主扭矩致動器控制系統(tǒng)和方法

專利名稱：主扭矩致動器控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，尤其涉及發(fā)動機(jī)致動器控制系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在此提供的背景描述是為了大體地介紹本發(fā)明的背景。目前署名的發(fā)明人的工作就其在該背景部分中描述的程度、以及描述的在提交的時候可能不能構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的方面既不明確地也不隱含地被承認(rèn)為抵觸本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。內(nèi)燃發(fā)動機(jī)燃燒氣缸內(nèi)的空氣燃料混合物以驅(qū)動活塞，從而產(chǎn)生驅(qū)動扭矩。經(jīng)由節(jié)氣門調(diào)節(jié)進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣流量。更具體地，節(jié)氣門調(diào)節(jié)節(jié)氣門位置，從而增大或減小進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣流量。隨著節(jié)氣門位置增大，進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣流量也增大。燃料控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)噴射燃料的速率，以向氣缸提供期望的空氣/燃料混合物，和/或獲得期望的扭矩輸出。增大向氣缸提供的空氣和燃料的量來增大發(fā)動機(jī)的扭矩輸出。在火花點火式發(fā)動機(jī)中，火花引起被提供到氣缸的空氣/燃料混合物的燃燒。在壓燃式發(fā)動機(jī)中，氣缸中的壓縮使得被提供到氣缸的空氣/燃料混合物燃燒?；鸹ㄕ龝r和空氣流量可以是用于調(diào)節(jié)火花點火式發(fā)動機(jī)的扭矩輸出的主要機(jī)制，而燃料流量可以是用于調(diào)節(jié)壓燃式發(fā)動機(jī)的扭矩輸出的主要機(jī)制。已研制出控制發(fā)動機(jī)輸出扭矩以獲得期望扭矩的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)。然而，傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)不會如所需要那樣精確地控制發(fā)動機(jī)輸出扭矩。此外，傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)不會對控制信號提供快速響應(yīng)，或者在影響發(fā)動機(jī)輸出扭矩的各種裝置中協(xié)調(diào)發(fā)動機(jī)扭矩控制。傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)在火花點火式發(fā)動機(jī)中利用空氣流量來控制發(fā)動機(jī)輸出扭矩，而在壓燃式發(fā)動機(jī)中利用燃料來控制發(fā)動機(jī)輸出扭矩。當(dāng)在發(fā)動機(jī)控制模塊(ECM)中診斷出一個或多個故障時，傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)關(guān)閉(即關(guān)掉)發(fā)動機(jī)。僅舉例來說，傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)可禁止到發(fā)動機(jī)的燃料和/或防止或限制進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣流量以實現(xiàn)發(fā)動機(jī)關(guān)閉。

發(fā)明內(nèi)容
—種發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其包括協(xié)調(diào)扭矩控制(CTC)模塊、診斷模塊和致動器限制模塊。CTC模塊確定用于火花點火式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的節(jié)氣門閥的第一位置，并基于該第一位置控制節(jié)氣門閥的開度。診斷模塊有選擇地診斷發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障，并且當(dāng)診斷出發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障時禁止基于第一位置的對節(jié)氣門閥的開度的控制。致動器限制模塊基于加速器踏板位置確定用于節(jié)氣門閥的第二位置，選擇第一位置和第二位置中較小的一個，并且當(dāng)診斷出發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障時有選擇地將節(jié)氣門閥的開度限制到第一位置和第二位置中較小的一個。一種發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其包括協(xié)調(diào)扭矩控制(CTC)模塊、診斷模塊和致動器限制模塊。CTC模塊確定用于壓燃式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的節(jié)氣門閥的第一位置，并基于第一燃料加注量來控制燃料到發(fā)動機(jī)的供應(yīng)。診斷模塊有選擇地診斷發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障，并且當(dāng)診斷出發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障時禁止基于第一燃料加注量的對燃料供應(yīng)的控制。致動器限制模塊基于加速器踏板位置確定用于發(fā)動機(jī)的第二燃料加注量，選擇第一燃料加注量和第二燃料加注量中較小的一個，并且在診斷出發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障之后有選擇地將燃料到發(fā)動機(jī)的供應(yīng)限制到第一燃料加注量和第二燃料加注量中較小的一個。一種發(fā)動機(jī)控制方法，其包括確定用于火花點火式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的節(jié)氣門閥的第一位置；基于第一位置來控制節(jié)氣門閥的開度；有選擇地診斷發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障；當(dāng)診斷出發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障時，禁止基于第一位置的對節(jié)氣門閥開度的控制；基于加速器踏板位置確定用于節(jié)氣門閥的第二位置；選擇第一位置和第二位置中較小的一個；以及，當(dāng)診斷出發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障時，有選擇地將節(jié)氣門閥的開度限制到第一位置和第二位置中較小的一個。一種發(fā)動機(jī)控制方法包括確定用于壓燃式(或壓縮點火式)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的節(jié)氣門閥的第一位置；基于第一燃料加注量來控制燃料到發(fā)動機(jī)的供應(yīng)；有選擇地診斷發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障；當(dāng)診斷出發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障時，禁止基于第一燃料加注量的對燃料供應(yīng)的控制；基于加速器踏板位置確定用于發(fā)動機(jī)的第二燃料加注量；選擇第一燃料加注量和第二燃料加注量中較小的一個；以及在診斷出發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障之后，有選擇地將燃料到發(fā)動機(jī)的供應(yīng)限制到第一燃料加注量和第二燃料加注量中較小的一個。在還有的其他特征中，上述系統(tǒng)和方法通過由一個或多個處理器執(zhí)行的計算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)。該計算機(jī)程序能存在于有形的計算機(jī)可讀介質(zhì)上，諸如但不限于存儲器、非易失性數(shù)據(jù)存儲器、和/或其他合適的有形存儲介質(zhì)。方案1. 一種發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，包括
協(xié)調(diào)扭矩控制模塊，所述協(xié)調(diào)扭矩控制模塊確定用于火花點火式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的節(jié)氣門閥的第一位置，并且基于所述第一位置來控制所述節(jié)氣門閥的開度；
診斷模塊，所述診斷模塊有選擇地診斷發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障，并且當(dāng)診斷出所述發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障時，所述診斷模塊禁止基于所述第一位置的對所述節(jié)氣門閥開度的控制；
致動器限制模塊，所述致動器限制模塊當(dāng)診斷出所述發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障時，基于加速器踏板位置確定用于所述節(jié)氣門閥的第二位置，選擇所述第一位置和所述第二位置中較小的一個，并且有選擇地將所述節(jié)氣門閥的開度限制到所述第一位置和所述第二位置中較小的一個。方案2.根據(jù)方案1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述致動器限制模塊還基于制動器踏板位置來確定所述第二位置。方案3.根據(jù)方案2所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)診斷出所述發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障時，所述致動器限制模塊在節(jié)氣門致動器模塊中存在故障時關(guān)閉所述發(fā)動機(jī)。方案4.根據(jù)方案1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述加速器踏板位置小于預(yù)定的最小加速器踏板位置時，所述致動器限制模塊將所述第二位置限制到預(yù)定的空轉(zhuǎn)位置。方案5.根據(jù)方案1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述加速器踏板位置大于預(yù)定的最大加速器踏板位置時，所述致動器限制模塊將所述第二位置限制到預(yù)定的最大位置。方案6.根據(jù)方案1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述加速器踏板位置小于第一預(yù)定加速器踏板位置時，所述致動器限制模塊將所述第二位置限制到預(yù)定的空轉(zhuǎn)位置，并且當(dāng)所述加速器踏板位置大于第二預(yù)定加速器踏板位置時，所述致動器限制模塊將所述第二位置限制到預(yù)定的最大位置。方案7.根據(jù)方案1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)制動器踏板位置大于零制動器踏板位置時，所述致動器限制模塊將所述第二位置限制到所述預(yù)定的空轉(zhuǎn)位置。方案8.根據(jù)方案7所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述制動器踏板位置大于零制動器踏板位置、并且所述加速器踏板位置大于所述第一預(yù)定加速器踏板位置時，所述致動器限制模塊將所述第二位置限制到所述預(yù)定的空轉(zhuǎn)位置。方案9.根據(jù)方案1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述協(xié)調(diào)扭矩控制模塊還基于一個或多個輸入和使所述一個或多個輸入與第一參數(shù)相關(guān)的一種或多種關(guān)系來確定所述
第一參數(shù)，并且
其中所述診斷模塊基于所述一個或多個輸入來確定與所述第一參數(shù)對應(yīng)的第二參數(shù)， 并基于所述第一參數(shù)與所述第二參數(shù)的比較來診斷所述故障。方案10.根據(jù)方案1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述協(xié)調(diào)扭矩控制模塊還將值存儲在存儲器中的兩個不同的位置中，并且
其中所述診斷模塊讀取所述值，并且基于所述值的比較以及所述值與預(yù)期值的比較中的至少一個來診斷所述故障。方案11. 一種發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，包括
協(xié)調(diào)扭矩控制模塊，所述協(xié)調(diào)扭矩控制模塊確定用于壓燃式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的第一燃料加注量，并且基于所述第一燃料加注量來控制燃料到所述發(fā)動機(jī)的供應(yīng)；
診斷模塊，所述診斷模塊有選擇地診斷發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障，并且當(dāng)診斷出所述發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障時，所述診斷模塊禁止基于所述第一燃料加注量的對所述燃料供應(yīng)的控制；以及
致動器限制模塊，所述致動器限制模塊在診斷出所述發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障之后，基于加速器踏板位置確定用于所述發(fā)動機(jī)的第二燃料加注量，選擇所述第一燃料加注量和所述第二燃料加注量中較小的一個，并且有選擇地將燃料到所述發(fā)動機(jī)的供應(yīng)限制到所述第一燃料加注量和所述第二燃料加注量中較小的一個。方案12.根據(jù)方案11所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述致動器限制模塊還基于制動器踏板位置來確定所述第二燃料加注量。方案13.根據(jù)方案12所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)診斷出所述發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障時，所述致動器限制模塊在燃料致動器模塊中存在故障時關(guān)閉所述發(fā)動機(jī)。方案14.根據(jù)方案11所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述加速器踏板位置小于預(yù)定的最小加速器踏板位置時，所述致動器限制模塊將所述第二燃料量限制到預(yù)定的空轉(zhuǎn)燃料量。方案15.根據(jù)方案11所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述加速器踏板位置大于預(yù)定的最大加速器踏板位置時，所述致動器限制模塊將所述第二燃料量限制到預(yù)定的最大燃料量。方案16.根據(jù)方案11所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述加速器踏板位置小于第一預(yù)定加速器踏板位置時，所述致動器限制模塊將所述第二燃料量限制到預(yù)定的空轉(zhuǎn)燃料量，并且當(dāng)所述加速器踏板位置大于第二預(yù)定加速器踏板位置時，所述致動器限制模塊將所述第二燃料量限制到預(yù)定的最大燃料量。
方案17.根據(jù)方案1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)制動器踏板位置大于零制動器踏板位置時，所述致動器限制模塊將所述第二燃料量限制到所述預(yù)定的空轉(zhuǎn)燃料量。方案18.根據(jù)方案17所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述制動器踏板位置大于零制動器踏板位置、并且所述加速器踏板位置大于所述第一預(yù)定加速器踏板位置時，所述致動器限制模塊將所述第二燃料量限制到所述預(yù)定的空轉(zhuǎn)燃料量。方案19.根據(jù)方案11所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述致動器限制模塊還基于發(fā)動機(jī)油溫來確定所述第二燃料量。方案20.根據(jù)方案19所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述致動器限制模塊隨所述發(fā)動機(jī)油溫下降而增大所述第二燃料量，并隨所述發(fā)動機(jī)油溫上升而減少所述第二燃料量。本發(fā)明的適用性的其它領(lǐng)域?qū)⑼ㄟ^以下提供的詳細(xì)說明而變得明顯。應(yīng)理解的是，詳細(xì)說明和具體的示例僅為了例示，而不意圖用于限制本發(fā)明的范圍。


通過詳細(xì)說明和附圖，本發(fā)明將得到更充分的理解，附圖中 圖1是根據(jù)本發(fā)明原理的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的示例性實現(xiàn)的功能框圖2是根據(jù)本發(fā)明原理的協(xié)調(diào)扭矩控制(CTC)系統(tǒng)的示例性實現(xiàn)的功能框圖； 圖3A和:3B分別是根據(jù)本發(fā)明原理的用于火花點火式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)和壓燃式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的示例性發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的功能框圖4A和4B分別是根據(jù)本發(fā)明原理的用于火花點火式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)和壓燃式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的示例性致動器限制模塊的功能框圖5A和5B分別是根據(jù)本發(fā)明原理的關(guān)于火花點火式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)和壓燃式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的受限致動器值相對加速器踏板位置的示例性圖示；以及
圖6是根據(jù)本發(fā)明原理的、描繪了當(dāng)檢測到故障時控制發(fā)動機(jī)的主扭矩致動器的示例性方法的流程圖。
具體實施例方式以下的說明本質(zhì)上僅是示例性的，并且決不意圖用于限制本發(fā)明、其應(yīng)用或使用。 為清楚起見，附圖中相同的附圖標(biāo)記用于標(biāo)識相似的元件。如在此所使用地，短語“A、B、和 C中的至少一個”應(yīng)解釋為表示利用了非排它性的邏輯“或”的邏輯(A或B或C)。應(yīng)理解的是，在不改變本發(fā)明的原理的情況下，可以不同的順序執(zhí)行方法內(nèi)的步驟。如在此所使用地，術(shù)語“模塊”指的是專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一種或多種軟件或固件程序的(共用、專用、或分組的)處理器和存儲器、組合邏輯電路、和/或提供所述功能性的其它合適部件。圖1包括示例性發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的功能框圖，該示例性發(fā)動機(jī)系統(tǒng)包括多個發(fā)動機(jī)致動器，例如燃料致動器模塊、節(jié)氣門致動器模塊、火花致動器模塊。圖2包括控制發(fā)動機(jī)致動器的示例性協(xié)調(diào)扭矩控制模塊的功能框圖。每個發(fā)動機(jī)致動器均控制影響由發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的扭矩量的參數(shù)。發(fā)動機(jī)致動器基于向發(fā)動機(jī)致動器提供的致動器值來控制參數(shù)。主扭矩致動器可以是這樣的發(fā)動機(jī)致動器，該發(fā)動機(jī)致動器和其他發(fā)動機(jī)致動器相比能夠更大程度地影響由發(fā)動機(jī)輸出的扭矩量。僅舉例來說，節(jié)氣門致動器模塊可以是火花點火式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的主扭矩致動器，而燃料致動器模塊可以是壓燃式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的主扭矩致動器。圖3A和圖;3B分別包括對用于火花點火式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)和壓燃式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的主扭矩致動器進(jìn)行控制的示例性發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的功能框圖。在有些情況下，諸如雙重路徑故障和/或雙重存儲故障之類的一個或多個故障可歸因于發(fā)動機(jī)控制模塊(ECM)。通常，當(dāng)在ECM中診斷出雙重路徑故障和/或雙重存儲故障時，ECM可關(guān)閉發(fā)動機(jī)。僅舉例來說，協(xié)調(diào)扭矩控制模塊可基于一個或多個輸入和使所述一個或多個輸入與參數(shù)相關(guān)的一種或多種關(guān)系來確定參數(shù)。診斷模塊可基于一個或多個輸入和一種或多種類似或相同的關(guān)系來確定該參數(shù)的第二版本。當(dāng)該參數(shù)與該參數(shù)的第二版本的差異超過預(yù)定的量或百分比時，診斷模塊可診斷出ECM中的雙重路徑故障。僅舉另一示例來說，協(xié)調(diào)扭矩控制模塊可有選擇地將值存儲在兩個預(yù)定的位置中。診斷模塊可從所述預(yù)定的位置取回所述兩個值。當(dāng)所述兩個值彼此不同或與預(yù)期值不同時，診斷模塊可診斷ECM中的雙重存儲故障。在診斷出雙重路徑故障和/或雙重存儲故障時，代替關(guān)閉發(fā)動機(jī)，本發(fā)明的ECM確定用于主扭矩致動器的受限致動器值。ECM將受限致動器值與由協(xié)調(diào)扭矩控制模塊確定的致動器值相比較。ECM基于兩個致動器值中較小的一個來控制主扭矩致動器。這樣，代替關(guān)閉發(fā)動機(jī)，盡管是以受限的程度，但ECM允許車輛的駕駛員操作發(fā)動機(jī)。該機(jī)會可允許駕駛員將車輛駕駛至諸如駕駛員的家或車輛服務(wù)點之類的期望位置?，F(xiàn)在參考圖1，其示出了示例性發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100的功能框圖。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100包括發(fā)動機(jī)102，該發(fā)動機(jī)102基于來自駕駛員輸入模塊104的駕駛員輸入來燃燒空氣/燃料混合物以產(chǎn)生用于車輛的驅(qū)動扭矩。僅舉例來說，駕駛員輸入可包括由諸如加速器踏板位置 (APP)傳感器106之類的一個或多個APP傳感器測量的一個或多個加速器踏板位置(APP)； 和由諸如制動器位置(BPP)傳感器108之類的一個或多個BPP傳感器測量的一個或多個制動器位置(BPP)?？諝馔ㄟ^節(jié)氣門閥112被吸入進(jìn)氣歧管110中。僅舉例來說，節(jié)氣門閥112可包括具有可旋轉(zhuǎn)葉片的蝶形閥。發(fā)動機(jī)控制模塊(114)控制節(jié)氣門致動器模塊116，該節(jié)氣門致動器模塊116調(diào)節(jié)節(jié)氣門閥112的開度以控制被吸入進(jìn)氣歧管110的空氣的量。來自進(jìn)氣歧管110的空氣被吸入發(fā)動機(jī)102的氣缸。盡管發(fā)動機(jī)102可包括多個氣缸，但為了例示的目的，示出單個代表性的氣缸118。僅舉例來說，發(fā)動機(jī)102可包括1、 2、3、4、5、6、8、10和/或12個氣缸。ECM114可指令氣缸致動器模塊120有選擇地停用所述氣缸中的一些，這樣可在某些發(fā)動機(jī)運行條件下改善燃料經(jīng)濟(jì)性。發(fā)動機(jī)102可利用四沖程循環(huán)操作。以下描述的四個沖程被命名為進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、燃燒沖程和排氣沖程。在曲軸(未示出)的每次回轉(zhuǎn)期間，在氣缸118內(nèi)發(fā)生四個沖程中的兩個沖程。因此，氣缸118需要兩次曲軸回轉(zhuǎn)來經(jīng)歷所有的四個沖程。在進(jìn)氣沖程期間，來自進(jìn)氣歧管110的空氣通過進(jìn)氣閥122被吸入氣缸118。ECM 114控制燃料致動器模塊124，該燃料致動器模塊IM調(diào)節(jié)燃料噴射以獲得期望的空氣/燃料比。燃料可在中央位置處或在諸如靠近每個氣缸的進(jìn)氣閥122的多個位置處噴射到進(jìn)氣歧管110中。在各種實現(xiàn)(未示出)中，燃料可直接噴射到氣缸中，或者可噴射到與氣缸相關(guān)聯(lián)的混合室中。燃料致動器模塊IM可暫停(或中止)到被停用的氣缸的燃料噴射。所噴射的燃料與空氣混合，從而形成空氣/燃料混合物。在壓縮沖程期間，氣缸 118內(nèi)的活塞(未示出)壓縮空氣/燃料混合物。發(fā)動機(jī)102可以是壓燃式發(fā)動機(jī)，在這樣的情況下，氣缸118中的壓縮引起空氣/燃料混合物點燃。替代性地，發(fā)動機(jī)102可以是火花點火式發(fā)動機(jī)，在這樣的情況下，火花致動器模塊1 基于來自ECM 114的信號給氣缸 118中的火花塞1 賦能，從而點燃空氣/燃料混合物?？上鄬τ诨钊挥谄浔环Q為上止點 (TDC)的最高位置處的時刻來規(guī)定火花正時。在壓燃式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中，火花致動器模塊1 和火花塞1 可以被省略?；鸹ㄖ聞悠髂K1 可由規(guī)定了在TDC之前或之后多久產(chǎn)生火花的正時信號來控制。由于活塞位置直接與曲軸旋轉(zhuǎn)相關(guān)聯(lián)，所以火花致動器模塊126的操作可與曲軸角度同步。在各種實現(xiàn)中，火花致動器模塊1 可暫停到停用氣缸的火花的供應(yīng)。在氣缸118內(nèi)引起燃燒可被稱為著火事件?；鸹ㄖ聞悠髂K1 可具有改變每個著火事件的火花正時的能力。另外，火花致動器模塊126具有這樣的能力，即即使在恰好位于給定著火事件之前的著火事件之后接收到正時信號中的改變的情況下，也能夠改變用于給定著火事件的火花正時。在壓燃式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中，可改變?nèi)剂蠂娚湔龝r以改變?nèi)紵龝r。在燃燒沖程期間，空氣/燃料混合物的燃燒向下驅(qū)動活塞，從而驅(qū)動曲軸。燃燒沖程可被限定為活塞到達(dá)TDC與活塞返回至下止點(BDC)的時刻之間的時間。在排氣沖程期間，活塞從BDC開始向上移動，并通過排氣閥130排出燃燒的副產(chǎn)品。燃燒的副產(chǎn)品經(jīng)由排氣系統(tǒng)134從車輛排出。進(jìn)氣閥122可由進(jìn)氣凸輪軸140控制，而排氣閥130可由排氣凸輪軸142控制。在各種實現(xiàn)中，多根進(jìn)氣凸輪軸(包括進(jìn)氣凸輪軸140)可控制用于氣缸118的多個進(jìn)氣閥(包括進(jìn)氣閥122)，和/或可控制多個氣缸排(包括氣缸118)的進(jìn)氣閥(包括進(jìn)氣閥122)。類似地，多根排氣凸輪軸(包括排氣凸輪軸142)可控制用于氣缸118的多個排氣閥，和/或可控制用于多個氣缸排(包括氣缸118)的排氣閥(包括排氣閥130)。氣缸致動器模塊120可通過禁止進(jìn)氣閥122和/或排氣閥130的打開來停用氣缸 118。在各種實現(xiàn)中，進(jìn)氣閥122和/或排氣閥130可以由不是凸輪軸的裝置(例如，電磁致動器)來控制。打開進(jìn)氣閥122的時刻可通過進(jìn)氣凸輪相位器148從而相對于活塞TDC改變。打開排氣閥130的時刻可通過排氣凸輪相位器150從而相對于活塞TDC改變。相位器致動器模塊158可基于來自ECM 114的信號控制進(jìn)氣凸輪相位器148和排氣凸輪相位器150。當(dāng)被實現(xiàn)時，可變閥門升程(未示出)同樣可由相位器致動器模塊158控制。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100可包括向進(jìn)氣歧管110提供加壓空氣的增壓裝置。例如，圖1示出了渦輪增壓器，該渦輪增壓器包括由流過排氣系統(tǒng)134的熱廢氣提供動力的熱渦輪160-1。 渦輪增壓器還包括由渦輪160-1驅(qū)動的冷空氣壓縮機(jī)160-2，該冷空氣壓縮機(jī)160-2壓縮引入節(jié)氣門閥112的空氣。在各種實現(xiàn)中，由曲軸驅(qū)動的增壓器(未示出)可壓縮來自節(jié)氣門閥112的空氣，并將壓縮空氣輸送至進(jìn)氣歧管110。
廢氣門162可允許排氣旁通過渦輪160-1，從而降低渦輪增壓器的增壓(進(jìn)氣壓縮量)。ECM 114可經(jīng)由增壓致動器模塊164控制渦輪增壓器。增壓致動器模塊164可通過控制廢氣門162的位置來調(diào)整渦輪增壓器的增壓。在各種實現(xiàn)中，多個渦輪增壓器可由增壓致動器模塊164控制。渦輪增壓器可具有能夠由增壓致動器模塊164控制的可變幾何形狀 (或幾何結(jié)構(gòu))。中間冷卻器(未示出)可耗散在壓縮空氣充量中所包含的熱的一部分，所述熱是隨著空氣被壓縮而產(chǎn)生的。壓縮空氣充量還可從排氣系統(tǒng)134的部件吸收熱。盡管為了例示的目的而分開示出，但渦輪160-1和壓縮機(jī)160-2可彼此附接，以使進(jìn)入空氣接近熱的排氣。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100可包括廢氣再循環(huán)(EGR)閥170，該EGR閥170有選擇地將廢氣重新引導(dǎo)回到進(jìn)氣歧管110。EGR閥170可位于渦輪增壓器的渦輪160-1的上游。EGR閥170 可由EGR致動器模塊172控制。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100可利用發(fā)動機(jī)油溫(OT)傳感器178測量發(fā)動機(jī)102內(nèi)的油的溫度。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100可利用每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)傳感器180以RPM為單位測量曲軸的速度。 可利用發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度(ECT)傳感器182測量發(fā)動機(jī)冷卻劑的溫度。ECT傳感器182可位于發(fā)動機(jī)102內(nèi)，或位于冷卻劑循環(huán)到的諸如散熱器(未示出)之類的其他位置處?？衫闷绻芙^對壓力(MAP)傳感器184測量進(jìn)氣歧管110內(nèi)的壓力。在各種實現(xiàn)中，可測量作為環(huán)境空氣壓力與進(jìn)氣歧管110內(nèi)的壓力之間的差的發(fā)動機(jī)真空度?？衫每諝赓|(zhì)量流量(MAF)傳感器186測量流入進(jìn)氣歧管110中的空氣質(zhì)量流量。在各種實現(xiàn)中， MAF傳感器186可位于還包括節(jié)氣門閥112的殼體中。節(jié)氣門致動器模塊116可利用一個或多個節(jié)氣門位置傳感器(TPS) 190來監(jiān)測節(jié)氣門閥112的位置?？衫眠M(jìn)氣溫度(IAT)傳感器192測量被吸入到發(fā)動機(jī)102中的空氣的環(huán)境溫度。ECM 114可將來自傳感器的信號用于做出對發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100的控制決策。ECMl 14可與變速器控制模塊194通信以協(xié)調(diào)變速器(未示出)中的換檔。例如，ECM 114在換檔期間可減小發(fā)動機(jī)扭矩。ECM 114可與混合動力控制模塊196通信以協(xié)調(diào)對發(fā)動機(jī)102與電動機(jī)198的操作。電動機(jī)198還可用作發(fā)電機(jī)，并且可用于產(chǎn)生由車輛電氣系統(tǒng)使用和/或用于儲存在蓄電池中的電能。在各種實現(xiàn)中，ECM 114、變速器控制模塊194和混合動力控制模塊 196的各種功能可集成到一個或多個模塊中。改變發(fā)動機(jī)參數(shù)的每個系統(tǒng)均可被稱為接收致動器值的致動器。例如，節(jié)氣門致動器模塊116可被稱為致動器，并且節(jié)氣門位置可被稱為致動器值。在圖1的示例中，節(jié)氣門致動器模塊116通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門閥112的葉片的角度從而獲得節(jié)氣門位置。類似地，火花致動器模塊1 可被稱為致動器，而對應(yīng)的致動器值可以是相對于氣缸TDC的火花提前量。其他的致動器可包括氣缸致動器模塊120、燃料致動器模塊124、 相位器致動器模塊158、增壓致動器模塊164和EGR致動器模塊172。對于這些致動器，致動器值可分別對應(yīng)于啟用的氣缸的數(shù)量、燃料加注速率或質(zhì)量、進(jìn)氣和排氣凸輪相位器角度、增壓壓力和EGR閥位置。ECM 114可控制致動器值，以便使發(fā)動機(jī)102產(chǎn)生期望的發(fā)動機(jī)輸出扭矩。主扭矩致動器可指相對于其他的發(fā)動機(jī)致動器具有影響發(fā)動機(jī)輸出扭矩的更大能力的致動器。與給定的發(fā)動機(jī)相關(guān)聯(lián)的一個或多個發(fā)動機(jī)致動器可被稱為用于給定發(fā)動機(jī)的主扭矩致動器。僅舉例來說，節(jié)氣門致動器模塊116可以是火花點火式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的主扭矩致動器。受每缸空氣量(APC)影響的其他致動器也可以是火花點火式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的主扭矩致動器，諸如相位器致動器模塊158和增壓致動器模塊164。在壓燃式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中，燃料致動器模塊1 可以是主扭矩致動器?，F(xiàn)在參考圖2，其示出了 ECM 114的示例性協(xié)調(diào)扭矩控制(CTC)模塊200的功能框圖。CTC模塊200的示例性實現(xiàn)包括駕駛員解釋模塊202。駕駛員解釋模塊202可基于來自駕駛員輸入模塊104的駕駛員輸入中的一個或多個(諸如APP和BPP)來確定駕駛員扭矩請求。駕駛員輸入還可基于巡航控制輸入，該巡航控制輸入可以是改變車輛速度以維持預(yù)定的跟隨車距的自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)。駕駛員解釋模塊202可包括APP到期望扭矩的一個或多個映射，并且可基于這些映射中被選定的映射來確定駕駛員扭矩請求。車軸扭矩仲裁模塊204在來自駕駛員解釋模塊202的駕駛員扭矩請求與其他車軸扭矩請求之間進(jìn)行仲裁。車軸扭矩(車輪處的扭矩)可由包括發(fā)動機(jī)102和/或電動機(jī)198 的各種源產(chǎn)生。扭矩請求可包括絕對扭矩請求以及相對扭矩請求和漸變(ramp)請求。僅舉例來說，漸變請求可包括如下所述的請求，即使扭矩向下漸變至最低發(fā)動機(jī)關(guān)閉扭矩， 或使扭矩從最低發(fā)動機(jī)關(guān)閉扭矩向上漸變。相對扭矩請求可包括暫時的或持久的扭矩減小或增大。其他車軸扭矩請求可包括當(dāng)檢測到正的車輪滑轉(zhuǎn)時由牽引力控制系統(tǒng)所請求的扭矩減小。正的車輪滑轉(zhuǎn)在車軸扭矩克服車輪與路面之間的摩擦并且車輪開始相對于路面滑轉(zhuǎn)時發(fā)生。其他車軸扭矩請求還可包括抵消負(fù)的車輪滑轉(zhuǎn)的扭矩增大請求，其中車輛的輪胎由于車軸扭矩為負(fù)而相對于路面沿另一方向滑轉(zhuǎn)。其他車軸扭矩請求還可包括制動管理請求和車輛超速扭矩請求。制動管理請求可減小車軸扭矩，以便當(dāng)車輛停止時確保車軸扭矩不超過將車輛保持住的制動能力。車輛超速扭矩請求可減小車軸扭矩，以防止車輛超過預(yù)定速度。其他的車軸扭矩請求還可由車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)生成。車軸扭矩仲裁模塊204基于在接收的扭矩請求之間仲裁的結(jié)果輸出預(yù)測扭矩請求和即時扭矩請求。如以下所討論地，來自車軸仲裁模塊204的預(yù)測扭矩請求和即時扭矩請求可在用于控制發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100的致動器之前由CTC模塊200的其他模塊有選擇地調(diào)節(jié)。—般地說，即時扭矩請求是當(dāng)前期望的車軸扭矩量，而預(yù)測扭矩請求是在短時間內(nèi)可能需要的車軸扭矩量。因此，CTC模塊200控制發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100，以產(chǎn)生與即時扭矩請求相等的車軸扭矩。然而，不同的致動器值的組合可產(chǎn)生相同的車軸扭矩。因此，CTC模塊 200可調(diào)節(jié)致動器值，以在將車軸扭矩仍然維持在即時扭矩請求的同時允許到預(yù)測扭矩請求的更快轉(zhuǎn)變。在各種實現(xiàn)中，預(yù)測扭矩請求可基于駕駛員扭矩請求。即時扭矩請求可小于預(yù)測扭矩請求，例如當(dāng)駕駛員扭矩請求促使車輪在冰面上滑轉(zhuǎn)時。在這種情況下，牽引力控制系統(tǒng)(未示出)可經(jīng)由即時扭矩請求來請求減小，并且CTC模塊200將由發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100產(chǎn)生的扭矩減小至即時扭矩請求。然而，CTC模塊200控制發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100，使得一旦車輪滑轉(zhuǎn)
11停止，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100就能快速地恢復(fù)產(chǎn)生預(yù)測扭矩請求。一般地說，即時扭矩請求與較高的預(yù)測扭矩請求之間的差可被稱為扭矩儲備。扭矩儲備可表示發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100能夠以最小的延遲開始產(chǎn)生的額外扭矩量。快發(fā)動機(jī)致動器用于增大或減小當(dāng)前車軸扭矩。如以下更詳細(xì)地描述地，快發(fā)動機(jī)致動器是與慢發(fā)動機(jī)致動器相比較而限定的。在各種實現(xiàn)中，快發(fā)動機(jī)致動器能夠在由慢發(fā)動機(jī)致動器建立的范圍內(nèi)改變車軸扭矩。在這樣的實現(xiàn)中，該范圍的上限是預(yù)測扭矩請求，而該范圍的下限則由快致動器的扭矩容量限制。僅舉例來說，快致動器可能僅能夠?qū)④囕S扭矩減小第一量，其中該第一量是快致動器的扭矩容量的大小。第一量可基于由慢發(fā)動機(jī)致動器設(shè)定的發(fā)動機(jī)運行條件而改變。當(dāng)即時扭矩請求在該范圍內(nèi)時，快發(fā)動機(jī)致動器可被設(shè)定成使車軸扭矩等于即時扭矩請求。當(dāng)CTC模塊200請求輸出預(yù)測扭矩請求時，可控制快發(fā)動機(jī)致動器以將車軸扭矩改變至該范圍的作為預(yù)測扭矩請求的頂部?！愕卣f，當(dāng)與慢發(fā)動機(jī)致動器相比較時，快發(fā)動機(jī)致動器能更快速地改變車軸扭矩。慢致動器能比快致動器更慢地響應(yīng)它們相應(yīng)的致動器值中的變化。例如，慢致動器可包括響應(yīng)于致動器值的變化而需要時間從一個位置移動至另一位置的機(jī)械部件。慢致動器的特征還可以在于一旦慢致動器開始實現(xiàn)改變的致動器值，那么用于車軸扭矩開始改變所花費的時間量。一般地，該時間量對于慢致動器而言比對于快致動器要長。另外，即使在開始改變之后，車軸扭矩也可能花更長時間以完全響應(yīng)慢致動器中的變化。僅舉例來說，CTC模塊200可將用于慢致動器的致動器值設(shè)定成如下值，所述值使得如果將快致動器設(shè)定成合適的值則發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100能夠產(chǎn)生預(yù)測扭矩請求。同時，CTC模塊200可將用于快致動器的致動器值設(shè)定成如下值，即所述值(給定的慢致動器值)使發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100產(chǎn)生即時扭矩請求而不是預(yù)測扭矩請求。因此，快致動器值使發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100產(chǎn)生即時扭矩請求。當(dāng)CTC模塊200決定使車軸扭矩從即時扭矩請求轉(zhuǎn)變至預(yù)測扭矩請求時，CTC模塊200將用于一個或多個快致動器的致動器值變成與預(yù)測扭矩請求對應(yīng)的值。由于已基于預(yù)測扭矩請求設(shè)定慢致動器值，所以發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100僅在由快致動器施加的延遲之后就能夠產(chǎn)生預(yù)測扭矩請求。換句話說，避免由利用慢致動器改變車軸扭矩所另外產(chǎn)生的較長延遲。僅舉例來說，當(dāng)預(yù)測扭矩請求等于駕駛員扭矩請求時，扭矩儲備可以在即時扭矩請求由于暫時的扭矩減小請求而小于駕駛員扭矩請求時產(chǎn)生。替代性地，可在將即時扭矩請求維持于駕駛員扭矩請求的同時通過將預(yù)測扭矩請求增大至高于駕駛員扭矩請求來形成扭矩儲備。所得到的扭矩儲備能吸收所請求的車軸扭矩中的突然增大。僅舉例來說，來自空調(diào)或動力轉(zhuǎn)向泵的驟加負(fù)載可通過增大即時扭矩請求來平衡。如果即時扭矩請求的增大小于扭矩儲備，則該增大能通過利用快致動器而快速地產(chǎn)生。然后，還可增大預(yù)測扭矩請求以重新建立早先的扭矩儲備。扭矩儲備的另一示例使用是減小慢致動器值中的波動。由于慢致動器值的相對低的速度，所以改變它們可產(chǎn)生控制的不穩(wěn)定性。另外，慢致動器可包括機(jī)械部件，所述機(jī)械部件在頻繁地移動時可汲取更多的功率和/或磨損更快。形成足夠的扭矩儲備允許在維持慢致動器的值的同時通過經(jīng)由即時扭矩請求改變快致動器從而實現(xiàn)期望扭矩中的變化。例如，為了維持給定的空轉(zhuǎn)速度，即時扭矩請求可在一定范圍內(nèi)改變。如果將預(yù)測扭矩請求設(shè)定成高于該范圍的水平，則在不需要調(diào)節(jié)慢致動器的情況下，利用快致動器就能作出維持空轉(zhuǎn)速度的即時扭矩請求中的變化。僅舉例來說，在火花點火式發(fā)動機(jī)中，火花正時可以是快致動器值，而節(jié)氣門位置可以是慢致動器值?；鸹c火式發(fā)動機(jī)可通過施加火花來燃燒例如包括汽油和乙醇的燃料。相比之下，在壓燃式發(fā)動機(jī)中，燃料流量可以是快致動器值，而節(jié)氣門位置可用作除扭矩以外的關(guān)于發(fā)動機(jī)特性的致動器值。壓燃式發(fā)動機(jī)可經(jīng)由壓縮來燃燒例如包括柴油的燃料。當(dāng)發(fā)動機(jī)102為火花點火式發(fā)動機(jī)時，火花致動器模塊1 可以是快致動器，而節(jié)氣門致動器模塊116可以是慢致動器。在接收到新的致動器值之后，火花致動器模塊1 可以能夠改變用于隨后的著火事件的火花正時。當(dāng)將用于著火事件的火花正時(也稱為火花提前)設(shè)定成校準(zhǔn)值時，在緊接著火事件的燃燒沖程中產(chǎn)生最大扭矩。然而，偏離校準(zhǔn)值的火花提前可以減小在燃燒沖程中產(chǎn)生的扭矩量。因此，通過改變火花提前，下一著火事件一出現(xiàn)，則火花致動器模塊1 就能夠改變發(fā)動機(jī)輸出扭矩。僅舉例來說，在車輛設(shè)計的校準(zhǔn)階段期間可確定與不同的發(fā)動機(jī)運行條件對應(yīng)的火花提前的表，并且基于當(dāng)前發(fā)動機(jī)運行條件從該表中選擇校準(zhǔn)值。相比之下，節(jié)氣門位置中的變化則要花費較長時間來影響發(fā)動機(jī)輸出扭矩。節(jié)氣門致動器模塊116通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門閥112的葉片的角度來改變節(jié)氣門位置。因此，一旦接收到新的致動器值，則當(dāng)節(jié)氣門閥112從其早先的位置移動至基于新的致動器值的新的位置時就存在機(jī)械延遲。另外，基于節(jié)氣門閥開度的空氣流量變化也經(jīng)受進(jìn)氣歧管110中的空氣輸送延遲。此外，進(jìn)氣歧管110中增大的空氣流量不被實現(xiàn)為發(fā)動機(jī)輸出扭矩的增大， 直到氣缸118在下一進(jìn)氣沖程中接收了該額外的空氣，壓縮該額外的空氣，并開始燃燒沖程時為止。利用這些致動器作為示例，可以通過將節(jié)氣門位置設(shè)定為允許發(fā)動機(jī)102產(chǎn)生預(yù)測扭矩請求的值來形成扭矩儲備。同時，可以基于比預(yù)測扭矩請求小的即時扭矩請求來設(shè)定火花正時。盡管節(jié)氣門位置生成了用于發(fā)動機(jī)102產(chǎn)生預(yù)測扭矩請求的足夠空氣流量， 但基于即時扭矩請求，火花正時被延遲(這減小了扭矩)。因此，發(fā)動機(jī)輸出扭矩將等于即時扭矩請求。當(dāng)需要額外扭矩時，諸如當(dāng)啟動空調(diào)壓縮機(jī)時，或者當(dāng)牽引力控制確定車輪滑轉(zhuǎn)已終止時，可以基于預(yù)測扭矩請求來設(shè)定火花正時。通過隨后的著火事件，火花致動器模塊 1 可以使火花提前回到校準(zhǔn)值，這允許發(fā)動機(jī)102產(chǎn)生利用已存在的空氣流量可獲得的全部發(fā)動機(jī)輸出扭矩。因此，發(fā)動機(jī)輸出扭矩在不經(jīng)歷來自改變節(jié)氣門位置的延遲的情況下就可快速地增大至預(yù)測扭矩請求。當(dāng)發(fā)動機(jī)102為壓燃式發(fā)動機(jī)時，燃料致動器模塊1 可以是快致動器，而節(jié)氣門致動器模塊116和增壓致動器模塊164可以是排放致動器。以這種方式，可基于即時扭矩請求設(shè)定燃料質(zhì)量，并且可基于預(yù)測扭矩請求設(shè)定節(jié)氣門位置和增壓。節(jié)氣門位置可產(chǎn)生比滿足預(yù)測扭矩請求所需空氣流量更多的空氣流量。繼而，所產(chǎn)生的空氣流量可多于噴射燃料的完全燃燒所需的空氣流量，使得空氣/燃料比通常是貧的，并且空氣流量中的變化不影響發(fā)動機(jī)輸出扭矩。因此，發(fā)動機(jī)輸出扭矩將等于即時扭矩請求，并可通過調(diào)節(jié)燃料流量來增大或減小?？苫陬A(yù)測扭矩請求來控制節(jié)氣門致動器模塊116、增壓致動器模塊164和EGR閥 170，以控制排放和使渦輪遲滯最小。節(jié)氣門致動器模塊116可形成真空，以通過EGR閥170 吸入廢氣并將該廢氣吸入到進(jìn)氣歧管110中。車軸扭矩仲裁模塊204可向推進(jìn)扭矩仲裁模塊206輸出預(yù)測扭矩請求和即時扭矩請求。在各種實現(xiàn)中，車軸扭矩仲裁模塊204可以向混合動力優(yōu)化模塊208輸出預(yù)測扭矩請求和即時扭矩請求?；旌蟿恿?yōu)化模塊208確定發(fā)動機(jī)102應(yīng)產(chǎn)生多大扭矩和電動機(jī)198 應(yīng)產(chǎn)生多大扭矩。然后，混合動力優(yōu)化模塊208向推進(jìn)扭矩仲裁模塊206輸出修正的預(yù)測扭矩請求和即時扭矩請求。在各種實現(xiàn)中，混合動力優(yōu)化模塊208可被實現(xiàn)于混合動力控制模塊196中。由推進(jìn)扭矩仲裁模塊206接收的預(yù)測扭矩請求和即時扭矩請求由車軸扭矩域(車輪處的扭矩)轉(zhuǎn)化成推進(jìn)扭矩域(曲軸處的扭矩)。該轉(zhuǎn)化可發(fā)生在混合動力優(yōu)化模塊208之前、之后，或者作為混合動力優(yōu)化模塊208的一部分發(fā)生，或者代替混合動力優(yōu)化模塊208 而發(fā)生。推進(jìn)扭矩仲裁模塊206在包括了轉(zhuǎn)化的預(yù)測扭矩請求與即時扭矩請求的推進(jìn)扭矩請求之間進(jìn)行仲裁。推進(jìn)扭矩仲裁模塊206產(chǎn)生經(jīng)仲裁的預(yù)測扭矩請求和經(jīng)仲裁的即時扭矩請求。經(jīng)仲裁的扭矩請求可通過從所接收的請求當(dāng)中選擇獲勝請求而產(chǎn)生。替代性地或另外地，可基于所接收請求中的另一接收請求或多個接收請求，通過修改接收請求中的一個接收請求來產(chǎn)生經(jīng)仲裁的扭矩請求。其他的推進(jìn)扭矩請求可包括用于發(fā)動機(jī)超速保護(hù)的扭矩減小、用于防止熄火的扭矩增大、和由變速器控制模塊194請求的以適應(yīng)換檔的扭矩減小。推進(jìn)扭矩請求還可由離合器燃料切斷產(chǎn)生，這樣在駕駛員壓下手動變速器車輛中的離合器踏板時就減小了發(fā)動機(jī)輸出扭矩，從而防止了發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的突然爆發(fā)(flare)(急劇上升)。RPM控制模塊210還可向推進(jìn)扭矩仲裁模塊206輸出預(yù)測扭矩請求和即時扭矩請求。當(dāng)ECM 114處于RPM模式時，來自RPM控制模塊210的扭矩請求可在仲裁中獲勝。當(dāng)駕駛員將他們的腳從加速器踏板移開時(例如，當(dāng)車輛空轉(zhuǎn)，或者從較高的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速滑行減慢時)，可選擇RPM模式。替代性地或另外地，當(dāng)來自車軸扭矩仲裁模塊204的預(yù)測扭矩請求小于預(yù)定的扭矩值時，可選擇RPM模式。RPM控制模塊210從RPM軌跡模塊212接收期望的RPM，并控制預(yù)測扭矩請求和即時扭矩請求以減小期望的RPM與當(dāng)前的RPM之間的差。僅舉例來說，RPM軌跡模塊212可輸出用于車輛滑行的線性減小的期望RPM，直到達(dá)到空轉(zhuǎn)RPM時為止。然后，RPM軌跡模塊 212可繼續(xù)輸出空轉(zhuǎn)RPM來作為期望的RPM。儲備/負(fù)載模塊220從推進(jìn)扭矩仲裁模塊206接收經(jīng)仲裁的預(yù)測扭矩請求和經(jīng)仲裁的即時扭矩請求。儲備/負(fù)載模塊220可調(diào)節(jié)經(jīng)仲裁的預(yù)測扭矩請求和經(jīng)仲裁的即時扭矩請求，以形成扭矩儲備和/或補償一個或多個負(fù)載。然后，儲備/負(fù)載模塊220向致動模塊2M輸出調(diào)節(jié)的預(yù)測扭矩請求和即時扭矩請求。僅舉例來說，催化劑起燃過程或冷起動排放的還原過程可能請求延遲的火花提前。因此，儲備/負(fù)載模塊220可將調(diào)節(jié)的預(yù)測扭矩請求增大至高于調(diào)節(jié)的即時扭矩請求，以便產(chǎn)生用于冷起動排放的還原過程的延遲火花。在另一示例中，可例如通過診斷性侵入式當(dāng)量t匕 則試(diagnostic intrusive equivalence ratio testing)禾口 / 或新的發(fā)動機(jī)清掃來直接改變發(fā)動機(jī)102的空氣/燃料比和/或MAF。在開始這些過程之前，可產(chǎn)生或增大扭矩儲備，以快速抵消發(fā)動機(jī)輸出扭矩中在這些過程期間由于使空氣/燃料混合物貧化而產(chǎn)生的減小。儲備/負(fù)載模塊220還可在預(yù)期到諸如動力轉(zhuǎn)向泵操作或空調(diào)(A/C)壓縮機(jī)離合器的接合之類的未來負(fù)載的情況下形成或增大扭矩儲備。當(dāng)駕駛員首先請求空調(diào)時，可形成用于A/C壓縮機(jī)離合器的接合的儲備。儲備/負(fù)載模塊220在保留調(diào)節(jié)的即時扭矩請求不變的同時，可增大調(diào)節(jié)的預(yù)測扭矩請求以產(chǎn)生扭矩儲備。然后，當(dāng)A/C壓縮機(jī)離合器接合時，儲備/負(fù)載模塊220可將即時扭矩請求增加以A/C壓縮機(jī)離合器被預(yù)期施加到發(fā)動機(jī) 102的負(fù)載。致動模塊2M從儲備/負(fù)載模塊220接收調(diào)節(jié)的預(yù)測扭矩請求和即時扭矩請求。 致動模塊2M確定被調(diào)節(jié)的預(yù)測扭矩請求和即時扭矩請求將如何實現(xiàn)。致動模塊2M可以是發(fā)動機(jī)類型特定的。例如，相對于壓燃式發(fā)動機(jī)而言，致動模塊2M可以為了火花點火式發(fā)動機(jī)而不同地實現(xiàn)，或使用不同的控制方案。在各種實現(xiàn)中，致動模塊2M可限定跨所有發(fā)動機(jī)類型公用的模塊與發(fā)動機(jī)類型特定的模塊之間的界限。僅舉例來說，發(fā)動機(jī)類型可包括火花點火式發(fā)動機(jī)和壓燃式發(fā)動機(jī)。在致動模塊2M之前的諸如推進(jìn)扭矩仲裁模塊206之類的模塊可以是跨發(fā)動機(jī)類型而公用的，而致動模塊2M和隨后的模塊可以是發(fā)動機(jī)類型特定的。例如，在火花點火式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中，致動模塊2 可改變節(jié)氣門閥112的開度，其中節(jié)氣門閥112是作為允許寬范圍扭矩控制的慢致動器。致動模塊2M可利用氣缸致動器模塊120來禁用氣缸，其也用于寬范圍的扭矩控制，但可以是慢的，并且可能涉及駕駛性能和排放的問題。致動模塊2M可將火花正時用作快致動器。然而，火花正時可能不能提供同樣范圍的扭矩控制。另外，可能通過火花正時的變化進(jìn)行的扭矩控制的量(被稱為火花儲備容量)可隨空氣流量的變化而變化。在各種實現(xiàn)中，致動模塊2M可基于調(diào)節(jié)的預(yù)測扭矩請求來產(chǎn)生空氣扭矩請求。 空氣扭矩請求可等于被調(diào)節(jié)的預(yù)測扭矩請求，以設(shè)定空氣流量，使得能通過其他發(fā)動機(jī)致動器的變化能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)節(jié)的預(yù)測扭矩請求。空氣控制模塊2 可基于空氣扭矩請求確定期望的致動器值。例如，空氣控制模塊2 可控制期望的歧管絕對壓力(MAP)、期望的節(jié)氣門位置和/或期望的每氣缸空氣量 (APC)。期望的MAP可用于確定期望的增壓，而期望的APC可用于確定期望的凸輪相位器位置。在各種實現(xiàn)中，空氣控制模塊2 還可確定EGR閥170的打開量。致動模塊2M還可產(chǎn)生火花扭矩請求、氣缸關(guān)閉扭矩請求和燃料扭矩請求?；鸹ㄅぞ卣埱罂捎苫鸹刂颇K232使用，以便確定使火花正時從校準(zhǔn)的火花提前延遲多少 (這減小了發(fā)動機(jī)輸出扭矩)。氣缸關(guān)閉扭矩請求可由氣缸控制模塊236使用，以便確定停用多少氣缸。氣缸控制模塊236可指令氣缸致動器模塊120停用發(fā)動機(jī)102的一個或多個氣缸。在各種實現(xiàn)中， 可共同停用預(yù)先限定的氣缸組。氣缸控制模塊236還可指令燃料控制模塊240停止對停用的氣缸提供燃料，并且可指令火花控制模塊232停止對停用的氣缸提供火花。在各種實現(xiàn)中，一旦已經(jīng)在氣缸中存在的任何燃料/空氣混合物已經(jīng)燃燒，那么火花控制模塊232就僅停止對該氣缸供應(yīng)火花。在各種實現(xiàn)中，氣缸致動器模塊120可包括液壓系統(tǒng)，所述液壓系統(tǒng)為一個或多個氣缸有選擇地使進(jìn)氣閥和/或排氣閥與對應(yīng)的凸輪軸分離，以便停用這些氣缸。僅舉例來說，半數(shù)氣缸的閥作為一組通過氣缸致動器模塊120來液壓地耦接或分離。在各種實現(xiàn)中，在不停止進(jìn)氣閥和排氣閥的打開和關(guān)閉的情況下，可簡單地通過暫停燃料到這些氣缸的供應(yīng)來停用氣缸。在這樣的實現(xiàn)中，可省略氣缸致動器模塊120。燃料控制模塊240可基于來自致動模塊2M的燃料扭矩請求來改變向每個氣缸提供的燃料的量(例如質(zhì)量或速率)。在火花點火式發(fā)動機(jī)的正常操作期間，燃料控制模塊MO 能夠以空氣主導(dǎo)模式(air lead mode)操作，在該空氣主導(dǎo)模式中，燃料控制模塊240試圖通過基于空氣流量來控制燃料流量，從而維持化學(xué)計量的空氣/燃料比。燃料控制模塊240 可確定燃料質(zhì)量，該燃料質(zhì)量在與當(dāng)前每氣缸空氣量組合時產(chǎn)生化學(xué)計量的燃燒。燃料控制模塊240可指令燃料致動器模塊IM為每個啟用的氣缸噴射該燃料質(zhì)量。在壓燃式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中，燃料控制模塊240能夠以燃料主導(dǎo)模式操作，在該燃料主導(dǎo)模式中，燃料控制模塊240為每個氣缸確定燃料質(zhì)量，該燃料質(zhì)量在使排放、噪音和燃料消耗最小的同時滿足了燃料扭矩請求。在燃料主導(dǎo)模式中，基于燃料流量來控制空氣流量，并將空氣流量控制成產(chǎn)生貧的空氣/燃料比。另外，可將空氣/燃料比維持成高于預(yù)定水平，這可在動態(tài)發(fā)動機(jī)運行條件下防止黑煙的產(chǎn)生。扭矩估計模塊244可估計發(fā)動機(jī)輸出扭矩。該估計的扭矩可由空氣控制模塊2 使用，以便執(zhí)行對諸如節(jié)氣門位置、MAP和相位器位置之類的發(fā)動機(jī)空氣流量參數(shù)的閉環(huán)控制。例如，可限定扭矩關(guān)系為，諸如
T=f (APC, S, I，Ε, AF, 0Τ, #)(1)
其中扭矩(T)為每氣缸空氣量(APC)、火花提前(S)、進(jìn)氣凸輪相位器位置(I)、排氣凸輪相位器位置(E)、空氣/燃料比(AF)、油溫(OT)和啟用的氣缸數(shù)量(#)的函數(shù)。也可以考慮額外的變量，例如廢氣再循環(huán)(EGR)閥的打開程度。該關(guān)系可由方程建模，和/或可存儲為查找表。扭矩估計模塊244可基于測量的 MAF和當(dāng)前的RPM來確定APC，從而允許基于實際空氣流量的閉環(huán)空氣控制。當(dāng)相位器可朝期望位置行進(jìn)時，所使用的進(jìn)氣凸輪相位器位置和排氣凸輪相位器位置可基于實際位置。實際的火花提前可用于估計實際的發(fā)動機(jī)輸出扭矩。當(dāng)將校準(zhǔn)的火花提前值用于估計扭矩時，估計的扭矩可被稱作估計的空氣扭矩、或簡單稱作空氣扭矩?？諝馀ぞ厥侨绻コ鸹ㄑ舆t(即將火花正時設(shè)定為校準(zhǔn)的火花提前值)并且給所有的氣缸都加注燃料， 則發(fā)動機(jī)在當(dāng)前的空氣流量下能產(chǎn)生多少扭矩的估計。空氣控制模塊2 可向節(jié)氣門致動器模塊116輸出期望的位置信號。然后，節(jié)氣門致動器模塊116對節(jié)氣門閥112進(jìn)行調(diào)節(jié)以產(chǎn)生期望的位置?？諝饪刂颇K2 可基于反演扭矩模型和空氣扭矩請求來產(chǎn)生期望的位置信號?？諝饪刂颇K2 可使用估計的空氣扭矩和/或MAF信號，以便執(zhí)行閉環(huán)控制。例如，可控制期望的位置信號，以使估計的空氣扭矩與空氣扭矩請求之間的差最小?？諝饪刂颇K2 可向增壓調(diào)度模塊248輸出期望的歧管絕對壓力(MAP)信號。增壓調(diào)度模塊248將期望的MAP信號用于控制增壓致動器模塊164。然后，增壓致動器模塊 164控制一個或多個渦輪增壓器(例如，包括渦輪160-1和壓縮機(jī)160-2的渦輪增壓器)和
/或增壓器?？諝饪刂颇K2 還可向相位器調(diào)度模塊252輸出期望的每氣缸空氣量(APC)信號?；谄谕腁PC信號和RPM信號，相位器調(diào)度模塊252可利用相位器致動器模塊158 控制進(jìn)氣凸輪相位器148和/或排氣凸輪相位器150的位置。返回參考火花控制模塊232，校準(zhǔn)的火花提前值可基于各種發(fā)動機(jī)運行條件而改變。僅舉例來說，可反演扭矩關(guān)系以求解出期望的火花提前。對于給定的扭矩請求(Tdes)而言，可基于如下方程確定期望的火花提前(Sdes)
Sdes=T"1 (Tdes, APC, I，E, AF, 0T, #)(2)
該關(guān)系可具體實施為方程和/或查找表?？諝?燃料比(AF)可以是實際空氣/燃料比，如由燃料控制模塊240所報告的那樣。當(dāng)將火花提前設(shè)定成校準(zhǔn)的火花提前時，所得到的扭矩可以盡可能地接近平均最佳扭矩(MBT)。MBT指的是在利用具有大于預(yù)定閾值的辛烷值的燃料并利用化學(xué)計量的燃料加注的同時，隨著增大火花提前，對于給定的空氣流量所產(chǎn)生的最大發(fā)動機(jī)輸出扭矩。該最大扭矩出現(xiàn)時的火花提前被稱為MBT火花。由于例如燃料品質(zhì)(諸如當(dāng)使用較低辛烷值的燃料時)和環(huán)境因素的緣故，校準(zhǔn)的火花提前可以稍微不同于MBT火花。因此，校準(zhǔn)的火花提前處的扭矩可小于MBT?，F(xiàn)在參考圖3A和圖3B，其分別示出了與火花點火式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)和壓燃式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的示例性發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)300和350的功能框圖。ECM 114可包括CTC模塊 200、診斷模塊302和致動器限制模塊304。如以上所討論地，CTC模塊200通?？刂瓢l(fā)動機(jī)致動器，例如，節(jié)氣門致動器模塊 116、氣缸致動器模塊120、燃料致動器模塊124、相位器致動器模塊158和增壓致動器模塊 164。在火花點火式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中，CTC模塊200還控制火花致動器模塊126。然而，當(dāng)診斷出可能使ECM 114關(guān)閉發(fā)動機(jī)102的故障時，CTC模塊200向致動器限制模塊304提供用于主扭矩致動器的致動器值。僅舉例來說，圖3A的用于火花點火式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的CTC模塊200可向致動器限制模塊304傳輸用于節(jié)氣門致動器模塊116的期望位置。在圖:3B的用于壓燃式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的示例中，CTC模塊200可向致動器限制模塊304 傳輸燃料質(zhì)量。診斷模塊302有選擇地診斷可能使ECM 114關(guān)閉發(fā)動機(jī)102的故障。診斷模塊302 還可診斷出可使ECM 114關(guān)閉發(fā)動機(jī)102的一個或多個額外故障。僅舉例來說，當(dāng)發(fā)生雙重路徑故障或雙重存儲故障時，診斷模塊302可有選擇地診斷故障。與可歸因于隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、算術(shù)邏輯運算單元(ALU)、堆棧、數(shù)學(xué)庫(math library), 時鐘、寄存器配置等的故障的其他發(fā)動機(jī)停車相關(guān)的故障相比，以上這些類型的故障可歸因于ECM 114的處理器(未示出)。CTC模塊200確定CTC模塊200在控制發(fā)動機(jī)致動器中可使用的各種參數(shù)。僅舉例來說，CTC模塊200確定以上所討論的參數(shù)。由于通?；谟蒀TC模塊200確定的參數(shù)來控制發(fā)動機(jī)致動器，所以由CTC模塊200確定的參數(shù)可被稱為主路徑參數(shù)。僅舉例來說， CTC模塊200可確定以上所討論的扭矩請求、各種發(fā)動機(jī)容量、各種發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(例如實際的和期望的)、各種發(fā)動機(jī)扭矩、各種發(fā)動機(jī)氣流參數(shù)和各種空氣壓力。診斷模塊302也確定由CTC模塊200確定的參數(shù)中一個或多個參數(shù)。通過診斷模塊302的該冗余確定形成了可以被稱為ECM 114內(nèi)的雙重或冗余路徑的確定，并且由診斷模塊302確定的參數(shù)可被稱為雙重路徑參數(shù)。診斷模塊302可相應(yīng)地基于和在確定主路徑參數(shù)中由CTC模塊200所使用的那些輸入和關(guān)系相同的輸入以及相同或類似的關(guān)系來確定雙重路徑參數(shù)。診斷模塊302可將主路徑參數(shù)中的參數(shù)與冗余路徑參數(shù)中對應(yīng)的參數(shù)相比較。當(dāng)對應(yīng)的主路徑參數(shù)與雙重路徑參數(shù)相差超過預(yù)定的量或百分比時，診斷模塊302可診斷出雙重路徑故障。在有些情況下，CTC模塊200可將主路徑參數(shù)中的一個參數(shù)存儲在兩個不同的位置中。僅舉例來說，CTC模塊200將主路徑參數(shù)存儲在存儲器(未示出)中的兩個不同的預(yù)定位置中。診斷模塊302可從這兩個不同的位置讀取參數(shù)。診斷模塊302可將這兩個參數(shù)相比較，并且當(dāng)這兩個參數(shù)不相等或不同于預(yù)期值時診斷出雙重存儲故障。當(dāng)診斷出雙重路徑故障和/或雙重存儲故障時，通常關(guān)閉發(fā)動機(jī)102。然而，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)診斷出雙重路徑故障和/或雙重存儲故障時，致動器限制模塊304對與主扭矩致動器相關(guān)聯(lián)的致動器值加以限制。這樣，本發(fā)明的ECM 114允許發(fā)動機(jī)102保持運轉(zhuǎn)，但 ECM 114限制發(fā)動機(jī)輸出扭矩。當(dāng)限制與主扭矩致動器相關(guān)聯(lián)的致動器值時，ECM 114可被認(rèn)為是在以自我保護(hù)模式(limp home mode)操作，在該自我保護(hù)模式中，發(fā)動機(jī)輸出扭矩受限為允許車輛的駕駛員緩慢地駕駛車輛。當(dāng)診斷出雙重路徑故障和/或雙重存儲故障時，診斷模塊302通知致動器限制模塊304和CTC模塊200。診斷模塊302可經(jīng)由啟動信號通知致動器限制模塊304和CTC模塊200。僅舉例來說，當(dāng)診斷出雙重路徑故障和/或雙重存儲故障時，診斷模塊302可將啟動信號設(shè)定成活動狀態(tài)(例如5V)。當(dāng)診斷出雙重路徑故障和/或雙重存儲故障時，CTC模塊200向致動器限制模塊 304提供與主扭矩致動器相關(guān)聯(lián)的致動器值。這樣，當(dāng)診斷出發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障時，診斷模塊 302禁止CTC模塊200對節(jié)氣門致動器模塊116的控制。此后，由CTC模塊200確定的與主扭矩致動器相關(guān)聯(lián)的致動器值被稱為CTC致動器值。當(dāng)診斷出雙重路徑故障和/雙重存儲故障時，啟動致動器限制模塊304。當(dāng)自從上次車輛起動(例如，鑰匙接通)以來沒有檢測出雙重路徑故障和/或雙重存儲故障時，可禁止致動器限制模塊304，并且可向主扭矩致動器提供CTC致動器值。當(dāng)啟動時或者當(dāng)診斷出雙重路徑故障和/或雙重存儲故障時，致動器限制模塊 304確定用于主扭矩致動器的受限的致動器值。僅舉例來說，如圖3A的用于火花點火式發(fā)動機(jī)的示例性實施例所示，致動器限制模塊304可確定用于節(jié)氣門致動器模塊116的受限的位置(或面積)。如圖3B的用于壓燃式發(fā)動機(jī)的示例性實施例所示，致動器限制模塊304 可確定用于燃料致動器模塊124的受限的燃料加注速率或受限的燃料質(zhì)量。致動器限制模塊304選擇受限的致動器值和CTC致動器值中較小的一個。致動器限制模塊304基于受限的致動器值和CTC致動器值中較小的一個來控制主扭矩致動器。以這樣的方式，代替完全關(guān)閉發(fā)動機(jī)102，發(fā)動機(jī)輸出扭矩被限制為允許駕駛員緩慢地操作車輛。緩慢操作車輛的能力允許駕駛員將車輛操縱至諸如駕駛員的家或車輛服務(wù)點之類的期望位置?，F(xiàn)在參考圖4A和圖4B，其分別示出了用于火花點火式發(fā)動機(jī)和壓燃式發(fā)動機(jī)的致動器限制模塊304的示例性實現(xiàn)的功能框圖。致動器限制模塊304可包括受限值確定模塊404和選擇模塊408。參考圖4A和火花點火式發(fā)動機(jī)，受限值確定模塊404可確定用于節(jié)氣門致動器模塊116的受限致動器值。更具體地，受限值確定模塊404可確定用于節(jié)氣門致動器模塊116 的受限位置。受限值確定模塊404可基于APP來確定受限位置。在各種實現(xiàn)中，APP傳感器106將APP表示為相對于加速器踏板的靜止位置(即，零或0%)的百分比。受限值確定模塊404可利用方程、映射或另外的合適關(guān)系來確定受限位置，其中所述方程使APP與受限位置相關(guān)，所述映射則包括APP到受限位置的索引。在圖5A中示出了 APP相對受限位置的示例性圖線?，F(xiàn)在參考圖5A，示例性軌跡504跟蹤在各種APP時的受限位置。如由508所指示地，當(dāng)APP低于第一預(yù)定APP時，受限值確定模塊404可將受限位置504設(shè)定成等于預(yù)定空轉(zhuǎn)位置。預(yù)定空轉(zhuǎn)位置可對應(yīng)于節(jié)氣門閥112在發(fā)動機(jī)空轉(zhuǎn)期間被打開的位置。僅舉例來說，第一預(yù)定APP可近似為10%，而預(yù)定空轉(zhuǎn)位置可近似為10%。如由512所指示地，當(dāng)APP大于第二預(yù)定APP時，受限值確定模塊404同樣可將受限位置504設(shè)定成等于預(yù)定最大位置。預(yù)定最大位置可對應(yīng)于在自我保護(hù)模式中節(jié)氣門閥 112的最大可允許位置。僅舉例來說，預(yù)定最大位置可近似對應(yīng)于打開40%，而第二預(yù)定APP 可近似為40%。在預(yù)定APP與第二預(yù)定APP之間，受限位置504可具有如圖5A的示例性實施例所示的關(guān)于APP的線性關(guān)系，或者可具有另外的合適關(guān)系。返回參考圖4A，受限值確定模塊404還可基于BPP確定受限位置。僅舉例來說， 當(dāng)BPP指示了駕駛員正在向制動器踏板施加壓力時，受限值確定模塊404可將受限位置設(shè)定成等于預(yù)定空轉(zhuǎn)位置。當(dāng)BPP指示駕駛員正在向制動器踏板施加壓力并且APP大于第一預(yù)定APP時，受限值確定模塊404可將受限位置設(shè)定成等于預(yù)定空轉(zhuǎn)位置。在各種實現(xiàn)中， BPP傳感器108將BPP表示為相對于制動器踏板的靜止位置(即，零或0%)的百分比。當(dāng)BPP 大于靜止位置時，駕駛員可向制動器踏板施加壓力。現(xiàn)在參考圖4B和壓燃式發(fā)動機(jī)，受限值確定模塊404可確定用于燃料致動器模塊 124的受限致動器值。更具體地，受限值確定模塊404可確定用于燃料致動器模塊IM的受限燃料質(zhì)量或另外的合適燃料加注參數(shù)(例如受限的燃料加注速率)。此后，由圖3B的受限值確定模塊404確定的受限致動器值被稱為受限燃料質(zhì)量。受限值確定模塊404可基于APP (例如，％ (百分比))來確定受限燃料質(zhì)量。受限值確定模塊404可利用方程、映射或另外的合適關(guān)系來確定受限燃料質(zhì)量，其中所述方程使APP與受限燃料質(zhì)量相關(guān)，所述映射則包括APP到受限燃料質(zhì)量的索引。在圖5B中示出了 APP相對于受限燃料質(zhì)量的示例性圖線?，F(xiàn)在參考圖5B，示例性軌跡5M跟蹤了在各種APP時的受限燃料質(zhì)量。如由558 所指示地，當(dāng)APP小于第一預(yù)定APP時，受限值確定模塊404可將受限燃料質(zhì)量5M設(shè)定成等于預(yù)定空轉(zhuǎn)燃料質(zhì)量。預(yù)定空轉(zhuǎn)燃料質(zhì)量可對應(yīng)于在發(fā)動機(jī)空轉(zhuǎn)期間向每個氣缸供應(yīng)的燃料質(zhì)量。僅舉例來說，第一預(yù)定APP可近似為10%。如由562所指示地，當(dāng)APP大于第二預(yù)定APP時，受限值確定模塊404還可將受限燃料質(zhì)量5M設(shè)定成等于預(yù)定最大燃料質(zhì)量。預(yù)定最大燃料質(zhì)量可對應(yīng)于當(dāng)處于自我保護(hù)模式中時的最大可允許燃料質(zhì)量。僅舉例來說，第二預(yù)定APP可近似為40%。在第一預(yù)定 APP與第二預(yù)定APP之間，受限燃料質(zhì)量M4可具有如圖5A的示例性實施例所示的關(guān)于APP 的線性關(guān)系，或者具有另外的合適關(guān)系。返回參考圖4B，受限值確定模塊404還可基于BPP確定受限燃料質(zhì)量。僅舉例來說，當(dāng)BPP指示了駕駛員正在向制動器踏板施加壓力時，受限值確定模塊404可將受限燃料質(zhì)量設(shè)定成等于預(yù)定空轉(zhuǎn)燃料質(zhì)量。當(dāng)BPP指示了駕駛員正在向制動器踏板施加壓力并且 APP大于第一預(yù)定APP時，受限值確定模塊404可將受限燃料質(zhì)量設(shè)定成等于預(yù)定空轉(zhuǎn)燃料質(zhì)量。受限值確定模塊404還可基于OT來確定受限燃料質(zhì)量。僅舉例來說，受限值確定模塊404可隨OT減小而增大受限燃料質(zhì)量。隨OT減小的該受限燃料質(zhì)量的增大可抵消摩擦的增大，該摩擦的增大可歸因于減小的0T。相反地，受限值確定模塊404可隨OT增大而減小受限燃料質(zhì)量。隨OT增大的該受限燃料質(zhì)量的減小可抵消摩擦的減小，該摩擦的減小可歸因于增大的0T。受限值確定模塊404可利用方程、映射或另外的合適關(guān)系來確定受限燃料質(zhì)量，其中所述方程使OT與受限燃料質(zhì)量相關(guān)，所述映射包括OT到受限燃料質(zhì)量的索引。參考圖4A和圖4B，受限值確定模塊404向選擇模塊408提供用于主扭矩致動器的受限致動器值。選擇模塊408還從CTC模塊200接收用于主扭矩致動器的CTC致動器值。 選擇模塊408在啟動時(即當(dāng)診斷出雙重路徑故障和/或雙重存儲故障時)選擇受限致動器值和CTC致動器值中的一個。更具體地，選擇模塊408選擇受限致動器值和CTC致動器值中較小的一個。選擇模塊408基于受限致動器值和CTC致動器值中較小的一個來控制主扭矩致動器。僅舉例來說，選擇模塊408在如圖4A所示的火花點火式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中基于受限致動器值和CTC致動器值中較小的一個來控制節(jié)氣門致動器模塊116。選擇模塊在如圖4B所示的壓燃式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中基于受限致動器值和CTC致動器值中較小的一個來控制燃料致動器模塊124。選擇模塊408還可校驗出在主扭矩致動器中或者在傳感器中的一個或多個傳感器中沒有診斷出故障，所述傳感器的輸出已用于確定主致動器所用的受限致動器值。僅舉例來說，選擇模塊408可校驗出在APP傳感器106中或者在BPP傳感器108中沒有診斷出故障。選擇模塊408還可在壓燃式發(fā)動機(jī)中校驗出在OT傳感器178中沒有診斷出故障。診斷模塊302可有選擇地診斷主扭矩致動器、APP傳感器106、BPP傳感器108和 /或OT傳感器178中的故障。僅舉例來說，可在APP傳感器106、BPP傳感器108和/或OT 傳感器178中診斷出的故障可包括脫離范圍的故障(例如開路或短路狀態(tài))、脫離相關(guān)性的故障(例如輸出的變化大于預(yù)定量)、及其他合適類型的故障。如果在主扭矩致動器中診斷出故障，則ECM 114可關(guān)閉發(fā)動機(jī)102。如果在APP傳感器106、BPP傳感器108和/或OT 傳感器178中診斷出故障，則ECM 114可僅允許發(fā)動機(jī)102空轉(zhuǎn)?，F(xiàn)在參考圖6，其示出了描繪在可觸發(fā)發(fā)動機(jī)關(guān)閉的故障時控制主扭矩致動器的示例性方法的流程圖?？刂瓶砷_始于604，其中控制可接收故障發(fā)生的指示。控制可在608 處接收用于主扭矩致動器的CTC致動器值。在612處，控制可確定用于主扭矩致動器的受限致動器值。僅舉例來說，主扭矩致動器可包括壓燃式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的燃料致動器模塊1 或火花點火式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的節(jié)氣門致動器模塊116?？刂瓶苫贏PP來確定受限的致動器值?？刂七€可基于BPP來確定受限的致動器值。在壓燃式系統(tǒng)中，控制還可基于OT來確定受限的致動器值?？刂瓶稍?16處確定是否已經(jīng)發(fā)生故障。更具體地，控制可在616處確定是否已在主扭矩致動器中診斷出故障。如果為假，則控制可繼續(xù)至620 ；如果為真，則控制可在622 處關(guān)閉發(fā)動機(jī)102并結(jié)束?？刂瓶稍?20處確定CTC致動器值是否小于受限致動器值。如果為真，則控制可在6M處基于CTC致動器值來控制主扭矩致動器，并且控制可結(jié)束；如果為假，則控制可在 628處基于受限致動器值來控制主扭矩致動器，并且控制可結(jié)束。以這樣的方式，當(dāng)診斷出雙重路徑故障和/或雙重存儲故障時，控制可基于CTC致動器值和受限的致動器值中較小的一個來控制主扭矩致動器。基于所述值中較小的一個值來控制主扭矩致動器允許駕駛員以受限的程度來操作車輛(即，以自我保護(hù)模式)，而不是關(guān)閉發(fā)動機(jī)102。本發(fā)明寬廣的教導(dǎo)能以各種形式實現(xiàn)。因此，盡管本發(fā)明包括特定的示例，但是由于通過對附圖、說明書、和所附權(quán)利要求書的研究，其它的改進(jìn)將對熟練的從業(yè)者將變得顯而易見，所以本發(fā)明的真實范圍不應(yīng)如此受限。
2權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，包括協(xié)調(diào)扭矩控制模塊，所述協(xié)調(diào)扭矩控制模塊確定用于火花點火式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的節(jié)氣門閥的第一位置，并且基于所述第一位置來控制所述節(jié)氣門閥的開度；診斷模塊，所述診斷模塊有選擇地診斷發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障，并且當(dāng)診斷出所述發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障時，所述診斷模塊禁止基于所述第一位置的對所述節(jié)氣門閥開度的控制；致動器限制模塊，所述致動器限制模塊當(dāng)診斷出所述發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障時，基于加速器踏板位置確定用于所述節(jié)氣門閥的第二位置，選擇所述第一位置和所述第二位置中較小的一個，并且有選擇地將所述節(jié)氣門閥的開度限制到所述第一位置和所述第二位置中較小的一個。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述致動器限制模塊還基于制動器踏板位置來確定所述第二位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)診斷出所述發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障時，所述致動器限制模塊在節(jié)氣門致動器模塊中存在故障時關(guān)閉所述發(fā)動機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述加速器踏板位置小于預(yù)定的最小加速器踏板位置時，所述致動器限制模塊將所述第二位置限制到預(yù)定的空轉(zhuǎn)位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述加速器踏板位置大于預(yù)定的最大加速器踏板位置時，所述致動器限制模塊將所述第二位置限制到預(yù)定的最大位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述加速器踏板位置小于第一預(yù)定加速器踏板位置時，所述致動器限制模塊將所述第二位置限制到預(yù)定的空轉(zhuǎn)位置，并且當(dāng)所述加速器踏板位置大于第二預(yù)定加速器踏板位置時，所述致動器限制模塊將所述第二位置限制到預(yù)定的最大位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)制動器踏板位置大于零制動器踏板位置時，所述致動器限制模塊將所述第二位置限制到所述預(yù)定的空轉(zhuǎn)位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述制動器踏板位置大于零制動器踏板位置、并且所述加速器踏板位置大于所述第一預(yù)定加速器踏板位置時，所述致動器限制模塊將所述第二位置限制到所述預(yù)定的空轉(zhuǎn)位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述協(xié)調(diào)扭矩控制模塊還基于一個或多個輸入和使所述一個或多個輸入與第一參數(shù)相關(guān)的一種或多種關(guān)系來確定所述第一參數(shù)，并且其中所述診斷模塊基于所述一個或多個輸入來確定與所述第一參數(shù)對應(yīng)的第二參數(shù)， 并基于所述第一參數(shù)與所述第二參數(shù)的比較來診斷所述故障。
10.一種發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，包括協(xié)調(diào)扭矩控制模塊，所述協(xié)調(diào)扭矩控制模塊確定用于壓燃式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的第一燃料加注量，并且基于所述第一燃料加注量來控制燃料到所述發(fā)動機(jī)的供應(yīng)；診斷模塊，所述診斷模塊有選擇地診斷發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障，并且當(dāng)診斷出所述發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障時，所述診斷模塊禁止基于所述第一燃料加注量的對所述燃料供應(yīng)的控制；以及致動器限制模塊，所述致動器限制模塊在診斷出所述發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障之后，基于加速器踏板位置確定用于所述發(fā)動機(jī)的第二燃料加注量，選擇所述第一燃料加注量和所述第二燃料加注量中較小的一個，并且有選擇地將燃料到所述發(fā)動機(jī)的供應(yīng)限制到所述第一燃料加注量和所述第二燃料加注量中較小的一個。
全文摘要
本發(fā)明涉及主扭矩致動器控制系統(tǒng)和方法。具體地，提供了一種發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其包括協(xié)調(diào)扭矩控制CTC模塊、診斷模塊和致動器限制模塊。CTC模塊確定用于火花點火式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的節(jié)氣門閥的第一位置，并基于第一位置來控制節(jié)氣門閥的開度。診斷模塊有選擇地診斷發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障，并且當(dāng)診斷出發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障時禁止基于第一位置的對節(jié)氣門閥開度的控制。致動器限制模塊基于加速器踏板位置來確定用于節(jié)氣門閥的第二位置，選擇第一位置和第二位置中較小的一個，并且當(dāng)診斷出發(fā)動機(jī)關(guān)閉故障時有選擇地將節(jié)氣門閥的開度限制到第一位置和第二位置中較小的一個。
文檔編號F02D43/00GK102235260SQ201110110529
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者J·L·沃爾興, P·A·鮑爾勒 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司