專利名稱：用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸轉(zhuǎn)矩平衡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)，且更特定地涉及平衡內(nèi)燃機(jī)氣缸間的轉(zhuǎn)矩。
背景技術(shù)：
在此提供的背景技術(shù)描述僅用于一般地提出本披露的上下文的目 的。發(fā)明人的在此背景部分中描述的工作部分以及說明書的在提交時 不能另外地限定為現(xiàn)有技術(shù)的方面不明確地也不隱含地被認(rèn)為是針對 本披露的現(xiàn)有技術(shù)。
內(nèi)燃機(jī)造成了驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，該驅(qū)動轉(zhuǎn)矩通過曲軸傳遞到傳動系。更 特定地，空氣被抽吸到發(fā)動機(jī)內(nèi)且在發(fā)動機(jī)內(nèi)與燃料混合?？諝夂腿?料混合物在氣缸內(nèi)燃燒以驅(qū)動活塞。活塞驅(qū)動了曲軸，從而生成了驅(qū) 動轉(zhuǎn)矩。
在一些情形中，單獨(dú)的氣缸不產(chǎn)生等量的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。即， 一些氣 缸可能比其他氣缸更弱，從而導(dǎo)致在氣缸間轉(zhuǎn)矩的不平衡。這樣的轉(zhuǎn) 矩不平衡可能在傳動系中生成可覺察到的振動，且如果足夠嚴(yán)重則甚 至導(dǎo)致發(fā)動機(jī)停機(jī)。雖然傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩平衡系統(tǒng)識別且增加了長期弱氣 缸的轉(zhuǎn)矩輸出，但這樣的系統(tǒng)不能考慮到轉(zhuǎn)矩增加且不能平衡所有氣 缸之間的轉(zhuǎn)矩輸出。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模塊包括導(dǎo)數(shù)模塊和氣缸轉(zhuǎn)矩模塊。導(dǎo)數(shù)模塊基 于曲軸的旋轉(zhuǎn)確定了內(nèi)燃機(jī)的第一氣缸的導(dǎo)數(shù)項(xiàng)，且基于導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定
了對于第一氣缸的平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)。氣缸轉(zhuǎn)矩^t塊基于平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定了 第一氣缸的運(yùn)行狀況，基于運(yùn)行狀況調(diào)節(jié)了笫一氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出，且基于運(yùn)行狀況調(diào)節(jié)了第二氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出。
在進(jìn)一步的特征中，氣缸轉(zhuǎn)矩模塊將平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)與最小閾值進(jìn)行 比較且當(dāng)平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)小于最小閾值時確定了第 一 氣缸的運(yùn)行狀況強(qiáng)。 氣缸轉(zhuǎn)矩模塊在第一氣缸強(qiáng)時通過降低笫一氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出而調(diào)整了 第一氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出。
在再進(jìn)一步的特征中，氣缸轉(zhuǎn)矩模塊根據(jù)第 一 氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出的 降低增加了第二氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出。氣缸轉(zhuǎn)矩模塊將第 一 氣缸的轉(zhuǎn)矩輸 出降低了降低轉(zhuǎn)矩量，將第二氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出增加了第 一增加轉(zhuǎn)矩量， 且將第三氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出增加了第二增加轉(zhuǎn)矩量，其中第 一和第二增 加轉(zhuǎn)矩量的總和對應(yīng)于降低的轉(zhuǎn)矩量。
在其他特征中，氣缸轉(zhuǎn)矩模塊將平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)與最大閾值進(jìn)行對比， 且當(dāng)平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)大于最大閾值時確定笫一氣缸的運(yùn)行狀況弱。氣缸轉(zhuǎn) 矩模塊通過在第一氣缸弱時增加第一氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出調(diào)整了第一氣缸 的轉(zhuǎn)矩輸出。
在另外的特征中，氣缸轉(zhuǎn)矩模塊根據(jù)第 一 氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出增加降 低第二氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出。氣缸轉(zhuǎn)矩^t塊將第 一 氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出增加了 增加轉(zhuǎn)矩量，將第二氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出降低了第一降低轉(zhuǎn)矩量，且將第 三氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出降低了第二降低轉(zhuǎn)矩量，其中笫 一和第二降低轉(zhuǎn)矩 量的總和對應(yīng)于增加轉(zhuǎn)矩量。
在再另外的特征中，導(dǎo)數(shù)模塊包括第一導(dǎo)數(shù)模塊和第二導(dǎo)數(shù)模塊。 第 一導(dǎo)數(shù)模塊基于曲軸的旋轉(zhuǎn)確定了第 一導(dǎo)數(shù)項(xiàng)。第二導(dǎo)數(shù)模塊基于 第 一導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定了第二導(dǎo)數(shù)項(xiàng)。導(dǎo)數(shù)模塊基于第 一和第二導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定 了平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)。
在其他特征中，導(dǎo)數(shù)模塊基于對于笫一氣缸確定的笫一導(dǎo)數(shù)項(xiàng)、 對于第一氣缸確定的第二導(dǎo)數(shù)項(xiàng)和對于恢復(fù)氣缸確定的另一個第二導(dǎo) 數(shù)項(xiàng)確定平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)，該恢復(fù)氣缸在點(diǎn)火次序上直接在第一氣缸后。
在再其他的特征中，氣缸轉(zhuǎn)矩模塊基于平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定火花定時，
且通過調(diào)節(jié)火花定時調(diào)整第一氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出。氣缸轉(zhuǎn)矩模塊進(jìn)一步 基于火花對于發(fā)動機(jī)的熱效率的曲線確定了火花定時。氣缸轉(zhuǎn)矩模塊 通過調(diào)整到第 一 氣缸的燃料流量調(diào)整了第 一氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出。
控制轉(zhuǎn)矩的方法包括基于曲軸的旋轉(zhuǎn)確定對于內(nèi)燃機(jī)的第 一 氣缸 的導(dǎo)數(shù)項(xiàng)，基于導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定對于第一氣缸的平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)，基于平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定第 一 氣缸的運(yùn)行狀況，基于運(yùn)行狀況調(diào)整第 一 氣缸的轉(zhuǎn)矩輸 出，和基于運(yùn)行狀況調(diào)整第二氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出。
在另外的特征中，方法進(jìn)一 步包括將平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)與最小閾值對比， 且當(dāng)平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)小于最小閾值時確定第一氣缸的運(yùn)行狀況強(qiáng)。方法進(jìn) 一步包括當(dāng)?shù)谝粴飧讖?qiáng)時通過降低第一氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出調(diào)整第一氣缸 的轉(zhuǎn)矩輸出。方法進(jìn)一 步包括根據(jù)第 一 氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出降低來增加第 二氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出。
在再另 一個特征中，方法進(jìn)一 步包括將第 一 氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出降低 了降低轉(zhuǎn)矩量，將第二氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出增加了第一增加轉(zhuǎn)矩量，且將 第三氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出增加了第二增加轉(zhuǎn)矩量，其中第 一和第二增加轉(zhuǎn) 矩量的總和對應(yīng)于降低轉(zhuǎn)矩量。
在其他特征中，方法進(jìn)一步包括將平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)與最大閾值比較且 當(dāng)平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)大于最大閾值時確定第一氣缸的運(yùn)行狀況弱。方法進(jìn)一 步包括當(dāng)?shù)谝粴飧兹鯐r通過增加第一氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出調(diào)整笫一氣缸的 轉(zhuǎn)矩輸出。方法進(jìn)一 步包括根據(jù)第 一 氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出增加來降低第二 氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出。
在再另一個特征中，方法進(jìn)一 步包括將第 一 氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出增加 了增加轉(zhuǎn)矩量，將第二氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出降低了第一降低轉(zhuǎn)矩量，且將 第三氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出降低了第二降低轉(zhuǎn)矩量，其中第 一和第二降低轉(zhuǎn)
矩量的總和對應(yīng)于增加轉(zhuǎn)矩量。
在另外的特征中，方法進(jìn)一步包括基于曲軸的旋轉(zhuǎn)確定笫 一導(dǎo)數(shù) 項(xiàng)，基于第一導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定第二導(dǎo)數(shù)項(xiàng)，且基于第一和第二導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定 平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)。方法進(jìn)一步包括基于對于第一氣缸確定的第一導(dǎo)數(shù)項(xiàng)、 對于笫一氣缸確定的第二導(dǎo)數(shù)項(xiàng)和對于恢復(fù)氣缸確定的另一個笫二導(dǎo) 數(shù)項(xiàng)確定平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)，該恢復(fù)氣缸在點(diǎn)火次序上直接在第一氣缸后。
在再另外的特征中，方法進(jìn)一步包括基于平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定火花定 時，且通過調(diào)節(jié)火花定時調(diào)整第一氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出。方法進(jìn)一步包括
一步包^通過調(diào)整到第一一 氣缸的燃料流量調(diào)整了第 一 氣缸的轉(zhuǎn)矩輸 出。
可應(yīng)用性的進(jìn)一步的范圍將從在此提供的描述中顯見。應(yīng)理解的 是描述和特定的例子僅意圖于圖示的目的，且不意圖于限制本披露的范圍。


本發(fā)明將從如下詳細(xì)描述和附圖中變得更完全地理解，各圖為 圖1是圖示了典型的車輛的功能方框圖，基于本發(fā)明的氣缸轉(zhuǎn)矩
平衡控制調(diào)節(jié)車輛；
圖2是圖示了對于圖1的典型的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的氣缸的典型的導(dǎo)數(shù) 項(xiàng)幅值的圖表，該導(dǎo)數(shù)項(xiàng)幅值基于本發(fā)明的氣缸轉(zhuǎn)矩平衡控制確定；
圖3是圖示了基于導(dǎo)數(shù)項(xiàng)幅值的氣缸間轉(zhuǎn)矩輸出的主動平衡的圖
表；
圖4A至圖4B是圖示了典型的步驟的流程圖，所述的步驟通過本 發(fā)明的氣缸轉(zhuǎn)矩平衡控制執(zhí)行；和
圖5是圖示了典型的模塊的功能性方框圖，所述的模塊執(zhí)行了本 發(fā)明的氣缸轉(zhuǎn)矩平衡控制。
具體實(shí)施例方式
如下的描述在本質(zhì)上僅是典型的，且不意圖于限制披露、其應(yīng)用 或使用。為清晰的目的，相同的參考數(shù)字將在附圖中用于指示類似的 元件。如在此使用，措辭"A、 B和C的至少一個"應(yīng)解釋為意味著邏 輯(A或B或C)，即使用非排除性"或"邏輯。應(yīng)理解的是方法中的 步驟可以以不同的次序扭J亍而不改變本#皮露的原理。
如在此所使用，術(shù)語模塊指特定用途集成電路(ASIC)，電子電路， 執(zhí)行了一個或多個軟件或固件程序的處理器(共享處理器、專用處理 器或處理器組)和存儲器，組合邏輯電路，和/或提供了所述的功能性 的其他合適的部件。
現(xiàn)在參考圖1,圖中示出了典型的車輛10,車輛10包括驅(qū)動了變 速器14的發(fā)動機(jī)12。變速器14是自動變速器或手動變速器，它通過 相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器或離合器16由發(fā)動機(jī)12驅(qū)動。空氣通過節(jié)氣門13 流入到發(fā)動機(jī)12內(nèi)。發(fā)動機(jī)12包括N個氣缸18。雖然圖l描繪了八 個氣缸(N=8),但認(rèn)識到的是發(fā)動機(jī)12可以包括更多或更少的氣缸 18。例如，構(gòu)思了具有4、 5、 6、 8、 10、 12和16個氣缸的發(fā)動機(jī)。 空氣通過進(jìn)氣歧管20流入到發(fā)動機(jī)12內(nèi)，且與燃料在氣缸18內(nèi)燃燒。燃燒過程往復(fù)地驅(qū)動了氣缸18內(nèi)的活塞(未示出)?；钊D(zhuǎn)地驅(qū)動 了曲軸30以將驅(qū)動轉(zhuǎn)矩提供到動力總成。
控制模塊38與發(fā)動機(jī)12和如在此所述的多種輸入和傳感器通信。 車輛操作者操作了加速器踏板40以調(diào)節(jié)節(jié)氣門13。更特定地，踏板位 置傳感器42生成了踏板位置信號，該信號通信到控制模塊38?？刂颇?塊38基于踏板位置信號生成了節(jié)氣門控制信號。節(jié)氣門促動器(未示 出)基于節(jié)氣門控制信號調(diào)整了節(jié)氣門H以調(diào)節(jié)進(jìn)入發(fā)動機(jī)12的空
氣流動o
車輛操作者操縱制動踏板44以調(diào)節(jié)車輛制動。更特定地，制動位 置傳感器46生成了制動踏板位置信號，該信號通信到控制模塊38?？?制模塊38基于制動踏板位置信號生成了制動控制信號。制動系統(tǒng)(未 示出)基于制動控制信號調(diào)整車輛制動，以調(diào)節(jié)車輛速度。進(jìn)氣歧管 絕對壓力(MAP)傳感器50基于進(jìn)氣歧管20的壓力生成了信號。節(jié) 氣門位置傳感器(TPS) 52基于節(jié)氣門位置生成信號。
曲軸旋轉(zhuǎn)傳感器48基于曲軸30的旋轉(zhuǎn)生成了信號，該信號可以 用于計算發(fā)動機(jī)速度。更特定地，發(fā)動才幾包括曲軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(未示出)， 曲軸旋轉(zhuǎn)傳感器48響應(yīng)于該機(jī)構(gòu)。在一個例子中，曲軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括 帶齒的輪，該輪被固定以用于與曲軸30—起旋轉(zhuǎn)。曲軸旋轉(zhuǎn)傳感器48 響應(yīng)于齒的上升沿和下降沿。典型的帶齒的輪包括58個齒，這些齒均 等地圍繞輪的圓周分開，除了在一個位置處缺少兩個齒以提供間隙。 因此，間隙大致占曲軸旋轉(zhuǎn)的12°且每個齒占曲軸旋轉(zhuǎn)的大約6° 。 控制才莫塊38基于通過預(yù)先確定的齒數(shù)的時間確定了發(fā)動機(jī)RPM。
本發(fā)明的氣缸轉(zhuǎn)矩平衡控制基于曲軸的旋轉(zhuǎn)識別了弱氣缸。此外， 氣缸轉(zhuǎn)矩控制基于曲軸的旋轉(zhuǎn)識別了強(qiáng)氣缸。本發(fā)明的氣缸轉(zhuǎn)矩平衡
控制在氣缸之間平衡了氣缸轉(zhuǎn)矩輸出。更特定地，氣缸轉(zhuǎn)矩平衡控制 監(jiān)測了由曲軸旋轉(zhuǎn)傳感器48生成的曲軸信號。在特定的氣缸的膨脹行 程期間曲軸30旋轉(zhuǎn)預(yù)先確定的角度(例如90° )所需要的時間作為tcs提供。
計算了對于每個氣缸的平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)(DTavg)。 DTavg基于第一和 第二曲軸速度導(dǎo)數(shù)FD和SD分別計算。更特定地，F(xiàn)D對于纟皮監(jiān)測的 氣缸k-l確定且標(biāo)為FDk.,。如在此所4吏用，k是恢復(fù)氣缸，該氣缸在 被監(jiān)測的氣缸k-l后點(diǎn)火(即恢復(fù)氣缸在點(diǎn)火次序上在被監(jiān)測的氣缸后)。對于恢復(fù)氣缸(即當(dāng)前點(diǎn)火的氣缸)和被監(jiān)測的氣缸確定SD, 它們分別作為SDk和SDk.!提供。對于特定的氣缸的導(dǎo)數(shù)項(xiàng)(DT)在 數(shù)個發(fā)動機(jī)循環(huán)內(nèi)采樣且DTAVG確定為其平均值。
如果特定氣缸的dtavg超過了閾值(DTTHR),則氣缸被視為弱。 因此，特定氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出(TQk)被增加。同時，另一個氣缸或其他 氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出相應(yīng)地降低。即，如果弱氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出增加XNm, 則另一個氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出降低XNm。替代地，多個其他氣缸的每個的 轉(zhuǎn)矩輸出可以降低，因此總轉(zhuǎn)矩輸出降低等于XNm。
在本發(fā)明的另一個方面中，氣缸轉(zhuǎn)矩平衡控制可以主動地相對于 總轉(zhuǎn)矩輸出在氣缸間平衡每個氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出。更特定地，對于每個 氣缸，氣缸轉(zhuǎn)矩平衡控制監(jiān)測了 dtavg,且增加或降低了單獨(dú)氣缸的轉(zhuǎn) 矩輸出以在氣缸間平衡DTAVG。 DTavg可以被平衡，使得它對于所有氣 缸大致上相等。替代地，DTavg可以被平衡，使得每個dtavg在預(yù)先確 定的范圍內(nèi)。即，DTAVG在限定在預(yù)先確定的最小DT (DTMIN)和預(yù) 先確定的最大DT ( DTMAX )之間的范圍內(nèi)。在DTMIN和DTMAX之間的 范圍可以稱為死帶區(qū)域。
氣缸轉(zhuǎn)矩平衡控制基于對于每個氣缸的DTavg與DTmn和DTmax 的對比確定了對于單獨(dú)的氣缸的每個的運(yùn)行狀況。僅作為例子，如果 特定的氣缸的DTavg在死帶區(qū)域內(nèi)(即DTMIN<DTAVG<DTMAX),則特 定的氣缸(k-1 )可能待生成合適的量的轉(zhuǎn)矩。因此，特定的氣缸的轉(zhuǎn) 矩輸出TQw可能維持在當(dāng)前水平(即，不增加也不減少)。
如果特定的氣缸的D丁Avo超過了 DTMAX,則氣缸可以祐L碎見為弱， 且氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出TQw增加。同時，另一個氣缸或其他氣缸的轉(zhuǎn)矩輸 出可以相應(yīng)地降低。僅作為例子，氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出TQk和TQw可以基 于氣缸TQk—i的轉(zhuǎn)矩輸出增加而降低。
如果氣缸(k-1)的DTavg小于DTMIN,則氣缸可以祐j見為強(qiáng)，且 氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出TQw可以降低。同時，另一個氣缸或其他氣缸的轉(zhuǎn)矩 輸出相應(yīng)地增加。僅作為例子，氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出TQk和TQm可以基于 氣缸TQw的轉(zhuǎn)矩輸出降低而增加。
單獨(dú)氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出可以通過調(diào)整單獨(dú)的氣缸的火花定時來調(diào) 整。更特定地，火花定時可以延遲或提前，以分別減少和增加特定氣 缸的轉(zhuǎn)矩輸出。對于特定的氣缸，可以實(shí)施火花對于熱效率曲線的關(guān)系以確定火花調(diào)整來實(shí)現(xiàn)希望的轉(zhuǎn)矩調(diào)整。如果發(fā)動機(jī)的火花定時與 熱效率的關(guān)系陡，則純火花修正將作為基本火花定時的函數(shù)改變輸送
轉(zhuǎn)矩。例如，轉(zhuǎn)矩對于火花定時的斜率與15°定時相比在8°基本火 花定時處不同。在柴油發(fā)動機(jī)的情況中，轉(zhuǎn)矩輸出可以通過調(diào)整到特 定氣缸的燃料供給調(diào)節(jié)，以此燃料與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系用于確定要求的燃料 調(diào)整以實(shí)現(xiàn)希望的轉(zhuǎn)矩改變。
現(xiàn)在參考圖2,圖2中的圖表圖示了對于8缸發(fā)動機(jī)內(nèi)的氣缸的典 型的DTavg殘。應(yīng)注意的是氣缸序數(shù)(CN)沿x軸以它們的點(diǎn)火次序 列出。例如，如果CN6是當(dāng)前被監(jiān)測的氣缸k-l, CN2是先前點(diǎn)火的 氣缸k-2，且CN5是下一個點(diǎn)火的或恢復(fù)的氣缸k。如所圖示，對于 CN6的DTAve超過了 DTMAX。因此，CN6的轉(zhuǎn)矩輸出增加且相應(yīng)的氣 缸或多個氣缸(即在點(diǎn)火次序上鄰近的氣缸或多個氣缸)的轉(zhuǎn)矩輸出 相應(yīng)地在隨后的發(fā)動機(jī)循環(huán)期間降低。例如，CN2或CN5的轉(zhuǎn)矩輸出 可以降低。替代地，CN2和CN5的總轉(zhuǎn)矩輸出可以降低。在此情況中， CN2的轉(zhuǎn)矩輸出可以降低大于CN5的轉(zhuǎn)矩輸出的量，因?yàn)閷τ贑N5 的DTavg更大。
此外，如果CN5是當(dāng)前監(jiān)測的氣缸k-l，則CN6是前一個點(diǎn)火的 氣缸k-2，且CN4是下一個點(diǎn)火的或恢復(fù)的氣缸k。如所圖示，對于 CN5的DTavc^氏于DTmax。因此，CN5的轉(zhuǎn)矩輸出降^氐且相應(yīng)的氣缸 或多個氣缸(即在點(diǎn)火次序上鄰近的氣缸或多個氣缸)的轉(zhuǎn)矩輸出相 應(yīng)地在隨后的發(fā)動機(jī)循環(huán)期間增加。例如，CN6或CN4的轉(zhuǎn)矩輸出可 以增加。替代地，CN6和CN4的總轉(zhuǎn)矩輸出可以增加。在此情況中， CN6的轉(zhuǎn)矩輸出可以增加大于CN4的轉(zhuǎn)矩輸出的量，因?yàn)閷τ贑N4 的DTavg更大。
現(xiàn)在參考圖3，圖的圖表圖示了氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出相對于氣缸間的總 轉(zhuǎn)矩輸出的主動平衡。如所圖示，對于每個氣缸的DTavg被平衡，使 得其在限定在DTmw和DTMAx之間的死帶區(qū)域內(nèi)。DTmax被建立以足 夠地低于DTthr。
現(xiàn)在參考圖4A，將詳細(xì)描述由氣缸轉(zhuǎn)矩平衡控制執(zhí)行的典型的步 驟。在步驟400中，控制監(jiān)測了對于恢復(fù)氣缸的tcsk。在步驟402和 404中，控制分別確定了 FDk和SDk。在步驟406中，控制基于SDk, SDw和FDk_i確定了 DTk-!(即，對于監(jiān)測的氣缸)。SDk-i和SDk-從緩
12沖器提供且在前一個迭代中確定。在步驟408中，控制基于DTw確定 了 DTavgw (即對于監(jiān)測的氣缸k-l的DTAVG)。
在步驟410中，控制確定DTAVGw (即對于當(dāng)前點(diǎn)火的氣缸)是否 超過DTTHR。如果DTavgw沒有超過了 DTthr,則控制結(jié)束。如果 DTAVGw超過了 DTthr,則在步驟412中在被監(jiān)測的氣缸k-l的下一次 點(diǎn)火情況期間控制基于DTAVGw增加了 TQw。在步驟414中，控制對 于先前點(diǎn)火的氣缸k-2和恢復(fù)的氣缸k的任一個或兩個基于到TQw的 增加而增加了TQ,且控制結(jié)束。
現(xiàn)在參考圖4B,將詳細(xì)描述由氣缸轉(zhuǎn)矩平衡控制執(zhí)行的典型的步 驟。圖4B的典型的氣缸轉(zhuǎn)矩平衡控制執(zhí)行圖4A的步驟400至408。 然后，在步驟450中，控制確定DTAVGw (即對于被監(jiān)測的氣缸)是否 超過DTMAx。如果DTAVGw不超過DTMAx,則控制在步驟452中繼續(xù)。
如果DTavgw超近DTmax,則控制在步驟454中在對于被監(jiān)測的 氣缸k-l的下一次點(diǎn)火情況期間基于DTAVGw增加了 TQk小在步驟456 中，控制可以對于先前點(diǎn)火的氣缸k-2和恢復(fù)的氣缸的任一個或兩個基 于到TQw的增加而降低了 TQ,且控制結(jié)束。
在步驟452中，控制確定DTavgw (即，對于被監(jiān)測的氣缸)是否 小于DTmin。如果DTavgw小于DTmin,則控制在步驟458中繼續(xù)。如 果DTavgw不小于DTMIN,則控制結(jié)束。因?yàn)镈Tavgw在死帶區(qū)域內(nèi)(即 DTMw〈DTAVGk-卜DTMAx)所以控制結(jié)束。在步驟458中，控制在對于 被監(jiān)測的氣缸k-l的下一個點(diǎn)火情況期間基于DTavgw降低了 TQw。 在步驟460中，控制可以對于先前點(diǎn)火的氣缸k-2和恢復(fù)氣缸k的任一 個或兩個基于到TQw的降低而增加TQ?？刂迫缓蠼Y(jié)束。
現(xiàn)在參考圖5,將詳細(xì)描述執(zhí)行了氣缸轉(zhuǎn)矩平衡控制的典型的模 塊。典型的模塊包括第一導(dǎo)數(shù)模塊500和第二導(dǎo)數(shù)模塊502,最大值模 塊504和最小值模塊506，緩沖模塊508、 510,增益模塊512、 514、 516，加法器518,最大值模塊520和氣缸轉(zhuǎn)矩模塊522。第一導(dǎo)數(shù)模 塊500接收tcsk且基于tcsk確定了 FDk。 FDk輸出到第二導(dǎo)數(shù)模塊502 和最大值模塊504。第二導(dǎo)數(shù)模塊502基于FDk確定了 SDk且將SDk 輸出到最小值模塊506和緩沖模塊508。
最大值模塊504鉗位了 FDk且最小值模塊506鉗位了 SDk以最小 化噪聲。緩沖模塊508、 510將SDw和FDw分別輸出到增益模塊512、516,且最小值模塊506將SDk輸出到增益模塊514。增益模塊512、 514、 516將SDk小SDk和FDw與各增益A、 B和C相乘。增益可以 用于調(diào)整特定的導(dǎo)數(shù)(即SDw、 SDk和FDk.。的影響或權(quán)重，或關(guān)閉 導(dǎo)數(shù)(例如，將增益設(shè)定為0)。
加法器518將FDw和SD^相加且減去SDk以提供DTw。 DTk—丄 輸出到最大值模塊520，最大值模塊520鉗位了 DTw以最小化噪聲。 DTw輸出到氣缸轉(zhuǎn)矩模塊522,氣缸轉(zhuǎn)矩模塊522對于每個氣缸計算 了 DTAVG且生成了控制信號以調(diào)節(jié)單獨(dú)氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出。
本領(lǐng)域一般技術(shù)人員現(xiàn)在可以從前述描述認(rèn)識到本發(fā)明的廣泛的 教示可以以多種形式實(shí)施。因此，雖然此發(fā)明已結(jié)合其特定的例子描 述，但發(fā)明的范圍不應(yīng)限制于此，因?yàn)樵谘凶x了附圖、說明書和如下 的權(quán)利要求書時，其他修改對于一般技術(shù)人員將變得顯見。
權(quán)利要求
1. 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模塊，包括導(dǎo)數(shù)模塊，所述的導(dǎo)數(shù)模塊基于曲軸的旋轉(zhuǎn)確定了內(nèi)燃機(jī)的第一氣缸的導(dǎo)數(shù)項(xiàng)，且基于所述的導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定了對于所述的第一氣缸的平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)；和氣缸轉(zhuǎn)矩模塊，所述的氣缸轉(zhuǎn)矩模塊基于所述的平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定了所述的第一氣缸的運(yùn)行狀況，基于所述的運(yùn)行狀況調(diào)節(jié)了所述的第一氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出，且基于所述的運(yùn)行狀況調(diào)節(jié)了第二氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模塊，其中所述的氣缸 轉(zhuǎn)矩模塊將所述的平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)與最小閾值進(jìn)行比較，且當(dāng)所述的平均 導(dǎo)數(shù)項(xiàng)小于所述的最小閾值時確定了所述的第一氣缸的所述的運(yùn)行條 件強(qiáng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模塊，其中所述的氣缸 轉(zhuǎn)矩模塊在所述的第一氣缸強(qiáng)時通過降低所述的第一氣缸的所述的轉(zhuǎn) 矩輸出而調(diào)整了所述的第 一氣缸的所述的轉(zhuǎn)矩輸出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模塊，其中所述的氣缸 轉(zhuǎn)矩模塊根據(jù)所述的第 一氣缸的所述的轉(zhuǎn)矩輸出的降低增加了所述的 第二氣缸的所述的轉(zhuǎn)矩輸出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模塊，其中所述的氣缸 轉(zhuǎn)矩模塊將所述的第 一 氣缸的所述的轉(zhuǎn)矩輸出降低了降低轉(zhuǎn)矩量，將 所述的第二氣缸的所述的轉(zhuǎn)矩輸出增加了第一增加轉(zhuǎn)矩量，且將第三 氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出增加了第二增加轉(zhuǎn)矩量，其中所述的第一和第二增加轉(zhuǎn)矩量的總和對應(yīng)于所述的降低轉(zhuǎn)矩量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模塊，其中所述的氣缸 轉(zhuǎn)矩模塊將所述的平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)與最大閾值進(jìn)行對比，且當(dāng)所述的平均 導(dǎo)數(shù)項(xiàng)大于所述的最大閾值時確定所述的第一氣缸的所述的運(yùn)行狀況弱。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模塊，其中所述的氣缸 轉(zhuǎn)矩模塊通過在所述的第一氣缸弱時增加所述的第一氣缸的所述的轉(zhuǎn) 矩輸出調(diào)整了所述的第 一 氣缸的所述的轉(zhuǎn)矩輸出。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模塊，其中所述的氣缸轉(zhuǎn)矩模塊根據(jù)所述的第 一 氣缸的所述的轉(zhuǎn)矩輸出增加降低所述的第二 氣缸的所述的轉(zhuǎn)矩輸出。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模塊，其中所述的氣缸 轉(zhuǎn)矩模塊將所述的第 一氣缸的所述的轉(zhuǎn)矩輸出增加了增加轉(zhuǎn)矩量，將 所述的第二氣缸的所述的轉(zhuǎn)矩輸出降低了第 一降低轉(zhuǎn)矩量，且將第三 氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出降低了第二轉(zhuǎn)矩降低量，其中所述的第 一和第二降低 轉(zhuǎn)矩量的總和對應(yīng)于所述的增加轉(zhuǎn)矩量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模塊，其中所述的導(dǎo)數(shù) 模塊包括第一導(dǎo)數(shù)模塊，所述的第一導(dǎo)數(shù)模塊基于所述的曲軸的所述的旋 轉(zhuǎn)確定了第一導(dǎo)數(shù)項(xiàng)；和第二導(dǎo)數(shù)模塊，所述的第二導(dǎo)數(shù)模塊基于所述的第一導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定 了第二導(dǎo)數(shù)項(xiàng)；其中所述的導(dǎo)數(shù)模塊基于所述的第一和第二導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定了所述的 平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模塊，其中所述的導(dǎo)數(shù) 模塊基于對于所述的第一氣缸確定的第一導(dǎo)數(shù)項(xiàng)、對于所述的第一氣 缸確定的笫二導(dǎo)數(shù)項(xiàng)和對于恢復(fù)氣缸確定的另一個第二導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定所 述的平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)，所迷的恢復(fù)氣缸在點(diǎn)火次序上直接在所迷的第一氣 缸后。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模塊，其中所述的氣缸 轉(zhuǎn)矩模塊基于所述的平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定火花定時，且通過調(diào)節(jié)所述的火 花定時調(diào)整所述的第 一氣缸的所述的轉(zhuǎn)矩輸出。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模塊，其中所述的氣所述的火花定時。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模塊，其中所述的氣缸轉(zhuǎn)矩模塊通過調(diào)整到所述的第一氣缸的燃料流量調(diào)整了所述的第一氣 缸的所述的轉(zhuǎn)矩輸出。
15. 控制轉(zhuǎn)矩的方法，包4舌基于曲軸的旋轉(zhuǎn)確定對于內(nèi)燃機(jī)的第 一氣缸的導(dǎo)數(shù)項(xiàng)； 基于所述的導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定對于所述的第一氣缸的平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)；基于所述的平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定所述的第一氣缸的運(yùn)行狀況； 基于所述的運(yùn)行狀況調(diào)整所述的第 一 氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出；和 基于所述的運(yùn)行狀況調(diào)整第二氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括 將所述的平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)與最小閾值對比；和當(dāng)所述的平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)小于所述的最小閾值時確定所述的第一氣缸 的所述的運(yùn)行狀況強(qiáng)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)所述的第一氣缸 強(qiáng)時通過降低所述的笫一氣缸的所述的轉(zhuǎn)矩輸出調(diào)整所述的笫一氣缸 的所述的轉(zhuǎn)矩輸出。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括根據(jù)所述的第一氣 缸的所述的轉(zhuǎn)矩輸出降低來增加所述的第二氣缸的所述的轉(zhuǎn)矩輸出。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括 將所述的第一氣缸的所述的轉(zhuǎn)矩輸出降低了降低轉(zhuǎn)矩量；將所述的第二氣缸的所述的轉(zhuǎn)矩輸出增加了第 一 增加轉(zhuǎn)矩量；和將笫三氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出增加了第二增加轉(zhuǎn)矩量，其中所述的第 一和第二增加轉(zhuǎn)矩量的總和對應(yīng)于所述的降低轉(zhuǎn)矩量。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括 將所述的平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)與最大閾值比較；和當(dāng)所述的平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)大于所述的最大閾值時確定所述的第一氣缸 的所述的運(yùn)行狀況弱。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)所述的第一氣缸 弱時通過增加所述的第 一氣缸的所述的轉(zhuǎn)矩輸出調(diào)整所述的第 一氣缸 的所述的轉(zhuǎn)矩輸出。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，進(jìn)一步包括根據(jù)所述的第一氣 缸的所述的轉(zhuǎn)矩輸出增加來降低所述的第二氣缸的所述的轉(zhuǎn)矩輸出。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括將所述的第 一 氣缸的所述的轉(zhuǎn)矩輸出增加了增加轉(zhuǎn)矩量；將所述的第二氣缸的所述的轉(zhuǎn)矩輸出降低了第 一 降低轉(zhuǎn)矩量；和將第三氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出降低了第二降低轉(zhuǎn)矩量，其中所述的第 一 和第二降低轉(zhuǎn)矩量的總和對應(yīng)于所述的增加轉(zhuǎn)矩
24. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括 基于所述的曲軸的所迷的旋轉(zhuǎn)確定第 一 導(dǎo)數(shù)項(xiàng)； 基于所述的第一導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定第二導(dǎo)數(shù)項(xiàng)；和 基于所述的第一和第二導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定所述的平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括基于對于所述的第 一氣缸確定的第一導(dǎo)數(shù)項(xiàng)、對于所述的第一氣缸確定的第二導(dǎo)數(shù)項(xiàng)和 對于恢復(fù)氣缸確定的另一個第二導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定所述的平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)，所述 的恢復(fù)氣缸在點(diǎn)火次序上直接在所述的第一氣缸后。
26. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括 基于所述的平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定火花定時；和通過調(diào)節(jié)所述的火花定時調(diào)整所述的第 一氣缸的所述轉(zhuǎn)矩輸出。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，進(jìn)一步包括進(jìn)一步基于火花對
28.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括通過調(diào)整到所述的 第 一氣缸的燃料流量調(diào)整了所述的第 一 氣缸的所述的轉(zhuǎn)矩輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)的氣缸轉(zhuǎn)矩平衡。一種發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模塊，包括導(dǎo)數(shù)模塊和氣缸轉(zhuǎn)矩模塊。導(dǎo)數(shù)模塊基于曲軸的旋轉(zhuǎn)確定了內(nèi)燃機(jī)的第一氣缸的導(dǎo)數(shù)項(xiàng)，且基于導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定了對于第一氣缸的平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)。氣缸控制模塊氣缸轉(zhuǎn)矩模塊基于平均導(dǎo)數(shù)項(xiàng)確定了第一氣缸的運(yùn)行狀況，基于運(yùn)行狀況調(diào)節(jié)了第一氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出，且基于運(yùn)行狀況調(diào)節(jié)了第二氣缸的轉(zhuǎn)矩輸出。
文檔編號F02D17/00GK101503978SQ200810215949
公開日2009年8月12日 申請日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月7日
發(fā)明者D·R·維爾納, D·S·馬修斯, K·A·布蘭迪諾, K·C·王, K·J·布斯勒普, R·D·沙夫托, R·J·圭爾德, T·R·舒普 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司