專利名稱：具有用于控制作動(dòng)器的算法的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可被應(yīng)用在機(jī)動(dòng)車上，且該系統(tǒng) 被設(shè)計(jì)為利用一種算法對(duì)諸如燃料噴射器和EGR閥(廢氣再循環(huán)閥)等作動(dòng)器的操作進(jìn)行 控制，以調(diào)節(jié)燃料在內(nèi)燃機(jī)中的燃燒狀況，并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出特性進(jìn)行控制。
背景技術(shù)：
公知的是發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)各個(gè)受控變量進(jìn)行確定，以使得與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān) 的數(shù)值符合所需的數(shù)值，其中的受控變量例如是噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料量(其也被稱為噴 射量)、噴射正時(shí)、被返送回發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口的廢氣分量(下文其也被稱為EGR量)、增壓壓 力、進(jìn)氣量、點(diǎn)火正時(shí)、以及進(jìn)氣閥與排氣閥的啟/閉正時(shí)，而與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出狀況相關(guān)的數(shù) 值例如是廢氣排放量、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩、或規(guī)定的燃料消耗量(或燃料效率)，其中的廢 氣例如是NOx或CO。大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中都設(shè)置有控制映射表，該映射表為各個(gè)所需的發(fā)動(dòng)機(jī)輸 出相關(guān)值存儲(chǔ)著最優(yōu)的數(shù)值-例如要被噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料量的目標(biāo)值。該控制映射表 通常是由發(fā)動(dòng)機(jī)制造商通過執(zhí)行適應(yīng)性測(cè)試而制得的。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)在工作時(shí)，利用該 控制映射表計(jì)算出滿足所需發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值而需要的受控變量，并向?qū)?yīng)的作動(dòng)器輸出 指令信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)所述的受控變量。制作控制映射表通常需要進(jìn)行非常多次的適應(yīng)性測(cè)試，因而，適應(yīng)性測(cè)試總共要 耗費(fèi)大量的時(shí)間。因而，適應(yīng)性測(cè)試工作、以及制作映射表的工作對(duì)控制系統(tǒng)的制造商而言 是非常重的負(fù)擔(dān)。尤其是，當(dāng)針對(duì)各個(gè)環(huán)境條件來制作控制映射表時(shí)，需要進(jìn)行很多次適應(yīng) 性測(cè)試，這將對(duì)控制系統(tǒng)的制造商造成極大的負(fù)擔(dān)，其中，所述環(huán)境條件例如是發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻 液的溫度以及室外氣溫。通常要對(duì)各個(gè)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值都執(zhí)行適應(yīng)性測(cè)試。這可能導(dǎo)致不同類型 的受控變量之間產(chǎn)生干涉，這表現(xiàn)在當(dāng)其中一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值達(dá)到其所要求的數(shù)值 時(shí)，另一發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值卻偏離其要求值，而當(dāng)將所述另一發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值被置于要 求值時(shí)，先前提到的那個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值卻偏離了要求值。因而，非常難于使不同類型的 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值能同時(shí)符合各自的目標(biāo)值。第2008-223643號(hào)、以及第2007-77935號(hào)日本專利首次公報(bào)披露了這樣的發(fā)動(dòng)機(jī) 控制系統(tǒng)其基于需要發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩值計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)壓力的目標(biāo)值(即燃燒參 數(shù))，并對(duì)進(jìn)氣閥與排氣閥的啟/閉正時(shí)及噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料量(即作動(dòng)器的受控變 量)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使得缸內(nèi)壓力與目標(biāo)值相符合。但是，上述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)也需要通過適應(yīng)性測(cè)試來制得控制映射表，對(duì)于各 個(gè)所需的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩值，需要用試驗(yàn)方法來采樣獲得缸內(nèi)壓力的最優(yōu)值，這樣的工作 將耗費(fèi)大量的時(shí)間。該發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)還面臨著不同類型受控變量之間出現(xiàn)干涉的問 題，該問題表現(xiàn)在當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出扭矩達(dá)到所需的數(shù)值時(shí)，另一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān) 值-例如NOx排放量卻偏離目標(biāo)值，而當(dāng)該另一發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值達(dá)到目標(biāo)值時(shí)，實(shí)際輸出扭矩卻又偏離了要求值。因而，難于使不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值同時(shí)都與目標(biāo)值相吻合。上述公開文獻(xiàn)中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)還存在下列的問題。每個(gè)作動(dòng)器通常都具有一 定的容許工作范圍。例如，燃料噴射器在單次噴射事件中所能噴射的最少燃料量取決于燃 料噴射器開啟或閉合的極限速度。因而，即使發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)輸出的指令值要求燃料噴射 器噴出少于最少可行燃料量的燃料，燃料噴射器也只是噴射該最少可行燃料量。另外，在多 級(jí)噴射模式中，如果在主噴射事件之前的先導(dǎo)噴射事件中，噴入的燃料量被過度地增大，則 會(huì)造成廢氣煙塵量超出允許的數(shù)值，其中，在多級(jí)噴射模式中，在包括進(jìn)氣或吸氣沖程、壓 縮沖程、燃燒沖程、以及排氣沖程的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)(即四沖程循環(huán))中，燃料是分幾 次被進(jìn)行噴射的。因而，必須要為先導(dǎo)噴射事件中的燃料噴入量設(shè)定上限。當(dāng)上述發(fā)動(dòng)機(jī) 控制系統(tǒng)所產(chǎn)生的指令值指示燃料噴射器噴出超過上限或下限(即容限的工作范圍)的燃 料量時(shí)，將造成發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出相關(guān)值極大地偏離要求值。另外，當(dāng)需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫度改變作出響應(yīng)而操作作動(dòng)器來對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出 相關(guān)值進(jìn)行調(diào)整時(shí)，將作動(dòng)器的工作限制在容限工作范圍內(nèi)的措施將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出相 關(guān)值無法與對(duì)應(yīng)的要求值實(shí)現(xiàn)吻合。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明的主要目的是提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，其被設(shè)計(jì)為減輕執(zhí)行適應(yīng) 性測(cè)試工作以及映射表制作工作的負(fù)擔(dān)，并提高使多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值與所需目標(biāo)值同 時(shí)實(shí)現(xiàn)一致的可控性。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，該設(shè)備被用來在作動(dòng)器的受控 變量被限定在容許工作范圍的前提下時(shí)、使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值接近于要求值。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N可被應(yīng)用在機(jī)動(dòng)車上的發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè) 備。該發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備包括(a)燃燒目標(biāo)值計(jì)算器，其基于多種類型的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān) 值計(jì)算出多種類型的燃燒參數(shù)的目標(biāo)值，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出相關(guān)值代表了內(nèi)燃機(jī)的輸出 特性，而燃燒參數(shù)與內(nèi)燃機(jī)的燃燒狀況相關(guān)；(b)存儲(chǔ)裝置，其存儲(chǔ)著受控變量的算術(shù)表達(dá) 式，該表達(dá)式定義了燃燒參數(shù)與多個(gè)作動(dòng)器受控變量之間的相互關(guān)系，其中，所述作動(dòng)器的 作用在于對(duì)內(nèi)燃機(jī)的燃燒狀況進(jìn)行控制；(C)受控變量指令值計(jì)算器，其利用受控變量的 算術(shù)表達(dá)式計(jì)算出一組指令值的組合，這些指令值與燃燒參數(shù)的目標(biāo)值相對(duì)應(yīng)，而其中的 燃燒參數(shù)目標(biāo)值是由所述燃燒目標(biāo)值計(jì)算器推導(dǎo)得出的，這些指令值被提供以對(duì)作動(dòng)器的 受控變量進(jìn)行控制，使得內(nèi)燃機(jī)的輸出特性達(dá)到要求值；(d)燃燒參數(shù)反饋回路，其作用在 于確定出燃燒參數(shù)的實(shí)際值或計(jì)算值偏離其目標(biāo)值的偏差量，并在所述受控變量指令值計(jì) 算器中利用該偏差量以反饋模式計(jì)算所述指令值；以及(e)受控變量修正器，其作用在于 對(duì)至少一個(gè)由所述受控變量指令值計(jì)算器推導(dǎo)出的指令值進(jìn)行修正，其中，該至少一個(gè)指 令值超出了對(duì)應(yīng)的那個(gè)作動(dòng)器的給定容限工作范圍，修正器將該指令值修正為所述容許工 作范圍的上限值或下限值。燃燒參數(shù)的實(shí)際值可由傳感器直接測(cè)量。燃燒參數(shù)的計(jì)算值可 利用數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)出。如上所述，受控變量的算術(shù)表達(dá)式限定了燃燒參數(shù)與作動(dòng)器受控變量之間的相互 關(guān)系。因而，通過對(duì)作動(dòng)器的工作進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)所需的受控變量值，就能使燃燒參數(shù)的實(shí)際值與目標(biāo)值達(dá)到一致，其中，受控變量的要求值是通過將燃燒參數(shù)的目標(biāo)值代入到受控 變量算術(shù)表達(dá)式而得出的。換言之，受控變量的算術(shù)表達(dá)式表達(dá)了如何對(duì)作動(dòng)器進(jìn)行操作 來使發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)所需燃燒狀況的內(nèi)容。因而，通過基于從受控變量算術(shù)表達(dá)式計(jì)算出的數(shù) 值確定出指令值、并將該指令值輸出給作動(dòng)器，就能實(shí)現(xiàn)燃燒參數(shù)的目標(biāo)值。受控變量算術(shù) 表達(dá)式可由圖1(c)所示的行列式或圖1(a)所示的模型來實(shí)現(xiàn)。受控變量算術(shù)表達(dá)式可限定點(diǎn)火正時(shí)、點(diǎn)火延遲量等參數(shù)(即燃燒參數(shù))與噴射 量、EGR量、增壓壓力等變量(即受控變量)之間的相互關(guān)系。換言之，受控變量算術(shù)表達(dá) 式并不是限定兩參數(shù)(例如點(diǎn)火正時(shí)與噴射量)之間一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而是表達(dá)出了如 何選擇一種參數(shù)組合來同時(shí)滿足點(diǎn)火正時(shí)與點(diǎn)火延遲的全部目標(biāo)值，其中的參數(shù)組合例如 是噴射量、EGR量、以及增壓壓力的組合?；旧?，受控變量算術(shù)表達(dá)式被設(shè)定為限定出給定數(shù)目的或所有可能的組合，該 組合是指受控變量與需要達(dá)到目標(biāo)值的燃燒參數(shù)的組合。如上所述，發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的作用在于利用受控變量算術(shù)表達(dá)式計(jì)算出受控變 量指令值的組合，該組合與燃燒參數(shù)的目標(biāo)值相對(duì)應(yīng)，因而，消除了通過適應(yīng)性測(cè)試來尋找 受控變量?jī)?yōu)化數(shù)值與燃燒參數(shù)之間關(guān)系的需求，這將減輕制造商為執(zhí)行適應(yīng)性測(cè)試工作以 及映射表制作工作而產(chǎn)生的負(fù)擔(dān)。如果是相互獨(dú)立地確定出與燃燒參數(shù)相關(guān)的受控變量的指令值，則可能導(dǎo)致如下 的相互干涉問題。具體而言，當(dāng)與某個(gè)受控變量的指令值相對(duì)應(yīng)的燃燒參數(shù)已達(dá)到其目標(biāo) 值時(shí)，另一個(gè)燃燒參數(shù)卻偏離其目標(biāo)值，而當(dāng)使另一燃燒參數(shù)與其目標(biāo)值相一致時(shí)，所述的 那個(gè)燃燒參數(shù)卻偏離了其目標(biāo)值。與此相反，本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備是計(jì)算出了與燃燒 參數(shù)目標(biāo)值相對(duì)應(yīng)的受控變量指令值的組合，并基于該指令值組合對(duì)作動(dòng)器的工作進(jìn)行控 制，因而避免了由于燃燒參數(shù)之間相互干涉而造成可控性惡化的問題，使得各個(gè)燃燒參數(shù) 同時(shí)與它們的目標(biāo)值實(shí)現(xiàn)了一致，這將提高了發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的可控性。燃燒參數(shù)反饋回路與受控變量修正器實(shí)現(xiàn)了如下的有益效果。每個(gè)作動(dòng)器通常都具有一定的容許工作范圍。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射器在單次噴 射事件中所能噴射的最少可行燃料量取決于燃料噴射器被啟/閉的速度極限。因此，即使 發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備輸出的指令值要求燃料噴射器噴出少于最少可行燃料量的燃料，燃料噴射 器也只是噴射該最少可行燃料量。另外，在多級(jí)噴射模式中，如果在主噴射事件之前的先導(dǎo) 噴射事件中，噴入的燃料量被過度地增大，則會(huì)造成廢氣煙塵量超出允許的數(shù)值，其中，在 多級(jí)噴射模式中，在包括進(jìn)氣或吸氣沖程、壓縮沖程、燃燒沖程、以及排氣沖程的每個(gè)發(fā)動(dòng) 機(jī)工作循環(huán)中，燃料是分幾次被進(jìn)行噴射的。因而，必須要為先導(dǎo)噴射事件中的燃料噴入量 設(shè)定上限。存在著這樣的顧慮利用受控變量算術(shù)表達(dá)式推導(dǎo)出的受控變量指令值超出了 容許工作范圍。為了消除這樣的顧慮，發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備利用受控變量修正器將由受控變量 計(jì)算器求得的、且超出容許工作范圍的受控變量指令值限制為容許工作范圍的上限或下限值。如果一個(gè)受控變量被限制為處于容許工作范圍內(nèi)，則將導(dǎo)致燃燒參數(shù)的實(shí)際值或 計(jì)算值偏離其目標(biāo)值的偏離量增大。然后，燃燒參數(shù)反饋回路進(jìn)行工作而對(duì)受控變量進(jìn)行 更新或修正，以減小該偏差。這可能造成已被限制在容許工作范圍之內(nèi)的受控變量被修正到容許工作范圍之外，但該受控變量可被再次限制到容許工作范圍之內(nèi)。對(duì)尚未被限制到 其容許工作范圍之內(nèi)的其它一些受控變量的修正可能造成其中一個(gè)或多個(gè)受控變量落到 容許工作范圍之外。然后，再將這些落出的受控變量限制到容許工作范圍之內(nèi)。按照這種 方式，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)輸出相關(guān)值接近各自的要求值。如果其中一個(gè)作動(dòng)器的工作失效，從而難于將對(duì)應(yīng)的一個(gè)受控變量調(diào)節(jié)為其指令 值，則就與將受控變量限制在容許工作范圍內(nèi)的上述情況相同，燃燒參數(shù)反饋回路進(jìn)行工 作而對(duì)所有的受控變量進(jìn)行修正，以減小燃燒參數(shù)實(shí)際值或計(jì)算值與目標(biāo)值之間的偏差。 對(duì)當(dāng)前工作正常的作動(dòng)器的受控變量進(jìn)行修正是為了使所有的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值都接近 各自的要求值。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，存儲(chǔ)裝置中還存儲(chǔ)著燃燒參數(shù)的算術(shù)表達(dá)式，該算 術(shù)表達(dá)式限定了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值與燃燒參數(shù)之間的相互關(guān)系。燃燒目標(biāo)值計(jì)算器利用燃 燒參數(shù)的算術(shù)表達(dá)式來計(jì)算出與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的要求值對(duì)應(yīng)的燃燒參數(shù)的目標(biāo)值組合。如上所述，燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式限定了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值與燃燒參數(shù)之間的相互 關(guān)系。因而，通過使內(nèi)燃機(jī)的燃燒狀況接近于燃燒參數(shù)的數(shù)值，就可使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的 實(shí)際值與其要求值之間達(dá)到一致，其中的燃燒參數(shù)數(shù)值是通過將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的要求 值代入到燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式中而得出的。換言之，燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式表達(dá)了要使內(nèi)燃 機(jī)處于的燃燒狀況與內(nèi)燃機(jī)輸出相關(guān)值之間的關(guān)系。因而，通過將從燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式 計(jì)算得到的數(shù)值確定為燃燒參數(shù)的目標(biāo)值、并將作動(dòng)器的工作控制得與目標(biāo)值相符合，就 能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的要求值。燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式可被表示為圖1(b)中行列式的 形式，或者表示為圖1(a)所示模型的形式。燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式例如可限定NOx量、PM(顆粒物)量、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩等變量 (即發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值)與例如點(diǎn)火正時(shí)、點(diǎn)火延遲量等參數(shù)(即燃燒參數(shù))之間的相互關(guān) 系。換言之，燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式并不是限定了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出與點(diǎn)火正時(shí)之間一對(duì)一的對(duì)應(yīng) 關(guān)系，而是限定了為使輸出扭矩、NOx量和PM量所有這些參數(shù)符合其要求值而要求的點(diǎn)火正 時(shí)與點(diǎn)火延遲量的組合?；径裕紵齾?shù)算術(shù)表達(dá)式被設(shè)置為限定了燃燒參數(shù)(例如點(diǎn)火正時(shí)與點(diǎn)火 延遲量)與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值(例如輸出扭矩、NOx量、以及PM量)之間給定數(shù)目的、所有 可能的組合，而為了使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值達(dá)到其要求值，需要采用這些組合。如上所述，本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備在工作時(shí)使用燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式來計(jì)算出 燃燒參數(shù)目標(biāo)值的組合，該組合與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的要求值相對(duì)應(yīng)，且發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備 為各個(gè)作動(dòng)器計(jì)算出符合上述目標(biāo)值組合所需的指令值。與作為本申請(qǐng)背景介紹部分的上 述專利文獻(xiàn)不同，本發(fā)明不再需要通過適應(yīng)性測(cè)試來尋找燃燒參數(shù)優(yōu)化值與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相 關(guān)值之間的關(guān)系，因而減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備制造商執(zhí)行適應(yīng)性測(cè)試工作和映射表制作工 作的負(fù)擔(dān)。如果是相互獨(dú)立地確定出與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值有關(guān)的燃燒參數(shù)的目標(biāo)值，則可能 導(dǎo)致如下的相互干涉問題。具體而言，當(dāng)與某個(gè)燃燒參數(shù)的目標(biāo)值相對(duì)應(yīng)的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸 出相關(guān)值已達(dá)到其要求值時(shí)，另一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值卻偏離其要求值，而當(dāng)該另一發(fā)動(dòng) 機(jī)輸出相關(guān)值與其要求值相一致時(shí)，上述的那個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值卻偏離了其要求值。因而，非常難于使不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值同時(shí)與目標(biāo)值達(dá)到一致。與此相反，本發(fā)明的 發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備是計(jì)算出了與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的要求值相對(duì)應(yīng)的燃燒參數(shù)目標(biāo)值的組 合，并對(duì)作動(dòng)器的工作進(jìn)行控制而實(shí)現(xiàn)了這些目標(biāo)值，因而避免了由于燃燒參數(shù)之間相互 干涉而造成可控性惡化的問題，并使得各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值同時(shí)與它們的要求值達(dá)成了 一致，這將提高發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的可控性。發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的工作還在于利用燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式與受控變量算術(shù)表達(dá)式 來確定發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值與燃燒參數(shù)之間的相互關(guān)系、以及燃燒參數(shù)與受控變量之間的相 關(guān)關(guān)系，由此指明了如何對(duì)作動(dòng)器進(jìn)行操作來使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得所需的燃燒狀況，并找到了與 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出狀況相關(guān)的燃燒狀況。這就意味著燃燒參數(shù)被用作中間變量，以獲得發(fā)動(dòng)機(jī)輸 出相關(guān)值與受控變量之間的相關(guān)關(guān)系。因而，通過執(zhí)行如下的操作使各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值與其要求值在同時(shí)實(shí)現(xiàn)一 致利用燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式基于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的要求值計(jì)算出燃燒參數(shù)的目標(biāo)值； 利用受控變量算術(shù)表達(dá)式為受控變量產(chǎn)生出與計(jì)算所得目標(biāo)值相對(duì)應(yīng)的指令值；以及利用 指令值對(duì)作動(dòng)器的工作進(jìn)行控制。發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備還可包括發(fā)動(dòng)機(jī)輸出狀況反饋控制回路，其將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值 的實(shí)際值或計(jì)算值與要求值之間的偏差返送回去來計(jì)算燃燒參數(shù)的目標(biāo)值。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相 關(guān)值的實(shí)際值可由傳感器直接進(jìn)行測(cè)量。可利用模型來推導(dǎo)出發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的計(jì)算 值。發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒狀況(即燃燒參數(shù))與輸出狀況(即發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值)之間的相互 關(guān)系將隨著環(huán)境條件的改變而改變，其中的環(huán)境條件例如是發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫度或外界大 氣溫度。在對(duì)由燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式得出的目標(biāo)值進(jìn)行各種環(huán)境條件的修正時(shí)，需要進(jìn)行 適應(yīng)性測(cè)試，以將目標(biāo)值修正預(yù)定的量。這將增大制造商進(jìn)行適應(yīng)性測(cè)試工作和映射表制 作工作的負(fù)擔(dān)。為了避免這樣的缺陷，本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備以反饋的模式來計(jì)算燃燒參數(shù)的 目標(biāo)值，從而消除了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的實(shí)際值或計(jì)算值與其要求值之間的偏差，由此得 到了可適應(yīng)環(huán)境條件改變的目標(biāo)值。這就消除了執(zhí)行適應(yīng)性測(cè)試來找尋修正量的必要性， 從而減輕了制造商在進(jìn)行適應(yīng)性測(cè)試工作和映射表制作工作方面的負(fù)擔(dān)。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值可反映如下參數(shù)中的至少兩個(gè)與內(nèi)燃機(jī)廢氣排放相關(guān)的物理 量；與內(nèi)燃機(jī)輸出扭矩相關(guān)的物理量；與燃料消耗量相關(guān)的物理量；以及與內(nèi)燃機(jī)燃燒噪 聲相關(guān)的物理量。例如，與廢氣排放相關(guān)的物理量是NOx量、PM量、CO量、或HC量。與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭 矩相關(guān)的物理量是從發(fā)動(dòng)機(jī)本身輸出的扭矩、或發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。與燃燒噪聲相關(guān)的物理量 是燃燒噪聲本身或發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械振動(dòng)。各種類型的這些物理量可被作為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值 的舉例，這些物理量可被大致劃分為廢氣排放、輸出扭矩、燃料消耗、以及燃燒噪聲。這四種 類型的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值被設(shè)置得相互干涉。因而，發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備在處理這樣的發(fā)動(dòng)機(jī) 輸出相關(guān)值方面非常有效。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值還可包括如下參數(shù)中的至少兩個(gè)N0X量、CO量、HC量、以及黑 煙度。與這些廢氣排放指標(biāo)相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值更有可能具有折衷的關(guān)系。因而，本 發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備能有效地處理這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值。
燃燒參數(shù)可包括點(diǎn)火正時(shí)和點(diǎn)火延遲。這些類型的燃燒參數(shù)通常是反映發(fā)動(dòng)機(jī)氣 缸內(nèi)燃燒狀況的物理量，這些物理量之間具有密切的關(guān)系。因而，采用燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式 和受控變量算術(shù)表達(dá)式可減小這些燃燒參數(shù)之間的相互干涉度。受控變量可包括如下變量的至少兩個(gè)燃料的噴射量、燃料的噴射正時(shí)、燃料的噴 射次數(shù)、燃料的供給壓力、EGR量、增壓壓力、以及進(jìn)氣閥或排氣閥的啟/閉正時(shí)。這些受控 變量是用在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的典型變量，它們更有可能是相互干涉的。因而，利用上述的 受控變量算術(shù)表達(dá)式能減小這些受控變量之間的相互關(guān)涉度。


從下文的詳細(xì)描述以及本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的附圖，可更加完整地理解本發(fā)明， 其中的實(shí)施方式是優(yōu)選的，但不應(yīng)被用來將本發(fā)明限制為這些具體的實(shí)施方式，這些實(shí)施 方式僅是為了便于解釋和理解。在附圖中圖1(a)中的方框圖表示了更加本發(fā)明第一實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)；圖1 (b)表示了用作燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式的行列式；圖1 (c)表示了用作受控變量算術(shù)表達(dá)式的行列式；圖2是由圖1 (a)所示發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)執(zhí)行的發(fā)動(dòng)機(jī)控制程序的流程圖；圖3(a)中的解釋性視圖表示了由圖1(a)到1 (c)中所示燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式和 受控變量算術(shù)表達(dá)式限定的相互關(guān)系；圖3 (b)例示性地表示了圖3 (a)中由受控變量算術(shù)表達(dá)式限定的相互關(guān)系；圖3 (c)例示性地表示了圖3 (a)中由燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式限定的相互關(guān)系；圖4中的解釋性視圖反映了燃燒參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的影響作用；圖5 (a)例示性地表示了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的變化；圖5 (b)例示性地表示了內(nèi)燃機(jī)冷卻液溫度的變化；圖5 (C)例示性地表示了燃燒參數(shù)的變化；圖5 (d)例示性地表示了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的變化；圖6 (a)例示性地表示了 NOx量要求值的變化；圖6 (b)例示性地表示了 CO量要求值的變化；圖6 (c)例示性地表示了以反饋模式對(duì)EGR比率進(jìn)行修正的情形；圖6 (d)例示性地表示了以反饋模式對(duì)先導(dǎo)噴射量進(jìn)行修正的情形；圖6 (e)例示性地表示了以反饋模式對(duì)先導(dǎo)噴射的正時(shí)進(jìn)行修正的情形；圖6 (f)例示性地表示了以反饋模式對(duì)主噴射正時(shí)進(jìn)行修正的情形；圖6 (g)例示性地表示了以反饋模式對(duì)噴射壓力進(jìn)行修正的情形；圖7中的方框圖表示了根據(jù)第二實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式參見附圖，各個(gè)附圖中相同的數(shù)字標(biāo)號(hào)指代相同的部件，具體到圖1(a)，該圖表示 出了根據(jù)第一實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其被用來對(duì)機(jī)動(dòng)車所用內(nèi)燃機(jī)10的工作進(jìn)行 控制。下文的討論例如將針對(duì)自燃的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)來進(jìn)行，在該柴油機(jī)中，燃料被以高壓噴射到氣缸#1到#4中。圖1(a)中的方框圖表示了由電子控制單元(ECU) IOa執(zhí)行的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，ECU 進(jìn)行工作而對(duì)多個(gè)作動(dòng)器11的工作進(jìn)行控制，以此來調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)10中的燃料燃燒狀況，從 而使發(fā)動(dòng)機(jī)10的輸出特性與所希望的特性相符。安裝在燃料系統(tǒng)中的作動(dòng)器11例如是燃料噴射器和高壓泵，噴射器將燃料噴射 到發(fā)動(dòng)機(jī)10中，高壓泵對(duì)被供送給燃料噴射器的燃料的壓力進(jìn)行控制。ECU IOa進(jìn)行工作 而計(jì)算出反映受控變量目標(biāo)值的指令值，其中的目標(biāo)值也即是要由高壓泵吸入、排出的燃 料量的目標(biāo)值，ECU將目標(biāo)值以指令信號(hào)的形式輸出給高壓泵，以對(duì)噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)10中的 燃料的壓力進(jìn)行控制。EUC IOa還確定出反映受控變量目標(biāo)值的指令值，并將上述指令值以 指令信號(hào)的形式輸出給燃料噴射器，其中的受控變量目標(biāo)值也即是要從各個(gè)燃料噴射器 噴射出的燃料目標(biāo)量(即噴射時(shí)長(zhǎng))；噴射正時(shí)的目標(biāo)值，其中，在該噴射正時(shí)時(shí)刻，各個(gè)燃 料噴射器將開始噴射燃料；以及每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)內(nèi)(即四沖程循環(huán)內(nèi))每個(gè)燃料噴射 器噴射燃料的次數(shù)，其中的工作循環(huán)包括吸氣沖程、壓縮沖程、燃燒沖程、以及排氣沖程。安裝在進(jìn)氣系統(tǒng)中的作動(dòng)器11例如是EGR(廢氣再循環(huán))閥，其控制著發(fā)動(dòng)機(jī)10 所排出廢氣中被返送回發(fā)動(dòng)機(jī)10進(jìn)氣口的部分的量(下文中該數(shù)量也被稱為EGR量)，并 控制著可變控制增壓器的工作，這種增壓器對(duì)增壓壓力可變地進(jìn)行調(diào)整；還控制著節(jié)氣門 的工作，節(jié)氣門控制著要被吸入到發(fā)動(dòng)機(jī)10中的新空氣的量；且控制著氣閥控制機(jī)構(gòu)的工 作，該氣閥控制機(jī)構(gòu)設(shè)定了發(fā)動(dòng)機(jī)10進(jìn)氣門和排氣閥的啟閉正時(shí)規(guī)律，并對(duì)進(jìn)氣門和排氣 閥的升程量進(jìn)行調(diào)整。ECU IOa進(jìn)行工作而計(jì)算出反映受控變量目標(biāo)值的指令值，并將這些 指令值以指令信號(hào)的形式分別輸出給EGR閥、可變控制增壓器、節(jié)氣門、氣閥控制機(jī)構(gòu)，其 中的受控變量目標(biāo)值也即是指EGR量目標(biāo)值、增壓壓力、新空氣量、可變正時(shí)、以及進(jìn)氣門 和排氣閥的升程量。在上述描述的方式中，EUC IOa對(duì)作動(dòng)器11的工作進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)受控變量的 目標(biāo)值，由此對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)10中的燃燒狀況進(jìn)行控制，以使發(fā)動(dòng)機(jī)10的輸出狀況與所要求的狀況相一致。如上所述的那樣，發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒狀況是由多種類型的燃燒參數(shù)限定的，這些燃 燒參數(shù)例如是如下的參數(shù)點(diǎn)火正時(shí)；點(diǎn)火延遲，其是從燃料開始噴射時(shí)到開始點(diǎn)燃燃料 時(shí)之間所需的時(shí)間；如此等等。這些燃燒參數(shù)是一些物理量，這些物理量例如通常是由氣缸 壓力傳感器來測(cè)得的，這種傳感器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)10氣缸中的壓力進(jìn)行測(cè)量。上述的發(fā)動(dòng)機(jī)10輸出特性是由多種類型的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值來表達(dá)的，這些相 關(guān)值例如是與廢氣排放相關(guān)的物理量(例如N0X、PM[顆粒物]量、以及CO或HC的量)、 與發(fā)動(dòng)機(jī)10輸出扭矩(例如從發(fā)動(dòng)機(jī)10輸出軸輸出的扭矩)以及發(fā)動(dòng)機(jī)10轉(zhuǎn)速相關(guān)的 物理量、與發(fā)動(dòng)機(jī)10燃料消耗量(例如發(fā)動(dòng)機(jī)10消耗單位體積的燃料所行駛的距離、或發(fā) 動(dòng)機(jī)運(yùn)行單位時(shí)間所消耗燃料的體積，這些指標(biāo)是通過模式運(yùn)行測(cè)試測(cè)得的)相關(guān)的物理 量、以及與燃燒噪聲(例如發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)、燃燒、或排氣噪聲)相關(guān)的物理量。E⑶IOa中配備有典型的微計(jì)算機(jī)，微計(jì)算機(jī)包括對(duì)給定任務(wù)執(zhí)行工作的CPU ； 作為主存儲(chǔ)器的RAM，其內(nèi)存儲(chǔ)著CPU工作期間產(chǎn)生的數(shù)據(jù)或CPU的運(yùn)算結(jié)果；作為程序 存儲(chǔ)器的ROM ；其中存儲(chǔ)著數(shù)據(jù)的EERPOM ；以及備份RAM，在所有的時(shí)間都由備份電源向該 RAM供電-即使在將EUClOa的主電源關(guān)斷之后，其中的備份電源例如是安裝在車輛上的蓄電池。發(fā)動(dòng)機(jī)10已安裝有這些傳感器12、13，這些傳感器向E⑶IOa輸出信息。傳感器 12是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出傳感器，其作為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值反饋回路的一部分，用于對(duì)實(shí)際的發(fā)動(dòng) 機(jī)輸出相關(guān)值進(jìn)行測(cè)量。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出傳感器12是由如下傳感器來實(shí)現(xiàn)的氣體傳感 器，該傳感器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)10排放物中的組分(例如NOx)濃度進(jìn)行測(cè)量；扭矩傳感器，其對(duì)發(fā) 動(dòng)機(jī)10的輸出扭矩進(jìn)行測(cè)量；以及噪聲傳感器，其對(duì)由燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)10中燃燒而產(chǎn)生的噪 聲幅度進(jìn)行測(cè)量。如下文將要描述的那樣，作為備選方案，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的實(shí)際值也可 利用算術(shù)模型計(jì)算或估算出，而不使用傳感器12。傳感器13是燃燒狀況傳感器，其作為燃燒參數(shù)反饋回路的一部分，用于確定出實(shí) 際的燃燒參數(shù)。例如，傳感器13可以由如下傳感器來實(shí)現(xiàn)氣缸壓力傳感器，其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)10 燃燒室(即氣缸)內(nèi)的壓力進(jìn)行測(cè)量；以及離子傳感器，其對(duì)由燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)10中燃燒而 產(chǎn)生的離子量進(jìn)行測(cè)量。例如，EUC IOa計(jì)算出由氣缸壓力傳感器13測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室 內(nèi)壓力的改變，由此來確定點(diǎn)火正時(shí)和點(diǎn)火延遲。作為備選措施，也可利用算術(shù)模型來計(jì)算 或估算出燃燒參數(shù)的實(shí)際值，而不使用傳感器13。E⑶IOa包括燃燒參數(shù)計(jì)算器20、燃燒參數(shù)控制器30、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出偏差計(jì)算器40、 燃燒參數(shù)偏差計(jì)算器50、以及受控變量修正器60。燃燒參數(shù)計(jì)算器20起到了燃燒目標(biāo)值 計(jì)算器的作用，其確定出要使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值與要求值一致所需要的發(fā)動(dòng)機(jī)10燃燒狀 況(即燃燒參數(shù))。燃燒參數(shù)控制器30起到了受控變量指令值計(jì)算器的作用，其用于對(duì)作 動(dòng)器11的工作(即受控變量)進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)10預(yù)期的燃燒狀況。燃燒參數(shù)控 制器30產(chǎn)生出指令值，該指令值反映了各個(gè)受控變量的目標(biāo)值，控制器將這些指令值以指 令信號(hào)的形式輸出給對(duì)應(yīng)的那個(gè)作動(dòng)器11。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出偏差計(jì)算器40起到了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出 反饋回路的作用，其用于計(jì)算出各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的實(shí)際值(即從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出傳感器 12輸出的數(shù)值)與其要求值之間的差值或偏差。燃燒參數(shù)偏差計(jì)算器50起到了燃燒參數(shù) 反饋回路的作用，其計(jì)算出各個(gè)燃燒參數(shù)的實(shí)際值(即從燃燒狀況傳感器13輸出的數(shù)值) 與其目標(biāo)值之間的差值或偏差。受控變量修正器60進(jìn)行工作而將從燃燒參數(shù)控制器30輸 出的指令值設(shè)定到對(duì)應(yīng)作動(dòng)器11的容許工作范圍內(nèi)。這些電路20到50是由E⑶IOa微 計(jì)算器中的各個(gè)功能模塊來實(shí)現(xiàn)。具體而言，燃燒參數(shù)計(jì)算器20具有積分器21和燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22。積分器 21進(jìn)行工作而對(duì)由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出偏差計(jì)算器40計(jì)算出的各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出偏差進(jìn)行求和或總 合。燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22被存儲(chǔ)在諸如ECU IOa的ROM等的存儲(chǔ)器中。燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22被用來限定不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值與不同類型燃燒 參數(shù)之間的相互關(guān)系。具體而言，燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22是由圖1(a)所示的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出 狀況-燃燒參數(shù)之間模型、或圖1(b)所示行列式來實(shí)現(xiàn)的，并用數(shù)學(xué)方法表達(dá)了發(fā)動(dòng)機(jī)10 燃燒狀況(即燃燒參數(shù))與發(fā)動(dòng)機(jī)10輸出狀況(即發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值)之間的關(guān)系。換 言之，燃燒參數(shù)的算術(shù)表達(dá)式22產(chǎn)生出為了滿足發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的要求值所需要的發(fā) 動(dòng)機(jī)10燃燒狀況數(shù)值。燃燒參數(shù)的目標(biāo)值(或者上一控制環(huán)節(jié)中推導(dǎo)出的目標(biāo)值需要改 變的數(shù)量)是通過將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的要求值(或?qū)嶋H值與要求值之間偏差)代入到燃 燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22中而得到的。具有圖1 (a)所示結(jié)構(gòu)的燃燒參數(shù)計(jì)算器20將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的偏差(即發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的實(shí)際值與其要求值之間差值)代入到燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22中而確定出 一定量，在該控制環(huán)節(jié)中，需要將上一控制環(huán)節(jié)中設(shè)定的燃燒參數(shù)目標(biāo)值改變所述的一定量。在實(shí)踐中，積分器21對(duì)各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的實(shí)際值的偏差分別進(jìn)行求和，并 將這些偏差代入到燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22中，以持續(xù)地減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的實(shí)際值 偏離其要求值的可能性。如果偏差的總和值變?yōu)榱?0)，則由燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22計(jì)算 出的對(duì)應(yīng)數(shù)值將為零。因而，燃燒參數(shù)的目標(biāo)值就被設(shè)定，以將發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒狀況保持 為當(dāng)前狀況。燃燒參數(shù)控制器30包括積分器31和受控變量算術(shù)表達(dá)式32。積分器31進(jìn)行工 作而對(duì)各個(gè)燃燒參數(shù)實(shí)際值與其目標(biāo)值之間的偏差進(jìn)行求和或總合，該偏差是由燃燒參數(shù) 偏差計(jì)算器50計(jì)算出。受控變量算術(shù)表達(dá)式32被存儲(chǔ)在諸如ECU IOa的ROM等的存儲(chǔ)器 (即存儲(chǔ)裝置)中。受控變量算術(shù)表達(dá)式32被用來限定不同類型燃燒參數(shù)與不同類型受控變量之間 的相互關(guān)系。受控變量算術(shù)表達(dá)式32是由圖1 (a)所示的燃燒參數(shù)-受控變量之間模型、或 圖1(c)所示的行列式來實(shí)現(xiàn)的，其用數(shù)學(xué)方法表達(dá)了與所需的發(fā)動(dòng)機(jī)10燃燒狀況相對(duì)應(yīng) 的受控變量的數(shù)值。換言之，受控變量的算術(shù)表達(dá)式32產(chǎn)生出一些受控變量數(shù)值的組合， 為將發(fā)動(dòng)機(jī)10置于所希望的燃燒狀況需要采用該數(shù)值組合。因而，受控變量的指令值(或 指令值需要改變的量)是通過將燃燒參數(shù)的目標(biāo)值(或目標(biāo)值需要改變的量)代入到燃燒 參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32而得到的。具有圖1 (a)所示結(jié)構(gòu)的燃燒參數(shù)偏差計(jì)算器30將燃燒參數(shù)的偏差(即目標(biāo)值需 要改變的量)代入到受控變量算術(shù)表達(dá)式32中，以確定出前一控制環(huán)節(jié)中得出的指令值需 要在該控制環(huán)節(jié)中改變的量，以便于推導(dǎo)出前一控制環(huán)節(jié)中得到的受控變量需要在當(dāng)前控 制環(huán)節(jié)中改變的量。在實(shí)踐中，積分器31對(duì)燃燒參數(shù)偏離其目標(biāo)值的偏差進(jìn)行求和或積分，并將這些 偏差分別代入到受控變量算術(shù)表達(dá)式32中，以持續(xù)地減小燃燒參數(shù)實(shí)際值偏離其目標(biāo)值 的可能性，其中，燃燒參數(shù)目標(biāo)值的偏差是由燃燒參數(shù)偏差計(jì)算器50得出的。如果各個(gè)偏 差的總和值變?yōu)榱?0)，則由受控變量算術(shù)表達(dá)式32計(jì)算出的對(duì)應(yīng)數(shù)值將為零。因而，各個(gè) 受控變量的指令值就被設(shè)定，以保持受控變量當(dāng)前的最新數(shù)值。受控變量修正器60判斷由燃燒參數(shù)控制器30得出的各個(gè)受控變量指令值是否位 于對(duì)應(yīng)作動(dòng)器11的容許工作范圍內(nèi)。受控變量修正器60將被判斷為超出容許工作范圍的 指令值修正或限制為對(duì)應(yīng)的容許工作范圍的上限或下限，并將該結(jié)果以指令信號(hào)的形式輸 出給作動(dòng)器11。下文將舉例說明容許工作范圍。例如，燃料噴射器的性能通常是有限的，這取決于 燃料噴射器被啟閉的速度。具體而言，在單次噴射操作中，燃料噴射器所能噴射的燃料最少 可行量是有限的。因而，即使發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)指示燃料噴射器噴射出小于最少可行量的燃 料，但燃料噴射器將只能噴射最少可行量的燃料。另外，在多級(jí)噴射模式中，如果在主噴射 事件之前的先導(dǎo)噴射事件中噴入的燃料量被過度地增大，則會(huì)造成廢氣煙度超出允許的數(shù) 值，其中，在多級(jí)噴射模式中，在每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)(即四沖程循環(huán))中，燃料是分幾次被 進(jìn)行噴射的。因而，必須要為先導(dǎo)噴射事件中的燃料噴入量設(shè)定上限。
另外，例如，作用在于對(duì)進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)10中的空氣流量進(jìn)行調(diào)節(jié)的節(jié)氣門，作用 在于對(duì)EGR量進(jìn)行調(diào)節(jié)的EGR閥，以及作用在于對(duì)增壓壓力進(jìn)行控制的渦輪閥(例如廢氣 閘閥)都存在著上限，該上限是當(dāng)閥被完全打開時(shí)、所排出流體的最大可能流量。因而，即 使發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)指示這些閥輸出大于上限的流體量，這些閥也只能以最大可能流量來排 出流體。從上文可清楚地看出，每個(gè)受控變量都具有由上限和下限限定的容許工作范圍。下文將參照?qǐng)D2中所示的作動(dòng)器控制程序的流程圖來描述如何計(jì)算出要被輸出 給作動(dòng)器11的、以使受控變量達(dá)到其要求值的指令值。該程序是由ECU IOa中的微計(jì)算機(jī) 以固定的間隔(例如CPU的工作周期或與給定的發(fā)動(dòng)機(jī)10曲軸轉(zhuǎn)角等效的周期)來執(zhí)行 的。在進(jìn)入到該程序中之后，流程進(jìn)行到步驟10，在該步驟中，基于發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速 和車輪加速踏板的位置(即駕駛員對(duì)加速踏板的力度)來計(jì)算出各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值 的要求值。例如，ECU IOa利用映射表計(jì)算出這些要求值，其中的映射表是利用適應(yīng)性測(cè)試 制出的，存儲(chǔ)著與發(fā)動(dòng)機(jī)10轉(zhuǎn)速和加速踏板位置相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的最優(yōu)值。ECU IOa還可根據(jù)其它一些環(huán)境條件或參數(shù)來確定發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的要求值，其中的環(huán)境條 件或參數(shù)例如是發(fā)動(dòng)機(jī)10冷卻水的溫度、外界空氣溫度、和/或大氣壓。流程進(jìn)行到步驟20，在該步驟中，從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出傳感器12的輸出信號(hào)測(cè)得各個(gè)發(fā) 動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的實(shí)際值。作為備選措施，可使用ECU 10a、借助于算術(shù)模型估算或計(jì)算出 當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值，從而無需使用發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出傳感器12，將這些計(jì)算值確定為上 述的實(shí)際值。只能對(duì)于某些發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值才能執(zhí)行這樣的估算。流程進(jìn)行到步驟30，在該步驟中，執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)輸出偏差計(jì)算器40的操作。具體而 言，確定出步驟20中測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的實(shí)際值與步驟10中得出的要求值之間的 偏差。在下文中，該偏差也被稱為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出偏差。流程進(jìn)行到步驟40，在該步驟中，執(zhí)行積分器21的操作。具體而言，該步驟中確定 出步驟30中所得出各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出偏差的總值x(i)。更具體而言，將總值x(i)計(jì)算為前 一程序執(zhí)行周期內(nèi)得出的各個(gè)總值x(i-l)與該程序執(zhí)行周期內(nèi)得出的對(duì)應(yīng)那個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸 出偏差的和。流程進(jìn)行到步驟50，在該步驟中，將步驟40中求得的總值x(i)代入到燃燒參數(shù) 算術(shù)表達(dá)式22中。燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22的解被確定為當(dāng)前的或最新燃燒參數(shù)需要被改 變的量。例如，圖1(b)所示的燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22被設(shè)計(jì)成這樣r階變量的列向量Al 與矩陣A2的乘積被定義為q階變量的列向量A3，其中，Al列向量中的變量代表的是發(fā)動(dòng)機(jī) 輸出相關(guān)值的當(dāng)前值要被改變的量，而矩陣A2是由qXr個(gè)元素an到 組成的，A3列向 量中的變量代表的是燃燒參數(shù)要被改變的量。步驟40中求得的偏差總值x(i)被代入到列 向量Al的變量中，以求得列向量A3各個(gè)變量(即各項(xiàng))的解。這些解被確定為為達(dá)到 該程序執(zhí)行周期內(nèi)得出的燃燒參數(shù)目標(biāo)值、需要對(duì)燃燒參數(shù)的最新值進(jìn)行改變的量(下文 中，其也被稱為燃燒參數(shù)目標(biāo)值改變量)。流程進(jìn)行到步驟60，在該步驟中，對(duì)燃燒狀況傳感器13的輸出進(jìn)行監(jiān)控，以求得 燃燒參數(shù)的實(shí)際值。作為備選措施，ECU IOa可利用算術(shù)模型計(jì)算或估算出燃燒參數(shù)的當(dāng) 前值，而并不使用燃燒狀況傳感器13，且將該計(jì)算值作為上述的實(shí)際值。只能對(duì)于某些燃燒 參數(shù)才能采用這樣的估算。
流程進(jìn)行到步驟70，在步驟70中，執(zhí)行燃燒參數(shù)偏差計(jì)算器50的操作。具體而 言，將步驟50得出的各個(gè)燃燒參數(shù)目標(biāo)值改變量加到其基準(zhǔn)值上而定出目標(biāo)值。然后，計(jì) 算出燃燒參數(shù)各個(gè)目標(biāo)值偏離步驟60中求得的對(duì)應(yīng)那個(gè)燃燒參數(shù)實(shí)際值的偏差。作為備 選措施，也可計(jì)算出各個(gè)燃燒參數(shù)目標(biāo)值改變量與對(duì)應(yīng)那個(gè)燃燒參數(shù)實(shí)際值改變量之間的偏差。流程進(jìn)行到步驟80中，在該步驟中，執(zhí)行積分器31的操作。具體而言，確定出步 驟70中得出的各個(gè)燃燒參數(shù)目標(biāo)值偏差的總值y (i)。更具體而言，計(jì)算出前一程序執(zhí)行周 期內(nèi)的總值y(i-l)與當(dāng)前程序執(zhí)行周期內(nèi)得出的燃燒參數(shù)目標(biāo)值偏差的總和，并將該總 和作為總值y(i)。流程進(jìn)行到步驟90，在該步驟中，將步驟80中得出的總值y (i)代入到受控變量算 術(shù)表達(dá)式32中。受控變量算術(shù)表達(dá)式32的解被確定為所有類型的受控變量的最新指令值 需要被改變或調(diào)整的量。例如，圖1 (c)所示的受控變量算術(shù)表達(dá)式32被設(shè)計(jì)成這樣q階 變量的列向量A3與矩陣A4的乘積被定義為ρ階變量的列向量A5，其中，A3列向量中的變 量代表的是燃燒參數(shù)目標(biāo)值的改變量，而矩陣A4是由ρ X q個(gè)元素bn到bM組成的，A5列 向量中的變量代表的是受控變量要被改變的量。步驟80中求得的偏差總值y(i)被代入到 列向量A3的變量中，以求得列向量A5各個(gè)變量(即各項(xiàng))的解。這些解被定為為使受控 變量達(dá)到該程序執(zhí)行周期內(nèi)得出的目標(biāo)值(即指令值的目標(biāo)值)，需要對(duì)受控變量的最新 值進(jìn)行改變的量(下文其也被稱為受控變量目標(biāo)值改變量)。除了圖2中的操作之外，ECU IOa還計(jì)算出指令值的基準(zhǔn)值，該基準(zhǔn)值代表了受控 變量的基準(zhǔn)值。然后，ECU IOa基于步驟90中得出的受控變量目標(biāo)值的改變量對(duì)該指令 值基準(zhǔn)值進(jìn)行修正，以得出要被輸出該作動(dòng)器11的各個(gè)指令值。例如，ECU IOa將各個(gè)受 控變量目標(biāo)值改變量加到對(duì)應(yīng)的那個(gè)指令值基準(zhǔn)值上，以得出代表受控變量目標(biāo)值的指令 值。指令值的基準(zhǔn)值可根據(jù)諸如發(fā)動(dòng)機(jī)10轉(zhuǎn)速等的發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況預(yù)先確定出，或者在 ECU IOa中按照數(shù)學(xué)公式來計(jì)算出，或者通過基于發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況查詢映射表而得到。該映 射表與本申請(qǐng)背景介紹部分中提到的第2008-223643和2007-77935日本專利首次公開公 報(bào)所教導(dǎo)的映射表不同，該映射表僅被用來提供指令值的基準(zhǔn)值，因而可通過較少的適應(yīng) 性測(cè)試容易地制得。流程進(jìn)行到步驟100，在該步驟中，確定步驟90中得出的、且要被輸出給某個(gè)作動(dòng) 器11的各個(gè)指令值是否位于預(yù)定的容許工作范圍內(nèi)。如果得出否的結(jié)論，則就意味著指令 值超出了容許工作范圍，然后，流程進(jìn)行到步驟110，在該步驟中，將指令值修正或設(shè)定為容 許工作范圍的上限或下限-不論是那個(gè)極限值更靠近指令值。例如，如果指令值大于容許 工作范圍，則就將指令值設(shè)定為上限。這樣修正后的指令值被輸出給對(duì)應(yīng)的那個(gè)作動(dòng)器11， 以將受控變量置于其要求值。備選的情況，如果在步驟100中獲得了是的結(jié)論，則就意味著 指令值處于容許工作范圍內(nèi)，該指令值不經(jīng)過修正就可輸出該對(duì)應(yīng)的那個(gè)作動(dòng)器11。然后， 流程終止。下文將參照附圖3(a)到圖3(c)對(duì)由燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22和受控變量算術(shù)表 達(dá)式32限定的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值與燃燒參數(shù)之間相互關(guān)系、以及燃燒參數(shù)與受控變量之 間相互關(guān)系的實(shí)例進(jìn)行描述。圖3(a)示意性地表示了上述的相互關(guān)系。噴射量、噴射時(shí)長(zhǎng)、以及EGR量被定義為作動(dòng)器11的受控變量。NOx量、CO量、以及燃料消耗量被定義為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值?！癆”、 “B”、“C”分別代表不同類型的燃燒參數(shù)。例如，“A”指代的是發(fā)動(dòng)機(jī)10的點(diǎn)火正時(shí)。在圖3(a)所示的實(shí)例中，數(shù)字標(biāo)號(hào)3 指示一條回歸線32aM，該回歸線代表了噴 射量與燃燒參數(shù)A之間的相互關(guān)系。回歸線32aM例如是通過多元回歸分析而得出的。類 似地，數(shù)字標(biāo)號(hào)32b指示的是代表噴射量與燃燒參數(shù)B之間相互關(guān)系的回歸線。數(shù)字標(biāo)號(hào) 32c指示的是代表噴射量與燃燒參數(shù)C之間相互關(guān)系的回歸線。具體而言，如上所述，利用 數(shù)學(xué)模型或行列式，將圖3(b)所示的噴射量、噴射正時(shí)、以及EGR量的每一個(gè)與燃燒參數(shù)A、 B、C的對(duì)應(yīng)一個(gè)之間的相互關(guān)系由回歸線來進(jìn)行限定。因而，當(dāng)規(guī)定了噴射量、噴射正時(shí)、 以及EGR量的數(shù)值組合時(shí)，就可得到燃燒參數(shù)A、B、C的數(shù)值的對(duì)應(yīng)組合。換言之，限定了受 控變量與發(fā)動(dòng)機(jī)10燃燒狀況(即燃燒參數(shù))之間的關(guān)系。從圖1(a)可見，受控變量算術(shù) 表達(dá)式32是由圖3(a)中模型的倒逆模型來限定的。在圖3(a)中，數(shù)字標(biāo)號(hào)2 指示一條回歸線22aM，該回歸線代表了燃燒參數(shù)A與 NOx量之間的相互關(guān)系?；貧w線22aM例如是通過多元回歸分析而得出的。類似地，數(shù)字標(biāo) 號(hào)22b指示的是代表燃燒參數(shù)A與CO量之間相互關(guān)系的回歸線。數(shù)字標(biāo)號(hào)22c指示的是 代表燃燒參數(shù)A與燃料消耗量之間相互關(guān)系的回歸線。具體而言，如上所述，利用數(shù)學(xué)模 型或行列式，將圖3 (c)所示的燃燒參數(shù)A、B、C的每一個(gè)與NOx量、CO量、以及燃料消耗量 的對(duì)應(yīng)一個(gè)之間的相互關(guān)系由回歸線來進(jìn)行限定。因而，當(dāng)規(guī)定了燃燒參數(shù)A、B、C的組合 時(shí)，就可得到NOx量、CO量、以及燃料消耗量的對(duì)應(yīng)組合。換言之，限定了發(fā)動(dòng)機(jī)10燃燒狀 況(即燃燒參數(shù))與發(fā)動(dòng)機(jī)10輸出狀況(即發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值)之間的關(guān)系。從圖1 (a) 可見，受控變量算術(shù)表達(dá)式22是由圖3(a)中模型的倒逆模型來限定的。例如，當(dāng)點(diǎn)火正時(shí)A的目標(biāo)值保持未變、但其實(shí)際值已改變時(shí)，可由燃燒參數(shù)偏差 計(jì)算器50給出該差值(即燃燒參數(shù)偏差)。燃燒參數(shù)控制器30將該燃燒參數(shù)偏差代入到 圖3 (b)所示模型或行列式中，以求出為使點(diǎn)火正時(shí)A的實(shí)際值與目標(biāo)值相一致而要對(duì)噴射 量、噴射正時(shí)、以及EGR的當(dāng)前量進(jìn)行改變或修正的量。以噴射量的修正量AQ(即噴射量需要改變的量)為例，燃燒參數(shù)控制器30基于 圖3(a)所示的回歸線32aM得出與點(diǎn)火正時(shí)A目標(biāo)值的改變量ΔΑ相對(duì)應(yīng)的修正量AQ。 圖3 (b)中的受控變量算術(shù)表達(dá)式32限定了燃燒參數(shù)與受控變量的各種組合，從而，在只有 某一個(gè)燃燒參數(shù)相對(duì)于目標(biāo)值發(fā)生了改變時(shí)，同時(shí)要對(duì)所有的受控變量進(jìn)行修正。類似地，當(dāng)NOx量的要求值保持未變、但其實(shí)際值已改變時(shí)，可由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出偏差 計(jì)算器20得出該差值(即發(fā)動(dòng)機(jī)輸出偏差)。燃燒參數(shù)計(jì)算器20將該發(fā)動(dòng)機(jī)輸出偏差代 入到圖3(c)所示模型或行列式中，以求出為使NOx量的實(shí)際值與要求值相一致而要對(duì)燃燒 參數(shù)A、B、C的當(dāng)前值進(jìn)行改變或修正的量。以點(diǎn)火正時(shí)的修正量ΔΑ(即點(diǎn)火正時(shí)需要改變的量)為例，燃燒參數(shù)計(jì)算器20 基于圖3(a)所示的回歸線22aM得出與目標(biāo)值改變量ANO5^H對(duì)應(yīng)的修正量ΔΑ。圖3 (c) 中的燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22限定了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值與燃燒參數(shù)的各種組合，從而，在只 有某一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值相對(duì)于要求值發(fā)生了改變時(shí)，同時(shí)要對(duì)所有的燃燒參數(shù)進(jìn)行修 正。如上文描述的那樣，燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22限定了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值與燃燒參 數(shù)之間的各種組合，因而能響應(yīng)于其中某個(gè)燃燒參數(shù)的改變，找出對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值需要改變的量。例如，當(dāng)NOx量的實(shí)際值與PM量的實(shí)際值偏離它們的要求值時(shí)-如圖4 所示，就通過將點(diǎn)火正時(shí)的最新值A(chǔ)l (即從前一程序執(zhí)行周期得到的數(shù)值)改變?yōu)锳2值來 消除該偏差。即使未找到能使NOx量和PM量與它們的要求值相一致的點(diǎn)火正時(shí)值A(chǔ)，也能 利用燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22得到能使NOx量和PM量盡可能接近它們要求值的最優(yōu)數(shù)值。出于方便的考慮，圖4中的示意圖只表示了對(duì)點(diǎn)火正時(shí)A的修正，但是，如上所述， 燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22是限定了不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值與不同類型的燃燒參數(shù)之 間所有可能的一定數(shù)目組合，因而能響應(yīng)于某個(gè)或某些發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的偏差同時(shí)對(duì)各 個(gè)燃燒參數(shù)的目標(biāo)值進(jìn)行修正。與燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22 —樣，受控變量算術(shù)表達(dá)式32被用來限定了不同類型 燃燒參數(shù)與不同類型的受控變量之間所有可能的一定數(shù)目組合，因而能響應(yīng)于某個(gè)或某些 燃燒參數(shù)的偏差同時(shí)對(duì)各個(gè)受控變量的指令值進(jìn)行修正。圖5(a)到圖5(d)中的時(shí)序圖表示了根據(jù)該實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的模擬工 作結(jié)果，該結(jié)果是在發(fā)動(dòng)機(jī)10穩(wěn)定工作過程中、當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10冷卻水的溫度(即環(huán)境狀況) 出現(xiàn)改變時(shí)進(jìn)行工作的結(jié)果。如圖5(b)所示，當(dāng)冷卻水溫度逐漸升高時(shí)，這將造成發(fā)動(dòng)機(jī)10燃燒狀況的改 變-即使受控變量保持不變的情況下。這樣，燃燒參數(shù)偏差計(jì)算器50輸出燃燒參數(shù)的偏差 量。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)以反饋的模式改變受控變量的當(dāng)前值，從而減小或消除由燃燒參數(shù)偏 差計(jì)算器50得出的燃燒參數(shù)偏差。在圖示的實(shí)例中，如圖5(d)所示那樣，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng) 響應(yīng)于冷卻水溫度的改變同時(shí)對(duì)各個(gè)受控變量的當(dāng)前值進(jìn)行修正，從而以協(xié)同的方式同時(shí) 對(duì)各個(gè)作動(dòng)器11的工作進(jìn)行控制，以在整體上減少燃燒參數(shù)的偏差。另外，當(dāng)冷卻水的溫度逐漸升高時(shí)，即使發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒狀況保持不變，也會(huì)造 成發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的改變。這樣，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出偏差計(jì)算器40輸出發(fā)動(dòng)機(jī)輸出狀況的偏差 量。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)以反饋的模式改變?nèi)紵齾?shù)的目標(biāo)值，從而減小或消除由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出 偏差計(jì)算器40得出的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出偏差。在圖示的實(shí)例中，如圖5(c)所示那樣，發(fā)動(dòng)機(jī)控制 系統(tǒng)響應(yīng)于冷卻水溫度的改變以協(xié)同的方式同時(shí)對(duì)不同類型燃燒參數(shù)的目標(biāo)值進(jìn)行修正， 從而在整體上減小了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的偏差。簡(jiǎn)言之，如圖5(d)和圖5(c)所示，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)以反饋的方式同時(shí)對(duì)各個(gè)受控 變量進(jìn)行調(diào)節(jié)、并同時(shí)對(duì)各個(gè)燃燒參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以使圖5(a)中實(shí)線所示的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相 關(guān)值符合固定的數(shù)值。在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為不執(zhí)行上述反饋控制-例如利用適應(yīng)性 測(cè)試制得的映射表執(zhí)行開環(huán)控制的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值將如圖5(a)中虛線所示那 樣響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)10冷卻水溫度的改變而改變，其中，映射表反映的是不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)輸出 相關(guān)值與不同類型受控變量之間一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。圖5 (a)到圖5(d)中的模擬結(jié)果表明 該實(shí)施方式中的上述反饋控制提高了發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。圖6(a)到圖6(g)中的時(shí)序圖表示了根據(jù)該實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的模擬工 作結(jié)果，該結(jié)果是在NOx量和CO量(即發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值)的要求值出現(xiàn)階梯變化時(shí)的工 作結(jié)果。如圖6(a)到圖6(b)中的虛線所示，如果在tl時(shí)刻，NOx量和CO量的要求值出現(xiàn) 了階梯變化，這將導(dǎo)致對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出偏差出現(xiàn)增大。這樣，燃燒參數(shù)計(jì)算器20將對(duì)燃 燒參數(shù)的目標(biāo)值進(jìn)行改變。因而，如圖6(c)到圖6(g)所示，燃燒參數(shù)控制器30將改變受控變量的指令值。在圖示的實(shí)例中，燃燒參數(shù)控制器30改變?nèi)缦赂鱾€(gè)參數(shù)的指令值EGR比 率、先導(dǎo)噴射操作中要噴射出的燃料量(其也被稱為先導(dǎo)噴射量)、先導(dǎo)噴射操作中的噴射 正時(shí)(其也被稱為先導(dǎo)噴射正時(shí))、主噴射操作的噴射正時(shí)(其也被稱為主噴射正時(shí))、以 及被噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)10中的燃料的壓力(其也被稱為噴射壓力)。如圖6(c)到圖6(g)所示，對(duì)這些受控變量的指令值進(jìn)行改變，以使燃燒參數(shù)的偏 差量接近于零(0)。在時(shí)刻t2，如果EGR率達(dá)到其下限G1，則受控變量修正器60將對(duì)應(yīng)的 指令值修正或設(shè)定為下限值Gl (見圖6 (c)中的實(shí)線)。因而，在時(shí)刻t2之后，用于在反饋 模式中對(duì)除EGR率之外的其它受控變量進(jìn)行修正的增益將增大，從而如圖6(d)到圖6(g) 中的實(shí)線所示那樣，其它受控變量的變化斜率將增大。如果對(duì)EGR閥直接進(jìn)行操縱的指令值是在不限制EGR率的情況下計(jì)算出的，則先 導(dǎo)噴射量、先導(dǎo)噴射正時(shí)、主噴射正時(shí)、及噴射壓力的數(shù)值將如圖6(d)到圖6(g)中的點(diǎn)劃 線所示。NOx量和CO量的實(shí)際值將如圖6(a)和圖6(b)中的點(diǎn)劃線所示在時(shí)刻t3處，分 別穩(wěn)定在控制死區(qū)w內(nèi)。這將造成所有的受控變量都在時(shí)刻t3變?yōu)榱朔€(wěn)定值。在EGR率如圖6(c)中實(shí)線所示那樣被在時(shí)刻t2限定為下限Gl的情況下，由燃燒 參數(shù)控制器30輸出的先導(dǎo)噴射正時(shí)的指令值就由圖6(e)中的實(shí)線所示在時(shí)刻t4時(shí)被限 定到上限G2處。這就造成用于在反饋模式中對(duì)除EGR比率和已被限定的先導(dǎo)噴射正時(shí)之外 的其它受控變量(即先導(dǎo)噴射量、主噴射正時(shí)、以及噴射壓力)進(jìn)行修正的增益將增大，從 而使得其它受控變量(即先導(dǎo)噴射量、主噴射正時(shí)、以及噴射壓力)的變化斜率如圖6(d)、 6(f) ,6(g)中實(shí)線所示那樣從時(shí)刻t4開始發(fā)生改變。隨后，如圖6(g)中的實(shí)線所示，由燃燒參數(shù)控制器30輸出的、為噴射壓力設(shè)置的 指令值在t5時(shí)刻被限制為上限G3。這將造成以反饋模式對(duì)除一些受控變量之外的其它受 控變量(即先導(dǎo)噴射量和主噴射正時(shí))進(jìn)行修正時(shí)所需的增益增大，從而如圖6(d)和圖 6(f)所示，使得被修正的受控變量(即先導(dǎo)噴射量和主噴射正時(shí))的變化斜率在時(shí)刻t5發(fā) 生改變，其中，上述的一些受控變量是指設(shè)為限值的EGR比率、以及被限制的先導(dǎo)噴射正時(shí) 和噴射壓力。由圖6(a)和圖6(b)中實(shí)線所示的NOx量和CO量的實(shí)際值將在時(shí)刻t5時(shí)穩(wěn) 定在控制死區(qū)w中。這將造成所有的受控變量將在時(shí)刻t5變?yōu)榉€(wěn)定值。從上文的討論可清楚地認(rèn)識(shí)到，當(dāng)其中某個(gè)受控變量被限制在容許工作范圍中 時(shí)，燃燒參數(shù)控制器30工作而利用受控變量數(shù)學(xué)表達(dá)式22對(duì)其它受控變量以反饋模式進(jìn) 行調(diào)整，從而減小對(duì)應(yīng)的燃燒參數(shù)偏差，由此將NOx量和CO量穩(wěn)定在控制死區(qū)w內(nèi)。該實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)具有如下的優(yōu)點(diǎn)1)如上所述，存在著這樣的顧慮利用受控變量計(jì)算器20和燃燒參數(shù)控制器30 推導(dǎo)出的受控變量指令值超出了容許工作范圍。為了消除這樣的顧慮，該實(shí)施方式的發(fā)動(dòng) 機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行工作，利用受控變量修正器60將由燃燒參數(shù)控制器30生成的、且超出容許 工作范圍的指令值限制為容許工作范圍的上限或下限值。這將提高系統(tǒng)使各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出 相關(guān)值接近其要求值的可控性。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)基于燃燒參數(shù)的實(shí)際值或計(jì)算值持續(xù)地對(duì)受控變量的指令值進(jìn) 行修正，直到使燃燒參數(shù)的偏差變?yōu)榱?0)為止。因而，即使某個(gè)或某些受控變量被限制到 容許工作范圍內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)也能發(fā)揮作用，以協(xié)同的方式同時(shí)對(duì)其它受控變量進(jìn)行 調(diào)整，以此使燃燒參數(shù)的實(shí)際值接近其目標(biāo)值，由此同時(shí)將各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值調(diào)整得接近其要求值。2)如果其中某個(gè)作動(dòng)器11無法正常地工作，從而其不可能改變對(duì)應(yīng)的那個(gè)受控 變量，則發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)以反饋的方式對(duì)燃燒參數(shù)的實(shí)際值或計(jì)算值進(jìn)行控制，以持續(xù)地 修正受控變量的指令值，直到燃燒參數(shù)的偏差變?yōu)榱?0)。這將造成工作正常的其它作動(dòng) 器11的受控變量以協(xié)同的方式受到調(diào)節(jié)，以使燃燒參數(shù)的實(shí)際值與目標(biāo)值相一致，由此使 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值接近各自的要求值。3)燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22被設(shè)計(jì)成其限定了不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值與不 同類型燃燒參數(shù)之間的相互關(guān)系，因此知曉如何對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒狀況進(jìn)行控制來實(shí)現(xiàn) 所要求的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值。具體而言，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行工作，考慮到不同類型的燃燒 參數(shù)與某一發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值相互關(guān)涉的情況，燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22確定出燃燒參數(shù) 目標(biāo)值的組合，以便于減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的實(shí)際值與其要求值之間的偏差，并實(shí)現(xiàn)所 要求的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值。這將導(dǎo)致在使各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值同步接近其要求值的方面 獲得改善。4)受控變量算術(shù)表達(dá)式32被設(shè)計(jì)為其限定了不同類型燃燒參數(shù)與不同類型受 控變量之間的相互關(guān)系，由此知曉了如何對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒狀況進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)所需的 發(fā)動(dòng)機(jī)10輸出狀況。具體而言，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行工作，利用受控變量算術(shù)表達(dá)式32確 定出受控變量的組合，以此來減小燃燒參數(shù)實(shí)際值相對(duì)其目標(biāo)值的偏差，由此避免了由于 不同類型受控變量與某個(gè)燃燒參數(shù)相互干涉而造成發(fā)動(dòng)機(jī)可控性惡化的問題。這將導(dǎo)致在 使各個(gè)燃燒參數(shù)同步接近其目標(biāo)值方面獲得改善。5)如上所述，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)具有燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22和受控變量算術(shù)表達(dá) 式32，這些算術(shù)表達(dá)式用于選擇使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值實(shí)現(xiàn)要求值所需的燃燒參數(shù)目標(biāo)值組 合、以及使燃燒參數(shù)實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)值所需的受控變量指令值組合，由此取消了用于為這些組 合找尋最優(yōu)值的適應(yīng)性測(cè)試，這將減輕控制系統(tǒng)制造商進(jìn)行適應(yīng)性測(cè)試工作和映射表制作 工作的負(fù)擔(dān)，并能減小ECU IOa中為存儲(chǔ)映射表所需的存儲(chǔ)器容量。特別是，利用適應(yīng)性測(cè)試來為每個(gè)環(huán)境條件獲得上述的最優(yōu)數(shù)值組合通常將導(dǎo)致 適應(yīng)性測(cè)試的數(shù)目極大地增加。但本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)卻利用反饋控制(如后文 4)和幻中描述的那樣)提高了應(yīng)對(duì)環(huán)境條件改變的穩(wěn)固性-如圖5(a)到圖5(d)中討論 的那樣，因而取消了為各個(gè)環(huán)境條件設(shè)定燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22和受控變量算術(shù)表達(dá)式 32的需求，這也將減輕控制系統(tǒng)制造商的負(fù)擔(dān)。6)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)以協(xié)同的方式對(duì)作動(dòng)器11的受控變量同時(shí)進(jìn)行設(shè)置，從而以 反饋模式使得控制參數(shù)的實(shí)際值或計(jì)算值與其目標(biāo)值保持一致，由此減小了發(fā)動(dòng)機(jī)10不 同類型燃燒狀況與其目標(biāo)狀況之間的偏差，其中，該偏差是由于環(huán)境條件的改變而產(chǎn)生的， 其中的環(huán)境條件例如是發(fā)動(dòng)機(jī)10冷卻水的溫度。這就提高了燃燒參數(shù)控制器30在對(duì)發(fā)動(dòng) 機(jī)10燃燒狀況進(jìn)行控制時(shí)應(yīng)對(duì)環(huán)境條件改變的魯棒性。7)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)以協(xié)同的方式對(duì)各種類型燃燒參數(shù)的目標(biāo)值同時(shí)進(jìn)行設(shè)置，從 而以反饋模式使得發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的實(shí)際值或計(jì)算值與其要求值保持一致，由此減小了 不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值與其目標(biāo)狀況之間的偏差，其中，該偏差是由于環(huán)境條件的 改變而產(chǎn)生的，其中的環(huán)境條件例如是發(fā)動(dòng)機(jī)10冷卻水的溫度。這就提高了燃燒參數(shù)計(jì)算 器20在計(jì)算燃燒參數(shù)目標(biāo)值時(shí)應(yīng)對(duì)環(huán)境條件改變的穩(wěn)固性，其中，所述的燃燒參數(shù)目標(biāo)值是為了滿足發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的要求值而需要的。8)提高系統(tǒng)應(yīng)對(duì)環(huán)境條件改變的穩(wěn)固性，就消除了在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)10進(jìn)行控制過程 中對(duì)環(huán)境狀況進(jìn)行反映的必要性，其中的環(huán)境狀況例如是由冷卻液溫度傳感器進(jìn)行測(cè)量 的。這就允許取消一個(gè)或多個(gè)環(huán)境狀況傳感器。9)通常情況下，直接限定不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值與作動(dòng)器11不同類型受控 變量之間相互關(guān)系的工作是非常復(fù)雜的。換言之，非常難于利用試驗(yàn)方法找到如圖3(a)所 示的回歸線32aM。但是，獲得發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值與燃燒參數(shù)之間相互關(guān)系、以及燃燒參數(shù)與 作動(dòng)器11受控變量之間相互關(guān)系卻是較為容易的。考慮這樣的事實(shí)，該實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī) 控制系統(tǒng)以燃燒參數(shù)作為中間參數(shù)、采用了燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22和受控變量算術(shù)表達(dá) 式32來限定發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值與受控變量之間的相互關(guān)系，因而利于容易地獲得回歸線 22aM和32aM上的數(shù)據(jù)，而這兩條回歸線被用于形成燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22和受控變量算 術(shù)表達(dá)式32。10)在燃燒參數(shù)被用作中間參數(shù)的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行工作，以反饋模 式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的實(shí)際值或計(jì)算值進(jìn)行控制，并以反饋模式對(duì)中間參數(shù)(即燃燒參 數(shù))的實(shí)際值或計(jì)算值進(jìn)行控制，因而，利用燃燒參數(shù)控制器30和受控變量計(jì)算器20，在對(duì) 發(fā)動(dòng)機(jī)10進(jìn)行控制中，提高了應(yīng)對(duì)環(huán)境條件改變的魯棒性。圖7表示了表示了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。第一實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為獨(dú)立于圖2所示控制任務(wù)地計(jì)算出基 準(zhǔn)值，并提高將燃燒參數(shù)偏差代入到受控變量算術(shù)表達(dá)式32中來求得解，且將這些解確定 為基準(zhǔn)值要被修正的量。與此相反，圖7所示第二實(shí)施方式中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)把通過將 燃燒參數(shù)目標(biāo)值代入到受控變量算術(shù)表達(dá)式32中求得的解確定為基準(zhǔn)值，并在反饋控制 器33中基于燃燒參數(shù)的偏差、以反饋模式計(jì)算出基準(zhǔn)值應(yīng)當(dāng)被修正的量。該發(fā)動(dòng)機(jī)控制系 統(tǒng)利用了指令值計(jì)算器34，采用由受控變量算術(shù)表達(dá)式32得出的基準(zhǔn)值、以及由反饋控制 器33得出的修正量來形成指令值，該指令值被直接輸出給作動(dòng)器11。獨(dú)立于圖2所示的控制任務(wù)，第一實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算出燃燒參數(shù)目 標(biāo)值的基準(zhǔn)值，并以反饋模式把通過將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出偏差代入到燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22中 所得到的解確定為目標(biāo)值基準(zhǔn)值要被改變的量。與此相反，第二實(shí)施方式中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制 系統(tǒng)把通過將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的要求值代入到燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22中求得的解確定 為目標(biāo)值的基準(zhǔn)值，并在反饋控制器23中基于發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出偏差、以反饋模式計(jì)算出目標(biāo) 值基準(zhǔn)值應(yīng)當(dāng)被修正的量。該發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)利用了目標(biāo)值計(jì)算器M，采用由燃燒參數(shù)算 術(shù)表達(dá)式22得出的目標(biāo)值基準(zhǔn)值、以及由反饋控制器23得出的修正量來形成燃燒參數(shù)的 目標(biāo)值，該目標(biāo)值被直接輸出給受控變量算術(shù)表達(dá)式32和反饋控制器33。第二實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的作用在于以與第一實(shí)施方式相同的協(xié)同反饋 模式，對(duì)燃燒參數(shù)以及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的實(shí)際值或計(jì)算值進(jìn)行控制。盡管上文以優(yōu)選實(shí)施方式的形式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了公開，以便于更好地理解本發(fā) 明，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到在不悖離本發(fā)明基本原理的前提下，本發(fā)明可被按照多種方式進(jìn)行實(shí) 施。因而，本發(fā)明應(yīng)當(dāng)被理解為包含了所有可能的實(shí)施方式、以及對(duì)所示實(shí)施方式的改型方 式，在不偏離由后續(xù)權(quán)利要求限定的本發(fā)明基本思想的前提下，這些實(shí)施方式都可以實(shí)施。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)可被設(shè)計(jì)為按照如下的方式對(duì)作動(dòng)器11進(jìn)行控制在該方式中，第一、第二實(shí)施方式的某些特征被結(jié)合到一起。第一、第二實(shí)施方式中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)都以反饋模式對(duì)燃燒參數(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出 相關(guān)值的實(shí)際值或計(jì)算值進(jìn)行控制，但是，作為備選方案，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)也可被設(shè)計(jì)為 以開環(huán)模式對(duì)二者中的至少之一進(jìn)行控制。例如，可將圖6所示的反饋控制器23、目標(biāo)值計(jì) 算器24、以及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出偏差計(jì)算器40取消掉。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)將由燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá) 式22得出的目標(biāo)值基準(zhǔn)值直接輸出給燃燒參數(shù)控制器30。作為備選方案，可將反饋控制器 33、指令值計(jì)算器34、以及燃燒參數(shù)偏差計(jì)算器50取消。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)將由受控變量算 術(shù)表達(dá)式32得出的指令值基準(zhǔn)值直接輸出給作動(dòng)器11。第一、第二實(shí)施方式中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)可被設(shè)計(jì)成這樣利用如下的映射表來 取代燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式22或受控變量算術(shù)表達(dá)式32。可用這樣的映射表來取代燃燒參 數(shù)算術(shù)表達(dá)式22 該映射表中存儲(chǔ)著對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的各個(gè)要求值而言最佳的燃 燒參數(shù)值?？捎眠@樣的映射表來取代受控變量算術(shù)表達(dá)式32 該映射表中存儲(chǔ)著對(duì)于燃燒 參數(shù)的各個(gè)目標(biāo)值而言最佳的受控變量值。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中可設(shè)置有對(duì)諸如發(fā)動(dòng)機(jī)10冷卻水或冷卻液溫度等環(huán)境條件進(jìn) 行測(cè)量的傳感器，以基于測(cè)得的環(huán)境條件對(duì)由燃燒參數(shù)計(jì)算器20計(jì)算出的燃燒參數(shù)目標(biāo) 值、和/或由燃燒參數(shù)控制器30計(jì)算出的受控變量指令值進(jìn)行修正。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，其包括燃燒目標(biāo)值計(jì)算器，其基于多種類型的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值計(jì)算出多種類型燃燒參數(shù)的 目標(biāo)值，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出相關(guān)值與內(nèi)燃機(jī)的輸出特性相關(guān)，而燃燒參數(shù)指示出內(nèi)燃機(jī)的 燃燒狀況；存儲(chǔ)裝置，其內(nèi)存儲(chǔ)著受控變量的算術(shù)表達(dá)式，該受控變量的表達(dá)式限定了燃燒參數(shù) 與多個(gè)作動(dòng)器受控變量之間的相互關(guān)系，其中，所述作動(dòng)器進(jìn)行工作以對(duì)內(nèi)燃機(jī)的燃燒狀 況進(jìn)行控制；受控變量指令值計(jì)算器，其利用受控變量的算術(shù)表達(dá)式計(jì)算出與燃燒參數(shù)的目標(biāo)值相 對(duì)應(yīng)的指令值的組合，而其中的燃燒參數(shù)目標(biāo)值是由所述燃燒目標(biāo)值計(jì)算器推導(dǎo)得出的， 這些指令值被提供給作動(dòng)器，以對(duì)作動(dòng)器的受控變量進(jìn)行調(diào)節(jié)，用于達(dá)到內(nèi)燃機(jī)的輸出特 性的要求值；燃燒參數(shù)反饋回路，其進(jìn)行工作以確定出燃燒參數(shù)的實(shí)際值或計(jì)算值偏離其目標(biāo)值的 偏差量，用于在所述受控變量指令值計(jì)算器中使用該偏差量以反饋模式計(jì)算所述指令值; 以及受控變量修正器，其進(jìn)行工作以對(duì)由所述受控變量指令值計(jì)算器推導(dǎo)出的至少一個(gè)指 令值進(jìn)行修正，其中，該至少一個(gè)指令值超出了對(duì)應(yīng)那個(gè)作動(dòng)器的給定容限工作范圍，修正 器將該指令值修正為容許工作范圍的上限值或下限值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，其特征在于所述存儲(chǔ)裝置中還存儲(chǔ)著燃 燒參數(shù)的算術(shù)表達(dá)式，該算術(shù)表達(dá)式限定了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值與燃燒參數(shù)之間的相互關(guān) 系，且所述燃燒目標(biāo)值計(jì)算器利用燃燒參數(shù)的算術(shù)表達(dá)式來計(jì)算出與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的 要求值相對(duì)應(yīng)的燃燒參數(shù)目標(biāo)值組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，其特征在于，還包括發(fā)動(dòng)機(jī)輸出反饋控制 回路，其將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值的實(shí)際值或計(jì)算值偏離其要求值的偏差返送回，以計(jì)算燃燒 參數(shù)的目標(biāo)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，其特征在于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相關(guān)值可反映如 下物理量中的至少兩個(gè)與內(nèi)燃機(jī)廢氣排放相關(guān)的物理量；與內(nèi)燃機(jī)輸出扭矩相關(guān)的物理 量；與燃料消耗量相關(guān)的物理量；以及與內(nèi)燃機(jī)燃燒噪聲相關(guān)的物理量。
全文摘要
一種發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備可被應(yīng)用在機(jī)動(dòng)車中。該發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備中設(shè)置有受控變量算術(shù)表達(dá)式，該表達(dá)式限定了多個(gè)燃燒參數(shù)與用于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作進(jìn)行控制的作動(dòng)器的多個(gè)受控變量之間的相互關(guān)系，以計(jì)算出一組指令值的組合，該組合被輸出給作動(dòng)器，用于對(duì)實(shí)現(xiàn)燃燒參數(shù)目標(biāo)值所需的受控變量進(jìn)行調(diào)整。如果所得到的其中一個(gè)指令值超出對(duì)應(yīng)那個(gè)作動(dòng)器的容許工作范圍，發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備就對(duì)這個(gè)指令值進(jìn)行修正或限制，將該指令值設(shè)定為容許工作范圍的上限或下限，由此保證了使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出特性接近于其要求值的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)F02D43/00GK102052186SQ20101053498
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月2日
發(fā)明者佐佐木覺, 森本洋平, 樋口和弘, 池田純孝, 淺野正裕, 石塚康治, 西村光弘, 高島祥光 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝