專利名稱：設(shè)備和內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在多個控制輸入和多個控制量之間存在相互干擾的設(shè)備的控制系統(tǒng)、以及根據(jù)多個控制輸入分別控制內(nèi)燃機(jī)中的多個控制量的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
以往，作為控制研磨用機(jī)器人的控制系統(tǒng)，已經(jīng)公知了專利文獻(xiàn)1所記載的控制系統(tǒng)。在該控制系統(tǒng)中，采用使滑模(sliding mode)控制算法和非干擾控制算法組合而成的滑模非干擾控制算法，如下所述控制研磨用機(jī)器人。
首先，把包含研磨用機(jī)器人的研磨裝置看作這樣的設(shè)備將對研磨用機(jī)器人的x方向和y方向的驅(qū)動力fmx、fmy作為2個控制輸入，把工件的x方向和y方向的位置Px、Py作為2個控制量，并在這2個控制輸入fmx、fmy和2個控制量Px、Py之間存在相互干擾。然后，作為設(shè)備模型，使用表示控制輸入fmx和控制量Px的關(guān)系的連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)模型、以及表示控制輸入fmy和控制量Py的關(guān)系的連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)模型。
然后，使用滑?？刂扑惴ù_定控制輸入fmx、fmy，使得控制量Px、Py分別收斂于2個目標(biāo)值，同時(shí)使用非干擾控制算法確定控制輸入fmx、fmy，以便消除在2個控制輸入fmx、fmy和2個控制量Px、Py之間存在的相互干擾。即，使用滑模非干擾控制算法來消除在2個控制輸入fmx、fmy和2個控制量Px、Py之間存在的相互干擾的同時(shí)，把控制輸入fmx、fmy確定成使控制量Px、Py分別收斂于2個目標(biāo)值，從而控制研磨用機(jī)器人。
在上述現(xiàn)有的控制系統(tǒng)中，由于使用連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)模型作為設(shè)備模型，因而根據(jù)設(shè)備的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來直接同定該設(shè)備模型的模型參數(shù)是困難的。因此，作為具體的同定方法，必須把連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)模型近似地變換成離散時(shí)間系統(tǒng)模型，并根據(jù)該離散時(shí)間系統(tǒng)模型同定模型參數(shù)，因而由于這種近似變換而使模型參數(shù)的同定精度下降。而且，由于必須把離散時(shí)間系統(tǒng)模型再次近似變換成連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)模型，因而通過使用這種2次近似轉(zhuǎn)換，設(shè)備模型的模型化誤差也增大。其結(jié)果是，為了確保控制的穩(wěn)定余量，有必要把控制器增益抑制得低，存在招致控制性和控制精度下降的問題。
此外，在使用連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)模型的情況下，使用控制量的微分值作為構(gòu)成切換函數(shù)的變量，因而當(dāng)控制周期縮短時(shí)，這種微分值不表示控制量的變化速度，而是處于接近噪聲成分的狀態(tài)。其結(jié)果是，失去滑?？刂频奶亻L即魯棒性，控制性和控制精度進(jìn)一步下降。
并且，以往，作為內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，已經(jīng)公知了專利文獻(xiàn)2所記載的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)控制吸入空氣量，并具有空氣流量傳感器，其檢測內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通道內(nèi)的空氣流量；曲軸轉(zhuǎn)角傳感器，其檢測曲軸的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)；油門開度傳感器，其檢測油門踏板的開度(以下稱為“油門開度”)；以及控制器，其輸入有來自這些傳感器的檢測信號?？刂破鞲鶕?jù)曲軸轉(zhuǎn)角傳感器的檢測信號來計(jì)算發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，并根據(jù)空氣流量傳感器的檢測信號來計(jì)算吸入空氣量。并且，內(nèi)燃機(jī)設(shè)置有節(jié)氣門機(jī)構(gòu)和可變氣門升程機(jī)構(gòu)，作為用于變更吸入空氣量的機(jī)構(gòu)。設(shè)置在進(jìn)氣通道內(nèi)的節(jié)氣門的開度(以下稱為“節(jié)氣門開度”)由該節(jié)氣門機(jī)構(gòu)自如地變更，從而變更吸入空氣量。并且，進(jìn)氣門的升程(以下稱為“氣門升程”)由可變氣門升程機(jī)構(gòu)自如地變更，從而變更吸入空氣量。
在該控制系統(tǒng)中，如下所述，吸入空氣量由控制器控制。首先，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速、油門開度以及吸入空氣量等，來判定內(nèi)燃機(jī)處在什么樣的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷區(qū)域內(nèi)。然后，當(dāng)判定為內(nèi)燃機(jī)處在包含怠速運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域的低負(fù)荷區(qū)域內(nèi)時(shí)，經(jīng)由可變氣門升程機(jī)構(gòu)把氣門升程控制在預(yù)定的低升程，并經(jīng)由節(jié)氣門機(jī)構(gòu)把節(jié)氣門開度控制在與內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和油門開度對應(yīng)的值。另一方面，當(dāng)判定為內(nèi)燃機(jī)處在中/高負(fù)荷區(qū)域內(nèi)時(shí)、即在通常的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷區(qū)域內(nèi)時(shí)，節(jié)氣門被保持在全開狀態(tài)，并且氣門升程被控制在與內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和油門開度對應(yīng)的值。
一般而言，在內(nèi)燃機(jī)中，在其運(yùn)轉(zhuǎn)中，在真空助力器(master back)和蒸發(fā)燃料處理裝置等中，有時(shí)要求負(fù)壓化程度大的進(jìn)氣管內(nèi)壓力，在該情況下，為了確保這種負(fù)壓，有必要把節(jié)氣門開度控制在相當(dāng)小的值(閉鎖側(cè)的值)。例如，在真空助力器中，由于蓄積在真空助力器內(nèi)的負(fù)壓用作補(bǔ)充制動力的助力用的動力源，因而在所蓄積的負(fù)壓程度減小的情況下、即壓力上升的情況下，為了避免不能適當(dāng)?shù)卮_保助力，有必要把節(jié)氣門開度控制在相當(dāng)小的值，以便從進(jìn)氣管側(cè)導(dǎo)入負(fù)壓程度大的進(jìn)氣管內(nèi)壓力。
并且，在蒸發(fā)燃料處理裝置中，臨時(shí)蓄積在罐內(nèi)的蒸發(fā)燃料由于進(jìn)氣管內(nèi)的負(fù)壓而脫離罐并被導(dǎo)入進(jìn)氣管內(nèi)，因而在產(chǎn)生了大量蒸發(fā)燃料等的情況下，有必要把節(jié)氣門開度控制在相當(dāng)小的值，以便把進(jìn)氣管內(nèi)壓力變更為負(fù)壓程度大的值。
然而，在上述現(xiàn)有的控制系統(tǒng)中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處在通常的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷區(qū)域內(nèi)的情況下，在把節(jié)氣門保持在全開狀態(tài)的狀態(tài)下，通過變更氣門升程來控制吸入空氣量，因而在這種控制狀態(tài)下，當(dāng)把節(jié)氣門開度控制在相當(dāng)小的值，以便把進(jìn)氣管內(nèi)壓力變更為負(fù)壓程度大的值時(shí)，由于該影響，而使吸入空氣量發(fā)生變化，不能把吸入空氣量適當(dāng)?shù)乜刂圃谀繕?biāo)值。與此相反，當(dāng)控制了吸入空氣量時(shí)，由于其影響而使進(jìn)氣管內(nèi)壓力發(fā)生變化，不能把進(jìn)氣管內(nèi)壓力適當(dāng)?shù)乜刂圃谀繕?biāo)值。
即，該控制系統(tǒng)是在作為控制輸入的節(jié)氣門開度和氣門升程與作為控制量的進(jìn)氣管內(nèi)壓力和吸入空氣量之間存在相互干擾的干擾系統(tǒng)，當(dāng)變更了氣門升程時(shí)，由于其影響，而使吸入空氣量和進(jìn)氣管內(nèi)壓力的雙方發(fā)生變化，并且當(dāng)變更了節(jié)氣門開度時(shí)，由于其影響而使進(jìn)氣管內(nèi)壓力和吸入空氣量的雙方發(fā)生變化。結(jié)果，在上述的控制系統(tǒng)中，存在不能適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行進(jìn)氣管內(nèi)壓力的控制和吸入空氣量的控制的問題。
專利文獻(xiàn)1日本特開平10-301602號公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開2003-254100號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述課題而作成的，本發(fā)明的第1目的是提供一種能夠消除在多個控制輸入和多個控制量之間存在的相互干擾，同時(shí)在控制多個控制量的情況下可以提高控制性和控制精度的設(shè)備的控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的第2目的是提供一種在內(nèi)燃機(jī)中的多個控制輸入和多個控制量之間存在相互干擾的情況下，可提高控制精度和響應(yīng)性的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)。
為了達(dá)到前面敘述的第1目的，根據(jù)技術(shù)方案1的發(fā)明是一種設(shè)備的控制系統(tǒng)，其是在多個控制輸入和多個控制量之間存在相互干擾的設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，該設(shè)備的控制系統(tǒng)具有目標(biāo)值設(shè)定裝置，其對成為多個控制量的各自目標(biāo)的多個目標(biāo)值進(jìn)行設(shè)定；以及非干擾輸入計(jì)算裝置，其使用基于把設(shè)備作為離散時(shí)間系統(tǒng)模型來模型化而成的設(shè)備模型的、包含預(yù)定的響應(yīng)指定型控制算法和預(yù)定的非干擾控制算法的組合的預(yù)定控制算法，來把多個控制輸入分別計(jì)算作為用于使多個控制量分別追隨多個目標(biāo)值的、消除相互干擾的多個非干擾輸入。
根據(jù)該設(shè)備的控制系統(tǒng)，由于使用基于把設(shè)備作為離散時(shí)間系統(tǒng)模型進(jìn)行了模型化后的設(shè)備模型的、包含預(yù)定的響應(yīng)指定型控制算法和預(yù)定的非干擾控制算法的組合的預(yù)定控制算法，來把多個控制輸入分別計(jì)算作為用于使多個控制量分別追隨多個目標(biāo)值的、消除相互干擾的多個非干擾輸入，因而可在消除多個控制輸入和多個控制量之間的相互干擾的同時(shí)，使多個控制量分別高精度地追隨多個目標(biāo)值。而且，由于在多個非干擾輸入的計(jì)算中使用離散時(shí)間系統(tǒng)模型，因而與使用連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)模型的以往情況相比，可降低模型化誤差，由此，可在把控制器增益設(shè)定為更高的值的同時(shí)，確保控制的穩(wěn)定余量。此外，由于使用離散時(shí)間系統(tǒng)模型，因而與使用連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)模型的以往情況不同，無需使用控制量的微分值作為構(gòu)成切換函數(shù)的變量，因而即使在控制周期短的情況下，也能確?；？刂频鹊捻憫?yīng)指定型控制算法的特長即魯棒性。根據(jù)以上情況，可提高控制性和控制精度。
根據(jù)技術(shù)方案2的發(fā)明，在技術(shù)方案1所述的設(shè)備的控制系統(tǒng)中，其特征在于，設(shè)備模型包含用于定義多個控制輸入和多個控制量的關(guān)系的多個非干擾參數(shù)；非干擾輸入計(jì)算裝置根據(jù)多個非干擾參數(shù)和多個控制量中的至少一方，使用預(yù)定控制算法，來分別計(jì)算多個非干擾輸入；該設(shè)備的控制系統(tǒng)還具有同定裝置，該同定裝置根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方，來分別逐次同定多個非干擾參數(shù)。
根據(jù)該設(shè)備的控制系統(tǒng)，設(shè)備模型包含用于定義多個控制輸入和多個控制量的關(guān)系的多個非干擾參數(shù)，根據(jù)多個非干擾參數(shù)和多個控制量中的至少一方，使用預(yù)定控制算法，來分別計(jì)算多個非干擾輸入，并且根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方，來分別逐次同定多個非干擾參數(shù)。這樣，由于可成為設(shè)備模型的直接的模型化誤差的非干擾參數(shù)被逐次同定，因而可迅速且適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償模型化誤差，同時(shí)能夠計(jì)算多個非干擾輸入。由此，在多個控制輸入和多個控制量之間的相互干擾程度相當(dāng)大的設(shè)備中，即使在由于時(shí)效變化和個體間的變動而產(chǎn)生了模型化誤差的情況下，也能迅速且適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償該模型化誤差，由此可確保良好的控制性和控制精度。
根據(jù)技術(shù)方案3的發(fā)明，在技術(shù)方案2所述的設(shè)備的控制系統(tǒng)中，其特征在于，同定裝置根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方，來計(jì)算多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方，使用預(yù)定的逐次型同定算法來計(jì)算多個校正值，并根據(jù)多個校正值分別校正多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，從而同定多個非干擾參數(shù)。
在多個控制輸入和多個控制量之間存在相互干擾的設(shè)備中，一般而言，多個控制輸入和多個控制量構(gòu)成復(fù)雜的相互干擾關(guān)系，因此，如技術(shù)方案2的控制系統(tǒng)那樣，在逐次同定非干擾參數(shù)的情況下，當(dāng)在同定剛剛開始、處于模型化誤差大的狀態(tài)時(shí)，這種傾向就變得顯著，從而有可能誤同定非干擾參數(shù)。相比之下，根據(jù)該設(shè)備的控制系統(tǒng)，根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方來計(jì)算多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方，使用預(yù)定的逐次型同定算法來計(jì)算多個校正值，并根據(jù)多個校正值分別校正多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，從而同定多個非干擾參數(shù)。因此，在同定剛剛開始，多個非干擾參數(shù)就被同定為接近其基準(zhǔn)值的值，從而可避免誤同定，可提高同定精度。并且，例如，在把預(yù)定的遺忘效果附加給校正項(xiàng)的情況下，多個非干擾參數(shù)在被約束到基準(zhǔn)值附近的狀態(tài)下被同定，因而可防止多個非干擾參數(shù)被同定為錯誤組合的值(即，可防止非干擾參數(shù)的漂移)，由此可確保控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并可提高同定精度。
為了達(dá)到前面敘述第1目的，根據(jù)技術(shù)方案4的發(fā)明是一種設(shè)備的控制系統(tǒng)，其是在多個控制輸入和多個控制量之間存在相互干擾的設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，該設(shè)備的控制系統(tǒng)具有目標(biāo)值設(shè)定裝置，其對成為多個控制量的各自目標(biāo)的多個目標(biāo)值進(jìn)行設(shè)定；以及非干擾輸入計(jì)算裝置，其使用基于對設(shè)備來模型化而成的設(shè)備模型的、包含預(yù)定的二自由度控制算法和預(yù)定的非干擾控制算法的組合的預(yù)定控制算法，來把多個控制輸入分別計(jì)算作為用于使多個控制量分別追隨多個目標(biāo)值的、消除相互干擾的多個非干擾輸入；預(yù)定的二自由度控制算法是使預(yù)定的目標(biāo)值濾波算法和預(yù)定的反饋控制算法組合而成的算法。
根據(jù)該設(shè)備的控制系統(tǒng)，使用基于對設(shè)備來模型化而成的設(shè)備模型的、包含預(yù)定的二自由度控制算法和預(yù)定的非干擾控制算法的組合的預(yù)定控制算法，來把多個控制輸入分別計(jì)算作為用于使多個控制量分別追隨多個目標(biāo)值的、消除相互干擾的多個非干擾輸入。由于該預(yù)定的二自由度控制算法是使預(yù)定的目標(biāo)值濾波算法和預(yù)定的反饋控制算法組合而成的算法，因而可使用預(yù)定的反饋控制算法來提高干擾抑制能力，可抑制由模型化誤差引起的控制性的下降，同時(shí)可使用預(yù)定的目標(biāo)值濾波算法，來把多個非干擾輸入計(jì)算作為控制量對目標(biāo)值的響應(yīng)性緩慢的值。由此，可確保高的干擾抑制能力，同時(shí)能夠把多個非干擾輸入計(jì)算作為其變化量和變化速度小的值，其結(jié)果是，即使在由于非干擾控制算法的誤差而在控制量和目標(biāo)值之間產(chǎn)生偏差的情況下，也能把其變化量和變化速度保持在小的值，并可依靠高的干擾抑制能力適當(dāng)?shù)匾种破钤龃蟆８鶕?jù)以上所述，可消除多個控制輸入和多個控制量之間的相互干擾，同時(shí)能夠使多個控制量分別高精度地追隨多個目標(biāo)值，可提高控制性和控制精度。
根據(jù)技術(shù)方案5的發(fā)明，在技術(shù)方案4所述的設(shè)備的控制系統(tǒng)中，其特征在于，預(yù)定的反饋控制算法是預(yù)定的響應(yīng)指定型控制算法。
根據(jù)該設(shè)備的控制系統(tǒng)，由于采用使預(yù)定的目標(biāo)值濾波算法和預(yù)定的響應(yīng)指定型控制算法組合而成的二自由度控制算法來計(jì)算多個輸入值，因而與采用使一般的反饋控制算法和目標(biāo)值濾波算法組合而成的二自由度控制算法的情況相比，可使控制量和目標(biāo)值之間的偏差舉動成為指數(shù)函數(shù)的更平穩(wěn)的舉動，并可進(jìn)一步提高干擾抑制能力。由此，可進(jìn)一步提高抑制控制量和目標(biāo)值之間的偏差的能力。
根據(jù)技術(shù)方案6的發(fā)明，在技術(shù)方案4所述的設(shè)備的控制系統(tǒng)中，其特征在于，設(shè)備模型包含用于定義多個控制輸入和多個控制量的關(guān)系的多個非干擾參數(shù)；非干擾輸入計(jì)算裝置根據(jù)多個非干擾參數(shù)和多個控制量中的至少一方，使用預(yù)定控制算法，來分別計(jì)算多個非干擾輸入；該設(shè)備的控制系統(tǒng)還具有同定裝置，該同定裝置根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方，來分別逐次同定多個非干擾參數(shù)。
根據(jù)該設(shè)備的控制系統(tǒng)，設(shè)備模型包含用于定義多個控制輸入和多個控制量的關(guān)系的多個非干擾參數(shù)，根據(jù)多個非干擾參數(shù)和多個控制量中的至少一方，使用預(yù)定控制算法，來分別計(jì)算多個非干擾輸入，并且根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方，來分別逐次同定多個非干擾參數(shù)。這樣，由于可成為設(shè)備模型的直接的模型化誤差的非干擾參數(shù)被逐次同定，因而可迅速且適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償模型化誤差，同時(shí)能夠計(jì)算多個非干擾輸入。由此，在多個控制輸入和多個控制量之間的相互干擾程度相當(dāng)大的設(shè)備中，即使在由于時(shí)效變化和個體間的變動而產(chǎn)生了模型化誤差的情況下，也能迅速且適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償該模型化誤差，由此可確保良好的控制性和控制精度。
根據(jù)技術(shù)方案7的發(fā)明，在技術(shù)方案6所述的設(shè)備的控制系統(tǒng)中，其特征在于，同定裝置根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方，來計(jì)算多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方，使用預(yù)定的逐次型同定算法來計(jì)算多個校正值，并根據(jù)多個校正值分別校正多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，從而同定多個非干擾參數(shù)。
在多個控制輸入和多個控制量之間存在相互干擾的設(shè)備中，一般而言，多個控制輸入和多個控制量具有復(fù)雜的相互干擾關(guān)系，因此，如技術(shù)方案6的控制系統(tǒng)那樣，在逐次同定非干擾參數(shù)的情況下，當(dāng)在同定剛剛開始，處于模型化誤差較大的狀態(tài)時(shí)，這種傾向就變得顯著，從而有可能誤同定非干擾參數(shù)。相比之下，根據(jù)該設(shè)備的控制系統(tǒng)，根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方來計(jì)算多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方，使用預(yù)定的逐次型同定算法來計(jì)算多個校正值，并根據(jù)多個校正值分別校正多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，從而同定多個非干擾參數(shù)。因此，在同定剛剛開始，多個非干擾參數(shù)就被同定為接近其基準(zhǔn)值的值，從而可避免誤同定，可提高同定精度。并且，例如，在把預(yù)定的遺忘效果附加給校正項(xiàng)的情況下，多個非干擾參數(shù)在被約束到基準(zhǔn)值附近的狀態(tài)下被同定，因而可防止多個非干擾參數(shù)被同定為錯誤組合的值(即，可防止非干擾參數(shù)的漂移)，由此可確保控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并可提高同定精度。
為了達(dá)到前面敘述的第1目的，根據(jù)技術(shù)方案8的發(fā)明是一種設(shè)備的控制系統(tǒng)，其是在多個控制輸入和多個控制量之間存在相互干擾的設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，該設(shè)備的控制系統(tǒng)具有非干擾輸入計(jì)算裝置，該非干擾輸入計(jì)算裝置使用基于將設(shè)備模型化而成的設(shè)備模型的、包含預(yù)定的非干擾控制算法的預(yù)定控制算法，來把多個控制輸入分別計(jì)算作為消除相互干擾的多個非干擾輸入；設(shè)備模型包含用于定義多個控制輸入和多個控制量的關(guān)系的多個非干擾參數(shù)；非干擾輸入計(jì)算裝置根據(jù)多個非干擾參數(shù)和多個控制量中的至少一方，使用預(yù)定控制算法，來分別計(jì)算多個非干擾輸入；該設(shè)備的控制系統(tǒng)還具有同定裝置，其根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方，來分別逐次同定多個非干擾參數(shù)。
根據(jù)該設(shè)備的控制系統(tǒng)，使用基于將設(shè)備模型化而成的設(shè)備模型的、包含預(yù)定的非干擾控制算法的預(yù)定控制算法，來把多個控制輸入分別計(jì)算作為消除相互干擾的多個非干擾輸入。該設(shè)備模型包含用于定義多個控制輸入和多個控制量的關(guān)系的多個非干擾參數(shù)，根據(jù)多個非干擾參數(shù)和多個控制量中的至少一方，使用預(yù)定控制算法來分別計(jì)算多個非干擾輸入，根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方來分別逐次同定多個非干擾參數(shù)。這樣，由于可成為設(shè)備模型的直接的模型化誤差的非干擾參數(shù)被逐次同定，因而在迅速且適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償模型化誤差，同時(shí)能夠計(jì)算多個非干擾輸入。由此，在多個控制輸入和多個控制量之間的相互干擾程度相當(dāng)大的設(shè)備中，即使在由于時(shí)效變化和個體間的變動而產(chǎn)生了模型化誤差的情況下，也能迅速且適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償該模型化誤差，由此可確保良好的控制性和控制精度。
根據(jù)技術(shù)方案9的發(fā)明，在技術(shù)方案8所述的設(shè)備的控制系統(tǒng)中，其特征在于，同定裝置根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方，來計(jì)算多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方，使用預(yù)定的逐次型同定算法來計(jì)算多個校正值，并根據(jù)多個校正值分別校正多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，從而同定多個非干擾參數(shù)。
在多個控制輸入和多個控制量之間存在相互干擾的設(shè)備中，一般而言，多個控制輸入和多個控制量具有復(fù)雜的相互干擾關(guān)系，因此，如技術(shù)方案8的控制系統(tǒng)那樣，在逐次同定非干擾參數(shù)的情況下，當(dāng)在同定剛剛開始，處于模型化誤差較大的狀態(tài)時(shí)，這種傾向就變得顯著，從而有可能誤同定非干擾參數(shù)。相比之下，根據(jù)該設(shè)備的控制系統(tǒng)，根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方來計(jì)算多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方，使用預(yù)定的逐次型同定算法來計(jì)算多個校正值，并根據(jù)多個校正值分別校正多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，從而同定多個非干擾參數(shù)。因此，在同定剛剛開始，多個非干擾參數(shù)就被同定為接近其基準(zhǔn)值的值，從而可避免誤同定，可提高同定精度。并且，例如，在把預(yù)定的遺忘效果附加給校正項(xiàng)的情況下，多個非干擾參數(shù)在被約束到基準(zhǔn)值附近的狀態(tài)下被同定，因而可防止多個非干擾參數(shù)被同定為錯誤組合的值(即，可防止非干擾參數(shù)的漂移)，由此可確?？刂葡到y(tǒng)的穩(wěn)定性，并可提高同定精度。
為了達(dá)到前面敘述的第2目的，根據(jù)技術(shù)方案10的發(fā)明是一種內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其是根據(jù)多個控制輸入分別控制內(nèi)燃機(jī)中的多個控制量、并在多個控制輸入和多個控制量之間存在相互干擾的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)具有目標(biāo)值設(shè)定裝置，其對成為多個控制量的各自目標(biāo)的多個目標(biāo)值進(jìn)行設(shè)定；以及非干擾輸入計(jì)算裝置，其使用包含預(yù)定的非干擾控制算法的預(yù)定控制算法，來把多個控制輸入分別計(jì)算作為用于使多個控制量分別追隨多個目標(biāo)值的、消除相互干擾的多個非干擾輸入。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，由于使用包含預(yù)定的非干擾控制算法的預(yù)定控制算法，來把多個控制輸入分別計(jì)算作為用于使多個控制量分別追隨多個目標(biāo)值的、消除相互干擾的多個非干擾輸入，因而可消除多個控制輸入和多個控制量之間的相互干擾，同時(shí)能夠使內(nèi)燃機(jī)中的多個控制量分別追隨多個目標(biāo)值。即，可使多個控制量在獨(dú)立狀態(tài)下追隨各自的目標(biāo)值，可提高控制精度和響應(yīng)性。
根據(jù)技術(shù)方案11的發(fā)明，在技術(shù)方案10所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)中，其特征在于，非干擾輸入計(jì)算裝置根據(jù)多個控制量中的至少一方、以及多個控制輸入和表示內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)中的至少一方，使用預(yù)定控制算法來分別計(jì)算多個非干擾輸入。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，由于根據(jù)多個控制量中的至少一方、以及多個控制輸入和表示內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)中的至少一方，使用預(yù)定控制算法來分別計(jì)算多個非干擾輸入，因而在多個控制量發(fā)生了變化時(shí)，可在迅速地應(yīng)對這種變化的同時(shí)，計(jì)算多個非干擾輸入，以消除相互干擾。其結(jié)果是，與把相互干擾的影響看作干擾來控制成消除該干擾的方法相比，可迅速地實(shí)現(xiàn)相互干擾的避免即非干擾化，可進(jìn)一步提高控制精度和響應(yīng)性。
根據(jù)技術(shù)方案12的發(fā)明，在技術(shù)方案11所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)中，其特征在于，預(yù)定的非干擾控制算法是基于對多個控制量和多個控制輸入的關(guān)系進(jìn)行了定義的設(shè)備模型的算法；設(shè)備模型包含用于定義多個控制輸入和多個控制量的關(guān)系的多個非干擾參數(shù)；非干擾輸入計(jì)算裝置還根據(jù)多個非干擾參數(shù)，使用預(yù)定控制算法來分別計(jì)算多個非干擾輸入；該內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)還具有同定裝置，該同定裝置根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)中的至少一方，來分別逐次同定多個非干擾參數(shù)。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，預(yù)定的非干擾控制算法是基于對多個控制量和多個控制輸入的關(guān)系進(jìn)行了定義的設(shè)備模型的算法，設(shè)備模型包含用于定義多個控制輸入和多個控制量的關(guān)系的多個非干擾參數(shù)，還根據(jù)多個非干擾參數(shù)，使用預(yù)定控制算法來分別計(jì)算多個非干擾輸入，并且根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)中的至少一方來分別逐次同定多個非干擾參數(shù)。這樣，由于可成為設(shè)備模型的直接的模型化誤差的非干擾參數(shù)被逐次同定，因而可迅速且適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償模型化誤差，同時(shí)能夠計(jì)算多個非干擾輸入。由此，在多個控制輸入和多個控制量之間的相互干擾程度相當(dāng)大的設(shè)備中，即使在由于時(shí)效變化和個體間的變動而產(chǎn)生模型化誤差的情況下，也能迅速且適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償該模型化誤差，由此可更進(jìn)一步提高控制精度和響應(yīng)性。
根據(jù)技術(shù)方案13的發(fā)明，在技術(shù)方案12所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)中，其特征在于，同定裝置根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)中的至少一方，來計(jì)算多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)中的至少一方，使用預(yù)定的逐次型同定算法來計(jì)算多個校正值，并根據(jù)多個校正值分別校正多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，從而同定多個非干擾參數(shù)。
在內(nèi)燃機(jī)中的多個控制輸入和多個控制量之間存在相互干擾的情況下，一般而言，多個控制輸入和多個控制量具有復(fù)雜的相互干擾關(guān)系，因此，如技術(shù)方案12的控制系統(tǒng)那樣，在逐次同定非干擾參數(shù)的情況下，當(dāng)在同定剛剛開始，處于模型化誤差較大的狀態(tài)時(shí)，這種傾向就變得顯著，從而有可能誤同定非干擾參數(shù)。相比之下，根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)中的至少一方，來計(jì)算多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)中的至少一方，使用預(yù)定的逐次型同定算法來計(jì)算多個校正值，并根據(jù)多個校正值分別校正多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，從而同定多個非干擾參數(shù)。因此，在同定剛剛開始，多個非干擾參數(shù)就被同定為接近其基準(zhǔn)值的值，從而可避免誤同定。并且，例如，在把預(yù)定的遺忘效果附加給校正項(xiàng)的情況下，多個非干擾參數(shù)在被約束到基準(zhǔn)值附近的狀態(tài)下被同定，因而可提高同定精度。
根據(jù)技術(shù)方案14的發(fā)明，在技術(shù)方案10所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)中，其特征在于，內(nèi)燃機(jī)具有變更節(jié)氣門開度的節(jié)氣門機(jī)構(gòu)和變更進(jìn)氣門升程的可變氣門升程機(jī)構(gòu)；多個控制量是內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力和吸入空氣量；多個控制輸入是用于控制節(jié)氣門開度的開度控制值和用于控制進(jìn)氣門升程的升程控制值。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，由于把用于控制節(jié)氣門開度的開度控制值和用于控制進(jìn)氣門升程的升程控制值計(jì)算作為消除它們與內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力和吸入空氣量之間的相互干擾的值，因而可在彼此獨(dú)立的狀態(tài)下而且確保了高響應(yīng)性的狀態(tài)下控制進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力和吸入空氣量。其結(jié)果是，通常通過抑制進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力的負(fù)壓化程度，可降低泵送損失，提高燃料利用率，并且在需要進(jìn)一步負(fù)壓化的進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力的情況下(例如，在真空助力器和蒸發(fā)燃料處理裝置等中有負(fù)壓化要求的情況下)，可適當(dāng)?shù)卮_保這種進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力。
根據(jù)技術(shù)方案15的發(fā)明，在技術(shù)方案14所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)中，其特征在于，內(nèi)燃機(jī)還具有蒸發(fā)燃料處理裝置，該蒸發(fā)燃料處理裝置臨時(shí)吸附燃料室內(nèi)所產(chǎn)生的蒸發(fā)燃料，并通過進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力而把所吸附的蒸發(fā)燃料送入進(jìn)氣通道內(nèi)；目標(biāo)值設(shè)定裝置在內(nèi)燃機(jī)起動后到經(jīng)過預(yù)定時(shí)間之前的期間，把進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力目標(biāo)值設(shè)定為比預(yù)定時(shí)間后的壓力低的值。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，由于在內(nèi)燃機(jī)起動后到經(jīng)過預(yù)定時(shí)間之前的期間，把進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力目標(biāo)值設(shè)定為比預(yù)定時(shí)間經(jīng)過后低的值，因而通過把進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力控制為這種目標(biāo)值，可在發(fā)動機(jī)停止中把由蒸發(fā)燃料處理裝置所吸附的蒸發(fā)燃料迅速且有效地送入進(jìn)氣通道內(nèi)。而且，由于節(jié)氣門開度和進(jìn)氣門升程雙方被控制，因而與僅通過節(jié)氣門開度控制來控制進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力的情況相比，可降低泵送損失，可提高燃料利用率。
根據(jù)技術(shù)方案16的發(fā)明，在技術(shù)方案14所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)中，其特征在于，內(nèi)燃機(jī)還具有蒸發(fā)燃料處理裝置，該蒸發(fā)燃料處理裝置臨時(shí)吸附燃料室內(nèi)所產(chǎn)生的蒸發(fā)燃料，并通過進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力而把所吸附的蒸發(fā)燃料送入進(jìn)氣通道內(nèi)；該內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)還具有產(chǎn)生程度參數(shù)檢測裝置，該產(chǎn)生程度參數(shù)檢測裝置檢測表示內(nèi)燃機(jī)的燃料室內(nèi)的蒸發(fā)燃料的產(chǎn)生程度的產(chǎn)生程度參數(shù)；目標(biāo)值設(shè)定裝置把進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力目標(biāo)值設(shè)定為由所檢測的產(chǎn)生程度參數(shù)表示的蒸發(fā)燃料的產(chǎn)生程度越大則越低的值。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，由于把進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力目標(biāo)值設(shè)定為由產(chǎn)生程度參數(shù)表示的燃料室內(nèi)的蒸發(fā)燃料的產(chǎn)生程度越大則越低的值，因而即使在蒸發(fā)燃料的產(chǎn)生程度較大、蒸發(fā)燃料由蒸發(fā)燃料處理裝置大量吸附的情況下，也能把蒸發(fā)燃料迅速且有效地送入進(jìn)氣通道內(nèi)。而且，根據(jù)相同理由，與把進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力保持為不管蒸發(fā)燃料的產(chǎn)生程度如何，都能應(yīng)對蒸發(fā)燃料的產(chǎn)生程度為最大的狀態(tài)的一定值的情況相比，可降低泵送損失，可提高燃料利用率。并且，當(dāng)然，在蒸發(fā)燃料的產(chǎn)生量較多的情況下，與中止通過進(jìn)氣門升程控制的吸入空氣量控制，切換到通過節(jié)氣門開度控制的吸入空氣量控制，并把進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力控制在更為負(fù)壓側(cè)時(shí)相比，可提高燃料利用率。另外，本說明書中的“產(chǎn)生程度參數(shù)的檢測”不限于使用傳感器直接檢測產(chǎn)生程度參數(shù)，還包含計(jì)算或估計(jì)產(chǎn)生程度參數(shù)。
根據(jù)技術(shù)方案17的發(fā)明，在技術(shù)方案14所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)中，其特征在于，內(nèi)燃機(jī)用作車輛的動力源；內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通道與助力產(chǎn)生裝置(device)連接，該助力產(chǎn)生裝置把進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力作為動力源而產(chǎn)生用于補(bǔ)充車輛的制動力的助力；目標(biāo)值設(shè)定裝置把進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力目標(biāo)值設(shè)定為當(dāng)對助力產(chǎn)生裝置的負(fù)壓供給條件成立時(shí)比不成立時(shí)低的值。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，由于把進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力的目標(biāo)值設(shè)定為當(dāng)對助力產(chǎn)生裝置的負(fù)壓供給條件成立時(shí)比不成立時(shí)低的值，因而可根據(jù)對助力產(chǎn)生裝置的負(fù)壓供給的需要/不需要，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力的負(fù)壓化程度。其結(jié)果是，可使助力的確保、以及通過避免不需要的負(fù)壓化來降低泵送損失都能實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)技術(shù)方案18的發(fā)明，在技術(shù)方案17所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)中，其特征在于，當(dāng)對助力產(chǎn)生裝置的負(fù)壓供給條件成立時(shí)，目標(biāo)值設(shè)定裝置把進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力目標(biāo)值設(shè)定為車輛速度越高則越低的值。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，由于當(dāng)對助力產(chǎn)生裝置的負(fù)壓供給條件成立時(shí)，把進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力目標(biāo)值設(shè)定為車輛速度越高則越低的值，因而可根據(jù)車速高低適當(dāng)?shù)卮_保用于補(bǔ)充制動力的助力。
根據(jù)技術(shù)方案19的發(fā)明，在技術(shù)方案11所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)中，其特征在于，內(nèi)燃機(jī)具有變更節(jié)氣門開度的節(jié)氣門機(jī)構(gòu)和變更進(jìn)氣門升程的可變氣門升程機(jī)構(gòu)；多個控制量是內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力和吸入空氣量；多個控制輸入是用于控制節(jié)氣門開度的開度控制值和用于控制進(jìn)氣門升程的升程控制值；運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)是內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速；非干擾輸入計(jì)算裝置根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速，和多個控制量以及多個控制輸入中的至少一方，來計(jì)算多個非干擾輸入。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速，和多個控制量以及多個控制輸入中的至少一方，來計(jì)算多個非干擾輸入。在該情況下，多個控制量是內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力和吸入空氣量，多個控制輸入是用于控制節(jié)氣門開度的開度控制值和用于控制進(jìn)氣門升程的升程控制值，因而這些控制量和控制輸入之間的相互干擾的關(guān)系根據(jù)內(nèi)燃機(jī)車的轉(zhuǎn)速而變化，并且在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中，內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的變動范圍寬，因而伴隨于此，相互干擾的變化程度也大。因此，通過根據(jù)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算多個非干擾輸入，可把多個非干擾輸入計(jì)算作為與伴隨運(yùn)轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)速變動的相互干擾的變化程度對應(yīng)的適當(dāng)?shù)闹担纱?，可適當(dāng)?shù)叵嗷ジ蓴_。結(jié)果，可進(jìn)一步提高控制精度和響應(yīng)性。
根據(jù)技術(shù)方案20的發(fā)明，在技術(shù)方案10所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)中，其特征在于，內(nèi)燃機(jī)具有變更EGR量的EGR裝置(device)和變更增壓壓力的增壓機(jī)；多個控制量是EGR量和增壓壓力；多個控制輸入是用于經(jīng)由EGR裝置來控制EGR量的EGR控制值和用于經(jīng)由增壓機(jī)來控制增壓壓力的增壓壓力控制值。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，由于多個控制量是EGR量和增壓壓力，多個控制輸入是用于經(jīng)由EGR裝置控制EGR量的EGR控制值和用于經(jīng)由增壓機(jī)控制增壓壓力的增壓壓力控制值，因而可在消除這些控制量和控制輸入之間的相互干擾的同時(shí)，使EGR量和增壓壓力分別適當(dāng)?shù)刈冯S它們的目標(biāo)值。即，以確保良好的燃料利用率和排氣特性為目的的EGR控制和以確保驅(qū)動力為目的的增壓壓力控制都能以高的控制精度和高的響應(yīng)性來執(zhí)行，從而都能確保良好的燃料利用率和排氣特性以及良好的運(yùn)轉(zhuǎn)性。
根據(jù)技術(shù)方案21的發(fā)明，在技術(shù)方案11所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)中，其特征在于，內(nèi)燃機(jī)具有變更增壓壓力的渦輪增壓裝置；多個控制量之一是增壓壓力；多個控制輸入之一是用于經(jīng)由渦輪增壓裝置控制增壓壓力的增壓壓力控制值；運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)是內(nèi)燃機(jī)的排氣通道內(nèi)的壓力；非干擾輸入計(jì)算裝置根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的排氣通道內(nèi)的壓力，和多個控制量以及多個控制輸入中的至少一方，來計(jì)算增壓壓力控制值作為多個非干擾輸入之一。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，多個控制量之一是增壓壓力，多個控制輸入之一是用于經(jīng)由渦輪增壓裝置控制增壓壓力的增壓壓力控制值，運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)是內(nèi)燃機(jī)的排氣通道內(nèi)的壓力，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的排氣通道內(nèi)的壓力，和多個控制量以及多個控制輸入中的至少一方來計(jì)算增壓壓力控制值作為多個非干擾輸入之一。一般而言，在經(jīng)由渦輪增壓裝置控制了增壓壓力的情況下，存在當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的排氣通道內(nèi)的壓力發(fā)生變化時(shí)，增壓壓力的控制特性也戲劇性地發(fā)生變化的關(guān)系，因而當(dāng)與排氣通道內(nèi)的壓力沒有關(guān)系地執(zhí)行增壓壓力控制時(shí)，很可能會不能適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行增壓壓力控制，并且也很可能會不能消除多個控制輸入和多個控制量之間的相互干擾。相對于此，在該控制系統(tǒng)中，由于作為多個非干擾輸入之一的增壓壓力控制值是根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的排氣通道內(nèi)的壓力來計(jì)算的，因而可消除相互干擾，同時(shí)適當(dāng)?shù)貓?zhí)行增壓控制。結(jié)果，可進(jìn)一步提高控制精度和響應(yīng)性。
根據(jù)技術(shù)方案22的發(fā)明，在技術(shù)方案11所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)中，其特征在于，內(nèi)燃機(jī)具有變更增壓壓力的增壓機(jī)和變更進(jìn)氣門的配氣正時(shí)的可變配氣正時(shí)機(jī)構(gòu)；多個控制量之一是增壓壓力；多個控制輸入之一是用于經(jīng)由增壓機(jī)來控制增壓的增壓壓力控制值；運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)是進(jìn)氣門的配氣正時(shí)；非干擾輸入計(jì)算裝置根據(jù)進(jìn)氣門的配氣正時(shí)，和多個控制量以及多個控制輸入中的至少一方，來計(jì)算增壓壓力控制值作為多個非干擾輸入之一。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，多個控制量之一是增壓壓力，多個控制輸入之一是用于經(jīng)由增壓機(jī)控制增壓壓力的增壓壓力控制值，運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)是進(jìn)氣門的配氣正時(shí)，根據(jù)進(jìn)氣門的配氣正時(shí)，和多個控制量以及多個控制輸入中的至少一方來計(jì)算增壓壓力控制值作為多個非干擾輸入之一。一般而言，在經(jīng)由增壓機(jī)控制了增壓壓力的情況下，存在當(dāng)進(jìn)氣門的配氣正時(shí)發(fā)生變化時(shí)，增壓壓力的控制特性也發(fā)生變化的關(guān)系，因而當(dāng)與進(jìn)氣門的配氣正時(shí)沒有關(guān)系地執(zhí)行增壓控制時(shí)，很可能會不能適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行增壓壓力控制，并且也很可能會不能消除多個控制輸入和多個控制量之間的相互干擾。相比之下，在該控制系統(tǒng)中，由于作為多個非干擾輸入之一的增壓壓力控制值是根據(jù)進(jìn)氣門的配氣正時(shí)來計(jì)算的，因而可在消除相互干擾的同時(shí)，適當(dāng)?shù)貓?zhí)行增壓控制。其結(jié)果是，可進(jìn)一步提高控制精度和響應(yīng)性。


圖1是示出應(yīng)用本發(fā)明的第1實(shí)施方式的控制系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2是示出控制系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的框圖。
圖3是示出內(nèi)燃機(jī)的可變式進(jìn)氣門傳動機(jī)構(gòu)和排氣門傳動機(jī)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖4是示出可變式進(jìn)氣門傳動機(jī)構(gòu)的可變氣門升程機(jī)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖5中，(a)是示出提升致動器的短臂與最大升程止擋件抵接的狀態(tài)的圖，(b)是示出提升致動器的短臂與最小升程止擋件抵接的狀態(tài)的圖。
圖6中，(a)是示出可變氣門升程機(jī)構(gòu)的下連桿處于最大升程位置時(shí)的進(jìn)氣門的打開狀態(tài)的圖，(b)是示出可變氣門升程機(jī)構(gòu)的下連桿處于最小升程位置時(shí)的進(jìn)氣門的打開狀態(tài)的圖。
圖7是分別示出可變氣門升程機(jī)構(gòu)的下連桿處于最大升程位置時(shí)的進(jìn)氣門的氣門升程曲線(實(shí)線)、和處于最小升程位置時(shí)的氣門升程曲線(雙點(diǎn)劃線)的圖。
圖8是示出控制系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的功能框圖。
圖9是用于對設(shè)備進(jìn)行說明的框圖。
圖10是示出可變機(jī)構(gòu)控制處理的流程圖。
圖11是示出用于計(jì)算發(fā)動機(jī)起動中的目標(biāo)吸入空氣量的起動時(shí)用值Gcyl_cmd_crk的圖表的一例的圖。
圖12是示出目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓PB_cmd的計(jì)算處理的流程圖。
圖13是示出用于計(jì)算目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓的制動斷開用值PB_cmd_pg的映射圖的一例的圖。
圖14是示出用于計(jì)算目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓的制動接通用值PB_cmd_br的圖表的一例的圖。
圖15是示出目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd和目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd的計(jì)算處理的流程圖。
圖16是示出用于計(jì)算非干擾參數(shù)Fth的圖表的一例的圖。
圖17是示出用于計(jì)算非干擾參數(shù)Flf的映射圖的一例的圖。
圖18是示出開度控制輸入U(xiǎn)th和升程控制輸入U(xiǎn)liftin的計(jì)算處理的流程圖。
圖19是示出用于計(jì)算目標(biāo)節(jié)氣門開度的故障時(shí)用值TH_cmd_fs的映射圖的一例的圖。
圖20是示出用于計(jì)算催化劑暖機(jī)控制中的目標(biāo)吸入空氣量的催化劑暖機(jī)用值Gcyl_cmd_ast的映射圖的一例的圖。
圖21是示出用于計(jì)算通常運(yùn)轉(zhuǎn)中的目標(biāo)吸入空氣量的通常時(shí)用值Gcyl_cmd_drv的映射圖的一例的圖。
圖22是示出第1實(shí)施方式的控制系統(tǒng)的可變機(jī)構(gòu)控制的模擬結(jié)果的一例(無模型化誤差的情況)的定時(shí)圖。
圖23是示出第1實(shí)施方式的控制系統(tǒng)的可變機(jī)構(gòu)控制的模擬結(jié)果的一例(有模型化誤差的情況)的定時(shí)圖。
圖24是示出在不使用非干擾控制算法來控制進(jìn)氣管內(nèi)壓PB和吸入空氣量Gcyl的情況下的模擬結(jié)果的一例的定時(shí)圖。
圖25是示出第2實(shí)施方式的控制系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的功能框圖。
圖26是示出第2實(shí)施方式的控制系統(tǒng)的可變機(jī)構(gòu)控制的模擬結(jié)果的一例(有模型化誤差的情況)的定時(shí)圖。
圖27是示出第3實(shí)施方式的控制系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的功能框圖。
圖28是示出第3實(shí)施方式的控制系統(tǒng)的目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd和目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd的計(jì)算處理的流程圖。
圖29是示出用于計(jì)算非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值Fth_base的圖表的一例的圖。
圖30是示出用于計(jì)算非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值Fth_base的映射圖的一例的圖。
圖31是示出第3實(shí)施方式的控制系統(tǒng)的可變機(jī)構(gòu)控制的模擬結(jié)果的一例(有模型化誤差的情況)的定時(shí)圖。
圖32是示出應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的第4實(shí)施方式的控制系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖33是示出第4實(shí)施方式的控制系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的框圖。
圖34是示出第4實(shí)施方式的控制系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的功能框圖。
圖35是用于對第4實(shí)施方式的設(shè)備進(jìn)行說明的框圖。
圖36是示出用于計(jì)算目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd的映射圖的一例的圖。
圖37是示出用于計(jì)算目標(biāo)EGR量Gegr_cmd的映射圖的一例的圖。
圖38是示出用于計(jì)算非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值Rcp_base的圖表的一例的圖。
圖39是示出用于計(jì)算非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值Heg_base的圖表的一例的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的第1實(shí)施方式的控制系統(tǒng)進(jìn)行說明。如圖2所示，該控制系統(tǒng)1具有ECU 2，該ECU 2如后所述，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)(以下稱為“發(fā)動機(jī)”)3的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)執(zhí)行可變機(jī)構(gòu)控制處理等的控制處理。
如圖1和圖3所示，發(fā)動機(jī)3是具有四組氣缸3a和活塞3b(僅圖示出1組)的直列四氣缸汽油發(fā)動機(jī)，并裝載在未作圖示的車輛上。發(fā)動機(jī)3具有針對各氣缸3a而設(shè)置、分別開閉進(jìn)氣口和排氣口的進(jìn)氣門4和排氣門7；進(jìn)氣門4驅(qū)動用的進(jìn)氣凸輪軸5和進(jìn)氣凸輪6；開閉驅(qū)動進(jìn)氣門4的可變式進(jìn)氣門傳動機(jī)構(gòu)40；排氣門7驅(qū)動用的排氣凸輪軸8和排氣凸輪9；以及開閉驅(qū)動排氣門7的排氣門傳動機(jī)構(gòu)70等。
進(jìn)氣門4的氣門桿4a滑動自如地配合于導(dǎo)向件4b，該導(dǎo)向件4b固定在氣缸蓋3c上。而且，進(jìn)氣門4如圖4所示，設(shè)有上下彈簧座4c、4d以及設(shè)置在所述彈簧座4c、4d之間的氣門彈簧4e，該氣門彈簧4e對進(jìn)氣門4向氣門關(guān)閉方向施力。
并且，進(jìn)氣凸輪軸5和排氣凸輪軸8分別經(jīng)由未作圖示的保持器旋轉(zhuǎn)自如地安裝在氣缸蓋3c上。在該進(jìn)氣凸輪軸5的一端部上同軸地固定有進(jìn)氣鏈輪(未作圖示)，該進(jìn)氣凸輪軸5經(jīng)由該進(jìn)氣鏈輪和正時(shí)帶(未作圖示)與曲軸3d連接。由此，曲軸3d每旋轉(zhuǎn)兩周，進(jìn)氣凸輪軸5旋轉(zhuǎn)一周。并且，進(jìn)氣凸輪6在進(jìn)氣凸輪軸5上以與進(jìn)氣凸輪軸5一體地旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置于每個氣缸3a上。
而且，可變式進(jìn)氣門傳動機(jī)構(gòu)40隨著進(jìn)氣凸輪軸5的旋轉(zhuǎn)而開閉驅(qū)動各個氣缸3a的進(jìn)氣門4，并通過使進(jìn)氣門4的升程無級變化，變更吸入空氣量，其詳情將在以后敘述。另外，在本實(shí)施方式中，“進(jìn)氣門4的升程(以下稱為“氣門升程”)”表示進(jìn)氣門4的最大行程。
另一方面，排氣門7的氣門桿7a滑動自如地與導(dǎo)向件7b配合，該導(dǎo)向件7b固定在氣缸蓋3c上。而且，排氣門7具有上下彈簧座7c、7d以及設(shè)置在上述彈簧座7c、7d之間的氣門彈簧7e，通過該氣門彈簧7e對排氣門7朝氣門關(guān)閉方向施力。
并且，排氣凸輪軸8具有與其一體的排氣鏈輪(未作圖示)，并經(jīng)由該排氣鏈輪和未作圖示的正時(shí)帶與曲軸3d連接，由此，曲軸3d每旋轉(zhuǎn)兩周，排氣凸輪軸8旋轉(zhuǎn)一周。而且，排氣凸輪9在排氣凸輪軸8上以與排氣凸輪軸8一體地旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置于每個氣缸3a。
而且，排氣門傳動機(jī)構(gòu)70具有搖臂71，該搖臂71隨著排氣凸輪9的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動，從而在克服氣門彈簧7e的作用力的同時(shí)，開閉驅(qū)動排氣門7。
并且，在發(fā)動機(jī)3上分別設(shè)置有曲軸轉(zhuǎn)角傳感器20和水溫傳感器21。該曲軸轉(zhuǎn)角傳感器20隨著曲軸3d的旋轉(zhuǎn)，向ECU 2輸出均為脈沖信號的CRK信號和TDC信號。該CRK信號在每隔預(yù)定曲軸轉(zhuǎn)角(例如10)輸出1個脈沖，ECU 2根據(jù)該CRK信號計(jì)算發(fā)動機(jī)3的轉(zhuǎn)速(以下稱為“發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速”)NE。并且，TDC信號是表示各個氣缸3a的活塞3b處于比進(jìn)氣行程的TDC位置略微靠近近前的預(yù)定曲軸轉(zhuǎn)角位置的信號，每隔預(yù)定曲軸轉(zhuǎn)角就輸出1個脈沖。
另一方面，水溫傳感器21由安裝在發(fā)動機(jī)3的氣缸體3e上的熱敏電阻等構(gòu)成，將表示在氣缸體3e內(nèi)循環(huán)的冷卻水的溫度即發(fā)動機(jī)水溫TW的檢測信號輸出到ECU 2。
并且，在發(fā)動機(jī)3的進(jìn)氣管10內(nèi)，從上游側(cè)順次設(shè)置有空氣流量傳感器22、節(jié)氣門機(jī)構(gòu)11、節(jié)氣門開度傳感器23、進(jìn)氣管內(nèi)壓傳感器24以及燃料噴射閥12等。該空氣流量傳感器22由熱線式氣流計(jì)構(gòu)成，向ECU 2輸出表示在進(jìn)氣管10內(nèi)流動的空氣的流量(以下稱為“空氣流量”)Qin的檢測信號。ECU 2根據(jù)該空氣流量Qin，如后所述，計(jì)算估計(jì)為實(shí)際吸入到氣缸3a內(nèi)的吸入空氣量Gcyl。
節(jié)氣門機(jī)構(gòu)11具有節(jié)氣門11a和開閉驅(qū)動節(jié)氣門11a的TH致動器11b等。節(jié)氣門11a轉(zhuǎn)動自如地設(shè)置在進(jìn)氣管10的中途，隨著該轉(zhuǎn)動的開度的變化而使吸入空氣量變化。TH致動器11b是使與ECU 2連接的電動機(jī)與齒輪機(jī)構(gòu)(均未作圖示)組合而成，根據(jù)來自ECU 2的開度控制輸入U(xiǎn)th而被驅(qū)動，從而使節(jié)氣門11a的開度變化。
并且，在節(jié)氣門11a上安裝有在氣門打開方向和氣門關(guān)閉方向分別對節(jié)氣門11a進(jìn)行施力的2個彈簧(均未作圖示)。如后所述，當(dāng)開度控制輸入U(xiǎn)th被設(shè)定為值0時(shí)，或者當(dāng)開度控制輸入U(xiǎn)th未被輸入到TH致動器11b時(shí)，節(jié)氣門11a由于該2個彈簧的作用力而被保持于預(yù)定的初始開度。該初始開度是接近全閉狀態(tài)的值，被設(shè)定成可確保在停車中能適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行怠速運(yùn)轉(zhuǎn)或發(fā)動機(jī)起動、同時(shí)在行駛中能維持低速行駛狀態(tài)的吸入空氣量的值(例如6)。
而且，在進(jìn)氣管10的節(jié)氣門11a的附近設(shè)置有由例如電位計(jì)等構(gòu)成的節(jié)氣門開度傳感器23。該節(jié)氣門開度傳感器23向ECU 2輸出表示節(jié)氣門11a的開度(以下稱為“節(jié)氣門開度”)TH的檢測信號。
另一方面，進(jìn)氣管10的比節(jié)氣門11a位于下游側(cè)的部分為穩(wěn)壓罐(surge tank)10a，該穩(wěn)壓罐10a設(shè)置有進(jìn)氣管內(nèi)壓力傳感器24和進(jìn)氣溫度傳感器25。
進(jìn)氣管內(nèi)壓傳感器24由例如半導(dǎo)體壓力傳感器等構(gòu)成，向ECU 2輸出表示進(jìn)氣管10內(nèi)的壓力(以下稱為“進(jìn)氣管內(nèi)壓力”)PB的檢測信號。另外，進(jìn)氣管內(nèi)壓PB作為絕對壓力被檢測。并且，進(jìn)氣溫度傳感器25向ECU 2輸出表示在進(jìn)氣管10內(nèi)流動的空氣的溫度(以下稱為“進(jìn)氣溫度”)TA的檢測信號。另外，在本實(shí)施方式中，進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB相當(dāng)于進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力，進(jìn)氣溫度傳感器25相當(dāng)于產(chǎn)生程度參數(shù)檢測裝置，進(jìn)氣溫度TA相當(dāng)于產(chǎn)生程度參數(shù)。
而且，燃料噴射閥12根據(jù)來自ECU 2的與燃料噴射量對應(yīng)的驅(qū)動信號而被驅(qū)動，把燃料噴射到進(jìn)氣管10內(nèi)。
另一方面，在發(fā)動機(jī)3的氣缸蓋3c上安裝有火花塞13(參照圖2)。該火花塞13經(jīng)由未作圖示的點(diǎn)火線圈與ECU 2連接，通過按照與點(diǎn)火時(shí)刻對應(yīng)的定時(shí)被施加來自ECU 2的驅(qū)動信號(電壓信號)來進(jìn)行放電，使燃燒室內(nèi)的混合氣燃燒。
并且，針對發(fā)動機(jī)3設(shè)置有蒸發(fā)燃料處理裝置18。該蒸發(fā)燃料處理裝置18用于防止在燃料箱18c(燃料室)內(nèi)所產(chǎn)生的蒸發(fā)燃料被排放到大氣側(cè)，并具有臨時(shí)吸附蒸發(fā)燃料中的燃料成分的罐18a以及使該罐18a和進(jìn)氣管10之間連接的負(fù)壓導(dǎo)入管18b等。在該蒸發(fā)燃料處理裝置18中，蒸發(fā)燃料中的燃料成分由罐18a臨時(shí)吸附，之后由于進(jìn)氣管10內(nèi)的負(fù)壓而與罐18a脫離，經(jīng)由導(dǎo)入管18b被導(dǎo)入進(jìn)氣管10內(nèi)，與空氣一起被吸入到燃燒室內(nèi)。
而且，針對發(fā)動機(jī)3設(shè)置有真空助力器19(助力產(chǎn)生裝置)，該真空助力器19經(jīng)由負(fù)壓導(dǎo)入管19b與進(jìn)氣管10連接。進(jìn)氣管10內(nèi)的負(fù)壓經(jīng)由導(dǎo)入管19b被導(dǎo)入真空助力器19內(nèi)的負(fù)壓室(未作圖示)內(nèi)進(jìn)行蓄積。當(dāng)踩下制動踏板19a時(shí)，真空助力器19把蓄積在負(fù)壓室內(nèi)的負(fù)壓作為動力源，從而產(chǎn)生用于輔助制動力的助力。該助力構(gòu)成為蓄積在負(fù)壓室內(nèi)的負(fù)壓越大即負(fù)壓室內(nèi)的壓力越低則越大的值。
下面，對上述的可變式進(jìn)氣門傳動機(jī)構(gòu)40進(jìn)行說明。如圖4所示，該可變式進(jìn)氣門傳動機(jī)構(gòu)40由進(jìn)氣凸輪軸5、進(jìn)氣凸輪6以及可變氣門升程機(jī)構(gòu)50等構(gòu)成。
該可變氣門升程機(jī)構(gòu)50隨著進(jìn)氣凸輪軸5的旋轉(zhuǎn)而開閉驅(qū)動進(jìn)氣門4，并使氣門升程Liftin在預(yù)定的最大值Liftin_H和預(yù)定的最小值Liftin_L之間無級變化，該可變氣門升程機(jī)構(gòu)50具有針對每個氣缸3a而設(shè)置的四節(jié)連桿式搖臂機(jī)構(gòu)51以及同時(shí)驅(qū)動這些搖臂機(jī)構(gòu)51的提升致動器60(參照圖5)等。
各個搖臂機(jī)構(gòu)51由搖臂52和上下連桿53、54等構(gòu)成。該上連桿53的一端部經(jīng)由上銷55轉(zhuǎn)動自如地安裝在搖臂52的上端部，而另一端部轉(zhuǎn)動自如地安裝在搖臂軸56上。該搖臂軸56可經(jīng)由未作圖示的保持器安裝在氣缸蓋3c上。
并且，在搖臂52的上銷55上轉(zhuǎn)動自如地設(shè)置有輥57。該輥57與進(jìn)氣凸輪6的凸輪面抵接，當(dāng)進(jìn)氣凸輪6旋轉(zhuǎn)時(shí)，該輥57在由該凸輪面引導(dǎo)的同時(shí)在進(jìn)氣凸輪6上滾動。由此，搖臂52在上下方向被驅(qū)動，并且上連桿53以搖臂軸56為中心轉(zhuǎn)動。
而且，在搖臂52的進(jìn)氣門4側(cè)的端部安裝有調(diào)整螺栓52a。當(dāng)搖臂52隨著進(jìn)氣凸輪6的旋轉(zhuǎn)而沿上下方向移動時(shí)，該調(diào)整螺栓52a在克服氣門彈簧4e的作用力的同時(shí)，沿上下方向驅(qū)動氣門桿4a，開閉進(jìn)氣門4。
并且，下連桿54的一端部經(jīng)由下銷58轉(zhuǎn)動自如地安裝在搖臂52的下端部，在下連桿54的另一端部轉(zhuǎn)動自如地安裝有連接軸59。下連桿54經(jīng)由該連接軸59與提升致動器60的后述的短臂65連接。
另一方面，提升致動器60由ECU 2驅(qū)動，如圖5所示，提升致動器60具有電動機(jī)61、螺母62、連桿63、長臂64和短臂65等。該電動機(jī)61與ECU 2連接，并配置在發(fā)動機(jī)3的氣缸蓋罩3f的外側(cè)。電動機(jī)61的旋轉(zhuǎn)軸為形成有外螺紋的絲杠軸61a，在該絲杠軸61a上旋合有螺母62。該螺母62經(jīng)由連桿63與長臂64連接。該連桿63的一端部經(jīng)由銷63a轉(zhuǎn)動自如地安裝在螺母62上，連桿63的另一端部經(jīng)由銷63b可轉(zhuǎn)動自如地安裝在長臂64的一端部。
并且，長臂64的另一端部經(jīng)由轉(zhuǎn)動軸66安裝在短臂65的一端部。該轉(zhuǎn)動軸66形成為斷面圓形，貫穿發(fā)動機(jī)3的氣缸蓋罩3f，并可轉(zhuǎn)動自如地支撐在發(fā)動機(jī)3的氣缸蓋罩3f上。長臂64和短臂65隨著該轉(zhuǎn)動軸66的轉(zhuǎn)動而與轉(zhuǎn)動軸66一體地轉(zhuǎn)動。
而且，在短臂65的另一端部上安裝有上述的連接軸59，由此，短臂65經(jīng)由連接軸59與下連桿54連接。并且，在短臂65的附近彼此保持間隔地設(shè)置有最小升程止擋件67a和最大升程止擋件67b，通過這兩個止擋件67a、67b如后所述那樣限制短臂65的轉(zhuǎn)動范圍。
下面，對如上那樣構(gòu)成的可變氣門升程機(jī)構(gòu)50的動作進(jìn)行說明。在該可變氣門升程機(jī)構(gòu)50中，當(dāng)來自ECU 2的后述的升程控制輸入U(xiǎn)liftin被輸入到提升致動器60時(shí)，絲杠軸61a旋轉(zhuǎn)，通過伴隨于絲杠軸61a旋轉(zhuǎn)的螺母62的移動，長臂64和短臂65以轉(zhuǎn)動軸66為中心轉(zhuǎn)動，并且搖臂機(jī)構(gòu)51的下連桿54隨著該短臂65的轉(zhuǎn)動而以下銷58為中心轉(zhuǎn)動。即，下連桿54由提升致動器60驅(qū)動。
如圖5(a)所示，當(dāng)短臂65沿著圖中的逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動時(shí)，短臂65與最大升程止擋件67b抵接并被其卡定。由此，下連桿54也被卡定在圖4中的實(shí)線所示的最大升程位置。另一方面，如圖5(b)所示，當(dāng)短臂65沿著圖中的順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動時(shí)，短臂65與最小升程止擋件67a抵接并被其卡定。由此，下連桿54也被卡定在圖4中的雙點(diǎn)劃線所示的最小升程位置。
如上所述，短臂65的轉(zhuǎn)動范圍由兩個止擋件67a、67b限制在圖5(a)所示的最大升程位置和圖5(b)所示的最小升程位置之間，由此，下連桿54的轉(zhuǎn)動范圍也被限制在圖4中的實(shí)線所示的最大升程位置和圖4中的雙點(diǎn)劃線所示的最小升程位置之間。
在下連桿54處于最大升程位置的情況下，在由搖臂軸56、上下銷55、58以及連接軸59構(gòu)成的四節(jié)連桿中構(gòu)成為上銷55和下銷58的中心間距離比搖臂軸56和連接軸59的中心間距離長，由此，如圖6(a)所示，當(dāng)進(jìn)氣凸輪6旋轉(zhuǎn)時(shí)，調(diào)整螺栓52a的移動量比進(jìn)氣凸輪6與輥57的抵接點(diǎn)的移動量大。
另一方面，在下連桿54處于最小升程位置的情況下，在上述四節(jié)連桿中構(gòu)成為上銷55和下銷58的中心間距離比搖臂軸56和連接軸59的中心間距離短，由此，如圖6(b)所示，當(dāng)進(jìn)氣凸輪6旋轉(zhuǎn)時(shí)，調(diào)整螺栓52a的移動量比進(jìn)氣凸輪6與輥57的抵接點(diǎn)的移動量小。
根據(jù)以上理由，當(dāng)下連桿54處于最大升程位置時(shí)，進(jìn)氣門4以比處于最小升程位置時(shí)大的氣門升程Liftin打開。具體來說，在進(jìn)氣凸輪6的旋轉(zhuǎn)中，當(dāng)下連桿54處于最大升程位置時(shí)，進(jìn)氣門4按照圖7中的實(shí)線所示的氣門升程曲線打開，氣門升程Liftin表示為其最大值Liftin_H。另一方面，當(dāng)下連桿54處于最小升程位置時(shí)，進(jìn)氣門4按照圖7中的雙點(diǎn)劃線所示的氣門升程曲線打開，氣門升程Liftin表示為其最小值Liftin_L。
如上所述，在該可變氣門升程機(jī)構(gòu)50中，通過經(jīng)由致動器60使下連桿54在最大升程位置和最小升程位置之間轉(zhuǎn)動，可使氣門升程Liftin在最大值Liftin_H和最小值Liftin_L之間無級變化。
另外，該可變氣門升程機(jī)構(gòu)50設(shè)置有未作圖示的鎖定機(jī)構(gòu)，如后所述，當(dāng)升程控制輸入U(xiǎn)liftin被設(shè)定為值0時(shí)，或者由于斷線等而使來自ECU 2的升程控制輸入U(xiǎn)liftin不能輸入到提升致動器60時(shí)，通過該鎖定機(jī)構(gòu)鎖定可變氣門升程機(jī)構(gòu)50的動作。即，禁止氣門升程Liftin由可變氣門升程機(jī)構(gòu)50改變，將氣門升程Liftin保持為最小值Liftin_L。另外，該最小值Liftin_L被設(shè)定為作為吸入空氣量是能確保預(yù)定的故障時(shí)用值的值，該預(yù)定的故障時(shí)用值被設(shè)定為可在停車中適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行怠速運(yùn)轉(zhuǎn)或發(fā)動機(jī)起動、同時(shí)可在行駛中維持低速行駛狀態(tài)的吸入空氣量的值。
并且，發(fā)動機(jī)3設(shè)置有轉(zhuǎn)動角傳感器26(參照圖2)，該轉(zhuǎn)動角傳感器26向ECU 2輸出表示短臂65的轉(zhuǎn)動角的檢測信號。ECU 2根據(jù)該短臂65的轉(zhuǎn)動角來計(jì)算氣門升程Liftin。
而且，如圖2所示，大氣壓傳感器27、油門開度傳感器28、車速傳感器29、點(diǎn)火開關(guān)(以下稱為“IG·SW”)30以及制動開關(guān)31分別與ECU 2連接。
大氣壓傳感器27由半導(dǎo)體壓力傳感器構(gòu)成，向ECU 2輸出表示大氣壓PA的檢測信號。并且，油門開度傳感器28向ECU 2輸出表示車輛的未作圖示的油門踏板的踩下量(以下稱為“油門開度”)AP的檢測信號。
并且，車速傳感器29安裝在車輛的未作圖示的車軸上，向ECU 2輸出表示車輛行駛速度即車速VP的檢測信號。而且，IG·SW 30通過點(diǎn)火鑰匙(未作圖示)操作而被接通/斷開，并向ECU 2輸出表示其接通/斷開狀態(tài)的信號。并且，制動開關(guān)31設(shè)置在制動踏板19a附近，當(dāng)制動踏板19a被踩下預(yù)定量以上時(shí)向ECU 2輸出接通(ON)信號，除此以外向ECU 2輸出斷開(OFF)信號。
ECU 2由微計(jì)算機(jī)構(gòu)成，該微計(jì)算機(jī)由CPU、RAM、ROM以及I/O接口(均未作圖示)等構(gòu)成，ECU 2根據(jù)上述的各種傳感器20～29的檢測信號和各種開關(guān)30、31的接通/斷開信號等來判別發(fā)動機(jī)3的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，并執(zhí)行可變機(jī)構(gòu)控制處理。在該可變機(jī)構(gòu)控制處理中，如后所述，經(jīng)由節(jié)氣門機(jī)構(gòu)11和可變氣門升程機(jī)構(gòu)50分別控制節(jié)氣門開度TH和氣門升程Liftin，由此分別控制進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB和吸入空氣量Gcyl。
另外，在本實(shí)施方式中，ECU 2相當(dāng)于目標(biāo)值設(shè)定裝置、非干擾輸入計(jì)算裝置以及同定裝置。
下面，對本實(shí)施方式的控制系統(tǒng)1進(jìn)行說明。如圖8所示，該控制系統(tǒng)1控制設(shè)備90，并具有目標(biāo)值計(jì)算部100、響應(yīng)指定型控制器101以及非干擾控制器102。另外，這些計(jì)算部100和控制器101、102都由ECU 2構(gòu)成。
如圖9所示，該設(shè)備90被定義為為把目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd和目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd作為控制輸入、并把進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB和吸入空氣量Gcyl作為控制量的干擾系統(tǒng)，具體地說，由氣門開度控制器91、氣門升程控制器92以及發(fā)動機(jī)3等構(gòu)成。另外，兩個控制器91、92都由ECU 2構(gòu)成。
這些目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd和目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd是氣門升程Liftin和節(jié)氣門開度TH的目標(biāo)值，是如后所述來計(jì)算的。
并且，在氣門開度控制器91中，開度控制輸入U(xiǎn)th是根據(jù)目標(biāo)值濾波型的二自由度響應(yīng)指定型控制算法[后述的式(29)～(32)]來計(jì)算的，該開度控制輸入U(xiǎn)th被輸入到節(jié)氣門機(jī)構(gòu)11，由此，節(jié)氣門開度TH被控制成追隨目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd。
而且，在氣門升程控制器92中，升程控制輸入U(xiǎn)liftin根據(jù)目標(biāo)值濾波型的二自由度響應(yīng)指定型控制算法[后述的式(33)～(36)]來計(jì)算，該升程控制輸入U(xiǎn)liftin被輸入到可變氣門升程機(jī)構(gòu)50，由此，氣門升程Liftin被控制成追隨目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd。
在以上那樣的設(shè)備90中，當(dāng)節(jié)氣門開度TH被控制成追隨目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd時(shí)，伴隨于此，進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB和吸入空氣量Gcyl的雙方發(fā)生變化。而且，當(dāng)氣門升程Liftin被控制成追隨目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd時(shí)，伴隨于此，進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB和吸入空氣量Gcyl的雙方發(fā)生變化。即，該設(shè)備90構(gòu)成在作為控制輸入的目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd和目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd與作為控制量的進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB和吸入空氣量Gcyl之間存在相互干擾的干擾系統(tǒng)。
因此，在本實(shí)施方式的控制系統(tǒng)1中，在這種干擾系統(tǒng)的設(shè)備90中，計(jì)算目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd和目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd，作為可在避免上述相互干擾的同時(shí)，能夠彼此獨(dú)立地控制進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB和吸入空氣量Gcyl的雙方那樣的控制輸入即非干擾輸入。
具體地說，首先，在目標(biāo)值計(jì)算部100(目標(biāo)值設(shè)定裝置)中，如后所述，通過圖表檢索和映射圖檢索中的任意一種，分別計(jì)算目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd和目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd，作為進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB和吸入空氣量Gcyl的目標(biāo)值。
然后，在響應(yīng)指定型控制器101(非干擾輸入計(jì)算裝置)中，計(jì)算如下式(1)所示那樣定義的追隨輸入矢量W。
W(k)=TH'_cmd(k)Liftin'_cmd(k).....(1)]]>在該式(1)中，TH’_cmd是用于使進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB追隨目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd的追隨輸入，Liftin’_cmd是用于使吸入空氣量Gcyl追隨目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd的追隨輸入。并且，帶有記號(k)的各離散數(shù)據(jù)表示與預(yù)定的控制周期ΔT(在本實(shí)施方式是10msec)同步地取樣或計(jì)算的數(shù)據(jù)，記號k表示各離散數(shù)據(jù)的取樣或計(jì)算周期的順序。例如，記號k表示按照本次控制定時(shí)所取樣或計(jì)算的值，記號k-1表示按照上次控制定時(shí)所取樣或計(jì)算的值。這一點(diǎn)在以下的離散數(shù)據(jù)中也是一樣。另外，在以下說明中，適當(dāng)省略各離散數(shù)據(jù)中的記號(k)等。
該追隨輸入矢量W，具體地說，是使用式(2)～(8)所示的響應(yīng)指定型控制算法來計(jì)算的。
W(k)＝Weq(k)+Wrch(k)+Wadp(k) .....(2)Weq(k)=(1-Sp)·PB(k)+Sp·PB(k-1)+PB_cmd(k)+(Sp-1)·PB_cmd(k-1)-Sp·PB_cmd(k-2)(1-Sg)·Gcyl(k)+Sg·Gcyl(k-1)+Gcyl_cmd(k)+(Sg-1)·Gcyl_cmd(k-1)-Sg·Gcyl_cmd(k-2).....(3)]]>Wrch(k)=-Krch_p·σp(k)-Krch_g·σg(k).....(4)]]>Wadp(k)=-Kadp_p·Σi=0kσp(i)-Kadp_g·Σi=0kσg(i).....(5)]]> σ(k)=σp(k)σg(k)]]>=Ep'(k)+Sp·Ep'(k-1)Eg'(k)+Sg·Eg'(k-1)]]>=E'(k)+S·E'(k-1).....(6)]]>S=Sp00Sg.....(7)]]>E'(k)=Ep'(k)Eg'(k)]]>=PB(k)-PB_cmd(k-1)Gcyl(k)-Gcyl_cmd(k-1).....(8)]]>如上述式(2)所示，追隨輸入矢量W被計(jì)算作為等效控制輸入矢量Weq、趨近律輸入矢量Wrch以及自適應(yīng)律輸入矢量Wadp之和，該等效控制輸入矢量Weq根據(jù)上述式(3)計(jì)算。在該式(3)中，Sp、Sg分別是切換函數(shù)設(shè)定參數(shù)，分別設(shè)定使得-1＜Sp＜0、-1＜Sg＜0成立。
并且，式(2)的趨近律輸入矢量Wrch根據(jù)上述式(4)計(jì)算，在該式(4)中，Krch_p、Krch_g是預(yù)定的趨近律增益。并且，式(4)的σp、σg是切換函數(shù)，把σp、σg作為要素的切換函數(shù)矢量σ根據(jù)上述式(6)計(jì)算。在該式(6)中，S是如上述式(7)所示定義的矩陣，E’是如上述式(8)所示定義的偏差矢量。
而且，式(2)的自適應(yīng)律輸入矢量Wadp根據(jù)上述式(5)計(jì)算，在該式(5)中，Kadp_p、Kadp_g是預(yù)定的自適應(yīng)律增益。
而且，在非干擾控制器102(非干擾輸入計(jì)算裝置)中，使用由響應(yīng)指定型控制器101計(jì)算出的追隨輸入矢量W，即2個追隨輸入TH’_cmd、Liftin’_cmd，采用下式(9)所示的非干擾控制算法來計(jì)算非干擾輸入矢量U。該非干擾輸入矢量U如下式(10)所示來定義。
U(k)=1Rt·Fth(k){-PB(k)+Rt·Flf(k-1)·Liftin_cmd(k-1)+TH'_cmd(k)}1Flf(k)Liftin'_cmd(k).....(9)]]>U(k)=TH_cmd(k)Liftin_cmd(k).....(10)]]>在上述式(9)中，F(xiàn)th是非干擾參數(shù)，如后所述，是根據(jù)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB和大氣壓PA而計(jì)算的非線性函數(shù)值。并且，F(xiàn)lf也是非干擾參數(shù)，如后所述，是根據(jù)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE而計(jì)算的非線性函數(shù)值。而且，Rt是如后所述來定義的系數(shù)。另外，在本實(shí)施方式中，大氣壓PA和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE相當(dāng)于設(shè)備的內(nèi)部變量。
如上所述，在該控制系統(tǒng)1中，采用使上述式(2)～(9)所示的控制算法、即響應(yīng)指定型控制算法和非干擾控制算法組合而成的控制算法，計(jì)算非干擾輸入矢量U(即非干擾輸入目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd和目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd)。這些式(2)～(9)所示的控制算法如以下所示導(dǎo)出。
首先，發(fā)動機(jī)3中的吸入空氣量Gcyl的計(jì)算式如以下式(11)～(13)所示來定義。
Gcyl(k)＝Gth(k)-Rt’·{PB(k)-PB(k-1)} .....(11)Gth(k)=60·Qin(k)2·NE(k).....(12)]]>Rt'=Vb·60R·TA(k)·2·NE(k).....(13)]]>式(11)的Gth是被估計(jì)為通過節(jié)氣門11a的TH通過吸入空氣量，采用式(12)計(jì)算。并且，式(11)的Rt’是根據(jù)式(13)計(jì)算出的系數(shù)。在該式(13)中，Vb表示進(jìn)氣管內(nèi)體積，R表示預(yù)定的氣體常數(shù)。
當(dāng)使上述式(11)按離散時(shí)間“1”分鐘移動到未來側(cè)來進(jìn)行變形時(shí)，得到下式(14)。另外，式(14)的Rt是如下式(15)所示來定義的系數(shù)。
PB(k+1)=PB(k)+1Rt'Gth(k+1)-1Rt'Gcyl(k+1)]]>=PB(k)+Rt·Gth(k+1)-Rt·Gcyl(k+1).....(14)]]>Rt=1Rt'.....(15)]]>另一方面，下式(16)、(17)那樣的關(guān)系分別在Gth和TH_cmd之間，以及Gcyl和Liftin_cmd之間成立。
Gth(k+1)＝Fth(k)·TH_cmd(k) .....(16)Gcyl(k+1)＝Flf(k)·Liftin_cmd(k).....(17)當(dāng)把以上的式(16)、(17)的右邊代入式(14)的Gth、Gcyl時(shí)，得到下式(18)。
PB(k+1)＝PB(k)+Rt·Fth(k)·TH_cmd(k)-Rt·Flf(k)·Liftin_cmd(k).....(18)當(dāng)把以上的式(17)、(18)匯總為1個式來表現(xiàn)時(shí)，得到下式(19)。
PB(k+1)Gcyl(k+1)=1-Rt00PB(k)Gcyl(k)]]>+Rt·Fth(k)00Flf(k)TH_cmd(k)Liftin_cmd(k).....(19)]]>
該式(19)可看作把PB、Gcyl作為控制量、并把TH_cmd、Liftin_cmd作為控制輸入的設(shè)備90的模型，并且非干擾參數(shù)Fth、Flf可看作該模型的模型參數(shù)。該式(19)可如下式(20)～(24)所示來表現(xiàn)。另外，在以下說明中，把由式(21)表示的X稱為控制量矢量。
X(k+1)＝A·X(k)+B·U(k).....(20)X(k)=PB(k)Gcyl(k).....(21)]]>U(k)=TH_cmd(k)Liftin_cmd(k).....(22)]]>A=1-Rt00.....(23)]]>B=Rt·Fth(k)00Flf(k).....(24)]]>為了把如上述式(20)所示表現(xiàn)的干擾系統(tǒng)的設(shè)備90轉(zhuǎn)換成無相互干擾的線性系統(tǒng)，使用根據(jù)下式(25)計(jì)算出的非干擾輸入矢量U作為控制輸入矢量U。另外，該式(25)從非干擾控制律(交叉控制器)導(dǎo)出。
U(k)＝B-1{-A·X(k)+W(k)} .....(25)當(dāng)把上述式(21)、(23)、(24)的右邊和上述的式(1)的右邊分別代入該式(25)的X、A、B、W時(shí)，得到下式(26)。
U(k)=1Rt·Fth(k)001Flf(k){-1-Rt00PB(k)Gcyl(k)+TH'_cmd(k)Liftin'_cmd(k)}]]>=1Rt·Fth(k){-PB(k)+Rt·Gcyl(k)+TH'_cmd(k)}1Flf(k)Liftin'_cmd(k).....(26)]]>而且，當(dāng)把上述的式(17)的右邊代入該式(26)的Gcyl時(shí)，得到下式(27)即上述的式(9)。
U(k)=1Rt·Fth(k){-PB(k)+Rt·Flf(k-1)·Liftin_cmd(k-1)+TH'_cmd(k)}1Flf(k)Liftin'_cmd(k).....(27)]]>而且，當(dāng)把上述式(20)代入上述式(27)的右邊進(jìn)行整理時(shí)，得到下式(28)。
X(k+1)=A·X(k)+B·U(k)]]>=PB(k)-Rt·Gcyl(k)+Rt·Fth(k){1Rt·Fth(k)(-PB(k)+Rt·Gcyl(k)+TH'_cmd(k))}Flf(k){1Flf(k)Liftin'_cmd(k)}]]>=TH'_cmd(k)Liftin'_cmd(k)]]>=W(k).....(28)]]>該式(28)表示追隨輸入矢量W構(gòu)成控制量矢量X的無相互干擾的線性假想設(shè)備的模型，該假想設(shè)備相當(dāng)于使上述的設(shè)備90和非干擾控制器102組合而成的設(shè)備。針對這種無相互干擾的線性假想設(shè)備，由于線性控制部的設(shè)計(jì)是可能的，所以當(dāng)把響應(yīng)指定型控制律應(yīng)用于由式(28)表示的假想設(shè)備，以使進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB追隨目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd，并使吸入空氣量Gcyl追隨目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd時(shí)，得到上述的式(2)～(8)。
如上所述，使非干擾控制器102和設(shè)備90組合而成的系統(tǒng)是無相互干擾的線性假想設(shè)備，因而通過把使用式(2)～(8)的響應(yīng)指定型控制算法計(jì)算出的追隨輸入矢量W輸入到這種假想設(shè)備，可彼此獨(dú)立地控制作為控制量的進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB和吸入空氣量Gcyl雙方而不產(chǎn)生相互干擾。即，當(dāng)追隨輸入矢量W被輸入到非干擾控制器102時(shí)，使用上述的式(9)的非干擾控制算法而計(jì)算出的非干擾輸入矢量U被輸入到設(shè)備90，由此，可彼此獨(dú)立地控制進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB和吸入空氣量Gcyl雙方，而不產(chǎn)生相互干擾。更具體地說，可根據(jù)目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd而控制為使進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB追隨目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd，而不給吸入空氣量Gcyl帶來影響，并且可根據(jù)目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd而控制為使吸入空氣量Gcyl追隨目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd，而不給進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB帶來影響。
以下，參照圖10對由ECU 2執(zhí)行的可變機(jī)構(gòu)控制處理進(jìn)行說明。本處理計(jì)算用于分別控制節(jié)氣門機(jī)構(gòu)11和可變氣門升程機(jī)構(gòu)50的2個控制輸入U(xiǎn)th、Uliftin，并以上述的預(yù)定控制周期ΔT(10msec)執(zhí)行。
在該處理中，首先，在步驟1，判別發(fā)動機(jī)起動標(biāo)記F_ENGSTART是否是“1”。該發(fā)動機(jī)起動標(biāo)記F_ENGSTART是通過在未作圖示的判斷處理中，根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE和IG·SW 30的接通/斷開信號而判定是否是發(fā)動機(jī)起動控制中即曲軸轉(zhuǎn)動中來設(shè)定的，具體地說，發(fā)動機(jī)起動標(biāo)記F_ENGSTART在發(fā)動機(jī)起動控制中時(shí)被設(shè)定為“1”，在除此以外時(shí)被設(shè)定為“0”。
當(dāng)該判別結(jié)果是“是”，即是發(fā)動機(jī)起動控制中時(shí)，進(jìn)到步驟2，根據(jù)發(fā)動機(jī)水溫TW檢索圖11所示的圖表，由此計(jì)算目標(biāo)吸入空氣量的起動時(shí)用值Gcyl_cmd_crk。
在該圖表中，起動時(shí)用值Gcyl_cmd_crk在發(fā)動機(jī)水溫TW高于預(yù)定值TWREF1的范圍內(nèi)被設(shè)定為發(fā)動機(jī)水溫TW越低則越大的值，并在TW≤TWREF1的范圍內(nèi)被設(shè)定為預(yù)定值Gcylref。這是由于在發(fā)動機(jī)水溫TW低的情況下，可變氣門升程機(jī)構(gòu)50的摩擦增大，因而要對其進(jìn)行補(bǔ)償。
然后，在步驟3，把目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd設(shè)定為上述起動時(shí)用值Gcyl_cmd_crk。
然后，進(jìn)到步驟4，計(jì)算目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd。該目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd，具體地說，如圖12所示進(jìn)行計(jì)算。
即，首先，在步驟20，判別制動動作標(biāo)記F_BRON是否是“1”。該制動動作標(biāo)記F_BRON當(dāng)從制動開關(guān)31輸出接通信號時(shí)被設(shè)定為“1”，當(dāng)從制動開關(guān)31輸出斷開信號時(shí)被設(shè)定為“0”。
當(dāng)步驟20的判別結(jié)果為“否”、即未踩下制動踏板19a時(shí)，進(jìn)到步驟21，根據(jù)起動后定時(shí)器的計(jì)時(shí)值Tast和進(jìn)氣溫度TA來檢索圖13所示的映射圖，由此計(jì)算目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力的制動斷開用值PB_cmd_pg。該起動后定時(shí)器對發(fā)動機(jī)起動控制結(jié)束后的經(jīng)過時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，由遞增計(jì)數(shù)式的定時(shí)器構(gòu)成。
在該圖13中，PB1～PB4是PB1＜PB2＜PB3＜PB4的關(guān)系成立的進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB的預(yù)定值，被設(shè)定為PB4＝1atm。這一點(diǎn)在后述的圖14中也是一樣。并且，Tast1、Tast2是Tast1＜Tast2的關(guān)系成立的預(yù)定值，TA1～TA3是TA1＜TA2＜TA3的關(guān)系成立的進(jìn)氣溫度TA的預(yù)定值。如該圖所示，在該映射圖中，制動斷開用值PB_cmd_pg被設(shè)定為進(jìn)氣溫度TA越低則越高的值，在Tast1≤Tast≤Tast2的范圍內(nèi)被設(shè)定為起動后定時(shí)器的計(jì)時(shí)值Tast越小則越低的值，并在Tast＜Tast1的范圍內(nèi)被設(shè)定為比在Tast2＜Tast的范圍內(nèi)的設(shè)定值低的一定值(PB1或PB2)。
這是為了在發(fā)動機(jī)3的起動后不久，通過把進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB控制在更為負(fù)壓側(cè)，從而把在發(fā)動機(jī)停止中由罐18a所吸附的蒸發(fā)燃料適當(dāng)?shù)貙?dǎo)入進(jìn)氣管10內(nèi)。并且，這是由于在低溫時(shí)，在燃料箱18c內(nèi)產(chǎn)生的蒸發(fā)燃料的量少，因而通過把節(jié)氣門開度TH控制在大的值，并把進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB控制在更高的值，提高燃料利用率。而且，這是由于在高溫時(shí)，由罐18a所吸附的蒸發(fā)燃料量較多，而且在行駛中產(chǎn)生的蒸發(fā)燃料量也增多，因而通過把進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB在高溫時(shí)控制在比在低溫～中溫時(shí)更為負(fù)壓側(cè)，把這種大量的蒸發(fā)燃料適當(dāng)?shù)貙?dǎo)入進(jìn)氣管10內(nèi)。
然后，在步驟22，把目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd設(shè)定為上述制動斷開用值PB_cmd_pg，之后結(jié)束本處理。
另一方面，當(dāng)步驟20的判別結(jié)果為“是”，即踩下了制動踏板19a時(shí)，進(jìn)到步驟23，根據(jù)車速VP檢索圖14所示的圖表，由此計(jì)算目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力的制動接通用值PB_cmd_br。在該圖14中，VP1、VP2是VP1＜VP2的關(guān)系成立的車速VP的預(yù)定值。
在該圖表中，制動接通用值PB_cmd_br被設(shè)定為制動接通用值PB_cmd_br在VP1≤VP≤VP2的范圍內(nèi)是車速VP越高則越低的值，并在VP＜VP1的范圍內(nèi)是比在VP2＜VP的范圍內(nèi)的設(shè)定值PB1高的值PB2。這是由于在高車速時(shí)，要求比低車速時(shí)大的制動力即更大的助力，因而真空助力器19的負(fù)壓室內(nèi)的負(fù)壓消耗程度增大，負(fù)壓室內(nèi)的壓力容易上升，因此把進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB控制在更為負(fù)壓側(cè)的值，并在負(fù)壓室內(nèi)蓄積充分的負(fù)壓，從而確保所需要的助力。與此相反，在低車速時(shí)，所要求的制動力小，因而通過把進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB控制在更高的值，來降低泵送損失，提高燃料利用率。
并且，把圖14和上述的圖13進(jìn)行比較可以看出，制動接通用值PB_cmd_br被設(shè)定為其是比制動斷開用值PB_cmd_pg在Tast2＜Tast的范圍內(nèi)的設(shè)定值低的值(小于等于預(yù)定值PB2的值)。這是為了在Tast2＜Tast的情況下，即在發(fā)動機(jī)3剛剛起動后的蒸發(fā)燃料向進(jìn)氣管10內(nèi)的導(dǎo)入處理結(jié)束并處于通常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，當(dāng)未踩下制動踏板19a時(shí)，通過把進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB控制在更高的值，來降低泵送損失，謀求提高燃料利用率，另一方面，當(dāng)踩下了制動踏板19a時(shí)，用于適當(dāng)?shù)卮_保所需要的助力。
然后，在步驟24，把目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd設(shè)定為上述制動接通用值PB_cmd_br，之后結(jié)束本處理。
回到圖10，在步驟4如上所述計(jì)算目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd，之后進(jìn)到步驟5，計(jì)算目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd和目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd。這些值TH_cmd和Liftin_cmd具體地說如圖15所示進(jìn)行計(jì)算。
首先，在步驟30，根據(jù)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB與大氣壓PA之比PB/PA檢索圖16所示的圖表，由此計(jì)算非干擾參數(shù)Fth。
在該圖表中，非干擾參數(shù)Fth被設(shè)定為PB/PA的比越接近值1則越大的值。這是由于PB/PA的比越接近值1，即進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB越是接近大氣壓PA的值，則針對目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd，TH通過吸入空氣量Gth表示越大的值。
然后，進(jìn)到步驟31，根據(jù)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE檢索圖17所示的映射圖，由此計(jì)算非干擾參數(shù)Flf。在該圖中，PB5～PB7是PB5＜PB6＜PB7成立的進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB的預(yù)定值。
在該映射圖中，非干擾參數(shù)Flf被設(shè)定為進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB越高則越大的值。這是由于進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB越高，則針對目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd，吸入空氣量Gcyl顯示越大的值。并且，在PB＝PB5、PB6時(shí)，非干擾參數(shù)Flf被設(shè)定為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE越高則越大的值。這是由于當(dāng)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB在這種范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE越高，則吸入空氣量Gcyl為越大的值。
并且，如上所述，根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE計(jì)算非干擾參數(shù)Flf的理由如下。即，在本實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)3那樣的干擾系統(tǒng)的情況下，控制量PB、Gcyl和控制輸入TH_cmd、Liftin_cmd之間的相互干擾的關(guān)系根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE而變化，并且發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE是運(yùn)轉(zhuǎn)中的變動幅度大的數(shù)，因而根據(jù)這樣變動的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE計(jì)算非干擾參數(shù)Flf，由此把非干擾輸入TH_cmd、Liftin_cmd計(jì)算作為能適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償相互干擾的關(guān)系伴隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE的變動而變動的值。
然后，進(jìn)到步驟32，使用上述的式(2)～(9)的控制算法來計(jì)算目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd和目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd，之后結(jié)束本處理。另外，在本實(shí)施方式中，目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd相當(dāng)于開度控制值，目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd相當(dāng)于升程控制值，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE和大氣壓PA相當(dāng)于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)。
回到圖10，如上所述，在步驟5計(jì)算目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd和目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd，之后進(jìn)到步驟6，計(jì)算開度控制輸入U(xiǎn)th和升程控制輸入U(xiǎn)liftin。這些控制輸入U(xiǎn)th、Uliftin具體地說如圖18所示進(jìn)行計(jì)算。
首先，在步驟40判別節(jié)氣門機(jī)構(gòu)故障標(biāo)記F_THNG和升程機(jī)構(gòu)故障標(biāo)記F_LIFTNG是否均為“0”。該節(jié)氣門機(jī)構(gòu)故障標(biāo)記F_THNG當(dāng)在未作圖示的故障判定處理中判定為節(jié)氣門機(jī)構(gòu)11發(fā)生故障時(shí)被設(shè)定為“1”，當(dāng)判別為是正常時(shí)被設(shè)定為“0”。并且，升程機(jī)構(gòu)故障標(biāo)記F_LIFTNG也是當(dāng)在未作圖示的故障判定處理中判定為可變氣門升程機(jī)構(gòu)50發(fā)生故障時(shí)被設(shè)定為“1”，當(dāng)判定為是正常時(shí)被設(shè)定為“0”。
當(dāng)步驟40的判別結(jié)果為“是”，即節(jié)氣門機(jī)構(gòu)11和可變氣門升程機(jī)構(gòu)50均為正常時(shí)，進(jìn)到步驟41，計(jì)算開度控制輸入U(xiǎn)th。該開度控制輸入U(xiǎn)th使用下式(29)～(32)所示的目標(biāo)值濾波型的二自由度響應(yīng)指定型控制算法來計(jì)算作為使節(jié)氣門開度TH追隨目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd的值。
Uth(k)=-Krch_th·σ_th(k)-Kadp_th·Σi=0kσ_th(i).....(29)]]>σ_th(k)＝E_th(k)+pole_th·E_th(k-1) .....(30)E_th(k)＝TH(k)-TH_cmd_f(k).....(31)TH_cmd_f(k)＝-pole_f_th·TH_cmd_f(k-1)+(1+pole_f_th)·TH_cmd(k).....(32)在上述式(29)中，Krch_th表示預(yù)定的趨近律增益，Kadp_th表示預(yù)定的自適應(yīng)律增益，而且，σ_th是如式(30)所示來定義的切換函數(shù)。在該式(30)中，E_th是根據(jù)式(31)計(jì)算出的偏差，pole_th是切換函數(shù)設(shè)定參數(shù)，被設(shè)定為-1＜pole_th＜0的范圍內(nèi)的值。并且，在式(31)中，TH_cmd_f是目標(biāo)節(jié)氣門開度的濾波值，是使用式(32)所示的目標(biāo)值濾波算法(一次延遲濾波算法)來計(jì)算的。在該式(32)中，pole_f_th是目標(biāo)值響應(yīng)指定參數(shù)，被設(shè)定為-1＜pole_f_th＜0的范圍內(nèi)的值。
然后，進(jìn)到步驟42，計(jì)算升程控制輸入U(xiǎn)liftin。該升程控制輸入U(xiǎn)liftin使用下式(33)～(36)所示的目標(biāo)值濾波型的二自由度響應(yīng)指定型控制算法來計(jì)算作為使氣門升程Liftin追隨目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd的值。
Uliftin(k)=-Krch_lf·σ_lf(k)-Kadp_lf·Σi=0kσ_lf(i).....(33)]]>σ_lf(k)＝E_lf(k)+pole_lf·E_lf(k-1).....(34)E_lf(k)＝Liftin(k)-Liftin_cmd_f(k) .....(35)Liftin_cmd_f(k)＝-pole_f_lf·Liftin_cmd_f(k-1)+(1+pole_f_lf)·Liftin_cmd(k) .....(36)在上述式(33)中，Krch_lf表示預(yù)定的趨近律增益，Kadp_lf表示預(yù)定的自適應(yīng)律增益，而且，σ_lf是如式(34)所示來定義的切換函數(shù)。在該式(34)中，E_lf是根據(jù)式(35)計(jì)算出的偏差，pole_lf是切換函數(shù)設(shè)定參數(shù)，被設(shè)定為-1＜pole_lf＜0的范圍內(nèi)的值。并且，在式(35)中，Liftin_cmd_f是目標(biāo)氣門升程的濾波值，使用式(36)所示的目標(biāo)值濾波算法(一次延遲濾波算法)進(jìn)行計(jì)算。在該式(36)中，pole_f_lf是目標(biāo)值響應(yīng)指定參數(shù)，被設(shè)定為-1＜pole_f_lf＜0的范圍內(nèi)的值。
如上所述，在步驟42計(jì)算升程控制輸入U(xiǎn)liftin，之后結(jié)束本處理。
另一方面，當(dāng)步驟40的判別結(jié)果為“否”，即節(jié)氣門機(jī)構(gòu)11和可變氣門升程機(jī)構(gòu)50中的至少一方發(fā)生故障時(shí)，進(jìn)到步驟43，判別節(jié)氣門機(jī)構(gòu)故障標(biāo)記F_THNG是否為“1”。
當(dāng)該判別結(jié)果為“否”，即僅可變氣門升程機(jī)構(gòu)50發(fā)生故障而節(jié)氣門機(jī)構(gòu)11正常時(shí)，進(jìn)到步驟44，根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE和油門開度AP檢索圖19所示的映射圖，由此計(jì)算目標(biāo)節(jié)氣門開度的故障時(shí)用值TH_cmd_fs。在該圖中，AP1～AP3是AP1＜AP2＜AP3的關(guān)系成立的油門開度AP的預(yù)定值，這一點(diǎn)在后述的圖21中也是一樣。
在該映射圖中，故障時(shí)用值TH_cmd_fs被設(shè)定為油門開度AP越大、或者發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE越高則越大的值。這是由于油門開度AP越大、或者發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE越高，對發(fā)動機(jī)3的要求輸出就越大，從而要求更大的吸入空氣量。
然后，進(jìn)到步驟45，計(jì)算開度控制輸入U(xiǎn)th。該開度控制輸入U(xiǎn)th使用下式(37)～(40)所示的目標(biāo)值濾波型的二自由度響應(yīng)指定型控制算法來計(jì)算作為使節(jié)氣門開度TH追隨目標(biāo)節(jié)氣門開度的故障時(shí)用值TH_cmd_fs的值。
Uth(k)=-Krch_th·σ_th(k)-Kadp_th·Σi=0kσ_th(i).....(37)]]>σ_th(k)＝E_th(k)+pole_th·E_th(k-1).....(38)E_th(k)＝TH(k)-TH_cmd_fs_f(k) .....(39)TH_cmd_fs_f(k)＝-pole_f_th·TH_cmd_fs_f(k-1)+(1+pole_f_th)·TH_cmd_fs(k).....(40)在上述式(39)中，TH_cmd_fs_f是故障時(shí)用值的濾波值，根據(jù)式(40)計(jì)算。
然后，進(jìn)到步驟46，把升程控制輸入U(xiǎn)liftin設(shè)定為值0，之后結(jié)束本處理。由此，如上所述，氣門升程Liftin被保持在最小值Liftin_L。
另一方面，當(dāng)步驟43的判別結(jié)果為“是”，即至少節(jié)氣門機(jī)構(gòu)11發(fā)生故障時(shí)，在步驟47、48把開度控制輸入U(xiǎn)th和升程控制輸入U(xiǎn)liftin分別設(shè)定為值0之后，結(jié)束本處理。由此，如上所述，氣門升程Liftin被保持在最小值Liftin_L，節(jié)氣門開度TH被保持在預(yù)定的初始開度，由此，可在停車中適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行怠速運(yùn)轉(zhuǎn)或發(fā)動機(jī)起動，同時(shí)可在行駛中確保能維持低速行駛狀態(tài)的吸入空氣量Gcyl。
回到圖10，在步驟6，如上所述計(jì)算開度控制輸入U(xiǎn)th和升程控制輸入U(xiǎn)liftin，之后結(jié)束本處理。
另一方面，當(dāng)步驟1的判別結(jié)果是“否”，即不是發(fā)動機(jī)起動控制中時(shí)，進(jìn)到步驟7，判別油門開度AP是否小于預(yù)定值A(chǔ)PREF。當(dāng)該判別結(jié)果為“是”，即未踩下油門踏板時(shí)，進(jìn)到步驟8，判別起動后定時(shí)器的計(jì)時(shí)值Tast是否小于預(yù)定值Tastlmt。
當(dāng)該判別結(jié)果為“是”，即Tast＜Tastlmt時(shí)，應(yīng)執(zhí)行催化劑暖機(jī)控制，進(jìn)到步驟9，根據(jù)起動后定時(shí)器的計(jì)時(shí)值Tast和發(fā)動機(jī)水溫TW檢索圖20所示的映射圖，由此計(jì)算目標(biāo)吸入空氣量的催化劑暖機(jī)用值Gcyl_cmd_ast。在該圖中，TW1～TW3表示TW1＜TW2＜TW3的關(guān)系成立的發(fā)動機(jī)水溫TW的預(yù)定值。
在該映射圖中，催化劑暖機(jī)用值Gcyl_cmd_ast被設(shè)定為發(fā)動機(jī)水溫TW越低則越大的值。這是由于發(fā)動機(jī)水溫TW越低，催化劑的激活所需要的時(shí)間就越變長，因而通過增大排氣體積來縮短催化劑的激活所需要的時(shí)間。此外，在該映射圖中，催化劑暖機(jī)用值Gcyl_cmd_ast在起動后定時(shí)器的計(jì)時(shí)值Tast小的期間被設(shè)定為計(jì)時(shí)值Tast越大則越大的值，并在計(jì)時(shí)值Tast增大某種程度后被設(shè)定為計(jì)時(shí)值Tast越大則越小的值。這是為了避免在隨著催化劑暖機(jī)控制執(zhí)行時(shí)間的經(jīng)過，發(fā)動機(jī)3的暖機(jī)進(jìn)行，從而摩擦下降的情況下，如果不減少吸入空氣量，則為使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE維持在目標(biāo)值而使點(diǎn)火正時(shí)成為過度滯后控制的狀態(tài)，燃燒狀態(tài)變得不穩(wěn)定。
然后，進(jìn)到步驟10，把目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd設(shè)定為上述催化劑暖機(jī)用值Gcyl_cmd_ast。之后，如上所述，執(zhí)行步驟4～6后，結(jié)束本處理。
另一方面，當(dāng)步驟7或8的判別結(jié)果為“否”時(shí)，即踩下油門踏板時(shí)，或者Tast≥Tastlmt時(shí)，進(jìn)到步驟11，根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE和油門開度AP檢索圖21所示的映射圖，由此計(jì)算目標(biāo)吸入空氣量的通常時(shí)用值Gcyl_cmd_drv。
在該映射圖中，通常時(shí)用值Gcyl_cmd_drv被設(shè)定為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE越高或者油門開度AP越大則越大的值。這是由于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE越高、或者油門開度AP越大，則對發(fā)動機(jī)3的要求輸出就越大，從而要求更大的吸入空氣量。
然后，進(jìn)到步驟12，把目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd設(shè)定為上述通常時(shí)用值Gcyl_cmd_drv。之后，如上所述，執(zhí)行步驟4～6，之后結(jié)束本處理。
如上所述，在該可變機(jī)構(gòu)控制處理中，采用使響應(yīng)指定型控制算法和非干擾控制算法組合而成的控制算法[式(2)～(9)]來計(jì)算2個目標(biāo)值TH_cmd、Liftin_cmd，并且分別計(jì)算2個控制輸入U(xiǎn)th、Uliftin，以使實(shí)際的值TH、Liftin追隨它們的目標(biāo)值TH_cmd、Liftin_cmd。由此，在避免與控制輸入TH_cmd、Liftin_cmd之間的相互干擾的同時(shí)，把進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB控制成追隨目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd，并把吸入空氣量Gcyl控制成追隨目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd。
下面，對本實(shí)施方式的控制系統(tǒng)1的可變機(jī)構(gòu)控制的模擬結(jié)果(以下稱為“控制結(jié)果”)進(jìn)行說明。圖22、23示出第1實(shí)施方式的控制系統(tǒng)1的控制結(jié)果，特別是，圖22示出在上述的式(19)中無模型化誤差的情況下、即沒有非干擾參數(shù)Fth、Flf的計(jì)算誤差的情況下的控制結(jié)果，圖23示出在有模型化誤差的情況下的控制結(jié)果。
并且，為了比較，圖24示出在可變機(jī)構(gòu)控制處理中，不使用非干擾控制算法，而僅使用響應(yīng)指定型控制算法來控制進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB，以使其追隨目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd，并控制吸入空氣量Gcyl，以使其追隨目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd的情況下的控制模擬結(jié)果，即干擾系統(tǒng)的控制結(jié)果。
首先，參照圖24可以看出，在該干擾系統(tǒng)的控制結(jié)果中，在把目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd保持一定的狀態(tài)下，當(dāng)把目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd呈階梯狀變更為更大的值時(shí)(時(shí)刻t21)，節(jié)氣門開度TH和氣門升程Liftin均被控制在增大側(cè)，由于該影響，進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB相對目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd大幅偏離到更低的值側(cè)，兩者之間產(chǎn)生大的偏差。
并且，在把目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd保持一定的狀態(tài)下，當(dāng)把目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd呈階梯狀變更為更低的值時(shí)(時(shí)刻t22)，節(jié)氣門開度TH被控制成臨時(shí)驟減，并且氣門升程Liftin被控制在增大側(cè)，由于該影響，吸入空氣量Gcyl相對目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd大幅偏離到更小的值側(cè)，兩者之間產(chǎn)生較大偏差。
而且，當(dāng)把目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd呈階梯狀變更為更高的值、并把目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd呈階梯狀變更為更小的值時(shí)(時(shí)刻t23)，進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB相對目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd產(chǎn)生過沖，兩者之間產(chǎn)生較大偏差，并且吸入空氣量Gcyl和目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd之間也產(chǎn)生偏差。
相比之下，如圖22所示可以知道，在無模型化誤差的情況下，在把目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd保持一定的狀態(tài)下，當(dāng)把目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd呈階梯狀變更為更大的值時(shí)(時(shí)刻t1)，進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB適當(dāng)?shù)刈冯S目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd，而不會相對其偏離。
并且可以判明，在把目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd保持一定的狀態(tài)下，當(dāng)把目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd呈階梯狀變更為更低的值時(shí)(時(shí)刻t2)，吸入空氣量Gcyl適當(dāng)?shù)刈冯S目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd，而不會相對其偏離。
而且可以判明，當(dāng)把目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd呈階梯狀變更為更高的值、并把目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd呈階梯狀變更為更小的值時(shí)(時(shí)刻t3)、進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB適當(dāng)?shù)刈冯S目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd，并且吸入空氣量Gcyl適當(dāng)?shù)刈冯S目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd。
并且，如圖23所示可以判明，在有模型化誤差的情況下，在把目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd保持一定的狀態(tài)下，當(dāng)把目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd呈階梯狀變更為更大的值時(shí)(時(shí)刻t11)，與上述的圖22的無模型化誤差的情況不同，雖然進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB相對目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd產(chǎn)生少許偏差，但是該偏差程度與上述的圖24的干擾系統(tǒng)的控制結(jié)果相比小，追隨性即控制精度提高。
而且可以判明，在把目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd保持一定的狀態(tài)下，當(dāng)把目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd呈階梯狀變更為更低的值時(shí)(時(shí)刻t12)，吸入空氣量Gcyl相對目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd產(chǎn)生與圖22的無模型化誤差的情況同等的偏差，該偏差程度與圖24的干擾系統(tǒng)的控制結(jié)果相比小，追隨性即控制精度提高。
此外還可以判明，當(dāng)把目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd呈階梯狀變更為更高的值、并把目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd呈階梯狀變更為更小的值時(shí)(時(shí)刻t13)，與圖22的無模型化誤差的情況不同，進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB相對目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd產(chǎn)生少許過沖，兩者之間產(chǎn)生少許偏差，并且吸入空氣量Gcyl相對目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd產(chǎn)生少許下沖，兩者之間產(chǎn)生少許偏差。然而，這些偏差程度與圖24的干擾系統(tǒng)的控制結(jié)果相比小，追隨性即控制精度提高。
如上所述，根據(jù)第1實(shí)施方式的控制系統(tǒng)1，由于使用基于作為離散時(shí)間系統(tǒng)模型進(jìn)行了模型化后的設(shè)備模型[式(19)]的、使響應(yīng)指定型控制算法和非干擾控制算法組合而成的控制算法[式(2)～(9)]來計(jì)算非干擾輸入矢量U即2個非干擾輸入TH_cmd、Liftin_cmd，因而可在消除相互干擾的同時(shí)，使進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB和吸入空氣量Gcyl分別高精度地追隨目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd和目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd。而且，由于在非干擾輸入矢量U的計(jì)算中使用離散時(shí)間系統(tǒng)模型，因而與使用連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)模型的以往情況相比，可減少模型化誤差，由此，可在把控制器增益Krch_p、Krch_g、Kadp_p、Kadp_g設(shè)定為更高的值的同時(shí)，確?？刂频姆€(wěn)定余量。此外，由于使用離散時(shí)間系統(tǒng)模型，因而與使用連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)模型的以往情況不同，無需使用控制量的微分值作為構(gòu)成切換函數(shù)的變量，因而即使在控制周期短的情況下，也能確保響應(yīng)指定型控制算法的特長即魯棒性。根據(jù)以上所述，可提高控制性和控制精度。
并且，根據(jù)第1實(shí)施方式的控制系統(tǒng)1，由于2個非干擾輸入TH_cmd、Liftin_cmd采用使響應(yīng)指定型控制算法和非干擾控制算法組合而成的控制算法[式(2)～(9)]，來計(jì)算作為用于使控制量PB、Gcyl分別追隨目標(biāo)值PB_cmd、Gcyl_cmd的消除相互干擾的值，因而在可以消除相互干擾的同時(shí)，能夠使進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB和吸入空氣量Gcyl分別追隨目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd和目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd。即，可使控制量PB、Gcyl在獨(dú)立狀態(tài)下而且確保了高響應(yīng)性的狀態(tài)下追隨各自的目標(biāo)值PB_cmd、Gcyl_cmd。
并且，由于非干擾輸入TH_cmd是根據(jù)控制量PB和控制輸入Liftin_cmd來計(jì)算的，并且非干擾輸入Liftin_cmd是根據(jù)控制量Gcyl來計(jì)算的，因而當(dāng)控制量PB、Gcyl發(fā)生了變化時(shí)，在可以迅速地應(yīng)對這種變化的同時(shí)，能夠計(jì)算非干擾輸入TH_cmd、Liftin_cmd，以便消除相互干擾。
而且，非干擾參數(shù)Flf是根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE來計(jì)算的，由此，非干擾輸入TH_cmd、Liftin_cmd也是根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE來計(jì)算的。在該情況下，控制量PB、Gcyl和控制輸入TH_cmd、Liftin_cmd之間的相互干擾的關(guān)系根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE而變化，并且在發(fā)動機(jī)3的運(yùn)轉(zhuǎn)中，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE的變動范圍寬，因而伴隨于此，相互干擾的變化程度也大。因此，通過根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE計(jì)算非干擾輸入TH_cmd、Liftin_cmd，可把非干擾輸入TH_cmd、Liftin_cmd計(jì)算作為與伴隨運(yùn)轉(zhuǎn)中的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE的變動的相互干擾的變化程度對應(yīng)的適當(dāng)?shù)闹?，由此，可適當(dāng)?shù)叵嗷ジ蓴_。
根據(jù)以上所述，在控制量PB、Gcyl和控制輸入TH_cmd、Liftin_cmd之間存在相互干擾的控制系統(tǒng)中，可提高控制精度和響應(yīng)性。
并且，由于節(jié)氣門開度TH和氣門升程Liftin的雙方被控制，因而與僅通過節(jié)氣門11a的開度控制來控制進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB的情況相比，可降低泵送損失，可提高燃料利用率。
而且，在未踩下制動踏板19a的情況下，如圖13所示，目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力的制動斷開用值PB_cmd_pg在Tast≤Tast2的范圍內(nèi)(即在發(fā)動機(jī)3起動后，到經(jīng)過與Tast2相當(dāng)?shù)臅r(shí)間之前的期間)被設(shè)定為比Tast2＜Tast的范圍(即經(jīng)過了與Tast2相當(dāng)?shù)臅r(shí)間之后)低的值，因而進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB被控制在這種目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd，由此，在發(fā)動機(jī)停止中，可把由蒸發(fā)燃料處理裝置18的罐18a所吸附的蒸發(fā)燃料迅速且有效地送入進(jìn)氣管10內(nèi)。
此外，由于目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力的制動斷開用值PB_cmd_pg被設(shè)定為進(jìn)氣溫度TA越高、即燃料箱18c內(nèi)的蒸發(fā)燃料的產(chǎn)生程度越大則越低的值，因而即使在蒸發(fā)燃料的產(chǎn)生程度較大、蒸發(fā)燃料由罐18a大量吸附的情況下，也能把蒸發(fā)燃料迅速且有效地送入進(jìn)氣管10內(nèi)。根據(jù)相同理由，與把進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB保持在不管蒸發(fā)燃料的產(chǎn)生程度如何，都能應(yīng)對蒸發(fā)燃料的產(chǎn)生程度為最大的狀態(tài)的一定值的情況相比，可降低泵送損失，可提高燃料利用率。并且，當(dāng)然，在蒸發(fā)燃料的產(chǎn)生量多的情況下，與中止氣門升程控制，而切換到通過節(jié)氣門控制進(jìn)行的吸入空氣量控制并把進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB控制在更為負(fù)壓側(cè)時(shí)相比，可提高燃料利用率。
并且，在踩下制動踏板19a的情況下，如圖14所示，制動接通用值PB_cmd_br在VP1≤VP≤VP2的范圍內(nèi)被設(shè)定為車速VP越高則越低的值，因而可根據(jù)車速高低適當(dāng)?shù)卮_保用于補(bǔ)充制動力的助力。其結(jié)果是，可使助力的確保和通過避免不需要的負(fù)壓化來降低泵送損失一并實(shí)現(xiàn)。
而且，由于制動接通用值PB_cmd_br被設(shè)定為比通常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)的制動斷開用值PB_cmd_pg(Tast2＜Tast的范圍內(nèi)的設(shè)定值)低的值(即小于等于預(yù)定值PB2的值)，因而在發(fā)動機(jī)3剛剛起動后的蒸發(fā)燃料向進(jìn)氣管10內(nèi)的導(dǎo)入處理結(jié)束并處于通常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，當(dāng)未踩下制動踏板19a時(shí)，通過把進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB控制在更高的值，可降低泵送損失，實(shí)現(xiàn)燃料利用率的提高，另一方面，當(dāng)踩下了制動踏板19a時(shí)，可適當(dāng)?shù)卮_保所需要的助力。
另外，第1實(shí)施方式是使用進(jìn)氣溫度TA作為表示蒸發(fā)燃料的產(chǎn)生程度的產(chǎn)生程度參數(shù)的例子，然而產(chǎn)生程度參數(shù)不限于此，只要是表示蒸發(fā)燃料的產(chǎn)生程度的參數(shù)即可。例如，作為產(chǎn)生程度參數(shù)，可以使用表示燃料箱18c內(nèi)的燃料搖動狀態(tài)的參數(shù)。
并且，在第1實(shí)施方式中構(gòu)成為，根據(jù)式(9)計(jì)算非干擾輸入矢量U，然而取而代之，也可以根據(jù)式(26)計(jì)算非干擾輸入矢量U。
而且，第1實(shí)施方式是如式(2)～(9)所示，根據(jù)2個非干擾參數(shù)Fth、Flf和控制量PB計(jì)算2個非干擾輸入之一TH_cmd，并根據(jù)非干擾參數(shù)Flf和控制量Gcyl計(jì)算剩余的非干擾輸入Liftin_cmd的例子，然而非干擾輸入的計(jì)算方法不限于此，只要是根據(jù)多個非干擾參數(shù)和多個非干擾輸入中的至少一方來計(jì)算非干擾輸入的方法即可。
并且，第1實(shí)施方式是使用包含響應(yīng)指定型控制算法和非干擾控制算法的組合的控制算法來計(jì)算2個非干擾輸入的例子，然而用于計(jì)算多個非干擾輸入的控制算法不限于此，只要是包含非干擾控制算法的控制算法、并且能把多個控制輸入分別計(jì)算為用于使多個控制量分別追隨多個目標(biāo)值的、消除相互干擾的多個非干擾輸入的控制算法即可。例如，可以使用包含PID控制算法等的一般的反饋控制算法和非干擾控制算法的組合的控制算法，也可以使用包含響應(yīng)指定型控制算法和非干擾控制算法的組合的控制算法。
下面，參照圖25對根據(jù)本發(fā)明的第2實(shí)施方式的控制系統(tǒng)1A進(jìn)行說明。另外，在以下說明中，關(guān)于與第1實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)，附上相同符號，省略其說明。
如該圖所示，該控制系統(tǒng)1A控制與第1實(shí)施方式相同的設(shè)備90，并具有目標(biāo)值計(jì)算部100、二自由度響應(yīng)指定型控制器201以及非干擾控制器202。另外，在本實(shí)施方式中，2個控制器201、202相當(dāng)于非干擾輸入計(jì)算裝置。
在該二自由度響應(yīng)指定型控制器201中，使用下式(41)～(49)所示的目標(biāo)值濾波型的二自由度響應(yīng)指定型控制算法來計(jì)算追隨輸入矢量W。
W(k)=TH'_cmd(k)Liftin'_cmd(k)]]>=Weq(k)+Wrch(k)+Wadp(k).....(41)]]>Weq(k)=(1-Sp)·PB(k)+Sp·PB(k-1)+PB_cmd_f(k)+(Sp-1)·PB_cmd_f(k-1)-Sp·PB_cmd_f(k-2)(1-Sg)·Gcyl(k)+Sg·Gcyl(k-1)+Gcyl_cmd_f(k)+(Sg-1)·Gcyl_cmd_f(k-1)-Sg·Gcyl_cmd_f(k-2).....(42)]]>Wrch(k)=-Krch_p·σp(k)-Krch_g·σg(k).....(43)]]>Wadp(k)=-Kadp_p·Σi=0kσp(i)-Kadp_g·Σi=0kσg(i).....(44)]]> σ(k)=σp(k)σg(k)]]>=Ep(k)+Sp·Ep(k-1)Eg(k)+Sg·Eg(k-1)]]>=E(k)+S·E(k-1).....(45)]]>S=Sp00Sg.....(46)]]>E(k)=Ep(k)Eg(k)]]>=PB(k)-PB_cmd_f(k-1)Gcyl(k)-Gcyl_cmd_f(k-1).....(47)]]>[數(shù)20]PB_cmd_f(k)＝-Rp·PB_cmd_f(k-1)+(1+Rp)·PB_cmd(k).....(48)Gcyl_cmd_f(k)＝-Rg·Gcyl_cmd_f-(k-1)+(1+Rg)·Gcyl_cmd(k) .....(49)在上述式(42)中，PB_cmd_f、Gcyl_cmd_f分別是目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力和目標(biāo)吸入空氣量的濾波值，是根據(jù)式(48)和式(49)來計(jì)算的。這些式(48)、(49)的Rp、Rg是目標(biāo)值響應(yīng)指定參數(shù)，被設(shè)定為使-1＜Rp＜0、-1＜Rg＜0成立的值。并且，式(45)的E是如式(47)所示來定義的偏差矢量。
以上的式(41)～(49)是通過把目標(biāo)值濾波型的二自由度響應(yīng)指定型控制算法應(yīng)用于由上述的式(28)表示的假想設(shè)備，以使進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB追隨目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd，并使吸入空氣量Gcyl追隨目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd來導(dǎo)出的。
并且，在非干擾控制器202中，與上述的非干擾控制器102一樣，根據(jù)下式(50)計(jì)算非干擾輸入矢量U。
U(k)=TH_cmd(k)Liftin_cmd(k)]]>=1Rt·Fth(k){-PB(k)+Rt·Flf(k-1)·Liftin_cmd(k-1)+TH'_cmd(k)}1Flf(k)Liftin'_cmd(k).....(50)]]>在由以上的控制系統(tǒng)1A執(zhí)行的可變機(jī)構(gòu)控制處理中，在上述的圖15的步驟32中，根據(jù)上述的式(41)～(50)來計(jì)算目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd和目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd，除此以外的處理與第1實(shí)施方式的可變機(jī)構(gòu)控制處理同樣地來執(zhí)行。
下面，對第2實(shí)施方式的控制系統(tǒng)1A的可變機(jī)構(gòu)控制的模擬結(jié)果(以下稱為“控制結(jié)果”)進(jìn)行說明。圖26示出在有模型化誤差的情況下、即在有非干擾參數(shù)Fth、Flf的計(jì)算誤差的情況下的控制結(jié)果。
參照圖26可以清楚地判明，在該控制結(jié)果中，在把目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd保持一定的狀態(tài)下，當(dāng)把目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd呈階梯狀變更為更大的值時(shí)(時(shí)刻t31)，在進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB和目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd之間產(chǎn)生的偏差程度，與在上述的第1實(shí)施方式的圖23的有模型化誤差的情況下的控制結(jié)果相比變小，并且吸入空氣量Gcyl相對目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd不產(chǎn)生過沖，控制精度提高。
并且可以判明，在把目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd保持一定的狀態(tài)下，當(dāng)把目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd呈階梯狀變更為更低的值時(shí)(時(shí)刻t32)，與第1實(shí)施方式的圖23的控制結(jié)果不同，進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB相對目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd不產(chǎn)生下沖，并且吸入空氣量Gcyl相對目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd不產(chǎn)生偏差，控制精度提高。此外還可以判明，變更了目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd時(shí)的節(jié)氣門開度TH的變化程度，與第1實(shí)施方式的控制結(jié)果(圖23)相比變得相當(dāng)小，若考慮到節(jié)氣門機(jī)構(gòu)11的實(shí)際響應(yīng)性低，則控制性進(jìn)一步提高。
而且可以判明，當(dāng)把目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd呈階梯狀變更為更高的值、并把目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd呈階梯狀變更為更小的值時(shí)(時(shí)刻t33)，雖然進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB相對目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd產(chǎn)生少許過沖，但是該過沖的程度與第1實(shí)施方式的圖23的控制結(jié)果相比相當(dāng)小，并且吸入空氣量Gcyl相對目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd不產(chǎn)生下沖，控制精度提高。此外還可以判明，變更了目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd時(shí)的節(jié)氣門開度TH的變化程度與第1實(shí)施方式的圖23的控制結(jié)果相比極小，若考慮到節(jié)氣門機(jī)構(gòu)11的實(shí)際響應(yīng)性低，則控制性進(jìn)一步提高。
根據(jù)以上那樣構(gòu)成的第2實(shí)施方式的控制系統(tǒng)1A，由于采用使目標(biāo)值濾波型的二自由度響應(yīng)指定型控制算法和非干擾控制算法組合而成的控制算法[式(41)～(50)]，來計(jì)算非干擾輸入矢量U(即2個非干擾輸入TH_cmd、Liftin_cmd)，因而與上述的第1實(shí)施方式的控制系統(tǒng)1一樣，在可消除相互干擾的同時(shí)，能夠使進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB和吸入空氣量Gcyl分別高精度地追隨目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd和目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd。
而且，由于追隨輸入矢量W(即2個追隨輸入TH’_cmd、Liftin’_cmd)是使用式(41)～(49)的目標(biāo)值濾波型的二自由度響應(yīng)指定型控制算法來計(jì)算的，因而可使用響應(yīng)指定型控制算法[式(41)～(47)]來提高干擾抑制能力，可抑制由模型化誤差引起的控制性下降，同時(shí)可使用目標(biāo)值濾波算法[式(48)、(49)]來計(jì)算2個追隨輸入TH’_cmd、Liftin’_cmd，作為實(shí)測值PB、Gcyl針對2個目標(biāo)值PB_cmd、Gcyl_cmd的響應(yīng)性緩慢的值。由此，在可確保高的干擾抑制能力的同時(shí)，能夠把非干擾輸入矢量U、即目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd和目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd計(jì)算作為其變化量和變化速度小的值。
其結(jié)果是，即使在由于模型化誤差即非干擾參數(shù)Fth、Flf的計(jì)算誤差而在進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB和目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd之間，以及在吸入空氣量Gcyl和目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd之間產(chǎn)生偏差的情況下，也能把它們的變化量和變化速度保持在小的值，并可依靠高的干擾抑制能力適當(dāng)?shù)匾种破钤龃?。根?jù)以上所述，可進(jìn)一步提高控制性和控制精度。
另外，第2實(shí)施方式是采用使目標(biāo)值濾波算法和響應(yīng)指定型控制算法組合而成的算法作為二自由度控制算法的例子，然而二自由度控制算法不限于此，只要是使目標(biāo)值濾波算法和反饋控制算法組合而成的算法即可。例如，還可以采用使目標(biāo)值濾波算法和PID控制算法組合而成的算法。
下面，對根據(jù)本發(fā)明的第3實(shí)施方式的控制系統(tǒng)1B進(jìn)行說明。另外，在以下說明中，關(guān)于與第1實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)，附上相同符號，并省略其說明。
如圖27所示，該控制系統(tǒng)1B控制與第1實(shí)施方式相同的設(shè)備90，并具有目標(biāo)值計(jì)算部100、二自由度響應(yīng)指定型控制器301、非干擾控制器302以及機(jī)載(on-board)同定器303。另外，在本實(shí)施方式中，2個控制器301、302相當(dāng)于非干擾輸入計(jì)算裝置，機(jī)載同定器303相當(dāng)于同定裝置。
在該機(jī)載同定器303中，采用下式(51)～(61)所示的使用δ校正法的逐次型同定算法來計(jì)算非干擾參數(shù)Fth、Flf的同定值Fth_hat、Flf_hat。
θ(k)＝θbase(k)+dθ(k) .....(51)dθ(k)=δ·dθ(k-1)+P(k)·ξ(k)1+ξT(k)·P(k)·ξ(k)e_id(k).....(52)]]>e_id(k)＝ω(k)-ω_hat(k).....(53)ω(k)＝PB(k)-PB(k-1).....(54)ω_hat(k)＝θT(k-1)·ξ(k) .....(55)P(k+1)=1λ1(I-λ2·P(k)·ξ(k)·ξT(k)λ1+ξT(k)·P(k)·ξ(k))P(k).....(56)]]> θT(k)＝[Fth_hat(k)，F(xiàn)lf_hat(k)] .....(57)ξT(k)＝[Rt·TH_cmd(k-1)，Rt·Liftin_cmd(k-1)] .....(58)θbaseT(k)＝[Fth_base(k)，F(xiàn)lf_base(k)] .....(59)dθT(k)＝[dFth_hat(k)，dFlf_hat(k)] .....(60)δ=δ100δ2.....(61)]]>在上述式(51)中，θ是其轉(zhuǎn)置矩陣如式(57)所示來定義的非干擾參數(shù)的同定值矢量，θbase是其轉(zhuǎn)置矩陣如式(59)所示來定義的基準(zhǔn)值矢量。該式(59)的Fth_base、Flf_base分別是非干擾參數(shù)Fth、Flf的基準(zhǔn)值，是如后所述通過圖表檢索和映射圖檢索來計(jì)算的。
并且，上述式(51)的dθ是其轉(zhuǎn)置矩陣如式(60)所示來定義的校正項(xiàng)矢量，該式(60)的dFth_hat、dFlf_hat是基準(zhǔn)值Fth_base、Flf_base的校正項(xiàng)(校正值)。該校正項(xiàng)矢量dθ根據(jù)式(52)進(jìn)行計(jì)算，在該式(52)中，δ是如式(61)所示來定義的遺忘矢量。該式(61)的δ1、δ2是遺忘系數(shù)，被設(shè)定成使0＜δ1≤1、0＜δ2≤1成立。
而且，式(52)的e_id是根據(jù)式(53)來計(jì)算的偏差。該式(53)的ω是后述的假想輸出，由式(54)計(jì)算。并且，式(53)的ω_hat是假想輸出的估計(jì)值，由式(55)計(jì)算。該式(55)的ξ是其轉(zhuǎn)置矩陣如式(58)那樣定義的矢量。
并且，式(52)的P是如式(56)所示那樣定義的二次方陣。該式(56)的I表示二次單位矩陣，λ1、λ2表示加權(quán)參數(shù)。
在以上的同定算法中，通過設(shè)定式(56)的加權(quán)參數(shù)λ1、λ2，來選擇以下4個同定算法中的一個。
即，λ1＝1，λ2＝0；固定增益算法
λ1＝1，λ2＝1；最小平方算法λ1＝1，λ2＝λ；遞減增益算法λ1＝λ，λ2＝1；加權(quán)最小平方算法其中，λ是被設(shè)定為0＜λ＜1的預(yù)定值。
另外，在本實(shí)施方式的機(jī)載同定器303中，采用加權(quán)最小平方算法，以確保同定精度和矢量θ對最佳值的追隨速度均最佳。
以上的同定算法是如下所述那樣導(dǎo)出的。首先，當(dāng)使上述的式(18)按離散時(shí)間“1”分鐘偏移到過去側(cè)，并把非干擾參數(shù)Fth、Flf置換為其同定值Tth_hat、Flf_hat時(shí)，得到下式(62)。
PB(k)＝PB(k-1)+Rt·Fth_hat(k-1)·TH_cmd(k-1)-Rt·Flf_hat(k-1)·Liftin_cmd(k-1) .....(62)當(dāng)把該式(62)的右邊的PB(k-1)移項(xiàng)到左邊時(shí)，得到下式(63)。
PB(k)-PB(k-1)＝Rt·Fth_hat(k-1)·TH_cmd(k-1)-Rt·Flf_hat(k-1)·Liftin_cmd(k-1) .....(63)當(dāng)在該式(63)中把左邊定義為ω、并把右邊定義為ω_hat時(shí)，得到上述的式(54)、(55)。這里，當(dāng)把ω考慮為假想設(shè)備的假想輸出、并把ω_hat考慮為這種假想輸出的估計(jì)值時(shí)，可將式(63)考慮為這種假想設(shè)備的模型。因此，應(yīng)用使用δ校正法的逐次型同定算法，用來進(jìn)行假想設(shè)備模型的模型參數(shù)的同定，以使假想輸出ω和假想輸出的估計(jì)值ω_hat的偏差e_id最小，在該情況下，可導(dǎo)出上述的式(51)～(61)。
并且，在二自由度響應(yīng)指定型控制器301中，使用與上述的二自由度響應(yīng)指定型控制器201相同的控制算法，即上述的式(41)～(49)所示的目標(biāo)值濾波型的二自由度響應(yīng)指定型控制算法來計(jì)算追隨輸入矢量W。
而且，在非干擾控制器302中，根據(jù)下式(64)計(jì)算非干擾輸入矢量U。該式(64)相當(dāng)于在上述的式(50)中把非干擾參數(shù)Fth、Flf置換為同定值Fth_hat、Flf_hat后的式。
U(k)=TH_cmd(k)Liftin_cmd(k)]]>=1Rt·Fth_hat(k){-PB(k)+Rt·Flf_hat(k)·Liftin_cmd(k-1)+TH'_cmd(k)}1Flf_hat(k)Liftin'_cmd(k).....(64)]]>在由以上的控制系統(tǒng)1B執(zhí)行的可變機(jī)構(gòu)控制處理中，與第1實(shí)施方式的可變機(jī)構(gòu)控制處理相比，僅上述的圖10的步驟5的處理不同，除此以外的處理與第1實(shí)施方式的可變機(jī)構(gòu)控制處理一樣地執(zhí)行，因而以下僅對不同點(diǎn)進(jìn)行說明。
即，在本實(shí)施方式的可變機(jī)構(gòu)控制處理中，在圖10的步驟5中，如圖28所示，計(jì)算目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd和目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd。
首先，在步驟60，根據(jù)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB與大氣壓PA之比PB/PA檢索圖29所示的圖表，由此計(jì)算非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值Fth_base。在該圖表中，基準(zhǔn)值Fth_base被設(shè)定為PB/PA的比越接近值1則越大的值。這是根據(jù)與圖16的說明中所述相同的理由。
然后，進(jìn)到步驟61，根據(jù)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE檢索圖30所示的映射圖，由此計(jì)算非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值Flf_base。在該映射圖中，基準(zhǔn)值Flf_base被設(shè)定為進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB越高則越大的值，并且當(dāng)PB＝PB5、PB6時(shí)被設(shè)定為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE越高則越大的值。這是根據(jù)與圖17的說明中所述相同的理由。
然后，進(jìn)到步驟62，使用上述的式(41)～(49)、(51)～(61)、(64)的控制算法來計(jì)算目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd和目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd，之后結(jié)束本處理。
下面，對第3實(shí)施方式的控制系統(tǒng)1B的可變機(jī)構(gòu)控制的模擬結(jié)果(以下稱為“控制結(jié)果”)進(jìn)行說明。圖31示出在有模型化誤差的情況下、即在非干擾參數(shù)的同定值Fth_hat、Flf_hat相對非干擾參數(shù)Fth、Flf的實(shí)際值在控制開始時(shí)產(chǎn)生了偏差的情況下的控制結(jié)果。
參照圖31可以看出，在該控制結(jié)果中，雖然非干擾參數(shù)的同定值Fth_hat、Flf_hat分別由機(jī)載同定器303計(jì)算作為極其接近非干擾參數(shù)Fth、Flf的實(shí)際值的值，但是不會收斂為實(shí)際值，而產(chǎn)生少許誤差。該誤差由以下引起，即由于圖31是可變機(jī)構(gòu)控制的模擬結(jié)果，因而2個目標(biāo)值PB_cmd、Gcyl_cmd的變化舉動沒有滿足不產(chǎn)生上述誤差的條件即自激勵條件。相對于此，在實(shí)際的控制中，由于2個目標(biāo)值PB_cmd、Gcyl_cmd表示包含各種頻率成分的變化舉動，因而滿足了上述自激勵條件，從而伴隨可變機(jī)構(gòu)控制的進(jìn)行，同定值Fth_hat、Flf_hat分別被計(jì)算作為收斂于非干擾參數(shù)Fth_Flf的實(shí)際值的值。
并且，由該控制結(jié)果可以判明，在把目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd保持一定的狀態(tài)下，當(dāng)把目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd呈階梯狀變更為更大的值時(shí)(時(shí)刻t41)，吸入空氣量Gcyl相對目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd不產(chǎn)生過沖，并且在進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB和目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd之間不產(chǎn)生偏差，當(dāng)與上述的第2實(shí)施方式的控制結(jié)果(圖26)進(jìn)行比較時(shí)，控制精度提高。
而且可以判明，在把目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd保持一定的狀態(tài)下，當(dāng)把目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd呈階梯狀變更為更低的值時(shí)(時(shí)刻t42)，進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB相對目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd不產(chǎn)生下沖，可確保與第2實(shí)施方式的控制結(jié)果同等的控制精度。另一方面，雖然在吸入空氣量Gcyl和目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd之間產(chǎn)生極小偏差，但是該偏差是由上述的同定值Fth_hat、Flf_hat的計(jì)算誤差而引起，這種計(jì)算誤差如上所述在實(shí)際的控制中不產(chǎn)生，因而在Gcyl和Gcyl_cmd之間不產(chǎn)生偏差，可確保與第2實(shí)施方式的控制結(jié)果同等的控制精度。此外還可以判明，變更了目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd時(shí)的節(jié)氣門開度TH的變化程度也與第2實(shí)施方式的控制結(jié)果相同，可確保同等的控制性。
而且可以判明，當(dāng)把目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd呈階梯狀變更為更高的值、并把目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd呈階梯狀變更為更小的值時(shí)(時(shí)刻t43)，吸入空氣量Gcyl相對目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd不產(chǎn)生下沖，并且進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB相對目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd不產(chǎn)生過沖，與產(chǎn)生少許過沖的第2實(shí)施方式的控制結(jié)果相比，控制精度提高。此外還可以判明，變更了目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd時(shí)的節(jié)氣門開度TH的變化程度也與第2實(shí)施方式的控制結(jié)果相同，可確保同等的控制性。
根據(jù)以上那樣構(gòu)成的第3實(shí)施方式的控制系統(tǒng)1B，由于采用使逐次型同定算法、目標(biāo)值濾波型的二自由度響應(yīng)指定型控制算法以及非干擾控制算法組合而成的控制算法[式(41)～(49)，(51)～(61)，(64)]來計(jì)算非干擾輸入矢量U(即2個非干擾輸入TH_cmd、Liftin_cmd)，因而與上述的第1和第2實(shí)施方式的控制系統(tǒng)1、1A一樣，在可消除相互干擾的同時(shí)，能夠使進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB和吸入空氣量Gcyl分別高精度地追隨目標(biāo)進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB_cmd和目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd。
并且，由于追隨輸入矢量W(即2個追隨輸入TH’_cmd、Gcyl’_cmd)是使用目標(biāo)值濾波型的二自由度響應(yīng)指定型控制算法來計(jì)算的，因而與上述的第2實(shí)施方式的控制系統(tǒng)1A一樣，可使用響應(yīng)指定型控制算法[式(41)～(47)]來提高干擾抑制能力，可抑制由模型化誤差引起的控制性下降，同時(shí)可使用目標(biāo)值濾波算法[式(48)、(49)]來計(jì)算2個追隨輸入TH’_cmd、Gcyl’_cmd，作為實(shí)測值PB、Gcyl對2個目標(biāo)值PB_cmd、Gcyl_cmd的響應(yīng)性變得緩慢的值。
而且，非干擾參數(shù)的同定值Fth_hat、Flf_hat是由機(jī)載同定器303使用應(yīng)用δ校正法的逐次型同定算法[式(51)～(61)]來計(jì)算的。即，由于可成為設(shè)備模型的直接的模型化誤差的非干擾參數(shù)Fth、Flf被逐次同定，因而可在迅速且適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償模型化誤差的同時(shí)，能夠計(jì)算2個非干擾輸入TH_cmd、Liftin_cmd。由此，如本實(shí)施方式那樣，在TH_cmd、Liftin_cmd和PB、Gcyl之間的相互干擾程度相當(dāng)大的設(shè)備90中，即使在由于時(shí)效變化和個體間的變動而產(chǎn)生了模型化誤差的情況下，也能迅速且適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償該模型化誤差，由此可確保良好的控制性和控制精度。
此外，由于使用應(yīng)用δ校正法的逐次型同定算法，因而在同定剛剛開始后，非干擾參數(shù)的同定值Fth_hat、Flf_hat被計(jì)算作為接近其基準(zhǔn)值Fth_base、Flf_base的值，從而可避免誤同定。而且，通過使遺忘系數(shù)矢量δ乘以校正項(xiàng)矢量dθ，來把預(yù)定的遺忘效果附加給校正項(xiàng)矢量dθ，其結(jié)果是，同定值Fth_hat、Flf_hat在被約束到基準(zhǔn)值Fth_base、Flf_base附近的狀態(tài)下被同定，因而可避免其絕對值增大而達(dá)到錯誤的參數(shù)同定值的現(xiàn)象，即非干擾參數(shù)Fth、Flf的漂移現(xiàn)象，由此可確?？刂葡到y(tǒng)的穩(wěn)定性，并可提高同定精度。根據(jù)以上所述，與第2實(shí)施方式的控制系統(tǒng)1A相比可進(jìn)一步提高控制性和控制精度。
另外，第3實(shí)施方式是使用應(yīng)用δ校正法的同定算法(加權(quán)逐次型最小平方算法)作為逐次型同定算法的例子，然而逐次型同定算法不限于此，只要是能逐次同定非干擾參數(shù)的同定值Fth_hat、Flf_hat的算法即可。例如，可以使用上述的固定增益算法和通常的最小平方算法等。
并且，第3實(shí)施方式是按照式(51)～(61)，根據(jù)作為控制輸入的非干擾輸入TH_cmd、Liftin_cmd、作為控制量的進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB、以及作為設(shè)備的內(nèi)部變量的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE和大氣壓PA來計(jì)算非干擾參數(shù)Fth、Flf的同定值Fth_hat、Flf_hat的例子，然而非干擾參數(shù)的同定值的計(jì)算方法不限于此，只要是根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方進(jìn)行逐次同定的方法即可。
而且，第3實(shí)施方式是按照式(51)～(61)，根據(jù)作為控制輸入的非干擾輸入TH_cmd、Liftin_cmd、作為控制量的進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB、以及作為運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE和大氣壓PA來計(jì)算非干擾參數(shù)Fth、Flf的同定值Fth_hat、Flf_hat的例子，然而非干擾參數(shù)的同定值的計(jì)算方法不限于此，只要是根據(jù)多個非干擾輸入、多個控制量以及運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)中的至少一方進(jìn)行逐次同定的方法即可。并且，運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)不限于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE和大氣壓PA，只要是表示發(fā)動機(jī)3的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的參數(shù)即可。
下面，參照圖32、33對根據(jù)本發(fā)明的第4實(shí)施方式的控制系統(tǒng)1C進(jìn)行說明。另外，在以下說明中，關(guān)于與上述的第1實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)，附上相同符號，并省略其說明。該控制系統(tǒng)1C進(jìn)行發(fā)動機(jī)3A的EGR控制和增壓壓力控制，該發(fā)動機(jī)3A由不具有節(jié)氣門機(jī)構(gòu)的柴油發(fā)動機(jī)構(gòu)成，并具有渦輪增壓裝置15和EGR控制閥16。
渦輪增壓裝置15(增壓機(jī))具有收容在進(jìn)氣管10的中途的壓縮機(jī)外殼內(nèi)的壓縮機(jī)葉片15a；收容在排氣管14的中途的渦輪機(jī)外殼內(nèi)的渦輪葉片15b；使2個葉片15a、15b連接成一體的軸15c；以及廢氣旁通閥15d等。
在該渦輪增壓裝置15中，當(dāng)渦輪葉片15b依靠排氣管14內(nèi)的排氣被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時(shí)，與其一體的壓縮機(jī)葉片15a也同時(shí)旋轉(zhuǎn)，由此，進(jìn)氣管10內(nèi)的吸入空氣被加壓。即，執(zhí)行增壓動作。
另一方面，上述廢氣旁通閥15d開閉對排氣管14的渦輪葉片15b進(jìn)行旁通的旁通排氣通道14a，并由與ECU 2連接的電磁控制閥構(gòu)成。該廢氣旁通閥15d當(dāng)從ECU 2輸入后述的增壓壓力控制輸入U(xiǎn)pb時(shí)，其開度發(fā)生變化，由此，使流經(jīng)旁通排氣通道14a的排氣流量，換句話說是驅(qū)動渦輪葉片15b的排氣氣體的流量變化，使增壓壓力變化。由此，控制增壓壓力。
并且，如圖32所示，本實(shí)施方式的進(jìn)氣管內(nèi)壓力傳感器24設(shè)置在比進(jìn)氣管10的壓縮機(jī)葉片15a更下游側(cè)，因而在執(zhí)行增壓壓力控制的情況下，由進(jìn)氣管內(nèi)壓力傳感器24所檢測的進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB等于增壓壓力。因此，在以下說明中，把進(jìn)氣管內(nèi)壓力PB稱為“增壓壓力PB”。
另一方面，EGR控制閥16(EGR裝置)通過開閉在進(jìn)氣管10和排氣管14之間延伸的EGR通道17，來執(zhí)行使排氣從排氣管14回流到進(jìn)氣管10側(cè)的EGR動作。EGR控制閥16由與ECU 2連接的線性電磁閥構(gòu)成，當(dāng)從ECU 2輸入后述的EGR控制輸入U(xiǎn)egr時(shí)，其升程發(fā)生線性變化。由此，控制回流氣體量即EGR量Gegr。
并且，在該EGR控制閥16上安裝有EGR升程傳感器32。該EGR升程傳感器32向ECU 2輸出表示EGR控制閥16的升程(以下稱為“EGR升程”)Legr的檢測信號。
另一方面，在比排氣管14的渦輪葉片15b靠近上游側(cè)處設(shè)置有排氣管內(nèi)壓力傳感器33，該排氣管內(nèi)壓力傳感器33向ECU 2輸出表示排氣管14內(nèi)的壓力(以下稱為“排氣管內(nèi)壓力”)Pex的檢測信號。另外，在本實(shí)施方式中，排氣管內(nèi)壓力Pex相當(dāng)于設(shè)備的內(nèi)部變量、排氣通道內(nèi)的壓力以及運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)。
并且，發(fā)動機(jī)3A設(shè)置有配氣正時(shí)切換機(jī)構(gòu)80，盡管未作圖示，然而發(fā)動機(jī)3A的進(jìn)氣凸輪分別由低速凸輪和具有比低速凸輪高的凸輪尖的高速凸輪構(gòu)成。配氣正時(shí)切換機(jī)構(gòu)80通過將開閉驅(qū)動進(jìn)氣門的進(jìn)氣凸輪在低速凸綸和高速凸輪之間切換，來將進(jìn)氣門的配氣正時(shí)在低速配氣正時(shí)LO.VT和高速配氣正時(shí)HI.VT之間切換。配氣正時(shí)切換機(jī)構(gòu)80與ECU 2電連接(參照圖33)，由ECU 2控制上述切換動作。另外，在本實(shí)施方式中，2個配氣正時(shí)LO.VT和HI.VT相當(dāng)于設(shè)備的內(nèi)部變量和運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)。
而且，在ECU 2中，根據(jù)空氣流量傳感器22的檢測信號，使用把上述的式(12)的左邊的Gth置換成Gin后的式，來計(jì)算通過了空氣流量傳感器22附近的進(jìn)氣量(以下稱為“檢測進(jìn)氣量”)Gin。
并且，在ECU 2中，如后所述，分別控制增壓壓力PB和EGR升程Legr，由此，分別控制吸入空氣量Gcyl(新氣量)和EGR量Gegr。
下面，對本實(shí)施方式的控制系統(tǒng)1C進(jìn)行說明。如圖34所示，該控制系統(tǒng)1C控制設(shè)備404，并具有目標(biāo)值計(jì)算部400、二自由度響應(yīng)指定型控制器401、非干擾控制器402以及機(jī)載同定器403。另外，在本實(shí)施方式中，目標(biāo)值計(jì)算部400相當(dāng)于目標(biāo)值設(shè)定裝置，2個控制器401、402相當(dāng)于非干擾輸入計(jì)算裝置，機(jī)載同定器403相當(dāng)于同定裝置。
如圖35所示，該設(shè)備404被定義為把目標(biāo)增壓壓力PB_cmd和目標(biāo)EGR升程Legr_cmd作為控制輸入、并把吸入空氣量Gcyl和EGR量Gegr作為控制量的干擾系統(tǒng)，具體地說，由增壓壓力控制器405、EGR控制器406以及發(fā)動機(jī)3A等構(gòu)成。
這些目標(biāo)增壓壓力PB_cmd和目標(biāo)EGR升程Legr_cmd分別是增壓壓力PB和EGR升程Legr的目標(biāo)值，如后所述那樣計(jì)算。另外，在本實(shí)施方式中，目標(biāo)增壓壓力PB_cmd相當(dāng)于增壓壓力控制值，目標(biāo)EGR升程Legr_cmd相當(dāng)于EGR控制值。
并且，在增壓壓力控制器405中，盡管省略了其具體的計(jì)算式，然而增壓壓力控制輸入U(xiǎn)pb使用與上述的式(29)～(32)相同的目標(biāo)值濾波型的二自由度響應(yīng)指定型控制算法來計(jì)算作為用于使增壓壓力PB追隨目標(biāo)增壓壓力PB_cmd的值，該增壓壓力控制輸入U(xiǎn)pb被輸入到廢氣旁通閥15d，從而控制吸入空氣量Gcyl。
而且，在EGR控制器406中，盡管省略了其具體的計(jì)算式，然而EGR控制輸入U(xiǎn)egr使用與上述的式(33)～(36)相同的目標(biāo)值濾波型的二自由度響應(yīng)指定型控制算法，來計(jì)算作為用于使EGR升程Legr追隨目標(biāo)EGR升程Legr_cmd的值，該EGR控制輸入U(xiǎn)egr被輸入到EGR控制閥16，從而控制EGR量Gegr。
在以上的設(shè)備404中，當(dāng)增壓壓力PB被控制成追隨目標(biāo)增壓壓力PB_cmd時(shí)，伴隨于此，吸入空氣量Gcyl和EGR量Gegr雙方發(fā)生變化。而且，當(dāng)EGR升程Legr被控制成追隨目標(biāo)EGR升程Legr_cmd時(shí)，伴隨于此，吸入空氣量Gcyl和EGR量Gegr雙方發(fā)生變化。即，該設(shè)備404構(gòu)成在作為控制輸入的目標(biāo)增壓壓力PB_cmd和目標(biāo)EGR升程Legr_cmd與作為控制量的吸入空氣量Gcyl和EGR量Gegr之間存在相互干擾的干擾系統(tǒng)。
因此，在第4實(shí)施方式的控制系統(tǒng)1C中，在這種干擾系統(tǒng)的設(shè)備404中，作為在可避免上述相互干擾的同時(shí)，能夠彼此獨(dú)立地控制吸入空氣量Gcyl和EGR量Gegr雙方的控制輸入即非干擾輸入，如下所述計(jì)算目標(biāo)增壓壓力PB_cmd和目標(biāo)EGR升程Legr_cmd。另外，在以下說明中，數(shù)式中的各種矢量(W，U，X，A，B，C，S，σ，θ)和矩陣等，盡管構(gòu)成它們的要素與上述的第1～第3實(shí)施方式的數(shù)式不同，然而作為輸入、系數(shù)或函數(shù)的功能和性質(zhì)卻相同，因而為了方便起見，使用相同的表記和名稱。
具體地說，首先，在目標(biāo)值計(jì)算部400中，分別計(jì)算目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd和目標(biāo)EGR量Gegr_cmd。在該情況下，通過根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE和油門開度AP檢索圖36所示的映射圖來計(jì)算目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd。如該圖所示，在該映射圖中，目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd被設(shè)定為油門開度AP越大則越大的值。這是為了根據(jù)駕駛者的驅(qū)動力的增大要求把吸入空氣量Gcyl控制在更大的值。
并且，通過根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE和油門開度AP檢索圖37所示的映射圖來計(jì)算目標(biāo)EGR量Gegr_cmd。如該圖所示，在該映射圖中，目標(biāo)EGR量Gegr_cmd被設(shè)定為油門開度AP越大則越大的值。這是由于如上所述，油門開度AP越大，則吸入空氣量Gcyl被控制在越為增大側(cè)，因而相應(yīng)地也使EGR量Gegr增大。并且，目標(biāo)EGR量Gegr_cmd在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE處于中速旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)時(shí)被設(shè)定為最大的值。這是由于在中速旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)，發(fā)動機(jī)3A處于良好的燃燒狀態(tài)，因而通過增大EGR量Gegr來提高排氣特性。
然后，在二自由度響應(yīng)指定型控制器401中，如下式(65)所示來定義的追隨輸入矢量W使用下式(66)～(74)所示的目標(biāo)值濾波型的自適應(yīng)二自由度響應(yīng)指定型算法來計(jì)算。
W(k)=PB'_cmd(k)Legr'_cmd(k).....(65)]]>[數(shù)28]W(k)＝Weq(k)+Wrch(k)+Wadp(k) .....(66)Weq(k)=(1-Sg)·Gin(k-1)+Sg·Gin(k-2)+Gcyl_cmd_f(k)+(Sg-1)·Gcyl_cmd_f(k-1)-Sg·Gcyl_cmd_f(k-2)(1-Se)·Heg_hat(k)·Legr_cmd(k-1)+Se·Heg_hat(k)·Legr_cmd(k-2)+Gegr_cmd_f(k)+(Se-1)·Gegr_cmd_f(k-1)-Se·Gegr_cmd_f(k-2).....(67)]]>Wrch(k)=-Krch_g·σg(k)-Krch_e·σe(k).....(68)]]>Wadp(k)=-Kadp_g·Σi=0kσg(i)-Kadp_e·Σi=0kσe(i).....(69)]]> σ(k)=σg(k)σe(k)]]>=Eg(k)+Sg·Eg(k-1)Ee(k)+Se·Ee(k-1)]]>=E(k)+S·E(k-1).....(70)]]>S=Sg00Se.....(71)]]>E(k)=Eg(k)Ee(k)]]>=Gcyl(k)-Gcyl_cmd_f(k-1)Gegr(k)-Gegr_cmd_f(k-1)]]>=Gcyl(k)Gegr(k)-Gcyl_cmd_f(k-1)Gegr_cmd_f(k-1)]]>=Gin(k-1)Heg(k-1)·Legr_cmd(k-1)-Gcyl_cmd_f(k-1)Gegr_cmd_f(k-1).....(72)]]>[數(shù)30]Gcyl_cmd_f(k)＝-Rg·Gcyl_cmd_f(k-1)+(1+Rg)·Gcyl_cmd(k) .....(73)Gegr_cmd_f(k)＝-Re·Gegr_cmd_f(k-1)+(1+Re)·Gegr_cmd(k) .....(74)在上述式(65)中，PB’_cmd是用于使吸入空氣量Gcyl追隨目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd的追隨輸入，Legr’_cmd是用于使EGR量Gegr追隨目標(biāo)EGR量Gegr_cmd的追隨輸入。如上述式(66)所示，追隨輸入矢量W被計(jì)算作為等效控制輸入矢量Weq、趨近律輸入矢量Wrch以及自適應(yīng)律輸入矢量Wadp之和。
該等效控制輸入矢量Weq根據(jù)上述式(67)來計(jì)算。在該式(67)中，Sg、Se分別是切換函數(shù)設(shè)定參數(shù)，被設(shè)定成使-1＜Sg＜0、-1＜Se＜0成立。并且，該式(67)的Heg_hat是后述的非干擾參數(shù)Heg的同定值，由機(jī)載同定器403如后所述那樣來計(jì)算。而且，式(67)的Gcyl_cmd_f、Gegr_cmd_f分別是目標(biāo)吸入空氣量和目標(biāo)EGR量的濾波值，根據(jù)式(73)和式(74)來計(jì)算。這些式(73)、(74)的Rg、Re是目標(biāo)值響應(yīng)指定參數(shù)，被設(shè)定為使-1＜Rg＜0、-1＜Re＜0成立的值。
并且，式(66)的趨近律輸入矢量Wrch根據(jù)上述式(68)來計(jì)算。在該式(68)中，Krch_g、Krch_e是預(yù)定的趨近律增益。并且，式(68)的σg、σe是切換函數(shù)，把σg、σe作為要素的切換函數(shù)矢量σ根據(jù)式(70)來計(jì)算。在該式(70)中，S是如上述式(71)所示來定義的矩陣，E是如上述式(72)所示來定義的偏差矢量。
而且，式(66)的自適應(yīng)律輸入矢量Wadp根據(jù)上述式(69)來計(jì)算，在該式(69)中，Kadp_g、Kadp_e是預(yù)定的自適應(yīng)律增益。
而且，在非干擾控制器402中，使用下式(75)所示的自適應(yīng)非干擾控制算法來計(jì)算非干擾輸入矢量U。該非干擾輸入矢量U如下式(76)所示來定義。
U(k)=1Scp_hat(k){Heg_hat(k)·Legr_cmd(k-1)-Rcp_hat(k)·PB(k-1)+PB'_cmd(k)}1Heg_hat(k)Legr'_cmd(k).....(75)]]>U(k)=PB_cmd(k)Legr_cmd(k).....(76)]]>在上述式(75)中，Rcp_hat、Scp_hat是后述的非干擾參數(shù)Rcp、Scp的同定值，由機(jī)載同定器403按如后所述那樣來計(jì)算。
另一方面，在機(jī)載同定器403中，使用下式(77)～(86)所示的使用δ校正法的逐次型同定算法來計(jì)算非干擾參數(shù)的同定值Rcp_hat、Scp_hat、Heg_hat。
θ(k)＝θbase(k)+dθ(k) .....(77)dθ(k)=δ·dθ(k-1)+P(k)·ξ(k)1+ξT(k)·P(k)·ξ(k)e_id(k).....(78)]]>e_id(k)＝Gin(k)-Gcyl_hat(k) .....(79)Gcyl_hat(k)＝θT(k-1)·ξ(k).....(80)P(k+1)=1λ1(I-λ2·P(k)·ξ(k)·ξT(k)λ1+ξT(k)·P(k)·ξ(k))P(k).....(81)]]>[數(shù)33]θT(k)＝[Rcp_hat(k)，Scp_hat(k)，Heg_hat(k)].....(82)ξT(k)＝[PB(k-2)，PB_cmd(k-1)，-Legr_cmd(k-2)] .....(83)θbaseT(k)＝[Rcp_base(k)，Scp_base(k)，Heg_base(k)] .....(84)dθT(k)＝[dRcp_hat(k)，dScp_hat(k)，dHeg_hat(k)].....(85)δ=δ1000δ2000δ3.....(86)]]>在上述式(77)中，θ是如其轉(zhuǎn)置矩陣按式(82)所示那樣定義的非干擾參數(shù)的同定值矢量，θbase是如其轉(zhuǎn)置矩陣按式(84)所示那樣定義的基準(zhǔn)值矢量。該式(84)的Rcp_base、Scp_base、Heg_base分別是非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，如后所述那樣計(jì)算。
并且，上述式(77)的dθ是如其轉(zhuǎn)置矩陣按式(85)所示那樣定義的校正項(xiàng)矢量，該式(85)的dRcp_hat、dScp_hat、dHeg_hat分別是基準(zhǔn)值Rcp_base、Scp_base、Heg_base的校正項(xiàng)(校正值)。該校正項(xiàng)矢量dθ根據(jù)式(78)來計(jì)算，在該式(78)中，δ是如式(86)所示那樣定義的遺忘矢量。該式(86)的δ1～δ3均是遺忘系數(shù)，被設(shè)定為大于值0且小于等于值1的范圍內(nèi)的值。
而且，式(78)的e_id是由式(79)計(jì)算的偏差。該式(79)的Gcyl_hat是吸入空氣量的估計(jì)值，根據(jù)式(80)計(jì)算。該式(80)的ξ是其轉(zhuǎn)置矩陣如式(83)所示那樣定義的矢量。
并且，式(78)的P是如式(81)所示那樣定義的三次方陣。該式(81)的I表示三次單位矩陣，λ1、λ2表示加權(quán)參數(shù)。如上所述，在以上的同定算法中，通過設(shè)定式(81)的加權(quán)參數(shù)λ1、λ2，可設(shè)定和變更同定算法的特性，在本實(shí)施方式的機(jī)載同定器403中，采用了加權(quán)最小平方算法，以確保同定精度和矢量θ對最佳值的追隨速度均最佳。
以下，對上述的非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值Rcp_base、Scp_base、Heg_base的計(jì)算方法進(jìn)行說明。首先，根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE檢索圖38所示的圖表，由此計(jì)算非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值Rcp_base。如該圖所示，用于計(jì)算基準(zhǔn)值Rcp_base的圖表準(zhǔn)備了HI.VT用和LO.VT用的兩種圖表，選擇與配氣正時(shí)切換機(jī)構(gòu)80進(jìn)行的配氣正時(shí)切換狀態(tài)對應(yīng)的圖表。并且，在該圖表中，基準(zhǔn)值Rcp_base被設(shè)定為與發(fā)動機(jī)3A的填充效率伴隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE的變化而變化對應(yīng)的值，例如，在填充效率高的區(qū)域內(nèi)被設(shè)定為更大的值。
并且，Scp_base根據(jù)下式(87)計(jì)算。另外，下式(87)的Ktb是后述的模型的模型參數(shù)，被設(shè)定為使0＜Ktb＜1成立的值。
Scp_base(k)=Rcp_base(k)·Ktb1-Ktb.....(87)]]>而且，根據(jù)排氣管內(nèi)壓力Pex和增壓壓力PB的壓差Pex-PB檢索圖39所示的圖表，由此計(jì)算非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值Heg_base。在該圖表中，基準(zhǔn)值Heg_base被設(shè)定為壓差Pex-PB越大則越大的值。這是由于壓差Pex-PB越大，EGR量Gegr就越增大。
如上所述，在該控制系統(tǒng)1C中，使用上述的式(77)～(86)所示的逐次型同定算法來計(jì)算非干擾參數(shù)的同定值矢量θ，使用該矢量θ，采用使上述的式(66)～(75)所示的控制算法，即目標(biāo)值濾波型的自適應(yīng)二自由度響應(yīng)指定型控制算法和自適應(yīng)非干擾控制算法組合而成的控制算法來計(jì)算非干擾輸入矢量U。以上的式(66)～(75)、(77)～(86)按如下所述那樣被導(dǎo)出。
首先，在發(fā)動機(jī)3A處于穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，若考慮到吸入空氣經(jīng)由進(jìn)氣管10到達(dá)氣缸3a之前的時(shí)間浪費(fèi)，則在吸入空氣量Gcyl(不包含EGR量Gegr的新氣量)和檢測進(jìn)氣量Gin之間，下式(88)成立，而且，在通過了渦輪增壓裝置15的吸入空氣量Gcp和EGR量Gegr之間，下式(89)成立。
Gcyl(k+1)＝Gin(k).....(88)Gcp(k)＝Gin(k)+Gegr(k) .....(89)這里，由于通過了渦輪增壓裝置15的吸入空氣量Gcp是吸入到氣缸3a內(nèi)的氣體量，因而當(dāng)把根據(jù)增壓壓力PB、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE以及配氣正時(shí)所確定的填充效率設(shè)定為Ki時(shí)，吸入空氣量Gcp可如下式(90)所示來定義。
Gcp(k)＝Ki(k)·PB(k).....(90)另一方面，增壓壓力PB經(jīng)由渦輪增壓裝置15控制，在作為該控制算法使用了響應(yīng)指定型控制算法或目標(biāo)值濾波型的二自由度響應(yīng)指定型控制算法等的情況下，增壓壓力PB可相對目標(biāo)增壓壓力PB_cmd如下式(91)所示那樣進(jìn)行模型化。
PB(k)＝(1-Ktb)·PB(k-1)+Ktb·PB_cmd(k) .....(91)當(dāng)把該式(91)的右邊代入式(90)的PB時(shí)，得到下式(92)～(94)。
Gcp(k)＝Ki(k)·(1-Ktb)PB(k-1)+Ki(k)·Ktb·PB_cmd(k)＝Rcp(k-1)·PB(k-1)+Scp(k)·PB_cmd(k) .....(92)Rcp(k)＝Ki(k)·(1-Ktb) .....(93)Scp(k)＝Ki(k)·Ktb .....(94)而且，當(dāng)改變上述式(89)時(shí)，得到下式(95)，當(dāng)把上述式(92)的右邊代入該式(95)的Gcp時(shí)，得到下式(96)。
Gin(k)＝Gcp(k)-Gegr(k) .....(95)Gin(k)＝Rcp(k)·PB(k-1)+Scp(k)·PB_cmd(k)-Gegr(k) .....(96)而且，根據(jù)該式(96)和上述的式(88)得到下式(97)。
Gcyl(k+1)＝Rcp(k)·PB(k-1)+Scp(k)·PB_cmd(k)-Gegr(k).....(97)另一方面，EGR量Gegr可使用排氣管內(nèi)壓力Pex和目標(biāo)EGR升程Legr_cmd，如下式(98)所示來表現(xiàn)，而且，當(dāng)使該式(98)按離散時(shí)間“1”分鐘移動到未來側(cè)時(shí)，得到下式(99)。
Gegr(k)＝Heg(k-1)·Legr_cmd(k-1).....(98)Gegr(k+1)＝Heg(k)·Legr_cmd(k) .....(99)當(dāng)把以上的式(97)、(99)進(jìn)行匯總來表現(xiàn)時(shí)，得到下式(100)。
Gcyl(k+1)Gegr(k+1)=0-100Gcyl(k)Gegr(k)]]>+Scp(k)00Heg(k)PB_cmd(k)Legr_cmd(k)+Rcp(k)0PB(k-1).....(100)]]>該式(100)可看作把Gcyl、Gegr作為控制量、并把PB_cmd、Legr_cmd作為控制輸入的干擾系統(tǒng)的設(shè)備404的模型，并且可如下式(101)～(107)所示來表現(xiàn)。
X(k+1)＝A·X(k)+B·U(k)+C·D(k) .....(101)X(k)=Gcyl(k)Gegr(k).....(102)]]>U(k)=PB_cmd(k)Legr_cmd(k).....(103)]]>D(k)＝PB(k-1).....(104)A=0-100.....(105)]]>B=Scp(k)00Heg(k).....(106)]]>C=Rcp(k)0.....(107)]]>為了把如上述式(101)所示來表現(xiàn)的干擾系統(tǒng)的設(shè)備404轉(zhuǎn)換成無相互干擾的線性系統(tǒng)，使用根據(jù)下式(108)計(jì)算出的非干擾輸入矢量U作為控制輸入矢量U。另外，該式(108)從非干擾控制律(交叉控制器)被導(dǎo)出。
U(k)＝B-1(-A·X(k)-C·D(k)+W(k)).....(108)當(dāng)把上述式(106)、(105)、(102)、(107)、(104)的右邊和前面敘述的式(65)的右邊分別代入該式(108)的B、A、X、C、D、W時(shí)，得到下式(109)。
PB_cmd(k)Legr_cmd(k)=1Scp(k)Heg(k)Heg(k)00Scp(k)]]>×(-0-100Gcyl(k)Gegr(k)-Rcp(k)0PB(k-1)+PB'_cmd(k)Legr'_cmd(k))]]>=1Scp(k){Gegr(k)-Rcp(k)·PB(k-1)+PB'_cmd(k)}1Heg(k)Legr'_cmd(k).....(109)]]>而且，當(dāng)把前面敘述的式(99)的右邊代入該式(109)的Gegr時(shí)，得到下式(110)。
U(k)=PB_cmd(k)Legr_cmd(k)]]>=1Scp(k){Heg(k)·Legr_cmd(k-1)-Rcp(k)·PB(k-1)+PB'_cmd(k)}1Heg(k)Legr'_cmd(k).....(110)]]>在該式(110)中，當(dāng)把左邊置換成U，并且為了補(bǔ)償伴隨運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的變化或時(shí)效變化的非干擾參數(shù)Rcp、Scp、Heg的變化而把非干擾參數(shù)Rcp、Scp、Heg分別置換成同定值Rcp_hat、Scp_hat、Heg_hat時(shí)，得到上述的式(75)的控制算法，即非干擾控制器402的控制算法。
而且，當(dāng)把上述式(110)的右邊代入前面敘述的式(101)的U并進(jìn)行整理時(shí)，得到下式(111)。
Gcyl(k+1)Gegr(k+1)=-Gegr(k)+Rcp(k)·PB(k-1)+Scp(k)·PB_cmd(k)Heg(k)·Legr_cmd(k)]]>=-Gegr(k)+Rcp(k)·PB(k-1)+Scp(k)1Scp(k){Gegr(k)-Rcp(k)·PB(k-1)+PB'_cmd(k)}Heg(k)1Heg(k)Legr'_cmd(k)]]>=PB'_cmd(k)Legr'_cmd(k)]]>=W(k).....(111)]]>該式(111)表示追隨輸入矢量W構(gòu)成控制量矢量X的無相互干擾的線性假想設(shè)備的模型，該假想設(shè)備相當(dāng)于使上述的設(shè)備4040和非干擾控制器402組合而成的設(shè)備。如上所述，針對這種無相互干擾的線性假想設(shè)備，線性控制器的設(shè)計(jì)是可行的，因而當(dāng)把目標(biāo)值濾波型的二自由度響應(yīng)指定型控制律應(yīng)用于由式(111)表示的假想設(shè)備，以使吸入空氣量Gcyl追隨目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd，并使EGR量Gegr追隨目標(biāo)EGR量Gegr_cmd時(shí)，得到下式(112)～(120)。
W(k)=Weq(k)+Wrch(k)+Wadp(k)]]>=PB'_cmd(k)Legr'_cmd(k).....(112)]]>Weq(k)=(1-Sg)·Gcyl(k)+Sg·Gcyl(k-1)+Gcyl_cmd_f(k)+(Sg-1)·Gcyl_cmd_f(k-1)-Sg·Gcyl_cmd_f(k-2)(1-Se)·Gegr(k)+Se·Gegr(k-1)+Gegr_cmd_f(k)+(Se-1)·Gegr_cmd_f(k-1)-Se·Gegr_cmd_f(k-2)]]>=(1-Sg)·Gin(k-1)+Sg·Gin(k-2)+Gcyl_cmd_f(k)+(Sg-1)·Gcyl_cmd_f(k-1)-Sg·Gcyl_cmd_f(k-2)(1-Se)·Heg(k-1)·Legr_cmd(k-1)+Se·Heg(k-2)·Legr_cmd(k-2)+Gegr_cmd_f(k)+(Se-1)·Gegr_cmd_f(k-1)-Se·Gegr_cmd_f(k-2).....(113)]]>Wrch(k)=-Krch_g·σg(k)-Krch_e·σe(k).....(114)]]>Wadp(k)=-Kadp_g·Σi=0kσg(i)-Kadp_e·Σi=0kσe(i).....(115)]]> σ(k)=σg(k)σe(k)]]>=Eg(k)+Sg·Eg(k-1)Ee(k)+Se·Ee(k-1)]]>=E(k)+S·E(k-1).....(116)]]>S=Sg00Se.....(117)]]>E(k)=Eg(k)Ee(k)]]>=Gcyl(k)-Gcyl_cmd_f(k-1)Gegr(k)-Gegr_cmd_f(k-1)]]>=Gcyl(k)Gegr(k)-Gcyl_cmd_f(k-1)Gegr_cmd_f(k-1)]]>=Gin(k-1)Heg(k-1)·Legr_cmd(k-1)-Gcyl_cmd_f(k-1)Gegr_cmd_f(k-1).....(118)]]>[數(shù)50]Gcyl_cmd_f(k)＝-Rg·Gcyl_cmd_f(k-1)+(1+Rg)·Gcyl_cmd(k).....(119)Gegr_cmd_f(k)＝-Re·Gegr_cmd_f(k-1)+(1+Re)·Gegr_cmd(k).....(120)在以上的式(112)～(120)中，根據(jù)上述理由，當(dāng)把非干擾參數(shù)Rcp、Scp、Heg分別置換成同定值Rcp_hat、Scp_hat、Heg_hat時(shí)，得到上述的式(66)～(74)的控制算法，即二自由度響應(yīng)指定型控制器401的控制算法。
另一方面，前面敘述的式(77)～(86)的同定算法如下所述那樣被導(dǎo)出。首先，當(dāng)把式(98)的右邊代入上述的式(97)的Gegr時(shí)，得到下式(121)。
Gcyl(k+1)＝Rcp(k)·PB(k-1)+Scp(k)·PB_cmd(k)-Heg(k-1)·Legr_cmd(k-1).....(121)當(dāng)使該式(121)按離散時(shí)間“1”分鐘移動到過去側(cè)，并把吸入空氣量Gcyl置換成其估計(jì)值Gcyl_hat，把非干擾參數(shù)Rcp、Scp、Heg分別置換成同定值Rcp_hat、Scp_hat、Heg_hat時(shí)，得到下式(122)。
Gcyl_hat(k)＝Rcp_hat·PB(k-2)+Scp_hat·PB_cmd(k-1)-Heg_hat·Legr_cmd(k-2) .....(122)該式(122)可考慮為假想設(shè)備模型，如上所述，Gcyl(k+1)＝Gin(k)，因而應(yīng)用使用δ校正法的逐次型同定算法，用來進(jìn)行假想的設(shè)備模型的模型參數(shù)的同定，以使檢測進(jìn)氣量Gin和吸入空氣量的估計(jì)值Gcyl_hat的偏差e_id最小，在該情況下，可導(dǎo)出上述的式(77)～(86)。
根據(jù)如上所述那樣構(gòu)成的第4實(shí)施方式的控制系統(tǒng)1C，由于使用基于作為離散時(shí)間系統(tǒng)模型進(jìn)行了模型化后的設(shè)備模型[式(100)]的、使目標(biāo)值濾波型的二自由度響應(yīng)指定型控制算法和非干擾控制算法組合而成的預(yù)定控制算法[式(66)～(75)]，來計(jì)算非干擾輸入矢量U即2個非干擾輸入PB_cmd、Legr_cmd，因而可在消除相互干擾的同時(shí)，使吸入空氣量Gcyl和EGR量Gegr分別高精度地追隨目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd和目標(biāo)EGR量Gegr_cmd。
并且，由于根據(jù)與控制量Gcyl的上次值相當(dāng)?shù)闹礕in和控制輸入Legr_cmd計(jì)算非干擾輸入PB_cmd，因而當(dāng)控制量Gcyl發(fā)生了變化時(shí)，在可迅速地應(yīng)對這種變化的同時(shí)，能夠計(jì)算非干擾輸入PB_cmd，以消除相互干擾。
而且，由于在非干擾輸入矢量U的計(jì)算中使用離散時(shí)間系統(tǒng)模型，因而與使用連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)模型的以往情況相比，可減少模型化誤差，由此，可在把控制器增益Krch_g、Krch_e、Kadp_g、Kadp_e設(shè)定為更高的值的同時(shí)，確?？刂频姆€(wěn)定余量。此外，由于使用離散時(shí)間系統(tǒng)模型，因而與使用連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)模型的以往情況不同，無需使用控制量的微分值作為構(gòu)成切換函數(shù)的變量，因而即使在控制周期較短的情況下，也能確保響應(yīng)指定型控制算法的特長即魯棒性。
并且，由于追隨輸入矢量W(即2個追隨輸入Gcyl’_cmd、Gegr’_cmd)使用目標(biāo)值濾波型的二自由度響應(yīng)指定型控制算法來計(jì)算，因而可使用響應(yīng)指定型控制算法[式(66)～(72)]來提高干擾抑制能力，可抑制由模型化誤差引起的控制性下降，同時(shí)可使用目標(biāo)值濾波算法[式(73)、(74)]來計(jì)算2個追隨輸入Gcyl’_cmd、Gegr’_cmd，作為實(shí)測值Gcyl、Gegr對2個目標(biāo)值Gcyl_cmd、Gegr_cmd的響應(yīng)性緩慢的值。
而且，非干擾參數(shù)的同定值Rcp_hat、Scp_hat、Heg_hat由機(jī)載同定器403根據(jù)應(yīng)用δ校正法的逐次型同定算法[式(77)～(86)]來計(jì)算。即，由于可成為設(shè)備模型的直接的模型化誤差的非干擾參數(shù)Rcp、Scp、Heg被逐次同定，因而可在迅速且適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償模型化誤差的同時(shí)，能夠計(jì)算2個非干擾輸入Gcyl_cmd、Gegr_cmd。由此，如本實(shí)施方式那樣，在控制輸入PB_cmd、Legr_cmd和控制量Gcyl、Gegr之間的相互干擾程度相當(dāng)大的設(shè)備404中，即使在由于時(shí)效變化和個體間的變動而產(chǎn)生了模型化誤差的情況下，也能迅速且適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償該模型化誤差，由此可確保良好的控制性和控制精度。
此外，由于使用應(yīng)用δ校正法的逐次型同定算法，因而在同定剛剛開始后，非干擾參數(shù)的同定值Rcp_hat、Scp_hat、Heg_hat就被計(jì)算作為接近其基準(zhǔn)值Rcp_base、Scp_base、Heg_base的值，從而可避免誤同定。而且，通過使遺忘系數(shù)矢量δ乘以校正項(xiàng)矢量dθ，來把預(yù)定的遺忘效果附加給校正項(xiàng)矢量dθ，其結(jié)果是，同定值Rcp_hat、Scp_hat、Heg_hat在被約束到基準(zhǔn)值Rcp_base、Scp_base、Heg_base附近的狀態(tài)下被同定，因而可提高同定精度。
而且，根據(jù)配氣正時(shí)切換機(jī)構(gòu)80進(jìn)行的進(jìn)氣門的配氣正時(shí)HI.VT或LO.VT來計(jì)算非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值Rcp-base，由此，作為非干擾輸入的目標(biāo)增壓壓力PB_cmd也根據(jù)進(jìn)氣門的配氣正時(shí)來計(jì)算。一般而言，在經(jīng)由增壓機(jī)控制了增壓壓力PB的情況下，存在當(dāng)進(jìn)氣門的配氣正時(shí)發(fā)生變化時(shí)，增壓壓力PB的控制特性也發(fā)生變化的關(guān)系，因而當(dāng)與進(jìn)氣門4的配氣正時(shí)沒有關(guān)系地執(zhí)行增壓壓力控制時(shí)，有可能會不能適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行增壓壓力控制，并且也有可能會不能消除控制輸入PB_cmd、Legr_cmd和控制量Gcyl、Gegr之間的相互干擾。相比之下，在該控制系統(tǒng)1C中，如上所述，由于非干擾輸入PB_cmd根據(jù)進(jìn)氣門的配氣正時(shí)來計(jì)算，因而在可消除相互干擾的同時(shí)，能夠適當(dāng)?shù)貓?zhí)行增壓壓力控制。
并且，根據(jù)排氣管內(nèi)壓力Pex來計(jì)算非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值Heg-base，由此，非干擾輸入PB_cmd也根據(jù)排氣管內(nèi)壓力Pex來計(jì)算。一般而言，在經(jīng)由渦輪增壓裝置控制了增壓壓力PB的情況下，存在當(dāng)排氣管內(nèi)壓力Pex發(fā)生變化時(shí)，增壓壓力PB的控制特性也戲劇性地發(fā)生變化的關(guān)系，因而當(dāng)與排氣管內(nèi)壓力Pex沒有關(guān)系地執(zhí)行增壓壓力控制時(shí)，有可能會不能適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行增壓壓力控制，并且也有可能會不能消除控制輸入PB_cmd、Legr_cmd和控制量Gcyl、Gegr之間的相互干擾。相比之下，在該控制系統(tǒng)1C中，如上所述，由于根據(jù)排氣管內(nèi)壓力Pex來計(jì)算非干擾輸入PB_cmd，因而在可消除相互干擾的同時(shí)，能夠適當(dāng)?shù)貓?zhí)行增壓壓力控制。
根據(jù)以上所述，在控制量Gcyl、Gegr和控制輸入PB_cmd、Legr_cmd之間存在相互干擾的控制系統(tǒng)中，可提高控制精度和響應(yīng)性。
另外，在第4實(shí)施方式中，根據(jù)式(75)計(jì)算出非干擾輸入矢量U，然而在發(fā)動機(jī)3A內(nèi)設(shè)置有直接檢測EGR量Gegr的檢測裝置的情況下，也可以利用在上述的式(109)中把非干擾參數(shù)Rcp、Scp、Heg置換成同定值Rcp_hat、Scp_hat、Heg_hat后的式來計(jì)算非干擾輸入矢量U。
并且，第4實(shí)施方式是使用排氣管內(nèi)壓力Pex和配氣正時(shí)切換機(jī)構(gòu)80的配氣正時(shí)HI.VT、LO.VT作為運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)的例子，然而運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)不限于此，只要是表示內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的參數(shù)即可。
而且，第4實(shí)施方式是使用渦輪增壓裝置15作為增壓機(jī)的例子，然而增壓機(jī)不限于此，只要是增壓器等能進(jìn)行進(jìn)氣增壓的裝置即可。
并且，以上的各實(shí)施方式是把本發(fā)明的控制系統(tǒng)應(yīng)用于在2個控制輸入和2個控制量之間存在相互干擾的干擾系統(tǒng)的設(shè)備的例子，然而本發(fā)明的控制系統(tǒng)不限于此，也能應(yīng)用于在3個以上的控制輸入和3個以上的控制量之間存在相互干擾的干擾系統(tǒng)的設(shè)備。
而且，以上的各實(shí)施方式是把本發(fā)明的控制系統(tǒng)應(yīng)用于根據(jù)2個控制輸入分別控制內(nèi)燃機(jī)中的2個控制量的例子，然而本發(fā)明的控制系統(tǒng)不限于此，也能應(yīng)用于根據(jù)3個以上的控制輸入分別控制內(nèi)燃機(jī)中的3個以上的控制量。
并且，以上的各實(shí)施方式是把本發(fā)明的控制系統(tǒng)應(yīng)用于作為干擾系統(tǒng)的設(shè)備的內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的控制的例子，然而本發(fā)明的控制系統(tǒng)不限于此，當(dāng)然也能應(yīng)用于其他產(chǎn)業(yè)設(shè)備等的干擾系統(tǒng)的設(shè)備的控制。
而且，以上的各實(shí)施方式是把本發(fā)明的控制系統(tǒng)應(yīng)用于車輛用的內(nèi)燃機(jī)的控制的例子，然而本發(fā)明的控制系統(tǒng)不限于此，當(dāng)然也能應(yīng)用于船舶用和發(fā)電用等的內(nèi)燃機(jī)的控制。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)在消除在設(shè)備或內(nèi)燃機(jī)中的多個控制輸入和多個控制量之間存在的相互干擾的同時(shí)，控制多個控制量的情況下是有用的。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備的控制系統(tǒng)，其是在多個控制輸入和多個控制量之間存在相互干擾的設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，該設(shè)備的控制系統(tǒng)具有目標(biāo)值設(shè)定裝置，其對成為上述多個控制量的各自目標(biāo)的多個目標(biāo)值進(jìn)行設(shè)定；以及非干擾輸入計(jì)算裝置，其使用基于把上述設(shè)備作為離散時(shí)間系統(tǒng)模型來模型化而成的設(shè)備模型的、包含預(yù)定的響應(yīng)指定型控制算法和預(yù)定的非干擾控制算法的組合的預(yù)定控制算法，來把上述多個控制輸入分別計(jì)算作為用于使上述多個控制量分別追隨上述多個目標(biāo)值的、消除上述相互干擾的多個非干擾輸入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，上述設(shè)備模型包含用于定義上述多個控制輸入和上述多個控制量的關(guān)系的多個非干擾參數(shù)；上述非干擾輸入計(jì)算裝置根據(jù)上述多個非干擾參數(shù)和上述多個控制量中的至少一方，使用上述預(yù)定控制算法，來分別計(jì)算上述多個非干擾輸入；該設(shè)備的控制系統(tǒng)還具有同定裝置，該同定裝置根據(jù)上述多個非干擾輸入、上述多個控制量以及上述設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方，來分別逐次同定上述多個非干擾參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，上述同定裝置根據(jù)上述多個非干擾輸入、上述多個控制量以及上述設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方，來計(jì)算上述多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，根據(jù)上述多個非干擾輸入、上述多個控制量以及上述設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方，使用預(yù)定的逐次型同定算法來計(jì)算多個校正值，并根據(jù)該多個校正值分別校正上述多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，從而同定上述多個非干擾參數(shù)。
4.一種設(shè)備的控制系統(tǒng)，其是在多個控制輸入和多個控制量之間存在相互干擾的設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，該設(shè)備的控制系統(tǒng)具有目標(biāo)值設(shè)定裝置，其對成為上述多個控制量的各自目標(biāo)的多個目標(biāo)值進(jìn)行設(shè)定；以及非干擾輸入計(jì)算裝置，其使用基于對上述設(shè)備來模型化而成的設(shè)備模型的、包含預(yù)定的二自由度控制算法和預(yù)定的非干擾控制算法的組合的預(yù)定控制算法，來把上述多個控制輸入分別計(jì)算作為用于使上述多個控制量分別追隨上述多個目標(biāo)值的、消除上述相互干擾的多個非干擾輸入；上述預(yù)定的二自由度控制算法是使預(yù)定的目標(biāo)值濾波算法和預(yù)定的反饋控制算法組合而成的算法。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，上述預(yù)定的反饋控制算法是預(yù)定的響應(yīng)指定型控制算法。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，上述設(shè)備模型包含用于定義上述多個控制輸入和上述多個控制量的關(guān)系的多個非干擾參數(shù)；上述非干擾輸入計(jì)算裝置根據(jù)上述多個非干擾參數(shù)和上述多個控制量中的至少一方，使用上述預(yù)定控制算法，來分別計(jì)算上述多個非干擾輸入；該設(shè)備的控制系統(tǒng)還具有同定裝置，該同定裝置根據(jù)上述多個非干擾輸入、上述多個控制量以及上述設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方，來分別逐次同定上述多個非干擾參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，上述同定裝置根據(jù)上述多個非干擾輸入、上述多個控制量以及上述設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方，來計(jì)算上述多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，根據(jù)上述多個非干擾輸入、上述多個控制量以及上述設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方，使用預(yù)定的逐次型同定算法來計(jì)算多個校正值，并根據(jù)該多個校正值分別校正上述多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，從而同定上述多個非干擾參數(shù)。
8.一種設(shè)備的控制系統(tǒng)，其是在多個控制輸入和多個控制量之間存在相互干擾的設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，該設(shè)備的控制系統(tǒng)具有非干擾輸入計(jì)算裝置，該非干擾輸入計(jì)算裝置使用基于將該設(shè)備模型化而成的設(shè)備模型的、包含預(yù)定的非干擾控制算法的預(yù)定控制算法，來把上述多個控制輸入分別計(jì)算作為消除上述相互干擾的多個非干擾輸入；上述設(shè)備模型包含用于定義上述多個控制輸入和上述多個控制量的關(guān)系的多個非干擾參數(shù)；上述非干擾輸入計(jì)算裝置根據(jù)上述多個非干擾參數(shù)和上述多個控制量中的至少一方，使用上述預(yù)定控制算法，來分別計(jì)算上述多個非干擾輸入；該設(shè)備的控制系統(tǒng)還具有同定裝置，該同定裝置根據(jù)上述多個非干擾輸入、上述多個控制量以及上述設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方，來分別逐次同定上述多個非干擾參數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，上述同定裝置根據(jù)上述多個非干擾輸入、上述多個控制量以及上述設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方，來計(jì)算上述多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，根據(jù)上述多個非干擾輸入、上述多個控制量以及上述設(shè)備的內(nèi)部變量中的至少一方，使用預(yù)定的逐次型同定算法來計(jì)算多個校正值，并根據(jù)該多個校正值分別校正上述多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，從而同定上述多個非干擾參數(shù)。
10.一種內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其是根據(jù)多個控制輸入分別控制內(nèi)燃機(jī)中的多個控制量、并在該多個控制輸入和該多個控制量之間存在相互干擾的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)具有目標(biāo)值設(shè)定裝置，其對成為上述多個控制量的各自目標(biāo)的多個目標(biāo)值進(jìn)行設(shè)定；以及非干擾輸入計(jì)算裝置，其使用包含預(yù)定的非干擾控制算法的預(yù)定控制算法，來把上述多個控制輸入分別計(jì)算作為用于使上述多個控制量分別追隨上述多個目標(biāo)值的、消除上述相互干擾的多個非干擾輸入。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于，上述非干擾輸入計(jì)算裝置根據(jù)上述多個控制量中的至少一方、以及上述多個控制輸入和表示上述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)中的至少一方，使用上述預(yù)定控制算法來分別計(jì)算上述多個非干擾輸入。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于，上述預(yù)定的非干擾控制算法是基于對上述多個控制量和上述多個控制輸入的關(guān)系進(jìn)行了定義的設(shè)備模型的算法；該設(shè)備模型包含用于定義上述多個控制輸入和上述多個控制量的關(guān)系的多個非干擾參數(shù)；上述非干擾輸入計(jì)算裝置還根據(jù)上述多個非干擾參數(shù)，使用上述預(yù)定控制算法來分別計(jì)算上述多個非干擾輸入；該內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)還具有同定裝置，該同定裝置根據(jù)上述多個非干擾輸入、上述多個控制量以及上述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)中的至少一方，來分別逐次同定上述多個非干擾參數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于，上述同定裝置根據(jù)上述多個非干擾輸入、上述多個控制量以及上述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)中的至少一方，來計(jì)算上述多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，根據(jù)上述多個非干擾輸入、上述多個控制量以及上述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)中的至少一方，使用預(yù)定的逐次型同定算法來計(jì)算多個校正值，并根據(jù)該多個校正值分別校正上述多個非干擾參數(shù)的基準(zhǔn)值，從而同定上述多個非干擾參數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于，上述內(nèi)燃機(jī)具有變更節(jié)氣門開度的節(jié)氣門機(jī)構(gòu)和變更進(jìn)氣門升程的可變氣門升程機(jī)構(gòu)；上述多個控制量是上述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力和吸入空氣量；上述多個控制輸入是用于控制上述節(jié)氣門開度的開度控制值和用于控制上述進(jìn)氣門升程的升程控制值。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于，上述內(nèi)燃機(jī)還具有蒸發(fā)燃料處理裝置，該蒸發(fā)燃料處理裝置臨時(shí)吸附燃料室內(nèi)所產(chǎn)生的蒸發(fā)燃料，并通過上述進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力而把所吸附的蒸發(fā)燃料送入該進(jìn)氣通道內(nèi)；上述目標(biāo)值設(shè)定裝置在上述內(nèi)燃機(jī)起動后到經(jīng)過預(yù)定時(shí)間之前的期間，把上述進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力目標(biāo)值設(shè)定為比經(jīng)過該預(yù)定時(shí)間后的壓力低的值。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于，上述內(nèi)燃機(jī)還具有蒸發(fā)燃料處理裝置，該蒸發(fā)燃料處理裝置臨時(shí)吸附燃料室內(nèi)所產(chǎn)生的蒸發(fā)燃料，并通過上述進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力而把所吸附的蒸發(fā)燃料送入該進(jìn)氣通道內(nèi)；該內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)還具有產(chǎn)生程度參數(shù)檢測裝置，該產(chǎn)生程度參數(shù)檢測裝置檢測表示上述內(nèi)燃機(jī)的上述燃料室內(nèi)的蒸發(fā)燃料的產(chǎn)生程度的產(chǎn)生程度參數(shù)；上述目標(biāo)值設(shè)定裝置把上述進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力的目標(biāo)值設(shè)定為由上述所檢測的產(chǎn)生程度參數(shù)表示的上述蒸發(fā)燃料的產(chǎn)生程度越大則越低的值。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于，上述內(nèi)燃機(jī)用作車輛的動力源；上述內(nèi)燃機(jī)的上述進(jìn)氣通道與助力產(chǎn)生裝置連接，該助力產(chǎn)生裝置把該進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力作為動力源而產(chǎn)生用于補(bǔ)充上述車輛的制動力的助力；上述目標(biāo)值設(shè)定裝置把上述進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力目標(biāo)值設(shè)定為當(dāng)對上述助力產(chǎn)生裝置的負(fù)壓供給條件成立時(shí)比不成立時(shí)低的值。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)對上述助力產(chǎn)生裝置的上述負(fù)壓供給條件成立時(shí)，上述目標(biāo)值設(shè)定裝置把上述進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力目標(biāo)值設(shè)定為上述車輛速度越高則越低的值。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于，上述內(nèi)燃機(jī)具有變更節(jié)氣門開度的節(jié)氣門機(jī)構(gòu)和變更進(jìn)氣門升程的可變氣門升程機(jī)構(gòu)；上述多個控制量是上述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通道內(nèi)的壓力和吸入空氣量；上述多個控制輸入是用于控制上述節(jié)氣門開度的開度控制值和用于控制上述進(jìn)氣門升程的升程控制值；上述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)是上述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速；上述非干擾輸入計(jì)算裝置根據(jù)上述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速，和上述多個控制量以及上述多個控制輸入中的至少一方，來計(jì)算上述多個非干擾輸入。
20.根據(jù)權(quán)利要求10所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于，上述內(nèi)燃機(jī)具有變更EGR量的EGR裝置和變更增壓壓力的增壓機(jī)；上述多個控制量是上述EGR量和上述增壓壓力；上述多個控制輸入是用于經(jīng)由上述EGR裝置來控制上述EGR量的EGR控制值和用于經(jīng)由上述增壓機(jī)來控制上述增壓壓力的增壓壓力控制值。
21.根據(jù)權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于，上述內(nèi)燃機(jī)具有變更增壓壓力的渦輪增壓裝置；上述多個控制量之一是上述增壓壓力；上述多個控制輸入之一是用于經(jīng)由上述渦輪增壓裝置來控制上述增壓壓力的增壓壓力控制值；上述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)是上述內(nèi)燃機(jī)的排氣通道內(nèi)的壓力；上述非干擾輸入計(jì)算裝置根據(jù)上述內(nèi)燃機(jī)的排氣通道內(nèi)的壓力，和上述多個控制量以及上述多個控制輸入中的至少一方，來計(jì)算上述增壓壓力控制值作為上述多個非干擾輸入之一。
22.根據(jù)權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于，上述內(nèi)燃機(jī)具有變更增壓壓力的增壓機(jī)和變更進(jìn)氣門的配氣正時(shí)的可變配氣正時(shí)機(jī)構(gòu)；上述多個控制量之一是上述增壓壓力；上述多個控制輸入之一是用于經(jīng)由上述增壓機(jī)來控制上述增壓壓力的增壓壓力控制值；上述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)是上述進(jìn)氣門的配氣正時(shí)；上述非干擾輸入計(jì)算裝置根據(jù)上述進(jìn)氣門的配氣正時(shí)，和上述多個控制量以及上述多個控制輸入中的至少一方，來計(jì)算上述增壓壓力控制值作為上述多個非干擾輸入之一。
全文摘要
本發(fā)明提供一種設(shè)備和內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，使得可在消除在多個控制輸入和多個控制量之間存在的相互干擾的同時(shí)，在控制多個控制量的情況下，可提高控制性和控制精度。在作為控制輸入的TH_cmd、Liftin_cmd和作為控制量的PB、Gcyl之間存在相互干擾的設(shè)備(90)的控制系統(tǒng)(1)使用基于把設(shè)備(90)作為離散時(shí)間系統(tǒng)模型來模型化而成的設(shè)備模型(式(20))的、使預(yù)定的響應(yīng)指定型控制算法(式(2)～(8))和預(yù)定的非干擾控制算法(式(9))組合而成的預(yù)定控制算法，來把2個控制輸入TH_cmd、Liftin_cmd計(jì)算作為用于使PB、Gcyl分別追隨目標(biāo)值PB_cmd、Gcyl_cmd的、消除相互干擾的2個非干擾輸入。
文檔編號G05B11/32GK101052798SQ20058003737
公開日2007年10月10日 申請日期2005年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月2日
發(fā)明者安井裕司 申請人:本田技研工業(yè)株式會社