并且具有最低成本的可能序列。
[0145] 現(xiàn)在參照?qǐng)D4,呈現(xiàn)描繪使用MPC (模型預(yù)測(cè)控制）來控制節(jié)氣門閥112、進(jìn)氣凸輪 相位器148、排氣凸輪相位器150、廢氣門162 (且因此渦輪增壓器）以及EGR閥170的示例 性方法的流程圖?？刂瓶梢詮?04開始，其中扭矩請(qǐng)求模塊224基于調(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來確定空氣扭矩請(qǐng)求265。
[0146] 在408,扭矩轉(zhuǎn)換模塊304可以將空氣扭矩請(qǐng)求265轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)空氣扭矩請(qǐng)求308 或者轉(zhuǎn)換為另一種適合的類型的扭矩以供MPC模塊312使用。在412,序列確定模塊316基 于基礎(chǔ)空氣扭矩請(qǐng)求308來確定目標(biāo)值266至270的可能序列。
[0147] 在416,預(yù)測(cè)模塊323確定用于目標(biāo)值的每個(gè)可能序列的預(yù)測(cè)參數(shù)。預(yù)測(cè)模塊323 基于發(fā)動(dòng)機(jī)102的模型324、外源輸入328和反饋輸入330來確定用于可能序列的預(yù)測(cè)參 數(shù)。更具體來說，基于目標(biāo)值266至270的可能序列、外源輸入328和反饋輸入330,預(yù)測(cè)模 塊323使用模型324產(chǎn)生用于N個(gè)控制回路的發(fā)動(dòng)機(jī)102的預(yù)測(cè)扭矩序列、用于N個(gè)控制 回路的預(yù)測(cè)APC序列、用于N個(gè)控制回路的預(yù)測(cè)量外部稀釋序列、用于N個(gè)控制回路的預(yù)測(cè) 量剩余稀釋序列、用于N個(gè)控制回路的預(yù)測(cè)燃燒定相值序列以及用于N個(gè)控制回路的預(yù)測(cè) 燃燒質(zhì)量值序列。
[0148] 在420,成本模塊332分別確定用于可能序列的成本。僅舉例而言，成本模塊332 可以基于以下方程來確定用于目標(biāo)值266至270的可能序列的成本
或者基于以下方程
該方程受制于致動(dòng)器約束348和輸出約束352,如以上所描述。
[0149] 在424,選擇模塊344分別基于可能序列的成本來選擇目標(biāo)值266至270的可能序 列中的一個(gè)序列。例如，選擇模塊344可以選擇可能序列中具有最低成本同時(shí)滿足致動(dòng)器 約束348和輸出約束352的一個(gè)。因此，選擇模塊344可以選擇可能序列中最佳實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ) 空氣扭矩請(qǐng)求308同時(shí)最小化APC并滿足輸出約束352的一個(gè)序列。作為在412確定目標(biāo) 值230至244的可能序列并且在420確定每個(gè)序列的成本的替代或添加，MPC模塊312可 以使用如以上論述的凸優(yōu)化技術(shù)來識(shí)別具有最低成本的可能目標(biāo)值序列。
[0150] 在425, MPC模塊312可以確定可能序列中的選定序列是否滿足致動(dòng)器約束348。 如果425為真，則控制可以通過428繼續(xù)。如果425為假，則在426, MPC模塊312可以基于 選定的可能序列來確定滿足致動(dòng)器約束348并且具有最低成本的可能序列，并且控制可以 通過428繼續(xù)。可以使用滿足致動(dòng)器約束348并且具有最低成本的可能序列，如以下論述。
[0151] 在428，第一轉(zhuǎn)換模塊272將目標(biāo)廢氣門打開面積266轉(zhuǎn)換為目標(biāo)占空比274以應(yīng) 用于廢氣門162,第二轉(zhuǎn)換模塊276將目標(biāo)節(jié)氣門打開面積267轉(zhuǎn)換為目標(biāo)占空比278以應(yīng) 用于節(jié)氣門閥112。在428,第三轉(zhuǎn)換模塊280還將目標(biāo)EGR打開面積268轉(zhuǎn)換為目標(biāo)占空 比282以應(yīng)用于EGR閥170。第四轉(zhuǎn)換模塊還可以分別將目標(biāo)進(jìn)氣凸輪相位器角269和目 標(biāo)排氣凸輪相位器角270轉(zhuǎn)換為目標(biāo)進(jìn)氣占空比和目標(biāo)排氣占空比以用于進(jìn)氣凸輪相位 器148和排氣凸輪相位器150。
[0152] 在432,節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116控制節(jié)氣門閥112以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)節(jié)氣門打開面積 267,并且相位器致動(dòng)器模塊158分別控制進(jìn)氣凸輪相位器148和排氣凸輪相位器150以實(shí) 現(xiàn)目標(biāo)進(jìn)氣凸輪相位器角269和目標(biāo)排氣凸輪相位器角270。例如，節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116 可以目標(biāo)占空比278將信號(hào)應(yīng)用于節(jié)氣門閥112從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)節(jié)氣門打開面積267。另外 在432, 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,并且升壓致動(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 以目標(biāo)占空比282將信號(hào)應(yīng)用于EGR閥170從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)EGR打開面積268,并且升壓致 動(dòng)器模塊164可以目標(biāo)占空比274將信號(hào)應(yīng)用于廢氣門162從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)廢氣門打開面積 266。雖然圖4被示出為在432之后結(jié)束，但是圖4可以示出一個(gè)控制回路，并且可以在預(yù) 定速率下執(zhí)行控制回路。
[0153] 以上描述實(shí)質(zhì)上僅是說明性的，而絕不意欲限制本公開、其應(yīng)用或使用。本公開的 廣泛教示可以各種形式來實(shí)施。因此，雖然本公開包括具體實(shí)例，但是本公開的真實(shí)范圍不 應(yīng)限于此，因?yàn)槠渌薷膶⒃趯W(xué)習(xí)附圖、說明書以及隨附權(quán)利要求之后變得顯而易見。如本 文所使用，短語A、B和C中的至少一個(gè)應(yīng)解釋為意味著使用非排他性的邏輯或的邏輯(A或 B或C)。應(yīng)理解，在不改變本公開的原理的情況下，方法內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)步驟可以不同的次 序(或同時(shí)地）執(zhí)行。
[0154] 在包括以下定義的此申請(qǐng)中，術(shù)語模塊可以由術(shù)語電路取代。術(shù)語模塊可以指代 以下內(nèi)容、是其一部分或者包括以下內(nèi)容：特定應(yīng)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；場(chǎng)可編程門陣 列（FPGA);執(zhí)行代碼的處理器(共享、專用或集群）；存儲(chǔ)由處理器執(zhí)行的代碼的內(nèi)存(共享、 專用或集群）；提供所描述的功能性的其他適合的硬件部件；或者以上內(nèi)容中的一些或所有 的組合，諸如片上系統(tǒng)。
[0155] 如以上所使用的術(shù)語代碼可以包括軟件、固件和/或微代碼，并且可以指代程序、 例程、功能、分類和/或目標(biāo)。術(shù)語共享處理器涵蓋執(zhí)行來自多個(gè)模塊的一些或所有代碼的 單個(gè)處理器。術(shù)語集群處理器涵蓋與額外處理器組合執(zhí)行來自一個(gè)或多個(gè)模塊的一些或所 有代碼的處理器。術(shù)語共享內(nèi)存涵蓋存儲(chǔ)來自多個(gè)模塊的一些或所有代碼的單個(gè)內(nèi)存。術(shù) 語集群內(nèi)存涵蓋與額外內(nèi)存組合存儲(chǔ)來自一個(gè)或多個(gè)模塊的一些或所有代碼的內(nèi)存。術(shù)語 內(nèi)存可以是術(shù)語計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的子集。術(shù)語計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)并不涵蓋通過介質(zhì)傳播的暫 時(shí)電信號(hào)和電磁信號(hào)，并且因此可以被認(rèn)為是有形且永久的。永久的有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì) 的非限制性實(shí)例包括非易失性內(nèi)存、易失性內(nèi)存、磁性存儲(chǔ)器和光學(xué)存儲(chǔ)器。
[0156] 此申請(qǐng)中描述的裝置和方法可以部分地或完全地由一個(gè)或多個(gè)處理器所執(zhí)行的 一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序來實(shí)施。計(jì)算機(jī)程序包括存儲(chǔ)在至少一個(gè)永久的有形計(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)程序也可以包括和/或依賴于所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，包括： 預(yù)測(cè)模塊，所述預(yù)測(cè)模炔基于火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的模型和基于發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求確定的第 一組可能目標(biāo)值產(chǎn)生第一預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩和第一預(yù)測(cè)每汽缸空氣（APC)質(zhì)量，并且基 于所述火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的所述模型和基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求確定的第二組可能目標(biāo)值 產(chǎn)生第二預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩和第二預(yù)測(cè)APC質(zhì)量； 成本模塊，所述成本模塊： 基于第一預(yù)定加權(quán)值、所述第一預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩、所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求、第二預(yù)定 加權(quán)值以及所述第一預(yù)測(cè)APC質(zhì)量確定用于所述第一組可能目標(biāo)值的第一成本；以及 基于所述第一預(yù)定加權(quán)值、所述第二預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩、所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求、所述 第二預(yù)定加權(quán)值以及所述第二預(yù)測(cè)APC質(zhì)量確定用于所述第二組可能目標(biāo)值的第二成本； 選擇模塊，所述選擇模炔基于第一成本和第二成本選擇第一組和第二組中的一個(gè)并且 基于第一組和第二組中的選定一個(gè)的可能目標(biāo)值設(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)器模炔基于所述目標(biāo)值中的第一值控制節(jié)氣門閥 的開度。2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括： 升壓致動(dòng)器模塊，所述升壓致動(dòng)器模炔基于所述目標(biāo)值中的第二值控制渦輪增壓器的 廢氣門的開度； 排氣再循環(huán)（EGR)致動(dòng)器模塊，所述EGR致動(dòng)器模炔基于所述目標(biāo)值中的第三值控制 EGR閥的開度；以及 相位器致動(dòng)器模塊，所述相位器致動(dòng)器模炔基于所述目標(biāo)值中的第四值和第五值控制 進(jìn)氣門和排氣門定相。3. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中所述成本模塊： 基于以下各項(xiàng)確定所述第一成本： 所述第一預(yù)定加權(quán)值與所述第一預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩和所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求之間的 第一差異的量值的第一乘積；以及 所述第二預(yù)定加權(quán)值與所述第一預(yù)測(cè)APC質(zhì)量和預(yù)定最小APC之間的第二差異的第二 乘積；以及 基于以下各項(xiàng)確定所述第二成本： 所述第一加權(quán)值與所述第二預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩和所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求之間的第三 差異的量值的第三乘積；以及 所述第二加權(quán)值與所述第二預(yù)測(cè)APC質(zhì)量和所述預(yù)定最小APC之間的第四差異的量值 的第四乘積。4. 如權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中所述成本模塊： 基于第一乘積與第二乘積的和確定所述第一成本；以及 基于第三乘積與第四乘積的和確定所述第二成本。5. 如權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中所述第一預(yù)定加權(quán)值大于所述第二預(yù)定 加權(quán)值。6. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中當(dāng)所述第一成本小于所述第二成本時(shí)所 述選擇模塊選擇所述第一組，并且當(dāng)所述第二成本小于所述第一成本時(shí)所述選擇模塊選擇 所述第二組。7. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中所述成本模塊： 進(jìn)一步基于第三預(yù)定加權(quán)值、預(yù)定百分比的噴射燃料將被燃燒情況下的第一預(yù)測(cè)曲軸 角、預(yù)定最小曲軸角以及預(yù)定最大曲軸角來確定所述第一成本；以及 進(jìn)一步基于所述第三預(yù)定加權(quán)值、所述預(yù)定百分比的噴射燃料將被燃燒情況下的第二 預(yù)測(cè)曲軸角、所述預(yù)定最小曲軸角以及所述預(yù)定最大曲軸角來確定所述第二成本。8. 如權(quán)利要求7所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中所述預(yù)測(cè)模塊進(jìn)一步： 基于所述火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的所述模型和所述第一組可能目標(biāo)值產(chǎn)生所述第一預(yù)測(cè)曲 軸角；以及 基于所述火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的所述模型和所述第二組可能目標(biāo)值產(chǎn)生所述第二預(yù)測(cè)曲 軸角。9. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中所述成本模塊： 進(jìn)一步基于第四預(yù)定加權(quán)值、指示的平均有效壓力（MEP)的第一預(yù)測(cè)變化系數(shù) (COV)、MEP的預(yù)定最小COV以及MEP的預(yù)定最大COV來確定所述第一成本；以及 進(jìn)一步基于所述第四預(yù)定加權(quán)值、MEP的第二預(yù)測(cè)COV、MEP的所述預(yù)定最小COV以 及IMEP的所述預(yù)定最大COV來確定所述第二成本。10. -種用于車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法，包括： 基于火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的模型和基于發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求確定的第一組可能目標(biāo)值產(chǎn)生第 一預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩和第一預(yù)測(cè)每汽缸空氣（APC)質(zhì)量； 基于所述火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的所述模型和基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求確定的第二組可能 目標(biāo)值產(chǎn)生第二預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩和第二預(yù)測(cè)APC質(zhì)量； 基于第一預(yù)定加權(quán)值、所述第一預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩、所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求、第二預(yù)定 加權(quán)值以及所述第一預(yù)測(cè)APC質(zhì)量確定用于所述第一組可能目標(biāo)值的第一成本； 基于所述第一預(yù)定加權(quán)值、所述第二預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩、所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求、所述 第二預(yù)定加權(quán)值以及所述第二預(yù)測(cè)APC質(zhì)量確定用于所述第二組可能目標(biāo)值的第二成本； 基于第一成本和第二成本選擇第一組和第二組中的一個(gè)； 基于第一組和第二組中的選定一個(gè)的可能目標(biāo)值設(shè)置目標(biāo)值；以及 基于所述目標(biāo)值中的第一值控制節(jié)氣門閥的開度。
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的模型預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)。一種發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法包括：基于火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的模型和基于發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求確定的第一組可能目標(biāo)值產(chǎn)生第一預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩和第一預(yù)測(cè)每汽缸空氣（APC）質(zhì)量；基于火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的模型和基于發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求確定的第二組可能目標(biāo)值產(chǎn)生第二預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩和第二預(yù)測(cè)APC質(zhì)量；確定用于第一組可能目標(biāo)值的第一成本；確定用于第二組可能目標(biāo)值的第二成本；基于第一和第二成本選擇第一和第二組中的一個(gè)；以及基于第一和第二組中的選定一個(gè)的可能目標(biāo)值設(shè)置目標(biāo)值。
【IPC分類】F02D41/02, F02D43/00
【公開號(hào)】CN104948320
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510136665
【發(fā)明人】R.龍, G.R.小齊甘, J.R.貝爾德霍, C.E.惠特尼, N.金, A.本波拉, D.伯納迪尼
【申請(qǐng)人】通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年3月26日
【公告號(hào)】DE102015103883A1, US20150275772