專利名稱：催化劑儲(chǔ)氧能力調(diào)節(jié)系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，且更具體地涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的儲(chǔ)氧催化劑。
背景技術(shù)：
這里提供的背景技術(shù)描述用于總體上介紹本發(fā)明的背景。當(dāng)前所署名發(fā)明人的在本背景技術(shù)部分中所描述的程度上的工作，以及本描述的在申請(qǐng)時(shí)可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的各方面，既非明示也非默示地被承認(rèn)為與本發(fā)明相抵觸的現(xiàn)有技術(shù)。
內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒氣缸內(nèi)的空氣和燃料混合物以驅(qū)動(dòng)活塞，從而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩。流入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣經(jīng)由節(jié)氣門進(jìn)行調(diào)節(jié)。更具體地說，節(jié)氣門調(diào)節(jié)節(jié)氣門面積，以增加或減少進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流。當(dāng)節(jié)氣門面積增大時(shí)，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流增加。燃料控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)為給氣缸提供期望的空氣/燃料混合物和/或?qū)崿F(xiàn)期望的扭矩輸出而被注入的燃料的速率。增加提供給氣缸的空氣和燃料的量增大發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出。在火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)中，火花使提供到氣缸的空氣/燃料混合物開始燃燒。在壓縮點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)中，氣缸內(nèi)的壓縮將提供到氣缸的空氣/燃料混合物點(diǎn)燃?；鸹ㄕ龝r(shí)和空氣流可以是用于調(diào)節(jié)火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出的主要機(jī)制，而燃料流可以是用于調(diào)節(jié)壓縮點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的主要機(jī)制。已經(jīng)開發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)來控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，以實(shí)現(xiàn)期望的扭矩。然而，傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)不能如所期望的那樣精確地控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。此外，傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)不能提供對(duì)控制信號(hào)的快速響應(yīng)或者不能在影響發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的各個(gè)裝置之間協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于車輛的系統(tǒng)包括儲(chǔ)氧能力(OSC)確定模塊、延遲確定模塊、校正模塊和故障檢測模塊。所述OSC確定模塊基于使用分別位于催化劑的上游和下游的第一氧傳感器和第二氧傳感器測量的氧的第一量和第二量來確定排氣系統(tǒng)的催化劑的OSC時(shí)段。所述延遲確定模塊確定所述第二氧傳感器的延遲時(shí)段。所述校正模塊基于所述OSC時(shí)段和所述延遲時(shí)段之間的差來設(shè)定所述催化劑的校正的OSC時(shí)段。所述故障檢測模塊基于所述校正的OSC時(shí)段選擇性地指示在所述催化劑中存在故障?！N用于車輛的方法包括基于使用分別位于催化劑的上游和下游的第一氧傳感器和第二氧傳感器測量的氧的第一量和第二量來確定排氣系統(tǒng)的催化劑的儲(chǔ)氧能力(OSC)時(shí)段；確定所述第二氧傳感器的延遲時(shí)段；基于所述OSC時(shí)段和所述延遲時(shí)段之間的差來設(shè)定所述催化劑的校正的OSC時(shí)段；以及基于所述校正的OSC時(shí)段選擇性地指示在所述催化劑中存在故障。本發(fā)明還提供如下方案
I、一種用于車輛的系統(tǒng)，其包括
儲(chǔ)氧能力(OSC)確定模塊，所述OSC確定模塊基于使用分別位于催化劑的上游和下游的第一氧傳感器和第二氧傳感器測量的氧的第一量和第二量來確定排氣系統(tǒng)的催化劑的OSC時(shí)段；
確定所述第二氧傳感器的延遲時(shí)段的延遲確定模塊；
基于所述OSC時(shí)段和所述延遲時(shí)段之間的差來設(shè)定所述催化劑的校正的OSC時(shí)段的校正模塊；以及
基于所述校正的OSC時(shí)段選擇性地指示在所述催化劑中存在故障的故障檢測模塊。2、根據(jù)方案I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述校正模塊將所述校正的OSC時(shí)段設(shè)定為所述OSC時(shí)段減去所述延遲時(shí)段。3、根據(jù)方案I所述的系統(tǒng)，其特征在于，其還包括
燃料控制模塊，所述燃料控制模塊選擇性地指示發(fā)動(dòng)機(jī)的供料從富燃料狀態(tài)轉(zhuǎn)變到貧燃料狀態(tài)；
上游氧監(jiān)測模塊，所述上游氧監(jiān)測模塊確定當(dāng)指令所述轉(zhuǎn)變時(shí)的第一時(shí)刻與當(dāng)所述氧的第一量超過第一預(yù)定值時(shí)的第二時(shí)刻之間的第一時(shí)段；以及
下游氧監(jiān)測模塊，所述下游氧監(jiān)測模塊確定所述第一時(shí)刻與所述氧的第二量超過第二預(yù)定值時(shí)的第三時(shí)刻之間的第二時(shí)段，
其中，所述OSC確定模塊基于所述第一時(shí)段和所述第二時(shí)段確定所述催化劑的所述OSC時(shí)段。 4、根據(jù)方案3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述OSC確定模塊將所述OSC時(shí)段設(shè)定為所述第一時(shí)段和所述第二時(shí)段之間的差。5、根據(jù)方案3所述的系統(tǒng)，其特征在于，其還包括
面積確定模塊，所述面積確定模塊監(jiān)測所述第二量，并且所述面積確定模塊確定由所述第二量在所述第一時(shí)刻與當(dāng)所述第二量超過第三預(yù)定值時(shí)的第四時(shí)刻之間形成的曲線下方的面積；以及
面積濾波模塊，所述面積濾波模塊使用所述面積、來自從所述富燃料狀態(tài)到所述貧燃料狀態(tài)的N個(gè)先前轉(zhuǎn)變的面積的N個(gè)先前值以及濾波器產(chǎn)生濾波面積，
其中，所述延遲確定模塊基于所述面積和所述濾波面積中之一來確定所述延遲時(shí)段。6、根據(jù)方案5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述延遲確定模塊還基于由面積索引的延遲時(shí)段的映射來確定所述延遲時(shí)段。7、根據(jù)方案5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述延遲確定模塊根據(jù)所述面積和所述濾波面積中之一來確定所述延遲時(shí)段。8、根據(jù)方案5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波器是指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均濾波器。9、根據(jù)方案5所述的系統(tǒng)，其特征在于，其還包括傳感器故障檢測模塊，所述傳感器故障檢測模塊基于所述面積和所述濾波面積中之一來選擇性地指示在所述第二氧傳感器中存在故障。10、根據(jù)方案I所述的系統(tǒng)，其特征在于，其還包括故障監(jiān)測模塊，所述故障監(jiān)測模塊監(jiān)測所述故障檢測模塊的所述指示，并響應(yīng)于所述故障檢測模塊指示在所述催化劑中存在所述故障來選擇性地激活指示器燈。11、一種用于車輛的方法，其包括
基于使用分別位于催化劑的上游和下游的第一氧傳感器和第二氧傳感器測量的氧的第一量和第二量來確定排氣系統(tǒng)的催化劑的儲(chǔ)氧能力(OSC)時(shí)段；
確定所述第二氧傳感器的延遲時(shí)段；
基于所述OSC時(shí)段和所述延遲時(shí)段之間的差來設(shè)定所述催化劑的校正的OSC時(shí)段；以
及
基于所述校正的OSC時(shí)段選擇性地指示在所述催化劑中存在故障。12、根據(jù)方案11所述的方法，其特征在于，其還包括將所述校正的OSC時(shí)段設(shè)定為所述OSC時(shí)段減去所述延遲時(shí)段。13、根據(jù)方案11所述的方法，其特征在于，其還包括
選擇性地指示發(fā)動(dòng)機(jī)的供料從富燃料狀態(tài)轉(zhuǎn)變到貧燃料狀態(tài)； 確定當(dāng)指令所述轉(zhuǎn)變時(shí)的第一時(shí)刻與當(dāng)所述氧的第一量超過第一預(yù)定值時(shí)的第二時(shí)刻之間的第一時(shí)段；以及
確定所述第一時(shí)刻與所述氧的第二量超過第二預(yù)定值時(shí)的第三時(shí)刻之間的第二時(shí)段；
以及
基于所述第一時(shí)段和所述第二時(shí)段確定所述催化劑的所述OSC時(shí)段。 14、根據(jù)方案13所述的方法，其特征在于，將所述OSC時(shí)段設(shè)定為所述第一時(shí)段和所述第二時(shí)段之間的差。15、根據(jù)方案13所述的方法，其特征在于，其還包括
監(jiān)測所述第二量；
確定由所述第二量在所述第一時(shí)刻與當(dāng)所述第二量超過第三預(yù)定值時(shí)的第四時(shí)刻之間形成的曲線下方的面積；
使用所述面積、來自從所述富燃料狀態(tài)到所述貧燃料狀態(tài)的N個(gè)先前轉(zhuǎn)變的面積的N個(gè)先前值以及濾波器產(chǎn)生濾波面積；以及
基于所述面積和所述濾波面積中之一來確定所述延遲時(shí)段。16、根據(jù)方案15所述的方法，其特征在于，其還包括還基于由面積索引的延遲時(shí)段的映射來確定所述延遲時(shí)段。17、根據(jù)方案15所述的方法，其特征在于，其還包括根據(jù)所述面積和所述濾波面積中之一來確定所述延遲時(shí)段。18、根據(jù)方案15所述的方法，其特征在于，所述濾波器是指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均濾波器。19、根據(jù)方案15所述的方法，其特征在于，其還包括基于所述面積和所述濾波面積中之一來選擇性地指示在所述第二氧傳感器中存在故障。20、根據(jù)方案11所述的方法，其特征在于，其還包括響應(yīng)于在所述催化劑中存在所述故障的指示選擇性地激活指示器燈。本發(fā)明進(jìn)一步的適用范圍將通過下文提供的詳細(xì)描述而變得顯而易見。應(yīng)當(dāng)理解的是，該詳細(xì)描述和具體示例僅用于說明目的，而并非旨在限制本發(fā)明的范圍。


通過詳細(xì)描述和附圖將會(huì)更全面地理解本發(fā)明，附圖中
圖I是根據(jù)本發(fā)明的示例發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的功能框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的功能框 圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例催化劑監(jiān)測系統(tǒng)的功能框 圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例下游氧傳感器監(jiān)測系統(tǒng)的功能框 圖5是描繪出根據(jù)本發(fā)明的基于下游氧傳感器的延遲時(shí)段來校正催化劑的儲(chǔ)氧能力時(shí)段的示例方法的流程圖；以及
圖6是描繪出根據(jù)本發(fā)明的確定下游氧傳感器的延遲時(shí)段的示例方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面的描述本質(zhì)上僅是示例性的并且決不是要限制本發(fā)明、其應(yīng)用或用途。為了清楚起見，在附圖中將使用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)相似的元件。如這里所使用的，短語A、B和 C中的至少一個(gè)應(yīng)當(dāng)被解釋為是指使用非排他邏輯或的邏輯(A或B或C)。應(yīng)當(dāng)理解的是，在不改變本發(fā)明的原理的情況下，可以以不同的順序執(zhí)行方法內(nèi)的步驟。如這里所使用的，術(shù)語模塊可以指或包括專用集成電路(ASIC);電子電路；組合邏輯電路；場可編程門陣列(FPGA);執(zhí)行代碼的處理器(共用的、專用的、或成組的);提供所描述功能的其它適合部件；或上述的一些或全部的組合，例如以芯片上系統(tǒng)的形式，或者可以是上述的一部分。術(shù)語模塊可以包括存儲(chǔ)由處理器執(zhí)行的代碼的存儲(chǔ)器(共用的、專用的、或成組的)。如上面所使用的，術(shù)語代碼可以包括軟件、固件和/或微代碼，并可以指程序、例程、函數(shù)、類和/或?qū)ο?。如上面所使用的，術(shù)語共用意味著來自多個(gè)模塊的一些或全部代碼可以使用單個(gè)(共用的)處理器來執(zhí)行。另外，來自多個(gè)模塊的一些或全部代碼可以由單個(gè)(共用的)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。如上面所使用的，術(shù)語成組意味著來自單個(gè)模塊的一些或全部代碼可以使用一組處理器或一組執(zhí)行引擎來執(zhí)行。例如，處理器的多個(gè)芯和/或多個(gè)線程可以被視為執(zhí)行引擎。在各種實(shí)施方式中，執(zhí)行引擎可以跨處理器、跨多個(gè)處理器以及跨多個(gè)位置的處理器例如并行處理布置的多個(gè)服務(wù)器而成組。另外，來自單個(gè)模塊的一些或全部代碼可以使用一組存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。這里描述的裝置和方法可以由通過一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序來執(zhí)行。計(jì)算機(jī)程序包括存儲(chǔ)在非瞬時(shí)的有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的處理器可執(zhí)行指令。計(jì)算機(jī)程序還可以包括存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。非瞬時(shí)的有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的非限制性示例是非易失性存儲(chǔ)器、磁存儲(chǔ)器和光存儲(chǔ)器。車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)將排氣輸出到催化劑。催化劑與排氣的一種或多種組分反應(yīng)。當(dāng)排氣相對(duì)于化學(xué)計(jì)量是富氧(貧燃料)時(shí)，催化劑可以儲(chǔ)存排氣中的氧。然而，催化劑儲(chǔ)存氧的能力隨時(shí)間而衰退。第一氧傳感器位于催化劑的上游。第二氧傳感器位于催化劑的下游。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的操作。例如，ECM控制發(fā)動(dòng)機(jī)的供料。在一些情況下，ECM可以控制發(fā)動(dòng)機(jī)的供料，以從富燃料狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樨毴剂蠣顟B(tài)。例如，ECM可以將發(fā)動(dòng)機(jī)的供料從富燃料轉(zhuǎn)變?yōu)樨毴剂?，以確定在第二氧傳感器中是否存在故障和/或確定在催化劑中是否存在故障。ECM基于使用第二氧傳感器在第一時(shí)刻和第二時(shí)刻之間測量的氧的量來確定在第二氧傳感器中是否存在故障。第一時(shí)刻可以是在操作期間在從富燃料狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樨毴剂蠣顟B(tài)之前處于富燃料狀態(tài)的時(shí)刻。第二時(shí)刻可以是當(dāng)由第二氧傳感器測量的氧的量超過預(yù)定值時(shí)的時(shí)刻。ECM可以確定由第一時(shí)刻和第二時(shí)刻之間的氧的量形成的曲線下方的面積。ECM可以向此面積應(yīng)用濾波器，以生成濾波面積。ECM可以基于所述面積和濾波面積中之一來確定在第二氧傳感器中是否存在故障。ECM基于在從富燃料狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樨毴剂蠣顟B(tài)之后催化劑儲(chǔ)存氧的時(shí)段來確定在催化劑中是否存在故障。此時(shí)段可以稱作催化劑的儲(chǔ)氧能力(OSC)時(shí)段。ECM基于當(dāng)由第一氧傳感器測量的氧的量超過預(yù)定值時(shí)的第三時(shí)刻和當(dāng)由第二氧傳感器測量的氧的量超過預(yù)定值時(shí)的第四時(shí)刻之間的時(shí)段來確定催化劑的OSC時(shí)段。僅舉例，當(dāng)OSC時(shí)段大于預(yù)定時(shí)段時(shí)，ECM可以確定在催化劑中存在故障。然而，與第二氧傳感器相關(guān)聯(lián)的延遲會(huì)延遲由第二氧傳感器測量的氧的量超過預(yù)定值的時(shí)刻(第四時(shí)刻)。被延遲的第四時(shí)刻導(dǎo)致OSC時(shí)段延長。與第二氧傳感器的延遲相關(guān)聯(lián)的OSC時(shí)段的增大會(huì)導(dǎo)致OSC時(shí)段大于預(yù)定時(shí)段。因此，第二氧傳感器的延遲會(huì)妨礙 ECM識(shí)別催化劑中的故障。本發(fā)明的ECM根據(jù)面積和濾波面積中之一來確定第二氧傳感器的延遲時(shí)段。本發(fā)明的ECM基于第二氧傳感器的延遲時(shí)段校正催化劑的OSC時(shí)段。更具體地，ECM基于為催化劑確定的OSC時(shí)段和第二氧傳感器的延遲時(shí)段之間的差來確定催化劑的校正的OSC時(shí)段。ECM基于校正的OSC時(shí)段來確定在催化劑中是否存在故障?，F(xiàn)在參照?qǐng)D1，給出了示例發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的功能框圖。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100包括發(fā)動(dòng)機(jī)102，發(fā)動(dòng)機(jī)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(chǎn)生用于車輛的驅(qū)動(dòng)扭矩?？諝馔ㄟ^節(jié)氣門112被吸入到進(jìn)氣歧管110中。僅舉例，節(jié)氣門112可以包括具有可旋轉(zhuǎn)葉片的蝶形閥。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM) 114控制節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116，節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116調(diào)節(jié)節(jié)氣門112的開度，以控制吸入到進(jìn)氣歧管110中的空氣的量。來自進(jìn)氣歧管110的空氣被吸入到發(fā)動(dòng)機(jī)102的氣缸中。盡管發(fā)動(dòng)機(jī)102可以包括多個(gè)氣缸，但為了示例目的，示出單個(gè)代表性氣缸118。僅舉例，發(fā)動(dòng)機(jī)102可以包括2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)、6個(gè)、8個(gè)、10個(gè)、12個(gè)或其它適當(dāng)數(shù)量的氣缸。ECM 114可以指令氣缸致動(dòng)器模塊120來選擇性地停用某些氣缸，這在某些發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件下可改進(jìn)燃料經(jīng)濟(jì)性。發(fā)動(dòng)機(jī)102可使用四沖程氣缸循環(huán)來運(yùn)行。下面描述的四個(gè)沖程將被稱為進(jìn)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(zhuǎn)期間，在氣缸118內(nèi)發(fā)生所述四個(gè)沖程中的兩個(gè)。因此，對(duì)于氣缸118來說為了經(jīng)歷全部四個(gè)沖程兩次曲軸旋轉(zhuǎn)是必要的。在進(jìn)氣沖程期間，來自進(jìn)氣歧管110的空氣通過進(jìn)氣門122被吸入到氣缸118中。ECM 114控制燃料致動(dòng)器模塊124，燃料致動(dòng)器模塊124調(diào)節(jié)燃料噴射，以實(shí)現(xiàn)期望的空氣/燃料比。在中心位置處或在多個(gè)位置處，例如靠近每個(gè)氣缸的進(jìn)氣門122，可將燃料噴入進(jìn)氣歧管110中。在各種實(shí)施方式(未不出)中，可將燃料直接噴入氣缸中或噴入與氣缸相關(guān)聯(lián)的混合室中。燃料致動(dòng)器模塊124可使燃料暫停噴入到被停用的氣缸。所噴射的燃料與空氣混合并在氣缸118中產(chǎn)生空氣/燃料混合物。在壓縮沖程期間，氣缸118內(nèi)的活塞(未示出)壓縮空氣/燃料混合物。發(fā)動(dòng)機(jī)102可以是壓縮點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)，在這種情況下，氣缸118內(nèi)的壓縮點(diǎn)燃空氣/燃料混合物?；蛘?，發(fā)動(dòng)機(jī)102可以是火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)，在這種情況下，基于來自ECM 114的信號(hào)，火花致動(dòng)器模塊126激發(fā)氣缸118中的火花塞128，從而點(diǎn)燃空氣/燃料混合物?；鸹ǖ恼龝r(shí)可被指定成與活塞處于其最上部位置的時(shí)刻相關(guān)，所述活塞的最上部位置被稱為上止點(diǎn)(TDC)?；鸹ㄖ聞?dòng)器模塊126可由指示在TDC之前或之后多遠(yuǎn)來產(chǎn)生火花的正時(shí)信號(hào)來控制。因?yàn)榛钊恢门c曲軸旋轉(zhuǎn)直接相關(guān)，所以火花致動(dòng)器模塊126的操作可以與曲軸角同步。在各種實(shí)施方式中，火花致動(dòng)器模塊126可暫停向被停用的氣缸提供火花。產(chǎn)生火花可被稱為點(diǎn)火事件?；鸹ㄖ聞?dòng)器模塊126可具有為每次點(diǎn)火事件改變火花正時(shí)的能力。此外，火花致動(dòng)器模塊126可以甚至在火花正時(shí)在最后的點(diǎn)火事件和下一個(gè)火事件之間變化時(shí)改變下一個(gè)點(diǎn)火事件的火花正時(shí)。在燃燒沖程期間，空氣/燃料混合物的燃燒驅(qū)動(dòng)活塞向下，由此驅(qū)動(dòng)曲軸。燃燒沖程可被限定為在活塞到達(dá)TDC與活塞返回到下止點(diǎn)(BDC)的時(shí)刻之間的時(shí)間。在排氣沖程期間，活塞開始從BDC向上運(yùn)動(dòng)并且經(jīng)一個(gè)或多個(gè)排氣門例如排氣門 130排出燃燒的副產(chǎn)物。燃燒的副產(chǎn)物經(jīng)排氣系統(tǒng)134排出車輛。排氣系統(tǒng)134包括催化劑136，例如三效催化劑(TWC)。催化劑136與流經(jīng)催化劑136的排氣的一種或多種組分發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)排氣為貧燃料(富氧)時(shí)，催化劑136儲(chǔ)存氧。進(jìn)氣門122可由進(jìn)氣凸輪軸140控制，同時(shí)排氣門130可由排氣凸輪軸142控制。在各種實(shí)施方式中，多個(gè)進(jìn)氣凸輪軸(包括進(jìn)氣凸輪軸140)可控制氣缸118的多個(gè)進(jìn)氣門(包括進(jìn)氣門122)和/或可控制多個(gè)氣缸(包括氣缸118)組的進(jìn)氣門(包括進(jìn)氣門122)。相似地，多個(gè)排氣凸輪軸(包括排氣凸輪軸142)可控制氣缸118的多個(gè)排氣門和/或可控制多個(gè)氣缸(包括氣缸118)組的排氣門(包括排氣門130)。氣缸致動(dòng)器模塊120可通過禁止打開進(jìn)氣門122和/或排氣門130而停用氣缸118。在各種其它實(shí)施方式中，進(jìn)氣門122和/或排氣門130可由凸輪軸以外的裝置例如電磁致動(dòng)器控制。進(jìn)氣門122被打開的時(shí)刻可相對(duì)于活塞TDC通過進(jìn)氣凸輪相位器148而改變。排氣門130被打開的時(shí)刻可相對(duì)于活塞TDC通過排氣凸輪相位器150而改變。相位器致動(dòng)器模塊158可基于來自ECM 114的信號(hào)控制進(jìn)氣凸輪相位器148和排氣凸輪相位器150。在被實(shí)施時(shí)，可變氣門升程(未示出)也可由相位器致動(dòng)器模塊158控制。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可包括將加壓空氣提供給進(jìn)氣歧管110的增壓裝置。例如，圖I示出包括熱渦輪機(jī)160-1的渦輪增壓器，熱渦輪機(jī)160-1由流經(jīng)排氣系統(tǒng)134的熱廢氣驅(qū)動(dòng)。渦流增壓器還包括由渦輪機(jī)160-1驅(qū)動(dòng)的將導(dǎo)引到節(jié)氣門112的空氣進(jìn)行壓縮的冷氣壓縮機(jī)160-2。在各種實(shí)施方式中，由曲軸驅(qū)動(dòng)的增壓器(未示出)可壓縮來自節(jié)氣門112的空氣并將壓縮空氣傳送到進(jìn)氣歧管110。廢氣門162可允許排氣旁路通過渦輪機(jī)160-1，從而減小渦輪增壓器的增壓(進(jìn)氣空氣壓縮的量)。ECM 114可通過增壓致動(dòng)器模塊165控制渦輪增壓器。增壓致動(dòng)器模塊165可通過控制廢氣門162的位置來調(diào)節(jié)渦輪增壓器的增壓。在各種實(shí)施方式中，多個(gè)渦輪增壓器可由增壓致動(dòng)器模塊165控制。渦輪增壓器可具有可由增壓致動(dòng)器模塊165控制的可變幾何結(jié)構(gòu)。中冷器(未不出)可耗散包含在壓縮空氣充氣中的一些熱量，其在空氣被壓縮時(shí)產(chǎn)生。壓縮空氣充氣還可具有從排氣系統(tǒng)134的組件中吸收的熱。雖然為了說明目的而分開示出，但是渦輪機(jī)160-1和壓縮機(jī)160-2可彼此附接，從而將進(jìn)氣空氣置于與熱排氣緊密接近。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可包括廢氣再循環(huán)(EGR)閥164，其選擇性地將廢氣再導(dǎo)引回進(jìn)氣歧管110。EGR閥164可定位在渦輪增壓器的渦輪機(jī)160-1的上游。EGR致動(dòng)器模塊166可基于來自ECM 114的信號(hào)控制EGR閥164。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可使用RPM傳感器170測量曲軸以每分鐘轉(zhuǎn)(RPM)形式的速度。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度可使用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT)傳感器171測量。ECT傳感器171可定位在發(fā)動(dòng)機(jī)102內(nèi)或定位在冷卻劑被循環(huán)的其它位置處，例如定位在散熱器(未示出)處。進(jìn)氣歧管110內(nèi)的壓力可使用歧管絕對(duì)壓力(MAP)傳感器172測量。在各種實(shí)施 方式中，可測量發(fā)動(dòng)機(jī)真空度，其為環(huán)境空氣壓力與進(jìn)氣歧管110內(nèi)的壓力之間的差。流入進(jìn)氣歧管110中的空氣的質(zhì)量流率可使用質(zhì)量空氣流量(MAF)傳感器173測量。在各種實(shí) 施方式中，MAF傳感器173可定位在殼體中，該殼體還包括節(jié)氣門112。節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116可使用一個(gè)或多個(gè)節(jié)氣門位置傳感器(TPS) 174監(jiān)測節(jié)氣門112的位置。例如，第一節(jié)氣門位置傳感器174-1和第二節(jié)氣門位置傳感器174-2監(jiān)測節(jié)氣門112的位置，并基于節(jié)氣門位置分別生成第一節(jié)氣門位置和第二節(jié)氣門位置(TPS1和TPS2)。被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)102的空氣的環(huán)境溫度可使用進(jìn)氣空氣溫度(IAT)傳感器175測量。上游氧傳感器176測量流入催化劑136中的排氣中的氧的量(例如，濃度)。下游氧傳感器177測量催化劑136的下游的排氣中的氧的量(例如，濃度)。ECM 114可以使用來自傳感器和/或一個(gè)或多個(gè)其它傳感器的信號(hào)來做出用于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的控制決策。變速器控制模塊194可以控制變速器的操作。ECM 114可以出于各種原因與變速器控制模塊194通信，例如以共用參數(shù)以及以通過變換變速器中的檔位來協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)操作。例如，ECM 114可以在換檔期間選擇性地減小發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。ECM 114可與混合動(dòng)力控制模塊196通信以協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)102和電馬達(dá)198的操作。電馬達(dá)198還可用作發(fā)電機(jī)，并且可用于產(chǎn)生由車輛電氣系統(tǒng)使用的電能和/或存儲(chǔ)在電池中的電能。在各種實(shí)施方式中，可將ECM 114、變速器控制模塊194和混合動(dòng)力控制模塊196的各種功能集成到一個(gè)或多個(gè)模塊中。改變發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的每個(gè)系統(tǒng)可被稱為致動(dòng)器。每個(gè)致動(dòng)器接收致動(dòng)器值。例如，節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116可被稱為致動(dòng)器，而節(jié)氣門開度面積可被稱為致動(dòng)器值。在圖I的示例中，節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門112的葉片的角度來實(shí)現(xiàn)節(jié)氣門開度面積。相似地，火花致動(dòng)器模塊126可被稱為致動(dòng)器，同時(shí)相應(yīng)的致動(dòng)器值可以是火花提前相對(duì)于氣缸TDC的量。其它致動(dòng)器可包括氣缸致動(dòng)器模塊120、燃料致動(dòng)器模塊124、相位器致動(dòng)器模塊158、增壓致動(dòng)器模塊165和EGR致動(dòng)器模塊166。對(duì)于這些致動(dòng)器，致動(dòng)器值可分別對(duì)應(yīng)于所啟用的氣缸的數(shù)目、供料率、進(jìn)氣凸輪相位器角度和排氣凸輪相位器角度、增壓壓力和EGR閥開度面積。ECM 114可控制致動(dòng)器值以使發(fā)動(dòng)機(jī)102產(chǎn)生期望的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。現(xiàn)在參照?qǐng)D2，給出了示例發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的功能框圖。ECM 114的示例實(shí)施方式包括駕駛員扭矩模塊202、車軸扭矩仲裁模塊204和推進(jìn)扭矩仲裁模塊206。ECM 114可以包括混合動(dòng)力最優(yōu)化模塊208。ECM 114的示例實(shí)施方式還包括儲(chǔ)備/負(fù)載模塊220、致動(dòng)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240。ECM 114的示例實(shí)施方式還包括增壓調(diào)度模塊248和相位器調(diào)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254確定駕駛員扭矩請(qǐng)求253。駕駛員輸入254可基于例如加速器踏板的位置和制動(dòng)器踏板的位置。駕駛員輸入254還可基于來自巡航控制系統(tǒng)的輸入，所述巡航控制系統(tǒng)可以是自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)。自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)改變車輛速度來維持預(yù)定跟隨距離。駕駛員扭矩模塊202可進(jìn)一步基于車輛速度255確定駕駛員扭矩請(qǐng)求253。僅舉例，車輛速度255可基于一個(gè)或多個(gè)測量的車輪速度、變速器輸出軸速度和/或一個(gè)或多個(gè)其它適當(dāng)?shù)膮?shù)產(chǎn)生。車軸扭矩仲裁模塊204在駕駛員扭矩請(qǐng)求253與其它車軸扭矩請(qǐng)求256之間進(jìn)行仲裁。車軸扭矩(對(duì)車輪的扭矩)可以由包括發(fā)動(dòng)機(jī)和/或電馬達(dá)的各種源產(chǎn)生。通常，扭矩請(qǐng)求可包括絕對(duì)扭矩請(qǐng)求以及相對(duì)扭矩請(qǐng)求和斜變請(qǐng)求。僅舉例,斜變請(qǐng)求可包括使扭矩斜降到最小發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉扭矩的請(qǐng)求或者使扭矩從最小發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉扭矩斜升的請(qǐng)求。相對(duì) 扭矩請(qǐng)求可包括臨時(shí)的或持久的扭矩減小或增大。車軸扭矩請(qǐng)求256可包括在檢測到正車輪滑動(dòng)時(shí)由牽引控制系統(tǒng)請(qǐng)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(duì)道路表面開始滑動(dòng)時(shí)發(fā)生正車輪滑動(dòng)。車軸扭矩請(qǐng)求256還可包括為抵消負(fù)車輪滑動(dòng)的扭矩增大請(qǐng)求，在負(fù)車輪滑動(dòng)中，車輛的輪胎相對(duì)于道路表面滑動(dòng)，因?yàn)檐囕S扭矩是負(fù)的。車軸扭矩請(qǐng)求256還可包括制動(dòng)管理請(qǐng)求和車輛超速扭矩請(qǐng)求。制動(dòng)管理請(qǐng)求可減小車軸扭矩以確保車軸扭矩不超過制動(dòng)器在停止車輛時(shí)控制車輛的能力。車輛超速扭矩請(qǐng)求可減小車軸扭矩以防止車輛超過預(yù)定速度。車軸扭矩請(qǐng)求256還可由車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)生成。車軸扭矩仲裁模塊204基于在駕駛員扭矩請(qǐng)求253和車軸扭矩請(qǐng)求256之間進(jìn)行仲裁的結(jié)果輸出預(yù)測扭矩請(qǐng)求257和即時(shí)扭矩請(qǐng)求258。如下所述，來自車軸扭矩仲裁模塊204的預(yù)測扭矩請(qǐng)求257和即時(shí)扭矩請(qǐng)求258在被用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的致動(dòng)器之前可選擇性地由ECM 114的其它模塊調(diào)節(jié)。一般而言，即時(shí)扭矩請(qǐng)求258是當(dāng)前期望的車軸扭矩的量，而預(yù)測扭矩請(qǐng)求257是在臨時(shí)通知時(shí)可能需要的車軸扭矩的量。ECM 114控制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100來產(chǎn)生與即時(shí)扭矩請(qǐng)求258相等的車軸扭矩。然而，不同的致動(dòng)器值組合可引起相同的車軸扭矩。因此，ECM114可在使車軸扭矩仍保持在即時(shí)扭矩請(qǐng)求258的同時(shí)，調(diào)節(jié)致動(dòng)器值以允許較快速地轉(zhuǎn)變到預(yù)測扭矩請(qǐng)求257。在各種實(shí)施方式中，預(yù)測扭矩請(qǐng)求257可基于駕駛員扭矩請(qǐng)求253。即時(shí)扭矩請(qǐng)求258可以小于預(yù)測扭矩請(qǐng)求257，例如在駕駛員扭矩請(qǐng)求253在冰面上正引起車輪滑動(dòng)時(shí)。在這樣的情況下，牽引控制系統(tǒng)(未示出)可通過即時(shí)扭矩請(qǐng)求258來請(qǐng)求減小，并且ECM 114將由發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100產(chǎn)生的扭矩減小到即時(shí)扭矩請(qǐng)求258。然而，ECM 114控制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100，使得一旦車輪滑動(dòng)停止，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100就可迅速地恢復(fù)產(chǎn)生預(yù)測扭矩請(qǐng)求 257。一般而言，即時(shí)扭矩請(qǐng)求258與(通常更高的)預(yù)測扭矩請(qǐng)求257之間的差可被稱為扭矩儲(chǔ)備。扭矩儲(chǔ)備可表示發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100在最小延遲的情況下可開始產(chǎn)生的(高于即時(shí)扭矩請(qǐng)求258)的附加扭矩的量?？焖俚陌l(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器用于增大或減小當(dāng)前車軸扭矩。如下面更詳細(xì)地描述，快速的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器是相對(duì)于緩慢的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器來限定的。在各種實(shí)施方式中，快速的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器能夠在某個(gè)范圍內(nèi)改變車軸扭矩，其中，所述范圍由緩慢的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器建立。在這些實(shí)施方式中，所述范圍的上限是預(yù)測扭矩請(qǐng)求257，同時(shí)所述范圍的下限由快速致動(dòng)器的扭矩容量限制。僅舉例，快速的致動(dòng)器可僅能夠使車軸扭矩減小第一量，其中，所述第一量是快速致動(dòng)器的扭矩容量的測量值。所述第一量可基于由緩慢的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器設(shè)定的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件而改變。在即時(shí)扭矩請(qǐng)求258處于所述范圍內(nèi)時(shí)，快速的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器可被設(shè)定成促使車軸扭矩等于即時(shí)扭矩請(qǐng)求258。當(dāng)ECM 114請(qǐng)求輸出預(yù)測扭矩請(qǐng)求257時(shí)，快速的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器可被控制成使車軸扭矩改變到所述范圍的上限，即預(yù)測扭矩請(qǐng)求257。
一般而言，與緩慢的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器相比，快速的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器可更迅速地改變車軸扭矩。與快速的致動(dòng)器相比，緩慢的致動(dòng)器可更緩慢地響應(yīng)于其相應(yīng)致動(dòng)器值的變化。例如，緩慢的致動(dòng)器可包括機(jī)械部件，所述機(jī)械部件響應(yīng)于致動(dòng)器值的變化需要時(shí)間來從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置。緩慢的致動(dòng)器還可由一旦緩慢的致動(dòng)器開始執(zhí)行變化的致動(dòng)器值則車軸扭矩開始變化所花費(fèi)的時(shí)間量來表征。通常，對(duì)于緩慢的致動(dòng)器來說該時(shí)間量將比對(duì)于快速的致動(dòng)器來說的更長。此外，甚至在車軸扭矩開始變化之后，車軸扭矩可能花費(fèi)更長的時(shí)間來完全響應(yīng)于緩慢的致動(dòng)器的變化。僅舉例，ECM 114可將用于緩慢的致動(dòng)器的致動(dòng)器值設(shè)定為如果快速的致動(dòng)器被設(shè)定到合適的值則將使發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100能夠產(chǎn)生預(yù)測扭矩請(qǐng)求257的值。此時(shí)，ECM 114可將用于快速的致動(dòng)器的致動(dòng)器值設(shè)定為在緩慢的致動(dòng)器值的情況下引起發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100產(chǎn)生即時(shí)扭矩請(qǐng)求258而不是預(yù)測扭矩請(qǐng)求257的值。因此，快速的致動(dòng)器值引起發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100產(chǎn)生即時(shí)扭矩請(qǐng)求258。在ECM 114決定將車軸扭矩從即時(shí)扭矩請(qǐng)求258轉(zhuǎn)變?yōu)轭A(yù)測扭矩請(qǐng)求257時(shí)，ECM 114將用于一個(gè)或多個(gè)快速的致動(dòng)器的致動(dòng)器值變化到相應(yīng)于預(yù)測扭矩請(qǐng)求257的值。因?yàn)榫徛闹聞?dòng)器值已經(jīng)基于預(yù)測扭矩請(qǐng)求257而被設(shè)定，所以發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100能夠僅在由快速的致動(dòng)器施加的延遲之后產(chǎn)生預(yù)測扭矩請(qǐng)求257。換句話說，避免了否則通過使用緩慢的致動(dòng)器因改變車軸扭矩會(huì)引起的更長延遲。僅舉例，當(dāng)預(yù)測扭矩請(qǐng)求257等于駕駛員扭矩請(qǐng)求253時(shí)，可在由臨時(shí)扭矩減小請(qǐng)求引起的即時(shí)扭矩請(qǐng)求258小于駕駛員扭矩請(qǐng)求253時(shí)產(chǎn)生扭矩儲(chǔ)備?？商鎿Q地，可通過在使即時(shí)扭矩請(qǐng)求258保持在駕駛員扭矩請(qǐng)求253的同時(shí)使預(yù)測扭矩請(qǐng)求257增加到大于駕駛員扭矩請(qǐng)求253來產(chǎn)生扭矩儲(chǔ)備。產(chǎn)生的扭矩儲(chǔ)備可吸收所需的車軸扭矩的意外增大。僅舉例，由空氣調(diào)節(jié)器或動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵施加的意外負(fù)載可以通過增大即時(shí)扭矩請(qǐng)求258來補(bǔ)償。如果即時(shí)扭矩請(qǐng)求258的增大小于扭矩儲(chǔ)備，那么可通過使用快速的致動(dòng)器迅速地產(chǎn)生所述增大。預(yù)測扭矩請(qǐng)求257還可被增大以重新建立先前的扭矩儲(chǔ)備。使用扭矩儲(chǔ)備的另一示例是減小緩慢的致動(dòng)器值的波動(dòng)。由于其相對(duì)慢的速度，改變緩慢的致動(dòng)器值可能產(chǎn)生控制不穩(wěn)定性。此外，緩慢的致動(dòng)器可包括在頻繁被移動(dòng)時(shí)可吸收更多動(dòng)力和/或更迅速地磨損的機(jī)械零件。產(chǎn)生足夠的扭矩儲(chǔ)備允許在保持緩慢的致動(dòng)器的值的同時(shí)經(jīng)由即時(shí)扭矩請(qǐng)求258通過改變快速的致動(dòng)器來做出期望扭矩的變化。例如，為了維持給定的怠速，即時(shí)扭矩請(qǐng)求258可在某個(gè)范圍內(nèi)改變。如果預(yù)測扭矩請(qǐng)求257被設(shè)定為大于這個(gè)范圍的水平，那么即時(shí)扭矩請(qǐng)求258中的維持怠速的改變可在無需調(diào)節(jié)緩慢的致動(dòng)器的情況下使用快速的致動(dòng)器做出。僅舉例，在火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)中，火花正時(shí)可以是快速的致動(dòng)器值，而節(jié)氣門開度面積可以是緩慢的致動(dòng)器值?；鸹c(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)可通過應(yīng)用火花來燃燒包括例如汽油和乙醇的燃料。作為對(duì)比，在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)中，燃料流可以是快速的致動(dòng)器值，而節(jié)氣門開度面積可以用作發(fā)動(dòng)機(jī)特性的致動(dòng)器值而非扭矩。壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)可通過壓縮燃料來燃燒包括例如柴油的燃料。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)102是火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，火花致動(dòng)器模塊126可以是快速的致動(dòng)器，節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116可以是緩慢的致動(dòng)器。在接收到新的致動(dòng)器值后，火花致動(dòng)器模塊126能夠改變隨后點(diǎn)火事件的火花正時(shí)。當(dāng)用于點(diǎn)火事件的火花正時(shí)(也稱為火花提前)被設(shè)定為校準(zhǔn)值時(shí)，可在緊跟該點(diǎn)火事件的燃燒沖程中產(chǎn)生最大扭矩量。然而，偏離校準(zhǔn)值的火花提前可減小在燃燒沖程中產(chǎn)生的扭矩的量。因此，火花致動(dòng)器模塊126能夠在發(fā)生下次點(diǎn)火事件時(shí)通過改變火花提前來改變發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。僅舉例，可在車輛設(shè)計(jì)的校準(zhǔn)階段期間確定火花提前對(duì)應(yīng)于不同發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件的表，并且基于當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件從所 述表中選出所校準(zhǔn)的值。作為對(duì)比，節(jié)氣門開度面積的變化要花費(fèi)較長時(shí)間來影響發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門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(dòng)器值，在節(jié)氣門112基于所述新的致動(dòng)器值從其先前位置移動(dòng)到新的位置時(shí)就有機(jī)械延遲。此外，基于節(jié)氣門開度面積的空氣流改變經(jīng)受進(jìn)氣歧管110中的空氣運(yùn)送延遲。此外，進(jìn)氣歧管110中的增加的空氣流未被實(shí)現(xiàn)為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的增大，直到氣缸118在下次進(jìn)氣沖程中接收到額外空氣、壓縮所述額外空氣并開始燃燒沖程。使用這些致動(dòng)器作為示例，可通過將節(jié)氣門開度面積設(shè)定到將允許發(fā)動(dòng)機(jī)102產(chǎn)生預(yù)測扭矩請(qǐng)求257的值來產(chǎn)生扭矩儲(chǔ)備。此時(shí)，可基于比預(yù)測扭矩請(qǐng)求257更小的即時(shí)扭矩請(qǐng)求258來設(shè)定火花正時(shí)。雖然節(jié)氣門開度面積產(chǎn)生用于使發(fā)動(dòng)機(jī)102產(chǎn)生預(yù)測扭矩請(qǐng)求257的足夠的空氣流，但是火花正時(shí)基于即時(shí)扭矩請(qǐng)求258被延遲(這減小了扭矩)。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩將等于即時(shí)扭矩請(qǐng)求258。當(dāng)需要額外的扭矩時(shí)，火花正時(shí)可基于預(yù)測扭矩請(qǐng)求257或在預(yù)測扭矩請(qǐng)求257和即時(shí)扭矩請(qǐng)求258之間的扭矩來設(shè)定。通過接下來的點(diǎn)火事件，火花致動(dòng)器模塊126可使火花提前返回到校準(zhǔn)值，這允許發(fā)動(dòng)機(jī)102產(chǎn)生可利用已經(jīng)存在的空氣流實(shí)現(xiàn)的完全發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。因此在不經(jīng)受因改變節(jié)氣門開度面積引起的延遲的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩可被迅速增大到預(yù)測扭矩請(qǐng)求257。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)102是壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，燃料致動(dòng)器模塊124可以是快速的致動(dòng)器，節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116和增壓致動(dòng)器模塊165可以是排放致動(dòng)器。可基于即時(shí)扭矩請(qǐng)求258設(shè)定燃料質(zhì)量，并可基于預(yù)測扭矩請(qǐng)求257設(shè)定節(jié)氣門開度面積、增壓和EGR開度。節(jié)氣門開度面積可以產(chǎn)生比為滿足預(yù)測扭矩請(qǐng)求257所需更多的空氣流。繼而，所產(chǎn)生的空氣流可以比噴射的燃料的完全燃燒所需的要多，從而空氣/燃料比通常貧乏，并且空氣流的變化不影響發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩將等于即時(shí)扭矩請(qǐng)求258，并可以通過調(diào)節(jié)燃料流而增大或減小?？苫陬A(yù)測扭矩請(qǐng)求257控制節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116、增壓致動(dòng)器模塊165和EGR閥164，以控制排放并使渦輪遲滯最小化。節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116可在進(jìn)氣歧管110內(nèi)產(chǎn)生真空，以通過EGR閥164吸取廢氣并使廢氣進(jìn)入進(jìn)氣歧管110。車軸扭矩仲裁模塊204可將預(yù)測扭矩請(qǐng)求257和即時(shí)扭矩請(qǐng)求258輸出到推進(jìn)扭矩仲裁模塊206。在各種實(shí)施方式中，車軸扭矩仲裁模塊204可以將預(yù)測扭矩請(qǐng)求257和即時(shí)扭矩請(qǐng)求258輸出到混合動(dòng)力最優(yōu)化模塊208?；旌蟿?dòng)力最優(yōu)化模塊208可以確定應(yīng)當(dāng)由發(fā)動(dòng)機(jī)102產(chǎn)生多少扭矩以及應(yīng)當(dāng)由電馬達(dá)198產(chǎn)生多少扭矩。然后，混合動(dòng)力最優(yōu)化模塊208分別將修正的預(yù)測扭矩請(qǐng)求259和即時(shí)扭矩請(qǐng)求260輸出到推進(jìn)扭矩仲裁模塊206。在各種實(shí)施方式中，混合動(dòng)力最優(yōu)化模塊208可以在混合動(dòng)力控制模塊196中執(zhí)行。由推進(jìn)扭矩仲裁模塊206接收到的預(yù)測扭矩請(qǐng)求和即時(shí)扭矩請(qǐng)求從車軸扭矩域(車輪處的扭矩)轉(zhuǎn)換到推進(jìn)扭矩域(曲軸處的扭矩)。該轉(zhuǎn)換可以在混合動(dòng)力最優(yōu)化模塊208之前、之后、作為它的一部分或代替它而發(fā)生。
推進(jìn)扭矩仲裁模塊206在包括經(jīng)轉(zhuǎn)換的預(yù)測扭矩請(qǐng)求和經(jīng)轉(zhuǎn)換的即時(shí)扭矩請(qǐng)求的推進(jìn)扭矩請(qǐng)求279之間仲裁。推進(jìn)扭矩仲裁模塊206產(chǎn)生經(jīng)仲裁的預(yù)測扭矩請(qǐng)求261和經(jīng)仲裁的即時(shí)扭矩請(qǐng)求262。經(jīng)仲裁的扭矩請(qǐng)求261和262可通過從接收到的扭矩請(qǐng)求中選擇勝出的請(qǐng)求來產(chǎn)生。可替換地或額外地，經(jīng)仲裁的扭矩請(qǐng)求261可通過基于接收到的扭矩請(qǐng)求中的另一個(gè)或多個(gè)而修正接收到的請(qǐng)求中的一個(gè)來產(chǎn)生。推進(jìn)扭矩請(qǐng)求279可包括用于發(fā)動(dòng)機(jī)超速保護(hù)的扭矩減小、用于防止失速的扭矩增大以及由變速器控制模塊194請(qǐng)求的以適應(yīng)檔位變換的扭矩減小。推進(jìn)扭矩請(qǐng)求279還可由離合器燃料切斷產(chǎn)生，當(dāng)駕駛員在手動(dòng)變速器車輛中壓下離合器踏板以防止發(fā)動(dòng)機(jī)速度的突增(快速增大)時(shí)，離合器燃料切斷減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。推進(jìn)扭矩請(qǐng)求279還可包括發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉請(qǐng)求，其可在檢測到關(guān)鍵故障時(shí)啟動(dòng)。僅舉例，關(guān)鍵故障可包括檢測到車輛被盜、停止的起動(dòng)機(jī)馬達(dá)、電子節(jié)氣門控制問題和意外的扭矩增大。在各種實(shí)施方式中，當(dāng)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉請(qǐng)求時(shí)，仲裁選擇發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉請(qǐng)求作為勝出的請(qǐng)求。當(dāng)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉請(qǐng)求時(shí)，推進(jìn)扭矩仲裁模塊206可輸出零作為經(jīng)仲裁的預(yù)測扭矩請(qǐng)求261和即時(shí)扭矩請(qǐng)求262。在各種實(shí)施方式中，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉請(qǐng)求可獨(dú)立于仲裁程序而僅關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)102。推進(jìn)扭矩仲裁模塊206仍可接收發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉請(qǐng)求，以便例如適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)可被反饋給其它扭矩請(qǐng)求器。例如，所有其它扭矩請(qǐng)求器可被通知它們?cè)谥俨弥惺?。?chǔ)備/負(fù)載模塊220接收經(jīng)仲裁的預(yù)測扭矩請(qǐng)求261和即時(shí)扭矩請(qǐng)求262。儲(chǔ)備/負(fù)載模塊220可調(diào)節(jié)經(jīng)仲裁的預(yù)測扭矩請(qǐng)求261和經(jīng)仲裁的即時(shí)扭矩請(qǐng)求262以產(chǎn)生扭矩儲(chǔ)備和/或補(bǔ)償一個(gè)或多個(gè)負(fù)載。然后，儲(chǔ)備/負(fù)載模塊220將經(jīng)調(diào)節(jié)的預(yù)測扭矩請(qǐng)求263和經(jīng)調(diào)節(jié)的即時(shí)扭矩請(qǐng)求264輸出給致動(dòng)模塊224。僅舉例，催化劑點(diǎn)燃過程或冷起動(dòng)排放減少過程會(huì)需要延遲的火花提前。因此，儲(chǔ)備/負(fù)載模塊220可以將經(jīng)調(diào)節(jié)的預(yù)測扭矩請(qǐng)求263增大到高于經(jīng)調(diào)節(jié)的即時(shí)扭矩請(qǐng)求264，以產(chǎn)生用于冷起動(dòng)排放減少過程的延遲的火花。在另一示例中，可以直接改變發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣/燃料比和/或質(zhì)量空氣流量，例如用于新的發(fā)動(dòng)機(jī)吹掃。在開始這些過程之前，可以產(chǎn)生或增加扭矩儲(chǔ)備，以快速地彌補(bǔ)在這些過程期間由于使空氣/燃料混合物貧乏所導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的減小。儲(chǔ)備/負(fù)載模塊220還可以在預(yù)期到未來負(fù)載例如動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵操作或空氣調(diào)節(jié)(A/C)壓縮器離合器的接合時(shí)產(chǎn)生或增大扭矩儲(chǔ)備。當(dāng)駕駛員第一次請(qǐng)求空氣調(diào)節(jié)時(shí)，可以產(chǎn)生用于接合A/C壓縮器離合器的儲(chǔ)備。在使經(jīng)調(diào)節(jié)的即時(shí)扭矩請(qǐng)求264不改變的情況下，儲(chǔ)備/負(fù)載模塊220可以增大經(jīng)調(diào)節(jié)的預(yù)測扭矩請(qǐng)求263以產(chǎn)生扭矩儲(chǔ)備。然后，當(dāng)A/C壓縮器離合器接合時(shí)，儲(chǔ)備/負(fù)載模塊220可以通過所估計(jì)的A/C壓縮器離合器的負(fù)載而增大經(jīng)調(diào)節(jié)的即時(shí)扭矩請(qǐng)求264。致動(dòng)模塊224接收經(jīng)調(diào)節(jié)的預(yù)測扭矩請(qǐng)求263和經(jīng)調(diào)節(jié)的即時(shí)扭矩請(qǐng)求264。致動(dòng)模塊224確定將如何實(shí)現(xiàn)經(jīng)調(diào)節(jié)的預(yù)測扭矩請(qǐng)求263和經(jīng)調(diào)節(jié)的即時(shí)扭矩請(qǐng)求264。致動(dòng)模塊224可以是發(fā)動(dòng)機(jī)類型專用的。例如，對(duì)于火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)和壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)來說，致動(dòng)模塊224可被不同地實(shí)施或使用不同的控制方案。在各種實(shí)施方式中，致動(dòng)模塊224可在所有發(fā)動(dòng)機(jī)類型通用的模塊與發(fā)動(dòng)機(jī)類型專用的模塊之間限定界限。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)類型可包括火花點(diǎn)火式和壓燃式。致動(dòng)模塊224 之前的模塊，例如推進(jìn)扭矩仲裁模塊206，可以是發(fā)動(dòng)機(jī)類型通用的，而致動(dòng)模塊224和隨后的模塊可以是發(fā)動(dòng)機(jī)類型專用的。例如，在火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)中，致動(dòng)模塊224可改變作為緩慢的致動(dòng)器的節(jié)氣門112的開度，其允許寬范圍的扭矩控制。致動(dòng)模塊224可使用氣缸致動(dòng)器模塊120來禁用氣缸，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(dòng)模塊224可使用火花正時(shí)作為快速的致動(dòng)器。然而，火花正時(shí)可能不能提供大范圍的扭矩控制。此外，使用火花正時(shí)的改變(被稱為火花儲(chǔ)備容量)而可能的扭矩控制量可能隨空氣流量的變化而改變。在各種實(shí)施方式中，致動(dòng)模塊224可基于經(jīng)調(diào)節(jié)的預(yù)測扭矩請(qǐng)求263產(chǎn)生空氣扭矩請(qǐng)求265?？諝馀ぞ卣?qǐng)求265可等于經(jīng)調(diào)節(jié)的預(yù)測扭矩請(qǐng)求263，以設(shè)定空氣流量，使得可以通過對(duì)其它致動(dòng)器的改變實(shí)現(xiàn)經(jīng)調(diào)節(jié)的預(yù)測扭矩請(qǐng)求263。空氣控制模塊228可基于空氣扭矩請(qǐng)求265確定期望的致動(dòng)器值。僅舉例，空氣控制模塊228可基于空氣扭矩請(qǐng)求265確定期望的歧管絕對(duì)壓力(MAP) 266、期望的節(jié)氣門位置267和/或期望的每氣缸空氣量(APC)268。期望的MAP 266可用于確定期望的增壓，而期望的APC 268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267。在各種實(shí)施方式中，空氣控制模塊228還可基于空氣扭矩請(qǐng)求265確定EGR閥164的開度的量。 致動(dòng)模塊224還可產(chǎn)生火花扭矩請(qǐng)求269、氣缸關(guān)閉扭矩請(qǐng)求270和燃料扭矩請(qǐng)求271?；鸹ㄅぞ卣?qǐng)求269可由火花控制模塊232使用，以確定將火花正時(shí)從經(jīng)校準(zhǔn)的火花正時(shí)延遲多少(這減小了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩)。校準(zhǔn)的火花正時(shí)可基于各種發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件而改變。僅舉例，扭矩關(guān)系可被求逆以求解期望的火花提前。對(duì)于給定的扭矩請(qǐng)求(Tdes),可基于下式來確定期望的火花提前
(Sdes )
(I)Sdes =T-1 (Tdes, APC, I, E, AF, 0T, #)。這種關(guān)系可具體化為方程和/或查詢表?？諝?燃料比(AF)可以是實(shí)際的空氣/燃料比，如由燃料控制模塊240報(bào)告的。當(dāng)火花提前被設(shè)定到校準(zhǔn)的火花正時(shí)時(shí)，由此得到的扭矩可盡可能地接近于最大最優(yōu)扭矩(MBT)。MBT是指對(duì)于給定的空氣流量，在使用具有比預(yù)定辛烷額定值更大的辛烷額定值的燃料并且使用化學(xué)計(jì)量供以燃料的情況下在火花提前被增加時(shí)所產(chǎn)生的最大發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。該最大扭矩發(fā)生時(shí)的火花提前被稱為MBT火花正時(shí)。由于例如燃料質(zhì)量(例如當(dāng)使用較低的辛烷燃料時(shí))和環(huán)境因素，校準(zhǔn)的火花正時(shí)可稍微不同于MBT火花正時(shí)。因此，在校準(zhǔn)的火花提前時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩會(huì)小于MBT。氣缸關(guān)閉扭矩請(qǐng)求270可由氣缸控制模塊236使用以確定停用多少氣缸。氣缸控制模塊236可指不氣缸致動(dòng)器模塊120停用發(fā)動(dòng)機(jī)102的一個(gè)或多個(gè)氣缸。在各種實(shí)施方式中，可聯(lián)合地停用預(yù)先限定的氣缸組(例如，一半)。氣缸控制模塊236還可指示燃料控制模塊240停止提供燃料給停用氣缸并且可指不火花控制模塊232停止提供火花給停用氣缸。在各種實(shí)施方式中，一旦氣缸中已經(jīng)存在的任何燃料/空氣混合物已經(jīng)燃燒，則火花控制模塊232僅停止提供用于該氣缸的火花。氣缸致動(dòng)器模塊120可包括液壓系統(tǒng)，所述液壓系統(tǒng)選擇性地從相應(yīng)的凸輪軸斷開用于一個(gè)或多個(gè)氣缸的進(jìn)氣門和/或排氣門以便停用這些氣缸。僅舉例，用于一半氣缸的氣門被氣缸致動(dòng)器模塊120作為組液壓地聯(lián)接或斷開。在各種實(shí)施方式中，在不停止進(jìn) 氣門和排氣門的打開和關(guān)閉的情況下可僅通過暫停給這些氣缸供應(yīng)燃料來停用這些氣缸。在這些實(shí)施方式中，可省略氣缸致動(dòng)器模塊120。燃料控制模塊240可基于燃料扭矩請(qǐng)求271改變提供給氣缸的燃料量。在火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的正常操作期間，燃料控制模塊240可在空氣引導(dǎo)模式下操作，在空氣引導(dǎo)模式下，燃料控制模塊240試圖通過基于空氣流量控制供料來維持化學(xué)計(jì)量的空氣/燃料比。燃料控制模塊240可確定在與當(dāng)前的每氣缸空氣量的量組合時(shí)將產(chǎn)生化學(xué)計(jì)量燃燒的燃料質(zhì)量。燃料控制模塊240可通過供料率272指示燃料致動(dòng)器模塊124為每個(gè)啟用氣缸噴射該燃料質(zhì)量?？諝饪刂颇K228可基于空氣扭矩請(qǐng)求265確定期望的節(jié)氣門位置267?？諝饪刂颇K228可將期望的節(jié)氣門位置267輸出到節(jié)氣門控制模塊280。節(jié)氣門控制模塊280基于期望的節(jié)氣門位置267使用閉環(huán)控制產(chǎn)生期望的脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)282。節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116基于期望的PWM信號(hào)282致動(dòng)節(jié)氣門112。更具體地講，期望的PWM信號(hào)282可以驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116 (例如其馬達(dá))，以致動(dòng)節(jié)氣門112。盡管示出并討論了期望的PWM信號(hào)282，但是節(jié)氣門控制模塊280可以使用其它合適類型的信號(hào)來控制節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116?？諝饪刂颇K228可以將期望的MAP 266輸出到增壓調(diào)度模塊248。增壓調(diào)度模塊248使用期望的MAP 266來控制增壓致動(dòng)器模塊165。然后，增壓致動(dòng)器模塊165控制一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓器(例如，包括渦輪160-1和壓縮機(jī)160-2的渦輪增壓器)和/或增壓器?？諝饪刂颇K228將期望的APC 268輸出到相位器調(diào)度模塊252。基于期望的APC268和RPM信號(hào)，相位器調(diào)度模塊252可以使用相位器致動(dòng)器模塊158來控制進(jìn)氣凸輪相位器148和/或排氣凸輪相位器150的位置。ECM 114還可以包括催化劑監(jiān)測模塊290 (還參見圖3)和傳感器監(jiān)測模塊295 (還參見圖4)。如上所述，當(dāng)排氣被提供到催化劑136時(shí)，催化劑136儲(chǔ)存氧。催化劑監(jiān)測模塊290監(jiān)測催化劑136儲(chǔ)存氧的能力，并基于催化劑136儲(chǔ)存氧的能力選擇性地診斷催化劑136中的故障的存在。儲(chǔ)氧能力(OSC)時(shí)段可以指示催化劑136儲(chǔ)存氧的能力。催化劑監(jiān)測模塊290可以使用上游氧傳感器176和下游氧傳感器177對(duì)供料變化的響應(yīng)來確定催化劑136的OSC時(shí)段。更具體地講，催化劑監(jiān)測模塊290可以基于在當(dāng)上游氧傳感器176響應(yīng)于從富燃料供料到貧燃料供料的轉(zhuǎn)變時(shí)的第一時(shí)刻和當(dāng)下游氧傳感器177響應(yīng)此轉(zhuǎn)變時(shí)的第二時(shí)刻之間的時(shí)段來確定催化劑136的OSC時(shí)段。當(dāng)OSC時(shí)段大于預(yù)定時(shí)段時(shí)，催化劑監(jiān)測模塊290可以確定在催化劑136中不存在故障。相反，當(dāng)OSC時(shí)段小于預(yù)定時(shí)段時(shí)，催化劑監(jiān)測模塊290可以確定在催化劑136中
存在故障。然而，產(chǎn)生其表示排氣的氧濃度變化的輸出的下游氧傳感器177的延遲會(huì)導(dǎo)致下游氧傳感器177比其應(yīng)當(dāng)?shù)捻憫?yīng)更晚地響應(yīng)此轉(zhuǎn)變。因此，下游氧傳感器177的延遲導(dǎo)致OSC時(shí)段增大。因此，下游氧傳感器177的延遲會(huì)導(dǎo)致催化劑監(jiān)測模塊290錯(cuò)誤地確定出在催化劑136中不存在故障。
傳感器監(jiān)測模塊295也監(jiān)測下游氧傳感器177對(duì)從燃料富供料到燃料貧供料的轉(zhuǎn)變的響應(yīng)?；谙掠窝鮽鞲衅?77對(duì)轉(zhuǎn)變的響應(yīng)，傳感器監(jiān)測模塊295確定與下游氧傳感器177的延遲對(duì)應(yīng)的參數(shù)。本發(fā)明的催化劑監(jiān)測模塊290基于此參數(shù)來確定下游氧傳感器177的延遲。催化劑監(jiān)測模塊290基于下游氧傳感器177的延遲來校正OSC時(shí)段，并使用校正的OSC時(shí)段來確定在催化劑136中是否存在故障?，F(xiàn)在參照?qǐng)D3，給出了催化劑監(jiān)測系統(tǒng)的示例實(shí)施方式的功能框圖。燃料指令模塊304選擇性地指令致動(dòng)模塊224產(chǎn)生燃料扭矩請(qǐng)求271，以使供料率272從富燃料轉(zhuǎn)變?yōu)樨毴剂稀H舉例，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)102怠速時(shí)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)102非怠速時(shí)，或在其它合適的時(shí)間，燃料指令模塊304可以指令致動(dòng)模塊224產(chǎn)生燃料扭矩請(qǐng)求271，從而結(jié)合執(zhí)行減速燃料切斷(DFCO)而執(zhí)行該轉(zhuǎn)變。當(dāng)燃料指令模塊304指令將執(zhí)行從富燃料到貧燃料的轉(zhuǎn)變時(shí)，燃料指令模塊304產(chǎn)生富到貧(R到L)轉(zhuǎn)變指示符308。當(dāng)執(zhí)行轉(zhuǎn)變時(shí)，上游氧傳感器176在催化劑136和下游氧傳感器177之前接收貧燃料排氣。因此，基于由上游氧傳感器176產(chǎn)生的信號(hào)而產(chǎn)生的上游氧濃度312應(yīng)當(dāng)在下游氧傳感器177之前對(duì)此轉(zhuǎn)變做出響應(yīng)。上游氧監(jiān)測模塊316可以響應(yīng)于產(chǎn)生的富到貧轉(zhuǎn)變指示符308重設(shè)并開始上游計(jì)時(shí)器值。因此，上游計(jì)時(shí)器值對(duì)應(yīng)于自從富燃料到貧燃料的轉(zhuǎn)變被指令開始已經(jīng)經(jīng)過的時(shí)段。上游氧監(jiān)測模塊316監(jiān)測上游氧濃度312。上游氧監(jiān)測模塊316可以將上游氧濃度312與第一預(yù)定值進(jìn)行比較。當(dāng)排氣是富燃料時(shí)，上游氧濃度312可以大于第一預(yù)定值。當(dāng)上游氧濃度312從大于第一預(yù)定值轉(zhuǎn)變?yōu)樾∮诘谝活A(yù)定值時(shí)，上游氧監(jiān)測模塊316可以設(shè)定上游轉(zhuǎn)變時(shí)段320等于上游計(jì)時(shí)器值。以這種方式，上游轉(zhuǎn)變時(shí)段320指示當(dāng)從富燃料到貧燃料的轉(zhuǎn)變被指令時(shí)的時(shí)刻和當(dāng)上游氧傳感器176指示廢氣是貧燃料的時(shí)刻之間的時(shí)段。下游氧監(jiān)測模塊324可以響應(yīng)于產(chǎn)生富到貧轉(zhuǎn)變指示符308而重設(shè)并開始下游計(jì)時(shí)器值。因此，下游計(jì)時(shí)器值也對(duì)應(yīng)于自從富燃料到貧燃料的轉(zhuǎn)變被指令開始所經(jīng)過的時(shí)段。下游氧監(jiān)測模塊324監(jiān)測下游氧濃度328?；谙掠窝鮽鞲衅?77產(chǎn)生的信號(hào)，產(chǎn)生下游氧濃度328。下游氧監(jiān)測模塊324可以將下游氧濃度328與第二預(yù)定值進(jìn)行比較。當(dāng)排氣為富燃料時(shí)，下游氧濃度328可大于第二預(yù)定值。第二預(yù)定值可以與第一預(yù)定值相同或不同。當(dāng)下游氧濃度328從大于第二預(yù)定值轉(zhuǎn)變到小于第二預(yù)定值時(shí)，下游氧監(jiān)測模塊324可以設(shè)定下游轉(zhuǎn)變時(shí)段332等于下游計(jì)時(shí)器值。以這種方式，下游轉(zhuǎn)變時(shí)段332指示當(dāng)從富燃料到貧燃料的轉(zhuǎn)變被指令時(shí)的時(shí)刻和當(dāng)下游氧傳感器177指示廢氣是貧燃料時(shí)的時(shí)刻之間的時(shí)段。儲(chǔ)氧能力(OSC)確定模塊336基于上游轉(zhuǎn)變時(shí)段320和下游轉(zhuǎn)變時(shí)段332確定催化劑136的OSC時(shí)段340。OSC時(shí)段340對(duì)應(yīng)于催化劑136能夠儲(chǔ)存的氧的量。OSC確定模塊336基于上游轉(zhuǎn)變時(shí)段320和下游轉(zhuǎn)變時(shí)段332之間的差來設(shè)定OSC時(shí)段340。僅舉例，OSC確定模塊336可以將OSC時(shí)段340設(shè)為等于下游轉(zhuǎn)變時(shí)段332減去上游轉(zhuǎn)變時(shí)段320。校正模塊344基于OSC時(shí)段340和傳感器延遲時(shí)段352確定校正的OSC時(shí)段348。 校正模塊344基于OSC時(shí)段340和傳感器延遲時(shí)段352之間的差來確定校正的OSC時(shí)段348。僅舉例，校正模塊344可以將校正的OSC時(shí)段348設(shè)為等于OSC時(shí)段340減去傳感器延遲時(shí)段352。傳感器延遲時(shí)段352對(duì)應(yīng)于當(dāng)向下游氧傳感器177提供貧燃料排氣時(shí)和當(dāng)下游氧傳感器177產(chǎn)生指不排氣是貧燃料的信號(hào)時(shí)之間的時(shí)段。延遲確定模塊356基于面積360和面積360的濾波版本中之一來確定傳感器延遲時(shí)段352。面積360的濾波版本將被稱作濾波面積364。延遲確定模塊356基于濾波器狀態(tài)368選擇面積和濾波面積364中之一，以用于確定傳感器延遲時(shí)段352。下面結(jié)合圖4進(jìn)一步討論面積360、濾波面積364和濾波器狀態(tài)368。當(dāng)濾波器狀態(tài)368為第一狀態(tài)時(shí)，延遲確定模塊356可以選擇面積360。當(dāng)濾波器狀態(tài)368為第二狀態(tài)時(shí)，延遲確定模塊356可以選擇濾波面積364。延遲確定模塊356基于面積360和濾波面積364中所選擇的一個(gè)，使用將面積與傳感器延遲時(shí)段相關(guān)的映射(例如，查詢表)和函數(shù)中之一，來確定傳感器延遲時(shí)段352。標(biāo)準(zhǔn)化模塊372將校正的OSC時(shí)段348標(biāo)準(zhǔn)化，并產(chǎn)生OSC比376。標(biāo)準(zhǔn)化模塊372可以通過根據(jù)催化劑136的溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流量(例如，MAF)調(diào)節(jié)校正的OSC時(shí)段348來將校正的OSC時(shí)段348標(biāo)準(zhǔn)化。僅舉例，在催化劑136的溫度升高時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化模塊372可以增加校正的OSC時(shí)段348，反之亦然。在發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流量增大時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化模塊372可以另外地或替換地增加校正的OSC時(shí)段348，反之亦然。僅舉例，標(biāo)準(zhǔn)化模塊372可以基于以下等式設(shè)定OSC比376
( 2 )
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的系統(tǒng)，其包括 儲(chǔ)氧能力(OSC)確定模塊，所述OSC確定模塊基于使用分別位于催化劑的上游和下游的第一氧傳感器和第二氧傳感器測量的氧的第一量和第二量來確定排氣系統(tǒng)的催化劑的OSC時(shí)段； 確定所述第二氧傳感器的延遲時(shí)段的延遲確定模塊； 基于所述OSC時(shí)段和所述延遲時(shí)段之間的差來設(shè)定所述催化劑的校正的OSC時(shí)段的校正模塊；以及 基于所述校正的OSC時(shí)段選擇性地指示在所述催化劑中存在故障的故障檢測模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述校正模塊將所述校正的OSC時(shí)段設(shè)定為所述OSC時(shí)段減去所述延遲時(shí)段。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，其還包括 燃料控制模塊，所述燃料控制模塊選擇性地指示發(fā)動(dòng)機(jī)的供料從富燃料狀態(tài)轉(zhuǎn)變到貧燃料狀態(tài)； 上游氧監(jiān)測模塊，所述上游氧監(jiān)測模塊確定當(dāng)指令所述轉(zhuǎn)變時(shí)的第一時(shí)刻與當(dāng)所述氧的第一量超過第一預(yù)定值時(shí)的第二時(shí)刻之間的第一時(shí)段；以及 下游氧監(jiān)測模塊，所述下游氧監(jiān)測模塊確定所述第一時(shí)刻與所述氧的第二量超過第二預(yù)定值時(shí)的第三時(shí)刻之間的第二時(shí)段， 其中，所述OSC確定模塊基于所述第一時(shí)段和所述第二時(shí)段確定所述催化劑的所述OSC時(shí)段。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述OSC確定模塊將所述OSC時(shí)段設(shè)定為所述第一時(shí)段和所述第二時(shí)段之間的差。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，其還包括 面積確定模塊，所述面積確定模塊監(jiān)測所述第二量，并且所述面積確定模塊確定由所述第二量在所述第一時(shí)刻與當(dāng)所述第二量超過第三預(yù)定值時(shí)的第四時(shí)刻之間形成的曲線下方的面積；以及 面積濾波模塊，所述面積濾波模塊使用所述面積、來自從所述富燃料狀態(tài)到所述貧燃料狀態(tài)的N個(gè)先前轉(zhuǎn)變的面積的N個(gè)先前值以及濾波器產(chǎn)生濾波面積， 其中，所述延遲確定模塊基于所述面積和所述濾波面積中之一來確定所述延遲時(shí)段。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述延遲確定模塊還基于由面積索引的延遲時(shí)段的映射來確定所述延遲時(shí)段。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述延遲確定模塊根據(jù)所述面積和所述濾波面積中之一來確定所述延遲時(shí)段。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波器是指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均濾波器。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，其還包括傳感器故障檢測模塊，所述傳感器故障檢測模塊基于所述面積和所述濾波面積中之一來選擇性地指示在所述第二氧傳感器中存在故障。
10.一種用于車輛的方法，其包括 基于使用分別位于催化劑的上游和下游的第一氧傳感器和第二氧傳感器測量的氧的第一量和第二量來確定排氣系統(tǒng)的催化劑的儲(chǔ)氧能力(OSC)時(shí)段； 確定所述第二氧傳感器的延遲時(shí)段； 基于所述OSC時(shí)段和所述延遲時(shí)段之間的差來設(shè)定所述催化劑的校正的OSC時(shí)段；以及 基于所述校正的OSC時(shí)段選擇性地指示在所述催化劑中存在故障。
全文摘要
本發(fā)明涉及催化劑儲(chǔ)氧能力調(diào)節(jié)系統(tǒng)和方法，具體地，一種用于車輛的系統(tǒng)包括儲(chǔ)氧能力(OSC)確定模塊、延遲確定模塊、校正模塊和故障檢測模塊。所述OSC確定模塊基于使用分別位于催化劑的上游和下游的第一氧傳感器和第二氧傳感器測量的氧的第一量和第二量來確定排氣系統(tǒng)的催化劑的OSC時(shí)段。所述延遲確定模塊確定所述第二氧傳感器的延遲時(shí)段。所述校正模塊基于所述OSC時(shí)段和所述延遲時(shí)段之間的差來設(shè)定所述催化劑的校正的OSC時(shí)段。所述故障檢測模塊基于所述校正的OSC時(shí)段選擇性地指示在所述催化劑中存在故障。
文檔編號(hào)F01N11/00GK102966419SQ201210314570
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者R.J.金斯拉克, R.E.赫格, E.斯圖特維爾, J.J.希罕, T.J.拉奇 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司