專利名稱：發(fā)動機動力控制裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機動力控制裝置和方法，來控制由發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。
背景技術(shù)：
例如，日本專利公報No.10-325348公布了發(fā)動機轉(zhuǎn)矩需求控制，在其中，基于目標發(fā)動機轉(zhuǎn)速和實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速之間的差來確定使發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)的目標轉(zhuǎn)矩，并且控制發(fā)動機動力，從而獲得目標轉(zhuǎn)矩。
不采用如上所述的基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速的PID控制和PI控制，日本專利公報No.5-248291公布了一種現(xiàn)代控制的類型，在其中，建立發(fā)動機模型來獲得一個評價函數(shù)，并控制發(fā)動機，使得評價函數(shù)的值最小。
在第一個公報中公布的技術(shù)包括PID控制或PI控制，在其中，發(fā)動機轉(zhuǎn)矩服從于反饋控制，而反饋控制是基于依據(jù)對受控對象比如節(jié)氣門開度的調(diào)節(jié)而在發(fā)動機轉(zhuǎn)速中實際發(fā)生的現(xiàn)象。因此，發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)量沒有反映任何物理原理。因此，很難確定收斂性和通過反饋增益得到的響應之間的平衡。從而，用于改變轉(zhuǎn)矩的操作的響應不得不減弱。
在第二個公報中公布的技術(shù)，響應不必像在第一公報中那樣減弱。然而，執(zhí)行這種操作的方法，不能被直觀的理解，并且它需要許多步驟去修正模型上的控制和實際發(fā)動機的控制之間的偏差。從而，第二公報的控制不適合大規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機動力控制裝置和方法，來提高發(fā)動機動力控制的響應，而不用進行如現(xiàn)代控制中的建模。
為了達到上述的和其它的目標，根據(jù)本發(fā)明的目的，設置有用于控制發(fā)動機動力的裝置。該裝置包括第一計算部分、第二計算部分、第三計算部分和修正部分。第一計算部分計算第一轉(zhuǎn)矩平衡，第一轉(zhuǎn)矩平衡代表發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩之間的差，發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩是由發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，所估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩是施加給發(fā)動機的負荷轉(zhuǎn)矩。第二計算部分計算代表發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化的第二轉(zhuǎn)矩平衡。第三計算部分計算第一轉(zhuǎn)矩平衡和第二轉(zhuǎn)矩平衡之間的差，作為轉(zhuǎn)矩平衡差。修正部分基于轉(zhuǎn)矩平衡差修正發(fā)動機動力。
本發(fā)明也提供一種方法，用于控制發(fā)動機的動力。該方法包括獲取發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，這是由發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩；獲取估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩，這是施加給發(fā)動機的負荷轉(zhuǎn)矩；計算第一轉(zhuǎn)矩平衡，它代表發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩之間的差；計算第二轉(zhuǎn)矩平衡，它代表發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化；計算第一轉(zhuǎn)矩平衡和第二轉(zhuǎn)矩平衡之間的差，作為轉(zhuǎn)矩平衡差；和基于轉(zhuǎn)矩平衡差修正發(fā)動機動力。
結(jié)合附圖，舉例說明發(fā)明原理，從以下的說明中本發(fā)明的其它方面和優(yōu)勢將變得顯而易見。


參考以下結(jié)合附圖對當前優(yōu)選實施例的說明，可以最好的理解本發(fā)明及其目標和優(yōu)勢，其中圖1是依據(jù)本發(fā)明第一實施例的發(fā)動機和ECU的簡圖；圖2是說明依據(jù)第一實施例的轉(zhuǎn)矩控制過程的框圖；圖3是說明依據(jù)第一實施例的轉(zhuǎn)矩控制過程的框圖；圖4是依據(jù)第一實施例的估算轉(zhuǎn)矩平衡TQx和加速度計算轉(zhuǎn)矩平衡TQy的同步曲線圖；圖5是依據(jù)第一實施例由ECU執(zhí)行的怠速控制過程流程圖；圖6也是怠速控制過程流程圖；圖7是依據(jù)第一實施例的控制實例的時間歷程圖；圖8是說明依據(jù)第二實施例的轉(zhuǎn)矩控制過程的框圖；圖9是說明依據(jù)第二實施例的轉(zhuǎn)矩控制過程的框圖；圖10是依據(jù)第二實施例由ECU執(zhí)行的產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩控制過程流程圖；圖11也是產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩控制過程流程圖；圖12是控制的另一個實例的時間歷程圖；和圖13是控制的另一個實例的時間歷程圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將說明本發(fā)明的第一實施例。
圖1是汽油發(fā)動機2，電子控制單元(ECU)4的示圖，電子控制單元作為控制裝置運行。發(fā)動機2有多個氣缸，在這個實施例里它的數(shù)量是四。發(fā)動機2是四氣門發(fā)動機，其中每個氣缸都有兩個進氣門和兩個排氣門。氣缸的數(shù)量可以是三個或多于五個。此外，本發(fā)明可以適用于兩氣門發(fā)動機，或每個氣缸都有三個或更多氣門的多氣門發(fā)動機。
車輛在行駛的時候，發(fā)動機2的動力通過動力系從曲軸6a傳遞到車輪，動力系包括離合器和變速器。發(fā)動機2有活塞和燃燒室。燃燒室由氣缸體6和氣缸蓋8確定。在氣缸蓋8中設置有火花塞10和燃油噴射閥12。各個火花塞10在相應的燃燒室中點燃空氣-燃油混和物，各個燃油噴射閥12直接將燃油噴入相應的燃燒室。可以構(gòu)造為，燃油噴射閥12將燃油噴入連接到燃燒室的進氣口。
下游進氣通道14連接到各個氣缸的進氣口。下游進氣通道14位于穩(wěn)壓罐16下游，并連接到穩(wěn)壓罐16。上游進氣通道18連接到穩(wěn)壓罐16的上游。節(jié)氣門22位于上游進氣通道18中。節(jié)氣門22的開度，或節(jié)氣門開度TA，是由電機20調(diào)節(jié)的。節(jié)氣門開度TA被控制用來調(diào)節(jié)進氣量GA。節(jié)氣門開度TA由節(jié)氣門開度傳感器24檢測，并發(fā)送給ECU 4。進氣量GA由位于節(jié)氣門22上游的進氣量傳感器26檢測，并發(fā)送給ECU 4。
連接到燃燒室的排氣口連接到排氣道28。排氣凈化催化轉(zhuǎn)化器30位于排氣道28中。此外，空-燃比傳感器32位于排氣道28中?？?燃比傳感器32基于排氣道28中廢氣的成分檢測空-燃比AF。檢測到的空-燃比AF發(fā)送給ECU 4。
ECU 4是有作為主要構(gòu)成的數(shù)字計算機的發(fā)動機控制電路。除了節(jié)氣門開度傳感器24、進氣量傳感器26和空-燃比傳感器32，ECU 4還從檢測發(fā)動機2的工況的傳感器中接收信號。特別的，ECU 4從油門踏板傳感器36、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器38和基準曲柄角傳感器40中接收信號。油門踏板傳感器36檢測油門踏板34的下壓量，或油門踏板下壓量ACCP。發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器38基于曲軸6a的旋轉(zhuǎn)檢測發(fā)動機的轉(zhuǎn)速NE?；鶞是莻鞲衅?0基于進氣凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角確定基準曲柄角。此外，發(fā)動機ECU 4從冷卻液溫度傳感器42和空調(diào)開關(guān)44中接收信號，前者42檢測發(fā)動機冷卻液溫度THW，后者44用來開啟和關(guān)閉由發(fā)動機2驅(qū)動的空調(diào)。除了上面說明的傳感器，還設置有用于檢測其它數(shù)據(jù)的傳感器。
基于連接的傳感器的檢測結(jié)果，通過把控制信號發(fā)送給燃油噴射閥12、用于節(jié)氣門22的電機20和火花塞10，發(fā)動機ECU 4控制發(fā)動機2的燃油噴射正時、燃油噴射量Q、節(jié)氣門開度TA和點火正時。用這種方法，ECU 4依據(jù)工況調(diào)節(jié)發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。此外，如果ECU4從空調(diào)開關(guān)44接收到開啟空調(diào)的信號，ECU 4利用電磁離合器48使曲軸6a和用于空調(diào)的壓縮機46接合，從而開啟空調(diào)。相反，如果ECU 4從空調(diào)開關(guān)44接收到關(guān)閉空調(diào)的信號，ECU 4使電磁離合器48分離，從而關(guān)閉空調(diào)。
當發(fā)動機2怠速的時候，ECU 4如在圖2和3的框圖中的說明那樣調(diào)節(jié)發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe。
現(xiàn)在將說明圖2?；谀繕说∷貼T，參考定義了發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和發(fā)動機摩擦力矩TQ之間關(guān)系的關(guān)系圖MapTQ，ECU4獲得對應于發(fā)動機轉(zhuǎn)速處于目標怠速NT狀態(tài)的發(fā)動機摩擦力矩TQi。發(fā)動機摩擦力矩TQ指的是由于發(fā)動機2中產(chǎn)生的摩擦而施加給發(fā)動機2的負荷轉(zhuǎn)矩。如果發(fā)動機2沒有承受附屬設備比如空調(diào)的負荷，目標怠速NT設定為基本目標怠速。如果有任何附屬設備正在運轉(zhuǎn)，目標怠速設定為高于基本目標怠速。
附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩TQh加上發(fā)動機摩擦力矩TQi，結(jié)果被設定為估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩TQa。附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩TQh是由附屬設備施加給發(fā)動機2的負荷轉(zhuǎn)矩，相當于在目標怠速NT下的負荷轉(zhuǎn)矩，在這種情況下，是由空調(diào)施加的負荷轉(zhuǎn)矩。附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩TQh也是基于目標怠速NT，參考關(guān)系圖來設定。
當發(fā)動機2處于目標怠速NT運轉(zhuǎn)的時候，估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩TQa代表了阻礙發(fā)動機2旋轉(zhuǎn)的負荷作用在發(fā)動機2上的轉(zhuǎn)矩。
估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩TQa、轉(zhuǎn)速反饋修正轉(zhuǎn)矩TQb和估算的轉(zhuǎn)矩偏差TQc之和作為ISC需求轉(zhuǎn)矩TQr被輸出。轉(zhuǎn)速反饋修正轉(zhuǎn)矩TQb基于目標怠速NT和由發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器38的信號檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE之間的差來設定，使得發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE向目標怠速NT靠近。估算的轉(zhuǎn)矩偏差TQc如圖3所示。
然后，ECU 4的轉(zhuǎn)矩實現(xiàn)部分控制火花塞10的點火正時、節(jié)氣門開度TA和燃油噴射閥12的噴射量Q，使ISC需求轉(zhuǎn)矩TQr得以實現(xiàn)。
現(xiàn)在將說明圖3。首先基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE，參考如圖2所示的關(guān)系圖MapTQ設定當前發(fā)動機摩擦力矩TQd。
附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩TQg加上發(fā)動機摩擦力矩TQd，其結(jié)果被設定為估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩TQf。附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩TQg相當于在當前發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE下由附屬設備施加給發(fā)動機2的負荷轉(zhuǎn)矩?；诎l(fā)動機實際轉(zhuǎn)速NE，參考用來獲取附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩TQh的同樣的關(guān)系圖，來設定附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩TQg。
當處于當前發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE下運轉(zhuǎn)的時候，估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩TQf代表阻礙發(fā)動機2旋轉(zhuǎn)的負荷作用在發(fā)動機2上的轉(zhuǎn)矩。
然后，發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe減去估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩TQf，其結(jié)果被設定為轉(zhuǎn)矩差DTQ?？梢酝ㄟ^用轉(zhuǎn)矩傳感器實際檢測發(fā)動機2的輸出轉(zhuǎn)矩，依據(jù)基于由燃燒壓力傳感器檢測到的燃燒壓力的平均有效壓力計算轉(zhuǎn)矩，或者參考通過使用發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和燃油噴射量Q作為參數(shù)的實驗預先設置的關(guān)系圖來獲得發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe。在這個實施例中，基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和燃油噴射量Q，參考關(guān)系圖獲得發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe。
轉(zhuǎn)矩差DTQ加上在上一個控制循環(huán)中得到的轉(zhuǎn)矩差DTQold，結(jié)果被設定為總轉(zhuǎn)矩DTQadd。總轉(zhuǎn)矩DTQadd減半，結(jié)果被設定為估算的轉(zhuǎn)矩平衡TQx(第一轉(zhuǎn)矩平衡)。
另一方面，發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE減去在上一個控制循環(huán)中得到的先前發(fā)動機轉(zhuǎn)速NEold，結(jié)果被設定為發(fā)動機轉(zhuǎn)矩變化ΔNE。發(fā)動機轉(zhuǎn)矩變化ΔNE除以控制周期Δt，這個結(jié)果乘以變換因子K得到曲軸6a的角加速度dw(rad/s)。角加速度dw乘以預先得到的包括發(fā)動機2和由發(fā)動機2驅(qū)動的附屬設備的發(fā)動機旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量Ie，結(jié)果被設定為加速度計算轉(zhuǎn)矩平衡TQy(相當于第二轉(zhuǎn)矩平衡)。
估算的轉(zhuǎn)矩平衡TQx減去加速度計算轉(zhuǎn)矩平衡TQy，結(jié)果被設定為轉(zhuǎn)矩偏差TQc。
然后，如圖2所示，估算的轉(zhuǎn)矩偏差TQc加上估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩TQa和反饋修正轉(zhuǎn)矩TQb，得到ISC需求轉(zhuǎn)矩TQr。
當設定估算的轉(zhuǎn)矩平衡TQx的時候，總轉(zhuǎn)矩DTQadd是轉(zhuǎn)矩差DTQ和上個循環(huán)的轉(zhuǎn)矩差DTQold的和，總轉(zhuǎn)矩DTQadd減半，原因如下。
如圖4所示，在間隔一個控制周期Δt的時間點t1、t2和t3執(zhí)行控制。在時間點t2的計算中，通過從執(zhí)行時間點t2的發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE減去在前一個執(zhí)行時間點t1的先前發(fā)動機轉(zhuǎn)速NEold，得到用于獲取加速度計算轉(zhuǎn)矩平衡TQy的發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化ΔNE。因此，基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化ΔNE、控制周期Δt、變換因子K和轉(zhuǎn)動慣量Ie計算得到的加速度計算轉(zhuǎn)矩平衡TQy是在執(zhí)行時間點t1和執(zhí)行時間點t2的兩個加速度值的平均值。從而，作為估算的轉(zhuǎn)矩平衡TQx，從中加速度計算轉(zhuǎn)矩平衡TQy被減去，用到的是執(zhí)行時間點t1的轉(zhuǎn)矩差DTQold和執(zhí)行時間點t2的轉(zhuǎn)矩差DTQ之間的平均值。
怠速控制過程流程圖實例如圖5和6所示。流程圖5和6對應于框圖2和3。當發(fā)動機2怠速的時候或當節(jié)氣門開度TA為0％的時候，在一個預定時間間隔內(nèi)，重復執(zhí)行這個過程，在這個實施例中這個時間間隔等于控制周期Δt。流程圖中的步驟，每個都對應一個過程，用S表示。
首先，基于從發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器38傳來的信號檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和從燃油噴射閥12噴射的燃油噴射量Q被讀入設置在ECU 4中的工作存儲器(S102)。然后，確定空調(diào)開關(guān)44是開啟還是關(guān)閉。
如果空調(diào)開關(guān)44是關(guān)閉的，或者如果S104的結(jié)果是否定的，那么基本目標怠速的值設定為目標怠速NT(S106)。另一方面，如果空調(diào)開關(guān)是開啟的，或者如果S104的結(jié)果是肯定的，那么用于運轉(zhuǎn)空調(diào)的目標怠速的值設定為目標怠速NT(S108)。
在步驟110，基于目標怠速NT，參考關(guān)系圖MapTQ計算發(fā)動機摩擦力矩TQi。
在步驟112，基于目標怠速NT，參考關(guān)系圖Maph計算附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩TQh。關(guān)系圖Maph是依靠當前由發(fā)動機2驅(qū)動的附屬設備的類型和數(shù)量從一組關(guān)系圖中選擇的。如果當前沒有附屬設備被驅(qū)動，那么附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩TQh為零。
如下面的表達式1所示，發(fā)動機摩擦力矩TQi加上附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩TQh，結(jié)果被設定為估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩TQa(S114)。
TQa←TQi+TQh在步驟116，基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE，參考關(guān)系圖MapTQ計算發(fā)動機摩擦力矩TQd。
此外，在步驟118，基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE，參考關(guān)系圖Maph計算附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩TQg。關(guān)系圖Maph設定為和上述步驟S112中討論的一樣。如果當前沒有附屬設備被驅(qū)動，那么附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩TQg為零。
如下面的表達式2所示，發(fā)動機摩擦力矩TQd加上附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩TQg，結(jié)果被設定為估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩TQf(S120)。
TQf←TQd+TQg接著，基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和燃油噴射量Q，參考關(guān)系圖MapE計算發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe(S122)。然后，如下面的表達式3所示，發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe減去估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩TQf，結(jié)果被設定為轉(zhuǎn)矩差DTQ(S124)。
DTQ←TQe-TQf采用下面的表達式4計算估算的轉(zhuǎn)矩平衡TQx(S126)。
TQx←(DTQ+DTQold)/2表達式4右邊的先前轉(zhuǎn)矩差DTQold是上個控制循環(huán)中的轉(zhuǎn)矩差DTQ。
然后，轉(zhuǎn)矩差DTQ設定為先前轉(zhuǎn)矩差DTQold(S128)。
采用下面的表達式5計算發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化ΔNE(S130)。
ΔNE←NE-NEold表達式5右邊的先前發(fā)動機轉(zhuǎn)速NEold是上個控制循環(huán)中的發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE。
然后，如下面的表達式6所示，基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化ΔNE、轉(zhuǎn)動慣量Ie、變換因子K和控制周期Δt計算加速度計算轉(zhuǎn)矩平衡TQy(S132)。
TQy←Ie×ΔNE×K/Δt然后，發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE設定為先前發(fā)動機轉(zhuǎn)速NEold(S134)。
采用下面的表達式7計算估算的轉(zhuǎn)矩偏差TQc(S136)。
TQc←TQx-TQy接著，基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和目標怠速NT之間的差，通過PI控制計算反饋修正轉(zhuǎn)矩TQb。
采用下面的表達式8計算ISC需求轉(zhuǎn)矩TQr(S140)。
TQr←TQa+TQb+TQc節(jié)氣門22的節(jié)氣門開度TA、燃油噴射閥12的噴射量Q和火花塞10的點火正時受到控制，使ISC需求轉(zhuǎn)矩TQr得以實現(xiàn)(S142)。
依據(jù)本實施例的一個處理實例如圖7中的時間歷程圖所示。將說明這樣一種情形，在其中，當發(fā)動機2怠速的時候，意外的負荷不連續(xù)的出現(xiàn)在系統(tǒng)中。在這個實施例中，為了回應緊接在時間點t10之后的發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化ΔNE的突然下降，加速度計算轉(zhuǎn)矩平衡TQy不連續(xù)的變化到負的區(qū)域。從而，估算的轉(zhuǎn)矩偏差TQc依據(jù)表達式7立即增大，快速而準確的代表了發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩的實際增大。從而ISC需求轉(zhuǎn)矩TQr依據(jù)表達式8不連續(xù)的增大。
在圖7的實例中，當發(fā)動機怠速的時候，系統(tǒng)將節(jié)氣門開度TA調(diào)整到對應于怠速狀態(tài)負荷的程度，并通過調(diào)節(jié)燃油噴射閥12的噴射量Q控制發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe。因此，噴射量Q對應于ISC需求轉(zhuǎn)矩TQr的不連續(xù)增大而不連續(xù)的增大，這快速的將發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe增大到所需要的水平。
既然發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe快速增大，那么估算的轉(zhuǎn)矩平衡TQx也增大。從而，即使加速度計算轉(zhuǎn)矩平衡TQy由于發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化ΔNE的增大而從負的區(qū)域趨近于零，估算的轉(zhuǎn)矩偏差TQc也不會減小。因此，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE在意外的負荷不連續(xù)增大之后立即變得不穩(wěn)定，估算的轉(zhuǎn)矩偏差TQc仍然保持在對應于意外負荷的水平上(t10到t11)。然后，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE穩(wěn)定之后(從t11開始)，估算的轉(zhuǎn)矩偏差TQc保持在對應于意外負荷的水平上。這允許發(fā)動機2的怠速持續(xù)到被穩(wěn)定的控制。也就是說，執(zhí)行高響應的發(fā)動機動力控制。
相反的，在現(xiàn)有技術(shù)中，獲得發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE減小到比目標怠速NT低的程度，獲得的程度反映在發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe中。在現(xiàn)有技術(shù)體系中，當負荷意外的并不連續(xù)的增大的時候，因為收斂性和響應之間的平衡設置，不連續(xù)增大的負荷不能立即反映在燃油噴射量Q上。因此發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe不能很快增大，并且發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE要花較長的時間達到穩(wěn)定，如虛線所示(t10到t12)。也就是說，不能僅僅通過現(xiàn)有的轉(zhuǎn)速反饋控制提高發(fā)動機動力控制的響應。
意外的負荷在時間點t13上不連續(xù)的成為零。在這個實施例中，為了回應在時間點t13之后的發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化ΔNE的突然增大，加速度計算轉(zhuǎn)矩平衡TQy不連續(xù)的變化到正的區(qū)域。從而，估算的轉(zhuǎn)矩偏差TQc依據(jù)表達式7立即減小，快速而準確的代表了發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩變成零。從而ISC需求轉(zhuǎn)矩TQr依據(jù)表達式8立即不連續(xù)的減小。從而，燃油噴射量Q不連續(xù)的減小，這快速的將發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe減小到所需要的水平。
既然發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe快速減小，估算的轉(zhuǎn)矩平衡也減小。從而，即使加速度計算轉(zhuǎn)矩平衡TQy由于發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化ΔNE的減小而從正的區(qū)域趨近于零，估算的轉(zhuǎn)矩偏差TQc也不會增大。因此，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE在意外的負荷不連續(xù)變?yōu)榱阒罅⒓醋兊貌环€(wěn)定，估算的轉(zhuǎn)矩偏差TQc仍然保持在對應于被消除的負荷的水平上(t13到t14)。然后，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE穩(wěn)定之后(從t14開始)，估算的轉(zhuǎn)矩偏差TQc保持在對應于意外負荷消失后狀態(tài)的水平上。這允許發(fā)動機2的怠速持續(xù)到被穩(wěn)定的控制。也就是說，執(zhí)行高響應的發(fā)動機動力控制。
相反的，在現(xiàn)有技術(shù)中，獲得發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE增大到比目標怠速NT高的程度，獲得的程度反映在發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe中。在現(xiàn)有技術(shù)體系中，當意外的負荷不連續(xù)的變?yōu)榱愕臅r候，因為收斂性和響應之間的平衡設置，不連續(xù)的負荷減小量不能立即反映在燃油噴射量Q上。因此發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe不能很快減小，并且發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE要花較長的時間達到穩(wěn)定，如虛線所示(t13到t15)。也就是說，不能僅僅通過現(xiàn)有的轉(zhuǎn)速反饋控制提高發(fā)動機動力控制的響應。
在這個實施例中，既然發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE收斂到目標怠速NT，反饋修正轉(zhuǎn)矩TQb被單獨計算。然而，反饋修正轉(zhuǎn)矩TQb是被設計用來補償估算的轉(zhuǎn)矩偏差TQc的，對控制有很少的影響。
圖7是一個意外的負荷不連續(xù)出現(xiàn)或消失的實例。然而，即使意外的負荷是逐漸出現(xiàn)或消失的，本實施例也能提高控制負荷變化的響應，而不像現(xiàn)有的技術(shù)，有較低的響應。
在上述結(jié)構(gòu)中，怠速控制過程(圖5和6)中的步驟S116到S128對應于第一計算部分，步驟S130到S134對應于第二計算部分，步驟S136對應于第三計算部分，步驟S140對應于修正部分。
上述的第一實施例有如下的優(yōu)勢。
(A)估算的轉(zhuǎn)矩平衡TQx，它是發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe和估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩TQf之間的差，作用于發(fā)動機2上，改變發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE。加速度計算轉(zhuǎn)矩平衡TQy，它代表發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE的變化，是受發(fā)動機旋轉(zhuǎn)影響的轉(zhuǎn)矩。
因此，如果估算的轉(zhuǎn)矩平衡TQx不等于加速度計算轉(zhuǎn)矩平衡TQy，那么估算的轉(zhuǎn)矩偏差TQc(相當于轉(zhuǎn)矩平衡差)被認為代表了用于控制發(fā)動機動力的估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩TQa和實際的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩之間的差。
因此，通過基于估算轉(zhuǎn)矩偏差TQc修正發(fā)動機的動力(S140)，發(fā)動機的狀態(tài)轉(zhuǎn)變到一個更合適的狀態(tài)。
同樣，既然發(fā)動機動力由估算的轉(zhuǎn)矩偏差TQc修正，這已經(jīng)利用物理原理獲得了，收斂性和響應不必利用反饋增益平衡。這就允許發(fā)動機的動力對負荷波動有較大的響應。
采用這樣的方式，高響應的發(fā)動機動力控制可能不需要進行現(xiàn)代控制的建模。
(B)基于發(fā)動機工況獲得發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe。特別的，通過基于對發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和燃油噴射量Q的估算獲得發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe。從而，容易執(zhí)行發(fā)動機控制而不需要設置轉(zhuǎn)矩傳感器和發(fā)動機燃燒壓力傳感器。
(C)估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩TQf代表了發(fā)動機摩擦的負荷轉(zhuǎn)矩和附屬設備的負荷轉(zhuǎn)矩，作用于發(fā)動機2上并阻礙其轉(zhuǎn)動。因此，基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE參考關(guān)系圖MapTQ得到發(fā)動機摩擦力矩TQd(S116)，基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE、參考對應于附屬設備類型和數(shù)量的Maph得到附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩TQg(S118)。
采用這種方法，基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE容易計算估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩TQf。從而，容易執(zhí)行上述的發(fā)動機控制。
(D)基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE也容易計算加速度計算平衡TQy(S130，S132)。從而，容易執(zhí)行上述的發(fā)動機控制。
(E)如表達式6所示，用于計算加速度計算轉(zhuǎn)矩平衡TQy的發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化ΔNE，相當于在一個約相當于控制周期Δt的周期內(nèi)加速度的平均值。
因此，在各個控制循環(huán)中，估算的轉(zhuǎn)矩平衡TQx不是嚴格等于發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe和估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩TQf之間的轉(zhuǎn)矩差DTQ，但是它是兩個轉(zhuǎn)矩差DTQ和在約相當于控制周期Δt的時間間隔上得到的DTQold之間的平均值。從而，估算的轉(zhuǎn)矩平衡TQx和加速度計算轉(zhuǎn)矩平衡TQy之間的延時被消除。這更進一步的提高了發(fā)動機動力控制的精度。
現(xiàn)在將說明本發(fā)明的第二實施例。
在這個實施例中，本發(fā)明也應用于發(fā)動機2除了怠速狀態(tài)的其它狀態(tài)。在這個實施例中，當發(fā)動機2怠速的時候，ECU 4執(zhí)行和第一實施例中一樣的怠速控制過程(圖2，3，5和6)。當發(fā)動機2不處于怠速狀態(tài)時，ECU 4如圖8和9中的框圖說明那樣調(diào)節(jié)發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe。從而，在下面的說明中，必須參考圖1到6。同樣，發(fā)動機2和車輛有換檔傳感器、車速傳感器、車重傳感器和道路傾角傳感器。ECU 4檢測變速器的換檔狀態(tài)、車速、車輛加速度、包括乘客在內(nèi)的車重和道路傾角。此外，在曲軸6a和離合器之間設置有轉(zhuǎn)矩傳感器，用來檢測變速系統(tǒng)的負荷，或動力系的負荷轉(zhuǎn)矩TQv。動力系負荷轉(zhuǎn)矩TQv是動力系施加在發(fā)動機2上的負荷轉(zhuǎn)矩。
現(xiàn)在將說明圖8?；谟捎烷T踏板傳感器36檢測到的油門踏板下壓量ACCP，參考關(guān)系圖MapTQacep，它定義了油門踏板下壓量ACCP和指令轉(zhuǎn)矩TQaccp之間的關(guān)系，ECU 4首先獲得指令轉(zhuǎn)矩TQaccp。關(guān)系圖MapTQaccp被設計成使得油門踏板下壓量ACCP和指令轉(zhuǎn)矩TQaccp實際上是互相成比例的。
然后，基于由發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器38檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE，參考第一實施例中說明的關(guān)系圖MapTQ，計算對應于檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE的發(fā)動機摩擦力矩TQd。發(fā)動機摩擦力矩TQd加上附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩TQg，結(jié)果被設定為負荷轉(zhuǎn)矩TQa。在第一實施例中說明了附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩TQg。然而，在第二實施例中，附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩TQg是基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE，參考關(guān)系圖Maph得到的。
指令轉(zhuǎn)矩TQaccp、負荷轉(zhuǎn)矩TQa、反饋修正轉(zhuǎn)矩TQb和估算的轉(zhuǎn)矩偏差TQc的和作為行駛狀態(tài)需求轉(zhuǎn)矩TQar輸出。在第一實施例中，當發(fā)動機2怠速的時候，計算修正轉(zhuǎn)矩用于使發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE靠近目標怠速NT。在第二實施例中，這個修正轉(zhuǎn)矩設定為一個固定的值(經(jīng)驗值)，用作反饋修正轉(zhuǎn)矩TQb。
然后，ECU 4的轉(zhuǎn)矩實現(xiàn)部分控制火花塞10的點火正時、節(jié)氣門22的開度TA和燃油噴射閥12的噴射量Q，使得發(fā)動機2產(chǎn)生行駛狀態(tài)需求轉(zhuǎn)矩TQar。
現(xiàn)在將參考圖9說明估算的轉(zhuǎn)矩偏差TQc。采用第一實施例中說明的方法計算的發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe減去估算的發(fā)動機負荷TQz，結(jié)果被設定為轉(zhuǎn)矩差DTQ。估算的轉(zhuǎn)矩平衡TQx是采用第一實施例中說明的方法從轉(zhuǎn)矩差DTQ中計算的。
估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩TQz是動力系負荷轉(zhuǎn)矩TQv和如圖8中所示的負荷轉(zhuǎn)矩TQa的和(TQz＝TQd+TQg)。動力系負荷轉(zhuǎn)矩TQv是從動力系傳遞到曲軸6a的負荷轉(zhuǎn)矩，由設置在曲軸6a和離合器之間的轉(zhuǎn)矩傳感器檢測。不用這種轉(zhuǎn)矩傳感器檢測動力系負荷轉(zhuǎn)矩TQv，動力系負荷轉(zhuǎn)矩TQv也可以通過以下方式獲得。那就是，通過上述傳感器檢測車輛加速度、包括乘客在內(nèi)的車重、變速器的換檔狀態(tài)、依據(jù)車速的行駛阻力和道路傾角，基于檢測到的數(shù)據(jù)，參考用于動力系負荷的轉(zhuǎn)矩圖可以得到動力系負荷轉(zhuǎn)矩TQv。
發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和角加速度dw采用如第一實施例中說明的方法進行計算。
此外，發(fā)動機旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量Ie加上動力系轉(zhuǎn)動慣量Ix得到行駛狀態(tài)中的轉(zhuǎn)動慣量Iae。動力系轉(zhuǎn)動慣量Ix指的是由包括乘客在內(nèi)的車重、變速器的換檔狀態(tài)、依據(jù)車速的行駛阻力和道路傾角產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動慣量。轉(zhuǎn)動慣量Ix的值是基于車重傳感器、換檔傳感器、車速傳感器和道路傾角傳感器檢測到的值，參考轉(zhuǎn)動慣量圖而計算的。例如，與車重相關(guān)的行駛狀態(tài)轉(zhuǎn)動慣量是基于車重M、檔位SFT和道路傾角α，參考關(guān)系圖Mapmst得到的。此外，與速度比如車輛行駛阻力相關(guān)的行駛狀態(tài)轉(zhuǎn)動慣量是基于車速SPD，參考關(guān)系圖Mapspd得到的。轉(zhuǎn)動慣量的和設定為動力系轉(zhuǎn)動慣量Ix。
角速度dw乘以行駛狀態(tài)中的轉(zhuǎn)動慣量Iae，來計算加速度計算轉(zhuǎn)矩平衡TQy。
如第一實施例所述，估算的轉(zhuǎn)矩平衡TQx減去加速度計算轉(zhuǎn)矩平衡TQy，結(jié)果被設定為轉(zhuǎn)矩偏差TQc。
如圖8所示，指令轉(zhuǎn)矩TQaccp、負荷轉(zhuǎn)矩TQa和反饋修正轉(zhuǎn)矩TQb加上估算的轉(zhuǎn)矩偏差TQc，得到行駛狀態(tài)需求轉(zhuǎn)矩TQar。
輸出轉(zhuǎn)矩控制過程的流程圖的實例如圖10和11所示。圖10和11的流程圖對應于圖8和9的框圖。當發(fā)動機不處于怠速狀態(tài)時，在一個預定時間間隔內(nèi)重復執(zhí)行這個過程，這個時間間隔在這個實施例中相當于控制周期Δt。
首先，從傳感器和過程中將油門踏板下壓量ACCP、發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE、燃油噴射量Q、車重M、檔位SFT、車速SPD、車輛加速度Vacc、道路傾角α和動力系負荷轉(zhuǎn)矩TQv讀入設置在ECU 4中的工作存儲器(S202)。
然后，基于油門踏板下壓量ACCP，參考關(guān)系圖MapTQaccp計算指令轉(zhuǎn)矩TQaccp(S204)。
在步驟206，基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE，參考關(guān)系圖MapTQ計算發(fā)動機摩擦力矩TQd。
在步驟208，基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE，參考關(guān)系圖Maph，采用和第一實施例中同樣的方法，計算附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩TQg。
如下面的表達式9所示，發(fā)動機摩擦力矩TQ加上附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩TQg，結(jié)果被設定為負荷轉(zhuǎn)矩TQa(S120)。
TQa←TQd+TQg接著，基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和燃油噴射量Q，參考關(guān)系圖MapE，得到發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe(S212)。然后如下面的表達式10所示，發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe減去負荷轉(zhuǎn)矩TQa和動力系負荷轉(zhuǎn)矩TQv，結(jié)果被設定為轉(zhuǎn)矩差DTQ(S214)。
DTQ←TQe-TQa-TQv
用下面的表達式11計算估算的轉(zhuǎn)矩平衡TQx(S216)。
TQx←(DTQ+DTQold)/2表達式11和第一實施例的表達式4是一樣的。
然后，轉(zhuǎn)矩差DTQ設定為先前轉(zhuǎn)矩差DTQold(S218)。
用下面的表達式12計算轉(zhuǎn)矩變化ΔNE(S220)。
ΔNE←NE-NEold表達式12和第一實施例的表達式5是一樣的。
然后將從關(guān)系圖Mapmst中得到的與重量相關(guān)的轉(zhuǎn)動慣量加上從關(guān)系圖Mapspd中得到的與行駛阻力相關(guān)的轉(zhuǎn)動慣量，計算動力系轉(zhuǎn)動慣量Ix(S222)。
如表達式13所示，將前面得到的發(fā)動機旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量Ie加上動力系轉(zhuǎn)動慣量Ix，得到行駛狀態(tài)中的轉(zhuǎn)動慣量Iae。
Iae←Ie+Ix然后，基于行駛狀態(tài)中的轉(zhuǎn)動慣量Iae、發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化ΔNE、變換因子K和控制周期Δt，采用下面的表達式14計算加速度計算轉(zhuǎn)矩平衡TQy(S226)。
TQy←Iae×ΔNE×K/Δt然后，發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE設定為先前發(fā)動機轉(zhuǎn)速NEold(S228)。
采用下面的表達式15計算估算的轉(zhuǎn)矩偏差TQc(S230)。
TQc←TQx-TQy然后，如下面的表達式16所示，計算行駛狀態(tài)需求轉(zhuǎn)矩TQar(S232)。
TQar←TQaccp+TQa+TQb+TQc節(jié)氣門22的節(jié)氣門開度TA、燃油噴射閥12的噴射量Q和火花塞10的點火正時受到控制，使行駛狀態(tài)需求轉(zhuǎn)矩TQar得以實現(xiàn)(S234)。
當車輛由依據(jù)上述過程的發(fā)動機動力驅(qū)動的時候，即使出現(xiàn)意外的負荷(包括負的負荷)，轉(zhuǎn)矩也能立即被反映在估算的轉(zhuǎn)矩偏差TQc中。因此，行駛狀態(tài)被保持在對應于油門踏板下壓量ACCP的狀態(tài)，這使得車輛穩(wěn)定行駛。
在上述結(jié)構(gòu)中，輸出轉(zhuǎn)矩控制過程(圖10和11)的步驟S210到S218對應于第一轉(zhuǎn)矩平衡計算方法，步驟S220到S228對應于第二轉(zhuǎn)矩平衡計算方法。步驟S230對應于轉(zhuǎn)矩平衡偏差量計算方法，步驟S232對應于修正方法。
上述的第二實施例有如下優(yōu)勢。
(A)當發(fā)動機2不處于怠速狀態(tài)的時候，用于改變發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE的轉(zhuǎn)矩除了發(fā)動機摩擦產(chǎn)生的負荷轉(zhuǎn)矩和附屬設備的負荷轉(zhuǎn)矩之外，還包括動力系的負荷轉(zhuǎn)矩。
因此，通過考慮除發(fā)動機摩擦力矩TQd和附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩TQg之外的動力系負荷轉(zhuǎn)矩TQv，即使在發(fā)動機2不處于怠速狀態(tài)的時候，也總是能得到合適的估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩TQz的值。因此可計算得到合適的估算的轉(zhuǎn)矩平衡TQx的值。
同樣，通過考慮發(fā)動機旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量Ie和動力系轉(zhuǎn)動慣量Ix，即使在發(fā)動機2不處于怠速狀態(tài)的時候，也總是能得到合適的加速度計算轉(zhuǎn)矩TQy的值。
因此，如果估算的轉(zhuǎn)矩平衡TQx和加速度計算轉(zhuǎn)矩平衡TQy不相等，估算的轉(zhuǎn)矩偏差TQc被認為代表了指令轉(zhuǎn)矩TQaccp和估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩TQa對實際的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩的偏差。
因此，基于估算的轉(zhuǎn)矩偏差量TQc，修正發(fā)動機動力(S232)，發(fā)動機動力轉(zhuǎn)變到更合適的狀態(tài)。
同樣，既然發(fā)動機動力由估算的轉(zhuǎn)矩偏差TQc修正，這已經(jīng)利用物理原理獲得了，那么即使發(fā)動機不處于怠速狀態(tài)，收斂性和響應也不必利用反饋增益平衡。這就允許發(fā)動機的動力對負荷波動有高的響應。
采用這樣的方法，高響應的發(fā)動機動力控制可能不需要執(zhí)行現(xiàn)代控制的建模。
(B)當發(fā)動機2怠速的時候，可以獲得和第一實施例同樣的優(yōu)勢(A)到(E)。即使發(fā)動機2不處于怠速狀態(tài)，也可以獲得優(yōu)勢(B)到(E)。從而，車輛的行駛更加穩(wěn)定。
已經(jīng)說明的實施例可以做如下修改。
(a)在已經(jīng)說明的實施例中，本發(fā)明應用于汽油發(fā)動機。然而，本發(fā)明也可以應用于柴油發(fā)動機。
(b)在已經(jīng)說明的實施例中，通過調(diào)節(jié)燃油噴射量Q控制怠速。然而，也可以通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門或ISCV的開度來控制怠速，ISCV與節(jié)氣門平行布置。當通過調(diào)節(jié)進氣量GA控制怠速的時候，一個有發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和進氣量GA作為參數(shù)的關(guān)系圖用來獲取發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe。
(c)在已經(jīng)說明的實施例中，附屬設備包括空調(diào)。然而，附屬設備可以包括其它的電力負荷，比如前燈，和液壓負荷，比如動力轉(zhuǎn)向裝置。
(d)在第一實施例的圖7的實例中，當發(fā)動機2怠速的時候，系統(tǒng)將節(jié)氣門開度TA設定到對應于怠速狀態(tài)的開度，通過調(diào)節(jié)燃油噴射閥12的噴射量Q控制發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。然而，如圖12所示，也可以通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度TA控制發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe。從t20到t25時間段相當于時間段t10到t15。
另一種選擇是，如圖13所示，可以通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度TA和燃油噴射量Q控制發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。從t30到t35時間段相當于時間段t10到t15。
當前實例和實施例被認為是舉例說明并且是不受限制的，發(fā)明不會局限于這里所給出的細節(jié)，但是可以在附加的權(quán)利要求書的等價范圍內(nèi)修改。
權(quán)利要求
1.一種用于控制發(fā)動機動力的裝置，其特征在于用于計算第一轉(zhuǎn)矩平衡的第一計算部分，第一轉(zhuǎn)矩平衡代表了發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩之間的差，發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩是由發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩是施加給發(fā)動機的負荷轉(zhuǎn)矩；用于計算第二轉(zhuǎn)矩平衡的第二計算部分，第二轉(zhuǎn)矩平衡代表了發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化；用于計算第一轉(zhuǎn)矩平衡和第二轉(zhuǎn)矩平衡之間的差的第三計算部分，這個差值作為轉(zhuǎn)矩平衡差；和基于轉(zhuǎn)矩平衡差修正發(fā)動機動力的修正部分。
2.依據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于第一計算部分基于轉(zhuǎn)矩傳感器的實際測量結(jié)果，燃燒壓力傳感器檢測到的發(fā)動機燃燒壓力或發(fā)動機工況得到發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。
3.依據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于發(fā)動機安裝在至少有一個由發(fā)動機驅(qū)動的附屬設備的車輛上，其中，當發(fā)動機怠速的時候，第一計算部分基于發(fā)動機摩擦力矩和附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩得到估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩，發(fā)動機摩擦力矩是由于發(fā)動機中產(chǎn)生的摩擦而施加給發(fā)動機的負荷轉(zhuǎn)矩，附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩是由附屬設備施加給發(fā)動機的負荷轉(zhuǎn)矩。
4.依據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于，當發(fā)動機怠速的時候，第二計算部分基于一個預定周期內(nèi)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化和發(fā)動機的轉(zhuǎn)動慣量計算第二轉(zhuǎn)矩平衡。
5.依據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征在于第一計算部分獲取預定周期之前和之后的發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩之間的差，第一計算部分計算得到的兩個值的平均值，作為第一轉(zhuǎn)矩平衡。
6.依據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，當發(fā)動機的怠速受到控制的時候，修正部分基于轉(zhuǎn)矩平衡差修正發(fā)動機動力。
7.依據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其特征在于發(fā)動機安裝在至少有一個由發(fā)動機驅(qū)動的附屬設備的車輛上，其中，當發(fā)動機的怠速受到控制的時候，基于發(fā)動機在目標怠速運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的發(fā)動機摩擦力矩和附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩來控制發(fā)動機動力，發(fā)動機摩擦力矩是由于發(fā)動機中產(chǎn)生的摩擦而施加給發(fā)動機的負荷轉(zhuǎn)矩，附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩是由附屬設備施加給發(fā)動機的負荷轉(zhuǎn)矩。
8.依據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于發(fā)動機安裝在至少有一個由發(fā)動機驅(qū)動的附屬設備、并且動力系連接到發(fā)動機的車輛上，其中，第一計算部分基于發(fā)動機摩擦力矩、附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩和動力系負荷轉(zhuǎn)矩得到估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩，發(fā)動機摩擦力矩是由于發(fā)動機中產(chǎn)生的摩擦而施加給發(fā)動機的負荷轉(zhuǎn)矩，附屬設備負荷轉(zhuǎn)矩是由附屬設備施加給發(fā)動機的負荷轉(zhuǎn)矩，動力系負荷轉(zhuǎn)矩是由動力系施加給發(fā)動機的負荷轉(zhuǎn)矩。
9.依據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于發(fā)動機安裝在有動力系的車輛上，其中，第二計算部分基于一個預定周期內(nèi)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化、發(fā)動機的轉(zhuǎn)動慣量和動力系的轉(zhuǎn)動慣量計算第二轉(zhuǎn)矩平衡。
10.依據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其特征在于第一計算部分獲取預定周期之前和之后的發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩之間的差，第一計算部分計算得到的兩個值的平均值，作為第一轉(zhuǎn)矩平衡。
11.一種控制發(fā)動機動力的方法，其特征在于獲取發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，這是由發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩；獲取估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩，這是施加給發(fā)動機的負荷轉(zhuǎn)矩；計算第一轉(zhuǎn)矩平衡，它代表發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩之間的差；計算第二轉(zhuǎn)矩平衡，它代表發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化；計算第一轉(zhuǎn)矩平衡和第二轉(zhuǎn)矩平衡之間的差，作為轉(zhuǎn)矩平衡差；和基于轉(zhuǎn)矩平衡差修正發(fā)動機動力。
全文摘要
獲取由發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩作為發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe。獲取施加給發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩作為估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩TQf。計算發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩TQe和估算的發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)矩TQf之間的差作為估算的轉(zhuǎn)矩平衡TQx。計算代表發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE變化的轉(zhuǎn)矩作為加速度計算轉(zhuǎn)矩TQy。計算估算的轉(zhuǎn)矩平衡TQx和加速度計算轉(zhuǎn)矩TQy之間的差作為估算的轉(zhuǎn)矩偏差TQc?；诠浪愕霓D(zhuǎn)矩偏差TQc修正發(fā)動機動力。結(jié)果，發(fā)動機動力控制的響應得到提高，而不需要進行現(xiàn)代控制中的建模。
文檔編號F02D29/02GK1673508SQ20051005900
公開日2005年9月28日 申請日期2005年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月24日
發(fā)明者伊藤真洋 申請人:豐田自動車株式會社