[发明专利]使用模型预测控制的空气流控制系统和方法

权利要求书

1.一种用于车辆的发动机控制系统，包括：

扭矩请求模块，所述扭矩请求模块基于驾驶员输入来生成用于火花点火发动机的第一扭矩请求；

扭矩转化模块，所述扭矩转化模块将所述第一扭矩请求转化为第二扭矩请求；

设定点控制模块，所述设定点控制模块基于所述第二扭矩请求来生成用于所述火花点火发动机的空气和排气设定点；

真空请求模块，所述真空请求模块请求所述发动机的进气歧管内的真空度；

其中，所述设定点模块基于所请求的所述真空度来选择性地调节所述空气和排气设定点中的至少一个；

模型预测控制（MPC）模块，所述MPC模块基于所述空气和排气设定点来识别可能目标值的集合，分别基于所述火花点火发动机的模型和可能目标值的所述集合来生成预测参数，基于所述预测参数来选择可能目标值的所述集合中的一个，以及基于所述集合中的所选一个的所述可能目标值来设置目标值；以及

节气门致动器模块，所述节气门致动器模块基于所述目标值中的第一个来控制节气门的开度。

2.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其中，所述真空请求模块请求相对于环境压力来说的所述发动机的所述进气歧管内的所述真空度。

3.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其中，所述真空请求模块响应于制动踏板的致动来生成所述请求。

4.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其中，当燃料蒸汽罐内的燃料蒸汽的量大于预定值时，所述真空请求模块生成所述请求。

5.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其中，所述真空请求模块响应于执行蒸发排放物系统故障诊断的第二请求而生成所述请求。

6.根据权利要求1所述的发动机控制系统，还包括汽缸致动器模块，所述汽缸致动器模块允许打开目标数量的汽缸的进气阀和排气阀；

其中，所述设定点模块基于所述请求选择性地增加所述目标数量。

7.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其中，所述设定点模块借助于所述进气歧管内的所述真空度来确定所述发动机的最大扭矩输出，并且当所述发动机的所述最大扭矩输出小于预定扭矩时选择性请求将变速器换档为较低档位。

8.根据权利要求1所述的发动机控制系统，还包括：

增压致动器模块，其基于所述目标值中的第二个来控制废气门的开度；

排气再循环（EGR）致动器模块，其基于所述目标值中的第三个来控制EGR阀的开度；以及

移相器致动器模块，其基于所述目标值中的第四个和第五个来控制进气阀定相和排气阀定相。

9.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其中，所述MPC模块分别基于所述空气和排气设定点与所述预测参数的比较来选择可能目标值的所述集合中的所述一个。

10.一种用于车辆的发动机控制方法，包括：

基于驾驶员输入来生成用于火花点火发动机的第一扭矩请求；

将所述第一扭矩请求转化为第二扭矩请求；

基于所述第二扭矩请求来生成用于所述火花点火发动机的空气和排气设定点；

请求所述发动机的进气歧管内的真空度；

基于所请求的所述真空度来选择性地调节所述空气和排气设定点中的至少一个；

使用模型预测控制（MPC）模块来执行下述操作：

　　基于所述空气和排气设定点来识别可能目标值的集合；

　　分别基于所述火花点火发动机的模型和可能目标值的所述集合来生成预测参数；

　　基于所述预测参数来选择可能目标值的所述集合中的一个；以及

　　基于所述集合中的所选一个的所述可能目标值来设置目标值；以及

基于所述目标值中的第一个来控制节气门的开度。