本發(fā)明總體涉及內(nèi)燃機(jī)中轉(zhuǎn)矩的控制，且更具體地涉及利用燃燒定向?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)組件中轉(zhuǎn)矩的控制。
背景技術(shù)：
：許多現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)配備有多個(gè)致動(dòng)器以實(shí)現(xiàn)更好的燃料經(jīng)濟(jì)性。然而，多個(gè)致動(dòng)器會(huì)使得由于系統(tǒng)復(fù)雜性不斷增加，精確控制轉(zhuǎn)矩變得更有挑戰(zhàn)性。這種發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制方法通常需要大量校準(zhǔn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：發(fā)動(dòng)機(jī)組件包括內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)具有發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體，其具有至少一個(gè)氣缸和可在該至少一個(gè)氣缸內(nèi)移動(dòng)的至少一個(gè)活塞。曲柄軸可移動(dòng)以限定從由氣缸限定的孔軸線到由曲柄軸限定的曲柄軸線的多個(gè)曲柄角(CA)。至少一個(gè)進(jìn)氣閥和至少一個(gè)排氣閥每個(gè)與至少一個(gè)氣缸流體連通且具有相應(yīng)的打開位置和關(guān)閉位置。控制器可操作地連接到內(nèi)燃機(jī)且被配置成接收轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求(TR)。該控制器被編程以確定期望燃燒定相(CAd)，用于控制內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出。該期望燃燒定相至少部分基于轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求(TR)和該至少一個(gè)氣缸的對(duì)數(shù)標(biāo)度壓力-容積(PV)圖。期望燃燒定相(CAd)的特征在于，曲柄角(CA)與燃燒的燃料的50％相對(duì)應(yīng)且活塞在上止點(diǎn)(TDC)位置之后。確定期望燃燒定相(CAd)包括：至少部分基于該至少一個(gè)氣缸的相應(yīng)氣缸容積(VCA)、預(yù)定第一常數(shù)(γ)、預(yù)定第二常數(shù)(k1)和預(yù)定第三常數(shù)(k2)獲得多個(gè)曲柄角(CA)中每一個(gè)的第一參數(shù)(Z1)，使得Z1＝[(k1*CA+k2)*(VCA)γ-1]。第一參 數(shù)(Z1)近似于具有第一、第二和第三系數(shù)(a、b、c)的該多個(gè)曲柄角(CA)的二次函數(shù)，使得Z1＝[a*CA2+b*CA+c]。確定期望燃燒定相(CAd)包括獲得第一、第二和第三系數(shù)(a、b、c)。獲得第二參數(shù)(Z2)，其為至少一個(gè)氣缸的對(duì)數(shù)標(biāo)度壓力-容積(PV)圖中的多個(gè)幾何形狀的相應(yīng)幾何面積的和，使得Z2＝(AR+AT1+AT2)。其中AR為對(duì)數(shù)標(biāo)度壓力-容積(PV)圖中的矩形面積。這里AT1和AT2為對(duì)數(shù)標(biāo)度壓力-容積(PV)圖中的第一和第二三角形的相應(yīng)面積。確定期望燃燒定相(CAd)包括：獲得是第二參數(shù)(Z2)與轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求(TR)和pi(π)的乘積的總和的第三參數(shù)(Z3)，使得[Z3＝Z2+(TR*π)]。至少部分基于第三參數(shù)(Z3)、燃料質(zhì)量(mf)、第一、第二和第三系數(shù)(a、b、c)、當(dāng)排氣閥打開時(shí)至少一個(gè)氣缸的容積(VEVO)、預(yù)定第一常數(shù)(γ)、預(yù)定第二常數(shù)(k1)、預(yù)定第三常數(shù)(k2)和預(yù)定第四常數(shù)(QLHV)可獲得期望燃燒定相(CAd)?？刂破骺杀痪幊桃源_定最優(yōu)燃燒定向(CAm)用于使得至少一個(gè)氣缸的凈平均有效壓力最大化，該最優(yōu)燃燒定向(CAm)至少部分基于第一和第二系數(shù)(a、b)、當(dāng)排氣閥打開時(shí)至少一個(gè)氣缸的容積(VEVO)、預(yù)定第一常數(shù)(γ)和預(yù)定第二常數(shù)(k1)?？刂破骺杀痪幊桃灾辽俨糠只谄谕紵ㄏ?CAd)、最優(yōu)燃燒定向(CAm)、用來實(shí)現(xiàn)最優(yōu)燃燒定向(CAm)的預(yù)定標(biāo)稱火花正時(shí)(SPnom)和預(yù)定轉(zhuǎn)換因子(h)來確定期望火花正時(shí)(SPd)，用于控制內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出。期望燃燒定相(CAd)可用于具有火花點(diǎn)火模式的發(fā)動(dòng)機(jī)中。在火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)中，由于后處理系統(tǒng)需要例如化學(xué)計(jì)量的空氣與燃燒比以滿足嚴(yán)格的排放法規(guī)，故噴射到氣缸中的燃料的質(zhì)量與空氣流緊密相關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)矩需求比空氣流變化快時(shí)，期望燃燒定相(CAd)可用于滿足轉(zhuǎn)矩需求。從以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施本發(fā)明的最佳方式進(jìn)行的詳細(xì)描述中能夠很容易了解到本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)。附圖說明圖1是包括發(fā)動(dòng)機(jī)組件的車輛的示意性局部圖，該發(fā)動(dòng)機(jī)組件具有至少一個(gè)氣缸、至少一個(gè)活塞、至少一個(gè)進(jìn)氣閥和至少一個(gè)排氣閥；圖2A是用于控制圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的方法的流程圖，包括獲得第一參數(shù)(Z1)；圖2B是圖2A的第一參數(shù)(Z1)的圖的示例；圖3是圖1的氣缸的示例性對(duì)數(shù)標(biāo)度壓力-容積(PV)圖；圖4是當(dāng)存在正閥重疊(當(dāng)排氣閥打開得比進(jìn)氣閥關(guān)閉得早時(shí))圖1的氣缸的示例性對(duì)數(shù)標(biāo)度壓力-容積(PV)圖；圖5是當(dāng)進(jìn)氣閥打開時(shí)的氣缸容積小于排氣閥關(guān)閉時(shí)的氣缸容積(VIVO＜VEVC)時(shí)TDC(上止點(diǎn))周圍的示例性對(duì)數(shù)標(biāo)度壓力-容積(PV)圖；圖6是當(dāng)進(jìn)氣閥打開時(shí)的氣缸容積大于排氣閥關(guān)閉時(shí)的氣缸容積(VIVO＞VEVC)時(shí)TDC(上止點(diǎn))周圍的示例性對(duì)數(shù)標(biāo)度壓力-容積(PV)圖；圖7是當(dāng)進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)的氣缸容積大于排氣閥打開時(shí)的氣缸容積(VIVC＞VEVO)時(shí)BDC(下止點(diǎn))周圍的示例性對(duì)數(shù)標(biāo)度壓力-容積(PV)圖；以及圖8是當(dāng)進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)的氣缸容積小于排氣閥打開時(shí)的氣缸容積(VIVC＜VEVO)時(shí)BDC(下止點(diǎn))周圍的示例性對(duì)數(shù)標(biāo)度壓力-容積(PV)圖。具體實(shí)施方式參考圖式，其中相同的參考數(shù)字是指相同部件，圖1示意地說明具有發(fā)動(dòng)機(jī)組件12的車輛10。發(fā)動(dòng)機(jī)組件12包括用于燃燒空氣-燃料混合物以產(chǎn)生輸出轉(zhuǎn)矩的內(nèi)燃機(jī)14(在本文稱為發(fā)動(dòng)機(jī)14)。發(fā)動(dòng)機(jī)組件12包括與發(fā)動(dòng)機(jī)14流體連通的進(jìn)氣歧管16。進(jìn)氣歧管16可以被配置成接收來自大氣的新鮮空氣。進(jìn)氣歧管16流體地耦合到發(fā)動(dòng)機(jī)14并且能夠?qū)⒖諝? 引導(dǎo)到發(fā)動(dòng)機(jī)14中。發(fā)動(dòng)機(jī)組件12包括排氣歧管18，所述排氣歧管18與發(fā)動(dòng)機(jī)14流體連通并且能夠接收來自發(fā)動(dòng)機(jī)14的廢氣。參考圖1，發(fā)動(dòng)機(jī)14包括具有至少一個(gè)氣缸22的發(fā)動(dòng)機(jī)組20。氣缸22具有界定缸膛26的內(nèi)氣缸表面24。缸膛26沿孔軸線28延伸?？纵S線28沿缸膛26的中心延伸?；钊?0定位在氣缸22內(nèi)側(cè)?；钊?0被配置成在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間沿孔軸線28在氣缸22內(nèi)側(cè)移動(dòng)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)14包括樞轉(zhuǎn)地連接到活塞30的桿32。由于桿32與活塞30之間的樞轉(zhuǎn)連接，桿32相對(duì)于孔軸線28的定向隨著活塞30沿孔軸線28移動(dòng)而改變。桿32樞轉(zhuǎn)地耦合到曲柄軸34。因此，桿32的移動(dòng)(由活塞30的移動(dòng)引起)導(dǎo)致曲柄軸34繞其中心36旋轉(zhuǎn)。諸如銷的緊固件38可移動(dòng)地將桿32耦合到曲柄軸34。曲柄軸34界定延伸在曲柄軸34的中心36與緊固件38之間的曲柄軸線40。參考圖1，界定從孔軸線28到曲柄軸線40的曲柄角42。隨著活塞30沿孔軸線28往復(fù)運(yùn)動(dòng)，曲柄角42由于曲柄軸34繞其中心36旋轉(zhuǎn)而改變。因此，活塞30在氣缸22中的位置可以曲柄角42表達(dá)?；钊?0可在氣缸22內(nèi)于上止點(diǎn)(TDC)位置(即，當(dāng)活塞30的頂部在線41處時(shí))與下止點(diǎn)(BDC)位置(即，當(dāng)活塞30的頂部在線43處時(shí))之間移動(dòng)。TDC位置是指其中活塞30最遠(yuǎn)離曲柄軸34的位置，而BDC位置是指其中活塞30最接近曲柄軸34的位置。當(dāng)活塞30在TDC位置中時(shí)(參照線41)，曲柄角42可以是零(0)度。當(dāng)活塞30是在BDC位置中時(shí)(參照線43)，曲柄角42可以是一百八十(180)度。參考圖1，發(fā)動(dòng)機(jī)14包括與進(jìn)氣歧管16和氣缸22這兩者流體連通的至少一個(gè)進(jìn)氣口44。進(jìn)氣口44允許諸如空氣的氣體從進(jìn)氣歧管16流到缸膛26。發(fā)動(dòng)機(jī)14包括能夠控制進(jìn)氣歧管16與歧管22之間的氣體流量的至少一個(gè)進(jìn)氣閥46。每一個(gè)進(jìn)氣閥46部分設(shè)置在進(jìn)氣口44中并且可相對(duì)于進(jìn)氣口44在關(guān)閉位置48與打開位置52(以虛線示出)之間沿由雙向箭頭50指示的方向移動(dòng)。當(dāng)進(jìn)氣閥46是在打開位置52中時(shí)，諸如空氣的氣體可通過進(jìn)氣口44從進(jìn)氣歧管16流到氣缸22。當(dāng)進(jìn)氣閥46是在關(guān)閉位置48中時(shí)，諸如空氣的氣體被禁止通過進(jìn)氣口44流動(dòng)到進(jìn)氣歧管16 與氣缸22之間。第一凸輪相位器54可以控制進(jìn)氣閥46的移動(dòng)。參考圖1，發(fā)動(dòng)機(jī)14可以接收來自燃料源56的燃料。燃料可以利用本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的任何類型的噴射器來噴射并且被噴射穿過發(fā)動(dòng)機(jī)14中的任何位置(例如，端口燃料噴射和直接噴射)。如上所述，發(fā)動(dòng)機(jī)14可燃燒空氣-燃料混合物，從而產(chǎn)生廢氣。參考圖1，至少一個(gè)氣缸22操作地連接到火花塞55。火花塞55能夠產(chǎn)生電火花以點(diǎn)燃?xì)飧?2中的壓縮空氣-燃料混合物。應(yīng)當(dāng)理解，發(fā)動(dòng)機(jī)14可以包括具有對(duì)應(yīng)的火花塞的多個(gè)氣缸。發(fā)動(dòng)機(jī)14進(jìn)一步包括與排氣歧管18流體連通的至少一個(gè)排氣口58。排氣口58也與氣缸22流體連通并且將排氣歧管18和氣缸22流體地互連。因此，廢氣可通過排氣口58從氣缸22流到排氣歧管18。發(fā)動(dòng)機(jī)14進(jìn)一步包括能夠控制氣缸22與排氣歧管18之間的廢氣流量的至少一個(gè)排氣閥60。每一個(gè)排氣閥60部分設(shè)置在排氣口58中并且可相對(duì)于排氣口58在關(guān)閉位置62與打開位置64(以虛線示出)之間沿由雙向箭頭66指示的方向移動(dòng)。當(dāng)排氣閥60是在打開位置64中時(shí)，廢氣可通過排氣口58從氣缸22流到排氣歧管18。當(dāng)排氣閥60是在關(guān)閉位置62中時(shí)，廢氣被禁止通過排氣口58流動(dòng)到氣缸22與排氣歧管18之間。第二凸輪相位器68可以控制排氣閥60的移動(dòng)。另外，第二凸輪相位器68可以獨(dú)立于第一凸輪相位器54操作。參照?qǐng)D1，發(fā)動(dòng)機(jī)組件12包括控制器70，該控制器70可操作地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)14或者與發(fā)動(dòng)機(jī)14電子連通。參照?qǐng)D1，控制器70包括至少一個(gè)處理器72和至少一個(gè)存儲(chǔ)器74(或任何非瞬變有形的計(jì)算機(jī)可讀存貯介質(zhì))，在其上記錄有執(zhí)行方法100的指令，如圖2A所示，并在以下描述。存儲(chǔ)器74可存儲(chǔ)控制器可執(zhí)行指令集，且處理器72可執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器74中的控制器可執(zhí)行指令集。圖1的控制器70特別地被編程以執(zhí)行方法100的步驟并可接收來自各傳感器的輸入。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)組件12可包括與進(jìn)氣歧管16和控制器70連通(例如，電子連通)的第一壓力傳感器76，如圖1所示。第一壓力傳感器76能夠測(cè)量進(jìn)氣歧管16中的氣體(例如，空氣)的壓力(即，進(jìn)氣歧管壓力)并將輸入信號(hào)發(fā)送到控制器70。控制器70可基于來自第一壓 力傳感器76的輸入信號(hào)來確定進(jìn)氣歧管壓力。發(fā)動(dòng)機(jī)組件12可包括與進(jìn)氣歧管16和控制器70電子連通的空氣流量傳感器90。發(fā)動(dòng)機(jī)組件12可包括與控制器70和排氣歧管18連通(例如，電子連通)的第二壓力傳感器78，如圖1所示。第二壓力傳感器78能夠測(cè)量排氣歧管中的氣體的壓力(即，排氣歧管壓力)并將輸入信號(hào)發(fā)送到控制器70。控制器70可基于來自第二壓力傳感器78的輸入信號(hào)來確定排氣歧管壓力。此外，基于其他方法或傳感器，而無需第二壓力傳感器78，控制器70可被編程以確定排氣歧管壓力。排氣歧管壓力可以通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方法或機(jī)制來估算?？刂破?0與第一和第二凸輪相位器54、68連通并因此控制進(jìn)氣閥和排氣閥46、60的操作?？刂破?0還與配置成分別檢測(cè)第一和第二凸輪相位器54、68的位置的第一和第二位置傳感器53、67連通。參照?qǐng)D1，曲柄傳感器80是可操作的以監(jiān)測(cè)曲柄軸旋轉(zhuǎn)位置，即曲柄軸角和速度。第三壓力傳感器82可以被應(yīng)用以獲得至少一個(gè)氣缸22的氣缸內(nèi)燃燒壓力。第三壓力傳感器82可以通過控制器70監(jiān)測(cè)以確定用于每個(gè)燃燒循環(huán)的每個(gè)氣缸22的凈有效壓力(NMEP)。圖2A的方法100可以應(yīng)用于具有火花點(diǎn)火模式的發(fā)動(dòng)機(jī)14。在火花點(diǎn)火模式，由于后處理系統(tǒng)需要例如化學(xué)計(jì)量的空氣與燃燒比以滿足嚴(yán)格的排放法規(guī)，故噴射到氣缸22中的燃料的質(zhì)量與空氣流相關(guān)聯(lián)。當(dāng)轉(zhuǎn)矩需求比空氣流變化快時(shí)，期望燃燒定相(CAd)可用于滿足轉(zhuǎn)矩需求。參照?qǐng)D2A，示出了存儲(chǔ)于圖1的控制器70上并由圖1的控制器70執(zhí)行的方法100的流程圖。方法100被應(yīng)用于基于期望燃燒定相(CAd)來控制發(fā)動(dòng)機(jī)組件12中的轉(zhuǎn)矩。方法100不必按照本文所述特定順序來應(yīng)用。此外，應(yīng)當(dāng)理解的是一些步驟可以去掉。所述控制器70被編程以確定期望燃燒定相(CAd)用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)14的轉(zhuǎn)矩輸出。該期望燃燒定相(CAd)至少部分基于轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求(TR)以及至少一個(gè)氣缸22的壓力-容積(PV)圖(比如圖3中的實(shí)例圖200)。轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求(TR)可以響應(yīng)于操作員輸入或由控制器70監(jiān)測(cè)的自動(dòng)啟動(dòng)條件?？刂破?0配置成接收來自操作員的輸入信號(hào)(比如通過加速器踏板84和 制動(dòng)踏板86)以確定轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求(TR)。期望燃燒定相(CAd)可以通過對(duì)應(yīng)于50％的所燃燒燃料來表征，其中活塞30在TDC(上止點(diǎn))位置之后(見線41)。方法100假設(shè)基于物理學(xué)恒定容積模型中的瞬時(shí)燃燒，使得一旦進(jìn)氣閥46或排氣閥60打開，氣缸壓力瞬時(shí)地與外部壓力(比如進(jìn)氣或排氣歧管壓力)平衡。來自包括第三壓力傳感器82的上述傳感器的數(shù)據(jù)可以用于校準(zhǔn)模型。參照?qǐng)D2A，方法100可以從方框102開始，其中至少部分地基于至少一個(gè)氣缸的相應(yīng)氣缸容積(VCA)、預(yù)定第一常數(shù)(γ)、預(yù)定第二常數(shù)(k1)和預(yù)定第三常數(shù)(k2)，控制器70被編程成或配置成獲得用于多個(gè)曲柄角(CA)中的每一個(gè)的第一參數(shù)(Z1)，使得：Z1＝[(k1*CA+k2)*(VCA)γ-1](1)。換句話說，第一參數(shù)(Z1)的各值在各曲柄角(CA)處獲得。圖2B示出了第一參數(shù)(Z1)(由軸線152表示)對(duì)曲柄角(CA)(由軸線154表示)的曲線圖150。每個(gè)曲柄角(CA)處的相應(yīng)氣缸容積(VCA)可以通過已知滑塊曲柄等式、曲柄軸34的位置(經(jīng)由圖1的曲柄傳感器80)和第一和第二凸輪軸54、68的相應(yīng)位置(分別經(jīng)由第一和第二位置傳感器53、67)來確定?？刂破?0可以存儲(chǔ)存儲(chǔ)器74中的預(yù)定第一、第二和第三常數(shù)(γ、k1、k2)。預(yù)定第一常數(shù)(γ)為多變系數(shù)。在非限制性實(shí)例中，預(yù)定第一常數(shù)(γ)為約1.4。預(yù)定第二常數(shù)(k1)和預(yù)定第三常數(shù)(k2)可以通過校準(zhǔn)獲得。例如，預(yù)定第二常數(shù)(k1)和預(yù)定第三常數(shù)(k2)可以通過建模各種發(fā)動(dòng)機(jī)速度(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))下的燃燒系統(tǒng)(η)(η＝k1*CA+k2)來獲得。在圖2A的框104中，控制器70被編程為獲得下文等式(2)中的第一、第二以及第三系數(shù)(a、b、c)。該第一參數(shù)(Z1)近似于具有第一、第二和第三系數(shù)(a、b、c)的多個(gè)曲柄角(CA)的二次函數(shù)，以使得：Z1＝[a*CA2+b*CA+c](2)。該第一、第二和第三系數(shù)(a、b、c)可通過分析圖2B或者通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其他方法來獲得。在圖2A的框106中，控制器70被編程為獲得第二參數(shù)(Z2)，其作為對(duì)數(shù)標(biāo)度壓力-容積(PV)圖中的多個(gè)幾何形狀的相應(yīng)幾何面積的和，例如：Z2＝(AR+AT1+AT2)(3)。在此，AR是對(duì)數(shù)標(biāo)度壓力-容積(PV)圖中的矩形(R)的面積(在圖4中帶有淡淡的陰影并且標(biāo)為“R”)。附加地，AT1和AT2是對(duì)數(shù)標(biāo)度壓力-容積(PV)圖中的第一和第二三角形(T1、T2)的相應(yīng)面積(在圖5-6中標(biāo)為“T1”而在圖7-8中標(biāo)為T2”)。正如下文將討論的是，圖3-8是在進(jìn)氣閥46和排氣閥60的各個(gè)位置處的示例對(duì)數(shù)標(biāo)度壓力-容積(PV)圖。在圖2A的框108中，控制器70被編程為獲得第三參數(shù)(Z3)，其作為第二參數(shù)(Z2)和扭矩請(qǐng)求(TR)和pi(π)的乘積的和，以使得：[Z3＝Z2+(TR*π)](4)。在圖2A的框110中，控制器70被編程為至少部分地基于第三參數(shù)(Z3)、燃料質(zhì)量(mf)、第一、第二和第三系數(shù)(a、b、c)、當(dāng)排氣閥60打開時(shí)(朝向打開活塞64移動(dòng))氣缸22的容積(VEVO)、預(yù)定第一常數(shù)(γ)、預(yù)定第二常數(shù)(k1)、預(yù)定第三常數(shù)(k2)和預(yù)定第四常數(shù)(QLHV)來獲得期望燃燒定相(CAd)。期望的燃燒定相(CAd)可通過求解以下二次等式來獲得：aVEVO1-γCAd2-(k1-bVEVO1-γ)CAdes-k2+cVEVO1-γ=-Z3QLHVmf---(5).]]>等式(5)中的燃料質(zhì)量(mf)可確定為空氣質(zhì)量除以化學(xué)計(jì)量空燃比(AFR)[mf＝空氣質(zhì)量/化學(xué)計(jì)量AFR]。參照?qǐng)D1，空氣質(zhì)量可通過空氣流量傳感器90或者任何其他合適的方法獲得，其可操作地連接于進(jìn)氣歧管16。在運(yùn)行期間，通過控制器70將處于火花點(diǎn)火模式的發(fā)動(dòng)機(jī)14控制成化學(xué)計(jì)量空燃比，該化學(xué)計(jì)量空燃比(AFR)是當(dāng)將提供確切地足夠的空氣以完整地燃燒所有燃料時(shí)的燃燒過程中存在的空燃比。應(yīng)理解的是，可采用評(píng)估空氣質(zhì)量與燃料質(zhì)量比(mf)的任何其他方法。該控制器70可將預(yù)定的第四常量(QLHV)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器74中，該第四常量是燃料的 低熱值。在非限制的示例中，該預(yù)定的第四常量(QLHV)在每千克44和46MJ之間。在圖2A的框112中，可控制器70被編程為獲得最優(yōu)燃燒定相(CAm)，用以使得至少一個(gè)氣缸22的凈平均有效壓力(NMEP)最大。該最優(yōu)燃燒定相(CAm)至少部分地基于第一和第二系數(shù)(a、b)、在至少一個(gè)排氣閥60打開時(shí)至少一個(gè)氣缸22的容積(VEVO)、預(yù)定第一常數(shù)(γ)和預(yù)定第二常數(shù)(k1)?？梢酝ㄟ^如下尋求使得圖3中示出的平行四邊形的面積(A)最大的解來獲得該最優(yōu)燃燒定相(CAm)(其中，CAm是燃燒定相)：Theareaofparallelogram≈QLHVmf(aVEVO1-γCAc2-(k1-bVEVO1-γ)CAc-k2+cVEVO1-γ)···∂∂CAcTheareaofparallelogram≈QLHVmf(-2aVEVO1-γCAc+k1-bVEVO1-γ)⇒∂∂CAcTheareaofparallelogram|CAm=0···CAm=k1-bVEVO1-γ2aVEVO1-γ---(6).]]>在圖2A的框114中，可控制器70被編程為至少部分地基于期望燃燒定相(CAd)、最優(yōu)燃燒定相(CAm)來確定用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)14的扭矩輸出的期望火花正時(shí)(SPd)。假定針對(duì)最大扭矩來校準(zhǔn)預(yù)定的標(biāo)稱火花正時(shí)(SPnom)，實(shí)現(xiàn)扭矩需求的期望火花正時(shí)(SPd)(在燃燒TDC之前的曲柄角，例如由線條41指示)如下獲得：SPd＝SPnom+h*(CAd-CAm)(7)。在此，預(yù)定轉(zhuǎn)換因子(h)是將燃燒階段轉(zhuǎn)換成火花正時(shí)的正因子。可通過校準(zhǔn)來獲得預(yù)定標(biāo)稱火花正時(shí)(SPnom)和預(yù)定轉(zhuǎn)換因子(h)?，F(xiàn)參照?qǐng)D3-8，例如上文相對(duì)于框106的描述，示出示例的對(duì)數(shù)標(biāo)度壓力-容積(PV)圖。在圖3-8的每個(gè)中，垂直軸線表示氣缸22中壓力的對(duì)數(shù)(在圖3中表示為“LP”)，而水平軸線表示氣缸22的容積的對(duì)數(shù)(在圖3中表示為“LV”)。矩形(R)的面積(AR)可從圖4中獲得。第一和第二三角形(T1、T2)的面積(AT1、AT2)可分別從圖5-6和7-8獲得。第一參數(shù)(F1)表示由氣缸22完成的工作。參照?qǐng)D3，平行四邊形的面積(在圖3中指示為 “A”)表示當(dāng)進(jìn)氣閥46的閉合時(shí)由氣缸22所完成的工作，而排氣閥60的打開圍繞氣缸22的下止點(diǎn)(BDC)(由線條43指示)對(duì)稱，呈現(xiàn)多變壓縮和膨脹。圖3中的附圖標(biāo)記202指示結(jié)束燃燒點(diǎn)(EOC)，其在該申請(qǐng)中假定與開始燃燒點(diǎn)(SOC)相同。氣缸22界定隨著進(jìn)氣閥46和排氣閥60的相應(yīng)關(guān)閉和打開改變的多個(gè)氣缸容積(圖1中的“V”)。多個(gè)氣缸容積(V)包括：當(dāng)(最后一個(gè))排氣閥60關(guān)閉(朝位置62移動(dòng))時(shí)的第一氣缸容積(VEVC)；當(dāng)排氣閥60打開(朝位置64移動(dòng))時(shí)的第二氣缸容積(VEVO)；當(dāng)進(jìn)氣閥46打開(朝位置52移動(dòng))時(shí)的第三氣缸容積(VIVO)；以及當(dāng)(最后一個(gè))進(jìn)氣閥46關(guān)閉(朝位置48移動(dòng))時(shí)的第四氣缸容積(VIVC)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)14裝配有多個(gè)進(jìn)氣閥46(或多個(gè)排氣閥60)時(shí)，閥打開定時(shí)可以被定義為任一個(gè)進(jìn)氣閥打開的定時(shí)，且閥關(guān)閉定時(shí)可以被定義為所有閥關(guān)閉的時(shí)刻。如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，氣缸余隙容積(Vc)是當(dāng)活塞30的頂部處于上止點(diǎn)(TDC)(由41指示)時(shí)氣缸22的容積。氣缸余隙容積在圖3到6中被指示為“Cv”。最大氣缸容積在圖7到8中被指示為“Mv”。氣缸容積(V)可以通過使用全部在圖1中所示的已知滑塊曲柄等式、曲柄軸34的位置(經(jīng)由曲柄傳感器80)以及第一凸輪軸54和第二凸輪軸68的相應(yīng)位置(分別經(jīng)由第一傳感器53和第二位置傳感器67)來確定。氣缸壓力(氣缸內(nèi)燃燒壓力)可以使用第三壓力傳感器82來測(cè)量。第三壓力傳感器82可以通過控制器70監(jiān)測(cè)以確定用于每個(gè)燃燒循環(huán)的每個(gè)氣缸22的凈有效壓力(NMEP)。如上所述，矩形(R)的面積(AR)可從圖4中獲得。當(dāng)排氣閥60關(guān)閉的定時(shí)(EVC，由圖4到6中的數(shù)字210指示)遲于或等于進(jìn)氣閥46打開的定時(shí)(IVO，由圖4到6中的數(shù)字212指示)(即，正閥重疊)時(shí)，圖4中的矩形(R)的面積(AR)表示泵抽工作。通過以下等式(8)可知，矩形(R)的面積(AR)是至少部分基于進(jìn)氣歧管壓力(pi)、排氣歧管壓力(pe)、氣缸容積(VEVC)、氣缸容積(VEVO)和氣缸容積(VIVO)Theareaofsqure(pe-pi)(VEVO-VEVC)ifIVO<EVC(pe-pi)(VEVO-VIVO)Otherwise---(8).]]>參考圖4到7，排氣歧管壓力(pe)的算法是由線205指示，且進(jìn)氣歧管壓力(pi)的算法是由線206指示。如上所述，第一個(gè)三角形(T1)的面積(AT1)可以從圖5到6中獲得。第一個(gè)三角形(T1)的面積(AT1)表示當(dāng)排氣閥60關(guān)閉(在本文稱為“EVC”)早于進(jìn)氣閥46打開的定時(shí)(在本文稱為“IVO”)(即，負(fù)閥重疊)且(VIVO＞VEVC)或反之亦然時(shí)的泵抽工作。在圖5中，IVO時(shí)的氣缸容積小于EVC時(shí)的氣缸容積(VIVO)在圖6中，IVO時(shí)的氣缸容積大于EVC時(shí)的氣缸容積(VIVO＞VEVC)；其中負(fù)閥重疊(當(dāng)EVC早于IVO時(shí))。第一個(gè)三角形(T1)的面積(AT1)可以表達(dá)如下：Theareaoftriangle1=∫VEVCVIVO(pe-pe(VEVCV)γ)dV=pe(VIVO-VEVC)-peVEVCγ1-γ(VIVO1-γ-VEVC1-γ)---(9).]]>參考圖7到8，示出了進(jìn)氣閥46關(guān)閉的定時(shí)(在本文稱為“IVC”，208)和排氣閥60打開的定時(shí)(在本文稱為“EVO”，204)在BDC周圍不對(duì)稱時(shí)的示例性對(duì)數(shù)標(biāo)度PV圖。第二個(gè)三角形(T2)的面積(AT2)可以從圖7到8中獲得。第二個(gè)三角形(T2)的面積(AT2)可以表達(dá)如下：Theareaoftriangle2=∫VEVOVIVC(pi(VIVCV)γ-pi)dV=piVIVCγ1-γ(VIVC1-γ-VEVO1-γ)-pi(VIVC-VEVO)---(10).]]>通過以上等式(9)可知，第一個(gè)三角形(T1)的面積(AT1)是至少部分基于進(jìn)氣歧管壓力(pi)、排氣歧管壓力(pe)、氣缸容積(VEVC)和氣缸容積(VIVO)。如以上等式(4)可知，第二個(gè)三角形(T2)的面積(AT2)是至少部分基于進(jìn)氣歧管壓力(pi)、排氣歧管壓力(pe)、氣缸容積(VEVO)和氣缸容積(VIVC)?？偠灾谕紵ㄏ?CAd)適合于產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求(TR)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。方法100(和執(zhí)行方法100的控制器70)通過以所需要的最小校準(zhǔn)量實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩輸出的控制來改進(jìn)車輛的運(yùn)行。因此，方法100(和執(zhí)行方法100的控制器70)不僅僅是抽象理論，而且 本質(zhì)上涉及車輛10的運(yùn)行和發(fā)動(dòng)機(jī)14的(物理)輸出。方法100可以在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間連續(xù)執(zhí)行作為開環(huán)操作。方法100假設(shè)恒定容積模型中的瞬時(shí)燃燒，使得一旦進(jìn)氣閥46或排氣閥60打開，氣缸壓力瞬時(shí)地與外部壓力(諸如進(jìn)氣或排氣歧管壓力)平衡。因此，對(duì)數(shù)標(biāo)度PV圖是由如圖3到8中所示的具有尖銳邊緣的幾何形狀組成。為了利用方法100的理論P(yáng)V圖嚴(yán)格地逼近真正發(fā)動(dòng)機(jī)的PV圖，可以(如以下等式組(11)中所示)利用參數(shù)DIVC、DIVO、DEVC和DEVO調(diào)整閥定時(shí)，該參數(shù)是描述曲柄角(CA)中進(jìn)氣閥46和排氣閥60的實(shí)際和有效關(guān)閉和打開定時(shí)之間的差，且可被校準(zhǔn)為發(fā)動(dòng)機(jī)速度或其他變量的函數(shù)。此處IVC、IVO、EVC和EVO分別是進(jìn)氣閥46和排氣閥60的實(shí)際關(guān)閉和打開定時(shí)，IVCEFF、IVOEFF、EVCEFF和EVOEFF分別是進(jìn)氣閥46和排氣閥60的有效關(guān)閉和打開定時(shí)；IVCEFF＝IVC-DIVCIVOEFF＝IVO+DIVOEVCEFF＝EVC-DEVCEVOEFF＝EVO+DEVO(11)。圖1的控制器70可為車輛10的其它控制器(諸如發(fā)動(dòng)機(jī)控制器)的整合部分，或?yàn)榭刹僮鞯剡B接至所述其它控制器的單獨(dú)模塊。車輛10可為任何載客車輛或商務(wù)車輛，諸如混合電動(dòng)車輛，其包括插入式混合電動(dòng)車輛、增程式電動(dòng)車輛或其它車輛。車輛10可采取多種不同形式且包括多個(gè)和/或可選部件和設(shè)備?？刂破?0包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(也被稱作處理器可讀介質(zhì))，其包括參與提供數(shù)據(jù)(例如，指令)的任何非暫時(shí)性(例如，有形)介質(zhì)，所述數(shù)據(jù)可由計(jì)算機(jī)(例如，由計(jì)算機(jī)的處理器)讀取。這種介質(zhì)可采取多種形式，其包括但不限于，非易失性介質(zhì)和易失性介質(zhì)。非易失性介質(zhì)可包括，例如光盤或磁盤以及其它持久存儲(chǔ)器。易失性介質(zhì)可包括，例如動(dòng)態(tài)隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(DRAM)，其可構(gòu)成主存儲(chǔ)器。這種指令可由一種或多種傳輸介質(zhì)傳輸，所述傳輸介質(zhì)包括同軸纜線、銅線和光纖，其包括包含耦合到計(jì)算機(jī)處理器的系統(tǒng)總線的線。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的一些形式包括，例如軟式磁碟片、軟盤、硬盤、磁帶、任何其它磁性介質(zhì)、CD-ROM、DVD、 任何其它任何光學(xué)介質(zhì)、穿孔卡、紙帶、帶有穿孔圖案的任何其它物理介質(zhì)、RAM、PROM、EPROM、閃速EEPROM、任何其它存儲(chǔ)器芯片或盒式磁帶，或任何其它計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。查閱表、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)或本文所述的其它數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)可包括各種類型用于存儲(chǔ)、訪問和檢索各種類型數(shù)據(jù)的機(jī)構(gòu)，其包括層級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)、文件系統(tǒng)中的文件集、專用格式的應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(RDBMS)等。每個(gè)這種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)可包括在采用諸如上述計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)之一的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的計(jì)算裝置內(nèi)，且可以多種方式中的任意一種或多種經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)訪問。文件系統(tǒng)可從計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)訪問，且可包括以各種格式存儲(chǔ)的文件。除了用于創(chuàng)建、存儲(chǔ)、編輯和執(zhí)行所存儲(chǔ)程序的語言(諸如上述PL/SQL語言)，RDBMS還可采用結(jié)構(gòu)化查詢語言(SQL)。具體實(shí)施方式和附圖或圖形支持且描述本發(fā)明，但本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求書限定。盡管已對(duì)用于實(shí)現(xiàn)所要求保護(hù)的公開的一些最佳模式和其它實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但也存在用于實(shí)踐所附權(quán)利要求書中所限定的發(fā)明的各種可選設(shè)計(jì)和實(shí)施例。此外，附圖中所示實(shí)施例或本說明書中所提及的各種實(shí)施例的特點(diǎn)不一定被理解成相互獨(dú)立的實(shí)施例。而是，有可能在一個(gè)實(shí)施例的示例之一中所描述的特點(diǎn)之一可與其它實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)其它期望特點(diǎn)相結(jié)合，導(dǎo)致未用措辭或參照附圖描述的其它實(shí)施例。因此，這種其它實(shí)施例落入所附權(quán)利要求書的范圍框架之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3