CN103080516A - 内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及内燃机的控制装置,其中,具备能够分别直接控制相互影响的第1控制量(Regr)和第2控制量(Pim)的第1控制对象(52)以及第2控制对象(35D);将第1控制量的目标值设定为目标第1控制量,并且将第2控制量的目标值设定为目标第2控制量的单元;以及将第1控制量控制成目标第1控制量,并且将第2控制量控制成目标第2控制量的单元。而且在本发明中,在考虑了第1控制对象的动作速度亦即第1动作速度(Krie、Krde)和第1控制对象对第1控制量的影响程度(Ksee)中的至少1个以及第2控制对象的动作速度亦即第2动作速度(Kriv、Krdv)和第2控制对象对第1控制量的影响程度(Ksev)中的至少1个时第1控制量能够以具有规定的追随性的方式被控制的第1控制量的目标值被设定成目标第1控制量(TRegr)。

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
在专利文献1中,公开了一种控制装置,其在具备使进入燃烧室内的气体的压力上升的增压机的内燃机中控制增压压力(即,由于增压机而上升的上述气体的压力)。在此,专利文献1所记载的增压机具有能够可变地控制增压压力的叶片。而且,通过控制该叶片的动作来将增压压力控制成目标增压压力。
然而,在通过PID控制将实际的增压压力控制成其目标值(以下将该目标值称为“目标增压压力”)的情况下,如果PID控制的微分项发生大幅变动,则叶片的动作也会发生大幅变动,因此实际的增压压力相对于目标增压压力的追随性就会恶化。因此,在专利文献1所记载的控制装置中,为了提高实际的增压压力相对于目标增压压力的追随性,基于目标增压压力和实际的增压压力来校正PID控制的微分项。
专利文献1:日本特开2009-275620号公报
专利文献2:日本特开2001-355501号公报
专利文献3:日本特开平11-13511号公报
专利文献4:日本特开2008-31951号公报
然而,如专利文献3所公开的那样,已知一种具备排气再循环装置(以下将该装置称为“EGR装置”)的内燃机,该排气再循环装置通过将从燃烧室向排气通路排出的废气导入进气通路来将该废气导入燃烧室。而且,该EGR装置具有能够可变地控制被该EGR装置导入进气通路的废气的量的控制阀(以下将该控制阀称为“EGR控制阀”)。
在具备这种EGR装置和专利文献1所记载的增压机的内燃机中,能够通过控制EGR控制阀的动作来控制导入进气通路的废气的量(以下将该废气的量称为“EGR气体量”),并且能够通过控制叶片的动作来控制增压压力。在此,EGR气体量颇为影响增压压力,另外增压压力会影响EGR气体量。因此,在设定EGR气体量的目标值(以下将该目标值称为“目标EGR气体量”)的情况下,如果不考虑增压压力对EGR气体量的影响地设定目标EGR气体量,则存在EGR气体量不会以具有想要的充分的追随性的方式被控制成目标EGR气体量的可能性。当然,在设定目标增压压力的情况下,如果不考虑EGR气体量对增压压力的影响地设定目标增压压力,则也会存在增压压力不以具有想要的充分的追随性的方式被控制成目标增压压力的可能性。
即,在具备控制相互影响的EGR气体量和增压压力的EGR装置和增压机的内燃机中,在设定EGR装置直接控制的EGR气体量的目标值(即,目标EGR气体量)和增压机直接控制的增压压力的目标值(即,目标增压压力)的情况下,如果不考虑增压压力对EGR气体量的影响地设定目标EGR气体量,或者不考虑EGR气体量对增压压力的影响地设定目标增压压力,则存在EGR气体量或者增压压力不会以具有充分的追随性的方式被控制成目标EGR气体量或者目标增压压力的可能性。
而且,这种情况广义上,在具备控制相互影响的控制量的彼此不同的控制对象的内燃机中,设定各控制对象各自直接控制的控制量的目标值(以下将该目标值称为“目标控制量”)的情况中也存在。
发明内容
因此,本发明的目的在于在具备控制相互影响的控制量的彼此不同的控制对象的内燃机中,以具有充分的追随性的方式将各控制对象直接控制的控制量控制成各自对应的目标控制量。
本申请的第一发明涉及内燃机的控制装置,该内燃机的控制装置具备能够分别直接控制相互影响的不同的两个控制量亦即第1控制量和第2控制量的不同的两个控制对象作为第1控制对象以及第2控制对象,该控制装置具备:将第1控制量的目标值设定为目标第1控制量,并且将第2控制量的目标值设定为目标第2控制量的目标值设定单元;通过控制第1控制对象的动作状态来将第1控制量控制成目标第1控制量,并且通过控制第2控制对象的动作状态来将第2控制量控制成目标第2控制量的控制量控制单元。
而且,在本发明中,当考虑了所述控制量控制单元将用于变更第1控制对象的动作状态的指令给予该第1控制对象时的该第1控制对象的动作速度亦即第1动作速度、和第1控制对象的动作状态的变更对第1控制量的影响的程度亦即第1控制对象对第1控制量的影响程度中的至少1个,和所述控制量控制单元将用于变更第2控制对象的动作状态的指令给予该第2控制对象时的该第2控制对象的动作速度亦即第2动作速度、和第2控制对象的动作状态的变更对第1控制量的影响的程度亦即第2控制对象对第1控制量的影响程度中的至少1个时第1控制量能够以具有规定的追随性的方式被控制的第1控制量的目标值被设定成目标第1控制量。
根据本发明,能够得到以下的效果。即,在想要将第1控制量控制成目标第1控制量而使第1控制量变化时,第1控制对象的动作状态被变更。而且,作为第1控制对象的动作状态的变更量应该作为目标的变更量(以下将该变更量称为“目标变更量”)一般地,被设定成当前的第1控制量相对于目标第1控制量的偏差所对应的量。在此,如果第1控制对象的动作速度迅速,则能够在短时间内使第1控制对象的动作状态变更该目标变更量,因此能够使第1控制量以具有充分的追随性的方式到达目标第1控制量。另外,如果第1控制对象对第1控制量的影响程度大,则能够以小的第1控制对象的动作状态的变更量来使第1控制量到达目标第1控制量。即,如果第1控制对象对第1控制量的影响程度大,则结果能够在短时间内使第1控制对象的动作状态变更目标变更量,因此能够使第1控制量以具有充分的追随性的方式到达目标第1控制量。
另一方面,如果第1控制对象的动作速度迟缓或者第1控制对象对第1控制量的影响程度小,则无法在短时间内使第1控制对象的动作状态变更目标变更量,因此无法使第1控制量以具有充分的追随性的方式到达目标第1控制量。而且,如果反复这种第1控制量的控制,则结果会产生第1控制量大幅偏离优选的第1控制量的状态。而且,第1控制量是应该被控制的控制量,因此也可以说第1控制量很多是为了使内燃机发挥所要求的特定性能而应该被控制的控制量。因此,如果产生第1控制量大幅偏离优选的第1控制量的状态,则无法使内燃机发挥上述特定性能。
因此,在想要将第1控制量控制成目标第1控制量而使第1控制量发生变化的情况下,为了设定第1控制量能够以具有充分的追随性的方式到达的目标第1控制量,重要之处在于考虑第1控制对象的动作速度和第1控制对象对第1控制量的影响程度中的至少1个。
而且,除此之外,第1控制量和第2控制量是相互影响的控制量。因此,能够直接控制第2控制量的第2控制对象的动作状态也会影响第1控制量。因此,出于与上述说明的理由相同的理由,为了设定第1控制量能够以具有充分的追随性的方式到达的目标第1控制量,重要之处在于考虑第2控制对象的动作速度和第2控制对象对第1控制量的影响程度中的至少1个。
在此,在本发明中,作为影响第1控制量相对于目标第1控制量的追随性的参数,不仅考虑第1控制对象的动作速度和第1控制对象对第1控制量的影响程度中的至少1个,作为同样地影响第1控制量相对于目标第1控制量的追随性的参数,考虑虽然无法直接控制第1控制量但是会对第1控制量造成影响的第2控制对象的动作速度和第2控制对象对第1控制量的影响程度中的至少1个来设定第1控制量能够以具有充分的追随性的方式到达的目标第1控制量,将第1控制量控制成该目标第1控制量。因此,根据本发明,能够得到第1控制量被以具有充分的追随性的方式控制成目标第1控制量这样的效果。另外,其结果,至少第1控制量不会大幅偏离优选的第1控制量,因此能够得到能够使内燃机发挥上述特定性能这样的效果。
另外,在本申请的第二发明中,基于上述第一发明,将按照第1控制量增大的方式来变更第1控制对象的动作状态时的所述第1动作速度称为第1增大动作速度,将按照第1控制量减少的方式来变更第1控制对象的动作状态时的所述第1动作速度称为第1减少动作速度时,在为了将第1控制量控制成目标第1控制量而按照第1控制量增大的方式来变更第1控制对象的动作状态时的所述第1动作速度被考虑进目标第1控制量的设定中的情况下,作为该第1动作速度,所述第1增大动作速度被考虑进目标第1控制量的设定。
另一方面,在本发明中,在为了将第1控制量控制成目标第1控制量而按照第1控制量减少的方式来变更第1控制对象的动作状态时的所述第1动作速度被考虑进目标第1控制量的设定的情况下,作为该第1动作速度,所述第1减少动作速度被考虑进目标第1控制量的设定。
根据本发明,能够得到以下效果。即,在按照第1控制量增大的方式来变更第1控制对象的动作状态时的第1控制对象的动作速度(即,第1增大动作速度)和按照第1控制量减少的方式来变更第1控制对象的动作状态时的第1控制对象的动作速度(即,第1减少动作速度)有时会相互不同。在此,在本发明中,在按照第1控制量增大的方式来变更第1控制对象的动作状态时的第1控制对象的动作速度被考虑进目标第1控制量的设定的情况下,考虑第1增大动作速度来设定目标第1控制量,在按照第1控制量减少的方式来变更第1控制对象的动作状态时的第1控制对象的动作速度被考虑进目标第1控制量的设定的情况下,考虑第1减少动作速度来设定目标第1控制量。因此,能够得到更可靠地使第1控制量以具有充分的追随性的方式被控制成目标第1控制量这样的效果。
另外,在本申请的第三发明中,基于上述第一或者第二发明,将按照第2控制量增大的方式来变更第2控制对象的动作状态时的所述第2动作速度称为第2增大动作速度,将按照第2控制量减少的方式来变更第2控制对象的动作状态时的所述第2动作速度称为第2减少动作速度时,为了将第2控制量控制成目标第2控制量而按照第2控制量增大的方式来变更第2控制对象的动作状态时的所述第2动作速度被考虑进目标第1控制量的设定的情况下,作为该第2动作速度,所述第2增大动作速度被考虑进目标第1控制量的设定。
另一方面,在本发明中,在为了将第2控制量控制成目标第2控制量而按照第2控制量减少的方式来变更第2控制对象的动作状态时的所述第2动作速度被考虑进目标第1控制量的设定的情况下,作为该第2动作速度,所述第2减少动作速度被考虑进目标第1控制量的设定。
根据本发明,能够得到以下效果。即,按照第2控制量增大的方式来变更第2控制对象的动作状态时的第2控制对象的动作速度(即,第2增大动作速度)和按照第2控制量减少的方式来变更第2控制对象的动作状态时的第2控制对象的动作速度(即,第2减少动作速度)有时会相互不同。在此,在本发明中,按照第2控制量增大的方式来变更第2控制对象的动作状态时的第2控制对象的动作速度被考虑进目标第1控制量的设定的情况下,考虑第2增大动作速度来设定目标第1控制量,在按照第2控制量减少的方式来变更第2控制对象的动作状态时的第2控制对象的动作速度被考虑进目标第1控制量的设定的情况下,考虑第2减少动作速度来设定目标第1控制量。因此,能够得到更可靠地使第1控制量以具有充分的追随性的方式被控制成目标第1控制量这样的效果。
另外,在本申请的第四发明中,基于上述第一~第三发明中的任一项,内燃机的运转状态处于稳定运转状态时与该内燃机的运转状态对应的第1控制量的目标值被设定成目标第1稳定控制量。
而且,在本发明中,基于所述第1动作速度和第1控制对象对所述第1控制量的影响程度中的至少1个,以及所述第2动作速度和第2控制对象对所述第1控制量的影响程度中的至少1个,算出对假定当前的内燃机的运转状态是稳定运转状态时将当前的第1控制量控制成根据当前的内燃机的运转状态而设定的目标第1稳定控制量时当前的第1控制量以具有所述规定的追随性的方式被控制成目标第1稳定控制量的可能性进行表示的指标作为第1追随指标,通过与该第1追随指标对应地设定目标第1控制量,所述第1动作速度和第1控制对象对所述第1控制量的影响程度中的至少1个、以及所述第2动作速度和第2控制对象对所述第1控制量的影响程度中的至少1个被考虑进目标第1控制量的设定。
根据本发明,能够得到以下效果。即,当内燃机的运转状态从某个状态向其他不同的状态转移时,会需要使第1控制量发生变化。此时,最终应该到达的第1控制量的目标值是内燃机的运转状态在上述其他的不同的状态下成为稳定运转状态时的第1控制量的目标值,即目标第1稳定控制量。在此,在本发明中,在内燃机的运转状态转移到稳定运转状态为止的期间的目标第1控制量的设定中,以当前的第1控制量相对于目标第1稳定控制量的偏差的形式来考虑目标第1稳定控制量。因此,根据本发明,能够得到在内燃机的运转状态向稳定运转状态转移时第1控制量被迅速地控制成目标第1稳定控制量这样的效果。
另外,在本申请的第五发明中,基于上述第四发明,算出假定当前的内燃机的运转状态是稳定运转状态时当前的第1控制量相对于根据当前的内燃机的运转状态而设定的目标第1稳定控制量的偏差作为第1控制量偏差。而且,算出根据所述第1追随指标来对该第1控制量偏差修正后的值作为第1控制量修正偏差。而且,通过将该第1控制量修正偏差加到当前的第1控制量后的值被设定成目标第1控制量,所述第1动作速度和第1控制对象对所述第1控制量的影响程度中的至少1个、以及所述第2动作速度和第2控制对象对所述第1控制量的影响程度中的至少1个被考虑进目标第1控制量的设定。
根据本发明,能够得到以下效果。即,如同与第四发明相关联地说明了的那样,当内燃机的运转状态从某个状态向其他状态转移时,最终应该到达的第1控制量的目标值是目标第1稳定控制量。而且,在本发明中,在内燃机的运转状态转移到稳定运转状态为止的期间的目标第1控制量的设定中,以当前的第1控制量相对于目标第1稳定控制量的偏差的形式将目标第1稳定控制量直接反映给当前的第1控制量。因此,根据本发明,能够得到内燃机的运转状态向稳定运转状态转移时第1控制量被迅速地控制成目标第1稳定控制量这样的效果。
另外,在本申请的第六发明中,基于上述第五发明,在所述第1控制量偏差小于预先设定的值时,将该第1控制量偏差加上当前的第1控制量后的值被设定成目标第1控制量。
根据本发明,能够得到以下效果。即,在第1控制量偏差小于预先设定的值的情况下,为了使第1控制量到达目标第1稳定控制量,至少也可以减少第1控制对象(或者第2控制对象)的动作状态的变更。因此,该情况下,即使将目标第1稳定控制量设定为目标第1控制量,也能够使第1控制量以具有充分的追随性的方式到达目标第1控制量。在本发明中,在第1控制量偏差小于预先设定的值时将第1控制量偏差加上当前的第1控制量后的值,即目标第1稳定控制量被设定为目标第1控制量。因此,根据本发明,能够得到在内燃机的运转状态向稳定运转状态转移时,更迅速地将第1控制量控制成目标第1稳定控制量这样的效果。
另外,在本申请的第七发明中,基于上述第一~第六发明中的任一项,在考虑了所述第1动作速度和第1控制对象的动作状态的变更给予第2控制量的影响的程度亦即第1控制对象对第2控制量的影响程度中的至少1个,以及所述第2动作速度和第2控制对象的动作状态的变更给予第2控制量的影响的程度亦即第2控制对象对第2控制量的影响程度中的至少1个时第2控制量能够以具有规定的追随性的方式被控制的第2控制量的目标值被设定为目标第2控制量。
根据本发明,能够得到以下效果。即,出于与第一发明相关联地说明了的理由同样的理由,在想要将第2控制量控制成目标第2控制量而使第2控制量变化的情况下,为了设定第2控制量能够以具有充分的追随性的方式到达的目标第2控制量,重要之处在于考虑第2控制对象的动作速度和第2控制对象对第2控制量的影响程度中的至少1个。
而且,除此之外,出于与第一发明相关联地说明了的理由同样的理由,为了设定第2控制量能够以具有充分的追随性的方式到达的目标第2控制量,重要之处在于考虑第1控制对象的动作速度和第1控制对象对第2控制量的影响程度中的至少1个。
在此,在本发明中,作为影响第2控制量相对于目标第2控制量的追随性的参数,不仅考虑第2控制对象的动作速度和第2控制对象对第2控制量的影响程度中的至少1个,作为同样地影响第2控制量相对于目标第2控制量的追随性的参数,考虑第1控制对象的动作速度和第1控制对象对第2控制量的影响程度中的至少1个来设定第2控制量能够以具有充分的追随性的方式到达的目标第2控制量,将第2控制量控制成该目标第2控制量。因此,根据本发明,除了根据第一发明得到的效果之外,还能够得到第2控制量也以具有充分的追随性的方式被控制成目标第2控制量这样的效果。另外,其结果,至少第2控制量不大幅偏离优选的第2控制量,因此能够得到能够发挥第2控制量有助于内燃机的特定性能这样的效果。
另外,在本申请的第八发明中,基于上述第七发明,将按照第2控制量增大的方式来变更第2控制对象的动作状态时的所述第2动作速度称为第2增大动作速度,将按照第2控制量减少的方式来变更第2控制对象的动作状态时的所述第2动作速度称为第2减少动作速度时,在为了将第2控制量控制成目标第2控制量而按照第2控制量增大的方式来变更第2控制对象的动作状态时所述第2动作速度被考虑进目标第2控制量的设定的情况下,作为该第2动作速度,所述第2增大动作速度被考虑进目标第2控制量的设定。
另一方面,在本发明中,为了将第2控制量控制成目标第2控制量而按照第2控制量减少的方式来变更第2控制对象的动作状态时所述第2动作速度被考虑进目标第2控制量的设定的情况下,作为该第2动作速度,所述第2减少动作速度被考虑进目标第2控制量的设定。
根据本发明,能够得到以下效果。即,如与第三发明相关联地说明了的那样,第2增大动作速度和第2减少动作速度有时会相互不同。在此,在本发明中,按照第2控制量增大的方式来变更第2控制对象的动作状态时的第2控制对象的动作速度被考虑进目标第2控制量的设定的情况下,考虑第2增大动作速度来设定目标第2控制量,按照第2控制量减少的方式来变更第2控制对象的动作状态时的第2控制对象的动作速度被考虑进目标第2控制量的设定的情况下,考虑第2减少动作速度来设定目标第2控制量。因此,能够得到更可靠地使第2控制量以具有充分的追随性的方式被控制成目标第2控制量这样的效果。
另外,在本申请的第九发明中,基于上述第七或者第八发明,将按照第1控制量增大的方式来变更第1控制对象的动作状态时的所述第1动作速度称为第1增大动作速度,将按照第1控制量减少的方式来变更第1控制对象的动作状态时的所述第1动作速度称为第1减少动作速度时,为了将第1控制量控制成目标第1控制量而按照第1控制量增大的方式来变更第1控制对象的动作状态时的所述第1动作速度被考虑进目标第2控制量的设定的情况下,作为该第1动作速度,所述第1增大动作速度被考虑进目标第2控制量的设定。
另一方面,在本发明中,为了将第1控制量控制成目标第1控制量而按照第1控制量减少的方式来变更第1控制对象的动作状态时的所述第1动作速度被考虑进目标第2控制量的设定的情况下,作为该第1动作速度,所述第1减少动作速度被考虑进目标第2控制量的设定。
根据本发明,能够得到以下效果。即,如同与第二发明相关联地说明了的那样,第1增大动作速度和第1减少动作速度有时会相互不同。在此,在本发明中,按照第1控制量增大的方式来变更第1控制对象的动作状态时的第1控制对象的动作速度被考虑进目标第2控制量的设定的情况下,考虑第1增大动作速度来设定目标第2控制量,按照第1控制量减少的方式来变更第1控制对象的动作状态时的第1控制对象的动作速度被考虑进目标第2控制量的设定的情况下,考虑第1减少动作速度来设定目标第2控制量。因此,能够得到更可靠地使第2控制量以具有充分的追随性的方式被控制成目标第2控制量这样的效果。
另外,在本申请的第十发明中,基于上述第七~第九发明中的任一项,在内燃机的运转状态处于稳定运转状态时与该内燃机的运转状态对应的第2控制量的目标值被设定为目标第2稳定控制量。
而且,在本发明中,基于所述第1动作速度和第1控制对象对所述第2控制量的影响程度中的至少1个、以及所述第2动作速度和第2控制对象对所述第2控制量的影响程度中的至少1个,算出对假定当前的内燃机的运转状态是稳定运转状态时将当前的第2控制量控制成根据当前的内燃机的运转状态而设定的目标第2稳定控制量时当前的第2控制量以具有所述规定的追随性的方式被控制成目标第2稳定控制量的可能性进行表示的指标作为第2追随指标,通过根据该第2追随指标来设定目标第2控制量,所述第1动作速度和第1控制对象对所述第2控制量的影响程度中的至少1个、以及所述第2动作速度和第2控制对象对所述第2控制量的影响程度中的至少1个被考虑进目标第2控制量的设定。
根据本发明,能够得到以下效果。即,在内燃机的运转状态从某个状态向其他不同的状态转移时,需要使第2控制量发生变化。此时,最终应该到达的第2控制量的目标值是内燃机的运转状态在上述其他不同的状态下成为稳定运转状态时的第2控制量的目标值,即目标第2稳定控制量。在此,在本发明中,在内燃机的运转状态转移到稳定运转状态为止的期间的目标第2控制量的设定中,以当前的第2控制量相对于目标第2稳定控制量的偏差的形式来考虑目标第2稳定控制量。因此,根据本发明,能够得到内燃机的运转状态向稳定运转状态转移时第2控制量被迅速地控制成目标第2稳定控制量这样的效果。
另外,在第十一发明中,基于上述第十发明,算出假定当前的内燃机的运转状态是稳定运转状态时当前的第2控制量相对于根据当前的内燃机的运转状态而设定的目标第2稳定控制量的偏差作为第2控制量偏差。而且,算出根据所述第2追随指标来修正该第2控制量偏差后的值作为第2控制量修正偏差。而且,将该第2控制量修正偏差加上当前的第2控制量后的值被设定为目标第2控制量,由此所述第1动作速度和第1控制对象对所述第2控制量的影响程度中的至少1个,以及所述第2动作速度和第2控制对象对所述第2控制量的影响程度中的至少1个被考虑进目标第2控制量的设定。
根据本发明,能够得到以下效果。即,如同与第十发明相关联地说明了的那样,当内燃机的运转状态从某个状态向其他状态转移时,最终应该到达的第2控制量的目标值是目标第2稳定控制量。而且,在本发明中,在内燃机的运转状态转移到稳定运转状态为止的期间的目标第2控制量的设定中,以当前的第2控制量相对于目标第2稳定控制量的偏差的形式在当前的第2控制量中直接反映目标第2稳定控制量。因此,根据本发明,能够得到在内燃机的运转状态向稳定运转状态转移时,第2控制量被迅速地控制成目标第2稳定控制量这样的效果。
另外,在本申请的第十二发明中,基于上述第十一发明,在所述第2控制量偏差小于预先设定的值时,将该第2控制量偏差加上当前的第2控制量后的值被设定为目标第2控制量。
根据本发明,能够得到以下效果。即,在第2控制量偏差小于预先设定的值的情况下,为了使第2控制量到达目标第2稳定控制量,至少可以减少第2控制对象(或者,第1控制对象)的动作状态的变更。因此,该情况下,即使将目标第2稳定控制量设定成目标第2控制量,也能够使第2控制量以具有充分的追随性的方式到达目标第2控制量。在本发明中,在第2控制量偏差小于预先设定的值时将第2控制量偏差加上当前的第2控制量后的值,即目标第2稳定控制量设定为目标第1控制量。因此,根据本发明,能够得到内燃机的运转状态向稳定运转状态转移时,更迅速地将第2控制量控制成目标第2稳定控制量这样的效果。
附图说明
图1是应用了本发明的控制装置的内燃机的整体图。
图2是表示如图1所示的内燃机的增压机的排气涡轮的内部的图。
图3的(A)是表示基于内燃机转速N和内燃机负载L来取得目标稳定增压压力TPims所用的映射的图,图3的(B)是表示基于内燃机转速N和内燃机负载L来取得目标稳定氧浓度TO2s所用的映射的图。
图4的(A)表示基于EGR率控制困难度De来取得EGR率加法系数Ke所用的映射的图,图4的(B)是表示基于增压压力控制困难度Dp来取得增压压力加法系数Kp所用的映射的图。
图5是表示基于内燃机转速N和内燃机负载L来取得目标稳定EGR率TRegrs所用的映射的图。
图6是表示执行按照本发明的实施方式的目标EGR率以及目标增压压力的设定的程序的一例的图。
图7的(A)是表示EGR控制阀开度和EGR率的变化量之间的关系的图,图7的(B)是表示叶片开度和EGR率的变化量之间的关系的图,图7的(C)是表示节气门开度和EGR率的变化量之间的关系的图。
图8的(A)表示叶片开度和增压压力的变化量之间的关系的图,图8的(B)是表示EGR控制阀开度和增压压力的变化量之间的关系的图,图8的(C)是表示节气门开度和增压压力的变化量之间的关系的图。
图9是表示按照本发明的实施方式算出控制困难度的程序的一例的一部分的图。
图10是表示按照本发明的实施方式算出控制困难度的程序的一例的一部分的图。
图11是表示按照本发明的实施方式算出控制困难度的程序的一例的一部分的图。
图12是表示按照本发明的实施方式算出控制困难度的程序的一例的一部分的图。
图13是表示被EGR率偏差和增压压力偏差分割后的内燃机运转状态的区域的图。
具体实施方式
以下,参照附图来说明本发明的实施方式。图1表示应用本发明的控制装置的内燃机10。内燃机10具备内燃机的主体(以下称为“内燃机主体”)20和与该内燃机主体的四个燃烧室分别对应地配置的燃料喷射阀21、以及借助燃料供给管23对该燃料喷射阀21供给燃料的燃料泵22。另外,内燃机10具备从外部对燃烧室供给空气的进气系统30和将从燃烧室排出的废气向外部排出的排气系统40。另外,内燃机10是压缩自点火式的内燃机(所谓的柴油发动机)。
进气系统30具有进气歧管31和进气管32。其中,在以下的说明中,有时也将进气系统30称为“进气通路”。进气歧管31的一方端部(即,支部)与对应于各燃烧室而在内燃机主体20内形成的进气端口(未图示)连接。另一方面,进气歧管31的另一方端部与进气管32连接。进气管32内配置有控制在该进气管内流动的空气的量的节气门33。并且,进气管32中配置有对在该进气管内流动的空气进行冷却的内部冷却器34。并且,在临着进气管32外部的端部配置有空气滤清器36。
其中,节气门33通过控制其动作状态(具体地为其开度,以下将该开度称为“节气门开度”)来可变地控制进入燃烧室的气体的量。
另一方面,排气系统40具有排气歧管41和排气管42。其中,在以下的说明中,有时也将排气系统40称为“排气通路”。排气歧管41的一方端部(即,支部)与对应于各燃烧室在内燃机主体20内形成的排气端口(未图示)连接。另一方面,排气歧管41的另一方端部与排气管42连接。排气管42中配置有内置对废气中的特定成分进行净化的排气净化催化剂43a的催化剂转换器43。
另外,内燃机10具备增压机35。增压机35具有在比内部冷却器34靠上游的进气管32内配置的压缩机35A,和在比催化剂转换器43靠上游的排气管42内配置的排气涡轮35B。排气涡轮35B如图2所示,具有排气涡轮主体35C和翼状的多个叶片35D。
排气涡轮35B(严格来讲,排气涡轮主体35C)借助轴(未图示)与压缩机35A连接。如果排气涡轮主体35C因废气旋转,则该旋转借助轴被传递给压缩机35A,由此,压缩机35A被旋转。通过该压缩机35A的旋转来压缩比压缩机靠下游的进气管32内的气体,其结果,该气体的压力(以下将该压力称为“增压压力”)被上升。
另一方面,叶片35D按照包围排气涡轮主体35C的方式以该排气涡轮主体的旋转中心轴线R1为中心放射状地等角度间隔配置。另外,各叶片35D被配置成能够绕以图2中附图标记R2所示的各自对应的轴线转动。而且,将各叶片35D延伸的方向(即,图2中以附图标记E所示的方向)称为“延伸方向”,将连接排气涡轮主体35C的旋转中心轴线R1和叶片35D的转动轴线R2而成的线(即,图2中附图标记A所示的线)称为“基准线”时,各叶片35D按照其延伸方向E和与其对应的基准线A所成的角度相对于全部叶片35D相等的方式转动。而且,如果各叶片35D按照其延伸方向E和与其对应的基准线A所成的角度变小的方式,即相邻的叶片35D间的流路面积变小的方式转动,则比排气涡轮主体35C靠上游的排气通路40内的压力(以下将该压力称为“排气圧”)变高,其结果,被供给排气涡轮主体35C的废气的流速加快。因此,排气涡轮主体35C的旋转速度加快,其结果,压缩机35A的旋转速度也加快,因此,在进气管32内流动的气体会被压缩机35A大幅压缩。因此,各叶片35D的延伸方向E和与其对应的基准线所成的角度(以下将该角度称为“叶片开度”)越小,则在进气管32内流动的气体被压缩机35A压缩的程度越大(即,增压压力变高)。
因此,增压机35通过控制叶片35D的动作状态(具体地,叶片开度)能够可变地控制增压压力。
另外,内燃机10具备排气再循环装置(以下将其称为“EGR装置”)50。EGR装置50具有排气再循环管(以下将其称为“EGR通路”)51。EGR通路51的一端与排气歧管41连接。即,EGR通路51的一端与比排气涡轮35B靠上游的排气通路40的部分连接。另一方面,EGR通路51的另一端与进气歧管31连接。即,EGR通路51的另一端与比压缩机35A靠下游的进气通路的部分连接。另外,EGR通路51中配置有对在该EGR通路内流动的废气的流量进行控制的排气再循环控制阀(以下将该排气再循环控制阀称为“EGR控制阀”)52。在内燃机10中,EGR控制阀52的开度(以下将该开度称为“EGR控制阀开度”)越大,则在EGR通路51内流动的废气的流量越多。并且,EGR通路51中配置有对在该EGR通路内流动的废气进行冷却的排气再循环冷却器53。
其中,EGR装置50通过控制EGR控制阀52的动作状态(具体地为EGR控制阀52的开度,以下将该开度称为“EGR控制阀开度”)能够可变地控制借助EGR通路51导入进气通路30的废气(以下将该废气称为“EGR气体”)的量。
另外,在比空气滤清器36靠下游且比压缩机35A靠上游的进气管32,安装有检测在该进气管内流动的空气的流量的空气流量计71。另外,进气歧管31中,安装有检测该进气歧管内的气体的压力(即,增压压力)的压力传感器(以下称为“增压压力传感器”)72。另外,内燃机主体20中安装有检测曲轴的旋转相位的曲轴位置传感器74。
另外,内燃机10具备电子控制装置60。电子控制装置60具有微处理器(CPU)61、只读存储器(ROM)62、随机读取存储器(RAM)63、备份RAM(Back up RAM)64以及接口65。接口65与燃料喷射阀21、燃料泵22、节气门33,叶片35D以及EGR控制阀52连接,借助接口65从电子控制装置60给予对它们的动作进行控制的控制信号。另外,接口65还与空气流量计71、增压压力传感器72、曲轴位置传感器74以及检测加速踏板AP的开度(即,加速踏板AP的踩踏量,以下将其称为“加速踏板开度”)的加速踏板开度传感器75连接,与由空气流量计71检测出的流量对应的信号、与由增压压力传感器72检测出的压力对应的信号、与由曲轴位置传感器74检测出的曲轴的旋转相位对应的信号以及与由加速踏板开度传感器75检测出的加速踏板AP的踩踏量对应的信号被输入接口65。
其中,利用电子控制装置60基于与由增压压力传感器72检测出的压力对应的信号来算出增压压力,利用电子控制装置60基于与由曲轴位置传感器74检测出的曲轴的旋转相位对应的信号来算出内燃机转速(即,内燃机10的转速),利用电子控制装置60基于与由加速踏板开度传感器75检测出的加速踏板AP的踩踏量对应的信号来算出加速踏板开度。
然而,当将进入燃烧室的气体中含有的EGR气体的量与该气体的量之比称为“EGR率”时,本实施方式中,将实际的EGR率(以下也将该EGR率称为“实际EGR率”)控制成如后所述那样设定的EGR率的目标值(以下将该目标值称为“目标EGR率”)。另外,本实施方式中,将实际的增压压力(以下也将该增压压力称为“实际增压压力”)控制成如后所述那样设定的增压压力的目标值(以下将该目标值称为“目标增压压力”)。
下面,说明按照本实施方式设定目标EGR率以及目标增压压力。其中,在以下的说明中,“内燃机运转状态”是“内燃机10的运转状态”,“内燃机负载”是“内燃机10的负载”,“内燃机转速”是“内燃机10的转速”,“内燃机运转中”是“内燃机10的运转中”。
如上所述,EGR装置50通过控制EGR控制阀开度能够可变地控制EGR气体的量。即,EGR装置50通过控制EGR控制阀开度能够可变地控制实际EGR率。在此,如果EGR气体量被EGR装置50增大,则通过增压机35的排气涡轮35B的废气的量减少相应的量。如果换种表达,则如果EGR气体量被EGR装置50增大,则排气压力降低相应的量。因此,增压机35对在进气管32内流动的气体的压缩效果降低,其结果,增压压力降低。另一方面,如果EGR气体量被EGR装置50减少,则通过排气涡轮35B的废气的量增大相应的量。如果换种表达,如果EGR气体量被EGR装置50减少,则排气压力上升相应的量。因此,增压机35对在进气管32内流动的气体的压缩效果上升,其结果,增压压力上升。即,EGR装置50控制EGR气体量(其结果,EGR装置50控制EGR率)会影响增压压力。
因此,在利用增压机35来控制增压压力的情况下,为了如所设想的那样控制增压压力,不仅需要考虑增压机35控制增压压力对该增压压力的影响,还需要考虑EGR装置50控制EGR率对增压压力的影响。
另外,如上所述,增压机35能够通过控制叶片开度来可变地控制增压压力。在此,如果为了利用增压机35来使增压压力上升而使排气压力上升,则增压压力和排气压力之间的压差变大,其结果,EGR气体量增大。另一方面,如果为了利用增压机35来使增压压力降低而使排气压力降低,则增压压力和排气压力之间的压差变小,其结果,EGR气体量减少。即,增压机35控制增压压力会影响EGR气体量(其结果,EGR率)。
因此,在利用EGR装置50来控制EGR率的情况下,为了如所设想的那样控制EGR率,不仅需要考虑EGR装置50控制EGR率对该EGR率的影响,还需要考虑增压机35控制增压压力对EGR率的影响。
其中,根据以上内容,可以说EGR率和增压压力相互影响。
另外,节气门33通过控制其开度能够可变地控制进入燃烧室的气体(以下将该气体称为“进气”)的量。在此,为了利用节气门开度的控制使进气量增大,节气门开度被增大。在此,如果节气门开度被增大,则与此相应气体易于通过节气门33,其结果,增压压力上升。而且,如果增压压力上升,则与此相应增压压力和排气压力之间的压差变小,其结果,EGR气体量减少。即,如果节气门开度增大,则增压压力上升,并且EGR气体量减少。另一方面,为了通过控制节气门开度来使进气量减少,节气门开度被减少。在此,如果节气门开度被减少,则与此相应气体变得难以通过节气门33,其结果,增压压力降低。而且,如果增压压力降低,则与此相应增压压力和排气压力之间的压差变大,其结果,EGR气体量增大。即,如果节气门开度被减少,则增压压力降低,并且EGR气体量增大。即,节气门33控制进气量会影响EGR气体量(结果,EGR率)和增压压力。
因此,在利用EGR装置50来控制EGR率的情况下,为了如所设想的那样控制EGR率,不仅需要考虑EGR装置50控制EGR率对该EGR率的影响,还需要考虑节气门33控制进气量对EGR率的影响,在利用增压机35来控制增压压力的情况下,为了如所设想的那样控制增压压力,不仅需要考虑增压机35控制增压压力对该增压压力的影响,还需要考虑节气门33控制进气量对增压压力的影响。
其中,根据以上内容可以说EGR率、增压压力以及进气量相互影响。
总结以上内容,在利用EGR装置50来控制EGR率的情况下,为了如所设想的那样控制EGR率,不仅需要考虑EGR装置50控制EGR率对该EGR率的影响,还需要考虑增压机35控制增压压力对EGR率的影响和节气门33控制进气量对EGR率的影响。另外,在利用增压机35来控制增压压力的情况下,为了如所设想的那样控制增压压力,不仅需要考虑增压机35控制增压压力对该增压压力的影响,还需要考虑EGR装置50控制EGR率对增压压力的影响和节气门33控制进气量对增压压力的影响。
因此,在本实施方式中,基于EGR装置50控制EGR率对EGR率的影响、增压机35控制增压压力对EGR率的影响以及节气门33控制进气量对EGR率的影响来算出目标EGR率,按照根据如此地算出的目标EGR率来将实际EGR率控制成该目标EGR率的方式来控制EGR控制阀开度,由此以考虑了EGR装置50控制EGR率对EGR率的影响、增压机35控制增压压力对EGR率的影响以及节气门33控制进气量对EGR率的影响的形式来控制EGR率。
更具体地,将每单位时间的内燃机转速的变化量大致为零并且每单位时间的内燃机负载的变化量大致为零的内燃机运转状态称为稳定运转状态时,通过实验等预先求出内燃机运转状态处于稳定运转状态时应该为目标的增压压力,这些增压压力按照图3的(A)所示的方式以内燃机转速N和内燃机负载L的函数的映射的形式作为目标稳定增压压力TPims被存储在电子控制装置60中。而且,在内燃机运转中,基于内燃机转速N和内燃机负载L根据上述映射(以下将该映射称为“目标稳定增压压力映射”)取得目标稳定增压压力TPims。
另外,通过实验等预先求出内燃机运转状态处于稳定运转状态时应该为目标的进气中的氧浓度,这些氧浓度如图3(B)所示以内燃机转速N和内燃机负载L的函数的映射的形式作为目标稳定氧浓度TO2s被存储在电子控制装置60中。而且,在内燃机运转中,基于内燃机转速N和内燃机负载L根据上述映射(以下将该映射称为“目标稳定氧浓度映射”)取得目标稳定氧浓度TO2s。
而且,在将实际增压压力控制成目标稳定增压压力TPims时,算出能够使进气气体中的实际的氧浓度(以下也将该氧浓度称为“实际氧浓度”)成为目标稳定氧浓度TO2s的EGR率作为目标稳定EGR率。如果换种表达,则基于目标稳定增压压力TPims和目标稳定氧浓度TO2s来算出目标稳定EGR率。
另一方面,作为表示在要将当前的实际EGR率控制成如上所述算出的目标稳定EGR率时无法如所设想的那样将实际EGR率控制成目标稳定EGR率的可能性的指标,基于EGR装置50控制EGR率对EGR率的影响、增压机35控制增压压力对EGR率的影响以及节气门33控制进气量对EGR率的影响来算出EGR率控制困难度。
另一方面,为了算出在考虑了EGR率控制困难度和当前的EGR率时能够使当前的EGR率以具有规定的追随性的方式(如果换种表达,在规定的时间内)到达的EGR率,通过实验等预先求出应该对当前的实际EGR率进行加法运算的值,这些值如图4(A)所示以EGR率控制困难度De的函数的映射的形式作为EGR率加法系数Ke被存储在电子控制装置60中。而且,基于如上所述算出的EGR率控制困难度De根据上述映射(以下将该映射称为“EGR率加法系数映射”)取得EGR率加法系数Ke。而且,对如此地取得的EGR率加法系数Ke加上当前的实际EGR率后的值被设定为目标EGR率。
在本实施方式中,按照实际EGR率被控制成如此地设定的目标EGR率的方式来控制EGR控制阀开度。据此,如所设想的那样控制实际EGR率的EGR率的目标值被设定为最终的目标EGR率,因此实际EGR率如所设想的那样被控制成目标EGR率。
其中,在本实施方式的EGR率加法系数映射中,当EGR控制困难度De是正值时,EGR率加法系数Ke取正值,并且EGR控制困难度De的绝对值越大则EGR率加法系数Ke的绝对值越小。另外,EGR控制困难度De是正值并且其绝对值比预先设定的正的最大值DeMaxP大时,EGR率加法系数Ke为零。另外,当EGR控制困难度De是负值时,EGR率加法系数Ke取负值,并且EGR控制困难度De的绝对值越大则EGR率加法系数Ke的绝对值越小。另外,EGR控制困难度De是负值并且其绝对值大于预先设定的负的最大值DeMaxN时,EGR率加法系数Ke为零。
另外,在本实施方式的EGR率加法系数映射中,当前的实际EGR率相对于如上所述取得的目标稳定EGR率的偏差取正值时,在EGR控制困难度De为零的情况下,EGR率加法系数Ke取与上述正值的偏差相同的值。另一方面,在当前的实际EGR率相对于如上所述取得的目标稳定EGR率的偏差取负值时,在EGR控制困难度De为零的情况下,EGR率加法系数Ke取与上述负值的偏差相同的值。
另外,在本实施方式中,基于增压机35控制增压压力对增压压力的影响、EGR装置50控制EGR率对增压压力的影响以及节气门33控制进气量对增压压力的影响来算出目标增压压力,按照根据如此地算出的目标增压压力将实际增压压力控制成该目标增压压力的方式来控制叶片开度,由此以考虑了增压机35控制增压压力对增压压力的影响、EGR装置50控制EGR率对增压压力的影响以及节气门33控制进气量对增压压力的影响的形式来控制增压压力。
更具体地,在本实施方式中,内燃机运转中,基于内燃机转速N和内燃机负载L根据目标稳定增压压力映射取得目标稳定增压压力TPims。
另一方面,作为表示在要将当前的实际增压压力控制成如上所述取得的目标稳定增压压力TPims时无法如所设想的那样将实际增压压力控制成目标稳定增压压力TPims的可能性的指标,基于增压机35控制增压压力对增压压力的影响、EGR装置50控制EGR率对增压压力的影响以及节气门33控制进气量对增压压力的影响来算出增压压力控制困难度。
另一方面,为了算出在考虑了增压压力控制困难度和当前的增压压力时能够使当前的增压压力以具有规定的追随性的方式(如果换种表达,在规定的时间内)到达的增压压力,通过实验等预先求出应该对当前的实际增压压力进行加法运算的值,这些值如图4(B)所示以增压压力控制困难度Dp的函数的映射的形式作为增压压力加法系数Kp被存储在电子控制装置60中。而且,基于如上所述算出的增压压力控制困难度Dp根据上述映射(以下将该映射称为“增压压力加法系数映射”)取得增压压力加法系数Kp。而且,对如此地取得的增压压力加法系数Kp加上当前的实际增压压力后的值被设定为目标增压压力。
在本实施方式中,按照实际增压压力被控制成如此地设定后的目标增压压力的方式来控制叶片开度。据此,如所设想的那样控制实际增压压力的增压压力的目标值被设定为最终的目标增压压力,因此实际增压压力被如所设想的那样控制成目标增压压力。
其中,在本实施方式的增压压力加法系数映射中,增压压力控制困难度Dp是正值时,增压压力加法系数Kp取正值,并且增压压力控制困难度Dp的绝对值越大则增压压力加法系数Kp的绝对值越小。另外,增压压力控制困难度Dp是正值并且其绝对值大于预先设定的正的最大值DpMaxP时,增压压力加法系数Kp为零。另外,当增压压力控制困难度Dp为负值时,增压压力加法系数Kp取负值,并且增压压力控制困难度Dp的绝对值越大则增压压力加法系数Kp的绝对值越小。另外,增压压力控制困难度Dp为负值并且其绝对值大于预先设定的负的最大值DpMaxN时,增压压力加法系数Kp为零。
另外,在本实施方式的增压压力加法系数映射中,当前的实际增压压力相对于如上所述取得的目标稳定增压压力的偏差取正值时增压压力控制困难度Dp为零的情况下,增压压力加法系数Kp取与上述正值的偏差相同的值。另一方面,当当前的实际增压压力相对于如上所述取得的目标稳定增压压力的偏差取负值时增压压力控制困难度Dp为零的情况下,增压压力加法系数Kp取与上述负值的偏差相同的值。
其中,在上述的实施方式中,基于目标稳定增压压力和目标稳定氧浓度来算出能够使实际氧浓度成为目标稳定氧浓度的EGR率,如此地算出的EGR率被设定为目标稳定EGR率。然而,通过实验等预先求出当内燃机运转状态处于稳定运转状态时应该成为目标的EGR率,这些EGR率如图5所示那样以内燃机转速N和内燃机负载L的函数的映射的形式作为目标稳定EGR率TRegrs被存储在电子控制装置60中,内燃机运转中,也可以将基于内燃机转速N和内燃机负载L根据上述映射取得的目标稳定EGR率TRegrs设定为目标稳定EGR率。
因此,按照上述的实施方式设定目标EGR率从广义上讲,能够按照以下的方式来加以表现。即,在按照上述的实施方式设定目标EGR率中,作为表示在假定将目标EGR率设定成某值时无法如所设想的那样将实际EGR率控制成该假定设定的目标EGR率的可能性的指标,基于EGR装置50控制EGR率对EGR率的影响、增压机35控制增压压力对EGR率的影响以及节气门33控制进气量对EGR率的影响来算出EGR率控制困难度,利用如此地算出的EGR率控制困难度来校正上述假定设定的目标EGR率而得到的值被设定成最终的目标EGR率。
另外,按照上述的实施方式设定目标增压压力从广义上讲,能够按照以下方式来加以表现。即,按照上述的实施方式设定目标增压压力中,作为表示在假定将目标增压压力设定为某值时无法如所设想的那样将实际增压压力控制成该假定设定的目标增压压力的可能性的指标,基于增压机35控制增压压力对增压压力的影响、EGR装置50控制EGR率对增压压力的影响以及节气门33控制进气量对增压压力的影响来算出增压压力控制困难度,利用如此地算出的增压压力控制困难度来校正上述假定设定的目标增压压力而得到的值被设定成最终的目标增压压力。
图6表示按照上述的实施方式执行目标EGR率以及目标增压压力的设定的程序。如果图6的程序开始,则在步骤10,取得当前的实际EGR率Regr和当前的实际增压压力Pim。接着,在步骤11,取得EGR率控制困难度De和增压压力控制困难度Dp。接着,在步骤12,基于在步骤11取得的EGR率控制困难度De根据图4(A)的EGR率加法系数映射取得EGR率加法系数Ke,并且,基于在步骤11取得的增压压力控制困难度Dp根据图4(B)的增压压力加法系数映射取得增压压力加法系数Kp。接着,在步骤13,通过对在步骤10取得的当前的实际EGR率Regr加上在步骤12取得的EGR率加法系数Ke来算出目标EGR率TRegr,并且通过对在步骤10取得的当前的实际增压压力Pim加上在步骤12取得的增压压力加法系数Kp来算出目标增压压力TPim。
下面,说明本实施方式的EGR率控制困难度。其中,在以下的说明中,“目标EGR控制阀开度”是“被电子控制装置60设定的应该成为目标的EGR控制阀开度”,“EGR控制阀开度指令”是“针对使EGR控制阀52动作的致动器,从电子控制装置60给予该致动器的、与针对该致动器的操作量(换言之,EGR控制阀开度)相关的指令”,“EGR控制阀的动作速度”是“EGR控制阀开度指令被从电子控制装置60给予使EGR控制阀52动作的致动器,该致动器使EGR控制阀52动作时的EGR控制阀52的速度(所谓的,EGR控制阀52对EGR控制阀开度指令的响应速度)”,“指令EGR控制阀开度”是“与EGR控制阀开度指令对应的EGR控制阀开度”,“目标EGR率追随性”是“与实际EGR率到达目标EGR率为止所需要的时间相关的性能”,如果目标EGR率追随性提高,则实际EGR率到达目标EGR率为止所需要的时间变短,能够如所设想的那样将实际EGR率控制成目标EGR率的可能性变高,“EGR控制阀的EGR率影响程度”是“EGR控制阀开度变更了一定的值时该EGR控制阀开度的变更影响EGR率的程度(所谓的EGR控制阀开度对EGR率的变更的灵敏度)”。
另外,在以下的说明中,“目标叶片开度”是“由电子控制装置60设定的应该作为目标的叶片开度”,“叶片开度指令”是“针对使叶片35D动作的致动器,从电子控制装置60给予该致动器的、与针对该致动器的操作量(换言之,叶片开度)相关的指令”,“叶片的动作速度”是“叶片开度指令被从电子控制装置60给予使叶片35D动作的致动器,该致动器使叶片35D动作时的叶片35D的速度(所谓的,叶片35D对叶片开度指令的响应速度)”,“指令叶片开度”是“与叶片开度指令对应的叶片开度”。
另外,在以下的说明中,“目标节气门开度”是“由电子控制装置60设定的应该成为目标的节气门开度”,“节气门开度指令”是“针对使节气门33动作的致动器,从电子控制装置60给予该致动器的、与针对该致动器的操作量(换言之,节气门开度)相关的指令”,“节气门的动作速度”是“节气门开度指令被从电子控制装置60给予使节气门33动作的致动器,该致动器使节气门33动作时的节气门33的速度(所谓的,节气门33对节气门开度指令的响应速度)”,“指令节气门开度”是“与节气门开度指令对应的节气门开度”。
如上所述,如果EGR控制阀开度被变更则EGR率会发生变化,因此EGR控制阀52可以作为能够直接控制EGR率的控制对象。而且,为了将EGR率控制成目标EGR率,需要按照EGR率到达目标EGR率的方式来变更EGR控制阀开度。
在此,如果EGR控制阀52的动作速度迟缓,则当EGR控制阀开度指令被给予EGR控制阀52时,EGR控制阀52无法按照EGR控制阀开度指令使其开度立刻到达指令EGR控制阀开度。即,难以使EGR率到达目标EGR率的程度(以下将该程度称为“EGR率控制困难度”)变大。另一方面,如果EGR控制阀52的动作速度加快,则当EGR控制阀开度指令被给予EGR控制阀52时,EGR控制阀52能够按照EGR控制阀开度指令使其开度立刻到达指令EGR控制阀开度。即,EGR率控制困难度变小。
这样,根据EGR控制阀52的动作速度来决定EGR率控制困难度。因此,作为为了判断是否能够使EGR率以具有规定的目标EGR率追随性的方式到达目标EGR率而应该被考虑的要素之一,可举出EGR控制阀52的动作速度。
另外,如果EGR控制阀52的EGR率影响程度小,则为了使EGR率变化一定的值,EGR控制阀52必须大幅变更其开度。即,EGR率控制困难度大。另一方面,如果EGR控制阀52的EGR率影响程度变大,则为了使EGR率变化一定的值,EGR控制阀52小幅变更其开度即可。即,EGR率控制困难度小。
这样,根据EGR控制阀52的EGR率影响程度来决定EGR率控制困难度。因此,作为为了判断是否能够使EGR率以具有规定的目标EGR率追随性的方式到达目标EGR率而应该被考虑的要素之一,可举出EGR控制阀52的EGR率影响程度。
另外,如上所述,如果叶片开度被变更则增压压力会发生变化。然而,如果叶片开度增大则排气压力降低。其结果,增压压力与排气压力之间的压差变小,因此结果,EGR气体量减少,由此EGR率降低。另一方面,如果叶片开度减少则排气压力上升。其结果,增压压力和排气压力之间的压差变大,因此结果,EGR气体量增大,由此EGR率上升。这样,如果叶片开度被变更,则EGR率会发生变化。
在此,在应该使EGR率朝向目标EGR率上升时,叶片开度被增大,从而EGR率降低与该叶片开度增大相应的量的情况下,如果叶片35D的动作速度迅速,则伴随着叶片开度的增大的每单位时间的EGR率的降低大,因此难以使EGR率到达目标EGR率。即,EGR率控制困难度大。相反该情况下,如果叶片35D的动作速度迟缓,则伴随着叶片开度的增大的每单位时间的EGR率的降低小,因此容易使EGR率到达目标EGR率。即,EGR率控制困难度小。当然,在应该使EGR率朝向目标EGR率上升时叶片开度被减少,从而EGR率上升与该叶片开度减少相应的量的情况下,如果叶片35D的动作速度迅速,则伴随着叶片开度的减少的每单位时间的EGR率的上升大,因此易于使EGR率到达目标EGR率。即,EGR率控制困难度小。相反该情况下,如果叶片35D的动作速度迟缓,伴随着叶片开度的减少的每单位时间的EGR率的上升小,因此难以使EGR率到达目标EGR率。即,EGR率控制困难度大。
以上的情况在应该使EGR率朝向目标EGR率降低时叶片开度被减少从而EGR率上升与该叶片开度减少相应的量的情况下也存在,在应该使EGR率朝向目标EGR率降低时叶片开度被增大从而EGR率降低与该叶片开度增大相应的量的情况下也存在。
即,在应该使EGR率朝向目标EGR率降低时叶片开度被减少从而EGR率上升与该叶片开度减少相应的量的情况下,如果叶片35D的动作速度迅速则EGR率控制困难度大,相反,如果叶片35D的动作速度迟缓则EGR率控制困难度小。另一方面,在应该使EGR率朝向目标EGR率降低时叶片开度被增大从而EGR率降低与该叶片开度增大对应的量的情况下,如果叶片35D的动作速度迅速则EGR率控制困难度变小,相反,如果叶片35D的动作速度迟缓则EGR率控制困难度大。
这样,根据叶片35D的动作速度来决定EGR率控制困难度。因此,作为用于判断是否能够使EGR率以具有规定的目标EGR率的追随性的方式到达目标EGR率而应该被考虑的要素之一,可举出叶片35D的动作速度。
另外,如果叶片开度增大,则与叶片开度增大的量对应地EGR气体量减少从而EGR率降低。此时,如果应该使EGR率朝向目标EGR率上升,则难以以伴随着叶片开度的增大的EGR率的降低的量,使EGR率到达目标EGR率。而且,此时,在叶片开度被变更一定的值时,该叶片开度的变更影响EGR率的程度(所谓的,叶片开度对EGR率的变更的灵敏度,以下将该影响的程度称为“叶片的EGR率影响程度”)大,则EGR率控制困难度大幅增大,相反,如果叶片的EGR率影响程度小,则EGR率控制困难度的增大的程度小。另一方面,如果应该使EGR率朝向目标EGR率降低,则易于以伴随着叶片开度的增大的EGR率的降低的量,使EGR率到达目标EGR率。而且此时,如果叶片的EGR率影响程度大,则EGR率控制困难度大幅减少,相反,如果叶片的EGR率影响程度小,则EGR率控制困难度的减少的程度小。
同样地,如果叶片开度被减少,则与叶片开度减少的量对应地EGR气体量增大从而EGR率上升。此时,如果应该使EGR率朝向目标EGR率降低,则难以以伴随着叶片开度的减少的EGR率的上升的量,使EGR率到达目标EGR率。而且,此时如果叶片的EGR率影响程度大,则EGR率控制困难度大幅增大,相反,如果叶片的EGR率影响程度小,则EGR率控制困难度的增大的程度小。另一方面,如果应该使EGR率朝向目标EGR率上升,则易于以伴随着叶片开度的减少的EGR率的上升的量,使EGR率到达目标EGR率。而且,此时如果叶片的EGR率影响程度大,则EGR率控制困难度大幅减少,相反,如果叶片的EGR率影响程度小,则EGR率控制困难度的减少的程度小。
这样,EGR率控制困难度根据叶片35D的EGR率影响程度而变化。因此,作为为了判断是否能够使EGR率以具有规定的目标EGR率追随性的方式到达目标EGR率而应该被考虑的要素之一,可举出叶片35D的EGR率影响程度。
另外,如上所述,如果节气门开度被变更则进气量会发生变化。然而,如果节气门开度被增大则通过节气门33的空气的量(以下将该空气的量称为“节气门通过空气量”)增大,因此结果,EGR气体量减少与节气门通过空气量增大的相应的量。如果换种表达,如果节气门开度增大则增压压力上升,因此增压压力和排气压力之间的压差变小,其结果,EGR气体量减少。另一方面,如果节气门开度被减少则节气门通过空气量减少,因此结果,EGR气体量增大与节气门通过空气量减少的相应的量。如果换种表达,如果节气门开度被减少则增压压力降低,因此增压压力和排气压力之间的压差变大,其结果,EGR气体量增大。这样,如果节气门开度被变更,则EGR气体量会发生变化,其结果,EGR率发生变化。
在此,如果节气门33的动作速度迅速,则当节气门开度指令被给予节气门33时,节气门33能够按照节气门开度指令使其开度立刻到达指令节气门开度。另一方面,如果节气门33的动作速度迟缓,则当节气门开度指令被给予节气门33时,节气门33无法按照节气门开度指令使其开度立刻到达指令节气门开度。
这样,根据节气门33的动作速度来决定使节气门开度到达指令节气门开度为止所需要的时间。而且,如上所述,如果节气门开度被变更,则EGR气体量变化,其结果,由于EGR率变化,所以作为为了判断是否能够使EGR率以具有规定的目标EGR率追随性的方式到达目标EGR率而应该被考虑的要素之一,可举出节气门33的动作速度。
另外,如果节气门开度被增大,则与节气门开度增大的量对应地EGR气体量减少从而EGR率降低。此时,如果应该使EGR率朝向目标EGR率上升,则难以以伴随着节气门开度的增大的EGR率的降低的量,使EGR率到达目标EGR率。而且,此时当节气门开度被变更一定的值时该节气门开度的变更影响EGR率的程度(所谓的,节气门开度对EGR率的变更的灵敏度,以下将该影响的程度称为“节气门的EGR率影响程度”)大,则EGR率控制困难度大幅增大,相反,如果节气门的EGR率影响程度小,则EGR率控制困难度的增大的程度小。另一方面,如果应该使EGR率朝向目标EGR率降低,则易于以伴随着节气门开度的增大的EGR率的降低的量,使EGR率到达目标EGR率。而且,此时如果节气门的EGR率影响程度大,则EGR率控制困难度大幅减少,相反,如果节气门的EGR率影响程度小,则EGR率控制困难度的减少的程度小。
同样地,如果节气门开度被减少,则与节气门开度减少的量对应地EGR气体量增大从而EGR率上升。此时,如果应该使EGR率朝向目标EGR率降低,则难以以伴随着节气门开度的减少的EGR率的上升的量,使EGR率到达目标EGR率。而且,此时如果节气门的EGR率影响程度大,则EGR率控制困难度大幅增大,相反,如果节气门的EGR率影响程度小,则EGR率控制困难度的增大的程度小。另一方面,如果应该使EGR率朝向目标EGR率上升,则易于以伴随着节气门开度的减少的EGR率的上升的量,使EGR率到达目标EGR率。而且,此时如果节气门的EGR率影响程度大,则EGR率控制困难度大幅减少,相反,如果节气门的EGR率影响程度小,则EGR率控制困难度的减少的程度小。
这样,EGR率控制困难度根据节气门33的EGR率影响程度而变化。因此,作为为了判断是否能够使EGR率以具有规定的目标EGR率追随性的方式到达目标EGR率而应该被考虑的要素之一,可举出节气门33的EGR率影响程度。
总结以上内容,为了判断是否能够使EGR率以具有规定的目标EGR率追随性的方式到达目标EGR率而应该被考虑的要素,具有EGR控制阀52的动作速度、EGR控制阀的EGR率影响程度、叶片35D的动作速度、叶片的EGR率影响程度、节气门33的动作速度以及节气门的EGR率影响程度。
而且,在本实施方式中,按照以下的方式考虑这些要素来求出EGR率控制困难度。
即,在本实施方式中,预先求出EGR控制阀开度被增大时的EGR控制阀52的动作速度(以下将该动作速度称为“EGR控制阀的增大动作速度”)、EGR控制阀开度被减少时的EGR控制阀52的动作速度(以下将该动作速度称为“EGR控制阀的减少动作速度”)、叶片开度被增大时的叶片35D的动作速度(以下将该动作速度称为“叶片的增大动作速度”)、叶片开度被减少时的叶片35D的动作速度(以下将该动作速度称为“叶片的减少动作速度”)、节气门开度被增大时的节气门33的动作速度(以下将该动作速度称为“节气门的增大动作速度”)以及节气门开度被减少时的节气门33的动作速度(以下将该动作速度称为“节气门的减少动作速度”)。
另外,在本实施方式中,预先求出EGR控制阀52的EGR率影响程度、叶片35D的EGR率影响程度以及节气门33的EGR率影响程度。在此,如图7的(A)所示,将EGR控制阀开度相对于EGR控制阀开度的最大值的比例Egr作为横轴,将使该EGR控制阀开度的比例Egr变化时的EGR率的变化量Re作为纵轴时,EGR控制阀52的EGR率影响程度相当于表示这些比例Egr和变化量Re之间的关系的直线的斜率(该斜率是正值)。另外,如图7的(B)所示,将叶片开度相对于叶片开度的最大值的比例Vn作为横轴,将使该叶片开度的比例Vn变化时的EGR率的变化量Rv作为纵轴时,叶片35D的EGR率影响程度相当于表示这些比例Vn和变化量Rv之间的关系的直线的斜率(该斜率是负值)。另外,如图7的(C)所示,将节气门开度相对于节气门开度的最大值的比例Th作为横轴,将使该节气门开度的比例Th变化时的EGR率的变化量Rt作为纵轴时,节气门33的EGR率影响程度相当于表示这些比例Th和变化量Rt之间的关系的直线的斜率(该斜率是负值)。
而且,在本实施方式中,算出当前的实际EGR率相当于目标稳定EGR率的偏差作为EGR率偏差。
而且,判断EGR率偏差ΔRegr是否是正值并且大于规定的阈值(以下将该阈值称为“正的最大EGR率偏差”)ΔRegrMaxP(ΔRegr>ΔRegrMaxP)。在此,当ΔRegr>ΔRegrMaxP时,实际EGR率与目标稳定EGR率相比相当地低,因此内燃机运转状态处于应该使实际EGR率大幅上升的状态。在此,为了使实际EGR率上升,使EGR控制阀开度增大,或者减少叶片开度,或者减少节气门开度即可。
因此,当ΔRegr>ΔRegrMaxP时,利用EGR率偏差ΔRegr、EGR控制阀52的EGR率影响程度Ksee、EGR控制阀52的增大动作速度Krie、叶片35D的EGR率影响程度Ksev、叶片35D的减少动作速度Krdv、节气门33的EGR率影响程度Kset以及节气门33的减少动作速度Krdt,按照下式1来算出EGR率控制困难度De。
De=ΔRegr/(Ksee*Krie)+ΔRegr/(-Ksev*Krdv)+ΔRegr/(-Kset*Krdt)…(1)
根据上式1,在EGR控制阀52的EGR率影响程度越小则越难以使实际EGR率上升的状況下,算出EGR控制阀52的EGR率影响程度Ksee越小则越大的EGR率控制困难度De。另外,根据上式1,在EGR控制阀52的增大动作速度越迟缓则越难以使实际EGR率上升的状況下,算出EGR控制阀52的动作速度Krie越迟缓则越大的EGR率控制困难度De。另外,根据上式1,在叶片35D的EGR率影响程度越小则越难以使实际EGR率上升的状況下,叶片35D的EGR率影响程度Ksev是负值,因此算出叶片35D的EGR率影响程度Ksev越小则越大的EGR率控制困难度De。另外,根据上式1,在叶片35D的减少动作速度越迟缓则越难以使实际EGR率上升的状況下,算出叶片35D的动作速度Krdv越迟缓则越大的EGR率控制困难度De。另外,根据上式1,在节气门33的EGR率影响程度越小则越难以使实际EGR率上升的状況下,节气门33的EGR率影响程度Kset是负值,因此算出节气门33的EGR率影响程度Kset越小则越大的EGR率控制困难度De,另外,根据上式1,在节气门33的减少动作速度越迟缓则越难以使实际EGR率上升的状況下,算出节气门33的减少动作速度Krdt越迟缓则越大的EGR率控制困难度De。
即,按照上式1算出的EGR率控制困难度De根据EGR控制阀52的EGR率影响程度Ksee、EGR控制阀52的动作速度Krie、叶片35D的EGR率影响程度Ksev、叶片35的动作速度Krdv、节气门33的EGR率影响程度Kset以及节气门33的动作速度Krdt,准确地反映使实际EGR率以具有规定的目标EGR率追随性的方式到达目标EGR率的情况下的困难度。
另一方面,当不是ΔRegr>ΔRegrMaxP时,判断EGR率偏差ΔRegr是否是负值并且小于规定的阈值(以下将该阈值称为“负的最大EGR率偏差”)ΔRegrMaxN(ΔRegr<ΔRegrMaxN),即,EGR率偏差ΔRegr的绝对值是否大于负的最大EGR率偏差ΔRegrMaxN的绝对值。在此,当ΔRegr<ΔRegrMaxN时,实际EGR率与目标稳定EGR率相比相当地高,因此内燃机运转状态处于应该大幅降低实际EGR率的状态。在此,为了降低实际EGR率,减少EGR控制阀开度,或者增大叶片开度,或者增大节气门开度即可。
因此,当ΔRegr<ΔRegrMaxN时,利用EGR率偏差ΔRegr、EGR控制阀52的EGR率影响程度Ksee、EGR控制阀52的减少动作速度Krde、叶片35D的EGR率影响程度Ksev、叶片35D的增大动作速度Kriv、节气门33的EGR率影响程度Kset以及节气门33的增大动作速度Krit,按照下式2来算出EGR率控制困难度De。
De=ΔRegr/(Ksee*Krde)+ΔRegr/(-Ksev*Kriv)+ΔRegr/(-Kset*Krit)…(2)
根据上式2,在EGR控制阀52的EGR率影响程度越小则越难以降低实际EGR率的状況下,算出EGR控制阀52的EGR率影响程度Ksee越小则越大的EGR率控制困难度De。另外,根据上式2,在EGR控制阀52的减少动作速度越迟缓则越难以降低实际EGR率的状況下,算出EGR控制阀52的减少动作速度Krde越迟缓则越大的EGR率控制困难度De。另外,根据上式2,在叶片35D的EGR率影响程度越小则越难以使实际EGR率降低的状況下,叶片35D的EGR率影响程度Ksev是负值,因此算出叶片35D的EGR率影响程度Ksev越小则越大的EGR率控制困难度De。另外,根据上式2,在叶片35D的减少动作速度越迟缓则越难以降低实际EGR率的状況下,算出叶片35D的减少动作速度Krdv越迟缓则越大的EGR率控制困难度De。另外,根据上式2,在节气门33的EGR率影响程度越小则越难以使实际EGR率降低的状況下,节气门33的EGR率影响程度Kset是负值,因此算出节气门33的EGR率影响程度Kset越小则越大的EGR率控制困难度De,另外,根据上式2,在节气门33的增大动作速度越迟缓则越难以降低实际EGR率的状況下,算出节气门33的增大动作速度Krit越迟缓则越大的EGR率控制困难度De。
即,按照上式2算出的EGR率控制困难度De根据EGR控制阀52的EGR率影响程度Ksee、EGR控制阀52的动作速度Krde、叶片35D的EGR率影响程度Ksev、叶片35的动作速度Kriv、节气门33的EGR率影响程度Kset以及节气门33的动作速度Krit,准确地反映使实际EGR率以具有规定的目标EGR率追随性的方式到达目标EGR率的情况下的困难度。
其中,如果既不是ΔRegr>ΔRegrMaxP,也不是ΔRegr<ΔRegrMaxN时,则内燃机运转状态处于使实际EGR率相对小幅上升即可的状态,或者内燃机运转状态处于使实际EGR率相对小幅降低即可的状态。该情况下,使实际EGR率变化的量相对少,因此EGR率控制困难度De为零。
而且,在本实施方式中,基于如上所述算出的EGR率控制困难度De根据如图4(A)所示的EGR率加法系数映射取得EGR率加法系数Ke,将如此地取得的EGR率加法系数Ke加上当前的实际EGR率后的值被设定为目标EGR率。
下面,说明本实施方式的增压压力控制困难度。其中,在以下的说明中,“目标增压压力追随性”是“与实际增压压力到达目标增压压力为止所需要的时间相关的性能”,如果目标增压压力追随性高,则实际增压压力到达目标增压压力所需要的时间短,能够如所设想的那样将实际增压压力控制成目标增压压力的可能性高,“叶片的增压压力影响程度”是“叶片开度被变更一定的值时该叶片开度的变更影响增压压力的程度(所谓的,叶片开度相对于增压压力的变更的灵敏度)”,“节气门的增压压力影响程度”是“节气门开度被变更一定的值时该节气门开度的变更影响增压压力的程度(所谓的,节气门开度相对于增压压力的变更的灵敏度)”。
如上所述,如果叶片开度被变更则增压压力发生变化,因此叶片35D可以作为能够直接控制增压压力的控制对象。而且,为了将增压压力控制成目标增压压力,需要按照增压压力到达目标增压压力的方式来变更叶片开度。
在此,如果叶片35D的动作速度迟缓,则当叶片开度指令被给予叶片35D时,叶片35D无法按照叶片开度指令使其开度立刻到达指令叶片开度。即,难以使增压压力到达目标增压压力的程度(以下将该程度称为“增压压力控制困难度”)大。另一方面,如果叶片35D的动作速度迅速,则叶片开度指令被给予叶片35D时,叶片35D能够按照叶片开度指令使其开度立刻到达指令叶片开度。即,增压压力控制困难度小。
这样,根据叶片35D的动作速度来决定增压压力控制困难度。因此,作为为了判断是否能够使增压压力以具有规定的目标增压压力追随性的方式到达目标增压压力而应该被考虑的要素之一,可举出叶片35的动作速度。
另外,如果叶片35D的增压压力影响程度小,则为了使增压压力变化一定的值,叶片35D必须大幅变更其开度。即,增压压力控制困难度大。另一方面,如果叶片35D的增压压力影响程度大,则为了使增压压力变化一定的值,叶片35D小幅变更其开度即可。即,增压压力控制困难度小。
这样,根据叶片35D的增压压力影响程度来决定增压压力控制困难度。因此,作为为了判断是否能够使增压压力以具有规定的目标增压压力追随性的方式到达目标增压压力而应该被考虑的要素之一,可举出叶片35D的增压压力影响程度。
另外,如上所述,如果EGR控制阀开度被变更则EGR率发生变化。然而,如果EGR控制阀开度被增大则EGR气体量增大,因此结果,与EGR气体量增大的量对应地,排气压力降低(即,通过排气涡轮35B的废气的量(以下将该废气的量称为“涡轮通过废气量”)减少),由此增压压力降低。另一方面,如果EGR控制阀开度被减少则EGR气体量减少,因此结果上,与EGR气体量减少的量对应地,排气压力上升(即,涡轮通过废气量增大),由此增压压力上升。这样,如果EGR控制阀开度被变更,则增压压力发生变化。
在此,在应该使增压压力朝向目标增压压力上升时EGR控制阀开度被增大,从而与该EGR控制阀开度增大的量对应地增压压力降低的情况下,如果EGR控制阀52的动作速度迅速,则伴随着EGR控制阀开度的增大的每单位时间的增压压力的降低大,因此难以使增压压力到达目标增压压力。即,增压压力控制困难度大。相反,该情况下,如果EGR控制阀52的动作速度迟缓,则伴随着EGR控制阀开度的增大的每单位时间的增压压力的降低小,因此易于使增压压力到达目标增压压力。即,增压压力控制困难度小。当然,在应该使增压压力朝向目标增压压力上升时EGR控制阀开度被减少,从而与该EGR控制阀开度减少的量对应地增压压力上升的情况下,如果EGR控制阀52的动作速度迅速,则伴随着EGR控制阀开度的减少的每单位时间的增压压力的上升大,因此易于使增压压力到达目标增压压力。即,增压压力控制困难度小。相反,该情况下,如果EGR控制阀52的动作速度迟缓,则伴随着EGR控制阀开度的减少的每单位时间的增压压力的上升小,因此难以使增压压力到达目标增压压力。即,增压压力控制困难度大。
以上的情况在应该使增压压力朝向目标增压压力降低时EGR控制阀开度被减少从而与该EGR控制阀开度减少的量对应地增压压力上升的情况下也存在,在应该使增压压力朝向目标增压压力降低时EGR控制阀开度被增大从而与该EGR控制阀开度增大的量对应地增压压力降低的情况下也存在。
即,在应该使增压压力朝向目标增压压力降低时EGR控制阀开度被减少从而与该EGR控制阀开度减少的量对应地增压压力上升的情况下,如果EGR控制阀52的动作速度迅速则增压压力控制困难度大幅增大,相反,如果EGR控制阀52的动作速度迟缓则增压压力控制困难度的增大的程度小。另一方面,在应该使增压压力朝向目标增压压力降低时EGR控制阀开度被增大从而与该EGR控制阀增大的量对应地增压压力降低的情况下,如果EGR控制阀52的动作速度迅速则增压压力控制困难度大幅减少,相反,如果EGR控制阀52的动作速度迟缓则增压压力控制困难度的减少的程度小。
这样,根据EGR控制阀52的动作速度来决定增压压力控制困难度。因此,作为为了判断是否能够使增压压力以具有规定的目标增压压力追随性的方式来到达目标增压压力而应该被考虑的要素之一,可举出EGR控制阀52的动作速度。
另外,如果EGR控制阀开度被增大则与EGR控制阀开度增大的量对应地排气压力降低从而增压压力降低。此时,如果应该使增压压力朝向目标增压压力上升,则难以以伴随着EGR控制阀开度的增大的增压压力的降低的量,使增压压力到达目标增压压力。而且此时,如果EGR控制阀开度被变更一定的值时该EGR控制阀开度的变更影响增压压力的程度(所谓的,EGR控制阀开度相对于增压压力的变更的灵敏度,以下将该影响的程度称为“EGR控制阀的增压压力影响程度”)大,则增压压力控制困难度大幅增大,相反,如果EGR控制阀的增压压力影响程度小,则增压压力控制困难度的增大的程度小。另一方面,如果应该使增压压力朝向目标增压压力降低,则易于以伴随着EGR控制阀开度的增大的增压压力的降低的量使增压压力到达目标增压压力。而且此时,如果EGR控制阀的增压压力影响程度大,则EGR率控制困难度大幅减少,相反,如果EGR控制阀的增压压力影响程度小,则增压压力控制困难度的减少的程度小。
同样地,如果EGR控制阀开度被减少,则与EGR控制阀开度减少的量对应地排气压力上升从而增压压力上升。此时,如果应该使增压压力朝向目标增压压力降低,则难以以伴随着EGR控制阀开度的减少的增压压力的上升的量使增压压力到达目标增压压力。而且此时,如果EGR控制阀的增压压力影响程度大,则增压压力控制困难度大幅增大,相反,如果EGR控制阀的增压压力影响程度小,则增压压力控制困难度的增大的程度小。另一方面,如果应该使增压压力朝向目标增压压力上升,则易于以伴随着EGR控制阀开度的减少的增压压力的上升的量使增压压力到达目标增压压力。而且,此时如果EGR控制阀的增压压力影响程度大,则增压压力控制困难度大幅减少,相反,如果EGR控制阀的增压压力影响程度小,则增压压力控制困难度的减少的程度小。
这样,增压压力控制困难度根据EGR控制阀52的增压压力影响程度而变化。因此,作为为了判断是否能够使增压压力以具有规定的目标增压压力追随性的方式到达目标增压压力而应该被考虑的要素之一,可举出EGR控制阀52的增压压力影响程度。
另外,如上所述,如果节气门开度被变更则进气量发生变化。然而,如果节气门开度被增大则节气门通过空气量增大,因此结果,与节气门通过空气量增大的量对应地增压压力上升。另一方面,如果节气门开度被减少则节气门通过空气量减少,因此结果,与节气门通过空气量减少的量对应地增压压力降低。这样,如果节气门开度被变更,则节气门通过空气量变化,其结果,增压压力变化。
在此,如上所述,根据节气门33的动作速度来决定使节气门开度到达指令节气门开度为止所需要的时间。而且,如上所述,如果节气门开度被变更,则节气门通过空气量变化,其结果,增压压力变化,因此作为为了判断是否能够使增压压力以具有规定的目标增压压力追随性的方式到达目标增压压力而应该被考虑的要素之一,可举出节气门33的动作速度。
另外,如果节气门开度被增大,则与节气门开度增大的量对应地节气门通过空气量减少从而增压压力降低。此时,如果应该使增压压力朝向目标增压压力上升,则难以以伴随着节气门开度的增大的增压压力的降低的量,使增压压力到达目标增压压力。而且,如果此时节气门开度被变更一定的值时该节气门开度的变更影响增压压力的程度(所谓的,节气门开度对增压压力的变更的灵敏度,以下将该影响的程度称为“节气门的增压压力影响程度”)大,则增压压力控制困难度大幅增大,相反,如果节气门的增压压力影响程度小,则增压压力控制困难度的增大的程度小。另一方面,如果应该使增压压力朝向目标增压压力降低,则易于以伴随着节气门开度的增大的增压压力的降低的量,使增压压力到达目标增压压力。而且,此时如果节气门的增压压力影响程度大,则增压压力控制困难度大幅减少,相反如果节气门的增压压力影响程度小,则增压压力控制困难度的减少的程度小。
这样,增压压力控制困难度根据节气门33的增压压力影响程度而发生变化。因此,作为用于判断是否能够使增压压力以具有规定的目标增压压力追随性的方式到达目标增压压力而应该被考虑的要素之一,可举出节气门33的增压压力影响程度。
总结以上内容,用于判断是否能够使增压压力以具有规定的目标增压压力追随性的方式到达目标增压压力而应该被考虑的要素中具有叶片35D的动作速度、叶片的增压压力影响程度、EGR控制阀52的动作速度、EGR控制阀的增压压力影响程度、节气门33的动作速度以及节气门的增压压力影响程度。
而且,在本实施方式中,按照以下的方式考虑这些要素来求出增压压力控制困难度。
即,在本实施方式中,预先求出叶片35D的增压压力影响程度、EGR控制阀52的增压压力影响程度以及节气门33的增压压力影响程度。在此,如图8的(A)所示,将叶片开度相对于叶片开度的最大值的比例Vn作为横轴,将使该叶片开度的比例Vn变化时的EGR率的变化量Pv作为纵轴时,叶片35D的EGR率影响程度相当于表示这些比例Vn和变化量Pv之间的关系的直线的斜率(该斜率是负值)。另外,如图8的(B)所示,将EGR控制阀开度相对于EGR控制阀开度的最大值的比例Egr作为横轴,将使该EGR控制阀开度的比例Egr变化时的EGR率的变化量Pe作为纵轴时,EGR控制阀52的EGR率影响程度相当于表示这些比例Egr和变化量Pe之间的关系的直线的斜率(该斜率是负值)。另外,如图8的(C)所示,将节气门开度相对于节气门开度的最大值的比例Th作为横轴,将使该节气门开度的比例Th变化时的EGR率的变化量Pt作为纵轴时,节气门33的EGR率影响程度相当于表示这些比例Th和变化量Pt之间的关系的直线的斜率(该斜率是正值)。
而且,在本实施方式中,算出当前的实际增压压力相对于目标稳定增压压力的偏差作为增压压力偏差。
而且,判断增压压力偏差ΔPim是否是正值并且大于规定的阈值(以下将该阈值称为“正的最大增压压力偏差”)ΔPimMaxP(ΔPim>ΔPimMaxP)。在此,ΔPim>ΔPimMaxP时,实际增压压力与目标稳定增压压力相比相当低,因此内燃机运转状态处于应该使实际增压压力大幅上升的状态。在此,为了使实际增压压力上升,减少叶片开度、或者减少EGR控制阀开度,或者增大节气门开度即可。
因此,当ΔPim>ΔPimMaxP时,利用增压压力偏差ΔPim、叶片35D的增压压力影响程度Kspv、叶片35D的减少动作速度Krdv、EGR控制阀52的增压压力影响程度Kspe、EGR控制阀52的减少动作速度Krde、节气门33的增压压力影响程度Kspt以及节气门33的增大动作速度Krit,按照下式3来算出增压压力控制困难度Dp。
Dp=ΔPim/(-Kspv*Krdv)+ΔPim/(-Kspe*Krde)+ΔPim/(Kspt*Krit)…(3)
根据上式3,在叶片35D的增压压力影响程度越小越难以使实际增压压力上升的状況下,叶片35D的增压压力影响程度Kspv是负值,因此算出叶片35D的增压压力影响程度Kspv越小则越大的增压压力控制困难度Dp。另外,根据上式3,在叶片35D的减少动作速度越迟缓则越难以使实际增压压力上升的状況下,算出叶片35D的动作速度Krdv越迟缓则越大的增压压力控制困难度Dp。另外,根据上式3,在EGR控制阀52的增压压力影响程度越小则越难以使实际增压压力上升的状況下,EGR控制阀52的增压压力影响程度Kspe是负值,因此算出EGR控制阀52的增压压力影响程度Kspe越小则越大的增压压力控制困难度Dp。另外,根据上式3,在EGR控制阀52的减少动作速度越迟缓则越难以使实际增压压力上升的状況下,算出EGR控制阀52的减少动作速度Krde越迟缓则越大的增压压力控制困难度Dp。另外,根据上式3,在节气门33的增压压力影响程度越小则越难以使实际增压压力上升的状況下,算出节气门33的增压压力影响程度Kspt越小则越大的增压压力控制困难度Dp,另外,根据上式3,在节气门33的增大动作速度越迟缓则越难以使实际增压压力上升的状況下,算出节气门33的增大动作速度Krit越迟缓则越大的EGR率控制困难度Dp。
即,按照上式3算出的增压压力控制困难度Dp根据叶片35D的增压压力影响程度Kspv、叶片35的动作速度Krdv、EGR控制阀52的增压压力影响程度Kspe、EGR控制阀52的动作速度Krde、节气门33的增压压力影响程度Kspt以及节气门33的动作速度Krit,准确地反映使实际增压压力以具有规定的目标增压压力追随性的方式到达目标增压压力的情况下的困难度。
另一方面,当不是ΔPim>ΔPimMaxP时,判断增压压力偏差ΔPim是否是负值并且小于规定的阈值(以下将该阈值称为“负的最大增压压力偏差”)ΔPimMaxN(ΔPim<ΔPimMaxN),即,增压压力偏差ΔPim的绝对值是否大于负的最大增压压力偏差ΔPimMaxN的绝对值。在此,当ΔPim<ΔPimMaxN时,实际增压压力与目标稳定增压压力相比相当高,因此内燃机运转状态处于应该使实际增压压力大幅降低的状态。在此,为了降低实际增压压力,增大叶片开度,或者增大EGR控制阀开度,或者减少节气门开度即可。
因此,当ΔPim<ΔPimMaxN时,利用增压压力偏差ΔPim、叶片35D的增压压力影响程度Kspv、叶片35D的增大动作速度Kriv、EGR控制阀52的增压压力影响程度Kspe、EGR控制阀52的增大动作速度Krie、节气门33的增压压力影响程度Kspt以及节气门33的减少动作速度Krdt,按照下式4来算出增压压力控制困难度Dp。
Dp=ΔPim/(-Kspv*Kriv)+ΔPim/(-Kspe*Krie)+ΔPim/(Kspt*Krdt)…(4)
根据上式4,在叶片35D的增压压力影响程度越小则越难以使实际增压压力率降低的状況下,叶片35D的增压压力影响程度Kspv是负值,因此算出叶片35D的增压压力影响程度Kspv越小则越大的增压压力控制困难度Dp。另外,根据上式4,在叶片35D的增大动作速度越迟缓则越难以使实际增压压力降低的状況下,算出叶片35D的增大动作速度Kriv越迟缓则越大的增压压力控制困难度Dp。另外,根据上式4,在EGR控制阀52的增压压力影响程度越小则越难以使实际EGR率降低的状況下,EGR控制阀52的增压压力影响程度Kspe是负值,因此算出EGR控制阀52的增压压力影响程度Kspe越小则越大的增压压力控制困难度Dp。另外,根据上式4,在EGR控制阀52的减少动作速度越迟缓则越难以使实际增压压力降低的状況下,算出EGR控制阀52的减少动作速度Krde越迟缓则越大的增压压力控制困难度Dp。另外,根据上式4,在节气门33的增压压力影响程度越小则越难以使实际增压压力降低的状況下,算出节气门33的增压压力影响程度Kspt越小则越大的增压压力控制困难度Dp,另外,根据上式4,在节气门33的减少动作速度越迟缓则越难以使实际增压压力降低的状況下,算出节气门33的减少动作速度Krdt越迟缓则越大的增压压力控制困难度Dp。
即,按照上式4算出的增压压力控制困难度Dp根据叶片35D的增压压力影响程度Kspv、叶片35的动作速度Kriv、EGR控制阀52的增压压力影响程度Kspe、EGR控制阀52的动作速度Krie、节气门33的增压压力影响程度Kspt以及节气门33的动作速度Krdt来准确地反映使实际增压压力以具有规定的目标增压压力追随性的方式到达目标增压压力的情况下的困难度。
其中,在既不是ΔPim>ΔPimMaxP,也不是ΔPim<ΔPimMaxN时,内燃机运转状态处于使实际增压压力相对小幅地上升即可的状态,或者内燃机运转状态处于使实际增压压力相对小幅降低即可的状态。该情况下,使实际增压压力变化的量相对少,因此增压压力控制困难度Dp为零。
而且,在本实施方式中,基于如上所述算出的增压压力控制困难度Dp根据如图4(B)所示的增压压力加法系数映射取得增压压力加法系数Kp,对如此地取得的增压压力加法系数Kp加上当前的实际增压压力后的值被设定成目标增压压力。
根据本实施方式,能够得到以下效果。即,在要将EGR率控制成目标EGR率使实际EGR率上升时,EGR控制阀开度被增大。而且,作为EGR控制阀开度的增大量应该作为目标的增大量(以下将该增大量称为“目标增大量”),一般地,被设定成与实际EGR率相对目标EGR率的偏差对应的量。在此,如果EGR控制阀的增大动作速度迅速则在短时间内能够使EGR控制阀开度增大目标增大量,因此能够使EGR率以具有充分的追随性的方式到达目标EGR率。另外,如果EGR控制阀的EGR率影响程度大则也能够以小的EGR控制阀开度的增大量使EGR率到达目标EGR率。即,如果EGR控制阀的EGR率影响程度大,则结果,在短时间内能够使EGR控制阀开度增大目标增大量,因此能够使EGR率以具有充分的追随性的方式到达目标EGR率。
另一方面,如果EGR控制阀的增大动作速度迟缓或者EGR控制阀的EGR率影响程度小,则无法在短时间内使EGR控制阀开度增大目标增大量,因此无法使EGR率以具有充分的追随性的方式到达目标EGR率。而且,如果反复这样的EGR率的控制,则结果,会产生实际EGR率从优选的EGR率大幅偏离的状态。而且,EGR率例如是对从燃烧室排出的废气中的排放的减低有贡献的参数。因此,如果产生实际EGR率从优选的EGR率大幅偏离的状态,则无法如预期的那样降低废气中的排放。
因此,在想要将EGR率控制成目标EGR率来使实际EGR率上升的情况下,为了设定EGR率能够以具有充分的追随性的方式到达的目标EGR率,重要之处在于考虑EGR控制阀的增大动作速度和EGR控制阀的EGR率影响程度。
当然,在想要将EGR率控制成目标EGR率来降低实际EGR率的情况下也存在相同的情况,因此该情况下,为了设定EGR率能够以具有充分的追随性的方式到达的目标EGR率,重要之处在于考虑EGR控制阀的减少动作速度和EGR控制阀的EGR率影响程度。
而且,除此之外,如上所述,叶片35D的动作状态也会影响EGR率。因此,出于与上述说明的理由相同的理由,为了设定EGR率能够以具有充分的追随性的方式到达的目标EGR率,重要之处在于考虑叶片的动作速度(即,叶片的增大动作速度或者减少动作速度)和叶片的EGR率影响程度。
并且,如上所述,节气门33的动作状态也会影响EGR率。因此,出于与上述说明的理由相同的理由,为了设定EGR率能够以具有充分的追随性的方式到达的目标EGR率,重要之处在于考虑节气门的动作速度(即,节气门的增大动作速度或者减少动作速度)和节气门的EGR率影响程度。
在此,在上述的实施方式中,作为影响实际EGR率对目标EGR率的追随性的参数,不仅考虑EGR控制阀52的动作速度和EGR控制阀的EGR率影响程度,作为相同地影响实际EGR率对目标EGR率的追随性的参数,考虑叶片35D的动作速度、叶片的EGR率影响程度、节气门33的动作速度以及节气门的EGR率影响程度,算出表示能够使实际EGR率以具有充分的追随性的方式到达目标EGR率的可能性的EGR率控制困难度,基于该EGR率控制困难度来设定目标EGR率,将实际EGR率控制成该目标EGR率。因此,能够使实际EGR率以具有充分的追随性的方式到达目标EGR率。因此,根据上述的实施方式,至少实际EGR率不会从优选的EGR率大幅偏离,因此能够得到能够按照预期降低废气中的排放这样的效果。
另外,当想要将增压压力控制成目标增压压力来使实际增压压力上升时,叶片开度被减少。而且,作为叶片开度的减少量应该作为目标的减少量(以下将该减少量称为“目标减少量”),一般地被设定成与实际增压压力相对于目标增压压力的偏差对应的量。在此,如果叶片的减少动作速度迅速则在短时间内能够使叶片开度减少目标减少量,因此能够使增压压力以具有充分的追随性的方式到达目标增压压力。另外,如果叶片的增压压力影响程度大,则能够以小的叶片开度的减少量来使增压压力到达目标增压压力。即,如果叶片的增压压力影响程度大,则结果,能够在短时间内使叶片开度减少目标减少量,因此能够使增压压力以具有充分的追随性的方式到达目标增压压力。
另一方面,如果叶片的减少动作速度迟缓或者叶片的增压压力影响程度小,则无法在短时间内使叶片开度减少目标减少量,因此无法使增压压力以具有充分的追随性的方式到达目标增压压力。而且,如果反复这种增压压力的控制,则结果,会产生实际增压压力从优选的增压压力大幅偏离的状态。而且,增压压力是例如有助于进气量,因此也有助于燃烧室内的燃料的燃烧,进而有助于内燃机10的输出性能的参数。因此,如果产生实际增压压力从优选的增压压力大幅偏离的状态,则无法使内燃机10发挥预期的输出性能。
因此,在想要将增压压力控制成目标增压压力而使实际增压压力上升的情况下,为了设定增压压力能够以具有充分的追随性的方式到达的目标增压压力,重要之处在于考虑叶片的减少动作速度和叶片的增压压力影响程度。
当然,在想要将增压压力控制成目标增压压力而使实际增压压力降低的情况下也存在相同的情况,因此该情况下,为了设定增压压力能够以具有充分的追随性的方式到达的目标增压压力,重要之处在于考虑叶片的增大动作速度和叶片的增压压力影响程度。
而且,除此之外,如上所述,EGR控制阀52的动作状态也会影响增压压力。因此,出于与上述说明的理由相同的理由,为了设定增压压力能够以具有充分的追随性的方式到达的目标增压压力,重要之处在于考虑EGR控制阀的动作速度(即,EGR控制阀的增大动作速度或者减少动作速度)和EGR控制阀的增压压力影响程度。
并且,如上所述,节气门33的动作状态也会影响增压压力。因此,出于与上述说明的理由相同的理由,为了设定增压压力能够以具有充分的追随性的方式到达的目标增压压力,重要之处在于考虑节气门的动作速度(即,节气门的增大动作速度或者减少动作速度)和节气门的增压压力影响程度。
在此,在上述的实施方式中,作为影响实际增压压力相对于目标增压压力的追随性的参数,不仅考虑叶片35D的动作速度和叶片的增压压力影响程度,作为相同地影响实际增压压力对目标增压压力的追随性的参数,考虑EGR控制阀52的动作速度、EGR控制阀的增压压力影响程度、节气门33的动作速度以及节气门的增压压力影响程度,来算出表示能够使实际增压压力以具有充分的追随性的方式到达目标增压压力的可能性的增压压力控制困难度,基于该增压压力控制困难度来设定目标增压压力,将实际增压压力控制成该目标增压压力。因此,能够使实际增压压力以具有充分的追随性的方式到达目标增压压力。因此,根据上述的实施方式,至少实际增压压力不会从优选的增压压力大幅偏离,因此能够得到使内燃机发挥预期的输出性能这样的效果。
其中,在上述的实施方式中,EGR控制阀52的EGR率影响程度是固定值。然而,伴随着使EGR控制阀开度变化规定的值时的该EGR控制阀开度的变化的EGR率的变化量有时会根据此时的EGR控制阀开度而不同。因此,这样的情况下,也可以通过实验等预先求出与EGR控制阀开度对应的EGR控制阀52的EGR率影响程度,将这些EGR率影响程度以EGR控制阀开度的函数的映射的形式存储在电子控制装置60中,在内燃机运转中,根据此时的EGR控制阀开度根据上述映射取得EGR控制阀的EGR率影响程度,将如此地取得的EGR控制阀的EGR率影响程度应用于EGR率控制困难度的设定(进而是目标EGR率的设定)。
同样,在上述的实施方式中,叶片35D的EGR率影响程度以及节气门33的EGR率影响程度也是固定值。然而,伴随着使叶片开度变化规定的值时的该叶片开度的变化的EGR率的变化量有时会根据此时的叶片开度而不同,伴随着使节气门开度变化规定的值时的该节气门的变化的EGR率的变化量有时会根据此时的节气门开度而不同。因此,这样的情况下,也可以通过实验等预先求出与叶片开度对应的叶片35D的EGR率影响程度以及与节气门开度对应的节气门33的EGR率影响程度,将这些EGR率影响程度以叶片开度的函数的映射以及节气门开度的函数的映射的形式存储在电子控制装置60中,在内燃机运转中,根据此时的叶片开度根据上述映射取得叶片的EGR率影响程度,并且根据此时的节气门开度根据上述映射取得节气门的EGR率影响程度,将如此地取得的叶片的EGR率影响程度以及节气门的EGR率影响程度应用于EGR率控制困难度的设定(进而是目标EGR率的设定)。
另外,在上述的实施方式中,叶片35D的增压压力影响程度是固定值。然而,伴随着使叶片开度变化规定的值时的该叶片开度的变化的增压压力的变化量有时会根据此时的叶片开度而不同。因此,在这种情况下,也可以通过实验等预先求出与叶片开度对应的叶片35D的增压压力影响程度,将这些增压压力影响程度以叶片开度的函数的映射的形式存储在电子控制装置60中,在内燃机运转中,根据此时的叶片开度根据上述映射取得叶片的增压压力影响程度,将如此地取得的叶片的增压压力影响程度应用于增压压力控制困难度的设定(进而是目标增压压力的设定)。
同样地,在上述的实施方式中,EGR控制阀52的增压压力影响程度以及节气门33的增压压力影响程度也是固定值。然而,伴随着使EGR控制阀开度变化规定的值时的该EGR控制阀开度的变化的增压压力的变化量有时会根据此时的EGR控制阀开度而不同,伴随着使节气门开度变化规定的值时的该节气门的变化的增压压力的变化量有时也会根据此时的节气门开度而不同。因此,在这种情况下,也可以通过实验等预先求出与EGR控制阀开度对应的EGR控制阀52的增压压力影响程度以及与节气门开度对应的节气门33的增压压力影响程度,将这些增压压力影响程度以EGR控制阀开度的函数的映射以及节气门开度的函数的映射的形式存储在电子控制装置60中,在内燃机运转中,根据此时的EGR控制阀开度根据上述映射取得EGR控制阀的增压压力影响程度,并且根据此时的节气门开度根据上述映射取得节气门的增压压力影响程度,将如此地取得的EGR控制阀的增压压力影响程度以及节气门的增压压力影响程度应用于增压压力控制困难度的设定(进而是目标增压压力的设定)。
另外,在上述的实施方式中,EGR控制阀52的增大动作速度是固定值。然而,EGR控制阀52的增大动作速度有时会根据此时的EGR控制阀开度而不同。因此,这种情况下,也可以根据实验等预先求出与EGR控制阀开度对应的EGR控制阀52的增大动作速度,将这些增大动作速度以EGR控制阀开度的函数的映射的形式存储在电子控制装置60中,在内燃机运转中,根据此时的EGR控制阀开度根据上述映射取得EGR控制阀的增大动作速度,将如此地取得的EGR控制阀的增大动作速度应用于EGR率控制困难度以及增压压力控制困难度的设定(进而是目标EGR率以及目标增压压力的设定)。
同样地,在上述的实施方式中,EGR控制阀52的减少动作速度也是固定值。然而,EGR控制阀52的减少动作速度有时也会根据此时的EGR控制阀开度而不同。因此,这种情况下,也可以通过实验等预先求出与EGR控制阀开度对应的EGR控制阀52的减少动作速度,将这些减少动作速度以EGR控制阀开度的函数的映射的形式存储在电子控制装置60中,在内燃机运转中,根据此时的EGR控制阀开度根据上述映射取得EGR控制阀的减少动作速度,将如此地取得的EGR控制阀的减少动作速度应用于EGR率控制困难度以及增压压力控制困难度的设定(进而是目标EGR率以及目标增压压力的设定)。
同样地,在上述的实施方式中,叶片35D的增大动作速度、减少动作速度均是固定值。然而,有时叶片35D的增大动作速度、减少动作速度也根据此时的叶片开度而不同。因此,这样的情况下,也可以通过实验等预先求出与叶片开度对应的叶片35D的增大动作速度以及减少动作速度,将这些增大动作速度以及减少动作速度以叶片开度的函数的映射的形式存储在电子控制装置60中,在内燃机运转中,根据此时的叶片开度根据上述映射取得叶片的增大动作速度或者减少动作速度,将如此地取得的叶片的增大动作速度或者减少动作速度应用于EGR率控制困难度以及增压压力控制困难度的设定(进而是目标EGR率以及目标增压压力的设定)。
同样地,在上述的实施方式中,节气门33的增大动作速度、减少动作速度均是固定值。然而,节气门33的增大动作速度、减少动作速度有时也会根据此时的节气门开度而不同。因此,在这样的情况下,也可以通过实验等预先求出与节气门开度对应的节气门33的增大动作速度以及减少动作速度,将这些增大动作速度以及减少动作速度以节气门开度的函数的映射的形式存储在电子控制装置60中,在内燃机运转中,根据此时的节气门开度根据上述映射取得节气门的增大动作速度或者减少动作速度,将如此地取得的节气门的增大动作速度或者减少动作速度应用于EGR率控制困难度以及增压压力控制困难度的设定(进而是目标EGR率以及目标增压压力的设定)。
另外,在上述的实施方式中,如图4(A)所示,在EGR率控制困难度De为零与正的最大值DeMaxP之间的值时,EGR率加法系数Ke与EGR率控制困难度De成反比例地被设定成EGR率控制困难度De越大则越小的值。然而,根据本发明,以通过将EGR率加法系数加上当前的实际EGR率,从而算出EGR率被以具有规定的目标EGR率追随性的方式控制成目标EGR率的目标EGR率的方式,来设定EGR率加法系数即可,因此EGR率加法系数有时也不与EGR率控制困难度De成反比例。因此,当EGR率控制困难度De为零与正的最大值DeMaxP之间的值时,至少EGR率加法系数被设定成EGR率控制困难度De越大则越小的值即可。
同样地,在上述的实施方式中,如图4的(A)所示,当EGR率控制困难度De为零与负的最大值DeMaxN之间的值时,EGR率加法系数Ke与EGR率控制困难度De成反比例地被设定成EGR率困难度De的绝对值越大则其绝对值成为越小的值的值。然而,当EGR率控制困难度De为零与负的最大值DeMaxN之间的值时,至少EGR率加法系数被设定成EGR率控制困难度De的绝对值越大则其绝对值成为越小的值的值即可。
另外,在上述的实施方式中,如图4的(B)所示,当增压压力控制困难度Dp为零与正的最大值DpMaxP之间的值时,增压压力加法系数Kp与增压压力控制困难度Dp成反比例地被设定成增压压力控制困难度Dp越大则越小的值。然而,根据本发明,以通过将增压压力加法系数加上当前的实际增压压力来算出增压压力被按照以具有规定的目标增压压力追随性的方式控制成目标增压压力的目标增压压力的方式,来设定增压压力加法系数即可,因此增压压力加法系数有时也不与增压压力控制困难度Dp成反比例。因此,当增压压力控制困难度Dp为零与正的最大值DpMaxP之间的值时,至少增压压力加法系数被设定成增压压力控制困难度Dp越大则越小的值即可。
同样地,在上述的实施方式中,如图4的(B)所示,当增压压力控制困难度Dp为零与负的最大值DpMaxN之间的值时,增压压力加法系数Kp与增压压力控制困难度Dp成反比例地被设定成增压压力困难度Dp的绝对值越大则其绝对值成为越小的值的值。然而,当增压压力控制困难度Dp为零与负的最大值DpMaxN之间的值时,至少增压压力加法系数被设定成增压压力控制困难度Dp的绝对值越大则其绝对值成为越小的值的值。
另外,在上述的实施方式中,当EGR率偏差大于正的最大EGR率偏差时,与内燃机运转状态处于至少应该使增压压力上升的状态还是内燃机运转状态处于至少应该使增压压力降低的状态无关地,叶片35D的减少动作速度被用于EGR率控制困难度的设定(进而是目标EGR率的设定)。然而,当EGR率偏差大于正的最大EGR率偏差时,也可以根据内燃机运转状态处于至少应该使增压压力上升的状态还是内燃机运转状态处于至少应该使增压压力降低的状态,将叶片35D的减少动作速度用于EGR率控制困难度的设定,或者将叶片35D的增大动作速度用于EGR率控制困难度的设定。即,在内燃机运转状态处于至少应该使增压压力上升的状态的情况下,至少叶片开度被减少。因此,在该情况下,当EGR率偏差大于正的最大EGR率偏差时,将叶片35D的减少动作速度用于EGR率控制困难度的设定。另一方面,当内燃机运转状态处于至少应该使增压压力降低的状态的情况下,至少叶片开度被增大。因此,该情况下,当EGR率偏差大于正的最大EGR率偏差时,将叶片35D的增大动作速度用于EGR率控制困难度的设定。
另外,在上述的实施方式中,当EGR率偏差小于负的最大EGR率偏差时,与内燃机运转状态处于至少应该使增压压力上升的状态还是内燃机运转状态处于至少应该使增压压力降低的状态无关地,叶片35D的增大动作速度被用于EGR率控制困难度的设定(进而是目标EGR率的设定)。然而,当EGR率偏差小于负的最大EGR率偏差时,也可以根据内燃机运转状态处于至少应该使增压压力上升的状态还是内燃机运转状态处于至少应该使增压压力降低的状态,将叶片35D的增大动作速度用于EGR率控制困难度的设定,或者将叶片35D的减少动作速度用于EGR率控制困难度的设定。即,在内燃机运转状态处于至少应该使增压压力降低的状态的情况下,至少叶片开度被增大。因此,该情况下,当EGR率偏差小于负的最大EGR率偏差时,将叶片35D的增大动作速度用于EGR率控制困难度的设定。另一方面,当内燃机运转状态处于至少应该使增压压力上升的状态的情况下,至少叶片开度被减少。因此,该情况下,当EGR率偏差小于负的最大EGR率偏差时,将叶片35D的减少动作速度用于EGR率控制困难度的设定。
同样地,在上述的实施方式下,当EGR率偏差大于正的最大EGR率偏差时,与内燃机运转状态处于至少应该使进气量增大的状态还是内燃机运转状态处于至少应该使进气量减少的状态无关地,节气门33的减少动作速度被用于EGR率控制困难度的设定(进而是目标EGR率的设定)。另一方面,当EGR率偏差小于负的最大EGR率偏差时,与内燃机运转状态处于至少应该使进气量增大的状态还是内燃机运转状态处于至少应该使进气量减少的状态无关地,节气门33的增大动作速度被用于EGR率控制困难度的设定(进而是目标EGR率的设定)。然而,当EGR率偏差大于正的最大EGR率偏差时,或者EGR率偏差小于负的最大EGR率偏差时,也可以根据内燃机运转状态处于至少应该使进气量增大的状态还是内燃机运转状态处于至少应该使进气量减少的状态,将节气门33的增大动作速度用于EGR率控制困难度的设定,或者将节气门33的减少动作速度用于EGR率控制困难度的设定。即,在内燃机运转状态处于至少应该使进气量增大的状态的情况下,至少节气门开度被增大。因此,该情况下,当EGR率偏差大于正的最大EGR率偏差时,或者,EGR率偏差小于负的最大EGR率偏差时,将节气门33的增大动作速度用于EGR率控制困难度的设定。另一方面,在内燃机运转状态处于至少应该使进气量减少的状态的情况下,至少节气门开度被减少。因此,该情况下,当EGR率偏差大于正的最大EGR率偏差时,或者EGR率偏差小于负的最大EGR率偏差时,将节气门33的减少动作速度用于EGR率控制困难度的设定。
另外,在上述的实施方式中,当增压压力偏差大于正的最大增压压力偏差时,与内燃机运转状态处于至少使EGR率上升的状态还是内燃机运转状态处于至少应该使EGR率降低的状态无关地,EGR控制阀52的减少动作速度被用于增压压力控制困难度的设定(进而是目标增压压力的设定)。然而,当增压压力偏差大于正的最大增压压力偏差时,也可以根据内燃机运转状态处于至少应该使EGR率上升的状态还是内燃机运转状态处于至少应该使EGR率降低的状态,将EGR控制阀52的减少动作速度用于增压压力控制困难度的设定,或者将EGR控制阀52的增大动作速度用于增压压力控制困难度的设定。即,在内燃机运转状态处于至少应该使EGR率上升的状态的情况下,至少EGR控制阀开度被增大。因此,该情况下,当增压压力偏差大于正的最大增压压力偏差时,将EGR控制阀52的增大动作速度用于增压压力控制困难度的设定。另一方面,在内燃机运转状态处于至少应该使EGR率降低的状态的情况下,至少EGR控制阀开度被减少。因此,该情况下,当增压压力偏差大于正的最大增压压力偏差时,将EGR控制阀52的减少动作速度用于增压压力控制困难度的设定。
另外,在上述的实施方式中,当增压压力偏差小于负的最大增压压力偏差时,与内燃机运转状态处于应该至少使EGR率上升的状态还是内燃机运转状态处于应该至少使EGR率降低的状态无关地,EGR控制阀52的增大动作速度被用于增压压力控制困难度的设定(进而是目标增压压力的设定)。然而,当增压压力偏差小于负的最大增压压力偏差时,也可以根据内燃机运转状态处于至少应该使EGR率上升的状态还是内燃机运转状态处于至少应该使EGR率降低的状态,将EGR控制阀52的增大动作速度用于增压压力控制困难度的设定,或者将EGR控制阀52的减少动作速度用于增压压力控制困难度的设定。即,在内燃机运转状态处于至少应该使EGR率降低的状态的情况下,至少EGR控制阀开度被减少。因此,该情况下,当增压压力偏差小于负的最大增压压力偏差时,将EGR控制阀52的减少动作速度用于增压压力控制困难度的设定。另一方面,在内燃机运转状态处于至少应该使EGR率上升的状态的情况下,至少EGR控制阀开度被增大。因此,该情况下,当增压压力偏差小于负的最大增压压力偏差时,将EGR控制阀52的增大动作速度用于增压压力控制困难度的设定。
同样地,在上述的实施方式下,当增压压力偏差大于正的最大增压压力偏差时,与内燃机运转状态处于至少应该使进气量增大的状态还是内燃机运转状态处于至少应该使进气量减少的状态无关地,节气门33的减少动作速度被用于增压压力控制困难度的设定(进而是目标增压压力的设定)。另一方面,当增压压力偏差小于负的最大增压压力偏差时,与内燃机运转状态处于至少应该使进气量增大的状态或者内燃机运转状态处于至少应该使进气量减少的状态无关地,节气门33的增大动作速度被用于增压压力控制困难度的设定(进而是目标增压压力的设定)。然而,当增压压力偏差大于正的最大增压压力偏差时,或者增压压力偏差小于负的最大增压压力偏差时,也可以根据内燃机运转状态处于至少应该使进气量增大的状态还是内燃机运转状态处于至少应该使进气量减少的状态,将节气门33的增大动作速度用于EGR率控制困难度的设定,或者将节气门33的减少动作速度用于EGR率控制困难度的设定。即,在内燃机运转状态处于至少应该使进气量增大的状态的情况下,至少节气门开度被增大。因此,该情况下,当增压压力偏差大于正的最大增压压力偏差时,或者增压压力偏差小于负的最大增压压力偏差时,将节气门33的增大动作速度用于增压压力控制困难度的设定。另一方面,在内燃机运转状态处于至少应该使进气量减少的状态的情况下,至少节气门开度被减少。因此,该情况下,当增压压力偏差大于正的最大增压压力偏差时,或者,增压压力偏差小于负的最大增压压力偏差时,将节气门33的减少动作速度用于增压压力控制困难度的设定。
另外,在上述的实施方式中,以EGR控制阀、叶片以及节气门的动作状态对EGR率造成影响为前提,考虑这些EGR控制阀、叶片以及节气门的动作速度和这些EGR控制阀、叶片以及节气门的EGR率影响程度来算出EGR率控制困难度,考虑该算出的EGR率控制困难度来设定目标EGR率,通过将EGR率控制成该目标EGR率,使实际EGR率以具有规定的目标EGR率追随性的方式控制成目标EGR率。
然而,本发明的控制装置广义上讲能够应用于具备能够分别直接控制相互影响的不同的两个控制量亦即第1控制量(例如,上述的实施方式的EGR率)和第2控制量(例如,上述的实施方式的增压压力)的不同的两个控制对象作为第1控制对象(例如,上述的实施方式的EGR控制阀)以及第2控制对象(例如,上述的实施方式的叶片)的内燃机。该情况下,本发明的控制装置具备将第1控制量的目标值设定为目标第1控制量(例如,上述的实施方式的目标EGR率),并且将第2控制量的目标值设定为目标第2控制量(例如,上述实施方式的目标增压压力)的目标值设定单元;通过控制第1控制对象的动作状态(例如,上述实施方式的EGR控制阀开度)来将第1控制量控制成目标第1控制量,并且通过控制第2控制对象的动作状态(例如,上述实施方式的叶片开度)来将第2控制量控制成目标第2控制量的控制量控制单元。
而且,本发明的控制装置广义上讲,将考虑了控制量控制单元将用于变更第1控制对象的动作状态的指令(例如,上述的实施方式的EGR控制阀开度指令)给予该第1控制对象时的该第1控制对象的动作速度亦即第1动作速度(例如,上述实施方式的EGR控制阀的动作速度)和第1控制对象的动作状态的变更给第1控制量造成的影响的程度亦即第1控制对象对第1控制量的影响程度(例如,上述的实施方式的EGR控制阀的EGR率影响程度)中的至少1个,以及控制量控制单元将用于变更第2控制对象的动作状态的指令(例如,上述的实施方式的叶片开度指令)给予该第2控制对象时的该第2控制对象的动作速度亦即第2动作速度(例如,上述的实施方式的叶片的动作速度)和第2控制对象的动作状态的变更给予第1控制量的影响的程度亦即第2控制对象对第1控制量的影响程度(例如,上述的实施方式的叶片的EGR率影响程度)中的至少1个时第1控制量能够以具有规定的追随性的方式被控制的第1控制量的目标值设定成目标第1控制量(例如,上述的实施方式的目标EGR率)。
而且,本发明的控制装置广义上讲,将内燃机的运转状态处于稳定运转状态时与该内燃机的运转状态对应的第1控制量的目标值设定为目标第1稳定控制量(例如,上述的实施方式的目标稳定EGR率),基于第1动作速度和第1控制对象对第1控制量的影响程度中的至少1个以及第2动作速度和第2控制对象对第1控制量的影响程度中的至少1个,算出对在假定当前的内燃机的运转状态为稳定运转状态时将当前的第1控制量控制成根据当前的内燃机的运转状态而设定的目标第1稳定控制量的情况下当前的第1控制量被以具有所述规定的追随性的方式控制成目标第1稳定控制量的可能性进行表示的指标作为第1追随指标(例如,上述的实施方式的EGR率控制困难度),通过根据该第1追随指标来设定目标第1控制量,将第1动作速度和第1控制对象对第1控制量的影响程度中的至少1个、以及第2动作速度和第2控制对象对第1控制量的影响程度中的至少1个考虑进目标第1控制量的设定。
而且,本发明的控制装置广义上讲,算出当前的第1控制量相对于假定当前的内燃机的运转状态处于稳定运转状态时根据当前的内燃机的运转状态而设定的目标第1稳定控制量(例如,上述的实施方式的目标稳定EGR率)的偏差作为第1控制量偏差(例如,上述的实施方式的EGR率偏差),算出根据第1追随指标修正了该第1控制量偏差后的值作为第1控制量修正偏差(例如,上述的实施方式的EGR率加法系数),通过将对该第1控制量修正偏差加上当前的第1控制量后的值设定为目标第1控制量,将第1动作速度和第1控制对象对第1控制量的影响程度中的至少1个以及上述第2动作速度和第2控制对象对第1控制量的影响程度中的至少1个考虑进目标第1控制量的设定。
图9~图12表示按照上述的实施方式执行EGR率控制困难度以及增压压力控制困难度的算出的程序的一例。如果该程序开始,则首先在步骤100,基于当前的内燃机转速N和当前的内燃机负载L根据图3的(A)的目标稳定增压压力映射取得目标稳定增压压力TPims,并且基于当前的内燃机转速N和当前的内燃机负载L根据图3的(B)的目标稳定氧浓度映射取得目标稳定氧浓度TO2s。接着,在步骤101,取得当前的实际EGR率Regr和当前的实际增压压力Pim。接着,在步骤102,基于在步骤100取得的目标稳定增压压力TPims和目标稳定氧浓度TO2s来算出目标稳定EGR率TRegrs。接着,在步骤103,算出在步骤101取得的当前的实际EGR率Regr相对于在步骤102算出的目标稳定EGR率TRegrs的偏差作为EGR率偏差ΔRegr,并且算出在步骤101取得的当前的实际增压压力Pim相对于在步骤100取得的目标稳定增压压力TPims的偏差作为增压压力偏差ΔPim。
接着,在图10的步骤104,判别在步骤103算出的EGR率偏差ΔRegr是否大于正的最大EGR率偏差ΔRegrMaxP(ΔRegr>ΔRegrMaxP)。在此,当判别为ΔRegr>ΔRegrMaxP时,程序进入步骤105。另一方面,当判别为ΔRegr≤ΔRegrMaxP时,程序进入图11的步骤113。
若在步骤104判别为ΔRegr>ΔRegrMaxP,程序进入步骤105,则判别在步骤103算出的增压压力偏差ΔPim是否大于正的最大增压压力偏差ΔPimMaxP(ΔPim>ΔPimMaxP)。在此,当判别为ΔPim>ΔPimMaxP时,程序进入步骤106。另一方面,当判别为ΔPim≤ΔPimMaxP时,程序进入步骤108。
在步骤105判别为ΔPim>ΔPimMaxP,程序进入步骤106时,由于在步骤104判别为ΔRegr>ΔRegrMaxP,因此结果,ΔRegr>ΔRegrMaxP并且ΔPim>ΔPimMaxP。因此,此时的内燃机运转状态处于图13中由参照附图标记De1、Dp1所示的区域的状态。该情况下,在步骤106,按照上式1算出EGR率控制困难度De1,并且按照上式3算出增压压力控制困难度Dp1。接着,在步骤107,在步骤106算出的EGR率控制困难度De1被输入EGR率控制困难度De,并且,在步骤106算出的增压压力控制困难度Dp1被输入增压压力控制困难度Dp,程序结束。该情况下,图6的步骤11中,取得在步骤106算出的EGR率控制困难度De1作为EGR率控制困难度De,并且,取得步骤106中算出的增压压力控制困难度Dp1作为增压压力控制困难度Dp。
另一方面,若在步骤105判别为ΔPim≤ΔPimMaxP,程序进入步骤108,则判别在步骤103算出的增压压力偏差ΔPim是否小于负的最大增压压力偏差ΔPimMaxN(ΔPim<ΔPimMaxN)。在此,当判别为ΔPim<ΔPimMaxN时,程序进入步骤109。另一方面,当判别为ΔPim≥ΔPimMaxN时,程序进入步骤111。
在步骤108判别为ΔPim<ΔPimMaxN,程序进入步骤109时,由于在步骤104判别为ΔRegr>ΔRegrMaxP,因此结果,ΔRegr>ΔRegrMaxP并且ΔPim<ΔPimMaxN。因此,此时的内燃机运转状态处于在图13中参照附图标记De2,Dp2所示的区域的状态。该情况下,在步骤109,按照上式1算出EGR率控制困难度De2,并且,按照上式4算出增压压力控制困难度Dp2。接着,在步骤110,在步骤109算出的EGR率控制困难度De2被输入EGR控制困难度De,并且,在步骤109算出的增压压力控制困难度Dp2被输入增压压力控制困难度Dp,程序结束。该情况下,在图6的步骤11,取得在步骤109算出的EGR率控制困难度De2作为EGR率控制困难度De,并且,取得在步骤109算出的增压压力控制困难度Dp2作为增压压力控制困难度Dp。
另一方面,在步骤108判别为ΔPim≥ΔPimMaxN,程序进入步骤111时,由于在步骤104判别为ΔRegr>ΔRegrMaxP,在步骤105判别为ΔPim≤ΔPimMaxP,在步骤108判别为ΔPim≥ΔPimMaxN,因此结果,ΔRegr>ΔRegrMaxP并且ΔPimMaxN≤ΔPim≤ΔPimMaxP。因此,此时的内燃机运转状态处于如图13中参照附图标记De3、Dp3所示的区域的状态。该情况下,在步骤111,按照上式1算出EGR率控制困难度De3,并且对增压压力控制困难度Dp3输入零。接着,在步骤112,在步骤111算出的EGR率控制困难度De3被输入EGR控制困难度De,并且在步骤112输入零的增压压力控制困难度Dp3被输入增压压力控制困难度Dp,程序结束。该情况下,在图6的步骤11,取得在步骤111算出的EGR率控制困难度De3作为EGR率控制困难度De,并且,取得在步骤111输入零的增压压力控制困难度Dp3作为增压压力控制困难度Dp。
若在步骤104判别为ΔRegr≤ΔRegrMaxP,程序进入图11的步骤113,则判别在步骤103算出的EGR率偏差ΔRegr是否小于负的最大EGR率偏差ΔRegrMaxN(ΔRegr<ΔRegrMaxN)。在此,当判别为ΔRegr<ΔRegrMaxN时,程序进入步骤114。另一方面,当判别为ΔRegr≥ΔRegrMaxN时,程序进入图12的步骤122。
若在步骤113判别为ΔRegr<ΔRegrMaxN,程序进入步骤114,则判别在步骤103算出的增压压力偏差ΔPim是否大于正的最大增压压力偏差ΔPimMaxP(ΔPim>ΔPimMaxP)。在此,当判别为ΔPim>ΔPimMaxP时,程序进入步骤115。另一方面,当判别为ΔPim≤ΔPimMaxP时,程序进入步骤117。
在步骤114判别为ΔPim>ΔPimMaxP,程序进入步骤115时,由于在步骤113判别为ΔRegr<ΔRegrMaxN,因此结果,ΔRegr<ΔRegrMaxN并且ΔPim>ΔPimMaxP。因此,此时的内燃机运转状态处于图13中参照附图标记De4,Dp4所示的区域的状态。该情况下,在步骤115,按照上式2算出EGR率控制困难度De4,并且,按照上式3算出增压压力控制困难度Dp4。接着,在步骤116,在步骤115算出的EGR率控制困难度De4被输入EGR率控制困难度De,并且,在步骤115算出的增压压力控制困难度Dp4被输入增压压力控制困难度Dp,程序结束。该情况下,在图6的步骤11,取得在步骤115算出的EGR率控制困难度De4作为EGR率控制困难度De,并且取得在步骤115算出的增压压力控制困难度Dp4作为增压压力控制困难度Dp。
另一方面,若在步骤114判别为ΔPim≤ΔPimMaxP,程序进入步骤117,则判别在步骤103算出的增压压力偏差ΔPim是否小于负的最大增压压力偏差ΔPimMaxN(ΔPim<ΔPimMaxN)。在此,当判别为ΔPim<ΔPimMaxN时,程序进入步骤118。另一方面,当判别为ΔPim≥ΔPimMaxN时,程序进入步骤120。
在步骤117判别为ΔPim<ΔPimMaxN,程序进入步骤118时,由于在步骤113判别为ΔRegr<ΔRegrMaxN,因此结果,ΔRegr<ΔRegrMaxN并且ΔPim<ΔPimMaxN。因此,此时的内燃机运转状态处于图13中参照附图标记De5,Dp5所示的区域的状态。该情况下,在步骤118,按照上式2算出EGR率控制困难度De5,并且,按照上式4算出增压压力控制困难度Dp5。接着,在步骤119,在步骤118算出的EGR率控制困难度De5被输入EGR控制困难度De,并且,在步骤118算出的增压压力控制困难度Dp5被输入增压压力控制困难度Dp,程序结束。该情况下,在图6的步骤11,取得在步骤118算出的EGR率控制困难度De5作为EGR率控制困难度De,并且,取得在步骤118算出的增压压力控制困难度Dp5作为增压压力控制困难度Dp。
另一方面,在步骤117判别为ΔPim≥ΔPimMaxN,程序进入步骤120时,由于在步骤113判别为ΔRegr<ΔRegrMaxN,在步骤114判别为ΔPim≤ΔPimMaxP,在步骤117判别为ΔPim≥ΔPimMaxN,因此结果,ΔRegr<ΔRegrMaxN并且ΔPimMaxN≤ΔPim≤ΔPimMaxP。因此,此时的内燃机运转状态处于图13中参照附图标记De6、Dp6所示的区域的状态。该情况下,在步骤120,按照上式2算出EGR率控制困难度De6,并且,对增压压力控制困难度Dp6输入零。接着,在步骤121,在步骤120算出的EGR率控制困难度De6被输入EGR控制困难度De,并且在步骤120输入零的增压压力控制困难度Dp6被输入增压压力控制困难度Dp,程序结束。该情况下,在图6的步骤11,取得在步骤120算出的EGR率控制困难度De6作为EGR率控制困难度De,并且取得在步骤120输入零的增压压力控制困难度Dp6作为增压压力控制困难度Dp。
若在步骤113判别为ΔRegr≥ΔRegrMaxN,程序进入图12的步骤122,则判别在步骤103算出的增压压力偏差ΔPim是否大于正的最大EGR率偏差ΔRegrMaxP(ΔPim>ΔPimMaxP)。在此,在判别为ΔPim>ΔPimMaxP时,程序进入步骤123。另一方面,在判别为ΔPim≤ΔPimRegrMaxP时,程序进入步骤125。
在步骤122判别为ΔPim>ΔPimMaxP,程序进入步骤123时,由于在步骤104判别为ΔRegr≤ΔRegrMaxP,在步骤113判别为ΔRegr≥ΔRegrMaxN,因此结果,ΔRegrMaxN≤ΔRegr≤ΔRegrMaxP并且ΔPim>ΔPimMaxP。因此,此时的内燃机运转状态处于图13中参照附图标记De7、Dp7所示的区域的状态。该情况下,在步骤123,对EGR率控制困难度De7输入零,并且,按照上式3算出增压压力控制困难度Dp7。接着,在步骤124,在步骤123输入零的EGR率控制困难度De7被输入EGR率控制困难度De,并且,在步骤123算出的增压压力控制困难度Dp7被输入增压压力控制困难度Dp,程序结束。该情况下,在图6的步骤11,取得在步骤123输入零的EGR率控制困难度De7作为EGR率控制困难度De,并且,取得在步骤123算出的增压压力控制困难度Dp7作为增压压力控制困难度Dp。
另一方面,若在步骤122判别为ΔPim≤ΔPimMaxP,程序进入步骤125,则判别在步骤103算出的增压压力偏差ΔPim是否小于负的最大增压压力偏差ΔPimMaxN(ΔPim<ΔPimMaxN)。在此,在判别为ΔPim<ΔPimMaxN时,程序进入步骤126。另一方面,在判别为ΔPim≥ΔPimMaxN时,程序进入步骤128。
在步骤125判别为ΔPim<ΔPimMaxN,程序进入步骤126时,由于在步骤104判别为ΔRegr≤ΔRegrMaxP,在步骤113判别为ΔRegr≥ΔRegrMaxN,因此结果,ΔRegrMaxN≤ΔRegr≤ΔRegrMaxP并且ΔPim<ΔPimMaxN。因此,此时的内燃机运转状态处于图13中参照附图标记De8、Dp58所示的区域的状态。该情况下,在步骤126,对EGR率控制困难度De8输入零,并且按照上式4算出增压压力控制困难度Dp8。接着,在步骤127,在步骤126输入零的EGR率控制困难度De8被输入EGR控制困难度De,并且,在步骤126算出的增压压力控制困难度Dp8被输入增压压力控制困难度Dp,程序结束。该情况下,在图6的步骤11,取得在步骤126输入零的EGR率控制困难度De8作为EGR率控制困难度De,并且,取得在步骤126算出的增压压力控制困难度Dp8作为增压压力控制困难度Dp。
另一方面,在步骤125判别为ΔPim≥ΔPimMaxN,程序进入步骤128时,由于在步骤104判别为ΔRegr≤ΔRegrMaxP,在步骤113判别为ΔRegr≥ΔRegrMaxN,在步骤122判别为ΔPim≤ΔPimMaxP,在步骤125判别为ΔPim≥ΔPimMaxN,因此结果,ΔRegrMaxN≤ΔRegr≤ΔRegrMaxP并且ΔPimMaxN≤ΔPim≤ΔPimMaxP。因此,此时的内燃机运转状态处于图13中参照附图标记De9、Dp9所示的区域的状态。该情况下,在步骤128,对EGR率控制困难度De9输入零,并且,对增压压力控制困难度Dp9输入零。接着,在步骤129,在步骤128输入零的EGR率控制困难度De9被输入EGR控制困难度De,并且,在步骤128输入零的增压压力控制困难度Dp9被输入增压压力控制困难度Dp,程序结束。该情况下,在图6的步骤11,取得在步骤128输入零的EGR率控制困难度De9作为EGR率控制困难度De,并且,取得在步骤120输入零的增压压力控制困难度Dp9作为增压压力控制困难度Dp。
其中,上述的实施方式将本发明应用于压缩自点火式的内燃机(所谓的柴油发动机)。然而,本发明也能够应用于火花点火式的内燃机(所谓的汽油发动机)。

Claims (12)

1.一种内燃机的控制装置,具备能够分别直接控制第1控制量与第2控制量的不同的两个控制对象作为第1控制对象以及第2控制对象,其中,所述第1控制量与第2控制量是相互影响的不同的两个控制量,
该内燃机的控制装置具备:目标值设定单元,其将第1控制量的目标值设定为目标第1控制量,并且将第2控制量的目标值设定为目标第2控制量;和控制量控制单元,其通过控制第1控制对象的动作状态来将第1控制量控制成目标第1控制量,并且通过控制第2控制对象的动作状态来将第2控制量控制成目标第2控制量,其中,
当考虑了第1动作速度与第1控制对象对第1控制量的影响程度中的至少一个、和第2动作速度与第2控制对象对第1控制量的影响程度中的至少一个时第1控制量能够以具有规定的追随性的方式被控制的第1控制量的目标值被设定成目标第1控制量,其中,所述第1动作速度是所述控制量控制单元对第1控制对象赋予了用于变更该第1控制对象的动作状态的指令时的该第1控制对象的动作速度,所述第1控制对象对第1控制量的影响程度是第1控制对象的动作状态的变更对第1控制量造成的影响的程度,所述第2动作速度是所述控制量控制单元对第2控制对象赋予了用于变更该第2控制对象的动作状态的指令时的该第2控制对象的动作速度,所述第2控制对象对第1控制量的影响程度是第2控制对象的动作状态的变更对第1控制量造成的影响的程度。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置,其中,
在将以第1控制量增大的方式变更第1控制对象的动作状态时的所述第1动作速度称为第1增大动作速度,将以第1控制量减少的方式变更第1控制对象的动作状态时的所述第1动作速度称为第1减少动作速度时,在目标第1控制量的设定中考虑在为了将第1控制量控制成目标第1控制量而以第1控制量增大的方式变更第1控制对象的动作状态时的所述第1动作速度的情况下,在目标第1控制量的设定中考虑所述第1增大动作速度作为该第1动作速度,在目标第1控制量的设定中考虑在为了将第1控制量控制成目标第1控制量而以第1控制量减少的方式变更第1控制对象的动作状态时的所述第1动作速度的情况下,在目标第1控制量的设定中考虑所述第1减少动作速度作为该第1动作速度。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置,其中,
在将以第2控制量增大的方式变更第2控制对象的动作状态时的所述第2动作速度称为第2增大动作速度,将以第2控制量减少的方式变更第2控制对象的动作状态时的所述第2动作速度称为第2减少动作速度时,在目标第1控制量的设定中考虑在为了将第2控制量控制成目标第2控制量而以第2控制量增大的方式变更第2控制对象的动作状态时的所述第2动作速度的情况下,在目标第1控制量的设定中考虑所述第2增大动作速度作为该第2动作速度,在目标第1控制量的设定中考虑在为了将第2控制量控制成目标第2控制量而以第2控制量减少的方式变更第2控制对象的动作状态时的所述第2动作速度的情况下,在目标第1控制量的设定中考虑所述第2减少动作速度作为该第2动作速度。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的内燃机的控制装置,其中,
将内燃机的运转状态处于稳定运转状态时与该内燃机的运转状态对应的第1控制量的目标值设定为目标第1稳定控制量,基于所述第1动作速度和所述第1控制对象对第1控制量的影响程度中的至少一个、以及所述第2动作速度和所述第2控制对象对第1控制量的影响程度中的至少一个,算出对在假定当前的内燃机的运转状态为稳定运转状态时将当前的第1控制量控制成了根据当前的内燃机的运转状态而设定的目标第1稳定控制量的情况下当前的第1控制量以具有所述规定的追随性的方式被控制成目标第1稳定控制量的可能性进行表示的指标作为第1追随指标,通过根据该第1追随指标设定目标第1控制量,从而在目标第1控制量的设定中考虑所述第1动作速度和所述第1控制对象对第1控制量的影响程度中的至少一个、以及所述第2动作速度和所述第2控制对象对第1控制量的影响程度中的至少一个。
5.根据权利要求4所述的内燃机的控制装置,其中,
算出假定当前的内燃机的运转状态为稳定运转状态时当前的第1控制量与根据当前的内燃机的运转状态而设定的目标第1稳定控制量的偏差作为第1控制量偏差,并算出根据所述第1追随指标修正了该第1控制量偏差后的值作为第1控制量修正偏差,通过将该第1控制量修正偏差与当前的第1控制量相加后的值设定为目标第1控制量,从而在目标第1控制量的设定中考虑所述第1动作速度和所述第1控制对象对第1控制量的影响程度中的至少一个、以及所述第2动作速度和所述第2控制对象对第1控制量的影响程度中的至少一个。
6.根据权利要求5所述的内燃机的控制装置,其中,
当所述第1控制量偏差比预先决定的值小时,将该第1控制量偏差与当前的第1控制量相加而得到的值设定为目标第1控制量。
7.根据权利要求1~6中任意一项所述的内燃机的控制装置,其中,
当考虑了所述第1动作速度与第1控制对象对第2控制量的影响程度中的至少一个、以及所述第2动作速度与第2控制对象对第2控制量的影响程度中的至少一个时第2控制量能够以具有规定的追随性的方式被控制的第2控制量的目标值被设定成目标第2控制量,其中,所述第1控制对象对第2控制量的影响程度是第1控制对象的动作状态的变更对第2控制量造成的影响的程度,所述第2控制对象对第2控制量的影响程度是第2控制对象的动作状态的变更对第2控制量造成的影响的程度。
8.根据权利要求7所述的内燃机的控制装置,其中,
在将以第2控制量增大的方式变更第2控制对象的动作状态时的所述第2动作速度称为第2增大动作速度,将以第2控制量减少的方式变更第2控制对象的动作状态时的所述第2动作速度称为第2减少动作速度时,在当为了将第2控制量控制成目标第2控制量而以第2控制量增大的方式变更第2控制对象的动作状态时在目标第2控制量的设定中考虑所述第2动作速度的情况下,在目标第2控制量的设定中考虑所述第2增大动作速度作为该第2动作速度,在当为了将第2控制量控制成目标第2控制量而以第2控制量减少的方式变更第2控制对象的动作状态时在目标第2控制量的设定中考虑所述第2动作速度的情况下,在目标第2控制量的设定中考虑所述第2减少动作速度作为该第2动作速度。
9.根据权利要求7或8所述的内燃机的控制装置,其中,
在将以第1控制量增大的方式变更第1控制对象的动作状态时的所述第1动作速度称为第1增大动作速度,将以第1控制量减少的方式变更第1控制对象的动作状态时的所述第1动作速度称为第1减少动作速度时,在目标第2控制量的设定中考虑在为了将第1控制量控制成目标第1控制量而以第1控制量增大的方式变更第1控制对象的动作状态时的所述第1动作速度的情况下,在目标第2控制量的设定中考虑所述第1增大动作速度作为该第1动作速度,在目标第2控制量的设定中考虑在为了将第1控制量控制成目标第1控制量而以第1控制量减少的方式变更第1控制对象的动作状态时的所述第1动作速度的情况下,在目标第2控制量的设定中考虑所述第1减少动作速度作为该第1动作速度。
10.根据权利要求7~9中任意一项所述的内燃机的控制装置,其中,
将内燃机的运转状态处于稳定运转状态时与该内燃机的运转状态对应的第2控制量的目标值设定为目标第2稳定控制量,基于所述第1动作速度和所述第1控制对象对第2控制量的影响程度中的至少一个、以及所述第2动作速度和所述第2控制对象对第2控制量的影响程度中的至少一个,算出对在假定当前的内燃机的运转状态为稳定运转状态时将当前的第2控制量控制成了根据当前的内燃机的运转状态而设定的目标第2稳定控制量的情况下当前的第2控制量以具有所述规定的追随性的方式被控制成目标第2稳定控制量的可能性进行表示的指标作为第2追随指标,通过根据该第2追随指标设定目标第2控制量,从而在目标第2控制量的设定中考虑所述第1动作速度和所述第1控制对象对第2控制量的影响程度中的至少一个、以及所述第2动作速度和所述第2控制对象对第2控制量的影响程度中的至少一个。
11.根据权利要求10所述的内燃机的控制装置,其中,
算出假定当前的内燃机的运转状态为稳定运转状态时当前的第2控制量与根据当前的内燃机的运转状态而设定的目标第2稳定控制量的偏差作为第2控制量偏差,并算出根据所述第2追随指标修正了该第2控制量偏差后的值作为第2控制量修正偏差,通过将该第2控制量修正偏差与当前的第2控制量相加后的值设定为目标第2控制量,从而在目标第2控制量的设定中考虑所述第1动作速度和所述第1控制对象对第2控制量的影响程度中的至少一个、以及所述第2动作速度和所述第2控制对象对第2控制量的影响程度中的至少一个。
12.根据权利要求11所述的内燃机的控制装置,其中,
当所述第2控制量偏差小于预先决定的值时,将该第2控制量偏差与当前的第2控制量相加而得到的值设定为目标第2控制量。
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