[发明专利]最小二乘技术在多变量发动机控制中的预测转速的用途

说明书

一种用于车辆的发动机控制系统，包括模型预测控制(MPC)模块，其基于发动机转矩请求来识别可能目标值集合、确定可能目标值集合的预测操作参数、确定可能目标值集合的成本值、基于成本值来选择一个可能目标值集合；并且基于选定的一个集合的可能目标值来设定目标值；以及第一致动器模块，其基于目标值中的第一个来控制第一发动机致动器。MPC模块基于发动机转速的预测值来确定未来时间点的至少一个预测操作参数，该发动机转速的预测值是基于多个最近发动机转速测量值来确定。

技术领域

本发明涉及发动机控制。更具体地，本发明涉及一种基于对先前确定的发动机转速数据使用最小二乘拟合技术确定的预测发动机速度来控制内燃机的方法。

背景技术

此处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。

内燃机在汽缸内燃烧空气和燃料混合物以驱动产生驱动转矩的活塞。经由节流阀调节进入发动机的气流。更具体地，节流阀调整节流阀面积，从而增加或减少进入发动机的空气流量。随着节流阀面积的增加，进入发动机的空气流量也增加。燃料控制系统调整燃料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。增加被提供给汽缸的空气和燃料的量会增加发动机的转矩输出。

在火花点火发动机中，火花起始被提供给汽缸的空气/燃料混合物的燃烧。在压缩点火发动机中，汽缸压缩燃烧被提供给汽缸的空气/燃料混合物。火花正时和空气流量可为用于调整火花点火发动机的转矩输出的主要机制，而燃料流量可为用于调整压缩点火发动机的转矩输出的主要机制。

发动机控制系统已被开发用于控制发动机操作以实现期望的功率和转矩、提高燃料效率和减少排放。更具体地，模型预测控制(MPC)原理已经应用于发动机控制系统。利用MPC的发动机控制系统的示例可在例如美国专利9328671、9334815、9378594、9399959、9435274、9599053以及美国专利申请15/429219、15/433511、15/465909和15/487150中找到，其中每一个专利申请的全部公开内容均通过引用方式引入。虽然发动机控制系统实现了它们预期目的，但是仍然需要一种改进的发动机控制方法，其包括更快的响应和改进的控制精度。

发明内容

根据若干方面，一种用于车辆的发动机控制系统包括模型预测控制(MPC)模块，其基于发动机转矩请求来识别可能目标值集合、确定可能目标值集合的预测操作参数、确定可能目标值集合的成本值、基于成本值来选择一个可能目标值集合，并且基于选定的一个集合的可能目标值来设定目标值。发动机控制系统还包括第一致动器模块，其基于目标值中的第一个来控制第一发动机致动器。MPC模块基于发动机转速的预测值来确定未来时间点的至少一个预测操作参数，其中发动机转速的预测值是基于多个最近发动机转速测量值来确定。

在本发明的一个示例中，通过对多个最近发动机转速测量值使用最小二乘回归计算线性回归系数集合并且使用线性回归系数计算未来时间点的发动机转速的预测值来确定发动机转速的预测值。

在本发明的另一个示例中，多个最近发动机转速测量值包括三个转速测量值。

在本发明的又另一示例中，多个最近发动机转速测量值包括四个转速测量值。

在本发明的又另一示例中，线性回归系数集合是由斜率和截距构成。

在本发明的又另一示例中，MPC模块分别进一步基于目标值的预定范围来选择一个可能目标值集合。