基于燃料燃燒的持續(xù)時間而控制點火正時的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于燃料燃燒的持續(xù)時間而控制點火正時的系統(tǒng)及方法。根據(jù)本公開的原理的系統(tǒng)包括第一燃燒持續(xù)時間模塊和點火控制模塊。第一燃燒持續(xù)時間模塊確定從當氣缸內(nèi)的第一預定百分率的燃料質(zhì)量被燃燒時的第一時間到當?shù)诙A定百分率的燃料質(zhì)量被燃燒時的第二時間的、發(fā)動機氣缸內(nèi)的至少一部分的燃料燃燒的第一持續(xù)時間。點火控制模塊控制火花塞，從而基于第一燃燒持續(xù)時間來調(diào)整氣缸的點火正時。
【專利說明】基于燃料燃燒的持續(xù)時間而控制點火正時的系統(tǒng)及方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求于2015年3月5日提交的美國臨時專利申請第62/128,741號的權(quán)益。上述臨時專利申請的全部公開內(nèi)容以參考的方式并入本文中。
[0002]本申請與在2015年4月17日提交的美國專利申請第14/689，741號(HDP參考編號8540P-001485)有關(guān)，該專利申請要求于2015年3月5日提交的美國臨時專利申請第62/128，700號的權(quán)益。上述專利申請的全部公開內(nèi)容以參考的方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開涉及內(nèi)燃發(fā)動機，更具體地涉及基于在發(fā)動機氣缸內(nèi)的燃料燃燒的持續(xù)時間而控制點火正時的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0004]此文所提供的【背景技術(shù)】說明是以對本公開的內(nèi)容作一般性說明為目的。本發(fā)明人的工作(即在此【背景技術(shù)】部分中所描述的工作)以及說明書中關(guān)于某些尚未成為申請日之前的描述的方面，無論是以明確或隱含的方式均不被視為針對于本公開的現(xiàn)有技術(shù)。
[0005]內(nèi)燃發(fā)動機燃燒在氣缸內(nèi)的空氣與燃料混合物以便驅(qū)動活塞，由此產(chǎn)生驅(qū)動扭矩。利用節(jié)氣門調(diào)節(jié)進入發(fā)動機的空氣流量。更具體地，節(jié)氣門調(diào)整節(jié)氣門面積，由此增加或減小進入發(fā)動機的空氣流量。當節(jié)氣門面積增大時，進入發(fā)動機的空氣流量增加。燃料控制系統(tǒng)調(diào)整噴射燃料的速率，從而將期望的空氣/燃料混合物提供給氣缸并且/或者實現(xiàn)期望的扭矩輸出。增加提供給氣缸的空氣和燃料的量可增加發(fā)動機的扭矩輸出。
[0006]在火花點火發(fā)動機中，火花引發(fā)提供給氣缸的空氣/燃料混合物的燃燒。點火正時和空氣流量可以是用于調(diào)整火花點火發(fā)動機的扭矩輸出的主要途徑。各種參數(shù)可用于表征在氣缸內(nèi)的空氣/燃料混合物的燃燒。這些參數(shù)可包括層流火焰速度及0-50燃燒持續(xù)時間。層流火焰速度是指火焰在層流狀態(tài)中在氣缸內(nèi)傳播的速度。0-50燃燒持續(xù)時間是指從氣缸內(nèi)0%的燃料質(zhì)量被燃燒的時間到50%的燃料質(zhì)量被燃燒的時間的燃燒持續(xù)時間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本公開原理的系統(tǒng)包括第一燃燒持續(xù)時間模塊和點火控制模塊。第一燃燒持續(xù)時間模塊確定在發(fā)動機氣缸內(nèi)的至少一部分的燃料燃燒的第一持續(xù)時間，該第一持續(xù)時間是從第一預定百分率的氣缸內(nèi)燃料質(zhì)量被燃燒的第一時間到第二預定百分率的燃料質(zhì)量被燃燒時的第二時間。點火控制模塊控制火花塞從而基于第一燃燒持續(xù)時間來調(diào)整氣缸的點火正時。
[0008]本發(fā)明還公開了以下方案。
[0009]方案1.一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
第一燃燒持續(xù)時間模塊，所述第一燃燒持續(xù)時間模塊確定發(fā)動機的氣缸內(nèi)的至少一部分的燃料燃燒的第一持續(xù)時間，所述第一持續(xù)時間是從當在所述氣缸內(nèi)的第一預定百分率的燃料質(zhì)量被燃燒時的第一時間到當?shù)诙A定百分率的燃料質(zhì)量被燃燒時的第二時間；和點火控制模塊，所述點火控制模塊控制火花塞從而基于所述第一燃燒持續(xù)時間而調(diào)整所述氣缸的點火正時。
[0010]方案2.如方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述第一燃燒持續(xù)時間模塊基于與所述氣缸相關(guān)聯(lián)的進氣凸輪相位器的測量位置和與所述氣缸相關(guān)聯(lián)的排氣凸輪相位器的測量位置而確定所述第一燃燒持續(xù)時間。
[0011]方案3.如方案2所述的系統(tǒng)，還包括第二燃燒持續(xù)時間模塊，所述第二燃燒持續(xù)時間模塊基于所述進氣凸輪相位器的目標位置和所述排氣凸輪相位器的目標位置而確定從所述第一時間到所述第二時間的所述燃料燃燒的第二持續(xù)時間，其中所述點火控制模塊基于所述第一和第二燃燒持續(xù)時間調(diào)整所述點火正時。
[0012]方案4.如方案3所述的系統(tǒng)，還包括目標相位器位置模塊，所述目標相位器位置模塊基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和提供給所述氣缸的空氣的量而確定所述進氣和排氣凸輪相位器的目標位置。
[0013]方案5.如方案3所述的系統(tǒng)，其中，所述點火控制模塊基于所述第一燃燒持續(xù)時間與所述第二燃燒持續(xù)時間之間的差值而調(diào)整所述點火正時。
[0014]方案6.如方案5所述的系統(tǒng)，其中，所述點火控制模塊調(diào)整所述點火正時達等于所述第一燃燒持續(xù)時間減去所述第二燃燒持續(xù)時間的量。
[0015]方案7.如方案3所述的系統(tǒng)，其中，所述第一燃燒持續(xù)時間模塊基于第一火焰速度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、提供給所述氣缸的空氣的量和所述發(fā)動機的有效壓縮比而確定所述第一燃燒持續(xù)時間。
[0016]方案8.如方案7所述的系統(tǒng)，還包括:火焰速度模塊，所述火焰速度模塊基于所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速、提供給所述氣缸的空氣的量、所述測量的進氣凸輪相位器位置、所述測量的排氣凸輪相位器位置和大氣壓力而確定所述第一火焰速度。
[0017]方案9.如方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述第二燃燒持續(xù)時間模塊基于第二火焰速度、所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速、提供給所述氣缸的空氣的量和所述發(fā)動機的有效壓縮比而確定所述第二燃燒持續(xù)時間。
[0018]方案10.如方案9所述的系統(tǒng)，其中，所述火焰速度模塊基于所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速、提供給所述氣缸的空氣的量、所述目標進氣凸輪相位器位置、所述目標排氣凸輪相位器位置和所述大氣壓力而確定所述第二火焰速度。
[0019]方案11.一種方法，包括:
確定在發(fā)動機的氣缸內(nèi)的至少一部分的燃料燃燒的第一持續(xù)時間，所述第一持續(xù)時間是從當所述氣缸內(nèi)的第一預定百分率的燃料質(zhì)量被燃燒時的第一時間到當?shù)诙A定百分率的燃料質(zhì)量被燃燒時的第二時間；和
控制火花塞從而基于所述第一燃燒持續(xù)時間而調(diào)整所述氣缸的點火正時。
[0020]方案12.如方案11所述的方法，還包括:
基于與所述氣缸相關(guān)聯(lián)的進氣凸輪相位器的測量位置和與所述氣缸相關(guān)聯(lián)的排氣凸輪相位器的測量位置而確定所述第一燃燒持續(xù)時間。
[0021]方案13.如方案12所述的方法，還包括:
基于所述進氣凸輪相位器的目標位置和所述排氣凸輪相位器的目標位置而確定從所述第一時間到所述第二時間的所述燃料燃燒的第二持續(xù)時間；和基于所述第一和第二燃燒持續(xù)時間而調(diào)整所述點火正時。
[0022]方案14.如方案13所述的方法，還包括:
基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和提供給所述氣缸的空氣的量而確定所述進氣和排氣凸輪相位器的所述目標位置。
[0023]方案15.如方案13所述的方法，還包括:
基于所述第一燃燒持續(xù)時間與所述第二燃燒持續(xù)時間之間的差值而調(diào)整所述點火正時。
[0024]方案16.如方案15所述的方法，還包括:
調(diào)整所述點火正時達等于所述第一燃燒持續(xù)時間減去所述第二燃燒持續(xù)時間的量。
[0025]方案17.如方案13所述的方法，還包括:
基于第一火焰速度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、提供給所述氣缸的空氣的量和所述發(fā)動機的有效壓縮比而確定所述第一燃燒持續(xù)時間。
[0026]方案18.如方案17所述的方法，還包括:
基于所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速、提供給所述氣缸的空氣的量、所述測量的進氣凸輪相位器位置、所述測量的排氣凸輪相位器位置和大氣壓力而確定所述第一火焰速度。
[0027]方案19.如方案18所述的方法，還包括:
基于第二火焰速度、所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速、提供給所述氣缸的空氣的量和所述發(fā)動機有效壓縮比而確定所述第二燃燒持續(xù)時間。
[0028]方案20.如方案19所述的方法，還包括:
基于所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速、提供給所述氣缸的空氣的量、所述目標進氣凸輪相位器位置、所述目標排氣凸輪相位器位置和所述大氣壓力而確定所述第二火焰速度。
[0029]基于詳細說明、權(quán)利要求和附圖，本公開的進一步的應(yīng)用范圍將變得顯而易見。詳細說明和具體實例意圖只是為了說明的目的，而并非意圖限制本公開的范圍。
【附圖說明】
[0030]基于詳細說明和附圖，將更充分地理解本公開，在附圖中:
圖1是根據(jù)本公開原理的一個示例性發(fā)動機系統(tǒng)的功能方框圖；
圖2是根據(jù)本公開原理的一個示例性控制系統(tǒng)的功能方框圖；
圖3是根據(jù)本公開原理的一個示例性燃燒持續(xù)時間估計模塊和一個示例性點火控制模塊的功能方框圖；
圖4是說明根據(jù)本公開原理的控制點火正時的示例性方法的流程圖。
[0031]在附圖中，可重復使用附圖標記來標示相似和/或相同的元件。
【具體實施方式】
[0032]發(fā)動機控制系統(tǒng)通常利用將發(fā)動機工況與點火正時聯(lián)系起來的映射(例如，查找表)并基于發(fā)動機工況而調(diào)整點火正時。可對該映射進行校準從而獲得最佳點火正時，由此使燃料經(jīng)濟性最大化同時實現(xiàn)目標扭矩輸出。映射假設(shè)進氣和排氣凸輪相位器被調(diào)整到與發(fā)動機工況相對應(yīng)的校準位置。然而，在某些情況下，如在過渡工況期間(例如，當車輛正在加速時)，可將進氣和排氣凸輪相位器調(diào)整到遠離它們的校準位置。在這些情況下，利用映射所確定的點火正時可能無法實現(xiàn)對當前發(fā)動機工況為可能的最佳燃料經(jīng)濟性。
[0033]—些發(fā)動機控制系統(tǒng)使滯留在發(fā)動機氣缸內(nèi)部的殘留量模型化，并且當進氣和排氣凸輪相位器被調(diào)整遠離它們的校準位置時基于模型化的殘留量來調(diào)整點火正時。以這種方式調(diào)整點火正時可減小當進氣和排氣凸輪相位器被調(diào)整到遠離它們的校準位置達相對較小量時燃料經(jīng)濟性降低的量。然而，為了改進扭矩控制，現(xiàn)代的發(fā)動機應(yīng)用調(diào)整進氣和排氣凸輪相位器遠離它們的校準位置達相對較大的量(例如，65度)。為了這些應(yīng)用而基于模型化殘留量來調(diào)整點火正時會導致燃料經(jīng)濟性損失、低燃燒穩(wěn)定性、和在輕踩油門(加速)事件期間的發(fā)動機爆震。
[0034]根據(jù)本公開的系統(tǒng)及方法利用基于模型的方法來確定表征發(fā)動機中燃燒的各種參數(shù)，并且基于所確定的參數(shù)來調(diào)整發(fā)動機的點火正時。在一個實例中，該系統(tǒng)及方法基于某些發(fā)動機工況而確定層流火焰速度，基于流火焰速度而確定0-50燃燒持續(xù)時間，并且基于0-50燃燒持續(xù)時間而調(diào)整點火正時。發(fā)動機工況可包括測量的進氣和排氣凸輪相位器位置。
[0035]以這種方式調(diào)整點火正時可提高燃料經(jīng)濟性，并且在調(diào)整進氣和排氣凸輪相位器位置遠離它們的校準位置中提供更多的靈活性。另外，因為進氣和排氣凸輪相位器位置決定了何時調(diào)整點火正時，所以點火正時會更加精確。因此，可減小防止爆震所需的點火正時調(diào)整限的數(shù)量，這可提高對防爆震系統(tǒng)進行校準的容易度。
[0036]現(xiàn)在參照圖1，給出了示例性發(fā)動機系統(tǒng)100的功能方框圖。發(fā)動機系統(tǒng)100包括發(fā)動機102，該發(fā)動機102基于來自駕駛員輸入模塊104的駕駛員輸入而燃燒空氣/燃料混合物，從而產(chǎn)生用于車輛的驅(qū)動扭矩。發(fā)動機102可以是汽油火花點火內(nèi)燃發(fā)動機。
[0037]空氣經(jīng)過進氣系統(tǒng)108被吸入。進氣系統(tǒng)108包括進氣歧管110和節(jié)氣門112。例如，僅節(jié)氣門112可包括具有旋轉(zhuǎn)葉片的蝶閥。發(fā)動機控制模塊(ECM)114控制節(jié)氣門致動器模塊116，該節(jié)氣門致動器模塊116調(diào)節(jié)節(jié)氣門112的開度，從而控制被吸入進氣歧管110中的空氣量。
[0038]來自進氣歧管110的空氣被吸入發(fā)動機102的氣缸中。雖然發(fā)動機102可包括多個氣缸，但為了說明的目的示出了單個代表性的氣缸118。例如，僅發(fā)動機102可包括2、3、4、5、
6、8、10、和/或12個氣缸。ECM 114可命令氣缸致動器模塊120選擇性地停用部分的氣缸，由此可提高在某些發(fā)動機工況下的燃料經(jīng)濟性。
[0039]發(fā)動機102可利用四沖程循環(huán)而工作。下面所描述的四個沖程可被稱為進氣沖程、壓縮沖程、燃燒沖程、和排氣沖程。在曲軸(未圖示)的各旋轉(zhuǎn)期間，在氣缸118內(nèi)發(fā)生四個沖程中的兩個沖程。因此，對于氣缸118而言，為了經(jīng)歷全部四個沖程，兩次曲軸旋轉(zhuǎn)是必需的。
[0040]在進氣沖程期間，來自進氣歧管110的空氣經(jīng)過進氣閥122被吸入氣缸118中。ECM114控制燃料致動器模塊124，燃料致動器模塊124調(diào)節(jié)燃料噴射從而實現(xiàn)目標空氣/燃料比。可在中心位置或者在多個位置(例如在每個氣缸的進氣閥122的附近)將燃料噴射進入進氣歧管110中。在各種實施例(未圖示)中，可將燃料直接地噴射進入氣缸或者進入與氣缸相聯(lián)的混合室。燃料致動器模塊124可停止向被停用氣缸的燃料噴射。
[0041]噴射燃料與空氣混合并且在氣缸118中形成空氣/燃料混合物。在壓縮沖程期間，在氣缸118內(nèi)的活塞(未圖示)將空氣/燃料混合物壓縮。點火致動器模塊126基于來自ECM114的信號而給氣缸118中的火花塞128通電，由此點燃空氣/燃料混合物。可相對于活塞處在其最高位置時的時間(被稱為上止點(TDC))而確定點火正時。
[0042]可利用規(guī)定在TDC之前或之后多遠處產(chǎn)生火花的正時信號而控制點火致動器模塊126。因為活塞位置與曲軸旋轉(zhuǎn)直接地相關(guān)，所以點火致動器模塊126的運行可與曲軸轉(zhuǎn)角同步。產(chǎn)生火花可被稱為點火事件。點火致動器模塊126可具有改變用于各點火事件的點火正時的能力。當在上一個點火事件與下一個點火事件之間改變點火正時時，點火致動器模塊126可改變用于下一個點火事件的點火正時。點火致動器模塊126可停止將火花提供給停用的氣缸。
[0043]在燃燒沖程期間，空氣/燃料混合物的燃燒驅(qū)動活塞遠離TDC，由此驅(qū)動曲軸。燃燒沖程可被定義為活塞到達TDC的時間與活塞到達下止點(BDC)之間的時間。在排氣沖程期間，活塞開始移動并遠離BDC并且經(jīng)過排氣閥130排出燃燒的副產(chǎn)物。燃燒的副產(chǎn)物經(jīng)由排氣系統(tǒng)134從車輛中排出。
[0044]進氣閥122可由進氣凸輪軸140控制，而排氣閥130可由排氣凸輪軸142控制。在各種實施例中，多個進氣凸輪軸(包括進氣凸輪軸140 )可控制用于氣缸118的多個進氣閥(包括進氣閥122)，并且/或者可控制多個氣缸組(包括氣缸118)的進氣閥(包括進氣閥122)。類似地，多個排氣凸輪軸(包括排氣凸輪軸142)可控制用于氣缸118的多個排氣閥并且/或者可控制用于多個氣缸組(包括氣缸118)的排氣閥(包括排氣閥130 )。在各種其它實施例中，可利用除凸輪軸外的裝置(如無凸輪閥致動器)控制進氣閥122和/或排氣閥130。氣缸致動器模塊120可通過禁止進氣閥122和/或排氣閥130的開啟而停用氣缸118。
[0045]可利用進氣凸輪相位器148改變相對于活塞TDC的進氣閥122被開啟的時間。可利用排氣凸輪相位器150改變相對于活塞TDC的排氣閥130被開啟的時間。相位器致動器模塊158可基于來自ECM 114的信號而控制進氣凸輪相位器148和排氣凸輪相位器150。當被執(zhí)行時，也可利用相位器致動器模塊158控制可變閥升程(未圖示)。
[0046]發(fā)動機系統(tǒng)100可包括渦輪增壓器，該渦輪增壓器包括由流經(jīng)排氣系統(tǒng)134的熱排氣提供動力的高溫渦輪160-1。該渦輪增壓器也包括由渦輪160-1所驅(qū)動的冷空氣壓縮機160-2 ο壓縮機160-2將導入節(jié)氣門閥112中的空氣壓縮。在各種實施例中，由曲軸所驅(qū)動的增壓器(未圖示)可將來自節(jié)氣門閥112的空氣壓縮并且將壓縮空氣輸送至進氣歧管110。
[0047]廢氣門162可允許排氣繞過渦輪160-1，由此減小由渦輪增壓器所提供的增壓(進氣壓縮的量)。增壓致動器模塊164可通過控制廢氣門162的開度而控制渦輪增壓器的增壓。在各種實施例中，可應(yīng)用兩個或更多的渦輪增壓器，并且可由增壓致動器模塊164控制這些渦輪增壓器。
[0048]空氣冷卻器(未圖示)可將熱從壓縮增壓空氣傳遞至冷卻介質(zhì)，例如發(fā)動機冷卻劑或空氣。利用發(fā)動機冷卻劑使壓縮增壓空氣冷卻的空氣冷卻器可被稱為中間冷卻器。利用空氣使壓縮增壓空氣冷卻的空氣冷卻器可被稱為增壓空氣冷卻器。壓縮增壓空氣可接收例如由于壓縮所產(chǎn)生的熱和/或來自排氣系統(tǒng)134的各部件的熱。盡管為了說明的目的被圖示為分離的，但渦輪160-1和壓縮機160-2可相互附接，從而將進氣置于非?？拷鼰崤艢獾奈恢?。
[0049]發(fā)動機系統(tǒng)100可包括排氣再循環(huán)(EGR)閥170，該閥170選擇性地改變排氣的方向使其回到進氣歧管IlO13EGR閥170可位于渦輪增壓器的渦輪160-1的上游位置。可由EGR致動器模塊172基于來自ECM 114的信號而控制EGR閥170。
[0050]可利用曲軸位置(CKP)傳感器180測量曲軸的位置?？苫谇S位置而確定曲軸的轉(zhuǎn)速(發(fā)動機轉(zhuǎn)速)?？衫冒l(fā)動機冷卻劑溫度(ECT)傳感器182測量發(fā)動機冷卻劑的溫度。ECT傳感器182可位于發(fā)動機102內(nèi)，或者位于其中使冷卻劑循環(huán)流動的其它位置，如散熱器(未圖示)。
[0051]可利用歧管絕對壓力(MAP)傳感器184測量在進氣歧管110內(nèi)的壓力。在各種實施例中，可測量發(fā)動機真空度，該真空度是周圍空氣壓力與進氣歧管110內(nèi)的壓力之間的差值。可利用空氣質(zhì)量流量(MAF)傳感器186測量流入進氣歧管110中的空氣質(zhì)量流量。在各種實施例中，MAF傳感器186可位于也包括節(jié)氣門112的殼體中。
[0052]節(jié)氣門致動器模塊116可利用一個或多個節(jié)氣門位置傳感器(TPS)190來監(jiān)測節(jié)氣門112的位置?？衫眠M氣溫度(IAT)傳感器192來測量被吸入發(fā)動機102中的周圍空氣溫度?？衫醚?02)傳感器193來測量在由發(fā)動機102所產(chǎn)生排氣中的氧含量。ECM 114利用來自傳感器的信號而做出用于發(fā)動機系統(tǒng)100的控制決策。
[0053]ECM 114可與變速器控制模塊194進行通信聯(lián)系，從而使變速器(未圖示)中的換檔協(xié)調(diào)。例如，在換檔期間，ECM 114可減小發(fā)動機扭矩。ECM 114可與混合動力控制模塊196通信聯(lián)系，從而使發(fā)動機102和電動機198的工作協(xié)調(diào)。
[0054]電動機198也可起發(fā)電機的作用，并且可用于產(chǎn)生由車輛電氣系統(tǒng)所使用的和/或用于儲存在蓄電池中的電能。在各種實施例中，可將ECM 114的各種功能、變速器控制模塊194、和混合動力擴控制模塊196并入一個或多個模塊中。
[0055]改變發(fā)動機參數(shù)的各系統(tǒng)可被稱為發(fā)動機致動器。例如，節(jié)氣門致動器模塊116可調(diào)整節(jié)氣門112的開度，從而實現(xiàn)目標節(jié)氣門開啟面積。點火致動器模塊126控制火花塞，從而實現(xiàn)相對于活塞TDC的目標點火正時。燃料致動器模塊124控制燃料噴射器，從而實現(xiàn)目標加燃料參數(shù)。相位器致動器模塊158可分別控制進氣和排氣凸輪相位器148和150，從而實現(xiàn)目標進氣和排氣凸輪相位器角度。EGR致動器模塊172可控制EGR閥170，從而實現(xiàn)目標EGR開啟面積。增壓致動器模塊164控制廢氣門162，從而實現(xiàn)目標廢氣門開啟面積。氣缸致動器模塊120控制停缸，從而實現(xiàn)目標數(shù)量的啟用或停用的氣缸。ECM 114生成用于發(fā)動機致動器的目標值，從而導致發(fā)動機102產(chǎn)生目標發(fā)動機輸出扭矩。
[0056]現(xiàn)在參照圖2，給出了一個示例性發(fā)動機控制系統(tǒng)的功能方框圖。ECM114的一個示例性實施例包括駕駛員扭矩模塊202、車軸扭矩仲裁模塊204、和推進扭矩仲裁模塊206。ECM 114可包括混合動力優(yōu)化模塊208ACM 114也包括儲備/負荷模塊220、扭矩請求模塊224、空氣控制模塊228、點火控制模塊232、氣缸控制模塊236、和燃料控制模塊240。
[0057]駕駛員扭矩模塊202可基于來自駕駛員輸入模塊104的駕駛員輸入255而確定駕駛員扭矩請求254。駕駛員輸入255可以是基于例如加速器踏板和制動踏板的位置。駕駛員輸入255也可以是基于巡航控制，該巡航控制可以是改變車輛速度從而保持預定的跟車距離的自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)。駕駛員扭矩模塊202可存儲加速器踏板位置與目標扭矩的一個或多個映射，并且可基于映射中的所選擇的一個映射而確定駕駛員扭矩請求254。
[0058]車軸扭矩仲裁模塊204在駕駛員扭矩請求254與其它車軸扭矩請求256之間進行仲裁。可由包括發(fā)動機102和/或一個或多個電動機的各種來源而產(chǎn)生車軸扭矩(在車輪處的扭矩)。
[0059]車軸扭矩仲裁模塊204基于在接收的扭矩請求254和256之間進行仲裁的結(jié)果而輸出預測扭矩請求257和立即扭矩請求258。如下所述，可在被用于控制發(fā)動機致動器之前，由ECM 114的其它模塊選擇性地調(diào)整來自車軸扭矩仲裁模塊204的預測和立即扭矩請求257和258。
[0060]一般來說，立即扭矩請求258可以是當前的期望車軸扭矩的量，而預測扭矩請求257可以是在很短的時間內(nèi)所需的車軸扭矩的量。ECM 114控制發(fā)動機系統(tǒng)100從而產(chǎn)生等于立即扭矩請求258的車軸扭矩。然而，目標值的不同組合可導致相同的車軸扭矩。因此，ECM 114可調(diào)整目標值從而能夠較快地轉(zhuǎn)變到預測扭矩請求257，同時仍然將車軸扭矩保持在立即扭矩請求258。
[0061 ] 在各種實施例中，可基于駕駛員扭矩請求254而設(shè)定預測扭矩請求257。在一些情況下，可將立即扭矩請求258設(shè)定為小于預測扭矩請求257，例如當駕駛員扭矩請求254導致在冰覆蓋表面上的車輪滑移時。在這種情況下，牽引力控制系統(tǒng)(未圖示)可通過立即扭矩請求258請求減小，并且ECM 114將發(fā)動機扭矩輸出減小到立即扭矩請求258。然而，ECM 114執(zhí)行該減小，因此一旦車輪滑移停止，發(fā)動機系統(tǒng)100可以迅速地恢復生成預測扭矩請求257。
[0062]一般來說，在立即扭矩請求258與(通常較高的)預測扭矩請求257之間的差值可以被稱為扭矩儲備。扭矩儲備可表示發(fā)動機系統(tǒng)100在最小延遲的情況下可以開始產(chǎn)生的額外的扭矩的量(超過立即扭矩請求258)?？焖侔l(fā)動機致動器是用于在最小延遲的情況下增加或減小當前車軸扭矩?？焖侔l(fā)動機致動器是與慢速發(fā)動機致動器相對比而定義。
[0063]快速發(fā)動機致動器可以比慢速發(fā)動機致動器更迅速地改變車軸扭矩。慢速致動器可以比快速致動器更慢地對它們的各自目標值的變化作出響應(yīng)。例如，慢速致動器可包括響應(yīng)于目標值的變化需要時間從一個位置移動到另一個位置的機械構(gòu)件。慢速致動器也可由一旦慢速致動器開始執(zhí)行改變的目標值則車軸扭矩開始變化所需時間的量來表征。通常，就該時間量而言，慢速致動器將長于快速致動器。另外，甚至在開始變化之后，車軸扭矩會用更長的時間來完全地響應(yīng)慢速致動器中的變化。
[0064]例如，僅火花致動器模塊126可以是快速致動器?；鸹c火發(fā)動機可通過施加火花而燃燒燃料(包括例如汽油和乙醇)。通過對比，節(jié)氣門致動器模塊116可以是慢速致動器。
[0065]例如，如上所述，當在上一個點火事件與下一個點火事件之間改變點火正時時，點火致動器模塊126可以改變用于下一個點火事件的點火正時。通過對比，節(jié)氣門開度中的變化用較長的時間來影響發(fā)動機輸出扭矩。節(jié)氣門致動器模塊116通過調(diào)整節(jié)氣門112的葉片角度而改變節(jié)氣門開度。因此，如果改變節(jié)氣門112的開度的目標值，則當節(jié)氣門112響應(yīng)于該變化而從其以前位置移動到新位置時存在機械延遲。另外，基于節(jié)氣門開度的空氣流量改變受到進氣歧管110中的空氣輸送延遲的制約。此外，進氣歧管110中的空氣流量增加并未實現(xiàn)發(fā)動機輸出扭矩的增加，直到氣缸118在下一個進氣沖程中接收額外的空氣，將該額外的空氣壓縮，并且開始燃燒沖程。
[0066]將這些致動器用作一個實例，可以通過將節(jié)氣門開度設(shè)定到將會允許發(fā)動機102生成預測扭矩請求257的值而形成扭矩儲備。同時，可以基于小于預測扭矩請求257的立即扭矩請求258而設(shè)定點火正時。盡管節(jié)氣門開啟產(chǎn)生足夠的空氣流以便發(fā)動機102生成預測扭矩請求257，但基于立即扭矩請求258而延遲點火正時(這減小扭矩)。因此，發(fā)動機輸出扭矩將等于立即扭矩請求258。
[0067]當需要額外的扭矩時，可以基于預測扭矩請求257或者預測扭矩請求與立即扭矩請求257和258之間的扭矩來設(shè)定點火正時。通過接著的點火事件，點火致動器模塊126可使點火正時返回到最佳點火正時，這允許發(fā)動機102產(chǎn)生用已存在的空氣流量可達到的全發(fā)動機輸出扭矩。因此，發(fā)動機輸出扭矩可在不經(jīng)歷由于改變節(jié)氣門開度所造成的延遲的情況下迅速地增加到預測扭矩請求257。
[0068]車軸扭矩仲裁模塊204可將預測和立即扭矩請求257和258輸出至推進扭矩仲裁模塊206。在各種實施例中，車軸扭矩仲裁模塊204可將預測和立即扭矩請求257和258輸出至混合動力優(yōu)化模塊208。
[0069]混合動力優(yōu)化模塊208可確定應(yīng)由發(fā)動機102產(chǎn)生多少扭矩以及應(yīng)由電動機198產(chǎn)生多少扭矩。然后，混合動力優(yōu)化模塊208將修改的預測和立即扭矩請求259和260分別輸出至推進扭矩仲裁模塊206。在各種實施例中，混合動力優(yōu)化模塊208可應(yīng)用于混合動力控制模塊196。
[0070]由推進扭矩仲裁模塊206所接收的預測和立即扭矩請求從車軸扭矩范圍(在車輪處的扭矩)被轉(zhuǎn)換成推進扭矩范圍(在曲軸處的扭矩)。該轉(zhuǎn)換可發(fā)生在混合動力優(yōu)化模塊208之前、之后、作為一部分、或者代替。
[0071]推進扭矩仲裁模塊206在推進扭矩請求290與經(jīng)轉(zhuǎn)換的預測和立即扭矩請求之間進行仲裁。推進扭矩仲裁模塊206生成經(jīng)仲裁的預測扭矩請求261和經(jīng)仲裁的立即扭矩請求262?？赏ㄟ^從所接收的扭矩請求中選擇獲勝的請求而生成經(jīng)仲裁扭矩請求261和262?？商娲鼗虼送?，可通過基于一個或多個所接收的扭矩請求修改一個所接收的請求，而生成經(jīng)仲裁扭矩請求。
[0072]儲備/負荷模塊220接收經(jīng)仲裁的預測和立即扭矩請求261和262。儲備/負荷模塊220可調(diào)整經(jīng)仲裁的預測和立即扭矩請求261和262從而形成扭矩儲備并且/或者補償一個或多個負荷。然后，儲備/負荷模塊220將經(jīng)調(diào)整的預測和立即扭矩請求263和264輸出至扭矩請求模塊224。
[0073]扭矩請求模塊224接收經(jīng)調(diào)整的預測和立即扭矩請求263和264。扭矩請求模塊224確定如何將實現(xiàn)經(jīng)調(diào)整的預測和立即扭矩請求263和264。扭矩請求模塊224可以是發(fā)動機類型特異性的。例如，扭矩請求模塊224可以不同的方式執(zhí)行或者采用用于火花點火發(fā)動機相對于壓縮點火發(fā)動機的不同的控制方案。
[0074]在各種實施例中，扭矩請求模塊224可確定在所有發(fā)動機類型中為通用的模塊與發(fā)動機類型特異性的模塊之間的界限。例如，火花點火和壓縮點火是兩種不同類型的發(fā)動機。在扭矩請求模塊224之前的模塊(如推進扭矩仲裁模塊206)在各種發(fā)動機類型中可以是通用的，而扭矩請求模塊224和后面的模塊可以是發(fā)動機類型特異性的。
[0075]扭矩請求模塊224基于經(jīng)調(diào)整的預測和立即扭矩請求263和264而確定空氣扭矩請求265?？諝馀ぞ卣埱?65可以是制動扭矩。制動扭矩可指代在當前工況下在曲軸處的扭矩。
[0076]基于空氣扭矩請求265而確定用于空氣流量控制的發(fā)動機致動器的目標值。更具體地，空氣控制模塊228基于空氣扭矩請求265和/或一個或多個其它參數(shù)而確定目標廢氣門開啟面積266、目標節(jié)氣門開啟面積267、目標EGR開啟面積268、目標進氣凸輪相位器角度269、和目標排氣凸輪相位器角度270。在這方面，空氣控制模塊228可被稱為或者包括目標廢氣門開啟面積模塊、目標節(jié)氣門開啟面積模塊、目標EGR開啟面積模塊、目標進氣凸輪相位器角度模塊、和/或目標排氣凸輪相位器角度模塊。凸輪相位器角度可被稱為凸輪相位器位置。
[0077]空氣控制模塊228可利用例如查找表和/或方程式并基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和每氣缸空氣量(APC)來確定目標進氣凸輪相位器角度269和目標排氣凸輪相位器角度270。空氣控制模塊228可基于來自CKP傳感器180的曲軸位置而確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速?？諝饪刂颇K228可將進氣的質(zhì)量流量除以發(fā)動機102的啟用氣缸的數(shù)量而獲得APC。
[0078]增壓致動器模塊164控制廢氣門162從而實現(xiàn)目標廢氣門開啟面積266。例如，第一轉(zhuǎn)換模塊272可將目標廢氣門開啟面積266轉(zhuǎn)換成被施加給廢氣門162的目標占空比274，并且增壓致動器模塊164可基于目標占空比274而將信號施加給廢氣門162。在各種實施例中，第一轉(zhuǎn)換模塊272可將目標廢氣門開啟面積266轉(zhuǎn)換成目標廢氣門位置(未圖示)，并且將目標廢氣門位置轉(zhuǎn)換成目標占空比274。
[0079]節(jié)氣門致動器模塊116控制節(jié)氣門112從而實現(xiàn)目標節(jié)氣門開啟面積267。例如，第二轉(zhuǎn)換模塊276可將目標節(jié)氣門開啟面積267轉(zhuǎn)換成被施加給節(jié)氣門112的目標占空比278，并且節(jié)氣門致動器模塊116可基于目標占空比278將信號施加給節(jié)氣門112。在各種實施例中，第二轉(zhuǎn)換模塊276可將目標節(jié)氣門開啟面積267轉(zhuǎn)換成目標節(jié)氣門位置(未圖示)，并且將目標節(jié)氣門位置轉(zhuǎn)換成目標占空比278。
[0080]EGR致動器模塊172控制EGR閥170從而實現(xiàn)目標EGR開啟面積268。例如，第三轉(zhuǎn)換模塊280可將目標EGR開啟面積268轉(zhuǎn)換成被施加給EGR閥170的目標占空比282，并且EGR致動器模塊172可基于目標占空比282將信號施加給EGR閥170。在各種實施例中，第三轉(zhuǎn)換模塊280可將目標EGR開啟面積268轉(zhuǎn)換成目標EGR位置(未圖示)，并且將目標EGR位置轉(zhuǎn)換成目標占空比282。
[0081]相位器致動器模塊158控制進氣凸輪相位器148從而實現(xiàn)目標進氣凸輪相位器角度269。相位器致動器模塊158也控制排氣凸輪相位器150從而實現(xiàn)目標排氣凸輪相位器角度270。在各種實施例中，可包括第四轉(zhuǎn)換模塊(未圖示)并且可分別將目標進氣和排氣凸輪相位器角度轉(zhuǎn)換成目標進氣和排氣占空比。相位器致動器模塊158可分別將目標進氣和排氣占空比施加給進氣和排氣凸輪相位器148和150。
[0082]扭矩請求模塊224也基于預測的和立即扭矩請求263和264而生成火花扭矩請求283、氣缸關(guān)閉扭矩請求284、和燃料扭矩請求285。點火控制模塊232可基于火花扭矩請求283而確定與最佳點火正時延遲點火正時的程度(這減小發(fā)動機輸出扭矩)。例如，可僅將扭矩關(guān)系可反轉(zhuǎn)從而求解出目標點火正時286。在給定的扭矩請求(TReq)下，可基于ST = Γ1(丁1^9^?(:、^^?、01'、#)來確定目標點火正時(31')286
其中，APC是提供給各氣缸的空氣質(zhì)量或者每氣缸空氣量(APC)，I是進氣閥相位調(diào)整值，E是排氣閥相位調(diào)整值，AF是空氣/燃料比，OT是油溫，#是啟用氣缸的數(shù)量。這個關(guān)系可具體化為方程式和/或查找表?？諝?燃料比(AF)可以是實際的空氣/燃料比，該比值可基于來自O(shè)2傳感器193的氧含量而確定。
[0083]當把點火正時設(shè)定為最佳點火正時，所產(chǎn)生的扭矩可以盡可能地接近用于最佳扭矩的最小點火提前(MBT)。最佳扭矩可指代可以為用于各種點火正時的給定空氣流量所產(chǎn)生的最大發(fā)動機輸出扭矩，同時使用具有大于預定辛烷值的辛烷值的燃料并且采用化學計量的加燃料。為一組給定的空氣流動狀態(tài)而產(chǎn)生最佳扭矩的點火正時可被稱為MBT點火正時。由于例如燃料品質(zhì)(例如當使用較低辛烷值燃料時)和環(huán)境因素(如環(huán)境濕度和溫度)，因而最佳點火正時可稍微不同于MBT點火正時。因此，在最佳點火正時處的發(fā)動機輸出扭矩可小于MBT。例如，僅用于不同發(fā)動機工況的最佳點火正時的映射(例如，查找表)可在車輛設(shè)計的校準階段中形成，并且ECM 114可利用該映射并基于當前發(fā)動機工況而確定最佳點火正時。
[0084]可由氣缸控制模塊236利用氣缸關(guān)閉扭矩請求284來確定被停用的氣缸的目標數(shù)量287。在各種實施例中，可采用被啟用氣缸的目標數(shù)量。氣缸致動器模塊120基于目標數(shù)量287而選擇性地啟用并停用氣缸的閥。
[0085]氣缸控制模塊236也可命令燃料控制模塊240停止為停用的氣缸提供燃料，并且可命令點火控制模塊232停止為停用的氣缸提供火花。一旦存在于氣缸中的燃料/空氣混合物已被燃燒，點火控制模塊232可停止向氣缸提供火花。
[0086]燃料控制模塊240可基于燃料扭矩請求285而改變提供給各氣缸的燃料的量。更具體地，燃料控制模塊240可基于燃料扭矩請求285而生成目標加燃料參數(shù)288。目標加燃料參數(shù)288可包括例如目標燃料質(zhì)量、目標噴射開始正時、和目標燃料噴射次數(shù)。
[0087]在正常運行期間，燃料控制模塊240可在其中燃料控制模塊240試圖通過基于空氣流量來控制加燃料而保持化學計量空氣/燃料比的空氣引導模式中運行。例如，燃料控制模塊240可確定目標燃料質(zhì)量，該目標燃料質(zhì)量當與當前的每氣缸空氣量(APC)結(jié)合時將獲得化學計量燃燒?？赏ㄟ^將進氣質(zhì)量流量(ΜΑΠ除以啟用氣缸的數(shù)量而確定APC。
[0088]燃燒持續(xù)時間估計模塊294估計在氣缸118內(nèi)的至少一部分的燃料燃燒的持續(xù)時間296。燃燒持續(xù)時間296開始于當氣缸118內(nèi)第一預定百分率的燃料質(zhì)量被燃燒時的第一時間并且結(jié)束于當?shù)诙A定百分率的燃料質(zhì)量被燃燒時的第二時間。第一預定百分率可以是0%并且第二預定百分率可以是50%，在這種情況下燃燒持續(xù)時間296可被稱為0-50燃燒持續(xù)時間。
[0089]現(xiàn)在參照圖3，燃燒持續(xù)時間估計模塊294的一個示例性實施例包括火焰速度模塊304。火焰速度模塊304在壓縮/燃燒沖程的TDC(BTDC)前的55度處確定火焰(例如，層流)速度308?；鹧嫠俣饶K304可在用于各燃燒事件的BTDC的55度處更新火焰速度308?；鹧嫠俣?08也可被稱為燃燒速度。雖然提供了在55度BTDC處的火焰速度308的實例，但可采用在另一個預定的曲軸轉(zhuǎn)角處的火焰速度。
[0090]火焰速度模塊304基于進氣凸輪相位器角度310、排氣凸輪相位器角度312、大氣壓力314、發(fā)動機轉(zhuǎn)速316、和APC318而確定火焰速度308?；鹧嫠俣饶K304可在55度BTDC處進一步基于一個或多個其它參數(shù)319而確定火焰速度308。其它參數(shù)319可包括例如EGR值(例如，EGR閥開度、EGR流量)、在氣缸內(nèi)殘留排氣的量、MAP、在進氣歧管110內(nèi)的空氣溫度、加燃料的當量比、所使用燃料的類型、和/或一個或多個其它參數(shù)。火焰速度模塊304可利用把進氣凸輪相位器角度、排氣凸輪相位器角度，大氣壓力、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、和APC與火焰速度聯(lián)系起來的函數(shù)和映射中的一種而確定火焰速度308。在各種實施例中，一個或多個的其它參數(shù)319也可被用作對函數(shù)或映射的輸入。例如，可利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)或者以另一種合適的方式對函數(shù)或映射進行校準。
[0091]例如，可利用傳感器或者目標進氣凸輪相位器角度269來測量進氣凸輪相位器角度310。例如，可利用傳感器或者可使用目標排氣凸輪相位器角度270來測量排氣凸輪相位器角度312。例如，可利用傳感器來測量大氣壓力314，或者基于一個或多個其它參數(shù)來確定大氣壓力314。例如，可基于由CKP傳感器180所生成的曲軸位置信號來確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速316。例如，可利用把用MAF傳感器186所測量的MAF和啟用的氣缸數(shù)量與APC聯(lián)系起來的函數(shù)或映射而確定APC 318。
[0092]在各種實施例中，火焰速度模塊304可基于燃燒事件期間的氣缸中的各種參數(shù)表征條件而確定火焰速度308。這些參數(shù)可包括滯留在氣缸內(nèi)的空氣量(S卩，滯留APC)、滯留在氣缸中的殘留物的量、氣缸中的壓力、和氣缸中的溫度。火焰速度模塊304可利用例如將輸入與參數(shù)聯(lián)系起來的函數(shù)或映射并基于向火焰速度模塊304的輸入而確定這些參數(shù)。如上所述，向火焰速度模塊304的輸入包括進氣凸輪相位器角度310、排氣凸輪相位器角度312、大氣壓力314、發(fā)動機轉(zhuǎn)速316 JPAPC 318。
[0093]在各種實施例中，火焰速度模塊304可利用關(guān)系式如Sl= Bm + Βφ(φ - Cpm)2的關(guān)系式而確定火焰速度308，
其中，Sl是(層流)火焰速度308，Bm是用于汽油的預定值(例如，30.5厘米/秒(cm/s))，Βφ是用于汽油的預定值(例如，-54.9至54.9 cm/s)，φ是實際當量比，qpm是代表用于汽油的最大火焰速度當量比的預定值(例如，1.21)?；鹧嫠俣饶K304可基于來自O(shè)2傳感器193的氧含量而確定實際當量比。
[0094]在圖3中所示燃燒持續(xù)時間估計模塊294的示例性實施例中，由火焰速度模塊304所確定的火焰速度308包括第一火焰速度308a和第二火焰速度308b?；鹧嫠俣饶K304可基于測量的進氣和排氣凸輪相位器角度而確定第一火焰速度308a?；鹧嫠俣饶K304可基于目標進氣和排氣凸輪相位器角度269和270而確定第二火焰速度308b。在這方面，第一火焰速度308a可被稱為當前火焰速度，而第二火焰速度308b可被稱為估計的焰速度。另外，第二火焰速度308b可以是不同于第一火焰速度308a。此外，盡管火焰速度308被描述為劃分為第一火焰速度308a和第二火焰速度208b，但第一火焰速度308a和第二火焰速度308b可以是完全地獨立和分開的信號，該信號從火焰速度模塊304被分別發(fā)送至第一和第二燃燒持續(xù)時間模塊320和322。
[0095]如上所述，可測量進氣和排氣凸輪相位器角度310和312。因此，火焰速度模塊304可基于(測量的)進氣和排氣凸輪相位器角度310和312、大氣壓力314、發(fā)動機轉(zhuǎn)速316、和APC 318而確定第一火焰速度308a。另外，進氣和排氣凸輪相位器角度310和312可分別代表目標進氣和排氣凸輪相位器角度269和270。因此，火焰速度模塊304可基于(目標)進氣和排氣凸輪相位器角度310和312、大氣壓力314、發(fā)動機轉(zhuǎn)速316、和APC318而確定第二火焰速度308b ο
[0096]圖3中所示的燃燒持續(xù)時間估計塊294的示例性實施例還包括第一燃燒持續(xù)時間模塊320和第二燃燒持續(xù)時間模塊322。第一燃燒持續(xù)時間模塊320利用例如函數(shù)或映射并基于第一火焰速度308a、發(fā)動機轉(zhuǎn)速316、APC 318和氣缸118的有效壓縮比而確定第一燃燒持續(xù)時間324。例如，可利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)或者以其它合適的方式，對該函數(shù)或映射進行校準。
[0097]氣缸的有效壓縮是氣缸的進氣閥被關(guān)閉時的氣缸容積與在TDC處的氣缸容器的比率?？苫谶M氣凸輪相位器角度310而確定在氣缸118的進氣閥122被關(guān)閉處的曲軸轉(zhuǎn)角?？衫冒亚S轉(zhuǎn)角與氣缸容積聯(lián)系起來的映射而確定當進氣閥122被關(guān)閉時的氣缸118的容積和在TDC處的氣缸118的容積。
[0098]第二燃燒持續(xù)時間模塊322利用例如函數(shù)或映射并基于第二火焰速度308b、發(fā)動機轉(zhuǎn)速316、APC318、和氣缸118的有效壓縮比而確定第二燃燒持續(xù)時間326。例如，可利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)或者以其它合適的方式對函數(shù)或映射進行校準。圖2的燃燒持續(xù)時間296可包括第一和第二燃燒持續(xù)時間324和326。因為分別基于第一(當前的)和第二 (估計的)火焰速度308a和308b而確定第一和第二燃燒持續(xù)時間324和326，所以燃燒持續(xù)時間324和326可分別被稱為當前的和估計的燃燒持續(xù)時間。
[0099]在各種實施例中，可在實驗室環(huán)境中使用測功器對用于確定第一和第二燃燒持續(xù)時間324和326的函數(shù)或映射進行校準。在校準期間，可利用氣缸中壓力傳感器來測量氣缸118內(nèi)的壓力，并且可基于所形成的壓力跟蹤而確定(0-50)燃燒持續(xù)時間。對于各種火焰速度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、APC、和有效壓縮比，可重復該校準程序從而形成將這些參數(shù)與燃燒持續(xù)時間聯(lián)系起來的映射。
[0100]圖3中也示出了點火控制模塊232的一個示例性實施例。點火控制模塊232的該示例性實施例包括目標點火正時模塊328、點火偏移模塊330、和點火正時調(diào)整模塊332。目標點火正時模塊328利用例如函數(shù)或映射并基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速316和APC318而確定目標點火正時 334。
[0101]點火偏移模塊330基于第一燃燒持續(xù)時間324與第二燃燒持續(xù)時間326之間的差而確定點火正時偏移336。例如，點火偏移模塊330可從第一燃燒持續(xù)時間324中減去第二燃燒持續(xù)時間326，并且將點火正時偏移336設(shè)定為等于所產(chǎn)生的差值。換句話說，點火偏移模塊330可將點火正時偏移336設(shè)定為等于第一燃燒持續(xù)時間324減去第二燃燒持續(xù)時間326。
[0102]點火正時調(diào)整模塊332基于點火正時偏移336而調(diào)整目標點火正時334并且輸出經(jīng)調(diào)整的目標點火正時334作為目標點火正時286。例如，點火正時調(diào)整模塊332可通過將點火正時偏移336加到目標點火正時334中而調(diào)整目標點火正時334。點火正時調(diào)整模塊332可輸出目標點火正時334與點火正時偏移336的總和作為目標點火正時286。
[0103]在上述實例中，點火正時調(diào)整模塊332基于分別基于當前和目標凸輪相位器角度所確定的第一燃燒持續(xù)時間324與第二燃燒持續(xù)時間326之間的差值而調(diào)整目標點火正時334。在各種實施例中，點火正時調(diào)整模塊332也可基于一種或多種其它發(fā)動機工況的當前值與目標值之間的差值而調(diào)整目標點火正時334。其它發(fā)動機工況可包括空氣/燃料比、EGR開啟面積、燃料類型、和噴射開始(SOI)正時。
[0104]現(xiàn)在參照圖4，基于發(fā)動機氣缸內(nèi)燃料燃燒持續(xù)時間的控制點火正時的示例性方法開始于步驟402。該方法描述于圖3的模塊的上下文中。然而，執(zhí)行該方法的各步驟的特定模塊可以是不同于下述的模塊和/或可在不使用圖3的模塊的情況下所執(zhí)行的方法。
[0105]在步驟404，火焰速度模塊304利用例如函數(shù)或映射并基于(測量的)進氣和排氣凸輪相位器角度310和312、大氣壓力314、發(fā)動機轉(zhuǎn)速316、和APC318而確定第一火焰速度308a。在步驟406，第一燃燒持續(xù)時間模塊320利用例如函數(shù)或映射并基于第一火焰速度308a、發(fā)動機轉(zhuǎn)速316 JPAPC 318而確定第一燃燒持續(xù)時間324。
[0106]在步驟408，火焰速度模塊304利用例如函數(shù)或映射并基于目標進氣和排氣凸輪相位器角度269和270、大氣壓力314、發(fā)動機轉(zhuǎn)速316、和APC318而確定第二火焰速度308b。在步驟410，第一燃燒持續(xù)時間模塊320利用例如函數(shù)或映射并基于第一火焰速度308a、發(fā)動機轉(zhuǎn)速316、和APC318而確定第一燃燒持續(xù)時間324。
[0107]在步驟412，目標點火正時模塊328利用例如函數(shù)或映射并基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速316和APC 318而確定目標點火正時334。在步驟414，點火偏移模塊330基于第一燃燒持續(xù)時間324減去第二燃燒持續(xù)時間326的差值而確定點火正時偏移336。例如，火花偏移模塊330可將點火正時偏移336設(shè)定為等于第一燃燒持續(xù)時間324減去第二燃燒持續(xù)時間326。
[0108]在步驟416，點火正時調(diào)整模塊332基于點火正時偏移336而調(diào)整目標點火正時334。例如，點火正時調(diào)整模塊332可通過將點火正時偏移336加到目標點火正時334中而調(diào)整目標點火正時334。在步驟418，點火控制模塊232基于經(jīng)調(diào)整的目標點火正時334而控制火花塞128。例如，點火控制模塊232可將目標點火正時286設(shè)定為等于經(jīng)調(diào)整的目標點火正時334，并且將目標點火正時286輸出到點火致動器模塊126從而基于目標點火正時286而控制火花塞128。
[0109]前面的描述在本質(zhì)上僅僅是說明性的而絕不是意圖限制本公開、其應(yīng)用或使用。本公開的廣泛教導可以在多種形態(tài)中實施。因此，雖然本公開包括具體實例，但本公開的真實范圍不應(yīng)局限于這些實例，因為在研究附圖、說明書和所附權(quán)利要求時其它修改將變得顯而易見。本文中使用的短語“A、B、和C中的至少一個”應(yīng)被理解成表示采用非排他性邏輯“或”的邏輯(A或B或C)，并且不應(yīng)被理解成表示“至少一個的A、至少一個的B、和至少一個的C"。應(yīng)當理解的是，在不改變本公開原理的前提下，在方法內(nèi)的一個或多個步驟可按不同的順序(或者同時地)執(zhí)行。
[0110]在本申請中，包括下面的定義，術(shù)語“模塊”或者術(shù)語“控制器”可用術(shù)語“電路”代替。術(shù)語“模塊”可指代是以下中的部分或者包括:專用集成電路(ASIC);數(shù)字、模擬、或混合模擬/數(shù)字分立電路;數(shù)字、模擬、或混合模擬/數(shù)字集成電路;組合邏輯電路;現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA);執(zhí)行代碼的處理器電路(共享處理器電路、專用處理器電路、或組處理器電路)；存儲由處理器電路所執(zhí)行代碼的存儲器電路(共享存儲器電路、專用存儲器電路、或組存儲器電路)；提供所描述功能的其它合適的硬件部件;或者部分或全部的上述的組合，例如在系統(tǒng)芯片中。
[0111]該模塊可包括一個或多個接口電路。在一些實例中，接口電路可包括連接到局域網(wǎng)(LAN)、互聯(lián)網(wǎng)、廣域網(wǎng)(WAN)或者其組合的有線或無線接口。本公開的任何給定模塊的功能可分散在經(jīng)由接口電路連接的多個模塊中。例如，多個模塊可允許負載平衡。在另一個實例中，服務(wù)器(也被稱為遠程服務(wù)器、或云服務(wù)器)模塊可實現(xiàn)代表客戶模塊的一些功能。
[0112]上面所使用的術(shù)語“代碼”可包括軟件、固件、和/或微代碼，并且可指代程序、例程、函數(shù)、類、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、和/或?qū)ο?。術(shù)語“共享處理器電路”包括執(zhí)行部分或全部的來自多個模塊的代碼的單個處理器電路。術(shù)語“組處理器電路”包括連同其它處理器電路執(zhí)行部分或全部的來自一個或多個模塊的代碼的處理器電路。對多個處理器電路的引述包括在不連續(xù)芯片上的多個處理器電路、在單個芯片上的多個處理器電路、單個處理器電路的多個芯、單個處理器電路的多個線程、或者上述的組合。術(shù)語“共享存儲器電路”包括存儲部分或全部的來自多個模塊的代碼的單個存儲器電路。術(shù)語“組存儲器電路”包括連同其它存儲器存儲部分或全部的來自一個或多個模塊的代碼的存儲器電路。
[0113]術(shù)語“存儲器電路”是術(shù)語“計算機可讀介質(zhì)”的子集。本文中所使用的術(shù)語“計算機可讀介質(zhì)”不包括經(jīng)過介質(zhì)而傳播(如在載波上)的暫時性電信號或電磁信號；因此，術(shù)語“計算機可讀介質(zhì)”可被認為是有形的和非暫時性的。非暫時性有形計算機可讀介質(zhì)的非限制性例子是非易失性存儲器電路(如閃速存儲器電路、可擦除可編程只讀存儲器電路、或掩膜只讀存儲器電路)、易失性存儲器電路(如靜態(tài)隨機存取存儲器電路或者動態(tài)隨機存取存儲器電路)、磁存儲介質(zhì)(例如模擬或數(shù)字磁帶或硬盤驅(qū)動器)、和光存儲介質(zhì)(例如⑶、DVD、或者藍光光碟)。
[0114]可通過將通用計算機配置成執(zhí)行具體化為計算機程序的一個或多個特定的函數(shù)，而由專用計算機部分地或完全地執(zhí)行本申請所描述的裝置及方法。功能塊、流程圖組件、和上述的其它元件起軟件規(guī)約的作用，可以通過熟練技術(shù)人員或程序員的日常工作將該軟件規(guī)約轉(zhuǎn)換成計算機程序。
[0115]計算機程序包括處理器可執(zhí)行存儲在至少一個非暫時性有形計算機可讀介質(zhì)中的指令。計算機程序也可包括或者依賴于存儲的數(shù)據(jù)。計算機程序可包括與專用計算機的硬件相互作用的基本輸入/輸出系統(tǒng)(B1S)、與專用計算機的特定器件相互作用的器件驅(qū)動器、一個或多個操作系統(tǒng)、用戶應(yīng)用程序、后臺服務(wù)、后臺應(yīng)用程序等。
[0116]計算機程序可包括:(i)被解析的描述性文本，如HTML(超文本標記語言)或者XML(可擴展標記語言)、(ii)匯編代碼、(iii)由編譯器基于源代碼所生成的目標代碼、(iv)用于執(zhí)行解釋器的源代碼、(V)用于由即時編譯器編譯和執(zhí)行的源代碼等。僅僅作為例子，源代碼可利用句法基于包括0、0++、0#、013」6(31:;[￥6 C、Haske11、Go、SQL、R、Lisp、Java?、Fortran、Perl、Pascal、Curl、0Caml、Javascript?、HTML5、Ada、ASP(動態(tài)服務(wù)器網(wǎng)頁)、PHP、Scala、Eiffe 1、Smal I talk、Er Iang、Ruby、Flash?、Visual Basic?、Lua、和 Python? 的語言而編寫。
[0117]在權(quán)利要求中所列舉的元素都并非意圖是在35美國法典第35章第112(f)條的含義中的功能限定元素，除非使用短語“用于一的裝置”明確敘述的元素，或者在使用短語“用于一的操作”或“用于一的步驟”的方法權(quán)利要求的情況下。
【主權(quán)項】
1.一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 第一燃燒持續(xù)時間模塊，所述第一燃燒持續(xù)時間模塊確定發(fā)動機的氣缸內(nèi)的至少一部分的燃料燃燒的第一持續(xù)時間，所述第一持續(xù)時間是從當在所述氣缸內(nèi)的第一預定百分率的燃料質(zhì)量被燃燒時的第一時間到當?shù)诙A定百分率的燃料質(zhì)量被燃燒時的第二時間；和 點火控制模塊，所述點火控制模塊控制火花塞從而基于所述第一燃燒持續(xù)時間而調(diào)整所述氣缸的點火正時。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一燃燒持續(xù)時間模塊基于與所述氣缸相關(guān)聯(lián)的進氣凸輪相位器的測量位置和與所述氣缸相關(guān)聯(lián)的排氣凸輪相位器的測量位置而確定所述第一燃燒持續(xù)時間。3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，還包括第二燃燒持續(xù)時間模塊，所述第二燃燒持續(xù)時間模塊基于所述進氣凸輪相位器的目標位置和所述排氣凸輪相位器的目標位置而確定從所述第一時間到所述第二時間的所述燃料燃燒的第二持續(xù)時間，其中所述點火控制模塊基于所述第一和第二燃燒持續(xù)時間調(diào)整所述點火正時。4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，還包括目標相位器位置模塊，所述目標相位器位置模塊基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和提供給所述氣缸的空氣的量而確定所述進氣和排氣凸輪相位器的目標位置。5.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述點火控制模塊基于所述第一燃燒持續(xù)時間與所述第二燃燒持續(xù)時間之間的差值而調(diào)整所述點火正時。6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述點火控制模塊調(diào)整所述點火正時達等于所述第一燃燒持續(xù)時間減去所述第二燃燒持續(xù)時間的量。7.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述第一燃燒持續(xù)時間模塊基于第一火焰速度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、提供給所述氣缸的空氣的量和所述發(fā)動機的有效壓縮比而確定所述第一燃燒持續(xù)時間。8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，還包括:火焰速度模塊，所述火焰速度模塊基于所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速、提供給所述氣缸的空氣的量、所述測量的進氣凸輪相位器位置、所述測量的排氣凸輪相位器位置和大氣壓力而確定所述第一火焰速度。9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述第二燃燒持續(xù)時間模塊基于第二火焰速度、所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速、提供給所述氣缸的空氣的量和所述發(fā)動機的有效壓縮比而確定所述第二燃燒持續(xù)時間。10.一種方法，包括: 確定在發(fā)動機的氣缸內(nèi)的至少一部分的燃料燃燒的第一持續(xù)時間，所述第一持續(xù)時間是從當所述氣缸內(nèi)的第一預定百分率的燃料質(zhì)量被燃燒時的第一時間到當?shù)诙A定百分率的燃料質(zhì)量被燃燒時的第二時間；和 控制火花塞從而基于所述第一燃燒持續(xù)時間而調(diào)整所述氣缸的點火正時。
【文檔編號】F02P5/145GK105937470SQ201610126565
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月7日
【發(fā)明人】G.R.小齊根, C.F.丹尼爾斯, R.J.赫林, J.R.巴塔克
【申請人】通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司