内燃机的扭矩控制方法.pdf

根据本发明的一种示例性内燃机扭矩控制方法，其用于计算一所需扭矩并且根据该所需扭矩对一节气门马达进行控制，该方法包括根据加速踏板的下压量和发动机转速计算出第一所需扭矩，以及将一斜率限制函数的输出值乘以一时间延迟函数的输出值计算出第二所需扭矩，其中斜率限制函数的输出值根据第一所需扭矩、加速踏板下压量、发动机转速和变速范围来确定，其中时间延迟函数的输出值根据变速范围来确定。

1.  一种内燃机的扭矩控制方法，该方法计算发动机的所需扭矩并且根据该发动机的所需扭矩对节气门马达进行控制，它包括：
根据加速踏板的下压量和发动机转速计算第一所需扭矩；以及通过将一斜率限制函数的输出值乘以时间延迟函数的输出值计算第二所需扭矩；
其中斜率限制函数的输出值根据第一所需扭矩、加速踏板下压量、发动机转速和变速范围进行计算，以及
其中时间延迟函数的输出值根据变速范围进行计算。

2.  如权利要求1所述的扭矩控制方法，其中斜率限制函数由一基准斜率限制函数乘以一加权函数定义而成，其中基准斜率限制函数的输出值根据第一所需扭矩、发动机转速和变速范围确定，加权函数的输出值根据加速踏板的下压量和变速范围确定。

3.  如权利要求2所述的扭矩控制方法，其中加权函数的输出值与加速踏板的下压量成比例。

4.  如权利要求3所述的扭矩控制方法，其中时间延迟函数被定义为一维时间延迟函数，并且该延迟函数的输出值根据变速范围确定。

5.  如权利要求4所述的扭矩控制方法，其中时间延迟函数的输出值与变速范围成比例。

6.  如权利要求2所述的扭矩控制方法，其中基准斜率限制函数的输出值和加权函数的输出值由若干预定搜索表确定。

7.  如权利要求4所述的扭矩控制方法，其中时间延迟函数的输出值由若干预定的搜索表确定。

内燃机的扭矩控制方法
技术领域
本发明涉及一种内燃机的扭矩控制方法，更具体地为，本发明涉及一种利用ETC(电子节气门控制)的内燃机扭矩控制方法，该方法在根据加速踏板的下压量对节气门开度进行控制时来反映司机的意图。
背景技术
通常，当内燃机的扭矩控制以一ETC(电子节气门控制)的方式执行时，发动机的所需扭矩根据由ECU传输的数据来确定，并且ECU根据被确定的所需扭矩对燃料喷射量和节气门的开度进行控制。
发动机的所需扭矩可以被分为第一和第二所需扭矩，其中第二所需扭矩通过对第一所需扭矩进行修正而被计算出。第一所需扭矩通过将变速器位置、加速踏板的下压量、以及发动机的转速应用到搜索表中而被确定，这样司机的意图便被正确地反映到第一所需扭矩中。然而，为了防止由于节气门的突然开启而造成的震动和为获得一平缓的加速度，需要对该第一所需扭矩进行修正，这就计算出了第二所需扭矩。
图7为一示出了当根据所需扭矩的斜率限制和扭矩过滤器对第一所需扭矩进行修正时，根据内燃机的一种传统扭矩控制方法产生的第一所需扭矩和第二所需扭矩的图表。
如图7所示，当以虚线表示的第一所需扭矩的斜率超过一预定值时，该第一所需扭矩被修正为一预定值并且通过扭矩过滤器被时间延迟。从第一所需扭矩修正的第二所需扭矩以图7中的实线表示。这样便防止了由于节气门突然开启造成的震动并且还获得了一种平缓的加速感觉。
然而，根据传统的扭矩控制方法，只有当以虚线表示的第一所需扭矩的斜率超过一预定值时才对该第一扭矩进行修正使其达到一具有该预定值的恒定斜率，那么司机的意图就不会被正确地反映到扭矩控制过程中。
另外，不考虑变速范围扭矩过滤器就对第一所需扭矩进行时间延迟的话，那么与在低变速范围下的加速性能相比，在高变速范围下的加速性能会被恶化。
发明内容
本发明的目标在于解决上述问题，并因此提供一种扭矩控制方法，该方法具有将司机的意图正确地反映到被修正后的所需扭矩中的非限制性优点。
根据本发明的一示例性内燃机扭矩控制方法用于计算所需扭矩并且根据该所需扭矩对节气门马达进行控制，该方法包括根据加速踏板的下压量和发动机转速对第一所需扭矩进行计算，并且通过将一斜率限制函数的输出值乘以一时间延迟函数的输出值对第二所需扭矩进行计算，其中斜率限制函数的输出值根据第一所需扭矩、加速踏板的下压量、发动机转速以及变速范围进行确定，并且其中时间延迟函数的输出值根据变速范围进行确定。
在另一实施例中，斜率限制函数通过将一基准斜率限制函数乘以一加权函数定义而成，其中基准斜率限制函数的输出值根据第一所需扭矩、发动机转速和变速范围来确定，而加权函数的输出值根据加速踏板的下压量和变速范围来确定。
优选地为，加权函数的输出值与加速踏板的下压量成比例。
优选地为，时间延迟函数被定义为一维时间延迟函数，并且该时间延迟函数的输出值由变速范围确定。
优选地为，时间延迟函数的输出值与变速范围成比例。
优选地为，斜率限制函数、加权函数和时间延迟函数的输出值由若干预定的搜索表确定。
附图说明
图1示出了根据本发明一实施例的扭矩控制系统的结构。
图2为一示出了图1中的ECU的电子结构的方框图。
图3为一根据本发明一实施例的扭矩控制方法的流程图。
图4为一根据本发明一实施例的计算第一所需扭矩的第一搜索表的图表。
图5A为一计算第一修正所需扭矩的第二搜索表的图表。
图5B为一计算第二修正所需扭矩的加权值的第三搜索表的图表。
图6为一根据本发明一实施例的计算第二所需扭矩的第四搜索表的图表。
图7为一示出了根据内燃机地传统扭矩控制方法的第一和第二所需扭矩的图表。
具体实施方式
图1示出了根据本发明一实施例的扭矩控制系统的结构。
如图1所示，该扭矩控制系统具有若干传感器和一ECU。
曲轴位置传感器30输出脉冲信号，每一传感器与位于信号转子附近的一个齿相对应，该信号转子与曲轴相连，同时ECU计算来自曲轴位置传感器30的信号。
加速踏板50位于车厢内。当司机踩加速踏板50时，加速踏板50的下压量由加速踏板位置传感器10进行检测。
节气门100位于进气口的上游侧，并且该节气门100通过节气门马达70对进气通道的横断面积进行调整，该马达由加速踏板位置传感器10的信号控制。
节气门位置传感器40检测吸气通道的横断面积，该横断面积决定被导入到每个燃烧室内的空气量。
喷油器80将燃料供给每个燃烧室。
点火器90对火花塞110的点火时间进行调整，并且火花塞110将燃烧室内的空气-燃料混合物点燃。
TCU 20控制变速，并且将对应于变速范围的信号传递给ECU 60。
参照图2现在对根据本发明的ECU 60进行说明。
ECU 60根据来自加速踏板位置传感器10，曲轴位置传感器30，节气门位置传感器40和TCU的信号对节气门马达70，喷油器80和点火器90进行控制。
ECU 60是一包括RAM 62，ROM 63，和CPU 64在内的逻辑电路。ROM 63存储各种控制程序和用在该程序中的搜索表，CPU 64根据存储在ROM 63中的程序和搜索表执行各种计算，RAM 62对来自各种传感器的计算结果和数据进行临时存储。ROM 63，RAM 62，和CPU 64通过总线65彼此相连，并且总线65也将ROM 63，RAM 62，和CPU 64连接到输入/输出电路61中。
输入/输出电路61连接到各个传感器10，30，40，TCU 20，节气门马达70，喷油器80，和点火器90上。
图3为一根据本发明一实施例的扭矩控制方法的流程图。
如图3所示，在步骤S310中，ECU 60通过把来自TCU 20的变速范围，来自加速踏板位置传感器10的加速踏板50的下压量，和来自曲轴位置传感器10的发动机转速应用于存储在ROM 63中的预定搜索表中来计算第一所需扭矩。
在步骤S320中，第一所需扭矩被输入到一斜率限制函数中，该函数通过将一基准斜率限制函数乘以一加权函数来定义，其中基准斜率限制函数的输出值根据第一所需扭矩、发动机转速和变速范围来确定，加权函数的输出值根据加速踏板下压量和变速范围来确定。
特别地，当对应于时间的第一所需扭矩的斜率超过一预定值时，通过利用以一预定搜索表表示的基准斜率限制函数将第一修正扭矩输出。再将该第一修正所需扭矩乘以一加权值，该加权值从以一预定搜索表表示的加权函数输出。
在步骤S330中，第二修正扭矩被输入到定义为一用于修正的一维时间延迟函数的扭矩过滤器中，这样便通过利用在步骤S330中的以预定搜索表表示的扭矩过滤器将第二所需扭矩输出。
在步骤S340中，ECU 60根据第二所需扭矩对将要被导入的所需空气量和喷入的所需燃料量进行计算。在步骤S350中，节气门马达70和喷油器80由ECU 60控制。
图4为一根据本发明一实施例的计算第一所需扭矩的第一搜索表410的图表。
变速范围，加速踏板的下压量，以及发动机转速被应用到第一搜索表410中，这样就确定了第一所需扭矩。用于第一所需扭矩的该第一预定搜索表410被存储到ECU 60的ROM 63中。
例如，如图4所示，当变速范围为五档，加速踏板的下压量为“N”，发动机转速为“M”时，第一所需扭矩被确定为“P”。
图5A为一示出了计算第一修正所需扭矩的第二搜索表的图表，并且图5B为一示出了计算第二修正所需扭矩的加权值的第三搜索表的图表。
将变速范围、第一所需扭矩和发动机转速应用到第二搜索表中，该搜索表用于限制相对于时间的第一所需扭矩的斜率，并且第一修正所需扭矩被确定。
用于第一修正扭矩的第二搜索表510被存储到ECU 60的ROM 63中。
例如，如图5A所示，当变速范围为五档，第一所需扭矩为“P”，并且发动机转速为“M”时，第一修正所需扭矩被确定为“R”。
第二预定搜索表表示斜率限制函数，它防止由第一所需扭矩突然的增加而引起的突然变速和变速冲击。
如果第一所需扭矩的斜率超过一预定值，那么该第一所需扭矩将被修正为具有一恒定斜率的扭矩，从而由司机操纵的加速踏板50的下压量不会反映到第一修正所需扭矩中。
因此，为了反映加速踏板50的下压量，运用一加权函数对加权值进行计算，在加权函数中通过将变速范围和加速踏板的下压量应用到第三预定搜索表中而将该输出值确定。
将被计算出的加权值乘以第一修正所需扭矩，这样计算出第二修正所需扭矩。
例如，如图5B所示，当变速范围为五档并且加速踏板的下压量为“N”时，加权值被确定为“W”，这样第二修正所需扭矩通过将“W”乘以第一修正所需扭矩“R”被计算为“RW”。
优选的是，该加权值与加速踏板50的下压量成比例。因此，当加速踏板50的下压量增加时，第二修正所需扭矩也增加。
图6为一示出了根据本发明一实施例计算第二所需扭矩的第四搜索表610的图表。
变速范围和第二修正所需扭矩被应用到第二预定搜索表中，并且第二所需扭矩被确定。用于第二所需扭矩的第四预定搜索表610也被存储到ECU 60的ROM 63中。
例如，如图6所示，当变速范围为五档，第二修正所需扭矩为“RW”时，第二所需扭矩被计算为“T”。
第四预定搜索表610表示一维时间延迟函数，它被操作为一扭矩过滤器。
时间延迟值根据变速范围来计算，更详细的为，时间延迟值与变速范围成反比。
因此，在低变速范围下，第四预定搜索表函数作为一较强的扭矩过滤器，这样预防了变速冲击，相反的是，在高变速范围下，第四预定搜索表函数作为一较弱的扭矩过滤器，这样加速性能不会被恶化。
根据本发明的扭矩控制方法，当根据加速踏板下压量和发动机扭矩所计算出的第一所需扭矩被修正为第二所需扭矩时，司机的意图被有效地被反映到第二所需扭矩中，并且防止了在高变速范围下的加速性能的恶化。