ES2294070T3 - Aparato, metodo y unidad de control de motor. - Google Patents
Aparato, metodo y unidad de control de motor. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2294070T3 ES2294070T3 ES02016654T ES02016654T ES2294070T3 ES 2294070 T3 ES2294070 T3 ES 2294070T3 ES 02016654 T ES02016654 T ES 02016654T ES 02016654 T ES02016654 T ES 02016654T ES 2294070 T3 ES2294070 T3 ES 2294070T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- control
- value
- deviation
- controlled object
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features
- F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features having two or more separate purifying devices arranged in series
- F01N13/0097—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
- F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
- G05B13/0205—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
- G05B13/0255—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system the criterion being a time-optimal performance criterion
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
- G05B13/0205—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
- G05B13/026—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system using a predictor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D2041/141—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a feed-forward control element
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D2041/1413—Controller structures or design
- F02D2041/1415—Controller structures or design using a state feedback or a state space representation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D2041/1413—Controller structures or design
- F02D2041/142—Controller structures or design using different types of control law in combination, e.g. adaptive combined with PID and sliding mode
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D2041/1413—Controller structures or design
- F02D2041/1423—Identification of model or controller parameters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D2041/1433—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D41/1403—Sliding mode control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Un aparato de control incluyendo: medios de cálculo de desviación para calcular una desviación de una salida de un objeto controlado de un valor deseado predeterminado; y medios de cálculo de entrada de control para calcular una entrada de control a dicho objeto controlado en base a un algoritmo de modulación seleccionado de un algoritmo de modulación delta, un algoritmo de modulación deltasigma, y un algoritmo de modulación sigmadelta para converger la salida de dicho objeto controlado a dicho valor deseado según la desviación calculada; donde dichos medios de cálculo de entrada de control calculan un primer valor intermedio según dicha desviación en base a dicho algoritmo de modulación, y calculan dicha entrada de control en base a un producto de dicho primer valor intermedio calculado y una ganancia predeterminada; y donde dicho aparato de control incluye además: medios detectores de parámetro de ganancia para detectar un parámetro de ganancia indicativo de una ganancia característica de dicho objeto controlado; y medios de establecimiento de ganancia para establecer dicha ganancia a un valor correspondiente a la ganancia característica de dicho objeto controlado, según el parámetro de ganancia detectado.
Description
Aparato, método y unidad de control de
motor.
La presente invención se refiere a un aparato de
control, un método de control, y una unidad de control de motor que
controlan una salida de un objeto controlado de manera que converja
a un valor deseado según una desviación de la salida del valor
deseado.
Convencionalmente, un aparato de control del
tipo mencionado anteriormente es conocido, por ejemplo, por la
solicitud de patente japonesa publicada número
2000-179385. Específicamente, la solicitud de
patente japonesa publicada número 2000-179385
describe un aparato de control de relación de aire/carburante para
un motor de combustión interna para controlar una relación de
aire/carburante de gases de escape en un tubo de escape del motor
de combustión interna. Un sensor LAF y un sensor de O2 se disponen
respectivamente en una posición hacia arriba y en una posición
hacia abajo de un catalizador dispuesto en un paso de escape del
motor de combustión interna. El sensor LAF detecta linealmente una
concentración de oxígeno en los gases de escape en un amplio rango
de la relación de aire/carburante de una región rica a una región
pobre para enviar una señal de detección KACT que es proporcional a
la concentración de oxígeno detectada. A su vez, el sensor de O2
genera una salida de detección VO2OUT a alto nivel (por ejemplo,
0,8 voltios) cuando una mezcla de aire/carburante es más rica que
la relación estequiométrica de aire/carburante; a nivel bajo (por
ejemplo, 0,2 voltios) cuando la mezcla de aire/carburante es pobre;
y a un valor deseado predeterminado VO2TARGET (por ejemplo, 0,6
voltios) entre el nivel alto y el nivel bajo cuando la mezcla de
aire/carburante está cerca de la relación estequiométrica de
aire/carburante.
El aparato anterior de control de la relación de
aire/carburante se basa en el control siguiente de la relación de
aire/carburante para hacer que la relación de aire/carburante de
gases de escape emitidos por el motor de combustión interna
converja a un valor deseado. En primer lugar, el aparato de control
calcula una cantidad básica de inyección de carburante Tim y un
coeficiente de corrección KTOTAL en base a una condición operativa
del motor de combustión interna. A continuación, el aparato de
control determina si el motor de combustión interna está o no en un
modo de operación predeterminado en el que el aparato de control
deberá emplear una relación deseada de aire/carburante KCMD que se
calcula por un control de modo deslizante adaptativo diferente de
este control de la relación de aire/carburante. En este caso, el
aparato de control determina que el motor de combustión interna
está en el modo de operación predeterminado cuando el sensor de O2 y
el sensor LAF están activados, y cuando una velocidad rotacional
del motor NE y la presión interior absoluta del tubo de admisión
PBA están dentro de respectivos rangos predeterminados. Cuando el
motor de combustión interna está en el modo de operación
predeterminado determinado, el aparato de control lee la relación
deseada de aire/carburante KCMD calculada por el control de modo
deslizante adaptativo.
Por otra parte, cuando el motor de combustión
interna no está en el modo de operación predeterminado, el aparato
de control busca un mapa en base a la velocidad rotacional del motor
NE y la presión interior absoluta del tubo de admisión PBA para
calcular la relación deseada de aire/carburante KCMD. A
continuación, el aparato de control calcula varios coeficientes de
realimentación #nKLAF, KFB. Entonces, el aparato de control corrige
la relación deseada de aire/carburante KCMD así calculada según la
densidad del aire para calcular una relación deseada corregida de
aire/carburante KCMDM. El aparato de control multiplica la cantidad
básica de inyección de carburante Tim por el coeficiente de
corrección total KTOTAL, la relación deseada corregida de
aire/carburante KCMDM, y los coeficientes de realimentación #nKLAF,
KFB para calcular una cantidad de inyección de carburante #nTOUT
para cada cilindro y corregir la cantidad de inyección de carburante
resultante #nTOUT por adhesión. Posteriormente, el aparato de
control envía una señal de activación en base a la cantidad de
inyección de carburante #nTOUT corregida para adhesión a un inyector
de carburante.
De la forma anterior, el aparato de control de
control de relación de aire/carburante a la salida KACT del sensor
LAF de manera que converja a la relación deseada de aire/carburante
KCMD, y consiguientemente controla la salida VO2OUT del sensor de
O2 de manera que converja al valor deseado VO2TARGET. En particular,
cuando el motor de combustión interna está en el modo de operación
predeterminado, el aparato de control emplea el control de modo
deslizante adaptativo para calcular la relación deseada de
aire/carburante KCMD, de modo que la salida VO2OUT del sensor de O2
pueda hacerse converger más rápidamente al valor deseado VO2TARGET
que cuando el motor de combustión interna no esté en el modo de
operación predeterminado. En otros términos, el aparato de control
controla exactamente la relación de aire/carburante de una mezcla de
aire/carburante para el motor de combustión interna de manera que
esté más cerca de la relación estequiométrica de aire/carburante con
alta sensibilidad. Generalmente, un catalizador purifica muy
efectivamente HC, CO, y NOx cuando la relación de aire/carburante
de la mezcla de aire/carburante está cerca de la relación
estequiométrica de aire/carburante, de modo que el aparato de
control de relación de aire/carburante puede proporcionar una
característica satisfactoria de los gases de escape.
El aparato convencional de control de la
relación de aire/carburante descrito anteriormente puede controlar
ventajosamente la relación de aire/carburante con una alta
sensibilidad cuando el motor de combustión interna está en el modo
de operación predeterminado empleando el control de modo deslizante
adaptativo para calcular la relación deseada de aire/carburante
KCMD. Sin embargo, cuando el aparato de control realiza dicho
control de modo deslizante adaptativo cuando el motor de combustión
interna está en un modo de operación de carga sumamente baja tal
como un modo de operación de marcha en vacío, un volumen reducido de
gases de escape, retardo de respuesta más largo y tiempo muerto del
sensor de O2 al proporcionar la salida VO2OUT, y un rango reducido
de la relación de aire/carburante en el que se puede asegurar un
estado de combustión estable para el motor de combustión interna
producirá una degradación de la controlabilidad de la salida VO2OUT
del sensor de O2 con respecto al valor deseado VO2TARGET. Como
resultado, la relación de aire/carburante de la mezcla de
aire/carburante fluctúa en torno a la relación estequiométrica de
aire/carburante para reducir el porcentaje de purificación de gases
de escape por el catalizador, dando lugar posiblemente a una
característica exacerbada de los gases de escape purificados por el
catalizador (a continuación llamada la "característica
post-catalizador de los gases de escape").
Según Burr-Brown Corporation
ADS1201 (1999, p. 1-10), se ha de usar el modulador
Delta-Sigma en un control de procesos
industriales.
Tal control de procesos industriales se
describe, por ejemplo, en
EP-A-0908801 (figura 1) según la que
la diferencia de una señal de sensor lambda real KACT y un valor
A/F deseado KCMD se usa para controlar el motor a dicho valor
deseado.
La presente invención se ha realizado con el fin
de resolver el problema anterior, y un objeto de la invención es
proporcionar un aparato de control, un método de control, y una
unidad de control de motor que son capaces de controlar una salida
de un objeto controlado que se limita en un rango disponible para
una entrada de control, un objeto controlado que tiene un retardo
de respuesta y/o tiempo muerto relativamente grande, y análogos
para converger rápida y exactamente a un valor deseado. En
particular, cuando la salida del objeto controlado se elige de
manera que sea la de un sensor de relación de aire/carburante en un
motor de combustión interna, el aparato de control, el método de
control y la unidad de control de motor pueden controlar la salida
del sensor de relación de aire/carburante de manera que converja
rápida y exactamente a un valor deseado incluso cuando el motor de
combustión interna esté en un modo de operación de carga sumamente
baja, proporcionando por ello una característica
post-catalizador satisfactoria de los gases de
escape.
Para lograr el objeto anterior, según un primer
aspecto de la presente invención, se facilita un aparato de control
según la reivindicación 1, incluyendo medios de cálculo de
desviación para calcular una desviación de una salida de un objeto
controlado a partir de un valor deseado predeterminado; y medios de
cálculo de entrada de control para calcular una entrada de control
al objeto controlado en base a un algoritmo de modulación
seleccionado de un algoritmo de modulación \Delta, un algoritmo de
modulación \Delta\Sigma, y un algoritmo de modulación
\Sigma\Delta para converger la salida del objeto controlado al
valor deseado según la desviación calculada.
Según este aparato de control, la entrada de
control al objeto controlado se calcula en base a un algoritmo de
modulación seleccionado de un algoritmo de modulación \Delta, un
algoritmo de modulación \Delta\Sigma, y un algoritmo de
modulación \Sigma\Delta (llamado a continuación el "algoritmo
de modulación") según la desviación de la salida del objeto
controlado del valor deseado predeterminado, y la salida del objeto
controlado es controlada de manera que converja al valor deseado por
la entrada de control calculada. Dado que la entrada de control se
calcula así según la desviación de la salida del objeto controlado
del valor deseado en base al algoritmo de modulación, la entrada de
control puede ser calculada para derivar la salida del objeto
controlado para generar la desviación que tiene la forma de onda de
fase opuesta a la desviación de la salida del objeto controlado del
valor deseado con el fin de cancelarla. Por lo tanto, es posible
converger exacta y rápidamente la salida de un objeto controlado al
que se aplica una entrada de control que cambia en un rango
estrecho, un objeto controlado con una exactitud de respuesta baja
de una entrada real a una entrada de control, un objeto controlado
que tiene un tiempo muerto y un retardo de respuesta, un objeto
controlado con un retardo de respuesta grande, y análogos a un
valor deseado sin variaciones (se deberá indicar que en esta
memoria descriptiva, "cálculo" en "cálculo de una
desviación", "cálculo de una entrada de control" y análogos
no se limita a una operación basada en programa, sino incluye
generación basada en hardware de señales eléctricas indicativas de
tales valores).
Para lograr el objeto anterior, según un segundo
aspecto de la invención, se facilita un método de control según la
reivindicación 8, incluyendo los pasos de calcular una desviación de
una salida de un objeto controlado de un valor deseado
predeterminado; y calcular una entrada de control al objeto
controlado en base a un algoritmo de modulación seleccionado de un
algoritmo de modulación \Delta, un algoritmo de modulación
\Delta\Sigma, y un algoritmo de modulación \Sigma\Delta
para converger la salida del objeto controlado al valor deseado
según la desviación calculada.
Este método de control proporciona los mismos
efectos ventajosos que se ha descrito anteriormente con respecto al
aparato de control según el primer aspecto de la invención.
Para lograr el objeto anterior, según un tercer
aspecto de la invención, se facilita una unidad de control de motor
incluyendo un programa de control según la reivindicación 15 para
hacer que un ordenador calcule una desviación de una salida de un
objeto controlado de un valor deseado predeterminado; y calcular una
entrada de control al objeto controlado en base a un algoritmo de
modulación seleccionado de un algoritmo de modulación \Delta, un
algoritmo de modulación \Delta\Sigma, y un algoritmo de
modulación \Sigma\Delta para converger la salida del objeto
controlado al valor deseado según la desviación calculada.
Esta unidad de control de motor proporciona los
mismos efectos ventajosos que se ha descrito anteriormente con
relación al aparato de control según el primer aspecto de la
invención.
Según la reivindicación 1, los medios de cálculo
de entrada de control calculan un primer valor intermedio según la
desviación en base al algoritmo de modulación, y calcula la entrada
de control en base a un producto del primer valor intermedio
calculado y una ganancia predeterminada.
Generalmente, cada uno del algoritmo de
modulación \Delta\Sigma, algoritmo de modulación
\Sigma\Delta, y el algoritmo de modulación \Delta determina
una entrada de control en el supuesto de que un objeto controlado
tenga una ganancia unitaria, de modo que si el objeto controlado
tiene una ganancia real diferente de un valor unitario, la
controlabilidad se puede degradar debido a un fallo al calcular una
entrada de control apropiada. Por ejemplo, cuando el objeto
controlado tiene una ganancia real mayor que uno, la entrada de
control se calcula como un valor mayor de lo necesario, dando lugar
a una condición de sobreganancia. Por otra parte, según este
aparato de control, la entrada de control se calcula en base al
primer valor intermedio, que se calcula en base al algoritmo de
modulación, multiplicado por una ganancia predeterminada, de modo
que se puede asegurar una controlabilidad satisfactoria
estableciendo la ganancia predeterminada a un valor apropiado.
Según la reivindicación 8, el paso de calcular
una entrada de control incluye calcular un primer valor intermedio
según la desviación en base al algoritmo de modulación, y calcular
la entrada de control en base a un producto del primer valor
intermedio calculado y una ganancia predeterminada.
Este método de control proporciona los mismos
efectos ventajosos que los el aparato de control
correspondiente.
En la unidad de control de motor según la
reivindicación 15, el programa de control hace además que el
ordenador calcule un primer valor intermedio según la desviación en
base al algoritmo de modulación, y que calcule la entrada de
control en base a un producto del primer valor intermedio calculado
y una ganancia predeterminada.
Esta unidad de control de motor proporciona los
mismos efectos ventajosos que el aparato de control
correspondiente.
Según la reivindicación 1, el aparato de control
descrito anteriormente incluye además medios detectores de
parámetro de ganancia para detectar un parámetro de ganancia
indicativo de una ganancia característica del objeto controlado; y
medios de establecimiento de ganancia para establecer la ganancia a
un valor correspondiente a la ganancia característica de dicho
objeto controlado, según el parámetro de ganancia detectado.
Según este aparato de control, dado que la
ganancia para uso en el cálculo de la entrada de control se pone
según la ganancia característica del objeto controlado, la entrada
de control puede ser calculada como un valor que tiene una energía
apropiada según la ganancia característica del objeto controlado,
haciendo por ello posible evitar una condición de sobreganancia y
análogos para asegurar una controlabilidad satisfactoria.
Según la reivindicación 8, el método de control
descrito anteriormente incluye además el paso de detectar un
parámetro de ganancia indicativo de una ganancia característica del
objeto controlado; y establecer la ganancia a un valor
correspondiente a la ganancia característica de dicho objeto
controlado, según el parámetro de ganancia detectado.
Este método de control proporciona los mismos
efectos ventajosos que la realización preferida correspondiente del
aparato de control.
Según la reivindicación 15, en la unidad de
control de motor descrita anteriormente, el programa de control
hace además que el ordenador detecte un parámetro de ganancia
indicativo de una ganancia característica del objeto controlado; y
que ponga la ganancia según la ganancia detectada a un valor
correspondiente a la ganancia característica de dicho objeto
controlado, según el parámetro de ganancia detectada.
Esta unidad de control de motor proporciona los
mismos efectos ventajosos que la realización preferida
correspondiente del aparato de control.
Preferiblemente, en el aparato de control
descrito anteriormente, los medios de cálculo de entrada de control
calculan un segundo valor intermedio según la desviación en base al
algoritmo de modulación, y calculan la entrada de control añadiendo
un valor predeterminado al segundo valor intermedio calculado.
Generalmente, uno de un algoritmo de modulación
\Delta, un algoritmo de modulación \Delta\Sigma, y un
algoritmo de modulación \Sigma\Delta puede calcular solamente
una entrada de control del tipo de inversión
positiva-negativa centrada en cero. Por el
contrario, según esta realización preferida del aparato de control,
los medios de cálculo de entrada de control calculan la entrada de
control añadiendo el valor predeterminado al segundo valor
intermedio calculado en base al algoritmo de modulación, de modo que
los medios de cálculo de entrada de control pueden calcular la
entrada de control no solamente como un valor que se invierte
positiva y negativamente en torno a cero, sino también como un
valor que repite el aumento y la disminución predeterminados en
torno a un valor predeterminado, haciendo por ello posible mejorar
el grado de libertad en el control.
Preferiblemente, en el método de control
descrito anteriormente, el paso de calcular una entrada de control
incluye calcular un segundo valor intermedio según la desviación en
base al algoritmo de modulación, y calcular la entrada de control
añadiendo un valor predeterminado al segundo valor intermedio
calculado.
Esta realización preferida del método de control
proporciona los mismos efectos ventajosos que la realización
preferida correspondiente del aparato de control.
Preferiblemente, en la unidad de control de
motor descrita anteriormente, el programa de control hace que el
ordenador calcule un segundo valor intermedio según la desviación en
base al algoritmo de modulación, y que calcule la entrada de
control añadiendo un valor predeterminado al segundo valor
intermedio calculado.
Esta realización preferida de la unidad de
control de motor proporciona los mismos efectos ventajosos que la
realización preferida correspondiente del aparato de control.
Preferiblemente, en el aparato de control
descrito anteriormente, los medios de cálculo de desviación incluyen
medios de cálculo de valor previsto para calcular un valor previsto
de la desviación según la desviación en base a un algoritmo de
predicción, donde los medios de cálculo de entrada de control
calculan la entrada de control según el valor previsto calculado de
la desviación en base al algoritmo de modulación.
Según esta realización preferida del aparato de
control, dado que el valor previsto de la desviación es calculado
según la desviación en base al algoritmo de predicción, y la entrada
de control es calculada según este valor previsto, es posible
eliminar un desplazamiento en el tiempo de control entre la entrada
y salida del objeto controlado calculando dicho valor previsto como
un valor que refleja una característica dinámica, por ejemplo, un
retardo de fase, un tiempo muerto, y análogos del objeto controlado.
Como resultado, el aparato de control de la invención puede asegurar
la estabilidad del control y una mejora de la controlabilidad.
Preferiblemente, en el método de control
descrito anteriormente, el paso de calcular una desviación incluye
calcular un valor previsto de la desviación según la desviación en
base a un algoritmo de predicción, y el paso de calcular una
entrada de control incluye calcular la entrada de control según el
valor previsto calculado de la desviación en base al algoritmo de
modulación.
Esta realización preferida del método de control
proporciona los mismos efectos ventajosos que la realización
preferida correspondiente del aparato de control.
Preferiblemente, en la unidad de control de
motor descrita anteriormente, el programa de control hace que el
ordenador calcule un valor previsto de la desviación según la
desviación en base a un algoritmo de predicción; y que calcule la
entrada de control según el valor previsto calculado de la
desviación en base al algoritmo de modulación.
Esta realización preferida de la unidad de
control de motor proporciona los mismos efectos ventajosos que la
realización preferida correspondiente del aparato de control.
Preferiblemente, en el aparato de control
descrito anteriormente, los medios de cálculo de entrada de control
calculan la entrada de control según la desviación en base además a
un modelo de objeto controlado que modela el objeto controlado.
Según esta realización preferida del aparato de
control, dado que la entrada de control se calcula en base a alguno
del algoritmo de modulación \Delta, un algoritmo de modulación
\Delta\Sigma, y un algoritmo de modulación \Sigma\Delta, y
el modelo de objeto controlado que modela el objeto controlado, la
entrada de control puede ser calculada como un valor que refleja la
característica dinámica del objeto controlado definiendo el modelo
de objeto controlado con el fin de reflejar apropiadamente la
característica dinámica tal como un retardo de fase, un tiempo
muerto, y análogos del objeto controlado. Como resultado, el aparato
de control de la invención puede asegurar la estabilidad del control
y una mejora de la controlabilidad.
Preferiblemente, en el método de control
descrito anteriormente, el paso de calcular una entrada de control
incluye calcular la entrada de control según la desviación en base
además a un modelo de objeto controlado que modela el objeto
controlado.
Esta realización preferida del método de control
proporciona los mismos efectos ventajosos que la realización
preferida correspondiente del aparato de control.
Preferiblemente, en la unidad de control de
motor descrita anteriormente, el programa de control hace que el
ordenador calcule la entrada de control según la desviación en base
además a un modelo de objeto controlado que modela el objeto
controlado.
Esta realización preferida de la unidad de
control de motor proporciona los mismos efectos ventajosos que la
realización preferida correspondiente del aparato de control.
Preferiblemente, el aparato de control descrito
anteriormente, incluye además medios de identificación para
identificar un parámetro de modelo para el modelo de objeto
controlado según uno de la entrada de control calculada y un valor
que refleja la entrada de control introducida en el objeto
controlado, y una salida del objeto controlado.
Según esta realización preferida del aparato de
control, el parámetro de modelo puede ser identificado para el
modelo de objeto controlado según uno de la entrada de control
calculada y un valor que refleja la entrada de control introducida
en el objeto controlado, y una salida del objeto controlado, y
consiguientemente, la entrada de control puede ser calculada en
base al modelo de objeto controlado.
Preferiblemente, el método de control descrito
anteriormente incluye además el paso de identificar un parámetro de
modelo para el modelo de objeto controlado según uno de la entrada
de control calculada y un valor que refleja la entrada de control
introducida en el objeto controlado, y una salida del objeto
controlado.
Esta realización preferida del método de control
proporciona los mismos efectos ventajosos que la realización
preferida correspondiente del aparato de control.
Preferiblemente, en la unidad de control de
motor descrita anteriormente, el programa de control hace además
que el ordenador identifique un parámetro de modelo para el modelo
de objeto controlado según uno de la entrada de control calculada y
un valor que refleja la entrada de control introducida en el objeto
controlado, y una salida del objeto controlado.
Esta realización preferida de la unidad de
control de motor proporciona los mismos efectos ventajosos que la
realización preferida correspondiente del aparato de control.
Preferiblemente, en el aparato de control
descrito anteriormente, el modelo de objeto controlado incluye un
modelo de sistema de tiempo discreto, donde los medios de
identificación identifican un parámetro de modelo para el modelo de
sistema de tiempo discreto según uno de datos discretos de la
entrada de control y datos discretos del valor que refleja la
entrada de control introducida en el objeto controlado, y datos
discretos de la salida del objeto controlado.
Según esta realización preferida del aparato de
control, el parámetro de modelo es identificado para el modelo de
sistema de tiempo discreto según uno de datos discretos de la
entrada de control y datos discretos del valor que refleja la
entrada de control introducida en el objeto controlado, y datos
discretos de la salida del objeto controlado. Por lo tanto, aunque
la característica dinámica del objeto controlado cambie en el
tiempo o varíe, el parámetro de modelo puede ser identificado
apropiadamente según tal característica dinámica, de modo que la
característica dinámica del modelo de objeto controlado puede ser
encajada en la característica dinámica real del objeto controlado.
Como resultado, el aparato de control de la invención puede mejorar
la controlabilidad y la estabilidad del control. Además, el uso del
modelo de sistema de tiempo discreto puede facilitar la
identificación del parámetro de modelo y reducir el tiempo requerido
para la identificación con un algoritmo de identificación general,
por ejemplo, un método de mínimos cuadrados o análogos, en
comparación con el uso de un modelo de sistema de tiempo
continuo.
Preferiblemente, en el método de control
descrito anteriormente, el modelo de objeto controlado incluye un
modelo de sistema de tiempo discreto, donde el paso de identificar
incluye identificar un parámetro de modelo para el modelo de
sistema de tiempo discreto según uno de datos discretos de la
entrada de control y datos discretos del valor que refleja la
entrada de control introducida en el objeto controlado, y datos
discretos de la salida del objeto controlado.
Esta realización preferida del método de control
proporciona los mismos efectos ventajosos que la realización
preferida correspondiente del aparato de control.
Preferiblemente, en la unidad de control de
motor descrita anteriormente, el modelo de objeto controlado incluye
un modelo de sistema de tiempo discreto, donde el programa de
control hace que el ordenador identifique un parámetro de modelo
para el modelo de sistema de tiempo discreto según uno de datos
discretos de la entrada de control y datos discretos del valor que
refleja la entrada de control introducida en el objeto controlado, y
datos discretos de la salida del objeto controlado.
Esta realización preferida de la unidad de
control de motor proporciona los mismos efectos ventajosos que la
realización preferida correspondiente del aparato de control.
Preferiblemente, el aparato de control descrito
anteriormente, incluye además medios detectores de parámetro
característico dinámico para detectar un parámetro característico
dinámico indicativo de un cambio en una característica dinámica del
objeto controlado; y medios de establecimiento de parámetro de
modelo para establecer un parámetro de modelo para el modelo de
objeto controlado según el parámetro característico dinámico
detectado.
Según esta realización preferida del aparato de
control, dado que los medios detectores de parámetro característico
dinámico detectan un parámetro característico dinámico indicativo de
un cambio en una característica dinámica del objeto controlado, y
los medios de establecimiento de parámetro de modelo establecen un
parámetro de modelo para el modelo de objeto controlado según el
parámetro característico dinámico detectado, la característica
dinámica del modelo de objeto controlado puede ser encajada
rápidamente en la característica dinámica real del objeto
controlado. Como resultado, el aparato de control puede corregir
rápida y apropiadamente un desplazamiento en el tiempo de control
entre la entrada y salida, producido por la característica dinámica
del objeto controlado, por ejemplo, un retardo de respuesta, un
tiempo muerto, o análogos, haciendo por ello posible mejorar la
estabilidad del control y la controlabilidad.
Preferiblemente, el método de control descrito
anteriormente incluye además los pasos de detectar un parámetro
característico dinámico indicativo de un cambio en una
característica dinámica del objeto controlado; y establecer un
parámetro de modelo para el modelo de objeto controlado según el
parámetro característico dinámico detectado.
Esta realización preferida del método de control
proporciona los mismos efectos ventajosos que la realización
preferida correspondiente del aparato de control.
Preferiblemente, en la unidad de control de
motor descrita anteriormente, el programa de control hace además
que el ordenador detecte un parámetro característico dinámico
indicativo de un cambio en una característica dinámica del objeto
controlado; y establezca un parámetro de modelo para el modelo de
objeto controlado según el parámetro característico dinámico
detectado.
Esta realización preferida de la unidad de
control de motor proporciona los mismos efectos ventajosos que la
realización preferida correspondiente del aparato de control.
La figura 1 es un diagrama de bloques que
ilustra en general un aparato de control según una primera
realización de la presente invención, y un motor de combustión
interna al que se aplica el aparato de control.
La figura 2 es un gráfico que representa un
resultado ejemplar de mediciones hechas con un primer catalizador
deteriorado y normal de porcentajes de purificación de HC y NOx de
ambos primeros catalizadores y una salida Vout de un sensor de O2
15, con respecto a una salida KACT de un sensor LAF,
respectivamente.
La figura 3 es un gráfico que representa el
resultado de medir las cantidades de CO, HC, y O2 que permanecen en
los gases de escape cerca de un primer y un segundo catalizador
durante un control de relación de aire/carburante.
La figura 4 es un diagrama de bloques que
ilustra la configuración de un algoritmo de modulación
\Delta\Sigma, y un sistema ejemplar de control que aplica el
algoritmo de modulación \Delta\Sigma.
La figura 5 representa el resultado de una
simulación de control ejemplar para el sistema de control de la
figura 4.
La figura 6 es un diagrama explicativo para
explicar el control característico de un controlador de modulación
\Delta\Sigma.
La figura 7 es un diagrama de bloques que
ilustra el controlador de modulación \Delta\Sigma, y un sistema
ejemplar de control que aplica el controlador de modulación
\Delta\Sigma.
La figura 8 representa el resultado de una
simulación de control ejemplar para el sistema de control de la
figura 7.
La figura 9 es un diagrama de bloques de un
controlador de modo deslizante adaptativo.
Las figuras 10 y 11 son diagramas de flujo que
ilustran en combinación una rutina para ejecutar el procesado para
calcular una cantidad de inyección de carburante.
La figura 12 es un diagrama de flujo que ilustra
una rutina para ejecutar el procesado para calcular una relación
deseada de aire/carburante KCMD según un control de modo deslizante
adaptativo.
La figura 13 es un diagrama de flujo que ilustra
una rutina para ejecutar el procesado para calcular la relación
deseada de aire/carburante KCMD según el control de modulación
\Delta\Sigma.
La figura 14 es un diagrama que representa una
tabla ejemplar para uso al calcular una ganancia FDSM en el paso 39
en la figura 13.
La figura 15 es un diagrama de bloques que
ilustra un algoritmo de modulación \Sigma\Delta, y un sistema
ejemplar de control que aplica el algoritmo de modulación
\Sigma\Delta.
La figura 16 es diagrama de bloques que ilustra
un algoritmo de modulación \Delta, y un sistema ejemplar de
control que aplica el algoritmo de modulación \Delta.
La figura 17 es un diagrama de bloques que
ilustra la configuración de un controlador ADSM y un controlador
PRISM en un aparato de control según una segunda realización.
La figura 18 representa un conjunto de
ecuaciones ejemplares que expresan un algoritmo de predicción para
un predictor de estado.
La figura 19 representa un conjunto de
ecuaciones ejemplares que expresan un algoritmo de identificación
para un identificador a bordo.
La figura 20 representa otro conjunto de
ecuaciones ejemplares que expresan un algoritmo de identificación
para el identificador a bordo.
La figura 21 es un gráfico de temporización para
explicar los principios de un control de modulación \Delta\Sigma
del tipo de predicción adaptativo realizado por el controlador ADSM
en la segunda realización.
La figura 22 es un diagrama de bloques que
ilustra la configuración de un controlador DSM en el controlador
ADSM.
La figura 23 representa ecuaciones que expresan
una algoritmo de control de modo deslizante.
La figura 24 representa ecuaciones que expresan
una algoritmo de control de modo deslizante para el controlador
PRISM.
La figura 25 es un diagrama de flujo que ilustra
una rutina para ejecutar procesado de control de inyección de
carburante para un motor de combustión interna.
Las figuras 26 y 27 son diagramas de flujo que
ilustran en combinación una rutina para ejecutar procesado de
control adaptativo de relación de aire/carburante.
La figura 28 es un diagrama de flujo que ilustra
una rutina para ejecutar procesado de determinación de lanzamiento
en el paso 121 en la figura 26.
La figura 29 es un diagrama de flujo que ilustra
una rutina para ejecutar procesado de determinación de ejecución de
procesado PRISM/ADSM en el paso 123 en la figura 26.
La figura 30 es un diagrama de flujo que ilustra
una rutina para ejecutar el procesado para determinar si el
identificador deberá ejecutar o no su operación en el paso 124 en la
figura 26.
La figura 31 es un diagrama de flujo que ilustra
una rutina para ejecutar el procesado para calcular una variedad de
parámetros en el paso 125 en la figura 26.
La figura 32 representa una tabla ejemplar para
uso al calcular tiempos muertos CAT_DELAY, KACT_D.
La figura 33 representa una tabla ejemplar para
uso al calcular un parámetro de ponderación.
La figura 34 representa una tabla ejemplar para
uso al calcular valores límite X_IDA2L, X_IDB1L, X_IDB1H para
limitar rangos de parámetros de modelo a1, a2, b1.
La figura 35 representa una tabla ejemplar para
uso al calcular un filtro de orden n.
La figura 36 es un diagrama de flujo que ilustra
una rutina para ejecutar la operación del identificador en el paso
131 en la figura 26.
La figura 37 es un diagrama de flujo que ilustra
una rutina para ejecutar procesado de estabilización
\theta(k) en el paso 194 en la figura 36.
La figura 38 es un diagrama de flujo que ilustra
una rutina para ejecutar el procesado para limitar valores
identificados a1' y a2' en el paso 201 en la figura 37.
La figura 39 es un diagrama que representa un
rango de restricción en el que una combinación de los valores
identificados a1' y a2' es restringida por el procesado de la figura
38.
La figura 40 es un diagrama de flujo que ilustra
una rutina para ejecutar el procesado para limitar un valor
identificado b1' en el paso 202 en la figura 37.
La figura 41 es un diagrama de flujo que ilustra
la operación realizada por el predictor de estado en el paso 133 en
la figura 27.
La figura 42 es un diagrama de flujo que ilustra
una rutina para ejecutar el procesado para calcular una cantidad de
control Us1 en el paso 134 en la figura 27.
La figura 43 es un diagrama de flujo que ilustra
una rutina para ejecutar el procesado para calcular un valor
integrado de una función de conmutación de predicción \sigmaPRE en
el paso 251 en la figura 42.
Las figuras 44 y 45 son diagramas de flujo que
ilustran en combinación una rutina para ejecutar el procesado para
calcular una cantidad de control de modo deslizante DKCMDSLD en el
paso 136 en la figura 27.
La figura 46 es un diagrama de flujo que ilustra
una rutina para ejecutar el procesado para calcular una cantidad de
control de modulación \Delta\Sigma DKCMDDSM en el paso 137 en la
figura 27.
La figura 47 representa una tabla ejemplar para
uso al calcular una ganancia KDSM.
La figura 48 es un diagrama de flujo que ilustra
una rutina para ejecutar el procesado para calcular una relación de
aire/carburante adaptativa deseada KCMDSLD en el paso 138 en la
figura 27.
La figura 49 es un diagrama de flujo que ilustra
una rutina para ejecutar el procesado para calcular un término de
corrección adaptativa FLAFADP en el paso 139 en la figura 27.
La figura 50 es un diagrama de bloques que
ilustra en general la configuración de un aparato de control según
una tercera realización.
La figura 51 es un diagrama de bloques que
ilustra en general la configuración de un aparato de control según
una cuarta realización.
La figura 52 es un diagrama de bloques que
ilustra en general la configuración de un aparato de control según
una quinta realización.
La figura 53 representa una tabla ejemplar para
uso al calcular parámetros de modelo en un programador de parámetros
en el aparato de control según la quinta realización.
La figura 54 es un diagrama de bloques que
ilustra en general la configuración de un controlador SDM en un
aparato de control según una sexta realización.
La figura 55 es un diagrama de bloques que
ilustra en general la configuración de un controlador DM en un
aparato de control según una séptima realización.
La figura 56 es un diagrama de bloques que
ilustra en general un aparato de control según una octava
realización, y un motor de combustión interna que aplica el aparato
de control.
La figura 57 es un diagrama de bloques que
ilustra en general la configuración de un aparato de control según
la octava realización.
Y la figura 58 es un diagrama de bloques que
ilustra en general la configuración de un aparato de control según
una novena realización.
A continuación se describirá un aparato de
control según una primera realización de la presente invención con
referencia a los dibujos acompañantes. El aparato de control según
la primera realización está configurado para controlar, a modo de
ejemplo, una relación de aire/carburante de un motor de combustión
interna. La figura 1 ilustra en general la configuración del
aparato de control 1 y un motor de combustión interna (llamado a
continuación el "motor") 3 que aplica el aparato de control 1.
Como se ilustra, el aparato de control 1 incluye una unidad
electrónica de control (UEC) 2 que controla la relación de
aire/carburante de una mezcla de aire/carburante suministrada al
motor 3 según su condición operativa, como se describirá más
adelante.
El motor 3 es un motor de gasolina de cuatro
cilindros en línea montado en un vehículo, no representado, y tiene
cuatro cilindros primero a cuarto #1-#4. Un sensor de abertura de
válvula estranguladora 10, por ejemplo, compuesto de un
potenciómetro o análogos, se ha previsto cerca de una válvula
estranguladora 5 en un tubo de admisión 4 del motor 3. El sensor de
abertura de válvula estranguladora 10 implementa medios detectores
de estado de objeto controlado, y medios detectores de parámetro de
condición operativa. El sensor de abertura de válvula
estranguladora 10 detecta una abertura \thetaTH de la válvula
estranguladora 5 (a continuación llamada la "abertura de la
válvula estranguladora"), y envía una señal de detección
indicativa de la abertura de la válvula estranguladora \thetaTH a
la UEC 2. En esta realización, la abertura de la válvula
estranguladora \thetaTH corresponde a un parámetro de condición
operativa y un parámetro indicativo del estado de un objeto
controlado.
Un sensor de presión absoluta interior del tubo
de admisión 11 está dispuesto además en una posición del tubo de
admisión 4 hacia abajo de la válvula estranguladora 5. El sensor de
presión absoluta interior del tubo de admisión 11, que implementa
medios detectores de parámetro de ganancia, medios detectores de
parámetro característico dinámico, medios detectores de estado de
objeto controlado, y medios detectores de parámetro de condición
operativa, está compuesto, por ejemplo, por un sensor de presión de
semiconductor o análogos para detectar una presión interior
absoluta del tubo de admisión PBA dentro del tubo de admisión 4 para
enviar una señal de detección indicativa de la presión interior
absoluta del tubo de admisión PBA a la UEC 2. En esta realización,
la presión interior absoluta del tubo de admisión PBA corresponde a
un parámetro de ganancia, un parámetro característico dinámico, un
parámetro indicativo del estado de un objeto controlado, y un
parámetro de condición operativa.
El tubo de admisión 4 está conectado a los
cuatro cilindros #1-#4, respectivamente, a través de cuatro
bifurcaciones 4b de un colector de admisión 4a. Un inyector 6 está
unido a cada una de las bifurcaciones 4b en una posición hacia
arriba de un orificio de admisión, no representado, de cada
cilindro. Cada inyector 6 es controlado por una señal de activación
de la UEC 2 en términos de una cantidad final de inyección de
carburante TOUT, que indica un tiempo de abertura de válvula, y un
tiempo de inyección cuando el motor 3 está funcionando.
Un sensor de temperatura del agua 12 compuesto,
por ejemplo, por un termistor o análogos está unido al cuerpo del
motor 3. El sensor de temperatura del agua 12 detecta la temperatura
del agua del motor TW, que es la temperatura del agua refrigerante
que circula dentro de un bloque de cilindro del motor 3, y envía una
señal de detección indicativa de la temperatura del agua del motor
TW a la UEC 2.
Un sensor de ángulo de manivela 13 está montado
en un eje de manivela (no representado) del motor 3. El sensor de
ángulo de manivela 13, que implementa medios detectores de parámetro
de ganancia, medios detectores de parámetro característico
dinámico, medios detectores de estado de objeto controlado, y medios
detectores de condición operativa, envía una señal CRK y una señal
TDC, que son señales de pulso, a la UEC 2 cuando el eje de manivela
gira.
La señal CRK genera un pulso cada ángulo de
calado predeterminado (por ejemplo, 30º). La UEC 2 calcula una
velocidad rotacional NE del motor 3 (llamada a continuación la
"velocidad rotacional del motor") en respuesta a la señal CRK.
En esta realización, la velocidad rotacional del motor NE
corresponde a un parámetro de ganancia, un parámetro característico
dinámico, un parámetro indicativo del estado de un objeto
controlado, y un parámetro de condición operativa. La señal TDC
indica, a su vez, que un pistón (no representado) de cada cilindro
está presente en una posición de ángulo de calado predeterminado
que está ligeramente en la parte delantera de una posición de TDC
(punto muerto superior) en una carrera de admisión, y genera un
pulso cada ángulo de calado
predeterminado.
predeterminado.
En posiciones hacia abajo de un colector de
escape 7a en un tubo de escape 7 (paso de escape), un primer y un
segundo catalizador 8a, 8b (catalizadores) están dispuestos en este
orden a partir del lado situado hacia arriba, espaciados uno de
otro. Cada catalizador 8a, 8b es una combinación de un catalizador
de NOx y un catalizador de tres vías. Aunque no se representa, el
catalizador de NOx está formado por un catalizador de iridio (un
producto de iridio sinterizado soportado en polvo de whiskers de
carburo de silicio, y sílice) recubierto en la superficie de un
material base en estructura de panal de miel, y un óxido de
perovskita doble (un producto sinterizado de polvo de LaCoO_{3} y
sílice) también recubierto en el catalizador de iridio. Los
catalizadores 8a, 8b purifican NOx en los gases de escape durante
una operación de combustión pobre a través de acciones de
oxidación/reducción del catalizador de NOx, y purifican CO, HC y NOx
en gases de escape durante una operación distinta de la la
operación de combustión pobre a través de acciones de
oxidación/reducción del catalizador de tres vías. Se deberá indicar
que ambos catalizadores 8a, 8b no se limitan a una combinación de
catalizador de NOx y catalizador de tres vías, sino que se pueden
hacer de cualquier material a condición de que puedan purificar CO,
HC y NOx en gases de escape. Por ejemplo, los catalizadores 8a, 8b
se pueden hacer de un catalizador no metálico tal como un
catalizador de perovskita y análogos, y/o un catalizador a base de
metal tal como un catalizador de tres vías y análogos.
Por la razón expuesta más tarde, la cantidad
total del catalizador no metálico y catalizador metálico cargada en
el primer catalizador 8a se establece a una cantidad de carga
predeterminada M1 (por ejemplo, 8 g), mientras que la cantidad
total del catalizador no metálico y catalizador metálico cargada en
el segundo catalizador 8b se pone a una cantidad de carga
predeterminada M2 (por ejemplo, 0,75-1,5 g) menor
que la cantidad de carga predeterminada M1. Además, el primer
catalizador 8a incluye un soporte, cuya longitud (a lo largo del
tubo de escape 7) se pone a una longitud predeterminada L1 (por
ejemplo, 115 mm para un catalizador que tiene una capacidad de un
litro).
Un sensor de concentración de oxígeno (llamado a
continuación el "sensor de O2") 15 está montado entre los
catalizadores primero y segundo 8a, 8b. El sensor de O2 15 (que
implementa un sensor de relación de aire/carburante situado hacia
abajo) se hace de circonio, un electrodo de platino, y análogos, y
envía una salida Vout a la UEC 2 en base a la concentración de
oxígeno en gases de escape hacia abajo del primer catalizador 8a. La
salida Vout del sensor de O2 15 (salida de un objeto controlado) va
a un valor de voltaje a alto nivel (por ejemplo, 0,8 V) cuando se
quema una mezcla de aire/carburante más rica que la relación
estequiométrica de aire/carburante, y va a un valor de voltaje a
nivel bajo (por ejemplo, 0,2 V) cuando la mezcla de aire/carburante
es pobre. Además, la salida Vout va a un valor deseado
predeterminado Vop (por ejemplo, 0,6 V) entre el nivel alto y el
nivel bajo cuando la mezcla de aire/carburante está cerca de la
relación estequiométrica de aire/carburante (véase la figura 2).
Un sensor LAF 14 (que implementa un sensor de
relación de aire/carburante situado hacia arriba) está montado
cerca de una unión del colector de escape 7a hacia arriba del primer
catalizador 8a. El sensor LAF 14 está compuesto por un sensor
similar al sensor de O2 15, y un circuito detector tal como un
linealizador en combinación para detectar linealmente una
concentración de oxígeno en gases de escape en un amplio rango de la
relación de aire/carburante que se extiende de una región rica a
una región pobre para enviar una salida KACT proporcional a la
concentración de oxígeno detectada a la UEC 2. La salida KACT se
representa como una relación equivalente proporcional a una inversa
de la relación de aire/carburante.
A continuación, con referencia a la figura 2, se
describirá la relación entre un porcentaje de purificación de gases
de escape proporcionado por el primer catalizador 8a y la salida
Vout (valor de voltaje) del sensor de O2 15. La figura 2 representa
resultados ejemplares de medir el porcentaje de purificación de HC y
NOx proporcionado por el primer catalizador 8a y la salida Vout del
sensor de O2 15 cuando la salida KACT del sensor LAF 14, es decir,
la relación de aire/carburante de una mezcla de aire/carburante
suministrada al motor 3 varía cerca de la relación estequiométrica
de aire/carburante, para dos casos donde el primer catalizador 8a
está deteriorado debido a un uso a largo plazo y por lo tanto tiene
capacidades de purificación degradadas, y donde el primer
catalizador 8a no está deteriorado y por lo tanto tiene altas
capacidades de purificación. En la figura 2, los datos indicados
por líneas de trazos muestran los resultados de mediciones cuando el
primer catalizador 8a no está deteriorado, y los datos indicados
con líneas continuas muestran los resultados de mediciones cuando
el primer catalizador 8a está deteriorado. La figura 2 también
representa que la relación de aire/carburante de la mezcla de
aire/carburante es más rica cuando la salida KACT del sensor LAF 14
es mayor.
Como se representa en la figura 2, cuando el
primer catalizador 8a está deteriorado, sus capacidades de purificar
gases de escape están degradadas, en comparación con el no
deteriorado, de modo que la salida Vout del sensor de O2 15 cruza
el valor deseado Vop cuando la salida KACT del sensor LAF 14 está a
un valor KACT1 más profundo en una región pobre. Por otra parte, el
primer catalizador 8a tiene la característica de purificar muy
eficientemente HC y NOx cuando la salida Vout del sensor de O2 15
está al valor deseado Vop, independientemente de si el primer
catalizador 8a está deteriorado o no. Se aprecia, por lo tanto, que
los gases de escape pueden ser purificados muy eficientemente por
el primer catalizador 8a controlando la relación de aire/carburante
de la mezcla de aire/carburante para poner la salida Vout del
sensor de O2 15 al valor deseado Vop. Por esta razón, en el control
de relación de aire/carburante descrito más adelante, una relación
deseada de aire/carburante KCMD es controlada de tal manera que la
salida Vout del sensor de O2 15 converja al valor deseado Vop.
Con referencia a continuación a la figura 3, se
describirá la relación entre el estado de gases de escape
purificados por los catalizadores primero y segundo 8a, 8b y la
cantidad total del catalizador no metálico y catalizador metálico
cargada en los catalizadores primero y segundo 8a, 8b. La figura 3
representa el resultado de medir las cantidades de CO, HC, y NOx
que permanecen en los gases de escape en el tubo de escape 7 en una
posición hacia arriba del primer catalizador 8a, en una posición
entre el primer catalizador 8a y el segundo catalizador 8b, y en
una posición hacia abajo del segundo catalizador 8b cuando la
relación deseada de aire/carburante KCMD es controlada de tal
manera que la salida Vout del sensor de O2 15 converja al valor
deseado Vop por la razón expuesta anteriormente. En particular,
para la cantidad de CO restante, el resultado de la medición
indicado por una línea continua se adquiere cuando se usan los
catalizadores primero y segundo 8a, 8b en esta realización,
mientras que el resultado de la medición indicado por una línea
discontinua se adquiere en un ejemplo comparativo en el que la
cantidad total del catalizador no metálico y el catalizador metálico
cargado en el segundo catalizador 8b se pone idéntica a la cantidad
total del catalizador no metálico y el catalizador metálico cargada
en el primer catalizador 8a a efectos de comparación.
Con referencia a la figura 3, se puede ver que
cuando se usan los catalizadores primero y segundo 8a, 8b en esta
realización, las cantidades de CO, HC, y NOx restantes son menores
en la posición hacia abajo del primer catalizador 8a que en la
posición hacia arriba del primer catalizador 8a, y menores en la
posición hacia abajo del segundo catalizador 8b que en la posición
hacia abajo del primer catalizador 8a, de modo que los dos
catalizadores 8a, 8b demuestran completamente su rendimiento de
purificación. Sin embargo, se puede ver en el resultado de la
medición del ejemplo comparativo indicado por la línea discontinua
que la cantidad de CO restante es menor en la posición hacia abajo
del primer catalizador 8a que en la posición hacia arriba del primer
catalizador 8a, mientras que la cantidad de CO restante es mayor en
la posición hacia abajo del segundo catalizador 8b que en la
posición hacia abajo del primer catalizador 8a. Así, cuando el
segundo catalizador 8b incluye la cantidad total de catalizador no
metálico y catalizador metálico cargada mayor que la cantidad total
de catalizador no metálico y catalizador metálico cargada en el
primer catalizador 8a, se regenera CO en el segundo catalizador 8b.
Este hecho ha sido reconocido por un experimento. Lo mismo es
verdadero cuando el segundo catalizador 8b tiene solamente el
catalizador no metálico o el catalizador metálico soportados por el
soporte. Por la razón anterior, en esta realización, la cantidad
total de catalizador no metálico y catalizador metálico cargada en
el segundo catalizador 8b se pone a la cantidad de carga
predeterminada M2 menor que la cantidad total M1 de catalizador no
metálico y catalizador metálico cargada en el primer catalizador
8a.
La UEC 2 está conectada además a un sensor de
abertura de acelerador 16, un sensor de presión atmosférica 17, un
sensor de temperatura del aire de admisión 18, un sensor de
velocidad del vehículo 19, y análogos. El sensor de velocidad del
vehículo 19 implementa medios detectores de estado de objeto
controlado y medios detectores de parámetro de condición operativa.
El sensor de abertura de acelerador 16 detecta una cantidad AP que
el conductor pisa un pedal acelerador, no representado, del vehículo
(llamada a continuación la "abertura del acelerador"), y envía
una señal de detección indicativa de la abertura del acelerador AP a
la UEC 2. Igualmente, el sensor de presión atmosférica 17, el
sensor de temperatura del aire de admisión 18 y el sensor de
velocidad del vehículo 19 detectan la presión atmosférica PA, la
temperatura del aire de admisión TA, y la velocidad del vehículo
VP, respectivamente, y envían señales de detección indicativas de
los respectivos valores detectados a la UEC 2.
La UEC 2 se basa en un microordenador que
incluye una interface E/S, una CPU, una RAM, una ROM, y análogos.
La UEC 2 determina una condición operativa del motor 3 según las
salidas de la variedad de sensores 10-19
mencionados anteriormente, y calcula la relación deseada de
aire/carburante KCMD (entrada de control) ejecutan procesado de
control de modulación \Delta\Sigma, procesado de control de modo
deslizante adaptativo o procesado de búsqueda en mapa, descrito más
adelante, según un programa de control previamente almacenado en la
ROM y datos almacenados en la RAM. Además, como se describirá más
tarde, la UEC 2 calcula la cantidad final de inyección de
carburante TOUT del inyector 6 para cada cilindro en base a la
relación deseada de aire/carburante calculada KCMD, y mueve el
inyector 6 usando una señal de activación en base a la cantidad
final calculada de inyección de carburante TOUT para controlar la
relación de aire/carburante de la mezcla de aire/carburante. En
esta realización, la UEC 2 implementa medios de cálculo de
desviación, medios de cálculo de entrada de control, medios
detectores de parámetro de ganancia, medios de establecimiento de
ganancia, primeros medios de cálculo de entrada de control,
segundos medios de cálculo de entrada de control, medios detectores
de estado de objeto controlado, medios de selección de entrada de
control, medios de cálculo de desviación de salida, medios de
cálculo de relación de aire/carburante, medios de control de
relación de aire/carburante, medios detectores de parámetro de
condición operativa, primeros medios de cálculo de relación de
aire/carburante, segundos medios de cálculo de relación de
aire/carburante, medios de selección de relación deseada de
aire/carburante, y medios de discriminación de modo de
operación.
A continuación se describirá el control de
modulación \Delta\Sigma ejecutado por la UEC 2. En el control
de modulación \Delta\Sigma, un controlador de modulación
\Delta\Sigma 40, que aplica el algoritmo de modulación
\Delta\Sigma, se usa para calcular una entrada de control
\Phiop(k) (= relación de aire/carburante deseada KCMD) en
base a una desviación de la salida Vout del sensor de O2 del valor
deseado Vop, y la entrada de control \Phiop(k) es
introducida en un objeto controlado, es decir, el sensor de O2 para
controlar el sensor de O2 de tal manera que su salida Vout converja
al valor deseado Vop. Un programa específico para ejecutar el
control de modulación \Delta\Sigma se describirá con detalle más
adelante.
La característica del algoritmo de modulación
\Delta\Sigma se describirá con referencia en primer lugar a un
diagrama de bloques de la figura 4. Como se ilustra en la figura 4,
en un sistema de control que implementa el algoritmo de modulación
\Delta\Sigma, un sustractor 41 genera una desviación
\delta(k) entre una señal de referencia r(k) y una
señal DSM u(k-1) retardada por un elemento de
retardo 42. A continuación, un integrador 43 genera un valor de
desviación integrado \sigma_{d}(k) como una señal
indicativa de la suma de la desviación \delta(k) y un
valor de desviación integrado
\sigma_{d}(k-1) retardado por un elemento
de retardo 44.
A continuación, un cuantificador 45 (función de
signo) genera una señal DSM u(k) como un signo del valor de
desviación integrado \sigma_{d}(k). En consecuencia, la
señal DSM u(k) así generada es introducida en un objeto
controlado 49 que en respuesta suministra una señal de salida
y(k).
El algoritmo de modulación \Delta\Sigma
anterior se expresa por las ecuaciones siguientes (1)-(3):
donde el valor de la función de
signo sgn(\sigma_{d}(k)) toma 1
(sgn(\sigma_{d}(k))=1) cuando
\sigma_{d}(k) \geqq 0, y -1
(sgn(\sigma_{d}(k))=-1) cuando
\sigma_{d}(k) < 0
(sgn(\sigma_{d}(k)) se puede poner a cero
(sgn(\sigma_{d}(k))=0) cuando
\sigma_{d}(k)=0).
Con referencia a continuación a la figura 5, se
describirá el resultado de una simulación de control para un
sistema de control que aplica el algoritmo de modulación
\Delta\Sigma anterior. Como se representa en la figura 5,
cuando la señal de referencia sinusoidal r(k) es introducida
en el sistema de control, la señal DSM u(k) es generada como
una señal de onda cuadrada y es alimentada al objeto controlado 49
que, en respuesta, envía la señal de salida y(k) que tiene
una amplitud diferente y la misma frecuencia que la señal de
referencia r(k), y es generalmente de forma similar de onda
aunque incluye ruido. Como se ha descrito, el algoritmo de
modulación \Delta\Sigma se caracteriza porque la señal DSM
u(k) puede ser generada cuando el objeto controlado 49
recibe la señal DSM u(k) generada a partir de la señal de
referencia r(k) de tal manera que el objeto controlado 49
genere la señal de salida y(k) que tiene una amplitud
diferente y la misma frecuencia que la señal de referencia
r(k) y es generalmente similar en forma de onda a la señal de
referencia r(k). En otros términos, el algoritmo de
modulación \Delta\Sigma se caracteriza porque la señal DSM
u(k) puede ser generada (calculada) de tal manera que la
señal de referencia r(k) sea reproducida en la salida real
y(k) del objeto controlado 49.
Con referencia a continuación a la figura 6, se
describirá la característica del controlador DSM 40 en esta
realización. El controlador DSM 40 aprovecha la característica del
algoritmo de modulación \Delta\Sigma descrito anteriormente
para generar la entrada de control \Phiop(k) para converger
la salida Vout del sensor de O2 al valor deseado Vop. Describiendo
los principios del cálculo, cuando la salida Vout del sensor de O2
fluctúa con respecto al valor deseado Vop, por ejemplo, como indica
una línea continua en la figura 6, la entrada de control
\Phiop(k) puede ser generada para producir una salida Vout'
que tiene una forma de onda de fase opuesta, como indica una línea
discontinua en la figura 6, del objeto controlado 49 con el fin de
converger la salida Vout del sensor de O2 al valor deseado Vop.
Suponiendo aquí que una desviación de datos de muestra
Vout(k) de la salida del sensor de O2 del valor deseado Vop
es una desviación de salida VO2(k)
(=Vout(k)-Vop), una desviación de salida
VO2'(k) que tiene una forma de onda de fase opuesta para cancelar
la desviación presenta un valor que satisface una relación
VO2'(k)=-VO2(k). Por lo tanto, la entrada de control
\Phiop(k) puede ser generada para derivar la desviación de
salida VO2' (k). El controlador DSM 40 genera la entrada de control
\Phiop(k) para derivar la salida Vout para generar la
desviación de salida VO2'(k) que tiene la forma de onda de fase
opuesta a la desviación de salida VO2(k) con el fin de
cancelarla. Con esta entrada de control \Phiop(k), la
salida Vout puede hacerse converger al valor deseado Vop.
El controlador DSM 40 se describirá con
referencia a continuación a un diagrama de bloques de la figura 7.
En esta realización, el controlador DSM 40 implementa medios de
cálculo de entrada de control, primeros medios de cálculo de
entrada de control, medios de cálculo de relación de
aire/carburante, y primeros medios de cálculo de relación de
aire/carburante. En la figura 7, los componentes idénticos a los de
la figura 4 se designan con los mismos números de referencia, y se
omite su descripción. En el controlador DSM 40, un sustractor 48
genera una señal de referencia r(k) como una desviación
(desviación de salida VO2'(k) de una salida y(k)
(=Vout(k)) del objeto controlado 49 del valor deseado
Vop.
Un amplificador 46 genera una señal amplificada
DSM u'(k) como el producto de una señal DSM u''(k) generada por un
cuantificador 45 y una ganancia F. A continuación, un sumador 47
genera la entrada de control \Phiop(k) como la suma de la
señal amplificada DSM u'(k) y uno. Entonces, cuando la entrada de
control \Phiop(k) (relación deseada de aire/carburante
KCMD) así generada es introducida en el objeto controlado 49, el
objeto controlado 49 envía la salida Vout(k) que converge al
valor deseado Vop. Como se describe más adelante, en esta
realización, la relación deseada de aire/carburante KCMD, que es la
entrada de control \Phiop(k), se introduce en el objeto
controlado 49 como una señal de activación en base a la cantidad
final de inyección de carburante TOUT que ha sido corregida según
la condición operativa del motor 3. El control objeto 49 corresponde
a un sistema desde un sistema de admisión del motor 3 incluyendo
los inyectores 6 hacia abajo del primer catalizador 8a en el
sistema de escape incluyendo el primer catalizador 8a.
El algoritmo del controlador DSM 40 anterior se
expresa por las ecuaciones siguientes (4)-(9):
El valor de la función de signo
sgn(\sigma_{d}(k)) toma 1
(sgn(\sigma_{d}(k))=1) cuando
\sigma_{d}(k) \geqq 0, y -1
(sgn(\sigma_{d}(k))=-1) cuando
\sigma_{d}(k)<0 (sgn(\sigma_{d}(k))
se puede poner a cero (sgn(\sigma_{d}(k))=0)
cuando \sigma_{d}(k)=0).
Con referencia a continuación a la figura 8, se
describirá el resultado de simulación de control para el controlador
DSM 40 descrito anteriormente. La figura 8 representa el resultado
de una simulación ejemplar en la que se introduce una perturbación
sinusoidal en el objeto controlado 49, donde una curva de línea
continua indica la forma de onda de la salida Vout cuando el
controlador DSM 40 realiza el control de modulación
\Delta\Sigma, y una curva en línea de punto y trazo indica la
forma de onda de la salida Vout cuando no se realiza el control de
modulación \Delta\Sigma. Con referencia a ambas formas de onda,
se puede ver que la salida Vout sin el control de modulación
\Delta\Sigma no converge al valor deseado Vop, sino que fluctúa
reflejando la perturbación, mientras que la salida Vout con el
control de modulación \Delta\Sigma converge al valor deseado
Vop. De esta manera, se puede confirmar que la salida Vout puede
hacerse converger al valor deseado Vop según el control de
modulación \Delta\Sigma realizado por el controlador DSM 40.
A continuación, se describirá el control de modo
deslizante adaptativo (control de modo deslizante de identificación
a bordo) ejecutado por la UEC 2. El control de modo deslizante
adaptativo emplea un controlador de modo deslizante 52, descrito
más adelante, para calcular la relación deseada de aire/carburante
KCMD como una entrada de control según una salida KACT del sensor
LAF 14, la salida Vout del sensor de O2, y el valor deseado Vop. Un
programa para ejecutar el control de modo deslizante adaptativo se
describirá más tarde.
En lo que sigue, el controlador PRISM 50 para
ejecutar el control de modo deslizante adaptativo se describirá con
referencia a un diagrama de bloques de la figura 9. Aunque no se
describe aquí, el algoritmo del controlador PRISM 50 está
configurado de forma similar al algoritmo de un controlador PRISM 21
en la figura 17, descrito más adelante. El controlador PRISM 50
incluye una unidad de establecimiento de valor de referencia 51, un
generador de cantidad de control 52, un limitador 53, sustractores
54, 55, un sumador 56, y análogos.
En el controlador PRISM 50, la unidad de
establecimiento de valor de referencia 51 genera un valor de
referencia FLAFBASE para una relación de aire/carburante para el
motor 3. El sustractor 54 calcula una desviación kact de la salida
KACT del sensor LAF 14 a partir del valor de referencia FLAFBASE. El
sustractor 55 calcula a su vez una desviación de salida VO2 de la
salida Vout del sensor de O2 del valor deseado Vop.
El generador de cantidad de control 52 genera
una cantidad de control Us1 para converger la salida Vout al valor
deseado Vop según la desviación de salida VO2 y la desviación kact.
El generador de cantidad de control 52 incluye un controlador de
modo deslizante 52a, un identificador a bordo 52b, y un predictor de
estado 52c. Aunque no se describen aquí, los algoritmos del
controlador de modo deslizante 52a, el identificador a bordo 52b, y
el predictor de estado 52c están configurados de manera similar a
los algoritmos de un controlador de modo deslizante 25, un
identificador a bordo 23, y un predictor de estado 22 en la figura
17, descrita más adelante.
Además, el limitador 55 limita la cantidad de
control Us1 para generar una cantidad de control kcmd. Entonces, el
sumador 56 añade el valor de referencia FLAFBASE a la cantidad de
control kcmd para generar la relación deseada de aire/carburante
KCMD.
En lo que sigue, el procesado para calcular una
cantidad de inyección de carburante ejecutado por la UEC 2 se
describirá con referencia a las figuras 10 y 11. Las figuras 10 y 11
ilustran una rutina principal de este procesado de control que es
ejecutado en sincronismo con una señal TDC introducida como una
interrupción. En este procesado, la UEC 2 usa la relación deseada
de aire/carburante KCMD calculada según el procesado de control de
modulación \Delta\Sigma, el procesado de control de modo
deslizante adaptativo, o el procesado de búsqueda en mapa para
calcular la cantidad de inyección de carburante TOUT para cada
cilindro, como se describirá más adelante.
En primer lugar en el paso 1 (abreviado
"S1" en la figura. Lo mismo se aplica a las figuras
siguientes), la UEC 2 lee salidas de dichos varios sensores
10-19.
A continuación, la rutina pasa al paso 2, donde
la UEC 2 calcula una cantidad básica de inyección de carburante
Tim. En este procesado, la UEC 2 calcula la cantidad básica de
inyección de carburante Tim buscando en un mapa, no representado,
según la velocidad rotacional del motor NE y la presión interior
absoluta del tubo de admisión PBA.
A continuación, la rutina pasa al paso 3, donde
la UEC 2 calcula un coeficiente de corrección total KTOTAL. Para
calcular el coeficiente de corrección total KTOTAL, la UEC 2 calcula
varios coeficientes de corrección buscando varias tablas y mapas
según varios parámetros de condición operativa (por ejemplo, la
temperatura del aire de admisión TA, la presión atmosférica PA, la
temperatura del agua del motor TW, la abertura del acelerador AP y
análogos), y multiplica estos coeficientes de corrección uno por
otro.
A continuación, la rutina pasa al paso 4, donde
se determina si se ha satisfecho o no una condición para usar la
relación deseada de aire/carburante KCMD calculada en procesado de
cálculo KCMD según el control de modo deslizante adaptativo,
descrito más adelante. En otros términos, se determina si el motor 3
está o no en un modo de operación en el que la relación de
aire/carburante deberá ser controlada en un modo deslizante
adaptativo. Se determina aquí que la condición (condición de
selección) se cumple para usar la relación deseada de
aire/carburante KCMD según el control de modo deslizante adaptativo
cuando se cumplen totalmente las condiciones siguientes
(f1)-(f6).
(f1) El sensor LAF 14 y el sensor de O2 15 están
activados;
(f2) El motor 3 no está en una operación de
combustión pobre;
(f3) La válvula estranguladora 5 no está
completamente abierta;
(f4) El tiempo de encendido no es controlado a
retardo;
(f5) El motor 3 no está en una operación de
corte de carburante; y
(f6) La velocidad rotacional del motor NE y la
presión interior absoluta del tubo de admisión PBA están dentro de
sus respectivos rangos predeterminados de control de modo deslizante
adaptativo.
Si el resultado de la determinación en el paso 4
es SÍ, es decir, cuando se cumple la condición para usar la
relación deseada de aire/carburante KCMD según el control de modo
deslizante adaptativo, la rutina pasa al paso 5 en el supuesto de
que el motor 3 esté en un modo de operación en el que la relación de
aire/carburante deberá ser controlada según el control de modo
deslizante adaptativo, donde la UEC 2 lee la relación deseada de
aire/carburante KCMD calculada en el procesado de cálculo KCMD según
el control de modo deslizante adaptativo.
La figura 12 ilustra el procesado de cálculo
KCMD según el control de modo deslizante adaptativo. En el paso 20,
la UEC 2 calcula la relación deseada de aire/carburante KCMD. Aun
omitiendo detalles específicos en el paso 20, la UEC 2 ejecuta un
procesado similar a los pasos 120-139 (a excepción
del paso 137) en las figuras 26, 27, descritas más adelante.
Volviendo a la figura 10, si el resultado de la
determinación en el paso 4 es NO, es decir, cuando no se cumple la
condición para usar la relación deseada de aire/carburante KCMD
según el control de modo deslizante adaptativo, la rutina pasa al
paso 6, donde se determina si se cumple o no una condición para usar
la relación deseada de aire/carburante KCMD calculada en el
procesado de cálculo CKMD según un control de modulación
\Delta\Sigma, descrito más adelante. Indicado de otra forma, se
determina si el motor 3 está o no en un modo de operación en el que
la relación de aire/carburante deberá ser controlada según el
control de modulación \Delta\Sigma. Se determina aquí que la
condición (condición de selección) se cumple para usar la relación
deseada de aire/carburante KCMD según el control de modulación
\Delta\Sigma cuando se cumplen totalmente las condiciones
siguientes (f7)-(f12):
(f7) El motor 3 no está en una operación de
combustión pobre;
(f8) El sensor LAF 14 y el sensor de O2 15 están
activados;
(f9) La válvula estranguladora 5 no está
completamente abierta;
(f10) El motor 3 no está en una operación de
corte de carburante;
(f11) El tiempo de encendido no es controlado a
retardo; y
(f12) La velocidad rotacional del motor NE y la
presión interior absoluta del tubo de admisión PBA están dentro de
sus respectivos rangos predeterminados de control de modulación
\Delta\Sigma (por ejemplo, dentro de un modo de operación de
carga sumamente baja).
Si el resultado de la determinación en el paso 6
es SÍ, es decir, se cumple la condición para usar la relación
deseada de aire/carburante KCMD según el control de modulación
\Delta\Sigma, la rutina pasa al paso 7 en el supuesto de que el
motor esté en un modo de operación en el que la relación de
aire/carburante deberá ser controlada según el control de
modulación \Delta\Sigma, donde la UEC 2 lee la relación deseada
de aire/carburante KCMD calculada en el procesado de cálculo KCMD
según el control de modulación \Delta\Sigma ilustrado en la
figura 13. Detalles específicos acerca del procesado de cálculo KCMD
según el control de modulación \Delta\Sigma se describirán más
tarde.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 6 es NO, es decir, cuando no se cumple la
condición para usar la relación deseada de aire/carburante KCMD
según el control de modulación \Delta\Sigma, el flujo pasa al
paso 8, donde la UEC 2 calcula la relación deseada de
aire/carburante KCMD buscando en un mapa, no representado, según la
velocidad rotacional del motor NE y la presión interior absoluta del
tubo de admisión PBA.
En el paso 9 posterior al paso anterior 5, 7 o
8, la UEC 2 calcula un coeficiente de corrección de realimentación
del observador #nKLAF para cada cilindro. El coeficiente de
corrección de realimentación del observador #nKLAF se proporciona
con el fin de corregir variaciones de la relación real de
aire/carburante para cada cilindro. Específicamente, la UEC 2
calcula el coeficiente de corrección de realimentación del
observador #nKLAF en base a un control PID según una relación real
de aire/carburante estimada por un observador para cada cilindro a
partir de la salida KACT del sensor LAF 14. El símbolo #n en el
coeficiente de corrección de realimentación del observador #nKLAF
representa el cilindro número #1-#4. Lo mismo se aplica también a
una cantidad requerida de inyección de carburante #nTCYL y una
cantidad final de inyección de carburante #nTOUT, descritas más
adelante.
A continuación, la rutina pasa al paso 10, donde
la UEC 2 calcula un coeficiente de corrección de realimentación
KFB. Específicamente, la UEC 2 calcula el coeficiente de
realimentación KFB de la siguiente manera. La UEC 2 calcula un
coeficiente de realimentación KLAF en base a un control PID según
una desviación de la salida KACT del sensor LAF 14 de la relación
deseada de aire/carburante KCMD. Además, la UEC 2 calcula un
coeficiente de corrección de realimentación KSTR calculando el
coeficiente de corrección de realimentación KSTR por un controlador
adaptativo del tipo de regulador autosintonizable, no representado,
y dividiendo el coeficiente de corrección de realimentación KSTR
por la relación deseada de aire/carburante KCMD. Entonces, la UEC 2
pone uno de estos coeficientes de realimentación KLAF y de
corrección de realimentación KSTR como el coeficiente de corrección
de realimentación KFB según una condición operativa del motor 3.
A continuación, la rutina pasa al paso 11, donde
la UEC 2 calcula una relación deseada corregida de aire/carburante
KCMDM. Esta relación deseada corregida de aire/carburante KCMDM se
proporciona para compensar un cambio en la eficiencia de llenado
debido a un cambio en la relación de aire/carburante NF. La UEC 2
calcula la relación deseada corregida de aire/carburante KCMDM
buscando en una tabla, no representada, según la relación deseada de
aire/carburante KCMD calculada en el paso 5, 7 o 8.
A continuación, la rutina pasa al paso 12, donde
la UEC 2 calcula la cantidad necesaria de inyección de carburante
#nTCYL para cada cilindro según la ecuación siguiente (10) usando la
cantidad básica de inyección de carburante Tim, el coeficiente de
corrección total KTOTAL, el coeficiente de corrección de
realimentación del observador #nKLAF, el coeficiente de corrección
de realimentación KFB, y la relación deseada corregida de
aire/carburante KCMDM, que han sido calculados como se ha descrito
anteriormente.
... (10)#nTCYL
=
Tim\cdotKTOTAL\cdotKCMDM\cdotKFB\cdot#nKLAF
A continuación, la rutina pasa al paso 13, donde
la UEC 2 corrige la cantidad necesaria de inyección de carburante
#nTCYL por adhesión para calcular la cantidad final de inyección de
carburante #nTOUT. Específicamente, la UEC 2 calcula esta cantidad
final de inyección de carburante #nTOUT calculando la proporción de
carburante inyectado del inyector 6 que se adhiere a la pared
interior de la cámara de combustión en el ciclo de combustión
corriente según una condición operativa del motor 3, y corrigiendo
la cantidad necesaria de inyección de carburante #nTCYL en base a la
proporción así calculada.
A continuación, la rutina pasa al paso 14, donde
la UEC 2 envía una señal de activación en base a la cantidad final
de inyección de carburante #nTOUT calculada de la forma anterior al
inyector 6 de un cilindro correspondiente, seguido de la terminación
de este procesado.
A continuación, el procesado de cálculo KCMD
según el control de modulación \Delta\Sigma, explicado
anteriormente, se describirá con referencia a las figuras 13 y 14.
Este procesado es ejecutado en un período predeterminado (por
ejemplo, cada 30-60 msegundos) usando un
temporizador de programa, no representado.
En primer lugar, en el paso 30, la UEC 2 lee
datos de muestra VOUT (=Vout(k), es decir, la salida del
objeto controlado) de la salida Vout o del sensor de O2. A
continuación, la rutina pasa al paso 31, donde la UEC 2 lee un
valor corriente SGNSIGMA[0](=u''(k)) de una señal DSM
almacenada en la RAM a un valor previo SGNSIGMA[1]
(=u''(k-1)).
El flujo pasa a continuación al paso 32, donde
la UEC 2 pone un valor corriente SIGMA[0]
(=\sigma_{d}(k)) de una desviación integrada almacenada
en la RAM a un valor previo
SIGMA[1](=\sigma_{d}(k-1)).
A continuación, el flujo pasa al paso 33, donde
la UEC 2 resta los datos de muestra VOUT leídos en el paso 30 de un
valor deseado VO2TARGET (=Vop), y pone el valor resultante como una
desviación de salida VO2R (=VO2' (k)=r(k)). Este procesado
corresponde a la ecuación anterior (4).
A continuación, el flujo pasa al paso 34, donde
la UEC 2 resta el valor previo SGNSIGMA[1] de la señal DSM
de la desviación de salida VO2R, y pone el valor resultante como una
desviación DELTA (=\sigma(k)). Este procesado corresponde a
dicha ecuación (5).
A continuación, el flujo pasa al paso 35, donde
la UEC 2 añade la desviación DELTA al valor previo SIGMA [1] de la
desviación integrada, y pone la suma resultante al valor corriente
SIGMA [0] de la desviación integrada. Este procesado corresponde a
dicha ecuación (6).
A continuación, el flujo pasa al paso 36, donde
se determina si el valor corriente SIGMA[0] de la desviación
integrada calculado en el paso 35 es igual o mayor que "0". Si
el resultado de la determinación en el paso 36 es SÍ, la UEC 2 pone
el valor corriente SGNSIGMA[0] de la señal DSM a "1"
(paso 37). Por otra parte, si el resultado de la determinación en
el paso 36 es NO, la UEC 2 pone el valor corriente
SGNSIGMA[0] de la señal DSM a "-1" (paso 38). El
procesado anterior en los pasos 36-38 corresponde a
dicha ecuación (7).
En el paso 39 posterior al paso 37 o 38, la UEC
2 calcula una ganancia FDSM (=F_{d}) buscando en una tabla
representada en la figura 14 según la cantidad básica de inyección
de carburante Tim calculada en el paso 2. En la tabla representada
en la figura 14, la ganancia FDSM se pone a un valor mayor cuando la
cantidad básica de inyección de carburante Tim es menor, es decir,
cuando el motor 3 opera a una carga más ligera. Esta posición se
realiza con el fin de compensar la sensibilidad de la salida Vout
del sensor de O2 que es más baja cuando el motor 3 opera a carga
más ligera para reducir el volumen de los gases de escape. La tabla
para uso en el cálculo de la ganancia FDSM no se limita a la tabla
anterior en la que la ganancia FDSM se pone según la cantidad
básica de inyección de carburante Tim, sino que en su lugar se puede
emplear cualquier tabla a condición de que la ganancia FDSM haya
sido establecida previamente según un parámetro indicativo de la
carga operativa en el motor 3 (por ejemplo, el volumen de los gases
de escape AB_SV). Cuando se dispone un comprobador de deterioro
para los catalizadores 8a, 8b, la ganancia FDSM puede ser corregida
a un valor menor cuando los catalizadores 8a, 8b están deteriorados
en mayor grado, determinado por el comprobador de deterioro.
\newpage
A continuación, el flujo pasa al paso 40, donde
la UEC 2 multiplica el valor corriente SGNSIGMA[0] de la
señal DSM por la ganancia FDSM, y pone el producto resultante como
un valor intermedio amplificado DKCMDA (=u'(k)) de la relación
deseada de aire/carburante KCMD. El procesado en los pasos 39, 40
corresponde a dicha ecuación (8).
A continuación, el flujo pasa al paso 41, donde
la UEC 2 añade uno al valor intermedio amplificado DKCMDA, y pone
la suma resultante a la relación deseada de aire/carburante KCMD
(=\Phiop(k)), seguido de la terminación del procesado para
calcular la cantidad de inyección de carburante. El procesado en el
paso 41 corresponde a dicha ecuación (9).
Como se ha descrito anteriormente, según el
aparato de control 1 de esta realización, el procesado para calcular
la relación deseada de aire/carburante KCMD se conmuta al control
de modo deslizante adaptativo, el control de modulación
\Delta\Sigma, o la búsqueda en mapa según la condición operativa
del motor 3. Por lo tanto, con la relación deseada de
aire/carburante KCMD calculada según una de las estrategias
anteriores, es posible asegurar una característica
post-catalizador más satisfactoria de los gases de
escape para varios modos operativos del motor 3 determinando
previamente, mediante experimentos o análogos, la relación deseada
de aire/carburante KCMD que permite que la salida Vout converja muy
satisfactoriamente al valor deseado Vop.
Cuando se cumple la condición para usar la
relación deseada de aire/carburante KCMD según el control de
modulación \Delta\Sigma, por ejemplo, en un modo de operación
de carga sumamente baja tal como un modo de operación de marcha en
vacío, la UEC 2 calcula la relación aire-carburante
deseada KCMD según el control de modulación \Delta\Sigma para
conformación a la desviación de salida VO2'(k) de la salida Vout del
sensor de O2 del valor deseado Vop. Por lo tanto, es posible
calcular la relación deseada de aire/carburante KCMD para una
mezcla de aire/carburante con el fin de generar la salida Vout de la
que se deriva una desviación que tiene la forma de onda de fase
opuesta a la desviación de salida VO2(k) para cancelar la
desviación de salida VO2(k). Entonces, calculando la
cantidad final de inyección de carburante TOUT en base a la relación
deseada de aire/carburante KCMD así calculada, la cantidad final de
inyección de carburante TOUT puede ser calculada de modo que la
salida resultante Vout converja al valor deseado Vop. En
consecuencia, cuando la mezcla de aire/carburante que tiene la
relación deseada de aire/carburante KCMD es suministrada al motor 3,
la relación de aire/carburante de gases de escape que presenta un
retardo de respuesta o un tiempo muerto, es decir, la salida Vout
del sensor de O2 puede hacerse converger exacta y rápidamente al
valor deseado Vop sin variaciones. Por la misma razón, la salida
Vout del sensor de O2 puede hacerse converger exacta y rápidamente
al valor deseado Vop sin variaciones incluso en un modo de
operación de carga sumamente baja en el que un volumen reducido de
gases de escape hace que la salida Vout del sensor de O2 aumente el
retardo de respuesta o el tiempo muerto. Como se aprecia por lo
anterior, la salida Vout del sensor de O2 puede hacerse converger
exacta y rápidamente al valor deseado Vop, de modo que el primer
catalizador 8a pueda purificar muy eficientemente gases de escape,
como se ha descrito anteriormente, para proporcionar gases de escape
post-catalizador sumamente
satisfactorios.
satisfactorios.
Además, en el control de modulación
\Delta\Sigma, la UEC 2 calcula la relación deseada de
aire/carburante KCMD en base al producto del valor corriente
SGNSIGMA[0] de la señal DSM y la ganancia FDSM, y pone la
ganancia FDSM según la cantidad necesaria de inyección de
carburante TCYL, de modo que aunque un cambio en la condición
operativa del motor 3 dé lugar a un cambio en la sensibilidad de la
relación de aire/carburante de gases de escape, la relación de
aire/carburante apropiada deseada KCMD pueda ser calculada para la
mezcla de aire/carburante usando la ganancia FDSM establecida según
la cantidad de inyección de aire/carburante requerida TCYL para
realizar simultáneamente una rápida convergencia al valor deseado
Vop y alta sensibilidad.
Se deberá entender que aunque la primera
realización ha ilustrado una configuración ejemplar en la que el
aparato de control según la presente invención controla la relación
de aire/carburante para el motor de combustión interna 3, la
presente invención no se limita a esta configuración concreta, sino
que se puede aplicar ampliamente a aparatos de control para
controlar otros objetos controlados arbitrarios. Además, el
controlador DSM 40 se puede implementar con un circuito eléctrico en
lugar del programa mostrado en la realización.
Además, aunque el aparato de control según la
primera realización se basa en el algoritmo de modulación
\Delta\Sigma para calcular (generar) la relación deseada de
aire/carburante KCMD, el algoritmo de modulación \Delta\Sigma
puede ser sustituido por el algoritmo de modulación \Sigma\Delta
para calcular la relación deseada de aire/carburante KCMD. En lo
siguiente, la característica del algoritmo de modulación
\Sigma\Delta se describirá con referencia a un diagrama de
bloques de la figura 15.
Como se ilustra en la figura 15, en un sistema
de control que aplica el algoritmo de modulación \Sigma\Delta,
un integrador 60 genera un valor integrado de señal de referencia
\sigma_{d}r(k) como la suma de la señal de referencia
r(k) y un valor integrado de señal de referencia
\sigma_{d}r(k-1) retardado por un
elemento de retardo 61. Por otra parte, un integrador 63 genera un
valor integrado de señal SDM \sigma_{d}u(k) como la suma
de un valor integrado de señal SDM
\sigma_{d}u(k-1) retardado por un
elemento de retardo 64, y una señal SDM
u(k-1) retardada por un elemento de retardo
65. Entonces, un sustractor 62 genera una desviación \delta'(k)
del valor integrado de señal SDM
\sigma_{d}u(k-1) a partir del valor
integrado de señal de referencia \sigma_{d}r(k).
A continuación, un cuantificador 66 (función de
signo) genera una señal SDM u(k) como el signo de la
desviación \delta'(k). Entonces, la señal SDM u(k)
generada de la forma anterior es introducida en el objeto controlado
49 que en respuesta suministra la señal de salida y(k).
El algoritmo de modulación \Sigma\Delta
anterior se expresa por las ecuaciones siguientes (11)-(14):
La función de signo sgn(\delta'(k))
toma el valor de 1 (sgn(\delta'(k))=1) cuando \delta'(k)
\geqq 0, y -1 (sgn(\delta'(k))=-1) cuando \delta'(k)
< 0 (alternativamente, sgn(\delta'(k)) se puede poner a
0 (sgn(\delta'(k)=0) cuando \delta'(k)=0.
Aunque no se representa, como dicho algoritmo de
modulación \Delta\Sigma, el algoritmo de modulación
\Sigma\Delta anterior se caracteriza porque la señal SDM
u(k) puede ser generada como una entrada de control al objeto
controlado 49 de tal manera que el objeto controlado 49 genere la
salida y(k) que tiene una amplitud diferente y la misma
frecuencia que la señal de referencia r(k) y es generalmente
similar en forma de onda a la señal de referencia r(k). Por
lo tanto, un controlador que utiliza la característica del algoritmo
de modulación \Sigma\Delta anterior puede calcular la relación
deseada de aire/carburante KCMD proporcionando ventajas similares
al aparato de control según la primera realización que se basa en el
algoritmo de modulación \Delta\Sigma.
Además, alternativamente, la relación deseada de
aire/carburante KCMD puede ser calculada según un algoritmo de
modulación \Delta en lugar del algoritmo de modulación
\Delta\Sigma en la primera realización. En lo siguiente, la
característica del algoritmo de modulación \Delta se describirá
con referencia a un diagrama de bloques de la figura 16.
Como se ilustra en la figura 16, en el algoritmo
de modulación \Delta, un integrador 70 genera un valor integrado
de señal DM \sigma_{d}u(k) como la suma de un valor
integrado de señal DM \sigma_{d}u(k-1)
retardado por un elemento de retardo 71 y una señal DM
u(k-1) retardada por un elemento de retardo
74. Entonces, un sustractor 72 genera una señal de desviación
\delta''(k) del valor integrado de señal DM
\sigma_{d}u(k) a partir de la señal de referencia
r(k).
A continuación, un cuantificador 73 (función de
signo) genera una señal DM u(k) como un signo de la señal de
desviación \delta''(k). Entonces, la señal SDM u(k) así
generada es introducida en el objeto controlado 49 que en respuesta
suministra la señal de salida y(k).
El algoritmo de modulación \Delta anterior se
expresa por las ecuaciones siguientes (15)-(17):
La función de signo sgn(\delta''(k))
toma el valor de 1 (sgn(\delta''(k))=1) cuando
\sigma(k) \geqq 0, y -1 (sgn(\delta''(k))=-1)
cuando \delta''(k) < 0 (alternativamente,
sgn(\delta''(k)) se puede poner a 0
(sgn(\delta''(k)=0) cuando \delta''(k) = 0.
Aunque no se representa, como dicho algoritmo de
modulación \Delta\Sigma, el algoritmo de modulación \Delta
anterior se caracteriza porque la señal DM u(k) puede ser
generada como una entrada de control al objeto controlado 49 de tal
manera que el objeto controlado 49 genere la señal de salida
y(k) que tiene una amplitud diferente y la misma frecuencia
que la señal de referencia r(k) y es generalmente similar en
forma de onda a la señal de referencia r(k). Por lo tanto,
un controlador que utiliza la característica del algoritmo de
modulación \Delta anterior puede calcular la relación deseada de
aire/carburante KCMD para proporcionar ventajas similares al
aparato de control según la primera realización que se basa en el
algoritmo de modulación \Delta\Sigma.
A continuación se describirá un aparato de
control según una segunda realización de la presente invención.
Como el aparato de control 1 según la primera realización, el
aparato de control 201 también está configurado para controlar una
relación de aire/carburante para un motor de combustión interna
generalmente de manera similar a la ilustrada en la figura 1.
Específicamente, el aparato de control 201
también incluye una UEC basada en microordenador 2. La UEC 2
determina una condición operativa de un motor 3 según las salidas
de los varios sensores 10-19 mencionados
anteriormente, calcula una relación deseada de aire/carburante
KCMD, y controla una relación de aire/carburante de una mezcla de
aire/carburante ejecutando procesado de control adaptativo de
relación de aire/carburante o procesado de búsqueda en mapa,
descritos más adelante, según un programa de control previamente
almacenado en la ROM y datos almacenados en la RAM. Además, la UEC
2 calcula la cantidad final de inyección de carburante TOUT. En la
segunda realización, la UEC 2 implementa medios de cálculo de
desviación, medios de cálculo de entrada de control, medios
detectores de parámetro de ganancia, medios de establecimiento de
ganancia, medios de cálculo de valor previsto, medios de
identificación, medios detectores de parámetro dinámico, medios de
establecimiento de parámetro de modelo, primeros medios de cálculo
de entrada de control, segundos medios de cálculo de entrada de
control, medios detectores de estado de objeto controlado, medios de
selección de entrada de control, medios de cálculo de desviación de
salida, medios de control de relación de aire/carburante, medios de
cálculo de relación de aire/carburante, medios detectores de
parámetro de condición operativa, primeros medios de control de
relación de aire/carburante, segundos medios de control de relación
de aire/carburante, medios de selección, medios de discriminación
de modo de operación, primeros medios de cálculo de relación de
aire/carburante, y segundos medios de cálculo de relación de
aire/carburante.
Como se ilustra en la figura 17, el controlador
201 incluye un controlador ADSM 20 y un controlador PRISM 21 para
calcular la relación deseada de aire/carburante KCMD.
Específicamente, ambos controladores 20, 21 son implementados por la
UEC 2.
A continuación se describirá el controlador ADSM
20. El controlador ADSM 20 calcula la relación deseada de
aire/carburante KCMD para converger la salida Vout del sensor de O2
15 al valor deseado Vop según un algoritmo de control de control de
modulación \Delta\Sigma de predicción adaptativa (a continuación
abreviado como "ADSM"), descrito más adelante. El controlador
ADSM 20 incluye un predictor de estado 22, un identificador a bordo
23, y un controlador DSM 24. Un programa específico para ejecutar el
procesado ADSM se describirá más adelante.
En primer lugar se describirá el predictor de
estado 22 (que implementa medios de cálculo de valor previsto). El
predictor de estado 22 predice (calcula) un valor previsto PREVO2 de
una desviación de salida VO2 según un algoritmo de predicción,
descrito más adelante. Se supone en esta realización que una entrada
de control a un objeto controlado es la relación deseada de
aire/carburante KCMD de una mezcla de aire/carburante; la salida
del objeto controlado es la salida Vout del sensor de O2 15; y el
objeto controlado es un sistema de un sistema de admisión del motor
3 incluyendo los inyectores 6 al sensor de O2 15 hacia abajo del
primer catalizador 8a en un sistema de escape incluyendo el primer
catalizador 8a. Entonces, este objeto controlado es modelado, como
expresa la ecuación siguiente (18), como un modelo ARX (modelo
autorregresivo con entrada exógena) que es un modelo de sistema de
tiempo discreto.
VO2(k) =
a1\cdotVO2(k-1) +
a2\cdotVO2(K-2) +
b1\cdotDKCMD(k-dt)
donde VO2 representa una desviación
de salida que es una desviación (Vout-Vop) entre la
salida Vout del sensor de O2 15 y dicho valor deseado Vop; DKCMD
representa una desviación de relación de aire/carburante que es una
desviación (KCMD-FLAFBASE) entre una relación
deseada de aire/carburante KCMD (=\Phiop) y un valor de
referencia FLAFBASE; y un carácter k representa el orden de cada
dato en un ciclo de muestreo. El valor de referencia FLAFBASE se
pone a un valor fijo predeterminado. Los parámetros de modelo a1,
a2, b1 son identificados secuencialmente por el identificador a
bordo 23 de la manera descrita más
adelante.
dt en la ecuación (18) representa un período de
tiempo de predicción desde el tiempo en el que una mezcla de
aire/carburante puesta a la relación deseada de aire/carburante KCMD
es suministrada al sistema de admisión por los inyectores 6 al
tiempo en que la relación deseada de aire/carburante KCMD es
reflejada a la salida Vout del sensor de O2 15, y se define por la
ecuación siguiente (19):
... (19)dt = d
+ d' +
dd
donde d representa un tiempo muerto
en el sistema de escape del sensor LAF 14 al sensor de O2 15; d', un
tiempo muerto en un sistema de manipulación de relación de
aire/carburante de los inyectores 6 al sensor LAF 14; y dd
representa un tiempo de retardo de fase entre el sistema de escape y
el sistema de manipulación de relación de aire/carburante,
respectivamente (se deberá indicar que en un programa de control
para el procesado de control adaptativo de relación de
aire/carburante, descrito más adelante, el tiempo de retardo de fase
dd se pone a cero (dd=0) para calcular la relación deseada de
aire/carburante KCMD mientras se conmuta entre el procesado ADSM y
el procesado
PRISM).
El modelo de objeto controlado se compone de
datos de series temporales de la desviación de salida VO2 y la
desviación de relación de aire/carburante DKCMD como se ha descrito
anteriormente por la razón expuesta más adelante. Se conoce en
general en un modelo de objeto controlado que la característica
dinámica del modelo de objeto controlado puede ser encajada más
estrechamente en la característica dinámica real del objeto
controlado cuando una desviación de entrada/salida entre el objeto
controlado y un valor predeterminado se define como una variable
representativa de la entrada/salida que cuando un valor absoluto de
la entrada/salida se define como una variable, porque puede
identificar o definir más exactamente parámetros de modelo. Por lo
tanto, como se realiza en el aparato de control 1 de esta
realización, cuando el modelo de objeto controlado se compone de
los datos de series temporales de la desviación de salida VO2 y la
desviación de relación de aire/carburante DKCMD, la característica
dinámica del modelo de objeto controlado puede ser encajada más
estrechamente en la característica dinámica real del objeto
controlado, en comparación con el caso donde valores absolutos de
la salida Vout del sensor de O2 15 y la relación deseada de
aire/carburante KCMD se eligen como variables, haciendo por ello
posible calcular el valor previsto PREVO2 con mayor exactitud.
El valor previsto PREVO2 representa a su vez una
desviación de salida prevista VO2(k+dt) después del
transcurso del período de tiempo de predicción dt desde el tiempo
en que la mezcla de aire/carburante puesta a la relación deseada de
aire/carburante KCMD ha sido suministrada al sistema de admisión.
Cuando una ecuación para calcular el valor previsto PREVO2 se
deriva en base a dicha ecuación (18), se define la ecuación
siguiente (20):
...
(20)PREVO2(k) \fallingdotseq VO2(k+dt)
= a1\cdotVO2(k+dt-1) +
a2\cdotVO2(k+dt-2) +
b1\cdotDKCMD(k)
En esta ecuación (20) hay que calcular
VO2(k+dt-1),
VO2(k+dt-2) correspondientes a valores
futuros de la desviación de salida VO2(k), de modo que es
difícil la programación real de la ecuación (20). Por lo tanto, las
matrices A, B se definen usando los parámetros de modelo a1, a2,
b1, como ecuaciones (21), (22) representadas en la figura 18, y una
formula de recurrencia de la ecuación (20) se usa repetidas veces
para transformar la ecuación (20) con el fin de derivar la ecuación
(23) representada en la figura 18. Cuando la ecuación (23) se usa
como un algoritmo de predicción, es decir, una ecuación para
calcular el valor previsto PREVO2, el valor previsto PREVO2 se
calcula a partir de la desviación de salida VO2 y la desviación de
relación de aire/carburante DKCMD.
A continuación, cuando una desviación de salida
LAF DKACT se define como una desviación
(KACT-FLAFBASE) entre la salida KACT (= \Phiin)
del sensor LAF 14 y el valor de referencia FLAFBASE, se cumple una
relación expresada por DKACT(k)=DKCMD
(k-d'). La ecuación (24) representada en la figura
18 se deriva aplicando esta relación a la ecuación (23) en la figura
18.
La relación deseada de aire/carburante KCMD
puede ser calculada compensando apropiadamente al mismo tiempo un
retardo de respuesta y un tiempo muerto entre la entrada/salida del
objeto controlado calculando la relación deseada de aire/carburante
KCMD usando el valor previsto PREVO2 calculado por la ecuación
anterior (23) o (24), como se describirá más adelante. En
particular, cuando se usa la ecuación (24) como el algoritmo de
predicción, el valor previsto PREVO2 se calcula a partir de la
desviación de salida LAF VO2, la desviación de salida DKACT y la
desviación de relación de aire/carburante DKCMD, de modo que el
valor previsto PREVO2 pueda ser calculado como un valor que refleja
la relación de aire/carburante de los gases de escape realmente
suministrada al primer catalizador 8a, mejorando por ello la
exactitud del cálculo, es decir, la exactitud de la predicción más
que cuando se usa la ecuación (23). Además, si d' puede ser
considerada menor que 1 (d' \leqq 1) cuando se usa la ecuación
(24), el valor previsto PREVO2 puede ser calculado solamente a
partir de la desviación de salida VO2 y la desviación de salida LAF
DKACT sin usar la desviación de la relación de aire/carburante
DKCMD. En esta realización, dado que el motor 3 está provisto del
sensor LAF 14, se emplea la ecuación (24) como el algoritmo de
predicción.
El modelo de objeto controlado expresado por la
ecuación (18) puede ser definido como un modelo que emplea la
desviación de salida VO2 y la desviación de salida LAF DKACT como
variables aplicando una relación expresada por DKACT
(k)=DKCMD(k-d') a la ecuación (18).
A continuación, se describirá el identificador a
bordo 23 (que implementa medios identificadores). El identificador
a bordo 23 identifica (calcula) los parámetros de modelo a1, a2, b1
en dicha ecuación (18) según un algoritmo de identificación
secuencial descrito más adelante. Específicamente, las ecuaciones
(25), (26) representadas en la figura 19 calculan un vector
\theta(k) para parámetros de modelo. En la ecuación (25) de
la figura 19, KP(k) es un vector para un coeficiente de
ganancia, e ide_f(k) es un valor de filtro de error de
identificación. En la ecuación (26),
\theta(k)^{T} representa una matriz transpuesta de
\theta(k), y a1'(k), a2'(k) y b1'(k) representan
parámetros de modelo antes de que se limite su rango en el procesado
de límite, descrito más adelante. En la descripción siguiente, el
término "vector" se omite, si es posible.
Un valor de filtro de error de identificación
ide_f(k) en la ecuación (25) se deriva aplicando procesado de
filtración media móvil expresado por la ecuación (27) en la figura
19 a un error de identificación ide(k) calculado por las
ecuaciones (28)-(30) representadas en la figura 19. N en la ecuación
(27) de la figura 19 representa el orden de filtración (un entero
igual o mayor que uno) en el procesado de filtración media móvil, y
VO2HAT(k) en la ecuación (29) representa un valor
identificado de la desviación de salida VO2.
El valor de filtro de error de identificación
ide_f(k) se usa por la razón expuesta a continuación.
Específicamente, el objeto controlado en esta realización tiene la
relación deseada de aire/carburante KCMD como una entrada de
control, y la salida Vout del sensor de O2 15 como la salida del
objeto controlado. El objeto controlado también tiene una
característica de frecuencia de paso bajo. En tal objeto controlado
que tiene la característica de paso bajo, los parámetros de modelo
son identificados mientras que la característica de alta frecuencia
del objeto controlado se recalca debido a una característica de
ponderación de frecuencia del algoritmo de identificación del
identificador a bordo 23, más específicamente, un algoritmo de
mínimos cuadrados ponderado, descrito más adelante, de modo que el
modelo de objeto controlado tienda a tener una característica de
ganancia más baja que la característica de ganancia real del objeto
controlado. Como resultado, cuando el aparato de control 1 ejecuta
el procesado ADSM o el procesado PRISM, el sistema de control puede
diverger y por lo tanto ser inestable debido a una ganancia
excesiva posiblemente resultante del procesado.
Por lo tanto, en esta realización, el aparato de
control 201 corrige apropiadamente en el algoritmo de mínimos
cuadrados ponderado la característica de ponderación de frecuencia,
y usa el valor de filtro de error de identificación ide_f(k)
aplicado con el procesado de filtración media móvil para el error de
identificación ide(k), además de poner el orden de filtro n
del procesado de filtración media móvil según el volumen de los
gases de escape AB_SV con el fin de adaptar la característica de
ganancia del modelo de objeto controlado con la característica de
ganancia real del objeto controlado, como se describirá más
adelante.
Además, el vector KP(k) para el
coeficiente de ganancia en la ecuación (25) de la figura 19 lo
calcula la ecuación (31) de la figura 19. P(k) en la
ecuación 31 es una matriz cuadrada de tercer orden como la definida
por la ecuación (32) de la figura 19.
En el algoritmo de identificación descrito
anteriormente, se selecciona uno de los cuatro algoritmos de
identificación siguientes estableciendo los parámetros de
ponderación \lambda1, \lambda2 en la ecuación (32):
\lambda1=1, \lambda2=0: Algoritmo de
ganancia fija;
\lambda1=1, \lambda2=1: Algoritmo de mínimos
cuadrados
\lambda1=1, \lambda2=\lambda: Algoritmo de
ganancia gradualmente reducida; y
\lambda1=\lambda, \lambda2=1: Algoritmo de
mínimos cuadrados ponderado.
donde \lambda es un valor predeterminado
establecido en un rango de 0 < \lambda < 1.
Esta realización emplea el algoritmo de mínimos
cuadrados ponderado de entre los cuatro algoritmos de
identificación. Esto es debido a que el algoritmo de mínimos
cuadrados ponderado puede establecer apropiadamente una exactitud
de identificación, y una tasa a la que un parámetro de modelo
converge a un valor óptimo, estableciendo el parámetro de
ponderación \lambda1 según una condición operativa del motor 3,
más específicamente, el volumen de los gases de escape AB_SV. Por
ejemplo, cuando el motor 3 opera a carga ligera, las fluctuaciones
de parámetros de modelo pueden ser suprimidas incluso cuando un
mayor tiempo muerto y retardo de respuesta en una operación a carga
baja da lugar a una menor controlabilidad (mayores fluctuaciones de
entrada/salida), de modo que se pueda asegurar una alta exactitud
de identificación estableciendo el parámetro de ponderación
\lambda1 a un valor próximo a uno según esta condición operativa,
es decir, estableciendo el algoritmo cerca del algoritmo de mínimos
cuadrados. Por otra parte, cuando el motor 3 opera con gran carga,
el parámetro de modelo puede hacerse converger rápidamente a un
valor óptimo estableciendo consiguientemente el parámetro de
ponderación \lambda1 a un valor menor que durante la operación a
carga baja. Estableciendo el parámetro de ponderación \lambda1
según el volumen de los gases de escape AB_SV de la forma anterior,
es posible establecer apropiadamente la exactitud de
identificación, y la tasa a la que el parámetro de modelo converge a
un valor óptimo, mejorando por ello la característica
post-catalizador de los gases
de escape.
de escape.
Cuando se aplica dicha relación
DKACT(k)=DKCMD(k-d') en el algoritmo
de identificación expresado por las ecuaciones (25)-(32), se deriva
un algoritmo de identificación expresado por las ecuaciones
(33)-(40) representadas en la figura 20. En la segunda realización,
dado que el motor 3 está provisto del sensor LAF 14, se emplean
estas ecuaciones (33)-(40). Cuando se emplean estas ecuaciones
(33)-(40), el parámetro de modelo puede ser identificado como un
valor que más refleja la relación de aire/carburante de los gases de
escape realmente alimentados al primer catalizador 8a en mayor
grado, por la razón expuesta anteriormente, y consiguientemente, el
parámetro de modelo puede ser identificado con una mayor exactitud
que al usar el algoritmo de identificación expresado por las
ecuaciones (25)-(32).
Además, el identificador a bordo 23 aplica el
procesado de límite, descrito más adelante, a los parámetros de
modelo a1'(k), a2'(k), b1'(k) calculados por el algoritmo de
identificación anterior para calcular los parámetros de modelo
a1(k), a2(k), b1(k). Además, dicho predictor de
estado 22 calcula el valor previsto PREVO2 en base a los parámetros
de modelo a1(k), a2(k), b1(k) después de haber
sido limitados en el rango en el procesado de límite.
A continuación, se describirá el controlador DSM
24 (que implementa medios de cálculo de entrada de control,
primeros medios de cálculo de entrada de control, medios de cálculo
de relación de aire/carburante, y primeros medios de cálculo de
relación de aire/carburante). El controlador DSM 24 genera (calcula)
la entrada de control \Phiop(k) (= relación de
aire/carburante deseada KCMD) según un algoritmo de control aplicado
con el algoritmo de modulación \Delta\Sigma (expresado por
dichas ecuaciones (1)-(3)), en base al valor previsto PREVO2
calculado por el predictor de estado 22, e introduce la entrada de
control calculada \Phiop(k) en el objeto controlado para
controlar la salida Vout del sensor de O2 15, como la salida del
objeto controlado, de tal manera que converja al valor deseado Vop.
Dado que la característica del algoritmo de modulación
\Delta\Sigma ha sido descrita en la primera realización, aquí
se omite su descripción.
Los principios del controlador DSM 24 se
describirán con referencia a la figura 21. Cuando la desviación de
salida VO2 fluctúa con respecto al valor de cero, por ejemplo, como
indica una línea de punto y trazo en la figura 21 (es decir, la
salida Vout del sensor de O2 15 fluctúa con respecto al valor
deseado Vop), la entrada de control \Phiop(k) puede ser
generada para producir una desviación de salida VO2* que tiene una
forma de onda de fase opuesta para cancelar la desviación de salida
VO2, como indica una línea discontinua en la figura 21, con el fin
de converger la desviación de salida VO2 a cero (es decir, converger
la salida Vout al valor deseado Vop), como se ha descrito en la
primera realización.
Sin embargo, como se ha descrito anteriormente,
el objeto controlado en esta realización experimenta un retardo de
tiempo igual al período de tiempo de predicción dt desde el tiempo
en que la relación deseada de aire/carburante KCMD es introducida
en el objeto controlado como la entrada de control
\Phiop(k) al tiempo en que es reflejada a la salida Vout
del sensor de O2 15. Por lo tanto, se calcula una desviación de
salida VO2# derivada cuando la entrada de control
\Phiop(k) en base a los retardos de desviación de salida
corrientes VO2 de la desviación de salida VO2*, como indica una
línea continua en la figura 21, produciendo por ello un
desplazamiento en el tiempo de control. Para compensar el
desplazamiento del tiempo de control, el controlador DSM 24 en el
controlador ADSM 20 según esta realización emplea el valor previsto
PREVO2 de la desviación de salida VO2 para generar la entrada de
control \Phiop(k) como una señal que genera una desviación
de salida (una desviación de salida similar a la desviación de
salida VO2* en forma de onda de fase opuesta) que cancela la
desviación de salida corriente VO2 sin producir un desplazamiento
en el tiempo de control.
Específicamente, como se ilustra en la figura
22, un amplificador inversor 24a en el controlador DSM 24 genera la
señal de referencia r(k) multiplicando el valor de -1, una
ganancia G_{d} para la señal de referencia, y el valor previsto
PREVO2(k). A continuación, un sustractor 24b genera la señal
de desviación \delta(k) como una desviación entre la señal
de referencia r(k) y una señal DSM u''(k-1)
retardada por un elemento de retardo 24c.
A continuación, un integrador 24d genera el
valor de desviación integrado \sigma_{d}(k) como la suma
de la señal de desviación \delta(k) y un valor de
desviación integrado \sigma_{d}(k-1)
retardado por un elemento de retardo 24e. Entonces, un
cuantificador 24f (función de signo) genera una señal DSM u''(k)
como un signo del valor de desviación integrado
\sigma_{d}(k). Un amplificador 24g genera posteriormente
una señal amplificada DSM u(k) amplificando la señal DSM
u''(k) en una ganancia predeterminada F_{d}. Finalmente, un
sumador 24h añade la señal amplificada DSM u(k) a un valor de
referencia predeterminado FLAFBASE para generar la entrada de
control \Phiop(k).
El algoritmo de control del controlador DSM 24
descrito anteriormente se expresa con las ecuaciones siguientes
(41)-(46):
donde G_{d}, F_{d} representan
ganancias. El valor de la función de signo
sgn(\sigma_{d}(k)) toma 1
(sgn(\sigma_{d}(k))=1) cuando
\sigma_{d}(k) \geqq 0, y -1
(sgn(\sigma_{d}(k))=-1) cuando
\sigma_{d}(k)<0 (sgn(\sigma_{d}(k))
se puede poner a cero (sgn(\sigma_{d}(k))=0)
cuando
\sigma_{d}(k)=0).
El controlador DSM 24 calcula la entrada de
control \Phiop(k) según el algoritmo de control expresado
por las ecuaciones anteriores (41)-(46) como un valor que genera la
desviación de salida VO2* que cancela la desviación de salida VO2
sin producir un desplazamiento en el tiempo de control, como se ha
descrito anteriormente. En otros términos, el controlador DSM 24
calcula la entrada de control \Phiop(k) como un valor que
puede converger la salida Vout del sensor de O2 15 al valor deseado
Vop. Además, dado que el controlador DSM 24 calcula la entrada de
control \Phiop (k) añadiendo la señal amplificada DSM u(k)
al valor de referencia predeterminado FLAFBASE, la entrada de
control resultante \Phiop (k) no solamente se invierte en las
direcciones positiva y negativa en torno al valor de cero, sino que
también aumenta y disminuye repetidas veces en torno al valor de
referencia FLAFBASE. Esto puede aumentar el grado de libertad del
control, en comparación con un algoritmo de modulación
\Delta\Sigma general.
A continuación se describirá dicho controlador
PRISM 21. El controlador PRISM 21 se basa en un algoritmo de
control para el procesado de control de modo deslizante de
identificación a bordo (llamado a continuación el "procesado
PRISM"), descrito más adelante, para calcular la relación deseada
de aire/carburante KCMD para converger la salida Vout del sensor de
O2 15 al valor deseado Vop. El controlador PRISM 21 incluye el
predictor de estado 22, el identificador a bordo 23, y controlador
de modo deslizante (llamado a continuación el "controlador
SLD") 25. Un programa específico para ejecutar el procesado PRISM
se describirá más tarde.
Dado que el predictor de estado 22 y el
identificador a bordo 23 se han descrito en el controlador PRISM 21,
la descripción siguiente se centrará en el controlador SLD 25 (que
implementa segundos medios de cálculo de entrada de control y
segundos medios de cálculo de relación de aire/carburante). El
controlador SLD 25 realiza el control de modo deslizante en base al
algoritmo de control de modo deslizante. En lo que sigue, se
describirá un algoritmo de control de modo deslizante general. Dado
que el algoritmo de control de modo deslizante usa dicho modelo de
sistema de tiempo discreto expresado por la ecuación (18) como un
modelo de objeto controlado, una función de conmutación 6 se pone
como una función lineal de unos datos de series temporales de la
desviación de salida VO2 expresada por la ecuación siguiente
(47):
...
(47)\sigma(k) = S1\cdotVO2(k) +
S2\cdotVO2(k-1)
donde S1, S2 son coeficientes
predeterminados que se establecen para satisfacer una relación
representada por -1
<(S2/S1)<1.
Generalmente, en el algoritmo de control de modo
deslizante, cuando la función de conmutación \sigma está formada
por dos variables de estado (datos de series temporales de la
desviación de salida Vo2 en esta realización), un espacio de fase
definido por las dos variables de estado forma un plano de fase
bidimensional en el que las dos variables de estado se representan
por el eje vertical y el eje horizontal, respectivamente, de modo
que una combinación de valores de las dos variables de estado que
cumplen \sigma=0 descansa en una línea llamada una "línea de
conmutación" en este plano de fase. Por lo tanto, ambas variables
de estado pueden hacerse converger (deslizar) a una posición de
equilibrio en la que las variables de estado toman el valor de cero
determinando apropiadamente una entrada de control a un objeto
controlado de tal manera que una combinación de las dos variables
de estado converja a (descanse en) la línea de conmutación. Además,
el algoritmo de control de modo deslizante puede especificar la
característica dinámica, más específicamente, el comportamiento de
convergencia y la tasa de convergencia de las variables de estado
estableciendo la función de conmutación \sigma. Por ejemplo,
cuando la función de conmutación \sigma está formada por dos
variables de estado como en esta realización, las variables de
estado convergen más lentamente cuando la pendiente de la línea de
conmutación se aproxima más a uno, y más rápidamente cuando se
aproxima más a cero. Como se apreciará, el control de modo
deslizante es una técnica del denominado control de especificación
de respuesta.
En esta realización, como se representa en dicha
ecuación (47), la función de conmutación \sigma está formada por
dos datos de series temporales de la desviación de salida VO2, es
decir, un valor corriente VO2(k) y el valor precedente
VO2(k-1) de la desviación de salida VO2, de
modo que la entrada de control al objeto controlado, es decir, la
relación deseada de aire/carburante KCMD se pueda poner de tal
manera que una combinación de este valor corriente VO2(k) y
el valor precedente VO2(k-1) de la desviación
de salida VO2(k) converja sobre la línea de conmutación.
Específicamente, suponiendo que la suma de una cantidad de control
Us1(k) y el valor de referencia FLAFBASE es igual a la
relación deseada de aire/carburante KCMD, la cantidad de control
Us1(k) para converger la combinación del valor corriente
VO2(k) y el valor precedente VO2(k-1)
sobre la línea de conmutación se pone como una suma total de una
entrada de control equivalente Ueq(k), una entrada de ley de
alcanzabilidad Urch(k), y una entrada de ley adaptativa
Uadp(k), como se representa en la ecuación (48) representada
en la figura 23, según un algoritmo de control de modo deslizante
adaptativo.
La entrada de control equivalente Ueq(k)
se ha previsto para restringir la combinación del valor corriente
VO2(k) y valor precedente VO2(k-1) de
la desviación de salida VO2 en la línea de conmutación, y
específicamente se define como la ecuación (49) representada en la
figura 23. La entrada de ley de alcanzabilidad Urch(k) se ha
previsto para converger la combinación del valor corriente VO2 (k) y
el valor precedente VO2 (k-1) de la desviación de
salida VO2 sobre la línea de conmutación si se desvía de la línea de
conmutación debido a perturbación, un error de modelado o análogos,
y específicamente se define como la ecuación (50) representada en
la figura 23. En la ecuación (50), F representa una ganancia.
La entrada de ley adaptativa Uadp(k) se
ha previsto para converger fijamente la combinación del valor
corriente VO2 (k) y el valor precedente
VO2(k-1) de la desviación de salida VO2 sobre
un hiperplano de conmutación evitando al mismo tiempo la influencia
de una desviación constante del objeto controlado, un error de
modelado, y perturbación, y específicamente se ha definido como la
ecuación (51) representada en la figura 23. En la ecuación (51), G
representa una ganancia, y \DeltaT un período de control,
respectivamente.
\newpage
Como se ha descrito anteriormente, el
controlador SLD 25 en el controlador PRISM 21 según esta realización
usa el valor previsto PREVO2 en lugar de la desviación de salida
VO2, de modo que el algoritmo expresado por las ecuaciones
(47)-(51) se reescriba en las ecuaciones (52)-(56) representadas en
la figura 12 para uso en el control aplicando una relación
expresada por PREVO2(k)6 VO2(k+dt). \sigmaPRE
en la ecuación (52) representa el valor de la función de
conmutación cuando se usa el valor previsto PREVO2 (llamado a
continuación la "función de conmutación de predicción"). En
otros términos, el controlador SLD 25 calcula la relación deseada de
aire/carburante KCMD añadiendo la cantidad de control Us1 (k)
calculada según el algoritmo anterior al valor de referencia
FLAFBASE.
En lo que sigue, el procesado para calcular una
cantidad de inyección de carburante ejecutado por la UEC 2 se
describirá con referencia a la figura 25. Como se ilustra en la
figura 25, este procesado de cálculo difiere de dicho procesado de
cálculo en las figuras 10 y 11 solamente en los pasos
104-107, siendo idénticos los pasos restantes, de
modo que la descripción siguiente se centrará en los pasos
104-107. En la descripción siguiente, el símbolo
(k), que representa un valor corriente, se omite, si es posible.
En este procesado, en el paso 104 posterior al
paso 103, la UEC 2 pone un señalizador de control adaptivo
F_PRISMON. Aunque los detalles de este procesado no se representan
en la figura, específicamente, cuando se cumplen totalmente las
condiciones siguientes (f14)-(f19), la UEC 2 pone el señalizador de
control adaptivo F_PRISMON a "1" determinando que se cumple la
condición para usar la relación deseada de aire/carburante KCMD
calculada en el procesado de control adaptativo de relación de
aire/carburante, en otros términos, que el motor 3 está en un modo
de operación en el que la relación de aire/carburante deberá ser
controlada según el control adaptivo de la relación de
aire/carburante. Por otra parte, si no se cumple alguna de las
condiciones (f14)-(f19), la UEC 2 pone el señalizador de control
adaptivo F_PRISMON a "0".
(f14) El sensor LAF 14 y el sensor de O2 15
están activados;
(f15) El motor 3 no está en una operación de
combustión pobre;
(f16) La válvula estranguladora 5 no está
completamente abierta;
(f17) El tiempo de encendido no es controlado a
retardo;
(f18) El motor 3 no está en una operación de
corte de carburante; y
(f19) La velocidad rotacional del motor NE y la
presión interior absoluta del tubo de admisión PBA están dentro de
sus respectivos rangos predeterminados.
A continuación, la rutina pasa al paso 105,
donde se determina si el señalizador de control adaptivo F_ PRISMON
puesto en el paso 104 es "1" o no. Si el resultado de la
determinación en el paso 105 es SÍ, la rutina pasa al paso 106,
donde la UEC 2 pone la relación deseada de aire/carburante KCMD a
una relación de aire/carburante adaptativa deseada KCMDSLD que es
calculada por el procesado de control adaptativo de relación de
aire/carburante, descrito más adelante.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 105 es NO, la rutina pasa al paso 107,
donde la UEC 2 pone la relación deseada de aire/carburante KCMD a
un valor de mapa KCMDMAP. El valor de mapa KCMDMAP se calcula
buscando en un mapa, no representado, según la velocidad rotacional
del motor NE y la presión interior absoluta del tubo de admisión
PBA. Entonces, los pasos posteriores 108-113 son
ejecutados de manera similar a dichos pasos 9-14 en
las figuras 10 y 11.
A continuación, el procesado de control
adaptativo de relación de aire/carburante incluyendo el procesado
ADSM y el procesado PRISM se describirán con referencia a las
figuras 26 y 27 que ilustran rutinas para ejecutar los procesados
ADSM y PRISM, respectivamente. Este procesado es ejecutado en un
período predeterminado (por ejemplo, cada 10 msegundos). Además, en
este procesado, la UEC 2 calcula la relación deseada de
aire/carburante KCMD según una condición operativa del motor 3 por
el procesado ADSM, el procesado PRISM, o el procesado para
establecer una cantidad de control de modo deslizante DKCMDSLD a un
valor predeterminado SLDHOLD.
En primer lugar, en este procesado, la UEC 2
ejecuta procesado de determinación post-C/C en el
paso 120. Aunque no se muestra en detalle en la figura, durante una
operación de corte de carburante, la UEC 2 pone un señalizador de
post-determinación F/C F_AFC a "1" para indicar
que el motor 3 está en una operación de corte de carburante. Cuando
ha transcurrido un tiempo predeterminado X_TM_TM_AFC después del
final de la operación de corte de carburante, la UEC 2 pone el
señalizador de post-determinación F/C F_AFC a
"0" para indicar esta situación.
A continuación, la rutina pasa al paso 121,
donde la UEC 2 ejecuta procesado de determinación de arranque en
base a la velocidad del vehículo VP para determinar si el vehículo
equipado con el motor 3 ha arrancado o no. Como se ilustra en la
figura 28 que representa una rutina para ejecutar el procesado de
determinación de arranque, en primer lugar se determina en el paso
149 si un señalizador de operación en vacío F_IDLE es "1" o
no. El señalizador de operación en vacío F_IDLE se pone en base a la
velocidad rotacional del motor NE, la velocidad del vehículo VP, la
abertura de la válvula estranguladora \thetaTH, y análogos
determinando si el motor 3 está o no en un modo de operación de
marcha en vacío. Específicamente, el señalizador de operación en
vacío F_IDLE se pone a "1" durante una operación de marcha en
vacío y en caso contrario se pone a "0".
Si el resultado de la determinación en el paso
149 es SÍ, indicando la operación de marcha en vacío, la rutina
pasa al paso 150, donde se determina si la velocidad del vehículo VP
es inferior a una velocidad predeterminada del vehículo VSTART (por
ejemplo, 1 km/h). Si el resultado de la determinación en el paso 150
es SÍ, indicando que el vehículo está parado, la rutina pasa al
paso 151, donde la UEC 2 pone un valor de tiempo TMVOTVST de un
primer temporizador de determinación de lanzamiento del tipo de
cuenta atrás a un primer tiempo predeterminado TVOTVST (por ejemplo,
3 msegundos).
A continuación, la rutina pasa al paso 152,
donde la UEC 2 pone un valor de temporizador TMVST de un segundo
temporizador de determinación de lanzamiento del tipo de cuenta
atrás a un segundo tiempo predeterminado TVST (por ejemplo, 500
msegundos) más largo que el primer tiempo predeterminado TVOTVST.
Entonces, en los pasos 153, 154, la UEC 2 pone un primer y un
segundo señalizador de lanzamiento F_VOTVST, F_VST a "0",
seguido de la terminación del procesado.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 149 o 150 es NO, es decir, cuando el
vehículo no está en una operación de marcha en vacío o cuando el
vehículo ha sido lanzado, la rutina pasa al paso 155, donde se
determina si el valor de temporizador TMVOTVST del primer
temporizador de determinación de lanzamiento es mayor que cero. Si
el resultado de la determinación en el paso 155 es SÍ, indicando que
el primer tiempo predeterminado TVOVST no ha transcurrido desde el
final de la operación de marcha en vacío o después de lanzar el
vehículo, la rutina pasa al paso 156, donde la UEC 2 pone el primer
señalizador de lanzamiento F_VOTVST a "1" para indicar que el
vehículo está ahora en un primer modo de lanzamiento.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 155 es NO, indicando que el primer tiempo
predeterminado TVOTVST ha transcurrido después del final de la
operación de marcha en vacío o después de lanzar el vehículo, la
rutina pasa al paso 157, donde la UEC 2 pone el primer señalizador
de lanzamiento F_VOTVST a "0" para indicar que el primer modo
de lanzamiento ha terminado.
En el paso 158 posterior al paso 156 o 157, se
determina si el valor de temporizador TMVST del segundo temporizador
de determinación de lanzamiento es o no mayor que cero. Si el
resultado de la determinación en el paso 158 es SÍ, es decir,
cuando el segundo tiempo predeterminado TVST no ha transcurrido
después del final de la operación de marcha en vacío o después de
lanzar el vehículo, la rutina pasa al paso 159, donde la UEC 2 pone
el segundo señalizador de lanzamiento F_VST a "1", indicando
que el vehículo está ahora en un segundo modo de lanzamiento,
seguido de la terminación de este procesado.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 158 es NO, es decir, cuando el segundo
tiempo predeterminado TVST ha transcurrido después del final de la
operación de marcha en vacío o después de lanzar el vehículo, la
UEC 2 ejecuta dicho paso 154, considerando que el segundo modo de
lanzamiento ha terminado, seguido de la terminación de este
procesado.
Volviendo a la figura 26, en el paso 122
posterior al paso 121, la UEC 2 ejecuta procesado para establecer
variables de estado. Aunque no se representa, en este procesado, la
UEC 2 desplaza la relación deseada de aire/carburante KCMD, la
salida KACT del sensor LAF 14, y los datos de series temporales de
la desviación de salida VO2, almacenados en la RAM, al ciclo de
muestreo más uno. Entonces, la UEC 2 calcula valores corrientes de
KCMD, KACT y VO2 en base a los últimos valores de KCMD, KACT y los
datos de series temporales de VO2, el valor de referencia FLAFBASE,
y un término de corrección adaptativa FLFADP, descrito más
adelante.
A continuación, la rutina pasa al paso 123,
donde se determina si el procesado PRISM/ADSM deberá ser ejecutado
o no. Este procesado determina si se cumple o no la condición para
ejecutar el procesado PRISM o el procesado ADSM. Específicamente,
el procesado se ejecuta a lo largo de un diagrama de flujo ilustrado
en la figura 29.
Más específicamente, en los pasos
160-163 en la figura 29, cuando se cumplen
totalmente las condiciones siguientes (f20)-(f23), la UEC 2 pone un
señalizador de ejecución PRISM/ADSM F_PRISMCAL a "1" en el paso
164, para indicar que el vehículo está en una condición operativa
en la que el procesado PRISM o el procesado ADSM deberá ser
ejecutado, seguido de la terminación de este procesado. Por otra
parte, si no se cumple alguna de las condiciones (f20)-(f23), la
UEC 2 pone el señalizador de ejecución PRISM/ADSM F_PRISMCAL a
"0" en el paso 165, para indicar que el vehículo no está en
una condición operativa en la que el procesado PRISM o el procesado
ADSM deberá ser ejecutado, seguido de la terminación de este
procesado.
(f20) El sensor de O2 15 está activado;
(f21) El sensor LAF 14 está activado;
(f22) El motor 3 no está en una operación de
combustión pobre; y
(f23) El tiempo de encendido no es controlado a
retardo.
Volviendo a la figura 26, en el paso 124
posterior al paso 123, la UEC 2 ejecuta procesado para determinar
si el identificador 23 deberá ejecutar la operación. UEC 2 determina
si se cumplen las condiciones para que el identificador a bordo 23
identifique parámetros a través de este procesado que es ejecutado
específicamente a lo largo de un diagrama de flujo ilustrado en la
figura 30.
Cuando los resultados de las determinaciones en
los pasos 170 y 171 en la figura 30 son NO, en otros términos,
cuando la abertura de la válvula estranguladora \thetaTH no es
completa y el motor 3 no está en una operación de corte de
carburante, la rutina pasa al paso 172, donde la UEC 2 pone un
señalizador de ejecución de identificación F_IDCAL a "1,"
determinando que el motor 3 está en una condición operativa en la
que la identificación de parámetros deberá ser ejecutada, seguido
de la terminación del procesado. Por otra parte, si el resultado de
la determinación en el paso 170 o 171 es SÍ, la rutina pasa al paso
173, donde la UEC 2 pone el señalizador de ejecución de
identificación F_IDCAL a "0", determinando que el motor 3 no
está en una condición operativa en la que la identificación de
parámetros deberá ser ejecutada, seguido de la terminación del
procesado.
Volviendo a la figura 26, en el paso 125
posterior al paso 124, la UEC 2 calcula varios parámetros (volumen
de los gases de escape AB_SV y análogos). Los detalles específicos
de este cálculo se describirán más tarde.
A continuación, la rutina pasa al paso 126,
donde se determina si el señalizador de ejecución PRISM/ADSM
F_PRISMCAL puesto en el paso 123 es "1". Si el resultado de la
determinación en el paso 126 es SÍ, es decir, cuando se cumplen las
condiciones para ejecutar el procesado PRISM o el procesado ADSM, la
rutina pasa al paso 127, donde se determina si el señalizador de
ejecución de identificación F_IDCAL puesto en el paso 124 es
"1".
Si el resultado de la determinación en el paso
127 es SÍ, es decir, cuando el motor 3 está en una condición
operativa en la que el identificador a bordo 23 deberá ejecutar la
identificación de parámetros, la rutina pasa al paso 128, donde se
determina si un señalizador de inicialización de parámetro F_IDRSET
es "1". Si el resultado de la determinación en el paso 128 es
NO, es decir, cuando no se requiere la inicialización de los
parámetros de modelo a1, a2, b1 almacenados en la RAM, la rutina
pasa al paso 131, descrito más adelante.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 128 es SÍ, es decir, cuando se requiere la
inicialización de los parámetros de modelo a1, a2, b1, la rutina
pasa al paso 129, donde la UEC 2 pone los parámetros de modelo a1,
a2, b1 a sus respectivos valores iniciales. Entonces, la rutina pasa
al paso 130, donde la UEC 2 pone el señalizador de inicialización
de parámetro F_IDRSET a "0" para indicar que los parámetros de
modelo a1, a2, b1 se han puesto a los valores iniciales.
En el paso 131 posterior al paso 130 o 128, el
identificador a bordo 23 ejecuta la operación para identificar los
parámetros de modelo a1, a2, b1, seguido de la rutina que pasa al
paso 132 en la figura 27, descrito más adelante. Detalles
específicos en la operación del identificador a bordo 23 se
describirán más tarde.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 127 es NO, es decir, cuando el motor 3 no
está en una condición operativa en la que la identificación de los
parámetros no deberá ser ejecutada, la rutina salta los pasos
anteriores 128-131, y pasa al paso 132 en la figura
27. En el paso 312 posterior al paso 127 o 131, la UEC 2 selecciona
valores identificados o valores predeterminados para los parámetros
de modelo a1, a2, b1. Aunque los detalles en esta operación no se
representan específicamente, los parámetros de modelo a1, a2, b1 se
ponen a los valores identificados identificados en el paso 131
cuando el señalizador de ejecución de identificación F_IDCAL puesto
en el paso 124 es "1". Por otra parte, cuando el señalizador de
ejecución de identificación F_IDCAL es "0", los parámetros de
modelo a1, a2, b1 se ponen a los valores predeterminados.
A continuación, la rutina pasa al paso 133,
donde el predictor de estado 22 ejecuta la operación de calcular el
valor previsto PREVO2, como se describe más adelante.
Posteriormente, la rutina pasa al paso 134, donde la UEC 2 calcula
la cantidad de control Us1, como se describe más adelante.
A continuación, la rutina pasa al paso 135,
donde la UEC 2 ejecuta procesado para determinar si el controlador
SLD 25 es estable. Aunque los detalles de este procesado no se
representan específicamente, la UEC 2 determina en base al valor de
la función de conmutación de predicción \sigmaPRE si el control de
modo deslizante realizado por el controlador SLD 25 es estable o
no.
A continuación, en los pasos 136 y 137, el
controlador SLD 25 y el controlador DSM 24 calculan la cantidad de
control de modo deslizante DKCMDSLD y la cantidad de control de
modulación \Delta\Sigma DKCMDDSM, respectivamente, como se
describe más adelante.
A continuación, la rutina pasa al paso 138,
donde la UEC 2 calcula la relación de aire/carburante adaptativa
deseada KCMDSLD usando la cantidad de control de modo deslizante
DKCMDSLD calculada por el controlador SLD 25 o la cantidad de
control de modulación \Delta\Sigma DKCMDDSM calculada por el
controlador DSM 24. Posteriormente, la rutina pasa al paso 139,
donde la UEC 2 calcula un término de corrección adaptativa FLAFADP,
como se describe más adelante, seguido de la terminación del
procesado.
\newpage
Volviendo de nuevo a la figura 26, si el
resultado de la determinación en el paso 126 es NO, es decir, cuando
no se cumplen las condiciones para ejecutar el procesado PRISM o el
procesado ADSM, la rutina pasa al paso 140, donde la UEC 2 pone el
señalizador de inicialización de parámetro F_IDRSET a "1". A
continuación, la rutina pasa al paso 141 en la figura 17, donde la
UEC 2 pone la cantidad de control de modo deslizante DKCMDSLD a un
valor predeterminado SLDHOLD. Entonces, después de ejecutar dichos
pasos 138, 139, el procesado se termina.
A continuación, el procesado para calcular
varios parámetros en el paso 125 se describirá con referencia a la
figura 31 que ilustra una rutina para ejecutar este procesado. En
primer lugar, en este procesado, la UEC 2 calcula el volumen de los
gases de escape AB_SV (valor estimado de una velocidad espacial)
según la ecuación siguiente (58) en el paso 180:
... (58)AB_SV =
(NE/1500)\cdotPBA\cdotX_SVPRA
donde X_SVPRA es un coeficiente
predeterminado que se determina en base al desplazamiento del motor
3.
A continuación, la rutina pasa al paso 181,
donde la UEC 2 calcula un tiempo muerto KACT_D (=d') en dicho
sistema de manipulación de relación de aire/carburante, un tiempo
muerto CAT_DELAY (=d) en el sistema de escape, y un tiempo de
predicción dt. Específicamente, buscando en una tabla representada
en la figura 32 según el volumen de los gases de escape AB_SV
calculado en el paso 180, la UEC 2 calcula los tiempos muertos
KACT_D, CAT_DELAY, respectivamente, y pone la suma de estos tiempos
muertos (KACT_D+CAT_DELAY) como el tiempo de predicción dt. En
otros términos, en este programa de control, el tiempo de retardo de
fase dd se pone a cero.
En la tabla representada en la figura 32, los
tiempos muertos KACT_D, CAT_DELAY se ponen a valores más pequeños
cuando el volumen de los gases de escape AB_SV es mayor. Esto es
porque los tiempos muertos KACT_D, CAT_DELAY son más cortos cuando
el volumen de los gases de escape AB_SV es mayor dado que gases de
escape fluyen más rápidamente. Como se ha descrito anteriormente,
dado que los tiempos muertos KACT_D, CAT_DELAY y el tiempo de
predicción dt se calculan según el volumen de los gases de escape
AB_SV, es posible eliminar un desplazamiento en el tiempo de
control entre la entrada y salida del objeto controlado calculando
la relación de aire/carburante deseada adaptativa KCMDSLD, descrita
más adelante, en base al valor previsto PREVO2 de la desviación de
salida VO2 que ha sido calculada usándolos. Además, dado que los
parámetros de modelo a1, a2, b1 están fijados usando el tiempo
muerto CAT_DELAY, la característica dinámica del modelo de objeto
controlado se puede encajar en la característica dinámica real del
objeto controlado, haciendo por ello posible eliminar más
completamente el desplazamiento en el tiempo de control entre la
entrada y salida del objeto controlado.
A continuación, la rutina pasa al paso 182,
donde la UEC 2 calcula parámetros de ponderación \lambda1,
\lambda2 del algoritmo de identificación. Específicamente, la UEC
2 pone el parámetro de ponderación \lambda2 a uno, y
simultáneamente calcula el parámetro de ponderación \lambda1
buscando en una tabla representada en la figura 33 según el volumen
de los gases de escape AB_SV.
En la tabla representada en la figura 33, el
parámetro de ponderación \lambda1 se pone a un valor más pequeño
cuando el volumen de los gases de escape AB_SV es mayor. En otros
términos, el parámetro de ponderación \lambda1 se pone a un valor
mayor más próximo a uno cuando el volumen de los gases de escape
AB_SV es menor. Este establecimiento se realiza por la razón
siguiente. Dado que los parámetros de modelo deben ser identificados
más rápidamente cuando el volumen de los gases de escape AB_SV es
mayor, o en otros términos, cuando el motor 3 opera con carga más
grande, los parámetros de modelo se hacen converger a valores
óptimos más rápidamente estableciendo el parámetro de ponderación
\lambda1 a un valor más pequeño. Además, cuando el volumen de los
gases de escape AB_SV es menor, es decir, cuando el motor 3 opera a
carga más ligera, la relación de aire/carburante es más susceptible
a las fluctuaciones, haciendo que la característica
post-catalizador de los gases de escape sea
inestable, de modo que se debe asegurar una alta exactitud para la
identificación de los parámetros de modelo. Así, el parámetro de
ponderación \lambda1 se aproxima más a uno (al algoritmo de
mínimos cuadrados) para mejorar la exactitud de identificación para
los parámetros de modelo.
A continuación, la rutina pasa al paso 183,
donde la UEC 2 calcula un valor límite inferior X_IDA2L para limitar
rangos permisibles de los parámetros de modelo a1, a2, y un valor
límite inferior X_IDB1L y un valor límite superior X_IDB1H para
limitar un rango permisible del parámetro de modelo b1 buscando en
una tabla representada en la figura 34 según el volumen de los gases
de escape AB_SV.
En la tabla representada en la figura 34, el
valor límite inferior X_IDA2L se pone a un valor más grande cuando
el volumen de los gases de escape AB_SV es mayor. Esto es debido a
que un aumento y/o una disminución de los tiempos muertos
resultantes de un cambio en el volumen de los gases de escape AB_SV
producen un cambio en una combinación de los parámetros de modelo
a1, a2 que proporcionan un estado estable en el sistema de control.
Igualmente, el valor límite inferior X_IDB1L y valor límite superior
X_IDB1H se ponen a valores más grandes cuando el volumen de los
gases de escape AB_SV es mayor. Esto es debido a que una relación de
aire/carburante pre-catalizador (relación de
aire/carburante de gases de escape hacia arriba del primer
catalizador 8a) afecta más a la salida Vout del sensor de O2 15, es
decir, la ganancia del objeto controlado es mayor cuando el volumen
de los gases de escape AB_SV es mayor.
A continuación, la rutina pasa al paso 184,
donde la UEC 2 calcula el orden de filtración n del procesado de
filtración media móvil, seguido de la terminación del procesado.
Específicamente, la UEC 2 calcula el orden de filtración n buscando
en una tabla representada en la figura 35 según el volumen de los
gases de escape AB_SV.
En la tabla representada en la figura 35, el
orden de filtración n se pone a un valor menor cuando el volumen de
los gases de escape AB_SV es mayor. Este establecimiento se realiza
por la razón expuesta a continuación. Como se ha descrito
anteriormente, un cambio en el volumen de los gases de escape AB_SV
produce fluctuaciones en la característica de frecuencia, en
particular, la característica de ganancia del objeto controlado, de
modo que el algoritmo de mínimos cuadrados ponderado debe ser
corregido apropiadamente en cuanto a la característica de
ponderación de frecuencia según el volumen de los gases de escape
AB_SV para encajar la ganancia característica del modelo de objeto
controlado en la característica de ganancia real del objeto
controlado. Por lo tanto, estableciendo el orden de filtración n
del procesado de filtración media móvil según el volumen de los
gases de escape AB_SV como en la tabla representada en la figura
35, se puede asegurar una ponderación de identificación constante
en el algoritmo de identificación independientemente de un cambio en
el volumen de los gases de escape AB_SV, y el modelo de objeto
controlado puede ser concordado con el objeto controlado en la
característica de ganancia, haciendo por ello posible mejorar la
exactitud de la identificación.
A continuación, la operación realizada por el
identificador a bordo 23 en el paso 131 se describirá con referencia
a la figura 36 que ilustra una rutina para ejecutar el procesado.
Como se ilustra en la figura 36, en esta operación, el
identificador a bordo 23 calcula primero el coeficiente de ganancia
KP(k) según dicha ecuación (39) en el paso 190. A
continuación, la rutina pasa al paso 191, donde el identificador a
bordo 23 calcula el valor identificado VO2HAT(k) para hallar
la desviación de salida VO2 según dicha ecuación (37).
A continuación, la rutina pasa al paso 192,
donde el identificador a bordo 23 calcula el valor de filtro de
error de identificación ide_f (k) según dichas ecuaciones (35),
(36). A continuación, la rutina pasa al paso 193, donde el
identificador a bordo 23 calcula el vector \theta(k) para
parámetros de modelo según dicha ecuación (33), seguido de la
rutina que pasa al paso 194, donde el identificador a bordo 23
ejecuta procesado para estabilizar el vector \theta(k)
para los parámetros de modelo. El procesado de estabilización se
describirá más tarde.
A continuación, la rutina pasa al paso 195,
donde el identificador a bordo 23 calcula el valor siguiente
P(k+1) para la matriz cuadrada P (k) según dicha ecuación
(40). Este valor siguiente P(k+1) se usa como el valor para
la matriz cuadrada P(k) en el cálculo en el bucle
siguiente.
En lo que sigue, el procesado para estabilizar
el vector \theta(k) para los parámetros de modelo en el
paso 194 se describirá con referencia a la figura 37. Como se
ilustra en la figura 37, la UEC 2 pone primero tres señalizadores
F_A1STAB, F_A2STAB, F_B1STAB a "0" en el paso 200.
A continuación, la rutina pasa al paso 201,
donde la UEC 2 limita los valores identificados a1', a2', como se
describe más adelante. A continuación, en el paso 202, la UEC 2
limita el valor identificado b1', como se describe más adelante,
seguido de la terminación del procesado para estabilizar el vector
\theta(k) para los parámetros de
modelo.
modelo.
En lo que sigue, el procesado implicado en
limitar los valores identificados a1', a2' en el paso 201 se
describirá con referencia a la figura 38 que ilustra una rutina
para ejecutar el procesado. Como se ilustra, primero se determina
en el paso 210 si el valor identificado a2' para el parámetro de
modelo calculado en el paso 193 es igual o mayor que el valor
límite inferior X_IDA2L calculado en el paso 183 en la figura 31. Si
el resultado de la determinación en el paso 210 es NO, la rutina
pasa al paso 211, donde la UEC 2 pone el parámetro de modelo a2 al
valor límite inferior X_IDA2L para estabilizar el sistema de
control, y simultáneamente pone el señalizador F_A2STAB a "1"
para indicar que la estabilización ha sido ejecutada para el
parámetro de modelo a2. Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 210 es SÍ, indicando que a2'
\geqqX_IDA2L, la rutina pasa al paso 212, donde la UEC 2 pone el
parámetro de modelo a2 al valor identificado a2'.
En el paso 213 posterior al paso anterior 211 o
212, se determina si el valor identificado a1' para el parámetro de
modelo calculado en el paso 193 es igual o mayor que un valor límite
inferior predeterminado X_IDA1L (por ejemplo, un valor constante
igual o mayor que -2 y menor que 0). Si el resultado de la
determinación en el paso 213 es NO, la rutina pasa al paso 214,
donde la UEC 2 pone el parámetro de modelo a1 al valor límite
inferior X_IDA1 L para estabilizar el sistema de control, y
simultáneamente pone el señalizador F_A1STAB a "1" para
indicar que la estabilización ha sido ejecutada para el parámetro de
modelo a1.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 213 es SÍ, la rutina pasa al paso 215,
donde se determina si el valor identificado a1' es igual o menor
que un valor límite superior predeterminado X_IDA1H (por ejemplo,
2). Si el resultado de la determinación en el paso 215 es SÍ,
indicando que X_IDA1L \leqq a1' \leqq X_IDA1H, la rutina pasa
al paso 216, donde la UEC 2 pone el parámetro de modelo a1 al valor
identificado a1'. Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 215 es NO, indicando que X_IDA1H < a1',
la rutina pasa al paso 217, donde la UEC 2 pone el parámetro de
modelo a1 al valor límite superior X_IDA1H, y simultáneamente pone
el señalizador F_A1STAB a "1" para indicar que la
estabilización ha sido ejecutada para el parámetro de modelo a1.
En el paso 218 posterior a los pasos anteriores
214, 216 o 217, se determina si la suma del valor absoluto del
parámetro de modelo a1 calculado de la manera descrita anteriormente
y el parámetro de modelo a2 (|a1|+a2) es igual o menor que un valor
de determinación predeterminado X_A2STAB (por ejemplo, 0,9). Si el
resultado de la determinación en el paso 218 es SÍ, el procesado
para limitar los valores identificados a1', a2' se termina sin
procesado adicional, en el supuesto de que una combinación de los
parámetros de modelo a1, a2 esté dentro de un rango (un rango de
restricción indicado por sombreados en la figura 39) en el que se
puede asegurar la estabilidad del sistema de control.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 218 es NO, la rutina pasa al paso 219,
donde se determina si el parámetro de modelo a1 es igual o menor
que un valor calculado restando el valor límite inferior X_IDA2L
del valor de determinación X_A2STAB
(X_A2STAB-X_IDA2L). Si el resultado de la
determinación en el paso 219 es SÍ, la rutina pasa al paso 220,
donde la UEC 2 pone el parámetro de modelo a2 a un valor calculado
restando el valor absoluto del parámetro de modelo a1 del valor de
determinación X_A2STAB (X_A2STAB-|a1|), y simultáneamente pone el
señalizador F_A2STAB a "1" para indicar que la estabilización
ha sido ejecutada para el parámetro de modelo a2, seguido de la
terminación del procesado para limitar los valores identificados
a1', a2'.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 219 es NO, indicando que
a1>(X_A2STAB-X_IDA2L), la rutina pasa al paso
221, donde la UEC 2 pone el parámetro de modelo a1 al valor
calculado restando el valor límite inferior X_IDA2L del valor de
determinación X_A2STAB (X_A2STAB-X_IDA2L) para
estabilizar el sistema de control, y pone el parámetro de modelo a2
al valor límite inferior X_IDA2L. Simultáneamente con estos
establecimientos, la UEC 2 pone ambos señalizadores F_AISTAB,
F_A2STAB a "1" para indicar que la estabilización ha sido
ejecutada para los parámetros de modelo a1, a2, seguido de la
terminación del procesado para limitar los valores identificados
a1', a2'.
Como se ha descrito anteriormente, en el
algoritmo de identificación secuencial, cuando la entrada y la
salida de un objeto controlado entran en un estado constante, un
sistema de control puede ser inestable u oscilante porque es más
probable que se produzca el llamado fenómeno de deriva, en el que
valores absolutos de parámetros de modelo identificados aumentan
debido a falta de la condición de autoexcitación. Además, su límite
de estabilidad varía dependiendo de la condición operativa del
motor 3. Por ejemplo, durante una condición operativa a carga baja,
el volumen de los gases de escape AB_SV es menor produciendo un
aumento del retardo de respuesta, un tiempo muerto y análogos de
los gases de escape con respecto a una mezcla de aire/carburante
suministrada, dando lugar a una alta susceptibilidad a una salida
oscilante Vout del sensor de O2 15.
En contraposición, el procesado de límite a1' y
a2' anterior pone una combinación de parámetros de modelo a1, a2
dentro del rango de restricción indicado por sombreados en la figura
39, y pone el valor límite inferior X_IDA2L para determinar este
rango de restricción según el volumen de los gases de escape AB_SV,
de modo que este rango de restricción se pueda poner como un rango
apropiado de límites de estabilidad que refleja un cambio en el
límite de estabilidad asociado con un cambio en la condición
operativa del motor 3, es decir, un cambio en la característica
dinámica del objeto controlado. Mediante el uso de los parámetros de
modelo a1, a2 que se restringen de modo que caigan dentro de dicho
rango de restricción, es posible evitar la aparición del fenómeno
de deriva para asegurar la estabilidad del sistema de control.
Además, estableciendo la combinación de parámetros de modelo a1, a2
como valores dentro del rango de restricción en el que se puede
asegurar la estabilidad del sistema de control, es posible evitar
un estado inestable del sistema de control que surgiría de otro
modo al restringir los parámetros de modelo a1, a2
independientemente uno de otro. Con la estrategia anterior, es
posible mejorar la estabilidad del sistema de control y la
característica post-catalizador de los gases de
escape.
A continuación, se describirá el procesado de
límite b1' en el paso 202 con referencia a la figura 40 que ilustra
una rutina para ejecutar este procesado. Como se ilustra, se
determina en el paso 230 si el valor identificado b1' para el
parámetro de modelo calculado en el paso 193 es igual o mayor que el
valor límite inferior X_IDB1L calculado en el paso 183 en la figura
31.
Si el resultado de la determinación en el paso
230 es SÍ, indicando que b1' \geqqX_IDB1L, la rutina pasa al paso
231, donde se determina si el valor identificado b1' para el
parámetro de modelo es igual o menor que el valor límite superior
X_IDB1H calculado en el paso 183 en la figura 31. Si el resultado de
la determinación en el paso 231 es SÍ, indicando que X_IDB1L b1'
X_IDB1H, la rutina pasa al paso 232, donde la UEC 2 pone el
parámetro de modelo b1 al valor identificado b1', seguido de la
terminación del procesado de límite b1'.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 231 es NO, indicando que b1'>X_IDB1H, la
rutina pasa al paso 233, donde la UEC 2 pone el parámetro de modelo
b1 al valor límite superior X_IDB1H, y simultáneamente pone un
señalizador F_B1LMT a "1" para indicar esta posición, seguido
de la terminación del procesado de límite b1'.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 230 es NO, indicando que b1'<X_IDB1L, la
rutina pasa al paso 234, donde la UEC 2 pone el parámetro de modelo
b1 al valor límite inferior X_IDB1L, y simultáneamente pone el
F_B1LMT a "1" para indicar esta posición, seguido de la
terminación del procesado de límite b1'.
Ejecutando el procesado de límite b1' anterior,
el parámetro de modelo b1 puede ser restringido dentro del rango de
restricción de X_IDB1L a X_IDB1H, evitando por ello el fenómeno de
deriva producido por el algoritmo de identificación secuencial.
Además, como se ha descrito anteriormente, estos valores límite
superior e inferior X_IDB1H, X_IDB1L se establecen según el volumen
de los gases de escape AB_SV, de modo que el rango de restricción
se pueda establecer como un rango apropiado de límites de
estabilidad que refleje un cambio en el límite de estabilidad
asociado con un cambio en la condición operativa del motor 3, es
decir, un cambio en la característica dinámica del objeto
controlado. Con el uso del parámetro de modelo b1 restringido en
dicho rango de restricción, se puede asegurar la estabilidad del
sistema de control. La estrategia anterior puede proporcionar una
mejora en la estabilidad del sistema de control y una mejora
resultante de la característica post-catalizador de
los gases de escape.
A continuación, se describirá dicha operación
realizada por el predictor de estado 22 en el paso 133 con
referencia a la figura 41 que ilustra una rutina para ejecutar este
procesado. En primer lugar, el predictor de estado 22 calcula
elementos matriz \alpha1, \alpha2, \betai, \betaj en dicha
ecuación (24) en el paso 240. Posteriormente, la rutina pasa al
paso 241, donde el predictor de estado 22 aplica los elementos
matriz \alpha1, \alpha2, \betai, \betaj calculados en el
paso 240 a la ecuación (24) para calcular el valor previsto PREVO2
de la desviación de salida VO2, seguido de la terminación del
procesado.
A continuación, se describirá dicho procesado
para calcular la cantidad de control Us1 en el paso 134 en la
figura 27 con referencia a la figura 42 que ilustra una rutina para
ejecutar este procesado. En primer lugar, en el paso 150, la UEC 2
calcula la función de conmutación de predicción PRE según dicha
ecuación (52) en la figura 24.
Posteriormente, la rutina pasa al paso 251,
donde la UEC 2 calcula un valor integrado SUMSIGMA de la función de
conmutación de predicción \sigmaPRE. Como se ilustra en la figura
43, en el cálculo del valor integrado SUMSIGMA, primero se
determina en el paso 260 si se cumple al menos una de las tres
condiciones siguientes (f24)-(f26):
(f24) El señalizador de control adaptivo
F_PRISMON es "1";
(f25) Un señalizador de mantenimiento de valor
integrado F_SS_HOLD, descrito más adelante, es "0"; y
(f26) Un señalizador de ejecución ADSM F_KOPR,
descrito más adelante, es "0".
Si el resultado de la determinación en el paso
260 es SÍ, es decir, cuando se cumple la condición para calcular el
valor integrado SUMSIGMA, la rutina pasa al paso 261, donde la UEC 2
pone un valor corriente SUMSIGMA (k) del valor integrado SUMSIGMA a
un valor que se calcula añadiendo el producto de un período de
control \DeltaT y la función de conmutación de predicción
\sigmaPRE al valor precedente SUMSIGMA(k-1)
[SUMSIGMA(k-1)+\DeltaT\cdot\sigmaPRE].
A continuación, la rutina pasa al paso 262,
donde se determina si el valor corriente SUMSIGMA(k)
calculado en el paso 261 es mayor que un valor límite inferior
predeterminado SUMSL. Si el resultado de la determinación en el
paso 262 es SÍ, la rutina pasa al paso 263, donde se determina si el
valor corriente SUMSIGMA(k) es menor que un valor límite
superior predeterminado SUMSH. Si el resultado de la determinación
en el paso 263 es SÍ, indicando que
SUMSL<SUMSIGMA(k)<SUMSH, el procesado para calcular la
función de conmutación de predicción \sigmaPRE se termina sin
procesado adicional.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 263 es NO, indicando que SUMSIGMA(k)
\geqqSUMSH, la rutina pasa al paso 264, donde la UEC 2 pone el
valor corriente SUMSIGMA(k) al valor límite superior SUMSH,
seguido de la terminación del procesado para calcular la función de
conmutación de predicción \sigmaPRE. Por otra parte, si el
resultado de la determinación en el paso 262 es NO, indicando que
SUMSIGMA(k) \leqq SUMSL, la rutina pasa al paso 265,
donde la UEC 2 pone el valor corriente SUMSIGMA(k) al valor
límite inferior SUMSL, seguido de la terminación del procesado para
calcular la función de conmutación de predicción \sigmaPRE.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 260 es NO, es decir, cuando no se cumple
ninguna de las tres condiciones (f24)-(f26) dando lugar a un fallo
en el cumplimiento de la condición para calcular el valor integrado
SUMSIGMA, la rutina pasa al paso 266, donde la UEC 2 pone el valor
corriente SUMSIGMA(k) al valor precedente SUMSIGMA
(k-1). En otros términos, el valor integrado
SUMSIGMA se mantiene sin cambio. Posteriormente, el procesado para
calcular la función de conmutación de predicción \sigmaPRE se
termina.
Volviendo a la figura 42, en los pasos
252-254 posteriores al paso 251, la UEC 2 calcula la
entrada de control equivalente Ueq, entrada de ley de
alcanzabilidad Urch, y entrada de ley adaptativa Uadp según dichas
ecuaciones (54)-(56), respectivamente, en la figura 24.
A continuación, la rutina pasa al paso 255,
donde la UEC 2 pone la suma de esta entrada de control equivalente
Ueq, la entrada de ley de alcanzabilidad Urch, y la entrada de ley
adaptativa Uadp como la cantidad de control Us1, seguido de la
terminación del procesado para calcular la cantidad de control
Us1.
A continuación, dicho procesado para calcular la
cantidad de control de modo deslizante DKCMDSLD en el paso 136 en
la figura 27 se describirá en detalle con referencia a las figuras
44 y 45 que ilustran en combinación una rutina para ejecutar este
procesado. En primer lugar, en el paso 270, la UEC 2 ejecuta
procesado para calcular un valor límite para la cantidad de control
Us1. En este procesado, aunque se omite la descripción detallada,
la UEC 2 calcula valores límite superior e inferior Us1_ahf, Us1_alf
para operación no en marcha en vacío, así como los valores límite
superior e inferior Us1_ahfi, Us_alfi para operación de marcha en
vacío, respectivamente, en base al resultado de la determinación
para determinar la estabilidad del controlador en el paso 135, y
los valores límite superior e inferior adoptivos Us1_ah, Us1_al,
descritos más adelante, para la cantidad de control Us1.
A continuación, la rutina pasa al paso 271,
donde se determina si un señalizador de operación en vacío F_IDLE
es "0". Si el resultado de la determinación en el paso 271 es
SÍ, indicando que el motor 3 no está en una operación de marcha en
vacío, la rutina pasa al paso 272, donde se determina si la cantidad
de control Us1 calculada en dicho procesado de la figura 42 es
igual o menor que el valor límite inferior Us1_alf para operación no
en marcha en vacío.
Si el resultado de la determinación en el paso
272 es NO, indicando que Us1>Us1_alf, la rutina pasa al paso
273, donde se determina si la cantidad de control Us1 es igual o
mayor que el valor límite superior Us1_ahf para operación no en
marcha en vacío. Si el resultado de la determinación en el paso 273
es NO, indicando que Us1_alf<Us1<Us1_ahf, la rutina pasa al
paso 274, donde la UEC 2 pone la cantidad de control de modo
deslizante DKCMDSLD a la cantidad de control Us1, y simultáneamente
pone el señalizador de mantenimiento de valor integrado F_SS_HOLD a
"0".
A continuación, la rutina pasa al paso 275,
donde la UEC 2 pone el valor corriente Us1_al(k) del valor
límite inferior adaptivo a un valor
[Us1_a1(k-1)+X_AL_DEC] que se calcula
añadiendo un valor de decremento predeterminado X_AL_DEC al valor
precedente Us1_a1(k-1), y simultáneamente
pone el valor corriente Us1_ah(k) del valor límite superior
adaptivo a un valor que se calcula restando el valor de decremento
predeterminado X_AL_DEC del valor precedente
Us1_ah(k-1)
[Us1_al(k-1)-X_AL_DEC],
seguido de la terminación del procesado para calcular la cantidad de
control de modo deslizante DKCMDSLD.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 273 es SÍ, indicando que Us1
\geqqUs1_ahf, la rutina pasa al paso 276, donde la UEC 2 pone la
cantidad de control de modo deslizante DKCMDSLD al valor límite
superior adaptivo Us1_ahf para operación no en marcha en vacío, y
simultáneamente pone el señalizador de mantenimiento de valor
integrado F_SS_HOLD a "1".
A continuación, la rutina pasa al paso 277,
donde se determina si un temporizador post-arranque
presenta un valor de temporizador TMACR menor que un tiempo
predeterminado X_TMAWAST, o si un señalizador de
post-determinación F/C F_AFC es "1". Este
temporizador post-arranque es un temporizador del
tipo de recuento ascendente para medir un tiempo transcurrido
después del arranque del motor 3.
Si el resultado de la determinación en el paso
277 es SÍ, es decir, cuando no ha transcurrido un tiempo
predeterminado X_TMAWAST después del arranque del motor 3, o cuando
no ha transcurrido un tiempo predeterminado X_TM_AFC después de
terminar una operación de corte de carburante, el procesado para
calcular la cantidad de control de modo deslizante DKCMDSLD se
termina sin procesado adicional.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 277 es NO, es decir, cuando ha transcurrido
el tiempo predeterminado X_TMAWAST después del arranque del motor
3, y cuando ha transcurrido el tiempo predeterminado X_TM_AFC
después de una operación de corte de carburante, la rutina pasa al
paso 278, donde la UEC 2 pone el valor corriente Us1_al(k)
del valor límite inferior adaptivo a un valor que se calcula
añadiendo el valor decremental X_AL_DEC al valor precedente
Us1_al(k-1)
[Us1_al(k-1)+X_AL_DEC], y simultáneamente
pone el valor corriente Us1_ah(k) del valor límite superior
adaptivo a un valor que se calcula añadiendo un valor incremental
predeterminado X_AL_INC al valor precedente
Us1_ah(k-1)
[Us1_ah(k-1)+X_AL_INC], seguido de la
terminación del procesado para calcular la cantidad de control de
modo deslizante DKCMDSLD.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 272 es SÍ, indicando que Us1 \leqq
Us1_alf, la rutina pasa al paso 279, donde la UEC 2 pone la
cantidad de control de modo deslizante DKCMDSLD al valor límite
inferior adaptivo Us_alf para operación no en marcha en vacío, y
simultáneamente pone el señalizador de mantenimiento de valor
integrado F_SS_HOLD a "1".
A continuación, la rutina pasa al paso 280,
donde se determina si un segundo señalizador de lanzamiento F_VST
es "1". Si el resultado de la determinación en el paso 280 es
SÍ, es decir, cuando no ha transcurrido un segundo tiempo
predeterminado TVST después del lanzamiento del vehículo de modo que
el vehículo todavía está en un segundo modo de lanzamiento, el
procesado para calcular la cantidad de control de modo deslizante
DKCMDSLD se termina sin procesado adicional.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 280 es NO, es decir, cuando ha transcurrido
el segundo tiempo predeterminado TVST después del lanzamiento del
vehículo de modo que el segundo modo de lanzamiento haya terminado,
la rutina pasa al paso 281, donde la UEC 2 pone el valor corriente
Us1_al(k) del valor límite inferior adaptivo a un valor que
se calcula restando el valor incremental X_AL_INC del valor
precedente Us1_al(k-1)
[Us1_al(k-1)-X_AL_INC], y
simultáneamente pone el valor corriente
Usl-ah(k) del valor límite superior adaptivo
a un valor que se calcula restando el valor decremental X_AL_DEC del
valor precedente Us1_ah(k-1)
[Us1_ah(k-1)-X_AL_DEC],
seguido de la terminación del procesado para calcular la cantidad de
control de modo deslizante DKCMDSLD.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 271 es NO, indicando que el motor 3 está en
una operación de marcha en vacío, la rutina pasa al paso 282 en la
figura 45, donde se determina si la cantidad de control Us1 es
igual o menor que el valor límite inferior Us1_alfi para operación
de marcha en vacío. Si el resultado de la determinación en el paso
282 es NO, indicando que Usl>Us1_alfi, la rutina pasa al paso
283, donde se determina si la cantidad de control Us1 es igual o
mayor que el valor límite superior Us1_ahfi para operación de marcha
en vacío.
Si el resultado de la determinación en el paso
283 es NO, indicando que Us1_alfi<Usl<Us1_ahfi, la rutina
pasa al paso 284, donde la UEC 2 pone la cantidad de control de modo
deslizante DKCMDSLD a la cantidad de control Us1, y simultáneamente
pone el señalizador de mantenimiento de valor integrado F_SS_HOLD a
"0", seguido de la terminación del procesado para calcular la
cantidad de control de modo deslizante DKCMDSLD.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 283 es SÍ, indicando que Us1
\geqqUs1_ahfi, la rutina pasa al paso 285, donde la UEC 2 pone la
cantidad de control de modo deslizante DKCMDSLD al valor límite
superior Us1_ahfi para operación de marcha en vacío, y
simultáneamente pone el señalizador de mantenimiento de valor
integrado F_SS_HOLD a "1," seguido de la terminación del
procesado para calcular la cantidad de control de modo deslizante
DKCMDSLD.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 282 es SÍ, indicando que Us1 \leqq
Us1_alfi, la rutina pasa al paso 286, donde la UEC 2 pone la
cantidad de control de modo deslizante DKSMDSLD al valor límite
inferior Us1_alfi para operación de marcha en vacío, y
simultáneamente pone el señalizador de mantenimiento de valor
integrado F_SS_HOLDto "l," seguido de la terminación del
procesado para calcular la cantidad de control de modo deslizante
DKCMDSLD.
A continuación, el procesado para calcular la
cantidad de control de modulación \Delta\Sigma DKCMDDSM en el
paso 137 en la figura 27 se describirá con referencia a la figura 46
que ilustra una rutina para ejecutar este procesado. Como se
ilustra, en el paso 290, la UEC 2 pone primero un valor corriente
DSMSGNS(k) [=u''(k)] de un valor de señal DSM calculado en
el bucle precedente, que se guarda en la RAM, como el valor
precedente DSMSGNS(k-1)
[=u''(k-1)].
A continuación, la rutina pasa al paso 291,
donde la UEC 2 pone un valor corriente DSMSIGMA(k)
[=\sigma_{d}(k)] de un valor de desviación integrado
calculado en el bucle precedente y almacenado en la RAM como el
valor precedente DSMSIGMA (k-1)
[=\sigma_{d}(k-1)].
A continuación, la rutina pasa al paso 292,
donde se determina si el valor previsto PREVO2(k) de la
desviación de salida es igual o mayor que cero. Si el resultado de
la determinación en el paso 292 es SÍ, la rutina pasa al paso 293,
donde una ganancia KRDSM(=G_{d}) para el valor de la señal de
referencia se pone a un coeficiente de empobrecimiento KRDSML, en
el supuesto de que el motor 3 esté en una condición operativa en que
la relación de aire/carburante de la mezcla de
aire-carburante deberá ser cambiada a más pobre.
Entonces, la rutina pasa al paso 295, descrito más adelante.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 292 es NO, la rutina pasa al paso 294,
donde la ganancia KRDSM para el valor de señal de referencia se
pone a un coeficiente de enriquecimiento KRDSMR, mayor que el
coeficiente de empobrecimiento KRDSML, en el supuesto de que el
motor 3 esté en una condición operativa en la que la relación de
aire/carburante de la mezcla de aire-carburante
deberá ser cambiada a más rica. Entonces, la rutina pasa al paso
295.
El coeficiente de empobrecimiento KRDSML y el
coeficiente de enriquecimiento KRDSMR se ponen a valores diferentes
uno de otro, como se ha descrito anteriormente, por la razón
expuesta a continuación. Para cambiar la relación de
aire/carburante de la mezcla de aire/carburante a más pobre, el
coeficiente de empobrecimiento KRDSML se pone a un valor menor que
el coeficiente de enriquecimiento KRDSMR para suprimir efectivamente
la cantidad de NOx expulsada por empobrecimiento con el fin de
asegurar un porcentaje de purificación de NOx del primer
catalizador 8a. Así, la relación de aire/carburante es controlada de
tal manera que la salida Vout del sensor de O2 15 converja al valor
deseado Vop menor que cuando la relación de aire/carburante se
cambie a más rica. Por otra parte, para cambiar la relación de
aire/carburante de la mezcla de aire/carburante a más rica, el
coeficiente de enriquecimiento KRDSMR se pone a un valor mayor que
el coeficiente de empobrecimiento KRDSML para recuperar
suficientemente el porcentaje de purificación de NOx de los
catalizadores primero y segundo 8a, 8b. Así, la relación de
aire/carburante es controlada de tal manera que la salida Vout del
sensor de O2 15 converja al valor deseado Vop más rápidamente que
cuando la relación de aire/carburante se cambia a más pobre. De la
forma anterior, se puede asegurar una característica
post-catalizador satisfactoria de los gases de
escape siempre que la relación de aire/carburante de la mezcla de
aire/carburante se cambie a más pobre o más rica.
En el paso 295 posterior al paso 293 o 294, la
UEC 2 pone un valor calculado restando el valor precedente
DSMSGNS(k-1) del valor de señal DSM calculado
en dicho paso 290 del producto de un valor de -1, la ganancia KRDSM
para el valor de señal de referencia, y el valor corriente
PREVO2(k) del valor previsto [-1
\cdotKRDSM\cdotPREVO2(k)-DSMSGNS(k-1)]
como una señal de valor de desviación
DSMDELTA[\delta(k)]. Este parámetro corresponde a
dichas ecuaciones (41), (42).
\newpage
A continuación, la rutina pasa al paso 296,
donde la UEC 2 pone el valor corriente DSMSIGMA(k) del valor
de desviación integrado a la suma del valor precedente
DSMSIGMA(k-1) calculado en el paso 291 y el
valor de señal de desviación DSMDELTA calculado en el paso 295
[DSMSIGMA (k-1) + DSMDELTA]. Este parámetro
corresponde a dicha ecuación (43).
A continuación, en una secuencia de los pasos
297-299, la UEC 2 pone el valor corriente DSMSGNS
(k) del valor de señal DSM a 1 cuando el valor corriente
DSMSIGMA(k) del valor de desviación integrado calculado en el
paso 296 es igual o mayor que 0, y pone el valor corriente
DSMSGNS(k) del valor de señal DSM a -1 cuando el valor
corriente DSMSIGMA (k) del valor de desviación integrado es menor
que 0. El valor en esta secuencia de pasos 297-299
corresponde a dicha ecuación (44).
A continuación, la UEC 2 calcula una ganancia
KDSM (=F_{d}) para el valor de señal DSM en el paso 300 buscando
en una tabla representada en la figura 47 según el volumen de los
gases de escape AB_SV. Como se representa en la figura 47, la
ganancia KDSM se pone a un valor mayor cuando el volumen de los
gases de escape AB_SV es menor. Esto es porque la sensibilidad de
la salida Vout del sensor de O2 15 se degrada cuando el volumen de
los gases de escape AB_SV es menor, es decir, cuando el motor 3
opera con una carga menor, de modo que la ganancia KDSM se haga
mayor para compensar la sensibilidad degradada de la salida Vout.
Estableciendo así la ganancia KSDM, la cantidad de control de
modulación \Delta\Sigma DKCMDDSM puede ser calculada
apropiadamente según una condición operativa del motor 3, evitando
al mismo tiempo, por ejemplo, un estado de sobreganancia, haciendo
por ello posible mejorar la característica
post-catalizador de los gases de escape.
La tabla para uso en el cálculo de la ganancia
KDSM no se limita a la tabla de la figura 47 que pone la ganancia
KDSM según el volumen de los gases de escape AB_SV, sino que se
puede usar cualquier tabla en su lugar a condición de que ponga
previamente la ganancia KDSM según un parámetro indicativo de una
carga operativa del motor 3 (por ejemplo, un tiempo básico de
inyección de carburante Tim). Además, cuando se proporciona una
unidad de determinación de deterioro para los catalizadores 8a, 8b,
la ganancia DSM puede ser corregida a un valor menor cuando los
catalizadores 8a, 8b se han deteriorado en mayor grado, determinado
por la unidad de determinación de deterioro. Además, la ganancia
KDSM puede ser determinada según los parámetros de modelo
identificados por el identificador a bordo 23. Por ejemplo, la
ganancia KDSM se puede poner a un valor mayor cuando la inversa del
parámetro de modelo b1 (1/b1) es mayor, en otros términos, como el
parámetro de modelo b1 es menor.
A continuación, la rutina pasa al paso 301,
donde la UEC 2 pone la cantidad de control de modulación
\Delta\Sigma DKCMDDSM al producto de la ganancia KDSM para el
valor de señal DSM y el valor corriente DSMSGNS(k) del valor
de señal DSM [KDSM\cdotDSMSGNS(k)], seguido de la
terminación del procesado para calcular la cantidad de control de
modo deslizante DKCMDSLD. El valor en el paso 301 corresponde a
dicha ecuación (45).
A continuación, dicho procesado para calcular la
relación de aire/carburante adaptativa deseada KCMDSLD en el paso
138 en la figura 27 se describirá con referencia a la figura 48 que
ilustra una rutina para ejecutar este procesado. Como se ilustra,
primero se determina en el paso 310 si el señalizador de operación
en vacío F_IDLE es "1" y si un señalizador de ejecución ADSM
de tiempo de marcha en vacío F_SWOPRI es "1". El señalizador
de ejecución ADSM de tiempo de marcha en vacío F_SWOPRI se pone a
"1" cuando el motor 3 marcha en vacío en una condición
operativa en la que el procesado ADSM deberá ser ejecutado, y de
otro modo lo pone a "0".
Si el resultado de la determinación en el paso
310 es SÍ, es decir, cuando el motor 3 marcha en vacío en una
condición operativa en la que la relación de aire/carburante
adaptativa deseada KCMDSLD deberá ser calculada por el procesado
ADSM, la rutina pasa al paso 311, donde la UEC 2 pone la relación de
aire/carburante adaptativa deseada KCMDSLD a la suma del valor de
referencia FLAFBASE y la cantidad de control de modulación
\Delta\Sigma DKCMDDSM [FLAFBASE+DKCMDDSM]. Este valor
corresponde a dicha ecuación (46).
A continuación, la rutina pasa al paso 312,
donde la UEC 2 pone un señalizador de fin de ejecución ADSM F_KOPR
a "1" para indicar que el procesado ADSM ha sido ejecutado,
seguido de la terminación del procesado para calcular la relación de
aire/carburante adaptativa deseada KCMDSLD.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 310 es NO, la rutina pasa al paso 313,
donde se determina si un señalizador de catalizador/sensor de O2
F_FCATDSM es "1". Este señalizador de catalizador/sensor de O2
F_FCATDSM se pone a "1" cuando se cumple al menos una de las
cuatro condiciones siguientes (f27)-(f30), y de otro modo se pone a
"0":
(f27) El primer catalizador 8a tiene un soporte,
cuya longitud es igual o mayor que un valor predeterminado L1 en una
dirección en la que se extiende el tubo de escape 7;
(f28) El primer catalizador 8a tiene una
cantidad total de catalizador no metálico y catalizador metálico
cargada igual o mayor que una cantidad de carga predeterminada
M1;
(f29) El sensor LAF 14 no se ha dispuesto en el
tubo de escape 7 del motor 3; y
\newpage
(f30) El sensor de O2 15 se ha dispuesto hacia
abajo del catalizador situado más hacia abajo (el segundo
catalizador 8b en la segunda realización).
Si el resultado de la determinación en el paso
313 es SÍ, la rutina pasa al paso 314, donde se determina si un
primer señalizador de lanzamiento F_VOTVST y un señalizador de
ejecución ADSM de lanzamiento F_SWOPRVST son "1". El
señalizador de ejecución ADSM de lanzamiento F_SWOPRVST se pone a
"1" cuando el motor 3 está en el primer modo de lanzamiento en
el que el motor 3 está en un modo de operación en el que el motor 3
deberá ejecutar el procesado ADSM, y de otro modo se pone a
"0".
Si el resultado de la determinación en el paso
314 es SÍ, es decir, cuando el motor 3 está en el primer modo de
lanzamiento en el que el motor 3 está en un modo de operación en el
que el motor 3 deberá ejecutar el procesado ADSM, la UEC 2 ejecuta
los pasos 311, 312, de la manera descrita anteriormente, seguido de
la terminación del procesado para calcular la relación de
aire/carburante adaptativa deseada KCMDSLD.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 314 es NO, la rutina pasa al paso 315,
donde se determina si se cumplen las dos condiciones siguientes: el
volumen de los gases de escape AB_SV es igual o menor que un valor
predeterminado OPRSVH, y un señalizador de ejecución ADSM durante un
período de escape pequeño F_SWOPRSV es "1". El señalizador de
ejecución ADSM durante un período de escape pequeño F_SWOPRSV se
pone a "1" cuando el motor 3 tiene un volumen pequeño de los
gases de escape AB_SV (una carga pequeña) y cuando el motor 3 está
en una condición operativa en la que el procesado ADSM deberá ser
ejecutado, y de otro modo se pone a "0".
Si el resultado de la determinación en el paso
315 es SÍ, es decir, cuando el volumen de los gases de escape AB_SV
es pequeño y cuando el motor 3 está en una condición operativa en la
que el procesado ADSM deberá ser ejecutado, la UEC 2 ejecuta los
pasos 311, 312 de la manera descrita anteriormente, seguido de la
terminación del procesado para calcular la relación de
aire/carburante adaptativa deseada KCMDSLD.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 315 es NO, la rutina pasa al paso 316,
donde se determina si una diferencia AAB_SV entre el valor
corriente y valor previo del volumen de los gases de escape AB_SV
es igual o mayor que un valor predeterminado AAB_SVREF. Si el
resultado de la determinación en el paso 315 es SÍ, es decir,
cuando el motor 3 está en un modo de operación transitorio en el que
la carga fluctúa en gran parte, la UEC 2 ejecuta los pasos 311, 312
de la manera descrita anteriormente, determinando que el procesado
ADSM deberá ser ejecutado, seguido de la terminación del procesado
para calcular la relación de aire/carburante adaptativa deseada
KCMDSLD.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 316 es NO, es decir, cuando el motor 3 no
está ligeramente cargado en un modo de operación incluyendo un modo
de operación de estado de régimen en el que las fluctuaciones de la
carga son relativamente pequeñas, la rutina pasa al paso 317,
determinando que el procesado PRISM deberá ser ejecutado, donde la
UEC 2 pone la relación de aire/carburante adaptativa deseada
KCMDSLD a la suma del valor de referencia FLAFBASE, el término de
corrección adaptativa FLAFADP, y la cantidad de control de modo
deslizante DKCMDSLD [FLAFBASE+FLAFADP+DKCMDSLD]. A continuación, la
rutina pasa al paso 318, donde la UEC 2 pone el señalizador de fin
de ejecución ADSM F_KOPR a "0" para indicar que el procesado
PRISM ha sido ejecutado, seguido de la terminación del procesado
para calcular la relación de aire/carburante adaptativa deseada
KCMDSLD.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 313 es NO, es decir, cuando no se cumple
alguna de dichas cuatro condiciones (f27)-(f30), la UEC 2 salta los
pasos 314-316, y ejecuta dichos pasos 317, 318,
seguido de la terminación del procesado para calcular la relación de
aire/carburante adaptativa deseada KCMDSLD. En este caso, el
resultado de la determinación en el paso 313 es NO cuando el
catalizador del primer catalizador 8a tiene un soporte, cuya
longitud es menos que la longitud predeterminada L1, o cuando la
cantidad total de catalizador no metálico y catalizador metálico
cargada en el primer catalizador 8a es menos que la cantidad de
carga predeterminada M1, cuando los catalizadores 8a, 8b, el sensor
LAF 14 y el sensor de O2 15 están dispuestos como en la segunda
realización.
De la forma anterior, en el procesado para
calcular la relación de aire/carburante adaptativa deseada KCMDSLD,
la UEC 2 calcula la relación de aire/carburante adaptativa deseada
KCMDSLD para el procesado ADSM o el procesado PRISM, conmutado
según un modo de operación del motor 3. Más específicamente, la
relación de aire/carburante adaptativa deseada KCMDSLD, es decir,
la relación deseada de aire/carburante KCMD se calcula según el
procesado ADSM independientemente de la disposición de los
catalizadores 8a, 8b, el sensor LAF 14, y el sensor de O2 15, la
longitud del soporte del primer catalizador 8a, y la cantidad total
de carga de los catalizadores. Esto se atribuye a la razón
siguiente. Cuando la relación deseada de aire/carburante KCMD se
calcula según el procesado PRISM en un modo de operación de carga
sumamente baja de tal manera que un modo de operación de marcha en
vacío en el que el volumen de los gases de escape AB_SV se reduzca
con el fin de aumentar un retardo de operación y un tiempo muerto
del sensor de O2 15 y de estrechar el rango de relación de
aire/carburante en el que se puede asegurar un estado de combustión
estable del motor, la salida Vout del sensor de O2 15 converge
lentamente al valor deseado Vop. Por otra parte, la relación deseada
de aire/carburante KCMD, cuando se calcula según el procesado ADSM,
se deriva de tal manera que la salida Vout del sensor de O2 15 se
genere para proporcionar una desviación de salida que tiene la
forma de onda de fase opuesta a la desviación de salida VO2 con el
fin de cancelarla. Así, el procesado ADSM carece del problema que
experimentaría por el procesado PRISM, haciendo por ello posible
asegurar una convergencia más satisfactoria de la salida Vout del
sensor de O2 15 al valor deseado Vop que el procesado PRISM. Como
tal, en la segunda realización, la relación deseada de
aire/carburante KCDM se calcula según el procesado ADSM en el modo
de operación de marcha en vacío, por lo que la salida Vout del
sensor de O2 15 puede hacerse converger rápidamente al valor deseado
Vop con el fin de asegurar una característica
post-catalizador satisfactoria de los gases de
escape.
Además, con dispositivos tales como los
catalizadores 8a, 8b, el sensor LAF 14, el sensor de O2 15, y
análogos dispuestos como en la segunda realización, la relación
deseada de aire/carburante KCMD se calcula según el procesado PRISM
cuando el soporte del primer catalizador 8a tiene una longitud menor
que la longitud predeterminada L1, o cuando la cantidad total de
catalizador no metálico y catalizador metálico cargada en el primer
catalizador 8a es menor que la cantidad de carga predeterminada M1.
Esto es porque la salida Vout del sensor de O2 presenta un menor
retardo de respuesta, tiempo muerto, y análogos con respecto a los
gases de escape suministrados al primer catalizador 8a cuando el
primer catalizador 8a dispuesto hacia arriba del sensor de O2 15
tiene una cantidad total menor de carga de los catalizadores o
tiene una longitud menor del soporte para soportar los
catalizadores. Por lo tanto, la salida Vout del sensor de O2 15
puede hacerse converger más rápidamente al valor deseado Vop cuando
la relación deseada de aire/carburante KCMD se calcula según el
procesado PRISM que cuando se calcula según el procesado ADSM. Como
tal, cuando el soporte del primer catalizador 8a tiene una longitud
menor que la longitud predeterminada L1, o cuando la cantidad total
de catalizador no metálico y catalizador metálico cargada en el
primer catalizador 8a es menor que la cantidad de carga
predeterminada M1, es decir, en una disposición diferente de la de
la segunda realización, la relación deseada de aire/carburante KCMD
se calcula según el procesado PRISM, haciendo por ello posible que
la salida Vout del sensor de O2 15 converja más rápidamente al valor
deseado Vop.
Además, con los respectivos dispositivos
dispuestos como en la segunda realización, teniendo el soporte del
primer catalizador 8a una longitud igual o mayor que la longitud
predeterminada L1, o siendo la cantidad total de catalizador no
metálico y catalizador metálico cargada en el primer catalizador 8a
igual o mayor que la cantidad de carga predeterminada M1, la
relación deseada de aire/carburante KCMD se calcula según el
procesado ADSM cuando el motor 3 está en el primer modo de
lanzamiento, en un modo de operación de carga baja en el que el
volumen de los gases de escape AB_SV es menor que un valor
predeterminado, o en un modo de operación transitorio en el que la
carga fluctúa en gran parte. El empleo del procesado ADSM en este
caso se justifica de la siguiente manera. En dicha condición, la
sensibilidad de la relación deseada de aire/carburante KCMD a la
relación de aire/carburante de gases de escape suministrados al
primer catalizador 8a se degrada por la perturbación (por ejemplo,
una carga fluctuante, conmutación de la válvula temporización,
operación de encendido/apagado de la válvula EGR, y análogos) en el
modo de lanzamiento, el modo de operación con carga baja, y el modo
de operación transitorio, de modo que la salida Vout del sensor de
O2 15 se pueda hacer converger más rápidamente al valor deseado Vop
cuando la relación deseada de aire/carburante KCMD se calcula según
el procesado ADSM que cuando se calcula según el procesado PRISM.
En la segunda realización, por lo tanto, dado que el primer
catalizador 8a tiene el soporte, cuya longitud es igual o mayor que
la longitud predeterminada L1, siendo la cantidad total de
catalizador no metálico y catalizador metálico cargada en el primer
catalizador 8a igual o mayor que la cantidad de carga
predeterminada M1, la relación deseada de aire/carburante KCMD se
calcula según el procesado ADSM, haciendo por ello posible que la
salida Vout del sensor de O2 15 converja más rápidamente al valor
deseado Vop.
A continuación, el procesado para calcular el
término de corrección adaptativa FLAFADP en el paso 139 en la
figura 27 se describirá con referencia a la figura 49 que ilustra
una rutina para ejecutar este procesado. Como se ilustra en la
figura 49, primero se determina en el paso 320 si la desviación de
salida VO2 está dentro de un rango predeterminado
(ADL<VO2<ADH). Si el resultado de la determinación en el paso
320 es SÍ, es decir, cuando la desviación de salida VO2 es pequeña
de modo que la salida Vout del sensor de O2 15 esté cerca del valor
deseado Vop, la rutina pasa al paso 321, donde se determina si la
entrada de ley adaptativa Uadp es menor que un valor límite inferior
predeterminado NRL.
Si el resultado de la determinación en el paso
321 es NO, indicando que UASP \geqqNRL, la rutina pasa al paso
322, donde se determina si la entrada de ley adaptativa Uadp es
mayor que un valor límite superior predeterminado NRH. Si el
resultado de la determinación en el paso 322 es NO, indicando que
NRL \leqq UASP \leqq NRH, la rutina pasa al paso 323, donde
la UEC 2 pone el valor corriente FLAFADP (k) del término de
corrección adaptativa al valor precedente
FLAFADP(k-1). En otros términos, el valor
corriente del término de corrección adaptativa FLAFADP se mantiene.
Entonces, el procesado para calcular el término de corrección
adaptativa FLAFADP se termina.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 322 es SÍ, indicando que Uadp>NRH, la
rutina pasa al paso 324, donde la UEC 2 pone el valor corriente
FLAFADP(k) del término de corrección adaptativa a la suma
del valor precedente FLAFADP(k-1) y un valor
de actualización predeterminado X_FLAFDLT
[FLAFADP(k-1)+X_FLAFDLT], seguido de la
terminación del procesado para calcular el término de corrección
adaptativa FLAFADP.
Por otra parte, si el resultado de la
determinación en el paso 321 es SÍ, indicando que Uadp<NRL, la
rutina pasa al paso 325, donde la UEC 2 pone el valor corriente
FLAFADP(k) del término de corrección adaptativa a un valor
calculado restando el valor de actualización predeterminado
X_FLAFDLT del valor precedente FLAFADP(k-1)
[FLAFADP(k-1)-X_FLAFDLT],
seguido de la terminación del procesado para calcular el término de
corrección adaptativa FLAFADP.
Como se ha descrito anteriormente, el aparato de
control 201 según la segunda realización puede eliminar
apropiadamente un desplazamiento en el tiempo de control entre la
entrada y salida de un objeto controlado que tiene la relación
deseada de aire/carburante KCMD como una entrada de control y la
salida Vout del sensor de O2 15 como la salida, y exhibe la
característica dinámica con retardo de fase, tiempo muerto y
análogos relativamente grande, haciendo por ello posible mejorar la
estabilidad y controlabilidad del control y mejorar
consiguientemente la característica post-catalizador
de los gases de escape.
En lo que sigue, los aparatos de control según
las realizaciones tercera a novena de la presente invención se
describirán con referencia a las figuras 50-58. En
la descripción siguiente de las respectivas realizaciones, los
componentes idénticos o equivalentes a los de la segunda realización
se designan con los mismos números de referencia, y se omitirá su
descripción según sea apropiado.
En primer lugar, un aparato de control según una
tercera realización se describirá con referencia a la figura 50.
Como se ilustra en la figura 50, el aparato de control 301 de la
tercera realización difiere del aparato de control 201 de la
segunda realización solamente en el identificador a bordo 23.
Específicamente, el identificador a bordo 23 de la segunda
realización calcula los parámetros de modelo a1, a2, b1 en base a
KACT, Vout, y \Phiop(KCMD), mientras que el identificador
a bordo 23 de la tercera realización calcula los parámetros de
modelo a1, a2, b1 en base a Vout y \Phiop.
Más específicamente, el identificador a bordo 23
calcula valores identificados a1', a2', b1' para los parámetros de
modelo según el algoritmo de identificación expresado por las
ecuaciones (25)-(32) en la figura 19 en lugar del algoritmo de
identificación expresado por las ecuaciones (33)-(40) en la figura
20 usadas en la segunda realización, y limita los valores
identificados a1', a2', b1', como se ilustra en las figuras 38, 40,
para calcular los parámetros de modelo a1, a2, b1. Aunque no se
muestra ningún programa específico para el procesado realizado por
el identificador a bordo 23, tal programa puede ser organizado de
forma sustancialmente similar al usado en la segunda realización.
El aparato de control 301 según la tercera realización puede
proporcionar ventajas similares al aparato de control 201 según la
segunda realización.
A continuación, un aparato de control según una
cuarta realización se describirá con referencia a la figura 51.
Como se ilustra en la figura 51, el aparato de control 401 de la
cuarta realización difiere del aparato de control 201 de la segunda
realización solamente en el predictor de estado 22. Específicamente,
el predictor de estado 22 de la segunda realización calcula el
valor previsto PREVO2 en base a a1, a2, b1, KACT, Vout, y
\Phiop(KCMD), mientras que el predictor de estado 22 de la
cuarta realización calcula el valor previsto PREVO2 en base a a1,
a2, b1, Vout, y \Phiop.
Más específicamente, el predictor de estado 22
de la cuarta realización calcula el valor previsto PREVO2 de la
desviación de salida VO2 según el algoritmo de predicción expresado
por la ecuación (23) de la figura 18, en lugar del algoritmo de
predicción expresado por la ecuación (24) de la figura 18 usado en
la segunda realización. Aunque no se muestra ningún programa
específico para el procesado realizado por el predictor de estado
22, tal programa puede ser organizado de forma sustancialmente
similar a la usada en la segunda realización. El aparato de control
401 según la cuarta realización puede proporcionar ventajas
similares al aparato de control 201 según la segunda
realización.
A continuación, un aparato de control según una
quinta realización se describirá con referencia a la figura 52.
Como se ilustra en la figura 52, el aparato de control 501 según la
quinta realización difiere del aparato de control 201 según la
segunda realización solamente en que se usa un controlador DSM del
tipo de programa 20A, un controlador de modo deslizante de
predicción de estado del tipo de programa 21A, y un programador de
parámetros 28 (medios de establecimiento de parámetro de modelo)
para calcular los parámetros de modelo a1, a2, b1 en lugar del
controlador ADSM 20, el controlador PRISM 21, y el identificador a
bordo 23.
El programador de parámetros 28 calcula en
primer lugar el volumen de los gases de escape AB_SV según dicha
ecuación (58) en base a la velocidad rotacional del motor NE y la
presión interior absoluta del tubo de admisión PBA. A continuación,
el programador de parámetros 28 calcula los parámetros de modelo a1,
a2, b1 según el volumen de los gases de escape AB_ SV usando una
tabla representada en la figura 53.
En la tabla mostrada en la figura 53, el
parámetro de modelo a1 se pone a un valor menor cuando el volumen
de los gases de escape AB_SV es mayor. En contraposición al
parámetro de modelo a1, los parámetros de modelo a2, b1 se ponen a
valores mayores cuando el volumen de los gases de escape AB_SV es
mayor. Esto es porque la salida del objeto controlado, es decir, la
salida Vout del sensor de O2 15 es más estable cuando el volumen de
los gases de escape AB_SV se incrementa, mientras que la salida Vout
del sensor de O2 es oscilante cuando el volumen de los gases de
escape AB_SV disminuye.
El controlador DSM del tipo de programa 20A
calcula la relación deseada de aire/carburante KCMD en un
controlador DSM 24 similar al de la segunda realización, usando los
parámetros de modelo a1, a2, b1 calculados como se ha descrito
anteriormente. Igualmente, el controlador de modo deslizante de
predicción de estado del tipo de programa 21A calcula la relación
deseada de aire/carburante KCMD en un controlador SLD 25 similar al
de la segunda realización, usando los parámetros de modelo a1, a2,
b1 calculados como se ha descrito anteriormente.
El aparato de control 501 según la quinta
realización puede proporcionar ventajas similares al aparato de
control 201 según la segunda realización. Además, los parámetros de
modelo a1, a2, b1 se pueden calcular más rápidamente usando el
programador de parámetros 28 que usando el identificador a bordo 23.
Por lo tanto, es posible mejorar la sensibilidad del control y
asegurar más rápidamente una característica
post-catalizador favorable de los gases de
escape.
A continuación, un aparato de control según una
sexta realización se describirá con referencia a la figura 54. El
aparato de control 601 según la sexta realización difiere del
aparato de control 201 según la segunda realización solamente en
que se usa un controlador SDM 29 en lugar del controlador DSM 24 del
aparato de control 201 de la segunda realización. El controlador
SDM 29 calcula la entrada de control \Phiop(k) según un
algoritmo de control que aplica el algoritmo de modulación
\Sigma\Delta (véase las ecuaciones (11)-(14) en base al valor
previsto PREVO2(k). En la sexta realización, el controlador
SDM 29 implementa medios de cálculo de entrada de control, primeros
medios de cálculo de entrada de control, medios de cálculo de
relación de aire/carburante, y primeros medios de cálculo de
relación de aire/carburante.
En el controlador SDM 29 ilustrado en la figura
54, un amplificador inversor 29a genera una señal de referencia
r(k) como el producto del valor de -1, la ganancia G_{d}
para la señal de referencia, y el valor previsto PREVO2(k).
A continuación, un integrador 29b genera un valor integrado de señal
de referencia \sigma_{d}r(k) como la suma de un valor
integrado de señal de referencia
\sigmadr(k-1) retardado por un elemento de
retardo 29c y la señal de referencia r(k). Por otra parte,
un integrador 29d genera un valor integrado de señal SDM
\sigma_{d}u(k) como la suma de un valor integrado de
señal SDM \sigma_{d}u(k-1) retardado por
un elemento de retardo 29e, y una señal SDM
u''(k-1) retardada por un elemento de retardo 29j.
Entonces, un sustractor 29f genera una señal de desviación
\delta''(k) del valor integrado de señal SDM
\sigma_{d}u(k) del valor integrado de señal de referencia
\sigma_{d}r(k).
A continuación, un cuantificador 29g (función de
signo) genera una señal SDM u''(k) como el signo de la señal de
desviación \delta''(k). Entonces, un amplificador 29h genera una
señal SDM u(k) amplificando la señal SDM u''(k) por una
ganancia predeterminada F_{d}. Entonces, un sumador 29i genera la
entrada de control \Phiop(k) como la suma del amplificado
señal SDM u(k) y un valor de referencia predeterminado
FLAFBASE.
El algoritmo anterior de control del controlador
SDM 29 se expresa por las ecuaciones siguientes (59)-(65):
donde G_{d} y F_{d} representan
ganancias. La función de signo sgn(\delta''(k)) toma el
valor de 1 (sgn(\delta''(k))=1) cuando \delta''(k)
\geqq 0, y -1 (sgn(\delta''(k))=-1) cuando \delta''
(k)<0 (alternativamente, sgn(\delta''(k)) se puede
poner a 0 (sgn(\delta'' (k)=0) cuando
\delta''(k)=0.
El algoritmo de modulación \Sigma\Delta en
el algoritmo de control del controlador SDM 29 se caracteriza
porque la señal SDM u(k) puede ser generada (calculada) de
tal manera que la señal de referencia r(k) sea reproducida
en la salida del objeto controlado cuando la señal SDM u(k)
sea introducida en el control objeto, como sucede con dicho
algoritmo de modulación \Delta\Sigma. En otros términos, el
controlador SDM 29 tiene la característica de generar la entrada de
control \Phiop (k) similar a dicho controlador DSM 24. Por lo
tanto, el aparato de control 601 según la sexta realización, que
utiliza el controlador SDM 29, puede proporcionar ventajas
similares al aparato de control 201 según la segunda realización.
Aunque no se muestra ningún programa específico para el controlador
SDM 29, tal programa puede ser organizado de forma sustancialmente
similar al controlador DSM 24.
\newpage
A continuación, un aparato de control según una
séptima realización se describirá con referencia a la figura 55. El
aparato de control 701 según la séptima realización difiere del
aparato de control 201 según la segunda realización solamente en
que se usa un controlador DM 30 en lugar del controlador DSM 24. El
controlador DM 30 calcula la entrada de control \Phiop(k)
según el algoritmo de control (véase ecuaciones (15)-(17)) que
aplica un algoritmo de modulación \Delta en base al valor previsto
PREVO2(k). En la séptima realización, el controlador DM 30
implementa medios de cálculo de entrada de control, primeros medios
de cálculo de entrada de control, medios de cálculo de relación de
aire/carburante, y primeros medios de cálculo de relación de
aire/carburante.
Específicamente, como se ilustra en la figura
55, en el controlador DM 30, un amplificador inversor 30a genera la
señal de referencia r(k) como el producto del valor de -1, la
ganancia G_{d} para la señal de referencia, y el valor previsto
PREVO2(k). Un integrador 30b genera un valor integrado de
señal DM \delta_{d}u(k) como la suma de un valor
integrado de señal DM \delta_{d}u(k-1)
retardado por un elemento de retardo 30 y una señal DM
u''(k-1) retardada por un elemento de retardo 30h.
Entonces, un sustractor 30d genera una señal de desviación
\delta''(k) del valor integrado de señal DM
\delta_{d}u(k) de la señal de referencia r(k).
A continuación, un cuantificador 30e (función de
signo) genera una señal DM u''(k) como un signo de la señal de
desviación \delta''(k). Entonces, un amplificador 30f genera una
señal amplificada DM u(k) amplificando la señal DM u''(k)
por una ganancia predeterminada F_{d}. A continuación, un sumador
30g genera la entrada de control \Phiop(k) como la suma de
la señal amplificada DM u(k) y el valor de referencia
predeterminado FLAFBASE.
El algoritmo anterior de control del controlador
DM 30 se expresa por las ecuaciones siguientes (66)-(71):
donde G_{d} y F_{d} representan
ganancias. La función de signo sgn(\delta''(k)) toma el
valor de 1 (sgn(\delta''(k))=1) cuando \delta'' (k)
\geqq 0, y -1 (sgn(\delta'' (k))=-1) cuando \delta''(k)
< 0 (alternativamente, sgn(\delta''(k) se puede poner a
0 (sgn(\delta''(k)=0) cuando
\delta''(k)=0.
El algoritmo de control del controlador DM 30,
es decir, el algoritmo de modulación \Delta se caracteriza porque
la señal DM u(k) puede ser generada (calculada) de tal manera
que la señal de referencia r(k) sea reproducida en la salida
del objeto controlado cuando la señal DM u(k) sea introducida
en el objeto controlado, como es el caso con dicho algoritmo de
modulación \Delta\Sigma y el algoritmo de modulación
\Sigma\Delta. En otros términos, el controlador DM 30 tiene la
característica de generar la entrada de control (\Phiop(k)
similar a dicho controlador DSM 24 y el controlador SDM 29. Por lo
tanto, el aparato de control 701 según la séptima realización, que
utiliza el controlador DM 30, puede proporcionar ventajas similares
al aparato de control 201 según la segunda realización. Aunque no
se muestra ningún programa específico para el controlador DM 30, tal
programa puede ser organizado de forma sustancialmente similar al
controlador DSM 24.
A continuación, un aparato de control según una
octava realización se describirá con referencia a las figuras 56 y
57. Como se ilustra en la figura 56, el aparato de control 801 según
la octava realización difiere del aparato de control 201 según la
segunda realización solamente en que el motor 3 no está provisto del
sensor LAF 14, y el sensor de O2 15 está dispuesto hacia abajo del
segundo catalizador 8b.
Dado que el sensor LAF 14 no se ha previsto, el
aparato de control 801 se basa en el identificador a bordo 23 para
calcular los parámetros de modelo a1, a2, b1 en base a la salida
Vout del sensor de O2 15, y la entrada de control
\Phiop(k) (relación deseada de aire/carburante KCMD), como
se ilustra en la figura 57. En otros términos, el identificador a
bordo 23 calcula los valores identificados a1', a2', b1' para los
parámetros de modelo según el algoritmo de identificación expresado
por la ecuación (25)-(32) en la figura 19, y limita estos valores
identificados de la manera descrita anteriormente para calcular los
parámetros de modelo a1, a2, b1.
Además, el predictor de estado 22 calcula el
valor previsto PREVO2 de la desviación de salida VO2 en base a los
parámetros de modelo a1, a2, b1, la salida Vout del sensor de O2 15,
y la entrada de control \Phiop. En otros términos, el predictor
de estado 22 calcula el valor previsto PREVO2 de la desviación de
salida VO2 según el algoritmo de predicción expresado por la
ecuación (23) en la figura 18. Aunque no se muestran programas
específicos para el procesado realizado por el predictor de estado
22 y el identificador a bordo 23, tales programas pueden ser
organizados de forma sustancialmente similar a los de la segunda
realización. Otros programas también pueden ser organizados de
manera similar a los de la segunda realización.
En el aparato de control 801, dado que el motor
3 no está provisto del sensor LAF 14 y está provisto del sensor de
O2 15 en una posición hacia abajo del segundo catalizador 8b, el
resultado de la determinación es SÍ en el paso 313 en la figura 48.
Así, como se ha descrito anteriormente, la relación deseada de
aire/carburante KCMD se calcula según el procesado ADSM cuando el
motor 3 está en el primer modo de lanzamiento, en un modo de
operación a carga baja en el que el volumen de los gases de escape
AB_SV es menor que un valor predeterminado, y en un modo de
operación transitorio. Esto se justifica de la siguiente manera. Con
el sensor de O2 15 y los catalizadores 8a, 8b dispuestos como en la
octava realización, en otros términos, con una pluralidad de
catalizadores dispuestos hacia arriba del sensor de O2 15, la salida
Vout del sensor de O2 15 presenta mayor retardo de respuesta,
tiempo muerto, y análogos con respecto a los gases de escape
suministrados al primer catalizador 8a en los modos de operación
mencionados anteriormente, de modo que la salida Vout del sensor de
O2 15 se puede hacer converger más rápidamente al valor deseado Vop
para reducir un rango de fluctuaciones en los gases de escape que
fluyen al primer catalizador 8a y en consecuencia mantener
satisfactoriamente los gases de escape purificados por los
catalizadores 8a, 8b, en particular, el primer catalizador 8a
dispuesto en el lado situado hacia arriba, cuando la relación
deseada de aire/carburante KCMD se calcula según el procesado ADSM
que cuando se calcula según el procesado PRISM. Aunque los datos
experimentales no se exponen, se ha confirmado a través de
experimentos que en el control de relación de aire/carburante
realizado por el aparato de control 801 de la octava realización,
la cantidad de NOx en gases de escape puede ser reducida varios
puntos porcentuales, por ejemplo, en un modo de operación
transitorio cuando la relación deseada de aire/carburante KCMD se
calcula según el procesado ADSM, en comparación con el cálculo según
el procesado PRISM.
El aparato de control 801 según la octava
realización como se ha descrito anteriormente puede proporcionar
ventajas similares al aparato de control 201 según la segunda
realización. En particular, cuando la relación de aire/carburante
es controlada solamente por el sensor de O2 15, el aparato de
control 801 puede proporcionar una característica
post-catalizador satisfactoria de los gases de
escape sin fallo para cambiar la relación de aire/carburante de la
mezcla de aire/carburante a más rica y más pobre estableciendo la
ganancia KRDSM para el valor de señal de referencia a valores
diferentes en los pasos 292-294 en la figura 46 para
controlar los gases de escape a más pobres y más ricos de manera
que converja la relación deseada de aire/carburante KCMD al valor
deseado Vop a tasas diferentes. Además, dado que la característica
post-catalizador adecuada de los gases de escape se
puede asegurar sin usar el sensor LAF 14, el costo de fabricación se
puede reducir correspondientemente.
A continuación, un aparato de control según una
novena realización se describirá con referencia a la figura 58.
Como se ilustra, el aparato de control 901 según la novena
realización difiere del aparato de control 801 según la octava
realización en que el controlador ADSM 20, el controlador PRISM 21,
y el identificador a bordo 23 de la octava realización han sido
sustituidos por el controlador DSM del tipo de programa 20A, el
controlador de modo deslizante de predicción de estado del tipo de
programa 21A, y el programador de parámetros 28 de la quinta
realización. Estos controladores 20A, 21A y el programador de
parámetros 28 están configurados de manera similar a los de la
quinta realización. El aparato de control 901 según la novena
realización puede proporcionar ventajas similares al aparato de
control 801 según la octava realización. Además, los parámetros de
modelo a1, a2, b1 se pueden calcular más rápidamente cuando se usa
el programador de parámetros 28 que cuando se usa el identificador
a bordo 23. Esto puede mejorar la sensibilidad del control y
asegurar más rápidamente una característica
post-catalizador satisfactoria de los gases de
escape.
Las realizaciones segunda a novena anteriores
han ilustrado configuraciones ejemplares del aparato de control
según la presente invención para controlar la relación de
aire/carburante del motor de combustión interna 3. Se deberá
entender, sin embargo, que la presente invención no se limita a las
realizaciones anteriores, sino que se puede aplicar ampliamente a
aparatos de control para controlar otros objetos controlados
arbitrarios. Además, el controlador ADSM 20 y el controlador PRISM
21 pueden implementarse en hardware en lugar de los programas
ilustrados en las realizaciones.
Además, aunque las realizaciones primera a
novena anteriores han ilustrado aparatos de control ejemplares que
emplean el control de modo deslizante como el control de
especificación de respuesta, el control de especificación de
respuesta no se limita al control de modo deslizante, sino que se
puede emplear cualquier acercamiento a condición de que pueda
especificar un comportamiento de convergencia para la desviación de
salida VO2. Por ejemplo, el control de especificación de respuesta
puede ser implementado por un control de retroceso que puede
especificar el comportamiento de convergencia para la desviación de
salida VO2 ajustando parámetros de diseño, en cuyo caso dichas
ventajas se pueden obtener también empleando un método de establecer
la función de conmutación \sigma similar a las realizaciones.
Además, aunque las realizaciones segunda a
novena anteriores emplean un modelo de sistema de tiempo discreto
como un modelo de objeto controlado, el modelo de objeto controlado
no se limita a éste, sino que se puede usar en su lugar un modelo de
sistema de tiempo continuo.
Como se ha descrito anteriormente, el aparato de
control según la presente invención puede controlar la salida de un
objeto controlado que se limita en un rango disponible para una
entrada de control, un objeto controlado que tiene un retardo de
respuesta y/o tiempo muerto relativamente grande, y análogos para la
convergencia rápida y exacta a un valor deseado. En particular,
cuando la salida del objeto controlado se elige de modo que sea la
de un sensor de relación de aire/carburante en un motor de
combustión interna, la presente invención puede controlar la salida
del sensor de relación de aire/carburante a convergencia rápida y
exacta a un valor deseado incluso cuando el motor esté en un modo
de operación de carga sumamente baja, proporcionando por ello una
característica post-catalizador satisfactoria de los
gases de escape.
Se facilita un aparato de control, un método de
control, y una unidad de control de motor para controlar una salida
de un objeto controlado que tiene un retardo de respuesta y/o tiempo
muerto relativamente grande para la convergencia rápida y exacta a
un valor deseado. Cuando la salida del objeto controlado se elige de
modo que sea la de un sensor de relación de aire/carburante en un
motor de combustión interna, la salida del sensor de relación de
aire/carburante puede ser controlada para la convergencia rápida y
exacta a un valor deseado incluso en un modo de operación de carga
sumamente ligera. El aparato de control incluye un controlador ADSM
para calcular una relación deseada de aire/carburante según un valor
previsto de una desviación de salida en base a un algoritmo de
modulación \Delta\Sigma, y un controlador PRISM para calcular la
relación deseada de aire/carburante según el valor previsto en base
a un algoritmo de control de modo deslizante. El aparato de control
selecciona una de las relaciones de aire/carburante deseadas
calculadas por los dos controladores para controlar la relación de
aire/carburante usando la seleccionada.
Claims (15)
1. Un aparato de control incluyendo:
medios de cálculo de desviación para calcular
una desviación de una salida de un objeto controlado de un valor
deseado predeterminado; y
medios de cálculo de entrada de control para
calcular una entrada de control a dicho objeto controlado en base a
un algoritmo de modulación seleccionado de un algoritmo de
modulación \Delta, un algoritmo de modulación \Delta\Sigma, y
un algoritmo de modulación \Sigma\Delta para converger la salida
de dicho objeto controlado a dicho valor deseado según la desviación
calculada;
donde dichos medios de cálculo de entrada de
control calculan un primer valor intermedio según dicha desviación
en base a dicho algoritmo de modulación, y calculan dicha entrada de
control en base a un producto de dicho primer valor intermedio
calculado y una ganancia predeterminada; y
donde dicho aparato de control incluye
además:
medios detectores de parámetro de ganancia para
detectar un parámetro de ganancia indicativo de una ganancia
característica de dicho objeto controlado; y
medios de establecimiento de ganancia para
establecer dicha ganancia a un valor correspondiente a la ganancia
característica de dicho objeto controlado, según el parámetro de
ganancia detectado.
2. Un aparato de control según la reivindicación
1, donde dichos medios de cálculo de entrada de control calculan un
segundo valor intermedio según dicha desviación en base a dicho
algoritmo de modulación, y calculan dicha entrada de control
añadiendo un valor predeterminado a dicho segundo valor intermedio
calculado.
3. Un aparato de control según la reivindicación
1, donde:
dichos medios de cálculo de desviación incluyen
medios de cálculo de valor previsto para calcular un valor previsto
de dicha desviación según dicha desviación en base a un algoritmo de
predicción,
donde dichos medios de cálculo de entrada de
control calculan dicha entrada de control según el valor previsto
calculado de dicha desviación en base a dicho algoritmo de
modulación.
4. Un aparato de control según la reivindicación
1, donde:
dichos medios de cálculo de entrada de control
calculan dicha entrada de control según dicha desviación en base
además a un modelo de objeto controlado que modela dicho objeto
controlado.
5. Un aparato de control según la reivindicación
4, incluyendo además medios de identificación para identificar un
parámetro de modelo para dicho modelo de objeto controlado según uno
de dicha entrada de control calculada y un valor que refleja la
entrada de control introducida en dicho objeto controlado, y una
salida de dicho objeto
controlado.
controlado.
6. Un aparato de control según la reivindicación
5, donde:
dicho modelo de objeto controlado incluye un
modelo de sistema de tiempo discreto,
donde dichos medios de identificación
identifican un parámetro de modelo para dicho modelo de sistema de
tiempo discreto según uno de datos discretos de dicha entrada de
control y datos discretos del valor que refleja la entrada de
control introducida en dicho objeto controlado, y datos discretos de
la salida de dicho objeto controlado.
7. Un aparato de control según la reivindicación
4, incluyendo además:
medios detectores de parámetro característico
dinámico para detectar un parámetro característico dinámico
indicativo de un cambio en una característica dinámica de dicho
objeto controlado; y
medios de establecimiento de parámetro de modelo
para establecer un parámetro de modelo para dicho modelo de objeto
controlado según el parámetro característico dinámico detectado.
8. Un método de control incluyendo los pasos
de:
calcular una desviación de una salida de un
objeto controlado de un valor deseado predeterminado; y
\newpage
calcular una entrada de control a dicho objeto
controlado en base a un algoritmo de modulación seleccionado de un
algoritmo de modulación \Delta, un algoritmo de modulación
\Delta\Sigma, y un algoritmo de modulación \Delta\Sigma para
converger la salida de dicho objeto controlado a dicho valor deseado
según la desviación calculada;
donde:
dicho paso de calcular una entrada de control
incluye calcular un primer valor intermedio según dicha desviación
en base a dicho algoritmo de modulación, y calcular dicha entrada de
control en base a un producto de dicho primer valor intermedio
calculado y una ganancia predeterminada;
incluyendo además el paso de:
detectar un parámetro de ganancia indicativo de
una ganancia característica de dicho objeto controlado; y
establecer dicha ganancia a un valor
correspondiente a la ganancia característica de dicho objeto
controlado, según el parámetro de ganancia detectado.
9. Un método de control según la reivindicación
8, donde dicho paso de calcular una entrada de control incluye
calcular un segundo valor intermedio según dicha desviación en base
a dicho algoritmo de modulación, y calcular dicha entrada de control
añadiendo un valor predeterminado a dicho segundo valor intermedio
calculado.
10. Un método de control según la reivindicación
8, donde:
dicho paso de calcular una desviación incluye
calcular un valor previsto de dicha desviación según dicha
desviación en base a un algoritmo de predicción, y
dicho paso de calcular una entrada de control
incluye calcular dicha entrada de control según el valor previsto
calculado de dicha desviación en base a dicho algoritmo de
modulación.
11. Un método de control según la reivindicación
8, donde:
dicho paso de calcular una entrada de control
incluye calcular dicha entrada de control según dicha desviación en
base además a un modelo de objeto controlado que modela dicho objeto
controlado.
12. Un método de control según la reivindicación
11, incluyendo además el paso de identificar un parámetro de modelo
para dicho modelo de objeto controlado según uno de dicha entrada de
control calculada y un valor que refleja la entrada de control
introducida en dicho objeto controlado, y una salida de dicho objeto
controlado.
13. Un método de control según la reivindicación
12, donde:
dicho modelo de objeto controlado incluye un
modelo de sistema de tiempo discreto,
donde dicho paso de identificar incluye
identificar un parámetro de modelo para dicho modelo de sistema de
tiempo discreto según uno de datos discretos de dicha entrada de
control y datos discretos del valor que refleja la entrada de
control introducida en dicho objeto controlado, y datos discretos de
la salida de dicho objeto controlado.
14. Un método de control según la reivindicación
11, incluyendo además los pasos de:
detectar un parámetro característico dinámico
indicativo de un cambio en una característica dinámica de dicho
objeto controlado; y
establecer un parámetro de modelo para dicho
modelo de objeto controlado según el parámetro característico
dinámico detectado.
15. Una unidad de control de motor incluyendo un
programa de control para hacer que un ordenador ejecute el método de
control según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 14.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001225041 | 2001-07-25 | ||
| JP2001-225041 | 2001-07-25 | ||
| JP2002204891A JP3922980B2 (ja) | 2001-07-25 | 2002-07-12 | 制御装置 |
| JP2002-204891 | 2002-07-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2294070T3 true ES2294070T3 (es) | 2008-04-01 |
Family
ID=26619266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES02016654T Expired - Lifetime ES2294070T3 (es) | 2001-07-25 | 2002-07-25 | Aparato, metodo y unidad de control de motor. |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6925372B2 (es) |
| EP (3) | EP1780391B1 (es) |
| JP (1) | JP3922980B2 (es) |
| CN (2) | CN101158319B (es) |
| CA (1) | CA2394596C (es) |
| DE (1) | DE60222966T2 (es) |
| ES (1) | ES2294070T3 (es) |
Families Citing this family (63)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3973922B2 (ja) * | 2002-02-15 | 2007-09-12 | 本田技研工業株式会社 | 制御装置 |
| US8578480B2 (en) * | 2002-03-08 | 2013-11-05 | Mcafee, Inc. | Systems and methods for identifying potentially malicious messages |
| JP4082596B2 (ja) | 2003-07-07 | 2008-04-30 | 本田技研工業株式会社 | 制御装置 |
| JP4121914B2 (ja) | 2003-08-08 | 2008-07-23 | 本田技研工業株式会社 | 制御装置 |
| JP4459674B2 (ja) * | 2004-03-23 | 2010-04-28 | 本田技研工業株式会社 | 変調アルゴリズムを用いたプラントの制御装置 |
| DE102004046874A1 (de) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Verwaltungssystems von Funktionsmodulen |
| DE102004055231B3 (de) * | 2004-11-16 | 2006-07-20 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Lambda-Regelung bei einer Brennkraftmaschine |
| JP4726541B2 (ja) * | 2004-12-06 | 2011-07-20 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| DE102005009101B3 (de) * | 2005-02-28 | 2006-03-09 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln eines Korrekturwertes zum Beeinflussen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses |
| JP2007011685A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Yokogawa Electric Corp | パラメータ設定装置、パラメータ設定方法およびプログラム |
| US7389773B2 (en) | 2005-08-18 | 2008-06-24 | Honeywell International Inc. | Emissions sensors for fuel control in engines |
| JP4698646B2 (ja) * | 2007-08-22 | 2011-06-08 | 株式会社沖データ | 画像形成装置 |
| JP2008123549A (ja) * | 2008-02-04 | 2008-05-29 | Honda Motor Co Ltd | 制御装置 |
| US9157763B2 (en) * | 2008-02-06 | 2015-10-13 | Rosemount, Inc. | Minimal dead time digitally compensated process transmitter |
| JP4637213B2 (ja) * | 2008-06-20 | 2011-02-23 | 本田技研工業株式会社 | 触媒の劣化判定装置 |
| US8060290B2 (en) | 2008-07-17 | 2011-11-15 | Honeywell International Inc. | Configurable automotive controller |
| US7930147B2 (en) * | 2009-02-03 | 2011-04-19 | Deere & Company | Sensor response time accelerator |
| RU2442206C2 (ru) * | 2009-04-03 | 2012-02-10 | Ирина Владимировна Куртис | Система автоматического регулирования емкостными составляющими объекта |
| US8620461B2 (en) | 2009-09-24 | 2013-12-31 | Honeywell International, Inc. | Method and system for updating tuning parameters of a controller |
| US8504175B2 (en) | 2010-06-02 | 2013-08-06 | Honeywell International Inc. | Using model predictive control to optimize variable trajectories and system control |
| JP5379753B2 (ja) * | 2010-07-02 | 2013-12-25 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP5400743B2 (ja) | 2010-10-18 | 2014-01-29 | 本田技研工業株式会社 | 制御装置 |
| US8710963B2 (en) | 2011-03-14 | 2014-04-29 | Infineon Technologies Ag | Receiver and transmitter receiver system |
| RU2454696C1 (ru) * | 2011-03-16 | 2012-06-27 | Учреждение Российской академии наук Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН (ИАПУ ДВО РАН) | Электропривод манипулятора |
| RU2471220C1 (ru) * | 2011-05-16 | 2012-12-27 | Ольга Викторовна Авдеева | Способ поиска экстремума статистической характеристики инерционного объекта |
| US9148709B2 (en) | 2011-08-03 | 2015-09-29 | Infineon Technologies Ag | Sensor interface with variable control coefficients |
| US8994526B2 (en) | 2011-08-18 | 2015-03-31 | Infineon Technologies Ag | Sensor interface making use of virtual resistor techniques |
| WO2013027254A1 (ja) * | 2011-08-22 | 2013-02-28 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用動力プラントの制御装置 |
| JP5216127B2 (ja) * | 2011-08-29 | 2013-06-19 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| US9677493B2 (en) | 2011-09-19 | 2017-06-13 | Honeywell Spol, S.R.O. | Coordinated engine and emissions control system |
| US20130111905A1 (en) | 2011-11-04 | 2013-05-09 | Honeywell Spol. S.R.O. | Integrated optimization and control of an engine and aftertreatment system |
| US9650934B2 (en) | 2011-11-04 | 2017-05-16 | Honeywell spol.s.r.o. | Engine and aftertreatment optimization system |
| US8849520B2 (en) | 2012-03-26 | 2014-09-30 | Infineon Technologies Ag | Sensor interface transceiver |
| JP6009248B2 (ja) * | 2012-07-03 | 2016-10-19 | 株式会社ケーヒン | 制御装置 |
| DE112012006716T5 (de) * | 2012-07-17 | 2015-09-10 | Delphi Technologies Holding S.A.R.L. | Steuervorrichtung für Verbrennungsmotor |
| US9714616B2 (en) * | 2014-03-26 | 2017-07-25 | GM Global Technology Operations LLC | Non-model predictive control to model predictive control transitions |
| US9765703B2 (en) | 2013-04-23 | 2017-09-19 | GM Global Technology Operations LLC | Airflow control systems and methods using model predictive control |
| US9797318B2 (en) | 2013-08-02 | 2017-10-24 | GM Global Technology Operations LLC | Calibration systems and methods for model predictive controllers |
| US9920697B2 (en) | 2014-03-26 | 2018-03-20 | GM Global Technology Operations LLC | Engine control systems and methods for future torque request increases |
| US9863345B2 (en) | 2012-11-27 | 2018-01-09 | GM Global Technology Operations LLC | System and method for adjusting weighting values assigned to errors in target actuator values of an engine when controlling the engine using model predictive control |
| US9732688B2 (en) | 2014-03-26 | 2017-08-15 | GM Global Technology Operations LLC | System and method for increasing the temperature of a catalyst when an engine is started using model predictive control |
| US9784198B2 (en) | 2015-02-12 | 2017-10-10 | GM Global Technology Operations LLC | Model predictive control systems and methods for increasing computational efficiency |
| US9292409B2 (en) | 2013-06-03 | 2016-03-22 | Infineon Technologies Ag | Sensor interfaces |
| EP3051367B1 (en) | 2015-01-28 | 2020-11-25 | Honeywell spol s.r.o. | An approach and system for handling constraints for measured disturbances with uncertain preview |
| EP3056706A1 (en) | 2015-02-16 | 2016-08-17 | Honeywell International Inc. | An approach for aftertreatment system modeling and model identification |
| EP3091212A1 (en) | 2015-05-06 | 2016-11-09 | Honeywell International Inc. | An identification approach for internal combustion engine mean value models |
| EP3125052B1 (en) | 2015-07-31 | 2020-09-02 | Garrett Transportation I Inc. | Quadratic program solver for mpc using variable ordering |
| US10272779B2 (en) | 2015-08-05 | 2019-04-30 | Garrett Transportation I Inc. | System and approach for dynamic vehicle speed optimization |
| US10415492B2 (en) | 2016-01-29 | 2019-09-17 | Garrett Transportation I Inc. | Engine system with inferential sensor |
| US10036338B2 (en) | 2016-04-26 | 2018-07-31 | Honeywell International Inc. | Condition-based powertrain control system |
| US10124750B2 (en) | 2016-04-26 | 2018-11-13 | Honeywell International Inc. | Vehicle security module system |
| US9938908B2 (en) | 2016-06-14 | 2018-04-10 | GM Global Technology Operations LLC | System and method for predicting a pedal position based on driver behavior and controlling one or more engine actuators based on the predicted pedal position |
| EP3324254A1 (de) * | 2016-11-17 | 2018-05-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Einrichtung und verfahren zur bestimmung der parameter einer regeleinrichtung |
| WO2018101918A1 (en) | 2016-11-29 | 2018-06-07 | Honeywell International Inc. | An inferential flow sensor |
| US10344615B2 (en) * | 2017-06-22 | 2019-07-09 | General Electric Company | Method and system for schedule predictive lead compensation |
| US11057213B2 (en) | 2017-10-13 | 2021-07-06 | Garrett Transportation I, Inc. | Authentication system for electronic control unit on a bus |
| CN113165174B (zh) * | 2018-12-13 | 2024-05-24 | 西门子股份公司 | 包括可到达性分析的自动化系统 |
| JP7151546B2 (ja) * | 2019-02-25 | 2022-10-12 | オムロン株式会社 | 制御装置、制御方法、及び制御プログラム |
| US10947910B2 (en) * | 2019-05-07 | 2021-03-16 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for catalyst feedback control |
| CN113221349B (zh) * | 2021-05-10 | 2024-05-03 | 的卢技术有限公司 | 一种适用于智能驾驶车辆的车间距滑模控制算法及系统 |
| CN113965109B (zh) * | 2021-08-12 | 2023-10-10 | 湖南工业大学 | 一种多电机分层式总量最优协同的抗饱和控制方法 |
| CN116068140A (zh) * | 2023-03-28 | 2023-05-05 | 中国人民解放军火箭军工程大学 | 一种发动机整机热加速试验参数的确定方法及相关设备 |
| CN119554148A (zh) * | 2024-12-12 | 2025-03-04 | 康卓电子(无锡)有限公司 | 一种天然气发动机空燃比控制方法及系统 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0193123B1 (en) * | 1985-02-28 | 1991-01-16 | Hitachi, Ltd. | Air-fuel ratio detection system |
| US5266907A (en) * | 1991-06-25 | 1993-11-30 | Timeback Fll | Continuously tuneable frequency steerable frequency synthesizer having frequency lock for precision synthesis |
| DE69514146T2 (de) * | 1994-05-11 | 2000-08-24 | Csem Centre Suisse D`Electronique Et De Microtechnique S.A. - Recherche Et Developpement, Neuchatel | Mikrosystem mit niedrigem Energieverbrauch |
| JP3315814B2 (ja) * | 1994-06-09 | 2002-08-19 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用制御装置，クラッチのスリップ制御装置およびアイドル回転数制御装置 |
| US5467185A (en) | 1994-07-15 | 1995-11-14 | General Electric Company | Emissions control for internal combustion engine |
| JP3261038B2 (ja) * | 1996-04-05 | 2002-02-25 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| US5992383A (en) * | 1996-05-28 | 1999-11-30 | U.S. Philips Corporation | Control unit having a disturbance predictor, a system controlled by such a control unit, an electrical actuator controlled by such a control unit, and throttle device provided with such an actuator |
| JP3354088B2 (ja) * | 1997-09-16 | 2002-12-09 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の排気系の空燃比制御装置 |
| JP3484074B2 (ja) * | 1998-05-13 | 2004-01-06 | 本田技研工業株式会社 | プラントの制御装置 |
| CA2337865C (en) * | 1998-07-17 | 2008-12-16 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of determining the deterioration of a catalytic converter for purifying an exhaust gas |
| JP3484088B2 (ja) | 1998-12-17 | 2004-01-06 | 本田技研工業株式会社 | プラントの制御装置 |
| US6535153B1 (en) * | 1999-02-04 | 2003-03-18 | Med-El Electromedizinische Gerate Ges.M.B.H. | Adaptive sigma-delta modulation with one-bit quantization |
-
2002
- 2002-07-12 JP JP2002204891A patent/JP3922980B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2002-07-24 CA CA002394596A patent/CA2394596C/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-07-25 ES ES02016654T patent/ES2294070T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2002-07-25 US US10/201,988 patent/US6925372B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-07-25 CN CN2007101887065A patent/CN101158319B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2002-07-25 DE DE60222966T patent/DE60222966T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-07-25 EP EP07003214A patent/EP1780391B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-07-25 CN CNB021611424A patent/CN100365262C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2002-07-25 EP EP02016654A patent/EP1279819B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-07-25 EP EP07003215A patent/EP1780392A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1780392A3 (en) | 2012-12-05 |
| US20030023328A1 (en) | 2003-01-30 |
| EP1279819A2 (en) | 2003-01-29 |
| DE60222966T2 (de) | 2008-07-24 |
| CN1448626A (zh) | 2003-10-15 |
| CA2394596A1 (en) | 2003-01-25 |
| CN101158319B (zh) | 2010-08-11 |
| EP1279819B1 (en) | 2007-10-17 |
| JP3922980B2 (ja) | 2007-05-30 |
| US6925372B2 (en) | 2005-08-02 |
| JP2003108202A (ja) | 2003-04-11 |
| EP1780391B1 (en) | 2012-04-04 |
| EP1780392A2 (en) | 2007-05-02 |
| CN101158319A (zh) | 2008-04-09 |
| CN100365262C (zh) | 2008-01-30 |
| CA2394596C (en) | 2007-09-25 |
| DE60222966D1 (de) | 2007-11-29 |
| EP1780391A2 (en) | 2007-05-02 |
| EP1279819A3 (en) | 2003-12-10 |
| EP1780391A3 (en) | 2009-07-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2294070T3 (es) | Aparato, metodo y unidad de control de motor. | |
| JP3904923B2 (ja) | 制御装置 | |
| JP3973922B2 (ja) | 制御装置 | |
| JP3765617B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JP3998136B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| EP0899638B1 (en) | Control system for plants | |
| JP4312325B2 (ja) | 排ガス浄化用触媒装置の劣化状態評価方法 | |
| JP3880861B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JP4028334B2 (ja) | 制御装置 | |
| JP2003050604A (ja) | プラントの制御装置及び内燃機関の空燃比制御装置 | |
| ES2271160T3 (es) | Aparato de control, metodo de control y unidad de control de motor. | |
| JPH1173204A (ja) | プラントの制御装置 | |
| JP4277958B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JPH1162669A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JP4240325B2 (ja) | 制御装置 | |
| JP4277959B2 (ja) | 制御装置 | |
| JP3743591B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JP2004211602A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JP2003074399A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 |