专利名称：用于贫当量比请求的储备扭矩的制作方法
技术领域：
在其它特征中，所述方法进一步包括保持至少一个发动机 气流参数，直到EQR从贫EQR转变为第二非贫EQR。
0019]在进一步的特征中，所述方法进一步包括在笫一时段中使 EQR从非贫EQR转变为富EQR，其中，非贫EQR是化学计量EQR; 在第一时段之后的第二时段中使EQR从富EQR转变为贫EQR;在第 一时段之前增大至少一个发动机气流参数；和保持至少一个发动机气流 参数直到EQR从贫EQR转变为第二非贫EQR。在其它特征中，所述方法进一步包括基于贫EQR生成笫 二信号；和基于第二信号形成储备扭矩。
0022在其它特征中，所述方法进一步包括在形成储备扭矩之后 使EQR转变为贫EQR。在进一步的特征中，所述方法进一步包括在生成第一信号 之后预定时段使EQR转变为贫EQR。空气从进气歧管110经由相关的进气阀118被吸入缸116 中。虽然发动机102可包括多个缸，不过为了例示目的，仅显示出代表 性的缸116。仅作为示例的是，发动机102可包括2、 3、 4、 5、 6、 8、 10、和/或12个釭。
0040] ECM 114还控制燃料注射系统120所注射的燃料量。例如， 燃料注射系统120可基于来自ECM 114的信号而注射燃料。ECM 114 可通过调节信号的长度(即，脉宽)调节燃料注射量。在各实施方案中， 燃料注射系统120在中心位置将燃料注射到进气歧管110中。在其它的 实施方案中，燃料可在多个位置注射到进气歧管110中，例如在接近于 每个缸的进气阀处注射。可替代地，燃料可直接注射到缸中。
0041注射燃料与空气混合并形成空气/燃料混合物。缸116内的 活塞(未示出)压缩在缸116内的空气/燃料混合物。火花致动器模块 125基于来自ECM 114的信号而使与缸116关联的火花塞128通电。以 这种方式，ECM 114控制火花的定时(即，火花定时)。轴扭矩判定模块240输出预计扭矩和即时扭矩。预计扭矩是 将在未来满足驾驶员扭矩请求和/或驾驶员速度请求所需的扭矩量。即 时扭矩是此时满足临时扭矩请求所需的扭矩量。即时扭矩可使用快速响 应的发动机致动器实现，而响应较慢的发动机致动器可用于实现预计扭 矩。
00581例如，调节火花定时、燃料注射系统120所注射的燃料量、燃料注射时间、和/或缸的停用，可通过相对较短的时间段实现。因此， 火花定时、燃料注射量、和/或燃料注射时间可被调节以提供即时扭矩。
发动机气流致动器，例如凸轮相位器位置、节流阀112的开口、和增压， 可能需要较长时间段进行调节(相对于快速致动器)。因此，节流阀致 动器模块113、相位器致动器模块134、增压致动器模块144和/或其它 发动机流速致动器可用于满足预计扭矩。
0059推进扭矩判定模块242在预计和即时扭矩与推进扭矩请求 之间进行判定。推进扭矩请求可包括用于发动机过速保护的扭矩减小， 在换挡过程中的扭矩减小，和/或用于防止失速的扭矩增大。推进扭矩 请求还可包括来自速度控制模块的扭矩请求，速度控制模块可控制在空 转时的EOS，限制EOS,和/或控制在减速时的EOS，例如，当驾驶员 将其足部从加速器踏板移开时的EOS。推进扭矩请求还可包括离合器 的燃料停止供应，这可当驾驶员在手动传动结构车辆中压下离合器踏板 时减小发动机扭矩。
00601储备/栽荷模块244基于储备扭矩请求而选择性地调节推进 扭矩判定模块242所输出的预计扭矩请求。储备/载荷模块244也可基 于载荷请求而选择性地调节即时扭矩请求。储备/载荷模块244将预计 和即时扭矩请求输出到致动器模块246。空气控制模块248也可基于空气扭矩请求确定所希望的 MAP。所希望的MAP对应于可产生空气扭矩请求的MAP。所希望的 MAP被输出到增压计划模块252 ，增压计划模块252基于所希望的MAP 而控制增压致动器模块144。增压致动器模块144进而控制增压装置， 例如涡轮增压器140和/或增压器。空气控制模块248也可确定对于诸 如EGR系统之类的其它发动机气流致动器的所希望的参数。给定空气/燃料混合物的EQR对应于所述空气/燃料混合物 的相应燃料和空气的质量相对于化学计量的空气/燃料混合物的燃料和 空气的质量的比率。仅作为示例的是，给定空气/燃料混合物的EQR可 使用以下公式确定
其中，m^,是燃料质量，mo2是空气质量，且Stoich是化学计量的 空气/燃料混合物。储备扭矩模块306将所希望的储备扭矩输出到预计扭矩模 块302。预计扭矩模块302确定并输出预计扭矩请求以形成所希望的储 备扭矩。更具体地，预计扭矩模块302基于所希望的储备扭矩而增大预 计扭矩请求。仅作为示例的是，预计扭矩模块302可对所希望的储备扭 矩和来自推进扭矩判定模块242的预计扭矩请求进行求和。如前所述，催化剂诊断模块260请求储备扭矩以执行关于在 催化转化器126内一种或多种催化剂的可靠性的诊断。催化剂诊断模块 260可按照预定时刻进行这种诊断，例如当发动机102空转时进行诊断。 仅作为示例的是，可在发动机102开动之后的预定时段请求诊断以及储 备扭矩。诊断可通过以预定次序调节EQR而执行，所述次序例如从贫 EQR至富EQR，或从富EQR至贫EQR。不过，将EQR从非贫EQR 调节至贫EQR导致发动机102所输出扭矩的下降(即，减小)。
0084催化剂诊断模块260在执行催化剂诊断之前生成使能信号 (即，Cat Enable )。更具体地，催化剂诊断模块260在EQR转变为贫 EQR之前生成使能信号。催化剂诊断模块260还生成EQR信号(即， EQRcat ), EQR信号对应于EQR将转变为的贫EQR。使能信号和EQR 信号被提供到储备扭矩模块306。当已经形成用于贫EQR的储备扭矩时，储备扭矩模块306 允许EQR转变。仅作为示例的是，催化剂诊断模块260可假定在生成 增大的预计扭矩请求之后预定时段已经形成储备扭矩。预定时段可基于 例如储备扭矩的量级、预计扭矩请求的变化、空气扭矩请求的变化、贫 EQR、和/或实现储备扭矩所必要的发动机气流参数的变化而确定。燃料/EQR控制模块258也可在催化剂诊断模块260命令 EQR转变时将源信号传送到空气控制模块248。源信号表示催化剂诊断 模块260然后正在控制EQR。此后，空气控制模块248可忽略空气扭 矩请求的任何变化，直到EQR控制返回正常操作。仅作为示例的是，恒定发动机气流参数可有助于催化剂诊 断，这是因为气流变化可能不正确地导致可归因于气流变化的对催化转 化器126的诊断错误。图4显示出在步骤414之后控制结束，控制器可 返回到步骤402，并在贫EQR请求生成时在发动机102的操作过程中 连续重复图4中的步骤。
10098]现在参见图5A-5E，其中呈现储备扭矩所采用的各种方式 的示例性图示。示例性迹线502图示出被供应到发动机102的用于燃烧 的空气/燃料混合物的EQR。示例性迹线504图示出用于贫EQR请求 的使能信号的状态，例如来自催化剂诊断模块260的使能信号的状态。
00991示例性迹线506图示出发动机102的估计空气扭矩。估计空 气扭矩506对应于发动机102在当前发动机气流条件下能够产生的最大 扭矩量。示例性迹线508图示出空气扭矩请求。由于将空气摄入到发动机102(即，缸)中所必需的时段而导致延迟，因此，估计空气扭矩506 通常滞后于空气扭矩请求508。示例性迹线510图示出基本(例如，空 转)火花定时，示例性迹线512图示出火花定时。在各实施方案中，储备扭矩可以当命令对贫EQR进行EQR 变化时已经形成。例如，空转储备扭矩可以在执行催化剂诊断时存在。 基本火花定时510表示适应于预先存在的储备扭矩(例如空转储备扭 矩)的火花定时。火花定时512也可从MBT时间延迟到基本火花定时 510,例如用于防止石並撞。参见图5A，贫EQR请求504在时刻520之前生成，其表 示即将进行的至贫EQR的过渡。确定所希望的储备扭矩，并且增大空 气扭矩请求508。随发动机气流参数增大，估计空气扭矩506基于空气 扭矩请求508而增大。火花定时512在估计空气扭矩506增大时延迟。
0102]在一些情况下，可在EQR 502转变为贫EQR之前命令进 行另一 EQR变化。例如，在图5A中，在执行贫EQR命令之前命令 EQR 502至富EQR (即，EQR〉化学计量EQR )。 EQR 502转变为富 EQR在时刻520开始，时刻520是估计空气扭矩506达到空气扭矩请 求508的时刻。在时刻522与524之间，EQR502从富EQR转变为贫EQR。 储备扭矩可用于使可能减小的扭矩输出变得平稳。换句话说，随着EQR
向贫EQR转变，火花定时512提前以增长并使扭矩输出平稳。在转变 过程中保持空气扭矩请求508。以这种方式，发动机气流参数在转变过 程中保持不变。从时刻526开始，EQR502转变回到化学计量EQR (即， EQR约为l.O)。空气扭矩请求508减小，估计空气扭矩506减小，火 花定时512延迟。EQR 502在时刻528处达到化学计量EQR，而估计 空气扭矩506向空气扭矩请求508减小。火花定时512提前以补偿可能 由于发动机气流参数减小所致的扭矩输出的减小。图5A中所例示的方式可能需要火花定时显著延迟，并可能降低燃料效率。不过，可在EQR 502转变过程中保持发动机气流参数。
01061参见图5B，仍然在执行贫EQR命令之前命令EQR 502至 富EQR。不过，在图5B中，当富EQR供应到发动机102时，空气扭 矩请求508不增大。而是，所供应的燃料量增大，由此形成富EQR。 火花定时512在EQR 502转变为富EQR时延迟，由此形成储备扭矩(燃 料储备扭矩)。
0107在时刻532，生成贫EQR请求504，表示EQR即将转变为 贫EQR。因此，空气扭矩请求508增大以形成用于贫EQR的储备扭矩。 随着发动机气流参数的增大，估计空气扭矩506基于空气扭矩请求508 而增大。在时刻532与534之间，火花定时512提前，其中利用由富 EQR形成的储备扭矩。在时刻542实施贫EQR请求504,空气扭矩请求508增大。 发动才几气流参数和估计空气扭矩506相应地向空气扭矩请求508增大。 当发动机气流参数增大时，火花定时512延迟，由此增大储备扭矩。以 这种方式，用于贫EQR的储备扭矩在EQR转变为贫EQR之前形成。估计空气扭矩506在时刻546达到空气扭矩请求508。 EQR 502转变为贫EQR从时刻546开始。随着EQR 502转变为貧EQR，当 EQR502达到贫EQR时，火花定时512提前，直到时刻548。
图5C中所例示的方式可提高燃料效率，这是因为在时刻 542之前保持空气扭矩请求508和发动机气流参数。此外，在EQR502 为贫EQR时保持发动机气流参数。不过，命令EQR502至贫EQR的 时刻可能需要延迟，以形成储备扭矩。不同于图5A-5C的是，在图5D中，EQR 502可在被命令 至富EQR之前被命令至贫EQR。贫EQR请求504在时刻550实施， 且空气扭矩请求508增大。估计空气扭矩506相应地增大，火花定时 512延迟以补偿可能发生的扭矩输出的增大。这种火花定时512的延迟 伴随增大的发动机气流参数一起，形成用于贫EQR的储备扭矩。
0115在时刻552，即，估计空气扭矩506达到空气扭矩请求508 时，EQR 502转变为贫EQR。此时，火花定时512提前以增大扭矩输 出并且补偿可能由于贫EQR转变所致的减小。保持空气扭矩请求508 和火花定时512，直到时刻554，此时EQR 502从贫EQR转变。在时 刻554，随着发动机气流参数减小而减小空气扭矩请求508并调节火花 定时512，以使扭矩输出平稳。
0116现在参见图5E，类似于图5D，在EQR502转变为富EQR 之前命令进行贫EQR。在时刻560之前，实施贫EQR请求504。空气 扭矩请求508增大。估计空气扭矩506相应地增大，火花定时512延迟， 由此形成用于即将进行的贫EQR的储备扭矩。
0117从时刻560开始，EQR502转变为贫EQR。在转变过程中， 储备扭矩用于补偿可能发生的扭矩输出滞后。更具体地，火花定时512 提前，其补偿可能由于贫EQR所致扭矩输出的减小。在此后始于时刻 562的EQR转变为富EQR的过程中，始终保持空气扭矩请求508。当 EQR502转变为富EQR时，火花定时512延迟以补偿可能发生的扭矩 输出的增大。
01181现在，本领域技术人员根据以上描述可认识到，可通过各种 形式实施本公开内容的广义教示。因此，虽然本公开内容仅包括具体的 示例，但本公开内容的实际范围不应仅限于此，在获悉附图
、说明书和 所附权利要求书之后，其它的修改方式对于本领域技术人员而言将变得 显而易见。
权利要求
1、一种储备扭矩系统，包括第一模块，用于在被供应到发动机的空气/燃料混合物的当量比(EQR)从非贫EQR转变为贫EQR之前预定时段生成第一信号；和储备扭矩模块，其在所述第一信号生成时与所述EQR转变为所述贫EQR时之间形成储备扭矩。
2、 根据权利要求1所述的储备扭矩系统，进一步包括致动模块， 其在所述EQR转变为所述贫EQR之前增大至少一个发动机气流参数 并且延迟火花定时。
3、 根据权利要求2所述的储备扭矩系统，其中，所述致动模块保 持所述至少一个发动机气流参数，直到所述EQR从所述贫EQR转变 为第二非贫EQR。
4、 根据权利要求3所述的储备扭矩系统，其中，所述第一模块在 第一时段中使所述EQR从所述非贫EQR转变为富EQR，并在所述第 一时段之后的第二时段中使所述EQR从所述富EQR转变为所述贫 EQR，其中，所述非贫EQR是化学计量EQR，所述致动模块在所述第一 时段之前增大所述至少一个发动机气流参数，并且保持所述至少一个发 动机气流参数直到所述EQR从所述贫EQR转变为所述第二非贫EQR。
5、 根据权利要求4所述的储备扭矩系统，其中，所述致动模块在 所述至少一个发动机气流参数增大时延迟所述火花定时，并在所述 EQR从所述非贫EQR转变为所述富EQR时进一步延迟所述火花定时。
6、 根据权利要求1所述的储备扭矩系统，其中，所述第一模块基 于所述贫EQR生成第二信号，其中，所述储备扭矩模块基于所述第二 信号形成所述储备扭矩。
7、 根据权利要求1所述的储备扭矩系统，其中，所述第一模块在 所述储备扭矩形成之后使所述EQR转变为所述贫EQR。
8、 根据权利要求1所述的储备扭矩系统，其中，所述第一模块在 所述第一信号生成之后预定时段使所述EQR转变为所述贫EQR。
9、 根据权利要求1所述的储备扭矩系统，其中，所述第一模块在所述EQR转变为所述贫EQR之后选择性地诊断与所述发动机相关的 催化剂的故障。
10、 根据权利要求9所述的储备扭矩系统，其中，所述第一模块在 所述EQR转变为所述贫EQR之后基于测得的排放气体的氧变化而选 择性地诊断所述故障。
11、 一种方法，包括在被供应到发动机的空气/燃料混合物的当量比(EQR )从非贫EQR 转变为贫EQR之前预定时段生成笫一信号；和在生成所述第一信号时与所述EQR转变为所述贫EQR时之间形 成储备扭矩。
12、 根据权利要求11所述的方法，进一步包括在所述EQR转变为所述贫EQR之前增大至少一个发动机气流参 数；和在所述EQR转变为所述贫EQR之前延迟火花定时。
13、 根据权利要求12所述的方法，进一步包括保持所述至少一 个发动机气流参数，直到所述EQR从所述贫EQR转变为第二非贫 EQR。
14、 根据权利要求13所述的方法，进一步包括 在第一时段中使所述EQR从所述非贫EQR转变为富EQR，其中，所述非贫EQR是化学计量EQR;在所述第一时段之后的第二时段中使所述EQR从所迷富EQR转变为所述贫EQR;在所述第一时段之前增大所述至少一个发动机气流参数；和 保持所述至少一个发动机气流参数直到所述EQR从所述贫EQR转变为所述第二非贫EQR。
15、 根据权利要求14所述的方法，进一步包括 在所述至少一个发动机气流参数增大时延迟所述火花定时；和 在所述EQR从所述非贫EQR转变为所述富EQR时进一步延迟所述火花定时。
16、 根据权利要求11所述的方法，进一步包括 基于所述贫EQR生成第二信号；和 基于所述第二信号形成所述储备扭矩。
17、 根据权利要求11所述的方法，进一步包括在形成所述储备 扭矩之后使所述EQR转变为所述贫EQR。
18、 根据权利要求11所述的方法，进一步包括在生成所述第一 信号之后预定时段使所述EQR转变为所述贫EQR。
19、 根据权利要求11所述的方法，进一步包括在所述EQR转变 为所述贫EQR之后选择性地诊断与所述发动机相关的催化剂的故障。
20、 根据权利要求19所述的方法，进一步包括在所述EQR转变 为所述贫EQR之后基于测得的排放气体的氧变化而选择性地诊断所述 故障。
全文摘要
用于贫当量比请求的储备扭矩一种储备扭矩系统包括第一模块和储备扭矩模块。第一模块在被供应到发动机的空气/燃料混合物的当量比(EQR)从非贫EQR转变为贫EQR之前预定时段生成第一信号。储备扭矩模块在生成第一信号时与EQR转变为贫EQR时之间形成储备扭矩。
文档编号F02D41/02GK101545410SQ20091013024
公开日2009年9月30日 申请日期2009年3月26日 优先权日2008年3月26日
发明者C·A·威廉斯, C·E·怀特尼, E·斯塔特维尔, R·C·小西蒙, R·J·金斯拉克 申请人:通用汽车环球科技运作公司