使用模型預(yù)測(cè)控制的空氣流控制系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及使用模型預(yù)測(cè)控制的空氣流控制系統(tǒng)和方法。扭矩請(qǐng)求模塊基于駕駛員輸入來(lái)生成用于火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的第一扭矩請(qǐng)求。扭矩轉(zhuǎn)化模塊將第一扭矩請(qǐng)求轉(zhuǎn)化為第二扭矩請(qǐng)求。設(shè)定點(diǎn)控制模塊基于第二扭矩請(qǐng)求來(lái)生成用于火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)。模型預(yù)測(cè)控制（MPC）模塊執(zhí)行下述操作：基于空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)來(lái)識(shí)別可能目標(biāo)值的集合；分別基于火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的模型和可能目標(biāo)值的集合來(lái)生成預(yù)測(cè)參數(shù)；基于預(yù)測(cè)參數(shù)來(lái)選擇可能目標(biāo)值的集合中的一個(gè)；并且基于所述集合中所選的一個(gè)的可能目標(biāo)值來(lái)設(shè)置目標(biāo)值。節(jié)氣門致動(dòng)器模塊基于目標(biāo)值中的第一個(gè)控制來(lái)節(jié)氣門的開度。
【專利說(shuō)明】使用模型預(yù)測(cè)控制的空氣流控制系統(tǒng)和方法
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用 本申請(qǐng)要求提交于2013年4月23日的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/815,068的權(quán)益。以上 申請(qǐng)的公開內(nèi)容以引用方式全文并入本文中。
[0002] 本申請(qǐng)與下列美國(guó)專利申請(qǐng)有關(guān)：2013年6月6日提交的No. 13/911，148 ;2013 年6月6日提交的No. 13/911，132;以及2013年6月6日提交的No. 13/911，121。上述 申請(qǐng)的全部公開內(nèi)容以引用方式并入本文中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本公開涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，并且更特別地涉及用于車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0004] 在此提供的【背景技術(shù)】描述用于總體上介紹本公開的背景的目的。當(dāng)前署名發(fā)明人 的工作(在【背景技術(shù)】部分描述的程度上）以及本描述中否則不足以作為申請(qǐng)時(shí)現(xiàn)有技術(shù)的 各方面，既不明顯地也非隱含地被承認(rèn)為與本公開相抵觸的現(xiàn)有技術(shù)。
[0005] 內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在汽缸內(nèi)燃燒空氣和燃料混合物以驅(qū)動(dòng)活塞，這產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩。進(jìn)入 發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流經(jīng)由節(jié)氣門被調(diào)節(jié)。更具體而言，節(jié)氣門調(diào)整節(jié)流面積，這增加或減小進(jìn)入 發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流。隨著節(jié)流面積的增加，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流增加。燃料控制系統(tǒng)調(diào)整燃 料噴射的速率以向汽缸提供期望的空氣/燃料混合物和/或?qū)崿F(xiàn)期望的扭矩輸出。增加提 供至汽缸的空氣和燃料的量增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出。
[0006] 在火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)中，火花引發(fā)提供給汽缸的空氣/燃料混合物的燃燒。在壓縮 點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)中，汽缸中的壓縮燃燒了提供給汽缸的空氣/燃料混合物?；鸹ㄕ龝r(shí)和空氣流 量可以是用于調(diào)整火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出的主要機(jī)制，而燃料流量可以是用于調(diào)整壓 縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出的主要機(jī)制。
[0007] 已開發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，以控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩從而實(shí)現(xiàn)期望扭矩。然而，傳統(tǒng) 的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)不能如所期望的那樣準(zhǔn)確地控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。此外，傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī) 控制系統(tǒng)不能提供對(duì)控制信號(hào)的快速響應(yīng)或在影響發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的各種裝置之間協(xié)調(diào) 發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 在一個(gè)特征中，一種用于車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)包括：扭矩請(qǐng)求模塊、扭矩轉(zhuǎn)化模 塊、設(shè)定點(diǎn)控制模塊、模型預(yù)測(cè)控制（MPC)模塊和節(jié)氣門致動(dòng)器模塊。所述扭矩請(qǐng)求模塊基 于駕駛員輸入來(lái)生成用于火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的第一扭矩請(qǐng)求。所述扭矩轉(zhuǎn)化模塊將所述第一 扭矩請(qǐng)求轉(zhuǎn)化為第二扭矩請(qǐng)求。所述設(shè)定點(diǎn)控制模塊基于所述第二扭矩請(qǐng)求來(lái)生成用于所 述火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)。所述MPC模塊基于所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)來(lái)識(shí)別 可能目標(biāo)值的集合、分別基于所述火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的模型和可能目標(biāo)值的所述集合來(lái)生成 預(yù)測(cè)參數(shù)、基于所述預(yù)測(cè)參數(shù)來(lái)選擇可能目標(biāo)值的所述集合中的一個(gè)、以及基于所述集合 中的所選一個(gè)的所述可能目標(biāo)值來(lái)設(shè)置目標(biāo)值。所述節(jié)氣門致動(dòng)器模塊基于所述目標(biāo)值中 的第一個(gè)來(lái)控制節(jié)氣門的開度。
[0009] 在其它特征中：增壓致動(dòng)器模塊，其基于所述目標(biāo)值中的第二個(gè)來(lái)控制廢氣門的 開度；排氣再循環(huán)（EGR)致動(dòng)器模塊，其基于所述目標(biāo)值中的第三個(gè)來(lái)控制EGR閥的開度； 以及移相器致動(dòng)器模塊，其基于所述目標(biāo)值中的第四個(gè)和第五個(gè)來(lái)控制進(jìn)氣閥定相和排氣 閥定相。
[0010] 在其它特征中，所述MPC模塊進(jìn)一步基于所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)來(lái)選擇可能目標(biāo) 值的所述集合中的所述一個(gè)。
[0011] 在其它特征中，所述MPC模塊基于所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)分別與所述預(yù)測(cè)參數(shù)的 比較來(lái)選擇可能目標(biāo)值的所述集合中的所述一個(gè)。
[0012] 在其它特征中，所述MPC模塊基于所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)分別與所述預(yù)測(cè)參數(shù)的 所述比較來(lái)確定可能目標(biāo)值的所述集合的成本，并且基于所述成本來(lái)選擇可能目標(biāo)值的所 述集合中的所述一個(gè)。
[0013] 在其它特征中，所述MPC模塊將所述目標(biāo)值分別設(shè)置到針對(duì)所述目標(biāo)值的預(yù)定范 圍內(nèi)。
[0014] 在其它特征中，所述設(shè)定點(diǎn)模塊進(jìn)一步基于期望燃燒定相來(lái)生成所述空氣和排氣 設(shè)定點(diǎn)。
[0015] 在其它特征中，所述設(shè)定點(diǎn)模塊分別進(jìn)一步基于所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)的預(yù)定范 圍來(lái)生成所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)。
[0016] 在其它特征中，所述設(shè)定點(diǎn)模塊進(jìn)一步基于停用汽缸的數(shù)量來(lái)生成所述空氣和排 氣設(shè)定點(diǎn)。
[0017] 在其它特征中，所述設(shè)定點(diǎn)包括進(jìn)氣歧管壓力設(shè)定點(diǎn)、每缸空氣質(zhì)量(APC)設(shè)定 點(diǎn)、外部稀釋設(shè)定點(diǎn)、殘余稀釋設(shè)定點(diǎn)、以及壓縮比設(shè)定點(diǎn)。
[0018] 在一個(gè)特征中，一種用于車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法包括：基于駕駛員輸入來(lái)生成用 于火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的第一扭矩請(qǐng)求；將所述第一扭矩請(qǐng)求轉(zhuǎn)化為第二扭矩請(qǐng)求；基于所述 第二扭矩請(qǐng)求來(lái)生成用于所述火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)。該方法還包括使用模 型預(yù)測(cè)控制（MPC)模塊來(lái)執(zhí)行下述操作：基于所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)來(lái)識(shí)別可能目標(biāo)值的 集合；分別基于所述火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的模型和可能目標(biāo)值的所述集合來(lái)生成預(yù)測(cè)參數(shù)；基 于所述預(yù)測(cè)參數(shù)來(lái)選擇可能目標(biāo)值的所述集合中的一個(gè)；以及基于所述集合中的所選一個(gè) 的所述可能目標(biāo)值來(lái)設(shè)置目標(biāo)值。該方法還包括：基于所述目標(biāo)值中的第一個(gè)來(lái)控制節(jié)氣 門的開度。
[0019] 在其它特征中，該方法還包括：基于所述目標(biāo)值中的第二個(gè)來(lái)控制廢氣門的開度； 基于所述目標(biāo)值中的第三個(gè)來(lái)控制排氣再循環(huán)（EGR)閥的開度；以及基于所述目標(biāo)值中的 第四個(gè)和第五個(gè)來(lái)控制進(jìn)氣閥定相和排氣閥定相。
[0020] 在其它特征中，該方法還包括：進(jìn)一步基于所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)來(lái)選擇可能目 標(biāo)值的所述集合中的所述一個(gè)。
[0021] 在其它特征中，該方法還包括：基于所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)分別與所述預(yù)測(cè)參數(shù) 的比較來(lái)選擇可能目標(biāo)值的所述集合中的所述一個(gè)。
[0022] 在其它特征中，該方法還包括：基于所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)分別與所述預(yù)測(cè)參數(shù) 的所述比較來(lái)確定可能目標(biāo)值的所述集合的成本；以及基于所述成本來(lái)選擇可能目標(biāo)值的 所述集合中的所述一個(gè)。
[0023] 在其它特征中，該方法還包括：將所述目標(biāo)值分別設(shè)置到針對(duì)所述目標(biāo)值的預(yù)定 范圍內(nèi)。
[0024] 在其它特征中，該方法還包括：進(jìn)一步基于期望燃燒定相來(lái)生成所述空氣和排氣 設(shè)定點(diǎn)。
[0025] 在其它特征中，該方法還包括：分別進(jìn)一步基于所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)的預(yù)定范 圍來(lái)生成所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)。
[0026] 在其它特征中，該方法還包括：進(jìn)一步基于停用汽缸的數(shù)量來(lái)生成所述空氣和排 氣設(shè)定點(diǎn)。
[0027] 在其它特征中，所述設(shè)定點(diǎn)包括進(jìn)氣歧管壓力設(shè)定點(diǎn)、每缸空氣質(zhì)量(APC)設(shè)定 點(diǎn)、外部稀釋設(shè)定點(diǎn)、殘余稀釋設(shè)定點(diǎn)、以及壓縮比設(shè)定點(diǎn)。
[0028] 本發(fā)明還可包括下列方案。
[0029] 1. 一種用于車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，包括： 扭矩請(qǐng)求模塊，所述扭矩請(qǐng)求模塊基于駕駛員輸入來(lái)生成用于火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的第一 扭矩請(qǐng)求； 扭矩轉(zhuǎn)化模塊，所述扭矩轉(zhuǎn)化模塊將所述第一扭矩請(qǐng)求轉(zhuǎn)化為第二扭矩請(qǐng)求； 設(shè)定點(diǎn)控制模塊，所述設(shè)定點(diǎn)控制模塊基于所述第二扭矩請(qǐng)求來(lái)生成用于所述火花點(diǎn) 火發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)； 模型預(yù)測(cè)控制（MPC)模塊，所述MPC模塊基于所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)來(lái)識(shí)別可能目標(biāo) 值的集合、分別基于所述火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的模型和可能目標(biāo)值的所述集合來(lái)生成預(yù)測(cè)參 數(shù)、基于所述預(yù)測(cè)參數(shù)來(lái)選擇可能目標(biāo)值的所述集合中的一個(gè)、以及基于所述集合中的所 選一個(gè)的所述可能目標(biāo)值來(lái)設(shè)置目標(biāo)值；以及 節(jié)氣門致動(dòng)器模塊，所述節(jié)氣門致動(dòng)器模塊基于所述目標(biāo)值中的第一個(gè)來(lái)控制節(jié)氣門 的開度。
[0030] 2.根據(jù)方案1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，還包括： 增壓致動(dòng)器模塊，其基于所述目標(biāo)值中的第二個(gè)來(lái)控制廢氣門的開度； 排氣再循環(huán)（EGR)致動(dòng)器模塊，其基于所述目標(biāo)值中的第三個(gè)來(lái)控制EGR閥的開度；以 及 移相器致動(dòng)器模塊，其基于所述目標(biāo)值中的第四個(gè)和第五個(gè)來(lái)控制進(jìn)氣閥定相和排氣 閥定相。
[0031] 3.根據(jù)方案1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述MPC模塊進(jìn)一步基于所述空氣和 排氣設(shè)定點(diǎn)來(lái)選擇可能目標(biāo)值的所述集合中的所述一個(gè)。
[0032] 4.根據(jù)方案3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述MPC模塊基于所述空氣和排氣設(shè) 定點(diǎn)分別與所述預(yù)測(cè)參數(shù)的比較來(lái)選擇可能目標(biāo)值的所述集合中的所述一個(gè)。
[0033] 5.根據(jù)方案4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述MPC模塊基于所述空氣和排氣設(shè) 定點(diǎn)分別與所述預(yù)測(cè)參數(shù)的所述比較來(lái)確定可能目標(biāo)值的所述集合的成本，并且基于所述 成本來(lái)選擇可能目標(biāo)值的所述集合中的所述一個(gè)。
[0034] 6.根據(jù)方案1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述MPC模塊將所述目標(biāo)值分別設(shè)置 到針對(duì)所述目標(biāo)值的預(yù)定范圍內(nèi)。
[0035] 7.根據(jù)方案1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述設(shè)定點(diǎn)模塊進(jìn)一步基于期望燃 燒定相來(lái)生成所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)。
[0036] 8.根據(jù)方案1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述設(shè)定點(diǎn)模塊分別進(jìn)一步基于所 述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)的預(yù)定范圍來(lái)生成所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)。
[0037] 9.根據(jù)方案1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述設(shè)定點(diǎn)模塊進(jìn)一步基于停用汽 缸的數(shù)量來(lái)生成所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)。
[0038] 10.根據(jù)方案1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述設(shè)定點(diǎn)包括進(jìn)氣歧管壓力設(shè)定 點(diǎn)、每缸空氣質(zhì)量（APC)設(shè)定點(diǎn)、外部稀釋設(shè)定點(diǎn)、殘余稀釋設(shè)定點(diǎn)、以及壓縮比設(shè)定點(diǎn)。
[0039] 11. -種用于車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法，包括： 基于駕駛員輸入來(lái)生成用于火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的第一扭矩請(qǐng)求； 將所述第一扭矩請(qǐng)求轉(zhuǎn)化為第二扭矩請(qǐng)求； 基于所述第二扭矩請(qǐng)求來(lái)生成用于所述火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)； 使用模型預(yù)測(cè)控制（MPC)模塊執(zhí)行下述操作： 基于所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)來(lái)識(shí)別可能目標(biāo)值的集合； 分別基于所述火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的模型和可能目標(biāo)值的所述集合來(lái)生成預(yù)測(cè)參數(shù)； 基于所述預(yù)測(cè)參數(shù)來(lái)選擇可能目標(biāo)值的所述集合中的一個(gè)；以及 基于所述集合中的所選一個(gè)的所述可能目標(biāo)值來(lái)設(shè)置目標(biāo)值；以及 基于所述目標(biāo)值中的第一個(gè)來(lái)控制節(jié)氣門的開度。
[0040] 12.根據(jù)方案11所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法，還包括： 基于所述目標(biāo)值中的第二個(gè)來(lái)控制廢氣門的開度； 基于所述目標(biāo)值中的第三個(gè)來(lái)控制排氣再循環(huán)（EGR)閥的開度；以及 基于所述目標(biāo)值中的第四個(gè)和第五個(gè)來(lái)控制進(jìn)氣閥定相和排氣閥定相。
[0041] 13.根據(jù)方案11所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法，還包括：進(jìn)一步基于所述空氣和排氣設(shè) 定點(diǎn)來(lái)選擇可能目標(biāo)值的所述集合中的所述一個(gè)。
[0042] 14.根據(jù)方案13所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法，還包括：基于所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)分 別與所述預(yù)測(cè)參數(shù)的比較來(lái)選擇可能目標(biāo)值的所述集合中的所述一個(gè)。
[0043] 15.根據(jù)方案14所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法，還包括： 基于所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)分別與所述預(yù)測(cè)參數(shù)的所述比較來(lái)確定可能目標(biāo)值的所 述集合的成本；以及 基于所述成本來(lái)選擇可能目標(biāo)值的所述集合中的所述一個(gè)。
[0044] 16.根據(jù)方案11所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法，還包括：將所述目標(biāo)值分別設(shè)置到針對(duì) 所述目標(biāo)值的預(yù)定范圍內(nèi)。
[0045] 17.根據(jù)方案11所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法，還包括：進(jìn)一步基于期望燃燒定相來(lái)生 成所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)。
[0046] 18.根據(jù)方案11所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法，還包括：分別進(jìn)一步基于所述空氣和排 氣設(shè)定點(diǎn)的預(yù)定范圍來(lái)生成所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)。
[0047] 19.根據(jù)方案11所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法，還包括：進(jìn)一步基于停用汽缸的數(shù)量來(lái) 生成所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)。
[0048] 20.根據(jù)方案11所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法，其中，所述設(shè)定點(diǎn)包括進(jìn)氣歧管壓力設(shè) 定點(diǎn)、每缸空氣質(zhì)量（APC)設(shè)定點(diǎn)、外部稀釋設(shè)定點(diǎn)、殘余稀釋設(shè)定點(diǎn)、以及壓縮比設(shè)定點(diǎn)。 [0049] 通過(guò)詳細(xì)描述、權(quán)利要求和附圖，本公開的其它應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@而易見。詳細(xì)描 述和具體示例僅意圖用于舉例說(shuō)明的目的，而并非意圖限制本公開的范圍。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0050] 通過(guò)詳細(xì)描述和附圖將會(huì)更全面地理解本公開，附圖中： 圖1是根據(jù)本公開的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的功能框圖； 圖2是根據(jù)本公開的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的功能框圖； 圖3是根據(jù)本公開的示例性空氣控制模塊的功能框圖；以及 圖4包括描繪根據(jù)本公開的使用模型預(yù)測(cè)控制來(lái)控制節(jié)氣門、進(jìn)氣閥和排氣閥定相、 廢氣門以及排氣再循環(huán)（EGR)閥的示例性方法的流程圖。
[0051] 在附圖中，附圖標(biāo)記可再次使用，以標(biāo)示類似的和/或相同的元件。

【具體實(shí)施方式】
[0052] 發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊（ECM)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出。更具體而言，ECM分別基于目標(biāo)值 來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的致動(dòng)器，以產(chǎn)生請(qǐng)求量的扭矩。例如，ECM基于目標(biāo)進(jìn)氣和排氣移相器角度 來(lái)控制進(jìn)氣和排氣凸輪軸定相、基于目標(biāo)節(jié)氣門開度來(lái)控制節(jié)氣門、基于目標(biāo)EGR開度來(lái) 控制排氣再循環(huán)（EGR)閥、并且基于目標(biāo)廢氣門占空比來(lái)控制渦輪增壓器的廢氣門。
[0053] ECM可以使用多個(gè)單輸入單輸出（SIS0)控制器(例如比例積分微分（PID)控制器） 單獨(dú)地確定目標(biāo)值。然而，當(dāng)使用多個(gè)SIS0控制器時(shí)，目標(biāo)值可以被設(shè)置以便以可能的燃 料消耗減少為代價(jià)來(lái)維持系統(tǒng)穩(wěn)定性。另外，各個(gè)SIS0控制器的標(biāo)定和設(shè)計(jì)可能是成本高 昂和耗時(shí)的。
[0054] 本公開的ECM使用模型預(yù)測(cè)控制（MPC)來(lái)生成目標(biāo)值。更具體而言，ECM生成各種 發(fā)動(dòng)機(jī)空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)，例如，進(jìn)氣歧管壓力設(shè)定點(diǎn)、每缸空氣質(zhì)量(APC)設(shè)定點(diǎn)、外部和 殘余稀釋設(shè)定點(diǎn)、以及壓縮比設(shè)定點(diǎn)。
[0055] ECM識(shí)別用于實(shí)現(xiàn)設(shè)定點(diǎn)的目標(biāo)值的可能集合。ECM基于可能集合的目標(biāo)值和發(fā) 動(dòng)機(jī)的模型針對(duì)可能集合中的每一個(gè)來(lái)確定預(yù)測(cè)參數(shù)(響應(yīng))。約束也被考慮。ECM分別基 于預(yù)測(cè)參數(shù)與各設(shè)定點(diǎn)的比較來(lái)確定與可能集合中的每一個(gè)的使用相關(guān)聯(lián)的成本。例如， ECM可以分別基于預(yù)測(cè)參數(shù)多快地達(dá)到設(shè)定點(diǎn)和/或預(yù)測(cè)參數(shù)超出設(shè)定點(diǎn)多遠(yuǎn)來(lái)確定與可 能集合相關(guān)聯(lián)的成本。ECM可以選擇具有最低成本的可能集合中的一個(gè)，并且使用所選的可 能集合的目標(biāo)值來(lái)設(shè)定目標(biāo)值。
[0056] 現(xiàn)在參看圖1，提供了示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的功能框圖。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100包括發(fā) 動(dòng)機(jī)102,發(fā)動(dòng)機(jī)102基于來(lái)自駕駛員輸入模塊104的駕駛員輸入來(lái)燃燒空氣/燃料混合 物，以產(chǎn)生用于車輛的驅(qū)動(dòng)扭矩。發(fā)動(dòng)機(jī)102可以是汽油火花點(diǎn)火的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0057] 空氣通過(guò)節(jié)氣門112被吸入進(jìn)氣歧管110中。僅僅是舉例，節(jié)氣門112可包括具 有可旋轉(zhuǎn)葉片的蝶閥。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊（ECM) 114控制節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116,節(jié)氣門致動(dòng) 器模塊116調(diào)節(jié)節(jié)氣門112的開度，以控制吸入進(jìn)氣歧管110的空氣的量。
[0058] 來(lái)自進(jìn)氣歧管110的空氣被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)102的汽缸中。雖然發(fā)動(dòng)機(jī)102可包括多 個(gè)汽缸，但為了說(shuō)明目的，示出單個(gè)代表性汽缸118。僅僅是舉例，發(fā)動(dòng)機(jī)102可包括2個(gè)、 3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)、6個(gè)、8個(gè)、10個(gè)和/或12個(gè)汽缸。ECM 114可指令汽缸致動(dòng)器模塊120選 擇性地停用汽缸中的一些，這在某些發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件下可以改善燃料經(jīng)濟(jì)性。
[0059] 發(fā)動(dòng)機(jī)102可使用四沖程循環(huán)來(lái)操作。以下描述的四個(gè)沖程可以被稱為進(jìn)氣沖 程、壓縮沖程、燃燒沖程和排氣沖程。在曲軸(未示出）的每周旋轉(zhuǎn)期間，在汽缸118內(nèi)進(jìn)行 四個(gè)沖程中的兩個(gè)。因此，汽缸118經(jīng)歷所有四個(gè)沖程需要兩周的曲軸旋轉(zhuǎn)。
[0060] 在進(jìn)氣沖程期間，來(lái)自進(jìn)氣歧管110的空氣通過(guò)進(jìn)氣閥122被吸入汽缸118中。 ECM 114控制燃料致動(dòng)器模塊124,該燃料致動(dòng)器模塊調(diào)節(jié)燃料噴射以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)空燃比。燃 料可以在中央位置處或在多個(gè)位置處(例如，在每個(gè)汽缸118的進(jìn)氣閥122附近）噴入進(jìn)氣 歧管110中。在各種實(shí)施方式(未不出）中，燃料可以直接噴入汽缸中或噴入與汽缸相關(guān)聯(lián) 的混合室中。燃料致動(dòng)器模塊124可以停止向停用的汽缸噴射燃料。
[0061] 噴射的燃料在汽缸118中與空氣混合并產(chǎn)生空氣/燃料混合物。在壓縮沖程期間， 汽缸118內(nèi)的活塞(未示出）壓縮空氣/燃料混合物。基于來(lái)自ECM 114的信號(hào)，火花致動(dòng) 器模塊126激勵(lì)汽缸118中的火花塞128,火花塞128點(diǎn)燃空氣/燃料混合物?？上鄬?duì)于活 塞處于其稱為上止點(diǎn)（TDC)的最高位置的時(shí)間來(lái)規(guī)定火花的正時(shí)。
[0062] 火花致動(dòng)器模塊126可由規(guī)定在TDC之前或之后多遠(yuǎn)處的正時(shí)信號(hào)控制，以生成 火花。由于活塞位置與曲軸旋轉(zhuǎn)直接相關(guān)，因此火花致動(dòng)器模塊126的操作可以與曲軸角 度同步。生成火花可被稱為點(diǎn)火事件?；鸹ㄖ聞?dòng)器模塊126可具有針對(duì)每個(gè)點(diǎn)火事件改變 火花正時(shí)的能力。當(dāng)火花正時(shí)在上一點(diǎn)火事件和下一點(diǎn)火事件之間變化時(shí)，火花致動(dòng)器模 塊126可以針對(duì)下一點(diǎn)火事件改變火花正時(shí)?；鸹ㄖ聞?dòng)器模塊126可以停止向停用的汽缸 提供火花。
[0063] 在燃燒沖程期間，空氣/燃料混合物的燃燒驅(qū)動(dòng)活塞以使其遠(yuǎn)離TDC，從而驅(qū)動(dòng)曲 軸。燃燒沖程可被定義為在活塞到達(dá)TDC的時(shí)刻和活塞達(dá)到下止點(diǎn)（BDC)的時(shí)刻之間的時(shí) 間。在排氣沖程期間，活塞開始移動(dòng)成遠(yuǎn)離BDC并且使得燃燒副產(chǎn)物通過(guò)排氣閥130排出。 燃燒副產(chǎn)物從車輛經(jīng)由排氣系統(tǒng)134排出。
[0064] 進(jìn)氣閥122可由進(jìn)氣凸輪軸140控制，而排氣閥130可由排氣凸輪軸142控制。 在各種實(shí)施方式中，多個(gè)進(jìn)氣凸輪軸(包括進(jìn)氣凸輪軸140)可以控制汽缸118的多個(gè)進(jìn)氣 閥(包括進(jìn)氣閥122)和/或可以控制多組汽缸(包括汽缸118)的進(jìn)氣閥(包括進(jìn)氣閥122)。 類似地，多個(gè)排氣凸輪軸（包括排氣凸輪軸142)可以控制汽缸118的多個(gè)排氣閥和/或可 以控制多組汽缸(包括汽缸118)的排氣閥(包括排氣閥130)。在各種其它實(shí)施方式中，可由 除凸輪軸之外的裝置(諸如無(wú)凸輪的閥致動(dòng)器)來(lái)控制進(jìn)氣閥122和/或排氣閥130。汽缸 致動(dòng)器模塊120可通過(guò)禁止打開進(jìn)氣閥122和/或排氣閥130而停用汽缸118。
[0065] 進(jìn)氣閥122打開的時(shí)刻可由進(jìn)氣凸輪移相器148相對(duì)于活塞TDC而改變。排氣閥 130打開的時(shí)刻可由排氣凸輪移相器150相對(duì)于活塞TDC而改變。移相器致動(dòng)器模塊158 可基于來(lái)自ECM 114的信號(hào)而控制進(jìn)氣凸輪移相器148和排氣凸輪移相器150。當(dāng)實(shí)施時(shí)， 可變閥升程(未示出）也可由移相器致動(dòng)器模塊158控制。
[0066] 發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可包括渦輪增壓器，渦輪增壓器包括由流過(guò)排氣系統(tǒng)134的熱排 氣供能的熱的渦輪160-1。渦輪增壓器還包括由渦輪160-1驅(qū)動(dòng)的冷空氣壓縮機(jī)160-2。壓 縮機(jī)160-2壓縮引入節(jié)氣門112中的空氣。在各種實(shí)施方式中，由曲軸驅(qū)動(dòng)的增壓器(未示 出）可以壓縮來(lái)自節(jié)氣門112的空氣并將壓縮空氣輸送至進(jìn)氣歧管110。
[0067] 廢氣門162可允許排氣繞過(guò)渦輪160-1，從而減少由渦輪增壓器提供的增壓(或進(jìn) 氣空氣壓縮量)。增壓致動(dòng)器模塊164可通過(guò)控制廢氣門162的開度來(lái)控制渦輪增壓器的 增壓。在各種實(shí)施方式中，兩個(gè)或更多個(gè)渦輪增壓器可以被實(shí)施并且可由增壓致動(dòng)器模塊 164來(lái)控制。
[0068] 空氣冷卻器(未示出）可以將熱從壓縮空氣充氣傳遞到冷卻介質(zhì)，例如，發(fā)動(dòng)機(jī)冷 卻劑或空氣。使用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑來(lái)冷卻壓縮空氣充氣的空氣冷卻器可被稱為中間冷卻器。 使用空氣來(lái)冷卻壓縮空氣充氣的空氣冷卻器可被稱為充氣空氣冷卻器。壓縮空氣充氣可以 例如經(jīng)由壓縮和/或從排氣系統(tǒng)134的部件來(lái)接收熱。雖然為了說(shuō)明的目的而示出為分開 的，但渦輪160-1和壓縮機(jī)160-2可附接到彼此，從而使進(jìn)氣空氣緊鄰熱排氣。
[0069] 發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可包括排氣再循環(huán)（EGR)閥170,該閥將排氣選擇性地重新導(dǎo)向回 進(jìn)氣歧管110中。EGR閥170可位于渦輪增壓器的渦輪160-1的上游。EGR閥170可基于 來(lái)自ECM 114的信號(hào)由EGR致動(dòng)器模塊172控制。
[0070] 曲軸的位置可使用曲軸位置傳感器180來(lái)測(cè)量。曲軸的旋轉(zhuǎn)速度(發(fā)動(dòng)機(jī)速度)可 以基于曲軸位置來(lái)確定。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度可使用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度（ECT)傳感器182 測(cè)量。ECT傳感器182可位于發(fā)動(dòng)機(jī)102內(nèi)或位于冷卻劑循環(huán)所處的其它位置，例如散熱器 (未示出）。
[0071] 進(jìn)氣歧管110內(nèi)的壓力可使用歧管絕對(duì)壓力（MAP)傳感器184測(cè)量。在各種實(shí)施 方式中，可測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)真空度，所述發(fā)動(dòng)機(jī)真空度為環(huán)境空氣壓力與進(jìn)氣歧管110內(nèi)的壓 力之差?？墒褂每諝赓|(zhì)量流量(MAF)傳感器186測(cè)量流入進(jìn)氣歧管110中的空氣的質(zhì)量流 率。在各種實(shí)施方式中，MAF傳感器186可位于還包括節(jié)氣門112的外殼中。
[0072] 節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116可使用一個(gè)或多個(gè)節(jié)氣門位置傳感器（TPS) 190來(lái)監(jiān)測(cè)節(jié) 氣門112的位置?？墒褂眠M(jìn)氣空氣溫度（IAT)傳感器192測(cè)量吸入發(fā)動(dòng)機(jī)102的空氣的環(huán) 境溫度。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100也可包括一個(gè)或多個(gè)其它傳感器193,例如，環(huán)境濕度傳感器、一個(gè) 或多個(gè)爆震傳感器、壓縮機(jī)出口壓力傳感器和/或節(jié)氣門入口壓力傳感器、廢氣門位置傳 感器、EGR位置傳感器、和/或一個(gè)或多個(gè)其它合適的傳感器。ECM 114可使用來(lái)自傳感器 的信號(hào)來(lái)為發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)1〇〇做出控制決策。
[0073] ECM 114可與變速器控制模塊194通信，以協(xié)調(diào)變速器(未示出）中的換檔。例如， ECM 114可以在換檔期間減小發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。ECM 114可與混合控制模塊196通信，以協(xié)調(diào)發(fā) 動(dòng)機(jī)102和電動(dòng)馬達(dá)198的操作。
[0074] 電動(dòng)馬達(dá)198也可充當(dāng)發(fā)電機(jī)，并可用來(lái)產(chǎn)生電能以便由車輛的電氣系統(tǒng)使用和 /或儲(chǔ)存在蓄電池中。在各種實(shí)施方式中，ECM 114、變速器控制模塊194和混合控制模塊 196的各種功能可以一體化到一個(gè)或多個(gè)模塊中。
[0075] 改變發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的每個(gè)系統(tǒng)可被稱為發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器。例如，節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116 可以調(diào)整節(jié)氣門112的開度，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)節(jié)氣門打開面積。火花致動(dòng)器模塊126控制火花 塞，以實(shí)現(xiàn)相對(duì)于活塞TDC的目標(biāo)火花正時(shí)。燃料致動(dòng)器模塊124控制燃料噴射器，以實(shí)現(xiàn) 目標(biāo)燃料供給參數(shù)。移相器致動(dòng)器模塊158可以分別控制進(jìn)氣凸輪移相器148和排氣凸輪 移相器150,以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)進(jìn)氣和排氣凸輪移相器角度。EGR致動(dòng)器模塊172可以控制EGR閥 170,以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)EGR打開面積。增壓致動(dòng)器模塊164控制廢氣門162,以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)廢氣門打 開面積。汽缸致動(dòng)器模塊120控制汽缸停用，以實(shí)現(xiàn)啟用或停用的汽缸的目標(biāo)數(shù)量。
[0076] ECM 114生成用于發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器的目標(biāo)值，以使得發(fā)動(dòng)機(jī)102生成目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)輸 出扭矩。ECM 114使用模型預(yù)測(cè)控制來(lái)生成用于發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器的目標(biāo)值，如下文進(jìn)一步討論 的。
[0077] 現(xiàn)在參看圖2,提供了示例性發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的功能框圖。ECM 114的示例性實(shí)施 方式包括駕駛員扭矩模塊202、輪軸扭矩仲裁模塊204和推進(jìn)扭矩仲裁模塊206。ECM 114 可包括混合優(yōu)化模塊208。ECM 114也包括儲(chǔ)備/負(fù)載模塊220、扭矩請(qǐng)求模塊224、空氣控 制模塊228、火花控制模塊232、汽缸控制模塊236和燃料控制模塊240。
[0078] 駕駛員扭矩模塊202可基于來(lái)自駕駛員輸入模塊104的駕駛員輸入255來(lái)確定駕 駛員扭矩請(qǐng)求254。駕駛員輸入255可基于例如加速器踏板的位置和制動(dòng)器踏板的位置。 駕駛員輸入255還可基于巡航控制，該巡航控制可以是改變車輛速度以保持預(yù)定跟隨距離 的自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)。駕駛員扭矩模塊202可存儲(chǔ)加速器踏板位置與目標(biāo)扭矩的一個(gè)或 多個(gè)映射并可基于映射中選定的一個(gè)來(lái)確定駕駛員扭矩請(qǐng)求254。
[0079] 輪軸扭矩仲裁模塊204在駕駛員扭矩請(qǐng)求254和其它輪軸扭矩請(qǐng)求256之間進(jìn)行 仲裁。輪軸扭矩(車輪處的扭矩）可由包括發(fā)動(dòng)機(jī)和/或電動(dòng)馬達(dá)的各種源產(chǎn)生。例如，輪 軸扭矩請(qǐng)求256可包括當(dāng)檢測(cè)到正向車輪打滑（positive wheel slip)時(shí)由牽引控制系統(tǒng) 請(qǐng)求的扭矩減小。當(dāng)輪軸扭矩克服車輪與路面之間的摩擦并且車輪開始抵靠路面打滑時(shí)， 發(fā)生所述正向車輪打滑。輪軸扭矩請(qǐng)求256還可包括用于抵消負(fù)向車輪打滑的扭矩增加請(qǐng) 求，在負(fù)向車輪打滑的情況下，因?yàn)檩嗇S扭矩為負(fù)，所以車輛的輪胎沿相對(duì)于路面的另一方 向打滑。
[0080] 輪軸扭矩請(qǐng)求256還可包括括制動(dòng)管理請(qǐng)求和車輛超速扭矩請(qǐng)求。制動(dòng)管理請(qǐng)求 可在車輛停止時(shí)減小輪軸扭矩以確保輪軸扭矩不超過(guò)制動(dòng)器固定住車輛的能力。車輛超速 扭矩請(qǐng)求可減小輪軸扭矩以防止車輛超過(guò)預(yù)定速度。輪軸扭矩請(qǐng)求256還可通過(guò)車輛穩(wěn)定 性控制系統(tǒng)產(chǎn)生。
[0081] 輪軸扭矩仲裁模塊204基于在接收的扭矩請(qǐng)求254和256之間的仲裁結(jié)果來(lái)輸出 預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257和即時(shí)扭矩請(qǐng)求258。如下所述，來(lái)自輪軸扭矩仲裁模塊204的預(yù)測(cè)扭矩 請(qǐng)求257和即時(shí)扭矩請(qǐng)求258在被用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器之前可選擇性地由ECM 114的其 它模塊調(diào)整。
[0082] 一般而言，即時(shí)扭矩請(qǐng)求258可以是當(dāng)前期望輪軸扭矩的量，而預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257 可以是在短時(shí)間內(nèi)可能需要的輪軸扭矩的量。ECM 114控制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100以產(chǎn)生等于即 時(shí)扭矩請(qǐng)求258的輪軸扭矩。然而，目標(biāo)值的不同組合可導(dǎo)致相同的輪軸扭矩。ECM 114可 因此調(diào)整目標(biāo)值以便能夠較快地轉(zhuǎn)變到預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257,同時(shí)使輪軸扭矩仍保持在即時(shí) 扭矩請(qǐng)求258。
[0083] 在各種實(shí)施方式中，預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257可基于駕駛員扭矩請(qǐng)求254被設(shè)置。即時(shí) 扭矩請(qǐng)求258在某些情況下可設(shè)置成小于預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257,例如當(dāng)駕駛員扭矩請(qǐng)求254正 使得車輪在結(jié)冰路面上打滑時(shí)。在這種情況下，牽引控制系統(tǒng)(未示出）可通過(guò)即時(shí)扭矩請(qǐng) 求258來(lái)請(qǐng)求減小，并且ECM 114將發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出減小到即時(shí)扭矩請(qǐng)求258。然而，ECM 114執(zhí)行所述減小，使得一旦車輪停止打滑，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100就可以迅速重新開始產(chǎn)生預(yù)測(cè) 扭矩請(qǐng)求257。
[0084] 一般而言，即時(shí)扭矩請(qǐng)求258和（通常更高的）預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257之差可被稱為扭 矩儲(chǔ)備。扭矩儲(chǔ)備可表示發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可以最小延遲開始產(chǎn)生的額外的扭矩(超過(guò)即時(shí) 扭矩請(qǐng)求258)的量?？焖侔l(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器用來(lái)以最小的延遲增加或減小當(dāng)前輪軸扭矩。快 速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器相對(duì)于慢速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器而定義。
[0085] 一般而言，快速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器能比慢速發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器更快速地改變輪軸扭矩。與 快速致動(dòng)器所做的相比，慢速致動(dòng)器可以更慢地響應(yīng)于其相應(yīng)目標(biāo)值的變化。例如，慢速致 動(dòng)器可包括機(jī)械部件，該機(jī)械部件需要時(shí)間以響應(yīng)于目標(biāo)值的變化而從一位置移動(dòng)至另一 位置。慢速致動(dòng)器還可由在慢速致動(dòng)器開始實(shí)施變化的目標(biāo)值之后輪軸扭矩開始變化所花 費(fèi)的時(shí)間量來(lái)表征。通常，慢速致動(dòng)器的這個(gè)時(shí)間量將比快速致動(dòng)器的更長(zhǎng)。此外，甚至在 開始變化之后，輪軸扭矩也可能花費(fèi)更長(zhǎng)時(shí)間以完全響應(yīng)慢速致動(dòng)器的變化。
[0086] 僅僅是舉例，火花致動(dòng)器模塊126可以是快速致動(dòng)器?；鸹c(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)可以通過(guò) 施加火花而燃燒包括例如汽油和乙醇的燃料。相比之下，節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116可以是慢 速致動(dòng)器。
[0087] 例如，如上所述，當(dāng)火花正時(shí)在上一點(diǎn)火事件和下一點(diǎn)火事件之間改變時(shí)，火花致 動(dòng)器模塊126可能改變下一點(diǎn)火事件的火花正時(shí)。相比之下，節(jié)氣門開度的變化花費(fèi)更長(zhǎng) 時(shí)間來(lái)影響發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116通過(guò)調(diào)整節(jié)氣門112的葉片的角度來(lái) 改變節(jié)氣門開度。因此，當(dāng)節(jié)氣門112的開度的目標(biāo)值改變時(shí)，當(dāng)節(jié)氣門112響應(yīng)于該變化 而從其先前位置移動(dòng)至新位置時(shí)，存在機(jī)械延遲。此外，基于節(jié)氣門開度的空氣流變化經(jīng)受 進(jìn)氣歧管110中的空氣傳輸延遲。此外，直到汽缸118在下一進(jìn)氣沖程接收額外空氣、壓縮 該額外空氣并且開始燃燒沖程，才將進(jìn)氣歧管110中增加的空氣流實(shí)現(xiàn)為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩 的增加。
[0088] 使用這些致動(dòng)器作為例子，能夠通過(guò)將節(jié)氣門開度設(shè)置為允許發(fā)動(dòng)機(jī)102產(chǎn)生預(yù) 測(cè)扭矩請(qǐng)求257的值來(lái)形成扭矩儲(chǔ)備。同時(shí)，可基于小于預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257的即時(shí)扭矩請(qǐng) 求258設(shè)置火花正時(shí)。雖然節(jié)氣門開度產(chǎn)生用于發(fā)動(dòng)機(jī)102的足夠的空氣流以產(chǎn)生預(yù)測(cè)扭 矩請(qǐng)求257,但基于即時(shí)扭矩請(qǐng)求258來(lái)延遲火花正時(shí)(這減小扭矩)。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩將因 此等于即時(shí)扭矩請(qǐng)求258。
[0089] 當(dāng)需要額外的扭矩時(shí)，可基于預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257或在預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257和即時(shí)扭 矩請(qǐng)求258之間的扭矩來(lái)設(shè)置火花正時(shí)。通過(guò)后面的點(diǎn)火事件，火花致動(dòng)器模塊126可以 使火花正時(shí)返回至最佳值，這允許發(fā)動(dòng)機(jī)102產(chǎn)生借助于已經(jīng)存在的空氣流能夠獲得的全 部發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩可因此快速增加至預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257,而不經(jīng)歷由改變 節(jié)氣門開度導(dǎo)致的延遲。
[0090] 輪軸扭矩仲裁模塊204可將預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257和即時(shí)扭矩請(qǐng)求258輸出到推進(jìn)扭 矩仲裁模塊206。在各種實(shí)施方式中，輪軸扭矩仲裁模塊204可將預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求257和即時(shí) 扭矩請(qǐng)求258輸出到混合優(yōu)化模塊208。
[0091] 混合優(yōu)化模塊208可確定應(yīng)該由發(fā)動(dòng)機(jī)102產(chǎn)生多少扭矩和應(yīng)該由電動(dòng)馬達(dá)198 產(chǎn)生多少扭矩?；旌蟽?yōu)化模塊208接著分別將修改后的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求259和即時(shí)扭矩請(qǐng)求 260輸出至推進(jìn)扭矩仲裁模塊206。在各種實(shí)施方式中，混合優(yōu)化模塊208可在混合控制模 塊196中執(zhí)行。
[0092] 由推進(jìn)扭矩仲裁模塊206接收的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求和即時(shí)扭矩請(qǐng)求從輪軸扭矩域(車 輪處的扭矩)被轉(zhuǎn)換成推進(jìn)扭矩域（曲軸處的扭矩)。這種轉(zhuǎn)換可在混合優(yōu)化模塊208之前、 之后、作為其一部分發(fā)生，或者替代混合優(yōu)化模塊208而發(fā)生。
[0093] 推進(jìn)扭矩仲裁模塊206在包括轉(zhuǎn)換后的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求和即時(shí)扭矩請(qǐng)求的推進(jìn)扭 矩請(qǐng)求290之間進(jìn)行仲裁。推進(jìn)扭矩仲裁模塊206生成仲裁的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求261和仲裁的 即時(shí)扭矩請(qǐng)求262。仲裁的扭矩請(qǐng)求261和仲裁的扭矩請(qǐng)求262可通過(guò)從接收的扭矩請(qǐng)求 中選擇勝出的請(qǐng)求而生成。替代地或另外地，仲裁的扭矩請(qǐng)求可通過(guò)基于接收的扭矩請(qǐng)求 中的另一個(gè)或多個(gè)來(lái)修改接收的請(qǐng)求中的一個(gè)而生成。
[0094] 例如，推進(jìn)扭矩請(qǐng)求290可包括針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)超速保護(hù)的扭矩減小、針對(duì)失速預(yù)防 的扭矩增加、以及為適應(yīng)換檔而由變速器控制模塊194請(qǐng)求的扭矩減小。推進(jìn)扭矩請(qǐng)求290 還可由離合器燃料切斷產(chǎn)生，當(dāng)駕駛員踩下手動(dòng)變速器車輛中的離合器踏板以防止發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速猛增(急劇升高）時(shí)，所述離合器燃料切斷減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。
[0095] 推進(jìn)扭矩請(qǐng)求290還可包括發(fā)動(dòng)機(jī)停止請(qǐng)求，其在檢測(cè)到重大故障時(shí)可以被啟 動(dòng)。僅僅是舉例，重大故障可包括檢測(cè)到車輛被盜、起動(dòng)馬達(dá)卡住、電子節(jié)氣門控制問(wèn)題和 意外的扭矩增加。在各種實(shí)施方式中，當(dāng)存在發(fā)動(dòng)機(jī)停止請(qǐng)求時(shí)，仲裁會(huì)選擇發(fā)動(dòng)機(jī)停止請(qǐng) 求作為勝出的請(qǐng)求。當(dāng)存在發(fā)動(dòng)機(jī)停止請(qǐng)求時(shí)，推進(jìn)扭矩仲裁模塊206可以輸出零作為仲 裁的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求261和仲裁的即時(shí)扭矩請(qǐng)求262。
[0096] 在各種實(shí)施方式中，發(fā)動(dòng)機(jī)停止請(qǐng)求可以獨(dú)立于仲裁過(guò)程而簡(jiǎn)單地關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī) 102。推進(jìn)扭矩仲裁模塊206仍然可以接收發(fā)動(dòng)機(jī)停止請(qǐng)求，以便例如適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)能夠反饋 給其他的扭矩請(qǐng)求者。例如，可以通知所有其他扭矩請(qǐng)求者：它們已經(jīng)輸?shù)袅酥俨谩?br> [0097] 儲(chǔ)備/負(fù)載模塊220接收仲裁的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求261和仲裁的即時(shí)扭矩請(qǐng)求262。儲(chǔ) 備/負(fù)載模塊220可調(diào)整仲裁的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求261和仲裁的即時(shí)扭矩請(qǐng)求262以產(chǎn)生扭矩 儲(chǔ)備和/或補(bǔ)償一個(gè)或多個(gè)負(fù)載。儲(chǔ)備/負(fù)載模塊220然后將調(diào)整后的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求263 和調(diào)整后的即時(shí)扭矩請(qǐng)求264輸出到扭矩請(qǐng)求模塊224。
[0098] 僅僅是舉例，催化劑起燃過(guò)程或冷啟動(dòng)排放降低過(guò)程可能需要延遲的火花正時(shí)。 儲(chǔ)備/負(fù)載模塊220可因此將調(diào)整后的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求263增加成高于調(diào)整后的即時(shí)扭矩請(qǐng) 求264,以便為冷啟動(dòng)排放降低過(guò)程形成延遲的火花。在另一示例中，可以直接改變發(fā)動(dòng)機(jī) 的空燃比和/或空氣質(zhì)量流量，例如通過(guò)診斷侵入式當(dāng)量比試驗(yàn)和/或新發(fā)動(dòng)機(jī)凈化實(shí)現(xiàn)。 在開始這些過(guò)程之前，可以形成或增加扭矩儲(chǔ)備，以迅速?gòu)浹a(bǔ)由在這些過(guò)程期間稀的空氣/ 燃料混合物引起的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的降低。
[0099] 儲(chǔ)備/負(fù)載模塊220還可在諸如動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵操作或空氣調(diào)節(jié)（A/C)壓縮機(jī)離合器 的接合的將來(lái)負(fù)載的預(yù)期下產(chǎn)生或增加扭矩儲(chǔ)備。用于A/C壓縮機(jī)離合器的接合的儲(chǔ)備可 在駕駛員第一次請(qǐng)求空氣調(diào)節(jié)時(shí)產(chǎn)生。儲(chǔ)備/負(fù)載模塊220可增加調(diào)整的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求 263,同時(shí)使調(diào)整的即時(shí)扭矩請(qǐng)求264保持不變以產(chǎn)生扭矩儲(chǔ)備。然后，當(dāng)A/C壓縮機(jī)離合 器接合時(shí)，儲(chǔ)備/負(fù)載模塊220可通過(guò)A/C壓縮機(jī)離合器的估計(jì)負(fù)載來(lái)增加調(diào)整的即時(shí)扭 矩請(qǐng)求264。
[0100] 扭矩請(qǐng)求模塊224接收調(diào)整的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求263和調(diào)整的即時(shí)扭矩請(qǐng)求264。扭 矩請(qǐng)求模塊224確定將如何獲得調(diào)整的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求263和調(diào)整的即時(shí)扭矩請(qǐng)求264。扭 矩請(qǐng)求模塊224可以是因發(fā)動(dòng)機(jī)類型而異的。例如，扭矩請(qǐng)求模塊224可以針對(duì)火花點(diǎn)火 發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)比于壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)而不同地實(shí)施或者使用不同的控制方案。
[0101] 在各種實(shí)施方式中，扭矩請(qǐng)求模塊224可以限定全部發(fā)動(dòng)機(jī)類型所共用的模塊與 因發(fā)動(dòng)機(jī)類型而異的模塊之間的界線。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)類型可包括火花點(diǎn)火和壓縮點(diǎn)火。在 扭矩請(qǐng)求模塊224之前的模塊(例如推進(jìn)扭矩仲裁模塊206)可以是全部發(fā)動(dòng)機(jī)類型所共用 的模塊，而扭矩請(qǐng)求模塊224和隨后的模塊可以是因發(fā)動(dòng)機(jī)類型而異的。
[0102] 扭矩請(qǐng)求模塊224基于調(diào)整的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求263和調(diào)整的即時(shí)扭矩請(qǐng)求264來(lái)確 定空氣扭矩請(qǐng)求265?？諝馀ぞ卣?qǐng)求265可以是制動(dòng)器扭矩。制動(dòng)器扭矩可以指在當(dāng)前操 作條件下在曲軸處的扭矩。
[0103] 空氣流控制發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器的目標(biāo)值基于空氣扭矩請(qǐng)求265被確定。更具體而言， 基于空氣扭矩請(qǐng)求265,空氣控制模塊228確定目標(biāo)廢氣門打開面積266、目標(biāo)節(jié)氣門打開 面積267、目標(biāo)EGR打開面積268、目標(biāo)進(jìn)氣凸輪移相器角度269和目標(biāo)排氣凸輪移相器角 度270?？諝饪刂颇K228使用模型預(yù)測(cè)控制來(lái)確定目標(biāo)廢氣門打開面積266、目標(biāo)節(jié)氣門 打開面積267、目標(biāo)EGR打開面積268、目標(biāo)進(jìn)氣凸輪移相器角度269和目標(biāo)排氣凸輪移相 器角度270,如下文進(jìn)一步討論的。
[0104] 增壓致動(dòng)器模塊164控制廢氣門162以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)廢氣門打開面積266。例如，第 一轉(zhuǎn)化模塊272可以將目標(biāo)廢氣門打開面積266轉(zhuǎn)化為將施加到廢氣門162的目標(biāo)占空比 274,并且增壓致動(dòng)器模塊164可以基于目標(biāo)占空比274將信號(hào)施加到廢氣門162。在各種 實(shí)施方式中，第一轉(zhuǎn)化模塊272可以將目標(biāo)廢氣門打開面積266轉(zhuǎn)化為目標(biāo)廢氣門位置(未 示出），并且將目標(biāo)廢氣門位置轉(zhuǎn)化為目標(biāo)占空比274。
[0105] 節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116控制節(jié)氣門112以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)節(jié)氣門打開面積267。例如，第 二轉(zhuǎn)化模塊276可以將目標(biāo)節(jié)氣門打開面積267轉(zhuǎn)化為將施加到節(jié)氣門112的目標(biāo)占空比 278,并且節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116可以基于目標(biāo)占空比278將信號(hào)施加到節(jié)氣門112。在各 種實(shí)施方式中，第二轉(zhuǎn)化模塊276可以將目標(biāo)節(jié)氣門打開面積267轉(zhuǎn)化為目標(biāo)節(jié)氣門位置 (未示出），并且將目標(biāo)節(jié)氣門位置轉(zhuǎn)化為目標(biāo)占空比278。
[0106] EGR致動(dòng)器模塊172控制EGR閥170以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)EGR打開面積268。例如，第三轉(zhuǎn) 化模塊280可以將目標(biāo)EGR打開面積268轉(zhuǎn)化為將施加到EGR閥170的目標(biāo)占空比282,并 且EGR致動(dòng)器模塊172可以基于目標(biāo)占空比282將信號(hào)施加到EGR閥170。在各種實(shí)施方 式中，第三轉(zhuǎn)化模塊280可以將目標(biāo)EGR打開面積268轉(zhuǎn)化為目標(biāo)EGR位置(未示出），并且 將目標(biāo)EGR位置轉(zhuǎn)化為目標(biāo)占空比282。
[0107] 移相器致動(dòng)器模塊158控制進(jìn)氣凸輪移相器148以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)進(jìn)氣凸輪移相器角度 269。 移相器致動(dòng)器模塊158也控制排氣凸輪移相器150以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)排氣凸輪移相器角度 270。 在各種實(shí)施方式中，第四轉(zhuǎn)化模塊(未示出)可以被包括并且可以將目標(biāo)進(jìn)氣和排氣凸 輪移相器角度分別轉(zhuǎn)化為目標(biāo)進(jìn)氣和排氣占空比。移相器致動(dòng)器模塊158可以將目標(biāo)進(jìn)氣 占空比和目標(biāo)排氣占空比分別施加到進(jìn)氣凸輪移相器148和排氣凸輪移相器150。
[0108] 扭矩請(qǐng)求模塊224也可以基于預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求263和即時(shí)扭矩請(qǐng)求264而生成火花 扭矩請(qǐng)求283、汽缸關(guān)閉扭矩請(qǐng)求284和燃料扭矩請(qǐng)求285?；鸹刂颇K232可基于火花 扭矩請(qǐng)求283確定將火花正時(shí)從最佳火花正時(shí)起延遲(這減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩)多少。僅僅 是舉例，扭矩關(guān)系可被顛倒以求解目標(biāo)火花正時(shí)286。對(duì)于給定的扭矩請(qǐng)求（Τ_)，目標(biāo)火花 正時(shí)（S T) 286可以基于下式被確定： (1)ST = Γ1 (TEeq, APC, I, E, AF, 0T, #). 這種關(guān)系可具體化為公式和/或查找表?？杖急龋ˋF)可以是由燃料控制模塊240報(bào) 告的實(shí)際空燃比。
[0109] 當(dāng)火花正時(shí)被設(shè)定為最佳火花正時(shí)時(shí)，所得的扭矩可盡可能接近最大最佳扭矩 (MBThMBT是指在使用具有大于預(yù)定辛烷值的辛烷值的燃料并使用化學(xué)計(jì)量比燃料供給的 情況下在火花正時(shí)提前時(shí)針對(duì)給定空氣流生成的最大發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。該最大扭矩發(fā)生時(shí) 的火花正時(shí)被稱為MBT火花正時(shí)。由于例如燃料質(zhì)量(例如，當(dāng)使用較低辛烷值的燃料時(shí)） 和諸如環(huán)境濕度和溫度的環(huán)境因素，最佳火花正時(shí)可以略微不同于MBT火花正時(shí)。因此，在 最佳火花正時(shí)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩可小于MBT。僅僅是舉例，在車輛設(shè)計(jì)的標(biāo)定階段期間可 以確定對(duì)應(yīng)于不同的發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件的最佳火花正時(shí)的表，并且基于當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件 從表中確定最佳值。
[0110] 汽缸關(guān)閉扭矩請(qǐng)求284可由汽缸控制模塊236用來(lái)確定要停用的汽缸的目標(biāo)數(shù)量 287。在各種實(shí)施方式中，可以使用要啟用的汽缸的目標(biāo)數(shù)量。汽缸致動(dòng)器模塊120基于目 標(biāo)數(shù)量287選擇性地啟用和停用汽缸的閥。
[0111] 汽缸控制模塊236還可指令燃料控制模塊240停止向停用的汽缸提供燃料，并可 指令火花控制模塊232停止向停用的汽缸提供火花。一旦汽缸中已存在的空氣/燃料混合 物被燃燒，火花控制模塊232就可以停止向汽缸提供火花。
[0112] 燃料控制模塊240可基于燃料扭矩請(qǐng)求285改變提供至每個(gè)汽缸的燃料的量。更 具體而言，燃料控制模塊240可基于燃料扭矩請(qǐng)求285生成目標(biāo)燃料供給參數(shù)288。目標(biāo)燃 料供給參數(shù)288可包括例如目標(biāo)燃料質(zhì)量、目標(biāo)噴射開始正時(shí)和目標(biāo)燃料噴射次數(shù)。
[0113] 在正常操作期間，燃料控制模塊240可以空氣主導(dǎo)模式操作，在該模式下，燃料控 制模塊240試圖通過(guò)基于空氣流控制燃料供給來(lái)保持化學(xué)計(jì)量空燃比。例如，燃料控制模 塊240可確定目標(biāo)燃料質(zhì)量，該目標(biāo)燃料質(zhì)量在與當(dāng)前的每缸空氣質(zhì)量(APC)結(jié)合時(shí)將產(chǎn) 生化學(xué)計(jì)量比燃燒。
[0114] 圖3是空氣控制模塊228的示例性實(shí)施方式的功能框圖?，F(xiàn)在參看圖2和圖3， 如上文所討論的，空氣扭矩請(qǐng)求265可以是制動(dòng)扭矩。扭矩轉(zhuǎn)化模塊304將空氣扭矩請(qǐng)求 265從制動(dòng)器扭矩轉(zhuǎn)化為基本扭矩。由轉(zhuǎn)化為基本扭矩產(chǎn)生的扭矩請(qǐng)求將被稱為基本空氣 扭矩請(qǐng)求308。
[0115] 基本扭矩可以指在發(fā)動(dòng)機(jī)102暖機(jī)并且沒(méi)有扭矩負(fù)載通過(guò)諸如交流發(fā)電機(jī)和空 調(diào)壓縮機(jī)的附件方式施加在發(fā)動(dòng)機(jī)102上時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)102在測(cè)功器上操作期間在曲軸處得 到的扭矩。扭矩轉(zhuǎn)化模塊304可以例如使用將制動(dòng)器扭矩與基本扭矩關(guān)聯(lián)的映射或函數(shù)將 空氣扭矩請(qǐng)求265轉(zhuǎn)化為基本空氣扭矩請(qǐng)求308。
[0116] 在各種實(shí)施方式中，扭矩轉(zhuǎn)化模塊304可以將空氣扭矩請(qǐng)求265轉(zhuǎn)化為諸如指示 扭矩的另一種扭矩，這種扭矩適合由設(shè)定點(diǎn)模塊312使用。指示扭矩可以指可歸因于經(jīng)由 在汽缸內(nèi)的燃料產(chǎn)生的功的在曲軸處的扭矩。
[0117] 設(shè)定點(diǎn)模塊312生成設(shè)定點(diǎn)值以用于控制節(jié)氣門112、EGR閥170、廢氣門162、進(jìn) 氣凸輪移相器148和排氣凸輪移相器150,以便在當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度316下實(shí)現(xiàn)基本空氣扭矩 請(qǐng)求308。設(shè)定點(diǎn)可以被稱為發(fā)動(dòng)機(jī)空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)速度316可以例如基于使 用曲軸位置傳感器180測(cè)量的曲軸位置來(lái)確定。
[0118] 例如，設(shè)定點(diǎn)模塊312可以生成歧管壓力（例如，MAP)設(shè)定點(diǎn)318、每缸空氣質(zhì)量 (APC)設(shè)定點(diǎn)320、外部稀釋設(shè)定點(diǎn)324、殘余稀釋設(shè)定點(diǎn)328和有效壓縮比設(shè)定點(diǎn)332。設(shè) 定點(diǎn)模塊312可以使用將基本空氣扭矩請(qǐng)求308和發(fā)動(dòng)機(jī)速度316關(guān)聯(lián)到設(shè)定點(diǎn)的一個(gè)或 多個(gè)函數(shù)或映射生成歧管壓力設(shè)定點(diǎn)318、APC設(shè)定點(diǎn)320、外部稀釋設(shè)定點(diǎn)324、殘余稀釋 設(shè)定點(diǎn)328和有效壓縮比設(shè)定點(diǎn)332。設(shè)定點(diǎn)模塊312也可以基于基本空氣扭矩請(qǐng)求308 和發(fā)動(dòng)機(jī)速度316生成一個(gè)或多個(gè)其它設(shè)定點(diǎn)。
[0119] 歧管壓力設(shè)定點(diǎn)318可以指進(jìn)氣歧管110內(nèi)的目標(biāo)壓力。APC設(shè)定點(diǎn)320可以指 用于燃燒事件的將吸入汽缸內(nèi)的目標(biāo)空氣質(zhì)量。有效壓縮比也可以被稱為動(dòng)態(tài)壓縮比。
[0120] 稀釋可以指用于燃燒事件的捕集在汽缸內(nèi)的來(lái)自前一燃燒事件的排氣的量。外部 稀釋可以指經(jīng)由EGR閥170被提供用于燃燒事件的排氣。內(nèi)部稀釋可以指保持在汽缸中的 排氣和/或在燃燒循環(huán)的排氣沖程之后推回到汽缸中的排氣。外部稀釋設(shè)定點(diǎn)324可以指 外部稀釋的目標(biāo)量。內(nèi)部稀釋設(shè)定點(diǎn)328可以指內(nèi)部稀釋的目標(biāo)量。
[0121] 設(shè)定點(diǎn)模塊312可以進(jìn)一步基于期望燃燒定相336和汽缸模式340來(lái)生成設(shè)定點(diǎn) 318-332中的一個(gè)或多個(gè)。汽缸模式340可以指例如在一個(gè)或多個(gè)汽缸(例如，一半或其他 比例）被停用時(shí)被停用（或啟用）的汽缸的數(shù)量和/或發(fā)動(dòng)機(jī)102的操作模式。
[0122] 當(dāng)一個(gè)或多個(gè)汽缸被停用時(shí)，啟用的每個(gè)汽缸負(fù)責(zé)產(chǎn)生更大量的扭矩以便實(shí)現(xiàn)基 本空氣扭矩請(qǐng)求308。因此，設(shè)定點(diǎn)模塊312可以基于汽缸模式340調(diào)整設(shè)定點(diǎn)318-332中 的一個(gè)或多個(gè)。例如，設(shè)定點(diǎn)模塊312可以基于汽缸模式340增加 APC設(shè)定點(diǎn)320。設(shè)定點(diǎn) 模塊312可以附加地或備選地基于汽缸模式340來(lái)調(diào)整其它設(shè)定點(diǎn)318-332中的一個(gè)或多 個(gè)。
[0123] 燃燒定相可以指相對(duì)于用于預(yù)定量的噴射燃料的燃燒的預(yù)定曲軸位置而言當(dāng)該 預(yù)定量的噴射燃料在汽缸內(nèi)燃燒時(shí)的曲軸位置。例如，燃燒定相可以以相對(duì)于預(yù)定CA50來(lái) 說(shuō)的CA50來(lái)表達(dá)。CA50可以指當(dāng)噴射燃料的質(zhì)量的50%已在汽缸內(nèi)燃燒時(shí)的曲軸位置(或 角度，從而CA)。預(yù)定CA50可以對(duì)應(yīng)于其中從噴射的燃料產(chǎn)生最大量的功時(shí)的CA50,并且 可以為在TDC之后大約8. 5至大約10度。
[0124] 燃燒定相模塊344 (圖2)可以大體上設(shè)置期望燃燒定相336,使得CA50發(fā)生在預(yù) 定CA50處。換言之，燃燒定相模塊344可以大體上設(shè)置期望燃燒定相336,使得發(fā)生零燃燒 定相以實(shí)現(xiàn)最大功和因此實(shí)現(xiàn)最大燃料效率。然而，燃燒定相模塊344在某些情況下可以 選擇性地調(diào)整期望燃燒定相336。
[0125] 例如，燃燒定相模塊344可以將期望燃燒定相設(shè)置成使得當(dāng)檢測(cè)到爆震時(shí)CA50發(fā) 生在預(yù)定CA50之后。爆震可以例如使用一個(gè)或多個(gè)爆震傳感器來(lái)檢測(cè)。附加地或備選地， 燃燒定相模塊344可以將期望燃燒定相設(shè)置成使得當(dāng)存在可能導(dǎo)致發(fā)生爆震的一個(gè)或多 個(gè)條件時(shí)CA50發(fā)生在預(yù)定CA50之后。例如，當(dāng)車輛的燃料箱內(nèi)的燃料質(zhì)量小于預(yù)定質(zhì)量 和/或環(huán)境溫度大于預(yù)定溫度且環(huán)境濕度小于預(yù)定值時(shí)，可能發(fā)生爆震。
[0126] 當(dāng)燃燒被延遲以使得CA50發(fā)生在預(yù)定CA50之后時(shí)，進(jìn)入汽缸的空氣流應(yīng)增加，以 實(shí)現(xiàn)基本空氣扭矩請(qǐng)求308。因此設(shè)定點(diǎn)模塊312可以基于期望燃燒定相336來(lái)調(diào)整設(shè)定 點(diǎn)318-332中的一個(gè)或多個(gè)。例如，當(dāng)期望燃燒定相336被延遲以提供在預(yù)定CA50之后的 CA50時(shí)，設(shè)定點(diǎn)模塊312可以增加 APC設(shè)定點(diǎn)320。
[0127] 設(shè)定點(diǎn)模塊312也基于一個(gè)或多個(gè)設(shè)定點(diǎn)約束348生成設(shè)定點(diǎn)318-332。約束設(shè) 置模塊352可以將用于設(shè)定點(diǎn)318-332的設(shè)定點(diǎn)約束348分別設(shè)置到預(yù)定的可接受范圍。 設(shè)定點(diǎn)模塊312分別設(shè)置設(shè)定點(diǎn)318-332以使其保持在設(shè)定點(diǎn)約束348內(nèi)。
[0128] 然而，約束設(shè)置模塊352在一些情況下可以選擇性地調(diào)整設(shè)定點(diǎn)約束。僅僅是舉 例，約束設(shè)置模塊352可以設(shè)置禁止稀釋的設(shè)定點(diǎn)約束。設(shè)定點(diǎn)模塊312可以響應(yīng)于禁止 稀釋的設(shè)定點(diǎn)約束而將外部稀釋設(shè)定點(diǎn)324和殘余稀釋設(shè)定點(diǎn)328限制為零。
[0129] 設(shè)定點(diǎn)模塊312也可以基于設(shè)定點(diǎn)的限制來(lái)調(diào)整其它設(shè)定點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)。例 如，當(dāng)外部稀釋設(shè)定點(diǎn)324和殘余稀釋設(shè)定點(diǎn)328被限制時(shí)，設(shè)定點(diǎn)模塊312可以增加 APC 設(shè)定點(diǎn)320以實(shí)現(xiàn)基本空氣扭矩請(qǐng)求308。
[0130] 模型預(yù)測(cè)控制（MPC)模塊360使用MPC基于設(shè)定點(diǎn)318-332、感測(cè)值368、實(shí)際燃 燒定相372和發(fā)動(dòng)機(jī)102的模型376來(lái)生成經(jīng)受致動(dòng)器約束364的目標(biāo)值266-270。MPC 包括：使得所述MPC模塊識(shí)別在N個(gè)將來(lái)控制循環(huán)期間可以一起使用的目標(biāo)值266-270的 可能序列、經(jīng)受致動(dòng)器約束364、并且被給出感測(cè)值368和實(shí)際燃燒定相372,以實(shí)現(xiàn)設(shè)定點(diǎn) 318-332。
[0131] 每個(gè)可能序列包括用于目標(biāo)值266-270中的每一個(gè)的N個(gè)值的一個(gè)序列。換言之， 每個(gè)可能序列包括用于目標(biāo)廢氣門打開面積266的N個(gè)值的序列、用于目標(biāo)節(jié)氣門打開面 積267的N個(gè)值的序列、用于目標(biāo)EGR打開面積268的N個(gè)值的序列、用于目標(biāo)進(jìn)氣凸輪移 相器角度269的N個(gè)值的序列、以及用于目標(biāo)排氣凸輪移相器角度270的N個(gè)值的序列。N 個(gè)值中的每一個(gè)用于N個(gè)控制循環(huán)中的對(duì)應(yīng)一個(gè)。
[0132] MPC模塊360使用發(fā)動(dòng)機(jī)102的模型376來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)102分別對(duì)目標(biāo)值266-270 的識(shí)別的可能序列的預(yù)測(cè)響應(yīng)。MPC模塊360基于目標(biāo)值266-270的給定的可能序列來(lái)生 成與設(shè)定點(diǎn)318-332相對(duì)應(yīng)的參數(shù)的預(yù)測(cè)。更具體而言，基于目標(biāo)值266-270的給定的可能 序列，借助于使用模型376，MPC模塊360生成用于N個(gè)控制循環(huán)的預(yù)測(cè)的歧管壓力的序列、 用于N個(gè)控制循環(huán)的預(yù)測(cè)的APC的序列、用于N個(gè)控制循環(huán)的外部稀釋的預(yù)測(cè)量的序列、用 于N個(gè)控制循環(huán)的殘余稀釋的預(yù)測(cè)量的序列、以及用于N個(gè)控制循環(huán)的預(yù)測(cè)的壓縮比的序 列。模型376可以是例如基于發(fā)動(dòng)機(jī)102的特性標(biāo)定的函數(shù)或映射。
[0133] MPC模塊360基于設(shè)定點(diǎn)318-332與預(yù)測(cè)之間的關(guān)系分別確定目標(biāo)值266-270的 可能序列中每一個(gè)的成本(值)。例如，MPC模塊360可以基于預(yù)測(cè)參數(shù)分別達(dá)到各個(gè)設(shè)定點(diǎn) 318-332的時(shí)期和/或預(yù)測(cè)參數(shù)分別超出各個(gè)設(shè)定點(diǎn)318-332的量來(lái)確定目標(biāo)值266-270 的可能序列中的每一個(gè)的成本。僅僅是舉例，成本可以隨著預(yù)測(cè)參數(shù)達(dá)到設(shè)定點(diǎn)的時(shí)期增 加和/或隨著預(yù)測(cè)參數(shù)超出設(shè)定點(diǎn)的量增加而增加。
[0134] 每一對(duì)預(yù)測(cè)參數(shù)和設(shè)定點(diǎn)可以被加權(quán)以影響預(yù)測(cè)參數(shù)和設(shè)定點(diǎn)之間的關(guān)系影響 成本的程度。例如，預(yù)測(cè)APC和APC設(shè)定點(diǎn)320之間的關(guān)系可以被加權(quán)，以比另一個(gè)預(yù)測(cè)參 數(shù)和對(duì)應(yīng)設(shè)定點(diǎn)之間的關(guān)系更多地影響成本。
[0135] MPC模塊360基于目標(biāo)值266-270的可能序列的成本來(lái)選擇目標(biāo)值266-270的可 能序列中的一個(gè)。例如，MPC模塊360可以選擇可能序列中的具有最低成本的那一個(gè)。
[0136] MPC模塊360可以接著將目標(biāo)值266-270分別設(shè)置到所選的可能序列的N個(gè)值中 的第一個(gè)。換言之，MPC模塊360可以將目標(biāo)廢氣門打開面積266設(shè)置到用于目標(biāo)廢氣門 打開面積266的N個(gè)值的序列中的N個(gè)值中的第一個(gè)、將目標(biāo)節(jié)氣門打開面積267設(shè)置到 用于目標(biāo)節(jié)氣門打開面積267的N個(gè)值的序列中的N個(gè)值中的第一個(gè)、將目標(biāo)EGR打開面 積268設(shè)置到用于目標(biāo)EGR打開面積268的N個(gè)值的序列中的N個(gè)值中的第一個(gè)、將目標(biāo) 進(jìn)氣凸輪移相器角度269設(shè)置到用于目標(biāo)進(jìn)氣凸輪移相器角度269的N個(gè)值的序列中的N 個(gè)值中的第一個(gè)、以及將目標(biāo)排氣凸輪移相器角度270設(shè)置到用于目標(biāo)排氣凸輪移相器角 度270的N個(gè)值的序列中的N個(gè)值中的第一個(gè)。在下一控制循環(huán)期間，MPC模塊360識(shí)別 可能序列、生成可能序列的預(yù)測(cè)響應(yīng)、確定可能序列中每一個(gè)的成本、選擇可能序列中的一 個(gè)、并且將目標(biāo)值266-270設(shè)置到所選可能序列中的目標(biāo)值266-270的第一集合。
[0137] 約束設(shè)置模塊352可以設(shè)置致動(dòng)器約束364。通常，約束設(shè)置模塊352可以將用于 節(jié)氣門112、EGR閥170、廢氣門162、進(jìn)氣凸輪移相器148和排氣凸輪移相器150的致動(dòng)器 約束364分別設(shè)置到預(yù)定的可接受范圍。MPC模塊360識(shí)別可能序列，使得目標(biāo)值266-270 分別保持在致動(dòng)器約束364內(nèi)。
[0138] 然而，約束設(shè)置模塊352在一些情況下可以選擇性地調(diào)整致動(dòng)器約束。例如，約束 設(shè)置模塊352可以為給定的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器調(diào)整致動(dòng)器約束，以便在該發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器中診斷 出故障時(shí)縮窄該發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器的可能的目標(biāo)的范圍。僅僅作為另一示例，約束設(shè)置模塊352 可以調(diào)整致動(dòng)器約束，使得給定致動(dòng)器的目標(biāo)值遵循用于諸如凸輪移相器故障診斷或EGR 診斷的故障診斷的預(yù)定計(jì)劃。
[0139] 感測(cè)值368可以使用傳感器來(lái)測(cè)量，或基于使用一個(gè)或多個(gè)傳感器測(cè)量的一個(gè)或 多個(gè)值來(lái)確定?？梢岳缁谠谇耙活A(yù)定時(shí)期內(nèi)相對(duì)于預(yù)定CA50而言的實(shí)際CA50來(lái)確定 實(shí)際燃燒定相372。在預(yù)定時(shí)期內(nèi)CA50相對(duì)于預(yù)定CA50的延遲可以表明：多余的能量已 輸入到排氣系統(tǒng)134。因此MPC模塊360可以增加目標(biāo)廢氣門打開面積266,以抵消排氣系 統(tǒng)134中多余的能量。否則，多余的能量會(huì)導(dǎo)致渦輪增壓器的增壓增加。
[0140] 現(xiàn)在參看圖4,提供了描繪使用MPC (模型預(yù)測(cè)控制）來(lái)控制節(jié)氣門112、進(jìn)氣凸輪 移相器148、排氣凸輪移相器150、廢氣門162和EGR閥170的示例性方法的流程圖?？刂?過(guò)程可以始于404,其中，扭矩請(qǐng)求模塊224基于調(diào)整的預(yù)測(cè)扭矩請(qǐng)求263和調(diào)整的即時(shí)扭 矩請(qǐng)求264來(lái)確定空氣扭矩請(qǐng)求265。
[0141] 在408中，扭矩轉(zhuǎn)化模塊304可以將空氣扭矩請(qǐng)求265轉(zhuǎn)化為基本空氣扭矩請(qǐng)求 308或適合由設(shè)定點(diǎn)模塊312使用的另一種扭矩。在412中，設(shè)定點(diǎn)模塊312基于基本空氣 扭矩請(qǐng)求308和發(fā)動(dòng)機(jī)速度316生成經(jīng)受設(shè)定點(diǎn)約束348的設(shè)定點(diǎn)318-332。設(shè)定點(diǎn)模塊 312可以進(jìn)一步基于汽缸模式340和/或期望燃燒定相336來(lái)生成設(shè)定點(diǎn)318-332。
[0142] 在416中，MPC模塊360基于設(shè)定點(diǎn)318-332使用MPC來(lái)生成經(jīng)受致動(dòng)器約束364 的目標(biāo)值266-270。更具體而言，如上所述，MPC模塊360識(shí)別目標(biāo)值266-270的可能序列 并且使用模型376來(lái)生成預(yù)測(cè)響應(yīng)。MPC模塊360也分別基于預(yù)測(cè)響應(yīng)來(lái)確定可能序列的 成本、基于該成本來(lái)選擇可能序列中的一個(gè)、并且基于所選的可能序列中的目標(biāo)值中的第 一個(gè)來(lái)設(shè)置目標(biāo)值266-270。
[0143] 在420中，第一轉(zhuǎn)化模塊272將目標(biāo)廢氣門打開面積266轉(zhuǎn)化為將施加到廢氣門 162的目標(biāo)占空比274,第二轉(zhuǎn)化模塊276將目標(biāo)節(jié)氣門打開面積267轉(zhuǎn)化為將施加到節(jié)氣 門112的目標(biāo)占空比278。在420中，第三轉(zhuǎn)化模塊280也將目標(biāo)EGR打開面積268轉(zhuǎn)化為 將施加到EGR閥170的目標(biāo)占空比282。第四轉(zhuǎn)化模塊也可以將目標(biāo)進(jìn)氣凸輪移相器角度 269和目標(biāo)排氣凸輪移相器角度270分別轉(zhuǎn)化成將施加到進(jìn)氣凸輪移相器148和排氣凸輪 移相器150的目標(biāo)進(jìn)氣占空比和目標(biāo)排氣占空比。
[0144] 在424中，節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116控制節(jié)氣門112以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)節(jié)氣門打開面積 267,并且移相器致動(dòng)器模塊158分別控制進(jìn)氣凸輪移相器148和排氣凸輪移相器150以實(shí) 現(xiàn)目標(biāo)進(jìn)氣凸輪移相器角度269和目標(biāo)排氣凸輪移相器角度270。例如，節(jié)氣門致動(dòng)器模 塊116可以以目標(biāo)占空比278將信號(hào)施加到節(jié)氣門112,以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)節(jié)氣門打開面積267。 同樣在424中，EGR致動(dòng)器模塊172控制EGR閥170以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)EGR打開面積268,并且增 壓致動(dòng)器模塊164控制廢氣門162以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)廢氣門打開面積266。例如，EGR致動(dòng)器模塊 172可以以目標(biāo)占空比282將信號(hào)施加到EGR閥170,以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)EGR打開面積268,并且增 壓致動(dòng)器模塊164可以以目標(biāo)占空比274將信號(hào)施加到廢氣門162,以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)廢氣門打開 面積266。雖然圖4示出為在424之后結(jié)束，但是圖4可以是一個(gè)控制循環(huán)的示例，并且控 制循環(huán)可以以預(yù)定速率被執(zhí)行。
[0145] 以上描述在本質(zhì)上僅是說(shuō)明性的，并且決不意在限制本公開、其應(yīng)用或用途。本公 開的寬泛教導(dǎo)可以以多種方式實(shí)現(xiàn)。因此，盡管本公開包括特定的例子，但是本公開的真實(shí) 范圍不應(yīng)該受限于此，這是因?yàn)槠渌薷耐ㄟ^(guò)研究附圖、說(shuō)明書和所附權(quán)利要求將變得顯 而易見。如本文使用的，短語(yǔ)A、B和C中的至少一個(gè)應(yīng)該被解釋為意味著使用非排他性邏 輯或（0R)的邏輯（A或B或C)。應(yīng)該理解，在不改變本公開的原理的情況下，可以以不同的 順序(或并行地）執(zhí)行方法中的一個(gè)或多個(gè)步驟。
[0146] 在本申請(qǐng)中，包括以下的定義，術(shù)語(yǔ)"模塊"可以替換為術(shù)語(yǔ)"電路"。術(shù)語(yǔ)"模塊" 可以指代以下器件、是以下器件的一部分或包含以下器件：專用集成電路（ASIC);數(shù)字、模 擬或混合模/數(shù)離散電路；數(shù)字、模擬或混合模/數(shù)集成電路；組合邏輯電路；現(xiàn)場(chǎng)可編程 門陣列（FPGA);執(zhí)行代碼的處理器(共享、專用或成組）；存儲(chǔ)由處理器執(zhí)行的代碼的存儲(chǔ)器 (共享、專用或成組）；提供描述的功能的其他合適的硬件部件；或上述器件的一些或全部的 組合，諸如在片上系統(tǒng)中。
[0147] 上面使用的術(shù)語(yǔ)"代碼"可以包含軟件、固件和/或微代碼，并且可以涉及程序、例 程、函數(shù)、類和/或?qū)ο蟆Ｐg(shù)語(yǔ)"共享的處理器"涵蓋執(zhí)行來(lái)自多個(gè)模塊的一些或全部代碼 的單個(gè)處理器。術(shù)語(yǔ)"成組的處理器"涵蓋與附加處理器一起執(zhí)行來(lái)自一個(gè)或多個(gè)模塊的 一些或全部代碼的處理器。術(shù)語(yǔ)"共享的存儲(chǔ)器"涵蓋存儲(chǔ)來(lái)自多個(gè)模塊的一些或全部代 碼的單個(gè)存儲(chǔ)器。術(shù)語(yǔ)"成組的存儲(chǔ)器"涵蓋與附加存儲(chǔ)器一起存儲(chǔ)來(lái)自一個(gè)或多個(gè)模塊 的一些或全部代碼的存儲(chǔ)器。術(shù)語(yǔ)"存儲(chǔ)器"可以是術(shù)語(yǔ)"計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)"的子集。術(shù)語(yǔ) "計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)"不涵蓋通過(guò)介質(zhì)傳播的瞬態(tài)電氣和電磁信號(hào)，并且因此可被認(rèn)為是有形 的且非瞬態(tài)的。非瞬態(tài)有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的非限制性示例包括非易失性存儲(chǔ)器、易失性 存儲(chǔ)器、磁存儲(chǔ)裝置和光學(xué)存儲(chǔ)裝置。
[0148] 本申請(qǐng)中描述的設(shè)備和方法可以通過(guò)由一個(gè)或更多個(gè)處理器執(zhí)行的一個(gè)或更多 個(gè)計(jì)算機(jī)程序被部分或全部地實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)程序包含存儲(chǔ)在至少一個(gè)非瞬態(tài)有形計(jì)算機(jī)可 讀介質(zhì)上的處理器可執(zhí)行指令。計(jì)算機(jī)程序還可包含和/或依賴于存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，包括： 扭矩請(qǐng)求模塊，所述扭矩請(qǐng)求模塊基于駕駛員輸入來(lái)生成用于火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的第一 扭矩請(qǐng)求； 扭矩轉(zhuǎn)化模塊，所述扭矩轉(zhuǎn)化模塊將所述第一扭矩請(qǐng)求轉(zhuǎn)化為第二扭矩請(qǐng)求； 設(shè)定點(diǎn)控制模塊，所述設(shè)定點(diǎn)控制模塊基于所述第二扭矩請(qǐng)求來(lái)生成用于所述火花點(diǎn) 火發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)； 模型預(yù)測(cè)控制（MPC)模塊，所述MPC模塊基于所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)來(lái)識(shí)別可能目標(biāo) 值的集合、分別基于所述火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的模型和可能目標(biāo)值的所述集合來(lái)生成預(yù)測(cè)參 數(shù)、基于所述預(yù)測(cè)參數(shù)來(lái)選擇可能目標(biāo)值的所述集合中的一個(gè)、以及基于所述集合中的所 選一個(gè)的所述可能目標(biāo)值來(lái)設(shè)置目標(biāo)值；以及 節(jié)氣門致動(dòng)器模塊，所述節(jié)氣門致動(dòng)器模塊基于所述目標(biāo)值中的第一個(gè)來(lái)控制節(jié)氣門 的開度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，還包括： 增壓致動(dòng)器模塊，其基于所述目標(biāo)值中的第二個(gè)來(lái)控制廢氣門的開度； 排氣再循環(huán)（EGR)致動(dòng)器模塊，其基于所述目標(biāo)值中的第三個(gè)來(lái)控制EGR閥的開度；以 及 移相器致動(dòng)器模塊，其基于所述目標(biāo)值中的第四個(gè)和第五個(gè)來(lái)控制進(jìn)氣閥定相和排氣 閥定相。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述MPC模塊進(jìn)一步基于所述空氣和 排氣設(shè)定點(diǎn)來(lái)選擇可能目標(biāo)值的所述集合中的所述一個(gè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述MPC模塊基于所述空氣和排氣設(shè) 定點(diǎn)分別與所述預(yù)測(cè)參數(shù)的比較來(lái)選擇可能目標(biāo)值的所述集合中的所述一個(gè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述MPC模塊基于所述空氣和排氣設(shè) 定點(diǎn)分別與所述預(yù)測(cè)參數(shù)的所述比較來(lái)確定可能目標(biāo)值的所述集合的成本，并且基于所述 成本來(lái)選擇可能目標(biāo)值的所述集合中的所述一個(gè)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述MPC模塊將所述目標(biāo)值分別設(shè)置 到針對(duì)所述目標(biāo)值的預(yù)定范圍內(nèi)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述設(shè)定點(diǎn)模塊進(jìn)一步基于期望燃 燒定相來(lái)生成所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述設(shè)定點(diǎn)模塊分別進(jìn)一步基于所 述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)的預(yù)定范圍來(lái)生成所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述設(shè)定點(diǎn)模塊進(jìn)一步基于停用汽 缸的數(shù)量來(lái)生成所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)。
10. -種用于車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法，包括： 基于駕駛員輸入來(lái)生成用于火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的第一扭矩請(qǐng)求； 將所述第一扭矩請(qǐng)求轉(zhuǎn)化為第二扭矩請(qǐng)求； 基于所述第二扭矩請(qǐng)求來(lái)生成用于所述火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)； 使用模型預(yù)測(cè)控制（MPC)模塊執(zhí)行下述操作： 基于所述空氣和排氣設(shè)定點(diǎn)來(lái)識(shí)別可能目標(biāo)值的集合； 分別基于所述火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的模型和可能目標(biāo)值的所述集合來(lái)生成預(yù)測(cè)參數(shù)； 基于所述預(yù)測(cè)參數(shù)來(lái)選擇可能目標(biāo)值的所述集合中的一個(gè)；以及 基于所述集合中的所選一個(gè)的所述可能目標(biāo)值來(lái)設(shè)置目標(biāo)值；以及 基于所述目標(biāo)值中的第一個(gè)來(lái)控制節(jié)氣門的開度。
【文檔編號(hào)】F02D13/00GK104121105SQ201410164590
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月23日
【發(fā)明者】C.E.惠特尼, K.C.王, P.R.納拉, J.R.維爾德霍 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司