[發明專利]內燃機的控制裝置以及控制方法

有效

• 申請號: 201410306999.2
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN105201639B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 于廣;鈴木邦彥
• 申請（專利權）人: 日立汽車系統株式會社
• 主分類號: F02D23/00
• 分類號: F02D23/00;F02B37/18
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

本發明涉及內燃機的控制裝置以及控制方法。一種內燃機的控制裝置，具備：基于油門踏板的開度和發動機的轉速，計算發動機的目標轉矩的單元；基于目標轉矩，計算目標增壓壓力的單元；基于目標增壓壓力，計算目標壓氣機功率的單元；基于目標壓氣機功率，計算目標渦輪機功率的單元；基于目標渦輪機功率和渦輪機的上下游的氣體內能變化，計算廢氣旁通閥門的旁通流量比例的單元；基于旁通流量比例、尾氣流量、渦輪機的上下游的氣體的壓力值、以及渦輪機的上下游的氣體的溫度值，計算廢氣旁通閥門的開口面積的單元；基于廢氣旁通閥門的開口面積，計算廢氣旁通閥門的開度的單元；基于廢氣旁通閥門的開度，計算廢氣旁通閥門的驅動裝置的驅動信號的單元。

技術領域

本發明涉及一種內燃機的控制裝置以及控制方法，其屬于發動機電子控制(ECU)的轉矩控制部分。

背景技術

在現有技術的汽車中，配置與發動機匹配的渦輪增壓系統是提高發動機的經濟性和動力性的常用技術手段。通過燃燒后的氣體對渦輪機做功、渦輪機帶動壓氣機壓縮空氣，渦輪增壓系統提高了進入氣缸的空氣密度，提高了發動機的扭矩輸出。

通常，在發動機的渦輪機側配置廢氣旁通閥門，廢氣旁通閥門的類型分為可連續調節的閥門和開關式的閥門。在配置有開關式的閥門的情況下，通過放掉部分尾氣減少渦輪機功率來防止增壓壓力過高、渦輪轉速過高。在配置有可連續調節的廢氣旁通閥門的發動機中，通過控制廢氣旁通閥門的開度來改變渦輪機做功，進而改變增壓壓力，改變發動機的轉矩輸出。與傳統的節氣閥門調節轉矩的方式相比，這種廢氣旁通閥門轉矩控制方式，在發動機的特定運行范圍內可以減少泵氣損失，提高燃油經濟性。這種轉矩控制方式已經得到實現。

在日本特開2006-274831號公報中，公開了一種通過調節渦輪增壓系統的廢氣旁通閥門的開度來實現發動機轉矩調節的控制方法。如圖3所示，這種控制方法的廢氣旁通閥門的控制量根據目標增壓壓力與實際增壓壓力的差，并經過比例-積分(PI)控制器計算而得出。根據目標增壓壓力與實際增壓壓力的偏差，計算出廢氣旁通閥門的開度，并最終輸出到廢氣旁通閥門的執行機構。

但是，在上述的技術中，根據發動機動態特性實測增壓壓力，因而存在響應延遲，基于目標增壓壓力與實測增壓壓力之差的PI控制方式會導致響應超調的現象。而且，特別是在發動機運行工況大幅度變化的時候，這種控制方式會導致過渡過程性能的惡化。

發明內容

本發明針對上述現有技術中所存在的問題，提出了一種新的廢氣旁通閥門的控制方法，即，本發明采用基于渦輪增壓系統的動態輸入輸出關系的控制方法。因此，本發明的目的在于，提供一種內燃機的控制裝置以及控制方法，其通過實際數據辨識出的渦輪增壓系統動態模型，來實現在動態過程中對廢氣旁通閥門的精確控制。

為了實現上述目的，本發明所涉及的內燃機的控制裝置，其特征在于，是具備渦輪增壓系統以及可連續調節的廢氣旁通閥門的內燃機的控制裝置，所述控制裝置具備：基于油門踏板的開度和發動機的轉速，計算所述發動機的目標轉矩的單元；基于所述目標轉矩，計算目標增壓壓力的單元；基于所述目標增壓壓力，計算目標壓氣機功率的單元；基于所述目標壓氣機功率，計算目標渦輪機功率的單元；基于所述目標渦輪機功率和渦輪機的上下游的氣體內能變化，計算所述廢氣旁通閥門的旁通流量比例的單元；基于所述旁通流量比例、尾氣流量、所述渦輪機的上下游的氣體的壓力值、以及所述渦輪機的上下游的氣體的溫度值，計算所述廢氣旁通閥門的開口面積的單元；基于所述廢氣旁通閥門的開口面積，計算所述廢氣旁通閥門的開度的單元；基于所述廢氣旁通閥門的開度，計算所述廢氣旁通閥門的驅動裝置的驅動信號的單元。這樣，在這樣的內燃機的控制裝置中，可以精確地補償氣體容積、渦輪機慣性問題所引起的觀測數據滯后，從而能夠改善廢氣旁通閥門控制時轉矩的動態響應。