CN101802372A - 内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种内燃机的控制装置，能够不受EGR的影响而高准确度地实现目标转矩。由目标转矩设定单元(2)来设定内燃机的目标转矩，由目标EGR率设定单元(4)来设定目标EGR率。并且，由目标转矩修正单元(6、8)，基于目标EGR率和空气量来算出用于对EGR给予转矩的影响进行修正的修正系数，利用所述修正系数来修正目标转矩。目标空气量算出单元(10)根据修正后的目标转矩来算出目标空气量。控制单元(12、14、16)，基于根据修正目标转矩算出的目标空气量和目标EGR率，控制用于调整缸内的空气量和EGR率的多个致动器各自的动作。

Description

内燃机的控制装置
技术领域
本发明涉及内燃机的控制装置，详细而言，涉及使多个致动器协同动作来调整缸内的空气量和EGR(Exhaust Gas Recirculation：废气再循环)率的内燃机的控制装置。
背景技术
以往，已知设定内燃机的目标转矩，为了实现目标转矩而控制各致动器的动作的转矩要求控制。在日本特开2002-357147号公报中，记载了关于这样的转矩要求控制的技术，该技术用于在转矩相对于空气过剩率而变为非线性的区域内兼顾目标空气过剩率和目标转矩。
日本特开2002-357147号公报中记载的内容为：为了修正转矩相对于空气过剩率的非线性，基于目标空气过剩率来算出转矩修正系数，利用该转矩修正系数来进行目标空气量的修正。进一步，还为：为了将包含于EGR气体的新气体纳入考虑，基于目标EGR率来算出EGR修正系数，利用该EGR修正系数来进行目标空气量的修正。
发明内容
然而，日本特开2002-357147号公报中记载的内容，在目标转矩的实现性方面存在改良的余地。尽管EGR对内燃机的转矩产生影响，但关于这一点的考虑不充分。因此，在EGR率可能变化的状况下存在不能高精度地实现目标转矩的可能性。
本发明，是为了解决上述那样的课题而做出的，其目的在于提供能够不受EGR的影响而高精度地实现目标转矩的内燃机的控制装置。
第一发明为了实现上述目的，是一种内燃机的控制装置，该控制装置使多个致动器协同动作来调整缸内的空气量和EGR率，其特征在于，具备：
设定内燃机的目标转矩的目标转矩设定单元；
设定内燃机的目标EGR率的目标EGR率设定单元；
目标转矩修正单元，其基于目标EGR率和空气量来算出用于对EGR给予转矩的影响进行修正的修正系数，利用所述修正系数来修正目标转矩；
目标空气量算出单元，其根据修正后的目标转矩来算出目标空气量；以及
控制单元，其基于目标空气量和目标EGR率来控制所述多个致动器各自的动作。
第二发明是在第一发明中，特征在于，
所述目标转矩修正单元，包含按每个EGR率确定了空气量与伴随着EGR的导入的转矩的减少率的关系的映射，根据将目标EGR率和空气量与所述映射进行对照而得到的转矩减少率来确定所述修正系数。
第三发明是在第一发明或第二发明中，特征在于，
所述多个致动器包括节气门和EGR阀，
所述控制单元包括：
目标节气门开度设定单元，其基于目标空气量来设定所述节气门的目标开度；和
目标EGR阀开度设定单元，其基于目标EGR率来设定所述EGR阀的目标开度。
第四发明是在第一发明或第四发明中，特征在于，
所述多个致动器包括节气门、改变进气门和排气门中的至少一方的气门正时的可变气门正时机构、以及EGR阀，
所述控制单元包括：
目标节气门开度设定单元，其基于目标空气量来设定所述节气门的目标开度；
目标气门正时设定单元，其基于内燃机的运行状态来设定通过所述可变气门正时机构实现的目标气门正时；以及
目标EGR阀开度设定单元，其基于目标气门正时和目标EGR率来设定所述EGR阀的目标开度。
根据第一发明，基于目标EGR率和空气量来确定修正系数，利用该修正系数来修正目标转矩，由此能够将EGR给予转矩的影响纳入到目标转矩中。根据纳入了EGR给予转矩的影响的目标转矩来算出目标空气量，基于该目标空气量和目标EGR率来控制各致动器的动作，由此能够不受EGR的影响而高精度地实现目标转矩。
根据第二发明，按每个EGR率来确定空气量与伴随EGR的导入的转矩的减少率的关系，将其作为映射来准备，由此能够不使控制装置的计算负荷增大而实现高精度的转矩控制。
根据第三发明，目标空气量是根据纳入了EGR给予转矩的影响的目标转矩而算出的，所以基于该目标空气量来设定节气门的目标开度，同时基于目标EGR率来设定EGR阀的目标开度，由此能够高精度地实现目标转矩。
需说明的是，进气门和排气门的气门正时左右内部EGR气体的量。因此，在具有可变气门正时机构的内燃机中，通过设定气门正时，在内部EGR给予转矩的影响上也会产生变化。根据第四发明，不仅基于目标EGR率，还基于通过可变气门正时机构实现的目标气门正时来设定EGR阀的目标开度，由此能够高精度地实现目标EGR率，能够进一步提高目标转矩的实现精度。
附图说明
图1是表示作为本发明的实施方式1的内燃机的控制装置的结构的框图。
图2是以图形示出了EGR率给予转矩与空气量的关系的影响的图。
图3是表示用于确定转矩比的映射例的图。
图4是在无外部EGR和有外部EGR的情况下对缸内气体量中所占新气体与EGR气体的关系进行比较来表示的图。
图5是表示作为本发明的实施方式2的内燃机的控制装置的结构的框图。
符号说明
2目标转矩设定部；4目标EGR率设定部；6修正系数设定部；8目标转矩修正部；10目标空气量计算部；12节气门开度计算部；14气门正时计算部；16EGR阀开度计算部；20目标效率设定部；22目标转矩修正部；24推定转矩计算部；26转矩效率计算部；28目标A/F设定部；30点火正时计算部；32燃料喷射量计算部。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式1进行说明。
图1是表示作为本发明的实施方式1的内燃机的控制装置的结构的框图。本实施方式的控制装置，适用于至少具备节气门、可变气门正时机构(以下称为VVT)以及EGR阀的内燃机，作为控制这些致动器的动作的控制装置而被构成。VVT设置在进气门和排气门这双方中。EGR阀设置在绕过(bypass)气缸而连接进气门和排气门的EGR管。以下，参照图1对本实施方式的控制装置的结构进行说明。
本实施方式的控制装置具备多个计算要素2、4、8、10、12、14、16。控制装置基于输入的信息由各计算要素2、4、8、10、12、14、16按照预定的计算规则进行计算，算出各致动器的动作指示值、即节气门开度、气门正时以及EGR阀开度。并且，将算出的动作指示值设定在各致动器的驱动器(省略图示)中，经由驱动器来控制各致动器的动作。以下，对各计算要素2、4、8、10、12、14、16的功能、和计算要素之间的信号处理的流进行说明。
从设置于控制系统的上位的动力系管理系统(省略图示)以数值方式向控制装置输入关于内燃机的转矩的要求。在要求转矩中除了驾驶者要求的转矩以外还包含VSC(车身稳定控制)等车辆控制所需要的转矩。目标转矩设定部2以输入的要求转矩为基础来设定内燃机的目标转矩。在目标转矩的设定中，进行对要求转矩加上减振转矩等的处理。设定的目标转矩被输出至目标转矩修正部8。
此外，在本实施方式的控制装置中，作为用于确定各致动器的动作指示值的控制上的目标值，设定了所述的目标转矩和目标EGR率。目标EGR率的设定在目标EGR率设定部4中进行。目标EGR率设定部4使用表示内燃机的运行状态的多个参数、例如以内燃机转速和/或负荷为轴的映射来设定目标EGR率。设定的目标EGR率被输出至修正系数设定部6和EGR阀开度计算部16。
如在“发明要解决的课题”中所述的那样，EGR率对内燃机的转矩产生影响。由目标转矩设定部2设定的目标转矩，由后述的计算要素变换为目标空气量，目标空气量进一步被变换为节气门开度。但是，即使是相同的节气门开度，若EGR率不同则实际上吸入到气缸内的空气量(新气体量)也会产生差别，其作为转矩的误差而显现出来。
应对这样的课题，在本实施方式的控制装置中，将EGR给予转矩的影响纳入到目标转矩中，根据纳入了EGR对转矩的影响的目标转矩来算出目标空气量。并且，作为该具体的方法，采用了如下这样的方法：基于目标EGR率和空气量来算出用于对EGR给予转矩的影响进行修正的修正系数，利用该修正系数来修正目标转矩。用于实现该方法的单元是以下说明的修正系数设定部6和目标转矩修正部8。
修正系数设定部6算出由以下的式定义的转矩比作为所述的修正系数。在以下的式1中，Trq(EGR率，Ga)以新气体量Ga与EGR率的函数来表示转矩。图2是以图形示出了按每个EGR率测量相对于Ga的转矩得到的结果，但从该图形可知，转矩能够作为EGR率与Ga的函数进行表示。此外，在式1中，Trq(0，Ga)意味着EGR率为零时的转矩。
转矩比＝Trq(EGR率，Ga)/Trq(0，Ga)...(1)
修正系数设定部6，取得当前时刻的空气量(新气体量)的实际测量值或推定值来作为用于计算转矩比的Ga。作为EGR率使用从目标EGR率设定部4输入的目标EGR率。在修正系数设定部6中存储有用于以Ga和目标EGR率为参数来确定转矩比的转矩比映射(map)。图3中示出转矩比映射的例子。需说明的是，转矩也受到内燃机转速的影响，所以可以将转矩作为EGR率、Ga和内燃机转速的函数来进行表示，在转矩比映射中追加内燃机转速来作为参数。
向目标转矩修正部8输入目标转矩和作为修正系数的转矩比。目标转矩修正部8对目标转矩除以转矩比来进行修正，将该修正目标转矩输出到目标空气量计算部10中。如图2所示，如果Ga相同，则EGR率越大，转矩越减小。因此，由式1定义的转矩比，在目标EGR率为零时变为最大值1，在为了导入EGR而在设定了目标EGR率时为小于1的值。也就是说，转矩比示出了伴随EGR的导入的转矩的减少率。在转矩比为1的情况下，由目标转矩设定部2计算出的目标转矩保持原样地被输出至目标空气量计算部10。另一方面，在转矩比小于1的情况下，目标转矩由于除以转矩比而增加，增加后的目标转矩被输出至目标空气量计算部10。
目标空气量计算部10使用转矩-空气量变换映射将目标转矩(由转矩比修正后的目标转矩)变换为空气量。转矩-空气量变换映射是以包括修正目标转矩的多个参数为轴的多维映射，能够将点火正时、内燃机转速、A/F等对转矩产生影响的各种运行条件设定为参数。在这些参数输入根据当前的运行状态信息得到的值(当前值)。目标空气量计算部10将从修正目标转矩变换来的空气量设为内燃机的目标空气量，将其输出至节气门开度计算部12和气门正时计算部14中。
节气门开度计算部12使用使用进气系统空气模型的逆模型将目标空气量变换为节气门开度。也就是说，计算能够实现目标空气量的节气门开度。在逆模型中，能够将空气流量计的输出值、吸入空气温度等对进气门开度产生影响的运行条件设定为参数。在这些参数输入根据当前的运行状态信息得到的值(当前值)。在节气门开度计算部12中，将从目标空气量变换来的节气门开度设为进气门的目标开度，将其设定在进气门的驱动器中。进气门的驱动器控制进气门使得实现该目标开度。
在气门正时计算部14中，准备了使进气门和排气门的气门正时的设定值与目标空气量和内燃机转速相关联而存储的VT映射。气门正时计算部14从VT映射中读出与输入的目标空气量和内燃机转速相对应的气门正时的设定值，将其作为各气门的目标气门正时而设定在VVT的驱动器中。VVT的驱动器控制VVT使得在各气门中实现目标气门正时。此外，设定的目标气门正时还被输出至EGR阀开度计算部16。
EGR阀开度计算部16根据输入的目标气门正时和目标EGR率来计算EGR阀的目标开度。以下，使用图4对在本实施方式中采用的EGR阀开度的计算方法进行说明。
图4是在无外部EGR和有外部EGR的情况下对缸内气体量中所占的新气体与EGR气体的关系进行比较来表示的图。在图4的上部图形中示出了没有导入外部EGR的状况下的内部EGR气体与新气体的关系。新气体与内部EGR气体的比率能够通过由VVT改变气门正时来进行改变。也就是说，新气体与内部EGR气体的比率能够与气门正时相关联。
图4的下部图形中示出了在VVT如上部图形那样进行动作的状态下，还打开EGR阀来导入了外部EGR的情况。在上部图形中，将新气体所占的部分进一步分割，一部分被置换为EGR气体。该新气体与外部EGR气体的比率能够与EGR阀的开度相关联。
在图4的下部图形所示的状态下，缸内气体的EGR率能够由以下的式2来表示。在式2中，Gt是进入缸内的全部气体量。a是内部EGR气占缸内气体总量的比例，b是外部EGR气体占除去了内部EGR气体后的剩余的气体的比例。
EGR率＝(Gt×a+Gt×(1-a)×b)/Gt...(2)
如先前所述，比例a与气门正时相关，所以能够以函数f(VT)来表示。VT是气门正时。此外，比例b与EGR阀开度相关，所以能够以函数g(EGR阀开度)来表示。使用这些函数f、g来重写式2得到式3。
EGR率＝f(VT)+(1-f(VT))×g(EGR阀开度)...(3)
将式3变形使函数g(EGR阀开度)由函数f(VT)来表示，得到下式(4)。
g(EGR阀开度)＝(EGR率-f(VT))/(1-f(VT))...(4)
由逆函数g-1来变换上述的式(4)，由此能够得到用于确定EGR阀开度的式5。
EGR阀开度＝g-1((EGR率-f(VT))/(1-f(VT)))...(5)
将目标气门正时代入上述的式5中的VT，将目标EGR率代入EGR率，由此能够算出能够实现目标EGR率的EGR阀开度。EGR阀开度计算部16，将算出的EGR阀开度设为EGR阀的目标开度，将其设定在EGR阀的驱动器中。EGR阀的驱动器控制EGR阀使得实现该目标开度。
如以上说明的那样，根据本实施方式的控制装置，利用根据目标EGR率计算出的修正系数(转矩比)来修正目标转矩，由此目标转矩增加伴随EGR的导入的转矩的减少量。根据该增加后的目标转矩来计算目标空气量，基于该目标空气量和目标EGR率来控制各致动器的动作，由此即使在EGR的导入下也能够高准确度地实现目标转矩。而且，关于EGR阀，不仅考虑目标EGR率，还考虑由VVT实现的目标气门正时来设定目标开度，所以即使在VVT正在动作的状况下也能够高精度地实现目标EGR率。
在本实施方式中，目标转矩设定部2相当于第一发明的“目标转矩设定单元”，目标EGR率设定部4相当于第一发明的“目标EGR率设定单元”。此外，由修正系数设定部6和目标转矩修正部8构成第一发明的“目标转矩修正单元”，目标空气量计算部10相当于第一发明的“目标空气量算出单元”。并且，由节气门开度计算部12、气门正时计算部14以及EGR阀开度计算部16构成第一发明的“控制单元”。
实施方式2
接下来，参照附图对本发明的实施方式2进行说明。
图5是表示作为本发明的实施方式2的内燃机的控制装置的结构的框图。本实施方式的控制装置，以实施方式1涉及的控制结构为基本，采用在控制对象中包含了点火装置和燃料喷射装置的控制构造。即，在图5所示的控制构造中，将节气门、VVT、EGR阀、点火装置以及燃料喷射装置设为控制对象致动器，由一个控制构造对这些多个致动器进行协调控制。以下，参照图5对本实施方式的控制装置的结构进行说明。其中，对与实施方式1共通的结构，省略或简略其说明，对与实施方式1不同的结构进行重点说明。
在本实施方式的控制装置中，作为用于确定各致动器的动作指示值的控制上的目标值，除了目标转矩和目标EGR率还设定了目标效率和目标A/F。目标效率由目标效率设定部20来设定，目标A/F由目标A/F设定部28来设定。
从设在控制系统的上位的动力系管理系统(省略图示)以数值方式向目标效率设定部20输入关于内燃机的效率的各种要求。这里所说的效率是以点火正时为MBT时作为基准而设定的无因次参数，通常值为1。在为了催化剂预热而要将热能利用于排气气体的升温的情况、和/或想通过点火正时的延迟来谋求转矩提升的情况下，要求比通常值的1小的值的效率。如果输入的要求效率为一种，则目标效率设定部20将其设定作为目标效率。另一方面，在同时输入多个要求效率的情况下，将通过最小值选择等对这些要求效率进行了调停得到的值设定为目标效率。设定的目标效率被输出至后述的目标转矩修正部22。
从动力系管理系统以数值方式向目标A/F设定部28输入关于A/F(空燃比)的各种要求。例如，以具体的数值输入为了催化剂预热而用于在催化剂上实现容易引起反应的气氛的A/F、和/或为了降低泵损失而用于实现稀燃(lean burn)运行的A/F。如果输入的要求A/F是一种，则目标A/F设定部28将其设定为目标A/F。另一方面，在同时输入多个要求A/F的情况下，将对其进行了调停得到的值作为目标A/F来算出。设定的目标A/F被输出至后述的点火正时计算部30和燃料喷射量计算部32。
在图5所示的控制构造中，在目标转矩修正部8与目标空气量计算部10之间配置目标转矩修正部22。由目标转矩修正部8修正后的目标转矩，与由目标效率设定部20设定的目标效率一起被输入至目标转矩修正部22中。目标转矩修正部22将目标转矩除以目标效率来进一步进行修正，将该修正目标转矩输出至目标空气量计算部10。在目标效率为通常值的1的情况下，由目标转矩修正部8修正的目标转矩保持原样地被输出至目标空气量计算部10。另一方面，在目标效率为小于1的值的情况下，目标转矩由于除以目标转矩而进一步增加，进一步增加后的目标转矩被输出至目标空气量计算部10。
此外，在图5所示的控制构造中，由目标转矩设定部2设定的目标转矩被输出至目标转矩修正部8，同时还被输出至后述的转矩效率计算部26。向转矩效率计算部26输入有目标转矩和由推定转矩计算部24计算出的推定转矩。
推定转矩计算部24根据运行状态信息来推定计算内燃机的转矩。更详细而言，首先，使用进气系统的空气模型来计算当前的空气量条件下的预计空气量。空气量条件中包含节气门开度传感器的输出值、空气流量计的输出值、气门正时、吸入空气温度等。接着，将由空气模型计算出的预计空气量与转矩映射进行对照，使用转矩映射将预计空气量变换为转矩。转矩映射是以包括预计空气量的多个参数为轴的多维映射，能够将点火正时、内燃机转速、A/F、气门正时等对转矩产生影响的各种运行条件设定为参数。在这些参数输入根据当前的运行状态信息得到的值(当前值)。其中，点火正时被设为MBT。推定转矩计算部24将从预计空气量变换来的转矩设为内燃机的推定转矩，将其输出至转矩效率计算部26。
转矩效率计算部26计算输出的目标转矩与推定转矩的比，算出该计算结果作为转矩效率。在空气量正在变化的过渡状态下，推定转矩根据空气量进行变化，由此转矩效率也根据空气量而变化。但是，在空气量变为恒定的稳定状态下，推定转矩与目标转矩(由目标转矩修正部8修正后的目标转矩)一致的结果，转矩效率变得与所述的目标效率一致。转矩效率计算部26将算出的转矩效率输出至点火正时计算部30。
点火正时计算部30首先根据输入的转矩效率来计算对MBT的延迟量。在延迟量的计算中使用点火正时映射。点火正时映射是以包含转矩效率的多个参数为轴的多维映射，能够将A/F和/或内燃机转速等对点火正时的确定产生影响的各种运行条件设定为参数。在这些参数输入根据当前的运行状态信息得到的值(当前值)。其中，在空燃比使用由目标A/F设定部28设定的目标A/F。在点火正时映射中，转矩效率越小则延迟量被设定为越大的值。点火正时计算部30根据由转矩效率确定出的延迟量、和由内燃机的运行状态确定的基本点火正时来计算目标点火正时，将其设定在点火装置的驱动器中。点火装置的驱动器按照目标点火正时来控制点火装置。
燃料喷射量计算部32根据目标A/F和空气量来计算燃料喷射量，将其作为目标燃料喷射量而设定在燃料喷射装置的驱动器中。燃料喷射装置的驱动器按照目标燃料喷射量来控制燃料喷射装置。
如以上进行的说明，根据本实施方式的控制装置，能够由一个控制构造对节气门、VVT、EGR阀、点火装置以及燃料喷射装置进行协调控制，并且能够高精度地实现目标转矩和目标EGR率。
其他
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形来实施。例如可以如下变形来实施。
上述的实施方式是将本发明适用于具备VVT的内燃机的例子，但本发明也能够适用于没有VVT的气门正时固定的内燃机。此外，在具有改变进气门的最大升程量的可变气门升程机构的内燃机的情况下，也能够代替节气门的开度而由进气门的最大升程量来调整空气量。或者，也可以通过协调控制节气门的开度和进气门的最大升程量来调整空气量。进一步，本发明也能够适用于没有EGR阀的内燃机。若具有VVT则能够由内部EGR来调整EGR率，所以只要基于目标空气量和目标EGR率来改变气门正时即可。

Claims (4)

1.一种内燃机的控制装置，该控制装置使多个致动器协同动作来调整缸内的空气量和EGR率，其特征在于，具备：
设定内燃机的目标转矩的目标转矩设定单元；
设定内燃机的目标EGR率的目标EGR率设定单元；
目标转矩修正单元，其基于目标EGR率和空气量来算出用于对EGR给予转矩的影响进行修正的修正系数，利用所述修正系数来修正目标转矩；
目标空气量算出单元，其根据修正后的目标转矩来算出目标空气量；以及
控制单元，其基于目标空气量和目标EGR率来控制所述多个致动器各自的动作。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述目标转矩修正单元，包含按每个EGR率确定了空气量与伴随着EGR的导入的转矩的减少率的关系的映射，根据将目标EGR率和空气量与所述映射进行对照而得到的转矩减少率来确定所述修正系数。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述多个致动器包括节气门和EGR阀，
所述控制单元包括：
目标节气门开度设定单元，其基于目标空气量来设定所述节气门的目标开度；和
目标EGR阀开度设定单元，其基于目标EGR率来设定所述EGR阀的目标开度。
4.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述多个致动器包括节气门、改变进气门和排气门中的至少一方的气门正时的可变气门正时机构、以及EGR阀，
所述控制单元包括：
目标节气门开度设定单元，其基于目标空气量来设定所述节气门的目标开度；
目标气门正时设定单元，其基于内燃机的运行状态来设定通过所述可变气门正时机构实现的目标气门正时；以及
目标EGR阀开度设定单元，其基于目标气门正时和目标EGR率来设定所述EGR阀的目标开度。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103348118A (zh) * 2011-02-08 2013-10-09 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
CN104100392A (zh) * 2013-04-02 2014-10-15 爱三工业株式会社 发动机的排气回流装置
CN108026840A (zh) * 2015-09-18 2018-05-11 日产自动车株式会社 内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法
CN108026841A (zh) * 2015-09-18 2018-05-11 日产自动车株式会社 内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006025927B3 (de) * 2006-06-02 2008-01-03 Siemens Ag Brennkraftmaschine und zugehöriges Betriebsverfahren
JP5169934B2 (ja) * 2009-03-24 2013-03-27 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
CN101871400B (zh) * 2009-04-22 2013-07-10 通用汽车环球科技运作公司 用于协调式转矩控制的转矩储备和排放控制系统
JP5246451B2 (ja) * 2010-06-07 2013-07-24 三菱自動車工業株式会社 車両の出力制御装置
US9151240B2 (en) * 2011-04-11 2015-10-06 GM Global Technology Operations LLC Control system and method for a homogeneous charge compression ignition (HCCI) engine
US8985088B2 (en) * 2012-07-31 2015-03-24 General Electric Company Systems and methods for controlling exhaust gas recirculation
US10030617B2 (en) 2011-05-23 2018-07-24 General Electric Company Systems and methods for engine control
US9631569B2 (en) 2014-08-04 2017-04-25 General Electric Company System and method for controlling operation of an engine
EP2623753A3 (en) * 2012-01-31 2015-09-16 International Engine Intellectual Property Company, LLC NOx control
FR2989114B1 (fr) * 2012-04-04 2014-04-18 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de controle d'un moteur a combustion interne, systeme pour la mise en œuvre du procede et vehicule automobile equipe d'un tel systeme
RU2601323C2 (ru) 2012-07-25 2016-11-10 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Управляющее устройство для двигателей с наддувом
US9534547B2 (en) * 2012-09-13 2017-01-03 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods
US9599049B2 (en) 2014-06-19 2017-03-21 GM Global Technology Operations LLC Engine speed control systems and methods
US9347381B2 (en) 2014-03-26 2016-05-24 GM Global Technology Operations LLC Model predictive control systems and methods for internal combustion engines
US9863345B2 (en) 2012-11-27 2018-01-09 GM Global Technology Operations LLC System and method for adjusting weighting values assigned to errors in target actuator values of an engine when controlling the engine using model predictive control
US9765703B2 (en) 2013-04-23 2017-09-19 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods using model predictive control
US9784198B2 (en) 2015-02-12 2017-10-10 GM Global Technology Operations LLC Model predictive control systems and methods for increasing computational efficiency
US9541019B2 (en) 2014-03-26 2017-01-10 GM Global Technology Operations LLC Estimation systems and methods with model predictive control
US9388758B2 (en) 2014-03-26 2016-07-12 GM Global Technology Operations LLC Model predictive control systems and methods for future torque changes
US9334815B2 (en) 2014-03-26 2016-05-10 GM Global Technology Operations LLC System and method for improving the response time of an engine using model predictive control
US9587573B2 (en) 2014-03-26 2017-03-07 GM Global Technology Operations LLC Catalyst light off transitions in a gasoline engine using model predictive control
US9714616B2 (en) 2014-03-26 2017-07-25 GM Global Technology Operations LLC Non-model predictive control to model predictive control transitions
US9605615B2 (en) 2015-02-12 2017-03-28 GM Global Technology Operations LLC Model Predictive control systems and methods for increasing computational efficiency
US9376965B2 (en) 2013-04-23 2016-06-28 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods using model predictive control
US9528453B2 (en) 2014-11-07 2016-12-27 GM Global Technologies Operations LLC Throttle control systems and methods based on pressure ratio
US9920697B2 (en) 2014-03-26 2018-03-20 GM Global Technology Operations LLC Engine control systems and methods for future torque request increases
US9435274B2 (en) 2014-03-26 2016-09-06 GM Global Technology Operations LLC System and method for managing the period of a control loop for controlling an engine using model predictive control
US9328671B2 (en) 2013-04-23 2016-05-03 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods using model predictive control
US9382865B2 (en) 2014-03-26 2016-07-05 GM Global Technology Operations LLC Diagnostic systems and methods using model predictive control
US9797318B2 (en) 2013-08-02 2017-10-24 GM Global Technology Operations LLC Calibration systems and methods for model predictive controllers
US9378594B2 (en) 2014-03-26 2016-06-28 GM Global Technology Operations LLC Fault diagnostic systems and methods for model predictive control
US9388754B2 (en) 2014-03-26 2016-07-12 GM Global Technology Operations LLC Artificial output reference for model predictive control
US9429085B2 (en) * 2013-04-23 2016-08-30 GM Global Technology Operations LLC Airflow control systems and methods using model predictive control
US9732688B2 (en) 2014-03-26 2017-08-15 GM Global Technology Operations LLC System and method for increasing the temperature of a catalyst when an engine is started using model predictive control
US9228512B2 (en) * 2013-10-01 2016-01-05 Fca Us Llc EGR flow metering systems and methods
US9664124B2 (en) * 2013-11-11 2017-05-30 Fca Us Llc Techniques for coordinated variable valve timing and electronic throttle control
JP6311363B2 (ja) * 2014-03-07 2018-04-18 株式会社デンソー 内燃機関の制御装置
US9932918B2 (en) * 2014-11-21 2018-04-03 Gm Global Technology Operations, Llc Method of feedforward turbocharger control for boosted engines with multi-route EGR
US9796372B2 (en) * 2015-10-28 2017-10-24 GM Global Technology Operations LLC Powertrain and control method with selective pursuit of optimal torque targets
US9938908B2 (en) 2016-06-14 2018-04-10 GM Global Technology Operations LLC System and method for predicting a pedal position based on driver behavior and controlling one or more engine actuators based on the predicted pedal position
US9789876B1 (en) 2016-06-16 2017-10-17 GM Global Technology Operations LLC Axle torque control system for a motor vehicle
KR102394546B1 (ko) * 2016-12-14 2022-05-04 현대자동차 주식회사 차량의 엔진 제어 장치 및 방법
US10125712B2 (en) 2017-02-17 2018-11-13 GM Global Technology Operations LLC Torque security of MPC-based powertrain control
US10119481B2 (en) 2017-03-22 2018-11-06 GM Global Technology Operations LLC Coordination of torque interventions in MPC-based powertrain control
US10399574B2 (en) 2017-09-07 2019-09-03 GM Global Technology Operations LLC Fuel economy optimization using air-per-cylinder (APC) in MPC-based powertrain control
US10358140B2 (en) 2017-09-29 2019-07-23 GM Global Technology Operations LLC Linearized model based powertrain MPC
US10619586B2 (en) 2018-03-27 2020-04-14 GM Global Technology Operations LLC Consolidation of constraints in model predictive control
US10661804B2 (en) 2018-04-10 2020-05-26 GM Global Technology Operations LLC Shift management in model predictive based propulsion system control
FR3089562B1 (fr) * 2018-12-07 2020-11-13 Renault Sas Procédé de commande d’un moteur à combustion interne suralimenté
US10859159B2 (en) 2019-02-11 2020-12-08 GM Global Technology Operations LLC Model predictive control of torque converter clutch slip
US11312208B2 (en) 2019-08-26 2022-04-26 GM Global Technology Operations LLC Active thermal management system and method for flow control
US11008921B1 (en) 2019-11-06 2021-05-18 GM Global Technology Operations LLC Selective catalytic reduction device control

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1245810A2 (en) * 2001-03-30 2002-10-02 Nissan Motor Co., Ltd. Method and system for controlling an engine with enhanced torque control

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3605221B2 (ja) * 1996-03-19 2004-12-22 株式会社日立製作所 内燃機関の制御装置
DE19850581C1 (de) * 1998-11-03 2000-02-10 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Drehmoments einer Brennkraftmaschine mit Benzindirekteinspritzung
US20020014359A1 (en) * 2000-07-21 2002-02-07 Schooler Stuart D. Autocycle
US6715476B2 (en) * 2002-04-12 2004-04-06 Ford Global Technologies Llc System and method for exhaust gas recirculation control
JP2004346862A (ja) 2003-05-23 2004-12-09 Toyota Motor Corp 内燃機関
US7363906B2 (en) * 2005-09-30 2008-04-29 Honda Motor Co., Ltd. Control system for internal combustion engine
EP1770265A3 (en) * 2005-09-30 2011-02-23 Honda Motor Co., Ltd. EGR control system for internal combustion engine
JP4382023B2 (ja) 2005-09-30 2009-12-09 本田技研工業株式会社 内燃機関のｅｇｒ制御装置
JP2007100528A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
US9002550B2 (en) * 2007-07-02 2015-04-07 GM Global Technology Operations LLC Use of torque model at virtual engine conditions

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1245810A2 (en) * 2001-03-30 2002-10-02 Nissan Motor Co., Ltd. Method and system for controlling an engine with enhanced torque control

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103348118A (zh) * 2011-02-08 2013-10-09 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
CN104100392A (zh) * 2013-04-02 2014-10-15 爱三工业株式会社 发动机的排气回流装置
CN108026840A (zh) * 2015-09-18 2018-05-11 日产自动车株式会社 内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法
CN108026841A (zh) * 2015-09-18 2018-05-11 日产自动车株式会社 内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法
CN108026841B (zh) * 2015-09-18 2021-04-13 日产自动车株式会社 内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法
CN108026840B (zh) * 2015-09-18 2021-05-18 日产自动车株式会社 内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法

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US20100211294A1 (en) 2010-08-19
JP4251228B2 (ja) 2009-04-08

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