因此，本发明提供了一种用于调节可在激活模式和去激活模式 下工作的按需确定排量发动机的操作的扭矩控制系统。该扭矩控制 系统包括可调节进入到发动机中的空气流量的节气门，以及可调节 发动机的扭矩输出的凸轮相位器。第 一模块基于所需的去激活歧管
绝对压力(MAP)和所需的质量空气流量(MAF)来确定节气门面积，而
第二模块基于发动机速度和过渡性每气缸空气量(APC)来确定所需的
凸轮相位器位置，其中过渡性每气缸空气量基于所需的去激活APC 和所需的已激活APC之一来确定。第三模块基于节气门面积产生节
气门控制信号，以控制该节气门，而第四模块基于所需的凸轮相位 器位置产生凸轮相位器控制信号，以控制该凸轮相位器。
在另一特征中，凸轮相位器包括可调节进气凸轮轴相对于发动
机旋转位置的相位角度的进气凸轮相位器。
在另一特征中，凸轮相位器包括可调节排气凸轮轴相对于发动
机旋转位置的相位角度的排气凸轮相位器。
在另一特征中，扭矩控制系统还包括可基于发动机速度、DOD 模式和扭矩请求来确定所需的去激活MAP的第五模块。
在另一特征中，扭矩控制系统还包括可基于所需的去激活APC
来确定所需的MAF的第五模块。
在另一特征中，扭矩控制系统还包括可基于扭矩请求和DOD模
式来确定所需的去激活APC的第五^^莫块。
在另一特征中，基于APC校正因子来校正所需的去激活APC。 APC校正因子基于扭矩请求和扭矩估计来确定。
从下文所提供的详细描述中可以清楚适用本发明的其它领域。应当理解，虽然该详细描述和特定示例显示了本发明的优选实施例， 但仅是用于说明的目的，并不限制本发明的范围。
附困说明
从以下详细描述和附图中可以更全面地理解本发明，其中：
图1是根据本发明用于发动机的示范性扭矩控制系统的示意性
图示；
图2是显示了本发明的扭矩控制系统所执行的步骤的流程图； 图3是显示了根据本发明的可提供扭矩控制的模块的框图；和 图4是显示了根据本发明的可提供扭矩控制的图3所示模块的 备选配置的框图。

优选实施例的下述描述本质上仅是示范性的，并不用于限制本 发明、其应用或用法。为简洁起见，在图中将使用相同的标号来标 识类似的元件。如本文所用，激活模式指使用所有发动机气缸的发 动机搮作。去激活模式指使用数量少于所有发动机气缸（一个或多 个气缸未用）的发动机採作。如本文所用，用语"模块"指专用集 成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器 (共享的、专用的或成组的）和存储器、组合逻辑电路和/或其它可 提供所述功能的适合元件。
下面参照图1,系统10包括燃烧空气燃料混合物以产生驱动扭 矩的发动机12。空气通过节气门16吸入到进气歧管14中。节气门 16可调节进入到进气歧管14内的质量空气流量。进气歧管14内的 空气分配到气缸18中。虽然这里显示了两个气缸18，但可以理解， 本发明的可协调扭矩控制系统可在具有包括但不限于3、 4、 5、 6、 8、 10以及12个气缸的多气缸发动机中实现。
燃料喷射器（未示出）喷射燃料，燃料在通过进气口被吸入到气釭18中时与空气相结合。燃料喷射器可以是与电子或机械燃料喷 射系统20相关联的喷射器、喷嘴或者化油器或用于将燃料与吸入空 气相混合的另一系统的端口部分。可以控制燃料喷射器，以便在每 个气缸18内提供所需的空气燃料(A/F)比。
进气阀22选择性地打开和关闭，以使空气/燃料混合物进入到气 缸18中。进气阀位置由进气凸轮轴24调节。活塞（未示出）压缩 气缸18内的空气/燃料混合物。火花塞26点燃空气/燃料混合物，这 可驱动气缸18中的活塞。活塞接着又驱动曲轴（未示出）以产生驱 动扭矩。在排气阀28处于打开位置时，气缸18内的燃烧排气被迫 流出排气口。排气阀的位置由排气凸轮轴30来调节。排气在排气系 统中进行处理，并被释放到大气中。虽然显示的是单个进气阀22和 排气阀28，但可以理解，发动机12的每个气缸18可包括多个进气 阀22和糸夂气阀28。
发动机系统10包括可分别调节进气凸轮轴24和排气凸轮轴30 的旋转定时的进气凸轮相位器32和排气凸轮相位器34。更具体地说， 相应进气凸轮轴24和排气凸轮轴30的定时或相角可相对于彼此或 相对于气缸18内的活塞位置或曲轴位置延迟或提前。这样，进气阀 22和排气阀28的位置可相对于彼此或相对于气缸18内的活塞位置 进行调节。通过调节进气阀22和排气阀28的位置，便可调节吸入 到气缸18内的空气/燃料混合物的数量，从而调节发动机扭矩。
在发动机操作期间，选择性地去激活一个或多个选定的气缸 18，。当发动机12进入操作点以实现去激活模式时，控制模块便使发 动机12转換到去激活模式。在一个示范性实施例中，去激活N/2个 气缸18，不过也可去激活一个或多个气缸。在去激活选定的气缸l8， 时，控制模块便增大其余或已激活气缸18的功率输出。去激活气缸 18，的进气口和排气口被关闭，以减少泵送损失。发动机负载基于进 气MAP、气缸模式和发动机速度来确定。更具体地说，如果对于给 定RPM而言MAP低于阈值水平，则认为发动机负栽较轻，因此发动机12可在去激活模式下工作。如果对于给定RPM而言MAP高于 阚值水平，则认为发动机负栽较重，因此发动机12可在激活模式下 工作。控制模块基于发动机负栽而使发动机12在激活模式和去激活 模式之间转换。
控制模块40基于根据本发明的发动机扭矩控制方法来操作发动 机。更具体地说，控制模块40基于发动机扭矩请求(TV印)和由节气 门位置传感器(TPS)42生成的节气位置信号来产生节气控制信号。T卿 基于操作员输入43如加速器踏板位置来产生。控制模块40命令节 气门16到稳态位置，以取得有效的节气门面积(AT皿)。节气门执行 机构45基于节气门控制信号来调节节气门位置。节气门执行机构可 包括电动机或步进电机，其可提供对节气门位置的有限和/或粗略的 控制。
控制模块40还调节燃料注射系统20和凸轮轴相位器32、 34， 以便实现TREQ。更具体地说，控制模块40基于去激活模式下所需每 气缸空气量(APC)、激活模式下所需APC以及模式信号来产生凸轮 相位器控制信号，如以下更进一步的详细讨论。
进气温度(IAT)传感器44响应进气流的温度，产生进气温度信 号。质量空气流量(MAF)传感器46响应进气流的质量产生MAF信 号。歧管绝对压力(MAP)传感器48响应进气歧管14内的压力产生 MAP信号，发动机冷却剂温度传感器50响应冷却剂温度产生发动机 温度信号。发动机速度传感器52响应发动机12的旋转速度(即RPM) 产生发动机速度信号。由传感器产生的每个信号由控制模块40接收。
本发明的发动机扭矩控制系统基于发动机12的Athr和激活/去
激活模式来调节发动机的扭矩输出。八thr基于所需的歧管空气流量
(MAFDES)和所需的去激活的歧管绝对压力(M APDESDEACT)来确定。
MAPDEs一deact指示在去激活模式下工作时所需的MAP。 MAF加s基于 所需的去激活的每气缸空气量(APC
des deact )来确定，其特征由以下
关系描述：APCDES—DEACT = T丄DEACT(TREQ,S,I,E,AF,OT,N);以及
磨鹏= -額
kcYL
其中：S是点火火花定时； I是进气凸轮相位角； E是排气凸轮相位角；
AF是空气/燃料比； OT是油温； N是气缸数量；以及
KcvL是转换因子（例如对于八缸发动机而言，KcV1=15)。 MAPDES—deact基于RPM和TREQ来确定的，其特征用以下关系描述：
MAPDES—DEACT = r'MAP—DEACT( (TREQ+f(AT)) ,S,I,E,AF,OT,N);
其中，AT是第一和第二扭矩估计之间的差。MAFoEs、 APCDES DEACT 以及MAPoESDEACT的计算类似于2003年9月17日提交的共同转让 的美国专利申请No.10/664172中所7>开的那样，该申请的公开内容 通过引用全部明确结合于本文中。
发动机扭矩控制系统还基于APCDESDEACT和所需的已激活 APC(APC鹏act)来产生凸轮相位器控制信号。APCDES—ACT基于加速 器踏板位置(PP)和发动机速度(RPM)来确定。
现在参照图2，下面将更详细地说明发动机扭矩控制系统。在步 骤100中，控制确定判断发动机是否在运行。如果发动机未运行， 则控制结束。如果发动机在运行，则在步骤102中控制判断发动机12 是否在去激活模式下工作。如果发动机未处于去激活模式，则控制 返回到步骤100。
如果发动机在去激活模式下工作，则在步骤104中控制测量当 前发动机速度(RPM)。在步骤106中，控制基于踏板位置(PP)和RPM
测量结果以及经过校准的查询表来计算所需的已激活的每气缸空气 量APCDES ACT。 APCdes act的特征由以下等式描述：APCdes act = f(PP,固） 在步骤108中，控制产生扭矩请求(T战q)。 Treq基于APC^s—act和利 用稳态扭矩估计器得到的稀释估计，这在2004年3月9日授权的共 同转让的美国专利No.6704638中有详细讨论，其公开内容通过引用 明确结合到本文中。Treq的特征由以下等式描述：
Treq = TApc—act(A^Cdes—act,S,I,E,AF，OT,N) 在步骤110中，控制基于T卿和当前DOD模式（即激活模式、 去激活模式）来计算所需的去激活的每气缸空气量(APCDMD^CT)。
APCdES—DEACT基于逆扭矩模型，其特征由以下等式描述：
^Cdes加act = T"apc一deact(Treq,S，I,E,AF,OT,N) 在步骤112中，控制基于当前发动机控制信号的反馈来产生扭 矩估奸(Test).在步骤114中，控制基于T卿和丁est来计算每气缸空 气量校正(APCcqrr)。在步骤116中，控制基于校正因子(APCcorr沐 校正APCDES—DEACT。 APCcqrr基于Treq和Test。在步骤118中，控制 基于经校正的APCDESDEACT来计算所需的质量空气流量(MAF鹏)。 MAFDES的特征可由以下等式描述：
formula see original document page 13在步骤120中，控制基于RPM、 DOD模式以及Tr叫来奸算所 需的去激活的歧管绝对压力(MAPoEs—DEACT)。 MAPDESDEACT的特征可 由以下等式描述：
證des—加act - T—1,—DEACT( (TREQ+f(AT)) ,S,I，E，AF,OT,N); 其中，AT是去激活的MAP和基于APC的扭矩估计之间的滤波后差 值。在步骤122中，控制基于MAPdes一deact和MAF DES来确定AT„R。 athr的特征可由以下等式描迷：formula see original document page 13
其中B是大气压强，而Rgas是理想气体常数。在步骤124中，控制利用低通滤波器来对APC諮act和 滤波。在步骤128中，控制基于过渡APC(APCtr服s)和 RPM来确定所需的进气凸轮相位器位置(1^)和/或所需的排气凸轮相 位器位置(Edes)。在步骤130中，控制基于AraR、 Ides和Edes来操作 发动机。APCr固s根据以下关系式，基于DOD模式、APCDES—織和 ^PCDESDEACT来确定：
当从激活模式过渡到去激活模式时，APCTRANS = APCDES ACT.K;
和
当从去激活模式过渡到激活模式时，APCTRANS = APCDES DEACT +S。 K是过渡变量，S是使APC从APQjes—DEACT斜升到APCDES ACT 的步长。当APCn^s等于APCDES—act时，S等于零；当APCraANS大
于APC。Es—ACT时，S等于增量(厶)。
参照s图3，下面将详细讨论执行发动机扭矩控制的示范性模块。 这些模块包括APCDES—act模块200、 T卿模块202、 APCDES DEACT计 算模块204、 1^7计算模块206、校正模块208、 MAF^计算模块210、 MAPDES—deact计算模块212、 APC哪计算模块214、前馈模块"6、 IDES 和/或EDEs计算模块218、发动机控制模块220和凸轮相位器控制模 块222。
APCdes一act模决200基于RPM和PP来确定APCDESACT。 APCDES—act提供給T础q模块202，并且通过滤波器224 (如低通滤波 器）提供给前馈模块216。 TR^模块202计算TREQ,并将Tr^提供 给求和器226、 ^(:鹏_脇„计算模块204以及MAPDES DEACT计算模 块212。
APCDESDEACT计算模块204基于T战q和DOD模式来计算 APCDESDEACT,并将APCdesdeact提供給求和器2M。 1^7计算模块206 计算Test并将其提供給求和器226。求和器226提供Tr印和TEST之 间的差值，并将该差值提供到校正模块208. APCco収由校正模块208 确定，并被提供给求和器228。求和器228基于APCDES DEACT4 APCC之和来校正APCdesdeact。经校正的APCDES—DEACT提供给MAFdes奸 算;^莫块210，并且通过滤波器224提供给经校正的前馈模块216。
MAFoEs计算模块210基于经校正的APCDESDEACT来计算 MAFDES,并将層鹏提供给八7股计算模块214。 MAPDESDEACT计算 模块212基于RPM、 DOD模式以及T卿来计算MAPDESDEACT，并将 MAPDES—DEACT提供给ATHR计算模块214。 ATHR计算模块214基于 MAFDES和MAPDESDEACT来计算ATHR，并将ATHR提供给发动机控制 模块220。发动机控制模块220基于八T服产生控制信号。
前馈模块216基于APCDESDEACT、 APCDES—w和DOD模式来确 定APCTRANS。 APC麵s被提供给Ides和EpEs计算模块"8。 Iqes和 计算模块218基于RPM和APCTRANS来计算IDES和E^s。 IDES和E^s 计算模块218将IDES和Edes提供给凸轮相位器控制模块222，该模块 基于Ims和EoEs产生控制信号。
现在参照图4，其中显示了图3所示示范性模块的备选配置。该 备选配置基于test来校正t肌q。更具体地说，校正模块208基于TEST 来确定扭矩校正因子(Tco肌)。求和器229基于TREQ和TCORR来提供经 过校正的TREQ。经过校正的了卿被提供给,0£8—0£譜计算模块212
和APCDES—deact计算模块204。这样，来自APCDES—deact计算模块204
的APCDES—DEACT未经校正就被直接提供给MAFDEs计算模块210。其 余模块如以上参照图3所述那样起作用。
现在，本领域技术人员可根据以上描述理解，可以各种形式来 实施本发明的广义教导。因此，虽然已联系本发明的特定示例对本 发明作了描述，但不应将本发明的真正范围局限于此，因为本领域 技术人员在研读附图、本说明书以及如下权利要求之后，将会清楚 其它修改形式。