專利名稱：內(nèi)燃機的扭矩控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機的扭矩控制方法，更具體地為，本發(fā)明涉及一種利用ETC(電子節(jié)氣門控制)的內(nèi)燃機扭矩控制方法，該方法在根據(jù)加速踏板的下壓量對節(jié)氣門開度進(jìn)行控制時來反映司機的意圖。
背景技術(shù)：
通常，當(dāng)內(nèi)燃機的扭矩控制以一ETC(電子節(jié)氣門控制)的方式執(zhí)行時，發(fā)動機的所需扭矩根據(jù)由ECU傳輸?shù)臄?shù)據(jù)來確定，并且ECU根據(jù)被確定的所需扭矩對燃料噴射量和節(jié)氣門的開度進(jìn)行控制。
發(fā)動機的所需扭矩可以被分為第一和第二所需扭矩，其中第二所需扭矩通過對第一所需扭矩進(jìn)行修正而被計算出。第一所需扭矩通過將變速器位置、加速踏板的下壓量、以及發(fā)動機的轉(zhuǎn)速應(yīng)用到搜索表中而被確定，這樣司機的意圖便被正確地反映到第一所需扭矩中。然而，為了防止由于節(jié)氣門的突然開啟而造成的震動和為獲得一平緩的加速度，需要對該第一所需扭矩進(jìn)行修正，這就計算出了第二所需扭矩。
圖7為一示出了當(dāng)根據(jù)所需扭矩的斜率限制和扭矩過濾器對第一所需扭矩進(jìn)行修正時，根據(jù)內(nèi)燃機的一種傳統(tǒng)扭矩控制方法產(chǎn)生的第一所需扭矩和第二所需扭矩的圖表。
如圖7所示，當(dāng)以虛線表示的第一所需扭矩的斜率超過一預(yù)定值時，該第一所需扭矩被修正為一預(yù)定值并且通過扭矩過濾器被時間延遲。從第一所需扭矩修正的第二所需扭矩以圖7中的實線表示。這樣便防止了由于節(jié)氣門突然開啟造成的震動并且還獲得了一種平緩的加速感覺。
然而，根據(jù)傳統(tǒng)的扭矩控制方法，只有當(dāng)以虛線表示的第一所需扭矩的斜率超過一預(yù)定值時才對該第一扭矩進(jìn)行修正使其達(dá)到一具有該預(yù)定值的恒定斜率，那么司機的意圖就不會被正確地反映到扭矩控制過程中。
另外，不考慮變速范圍扭矩過濾器就對第一所需扭矩進(jìn)行時間延遲的話，那么與在低變速范圍下的加速性能相比，在高變速范圍下的加速性能會被惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)在于解決上述問題，并因此提供一種扭矩控制方法，該方法具有將司機的意圖正確地反映到被修正后的所需扭矩中的非限制性優(yōu)點。
根據(jù)本發(fā)明的一示例性內(nèi)燃機扭矩控制方法用于計算所需扭矩并且根據(jù)該所需扭矩對節(jié)氣門馬達(dá)進(jìn)行控制，該方法包括根據(jù)加速踏板的下壓量和發(fā)動機轉(zhuǎn)速對第一所需扭矩進(jìn)行計算，并且通過將一斜率限制函數(shù)的輸出值乘以一時間延遲函數(shù)的輸出值對第二所需扭矩進(jìn)行計算，其中斜率限制函數(shù)的輸出值根據(jù)第一所需扭矩、加速踏板的下壓量、發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及變速范圍進(jìn)行確定，并且其中時間延遲函數(shù)的輸出值根據(jù)變速范圍進(jìn)行確定。
在另一實施例中，斜率限制函數(shù)通過將一基準(zhǔn)斜率限制函數(shù)乘以一加權(quán)函數(shù)定義而成，其中基準(zhǔn)斜率限制函數(shù)的輸出值根據(jù)第一所需扭矩、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和變速范圍來確定，而加權(quán)函數(shù)的輸出值根據(jù)加速踏板的下壓量和變速范圍來確定。
優(yōu)選地為，加權(quán)函數(shù)的輸出值與加速踏板的下壓量成比例。
優(yōu)選地為，時間延遲函數(shù)被定義為一維時間延遲函數(shù)，并且該時間延遲函數(shù)的輸出值由變速范圍確定。
優(yōu)選地為，時間延遲函數(shù)的輸出值與變速范圍成比例。
優(yōu)選地為，斜率限制函數(shù)、加權(quán)函數(shù)和時間延遲函數(shù)的輸出值由若干預(yù)定的搜索表確定。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的扭矩控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
圖2為一示出了圖1中的ECU的電子結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖3為一根據(jù)本發(fā)明一實施例的扭矩控制方法的流程圖。
圖4為一根據(jù)本發(fā)明一實施例的計算第一所需扭矩的第一搜索表的圖表。
圖5A為一計算第一修正所需扭矩的第二搜索表的圖表。
圖5B為一計算第二修正所需扭矩的加權(quán)值的第三搜索表的圖表。
圖6為一根據(jù)本發(fā)明一實施例的計算第二所需扭矩的第四搜索表的圖表。
圖7為一示出了根據(jù)內(nèi)燃機的傳統(tǒng)扭矩控制方法的第一和第二所需扭矩的圖表。
具體實施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的扭矩控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
如圖1所示，該扭矩控制系統(tǒng)具有若干傳感器和一ECU。
曲軸位置傳感器30輸出脈沖信號，每一傳感器與位于信號轉(zhuǎn)子附近的一個齒相對應(yīng)，該信號轉(zhuǎn)子與曲軸相連，同時ECU計算來自曲軸位置傳感器30的信號。
加速踏板50位于車廂內(nèi)。當(dāng)司機踩加速踏板50時，加速踏板50的下壓量由加速踏板位置傳感器10進(jìn)行檢測。
節(jié)氣門100位于進(jìn)氣口的上游側(cè)，并且該節(jié)氣門100通過節(jié)氣門馬達(dá)70對進(jìn)氣通道的橫斷面積進(jìn)行調(diào)整，該馬達(dá)由加速踏板位置傳感器10的信號控制。
節(jié)氣門位置傳感器40檢測吸氣通道的橫斷面積，該橫斷面積決定被導(dǎo)入到每個燃燒室內(nèi)的空氣量。
噴油器80將燃料供給每個燃燒室。
點火器90對火花塞110的點火時間進(jìn)行調(diào)整，并且火花塞110將燃燒室內(nèi)的空氣-燃料混合物點燃。
TCU 20控制變速，并且將對應(yīng)于變速范圍的信號傳遞給ECU 60。
參照圖2現(xiàn)在對根據(jù)本發(fā)明的ECU 60進(jìn)行說明。
ECU 60根據(jù)來自加速踏板位置傳感器10，曲軸位置傳感器30，節(jié)氣門位置傳感器40和TCU的信號對節(jié)氣門馬達(dá)70，噴油器80和點火器90進(jìn)行控制。
ECU 60是一包括RAM 62，ROM 63，和CPU 64在內(nèi)的邏輯電路。ROM 63存儲各種控制程序和用在該程序中的搜索表，CPU 64根據(jù)存儲在ROM 63中的程序和搜索表執(zhí)行各種計算，RAM 62對來自各種傳感器的計算結(jié)果和數(shù)據(jù)進(jìn)行臨時存儲。ROM 63，RAM 62，和CPU 64通過總線65彼此相連，并且總線65也將ROM 63，RAM 62，和CPU 64連接到輸入/輸出電路61中。
輸入/輸出電路61連接到各個傳感器10，30，40，TCU 20，節(jié)氣門馬達(dá)70，噴油器80，和點火器90上。
圖3為一根據(jù)本發(fā)明一實施例的扭矩控制方法的流程圖。
如圖3所示，在步驟S310中，ECU 60通過把來自TCU 20的變速范圍，來自加速踏板位置傳感器10的加速踏板50的下壓量，和來自曲軸位置傳感器10的發(fā)動機轉(zhuǎn)速應(yīng)用于存儲在ROM 63中的預(yù)定搜索表中來計算第一所需扭矩。
在步驟S320中，第一所需扭矩被輸入到一斜率限制函數(shù)中，該函數(shù)通過將一基準(zhǔn)斜率限制函數(shù)乘以一加權(quán)函數(shù)來定義，其中基準(zhǔn)斜率限制函數(shù)的輸出值根據(jù)第一所需扭矩、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和變速范圍來確定，加權(quán)函數(shù)的輸出值根據(jù)加速踏板下壓量和變速范圍來確定。
特別地，當(dāng)對應(yīng)于時間的第一所需扭矩的斜率超過一預(yù)定值時，通過利用以一預(yù)定搜索表表示的基準(zhǔn)斜率限制函數(shù)將第一修正扭矩輸出。再將該第一修正所需扭矩乘以一加權(quán)值，該加權(quán)值從以一預(yù)定搜索表表示的加權(quán)函數(shù)輸出。
在步驟S330中，第二修正扭矩被輸入到定義為一用于修正的一維時間延遲函數(shù)的扭矩過濾器中，這樣便通過利用在步驟S330中的以預(yù)定搜索表表示的扭矩過濾器將第二所需扭矩輸出。
在步驟S340中，ECU 60根據(jù)第二所需扭矩對將要被導(dǎo)入的所需空氣量和噴入的所需燃料量進(jìn)行計算。在步驟S350中，節(jié)氣門馬達(dá)70和噴油器80由ECU 60控制。
圖4為一根據(jù)本發(fā)明一實施例的計算第一所需扭矩的第一搜索表410的圖表。
變速范圍，加速踏板的下壓量，以及發(fā)動機轉(zhuǎn)速被應(yīng)用到第一搜索表410中，這樣就確定了第一所需扭矩。用于第一所需扭矩的該第一預(yù)定搜索表410被存儲到ECU 60的ROM 63中。
例如，如圖4所示，當(dāng)變速范圍為五檔，加速踏板的下壓量為“N”，發(fā)動機轉(zhuǎn)速為“M”時，第一所需扭矩被確定為“P”。
圖5A為一示出了計算第一修正所需扭矩的第二搜索表的圖表，并且圖5B為一示出了計算第二修正所需扭矩的加權(quán)值的第三搜索表的圖表。
將變速范圍、第一所需扭矩和發(fā)動機轉(zhuǎn)速應(yīng)用到第二搜索表中，該搜索表用于限制相對于時間的第一所需扭矩的斜率，并且第一修正所需扭矩被確定。
用于第一修正扭矩的第二搜索表510被存儲到ECU 60的ROM 63中。
例如，如圖5A所示，當(dāng)變速范圍為五檔，第一所需扭矩為“P”，并且發(fā)動機轉(zhuǎn)速為“M”時，第一修正所需扭矩被確定為“R”。
第二預(yù)定搜索表表示斜率限制函數(shù)，它防止由第一所需扭矩突然的增加而引起的突然變速和變速沖擊。
如果第一所需扭矩的斜率超過一預(yù)定值，那么該第一所需扭矩將被修正為具有一恒定斜率的扭矩，從而由司機操縱的加速踏板50的下壓量不會反映到第一修正所需扭矩中。
因此，為了反映加速踏板50的下壓量，運用一加權(quán)函數(shù)對加權(quán)值進(jìn)行計算，在加權(quán)函數(shù)中通過將變速范圍和加速踏板的下壓量應(yīng)用到第三預(yù)定搜索表中而將該輸出值確定。
將被計算出的加權(quán)值乘以第一修正所需扭矩，這樣計算出第二修正所需扭矩。
例如，如圖5B所示，當(dāng)變速范圍為五檔并且加速踏板的下壓量為“N”時，加權(quán)值被確定為“W”，這樣第二修正所需扭矩通過將“W”乘以第一修正所需扭矩“R”被計算為“RW”。
優(yōu)選的是，該加權(quán)值與加速踏板50的下壓量成比例。因此，當(dāng)加速踏板50的下壓量增加時，第二修正所需扭矩也增加。
圖6為一示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例計算第二所需扭矩的第四搜索表610的圖表。
變速范圍和第二修正所需扭矩被應(yīng)用到第二預(yù)定搜索表中，并且第二所需扭矩被確定。用于第二所需扭矩的第四預(yù)定搜索表610也被存儲到ECU 60的ROM 63中。
例如，如圖6所示，當(dāng)變速范圍為五檔，第二修正所需扭矩為“RW”時，第二所需扭矩被計算為“T”。
第四預(yù)定搜索表610表示一維時間延遲函數(shù)，它被操作為一扭矩過濾器。
時間延遲值根據(jù)變速范圍來計算，更詳細(xì)的為，時間延遲值與變速范圍成反比。
因此，在低變速范圍下，第四預(yù)定搜索表函數(shù)作為一較強的扭矩過濾器，這樣預(yù)防了變速沖擊，相反的是，在高變速范圍下，第四預(yù)定搜索表函數(shù)作為一較弱的扭矩過濾器，這樣加速性能不會被惡化。
根據(jù)本發(fā)明的扭矩控制方法，當(dāng)根據(jù)加速踏板下壓量和發(fā)動機扭矩所計算出的第一所需扭矩被修正為第二所需扭矩時，司機的意圖被有效地被反映到第二所需扭矩中，并且防止了在高變速范圍下的加速性能的惡化。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機的扭矩控制方法，該方法計算發(fā)動機的所需扭矩并且根據(jù)該發(fā)動機的所需扭矩對節(jié)氣門馬達(dá)進(jìn)行控制，它包括根據(jù)加速踏板的下壓量和發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算第一所需扭矩；以及通過將一斜率限制函數(shù)的輸出值乘以時間延遲函數(shù)的輸出值計算第二所需扭矩；其中斜率限制函數(shù)的輸出值根據(jù)第一所需扭矩、加速踏板下壓量、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和變速范圍進(jìn)行計算，以及其中時間延遲函數(shù)的輸出值根據(jù)變速范圍進(jìn)行計算。
2.如權(quán)利要求1所述的扭矩控制方法，其中斜率限制函數(shù)由一基準(zhǔn)斜率限制函數(shù)乘以一加權(quán)函數(shù)定義而成，其中基準(zhǔn)斜率限制函數(shù)的輸出值根據(jù)第一所需扭矩、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和變速范圍確定，加權(quán)函數(shù)的輸出值根據(jù)加速踏板的下壓量和變速范圍確定。
3.如權(quán)利要求2所述的扭矩控制方法，其中加權(quán)函數(shù)的輸出值與加速踏板的下壓量成比例。
4.如權(quán)利要求3所述的扭矩控制方法，其中時間延遲函數(shù)被定義為一維時間延遲函數(shù)，并且該延遲函數(shù)的輸出值根據(jù)變速范圍確定。
5.如權(quán)利要求4所述的扭矩控制方法，其中時間延遲函數(shù)的輸出值與變速范圍成比例。
6.如權(quán)利要求2所述的扭矩控制方法，其中基準(zhǔn)斜率限制函數(shù)的輸出值和加權(quán)函數(shù)的輸出值由若干預(yù)定搜索表確定。
7.如權(quán)利要求4所述的扭矩控制方法，其中時間延遲函數(shù)的輸出值由若干預(yù)定的搜索表確定。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的一種示例性內(nèi)燃機扭矩控制方法，其用于計算一所需扭矩并且根據(jù)該所需扭矩對一節(jié)氣門馬達(dá)進(jìn)行控制，該方法包括根據(jù)加速踏板的下壓量和發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算出第一所需扭矩，以及將一斜率限制函數(shù)的輸出值乘以一時間延遲函數(shù)的輸出值計算出第二所需扭矩，其中斜率限制函數(shù)的輸出值根據(jù)第一所需扭矩、加速踏板下壓量、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和變速范圍來確定，其中時間延遲函數(shù)的輸出值根據(jù)變速范圍來確定。
文檔編號F02D9/02GK1594846SQ20031012168
公開日2005年3月16日 申請日期2003年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月9日
發(fā)明者趙炳勛 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社