CN106401761B

CN106401761B - 基于物理学的单汽缸填装模型

Info

Publication number: CN106401761B
Application number: CN201610592325.2A
Authority: CN
Inventors: N·金
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2016-07-25
Publication date: 2019-10-11
Anticipated expiration: 2036-07-25
Also published as: US10047686B2; DE102016113833A1; CN106401761A; US20170030273A1; DE102016113833B4

Abstract

一种系统包括单汽缸残留计算模块，用于计算发动机汽缸内的残留量(即，所捕获的排气)。温度计算模块基于残留量计算发动机汽缸内的温度。第一单汽缸空气(APC)计算模块基于温度计算发动机汽缸内的总填装含量，并且基于总填装含量和残留量计算在发动机汽缸内捕获的第一空气量。残留质量分数(RMF)计算模块基于EVC处的所捕获排气的量和总填装含量计算排气的RMF。第二APC计算模块确定进入发动机汽缸中的所填装含量的回流，并且基于回流和第一空气含量计算在发动机汽缸内捕获的第二空气量。

Description

基于物理学的单汽缸填装模型

技术领域

本公开涉及用于估算内燃机操作参数的系统和方法。

背景技术

在此所提供的背景描述是为了一般地呈现本公开的上下文的目的。在背景技术部分以及本说明书的各个方面中描述的指出姓名的发明人的工作所进行的程度，并不表明其在本公开提交时具有作为现有技术的资格，从未明示或暗示其被认可为本公开的现有技术。

内燃机在汽缸内燃烧空气和燃料的混合物以驱动活塞，这产生驱动转矩。在一些类型的发动机中，进入发动机的空气流可经由节流阀调节。该节流阀可调节节流阀打开面积，这增加或者减少进入发动机的空气流。随着节流阀打开面积的增加，进入发动机的空气流增加。燃料控制系统调节注入的燃料量，从而将所期望的空气/燃料的混合物提供到汽缸，和/或以实现所期望的转矩输出。随着提供给汽缸的空气和燃料的数量的增加，发动机的转矩输出增加。

发动机的运行可根据各种参数和特征进行控制。例如，可控制发动机来最大化容积效率，这指示通过活塞吸入到汽缸中的空气量与在静态条件下可吸入的空气总量的比率。各种特征可经测量、估算和/或模拟以确定发动机的容积效率。

发明内容

一种系统包含计算发动机汽缸内残留量的单汽缸残留计算模块。残留对应于在发动机汽缸内捕获的排气（即，所捕获排气）。汽缸内温度计算模块基于计算出的所捕获排气量和残留量与以预定曲柄角吸入的空气均匀混合且没有压力梯度穿过进气阀（例如，下死点）的假定，计算发动机汽缸内的温度。第一单汽缸空气（APC）计算模块基于计算出的温度、计算在发动机汽缸内在预定的曲柄角下的总填装含量，并且基于总填装含量和计算出的残留气体量计算在发动机汽缸内捕获的第一空气量。残留质量分数（RMF）计算模块基于在EVC处所捕获排气量以及总填装含量，计算在发动机汽缸内所捕获排气的RMF。第二APC计算模块确定在下死点（BDC）后、如果进气阀未全部关闭所填装含量进入进气流道的回流，并且基于回流和第一空气量，计算在发动机汽缸内捕获的第二（最终）空气量。发动机控制模块基于RMF和第二（最终）空气量的至少一个控制发动机的至少一个参数。

方法包含计算在发动机汽缸内的残留（捕获排气）量，基于计算出的残留量以及残留量与以预定曲柄角吸入的空气均匀混合且没有压力梯度穿过进气阀（例如，下死点）的假定、计算发动机汽缸内的温度，基于计算出的温度、计算在预定曲柄角下发动机汽缸内的总填装含量，基于总填装含量和计算出的残留气体量、计算在发动机汽缸内捕获的第一空气量，基于在EVC处捕获的排气量和总填装含量、计算在发动机汽缸内捕获的排气的残留质量分数（RMF），确定在下死点（BDC）后、如果进气阀未完全关闭所填装的含量进入进气流道的回流，基于回流和第一空气量计算在发动机汽缸内捕获的第二空气量；以及基于RMF和第二空气量中的至少一个，控制发动机的至少一个参数。

根据具体实施方式、权利要求和附图，将会清楚本公开的其它应用领域。具体实施方式以及具体实施例仅仅是用于示例目的，而不是为了限定本公开的范围。

附图说明

从具体实施方式和附图中全面理解本公开，其中：

图1为根据本公开的原理的示例发动机系统；

图2为根据本公开的原理实施汽缸内压力模型的示例发动机控制模块。

图3示出了根据本公开的原理在排气回流过程中的示例流动型式；以及

图4示出了根据本公开的原理用于计算单汽缸空气（APC）和单汽缸残留（RPC）的示例方法。

在附图中，附图标记可重复使用来标识类似和/或相同元件。

具体实施方式

各种单汽缸空气（APC）值可用来确定发动机的转矩、容积效率，和/或一个或多个其它控制参数。例如，APC值包含，但不限于，进入一个或多个发动机汽缸的空气量，和/或在燃烧循环的特定阶段（例如，在下死点，或BDC处）一个或多个汽缸内捕获的空气量。仅为了示例，指示发动机燃烧性能的其它参数包含在吸入过程期间、汽缸内的残留（捕获排气）（例如，单汽缸残留，或RPC）。RPC可指代在吸入过程的某些阶段（例如，下死点（BDC）或进气阀闭合（IVC））、剩余在汽缸内的残留排气质量。

APC和RPC指示在一个汽缸（或发动机所有汽缸内）内每次填装的氧气量和百分比，进一步指示潜在的发动机功率输出。因此，有效地控制氧气的量和百分比是值得期待的以最大化发动机性能，并且精确地确定APC和RPC改进了对氧气的量和百分比的控制和发动机燃烧的质量。

根据各种方法，可确定和/或预测RPC和/或APC。按照本公开的原理的系统和方法实现了基于物理学的单汽缸填装模型以确定具有改进精度的RPC和APC。例如，该模型提供了连续的捕获APC的估算和预测，以及实时的RPC估算和预测，从而获得改进的燃料经济性。例如，传统系统实施独立的/分开的RPC和APC模型，然而本公开的系统和方法实施单个模型来RPC和APC两者。

现在参考图1，呈现了示例发动机系统100的功能性框图。该发动机系统100包含发动机112，进气系统114、燃料喷射系统116，点火系统118以及排气系统120。尽管发动机系统100依据汽油发动机进行展示和描述，本申请适用于柴油发动机系统，混合发动机系统，以及具有燃油蒸汽净化系统的其他合适的发动机系统类型。

进气系统114可以包括节流阀122、进气歧管124，和进气阀123。节流阀122控制进入进气歧管124的空气流。空气通过进气阀123从进气歧管124流入发动机112内的一个或多个汽缸，诸如汽缸125。尽管仅仅示出汽缸125，发动机112可包含一个以上汽缸。燃料喷射系统116包含多个燃料喷射器并且控制用于发动机112的（液体）燃料喷射。燃料蒸汽可选择地经由进气系统114提供给发动机112。

由空气/燃料混合物燃烧导致的排气通过排气阀127从发动机112排出到排气系统120。排气系统120包含排气阀127、排气歧管126，和催化剂128。仅为了示例，催化剂128可包含三元催化剂（TWC）和/或另外合适的催化剂类型。催化剂128接收由发动机112输出的排气并与排气的各种组分发生反应。

发动机系统100还包含调节发动机系统100运行的发动机控制模块（ECM）130。ECM130与进气系统114、燃料喷射系统116，和点火系统118连通。ECM 130还与各种传感器连通。仅为了示例，ECM 130可与质量空气流（MAF）传感器132、歧管空气压力（MAP）传感器134、曲柄轴位置传感器136，和其他合适的传感器138、140连通。

MAF传感器132测量流入进气歧管124的空气的质量流量，并生成基于该质量流量的MAF信号。MAP传感器134测量进气歧管124内的压力，并生成基于该压力的MAP信号。在一些实施例中，进气歧管124内的真空可相对于环境压力来测量。

曲柄轴位置传感器136监测发动机112的曲柄轴的旋转（未示出），并基于该曲柄轴的旋转生成曲柄轴位置信号。曲柄轴位置信号可用来确定发动机转速（例如，每分钟转数）。曲柄轴位置信号还可用于汽缸识别以及一种或多种其他合适的目的。

ECM 130实施根据本公开的原理的计算RPC和APC的模型（如图2中更详细地描述）。仅为了示例，计算出的APC可对应于按汽缸点火次序将会在下一个汽缸内捕获的预测空气质量、按点火次序实际上在当前（激活的）汽缸内捕获的空气质量等等。ECM 130然后可使用计算出的RPC和/或APC确定发动机系统100的容积效率（VE）或其他性能指标。例如，VE可基于参数，这些参数包括但不限于APC、RPC、在相应汽缸内捕获的空气温度（即，填装温度，其可基于环境空气温度，发动机冷却剂温度等，或者基于使用热电偶的直接测量值）、进气端口压力（例如，基于进气歧管110内的压力）、汽缸容积和/或理想的（或通用的）气体常数。

现在参考图2，示例ECM 200包含在进气阀闭合（IVC）计算模块204处的APC、在BDC计算模块208处的APC、在BDC计算模块212处的残留质量分数（RMF）、在排气阀闭合（EVC）计算模块216处的RPC以及汽缸内温度计算模块220。仅为了示例，模块204、208、212、216和220实施根据本公开的原理的基于物理学的单汽缸填装模型。在EVC计算模块216处的RPC确定在EVC位置处汽缸内残留（捕获排气）的量。汽缸内温度计算模块220确定在BDC处汽缸内温度（即，吸入的空气和汽缸内残留排气的混合物的温度）。在BDC计算模块208处的APC确定在BDC处的APC（例如，与总填装含量和捕获排气之间的差值相对应）。在BDC计算模块212处的RMF确定在BDC处汽缸内捕获的排气的总RMF（例如，与汽缸的总捕获的RPC和汽缸的总填装含量（APC+RPC）的比率相对应）。在IVC计算模块208处的APC确定在IVC位置的APC（例如，确定填装含量回流和基于在BDC处的APC与在IVC处填装含量回流之间的差值确定APC）。

通过利用汽缸内压力模型来计算所捕获排气中的变化，EVC计算模块216处的RPC确定了在EVC位置处汽缸内的残留（所捕获排气）量。在一些实施例中，ECM 200可包括汽缸内压力计算模块以执行汽缸内压力模型。例如，EVC计算模块216处的RPC确定了用于汽缸的排气端口和进气端口零流动曲柄角，以及利用排气端口和进气端口零流动曲柄角确定了重叠范围。例如，重叠范围对应于曲柄角的范围，其中汽缸的进气端口是打开的而排气端口是关闭的。重叠范围的开始（例如，在曲柄角θEBS处，其中EBS指示排气阀起始点）对应于排气回流起始点（其中排气开始从排气流道/歧管流回至汽缸中），以及重叠范围的结束（例如，在曲柄角θIFS处，其中IFS指示进气阀起始点）对应于进气向前流起始点（其中空气开始从进气流道/歧管流进至汽缸中）。在一个示例中，这些角可以分别根据和来确定，其中，p_c对应于汽缸内压力（例如，如根据本公开的原理利用汽缸内压力模型来计算）。

图3示出了用于汽缸320的示例流动型式300、304、308、312和316。如图所示，流动型式涉及p_e、p_c和p_i（分别地为排气端口压力、汽缸内压力和进气端口压力）。在300处，空气同时流出进气端口324和排气端口328。在304（对应于曲柄角θEBS）处，空气流出进气端口324，而排气端口328处于零流动角。在308处，空气流入排气端口328且流出进气端口324。在312（对应于曲柄角θIFS）处，空气流进排气端口328，而进气端口324处于零流动角。在316处，空气同时流入进气端口324和排气端口328。因此，重叠范围对应于从304到312的范围。

从300到316，空气流进以及流出汽缸320对应于在汽缸320内所捕获的排气的变化。EVC计算模块216处的RPC应用汽缸内压力模型来确定所捕获排气中的变化。EVC计算模块216处的RPC然后确定了两个基本残留量，所述两个基本残留量包括可在汽缸间隙空间（即，在TDC处）中捕获的潜在残留，以及可在IVO与TDC之间的汽缸扫掠空间中捕获的潜在残留。例如，汽缸间隙空间涉及汽缸的已知容积。汽缸扫掠空间对应于TDC处汽缸空间与进气阀打开位置处汽缸空间之间的差。通过将利用汽缸内压力模型计算出的所捕获排气残留中的变化与计算出的基本残留量求和，EVC计算模块216处的RPC确定了在EVC位置处汽缸内的残留（所捕获排气）量。

通过计算三种状态内的所捕获排气中的变化，EVC计算模块216处的RPC确定了排气回流过程中所捕获排气中的变化。零流动角θEBS和θIFS将图3中描述的排气回流过程分成三种状态。第一状态对应于进气阀打开（IVO）至EBS（例如，如300中所示，为零流动角θEBS之前的状态）。第二状态对应于EBS至IFS（例如，如304、308和312中所示，从零流动角θEBS至零流动角θIFS）。第三状态对应于IFS至EVC（例如，如316处所示，为零流动角θIFS之后的状态）。EVC计算模块216处的RPC应用三种状态中的每一个中的汽缸内压力模型来计算所捕获排气中的变化。

部分地基于EVC计算模块216处的RPC计算出的残留（所捕获排气）量，以及其它值（包括但不限于，进气歧管压力、进气歧管温度和/或排气歧管温度），汽缸内温度计算模块220确定BDC处的汽缸内温度。例如，汽缸内温度计算模块220基于能量转换原理实施汽缸内温度模型。汽缸内温度计算可以假定BDC处残留（所捕获排气）和新鲜空气的均匀混合。由模块220实施的汽缸内温度模型可用（方程式1）表示。

BDC计算模块208处的APC部分地基于汽缸内温度计算模块220计算出的汽缸内温度，确定BDC处的APC。特别地，BDC计算模块208处的APC应用汽缸内压力模型（其包括计算出的汽缸内温度），确定汽缸320的总填装含量，并通过从总填装含量减去所捕获排气（由EVC计算模块216处的RPC计算出的）确定BDC处的APC。总填装含量m_total的确定可以用（方程式2）表示，其中p_c是利用汽缸内压力模型确定的汽缸内压力，V_bdc是BDC处的汽缸容积，以及T_c是利用汽缸内温度模型确定的汽缸内温度。

基于总捕获排气（由EVC计算模块216处的RPC计算出的）和由BDC计算模块208处的APC计算出的总填装含量，BDC计算模块212处的RMF确定了BDC处在汽缸内捕获的排气的总RMF。例如，在BDC处的汽缸内捕获的排气的总RMF对应于总捕获排气与总填装含量的比。

IVC计算模块204处的APC利用汽缸内压力模型确定填装含量回流。例如，IVC计算模块208处的APC利用总捕获排气、汽缸320内计算出的新鲜空气量以及填装含量回流，应用汽缸内压力模型。IVC计算模块204处的APC通过从BDC处的APC减去填装含量回流（由BDC计算模块208处的APC计算），确定IVC位置处的APC。例如，IVC处的APC（APC_trapped）可以根据（方程式3）计算，其中m₀是填装含量回流。

如上所述在各种模块中实施的汽缸内压力模型p_c可以由如下（方程式4）表示：

在方程式4中，B为汽缸内径，ω为曲柄轴旋转速度，l为连接杆的长度，r为曲柄半径的长度，V_d为汽缸的扫掠容积，r_cr为汽缸的压缩比，p’_c为汽缸内压力的导数，sgn()为符号函数，p_e为排气端口压力，p_i为进气端口压力，h为扼流Psi（=0.5282817877），T_e,c为排气温度，A_e为有效排气阀打开面积，C_ec,ed为排气阀流动系数，b为临界压力比（=0.6847314564），C_ic,id为进气阀流动系数，以及A_i为有效进气阀打开面积。方程式4可直接用于求解任何给定曲柄角的汽缸内压力，或当A_e、A_i、sin(ωt)和cos(ωt)利用n阶多项式（例如，4阶）来近似时，简化为离散域中的n阶多项式，以及可用于求解p_e、p_c和p_i（分别为排气端口压力、汽缸内压力和进气端口压力）的任何组合的曲柄角。汽缸内压力模型部分地基于下列近似值（方程式5）：

对于0.52828<<1.0000（其中x对应于压力比），近似值（方程式5）的确定（R²）的系数达到0.999998。

在方程式5中，γ=1.4（空气的比热比），b为临界压力比（=0.6847314564），并且h为扼流Psi（=0.5282817877）。利用方程式5的近似值简化了汽缸内压力模型，并且一旦A_e、A_i、sin(ωt)和cos(ωt)利用n阶多项式来近似，其使将汽缸内压力模型转变为多项式方程成为现实。通过多项式方程求解汽缸内压力可以显著提高其效率并减小ECM吞吐量。

现参照图4，根据本公开原理计算RPC和APC的示例方法400在404开始。在408，方法400确定了在EVC位置的残留（所捕获排气）量。例如，EVC计算模块216处的RPC计算出EVC处的残留（所捕获排气）量，如图2中所述。在412，方法400确定了在BDC位置处的汽缸内温度。例如，汽缸内计算模块220计算了汽缸内温度，如图2中所述。在416，方法400确定了在BDC处的APC。例如，在BDC计算模块208处的APC计算了在BDC处的APC，如图2中所述。在420，方法400确定了在BDC处的RMF。例如，在BDC计算模块212处的RMF计算了在BDC处的RMF，如图2中所述。在424，方法400确定了在IVC位置处的APC。例如，在IVC计算模块204处的APC计算了在IVC处的APC，如图2中所述。方法400在428处结束。

上文的描述本质上仅仅是示例性的，且绝不欲限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以通过各种形式来实现。因此，虽然本公开包括了具体示例，但是本公开的真实范围不应该局限于此，因为通过研究附图、说明书和下列的权利要求，其它修改将是显而易见的。应该理解的是，方法中的一个或多个步骤可以在不改变本公开的原理的情况下，以不同顺序（或同时）执行。另外，尽管每个实施例都如上文中描述的具有某些特征，但参照本公开的任何实施例的那些特征中的任何一个或多个可以在任何其它实施例的特征中实施和/或与任何其它实施例的特征组合，即使该组合没有明确描述。换句话说，所描述的实施例并不相互排斥，并且一个或多个实施例彼此置换保持在本公开的范围内。

元件之间（例如，模块、电路元件、半导体层等之间）的空间和功能关系是使用各种术语来描述，所述术语包括“连接”、“接合”、“联接”、“相邻”、“紧靠”、“在……顶部上”、“在……上方”、“在……下方”和“设置”。除非明确描述为“直接”，否则当在上述公开中描述第一元件与第二元件之间的关系时，所述关系可为其中第一元件与第二元件之间不存在其他介入元件的直接关系，但是也可为其中第一元件与第二元件之间（空间上或功能上）存在一个或多个介入元件的间接关系。如本文所使用，短语A、B和C中的至少一个应理解为意味着使用非排他性逻辑OR的逻辑（A OR B OR C），且不应理解为意味着“至少一个A、至少一个B和至少一个C”。

在包括以下定义的本申请中，术语“模块”或术语“控制器”可以用术语“电路”来代替。术语“模块”可以指代以下项或是以下项的部分或包括以下项：专用集成电路（ASIC）；数字、模拟或混合式模拟/数字离散电路；数字、模拟或混合式模拟/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、专用或成组）；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路（共享、专用或成组）；提供所描述功能性的其他合适的硬件部件；或某些或所有上述的组合，诸如在片上系统中。

该模块可以包括一个或多个接口电路。在某些实例中，接口电路可以包括连接至局域网（LAN）、因特网、广域网（WAN）或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能性可以分布在经由接口电路连接的多个模块中。例如，多个模块可以允许负载平衡。在进一步实例中，服务器（又称为远程或云服务器）模块可以完成代表客户端模块的某些功能性。

如上文所使用的术语代码可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以指代程序、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某些或所有代码的单个处理器电路。术语成组处理器电路涵盖结合另外的处理器电路来执行来自一个或多个模块的某些或所有代码的处理器电路。对多个处理器电路的引用涵盖离散裸片上的多个处理器电路、单个裸片上的多个处理器电路、单个处理器单元的多个核心、单个处理器电路的多个线程或上述组合。术语共享存储器电路涵盖存储来自多个模块的某些或所有代码的单个存储器电路。术语成组存储器电路涵盖结合另外的存储器来存储来自一个或多个模块的某些或所有代码的存储器电路。

术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。如本文所使用的术语计算机可读介质并不涵盖（诸如在载波上）传播通过介质的暂时性电信号或电磁信号。术语计算机可读介质可以因此视为有形且非暂时性的。非暂时性、有形计算机可读介质的非限制实例是非易失性存储器电路（诸如快闪存储器电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩码只读存储器电路）、易失性存储器电路（诸如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路）、磁性存储介质（诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动）和光学存储介质（诸如CD、DVD或蓝光光盘）。

本申请中描述的设备和方法可以部分或完全由通过配置通用计算机以执行计算机程序中体现的一个或多个特定功能而创建的专用计算机来实施。上述功能块、流程图部件和其他元件用作软件规范，可通过本领域技术人员或编程者的常规作业而转译为计算机程序。

计算机程序包括存储在至少一个非暂时性、有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括或依赖于所存储的数据。计算机程序可以涵盖与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统（BIOS）、与专用计算机的特定装置交互的装置驱动器、一个或多个操作系统、用户应用程序、背景服务、背景应用程序等。

计算机程序可以包括：（i）待分析的描述性文本，诸如HTML（超文本标记语言）或XML（可扩展标记语言）、（ii）汇编代码、（iii）由编译器从源代码产生的目标代码、（iv）由解译器执行的源代码、（v）由即时编译器编译并执行的源代码，等。仅作为示例，源代码可以使用来自包括以下项的语言的语法写入：C、C++、C#、Objective C、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Java®、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、Javascript®、HTML5、Ada、ASP（活动服务器页面）、PHP、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、Flash®、Visual Basic®、Lua和Python®。

权利要求书中叙述的元件均不旨在是装置加功能元件，除非元件使用短语“用于……的装置”明确叙述或在使用短语“用于……的操作”或“用于……的步骤”的方法权利要求的情况中。

Claims

1.一种用于估算内燃机操作参数的系统，其包括：

单汽缸残留物计算模块，其计算在曲柄角范围内发动机汽缸内的残留物量的变化并基于所计算的变化来计算发动机汽缸内的残留物量，其中残留物对应于在所述发动机汽缸内捕获的排气，且其中，为了计算残留物量的变化，单汽缸残留物计算模块配置成：

计算曲柄角范围内的重叠范围，其中，曲柄角范围包括在重叠范围之前的第一状态、与重叠范围相对应的第二状态、以及在重叠范围之后的第三状态，且其中，在重叠范围时，发动机汽缸的进气端口打开且发动机汽缸的排气端口关闭，以及

基于重叠范围计算在第一状态、第二状态和第三状态中的每个时发动机汽缸内的残留物量的相应变化；

汽缸内温度计算模块，其基于所计算出的残留物量计算所述发动机汽缸内的温度；

第一单汽缸空气计算模块，其（i）基于所计算出的温度计算所述发动机汽缸内在预定的曲柄角下的总填装含量，并且（ii）基于所述总填装含量和所计算出的残留物量计算在所述发动机汽缸内捕获的第一空气量；

残留物质量分数计算模块，其基于所述总填装含量计算在所述发动机汽缸内捕获的所述排气的残留物质量分数；

第二单汽缸空气计算模块，其（i）确定至所述发动机汽缸中的回流，并且（ii）基于所述回流和所述第一空气量计算在所述发动机汽缸内捕获的第二空气量；以及

发动机控制模块，其基于所述残留物质量分数和所述第二空气量中的至少一个控制发动机的至少一个参数。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述单汽缸残留物计算模块计算所述发动机汽缸的排气阀闭合（EVC）位置处的所述残留物量。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述单汽缸残留物计算模块基于与所述发动机汽缸相关联的零流动角计算所述残留物量。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一单汽缸空气计算模块计算所述发动机汽缸的所述预定的曲柄角下的所述总填装含量。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述残留物质量分数计算模块计算所述发动机汽缸的下死点（BDC）位置处的所述排气的所述残留物质量分数。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二单汽缸空气计算模块计算所述发动机汽缸的进气阀闭合位置处的所述第二空气量。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二单汽缸空气计算模块基于所述回流与所述第一空气量之间的差值计算所述第二空气量。

8.一种用于估算内燃机操作参数的方法，其包括：

计算在曲柄角范围内发动机汽缸内的残留物量的变化并基于所计算的变化来计算发动机汽缸内的残留物量，其中残留物对应于在所述发动机汽缸内捕获的排气，且其中，计算残留物量的变化包括：

基于所计算出的残留物量计算所述发动机汽缸内的温度；

基于所计算出的温度计算所述发动机汽缸内在预定的曲柄角下的总填装含量；

基于所述总填装含量和所计算出的残留物量计算在所述发动机汽缸内捕获的第一空气量；

基于所述总填装含量计算在所述发动机汽缸内捕获的所述排气的残留物质量分数；

确定进入所述发动机汽缸中的回流；

基于所述回流和所述第一空气量计算在所述发动机汽缸内捕获的第二空气量；以及

基于所述残留物质量分数和所述第二空气量中的至少一个控制发动机的至少一个参数。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，计算所述残留物量包括计算所述发动机汽缸的排气阀闭合（EVC）位置处的所述残留物量。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，计算所述残留物量包括基于与所述发动机汽缸相关联的零流动角计算所述残留物量。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，计算所述第一空气量包括基于所述总填装含量与所计算出的残留物量之间的差值计算所述第一空气量。

12.根据权利要求8所述的方法，其中，计算所述排气的所述残留物质量分数包括计算所述发动机汽缸的下死点（BDC）位置处的所述排气的所述残留物质量分数。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，计算所述第二空气量包括计算所述发动机汽缸的进气阀闭合位置处的所述第二空气量。

14.根据权利要求8所述的方法，其中，计算所述第二空气量包括基于所述回流与所述第一空气量之间的差值计算所述第二空气量。