專(zhuān)利名稱(chēng)：控制發(fā)動(dòng)機(jī)的方法
控制發(fā)動(dòng)機(jī)的方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方法。背景技術(shù)：
近年來(lái)，已通過(guò)減小發(fā)動(dòng)機(jī)排量并增加發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍而改善了發(fā)動(dòng)機(jī)燃料經(jīng) 濟(jì)性。具體地，對(duì)較小的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行增壓以提供較大但效率較低的發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，同時(shí)通過(guò) 減少發(fā)動(dòng)機(jī)中泵送空氣通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的損失(泵氣損失，pumping losses)來(lái)增加燃料經(jīng)濟(jì) 性。此外，通過(guò)將燃料直接噴射入增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，可進(jìn)一步改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能，因?yàn)槿剂现苯訃?射有助于冷卻充氣，從而允許額外的空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。然而，增壓以及將燃料直接噴射 至汽缸也會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)溫度以高于常見(jiàn)吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的速度上升。特別地，因?yàn)楦嗟某?氣被引入汽缸以及因?yàn)槌叽鐪p小的發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)具有較少的汽缸，汽缸溫度可能迅速上升并將 額外的熱量排至發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)。由于這種發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的上升速度高于自然吸氣進(jìn)氣道燃 料噴射發(fā)動(dòng)機(jī)溫度，可能更加難以在發(fā)出扭矩要求時(shí)保持發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低于所需水平。這樣， 可以實(shí)現(xiàn)增加的發(fā)動(dòng)機(jī)性能和燃料經(jīng)濟(jì)性，但增加的發(fā)動(dòng)機(jī)性能可能使發(fā)動(dòng)機(jī)遭受以高于 所需溫度運(yùn)轉(zhuǎn)的可能性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種提供發(fā)動(dòng)機(jī)性能和燃料經(jīng)濟(jì)性同時(shí)降低將發(fā)動(dòng) 機(jī)加熱至高于所需溫度的可能性的方法。具體地，發(fā)明人已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種控制發(fā)動(dòng)機(jī)的方 法，包含當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度小于第一閾值時(shí)限制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度小于第一量；當(dāng)所述發(fā) 動(dòng)機(jī)溫度超過(guò)第一閾值時(shí)限制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度小于第二量，所述第二量小于所述第一量。根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種控制發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，包含當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度小于第一閾值 溫度時(shí)，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)控制參數(shù)使得發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度小于第一量；以及當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高 于第二閾值溫度時(shí)，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)控制參數(shù)使得發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度小于第二量，其中第二量小于第一量。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該方法還包含根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變第二量。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該方法還包含當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高于第二閾值溫度時(shí)限制 變速器的換檔。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)換檔后的轉(zhuǎn)速將超過(guò)閾值時(shí)上述限制禁止變 速器降檔。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該方法還包含當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高于第二閾值溫度且發(fā)動(dòng) 機(jī)負(fù)載超過(guò)閾值時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸的空氣燃料混合物富化。根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種控制發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)，包含渦輪增壓器；至少一個(gè)可調(diào) 節(jié)凸輪軸；用于將燃料噴射入發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸的直接噴射器；連接至所述發(fā)動(dòng)機(jī)的 自動(dòng)變速器；控制器，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度小于第一閾值溫度時(shí)控制器運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)使得發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度小于第一量，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度超過(guò)第一閾值溫度時(shí)控制器運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)使得發(fā)動(dòng)機(jī) 溫度改變速度小于或等于第二量(第二量小于第一量)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度超過(guò)第一閾值溫度 時(shí)控制器限制渦輪增壓器的增壓，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度超過(guò)第一閾值溫度時(shí)控制器調(diào)節(jié)至少一個(gè) 可調(diào)節(jié)凸輪軸的位置，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度超過(guò)第一閾值溫度時(shí)控制器調(diào)節(jié)通過(guò)直接噴射器噴射 的燃料量，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度超過(guò)第一閾值溫度時(shí)控制器調(diào)節(jié)自動(dòng)變速器的換檔。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述調(diào)節(jié)自動(dòng)變速器的換檔包括限制變速器的降檔。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通過(guò)在換檔后的發(fā)動(dòng)機(jī)校準(zhǔn)的轉(zhuǎn)速將超過(guò)閾值水平時(shí) 禁止降檔來(lái)限制降檔。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，調(diào)節(jié)至少一個(gè)可調(diào)節(jié)凸輪軸的位置包含延遲該至少一 個(gè)可調(diào)節(jié)凸輪軸的正時(shí)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該系統(tǒng)還包含當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)超過(guò)第一閾值時(shí)調(diào)節(jié)節(jié)氣門(mén)位置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述至少一個(gè)可調(diào)節(jié)凸輪軸為進(jìn)氣凸輪軸。通過(guò)相關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)，可保持具有較寬動(dòng) 態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍的發(fā)動(dòng)機(jī)的性能同時(shí)降低運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)高于所需溫度的可能性。例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī) 以低負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)且發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)具有多余的冷卻能力時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)可間歇地以滿(mǎn)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)而 不限制發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載能力或功率輸出。另一方面，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以較高負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)較長(zhǎng)時(shí)間段時(shí)，在 要求發(fā)動(dòng)機(jī)滿(mǎn)功率的階段期間可將發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載能力或功率輸出降低至小于發(fā)動(dòng)機(jī)滿(mǎn)功率 的程度。另外，為了進(jìn)一步改善發(fā)動(dòng)機(jī)溫度控制，較高發(fā)動(dòng)機(jī)溫度狀況期間發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出 的降低可與發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度相關(guān)(例如成比例)。這樣，當(dāng)要求發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩時(shí)可控制發(fā) 動(dòng)機(jī)功率輸出使得運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)高于所述溫度的可能性較低。本發(fā)明可提供多種優(yōu)點(diǎn)。例如，本發(fā)明的方法可降低發(fā)動(dòng)機(jī)劣化的可能性，同時(shí)發(fā) 動(dòng)機(jī)提供了所需水平的性能。此外，本方法可允許發(fā)動(dòng)機(jī)制造商提供合適的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻而 不必使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)過(guò)大。此外，本方法可在冷卻系統(tǒng)具有多余冷卻能力時(shí)提供滿(mǎn)功率 輸出。另外，本方法還可在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)以較高利用量運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)限制發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出。單獨(dú)或結(jié)合附圖閱讀下文的具體實(shí)施方式
，本發(fā)明的上述及其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變 得顯而易見(jiàn)。應(yīng)理解，上述發(fā)明內(nèi)容提供用于以簡(jiǎn)化形式引入一系列原理，其將在具體實(shí)施方 式中進(jìn)一步進(jìn)行描述。其并非意味著指出所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或?qū)嵸|(zhì)特征，所要求保 護(hù)的主題的范圍僅由權(quán)利要求限定。另外，所要求保護(hù)的主題并未限定于解決上文或本說(shuō) 明書(shū)中任意部分所提到的缺點(diǎn)的實(shí)施方案。
圖1顯示了渦輪增壓汽油直接噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的示例性實(shí)施例的示意圖。圖2顯示了控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的流程圖。圖3顯示了用于調(diào)節(jié)汽缸氣流的氣流控制方法的流程圖。圖4顯示了將圖2的方法應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的示例信號(hào)的圖表。
具體實(shí)施方式圖1顯示了示例發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的示意圖，包括多缸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)110和兩個(gè)渦輪 增壓器120、130。作為非限定示例，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可作為乘用車(chē)輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一部分。發(fā) 動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可通過(guò)進(jìn)氣道140接收進(jìn)氣。進(jìn)氣道140可包括空氣濾清器156。至少一部 分進(jìn)氣(MAF_1)可通過(guò)142處所指示的進(jìn)氣道140第一分支被引導(dǎo)至渦輪增壓器120的壓 縮機(jī)122，且至少一部分進(jìn)氣(MAFJ)可通過(guò)144處所指示的進(jìn)氣道140第二分支被引導(dǎo)至 渦輪增壓器130的壓縮機(jī)132。總進(jìn)氣第一部分(MAF_1)可通過(guò)壓縮機(jī)122被壓縮，在該處其可通過(guò)進(jìn)氣道146 被供應(yīng)至進(jìn)氣歧管160。這樣，進(jìn)氣道142和146形成發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的第一分支。類(lèi)似 地，總進(jìn)氣第二部分(MAFJ)可通過(guò)壓縮機(jī)132被壓縮，在該處其可通過(guò)進(jìn)氣道148被供應(yīng) 至進(jìn)氣歧管160。這樣，進(jìn)氣道144和148形成發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的第二分支。如圖1所示， 來(lái)自進(jìn)氣道146、148的進(jìn)氣可在到達(dá)進(jìn)氣歧管160之前通過(guò)共用進(jìn)氣道149重新結(jié)合，在 該處可將進(jìn)氣提供給發(fā)動(dòng)機(jī)。在一些示例中，進(jìn)氣歧管160可包括進(jìn)氣歧管壓力傳感器182 和/或進(jìn)氣歧管溫度傳感器183，其均與控制系統(tǒng)190相通信。進(jìn)氣道149可包括空氣冷 卻器154和/或節(jié)氣門(mén)158?？刂葡到y(tǒng)可通過(guò)通信地連接至控制系統(tǒng)190的節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器 157調(diào)節(jié)節(jié)氣門(mén)的位置。如圖1中所示，可設(shè)置防喘振閥152用于選擇性地通過(guò)旁通道150 旁通渦輪增壓器120、130的壓縮機(jī)部分。例如，當(dāng)壓縮器上游的進(jìn)氣壓力達(dá)到閾值時(shí)可打 開(kāi)防喘振閥152以使得氣流能夠穿過(guò)旁通道150。發(fā)動(dòng)機(jī)110可包括多個(gè)汽缸，其中的兩個(gè)在圖1中顯示為20A、20B。應(yīng)注意，在一些 示例中發(fā)動(dòng)機(jī)110可包括多于兩個(gè)汽缸，例如4個(gè)、5個(gè)、6個(gè)、8個(gè)、10個(gè)或更多汽缸。多個(gè)汽 缸可平均分開(kāi)并以V型配置與汽缸20A、20B中的一個(gè)對(duì)齊設(shè)置。在一些示例中汽缸20A、20B 及其它發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸可以相同并包括相同的組件。同樣，僅詳細(xì)描述汽缸20A。汽缸20A包括 由燃燒室壁24A形成的燃燒室22A?；钊?0A設(shè)置在燃燒室22A中并通過(guò)曲柄32A連接至曲 軸；34。曲軸；34可包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器181，其確定曲軸；34的旋轉(zhuǎn)速度。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感 器181可與控制系統(tǒng)190通信以能夠確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。汽缸20A可包括火花塞70A用于向燃 燒室22A傳輸點(diǎn)火火花。然而在一些示例中，例如發(fā)動(dòng)機(jī)110配置為通過(guò)壓縮點(diǎn)火提供燃燒 的情況下，可省略火花塞70A。燃燒室22A可包括燃料噴射器60A，其在本示例中配置為基于 進(jìn)氣道的燃料噴射器。然而，在其它示例中，燃料噴射器60A可配置為缸內(nèi)直接噴射器。汽缸20A可進(jìn)一步包括至少一個(gè)通過(guò)進(jìn)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器42A驅(qū)動(dòng)的進(jìn)氣門(mén)40A和至少 一個(gè)通過(guò)排氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器52A驅(qū)動(dòng)的排氣門(mén)50A。汽缸20A可包括兩個(gè)或更多進(jìn)氣門(mén)和/或 兩個(gè)或更多排氣門(mén)以及相關(guān)聯(lián)的氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器。在本特定示例中，驅(qū)動(dòng)器42A和52A配置為凸 輪驅(qū)動(dòng)器，然而在其它示例中，可利用電磁氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器(EVA)。進(jìn)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器42A可運(yùn)轉(zhuǎn)用 于打開(kāi)并關(guān)閉進(jìn)氣門(mén)40A以允許進(jìn)氣通過(guò)與進(jìn)氣歧管160相連通的進(jìn)氣道162進(jìn)入燃燒室 22A。類(lèi)似地，排氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器52A可運(yùn)轉(zhuǎn)用于打開(kāi)并關(guān)閉排氣門(mén)50A以將燃燒產(chǎn)物從燃燒室 22A排入排氣道166。這樣，可通過(guò)進(jìn)氣道162將進(jìn)氣供應(yīng)至燃燒室22k并通過(guò)排氣道166 將燃燒產(chǎn)物從燃燒室22A排出。應(yīng)了解，汽缸20B或發(fā)動(dòng)機(jī)110的其它汽缸可包括與上述汽缸20A相同或相似的 組件。這樣，可通過(guò)進(jìn)氣道164將進(jìn)氣供應(yīng)至燃燒室22B并通過(guò)排氣道168將燃燒產(chǎn)物從 燃燒室22B排出。請(qǐng)注意，在一些示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)110的第一組汽缸(包括汽缸20A以及其它汽缸)可通過(guò)共用排氣道166排出燃燒產(chǎn)物，而發(fā)動(dòng)機(jī)110的第二組汽缸(包括汽缸20B 以及其它汽缸)可通過(guò)共用排氣道168排出燃燒產(chǎn)物。發(fā)動(dòng)機(jī)110通過(guò)排氣道166排出的燃燒產(chǎn)物可被引導(dǎo)穿過(guò)渦輪增壓器120的排氣 渦輪124，其相應(yīng)地能夠通過(guò)軸1 向壓縮機(jī)122提供機(jī)械功以便如上所述提供對(duì)進(jìn)氣的壓 縮?？商娲?，一些或全部穿過(guò)排氣道166的排氣可由廢氣門(mén)1 所控制通過(guò)渦輪旁通道 123旁通過(guò)渦輪124。如由控制系統(tǒng)190所指示的，廢氣門(mén)1 的位置可由驅(qū)動(dòng)器1 控制。 如一個(gè)非限定示例，控制系統(tǒng)190可通過(guò)電磁閥121調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器129的位置。在本特定示 例中，電磁閥121接收來(lái)自設(shè)置在壓縮機(jī)122上游的進(jìn)氣道142和設(shè)置在壓縮機(jī)122下游 的進(jìn)氣道149之間的空氣壓力差形成的壓力差用于協(xié)助通過(guò)驅(qū)動(dòng)器1 驅(qū)動(dòng)廢氣門(mén)128。 如圖1所示，控制系統(tǒng)190通過(guò)電磁閥121與驅(qū)動(dòng)器1 連通。然而，應(yīng)了解在其它示例中 可使用其它合適的驅(qū)動(dòng)廢氣門(mén)128的方法。類(lèi)似地，發(fā)動(dòng)機(jī)110通過(guò)排氣道168排出的燃燒產(chǎn)物可被弓丨導(dǎo)穿過(guò)渦輪增壓器130 的排氣渦輪134，其相應(yīng)能夠通過(guò)軸136向壓縮機(jī)132提供機(jī)械功以便如上所述提供對(duì)進(jìn)氣 的壓縮?？商娲?，一些或全部穿過(guò)排氣道168的排氣可由廢氣門(mén)138所控制通過(guò)渦輪旁通 道133旁通過(guò)渦輪134。由控制系統(tǒng)190所指示，廢氣門(mén)138的位置可由驅(qū)動(dòng)器139控制。 如一個(gè)非限定示例，控制系統(tǒng)190可通過(guò)電磁閥131調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器139的位置。在本特定示 例中，電磁閥131接收來(lái)自設(shè)置在壓縮機(jī)132上游的進(jìn)氣道144和設(shè)置在壓縮機(jī)132下游 的進(jìn)氣道149之間的空氣壓力差形成的壓力差用于協(xié)助驅(qū)動(dòng)器139驅(qū)動(dòng)廢氣門(mén)138。如圖 1所示，控制系統(tǒng)190通過(guò)電磁閥131與驅(qū)動(dòng)器139連通。然而，應(yīng)了解在其它示例中可使 用其它合適的驅(qū)動(dòng)廢氣門(mén)138的方法。在一些示例中，排氣渦輪124、134可配置為可變幾何渦輪，從而相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)器 125、135可用于調(diào)節(jié)渦輪葉片的位置以改變從排氣流獲得的能量水平并施加至其各自的壓 縮機(jī)。例如，控制系統(tǒng)可配置用于通過(guò)其各自的驅(qū)動(dòng)器125、135獨(dú)立地改變排氣渦輪124、 134的幾何形狀。
一個(gè)或多個(gè)汽缸通過(guò)排氣道166排出的燃燒產(chǎn)物可通過(guò)排氣道170被引導(dǎo)至周邊 環(huán)境。排氣道170可包括例如排氣后處理裝置(例如催化劑174)和一個(gè)或多個(gè)排氣傳感 器(如184、185處所指示)。類(lèi)似地，一個(gè)或多個(gè)汽缸通過(guò)排氣道168出的燃燒產(chǎn)物可通過(guò) 排氣道172引導(dǎo)至周邊環(huán)境。排氣道172包括例如排氣后處理裝置(例如催化劑176和一 個(gè)或多個(gè)排氣傳感器(如186、187處所指示)。排氣傳感器184、185、186和/或187可與 控制系統(tǒng)190相通信。冷卻劑泵59對(duì)從發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100流向散熱器55的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑加壓?？蓹C(jī)械或 電動(dòng)驅(qū)動(dòng)冷卻劑泵59。在一個(gè)實(shí)施例中，控制系統(tǒng)190響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)工況啟動(dòng)并關(guān)閉電驅(qū) 動(dòng)冷卻劑泵。已被發(fā)動(dòng)機(jī)100加熱的冷卻劑在穿過(guò)散熱器55時(shí)被冷卻。溫度調(diào)節(jié)裝置57 調(diào)節(jié)從散熱器陽(yáng)流向發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的冷卻劑流。溫度調(diào)節(jié)裝置57可由蠟球控制或由控 制器190電子控制。溫度調(diào)節(jié)裝置57打開(kāi)以使冷卻的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100。 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度可通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度傳感器112確定。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可包括多個(gè)其它傳感器。例如，進(jìn)氣道142、144中的至少一個(gè)可 包括質(zhì)量空氣流量傳感器180。在一些示例中，進(jìn)氣道142、144中僅有一個(gè)可包括質(zhì)量空氣 流量傳感器。在另一些示例中，進(jìn)氣道142、144均可包括質(zhì)量空氣流量傳感器。質(zhì)量空氣流量傳感器可包括熱線式風(fēng)速表(hot wire anemometer)或其它合適的裝置用于測(cè)量進(jìn)氣 的質(zhì)量流速。如圖1中所示，質(zhì)量空氣流量傳感器180可與控制系統(tǒng)190相通信?？刂葡到y(tǒng)190可包括配置用于與本說(shuō)明書(shū)中所描述的多個(gè)傳感器和驅(qū)動(dòng)器通信 的一個(gè)或多個(gè)控制器。例如，控制系統(tǒng)190可包括至少一個(gè)電子控制器，包含下列一種或多 種用于向多個(gè)傳感器和驅(qū)動(dòng)器發(fā)送并接收電子信號(hào)的輸入/輸出接口，中央處理單元，存 儲(chǔ)器例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、?；畲鎯?chǔ)器(KAM)，其均通過(guò)數(shù)據(jù)總線 通信。在一些示例中，控制系統(tǒng)190可包括比例積分微分(PID)控制器。然而應(yīng)了解，也可 使用本領(lǐng)域技術(shù)人員所了解的其它合適的控制器?？刂葡到y(tǒng)190可配置用于在單缸基礎(chǔ)上改變發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)。例 如，控制系統(tǒng)可通過(guò)利用可變凸輪正時(shí)(VCT)驅(qū)動(dòng)器調(diào)節(jié)氣門(mén)正時(shí)、通過(guò)改變向火花塞提 供火花信號(hào)的時(shí)間調(diào)節(jié)火花正時(shí)、以及通過(guò)改變控制系統(tǒng)提供給燃料噴射器的燃料噴射信 號(hào)的脈沖寬度調(diào)節(jié)燃料噴射正時(shí)和噴射量。這樣，控制系統(tǒng)至少可驅(qū)動(dòng)火花正時(shí)、節(jié)氣門(mén)角 度、氣門(mén)正時(shí)、和燃料噴射正時(shí)?，F(xiàn)在參考圖2，顯示了控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的方法200的流程圖。在202處，確定所需 發(fā)動(dòng)機(jī)功率。在一個(gè)實(shí)施例中，將當(dāng)前或現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與所需扭矩相乘已得到所需發(fā)動(dòng) 機(jī)功率。可通過(guò)將估算的發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦損失、發(fā)動(dòng)機(jī)泵氣損失、和發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)扭矩相加來(lái)確定 所需發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩?？赏ㄟ^(guò)圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器181來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。確定所需發(fā)動(dòng) 機(jī)功率之后，方法200前進(jìn)至204。在204處，方法選擇所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率或預(yù)定功率水平Pstakt MIN中的較高值，并將結(jié) 果對(duì)變量PiniJK)賦值。通過(guò)選擇兩項(xiàng)中的較高項(xiàng)，即使所需功率低于Pstakt min，下文描述的 控制器也可將發(fā)動(dòng)機(jī)功率限制于一定水平。方法200隨后前進(jìn)至206。在206處，方法200評(píng)估當(dāng)前取樣的所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率是 否高于先前取樣的所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率。具體地，如果Pinit (K) > Pinit(K-I),則方法200前進(jìn)至 208，否則方法200前進(jìn)至218。如果當(dāng)前取樣的所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率高于先前取樣的所需發(fā)動(dòng) 機(jī)功率，則方法200前進(jìn)至208，在該處將當(dāng)前取樣的所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率賦值給過(guò)濾的發(fā)動(dòng)機(jī) 功率變量PFIU。否則，在218處通過(guò)低通過(guò)濾器處理所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率，更新過(guò)濾的發(fā)動(dòng)機(jī)功 率變量Pfiu，且隨后方法200前進(jìn)至步驟210。在210處，方法200將現(xiàn)有取樣的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度(Teb)與閾值溫度(Tj比較，在該閾 值溫度響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的改變速度控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度可為 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋溫度、或其它發(fā)動(dòng)機(jī)組件的溫度。方法200確定當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)溫 度的樣本是否高于或等于需要響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的閾值溫度。 另外，在210處方法200確定發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的先前樣本(即，當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)溫度樣本之前的一個(gè) 發(fā)動(dòng)機(jī)溫度樣本)是否小于需要響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的溫度閾 值。如果發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的當(dāng)前樣本高于或等于閾值溫度且如果發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的先前樣本小于閾 值溫度，則方法200前進(jìn)至212。否則，方法200前進(jìn)至220。在220處，方法200將控制變 量Pstakt設(shè)定為表示完全發(fā)動(dòng)機(jī)功率的值(PfuJ。在212處，方法200設(shè)定控制變量Pstakt等 于PmT。Pstam表示在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度調(diào)節(jié)開(kāi)始時(shí)可用的發(fā)動(dòng)機(jī)功率。這樣，方法200可在發(fā)動(dòng) 機(jī)溫度超過(guò)響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的閾值溫度Tm的功率水平和預(yù) 定閾值功率水平Pmimt (其表示發(fā)動(dòng)機(jī)功率可被限制的范圍)之間改變PSTAKT。7
在214處，方法200提供了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上升的限制速度(T’ LMT)和發(fā)動(dòng)機(jī)溫度 上升的實(shí)際速度(T’EB)之間的誤差進(jìn)行積分的控制器以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)功率，從而限制發(fā)動(dòng)機(jī) 溫度?？筛鶕?jù)函數(shù)或由實(shí)際當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)溫度進(jìn)行索引的表格確定發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上升的限制速 度。在一個(gè)實(shí)施例中，響應(yīng)于實(shí)際當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)溫度，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上升的限制速度函數(shù)輸出當(dāng) 前發(fā)動(dòng)機(jī)溫度下所需的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度限制。例如，在50°C發(fā)動(dòng)機(jī)溫度下允許的發(fā)動(dòng) 機(jī)溫度上升速度可為15°C /min，而在100°C發(fā)動(dòng)機(jī)溫度下，允許的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上升速度可 為 2°C /min。限制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上升速度(T’ LMT)的表格的輸出可包括滯后現(xiàn)象用于確定發(fā)動(dòng)機(jī) 溫度上升的限制速度。例如，如果發(fā)動(dòng)機(jī)以低于響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī) 溫度的閾值溫度Tm的第一發(fā)動(dòng)機(jī)溫度(Teb)運(yùn)轉(zhuǎn)，則發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上升的限制速度可為高于 其它值的第一值，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)溫度可相對(duì)較快地上升。如果發(fā)動(dòng)機(jī)溫度(Teb)上升至高于第 一發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的第二發(fā)動(dòng)機(jī)溫度，該第二發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高于響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度來(lái)控 制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的閾值溫度，則可將發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上升限制速度(Τ’ΜΤ)調(diào)節(jié)為小于第一值的第 二值?？杀３只蚴拱l(fā)動(dòng)機(jī)溫度上升限制速度略微降低但仍保持在第二值，直至發(fā)動(dòng)機(jī)溫度 下落至小于響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的閾值溫度的值。這樣，發(fā)動(dòng)機(jī) 溫度能夠在響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度增加速度來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的閾值溫度附近改變而不會(huì)反 復(fù)啟動(dòng)并關(guān)閉控制器。限制了發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上升速度(Τ’ΜΤ)的表格的輸出還可進(jìn)行校準(zhǔn)，這樣當(dāng)取樣的實(shí) 際發(fā)動(dòng)機(jī)溫度(Teb)小于響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度增加速度來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的閾值溫度 時(shí)， 發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上升限制速度(T’ LMT)可高于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上升實(shí)際速度(T’ EB)。限制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上升速度(Τ’ΜΤ)的表格的輸出還可進(jìn)行校準(zhǔn)，使得當(dāng)取樣的實(shí)際 發(fā)動(dòng)機(jī)溫度(Teb)等于響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度增加速度來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的閾值溫度Tm時(shí)，發(fā) 動(dòng)機(jī)溫度上升的限制速度(T’ LMT)可為零。限制了發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上升速度(Τ’ΜΤ)的表格的輸出還可進(jìn)行校準(zhǔn)，這樣當(dāng)取樣的實(shí) 際發(fā)動(dòng)機(jī)溫度(Teb)高于響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度增加速度來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的閾值溫度 時(shí)， 發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上升的限制速度(Τ’ΜΤ)可低于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上升的實(shí)際速度(Τ’ΕΒ)。這樣，控制 器可使可用發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩降低至控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的閾值。在214處，方法200還從發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上升速度限制(Τ\ΜΤ)減去實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上 升速度(τ’ ΕΒ)以得到誤差項(xiàng)Τ’ Ε·κ。此外，方法200積分Τ’ ΕΕΕ0Ε并將其加至Pstakt以提供 發(fā)動(dòng)機(jī)功率限制PUMIT，響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上升速度和當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)溫度將發(fā)動(dòng)機(jī)功率限制在 該發(fā)動(dòng)機(jī)功率限制PUMIT。這樣，如果發(fā)動(dòng)機(jī)溫度小于響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度增加速度來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的閾值 溫度Tw，則方法200進(jìn)行控制以將發(fā)動(dòng)機(jī)功率限制在Pstakt的程度或更高，因?yàn)楫?dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以 小于Tw的溫度運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將Pstakt加至Τ’ EEE0E積分值可能作用于使Pumit增加至高于Pstakt的 值。另一方面，如果發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高于響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度增加速度來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的閾值 溫度Tm，則方法200將發(fā)動(dòng)機(jī)功率限制控制在Pstakt的程度或更低，因?yàn)楫?dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以高于Ton 的溫度運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將Pstakt加至Τ’ EEE0E積分值可能作用于使Pumit降低至小于Pstakt的值。下一步在214處，將發(fā)動(dòng)機(jī)功率限制Pumit除以當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以得到限制扭矩 (Tlimit)。隨后，方法200將所需扭矩Tdesiked與限制扭矩Tumit相比較并選擇兩個(gè)值中的較小者。通過(guò)選擇較小值，方法200允許發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞所需發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，除非所需扭矩超過(guò)會(huì)使發(fā) 動(dòng)機(jī)溫度增加至高于所需的程度。這樣，方法200的控制器可在第一工況期間運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)使得所述發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度改 變速度小于第一量，并在第二工況期間運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)使得當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度超過(guò)第一閾值時(shí)所述 發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度小于或等于第二量，其中第二量小于所述第一量。此外，方法200可通 過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比富化、通過(guò)廢氣門(mén)或葉片位置來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓、通過(guò)控制向發(fā)動(dòng)機(jī) 的至少一個(gè)汽缸供應(yīng)火花的火花角度來(lái)調(diào)節(jié)火花正時(shí)、通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流板的位置、或通過(guò)調(diào) 節(jié)氣門(mén)正時(shí)(例如通過(guò)延遲或提前氣門(mén)正時(shí)、或通過(guò)減少氣門(mén)升程)來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上 升速度。另外，當(dāng)降檔后校準(zhǔn)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將高于閾值轉(zhuǎn)速時(shí)時(shí)，方法200可限制自動(dòng)變 速器降檔。例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載從第一發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載增加至第二發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載(其中第二發(fā)動(dòng) 機(jī)負(fù)載高于第一發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載)且發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于MOORPM時(shí)，可禁止從三檔降至二檔。另一 方面，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載從第一發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載減少至第二發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載(其中第二發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載小于 第一發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載)且發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于1200RPM時(shí)，可允許自動(dòng)變速器降檔。這樣，方法200 可通過(guò)禁止變速器降檔使得發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速被控制來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度。此外，方法200可通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)控制參數(shù)使得當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)溫度小于第一閾值 溫度時(shí)所述發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度小于第一量來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度。方法200還可調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī) 控制參數(shù)使得當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高于第二閾值溫度時(shí)所述發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度小于第二 量來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度，其中第二量小于所述第一量。在替代實(shí)施例中，可設(shè)置比例/積分/微分控制器，其在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度達(dá)到閾值程度 時(shí)限制發(fā)動(dòng)機(jī)功率。例如，可從所需發(fā)動(dòng)機(jī)溫度減去實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)溫度以得到溫度誤差值。溫 度誤差值可進(jìn)行積分并乘上積分增益項(xiàng)K1,再加至乘上增益項(xiàng)的比例項(xiàng)KP，再加至乘上增 益項(xiàng)的微分項(xiàng)KD。此外，增益項(xiàng)Kp KP、和Kd可為隨工況而改變的函數(shù)。例如，比例增益Kp 可在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度誤差小于閾值量時(shí)具有第一增益，而Kp可在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度誤差大于閾值量時(shí) 具有第二較高增益。這樣，比例增益可為非線性的，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)溫度超過(guò)閾值預(yù)訂量或可校 準(zhǔn)量時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率降低更為明顯。同樣，可類(lèi)似地限定積分和微分增益。PID控制器的輸出 可隨后加至所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率或從其減去，從而在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度達(dá)到閾值(Pumit)時(shí)限制發(fā)動(dòng)機(jī) 功率?？蓪⒄{(diào)整的發(fā)動(dòng)機(jī)功率要求除以當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以得到限制扭矩(Tumit)。隨后，可 將所需扭矩Tdesiked與Tumit相比較，并選擇兩個(gè)值的較低者。在提供發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩要求Tkequest 之后方法200從214移動(dòng)至216。在216處，方法200通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器來(lái)輸出所需發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩要求。圖3的 方法是在216處輸出所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率的一種方式，當(dāng)然也預(yù)見(jiàn)到了其它方法及變形。在輸 出要求的功率之后，方法200結(jié)束?，F(xiàn)在參考圖3，顯示了用于為所需發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的方法300的流 程圖。在302處，方法300確定發(fā)動(dòng)機(jī)工況?？赏ㄟ^(guò)對(duì)來(lái)自所顯示的多個(gè)車(chē)輛和/或發(fā)動(dòng) 機(jī)傳感器的取樣數(shù)據(jù)確定和/或監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)工況，但不限于圖1中所示的那些傳感器。例 如，可通過(guò)對(duì)圖1中所示的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度傳感器112的輸出取樣來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)溫度。另 外，發(fā)動(dòng)機(jī)工況可包括但不限于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管中的壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管中的空氣溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管中的壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管中的溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣氧傳感器的狀態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī) 扭矩要求、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、以及大氣壓力。在確定發(fā)動(dòng)機(jī)工況之后，方法300前進(jìn)至304。在304處，從當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和駕駛員扭矩要求確定所需空氣質(zhì)量流速使得發(fā)動(dòng) 機(jī)輸出所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率。可通過(guò)觀測(cè)加速踏板、換檔桿位置或通過(guò)外部系統(tǒng)產(chǎn)生的信號(hào) (例如來(lái)自混合動(dòng)力車(chē)輛控制器的模擬或數(shù)字指令)來(lái)確定駕駛員扭矩要求。通過(guò)包含發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)相對(duì)于加速踏板位置的二維表格將扭矩要求信號(hào)轉(zhuǎn)化為駕駛員制動(dòng)扭矩要 求。當(dāng)查詢(xún)后，表格輸出所需駕駛員制動(dòng)扭矩?？蓪⑺桉{駛員扭矩與圖2的214處的發(fā) 動(dòng)機(jī)扭矩限制Tumit相比較。如果Tumit高于所需駕駛員扭矩，則將所需駕駛員制動(dòng)扭矩限 制在Tumit，否則所需駕駛員制動(dòng)扭矩維持不變。將所需駕駛員制動(dòng)扭矩加上用于運(yùn)轉(zhuǎn)附件 的扭矩和估算的發(fā)動(dòng)機(jī)泵氣扭矩以計(jì)算所需發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)扭矩。這通過(guò)下列方程說(shuō)明Γ , , t = Γ , . +Γ +ΓLvvw」eng_brake_tordriver acc pump其中Γ eng_brake_tor為要求的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)扭矩，Γ driver為要求的或所需的駕駛員扭矩 需求，Γ a。。為驅(qū)動(dòng)附件(例如空調(diào)壓縮機(jī))的扭矩，且Γ ρ_為發(fā)動(dòng)機(jī)泵氣扭矩。要求的發(fā) 動(dòng)機(jī)制動(dòng)扭矩和當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨后用于對(duì)輸出發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的表格進(jìn)行索引。發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載 通過(guò)下列方程轉(zhuǎn)化為空氣質(zhì)量流速des — am = sarchg * TV* ^um-c^ * Load其中deS_am為發(fā)動(dòng)機(jī)所需的空氣質(zhì)量流速，sarchg為在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下基于 汽缸容積的汽缸充氣容量，N為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，Num_cyl為發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸數(shù)，且Load為代表了發(fā) 動(dòng)機(jī)充氣容量的分?jǐn)?shù)?？赏ㄟ^(guò)下列方程確定汽缸中具體的充氣Cyl_air_chg = Load^sarchg隨后可使用汽缸充氣和進(jìn)氣歧管壓力之間的已知關(guān)系將所需的汽缸充氣轉(zhuǎn)換為 進(jìn)氣歧管壓力。具體地，在一些可變凸輪配置中，汽缸充氣和進(jìn)氣歧管壓力之間存在近似線 形關(guān)系?？纱鎯?chǔ)基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和凸輪位置的一族曲線，其描述了凸輪位置、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、 汽缸充氣、和歧管壓力之間的關(guān)系?？墒褂卯?dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、凸輪位置、和所需汽缸充氣來(lái) 對(duì)這些表格進(jìn)行索引以確定所需進(jìn)氣歧管壓力。通過(guò)在數(shù)目有限的描述了汽缸充氣相關(guān)于 凸輪位置和進(jìn)氣歧管壓力的經(jīng)驗(yàn)曲線之間進(jìn)行插值來(lái)確定所需進(jìn)氣歧管壓力。在其它可變 凸輪配置中，進(jìn)氣歧管壓力和汽缸氣流之間存在二次關(guān)系。在這些情況下，能夠求解方程 根并得到根據(jù)給定凸輪位置下汽缸充氣的函數(shù)輸出歧管壓力的方程。美國(guó)專(zhuān)利7，380，447 描述了汽缸充氣和歧管壓力之間的關(guān)系，其全文以其全部意圖和目的以參考方式合并入本 文?？赏ㄟ^(guò)將節(jié)流板位置設(shè)定為與所需汽缸氣流相匹配以達(dá)到所需歧管壓力。具體 地，可基于所需節(jié)氣門(mén)兩端的壓力比(即所需歧管壓力和節(jié)氣門(mén)入口壓力之間的壓力比) 和節(jié)氣門(mén)角度(其在所需節(jié)氣門(mén)兩端壓力比下產(chǎn)生所需發(fā)動(dòng)機(jī)氣流)來(lái)設(shè)定節(jié)氣門(mén)位置。 如果需要的話，可進(jìn)一步使用比例/積分控制器來(lái)調(diào)節(jié)節(jié)流板位置，該比例/積分控制器基 于來(lái)自歧管壓力傳感器的反饋移動(dòng)節(jié)流板。另外，如果需要的話，可在調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)空氣量時(shí)通過(guò)簡(jiǎn)單地訪問(wèn)對(duì)應(yīng)于修改的汽 缸充氣的火花值的表格來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)火花正時(shí)。在一個(gè)示例中，當(dāng)汽缸空氣量降低時(shí)，火花 可提前。
在306處，設(shè)定渦輪增壓器廢氣門(mén)位置或葉片位置。使用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和所需發(fā)動(dòng) 機(jī)負(fù)載對(duì)輸出所需廢氣門(mén)位置的表格進(jìn)行索引。對(duì)于節(jié)氣門(mén)入口壓力誤差(即所需節(jié)氣門(mén) 入口壓力減去實(shí)際節(jié)氣門(mén)入口壓力)，可通過(guò)相應(yīng)于節(jié)氣門(mén)入口壓力誤差調(diào)節(jié)廢氣門(mén)位置 來(lái)調(diào)節(jié)廢氣門(mén)位置。在一個(gè)示例中，比例/積分控制器可用于基于節(jié)氣門(mén)壓力誤差進(jìn)行廢 氣門(mén)調(diào)節(jié)。方法前進(jìn)至308。在308處，確定開(kāi)環(huán)凸輪軸位置或氣門(mén)正時(shí)。凸輪軸可為進(jìn)氣和排氣凸輪軸，或簡(jiǎn) 單地為單個(gè)進(jìn)氣或排氣凸輪軸?？商娲?，可在該步驟以基本上相同的方式(即通過(guò)對(duì)預(yù) 定表格進(jìn)行索引和/或函數(shù))確定氣門(mén)升程。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和所需發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩用于對(duì)表格進(jìn) 行索引，其輸出根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)定的各個(gè)汽缸組的凸輪位置或氣門(mén)正時(shí)。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)發(fā) 動(dòng)機(jī)溫度高于閾值量時(shí)可延遲進(jìn)氣凸輪軸使得汽缸空氣量減少。在另一實(shí)施例中，當(dāng)發(fā)動(dòng) 機(jī)溫度高于閾值量時(shí)可提前進(jìn)氣凸輪軸使得汽缸空氣量減少。方法300隨后前進(jìn)至310。在310處，將所需氣門(mén)運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)輸出至驅(qū)動(dòng)器。在一個(gè)實(shí)施例中，將關(guān)于曲軸正時(shí) 的凸輪軸角位置轉(zhuǎn)換為工作循環(huán)信號(hào)，其通過(guò)對(duì)流至凸輪相位驅(qū)動(dòng)器的油進(jìn)行控制導(dǎo)致凸 輪驅(qū)動(dòng)器提前或延遲。凸輪軸相位角控制器可簡(jiǎn)單地輸出以開(kāi)環(huán)方式定位凸輪軸的指令， 或者控制器可利用凸輪軸位置反饋和比例/積分位置控制器。類(lèi)似地處理氣門(mén)升程量。在 利用其它類(lèi)型可變氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器(例如電控或液壓控制驅(qū)動(dòng)器)的系統(tǒng)配置中，可簡(jiǎn)單地進(jìn) 行正時(shí)或升程調(diào)節(jié)以修改驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)特定氣門(mén)驅(qū)動(dòng)器的正時(shí)。方法300隨后前進(jìn)至步驟 312。在312處，確定所需燃料質(zhì)量充量。將補(bǔ)償?shù)钠壮錃赓|(zhì)量乘上所需空燃比以確 定所需燃料質(zhì)量。在更新燃料傳輸后方法300結(jié)束?，F(xiàn)在參考圖4，顯示了當(dāng)圖2的方法應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)以控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度時(shí)的示例信 號(hào)的圖表。各個(gè)圖表均從頁(yè)面的左手側(cè)開(kāi)始，并隨著時(shí)間增長(zhǎng)向頁(yè)面右手側(cè)移動(dòng)。從頂部 起第一張圖表表示了重要時(shí)段的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度。發(fā)動(dòng)機(jī)溫度從圖表底部向圖表頂部增 長(zhǎng)。標(biāo)簽&和對(duì)應(yīng)的虛線表示滯后溫度，高于該溫度則用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)功率 調(diào)節(jié)一旦開(kāi)始便維持啟動(dòng)直至發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低于該發(fā)動(dòng)機(jī)溫度。標(biāo)簽&和對(duì)應(yīng)的虛線表示 響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度(即圖2的TJ。標(biāo)簽&和對(duì) 應(yīng)的虛線表示可能需要不被超過(guò)的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度。從頁(yè)面頂部起的第二張圖表說(shuō)明了所需發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。可由控制器或通過(guò)來(lái)自加速 踏板的駕駛員輸入和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提供所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率。所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率可與類(lèi)似于駕駛員 需求扭矩(當(dāng)然，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行了修改)的軌跡相一致。從頁(yè)面頂部期的第三張圖表說(shuō)明了發(fā)動(dòng)機(jī)功率限制扭矩(即圖2的Pumit)。在Ttl 和T1之間，可看出發(fā)動(dòng)機(jī)溫度并未達(dá)到足以開(kāi)始響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫 度的溫度(TJ。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)功率限制功率(Pumit)和所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率(自頁(yè)面頂部起的 第二張圖表)之間可能有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。在T1和T2之間，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度增加高于足以開(kāi) 始響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度增加速度來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的溫度(TJ。更為具體地，所需發(fā)動(dòng)機(jī)功 率首先在T1處越過(guò)足以開(kāi)始響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度增加速度來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度 (TJ。在T1和T2之間，所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率降低并隨后在T2之前增加。在相同的時(shí)段內(nèi)，發(fā)動(dòng) 機(jī)冷卻劑溫度降低至足以開(kāi)始響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度增加速度來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)溫 度(TJ之下，但發(fā)動(dòng)機(jī)溫度維持高于&所指示的滯后溫度。請(qǐng)注意，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度越過(guò)足以開(kāi)始響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度增加速度來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度(TJ時(shí)，發(fā)動(dòng) 機(jī)限制功率Pumit降低。在相同的時(shí)段內(nèi)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度繼續(xù)增加，發(fā)動(dòng)機(jī)限制功率降低。 因此，圖2中所描述的控制器導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率減小使得發(fā)動(dòng)機(jī)溫度不會(huì)超過(guò)閾值水平。當(dāng) 所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率繼續(xù)降低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)限制功率開(kāi)始再一次跟隨所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率。然而，在T2 處，所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率增加且發(fā)動(dòng)機(jī)限制功率以比Ttl和T1之間的時(shí)段更慢的速度增加。此 外，限制發(fā)動(dòng)機(jī)限制功率以使得可降低發(fā)動(dòng)機(jī)溫度。當(dāng)所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率小于發(fā)動(dòng)機(jī)限制功 率時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)限制功率接近于所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率。自頁(yè)面頂部起的第四張圖表說(shuō)明了對(duì)于超過(guò)閾值發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)總 轉(zhuǎn)速，何時(shí)停止變速器降檔。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度超過(guò)足以開(kāi)始響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度增加速度來(lái)控 制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度(TJ時(shí)，停止變速器降檔。通過(guò)從低水平變?yōu)楦咚降男盘?hào) 指示停止變速器降檔。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度超過(guò)小于滯后溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度時(shí)重新開(kāi)始變速器降 檔。通過(guò)從高水平變?yōu)榈退降男盘?hào)指示停止變速器降檔。應(yīng)了解，本說(shuō)明書(shū)中所公開(kāi)的配置和程序本質(zhì)上為示例性的，且這些具體實(shí)施例 不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是限定，因?yàn)橐部赡苁嵌喾N變形。例如，上述方法可應(yīng)用至I-3、V-6、I-4、I-5、 1-6、V-8、V-12、對(duì)置四缸、和其它發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型。本發(fā)明的主題包括了本說(shuō)明書(shū)中所公開(kāi)的多種系統(tǒng)和配置及其它特征、功能、和/ 或特性的所有新穎且非顯而易見(jiàn)的組合與子組合。權(quán)利要求特別指出了新穎且非顯而易見(jiàn)的某些組合和子組合。這些權(quán)利要求可涉 及“一個(gè)”元素或“第一”元素或其等效。這種權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)理解為包括了一個(gè)或多個(gè)這種 元素的集合，既不必需也不排除兩個(gè)或更多這種元素。在本申請(qǐng)或相關(guān)申請(qǐng)中通過(guò)對(duì)本發(fā) 明權(quán)利要求的修改或通過(guò)提出新的權(quán)利要求可要求保護(hù)公開(kāi)的特征、功能、元素、和/或特 性的其他組合和子組合。這種權(quán)利要求(無(wú)論與原始權(quán)利要求的范圍相比更寬、更窄、相同 或不同)也被認(rèn)為包括在本說(shuō)明書(shū)的主題中。例如，一種方法包括運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)使得發(fā)動(dòng)機(jī) 溫度改變速度小于第一量，并在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度超過(guò)第一閾值時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)使得所述發(fā)動(dòng)機(jī)溫 度改變速度小于或等于第二量，其中所述第二量小于第一量。然而，該方法可包括相應(yīng)于發(fā) 動(dòng)機(jī)溫度超過(guò)閾值調(diào)節(jié)或限制增壓、節(jié)氣門(mén)、凸輪正時(shí)、燃料流量、或另一參數(shù)中的一個(gè)。
權(quán)利要求
1.一種控制發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，包含當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度小于第一量時(shí)，限制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度小于第一量；以及當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)溫度超過(guò)所述第一量時(shí)，限制所述發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度小于第二量，所 述第二量小于所述第一量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述限制所述發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度包括 減少提供給所述發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述限制所述發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度包括 限制向所述發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸供應(yīng)火花的點(diǎn)火角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，通過(guò)廢氣門(mén)限制所述增壓量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述限制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度包括控制 所述發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)流板的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述限制所述發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改變速度包括 調(diào)節(jié)傳輸至所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料類(lèi)型和燃料量。
7.—種控制發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，包含當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)溫度小于第一閾值溫度時(shí)，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)控制參數(shù)使得所述發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改 變速度小于第一量；以及當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高于第二閾值溫度時(shí)，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)控制參數(shù)使得所述發(fā)動(dòng)機(jī)溫度改 變速度小于第二量，其中所述第二量小于所述第一量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制參數(shù)為所需增壓量。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制參數(shù)為汽缸空氣量。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制參數(shù)為凸輪軸相對(duì)于曲軸位置 的角度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種控制帶有較寬動(dòng)態(tài)范圍的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的方法。在一個(gè)示例中，控制器評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的導(dǎo)數(shù)?？刂破骺烧{(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器以響應(yīng)于該導(dǎo)數(shù)限制發(fā)動(dòng)機(jī)溫度。本發(fā)明的方法可降低發(fā)動(dòng)機(jī)劣化的可能性，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)提供了所需水平的性能。
文檔編號(hào)F01L1/34GK102052168SQ20101052300
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者B·C·穆卡拉, B·M·奧尼爾, J·E·德弗里斯, M·J·甘塔, N·D·肖 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司