[發明專利]帶有用于致動器控制算法的發動機控制系統

有效

• 申請號: 201010534370.5
• 申請日: 2010-11-02
• 公開（公告）號: CN102052183A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 淺野正裕;高島祥光;石塚康治;佐佐木覺;樋口和弘;池田純孝;森本洋平;西村光弘
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: F02D43/00
• 分類號: F02D43/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 劉興鵬

技術領域

本發明通常涉及可用于機動車內的發動機控制系統，其被設計為使用算法來控制致動器如燃料噴射器和EGR(廢氣再循環)閥的運行從而調節內燃機內燃料的燃燒條件并且還控制發動機的輸出特性。

背景技術

已知的發動機控制系統確定控制變量如將被噴射入發動機內的燃料量(也指的是噴射量)、噴射時機、將被返回發動機入口的那部分廢氣量(下面也指的是EGR量)、進氣壓力(也稱為增壓壓力)、進氣量、點火時機以及進氣閥和排氣閥的打開/關閉，從而使得發動機輸出相關值如廢氣(如NOx或CO)排放量、發動機輸出扭矩以及特定燃料消耗量(或燃料效率)與要求值一致。

例如，日本專利首次公開號2008-223643和2007-77935公開了上述類型的發動機控制系統，其基于要求發動機輸出的扭矩值計算發動機汽缸內壓力的目標值(即燃燒參數)并且調節進氣閥和排氣閥的打開/關閉以及將被噴射入發動機的燃料量(即致動器的控制變量)，從而使得汽缸內壓力與目標值一致。

上述發動機控制系統的缺陷在于發動機輸出相關值與控制值之間的相關性通常隨著環境條件如外界氣溫的變化或發動機的個體差異而變化，導致發動機輸出相關值與要求值之間產生誤差。

可通過學習發動機輸出相關值與取決于環境條件的控制變量之間的相關性來消除這一問題。但是，這要求測定自發動機的排氣如NOx或PM、發動機的輸出扭矩、發動機內燃料消耗、或發動機內燃燒引起的噪音(即發動機輸出相關值)，從而導致在機動車內安裝系統的成本大大增加。為減輕該問題，某些發動機控制系統被設計為校正發動機輸出相關值與控制變量之間的相關性，從而使用校正映射或學習僅與可測發動機輸出相關值有關的相關性用發動機環境條件的變化補償其內的變化。在相關性需要被校正的環境條件下校正映射的制作需要發動機輸出相關值與控制變量之間對應關系的大量數據，這就對控制系統制造商施加了沉重負擔或可能導致很難使得所有發動機輸出相關值與其要求值一致。

此外，直接(即使用NOx傳感器測定NOx)或間接地(如使用A/F傳感器測定PM)使用車載傳感器可測定某些機動車輸出相關值，從而部分地學習發動機輸出相關值與控制變量之間的相關性，但是問題在于當傳感器的靈敏度很不理想時，僅在有限條件下需要進行部分學習，例如在發動機以穩態工況運行時。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種發動機控制設備，其被構造為減少適應性測試工作和映射制作工作的負擔并且提高使得輸出相關值與要求值一致的操控性。

本發明的另一目的在于一種發動機控制設備，其被設計為使用較少的測定特征如傳感器來確保使得發動機輸出相關值與要求值一致的高準確度。

根據本發明的一個方面，提供了一種可用于機動車內的發動機控制設備。該發動機控制設備包括：(a)燃燒目標值計算器，其使用燃燒參數算術表達式限定指示內燃機輸出特性的至少一個發動機輸出相關值與和內燃機燃燒條件相關的至少一個燃燒參數之間的相關性，從而計算需要滿足發動機輸出相關值的要求值的燃燒參數目標值；(b)控制變量命令值計算器，其使用控制變量算術表達式限定燃燒參數與至少一個致動器的至少一個控制變量之間的相關性，從而計算代表控制變量目標值的命令值以得到燃燒參數的目標值，所述致動器被操作為基于所述命令值控制內燃機的燃燒條件；(c)確定燃燒參數實際值的燃燒條件確定器；以及(d)學習電路，其執行學習操作從而基于燃燒參數的實際值學習燃燒參數與控制變量之間的相關性，從而更新控制變量算術表達式。

控制變量算術表達式如上所述限定燃燒參數與致動器的控制變量之間的相關性。因此，通過控制致動器的操作以實現通過將燃燒參數目標值代入控制變量算術表達式得到的控制變量的要求值，可實現燃燒參數實際值與其目標值的一致。換句話說，控制變量算術表達式表達了如何操作致動器才能滿足發動機的期望燃燒條件。因此，通過基于從控制變量算術表達式計算的命令值并且將命令值輸出至致動器來得到燃燒參數的目標值。控制變量算術表達式可通過圖1(c)所示的行列式或圖1(a)所示的模型被實施。

燃燒參數目標值計算器使用控制參數算術表達式來確定發動機的目標燃燒條件(即燃燒參數的目標值)。因此，通過控制發動機以具有目標燃燒條件即滿足燃燒參數目標值來實現發動機輸出相關值的要求值。