发动机速度控制系统和方法
【技术领域】
[0001] 本公开设及内燃发动机，并且更具体来说，设及用于车辆的发动机控制系统和方 法。
【背景技术】
[0002] 本文所提供的【背景技术】描述的目的在于从总体上介绍本公开的背景。当前提及 的发明人的工作一-W在此【背景技术】部分中所描述的为限一-W及在提交时否则可能不 构成现有技术的该描述的各方面，既不明示地也不默示地被承认为是针对本公开的现有技 术。
[0003] 内燃发动机在汽缸内燃烧空气与燃料混合物W驱动活塞，运产生驱动扭矩。进入 发动机的空气流量通过节气口来调节。更具体来说，节气口调整节气口面积，运增加或减少 进入发动机的空气流量。当节气口面积增加时，进入发动机的空气流量增加。燃料控制系 统调整燃料被喷射的速率从而将所需的空气/燃料混合物提供到汽缸和/或实现所需的扭 矩输出。增加提供到汽缸的空气与燃料的量增加发动机的扭矩输出。
[0004] 在火花点火发动机中，火花开始提供到汽缸的空气/燃料混合物的燃烧。在压缩 点火发动机中，汽缸中的压缩燃烧提供到汽缸的空气/燃料混合物。火花正时和空气流量 可W是用于调整火花点火发动机的扭矩输出的主要机构，而燃料流可W是用于调整压缩点 火发动机的扭矩输出的主要机构。
[0005] 已经开发出发动机控制系统来控制发动机输出扭矩W实现所需扭矩。然而，传统 的发动机控制系统并不如需要一样精确地控制发动机输出扭矩。另外，传统的发动机控制 系统并不对控制信号提供快速响应或者在影响发动机输出扭矩的各种设备之间协调发动 机扭矩控制。
【发明内容】
[0006] 在一个特征中，披露车辆的发动机控制系统。目标发动机速度模炔基于增加和降 低发动机速度中的一个来分别选择性地设置用于M个未来时间的M个目标发动机速度。M 是大于一的整数。预测模炔基于用于M个未来时间的可能目标值组和发动机的模型来分别 确定用于M个未来时间的M个预测发动机速度。成本模炔基于用于M个未来时间的M个预 测发动机速度与用于M个未来时间的M个目标发动机速度的比较来分别确定用于可能目标 值组的成本。选择模炔基于成本从包括可能目标值组和N个其他可能目标值组的群组中选 择可能目标值组，其中N是大于零的整数，并且基于选定的可能目标值组来设置目标值。致 动器模炔基于目标值中的第一值来控制发动机致动器。
[0007] 在其他特征中：基于可能目标值组和发动机的模型，预测模块进一步分别确定用 于M个未来时间的M个预测进气歧管压力；并且成本模块分别进一步基于M个预测进气歧 管压力与用于M个未来时间的M个进气歧管压力范围的比较来确定用于可能目标值组的成 本。
[0008] 在另外其他特征中，约束模炔基于发动机的最小和最大每汽缸空气（APC)和至少 一个发动机速度来确定用于M个未来时间的M个进气歧管压力范围。
[0009] 在其他特征中：基于可能目标值组和发动机的模型，预测模块进一步分别确定用 于M个未来时间的发动机的M个预测扭矩输出；并且成本模块分别进一步基于M个预测扭 矩与用于M个未来时间的M个发动机扭矩输出范围的比较来确定用于可能目标值组的成 本。
[0010] 在其他特征中，约束模块分别基于用于M个未来时间的M个进气歧管压力范围和 至少一个发动机速度来确定用于M个未来时间的M个发动机扭矩输出范围。
[0011] 在另外其他特征中：基于可能目标值组和发动机的模型，预测模块进一步分别确 定用于M个未来时间的M个预测进气歧管压力；并且成本模块分别进一步基于M个预测进 气歧管压力与用于M个未来时间的M个进气歧管压力范围的比较来确定用于可能目标值组 的成本。
[0012] 在另外其他特征中，目标发动机速度模炔基于增加发动机速度W用于变速器的换 低速档来分别设置用于M个未来时间的M个目标发动机速度。
[0013] 在其他特征中，目标发动机速度模炔基于降低发动机速度W用于变速器的换高速 档来分别设置用于M个未来时间的M个目标发动机速度。
[0014] 在另外其他特征中，选择模块分别基于小于N个其他可能目标值组的成本的成本 来从群组中选择可能目标值组。
[0015] 在另外其他特征中：升压致动器模炔基于目标值中的第二值控制满轮增压器的废 气口的开度；排气再循环（EGR)致动器模炔基于目标值中的第S值控制EGR阀的开度；相位 器致动器模块分别基于目标值中的第四和第五值控制进气和排气阀定相；火花致动器模块 基于目标值中的第六值控制火花正时；W及燃料致动器模炔基于目标值中的第屯值控制加 燃料。致动器模炔基于目标值中的一个值来控制节气口阀的开度。
[0016] 在一个特征中，披露用于车辆的发动机控制方法。发动机控制方法包括：基于增 加和降低发动机速度中的一个来分别选择性地设置用于M个未来时间的M个目标发动机速 度，其中M是大于一的整数；基于用于M个未来时间的可能目标值组和发动机的模型来分别 确定用于M个未来时间的M个预测发动机速度；基于用于M个未来时间的M个预测发动机 速度与用于M个未来时间的M个目标发动机速度的比较来分别确定用于可能目标值组的成 本；基于成本从包括可能目标值组和N个其他可能目标值组的群组中选择可能目标值组， 其中N是大于零的整数；基于选定的可能目标值组来设置目标值；W及基于目标值中的第 一值来控制发动机致动器。
[0017] 在其他特征中，发动机控制方法进一步包括：基于可能目标值组和发动机的模型， 分别确定用于M个未来时间的M个预测进气歧管压力；W及分别进一步基于M个预测进气 歧管压力与用于M个未来时间的M个进气歧管压力范围的比较来确定用于可能目标值组的 成本。
[0018] 在另外其他特征中，发动机控制方法进一步包括基于发动机的最小和最大每汽缸 空气（APC)和至少一个发动机速度来确定用于M个未来时间的M个进气歧管压力范围。
[0019] 在另外其他特征中，发动机控制方法进一步包括：基于可能目标值组和发动机的 模型，分别确定用于M个未来时间的发动机的M个预测扭矩输出；W及分别进一步基于M个 预测扭矩与用于M个未来时间的M个发动机扭矩输出范围的比较来确定用于可能目标值组 的成本。
[0020] 在其他特征中，发动机控制方法进一步包括分别基于用于M个未来时间的M个进 气歧管压力范围和至少一个发动机速度来确定用于M个未来时间的M个发动机扭矩输出范 围。
[0021] 在另外其他特征中，发动机控制方法进一步包括：基于可能目标值组和发动机的 模型，分别确定用于M个未来时间的M个预测进气歧管压力；W及分别进一步基于M个预测 进气歧管压力与用于M个未来时间的M个进气歧管压力范围的比较来确定用于可能目标值 组的成本。
[0022] 在另外其他特征中，发动机控制方法进一步包括基于增加发动机速度W用于变速 器的换低速档来分别设置用于M个未来时间的M个目标发动机速度。
[0023] 在其他特征中，发动机控制方法进一步包括基于降低发动机速度W用于变速器的 换高速档来分别设置用于M个未来时间的M个目标发动机速度。
[0024] 在另外其他特征中，发动机控制方法进一步包括分别基于小于N个其他可能目标 值组的成本的成本来从群组中选择可能目标值组。
[00巧]在其他特征中，发动机控制方法进一步包括：基于目标值中的第二值控制满轮增 压器的废气口的开度；基于目标值中的第=值控制排气再循环（EGR)阀的开度；分别基于 目标值中的第四和第五值控制进气和排气阀定相；基于目标值中的第六值控制火花正时； W及基于目标值中的第屯值控制加燃料，其中基于目标值中的第一值控制发动机致动器包 括基于目标值中的第一值来控制节气口阀的开度。
[0026] 本发明包括W下方案： 1. 一种车辆的发动机控制系统，包括： 目标发动机速度模块，其基于增加和降低发动机速度中的一个来分别选择性地设置用 于M个未来时间的M个目标发动机速度， 其中M是大于一的整数； 预测模块，其基于用于所述M个未来时间的可能目标值组和发动机的模型来分别确定 用于所述M个未来时间的M个预测发动机速度； 成本模块，其基于用于所述M个未来时间的所述M个预测发动机速度与用于所述M个 未来时间的所述M个目标发动机速度的比较来分别确定用于所述可能目标值组的成本； 选择模块，其基于所述成本从包括所述可能目标值组和N个其他可能目标值组的群组 中选择所述可能目标值组，其中N是大于零的整数，并且基于选定的可能目标值组来设置 目标值；化及 致动器模块，其基于所述目标值中的第一值来控制发动机致动器。
[0027] 2.如方案1所述的发动机控制系统，其中： 基于所述可能目标值组和所述发动机的模型，所述预测模块进一步分别确定用于所述M个未来时间的M个预测进气歧管压力；W及 所述成本模块分别基于所述M个预测进气歧管压力与用于所述M个未来时间的M个进 气歧管压力范围的比较来确定用于所述可能目标值组的成本。
[0028] 3.如方案2所述的发动机控制系统，其进一步包括约束模块，所述约束模炔基于 所述发动机的最小和最大每汽缸空气（APC)和至少一个发动机速度来确定用于所述M个未 来时间的M个进气歧管压力范围。
[0029] 4.如方案1所述的发动机控制系统，其中： 基于所述可能目标值组和所述发动机的模型，所述预测模块进一步分别确定用于所述M个未来时间的所述发动机的M个预测扭矩输出；W及 所述成本模块分别进一步基于所述M个预测扭矩与用于所述M个未来时间的M个发动 机扭矩输出范围的比较来确定用于所述可能目标值组的成本。
[0030] 5.如方案4所述的发动机控制系统，其进一步包括约束模块，所述约束模块分别 基于用于所述M个未来时间的M个进气歧管压力范围和至少一个发动机速度来确定用于所 述M个未来时间的M个发动机扭矩输出范围。
[0031] 6.如方案5所述的发动机控制系统，其中： 基于所述可能目标值组和所述发动机的模型，所述预测模块进一步分别确定用于所述M个未来时间的M个预测进气歧管压力；W及 所述成本模块分别进一步基于所述M个预测进气歧管压力与用于所述M个未来时间的M个进气歧管压力范围的比较来确定用于所述可能目标值组的成本。
[0032] 7.如方案1所述的发动机控制系统，其中所述目标发动机速度模炔基于增加所 述发动机速度W用于变速器的换低速档来分别设置用于所述M个未来时间的所述M个目标 发动机速度。
[0033] 8.如方案1所述的发动机控制系统，其中所述目