用于變速器換高速擋的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)和方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了用于變速器換高速擋的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)和方法。對于變速器的換高速擋，模型預(yù)測控制(MPC)模塊對于在換高速擋期間發(fā)生的扭矩請求改變設(shè)置目標(biāo)進(jìn)氣門正時和排氣門正時。相位器致動器模塊基于目標(biāo)進(jìn)氣門正時控制發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣門定相并且基于目標(biāo)排氣門正時控制排氣門定相。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利說明】 相關(guān)申請的交叉引用 此申請涉及2014年3月26日提交的美國專利申請?zhí)?4/225,502、2014年3 月26日提交的美國專利申請?zhí)?4/225, 516、2014年3月26日提交的美國專利申請?zhí)?14/225,569、2014年3月26日提交的美國專利申請?zhí)?4/225,626、2014年3月26日提交 的美國專利申請?zhí)?4/225,817、2014年3月26日提交的美國專利申請?zhí)?4/225,896、2014 年3月26日提交的美國專利申請?zhí)?4/225, 53U2014年3月26日提交的美國專利申請?zhí)?14/225,507、2014年3月26日提交的美國專利申請?zhí)?4/225,587、2014年3月26日提交 的美國專利申請?zhí)?4/225,492、2014年3月26日提交的美國專利申請?zhí)?4/226,006、2014 年3月26日提交的美國專利申請?zhí)?4/226, 12U2014年3月26日提交的美國專利申請?zhí)?14/225,496以及2014年3月26日提交的美國專利申請?zhí)?4/225,891。以上申請的全部 披露內(nèi)容以引用的方式并入本文。
本公開涉及內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，并且更具體來說，涉及用于車輛的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)和方 法。
技術(shù)介紹
本文所提供的
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描述的目的在于從總體上介紹本公開的背景。當(dāng)前提及 的專利技術(shù)人的工作一以在此
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部分中所描述的為限一以及在提交時否則可能不 構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的該描述的各方面，既不明示地也不默示地被承認(rèn)為是針對本公開的現(xiàn)有技 術(shù)。 內(nèi)燃發(fā)動機(jī)在汽缸內(nèi)燃燒空氣與燃料混合物以驅(qū)動活塞，這產(chǎn)生驅(qū)動扭矩。進(jìn)入 發(fā)動機(jī)的空氣流量通過節(jié)氣門來調(diào)節(jié)。更具體來說，節(jié)氣門調(diào)整節(jié)氣門面積，這增加或減少 進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣流量。當(dāng)節(jié)氣門面積增加時，進(jìn)入發(fā)動機(jī)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(jī)的扭矩輸出。 在火花點火發(fā)動機(jī)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(jī)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 可以是用于調(diào)整火花點火發(fā)動機(jī)的扭矩輸出的主要機(jī)構(gòu)，而燃料流可以是用于調(diào)整壓縮點 火發(fā)動機(jī)的扭矩輸出的主要機(jī)構(gòu)。 已經(jīng)開發(fā)出發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)來控制發(fā)動機(jī)輸出扭矩以實現(xiàn)所需扭矩。然而，傳統(tǒng) 的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)并不如需要一樣精確地控制發(fā)動機(jī)輸出扭矩。另外，傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)控制 系統(tǒng)并不對控制信號提供快速響應(yīng)或者在影響發(fā)動機(jī)輸出扭矩的各種設(shè)備之間協(xié)調(diào)發(fā)動 機(jī)扭矩控制。
技術(shù)實現(xiàn)思路
在一個特征中，披露一種用于車輛的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)。參考模塊設(shè)置用于變速器 的換高速擋的參考進(jìn)氣門正時和參考排氣門正時中的至少一個。模型預(yù)測控制（MPC)模 塊：基于發(fā)動機(jī)扭矩請求識別可能目標(biāo)值組，每個可能組包括可能目標(biāo)進(jìn)氣門正時和可能 目標(biāo)排氣門正時；基于⑴所述組的可能目標(biāo)進(jìn)氣門正時與參考進(jìn)氣門正時的比較和（ii) 所述組的可能目標(biāo)排氣門正時與參考排氣門正時的比較選擇可能目標(biāo)值組中的一個；基于 所述組中的選定一個的可能目標(biāo)進(jìn)氣門正時設(shè)置目標(biāo)進(jìn)氣門正時；基于所述組中的選定一 個的可能目標(biāo)排氣門正時設(shè)置目標(biāo)排氣門正時；以及相位器致動器模塊，所述相位器致動 器模炔基于目標(biāo)進(jìn)氣門正時控制發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣門定相并且基于目標(biāo)排氣門正時控制發(fā)動 機(jī)的排氣門定相。 在其他特征中，在換高速擋的扭矩相位之前的預(yù)定周期期間，參考模炔基于進(jìn)氣 門和排氣門重疊的第一量和第一容積效率來設(shè)置參考進(jìn)氣門正時和參考排氣門正時中的 至少一個。 在另外其他特征中，在換高速擋的扭矩相位期間，參考模炔基于進(jìn)氣門和排氣門 重疊的第二量和第二容積效率來設(shè)置參考進(jìn)氣門正時和參考排氣門正時中的至少一個。 在另外其他特征中，進(jìn)氣門和排氣門重疊的第一量大于進(jìn)氣門和排氣門重疊的第 二量，并且第二容積效率大于第一容積效率。 在其他特征中，在換高速擋的扭矩相位之后的慣性相位期間，參考模炔基于進(jìn)氣 門和排氣門重疊的第三量和第三容積效率來設(shè)置參考進(jìn)氣門正時和參考排氣門正時中的 至少一個。 在另外其他特征中，進(jìn)氣門和排氣門重疊的第三量小于進(jìn)氣門和排氣門重疊的第 二量，并且第三容積效率小于第二容積效率。 在另外其他特征中，在換高速擋的慣性相位期間，參考模塊拖延參考進(jìn)氣門正時 并且提前用于換高速擋的參考排氣門正時。 在其他特征中，在換高速擋的扭矩相位期間，參考模塊拖延參考進(jìn)氣門正時并且 提前用于換高速擋的參考排氣門正時。 在其他特征中：升壓致動器模塊，該升壓致動器模炔基于根據(jù)所述組中的選定一 個的可能目標(biāo)廢氣門開度設(shè)定的目標(biāo)廢氣門開度來控制渦輪增壓器的廢氣門的開度；排氣 再循環(huán)（EGR)致動器模塊，該EGR致動器模炔基于根據(jù)所述組中的選定一個的可能目標(biāo)EGR 開度設(shè)定的目標(biāo)EGR開度來控制EGR閥的開度；以及節(jié)氣門致動器模塊，該節(jié)氣門致動器模 炔基于根據(jù)所述組中的選定一個的可能目標(biāo)節(jié)氣門開度設(shè)定的目標(biāo)節(jié)氣門開度來控制節(jié) 氣門閥的開度。 在其他特征中，披露車輛的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)。預(yù)測模塊分別基于用于M個未來時 間的可能目標(biāo)值組和發(fā)動機(jī)的模型來確定用于M個未來時間的發(fā)動機(jī)的預(yù)測扭矩。M是大 于一的整數(shù)。成本模塊分別基于用于M個未來時間的預(yù)測扭矩與用于M個未來時間的發(fā)動 機(jī)扭矩請求的比較來確定用于可能目標(biāo)值組的成本。未來請求模炔基于用于變速器的換高 速擋的發(fā)動機(jī)扭矩請求的預(yù)期改變來設(shè)置用于M個未來時間的發(fā)動機(jī)扭矩請求中的至少 一個，其中可能目標(biāo)值組包括用于在預(yù)期改變之前調(diào)整進(jìn)氣門定相和排氣門定相中的至少 一個的可能目標(biāo)值。選擇模炔基于成本從包括可能目標(biāo)值組和N個其他可能目標(biāo)值組的群 組中選擇可能目標(biāo)值組，其中N是大于零的整數(shù)，并且其基于選定的可能目標(biāo)值組來設(shè)置 目標(biāo)值。相位器致動器模塊分別基于目標(biāo)值中的第一值和第二值來控制進(jìn)氣門定相和排氣 門定相。 在其他特征中，未來請求模炔基于換高速擋期間發(fā)動機(jī)扭矩請求的預(yù)期減少來設(shè) 置用于M個未來時間的發(fā)動機(jī)扭矩請求中的至少一個。 在另外其他特征中，未來請求模炔基于換高速擋的慣性相位期間發(fā)動機(jī)扭矩請求 的預(yù)期增加來設(shè)置用于M個未來時間的發(fā)動機(jī)扭矩請求中的至少一個。 在另外其他特征中，約束模塊將內(nèi)部和外部稀釋約束設(shè)置為用于換高速擋的預(yù)定 最小值。基于用于M個未來時間的可能目標(biāo)值組和發(fā)動機(jī)的模型，分別確定用于M個未來 時間的預(yù)測內(nèi)部和外部稀釋值。成本模塊進(jìn)一步基于預(yù)測內(nèi)部稀釋值、外部稀釋值和預(yù)定 最小值來確定用于可能目標(biāo)值組的成本。 在一個特征中，一種用于車輛的發(fā)動機(jī)控制方法包括：設(shè)置用于變速器的換高速 擋的參考進(jìn)氣門正時和參考排氣門正時中的至少一個；以及使用模型預(yù)測控制（MPC)模 塊：基于發(fā)動機(jī)扭矩請求識別可能目標(biāo)值組，每個可能組包括可能目標(biāo)進(jìn)氣門正時和可能 目標(biāo)排氣門正時；基于⑴所述組的可能目標(biāo)進(jìn)氣門正時與參考進(jìn)氣門正時的比較和（ii) 所述組的可能目標(biāo)排氣門正時與參考排氣門正時的比較選擇可能目標(biāo)值組中的一個；基于 所述組中的選定一個的可能目標(biāo)進(jìn)氣門正時設(shè)置目標(biāo)進(jìn)氣門正時；以及基于所述組中的選 定一個的可能目標(biāo)排氣門正時設(shè)置目標(biāo)排氣門正時。該方法進(jìn)一步包括基于本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種用于車輛的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，包括：參考模塊，所述參考模塊設(shè)置用于變速器的換高速擋的參考進(jìn)氣門正時和參考排氣門正時中的至少一個；模型預(yù)測控制(MPC)模塊，所述MPC模塊：基于發(fā)動機(jī)扭矩請求識別可能目標(biāo)值組，每個可能組包括可能目標(biāo)進(jìn)氣門正時和可能目標(biāo)排氣門正時；基于(i)所述組的所述可能目標(biāo)進(jìn)氣門正時與所述參考進(jìn)氣門正時的比較和(ii)所述組的所述可能目標(biāo)排氣門正時與所述參考排氣門正時的比較選擇所述可能目標(biāo)值組中的一個；基于所述組中的選定一個的所述可能目標(biāo)進(jìn)氣門正時設(shè)置目標(biāo)進(jìn)氣門正時；以及基于所述組中的選定一個的所述可能目標(biāo)排氣門正時設(shè)置目標(biāo)排氣門正時；以及相位器致動器模塊，所述相位器致動器模塊基于所述目標(biāo)進(jìn)氣門正時控制發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣門定相并且其基于所述目標(biāo)排氣門正時控制所述發(fā)動機(jī)的排氣門定相。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：C·E·惠特尼，N·金，K·C·王，R·J·根斯拉克，
申請(專利權(quán))人：通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US