CN103321757B - 用于发动机空气控制的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于调节节气门命令以使得在平均上实际气流速率与命令气流速率之间的差值基本为零的方法和系统。用修正因子修改命令节气门位置，从而也降低节气门开启角度误差。通过降低发动机空气扰动，发动机性能被改善。

Description

用于发动机空气控制的方法

背景技术

发动机传动系控制模块可以被配置为基于发动机工况计算期望的节气门位置，并且可以相应地调整节气门位置。通过调整节气门位置，实际进气气流速率可以朝向命令气流速率推移。命令节气门位置以及命令气流速率可以被调整以通过基于真空的执行器（例如车辆制动增压机）补偿对进气歧管真空的需求。

由Cunningham等人在US2011/0183812中示出一种考虑制动增压机真空需求的用于节气门控制的示例方法。其中，响应于从制动增压机流至进气歧管的气流速率对节气门位置进行调节，以便维持进气歧管压力基本恒定。例如，当制动增压机被来自进气歧管的真空再充满时，节气门被关闭。

然而，本发明人已经认识到该方法所存在的潜在问题。举例来说，通过调整节气门位置以实现进气歧管内的期望瞬时气流速率，平均期望气流速率将受到影响。具体地，即使实现了瞬时气流速率（在限制了最小有效面积约束之后），并且实现了命令节气门位置，但如果未遇到最小有效节流面积约束，则在平均实际气流速率和将被命令的气流速率之间将会引发实质误差。结果，当空气从制动增压机被交换至发动机进气歧管时，可能产生发动机空气量扰动（例如，未被节流的空气流）。

作为另一个示例，在制动器踏板应用过程中，可能需要负节气门开启角度以降低歧管压力变化。由于节气门的物理限制，不可能有负角，所以在Cunningham等人看来，只要负节气门开启角度被命令，节气门就维持关闭。然后，当制动器踏板被释放并且增加节气门开启角度被命令时，节气门被移动到命令位置。然而，由于无法实现负节气门开启角度，可能继续存在节气门开启角度误差，其进而可能导致实质的发动机空气量误差。发动机空气量扰动可能增加发动机排放物，并且可能被驾驶员注意到。另外，已实现的进气歧管真空不会像在实现平均气流速率的情况下具有的真空那样低。

发明内容

在一个示例中，上述问题中的一些可以至少部分地通过一种发动机方法解决，该发动机方法包含通过基于累计气流速率误差的修正来调整表示命令 节气门位置的信号。然后，节气门可以被致动到所调整的节气门位置。以此方式，可以降低累计节气门开启角度误差和气流速率误差。

例如，在发动机工作时，控制器可以用修正项（例如添加项）连续修改命令节气门位置，该修正项基于实际节气门气流速率（或实际节气门位置/角度）与命令节气门气流速率（或命令节气门位置/角度）之间的误差。另外，修正项可以基于反馈数据连续更新。以此方式，可将误差基本降至接近零，并且在平均上实际节气门位置可以收敛于未被限制的命令节气门位置。

另外，在踏板瞬态过程中（例如在制动器踏板瞬态过程中），可以使用该修正来调整节气门位置，从而降低累计误差。例如，如果负节气门开启角度被命令，只要继续存在负节气门开启角度命令，节气门就可以关闭。然后，当随后命令增加节气门开启角度时，可以以比期望速率更慢的速率有意地增加节气门开启角度。通过减慢节气门开启角度增加的速率，可以补偿在负节气门开启角度被命令（但未提供）时所引发的节气门开启角度误差。以此方式，可以降低节气门气流速率误差和节气门开启角度误差。通过基本消除节气门气流速率误差，可以降低发动机空气扰动。总体来说，可以改善发动机性能和排放。

在另一个实施例中，一种发动机方法包含：在发动机工作过程中，通过基于命令节气门气流速率和实际平均节气门气流速率的修正来修改命令节气门位置，从而在仍追踪期望节气门开启角度的同时提供基本为零的累计气流速率误差。

在另一个实施例中，实际平均节气门气流速率是基于进气歧管空气压力。

在另一个实施例中，累计气流速率误差包括在若干发动机循环中所累计的气流速率误差。

在另一个实施例中，该方法还包含致动节气门至修改的节气门位置。

在另一个实施例中，该方法还包含：在踏板瞬态过程中当节气门位置被命令减小至节气门位置限制之外时，将节气门位置减少至节气门位置限制，并且在随后命令增加节气门位置的过程中，有意地比命令速率更慢地增加节气门位置。

在另一个实施例中，踏板包括制动器踏板和/或加速器踏板。

在另一个实施例中，该方法还包含：在踏板瞬态过程中当节气门位置被命令减小至节气门位置限制以外时，将节气门位置减少至节气门位置限制， 并且在随后命令增加节气门位置过程中，从节气门位置限制开始有意地在一段持续时间内增加节气门，直到累计气流速率误差被基本降低至接近零。

在另一个实施例中，该方法还包含在该持续时间后将节气门位置增加至命令节气门位置。

在另一个实施例中，一种车辆系统包含：发动机，其包括进气歧管和排气歧管；节气门，其位于进气歧管中；制动器踏板；歧管压力传感器，其位于节气门下游的进气歧管中；以及控制器，其具有计算机可读指令以便：在发动机工作过程中，基于相对于实际节气门气流速率的命令节气门气流速率，估算节气门开启角度误差；在采样周期内累计节气门开启角度误差；使用使累计节气门开启角度误差基本接近零的修正因子来修改命令节气门位置；以及将节气门致动到经修改的节气门位置。

在另一个实施例中，采样周期包括若干发动机循环或者发动机工作持续时间。

在另一个实施例中，该控制器还包括用于以下操作的指令：响应于命令节气门位置在下限之外的第一制动器踏板瞬态，将节气门位置降低至该下限；以及响应于命令节气门位置被增加的第二制动器踏板瞬态，从该下限缓慢增加节气门位置，直到节气门开启角度误差被基本降低至接近零，然后将节气门位置快速增加至命令节气门位置。

当单独根据以下详细说明或与附图结合时，将清晰地明白本发明的上述优势和其他优势以及特征。

应当理解，提供上述发明内容是为了以简化的形式介绍所选概念，其将在详细说明中得到进一步说明。这并不意味着要确立要求保护的主题的关键或基本特征，其范围仅由随附于具体实施方式的权利要求限定。另外，要求保护的主题不应被限制于解决上述或在本发明中任何部分指出的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出发动机的示意图。

图2示出用于通过基于累计空气质量速率误差的修正来调整命令空气质量速率的程序的示意图。

图3示出高水平流程图，其用于连续更新修正项并通过已更新的修正项 来调整命令节气门位置，从而降低累计气流速率误差。

图4示出描绘已修正的节气门位置相对于未修改的节气门位置的气流速率误差变化的图表。

图5示出根据本公开在基于气流速率误差的踏板瞬态过程中调整节气门位置的示例。

具体实施方式

本说明书涉及因气流速率偏差而补偿命令节气门位置（例如在图1的发动机系统中），以便提供基本为零的累计误差。在发动机工作过程中，发动机控制器可以使用如图2所示的修正连续地调整命令节气门位置，从而提供使累计气流速率误差接近零（如图4所示）的经修改节气门位置。该控制器可以执行控制程序（如图3所示的示例性方法）以便用修正连续地调整命令节气门位置，并且基于反馈数据连续地更新修正。在踏板瞬态（例如制动器或加速器踏板瞬态）过程中，可以执行该调整，如图5中的示例性调整所示，以便也降低节气门开启角度误差。以此方式，在气流速率误差被降低的同时，可以追踪期望的节气门开启角度。通过降低发动机空气扰动，借助于燃料/空气比控制以及提供进气歧管真空的能力的改善，使得发动机性能得以改善。

参考图1，由电子发动机控制器12控制包含多个汽缸的内燃发动机10，其中图1示出多个汽缸中的一个汽缸。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，活塞36位于汽缸壁之中并且被连接到曲轴40。燃烧室30被显示为分别经由进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。可以通过进气凸轮51和排气凸轮53操作每个进气门和排气门。可替换地，可以通过电动机械控制的阀线圈和电枢总成来操作一个或更多个进气门和排气门。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。

示出燃料喷射器66被定位成将燃料直接喷射到汽缸30内，这被本领域技术人员称为直接喷射。可替换地，燃料可以被喷射到进气道内，这被本领域技术人员称为进气道喷射。燃料喷射器66输送与来自控制器12的信号脉冲宽度FPW成比例的液体燃料。由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨（未示出）的燃料系统（未示出）将燃料输送至燃料喷射器66。由响应于控制器12的驱动器68向燃料喷射器66供应工作电流。另外，进气歧管44被显示为与可选 的电子节气门62连通，该电子节气门62调整节流板64的位置以控制来自进气增压室46的空气流。压缩机162从进气口42抽吸空气，以便供应增压室46。排气旋转被耦连到压缩机162的涡轮机164。高压双级燃料系统可被用于在喷射器66处产生较高的燃料压力。进气歧管44还经通道142向制动增压机140提供真空。止回阀144确保空气从制动增压机140流至进气歧管44，而不是从进气歧管44流至制动增压机140。制动增压机140放大由脚152经制动器踏板150提供到主汽缸的作用力，以便应用车辆制动器（未示出）。

无分电器点火系统88响应于控制器12经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。宽域排气氧（UEGO）传感器126被显示为耦连到催化转换器70上游的排气歧管48。可替换地，双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126。

在一个示例中，转换器70可以包括多个催化剂块。在另一个示例中，可以使用多个排放控制设备，每一个均带有多个催化剂块。在一个示例中，转换器70可以是三元催化剂。

控制器12在图1中被显示为常规微计算机，其包括：微处理器单元（CPU）102、输入/输出端口（I/O）104、只读存储器（ROM）106、随机存取存储器（RAM）108、保活存储器（KAM）110以及常规数据总线。控制器12被显示为接收来自耦连到发动机10的传感器的各种信号，除了上述那些信号之外，还包括：来自耦连到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度（ECT）；来自耦连到加速器踏板130的用于感测由脚132调整的加速器位置的位置传感器134的信号；来自耦连到制动器踏板150用于感测制动器踏板位置的位置传感器154的信号；来自用于感测制动增压机真空的压力传感器146的信号；来自用于感测主汽缸压力（例如液压制动器压力）的压力传感器（未示出）的信号；来自用于确定尾气点火（未示出）的爆震传感器的信号；来自耦连到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力（MAP）的测量值；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器的信号；来自传感器120（例如热线式空气流量计）的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器58的节气门位置的测量值。还可以感测（未示出的传感器）大气压，其由控制器12处理。在本说明书的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴每次回转时产生预定数量的等距脉冲，由此能够确定发动机转速（RPM）。

如本文参考图2-3的详细描述，在发动机工作过程中，控制器12可以通 过修正来调整命令节气门位置，从而使在采样周期内（例如在规定数量的发动机循环内或规定的发动机操作持续时间内）累计的节气门开启角度误差（或节气门气流速率误差）基本上接近零。这确保在平均上节气门实际处于命令位置。通过降低气流速率误差且同时仍追踪期望的节气门开启角度，即使存在制动器踏板和/或加速器踏板瞬态，发动机空气扰动也被降低。

在一些实施例中，发动机可以被耦连到混合驱动车辆中的电动机/电池系统。混合驱动车辆可以具有并联配置、串联配置或其变体或其组合。进一步地，在一些实施例中，可以采用其他发动机配置，例如柴油发动机。

在工作过程中，通常发动机10中的每个汽缸都经历四个冲程循环：该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。通常，在进气冲程过程中，排气门54关闭，并且进气门52打开。空气经进气歧管44被引入燃烧室30，并且活塞36移至汽缸底部，从而增加燃烧室30内的容积。通常，活塞36接近汽缸底部并且在其冲程末端（例如，当燃烧室30处于其最大容积时）的位置被本领域技术人员称为下止点（BDC）。在压缩冲程过程中，进气门52和排气门54都关闭。活塞36移向汽缸盖，以便压缩燃烧室30内的空气。通常，活塞36在其冲程末端并且最接近汽缸盖（例如，当燃烧室30处于其最小容积时）的点被本领域技术人员称为上止点（TDC）。在此后被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在此后被称为点火的过程中，通过已知的点火装置例如火花塞92点燃喷射的燃料，从而导致燃烧。在膨胀冲程过程中，膨胀气体推动活塞36返回至BDC。曲轴40将活塞运动转换成旋转轴的旋转扭矩。最终，在排气冲程过程中，排气门54打开，从而将燃烧的空气燃料混合物释放至排气歧管48，并且活塞返回至TDC。应当注意，以上所述仅作为示例，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以变化，例如提供正或负阀门重叠、延迟进气门关闭或各种其他示例。

因此，图1的系统提供一种发动机系统，其被配置为通过基于累计气流速率误差的修正来调整表示命令节气门位置的信号，然后将节气门致动到经调整的节气门位置。该发动机系统包括进气歧管和排气歧管。该发动机系统还包括位于进气歧管内的节气门、制动器踏板以及位于节气门下游的进气歧管内的歧管压力传感器。在发动机工作过程中，带有计算机可读指令的控制器可以基于相对于实际节气门气流速率的命令节气门气流速率来估算节气门开启角度误差，并且在采样周期内累计节气门开启角度误差。然后，控制器 可以通过使累计节气门开启角度误差基本接近零的修正来修改命令节气门位置，之后将节气门致动到经修改的节气门位置。另外，可以调整（例如，延迟）点火正时以降低不完全由节流控制补偿的扭矩或速度爆发。

图2示出用于通过修正来调整命令节气门位置以降低累计气流速率误差的方法200的示意性表示，其中该修正基于关于气流速率和节气门开启角度的反馈数据。因此，图2的方法是图3的程序的可替换描述。可以通过带有计算机可读指令的发动机控制器来执行方法200的步骤。

在发动机工作过程中，期望的气流速率或空气质量速率（期望_空气_质量_速率）可以与实际气流速率或空气质量速率（实际_空气_质量_速率）比较，从而确定空气质量速率误差（空气_质量_速率_误差）。因此，期望气流速率可以基于发动机工况，例如发动机转速、扭矩需求、排气催化剂温度、歧管压力（MAP）等。在所述示例中，期望空气质量速率和实际空气质量速率被馈送到控制器202中以确定空气质量速率误差。在可替换实施例中，控制器202可以通过比较命令节气门气流速率与实际节气门气流速率来估算节气门开启角度误差。

可以由控制器204在采样周期（采样_周期）的控制周期内累计所确定的空气质量速率误差（空气_质量_速率_误差）。在一个示例中，控制器204可以是乘法器，其在采样周期内累计空气质量速率误差以确定空气质量误差的净变化（空气_质量_误差_差值）。可以以单位发动机角度内的质量而不是单位时间内的质量来配置可替换的发动机控制器。对于这些控制器，采样时间转换为采样角。

可以由控制器206将当前运行的方法的空气质量误差变化与先前确定的空气质量误差（空气_质量_误差_先前）（例如在先前刚刚运行的方法200中确定的空气质量速率误差）进行比较。基于差异，控制器206可以估算出净空气质量误差（空气_质量_误差）。然后，空气质量误差可以被用于确定修正，例如可以被添加到期望空气质量以使空气质量误差基本接近零的添加项。另外，所确定的空气质量误差可以在Z变换210处被存储并且在方法200的后续运行过程中被检索。因此，在方法200的后续运行过程中，可以检索在Z变换210处存储的当前空气质量误差以指示先前的空气质量误差（空气_质量_误差_先前）。

然后，可以由控制器212在采样周期（采样_周期）内累计净空气质量误 差（空气_质量_误差）以确定修正，例如可以添加到期望空气质量速率以使累计空气质量误差基本接近零的添加项项（空气_质量_速率_添加项）。

然后，由控制器214将空气质量速率的修正（空气_质量_速率_添加项）添加到期望空气质量速率以提供经调整或经修正的空气质量速率（空气_质量_速率_经修正）。因此，期望空气质量速率具有相应的命令节气门位置。在此，经修正的空气质量速率随后被转换至经修改的命令节气门位置（节气门_位置）。在某些情况下，经修正的空气质量速率（空气_质量_速率_经修正）可能是无法获得的，并因此将受到限制而结束（即饱和），但这种布置仍将实现零净总和误差的目标。

以此方式，通过使用基于命令节气门空气质量（或气流）速率和实际节气门空气质量（或气流）速率的修正来修改命令节气门位置，累计空气质量或气流速率误差能够基本上变为接近零，同时仍追踪期望的节气门开启角度。

现在转向图3，其示出一种方法300，该方法用基于累计气流速率误差的修正来调整表示命令节气门位置的信号，然后将节气门致动到经调整的节气门位置。这使得能够使累计误差变为接近零。

在302处，可以估算和/或测量发动机工况。这些可以包括例如发动机转速、驱动器扭矩需求、制动器踏板位置、加速器踏板位置、增压水平、歧管空气压力（MAP）、歧管空气流量（MAF）、排气催化剂温度、环境条件（例如环境温度、湿度和大气压）等。应该认识到，如下详细描述，在制动器踏板瞬态和/或加速器踏板瞬态过程中基于流入发动机进气歧管的空气流量来调整歧管空气压力估计值。

在304处，可以基于估算的发动机工况确定将被命令的节气门气流速率（或节气门空气质量速率）。另外，可以确定将被命令的节气门位置，其中被命令的节气门位置是基于被命令的节气门气流速率。

在305处，可以检索修正项。在此，修正项可以是被用于将累计气流速率误差基本降低至接近零的修正。累计气流速率误差包括在若干发动机循环内或在发动机工作持续时间内所累计的气流速率误差。在一个示例中，修正是被添加到命令节气门气流速率的添加项。通过这样做，在发动机工作过程中，平均上可以使得实际节气门位置对应于命令节气门位置。在一个示例中，修正项可以被存储在控制器的存储器的查找表中。另外，如下面在312-318处详细描述，可以通过来自最近的节气门调整的反馈数据连续地更新（例如， 在每个发动机循环中）修正项。

在306处，可以用该修正来调整命令节气门气流速率。例如，在该修正为添加项时，该修正可以被添加到命令节气门气流速率。通过应用该修正，累计气流速率误差可以被降至接近零。另外，通过将累计节气门开启角度误差降低至接近零，可以降低累计气流速率误差。在308处，基于经调整的气流速率，可以修改命令节气门位置。例如，经调整的气流速率可以被转换为相应的经修改的节气门位置。然后，在310处，该程序包括将节气门致动到经修改的节气门位置。

在可替换实施例中，命令气流速率可以被转换成相应的命令节气门位置（例如，命令节气门开启角度），并且该修正项可以被直接应用于命令节气门位置以提供经修改的节气门位置。如本文所用，修改命令节气门位置包括在发动机工作过程中（例如，在每个发动机循环内）连续修改命令节气门位置。以此方式，通过用基于命令节气门气流速率和实际平均节气门气流速率的修正来修改命令节气门位置，可以提供基本为零的累计气流速率误差，同时仍追踪期望的节气门开启角度。

本发明人已经认识到，尽管实际节气门位置和命令节气门位置之间的偏差能够被用于调整瞬时气流速率，但是一段时间后，节气门开启角度误差将会累加，并且导致逐渐增加的累计节气门开启角度误差（或者累计气流速率误差）。图4的400示出这样的增加。尤其是，图4的400示出节气门开启角度误差（沿y-轴以度/秒为单位）随时间（沿x轴以秒为单位）的变化。在没有应用修正（图4的402，虚线）的一段时间内累计节气门开启角度误差曲线示出累计误差逐渐增加。因此，发动机控制器被配置为使得累计误差在一段时间内变为零。这意味着如果在命令负节气门开启角度的一段时间内节气门开启角度过高，则其稍后将通过比瞬时命令的要少的节气门开启角度周期得到补偿。因此，这种增加能够导致可能使排气排放和发动机性能退化的发动机空气扰动。通过比较，存在应用修正情况下节气门开启角度误差随时间变化的曲线（图4的404，实线）示出在一段时间内平均为零的累计误差。本发明人已经认识到对于大多发动机空气控制应用来说，累计气流速率将比瞬时气流速率更重要。因此，通过使用修正来调整节气门命令以提供基本为零的节气门开启角度误差，在平均上节气门处的命令气流与实际气流之间的差异被降至为零。因此，这降低了发动机空气扰动，改善了排气排放和发动机性能。

通过使能基本为零的累计误差，可以实现对累计气流速率误差敏感的多级系统的控制的各种优势。作为第一示例，自适应燃料控制可能对累计气流速率误差是敏感的。具体地，“短期燃料调配”和“长期燃料调配”均依赖于累计气流速率误差。瞬态误差使得短期燃料调配超出其针对最小排放的最佳“快速跳回”周期/类型。例如由不能实现负节气门开启角度的节气门开启角度约束导致的系统误差使得误差不利地且不正确地进入长期燃料调配。这种误差将燃料加注误差注入正向输送燃料项。因此，通过提供基本为零的累积误差，改善了自适应燃料控制。

作为另一示例，催化剂控制对累计空气质量流速误差可能是敏感的。具体地，催化剂控制追踪被存储在催化剂内的还原剂和氧化剂，并且使其平衡以便其能够对原料气体内的还原剂过剩或氧化剂过剩作出响应。不明原因的气流速率误差将摆脱这种计算并且降低了催化剂预备度（readiness）。零净总和气流速率控制器避免了这样的一系列退化效应。因此，通过提供基本为零的累积误差，改善了催化剂控制。

进气歧管真空生成同样对累计气流速率误差是敏感的。通过采用零净总和气流速率控制器，短暂地，节气门保持比其相反情况更长的关闭时间，因此有助于提供进气歧管真空。

返回至图3，在312处，反馈数据可以被用于将节气门位置反馈调整到由控制器命令的经修改的节气门位置。该反馈的节气门位置反映了节气门位置控制器的任何定位约束。在314处，可以确定实际节气门气流速率。在一个示例中，可以基于进气歧管空气压力估算值来确定实际平均节气门气流速率。除了实际节气门位置外，实际气流速率也可以基于MAF或MAP。

在316处，可以基于实际节气门气流速率和命令（经修改）节气门气流速率来确定节气门气流速率误差。然后，在318处，可以在若干发动机循环内或者在发动机工作持续时间内累积节气门气流速率误差，从而确定累积的节气门气流速率误差。基于当前循环内的累积气流速率误差，可以修订修正项，以便产生更新的修正项并将其存储在控制器的存储器内。然后，在后续循环中，可以从查找表中检索更新的修正项，并且可以使用经修订的修正项来修改命令节气门气流速率（或命令节气门位置）。

应理解，图3所示的程序也可以在踏板瞬态过程中执行。特别地，在制动器踏板瞬态和/或加速器踏板瞬态过程中，可以基于流到发动机进气歧管（例 如，来自制动增压机）的气流速率来调整歧管空气压力的估算值。然后，可以调整表示命令节气门位置的信号，从而使得累计节气门气流速率误差变为接近零。因此，在踏板瞬态过程中，当命令节气门位置在节气门位限制之外时，控制器可以使节气门位置维持在限制位置一段时间，直到累计气流速率误差降至接近零，然后在累计气流速率误差已经被降低后，控制器可以将节气门致动到经调整的节气门位置。

举例来说，在（例如，制动器踏板和/或加速器踏板的）踏板瞬态过程中，当节气门位置被命令降至节气门位置限制之外（例如，当负节气门开启角度被命令）时，控制器可将节气门位置降至节气门位置限制（例如，维持节气门完全关闭）。类似地，节气门可能具有物理运动限制和响应限制。在此，只要命令节气门位置仍在该限制之外，控制器就可能将节气门保持在节气门位置限制处。然后，在节气门位置的随后命令增加过程中，控制器可有意地以比命令速率更慢的速率增加节气门位置。以此方式，可以通过修正来调整命令节气门位置，从而降低累计节气门开启角度误差并降低发动机空气扰动。图5示出在踏板瞬态过程中的示例性节气门调整。

以此方式，通过使用将累计节气门开启角度误差基本上变为接近零的修正因子来连续修改命令节气门位置，可以降低发动机空气扰动并且可以改善排放。

现在转向图5，图5的500示出到达命令节气门位置的示例性调节，从而降低在发动机工作过程中和在制动器踏板瞬态过程中累计的节气门开启角度误差。特别地，图5的502示出期望的发动机扭矩输出（Tq），图5的504示出歧管压力（MAP）相对于大气压力的变化（虚线505），图5的506示出关于制动器踏板位置的指示，图5的508（以及片段509）示出关于命令节气门位置（TP）的指示，以及图表514（存在应用修正，实线）和图5的515（不存在应用修正，虚线）示出累计节气门开启角度误差的变化。所有图表均随着时间推移（沿着x轴）而被绘制。

在t1之前，发动机工作在低的期望发动机扭矩条件（例如怠速条件）下。此外，进气歧管压力处于真空条件，车辆制动器未被致动（即制动增压机真空处于较高水平），并且发动机进气节气门几乎关闭。另外，火花正时可以被提前（未示出）。

在t1处，期望发动机扭矩（图5的502）开始增加并且保持在较高水平， 直到恰好在t2之前，在t2处它被降低。进气歧管压力（图5的504）开始处于真空条件（即在大气压力线505以下）并且过度至正压力条件。在t1和t2之间未应用车辆制动器。因为在该时间段内制动器没有被致动，可以限制（例如，经止回阀，例如图1所示的阀144）从进气歧管到制动增压机的气流。发动机节气门位置遵循类似于从t1到t2的期望发动机扭矩的轨迹线。从t1到t2，发动机节气门位置和期望发动机扭矩遵循表示车辆加速度的轨迹线。另外，可以延迟发动机火花（未示出），从而反映处于较高负荷的发动机操作。因此，在t1和t2之间，可以用修正项连续修改命令节气门位置并且之后将节气门致动到经修改的节气门位置，以便将累计气流速率误差（或节气门开启角度误差）基本维持为零（如图5的514所示）。

在t2处，期望发动机扭矩处于低水平，其指示车辆处于怠速、减速或滑行状态。恰好在t2之前，随着期望发动机扭矩下降，进气歧管压力下降，并且恰好在t2之前进气歧管压力为真空。然后，在t2处，按照制动器踏板位置变化所指示来应用车辆制动器。在t2和t3之间，在初始制动应用接近t3处的制动释放之后，制动器踏板位置保持基本不变的状态。当应用车辆制动器时，随着制动增压机中的隔膜压缩制动增压机真空室，制动增压机压力增加。结果，止回阀打开以使制动增压机真空室和进气歧管之间的压力相等。在这些条件下，空气从制动增压机经过止回阀流至进气歧管。在缺少用于补偿突然从制动增压机流至进气歧管的空气的节气门调节的情况下，可以预测在MAP中存在冲撞（或喘振）。因此，为了在降低MAP误差的同时应用制动器（即在制动器踏板瞬态过程中），可以确定期望节气门气流速率以及相应的期望节气门位置。

在所描述的示例中，实际需要用于完全补偿制动增压机气流的节气门调整是负节气门位置（如虚线段509所示）。然而，该位置在节气门位置限制507之外。在一个示例中，节气门位置限制507是节气门的物理限制，其中当节气门处于该限制507时，节气门保持完全关闭。因此，只要在制动器踏板瞬态过程中请求负节气门位置（由虚线509示出），节气门实际上可以被定位在限制507处，如图5的508（实线）所示。此外，在该时间，火花可被调整为次优设置，以便即使在该事件中瞬态气流速率比期望更高，也可基本维持发动机扭矩。然而，由于节气门位置位于限制位置，同时其需要处于负位置，因此可能产生累计气流速率误差（在此由阴影区域510示出）以及在图5的514 中产生的累计误差。应当注意，因为不存在驾驶员输入，所以期望发动机扭矩并不跟随节气门位置的变化，而是保持不变。暂时关闭节气门补偿了从制动增压机流至进气歧管的未被节流的空气的效应，但是影响了累计气流速率误差。

在t3处，车辆制动器被释放，同时期望发动机扭矩保持基本不变并且处于较低水平。另外，可以应用加速器踏板（未示出），同时释放制动器踏板。当车辆制动器被释放时，制动增压机内的阀关闭，其允许在制动器应用过程中作用在制动增压机隔膜上的空气被释放进入制动增压机真空室。

响应于在t3处应用加速器踏板，驾驶员扭矩需求可能增加，并且需要较高的MAP。为了提供这些，可能命令更敞开的节气门位置（如虚线段509所示）以提供期望的气流。因此，如果按照要求调整节气门位置，则先前产生的累计误差（由阴影区域510示出）可能继续存在。具体地，被命令朝向t2的节气门位置调整可能能够保持MAP，但是在缺少修正的情况下，将导致累计误差逐渐增加，如图5的515所示（虚线）。

因此，为了使累计误差趋于零，可以使用修正来调整命令节气门位置。具体地，即使在t3处移除了负节气门位置命令并且发出正节气门位置命令，也可以将在节气门位置有意地维持在关闭的节气门位置处（例如，节气门位置限制507处），如图5的508所示（实线）。此外，有意地维持节气门关闭直到累计误差降低。具体地，在t3后的一段持续时间内，由于节气门位置被维持在限制位置，同时需要其位于正位置，将产生累计气流速率误差，在此由阴影区域512示出。然而，由阴影区域512示出的正误差可以补偿（或通过平均来抵消）由阴影区域510示出的负误差，以便在t3之后，如图5的514所示，绘出所产生的累计误差。

节气门位置被保持关闭直到在阴影区域512处所产生的累计误差使在阴影区域510处所产生的累计误差基本降至零。然后，如实线509所示，节气门位置可被转换至较为敞开的位置，从而与命令的正节气门位置一致。

以此方式，在节气门位置被命令减少至节气门位置限制之外的踏板瞬态过程中，控制器将节气门位置减少至节气门位置限制，并且在节气门位置的随后命令增加过程中，控制器有意地以比命令速率更慢的速率增加节气门位置。通过调整节气门信号以使得累计误差基本为零，可以在发动机空气控制过程中有效地补偿未节流的空气源，例如制动增压机空气。特别地，可以降 低例如在制动增压机排空过程中所预测的MAP偏差。

作为可替换示例，响应于第一制动器踏板瞬态（在此制动器踏板被应用），其中命令节气门位置在下限（在此为节气门的较低物理限制）以外，控制器可以将节气门位置降至该下限。然后，响应于第二制动器踏板瞬态（在此释放制动器踏板），其中命令节气门位置被增加，控制器可以从该下限缓慢地增加节气门位置，直到节气门开启角度误差被基本降至接近零，然后将节气门位置快速地增加至命令节气门位置。

以此方式，通过使用修正来调整命令节气门气流速率，可以实现节气门开启角度（或期望空气质量速率）的基本为零的累积误差，同时不会不利地影响节气门定位动态响应。通过降低累计误差，可以有效地补偿由于未节流的空气源而导致的MAP偏差上升。另外，可以降低节气门磨损。总的来说，改善了发动机性能。

应注意在此包括的示例性控制和估计程序可以用于不同的发动机和/或车辆系统配置。在此描述的具体程序可以代表一个或多于一个任意数量的处理策略，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等。就此而言，各种步骤、操作或功能可以以所示的顺序实施、并行实施或者在一些情况下被省略。类似地，该处理的顺序并不是实现在此所述的示例性实施例的特征和优点所必需的，只不过被提供以便于展示和说明。根据所使用的特别策略可以重复实施一个或多于一个所示的步骤或者功能。此外，所述步骤可以图表性地代表有待编程到发动机控制系统中的计算机可读存储媒介内的代码。

应理解，此处所公开的配置和方法本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置式4缸发动机和其它发动机类型。本发明的主题包括此处所公开的各种系统和配置和其它的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

随附权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可引用“一个”元素或“第一”元素或其等同物。这些权利要求应该理解为包括一个或多个这种元素的结合，既不要求也不排除两个或更多个这种元素。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的权利要求得到主张。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同 或不相同，也被认为包括在本发明主题内。

Claims (10)

1.一种发动机方法，其包含：

通过基于节气门下游累计气流速率误差的修正，调整表示命令节气门位置的信号；以及

致动所述节气门到所调整的节气门位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述累计气流速率误差的调整包括通过所述修正进行调整以将所述累计气流速率误差降低到基本接近零。

3.根据权利要求1所述的方法，还包含通过将累计节气门开启角度误差降低到接近零来降低所述累计气流速率误差。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述累计气流速率误差包括在若干发动机循环内所累计的气流速率误差。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述累计气流速率误差包括在发动机工作的一段持续时间内所累计的气流速率误差。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述累计气流速率误差是基于歧管空气压力的估算。

7.根据权利要求6所述的方法，其中基于流到发动机进气歧管内的空气的流速在制动器踏板瞬态和/或加速器踏板瞬态过程中调整所述歧管空气压力的估算。

8.根据权利要求1所述的方法，其中调整表示命令节气门位置的信号包括在踏板瞬态过程中，当所述命令节气门位置在节气门位置限制之外时，从所述限制位置增加所述节气门位置一段时间，直到所述累计气流速率误差被降低至接近零，然后致动所述节气门至所调节的节气门位置。

9.一种发动机方法，其包含：

在发动机工作过程中，通过基于命令节气门气流速率和节气门下游实际平均节气门气流速率的修正来修改命令节气门位置，从而提供基本为零的累计气流速率误差，同时仍追踪期望的节气门开启角度。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述修改包括在发动机工作过程中连续修改所述命令节气门位置。