车辆发动机怠速控制的方法

专利名称：车辆发动机怠速控制的方法
车辆发动机怠速控制的方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆发动机控制的方法，尤其涉及控制具有液压动力转向系统的 车辆中的内燃发动机的发动机输出的方法。
背景技术：
车辆运转效率会受到燃料经济性表现的较大影响。一个减小燃料经济性的因素是 较高的最小发动机怠速转速，因为在怠速下消耗的所有燃料并不都贡献于车辆的移动并且 因此降低了车辆运转效率。降低发动机怠速转速以及因此减少浪费的燃料使用的最大限制 是需要驱动发动机附件并且快速地补偿这些附件负载的改变。一个这样的负载是动力转向 系统。大多数的机动车辆装备有液压动力转向系统。该系统在发动机附属传动装置上安 装液压泵。随着方向盘移动，转向齿轮使用来自泵的液压力以辅助转动车辆车轮。悬架设 计和动力转向齿轮设计可能导致级联为发动机负载的液压负载非常高并且难以预测。这在 怠速时经常发生，并且导致发动机转速的较大波动。一个补偿发动机负载内的波动的方法 包括将发动机怠速转速设定为高于可能需要的转速以便减轻这种波动。在其它方法中，基 于方向盘角度传感器信号估计用于控制发动机怠速转速的动力转向扭矩需求。美国专利us 5，947，084中公开了这种方法的一个示例。然而，本发明的发明人已经认识到上述方法带来多种问题。例如，直接地基于来 自方向盘角度传感器的信号估计动力转向扭矩负载可导致扭矩估计的不精确。特别地，方 向盘传感器仅可产生指示方向盘相对于在车辆启动时方向盘位置的角度的信号。方向盘 角度传感器信号不相对于方向盘的中间位置或行程终端位置(end-of-travel position)。 因此，上述动力转向负载估计的方法不会识别导致发动机负载增加的特定绝对方向盘角位 置。这种估计可导致利用了较高的最小怠速转速的发动机怠速转速控制较不精确，其导致 燃料消耗的增加。

发明内容本发明的目的在于通过一种用于在怠速状况期间控制具有液压动力转向系统的 车辆中的内燃发动机的发动机输出以补偿由于动力转向系统运转造成发动机负载变化的 方法解决上述问题。根据本发明一个方面，提供一种用于控制具有液压动力转向系统的车辆中的内燃 发动机的发动机输出的方法，该方法包括在将发动机转速设置为怠速转速的怠速状况期 间基于获知的绝对方向角度调节发动机输出以从该怠速转速改变发动机转速以补偿由液 压动力转向系统的运转导致的发动机负载的改变。该获知的绝对方向盘角度可基于相对于 在车辆启动时的方向盘位置的方向盘角度以及在车辆启动之前的前一个车辆运转的工况。通过获知相对于方向盘的中间位置定义的绝对方向盘角度，可精确地识别相对于 动力转向运转使得发动机负载增加的中间位置定义的方向角度区域。该区域的精确识别可允许更精确地调节发动机运转以补偿发动机负载的变化。因此，可减小最小发动机怠速转 速。这样可改善燃料经济性。根据本发明另一方面，提供一种具有至少一个路面车轮的车辆，所述车辆包含方 向盘；响应方向盘的转动辅助移动至少一个路面车轮的液压动力转向系统；用于产生相对 于车辆启动时方向盘位置的相对方向角度信号的方向盘角度传感器；内燃发动机；及控制 系统，配置用于在车辆启动时接收相对方向盘角度信号，基于相对方向盘角度信号和在之 前的车辆运转期间获知的存储的绝对方向盘角度获知(learn)绝对方向盘角度，以及在车 辆静止时的怠速状况期间，将内燃发动机控制在第一发动机转速，并且响应获知的绝对方 向盘角度进入相对于方向盘中间位置定义的悬架结合角度范围，将内燃发动机控制在高于 第一转速的第二转速。根据本发明的又一方面，提供一种具有至少一个路面车轮的车辆，车辆包含方向 盘；响应方向盘的转动辅助移动至少一个路面车轮的液压动力转向系统；用于产生相对于 在车辆启动时的方向盘位置的相对方向角度信号的方向盘角度传感器；产生车轮速度信号 的车轮速度传感器；产生车轮位置信号的车轮位置信号传感器；内燃发动机；及控制系统， 配置用于接收相对方向盘角度信号、车轮速度信号以及车轮位置信号；存储基于相对方向 盘角度信号、车轮速度信号以及车轮位置信号的获存储的绝对方向盘角度；在下次车辆启 动时，基于相对方向盘角度信号和存储的绝对方向盘角度推断获知的绝对方向盘角度；以 及在车辆静止的怠速状况期间，将内燃发动机控制在第一发动机转速，并且响应获知的绝 对方向盘角度进入相对于方向盘中间位置定义的悬架结合角度范围，将内燃发动机控制在 高于第一转速的第二转速。应理解上面的概述提供用于以简化的形式引入将在详细描述中进一步描述的选 择的概念。不意味着确认所保护的本发明主题的关键的或实质的特征，本实用新型的范围 将由本申请的权利要求唯一地界定。此外，所保护的主题不限于克服上文或本公开的任何 部分中所述的任何缺点的实施方式。

图1为车辆系统内的示例发动机和动力转向布置的示意性说明。图2为用于调节怠速下的发动机输出以补偿与动力转向运转相关的发动机负载 的变化的示例方法的流程图。图3为用于确定用以确定由于动力转向运转导致的发动机负载的变化的绝对方 向盘角度的示例方法的流程图。图4为用于确定悬架结合和拖步(bind and scuff)为决定因素的发动机负载量 的示例方法的流程图。图5为用于确定方向盘改变速度和行程终端为决定因素的发动机负载量的示例 方法的流程图。
具体实施方式下面的描述涉及用于调节发动机输出以补偿怠速下由于动力转向运转造成的发 动机负载的变化的系统。在一个示例中，响应转向角调节发动机怠速转速控制，其中响应所需发动机怠速转速和实际的发动机转速的反馈调节对该发动机输出的调节(例如气流、火 花等)，以及基于转向调节结合发动机转速反馈的发动机输出的调节以将实际的发动机转 速控制至所需怠速转速。图1为显示车辆100的示意图。车辆100包括显示了一个汽缸的 多汽缸发动机102。可至少部分由包括发动机控制器106的控制系统104和由车辆驾驶员 经由多种输入装置的输入控制发动机102。在一个示例中，输入装置包括加速踏板和踏板 位置传感器用于产生由发动机控制器106使用以确定发动机负载和调节发动机输出的成 比例的踏板位置信号。发动机102的燃烧室(即汽缸)108可包括定位于其内的活塞110。 活塞110可连接至曲轴112以使得活塞的往复运动被转换为曲轴的旋转运动。曲轴112可 经由中间传动系统连接至车辆的至少一个驱动轮。此外，曲轴112的旋转可应用至输出轴 114以运转液压泵116以在动力转向系统118内产生压力。霍尔效应传感器120 (或其它类 型的传感器)可连接至曲轴112以将表面点火感测信号PIP提供给控制系统104。燃烧室108可从进气歧管122接受进气并且可经由排气道124排出燃烧气体。进 气歧管122和排气道124能够经由各自的进气门126和排气门128选择性地与燃烧室108 连通。在一些实施例中，燃烧室108可包括两个或多个进气门和/或两个或多个排气门。控制系统104可依照进气门控制信号IV经由电动气门驱动(EVA)控制进气门 126。同样地，控制系统104可依照排气门控制信号EV经由EVA控制排气门128。在一些 状况期间，发动机控制器106可改变提供至进气门126和/或排气门128的控制器的信号 以控制各自进气门和排气门的打开或关闭。在可替代实施例中，进气门和排气门中的一个 或多个可由一个或多个凸轮驱动，并且可利用凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、 可变气门正时(WT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个以改变气门运转。例 如，燃烧室108可替代地包括经由电动气门驱动控制的进气门和由包括CPS和/或VCT系 统的凸轮驱动控制的排气门。燃料喷射器130显示为直接连接至燃烧室108用于将燃料与从控制系统104接 收的FPW信号的脉冲宽度成比例地直接喷射其内。这样，燃料喷射器130将燃料以称为燃 料直接喷射的方式提供至燃烧室108。燃料喷射器可安装在例如燃烧室的侧面或者燃烧室 顶部。燃料可通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未显示)输送至燃料喷射器 130。在一些实施例中，燃烧室108可替代地或附加地包括以将燃料以称为进气道喷射的方 式喷射至燃烧室108的进气道上游的配置设置在进气道内的燃料喷射器。进气歧管122可包括具有节流板的节气门132。节气门位置传感器134可将节气 门位置信号TP提供给控制系统104。此外，控制系统104可将节气门位置控制信号发送至 节气门132包括的电动马达或驱动器以通常称为电子节气门控制(ETC)的方式改变节流板 的位置。这样，可运转节气门132以改变提供至燃烧室108以及其它发动机汽缸的进气。进 气歧管可包括分别提供MAF/MAP至控制系统104的质量空气流量传感器和/或歧管压力传 感器136。在选定模式下，火花塞138可经由来自控制系统104的火花提前信号SA提供用于 在燃烧室108内燃烧的火花。尽管显示了火花点火组件，在一些实施例中，无论有没有点火 火花，燃烧室108或发动机102的一个或多个其它燃烧室可以压缩点火模式运转。排气传感器140显示为连接至排气道124。传感器140可为用于提供指示排气空 燃比的任何合适的传感器，例如线性氧传感器或UEG0(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EG0(排气氧传感器)、HEG0(加热型EGO)、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)或一 氧化碳(CO)传感器。排气传感器140可将指示排气特性的信号EG提供至控制系统104。如上所述，图1仅显示了多个汽缸发动机中的一个汽缸，并且每个汽缸可类似地 包括其自有组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。继续参考图1，车辆100可由包括方向盘142的多种车辆驾驶员输入装置控制。方 向盘142和位于转向柱内的连接的转向轴146将车辆驾驶员的方向盘的运动传递至转向齿 轮148。转向齿轮148将方向盘的旋转运动改变为应用于转动包括轮胎152的车轮150的 线性运动。在说明的示例中，转向齿轮为齿条和小齿轮配置，其包括包含有齿条156和小凸 轮158的管状壳体154。管状壳体154刚性地安装至车身或车架以对转向力产生反作用力。 小齿轮158连接至转换方向盘142的运动的转向轴146的下端，并且与齿条156的齿啮合。 拉杆160经由包括轴衬166的球头节164将齿条156的端部连接至转向节臂162。此外，转 向节臂162连接至车轮150。因此，随着方向盘142旋转，小齿轮158向右或向左移动齿条 156以使得拉杆160和转向节臂162向内或向外转动车轮150和轮胎152用于转向。可替 代地，在一些实施例中，可采用循环球式转向配置。动力转向系统118设置用于基于由车辆驾驶员操作的方向盘142的转动辅助转 动车轮150和轮胎152。动力转向系统118包括经由皮带168安装至发动机102的输出轴 114的液压泵116。输出轴114可为发动机102的附属传动装置。液压泵116的运转导致 动力转向液以高压力流进管状壳体154内。方向盘142的转动导致以一个方向或另一方向 引导加压液以辅助移动齿条156。液压液流出管状壳体154进入储存器170内。此外，储存 器170连接至液压泵116以形成封闭系统。在一些实施例中，液压泵可由电动马达而非发 动机输出轴驱动。在一些实施例中，可采用电动转向系统而不需要液压系统。特别地，传感 器可探测转向柱的运动和扭矩，并且计算机模块可经由直接地连接至转向齿轮和转向柱的 电动马达应用辅助动力。方向盘角度(SWA)传感器172可连接至方向盘142以将相对SWA信号提供至控制 系统104。也就是，相对SWA信号提供方向盘142角度相对于在车辆启动时探测的方向盘角 度的指示。车轮速度传感器174可位于合适的位置以感应车轮150的速度或旋转位置并且 将车轮速度信号发送至控制系统104。车轮位置传感器176可位于合适的位置以感应车轮 150的横摆位置(yaw position)和旋转并且将横摆位置信号YAW发送至控制系统104。在 一个示例中，车轮位置传感器176邻近球头节164设置以探测转向节臂162的转动。在一 些实施例中，车轮速度传感器和车轮位置传感器可集成在制动控制模块(未图示)内。控 制系统104可利用相对方向盘角度、车轮速度和/或YAW信号用于电子稳定控制(ESC)、制 动控制等。而且，控制系统104可利用信号以调节发动机输出以补偿在怠速下的发动机负 载的变化，将参考图2-5在下面详细描述中讨论。控制系统104可包括发动机控制器106以控制发动机102的运转。在一个示例中， 发动机控制器为微型计算机，包括微处理器单元、输入/输出端口、用于可执行的程序和校 准值的电子存储介质(在本具体例子中显示为只读存储器芯片)、随机存取存储器、保活存 储器和数据总线。发动机控制器106可从连接至发动机102的传感器接收多种信号，除了 之前论述的那些信号，还包括来自传感器136的引入质量空气流量(MAF)/绝对歧管压力 (MAP)测量值、来自连接至曲轴112的霍尔效应传感器120(或其他类型)的脉冲点火感测信号(PIP)、来自节气门位置传感器134的节气门位置TP。发动机转速信号RPM可由发动 机控制器106从脉冲点火感测PIP信号生成。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可 用于提供进气歧管内的真空或压力指示。注意的是可使用上面的传感器的多种组合，例如 不带有MAP传感器的MAF，或反之亦然。在化学计量运转期间，MAP传感器能够给出发动机 扭矩的指示。此外，该传感器与探测的发动机转速一起能够提供吸入至汽缸内的充气(包 括空气)的估值。此外，如上所述，车辆转向运转可对在怠速下的发动机负载产生变化。当方向盘转 动并且车辆停止时车辆悬架的几何形状产生一些状况最终导致一个或多个轮胎通过路面 拖动。特别地，穿过前悬架上的球头节164中一个引出的线与路面在第一点相交。轮胎152 的接触胎纹的中心发生在第二点。出于稳定性和转向可回性的原因，这两个点没有重合。这 些点之间的距离称为刮胎半径(“scrub radius”)。当车辆静止并且驾驶员转动车轮时， 相对于该刮胎半径会发生两种不同的状况。在称之为悬架结合("suspension bind")的第一种状况下，其在转动方向盘并 且在轮胎运动之前发生，车辆的悬架吸收球头节的轴衬内的松动导致轴衬受到载荷并且轮 胎的侧面变形。在这种状况期间，扭矩和相应的发动机负载增加的非常快。如果在悬架结 合状况期间释放方向盘，方向盘、悬架、轮胎等返回至前悬架结合位置导致扭矩以及相应的 发动机负载的释放。在悬架结合之后发生的称为拖动(“scuff”)的第二相关状况下，轮胎实际上以绕 球头节线相交的点的弧线穿过路面拖动。扭矩和相应的发动机负载是相对的稳定但是在拖 动期间是较高的，位于结合扭矩/发动机负载的高端或最大值。同样，如果方向盘在拖动状 况期间释放，方向盘、悬架、轮胎等返回至前悬架结合位置导致扭矩和相应的发动机负载的 缓解。另一个称为行程终端(“end-of-travel”)的状况涉及导致液压在方向盘行程终 端处放空(“dead-heading”)的转向齿轮的设计。这导致液压和相应的发动机负载的较大 的尖峰。又一个称为改变速度(“rate-of-change”)的状况是涉及基于上述状况的发动机 负载的变化。具体地，由于在上述状况期间发生的发动机负载的变化在怠速下可发生发动 机的进气歧管填充的延迟。这些填充的延迟导致进气请求被延迟(例如，大约为0.5秒)。 进气请求延迟导致起反应的空气补偿输送得太迟而不能修正怠速转速波动。为了至少部分基于上述状况补偿发动机负载的变化，控制系统104包括基于上述 状况以及其它转向运转的因素确定发动机负载变化的软件逻辑。具体地，控制系统104包 括由悬架结合状况和拖动状况确定发动机负载项的悬架结合逻辑180，由行程终端状况确 定发动机负载项的行程终端逻辑182，以及由改变速度状况确定发动机负载项的改变速度 逻辑184。此外，上述状况中的每一个均直接涉及相对于方向盘的中心和/或行程终端位置 的方向盘位置/运动。然而，SWA传感器172仅提供相对于车辆启动时的方向盘位置的方 向盘位置的指示。为了由悬架结合、拖动和行程终端补偿精确地确定发动机负载，需要使用 绝对SWA。因此，控制系统104包括将连续绝对方向盘角度的指示提供至另一个逻辑模块 (即悬架结合逻辑180、行程终端逻辑182、改变速度逻辑184)的绝对SWA逻辑178。使用绝对方向盘角度的所有发动机负载项(悬架结合项、行程终端项和改变速度项)相加并且 用于计算克服动力转向系统的发动机负载所需的扭矩输出，其可由发动机控制器106利用 以调节发动机运转。通过利用来自SWA传感器信号的绝对方向盘角度补偿由动力转向运转 引起的发动机负载的变化，可不采用基于液压的发动机负载补偿。这可允许去掉昂贵和易 漏的液压传感器。这样，可减小车辆制造和维护成本并且可改善车辆稳定性。上述逻辑模块可体现为软件应用、硬件线路或固件，例如编程有表现为由处理器 可执行指令的计算机可读数据的控制系统104的只读存储器。此外，由上述逻辑模块执行 的指令或运转可由参考图2-5在下面描述的方法以及其它可预测但未明确列出的变形例 执行。图2为用于控制发动机怠速转速以补偿由于动力转向运转造成的发动机负载的 变化的示例高级方法的流程图。该方法可允许将发动机怠速转速设定在比可行的怠速转速 更低的怠速转速下，因为该方法可考虑到由于动力转向运转造成的发动机负载的增加。方 法200在202处开始，其中该方法可包括从SWA传感器(例如图1中的SWA传感器172)接 收相对SWA。如上所述，从SWA传感器接收的相对SWA可为感应的相对于开始方向盘位置的 方向盘位置，即在车辆启动时感应的方向盘位置。在204处，方法可包括获知绝对SWA，其可 用于确定由于动力转向运转造成的发动机负载的变化。绝对SWA可为相对于方向盘的中间 位置或行程终端位置的角度值。绝对SWA可用于确定下面描述的发动机负载补偿项中每一 个。参考图3将在下面详细讨论用于获知绝对SWA的示例方法300。在206处，该方法可包括确定车辆是否处于怠速状况。在一个示例中，可基于发动 机转速和车辆速度确定怠速状况。例如，当车辆速度低于预定速度时可存在怠速状况。如 果确定车辆处于怠速状况，方法移至208处。否则，车辆未处于怠速状况并且方法返回至其 它运转。在208处，方法可包括确定在动力转向运转期间由悬架结合导致的发动机负载变 化。该确定可产生可用于调节发动机怠速转速以补偿发动机负载变化的悬架结合项。参考 图4将在下面详细讨论用于确定悬架结合负载补偿项的示例方法400。在210处，该方法包括确定在动力转向运转期间由产生的拖动导致的发动机负载 变化。参考图4将在下面详细讨论用于确定拖动负载补偿项的示例方法400。在212处，方法可包括确定由方向盘的行程终端导致的发动机负载变化。该确定 可产生可用于调节发动机怠速转速以补偿发动机负载变化的行程终端项。在214处，方法 可包括确定由方向盘改变速度导致的发动机负载变化。该确定可产生可用于调节发动机怠 速转速以补偿发动机负载变化的改变速度项。参考图5将在下面详细讨论用于确定改变速 度负载补偿项的示例方法500。在216处，方法可包括调节发动机怠速转速以补偿由于动力转向运转造成的发动 机负载的变化。具体地，可基于悬架结合负载补偿项、拖动力负载补偿项、行程终端负载补 偿项和改变速度负载补偿项总和调节发动机怠速转速。在一些实施例中，发动机怠速转速 可由在218处增加发动机进气流调节。在一些实施例中，怠速发动机转速可由220处增加 火花反馈正时的授权范围调节。参考图5将在下面详细讨论发动机气流调节和火花反馈授 权。通过利用绝对SWA确定上面补偿项中每一个的发动机负载，可去除昂贵和易泄漏的液压传感器。而且，通过该方法的增强可能作出的发动机转速波动的总体减小使得能够 去除在怠速转速控制策略中的动力转向速度加法器。此外，还通过考虑了每一种上述状况， 发动机负载补偿相对于现有方法更精确和及时。同样，可减小发动机怠速用于改善燃料经 济性能。图3为用于从感应的相对SWA获知连续的绝对SWA的示例方法300的流程图。图 1中的SWA传感器172感应相对的SWA (即，其不相对于中间或行程端终位置，仅相对于在启 动时的车轮位置)。为了确定由于悬架结合、拖动和行程终端导致的发动机负载的变化，需 要绝对SWA。方法300在302处开始，其中该方法包括接收相对SWA。例如，相对的SWA可 由图1的SWA传感器172感应。在304处，方法可包括基本接收到的相对SWA根据车辆运转参数获知绝对SWA。例 如，在306处，方法可包括接收相对车轮速度信号。在一个示例中，相对车轮速度由图1中 的车轮速度传感器174提供。在308处，方法可包括接收车轮横摆信号。在一个示例中，车轮横摆信号由图1中 的车轮位置传感器176提供。在一些实施例中，车轮速度信号和车轮横摆信号可由控制车 辆的车轮制动的制动模块提供。在310处，方法可包括基本相对SWA信号、车轮速度信号和 车轮横摆和旋转信号确定绝对SWA。在一些实施例中，车轮速度传感器和车轮位置传感器可 将信号发送至制动模块，在该处可获得绝对SWA。绝对SWA可在直线行驶(其中相对车轮速 度信号和车轮横摆信号可累积)一段时间之后在每次车辆启动时重新获得。注意的是，在 车辆启动时在通过制动模块获得绝对SWA之前，绝对SWA是不存在的。为了在制动模块获知绝对SWA之前基于绝对SWA调节车辆运转，在312处，方法可 包括存储获知的绝对SWA。获知的绝对SWA可存储用于以后使用，如在当不能直接地获得绝 对SWA时的状况期间，例如在车辆启动时。在一个示例中，获知的绝对SWA存储在图1中的 发动机控制器106的只读存储器内。注意的是绝对SWA可被获得并且存储用于以后在不能 由制动模块获得绝对SWA的实施例中使用。在314处，方法可包括确定车辆当前是否处于启动状况。在一个示例中，可基于接 通(“key-on")信号确定车辆启动状况。如果确定车辆处于启动状况，方法移动至316 处。否则，车辆不处于启动状况，则方法返回至其它运转。在316处，方法可包括基于存储获知的SWA根据从SWA传感器接收的相对SWA推 断绝对SWA。在一个示例中，可采用查值表以将感应的相对SWA映射至获知的绝对SWA。查 值表可存储在控制系统的存储器内。可利用推断的绝对SWA以控制车辆运转的多个方面， 例如如上文参考方法200所述的控制发动机怠速转速。在经由车辆传感器(例如，车轮速 度传感器、车轮横摆位置传感器)获得绝对SWA之前的启动时可利用推断的绝对SWA。在318处，方法可包括确认推断的绝对SWA与经由车辆传感器获知的绝对SWA。 如果推断的绝对SWA不匹配获知的绝对SWA，则可放弃推断的绝对SWA以采用获知的绝对 SWA。在一些实施例中，在直线行驶一段时间之后由制动模块提供获知的绝对SWA。在获知绝对SWA之后的下一个车辆启动时通过持续获得绝对SWA并且推断绝对 SWA，可精确地执行基于绝对SWA的发动机控制而不会有经由车辆传感器信号严格地获知 绝对SWA相关的延迟。具体地，推断的绝对SWA可以对刚好在启动之后和获知绝对SWA之 前执行的精确怠速转速控制特别有用。如下面进一步详细讨论，绝对SWA可用于精确地补偿由于在怠速时动力转向运转造成的发动机负载的变化。 在一些实施例中，上述方法可由图1的绝对SWA逻辑178执行。图4为用于确定悬架结合和拖动的发动机负载补偿项的示例方法400的流程图， 该补偿项可在上面讨论的方法200中使用以调节怠速下的发动机运转以补偿由于动力转 向运转造成的发动机负载的变化。方法可在402处开始，在该处该方法可包括确定车辆是 否处于运动。在一个示例中，基于来自车轮速度传感器的车轮速度信号作出该确定。如果 车辆未处于运动或处于静止，方法移动至404处。否则，车辆处于运动或不处于静止，方法 移动至416处，其中该方法可包括将悬架结合负载补偿项和拖动负载补偿项设定为零。负 载补偿项被设置为零，因为当车轮在打转时(spin)悬架结合和拖动状况没有发生，因此没 有影响发动机负载。在404处，方法可包括表征悬架结合和拖动状况发生时的绝对方向盘角度。可相 对于中间方向盘位界定该表征，仅使用由SWA传感器提供的相对SWA无法得知该表征因为 相对SWA没有相对于方向盘的中间或行程终端界定。在一些实施例中，在406处，悬架结合 和/或拖动引起的发动机负载量可表征为绝对方向盘角度的不同区域或角度范围。例如， 方向盘角度的角度范围可表征为悬架结合/拖动发生的区域。在这个区域中，该表征可界 定由于悬架结合/拖动造成的发动机负载量。在408处，该方法可包括基于绝对方向盘角度根据该表征调节悬架结合负载补偿 项。在一些表征中，可改变悬架结合区域内的发动机负载量。例如，在410处，悬架结合负 载补偿项可修正为绝对方向盘角度在表征角度范围内离开中间位置的大小。换句话说，可 基于悬架结合量分配负载补偿。在一个特定示例中，发动机负载的大小随着方向盘角度通 过悬架结合区域或角度范围离开中间位置而增加。此外，发动机负载随着方向盘角度通过 悬架结合区域朝向中间位置移动而减小。在412处，方法可包括基于绝对方向盘角度根据该表征调节拖动负载补偿项。由 该表征界定的拖动区域可位于离开方向盘的中间位置的悬架结合区域之外。拖动负载补偿 项可为稳定的并且设定在悬架结合负载补偿项的高值或最大值。当绝对方向盘角度位于拖 动区域或角度范围内，增加的发动机负载和相应增加的发动机转速可维持在该值。在414处，方法可包括基于绝对方向角度确定是否减轻(relieve)拖动/悬架结 合。当绝对方向盘角度朝向方向盘中间位置离开该表征的悬架结合和拖动区域或角度范围 时可减轻拖动/悬架结合。如果确定减轻了拖动/悬架结合，方法移动至416。否则，如果 拖动/悬架结合未减轻，则根据该表征调节悬架结合和拖动力负载补偿项。如果方向盘在 拖动期间释放并且返回至相关的悬架结合位置，则可将拖动负载补偿项设置为零并且可根 据该表征调节悬架结合补偿项。在416处，方法可包括将悬架结合负载补偿项和拖动负载补偿项设置为零，因为 悬架结合和拖动状况此时都不会发生并且不会导致发动机负载增加。换句话说，可调节发 动机输出以减小发动机怠速转速以使得悬架结合/拖动不造成发动机负载。如上所述，可在方法200中使用悬架发动机负载补偿项和拖动发动机负载补偿项 以补偿由于在动力转向运转期间发生的悬架结合和拖动造成的发动机负载的变化。同样， 每个补偿项可代表用于加至总的发动机输出或发动机怠速转速以满足指定的发动机负载 的发动机输出的大小。通过补偿发动机负载的变化，发动机怠速转速可设置为低发动机转速并且基于动力转向运转选择性地增加以处理发动机负载的变化。这样，可降低怠速转速 以改善车辆燃料经济性能。注意的是可使用确保悬架结合补偿扭矩随着绝对方向盘角度在悬架结合的表征 角度范围内改变而上下变化的逻辑执行上述方法。此外，该逻辑可配置用于当保持方向盘 抵抗悬架结合时保持补偿值，并且可当悬架结合减轻或离开表征的角度范围时进一步设置为零。图5为用于确定方向盘行程终端和改变速度的发动机负载补偿项的示例方法500 的流程图，该补偿项可在上述方法200中使用以调节怠速下的发动机运转以补偿由于动力 转向运转造成的发动机负载的变化。方法可在502处开始，在该处方法可包括确定方向盘 角度是否大于行程终端阈值。行程终端阈值可包括方向盘位置，其实质上为离开方向盘的 中间位置的最远位置。换句话说，行程终端阈值包括方向盘位置，其中路面车轮被完全转至 左边或右边。在齿条和小齿轮动力转向系统中，当小齿轮获经实质上行进至齿条的终端时 发生行程终端位置。如果其确定绝对方向盘角度大于方向盘行程终端阈值，则方法移动至 504处。否则，方向盘角度不大于行程终端阈值，则方法移至512处。注意的是方向盘阈值可包括左和右(或正和负)阈值以界定方向盘的每个行程终 端位置。如上所述，由于转向齿轮的设计，当方向盘到达行程终端位置时，液压放空 (dead-head)导致液压尖峰和相应的发动机负载尖峰。因此，在504处，方法可包括调节行 程终端补偿项以补偿发动机负载尖峰由于绝对方向角度大于行程终端阈值。具体地，可将 行程终端补偿项增加预定大小以补偿发动机负载的增加。在一些实施例中，调节行程终端负载补偿项可包括在508处增加发动机进气流以 增加发动机怠速转速。此外，在一些实施例中，在510处可增大发动机的反馈火花系统的授 权范围以增加发动机怠速转速。具体地，通过增大授权范围，可在更大的运转范围提前或 延迟火花正时以产生额外的扭矩输出。由于反馈火花作用比空气快得多，其有效地解决了 方向盘行程终端状况附近的空气流输送的任何延迟(延迟会减慢发动机负载补偿反应时 间)。注意的是，可配合地增大空气流和反馈火花的授权范围以增加发动机怠速转速。进一 步注意的是在绝对方向盘角度大于行程终端阈值时可维持增加的怠速转速。在510处，方法可包括将改变速度负载补偿项设置为零，因为方向盘获经到达行 程终端益并且不在移动，因而不存在增加发动机负载的绝对方向角度改变。返回至502处，如果绝对方向盘角度不大于行程终端阈值，方法移动至512。在512 处，方法可包括由绝对方向盘位置信号确定方向盘位置改变速度。在514处，方法可包括基 于绝对方向盘角度的改变速度调节改变速度负载补偿项。如上所述，改变速度状况可涉及 基于如上所述的动力转向状况的发动机负载变化。具体地，由于在上述状况期间发生的发 动机负载变化在怠速下可发生发动机的进气歧管的填充延迟。这些填充延迟导致进气请求 被延迟(例如大约为0. 5秒)。进气请求延迟导致太迟输送反应的空气补偿而不能修正怠 速转速波动。因此，在一些实施例中，调节改变速度负载补偿项可包括在516处基于方向盘角 度改变速度调节发动机进气流。具体地，改变速度信息可用于产生主导(“leading”)项， 当在行程终端逻辑没有起作用的区域内操纵方向盘时其有效地补偿进气歧管延迟。在一个示例中，主导项随着朝向方向盘的行程终端的改变速度增加而增大以补偿在行程终端状况 发生的歧管填充。在518处，方法可包括将行程终端负载补偿项设置为零，由于方向盘不在行程终 端位置并且从而没有行程终端发动机负载影响。通过补偿由于行程终端和改变速度状况引起的发动机负载变化，发动机怠速转速 可设置为低发动机转速并且基于动力转向运转状况选择性地增加以处理发动机负载的变 化。这样，可降低怠速转速以改善车辆燃料经济性能。注意的是可使用随着绝对方向盘角度改变而使行程终端和悬架结合补偿扭矩上 下变化的逻辑执行上述方法。此外，该逻辑可配置用于当方向盘保持在行程终端时保持行 程终端补偿值，并且可当悬架结合减轻时进一步设置为零。应了解，此处公开的配置与例程实际上为示例性，且这些具体实施例不应认定为 是限制性，因为可能存在多种变形。例如，上述技术可应用于V-6、1-4、I-6、V-12、对置4缸、 和其他发动机类型。本发明的主题包括多种系统与配置以及其它特征、功能和/或此处公 开的性质的所有新颖和非显而易见的组合与子组合。本申请的权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和次组 合。这些权利要求可引用“一个”元素或“第一”元素或其等同物。这些权利要求应该理解 为包括一个或多个这种元素的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元素。所公开的特 征、功能、元件和/或特性的其他组合和次组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或 关联申请中提出新的权利要求得到主张。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更 宽、更窄、相同或不相同，也被认为包括在本发明主题内。
权利要求
一种用于控制具有液压动力转向系统的车辆中的内燃发动机的发动机输出的方法，所述方法包含，在将发动机转速设置为怠速转速的怠速状况期间基于获知的绝对方向角度调节发动机输出以从所述怠速转速改变发动机转速以补偿由所述液压动力转向系统的运转导致的发动机负载的改变，所述获知的绝对方向盘角度基于相对于在车辆启动时方向盘位置的方向盘角度和所述车辆启动之前的前一个车辆运转的工况。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包含表征所述绝对方向角度的悬架结合区域；以及当所述车辆静止时，响应所述获知的绝对方向盘角度进入所述悬架结合区域调节发动 机输出以增加所述发动机转速。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述调节包括当所述获知绝对方向角度处 于所述悬架结合区域时，随着所述获知的绝对方向盘角度相对于方向盘中间位置的改变而 调节发动机输出以改变所述发动机转速的增加。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述调节包括当所述绝对方向角度处于所 述悬架结合区域时，随着所述获知的绝对方向盘角度被保持在选定角度调节发动机输出以 将所述发动机转速维持在增加的转速。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述调节包括响应所述获知的绝对方向盘 角度朝向所述方向盘中间位置离开所述悬架结合区域调节发动机输出以减小发动机转速 至所述怠速转速。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工况包括来自车轮速度传感器的车轮 速度信号和来自车辆位置传感器的车轮位置信号。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调节发动机输出包括调节进入所述发 动机的进气歧管内的气流，其中响应所需发动机怠速转速和实际发动机转速进一步调节发 动机输出以将所述实际发动机转速控制至所述所需发动机怠速转速。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，基于所述绝对方向盘角度的改变速度进一 步调节所述气流。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调节发动机输出包括调节所述发动机 的至少一个火花塞的反馈火花正时的授权范围。
10.如权利要求1所述的方法，进一步包含响应所述绝对方向盘角度大于行程终端阈值角度调节发动机输出以增加所述发动机 转速。
全文摘要
本发明公开了一种用于控制具有液压动力转向系统的车辆中的内燃发动机的发动机输出的方法。该方法包括在将发动机转速设置为怠速转速的怠速状况期间，基于获知的绝对方向角度调节发动机输出以从该怠速转速改变发动机转速以补偿由液压动力转向系统的运转导致的发动机负载的改变。该获知的绝对方向盘角度可基于相对于车辆启动时方向盘位置的方向盘角度和在车辆启动之前的前一个车辆运转的工况。本发明的优点在于可更精确地调节发动机运转以补偿发动机负载的变化，从而可减小最小发动机怠速转速以改善燃料经济性。
文档编号F02D41/08GK101852143SQ20101010850
公开日2010年10月6日 申请日期2010年1月29日 优先权日2009年2月4日
发明者B·雅各布森, H·汉密尔顿, M·R·斯坎尔农, M·S·舒帕, R·赖兴巴赫 申请人:福特环球技术公司