转矩积分控制学习和初始化的方法

摘要

本发明涉及转矩积分控制学习和初始化的方法。其中转矩控制系统包括：转矩校正系数模块，RPM-转矩转换模块，和选择模块。转矩校正系数模块确定第一转矩校正系数和第二转矩校正系数。RPM-转矩转换模块存储所述第一转矩校正系数。选择模块基于所述转矩控制系统的控制模式可选择地输出所述第一转矩校正系数和所述第二转矩校正系数中的一个。

权利要求

1.一种用于内燃发动机的转矩控制系统，包括：

转矩校正系数模块，该模块确定第一转矩校正系数和第二转矩校正系数；

RPM-转矩转换模块，该模块存储所述第一转矩校正系数并且基于所述第一转矩校正系数确定第五转矩校正系数；和选择模块，该模块基于所述转矩控制系统的控制模式可选择地输出所述第五转矩校正系数和所述第二转矩校正系数中的一个。

2.根据权利要求1所述的转矩控制系统，其特征在于，所述转矩校正系数模块基于理想的转矩和估计转矩来确定所述第一转矩校正系数和所述第二转矩校正系数。

3.根据权利要求1所述的转矩控制系统，其特征在于，所述第一转矩校正系数和所述第二转矩校正系数中的每一个包含转矩比例部分和转矩积分部分中的至少一个。

4.根据权利要求3所述的转矩控制系统，其特征在于，还包括转矩-RPM转换模块，当转矩控制时间小于预定值时，该模块设置所述第一转矩校正系数的转矩积分分量为零，其中，所述转矩-RPM转换模块基于所述转矩积分分量的设置为零来更新所述第一转矩校正系数，且所述转矩-RPM转换模块基于更新的所述第一转矩校正系数确定第三转矩校正系数。

5.根据权利要求1所述的转矩控制系统，其特征在于，还包括转矩-RPM转换模块，当转矩控制时间大于预定值时，所述转矩-RPM转换模块基于第一转矩校正系数来确定所述第三转矩校正系数。

6.根据权利要求5所述的转矩控制系统，其特征在于，还包括转矩控制时间模块，当所述转矩控制系统处于转矩控制模式，和当估计转矩大于预定值时，该模块增加所述转矩控制时间。

7.根据权利要求6所述的转矩控制系统，其特征在于，当所述转矩控制系统从所述转矩控制模式转变为发动机转速(RPM)控制模式时，所述转矩控制时间模块设置所述转矩控制时间为零。

8.根据权利要求1所述的转矩控制系统，其特征在于，当所述转矩控制系统为转矩控制模式和RPM控制模式中的一种时，所述选择模块基于所述第二转矩校正系数确定第四转矩校正系数。

9.根据权利要求8所述的转矩控制系统，其特征在于，当所述转矩控制系统正从所述转矩控制模式向所述RPM控制模式转换时，所述选择模块基于所述第三转矩校正系数来确定所述第四转矩校正系数。

10.根据权利要求8所述的转矩控制系统，其特征在于，当所述转矩控制系统正从所述RPM控制模式向转矩控制模式转换时，所述选择模块基于所述第五转矩校正系数来确定所述第四转矩校正系数。

11.根据权利要求8所述的转矩控制系统，其特征在于，还包括求和模块，该模块基于所述第四转矩校正系数和理想的转矩来确定命令转矩，并且该模块将所述命令转矩输出到执行器模块；其中所述执行器模块基于所述命令转矩控制发动机的执行器。

12.一种用于内燃发动机的转矩控制系统的工作方法，包括：

确定第一转矩校正系数和第二转矩校正系数；

存储所述第一转矩校正系数，

基于所述第一转矩校正系数确定第五转矩校正系数；以及

基于转矩控制系统的控制模式可选择地输出所述第五转矩校正系数和所述第二转矩校正系数中的一个。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括基于理想的转矩和估计转矩确定所述第一转矩校正系数和第二转矩校正系数。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括当转矩控制时间小于预定值时，设置所述第一转矩校正系数的转矩积分分量为零，基于所述设置来更新所述第一转矩校正系数，并且

基于更新的第一转矩校正系数确定第三转矩校正系数。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括当转矩控制时间大于预定值时，基于所述第一转矩校正系数来确定所述第三转矩校正系数。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括当所述转矩控制系统处于转矩控制模式且当估计转矩大于预定值时，增加所述转矩控制时间。

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括当所述转矩控制系统从所述转矩控制模式转换为RPM控制模式时，设置所述转矩控制时间为零。

18.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括当所述转矩控制系统为所述转矩控制模式和所述RPM控制模式中的一种时，基于所述第二转矩校正系数确定第四转矩校正系数。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括当所述转矩控制系统正从所述转矩控制模式向所述RPM控制模式转换时，基于所述第三转矩校正系数来确定所述第四转矩校正系数。

20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，当所述转矩控制系统正从所述RPM控制模式向转矩控制模式转换时，基于所述第五转矩校正系数来确定所述第四转矩校正系数。

21.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括：

基于所述第四转矩校正系数和理想的转矩来确定命令转矩，以及

将所述命令转矩输出到执行器模块。

说明书

转矩积分控制学习和初始化的方法

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请要求2007年11月2日提交的美国临时申请No.60/984，882的优先权。上述申请的全部公开内容在此作为引用并入。

技术领域

[0003] 本申请涉及内燃机控制，更具体地涉及内燃机的基本转矩控制的转矩积分的学习和初始化。

背景技术

[0004] 这里提供的背景描述是为了总地给出本发明的上下文。就背景技术部分描述的程度而言，本发明中描述的目前指定的发明人的工作，以及本发明的不能被当作申请时的现有技术的各个方面，既不明确也不含蓄地被认为是相对于本发明的现有技术。

[0005] 内燃机在气缸内燃烧空气和燃料混合物以驱动活塞，该活塞可产生驱动转矩。进入发动机的空气流通过节气门来调节。更具体地讲，所述节气门调整节气门面积，从而增加或减少进入发动机的空气流。当该节气门面积增加时，进入发动机的空气流增加。燃料控制系统调节喷射燃料速度，以向气缸提供理想的空气/燃料混合物。随着气缸内空气和燃料的增加会增加发动机的输出转矩。

[0006] 发动机控制系统已经开发出来，从而控制发动机输出转矩来获得理想的预期转矩。然而，传统的发动机控制系统并不会如所希望的那样，精确地控制发动机的转矩输出。还有，传统的发动机控制系统并不能如希望的那样，为控制信号提供快速响应，或在那些影响发动机转矩输出的各种装置之中协调发动机转矩控制。

发明内容

[0007] 一种转矩控制系统包括转矩校正系数模块，RPM-转矩转换模块，和选择模块。转矩校正系数模块确定第一转矩校正系数和第二转矩校正系数。RPM-转矩转换模块存储第一转矩校正系数。选择模块可选择地基于转矩控制系统的控制模式输出第一转矩校正系数和第二转矩校正系数中的一个。

[0008] 一种转矩控制系统的工作方法包括确定第一转矩校正系数和第二转矩校正系数，存储第一转矩校正系数，和可选择地基于转矩控制系统的控制模式输出第一转矩校正系数和第二转矩校正系数中的一个。

[0009] 根据在下文中提供的详细说明，当前公开的更多适用范围将变得显而易见。应该理解，所述详细说明和具体的范例仅仅是出于例证的目的，而不是用于限制本公开的范围。

附图说明

[0010] 通过具体实施方式和附图，将更充分地理解本发明，其中

[0011] 图1是按照本发明原理示例性的发动机系统的功能块框图；

[0012] 图2是按照本发明原理示例性的执行发动机控制模块的功能块框图；

[0013] 图3是按照本发明原理示例性的执行闭环转矩控制模块的功能块框图；

[0014] 图4是按照本发明原理执行闭环转矩控制模块的示例性步骤的流程图。

具体实施方式

[0015] 以下描述实际上仅仅是示范性的，并且决不用于限制本公开、它的使用或者应用。为清楚起见，附图中使用相同的附图标记来表示同样的部件。在这里，措词A、B和C中的至少一个应该解释为利用非独占的逻辑表示的逻辑(A或者B或者C)。应该理解，在一种方法内的步骤可以在没有改变当前公开原理的情况下以不同的顺序执行。

[0016] 在这里，术语模块是指特定用途集成电路(ASIC)、电子电路、执行一或多个程序或者固件程序的信息处理器(共享的、专用的或者族)和存贮器、组合逻辑电路和/或其它提供所述功能的适合部件。

[0017] 现在参照图1，提出了示例性的执行发动机系统100的功能块框图。发动机系统100包括发动机102，该发动机基于驾驶员输入模块104燃烧空气/燃料混合物以产生车辆的驱动转矩。空气经过节气门112引入进气歧管110。发动机控制模块(ECM)114控制节气门执行器模块116来调整节气门112的开度以控制引入进气歧管110的空气量。

[0018] 空气从进气歧管110被吸入发动机102的气缸。尽管发动机102可包括多个气缸，但为了示例的目的，示出了一个具有代表性的气缸118。例如，发动机102可包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个气缸。ECM114可命令气缸执行器模块120可选择地停用一些气缸以改善燃料经济性。

[0019] 经过进气门122空气从进气歧管110被吸入气缸118。ECM114由燃料喷射系统124控制燃料喷射的量。燃料喷射系统124可在中心位置或在多个位置将燃料喷射到进气歧管110中，例如接近每个气缸的进气门。可选择地，所述燃料喷射系统124可将燃料直接地喷入气缸。

[0020] 喷射的燃料与空气混合并在气缸118中产生空气/燃料混合物。气缸118内的活塞(未示出)压缩空气/燃料混合物。基于ECM114的信号，放电执行器模块126激发气缸118中的点燃空气/燃料混合物的放电塞128。放电正时可相对于活塞处于最高位置的时间来确定，该点称为上止点(TDC)，在该点空气/燃料混合物被最大程度地压缩。

[0021] 空气/燃料混合物的燃烧驱动活塞下行，由此驱动曲轴(未示出)旋转。而后，活塞再次向上运动并由排气门130排出燃烧副产品。燃烧副产品经过排气系统134排出车辆。

[0022] 进气门122可由进气凸轮轴140来控制，而排气门130可由排气凸轮轴142控制。在各种实施例中，多个进气凸轮轴可控制每个气缸的多个进气门和/或可控制多组气缸的进气门。类似地，多个排气凸轮轴可控制每个气缸的多个排气门和/或可控制多组气缸的排气门。气缸执行器模块120可通过暂停燃料供给和放电和/或阻塞它们的排气门和/或进气门来停用气缸。

[0023] 进气门122的打开时间可通过进气凸轮移相器148相对于活塞TDC来改变。排气门130的打开时间也可由排气凸轮移相器150相对于活塞TDC来改变。移相器执行器模块158基于来自ECM114的信号控制进气凸轮移相器148和排气凸轮移相器150。

[0024] 发动机系统100可包括提供增压空气至进气歧管110的升压装置。例如，图1示出了涡轮增压器160。涡轮增压器160由经过排气系统134的废气流动来驱动，并提供进入进气歧管110的压缩空气。用来产生压缩空气充量的空气可能来自进气歧管110。

[0025] 旁通管164可允许废气分流到涡轮增压器160，由此，减少涡轮增压器的输出(或升压)。ECU114通过升压执行器模块162来控制涡轮增压器160。升压执行器模块162可通过控制旁通管164的位置来调整涡轮增压器160的升压。压缩充气可由涡轮增压器160供给到进气歧管110。中间冷却器(未示出)可耗散一些压缩充气的热量，这些热量是在压缩空气时确定的，其也可随着接近排气系统134而增加。可代替的，发动机系统可包括增压器，该增压器提供压缩空气到进气歧管110并由曲轴驱动。

[0026] 所述发动机系统100可包括废气再循环(EGR)阀170，其可选择地让废气重新返回进气歧管110。发动机系统100可利用RPM传感器180来测量每分钟内转动(RPM)的曲轴速度。发动机冷却液的温度可利用发动机冷却液温度(ECT)传感器182来测量。ECT传感器182可布置在发动机102的内部或冷却剂循环的其它地方，例如在散热器(未示出)。

[0027] 进气歧管110内部压力可利用歧管绝对压力(MAP)传感器184测量。在各种实施例中，可测量发动机的真空度，在环境空气压力和进气歧管110内部压力之间，发动机真空度是不同的。进入进气歧管110的空气流量可利用空气质量流量(MAF)传感器186来测量。

[0028] 节气门执行器模块116可利用一个或多个节气门位置传感器(TPS)190来监测节气门112的位置。吸入发动机系统100的空气环境温度可利用空气进气口温度(IAT)传感器192来测量。ECM114可利用来自传感器的信号做出对发动机系统100的控制决定。

[0029] ECM114可与变速器控制模块194通讯以调整变速器(未示出)中的调档齿轮。例如，ECM114可降低在变速期间的转矩。

[0030] 抽象地，参照发动机102的各种控制机理，能够改变发动机参数的每个系统可称之为执行器。例如，节气门执行器模块116可以改变叶片的位置，并由此改变节气门112的开口面积。因此，节气门执行器模块116可称为执行器，而且节气门开口面积可称为执行器位置。

[0031] 类似地，放电执行器模块126可称为执行器，尽管对应的执行器位置是放电提前量。其它执行器包括升压执行器模块162，EGR阀170，移相器执行器模块158，燃料喷射系统124，和气缸执行器模块120。分别地，对应这些执行器的执行器位置的术语可相应于升压压力，EGR阀开口，进气和排气凸轮移相器角度，空气/燃料比和激活气缸数。

[0032] 当发动机从产生一个转矩向产生另一个转矩转变时，许多执行器位置将非常高效地变化以产生新的转矩。例如，可改变提前放电、节气门位置、废气再循环(EGR)调整和凸轮移相器位置。改变这些执行器位置中的一个，常常会引起受益于这些变化的发动机状态转变到其它的执行器位置，这可能会导致原始执行器的改变。这些反馈结果反复地调整执行器位置，直到它们全部处于可最有效地产生理想预期转矩的位置。

[0033] 大的转矩变化常常引起发动机执行器明显的变化，这样周期的变化会带来其它发动机执行器显著的变化。当利用升压装置，例如涡轮增压器或增压器时，这是特别真实的。例如，当命令发动机大大增加输出转矩时，发动机可要求涡轮增压器提高升压。

[0034] 在各种实施例中，当提高升压压力时，爆震、或发动机爆燃也同样地增加。因此，当涡轮增压器接近提高的升压水平时，那么提前放电就需要减少。一旦减少提前放电，就需要提高理想的涡轮增压器升压以得到理想的预期转矩。

[0035] 这样循环的依赖，导致发动机要达到理想的预期转矩就更慢。因为对涡轮增压器升压的低敏感性，一般地涉及涡轮滞后，该问题会更加严重。图2描述了能够加速升压和提前放电的循环依赖性的发动机操纵系统。

[0036] 图3描述闭环转矩控制模块，该模块确定了在新的转矩水平下的转矩校正系数，并根据该转矩校正系数确定了命令转矩。所述闭环转矩控制模块输出命令转矩到预期转矩控制模块。预期转矩控制模块估计了处于命令转矩下的空气流，并基于估计空气流来确定理想的执行器位置。而后，预期转矩控制模块基于理想的执行器位置和理想的预期转矩来确定发动机参数。例如，发动机参数可包括理想的进气歧管绝对压力(MAP)、理想节气门面积，和/或每个气缸中的理想空气(APC)。

[0037] 换句话说，预期转矩控制模块可在软件中基本上执行执行器位置修正的第一次迭代。执行后的执行器位置将更接近最后的执行器位置。图4示出了由闭环转矩控制模块确定的何时和如何执行该模拟迭代的示例性的步骤。

[0038] 现在参照图2，提出了执行ECM114的示例性的功能块框图。ECM114包括驾驶员编译模块314。驾驶员编译模块314接收来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入量。例如，驾驶员输入量可包括加速踏板位置。驾驶员编译模块输出驾驶员转矩。该转矩是由驾驶员经过驾驶员输入量要求的转矩量。

[0039] ECM114包括轴转矩裁定模块316。轴转矩裁定模块316在来自驾驶员编译模块314的驾驶员输入量及其它轴转矩需求之间进行裁定。其它轴转矩需求可包括在换档期间由变速器控制模块194要求的转矩减少，在车轮滑行期间由牵引控制系统要求的转矩减少以及来自巡航控制系统的控制速度的转矩需求。

[0040] 轴转矩裁定模块316输出预期转矩和理想的瞬态转矩。预期转矩是未来需要的以满足驾驶员的转矩和/或速度要求的转矩量。转矩理想的瞬态转矩在当前时刻满足临时的转矩要求的转矩，例如，当换档时或当牵引控制检测到车轮滑动时转矩减少。

[0041] 转矩理想的瞬态转矩可能是由响应迅速的发动机执行器来获得，而比较慢的发动机执行器被用来得到预期转矩。例如，放电执行器可能用来快速地改变放电提前，而凸轮移相器或节气门执行器的响应可能比较慢。轴转矩裁定模块316输出预期转矩和转矩理想的瞬态转矩到推进转矩裁定模块318。

[0042] 推进转矩裁定模块318在预期转矩、转矩理想的瞬态转矩和推进转矩需求之间来裁定。推进转矩需求可包括针对发动机超速保护的转矩减少和失速防范的转矩增加。

[0043] 促动模式模块320通过推进转矩裁定模块318得到预期转矩和转矩理想的瞬态转矩。基于设定的模式，促动模式模块320确定如何得到预期转矩和转矩理想的瞬态转矩。例如，在第一工作模式，促动模式模块320可将预期转矩输出到驾驶员转矩过滤器322。

[0044] 第一工作模式下，促动模式模块320可命令瞬态转矩控制模块324设置放电提前到能够达到最大可能转矩的标定值。瞬态转矩控制模块324可控制那些与预期转矩控制模块326控制的发动机参数相比，变化更快的发动机参数。例如，瞬态转矩控制模块324可控制放电提前，这样在下一个气缸点火时，就可达到命令值。在第一工作模式下，预期转矩控制模块326和瞬态转矩控制模块324对转矩理想的瞬态转矩不起作用。

[0045] 在第二工作模式下，促动模式模块320将预期转矩输出到驾驶员转矩过滤器322。然而，促动模式模块320可命令瞬态转矩控制模块324来努力获得转矩理想的瞬态转矩，例如通过延迟放电。

[0046] 在第三工作模式下，如有必要，促动模式模块320可命令气缸执行模块120停用气缸以获得转矩理想的瞬态转矩。在该工作模式下，预期转矩被输出到驾驶员转矩过滤器322，转矩理想的瞬态转矩被输出到第一选择模块328。例如，第一选择模块328可能是多路转接器或开关。

[0047] 在第四工作模式下，促动模式模块320可将减少的转矩输出到驾驶员转矩过滤器322。只要尽可能地允许瞬态转矩控制模块324利用放电延迟获得转矩理想的瞬态转矩，预期转矩就可以减小。

[0048] 驾驶员转矩过滤器322通过促动模式模块320得到预期转矩。驾驶员转矩过滤器322接收来自轴转矩裁定模块316和/或推进转矩裁定模块318的表示预期转矩是否为驾驶员输入结果的信号。如果是，驾驶员转矩过滤器322可过滤高频转矩的变化，例如在不平整的道路上，由驾驶员脚调整加速踏板引起的那些变化。驾驶员转矩过滤器322将预期转矩输出到转矩控制模块330。

[0049] ECM114包括模式判定模块332。例如，模式判定模块332可接收来自转矩控制模块330的转矩理想的预期转矩。模式判定模块332可基于转矩理想的预期转矩来确定控制模式。当转矩理想的预期转矩小于标定转矩时，控制模拟可能是RPM控制模式。当转矩理想的预期转矩大于或等于标定转矩时，控制模式可能是转矩控制模式。控制模式MODE1可能由以下方程来确定：

[0050]

[0051] 其中，Ttorque是转矩理想的预期转矩，且CALT是标定转矩。

[0052] 转矩控制模块330接收来自驾驶员转矩过滤器322的预期转矩，接收来自模式判定模块332的控制模式，和从RPM控制模块334得到RPM理想的预期转矩。当控制模式是从RPM控制模式向转矩控制模式转变时，转矩控制模块330将基于预期转矩和RPM理想的预期转矩来确定(即，预置)δ转矩。所述δ转矩Tδ可能是由以下方程来确定：

[0053] (2)Tδ＝TRPMLC-Tzero

[0054] 其中，TRPMLC是最后命令的RPM理想的预期转矩，且，Tzero是基于预期转矩来确定的加速踏板位置为0时的转矩值(即，驾驶员的脚离开加速踏板时)。当控制模式是转矩控制模式时，转矩控制模块330可消除方程中限定δ转矩为零的每一项。例如，δ转矩可能是线性的衰减的、指数衰减的和/或分段衰减的。

[0055] 转矩控制模块330将δ转矩加到预期转矩以确定理想的预期转矩。理想的预期转矩Ttorpue可以由以下的方程来确定：

[0056] (3)Ttorque＝Tpp+Tzero+Tδ

[0057] 其中，Tpp是位于加速踏板位置的基于预期转矩确定的转矩值。

[0058] 转矩控制模块330功能的更多的讨论可以在2006年4月4日公开的发明名称为“协同发动机转矩控制”的共同转让的美国专利NO.7021282中得到，该申请的全部公开内容在此作为引用并入。转矩控制模块330向第二可选模块336输出理想预期转矩。例如，第二可选模块336是一个多路转接器或开关。

[0059] ECM114包括RPM轨迹模块338。RPM轨迹模块338基于在2002年6月18日公开的发明名称为“控制车辆功率下降的系统和方法”的共同转让的美国专利NO.6405587中描述的RPM标准单元限定了理想的RPM，该申请的全部公开内容在此作为引用并入。例如，理想RPM可包括理想怠速RPM、稳定RPM、目标RTM、或当前RPM。

[0060] RPM控制模块334接收来自RPM轨迹模块338的理想的RPM、来自模式判断模块332的控制模式，来自RPM传感器180的RPM信号，来自MAF传感器186的MAF信号，和来自转矩控制模块330的转矩理想的预期转矩。RPM控制模块334，例如，通过查询表来确定所需的最小转矩，以维持理想的RPM。RPM控制模块334确定储备转矩。储备转矩是合并以对未知载荷的进行补偿的转矩的额外量，该未知载荷会让发动机系统100突然地加载。

[0061] RPM控制模块334基于MAF信号来确定运行转矩。运行转矩Trun基于以下关系来确定：

[0062] (4)Ttun＝f(APCact，RPM，S，I，E)，

[0063] 其中，APCact是基于MAF信号确定的每个气缸实际空气值，S是放电提前，I是进气凸轮移相器位置，且E是排气凸轮移相器位置。

[0064] RPM控制模块334将理想RPM与RPM信号相比从而确定RPM校正系数。RPM控制模块334将RPM校正系数加到最小的和储备转矩以确定RPM理想预期转矩。RPM控制模块334从运行转矩中减去储备转矩并将该值加到RPM校正系数以确定RPM理想瞬态转矩。

[0065] 在各种实施例中，RPM控制模块334可简单地确定RPM校正系数等于理想RPM和RPM信号之间的差。可选地，RPM控制模块334可利用比例-积分(PI)控制策略满足RPM轨迹模块338的理想RPM。RPM校正系数可包括RPM比例，或基于理想RPM和RPM信号之差的比例偏移。RPM校正系数也可以包括RPM积分，或基于理想RPM和RPM信号之差的积分的偏移。RPM比例Prpm可由以下方程来确定：

[0066] (5)PRPM＝KP*(RPMdes-RPM)，

[0067] 其中，Kp是预期的比例常数。RPM积分IRPM可由以下方程确定：

[0068]

[0069] 其中，KI是预期的积分常数。

[0070] PI控制的更多的讨论可在2007年1月23日提交的的发明名称为“在高压比下的发动机转矩控制”的共同转让的美国专利申请11/656929中得到，该申请的全部公开内容在此作为引用并入。有关发动机转速的PI控制的更多的讨论可在2006年11月28日提交的发明名称为“基于发动机速度控制的转矩”中得到，该申请的全部公开内容在此作为引用并入。

[0071] 当控制模式从转矩控制模式向RPM控制模式转变时，RPM控制模块334基于最小转矩和转矩理想的预期转矩来确定(即，初始化)RPM积分。RPM积分IRPM可通过以下方程来确定：

[0072] (7)IRPM＝TtorqueLC-Tmin，

[0073] 其中，TtorqueLC是最后命令的转矩理想的预期转矩，且Tmin是最小转矩。

[0074] RPM理想的预期转矩TRPM可由以下方程确定：

[0075] (8)TRPM＝Tmin+Tres+PRPM+IRPM，

[0076] 其中，Tres是预期转矩。RPM控制模块334的泛函性的更多讨论可在2006年11月28日提交的发明名称为“基于速度控制的转矩”中得到，该申请的全部公开内容在此作为引用并入。RPM控制模块334将RPM理想的预期转矩输出到第二选择模块336并且将RPM理想瞬间转矩输出到第一选择模块328。

[0077] 第二选择模块336接收来自转矩控制模块330的转矩理想预期转矩并且接收来自RPM控制模块334的RPM理想的预期转矩。模式判断模块332控制第二选择模块336来选择是应该利用转矩理想的预期转矩，还是利用RPM理想的预期转矩来确定理想预期转矩。模式判断模块332由此命令第二选择模块336从转矩控制模块330或者从RPM控制模块334输出理想预期转矩。

[0078] 模式判断模块332可基于控制模式来选择理想的预期转矩。当控制模式为转矩控制模式时，模式判断模块332可基于转矩理想的预期转矩选择理想预期转矩。当控制模式为RPM控制模式时，模式判断模型332基于RPM理想预期转矩来选择理想预期转矩。第二选择模型336将理想预期转矩输出到闭环转矩控制模块340。

[0079] 闭环转矩控制模块340收到来自第二选择模块336的理想预期转矩，来自模式判断模块332的控制模式，和来自转矩估计模块342的估计转矩。估计转矩可定义为通过设置放电提前到一个标定值而瞬时产生的转矩量。这个值可以标定为对于给定的RPM和每个气缸中的空气，可获得最大转矩的最小的放电提前。转矩估计模型342可利用来自MAF传感器186的MAF信号，并利用来自RPM传感器180的RPM信号确定估计转矩。有关转矩估计的更多的讨论可在2004年3月9日公开的发明名称为“发动机RPM的转矩估计和转矩控制”的共同转让的美国专利NO.6704638中得到，该申请的全部公开内容在此作为引用并入。

[0080] 闭环转矩控制模块340将理想预期转矩与估计转矩相比，从而确定转矩修正系数。闭环转矩控制模块340将转矩校正系数加到理想预期转矩以确定命令转矩。

[0081] 在各种实施例中，闭环转矩控制模块340可简单地确定转矩校正系数等于理想预期转矩和估计转矩之差。可选地，闭环转矩控制模块340可利用PI(比例-积分)控制策略根据第二选择模型336来满足理想预期转矩。转矩校正系数可包括转矩比例，或基于理想的预期转矩和估计转矩之差的比例偏移。转矩校正系数也可以包括转矩积分，或基于理想的预期转矩和估计转矩之差的积分的偏移。转矩校正系数TPI可由以下方程来确定：

[0082]

[0083] 其中，KP是预期比例常数，且KI预期积分常数。

[0084] 闭环转矩控制模块340将命令转矩输出到预期转矩控制模块326。预期转矩控制模块326接收命令转矩，来自模式判断模型332的控制模式，来自MAF传感器186的MAF信号，来自RPM传感器180的RPM信号，和来自MAP传感器184的MAP信号。预期转矩控制模块326将命令转矩转变为理想发动机参数，例如，理想歧管绝对压力(MAP)、理想节气门面积、和/或理想每气缸进气(APC)。例如，预期转矩控制模块326可确定输出到节气门执行器模块116理想节气门面积。然后节气门执行器模块116控制节气门112以达到理想的节气门面积。

[0085] 第一选择模块328接收来自促动模式模块320的转矩理想的瞬间转矩，来自RPM控制模块334的RPM理想瞬间转矩。模式判断模块332控制第一选择模块328来选择应该利用转矩理想瞬时转矩还是利用RPM理想瞬时转矩来确定理想的瞬时转矩。因此，模式判断模块332命令第一选择模式328或者从推进转矩裁定模块318或者从RPM控制模块334来输出理想瞬间转矩。

[0086] 模式判定模块332可基于控制模式选择理想瞬态转矩。当控制模式是转矩控制模式时，模式判定模块332可基于转矩的理想的瞬态转矩来选择理想的瞬态转矩。当控制模式是RPM控制模式时，模式判定模块332可基于RPM理想的瞬态转矩来选择理想的瞬态转矩。第一选择模块328输出理想的瞬态转矩到瞬态转矩控制模块324。

[0087] 瞬态转矩控制模块324接收来自第一选择模块328理想的瞬态转矩，以及来自转矩判断模块342的估计转矩。瞬态转矩控制模块324可利用放电执行器模块126来设置提前放电以得到理想的瞬态转矩。而后，瞬态转矩控制模块324可选择更小的提前放电，该提前放电可将估计转矩降低到理想的瞬态转矩。

[0088] 现在参照图3，提出了执行闭环转矩控制模块340的示例性的功能块框图。所述闭环转矩控制模块340包括PI模块442。PI模块442接收来自第二选择模块336的理想的预期转矩，接收来自转矩判断模块342的估计转矩。

[0089] PI模块442将理想的预期转矩与估计转矩相比，从而确定第一转矩校正系数和第二转矩校正系数。PI模块442可使用PI控制原理图，或其它的控制原理图来满足理想的预期转矩。第一和第二转矩校正系数中的每个可包括转矩比例和转矩积分中的至少一个。

[0090] RPM-转矩转换模块444可从PI模块442得到第一转矩矫正系数。例如，RPM转矩转换模块444可基于第一转矩校正系数和先前的转矩积分来确定先前的转矩校正系数。先前的转矩积分可以是先前的第一转矩校正系数的在先存储的(即，学习的)转矩积分。为了确定先前的转矩校正系数，RPM转矩转换模块444可设置第一转矩校正系数的转矩积分为先前的转矩积分。而后，RPM转矩转换模块444可存储(即，学习的)第一转矩校正系数的转矩积分作为先前的转矩积分。

[0091] 闭环转矩控制模块340包括转矩控制时间模块446。转矩控制时间模块446接收来自转矩判断模块342的估计转矩，来自模式判定模块332的控制模式。当控制模式是转矩控制模式并且估计转矩大于标定转矩时，转矩控制时间模块446增加转矩控制时间。转矩控制时间Δt可由以下方程确定：

[0092] (10)Δtk＝Δtk-1+1，ifTest>CALT。

[0093] 其中，Test是估计转矩，且CALT是标定转矩。

[0094] 转矩-RPM转换模块448接收来自PI模块442的第一转矩校正系数，以及来自转矩控制时间模块446的转矩控制时间。当转矩控制时间大于标定时间时，转矩-RPM转换模块448基于第一转矩校正系数确定第三转矩校正系数。当转矩控制时间小于标定时间时，转矩-RPM转换模块448基于新的第一转矩校正系数来设置第一转矩校正系数的转矩积分为零，并确定第三转矩校正系数。第三转矩校正系数IT0的转矩积分可由以下方程来确定：

[0095]

[0096] 其中，CALt是标定时间，且ΔTdes是理想的预期转矩的变化。

[0097] 选择模块450接收来自PI模块442的第二转矩校正系数，来自RPM转矩转换模块444的先前的转矩校正系数，和来自转矩-RPM变换模块448的第三转矩校正系数。模式判定模块332控制选择模块450来选择是应该利用第二转矩校正系数、先前的转矩校正系数，还是利用第三转矩校正系数来确定第四转矩校正系数。由此，模式判定模块332命令选择模块450根据PI模块442、RPM-转矩转换模块444或转矩-RPM转换模块448来确定第四转矩校正系数。

[0098] 当控制模式是转矩控制模式时，选择模块450根据PI模块442来确定第四转矩校正系数。当控制模式是RPM控制模式时，选择模块450要根据PI模块442来确定第四转矩校正系数。换句话说，当控制模式是转矩控制模式或RPM控制模式时，第四校正系数转矩积分是根据PI模块442来获得的。

[0099] 当控制模式从RPM控制模式向转矩控制模式转变时，选择模块450要根据RPM-转矩转换模块444来确定第四转矩校正系数。换句话说，当控制模式是从RPM控制模式向转矩控制模式转变时，第四转矩校正系数转矩积分将初始化为先前的转矩积分。当控制模式从转矩控制模式向RPM控制模式转变时，选择模块450要根据转矩-RPM转换模块448来确定第四转矩校正系数。换句话说，当控制模式是从转矩控制模式向RPM控制模式转变时，第四转矩校正系数转矩积分初始化为零或初始化为第二转矩校正系数的转矩积分。

[0100] 求和模块452接收来自选择模块450的第四转矩校正系数，和来自第二选择模块336的理想预期转矩。求和模块452将第四转矩校正系数和理想的预期转矩相加以确定命令转矩。求和模块452输出命令转矩到预期转矩控制模块326。

[0101] 现在参照图4，该图示出了执行闭环转矩控制模块340的示例性的步骤的流程图。在步骤602控制开始，其中，储存控制模式作为预先控制模式。在步骤604控制继续，其中，储存转矩积分作为预先的转矩积分。

[0102] 在步骤606控制继续，这里控制模式是确定的。在步骤608控制继续，这里控制判断控制模式是转矩控制模式还是RPM控制模式。如果控制模式是转矩控制模式，在步骤610控制继续，否则在步骤612控制继续。

[0103] 在步骤610，控制确定先前的控制模式是转矩控制模式还是RPM控制模式。如果先前的控制模式是转矩控制模式，在步骤614控制继续，否则在步骤616控制继续。在步骤614，确定估计转矩。在步骤618控制继续，这里，控制确定估计转矩是否大于标定转矩。如果估计转矩大于标定转矩，在步骤620控制继续；否则在步骤622控制继续。在步骤620，确定转矩控制时间。在步骤622控制继续。在步骤616，转矩积分被设置为先前的转矩积分。
控制返回至步骤602。

[0104] 在步骤612，控制确定先前的控制模式是转矩控制模式还是RPM控制模式。如果先前的控制模式是转矩控制模式，那么在步骤624控制继续；否则在步骤626控制继续。在步骤624，控制确定转矩控制时间是否小于标定时间。如果转矩控制时间小于标定时间，在步骤628控制继续；否则，在步骤630控制继续。在步骤628，转矩控制时间设置为零。在步骤632控制继续，这里，转矩积分设置为零。控制返回到步骤602。在步骤630，转矩控制时间设置为零。在步骤626控制继续，在步骤626，确定估计转矩。在步骤622控制继续。

[0105] 在步骤622，确定理想的预期转矩。在步骤634控制继续，这里，基于理想的预期转矩和估计转矩确定转矩积分。控制返回至步骤602。

[0106] 本领域的技术人员现在可以意识到，根据上述描述，本发明的广泛教导可以用各种各样的形式实现。因此，虽然本公开包括具体的范例，但是本公开的真实范围却不应局限于此，因为在所述附图、说明书及其后的权利要求书的基础上，其它的修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的。