CN103670762B - 空气流控制系统和方法 - Google Patents

空气流控制系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103670762B
CN103670762B CN201310428204.0A CN201310428204A CN103670762B CN 103670762 B CN103670762 B CN 103670762B CN 201310428204 A CN201310428204 A CN 201310428204A CN 103670762 B CN103670762 B CN 103670762B
Authority
CN
China
Prior art keywords
moment
torsion
target
torque request
determines
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310428204.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103670762A (zh
Inventor
M.利夫施斯
J.M.凯泽
C.E.惠特尼
G.J.小海斯科
D.A.怀特
B.J.宋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN103670762A publication Critical patent/CN103670762A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103670762B publication Critical patent/CN103670762B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0215—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only
    • F02D13/0219—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only by shifting the phase, i.e. the opening periods of the valves are constant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497—With detection of the mechanical response of the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/0017—Controlling intake air by simultaneous control of throttle and exhaust gas recirculation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413—Controller structures or design
    • F02D2041/1431—Controller structures or design the system including an input-output delay
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413—Controller structures or design
    • F02D2041/1432—Controller structures or design the system including a filter, e.g. a low pass or high pass filter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

本发明涉及空气流控制系统和方法。用于车辆的发动机控制系统包括延迟和速率限制模块、节气门控制模块、相位器控制模块、和排气再循环（EGR）控制模块。所述延迟和速率限制模块向第一扭矩请求施加延迟和速率限制，以产生第二扭矩请求。所述节气门控制模块基于所述第二扭矩请求来确定目标节气门开度，并且基于所述目标节气门开度来选择性地调节节气门。所述相位器控制模块基于所述第二扭矩请求来确定目标进气和排气定相值，并且分别基于所述目标进气和排气定相值来选择性地调节进气和排气门相位器。所述EGR控制模块基于所述第一扭矩请求来确定目标EGR开度，并且基于所述目标EGR开度来选择性地调节EGR阀。

Description

空气流控制系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年9月18日提交的美国临时申请No.61/702,430的权益。上述申请的公开内容以引用的方式全文结合到本文。
本申请涉及于2012年9月13日提交的美国专利申请No.13/613,588和于2012年9月13日提交的美国专利申请No.13/613,683。上述文献的全部内容以引用的方式全部结合到本文。
技术领域
本发明涉及内燃发动机，且更具体地涉及用于车辆的发动机控制系统和方法。
背景技术
本文提供的背景说明是为了总体上介绍本发明背景的目的。当前署名发明人的工作（在背景技术部分描述的程度上）以及本描述中否则不足以作为申请时现有技术的各方面，既不明显地也非隐含地被承认为与本发明相抵触的现有技术。
内燃发动机在气缸内燃烧空气和燃料混合物以驱动活塞，从而产生驱动扭矩。进入发动机中的空气流借助节气门被调节。更具体地，节气门调节节气门面积，这增加或减少进入到发动机中的空气流（量）。当节气门面积增加时，进入到发动机中的空气流增加。燃料控制系统调节燃料被喷射的速率，以向气缸提供期望空气/燃料比和/或实现期望扭矩输出。增加提供给气缸的空气和燃料的量增加了发动机的扭矩输出。
在火花点火发动机中，火花启动提供给气缸的空气/燃料混合物的燃烧。在压缩点火发动机中，气缸内的压缩燃烧提供给气缸的空气/燃料混合物。火花正时和空气流能够是用于调节火花点火发动机的扭矩输出的主要手段，而燃料流能够是用于调节压缩点火发动机的扭矩输出的主要手段。
已经开发了发动机控制系统，以控制发动机输出扭矩从而实现期望扭矩。然而，常规发动机控制系统并不如所需要的那样精确地控制发动机输出扭矩。此外，常规发动机控制系统并不提供对控制信号的快速响应或者在影响发动机输出扭矩的各种装置之间协调发动机扭矩控制。
发明内容
用于车辆的发动机控制系统包括延迟和速率限制模块、节气门控制模块、相位器控制模块、和排气再循环（EGR）控制模块。所述延迟和速率限制模块向第一扭矩请求施加延迟和速率限制，以产生第二扭矩请求。所述节气门控制模块基于所述第二扭矩请求来确定目标节气门开度，并且基于所述目标节气门开度来选择性地调节节气门。所述相位器控制模块基于所述第二扭矩请求来确定目标进气和排气定相值，并且分别基于所述目标进气和排气定相值来选择性地调节进气和排气门相位器。所述EGR控制模块基于所述第一扭矩请求来确定目标EGR开度，并且基于所述目标EGR开度来选择性地调节EGR阀。
用于车辆的发动机控制方法包括：向第一扭矩请求施加延迟和速率限制，以产生第二扭矩请求；基于所述第二扭矩请求来确定目标节气门开度；以及基于所述目标节气门开度来选择性地调节节气门。所述发动机控制方法还包括：基于所述第二扭矩请求来确定目标进气和排气定相值；分别基于所述目标进气和排气定相值来选择性地调节进气和排气门相位器；基于所述第一扭矩请求来确定目标排气再循环（EGR）开度；以及基于所述目标EGR开度来选择性地调节EGR阀。
本发明还提供如下方案：
1.一种用于车辆的发动机控制系统，包括：
延迟和速率限制模块，所述延迟和速率限制模块向第一扭矩请求施加延迟和速率限制，以产生第二扭矩请求；
节气门控制模块，所述节气门控制模块基于所述第二扭矩请求来确定目标节气门开度，并且基于所述目标节气门开度来选择性地调节节气门；
相位器控制模块，所述相位器控制模块基于所述第二扭矩请求来确定目标进气和排气定相值，并且分别基于所述目标进气和排气定相值来选择性地调节进气和排气门相位器；以及
排气再循环（EGR）控制模块，所述EGR控制模块基于所述第一扭矩请求来确定目标EGR开度，并且基于所述目标EGR开度来选择性地调节EGR阀。
2.根据方案1所述的发动机控制系统，还包括调节模块，所述调节模块基于在所述第二扭矩请求和所述发动机的估计扭矩输出之间的差与第一预定值之积来确定第一扭矩调节，基于第二预定值与所述差之积的积分来确定第二扭矩调节，并且基于所述第一扭矩调节和所述第二扭矩调节来确定第三扭矩调节；
其中：
所述节气门控制模块还基于所述第三扭矩调节来确定所述目标节气门开度；
所述相位器控制模块还基于所述第二扭矩调节来确定所述目标进气和排气定相值；并且
所述EGR控制模块还基于所述第二扭矩调节来确定所述目标进气和排气定相值。
3.根据方案2所述的发动机控制系统，其中，所述节气门控制模块基于所述第二扭矩请求和所述第三扭矩调节之和来确定所述目标节气门开度。
4.根据方案2所述的发动机控制系统，其中，所述相位器控制模块基于所述第二扭矩请求和所述第二扭矩调节之和来确定所述目标进气和排气定相值。
5.根据方案2所述的发动机控制系统，其中，所述EGR控制模块基于所述第一扭矩请求和所述第二扭矩调节之和来确定所述目标进气和排气定相值。
6.根据方案2所述的发动机控制系统，还包括：
第一每气缸空气量（APC）确定模块，其基于所述第二扭矩请求和所述第三扭矩调节来确定第一量的每气缸空气量；
第二APC确定模块，其基于所述第二扭矩请求和所述第二扭矩调节来确定第二量的每气缸空气量；以及
第三APC确定模块，其基于所述第一扭矩请求和所述第二扭矩调节来确定第三量的每气缸空气量；
其中：
所述节气门控制模块基于所述第一量的每气缸空气量来确定所述目标节气门开度；
所述相位器控制模块基于所述第二量的每气缸空气量来确定所述目标进气和排气定相值；并且
所述EGR控制模块基于所述第三量的每气缸空气量来确定所述目标EGR开度。
7.根据方案6所述的发动机控制系统，其中：
所述第一APC确定模块基于所述第二扭矩请求和所述第三扭矩调节之和来确定所述第一量的每气缸空气量；
所述第二APC确定模块基于所述第二扭矩请求和所述第二扭矩调节之和来确定所述第二量的每气缸空气量；并且
所述第三APC确定模块基于所述第一扭矩请求和所述第二扭矩调节之和来确定所述第三量的每气缸空气量。
8.根据方案2所述的发动机控制系统，还包括增压控制模块，所述增压控制模块基于所述第二扭矩请求和所述第三扭矩调节来确定目标废气门值，并且基于所述目标废气门值来选择性地调节涡轮增压器的废气门。
9.根据方案2所述的发动机控制系统，其中，所述调节模块基于所述第一扭矩调节和所述第二扭矩调节之和来确定所述第三扭矩调节。
10.根据方案1所述的发动机控制系统，其中，所述延迟和速率限制模块基于发动机速度和EGR值中的至少一个来确定延迟和速率限制中的至少一个。
11.一种用于车辆的发动机控制方法，包括：
向第一扭矩请求施加延迟和速率限制，以产生第二扭矩请求；
基于所述第二扭矩请求来确定目标节气门开度；
基于所述目标节气门开度来选择性地调节节气门；
基于所述第二扭矩请求来确定目标进气和排气定相值；
分别基于所述目标进气和排气定相值来选择性地调节进气和排气门相位器；
基于所述第一扭矩请求来确定目标排气再循环（EGR）开度；以及
基于所述目标EGR开度来选择性地调节EGR阀。
12.根据方案11所述的发动机控制方法，还包括：
基于在所述第二扭矩请求和所述发动机的估计扭矩输出之间的差与第一预定值之积来确定第一扭矩调节；
基于第二预定值与所述差之积的积分来确定第二扭矩调节；
基于所述第一扭矩调节和所述第二扭矩调节来确定第三扭矩调节；
还基于所述第三扭矩调节来确定所述目标节气门开度；
还基于所述第二扭矩调节来确定所述目标进气和排气定相值；以及
还基于所述第二扭矩调节来确定所述目标进气和排气定相值。
13.根据方案12所述的发动机控制方法，还包括：基于所述第二扭矩请求和所述第三扭矩调节之和来确定所述目标节气门开度。
14.根据方案12所述的发动机控制方法，还包括：基于所述第二扭矩请求和所述第二扭矩调节之和来确定所述目标进气和排气定相值。
15.根据方案12所述的发动机控制方法，还包括：基于所述第一扭矩请求和所述第二扭矩调节之和来确定所述目标进气和排气定相值。
16.根据方案12所述的发动机控制方法，还包括：
基于所述第二扭矩请求和所述第三扭矩调节来确定第一量的每气缸空气量；
基于所述第二扭矩请求和所述第二扭矩调节来确定第二量的每气缸空气量；
基于所述第一扭矩请求和所述第二扭矩调节来确定第三量的每气缸空气量；
基于所述第一量的每气缸空气量来确定所述目标节气门开度；
基于所述第二量的每气缸空气量来确定所述目标进气和排气定相值；以及
基于所述第三量的每气缸空气量来确定所述目标EGR开度。
17.根据方案16所述的发动机控制方法，还包括：
基于所述第二扭矩请求和所述第三扭矩调节之和来确定所述第一量的每气缸空气量；
基于所述第二扭矩请求和所述第二扭矩调节之和来确定所述第二量的每气缸空气量；以及
基于所述第一扭矩请求和所述第二扭矩调节之和来确定所述第三量的每气缸空气量。
18.根据方案12所述的发动机控制方法，还包括：
基于所述第二扭矩请求和所述第三扭矩调节来确定目标废气门值；以及
基于所述目标废气门值来选择性地调节涡轮增压器的废气门。
19.根据方案12所述的发动机控制方法，还包括：基于所述第一扭矩调节和所述第二扭矩调节之和来确定所述第三扭矩调节。
20.根据方案11所述的发动机控制方法，还包括：基于发动机速度和EGR值中的至少一个来确定延迟和速率限制中的至少一个。
本发明的进一步应用领域从下文提供的详细说明将显而易见。应当理解的是，详细说明和具体示例仅旨在用于描述目的且不旨在限制本发明的范围。
附图说明
从详细说明和附图将更完整地理解本发明，在附图中：
图1是根据本发明的示例性发动机系统的功能框图；
图2是根据本发明的示例性发动机控制系统的功能框图；
图3是根据本发明的示例性空气控制模块的功能框图；
图4是根据本发明的示例性目标每气缸空气量（APC）模块的示例的功能框图；以及
图5包括根据本发明的流程图，其描述了控制节气门、进气门和排气门定相、废气门和排气再循环（EGR）阀的示例性方法。
具体实施方式
发动机控制模块（ECM）控制发动机的扭矩输出。更具体地，ECM分别基于目标值来控制发动机的致动器，以产生所请求量的扭矩。例如，ECM基于目标进气和排气定相角度来控制进气和排气门定相、基于目标节气门开度来控制节气门、基于目标EGR开度来控制排气再循环（EGR）阀、以及基于目标废气门占空比来控制涡轮增压器的废气门（wastegate）。
ECM确定扭矩请求，以用于控制进气和排气凸轮定相、节气门、EGR阀和废气门。ECM将扭矩请求修整为修整扭矩请求。ECM基于修整扭矩请求和第一扭矩调节来确定第一目标扭矩，并且基于第一目标扭矩来确定目标节气门开度和目标废气门占空比。ECM还基于修整扭矩请求和第二扭矩调节来确定第二目标扭矩，并且基于第二目标扭矩来确定目标进气和排气定相角度。ECM基于（非修整）扭矩请求和第三扭矩调节来确定第三目标扭矩，并且基于第三目标扭矩来确定目标EGR开度。以这种方式，第一目标扭矩、第二目标扭矩和第三目标扭矩的设置分别与节气门112和涡轮增压器、进气和排气凸轮相位器148和150、以及EGR阀170相协调。目标扭矩与相应响应特征的协调可提高发动机性能和响应性。
现参考图1，示出了示例性发动机系统100的功能框图。发动机系统100包括发动机102，该发动机燃烧空气/燃料混合物以基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入产生用于车辆的驱动扭矩。空气借助节气门112被抽吸到进气歧管110中。仅作为示例，节气门112可包括具有可旋转叶片的蝶阀。发动机控制模块（ECM）114控制节气门致动器模块116，所述节气门致动器模块调节节气门112的开度，以控制被抽吸到进气歧管110中的空气的量。
来自进气歧管110的空气被抽吸到发动机102的气缸中。虽然发动机102可包括多个气缸，但是为了描述目的仅示出了单个代表性气缸118。仅作为示例，发动机102可包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个气缸。ECM114可指令气缸致动器模块120以选择性地停用其中一些气缸，这在一些发动机操作状况下可改善燃料经济性。
发动机102可利用四个冲程循环来操作。下文所述的四个冲程可被称为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。在曲轴（未示出）的每次回转期间，在气缸118内发生该四个冲程中的两个冲程。因此，为了使得气缸118经历全部四个冲程，有必要进行两次曲轴回转。
在进气冲程期间，来自进气歧管110的空气借助进气门122被抽吸到气缸118中。ECM114控制燃料致动器模块124，该燃料致动器模块调节燃料喷射以实现目标空气/燃料比。在中心位置或在多个位置（例如，在每个气缸的进气门122附近），燃料可被喷射到进气歧管110中。在各种实施方式（未示出）中，燃料可被直接喷入到气缸中或与气缸相关的混合室中。燃料致动器模块124可停止至被停用的气缸的燃料喷射。
所喷射的燃料与空气混合，并且在气缸118内产生空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，气缸118内的活塞（未示出）压缩该空气/燃料混合物。虽然未示出，但是发动机102可以是压缩点火发动机，在该情况下气缸118内的压缩点火该空气/燃料混合物。另选地，如所示的，发动机102可以是火花点火发动机，在该情况下火花致动器模块126基于来自ECM114的信号来激活气缸118中的火花塞128，从而点火空气/燃料混合物。火花的正时可相对于活塞处于其最上位置（称为上止点（TDC））的位置的时刻被规定。
火花致动器模块126可由规定在TDC之前或之后多久产生火花的正时信号来控制。由于活塞位置直接相关于曲轴旋转，因此火花致动器模块126的操作可与曲轴角同步。火花致动器模块126可停止至被停用的气缸的火花供应。产生火花可被称为点火事件。火花致动器模块126可具有改变用于每个点火事件的火花正时的能力。当火花正时在上一点火事件和下一点火事件之间改变时，火花致动器模块126可改变用于下一点火事件的火花正时。
在压缩冲程期间，空气/燃料混合物的燃烧将活塞驱离TDC，由此驱动曲轴。燃烧冲程可被限定为在活塞到达TDC与活塞到达下止点（BDC）的时刻之间的时间。在排气冲程期间，活塞开始移离BDC，并且借助排气门130驱出燃烧副产物。燃烧副产物借助排气系统134从车辆被排出。
进气门122可由进气凸轮轴140来控制，而排气门130可由排气凸轮轴142来控制。在各个实施方式中，多个进气凸轮轴（包括进气凸轮轴140）可控制用于气缸118的多个进气门（包括进气门122），和/或可控制用于多个气缸组（包括气缸118）的进气门（包括进气门122）。类似地，多个排气凸轮轴（包括排气凸轮轴142）可控制用于气缸118的多个排气门，和/或可控制用于多个气缸组（包括气缸118）的排气门（包括排气门130）。气缸致动器模块120可借助禁止打开进气门122和/或排气门130来停用气缸118。在各种其他实施方式中，进气门122和/或排气门130可由除了凸轮轴之外的装置（例如，无凸轮式阀致动器）来控制。
进气门122被打开的时刻可由进气凸轮相位器148相对于活塞TDC改变。排气门130被打开的时刻可由排气凸轮相位器150相对于活塞TDC改变。相位器致动器模块158可基于来自ECM114的信号来控制进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150。当被实施时，可变阀升程（未示出）也可由相位器致动器模块158来控制。
发动机系统100可以包括增压装置，该增压装置向进气歧管110提供加压空气。例如，图1示出了包括热涡轮机160-1的涡轮增压器，所述热涡轮机由流经排气系统134的热排气来驱动。涡轮增压器还包括由涡轮机160-1驱动的冷空气压缩机160-2。压缩机160-2压缩通入到节气门112中的空气。在各种实施方式中，由曲轴驱动的增压机（未示出）可压缩来自节气门112的空气，并且将压缩空气传输至进气歧管110。
废气门162可允许废弃绕过涡轮机160-1，由此减少由涡轮增压器提供的增压（进气空气的压缩量）。ECM114可借助增压致动器模块164来控制涡轮增压器。增压致动器模块164借助控制废气门162的开度可调节涡轮增压器的增压。在各种实施方式中，多个涡轮增压器可由增压致动器模块164来控制。涡轮增压器可具有变化的几何尺寸，该几何尺寸可由增压致动器模块164来控制。
中冷器（未示出）可消散被包含在压缩空气充量中的一些热量，当空气被压缩时产生所述压缩空气充量。压缩空气充量还可具有从排气系统134的部件吸收的热量。虽然为了描述目的被分开示出，但是涡轮机160-1和涡轮机160-2可彼此附接，从而将进气空气设置成紧贴热排气。
发动机系统100可包括排气再循环（EGR）阀170，其将排气再引导到进气歧管110。EGR阀170可定位在涡轮增压器的涡轮机160-1的上游。EGR阀170可由EGR致动器模块172来控制。
发动机系统100可利用RPM传感器180来测量曲轴的速度，单位为转每分钟（RPM）。发动机冷却剂的温度可利用发动机冷却剂温度（ECT）传感器182来测量。ECT传感器182可定位在发动机102内部，或者定位在冷却剂被循环的其他位置例如散热器（未示出）处。
进气歧管110内的压力可利用歧管绝对压力（MAP）传感器184来测量。在各个实施方式中，可测量发动机真空度，该发动机真空度是环境空气压力与进气歧管110内的压力之间的差。流入进气歧管110内的空气的质量流率可利用空气质量流量（MAF）传感器186来测量。在各个实施方式中，MAF传感器186可定位在还包括节气门112的壳体中。
节气门致动器模块116可利用一个或多个节气门位置传感器（TPS）190来监测节气门112的位置。被抽吸到发动机102中的空气的环境温度可利用进气空气温度（IAT）传感器192来测量。发动机系统100还可包括一个或多个其他传感器。ECM114可利用来自传感器的信号，以向发动机系统100做出控制决定。
ECM114可与变速器控制模块194通信，以协调变速器（未示出）的换档。例如，ECM114在换档期间可降低发动机扭矩。ECM114可与混合控制模块196通信，以协调发动机102和电动马达198的操作。
电动马达198还可用作发电机，并且可用于产生电能，该电能可由车辆电气系统使用和/或用于储存在蓄电池中。在各个实施方式中，ECM114、变速器控制模块194和混合控制模块196的各个功能可被集成到一个或多个模块中。
改变发动机参数的每个系统可被称为致动器。每个系统接收目标致动器值。例如，节气门致动器模块116可被称为致动器，并且目标节气门开度（例如，面积）可被称为目标致动器值。在图1的示例中，节气门致动器模块116借助调节节气门112的叶片的角度来达到目标节气门开度。
类似地，火花致动器模块126可被称为致动器，而相应目标致动器值可以是相对于活塞TDC的目标火花正时。其他致动器可包括气缸致动器模块120、燃料致动器模块124、相位器致动器模块158、增压致动器模块164和EGR致动器模块172。对于这些致动器，目标致动器值可分别包括被致动的气缸的目标数量、目标燃料供给参数、目标进气和排气凸轮相位器角度、目标废气门占空比、以及目标EGR阀开度。ECM114可产生目标致动器值，以使得发动机102产生目标发动机输出扭矩。
现参考图2，示出了示例性发动机控制系统的功能框图。ECM114的示例性实施方式包括驾驶员扭矩模块202、车轴扭矩裁定模块204和推进扭矩裁定模块206。ECM114可包括混合优化模块208。ECM114还包括储备/负载模块220、扭矩请求模块224、空气控制模块228、火花控制模块232、气缸控制模块236以及燃料控制模块240。ECM114还包括每气缸空气量（APC）扭矩估计模块244、MAP扭矩估计模块246、增压控制模块248、相位器控制模块252和EGR控制模块253。
驾驶员扭矩模块202可基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入255确定驾驶员扭矩请求254。驾驶员输入255可基于例如加速器踏板的位置和制动器踏板的位置。驾驶员输入255还可基于巡航控制，其可以是适应性巡航控制系统，该适应性巡航控制系统改变车辆速度以保持预定跟随距离。驾驶员扭矩模块202可存储加速器踏板位置至目标扭矩的一个或多个映射，并且可基于选定的一个映射来确定驾驶员扭矩请求254。
车轴扭矩裁定模块204在驾驶员扭矩请求254与其他车轴扭矩请求256之间进行裁定。车轴扭矩（在车轮处的扭矩）可由包括发动机和/或电动马达的各种源产生。例如，车轴扭矩请求256可包括当检测到正向车轮滑移时由牵引控制系统请求的扭矩减少。当车轴扭矩克服车轮与路面之间摩擦时发生该正向车轮滑移，并且车轮开始在路面上滑移。车轴扭矩请求256还可包括用于抵御负向车轮滑移的扭矩增加，其中由于车轴扭矩是负向的，车辆的轮胎沿其他方向相对于路面滑移。
车轴扭矩请求256还可包括制动器管理请求和车辆过速扭矩请求。制动器管理请求可减少车轴扭矩以确保车轴扭矩并不超过制动器的能力，以在车辆停止时保持车辆。车辆过速扭矩请求可减少车轴扭矩以防止车辆超过预定速度。车轴扭矩请求256还可由车辆稳定性控制系统来产生。
车轴扭矩裁定模块204基于接收到的扭矩请求254和256之间的裁定结果来输出预计扭矩请求257和即时扭矩请求258。如下文所述，来自车轴扭矩裁定模块204的预计扭矩请求257和即时扭矩请求258在被用于控制发动机系统100的致动器之前可由ECM114的其他模块选择性地调节。
在一般意义上，即时扭矩请求258是当前目标车轴扭矩的量，而预计扭矩请求257是短时间内可能需要的车轴扭矩的量。ECM114控制发动机系统100，以产生等于即时扭矩请求258的车轴扭矩。然而，致动器值的不同组合可导致相同的车轴扭矩。ECM114因此可调节目标致动器值以使得更快地过渡到预计扭矩请求257，并且同时仍保持车轴扭矩在即时扭矩请求258下。
在各个实施方式中，预计扭矩请求257可基于驾驶员扭矩请求254被设置。在一些情况下（例如，当驾驶员扭矩请求254正使得车轮在结冰表面上滑移时），即时扭矩请求258可被设置成小于预计扭矩请求257。在这种情况下，牵引控制系统（未示出）可借助即时扭矩请求258来请求降低发动机扭矩，并且ECM114将发动机扭矩输出降低至即时扭矩请求258。但是，ECM114执行该降低，以使得一旦车轮滑移停止发动机系统100就可快速地重新开始产生预计扭矩请求257。
在一般意义上，即时扭矩请求258与（通常更高的）预计扭矩请求257之间的差可被称为扭矩储备。扭矩储备可代表发动机系统100可以极小的延迟开始产生的附加扭矩（大于即时扭矩请求258）的量。快速发动机致动器被用于以极小的延迟来增加或减少当前车轴扭矩。如下文更详细地描述的，快速发动机致动器相对于缓慢发动机致动器被定义。
在各个实施方式中，快速发动机致动器能够在一定范围内改变车轴扭矩，该范围由缓慢发动机致动器来建立。该范围的上限值是预计扭矩请求257，而该范围的下限值由快速致动器的扭矩（改变）能力来限定。仅作为示例，快速致动器可仅能够将车轴扭矩减少第一量，其中该第一量是快速致动器的扭矩能力的量度。该第一量可基于由缓慢发动机致动器设定的发动机操作状况来改变。
当即时扭矩请求258处于该范围内时，快速发动机致动器可被控制以使得车轴扭矩等于即时扭矩请求258。当ECM114请求输出预计扭矩请求257时，快速发动机致动器可被控制以将车轴扭矩改变至该范围的上限，即预计扭矩请求257。
在一般意义上，快速发动机致动器与缓慢发动机致动器相比可更快地改变车轴扭矩。与快速致动器相比，缓慢致动器可更缓慢地响应于其相应致动器值的变化。例如，缓慢致动器可包括机械部件，该机械部件需要时间以响应于致动器值的变化而从一个位置移向另一位置。缓慢致动器还可表征为：在缓慢致动器开始执行改变的致动器值之后车轴扭矩开始改变所花费的时间量。通常，该时间量对于缓慢致动器来说更长，并且对于快速致动器来说更短。此外，即使在开始改变之后，车轴扭矩可花费更长时间来完全响应于缓慢致动器中的改变。
仅作为示例，ECM114可将用于缓慢致动器的致动器值设置为这样的值，该值在快速致动器被设定为合适值的情况下会使得发动机系统100产生预计扭矩请求257。同时，ECM114可将用于快速致动器的目标致动器值设置为这样的值，该值在给定缓慢致动器值的情况下使得发动机系统100产生即时扭矩请求258而不是预计扭矩请求257。
因此快速致动器使得发动机系统100产生即时扭矩请求258。当ECM114决定使得车轴扭矩从即时扭矩请求258过渡至预计扭矩请求257时，ECM114将用于一个或多个快速致动器的目标致动器值改变为对应于预计扭矩请求257的值。由于用于缓慢致动器的目标致动器值已经基于预计扭矩请求257被设置，因此发动机系统100仅在由快速致动器施加的（极小）延迟之后就能够产生预计扭矩请求257。换言之，避免了否则由利用缓慢致动器改变车轴扭矩导致的较长延迟。
仅作为示例，在火花点火发动机中，火花正时可是快速致动器值，而节气门开度可是缓慢致动器值。火花点火发动机可通过施加火花来燃烧燃料，包括例如汽油和乙醇。比较而言，在压缩点火发动机中，燃料流可是快速致动器值，而节气门开度可用作用于除了扭矩之外的发动机特征的致动器值。压缩点火发动机可借助压缩来燃烧燃料，包括例如柴油燃料。
当发动机102是火花点火发动机时，火花致动器模块126可以是快速致动器，节气门致动器模块116可以是缓慢致动器。在接收到新的目标致动器值之后，火花致动器模块126可能够改变用于下一点火事件的火花正时。当用于点火事件的火花正时（也称为火花提前）被设置为最优值时，在点火事件紧随的燃烧冲程中可产生最大量的扭矩。然而，与最优值偏离的火花正时可减少在燃烧冲程中所产生的扭矩量。因此，一旦借助改变火花正时发生下一点火事件，火花致动器模块126就能够改变发动机输出扭矩。仅作为示例，在车辆设计的标定阶段期间，可确定与不同发动机操作状况相对应的最优火花正时的表，并且基于当前发动机操作状况从该表选择最优值。
对比而言，节气门开度的变化花费更长时间来影响发动机输出扭矩。节气门致动器模块116借助调节节气门112的叶片的角度来改变节气门开度。因此，一旦接收到新致动器值，则当节气门112基于新目标致动器值从其先前位置移到新的位置时存在机械延迟。此外，基于节气门开度的空气流变化经受进气歧管110中的空气传输延迟。此外，直到气缸118在下一进气冲程中接收附加空气、压缩该附加空气并且开始燃烧冲程，进气歧管110中增加的空气流才实现为发动机输出扭矩的增加。
使用这些致动器作为示例，通过将节气门开度设定为会允许发动机102产生预计扭矩请求257的值，可产生扭矩储备。同时，火花正时可基于小于预计扭矩请求257的即时扭矩请求258被设定。虽然节气门开度产生用于使得发动机102产生预计扭矩请求257的足够空气流，但是火花正时基于即时扭矩请求258被延迟（这减少扭矩）。因此发动机输出扭矩将等于即时扭矩请求258。
当需要附加扭矩时，可基于预计扭矩请求257或在预计扭矩请求257与即时扭矩请求258之间的扭矩来设置火花正时。借助下一点火事件，火花致动器模块126可使得火花正时返回到最优值，这允许发动机102产生在已经存在空气流的情况下可实现的全部发动机输出扭矩。因此，发动机输出扭矩可快速地增加至预计扭矩请求257，而不经历由节气门开度变化引起的延迟。
车轴扭矩裁定模块204可向推进扭矩裁定模块206输出预计扭矩请求257和即时扭矩请求258。在各个实施方式中，车轴扭矩裁定模块204可向混合优化模块208输出预计扭矩请求257和即时扭矩请求258。
混合优化模块208可确定发动机102应当产生多少扭矩以及电动马达198应当产生多少扭矩。于是，混合优化模块208向推进扭矩裁定模块206分别输出修改后的预计扭矩请求250和即时扭矩请求260。在各个实施方式中，混合优化模块208可被实施在混合控制模块196中。
由推进扭矩裁定模块206接收的预计扭矩请求和即时扭矩请求从车轴扭矩域（在车轮处的扭矩）转换为推进扭矩域（在曲轴处的扭矩）。这种转换可在混合优化模块208之前、之后、作为该混合优化模块208的一部分、或者取代混合优化模块208来发生。
推进扭矩裁定模块206在包括转换后的预计和即时扭矩请求的推进扭矩请求290之间裁定。推进扭矩裁定模块206产生裁定预计扭矩请求261和裁定即时扭矩请求262。裁定扭矩请求261和262可借助从接收到的扭矩请求中选择获胜的请求来产生。替代地或额外地，裁定扭矩请求可借助基于接收到的扭矩请求中的另外一个或多个来修改接收到的请求中的一个而被产生。
例如，推进扭矩请求290可包括：用于发动机过速保护的扭矩减少；用于防失速的扭矩增加；以及由变速器控制模块194请求的用于适应换档的扭矩减少。推进扭矩请求290还可由于离合器燃料切断，在驾驶员踩下手动变速器车辆的离合器踏板时所述离合器燃料切断会减少发动机输出扭矩，以防止发动机速度的猛增（快速升高）。
推进扭矩请求290还可包括发动机关闭请求，当检测到重大故障时可启动该发动机关闭请求。仅作为示例，重大故障可包括检测到车辆偷盗、卡滞的启动器马达、电子节气门控制问题、以及未预料的扭矩增加。在各个实施方式中，当存在发动机关闭请求时，裁定将发动机关闭请求选择为获胜的请求。当存在发动机关闭请求时，推进扭矩裁定模块206可输出零来作为裁定预计扭矩请求261和裁定即时扭矩请求262。
在各个实施方式中，发动机关闭请求可与裁定处理分立地仅关闭发动机102。推进扭矩裁定模块206仍可接收发动机关闭请求，以便例如合适数据可被反馈到其他扭矩请求者。例如，全部其他扭矩请求者可被通知它们已经输掉裁定。
储备/负载模块220接收裁定的预计推进扭矩请求261和裁定的即时推进扭矩请求262。储备/负载模块220可调节裁定的预计推进扭矩请求261和裁定的即时推进扭矩请求262，以产生扭矩储备和/或补偿一个或多个负载。于是，储备/负载模块220将调节后的预计和即时推进扭矩请求263和264输出给扭矩请求模块224。
仅作为示例，催化剂起燃处理或冷启动排放减少处理可需要延迟的火花正时。因此，储备/负载模块220可将调节后的预计扭矩请求263增加成高于调节后的即时扭矩请求264，以形成用于冷启动排放减少处理的延迟火花。在另一示例中，发动机的空气/燃料比和/或空气质量流量可直接改变，例如借助诊断侵入式当量比测试和/或新发动机吹扫来实现。在开始这些处理之前，扭矩储备可被产生或增加，以快速地补偿发动机输出扭矩的减少，所述发动机输出扭矩的减少可由在这些处理期间空气/燃料混合物贫乏引起。
储备/负载模块220还可在预期到将来负载时产生或增加扭矩储备，所述将来负载例如是电动转向泵操作或空气调节（A/C）压缩机离合器的接合。当驾驶员首先请求空气调节时可产生用于A/C压缩机离合器的接合的储备。储备/负载模块220可增加调节后的预计扭矩请求263而使得调节后的即时扭矩请求264不变化以产生扭矩储备。然后，当A/C压缩机离合器接合时，储备/负载模块220可按照A/C压缩机离合器的估计负载来增加调节后的即时扭矩请求264。
扭矩请求模块224接收调节后的预计和即时扭矩请求263和264。扭矩请求模块224确定将如何实现调节后的预计和即时扭矩请求263和264。扭矩请求模块224可以是针对发动机类型专用的。例如，扭矩请求模块224对于火花点火发动机对比压缩点火发动机来说不同地实施或使用不同的控制策略。
在各个实施方式中，扭矩请求模块224可限定对于全部发动机类型来说共用的模块与针对发动机类型专用的模块之间的边界。例如，发动机类型可包括火花点火和压缩点火。在扭矩请求模块224之前的模块（例如，推进扭矩裁定模块206）对于发动机类型来说是共用的，而扭矩请求模块224和之后的模块可是针对发动机类型专用的。
例如，在火花点火发动机中，扭矩请求模块224可改变作为缓慢致动器的节气门112的开度，从而允许宽范围的扭矩控制。扭矩请求模块224可利用气缸致动器模块120来禁用气缸，这也提供宽范围的扭矩控制，但是该扭矩请求模块也可是缓慢的，并且可包括驾驶性能和排放的问题。扭矩请求模块224可将火花正时用作快速致动器。然而，火花正时可并不提供如此宽范围的扭矩控制。此外，随着火花正时的变化而可能的扭矩控制的量（被称为火花储备能力）可随着空气改变而变化。
在各个实施方式中，扭矩请求模块224可基于调节后的预计扭矩请求263来产生空气扭矩请求265。空气扭矩请求265可等于调节后的预计扭矩请求263，从而设定空气流，以使得借助其他（例如，快速）致动器的变化可实现调节后的预计扭矩请求263。
可基于空气扭矩请求265来确定用于空气流控制致动器的目标致动器值。仅作为示例，空气控制模块228（还可见图3）可基于空气扭矩请求265来确定目标歧管绝对压力（MAP）266、目标节气门开度（例如，面积）267、第二目标每气缸空气量（APC）268以及第三目标APC（APC3）291。将在下文讨论第二目标APC268和第三目标APC291的确定。
增压控制模块248可基于目标MAP266来确定废气门162的目标占空比269。虽然将讨论目标占空比269，但是增压控制模块248可确定用于控制废气门162的其他合适值。相位器控制模块252可基于第二目标APC268来确定目标进气和排气凸轮相位器角度270和271。EGR控制模块253基于第三目标APC291来确定目标EGR开度292。
扭矩请求模块224还可产生火花扭矩请求272、气缸关闭扭矩请求273和燃料扭矩请求274。火花控制模块232可基于火花扭矩请求272来确定将火花正时从最优火花正时延迟多久（其减少发动机输出扭矩）。仅作为示例，扭矩关系可被反推以用于求解期望火花正时299。对于给定扭矩请求（Tdes），期望火花正时（Sdes）299可基于下式被确定：
（0）Sdes=f-1（Tdes,APC,I,E,AF,OT,#）。
该关系式可实施为方程和/或查询表。空气/燃料比（AF）可以是如由燃料控制模块240报告的实际空气/燃料比。火花控制模块232还可产生目标火花正时275，如在下文结合图3讨论的。
当火花正时被设定为最优火花正时时，得到的扭矩可尽可接近最大最优扭矩（MBT）。MBT是指当火花正时提前时针对给定空气流产生的最大发动机输出扭矩，并且同时使用辛烷值大于预定辛烷值的燃料并且使用化学当量计的燃料供给。发生该最大扭矩的火花正时被称为MBT火花正时。最优火花正时可与MBT火花正时稍微不同，这是由例如燃料质量（例如，当使用较低辛烷值的燃料时）和环境因素引起的。因此，在最优火花正时处的发动机输出扭矩可小于MBT。
气缸关闭扭矩请求273可由气缸控制模块236使用，以确定要停用的气缸的目标数量276。气缸控制模块236还可指令燃料控制模块240来停止向停用的气缸提供燃料，并且可指令火花控制模块232来停止向停用的气缸提供火花。一旦已经存在于气缸中的空气/燃料混合物已经被燃烧，火花控制模块232就可停止向气缸提供火花。
燃料控制模块240可基于燃料扭矩请求274来改变提供给每个气缸的燃料量。更具体地，燃料控制模块240可基于燃料扭矩请求274来产生目标燃料供给参数277。目标燃料供给参数277例如可包括目标燃料质量、目标喷射开始正时、以及目标燃料喷射次数。
在火花点火发动机的正常操作期间，燃料控制模块240可操作在空气主导（lead）模式中，在空气主导模式中，燃料控制模块240借助基于空气流控制燃料供给来试图保持化学当量计的空气/燃料比。燃料控制模块240可确定目标燃料质量，该目标燃料质量在与当前每气缸空气量（APC）质量结合时将产生化学当量计的燃烧。
在压缩点火系统中，燃料控制模块240可操作在燃料主导模式中，在燃料主导模式中，燃料控制模块240确定用于每个气缸的目标燃料质量，该目标燃料质量满足燃料扭矩请求274并且同时最小化排放、噪声和燃料消耗。在燃料主导模式中，空气流基于燃料流被控制，并且可被控制以产生贫空气/燃料比。此外，空气/燃料比可被保持高于预定水平，在动态发动机操作状况下这可防止产生碳烟。
空气控制模块228还基于MAP估计扭矩278来产生目标MAP266。MAP估计扭矩278对应于利用MAP传感器184测量的基于MAP279确定的当前发动机扭矩输出的估计值。MAP扭矩估计模块246基于MAP279和其他测量的发动机操作参数来产生MAP估计扭矩278。例如，MAP扭矩估计模块246利用下述关系式来产生MAP估计扭矩278：
（1）,
其中，TMAP是MAP估计扭矩278，MAP是MAP279，RPM是发动机速度（曲轴的旋转速度），SM是由火花致动器模块126使用的当前火花正时280，IM是测量进气凸轮相位器角度281，EM是测量排气凸轮相位器角度282，AF是由燃料致动器模块124使用的当前空气/燃料比，OT是油温，并且#是被致动的气缸的当前数量。该关系式可实施为方程或查询表。
相位器控制模块252可提供测量的进气凸轮相位器角度281和测量的排气凸轮相位器角度282。相位器控制模块252可基于测量的进气和凸轮相位器角度281和排气凸轮相位器角度282的先前值和目标进气和排气凸轮相位器角度270和271来产生测量的进气和排气凸轮相位器角度281和282。例如，相位器控制模块252可使用下述关系式来产生测量的进气凸轮相位器角度281和测量的排气凸轮相位器角度282：
（2）；和
（3）,
其中IM是测量的进气凸轮相位器角度281，IT是目标进气凸轮相位器角度270，k是预定标量/增益值，IM_PREV是测量的进气凸轮相位器角度281的先前值，EM是测量的排气凸轮相位器角度282，ET是目标排气凸轮相位器角度271，k是预定标量/增益值，EM_PREV是测量的排气凸轮相位器角度282的先前值。
空气控制模块228还基于第一APC估计扭矩283来产生各个扭矩值。第一APC估计扭矩283对应于基于当前APC284确定的当前发动机扭矩输出的估计值。当前APC284基于一个或多个测量参数（例如，MAF、MAP、和/或IAT）被确定。APC扭矩估计模块244基于当前APC284和其他测量的发动机操作参数来产生第一APC估计扭矩283。APC扭矩估计模块244利用下述关系式来产生第一APC估计扭矩283：
（4）,
其中，TAPC1是第一APC估计扭矩283，APCM是当前APC284，RPM是发动机速度，SM是由火花致动器模块126使用的当前火花正时280，IM是测量的进气凸轮相位器角度281，EM是测量的排气凸轮相位器角度282，AF是由燃料致动器模块124使用的当前空气/燃料比，OT是油温，#是被致动的气缸的当前数量。该关系式可被实施为方程或查询表。
APC扭矩估计模块244还基于当前APC284以及目标进气和排气凸轮相位器角度270和271来产生第二APC估计扭矩298。APC扭矩估计模块244使用下述关系式来产生第二APC估计扭矩298：
（5）,
其中TAPC2是第二APC估计扭矩298，APCM是当前APC284，RPM是发动机速度，SM是由火花致动器模块126使用的当前火花正时280，IT是目标进气凸轮相位器角度270，ET是目标排气凸轮相位器角度271，AF是由燃料致动器模块124使用的当前空气/燃料比，OT是油温，#是被致动的气缸的当前数量。该关系式可被实施为方程或查询表。
空气控制模块228可向节气门致动器模块116输出目标节气门开度267。节气门致动器模块116调节节气门112，以产生目标节气门开度267。空气控制模块228向增压控制模块248输出目标MAP266。增压控制模块248基于目标MAP266来控制废气门162。空气控制模块228向相位器控制模块252输出第二目标APC268。基于第二目标APC268和发动机速度（和/或曲轴位置），相位器控制模块252可控制进气和/或排气凸轮相位器148和150的位置。
现参考图3，示出了空气控制模块228的示例性实施方式的功能框图。延迟和速率限制模块302向空气扭矩请求265施加一个或多个修整（shaping）动作，以产生修整空气扭矩请求303。更具体地，延迟和速率限制模块302在将存储的空气扭矩请求作为延迟空气扭矩请求（未示出）输出之前存储该空气扭矩请求265以延迟时段。延迟和速率限制模块302可基于EGR值（例如，开度或质量流率）和/或发动机速度（RPM）来确定该延迟时段。延迟和速率限制模块302向延迟空气扭矩请求施加速率限制，以产生修整空气扭矩请求303。换句话说，延迟和速率限制模块302将修整空气扭矩请求303以高达每预定时段的最大量来朝向延迟空气扭矩请求调节。延迟和速率限制模块302可基于EGR值和/或发动机速度来确定该最大量。虽然已经描述了延迟和速率限制修整动作，但是还可执行一个或多个其他修整动作。
扭矩误差模块304基于修整空气扭矩请求303与第一APC估计扭矩283之间的差来确定扭矩误差308。例如，扭矩误差模块304可将扭矩误差308设置成等于空气扭矩请求265减第一APC估计扭矩283。
调节模块312基于扭矩误差308来产生扭矩调节316。调节模块312可例如使用下述关系式来产生扭矩请求316：
（6）,
其中，TADJ是扭矩调节316，KP是比例增益，TERROR是扭矩误差308，KI是积分增益，将被称为比例（P）扭矩调节，被称为积分（I）扭矩调节318。扭矩调节316等于P扭矩调节和I扭矩调节318之和。在各个实施方式中，可使用任何合适类型的闭环控制器，以基于扭矩误差308来产生扭矩调节312。
目标确定模块320基于修整空气扭矩请求303和扭矩调节316来确定目标扭矩324。例如，目标确定模块320可将目标扭矩324设定成等于修整空气扭矩请求303加扭矩调节316。
目标APC模块328产生第一目标APC（APC1）329。图4是目标APC模块328的示例性实施方式的功能框图。现参考图3和图4，第一APC确定模块404基于目标扭矩324、目标火花正时275、选定的进气和排气凸轮相位器角度330和331来确定第一目标APC329。第一APC确定模块404还基于发动机速度、当前空气/燃料比、油温和活动气缸的当前数量来确定第一目标APC329。上述的关系式（4）可被反推并求解以确定第一目标APC329。例如，第一APC确定模块404可利用下述关系式来产生第一目标APC329：
（7）,
其中，APCT_1是第一目标APC329，TT是目标扭矩324，RPM是发动机速度，ST是目标火花正时275，ISEL是选定的进气凸轮相位器角度330，ESEL是选定的排气凸轮相位器角度331，AF是由燃料致动器模块124使用的空气/燃料比，OT是油温，#是被致动的气缸的当前数量，T-1代表上述用于将当前APC284与第一APC估计扭矩283相关的关系式（4）的反推式（逆）。在各个实施方式中，目标进气和排气凸轮相位器角度270和271可取代选定的进气和排气凸轮相位器角度330和331被使用。该关系式可被实施为方程或查询表。将在下文讨论选定的进气和排气凸轮相位器角度330和331的产生。
目标APC模块328还产生第二和第三目标APC268和291。第二APC确定模块408基于相位器目标扭矩412、目标火花正时275和选定的进气和排气凸轮相位器角度330和331来确定第二目标APC268。第二APC确定模块408还基于发动机速度、当前空气/燃料比、油温和活动气缸的当前数量来确定第二目标APC268。上述的关系式（4）可被反推（求逆）并求解以确定第二目标APC268。例如，第二APC确定模块408可利用下述关系式来产生第二目标APC268：
（8）,
其中，APCT_2是第二目标APC268，TPTT是相位器目标扭矩412，RPM是发动机速度，ST是目标火花正时275，ISEL是选定的进气凸轮相位器角度330，ESEL是选定的排气凸轮相位器角度331，AF是由燃料致动器模块124使用的空气/燃料比，OT是油温，#是被致动的气缸的当前数量，T-1代表上述用于将当前APC284与第一APC估计扭矩283相关的关系式（4）的反推式。在各个实施方式中，目标进气和排气凸轮相位器角度270和271可取代选定的进气和排气凸轮相位器角度330和331被使用。该关系式可被实施为方程或查询表。
目标相位器扭矩模块416基于修整空气扭矩请求303和相位器扭矩调节420来确定相位器目标扭矩412。例如，目标相位器扭矩模块416可将相位器目标扭矩412设置成等于相位器扭矩调节420加修整空气扭矩请求303。
第一选择模块424基于第一选择信号428将相位器扭矩调节420设置为零和I扭矩调节318中的一者。例如，第一选择模块424可在第一选择信号428处于第一状态时将相位器扭矩调节420设置为零，并且在第一选择信号428处于第二状态时将相位器扭矩调节420设置为I扭矩调节318。第一选择信号428的状态可例如在车辆设计的标定阶段期间被设置。例如，当相位器控制模块252可按照比预定速率更大的速率来改变目标进气和/或排气相位器角度270和271时，第一选择信号428可被设置为第一状态。当相位器控制模块252被限制成按照比预定速率更小的速率来改变目标进气和/或排气相位器角度270和271时，第一选择信号428可被设置为第二状态。
如上所述，相位器控制模块252（图2）基于第二目标APC268来产生目标进气和排气相位器角度270和271。相位器控制模块252可基于第二目标APC268和发动机速度来确定目标进气和排气相位器角度270和271。例如，相位器控制模块252可利用下述关系式来产生目标进气和排气相位器角度270和271：
（9）；和
（10）,
其中，IT是目标进气凸轮相位器角度270，RPM是发动机速度，APCT_2是第二目标APC268，ET是目标排气凸轮相位器角度271。这些关系式可被实施为方程或查询表。相位器致动器模块158分别基于目标进气和排气相位器角度270和271来控制进气和排气凸轮相位器148和150。
第三APC确定模块432基于EGR目标扭矩436、目标火花正时275、和选定的进气和排气凸轮相位器角度330和331来确定第三目标APC291。第三APC确定模块432还基于发动机速度、当前空气/燃料比、油温和活动气缸的当前数量来确定第三目标APC291。上述关系式（4）可被反推并求解以确定第三目标APC291。例如，第三APC确定模块432可使用下述关系式来产生第三目标APC291：
（11）,
其中，APCT_3是第三目标APC291，TEGRT是EGR目标扭矩436，RPM是发动机速度，ST是目标火花正时275，ISEL是选定的进气凸轮相位器角度330，ESEL是选定的排气凸轮相位器角度331，AF是由燃料致动器模块124使用的空气/燃料比，OT是油温，#是被致动的气缸的当前数量，T-1代表上述用于将当前APC284与第一APC估计扭矩283相关的关系式（4）的反推式。在各个实施方式中，目标进气和排气凸轮相位器角度270和271可取代选定的进气和排气凸轮相位器角度330和331被使用。该关系式可被实施为方程或查询表。
目标EGR扭矩模块440基于空气扭矩请求265和EGR扭矩调节444来确定EGR目标扭矩436。例如，目标EGR扭矩模块440可将EGR目标扭矩436设置成等于EGR扭矩调节444加空气扭矩请求265。
第二选择模块448基于第二选择信号452将EGR扭矩调节444设定为零和I扭矩调节318中的一者。例如，第二选择模块448可在第二选择信号452处于第一状态时将EGR扭矩调节444设定为零，并且在第二选择信号452处于第二状态时将EGR扭矩调节444设定为I扭矩调节318。第二选择信号452的状态可例如在车辆设计的标定阶段期间被设置。例如，当EGR控制模块253可按照比预定速率更大的速率来改变目标EGR开度292时，第二选择信号452可被设置为第一状态。当EGR控制模块253被限制成按照比预定速率更小的速率来改变目标EGR开度292时，第二选择信号452可被设置为第二状态。
如上所述，EGR控制模块253（图2）基于第三目标APC291来产生目标EGR开度292。EGR控制模块253可基于第三目标APC291和发动机速度来确定目标EGR质量流率。EGR控制模块253可例如使用下述关系式来产生目标EGR质量流率：
（12）,
其中，MEGRT是EGR质量流率，RPM是发动机速度，APCT_3是第三目标APC291。该关系式可被实施为方程或查询表。
EGR控制模块253可基于目标EGR质量流率来确定目标EGR开度292。EGR控制模块253还基于目标MAP266、排气温度和排气压力来确定目标EGR开度292。例如，EGR控制模块253可使用下述关系式来确定目标EGR开度292：
（13）,
其中，AREAEGRT是目标EGR开度292，MEGRT是目标EGR质量流率，MAPT是目标MAP266，RGAS是理想气体常数，Texh是排气温度，Pexh是排气压力，并且Φ代表空气密度函数。如上所述，EGR致动器模块172基于目标EGR开度292来控制EGR阀170。
往回参考图3，目标MAP模块332基于目标扭矩324、目标火花正时275、以及选定的进气和排气凸轮相位器角度330和331来产生目标MAP266。目标MAP模块332还基于发动机速度、当前空气/燃料比、油温、活动气缸的当前数量、以及估计扭矩差336来产生目标MAP266。上述关系式（1）可被反推并求解以确定目标MAP266。例如，目标MAP模块332可利用下述关系式来产生目标MAP266：
（14）,
其中，MAPT是目标MAP266，TT是目标扭矩324，TEST_DIFF是估计扭矩差336，RPM是发动机速度，ST是目标火花正时275，ISEL是选定的进气凸轮相位器角度330，ESEL是选定的排气凸轮相位器角度331，AF是由燃料致动器模块124使用的空气/燃料比，OT是油温，#是被致动的气缸的当前数量，T-1代表上述用于将MAP279与MAP估计扭矩278相关的关系式（1）的反推式。在各个实施方式中，目标进气和排气凸轮相位器角度270和271可取代选定进气和排气凸轮相位器角度330和331被使用。该关系式可被实施为方程或查询表。
差模块340确定估计扭矩差336。差模块340基于MAP估计扭矩278与第一APC估计扭矩283之间的差来确定估计扭矩差336。差模块340还可向MAP估计扭矩278与第一APC估计扭矩283之间的差施加滤波器（例如，低通滤波器），并且将滤波后的差作为估计扭矩差336输出。
如上所述，增压控制模块248可基于目标MAP266来产生目标占空比269。增压致动器模块164基于目标占空比269来控制废气门162（且因此，涡轮增压器）。
目标MAF模块344基于第一目标APC329来产生至发动机102中的目标MAF348。目标MAF模块344还基于发动机速度以及发动机102的总气缸数量来产生目标MAF348。例如，目标MAF模块344可使用下述关系式来产生目标MAF348：
（15）,
其中，MAFT是目标MAF348，APCT_1是第一目标APC329，RPM是发动机速度，kCYL是基于发动机102的总气缸数量设置的预定值。仅作为示例，kCYL对于8缸发动机来说可大约是15，并且对于4缸发动机来说是大约30。
节气门控制模块352基于目标MAF348来确定用于节气门112的目标节气门开度267。节气门控制模块352还基于目标MAP266、空气温度和大气压力来确定目标节气门开度267。例如节气门控制模块352可使用下述关系式来确定目标节气门开度267：
（16）,
其中，AREAT是目标节气门开度267，MAFT是目标MAF348，MAPT是目标MAP266，RGAS是理想气体常数，T是空气温度（例如，大气或进气），B是大气压力，Φ代表空气密度函数。如上所述，节气门致动器模块116基于目标节气门开度267来控制节气门112。
总之，节气门112和涡轮增压器（如果存在的话）基于目标扭矩324被控制，该目标扭矩324基于修整空气扭矩请求303和扭矩调节316被产生。然而，进气和排气凸轮相位器148和150基于相位器目标扭矩412被控制，该相位器目标扭矩412基于修整空气扭矩请求303和相位器目标扭矩412被产生。此外，EGR阀170将基于空气扭矩请求265和EGR目标扭矩436被控制。这确保了目标扭矩324、相位器目标扭矩412和EGR目标扭矩436的产生分别与节气门112和涡轮增压器、进气和排气凸轮相位器148和150、以及EGR阀170的响应性能相协调。这种协调可提供稳态和瞬态性能改进。
往回参考目标火花正时275，上述扭矩关系式（4）可被反推以求解火花APC（未示出）。例如，火花控制模块232可使用下述关系式来确定火花APC：
（17）,
其中，APCSPARK是火花APC，TSPARK是火花扭矩请求272，RPM是发动机速度，SM是由火花致动器模块126使用的当前火花正时280，IT是目标进气凸轮相位器角度270，ET是目标排气凸轮相位器角度271，AF是由燃料致动器模块124使用的空气/燃料比，OT是油温，#是被致动的气缸的当前数量，T-1代表上述用于将当前APC284与第一APC估计扭矩283相关的关系式（4）的反推式。该关系式可被实施为方程或查询表。
火花控制模块232基于火花APC和发动机速度来确定目标火花正时275。例如，火花控制模块232可使用下述关系式来确定目标火花正时275：
（18）,
其中，ST是目标火花正时275，APCSPARK是火花APC，RPM是发动机速度。
选择模块356分别基于测量的进气和排气凸轮相位器角度281和282、或目标进气和排气凸轮相位器角度270和271来设置的选定进气和排气凸轮相位器角度330和331。更具体地，选择模块356基于测量的进气凸轮相位器角度281或目标进气凸轮相位器角度270来设置选定的进气凸轮相位器角度330，并且基于测量的排气凸轮相位器角度282或目标排气凸轮相位器角度271来设置选定的排气凸轮相位器角度331。
选择信号360控制选择模块356基于测量的进气和排气凸轮相位器角度281和282还是基于目标进气和排气凸轮相位器角度270和271来设置选定的进气和排气凸轮相位器角度330和331。例如，当选择信号360处于第一状态时，选择模块356可基于目标进气和排气凸轮相位器角度270和271来设置选定的进气和排气凸轮相位器角度330和331。当选择信号360处于第二状态时，选择模块356可基于测量的进气和排气凸轮相位器角度281和282来设置选定的进气和排气凸轮相位器角度330和331。
当选择信号360从第一状态过渡至第二状态或者从第二状态过渡至第一状态时，选择模块356可以以流率限制方式改变选定的进气和排气凸轮相位器角度330和331。例如，当选择信号360从第一状态过渡至第二状态时，选择模块356可将选定的进气和排气凸轮相位器角度330和331以高达每预定时段的第一预定量来朝向测量的进气和排气凸轮相位器角度281和282调节。当选择信号360从第二状态过渡至第一状态时，选择模块356可将选定的进气和排气凸轮相位器角度330和331以高达每预定时段的第二预定量来朝向目标进气和排气凸轮相位器角度270和271调节。所述第一预定量和第二预定量可以是相同或不同的。
选择产生模块364产生选择信号360。选择产生模块364将在预定时段（或预定数量的采样）内的APC扭矩差365相加，以确定累积差。第二差模块366确定APC扭矩差365。第二差模块366基于第一APC估计扭矩283和第二APC估计扭矩298之间的差来确定APC扭矩差365。第二差模块366还可向第一APC估计扭矩283与第二APC估计扭矩298之间的差施加滤波器（例如，低通滤波器），并且将滤波后的差作为APC扭矩差365输出。
选择产生模块364基于累积差来产生选择信号360。更具体地，当累积差小于预定值时，选择产生模块364将选择信号360设置为第一状态。当累积差大于预定值时，选择产生模块364可将选择信号360设置为第二状态。由此当累积差小于预定值时，选择模块356基于目标进气和排气凸轮相位器角度270和271来设置选定的进气和排气凸轮相位器角度330和331。当累积差大于预定值时，选择模块356可基于测量的进气和排气凸轮相位器角度281和282来设置选定的进气和排气凸轮相位器角度330和331。这可确保目标进气和排气凸轮相位器角度270和271的使用受限于在目标进气和排气凸轮相位器角度270和271是精确的时刻，如由累积差小于预定值所指示。
现参考图5，示出了描述控制节气门112、进气和排气凸轮相位器148和150、废气门162和EGR阀170的示例性方法的流程图。控制过程以504开始，其中扭矩请求模块224产生空气扭矩请求265。延迟和速率限制模块302在508更新该修整空气扭矩请求303。延迟和速率限制模块302接收空气扭矩请求265并且存储该空气扭矩请求265达延迟时段。延迟和速率限制模块302将修整空气扭矩请求303以高达预定量朝向存储的空气扭矩请求调节。延迟时段和预定量可基于EGR阀和/或发动机速度被确定。
在512，扭矩误差模块304产生扭矩误差308。扭矩误差模块304基于修整空气扭矩请求303和第一APC估计扭矩283之间的差来确定扭矩误差308。调节模块312在516基于扭矩误差308来确定P扭矩调节、I扭矩调节318和扭矩调节316。如上文关于（6）讨论的，调节模块312可基于比例增益（KP）与扭矩误差308的积来确定P扭矩调节，并且基于扭矩误差308与积分增益（KI）的积来确定I扭矩调节318。调节模块312可将扭矩调节316设置成等于I扭矩调节318加P扭矩调节。
在520，目标确定模块320产生目标扭矩324，目标相位器扭矩模块416产生相位器目标扭矩412，目标EGR扭矩模块440产生EGR目标扭矩436。目标确定模块320基于扭矩调节316和修整空气扭矩请求303来确定目标扭矩324，如上所述。目标相位器扭矩模块416基于修整空气扭矩请求303和相位器扭矩调节420来确定相位器目标扭矩412，如上所述。目标EGR扭矩模块440基于空气扭矩请求265、EGR扭矩调节444来确定EGR扭矩请求436，如上所述。
在528，第一APC确定模块404确定第一目标APC329，第二APC确定模块408确定第二目标APC268，第三APC确定模块432确定第三目标APC291。第一APC确定模块404基于目标扭矩324来确定第一目标APC329，如上所述。第二APC确定模块408基于相位器目标扭矩412来确定第二目标APC268，如上所述。第三APC确定模块432基于EGR目标扭矩436来确定第三目标APC291，如上所述。
在532，目标MAF模块344产生目标MAF348，节气门控制模块352产生目标节气门开度267，目标MAP模块332产生目标MAP266。目标MAF模块344基于第一目标APC329来确定目标MAF348，如上所述。节气门控制模块352基于目标MAF348来确定目标节气门开度267，如上所述。目标MAP模块332基于目标扭矩324来确定目标MAP266，如上所述。
在532处，增压控制模块248产生目标占空比269，相位器控制模块252产生目标进气和排气凸轮相位器角度270和271，EGR控制模块253产生目标EGR开度292。增压控制模块248基于目标MAP266来确定目标占空比269，如上所述。相位器控制模块252基于第二目标APC268来确定目标进气和排气凸轮相位器角度270和271，如上所述。EGR控制模块253基于第三目标APC291来确定目标EGR开度292，如上所述。
在536，节气门致动器模块116基于目标节气门开度267来选择性地调节节气门112，增压器致动器模块164基于目标占空比269来选择性地调节施加到废气门162的占空比。同样在536，相位器致动器模块158基于目标进气和排气凸轮相位器角度270和271来选择性地调节进气和排气凸轮相位器148和150，并且EGR致动器模块172基于目标EGR开度292来选择性地调节EGR阀170。然后控制过程可结束。虽然控制过程被示出并被讨论为结束，但是图5可以是一个控制环的示例，并且可按照预定速率来执行多个控制环。
前述说明本质上仅为示例性的且绝不旨在限制本发明、它的应用、或使用。本发明的宽泛教导能够以多种形式来执行。因此，虽然本发明包括具体示例，但是本发明的实质范围不应当被这样限制，这是因为在研究附图、说明书和下述权利要求书之后将显现其他修改。为了清楚起见，在附图中将使用相同的附图标记标识类似的元件。如在此所使用的，短语A、B和C的至少一个应当理解为意味着使用非排他逻辑“或”的一种逻辑（A或B或C）。应当理解的是，方法内的一个或多个步骤可以以不同顺序（或者并行地）执行而不改变本发明的原理。
如本文所使用的，术语模块可指代下述、是下述的一部分、或包括下述：专用集成电路（ASIC）；离散电路；集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列（FPGA）；执行代码的处理器（共享的、专用的、或组）；提供所述功能的其他合适的部件；或者上述中的一些或全部的组合，例如系统级晶片。术语模块可包括存储器（共享的、专用的、或组），其存储由处理器执行的代码。
如上述使用的，术语“代码”可包括软件、固件和/或微代码，并且可指代程序、例程、函数、类别和/或对象。如上述使用的，术语“共享的”是指多个模块的一些代码或全部代码可使用单个（共享的）处理器来执行。此外，多个模块的一些代码或全部代码可由单个（共享的）存储器存储。如上述使用的，术语“组”是指单个模块的一些代码或全部代码可使用一组处理器来执行。此外，单个模块的一些代码或全部代码可使用一组存储器来存储。
本文所述的装置和方法可通过由一个或多个处理器执行的一个或多个计算机程序来部分地或完全地实施。计算机程序包括处理器可执行指令，其被存储在非瞬变有形计算机可读介质上。计算机程序还可包括和/或依赖于存储的数据。非瞬变有形计算机可读介质的非限制性示例包括非易失性存储器、易失性存储器、磁性存储装置和光学存储装置。

Claims (20)

1.一种用于车辆的发动机控制系统，包括：
延迟和速率限制模块，所述延迟和速率限制模块向第一扭矩请求施加延迟和速率限制，以产生第二扭矩请求；
节气门控制模块，所述节气门控制模块基于所述第二扭矩请求来确定目标节气门开度，并且基于所述目标节气门开度来选择性地调节节气门；
相位器控制模块，所述相位器控制模块基于所述第二扭矩请求来确定目标进气和排气定相值，并且分别基于所述目标进气和排气定相值来选择性地调节进气和排气门相位器；以及
排气再循环（EGR）控制模块，所述EGR控制模块基于所述第一扭矩请求来确定目标EGR开度，并且基于所述目标EGR开度来选择性地调节EGR阀。
2.根据权利要求1所述的发动机控制系统，还包括调节模块，所述调节模块基于在所述第二扭矩请求和所述发动机的估计扭矩输出之间的差与第一预定值之积来确定第一扭矩调节，基于第二预定值与所述差之积的积分来确定第二扭矩调节，并且基于所述第一扭矩调节和所述第二扭矩调节来确定第三扭矩调节；
其中：
所述节气门控制模块还基于所述第三扭矩调节来确定所述目标节气门开度；
所述相位器控制模块还基于所述第二扭矩调节来确定所述目标进气和排气定相值；并且
所述EGR控制模块还基于所述第二扭矩调节来确定所述目标EGR开度。
3.根据权利要求2所述的发动机控制系统，其中，所述节气门控制模块基于所述第二扭矩请求和所述第三扭矩调节之和来确定所述目标节气门开度。
4.根据权利要求2所述的发动机控制系统，其中，所述相位器控制模块基于所述第二扭矩请求和所述第二扭矩调节之和来确定所述目标进气和排气定相值。
5.根据权利要求2所述的发动机控制系统，其中，所述EGR控制模块基于所述第一扭矩请求和所述第二扭矩调节之和来确定所述目标EGR开度。
6.根据权利要求2所述的发动机控制系统，还包括：
第一每气缸空气量（APC）确定模块，其基于所述第二扭矩请求和所述第三扭矩调节来确定第一量的每气缸空气量；
第二APC确定模块，其基于所述第二扭矩请求和所述第二扭矩调节来确定第二量的每气缸空气量；以及
第三APC确定模块，其基于所述第一扭矩请求和所述第二扭矩调节来确定第三量的每气缸空气量；
其中：
所述节气门控制模块基于所述第一量的每气缸空气量来确定所述目标节气门开度；
所述相位器控制模块基于所述第二量的每气缸空气量来确定所述目标进气和排气定相值；并且
所述EGR控制模块基于所述第三量的每气缸空气量来确定所述目标EGR开度。
7.根据权利要求6所述的发动机控制系统，其中：
所述第一APC确定模块基于所述第二扭矩请求和所述第三扭矩调节之和来确定所述第一量的每气缸空气量；
所述第二APC确定模块基于所述第二扭矩请求和所述第二扭矩调节之和来确定所述第二量的每气缸空气量；并且
所述第三APC确定模块基于所述第一扭矩请求和所述第二扭矩调节之和来确定所述第三量的每气缸空气量。
8.根据权利要求2所述的发动机控制系统，还包括增压控制模块，所述增压控制模块基于所述第二扭矩请求和所述第三扭矩调节来确定目标废气门值，并且基于所述目标废气门值来选择性地调节涡轮增压器的废气门。
9.根据权利要求2所述的发动机控制系统，其中，所述调节模块基于所述第一扭矩调节和所述第二扭矩调节之和来确定所述第三扭矩调节。
10.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其中，所述延迟和速率限制模块基于发动机速度和EGR值中的至少一个来确定延迟和速率限制中的至少一个。
11.一种用于车辆的发动机控制方法，包括：
向第一扭矩请求施加延迟和速率限制，以产生第二扭矩请求；
基于所述第二扭矩请求来确定目标节气门开度；
基于所述目标节气门开度来选择性地调节节气门；
基于所述第二扭矩请求来确定目标进气和排气定相值；
分别基于所述目标进气和排气定相值来选择性地调节进气和排气门相位器；
基于所述第一扭矩请求来确定目标排气再循环（EGR）开度；以及
基于所述目标EGR开度来选择性地调节EGR阀。
12.根据权利要求11所述的发动机控制方法，还包括：
基于在所述第二扭矩请求和所述发动机的估计扭矩输出之间的差与第一预定值之积来确定第一扭矩调节；
基于第二预定值与所述差之积的积分来确定第二扭矩调节；
基于所述第一扭矩调节和所述第二扭矩调节来确定第三扭矩调节；
还基于所述第三扭矩调节来确定所述目标节气门开度；
还基于所述第二扭矩调节来确定所述目标进气和排气定相值；以及
还基于所述第二扭矩调节来确定所述目标EGR开度。
13.根据权利要求12所述的发动机控制方法，还包括：基于所述第二扭矩请求和所述第三扭矩调节之和来确定所述目标节气门开度。
14.根据权利要求12所述的发动机控制方法，还包括：基于所述第二扭矩请求和所述第二扭矩调节之和来确定所述目标进气和排气定相值。
15.根据权利要求12所述的发动机控制方法，还包括：基于所述第一扭矩请求和所述第二扭矩调节之和来确定所述目标EGR开度。
16.根据权利要求12所述的发动机控制方法，还包括：
基于所述第二扭矩请求和所述第三扭矩调节来确定第一量的每气缸空气量；
基于所述第二扭矩请求和所述第二扭矩调节来确定第二量的每气缸空气量；
基于所述第一扭矩请求和所述第二扭矩调节来确定第三量的每气缸空气量；
基于所述第一量的每气缸空气量来确定所述目标节气门开度；
基于所述第二量的每气缸空气量来确定所述目标进气和排气定相值；以及
基于所述第三量的每气缸空气量来确定所述目标EGR开度。
17.根据权利要求16所述的发动机控制方法，还包括：
基于所述第二扭矩请求和所述第三扭矩调节之和来确定所述第一量的每气缸空气量；
基于所述第二扭矩请求和所述第二扭矩调节之和来确定所述第二量的每气缸空气量；以及
基于所述第一扭矩请求和所述第二扭矩调节之和来确定所述第三量的每气缸空气量。
18.根据权利要求12所述的发动机控制方法，还包括：
基于所述第二扭矩请求和所述第三扭矩调节来确定目标废气门值；以及
基于所述目标废气门值来选择性地调节涡轮增压器的废气门。
19.根据权利要求12所述的发动机控制方法，还包括：基于所述第一扭矩调节和所述第二扭矩调节之和来确定所述第三扭矩调节。
20.根据权利要求11所述的发动机控制方法，还包括：基于发动机速度和EGR值中的至少一个来确定延迟和速率限制中的至少一个。
CN201310428204.0A 2012-09-18 2013-09-18 空气流控制系统和方法 Active CN103670762B (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261702430P 2012-09-18 2012-09-18
US61/702430 2012-09-18
US61/702,430 2012-09-18
US13/686069 2012-11-27
US13/686,069 US9534547B2 (en) 2012-09-13 2012-11-27 Airflow control systems and methods
US13/686,069 2012-11-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103670762A CN103670762A (zh) 2014-03-26
CN103670762B true CN103670762B (zh) 2016-06-22

Family

ID=50273151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310428204.0A Active CN103670762B (zh) 2012-09-18 2013-09-18 空气流控制系统和方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9534547B2 (zh)
CN (1) CN103670762B (zh)

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9267449B2 (en) * 2011-06-16 2016-02-23 GM Global Technology Operations LLC Control system and method for coordinating throttle and boost
US9175628B2 (en) * 2012-09-13 2015-11-03 GM Global Technology Operations LLC Coordinated engine torque control
US9534547B2 (en) 2012-09-13 2017-01-03 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods
US9714616B2 (en) 2014-03-26 2017-07-25 GM Global Technology Operations LLC Non-model predictive control to model predictive control transitions
US9599049B2 (en) 2014-06-19 2017-03-21 GM Global Technology Operations LLC Engine speed control systems and methods
US9605615B2 (en) 2015-02-12 2017-03-28 GM Global Technology Operations LLC Model Predictive control systems and methods for increasing computational efficiency
US9328671B2 (en) 2013-04-23 2016-05-03 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods using model predictive control
US9920697B2 (en) * 2014-03-26 2018-03-20 GM Global Technology Operations LLC Engine control systems and methods for future torque request increases
US9376965B2 (en) 2013-04-23 2016-06-28 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods using model predictive control
US9399959B2 (en) 2014-03-26 2016-07-26 GM Global Technology Operations LLC System and method for adjusting a torque capacity of an engine using model predictive control
US9587573B2 (en) 2014-03-26 2017-03-07 GM Global Technology Operations LLC Catalyst light off transitions in a gasoline engine using model predictive control
US9378594B2 (en) 2014-03-26 2016-06-28 GM Global Technology Operations LLC Fault diagnostic systems and methods for model predictive control
US9863345B2 (en) 2012-11-27 2018-01-09 GM Global Technology Operations LLC System and method for adjusting weighting values assigned to errors in target actuator values of an engine when controlling the engine using model predictive control
US9599053B2 (en) 2014-03-26 2017-03-21 GM Global Technology Operations LLC Model predictive control systems and methods for internal combustion engines
US9784198B2 (en) 2015-02-12 2017-10-10 GM Global Technology Operations LLC Model predictive control systems and methods for increasing computational efficiency
US9765703B2 (en) 2013-04-23 2017-09-19 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods using model predictive control
US9429085B2 (en) 2013-04-23 2016-08-30 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods using model predictive control
US9388758B2 (en) * 2014-03-26 2016-07-12 GM Global Technology Operations LLC Model predictive control systems and methods for future torque changes
US9541019B2 (en) 2014-03-26 2017-01-10 GM Global Technology Operations LLC Estimation systems and methods with model predictive control
US9388754B2 (en) 2014-03-26 2016-07-12 GM Global Technology Operations LLC Artificial output reference for model predictive control
US9732688B2 (en) 2014-03-26 2017-08-15 GM Global Technology Operations LLC System and method for increasing the temperature of a catalyst when an engine is started using model predictive control
US9435274B2 (en) 2014-03-26 2016-09-06 GM Global Technology Operations LLC System and method for managing the period of a control loop for controlling an engine using model predictive control
US9528453B2 (en) 2014-11-07 2016-12-27 GM Global Technologies Operations LLC Throttle control systems and methods based on pressure ratio
US9243524B2 (en) 2014-03-26 2016-01-26 GM Global Technology Operations LLC Engine control systems and methods for transmission upshifts
US9797318B2 (en) 2013-08-02 2017-10-24 GM Global Technology Operations LLC Calibration systems and methods for model predictive controllers
WO2014152701A1 (en) 2013-03-15 2014-09-25 United Technologies Corporation Compact aero-thermo model based control system
US9309803B2 (en) * 2013-12-05 2016-04-12 GM Global Technology Operations LLC Turbocharger compressor temperature control systems and methods
US9303553B2 (en) * 2013-12-05 2016-04-05 GM Global Technology Operations LLC Turbo speed control for mode transitions in a dual turbo system
DE102015103622B4 (de) * 2014-03-26 2020-08-13 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Modellvorhersageverfahren für Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung
DE102015103880A1 (de) * 2014-03-26 2015-10-01 GM Global Technology Operations, LLC (n.d. Ges. d. Staates Delaware) System und Verfahren zum Managen der Periode einer Steuerschleife zum Steuern einer Kraftmaschine unter Verwendung einer Modellvorhersagesteuerung
US9689335B2 (en) 2015-04-27 2017-06-27 Caterpillar Inc. Engine mass air flow calculation method and system
US10337441B2 (en) * 2015-06-09 2019-07-02 GM Global Technology Operations LLC Air per cylinder determination systems and methods
US9938908B2 (en) 2016-06-14 2018-04-10 GM Global Technology Operations LLC System and method for predicting a pedal position based on driver behavior and controlling one or more engine actuators based on the predicted pedal position
US9789876B1 (en) 2016-06-16 2017-10-17 GM Global Technology Operations LLC Axle torque control system for a motor vehicle
US10273900B2 (en) * 2017-02-01 2019-04-30 GM Global Technology Operations LLC Method to determine reference airflow actuator positions for a gasoline engine
US10125712B2 (en) 2017-02-17 2018-11-13 GM Global Technology Operations LLC Torque security of MPC-based powertrain control
US10119481B2 (en) 2017-03-22 2018-11-06 GM Global Technology Operations LLC Coordination of torque interventions in MPC-based powertrain control
US10399574B2 (en) 2017-09-07 2019-09-03 GM Global Technology Operations LLC Fuel economy optimization using air-per-cylinder (APC) in MPC-based powertrain control
US10358140B2 (en) 2017-09-29 2019-07-23 GM Global Technology Operations LLC Linearized model based powertrain MPC
US10619586B2 (en) 2018-03-27 2020-04-14 GM Global Technology Operations LLC Consolidation of constraints in model predictive control
US10661804B2 (en) 2018-04-10 2020-05-26 GM Global Technology Operations LLC Shift management in model predictive based propulsion system control
JP6958477B2 (ja) * 2018-05-11 2021-11-02 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御システム
US10859159B2 (en) 2019-02-11 2020-12-08 GM Global Technology Operations LLC Model predictive control of torque converter clutch slip
US11312208B2 (en) 2019-08-26 2022-04-26 GM Global Technology Operations LLC Active thermal management system and method for flow control
US11008921B1 (en) 2019-11-06 2021-05-18 GM Global Technology Operations LLC Selective catalytic reduction device control
US11619190B2 (en) * 2020-08-03 2023-04-04 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for estimating engine torque at low temperatures
US11879403B2 (en) * 2021-12-13 2024-01-23 GM Global Technology Operations LLC Method and system for a multivariable engine control using cam phasing with a combined humidity and exhaust gas recirculation (EGR) dilution value to schedule restraints, and determine a reference EGR setpoint

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1594846A (zh) * 2003-09-09 2005-03-16 现代自动车株式会社 内燃机的扭矩控制方法
JP2007056862A (ja) * 2005-07-26 2007-03-08 Nissan Motor Co Ltd エンジンの過回転防止装置
CN101846003A (zh) * 2008-11-07 2010-09-29 通用汽车环球科技运作公司 在基于扭矩的系统中裁定扭矩储备和负载的方法和设备
CN101876277A (zh) * 2009-05-01 2010-11-03 通用汽车环球科技运作公司 用于在车辆发动状态期间控制扭矩的方法和系统
CN102536480A (zh) * 2010-12-13 2012-07-04 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于加速度变化的扭矩控制系统和方法

Family Cites Families (122)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5438437A (en) 1977-08-30 1979-03-23 Toyota Motor Corp Engine exhaust gas recycle controller
JP2861225B2 (ja) * 1990-03-26 1999-02-24 株式会社デンソー 車両内燃機関系の制御装置
US5070846A (en) 1990-11-26 1991-12-10 General Motors Corporation Method for estimating and correcting bias errors in a software air meter
US5293553A (en) 1991-02-12 1994-03-08 General Motors Corporation Software air-flow meter for an internal combustion engine
JP3744036B2 (ja) 1995-10-31 2006-02-08 日産自動車株式会社 ディーゼルエンジンの燃料性状検出装置および制御装置
JP3605221B2 (ja) * 1996-03-19 2004-12-22 株式会社日立製作所 内燃機関の制御装置
US6014955A (en) * 1996-09-19 2000-01-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for internal combustion engine using air-amount-first fuel-amount-second control method
US5775293A (en) * 1996-10-01 1998-07-07 Cummins Engine Co., Inc. Electronic throttle pedal nonlinear filter
DE19712843C2 (de) 1997-03-26 2001-02-01 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine
JP3627464B2 (ja) * 1997-08-28 2005-03-09 日産自動車株式会社 エンジンの制御装置
US7398762B2 (en) * 2001-12-18 2008-07-15 Ford Global Technologies, Llc Vehicle control system
JP3607983B2 (ja) * 1999-09-10 2005-01-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃焼制御装置
US6532935B2 (en) * 1999-11-10 2003-03-18 Daimlerchrysler Ag Method of operating an internal combustion engine
US6714852B1 (en) 2000-02-11 2004-03-30 Ford Global Technologies, Llc Observer for engine crankshaft torque
JP3687485B2 (ja) 2000-05-12 2005-08-24 日産自動車株式会社 ディーゼルエンジンの制御装置
US6460409B1 (en) 2000-05-13 2002-10-08 Ford Global Technologies, Inc. Feed-forward observer-based control for estimating cylinder air charge
DE10024269A1 (de) * 2000-05-17 2001-12-20 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Filterung eines Signals
JP2002180860A (ja) * 2000-10-02 2002-06-26 Denso Corp 車両統合制御システム
JP2002201998A (ja) 2000-11-06 2002-07-19 Denso Corp 内燃機関の制御装置
JP3904923B2 (ja) 2001-12-28 2007-04-11 本田技研工業株式会社 制御装置
DE60236815D1 (de) 2001-08-17 2010-08-05 Tiax Llc Verfahren zur regelung einer verbrennungskraftmaschine mit kompressionszündung und kraftstoff-luftvormischung
JP2003090250A (ja) * 2001-09-18 2003-03-28 Nissan Motor Co Ltd ディーゼルエンジンの制御装置
JP3952733B2 (ja) 2001-10-22 2007-08-01 日産自動車株式会社 ディーゼルエンジンの排気浄化制御装置
GB2388922B (en) 2002-01-31 2005-06-08 Cambridge Consultants Control system
US6704638B2 (en) 2002-06-26 2004-03-09 General Motors Corporation Torque estimator for engine RPM and torque control
AU2002343384A1 (en) 2002-09-19 2004-04-08 Detroit Diesel Corporation Method for controlling an engine with vgt and egr systems
JP2004125066A (ja) * 2002-10-02 2004-04-22 Jatco Ltd 無段変速機の変速制御装置
SE525427C2 (sv) 2003-06-12 2005-02-22 Volvo Lastvagnar Ab Sätt att styra omställningen av ventilerna i en förbränningsmotor med variabla ventiltider samt fordon med en dylik motor med elektroniska styrorgan för ventilstyrningen
US6840215B1 (en) 2003-09-17 2005-01-11 General Motors Corporation Engine torque control with desired state estimation
US7111593B2 (en) 2004-01-29 2006-09-26 Ford Global Technologies, Llc Engine control to compensate for fueling dynamics
EP1559893B1 (en) * 2004-01-30 2006-09-13 Nissan Motor Co., Ltd. Control apparatus and process for internal combustion engine
US20050193739A1 (en) 2004-03-02 2005-09-08 General Electric Company Model-based control systems and methods for gas turbine engines
JP2005339241A (ja) 2004-05-27 2005-12-08 Nissan Motor Co Ltd モデル予測制御装置および車両用推奨操作量生成装置
US7021282B1 (en) 2004-12-01 2006-04-04 General Motors Corporation Coordinated engine torque control
US7328577B2 (en) 2004-12-29 2008-02-12 Honeywell International Inc. Multivariable control for an engine
US7275374B2 (en) 2004-12-29 2007-10-02 Honeywell International Inc. Coordinated multivariable control of fuel and air in engines
US7467614B2 (en) 2004-12-29 2008-12-23 Honeywell International Inc. Pedal position and/or pedal change rate for use in control of an engine
JP2007113563A (ja) 2005-09-26 2007-05-10 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
JP4466539B2 (ja) * 2005-11-08 2010-05-26 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US8103425B2 (en) 2005-12-23 2012-01-24 Perkins Engines Company Limited Simulation-based control for HCCI power systems
JP4339321B2 (ja) 2006-01-20 2009-10-07 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
JP4446084B2 (ja) 2006-01-24 2010-04-07 日立オートモティブシステムズ株式会社 エンジンの制御装置
JP4583313B2 (ja) * 2006-01-31 2010-11-17 株式会社デンソー 車両用制御装置
US7917275B2 (en) * 2006-03-07 2011-03-29 Ford Global Technologies, Llc System and method for improved vehicle response during vehicle acceleration conditions
DE112007000998B4 (de) 2006-04-24 2012-02-09 Gm Global Technology Operations Llc (N.D.Ges.D. Staates Delaware) Luftdurchsatzschätzverfahren und -vorrichtung für einen Verbrennungsmotor
US7941260B2 (en) 2006-05-09 2011-05-10 GM Global Technology Operations LLC Rapid engine mapping and modeling
JP4276241B2 (ja) 2006-05-11 2009-06-10 株式会社日立製作所 エンジンの制御装置
US7274986B1 (en) 2006-06-14 2007-09-25 Ford Global Technologies Llc Vehicle engine system having predictive control function
JP4067025B2 (ja) 2006-09-11 2008-03-26 いすゞ自動車株式会社 多段ターボチャージャの制御装置
US7395147B2 (en) 2006-09-13 2008-07-01 Gm Global Technology Operations, Inc. Torque control of turbocharged engine
US7433775B2 (en) 2006-11-17 2008-10-07 Gm Global Technology Operations, Inc. Engine torque control at high pressure ratio
JP4335249B2 (ja) 2006-12-04 2009-09-30 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置
DE102007009688A1 (de) * 2007-02-28 2008-09-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln eines gradientenlimitierten Summen-Solldrehmoments aus einem Solldrehmoment einer Drehzahlregelung
US7813869B2 (en) 2007-03-30 2010-10-12 Caterpillar Inc Prediction based engine control system and method
JP4976901B2 (ja) 2007-04-02 2012-07-18 トヨタ自動車株式会社 エンジン特性の推定方法
US7775195B2 (en) 2007-05-03 2010-08-17 Ford Global Technologies, Llc Method for fuel vapor canister purging
JP4872789B2 (ja) * 2007-05-10 2012-02-08 トヨタ自動車株式会社 車両駆動ユニットの制御装置
US7967720B2 (en) 2007-06-13 2011-06-28 Ford Global Technologies, Llc Dynamic allocation of drive torque
US7698048B2 (en) * 2007-08-01 2010-04-13 Gm Global Technology Operations, Inc. Power enrichment scheduling for coordinated torque control system
JP4251228B2 (ja) * 2007-09-12 2009-04-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP4389990B2 (ja) 2007-10-05 2009-12-24 トヨタ自動車株式会社 車両駆動ユニットの制御装置
US8116954B2 (en) 2007-11-02 2012-02-14 GM Global Technology Operations LLC RPM to torque transition control
US7614384B2 (en) * 2007-11-02 2009-11-10 Gm Global Technology Operations, Inc. Engine torque control with desired state estimation
US7980221B2 (en) * 2007-11-05 2011-07-19 GM Global Technology Operations LLC Inverse torque model solution and bounding
US8073610B2 (en) 2007-11-07 2011-12-06 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus to control warm-up of an exhaust aftertreatment system for a hybrid powertrain
JP4719784B2 (ja) 2007-11-30 2011-07-06 日立オートモティブシステムズ株式会社 エンジンの制御装置および制御方法
US7975668B2 (en) 2008-03-11 2011-07-12 GM Global Technology Operations LLC Spark timing and control during transitions between spark ignited combustion and homogenous charge compression ignition
US8255139B2 (en) 2008-05-01 2012-08-28 GM Global Technology Operations LLC Method to include fast torque actuators in the driver pedal scaling for conventional powertrains
US8050841B2 (en) 2008-05-21 2011-11-01 GM Global Technology Operations LLC Security for engine torque input air-per-cylinder calculations
JP4539764B2 (ja) * 2008-06-19 2010-09-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US7885756B2 (en) 2008-08-28 2011-02-08 Gm Global Technologies Operations, Inc. Multi-pulse spark ignition direct injection torque based system
US8041487B2 (en) 2008-08-29 2011-10-18 GM Global Technology Operations LLC Commanded and estimated engine torque adjustment
US8181627B2 (en) * 2008-09-24 2012-05-22 GM Global Technology Operations LLC Securing throttle area in a coordinated torque control system
EP2184472B1 (en) 2008-11-10 2012-06-20 Delphi Technologies Holding S.à.r.l. Engine Control System and Method
FR2941266B1 (fr) 2009-01-21 2011-02-11 Inst Francais Du Petrole Procede pour controler les masses de gaz enfermees dans un cylindre d'un moteur essence a distribution variable
US8725382B2 (en) * 2009-01-26 2014-05-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle control apparatus that inhibits fuel efficiency from being aggravated as a result of retarding ignition timing
US8316828B2 (en) * 2009-04-17 2012-11-27 GM Global Technology Operations LLC Exhaust gas recirculation diagnostic for coordinated torque control systems
US8241177B2 (en) 2009-08-24 2012-08-14 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for turbocharger control
US8825243B2 (en) 2009-09-16 2014-09-02 GM Global Technology Operations LLC Predictive energy management control scheme for a vehicle including a hybrid powertrain system
US8086390B2 (en) 2009-10-30 2011-12-27 GM Global Technology Operations LLC Pumping loss reduction systems and methods
US8468821B2 (en) 2009-11-19 2013-06-25 GM Global Technology Operations LLC Dual-loop control systems and methods for a sequential turbocharger
US8615353B2 (en) * 2009-11-20 2013-12-24 Cummins Inc. Driveline system impact reverberation reduction
US8527120B2 (en) 2009-12-10 2013-09-03 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for controlling a powertrain system including an engine and electro-mechanical transmission
US20110264353A1 (en) 2010-04-22 2011-10-27 Atkinson Christopher M Model-based optimized engine control
CN102859173B (zh) 2010-04-22 2014-12-17 万国引擎知识产权有限责任公司 压燃发动机及分配来自压燃发动机的发动机排出尾气中的烟雾和NOx的方法
EP2570875B1 (en) 2010-05-10 2018-06-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device of internal combustion engine
US8483935B2 (en) 2010-09-09 2013-07-09 GM Global Technology Operations LLC Method for controlling internal combustion engines in hybrid powertrains
JP5140138B2 (ja) 2010-11-04 2013-02-06 本田技研工業株式会社 制御装置
US8577568B2 (en) 2011-01-06 2013-11-05 Cummins Intellectual Property, Inc. Supervisory thermal management system and method for engine system warm up and regeneration
US8103428B2 (en) 2011-01-11 2012-01-24 Ford Global Technologies, Llc Method for controlling an engine
JP5678835B2 (ja) 2011-08-01 2015-03-04 株式会社デンソー 内燃機関のガス供給装置
US8739766B2 (en) 2011-08-04 2014-06-03 Ford Global Technologies, Llc Method and system for fuel vapor control
US8594904B2 (en) * 2011-09-23 2013-11-26 GM Global Technology Operations LLC System and method for securing engine torque requests
JP5510428B2 (ja) 2011-10-31 2014-06-04 株式会社デンソー 低圧ｅｇｒ装置
US9002615B2 (en) 2012-01-18 2015-04-07 General Electric Company Methods and systems for managing power of an engine
US9222426B2 (en) 2012-02-17 2015-12-29 Ford Global Technologies, Llc Transient air flow control
US8919323B2 (en) * 2012-03-27 2014-12-30 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling engine speed
JP6003349B2 (ja) 2012-07-27 2016-10-05 トヨタ自動車株式会社 車両挙動予測装置
US9534547B2 (en) 2012-09-13 2017-01-03 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods
US8954257B2 (en) 2012-09-13 2015-02-10 GM Global Technology Operations LLC Coordinated torque control security systems and methods
US9175628B2 (en) 2012-09-13 2015-11-03 GM Global Technology Operations LLC Coordinated engine torque control
JP5564543B2 (ja) 2012-09-25 2014-07-30 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
US9341150B2 (en) * 2012-11-06 2016-05-17 GM Global Technology Operations LLC Throttle control systems and methods for reducing induction noise
US9765703B2 (en) * 2013-04-23 2017-09-19 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods using model predictive control
US9399959B2 (en) 2014-03-26 2016-07-26 GM Global Technology Operations LLC System and method for adjusting a torque capacity of an engine using model predictive control
US9429085B2 (en) * 2013-04-23 2016-08-30 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods using model predictive control
US9599053B2 (en) 2014-03-26 2017-03-21 GM Global Technology Operations LLC Model predictive control systems and methods for internal combustion engines
US9388754B2 (en) 2014-03-26 2016-07-12 GM Global Technology Operations LLC Artificial output reference for model predictive control
US9541019B2 (en) 2014-03-26 2017-01-10 GM Global Technology Operations LLC Estimation systems and methods with model predictive control
US9328671B2 (en) * 2013-04-23 2016-05-03 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods using model predictive control
US9732688B2 (en) 2014-03-26 2017-08-15 GM Global Technology Operations LLC System and method for increasing the temperature of a catalyst when an engine is started using model predictive control
US9587573B2 (en) 2014-03-26 2017-03-07 GM Global Technology Operations LLC Catalyst light off transitions in a gasoline engine using model predictive control
US9376965B2 (en) * 2013-04-23 2016-06-28 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods using model predictive control
US9388758B2 (en) 2014-03-26 2016-07-12 GM Global Technology Operations LLC Model predictive control systems and methods for future torque changes
US9920697B2 (en) 2014-03-26 2018-03-20 GM Global Technology Operations LLC Engine control systems and methods for future torque request increases
US9243524B2 (en) 2014-03-26 2016-01-26 GM Global Technology Operations LLC Engine control systems and methods for transmission upshifts
US9797318B2 (en) 2013-08-02 2017-10-24 GM Global Technology Operations LLC Calibration systems and methods for model predictive controllers
US9435274B2 (en) 2014-03-26 2016-09-06 GM Global Technology Operations LLC System and method for managing the period of a control loop for controlling an engine using model predictive control
US9714616B2 (en) 2014-03-26 2017-07-25 GM Global Technology Operations LLC Non-model predictive control to model predictive control transitions
US9562484B2 (en) 2012-12-21 2017-02-07 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Rate-based contractive model predictive control method for internal combustion engine air path control
US9581080B2 (en) 2012-12-21 2017-02-28 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Rate-based model predictive control method for internal combustion engine air path control
US8813807B1 (en) 2014-03-25 2014-08-26 Lewis Hyman, Inc. Window shade lifting apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1594846A (zh) * 2003-09-09 2005-03-16 现代自动车株式会社 内燃机的扭矩控制方法
JP2007056862A (ja) * 2005-07-26 2007-03-08 Nissan Motor Co Ltd エンジンの過回転防止装置
CN101846003A (zh) * 2008-11-07 2010-09-29 通用汽车环球科技运作公司 在基于扭矩的系统中裁定扭矩储备和负载的方法和设备
CN101876277A (zh) * 2009-05-01 2010-11-03 通用汽车环球科技运作公司 用于在车辆发动状态期间控制扭矩的方法和系统
CN102536480A (zh) * 2010-12-13 2012-07-04 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于加速度变化的扭矩控制系统和方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103670762A (zh) 2014-03-26
US20140076279A1 (en) 2014-03-20
US9534547B2 (en) 2017-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103670762B (zh) 空气流控制系统和方法
CN103670751B (zh) 协调的扭矩控制安全系统和方法
CN103670760B (zh) 协调的发动机扭矩控制
CN102383959B (zh) 提高的燃料经济性模式控制系统和方法
CN103362676B (zh) 用于控制发动机速度的系统和方法
CN104121105B (zh) 使用模型预测控制的空气流控制系统和方法
CN103670763B (zh) 用于车辆起动的发动机控制系统和方法
US9334815B2 (en) System and method for improving the response time of an engine using model predictive control
US9599053B2 (en) Model predictive control systems and methods for internal combustion engines
CN103807027B (zh) 用于减小进气噪声的节流阀控制系统和方法
US9222427B2 (en) Intake port pressure prediction for cylinder activation and deactivation control systems
US9458779B2 (en) Intake runner temperature determination systems and methods
CN102748147B (zh) 发动机控制系统和方法
CN105317562B (zh) 用于汽缸启动和停用的节气门控制系统和方法
CN102418617B (zh) 动态迟滞控制系统和方法
US8843295B2 (en) Ethanol content determination systems and methods
CN102678340B (zh) 预节气门压力控制系统和方法
US20180216563A1 (en) Method to determine reference airflow actuator positions for a gasoline engine
US8886440B2 (en) Method and system for reducing turbo lag in an engine
US9127603B2 (en) Deceleration fuel cutoff control systems and methods
CN102588128A (zh) 涡轮增压器增压控制系统及换档方法
US9151240B2 (en) Control system and method for a homogeneous charge compression ignition (HCCI) engine
CN105464876B (zh) 用于发动机扭矩估计的火花控制系统和方法
CN102828846B (zh) 用于协调节气门和增压的控制系统和方法
US11220962B1 (en) Methods and systems for a boosted engine

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant