CN107795426B - 估计在发动机循环期间何时在汽缸内燃烧预定百分比的燃料的***和方法 - Google Patents

估计在发动机循环期间何时在汽缸内燃烧预定百分比的燃料的***和方法 Download PDF

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Abstract

根据本公开的***包括第一曲轴转角模块、第二曲轴转角模块和火花控制模块。第一曲轴转角模块基于第一汽缸中的压力确定发动机的第一汽缸中预定百分比的燃料燃烧时的发动机的第一曲轴转角。第二曲轴转角模块基于第一汽缸中的压力和第二汽缸中的压力确定第一曲轴转角和发动机的第二汽缸中预定百分比的燃料燃烧时的发动机的第二曲轴转角之间的关系。火花控制模块基于第一曲轴转角调节第一汽缸的火花正时，并且基于第一和第二曲轴转角之间的关系调节第二汽缸的火花正时。

Description

估计在发动机循环期间何时在汽缸内燃烧预定百分比的燃料 的***和方法
技术领域
本公开涉及内燃机，更具体地涉及用于使用主成分分析来估计在发动机循环期间何时在汽缸内燃烧预定百分比的燃料以及基于预定百分比控制汽缸的火花正时的***和方法。
背景技术
在此提供的背景技术描述是为了大体上呈现本公开的背景。当前署名的发明人的工作就其在该背景部分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公开的现有技术。
燃烧定相或当汽缸中的燃烧发生时的发动机循环中的时间影响汽缸产生其峰值扭矩的时间。汽缸的燃烧定相的特征可在于汽缸燃烧汽缸中的50％燃料时的曲轴转角，其可称为曲轴转角50(CA50)。为了控制每个汽缸产生其峰值扭矩的时间并且由此平衡发动机，发动机控制***控制发动机的每个汽缸的CA50。
发动机控制***通过调节汽缸的火花正时来控制汽缸的CA50，以最小化期望CA50与估计CA50之间的差值。通过测量发动机循环期间汽缸中的压力以及基于所测量汽缸压力确定由于发动机循环期间汽缸中的燃烧而释放的总热量，发动机控制***估计汽缸的CA50。汽缸的CA50可约等于释放50％总热量时的曲轴转角。因此，发动机控制***基于所释放的总热量和放热率确定释放50％总热量时的曲轴转角，并且将CA50设定为等于所确定曲轴转角。
用上述方式估计发动机的每个汽缸的CA50需要每个汽缸中的压力传感器并且涉及大量计算负担，在控制每个汽缸的CA50时这将导致不佳响应时间。不佳响应时间降低了CA50控制的有效性，这将导致汽缸不平衡，并且由此降低燃料效率以及降低车辆耐用性和驾驶性。此外，对每个汽缸中的压力传感器的需求增加了制造成本并且可导致可靠性问题。
发明内容
根据本公开的***包括第一曲轴转角模块、第二曲轴转角模块和火花控制模块。第一曲轴转角模块基于第一汽缸中的M压力确定发动机第一汽缸中的预定百分比的燃料燃烧时的发动机的第一曲轴转角。第二曲轴转角模块基于第一汽缸中的N压力和第二汽缸中的N压力确定第一曲轴转角与发动机第二汽缸中的预定百分比的燃料燃烧时的发动机的第二曲轴转角之间的关系。M和N是大于1的整数。火花控制模块基于第一曲轴转角调节第一汽缸的火花正时，并且基于第一、第二曲轴转角之间的关系调节第二汽缸的火花正时。
从详细描述、权利要求和附图中，本公开的进一步应用领域将变得显而易见。详细描述和具体示例仅仅出于示例目的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
从该详细描述和附图中，本公开将变得更易理解，其中：
图1是根据本公开的原理的示例性发动机***的功能框图；
图2是根据本公开的原理的示例性控制***的功能框图；
图3是根据本公开的原理的示出用于控制火花正时的第一实例方法的流程图；
图4至图6是根据本公开的原理的示出示例性汽缸压力信号、示例性放热率信号和放热信号的曲线图；
图7是根据本公开的原理的示出用于控制火花正时的第二示例性方法的流程图；
图8至图12是根据本公开的原理的示出示例性汽缸压力信号、示例性主成分(PC)模式信号和示例PC系数的曲线图；
图13和图14是根据本公开的原理的示出汽缸的PC系数与预定百分比的燃料在这些汽缸中燃烧时的曲轴转角之间的示例性关系的曲线图；
图15是根据本公开的原理的示出在多个发动机循环期间预定百分比的燃料在汽缸中燃烧时的曲轴转角的曲线图；以及
图16和图17是根据本公开的原理的示出在多个发动机循环期间汽缸的PC系数和火花正时的曲线图。
在附图中，附图标记可重复使用来标识类似和/或相同元件。
具体实施方式
根据本公开的***和方法基于上述第一汽缸中的所释放的热量估计发动机的第一汽缸的CA50，并且基于所估计CA50调节该汽缸的火花正时。然而，***和方法不确定发动机的其它汽缸的CA50，至少不以相同方式确定。相反，***和方法可确定其它汽缸的CA50与第一汽缸的CA50之间的关系，并且基于这些关系来调节其它汽缸的火花正时。
在一个示例中，***和方法确定其它汽缸的CA50是否大于或小于第一汽缸的CA50。在另一示例中，***和方法确定第一汽缸的CA50与每个其它汽缸的CA50之间的差值。然后***和方法推进或延迟每个其它汽缸的火花正时，以最小化第一汽缸的CA50与其它汽缸的CA50之间的差值。
***和方法可使用主成分分析来确定第一汽缸的CA50与其它汽缸的CA50之间的关系。主成分分析是一种统计方法，其能够在诸如一组汽缸压力数据的一组相关数据中找到模式。***和方法使用主成分分析来确定表征汽缸压力数据的主成分(PC)模式和PC系数。然后，***和方法可基于(i)发动机的所有汽缸的CA50与(ii)发动机的所有汽缸的PC系数之间的线性关系来确定第一汽缸的CA50和其它汽缸的CA50之间的关系。
如上所述确定其它汽缸的CA50与第一汽缸的CA50之间的关系，而不是基于每个汽缸中释放的热量来确定每个汽缸的CA50，减轻了计算负担。减轻计算负担可提高CA50控制的响应时间，由此提高CA50控制的有效性，从而改善发动机平衡。改善发动机平衡增加燃料效率，并且提高车辆的耐用性和驾驶性。此外，根据本公开的***和方法消除了对每个汽缸中的压力传感器的需求，这降低了制造成本并且可减少可靠性问题的数量。
本申请的发明人已经发现，汽缸的PC系数与汽缸的CA50大致线性相关。因此，在各种实施方式中，***和方法可确定其它汽缸的PC系数与第一汽缸的PC系数之间的关系，替代或补充确定其它汽缸的CA50与第一汽缸的CA50之间的关系。在一个示例中，***和方法将其它汽缸的PC系数与第一汽缸的PC系数之间的关系用作其它汽缸的CA50与第一汽缸的CA50之间的关系的近似值。然后，***和方法可基于这些关系来调节其它汽缸的火花正时，以最小化第一汽缸的CA50和其它汽缸的CA50之间的差值。
在上面刚刚描述的实施例中，***和方法可假设，汽缸的CA50之间的关系与汽缸的PC系数之间的关系相同或成比例。因此，通过确定其它汽缸的PC系数与第一汽缸的PC系数之间的关系，***和方法实际上确定其它汽缸的CA50与第一汽缸的CA50之间的关系。然而，为了进一步减轻计算负担并且进一步提高CA50控制的响应时间，***和方法可能实际上不能确定其它汽缸的CA50或汽缸的CA50之间的关系。在这方面，***和方法使得控制其它汽缸的CA50而不实际计算其它汽缸的CA50成为可能。
现在参照图1，发动机***100包括燃烧空气/燃料混合物以产生用于车辆的驱动扭矩的发动机102。发动机102产生的驱动扭矩的量基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入。驾驶员输入可基于加速器踏板的位置。驾驶员输入还可以基于巡航控制***，其可为改变车辆速度以维持预定的跟随距离的自适应巡航控制***。
空气通过进气***108被吸入发动机102。进气***108包括进气歧管110和节流阀112。节流阀112可包括具有可旋转叶片的蝶形阀。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中的空气量。
来自进气歧管110的空气被吸入发动机102的汽缸。在所示示例中，发动机102包括第一汽缸118和第二汽缸120。然而，发动机102可包括两个以上的汽缸。仅举例来说，发动机102可以包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个汽缸。ECM 114可停用一些汽缸，这可在特定发动机操作条件下提高燃料经济性。
发动机102可使用四冲程循环来操作。下述四个冲程被命名为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。在曲柄轴(未示出)的每一次回转期间，在第一和第二汽缸118、120内发生四个冲程中的两个。因而，第一和第二汽缸118、120经历所有四个冲程需要两次曲柄轴回转。当发动机102的所有汽缸经历所有四个冲程时，发动机102可完成发动机循环。因此，发动机循环可对应于两次曲柄轴回转或720度的曲柄轴旋转。
在每个汽缸118、120的进气冲程期间，来自进气歧管110的空气通过进气阀122被吸入汽缸118、120。ECM 114控制燃料致动器模块124，其调节由燃料喷射器125执行的燃料喷射以获得期望的空气/燃料比。燃料可在中央位置或多个位置喷入进气歧管110，例如在每个汽缸118、120的进气阀122附近。在各种实施方式中，燃料可被直接喷入到汽缸118、120中或与汽缸118、120相关联的混合室中。燃料致动器模块124可暂停向停用汽缸喷射燃料。
喷射的燃料与空气混合并产生汽缸118、120中的空气/燃料混合物。在每个汽缸118、120的压缩冲程期间，每个汽缸118、120内的活塞(未示出)压缩空气/燃料混合物。发动机102可为压缩点火发动机，在此情况下汽缸118、120中的压缩点燃空气/燃料混合物。替代地，发动机102可为火花点火发动机，在此情况下火花致动器模块126基于来自ECM 114的信号激发每个汽缸118、120中的火花塞128以生成火花，火花塞128点燃空气/燃料混合物。可相对于活塞处于称为上止点(TDC)的其最高位置的时间来指定火花正时。
火花致动器模块126可由指定在TDC之前或之后多远来生成火花的火花正时信号来控制。因为活塞位置与曲柄轴旋转直接相关，所以火花致动器模块126的操作可与曲柄轴转角同步。在各种实施方式中，火花致动器模块126可暂停向停用汽缸提供火花。
生成火花可称为点火事件。火花致动器模块126可具有改变各点火事件的火花正时的能力。火花致动器模块126甚至能够在火花正时信号在上一点火事件与下一点火事件之间变化时改变下一点火事件的火花正时。在各种实施方式中，火花致动器模块126可使发动机102中的所有汽缸相对于TDC改变相同量的火花正时。
在燃烧冲程期间，空气/燃料混合物的燃烧向下驱动活塞，由此驱动曲柄轴。燃烧冲程可以定义为活塞到达TDC与活塞回到下止点(BDC)时的时间之间的时间。在排气冲程期间，活塞开始从BDC向上移动，通过排气阀130排出燃烧副产物。燃烧副产物经由排气***134从车辆中排出。
进气阀122可由进气凸轮轴140控制，而排气阀130可由排气凸轮轴142控制。在各种实施方式中，多个进气凸轮轴(包括进气凸轮轴140)可控制用于每个汽缸118、120的多个进气阀(包括进气阀122)和/或可控制多列汽缸(包括汽缸118、120)的进气阀(包括进气阀122)。相似地，多个排气凸轮轴(包括排气凸轮轴142)可控制用于每个汽缸118、120的多个排气阀和/或可控制用于多列汽缸(包括汽缸118、120)的排气阀(包括排气阀130)。
进气阀122的打开时间可通过进气凸轮相位器148相对于活塞TDC来改变。排气阀130的打开时间可通过排气凸轮相位器150相对于活塞TDC改变。阀致动器模块158可基于来自ECM 114的信号控制进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150。当实施时，可变阀升程也可由阀致动器模块158控制。
ECM 114可通过指示阀致动器模块158停止进气阀122和/或排气阀130的打开来停用每个汽缸118、120。阀致动器模块158可通过使进气阀122从进气凸轮轴140解耦来停止进气阀122的打开。相似地，阀致动器模块158可可通过使排气阀130从排气凸轮轴142解耦来停止排气阀130的打开。在各种实施方式中，阀致动器模块158可使用凸轮轴以外的装置来致动进气阀122和/或排气阀130，例如电磁或电液压致动器。
发动机***100可使用曲柄轴位置(CKP)传感器180来测量曲柄轴的位置。发动机冷却剂的温度可使用发动机冷却剂温度(ECT)传感器182来测量。ECT传感器182可位于发动机102内或者在有冷却剂循环的其它位置，例如在散热器(未示出)中。
进气歧管110中的压力可使用歧管绝对压力(MAP)传感器184来测量。在各种实施方式中，可测量发动机真空，即环境空气压力与进气歧管110内压力之间的差值。流入进气歧管110的空气质量流率可使用质量空气流量(MAF)传感器186来测量。在各种实施方式中，MAF传感器186可位于还包括节流阀112的壳体中。
节流阀致动器模块116可使用一个或多个节流阀位置传感器(TPS)190来监测节流阀112的位置。吸入发动机102的空气的环境温度可使用进气温度(IAT)传感器192来测量。第一汽缸118中的压力可使用第一汽缸压力(FCP)传感器194来测量。FCP传感器194可生成指示第一汽缸压力的FCP信号195。第二汽缸120中的压力可使用第二汽缸压力(SCP)传感器196来测量。SCP传感器196可生成指示第二汽缸压力的SCP信号197。ECM 114使用来自传感器的信号为发动机***100做出控制决策。
现在参照图2，ECM 114的示例实施方式包括发动机速度模块202、期望扭矩模块204、期望空气流模块206、发动机负载模块208、节流阀控制模块210和燃料控制模块212。发动机速度模块202基于来自CKP传感器180的曲柄轴位置确定发动机102的速度。例如，发动机速度模块202可基于曲柄轴完成一个或多个回转时所经过的时间段来计算发动机速度。发动机速度模块202输出发动机速度。
期望扭矩模块204基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入确定发动机102的期望扭矩输出。期望扭矩模块204可存储加速器踏板位置、车辆速度和变速器档位与期望扭矩的一个或多个映射，并且可基于所选择的一个映射确定期望扭矩输出。期望扭矩模块204输出期望扭矩输出。
期望空气流模块206基于期望扭矩输出和发动机速度确定进入发动机102的汽缸的期望空气流量。例如，期望空气流模块206可使用将期望扭矩输出和发动机速度与期望空气流相关联的函数和/或映射来确定期望空气流。期望空气流模块206可将期望空气流除以发动机102中的有效汽缸的数量，以获得到发动机102的每个汽缸中的期望空气流量，其可被称为期望的每汽缸空气(APC)。期望空气流模块206输出期望空气流。
发动机负载模块208确定发动机102上的负载量。发动机负载模块208可基于期望空气流例如使用将期望空气流与发动机负载相关联的函数和/或映射来确定发动机负载。在各种实施方式中，发动机负载模块208可基于期望歧管压力确定发动机负载，替代或补充基于期望空气流确定发动机负载。发动机负载模块208输出发动机负载。
节流阀控制模块210输出期望节流阀位置，并且节流阀致动器模块116调节节流阀112的位置以达到期望节流阀位置。燃料控制模块212输出期望燃料供应率，并且燃料致动器模块124控制燃料喷射器125以达到期望燃料供应率。燃料控制模块212还可输出期望喷射正时，在此情况下，燃料致动器模块124还可控制燃料喷射器125以实现期望喷射正时。
节流阀控制模块210可基于期望空气流调节节流阀位置。燃料控制模块212可基于期望空气流、期望空气/燃料比和/或所测量空气/燃料比调节燃料供应率。例如，燃料控制模块212可调节期望燃料供应率以最小化期望空气/燃料比与所测量空气/燃料比之间的差值。在另一示例中，燃料控制模块212可基于期望空气流和期望空气/燃料比确定期望燃料流量，并且可调节期望燃料供应率以实现期望燃料流量。
图2所示ECM 114的示例实施方式包括第一曲轴转角模块214、第二曲轴转角模块216、主成分(PC)系数模块218和火花控制模块220。第一曲轴转角模块214确定发动机循环期间第一汽缸118中的预定百分比的燃料燃烧时的第一曲轴转角。例如，预定百分比可为50％，在此情况下，第一曲轴转角可称为CA50。第一曲轴转角模块214输出第一曲轴转角。
第一曲轴转角模块214可基于来自FCP传感器194的第一汽缸压力和来自CKP传感器180的曲柄轴位置来确定第一曲轴转角。在一个示例中，第一曲轴转角模块214在发动机循环期间以第一速率对FCP信号195和来自CKP传感器180的信号进行采样，以获得第一数量的压力样本和相应的曲轴转角。第一速率可为每次曲柄轴旋转的度数，在此情况下，第一曲轴转角模块214获得每个发动机循环的720个压力样本和720个相应的曲轴转角。然后第一曲轴转角模块214可基于所得压力样本和相应的曲轴转角确定该发动机循环的第一曲轴转角。
第一曲轴转角模块214可基于第一汽缸118中的压力确定发动机循环期间第一汽缸118中释放的热量，并基于所释放的热量来确定第一曲轴转角。为此，第一汽缸118中所燃烧的燃料的百分比可以等于第一汽缸118中释放的热的百分比(相对于发动机循环期间第一汽缸118中释放的总热量)。因此，第一曲轴转角模块214可确定释放预定百分比的总热量时的曲轴转角并设定第一曲轴转角等于该曲轴转角。
第一曲轴转角模块214可使用诸如以下的关系式来确定发动机循环期间第一汽缸118中释放的热量：
其中Qc是所释放的热量、θ是发动机102的曲轴转角，且是所释放的热量相对于发动机102的曲轴转角的变化率。
第一曲轴转角模块214可使用诸如以下的关系式来确定所释放的热量相对于发动机102的曲轴转角的变化率：
其中γ是第一汽缸118中空气/燃料混合物的热容比、P是第一汽缸118中的压力、V是第一汽缸118的体积、是第一汽缸118的体积相对于发动机102的曲轴转角的变化率、是第一汽缸118中的压力相对于发动机102的曲轴转角的变化率、到第一汽缸118的边界(例如，汽缸壁、汽缸盖、活塞)的失热率和传热率。
第一曲轴转角模块214可基于第一汽缸压力相对于曲轴转角的变化率、第一汽缸118中的温度以及传热系数来确定到第一汽缸边界的失热率。第一曲轴转角模块214可使用诸如以下的关系式来确定第一汽缸压力相对于曲轴转角的变化率：
其中θj是发动机102的曲轴转角j、θj+1是发动机102的曲轴转角j+1(即曲轴转角j之后的曲轴转角)、Pj是曲柄转角j下的第一汽缸压力，且Pj+1是曲轴转角j+1下的第一汽缸压力。
第二曲轴转角模块216可确定在确定第一曲轴转角的相同发动机循环期间第二汽缸120中预定百分比的燃料燃烧时的第二曲轴转角。附加地或可选地，第二曲轴转角模块216可确定第二曲轴转角和第一曲轴转角之间的关系。在一个示例中，第二曲轴转角模块216确定第二曲轴转角是否大于或小于第一曲轴转角。在另一示例中，第二曲轴转角模块216确定第一和第二曲轴转角之间的差值。
第二曲轴转角模块216可基于来自FCP传感器194的第一汽缸压力、来自SCP传感器196的第二汽缸压力和来自CKP传感器180的曲柄轴位置来确定第一和第二曲轴转角之间的关系。在一个示例中，第二曲轴转角模块216在一个发动机循环期间以第二速率对FCP信号195和SCP信号197进行采样以获得第一和第二汽缸压力中的每一个的第二数量的样本。第二曲轴转角模块216还可以以第二速率对来自CKP传感器180的信号进行采样以获得对应于压力样本的曲轴转角。然后第二曲轴转角模块216可基于所得压力样本和相应曲轴转角确定该发动机循环的第一和第二曲轴转角之间的关系。
第二速率可以小于第一速率，并因此在发动机循环期间获得的第二数量的压力样本可小于在发动机循环期间获得的第一数量的压力样本。在一个示例中，第一速率可以为每曲柄轴旋转度数一次，第二速率可以为曲柄轴旋转每60度一次。因此，样本的第一数量可以为720、样品的第二数量可以为12。在其他示例中，样本的第二数量可以小于12(例如，5或10)。
第二曲轴转角模块216可基于第一汽缸压力样本和第二汽缸压力样本之间的差值确定第一和第二曲轴转角之间的关系。在一个示例中，对于获得压力样本时的每个曲轴转角，第二曲轴转角模块216确定第一汽缸压力和第二汽缸压力的平均值。然后第二曲轴转角模块216确定第一汽缸压力和平均值之间的第一差值，并确定第二汽缸压力和平均值之间的第二差值。因此，第一差值的数量和第二差值的数量各自等于在发动机循环期间获得的第二数量的压力样本。
第二曲轴转角模块216向PC系数模块218输出指示每个发动机循环的第一和第二差值的信号。然后，对于每个发动机循环，PC系数模块218使用主成分分析基于第一和第二差值确定第一汽缸118的第一PC系数和第二汽缸120的第二PC系数。PC系数模块218输出第一和第二PC系数，且第二曲轴转角模块216可基于第一和第二PC系数确定第一和第二曲轴转角之间的一个或多个关系。
在一个示例中，第二曲轴转角模块216基于(i)第一和第二曲轴转角和(ii)第一和第二PC系数之间的预定关系确定第二曲轴转角是否大于或小于第一曲轴转角。在另一示例中，第二曲轴转角模块216基于预定关系确定第一和第二曲轴转角之间的差值。预定关系可以为线性关系。
第二曲轴转角模块216向火花控制模块220输出指示第二曲轴转角和/或第一和第二曲轴转角之间的关系的信号。输出到火花控制模块220的信号可指示第二曲轴转角是否大于或小于第一曲轴转角。附加地或可选地，输出到火花控制模块220的信号可指示第一和第二曲轴转角之间的差值。
在各种实施方式中，发动机102可包括两个以上汽缸，且第二曲轴转角模块216可在确定第一曲轴转角的相同发动机循环期间确定每个汽缸而不是第一汽缸118中预定百分比的燃料燃烧时的曲轴转角。附加地或可选地，第二曲轴转角模块216可确定(i)其他汽缸中的每一个的曲轴转角和(ii)第一曲轴转角之间的关系。在一个示例中，第二曲轴转角模块216确定其他汽缸中的每一个的曲轴转角是否大于或小于第一曲轴转角。在另一示例中，第二曲轴转角模块216可确定(i)其他汽缸中的每一个的曲轴转角和(ii)第一曲轴转角之间的差值。第二曲轴转角模块216可以以第二曲轴转角模块216确定第一和第二曲轴转角之间的关系的相同方式来确定(i)其他汽缸中的每一个的曲轴转角和(ii)第一曲轴转角之间的关系。
当确定第一和第二PC系数时，PC系数模块218可代表在几个发动机循环获得的以矩形(例如，矢量)形式的第一和第二汽缸压力中的每一个的所有测量结果。此外，将第一和第二汽缸压力中的每一个分成第一和第二汽缸压力的平均值和以上所述的相应压力差。例如，PC系数模块218使用诸如以下的关系式来分开第一和第二汽缸压力中的每一个。
(4){p(t,n)}＝{u(t)}+{δ(t,n)}
其中p(t,n)是作为时间t(或曲轴转角)和汽缸数量n的函数的每个汽缸中的压力，u(t)是时间t(或曲轴转角)时第一和第二汽缸压力的平均值，且δ(t,n)是作为时间t(或曲轴转角)和汽缸数量n的函数的与每个汽缸相关的压力差。
因为其协方差矩阵具有非零非对角元素，故与每个汽缸相关的压力差是从属的(共轭的)。PC系数模块218可使用诸如以下关系式来确定与每个汽缸相关的压力差的协方差矩阵：
其中δ(ti,n)是作为时间ti(或曲轴转角)和汽缸数量n的函数的与每个汽缸相关的压力差，且δτ(ti,n)是作为时间tj(或曲轴转角)和汽缸数量n的函数的与每个汽缸相关的压力差的转置矩阵。
当执行主成分分析时，PC系数模块218可使用诸如以下关系式将与每个汽缸相关的压力差分解成正交主成分模式的线性叠加：
其中m是模式数量，代表作为模式数量m和汽缸数量n的函数的正交主成分模式，且η(m,n)代表作为模式数量m和汽缸数量n的函数的正交主成分模式的模态系数。
PC系数模块218可使用诸如以下关系式计算正交主成分模式的模态系数：
正交主成分模式是压力差δ(t,n)的协方差矩阵的本征矢量，如以下关系式所示：
其中[λ(m)]是代表相应本征矢量的PC系数的本征值的对角矩阵(PC模式)。
火花控制模块220输出期望火花正时，且火花致动器模块126控制火花塞128以获得期望火花正时。火花控制模块220调节第一汽缸118的期望火花正时以最小化第一曲轴转角和期望曲轴转角之间的差值。如果第一曲轴转角被称为CA50，则期望曲轴转角可以称为期望CA50。在一个示例中，火花控制模块220通过使用比例整合(PI)控制调节第一汽缸118的期望火花正时来最小化第一曲轴转角和期望曲轴转角之间的差值。火花控制模块220确定基于期望曲轴转角的发动机操作条件诸如发动机负载和发动机速度。
火花控制模块220调节第二汽缸120的期望火花正时以最小化第一PC系数和第二PC系数之间的差值。在一个示例中，火花控制模块220通过使用PI控制调节第二汽缸120的期望火花正时来最小化第一和第二PC系数之间的差值。火花控制模块220还可调节基于第二汽缸120的期望火花正时的发动机操作条件，诸如发动机负载和发动机速度。
现参照图3，基于因发动机循环期间因燃烧引起的在第一汽缸118中释放的热来确定第一曲轴转角以及基于第一曲轴转角调节第一汽缸118的火花正时的方法开始于302。该方法描述在图2的模块的背景中。然而，执行该方法的步骤的特定模块可以不同于下文所提及的模块和/或该方法可以与图2的模块分开实施。
在304，第一曲轴转角模块214在一个发动机循环期间以第一速率对FCP信号195和来自CKP传感器180的信号进行采样，以获得第一汽缸118中第一数量的压力样本和相应的曲轴转角。图4示出了第一汽缸压力样本和相对于代表曲轴转角角度的x轴404和代表以千帕(kPa)表示的汽缸压力的y轴406绘制为汽缸压力信号402的相应曲轴转角。尽管x轴404仅包括-200度至200度的曲轴转角，但该方法可在整个发动机循环(例如，-360度至360度)对FCP信号195和来自CKP传感器180的信号进行采样。
在306，第一曲轴转角模块214确定第一汽缸压力相对于发动机102的曲轴转角的变化率。第一曲轴转角模块214使用上述关系式(3)确定相对于前述曲轴转角对第一汽缸压力进行采样时的每个曲轴转角的第一汽缸压力的变化率。因此，所确定的压力变化率的数量可以等于在发动机循环期间获得的第一数量的压力样本。
在308，第一曲轴转角模块214使用上述关系式(2)确定相对于前述曲柄转角对第一汽缸压力进行采样时的每个曲轴转角的放热率。因此，所确定的放热率的数量可以等于在发动机循环期间获得的第一数量的压力样本。图5示出了相对于代表曲轴转角角度的x轴506和代表以焦耳(J)表示的放热率的y轴绘制的未滤波的放热率信号502和滤波的放热率信号504的示例。
在310，第一曲轴转角模块214使用上述关系式(1)确定发动机循环期间释放的热量。第一曲轴转角模块214可根据关系式(1)对在308处确定的每个放热率进行积分以获得相应的放热量。放热量的数量可以等于放热率的数量。而且，在310，第一曲轴转角模块214可计算放热量的总和以获得因发动机循环期间第一汽缸118中的燃烧引起的所释放的总热量。
图6示出了相对于代表曲轴转角角度的x轴606和代表以焦耳(J)表示的放热的y轴608绘制的未滤波的放热信号602和滤波的放热信号604的示例。放热信号602和604代表各个曲轴转角下放热量的总和。因此，标记为610的放热信号602和604的右端代表因发动机循环期间第一汽缸118中的燃烧引起的所释放的总热量。总放热量610为约600J。
在312，第一曲轴转角模块214基于因发动机循环期间第一汽缸118中的燃烧引起的所释放的总热量来确定第一曲轴转角。在一个示例中，第一曲轴转角模块214确定对应于预定百分比的所释放的总热量的第一放热量。然后，以对应于发动机循环开始的放热量开始，第一曲轴转角模块214计算放热量的总和。相对于确定放热量的其他曲轴转角，第一曲轴转角模块214识别总和等于第一放热量或者至少最接近于第一量时的曲轴转角。第一曲轴转角模块214将第一曲轴转角设定为等于所识别的曲轴转角。在图6中，第一放热量被标记为612，且为约300J，所识别的曲轴转角被标记为614且为约0度。
在314，火花控制模块220确定第一曲轴转角和期望曲轴转角之间的差值。在316，火花控制模块220使用例如PI控制调节第一汽缸118的火花正时以最小化第一曲轴转角和期望曲轴转角之间的差值。
现参照图7，确定第一和第二曲轴转角之间的一个或多个关系以及基于所确定关系控制第二汽缸120的火花正时的示例性方法开始于702。该方法描述在图2的模块的背景中。然而，执行该方法的步骤的特定模块可以不同于下文所提及的模块和/或该方法可以与图2的模块分开实施。
在704，第二曲轴转角模块216在一个发动机循环期间以第二速率对FCP信号195进行采样以获得第一汽缸118中第二数量的压力的样本。在706，第二曲轴转角模块216在相同发动机循环期间以第二速率对SCP信号197进行采样以获得第二汽缸120中第二数量的压力的样本。第二曲轴转角模块216还可以以第二速率对来自CKP传感器180的信号进行采样以获得对应于汽缸压力样本的曲轴转角。
图8示出了相对于代表曲轴转角角度的x轴810和代表以kPa表示的压力的y轴812绘制的示例性汽缸压力信号802-808。发动机102可包括如上所述的四个汽缸，且汽缸压力信号802-808可指示发动机循环期间这些四个汽缸中的示例性压力。第一汽缸压力信号802指示第一汽缸118中的压力。第二汽缸压力信号804指示第二汽缸120中的压力。第三汽缸压力信号806指示发动机102的第三汽缸(未示出)中的压力。第四汽缸压力信号808指示发动机102的第四汽缸(未示出)中的压力。
在708，第二曲轴转角模块216确定对FCP信号195和SCP信号197进行采样时的曲轴转角中的每一个的第一和第二汽缸压力的平均值。图9示出了相对于代表曲轴转角角度的x轴904和代表以kPa表示的压力的y轴906绘制的示例性平均汽缸压力信号902。第二曲轴转角模块216可确定图8的汽缸压力信号802-808的平均值以获得图9的平均汽缸压力信号902。
在710，第二曲轴转角模块216确定第一汽缸压力和对FCP信号195和SCP信号197进行采样时的曲轴转角中的每一个的第一和第二汽缸压力的平均值之间的第一差值。在712，第二曲轴转角模块216确定第二汽缸压力和对FCP信号195和SCP信号197进行采样时的曲轴转角中的每一个的第一和二汽缸压力的平均值之间的第二差值。
图10示出了相对于代表曲轴转角角度的x轴1010和代表以kPa表示的压力的y轴1012绘制的示例性汽缸压力差信号1002-1008。第一汽缸压力差信号1002指示第一差值(例如，第一汽缸压力信号802和平均汽缸压力信号902之间的差值)。第二汽缸压力差信号1004指示第二差值(例如，第二汽缸压力信号804和平均汽缸压力信号902之间的差值)。第三汽缸压力差信号1006指示第三差值(例如，第三汽缸压力信号806和平均汽缸压力信号902之间的差值)。第四汽缸压力差信号1008指示第四差值(例如，第四汽缸压力信号808和平均汽缸压力信号902之间的差值)。
在714，PC系数模块218基于第一和第二差值确定第一汽缸118的第一PC系数和第二汽缸120的第二PC系数。PC系数模块218还可基于第一和第二差值确定第一和第二汽缸118和120的PC模式。PC系数模块218可使用以上相对于关系式(4)至(8)的所述主成分分析来确定第一和第二PC系数以及PC模式。
尽管PC系数可与发动机102的特定汽缸相关联，但PC模式可与发动机102的所有汽缸相关联。所确定的PC模式的数量可以小于或等于汽缸压力信号的数量，且为每个汽缸确定的PC系数的数量可等于所确定的PC模式的数量。第一PC系数可对应于第一汽缸118的PC模式1，且第二PC系数可对应于第二汽缸120的PC模式1。
图11示出了相对于代表曲轴转角角度的x轴1108和代表以kPa表示的压力的y轴1110绘制的示例性PC模式信号1102-1106。PC模式信号1102-1106包括第一PC模式信号1102、第二PC模式信号1104和第三PC模式信号1106。图12示出了相对于代表PC模式标识或数量(例如，PC模式1)的x轴1210和代表PC系数的大小的y轴1212绘制的示例性PC系数信号1202-1208。PC系数信号包括1202-1208包括指示第一汽缸118的PC系数的第一PC系数信号1202、指示第二汽缸120的PC系数的第二PC系数信号1204、指示第三汽缸的PC系数的第三PC系数信号1206以及指示第四汽缸的PC系数的第四PC系数信号1204。在所示示例中，由第一PC系数信号1202所示的PC模式1系数为约0.75，且由第二PC系数信号1204所示的PC模式1系数为约-0.5。
PC模式信号1102-1106可乘以由PC系数信号1202-1208所示的相应PC系数以再现图10的汽缸压力差信号1002-1008。例如，为了再现第一汽缸压力差信号1002，第一PC模式信号110可乘以由第一PC系数信号1202所示的PC模式1系数、第二PC模式信号1104可乘以由第一PC系数信号1202所示的PC模式2系数，且第三PC模式信号110可乘以由第一PC系数信号1202所示的PC模式3系数。
在716，第二曲轴转角模块216基于(i)第一和第二曲轴转角和(ii)第一和第二PC系数之间的预定关系来确定第二曲轴转角是否大于第一曲轴转角。如上所述，预定关系可以为线性关系。如果第二曲轴转角大于第一曲轴转角，则该方法在718处继续。否则，该方法在720处继续。在718，火花控制模块220使第二汽缸120的火花正时提前。在720，火花控制模块使第二汽缸120的火花正时延迟。
在各种实施方式中，在716，第二曲轴转角模块216可简单地确定第二汽缸120的第二PC系数是否小于第一汽缸118的第一PC系数。由于(i)第一和第二曲轴转角和(ii)第一和第二PC系数之间的关系可以是线性的，故当第二PC系数小于第一PC系数时，第二曲轴转角可以大于第一曲轴转角。在这些实施方式中，如果第二PC系数小于第一PC系数，则该方法在718处继续。否则，该方法在720处继续。
在722，第二曲轴转角模块216基于(i)第一和第二曲轴转角和(ii)第一和第二PC系数之间的预定关系确定第一和第二曲轴转角之间的差值。在724，火花控制模块220调节火花正时以与第一和第二曲轴转角之间的差值直接成比例的量。在一个示例中，如果第二曲轴转角模块216调节火花正时以等于第一和第二曲轴转角之间的差值的量。
在各种实施方式中，在722，第二曲轴转角模块216可简单地确定第一和第二PC系数之间的差值。由于(i)第一和第二曲轴转角和(ii)第一和第二PC系数之间的关系可以是线性的，故第一和第二PC系数之间的差值可以与第一和第二曲轴转角之间的差值直接成比例。在这些实施方式中，在724，火花控制模块220调节火花正时以与第一和第二PC系数之间的差值直接成比例的量。
第二曲轴转角模块216可在火花控制模块220调节第二汽缸120的火花正时之前执行716和722。然后，火花控制模块220可提前或延迟火花正时以与第一和第二曲轴转角之间的差值直接成比例的量。对于每个发动机循环，图7的方法可执行一次。
图13示出了发动机102的四个汽缸的PC模式1系数和发动机102的四个汽缸的CA50值之间的近似线性关系1302的示例。相对于代表PC模式1系数的大小的x轴1304和代表曲轴转角角度的y轴1306来绘制线性关系1302。使用统计方法例如线性回归基于数据点1308-1314可以预先确定近似线性关系1302。数据点1308-1314包括指示第一汽缸118的PC模式1系数和第一汽缸118的CA50的第一数据点1308、指示第二汽缸120的PC模式1系数和第二汽缸120的CA50的第二数据点1310、指示第三汽缸的PC模式1系数和第三汽缸的CA50的第三数据点1312，以及指示第四汽缸的PC模式1系数和第四汽缸的CA50的第四数据点1314。
当预先确定线性关系1302时，由数据点1308-1314所示的CA50值可以使用以上所列关系(1)至(3)基于发动机的四个汽缸中的每一个中所释放的热量而确定。然而，一旦确定线性关系1302，则不必确定所有四个汽缸的CA50值。而是，第一曲轴转角模块214可确定仅第一汽缸118的CA50，且第二曲轴转角模块216可基于其他汽缸的PC模式1系数和线性关系1302来评估发动机102的其他汽缸的CA50。
在各种实施方式中，第二曲轴转角模块216可能不评估发动机120的汽缸(除了第一汽缸118)的准确CA50值。而是，第二曲轴转角模块216可简单地确定其他汽缸的CA50是否大于或小于第一汽缸118的CA50。然后火花控制模块220可调节其他汽缸的火花正时以减小(i)其他汽缸的CA50和第一汽缸118的CA50之间的差值。
例如，在图13中，由第四数据点1314表示的第四汽缸的PC模式1系数大于由第一数据点1308表示的第一汽缸118的PC模式1系数。因此，基于线性关系1302，第二曲轴转角模块216可确定第四汽缸的CA50小于第一汽缸118的CA50。因此，火花控制模块220可延迟第四汽缸的火花正时以减小第四汽缸的CA50和第一汽缸118的CA50之间的差值。火花控制模块220可以以类似的方式调节第二和第三汽缸的火花正时以减小(i)第二和第三汽缸的CA50值和(ii)第一汽缸118的CA50之间的差值。
在各种实施方式中，第二曲轴转角模块216可确定(i)发动机102的汽缸(除了第一汽缸118)的CA50值和(ii)第一汽缸118的CA50之间的差值。第二曲轴转角模块216可基于线性关系1302以及(i)其他汽缸的PC模式1系数和(ii)第一汽缸118的PC模式1系数之间的差值来确定这些差值。因此，第二曲轴转角模块216可使用线性关系1302来确定其他汽缸的CA50是否大于或小于第一汽缸118的CA50以及大于或小于第一汽缸118的CA50多少。然后火花控制模块220可调节(例如，提前或延迟)其他汽缸中的每一个的火花正时以等于CA50值之间的差值中的相应一个的量。
例如，在图13中，由第四数据点1314表示的第四汽缸的PC模式1系数为约0.75x104，且由第一数据点1308表示的第一汽缸118的PC模式1系数为约-0.5x 104。因此，两个汽缸的PC模式1系数之间的差值1316为约1.25x 104。因此，第二曲轴转角模块216可使该差值乘以线性关系1302的斜率(其可以为固定值)，以获得第一汽缸118的CA50和第四汽缸的CA50之间的差值1318。然后火花控制模块220可调节(例如，延迟)第四汽缸的火花正时以等于第一汽缸118的CA50和第四汽缸的CA50之间的差值1318的量。
图13示出了当汽缸未平衡时汽缸的PC模式1系数和汽缸的CA50值的示例。相反，图14示出了当汽缸平衡时汽缸的PC模式1系数和汽缸的CA50值的示例。当汽缸的PC模式1系数的平均值为近似零且每个汽缸的PC模式1系数的变化表示因正常燃烧引起的循环与循环之间的变化时，发动机102的所有汽缸可以平衡。
图14示出了发动机102的四个汽缸的PC模式1系数和发动机102的四个汽缸的CA50值之间的线性关系1402的示例。相对于代表PC模式1系数的大小的x轴1404和代表曲轴转角角度的y轴1406来绘制线性关系1402。图14还示出了相对于x轴404和y轴406绘制的数据点1408-1414。第一数据点1408指示第一汽缸118的PC模式1系数和第一汽缸118的CA50。第二数据点1410指示第二汽缸120的PC模式1系数和第二汽缸120的CA50。第三数据点1412指示第三汽缸的PC模式1系数和第三汽缸的CA50。第四数据点1414指示第四汽缸的PC模式1系数和第四汽缸的CA50。
图15示出了评估的CA50信号1502-1508以及相对于代表发动机循环的x轴1512和代表曲轴转角角度的y轴1514绘制的示例性期望CA50信号1510的示例。第一CA50信号1502指示第一汽缸118的CA50。第二CA50信号1504指示第二汽缸120的CA50。第三CA50信号1506指示发动机102的第三汽缸的CA50。第四CA50信号1508指示发动机102的第四汽缸的CA50。
图16示出了相对于代表发动机循环的x轴1610和代表由PC模式1系数信号1602-1608所示的PC模式1系数的大小的y轴1612绘制的示例性PC模式1系数信号1602-1608。第一PC模式1系数信号1602指示第一汽缸118的PC模式1系数。第二PC模式1系数信号1604指示第二汽缸120的PC模式1系数。第三PC模式1系数信号1606指示发动机102的第三汽缸的PC模式1系数。第四PC模式1系数信号1608指示发动机102的第三汽缸的PC模式1系数。
图17示出了相对于代表发动机循环的x轴1710和代表曲轴转角角度的y轴1712绘制的示例性火花正时信号1702-1708。第一火花正时信号1702指示第一汽缸118的火花正时。第二火花正时信号1704指示第一汽缸118的火花正时。第三火花正时信号1706指示发动机102的第三汽缸的火花正时。第四火花正时信号1708指示发动机102的第四汽缸的火花正时。
在0和20个发动机循环之间，火花控制模块220未调节发动机102的汽缸的火花正时以平衡汽缸。因此，火花正时信号1702-1708等于零。然而，在20发动机循环处，火花控制模块220开始基于如上所述的汽缸的PC模式1系数来调节汽缸的火花正时以平衡汽缸。因此，CA50信号1502-1508开始朝期望CA50信号1510会聚，如图15所示，且PC模式1系数信号1602-1608开始朝零会聚，如图16所示。通过40个发动机循环，汽缸得到平衡。
前面的描述在本质上仅仅是说明性的并且绝不以任何方式试图限制本发明内容、其应用或用途。本公开的宽泛教导可以以各种形式来实施。因此，尽管本公开包括特定示例，但是本公开的真实范围不应被限制于此，因为在研读了附图、说明书和以下权利要求之后，其它修改将变得显而易见。应当理解，方法内的一个或多个步骤可以以不同顺序(或同时)执行而不改变本公开的原理。进一步地，尽管实施例中的每一个描述为具有某些特征，但相对于本发明的任何实施例描述的这些特征中的任意一个或多个可以在其他实施例中的任意一个的特征中实现和/或与其他实施方式中的任意一个的特征组合，即使没有明确描述该组合。换句话说，所描述实施例并不相互排斥，一个或多个实施例彼此的置换仍在本公开的范围内。
使用各种术语描述元件之间(例如，模块、电路元件、半导体层等之间)的空间和功能关系，这些术语包括“连接”、“接合”、“耦合”、“邻近”、“接近”、“在...顶部”、“上方”、“下方”，以及“设置”。除非明确地描述为“直接”，当在以上公开内容中描述第一和第二元件之间的关系时，该关系可以是其中没有其他中介元件存在于第一和第二元件之间的直接关系，但也可以是其中一个或多个中介元件存在于(空间地或功能地)第一和第二元件之间的间接关系。如本文中所使用，短语“A、B和C中的至少一个”应该被理解为使用非排他性逻辑OR表示逻辑(A或B或C)，并且不应被理解为表示“A中的至少一个、B中的至少一个和C中的至少一个”。
在本申请中，包括以下定义，术语“模块”或术语“控制器”可以被替换为术语“电路”。术语“模块”可以指代、作为其部分或包括：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟、或混合的模/数分立电路；数字、模拟、或混合的模/数集成电路；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、或组)；提供所描述功能的其它适合的硬件部件；或者上述部件中的一些或全部的组合，例如在片上***中。
模块可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)、互联网、广域网(WAN)或其组合的有线或无线接口。本公开内容的任何给定模块的功能可以被分配到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。在其他示例中，服务器(也被称为远程或云)模块可以代表客户模块完成一些功能。
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。术语组处理器电路包含与附加处理器电路结合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分立管芯上的多个处理器电路、同一管芯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、或上述的组合。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。术语组存储器电路包含与附加存储器结合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。
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，术语计算机可读介质并不包含通过介质(例如通过载波)传播的瞬时电气或电磁信号；因此术语计算机可读介质可以被认为是有形且非瞬时的。非瞬时有形计算机可读介质的非限制性示例包括非易失性存储器电路(例如闪存存储器电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩模只读存储器电路)、易失性存储器电路(例如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁存储介质(例如模拟或数字磁带或硬盘驱动器)以及光存储介质(例如CD、DVD或蓝光光盘)。
本申请中描述的装置和方法可以部分或全部由专用计算机来实施，该专用计算机是通过将通用计算机配置为执行计算机程序中所体现的一个或多个特定功能来创建的。上述功能块、流程图部件和其他元件用作软件规范，其可以通过熟练技术人员或程序员的例行工作而被转化成计算机程序。
计算机程序包括存储在至少一个非瞬时有形计算机可读介质中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***(BIOS)、与专用计算机的特定设备交互的设备驱动器、一个或多个操作***、用户应用程序、后台服务器，后台应用程序等。
计算机程序可以包括：(i)要被解析的描述性文本，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)由编译器从源代码产生的目标代码，(iv)由解释器执行的源代码，(v)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的语言的语法来撰写源代码：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、VisualLua和
权利要求中所列举的元素都不是要作为35U.S.C.§112(f)的含义内的装置加功能元素，除非使用短语“用于...的装置”明确地列举了元素，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。

Claims (10)

1.一种用于控制汽缸的火花正时的***，其包括：
第一曲轴转角模块，其基于第一汽缸中的M个压力确定发动机的第一汽缸中预定百分比的燃料燃烧时的发动机的第一曲轴转角；
第二曲轴转角模块，其基于所述第一汽缸中的N个压力和第二汽缸中的N个压力确定所述第一曲轴转角和所述发动机的第二汽缸中预定百分比的燃料燃烧时的所述发动机的第二曲轴转角之间的关系，其中M和N是大于1的整数；和
火花控制模块，其：
基于所述第一曲轴转角调节所述第一汽缸的火花正时；以及
基于第一和第二曲轴转角之间的所述关系调节所述第二汽缸的火花正时。
2.根据权利要求1所述的***，
其中：
所述第二曲轴转角模块在发动机循环期间在N个曲轴转角时对第一压力信号进行采样以获得所述第一汽缸中的N个压力，其中所述第一压力信号指示所述第一汽缸中的压力；且
所述第二曲轴转角模块在所述发动机循环期间在N个曲轴转角时对第二压力信号进行采样以获得所述第二汽缸中的N个压力，其中所述第二压力信号指示所述第二汽缸中的压力。
3.根据权利要求2所述的***，其中N小于M。
4.根据权利要求2所述的***，进一步包括压力差模块，对于所述N个曲轴转角中的每一个，所述压力差模块：
确定所述第一汽缸中的N个压力中的一个和所述的第二汽缸中的N个压力中的一个的平均值；
确定所述第一汽缸中的N个压力中的所述一个和相应的所述平均值之间的第一差值；以及
确定所述第二汽缸中的N个压力中的所述一个和相应的所述平均值之间的第二差值，其中所述第二曲轴转角模块进一步基于第一和第二差值确定所述第一和第二曲轴转角之间的所述关系。
5.根据权利要求4所述的***，进一步包括主成分系数模块，其使用主成分分析基于所述第一差值和所述第二差值来确定所述第一汽缸的第一主成分系数和所述第二汽缸的第二主成分系数，其中所述第二曲轴转角模块基于第一和第二主成分系数确定所述第一和第二曲轴转角之间的所述关系。
6.根据权利要求5所述的***，其中所述第二曲轴转角模块进一步基于(i)所述第一和第二曲轴转角和(ii)所述第一和第二主成分系数之间的预定关系确定所述第二曲轴转角是否大于或小于所述第一曲轴转角。
7.根据权利要求6所述的***，其中：
当所述第二曲轴转角大于所述第一曲轴转角时，所述火花控制模块使所述第二汽缸的所述火花正时提前；且
当所述第二曲轴转角小于所述第一曲轴转角时，所述火花控制模块使所述第二汽缸的所述火花正时延迟。
8.根据权利要求7所述的***，其中：
所述第二曲轴转角模块基于所述预定关系确定所述第一和第二曲轴转角之间的差值；且
所述火花控制模块以基于所述第一和第二曲轴转角之间的所述差值的量来调节所述第二汽缸的所述火花正时。
9.根据权利要求2所述的***，其中所述第一曲轴转角模块：
基于所述第一汽缸中的所述M个压力确定所述发动机循环期间在所述第一汽缸中的燃料燃烧期间释放的总热量；以及基于所释放的总热量确定所述第一曲轴转角。
10.一种用于控制汽缸的火花正时的方法，其包括：
基于第一汽缸中的M个压力确定发动机的第一汽缸中预定百分比的燃料燃烧时的发动机的第一曲轴转角；
基于所述第一汽缸中的N个压力和第二汽缸中的N个压力确定所述第一曲轴转角和所述发动机的第二汽缸中预定百分比的燃料燃烧时的所述发动机的第二曲轴转角之间的关系，其中M和N是大于1的整数；
基于所述第一曲轴转角调节所述第一汽缸的火花正时；以及
基于第一和第二曲轴转角之间的所述关系调节所述第二汽缸的火花正时。
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