R·宙普 申请人:康明斯知识产权公司