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基于驾驶员行为预测踏板位置并基于预测踏板位置控制一或多个发动机致动器的系统和方法

阅读:418发布:2023-03-05

专利汇可以提供基于驾驶员行为预测踏板位置并基于预测踏板位置控制一或多个发动机致动器的系统和方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种根据本公开的原理的系统包括 踏板 位置 预测模 块 和 发动机 致动器 控 制模 块。踏板位置预测模块基于驾驶员行为和车辆驾驶条件来预测未来时间的踏板位置。踏板位置包括 加速 踏板位置和 制动 踏板位置中的至少一者。发动机致动器 控制模块 基于预测踏板位置来控制发动机的致动器。,下面是基于驾驶员行为预测踏板位置并基于预测踏板位置控制一或多个发动机致动器的系统和方法专利的具体信息内容。

1.一种系统,其包括:
踏板位置预测模,其基于驾驶员行为和车辆驾驶条件来预测未来时间的踏板位置,其中所述踏板位置包括加速踏板位置和制动踏板位置中的至少一者;以及发动机致动器制模块,其基于所述预测踏板位置来控制发动机的致动器。
2.如权利要求1所述的系统,其进一步包括识别车辆的驾驶员的驾驶员识别模块,其中所述踏板位置预测模块基于所述驾驶员识别来确定所述驾驶员行为。
3.如权利要求2所述的系统,其进一步包括驾驶员行为模块,所述驾驶员行为模块将与所述驾驶员识别相关联的驾驶员行为数据发送到远程服务器并且基于所述驾驶员识别而从所述远程服务器检索所述驾驶员行为数据,其中所述踏板位置预测模块基于所述驾驶员识别和所述驾驶员行为数据来确定所述驾驶员行为。
4.如权利要求1所述的系统,其中所述车辆驾驶条件包括天气条件、速度限制、交通条件、道路坡度和道路条件中的至少一者。
5.如权利要求1所述的系统,其进一步包括车辆驾驶条件模块,所述车辆驾驶条件模块基于从车辆传感器和无线通信网络中的至少一者接收的信号来确定所述车辆驾驶条件。
6.如权利要求1所述的系统,其中所述踏板位置预测模块基于当前时间的所述踏板位置和所述车辆驾驶条件来预测未来时间的所述踏板位置。
7.如权利要求6所述的系统,其进一步包括踏板位置概率模块,所述踏板位置概率模块基于所述当前时间的所述踏板位置、所述驾驶员行为和所述车辆驾驶条件来确定所述未来时间的P个踏板位置的P个概率,其中:
所述踏板位置预测模块将所述预测踏板位置设定成等于所述P个踏板位置中对应于所述P个概率中的最高概率的一个踏板位置;并且
P是大于1的整数。
8.如权利要求7所述的系统,其中所述踏板位置概率模块:
将所述车辆驾驶条件中的至少一者分类为多个类别;并且
基于所述多个类别中哪一个类别对应于实际车辆驾驶条件来确定所述P个踏板位置的所述P个概率。
9.如权利要求1所述的系统,其中:
所述发动机致动器控制模块基于所述预测踏板位置来确定所述发动机的所述致动器的目标值;并且
所述目标值包括目标节流开口面积、目标火花正时、目标排气再循环(EGR)开口面积、目标旁通阀位置、目标废气位置和目标阀升程位置中的至少一者。
10.如权利要求1所述的系统,其进一步包括模型预测控制(MPC)模块,所述MPC模块:
产生用于所述发动机的所述致动器的可能目标值的集合,所述可能目标值中的每一者对应于多个迭代中的每一者;
基于所述预测踏板位置来预测用于所述可能目标值中的每一者的所述发动机的操作参数;
基于所述预测操作参数来确定所述可能目标值的集合的成本;
基于所述成本而从可能目标值的多个集合中选择所述可能目标值的集合;以及将目标值设定为所述可能目标值,其中所述发动机致动器控制模块基于所述目标值中的至少一者来控制所述发动机的所述致动器。

说明书全文

基于驾驶员行为预测踏板位置并基于预测踏板位置控制一或

多个发动机致动器的系统和方法

技术领域

[0001] 本公开涉及内燃机,并且更具体地涉及基于驾驶员行为预测踏板位置并基于预测踏板位置控制一个或多个发动机致动器的系统和方法。

背景技术

[0002] 此文所提供的“背景技术”说明以对本公开的内容作一般性说明为目的。发明人的某些工作(即已在此背景技术部分中作出描述的工作)以及说明书中关于某些尚未成为申请日之前的现有技术的内容,无论是以明确或隐含的方式均不被视为相对于本公开的现有技术。
[0003] 内燃机在汽缸内燃烧空气和燃料混合物以驱动活塞,这样便产生了驱动转矩。通过节流调节进入发动机的气流。更具体地,节流阀调整节流面积,这增加或减少了进入发动机的气流。进入发动机的气流随着节流面积的增加而增加。燃料控制系统调整燃料喷射的速率,以将期望的空气/ 燃料混合物提供给汽缸和/或实现期望的转矩输出。增加提供给汽缸的空气和燃料的量使得发动机的转矩输出得以增加。
[0004] 在火花点火式发动机中,火花引燃提供给汽缸的空气/燃料混合物。在压缩点火式发动机中,汽缸中的压缩作用使得提供给汽缸的空气/燃料混合物发生燃烧。点火正时和气流可以是调整火花点火式发动机转矩输出的主要机制,而燃料流量可以是调整压缩点火式发动机的转矩输出的主要机制。

发明内容

[0005] 根据本公开的原理的系统包括踏板位置预测模和发动机致动器控制模块。踏板位置预测模块基于驾驶员行为和车辆驾驶条件来预测踏板将来的位置。踏板位置包括加速踏板位置和制动踏板位置中的至少一个。发动机致动器控制模块基于所预测的踏板位置控制发动机的致动器。
[0006] 从下文提供的详细说明、权利要求书和附图将会清楚本公开的其它应用领域。详细描述和具体示例仅仅是为了说明的目的,并不意图限制本公开的范围。

附图说明

[0007] 从详细描述和附图将更全面地理解本公开,其中:
[0008] 图1是根据本公开的示例性车辆系统的功能框图
[0009] 图2是根据本公开的示例性发动机控制系统的功能框图;
[0010] 图3是根据本公开的示例性空气控制模块的功能框图;
[0011] 图4是根据本公开的示例性驾驶员转矩模块的功能框图;
[0012] 图5是描述根据本公开的使用模型预测控制来控制发动机致动器的示例性方法的流程图
[0013] 图6是描绘了根据本公开的预测踏板位置并基于所预测的踏板位置确定发动机致动器的目标值的示例性方法的流程图;
[0014] 图7示出了可能出现压缩机喘振的压缩机质量流量和后压缩机压的范围的曲线图;
[0015] 图8示出了减喘振期间压缩机出口压力波动的曲线图;
[0016] 图9和图10示出了当基于实际踏板位置控制压缩机旁通阀时的示例性控制信号以及压缩机质量流量与后压缩机压力之间的对应关系;以及
[0017] 图11和图12示出了当基于预测的踏板位置控制压缩机旁通阀时的示例性控制信号以及压缩机质量流量与后压缩机压力之间的对应关系。
[0018] 在附图中,可以重复使用附图标记来标识相似和/或相同的元件。

具体实施方式

[0019] 发动机控制模块(ECM)控制发动机的转矩输出。更具体地,ECM 基于所请求的转矩量确定发动机的致动器的目标值,并且基于目标值来控制发动机的致动器。例如,ECM基于目标进气阀和排气阀升程状态控制进气阀和排气阀升程、基于目标节流阀开度控制节流阀以及基于目标废气门占空比来控制涡轮增压器的废气门。
[0020] ECM可以使用多个单输入单输出(SISO)控制器(诸如比例积分微分(PID)控制器)单独确定目标值。然而,当使用多个SISO控制器时,可以设定目标值,从而以燃料消耗有可能减少的代价来维持系统稳定性。另外,单个SISO控制器的校准和设计可能价格昂贵且耗时。
[0021] 本公开的ECM使用模型预测控制(MPC)模块来生成目标值。MPC 模块基于发动机转矩请求识别目标值的可能集合。MPC模块基于目标值可能集合和发动机的数学模型来预测发动机对每个可能集合的响应。在一个示例中,MPC模块预测发动机的转矩输出、发动机的进气歧管内的压力以及提供给发动机的每个汽缸的空气量。
[0022] MPC模块还可以确定与每个可能集合的使用相关的成本。所确定的可能集合的成本可以随着可能集合的目标值与参考值之间的差异的增加而增加,反之亦然。MPC模块还可以将加权值施加于可能集合的目标值与参考值之间的差异,以调节这些差异中的每一个差异对成本的影响程度。 MPC模块可以选择成本最低的可能集合。作为识别目标值的可能集合并确定每个集合的成本的替代或者除此之外,MPC模块还可以生成表示目标值的可能集合的成本的曲面。然后,MPC模块可以基于成本曲面的斜率来识别具有最低成本的可能集合。
[0023] MPC模块可以确定所选择的集合的预测响应是否满足约束。如果满足,则MPC模块可以基于所选择的集合来设定目标值。否则,MPC模块可以选择具有次最低成本的可能集合,并测试该设定是否满足约束。可以将选择集合并测试集合是否满足约束的过程称为迭代。在每个控制回路期间可以执行多次迭代。
[0024] 作为确定发动机的预测转矩输出是否满足约束的替代或者除此之外, MPC模块还可以基于预测转矩输出与转矩请求之间的差异来确定与可能集合中的每个集合的使用相关联的成本。在一个示例中,ECM基于诸如加速踏板位置和/或制动踏板位置的驾驶员输入来确定转矩请求。由于驾驶员输入取决于驾驶员做出的决定,因此驾驶员输入的未来值是未知的。因此, MPC模块可以假设转矩请求在预测范围内保持恒定不变。然而,这种假设可能并不是正确的,这可能会降低发动机的性能。
[0025] 根据本公开的ECM是通过如下方式克服该问题的:基于驾驶员的驾驶格或过去驾驶行为来预测驾驶员输入,并且基于所预测的驾驶员输入预测转矩请求。MPC模块然后可以基于预测转矩输出与预测转矩请求之间的差异来确定与发动机致动器的目标值的可能集合的使用相关联的成本。在一个示例中,ECM识别驾驶员并基于当前驾驶员输入、车辆驾驶条件和驾驶员识别预测驾驶员输入。在另一示例中,ECM开发了一种将驾驶员行为数据与车辆驾驶条件和驾驶员识别相关联的模型,并且基于车辆驾驶条件和的驾驶员识别,使用该模型来预测驾驶员输入。
[0026] 驾驶员行为数据包括驾驶员输入的历史和相应的车辆驾驶条件和驾驶员识别。为了节省存储器和计算成本,ECM可以将驾驶员行为数据传送到可以存储驾驶员行为数据的远程服务器(例如,端中)。然后,当当前驾驶员识别匹配与驾驶员行为数据相关联的驾驶员识别时,ECM就可以从云端检索驾驶员行为数据。
[0027] 预测驾驶员输入并且确定转矩请求的未来值而不是假定转矩请求保持恒定不变的这一行为可以改善发动机性能(例如燃料经济性和可驾驶性)。此外,基于特定驾驶员的风格预测驱驾驶员输入具有MPC之外的优点。例如,基于所预测的驾驶员输入确定发动机致动器的未来转矩请求和 /或未来目标值可以改善发动机性能,而不管是否使用SISO控制器或MPC 控制模块来控制发动机。
[0028] 现在参考图1,车辆系统100包括燃烧空气/燃料混合物以产生车辆的驱动转矩的发动机102。发动机102产生的驱动转矩的量是基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入103。驾驶员输入103可以是基于加速踏板105的位置和/或制动踏板106的位置。驾驶员输入
103还可以基于巡航控制系统(未示出),其可以是改变车辆速度以维持预定的跟随距离的自适应巡航控制系统。
[0029] 空气通过进气系统108被吸入发动机102。进气系统108包括进气歧管110和节流阀112。节流阀112可以包括具有可旋转叶片的蝶阀。发动机控制模块(ECM)114控制节流阀致动器模块116,其调节节流阀112 的开度以控制吸入进气歧管110的空气量。
[0030] 来自进气歧管110的空气被吸入发动机102的汽缸。虽然发动机102 可以包括多个汽缸,但是出于说明的目的,仅示出了单个代表性汽缸118。仅作为示例,发动机102可以包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个汽缸。汽缸致动器模块120可以停用一些汽缸,这可以在某些发动机工作条件下提高燃料经济性。
[0031] 发动机102可以使用四冲程循环来工作。下面描述的四个冲程命名为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。在曲轴(未示出)的每次转动期间,四个冲程中的两个发生在汽缸118内。因此,汽缸118需要两个曲轴转动才能经历所有四个冲程。
[0032] 在进气冲程期间,来自进气歧管110的空气通过进气阀122被吸入汽缸118。ECM 114控制燃料致动器模块124,其调节由燃料喷射器125执行的燃料喷射以实现期望的空气/燃料比。燃料可以在中心位置或多个位置处(诸如在每个汽缸的进气阀122附近)喷射到进气歧管110中。在各种实施方式中,燃料可以直接喷射到汽缸中或与汽缸相关联的混合室中。燃料致动器模块124可以停止将燃料喷射到停用的汽缸中。
[0033] 喷射的燃料与空气混合并在汽缸118中产生空气/燃料混合物。在压缩冲程期间,汽缸118内的活塞(未示出)压缩空气/燃料混合物。发动机 102可以是压缩点火式发动机,在这种情况下,汽缸118中的压缩作用点燃了空气/燃料混合物。或者,发动机102可以是火花点火式发动机,在这种情况下,火花致动器模块126基于来自ECM 114的信号给火花塞128 通电以在汽缸118中产生火花,这便点燃了空气/燃料混合物。可以相对于活塞处于其最高位置的时间(称为上止点(TDC))来指定火花的正时。
[0034] 火花致动器模块126可以通过火花正时信号来控制,该火花正时信号指定在TDC之前或之后多久产生火花。由于活塞位置与曲轴旋转直接相关,因此火花致动器模块126的操作可以与曲轴度同步。在各种实施方式中,火花致动器模块126可以停止向停用的汽缸提供火花。
[0035] 可以将产生火花称为点火事件。火花致动器模块126可以具有改变每次点火事件的火花正时的能力。当在最后一个点火事件与下一个点火事件之间改变火花正时信号时,火花致动器模块126甚至可以改变该下一个点火事件的火花正时。在各种实施方式中,发动机102可以包括多个汽缸,并且火花致动器模块126可以相对于TDC将发动机102中的所有汽缸的火花正时改变相同的量。
[0036] 在燃烧冲程期间,空气/燃料混合物的燃烧向下驱动活塞,从而驱动曲轴。燃烧冲程可以定义为活塞达到TDC与活塞返回到下止点(BDC)之间的时间。在排气冲程期间,活塞开始从BDC向上移动并通过排气阀130 排出燃烧副产物。燃烧副产物经由排气系统134从车辆排出。
[0037] 使用进气阀致动器136致动进气阀122,同时使用排气阀致动器138 致动排气阀130。阀致动器模块139可以基于来自ECM 114的信号控制进气阀致动器136和排气阀致动器
138。在各种实施方式中,进气阀致动器 136可以致动汽缸118的多个进气阀(包括进气阀
122)。类似地,排气阀致动器138可以致动汽缸118的多个排气阀(包括排气阀130)。另外,单个阀致动器可以致动汽缸118的一个或多个排气阀和汽缸118的一个或多个进气阀。此外,进气阀致动器136可以致动多个汽缸的多个进气阀,并且排气阀致动器138可以致动多个汽缸的多个排气阀。
[0038] 在各种实施方式中,进气阀致动器136可以由进气凸轮轴140驱动,并且排气阀致动器138可以由排气凸轮轴142驱动。例如,进气阀致动器 136可以包括摇臂和联接到摇臂的凸轮从动件。当凸轮从动件接合进气凸轮轴140上的凸角时,摇臂可以将进气阀122从其阀座提升。类似地,排气阀致动器138可以包括摇臂和联接到摇臂的凸轮从动件。当凸轮从动件接合排气凸轮轴142上的凸角时,摇臂可以将排气阀130从其阀座提升。
[0039] 在其他实施方式中,进气阀致动器136和排气阀致动器138可以不依赖凸轮轴而致动进气阀122和排气阀130。例如,进气阀122和排气阀130 可以是电磁或电动液压阀致动器。在这些实施方式中,进气阀致动器136 和排气阀致动器138可以称为无凸轮阀致动器。
[0040] 进气阀致动器136和排气阀致动器138可以改变进气阀122和排气阀 130从它们各自的阀座提升的量。例如,进气阀致动器136和排气阀致动器138可以在第一升程状态和第二升程状态之间切换。进气阀致动器136 和排气阀致动器138可以在第一升程状态下工作时使进气阀122和排气阀 130从它们各自的阀座提升第一量。进气阀致动器136和排气阀致动器138 可以在第二升程状态下工作时使进气阀122和排气阀130从它们各自的阀座提升第二量。第一量和第二量可以是预定的非零值。此外,第二量可以大于第一量。就此而言,第一升程状态可以称为低升程状态,而第二升程状态可以称为高升程状态。
[0041] 当进气阀致动器136和排气阀致动器138由凸轮驱动时,进气阀致动器136和排气阀致动器138中的每一个可以包括凸轮从动件,其具有可调节的高度,以改变进气阀122和排气阀130的升程。或者,进气阀致动器 136和排气阀致动器138中的每一个可以包括螺线管,该螺线管使凸轮轴段沿着凸轮轴140和142之一的长度平移,以使凸轮从动件与凸轮轴段上的不同凸角接合。凸角可以具有不同的高度,使得切换与凸轮从动件接合的凸角中的任一个可以改变进气阀122和排气阀130的升程。诸如这些的阀致动器可以称为滑动凸轮致动器。
[0042] 当进气阀致动器136和排气阀致动器138是无凸轮阀致动器时,阀致动器136和138也可以分别调整进气阀122和排气阀130的正时。当进气阀致动器136和排气阀致动器138是凸轮驱动时,进气阀122和排气阀130 的正时可以分别由进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150调节。阀致动器模块139可以基于从ECM 114接收的信号来调节进气凸轮相位器148 和排气凸轮相位器150的位置。
[0043] 汽缸致动器模块120可以通过指示阀致动器模块139禁止打开进气阀 122和/或排气阀130来停用汽缸118。当进气阀致动器136由凸轮驱动时,进气阀致动器136可以通过使进气阀122与进气凸轮轴140分离来禁止进气阀122打开。类似地,当排气阀致动器138由凸轮驱动时,排气阀致动器138可以通过将排气阀130与排气凸轮轴142分离来禁止排气阀130打开。
[0044] 在各种实施方式中,阀致动器模块139可以通过将进气阀致动器136 和排气阀致动器138切换到第三升程状态来禁止进气阀122和排气阀130 打开。进气阀致动器136和排气阀致动器138可以在第三升程状态下工作时将进气阀122和排气阀130从它们各自的阀座提升第三量。该第三量可以为零。因此,第三升程状态可以称为零升程状态。
[0045] 车辆系统100可以包括向进气歧管110提供压缩空气的增压装置。例如,图1示出了涡轮增压器,其包括由流经排气系统134的热废气提供动力的热涡轮机160-1。涡轮增压器还包括由涡轮机160-1驱动的冷空气压缩机160-2,其压缩通向节流阀112的空气。在各种实施方式中,由曲轴驱动的增压器(未示出)可以压缩来自节流阀112的空气并将压缩空气输送到进气歧管110。
[0046] 废气门162可以允许废气绕过涡轮机160-1,从而减少涡轮增压器的增压(进气压缩量)。ECM 114可以经由增压致动器模块164来控制涡轮增压器。增压致动器模块164可以通过控制废气门162的位置来调节涡轮增压器的增压。在各种实施方式中,多个涡轮增压器可以由增压致动器模块164控制。涡轮增压器可以具有可变几何形状,其可以由增压致动器模块164控制。
[0047] 中间冷却器(未示出)可以耗散包含在压缩充气中的一些热量,该热量在空气进行压缩时产生。压缩充气还可以从排气系统134的部件吸收热量。虽然为了说明的目的而示出了分离的涡轮机160-1和压缩机160-2,但是它们可以彼此附接,从而将进气放置在热排气附近。当旁通阀166打开时,旁通阀166可以允许废气绕过压缩机160-2。ECM 114可以经由旁通致动器模块168控制旁通阀166。
[0048] 排气系统134可以包括排气再循环(EGR)阀170,其选择性地将废气重新引导回到进气歧管110。EGR阀170可以位于涡轮增压器的涡轮机 160-1的上游。EGR阀170可以由EGR致动器模块172控制。
[0049] 车辆系统100可以包括驾驶员识别装置174,其产生指示车辆的驾驶员的识别的驾驶员识别信号176。在一个示例中,驾驶员识别装置174包括照相机,当例如驾驶员进入车辆时,该照相机对准驾驶员的座椅以产生驾驶员的图像。驾驶员识别装置174可以进一步包括基于由照相机生成的图像识别驾驶员的图像识别软件。在另一示例中,驾驶员识别装置174包括触摸屏,当例如驾驶员进入车辆时,触摸屏请求驾驶员通过操纵触摸屏来输入他们的识别。
[0050] 在又一示例中,驾驶员识别装置174通过与钥匙扣(未示出)通信来识别驾驶员。驾驶员识别装置174可以假设只有一个驾驶员使用钥匙扣,或者钥匙扣可以是可编程的,以使驾驶员与其相关联。驾驶员识别装置174 可以使用例如射频(RF)和/或蓝牙信号与钥匙扣进行通信。
[0051] 车辆系统100可使用加速踏板位置(APP)传感器177来测量加速踏板105的位置。可以使用制动踏板位置(BPP)传感器178测量制动踏板 106的位置。APP传感器177和BPP传感器178可以分别将加速踏板位置和制动踏板位置输出到驾驶员输入模块104和/或ECM 114。
[0052] 可以使用曲轴位置(CKP)传感器180来测量曲轴的位置。可以使用发动机冷却剂温度(ECT)传感器182来测量发动机冷却剂的温度。ECT 传感器182可以位于发动机102内或冷却剂循环的其它位置,例如散热器 (未示出)。
[0053] 进气歧管110内的压力可以使用歧管绝对压力(MAP)传感器184来测量。在各种实施方式中,可以测量发动机真空度,即环境空气压力与进气歧管110内的压力之间的差异。可以使用质量空气流(MAF)传感器186 测量流入进气歧管110中的空气的质量流速。在各种实施方式中,MAF传感器186可以位于还包括节流阀112的壳体中。
[0054] 节流阀致动器模块116可以使用一个或多个节流阀位置传感器(TPS) 190来监控节流阀112的位置。吸入发动机102中的空气的环境温度可以使用进气温度(IAT)传感器192来测量。可以使用一个或多个车轮速度 (WS)传感器193来测量车辆的一个或多个车轮(未示出)的转速。ECM 114使用来自传感器的信号为车辆系统100作出控制决定。
[0055] ECM 114可以与变速器控制模块(TCM)194进行通信,以协调变速器(未示出)中的换挡齿轮。例如,ECM 114可以在换挡期间减小发动机转矩。ECM 114可以与混合控制模块(HCM)196通信,以协调发动机102 和电动机198的运行。电动机198还可以用作发电机,并且可以用于产生用于车辆的电气系统和/或存储在电池中的电能。在各种实施方式中,ECM 114、TCM 194和HCM 196的各种功能可以集成到一个或多个模块中。
[0056] 现在参考图2,ECM 114的示例性实施方式包括驾驶员转矩模块202。驾驶员转矩模块202基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入103确定驾驶员转矩请求204。驾驶员转矩模块202可以存储加速踏板位置和/或制动踏板位置到目标转矩的一个或多个映射,并且可以基于所选择的其中一个映射确定驾驶员转矩请求204。驾驶员转矩模块202可以基于加速踏板位置确定第一目标转矩、基于制动踏板位置确定第二目标转矩以及将驾驶员转矩请求204设定为等于第一目标转矩和第二目标转矩之和。
[0057] 当基于加速踏板位置确定驾驶员转矩请求204时,驾驶员转矩请求204 可以为零或正值。当基于制动踏板位置确定驾驶员转矩请求204时,驾驶员转矩请求204可以为零或负值。如果基于加速踏板位置和制动踏板位置这两者确定了驾驶员转矩请求204,那么驾驶员转矩请求204可以为零、正值或负值。
[0058] 驾驶员转矩请求204可以包括当前驾驶员转矩请求和未来驾驶员转矩请求。驾驶员转矩模块202可以基于当前踏板位置(例如来自APP传感器 177的加速踏板位置和/或来自BPP传感器178的制动踏板位置)来确定当前驾驶员转矩请求。此外,驾驶员转矩模块202可以基于当前踏板位置、车辆驾驶条件和驾驶员行为来预测踏板位置,并基于所预测的踏板位置来确定未来的驾驶员转矩请求。
[0059] 轴转矩仲裁模块208在驾驶员转矩请求204与其他轴转矩请求210之间进行仲裁。轴转矩(车轮处的转矩)可以由包括发动机和/或电动机在内的各种来源产生。例如,当检测到正向车轮滑移时,轴转矩请求210可以包括由牵引力控制系统请求的转矩减小。当轴转矩克服车轮与路面之间的摩擦时,发生正向车轮滑移,并且车轮开始相对于路面滑移。如果因为轴转矩是负的而车辆的轮胎相对于路面向另一方向滑动,则轴转矩请求210 还可以包括用于抵消负向车轮滑移的转矩增加请求。
[0060] 轴转矩请求210还可以包括制动管理请求和车辆超速转矩请求。制动管理请求可以减小轴转矩,以确保车辆停止时轴转矩不会超过制动器固定车辆的能力。车辆超速转矩请求可以减小轴转矩,以防止车辆超过预定速度。轴转矩请求210也可以由车辆稳定性控制系统产生。
[0061] 轴转矩仲裁模块208基于接收到的轴转矩请求204和210之间的仲裁结果来输出轴转矩请求212。如下所述,来自轴转矩仲裁模块208的轴转矩请求212可以在用于控制发动机致动器之前由ECM 114的其它模块选择性地调节。
[0062] 轴转矩仲裁模块208可以将轴转矩请求212输出到推进转矩仲裁模块 214。在各种实施方式中,轴转矩仲裁模块208可将轴转矩请求212输出到混合优化模块216。混合优化模块216可以确定发动机102应该产生多少转矩以及电动机198应该产生多少转矩。混合优化模块216然后将修改的轴转矩请求218输出到推进转矩仲裁模块214。
[0063] 推进转矩仲裁模块214将轴转矩请求212(或修改的轴转矩请求218) 从轴转矩域(车轮处的转矩)转换到推进转矩域(曲轴处的转矩)。推进转矩仲裁模块214在(转换的)轴转矩请求212与其他推进转矩请求220 之间进行仲裁。推进转矩仲裁模块214生成作为仲裁结果的推进转矩请求 222。
[0064] 例如,推进转矩请求220可以包括用于发动机超速保护的转矩减小、防止失速的转矩增加以及用于适应变速器换挡的转矩减小。推进转矩请求 220也可以由离合器燃料切断引起,这在驾驶员为防止发动机转速突变而踩下手动变速车辆中的离合器踏板时会降低发动机输出转矩。
[0065] 推进转矩请求220还可以包括可以在检测到关键故障时启动的发动机关闭请求。例如,关键故障可包括检测到车辆盗窃、卡住的启动电机、电子节流阀控制问题和意外的转矩增加。在各种实施方式中,当存在发动机关闭请求时,仲裁将发动机关闭请求选择作为获胜请求。当存在发动机关闭请求时,推进转矩仲裁模块214可以输出零作为推进转矩请求
222。
[0066] 在各种实施方式中,发动机关闭请求可以仅从仲裁过程单独地关闭发动机102。推进转矩仲裁模块214仍然可以接收发动机关闭请求,使得例如适当的数据能被反馈到其他转矩请求者。例如,可通知所有其他转矩请求者它们已经失去了仲裁。
[0067] 转矩储备模块224产生转矩储备226,以补偿可能降低发动机输出转矩的发动机工作条件的变化和/或补偿一个或多个负载。例如,诸如通过诊断性侵入当量比测试和/或新的发动机吹扫,可以直接改变发动机102的空气/燃料比和/或质量空气流量。在开始这些过程之前,转矩储备模块224 可以产生或增加转矩储备226,以快速抵消在这些过程期间空气/燃料混合物进行稀燃而引起的发动机输出转矩的减小。
[0068] 转矩储备模块224还可以预期未来负载(诸如动力转向工作或空调 (A/C)压缩机离合器的接合)而产生或增加转矩储备226。当驾驶员首次请求空气调节时,转矩储备模块224可以产生或增加用于A/C压缩机离合器的接合的转矩储备226。然后,当A/C压缩机离合器接合时,转矩储备模块224可以使转矩储备226减小与A/C压缩机离合器的估计负载相等的量。
[0069] 目标产生模块228通过产生发动机致动器的目标值来控制发动机致动器。就此而言,目标产生模块228可以称为发动机致动器控制模块。目标产生模块228基于推进转矩请求222、转矩储备226以及如下进一步讨论的其它参数来生成发动机致动器的目标值。目标产生模块228使用模型预测控制(MPC)生成目标值。推进转矩请求222可以是制动转矩。制动转矩可以指当前工作条件下曲轴处的转矩。
[0070] 目标值包括目标废气门开口面积230、目标节流阀开口面积232、目标旁通阀位置233、目标EGR开口面积234、目标进气阀升程状态236和目标排气阀升程状态238。目标值还包括目标火花正时240、待激活汽缸的目标数242和目标燃料加注参数244。增压致动器模块
164控制废气门 162以实现目标废气门开口面积230。例如,第一转换模块248可以将目标废气门开口面积230转换成目标占空比250以施加到废气门162,并且增压致动器模块164可以基于目标占空比250将信号施加到废气门162。在各种实施方式中,第一转换模块248可以将目标废气门开口面积230转换成目标废气门位置(未示出),并将目标废气门位置转换成目标占空比 250。
[0071] 节流阀致动器模块116控制节流阀112以实现目标节流阀开口面积 232。例如,第二转换模块252可以将目标节流阀开口面积232转换为目标占空比254以施加到节流阀112,并且节流阀致动器模块116可以基于目标占空比254将信号施加到节流阀112。在各种实施方式中,第二转换模块252可以将目标节流阀开口面积232转换成目标节流阀位置(未示出),并将目标节流阀位置转换成目标占空比254。旁通致动器模块168控制旁通阀166以实现目标旁通阀位置233。
[0072] EGR致动器模块172控制EGR阀170以实现目标EGR开口面积234。例如,第四转换模块256可以将目标EGR开口面积234转换为目标占空比258以施加到EGR阀170,并且EGR致动器模块172可以基于目标占空比258将信号施加到EGR阀170。在各种实施方式中,第四转换模块 256可以将目标EGR开口面积234转换成目标EGR位置(未示出),并将该目标EGR位置转换为目标占空比258。
[0073] 阀致动器模块139控制进气阀致动器136以实现目标进气阀升程状态 236。阀致动器模块139还控制排气阀致动器138以实现目标排气阀升程状态238。目标进气阀升程状态236和目标排气阀升程状态238中的每一个可以是上述关于进气阀致动器136和排气阀致动器138的可能升程状态所讨论的第一升程状态、第二升程状态或第三升程状态中的一个。
[0074] 目标废气门开口面积230、目标节流阀开口面积232、目标旁通阀位置233、目标EGR开口面积234、目标进气阀升程状态236和目标排气阀升程状态238可以称为空气控制设定点。如果发动机102是火花点火式发动机,那么目标节流阀开口面积232可以仅用作空气控制设定点。因此,如果发动机102是压缩点火式发动机,那么目标节流阀开口面积232可以不被用作空气控制设定点。相反,可以使用目标EGR流量、目标增压量和/或目标发动机空气流量作为空气控制设定点。可以通过调节目标废气门开口面积230、目标可变几何形状涡轮增压器(VGT)位置(如果适用)、目标EGR开口面积234、目标进气阀升程状态236和/或目标排气阀升程状态238来实现目标EGR流量、目标增压量和/或目标发动机空气流量。
[0075] 火花致动器模块126基于目标火花正时240提供火花。汽缸致动器模块120基于汽缸的目标数242选择性地激活和停用汽缸的阀。对于停用的汽缸,也可禁止燃料加注和火花。目标燃料加注参数244可以包括目标燃料轨压力、用于每个燃烧事件的燃料喷射目标数、每次喷射的目标燃料加注量和/或每次喷射的目标开始正时。燃料致动器模块124基于目标燃料加注参数244控制燃料加注。在一个示例中,燃料致动器模块124可以命令先导喷射、主喷射、后喷射、排气喷射,并且目标燃料加注参数244可以包括用于每个先导喷射、主喷射、后喷射和排气喷射的目标燃料加注量和 /或目标开始正时。
[0076] 图3是目标生成模块228的示例性实施方式的功能框图。现在参考图 2和图3,如上参考驾驶员转矩模块202所讨论的,驾驶员转矩请求204 可以包括当前驾驶员转矩请求和未来驾驶员转矩请求。同样地,推进转矩请求222可以包括当前推进转矩请求和未来推进转矩请求。当前推进转矩请求和未来推进转矩请求可以分别基于当前驾驶员转矩请求和未来驾驶员转矩请求来确定。
[0077] MPC(模型预测控制)模块312使用MPC生成目标值230-244。MPC 模块312可以是单个模块或者可以包括多个模块。例如,MPC模块312可以包括序列确定模块316。序列确定模块316确定目标值230-244的可能序列,其可以在N个未来控制回路期间一起使用。由序列确定模块316识别的每个可能的序列包括每个目标值230-244的N个值的一个序列。换句话说,每个可能的序列包括目标废气门开口面积230的N个值的序列、目标节流阀开口面积232的N个值的序列、目标旁通阀位置233的N个值的序列、目标EGR开口面积234的N个值的序列、目标进气阀升程状态236 的N个值的序列以及目标排气阀升程状态238的N个值的序列。每个可能的序列还包括目标火花正时240、汽缸的目标数242和目标燃料加注参数 244的N个值的序列。N个值中的每一个对应于N个未来控制回路中的一个。N是大于1的整数。
[0078] 预测模块323基于发动机102的数学模型324、外源输入328和反馈输入330来预测发动机102对目标值230-244的可能序列的响应。例如,基于目标值230-244的可能序列、外源输入328和反馈输入330,通过使用模型324,预测模块323可以产生用于N个控制回路的发动机102的预测转矩的序列、用于N个控制回路的预测MAP的序列、用于N个控制回路的每缸空气(APC)预测质量的序列、用于N个控制回路的外部稀释预测量的序列、用于N个控制回路的内部稀释预测量的序列、用于N个控制回路的预测燃烧相位值的序列、用于N个控制回路的预测燃烧质量值的序列以及用于N个控制回路的预测有效排量值的序列。
[0079] 模型324可以包括基于发动机102的特性进行校准的函数或映射。稀释可以指来自先前燃烧事件的废气量,其被困在燃烧事件的汽缸内。外部稀释可以指经由EGR阀170为燃烧事件提供的废气。内部稀释(也称为残余稀释)可以指在燃烧循环的排气冲程后残留在汽缸中的废气和/或被推回到汽缸中的废气。有效排量可以指当汽缸中的活塞从TDC行进到BDC 时吸入到发动机汽缸中的空气的体积减去由于活塞通过汽缸的进气阀将空气推回到进气歧管中的空气体积损失。
[0080] 燃烧定相可以指其中预定量的喷射燃料在汽缸内相对于用于预定量的喷射燃料的燃烧的预定曲轴位置而燃烧的曲轴位置。例如,燃烧定相可以相对于预定的CA50按照CA50进行表示。CA50可以指曲轴角度(CA),其中50%质量的喷射燃料已经在汽缸内燃烧。预定的CA50可以对应于其中最大作业量由喷射燃料产生并且在各种实施方式中可以在TDC(上止点) 之后约为大约8.5度至大约10度的CA50。虽然将按照CA50值对燃烧定相进行讨论,但是可以使用指示燃烧定相的另一合适的参数。另外,虽然燃烧质量将是作为指示平均有效压力(IMEP)值的变化系数(COV)进行讨论,但是也可以使用指示燃烧质量的另一适当参数。
[0081] 外源输入328可以包括没有受到发动机致动器直接影响的参数。例如,外源输入328可以包括发动机速度、涡轮增压器入口空气压力、IAT和/或一个或多个其它参数。反馈输入330可以包括例如发动机102的估计转矩输出、涡轮增压器的涡轮160-1下游的排气压力、IAT、发动机102的APC、估计的内部稀释、估计的外部稀释、MAF、发动机102的空气/燃料比、火花正时和/或一个或多个其它合适的参数。可以使用传感器(例如,IAT传感器192)测量反馈输入330和/或基于一个或多个其它参数来估计反馈输入330。
[0082] 预测模块323还针对目标值230-246的每个可能的调整顺序来预测由发动机102产生的废气的排放平。预测的排放水平可以包括由发动机102 产生的废气中的氮化物(NOx)水平、由发动机102产生的废气中的氢化合物(HC)水平和/或由发动机102产生的废气中的一氧化碳(CO) 水平。预测模块323可以基于例如外源输入328和/或反馈输入330来预测排放水平。预测模块323可以使用基于线性物理学的模型来进行这些预测。例如,基于目标值266-270的可能序列、外源输入328和反馈输入330,使用基于物理学的模型,预测模块323可以生成用于N个控制回路的预测 NOx水平的序列、用于N个控制回路的预测HC水平的序列以及用于N 个控制回路的预测CO水平的序列。
[0083] 成本模块332基于为可能序列确定的预测参数来确定目标值230-244 的每个可能序列的成本值,并且可以基于参考值340来确定该成本值。成本模块332可以基于预测参数与参考值340中的相应参数之间的关系来确定每个可能序列的成本值。例如,所述关系可以进行加权,从而控制每种关系对成本的影响。
[0084] 选择模块344基于可能序列的相应成本来选择目标值230-244的可能序列中的一个。例如,选择模块344可以选择具有最低成本的可能序列中的一个,同时还满足致动器约束348和输出约束352。
[0085] 在各种实施方式中,可以在确定成本时考虑致动器约束348和/或输出约束352的满足。例如,成本模块332可以基于预测参数与致动器约束348 和输出约束352中的相应参数之间的关系来确定每个可能序列的成本值。
[0086] 选择模块344可以将目标值230-244分别设定为所选择的可能序列的 N个值中的第一个值。换句话说,选择模块344将目标废气门开口面积230 设定为目标废气门开口面积230的N个值的序列中的N个值中的第一个值、将目标节流阀开口面积232设定为目标节流阀开口面积232的N个值的序列中的N个值中的第一个值、将目标旁通阀位置233设定为目标旁通阀位置233的N个值的序列中的N个值中的第一个值、将目标EGR开口面积 234设定为目标EGR开口面积234的N个值的序列中的N个值中的第一个值、将目标进气阀升程状态236设定为目标进气阀升程状态236的N个值的序列中的N个值中的第一个值、以及将目标排气阀升程状态238设定为目标排气阀升程状态238的N个值的序列中的N个值中的第一个值。选择模块344还将目标火花正时240设定为目标火花正时240的N个值的序列中的N个值中的第一个值、将汽缸的目标数242设定为汽缸的目标数242 的N个值的序列中的N个值中的第一个值、以及将目标燃料加注参数244 设定为目标燃料加注参数244的N个值的序列中的N个值中的第一个值。
[0087] 在下一个控制回路期间,MPC模块312识别可能的序列、产生可能序列的预测参数、确定每个可能序列的成本、选择可能的序列中的一个序列以及在所选择的可能序列中将目标值230-244设定为目标值230-244的第一集合。每个控制回路持续进行此过程。
[0088] 致动器约束模块360(参见图2)为每个目标值230-244设定致动器约束348。换句话说,致动器约束模块360设定用于节流阀112的执行器约束、用于EGR阀170的致动器约束、用于废气门162的致动器约束、用于进气阀致动器136的致动器约束以及用于排气阀致动器的致动器约束 138。致动器约束模块360还设定用于火花致动器模块126的致动器约束、用于汽缸致动器模块120的致动器约束以及用于燃料致动器模块124的致动器约束。
[0089] 用于每个目标值230-244的致动器约束348可以包括关联目标值的最大值和该目标值的最小值。致动器约束模块360通常可以将致动器约束348 设定为关联发动机致动器的预定操作范围。更具体地,致动器约束模块360 通常可以将致动器约束348分别设定为节流阀112、EGR阀170、废气门 162、进气凸轮相位器148、排气凸轮相位器150、火花致动器模块126、汽缸致动器模块120和燃料致动器模块124的预定操作范围。因此,目标值的最大值可以是对应的致动器的最大限值,并且目标值的最小值可以是该致动器的最小限值。
[0090] 输出约束模块364(参见图2)设定用于发动机102的预测转矩输出、预测MAP、预测APC、预测CA50、IMEP的预测COV、预测的内部稀释、预测的外部稀释和/或预测的有效排量的输出约束352。每个预测参数的输出约束352可以包括关联预测参数的最大值和该预测参数的最小值。例如,输出约束352可以包括最小转矩、最大转矩、最小MAP、最大MAP、最小APC、最大APC、最小CA50、最大CA50、IMEP的最小COV、IMEP 的最大COV、最小内部稀释、最大内部稀释、最小外部稀释、最大外部稀释、最小有效排量和/或最大有效排量。
[0091] 输出约束模块364通常可以将输出约束352分别设定为关联预测参数的预定范围。然而,在某些情况下,输出约束模块364可以改变输出约束 352中的一个或多个。例如,输出约束模块364可以延迟最大CA50,例如在发动机102内发生爆震时。在另一示例中,输出约束模块364可以在低负载条件下增加IMEP的最大COV,例如在可能需要IMEP的更高的COV 以实现给定转矩请求的发动机怠速期间。
[0092] 参考值模块368(参见图2)为目标值230-244生成参考值340。参考值340包括每个目标值230-244的参考。换句话说,参考值340包括参考废气门开口面积、参考节流阀开口面积、参考EGR开口面积、参考进气凸轮相位器角度和参考排气凸轮相位器角度。参考值340还包括参考火花正时、汽缸的参考数和参考燃料加注参数。参考值340还可以包括每个输出约束352的参考。例如,参考值340可以包括参考歧管绝对压力(MAP)、每缸空气(APC)的参考质量、参考外部稀释、参考内部稀释和参考有效排量。
[0093] 参考值模块368可以基于推进转矩请求222确定参考值340。参考值 340为设定目标值266-270提供参考。参考值340可以用于确定可能序列的成本值,正如下面进一步讨论的。参考值340也可以用于一个或多个其他原因,例如由序列确定模块316用于确定可能的序列。
[0094] 作为生成可能目标值的序列并确定每个序列的成本的代替或者除此之外,可以使用凸优化技术来识别具有最低成本的可能目标值的序列。例如,MPC模块312可以使用诸如Dantzig QP求解器的二次规划(QP)求解器来确定目标值230-244。在另一示例中,MPC模块312可以生成目标值230-244的可能序列的成本值的曲面,并且基于成本曲面的斜率来识别具有最低成本的可能目标值的序列。MPC模块312然后可以测试该可能目标值的序列,从而确定该可能目标值的序列是否满足致动器约束348和输出约束352。如果满足,则MPC模块
312可以分别将目标值230-244设定为该选择的可能序列的N个值中的第一个值,如上所述。
[0095] 如果没有满足致动器约束348或输出约束352,则MPC模块312选择具有次最低成本的可能目标值的另一序列,并且测试该可能目标值的序列是否满足致动器约束348和输出约束352。选择序列并测试序列是否满足致动器约束348和输出约束352的过程可以被称为迭代。在每个控制回路期间可以执行多次迭代。
[0096] MPC模块312执行迭代,直到识别出满足致动器约束348和输出约束 352的具有最低成本的序列。以这种方式,MPC模块312选择具有最低成本的可能目标值的序列,同时还满足致动器约束348和输出约束352。如果不能识别序列,则MPC模块312可以指示出没有解决方案可用。
[0097] 成本模块332可以基于:预测转矩与推进转矩请求222之间的关系来确定目标值266-270的可能序列的成本;目标燃料加注量和预测排放水平。仅作为示例,成本模块332可以基于以下关系来确定目标值266-270的可能序列的成本:
[0098]
[0099] 以满足致动器约束348和输出约束352为准。成本是目标值266-270 的可能序列的成本,TPi是发动机102为N个控制回路中的第i个控制回路传递的实际转矩,PTRi是N个控制回路中的第i个控制回路的预测转矩请求,并且wTi是N个控制回路中的第i个控制回路的加权值。可以基于 N个控制回路中的第i个控制回路的预测转矩请求来预测发动机102为N 个控制回路中的第i个控制回路传递的实际转矩。在这方面,由发动机102 传递的实际转矩可以是由预测模块323产生的预测转矩输出。N个控制回路中的第i个控制回路的预测转矩请求可以是N个控制回路中的第i个控制回路的推进转矩请求222。可以基于由驾驶员转矩模块202确定的当前驾驶员转矩请求来确定N个控制回路中的第一个回路的推进转矩请求。可以基于由驾驶员转矩模块202预测的未来驾驶员转矩请求来确定N个控制回路中的所有后续回路的推进转矩请求。加权值wTi与由发动机102为N 个控制回路中的第i个控制回路传递的实际转矩和N个控制回路中的第i 个控制回路的预测转矩请求之间的差异相关联。成本随着所传递的实际发动机转矩与预测转矩请求之间的差异的增加而增加,反之亦然。
[0100] PFi是N个控制回路中的第i个控制回路的可能目标燃料加注量,wTFi 是与N个控制回路中的第i个控制回路的可能目标燃料加注量相关联的加权值。成本随着可能目标燃料加注量的增加而增加,反之亦然。因此,可能目标燃料加注量可以包括在上面提供的成本关系中,以降低燃料消耗。在这方面,可能目标燃料加注量可以被称为燃料消耗项。
[0101] EPi是N个控制回路中的第i个控制回路的预测排放水平,并且wEi 是与N个控制回路中的第i个控制回路的预测排放水平相关联的加权值。成本随着预测排放水平的增加而增加,反之亦然。因此,预计的排放水平可以包括在上述提供的成本关系中,以减少排放。
[0102] 加权值wTi可以大于加权值wFi和加权值wEi。以这种方式,所传递的实际发动机转矩与预测转矩请求之间的关系对于成本来说可以具有比目标燃料加注量或预计排放水平更大的影响。因此,相对于目标燃料加注量或预测排放水平,所传递的实际发动机转矩与预测转矩请求之间的关系对于可能序列中的一个序列的选择可以具有更大的影响。
[0103] 现在参考图4,驾驶员转矩模块202的示例性实施例包括车辆驾驶条件模块402、驾驶员识别模块404和驾驶员行为模块406。车辆驾驶条件模块402确定车辆驾驶条件。车辆驾驶条件可以包括天气条件、当前车速、速度限制、交通条件、道路坡度和/或道路条件。车辆驾驶条件模块402可以将除了当前车辆速度和速度限制之外的每一种车辆驾驶条件分类为多个(例如,3个)类别。例如,天气条件可以分类为正常、差或非常差。当出现、雨和/或雾时,天气条件可以分类为差。当出现大雪、暴风雨和 /或大雾时,天气条件可以分类为非常差。
[0104] 在其他示例中,交通条件可以分为正常、差或非常差,道路坡度可以分类为正常、小于正常或大于正常,并且道路条件可以分类为正常或差。当车辆行驶的道路光滑或非常颠簸时,道路条件可以分类为差。当道路坡度在预定范围内时,道路坡度可以分类为正常。当道路坡度小于第一预定值时,可以将道路坡度分类为小于正常。当道路坡度大于第二预定值时,可以将道路坡度分类为大于正常。第一预定值可以是预定范围中的最低值,并且第二预定值可以是预定范围内的最高值。或者,第一预定值可以小于预定范围内的所有值,并且第二预定值可以大于预定范围内的所有值。
[0105] 车辆驾驶条件模块402可以基于从图1的传感器接收的一个或多个信号来确定车辆驾驶条件。例如,车辆驾驶条件模块402可以假设环境空气温度等于来自IAT传感器192的进气温度,并且基于环境温度来确定天气条件。在另一个示例中,车辆驾驶条件模块402可以基于来自车轮速度传感器193的车轮速度来确定车轮滑移的幅度和/或频率,并且基于车轮滑移幅度和/或频率来确定道路条件。
[0106] 车辆驾驶条件模块402可以基于从诸如无线电话网络和/或卫星通信网络(例如,)的无线通信网络接收的一个或多个信号来确定车辆驾驶条件。在图4所示的示例中,车辆驾驶条件模块402与天线408通信,这使得车辆驾驶条件模块402能够与第一服务器410通信。第一服务器410可以在各个地理位置存储与车辆驾驶条件有关的数据。在一个示例中,天线408发送指示车辆的地理位置的第一无线信号412,并且服务器发送指示该地理位置处的车辆驾驶条件的第二无线信号414。在各种实施方式中,车辆驾驶条件模块402可以使用天线408与全球定位系统(GPS) 卫星通信,并且基于从GPS卫星接收的信息来确定车辆的地理位置。车辆驾驶条件模块402输出车辆驾驶条件和/或车辆驾驶条件的分类。
[0107] 驾驶员识别模块404识别使用驾驶员识别信号176的驾驶员并输出驾驶员识别。在上面讨论的其中一个示例中,驾驶员识别装置174包括生成驾驶员图像的照相机,并且驾驶员识别装置174包括基于所生成的图像来识别驾驶员的图像识别软件。或者,驾驶员识别信号176可以仅包含驾驶员的图像,并且驾驶员识别模块404可以包括基于图像来识别驾驶员的图像识别软件。
[0108] 在上面讨论的另一示例中,驾驶员识别装置174包括触摸屏,其请求驾驶员通过操纵触摸屏来输入他们的识别。在本示例中,例如当驾驶员进入车辆时,驾驶员识别模块404可以指示驾驶员识别装置174来提示驾驶员进行识别。驾驶员识别模块404可以基于从检测车门何时打开的传感器 (未示出)处接收到的输入来确定驾驶员何时进入车辆。
[0109] 在上述又一个示例中,驾驶员识别装置174通过与钥匙扣通信来识别驾驶员。或者,驾驶员识别模块404可以通过与钥匙扣通信来识别驾驶员,并且可以省略驾驶员识别装置174。驾驶员识别模块404可以假设只有一个驾驶员使用钥匙扣,或者钥匙扣可以进行编程以使驾驶员与其相关联。驾驶员识别模块404可以使用例如RF和/或蓝牙信号与钥匙扣进行通信。
[0110] 驾驶员行为模块406基于驾驶员识别和与驾驶员识别相关联的驾驶员行为数据来确定驾驶员的行为。驾驶员行为模块406可以将驾驶员行为分类为多个类别,例如侵略性的、正常的和保守的。驾驶员行为数据可以包括来自与驾驶员识别和一个或多个车辆驾驶条件相关联的APP传感器177 的加速踏板位置的历史。另外地或替代地,驾驶员行为数据可以包括来自与驾驶员识别和一个或多个车辆驾驶条件相关联的BPP传感器178的制动踏板位置的历史。驾驶员行为模块406输出驾驶员行为,其可以包括与驾驶员识别相关联的驾驶员行为的分类和/或与驾驶员识别相关联的驾驶员行为数据。
[0111] 基于驾驶员加速和/或驾驶员制动的幅度和/或频率,驾驶员行为可以分类为侵略性的、正常的或保守的。例如,当驾驶员加速和/或驾驶员制动的幅度和/或频率位于预定范围内时,驾驶员行为可以分类为正常的。当驾驶员加速和/或驾驶员制动的幅度和/或频率小于预定范围时,驾驶员行为可以分类为保守的。当驾驶员加速和/或驾驶员制动的幅度和/或频率大于预定范围时,驾驶员行为可以分类为侵略性的。
[0112] 另外地或替代地,驾驶员行为可以基于(1)驾驶员加速和/或驾驶员制动之间的关系和(2)车辆驾驶条件被分类为侵略性的、正常的或保守的。例如,当驾驶员在当前车辆速度大于速度限制的情况下一直加速时,驾驶员行为可以分类为侵略性的。在另一示例中,用于分类驾驶员行为的预定范围可以根据车辆驾驶条件而变化。
[0113] 驾驶员行为模块406可以存储驾驶员行为数据。或者,为了节省存储器和计算成本,驾驶员行为模块406可以将驾驶员行为数据和相应的驾驶员识别和车辆驾驶条件传送到第二服务器416。第二服务器416可以存储驾驶员行为数据,并且当当前驾驶员识别匹配与驾驶员行为数据相关联的驾驶员识别时,驾驶员行为模块406可以检索驾驶员行为数据。在这方面,驾驶员行为模块406可以与天线418通信,该天线使得驾驶员行为模块406 能够与第二服务器416通信。第一服务器410和第二服务器416与车辆分离,因此可以被称为远程服务器。
[0114] 在一个示例中,驾驶员行为模块406使用天线418来发送指示测量的加速踏板位置、测量的制动踏板位置、驾驶员识别和车辆驾驶条件的第三无线信号420。第二服务器416存储测量的加速和制动踏板位置的历史以及驾驶员识别和与其相关联的车辆驾驶条件,并且发送指示该驾驶员行为数据的第四无线信号422。然后,当驾驶员识别匹配与驾驶员识别数据相关联的驾驶员识别时,驾驶员行为模块406可以检索该驾驶员行为数据,并且基于驾驶员行为数据和当前车辆驾驶条件来确定驾驶员行为。
[0115] 图4中所示的驾驶员转矩模块202的示例性实施方式进一步包括踏板位置概率模块424、踏板位置预测模块426、以及转矩请求模块428。踏板位置概率模块424确定用于N个未来控制回路中的每一个回路的踏板位置的P个可能值的P个概率。踏板位置可以包括加速踏板位置和/或制动踏板位置。踏板位置概率模块424可以基于当前时间的踏板位置、驾驶员行为以及车辆驾驶条件来确定未来时间的踏板位置的可能值的概率。踏板位置概率模块424可以通过使用将当前踏板位置、驾驶员行为和车辆驾驶条件与可能的未来踏板位置的概率相关的函数和/或映射来进行这种确定。踏板位置概率模块424输出可能的未来踏板位置的概率。
[0116] 在各种实施方式中,踏板位置概率模块424可以开发驾驶员行为的模型,并且使用该模型来确定可能的未来踏板位置的概率。在一个示例中,该模型可以包括在各种车辆驾驶条件下各种踏板位置的概率。踏板位置概率模块424可以基于驾驶员行为数据来确定模型中的概率。例如,踏板位置概率模块424可以随着特定车辆驾驶条件下踏板位置的出现次数的增多而增大那些车辆驾驶条件下该踏板位置的概率。当特定车辆驾驶条件下踏板位置没有出现时,踏板位置概率模块424可以使用内插法来确定那些车辆驾驶条件下该踏板位置的概率。
[0117] 如上所述,车辆驾驶条件模块402和驾驶员行为模块406可以分别将车辆驾驶条件和驾驶员行为分类为多个类别。或者,踏板位置概率模块424 可以按照上述方式将车辆驾驶条件和/或驾驶员行为分类为多个类别。另外,踏板位置概率模块424可以基于多个类别中的哪一个类别对应于当前车辆驾驶条件和/或当前驾驶员来确定用于N个控制回路中的每一个回路的P 个踏板位置的P个概率。
[0118] 在各种实施方式中,驾驶员行为模块406和/或踏板位置概率模块424 可以与车辆分离(例如,在云端)。在这些实施方式中,车辆驾驶条件模块402和踏板位置预测模块426可以使用天线(未图示)来与驾驶员行为模块406和/或踏板位置概率模块424无线地通信。另外,可以省略车辆驾驶条件模块402,且踏板位置预测模块426可以从车辆传感器和/或第一服务器410直接接收车辆驾驶条件。
[0119] 另外,踏板位置概率模块424可以使用驾驶员行为的一个或多个预定模型来确定可能的未来踏板位置的概率。例如,预定模型可包括第一模型、第二模型和第三模型,这些模型包含各种车辆条件下的分别用于正常驾驶员、保守驾驶员和侵略性驾驶员的各种踏板位置的概率。踏板位置概率模块424可以基于与当前驾驶员的行为匹配的驾驶员行为模型来选择第一模型、第二模型和第三模型中的一者,并且使用所选定模型来确定可能的未来踏板位置的概率。
[0120] 踏板位置预测模块426基于踏板位置的P个可能值的P个概率来预测用于N个未来控制回路中的每一个回路的踏板位置。例如,踏板位置预测模块426可以设定预测踏板位置等于P个可能值中具有P个概率中的最高概率的一者。如果P个可能值中有一个以上具有P个概率中的最高概率,那么踏板位置预测模块426可以设定预测踏板位置等于那些P个可能值中最接近当前踏板位置的一者。踏板位置预测模块426输出用于N个控制回路中的每一个回路的预测踏板位置。
[0121] 转矩请求模块428确定驾驶员转矩请求204。如上所述,驾驶员转矩请求204可以包括当前驾驶员转矩请求和未来驾驶员转矩请求。转矩请求模块428可以基于所测量踏板位置的当前值来确定当前驾驶员转矩请求,所测量踏板位置例如来自APP传感器177的加速踏板位置和/或来自BPP 传感器178的制动踏板位置。转矩请求模块428可以基于预测踏板位置来确定未来驾驶员转矩请求。例如,转矩请求模块428可以基于N个预测踏板位置中的对应预测踏板位置来确定用于N个未来控制回路中的每一个回路的未来驾驶员转矩请求。
[0122] 现在参照图5,使用MPC(模型预测控制)来控制节流阀112、进气阀致动器136、排气阀致动器138、废气门162(且因此涡轮增压器)、旁通阀166、EGR阀170、火花正时、燃料加注以及激活/停用的汽缸数的示例性方法开始于502。在图2至图4中示出的模块的上下文中描述该方法。然而,执行该方法的步骤的特定模块可以与下文提及的模块不同,和/或该方法可以由图2至图4的模块之外的模块来实施。
[0123] 在503处,踏板位置预测模块426预测用于N个未来控制回路中的每一个回路的踏板位置。踏板位置预测模块426所预测的踏板位置可以包括制动踏板位置和/或加速踏板位置。如上所述,踏板位置预测模块426可以基于当前踏板位置和车辆驾驶条件来预测用于N个未来控制回路中的每一个回路的踏板位置。
[0124] 在504处,推进转矩仲裁模块214确定推进转矩请求222。推进转矩仲裁模块214可以基于当前驾驶员转矩请求(其可以基于当前踏板位置来确定)来确定用于N个控制回路中的第一个回路的推进转矩请求222。推进转矩仲裁模块214可以基于未来驾驶员转矩请求(其可以基于预测踏板位置来确定)来确定用于N个控制回路中的所有后续回路的推进转矩请求 222。
[0125] 在508处,参考值模块368确定参考值340。如上所述,设定点模块 368可以基于推进转矩请求222来确定参考值340。在510处,序列确定模块316确定目标值230-244的可能序列。
[0126] 在512处,预测模块323预测用于目标值230-244的可能序列中的每一者的参数。预测模块323基于发动机102的模型324、外源输入328和反馈输入330来预测可能序列的参数。更具体来说,基于目标值266-270 的可能序列、外源输入328和反馈输入330,通过使用模型
324,预测模块323产生用于N个控制回路的发动机102的预测转矩的序列、用于N个控制回路的预测APC的序列、用于N个控制回路的外部稀释预测量的序列、用于N个控制回路的残余稀释预测量的序列、用于N个控制回路的预测燃烧相位值的序列以及用于N个控制回路的预测燃烧质量值的序列。
[0127] 在514处,成本模块332确定目标值230-244的可能序列的成本。例如,成本模块332可以基于以下等式来确定目标值230-244的可能序列的成本:
[0128]
[0129] 以满足致动器约束348和/或输出约束352为准,如上所述。
[0130] 在516处,选择模块344基于可能序列的成本来选择目标值230-244 的可能序列中的一个序列。例如,选择模块344可以选择可能序列中具有最低成本的一个序列。因此,选择模块344可以选择可能序列中在将APC 最小化的同时还最佳地实现了预测转矩请求的一个序列。作为510处的确定目标值230-244的可能序列以及514处的确定序列中每一者的成本的代替或者除此之外,MPC模块312可以使用如上所述的凸优化技术来识别具有最低成本的可能目标值的序列。
[0131] 在518处,MPC模块312确定可能序列中的所选序列是否满足致动器约束348和输出约束352。如果可能序列中的所选序列满足致动器约束348 和输出约束352,那么方法在520处继续。否则,方法在522处继续,其中MPC模块312选择可能序列中具有次最低成本的一个序列。方法随后返回到518。以此方式,使用满足致动器约束348和输出约束352的具有最低成本的序列。
[0132] 在520处,第一转换模块248将目标废气门开口面积230转换为目标占空比250以应用到废气门162,第二转换模块252将目标节流阀开口面积232转换为目标占空比254以应用到节流阀112。而且,在520处,第四转换模块256将目标EGR开口面积234转换为目标占空比258以应用到EGR阀170。
[0133] 在524处,节流阀致动器模块116控制节流阀112以实现目标节流阀开口面积232。例如,节流阀致动器模块116可以在目标占空比254下将信号应用到节流阀112,从而实现目标节流阀开口面积232。同样在524 处,旁通致动器模块168控制旁通阀166来实现目标旁通阀位置233,并且阀致动器模块139分别控制进气阀致动器136和排气阀致动器138来实现目标进气阀升程状态236和目标排气阀升程状态238。
[0134] 同样在524处,EGR致动器模块172控制EGR阀170来实现目标EGR 开口面积234,并且增压致动器模块164控制废气门162来实现目标废气门开口面积230。例如,EGR致动器模块172可以在目标占空比258下将信号应用到EGR阀170以实现目标EGR开口面积234,并且增压致动器模块164可以在目标占空比250下将信号应用到废气门162以实现目标废气门开口面积230。同样在524处,火花致动器模块126基于目标火花正时240来控制火花正时,汽缸制动器模块120基于汽缸的目标数242来控制汽缸激活和停用,以及燃料致动器模块124基于目标燃料加注参数244 来控制燃料加注。方法可以在526处结束。或者,图5可以说明一个控制回路,且控制回路可以按照预定速率来执行。
[0135] 现在参考图6,预测踏板位置并基于该预测踏板位置来确定发动机致动器的目标值的示例性方法开始于602。在图3和图4中示出的模块的上下文中描述该方法。然而,执行该方法的步骤的特定模块可以与下文提及的模块不同,和/或该方法可以由图3和图4的模块之外的模块来实施。
[0136] 在604处,车辆驾驶条件模块402确定车辆驾驶条件。如上所述,车辆驾驶条件可以包括天气条件、当前车辆速度、速度限制、交通条件、道路坡度和/或道路条件。另外,车辆驾驶条件模块402可以基于从车辆传感器和/或无线通信网络接收的信号来确定车辆驾驶条件。
[0137] 在606处,驾驶员识别模块404识别车辆的驾驶员。在608处,驾驶员行为模块406确定驾驶员行为数据是否可用于所识别的驾驶员。如果驾驶员行为数据可用,那么方法在610处继续。否则,方法返回到604,并且不会预测踏板位置。在后一种情况下,方法可以假设推进转矩请求在N 个未来控制回路期间保持恒定。
[0138] 在610处,驾驶员行为模块406检索驾驶员行为数据。如上所述,为了节省存储器和计算时间,驾驶员行为模块406可以将驾驶员行为数据发送到第二服务器416,该第二服务器416可以存储驾驶员行为数据。然后,在当前驾驶员识别匹配与驾驶员行为数据相关联的驾驶员识别时,驾驶员行为模块406可以检索驾驶员行为数据。
[0139] 在612处,踏板位置概率模块424确定用于N个未来控制回路中的每一个回路的P个可能踏板位置。例如,踏板位置概率模块424可以基于当前踏板位置和踏板位置的可能改变速率的预定范围来确定P个可能踏板位置。在614处,踏板位置概率模块424确定用于N个未来控制回路中的每一个回路的P个可能踏板位置的P个概率。
[0140] 在616处,踏板位置预测模块426基于P个可能踏板位置的P个概率来预测用于N个未来控制回路中的每一个回路的踏板位置。在一个示例中,踏板位置预测模块426将未来控制回路的预测踏板位置设定成等于用于该控制回路的P个可能踏板位置中具有最高概率的一个踏板位置。如果P个可能踏板位置中有一个以上具有最高概率,那么踏板位置预测模块426可以将预测踏板位置设定成等于那些可能踏板位置中最接近当前踏板位置的一个踏板位置。
[0141] 在618处,转矩请求模块428基于为N个未来控制回路中的每一个回路预测的踏板位置来确定用于该控制回路的驾驶员转矩请求。在620处, MPC模块312基于未来转矩请求来确定目标值230-244。例如,MPC模块 312可以基于用于N个控制回路中的每一个回路的预测转矩输出与未来转矩请求之间的差异来确定与用于N个控制回路的目标值230-244的可能序列相关联的成本。MPC模块312接着可以选择目标值230-244的具有最低成本且同时还满足致动器约束348和输出约束352的可能序列。
[0142] 作为基于预测踏板位置来确定未来转矩请求并基于该未来转矩请求来确定发动机致动器的目标值的代替,根据本公开的系统和方法可以直接基于预测踏板位置来确定目标值。另外,根据本公开的系统和方法可以基于预测踏板位置而无需使用MPC来确定发动机致动器的目标值。例如,根据本公开的系统和方法可以通过使用使预测踏板位置与目标致动器值相关的函数和/或映射来确定发动机致动器的目标值。
[0143] 现在参照图7到图12,现将描述如何能将踏板位置的预测用于防止压缩机喘振的示例。压缩机喘振是指在压缩机中发生的流动不稳定性(例如,波动、空气动力失速)。压缩机喘振可以在压缩机的出口压力变得比压缩机可在给定质量流速下物理地维持的压力更大时发生。此状况通常在汽油涡轮增压直喷(GTDI)发动机中的减油门或换挡期间发生。压缩机喘振导致不良的噪声、驾驶性能问题、压缩机磨损,并且在极端情况下导致机械损坏。
[0144] 通过控制废气门162和/或旁通阀166避免在压缩机喘振可能发生的喘振区域中操作压缩机160-2,根据本公开的系统和方法防止了压缩机喘振。在一个示例中,该系统和方法打开废气门162,以避免将压缩机出口压力增加到较高水平,并且由此防止了压缩机喘振。在另一示例中,该系统和方法打开旁通阀166,以减轻较高的压缩机出口压力,并且由此防止压缩机喘振。在又一示例中,该系统和方法基于经过压缩机160-2的气流的质量流速和压缩机160-2下游的压力来确定目标旁通阀位置233,从而避免在喘振区域中操作压缩机160-2。
[0145] 在又一示例中,该系统和方法基于压缩机质量流量和后压缩机压力来确定参考废气门开口面积,从而避免喘振区域。该系统和方法接着基于目标废气门开口面积230与参考废气门开口面积之间的差异来确定用于N个未来控制回路的目标值230-244的可能序列的成本。因此,该成本随着目标废气门开口面积230与参考废气门开口面积之间的差异的增加而增加,反之亦然。
[0146] 在又一示例中,该系统和方法基于压缩机质量流量和后压缩机压力来确定参考旁通阀开口面积,从而避免喘振区域。该系统和方法接着基于目标旁通阀位置233与参考旁通阀位置之间的差异来确定用于N个未来控制回路的目标值230-244的可能序列的成本。因此,该成本随着目标旁通阀位置233与参考旁通阀位置之间的差异的增加而增加,反之亦然。
[0147] 在图7中,相对于以单位每秒钟千克(kg/s)表示压缩机质量流量的x 轴704和以单位千帕(kPa)表示后压缩机压力的y轴706,绘制喘振边界 702。还相对于x轴704和y轴706来绘制测量迹线708。喘振边界702限定压缩机喘振可能发生的喘振区域710。更具体地,喘振区域710是限定为喘振边界702左边的区域。因此,根据本公开的系统和方法可以调整目标废气门开口面积230和/或目标旁通阀位置233,以避免在喘振区域710 中操作压缩机160-2。
[0148] 图8示出了相对于表示时间的x轴804和表示出口压力的y轴806而绘制的压缩机出口压力802。压缩机喘振在808处开始发生,压缩机出口压力802的波动810对此加以了证明。波动810可以导致如上所述的不良噪声。
[0149] 图9示出了并未基于预测踏板位置确定的目标压缩机旁通阀位置902、实际压缩机旁通阀位置904和目标节流阀开度906。相对于表示时间的x 轴908,绘制目标压缩机旁通阀位置902、实际压缩机旁通阀位置904和目标节流阀开度906中的每一者。另外,相对于表示压缩机旁通阀位置的 y轴910,绘制目标压缩机旁通阀位置902和实际压缩机旁通阀位置904。在y轴910中,值0对应于完全闭合位置,而值1对应于完全开放位置。此外,相对于以度数表示节流阀开度的y轴912,绘制目标节流阀开度906。
[0150] 系统和方法可以在节流阀完全或大体上闭合之前打开压缩机旁通阀,以便防止压缩机喘振。通常基于加速踏板位置来确定节流阀开度。但是却没有基于预测踏板位置来确定目标压缩机旁通阀位置902和目标节流阀开度906。因此,产生图9中所示的信号的系统和方法在节流阀开始闭合之前不能对节流阀闭合做出反应。
[0151] 在914处示出了上述情形。在914处,系统和方法开始开始减小目标节流阀开度906。因此,在此后不久,系统和方法开始将目标压缩机旁通阀位置902从完全闭合位置调整为完全开放位置。接着,实际压缩机旁通阀位置904开始从完全闭合位置移动到完全开放位置。然而,压缩机出口压力的缓解速率不够快,不足以防止压缩机喘振。
[0152] 图10示出了对应于图9中所示的信号的测量迹线1002。在1004处,测量迹线1002越过喘振边界702并进入喘振区域710。因此,图10示出了图9的信号有可能导致压缩机喘振。
[0153] 图11示出了基于预测踏板位置而确定的目标压缩机旁通阀位置1102、实际压缩机旁通阀位置1104和目标节流阀开度1106。相对于表示时间的x 轴908,绘制目标压缩机旁通阀位置1102、实际压缩机旁通阀位置1104 和目标节流阀开度1106中的每一者。另外,相对于y轴910,绘制目标压缩机旁通阀位置902和实际压缩机旁通阀位置904,并且相对于y轴912,绘制目标节流阀开度906。
[0154] 产生图11中所示的信号的系统和方法基于预测踏板位置来预期节流阀何时将要闭合。作为响应,在1108处,系统和方法开始将目标压缩机旁通阀位置902从完全闭合位置调整到完全开放位置,之后在1110处开始闭合目标节流阀开度1106。结果,压缩机出口压力在压缩机喘振发生之前得以缓解。
[0155] 图12示出了对应于图11中所示的信号的测量迹线1202。在1004处,测量迹线1202并未越过喘振边界702或进入喘振区域710。因此,图12 示出了图11的信号有可能防止压缩机喘振。虽然上文将系统和方法描述为调整目标压缩机旁通阀位置,但系统和方法可以另外地或替代地以类似方式来调整目标废气门开口面积。换句话说,系统和方法可以在开始关闭目标节流阀开度之前将目标废气门开口面积从其完全闭合位置调整到其完全开放位置,以便防止压缩机喘振。
[0156] 以上描述在本质上仅仅是说明性的,且决不意图限制本公开、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,虽然本公开包括特定示例,但本公开的真实范围不应被如此限制,因为其他修改将通过学习附图、说明书和以下权利要求而变得显而易见。如本文使用,短语“A、B和C中的至少一者”应被解释为意指逻辑(A或B或C)(使用非排他性逻辑“或”),且不应被解释为意指“A的至少一个、B的至少一个和C的至少一个”。应理解,方法内的一个或多个步骤可按不同的次序(或同时)执行,无需更改本公开的原理。
[0157] 在本申请(包括下文的定义)中,术语“模块”或术语“控制器”可用术语“电路”替换。术语“模块”可以指代以下各项、为以下各项的一部分或包括以下各项:专用集成电路(ASIC);数字、模拟或混合模拟/数字离散电路;数字、模拟或混合模拟/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、专用或群组);存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享、专用或群组);提供所描述功能性的其他合适的硬件部件;或上述部件中的一些或全部的组合,例如片上系统。
[0158] 模块可以包括一个或多个接口电路。在一些示例中,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当中。例如,多个模块可以允许负载平衡。在另一示例中,服务器(也称为远程或云端)模块可以代表客户端模块来完成一些功能性。
[0159] 如上文使用的术语“代码”可包括软件、固件和/或微码,并且可以指代程序、例程、功能、类、数据结构和/或对象。术语“共享处理器电路”包含执行来自多个模块的一些或全部代码的单个处理器电路。术语“群组处理器电路”包含结合额外的处理器电路来执行来自一个或多个模块的一些或全部代码的处理器电路。对多个处理器电路的引用包含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、单个处理器电路的多个核心、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”包含存储来自多个模块的一些或全部代码的单个存储器电路。术语“群组存储器电路”包含结合额外的存储器来存储来自一个或多个模块的一些或全部代码的存储器电路。
[0160] 术语“存储器电路”是术语“计算机可读介质”的子集。如本文使用的术语“计算机可读介质”并不包含经由介质(例如在载波上)传播的暂时性电信号或电磁信号;术语“计算机可读介质”因此可以被视为有形的且非暂时性的。非暂时性、有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器电路(例如快闪存储器电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩膜式只读存储器电路)、易失性存储器电路(例如静态随机访问存储器电路或动态随机访问存储器电路)、磁性存储介质(例如模拟或数字磁带或硬盘驱动器)、以及光学存储介质(例如CD、DVD或蓝光光盘)。
[0161] 本申请中描述的设备和方法可以部分地或全部地通过专用计算机来实施,该专用计算机通过配置通用计算机以执行体现在计算机程序中的一个或多个特定函数来创建。上述功能块、流程部件和其他元件用作软件规范,可通过熟练的技术人员或程序员的常规工作而将所述软件规范转译为计算机程序。
[0162] 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。计算机程序可以包含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、后台服务、后台应用等。
[0163] 计算机程序可以包括:(i)待剖析的描述性文本,例如HTML(超文本标记语言)或XML(可扩展标记语言),(ii)汇编代码,(iii)通过编译器根据源代码产生的目标代码,(iv)用于由解释器执行的源代码,(v)用于由即时编译器编译和执行的源代码等。仅作为示例,可以使用来自包括以下各项的语言的语法来编写源代码:C、C++、C#、Objective C、Haskell、 Go、SQL、R、Lisp、 Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、  HTML5、Ada、ASP(动态服务器页面)、PHP、Scala、Eiffel、Smalltalk、 Erlang、Ruby、Visual Lua和
[0164] 在35U.S.C.§112(f)的意义内,权利要求中所述的元件中没有一个意图成为手段加功能元件,除非元件使用短语“用于……的装置”来明确陈述,或者在使用短语“用于……的操作”或“用于……的步骤”的方法权利要求的情况下。
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