CN103857896B - 内燃机的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具备对控制量(Pim、Regr)进行控制的控制对象(60V、52)的内燃机(10)的控制装置。本发明的控制装置能够选择性地执行单独控制和复合控制,所述单独控制是用于不考虑对控制量的控制起干扰作用的该控制量的变化而将该控制量控制成其目标值(Pimt、Regrt)的控制,所述复合控制是用于考虑对控制量的控制起干扰作用的该控制量的变化而将该控制量控制成其目标值的控制。在控制量变化率(Rpim、Rregr)的绝对值为预定值(Rpimth、Rregrth)以下时,通过单独控制将控制量控制成其目标值,在控制量变化率的绝对值大于所述预定值时,通过复合控制将控制量控制成其目标值。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制装置,特别是涉及对内燃机进行控制的内燃机的控制装置。
背景技术
在专利文献1中记载了内燃机的增压压力控制系统。根据该增压压力控制系统,在为了使增压压力与作为其目标值的目标增压压力一致而需要使增压压力上升的情况下,在增压压力与目标增压压力之差(以下将该差称为“增压压力偏差”)为预定值以上的期间,通过开环控制来控制增压压力,当增压压力偏差小于所述预定值时,通过反馈控制来控制增压压力。在此,在通过反馈控制进行的增压压力的控制(以下将该控制称为“增压压力FB控制”)开始前的、通过开环控制进行的增压压力的控制(以下将该控制称为“增压压力OL控制”)中的增压压力的上升率比较大的情况下,与增压压力FB控制开始前的增压压力OL控制中的增压压力的上升率比较小的情况相比,减小增压压力FB控制中的增压压力的上升率。
由此,能够得到以下效果。即,在专利文献1记载的增压压力控制系统中,增压压力偏差比较大的期间,通过开环控制来控制增压压力。因此,以比较大的上升率使增压压力上升。因此,由此,增压压力迅速地接近目标增压压力。然后,当增压压力偏差变得比较小时,通过反馈控制来控制增压压力。在此,若不对增压压力FB控制中的增压压力的上升率进行任何限制,则在增压压力FB控制开始前的增压压力OL控制中的增压压力的上升率比较大的情况下,与增压压力FB控制开始前的增压压力OL控制中的增压压力的上升率比较小的情况相比,很可能会产生在增压压力FB控制中增压压力大大超过目标增压压力的所谓上冲(overshoot,过调节)。然而,在专利文献1记载的增压压力控制系统中,在增压压力FB控制开始前的增压压力OL控制中的增压压力的上升率比较大的情况下,与增压压力FB控制开始前的增压压力OL控制中的增压压力的上升率比较小的情况相比,由于减小了增压压力FB控制中的增压压力的上升率,所以抑制了在增压压力FB控制中增压压力大大超过目标增压压力的上冲的产生。即,根据专利文献1记载的增压压力控制系统,能够得到使增压压力迅速地接近目标增压压力,并且能够抑制增压压力大大超过目标增压压力的上冲的效果。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-127001号公报
专利文献2:日本特开2009-92055号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1中,记载了用于在根据增压压力偏差选择性地利用增压压力OL控制和增压压力FB控制的情况下,在增压压力的控制所利用的控制从增压压力OL控制切换成增压压力FB控制时,抑制增压压力大大超过目标增压压力的上冲的方法。
然而,在如下内燃机的控制装置中也需要抑制气体压力大大超过目标气体压力的上冲,在该内燃机的控制装置中,具备向燃烧室供给燃料的燃料供给装置和对供给到燃烧室中的气体进行压缩的气体压缩装置,所述气体压缩装置对气体进行压缩的程度根据燃料供给量(即,通过所述燃料供给装置向燃烧室供给的燃料的量)而变化,可选择性地执行单独控制和复合控制,所述单独控制是控制不考虑对气体压力(即,由所述气体压缩装置压缩后的气体的压力)的控制起干扰作用的燃料供给量的变化和气体压力的变化而将气体压力控制成作为其目标值的目标气体压力的控制,所述复合是用于考虑对气体压力的控制起干扰作用的燃料供给量的变化和气体 压力的变化而将气体压力控制成目标气体压力的控制。
因此,本发明的目的在于,在上述内燃机的控制装置中,抑制气体压力大大超过目标气体压力的上冲。
用于解决问题的手段
本申请的发明涉及具备对控制量进行控制的控制对象的内燃机的控制装置。并且,本发明的控制装置能够选择性地执行单独控制和复合控制,所述单独控制是用于不考虑对所述控制量的控制起干扰作用的该控制量的变化而将该控制量控制成其目标值的控制,所述复合控制是用于考虑对所述控制量的控制起干扰作用的该控制量的变化而将该控制量控制成其目标值的控制。并且,在本发明中,在控制量变化率的绝对值为预定的控制量变化率以下时,通过所述单独控制将所述控制量控制成其目标值,在所述控制量变化率的绝对值大于所述预定的控制量变化率时,通过所述复合控制将所述控制量控制成其目标值,所述控制量变化率是每单位时间的所述控制量的变化量。
根据本发明,能够得到以下效果。即,在控制量的变化比较大时,控制量的变化对该控制量的控制起干扰作用的程度比较大。因此,在控制量的变化比较大时,发生上升的该控制量大大超过其目标值的所谓上冲(以下将其称为“控制量的上冲”)或者降低的该控制量大大低于其目标值的所谓下冲(undershoot)(以下将其称为“控制量的下冲”)的可能性高。因此,从抑制这种控制量的上冲或控制量的下冲的观点来看,优选在控制量的变化比较大时使控制量的变化反映在该控制量的控制上。另一方面,在控制量的变化比较小时,控制量的变化对该控制量的控制起干扰作用的程度比较小。因此,在控制量的变化比较小时,控制量的上冲或控制量的下冲发生的可能性低。因此,在控制量的变化比较小时,从抑制控制量的上冲或控制量的下冲的观点来看,无需使控制量的变化反映在该控制量的控制上。
在此,在本发明中,在控制量变化率的绝对值大于预定的控制量变化率时,通过复合控制将控制量控制成其目标值。在此,本发明的复合控制 是考虑对控制量的控制起干扰作用的该控制量的变化而将该控制量控制成其目标值的控制。即,在本发明中,在控制量变化率的绝对值大于预定的控制量变化率、因此控制量的变化对该控制量的控制起干扰作用的程度比较大时,考虑该控制量的变化将该控制量控制成其目标值。
因此,能够得到如下效果,即使控制量的变化对该控制量的控制起干扰作用的程度比较大时,也能够抑制该控制量的上冲或该控制量的下冲。
此外,不考虑对控制量的控制起干扰作用的该控制量的变化而将该控制量控制成其目标值的控制即本发明的单独控制,在控制量变化率的绝对值为预定的控制量变化率以下时被用于该控制量的控制。也就是说,本发明的单独控制在控制量的变化对该控制量的控制起干扰作用的程度比较小时被用于该控制量的控制。因此,此时,即使单独控制被用于该控制量的控制,也能抑制该控制量的上冲或该控制量的下冲。
另外,在本申请的另一发明中,在上述发明中,在所述控制量的控制被从所述单独控制切换成所述复合控制时,将下述干扰作为该复合控制中的干扰的初始值开始所述复合控制,所述干扰是通过由该复合控制进行的所述控制量的控制将所述控制量收敛于稳定平衡状态时的、所述控制量的变化所引起的对该控制量的控制的干扰。
根据本发明,能够得到以下效果。即,在控制量的控制从单独控制切换成复合控制时,控制量的控制从不考虑对该控制量的控制起干扰作用的控制量的变化的控制切换成考虑了对该控制量的控制起干扰作用的控制量的变化的控制。也就是说,控制量的控制的方式发生了较大的变化。而且,此时,复合控制的稳定性变低。另一方面,在通过由复合控制进行的控制量的控制将控制量收敛于稳定平衡状态时,复合控制的稳定性高。在此,在本发明中,在控制量的控制被从单独控制切换成复合控制时,将通过由该复合控制进行的控制量的控制将控制量收敛于稳定平衡状态时的、控制量的变化所引起的对该控制量的控制的干扰作为该复合控制的干扰的初始值来开始复合控制。也就是说,在本发明中,将复合控制的稳定性高时的干扰作为该复合控制中的干扰的初始值来开始该复合控制。因此,根据本 发明,能够得到能较高地维持复合控制开始时的该复合控制的稳定性的效果。
另外,本申请的另一发明涉及一种内燃机的控制装置,具备分别控制两个不同的控制量的控制对象,且第2控制量根据第1控制量发生变化,所述第1控制量是由作为一方控制对象的第1控制对象控制的控制量,所述第2控制量是由作为另一方控制对象的第2控制对象控制的控制量。并且,本发明的控制装置能够选择性地执行单独控制和复合控制,所述单独控制是用于不考虑对所述第2控制量的控制起干扰作用的所述第1控制量的变化而将所述第2控制量控制成其目标值的控制,所述复合控制是用于考虑对所述第2控制量的控制起干扰作用的所述第1控制量的变化而将所述第2控制量控制成其目标值的控制。并且,在本发明中,在第1控制量变化率的绝对值为预定的第1控制量变化率以下时,通过所述单独控制将所述第2控制量控制成其目标值,在所述第1控制量变化率的绝对值大于所述预定的第1控制量变化率时,通过所述复合控制将所述第2控制量控制成其目标值,所述第1控制量变化率是每单位时间的所述第1控制量的变化量。
根据本发明,能够得到以下效果。即,在第2控制量根据第1控制量发生变化的情况下,当第1控制量的变化比较大时,第1控制量的变化对第2控制量的控制起干扰作用的程度比较大。因此,在第1控制量的变化比较大时,发生上升的第2控制量大大超过其目标值的所谓上冲(以下将其称为“第2控制量的上冲”)或者降低的第2控制量大大低于其目标值的所谓下冲(以下将其称为“第2控制量的下冲”)的可能性高。因此,从抑制这种第2控制量的上冲或第2控制量的下冲的观点来看,优选在第1控制量的变化比较大时使第1控制量的变化反映在第2控制量的控制上。另一方面,在第2控制量根据第1控制量发生变化的情况下,当第1控制量的变化比较小时,第1控制量的变化对第2控制量的控制起干扰作用的程度比较小。因此,在第1控制量的变化比较小时,发生第2控制量的上冲或第2控制量的下冲的可能性低。因此,在第1控制量的变化比较小时, 从抑制第2控制量的上冲或第2控制量的下冲的观点来看,无需使第1控制量的变化反映在第2控制量的控制上。
在此,在本发明中,在第1控制量变化率的绝对值大于预定的第1控制量变化率时,通过复合控制将第2控制量控制成其目标值。在此,本发明的复合控制是考虑对第2控制量的控制起干扰作用的第1控制量的变化而将第2控制量控制成其目标值的控制。即,在本发明中,在第1控制量变化率的绝对值大于预定的第1控制量变化率、因此第1控制量的变化对第2控制量的控制起干扰作用的程度比较大时,考虑第1控制量的变化将第2控制量控制成其目标值。
因此,能够得到如下效果,即使在第1控制量的变化对第2控制量的控制起干扰作用的程度比较大时,也能够抑制第2控制量的上冲或第2控制量的下冲。
此外,不考虑对第2控制量的控制起干扰作用的第1控制量的变化而将第2控制量控制成其目标值的控制即本发明的单独控制,在第1控制量变化率的绝对值为预定的第1控制量变化率以下时被用于第2控制量的控制。也就是说,本发明的单独控制在第1控制量的变化对第2控制量的控制起干扰作用的程度比较小时被用于第2控制量的控制。因此,此时,即使单独控制被用于第2控制量的控制,也能抑制第2控制量的上冲或第2控制量的下冲。
另外,在本申请的另一发明中,在上述发明中,在所述第2控制量的控制被从所述单独控制切换成所述复合控制时,将下述干扰作为该复合控制中的干扰的初始值开始所述复合控制,所述干扰是通过由该复合控制进行的所述第2控制量的控制将所述第2控制量收敛于稳定平衡状态时的、所述第1控制量的变化所引起的对所述第2控制量的控制的干扰。
根据本发明,能够得到以下效果。即,在第2控制量的控制从单独控制切换成复合控制时,第2控制量的控制从不考虑对该第2控制量的控制起干扰作用的第1控制量的变化的控制切换成考虑了对该第2控制量的控制起干扰作用的第1控制量的变化的控制。也就是说,第2控制量的控制 的方式发生了较大变化。而且,此时,复合控制的稳定性变低。另一方面,在通过由复合控制进行的第2控制量的控制将第2控制量收敛于稳定平衡状态时,复合控制的稳定性高。在此,在本发明中,在第2控制量的控制被从单独控制切换成复合控制时,将通过由该复合控制进行的第2控制量的控制将第2控制量收敛于稳定平衡状态时的、第1控制量的变化所引起的对该第2控制量的控制的干扰作为该复合控制中的干扰的初始值来开始复合控制。也就是说,在本发明中,将复合控制的稳定性高时的干扰作为该复合控制中的干扰的初始值来开始该复合控制。因此,根据本发明,能够得到能较高地维持复合控制开始时的该复合控制的稳定性的效果。
另外,本申请的另一发明涉及一种内燃机的控制装置,具备分别控制两个不同的控制量的控制对象,且第2控制量根据第1控制量发生变化,所述第1控制量是由作为一方控制对象的第1控制对象控制的控制量,所述第2控制量是由作为另一方控制对象的第2控制对象控制的控制量。并且,本发明的控制装置能够选择性地执行单独控制和复合控制,所述单独控制是用于不考虑对所述第2控制量的控制起干扰作用的所述第1控制量的变化和所述第2控制量的变化而将所述第2控制量控制成其目标值的控制,所述复合控制是用于考虑对所述第2控制量的控制起干扰作用的所述第1控制量的变化和所述第2控制量的变化而将所述第2控制量控制成其目标值的控制。并且,在本发明中,在第1控制量变化率的绝对值为预定的第1控制量变化率以下、且第2控制量变化率的绝对值为预定的第2控制量变化率以下时,通过所述单独控制将所述第2控制量控制成其目标值,在所述第1控制量变化率的绝对值大于所述预定的第1控制量变化率时、或者所述第2控制量变化率的绝对值大于所述预定的第2控制量变化率时,通过所述复合控制将所述第2控制量控制成其目标值,所述第1控制量变化率是每单位时间的所述第1控制量的变化量,所述第2控制量变化率是每单位时间的所述第2控制量的变化量。
根据本发明,能够得到以下效果。即,在第2控制量根据第1控制量发生变化的情况下,当第1控制量的变化比较大时,第1控制量的变化对 第2控制量的控制起干扰作用的程度比较大。因此,在第1控制量的变化比较大时,发生第2控制量的上冲或第2控制量的下冲的可能性高。因此,从抑制这种第2控制量的上冲或第2控制量的下冲的观点来看,优选在第1控制量的变化比较大时使第1控制量的变化反映在第2控制量的控制上。另一方面,在第2控制量根据第1控制量发生变化的情况下,当第1控制量的变化比较小时,第1控制量的变化对第2控制量的控制起干扰作用的程度比较小。因此,在第1控制量的变化比较小时,发生第2控制量的上冲或第2控制量的下冲的可能性低。因此,在第1控制量的变化比较小时,从抑制第2控制量的上冲或第2控制量的下冲的观点来看,无需使第1控制量的变化反映在第2控制量的控制上。
另外,在第2控制量的变化比较大时,该第2控制量的变化对该第2控制量的控制起干扰作用的程度比较大。因此,在第2控制量的变化比较大时,发生第2控制量的上冲或第2控制量的下冲的可能性高。因此,从抑制这种第2控制量的上冲或第2控制量的下冲的观点来看,优选在第2控制量的变化比较大时使第2控制量的变化反映在该第2控制量的控制上。另一方面,在第2控制量的变化比较小时,第2控制量的变化对该第2控制量的控制起干扰作用的程度比较小。因此,在第2控制量的变化比较小时,发生第2控制量的上冲或第2控制量的下冲的可能性低。因此,在第2控制量的变化比较小时,从抑制第2控制量的上冲或第2控制量的下冲的观点来看,无需使第2控制量的变化反映在该第2控制量的控制上。
在此,在本发明中,在第1控制量变化率的绝对值大于预定的第1控制量变化率时,或者在第2控制量变化率的绝对值大于预定的第2控制量变化率时,通过复合控制将第2控制量控制成其目标值。在此,本发明的复合控制是考虑对第2控制量的控制起干扰作用的第1控制量的变化和第2控制量的变化而将第2控制量控制成其目标值的控制。即,在本发明中,在第1控制量变化率的绝对值大于预定的第1控制量变化率、因此第1控制量的变化对第2控制量的控制起干扰作用的程度比较大时,考虑第1控制量的变化将第2控制量控制成其目标值;在第2控制量变化率的绝对值 大于预定的第2控制量变化率、因此第2控制量的变化对该第2控制量的控制起干扰作用的程度比较大时,考虑第2控制量的变化将该第2控制量控制成其目标值。
因此,能够得到如下效果,即使在第1控制量的变化对第2控制量的控制起干扰作用的程度比较大时,或者即使在第2控制量的变化对该第2控制量的控制起干扰作用的程度比较大时,也能够抑制第2控制量的上冲或第2控制量的下冲。
此外,不考虑对第2控制量的控制起干扰作用的第1控制量的变化和第2控制量的变化而将第2控制量控制成其目标值的控制即本发明的单独控制,在第1控制量变化率的绝对值为预定的第1控制量变化率以下且第2控制量变化率的绝对值为预定的第2控制量变化率以下时被用于第2控制量的控制。也就是说,本发明的单独控制在第1控制量的变化和第2控制量的变化对第2控制量的控制起干扰作用的程度比较小时被用于第2控制量的控制。因此,此时,即使单独控制被用于第2控制量的控制,也能抑制第2控制量的上冲或第2控制量的下冲。
另外,在本申请的另一发明中,在上述发明中,在所述第2控制量的控制被从所述单独控制切换成所述复合控制时,将下述干扰作为该复合控制中的干扰的初始值开始所述复合控制,所述干扰是通过由该复合控制进行的所述第2控制量的控制将所述第2控制量收敛于稳定平衡状态时的、所述第1控制量的变化和所述第2控制量的变化所引起的对所述第2控制量的控制的干扰。
根据本发明,能够得到以下效果。即,在第2控制量的控制被从单独控制切换成复合控制时,第2控制量的控制被从不考虑对该第2控制量的控制起干扰作用的第1控制量的变化和第2控制量的变化的控制切换成考虑了对该第2控制量的控制起干扰作用的第1控制量的变化和第2控制量的变化的控制。也就是说,第2控制量的控制的方式发生了较大变化。而且,此时,复合控制的稳定性变低。另一方面,在通过由复合控制进行的第2控制量的控制将第2控制量收敛于稳定平衡状态时,复合控制的稳定 性高。在此,在本发明中,在第2控制量的控制被从单独控制切换成复合控制时,将通过由该复合控制进行的第2控制量的控制将第2控制量收敛于稳定平衡状态时的、第1控制量的变化和第2控制量的变化所引起的对该第2控制量的控制的干扰作为该复合控制中的干扰的初始值来开始复合控制。也就是说,在本发明中,将复合控制的稳定性高时的干扰作为该复合控制中的干扰的初始值来开始该复合控制。因此,根据本发明,能够得到能较高地维持复合控制开始时的该复合控制的稳定性的效果。
附图说明
图1是表示应用了本发明的控制装置的内燃机的图。
图2是表示图1所示内燃机的增压器的排气涡轮的图。
图3的(A)是表示用于取得基准燃料喷射量的映射的图,(B)是用于取得基准节气门开度的映射,(C)是表示用于取得基准增压压力的映射的图。
图4的(A)是表示第1实施方式的执行燃料喷射阀的控制的程序的一例的图,(B)是表示第1实施方式的执行目标燃料喷射量的设定的程序的一例的图。
图5的(A)是表示第1实施方式的执行节气门的控制的程序的一例的图,(B)是表示第1实施方式的执行目标节气门开度的设定的程序的一例的图。
图6是表示第1实施方式的执行叶片的控制的程序的一例的图。
图7是表示第1实施方式的执行目标增压压力的设定的程序的一例的图。
图8是表示第2实施方式的执行叶片的控制的程序的一例的图。
图9是表示第3实施方式的执行叶片的控制的程序的一例的图。
图10是表示第4实施方式的执行叶片的控制的程序的一例的图。
图11是表示第5实施方式的执行叶片的控制的程序的一例的图。
图12是表示第6实施方式的执行叶片的控制的程序的一例的图。
图13是表示应用了本发明的控制装置的内燃机的图。
图14是表示用于取得基准EGR率的映射的图。
图15是表示第7实施方式的执行EGR控制阀的控制的程序的一例的图。
图16是表示第7实施方式的执行目标EGR率的设定的程序的一例的图。
图17是表示第8实施方式的执行EGR控制阀的控制的程序的一例的图。
图18是表示第9实施方式的执行EGR控制阀的控制的程序的一例的图。
图19是表示应用了本发明的控制装置的内燃机的图。
图20是表示应用了本发明的控制装置的内燃机的图。
具体实施方式
以下说明本发明的内燃机的控制装置的一个实施方式(以下称为“第1实施方式”)。此外,在以下说明中,“内燃机运转”意思是“内燃机的运转”,“内燃机转速”意思是“内燃机的转速”。
图1示出了应用第1实施方式的控制装置的内燃机。图1所示内燃机是压缩自燃式内燃机(所谓的柴油机)。在图1中,分别示出了10为内燃机,20为内燃机10的主体,21为燃料喷射阀,22为燃料泵,23为燃料供给通路,30为进气通路,31为进气歧管、32为进气管,33为节气门,34为中间冷却器,35为空气流量计,36为空气滤清器,37为增压压力传感器,40为排气通路,41为排气歧管,42为排气管,60为增压器,70为加速踏板,71为加速踏板踏入量传感器,72为曲轴位置传感器,80为电子控制装置。进气通路30由进气歧管31和进气管32构成。排气通路40由排气歧管41和排气管42构成。
电子控制装置80由微型计算机构成。另外,电子控制装置80具有CPU(微处理器)81、ROM(只读存储器)82、RAM(随机存取存储器)83、 备用RAM84以及接口85。这些CPU81、ROM82、RAM83、备用RAM84以及接口85通过双向总线相互连接。
燃料喷射阀21安装于内燃机的主体20。燃料泵22经由燃料供给通路23与燃料喷射阀21连接。燃料泵22经由燃料供给通路23向燃料喷射阀21供给高压燃料。另外,燃料喷射阀21与电子控制装置80的接口85电连接。电子控制装置80向燃料喷射阀21供给用于使燃料喷射阀21喷射燃料的指令信号。另外,燃料泵22也与电子控制装置80的接口85电连接。电子控制装置80向燃料泵22供给控制燃料泵22的工作的控制信号以使从燃料泵22向燃料喷射阀21供给的燃料的压力维持为预定的压力。此外,燃料喷射阀21安装于内燃机的主体20以使其燃料喷射孔在燃烧室内露出。因此,当指令信号从电子控制装置80供给到燃料喷射阀21时,燃料喷射阀21向燃烧室内直接喷射燃料。
进气歧管31在其一端分支为多个管,这些分支的管分别与分别对应于内燃机的主体20的燃烧室而形成的进气口(未图示)连接。另外,进气歧管31在其另一端与进气管32的一端连接。
排气歧管41在其一端分支为多个管,这些分支的管分别与分别对应于内燃机的主体20的燃烧室而形成的排气口(未图示)连接。另外,排气歧管41在其另一端与排气管42的一端连接。
节气门33配置于进气管32。另外,当变更节气门33的开度(以下将该开度称为“节气门开度”)时,配置有节气门33的区域中的进气管32内的流路面积改变。由此,通过节气门33的空气的量改变,进而吸入燃烧室的空气的量改变。节气门33与电子控制装置80的接口85电连接。电子控制装置80向节气门33供给用于使节气门33动作的控制信号。
中间冷却器34配置于进气管32中节气门33的上游。中间冷却器34对流入此处的空气进行冷却。
空气流量计35配置于进气管32中中间冷却器34的上游。另外,空气流量计35与电子控制装置80的接口85电连接。空气流量计35输出与通过此处的空气的量对应的输出值。该输出值被输入电子控制装置80。电子 控制装置80基于该输出值算出通过空气流量计35的空气的量、即吸入燃烧室的空气的量。
增压压力传感器37配置于节气门33下游的进气通路30(更具体而言为进气歧管31)。另外,增压压力传感器37与电子控制装置80的接口85电连接。增压压力传感器37输出与其周边的气体的压力(即进气歧管31内的气体的压力、吸入燃烧室的气体的压力)对应的输出值。电子控制装置80基于该输出值算出增压压力传感器37周围的气体的压力、即吸入燃烧室的气体的压力(以下将该气体的压力称为“增压压力”)。
在加速踏板70上连接有加速踏板踏入量传感器71。加速踏板踏入量传感器71与电子控制装置80的接口85电连接。加速踏板踏入量传感器71输出与加速踏板70的踏入量对应的输出值。该输出值被输入电子控制装置80。电子控制装置80基于该输出值算出加速踏板70的踏入量,进而算出内燃机所要求的转矩(以下将该转矩称为“要求内燃机转矩”)。
曲轴位置传感器72配置在内燃机的曲轴(未图示)附近。另外,曲轴位置传感器72与电子控制装置80的接口85电连接。曲轴位置传感器72输出与曲轴的旋转相位对应的输出值。该输出值被输入电子控制装置80。电子控制装置80基于该输出值算出内燃机转速。
增压器60具有压缩机60C和排气涡轮60T。增压器60能够通过压缩吸入燃烧室的气体而使该气体的压力上升。压缩机60C配置在中间冷却器34上游的进气通路30(更具体而言为进气管32)内。排气涡轮60T配置在排气通路40(更具体而言为排气管42)内。如图2所示,排气涡轮60T具有排气涡轮主体60B和多个翼状叶片60V。压缩机60C与排气涡轮60T(更具体而言为排气涡轮主体60B)通过轴(未图示)连结,当排气涡轮由于排气而旋转时,该排气涡轮的旋转通过轴传递给压缩机60C,由此,使压缩机60C旋转。此外,由于压缩机60C的旋转,压缩机下游的进气通路30内的气体被压缩,结果,使该气体的压力上升。
另一方面,叶片60V以包围排气涡轮主体60B的方式以该排气涡轮主体的旋转中心轴线R1为中心呈放射状以等角度间隔配置。另外,各叶片 60V配置成能够绕着图2中以标号R2表示的分别对应的轴线转动。并且,在将各叶片60V延伸的方向(即,在图2中以标号E表示的方向)称为“延伸方向”、将排气涡轮主体60B的旋转中心轴线R1与叶片60V的转动轴线R2的连线(即,在图2中以标号A表示的线)称为“基准线”时,使各叶片60V转动,以使全部叶片60V的其延伸方向E和与之对应的基准线A形成的角度相等。并且,当使各叶片60V转动以使其延伸方向E和与之对应的基准线A形成的角度变小,即相邻的叶片60V间的流路面积变小时,排气涡轮主体60B上游的排气通路40内的压力(以下将该压力称为“排气压力”)变高,结果,供给到排气涡轮主体60B的排气的流速加快。因此,排气涡轮主体60B的旋转速度变快,结果,压缩机60C的旋转速度也变快,因此,流经进气通路30内的气体由压缩机60C较大地压缩。因此,各叶片60V的延伸方向E和与之对应的基准线形成的角度(以下将该角度称为“叶片开度”)越小,通过压缩机60C对流经进气通路30内的气体压缩的程度就越大(即,增压压力升高)。
另外,叶片60V与电子控制装置80的接口85电连接。电子控制装置80向叶片60V供给用于使叶片60V动作的控制信号。
接着,说明第1实施方式的燃料喷射阀的控制。此外,在以下说明中,“燃料喷射量”意思是“从燃料喷射阀喷射的燃料的量”。在第1实施方式中,在电子控制装置中算出使与根据加速踏板踏入量设定的燃料喷射量的目标值(以下将该目标值称为“目标燃料喷射量”,后述其详细情况)相当的量的燃料从燃料喷射阀喷射的指令信号,且该指令信号从电子控制装置供给到燃料喷射阀,由此,使燃料喷射阀动作。
接着,说明第1实施方式的目标燃料喷射量。在第1实施方式中,在图1所示的内燃机中,根据加速踏板的踏入量,通过实验等预先求出最适合的燃料喷射量。而且,如图3的(A)所示,该求出的燃料喷射量以加速踏板的踏入量Dac的函数的映射形式作为基准燃料喷射量Qb存储在电子控制装置中。而且,在内燃机运转期间,从图3的(A)的映射取得与其各个时期的加速踏板的踏入量Dac对应的基准燃料喷射量Qb,并将该 取得的基准燃料喷射量Qb设定为目标燃料喷射量。此外,如图3的(A)所示,加速踏板的踏入量Dac越大,基准燃料喷射量Qb就越大。
接着,说明第1实施方式的节气门的控制。此外,在以下说明中,“内燃机运转状态”意思是“内燃机的运转状态”,“节气门开度”意思是“节气门的开度”。
在第1实施方式中,在电子控制装置中算出使节气门动作从而达到与根据内燃机运转状态设定的节气门的开度的目标值(以下将该目标值称为“目标节气门开度”,后述其详细情况)相当的节气门开度的控制信号,该控制信号从电子控制装置供给到节气门,由此,使节气门动作。
接着,说明第1实施方式的目标节气门开度。在第1实施方式中,根据由内燃机转速和要求内燃机转矩规定的内燃机运转状态,通过实验等预先求出适当的节气门开度。而且,如图3的(B)所示,该求出的节气门开度以内燃机转速NE和要求内燃机转矩TQ的函数的映射的形式作为基准节气门开度Dthb存储在电子控制装置中。而且,在内燃机运转期间,从图3的(B)的映射取得与其各个时期的内燃机转速NE和其各个时期的要求内燃机转矩TQ所对应的基准节气门开度Dthb。而且,将这样取得的基准节气门开度Dthb设定为目标节气门开度。此外,在图3的(B)的映射中,内燃机转速NE越大,基准节气门开度Dthb就越大;要求内燃机转矩TQ越大,基准节气门开度Dthb就越大。
接着,说明第1实施方式的叶片的控制。在第1实施方式中,准备控制器(以下将该控制器称为“复合控制器”),该控制器用于被输入当前的实际增压压力相对于目标增压压力的偏差(以下将该偏差称为“增压压力偏差”)以及增压压力每单位时间的变化量(以下将该变化量称为“增压压力变化率”)作为输入信息,并基于这些输入信息生成用于驱动叶片以使增压压力以期待的跟随性接近目标增压压力的控制信号。进一步,准备控制器(以下将该控制器称为“单独控制器”),该控制器用于不被输入增压压力变化率作为输入信息而被输入增压压力偏差作为输入信息,并基于该输入信息生成用于驱动叶片以使增压压力以期待的跟随性接近目标增压压力 的控制信号。而且,能够选择性地执行复合控制和单独控制,所述复合控制是通过将使用上述复合控制器生成的控制信号供给到叶片而将增压压力控制成目标增压压力的控制,所述单独控制是通过将使用上述单独控制器生成的控制信号供给到叶片而将增压压力控制成目标增压压力的控制。
而且,在内燃机运转期间,在增压压力变化率的绝对值为预定的增压压力变化率以下时,通过上述单独控制将增压压力控制成目标增压压力。另一方面,在内燃机运转期间,在增压压力变化率的绝对值大于上述预定的增压压力变化率时,通过上述复合控制将增压压力控制成目标增压压力。
接着,说明第1实施方式的目标增压压力的设定。在第1实施方式中,根据由内燃机转速和要求内燃机转矩规定的内燃机运转状态,通过实验等预先求出最适合的增压压力。而且,如图3的(C)所示,该求出的增压压力以内燃机转速NE和要求内燃机转矩TQ的函数的映射的形式作为基准增压压力Pimb存储在电子控制装置中。而且,在内燃机运转期间,从图3的(C)的映射取得与其各个时期的内燃机转速NE和其各个时期的要求内燃机转矩TQ所对应的基准增压压力Pimb。而且,将这样取得的基准增压压力Pimb设定为目标增压压力。此外,在图3的(C)的映射中,内燃机转速NE越大,基准增压压力Pimb就越大;要求内燃机转矩TQ越大,基准增压压力Pimb就越大。
根据第1实施方式,能够得到以下效果。即,在增压压力的变化比较大时,增压压力的变化对增压压力的控制起干扰作用的程度比较大。因此,在增压压力的变化比较大时,发生上升的增压压力大大超过目标增压压力的所谓上冲(以下将其称为“增压压力的上冲”)或者降低的增压压力大大低于目标增压压力的所谓下冲(以下将其称为“增压压力的下冲”)的可能性高。因此,从抑制这种增压压力的上冲或增压压力的下冲的观点来看,优选在增压压力的变化比较大时使增压压力的变化反映在增压压力的控制上。另一方面,在增压压力的变化小时,增压压力的变化对增压压力的控制起干扰作用的程度比较小。因此,在增压压力的变化比较小时,发生增压压力的上冲或增压压力的下冲的可能性低。因此,在增压压力的变化比 较小时,从抑制增压压力的上冲或增压压力的下冲的观点来看,无需使增压压力的变化反映在增压压力的控制上。
在此,在第1实施方式中,在增压压力变化率的绝对值大于预定的增压压力变化率时,通过复合控制将增压压力控制成目标增压压力。在此,第1实施方式的复合控制是考虑对增压压力的控制起干扰作用的增压压力的变化而将增压压力控制成目标增压压力的控制。即,在第1实施方式中,在增压压力变化率的绝对值大于预定的增压压力变化率、因此增压压力的变化对增压压力的控制起干扰作用的程度比较大时,考虑增压压力的变化将增压压力控制成目标增压压力。
因此,能够得到如下效果,即使在增压压力的变化对增压压力的控制起干扰作用的程度比较大时,也能够抑制增压压力的上冲或增压压力的下冲。
此外,不考虑对增压压力的控制起干扰作用的增压压力的变化而将增压压力控制成目标增压压力的控制即第1实施方式的单独控制,在增压压力变化率的绝对值为预定的增压压力变化率以下时被用于增压压力的控制。也就是说,第1实施方式的单独控制在增压压力的变化对增压压力的控制起干扰作用的程度比较小时被用于增压压力的控制。因此,此时,即使单独控制被用于增压压力的控制,也能抑制增压压力的上冲或增压压力的下冲。
进一步,由于单独控制是不考虑对增压压力的控制起干扰作用的增压压力的变化的增压压力的控制,所以用于执行该单独控制的电子控制装置的负荷比较小。因此,在单独控制被用于增压压力的控制时,如上所述,能够得到可抑制增压压力的上冲或增压压力的下冲并且可通过小负荷执行增压压力的控制的效果。
接着,说明第1实施方式的执行燃料喷射阀的控制的程序的一例。在图4的(A)中示出该程序的一例。此外,该程序是每当预定的曲轴角度到来时开始的程序。当开始图4的(A)时,首先,在步骤10中,取得在图4的(B)的程序(后述该程序的详细情况)中设定的最新的目标燃料 喷射量Qt。接着,在步骤11中,基于在步骤10取得的目标燃料喷射量Qt算出应供给到燃料喷射阀的指令信号Si。接着,在步骤12中,将在步骤11算出的指令信号Si供给到燃料喷射阀,之后,程序终止。
接着,说明第1实施方式的执行目标燃料喷射量的设定的程序的一例。在图4的(B)中示出该程序的一例。此外,该程序是每当该程序结束的情况下预定的曲轴角度到来时开始的程序。当开始图4的(B)的程序时,首先,在步骤15中,取得加速踏板踏入量Dac。接着,在步骤16中,从图3的(A)的映射取得与在步骤15取得的加速踏板踏入量Dac对应的基准燃料喷射量Qb。接着,在步骤17中,将在步骤16取得的基准燃料喷射量Qb设定为目标燃料喷射量Qt,之后,程序终止。
接着,说明第1实施方式的执行节气门的控制的程序的一例。在图5的(A)中示出该程序的一例。此外,该程序是每当预定的曲轴角度到来时开始的程序。当开始图5的(A)时,首先,在步骤20中,取得在图5的(B)的程序(后述该程序的详细情况)中设定的最新的目标节气门开度Dtht。接着,在步骤21中,基于在步骤20取得的目标节气门开度Dtht算出应供给到节气门的控制信号Sth。接着,在步骤22中,将在步骤21算出的控制信号Sth供给到节气门,之后,程序终止。
接着,说明第1实施方式的执行目标节气门开度的设定的程序的一例。在图5的(B)中示出该程序的一例。此外,该程序是每当预定的曲轴角度到来时开始的程序。当开始图5的(B)的程序时,首先,在步骤25中,取得现在的内燃机转速NE和要求内燃机转矩TQ。接着,在步骤26中,从图3的(B)的映射取得与在步骤25取得的内燃机转速NE和要求内燃机转矩TQ对应的基准节气门开度Dthb。接着,在步骤27中,将在步骤26取得的基准节气门开度Dthb设定为目标节气门开度Dtht,之后,程序终止。
接着,说明第1实施方式的执行叶片的控制的程序的一例。在图6中示出该程序的一例。此外,该程序是每当预定的曲轴角度到来时开始的程序。
当开始图6的程序时,首先,在步骤100中,取得上次执行本程序时的增压压力Pim(k-1)、现在的增压压力Pim(k)以及在图7的程序(后述该程序的详细情况)设定的最新的目标增压压力Pimt。接着,在步骤101中,基于在步骤100取得的上次执行本程序时的增压压力Pim(k-1)和现在的增压压力Pim(k)算出从上次执行本程序时到本次执行本程序时为止的增压压力的变化率(即增压压力变化率)Rpim,并且基于在步骤100取得的现在的增压压力Pim(k)和目标增压压力Pimt算出现在的增压压力相对于目标增压压力的偏差(即增压压力偏差)ΔPim。
接着,在步骤102中,判断在步骤101算出的增压压力变化率Rpim是否为预定的增压压力变化率Rpimth以下(Rpim≤Rpimth)。在此,在判别为Rpim≤Rpimth时,程序进入步骤103。另一方面,在判别为非Rpim≤Rpimth时,程序进入步骤105。
在步骤103中,将在步骤101算出的增压压力偏差ΔPim作为输入信息,通过单独控制算出应供给到叶片的控制信号Sv。接着,在步骤104中,将在步骤103算出的控制信号Sv供给到叶片,之后,程序终止。
在步骤105中,将在步骤101算出的增压压力偏差ΔPim和增压压力变化率Rpim作为输入信息,通过复合控制算出应供给到叶片的控制信号Sv。接着,在步骤106中,将在步骤105算出的控制信号Sv供给到叶片,之后,程序终止。
接着,说明第1实施方式的执行目标增压压力的设定的程序的一例。在图7中示出该程序的一例。此外,该程序是每当预定的曲轴角度到来时开始的程序。当开始图7的程序时,首先,在步骤30中,取得现在的内燃机转速NE和要求内燃机转矩TQ。接着,在步骤31中,从图3的(C)的映射取得与在步骤30取得的内燃机转速NE和要求内燃机转矩TQ对应的基准增压压力Pimb。接着,在步骤32中,将在步骤31取得的基准增压压力Pimb设定为目标增压压力Pimt,之后,程序终止。
接着,说明第2实施方式。此外,以下未说明的第2实施方式的构成和控制,分别与第1实施方式的构成和控制相同、或者是鉴于在以下说明 的第2实施方式的构成和控制时从第1实施方式的构成和控制自然导出的构成和控制。
在第2实施方式中,在增压压力的控制被从上述第1实施方式的单独控制切换成上述第1实施方式的复合控制时,将通过由复合控制进行的增压压力的控制将增压压力收敛于稳定平衡状态时的、增压压力的变化所引起的对该增压压力的控制的干扰作为该复合控制中的干扰的初始值来开始复合控制。
此外,上述稳定平衡状态意思是通过由复合控制进行的增压压力的控制而控制的增压压力的变化率变为极小的状态,换句话说,是通过由复合控制进行的增压压力的控制而控制的增压压力收敛于特定的值的状态。
根据第2实施方式,能够得到以下效果。即,在增压压力的控制被从单独控制切换成复合控制时,增压压力的控制被从不考虑对该增压压力的控制起干扰作用的增压压力的变化的控制切换成考虑了对该增压压力的控制起干扰作用的增压压力的变化的控制。也就是说,增压压力的控制的方式发生了较大变化。而且,此时,复合控制的稳定性变低。另一方面,在通过由复合控制进行的增压压力的控制将增压压力收敛于稳定平衡状态时,复合控制的稳定性高。在此,在第2实施方式中,在增压压力的控制被从单独控制切换成复合控制时,将通过由该复合控制进行的增压压力的控制将增压压力收敛于稳定平衡状态时的、增压压力的变化所引起的对该增压压力的控制的干扰作为该复合控制的干扰的初始值来开始复合控制。也就是说,在第2实施方式中,将复合控制的稳定性高时的干扰作为该复合控制中的干扰的初始值来开始该复合控制。因此,根据第2实施方式,能够得到能较高地维持复合控制开始时的该复合控制的稳定性的效果。
接着,说明第2实施方式的执行叶片的控制的程序的一例。在图8中示出该程序的一例。此外,该程序是每当预定的曲轴角度到来时开始的程序。
当开始图8的程序时,首先,在步骤200中,取得上次执行本程序时的增压压力Pim(k-1)、现在的增压压力Pim(k)以及在图7的程序设定 的最新的目标增压压力Pimt。接着,在步骤201中,基于在步骤200取得的上次执行本程序时的增压压力Pim(k-1)和现在的增压压力Pim(k)算出从上次执行本程序时到本次执行本程序时为止的增压压力的变化率(即增压压力变化率)Rpim,并且基于在步骤200取得的现在的增压压力Pim(k)和目标增压压力Pimt算出现在的增压压力相对于目标增压压力的偏差(即增压压力偏差)ΔPim。
接着,在步骤202中,判断在步骤201算出的增压压力变化率Rpim是否为预定的增压压力变化率Rpimth以下(Rpim≤Rpimth)。在此,在判别为Rpim≤Rpimth时,程序进入步骤203。另一方面,在判别为非Rpim≤Rpimth时,程序进入步骤206。
在步骤203中,将在步骤201算出的增压压力偏差ΔPim作为输入信息,通过单独控制算出应供给到叶片的控制信号Sv。接着,在步骤204中,将在步骤203算出的控制信号Sv供给到叶片。接着,在步骤205中,置位(set)复合控制开始标记F1(F1←1),之后,程序终止。此外,复合控制开始标记F1是在增压压力的控制从单独控制切换成复合控制的时刻被置位,且在开始复合控制后被复位(reset)的标记。
在步骤206中,判断复合控制开始标记F1是否被置位(F1=1)。在此,在判断为F1=1时,程序进入步骤207。另一方面,在判别为非F1=1时,程序进入步骤211。
在步骤207中,算出通过由复合控制进行的增压压力的控制将增压压力收敛于稳定平衡状态时的、增压压力的变化所引起的对该增压压力的控制的干扰Ki。接着,在步骤208中,将在步骤201算出的增压压力偏差ΔPim、增压压力变化率Rpim以及在步骤207算出的干扰Ki作为输入信息,通过复合控制算出应供给到叶片的控制信号Sv。接着,在步骤209中,将在步骤208算出的控制信号Sv供给到叶片。接着,在步骤210中,复位复合控制开始标记F1,之后,程序终止。
在步骤211中,将在步骤201算出的增压压力偏差ΔPim和增压压力变化率Rpim作为输入信息,通过复合控制算出应供给到叶片的控制信号 Sv。接着,在步骤212中,将在步骤211算出的控制信号Sv供给到叶片。接着,在步骤213中,置位复合控制开始标记F1,之后,程序终止。
接着,说明第3实施方式。此外,以下未说明的第3实施方式的构成和控制,分别与上述实施方式的构成和控制相同、或者是在鉴于以下说明的第3实施方式的构成和控制时从上述实施方式的构成和控制自然导出的构成和控制。
在第3实施方式中,准备控制器(以下将该控制器称为“复合控制器”),该控制器用于被输入增压压力偏差以及燃料喷射量每单位时间的变化量(以下将该变化量称为“燃料喷射量变化率”)作为输入信息并基于这些输入信息生成用于驱动叶片以使增压压力以期待的跟随性接近目标增压压力的控制信号。进一步,准备控制器(以下将该控制器称为“单独控制器”),该控制器用于不被输入燃料喷射量变化率作为输入信息而被输入增压压力偏差作为输入信息并基于该输入信息生成用于驱动叶片以使增压压力以期待的跟随性接近目标增压压力的控制信号。而且,能够选择性地执行复合控制和单独控制,所述复合控制是通过将使用上述复合控制器生成的控制信号供给到叶片而将增压压力控制成目标增压压力的控制,所述单独控制是通过将使用上述单独控制器生成的控制信号供给到叶片而将增压压力控制成目标增压压力的控制。
而且,在内燃机运转期间,在燃料喷射量变化率的绝对值为预定的燃料喷射量变化率以下时,通过上述单独控制将增压压力控制成目标增压压力。另一方面,在内燃机运转期间,在燃料喷射量变化率的绝对值大于上述预定的燃料喷射量变化率时,通过上述复合控制将增压压力控制成目标增压压力。
根据第3实施方式,能够得到以下效果。即,由于燃料喷射量越多则燃烧室内中的燃烧量也越多,所以存在燃料喷射量越多则从燃烧室排出的排气的压力就越高的倾向。而且,由于从燃烧室排出的排气的压力越高则从排气提供给叶片的能量就越大,所以压缩机对气体的压缩程度大。当然,由于燃料喷射量越少则燃烧室内中的燃烧量也越少,所以存在燃料喷射量 越多则从燃烧室排出的排气的压力就越低的倾向。而且,由于从燃烧室排出的排气的压力越低则从排气提供给叶片的能量就越小,所以压缩机对气体的压缩程度小。
也就是说,压缩机对气体的压缩的程度根据燃料喷射量发生变化。因此,在燃料喷射量的变化比较大时,燃料喷射量的变化对增压压力的控制起干扰作用的程度比较大。因此,在燃料喷射量的变化比较大时,发生增压压力的上冲或增压压力的下冲的可能性高。因此,从抑制这种增压压力的上冲或增压压力的下冲的观点来看,优选在燃料喷射量的变化比较大时使燃料喷射量的变化反映在增压压力的控制上。另一方面,在燃料喷射量的变化比较小时,燃料喷射量的变化对增压压力的控制起干扰作用的程度比较小。因此,在燃料喷射量的变化比较小时,发生增压压力的上冲或增压压力的下冲的可能性低。因此,在燃料喷射量的变化比较小时,从抑制增压压力的上冲或增压压力的下冲的观点来看,无需使燃料喷射量的变化反映在增压压力的控制上。
在此,在第3实施方式中,在燃料喷射量变化率的绝对值大于预定的燃料喷射量变化率时,通过复合控制将增压压力控制成目标增压压力。在此,第3实施方式的复合控制是考虑对增压压力的控制起干扰作用的燃料喷射量的变化而将增压压力控制成目标增压压力的控制。即,在第3实施方式中,在燃料喷射量变化率的绝对值大于预定的燃料喷射量变化率、因此燃料喷射量的变化对增压压力的控制起干扰作用的程度比较大时,考虑燃料喷射量的变化将增压压力控制成目标增压压力。
因此,能够得到如下效果,即使在燃料喷射量的变化对增压压力的控制起干扰作用的程度比较大时,也能够抑制增压压力的上冲或增压压力的下冲。
此外,不考虑对增压压力的控制起干扰作用的燃料喷射量的变化而将增压压力控制成目标增压压力的控制即第3实施方式的单独控制,在燃料喷射量变化率的绝对值为预定的燃料喷射量变化率以下时被用于增压压力的控制。也就是说,第3实施方式的单独控制在燃料喷射量的变化对增压 压力的控制起干扰作用的程度比较小时被用于增压压力的控制。因此,此时,即使单独控制被用于增压压力的控制,也能抑制增压压力的上冲或增压压力的下冲。
进一步,由于单独控制是不考虑对增压压力的控制起干扰作用的燃料喷射量的变化的增压压力的控制,所以用于执行该单独控制的电子控制装置的负荷比较小。因此,在单独控制被用于增压压力的控制时,如上所述,能够得到可抑制增压压力的上冲或增压压力的下冲并且可通过小负荷执行增压压力的控制的效果。
接着,说明第3实施方式的执行叶片的控制的程序的一例。在图9中示出该程序的一例。此外,该程序是每当预定的曲轴角度到来时开始的程序。
当开始图9的程序时,首先,在步骤300中,取得上次执行本程序时的目标燃料喷射量Qt(k-1)、现在的目标燃料喷射量Qt(k)、现在的增压压力Pim以及在图7的程序(后述该程序的详细情况)设定的最新的目标增压压力Pimt。接着,在步骤301中,基于在步骤300取得的上次执行本程序时的目标燃料喷射量Qt(k-1)和现在的目标燃料喷射量Qt(k)算出从上次执行本程序时到本次执行本程序时为止的燃料喷射量的变化率(即燃料喷射量变化率)Rqt,并且基于在步骤300取得的现在的增压压力Pim和目标增压压力Pimt算出现在的增压压力相对于目标增压压力的偏差(即增压压力偏差)ΔPim。
接着,在步骤302中,判断在步骤301算出的燃料喷射量变化率Rqt是否为预定的燃料喷射量变化率Rqtth以下(Rqt≤Rqtth)。在此,在判别为Rqt≤Rqtth时,程序进入步骤303。另一方面,在判别为非Rqt≤Rqtth时,程序进入步骤305。
在步骤303中,将在步骤301算出的增压压力偏差ΔPim作为输入信息,通过单独控制算出应供给到叶片的控制信号Sv。接着,在步骤304中,将在步骤303算出的控制信号Sv供给到叶片,之后,程序终止。
在步骤305中,将在步骤301算出的增压压力偏差ΔPim和燃料喷射 量变化率Rqt作为输入信息,通过复合控制算出应供给到叶片的控制信号Sv。接着,在步骤306中,将在步骤305算出的控制信号Sv供给到叶片,之后,程序终止。
接着,说明第4实施方式。此外,以下未说明的第4实施方式的构成和控制,分别与上述实施方式的构成和控制相同、或者是在鉴于以下说明的第4实施方式的构成和控制时从上述实施方式的构成和控制自然导出的构成和控制。
在第4实施方式中,在增压压力的控制被从上述第3实施方式的单独控制切换成上述第3实施方式的复合控制时,将通过由该复合控制进行的增压压力的控制将增压压力收敛于稳定平衡状态时的、燃料喷射量的变化所引起的对增压压力的控制的干扰作为该复合控制中的干扰的初始值开始复合控制。
根据第4实施方式,能够得到以下效果。即,在增压压力的控制被从单独控制切换成复合控制时,增压压力的控制被从不考虑对该增压压力的控制起干扰作用的燃料喷射量的变化的控制切换成考虑了对该增压压力的控制起干扰作用的燃料喷射量的变化的控制。也就是说,增压压力的控制的方式发生了较大变化。而且,此时,复合控制的稳定性变低。另一方面,在通过由复合控制进行的增压压力的控制将增压压力收敛于稳定平衡状态时,复合控制的稳定性高。在此,在第4实施方式中,在增压压力的控制被从单独控制切换成复合控制时,将通过由该复合控制进行的增压压力的控制将增压压力收敛于稳定平衡状态时的、燃料喷射量的变化所引起的对该增压压力的控制的干扰作为该复合控制的干扰的初始值开始复合控制。也就是说,在第4实施方式中,将复合控制的稳定性高时的干扰作为该复合控制中的干扰的初始值来开始该复合控制。因此,根据第4实施方式,能够得到能较高地维持复合控制开始时的该复合控制的稳定性的效果。
接着,说明第4实施方式的执行叶片的控制的程序的一例。在图10中示出该程序的一例。此外,该程序是每当预定的曲轴角度到来时开始的程序。
当开始图10的程序时,首先,在步骤400中,取得上次执行本程序时的目标燃料喷射量Qt(k-1)、现在的目标燃料喷射量Qt(k)、现在的增压压力Pim以及在图7的程序设定的最新的目标增压压力Pimt。接着,在步骤401中,基于在步骤400取得的上次执行本程序时的目标燃料喷射量Qt(k-1)和现在的目标燃料喷射量Qt(k)算出从上次执行本程序时到本次执行本程序时为止的燃料喷射量的变化率(即燃料喷射量变化率)Rqt,并且基于在步骤400取得的现在的增压压力Pim和目标增压压力Pimt算出现在的增压压力相对于目标增压压力的偏差(即增压压力偏差)ΔPim。
接着,在步骤402中,判断在步骤401算出的燃料喷射量变化率Rqt是否为预定的燃料喷射量变化率Rqtth以下(Rqt≤Rqtth)。在此,在判别为Rqt≤Rqtth时,程序进入步骤403。另一方面,在判别为非Rqt≤Rqtth时,程序进入步骤406。
在步骤403中,将在步骤401算出的增压压力偏差ΔPim作为输入信息,通过单独控制算出应供给到叶片的控制信号Sv。接着,在步骤404中,将在步骤403算出的控制信号Sv供给到叶片。接着,在步骤405中,置位复合控制开始标记F1(F1←1),之后,程序终止。此外,复合控制开始标记F1是在增压压力的控制被从单独控制切换成复合控制的时刻被置位、且在开始复合控制后被复位的标记。
在步骤406中,判断复合控制开始标记F1是否被置位(F1=1)。在此,在判断为F1=1时,程序进入步骤407。另一方面,在判别为非F1=1时,程序进入步骤411。
在步骤407中,算出通过由复合控制进行的增压压力的控制将增压压力收敛于稳定平衡状态时的、增压压力的变化所引起的对该增压压力的控制的干扰Ki。接着,在步骤408中,将在步骤401算出的增压压力偏差ΔPim、燃料喷射量变化率Rqt以及在步骤407算出的干扰Ki作为输入信息,通过复合控制算出应供给到叶片的控制信号Sv。接着,在步骤409中,将在步骤408算出的控制信号Sv供给到叶片。接着,在步骤410中,复位 复合控制开始标记F1,之后,程序终止。
在步骤411中,将在步骤401算出的增压压力偏差ΔPim和燃料喷射量变化率Rqt作为输入信息,通过复合控制算出应供给到叶片的控制信号Sv。接着,在步骤412中,将在步骤411算出的控制信号Sv供给到叶片。接着,在步骤413中,置位复合控制开始标记F1,之后,程序终止。
接着,说明第5实施方式。此外,以下未说明的第5实施方式的构成和控制,分别与上述实施方式的构成和控制相同、或者是在鉴于以下说明的第5实施方式的构成和控制时从上述实施方式的构成和控制自然导出的构成和控制。
在第5实施方式中,准备控制器(以下将该控制器称为“复合控制器”),该控制器用于被输入增压压力偏差、燃料喷射量变化率以及增压压力变化率作为输入信息并基于这些输入信息生成用于驱动叶片以使增压压力以期待的跟随性接近目标增压压力的控制信号。进一步,准备控制器(以下将该控制器称为“单独控制器”),该控制器用于不被输入燃料喷射量变化率和增压压力变化率作为输入信息而被输入增压压力偏差作为输入信息并基于该输入信息生成用于驱动叶片以使增压压力以期待的跟随性接近目标增压压力的控制信号。而且,能够选择性地执行复合控制和单独控制,所述复合控制是通过将使用上述复合控制器生成的控制信号供给到叶片而将增压压力控制成目标增压压力的控制,所述单独控制是通过将使用上述单独控制器生成的控制信号供给到叶片而将增压压力控制成目标增压压力的控制。
而且,在内燃机运转期间,在燃料喷射量变化率的绝对值为预定的燃料喷射量变化率以下且增压压力变化率的绝对值为预定的增压压力变化率以下时,通过上述单独控制将增压压力控制成目标增压压力。另一方面,在内燃机运转期间,至少在燃料喷射量变化率的绝对值大于上述预定的燃料喷射量变化率、或者增压压力变化率的绝对值大于上述预定的增压压力变化率时,通过上述复合控制将增压压力控制为目标增压压力。
根据第5实施方式,能够得到以下效果。即,如上所述,压缩机对气 体的压缩的程度根据燃料喷射量发生变化。因此,从抑制增压压力的上冲或增压压力的下冲的观点来看,优选在燃料喷射量的变化比较大时使燃料喷射量的变化反映在增压压力的控制上。另一方面,在燃料喷射量的变化比较小时,从抑制增压压力的上冲或增压压力的下冲的观点来看,无需使燃料喷射量的变化反映在增压压力的控制上。
另外,如上所述,在增压压力的变化比较大时,增压压力的变化对增压压力的控制起干扰作用的程度比较大。因此,从抑制增压压力的上冲或增压压力的下冲的观点来看,优选在增压压力的变化比较大时使增压压力的变化反映在增压压力的控制上。另一方面,在增压压力的变化比较小时,从抑制增压压力的上冲或增压压力的下冲的观点来看,无需使增压压力的变化反映在增压压力的控制上。
在此,在第5实施方式中,至少在燃料喷射量变化率的绝对值大于预定的燃料喷射量变化率、或者增压压力变化率的绝对值大于预定的增压压力变化率时,通过复合控制将增压压力控制为目标增压压力。在此,第5实施方式的复合控制是考虑对增压压力的控制起干扰作用的燃料喷射量的变化和增压压力的变化而将增压压力控制成目标增压压力的控制。即,在第5实施方式中,在燃料喷射量变化率的绝对值大于预定的燃料喷射量变化率、因此燃料喷射量的变化对增压压力的控制起干扰作用的程度比较大时,考虑燃料喷射量的变化将增压压力控制成目标增压压力;在增压压力变化率的绝对值大于预定的增压压力变化率、因此增压压力的变化对增压压力的控制起干扰作用的程度比较大时,考虑增压压力的变化将增压压力控制成目标增压压力。
因此,能够得到如下效果,即使在燃料喷射量的变化对增压压力的控制起干扰作用的程度比较大时、或者即使在增压压力的变化对增压压力的控制起干扰作用的程度比较大时,也能够抑制增压压力的上冲或增压压力的下冲。
此外,不考虑对增压压力的控制起干扰作用的燃料喷射量的变化和增压压力的变化而将增压压力控制成目标增压压力的控制即第5实施方式的 单独控制,在燃料喷射量变化率的绝对值为预定的燃料喷射量变化率以下且增压压力变化率的绝对值为预定的增压压力变化率以下时被用于增压压力的控制。也就是说,第5实施方式的单独控制在燃料喷射量的变化和增压压力的变化对增压压力的控制起干扰作用的程度比较小时被用于增压压力的控制。因此,此时,即使单独控制被用于增压压力的控制,也能抑制增压压力的上冲或增压压力的下冲。
进一步,由于单独控制是不考虑对增压压力的控制起干扰作用的燃料喷射量的变化和增压压力的变化的增压压力的控制,所以用于执行该单独控制的电子控制装置的负荷比较小。因此,在单独控制被用于增压压力的控制时,如上所述,能够得到可抑制增压压力的上冲或增压压力的下冲并且可通过小负荷执行增压压力的控制的效果。
接着,说明第5实施方式的执行叶片的控制的程序的一例。在图11中示出该程序的一例。此外,该程序是每当预定的曲轴角度到来时开始的程序。
当开始图11的程序时,首先,在步骤500中,取得上次执行本程序时的目标燃料喷射量Qt(k-1)、现在的目标燃料喷射量Qt(k)、上次执行本程序时的增压压力Pim(k-1)、现在的增压压力Pim(k)以及在图7的程序(后述该程序的详细情况)设定的最新的目标增压压力Pimt。接着,在步骤501中,基于在步骤500取得的上次执行本程序时的目标燃料喷射量Qt(k-1)和现在的目标燃料喷射量Qt(k)算出从上次执行本程序时到本次执行本程序时为止的燃料喷射量的变化率(即燃料喷射量变化率)Rqt、并基于在步骤500取得的上次执行本程序时的增压压力Pim(k-1)和现在的增压压力Pim(k)算出从上次执行本程序时到本次执行本程序时为止的增压压力的变化率(即增压压力变化率)Rpim,并且基于在步骤500取得的现在的增压压力Pim(k)和目标增压压力Pimt算出现在的增压压力相对于目标增压压力的偏差(即增压压力偏差)ΔPim。
接着,在步骤502中,判断是否为在步骤501算出的燃料喷射量变化率Rqt为预定的燃料喷射量变化率Rqtth以下(Rqt≤Rqtth)且在步骤501 算出的增压压力变化率Rpim为预定的增压压力变化率Rpimth以下(Rpim≤Rpimth)。在此,在判别为Rqt≤Rqtth且Rpim≤Rpimth时,程序进入步骤503。另一方面,在判别为非Rqt≤Rqtth且Rpim≤Rpimth时,程序进入步骤505。
在步骤503中,将在步骤501算出的增压压力偏差ΔPim作为输入信息,通过单独控制算出应供给到叶片的控制信号Sv。接着,在步骤504中,将在步骤503算出的控制信号Sv供给到叶片,之后,程序终止。
在步骤505中,将在步骤501算出的增压压力偏差ΔPim、燃料喷射量变化率Rqt以及增压压力变化率Rpim作为输入信息,通过复合控制算出应供给到叶片的控制信号Sv。接着,在步骤506中,将在步骤505算出的控制信号Sv供给到叶片,之后,程序终止。
接着,说明第6实施方式。此外,以下未说明的第6实施方式的构成和控制,分别与上述实施方式的构成和控制相同、或者是在鉴于以下说明的第6实施方式的构成和控制时从上述实施方式的构成和控制自然导出的构成和控制。
在第6实施方式中,在增压压力的控制被从上述第5实施方式的单独控制切换成上述第5实施方式的复合控制时,将通过由该复合控制进行的增压压力的控制将增压压力收敛于稳定平衡状态时的、燃料喷射量的变化和增压压力的变化所引起的对增压压力的控制的干扰作为该复合控制中的干扰的初始值开始复合控制。
根据第6实施方式,能够得到以下效果。即,在增压压力的控制被从单独控制切换成复合控制时,增压压力的控制被从不考虑对该增压压力的控制起干扰作用的燃料喷射量的变化和增压压力的变化的控制切换成考虑了对该增压压力的控制起干扰作用的燃料喷射量的变化和增压压力的变化的控制。也就是说,增压压力的控制的方式发生了较大变化。而且,此时,复合控制的稳定性变低。另一方面,在通过由复合控制进行的增压压力的控制将增压压力收敛于稳定平衡状态时,复合控制的稳定性高。在此,在第6实施方式中,在增压压力的控制被从单独控制切换成复合控制时,将 通过由该复合控制进行的增压压力的控制将增压压力收敛于稳定平衡状态时的、燃料喷射量的变化和增压压力的变化所引起的对该增压压力的控制的干扰作为该复合控制的干扰的初始值开始复合控制。也就是说,在第6实施方式中,将复合控制的稳定性高时的干扰作为该复合控制中的干扰的初始值来开始该复合控制。因此,根据第6实施方式,能够得到能较高地维持复合控制开始时的该复合控制的稳定性的效果。
接着,说明第6实施方式的执行叶片的控制的程序的一例。在图12中示出该程序的一例。此外,该程序是每当预定的曲轴角度到来时开始的程序。
当开始图12的程序时,首先,在步骤600中,取得上次执行本程序时的目标燃料喷射量Qt(k-1)、现在的目标燃料喷射量Qt(k)、上次执行本程序时的增压压力Pim(k-1)、现在的增压压力Pim(k)以及在图7的程序(后述该程序的详细情况)设定的最新的目标增压压力Pimt。接着,在步骤601中,基于在步骤600取得的上次执行本程序时的目标燃料喷射量Qt(k-1)和现在的目标燃料喷射量Qt(k)算出从上次执行本程序时到本次执行本程序时为止的燃料喷射量的变化率(即燃料喷射量变化率)Rqt、并基于在步骤600取得的上次执行本程序时的增压压力Pim(k-1)和现在的增压压力Pim(k)算出从上次执行本程序时到本次执行本程序时为止的增压压力的变化率(即增压压力变化率)Rpim,并且基于在步骤600取得的现在的增压压力Pim(k)和目标增压压力Pimt算出现在的增压压力相对于目标增压压力的偏差(即增压压力偏差)ΔPim。
接着,在步骤602中,判断是否为在步骤601算出的燃料喷射量变化率Rqt为预定的燃料喷射量变化率Rqtth以下(Rqt≤Rqtth)且在步骤601算出的增压压力变化率Rpim为预定的增压压力变化率Rpimth以下(Rpim≤Rpimth)。在此,在判别为Rqt≤Rqtth且Rpim≤Rpimth时,程序进入步骤603。另一方面,在判别为非Rqt≤Rqtth且Rpim≤Rpimth时,程序进入步骤606。
在步骤603中,将在步骤601算出的增压压力偏差ΔPim作为输入信 息,通过单独控制算出应供给到叶片的控制信号Sv。接着,在步骤604中,将在步骤603算出的控制信号Sv供给到叶片。接着,在步骤605中,置位复合控制开始标记F1(F1←1),之后,程序终止。此外,复合控制开始标记F1是在增压压力的控制被从单独控制切换成复合控制的时刻被置位、且在开始复合控制后被复位的标记。
在步骤606中,判断复合控制开始标记F1是否被置位(F1=1)。在此,在判断为F1=1时,程序进入步骤607。另一方面,在判别为非F1=1时,程序进入步骤611。
在步骤607中,算出通过由复合控制进行的增压压力的控制将增压压力收敛于稳定平衡状态时的、增压压力的变化所引起的对该增压压力的控制的干扰Ki。接着,在步骤608中,将在步骤601算出的增压压力偏差ΔPim、燃料喷射量变化率Rqt、增压压力变化率Rpim以及在步骤607算出的干扰Ki作为输入信息,通过复合控制算出应供给到叶片的控制信号Sv。接着,在步骤609中,将在步骤608算出的控制信号Sv供给到叶片。接着,在步骤610中,复位复合控制开始标记F1,之后,程序终止。
在步骤611中,将在步骤601算出的增压压力偏差ΔPim、燃料喷射量变化率Rqt以及增压压力变化率Rpim作为输入信息,通过复合控制算出应供给到叶片的控制信号Sv。接着,在步骤612中,将在步骤611算出的控制信号Sv供给到叶片。接着,在步骤613中,置位复合控制开始标记F1,之后,程序终止。
此外,在上述实施方式中,作为输入到复合控制器的输入信息,可以例举增压压力偏差、燃料喷射量变化率以及增压压力变化率。然而,作为输入到复合控制器的输入信息,除了增压压力偏差、燃料喷射量变化率以及增压压力变化率以外,还能采用这些增压压力偏差、燃料喷射量变化率以及增压压力变化率以外的参数。另外,在上述实施方式中,作为输入到单独控制器的输入信息,可以例举增压压力偏差。然而,作为输入到单独控制器的输入信息,除了增压压力偏差以外,还能采用增压压力偏差、燃料喷射量变化率以及增压压力变化率以外的参数。
另外,上述实施方式的复合控制器只要是至少被输入增压压力偏差、燃料喷射量变化率以及增压压力变化率作为输入信息并基于这些增压压力偏差、燃料喷射量变化率以及增压压力变化率生成驱动叶片以使增压压力以期待的跟随性接近目标增压压力的控制信号的控制器,可以是任何控制器。因此,作为上述实施方式的复合控制器,例如能够采用如下控制器,其使用将增压压力偏差、燃料喷射量变化率以及增压压力变化率作为输入变量来表示增压压力的变动的物理模型来生成上述控制信号。或者,作为上述实施方式的复合控制器,例如也能够采用如下控制器,其使用将增压压力偏差、燃料喷射量变化率以及增压压力变化率作为输入变量来表示增压压力的变动的状态方程式来生成上述控制信号。
另外,上述实施方式的单独控制器只要是至少不被输入燃料喷射量变化率和增压压力变化率作为输入信息而被输入增压压力偏差作为输入信息并基于该增压压力偏差生成驱动叶片以使增压压力以期待的跟随性接近目标增压压力的控制信号的控制器,可以是任何控制器。因此,作为上述实施方式的单独控制器,例如能够采用如下控制器,其使用不将燃料喷射量变化率和增压压力变化率作为输入变量而将增压压力偏差作为输入变量来表示增压压力的变动的物理模型来生成上述控制信号。或者,作为上述实施方式的单独控制器,例如也能够采用如下控制器,其使用不将燃料喷射量变化率和增压压力变化率作为输入变量而将增压压力偏差作为输入变量来表示增压压力的变动的状态方程式来生成上述控制信号。
另外,与内燃机转速低或者要求内燃机转矩低时相比,在内燃机转速高且要求内燃机转矩高时,增压压力的变化对增压压力的控制的影响的程度、燃料喷射量的变化对增压压力的控制的影响的程度以及燃料喷射量的变化和增压压力的变化对增压压力的控制的影响的程度较大。因此,在上述实施方式中,作为将增压压力的控制从单独控制切换成复合控制的条件,也可追加内燃机转速高于预定的内燃机转速且要求内燃机转矩高于预定的要求内燃机转矩。该情况下,在第1实施方式和第2实施方式中,在增压压力变化率的绝对值大于预定的增压压力变化率、内燃机转速高于预定的 内燃机转速、且要求内燃机转矩高于预定的要求内燃机转矩时,通过复合控制将增压压力控制成目标增压压力;在第3实施方式和第4实施方式中,在燃料喷射量变化率的绝对值大于预定的燃料喷射量变化率、内燃机转速高于预定的内燃机转速、且要求内燃机转矩高于预定的要求内燃机转矩时,通过复合控制将增压压力控制成目标增压压力;在第5实施方式和第6实施方式中,在燃料喷射量变化率的绝对值大于预定的燃料喷射量变化率、内燃机转速高于预定的内燃机转速、且要求内燃机转矩高于预定的要求内燃机转矩时,或者,在增压压力变化率的绝对值大于预定的增压压力变化率、内燃机转速高于预定的内燃机转速、且要求内燃机转矩高于预定的要求内燃机转矩时,通过复合控制将增压压力控制成目标增压压力。
此外,与第1实施方式相关联而说明的涉及增压压力的控制的切换的思路以及与第2实施方式相关联而说明的涉及干扰的初始值的设定的思路,也能够适用于图13所示的内燃机中的EGR率的控制。以下,说明该情况下的实施方式(以下称为“第7实施方式”)。此外,以下未说明的第7实施方式的构成和控制分别与第1实施方式和第2实施方式的构成和控制相同,或者是在鉴于以下说明的第7实施方式的构成和控制时从第1实施方式和第2实施方式的构成和控制自然导出的构成和控制。
图13所示内燃机10具备排气再循环装置(以下将该装置称为“EGR装置”)50。但是内燃机10不具备增压器。
EGR装置50具备排气再循环管(以下将该管称为“EGR管”)51、排气再循环控制阀(以下将该控制阀称为“EGR控制阀”)52以及排气再循环冷却器(以下将该冷却器称为“EGR冷却器”)53。EGR装置50能够经由EGR管51将从燃烧室排出到排气通路40的排气导入进气通路30。EGR管51在其一端与排气通路40(更具体而言为排气歧管41)连接,并且在其另一端与进气通路30(更具体而言为进气歧管31)连接。即,EGR管51将排气通路40与进气通路30连结。
EGR控制阀52配置于EGR管51。当变更EGR控制阀52的开度(以下将该开度称为“EGR控制阀开度”)时,通过EGR控制阀52的排气的 量改变,进而导入进气通路30的排气的量改变。EGR控制阀与电子控制装置80的接口85电连接。电子控制装置80将用于使EGR控制阀52动作的控制信号供给到EGR控制阀。EGR冷却器53配置于EGR管51。EGR冷却器53冷却流经EGR管51的排气。
接着,说明第7实施方式的EGR控制阀的控制。此外,在以下说明中,“EGR率”意思是“通过EGR装置导入进气通路的排气的量与吸入到燃烧室的气体的量之比”,“目标EGR率”意思是“EGR率的目标值”。
在第7实施方式中,准备控制器(以下将该控制器称为“复合控制器”),该控制器用于被输入当前的实际EGR率相对于目标EGR率的偏差(以下将该偏差称为“EGR率偏差”)以及EGR率每单位时间的变化量(以下将该变化量称为“EGR率变化率”)作为输入信息并基于这些输入信息生成用于驱动EGR控制阀以使EGR率以期待的跟随性接近目标EGR率的控制信号。进一步,准备控制器(以下将该控制器称为“单独控制器”),该控制器用于不被输入EGR率变化率作为输入信息而被输入EGR率偏差作为输入信息并基于该输入信息生成用于驱动EGR控制阀以使EGR率以期待的跟随性接近目标EGR率的控制信号。而且,能够选择性地执行复合控制和单独控制,所述复合控制是通过将使用上述复合控制器生成的控制信号供给到EGR控制阀而将EGR率控制成目标EGR率的控制,所述单独控制是通过将使用上述单独控制器生成的控制信号供给到EGR控制阀而将EGR率控制成目标EGR率的控制。
而且,在内燃机运转期间,在EGR率变化率的绝对值为预定的EGR率变化率以下时,通过上述单独控制将EGR率控制成目标EGR率。另一方面,在内燃机运转期间,在EGR率变化率的绝对值大于上述预定的EGR率变化率时,通过上述复合控制将EGR率控制成目标EGR率。
另外,在第7实施方式中,在EGR率的控制被从上述单独控制切换成上述复合控制时,将通过由复合控制进行的EGR率的控制将EGR率收敛于稳定平衡状态时的、EGR率的变化所引起的对该EGR率的控制的干扰作为该复合控制中的干扰的初始值开始复合控制。
接着,说明第7实施方式的目标EGR率的设定。在第7实施方式中,根据由内燃机转速和要求内燃机转矩规定的内燃机运转状态,通过实验等预先求出最适合的EGR率。而且,如图13所示,该求出的EGR率以内燃机转速NE和要求内燃机转矩TQ的函数的映射的形式作为基准EGR率Regrb存储在电子控制装置中。而且,在内燃机运转期间,从图13的映射取得与其各个时期的内燃机转速NE和其各个时期的要求内燃机转矩TQ对应的基准EGR率Regrb。而且,将这样取得的基准EGR率Regrb设定为目标EGR率。此外,在图13的映射中,内燃机转速NE越大,基准EGR率Regrb就越大;要求内燃机转矩TQ越大,基准EGR率Regrb就越大。
根据第7实施方式,能够得到以下效果。即,在EGR率的变化比较大时,EGR率的变化对EGR率的控制起干扰作用的程度比较大。因此,在EGR率的变化比较大时,发生上升的EGR率大大超过目标EGR率的所谓上冲(以下将其称为“EGR率的上冲”)或者降低的EGR率大大低于目标EGR率的所谓下冲(以下将其称为“EGR率的下冲”)的可能性高。因此,从抑制这种EGR率的上冲或EGR率的下冲的观点来看,优选在EGR率的变化比较大时使EGR率的变化反映在EGR率的控制上。另一方面,在EGR率的变化小时,EGR率的变化对EGR率的控制起干扰作用的程度比较小。因此,在EGR率的变化比较小时,发生EGR率的上冲或EGR率的下冲的可能性低。因此,在EGR率的变化比较小时,从抑制EGR率的上冲或EGR率的下冲的观点来看,无需使EGR率的变化反映在EGR率的控制上。
在此,在第7实施方式中,在EGR率变化率的绝对值大于预定的EGR率变化率时,通过复合控制将EGR率控制成目标EGR率。在此,第7实施方式的复合控制是考虑对EGR率的控制起干扰作用的EGR率的变化而将EGR率控制成目标EGR率的控制。即,在第7实施方式中,在EGR率变化率的绝对值大于预定的EGR率变化率、因此EGR率的变化对EGR率的控制起干扰作用的程度比较大时,考虑EGR率的变化将EGR率控制成目标EGR率。
因此,能够得到如下效果,即使在EGR率的变化对EGR率的控制起干扰作用的程度比较大时,也能够抑制EGR率的上冲或EGR率的下冲。
此外,不考虑对EGR率的控制起干扰作用的EGR率的变化而将EGR率控制成目标EGR率的控制即第7实施方式的单独控制,在EGR率变化率的绝对值为预定的EGR率变化率以下时被用于EGR率的控制。也就是说,第7实施方式的单独控制在EGR率的变化对EGR率的控制起干扰作用的程度比较小时被用于EGR率的控制。因此,此时,即使单独控制被用于EGR率的控制,也能抑制EGR率的上冲或EGR率的下冲。
进一步,由于单独控制是不考虑对EGR率的控制起干扰作用的EGR率的变化的EGR率的控制,所以用于执行该单独控制的电子控制装置的负荷比较小。因此,在单独控制被用于EGR率的控制时,如上所述,能够得到可抑制EGR率的上冲或EGR率的下冲并且可通过小负荷执行EGR率的控制的效果。
进一步,根据第7实施方式,也能够得到以下效果。即,在EGR率的控制被从单独控制切换成复合控制时,EGR率的控制被从不考虑对该EGR率的控制起干扰作用的EGR率的变化的控制切换成考虑了对该EGR率的控制起干扰作用的EGR率的变化的控制。也就是说,EGR率的控制的方式发生了较大变化。而且,此时,复合控制的稳定性变低。另一方面,在通过由复合控制进行的EGR率的控制将EGR率收敛于稳定平衡状态时,复合控制的稳定性高。在此,在第7实施方式中,在EGR率的控制被从单独控制切换成复合控制时,将通过由该复合控制进行的EGR率的控制将EGR率收敛于稳定平衡状态时的、EGR率的变化所引起的对该EGR率的控制的干扰作为该复合控制的干扰的初始值开始复合控制。也就是说,在第7实施方式中,将复合控制的稳定性高时的干扰作为该复合控制中的干扰的初始值来开始该复合控制。因此,根据第7实施方式,能够得到能较高地维持复合控制开始时的该复合控制的稳定性的效果。
接着,说明第7实施方式的执行EGR控制阀的控制的程序的一例。在图15中示出该程序的一例。此外,该程序是每当预定的曲轴角度到来时 开始的程序。
当开始图15的程序时,首先,在步骤700中,取得上次执行本程序时的EGR率Regr(k-1)、现在的EGR率Regr(k)以及在图16的程序(后述该程序的详细情况)设定的最新的目标EGR率Regrt。接着,在步骤701中,基于在步骤700取得的上次执行本程序时的EGR率Regr(k-1)和现在的EGR率Regr(k)算出从上次执行本程序时到本次执行本程序时为止的EGR率的变化率(即EGR率变化率)Rregr,并且基于在步骤700取得的现在的EGR率Regr(k)和目标EGR率Regrt算出现在的EGR率相对于目标EGR率的偏差(即EGR率偏差)ΔRegr。
接着,在步骤702中,判断在步骤701算出的EGR率变化率Rregr是否为预定的EGR率变化率Rregrth以下(Rregr≤Rregrth)。在此,在判别为Rregr≤Rregrth时,程序进入步骤703。另一方面,在判别为非Rregr≤Rregrth时,程序进入步骤706。
在步骤703中,将在步骤701算出的EGR率偏差ΔRegr作为输入信息,通过单独控制算出应供给到EGR控制阀的控制信号Se。接着,在步骤704中,将在步骤703算出的控制信号Se供给到EGR控制阀。接着,在步骤705中,置位复合控制开始标记F1(F1←1),之后,程序终止。此外,复合控制开始标记F1是在EGR率的控制被从单独控制切换成复合控制的时刻被置位、且在开始复合控制后被复位的标记。
在步骤706中,判断复合控制开始标记F1是否被置位(F1=1)。在此,在判断为F1=1时,程序进入步骤707。另一方面,在判别为非F1=1时,程序进入步骤711。
在步骤707中,算出通过由复合控制进行的EGR率的控制将EGR率收敛于稳定平衡状态时的、EGR率的变化所引起的对该EGR率的控制的干扰Ki。接着,在步骤708中,将在步骤701算出的EGR率偏差ΔRegr、EGR率变化率Rregr以及在步骤707算出的干扰Ki作为输入信息,通过复合控制算出应供给到EGR控制阀的控制信号Se。接着,在步骤709中,将在步骤708算出的控制信号Se供给到EGR控制阀。接着,在步骤710 中,复位复合控制开始标记F1,之后,程序终止。
在步骤711中,将在步骤701算出的EGR率偏差ΔRegr和EGR变化率Regr作为输入信息,通过复合控制算出应供给到EGR控制阀的控制信号Se。接着,在步骤712中,将在步骤711算出的控制信号Se供给到EGR控制阀。接着,在步骤713中,置位复合控制开始标记F1,之后,程序终止。
接着,说明第7实施方式的执行目标EGR率的设定的程序的一例。在图16中示出该程序的一例。此外,该程序是每当预定的曲轴角度到来时开始的程序。当开始图16的程序时,首先,在步骤40中,取得现在的内燃机转速NE和要求内燃机转矩TQ。接着,在步骤41中,从图14的映射取得与在步骤40取得的内燃机转速NE和要求内燃机转矩TQ对应的基准EGR率Regrb。接着,在步骤42中,将在步骤41取得的基准EGR率Regrb设定为目标EGR率Regrt,之后,程序终止。
另外,与第3实施方式相关联而说明的涉及增压压力的控制的切换的思路以及与第4实施方式相关联而说明的涉及干扰的初始值的设定的思路也可适用于图13所示的内燃机中的EGR率的控制。以下,说明该情况下的实施方式(以下称为“第8实施方式”)。此外,以下未说明的第8实施方式的构成和控制分别与第3实施方式和第4实施方式的构成和控制相同,或者是在鉴于以下说明的第8实施方式的构成和控制时从第3实施方式和第4实施方式的构成和控制自然导出的构成和控制。
在第8实施方式中,准备控制器(以下将该控制器称为“复合控制器”),该控制器被输入EGR率偏差和燃料喷射量变化率作为输入信息并基于这些输入信息生成用于驱动EGR控制阀以使EGR率以期待的跟随性接近目标EGR率的控制信号。进一步,准备控制器(以下将该控制器称为“单独控制器”),该控制器不被输入燃料喷射量变化率作为输入信息而被输入EGR率偏差作为输入信息并基于该输入信息生成用于驱动EGR控制阀以使EGR率以期待的跟随性接近目标EGR率的控制信号。而且,能够选择性地执行复合控制和单独控制,所述复合控制是通过将使用上述复合控制 器生成的控制信号供给到EGR控制阀而将EGR率控制成目标EGR率的控制,所述单独控制是通过将使用上述单独控制器生成的控制信号供给到EGR控制阀而将EGR率控制成目标EGR率的控制。
而且,在内燃机运转期间,在燃料喷射量变化率的绝对值为预定的燃料喷射量变化率以下时,通过上述单独控制将EGR率控制成目标EGR率。另一方面,在内燃机运转期间,在燃料喷射量变化率的绝对值大于上述预定的燃料喷射量变化率时,通过上述复合控制将EGR率控制成目标EGR率。
另外,在第8实施方式中,在EGR率的控制被从上述单独控制切换成上述复合控制时,将通过由该复合控制进行的EGR率的控制将EGR率收敛于稳定平衡状态时的、燃料喷射量的变化所引起的对EGR率的控制的干扰作为该复合控制中的干扰的初始值开始复合控制。
根据第8实施方式,能够得到以下效果。即,由于燃料喷射量越多则燃烧室内中的燃烧量也越多,所以存在燃料喷射量越多则从燃烧室排出的排气的压力就越高的倾向。而且,即使EGR控制阀的开度相同,从燃烧室排出的排气的压力越高,则通过EGR装置导入进气通路的排气的量也越多。当然,由于燃料喷射量越少则燃烧室内中的燃烧量也越少,所以存在燃料喷射量越多则从燃烧室排出的排气的压力就越低的倾向。而且,即使EGR控制阀的开度相同,从燃烧室排出的排气的压力越低,则通过EGR装置导入进气通路的排气的量也越少。
也就是说,通过EGR装置导入进气通路的排气的量根据燃料喷射量发生变化。因此,在燃料喷射量的变化比较大时,燃料喷射量的变化对EGR率的控制起干扰作用的程度比较大。因此,在燃料喷射量的变化比较大时,发生EGR率的上冲或EGR率的下冲的可能性高。因此,从抑制这种EGR率的上冲或EGR率的下冲的观点来看,优选在燃料喷射量的变化比较大时使燃料喷射量的变化反映在EGR率的控制上。另一方面,在燃料喷射量的变化比较小时,燃料喷射量的变化对EGR率的控制起干扰作用的程度比较小。因此,在燃料喷射量的变化比较小时,发生EGR率的上冲或 EGR率的下冲的可能性低。因此,在燃料喷射量的变化比较小时,从抑制EGR率的上冲或EGR率的下冲的观点来看,无需使燃料喷射量的变化反映在EGR率的控制上。
在此,在第8实施方式中,在燃料喷射量变化率的绝对值大于预定的燃料喷射量变化率时,通过复合控制将EGR率控制成目标EGR率。在此,第8实施方式的复合控制是考虑对EGR率的控制起干扰作用的燃料喷射量的变化而将EGR率控制成目标EGR率的控制。即,在第8实施方式中,在燃料喷射量变化率的绝对值大于预定的燃料喷射量变化率、因此燃料喷射量的变化对EGR率的控制起干扰作用的程度比较大时,考虑燃料喷射量的变化将EGR率控制成目标EGR率。
因此,能够得到如下效果,即使在燃料喷射量的变化对EGR率的控制起干扰作用的程度比较大时,也能够抑制EGR率的上冲或EGR率的下冲。
此外,不考虑对EGR率的控制起干扰作用的燃料喷射量的变化而将EGR率控制成目标EGR率的控制即第8实施方式的单独控制,在燃料喷射量变化率的绝对值为预定的燃料喷射量变化率以下时被用于EGR率的控制。也就是说,第8实施方式的单独控制在燃料喷射量的变化对EGR率的控制起干扰作用的程度比较小时被用于EGR率的控制。因此,此时,即使单独控制被用于EGR率的控制,也能抑制EGR率的上冲或EGR率的下冲。
进一步,由于单独控制是不考虑对EGR率的控制起干扰作用的燃料喷射量的变化的EGR率的控制,所以用于执行该单独控制的电子控制装置的负荷比较小。因此,在单独控制被用于EGR率的控制时,如上所述,能够得到可抑制EGR率的上冲或EGR率的下冲并且可通过小负荷执行EGR率的控制的效果。
进一步,根据第8实施方式,也能够得到以下效果。即,在EGR率的控制被从单独控制切换成复合控制时,EGR率的控制被从不考虑对该EGR率的控制起干扰作用的燃料喷射量的变化的控制切换成考虑了对该 EGR率的控制起干扰作用的燃料喷射量的变化的控制。也就是说,EGR率的控制的方式发生了较大变化。而且,此时,复合控制的稳定性变低。另一方面,在通过由复合控制进行的EGR率的控制将EGR率收敛于稳定平衡状态时,复合控制的稳定性高。在此,在第8实施方式中,在EGR率的控制被从单独控制切换成复合控制时,将通过由该复合控制进行的EGR率的控制将EGR率收敛于稳定平衡状态时的、燃料喷射量的变化所引起的对该EGR率的控制的干扰作为该复合控制的干扰的初始值开始复合控制。也就是说,在第8实施方式中,将复合控制的稳定性高时的干扰作为该复合控制中的干扰的初始值来开始该复合控制。因此,根据第8实施方式,能够得到能较高地维持复合控制开始时的该复合控制的稳定性的效果。
接着,说明第8实施方式的执行EGR控制阀的控制的程序的一例。在图17中示出该程序的一例。此外,该程序是每当预定的曲轴角度到来时开始的程序。
当开始图17的程序时,首先,在步骤800中,取得上次执行本程序时的目标燃料喷射量Qt(k-1)、现在的目标燃料喷射量Qt(k)、现在的EGR率Regr以及在图16的程序设定的最新的目标EGR率Regrt。接着,在步骤801中,基于在步骤800取得的上次执行本程序时的目标燃料喷射量Qt(k-1)和现在的目标燃料喷射量Qt(k)算出从上次执行本程序时到本次执行本程序时为止的燃料喷射量的变化率(即燃料喷射量变化率)Rqt,并且基于在步骤800取得的现在的EGR率Regr和目标EGR率Regrt算出现在的EGR率相对于目标EGR率的偏差(即EGR率偏差)ΔRegr。
接着,在步骤802中,判断在步骤801算出的燃料喷射量变化率Rqt是否为预定的燃料喷射量变化率Rqtth以下(Rqt≤Rqtth)。在此,在判别为Rqt≤Rqtth时,程序进入步骤803。另一方面,在判别为非Rqt≤Rqtth时,程序进入步骤806。
在步骤803中,将在步骤801算出的EGR率偏差ΔRegr作为输入信息,通过单独控制算出应供给到EGR控制阀的控制信号Se。接着,在步 骤804中,将在步骤803算出的控制信号Se供给到EGR控制阀。接着,在步骤805中,置位复合控制开始标记F1(F1←1),之后,程序终止。此外,复合控制开始标记F1是在EGR率的控制被从单独控制切换成复合控制的时刻被置位、且在开始复合控制后被复位的标记。
在步骤806中,判断复合控制开始标记F1是否被置位(F1=1)。在此,在判断为F1=1时,程序进入步骤807。另一方面,在判别为非F1=1时,程序进入步骤811。
在步骤807中,算出通过由复合控制进行的EGR率的控制将EGR率收敛于稳定平衡状态时的、EGR率的变化所引起的对该EGR率的控制的干扰Ki。接着,在步骤808中,将在步骤801算出的EGR率偏差ΔRegr、燃料喷射量变化率Rqt以及在步骤807算出的干扰Ki作为输入信息,通过复合控制算出应供给到EGR控制阀的控制信号Se。接着,在步骤809中,将在步骤808算出的控制信号Se供给到EGR控制阀。接着,在步骤810中,复位复合控制开始标记F1,之后,程序终止。
在步骤811中,将在步骤801算出的EGR率偏差ΔRegr和燃料喷射量变化率Rqt作为输入信息,通过复合控制算出应供给到EGR控制阀的控制信号Se。接着,在步骤812中,将在步骤811算出的控制信号Se供给到EGR控制阀。接着,在步骤813中,置位复合控制开始标记F1,之后,程序终止。
另外,与第5实施方式相关联而说明的涉及增压压力的控制的切换的思路以及与第6实施方式相关联而说明的涉及干扰的初始值的设定的思路也可适用于图13所示的内燃机中的EGR率的控制。以下,说明该情况下的实施方式(以下称为“第9实施方式”)。此外,以下未说明的第9实施方式的构成和控制分别与第5实施方式和第6实施方式的构成和控制相同,或者是在鉴于以下说明的第9实施方式的构成和控制时从第5实施方式和第6实施方式的构成和控制自然导出的构成和控制。
在第9实施方式中,准备控制器(以下将该控制器称为“复合控制器”),该控制器用于被输入EGR率偏差、燃料喷射量变化率以及EGR率变化率 作为输入信息并基于这些输入信息生成用于驱动EGR控制阀以使EGR率以期待的跟随性接近目标EGR率的控制信号。进一步,准备控制器(以下将该控制器称为“单独控制器”),该控制器用于不被输入燃料喷射量变化率和EGR率变化率作为输入信息而被输入EGR率偏差作为输入信息并基于该输入信息生成用于驱动EGR控制阀以使EGR率以期待的跟随性接近目标EGR率的控制信号。而且,能够选择性地执行复合控制和单独控制,所述复合控制是通过将使用上述复合控制器生成的控制信号供给到EGR控制阀而将EGR率控制成目标EGR率的控制,所述单独控制是通过将使用上述单独控制器生成的控制信号供给到EGR控制阀而将EGR率控制成目标EGR率的控制。
而且,在内燃机运转期间,在燃料喷射量变化率的绝对值为预定的燃料喷射量变化率以下且EGR率变化率的绝对值为预定的EGR率变化率以下时,通过上述单独控制将EGR率控制成目标EGR率。另一方面,在内燃机运转期间,至少在燃料喷射量变化率的绝对值大于上述预定的燃料喷射量变化率、或者EGR率变化率的绝对值大于上述预定的EGR率变化率时,通过上述复合控制将EGR率控制为目标EGR率。
另外,在第9实施方式中,在EGR率的控制被从上述单独控制切换成上述复合控制时,将通过由该复合控制进行的EGR率的控制将EGR率收敛于稳定平衡状态时的、燃料喷射量的变化和EGR率的变化所引起的对EGR率的控制的干扰作为该复合控制中的干扰的初始值开始复合控制。
根据第9实施方式,能够得到以下效果。即,如上所述,通过EGR装置导入进气通路的排气的量根据燃料喷射量发生变化。因此,从抑制EGR率的上冲或EGR率的下冲的观点来看,优选在燃料喷射量的变化比较大时使燃料喷射量的变化反映在EGR率的控制上。另一方面,在燃料喷射量的变化比较小时,从抑制EGR率的上冲或EGR率的下冲的观点来看,无需使燃料喷射量的变化反映在EGR率的控制上。
另外,如上所述,在EGR率的变化比较大时,EGR率的变化对EGR率的控制起干扰作用的程度比较大。因此,从抑制EGR率的上冲或EGR 率的下冲的观点来看,优选在EGR率的变化比较大时使EGR率的变化反映在EGR率的控制上。另一方面,在EGR率的变化比较小时,从抑制EGR率的上冲或EGR率的下冲的观点来看,无需使EGR率的变化反映在EGR率的控制上。
在此,在第9实施方式中,至少在燃料喷射量变化率的绝对值大于预定的燃料喷射量变化率、或者EGR率变化率的绝对值大于预定的EGR率变化率时,通过复合控制将EGR率控制为目标EGR率。在此,第9实施方式的复合控制是考虑对EGR率的控制起干扰作用的燃料喷射量的变化和EGR率的变化而将EGR率控制成目标EGR率的控制。即,在第9实施方式中,在燃料喷射量变化率的绝对值大于预定的燃料喷射量变化率、因此燃料喷射量的变化对EGR率的控制起干扰作用的程度比较大时,考虑燃料喷射量的变化将EGR率控制成目标EGR率,在EGR率变化率的绝对值大于预定的EGR率变化率、因此EGR率的变化对EGR率的控制起干扰作用的程度比较大时,考虑EGR率的变化将EGR率控制成目标EGR率。
因此,能够得到如下效果,即使在燃料喷射量的变化对EGR率的控制起干扰作用的程度比较大时,或者即使在EGR率的变化对EGR率的控制起干扰作用的程度比较大时,也能够抑制EGR率的上冲或EGR率的下冲。
此外,不考虑对EGR率的控制起干扰作用的燃料喷射量的变化和EGR率的变化而将EGR率控制成目标EGR率的控制即第9实施方式的单独控制,在燃料喷射量变化率的绝对值为预定的燃料喷射量变化率以下且EGR率变化率的绝对值为预定的EGR率变化率以下时被用于EGR率的控制。也就是说,第9实施方式的单独控制在燃料喷射量的变化和EGR率的变化对EGR率的控制起干扰作用的程度比较小时被用于EGR率的控制。因此,此时,即使单独控制被用于EGR率的控制,也能抑制EGR率的上冲或EGR率的下冲。
进一步,由于单独控制是不考虑对EGR率的控制起干扰作用的燃料 喷射量的变化和EGR率的变化的EGR率的控制,所以用于执行该单独控制的电子控制装置的负荷比较小。因此,在单独控制被用于EGR率的控制时,如上所述,能够得到可抑制EGR率的上冲或EGR率的下冲并且可通过小负荷执行EGR率的控制的效果。
进一步,根据第9实施方式,也能够得到以下效果。即,在EGR率的控制被从单独控制切换成复合控制时,EGR率的控制被从不考虑对该EGR率的控制起干扰作用的燃料喷射量的变化和EGR率的变化的控制切换成考虑了对该EGR率的控制起干扰作用的燃料喷射量的变化和EGR率的变化的控制。也就是说,EGR率的控制的方式发生了较大变化。而且,此时,复合控制的稳定性变低。另一方面,在通过由复合控制进行的EGR率的控制将EGR率收敛于稳定平衡状态时,复合控制的稳定性高。在此,在第9实施方式中,在EGR率的控制被从单独控制切换成复合控制时,将通过由该复合控制进行的EGR率的控制将EGR率收敛于稳定平衡状态时的、燃料喷射量的变化和EGR率的变化所引起的对该EGR率的控制的干扰作为该复合控制的干扰的初始值开始复合控制。也就是说,在第9实施方式中,将复合控制的稳定性高时的干扰作为该复合控制中的干扰的初始值来开始该复合控制。因此,根据第9实施方式,能够得到能较高地维持复合控制开始时的该复合控制的稳定性的效果。
接着,说明第9实施方式的执行EGR控制阀的控制的程序的一例。在图18中示出该程序的一例。此外,该程序是每当预定的曲轴角度到来时开始的程序。
当开始图18的程序时,首先,在步骤900中,取得上次执行本程序时的目标燃料喷射量Qt(k-1)、现在的目标燃料喷射量Qt(k)、上次执行本程序时的EGR率Regr(k-1)、现在的EGR率Regr(k)以及在图16的程序设定的最新的目标EGR率Regrt。接着,在步骤901中,基于在步骤900取得的上次执行本程序时的目标燃料喷射量Qt(k-1)和现在的目标燃料喷射量Qt(k)算出从上次执行本程序时到本次执行本程序时为止的燃料喷射量的变化率(即燃料喷射量变化率)Rqt、并基于在步骤900 取得的上次执行本程序时的EGR率Regr(k-1)和现在的EGR率Regr(k)算出从上次执行本程序时到本次执行本程序时为止的EGR率的变化率(即EGR率变化率)Rregr,并且基于在步骤900取得的现在的EGR率Regr(k)和目标EGR率Regrt算出现在的EGR率相对于目标EGR率的偏差(即EGR率偏差)ΔRegr。
接着,在步骤902中,判断是否为在步骤901算出的燃料喷射量变化率Rqt为预定的燃料喷射量变化率Rqtth以下(Rqt≤Rqtth)且在步骤901算出的EGR率变化率Rregr为预定的EGR率变化率Rregrth以下(Rregr≤Rregrth)。在此,在判别为Rqt≤Rqtth且Rregr≤Rregrth时,程序进入步骤903。另一方面,在判别为非Rqt≤Rqtth且Rregr≤Rregrth时,程序进入步骤906。
在步骤903中,将在步骤901算出的EGR率偏差ΔRegr作为输入信息,通过单独控制算出应供给到EGR控制阀的控制信号Se。接着,在步骤904中,将在步骤903算出的控制信号Se供给到EGR控制阀。接着,在步骤905中,置位复合控制开始标记F1(F1←1),之后,程序终止。此外,复合控制开始标记F1是在EGR率的控制被从单独控制切换成复合控制的时刻被置位、且在开始复合控制后被复位的标记。
在步骤906中,判断复合控制开始标记F1是否被置位(F1=1)。在此,在判断为F1=1时,程序进入步骤907。另一方面,在判别为非F1=1时,程序进入步骤911。
在步骤907中,算出通过由复合控制进行的EGR率的控制将EGR率收敛于稳定平衡状态时的、EGR率的变化所引起的对该EGR率的控制的干扰Ki。接着,在步骤908中,将在步骤901算出的EGR率偏差ΔRegr、燃料喷射量变化率Rqt、EGR率变化率Rregr以及在步骤907算出的干扰Ki作为输入信息,通过复合控制算出应供给到EGR控制阀的控制信号Se。接着,在步骤909中,将在步骤908算出的控制信号Se供给到EGR控制阀。接着,在步骤910中,复位复合控制开始标记F1,之后,程序终止。
在步骤911中,将在步骤901算出的EGR率偏差ΔRegr、燃料喷射 量变化率Rqt以及EGR率变化率Rregr作为输入信息,通过复合控制算出应供给到EGR控制阀的控制信号Se。接着,在步骤912中,将在步骤911算出的控制信号Se供给到EGR控制阀。接着,在步骤913中,置位复合控制开始标记F1,之后,程序终止。
此外,与第1实施方式、第3实施方式以及第5实施方式相关联而说明的涉及增压压力的控制的切换的思路以及与第2实施方式、第4实施方式以及第6实施方式相关联而说明的涉及干扰的初始值的设定的思路也可适用于图19所示的内燃机中的增压压力的控制;与第7实施方式~第9实施方式相关联而说明的涉及EGR率的控制的思路和涉及干扰的初始值的设定的思路也可适用于图19所示内燃机中的EGR率的控制。
此外,图19所示内燃机10具备增压器60和EGR装置50。增压器60是与图1所示增压器60相同的增压器,EGR装置50是与图13所示EGR装置50相同的EGR装置。
另外,与执行EGR率的控制时相比,在未执行EGR率的控制时,增压压力的变化对增压压力的控制的影响的程度、燃料喷射量的变化对增压压力的控制的影响的程度以及燃料喷射量的变化对增压压力的控制的影响的程度较大。因此,在将与第1实施方式、第3实施方式以及第5实施方式相关联而说明的涉及增压压力的控制的切换的思路应用于与图19所示内燃机中的增压压力的控制相关的增压压力的控制的情况下,也可追加未执行EGR率的控制作为将增压压力的控制从单独控制切换成复合控制的条件。该情况下,在将与第1实施方式相关联而说明的涉及增压压力的控制的切换的思路应用于与图19所示内燃机中的增压压力的控制相关的增压压力的控制的情况下,在增压压力变化率的绝对值大于预定的增压压力变化率且未执行EGR率的控制时,通过复合控制将增压压力控制成目标增压压力;在将与第3实施方式相关联而说明的涉及增压压力的控制的切换的思路应用于与图19所示内燃机中的增压压力的控制相关的增压压力控制的情况下,在燃料喷射量变化率的绝对值大于预定的燃料喷射量变化率且未执行EGR率的控制时,通过复合控制将增压压力控制成目标增压 压力;在将与第5实施方式相关联而说明的涉及增压压力的控制的切换的思路应用于与图19所示内燃机中的增压压力的控制相关的增压压力的控制的情况下,在燃料喷射量变化率的绝对值大于预定的燃料喷射量变化率且未执行EGR率的控制时、或者在增压压力变化率的绝对值大于预定的增压压力变化率且未执行EGR率的控制时,通过复合控制将增压压力控制成目标增压压力。
另外,与第1实施方式、第3实施方式以及第5实施方式相关联而说明的涉及增压压力的控制的切换的思路以及与第2实施方式、第4实施方式以及第6实施方式相关联而说明的涉及干扰的初始值的设定的思路也可适用于图20所示的内燃机中的增压压力的控制;与第7实施方式~第9实施方式相关联而说明的涉及EGR率的控制的思路以及涉及干扰的初始值的设定的思路也可适用于图20所示的内燃机中的EGR率的控制。
此外,图20所示内燃机10具备增压器60、低压EGR装置50L以及高压EGR装置50H。增压器60是与图1所示增压器60相同的增压器。
另外,高压EGR装置50H是与图13所示EGR装置50相同的EGR装置。即,高压EGR装置50H具备高压EGR管51H、高压EGR控制阀52H以及高压EGR冷却器53H。高压EGR装置50H能够经由高压EGR管51H将从燃烧室排出到排气通路40的排气导入进气通路30。高压EGR管51H在其一端与排气涡轮60T上游的排气通路40(更具体而言为排气歧管41)连接,并且在其另一端与压缩机60C下游的进气通路30(更具体而言为进气歧管31)连接。即,高压EGR管51H将排气通路40与进气通路30连结。
高压EGR控制阀52H配置于高压EGR管51H。当变更高压EGR控制阀52H的开度(以下将该开度称为“高压EGR控制阀开度”)时,通过高压EGR控制阀52H的排气的量改变,进而通过高压EGR装置50H导入进气通路30的排气的量改变。高压EGR控制阀与电子控制装置80的接口85电连接。电子控制装置80将用于使高压EGR控制阀52H动作的控制信号供给到高压EGR控制阀。高压EGR冷却器53H配置于高压EGR 管51H。高压EGR冷却器53H冷却流经高压EGR管51H的排气。
另外,低压EGR装置50L具备低压EGR管51L、低压EGR控制阀52L以及低压EGR冷却器53L。低压EGR装置50L能够经由低压EGR管51L将从燃烧室排出到排气通路40的排气导入进气通路30。低压EGR管51L在其一端与排气涡轮60T下游的排气通路40(更具体而言为排气管42)连接,并且在其另一端与压缩机60C上游的进气通路30(更具体而言为进气管32)连接。即,低压EGR管51L将排气通路40与进气通路30连结。
低压EGR控制阀52L配置于低压EGR管51L。当变更低压EGR控制阀52L的开度(以下将该开度称为“低压EGR控制阀开度”)时,通过低压EGR控制阀52L的排气的量改变,进而通过低压EGR装置50L导入进气通路30的排气的量改变。低压EGR控制阀与电子控制装置80的接口85电连接。电子控制装置80将用于使低压EGR控制阀52L动作的控制信号供给到低压EGR控制阀。低压EGR冷却器53L配置于低压EGR管51L。低压EGR冷却器53L冷却流经低压EGR管51L的排气。
而且,如上所述,与第1实施方式、第3实施方式以及第5实施方式相关联而说明的涉及增压压力的控制的切换的思路以及与第2实施方式、第4实施方式以及第6实施方式相关联而说明的涉及干扰的初始值的设定的思路也可适用于图20所示的内燃机中的增压压力的控制。
另外,如上所述,与第7实施方式~第9实施方式相关联而说明的涉及EGR率的控制的思路以及涉及干扰的初始值的设定的思路可适用于图20所示的内燃机中的低压EGR率(即,通过低压EGR装置导入进气通路的排气的量与吸入到燃烧室的气体的量之比)的控制,也可适用于图20所示的内燃机中的高压EGR率(即,通过高压EGR装置导入进气通路的排气的量与吸入到燃烧室的气体的量之比)的控制。
根据以上说明的事项,可以广泛地说,与第1实施方式相关联而说明的涉及增压压力的控制的切换的思路以及与第2实施方式相关联而说明的涉及干扰的初始值的设定的思路能够适用于一种内燃机的控制装置,其具 备对控制量进行控制的控制对象,所述内燃机的控制装置能够选择性地执行单独控制和复合控制,所述单独控制是用于不考虑对所述控制量的控制起干扰作用的该控制量的变化而将该控制量控制成其目标值的控制,所述复合控制是用于考虑对所述控制量的控制起干扰作用的该控制量的变化而将该控制量控制成其目标值的控制。而且,该情况下,根据与第1实施方式相关联而说明的涉及增压压力的控制的切换的思路,在作为所述控制量每单位时间的变化量的控制量变化率的绝对值为预定的控制量变化率以下时,通过所述单独控制将所述控制量控制成其目标值,在所述控制量变化率的绝对值大于所述预定的控制量变化率时,通过所述复合控制将所述控制量控制成其目标值。另外,该情况下,根据与第2实施方式相关联而说明的涉及干扰的初始值的设定的思路,在所述控制量的控制被从所述单独控制切换成所述复合控制时,将下述干扰作为该复合控制中的干扰的初始值开始所述复合控制,所述干扰是通过由该复合控制进行的所述控制量的控制将所述控制量收敛于稳定平衡状态时的、所述控制量的变化所引起的对该控制量的控制的干扰。
同样地,可以广泛地说,与第3实施方式相关联而说明的涉及增压压力的控制的切换的思路以及与第4实施方式相关联而说明的涉及干扰的初始值的设定的思路能够适用于一种内燃机的控制装置,其具备分别控制两个不同的控制量的控制对象,且第2控制量根据第1控制量发生变化,所述第1控制量是由作为一方控制对象的第1控制对象控制的控制量,所述第2控制量是由作为另一方控制对象的第2控制对象控制的控制量,所述内燃机的控制装置能够选择性地执行单独控制和复合控制,所述单独控制是用于不考虑对所述第2控制量的控制起干扰作用的所述第1控制量的变化而将所述第2控制量控制成其目标值的控制,所述复合控制是用于考虑对所述第2控制量的控制起干扰作用的所述第1控制量的变化而将所述第2控制量控制成其目标值的控制。而且,该情况下,根据与第3实施方式相关联而说明的涉及增压压力的控制的切换的思路,在作为所述第1控制量每单位时间的变化量的第1控制量变化率的绝对值为预定的第1控制量 变化率以下时,通过所述单独控制将所述第2控制量控制成其目标值,在所述第1控制量变化率的绝对值大于所述预定的第1控制量变化率时,通过所述复合控制将所述第2控制量控制成其目标值。另外,该情况下,根据与第4实施方式相关联而说明的涉及干扰的初始值的设定的思路,在所述第2控制量的控制被从所述单独控制切换成所述复合控制时,将下述干扰作为该复合控制中的干扰的初始值开始所述复合控制,所述干扰是通过由该复合控制进行的所述第2控制量的控制将所述第2控制量收敛于稳定平衡状态时的、所述第1控制量的变化所引起的对所述第2控制量的控制的干扰。
同样地,可以广泛地说,与第5实施方式相关联而说明的涉及增压压力的控制的切换的思路以及与第6实施方式相关联而说明的涉及干扰的初始值的设定的思路能够适用于一种内燃机的控制装置,其具备分别控制两个不同的控制量的控制对象,且第2控制量根据第1控制量发生变化,所述第1控制量是由作为一方控制对象的第1控制对象控制的控制量,所述第2控制量是由作为另一方控制对象的第2控制对象控制的控制量,所述内燃机的控制装置能够选择性地执行单独控制和复合控制,所述单独控制是用于不考虑对所述第2控制量的控制起干扰作用的所述第1控制量的变化和所述第2控制量的变化而将所述第2控制量控制成其目标值的控制,所述复合控制是用于考虑对所述第2控制量的控制起干扰作用的所述第1控制量的变化和所述第2控制量的变化而将所述第2控制量控制成其目标值的控制。而且,该情况下,根据与第5实施方式相关联而说明的涉及增压压力的控制的切换的思路,在作为所述第1控制量每单位时间的变化量的第1控制量变化率的绝对值为预定的第1控制量变化率以下、且作为所述第2控制量每单位时间的变化量的第2控制量变化率的绝对值为预定的第2控制量变化率以下时,通过所述单独控制将所述第2控制量控制成其目标值,在所述第1控制量变化率的绝对值大于所述预定的第1控制量变化率时、或者所述第2控制量变化率的绝对值大于所述预定的第2控制量变化率时,通过所述复合控制将所述第2控制量控制成其目标值。另外, 该情况下,根据与第6实施方式相关联而说明的涉及干扰的初始值的设定的思路,在所述第2控制量的控制被从所述单独控制切换成所述复合控制时,将下述干扰作为该复合控制中的干扰的初始值开始所述复合控制,所述干扰是通过由该复合控制进行的所述第2控制量的控制将所述第2控制量收敛于稳定平衡状态时的、所述第1控制量的变化和所述第2控制量的变化所引起的对所述第2控制量的控制的干扰。
接着,说明如下情况的实施方式(以下称为“第10实施方式”),该实施方式采用如下控制器作为第5实施方式的单独控制器,其使用不将燃料喷射量变化率和增压压力变化率作为输入变量而将增压压力偏差作为输入变量来表示增压压力的变动的状态方程式来生成上述控制信号,并且采用如下控制器作为第5实施方式的复合控制器,其使用将增压压力偏差、燃料喷射量变化率和增压压力变化率作为输入变量来表示增压压力的变动的状态方程式来生成上述控制信号。
此外,以下未说明的第10实施方式的构成和控制分别与上述实施方式的构成和控制相同,或者是在鉴于以下说明的第10实施方式的构成和控制时从上述实施方式的构成和控制自然导出的构成和控制。
在以“x”表示增压压力、以“w”表示燃料喷射量、以“u”表示叶片开度时,下式1的状态方程式成立。此外,在下式1中,“A”“B1”以及“B2”为系数矩阵。在此,由于燃料喷射量的变化几乎不会对增压压力产生影响,所以若删除燃料喷射量的项,则下式2的状态方程式成立。另外,在以“x”表示增压压力、以“r”表示目标增压压力、以“v”表示跟随误差的积分器时,下式3成立。另外,在以“uservo”表示叶片开度、以“x”表示增压压力、以“v”表示跟随误差的积分器时,控制规则可设计成如下式4所示。此外,在下式4中,“Kx”和“Kv”为系数矩阵。而且,将使用上式2~上式4算出的叶片开度uservo采用作为目标叶片开度u来控制增压压力的控制是上述单独控制。
uservo=Kxx+Kvv…(4)
另外,在以“xk”表示控制器的状态、以“w”表示燃料喷射量、以“x”表示增压压力、以“udist”表示叶片开度时,下式5和下式6成立。此外,在下式5和下式6中,“Ak”、“Bk1”、“Bk2”、“Ck”、“Dk1”以及“Dk2”为系数矩阵。而且,通过将使用上式2~上式4算出的叶片开度uservo与使用上式2、上式5以及上式6算出的叶片开度udist相加而得到的值(=uservo+udist)采用作为目标叶片开度u来控制增压压力的控制为上述复合控制。
udist=Ckxk+Dk1w+Dk2x…(6)
另外,如果将与第6实施方式相关联而说明的干扰初始值设定的思路应用于第7实施方式的干扰初始值设定,则通过将上式1、上式3以及上式5的微分项如下式7~下式9所示设为“0”来表示复合控制中的稳定状态。另外,复合控制中的目标叶片开度u以下式10表示。
Ax+B1w+B2u=0…(7)
r-x=0…(8)
Akxk+Bk1w+Bk2x=0…(9)
u=uservo+udist=Kxx+Kvv+Ckxk+Dk1w+Dk2x…(10)
因此,若基于上式7~上式10,如下式11所示,求出增压压力的控制从单独控制切换成复合控制时的复合控制中的对增压压力的控制的干扰的初始值xk-initial。
此外,与第7实施方式相关联而说明的设计目标值跟随控制的理论不 限制为特定的理论,作为该理论,例如能够采用最优调节器、极点配置法、滑动模式控制、H∞控制、H2控制等理论。
另外,上述实施方式是将本发明应用于压缩自燃式内燃机时的实施方式。但是本发明也能够应用于火花点火式内燃机(所谓的汽油发动机)。
另外,单独控制切换成复合控制时的涉及作为该复合控制中的干扰的初始值而应采用的干扰的思路,在排气通路中具备用于对从燃烧室排出到排气通路的排气中的特性成分进行净化的催化剂的内燃机中,也能够应用于对用于将催化剂的温度控制为预定的温度的催化剂温度控制的执行及其停止进行切换的情况。
Claims (4)
1.一种内燃机(10)的控制装置,具备分别控制两个不同的控制量的控制对象,且第2控制量根据第1控制量发生变化,所述第1控制量是由作为一方控制对象的第1控制对象控制的控制量,所述第2控制量是由作为另一方控制对象的第2控制对象控制的控制量,其特征在于,
所述内燃机的控制装置构成为选择性地执行单独控制和复合控制,所述单独控制是用于不考虑对所述第2控制量的控制起干扰作用的所述第1控制量的变化而将所述第2控制量控制成其目标值的控制,所述复合控制是用于考虑对所述第2控制量的控制起干扰作用的所述第1控制量的变化而将所述第2控制量控制成其目标值的控制,
在第1控制量变化率的绝对值为预定的第1控制量变化率以下时,通过所述单独控制将所述第2控制量控制成其目标值,在所述第1控制量变化率的绝对值大于所述预定的第1控制量变化率时,通过所述复合控制将所述第2控制量控制成其目标值,所述第1控制量变化率是每单位时间的所述第1控制量的变化量。
2.根据权利要求1所述的内燃机(10)的控制装置,
在所述第2控制量的控制被从所述单独控制切换成所述复合控制时,将下述干扰作为该复合控制中的干扰的初始值开始所述复合控制,所述干扰是通过由该复合控制进行的所述第2控制量的控制将所述第2控制量收敛于稳定平衡状态时的、所述第1控制量的变化所引起的对所述第2控制量的控制的干扰。
3.一种内燃机(10)的控制装置,具备分别控制两个不同的控制量的控制对象,且第2控制量根据第1控制量发生变化,所述第1控制量是由作为一方控制对象的第1控制对象控制的控制量,所述第2控制量是由作为另一方控制对象的第2控制对象控制的控制量,其特征在于,
所述内燃机的控制装置构成为选择性地执行单独控制和复合控制,所述单独控制是用于不考虑对所述第2控制量的控制起干扰作用的所述第1控制量的变化和所述第2控制量的变化而将所述第2控制量控制成其目标值的控制,所述复合控制是用于考虑对所述第2控制量的控制起干扰作用的所述第1控制量的变化和所述第2控制量的变化而将所述第2控制量控制成其目标值的控制,
在第1控制量变化率的绝对值为预定的第1控制量变化率以下、且第2控制量变化率的绝对值为预定的第2控制量变化率以下时,通过所述单独控制将所述第2控制量控制成其目标值,在所述第1控制量变化率的绝对值大于所述预定的第1控制量变化率时、或者所述第2控制量变化率的绝对值大于所述预定的第2控制量变化率时,通过所述复合控制将所述第2控制量控制成其目标值,所述第1控制量变化率是每单位时间的所述第1控制量的变化量,所述第2控制量变化率是每单位时间的所述第2控制量的变化量。
4.根据权利要求3所述的内燃机(10)的控制装置,
在所述第2控制量的控制被从所述单独控制切换成所述复合控制时,将下述干扰作为该复合控制中的干扰的初始值开始所述复合控制,所述干扰是通过由该复合控制进行的所述第2控制量的控制将所述第2控制量收敛于稳定平衡状态时的、所述第1控制量的变化和所述第2控制量的变化所引起的对所述第2控制量的控制的干扰。
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