CN106560610B - 排气系统压力估计系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的发动机的控制系统包括加法器模块，其基于多个压力的和来确定压力和，所述多个压力的和是基于以下项确定的：(i)车辆的多个运行参数和(ii)多个被校准用于确定车辆的排气系统内的位置处的估计压力的预定值。估计模块基于压力和以及参考压力来确定排气系统内的位置处的估计压力。致动器控制模块基于估计压力来选择性地调整至少一个发动机致动器。

Description

排气系统压力估计系统和方法
技术领域
本发明涉及内燃机系统并且更具体地涉及用于估计车辆的排气系统内的压力的系统和方法。
背景技术
这里提供的背景描述是为了大致上呈现本发明的背景的目的。就其在此背景部分中所描述的而言，当前署名的发明人的工作以及在提交时可以不另外被视作是现有技术的描述的多个方面，既不明确地也不隐含地被认可为是本发明的现有技术。
发动机燃烧空气和燃料的混合物以产生驱动扭矩并且推动车辆。空气是通过节流阀汲取至发动机中。由一个或多个燃料注射器提供的燃料与空气混合以形成空气/燃料混合物。空气/燃料混合物在一个或多个汽缸内燃烧以产生驱动扭矩。发动机控制模块(ECM)控制发动机的扭矩输出。
由空气/燃料混合物的燃烧所致的废气从发动机排出至排气系统。ECM可以基于来自位于排气系统中的各种传感器的信号来调整一个或多个发动机参数。仅仅举例而言，一个或多个温度传感器和/或废气流传感器可以位于排气系统中。ECM可以基于信号调整(例如)进入发动机的气流、所注射的燃料的量和/或火花正时。
传感器给ECM提供关于排气系统内的条件的测量并且允许ECM调整一个或多个发动机参数以产生期望排气条件。然而，随着在排气系统中实施的传感器的数量的增加，生产车辆的成本也增加。增加的生产成本可能归因于(例如)传感器本身、相关布线和硬件和/或研究和开发。另外，车辆生产商可以生产各种不同车辆，且每种不同车辆可以具有不同排气系统。校准和调整在每种不同车辆和排气系统中实施的传感器也可增加车辆生产成本。
发明内容
在一个特征中，公开了一种用于车辆的发动机的控制系统。加法器模块基于多个压力的和来确定压力和，所述多个压力的和是基于以下项确定的：(i)车辆的多个运行参数和(ii)多个被校准用于确定车辆的排气系统内的位置处的估计压力的预定值。估计模块基于压力和以及参考压力来确定排气系统内的位置处的估计压力。致动器控制模块基于估计压力来选择性地调整至少一个发动机致动器。
在其它特征中，估计模块基于压力和与参考压力的和来确定排气系统内的位置处的估计压力。
在其它特征中，控制系统包括(i)、(ii)、(iii)和(iv)中的至少一项。(i)包括：第一模块，其基于发动机转速、进气歧管压力和发动机点火正时使用多个预定值中的至少一些来确定第一值；以及第二模块，其用第一值乘以进入发动机的质量空气流速(MAF)以得出多个压力中的第一压力。(ii)包括：第三模块，其基于发动机转速、进气歧管压力和发动机点火正时使用多个预定值中的至少一些来确定第二值；以及第四模块，其用第二值乘以发动机的质量燃料喷射流速以得出多个压力中的第二压力。(iii)包括：第五模块，其基于进气歧管压力、废气门开度和大气压力使用多个预定值中的至少一些来确定第三值；第六模块，其基于进气歧管压力和发动机冷却剂温度使用多个预定值中的至少一些来确定第四值；以及第七模块，其用第三值乘以第四值以得出多个压力中的第三值。(iv)包括：第八模块，其基于进气歧管压力和发动机转速使用多个预定值中的至少一些来确定第五值；以及第九模块，其用第五值乘以进气歧管压力与进气歧管压力的先前值之间的差值以得出多个压力中的第四压力。
在其它特征中，控制系统进一步包括：第一模块，其基于发动机转速、进气歧管压力和发动机点火正时使用多个预定值中的至少一些来确定第一值；第二模块，其用第一值乘以进入发动机的质量空气流速(MAF)以得出多个压力中的第一压力；第三模块，其基于发动机转速、进气歧管压力和发动机点火正时使用多个预定值中的至少一些来确定第二值；第四模块，其用第二值乘以进入发动机的质量燃料喷射流速以得出多个压力中的第二压力；第五模块，其基于进气歧管压力、废气门开度和大气压力使用多个预定值中的至少一些来确定第三值；第六模块，其基于进气歧管压力和发动机冷却剂温度使用多个预定值中的至少一些来确定第四值；第七模块，其用第三值乘以第四值以得出多个压力中的第三压力；第八模块，其基于进气歧管压力和发动机转速使用多个预定值中的至少一些来确定第五值；以及第九模块，其用第五值乘以进气歧管压力与进气歧管压力的先前值之间的差值以得出多个压力中的第四压力。
在其它特征中，多个运行参数包括以下至少两项：(i)发动机转速；(ii)歧管压力；(iii)发动机冷却剂温度；(iv)发动机点火正时；(v)进入发动机的质量空气流速；(vi)至发动机的质量燃料流速；(vii)废气门开度；以及(vii)大气压力。
在其它特征中，多个运行参数包括：(i)发动机转速；(ii)歧管压力；(iii)发动机冷却剂温度；(iv)发动机点火正时；(v)进入发动机的质量空气流速；(vi)至发动机的质量燃料流速；(vii)废气门开度；以及(viii)大气压力。
在其它特征中，多个操作条件不包括在排气系统中使用温度传感器测量的任何温度。
在其它特征中，多个操作条件不包括在排气系统中使用压力传感器测量的任何压力。
在其它特征中，第二加法器模块基于第二多个压力的和来确定第二压力和，所述第二多个压力的和是基于以下项确定的：(i)车辆的多个运行参数和(ii)第二多个被校准用于确定车辆的排气系统内的第二位置处的第二估计压力的预定值。第二估计模块基于第二压力和以及参考压力来确定排气系统内的第二位置处的第二估计压力。致动器控制模块进一步基于第二估计压力来选择性地调整至少一个发动机致动器。
在其它特征中，基于估计压力，致动器控制模块选择性地调整以下至少一项：节流阀的开度、发动机的燃料供给、发动机点火正时、发动机的凸轮定相、废气再循环(EGR)阀的开度以及废气门的开度。
在一个特征中，一种用于车辆的发动机的控制方法包括：基于多个压力的和来确定压力和，所述多个压力的和是基于以下项确定的：(i)车辆的多个运行参数和(ii)多个被校准用于确定车辆的排气系统内的位置处的估计压力的预定值；基于第二压力和以及参考压力来确定排气系统内的位置处的估计压力；以及基于估计压力来选择性地调整至少一个发动机致动器。
在其它特征中，估计压力的确定包括基于压力和与参考压力的和来确定排气系统内的位置处的估计压力。
在其它特征中，控制方法进一步包括(i)、(ii)、(iii)和(iv)中的至少一项。(i)包括：基于发动机转速、进气歧管压力和发动机点火正时使用多个预定值中的至少一些来确定第一值；以及用第一值乘以进入发动机的质量空气流速(MAF)以得出多个压力中的第一压力。(ii)包括：基于发动机转速、进气歧管压力和发动机点火正时使用多个预定值中的至少一些来确定第二值；以及用第二值乘以发动机的质量燃料喷射流速以得出多个压力中的第二压力。(iii)包括：基于进气歧管压力、废气门开度和大气压力使用多个预定值中的至少一些来确定第三值；基于进气歧管压力和发动机冷却剂温度使用多个预定值中的至少一些来确定第四值；以及用第三值乘以第四值以得出多个压力中的第三压力。(iv)包括：基于进气歧管压力和发动机转速使用多个预定值中的至少一些来确定第五值；以及用第五值乘以进气歧管压力与进气歧管压力的先前值之间的差值以得出多个压力中的第四压力。
在其它特征中，控制方法进一步包括：基于发动机转速、进气歧管压力和发动机点火正时使用多个预定值中的至少一些来确定第一值；用第一值乘以进入发动机的质量空气流速(MAF)以得出多个压力中的第一压力；基于发动机转速、进气歧管压力和发动机点火正时使用多个预定值中的至少一些来确定第二值；用第二值乘以发动机的质量燃料喷射流速以得出多个压力中的第二压力；基于进气歧管压力、废气门开度和大气压力使用多个预定值中的至少一些来确定第三值；基于进气歧管压力和发动机冷却剂温度使用多个预定值中的至少一些来确定第四值；用第三值乘以第四值以得出多个压力中的第三压力；基于进气歧管压力和发动机转速使用多个预定值中的至少一些来确定第五值；以及用第五个值乘以进气歧管压力和进气歧管压力的先前值之间的差值以得出多个压力中的第四压力。
在其它特征中，多个运行参数包括以下至少两项：(i)发动机转速；(ii)歧管压力；(iii)发动机冷却剂温度；(iv)发动机点火正时；(v)进入发动机的质量空气流速；(vi)至发动机的质量燃料流速；(vii)废气门开度；和(viii)大气压力。
在其它特征中，多个运行参数包括：(i)发动机转速；(ii)歧管压力；(iii)发动机冷却剂温度；(iv)发动机点火正时；(v)进入发动机的质量空气流速；(vi)至发动机的质量燃料流速；(vii)废气门开度；和(viii)大气压力。
在其它特征中，多个操作条件不包括在排气系统中使用温度传感器测量的任何温度。
在其它特征中，多个操作条件不包括在排气系统中使用压力传感器测量的任何压力。
在其它特征中，控制方法还包括：基于第二多个压力的和来确定第二压力和，所述第二多个压力的和是基于以下项确定的：(i)车辆的多个运行参数和(ii)多个被校准用以确定车辆的排气系统之内第二位置处的第二估计压力的第二预定值；基于第二压力和以及参考压力来确定车辆的排气系统内的第二位置处的第二估计压力；以及基于第二估计压力选择性地调整至少一个发动机致动器。
在其它特征中，至少一个发动机致动器的选择性调整包括选择性地调整以下至少一项：节流阀的开度、发动机的燃油供给、发动机点火正时、发动机的凸轮定相、废气再循环(EGR)阀的开度和废气门的开度。
从详述、权利要求书和图式将会清楚本发明的其它应用领域。详述和具体实例仅仅旨在用于说明目的并且不旨在限制本发明的范围。
附图说明
从详述和附图将更完全理解本发明，其中：
图1是示例性发动机系统的功能框图；
图2是示例性排气系统的功能框图；
图3是示例性发动机控制系统的功能框图；
图4是示例性压力估计系统的功能框图；
图5是示例性压力估计模块的功能框图；
图6是示例性压力估计系统的功能框图；以及
图7是确定排气系统内的估计压力的示例性方法的流程图。
在附图中，附图标记可重复用于标识类似的和/或相同的元件。
具体实施方式
车辆的排气系统包括废气在被排出至大气之前废气流过的排气系统部件。温度和/或压力传感器可被实施为测量排气系统内的各个位置处的温度和/或压力。然而，温度和压力传感器增加了车辆成本。
根据本申请的估计模块分别确定排气系统内的一个或多个位置处的一个或多个估计压力。估计模块基于多个压力的和来确定一个位置处的估计压力，所述多个压力的和是基于以下项确定的：(i)多个运行参数和(ii)多个被校准用以确定估计压力的预定值。
估计模块还可基于同样的多个输入参数以及同样的第二多个被校准用以确定第二估计压力的预定值来确定第二位置处的第二估计压力。通过使用同样的输入参数以及压力估计策略，由于只有预定值需被校准以便估计不同的压力，因此使得复杂性减小并且简化了校准操作。也能够从排气系统中省去温度和压力传感器，从而减小相关车辆成本。
现在参考图1，展示了发动机系统100的功能框图。空气/燃料混合物在发动机102内燃烧以产生用于车辆的驱动扭矩。发动机102可以是汽油类型发动机、柴油类型发动机、混合类型发动机和/或另一种合适类型的发动机。发动机102可以被配置为任何合适配置。仅仅举例而言，发动机102可以被配置为V型配置、扁平型配置或直列型配置。
空气是通过进气歧管104和节流阀106被汲取至发动机102中。节流阀106被致动为控制进入发动机102的气流。节流致动器模块108(诸如电子节流控制器)控制节流阀106并且因此控制进入发动机102的气流。
燃料系统110喷射与空气混合的燃料以形成空气/燃料混合物。燃料系统110可以提供燃料至进气歧管104中、与发动机102的汽缸112相关联的进气阀(未示出)中和/或直接进入每个汽缸112中。在各个实施方案中，燃料系统110包括用于每个汽缸112的一个燃料注射器(未示出)。
空气/燃料混合物在发动机102的汽缸112内燃烧。空气/燃料混合物的燃烧可以由(例如)通过火花塞114提供的火花而起始。在某些系统(诸如发动机系统100)中，一个火花塞可以被提供用于每个汽缸112。在其它发动机系统(诸如柴油类型发动机系统)中，燃烧可以在没有火花塞114的情况下完成。空气/燃料混合物的燃烧产生驱动扭矩并且可旋转地驱动曲柄轴(未示出)。
发动机102可以包括如图1中所示的8个汽缸，但是发动机102也可以包括更多或更少数量的汽缸。发动机102的汽缸112被描绘为被布置为两个汽缸组：左汽缸组116和右汽缸组118。虽然发动机102被示为包括左汽缸组116和右汽缸组118，但是发动机102也可以包括一个汽缸组或两个以上汽缸组。直列类型发动机可以被视为将汽缸布置在一个汽缸组中。
发动机控制模块(ECM)150控制发动机102的扭矩输出。ECM 150可以基于由驾驶员输入模块152提供的驾驶员输入来控制发动机102的扭矩输出。仅仅举例而言，驾驶员输入可以包括加速器踏板位置、制动器踏板位置、定速控制输入和/或一个或多个其它驾驶员输入。
ECM 150可以与混合控制模块154通信以协调发动机102和一个或多个电动马达(诸如电动马达(EM)156)的操作。EM 156还可以用作发电机，并且可以用于选择性地产生电能以供车辆电气系统使用和/或存储在电池中。
ECM 150基于由各种传感器测量的参数来控制决定。例如，进气温度可以使用进气温度(IAT)传感器158来测量。环境空气温度可以使用环境温度传感器160来测量。进入发动机102的空气的质量流速可以使用质量气流(MAF)传感器162来测量。进气歧管104内的压力可以使用歧管绝对压力(MAP)传感器164来测量。在各个实施方案中，可以测量发动机真空，其中发动机真空是基于环境空气压力与进气歧管104内的压力之间的差来确定。
发动机冷却剂温度(ECT)可以使用冷却剂温度传感器166来测量。冷却剂温度传感器166可以位于发动机102内或其中冷却剂循环的其它位置(诸如散热器(未示出))处。发动机速度可以使用发动机速度传感器168来测量。仅仅举例而言，发动机速度可以基于曲柄轴的转速来测量。车速可以使用车速传感器169来测量。例如，车速可以使用一个或多个车轮速度传感器来测量。还可以提供一个多个其它传感器167。
ECM 150包括控制发动机操作参数的致动器控制模块170。仅仅举例而言，致动器控制模块170可以调整节流阀打开、燃料注射的量和/或正时、火花正时、汽缸停用和/或涡轮增压器增压。致动器控制模块170还可以控制其它发动机参数，诸如废气再循环(EGR)阀打开、进气阀和/或排气阀的升降和/或进气阀和/或排气阀的定相。
现在参考图2，展示了示例性排气系统200的功能框图。排气系统200包括废气流过的排气系统部件。虽然排气系统200被提供作为实例，但是本发明还可应用于包括具有不同部件和/或不同部件布置的其它排气系统配置。
由空气/燃料混合物的燃烧所致的废气从发动机102排出至排气系统200。在图2的实例中，废气从右汽缸组118的汽缸112排出至右排气歧管202。废气从左汽缸组116的汽缸112排出至左排气歧管204。从布置在一个汽缸组中的汽缸组出的废气可以输出至一个排气歧管。
关于左排气歧管204，废气可以从左排气歧管204流过第一废气门206和第二废气门208。第一废气门206和第二废气门208分别与第一涡轮增压器210和第二涡轮增压器212相关联。在各个实施方案中，可以实施一个涡轮增压器和废气门。
涡轮增压器210和212向发动机102提供增压空气，比如，在节流阀106的上游。涡轮增压器210和212由流经它们的排气驱动。还可应用一个或多个中间冷却器(未示出)以为增压空气散热。增压空气的温度可通过，例如，空气增压和/或经由废热来提高。
废气门206和208可分别允许排气绕过涡轮增压器210和212。如此，废气门206和208可分别用于控制涡轮增压器210和212的输出(即，增压)。
增压致动器模块214基于来自致动器控制模块170的信号控制废气门206和208的开度，因此可控制涡轮增压器210和212的输出。增压致动器模块214可通过控制施加给废气门206和208的动力的占空比(DC)来控制废气门206和208的位置。
来自左汽缸组116的排气可从废气门206和208流至第一催化剂218。第一催化剂218可包括任何适用类型的催化剂。仅举例而言，第一催化剂218可包括柴油机氧化催化剂(DOC)、选择性催化还原(SCR)催化剂、催化转化器(例如，三效催化剂或四效催化剂)和/或任何其它排气催化剂。第一催化剂218可包括一个或多个单独的催化剂砖。
来自左汽缸组116的排气可从第一催化剂218流至第一消声器232。第一消声器232抑制左汽缸组116中的汽缸112产生的噪声。
来自右汽缸组118中的汽缸112的排气从右排气歧管202流至第二催化剂264。第二催化剂264可包括任何适用类型的催化剂。仅举例而言，第二催化剂264可包括柴油机氧化催化剂(DOC)、选择性催化还原(SCR)催化剂、催化转化器(例如，三效催化剂或四效催化剂)和/或任何其它排气催化剂。第二催化剂264可包括一个或多个单独的催化剂砖。
来自右汽缸组118的排气可从第二催化剂264流至第二消声器268。第二消声器268抑制右汽缸组118中的汽缸112产生的噪声。在各种实现方式中，比如，通过Y型管、X型管或H型管，可将两个排气流结合。虽然两个涡轮增压器都示出和描述为与来自左汽缸组116的排气相关联，但在各种实施方式中，其中一个涡轮增压器可与每个汽缸组相关联。
排气再循环(EGR)系统280可与左排气歧管204和/或右排气歧管202相关联。仅举例而言，如图2所示，EGR系统280可与右排气歧管202相关联。EGR阀282从右排气歧管202接收废气。在打开时，EGR阀282将废气从右排气歧管202改向回到进气歧管104中。致动器控制模块170控制EGR阀282的动作，从而控制废气再循环回到发动机102中。还可应用EGR冷却器(未示出)以在再循环废气与进入的空气混合之前将其冷却。如上所述，图2所示的排气系统200仅作为示例，本发明还可适用于具有不同部件和/或不同部件布置的排气系统。
ECM 150包括估计一个或多个排气系统压力的估计模块290。虽然估计模块290和致动器控制模块170示出为位于ECM 150之内且基于此进行讨论，估计模块290和/或致动器控制模块170可位于任何合适的位置上，比如，在ECM 150的外部。估计模块290使用同样的输入参数以及同样的具有被校准用于估计每个相应的排气系统压力的预定值的模型来估计排气系统压力。
致动器控制模块170基于所估计的排气系统压力中的一个或多个选择性地调整一个或多个发动机运行参数。如此，致动器控制模块170可使用一个或多个所估计的排气系统压力来建立目标排气系统条件。出于如故障诊断及其它合适用途等一个或多个其它原因，可使用所估计的排气系统压力中的一个或多个。
现参照图3，致动器控制模块170的示例实施方式的功能框图。扭矩请求模块304基于一个或多个驾驶员输入312来确定对发动机102的扭矩请求308。驾驶员输入312可包括，例如，加速器踏板位置、制动器踏板位置、定速控制输入和/或一个或多个其它合适的驾驶员输入。加之或作为选择，扭矩请求模块304可基于一个或多个其它扭矩请求，比如ECM 150产生的扭矩请求和/或从车辆的如变速器控制模块、混合控制模块154和底盘控制模块等其它模块接收的扭矩请求，来确定扭矩请求308。
基于扭矩请求308和/或一个或多个其它参数来控制一个或多个发动机致动器。例如，节流控制模块316可基于扭矩请求308来确定目标节流开度320。节流致动器模块108可基于目标节流开度320来调整节流门106的开度。
一般来说，点火控制模块324基于扭矩请求308来确定目标点火正时328。点火控制模块324基于目标点火正时328来产生火花。燃料控制模块332基于扭矩请求308来确定一个或多个目标燃料供给参数336。例如，目标燃料供给参数336可包括燃料喷射量、喷射该燃料量的喷射次数和喷射正时。燃料系统110基于目标燃料供给参数336喷射燃料。
相位器控制模块337基于扭矩请求308来确定进气和排气凸轮相位器目标角度338和339。相位器致动器模块可基于进气和排气凸轮相位器目标角度338和339来分别调节进气和排气凸轮相位器(未示出)。增压控制模块340可基于扭矩请求308来确定一个或多个目标废气门DC，比如目标废气门DC 342。增压致动器模块214可基于目标废气门DC 342来控制废气门。汽缸控制模块344基于扭矩请求308来确定汽缸致动/停缸指令348。
汽缸致动器模块(未示出)关闭汽缸的要基于汽缸致动/停缸指令348而被关闭的进气和排气阀。汽缸致动器模块允许打开和关闭汽缸的要基于汽缸致动/停缸指令348而被致动的进气和排气阀。燃料控制模块332停止要被关闭的汽缸的燃油供给。
现参照图4，示出了估计模块290的示例性实施方式的功能框图。估计模块290包括确定排气系统的一个位置处的估计压力408的压力估计模块404。估计压力408的示例包括但不限于：排气歧管估计压力、废气催化器入口处的估计压力和催化器出口处的估计压力。
压力估计模块404基于多个输入参数412以及用于确定估计压力408的预定值416来确定估计压力408。预定值416被校准用于确定估计压力408以用于可能的输入参数412的组合。
输入参数412包括发动机转速(RPM)420、歧管压力(例如，MAP)424、点火正时428和进入到发动机的质量空气流速(MAF)432。输入参数412还包括大气压力436、废气门(WG)开度440、发动机冷却剂温度(ECT)444和质量燃料(喷射)流速(MFF)448。在各种实施方式中，输入参数412不包括任何在排气系统内测得的温度，以及/或者不包括任何在排气系统内测得的压力。
ECT 444可通过ECT传感器(例如，冷却剂温度传感器166)测得，大气压力436可通过大气压力传感器(例如，大气压力传感器160)测得。RPM 420可使用发动机转速传感器(例如，发动机转速传感器168)测得，歧管压力424可使用歧管压力传感器(例如，MAP传感器164)测得。点火正时428可为，例如，目标点火正时328。MAF 432可使用MAF传感器(例如，MAF传感器162)测得，MFF 448可为燃料控制模块332提供的目标MFF。WG开度440可为，例如，目标WG DC 342。
现参照图5，显示了压力估计模块404的示例性实施方式的功能框图。通常，压力估计模块404包括多个确定相应的贡献压力的模块。贡献压力可以是正的或负的。如下面进一步所讨论，压力估计模块404基于贡献压力来确定估计压力408。
压力估计模块404可基于以下的公式来确定在给定时间(n)的估计压力408：
和
Pe为估计压力408，对应于估计压力408与大气压力(BARO)436相比之间的压差，ECT为ECT 444，MAF为MAF 448。MFF为MFF 448，RPM为RPM 420，MAP为歧管压力424，S为点火正时428，WG为WG开度440。ha、hf、he、qe和hp表示使用预定值416的函数，n为时间。
ha(·)MAF(n)和hf(·)MFF(n)c项对应于当前运行条件下空气和燃料质量流速对于估计压力408的贡献。he(·)qe(·)项对应于排气流速对估计压力408的作用。hp(RPM,MAP(n))(MAP(n)-MAP(n-1))项对应于进气歧管压力变化对排气压力瞬变的影响。
第一分量模块504和第一乘法器模块508基于RPM 420、MAP 424、点火正时428和MAF 432生成第一贡献压力512(例如，帕斯卡(Pa)、磅/平方英寸(psi)等)。第一分量模块504生成第一值520作为RPM 420、MAP 424和点火正时428的函数。函数可以是，例如，映射或方程，其包括预定值416中的一个或多个且将RPM、MAP和点火正时与第一值关联起来。点火正时448可为，例如，0.0至1.0之间的值，该值基于相对于为当前运行条件预定的最优点火正时的目标点火正时328而设置。第一乘法器模块508将第一值520与MAF 432相乘以得出第一贡献压力512。
第二分量模块524和第二乘法器模块528基于RPM 420、MAP 424、点火正时428和MFF 448生成第二贡献压力532(例如，以Pa、psi等为单位)。第二分量模块524生成第二值536作为RPM 420、MAP 424和点火正时428的函数。函数可以是，例如，映射或方程，其包括预定值416中的一个或多个且将RPM、MAP和点火正时与第二值关联起来。第二乘法器模块528将第二值536与MFF 448相乘以得出第二贡献压力532。
第三分量模块540、第四分量模块544和第三乘法器模块548基于MAP 424、大气压力436、WG开度440和ECT 444生成第三贡献压力552(例如，以Pa、psi等为单位)。第三分量模块540生成第三值556作为MAP 424、大气压力436和WG开度440的函数。函数可以是，例如，映射或方程，其包括预定值416中的一个或多个且将MAP、大气压力和WG开度与第三值关联起来。第四分量模块544生成第四值560作为ECT 444和MAP 420的函数。函数可以是，例如，映射或方程，其包括预定值416中的一个或多个且将ECT和MAP与第四值关联起来。第三乘法器模块548将第三个值556与第四个值560相乘以得出第三贡献压力552。
第五分量模块564和第四乘法器模块568基于RPM 420、MAP 424和MAP 424的先前值576生成第五贡献压力572(例如，以Pa、psi等为单位)。第五分量模块564生成第五值580作为RPM 420和MAP 424的函数。函数可以是，例如，映射或方程，其包括预定值416中的一个或多个且将RPM和MAP与第五值关联起来。第四乘法器模块568将第五值580与MAP差值584相乘以得出第四贡献压力572。
差值模块588基于MAP 424和前一个MAP 576之间的差值确定MAP差值584。例如，差值模块588可将MAP差值584设置为基于或等于MAP 424减去前一个MAP 576。
每隔预定周期，比如预定时间段或预定曲轴旋转量，第一、第二、第三、第四以及第五分量模块504、524、540、544和564更新一次它们各自的输出。延迟模块592将MAP 424存储预定周期并输出上一个预定周期的前一个MAP 576。延迟模块592可包括或充当单部件，即，先入先出(FIFO)缓存器。前一个MAP 576为上一个预定周期的MAP 424。
加法器模块596通过求第一、第二、第三和第四贡献压力512、532、552和572的和来确定压力和600(例如，以Pa、psi等为度数)。估计模块604基于压力和600和大气压力436来确定估计压力408。例如，估计模块604可将估计压力408设置为等于压力和600与大气压力436的和。虽然提供了使用大气压力436作为参考压力的示例，但还可使用另外的合适的参考压力。
图6包括估计模块290的示例性实施方式的功能框图，估计模块290包括压力估计模块404以及一个或多个其他压力估计模块，如第二压力估计模块680......和第N个压力估计模块684。每一个其它压力估计模块确定排气系统中相应位置处相应的估计压力。例如，第二压力估计模块680确定第二估计压力688，第N个压力估计模块684确定第N个估计压力692。
每一个其它压力估计模块都包括相对于图5示出以及讨论的压力估计模块404的模块。其它压力估计模块基于输入参数412以及被校准用以确定相应的估计压力的预定值来确定相应的估计压力。例如，第二压力估计模块680基于输入参数412以及用于确定第二估计压力688的第二预定值694来确定第二估计压力688。第N个压力估计模块684基于输入参数412以及用于确定第N个估计压力692的第N预定值696来确定第N个估计压力692。因此，压力估计模块404的配置允许将相同的估计策略和输入参数用于估计多个不同的排气系统压力。只有相应的预定值需被校准用以估计不同的排气系统压力。
图7是确定如估计压力408等排气系统估计压力的示例性方法的流程图。图7的示例示出了一个控制循环，每个预定周期都可开始控制循环。可同时执行类似或相同的函数以确定一个或多个其它估计压力。
控制可从压力估计模块404采样输入参数412的702处开始。在704处，分别确定第一、第二、第三和第四贡献压力512、532、552和572。如上所讨论，第一分量模块504和第一乘法器模块508基于RPM 420、MAP 424、点火正时428和MAF 432生成第一贡献压力512。第二分量模块524和第二乘法器模块528基于RPM 420、MAP 424、点火正时428和MFF442生成第二贡献压力532。第三分量模块540，第四分量模块544和第三乘法器模块548基于MAP 424、大气压力436、WG开度440和ECT 444生成第三贡献压力552。第五分量模块564和第四乘法器模块568基于RPM 420、MAP 424和前一个MAP 576生成第四贡献压力572。
在708处，加法器模块596分别求第一、第二、第三和第四贡献压力512、532、552和572的和，以确定压力和600。在712处，估计模块604基于大气压力436和压力和600来确定估计压力408。例如，估计模块604可将估计压力408设置为等于或基于大气压力4356与压力和600的和。可基于估计压力408调整一个或多个发动机运行参数。例如，燃料控制模块332、增压控制模块340、节流阀控制模块316、点火控制模块324和/或相位器控制模块337可基于估计压力408分别控制燃料供给、一个或多个增压装置的增压、节流阀开度、点火正时和/或进气和/或排气凸轮定相。在716处，延迟模块592可将前一个MAP 576设置为等于MAP 424以在下一个控制循环期间使用。
以上描述的本质仅仅是说明性的并且决不旨在限制本发明、其应用或用途。本发明的广泛教导可通过各种形式来实施。因此，虽然本发明包括特定实例，但是本发明的真实范围不应该局限于此，因为当研究图式、说明书和以下权利要求书之后将明白其它修改。应当理解的是，方法内的一个或多个步骤可以不同次序(或同时)执行且不更改本发明的原理。另外，虽然每个实施例在上述被描述为具有某些特征，但是关于本发明的任何实施例描述的任何一个或多个这样的特征均可在任何其它实施例的特征中和/或结合任何其它实施例的特征来实施，即便所述组合没有明确描述。换句话来说，所描述实施例并不相互排斥，且一个或多个实施例彼此的置换保留在本发明的范围内。
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”、“耦合”、“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它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中的至少一个应被理解为意味着使用非排它性逻辑OR的逻辑(AORBORC)，且不应被理解为意味着“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)；提供所述功能性的其它合适的硬件部件；或某些或所有上述的组合，诸如在片上系统中。
所述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到局域网(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执行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或电磁信号。术语计算机可读介质可以因此被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通用计算机来实施。上述功能块、流程图部件和其它元件用作软件规范，其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)待剖析的描述性文本，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。只作为示例，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、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、HTML5、Ada、ASP(活动服务器页面)、PHP、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、Lua和
在35U.S.C.§112(f)的含义内，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”的方法权利要求书的情况中。

Claims (9)

1.一种用于车辆的发动机的控制方法，其包括：
基于多个压力的和来确定压力和，所述多个压力的和是基于以下项确定的：(i)所述车辆的多个运行参数和(ii)被校准用以确定所述车辆的排气系统内的一个位置处的估计压力的多个预定值；
基于所述压力和以及参考压力来确定所述排气系统内的所述位置处的所述估计压力；以及
基于所述估计压力选择性地调整至少一个发动机致动器，
其中，确定所述估计压力包括基于所述压力和与所述参考压力的和来确定所述排气系统内的所述位置处的所述估计压力。
2.根据权利要求1所述的控制方法，还包括下列(i)、(ii)、(iii)和(iv)中的至少一项：
(i)包括：
基于发动机转速、进气歧管压力和发动机火花正时使用所述多个预定值中的至少一些来确定第一值；以及
用所述第一值乘以进入所述发动机的质量空气流速(MAF)以得出所述多个压力中的第一压力；
(ii)包括：
基于所述发动机转速、所述进气歧管压力和所述发动机火花正时使用所述多个预定值中的至少一些来确定第二值；以及
用所述第二值乘以所述发动机的质量燃料喷射流速以得出所述多个压力中的第二压力；
(iii)包括：
基于所述进气歧管压力、废气门开度和大气压力使用所述多个预定值中的至少一些来确定第三值；
基于所述进气歧管压力和发动机冷却剂温度使用所述多个预定值中的至少一些来确定第四值；以及
用所述第三值乘以所述第四值以得出所述多个压力中的第三压力；以及
(iv)包括：
基于所述进气歧管压力和所述发动机转速使用所述多个预定值中的至少一些来确定第五值；以及
用所述第五值乘以所述进气歧管压力与所述进气歧管压力的先前值之间的差值以得出所述多个压力中的第四压力。
3.根据权利要求1所述的控制方法，进一步包括：
基于发动机转速、进气歧管压力和发动机火花正时使用所述多个预定值中的至少一些来确定第一值；
用所述第一值乘以进入所述发动机的质量空气流速(MAF)以得出所述多个压力中的第一压力；
基于所述发动机转速、所述进气歧管压力和所述发动机火花正时使用所述多个预定值中的至少一些来确定第二值；
用所述第二值乘以所述发动机的质量燃料喷射流速以得出所述多个压力中的第二压力；
基于所述进气歧管压力、废气门开度和大气压力使用所述多个预定值中的至少一些来确定第三值；
基于所述进气歧管压力和发动机冷却剂温度使用所述多个预定值中的至少一些来确定第四值；
用所述第三值乘以所述第四值以得出所述多个压力中的第三压力；
基于所述进气歧管压力和所述发动机转速使用所述多个预定值中的至少一些来确定第五值；以及
用所述第五值乘以所述进气歧管压力与所述进气歧管压力的先前值之间的差值以得出所述多个压力中的第四压力。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述多个运行参数包括以下至少两项：(i)发动机转速；(ii)歧管压力；(iii)发动机冷却剂温度；(iv)发动机火花正时；(v)进入所述发动机的质量空气流速；(vi)至所述发动机的质量燃料流速；(vii)废气门开度；以及(viii)大气压力。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述多个运行参数包括：(i)发动机转速；(ii)歧管压力；(iii)发动机冷却剂温度；(iv)发动机火花正时；(v)进入所述发动机的质量空气流速；(vi)至所述发动机的质量燃料流速；(vii)废气门开度；以及(viii)大气压力。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其中所述多个运行参数不包括在所述排气系统中使用温度传感器测量的任何温度。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其中所述多个运行参数不包括在所述排气系统中使用压力传感器测量的任何压力。
8.根据权利要求1所述的控制方法，其进一步包括：
基于第二多个压力的和来确定第二压力和，所述第二多个压力的和是基于以下项确定的：(i)所述车辆的所述多个运行参数和(ii)被校准用于确定所述车辆的所述排气系统内的第二位置处的第二估计压力的第二多个预定值；
基于所述第二压力和以及所述参考压力来确定所述车辆的所述排气系统内的所述第二位置处的所述第二估计压力；以及
基于所述第二估计压力来选择性地调整至少一个发动机致动器。
9.根据权利要求1所述的控制方法，其中，选择性调整至少一个发动机致动器包括选择性地调整以下至少一项：节流阀的开度、所述发动机的燃料供给、所述发动机的火花正时、所述发动机的凸轮定相、废气再循环(EGR)阀的开度以及废气门的开度。
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Granted publication date: 20191126

Termination date: 20200922