[發(fā)明專利]內(nèi)燃機的控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180002936.2
• 申請日: 2011-05-12
• 公開（公告）號: CN102959208A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 巖谷一樹
• 申請（專利權(quán)）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F02D13/02
• 分類號: F02D13/02;F02D21/08;F02D23/00;F02D41/14
• 代理公司: 北京東方億思知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11258
• 代理人: 柳春雷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及內(nèi)燃機的控制裝置。?

背景技術(shù)

以往，已知執(zhí)行以下反饋控制(以下，簡單記作F/B控制)：控制對內(nèi)燃機的燃燒帶來影響的物理量，使其接近與運轉(zhuǎn)狀態(tài)對應(yīng)的恰當?shù)闹?目標值)。作為執(zhí)行內(nèi)燃機的F/B控制的項目可以列舉：例如節(jié)流閥的開度、增壓器(渦輪增壓器)的增壓效率、排氣回流(EGR)裝置中的EGR閥的開度、可變閥機構(gòu)中的吸氣閥和排氣閥的開閉閥的相位。?

近年來，由于響應(yīng)內(nèi)燃機的進一步的低燃料消耗、低排放等要求，因此需要并行執(zhí)行多個項目的F/B控制。已知當并行執(zhí)行多個項目的F/B控制時各個控制處理相互干擾。例如，當改變渦輪增壓器的增壓效率使得增壓的壓力接近目標值時，即便EGR閥的開度固定，EGR量也變化。另外，當改變EGR閥的開度使得EGR量接近目標值時，即便渦輪增壓器的增壓效率固定，增壓壓力也變化。如上所述，當并行執(zhí)行多個項目的F/B控制時，由于各個F/B控制相互影響，因此難以使得F/B控制收斂。?

作為并行執(zhí)行多個項目的F/B控制的技術(shù)，專利文獻1公開了以下技術(shù)：利用共用預(yù)定的同一個線性函數(shù)的應(yīng)答指定型算法計算出兩個控制輸入的控制值，基于計算結(jié)果來執(zhí)行內(nèi)燃機的F/B控制，由此提高F/B控制的穩(wěn)定性。?

另外，專利文獻2公開了其他認為與本發(fā)明具有關(guān)聯(lián)性的技術(shù)。?

在先技術(shù)文獻?

專利文獻?

專利文獻1：日本專利文獻特開2005-299424號公報；?

專利文獻2：日本專利文獻特開2004-92471號公報。?

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題?

當增加內(nèi)燃機的F/B控制中的控制輸入時，由于用于避免控制處理的干擾的控制算法在乘方上復(fù)雜化，因此確認和適應(yīng)所需要的時間大幅增加。一旦在確認模式不足的狀態(tài)下生成控制算法，則由于在未確認的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下產(chǎn)生控制處理的干擾而導(dǎo)致振蕩(hunting)、過沖(overshooting)、或下沖(undershooting)，因此F/B控制可能無法收斂。如上所述，當內(nèi)燃機的F/B控制項目增加時，難以實現(xiàn)適當?shù)腇/B控制。?

另一方面，已知有以下前饋控制(以下，簡單記作F/F控制)：預(yù)測使內(nèi)燃機的輸出產(chǎn)生變動的外部干擾，控制物理量以預(yù)先消除所預(yù)測的外部干擾。這樣的F/F控制由于不受到內(nèi)燃機的其他的控制的影響，因此通過對內(nèi)燃機的F/B控制的一部分進行F/F控制，能夠并行執(zhí)行多個控制處理。?

在這里，由于渦輪增壓器的增壓效率的控制對內(nèi)燃機燃燒的影響程度大并且響應(yīng)的偏差也大，因此希望進行F/B控制。然而，在渦輪增壓器的增壓效率的控制中，從物理量變化到燃燒改善為止的時滯比其他控制大。因此，當對渦輪增壓器的增壓效率進行F/B控制時，即便例如對其他所有的控制項目進行F/F控制，也會發(fā)生控制處理的相互干擾，由此內(nèi)燃機的燃油經(jīng)濟性或排放變差。?

本發(fā)明是鑒于上述的問題完成的，其目的在于，提供一種能夠抑制多個控制處理的相互干擾的內(nèi)燃機的控制裝置。?

用于解決問題的手段?

為了達到上述的目的，本發(fā)明提供了一種內(nèi)燃機的控制裝置，所述內(nèi)燃機包括：可變閥單元，所述可變閥單元將吸氣閥和排氣閥的開關(guān)閥的相位變更至目標相位；EGR閥，所述EGR閥調(diào)節(jié)從排氣側(cè)到吸氣側(cè)的排氣的回流量；增壓效率控制單元，所述增壓效率控制單元控制增壓器的增壓效率；以及節(jié)流閥，所述節(jié)流閥調(diào)節(jié)吸入空氣量，所述內(nèi)燃機對所述EGR?閥、所述增壓效率控制單元、所述節(jié)流閥中的至少兩個進行反饋控制，并對所述可變閥單元進行前饋控制，所述內(nèi)燃機的控制裝置的特征在于，所述前饋控制基于所述內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)改變所述可變閥單元的所述目標相位，并且根據(jù)所述EGR閥、所述增壓效率控制單元、所述節(jié)流閥中的至少兩個的反饋控制的收斂狀態(tài)限制所述目標相位的變化率。?

由可變閥單元進行的改變吸氣閥和排氣閥的開關(guān)閥的相位的控制的從物理量變化到改善燃燒為止的時滯比其他控制小。因此，通過執(zhí)行前饋控制，能夠抑制多個控制處理的相互干擾，所述前饋控制根據(jù)從物理量變化到改善燃燒為止的時滯更大的其他反饋控制的收斂狀態(tài)限制可變閥單元的目標相位的變化率。?

尤其是，在本發(fā)明的內(nèi)燃機的控制裝置中，可以是以下構(gòu)成：所述內(nèi)燃機對所述EGR閥和所述增壓效率控制單元進行反饋控制，所述前饋控制根據(jù)所述EGR閥和所述增壓效率控制單元的反饋控制的收斂狀態(tài)限制所述目標相位的變化率。?