專利名稱：動態(tài)遲滯控制系統(tǒng)和方法
技術領域：
本公開涉及內燃發(fā)動機，更具體而言涉及閥控制系統(tǒng)和方法。
背景技術：
此處提供的背景技術的描述的目的是總體地給出本公開的背景。當前署名的發(fā)明人的工作，在該背景技術部分所描述的程度，以及在提交時可能不構成現(xiàn)有技術的本發(fā)明的方面并非明示或暗示地接受為本公開的現(xiàn)有技術。內燃發(fā)動機在氣缸內燃燒空氣和燃料混合物，以驅動活塞并產生驅動扭矩。進入發(fā)動機的空氣流量通過節(jié)氣門調節(jié)。更具體地，節(jié)氣門調節(jié)節(jié)流面積，從而增加或減少進入發(fā)動機的空氣流量。當節(jié)流面積增加時，進入發(fā)動機的空氣流量增加。燃料控制系統(tǒng)調節(jié)燃料噴射速率以向氣缸提供期望的空氣/燃料混合物和/或達到期望的扭矩輸出。增加提供給氣缸的空氣和燃料的量將增加發(fā)動機的扭矩輸出。在火花點火發(fā)動機中，火花啟動提供給氣缸的空氣/燃料混合物的燃燒。在壓縮點火發(fā)動機中，氣缸內的壓縮燃燒提供給氣缸的空氣/燃料混合物?；鸹ㄕ龝r和空氣流量可以是用于調節(jié)火花點火發(fā)動機的扭矩輸出的主要機制，而燃料流量可以是用于調節(jié)壓縮點火發(fā)動機的扭矩輸出的主要機制。已經開發(fā)出發(fā)動機控制系統(tǒng)來控制發(fā)動機輸出扭矩，以實現(xiàn)期望的扭矩。然而，傳統(tǒng)的發(fā)動機控制系統(tǒng)不能如所期望的那樣精確地控制發(fā)動機輸出扭矩。此外，傳統(tǒng)的發(fā)動機控制系統(tǒng)不能提供對控制信號的快速響應或者不能在影響發(fā)動機輸出扭矩的各個裝置之間協(xié)調發(fā)動機扭矩控制。傳統(tǒng)的發(fā)動機速度控制系統(tǒng)在火花點火發(fā)動機中主要使用空氣流量控制發(fā)動機怠速和在壓縮點火發(fā)動機中主要使用燃料流量控制發(fā)動機怠速。此外，發(fā)動機速度控制系統(tǒng)已經向著協(xié)調扭矩控制發(fā)展以在扭矩域內控制發(fā)動機怠速。然而，在扭矩域內控制發(fā)動機怠速本質上是不穩(wěn)定的，因為發(fā)動機速度必須不斷地調節(jié)以達到期望扭矩。例如，空載發(fā)動機(例如，從變速器分離的發(fā)動機)的速度將響應于輕微的正向期望扭矩(如1牛米(Nm)) 而不斷地增加。

發(fā)明內容
控制系統(tǒng)包括誤差模塊、選擇模塊、控制模塊和遲滯模塊。誤差模塊基于車輛的節(jié)氣門閥和排氣再循環(huán)(EGR)閥之一的期望位置和測量位置之間的差來確定誤差值。選擇模塊基于對所述誤差值和遲滯值的比較而將控制值設定為所述誤差值和零中的一個。控制模塊基于所述期望位置和所述控制值而產生控制信號，并使用所述控制信號來致動所述節(jié)氣門閥和所述EGR閥中的所述一個。遲滯模塊選擇性地改變所述遲滯值。一種方法，包括基于車輛的節(jié)氣門閥和排氣再循環(huán)(EGR)閥之一的期望位置和測量位置之間的差來確定誤差值；基于對所述誤差值和遲滯值的比較而將控制值設定為等于所述誤差值和零中的一個；基于所述期望位置和所述控制值而產生控制信號；使用所述控制信號致動所述節(jié)氣門閥和所述EGR閥中的所述一個；以及選擇性地改變所述遲滯值。本發(fā)明還涉及以下技術方案。1. 一種控制系統(tǒng)，包括
誤差模塊，所述誤差模塊基于車輛的節(jié)氣門閥和排氣再循環(huán)(EGR)閥之一的期望位置和測量位置之間的差來確定誤差值；
選擇模塊，所述選擇模塊基于對所述誤差值和遲滯值的比較而將控制值設定為等于所述誤差值和零中的一個；
控制模塊，所述控制模塊基于所述期望位置和所述控制值而產生控制信號，并使用所述控制信號來致動所述節(jié)氣門閥和所述EGR閥中的所述一個；以及遲滯模塊，所述遲滯模塊選擇性地改變所述遲滯值。2.如技術方案1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述遲滯模塊基于所述期望位置、所述測量位置和所述控制信號中的至少一個的變化而選擇性地改變所述遲滯值。3.如技術方案1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述遲滯模塊基于所述期望位置的第一和第二之前的值之間的第一變化、所述測量位置和所述測量位置的第三之前值之間的第二變化、以及所述控制信號和所述控制信號的第四之前值之間的第三變化而選擇性地改變所述遲滯值。4.如技術方案3所述的控制系統(tǒng)，還包括
第一累加模塊，所述第一累加模塊基于所述第一變化和所述第一累加變化的第五之前值而確定第一累加變化；
第二累加模塊，所述第二累加模塊基于所述第二變化和所述第二累加變化的第六之前值而確定第二累加變化；以及
第三累加模塊，所述第三累加模塊基于所述第三變化和所述第三累加變化的第七之前值而確定第三累加變化；
其中，所述遲滯模塊基于所述第一、第二和第三累加變化而選擇性地改變所述遲滯值。5.如技術方案4所述的控制系統(tǒng)，還包括差值確定模塊，所述差值確定模塊確定所述第一和第二累加變化之間的第二差值，
其中，所述遲滯模塊基于所述第二差值和所述第三累加變化而選擇性地改變所述遲滯值。6.如技術方案5所述的控制系統(tǒng)，其中，當所述第二差值大于第一預先確定的值并且所述第三累加變化大于第二預先確定的值時，所述遲滯模塊增加所述遲滯值。7.如技術方案5所述的控制系統(tǒng)，其中，當所述第二差值小于第一預先確定的值并且所述第三累加變化小于第二預先確定的值時，所述遲滯模塊減小所述遲滯值。8.如技術方案5所述的控制系統(tǒng)，其中，當所述第二差值大于第一預先確定的值并且所述第三累加變化小于第二預先確定的值時，所述遲滯模塊減小所述遲滯值。9.如技術方案5所述的控制系統(tǒng)，其中，所述遲滯模塊分別基于所述第二差值和第一預先確定的值的第二比較和基于第三累加變化和第二預先確定的值的第三比較而使所述遲滯值增加或減小預先確定的遞增量或預先確定的遞減量。10.如技術方案3所述的控制系統(tǒng)，還包括
第一累加模塊，所述第一累加模塊基于所述第一變化和所述第一變化的預先確定的數(shù)量的之前值而確定第一累加變化；
第二累加模塊，所述第二累加模塊基于所述第二變化和所述第二變化的預先確定數(shù)量的之前值而確定第二累加變化；以及
第三累加模塊，所述第三累加模塊基于所述第三變化和所述第三變化的預先確定數(shù)量的之前值而確定第三累加變化，
其中，所述遲滯模塊基于所述第一、第二和第三累加變化而選擇性地改變所述遲滯值。11. 一種方法，包括
基于車輛的節(jié)氣門閥和排氣再循環(huán)(EGR)閥之一的期望位置和測量位置之間的差來確定誤差值；
基于對所述誤差值和遲滯值的比較而將控制值設定為等于所述誤差值和零中的一
個；
基于所述期望位置和所述控制值而產生控制信號； 使用所述控制信號致動所述節(jié)氣門閥和所述EGR閥中的所述一個；以及選擇性地改變所述遲滯值。12.如技術方案11所述的方法，還包括基于所述期望位置、所述測量位置和所述控制信號中的至少一個的變化而選擇性地改變所述遲滯值。13.如技術方案11所述的方法，還包括基于所述期望位置的第一和第二之前的值之間的第一變化、所述測量位置和所述測量位置的第三之前值之間的第二變化、以及所述控制信號和所述控制信號的第四之前值之間的第三變化而選擇性地改變所述遲滯值。14.如技術方案13所述的方法，還包括
基于所述第一變化和所述第一累加變化的第五之前值而確定第一累加變化； 基于所述第二變化和所述第二累加變化的第六之前值而確定第二累加變化； 基于所述第三變化和所述第三累加變化的第七之前值而確定第三累加變化；以及基于所述第一、第二和第三累加變化而選擇性地改變所述遲滯值。15.如技術方案14所述的方法，還包括
確定所述第一和第二累加變化之間的第二差值；以及
基于所述第二差值和所述第三累加變化而選擇性地改變所述遲滯值。16.如技術方案15所述的方法，還包括當所述第二差值大于第一預先確定的值并且所述第三累加變化大于第二預先確定的值時，增加所述遲滯值。17.如技術方案15所述的方法，還包括當所述第二差值小于第一預先確定的值并且所述第三累加變化小于第二預先確定的值時，減小所述遲滯值。18.如技術方案15所述的方法，還包括當所述第二差值大于第一預先確定的值并且所述第三累加變化小于第二預先確定的值時，減小所述遲滯值。19.如技術方案15所述的方法，還包括分別基于所述第二差值和第一預先確定的值的第二比較和基于所述第三累加變化和第二預先確定的值的第三比較而使所述遲滯值增加或減小預先確定的遞增量或預先確定的遞減量。20.如技術方案13所述的方法，還包括
基于所述第一變化和所述第一變化的預先確定數(shù)量的之前值而確定第一累加變化； 基于所述第二變化和所述第二變化的預先確定數(shù)量的之前值而確定第二累加變化；基于所述第三變化和所述第三變化的預先確定數(shù)量的之前值而確定第三累加變化；以
及
基于所述第一、第二和第三累加變化而選擇性地改變所述遲滯值。本公開的可應用的其它領域將從以下提供的詳細說明變得清楚。應該理解，詳細說明和具體實例僅是用于說明的目的，并且不限定本公開的范圍。


從詳細說明及附圖，本公開將被更完全地理解，附圖中 圖1是根據(jù)本公開原理的示例發(fā)動機系統(tǒng)的功能框圖2是根據(jù)本公開的原理的示例發(fā)動機控制系統(tǒng)的功能框圖； 圖3是根據(jù)本公開的原理的示例節(jié)氣門控制模塊的功能框圖； 圖4為根據(jù)本公開原理的示例性遲滯模塊的功能框圖；以及圖5是示出根據(jù)本公開原理的控制后節(jié)氣門閥的示例方法的流程圖。
具體實施例方式以下描述在本質上僅僅是示例性的，并且絕不意圖限制本公開，其應用或用途。為了清楚，在附圖中使用相同的標號來表示相似的元件。如本文所用，短語A，B和C中的至少一個應被理解為表示邏輯(A或B或C)，使用的是非排他的邏輯或。應該懂得，方法中的步驟可以以不同的順序執(zhí)行，而不改變本公開的原理。如本文所用，術語模塊可以指一部分為或包括專用集成電路(ASIC)；電路；組合邏輯電路；場可編程門陣列(FPGA)；執(zhí)行代碼的處理器(共享的、專用的或成組的)；提供所需功能的其它合適的構件；或者以上所述的一些的組合，諸如片上系統(tǒng)。術語模塊可包括存儲由處理器執(zhí)行的代碼的存儲器(共享的、專用的或成組的)。術語代碼，如以上用，可包括軟件、固件和/或微代碼，并且可以指程序、例程、函數(shù)、類和/或對象。術語共享的，如上所用，指的是來自多個模塊的一些或所有代碼可以利用單個(共享的)處理器來執(zhí)行。另外，來自多個模塊的一些或所有代碼可以由單個(共享的)存儲器來存儲。術語成組的，如上所用，指的是來自單個模塊的一些或所有代碼可以利用一組處理器來執(zhí)行。另外，來自單個模塊的一些或所有代碼可以利用一組存儲器來存儲。本文所述的設備和方法可以由一個或多個處理器所執(zhí)行的一個或多個計算機程序來實施。計算機程序包括存儲在非暫時性有形計算機可讀介質上的處理器可執(zhí)行指令。 計算機程序還可以包括存儲的數(shù)據(jù)。非暫時性有形計算機可讀介質的非限制性示例是非易失性存儲器、磁存儲裝置和光學存儲裝置?？諝馔ㄟ^節(jié)氣門閥流入發(fā)動機?？刂颇K確定節(jié)氣門閥的期望位置，并基于該期望位置閉環(huán)地控制節(jié)氣門閥的開度。更具體而言，控制模塊基于閉環(huán)控制閥確定閉環(huán)調節(jié)， 并基于該閉環(huán)調節(jié)而調整期望位置。然后，控制模塊基于該(調節(jié)的)期望位置而控制節(jié)氣門閥的開度?？刂颇K基于對誤差值和遲滯值的比較而選擇性地將閉環(huán)控制值設定為等于誤差值或零。誤差值可以基于節(jié)氣門閥的期望位置和測量位置之間的差來確定。當誤差值大于遲滯值時，控制模塊選擇性地將閉環(huán)控制值設定為等于誤差值。當誤差值小于遲滯值時，即使誤差值大于零，控制模塊選擇性地將閉環(huán)控制值設定為等于零。當閉環(huán)控制值為零時，閉環(huán)調整也可以為零。因此，當閉環(huán)控制值為零時，期望的位置可以實際上不被調整。不調整期望位置可以降低穩(wěn)態(tài)狀況期間的節(jié)氣門閥的繁忙程度。然而，當誤差值大于零(但小于遲滯值)時，不調整期望位置會降低節(jié)氣門控制精度。部件-部件之間的差異，老化，模擬-數(shù)字轉換，計算誤差，和/或其它誤差源可能造成誤差值在某些情況下增加。如果遲滯值被設定為預先確定的值，則誤差值的增加可能造成誤差值變得大于遲滯值。因此，將遲滯值設定為預先確定的值在某些情況下會增加節(jié)氣門閥的繁忙程度。本公開的控制模塊動態(tài)地確定遲滯值?？刂颇K監(jiān)測期望位置、測量位置以及用于控制節(jié)氣門閥的開度的信號的變化?？刂颇K基于該一個或多個變化而確定遲滯值?，F(xiàn)在參考圖1，示出了示例性發(fā)動機系統(tǒng)100的功能框圖。發(fā)動機系統(tǒng)100包括發(fā)動機102，發(fā)動機102基于來自駕駛員輸入模塊104的駕駛員輸入燃燒空氣/燃料混合物， 從而產生用于車輛的驅動扭矩。空氣經過節(jié)氣門閥112被吸入進氣歧管110。僅作為示例， 節(jié)氣門閥112可包括具有可旋轉葉片的蝶形閥。發(fā)動機控制模塊(ECM) 114控制節(jié)氣門致動器模塊116，節(jié)氣門致動器模塊116調節(jié)節(jié)氣門閥112的開度以控制吸入進氣岐管110的空氣量。來自進氣歧管110的空氣被吸入發(fā)動機102的氣缸內。雖然發(fā)動機102可包括多個氣缸，為了說明的目的，僅示出了單一的代表性氣缸118。僅作為示例，發(fā)動機102可包括 2、3、4、5、6、8、10和/或12個氣缸。ECM114可命令氣缸致動器模塊120選擇性地停用一些氣缸，這可在一定的發(fā)動機操作條件下改善燃料經濟性。發(fā)動機102可利用四沖程循環(huán)操作。下面描述的四個沖程被稱為進氣沖程、壓縮沖程、燃燒沖程和排氣沖程。在曲軸(未示出)的每一次旋轉期間，在氣缸118內發(fā)生所述四個沖程中的兩個。因此，對于氣缸118來說為了經歷全部四個沖程，兩次曲軸旋轉是必要的。在進氣沖程期間，來自進氣歧管110的空氣通過進氣閥122被吸入到氣缸118中。 ECMl 14控制燃料致動器模塊124，該燃料致動器模塊IM調節(jié)燃料的噴射以實現(xiàn)期望的空氣/燃料比。在中心位置處或在多個位置處，例如靠近每個氣缸的進氣閥122，可將燃料噴入進氣歧管110中。在各種實施方式(未示出)中，可將燃料直接噴入氣缸中或噴入與氣缸相關聯(lián)的混合室中。燃料致動器模塊1 可停止向停用的氣缸噴射燃料。所噴射的燃料與空氣相混合并且在氣缸118內產生空氣/燃料混合物。在壓縮沖程期間，氣缸118內的活塞(未示出)壓縮空氣/燃料混合物。發(fā)動機102可以是壓縮點火發(fā)動機，在此情況下氣缸118內的壓縮點燃空氣/燃料混合物?；蛘?，發(fā)動機102可以是火花點火發(fā)動機，在這種情況下，基于來自ECM114的信號，火花致動器模塊1 給氣缸118內的火花塞1 供能，其點燃空氣/燃料混合物?？上鄬τ诨钊幱谄渥罡呶恢?稱為上止點， TDC)的時間來規(guī)定火花的正時?；鸹ㄖ聞悠髂K1 可由指示在TDC之前或之后多遠來產生火花的正時信號來控制。因為活塞位置與曲軸旋轉直接相關，所以火花致動器模塊126的操作可以用曲軸角同步。在各種實施方式中，火花致動器模塊1 可停止向停用的氣缸供應火花。產生火花可被稱為點火事件?；鸹ㄖ聞悠髂K1 能夠為每次點火事件改變火花正時。當火花正時在上一次點火事件和下一次點火事件之間改變時，火花致動器模塊126 甚至能夠改變下一點火事件的火花正時。在燃燒沖程期間，空氣/燃料混合物的燃燒驅動活塞向下，由此驅動曲軸。燃燒沖程可被限定為在活塞到達TDC與活塞返回到下止點(BDC)的時刻之間的時間。在排氣沖程期間，活塞開始從BDC向上運動并且經排氣閥130排出燃燒的副產物。 燃燒副產物經由排氣系統(tǒng)134從車輛排出。進氣閥122可由進氣凸輪軸140控制，而排氣閥130可由排氣凸輪軸142控制。在各種實施方式中，多個進氣凸輪軸(包括進氣凸輪軸140)可控制氣缸118的多個進氣閥(包括進氣閥122)和/或可控制多個氣缸(包括氣缸118)組的進氣閥(包括進氣閥122)。相似地，多個排氣凸輪軸(包括排氣凸輪軸142)可控制氣缸118的多個排氣閥和/或可控制多組氣缸(包括氣缸118)的排氣閥(包括排氣閥130)。氣缸致動器模塊120可通過禁止進氣閥122和/或排氣閥130的打開來停用氣缸 118。在各種其它實施方式中，進氣閥122和/或排氣閥130可由凸輪軸以外的裝置例如電磁致動器來控制。進氣閥122的打開時間可相對于活塞TDC通過進氣凸輪相位器148改變。排氣閥 130的打開時間可相對于活塞TDC通過排氣凸輪相位器150改變。相位器致動器模塊158 可基于來自ECM114的信號控制進氣凸輪相位器148和排氣凸輪相位器150。當實施時，可變閥升程(未示出)也可由相位器致動器模塊158控制。發(fā)動機系統(tǒng)100可包括增壓裝置，該增壓裝置向進氣歧管110提供加壓空氣。例如，圖1示出包括熱渦輪機160-1的渦輪增壓器，熱渦輪機160-1由流過排氣系統(tǒng)134的熱排氣驅動。渦輪增壓器還包括由渦輪機160-1驅動的將導引到節(jié)氣門閥112的空氣進行壓縮的冷空氣壓縮機160-2。在各種實施方式中，由曲軸驅動的增壓器(未示出)可壓縮來自節(jié)氣門閥112的空氣并將壓縮空氣傳送到進氣歧管110。廢氣門162可允許排氣繞過渦輪機160-1，從而減小渦輪增壓器的增壓(進氣壓縮的量)。ECM114可通過增壓致動器模塊164控制渦輪增壓器。增壓致動器模塊164可以通過控制廢氣門162的位置調節(jié)渦輪增壓器的增壓。在各種實施方式中，可通過增壓致動器模塊164控制多個渦輪增壓器。渦輪增壓器可具有可由增壓致動器模塊164控制的可變幾何結構。中冷器(未示出)可耗散包含在壓縮空氣充量中的一些熱量，該熱量在空氣被壓縮時產生。壓縮空氣充量還可具有從排氣系統(tǒng)134的組件吸收的熱。雖然為了說明目的而分開示出，但是渦輪機160-1和壓縮機160-2可彼此連接，從而使進氣與熱排氣緊密接近。發(fā)動機系統(tǒng)100可包括排氣再循環(huán)(EGR)閥170，其選擇性地將排氣再引導回進氣岐管110。EGR閥170可定位在渦輪增壓器的渦輪機160-1的上游。EGR閥170可由EGR致動器模塊172控制。發(fā)動機系統(tǒng)100可使用RPM傳感器180測量曲軸速度，單位是每分鐘轉數(shù)(RPM)。 可使用發(fā)動機冷卻劑溫度(ECT)傳感器182測量發(fā)動機冷卻劑的溫度。ECT傳感器182可位于發(fā)動機102內或者位于冷卻劑所循環(huán)的其它位置，例如散熱器(未示出)?？墒褂闷绻芙^對壓力(MAP)傳感器184測量進氣歧管110內的壓力。在各種實施方式中，可測量發(fā)動機真空度，發(fā)動機真空度是環(huán)境空氣壓力和進氣岐管110內的壓力的差值。可使用質量空氣流量(MAF)傳感器186測量流入進氣歧管110的空氣的質量流率。 在各種實施方式中，MAF傳感器186可位于殼體內，該殼體還包括節(jié)氣門閥112。節(jié)氣門致動器模塊116可使用一個或多個節(jié)氣門位置傳感器(TPS) 190來監(jiān)測節(jié)氣門閥112的位置。例如，第一和第二節(jié)氣門位置傳感器190-1和190-2監(jiān)測節(jié)氣門閥112 的位置，并基于節(jié)氣門位置分別產生第一和第二節(jié)氣門位置(TPS1和TPS2)191和192。可使用進氣溫度(IAT)傳感器193測量被吸入發(fā)動機102的空氣的環(huán)境溫度。ECM114可使用來自這些傳感器的信號來做出用于發(fā)動機系統(tǒng)100的控制決策。ECMl 14可與變速器控制模塊194通信以協(xié)調在變速器(未示出)內的換擋。例如， ECMl 14可在換擋過程中降低發(fā)動機扭矩。ECM114可與混合動力控制模塊196通信以協(xié)調發(fā)動機102和電動馬達198的操作。電動馬達198也可充當發(fā)電機，并且可用于產生電能以供車輛電力系統(tǒng)使用和/ 或儲存在電池中。在各種實施方式中，ECM114、變速器控制模塊194以及混合動力控制模塊 196的各種功能可集成到一個或多個模塊中。每個改變發(fā)動機參數(shù)的系統(tǒng)均可稱為接收致動器值的致動器。例如，節(jié)氣門致動器模塊116可稱為致動器，而節(jié)氣門開度面積可稱為致動器值。在圖1的示例中，節(jié)氣門致動器模塊116通過調節(jié)節(jié)氣門閥112的葉片的角度來獲得節(jié)氣門開度面積。類似地，火花致動器模塊1 可稱為致動器，而對應的致動器值可以是相對于氣缸TDC的火花提前量。其它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激活的氣缸的數(shù)量、給燃料速率、進氣和排氣凸輪相位器角度、增壓壓力，以及EGR閥開度面積。ECM114可控制致動器值以使發(fā)動機102產生期望的發(fā)動機輸出扭矩?，F(xiàn)在參考圖2，其中示出示例性發(fā)動機控制系統(tǒng)的功能框圖。ECM114的示例性實現(xiàn)包括駕駛員扭矩模塊202、車軸扭矩判定模塊204和推進扭矩判定模塊206。ECMl 14可包括混合動力優(yōu)化模塊208。ECMl 14的示例性實現(xiàn)還包括儲備/負載模塊220、致動模塊224、 空氣控制模塊228、火花控制模塊232、氣缸控制模塊236和燃料控制模塊MO。ECMl 14的示例性實現(xiàn)還包括增壓調度模塊248和相位器調度模塊252。駕駛員扭矩模塊202可基于來自駕駛員輸入模塊104的駕駛員輸入255來確定駕駛員扭矩請求254。駕駛員輸入255可以基于例如加速踏板的位置和制動踏板的位置。駕駛員輸入255也可以基于巡航控制，其可以是變化車輛的速度以維持預先確定的跟隨距離的自適應巡航控制系統(tǒng)。駕駛員扭矩模塊202可存儲加速踏板位置到期望扭矩的一個或多個映射，并且可基于所選擇的一個映射確定駕駛員扭矩請求254。車軸扭矩判定模塊204在駕駛員扭矩請求2M和其它車軸扭矩請求256之間判定。車軸扭矩(車輪處的扭矩)可由包括發(fā)動機和/或電動機的各種源產生。通常，扭矩請求可包括絕對扭矩請求和相對扭矩請求以及斜變請求(ramp requests)。僅舉例而言，斜變請求可包括使扭矩斜降到最小發(fā)動機關閉扭矩的請求或者使扭矩從最小發(fā)動機關閉扭矩斜升的請求。相對扭矩請求可包括臨時的或持久的扭矩減小或增大。車軸扭矩請求256可以包括檢測到正車輪打滑時牽引控制系統(tǒng)請求的扭矩減小。 在車軸扭矩克服車輪與道路表面之間的摩擦并且車輪相對于道路表面開始滑動時發(fā)生正的車輪滑動。車軸扭矩請求256還可以包括用以抵消負車輪打滑的扭矩增加請求，其中，因為車軸扭矩為負，所以車輛的輪胎相對道路表面在另一方向打滑。車軸扭矩請求256還可以包括制動管理請求和車輛超速扭矩請求。制動管理請求可減少車軸扭矩以確保當車輛停止時車軸扭矩不超過制動能力以保持車輪。車輛超速扭矩請求可減少車軸扭矩以防止車輛超過預先確定的速度。還可以通過車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)產生車軸扭矩請求256。車軸扭矩判定模塊204基于在接收到的扭矩請求2M和256之間的判定結果輸出預測扭矩請求257和即時扭矩請求258。如下所述，在被用于控制發(fā)動機系統(tǒng)100的致動器之前，可以通過ECMl 14的其它模塊選擇性地調整來自車軸扭矩判定模塊204的預測扭矩請求257和即時扭矩請求258。大體上，即時扭矩請求258是當前期望車軸扭矩的量，而預測扭矩請求257是在短時間內所需要的車軸扭矩的量。ECMl 14控制發(fā)動機系統(tǒng)100以產生等于即時扭矩請求258 的車軸扭矩。然而，不同的致動器值的組合可產生相同的車軸扭矩。因此，ECM114可調節(jié)致動器值以允許更快地轉變到預測扭矩請求257，而仍然保持車軸扭矩為即時扭矩請求258。在各種實施方式中，預測扭矩請求257可基于駕駛員扭矩請求254。即時扭矩請求 258可小于預測扭矩請求257，如當駕駛員扭矩請求2M引起車輪在冰面打滑時。在這種情況下，牽引控制系統(tǒng)(未示出)可經由即時扭矩請求258請求減小，且ECM114將由發(fā)動機系統(tǒng)100產生的扭矩減小到即時扭矩請求258。然而，ECMl 14控制發(fā)動機系統(tǒng)100以便一旦車輪打滑停止，發(fā)動機系統(tǒng)100可快速恢復產生預測扭矩請求257。—般而言，即時扭矩請求258與(通常較高的)預測扭矩請求257之間的差可被稱為扭矩儲備。扭矩儲備可表示發(fā)動機100可以最小的延遲開始產生的附加扭矩量(大于即時扭矩請求258)?？焖侔l(fā)動機致動器用來增加或減小當前車軸扭矩。如下面更加詳細的描述，可以與慢速發(fā)動機致動器相對比地定義快速發(fā)動機致動器。在各種實施方式中，快速發(fā)動機致動器能在一個范圍內改變車軸扭矩，而該范圍通過慢速發(fā)動機致動器建立。在這些實施方式中，所述范圍的上限是預測扭矩請求257，而所述范圍的下限由快速致動器的扭矩容量限制。僅舉例而言，快速致動器可能僅僅能夠將車軸扭矩減小第一量，而第一量是快速致動器的扭矩容量的度量。所述第一量可基于由慢速發(fā)動機致動器設定的發(fā)動機操作條件而改變。當即時扭矩請求258在該范圍內時，快速發(fā)動機致動器可設置為使得車軸扭矩等于即時扭矩請求258。當ECM114請求輸出預測扭矩請求257時，可控制快速發(fā)動機致動器以改變車軸扭矩到該范圍的上限，其是預測扭矩請求 257?？傮w而言，當與慢速發(fā)動機致動器比較時，快速發(fā)動機致動器可更快地改變車軸扭矩。和快速致動器相比，慢速致動器可較慢地響應于在它們各自致動器值中的改變。例如，慢速致動器可包括機械部件，其需要時間響應于致動器值的改變而從一個位置移動到另一個位置。慢速致動器還可由一旦慢速致動器開始執(zhí)行改變的致動器值時到車軸扭矩開始改變的該慢速致動器所需要的時間量來表征。通常，慢速致動器的時間量長于快速致動器的時間量。此外，即使在開始改變之后，車軸扭矩可能花費更長的時間來完全響應慢速致動器中的改變。僅舉例而言，ECMl 14可設置用于慢速致動器的致動器值，如果快速致動器被設定為合適的值，該慢速致動器的致動器值會使發(fā)動機系統(tǒng)100能產生預測扭矩請求257。同時，ECM114可設置用于快速致動器的致動器值，使得給定慢速致動器值時，快速致動器的致動器值會引起發(fā)動機系統(tǒng)100產生即時扭矩請求258而非預測扭矩請求257。因此快速致動器的值引起發(fā)動機系統(tǒng)100產生即時扭矩請求258。當ECM114決定將車軸扭矩從即時扭矩請求258轉變到預測扭矩請求257時，ECM114將用于一個或多個快速致動器的致動器值改變?yōu)閷陬A測扭矩請求257的值。因為慢速致動器的值已經基于預測扭矩請求257設置，發(fā)動機系統(tǒng)100能在僅僅由快速致動器造成的延遲之后產生預測扭矩請求257。換句話說，可避免由使用慢速致動器改變車軸扭矩產生的較長的延遲。僅作為示例，當預測扭矩請求257等于駕駛員扭矩請求2M時，可在由臨時扭矩減小請求引起的、即時扭矩請求258小于駕駛員扭矩請求2M時產生扭矩儲備?？商鎿Q地，可通過在使即時扭矩請求258保持為駕駛員扭矩請求2M的同時使預測扭矩請求257增加到大于駕駛員扭矩請求2M來產生扭矩儲備。得到的扭矩儲備可吸收所請求的車軸扭矩的突然增加。僅作為示例，來自空調或動力轉向泵的突然負載可通過增大即時扭矩請求258而抵消。如果即時扭矩請求258的增加小于扭矩儲備，那么可通過使用快速致動器迅速地產生所述增加。預測扭矩請求257還可被增大以重新建立先前的扭矩儲備。使用扭矩儲備的另一個例子是減小慢速致動器值的波動。由于其相對慢的速度， 改變的慢速致動器值可能產生控制不穩(wěn)定性。此外，慢速致動器可包括機械部分，當移動頻繁時其可消耗更多的功率和/或更快地磨損。產生足夠的扭矩儲備允許在保持慢速致動器值的同時經由即時扭矩請求258通過改變快速致動器來實現(xiàn)期望扭矩的變化。例如，為了保持給定的怠速，即時扭矩請求258可以在一定范圍內變化。如果預測扭矩請求257設置為超出該范圍的水平，為保持怠速而在即時扭矩請求258內的變化可使用快速致動器來完成，而不需要調節(jié)慢速致動器。僅舉例而言，在火花點火發(fā)動機中，火花正時可以是快速的致動器值，而節(jié)氣門開度面積可以是慢速的致動器值?；鸹c火發(fā)動機可通過應用火花來燃燒包括例如汽油和乙醇的燃料。相反，在壓縮點火發(fā)動機中，燃料流量可以是快速致動器值，而節(jié)氣門開度面積可以用作除扭矩以外的發(fā)動機特性的致動器值。壓縮點火發(fā)動機可通過壓縮燃料而燃燒包括例如柴油的燃料。當發(fā)動機102是火花點火發(fā)動機時，火花致動器模塊1 可以是快速致動器且節(jié)氣門致動器模塊116可以是慢速致動器。在接收到新的致動器值后，火花致動器模塊1 能夠改變隨后點火事件的火花正時。當用于點火事件的火花正時(也稱為火花提前)被設定為校準值時，在緊跟該點火事件的燃燒沖程中產生最大扭矩。然而，偏離校準值的火花提前可減小在燃燒沖程中產生的扭矩的量。因此，通過改變火花提前，火花致動器模塊1 能在下一個點火事件發(fā)生時改變發(fā)動機輸出扭矩。僅舉例而言，對應于不同發(fā)動機操作條件的火花提前表可在車輛設計的校準階段確定，且校準值基于當前發(fā)動機操作條件從該表中選擇。相反，節(jié)氣門開度面積的改變花費更長的時間影響發(fā)動機輸出扭矩。節(jié)氣門致動器模塊116通過調節(jié)節(jié)氣門閥112的葉片的角度來改變節(jié)氣門開度面積。因此，一旦接收到新的致動器值，在節(jié)氣門閥112基于所述新的致動器值從其先前位置移動到新的位置時存在機械延遲。另外，基于節(jié)氣門開度面積而改變的空氣流量會受到進氣歧管110中的空氣傳輸延遲的影響。此外，直到氣缸118在下一進氣沖程接收到額外的空氣，壓縮該額外的空氣并且開始燃燒沖程，進氣歧管110中的增加空氣流量才實現(xiàn)為發(fā)動機輸出扭矩的增加。使用這些致動器作為示例，可以通過將節(jié)氣門開度面積設置為允許發(fā)動機102產生預測扭矩請求257的值，從而產生扭矩儲備。同時，可基于比預測扭矩請求257更小的即時扭矩請求258來設定火花正時。雖然節(jié)氣門開度面積產生用于使發(fā)動機102產生預測扭矩請求257的足夠的空氣流量，但是火花正時基于即時扭矩請求258而被延遲(這將減小扭矩)。因此發(fā)動機輸出扭矩將等于即時扭矩請求258。當需要另外的扭矩時，可以基于預測扭矩請求257或預測扭矩請求257和即時扭矩請求258之間的扭矩來設定火花正時。到隨后的點火事件時，火花致動器模塊1 可將點火提前恢復到校準值，其允許發(fā)動機102產生用已經存在的空氣流量所能達到的全部發(fā)動機輸出扭矩。因此在不經歷改變節(jié)氣門開度面積引起的延遲的情況下，發(fā)動機輸出扭矩可被迅速增大到預測扭矩請求257。當發(fā)動機102是壓縮點火發(fā)動機時，燃料致動器模塊1 可以是快速致動器且節(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。燃料質量可基于即時扭矩請求258設置，且節(jié)氣門開度面積、增壓和EGR打開可基于預測扭矩請求257設置。節(jié)氣門開度面積可產生比滿足預測扭矩請求257所需要的更多的空氣流量。進而，產生的空氣流量可多于用于所噴射的燃料的完全燃燒所需要的，使得空氣/燃料比通常是稀的，且空氣流量的變化不影響發(fā)動機輸出扭矩。因此發(fā)動機輸出扭矩將等于即時扭矩請求258且可通過調節(jié)燃料流量增加或減小。節(jié)氣門致動器模塊116、增壓致動器模塊164和EGR閥170可基于預測扭矩請求 257而被控制以控制排放和最小化渦輪滯后。節(jié)氣門致動器模塊116可在進氣歧管110內產生真空，以吸引通過EGR閥170的排氣并吸入進氣歧管110中。車軸扭矩判定模塊204可將預測扭矩請求257和即時扭矩請求258輸出到推進扭矩判定模塊206。在各種實施方式中，車軸扭矩判定模塊204可將預測扭矩請求257和即時扭矩請求258輸出到混合動力優(yōu)化模塊208?；旌蟿恿?yōu)化模塊208可確定發(fā)動機102應當產生多少扭矩以及電動馬達198應當產生多少扭矩?；旌蟿恿?yōu)化模塊208然后分別向推進扭矩判定模塊206輸出修改后的預測扭矩請求259和即時扭矩請求沈0。在各種實施方式中，混合動力優(yōu)化模塊208可在混合動力控制模塊196中實施。由推進扭矩判定模塊206接收到的預測和即時扭矩請求被從車軸扭矩域(車輪處的扭矩)轉換為推進扭矩域(曲軸處的扭矩)。該轉換可在混合動力優(yōu)化模塊208之前、之后發(fā)生，或者作為混合動力優(yōu)化模塊208的一部分，或者代替混合動力優(yōu)化模塊208。推進扭矩判定模塊206在多個推進扭矩請求279之間判定，包括轉換的預測和即時扭矩請求。推進扭矩判定模塊206產生判定的預測扭矩請求261和判定的即時扭矩請求 262。判定的扭矩請求261和262可以通過從所接收的扭矩請求中選擇獲勝的請求來產生。 可選地或者另外地，判定的扭矩請求261和262可通過基于另一個或多個接收到的扭矩請求修改其中一個接收到的請求來產生。推進扭矩請求279可包括用于發(fā)動機超速保護的扭矩降低、用于防止失速的扭矩增加、和由變速器控制模塊194請求以適應換擋的扭矩降低。還可以由離合器燃料切斷產生推進扭矩請求279，當在手動變速器車輛中駕駛員踩下離合器踏板以防止發(fā)動機速度突變(快速上升)時，離合器燃料切斷減小發(fā)動機輸出扭矩。推進扭矩請求279還可包括發(fā)動機關閉請求，其可在檢測到關鍵故障時啟動。僅作為示例，關鍵故障可包括檢測到車輛被盜、起動器電機被卡住、電子節(jié)氣門控制問題以及意外的扭矩增大。在各種實施方式中，當出現(xiàn)發(fā)動機關閉請求時，判定選擇發(fā)動機關閉請求作為勝出的請求。當出現(xiàn)發(fā)動機關閉請求時，推進扭矩判定模塊206可輸出零作為經判定的預測和即時扭矩請求261和沈2。在各種實施方式中，發(fā)動機關閉請求可獨立于判定過程而關閉發(fā)動機102。推進扭矩判定模塊206仍可接收發(fā)動機關閉請求，以便例如適當?shù)臄?shù)據(jù)可被反饋給其它扭矩請求器。例如，所有其它扭矩請求器可被通知它們已經在判定中失敗。儲備/負載模塊220接收判定的預測和即時扭矩請求261和沈2。儲備/負載模塊220可調節(jié)經判定的預測扭矩請求261和經判定的即時扭矩請求沈2以產生扭矩儲備和 /或補償一個或多個負載。然后，儲備/負載模塊220將經調節(jié)的預測扭矩請求263和經調節(jié)的即時扭矩請求264輸出給致動模塊224。僅作為示例，催化劑起燃過程或冷起動排放減少過程可能需要延遲的火花提前量。因此，儲備/負載模塊220可以將調整的預測扭矩請求263增加到調整的即時扭矩請求264之上，以產生用于冷起動排放減少過程的延遲的火花。在另一示例中，例如通過診斷侵入當量比測試和/或新發(fā)動機吹掃，可直接改變發(fā)動機的空氣/燃料比和/或質量空氣流量。在開始這些過程之前，可以產生或增加扭矩儲備，以快速補償這些過程期間使空氣/ 燃料混合物變稀所導致的發(fā)動機輸出扭矩的減小。儲備/負載模塊220還可以預期未來負載而產生或增加扭矩儲備，諸如動力轉向泵操作或空調(A/C)壓縮機離合器的接合。當駕駛員先請求空調時，可以產生用于A/C壓縮機離合器的接合的儲備。儲備/負載模塊220可以在保持調整的即時扭矩請求264不變時增加調整的預測扭矩請求沈3，以產生扭矩儲備。然后，當A/C壓縮機離合器接合時，儲備 /負載模塊220可以使調整的即時扭矩請求264增加估計的A/C壓縮機離合器的負載。致動模塊2M接收調整的預測和即時扭矩請求263和沈4。致動模塊2M確定將如何實現(xiàn)調整的預測和即時扭矩請求263和沈4。致動模塊2M可以特定于發(fā)動機類型。 例如，對于火花點火發(fā)動機和壓縮點火發(fā)動機來說，致動模塊2M可以不同方式實施或使用不同的控制方案。在各種實施方式中，致動模塊2M可以限定對所有發(fā)動機類型通用的模塊與特定于發(fā)動機類型的模塊之間的邊界。例如，發(fā)動機類型可包括火花點火式和壓縮點火式。致動模塊2M之前的模塊，例如推進扭矩判定模塊206，可以是各種發(fā)動機類型通用的，而致動模塊2M和隨后的模塊可以是特定于發(fā)動機類型的。例如，在火花點火發(fā)動機中，致動模塊2M可改變作為慢速致動器的節(jié)氣門閥112 的開度從而允許寬范圍的扭矩控制。致動模塊2M可使用氣缸致動器模塊120來停用氣缸， 這也提供寬范圍的扭矩控制，但是也可能是緩慢的并且可能涉及駕駛性能和排放問題。致動模塊2M可以使用火花正時作為快速致動器。然而，火花正時可能不提供大范圍的扭矩控制。另外，利用火花正時變化(被稱為火花儲備能力)所能達到的扭矩控制量可隨空氣流量改變而改變。在各種實施方式中，致動模塊2 可以基于調整的預測扭矩請求263產生空氣扭矩請求沈5?？諝馀ぞ卣埱?65可等于經調節(jié)的預測扭矩請求沈3，設定空氣流量使得可通過改變其它致動器而實現(xiàn)經調節(jié)的預測扭矩請求263?？諝饪刂颇K2 可以基于空氣扭矩請求265確定期望的致動器值。僅舉例而言，空氣控制模塊2 可基于空氣扭矩請求265確定期望的歧管絕對壓力(MAP)沈6、期望的節(jié)氣門位置267和/或期望的每缸空氣量(APCW68。期望的MAP266可用于確定期望的增壓，而期望的APC268可用于確定期望的凸輪相位器位置和期望的節(jié)氣門位置沈7。在各種實施方式中，空氣控制模塊2 還可基于空氣扭矩請求265確定EGR閥170的打開量。致動模塊2 還可產生火花扭矩請求沈9、氣缸關閉扭矩請求270、和燃料扭矩請求271?；鸹刂颇K232可以使用火花扭矩請求269來確定將火花正時從校準的火花正時延遲多少(減小發(fā)動機輸出扭矩)。氣缸關閉扭矩請求270可由氣缸控制模塊236使用，以確定要停用多少氣缸。氣缸控制模塊236可指示氣缸致動器模塊120停用發(fā)動機102的一個或多個氣缸。在各種實施方式中，可以同時停用一組預定的氣缸(例如，一半)。氣缸控制模塊236還可指示燃料控制模塊240停止為停用的氣缸提供燃料，并且可指示火花控制模塊232停止為停用的氣缸提供火花。在各種實施方式中，一旦氣缸中已經存在的任何燃料/空氣混合物已經燃燒，則火花控制模塊232僅停止提供用于該氣缸的火花。在各種實施方式中，氣缸致動器模塊120可包括液壓系統(tǒng)，該液壓系統(tǒng)選擇性地將進氣和/或排氣閥從用于一個或多個氣缸的相應的凸輪軸上脫離以停用這些氣缸。僅作為示例，一半氣缸的閥由氣缸致動器模塊120以液壓方式成組地聯(lián)接或脫離。在各種實施方式中，氣缸可簡單地通過停止向這些氣缸提供燃料來停用，而無需停止進氣閥和排氣閥的打開和關閉。在這些實施方式中，氣缸致動器模塊120可以省略。燃料控制模塊240可基于燃料扭矩請求271改變提供給每個氣缸的燃料量。在火花點火發(fā)動機正常操作期間，燃料控制模塊240可在空氣主導模式下運行，在空氣主導模式中燃料控制模塊240嘗試通過基于空氣流量控制給燃料而保持化學計量的空氣/燃料比。燃料控制模塊240可確定當與當前每缸空氣量結合時產生化學計量的燃燒的燃料質量。燃料控制模塊240可通過給燃料速度來命令燃料致動器模塊IM給每個被啟用的氣缸噴射該燃料質量。在壓縮點火系統(tǒng)中，燃料控制模塊240可操作在燃料主導模式下，在燃料主導模式中燃料控制模塊240確定滿足燃料扭矩請求271同時最小化排放、噪聲和燃料消耗的每個氣缸的燃料質量。在燃料主導模式下，空氣流量可基于燃料流量來被控制并可控制為產生稀的空氣/燃料比。此外，空氣/燃料比可保持在預定水平之上，這可防止在動態(tài)發(fā)動機操作條件下黑煙的產生?？諝饪刂颇K2 可將期望的節(jié)氣門位置267輸出到節(jié)氣門控制模塊觀0?？諝饪刂颇K2 可以基于空氣扭矩請求265確定期望的節(jié)氣門位置267。節(jié)氣門控制模塊280 (也可見圖3)確定期望的節(jié)氣門位置267和指示的節(jié)氣門位置(圖2中未示出)之間的誤差。節(jié)氣門控制模塊280可以基于分別使用第一和第二節(jié)氣門位置傳感器190-1和190-2 測量的第一和第二節(jié)氣門位置191和192中的一個或多個而確定指示的節(jié)氣門位置。節(jié)氣門控制模塊280基于對誤差和遲滯值的比較而選擇誤差和零中的一個。當誤差值小于遲滯值時，節(jié)氣門控制模塊280選擇零，當誤差大于或等于遲滯值時，節(jié)氣門控制模塊280選擇誤差。本公開的節(jié)氣門控制模塊280動態(tài)地確定遲滯值。節(jié)氣門控制模塊280基于期望的節(jié)氣門位置267和誤差和零中所選的一個使用閉環(huán)控制來產生期望的脈沖寬度調制(PWM)信號觀2。節(jié)氣門致動器模塊116基于期望的PWM 信號282而致動節(jié)氣門閥112。更具體而言，期望的PWM信號282可以驅使節(jié)氣門致動器模塊116 (例如，其馬達)來致動節(jié)氣門閥112。盡管示出和討論了期望的PWM信號觀2，但節(jié)氣門控制模塊280可以使用其它合適類型的信號來控制節(jié)氣門致動器模塊116。另外，盡管示出和討論了節(jié)氣門控制模塊觀0位于ECMl 14內，但節(jié)氣門控制模塊280可以實現(xiàn)在其它合適的位置。僅舉例而言，節(jié)氣門控制模塊觀0可以實現(xiàn)在ECM114外部，在車輛的另一模塊內，或獨立地實現(xiàn)?？諝饪刂颇K2 可以向增壓調度模塊248輸出期望的MAP^6。增壓調度模塊 248使用期望的MAP266來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，包括渦輪機160-1和壓縮機160-2的渦輪增壓器)和/或增壓器?？諝饪刂颇K2 可以向相位器調度模塊252輸出期望的APC268?；谄谕?APC268和RPM信號，相位器調度模塊252可利用相位器致動器模塊158控制進氣和/或排氣凸輪相位器148和150的位置。再次參考火花控制模塊232，校準的火花正時可基于各種發(fā)動機操作條件而改變。 僅作為示例，扭矩關系可被求逆以求解期望的火花提前量。對于給定的扭矩請求(Tdes)，期望的火花提前量(Sdes)可基于如下關系確定
(2) Sdes =T"1(Tdes,APC1I1E1 AF,OT,#) ·
此關系可以實現(xiàn)為方程和/或查詢表?？諝?燃料比(AF)可以是實際的空氣/燃料比，如由燃料控制模塊240報告的。當火花提前量被設定到校準的火花正時時，由此得到的扭矩可盡可能地接近于最大最優(yōu)扭矩(MBT)。在使用具有大于預先確定的辛烷值的燃料且使用化學計量比的燃料添加時，MBT是指隨著火花提前量增加針對給定的空氣流量所產生的最大發(fā)動機輸出扭矩。此最大扭矩出現(xiàn)時的火花提前量被稱為MBT火花正時。由于例如燃料質量(諸如當使用較低辛烷值燃料時)和環(huán)境因素，校準的火花正時可能與MBT火花正時略微不同。因此校準的火花正時處的發(fā)動機輸出扭矩可低于MBT處的發(fā)動機輸出扭矩。現(xiàn)在參照圖3，顯示了節(jié)氣門控制模塊280的示例性實現(xiàn)的功能框圖。盡管本公開的原理將與節(jié)氣門閥112相聯(lián)系地示出并討論，但本公開的原理也可應用于車輛的其它類型的閥，諸如EGR閥170。節(jié)氣門控制模塊280可包括指示的位置確定模塊304、誤差模塊308和遲滯模塊 312。節(jié)氣門控制模塊280還可以包括比較模塊316、選擇模塊320和閉環(huán)控制模塊324。指示的位置確定模塊304可以基于分別使用第一和第二節(jié)氣門位置傳感器190-1 和190-2測量的第一和第二節(jié)氣門位置191和192中的至少一個而確定指示的節(jié)氣門位置 340。僅舉例而言，指示的位置確定模塊304可通常將指示的節(jié)氣門位置340設定為等于第一節(jié)氣門位置191或基于第一節(jié)氣門位置191進行設定。當?shù)谝还?jié)氣門位置傳感器190-1 引起故障時，指示的位置確定模塊304可以將指示的節(jié)氣門位置340設定為等于第二節(jié)氣門位置192或基于第二節(jié)氣門位置192進行設定。指示的節(jié)氣門位置340還可以稱為測量的節(jié)氣門位置。誤差模塊308接收期望的節(jié)氣門位置267和指示的節(jié)氣門位置340。誤差模塊308 基于期望的節(jié)氣門位置267和指示的節(jié)氣門位置340之間的差來確定誤差值344。更具體而言，誤差模塊308可將誤差值344設定為等于期望的節(jié)氣門位置267減去指示的節(jié)氣門位置；340。遲滯模塊312動態(tài)地確定遲滯值348。以下結合圖4討論遲滯值348的確定。遲滯值348對應于某一大小的誤差值344，在該值以下時，對于控制節(jié)氣門閥112的目的而言， 誤差值344可以被忽略。如下所述，使用遲滯值348可以允許節(jié)氣門控制模塊觀0即使在誤差值344大于零的情況下也能夠不調整期望的節(jié)氣門位置沈7。比較模塊316比較誤差值344和遲滯值348。比較模塊316基于對誤差值344和遲滯值348的比較而產生選擇信號352。當誤差值344大于或等于遲滯值348時，比較模塊 316可將選擇信號352設定為第一狀態(tài)。當誤差值344小于遲滯值348時，比較模塊316可將選擇信號352設定為第二狀態(tài)。選擇模塊320將誤差值344和零值356中的一個輸出作為閉環(huán)控制值360。僅舉例而言，選擇模塊320可包括多路裝置或其它適當類型的選擇裝置。選擇模塊320基于選擇信號352而輸出誤差值344和零值356中的一個。更具體而言，當選擇信號352處于第一狀態(tài)時，選擇模塊320將誤差值344輸出作為閉環(huán)控制值360。當選擇信號352處于第二狀態(tài)時，選擇模塊320將零值356輸出作為閉環(huán)控制值360。以這種方式，當誤差值344大于或等于遲滯值348時，誤差值344被提供到閉環(huán)控制模塊324。當誤差值344小于遲滯值348時，零值356被提供到閉環(huán)控制模塊 324。閉環(huán)控制模塊3M基于期望的節(jié)氣門位置267和閉環(huán)控制值360確定期望的PWM 信號觀2。更具體而言，閉環(huán)控制模塊3M基于閉環(huán)控制值360確定調整值。僅舉例而言， 閉環(huán)控制模塊3M可使用比例(P)控制、比例積分(PI)控制、比例積分微分(PID)控制或其它合適類型的閉環(huán)控制而確定調整值。閉環(huán)控制模塊3M可將期望的節(jié)氣門位置267設定為等于調整值和期望節(jié)氣門位置267之和。閉環(huán)控制模塊3 基于(調整的)期望節(jié)氣門位置267而確定期望的PWM信號觀2。 僅舉例而言，閉環(huán)控制模塊3M可使用將期望節(jié)氣門位置267與期望PWM信號282相關聯(lián)的函數(shù)或映射而確定期望的PWM信號觀2。節(jié)氣門致動器模塊116 (例如，馬達)基于期望的P麗信號282而致動節(jié)氣門閥112?，F(xiàn)在參照圖4，顯示了遲滯模塊312的示例性實現(xiàn)的功能框圖。遲滯模塊312可包括遞增模塊404、串長度計數(shù)器408和重設模塊412。遲滯模塊312還可包括第一累加模塊 416、第一延遲模塊420、第二累加模塊424和第二延遲模塊428。遲滯模塊312還可包括第三累加模塊432、第三延遲模塊436、差值確定模塊440和遲滯確定模塊444。節(jié)氣門控制模塊280可以預先確定的循環(huán)速率執(zhí)行控制循環(huán)。僅舉例而言，循環(huán)速率可以大致是每3. 125毫秒(ms) —個控制循環(huán)。遞增模塊404在每個控制循環(huán)使串長度計數(shù)器408的值464遞增。串長度計數(shù)器408的值464跟蹤自從上一次重設串長度計數(shù)器408之后所執(zhí)行的控制循環(huán)的數(shù)量。重設模塊412選擇性地將串長度計數(shù)器408重設為預先確定的重設值，例如零。重
17設模塊412可以在例如車輛起動時重設串長度計數(shù)器408。當值464大于第一預先確定的值時，重設模塊412也可以重設串長度計數(shù)器408。僅舉例而言，第一預先確定的值可以是大約20。以這種方式，重設模塊412可以在每隔預先確定的數(shù)量(例如20)的控制循環(huán)而重設串長度計數(shù)器408。重設模塊412可以通過重設信號468而重設串長度計數(shù)器408。重設模塊412可將重設信號468設定為例如活動狀態(tài)而重設串長度計數(shù)器408。第一累加模塊416基于第一之前期望位置476和第二之前期望位置480而確定第一累加的變化472。更具體而言，第一累加模塊416確定當前控制循環(huán)的第一之前期望位置 476和第二之前期望位置480之間的差的絕對值。第一累加模塊416可將該絕對值與上一控制循環(huán)的第一累加變化472相加以確定當前控制循環(huán)的第一累加變化472。上一控制循環(huán)指的是緊接著當前控制循環(huán)之前所執(zhí)行的控制循環(huán)。第一延遲模塊420將第一和第二之前期望位置476和480提供到第一累加模塊 416。第一和第二之前期望位置476和480分別是在當前控制循環(huán)的N和N+1之前的控制循環(huán)中接收到的期望節(jié)氣門位置267的值。N是大于或等于2的整數(shù)。在不同的實施中N 可以是不同的。第一延遲模塊420可以基于例如誤差值344來確定N。僅舉例而言，N可以隨著誤差值344的增加而增加。在其它實施中，N可以是預先確定的值。僅舉例而言，N可以設定為2和8之間的整數(shù)，包含2和8。第二累加模塊似4基于指示的節(jié)氣門位置340和上一指示的節(jié)氣門位置488確定第二累加的變化484。更具體而言，第二累加模塊似4確定指示的節(jié)氣門位置340和上一指示的節(jié)氣門位置488之間的差的絕對值。第二累加模塊似4可將該絕對值與上一控制循環(huán)的第二累加變化484相加以確定當前控制循環(huán)的第二累加變化484。第二延遲模塊4 將上一指示的節(jié)氣門位置488提供給第二累加模塊424。上一指示的節(jié)氣門位置488是上一控制循環(huán)的指示節(jié)氣門位置340的值。僅舉例而言，在上一控制循環(huán)期間，第二延遲模塊420接收指示的節(jié)氣門位置340，存儲一個控制循環(huán)的指示的節(jié)氣門位置340，并在當前控制循環(huán)期間將存儲的指示節(jié)氣門位置340輸出為上一指示的節(jié)氣門位置488。第三累加模塊432基于期望的PWM信號282和上一期望的PWM信號496確定第三累加的變化492。更具體而言，第三累加模塊432確定期望的PWM信號282和上一期望的 PWM信號496之間的差的絕對值。第三累加模塊432將該絕對值與上一控制循環(huán)的第三累加變化492相加以確定當前控制循環(huán)的第三累加變化492。第三延遲模塊436將上一期望的PWM信號496提供給第三累加模塊432。上一期望的PWM信號496是在上一控制循環(huán)期間接收到的期望PWM信號觀2的值。僅舉例而言， 在上一控制循環(huán)期間，第三延遲模塊436接收期望的PWM信號觀2，存儲一個控制循環(huán)的期望的PWM信號觀2，并在當前控制循環(huán)期間將存儲的期望PWM信號282輸出為上一期望的 PWM 信號 496。差值確定模塊440分別選擇性地基于第一和第二累加變化472和484確定差值 494。例如，差值確定模塊可將差值494設定等于第二累加變化484減去第一累加變化472。當串長度計數(shù)器408大于第一預先確定的值時，差值確定模塊440可選擇性地確定差值494。僅舉例而言，每當已經執(zhí)行了預先確定的數(shù)量的控制循環(huán)時，差值確定模塊 440可確定差值494。在這種實施方式中，在串長度計數(shù)器408大于第一預先確定的值之后，第一累加模塊416、第二累加模塊似4和第三累加模塊432可分別重設第一累加變化472、 第二累加變化484和第三累加變化492。在各種實施方式中，一旦已經執(zhí)行了預先確定的數(shù)量的控制循環(huán)時，差值確定模塊440可在每個控制循環(huán)確定差值494。在這種實施方式中，第一累加模塊416可將第一累加變化472確定為預先確定數(shù)量的最近執(zhí)行的控制循環(huán)所確定的絕對值的和。第二累加模塊似4和第三累加模塊432也可對于預先確定數(shù)量的最近執(zhí)行的控制循環(huán)分別確定第二累加變化484和第三累加變化492。差值確定模塊440將差值494提供給遲滯確定模塊444。遲滯確定模塊444基于差值494和第三累加變化492而確定遲滯值348。當差值494大于第一預先確定的值并且第三累加變化492大于第二預先確定的值時，遲滯確定模塊444可增加(例如，遞增)遲滯值348。當?shù)谌奂幼兓?92小于或等于第二預先確定的值并且差值494小于或等于第一預先確定的值時，遲滯確定模塊444可減小 (例如，遞減)遲滯值348。當差值494大于第一預先確定的值并且第三累加變化492小于或等于第二預先確定的值時，遲滯確定模塊444可減小(例如，遞減)遲滯值348。當差值494 小于或等于第一預先確定的值并且第三累加變化492大于第二預先確定的值時，遲滯確定模塊444可維持遲滯值348。僅舉例而言，第一預先確定的值可以是大約0. 5，第二預先確定的值可以是大約100。遲滯確定模塊444可使遲滯值348分別遞增或遞減預先確定的遞增量或預先確定的遞減量。僅舉例而言，預先確定的遞增量可以是大約0. 002，預先確定的遞減量可以是大約0. 001。預先確定的遞增量可以大約是預先確定的遞減量的幅度的兩倍。在各種實施方式中，遲滯確定模塊444可使遲滯值348遞增或遞減可變的量。例如，遲滯確定模塊444可使用將差值494與可變量關聯(lián)起來的函數(shù)或映射來確定可變量。在輸出遲滯值348之前，遲滯確定模塊444可以將遲滯值348限制為預先確定的最小值或預先確定的最大值。僅舉例而言，預先確定的最小值可以是大約0. 035，預先確定的最大值可以是大約0. 21。在車輛起動后，遲滯確定模塊444可將遲滯值348初始化為預先確定的最小值。現(xiàn)在參照圖5，示出了顯示控制節(jié)氣門閥112的開度的示例性方法500的流程圖。 控制開始于504，在此處，控制確定串長度計數(shù)器408的值464是否小于第一預先確定的值。 如果為真，則控制前進到508，如果為假，則控制前進到528，這將在下面論述。僅舉例而言， 第一預先確定的值可以是大約20。在508，控制使串長度計數(shù)器408遞增。在512，控制確定累加變化，并前進到516。 更具體而言，在508，控制確定第一累加變化472、第二累加變化484和第三累加變化492。 通過將第一和第二之前期望位置476和480之間的差的絕對值與第一累加變化472的上一值相加，控制可確定第一累加變化472。通過將上一指示節(jié)氣門位置488和指示節(jié)氣門位置 340之間的差的絕對值與第二累加變化484的上一值相加，控制可確定第二累加變化484。 通過將上一期望PWM信號496和期望PWM信號282之間的差的絕對值與第三累加變化492 的上一值相加，控制可確定第三累加變化492。在516，控制確定誤差值344是否小于遲滯值348。如果為真，則在520，控制基于期望節(jié)氣門位置267和閉環(huán)控制值360是零值356而確定期望PWM信號觀2，并且控制結束；如果為假，則在524，控制基于期望的節(jié)氣門位置沈7和閉環(huán)控制值360是誤差值344而確定期望PWM信號觀2，并且控制結束?？刂瓶蓪⒄`差值344設定為等于期望的節(jié)氣門位置 267減去指示的節(jié)氣門位置340。盡管示出和論述為控制結束，但方法500可以是對一個控制循環(huán)的說明，并且控制可返回至504。參考528(即，在504，當串長度計數(shù)器408的值464不小于第一預先確定的值時)， 控制確定差值494?？刂瓶蓪⒉钪?94設定為等于第二累加變化484減去第一累加變化 472。在532，控制確定差值494是否大于第一預先確定的值。如果為真，則控制前進到536， 如果為假，則控制前進到552，這將在下面論述。僅舉例而言，第一預先確定的值可以是大約 0. 5。在536，控制確定第三累加變化492是否大于第二預先確定的值。如果為真，則在 M0，控制增加遲滯值348，并前進到M4，如果為假，則在M8，控制減小遲滯值348，并前進到討4。在討4，控制將遲滯值348限制為預先確定的最小值和最大值。在討4，控制還可以分別重設串長度計數(shù)器408、第一、第二和第三累加變化472、484和492。然后，控制前進到 516，如上所述。僅舉例而言，第二預先確定的值可以是大約100。參考552 (S卩，在532，當差值494不大于第一預先確定的值時)，控制確定第三累加變化492是否小于或等于第二預先確定的值。如果為真，則在M8，控制減小遲滯值348， 并前進到M4 ；如果為假，則在556，控制維持遲滯值348，并前進到M4。544如上所述。本公開的寬泛的教導可以多種形式來實施。因此，盡管本公開包括具體的實例，但本公開的真實范圍不應受到此限制，因為在研究了附圖、說明書和權利要求后，本領域技術人員將清楚其它的改型。
權利要求
1.一種控制系統(tǒng)，包括誤差模塊，所述誤差模塊基于車輛的節(jié)氣門閥和排氣再循環(huán)(EGR)閥之一的期望位置和測量位置之間的差來確定誤差值；選擇模塊，所述選擇模塊基于對所述誤差值和遲滯值的比較而將控制值設定為等于所述誤差值和零中的一個；控制模塊，所述控制模塊基于所述期望位置和所述控制值而產生控制信號，并使用所述控制信號來致動所述節(jié)氣門閥和所述EGR閥中的所述一個；以及遲滯模塊，所述遲滯模塊選擇性地改變所述遲滯值。
2.如權利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述遲滯模塊基于所述期望位置、所述測量位置和所述控制信號中的至少一個的變化而選擇性地改變所述遲滯值。
3.如權利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中，所述遲滯模塊基于所述期望位置的第一和第二之前的值之間的第一變化、所述測量位置和所述測量位置的第三之前值之間的第二變化、以及所述控制信號和所述控制信號的第四之前值之間的第三變化而選擇性地改變所述遲滯值。
4.如權利要求3所述的控制系統(tǒng)，還包括第一累加模塊，所述第一累加模塊基于所述第一變化和所述第一累加變化的第五之前值而確定第一累加變化；第二累加模塊，所述第二累加模塊基于所述第二變化和所述第二累加變化的第六之前值而確定第二累加變化；以及第三累加模塊，所述第三累加模塊基于所述第三變化和所述第三累加變化的第七之前值而確定第三累加變化；其中，所述遲滯模塊基于所述第一、第二和第三累加變化而選擇性地改變所述遲滯值。
5.如權利要求4所述的控制系統(tǒng)，還包括差值確定模塊，所述差值確定模塊確定所述第一和第二累加變化之間的第二差值，其中，所述遲滯模塊基于所述第二差值和所述第三累加變化而選擇性地改變所述遲滯值。
6.如權利要求5所述的控制系統(tǒng)，其中，當所述第二差值大于第一預先確定的值并且所述第三累加變化大于第二預先確定的值時，所述遲滯模塊增加所述遲滯值。
7.如權利要求5所述的控制系統(tǒng)，其中，當所述第二差值小于第一預先確定的值并且所述第三累加變化小于第二預先確定的值時，所述遲滯模塊減小所述遲滯值。
8.如權利要求5所述的控制系統(tǒng)，其中，當所述第二差值大于第一預先確定的值并且所述第三累加變化小于第二預先確定的值時，所述遲滯模塊減小所述遲滯值。
9.如權利要求5所述的控制系統(tǒng)，其中，所述遲滯模塊分別基于所述第二差值和第一預先確定的值的第二比較和基于第三累加變化和第二預先確定的值的第三比較而使所述遲滯值增加或減小預先確定的遞增量或預先確定的遞減量。
10.一種方法，包括基于車輛的節(jié)氣門閥和排氣再循環(huán)(EGR)閥之一的期望位置和測量位置之間的差來確定誤差值；基于對所述誤差值和遲滯值的比較而將控制值設定為等于所述誤差值和零中的一基于所述期望位置和所述控制值而產生控制信號； 使用所述控制信號致動所述節(jié)氣門閥和所述EGR閥中的所述一個；以及選擇性地改變所述遲滯值。
全文摘要
控制系統(tǒng)包括誤差模塊、選擇模塊、控制模塊和遲滯模塊。誤差模塊基于車輛的節(jié)氣門閥和排氣再循環(huán)(EGR)閥之一的期望位置和測量位置之間的差來確定誤差值。選擇模塊基于對所述誤差值和遲滯值的比較而將控制值設定為所述誤差值和零中的一個?？刂颇K基于所述期望位置和所述控制值而產生控制信號，并使用所述控制信號來致動所述節(jié)氣門閥和所述EGR閥中的所述一個。遲滯模塊選擇性地改變所述遲滯值。
文檔編號F02D43/00GK102418617SQ20111024816
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月26日 優(yōu)先權日2010年8月27日
發(fā)明者L. 沃爾興 J., A. 鮑爾勒 P. 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司