CN102959208B - 内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

引擎系统(1)具有将引擎的吸气阀(22)和排气阀(23)的开关阀的相位变更至目标相位的电动VVT机构(26)和油压VVT机构(27)、调节从排气侧到吸气侧的排气的回流量的EGR阀(162)、以及控制涡轮增压器(14)的增压效率的可变喷嘴叶片机构(141)，并且具有对EGR阀(162)、可变喷嘴叶片机构(141)进行F/B控制并对电动VVT机构(26)和油压VVT机构(27)进行F/F控制的引擎(100)。引擎ECU(10)基于引擎(100)的运转状态改变电动VVT机构(26)和油压VVT机构(27)的目标相位，并且执行根据EGR阀(162)、可变喷嘴叶片机构(141)的F/B控制的收敛状态来限制目标相位的变化率的F/F控制。

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。
背景技术
以往，已知执行以下反馈控制(以下，简单记作F/B控制)：控制对内燃机的燃烧带来影响的物理量，使其接近与运转状态对应的恰当的值(目标值)。作为执行内燃机的F/B控制的项目可以列举：例如节流阀的开度、增压器(涡轮增压器)的增压效率、排气回流(EGR)装置中的EGR阀的开度、可变阀机构中的吸气阀和排气阀的开闭阀的相位。
近年来，由于响应内燃机的进一步的低燃料消耗、低排放等要求，因此需要并行执行多个项目的F/B控制。已知当并行执行多个项目的F/B控制时各个控制处理相互干扰。例如，当改变涡轮增压器的增压效率使得增压的压力接近目标值时，即便EGR阀的开度固定，EGR量也变化。另外，当改变EGR阀的开度使得EGR量接近目标值时，即便涡轮增压器的增压效率固定，增压压力也变化。如上所述，当并行执行多个项目的F/B控制时，由于各个F/B控制相互影响，因此难以使得F/B控制收敛。
作为并行执行多个项目的F/B控制的技术，专利文献1公开了以下技术：利用共用预定的同一个线性函数的应答指定型算法计算出两个控制输入的控制值，基于计算结果来执行内燃机的F/B控制，由此提高F/B控制的稳定性。
另外，专利文献2公开了其他认为与本发明具有关联性的技术。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利文献特开2005-299424号公报；
专利文献2：日本专利文献特开2004-92471号公报。
发明内容
发明要解决的问题
当增加内燃机的F/B控制中的控制输入时，由于用于避免控制处理的干扰的控制算法在乘方上复杂化，因此确认和适应所需要的时间大幅增加。一旦在确认模式不足的状态下生成控制算法，则由于在未确认的运转状态下产生控制处理的干扰而导致振荡(hunting)、过冲(overshooting)、或下冲(undershooting)，因此F/B控制可能无法收敛。如上所述，当内燃机的F/B控制项目增加时，难以实现适当的F/B控制。
另一方面，已知有以下前馈控制(以下，简单记作F/F控制)：预测使内燃机的输出产生变动的外部干扰，控制物理量以预先消除所预测的外部干扰。这样的F/F控制由于不受到内燃机的其他的控制的影响，因此通过对内燃机的F/B控制的一部分进行F/F控制，能够并行执行多个控制处理。
在这里，由于涡轮增压器的增压效率的控制对内燃机燃烧的影响程度大并且响应的偏差也大，因此希望进行F/B控制。然而，在涡轮增压器的增压效率的控制中，从物理量变化到燃烧改善为止的时滞比其他控制大。因此，当对涡轮增压器的增压效率进行F/B控制时，即便例如对其他所有的控制项目进行F/F控制，也会发生控制处理的相互干扰，由此内燃机的燃油经济性或排放变差。
本发明是鉴于上述的问题完成的，其目的在于，提供一种能够抑制多个控制处理的相互干扰的内燃机的控制装置。
用于解决问题的手段
为了达到上述的目的，本发明提供了一种内燃机的控制装置，所述内燃机包括：可变阀单元，所述可变阀单元将吸气阀和排气阀的开关阀的相位变更至目标相位；EGR阀，所述EGR阀调节从排气侧到吸气侧的排气的回流量；增压效率控制单元，所述增压效率控制单元控制增压器的增压效率；以及节流阀，所述节流阀调节吸入空气量，所述内燃机对所述EGR阀、所述增压效率控制单元、所述节流阀中的至少两个进行反馈控制，并对所述可变阀单元进行前馈控制，所述内燃机的控制装置的特征在于，所述前馈控制基于所述内燃机的运转状态改变所述可变阀单元的所述目标相位，并且根据所述EGR阀、所述增压效率控制单元、所述节流阀中的至少两个的反馈控制的收敛状态限制所述目标相位的变化率。
由可变阀单元进行的改变吸气阀和排气阀的开关阀的相位的控制的从物理量变化到改善燃烧为止的时滞比其他控制小。因此，通过执行前馈控制，能够抑制多个控制处理的相互干扰，所述前馈控制根据从物理量变化到改善燃烧为止的时滞更大的其他反馈控制的收敛状态限制可变阀单元的目标相位的变化率。
尤其是，在本发明的内燃机的控制装置中，可以是以下构成：所述内燃机对所述EGR阀和所述增压效率控制单元进行反馈控制，所述前馈控制根据所述EGR阀和所述增压效率控制单元的反馈控制的收敛状态限制所述目标相位的变化率。
由EGR阀进行的排气回流量的调节控制、以及由增压效率控制单元进行的增压效率的控制的从物理量变化到改善燃烧为止的时滞比其他控制大。因此，通过执行前馈控制，能够抑制多个控制处理的相互干扰，所述前馈控制根据EGR阀和增压效率控制单元的反馈控制的收敛状态限制可变阀单元的目标相位的变化率。
另外，在本发明的内燃机的控制装置中，可以是以下构成：所述内燃机基于增压效率反馈比例项以及增压效率反馈积分项来执行所述增压效率控制单元的反馈控制，其中，所述增压效率反馈比例项与目标增压压力和实际增压压力之间的偏差成比例地设定，所述增压效率反馈积分项是基于所述增压效率反馈比例项的控制的学习值，所述前馈控制根据所述增压效率反馈比例项、或所述增压效率反馈积分项限制所述目标相位的变化率。
由增压效率控制单元进行的增压效率的控制的从物理量变化到改善燃烧为止的时滞比其他控制大。因此，通过根据直接用于增压效率控制单元的反馈控制中的比例项或积分项来执行可变阀单元的前馈控制，能够适当地协调反馈控制和前馈控制。由此，能够抑制多个控制处理的相互干扰。
并且，在本发明的内燃机的控制装置中，可以是以下构成：所述前馈控制在所述增压效率反馈比例项大于第一阈值且所述增压效率反馈积分项小于第二阈值时禁止改变所述目标相位。
通过上述构成，能够考虑在增压效率控制单元的反馈控制初期产生的增压压力的响应延迟来执行可变阀单元的前馈控制。因此，能够更加恰当地协调增压效率控制单元的反馈控制和可变阀单元的前馈控制，从而能够抑制多个控制处理的相互干扰。
并且，在本发明的内燃机的控制装置中，可以是以下构成：所述内燃机执行根据基准开度来改变所述EGR阀的实际开度的反馈控制，所述基准开度基于目标EGR率和实际EGR率之间的偏差而变化，所述前馈控制根据目标EGR率和实际EGR率之间的偏差、或者所述EGR阀的基准开度和实际开度之间的偏差限制所述目标相位的变化率。
通过上述构成，能够恰当地协调从物理量变化到改善燃烧为止的时滞更大的EGR阀的反馈控制和可变阀单元的前馈控制。因此，能够抑制多个控制处理的相互干扰。
并且，在本发明的内燃机的控制装置中，可以是以下构成：在所述前馈控制中，所述内燃机的目标EGR率和实际EGR率之间的偏差、或者所述EGR阀的基准开度和实际开度之间的偏差越大，使所述目标相位的变化率越小。
通过上述构成，能够考虑EGR阀因个体差异或劣化所导致的响应性偏差来执行可变阀单元的前馈控制。因此，能够更加恰当地协调EGR阀的反馈控制和可变阀单元的前馈控制，从而能够抑制多个控制处理的相互干扰。
发明的效果
根据本发明，能够抑制内燃机中的多个控制处理的相互干扰。
附图说明
图1是示出实施例的引擎系统的一个构成示例的图；
图2是示出实施例的引擎的一个气缸的构成示例的剖面图；
图3示出与可变喷嘴叶片机构的F/B控制对应的电动VVT机构和油压VVT机构的F/F控制的一个例子；
图4示出基于比例项和积分项的电动VVT机构和油压VVT机构的目标相位的变化率限制图；
图5示出与EGR阀的F/B控制对应的电动VVT机构和油压VVT机构的F/F控制的一个例子；
图6示出基于EGR阀的控制偏差和开度偏差的电动VVT机构和油压VVT机构的目标相位的变化率限制图；
图7示出与可变喷嘴叶片机构和EGR阀的F/B控制对应的电动VVT机构和油压VVT机构的F/F控制的一个例子；
图8示出现有技术中的车辆加速时的引擎控制；
图9是示出引擎ECU的处理的一个例子的流程图。
具体实施方式
以下，结合附图详细说明用于实施本发明的方式。
实施例
参照附图说明本发明的实施例。图1是示出搭载有本发明的内燃机的控制装置的引擎系统1的一个构成示例的图。另外，在图1中只示出了引擎的一部分。
图1所示的引擎系统1具有作为动力源的引擎100，并且具有对引擎100的运转动作进行总括控制的引擎ECU(ElectronicControlUnit，电子控制单元)10。另外，引擎系统1在引擎100的吸气通路12上具有柴油机节流阀19。并且，引擎系统1在引擎100的排气岐管13的下游侧具有涡轮增压器14，并且具有控制涡轮增压器14的增压效率的可变喷嘴叶片机构141。并且，引擎系统1具有连通引擎100的排气侧和吸气侧的EGR通路16、调节通过EGR通路16而回流的EGR量的EGR阀162。另外，引擎系统1具有改变引擎100的吸气阀22和排气阀23的阀定时的电动VVT机构26以及油压VVT机构27。
图2是示出实施例的引擎100的一个气缸的构成示例的剖面图。引擎100是安装在车辆上的四个气缸的柴油引擎，各气缸具有构成燃烧室的活塞。各燃烧室的活塞滑动自如地与引擎100的缸体嵌合，并分别经由连杆与作为输出轴部件的曲轴21连接。
引擎ECU10基于来自空气流量计44的吸入空气量、来自曲轴转角传感器41的活塞的位置等信息，确定燃料的喷射量和喷射定时并向喷射器17发送信号。喷射器17按照引擎ECU10的信号以被指示的燃料喷射量和喷射定时向燃料室内喷射燃料。由喷射器17喷射的燃料在燃料室内雾化，与随着打开吸气阀而流入燃料室内的吸入空气形成混合气体。并且，混合气体通过活塞的上升运动而在燃料室内被压缩点火，从而燃烧，在燃料室内膨胀而使得活塞下降。该下降运动经由连杆变成曲轴21的轴旋转，由此引擎100获得动力。在该情况下，引擎100不限于四个气缸的柴油引擎，能够适用多气缸的柴油引擎。另外，本实施例的引擎100是以轻油为燃料的柴油引擎，但并不限于此。
另外，引擎100是本发明的内燃机的一个构成示例。
在曲轴21的轴的附近设有曲轴转角传感器41。曲轴转角传感器41被构成为检测曲轴21的轴的旋转角度，并将检测结果发送给引擎ECU10。由此，引擎ECU10获取运转时的曲轴21的轴的转速、旋转角速度等与曲轴转角相关的信息。并且，引擎ECU10基于所获取的曲轴21的轴的转速、旋转角速度，计算出引擎转速和引擎转矩，以识别引擎100的输出。
各燃烧室设有多个吸气阀、排气阀。在图2中示出了各一个吸气阀、排气阀。在燃烧室的各吸气口分别配置有吸气阀22，并且配置有用于对吸气阀22进行开关驱动的吸气凸轮轴24。并且，在燃烧室的各排气口分别配置有排气阀23，并且配置有用于对排气阀23进行开关驱动的排气凸轮轴25。
吸气阀22和排气阀23通过吸气凸轮轴24和排气凸轮轴25的旋转而被开关，并对吸气口、排气口和燃料室进行连通/切断，所述吸气凸轮轴24和排气凸轮轴25的旋转是通过连接机构(例如定时带、定时链等)传递曲轴21的旋转而进行的。另外，吸气阀22和排气阀23的相位以曲轴转角为基准来表示。
吸气凸轮轴24具有作为可变阀机构(以下，称作VVT机构)的电动VVT机构26。该电动VVT机构26根据引擎ECU10的指示通过电动机使吸气凸轮轴24旋转。由此，吸气凸轮轴24相对于曲轴21的旋转相位变化，从而吸气阀22的阀定时变化。在该情况下，通过吸气凸轮轴转角传感器42检测出吸气凸轮轴24的旋转相位，并输出给引擎ECU10。由此，引擎ECU10能够获取吸气凸轮轴24的相位，并且能够获取吸气阀22的相位。另外，吸气凸轮轴24的相位以曲轴转角为基准来表示。
另外，电动VVT机构26是本发明的可变阀单元的一个构成示例。
排气凸轮轴25具有油压VVT机构27。该油压VVT机构27根据引擎ECU10的指示通过控油阀(以下，称作OCV)使排气凸轮轴25旋转。由此，排气凸轮轴25相对于曲轴21的旋转相位变化，从而排气阀23的阀定时变化。在该情况下，通过排气凸轮轴转角传感器43检测出排气凸轮轴25的旋转相位，并输出给引擎ECU10。由此，引擎ECU10能够获取排气凸轮轴25的相位，并且能够获取排气阀23的相位。另外，排气凸轮轴25的相位以曲轴转角为基准来表示。
另外，油压VVT机构27是本发明的可变阀单元的一个构成示例。
返回图1，引擎100具有由喷射器17、共轨18、低压燃料泵、高压燃料泵等构成的共轨式燃料喷射系统。从燃料罐通过低压燃料泵吸出的燃料通过高压燃料泵以高压喷射到共轨18中并被蓄压。
共轨18是对供应给喷射器17的高压燃料进行蓄压的容器。从高压燃料泵加压运送的燃料在共轨18内被蓄压至喷射所需的压力，并通过高压配管被供应给各燃烧室的喷射器17。另外，在共轨18中设置有轨压传感器和减压阀。在从轨压传感器输出的共轨18内部的燃烧压力超过了规定值的情况下，引擎ECU10进行指示以打开减压阀。并且，通过由减压阀排出燃料，来进行调整使得轨压始终小于等于规定值。由减压阀排出的燃料通过放泄管(reliefpipe)返回燃料罐。
在各燃烧室分别安装有喷射器17。从共轨18通过高压配管供应的燃料根据引擎ECU10的指示通过喷射器17被喷射供应给引擎气缸内的燃烧室。引擎ECU10基于来自空气流量计44的吸入空气量、来自曲轴转角传感器41的活塞的位置信息等，确定燃料的喷射量和喷射定时并向喷射器17发送信号。喷射器17按照引擎ECU10的信号，以被指示的燃料喷射量和喷射定时向燃料室内高压喷射燃料。喷射器17的泄露燃料通过放泄管返回燃料罐。在该情况下，喷射器17能够根据引擎100的规格安装在燃烧室的任意的位置。
在引擎100的各燃烧室连接有与各燃烧室连通的吸气岐管11。吸气岐管11通过吸气通路12经由空气流量计44、柴油机节流阀19、中间冷却器、涡轮增压器14的压缩机与空气净化器连接，并将从引擎100的外部取进来的吸入空气导入到各燃烧室中。
在柴油机节流阀19设置有节流阀位置传感器45。空气流量计44和节流阀位置传感器45分别检测出通过吸气通路12的吸入空气量和柴油机节流阀19的阀开度，并将检测结果发送给引擎ECU10。引擎ECU10基于发送过来的检测结果，识别导入到吸气岐管11的吸入空气量，并通过调节柴油机节流阀19的阀开度来将引擎100的运转所需要的吸入空气取入到燃烧室中。柴油机节流阀19优选的是采用利用了步进马达的线控节流阀方式，然而，也可以采用能够任意地改变柴油机节流阀19的阀开度的其他的机构。
柴油机节流阀19是本发明的节流阀的一个构成示例。
并且，在引擎100的各燃烧室连接有与各燃烧室连通的排气岐管13。排气岐管13通过排气通路15经由涡轮增压器14的排气涡轮与排气净化装置30连接，将燃烧后的排气排出到引擎100的外部。
涡轮增压器14利用排气的动能使排气涡轮旋转，压缩通过空气净化器后的吸入空气并输送给中间冷却器。被压缩的吸入空气在中间冷却器中被冷却之后被导入吸气岐管11中。
涡轮增压器14是可变喷嘴式涡轮增压器(VariableNozzleTurbo，以下，简单记作VNT)，并且在排气涡轮侧设有可变喷嘴叶片机构141。通过调节该可变喷嘴叶片机构141的开度，控制对涡轮叶轮片(turbineimpellerblade)的排气的流入角度，调节导入到吸气岐管11的吸入空气的增压压力。例如，当使可变喷嘴叶片机构141的开度更小时，由于有更多的排气流入涡轮叶轮片，因此排气的能量利用率提高，从而提高增压效率。另外，当增加可变喷嘴叶片机构141的开度时，则流入涡轮叶轮片的排气量变得更少，因此排气的能量利用率降低，增压效率降低。在该情况下，涡轮增压器14不限于VNT，只要是能够通过废气门(wastegate)调节增压压力(控制排气的能量利用率)的构成即可。
另外，涡轮增压器14是本发明的增压器的一个构成示例。另外，可变喷嘴叶片机构141是本发明的增压效率控制单元的一个构成示例。
排气净化装置30用于净化引擎100的排气，并且具有净化排气中的NOx、HC以及CO的净化催化剂31、捕获煤等粒状物质(PM)的DPF32。在该情况下，排气净化装置30也可以采用对微粒过滤器组合了NOx吸存减少催化剂的DPNR(DieselParticlateNOxReductionsystem，减少柴油的微粒和NOx的系统)。
在排气净化装置30上游侧的排气通路15上设有检测引擎100的空燃比的A/F传感器46。由此，引擎ECU10能够识别各种负荷状态下的引擎100的空燃比。
排气岐管13通过EGR通路16与吸气岐管11连通。流入EGR通路16的排气在通过EGR冷却器161冷却之后通过EGR阀162调节流量并进入吸气岐管11，并且与吸入空气一起被导入到燃烧室内。EGR阀162通过按照引擎ECU10的指示调节阀开度，将对吸气岐管11的排气的回流量调节成恰当的量。如上所述，通过将与运转状态对应的恰当的量的EGR气体回流供应给吸气岐管11，能够降低引擎100的燃烧温度，并减少NOx的排放量。
EGR阀162是本发明的EGR阀的一个构成示例。
引擎ECU10是具有进行运算处理的CPU(CentralProcessingUnit，中央处理装置)、存储程序等的ROM(ReadOnlyMemory，只读存储器)、存储数据等的RAM(RandomAccessMemory，随机存取存储器)或NVRAM(NonVolatileRAM，非易失性随机存取存储器)的计算机。引擎ECU10读入引擎100的各部所具有的多个传感器的检测结果，并基于这些检测结果总括地控制引擎100的运转动作。
尤其是，引擎ECU10进行以下F/B控制：控制对内燃机的燃烧带来影响的物理量，使其接近与运转状态对应的恰当的值(目标值)。具体来说，引擎ECU10对柴油机节流阀19、可变喷嘴叶片机构141、EGR阀162进行F/B控制。另外，引擎ECU10执行F/F控制：预测使引擎100的输出产生变动的外部干扰，控制物理量以预先消除所预测的外部干扰。具体来说，引擎ECU10对电动VVT机构26和油压VVT机构27进行F/F控制。
如上所述，通过对引擎100的F/B控制的一部分进行F/F控制，能够抑制多个控制处理发生干扰而导致的振荡(hunting)、过冲(overshooting)、或下冲(undershooting)。
并且，引擎ECU10根据可变喷嘴叶片机构141和EGR阀162的F/B控制的收敛状态来执行电动VVT机构26和油压VVT机构27的F/F控制。以下，对引擎ECU10执行的F/B控制和F/F控制进行说明。
首先，对本实施例的引擎系统1中的可变喷嘴叶片机构141的F/B控制、电动VVT机构26和油压VVT机构27的F/F控制进行说明。图3示出与可变喷嘴叶片机构141的F/B控制对应的电动VVT机构26和油压VVT机构27的F/F控制的一个例子。
引擎ECU10在车辆加速时或爬坡时等具有改变引擎100的输出的要求时，根据所要求的输出来计算出燃料喷射量、增压压力、吸气阀22和排气阀23的阀定时的目标值。然后，引擎ECU10基于所计算出的各目标值对喷射器17、可变喷嘴叶片机构141、电动VVT机构26和油压VVT机构27进行控制。
在本实施例中，通过利用了比例项(Proportinal)和积分项(Integral)的PI控制来调节可变喷嘴叶片机构141的开度，由此执行使引擎100的增压压力接近目标值的F/B控制。首先，引擎ECU10在存在改变引擎100的输出的要求时，设定与目标增压压力和实际增压压力之间的偏差成比例的比例项(以下，称作增压效率反馈比例项)。然后，引擎ECU10根据所设定的增压效率反馈比例项来调节可变喷嘴叶片机构141的开度，通过调节涡轮增压器14的增压效率来控制增压压力。引擎ECU10从控制开始每经过预定时间(例如，每8毫秒)更新增压效率反馈比例项，并根据所更新的增压效率反馈比例项来调节可变喷嘴叶片机构141的开度。在进行基于增压效率反馈比例项的控制的期间，引擎ECU10计算出基于增压效率反馈比例项的控制的学习值、即对可变喷嘴叶片机构141的开度的控制量和目标控制量的剩余偏差在时间上进行积分的积分项(以下，称作增压效率反馈积分项)。并且，当所计算出的增压效率反馈积分项大于等于预定的大小时，引擎ECU10根据增压效率反馈积分项来调节可变喷嘴叶片机构141的开度。
如上所述，在引擎100的目标增压压力和实际增压压力之间的偏差大时，通过根据增压效率反馈比例项来调节可变喷嘴叶片机构141的开度，能够使实际增压压力尽早接近目标增压压力。另外，在引擎100的目标增压压力和实际增压压力之间的偏差小时，通过根据增压效率反馈积分项来调节可变喷嘴叶片机构141的开度，能够使实际增压压力恰当地收敛到目标增压压力。
引擎ECU10与上述F/B控制并行地执行F/F控制，所述F/F控制根据增压效率反馈比例项和增压效率反馈积分项来限制电动VVT机构26和油压VVT机构27的目标相位的变化率。
另外，本实施例中的目标相位的变化率是指每预定时间的吸气阀22和排气阀23的目标相位的变化量(即，变化速度)。
引擎ECU10根据引擎100的转速和燃料喷射量来计算出吸气阀22和排气阀23的阀定时的目标值(基本目标相位)。并且，引擎ECU10将达到所计算出的基本目标相位为止的每预定时间的目标相位的变化量限制为根据增压效率反馈比例项和增压效率反馈积分项来求出的目标相位的变化量。
图4示出基于比例项和积分项的电动VVT机构26和油压VVT机构27的目标相位的变化率限制图。引擎ECU10从控制开始每经过预定时间(例如，每8毫秒)确认增压效率反馈比例项和增压效率反馈积分项。并且，引擎ECU10根据所确认的比例项和积分项来更新每预定时间(例如，8毫秒)的吸气阀22和排气阀23的目标相位的变化量(变化速度)。具体来说，引擎ECU10在增压效率反馈比例项更大时，进一步减小每预定时间的目标相位的变化量，并且在增压效率反馈积分项变得越大时，越增加每预定时间的目标相位的变化量。
返回图3，引擎ECU10根据所求出的目标相位来对电动VVT机构26和油压VVT机构27指示改变阀定时，由此将吸气阀22和排气阀23的开关阀的相位改变至目标相位。引擎ECU10每预定时间更新目标相位的变化量直至可变喷嘴叶片机构141的F/B控制收敛为止，并且将阀定时变更至基本目标相位。
引擎ECU10直到引擎100的运转结束为止反复上述的处理。
在由可变喷嘴叶片机构141进行的增压效率的控制中，其从物理量变化至燃烧改善为止的时滞比其他控制大。另一方面，在由电动VVT机构26和油压VVT机构27进行的阀定时的控制中，其从物理量变化至燃烧改善为止的时滞比其他控制小。因此，当并行执行两个控制时，由于各控制对燃烧产生影响为止的时滞的差异大，因此增压压力和压缩比之间的恰当的关系被破坏。即，可变喷嘴叶片机构141的F/B控制和电动VVT机构26和油压VVT机构27的F/F控制相互干扰，由此引擎100的排放性变差。
因此，在本实施例的引擎系统1中，根据可变喷嘴叶片机构141的F/B控制的收敛状态来执行电动VVT机构26和油压VVT机构27的F/F控制。由此，能够抑制对燃烧产生影响为止的时滞的差异大的可变喷嘴叶片机构141的F/B控制和电动VVT机构26和油压VVT机构27的F/F控制之间的相互干扰。在该情况下，通过根据直接用于可变喷嘴叶片机构141的F/B控制的比例项或积分项来执行电动VVT机构26和油压VVT机构27的F/F控制，能够恰当地协调F/B控制和F/F控制。另外，通过执行考虑了比例项和积分项两者的F/F控制，能够更加恰当地抑制由于F/B控制和F/F控制之间的相互干扰导致的振荡等。
另外，在本实施例中执行使用在可变喷嘴叶片机构141的F/B控制中的考虑了比例项和积分项两者的F/F控制，然而，也可以执行只考虑了比例项和积分项中的某一个的F/F控制。
并且，在增压效率反馈比例项大于预定的第一阈值且增压效率反馈积分项小于预定的第二阈值的期间，引擎ECU10禁止改变吸气阀22和排气阀23的目标相位。在这里，比例项的第一阈值和积分项的第二阈值是指能够判断出产生基于涡轮增压器14的增压压力的响应延迟的可能性高的阈值，并且能够适用预先通过台架试验所确认的任意的值。
在可变喷嘴叶片机构141的F/B控制的初期产生基于涡轮增压器14的增压压力的响应延迟。因此，在产生增压压力的响应延迟的期间、即在增压效率反馈比例项大于预定的第一阈值且增压效率反馈积分项小于预定的第二阈值的期间，禁止改变目标相位。由此，能够考虑在可变喷嘴叶片机构141的F/B控制初期所产生的增压压力的响应延迟来执行电动VVT机构26和油压VVT机构27的F/F控制。因此，能够更加恰当地协调F/B控制和F/F控制，由此能够抑制多个控制处理之间的相互干扰。
并且，引擎ECU10改变目标相位以使得在可变喷嘴叶片机构141的F/B控制收敛之后电动VVT机构26和油压VVT机构27的F/F控制收敛。即，改变目标相位以使得在基于涡轮增压器14的实际增压压力收敛到目标增压压力之后吸气阀22和排气阀23的相位的改变结束。
涡轮增压器14由于个体差异或劣化而存在响应性的偏差，在偏差的影响特别大的高增压压力区域存在产生由与其他控制之间的干扰导致的振荡等的可能性。因此，通过使电动VVT机构26和油压VVT机构27的F/F控制的收敛定时滞后于F/B控制，能够抑制高增压压力区域的F/B控制和F/F控制之间的相互干扰。如上所述，能够执行考虑了涡轮增压器14的由个体差异或劣化而导致的响应性的偏差的F/F控制。
如上所述，本实施例的引擎系统1执行根据使用在可变喷嘴叶片机构141的F/B控制中的比例项和积分项来限制吸气阀22和排气阀23的目标相位的变化率的F/F控制。由此，能够恰当地抑制可变喷嘴叶片机构141的F/B控制以及电动VVT机构26和油压VVT机构27的F/F控制之间的相互干扰。
接下来，对本实施例的引擎系统1中的EGR阀162的F/B控制、电动VVT机构26和油压VVT机构27的F/F控制进行说明。图5示出与EGR阀162的F/B控制对应的电动VVT机构26和油压VVT机构27的F/F控制的一个例子。
引擎ECU10在车辆加速时或爬坡时等具有改变引擎100的输出的要求时，根据所要求的输出来计算出燃料喷射量、EGR率、吸气阀22和排气阀23的阀定时的目标值。然后，引擎ECU10基于所计算出的各目标值对喷射器17、EGR阀162、电动VVT机构26和油压VVT机构27进行控制。
在本实施例中，基于EGR率的目标值(目标EGR率)和实际值(实际EGR率)之间的偏差调节EGR阀162的开度，由此执行使引擎100的EGR率靠近目标值的F/B控制。首先，引擎ECU10在存在引擎100的输出的改变要求时，基于与目标EGR率和实际EGR率之间的偏差设定EGR阀162的目标开度(以下，称作基准开度)。接着，引擎ECU10调节EGR阀162的开度使其成为所设定的基准开度，来控制EGR量。引擎ECU10在从控制开始每经过预定时间(例如，每8毫秒)根据目标EGR率和实际EGR率之间的偏差更新基准开度，并根据所更新的基准开度来调节EGR阀162的开度。
在该情况下，也可以与可变喷嘴叶片机构141的F/B控制同样地执行通过利用了比例项和积分项的PI控制来调节EGR阀162的开度的F/B控制。
引擎ECU10与上述的F/B控制并列地执行F/F控制，所述F/F控制根据EGR阀162的目标EGR率和实际EGR率之间的偏差(控制偏差)、以及基准开度和实际开度之间的偏差(开度偏差)来限制电动VVT机构26和油压VVT机构27的目标相位的变化率。
引擎ECU10根据引擎100的转速和燃料喷射量来计算出吸气阀22和排气阀23的阀定时的目标值(基本目标相位)。并且，引擎ECU10将达到所计算出的基本目标相位为止的每预定时间的目标相位的变化量限制为根据EGR阀162的控制偏差和开度偏差来求出的目标相位的变化量。
图6示出基于EGR阀162的控制偏差和开度偏差的电动VVT机构26和油压VVT机构27的目标相位的变化率限制图。引擎ECU10从控制开始每经过预定时间(例如，每8毫秒)确认EGR阀162的控制偏差和开度偏差。并且，引擎ECU10根据所确认的EGR阀162的控制偏差和开度偏差来更新每预定时间(例如，8毫秒)的吸气阀22和排气阀23的目标相位的变化量(变化速度)。具体来说，引擎ECU10在EGR阀162的控制偏差和开度偏差更大时，进一步减小每预定时间的目标相位的变化量，并且在EGR阀162的控制偏差和开度偏差变得越小时，越增加每预定时间的目标相位的变化量。
返回图5，引擎ECU10根据所求出的目标相位来对电动VVT机构26和油压VVT机构27指示改变阀定时，由此将吸气阀22和排气阀23的开关阀的相位改变至目标相位。引擎ECU10在EGR阀162的F/B控制收敛位置每预定时间更新目标相位的变化量，并且将阀定时变更至基本目标相位。
引擎ECU10直到引擎100的运转结束为止反复上述的处理。
在由EGR阀162进行的EGR率的控制中，其从物理量变化至燃烧改善为止的时滞比由电动VVT机构26和油压VVT机构27进行的阀定时的控制大。因此，当并行执行两个控制时，由于各控制对燃烧产生影响为止的时滞的差异大，因此氧浓度和压缩比之间的恰当的关系被破坏。即，EGR阀162的F/B控制、以及电动VVT机构26和油压VVT机构27的F/F控制相互干扰，由此引擎100的排放性变差。
因此，在本实施例的引擎系统1中，根据EGR阀162的F/B控制的收敛状态来执行电动VVT机构26和油压VVT机构27的F/F控制。由此，能够抑制对燃烧产生影响为止的时滞的差异大的、EGR阀162的F/B控制和电动VVT机构26和油压VVT机构27的F/F控制之间的相互干扰。
另外，EGR阀162的F/B控制的响应性延迟小于可变喷嘴叶片机构141的F/B控制的响应性延迟。并且，EGR阀162的F/B控制与可变喷嘴叶片机构141的F/B控制相比在低的增压压力区域执行。因此，EGR阀162的F/B控制和其他控制相互干扰的可能性低于可变喷嘴叶片机构141的F/B控制和其他控制相互干扰的可能性。由此，通过与EGR阀162的F/B控制的收敛匹配地使F/F控制收敛，能够恰当地协调F/B控制和F/F控制。另外，通过执行考虑了EGR阀162的控制偏差和开度偏差这两者的F/F控制，能够执行考虑了由EGR阀的个体差异或劣化导致的响应性的偏差的F/F控制。因此，能够更恰当地协调EGR阀162的F/B控制和电动VVT机构26以及油压VVT机构27的F/F控制，从而能够抑制多个控制处理的相互干扰。
另外，在本实施例中，执行考虑了EGR阀162的控制偏差和开度偏差这两者的F/F控制，然而，也可以执行只考虑了控制偏差和开度偏差中的某一个的F/F控制。
接下来，对本实施例的引擎系统1中的可变喷嘴叶片机构141、EGR阀162的F/B控制、电动VVT机构26和油压VVT机构27的F/F控制进行说明。图7示出与可变喷嘴叶片机构141和EGR阀162的F/B控制对应的电动VVT机构26和油压VVT机构27的F/F控制的一个例子。
引擎ECU10在车辆加速时或爬坡时等具有改变引擎100的输出的要求时，根据所要求的输出来计算出燃料喷射量、增压压力、EGR率、吸气阀22和排气阀23的阀定时的目标值。然后，引擎ECU10基于所计算出的各目标值对喷射器17、可变喷嘴叶片机构141、EGR阀162、电动VVT机构26和油压VVT机构27进行控制。
引擎ECU10与上述的可变喷嘴叶片机构141和EGR阀162的F/B控制并列地执行限制电动VVT机构26和油压VVT机构27的目标相位的变化率的F/F控制。另外，由于对于可变喷嘴叶片机构141和EGR阀162的F/B控制前面已经叙述，因此在这里省略其说明。
引擎ECU10根据引擎100的所要求的输出来计算出吸气阀22和排气阀23的阀定时的目标值(基本目标相位)。并且，引擎ECU10将达到所计算出的基本目标相位为止的每预定时间的目标相位的变化量限制为根据增压效率反馈比例项和增压效率反馈积分项、或者EGR阀162的控制偏差和开度偏差来求出的目标相位的变化量。
具体来说，引擎ECU10根据使用在可变喷嘴叶片机构141的F/B控制中的比例项和积分项求出目标相位的变化量(参照图4)。另外，引擎ECU10根据EGR阀162的控制偏差和开度偏差求出目标相位的变化量(参照图6)。并且，引擎ECU10将在所求出的各目标相位的变化量中更小的一个采用为吸气阀22和排气阀23的目标相位的变化率限制值(参照图7)。
引擎ECU10根据所求出的目标相位的变化率限制值对电动VVT机构26和油压VVT机构27指示阀定时的改变，由此将吸气阀22和排气阀23的开关阀的相位改变至目标相位。引擎ECU10直至可变喷嘴叶片机构141和EGR阀162的F/B控制收敛为止每预定时间更新目标相位的变化率限制值，并且将阀定时变更至基本目标相位。
引擎ECU10直到引擎100的运转结束为止反复上述的处理。
图8示出在现有技术中在车辆加速时的引擎控制。在有车辆加速要求之前，被控制成引擎的增压压力更低、氧浓度更高、燃烧室的压缩比更高。并且，当有车辆加速要求时，对可变喷嘴叶片机构、EGR阀、电动VVT机构和油压VVT机构并行地进行控制，使得引擎的增压压力更高、氧浓度更低、燃烧室的压缩比更低。在这里，一旦电动VVT机构和油压VVT机构被控制，则燃烧室的压缩比马上变化。另一方面，在从可变喷嘴叶片机构和EGR阀被控制到引擎的增压压力和氧浓度变化为止存在预定的时滞。如上所述，由于从引擎的各控制被执行到对燃烧产生影响为止的时滞存在差，因此在现有技术的引擎控制中在车辆的加速过程中产生控制处理的相互干扰，由此排放性变差。
另一方面，在本实施例的引擎系统1中，根据其他F/B控制的收敛状态对吸气阀22和排气阀23的阀定时的F/F控制进行限制，所述F/F控制的从物理量变化到燃烧改善为止的时滞比其他控制小。由此，即便并行执行到对燃烧产生影响为止的时滞不同的多个控制处理，也能够抑制控制处理相互干扰而产生振荡等。
接下来，沿着引擎ECU10的控制的流程说明引擎系统1的动作。图9是示出引擎ECU10的处理的一个例子的流程图。在本实施例的引擎系统1中，引擎ECU10执行根据可变喷嘴叶片机构141和EGR阀162的F/B控制的收敛状态限制吸气阀22和排气阀23的目标相位的变化率的F/F控制。另外，在本流程图中说明了吸气阀22的阀定时控制，对于吸气阀22的阀定时控制也是同样的。
一旦接通点火开关、引擎100启动，则引擎ECU10的控制开始，并且，在引擎100的运转中的每预定时间(例如，每8毫秒)反复进行以下的控制处理。
首先，引擎ECU10在步骤S1中根据引擎100的转速和燃料喷射量计算出吸气阀22的阀定时的目标值(基准目标相位(IVCBSE))。一旦步骤S1的处理结束，引擎ECU10就进入下一个步骤S2。
在步骤S2中，引擎ECU10根据在步骤S1计算出的吸气阀22的基本目标相位和上一次算出的目标相位(IVCTO)之间的差分求出目标相位的变化量(IVCDLT)。一旦步骤S2的处理结束，引擎ECU10就进入下一个步骤S3。
在步骤S3中，引擎ECU10从用于可变喷嘴叶片机构141的F/B控制的比例项和积分项求出目标相位的变化量(IVCVN)(参照图4)。一旦步骤S3的处理结束，引擎ECU10就进入下一个步骤S4。
在步骤S4中，引擎ECU10根据EGR阀162的F/B控制中的控制偏差和开度偏差求出目标相位的变化量(IVCEGR)(参照图6)。一旦步骤S4的处理结束，引擎ECU10就进入下一个步骤S5。
在步骤S5中，引擎ECU10判断在步骤S2中计算出的目标相位的变化量(IVCDLT)是否小于在步骤S3中求出的目标相位的变化量(IVCVN)和在步骤S4中求出的目标相位的变化量(IVCEGR)中的更小的一个。当IVCDLT不小于IVCVN、IVCEGR时(步骤S5，否)，引擎ECU10判断出有必要限制吸气阀22的目标相位的变化率，并进入步骤S7。当IVCDLT小于IVCVN、IVCEGR时(步骤S5，是)，引擎ECU10判断出没有必要限制吸气阀22的目标相位的变化率，并进入到步骤S6。
在步骤S6中，引擎ECU10将IVCDLT和IVCTO之和(即，IVCBSE)设定为吸气阀22的目标相位(IVCT)。一旦步骤S6的处理结束，引擎ECU10就进入到步骤S10。
当步骤S5的判断结果为“否”时，引擎ECU10进入步骤S7。在步骤S7中，引擎ECU10判断在步骤S3中求出的目标相位的变化量(IVCVN)是否大于在步骤S4中求出的目标相位的变化量(IVCEGR)。当IVCVN不大于IVCERG时(步骤S7，否)，引擎ECU10进入到步骤S9。当IVCVN大于IVCERG时(步骤S7，是)，引擎ECU10进入到下一个步骤S8。
在步骤S8中，引擎ECU10将IVCERT和IVCTO之和设定为吸气阀22的目标相位(IVCT)。即，将吸气阀22的目标相位的变化率限制为IVCEGR。一旦步骤S8的处理结束，引擎ECU10就进入到步骤S10。
当步骤S7的判断结果为“否”时，引擎ECU10进入到步骤S9。在步骤S9中，引擎ECU10将IVCVN和IVCTO之和设定为吸气阀22的目标相位(IVCT)。即，将吸气阀22的目标相位的变化率限制为IVCVN。一旦步骤S9的处理结束，引擎ECU10就进入到步骤S10。
一旦步骤S6、步骤S8、步骤S9的处理结束，引擎ECU10就进入到步骤S10。在步骤S10中，引擎ECU10指示电动VVT机构26以使得将吸气阀22的开关阀的相位变更至在步骤S6、步骤S8、步骤S9中的某一个中所设定的目标相位(IVCT)。一旦步骤S10的处理结束，则引擎ECU10结束控制处理。
通过执行上述的控制，能够实现考虑了到引擎100的各控制对燃烧产生影响为止的时滞的F/B控制和F/F控制。因此，能够抑制引擎100中的多个控制处理的相互干扰。
另外，引擎ECU10在步骤S3和步骤S4的处理中可以先执行某一个，也可以同时执行两者。
如上所述，本实施例的引擎系统具有：将引擎的吸气阀和排气阀的开关阀的相位变更至目标相位的电动VVT机构和油压VVT机构、调节从排气侧到吸气侧的排气的回流量的EGR阀、控制涡轮增压器的增压效率的可变喷嘴叶片机构，并且具有对EGR阀、可变喷嘴叶片机构进行F/B控制并对电动VVT机构和油压VVT机构进行F/F控制的引擎。并且，引擎ECU基于引擎的运转状态改变电动VVT机构和油压VVT机构的目标相位，并且执行根据EGR阀、可变喷嘴阀机构的F/B控制的收敛状态来限制目标相位的变化率的F/F控制。由此，能够抑制引擎中的多个控制处理的相互干扰。
另外，本实施例的引擎系统，执行根据使用在可变喷嘴叶片机构141的F/B控制中的比例项和积分项、EGR阀162的F/B控制中的控制偏差和开度偏差来限制目标相位的变化率的F/F控制。由此，能够实现考虑了到引擎的各控制对燃烧产生影响为止的时滞的F/B控制和F/F控制。
并且，本实施例的引擎系统在增压效率反馈比例项大于预定的第一阈值且增压效率反馈积分项小于预定的第二阈值时禁止改变目标相位。并且，本实施例的引擎系统执行当引擎的目标EGR率和实际EGR率之间的偏差、或者EGR阀的基准开度和实际开度之间的偏差越大时使目标相位的变化率越小的F/F控制。由此能够更加恰当地协调引擎的各F/B控制和F/F控制。
上述实施例仅仅是用于实施本发明的一个例子。因此，本发明并不限于此，在权利要求书所记载的本发明的主旨的范围内，能够进行各种变形、变更。
例如，也可以执行根据柴油机节流阀19的F/B控制的收敛状态限制吸气阀22和排气阀23的目标相位的变化率的F/F控制。另外，也可以执行根据引擎100的其他的F/B控制的收敛状态限制吸气阀22和排气阀23的目标相位的变化率的F/F控制。
标号说明
1引擎系统
10引擎ECU
14涡轮增压器(增压器)
16ERG通路
17喷射器
19柴油机节流阀
22吸气阀
23排气阀
26电动VVT机构(可变阀单元)
27油压VVT机构(可变阀单元)
100引擎
141可变阀叶片机构(增压效率控制单元)
162EGR阀(EGR阀)

Claims (6)

1.一种内燃机的控制装置，其中，所述内燃机包括：可变阀单元，所述可变阀单元将吸气阀和排气阀的开关阀的相位变更至目标相位；EGR阀，所述EGR阀调节从排气侧到吸气侧的排气的回流量；增压效率控制单元，所述增压效率控制单元控制增压器的增压效率；以及节流阀，所述节流阀调节吸入空气量，所述内燃机对所述EGR阀、所述增压效率控制单元、所述节流阀中的至少两个进行反馈控制，并对所述可变阀单元进行前馈控制，
所述内燃机的控制装置的特征在于，
所述前馈控制基于所述内燃机的运转状态改变所述可变阀单元的所述目标相位，并且根据所述EGR阀、所述增压效率控制单元、所述节流阀中的至少两个的反馈控制的收敛状态限制所述目标相位的变化率。
2.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述内燃机对所述EGR阀和所述增压效率控制单元进行反馈控制，
所述前馈控制根据所述EGR阀和所述增压效率控制单元的反馈控制的收敛状态限制所述目标相位的变化率。
3.如权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述内燃机基于增压效率反馈比例项以及增压效率反馈积分项来执行所述增压效率控制单元的反馈控制，其中，所述增压效率反馈比例项与目标增压压力和实际增压压力之间的偏差成比例地设定，所述增压效率反馈积分项是基于所述增压效率反馈比例项的控制的学习值，
所述前馈控制根据所述增压效率反馈比例项、和所述增压效率反馈积分项限制所述目标相位的变化率。
4.如权利要求3所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述前馈控制在所述增压效率反馈比例项大于第一阈值且所述增压效率反馈积分项小于第二阈值时禁止改变所述目标相位。
5.如权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述内燃机执行根据基准开度来改变所述EGR阀的实际开度的反馈控制，所述基准开度基于目标EGR率和实际EGR率之间的偏差而变化，
所述前馈控制根据目标EGR率和实际EGR率之间的偏差、或者所述EGR阀的基准开度和实际开度之间的偏差限制所述目标相位的变化率。
6.如权利要求5所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
在所述前馈控制中，所述内燃机的目标EGR率和实际EGR率之间的偏差、或者所述EGR阀的基准开度和实际开度之间的偏差越大，使所述目标相位的变化率越小。
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CN (1) CN102959208B (zh)
WO (1) WO2012153418A1 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011003095A1 (de) * 2011-01-25 2012-07-26 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zur Ermittlung der SauerstoffkonzentrationO2 in einer Gasströmung und Sauerstoffsensor zur Durchführung des Verfahrens
US8887686B2 (en) * 2011-11-14 2014-11-18 Arthur C. NUTTER Flexible computer control for an internal combustion engine with hemispherical combustion chambers
US20150159546A1 (en) * 2012-07-12 2015-06-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device of internal combustion engine equipped with turbo supercharger
US20150006032A1 (en) * 2012-09-20 2015-01-01 Tremaine Jackson Vehicle Generating System
EP2981698A1 (en) * 2013-04-05 2016-02-10 Volvo Truck Corporation Method and apparatus for controlling an engine with egr and a turbocharger
US9303595B2 (en) * 2013-08-27 2016-04-05 Deere & Company Exhaust gas recirculation cooler mount
CN103711599B (zh) * 2013-12-29 2016-06-08 潍柴动力股份有限公司 一种实现egr控制的方法及装置
JP6077483B2 (ja) * 2014-03-26 2017-02-08 本田技研工業株式会社 制御装置
JP6237654B2 (ja) * 2015-01-14 2017-11-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6461069B2 (ja) * 2016-11-22 2019-01-30 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
CN115370492B (zh) * 2022-09-26 2023-08-22 重庆长安汽车股份有限公司 一种可变气门正时系统的控制方法、装置及汽车

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1661208A (zh) * 2004-02-26 2005-08-31 日产自动车株式会社 用于内燃发动机的可变阀控制系统
JP2007085211A (ja) * 2005-09-21 2007-04-05 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
CN101466919A (zh) * 2006-06-06 2009-06-24 丰田自动车株式会社 可变气门正时设备和用于其的控制方法
CN101772630A (zh) * 2007-08-09 2010-07-07 丰田自动车株式会社 用于内燃机的控制设备和控制方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6286487B1 (en) * 1999-11-29 2001-09-11 General Motors Corporation Fuel control for a variable cam phase engine
JP2002188474A (ja) * 2000-12-15 2002-07-05 Mazda Motor Corp ターボ過給機付きディーゼルエンジンの制御装置
JP2004092471A (ja) 2002-08-30 2004-03-25 Denso Corp 内燃機関の制御装置
US6840235B2 (en) * 2002-09-19 2005-01-11 Nissan Motor Co., Ltd. Internal exhaust gas recirculation amount estimation system of internal combustion engines
JP2004285850A (ja) 2003-03-19 2004-10-14 Mitsubishi Electric Corp アクチュエータ制御装置
JP4379098B2 (ja) 2003-12-09 2009-12-09 日産自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2005214153A (ja) * 2004-02-02 2005-08-11 Nissan Diesel Motor Co Ltd 内燃機関の吸入空気量制御装置及び制御方法
JP4443985B2 (ja) 2004-04-07 2010-03-31 本田技研工業株式会社 制御装置
JP2006046084A (ja) * 2004-07-30 2006-02-16 Toyota Motor Corp 内燃機関の点火時期制御装置
US7472696B2 (en) * 2006-03-31 2009-01-06 Caterpillar Inc. Exhaust gas recirculation system with in-cylinder valve actuation
JP4778879B2 (ja) 2006-11-22 2011-09-21 本田技研工業株式会社 内燃機関の過給圧制御装置
JP4780059B2 (ja) * 2007-08-09 2011-09-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP5046015B2 (ja) * 2007-09-19 2012-10-10 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
EP2260198B1 (en) * 2008-02-22 2018-11-28 Borgwarner Inc. Controlling exhaust gas flow divided between turbocharging and exhaust gas recirculating
JP5169439B2 (ja) * 2008-04-24 2013-03-27 株式会社デンソー 内燃機関制御装置及び内燃機関制御システム
JP5152135B2 (ja) * 2008-12-19 2013-02-27 日産自動車株式会社 過給式エンジンの吸気量制御装置
JP5263047B2 (ja) * 2009-07-20 2013-08-14 株式会社デンソー 機関バルブ制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1661208A (zh) * 2004-02-26 2005-08-31 日产自动车株式会社 用于内燃发动机的可变阀控制系统
JP2007085211A (ja) * 2005-09-21 2007-04-05 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
CN101466919A (zh) * 2006-06-06 2009-06-24 丰田自动车株式会社 可变气门正时设备和用于其的控制方法
CN101772630A (zh) * 2007-08-09 2010-07-07 丰田自动车株式会社 用于内燃机的控制设备和控制方法

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