專利名稱：巡航控制與主動燃料管理(afm)交互作用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及內(nèi)燃機，尤其涉及利用主動燃料管理發(fā)動機 系統(tǒng)操作巡航控制的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
這一部分的內(nèi)容僅僅是提供與本公開相關(guān)的背景技術(shù)， 并不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。 —些內(nèi)燃機包括在低負載情形下停用汽缸的發(fā)動機控制 系統(tǒng)。例如，可將八缸發(fā)動機操作為使用四個汽缸，以通過降低泵送 損失來提高燃料經(jīng)濟性。該過程通常稱為主動燃料管理(AFM)。使 用所有發(fā)動機汽缸的操作稱為"起用"模式(禁用AFM)。"停用"模式 (起用A F M )指的是使用少于發(fā)動機所有汽缸的操作( 一 個或多個汽 缸未起作用)。在所述停用模式中，只有較少的汽缸在操作。但是，仍 有足夠的驅(qū)動扭矩可用于驅(qū)動車輛傳動系(例如在巡航控制期間)和 附屬設(shè)備(例如，交流電機、冷卻泵、A/C壓縮機)。然而，由于更少 的發(fā)動機泵送損失和更高的燃燒效率，所以提高了發(fā)動機效率。發(fā)動 機經(jīng)歷的泵送損失主要是由于流入與流出汽缸的流動限制而引起的。 因為壓縮功(-)和膨脹功(+ )將會交換，所以在壓縮和膨脹過程 期間，汽缸中的空氣量和/或氣體成分/質(zhì)量對泵送損失可能起著最小 的作用。為了將車輛保持在固定的運行速度，可提供巡航控制系 統(tǒng)。在某些情形下，當(dāng)使用巡航控制時，車輛可能運行在"停用"模式 (AFM起用)。但是，通常由于外界的影響(例如，遇到山坡等)，為保持固定的運行速度，發(fā)動機控制系統(tǒng)可能必須指令增大扭矩。因此，
AFM通常轉(zhuǎn)換為禁用狀態(tài)以提供所需的扭矩(即，變?yōu)?起用"模式)。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種用于在具有帶主動燃料管理(AFM)的發(fā)動 機的車輛中操作巡航控制的方法和控制器。自適應(yīng)比例因子的值 (adaptive scaler value)可基于汽缸4亭用信號和標(biāo)定的比例因子的值 確定。巡航控制指令可基于所述自適應(yīng)比例因子的值計算。所述車輛 的速度可基于所述巡航控制指令來控制。根據(jù)另外的特征，計算所述巡航控制指令可包括，計算 當(dāng)AFM被起用時用于發(fā)動機操作的第一巡航控制指令，以及計算當(dāng) AFM被禁用時用于發(fā)動機操作的第二巡航控制指令。車輛速度誤差可 基于測量的車輛速度和期望的設(shè)定車輛速度而確定。所述第一巡航控 制指令可基于標(biāo)定的比例因子的值與關(guān)于該第一巡航控制指令的比 例、積分和微分項中每一項的乘積。所述控制器可確定所述發(fā)動機是 否正在轉(zhuǎn)出AFM,并基于該確定轉(zhuǎn)換至所述第二巡航控制指令。在所 述第二巡航控制指令中，所述自適應(yīng)比例因子的值為1。在一個實例 中，所述自適應(yīng)比例因子的值可漸變至1。根據(jù)其它特征，所述控制 器可確定所述發(fā)動機是否正在轉(zhuǎn)入AFM,并基于該確定轉(zhuǎn)換至所述第 一巡航控制指令。
從下文提供的詳細描述可清楚本公開適用的其他領(lǐng)域。 應(yīng)當(dāng)理解，詳細描述和具體實例僅僅是示意性目的，而不是限制本公 開的范圍。


從其詳細描述和附圖可更加全面地理解本發(fā)明，其中
圖1為示出了包括根據(jù)本發(fā)明的主動燃料管理(AFM)
發(fā)動機控制系統(tǒng)的車輛動力系的功能框圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的示例性控制模塊的功能框圖；以及
圖3為示出了用于操作圖1中根據(jù)本發(fā)明的一個實例的
AFM發(fā)動機控制系統(tǒng)的步驟的示例性流程圖。
具體實施例方式
實質(zhì)上，下面對優(yōu)選實施例的描述僅僅是示例性的，而 絕不是意圖限制本發(fā)明及其應(yīng)用或使用。為清楚起見，附圖中使用相 同的附圖標(biāo)記來表示相似的元件。如本文所使用的，"起用"指的是使 用了所有發(fā)動機汽缸的操作。"停用，，指的是使用了少于發(fā)動機所有汽 缸的操作( 一個或多個汽缸未起作用)。如本文中所使用的，術(shù)語"模 塊"指的是特定用途集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一種或多種軟 件或固件程序的處理器(共享、專用或群組的)和存儲器、組合邏輯 電路、或提供所述功能的其它合適部件。 現(xiàn)在參考圖1，車輛10可包括驅(qū)動變速器14的發(fā)動機 12。變速器14可為自動或手動變速器，該變速器由發(fā)動機12通過相 應(yīng)的變矩器或離合器16驅(qū)動。空氣通過節(jié)氣門13流入發(fā)動機12。發(fā) 動機12可包括N個汽缸18。在發(fā)動機運行期間，汽缸18中的一個 或多個可被選擇性地停用。雖然圖1示出了八個汽缸(N-8),但是 應(yīng)當(dāng)理解，發(fā)動機12可包括更多或更少的汽缸18。例如，可想到具 有4、 5、 6、 8、 10、 12和16個汽缸的發(fā)動機。空氣可通過進氣歧管 20流入發(fā)動機12，并與燃料在汽缸18中燃燒?？刂颇K24可與發(fā)動機12以及本文所述的各種輸入裝 置和傳感器通信。車輛操作員可操縱加速器踏板26以調(diào)節(jié)節(jié)氣門13。 更具體地，踏板位置傳感器30可產(chǎn)生發(fā)送至控制模塊24的踏板位置 信號。控制模塊24可基于踏板位置信號產(chǎn)生節(jié)氣門控制信號。節(jié)氣 門致動器34可基于節(jié)氣門控制信號來調(diào)整節(jié)氣門13,從而調(diào)節(jié)進入 發(fā)動才幾12的氣流。車輛操作員可操縱制動踏板36以調(diào)節(jié)車輛制動。更具體 地，制動位置傳感器38可產(chǎn)生發(fā)送至控制模塊24的制動踏板位置信 號?？刂颇K24可基于制動踏板位置信號產(chǎn)生制動控制信號。制動 系統(tǒng)(未示出)可基于制動控制信號來調(diào)整車輛制動，從而調(diào)節(jié)車輛 速度。發(fā)動機速度傳感器40可基于發(fā)動機速度來產(chǎn)生信號。進 氣歧管絕對壓力(MAP)傳感器42可基于進氣歧管20的壓力產(chǎn)生信 號。節(jié)氣門位置傳感器(TPS) 44可基于節(jié)氣門位置產(chǎn)生信號。車輛 速度傳感器46可基于車輛速度產(chǎn)生信號。
控制模塊24可包括巡航控制模塊50。通常，巡航控制模 塊50可關(guān)于指令的車輛速度(即，例如來自踏板位置傳感器30)與 測量的實際車輛速度(即，例如來自車輛速度傳感器46)之間的差異 而與致動器34通信以定位節(jié)氣門13。該差異通常稱為速度誤差e(t)， 由下面的公式表示
e(t)=測量的車輛速度-期望的設(shè)定車輛速度 (1 )巡航控制模塊50可執(zhí)行速度誤差e(t)與其它相關(guān)信號的 數(shù)學(xué)處理。在某些實例中，所述數(shù)學(xué)處理可包括使用查尋表進行計算， 可考慮車輛具體特性和時間常數(shù)。所述數(shù)學(xué)處理可包括比例、積分和 微分(PID)項的各種組合。巡航控制模塊50可確定用于兩種不同運 行條件的巡航控制指令或增益，所述兩種不同運行條件中的 一個為 AFM"OFF"(禁用)， 一個為AFM"ON"(起用)。所述兩個增益可由 下式表示
AFM"OFF"指令=Cpxe(t)+Cixe(t)的積分+ Cdxe(t)的微分 (2 )
AFM"ON"指令=KpxCpxe(t)+KixCixe(t)的積分+ KdxCdxe(t)的微分 (3)
其中，Kp、 Ki和Kd為范圍乂人0至1的可標(biāo)定的比例因子且可為車輛 速度誤差(e(t))的函數(shù)。如下文中所使用的，將Kp、 Ki和Kd共同 地保留為"K值"。正如可以被理解的那樣，通過將K值結(jié)合到 AFM"ON"指令中，在使用巡航控制時，將延遲對轉(zhuǎn)出AFM的確定， 從而節(jié)省燃料。Cp 、 Ci和Cd分別為PID的控制增益。對于AFM"OFF" 指令，通過將K值重新設(shè)定為1，繼續(xù)正常的巡航控制?，F(xiàn)在參考圖2，描述根據(jù)本發(fā)明一個實例的控制模塊24。 控制模塊24可包括標(biāo)定存儲器模塊60、 K值確定模塊62、巡航指令 模塊64和巡航控制器50。標(biāo)定存儲器模塊60可基于車輛速度誤差 e(t)確定標(biāo)定的K值。在一個實例中，標(biāo)定的K值可通過查尋表來確 定。K值確定模塊62可基于標(biāo)定的K值和AFM狀態(tài)信號來確定自適 應(yīng)的K值。巡航指令模塊64可基于自適應(yīng)K值和巡航狀態(tài)信號來確 定巡航指令(即，上面所示的AFM"OFF"指令和AFM"ON"指令)。巡 航控制器50可基于通過巡航指令模塊64確定的巡航指令及車輛速度 (即，例如，來自速度傳感器46)輸出巡航控制信號至節(jié)氣門13。
現(xiàn)在參考圖3，描述用于在具有帶AFM的發(fā)動機的車輛中操作巡航控制的示例性步驟。該方法總地標(biāo)記為附圖標(biāo)記70?？刂?開始于步驟72。在步驟74中，控制確定巡航控制是否打開。如果巡 航控制打開，那么在步驟76中，控制開始使用基于自適應(yīng)K值的巡 航指令。如果巡航控制未打開，那么控制會循環(huán)至步驟74。在步驟 78中，控制會確定AFM是否打開。如果AFM打開，那么控制會使 用標(biāo)定的K值。如果AFM未打開，那么在步驟82中，控制使K值 設(shè)定為1。在步驟86中，控制會確定發(fā)動機12是否正在轉(zhuǎn)出AFM。 如果發(fā)動機正在轉(zhuǎn)出AFM,那么在步驟92中，控制會將標(biāo)定的K值 漸變至l。當(dāng)使用巡航控制時，通過使K值漸變至l,可對轉(zhuǎn)出AFM 時的最終巡航控制(扭矩/節(jié)氣門面積)指令施加逐步的混合。應(yīng)當(dāng)理 解，這種混合可以是對稱的或非對稱的(相對于與轉(zhuǎn)入AFM有關(guān)的 混合)。在一個實例中，可給AFM的轉(zhuǎn)出分配標(biāo)定計時器Tl。混合 因數(shù)可為t/Tl，其中一旦開始轉(zhuǎn)換，計時器t就開始計數(shù)。在一個實 例中，從AFM"ON"至AFM"OFF"的轉(zhuǎn)換可由下式表示
比例因子Kx' = Kx + (1 _ Kx) x t/Tl ( 4 )
其中，x表示p、 i和d。 如果發(fā)動機未轉(zhuǎn)出AFM,那么在步驟90中，控制會確定 巡航是否禁用。如果巡航未禁用，那么控制會循環(huán)至步驟86。如果巡 航被禁用，那么控制會循環(huán)至步驟100。在步驟100中，控制會停止 使用基于自適應(yīng)K值的巡航指令。 在步驟92中， 一旦K值已經(jīng)漸變至l,那么控制就循環(huán) 至步驟94。在步驟94中，控制會確定發(fā)動機12是否進入AFM。如 果發(fā)動機12進入AFM，那么在步驟98中，控制會使K值從1漸變 至標(biāo)定的K值，然后循環(huán)至步驟86。當(dāng)使用巡航控制時，通過將K 值漸變至標(biāo)定的K值，可對轉(zhuǎn)入AFM時的最終巡航控制(扭矩/節(jié)氣 門面積)指令施加逐步的混合。在一個實例中，可給轉(zhuǎn)入AFM分配 標(biāo)定計時器T2?；旌弦驍?shù)可為(l-t/T2)。在一個實例中，從AFM"OFF" 至AFM"ON"的轉(zhuǎn)換可由下式表示
比例因子Kx' = Kx + (1 — Kx) x (1 — t/T2) ( 5 )
其中，x表示p、 i和d。 在步驟94中，如果發(fā)動機12未進入AFM，那么控制會 在步驟96中確定巡航是否被禁用。如果巡航被禁用，那么控制會循環(huán)至步驟100。如果在步驟96中巡航未被禁用，那么控制會循環(huán)至步 驟94。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員從前面的描述應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的廣 泛教導(dǎo)可以多種形式被實施。因此，盡管本公開包括了具體的實例， 但是由于通過對附圖、說明書和所附權(quán)利要求的研究，其它修改對于 技術(shù)人員也是顯而易見的，所以本發(fā)明的真實范圍不應(yīng)當(dāng)被這樣限 制。
權(quán)利要求
1.一種用于在具有帶主動燃料管理AFM的發(fā)動機的車輛中操作巡航控制的方法，所述方法包括基于汽缸停用信號和標(biāo)定的比例因子的值確定自適應(yīng)比例因子的值；基于所述自適應(yīng)比例因子的值計算巡航控制指令；以及基于所述巡航控制指令控制所述車輛的速度。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，計算所述巡航控制指 令包括計算在啟用AFM時用于所述發(fā)動機操作的第一巡航控制指令， 以及計算在禁用AFM時用于所述發(fā)動機操作的第二巡航控制指令。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，進一步包括確定車輛 速度誤差。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述車輛速度誤差基 于測量的車輛速度和期望的設(shè)定車輛速度。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，進一步包括基于所述 車輛速度誤差確定所述標(biāo)定比例因子的值。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一巡航控制指 令基于所述標(biāo)定的比例因子的值與關(guān)于所述第一巡航控制指令的比 例、積分和微分項中每一項的乘積。
7. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，進一步包括 確定所述發(fā)動才幾是否正轉(zhuǎn)出AFM;以及轉(zhuǎn)換至所述第二巡航控制指令，其中所述自適應(yīng)比例因子的值為
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換包括使所述
9.如權(quán)利要求2所述的方法，、其特征在于，進二步包括 確定所述發(fā)動才幾是否正轉(zhuǎn)入AFM;以及轉(zhuǎn)換至所述第 一 巡航控制指令，其中所述標(biāo)定的比例因子的值在 0與1之間。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換包括使所 述自適應(yīng)比例因子值從1漸變至所述標(biāo)定的比例因子的值。
11. 一種用于在具有帶主動燃料管理AFM的發(fā)動機的車輛中操 作巡航控制的控制器，所述控制器包括比例因子值確定模塊，其基于汽缸停用信號和標(biāo)定的比例因子的 值確定自適應(yīng)比例因子的值；巡航指令模塊，其基于所述自適應(yīng)比例因子的值計算巡航控制指 令；以及巡航控制模塊，其基于所述巡航控制指令控制所述車輛的速度。
12. 如權(quán)利要求11所述的控制器，其特征在于，所述巡航指令模 塊計算在啟用AFM時用于所述發(fā)動機操作的第一巡航控制指令，以 及計算在禁用AFM時用于所述發(fā)動機操作的第二巡航控制指令。
13. 如權(quán)利要求12所述的控制器，其特征在于，進一步包括標(biāo)定 存儲器模塊，其基于車輛速度誤差確定所述標(biāo)定的比例因子的值。
14. 如權(quán)利要求13所述的控制器，其特征在于，所述車輛速度誤 差基于測量的車輛速度和期望的設(shè)定車輛速度。
15. 如權(quán)利要求14所述的控制器，其特征在于，所述第一巡航控制指令基于所述標(biāo)定的比例因子值與關(guān)于所述第一巡航控制指令的 比例、積分和纟效分項中每一項的乘積。
16. 如權(quán)利要求12所述的控制器，其特征在于，所述巡航指令模 塊確定所述發(fā)動機是否正轉(zhuǎn)出AFM,并基于所述確定轉(zhuǎn)換至所述第二 巡航控制指令，其中所述自適應(yīng)比例因子的值為1。
17. 如權(quán)利要求16所述的控制器，其特征在于，所述巡航指令模
18. 如權(quán)利要求12所述的控制器，其特征在于，所述巡航指令模 塊確定所述發(fā)動機是否正轉(zhuǎn)入AFM,并基于所述確定轉(zhuǎn)換至所述第一 巡航控制指令，其中所述標(biāo)定比例因子的值在0與l之間。
19. 如權(quán)利要求18所述的控制器，其特征在于，所述自適應(yīng)比例 因子的值從1漸變至所述標(biāo)定比例因子的值。
全文摘要
本發(fā)明涉及巡航控制與主動燃料管理(AFM)交互作用。提供了一種用于在具有帶主動燃料管理(AFM)的發(fā)動機的車輛中操作巡航控制的方法和控制器。自適應(yīng)比例因子的值可基于汽缸停用信號和標(biāo)定比例因子的值來確定。巡航控制指令可基于所述自適應(yīng)比例因子的值來計算。所述車輛的速度可基于所述巡航控制指令來控制。
文檔編號B60W10/06GK101607556SQ200910146900
公開日2009年12月23日 申請日期2009年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月19日
發(fā)明者J·L·沃爾興, L·王, M·卡帕茨, W·王, Z·王 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司