CN107869397B - 控制设备和控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制设备和控制方法。根据一个实施例的控制设备包括存储器、确定单元、以及驱动单元。所述存储器中存储有关致动器的滞后区域的信息。所述确定单元基于控制模式确定与信息被存储在所述存储器中的所述滞后区域相一致的目标电流值。所述驱动单元将与所述确定单元所确定的所述目标电流值相一致的驱动电流提供给所述致动器。

Description

控制设备和控制方法
技术领域
本文说明的实施例涉及一种控制设备和控制方法。
背景技术
通常，已知存在一种控制诸如线性螺线管之类的致动器的控制设备。该控制设备将与致动器的目标驱动量相对应的驱动电流提供给致动器，以便通过控制使得致动器的驱动量与目标驱动量一致。
诸如线性螺线管之类的致动器具有滞后区域，在该区域中，即使驱动电流发生变化，驱动量也不改变。因此，已经提出了一种在考虑滞后区域的情况下执行下一目标驱动量的校正的致动器控制设备(例如，请参见公开号为2010-216648的日本公开专利)。
关于致动器的控制设备，希望在考虑滞后区域的情况下进一步提高致动器的控制性能。
已经鉴于上述问题而实现了本发明，本发明的一个目标是提供一种能够提高致动器的控制性能的控制设备和控制方法。
发明内容
根据一个实施例的一方面，一种控制设备包括存储器、确定单元、以及驱动单元。所述存储器中存储有关致动器的滞后区域的信息。所述确定单元基于控制模式确定与信息被存储在所述存储器中的所述滞后区域相一致的目标电流值。所述驱动单元将与所述确定单元所确定的所述目标电流值相一致的驱动电流提供给所述致动器。
根据一个实施例的一方面，可以提供一种能够提高致动器的可控性的控制设备和控制方法。
附图说明
当结合附图参考下面的详细描述时，可以更好地理解本申请及其许多附带优点，并且易于获得对它们的更全面了解，其中：
图1A是示出根据一个实施例的致动器的控制设备的配置示例的图；
图1B是说明根据本实施例的致动器的滞后区域中的驱动电流的控制方法的图；
图2是示出根据本实施例的安装在车辆上的内燃机的概要的图；
图3是示出根据本实施例的电磁阀的配置示例的图；
图4是示出根据本实施例的电磁阀的控制设备的具体配置示例的图；
图5是示出通过一般反馈控制的线性螺线管的驱动电流和实际提升量之间的关系的图；
图6是示出图5所示的时间t1到t3之间的驱动电流和实际提升量之间的关系的图；
图7是示出根据本实施例的指示每个目标提升量的滞后区域的表的一个示例的图；
图8是示出将目标电流值设定为滞后区域的下限时的实际提升量和驱动电流的时变的图；
图9是示出将目标电流值设定为滞后区域的上限时的实际提升量和驱动电流的时变的图；
图10是示出将目标电流值设定为滞后区域的中间值时的实际提升量和驱动电流的时变的图；
图11是示出第一控制模式下的实际提升量和驱动电流的时变的图；
图12是示出第二控制模式下的实际提升量和驱动电流的时变的图；
图13是示出第三控制模式下的实际提升量和驱动电流的时变的图；
图14是示出每种控制模式下的引擎转速和引擎负荷系数之间的关系的图；以及
图15是示出由控制器执行的处理程序的一个示例的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细地说明本申请中公开的控制设备和控制方法的一个示例性实施例。此外，下面公开的实施例并非旨在限制本发明。
1.致动器的控制方法
将参考图1A和1B说明根据一个实施例的致动器的控制方法。图1A是示出根据本实施例的致动器2的控制设备1的配置示例的图。
如图1A所示，根据本实施例的控制设备1将驱动电流Io提供给致动器2以驱动致动器2。致动器2是具有滞后特性的致动器。例如，致动器2是线性螺线管、旋转螺线管、伺服电机等
控制设备1包括控制器10和存储器20。存储器20中针对每个目标提升量Px*存储有关致动器2的滞后区域H的信息。控制器10基于有关滞后区域H的信息来确定目标电流值Io*，并将对应于目标电流值Io*的驱动电流Io提供给致动器2。
控制器10包括目标电流值确定单元12、驱动单元13以及控制模式选择单元15(模式选择单元的示例)。目标电流值确定单元12确定目标电流值Io*，以使得致动器2的驱动量(激活点)P与作为驱动量P的目标值的目标驱动量(目标激活点)P*相同。驱动单元13将对应于目标电流值Io*的驱动电流Io提供给致动器2。控制模式选择单元15例如根据致动器2的配置状态来选择控制模式。
在此，当致动器2的驱动量P达到目标驱动量P*时，目标电流值确定单元12基于由控制模式选择单元15选择的控制模式，确定与其信息存储在存储器20中的滞后区域H相对应的目标电流值Io*。
图1B是说明滞后区域H中的驱动电流Io的控制方法的图，以及是示出第一至第三控制模式中的驱动电流Io的状态的图。此外，滞后区域H是这样的区域，其中即使驱动电流Io变化，致动器2的驱动量P也基本不变。
当由控制模式选择单元15选择的控制模式是第一控制模式时，目标电流值确定单元12确定目标电流值Io*，以使得驱动电流Io被设定为滞后区域H的中间值AM。结果，能够将要提供给致动器2的驱动电流Io稳定地维持在滞后区域H中，如图1B所示的“Imid”，并且因此能够稳定地维持致动器2的驱动量P。
当由控制模式选择单元15选择的控制模式是第二控制模式时，目标电流值确定单元12确定目标电流值Io*，以使得驱动电流Io被设定为滞后区域H的下限AL。结果，能够将驱动电流Io的大小抑制到最小(图1B所示的“Imin”)，从而能够减少功耗，直到目标驱动量P*下一次发生变化为止。
当由控制模式选择单元15选择的控制模式是第三控制模式时，目标电流值确定单元12确定目标电流值Io*，以使得驱动电流Io基于接下来要预测的目标驱动量P*的变化方向(移动方向)而被设定为滞后区域H的下限AL或上限AH。
在此，假设随着驱动电流Io变大，致动器2的驱动量P增大(向正方向移动)。在这种情况下，当预测下一目标驱动量P*增大时，目标电流值确定单元12确定目标电流值Io*，以使得驱动电流Io被设定为滞后区域H的上限AH。结果，驱动电流Io被设定为图1B所示的“Imax”，因此当驱动电流Io接下来增加时，致动器2的驱动量P能够快速增大。
另一方面，当预测下一目标驱动量P*减小(向负方向移动)时，目标电流值确定单元12确定目标电流值Io*，以使得驱动电流Io被设定为滞后区域H的下限AL。结果，驱动电流Io被设定为图1B所示的“Imin”，因此当驱动电流Io接下来减小时，致动器2的驱动量P能够快速减小。
在下文中，假定安装在车辆内燃机上的电磁阀的线性螺线管是致动器2的一个示例，介绍了其中控制设备1是根据对应于车辆状态的控制模式控制线性螺线管的控制设备的情况。
2.内燃机
图2是示出根据本实施例的内燃机50的概要的图。图2所示的内燃机50例如是以汽油为燃料的汽车之类的车辆的引擎。对于内燃机50，诸如燃烧控制之类的各种控制由包括控制设备1的电子控制单元100(以下称为ECU 100)执行。在下文中，作为引擎的内燃机50的负荷被称为引擎负荷系数KL，内燃机50的转速被称为引擎转速N。虽然图2所示的内燃机50示出了单缸内燃机，但是内燃机50也可以是多缸内燃机。
为了减少由内燃机50中的燃烧排放的废气中的NOx，内燃机50具有废气再循环机构(EGR机构)，其将内燃机50的废气的一部分发送到其吸气侧以再次吸入该部分废气。
内燃机50包括吸气口51、节流阀52、吸气管53、55、吸气管压力传感器54、吸气阀56、气缸(燃烧室)57、排气阀58、排气管59、60、62、NOx吸留还原型三元催化剂设备61、排气侧循环管63、吸气侧循环管64、以及电磁阀65(EGR阀的一个示例)。节流阀52被设置在吸气管53中，吸气管压力传感器54被设置在吸气管55的缓冲罐中。
吸气管55经由吸气阀56连接到气缸57，排气管59经由排气阀58连接到气缸57。经由吸气管53从吸气口51吸入的空气流入吸气管55，然后经由吸气阀56被发送到气缸57，并与气缸57内的燃料混合。
来自气缸57的废气经由排气阀58被排放到排气管59。此外，从排气管59排放的废气的一部分流入排气侧循环管63，并且当电磁阀65进一步打开时，通过吸气侧循环管64流入吸气管55。从排气侧循环管63(排气侧)回流到吸气侧循环管64(吸气侧)的废气的流量由电磁阀65调节。结果，通过气缸57中的燃烧排放的废气的一部分被发送到其吸气侧，从而还原废气中的NOx。
图3是示出电磁阀65的配置示例的图。如图3所示，电磁阀65包括外壳81、线性螺线管82(致动器2的示例)、弹性构件85、轴承86、阀杆87、以及阀头88。
外壳81形成为中空管形状。线性螺线管82、弹性构件85和轴承86被设置在外壳81的内部。外壳81例如与排气侧循环管63和吸气侧循环管64一体地形成。
阀头88和支撑阀头88的阀杆87通过弹性构件85沿预定方向(图3中的向上方向)偏置，并且被设置为在外壳81、排气侧循环管63和吸气侧循环管64内线性可滑动地移动。轴承86线性可滑动地支撑阀杆87。阀头88例如被设置为能够关闭排气侧循环管63和吸气侧循环管64之间的开口A。
线性螺线管82沿着与预定方向(其中弹性构件85使阀头88偏置)相反的方向(图3中的向下方向)向阀头88增加推力。线性螺线管82包括：柱塞84，其经由阀杆87连接到阀头88；以及线圈83，其经由间隙面向柱塞84的外圆周。
当驱动电流Io被提供给线圈83时，线性螺线管82的柱塞84根据驱动电流Io沿着图3中的向下方向移动。随着柱塞84的移动，推力被加到阀头88上，因此阀头88滑动。结果，由于开口A打开，电磁阀65打开，因此废气从排气侧循环管63流入吸入侧循环管64。
例如，如图3所示，升程传感器89被设置在柱塞84的一端。升程传感器89检测柱塞84的滑动量的瞬时值作为线性螺线管82的提升量Px的瞬时值(以下称为提升量Pxd)。升程传感器89将检测到的提升量Pxd输出到控制设备1。
3.控制设备
接下来，将介绍包括在ECU 100中的控制设备1。图4是示出根据本实施例的控制设备1的具体配置示例的图。控制设备1控制电磁阀65。
如图4所示，控制设备1包括控制器10、存储器20以及电流检测单元30。电流检测单元30检测从控制器10输出的驱动电流Io的瞬时值，并且输出检测结果作为驱动电流值Iod。
控制器10包括目标提升量确定单元11、目标电流值确定单元12(确定单元的示例)、驱动单元13、滞后区域学习单元14(学习单元的示例)、以及控制模式选择单元15。存储器20包括滞后区域存储单元21和控制模式信息存储单元22。
控制器10包括中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、输入-输出(I/O)端口和A/D转换单元，它们通过总线相互连接。
CPU读出存储在ROM中的程序，并通过使用RAM作为工作区域来执行程序。结果，控制器10用作目标提升量确定单元11、目标电流值确定单元12、驱动单元13、滞后区域学习单元14、以及控制模式选择单元15。此外，这些组件中的至少一部分或全部能够仅由硬件形成。
目标提升量确定单元11确定并输出作为线性螺线管82的提升量Px(以下称为实际提升量Px)的目标值的目标提升量Px*(目标驱动量P*的示例)。目标提升量Px*例如根据电磁阀65的目标阀开度来确定。
目标电流值确定单元12基于从目标提升量确定单元11报告的目标提升量Px*和从升程传感器89报告的提升量Pxd，以提升量Pxd变为对应于目标提升量Px*的实际提升量Px的方式来确定目标电流值Io*。
例如，目标电流值确定单元12以使得目标提升量Px*和提升量Pxd之间的差变为0的方式执行PI(比例积分)控制或PID(比例积分和微分)控制，从而确定目标电流值Io*。此外，目标电流值确定单元12在考虑滞后区域H的情况下确定目标电流值Io*。下面将详细说明此情况。
驱动单元13将驱动电流Io提供给线性螺线管82，以使得驱动电流值Iod基于目标电流值Io*和驱动电流值Iod变为与目标电流值Io*一致的值。
例如，驱动单元13执行PI控制或PID控制，以使得目标电流值Io*和驱动电流值Iod之间的差变为0，以便计算调制系数，并将调制系数和载波进行比较以产生PWM(脉宽调制)信号。驱动单元13例如包括降压斩波电路，并将所产生的PWM信号输入到开关元件中，以及将驱动电流Io从降压斩波电路提供给线性螺线管82。
驱动单元13能够执行前馈控制，直到提升量Pxd变为比目标提升量Px*小预定量K的量。在前馈控制中，驱动单元13设定目标电流值Io*，以便随着提升量Pxd和目标提升量Px*之间的差变大，目标电流值Io*的变化量也变大，以及将与目标电流值Io*一致的驱动电流Io提供给线性螺线管82。结果，实际提升量Px能够快速地逼近目标提升量Px*。
驱动单元13在提升量Pxd变为比目标提升量Px*小预定量K的量之后执行反馈控制。换句话说，驱动单元13将驱动电流Io提供给线性螺线管82，以使得驱动电流值Iod基于目标电流值Io*和驱动电流值Iod之间的差变为与目标电流值Io*一致的值。此外，当目标提升量Px*变大时，预定量K也变大。
滞后区域学习单元14学习有关线性螺线管82的每个实际提升量Px的滞后区域H的信息，并将该信息存储在存储器20的滞后区域存储单元21中。有关滞后区域H的信息例如是针对每个实际提升量Px的滞后区域H中的驱动电流Io的上限AH、下限AL、以及中间值AM。
在此，将说明线性螺线管82的滞后区域H。图5是示出通过一般反馈控制的驱动电流Io和实际提升量Px之间的关系的图。图6是示出图5所示的时间t1到t3之间的驱动电流Io和实际提升量Px之间的关系的图。
在图5和图6所示的示例中，示出了其中不执行考虑滞后区域H的目标电流值Io*的确定的状态，以及其中实际提升量Px在Px4和Px1或Px2之间变化的状态。
如图5和6所示，当在时间t1处开始向线性螺线管82提供驱动电流Io以将实际提升量Px从Px1更改为Px4时，当实际提升量Px在时间t2处达到Px4之后，在时间t2和t3之间发生振荡。随后，驱动电流Io在时间t3到t4之间收敛于滞后区域H的下限AL附近。
当在时间t5处将驱动电流Io提供给线性螺线管82以将实际提升量Px从Px2更改为Px4时，由于当实际提升量Px达到Px4之后存在滞后区域H，因此在时间t5和t6之间发生振荡。随后，驱动电流Io在时间t6到t7之间收敛于滞后区域H的上限AH附近。
如上所述，当提高实际提升量Px时，驱动电流Io在发生振荡之后收敛于滞后区域H的下限AL或上限AH附近。上述驱动电流Io的变化的原因在于滞后区域H的附近是这样的区域：其中即使驱动电流Io变化，致动器2的位置P也基本不变。
换句话说，原因是在实际提升量Px达到Px4之后，当减小驱动电流Io以便使实际提升量Px与Px4相匹配时，需要流过大于与滞后区域H对应的电流宽度AW(＝AH-AL)的电流。在下文中，振荡之后收敛于下限AL或上限AH附近的驱动电流Io被称为收敛电流。
如上所述，滞后区域学习单元14学习有关线性螺线管82的目标提升量Px1*、Px2*、...和Pxn*(n为自然数)中每一者的滞后区域H的信息，并将该信息存储在存储器20的滞后区域存储单元21中。此外，目标提升量Px1*到Pxn*是通过根据大小分割目标提升量Px*而获得的，并且它们的大小如下：Px1*<Px2*<...<Pxn*。目标提升量Pxn*例如可以由Pxn*＝n×Pxp表示。
例如，滞后区域学习单元14将目标提升量Px*设定为Px1*，并且以使得目标提升量Px*(＝Px1*)和提升量Pxd之间的差变为0的方式执行PI控制或PID控制，以便确定目标电流值Io*。
然后，滞后区域学习单元14使驱动单元13将与目标电流值Io*一致的驱动电流Io提供给致动器2。此时，如图6所示，驱动电流Io在滞后区域H上波动。因此，滞后区域学习单元14基于驱动电流Io的波动范围确定目标提升量Px1*的滞后区域H的上限AH、下限AL和中间值AM(＝(+AL)/2)。
滞后区域学习单元14可以基于收敛电流的大小确定目标提升量Px1*的滞后区域H的上限AH、下限AL和中间值AM(＝(+AL)/2)。
例如，滞后区域学习单元14多次执行用于从驱动单元13输出用以使得提升量Pxd与目标提升量Px1*匹配的驱动电流Io的处理，并且基于驱动电流值Iod检测接近上限AH的收敛电流和接近下限AL的收敛电流。然后，滞后区域学习单元14将检测到的收敛电流的值设定为针对目标提升量Px1*的滞后区域H的上限AH和下限AL，并从上限AH和下限AL确定中间值AM。
滞后区域学习单元14确定针对目标提升量Px1*的滞后区域H的上限AH、下限AL和中间值AM，然后将确定结果存储在滞后区域存储单元21的表中。
类似于目标提升量Px1*的情况，滞后区域学习单元14确定针对目标提升量Px2*到Pxn*中每一者的滞后区域H的上限AH、下限AL和中间值AM，并将确定结果存储在滞后区域存储单元21的表中。
图7是示出根据本实施例的针对目标提升量Px1*到Pxn*中的每一者的滞后区域H的表的一个示例的图。在图7所示的表中，滞后区域H的上限AH、下限AL和中间值AM与目标提升量Px1*到Pxn*中的每一者关联。例如，在图7所示的示例中，针对目标提升量Px1*的滞后区域H的上限AH、下限AL和中间值AM被指示为上限AH1、下限AL1和中间值AM1。
如上所述，滞后区域学习单元14能够学习有关以Pxp为单位逐步增加的每个目标提升量Px*的滞后区域H的信息。然而，本实施例不限于这样的示例。
例如，滞后区域学习单元14能够基于以Pxp为单位逐步增加的每个目标提升量Px*的滞后区域H，计算指示目标提升量Px*与“上限AH、下限AL和中间值AM”之间的关系的函数fAH(Px*)、fAL(Px*)和fAM(Px*)。滞后区域学习单元14能够将有关这些函数的信息存储在存储器20中。此外，完成以下表达式：fAH(Px*)＝AH、fAL(Px*)＝AL和fAM(Px*)＝AM。
滞后区域学习单元14可以针对引擎负荷系数KL、引擎转速N、吸气管55的压力以及线性螺线管82的环境温度的至少一者中的每一者学习有关每个目标提升量Px*的滞后区域H的信息。结果，能够提高滞后区域H的学习精度。
返回图4，继续说明控制器10。控制器10的控制模式选择单元15基于内燃机50(引擎)的状态从多个控制模式中选择一个控制模式，并通知目标电流值确定单元12选择结果。
电子控制单元100包括检测引擎转速N和引擎负荷系数KL的检测单元(未示出)。控制设备1被通知有关由检测单元检测到的引擎转速N和引擎负荷系数KL的信息。在此，引擎负荷因数KL指示内燃机50的转矩与内燃机50的最大转矩的比。内燃机50的最大转矩根据引擎转速N而不同。
控制模式选择单元15基于从未示出的检测单元报告的有关引擎转速N和引擎负荷系数KL的信息，从多个控制模式中选择一个控制模式。在此，多个控制模式包括第一至第三控制模式。
第一控制模式(第一模式的示例)是用于抑制线性螺线管82的实际提升量Px的变化的控制模式。第二控制模式(第二模式的示例)是用于抑制线性螺线管82的功耗的控制模式。第三控制模式(第三模式的示例)是在线性螺线管82的实际提升量Px变化时具有高响应性的控制模式。
目标电流值确定单元12基于由控制模式选择单元15选择的控制模式，确定对应于目标提升量Px*的与滞后区域H一致的目标电流值Io*。目标电流值确定单元12能够确定目标电流值Io*，以使得驱动电流Io变为滞后区域H的上限AH、下限AL和中间值AM中的任一者。
目标电流值确定单元12能够获取引擎负荷系数KL、引擎转速N、吸气管55的压力以及线性螺线管82的环境温度中的至少一者。在这种情况下，目标电流值确定单元12能够从滞后区域存储单元21获取有关与除了目标提升量Px*之外的引擎负荷系数KL、引擎转速N、吸气管55的压力以及线性螺线管8的环境温度中的至少一者对应的滞后区域H的信息。结果，能够提高滞后区域H的确定准确性。
图8是示出当目标电流值Io*被设定为使得驱动电流Io变为滞后区域H的下限AL时的实际提升量Px和驱动电流Io的时变的图。
如图8所示，目标电流值确定单元12确定目标电流值Io*，以使得提升量Pxd和目标提升量Px*之间的差通过提升量反馈控制变小，直到实际提升量Px达到目标提升量Px*为止。
之后，当确定实际提升量Px达到目标提升量Px*(在时间t10处)时，目标电流值确定单元12确定对应于目标提升量Px*的滞后区域H的下限AL作为目标电流值Io*，并将目标电流值Io*输出到驱动单元13。此时，目标电流值确定单元12停止实际提升量Px的反馈控制。
例如，假设存储在滞后区域存储单元21中的表处于图7所示的状态，并且目标提升量Px*为Px1*。在这种情况下，目标电流值确定单元12确定图7所示的下限AL1作为目标电流值Io*。结果，针对滞后区域H的下限AL1附近的驱动电流Io执行反馈控制。
图9是示出当设定目标电流值Io*以使得驱动电流Io变为滞后区域H的上限AH时的实际提升量Px和驱动电流Io的时变的图。此外，目标电流值确定单元12在实际提升量Px达到目标提升量Px*之前的操作类似于图8所示的示例。
如图9所示，当确定实际提升量Px达到目标提升量Px*(在时间t20处)时，目标电流值确定单元12确定对应于目标提升量Px*的滞后区域H的上限AH作为目标电流值Io*，并将目标电流值Io*输出到驱动单元13。此时，目标电流值确定单元12停止实际提升量Px的反馈控制。
例如，假设存储在滞后区域存储单元21中的表处于图7所示的状态，并且目标提升量Px*为Px1*。在这种情况下，目标电流值确定单元12确定图7所示的上限AH1作为目标电流值Io*。结果，对滞后区域H的上限AH1附近的驱动电流Io执行反馈控制。
图10是示出当目标电流值Io*被设定为使得驱动电流Io变为滞后区域H的中间值AM时的实际提升量Px和驱动电流Io的时变的图。此外，目标电流值确定单元12直到实际提升量Px达到目标提升量Px*之前的操作与图8所示的示例类似。
如图10所示，当确定实际提升量Px达到目标提升量Px*(在时间t30处)时，目标电流值确定单元12确定对应于目标提升量Px*的滞后区域H的中间值AM作为目标电流值Io*，并将目标电流值Io*输出到驱动单元13。此时，目标电流值确定单元12停止实际提升量Px的反馈控制。
例如，假设存储在滞后区域存储单元21中的表处于图7所示的状态，并且目标提升量Px*为Px1*。在这种情况下，目标电流值确定单元12确定图7所示的中间值AM1作为目标电流值Io*。结果，对滞后区域H的中间值AM1附近的驱动电流Io执行反馈控制。
如上所述，在实际提升量Px达到目标提升量Px*之后，目标电流值确定单元12能够确定目标电流值Io*，以使得驱动电流Io变为对应于目标提升量Px*的滞后区域H的下限AL、上限AH和中间值AM中的任一者。
由目标电流值确定单元12执行的目标电流值Io*的确定方法不限于该处理。例如，在实际提升量Px达到目标提升量Px*之后，目标电流值确定单元12能够确定目标电流值Io*，以使得驱动电流Io具有比对应于目标提升量Px*的滞后区域H的下限AL略高的值。
在实际提升量Px达到目标提升量Px*之后，目标电流值确定单元12能够确定目标电流值Io*，以使得驱动电流Io具有比对应于目标提升量Px*的滞后区域H的上限AH略低的值。
在实际提升量Px达到目标提升量Px*之后，目标电流值确定单元12可以能够目标电流值Io*，以使得驱动电流Io具有比对应于目标提升量Px*的滞后区域H的中间值AM略低或略高的值。
如上所述，在实际提升量Px达到目标提升量Px*之后，目标电流值确定单元12能够确定目标电流值Io*，以使得驱动电流Io变为与对应于目标提升量Px*的滞后区域H一致的值，并将目标电流值Io*输出到驱动单元13。
此外，目标电流值确定单元12能够根据由控制模式选择单元15选择的控制模式，确定与对应于目标提升量Px*的滞后区域H相一致的目标电流值Io*。图11是示出第一控制模式下的实际提升量Px和驱动电流Io的变化的图。图12是示出第二控制模式下的实际提升量Px和驱动电流Io的变化的图。图13是示出第三控制模式下的实际提升量Px和驱动电流Io的变化的图。
例如，当由控制模式选择单元15选择的控制模式是第一控制模式时，目标电流值确定单元12确定目标电流值Io*，以使得驱动电流Io在目标提升量Px*每次变化时变为滞后区域H的中间值AM。
结果，如图11所示，在实际提升量Px达到目标提升量Px*的时间和目标提升量Px*下一次变化的时间之间的间隔(例如，时间t41到t42，时间t43到t44)内，驱动电流Io能够被稳定地维持在滞后区域H内。因此，能够稳定地维持线性螺线管82的实际提升量Px。
当由控制模式选择单元15选择的控制模式是第二控制模式时，目标电流值确定单元12确定目标电流值Io*，以使得驱动电流Io在目标提升量Px*每次变化时变为滞后区域H的下限AL。
结果，如图12所示，在驱动电流Io更改为与目标提升量Px*一致的实际提升量Px之后收敛的时间和驱动电流Io更改为与下一目标提升量Px*一致的实际提升量Px的时间之间的间隔(例如，时间t52到t53和时间t55到t56)内，驱动电流Io能够被设定为接近下限AL的值。为此，能够减小线性螺线管82的功耗。
当由控制模式选择单元15选择的控制模式是第三控制模式时，目标电流值确定单元12确定目标电流值Io*，以使得驱动电流Io在目标提升量Px*每次变化时基于接下来要预测的目标提升量Px*的增大和减小方向而变为滞后区域H的上限AH或下限AL。
例如，如图13所示，目标电流值确定单元12确定目标电流值Io*，以使得当预测下一目标提升量Px*沿增大方向移动时，驱动电流Io变为滞后区域H的上限AH。结果，与驱动电流Io接近滞后区域H的下限AL和中间值AM的情况相比，能够快速地执行向下一实际提升量Px的移动。
例如，与第一和第二控制模式相比，从实际提升量Px2到实际提升量Px3的行进时间(图13所示的时间t62到t63)和从实际提升量Px3到实际提升时间Px4的行进时间(图13所示的时间t64到t65)能够缩短。为此，能够提高电磁阀65的响应性。
如图13所示，目标电流值确定单元12确定目标电流值Io*，以使得当预测下一目标提升量Px*沿减小方向移动时，驱动电流Io变为滞后区域H的下限AL。结果，与驱动电流Io接近滞后区域H的上限AH或中间值AM的情况相比，能够快速地执行向下一实际提升量Px的移动。
例如，与第一和第二控制模式相比，从实际提升量Px4到实际提升量Px3的行进时间(图13所示的时间t66到t67)能够缩短。为此，能够提高电磁阀65的响应性。
如上所述，目标电流值确定单元12确定目标电流值Io*，以使得在实际提升量Px达到目标提升量Px*之后，驱动电流Io变为这样的值：该值对应于与目标提升量Px*所对应的滞后区域H一致的上限AH、下限AL和中间值AM中的任一者。然而，本实施例不限于这样的示例。
例如，目标电流值确定单元12能够根据通过组合第一至第三控制模式中的两个或更多个模式而获得的控制模式来确定目标电流值Io*。例如，目标电流值确定单元12能够在实际提升量Px达到目标提升量Px*的时间和目标提升量Px*下一次变化的时间之间的间隔内，确定下限AL作为目标电流值Io*，然后确定上限AH作为目标电流值Io*。
目标电流值确定单元12能够在实际提升量Px达到目标提升量Px*的时间和目标提升量Px*下一次变化的时间之间的间隔内，确定中间值AM作为目标电流值Io*，然后确定上限AH作为目标电流值Io*。
目标电流值确定单元12能够基于接下来要预测的目标提升量Px*的增大和减小方向来确定目标电流值Io*，并在实际提升量Px达到目标提升量Px*之后，当目标提升量Px*的变化不超过预定时间时，确定中间值AM作为目标电流值Io*。
例如，当目标提升量Px*下一次变化之前的期限能够像自动驾驶控制等一样被预测时，目标电流值确定单元12在实际提升量Px达到目标提升量Px*之后首先确定下限AL作为目标电流值Io*。随后，目标电流值确定单元12基于目标提升量Px*下一次变化之前(或在预定期限之前)的目标提升量Px*的增大和减小方向来确定目标电流值Io*。结果，能够在抑制电磁阀65的功耗的同时提高电磁阀65的响应性。
目标电流值确定单元12在实际提升量Px达到目标提升量Px*之后首先确定中间值AM作为目标电流值Io*。随后，目标电流值确定单元12基于目标提升量Px*下一次变化之前(或在预定期限之前)的目标提升量Px*的增大和减小方向来确定目标电流值Io*。结果，能够在稳定地维持电磁阀65的阀开启状态的同时提高电磁阀65的响应性。
在此，将说明使用引擎转速N和引擎负荷系数KL的控制模式的选择方法的示例。图14是示出每种控制模式下的引擎转速N和引擎负荷系数KL之间的关系的图。在图14中，第一控制模式被称为稳定性导向模式，第二控制模式被称为节能导向模式，并且第三控制模式被称为响应性导向模式。
如图14所示，当引擎转速N为中等程度(N1≤N≤N2)且引擎负荷系数KL为中等程度(KL1≤KL≤KL2)时，目标电流值确定单元12选择第二控制模式(节能导向模式)。
引擎转速N和引擎负荷系数KL具有其中引擎转速N为中等程度且引擎负荷系数KL为中等程度的时间相对较长的状态。因此，在这种情况下，目标电流值确定单元12选择第二控制模式(节能导向模式)以抑制安装有内燃机50的车辆的功耗。
当引擎负荷系数KL低(KL<KL3的范围，除了N1<N<N2和KL>KL1的区域之外)时，目标电流值确定单元12选择第一控制模式(节能导向模式)。
因为当引擎负荷系数KL低时，吸气和排气之间的压差大，所以再循环废气量变大，并且当实际提升量Px的控制精度较差时，内燃机50中的燃料不能燃烧，从而导致点火失败。
因此，在这种情况下，目标电流值确定单元12选择第一控制模式(节能导向模式)以抑制由反馈控制引起的实际提升量Px的变化。结果，实际提升量Px维持为稳定的实际提升量Px，并且再循环的废气量变大，因此能够抑制内燃机50中的点火失败。
当引擎负荷系数KL高(KL>KL3的范围，除了N1<N<N2和KL<KL2的区域之外)时，目标电流值确定单元12选择第三控制模式(响应性导向模式)。
由于当引擎负荷系数KL高时，吸气和排气之间的压力差小，与当再循环的废气量变化时吸气和排气之间的压差大的情况相比，电磁阀65的阀开度的变化量大。为此，在这种情况下，目标电流值确定单元12选择第三控制模式(响应性导向模式)以提高电磁阀65的响应性。结果，要再循环的废气量能够迅速变化。
图14所示的控制模式的选择方法只是一个示例。因此，控制模式的选择方法不限于此类示例。例如，除了考虑滞后区域H的第一至第三控制模式之外，目标电流值确定单元12还能够选择不考虑滞后区域H的第四控制模式。
除了安装有内燃机50的车辆的引擎负荷系数KL和引擎转速N之外，目标电流值确定单元12还能够基于吸气管55的压力和线性螺线管82的环境温度来选择控制模式。
目标电流值确定单元12能够根据安装有内燃机50的车辆的特性和驾驶员的特性来选择控制模式。例如，当驾驶员执行使引擎负荷系数KL和引擎转速N几乎没有变化的驾驶时，目标电流值确定单元12能够选择第一控制模式(稳定性导向模式)。此外，当驾驶员执行使引擎负荷系数KL和引擎转速N频繁且大幅度地变化的驾驶时，目标电流值确定单元12能够选择第三控制模式(响应性导向模式)。
目标电流值确定单元12能够根据安装有内燃机50的车辆行驶的道路类型(例如，高速公路、公共公路)、车辆行驶的道路的交通堵塞状态、行驶时区、天气、星期几等来选择控制模式。
目标电流值确定单元12能够选择由安装有内燃机50的车辆的乘客经由输入设备(未示出)设定的控制模式。结果，例如能够根据乘客的偏好来设定控制模式。
4.控制器的处理
接下来，通过使用流程图来说明由控制器10执行的处理的流程示例。图15是示出由控制器10执行的处理程序的示例的流程图。处理程序是要重复执行的处理。
如图15所示，控制器10判定是否为滞后区域学习模式(步骤S10)。滞后区域学习模式例如经由输入设备(未图示)被设定。
当判定是滞后区域学习模式(步骤S10：是)时，控制器10学习滞后区域H并将学习结果存储在存储器20中(步骤S11)。如上所述，例如执行每个目标提升量Px*的滞后区域H的学习，并且通过确定相对于每个目标提升量Px*的滞后区域H的下限AL、上限AH和中间值AM来执行该学习。
当步骤S11的处理结束或者当判定不是滞后区域学习模式(步骤S10：否)时，控制器10判定是否为正常控制模式(步骤S12)。在此，正常控制模式意味着不是滞后区域学习模式，并且当滞后区域H的学习结束时，步骤S11的滞后区域学习模式终止。
当判定是正常控制模式时(步骤S12：是)，控制器10获取有关引擎负荷系数KL和引擎转速N的信息(步骤S13)。然后，控制器10根据引擎负荷系数KL和引擎转速N选择控制模式(步骤S14)，并且以选定的控制模式控制线性螺线管82(步骤S15)。
当步骤S15的处理终止或者当判定不是正常控制模式时(步骤S12：否)，控制器10在预定时间之后重复图15所示的处理。
如上所述，根据本实施例的控制设备1包括存储器20、目标电流值确定单元12(确定单元的示例)、以及驱动单元13。存储器20中存储有关致动器2的滞后区域H的信息。目标电流值确定单元12基于控制模式确定与信息存被储在存储器20中的滞后区域H相一致的目标电流值Io*。驱动单元13将与目标电流值确定单元12所确定的目标电流值Io*相一致的驱动电流Io提供给致动器2。结果，能够提高致动器2的可控性。
控制设备1包括控制模式选择单元15(模式选择单元的示例)，其根据致动器2所在的装置(例如车辆)的状态从多个控制模式中选择控制模式。结果，能够在与致动器2所在的装置的状态一致的控制模式下控制致动器2。
目标电流值确定单元12基于滞后区域H的下限AL、上限AH或中间值AM设定与控制模式相一致的目标电流值。因此，例如能够抑制致动器2的功耗，以提高在致动器2的驱动量P变化时的响应性，或者能够抑制致动器2的驱动量P的变化。
所述多个控制模式包括第一至第三控制模式(第一至第三模式的示例)。第一控制模式是用于抑制致动器2的驱动量P的变化的控制模式。第二控制模式是用于抑制致动器2的功耗的控制模式。第三控制模式是在致动器2的驱动量P变化时具有高响应性的控制模式。控制模式选择单元15根据致动器2所在的装置的状态从第一至第三模式中选择控制模式。结果，能够根据致动器2所在的装置的状态对致动器2执行适当的处理。
致动器2是被设置在电磁阀65(EGR阀的示例)中的线性螺线管82。控制模式选择单元15基于引擎转速N和引擎负荷系数KL从第一模式至第三模式中选择控制模式。结果，能够根据引擎的状态对线性螺线管82进行适当的处理。
控制设备1包括滞后区域学习单元14(学习单元的示例)，其基于驱动电流Io和致动器2的驱动量来学习滞后区域H。结果，即使致动器2所在的装置为新装置或者是具有波动的装置，也能够高精度地执行考虑滞后区域H的致动器2的控制。

Claims (7)

1.一种控制设备，包括：
存储器，其中与致动器的目标驱动位置相关联地存储有关致动器的滞后区域的信息，在所述滞后区域中即使改变驱动电流，驱动量也不变化；
确定单元，其确定与驱动所述致动器的目标电流值相一致的驱动电流，使得所述致动器的驱动量与预定目标驱动量相匹配；以及
驱动单元，其将与所述确定单元所确定的所述目标电流值相一致的驱动电流提供给所述致动器；
如果基于检测所述致动器的驱动量的传感器所检测到的驱动量确定所述致动器的驱动量已达到所述预定目标驱动量，所述确定单元参照存储在所述存储器中的所述信息，基于控制模式和与所述预定目标驱动量相关联的所述滞后区域内的所述致动器的驱动位置确定目标电流值；
所述驱动单元在将致动器的驱动量维持在所述预定目标驱动量的同时，将与基于所述控制模式的所确定的与所述目标电流值相一致的驱动电流提供给所述致动器。
2.根据权利要求1所述的控制设备，进一步包括模式选择单元，其根据所述致动器所在的装置的状态从多个控制模式中选择所述控制模式。
3.根据权利要求2所述的控制设备，其中所述确定单元基于所述滞后区域的下限、上限或中间值来设定与所述控制模式相一致的所述目标电流值。
4.根据权利要求2或3所述的控制设备，其中
所述控制模式包括：第一模式，其中抑制所述致动器的驱动量的变化；第二模式，其中抑制所述致动器的功耗；以及第三模式，其中当所述致动器的所述驱动量变化时响应性高，以及
模式选择单元根据所述致动器所在的装置的状态从所述第一模式到所述第三模式中选择所述控制模式。
5.根据权利要求4所述的控制设备，其中
所述致动器所在的所述装置是车辆的引擎，
所述致动器是设置在废气再循环(EGR)阀中的线性螺线管，所述废气再循环(EGR)阀调节从排气侧流回到吸气侧的废气量，以及
所述模式选择单元基于所述引擎的转速和负荷系数从所述第一到第三模式中选择所述控制模式。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的控制设备，进一步包括学习单元，其基于所述驱动电流和所述致动器的驱动量来学习所述滞后区域。
7.一种控制具有滞后区域的致动器的控制方法，在所述滞后区域中即使改变驱动电流，驱动量也不变化，所述控制方法包括：
确定与驱动所述致动器的目标电流值相一致的驱动电流，使得所述致动器的驱动量与预定目标驱动量相匹配；以及
将与在所述确定中确定的所述目标电流值相一致的驱动电流提供给所述致动器；
如果基于检测所述致动器的驱动量的传感器所检测到的驱动量确定所述致动器的驱动量已达到所述预定目标驱动量，参照所述滞后区域的信息，基于控制模式和与所述预定目标驱动量相关联的所述滞后区域内的所述致动器的驱动位置确定目标电流值；
在将致动器的驱动量维持在所述预定目标驱动量的同时，将与基于所述控制模式的所确定的与所述目标电流值相一致的驱动电流提供给所述致动器。
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