發(fā)動機速度控制系統(tǒng)和方法
【技術領域】
[0001] 本公開設及內(nèi)燃發(fā)動機，并且更具體來說，設及用于車輛的發(fā)動機控制系統(tǒng)和方 法。
【背景技術】
[0002] 本文所提供的【背景技術】描述的目的在于從總體上介紹本公開的背景。當前提及 的發(fā)明人的工作一-W在此【背景技術】部分中所描述的為限一-W及在提交時否則可能不 構成現(xiàn)有技術的該描述的各方面，既不明示地也不默示地被承認為是針對本公開的現(xiàn)有技 術。
[0003] 內(nèi)燃發(fā)動機在汽缸內(nèi)燃燒空氣與燃料混合物W驅(qū)動活塞，運產(chǎn)生驅(qū)動扭矩。進入 發(fā)動機的空氣流量通過節(jié)氣口來調(diào)節(jié)。更具體來說，節(jié)氣口調(diào)整節(jié)氣口面積，運增加或減少 進入發(fā)動機的空氣流量。當節(jié)氣口面積增加時，進入發(fā)動機的空氣流量增加。燃料控制系 統(tǒng)調(diào)整燃料被噴射的速率從而將所需的空氣/燃料混合物提供到汽缸和/或?qū)崿F(xiàn)所需的扭 矩輸出。增加提供到汽缸的空氣與燃料的量增加發(fā)動機的扭矩輸出。
[0004] 在火花點火發(fā)動機中，火花開始提供到汽缸的空氣/燃料混合物的燃燒。在壓縮 點火發(fā)動機中，汽缸中的壓縮燃燒提供到汽缸的空氣/燃料混合物。火花正時和空氣流量 可W是用于調(diào)整火花點火發(fā)動機的扭矩輸出的主要機構，而燃料流可W是用于調(diào)整壓縮點 火發(fā)動機的扭矩輸出的主要機構。
[0005] 已經(jīng)開發(fā)出發(fā)動機控制系統(tǒng)來控制發(fā)動機輸出扭矩W實現(xiàn)所需扭矩。然而，傳統(tǒng) 的發(fā)動機控制系統(tǒng)并不如需要一樣精確地控制發(fā)動機輸出扭矩。另外，傳統(tǒng)的發(fā)動機控制 系統(tǒng)并不對控制信號提供快速響應或者在影響發(fā)動機輸出扭矩的各種設備之間協(xié)調(diào)發(fā)動 機扭矩控制。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 在一個特征中，披露車輛的發(fā)動機控制系統(tǒng)。目標發(fā)動機速度模炔基于增加和降 低發(fā)動機速度中的一個來分別選擇性地設置用于M個未來時間的M個目標發(fā)動機速度。M 是大于一的整數(shù)。預測模炔基于用于M個未來時間的可能目標值組和發(fā)動機的模型來分別 確定用于M個未來時間的M個預測發(fā)動機速度。成本模炔基于用于M個未來時間的M個預 測發(fā)動機速度與用于M個未來時間的M個目標發(fā)動機速度的比較來分別確定用于可能目標 值組的成本。選擇模炔基于成本從包括可能目標值組和N個其他可能目標值組的群組中選 擇可能目標值組，其中N是大于零的整數(shù)，并且基于選定的可能目標值組來設置目標值。致 動器模炔基于目標值中的第一值來控制發(fā)動機致動器。
[0007] 在其他特征中：基于可能目標值組和發(fā)動機的模型，預測模塊進一步分別確定用 于M個未來時間的M個預測進氣歧管壓力；并且成本模塊分別進一步基于M個預測進氣歧 管壓力與用于M個未來時間的M個進氣歧管壓力范圍的比較來確定用于可能目標值組的成 本。
[0008] 在另外其他特征中，約束模炔基于發(fā)動機的最小和最大每汽缸空氣（APC)和至少 一個發(fā)動機速度來確定用于M個未來時間的M個進氣歧管壓力范圍。
[0009] 在其他特征中：基于可能目標值組和發(fā)動機的模型，預測模塊進一步分別確定用 于M個未來時間的發(fā)動機的M個預測扭矩輸出；并且成本模塊分別進一步基于M個預測扭 矩與用于M個未來時間的M個發(fā)動機扭矩輸出范圍的比較來確定用于可能目標值組的成 本。
[0010] 在其他特征中，約束模塊分別基于用于M個未來時間的M個進氣歧管壓力范圍和 至少一個發(fā)動機速度來確定用于M個未來時間的M個發(fā)動機扭矩輸出范圍。
[0011] 在另外其他特征中：基于可能目標值組和發(fā)動機的模型，預測模塊進一步分別確 定用于M個未來時間的M個預測進氣歧管壓力；并且成本模塊分別進一步基于M個預測進 氣歧管壓力與用于M個未來時間的M個進氣歧管壓力范圍的比較來確定用于可能目標值組 的成本。
[0012] 在另外其他特征中，目標發(fā)動機速度模炔基于增加發(fā)動機速度W用于變速器的換 低速檔來分別設置用于M個未來時間的M個目標發(fā)動機速度。
[0013] 在其他特征中，目標發(fā)動機速度模炔基于降低發(fā)動機速度W用于變速器的換高速 檔來分別設置用于M個未來時間的M個目標發(fā)動機速度。
[0014] 在另外其他特征中，選擇模塊分別基于小于N個其他可能目標值組的成本的成本 來從群組中選擇可能目標值組。
[0015] 在另外其他特征中：升壓致動器模炔基于目標值中的第二值控制滿輪增壓器的廢 氣口的開度；排氣再循環(huán)（EGR)致動器模炔基于目標值中的第S值控制EGR閥的開度；相位 器致動器模塊分別基于目標值中的第四和第五值控制進氣和排氣閥定相；火花致動器模塊 基于目標值中的第六值控制火花正時；W及燃料致動器模炔基于目標值中的第屯值控制加 燃料。致動器模炔基于目標值中的一個值來控制節(jié)氣口閥的開度。
[0016] 在一個特征中，披露用于車輛的發(fā)動機控制方法。發(fā)動機控制方法包括：基于增 加和降低發(fā)動機速度中的一個來分別選擇性地設置用于M個未來時間的M個目標發(fā)動機速 度，其中M是大于一的整數(shù)；基于用于M個未來時間的可能目標值組和發(fā)動機的模型來分別 確定用于M個未來時間的M個預測發(fā)動機速度；基于用于M個未來時間的M個預測發(fā)動機 速度與用于M個未來時間的M個目標發(fā)動機速度的比較來分別確定用于可能目標值組的成 本；基于成本從包括可能目標值組和N個其他可能目標值組的群組中選擇可能目標值組， 其中N是大于零的整數(shù)；基于選定的可能目標值組來設置目標值；W及基于目標值中的第 一值來控制發(fā)動機致動器。
[0017] 在其他特征中，發(fā)動機控制方法進一步包括：基于可能目標值組和發(fā)動機的模型， 分別確定用于M個未來時間的M個預測進氣歧管壓力；W及分別進一步基于M個預測進氣 歧管壓力與用于M個未來時間的M個進氣歧管壓力范圍的比較來確定用于可能目標值組的 成本。
[0018] 在另外其他特征中，發(fā)動機控制方法進一步包括基于發(fā)動機的最小和最大每汽缸 空氣（APC)和至少一個發(fā)動機速度來確定用于M個未來時間的M個進氣歧管壓力范圍。
[0019] 在另外其他特征中，發(fā)動機控制方法進一步包括：基于可能目標值組和發(fā)動機的 模型，分別確定用于M個未來時間的發(fā)動機的M個預測扭矩輸出；W及分別進一步基于M個 預測扭矩與用于M個未來時間的M個發(fā)動機扭矩輸出范圍的比較來確定用于可能目標值組 的成本。
[0020] 在其他特征中，發(fā)動機控制方法進一步包括分別基于用于M個未來時間的M個進 氣歧管壓力范圍和至少一個發(fā)動機速度來確定用于M個未來時間的M個發(fā)動機扭矩輸出范 圍。
[0021] 在另外其他特征中，發(fā)動機控制方法進一步包括：基于可能目標值組和發(fā)動機的 模型，分別確定用于M個未來時間的M個預測進氣歧管壓力；W及分別進一步基于M個預測 進氣歧管壓力與用于M個未來時間的M個進氣歧管壓力范圍的比較來確定用于可能目標值 組的成本。
[0022] 在另外其他特征中，發(fā)動機控制方法進一步包括基于增加發(fā)動機速度W用于變速 器的換低速檔來分別設置用于M個未來時間的M個目標發(fā)動機速度。
[0023] 在其他特征中，發(fā)動機控制方法進一步包括基于降低發(fā)動機速度W用于變速器的 換高速檔來分別設置用于M個未來時間的M個目標發(fā)動機速度。
[0024] 在另外其他特征中，發(fā)動機控制方法進一步包括分別基于小于N個其他可能目標 值組的成本的成本來從群組中選擇可能目標值組。
[00巧]在其他特征中，發(fā)動機控制方法進一步包括：基于目標值中的第二值控制滿輪增 壓器的廢氣口的開度；基于目標值中的第=值控制排氣再循環(huán)（EGR)閥的開度；分別基于 目標值中的第四和第五值控制進氣和排氣閥定相；基于目標值中的第六值控制火花正時； W及基于目標值中的第屯值控制加燃料，其中基于目標值中的第一值控制發(fā)動機致動器包 括基于目標值中的第一值來控制節(jié)氣口閥的開度。
[0026] 本發(fā)明包括W下方案： 1. 一種車輛的發(fā)動機控制系統(tǒng)，包括： 目標發(fā)動機速度模塊，其基于增加和降低發(fā)動機速度中的一個來分別選擇性地設置用 于M個未來時間的M個目標發(fā)動機速度， 其中M是大于一的整數(shù)； 預測模塊，其基于用于所述M個未來時間的可能目標值組和發(fā)動機的模型來分別確定 用于所述M個未來時間的M個預測發(fā)動機速度； 成本模塊，其基于用于所述M個未來時間的所述M個預測發(fā)動機速度與用于所述M個 未來時間的所述M個目標發(fā)動機速度的比較來分別確定用于所述可能目標值組的成本； 選擇模塊，其基于所述成本從包括所述可能目標值組和N個其他可能目標值組的群組 中選擇所述可能目標值組，其中N是大于零的整數(shù)，并且基于選定的可能目標值組來設置 目標值；化及 致動器模塊，其基于所述目標值中的第一值來控制發(fā)動機致動器。
[0027] 2.如方案1所述的發(fā)動機控制系統(tǒng)，其中： 基于所述可能目標值組和所述發(fā)動機的模型，所述預測模塊進一步分別確定用于所述M個未來時間的M個預測進氣歧管壓力；W及 所述成本模塊分別基于所述M個預測進氣歧管壓力與用于所述M個未來時間的M個進 氣歧管壓力范圍的比較來確定用于所述可能目標值組的成本。
[0028] 3.如方案2所述的發(fā)動機控制系統(tǒng)，其進一步包括約束模塊，所述約束模炔基于 所述發(fā)動機的最小和最大每汽缸空氣（APC)和至少一個發(fā)動機速度來確定用于所述M個未 來時間的M個進氣歧管壓力范圍。
[0029] 4.如方案1所述的發(fā)動機控制系統(tǒng)，其中： 基于所述可能目標值組和所述發(fā)動機的模型，所述預測模塊進一步分別確定用于所述M個未來時間的所述發(fā)動機的M個預測扭矩輸出；W及 所述成本模塊分別進一步基于所述M個預測扭矩與用于所述M個未來時間的M個發(fā)動 機扭矩輸出范圍的比較來確定用于所述可能目標值組的成本。
[0030] 5.如方案4所述的發(fā)動機控制系統(tǒng)，其進一步包括約束模塊，所述約束模塊分別 基于用于所述M個未來時間的M個進氣歧管壓力范圍和至少一個發(fā)動機速度來確定用于所 述M個未來時間的M個發(fā)動機扭矩輸出范圍。
[0031] 6.如方案5所述的發(fā)動機控制系統(tǒng)，其中： 基于所述可能目標值組和所述發(fā)動機的模型，所述預測模塊進一步分別確定用于所述M個未來時間的M個預測進氣歧管壓力；W及 所述成本模塊分別進一步基于所述M個預測進氣歧管壓力與用于所述M個未來時間的M個進氣歧管壓力范圍的比較來確定用于所述可能目標值組的成本。
[0032] 7.如方案1所述的發(fā)動機控制系統(tǒng)，其中所述目標發(fā)動機速度模炔基于增加所 述發(fā)動機速度W用于變速器的換低速檔來分別設置用于所述M個未來時間的所述M個目標 發(fā)動機速度。
[0033] 8.如方案1所述的發(fā)動機控制系統(tǒng)，其中所述目