到致命故障時可以開始的發(fā)動機關(guān)閉請求。 僅舉例而言，致命故障可以包括車輛盜竊、卡住起動器電機、電子節(jié)氣門控制問題以及非預(yù) 期的扭矩增加的檢測。在各個實施中，當(dāng)存在發(fā)動機關(guān)閉請求時，仲裁選擇發(fā)動機關(guān)閉請求 作為獲勝的請求。當(dāng)存在發(fā)動機關(guān)閉請求時，推進扭矩仲裁模塊206可以輸出零作為仲裁 的預(yù)測扭矩請求261和仲裁的即時扭矩請求262。
[0095] 在各個實施中，發(fā)動機關(guān)閉請求可以與仲裁過程分開地僅關(guān)閉發(fā)動機102。推進扭 矩仲裁模塊206仍可以接收發(fā)動機關(guān)閉請求，這樣使得例如適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)可以被反饋到其他 扭矩請求者。例如，所有其他扭矩請求者可以被通知他們已輸?shù)糁俨谩?br>[0096] 儲備/負載模塊220接收仲裁的預(yù)測扭矩請求261和仲裁的即時扭矩請求262。 儲備/負載模塊220可以調(diào)整仲裁的預(yù)測扭矩請求261和仲裁的即時扭矩請求262來創(chuàng)建 扭矩儲備和/或補償一個或多個負載。儲備/負載模塊220隨后將調(diào)整后的預(yù)測扭矩請求 263和調(diào)整后的即時扭矩請求264輸出到扭矩請求模塊224。
[0097] 僅舉例而言，催化劑熄燈過程或冷啟動減排過程可能要求延遲的火花正時。因此， 儲備/負載模塊220可以將調(diào)整后的預(yù)測扭矩請求263增加到高于調(diào)整后的即時扭矩請求 264以創(chuàng)建用于冷啟動減排過程的延遲的火花。在另一個實例中，發(fā)動機的空氣/燃料比和 /或空氣質(zhì)量流量可以直接改變，諸如通過診斷侵入等值比測試和/或新發(fā)動機凈化。在 開始這些過程之前，扭矩儲備可以被創(chuàng)建或增加以迅速彌補在這些過程期間由于稀化空氣 /燃料混合物導(dǎo)致的發(fā)動機輸出扭矩的減少。
[0098] 儲備/負載模塊220還可以在預(yù)期未來負載的情況下創(chuàng)建或增加扭矩儲備，諸如 動力轉(zhuǎn)向泵操作或空氣調(diào)節(jié)（A/C)壓縮機離合器的接合。當(dāng)駕駛者首次請求空氣調(diào)節(jié)時，可 以創(chuàng)建用于A/C壓縮機離合器的接合的儲備。儲備/負載模塊220可以增加調(diào)整后的預(yù)測 扭矩請求263同時使得調(diào)整后的即時扭矩請求264不變以產(chǎn)生扭矩儲備。隨后，當(dāng)A/C壓 縮機離合器接合時，儲備/負載模塊220可以通過A/C壓縮機離合器的估計出的負載來增 加調(diào)整后的即時扭矩請求264。
[0099] 扭矩請求模塊224接收調(diào)整后的預(yù)測扭矩請求263和調(diào)整后的即時扭矩請求264。 扭矩請求模塊224確定將如何實現(xiàn)調(diào)整后的預(yù)測扭矩請求263和調(diào)整后的即時扭矩請求 264。扭矩請求模塊224可以是發(fā)動機型號專有的。例如，扭矩請求模塊224可以不同地實 施或者對于火花點火發(fā)動機相對壓縮點火發(fā)動機使用不同的控制方案。
[0100] 在各個實施中，扭矩請求模塊224可以定義橫跨所有發(fā)動機型號共用的模塊與發(fā) 動機型號專有的模塊之間的界線。例如，發(fā)動機型號可以包括火花點火和壓縮點火。扭矩 請求模塊224之前的模塊(諸如推進扭矩仲裁模塊206)可以是橫跨發(fā)動機型號共用的，而 扭矩請求模塊224和隨后的模塊可以是發(fā)動機型號專有的。
[0101] 扭矩請求模塊224基于調(diào)整后的預(yù)測扭矩請求263和調(diào)整后的即時扭矩請求264 確定空氣扭矩請求265?？諝馀ぞ卣埱?65可以是制動扭矩。制動扭矩可以指代在當(dāng)前操 作條件下曲軸處的扭矩。
[0102] 基于空氣扭矩請求265確定用于控制發(fā)動機致動器的空氣流的目標值。更具體來 說，基于空氣扭矩請求265,空氣控制模塊228確定目標廢氣門打開面積266、目標節(jié)氣門打 開面積267、目標EGR打開面積268、目標進氣凸輪相位器角269以及目標排氣凸輪相位器 角270?？諝饪刂颇K228使用模型預(yù)測控制來確定目標廢氣門打開面積266、目標節(jié)氣門 打開面積267、目標EGR打開面積268、目標進氣凸輪相位器角269以及目標排氣凸輪相位 器角270,如以下進一步論述。
[0103] 升壓致動器模塊164控制廢氣門162以實現(xiàn)目標廢氣門打開面積266。例如，第一 轉(zhuǎn)換模塊272可以將目標廢氣門打開面積266轉(zhuǎn)換為目標占空比274以應(yīng)用于廢氣門162， 并且升壓致動器模塊164可以基于目標占空比274將信號應(yīng)用于廢氣門162。在各個實施 中，第一轉(zhuǎn)換模塊272可以將目標廢氣門打開面積266轉(zhuǎn)換為目標廢氣門位置(未示出)，并 且將目標廢氣門位置轉(zhuǎn)換為目標占空比274。
[0104] 節(jié)氣門致動器模塊116控制節(jié)氣門閥112以實現(xiàn)目標節(jié)氣門打開面積267。例如， 第二轉(zhuǎn)換模塊276可以將目標節(jié)氣門打開面積267轉(zhuǎn)換為目標占空比278以應(yīng)用于節(jié)氣門 閥112,并且節(jié)氣門致動器模塊116可以基于目標占空比278將信號應(yīng)用于節(jié)氣門閥112。 在各個實施中，第二轉(zhuǎn)換模塊276可以將目標節(jié)氣門打開面積267轉(zhuǎn)換為目標節(jié)氣門位置 (未示出)，并且將目標節(jié)氣門位置轉(zhuǎn)換為目標占空比278。
[0105] EGR致動器模塊172控制EGR閥170以實現(xiàn)目標EGR打開面積268。例如，第三轉(zhuǎn) 換模塊280可以將目標EGR打開面積268轉(zhuǎn)換為目標占空比282以應(yīng)用于EGR閥170,并且 EGR致動器模塊172可以基于目標占空比282將信號應(yīng)用于EGR閥170。在各個實施中，第 三轉(zhuǎn)換模塊280可以將目標EGR打開面積268轉(zhuǎn)換為目標EGR位置(未示出），并且將目標 EGR位置轉(zhuǎn)換為目標占空比282。
[0106] 相位器致動器模塊158控制進氣凸輪相位器148以實現(xiàn)目標進氣凸輪相位器角 269。相位器致動器模塊158還控制排氣凸輪相位器150以實現(xiàn)目標排氣凸輪相位器角270。 在各個實施中，可以包括第四轉(zhuǎn)換模塊(未示出）并且其可以將目標進氣和排氣凸輪相位器 角分別轉(zhuǎn)換為目標進氣占空比和目標排氣占空比。相位器致動器模塊158可以分別將目標 進氣占空比和目標排氣占空比應(yīng)用于進氣凸輪相位器148和排氣凸輪相位器150。在各個 實施中，空氣控制模塊228可以確定目標重疊因數(shù)和目標有效位移，并且相位器致動器模 塊158可以控制進氣凸輪相位器148和排氣凸輪相位器150以實現(xiàn)目標重疊因數(shù)和目標有 效位移。
[0107] 扭矩請求模塊224還可以基于預(yù)測扭矩請求263和即時扭矩請求264產(chǎn)生火花扭 矩請求283、汽缸關(guān)閉扭矩請求284和燃料扭矩請求285?；鸹刂颇K232可以基于火花 扭矩請求283來確定使得火花正時從最佳火花正時延遲多少(這減少發(fā)動機輸出扭矩)。僅 舉例而言，可以反轉(zhuǎn)扭矩關(guān)系以求解目標火花正時286。對于給定扭矩請求（Τ_)，可以基于 以下公式確定目標火花正時（St) 286 : (I) ST = Γ1 (TEeq, APC, I, E, AF, OT, #), 其中APC是APC，I是進氣門定相值，E是排氣門定相值，AF是空氣/燃料比，OT是油 溫，并且#是啟動的汽缸的數(shù)量。此關(guān)系可以實施為方程和/或查找表。空氣/燃料比（AF) 可以是實際空氣/燃料比，如由燃料控制模塊240所報告的。
[0108] 當(dāng)火花正時被設(shè)置為最佳火花正時時，所得的扭矩可以盡可能接近用于最佳扭矩 的最小火花提前（MBT火花正時)。最佳扭矩是指在使用具有比預(yù)定辛烷額定值大的辛烷額 定值的燃料并且使用化學(xué)計量加燃料時，由于火花正時提前而對于給定空氣流量產(chǎn)生的最 大發(fā)動機輸出扭矩。此最佳發(fā)生的火花正時稱為MBT火花正時。最佳火花正時可能由于例 如燃料質(zhì)量(諸如當(dāng)使用較低辛烷燃料時）和環(huán)境因素(諸如周圍濕度和溫度）而與MBT火 花正時稍微不同。因此，最佳火花正時的發(fā)動機輸出扭矩可以小于MBT。僅舉例而言，對應(yīng) 于不同發(fā)動機操作條件的最佳火花正時的表可以在車輛設(shè)計的校準階段期間確定，并且基 于當(dāng)前發(fā)動機操作條件從該表確定最佳值。
[0109] 汽缸關(guān)閉扭矩請求284可以由汽缸控制模塊136用來確定將禁用的汽缸的目標數(shù) 量287。在各個實施中，可以使用將啟動的汽缸的目標數(shù)量。汽缸致動器模塊120基于目標 數(shù)量287來選擇性的啟動和禁用汽缸的閥。
[0110] 汽缸控制模塊236還可以指示燃料控制模塊240以停止對禁用的汽缸提供燃料并 且可以指示火花控制模塊232以停止對禁用的汽缸提供火花。一旦已經(jīng)存在于汽缸中的燃 料/空氣混合物被燃燒，則火花控制模塊232可以停止對汽缸提供火花。
[0111] 燃料控制模塊240可以基于燃料扭矩請求285來改變提供給每個汽缸的燃料的 量。更具體來說，燃料控制模塊240可以基于燃料扭矩請求285來產(chǎn)生目標加燃料參數(shù)288。 目標加燃料參數(shù)288可以包括例如目標燃料質(zhì)量、目標噴射起動正時以及燃料噴射的目標 數(shù)量。
[0112] 在正常操作過程中，燃料控制模塊240可以在空氣引導(dǎo)模式下操作，其中燃料控 制模塊240試圖通過基于空氣流量控制加燃料來維持化學(xué)計量的空氣/燃料比。例如，燃 料控制模塊240可以確定在與當(dāng)前每汽缸空氣（APC)質(zhì)量相組合時將產(chǎn)生化學(xué)計量的燃燒 的目標燃料質(zhì)量。
[0113] 圖3是空氣控制模塊228的示例性實施的功能方框圖?，F(xiàn)在參照圖2和3,如以上 所論述，空氣扭矩請求265可以是制動扭矩。扭矩轉(zhuǎn)換模塊304將空氣扭矩請求265從制 動扭矩轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)扭矩。由于轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)扭矩而產(chǎn)生的扭矩請求將被稱為基礎(chǔ)空氣扭矩請 求 308。
[0114] 基礎(chǔ)扭矩可以指代當(dāng)發(fā)動機102溫?zé)岵⑶腋郊?諸如交流發(fā)電機和A/C壓縮機)不 對發(fā)動機102施加扭矩負載時，測力計上的在發(fā)動機102的操作過程中產(chǎn)生的曲軸上的扭 矩。扭矩轉(zhuǎn)換模塊304可以例如使用將制動扭矩與基礎(chǔ)扭矩相關(guān)聯(lián)的映射或函數(shù)來將空氣 扭矩請求265轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)空氣扭矩請求308。在各個實施中，扭矩轉(zhuǎn)換模塊304可以將空氣 扭矩請求265轉(zhuǎn)換為另一種適合類型的扭矩(諸如指示的扭矩)。指示的扭矩可以指代由于 通過汽缸內(nèi)的燃燒產(chǎn)生的功而導(dǎo)致的曲軸處的扭矩。
[0115] MPC模塊312使用MPC (模型預(yù)測控制)方案產(chǎn)生目標值266至270。MPC模塊312 可以是單個模塊或者可以包括多個模塊。例如，MPC模塊312可以包括序列確定模塊316。 序列確定模塊316確定可以在N個未來的控制回路期間一起使用的目標值266至270的可 能序列。
[0116] 預(yù)測模塊323分別基于發(fā)動機102的(數(shù)學(xué)）模型324、外源輸入328和反饋輸入 330來確定發(fā)動機102對目標值266至270的可能序列的預(yù)測響應(yīng)。更具體來說，基于目標 值266至270的可能序列、外源輸入328和反饋輸入330,預(yù)測模塊323使用模型324產(chǎn)生 用于N個控制回路的發(fā)動機102的預(yù)測扭矩序列、用于N個控制回路的預(yù)測APC序列、用于 N個控制回路的預(yù)測量外部稀釋序列、用于N個控制回路的預(yù)測量剩余稀釋序列、用于N個 控制回路的預(yù)測燃燒定相值序列以及用于N個控制回路的預(yù)測燃燒質(zhì)量值序列。
[0117] 模型324可以是例如基于發(fā)動機102的特征校準的函數(shù)或映射。稀釋可以指代被 捕捉在汽缸內(nèi)以用于燃燒事件的來自先前燃燒事件的排氣量。外部稀釋可以指代通過EGR 閥170提供以用于燃燒事件的排氣。剩余稀釋(也稱為內(nèi)部稀釋)可以指代在燃燒周期的排 氣沖程之后汽缸中剩余的排氣和/或被推回到汽缸中的排氣。
[0118] 燃燒定相可以指代相對于用于燃燒預(yù)定量的噴射燃料的預(yù)定曲軸位置的在汽缸 內(nèi)燃燒預(yù)定量的噴射燃料的曲軸位置。例如，燃燒定相可以按照相對于預(yù)定CA50的CA50 來表達。CA50可以指代在汽缸內(nèi)已經(jīng)燃燒噴射燃料質(zhì)量的50%情況下的曲軸角（CA)。預(yù)定 CA50可以對應(yīng)于由噴射燃料產(chǎn)生最大量的功的CA50并且在各個實施中可以為在TDC (上 止點)之后的約8.5至約10度。雖然將就CA50值來論述燃燒定相，但是可以使用指示燃燒 定相的另一個適合的參數(shù)。此外，雖然燃燒質(zhì)量將被論述為指示的平均有效壓力（MEP)值 的變化系數(shù)（C0V)，但是可以使用指示燃燒質(zhì)量的另一個適合的參數(shù)。
[0119] 外源輸入328可以包括不直接受節(jié)氣門閥112、EGR閥170、渦輪增壓器、進氣凸輪 相位器148以及排氣凸輪相位器150影響的參數(shù)。例如，外源輸入328可以包括發(fā)動機速 度、渦輪增壓器入口空氣壓力、IAT和/或一個或多個其他參數(shù)。反饋輸入330可以包括例 如發(fā)動機102的估計出的扭矩輸出、渦輪增壓器的渦輪160-1下游的排氣壓力、IAT、發(fā)動機 102的APC、估計出的剩余稀釋、估計出的外部稀釋和/或一個或多個其他適合的參數(shù)。反 饋輸入330可以使用傳感