专利名称：提高低速和小开度节气门动力性能的巡航怠速控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机，更具体地说涉及一种巡航怠速控制系统。
技术背景内燃IW烧气缸内的燃料和空气的混合物，驱动活塞而产生驱动转矩。发 动机iiil一个联轴装置驱动变速箱。空气被引入到发动机内，并M;—个节气门计量。发动机根据需求的空^1料(A/F)比进行工作。在一些清况下，A/F 比是贫的(即减iWi料)，而在一些其它瞎况下，A/F比是富的(即增力鹏料)。 点火系统点燃气缸内的A/F混，进疗燃烧。在车鹏行过程中，常出J微动 机怠速时期。发动机怠速发生在发动机低载荷和几乎没有或根本没有操作者节 气门输入(即操作者没有加速发动机)时。传统的发动机控制系统包括一个显示节气门处于关闭位置时的节气门关闭 信号。在使用巡航控制期间(即自适应的或者标准的)，节气门关闭信号和巡 航控制之间的相互作用可以弓l起动力性能和商业运行问题。更准确地说，在发 动机轻载荷下节气门关闭信号为未选中(NOT TRUE)状态时(即节气门被认定 为非关闭)，怠速控制以节气门随动器模式操作。在节气门随动器模式中使用 点火提前将导致较高的发动机,输出。如果节气门关闭信号变为选中(TRUE) 状态(即节气门在关闭位置)时，怠速控帝啭换到下附莫式(coast down mode)， 这鹏迟点火从而提供一个发动*!1^6的储备^!>发动机的排放。无论什么时候执行巡航控制并且有小开度节气门输入，由于节气门关闭信 号转换为选中(TRUE)状态，发动机转矩输出都能ffiil改变。那么，发动t鹏制 系统打开节气门补偿和恢复控制糊值，导致反复的转换。这种所述的转换引 起商业和发动机RPM振荡的方面的考虑。发明内容因此，本发明将提供一种调节机动车的发动机的操作的发动机控制系统， 所述的发动机控制系统包括第一模块和第二模块，所述第一模块确定所述的丰几 动车的节气门是否关闭，所述第二模块确定在巡航控制为激活状态时，所述的发动机是否处于怠速。如果所述的节气门关闭，以及当所述的巡航控制为'鹏状态时所述的发动机为怠速，贝嗨三模±央可选择地禁顿述发动机的基于RPM 的怠iffi制。一，征是，如果需求的节气门面积比关闭的面积临界值小，贝IJ所述的第 一模块设置节气门关闭信号为选定CTRUE)。另一條征是，如果需求的节气门面积比关闭的面积临魏和面积牟Hi的总和大，贝U所述的第一模块设置节气门关闭信号为未选定(FALSE)。再一M寺征是，如果所述的巡航控制没有处于'^r活状态，贝術述的第二模 块设置怠速f言号为未选定(FALSE)。其它特征是，所述的第二模块确定车速差，并且以所述的速度差为基础设 置怠速信号。所述的速度差确定为实际车速和巡航控制设定逸度的差值。如果 所述的巡航控制处于激活状态并且所述的速度差比第^^差临界值小，贝術 述的第二模块设置怠速信号为选定CTRUE)。本发明更大的适用范围将在下面的详细描述中变得清楚。可以理解，虽然 只展示了本发明的优选实施例，以下的详细描述和具体例子只是为了更好地阐 述本发明的目的，并不能将其理解为限审体发明的范围。
il31详细的描述和附随的附图，本发明将更容易理解，其中图1标例性的发动机系统的原理框亂其中所述的发动机系^1舰本发明的巡航怠iffi制操作；图2是流程亂它阐明了ilil本发明的巡航怠驗制执行的示例性步骤； 图3是示例性模块的原理框亂所述的示例性模Ml行本发明的巡脱怠速速度控制；图4是图解曲线图，它阐明了使用传统的怠速控制的示例性发动机的操作 参数的轨迹；以及图5是图解曲线图，它阐明了〗柳本发明的巡航怠速控制的示例性发动机的操作参数的轨迹。
具体实施方式
事实上，接下来的雌的实施例的描述在麵上只是示例性的，决不能认为上为了限制本发明、它的用^#<顿。为了清楚，在图中将〗顿相同的参
考标号来标示相同的元件。在这里使用的术语"模块"指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或者多个软件或者固件,的，器(共享的、 专用的或者成组的)和存储器、组合逻辑电路称或其它的提供所述功能的适合元件。现在参看图i，示出了一个示例性的 系统10。车辆系^E包括一^h发动 机12，所述的发动丰Mil—个鄉变换器16驱动^I箱14。更准确地说，空 ^il31—个节气门18被引入到进气歧管20中，其分配空气到气缸内(未示出)。 空气以需求的空气燃料(A/F)比与燃料混合，并且A/F混，在气缸内燃烧 并产生驱动l魏。燃烧产鹏过祠忾歧管22从发动机12排出，并鹏烧产物 在被排放到大气之前会在一个催化转化器23中被处理。控制模块24以各种发动机操作参数为^l调皿动机12的操作。质量气 流(MAF)传感器产生一个以发动机12中的MAF为基础的MAF信号。发动 机RPM传感器30产生以发动机12的曲轴(未示出)^!为基础的RPM信 号。节气门位置传感器34产生节气门位置信号(TPS)表示驾驶人员的节气门 输入。车速传感器36产生车速信号(VvEH)。可以预测车速传感器36可以包 括，但并不局限于，对雜(未示出)旋转敏感的ABS传麟。控制模块24可以在节气门随动掛莫式和怠速RPM控律帳式之一中操纵 发动机。节气门随动器模式阻止发动机12在节气门从开的位置到关闭的位置过程中发生失速。在发动机怠速时期，控制模块24调节节气门维持一个需求 的发动机怠速转速(RPMiDLE)。然而，当节气门打幵更大且发动机RPM超过 目标怠速速度时，节气门驱动器完全关闭节气门试图将发动机的速度带回到它 的目标值。当以节气门随动器模式操作时，用节气门随动器，一个最低节气 门位置(即向外延伸节气门止动器)。在公开的美国专利No.4，848，189，题目为 发动机节气门停止控制系统(Engine Throttle Stop Control System)中对一个示 例性的节气门随动器有更详细地描述，该文公开的内容结合在本文中作为参 考。节气门随动器逐渐地收縮以便提供一个需求的下降的节气门角，直到发动 机操作转换到怠速RPM控制模式。控第诉募决24也可根据操作者输入，以巡航控制模式(例如自适应的或者 标准的)调节发动机12的操作。更准确地说，当操作者使用巡航控制时(即 接通ON)时，控制模块24调节发动机12的操作，维持需求的车速(Vdes)。
本发明的巡航怠鹏制可选择地禁止转擬媳、速RPM控制。更准确地说， 本发明的巡航怠速控制包括一个节气门关闭信号(FLAGiHRCLosED)和一个怠 速信号(FLAGiDLE)。当一个需求的节气门面积(Ades)比预先定义的关闭节 气门(AcLosED)面积小时，FLAGtorc为选定(TRUE)。 Ades是由巡航控制 产生的最终选定的节气门面积，而且不包括怠速节气门面积(AnM)。 Ami￡是 发动机12处于怠速时的最小节气门开度。当巡航控制为接通(ON)并且车皿 (Vd肝)比第一车速差临界值(AVthr!)小时，FLAGidle为选定(TRUE)。计 算Vdiff为实际车速(VvEH)和巡航给定速度(VcRuisE)之间的差值。当Ades 比aclosed和补偿(Offset)节气门面积(A(otsbt)的总和大时，FLAGtorclosed为未选定(FALSE)。当巡鹏讳伪断刑OFF)或者Vd肝比第二车聽临界值(△ Vtor2)大时，FLAGtdle为未选定(FALSE)。当FLAGtorclosed和FLAGtdle都 被设定为选定(TRUE)时，怠速RPM控制将被禁止。照这样，重复地在发动机 12的操纵模式之间转换，将防止引起的振荡。现在##图2，将详细地描述由本发明的巡脱怠，律ij执行的示例性的步骤。在步骤200中，控制决定ADES是否比AcL0SED和A0ITSEr的总和大。如果ADES 比aclosed和aoffset的总和大，那么控制继续步骤202。如果AdES不比AcLOSED和AoFFSET的总和大，那么控制继续步骤204。在步骤202中控制设定 FLAGiHRCLOSED为未选定(FALSE)，表示节气门没有关闭。在步骤204中，控制 决定是否Ades比Aclosed小。如東Ades比Aclosed小，在步骤206中控制设定 FLAGmRCLosED等于选定(TRUE)，表示节气门关闭。如果Ades不比Aclosed小， 控制回路回到步骤200。在步骤208中，控制决定巡航控审腊号(FLAGcRuisE)是否为选定(TRUE)。 如果FLAGcruise不为选定，控制继续步骤210。如果FLAGcrube为选定(TRUE)， 控制继续步骤212。在步骤210中，控制设定FLAGiDii为未选定(FALSE)并且 继续步骤214。在步骤212中控制决定VD肝是否比AVnm!小。如果Vd肝比A Vtow小，在步骤216中控制设定FLAGidle为选定(TRUE)并且继续步骤214。 如果Vdiff不比厶Vtori小，在步骤218中控制决定Vd肝是否比△ Vtor2大。如 果Vd肝比△ V碰大，在步骤210中控制设定FLAGidle为未选定(FALSE)并且 继续步骤214。如果VD肝不比AVram小，控制继续步骤214。在步骤214中，控制决定FLAGihrclosed和FLAGidle是否都为选定。如
果FLAGimcL08ED和FLAGidle都为选定(TRUE)，在步骤220中控律蝶止RPM 怠速控制并且终止。如果FLAGihrclosed或FLAGidle不魏定(TRUE)，控制 终止。当发动机工作时，预计本发明的巡航怠速控制是以处理循环回路(例如 每12.5ms—循环)为基础进fi^操纵的。现在錄图3，将详细地描微行巡航怠鹏制的示例性的模块。示例性 的模块包括巡航模块300、怠速模±央302、节气门模块304和RPM怠鹏伟蝶 块306。巡航模±夹300根据驾驶人员的输入可选^itk产生巡航接通(ON)或者断 刑OFF)信号(例如当驾驶人员启动巡航控制时，产生巡航接通信号)。怠速模块302根据上面详细描述的巡航接通(ONy断刑OFTFM言号和车速(Vveh)设置 FLAGidle为选定(TRUE)和未选定(FALSE)之一。节气门模块304根据上面详细讨论的Ades设置FLAGinRCLOSED为选定(TRUE)和未选定(FALSE)之一0 RPM ISC ,根据FLAGidle和FLAGihrclosed可选择地产生禁止信号。更准确地说，如果FLAGidle和FLAGtorclosed都^ 定(TRUE)，则RPMISC被禁止。现在##图4禾B 5，曲线图分别 ^顿传统的怠^$制(##图4)和本发明的巡航怠速控制(##图5)的示例性发动na作参数。 ，参考图4，因为小幵度的节气门输A!P/離的发动机负载，发动机RPM駄地振荡。更 准确地说，由于在怠速操作模式下因FLAGimcLosED变为选定(TRUE) (B卩，当 FLAGtorclosed为选定时，打开节气门来补偿并恢复控制转矩值)而产生的改 变，所以发动机的转矩输出突然斷氐。對虫参考图5,顿本发明的巡航怠速 控制M^、了发动机RPM振荡。当FLAGiHRCLOSED和FLAGiDLE都是选定(TRUE) 时，巡航怠速控制禁止怠速RPM控制，导致了RPM振荡的M^、。本领域技术人员可以从先前的描述中明白本发明的广M导可用各种形式 实现。因此，虽然本发明已经相对于具体示例进行了描述，但本发明的实际保 护范围不应只局限于此，因为其它的修改在附图、说明书和以下所附的权利要 求的基础上对本领域技术人员来说是显而易见的。
权利要求
1、一种调节机动车发动机的操作的发动机控制系统，包括第一模块，所述第一模块确定所述的机动车的节气门是否关闭；第二模块，所述第二模块确定在巡航控制为激活状态时，所述的发动机是否处于怠速；以及第三模块，如果所述的节气门关闭，并且当所述的巡航控制为激活状态时所述的发动机为怠速，则所述第三模块可选择地禁止所述发动机的基于RPM的怠速控制。
2、 如权利要求1所述的发动机控制系统，其中如果需求的节气门面积比 关闭的面积临界值小，贝'J所述的第一模块體节气门关闭信号为选定。
3、 如权利要求1所述的发动机控制系统，其中如果需求的节气门面积比 关闭的面积临界值和面积补偿的总和大，贝ij所述的第一模块體节气门关闭信 号为未选定。
4、 如权利要求所述的发动机控制系统，其中如果所述的巡航控制没有 处于t^活状态，贝断述的第二模块设置怠速信号为未选定。
5、 如权利要求1所述的发动机控制系统，其中所述的第二模块确定车速 差，并且以所述的鹏差为基础设置怠速信号。
6、 如权利要求5所述的发动机控制系统，其中所述的M差确定为实际 车速和巡航控制设定速度的差值。
7、 如权利要求5所述的发动机控制系统，其中如果所述的巡航控制处于 激活状态并且所述的速度差比第1度差临界值小，贝IJ所述的第二模块设置怠 速信号为选定。
8、 一种调节机动车的发动机的操作的方法，所述的方法是以巡航接通模式和巡航断开模式操作，包括确定所述的机动车是否以所述的巡航接通模式工作； 确定所述的机动车的节气门是否关闭； 确定所述的发动机是否处于怠速；以及如果所述的节气门关闭，戶腿的发动机是怠速并S^述的机动车以所述的 巡航接通模式操作，贝噤ih^述的发动机的基于RPM的怠速控制。
9、 如权利要求8所述的方法，其中还包括，如果需求的节气门面积比关 闭的面积临皿小，则设置节气门关闭信号为选定。
10、 如权利要求8所述的方法，其中还包括，如果需求的节气门面积比关 闭的面积临^l和面积彬尝的总和大，则设置节气门关闭信号为未选定。
11、 如权禾腰求8所述的方法，其中还包括，如果所述的机动车以所述的巡航断开模式操作，则體怠速信号为未选定。
12、 如丰又利要求8所述的方法，其中还包括确定机动车速度差；以及 设置以所述的速度差为基础的怠速信号。
13、 如权利要求12所述的方法，其中确定所述的速度差为实际车速和巡 航控制设定速度的差值。
14、 如权利要求12所述的方法，还包括如果所述的机动车以所述的巡航 接通模式操作并且所述的M對匕第"HM差临界值小，则體怠速信号为选定。
15、 一种调节机动车的发动机的操作以禁止发动m^振荡的方法，包括:确定所述的机动车是否以巡航接通模式和巡航断开模式之一操作；以所述的发动机的节气门的位置为基础，可选择地设置节气门关闭信号为 选定和未选定之一；至少部分地以车速和所述的巡航接通和巡航断开模式之一为基础，可选择 地设置怠速信号为选定和未选定之一；以及如果所述的节气门信号为选定并且所述的怠速信号为选定，则禁止戶腐的 发动机的基于RPM的怠速控制。
16、 如权禾腰求15所述的方法，其中如果需求的节气门面积比关闭的面 积临界值小，贝U设置节气门关闭信号为选定。
17、 如权利要求15所述的方法，其中如果需求的节气门面积比关闭的面 积临界值和面积补偿的总和大，则设置所述的节气门关闭信号为未选定。
18、 如权利要求15所述的方法，其中如果所述的机动车以所述的巡航断 刑OFF)模式操作，则设置怠速信号为未选定。
19、 如权禾腰求15所述的方法，其中还包括 确定机动车速度差；以及 设置以所述的速自为基础的戶用述的怠速信号。
20、 如权利要求19所述的方法，其中FM的iIS差确定为实际车速和巡 航控制设定避的差值。
21、 如权利要求19所述的方法，其中如果所述的机动车以所述的巡航接 通模式操作并且所述的速度差比第一速度差临界值小，则设置所述的怠速信号为选定。
全文摘要
一种关于调节机动车的发动机的操作的发动机控制系统，其包括第一模块和第二模块，所述第一模块确定所述的机动车的节气门是否关闭，所述第二模块确定在巡航控制为激活状态时，所述的发动机是否处于怠速。如果所述的节气门关闭，并且当所述的巡航控制为激活状态时所述的发动机为怠速，则第三模块可选择地禁止所述发动机的基于RPM的怠速控制。
文档编号B60K31/04GK101152841SQ20061013576
公开日2008年4月2日 申请日期2006年9月30日 优先权日2006年9月30日
发明者D·A·斯塔姆, J·M·斯特尼克, K·T·沙普勒斯, M·斯奎伊, P·A·鲍尔勒, S·L·斯托奇 申请人:通用汽车环球科技运作公司