CN106246380B - 空气单缸确定系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种车辆发动机控制系统包括汽缸控制模块、第一空气单缸(APC)模块、调整模块和燃料控制模块。所述汽缸控制模块确定发动机的启动汽缸的目标分数。所述第一APC模块基于进气歧管压力和空气温度来确定第一APC值。所述调整模块基于启动汽缸的目标分数来确定APC调整值。所述第一APC模块还基于第一APC值和APC调整值来确定第二APC值。所述燃料控制模块基于所述第二APC值和目标空气/燃料混合物来控制燃料喷射。

Description

空气单缸确定系统和方法
技术领域
本发明涉及内燃机，且更具体地涉及用于学习汽缸空气单缸(APC)的空气状态确定系统和方法的系统和方法。
背景技术
本文提供的背景描述的目的在于总体地呈现本发明的背景。当前署名的发明人的工作就其在该背景部分中所描述的以及在提交时可以不另外被作为是现有技术的多个方面的描述而言既不明确地也不隐含地被认可为是本发明的现有技术。
内燃机使汽缸内的空气和燃料混合物燃烧以驱动活塞，这产生了驱动转矩。在一些类型的发动机中，可以经由节流阀调整进入发动机中的气流。节流阀可以调整节流阀面积，这使得进入发动机中的气流增加或减少。随着节流阀面积增加，进入发动机中的气流也增加。燃料控制系统调整燃料被喷射的速率以向汽缸提供期望的空气/燃料混合物和/或实现期望的转矩输出。增加被提供到汽缸的空气和燃料的量通常会增加发动机的转矩输出。
在一些情况下，可以停用发动机的一个或多个汽缸。汽缸的停用可以包括停用汽缸的进气阀和排气阀的打开和关闭以及停止汽缸的燃料供给。可以停用一个或多个汽缸以(例如)当发动机在该一或多个汽缸停用的同时能够产生所请求的转矩量时降低燃料消耗。
发明内容
在某个特征中，公开了一种车辆的发动机控制系统。汽缸控制模块确定发动机的启动汽缸的目标分数。第一空气单缸(APC)模块基于进气歧管压力和空气温度来确定第一APC值。调整模块基于启动汽缸的目标分数来确定APC调整值。第一APC模块基于第一APC值和APC调整值来确定第二APC值。燃料控制模块基于第二APC值和目标空气/燃料混合物来控制燃料喷射。
在进一步特征中，调整模块基于第一APC值和APC调整值的总和以及第一APC值和APC调整值的乘积中的一个来设置第二APC值。
在进一步特征中，调整模块进一步基于进气歧管压力和进气凸轮相位器位置来确定APC调整值。
在进一步特征中，调整模块使用将进气歧管压力、进气凸轮相位器位置和启动汽缸的目标分数与APC调整值关联的映射来确定APC调整值。
在进一步的特征中：第二APC模块基于进入发动机中的质量空气流率(MAF)和启动汽缸的目标分数来确定第三APC值；滤波器模块将滤波器应用于第三APC值以确定第四APC值；学习模块基于第四APC值与第一APC值之间的差来选择性地调整学习调整值；且调整模块基于学习调整值来调整第二APC值以产生第五APC值。燃料控制模块基于第五APC值和目标空气/燃料混合物来控制燃料喷射。
在进一步特征中，空气状态模块基于启动汽缸的目标分数设定空气状态，其中学习模块基于空气状态来确定是否调整学习调整值。
在进一步的特征中，当进气压力比小于预定值、进气压力比的变化小于第二预定值、启动汽缸的目标分数的变化为零、第四APC值的变化小于第三预定值且进气凸轮相位器位置的变化小于第四预定值时，空气状态模块将空气状态从第一状态转变为第二状态。当空气状态处于第二状态中时，学习模块调整学习调整值。
在进一步的特征中，当第四APC值的变化小于第五预定值并且进气凸轮相位器位置的变化小于第六预定值时，空气状态模块将空气状态从第二状态转变为第三状态，当空气状态处于第三状态中时，学习模块调整学习调整值。
在进一步的特征中，第五预定值小于第三预定值，且第六预定值小于第四预定值。
在进一步的特征中，当在至少预定时段中第四APC值的变化小于第五预定值且进气凸轮相位器位置的变化小于第六预定值时，空气状态模块将空气状态从第三状态转变为第四状态，且当空气状态处于第三状态中时，学习模块调整学习调整值。
在某个特征中，公开了一种车辆的发动机控制方法。发动机控制方法包括：确定发动机的启动汽缸的目标分数；基于进气歧管压力和空气温度来确定第一空气单缸(APC)值；基于启动汽缸的目标分数来确定APC调整值；基于第一APC值和APC调整值来确定第二APC值；以及基于第二APC值和目标空气/燃料混合物来控制燃料喷射。
在进一步的特征中，所述发动机控制方法还包括：基于第一APC值和APC调整值的总和以及第一APC值和APC调整值的乘积中的一个来设定第二APC值。
在进一步的特征中，所述发动机控制方法还包括：进一步基于进气歧管压力和进气凸轮相位器位置来确定APC调整值。
在进一步的特征中，所述发动机控制方法还包括：利用将进气歧管压力、进气凸轮相位器位置和启动汽缸的目标分数与APC调整值相关联的映射来确定APC调整值。
在进一步的特征中，所述发动机控制方法还包括：基于进入发动机的质量空气流率(MAF)和启动汽缸的目标分数来确定第三APC值；将滤波器应用于第三APC值以确定第四APC值；基于第四APC值与第一APC值之间的差来选择性地调整学习调整值；以及基于该学习调整值来调整第二APC值以产生第五APC值。控制燃料喷射包括基于第五APC值和目标空气/燃料混合物来控制燃料喷射。
在进一步的特征中，所述发动机控制方法还包括：基于启动汽缸的目标分数来设定空气状态；以及基于该空气状态确定是否调整所述学习调整值。
在进一步的特征中，所述发动机控制方法还包括：当进气压力比小于预定值，进气压力比的变化小于第二预定值，启动汽缸的目标分数的变化为零，第四APC值的变化小于第三预定值，并且进气凸轮相位器位置的变化小于第四预定值时，将空气状态从第一状态转变至第二状态；以及在空气状态处于第二状态时调整所述学习调整值。
在进一步的特征中，所述发动机控制方法还包括：当第四APC值的变化小于第五预定值并且进气凸轮相位器位置的变化小于第六预定值时，将空气状态从第二状态转变至第三状态；以及在空气状态处于第三状态时调整所述学习调整值。
在进一步的特征中，第五预定值小于第三预定值，并且第六预定值小于第四预定值。
在进一步的特征中，所述发动机控制方法还包括：当在至少预定时段中第四APC值的变化小于第五预定值，并且进气凸轮相位器位置的变化小于第六预定值时，将空气状态从第三状态转变至第四状态；以及在空气状态处于第三状态时调整所述学习调整值。
根据具体实施方式、权利要求以及附图，本发明的其它应用领域将变得显而易见。具体实施方式和具体的实例仅用于说明的目的，并不旨在限制本发明的范围。
附图说明
本发明从该详细说明书和附图中将会变得更易理解，其中：
图1是实例性发动机系统的功能框图；
图2是实例性发动机控制系统的功能框图；
图3是空气单缸(APC)模块的功能框图；
图4是空气状态的实例性状态图；以及
图5是在发动机的一个或多个汽缸停用时用于确定APC值的学习值的实例性方法的流程图。
在图中，附图标记可以重复使用以标识类似和/或相同的元件。
具体实施方式
内燃机使汽缸内的空气和燃料混合物燃烧来产生转矩。在一些情况下，发动机控制模块(ECM)可以停用发动机的一个或多个汽缸。ECM可以停用一个或多个汽缸，例如，以减少燃料消耗。
ECM确定用于发动机汽缸的目标点火分数，以实现发动机转矩要求。目标点火分数的分子可以指示在汽缸的点火顺序中接下来的X个汽缸期间启动多少个汽缸(Y)，其中X为目标点火分数的分母。ECM启动以及停用汽缸来实现目标点火分数。
ECM还确定第一空气单缸(APC)值和第二空气单缸(APC)值。ECM基于进气歧管压力、空气温度、发动机的容积效率以及根据理想气体定律标定的模型来确定第一APC。ECM基于使用MAF传感器所测量的质量空气流率(MAF)来确定第二APC。ECM在进入发动机的气流处于稳定状态时选择性地朝向第二APC学习第一APC。在稳定状态操作的过程中，第二APC可比第一APC更精确。所述ECM可以基于第一APC来控制燃料供给和/或一个或多个其他的发动机操作参数。
目标点火分数可以基于逐个汽缸而变化，以实现发动机转矩要求又使停用的汽缸的数量最大化。然而，改变目标点火分数改变了进入发动机的气流并可能限制稳定状态操作中所用的时间段。因此，也可能限制了第一APC向第二APC学习的时间段。
正如下文进一步论述的那样，例如结合图3-图5，本申请的ECM在操作期间、在学习允许状态、稳态中断状态以及稳态下，第一APC朝着第二APC学习。学习允许状态和稳态中断状态下的预定操作条件没有稳态下的预定操作条件那么严格。这可使得ECM有更多的时间并且更频繁地使得第一APC朝着第二APC学习。在学习允许状态和稳态中断状态期间进行的学习比稳态操作期间进行的学习进行得慢，从而最小化不当学习和过度学习。
停用发动机的一个或多个汽缸会改变发动机的容积效率。照此，ECM也可基于目标点火分数确定第一APC的调整。ECM基于该调整来调整第一APC，从而提高第一APC的精确度。
现参照图1，其中示出了实例性发动机系统100的功能框图。车辆的发动机系统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的驾驶员输入产生转矩。空气通过进气系统108被吸入到发动机102中。进气系统108可包括进气歧管110和节流阀112。仅举例而言，节流阀112可包括具有可转动叶片的蝶形阀。发动机控制模块(ECM)114控制节流致动器模块116，且该节流致动器模块116调整节流阀112的开度，从而控制进入进气歧管110的气流。
来自进气歧管110的空气被吸入发动机102的汽缸内。当发动机102包括多个汽缸时，示出单个代表性的汽缸118用于说明。仅举例而言，发动机102可包括汽缸2、3、4、5、6、8、10和/或12。ECM 114可指示汽缸致动器模块120在某些下文进一步讨论的、可提高燃料效率的情况下选择性地停用一些汽缸。
发动机102可使用四冲程循环或另外的合适的发动机循环来运行。下述的四冲程循环的四个冲程将称为进气行程，压缩冲程，燃烧冲程和排气冲程。在曲轴(未示出)的每个回转期间，在汽缸118中发生四个冲程中的两个。因此，汽缸118要经历所有四个冲程，需要曲轴回转两周。对于四冲程发动机，一个发动机循环可对应于曲轴的两周回转。
当汽缸118启动时，来自进气歧管110的空气在进气冲程期间通过进气阀122被吸入汽缸118中。ECM 114控制燃料致动器模块124，其调整燃料喷射以达到期望的空气/燃料比。燃料可在中心位置或在邻近每个汽缸的进气阀122等多个位置被喷射进入进气歧管110。在各种实施方式中(未示出)，燃料可直接喷射进入汽缸或与汽缸相关联的混合室/端口中。燃料致动器模块124可停止向已停用的汽缸喷射燃料。
喷射的燃料与空气混合并生成汽缸118中的空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，汽缸118内的活塞(未示出)压缩空气/燃料混合物。发动机102可以是压缩点火发动机，在该情况下，通过压缩点燃空气/燃料混合物。可替代地，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ECM 114的信号激发汽缸118中的火花塞128，其点燃空气/燃料混合物。一些种类的发动机，例如均质充量压缩点火(HCCI)发动机既可执行压缩点火又可执行火花点火。当活塞位于其最高位置(称为上止点(TDC))时，可相对该时间指定火花定时。
火花致动器模块126可通过指定TDC之前或之后多久产生火花的定时信号来控制。因为活塞位置与曲轴旋转直接相关，因此火花致动器模块126的运行可与曲轴的位置同步。火花致动器模块126可禁止向停用的汽缸提供火花或提供火花给停用的汽缸。
在燃烧冲程期间，空气/燃料混合物的燃烧向下驱动活塞，从而驱动曲轴。燃烧冲程被定义为活塞到达TDC和活塞返回到最底端位置(称为下止点(BDC))之间的时间段。
在排气冲程期间，活塞从BDC开始向上移动并通过排气阀130排出燃烧的副产物。燃烧的副产物经由排气系统134从车辆中排出。
进气阀122可由进气凸轮轴140控制，而排气阀130可由排气凸轮轴142控制。在各种实施方式中，多个进气凸轮轴(包括进气凸轮轴140)可控制汽缸118的多个进气阀(包括进气阀122)和/或可控制多组汽缸(包括汽缸118)的进气阀(包括进气阀122)。同样地，多个排气凸轮轴(包括排气凸轮轴142)可控制汽缸118的多个排气阀(包括排气阀130)和/或可控制多组汽缸(包括汽缸118)的排气阀(包括排气阀130)。虽然示出并论述了基于凸轮轴的阀门制动，但是也可应用无凸轮阀门致动器。虽然示出了分开的进气和排气凸轮轴，但是也可使用具有凸角的用于进气和排气阀门两者的凸轮轴。
汽缸致动器模块120可以通过禁止打开进气阀122和/或排气阀130而停用汽缸118。进气阀122打开的时间可以通过进气凸轮相位器148而随着活塞TDC改变。排气阀130打开的时间可以通过排气凸轮相位器150而随着活塞TDC改变。相位器致动器模块158可以基于来自ECM 114的信号控制进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150。当实施时，可变阀门升程(未示出)同样可以受相位器致动器模块158控制。在各个其它实施方式中，进气阀122和/或排气阀130可以受致动器而非凸轮轴控制，例如机电致动器、电动液压致动器、电磁致动器等。
发动机系统100可以包括向进气歧管110提供压缩空气的增压设备。例如，图1示出了包括由流过排气系统134的废气驱动的涡轮机160-1的涡轮增压器。涡轮增压器还包括由涡轮机160-1驱动并且压缩通向节流阀112中的空气的压缩机160-2。在各个实施方式中，由曲轴驱动的超级增压器(未示出)可以压缩来自节流阀112的空气并且将压缩空气传递到进气歧管110。
废气门162可以允许排气绕过涡轮机160-1，由此减小涡轮增压器的增压(进气压缩的量)。ECM 114可以经由增压致动器模块164控制涡轮增压器。增压致动器模块164可以通过控制废气门162的位置来调整涡轮增压器的增压。在各个实施方式中，多个涡轮增压器可以受增压致动器模块164控制。涡轮增压器可以具有可变几何结构，其可以受增压致动器模块164控制。
中间冷却器(未示出)可以耗散包括在压缩空气负载中的一些热量，该热量是随着空气的压缩而产生。虽然为了说明目的而分开示出，但是涡轮机160-1和压缩机160-2可以彼此机械地联结，从而使进气紧邻热排气。压缩空气负载可以从排气系统134的部件吸收热量。
发动机系统100可以包括排气再循环(EGR)阀170，其选择性地将排气改向回到进气歧管110。EGR阀170可以位于涡轮增压器的涡轮机160-1的上游。EGR阀170可以受EGR致动器模块172控制。
曲轴位置可以使用曲轴位置传感器180来测量。发动机转速可以基于使用曲轴位置传感器180测量的曲轴位置来确定。发动机冷却液的温度可以使用发动机冷却液温度(ECT)传感器182来测量。ECT传感器182可以位于发动机102内或冷却液循环的其它位置，例如散热器(未示出)处。
进气歧管110内的压力可以使用歧管绝对压力(MAP)传感器184来测量。在各个实施方式中，可以测量发动机真空，即环境空气压力与进气歧管110内的压力之间的差。空气流入进气歧管110中的质量流率可以使用质量气流(MAF)传感器186来测量。在各个实施方式中，MAF传感器186可以位于还包括节流阀112的壳体中。
节流阀112的位置可以使用一个或多个节流阀位置传感器(TPS)190来测量。被吸入到发动机102中的空气的温度可以使用进气温度(IAT)传感器192来测量。发动机系统100还可以包括一个或多个其它传感器193。ECM 114可以使用来自传感器的信号以对发动机系统100作出控制决定。
例如，ECM 114可以与变速器控制模块194通信以协调变速器中的换挡齿轮。例如，ECM 114可以减小齿轮换挡期间的发动机转矩。例如，ECM 114可以与混合式控制模块196通信以协调发动机102和电动机198的运行。电动机198还可以用作发电机，并且可以用于产生电能以供车辆电气系统使用和/或存储在电池中。虽然只示出并且讨论了电动机198，但是也可以实施多个电动机。在各个实施方式中，ECM 114、变速器控制模块194和混合式控制模块196的各项功能可以被集成到一个或多个模块中。
改变发动机参数的每一个系统均可以称为发动机致动器。每一个发动机致动器均具有相关致动器值。例如，节流致动器模块116可以称为发动机致动器，且节流阀开口面积可以称为致动器值。在图1的实例中，节流致动器模块116通过调整节流阀112的叶片的角度来实现节流阀开口面积。
火花致动器模块126也可以称为发动机致动器，而对应的致动器值可以是相对于汽缸TDC的火花提前量。其它发动机致动器可以包括汽缸致动器模块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。对于这些发动机致动器，致动器值可以分别对应于汽缸启动/停用序列、燃料供给率、进气和排气凸轮相位器角度、增压压力和EGR阀开口面积。ECM 114可以控制致动器值以使发动机102产生所需要的发动机输出转矩。
现参照图2，示出了实例性发动机控制系统的功能框图。转矩请求模块204基于一个或多个驾驶员输入212确定发动机102的转矩请求208。驾驶员输入212可包括，例如，加速器踏板位置、致动器踏板位置、巡航控制输入和/或一个或多个其他合适的驾驶员输入。转矩请求模块204可基于一个或多个其他转矩请求(例如ECM 114生成的转矩请求和/或接收自车辆的其他模块诸如变速器控制模块194、混合控制模块196、底盘控制模块等的转矩请求)另外或可选地确定转矩请求208。
基于转矩请求208和/或一个或多个其他参数对一个或多个发动机致动器进行控制。例如，节流控制模块216可基于转矩请求208确定目标节流开度220。节流致动器模块116可基于目标节流开度220调整节流阀112的开度。
火花控制模块224基于转矩请求208确定目标火花定时228。火花致动器模块126基于目标火花定时228产生火花。燃料控制模块232基于转矩请求208确定一个或多个目标燃料供给参数236。例如，目标燃料供给参数236可包括燃料喷射量、用于喷射该量的燃料喷射次数和每次喷射的定时。燃料致动器模块124基于目标燃料供给参数236喷射燃料。
相位器控制模块237基于转矩请求208确定目标进气凸轮相位器角238和目标排气凸轮相位器角239。相位器致动器模块158可基于目标进气凸轮相位器角238和目标排气凸轮相位器角239分别调整进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150。增压控制模块240可基于转矩请求208确定目标增压242。增压致动器模块164可基于目标增压242控制增压设备输出的增压。
汽缸控制模块244以汽缸(“下一汽缸”)的预定点火顺序为下一汽缸生成启动/停用命令248。启动/停用命令248指示是否应该启动还是停用下一汽缸。仅举例而言，汽缸控制模块244可在应当启动下一汽缸时将启动/停用命令248设定为第一状态(例如，1)，而在应当停用下一汽缸时将启动/停用命令248设定为第二状态(例如，0)。尽管启动/停用命令248被且将被讨论成为预定的点火顺序中的下一汽缸而生成，但是启动/停用命令248也可为紧跟着预定的点火顺序中的下一汽缸的第二汽缸、紧跟着预定的点火顺序中的第二汽缸的第三汽缸或另一跟着预定的点火顺序中的下一汽缸的汽缸而生成。
汽缸致动器模块120在启动/停用命令248指示应当停用下一汽缸时，停用下一汽缸的进气阀和排气阀。汽缸致动器模块120在启动/停用命令248指示应当启动下一汽缸时，允许开启和关闭下一汽缸的进气阀和排气阀。
燃料控制模块232在启动/停用命令248指示应当停用下一汽缸时，中断下一汽缸的燃料供给。燃料控制模块232在启动/停用命令248指示应当启动下一汽缸时，设定目标燃料供给参数236来为下一汽缸提供燃料。火花控制模块224在启动/停用命令248指示应当启动下一汽缸时，为下一汽缸提供火花。火花控制模块224在启动/停用命令248指示应当停用下一汽缸时，可为下一汽缸提供火花或中断其火花供给。汽缸停用不同于燃料中断(例如，减速燃料中断)，原因在于在燃料中断期间燃料供给被中断的汽缸的进气阀和排气阀在燃料中断期间可仍然处于开启和关闭状态中，而汽缸的进气阀和排气阀在这些汽缸停用时保持关闭的状态。
汽缸控制模块244可基于目标点火分数250生成启动/停用命令248。目标点火250的分子对应于以汽缸的预定点火顺序在接下来的N个汽缸外待启动的汽缸的目标数量(M)，N为目标点火分数的分子。例如，目标点火分数5/8表示应当启动预定点火顺序中下8个汽缸中的5个。在该实例中，因此应当启动预定点火顺序中下8个汽缸中的3个。目标点火分数0对应于被停用的发动机102(和被启动的0)的所有汽缸，而且目标点火分数1对应于被启动的发动机102(和被停用的0)的所有汽缸。
汽缸控制模块244可基于转矩请求208、发动机转速252和变速器的当前传动比256确定目标点火分数250。例如，汽缸控制模块244可利用将转矩请求、发动机转速和传动比与目标点火分数相关联的功能和映射中的一项来确定目标点火分数250。例如，发动机转速252可基于利用曲轴位置传感器180进行测量获得的曲轴位置进行确定。变速器控制模块194于控制变速器内所涉及的齿数比，并可提供当前齿数比256。
空气单缸(APC)模块260按照预定的点火顺序确定了用于下一个汽缸的APC 264。APC 264可对应于预测空气量(例如，质量)，所述空气将被截留在预定的点火顺序中的下一个汽缸内。基于APC 264，燃料供给和/或一个或多个其它发动机运行参数可被设置。例如，当预定点火顺序中下一个汽缸将被启动时，基于实现APC 264给定的目标(例如，化学计量)空气/燃料混合物，燃料控制模块232可确定喷射入下一个汽缸中的燃料质量。
图3包括APC模块260的实例性实施方式的功能框图。现参考图3，容积效率(VE)模块304确定了用于预定点火顺序中的下一个汽缸的容积效率(VE)308。
基于发动机转速252、MAP 312、进气凸轮相位器位置(ICAM)316、和排气凸轮相位器位置(ECAM)320，容积效率模块304确定VE 308。容积效率模块304可进一步基于空气温度324确定VE 308。例如，容积效率模块304可使用将发动机转速、MAP、ICAM、ECAM和空气温度与容积效率相关联的一个或多个功能或映射确定VE 308。MAP 312使用MAP传感器184进行测量。ICAM 316和ECAM 320分别地使用进气和排气凸轮相位器位置传感器进行测量。空气温度324(例如)使用IAT传感器192进行测量。
第一APC模块328基于VE 308、空气温度324和MAP 312来确定第一APC 332。第一APC 332可对应于预测空气量(例如，质量)，所述空气将被截留在预定的点火顺序中的下一个汽缸内。第一APC模块328使用将VE、空气温度和MAP与第一APC相关联的一个或多个功能和/或映射来确定第一APC 332。
例如，第一APC模块328可基于空气温度324、MAP 312、预定的汽缸容积和理想气体定律确定初始APC。初始APC可基于以下关系被确定
APC初始＝VE*(V*P)/(R*T)
其中，APC初始是指初始的APC，V是预定的汽缸容积，P是MAP 312、R是理想气体常数，T是空气温度324，且VE是容积效率308。该关系可被体现为映射。
第一APC模块328可基于APC调整值340和初始APC来确定第一APC 332。例如，第一APC模块328可基于或使用以下关系来设置第一APC 332：
APC 1＝Adj*APC初始，
其中，APC 1是第一APC 332、Adj是APC调整值340，且APC初始是初始的APC。
当发动机102的一个或多个汽缸停用时，与所有汽缸都启动时的发动机相比，该发动机102可具有更高的容积效率。为了解决这一点，调整模块342可基于目标点火分数250、MAP 312、ICAM 316、ECAM 320和发动机转速252确定APC调整340。调整模块342可(例如)使用将目标点火分数、MAP、ICAM、ECAM和发动机转速与APC调整相关联的功能或映射确定APC调整340。
调整模块336基于学习调整374来调整第一APC 332以产生APC 264。仅举例而言，调整模块336可等于或基于学习调整374和第一APC 332的总和或学习调整374和第一APC332的乘积设定APC 264。一个或多个发动机致动器可基于APC 264被控制。例如，如上所述，对预定点火顺序中的下一个汽缸进行燃料供给可被设置成用于实现APC 264给定的目标空气/燃料混合物。
APC模块260还包括第二APC模块344。第二APC模块344基于MAF 352来确定第二APC348，该MAF通过使用MAF传感器186进行测量。如同第一APC 332，第二APC 348可对应于预测空气量(例如，质量)，所述空气将被截留在预定的点火顺序中的下一个汽缸内。
基于MAF 352，与某些情况下的第一APC 332相比(例如，在稳态和近稳态运行期间)，第二APC 348可以更准确。例如，通过从数学上整合MAF 352(例如，以空气的g/s表示)以确定空气质量(例如，以克表示)以及将该质量除以发动机102的已启动汽缸的数量，第二APC模块344可确定第二APC 348。例如，第二APC模块344可通过目标点火分数250确定已启动汽缸的数量。
滤波器模块356对第二APC 348进行滤波以产生滤波后的APC 360。仅举例而言，滤波器模块356可以将低通滤波器或一阶滞后滤波器应用于第二APC 348以产生滤波后的APC360。
当第二APC 348比第一APC 332更精确时，学习模块364执行学习以朝向滤波后的APC 360调整第一APC 332。更具体地，当空气状态368为稳态(SS)状态、SS中断状态、或者学习允许状态时，学习模块364执行学习。当空气状态368处于瞬时状态时，学习模块364禁用学习。以下将更详细地讨论该学习。
空气状态模块372基于进气压力比376、目标点火分数250、滤波后的APC 360以及进气凸轮相位器位置(ICAM)316来设定空气状态368。当目标点火分数250小于1时，表明不是所有的汽缸都将被启动，空气状态模块372在给定时间将空气状态368设定到：瞬时状态、学习允许状态、SS中断状态或SS状态。进气压力比376可以对应于环境压力与进气歧管110内的压力的比。进气压力比376也可以被称作为整个节流阀112的压力比并且可以基于节流阀进气压力(TIAP)与MAP 312的比来确定。
图4包括空气状态368的实例性状态图。404表示设定到瞬时状态的空气状态368，且408表示设定到学习启用状态的空气状态368。412表示设定到SS中断状态的空气状态368，且416表示设定到SS状态的空气状态368。
现参照图3和图4，空气状态模块372默认将空气状态368设定到瞬时状态。当在以下情况下时，空气状态模块372将空气状态368从瞬时状态转变到学习启用状态：
(1)进气压力比376小于第一预定值；
(2)目标点火分数250的变化为零；
(3)进气压力比376的变化小于预定值；
(4)滤波后的APC 360的变化小于第一预定APC变化；以及
(5)ICAM 316的变化小于第一预定位置变化。
在图4中，该转变通过420来表示。进气压力比376的变化可以基于进气压力比376与之前来自预定数量的发动机循环的进气压力比376的值之间的差来确定。发动机循环的预定数量例如可以是二。目标点火分数250的变化可以基于目标点火分数250与之前来自预定数量的发动机循环的目标点火分数250的值之间的差来确定。滤波后的APC 360的变化可以基于滤波后的APC 360与之前来自预定数量的发动机循环的滤波后的APC 360的值之间的差来确定。ICAM 316的变化可以基于ICAM 316与之前来自预定数量的发动机循环的ICAM316的值之间的差来确定。
当满足以下(6)-(10)中的一个或多个情况时，空气模块372将空气状态368从学习启用状态转变到瞬时状态：
(6)进气压力比376大于第二预定值；
(7)目标点火分数250已从其最后的值发生变化；
(8)进气压力比376的变化大于预定值；
(9)滤波后的APC 360的变化大于第一预定APC变化；以及
(10)ICAM 316的变化大于第一预定位置变化。
该转变在图4中通过424来表示。第二预定值可以大于或等于第一预定值。通常，当满足(6)-(10)中的一个或多个情况时，空气状态模块372可以将空气状态368从SS状态或SS中断状态转变到瞬时状态。这些转变在图4中通过428和432来表示。
当在以下情况下时，空气状态模块372将空气状态368从学习启用状态转变到SS中断状态：
(11)滤波后的APC 360的变化小于第二预定APC变化；以及
(12)ICAM 316的变化小于第二预定位置变化。
在图4中，这种转变通过436来表示。第二预定APC变化小于第一预定APC变化，并且第二预定位置变化小于第一预定位置变化。如此，相比于从瞬时状态到学习启用状态的转变，使滤波后的APC 360和ICAM 316在较小范围内对从学习启用状态到SS中断状态的转变进行改变。当不满足(11)和(12)中的至少一个情况时，空气状态模块372可以将空气状态368从SS中断状态转变到学习启用状态。该转变在图4中通过440来表示。但是，当满足(6)-(10)中的一个或多个情况时，优先转变回瞬时状态。
对于预定数量的燃烧事件或预定量的曲轴旋转，当已满足(11)和(12)时(并且因此空气状态368已处于SS中断状态)，空气状态模块372将空气状态368从SS中断状态转变到SS状态。仅举例而言，在8汽缸、4冲程发动机的实例中，汽缸事件的预定数量可以是3，其中曲轴旋转的预定量为270曲轴角度。可以采用另外的合适数量的汽缸事件和/或合适量的曲轴旋转。该转变在图4中通过444来表示。当不满足(11)和(12)中的至少一个情况时，空气状态模块372可以将空气状态368从SS状态转变为学习启用状态。该转变在图4中通过448来表示。然而，当满足(6)-(10)中的一个或多个情况时，优先转变回瞬时状态。
如上所述，当空气状态368处于学习启用状态、SS中断状态或SS状态时，学习模块364执行学习。当空气状态368处于瞬时状态时，学习模块364禁止学习。学习模块364学习朝向滤波后的APC 360调整第一APC 332。例如，学习模块364可以确定第一APC 332与滤波后的APC 360之间的差并且基于该差来确定学习调整374。
当空气状态368处于学习启用状态时，学习模块364可以逐渐地调整学习调整374以以第一预定速率朝向滤波后的APC 360调整第一APC 332。换句话说，学习模块364可逐渐地调整(增加或减少)学习调整374高达第一预定量，每次调整时APC 264、第一APC 332、第二APC 348、和滤波后的APC 360被更新。
当空气状态368处于SS中断状态时，学习模块364可以逐渐地调整学习调整374以以第二预定速率朝向滤波后的APC 360调整第一APC 332，该第二预定速率大于第一预定速率。换句话说，学习模块364可逐渐地调整(增加或减少)学习调整374高达第二预定量，每次调整时APC 264、第一APC 332、第二APC 348、和滤波后的APC 360被更新。第二预定量大于第一预定量。
当空气状态368处于SS状态时，学习模块364可以逐渐地调整学习调整374以以第三预定速率朝向滤波后的APC 360调整第一APC 332，该第三预定速率大于第二预定速率。换句话说，学习模块364可逐渐地调整(增加或减少)学习调整374高达第三预定量，每次调整时APC 264、第一APC 332、第二APC 348、和滤波后的APC 360被更新。第三预定量大于第二预定量。在各种实施方式中，当空气状态368处于SS状态时，学习模块364可基于差值简单地更新用于VE 308的学习调整374，以使得第一APC 332将被设置成等于滤波后的APC 360，下次时会遇到同样的运行状况。
图5是示出了当发动机102的一个或多个汽缸停用时为确定第一APC 332而学习的实例性方法的流程图。控制可以从504开始，在504中，第一APC模块328确定第一APC 332，调整模块336调整第一APC 332以确定APC 264，第二APC模块344确定第二APC 348，且滤波器模块356确定滤波后的APC 360。在504中，空气状态模块372还将空气状态368确定为瞬时状体、学习启用状态、SS中断状态和SS状态中的一个状态。
在508中，学习模块364确定空气状态368是否被设置为学习启用状态。倘若508为真，则控制继续至512。倘若508为假，则控制继续至516，其在以下将讨论。在512中，学习模块364确定了第一APC 332与滤波后的APC 360的差值，且基于该差值来调整(增加或减少)学习调整374高达第一预定量。基于该调整，第一APC 332在将来应该更靠近于滤波后的APC360。
在516中，学习模块364确定空气状态368是否被设置为SS中断状态。倘若516为真，则控制继续至520。倘若516为假，则控制继续至524，其在以下将讨论。在520中，学习模块364确定第一APC 332与滤波后的APC 360的差值，且基于该差值来调整(增加或减少)学习调整374高达第二预定量。基于该调整，第一APC 332在将来应该更靠近于滤波后的APC360。
在524中，学习模块364确定空气状态368是否被设置为SS状态。倘若524为真，则控制继续至528。倘若524为假，则空气状态368被设置成瞬时状态，因此学习模块364在532中被禁止学习，且控制结束。当学习被禁止时，学习模块364可将学习调整374保持为不变的。在524中，学习模块364确定了第一APC 332与滤波后的APC 360的差值，且基于该差值来调整(增加或减少)学习调整374高达第三预定量。基于该调整，第一APC 332在将来应该更靠近于滤波后的APC 360。
第三预定量可以大于第二预定量，以使得与在SS中断状态期间相比，在SS状态期间可以进行更大的调整。第二预定量可以大于第一预定量，以使得与在学习启用状态期间相比，在SS中断状态期间可以进行更大的调整。虽然图5的实例被示作为在512、520、528或532之后结束，但是图5示出了一个控制回路，且控制回路以预定的速率被启动，例如每次曲轴旋转的预定量。
前面的说明在本质上仅仅是说明性的，且决不意图限制本发明、其应用或使用。本发明的广泛教导可以通过各种形式来实现。因此，虽然本发明包括了特定实例，但是本发明的真实范围不应该局限于此，因为在研究了附图、说明书和以下权利要求后，其它变型将变得显而易见。如本文中所使用的，短语A、B和C中的至少一个应当应该被理解为逻辑(A或B或C)，使用了非排他性逻辑或，且不应该被理解为“A的至少一个，B的至少一个，以及C的至少一个”。应当理解的是，方法中的一个或多个步骤可以根据不同的顺序(或同时)被执行而无需改变本发明的原理。
在本申请中，包括以下定义，术语“模块”或术语“控制器”可以用术语“电路”替换。术语“模块”可以部分地指或包括专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合模拟/数字离散电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共享的、专用的或群组的)；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享的、专用的或群组的)；提供所描述的功能的其他适当的硬件部件；或以上各项中的一些或所有的组合，例如在片上系统内。
所述模块可包括一个或多个接口电路。在一些实例中，接口电路可包括连接至局域网(LAN)、因特网、广域网(WAN)或其组合的有线或无线接口。本发明的任何给定模块的功能可以被分配在经由接口电路连接的多个模块中。例如，多个模块可允许负载平衡。在进一步的实例中，服务器(也称为远程或云端)模块可以实现代表客户模块的一些功能。
以上所使用的术语代码可包括软件、固件和/或微代码，并可以指程序、例程、功能、类别、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路涵盖执行来自多个模块的一些或全部代码的单个处理器电路。术语群组处理器电路涵盖与附加处理器电路组合起来执行来自一个或多个模块的一些或全部代码的处理器电路。对多个处理器电路的引用涵盖分立模上的多个处理器电路、单模上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个核心、单个处理器电路的多个线程，或以上各项的组合。术语共享存储器电路涵盖存储来自多个模块的一些或全部代码的单个存储器电路。术语群组存储器电路涵盖与附加存储器组合起来存储来自一个或多个模块的一些或全部代码的存储器电路。
术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。本文所使用的术语计算机可读介质并不涵盖通过介质(比如在载波上)传播的瞬变电子或电磁信号。因此，术语计算机可读介质可被认为是有形的且非瞬变的。非瞬变有形计算机可读介质的非限制性实例为非易失性存储器电路(比如闪速存储器电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩模只读存储器电路)、易失性存储器电路(比如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁存储介质(比如模拟或者数字磁带或硬盘驱动)和光学存储介质(比如CD、DVD或蓝光光盘)。
本申请中描述的装置和方法可以部分或完全由通过配置通用计算机而创建的专用计算机来实施以执行嵌入在计算机程序中的一个或多个特定功能。功能块、流程图组件和用作软件规范的以上所述的其他元件，可以通过技术人员或程序员的常规工作译成计算机程序。
计算机程序包括存储在至少一个非瞬变有形计算机可读介质上的计算机可执行指令。计算机程序还可包括或依赖于所存储的数据。计算机程序可涵盖与专用计算机的硬件进行交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定设备进行交互的设备驱动器、一个或多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。
计算机程序可包括：(i)待分析的描述性文本，例如HTML(超文本标记语言)或XML(可扩展标记语言)，(ii)汇编代码，(iii)通过编译器由源代码生成的目标代码，(iv)由解释器执行的源代码，(v)由即时编译器编译和执行的源代码等。仅作为实例，源代码可以使用来自包括C、C++、C#、Objective C、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、HTML5、Ada、ASP(动态服务器页面)、PHP、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、VisualLua和的语言的语法进行编写。
权利要求书中列举的元件没有一个旨在为35U.S.C.§112(f)的意义中的装置加功能元件，使用短语“用于...的装置”明确地指出元件，或者在方法权利要求的情况下，使用短语“用于...的操作”或“用于...的步骤”除外。

Claims (9)

1.一种用于车辆的发动机控制方法，其包括：
确定发动机的启动汽缸的目标分数；
基于进气歧管压力和空气温度确定第一空气单缸值；
基于启动汽缸的所述目标分数确定空气单缸调整值；
基于所述第一空气单缸值和所述空气单缸调整值确定第二空气单缸值；以及
基于所述第二空气单缸值和目标空气/燃料混合物控制燃料喷射；
所述发动机控制方法进一步包括：
基于进入所述发动机的质量空气流率和所述启动汽缸的目标分数来确定第三空气单缸值；
将滤波器应用于所述第三空气单缸值以确定第四空气单缸值；
基于所述第四空气单缸值与所述第一空气单缸值之间的差来选择性地调整学习调整值；以及
基于所述学习调整值来调整所述第二空气单缸值以产生第五空气单缸值，
其中，控制所述燃料喷射包括基于所述第五空气单缸值和所述目标空气/燃料混合物来控制所述燃料喷射。
2.根据权利要求1所述的发动机控制方法，其进一步包括基于所述第一空气单缸值和所述空气单缸调整值的总和与所述第一空气单缸值和所述空气单缸调整值的乘积中的一个设置所述第二空气单缸值。
3.根据权利要求1所述的发动机控制方法，其进一步包括进一步基于所述进气歧管压力和进气凸轮相位器位置确定所述空气单缸调整值。
4.根据权利要求3所述的发动机控制方法，其进一步包括使用将进气歧管压力、进气凸轮相位器位置和启动汽缸的目标分数与空气单缸调整值相关联的映射确定所述空气单缸调整值。
5.根据权利要求1所述的发动机控制方法，其进一步包括：
基于所述启动汽缸的目标分数来设定空气状态；以及
基于所述空气状态确定是否调整所述学习调整值。
6.根据权利要求5所述的发动机控制方法，其进一步包括：
当进气压力比小于预定值，所述进气压力比的变化小于第二预定值，所述启动汽缸的目标分数的变化为零，所述第四空气单缸值的变化小于第三预定值，并且进气凸轮相位器位置的变化小于第四预定值时，将所述空气状态从第一状态转变到第二状态；以及
当所述空气状态处于所述第二状态时，调整所述学习调整值。
7.根据权利要求6所述的发动机控制方法，其进一步包括：
当所述第四空气单缸值的变化小于第五预定值并且所述进气凸轮相位器位置的变化小于第六预定值时，将所述空气状态从所述第二状态转变到第三状态；以及
当所述空气状态处于所述第三状态时，调整所述学习调整值。
8.根据权利要求7所述的发动机控制方法，其中所述第五预定值小于所述第三预定值，并且
其中所述第六预定值小于所述第四预定值。
9.根据权利要求7所述的发动机控制方法，其进一步包括：
当至少预定期间所述第四空气单缸值的变化小于所述第五预定值并且所述进气凸轮相位器位置的变化小于所述第六预定值时，将所述空气状态从所述第三状态转变到第四状态；以及
当所述空气状态处于所述第三状态时，调整所述学习调整值。
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