用于未来扭矩改变的模型预测控制系统和方法技术方案

公开了用于未来扭矩改变的模型预测控制系统和方法。预测模块分别基于用于M个未来时间的可能目标值组和发动机的模型确定用于M个未来时间的发动机的预测扭矩。M是大于一的整数。成本模块分别基于用于M个未来时间的预测扭矩与用于M个未来时间的发动机扭矩请求的比较来确定用于可能目标值组的成本。选择模块基于成本从包括可能目标值组和N个其他可能目标值组的群组中选择可能目标值组，其中N是大于零的整数，并且基于选定的可能目标值组来设置目标值。致动器模块基于目标值中的第一值来控制发动机致动器。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 相关申请的交叉引用 此申请涉及2014年3月26日提交的美国专利申请号14/225, 502、2014年3月26日 提交的美国专利申请号14/225, 516、2014年3月26日提交的美国专利申请号14/225, 569、 2014年3月26日提交的美国专利申请号14/225, 626、2014年3月26日提交的美国专利申 请号14/225,817、2014年3月26日提交的美国专利申请号14/225,896、2014年3月26日 提交的美国专利申请号14/225, 53U2014年3月26日提交的美国专利申请号14/225, 507、 2014年3月26日提交的美国专利申请号14/225, 808、2014年3月26日提交的美国专利申 请号14/225,587、2014年3月26日提交的美国专利申请号14/225,492、2014年3月26日 提交的美国专利申请号14/226, 12U2014年3月26日提交的美国专利申请号14/225, 496 以及2014年3月26日提交的美国专利申请号14/225,891。以上申请的全部披露内容以引 用的方式并入本文。
本公开涉及内燃发动机，并且更具体来说，涉及用于车辆的发动机控制系统和方 法。
技术介绍
本文所提供的
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描述的目的在于从总体上介绍本公开的背景。当前提及 的专利技术人的工作一一以在此
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部分中所描述的为限一一以及在提交时否则可能不 构成现有技术的该描述的各方面，既不明示地也不默示地被承认为是针对本公开的现有技 术。 内燃发动机在汽缸内燃烧空气与燃料混合物以驱动活塞，这产生驱动扭矩。进入 发动机的空气流量通过节气门来调节。更具体来说，节气门调整节气门面积，这增加或减少 进入发动机的空气流量。当节气门面积增加时，进入发动机的空气流量增加。燃料控制系 统调整燃料被喷射的速率从而将所需的空气/燃料混合物提供到汽缸和/或实现所需的扭 矩输出。增加提供到汽缸的空气与燃料的量增加发动机的扭矩输出。 在火花点火发动机中，火花开始提供到汽缸的空气/燃料混合物的燃烧。在压缩 点火发动机中，汽缸中的压缩燃烧提供到汽缸的空气/燃料混合物。火花正时和空气流量 可以是用于调整火花点火发动机的扭矩输出的主要机构，而燃料流可以是用于调整压缩点 火发动机的扭矩输出的主要机构。 已经开发出发动机控制系统来控制发动机输出扭矩以实现所需扭矩。然而，传统 的发动机控制系统并不如需要一样精确地控制发动机输出扭矩。另外，传统的发动机控制 系统并不对控制信号提供快速响应或者在影响发动机输出扭矩的各种设备之间协调发动 机扭矩控制。
技术实现思路
在一个特征中，披露车辆的发动机控制系统。预测模块分别基于用于M个未来时 间的可能目标值组和发动机的模型确定用于M个未来时间的发动机的预测扭矩。M是大于 一的整数。成本模块分别基于用于M个未来时间的预测扭矩与用于M个未来时间的发动机 扭矩请求的比较来确定用于可能目标值组的成本。选择模炔基于成本从包括可能目标值组 和N个其他可能目标值组的群组中选择可能目标值组，其中N是大于零的整数，并且基于选 定的可能目标值组来设置目标值。致动器模炔基于目标值中的第一值来控制发动机致动 器。 在其他特征中：基于可能目标组和发动机的模型，预测模块进一步确定发动机的 预测燃料效率；以及成本模块进一步基于预测燃料效率与预定最大燃料效率的比较来确定 用于可能目标值组的成本。 在另外其他特征中：基于可能目标组和发动机的模型，预测模块进一步确定预测 噪音、振动和声振粗糙度（NVH)值；以及成本模块进一步基于预测NVH值与预定NVH值的比 较来确定用于可能目标值组的成本。 在另外其他特征中，未来请求模炔基于变速器的换档来设置用于M个未来时间的 发动机扭矩请求中的至少一个。 在其他特征中，未来请求模炔基于加速踏板位置的改变来设置用于M个未来时间 的发动机扭矩请求中的至少一个。 在另外其他特征中，未来请求模炔基于发动机上负载的改变来设置用于M个未来 时间的发动机扭矩请求中的至少一个。 在其他特征中，未来请求模炔基于电动机扭矩的改变来设置用于M个未来时间的 发动机扭矩请求中的至少一个。 在其他特征中，未来请求模块在为车辆选择操作的运动模式时设置用于M个未来 时间的发动机扭矩请求中的至少一个。 在另外其他特征中，选择模块分别基于所述成本小于N个其他可能目标值组的成 本而从群组中选择可能目标值组。 在另外其他特征中：基于目标值中的第二值控制涡轮增压器的废气门的开度的升 压致动器模块；基于目标值中的第三值控制排气再循环（EGR)阀的开度的EGR致动器模块； 分别基于目标值中的第四值和第五值控制进气门和排气门定相的相位器致动器模块；基于 目标值中的第六值控制火花正时的火花致动器模块；以及基于目标值中的第七值控制加燃 料的燃料致动器模块，其中致动器模炔基于目标值中的一个值来控制节气门阀的开度。 一种用于车辆的发动机控制方法包括：分别基于用于M个未来时间的可能目标值 组和发动机的模型确定用于M个未来时间的发动机的预测扭矩，其中M是大于一的整数；分 别基于用于M个未来时间的预测扭矩与用于M个未来时间的发动机扭矩请求的比较来确定 用于可能目标值组的成本；基于成本从包括可能目标值组和N个其他可能目标值组的群组 中选择可能目标值组，其中N是大于零的整数；基于选定的可能目标值组来设置目标值；以 及基于目标值中的第一值来控制发动机致动器。 在其他特征中，发动机控制方法进一步包括：基于可能目标组和发动机的模型，确 定发动机的预测燃料效率；以及进一步基于预测燃料效率与预定最大燃料效率的比较来确 定用于可能目标值组的成本。 在另外其他特征中，发动机控制方法进一步包括：基于可能目标组和发动机的模 型，确定预测噪音、振动和声振粗糙度（NVH)值；以及进一步基于预测NVH值与预定NVH值 的比较来确定用于可能目标值组的成本。 在另外其他特征中，发动机控制方法进一步包括基于变速器的换档来设置用于M 个未来时间的发动机扭矩请求中的至少一个。 在其他特征中，发动机控制方法进一步包括基于加速踏板位置的改变来设置用于 M个未来时间的发动机扭矩请求中的至少一个。 在另外其他特征中，发动机控制方法进一步包括基于发动机上负载的改变来设置 用于M个未来时间的发动机扭矩请求中的至少一个。 在另外其他特征中，发动机控制方法进一步包括基于电动机扭矩的改变来设置用 于M个未来时间的发动机扭矩请求中的至少一个。 在其他特征中，发动机控制方法进一步包括在为车辆选择操作的运动模式时设置 用于M个未来时间的发动机扭矩请求中的至少一个。 在另外其他特征中，发动机控制方法进一步包括分别基于所述成本小于N个其他 可能目标值组的成本而从群组中选择可能目标值组。 在另外其他特征中，发动机控制方法进一步包括：基于目标值中的第二值控制涡 轮增压器的废气门的开度；基于目标值中的第三值控制排气再循环（EGR)阀的开度；分别 基于目标值中的第四值和第五值控制进气门和排气门定相；基于目标值中的第六值控制火 花正时；以及基于目标值中的第七值控制加燃料，其中发动机致动器是节气门阀。 本专利技术包括以下方案： 1. 一种车辆的发动机控制系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆的发动机控制系统，包括：预测模块，所述预测模块分别基于用于M个未来时间的可能目标值组和发动机的模型确定用于所述M个未来时间的所述发动机的预测扭矩，其中M是大于一的整数；成本模块，所述成本模块分别基于用于所述M个未来时间的所述预测扭矩与用于所述M个未来时间的发动机扭矩请求的比较来确定用于所述可能目标值组的成本；选择模块，所述选择模块基于所述成本从包括所述可能目标值组和N个其他可能目标值组的群组中选择所述可能目标值组，其中N是大于零的整数，并且其基于选定的可能目标值组来设置目标值；以及致动器模块，所述致动器模块基于所述目标值中的第一值控制发动机致动器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：K波赫纳，CE惠特尼，GR小齐甘，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US