專利名稱：增壓器的控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝有一個(gè)渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)的吸入新鮮空氣量的控制。
背景技術(shù)：
由日本專利局在1999年公布的Tokkai Hei 11-132049公開了一種處理命令信號(hào)的方法，用來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓器的增壓壓力控制的響應(yīng)特性。渦輪增壓器裝有一個(gè)由發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣驅(qū)動(dòng)的廢氣渦輪、和一個(gè)與廢氣渦輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)以增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的吸入空氣的壓縮機(jī)。渦輪增壓器進(jìn)一步裝有一個(gè)調(diào)節(jié)廢氣到廢氣渦輪的流入橫載面面積的可變噴嘴。
廢氣的流入橫載面面積根據(jù)由一個(gè)致動(dòng)器改變的可變噴嘴的開口而改變。
該先有技術(shù)公開了一種發(fā)動(dòng)機(jī)吸入空氣量隨相對(duì)于輸入到致動(dòng)器的命令信號(hào)的一個(gè)第一最級(jí)延遲變化的想法，并且提出把一種提前處理應(yīng)用于命令信號(hào)用來(lái)抵消第一量級(jí)的延遲，以便提高發(fā)動(dòng)機(jī)吸入空氣量的控制精度。
本發(fā)明概述在把從到致動(dòng)器的命令信號(hào)變化、直到發(fā)動(dòng)機(jī)的吸入空氣量變化的延遲取作一個(gè)簡(jiǎn)單第一量級(jí)延遲時(shí)有如下問題。
在輸入到致動(dòng)器的命令信號(hào)與發(fā)動(dòng)機(jī)吸入空氣量的變化之間可以預(yù)期各種延遲，如取決于吸入空氣和廢氣流動(dòng)速度的延遲、由氣體渦輪/壓縮機(jī)的構(gòu)造造成的渦輪延遲、及致動(dòng)器本身操作的延遲。
這些滯后不一定隨相同的參數(shù)變化。
例如，取決于吸入空氣和廢氣流動(dòng)速度的滯后時(shí)間常數(shù)和渦輪滯后的時(shí)間常數(shù)依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣量而變化。另一方面，致動(dòng)器操作延遲的時(shí)間常數(shù)是固定的與廢氣量無(wú)關(guān)。
因此，難以根據(jù)到致動(dòng)器的命令信號(hào)的第一量級(jí)延遲通過(guò)簡(jiǎn)單地應(yīng)用提前處理提高吸入空氣量的控制精度。
因此本發(fā)明的一個(gè)目的在于，在增壓器的控制中以較高精度進(jìn)行延遲補(bǔ)償。
為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓器的控制器件，其中渦輪增壓器裝有一個(gè)根據(jù)命令信號(hào)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的吸入空氣量的致動(dòng)器。該控制器件包括一個(gè)傳感器，探測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)；和一個(gè)控制器，起如下作用，根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)目標(biāo)吸入空氣量，根據(jù)目標(biāo)吸入空氣量計(jì)算致動(dòng)器的一個(gè)操作目標(biāo)值，計(jì)算從致動(dòng)器操作到吸入空氣量變化的響應(yīng)延遲的一個(gè)第一補(bǔ)償值，計(jì)算致動(dòng)器相對(duì)于到致動(dòng)器的命令信號(hào)的一個(gè)輸入的操作延遲的一個(gè)第二補(bǔ)償值，根據(jù)關(guān)于操作目標(biāo)值的第一補(bǔ)償值和第二補(bǔ)償值通過(guò)進(jìn)行處理計(jì)算命令信號(hào)，及把命令信號(hào)輸出到致動(dòng)器。
本發(fā)明也提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器的控制方法，其中渦輪增壓器裝有一個(gè)根據(jù)命令信號(hào)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的吸入空氣量的致動(dòng)器。該控制方法包括探測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)；根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)目標(biāo)吸入空氣量；根據(jù)目標(biāo)吸入空氣量計(jì)算致動(dòng)器的一個(gè)操作目標(biāo)值；計(jì)算從致動(dòng)器操作到吸入空氣量變化的響應(yīng)延遲的一個(gè)第一補(bǔ)償值；計(jì)算致動(dòng)器相對(duì)于到致動(dòng)器的命令信號(hào)的一個(gè)輸入的操作延遲的一個(gè)第二補(bǔ)償值；根據(jù)關(guān)于操作目標(biāo)值的第一補(bǔ)償值和第二補(bǔ)償值通過(guò)進(jìn)行處理計(jì)算命令信號(hào)；及把命令信號(hào)輸出到致動(dòng)器。
本發(fā)明的細(xì)節(jié)以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)在說(shuō)明書的剩余部分中敘述，并且表示在附圖中。
附圖的簡(jiǎn)要描述

圖1是根據(jù)本發(fā)明用于柴油機(jī)的一種控制器件的示意圖。
圖2是借助于其提供柴油機(jī)的共軌燃料噴射機(jī)構(gòu)的示意圖。
圖3是流程圖，描述根據(jù)本發(fā)明由一個(gè)控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算一個(gè)目標(biāo)燃料噴射量Qsol的例行程序。
圖4描述由控制器存儲(chǔ)的基本燃料噴射量Mqdrv的映像圖的內(nèi)容。
圖5描述由控制器存儲(chǔ)的EGR閥升高量的映像圖的內(nèi)容。
圖6是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算每個(gè)缸的一個(gè)目標(biāo)EGR量Tqec的例行程序。
圖7是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算一個(gè)缸吸入新鮮空氣量Qac的例行程序。
圖8是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算吸氣通道的一個(gè)吸入新鮮空氣流量Qas0的例行程序。
圖9描述由控制器存儲(chǔ)的吸入新鮮空氣量映像圖的內(nèi)容。
圖10是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算一個(gè)目標(biāo)EGR比率Megr的例行程序。
圖11描述由控制器存儲(chǔ)的基本目標(biāo)EGR比率Megrb的映像圖的內(nèi)容。
圖12描述由控制器存儲(chǔ)的水溫校正系數(shù)Kegr_tw的映像圖的內(nèi)容。
圖13是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的一個(gè)完整燃燒確定例行程序。
圖14是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算在一個(gè)吸氣閥位置中的一個(gè)EGR比率Megrd的例行程序。
圖15是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算一個(gè)時(shí)間常數(shù)相反值(inverse value)Kkin的例行程序。
圖16是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的體積效率等效基本值Kinb的映像圖的內(nèi)容。
圖17是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算一個(gè)目標(biāo)吸入新鮮空氣量tQac的例行程序。
圖18描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)目標(biāo)吸入新鮮空氣基本值tQacb的映像圖的內(nèi)容。
圖19描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)校正系數(shù)值ktQac的映像圖的內(nèi)容。
圖20描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)目標(biāo)吸入新鮮空氣量tQac的映像圖的內(nèi)容。
圖21是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算一個(gè)真實(shí)EGR量Qec的例行程序。
圖22是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算一個(gè)EGR量反饋校正系數(shù)Kqac00、一個(gè)EGR流動(dòng)速度反饋校正系數(shù)Kqac0、及一個(gè)EGR流動(dòng)速度學(xué)習(xí)校正系數(shù)Kqac的例行程序。
圖23是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)設(shè)置一個(gè)反饋控制允許標(biāo)志fefb的例行程序。
圖24是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)設(shè)置一個(gè)學(xué)習(xí)值反映允許標(biāo)志felrn2的例行程序。
圖25是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)設(shè)置一個(gè)學(xué)習(xí)允許標(biāo)志felrn的例行程序。
圖26是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算一個(gè)EGR量反饋校正系數(shù)Kqac00的子例行程序。
圖27描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)EGR流量的一個(gè)校正增益Gkfb的映像圖的內(nèi)容。
圖28描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)EGR量的一個(gè)水溫校正系數(shù)Kgfbtw的映像圖的內(nèi)容。
圖29是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算EGR流動(dòng)速度反饋校正系數(shù)Kqac0的子例行程序。
圖30描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)EGR閥流動(dòng)速度校正增益Gkfbi的映像圖的內(nèi)容。
圖31描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)EGR閥流動(dòng)速度的一個(gè)水溫校正系數(shù)Kifbitw的映像圖的內(nèi)容。
圖32描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)誤差比率學(xué)習(xí)值Rqacn的映像圖的內(nèi)容。
圖33是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)更新誤差比率學(xué)習(xí)值Rqacn的子例行程序。
圖34描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)學(xué)習(xí)比率Tclrn的映像圖的內(nèi)容。
圖35是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算一個(gè)EGR閥流動(dòng)速度Cqe的例行程序。
圖36描述由控制器存儲(chǔ)的EGR閥流動(dòng)速度Cqe的映像圖的內(nèi)容。
圖37是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算一個(gè)EGR閥的目標(biāo)開口面積Aev的例行程序。
圖38是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)設(shè)置一個(gè)可變噴嘴的壓力控制閥的工作值Dtyvnt的例行程序。
圖39是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)設(shè)置一個(gè)超調(diào)確定標(biāo)志FOVBST的子例行程序。
圖40A-40E是計(jì)時(shí)圖，描述超調(diào)確定標(biāo)志FOVBST相對(duì)于油門開口變化的變化。
圖41描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)超調(diào)確定吸氣量TQcyl的映像圖的內(nèi)容。
圖42描述借助于其提供柴油機(jī)的渦輪增壓器的效率特性。
圖43是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)設(shè)置一個(gè)抑制釋放標(biāo)志FCLROB的子例行程序。
圖44A和44B是計(jì)時(shí)圖，描述超調(diào)確定標(biāo)志FOVBST和抑制釋放標(biāo)志FCLROB的變化。
圖45是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算一個(gè)超調(diào)抑制時(shí)段TTMROB的例行程序。
圖46描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)超調(diào)抑制時(shí)段基本值TTMROB0的映像圖的內(nèi)容。
圖47描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)超調(diào)抑制時(shí)段校正系數(shù)KTMROB的映像圖的內(nèi)容。
圖48是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算一個(gè)抑制時(shí)段TTMRCLROB的例行程序。
圖49描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)抑制時(shí)段基本值TTMRCLROB0的映像圖的內(nèi)容。
圖50描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)抑制時(shí)段校正系數(shù)KTMRCLROB的映像圖的內(nèi)容。
圖51是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算可變噴嘴的一個(gè)目標(biāo)開口比率Rvnt的子例行程序。
圖52描述由控制器存儲(chǔ)的、在超調(diào)抑制控制下在EGR操作區(qū)域中可變噴嘴的一個(gè)目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0的映像圖的內(nèi)容。
圖53描述由控制器存儲(chǔ)的、在正常發(fā)動(dòng)機(jī)控制下在EGR操作區(qū)域中可變噴嘴的一個(gè)目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0的映像圖的內(nèi)容。
圖54描述由控制器存儲(chǔ)的、在超調(diào)抑制控制下在一個(gè)非EGR操作區(qū)域中可變噴嘴的一個(gè)目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0的映像圖的內(nèi)容。
圖55描述由控制器存儲(chǔ)的、在正常發(fā)動(dòng)機(jī)控制下在非EGR操作區(qū)域中可變噴嘴的一個(gè)目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0的映像圖的內(nèi)容。
圖56與圖51類似，但表示相對(duì)于用來(lái)計(jì)算可變噴嘴的一個(gè)目標(biāo)開口比率Rvnt的子例行程序的本發(fā)明的第二實(shí)施例。
圖57描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例、在超調(diào)抑制控制下在EGR操作區(qū)域中可變噴嘴的目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0的映像圖的內(nèi)容。
圖58描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例、在正常發(fā)動(dòng)機(jī)控制下在EGR操作區(qū)域中可變噴嘴的目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0的映像圖的內(nèi)容。
圖59A-59C是計(jì)時(shí)圖，描述EGR比率對(duì)柴油機(jī)的廢氣成分和吸入新鮮空氣量的影響。
圖60是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算可變噴嘴的一個(gè)開環(huán)控制量Avnt_f和可變噴嘴的目標(biāo)開口比率Rvnt的一個(gè)延遲處理值Rvnte的例行程序。
圖61A-61D是計(jì)時(shí)圖，描述相對(duì)于燃料噴射量變化的柴油機(jī)廢氣量的變化。
圖62描述由控制器存儲(chǔ)的、當(dāng)可變噴嘴在打開方向操作時(shí)一個(gè)提前校正增益TGKVNTO的映像圖的內(nèi)容。
圖63描述由控制器存儲(chǔ)的、當(dāng)可變噴嘴在閉合方向操作時(shí)一個(gè)提前校正增益TGKVNTC的映像圖的內(nèi)容。
圖64描述由控制器存儲(chǔ)的、當(dāng)可變噴嘴在打開方向操作時(shí)其開口比率一個(gè)提前校正的一個(gè)時(shí)間常數(shù)相反值TTCVNTO的映像圖的內(nèi)容。
圖65描述由控制器存儲(chǔ)的、當(dāng)可變噴嘴在閉合方向操作時(shí)其開口比率提前校正的一個(gè)時(shí)間常數(shù)相反值TTCVNTC的映像圖的內(nèi)容。
圖66是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算可變噴嘴開口比率的一個(gè)反饋校正量Avnt_fb和一個(gè)開口比率學(xué)習(xí)值Ravlr的子例行程序。
圖67是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)設(shè)置可變噴嘴開口比率的一個(gè)反饋控制允許標(biāo)志FVNFB的子例行程序。
圖68表示其中控制器反饋控制可變噴嘴的開口比率的柴油機(jī)的操作區(qū)域。
圖69是流程圖，描述用來(lái)設(shè)置可變噴嘴開口比率的反饋增益的子例行程序。
圖70描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)比例增益基本值Gkvntp0的映像圖的內(nèi)容。
圖71描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)積分增益基本值Gkvnti0的映像圖的內(nèi)容。
圖72描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)廢氣量校正系數(shù)Gkvqexh的映像圖的內(nèi)容。
圖73描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)開口比率校正系數(shù)Gkvavnt的映像圖的內(nèi)容。
圖74是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算可變噴嘴開口比率的反饋校正量Avnt_fb的子例行程序。
圖75是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)設(shè)置可變噴嘴的一個(gè)學(xué)習(xí)允許標(biāo)志FVNLR的子例行程序。
圖76表示其中控制器執(zhí)行可變噴嘴開口比率的學(xué)習(xí)控制的柴油機(jī)的操作區(qū)域。
圖77是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算開口比率學(xué)習(xí)值Ravlr的子例行程序。
圖78描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)學(xué)習(xí)比率Kvntlrn的映像圖的內(nèi)容。
圖79描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)操作區(qū)域反映系數(shù)Gkvntlnq的映像圖的內(nèi)容。
圖80描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)開口比率反映系數(shù)Gkvntlav的映像圖的內(nèi)容。
圖81是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算一個(gè)命令開口比率線性化處理值Ratdty的子例行程序。
圖82是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算一個(gè)最終命令開口比率Trvnt的子例行程序。
圖83描述由控制器存儲(chǔ)的命令開口比率線性化處理值Ratdty的映像圖的內(nèi)容。
圖84是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的、用來(lái)計(jì)算輸出到壓力控制閥的一個(gè)命令工作值Dtyv的子例行程序。
圖85是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)設(shè)置一個(gè)工作保持標(biāo)志fvnt2的子例行程序。
圖86是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算一個(gè)溫度校正量Dty_t的子例行程序。
圖87描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)基本廢氣溫度Texhb的映像圖的內(nèi)容。
圖88描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)水溫校正系數(shù)Ktexh_Tw的映像圖的內(nèi)容。
圖89描述由控制器存儲(chǔ)的溫度校正量Dty_t的映像圖的內(nèi)容。
圖90描述溫度對(duì)在壓力控制閥的工作值與可變噴嘴開口比率之間的關(guān)系的影響。
圖91描述由控制器存儲(chǔ)的、當(dāng)可變噴嘴完全閉合而命令開口比率線性化處理值Ratdty正在增大時(shí)工作值Duty_h_p的映像圖的內(nèi)容。
圖92描述由控制器存儲(chǔ)的、當(dāng)可變噴嘴完全打開而命令開口比率線性化處理值Ratdty正在增大時(shí)工作值Duty_l_p的映像圖的內(nèi)容。
圖93描述由控制器存儲(chǔ)的、當(dāng)可變噴嘴完全閉合而命令開口比率線性化處理值Ratdty正在減小時(shí)工作值Duty_h_n的映像圖的內(nèi)容。
圖94描述由控制器存儲(chǔ)的、當(dāng)可變噴嘴完全打開而命令開口比率線性化處理值Ratdty正在減小時(shí)工作值Duty_l_n的映像圖的內(nèi)容。
圖95描述根據(jù)本發(fā)明在命令開口比率線性化處理值Ratdty與工作值之間的關(guān)系中的滯后。
圖96是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)檢查可變噴嘴的操作的子例行程序。
圖97是流程圖，描述由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算壓力控制閥的工作值Dtyvnt的例行程序。
圖98描述由控制器存儲(chǔ)的一個(gè)控制圖案值Duty_pu的映像圖的內(nèi)容。
圖99描述由控制器存儲(chǔ)的、用來(lái)檢查可變噴嘴的操作的工作值Duty_p_ne的映像圖的內(nèi)容。
圖100表示在渦輪增壓器的增壓效率、一個(gè)校正質(zhì)量流量QA及一個(gè)壓力比值π之間的關(guān)系。
圖101表示在增壓效率、柴油機(jī)的廢氣量及其一個(gè)EGR量之間的關(guān)系。
圖102是計(jì)時(shí)圖，表示當(dāng)把一個(gè)提前校正應(yīng)用于可變噴嘴的開口比率、把一個(gè)時(shí)間常數(shù)等效值Tcvnt設(shè)置到0.1及把一個(gè)提前校正增益Gkvnt設(shè)置到2時(shí)的模擬結(jié)果。
圖103類似于圖102，但表示當(dāng)提前校正增益Gkvnt設(shè)置到0.5時(shí)的模擬結(jié)果。
圖104A-E是計(jì)時(shí)圖，表示在本發(fā)明的控制器件中、在一個(gè)小廢氣量區(qū)域中的目標(biāo)開口比率Rvnt和一個(gè)缸吸入新鮮空氣量Qac的變化。
圖105A-E類似于圖104A-E，但表示在一個(gè)大廢氣量區(qū)域中的目標(biāo)開口比率Rvnt和缸吸入新鮮空氣量Qac的變化。
圖106是流程圖，描述根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例由控制器執(zhí)行的用來(lái)計(jì)算一個(gè)EGR閥開口表面面積Aev的例行程序。
圖107描述根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例由控制器存儲(chǔ)的每單位廢氣量的一個(gè)目標(biāo)EGR閥開口表面面積Eaev的映像圖的內(nèi)容。
圖108與圖107類似，但表示一個(gè)理論值。
最佳實(shí)施例的描述參照附圖的圖1，一個(gè)柴油機(jī)1包括一個(gè)吸氣通道3和一個(gè)排氣通道2。柴油機(jī)1是如此建造的多缸柴油機(jī)，從而熱量釋放的圖案是歸因于進(jìn)行低溫預(yù)混合燃燒的單級(jí)燃燒。這樣一種柴油機(jī)由日本專利局在1999年公布的Tokkai Hei 8-86251公開。吸入空氣通道3的吸入空氣經(jīng)一個(gè)集流器3A供給到柴油機(jī)1的每個(gè)缸。
由一個(gè)節(jié)流閥致動(dòng)器61驅(qū)動(dòng)的一個(gè)渦輪增壓器50的一個(gè)壓縮機(jī)55和一個(gè)吸氣節(jié)流閥60，安裝在集流器3A上游的吸氣通道3中。
一個(gè)旋流控制閥提供在從吸氣通道3引導(dǎo)到每個(gè)缸的吸氣口中。當(dāng)柴油機(jī)1正運(yùn)行在關(guān)于低負(fù)載的低轉(zhuǎn)速下時(shí)，旋流控制閥關(guān)閉通道部分，并且在流入柴油機(jī)1的燃燒室中的氣流中建立旋流。
燃燒室包括一個(gè)大直徑環(huán)形燃燒室。這是一個(gè)其中相同直徑的圓柱形空腔形成在活塞上從蓋表面到底部的燃燒室。一個(gè)錐形部分形成在空腔的底部處，結(jié)果，減小對(duì)從空腔外部流入的旋流的阻力，并且增強(qiáng)空氣和燃料的混合。而且，由于空腔的形狀，當(dāng)活塞下降時(shí)，旋流從空腔的中心擴(kuò)散到外部。
柴油機(jī)1包括一個(gè)共軌型燃料噴射機(jī)構(gòu)10。
參照?qǐng)D2，一個(gè)燃料噴射機(jī)構(gòu)10包括一個(gè)燃料箱11、燃料供給通道12、供給泵14、形成在一條共用軌道16上的蓄壓室16A、及為每個(gè)缸提供的一個(gè)噴嘴17。在從供給泵14供給的燃料經(jīng)一個(gè)高壓燃料通道15存儲(chǔ)在一個(gè)蓄壓器16A中之后，把它分配到噴嘴17的每一個(gè)。
噴嘴17包括一個(gè)針閥18、噴嘴室19、到噴嘴室19的燃料通道20、保持器21、液壓活塞22、返程彈簧23、把高壓燃料引導(dǎo)到液壓活塞22的燃料通道24、及插入在燃料通道24中的三通電磁閥25。一個(gè)單向閥26和一個(gè)阻尼孔27也并聯(lián)地提供在燃料通道24中。返程彈簧23經(jīng)保持器21在圖下部的關(guān)閉方向上推動(dòng)針閥18。液壓活塞22與保持器22的上邊緣相接觸。
三通閥25包括一個(gè)連接到蓄壓室16A上的油口A、連接到燃料通道24上的油口B及連接到排出通道28上的油口C。當(dāng)三通閥25為斷(OFF)時(shí)，油口A和油口B連接，而油口B和油口C斷開。結(jié)果，燃料通道20和24連接，并且高壓燃料從蓄壓室16A引入到液壓活塞22和噴嘴室19的上部。因?yàn)橐簤夯钊?2的壓力接收表面面積大于針閥18的壓力接收表面面積，所以在這種狀態(tài)下，針閥18安置在閥座中，并且由此關(guān)閉噴嘴17。
在其中三通閥25為通(ON)的狀態(tài)下，油口A和油口B斷開，而油口B和油口C連接。
因此，向下推壓液壓活塞22的燃料通道24的燃料壓力經(jīng)排出通道28釋放到燃料箱11，針閥18由于在向上方向上作用在針閥18上的噴嘴室19的燃料壓力升高，并且噴嘴室19的燃料從在噴嘴17的端部處的孔噴射。如果三通閥25返回?cái)酄顟B(tài)，則蓄壓室16A的燃料壓力再次向下作用在液壓活塞22上，針閥18安置在閥座中，并且終止燃料噴射。
即燃料噴射開始計(jì)時(shí)通過(guò)三通閥25從斷到通的轉(zhuǎn)換計(jì)時(shí)調(diào)節(jié)，而燃料噴射量通過(guò)通狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間調(diào)節(jié)。因此，如果蓄壓室16A的壓力相同，則三通閥25的通時(shí)間越長(zhǎng)，燃料噴射量增大。
而且，為了調(diào)節(jié)蓄壓室16A的壓力，燃料噴射機(jī)構(gòu)10包括一個(gè)返回通道13，返回通道13把由供給泵14排出的過(guò)剩燃料返回到燃料供給通道12。返回通道13裝有一個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥31。壓力調(diào)節(jié)閥31打開和關(guān)閉返回通道13，并且通過(guò)改變到蓄壓室16A的燃料噴射量調(diào)節(jié)蓄壓室16A的壓力。
蓄壓室16A的燃料壓力等于噴嘴17的燃料噴射壓力，并且蓄壓室16的燃料壓力越高，燃料噴射比率越高。三通閥25和壓力調(diào)節(jié)閥31根據(jù)來(lái)自一個(gè)控制器41的輸入信號(hào)起作用。
燃料噴射機(jī)構(gòu)10的以上構(gòu)造是公開的，并且從pp.73-77，LecturePapers of the 13th Symposium on the Internal Combustion Engine得知。
現(xiàn)在，再次參照?qǐng)D1，在廢氣通道2中的廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器50的一個(gè)廢氣渦輪52之后，經(jīng)一個(gè)催化轉(zhuǎn)換器62排出到大氣中。催化轉(zhuǎn)換器62在柴油機(jī)1操作在貧空氣燃料比下時(shí)捕獲氧化氮(NOx)，并且在柴油機(jī)1操作在富空氣燃料比下時(shí)通過(guò)包含在廢氣中的烴類(HC)減小捕獲的NOx。
渦輪增壓器50包括廢氣渦輪52和根據(jù)廢氣渦輪52的轉(zhuǎn)動(dòng)增壓在吸氣通道3中的吸入新鮮空氣的壓縮機(jī)55。壓縮機(jī)55提供在吸氣通道3的中部，并且吸氣通道3把由壓縮機(jī)55壓縮的空氣供給到柴油機(jī)1。由一個(gè)壓力致動(dòng)器54驅(qū)動(dòng)的可變噴嘴53提供在到廢氣渦輪52的進(jìn)口處。
壓力致動(dòng)器54包括一個(gè)隔膜致動(dòng)器59，根據(jù)一個(gè)信號(hào)壓力驅(qū)動(dòng)可變噴嘴53；和一個(gè)壓力控制閥56，根據(jù)從控制器41輸入的一個(gè)信號(hào)產(chǎn)生信號(hào)壓力。
控制器41控制可變噴嘴53，以便在柴油機(jī)1的轉(zhuǎn)動(dòng)速度較低時(shí)減小噴嘴開口。結(jié)果，引到廢氣渦輪52的廢氣流動(dòng)速度增大，從而達(dá)到一個(gè)預(yù)定增壓壓力。另一方面，當(dāng)柴油機(jī)1的轉(zhuǎn)動(dòng)速度較高時(shí)，控制器41控制可變噴嘴53完全打開，以便沒有阻力地把廢氣引入到廢氣渦輪52中。
當(dāng)空氣燃料混合物在柴油機(jī)1中燃燒時(shí)，形成有害的NOx。NOx量大大地取決于燃燒溫度，并且NOx的產(chǎn)生量能通過(guò)使燃燒溫度較低抑制。柴油機(jī)1通過(guò)廢氣重新循環(huán)(EGR)減小在燃燒室中的氧濃度，并且由此實(shí)現(xiàn)低溫燃燒。為此目的，柴油機(jī)1包括一個(gè)廢氣重新循環(huán)(EGR)通道4，通道4連接廢氣渦輪52上游的廢氣通道2和吸氣通道3的一個(gè)集流器3A。EGR通道4裝有一個(gè)隔膜型廢氣重新循環(huán)(EGR)閥6，閥6響應(yīng)從一個(gè)負(fù)壓力控制閥5和一個(gè)冷卻系統(tǒng)7提供的一個(gè)控制負(fù)壓力。
負(fù)壓力控制閥5響應(yīng)從控制器41輸入的一個(gè)工作信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓力，并且由此經(jīng)EGR閥6改變廢氣重新循環(huán)的比率(EGR比率)。
例如，在低轉(zhuǎn)動(dòng)比率下，在柴油機(jī)1的低負(fù)載范圍內(nèi)，EGR比率是一個(gè)最大值百分之100，并且當(dāng)柴油機(jī)1的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和負(fù)載增大時(shí)，EGR比率減小。對(duì)于高負(fù)載，由于廢氣溫度較高，所以如果進(jìn)行較大的EGR量，則吸入空氣溫度將升高。如果吸入空氣溫度升高，則NOx將不再減小，噴射燃料的點(diǎn)火延遲變短，并且變得不可能實(shí)現(xiàn)預(yù)混合物燃燒。因此，當(dāng)柴油機(jī)1的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和負(fù)載增大時(shí)，使EGR比率分級(jí)減小。
冷卻系統(tǒng)7把部分發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水引到圍繞EGR通道4的一個(gè)水套8，并且冷卻在EGR通道4中的重新循環(huán)廢氣。水套8的一個(gè)冷卻水進(jìn)口7A裝有一個(gè)流動(dòng)控制閥9，流動(dòng)控制閥9根據(jù)來(lái)自控制器41的一個(gè)信號(hào)調(diào)節(jié)冷卻水的重新循環(huán)量。
一個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥31、三通閥25、負(fù)壓力控制閥5、壓力致動(dòng)器54及流動(dòng)控制閥9分別由來(lái)自控制器41的信號(hào)控制?？刂破?1包括一個(gè)微型計(jì)算機(jī)，該微型計(jì)算機(jī)裝有一個(gè)中央處理單元(CPU)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)及輸入/輸出接口(I/O接口)。應(yīng)該注意，控制器41可以包括多個(gè)微型計(jì)算機(jī)。
與探測(cè)值相對(duì)應(yīng)的信號(hào)輸入到控制器41，這些信號(hào)來(lái)自一個(gè)壓力傳感器32，探測(cè)蓄壓室16A的燃料壓力；一個(gè)油門開口傳感器33，探測(cè)車輛油門踏板的開口Cl；一個(gè)曲軸角度傳感器34，探測(cè)柴油機(jī)1的轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne和曲軸角度；一個(gè)缸辨別傳感器35，辨別柴油機(jī)1的缸；一個(gè)水溫傳感器36，探測(cè)柴油機(jī)1的冷卻水溫度Tw；一個(gè)吸入空氣溫度傳感器37，探測(cè)柴油機(jī)1的吸入空氣溫度Ta，一個(gè)大氣壓力傳感器38，探測(cè)大氣壓力Pa；及一個(gè)空氣流量計(jì)39，探測(cè)壓縮機(jī)55上游的吸氣通道3的吸入新鮮空氣流量。大氣壓力傳感器38和空氣流量計(jì)39安裝在吸氣節(jié)流閥60上游的吸氣通道3中。
根據(jù)柴油機(jī)1的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和油門開口，控制器41計(jì)算噴嘴17的一個(gè)目標(biāo)燃料噴射量和蓄壓室16A的目標(biāo)壓力。蓄壓室16A的燃料壓力通過(guò)打開和關(guān)閉壓力調(diào)節(jié)閥31反饋控制，從而由壓力傳感器32探測(cè)的蓄壓室16A的實(shí)際壓力與目標(biāo)壓力一致。
控制器41根據(jù)計(jì)算目標(biāo)燃料噴射量、和響應(yīng)柴油機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)的一個(gè)燃料噴射開始計(jì)時(shí)，通過(guò)到三通閥25的通的轉(zhuǎn)換計(jì)時(shí)，控制三通閥25的通時(shí)間。例如，當(dāng)柴油機(jī)1在高EGR比率下的低轉(zhuǎn)動(dòng)速度、低負(fù)載狀態(tài)下時(shí)，燃料噴射開始計(jì)時(shí)靠近活塞的頂部死中心(TDC)延遲，從而噴射燃料的點(diǎn)火延遲較長(zhǎng)。由于這種延遲，降低在點(diǎn)火時(shí)的燃燒室溫度，并且通過(guò)增大預(yù)混合物燃燒比抑制歸因于高EGR比率的煙的產(chǎn)生。另一方面，當(dāng)柴油機(jī)1的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和負(fù)載增大時(shí)，噴射開始計(jì)時(shí)提前。這歸因于如下原因。明確地說(shuō)，即使點(diǎn)火延遲時(shí)段是恒定的，通過(guò)轉(zhuǎn)換點(diǎn)火延遲時(shí)段得到的點(diǎn)火延遲曲軸角度也與發(fā)動(dòng)機(jī)速度增大成正比的增大。因此，為了在預(yù)定曲軸角度處點(diǎn)燃噴射的燃料，噴射開始計(jì)時(shí)需要在高轉(zhuǎn)動(dòng)速度下提前。
控制器41控制柴油機(jī)1的新鮮空氣量和EGR量。新鮮空氣量經(jīng)通過(guò)可變噴嘴53的渦輪增壓器50的增壓壓力控制，而EGR量經(jīng)EGR閥6控制。
然而，增壓壓力和EGR量彼此影響，并且如果EGR量改變，則可能必須改變可變噴嘴53的開口。
因?yàn)楫?dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)1在過(guò)渡狀態(tài)下時(shí)，增壓壓力控制精度和EGR量控制精度都下降，所以變得難以控制正在彼此影響的這些參數(shù)。
因而，控制器41根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)計(jì)算一個(gè)目標(biāo)吸入新鮮空氣量tQac，并且根據(jù)該目標(biāo)吸入新鮮空氣量tQac、和在柴油機(jī)1的吸氣閥位置中每個(gè)缸的EGR量Qec、或在柴油機(jī)1的吸氣閥位置中的EGR比率Megrd，設(shè)置渦輪增壓器50的可變噴嘴53的一個(gè)目標(biāo)開口比率Rvnt。
當(dāng)渦輪增壓器50根據(jù)柴油機(jī)1的加速增大吸入空氣量時(shí)，有一個(gè)其中廢氣量增加增大增壓效率的廢氣量區(qū)域、和一個(gè)其中廢氣量增加減小增壓效率的廢氣量區(qū)域。
在其中廢氣量增加增大增壓效率的廢氣量區(qū)域中，控制器41把校正從可變噴嘴53開口比率變化到新鮮空氣量變化的氣體流動(dòng)標(biāo)志的提前處理，應(yīng)用于目標(biāo)開口比率Rvnt。在其中廢氣量增加減小增壓效率的廢氣量區(qū)域中，控制器41相反地延遲處理應(yīng)用于目標(biāo)開口比率Rvnt。
控制器41進(jìn)一步把用來(lái)補(bǔ)償壓力致動(dòng)器54的響應(yīng)延遲的不同提前處理應(yīng)用于通過(guò)該提前處理或延遲處理得到的處理值。
參照流程圖將描述由控制器41進(jìn)行的以上控制。圖3、圖4和圖7-13從日本專利局在1998年公布的Tokkai Hei 10-288071得知。
首先將描述用來(lái)計(jì)算用于增壓壓力和EGR量的控制的共用參數(shù)的例行程序。共用參數(shù)是一個(gè)燃料噴射機(jī)構(gòu)10的一個(gè)目標(biāo)燃料噴射量Qsol、EGR閥6的一個(gè)目標(biāo)EGR比率Megr、一個(gè)時(shí)間常數(shù)相反值Kkin、一個(gè)真實(shí)EGR比率Megrd、一個(gè)缸吸入新鮮空氣量Qac、吸氣通道的一個(gè)吸入新鮮空氣流量Qas0、真實(shí)EGR量Qec及目標(biāo)吸入新鮮空氣量tQac。
時(shí)間常數(shù)相反值Kkin是一個(gè)代表歸因于插入在EGR閥6與柴油機(jī)1的吸氣閥之間的一個(gè)集流器3A的EGR控制延遲的值。真實(shí)EGR比率Megrd表示通過(guò)柴油機(jī)1的吸氣閥的吸入空氣的EGR比率。真實(shí)EGR比率Megrd隨相對(duì)于目標(biāo)EGR速度Megr的第一理級(jí)延遲變化。這些參數(shù)的計(jì)算獨(dú)立于增壓壓力控制例行程序、和EGR量控制例行程序進(jìn)行。
首先，參照?qǐng)D3，將描述用來(lái)計(jì)算目標(biāo)燃料噴射量Qsol的例行程序。該例行程序與由曲軸角度傳感器34對(duì)于每個(gè)缸的燃料循環(huán)的每個(gè)基準(zhǔn)位置輸出的一個(gè)REF信號(hào)同步地進(jìn)行。在四沖程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，對(duì)于一個(gè)四缸發(fā)動(dòng)機(jī)每180度、而對(duì)于一個(gè)六缸發(fā)動(dòng)機(jī)每120度，輸出REF信號(hào)。
首先，在步驟S1，讀發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne，并且在步驟S2，讀油門開口Cl。
在步驟S3，通過(guò)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne和油門開口Cl查閱表示在圖4中的映像圖計(jì)算一個(gè)基本燃料噴射量Mqdrv。該映像圖預(yù)先存儲(chǔ)在控制器41的存儲(chǔ)器中。
在步驟S4，通過(guò)把根據(jù)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Tw等的增大校正添加到基本燃料噴射量Mqdrv上，計(jì)算目標(biāo)燃料噴射量Qsol。
然而應(yīng)該注意，以上例行程序沒有考慮在EGR氣體中的殘余空氣量。所以，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)燃料噴射機(jī)構(gòu)10的實(shí)際燃料噴射量不必等于在以上例行程序中計(jì)算的目標(biāo)燃料噴射量Qsol，但等于以后描述的一個(gè)最終目標(biāo)燃料噴射量Qfin。
其次，參照?qǐng)D10，將描述用來(lái)計(jì)算目標(biāo)EGR比率Megr的一個(gè)例行程序。該例行程序也與REF信號(hào)同步地進(jìn)行。
控制器41首先在步驟51讀發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne、目標(biāo)燃料噴射量Qsol及發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫Tw。
在步驟S52，參照?qǐng)D12中表示的映像圖，由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne和目標(biāo)燃料噴射量Qsol計(jì)算基本目標(biāo)EGR比率Megrb。該映像圖預(yù)先存儲(chǔ)在控制器41的存儲(chǔ)器中。在該映像圖中，在其中發(fā)動(dòng)機(jī)操作頻率較高的一個(gè)區(qū)域中把基本目標(biāo)EGR比率Megrb設(shè)置得較大。該區(qū)域與一個(gè)其中轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne和負(fù)載都較小的區(qū)域相對(duì)應(yīng)。在該映像圖中，負(fù)載由目標(biāo)燃料噴射量Qsol代表。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出較高時(shí)，煙往往會(huì)產(chǎn)生，所以在這樣一種區(qū)域中，把基本目標(biāo)EGR比率Megrb設(shè)置為具有較小值。
在步驟53，參照?qǐng)D13中表示的映像圖，由冷卻水溫Tw計(jì)算基本目標(biāo)EGR比率Megrb的一個(gè)水溫校正系數(shù)Kegr_Tw。該映像圖也預(yù)先存儲(chǔ)在控制器41的存儲(chǔ)器中。
在步驟54中，通過(guò)如下公式(1)由基本目標(biāo)EGR比率Megrb和水溫校正系數(shù)Kegr_Tw計(jì)算目標(biāo)EGR比率Megr。
Megr＝Megrb·Kegr_tw (1)在步驟S55，執(zhí)行表示在圖13中確定柴油機(jī)1是否在完全燃燒狀態(tài)下的子例行程序。
描述該子例行程序，首先在步驟S61，讀發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne，并且在步驟S62，比較發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne和與一個(gè)完全燃燒轉(zhuǎn)動(dòng)速度相對(duì)應(yīng)的一個(gè)完全燃燒確定限制電平NRPMK。
把限制電平NRPMK設(shè)置到例如400rpm。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne超過(guò)限制電平NRPMK時(shí)，例行程序轉(zhuǎn)到步驟S63。
這里，把一個(gè)計(jì)數(shù)值Tmrkb與一個(gè)預(yù)定時(shí)間TMRKBP相比較，并且當(dāng)計(jì)數(shù)值Tmrkb大于預(yù)定時(shí)間TMRKBP時(shí)，一個(gè)完全燃燒標(biāo)志在步驟S64轉(zhuǎn)為ON，并且終止子例行程序。
當(dāng)在步驟S62發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne在限制電平NRPMK以下時(shí)，例行程序轉(zhuǎn)到步驟S66。這里，把計(jì)數(shù)值Tmrkb清除到零，完全燃燒標(biāo)志在下個(gè)步驟S67轉(zhuǎn)為OFF，并且終止子例行程序。
當(dāng)在步驟S63計(jì)數(shù)值Tmrkb在預(yù)定時(shí)間TMRKBP以下時(shí)，在步驟S65增大計(jì)數(shù)值Tmrkb，并且終止子例行程序。
在該子例行程序中，即使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne超過(guò)限制電平NRPMK，完全燃燒標(biāo)志也不會(huì)立即轉(zhuǎn)為ON，而是在該狀態(tài)已經(jīng)持續(xù)預(yù)定時(shí)間TMRKBP之后，完全燃燒標(biāo)志才變?yōu)镺N。
再參照?qǐng)D10，在執(zhí)行圖13的子例行程序之后，控制器41在步驟S56確定完全燃燒標(biāo)志。當(dāng)完全燃燒標(biāo)志是ON時(shí)，終止圖10的例行程序。當(dāng)完全燃燒標(biāo)志是OFF時(shí)，在步驟S57把目標(biāo)EGR比率Megr重新設(shè)置到零，并且終止圖10的例行程序。
其次，參照?qǐng)D14和15，現(xiàn)在將描述用來(lái)計(jì)算時(shí)間常數(shù)相反值Kkin和真實(shí)EGR比率Megrd的例行程序。真實(shí)EGR比率Megrd隨相對(duì)于目標(biāo)EGR比率Megr的第一量級(jí)延遲變化。因?yàn)闀r(shí)間常數(shù)相反值Kkin和真實(shí)EGR比率Megrd的計(jì)算是相關(guān)的，所以把他們一起描述。
圖15表示用來(lái)計(jì)算時(shí)間常數(shù)相反值Kkin的例行程序。該例行程序與REF信號(hào)同步地進(jìn)行。
控制器41在步驟S101讀發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne、目標(biāo)燃料噴射量Qsol及真實(shí)EGR比率的緊前面的值Megrdn-1(％)。緊前面的值Megrdn-1是一個(gè)在當(dāng)執(zhí)行例行程序的緊前面時(shí)刻計(jì)算的Megrd的一個(gè)值。
在步驟S102，由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne和目標(biāo)燃料噴射量Qsol通過(guò)查閱以前存儲(chǔ)在控制器41的存儲(chǔ)器中表示在圖16中的映像圖計(jì)算一個(gè)體積效率等效基本值Kinb。
在步驟S103，由如下公式(2)計(jì)算一個(gè)體積效率等效基本值Kin。當(dāng)進(jìn)行EGR時(shí)，在吸入空氣中的新鮮空氣的比例下降，并且體積效率減小。這種減小通過(guò)體積效率等效基本值Kinb反映在體積效率等效基本值Kin的計(jì)算中。Kin=Kinb·11+Megrdn-1100........(2)]]>在步驟S104，通過(guò)把體積效率等效基本值Kin乘以一個(gè)常數(shù)KVOL計(jì)算與集流器3A的容量相對(duì)應(yīng)的時(shí)間常數(shù)相反值Kkin。
常數(shù)KVOL由如下公式(3)表示。
KVOL＝(VE/NC)/VM(3)其中，VE＝柴油機(jī)1的行程，NC＝柴油機(jī)1的缸數(shù)，及VM＝從集流器3A到吸氣閥的通道的容量。
圖14表示用來(lái)計(jì)算真實(shí)EGR比率Megrd的例行程序。該例行程序在以十毫秒的間隔執(zhí)行。
控制器41首先在步驟S91讀目標(biāo)EGR比率Megr。
在以下步驟S92，讀時(shí)間常數(shù)相反值Kkin。計(jì)算時(shí)間常數(shù)相反值Kkin的圖15的例行程序與REF信號(hào)同步的進(jìn)行，并且計(jì)算真實(shí)EGR比率Megrd的該例行程序以十毫秒的間隔執(zhí)行。因此，這里讀的時(shí)間常數(shù)相反值Kkin是緊在執(zhí)行圖14的例行程序之前由圖15的例行程序計(jì)算的時(shí)間常數(shù)相反值Kkin。同樣，由圖15的例行程序讀的真實(shí)EGR比率的緊前面值Megrdn-1是正好在執(zhí)行圖15的例行程序之前由圖14的例行程序計(jì)算的真實(shí)EGR比率。
在步驟S93，由如下公式(4)使用目標(biāo)EGR比率Megr、緊前面的值Megrdn-1和時(shí)間常數(shù)相反值Kkin計(jì)算真實(shí)EGR比率Megrd。
Megrd＝Megr·Kkin·Ne·Ke2#+Megrdn-1·(1-Kkin·Ne·KE2#)(4)其中，KE2#＝常數(shù)。
在該公式中，Ne·KE2#是一個(gè)把每個(gè)缸每個(gè)吸氣行程的EGR比率轉(zhuǎn)換成每單元時(shí)間的EGR比率的值。
其次，參照?qǐng)D7，描述一個(gè)用來(lái)計(jì)算缸吸入新鮮空氣量Qac的例行程序。該例行程序與REF信號(hào)同步地進(jìn)行。缸吸入新鮮空氣量Qac表示在柴油機(jī)1的一個(gè)缸的吸氣閥位置中的吸入新鮮空氣量。由空氣流量計(jì)39探測(cè)的吸氣通道3的新鮮空氣流量Qas0計(jì)算缸吸入新鮮空氣量Qac，但因?yàn)榭諝饬髁坑?jì)39位于壓縮機(jī)55的上游，所以考慮到直到已經(jīng)通過(guò)空氣流量計(jì)39的空氣經(jīng)集流器3A進(jìn)入缸的時(shí)間，計(jì)算缸吸入新鮮空氣量Qac。
首先，在步驟S31，控制器41讀發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne和吸氣通道3的新鮮空氣流量Qas0。
在步驟S32，吸入新鮮空氣流量Qas0由如下公式(5)轉(zhuǎn)換成每缸的一個(gè)吸入新鮮空氣流量Qac0。Qac0=Qas0Ne·KCON#...........(5)]]>其中，KCON#＝常數(shù)。
常數(shù)KCON#是一個(gè)用來(lái)把吸氣通道3的吸入新鮮空氣流量Qas0轉(zhuǎn)換成每缸的吸入新鮮空氣流量Qac0的常數(shù)。在四缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，兩個(gè)缸在每轉(zhuǎn)中進(jìn)行空氣吸入，所以常數(shù)KCON#是30。在六缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，三個(gè)缸在每轉(zhuǎn)中進(jìn)行空氣吸入，所以常數(shù)KCON#是20。
需要相當(dāng)?shù)臅r(shí)間，直到已經(jīng)通過(guò)空氣流量計(jì)39的空氣實(shí)際進(jìn)入缸中。為了校正該時(shí)間差，控制器41進(jìn)行步驟S33、S34的處理。
在步驟S33，考慮到從空氣流量計(jì)39到集流器3A的進(jìn)口需要的時(shí)間，把是執(zhí)行例行程序L次以前是EGR流動(dòng)速度反饋校正系數(shù)的Qac0的一個(gè)值Qac0n-1，設(shè)置為在集流器3A的進(jìn)口處每缸的吸入新鮮空氣流量Qacn。L的值試驗(yàn)地確定。
在步驟S34，考慮到從集流器3A到柴油機(jī)1每個(gè)缸的吸氣閥的時(shí)間差，由第一量級(jí)延遲的公式(6)計(jì)算缸吸入新鮮空氣流量Qac。
Qac＝Qacn-1·(1-Kkin)+Qacn·Kkin (6)其中，Kkin＝時(shí)間常數(shù)相反值，及Qacn-1＝執(zhí)行例行程序的緊前面時(shí)刻計(jì)算的Qac。
從空氣流量計(jì)39輸入到控制器41的信號(hào)是一個(gè)模擬電壓信號(hào)Us，并且控制器41通過(guò)執(zhí)行圖8中表示的例行程序把模擬電壓信號(hào)Us轉(zhuǎn)換成吸氣通道3的吸入新鮮空氣流量Qas0。該例行程序以四十毫秒的間隔執(zhí)行。
在步驟S41，控制器41讀模擬電壓信號(hào)Us，并且在步驟S42，通過(guò)查閱表示在圖9中的映像圖把它轉(zhuǎn)換成一個(gè)流量Qas0_d。該映像圖預(yù)先存儲(chǔ)在控制器41的存儲(chǔ)器中。
另外，在步驟S43，對(duì)流量Qas0_d進(jìn)行加權(quán)平均處理，并且把得到的值看作吸氣通道3的吸入新鮮空氣流量Qas0。
其次，參照?qǐng)D21，將描述一個(gè)用來(lái)計(jì)算真實(shí)EGR量Qec的例行程序。真實(shí)EGR量Qec與在吸氣閥位置中每個(gè)缸的一個(gè)EGR量相對(duì)應(yīng)。該例行程序以十毫秒的間隔執(zhí)行。
首先在步驟S121，控制器41讀在集流器3A的進(jìn)口處每缸的吸入新鮮空氣流量Qacn、目標(biāo)EGR比率Megr、及與集流器容量相對(duì)應(yīng)的時(shí)間常數(shù)相反值Kkin。對(duì)于在集流器3A的進(jìn)口處每缸的吸入新鮮空氣流量Qacn，使用由圖7的例行程序計(jì)算的一個(gè)值，而對(duì)于時(shí)間常數(shù)相反值Kkin，使用由圖15的例行程序計(jì)算的一個(gè)值。
在下個(gè)步驟S122，由如下公式(7)計(jì)算在集流器3A的進(jìn)口處每缸的EGR量Qec0。
Qec0＝Qacn·Mger(7)在下個(gè)步驟S123，由如下公式(8)計(jì)算真實(shí)EGR量Qec，并且終止例行程序。
Qec＝Qec0·Kkin·Ne·KE#+Qecn-1·(1-Kkin·Ne·KE#)(8)其中，Qecn-1＝在執(zhí)行例行程序的緊前面時(shí)刻計(jì)算的Qec。
在吸氣閥位置中每缸的EGR量Qec等效于柴油機(jī)1每缸的真實(shí)EGR量Qec。在如下描述中，在吸氣閥位置中每缸的EGR量Qec為了簡(jiǎn)單起見稱作真實(shí)EGR量。
真實(shí)EGR量Qec、目標(biāo)吸入新鮮空氣流量tQac、缸吸入新鮮空氣流量Qac及目標(biāo)EGR量Tqek都是流量，但他們通常稱作在普通用途中的量，這在如下描述中也是這樣。
圖17表示一個(gè)用來(lái)計(jì)算目標(biāo)吸入新鮮空氣流量tQac的例行程序。該例行程序以十毫秒的間隔執(zhí)行。目標(biāo)吸入新鮮空氣流量tQac與在集流器3A處的目標(biāo)新鮮空氣量相對(duì)應(yīng)。
首先在步驟S111，控制單元41讀發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne、目標(biāo)燃料噴射量Qsol及真實(shí)EGR比率Megrd。
在步驟S112，把真實(shí)EGR比率Megrd與一個(gè)預(yù)定值MEGRLV#相比較。預(yù)定值MEGRLV#是一個(gè)用來(lái)確定是否實(shí)際進(jìn)行廢氣重新循環(huán)的值，并且設(shè)置到例如0.5％。
在步驟S112，當(dāng)Megrd＞MEGRLV#時(shí)，例行程序轉(zhuǎn)到步驟S113。另一方面，如果Megrd≤MEGRLV#，則例行程序轉(zhuǎn)到步驟S116。為了處理與其中不進(jìn)行廢氣重新循環(huán)的情形相同的非常小廢氣重新循環(huán)的情形，不把預(yù)定值MEGRLV#設(shè)置到零。
在步驟S113，由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne和真實(shí)EGR比率Megrd通過(guò)查閱表示在圖18中的映像圖計(jì)算一個(gè)目標(biāo)吸入新鮮空氣量基本值tQacb。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne恒定時(shí)，真實(shí)EGR比率Megrd越大，該映像圖給出的目標(biāo)吸入新鮮空氣量基本值tQach越大。該映像圖預(yù)先存儲(chǔ)在控制單元41的存儲(chǔ)器中。
其次，在步驟S114，由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne和目標(biāo)燃料噴射量Qsol通過(guò)查閱表示在圖19中的映像圖計(jì)算目標(biāo)吸入新鮮空氣量的一個(gè)校正系數(shù)ktQac。校正系數(shù)ktQac是一個(gè)用來(lái)根據(jù)車輛的運(yùn)行條件設(shè)置目標(biāo)吸入新鮮空氣量的系數(shù)。
在步驟S115，通過(guò)把目標(biāo)吸入新鮮空氣量基本值tQacb乘以校正系數(shù)ktQac計(jì)算目標(biāo)吸入新鮮空氣量tQac。
另一方面，在步驟S116，由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne和目標(biāo)燃料噴射量Qsol通過(guò)查閱表示在圖20中的映像圖，計(jì)算在沒有進(jìn)行廢氣重新循環(huán)時(shí)的目標(biāo)吸入新鮮空氣量tQac。
在以這種方式計(jì)算目標(biāo)吸入新鮮空氣量tQac之后，終止例行程序。
根據(jù)這些共用參數(shù)目標(biāo)燃料噴射量Qsol、時(shí)間常數(shù)相反值Kkin、目標(biāo)EGR比率Megr、真實(shí)EGR比率Megrd、缸吸入新鮮空氣量Qac、真實(shí)EGR量Qec及目標(biāo)吸入新鮮空氣量tQac，進(jìn)行通過(guò)控制器41的EGR閥6的EGR量的控制以及渦輪增壓器50的增壓壓力的控制。
通過(guò)把EGR閥6的一個(gè)開口面積控制成等于一個(gè)目標(biāo)開口面積Aev，進(jìn)行EGR量的控制。
其次，參照?qǐng)D37將描述用來(lái)計(jì)算用于該控制的EGR閥6的目標(biāo)開口面積Aev的例行程序。該例行程序與REF信號(hào)同步地進(jìn)行。
首先，控制器41在步驟S231讀在EGR閥6的位置中每缸的一個(gè)目標(biāo)EGR量Tqec、一個(gè)EGR量反饋校正系數(shù)Kqac00及EGR閥流動(dòng)速度Cqe。
這些值由獨(dú)立的例行程序計(jì)算。
在EGR閥6的位置中每缸的目標(biāo)EGR量Tqec由圖6中表示的例行程序計(jì)算。EGR量反饋校正系數(shù)Kqac00由圖22中表示的獨(dú)立例行程序、和圖26中表示的子例行程序計(jì)算。EGR閥流動(dòng)速度Cqe由圖35中表示的例行程序計(jì)算。
首先描述這些例行程序。
參照?qǐng)D6，首先在步驟21，控制器41讀在集流器3A的進(jìn)口處的吸入新鮮空氣量Qac。在集流器3A的進(jìn)口處每缸的吸入新鮮空氣量Qacn是一個(gè)由圖7的步驟S33計(jì)算的值。
其次，在步驟S22，讀目標(biāo)EGR比率Megr。目標(biāo)EGR比率Megr是一個(gè)由圖10的例行程序計(jì)算的值。
其次，在步驟S23，由公式(9)計(jì)算一個(gè)要求EGR量Mqec。
Mqec＝Qacn·Megr (9)在下個(gè)步驟S24，對(duì)于要求EGR量Mqec由如下公式(10)使用由圖15的例行程序計(jì)算的一個(gè)時(shí)間常數(shù)相反值Kkin進(jìn)行延遲處理，并且這轉(zhuǎn)換成與在柴油機(jī)1的吸氣閥位置中每缸的要求EGR量相對(duì)應(yīng)的一個(gè)中間值。
Rqec＝Mqec·Kkin+Rqecn-1·(1-Kkin) (10)其中Rqecn-1＝在進(jìn)行例行程序的緊前面時(shí)刻計(jì)算的Rqec。
在下個(gè)步驟S25，提前處理由如下公式(11)使用中間值Rqec和要求EGR量Mqec進(jìn)行，以計(jì)算在EGR閥6的位置中每缸的一個(gè)目標(biāo)EGR量Tqec。
Tqec＝GKQEC·Mqec-(GKQEC-1)·Rqecn-1(11)
圖22表示用來(lái)計(jì)算EGR量反饋校正系數(shù)Kqac00、一個(gè)EGR流動(dòng)速度反饋校正系數(shù)Kqac0、及一個(gè)EGR流動(dòng)速度學(xué)習(xí)校正系數(shù)Kqac的例行程序。
該例行程序與REF信號(hào)同步地進(jìn)行。
在圖37的步驟S231讀的EGR量反饋校正系數(shù)Kqac00由該例行程序計(jì)算。
首先，在步驟S131，控制器41首先讀目標(biāo)吸入新鮮空氣量tQac、缸吸入新鮮空氣量Qac、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne及目標(biāo)燃料噴射量Qsol。
在步驟S132，使用如下公式(12)由目標(biāo)吸入新鮮空氣量tQac和由圖15的例行程序計(jì)算的時(shí)間常數(shù)相反值Kkin，計(jì)算目標(biāo)吸入新鮮空氣量tQac的一個(gè)延遲處理值tQacd。延遲處理值tQacd與在柴油機(jī)1的吸氣閥位置中的目標(biāo)吸入新鮮空氣量相對(duì)應(yīng)。
tQacd＝tQac·Kkin·KQA#+tQacdn-1·(1-Kkin·KQA#) (12)其中，KQA#＝常數(shù)，及tQacdn-1＝在當(dāng)執(zhí)行例行程序時(shí)的緊前面時(shí)刻計(jì)算的tQacd。
在下個(gè)步驟133，讀與EGR閥的控制有關(guān)的一個(gè)反饋控制允許標(biāo)志fefb、一個(gè)學(xué)習(xí)允許標(biāo)志felrn及一個(gè)學(xué)習(xí)值反映允許標(biāo)志felrn2。
這些標(biāo)志分另由表示在圖23、圖24和圖25中的獨(dú)立例行程序設(shè)置。
圖23表示用來(lái)設(shè)置反饋控制允許標(biāo)志fefb的例行程序。該例行程序以十毫秒的間隔執(zhí)行。
參照?qǐng)D23，首先在步驟S151，控制器41讀發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne、目標(biāo)燃料噴射量Qsol、真實(shí)EGR比率Megrd及水溫Tw。
在以后步驟S152-S155，確定EGR量反饋控制條件。
在步驟S152，確定真實(shí)EGR比率Megrd是否超過(guò)一個(gè)預(yù)定值MEGRFB#。預(yù)定值MEGRFB#是一個(gè)用來(lái)檢查實(shí)際進(jìn)行廢氣重新循環(huán)的值。在步驟S153，確定冷卻水溫度Tw是否超過(guò)一個(gè)預(yù)定值TwFBL#。把預(yù)定值TwFBL#設(shè)置到30℃。在步驟S154，確定目標(biāo)燃料噴射量Qsol是否超過(guò)一個(gè)預(yù)定值QSOLFBL#。
預(yù)定值QSOLFBL#是一個(gè)用來(lái)檢查柴油機(jī)1是否在燃料切斷狀態(tài)下的值。在步驟S155，確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne是否超過(guò)一個(gè)預(yù)定值NeFBL#。預(yù)定值NeFBL#是一個(gè)用來(lái)檢查車輛是否在其中柴油機(jī)1停止轉(zhuǎn)動(dòng)的低速區(qū)域中的值。
當(dāng)滿足步驟S152-S155的所有條件時(shí)，例行程序轉(zhuǎn)到步驟S156，并且增大一個(gè)計(jì)時(shí)器值Ctrfb。
在下面的步驟S158，確定計(jì)時(shí)器值Ctrfb是否大于一個(gè)預(yù)定值TMFBL#。把預(yù)定值TMFBL#設(shè)置到例如一個(gè)小于一秒的值。當(dāng)該確定結(jié)果是肯定的時(shí)，例行程序在步驟S159把反饋控制允許標(biāo)志fefb設(shè)置到一，并且終止例行程序。
另一方面，如果不滿足步驟S152-S155的條件的任一個(gè)，則在步驟S157，例行程序重新把計(jì)時(shí)器值Ctrfb設(shè)置到零，并且轉(zhuǎn)到下面步驟S160。
當(dāng)步驟S158的確定是否定的時(shí)，例行程序也轉(zhuǎn)到步驟S160。
在步驟S160，把反饋控制允許標(biāo)志fefb設(shè)置到零，并且終止例行程序。
根據(jù)該例行程序，僅當(dāng)滿足步驟S152-S155的所有條件時(shí)，才把反饋控制允許標(biāo)志fefb設(shè)置到一，繼續(xù)一個(gè)超過(guò)預(yù)定值TMFBL#的時(shí)間，并且在其它情況下，把反饋控制允許標(biāo)志fefb設(shè)置到零。
圖24表示用來(lái)設(shè)置學(xué)習(xí)值反映允許標(biāo)志felrn2的例行程序。該例行程序也以十毫秒的間隔執(zhí)行。
參照?qǐng)D24，首先在步驟S161，控制器41讀發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne、目標(biāo)燃料噴射量Qsol、真實(shí)EGR比率Megrd及冷卻水溫度Tw。
在以后步驟S162-S165，確定EGR量學(xué)習(xí)值反映條件。
在步驟S162，確定真實(shí)EGR比率Megrd是否超過(guò)一個(gè)預(yù)定值MEGRLN2#。預(yù)定值MEGRLN2#是一個(gè)用來(lái)檢查實(shí)際進(jìn)行廢氣重新循環(huán)的值。在步驟S163，確定冷卻水溫度Tw是否超過(guò)一個(gè)預(yù)定值TwLNL2#。把預(yù)定值TwLNL2#設(shè)置到20℃。在步驟S164，確定目標(biāo)燃料噴射量Qsol是否超過(guò)一個(gè)預(yù)定值QSOLLNL2#。預(yù)定值QSOLLNL2#是一個(gè)用來(lái)檢查柴油機(jī)1是否在燃料切斷狀態(tài)下的值。在步驟S165，確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne是否超過(guò)一個(gè)預(yù)定值NeLNL2#。預(yù)定值NeLNL2#是一個(gè)用來(lái)檢查車輛是否在其中柴油機(jī)1停止轉(zhuǎn)動(dòng)的低速區(qū)域中的值。
僅當(dāng)滿足步驟S162-S165的所有條件時(shí)，例行程序轉(zhuǎn)到步驟S166，并且增大一個(gè)計(jì)時(shí)器值Ctrln2。
在下面的步驟S168，確定計(jì)時(shí)器值Ctrln2是否大于一個(gè)預(yù)定值TMLN2#。把預(yù)定值TMLN2#設(shè)置到0.5。當(dāng)該確定結(jié)果是肯定的時(shí)，例行程序在步驟S169把學(xué)習(xí)值反映允許標(biāo)志felrn2設(shè)置到一，并且終止例行程序。
另一方面，如果不滿足步驟S162-S165的條件的任一個(gè)，則在步驟S167，例行程序重新把計(jì)時(shí)器值Ctrln2設(shè)置到零，并且轉(zhuǎn)到下面步驟S170。當(dāng)步驟S168的確定是否定的時(shí)，例行程序也轉(zhuǎn)到步驟S170。
在步驟S170，把學(xué)習(xí)值反映允許標(biāo)志felrn2設(shè)置到零，并且終止例行程序。
圖25表示用來(lái)設(shè)置學(xué)習(xí)允許標(biāo)志felrn的例行程序。該例行程序也以十毫秒的間隔執(zhí)行。
參照?qǐng)D25，首先在步驟S171，控制器41讀發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne、目標(biāo)燃料噴射量Qsol、真實(shí)EGR比率Megrd及水溫Tw。
在以后步驟S172-S175，確定EGR量學(xué)習(xí)允許條件。
在步驟S172，確定真實(shí)EGR比率Megrd是否超過(guò)一個(gè)預(yù)定值MEGRLN#。預(yù)定值MEGRLN#是一個(gè)用來(lái)檢查實(shí)際進(jìn)行廢氣重新循環(huán)的值。在步驟S173，確定冷卻水溫度Tw是否超過(guò)一個(gè)預(yù)定值TwLNL#。把預(yù)定值TwLNL#設(shè)置到70-80℃。在步驟S174，確定目標(biāo)燃料噴射量Qsol是否超過(guò)一個(gè)預(yù)定值QSOLLNL#。預(yù)定值QSOLLNL#是一個(gè)用來(lái)檢查柴油機(jī)1是否在燃料切斷狀態(tài)下的值。在步驟S175，確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne是否超過(guò)一個(gè)預(yù)定值NeLNL#。預(yù)定值NeLNL#是一個(gè)用來(lái)檢查車輛是否在其中柴油機(jī)1停止轉(zhuǎn)動(dòng)的低速區(qū)域中的值。在步驟S176，確定反饋控制允許標(biāo)志fefb是否是一。在步驟S177，確定學(xué)習(xí)值反映允許標(biāo)志felrn2是否是一。
僅當(dāng)滿足步驟S172-S177的所有條件時(shí)，例行程序轉(zhuǎn)到步驟S178，并且增大一個(gè)計(jì)時(shí)器值Ctrln。
在下面的步驟S180，確定計(jì)時(shí)器值Ctrln是否大于一個(gè)預(yù)定值TMLN#。把預(yù)定值TMLN#設(shè)置到四秒。當(dāng)該確定結(jié)果是肯定的時(shí)，例行程序在步驟S181把學(xué)習(xí)允許標(biāo)志felrn設(shè)置到一，并且終止例行程序。另一方面，如果不滿足步驟S172-S177的條件的任一個(gè)，則在步驟S179，例行程序重新把計(jì)時(shí)器值Ctrln設(shè)置到零，并且轉(zhuǎn)到下面步驟S182。當(dāng)步驟S180的確定是否定的時(shí)，例行程序也轉(zhuǎn)到步驟S182。在步驟S182，把學(xué)習(xí)允許標(biāo)志felrn設(shè)置到零，并且終止例行程序。
再參照?qǐng)D22，在讀該反饋控制允許標(biāo)志fefb、學(xué)習(xí)值反映允許標(biāo)志felrn2及學(xué)習(xí)允許標(biāo)志felrn之后，在步驟S134，控制器41確定反饋控制允許標(biāo)志fefb是否是一。
當(dāng)反饋控制允許標(biāo)志fefb是一時(shí)，在步驟S135計(jì)算EGR量的反饋校正系數(shù)Kqac00、和在步驟S136計(jì)算EGR閥流動(dòng)速度Cqe的反饋校正系數(shù)Keac0之后，控制器轉(zhuǎn)到步驟S139。
另一方面，當(dāng)在步驟S134反饋控制允許標(biāo)志fefb不是一時(shí)，控制器41在步驟S137把EGR量的反饋校正系數(shù)Kqac00設(shè)置到一，在下面步驟S138把反饋校正系數(shù)Kqac0設(shè)置到一，并且然后轉(zhuǎn)到步驟S139。
現(xiàn)在，描述在步驟S135進(jìn)行的EGR量的反饋校正系數(shù)Kqac00的計(jì)算和在步驟S136進(jìn)行的EGR速度的反饋校正系數(shù)Kqac0的計(jì)算。
EGR量的反饋校正系數(shù)Kqac00的計(jì)算由圖26的子例行程序進(jìn)行。
參照?qǐng)D26，在步驟S191，控制器41首先讀目標(biāo)吸入新鮮空氣量的延遲處理值tQacd、缸吸入新鮮空氣量Qac、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne、目標(biāo)燃料噴射量Qsol及冷卻水溫度Tw。延遲處理值tQacd是一個(gè)在圖22的步驟S132計(jì)算的值。
在步驟S192，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne和目標(biāo)燃料噴射量Qsol，通過(guò)查閱預(yù)先存儲(chǔ)在控制器41的存儲(chǔ)器中表示在圖27中的映像圖，計(jì)算EGR流量的一個(gè)校正增益Gkfb。在下面步驟S193，根據(jù)冷卻水溫度Tw，通過(guò)查閱預(yù)先存儲(chǔ)在控制器41的存儲(chǔ)器中表示在圖28中的映像圖，計(jì)算校正增益的一個(gè)水溫校正系數(shù)Kgfbtw。
在最后步驟S194，通過(guò)如下公式(13)、使用校正增益Gkfb和水溫校正系數(shù)Kgfbtw，計(jì)算EGR量的反饋校正系數(shù)Kqac00。
Kqac00＝(tQacd/Qac-1)·Gkfb·Kgfbtw+1(13)在公式(13)右手側(cè)的第一項(xiàng)(tQacd/Qac-1)是目標(biāo)吸入新鮮空氣量延遲處理值tQacd相對(duì)于缸吸入新鮮空氣量Qac的一個(gè)誤差比值。因此，EGR量的反饋校正系數(shù)Kqac00是一個(gè)對(duì)中在一上的值。
EGR閥流動(dòng)速度的反饋校正系數(shù)Kqac0的計(jì)算由圖29中表示的子例行程序進(jìn)行。
參照?qǐng)D29，在步驟S201，控制器41首先讀延遲處理值tQacd、缸吸入新鮮空氣量Qac、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne、目標(biāo)燃料噴射量Qsol及冷卻水溫度Tw。
在步驟S202，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne和燃料噴射量Qsol，通過(guò)查閱預(yù)先存儲(chǔ)在控制器41的存儲(chǔ)器中表示在圖30中的映像圖，計(jì)算EGR閥流動(dòng)速度的一個(gè)校正增益Gkfbi。
在步驟S203，根據(jù)冷卻水溫度Tw，通過(guò)查閱預(yù)先存儲(chǔ)在控制器41的存儲(chǔ)器中表示在圖31中的映像圖，計(jì)算校正增益的一個(gè)水溫校正系數(shù)Kgfbitw。
在下面步驟S204，通過(guò)如下公式(14)、使用校正增益Gkfbi和水溫校正系數(shù)Kgfbitw，計(jì)算一個(gè)誤差比值Rqac0。
Rqac0＝(tQacd/Qac-1)·Gkfbi·kgfbitw+Rqac0n-1(14)其中Rqac0n-1＝在執(zhí)行子例行程序的緊前面時(shí)刻計(jì)算的Rqac0。
在下面步驟S205，通過(guò)把一添加到誤差比值Rqac0上，計(jì)算EGR閥流動(dòng)速度反饋校正系數(shù)Kqac0。因此，EGR閥流動(dòng)速度的反饋校正系數(shù)Kqac0是一個(gè)與誤差比值的整數(shù)成正比的值。
現(xiàn)在，再參照?qǐng)D22，在設(shè)置EGR量的反饋校正系數(shù)Kqac00和EGR閥流動(dòng)速度的反饋校正系數(shù)Kqac0之后，在步驟S139，控制器41確定學(xué)習(xí)值反映允許標(biāo)志felrn2是否是一。
當(dāng)學(xué)習(xí)值反映允許標(biāo)志felrn2是一時(shí)，即當(dāng)允許在學(xué)習(xí)值的EGR量控制中的反映時(shí)，在步驟S140，控制器41根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne和目標(biāo)燃料噴射量Qsol，通過(guò)查閱預(yù)先存儲(chǔ)在控制器41的存儲(chǔ)器中表示在圖32中的映像圖，讀誤差比值學(xué)習(xí)值Rqacn。在下個(gè)步驟S141，通過(guò)把一添加到誤差比值學(xué)習(xí)值Rqacn上計(jì)算EGR流動(dòng)速度學(xué)習(xí)校正系數(shù)Kqac。
當(dāng)學(xué)習(xí)值反映允許標(biāo)志felrn2在步驟S139不是一時(shí)，控制器41在步驟S142把EGR流動(dòng)速度學(xué)習(xí)校正系數(shù)Kqac設(shè)置到一。
在步驟S141或步驟S142的處理之后，在步驟S143，控制器41確定學(xué)習(xí)允許標(biāo)志felrn是否是一。
當(dāng)學(xué)習(xí)允許標(biāo)志felrn是一時(shí)，在步驟S144，控制器41把一從EGR流動(dòng)速度反饋校正系數(shù)Kqac0上減去以計(jì)算誤差比值的當(dāng)前值Rqacp。在下個(gè)步驟S146，使用圖33的子例行程序更新該學(xué)習(xí)值，并且終止例行程序。
當(dāng)學(xué)習(xí)允許標(biāo)志felrn不是一時(shí)，在步驟S145，控制器41把誤差比值的當(dāng)前值Rqacp重新設(shè)置到零，并且終止圖22的例行程序。
其次，將描述在步驟S146進(jìn)行的學(xué)習(xí)值的更新。
參照?qǐng)D33，在步驟S211，控制器41首先讀發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne、目標(biāo)燃料噴射量Qsol及在圖22的步驟S144計(jì)算的誤差比值Rqacp。
在步驟S212，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne和目標(biāo)燃料噴射量Qsol，通過(guò)查閱預(yù)先存儲(chǔ)在控制器41的存儲(chǔ)器中表示在圖34中的映像圖計(jì)算一個(gè)學(xué)習(xí)比率Tclrn。
在步驟S213，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne和目標(biāo)燃料噴射量Qsol，通過(guò)查閱圖32的上述映像圖計(jì)算誤差比值學(xué)習(xí)值Rqacn。
在下個(gè)步驟S214，把通過(guò)如下公式(15)進(jìn)行的加權(quán)平均處理添加到在步驟S211讀的誤差比值Rqacp上，并且進(jìn)行誤差比值學(xué)習(xí)值的更新。
Rqacn(new)＝Rqacp·Tclrn+Rqacn(old)·(1-Tclrn)(15)其中，Rqacn(新)＝要寫在映像圖上的誤差比值學(xué)習(xí)值Rqacn，Rqacp＝在步驟S211讀的誤差比值，及Rqacn(舊)＝從步驟S213的映像圖讀的誤差比值學(xué)習(xí)值Rqacn。
在下個(gè)步驟S215，使用以這種方式計(jì)算的誤差比值學(xué)習(xí)值Rqacn(新)，重寫圖32的映像圖的存儲(chǔ)值。
通過(guò)終止圖33的子例行程序，控制器41終止圖22的例行程序的處理。
其次，參照?qǐng)D35，將描述用來(lái)計(jì)算EGR閥流動(dòng)速度Cqe的例行程序。
首先，在步驟S221，控制器41讀真實(shí)EGR量Qec、真實(shí)EGR比率Megrd及缸吸入新鮮空氣量Qac。
在下個(gè)步驟S222，控制器41讀EGR閥流動(dòng)速度的反饋校正系數(shù)Kqac0和EGR流動(dòng)速度學(xué)習(xí)校正系數(shù)Kqac。
在下個(gè)步驟S223，由如下公式(16)計(jì)算一個(gè)校正真實(shí)EGR量Qec_hQec_h＝Qec·Kqac·Kqac0 (16)在步驟S224-227，設(shè)置當(dāng)EGR操作開始時(shí)的校正真實(shí)EGR量Qec_h的一個(gè)初始值。在步驟S224，確定校正真實(shí)EGR量Qec_h是否是零。當(dāng)Qec_h是零時(shí)，即當(dāng)沒操作EGR時(shí)，校正真實(shí)EGR量Qec_h在步驟S225由如下公式(17)設(shè)置，并且例行程序轉(zhuǎn)到步驟S226。當(dāng)在步驟S224校正真實(shí)EGR量不是零時(shí)，例行程序跳過(guò)步驟S225，并且轉(zhuǎn)到步驟S226。
Qec_h＝Qac·MEGRL#(17)其中，MEGRL#＝常數(shù)。
在步驟S226，確定真實(shí)EGR比率Megrd是否是零。當(dāng)真實(shí)EGR比率Megrd是零時(shí)，在步驟S227把真實(shí)EGR比率Megrd設(shè)置成等于常數(shù)MEGRL#，并且例行程序轉(zhuǎn)到步驟S228。當(dāng)真實(shí)EGR比率Megrd不是零時(shí)，例行程序跳過(guò)步驟S227，并且轉(zhuǎn)到步驟S228。
當(dāng)EGR閥6完全打開時(shí)，EGR閥6的EGR閥流動(dòng)速度是零，并且當(dāng)EGR操作開始時(shí)，即當(dāng)EGR閥6開始打開時(shí)，公式(16)和(17)是用來(lái)設(shè)置用于流動(dòng)速度計(jì)算的參數(shù)的初始值的公式。常數(shù)MEGRL#可以設(shè)置到例如0.5。
在EGR操作開始時(shí)EGR閥6的上游和下游的壓力差根據(jù)柴油機(jī)1的運(yùn)行條件是不同的，并且結(jié)果，在EGR操作開始時(shí)的EGR閥流動(dòng)速度也不同。在EGR閥6開始打開時(shí)EGR閥6上游和下游的壓力差，取決于缸吸入新鮮空氣量Qac。因而，在EGR操作開始時(shí)的EGR閥流動(dòng)速度的計(jì)算精度，能通過(guò)由公式(17)使Qec_h的初始值與缸吸入新鮮空氣量Qac成正比而提高。
現(xiàn)在，在步驟S228，控制器41根據(jù)校正真實(shí)EGR量Qec_h和真實(shí)EGR比率Megrd，通過(guò)查閱預(yù)先存儲(chǔ)在控制器41的存儲(chǔ)器中表示在圖36的映像圖，計(jì)算EGR閥流動(dòng)速度Cqe，并且終止例行程序。
在圖37的步驟S231，讀由以上獨(dú)立例行程序計(jì)算的在EGR閥6的位置中每缸的目標(biāo)EGR量Tqec、EGR量反饋校正系數(shù)Kqac00及EGR閥流動(dòng)速度Cqe。
在下個(gè)步驟S232，通過(guò)如下公式(18)把在EGR閥6的位置中每缸的目標(biāo)EGR量Tqec轉(zhuǎn)換成每單位時(shí)間的一個(gè)目標(biāo)EGR量Tqek。Tqek=Tqec·(NeKCON#)Kqac00.........(18)]]>其中，Kqac00＝EGR量反饋校正系數(shù)。
在步驟S233，通過(guò)如下公式(19)計(jì)算EGR閥6的目標(biāo)開口面積Aev，并且終止例行程序。Aev=TqekCqe........(19)]]>通過(guò)查詢預(yù)存儲(chǔ)在控制器41中具有表示在圖15中的內(nèi)容的映像圖，把如此得到的EGR閥6的目標(biāo)開口面積Aev變成EGR閥6的一個(gè)升高量。
控制器41向壓力控制閥56輸出一個(gè)工作控制信號(hào)，從而EGR閥6的升高量與該值一致。
另一方面，通過(guò)把一個(gè)代表一個(gè)工作值Dtyvnt的信號(hào)輸出到壓力控制閥56改變可變噴嘴53的開口比率，進(jìn)行渦輪增壓器50的增壓壓力控制。
現(xiàn)在參照?qǐng)D38描述用來(lái)計(jì)算用于這種控制的工作值Dtyvnt的例行程序。該例行程序每十毫秒執(zhí)行一次。該例行程序包括各個(gè)子例行程序。
首先，在步驟S241，控制器41執(zhí)行表示在圖39中的一個(gè)超調(diào)確定標(biāo)志設(shè)置子例行程序。
參照?qǐng)D39，在步驟S251，控制器41首先讀發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne、目標(biāo)燃料噴射量Qsol、缸吸入新鮮空氣量Qac、在k前面時(shí)刻執(zhí)行該子例行程序時(shí)的這些值Nen-k、Qsoln-k和Qacn-k、及真實(shí)EGR比率Megrd。
在步驟S252，通過(guò)如下公式(20)使用缸吸入新鮮空氣量Qac和真實(shí)EGR比率Megrd，計(jì)算柴油機(jī)1每一個(gè)沖程循環(huán)的一個(gè)缸吸入氣體量Qcyl(mg)。Qcyl=Qac·(1+Megrd100)........(20)]]>在公式(20)右手側(cè)的第二項(xiàng)Qac·Megrd/100是真實(shí)EGR量，并且通過(guò)把該真實(shí)EGR量添加到缸吸入新鮮空氣量Qac上得到的值是每個(gè)沖程循環(huán)由柴油機(jī)的一個(gè)缸吸入的氣體量。
由圖21的例行程序計(jì)算的真實(shí)EGR量Qec可以用作真實(shí)EGR量。在這種情況下，Qcyl＝Qac+Qec。
在步驟S253，每個(gè)沖程循環(huán)的真實(shí)廢氣量Qexh(mg)由如下公式(21)計(jì)算。Qexh=(Qac+Qsol·GKQFVNT#)·NeKCON#.......(21)]]>其中，GKQFVNT#＝比例因數(shù)(mg/mm3)，及KCON#＝常數(shù)。
這里，不考慮吸入空氣與廢氣的溫度差，并且認(rèn)為歸因于目標(biāo)燃料噴射量Qsol的燃料燃燒和缸吸入新鮮空氣量Qac的廢氣總和是廢氣量。
目標(biāo)燃料噴射量Qsol的單位是(mm3)，并且這通過(guò)乘以轉(zhuǎn)換因數(shù)GKQFVNT#轉(zhuǎn)換成質(zhì)量。另外，通過(guò)乘以Ne/KCON#把每個(gè)沖程循環(huán)的質(zhì)量(mg)轉(zhuǎn)換成每秒的質(zhì)量(g)。
在步驟S254，把發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne、目標(biāo)燃料噴射量Qsol、缸吸入新鮮空氣量Qac與在k時(shí)刻以前執(zhí)行例行程序時(shí)的值Nen-k、Qsoln-k和Qacn-k的差，分別計(jì)算為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度變化DNE、燃料噴射量變化量DQSOL及缸吸入新鮮空氣量變化DQAC。
在步驟S255-257，根據(jù)這些值，確定超調(diào)是否發(fā)生。
在步驟S255，確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne是否大于一個(gè)預(yù)定值KNEOB#、和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度變化DNE是否大于一個(gè)預(yù)定值KDNEOB#。
在步驟S256，確定目標(biāo)燃料噴射量Qsol是否大于一個(gè)預(yù)定值KQFOB#、和燃料噴射變化量DQSOL是否大于一個(gè)預(yù)定值KDQFOB#。
在步驟S257，確定缸吸入新鮮空氣量DQAC是否大于一個(gè)預(yù)定值KDQACOB#。
如果滿足步驟S255-S257的條件的任一個(gè)，則認(rèn)為超調(diào)發(fā)生。在這種情況下，子例行程序轉(zhuǎn)到步驟S261。
另一方面，當(dāng)步驟S255-257的所有確定結(jié)果是否定的時(shí)，子例行程序轉(zhuǎn)到步驟S258。
這里，控制器41根據(jù)在步驟S253計(jì)算的真實(shí)廢氣量Qexh，參照預(yù)存儲(chǔ)在控制器41中具有表示在圖41中的內(nèi)容的映像圖，計(jì)算一個(gè)對(duì)應(yīng)超調(diào)確定吸入氣體量TQcyl。
在圖41中，超調(diào)確定吸入氣體量TQcyl具有相對(duì)于真實(shí)廢氣量Qexh的一個(gè)基本上凸形狀圖案。
參照?qǐng)D42描述這種特性。
該圖表示真實(shí)廢氣量Qexh、壓力比值Pm/Pa及把吸氣歧管3B的壓力看作Pm、而把大氣壓力看作Pa的渦輪增壓器的有效性η。
有效性η等效于新鮮空氣量，并且有效性η越高，由柴油機(jī)1從吸氣通道3吸入的新鮮空氣量增大得越多。
當(dāng)真實(shí)廢氣量Qexh如該圖中所示增大時(shí)，有效性增大到在相同壓力比值Pm/Pa下的某一區(qū)域，但如果真實(shí)廢氣量Qexh增大得超過(guò)該區(qū)域，則有效性η將下降。
在圖41中，超調(diào)確定吸入氣體量TQcyl變到一種用來(lái)反映有效性η的上述特性的上凸類型。而且，在圖41的映像圖中，對(duì)于相同的真實(shí)廢氣量Qexh，大氣壓力越低，超調(diào)確定吸入氣體量TQcyl取值越小。
現(xiàn)在，在步驟S259，確定在步驟S252計(jì)算的柴油機(jī)1的每個(gè)沖程循環(huán)的缸吸入氣體量Qcyl(mg)是否高于超調(diào)確定吸入氣體量TQcyl。當(dāng)滿足該條件時(shí)，例行程序轉(zhuǎn)到步驟S261。
在步驟S261，把超調(diào)確定標(biāo)志FOVBT設(shè)置到一，在下面步驟S262把超調(diào)計(jì)時(shí)器TMROB設(shè)置到零，并且終止子例行程序。
另一方面，在步驟S259，當(dāng)柴油機(jī)1的每沖程循環(huán)的缸吸入氣體量Qcyl(mg)小于超調(diào)確定吸入氣體量Tqcyl時(shí)，子例行程序在步驟S260把超調(diào)確定標(biāo)志FOVBT重新設(shè)置到零，并且終止子例行程序。這里，F(xiàn)OVBT＝1表示需要超調(diào)控制，而FOVBT＝0表示沒有超調(diào)的可能性。
超調(diào)確定標(biāo)志FOVBT在以后描述的用來(lái)設(shè)置渦輪增壓器50的可變噴嘴53的目標(biāo)開口比率Rvnt的子程序中用于抑制。
參照?qǐng)D40A-40E，現(xiàn)在將描述油門開口Cl的變化和超調(diào)確定標(biāo)志FOVBT。
當(dāng)如圖40A中所示急劇壓下油門踏板時(shí)，首先，目標(biāo)燃料噴射量Qsol如圖40B中所示那樣變化，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne如圖40C中所示那樣變化，及缸吸入新鮮空氣量Qac如圖40D中那樣變化。
根據(jù)圖39的子例行程序，當(dāng)目標(biāo)燃料噴射量Qsol、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne或缸吸入新鮮空氣量Qac大大地變化時(shí)，把超調(diào)確定標(biāo)志FOVBT設(shè)置到一。
如果僅依據(jù)缸吸入新鮮空氣量Qac進(jìn)行超調(diào)的確定，則抑制操作對(duì)于超調(diào)的產(chǎn)生可能太遲，所以根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)具有較早反作用的目標(biāo)燃料噴射量Qsol和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne添加到用于超調(diào)確定的基礎(chǔ)上，防止確定的延遲。
在圖40A-40E中，一個(gè)煙限制引入在目標(biāo)燃料噴射量Qsol中。
即，當(dāng)缸吸入新鮮空氣量Qac的變化對(duì)于油門開口變化較晚時(shí)，如果使目標(biāo)燃料噴射量Qsol根據(jù)油門開口的變化迅速增大，則產(chǎn)生煙霧。
所以，把限制應(yīng)用于目標(biāo)燃料噴射量Qsol的增大量。這種限制是煙霧極限，并且由于煙霧極限，目標(biāo)燃料噴射量Qsol的增大分離成兩個(gè)階段。
現(xiàn)在，再參照?qǐng)D38，控制器41在步驟S242通過(guò)表示在圖43中的子例行程序設(shè)置一個(gè)抑制釋放標(biāo)志FCLROB。
由于如下原因引入抑制釋放標(biāo)志FCLROB。
在一個(gè)預(yù)定時(shí)間上進(jìn)行超調(diào)抑制。
在預(yù)定時(shí)間過(guò)去之后，當(dāng)在關(guān)閉方向上立即驅(qū)動(dòng)可變噴嘴53并且增大增壓壓力時(shí)，它可以產(chǎn)生超調(diào)。
所以，引入抑制釋放標(biāo)志FCLROB，并且如圖44A和44B中所示，當(dāng)超調(diào)確定標(biāo)志FOVBST從一到零變化時(shí)，抑制釋放標(biāo)志FCLROB從零變換到一。
可變噴嘴53的開口緩慢地返回在當(dāng)抑制釋放標(biāo)志FCLROB是一時(shí)的時(shí)段中發(fā)生超調(diào)抑制之前的開口。
參照?qǐng)D43將描述以上控制。
在步驟S271，控制器41確定超調(diào)計(jì)時(shí)器TMROB是否低于一個(gè)預(yù)定抑制時(shí)段TTMROB、或超調(diào)確定標(biāo)志FOVBST是否是一。
當(dāng)滿足以上條件的任一個(gè)時(shí)，認(rèn)為超調(diào)抑制控制正在進(jìn)行。
在這種情況下，在步驟S274，子例行程序繼續(xù)其中超調(diào)確定標(biāo)志FOVBST＝1的狀態(tài)，并且終止子例行程序。
當(dāng)都不滿足步驟S271的條件時(shí)，認(rèn)為超調(diào)抑制控制不是正在進(jìn)行。在這種情況下，子例行程序轉(zhuǎn)到步驟S272。
在步驟S272，把超調(diào)確定標(biāo)志FOVBST重新設(shè)置到零，并且在下面步驟S273把一個(gè)超調(diào)清除計(jì)時(shí)器TMRCLROB重新設(shè)置到零。
超調(diào)清除計(jì)時(shí)器TMRCLROB表示在超調(diào)確定標(biāo)志FOVBST從一變到零之后過(guò)去的時(shí)間。
在下面步驟S275，確定超調(diào)清除計(jì)時(shí)器TMRCLROB是否小于一個(gè)預(yù)定抑制釋放時(shí)段TTMRCLROB。
當(dāng)步驟S275的確定結(jié)果是肯定的時(shí)，子例行程序轉(zhuǎn)到步驟S277，而當(dāng)它是否定的時(shí)，子例行程序轉(zhuǎn)到步驟S276。
在步驟S277，把抑制釋放標(biāo)志FCLROB設(shè)置到一，并且終止子例行程序。
在步驟S276，把抑制釋放標(biāo)志FCLROB重新設(shè)置到零，并且終止子例行程序。
當(dāng)把抑制釋放標(biāo)志FCLROB重新設(shè)置到零時(shí)，終止超調(diào)抑制控制，并且此后進(jìn)行柴油機(jī)1的正常操作。
另一方面，緊在步驟S272把超調(diào)確定標(biāo)志FOVBST重新設(shè)置到零之后，步驟S275的確定結(jié)果必定是肯定的，并且在這時(shí)由于在步驟S277的操作抑制釋放標(biāo)志FCLROB從零變到一。
在步驟S271使用的抑制時(shí)段TTMROB由表示在圖45中的獨(dú)立例行程序計(jì)算。而且，在步驟S275使用的抑制釋放時(shí)段TTMRCLROB由表示在圖48中的獨(dú)立例行程序計(jì)算。這些獨(dú)立例行程序的每一個(gè)每十毫秒執(zhí)行一次。
首先，參照?qǐng)D45，控制器41在步驟S281由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度變化DNE和燃料噴射變化量DQSOL通過(guò)查閱表示在圖46中的映像圖計(jì)算一個(gè)抑制時(shí)段基本值TTMROB0。
在下個(gè)步驟S282，參照其內(nèi)容表示在圖47中的控制器41的預(yù)存儲(chǔ)映像圖，計(jì)算抑制時(shí)段的一個(gè)校正系數(shù)KTMROB。
根據(jù)缸吸入新鮮空氣量變化DOAC、缸吸入氣體量Qcyl、及超調(diào)確定吸入氣體量TQcyl的差，設(shè)置校正系數(shù)KTMROB。
在步驟S283，通過(guò)把抑制時(shí)段基本值TTMROB0乘以校正系數(shù)KTMROB計(jì)算抑制時(shí)段TTMROB。
通過(guò)與圖39的步驟S254相同的方法，計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度變化DNE、燃料噴射變化量DQSOL及缸吸入新鮮空氣量變化DQA。
缸吸入氣體量Qcyl通過(guò)與圖39的步驟S252相同的方法計(jì)算。
超調(diào)確定吸入氣體量TQcyl通過(guò)與圖39的步驟S258相同的方法計(jì)算。
在圖46中，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度變化DNE或缸吸入新鮮空氣量變化DQAC越大而增大抑制時(shí)段基本值TTMROB0的原因在于，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne或代表發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的目標(biāo)燃料噴射量Qsol的變化越大，超調(diào)越容易發(fā)生。
在圖47中，缸吸入新鮮空氣量變化DQAC或缸吸入氣體量Qcyl與超調(diào)確定吸入氣體量Tqcyl之差越大增大校正系數(shù)KTMROB的原因在于，因?yàn)楦孜胄迈r空氣量變化DQAC或缸吸入氣體量Qcyl與超調(diào)確定吸入氣體量TQcyl之差越大，超調(diào)越容易發(fā)生。
其次，參照?qǐng)D48，在步驟S291由大氣壓力傳感器38探測(cè)的大氣壓力Pa和其內(nèi)容表示在圖49中在控制器41中的預(yù)存儲(chǔ)映像圖，計(jì)算抑制釋放時(shí)段基本值TTMRCLR。
在圖49中，大氣壓力Pa越低增大抑制釋放時(shí)段基本值TTMRCLROB0的原因如下。
柴油機(jī)1的廢氣量越大，廢氣壓力與大氣壓力的差越大。
如果固定廢氣壓力，則大氣壓力Pa越低，廢氣量越大。渦輪增壓器50進(jìn)行的工作也變大，并且變得容易產(chǎn)生超調(diào)。
所以，大氣壓力Pa越低，增大抑制釋放時(shí)段基本值TTMRCLROB0。在其下大氣壓力Pa較低的一種典型條件是運(yùn)行在高地上。
在下個(gè)步驟S292，參照其內(nèi)容表示在圖50中的在控制器41的預(yù)存儲(chǔ)映像圖，由真實(shí)廢氣量Qexh計(jì)算抑制釋放時(shí)段校正系數(shù)KTMRCLROB。
在圖50中，當(dāng)真實(shí)廢氣量Qexh增大超過(guò)某一電平時(shí)，增大校正系數(shù)KTMRCLROB，因?yàn)樽兊萌菀讖脑撾娖疆a(chǎn)生超調(diào)。
在下個(gè)步驟S293，通過(guò)把抑制釋放時(shí)段基本值TTMRCLROB0乘以抑制釋放時(shí)段校正系數(shù)KTMRCLROB計(jì)算抑制釋放時(shí)段TTMRCLROB。
再參照?qǐng)D38，在步驟S242設(shè)置抑制釋放標(biāo)志FCLROB之后，控制器41在步驟S243使用表示在圖51中的子例行程序確定可變噴嘴53的目標(biāo)開口比率Rvnt。
可變噴嘴53的目標(biāo)開口比率是一個(gè)按百分比表示為開口橫截面積與當(dāng)可變噴嘴53完全打開時(shí)的開口橫截面積的比值的一個(gè)數(shù)值。
在完全打開狀態(tài)下，開口比率是100％，而在關(guān)閉狀態(tài)下，比例是0％。盡管開口比率用作代表可變噴嘴53的一個(gè)一般值而不顧與渦輪增壓器50的容量的關(guān)系，但當(dāng)然也有可能用開口面積替換開口比率。
與該器件一起使用的渦輪增壓器50如此建造，從而可變噴嘴53的開口比率越小，渦輪增壓壓力越高。對(duì)于一個(gè)給定廢氣量，當(dāng)可變噴嘴53完全打開時(shí)，渦輪增壓壓力最小，而當(dāng)可變噴嘴53完全關(guān)閉時(shí)，渦輪增壓壓力最大。
現(xiàn)在，參照?qǐng)D51，首先在步驟S301，控制器讀目標(biāo)吸入新鮮空氣量tQac、真實(shí)EGR量Qec、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne、目標(biāo)燃料噴射量Qsol及目標(biāo)EGR比率Megr。
在下個(gè)步驟S302，由如下公式(22)計(jì)算用來(lái)計(jì)算可變噴嘴53的目標(biāo)開口比率Rvnt的一個(gè)吸入新鮮空氣量等效值tQas0。tQas0=(tQac+Qsol·QFHAN#)·NeKCON#.....(22)]]>其中，QFGAN#＝增益，及KCON#＝常數(shù)。
在下個(gè)步驟S303，由如下公式(23)計(jì)算用來(lái)計(jì)算可變噴嘴53的目標(biāo)開口比率Rvnt的一個(gè)EGR量等效值Qes0。Qes0=(Qec+Qsol·QFGAN#)·NeKCON#........(23)]]>在公式(22)和(23)中，Ne/KCON#是一個(gè)用來(lái)把每缸的新鮮空氣量或EGR量變成每單位時(shí)間的一個(gè)值的因數(shù)。
而且，在公式(22)和(23)中，把Qsolx QFGAN#添加到目標(biāo)吸入新鮮空氣量tQac或真實(shí)EGR量Qec上，用來(lái)根據(jù)柴油機(jī)1的負(fù)載改變目標(biāo)開口比率Rvnt。
這里，認(rèn)為目標(biāo)燃料噴射量Qsol代表發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載，并且發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的影響由增益QFGAN#調(diào)節(jié)。
在如下描述中，以這種方式計(jì)算的tQas0稱作一個(gè)設(shè)置吸入新鮮空氣量等效值，并且Qes0稱作一個(gè)設(shè)置EGR量等效值。
在下個(gè)步驟S304，確定目標(biāo)EGR比率Megr是否大于一個(gè)預(yù)定值KEMRAV#。
預(yù)定值KEMRAV#是一個(gè)用來(lái)從目標(biāo)EGR比率Megr確定是否實(shí)際進(jìn)行廢氣重新循環(huán)的值。
當(dāng)目標(biāo)EGR比率Megr大于預(yù)定值KEMRAV#時(shí)，在步驟S305確定超調(diào)確定標(biāo)志FOVBST是否是一。
當(dāng)目標(biāo)EGR比率Megr小于預(yù)定值KEMRAV#時(shí)，在步驟S306確定超調(diào)確定標(biāo)志FOVBST是否是一。
當(dāng)目標(biāo)EGR比率Megr大于預(yù)定值KEMRAV#并且超調(diào)確定標(biāo)志FOVBST是一時(shí)，指示進(jìn)行廢氣重新循環(huán)并且要求超調(diào)抑制。在這種情況下，子例行程序轉(zhuǎn)到步驟S307。
在步驟S307，根據(jù)設(shè)置吸入新鮮空氣量等效值tQas0和設(shè)置EGR量等效值Qes0，通過(guò)查閱其內(nèi)容表示在圖52中預(yù)存儲(chǔ)在控制器41中的映像圖，計(jì)算可變噴嘴53的目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0。
當(dāng)目標(biāo)EGR比率Megr大于預(yù)定值KEMRAV#并且超調(diào)確定標(biāo)志FOVBST不是一時(shí)，指示進(jìn)行廢氣重新循環(huán)但不要求超調(diào)抑制。在這種情況下，子例行程序轉(zhuǎn)到步驟S308。
在步驟S308，根據(jù)設(shè)置吸入新鮮空氣量等效值tQas0和設(shè)置EGR量等效值Qes0，通過(guò)查閱其內(nèi)容表示在圖53中預(yù)存儲(chǔ)在控制器41中的映像圖，計(jì)算可變噴嘴53的目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0。
在圖52和53的映像圖中，把目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0設(shè)置成當(dāng)設(shè)置EGR量等效值Qes0增大時(shí)減小，這歸因于如下原因。
如果EGR量增大，則新鮮空氣量變得較小。空氣燃料比由于新鮮空氣量減小傾向于富側(cè)，并且柴油機(jī)1容易產(chǎn)生煙霧。為了防止煙霧，必需增大渦輪增壓器50的增壓壓力和保證新鮮空氣量。因而，當(dāng)EGR量增大時(shí)，目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0減小。
圖52和53的映像圖的特性不同，取決于是否強(qiáng)調(diào)燃料成本性能、廢氣成分或加速性能。這些特性將參照?qǐng)D59A-59C描述。
圖59A-59C表示在其中EGR比率較大的情況下和在其中它較小的情況下燃料消耗、氧化氮(Nox)、顆粒(PM)及吸入新鮮空氣量相對(duì)于可變噴嘴53的開口面積如何變化，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩保持恒定。吸入新鮮空氣量與燃料噴射量相對(duì)應(yīng)，并且燃料噴射量代表車輛的加速性能。
由這些圖，看到用來(lái)使燃料消耗最小的開口面積、用來(lái)優(yōu)化廢氣成分的開口面積及用來(lái)使加速性能最大的開口面積是不同的。
如果強(qiáng)調(diào)燃料消耗，例如，對(duì)于各種發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩計(jì)算使燃料消耗最小的可變噴嘴53的開口面積，并且根據(jù)該數(shù)據(jù)產(chǎn)生圖52、53的映像圖。
當(dāng)在步驟S304目標(biāo)EGR比率Megr小于KEMRAV#并且超調(diào)確定標(biāo)志FOVBST在步驟S306中是一時(shí)，指示沒有有效地進(jìn)行廢氣重新循環(huán)但要求超調(diào)抑制。在這種情況下，子例行程序轉(zhuǎn)到步驟S310。在步驟S310，根據(jù)設(shè)置吸入新鮮空氣量等效值tQas0和目標(biāo)燃料噴射量Qsol，參照其內(nèi)容表示在圖54中預(yù)存儲(chǔ)在控制器41中的映像圖，計(jì)算可變噴嘴53的目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0。
當(dāng)在步驟S304目標(biāo)EGR比率Megr小于KEMRAV#并且超調(diào)確定標(biāo)志FOVBST在步驟S306不是一時(shí)，指示沒有有效地進(jìn)行廢氣重新循環(huán)并且超調(diào)抑制是不必要的。在這種情況下，子例行程序轉(zhuǎn)到步驟S309。
在步驟S309，根據(jù)設(shè)置吸入新鮮空氣量等效值tQas0和目標(biāo)燃料噴射量Qsol，參照其內(nèi)容表示在圖55中預(yù)存儲(chǔ)在控制器41中的映像圖，計(jì)算可變噴嘴53的目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0。
在超調(diào)抑制期間施加的圖52和圖54的映像圖，比在正常運(yùn)行期間施加的圖53和圖55的映像圖給出一個(gè)較大的目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0。
為了抑制超調(diào)，必須減弱增壓壓力，從而Rvnt0增大以增大可變噴嘴53的開口。
在圖52、53的映像圖中，根據(jù)吸入新鮮空氣量等效值tQas0和設(shè)置EGR量等效值Qes0設(shè)置目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0，但也有可能根據(jù)目標(biāo)吸入新鮮空氣量tQac和真實(shí)EGR量Qec設(shè)置目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0。
另外，也有可能根據(jù)目標(biāo)吸入新鮮空氣量tQac和在集流器3A的進(jìn)口處每缸的EGR量Qec0，設(shè)置目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0。
在柴油機(jī)1的過(guò)渡運(yùn)行狀態(tài)下，在集流器3A進(jìn)口處的每缸的EGR量Qec0以步進(jìn)方式變化，并且有一個(gè)直到真實(shí)EGR量Qec跟上目標(biāo)值的延遲。由于等效于該延遲的EGR量的偏差，誤差產(chǎn)生在目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0中。
當(dāng)通過(guò)使用通過(guò)對(duì)在集流器3A的進(jìn)口處每缸的EGR量Qec0進(jìn)行延遲處理得到的真實(shí)EGR量Qec，設(shè)置目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0時(shí)，即使當(dāng)柴油機(jī)1處于過(guò)渡狀態(tài)下，也得到對(duì)于預(yù)選擇燃料消耗、廢氣成分及加速特性之一優(yōu)化的一個(gè)目標(biāo)吸入新鮮空氣量。
因而，在計(jì)算目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0之后，在步驟S311，確定抑制釋放標(biāo)志FCLROB是否是一。
當(dāng)抑制釋放標(biāo)志FCLROB不是一時(shí)(即當(dāng)標(biāo)志FCLROB是零時(shí))，表示當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)不在超調(diào)抑制釋放時(shí)段中。
在這種情況下，把目標(biāo)開口比率Rvnt設(shè)置成等于目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0，并且終止子例行程序。
當(dāng)抑制釋放標(biāo)志FCLROB是一時(shí)，表示當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)在抑制釋放時(shí)段中。
在這種情況下，目標(biāo)開口比率Rvnt由公式(24)設(shè)置，并且終止子例行程序。Rvnt=1TMRCLROB#·Rvnt0+(1-1TMRCLROB#)·Rvntn-1.....(24)]]>其中，TMRCLROB#＝時(shí)間常數(shù)，并且Rvntn-1＝在當(dāng)執(zhí)行子例行程序時(shí)的緊前面時(shí)刻計(jì)算的Rvnt。
因而，在抑制釋放時(shí)段期間通過(guò)用公式(24)限制可變噴嘴53的關(guān)閉比率，防止超調(diào)的產(chǎn)生。
再參照?qǐng)D38，在步驟S243確定可變噴嘴53的目標(biāo)開口比率Rvnt之后，在下個(gè)步驟S244，考慮到吸入空氣系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性使用圖60中表示的例行程序，控制器41對(duì)目標(biāo)開口比率Rvnt進(jìn)行提前處理。該例行程序以十毫秒的間隔進(jìn)行。
在把一個(gè)工作信號(hào)輸出到壓力控制閥56之后直到吸入新鮮空氣量變化的響應(yīng)延遲，包括取決于渦輪滯后和吸入空氣與廢氣的流量的氣體流動(dòng)滯后、和壓力致動(dòng)器54的響應(yīng)延遲。氣體流動(dòng)滯后的時(shí)間常數(shù)取決于柴油機(jī)1的廢氣量，但壓力致動(dòng)器54的響應(yīng)延遲的時(shí)間常數(shù)是固定的。
在這種控制器件中，通過(guò)分別計(jì)算這些延遲和在可變噴嘴53的開口比率的控制下分別補(bǔ)償每個(gè)響應(yīng)延遲，得到高控制精度。進(jìn)行步驟S244的目標(biāo)開口比率Rvnt的提前處理以便補(bǔ)償氣體流動(dòng)滯后。
分別進(jìn)行致動(dòng)器54的響應(yīng)延遲校正，并且在以后描述。
參照?qǐng)D60，控制器41在步驟S321首先讀目標(biāo)開口比率Rvnt、由圖22的例行程序計(jì)算的目標(biāo)吸入新鮮空氣量的延遲處理值tQacd、目標(biāo)燃料噴射量Qsol及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne。在下個(gè)步驟S322，柴油機(jī)1的每個(gè)沖程循環(huán)的缸廢氣量Tqexhd(mg)由如下公式(25)計(jì)算。Tqexh=(tQacd+Qsol·QFGAN#)·NeKCON#......(25)]]>其中，QFGAN#＝時(shí)間常數(shù)，并且KCON#＝常數(shù)。
公式(25)等效于一個(gè)其中在公式(22)右手側(cè)的目標(biāo)吸入新鮮空氣量tQac由目標(biāo)吸入新鮮空氣量的延遲處理值tQacd代替的公式。因此，代替設(shè)置吸入新鮮空氣流量等效值tQas0得到的柴油機(jī)1的每個(gè)沖程循環(huán)的缸廢氣量Tqexhd，在實(shí)際廢氣量的時(shí)間常數(shù)設(shè)置假定變化下變化。因此，柴油機(jī)1每個(gè)沖程循環(huán)的缸廢氣量Tqexhd稱作一個(gè)真實(shí)廢氣量等效值。
圖61A-61D表示設(shè)置吸入新鮮空氣流量等效值tQas0和真實(shí)廢氣量等效值Tqexhd在分步增大目標(biāo)燃料噴射量Qsol時(shí)的變化。由本發(fā)明者進(jìn)行的試驗(yàn)證實(shí)，相對(duì)于圖61B的目標(biāo)燃料噴射量Qsol的圖61D的真實(shí)廢氣量等效值Tqexhd的變化緊密跟隨由該圖中虛線表示的實(shí)際廢氣量的變化。
在下個(gè)步驟S323，把目標(biāo)開口比率Rvnt與一個(gè)在執(zhí)行例行程序的緊前面時(shí)刻計(jì)算的開口預(yù)計(jì)值Cavntn-1相比較。開口預(yù)計(jì)值Cavnt是目標(biāo)開口比率Rvnt的一個(gè)加權(quán)平均值。
這里，目標(biāo)開口比率Rvnt是一個(gè)以步進(jìn)方式變化的值，并且開口預(yù)計(jì)值Cavnt是一個(gè)平穩(wěn)變化的值。
因此，當(dāng)目標(biāo)開口比率Rvnt大于Cavntn-1時(shí)，表示可變噴嘴53正在打開方向上操作。當(dāng)目標(biāo)開口比率Rvnt小于Cavntn-1時(shí)，表示可變噴嘴53正在關(guān)閉方向上操作。
所以，當(dāng)目標(biāo)開口比率Rvnt大于Cavntn-1時(shí)，在步驟S324，例行程序由真實(shí)廢氣量等效值Tqexhd參照具有表示在圖62中的內(nèi)容預(yù)存儲(chǔ)在控制器41中的映像圖，計(jì)算當(dāng)可變噴嘴53在打開方向上操作時(shí)的一個(gè)提前校正增益TGKVNTO，并且把TGKVNTO設(shè)置到一個(gè)提前校正增益。
在下個(gè)步驟S325，由真實(shí)廢氣量等效值Tqexhd參照具有表示在圖64中的內(nèi)容預(yù)存儲(chǔ)在控制器41中的映像圖計(jì)算當(dāng)可變噴嘴53在打開方向上操作時(shí)的提前校正的時(shí)間常數(shù)等效值TTCVNTO，并且把TTCVNTO設(shè)置為一個(gè)提前校正常數(shù)等效值Tcvnt。在該處理之后，例行程序轉(zhuǎn)到步驟S331。
另一方面，在步驟S323，當(dāng)目標(biāo)開口比率Rvnt不大于在進(jìn)行例行程序緊前面時(shí)刻的Cavntn-1時(shí)，在步驟S326確定目標(biāo)開口比率Rvnt是否小于開口預(yù)計(jì)值Cavntn-1。
當(dāng)目標(biāo)開口比率Rvnt小于開口預(yù)計(jì)值Cavntn-1時(shí)，在步驟S327，由真實(shí)廢氣量等效值Tqexhd，參照具有表示在圖63中的內(nèi)容預(yù)存儲(chǔ)在控制器41中的映像圖，計(jì)算當(dāng)可變噴嘴53在關(guān)閉方向上操作時(shí)的提前校正增益TGKVNTC，并且把TGKVNTC設(shè)置為一個(gè)提前校正增益Gkvnt。
在下個(gè)步驟S328，由真實(shí)廢氣量等效值Tqexhd，參照具有表示在圖65中的內(nèi)容預(yù)存儲(chǔ)在控制器41中的映像圖，計(jì)算當(dāng)可變噴嘴53在關(guān)閉方向上操作時(shí)的提前校正時(shí)間常數(shù)等效值TTCVNTC，并且把TTCVNTC設(shè)置為一個(gè)提前校正常數(shù)等效值Tcvnt。在這種處理之后，例行程序轉(zhuǎn)到步驟S331。
在步驟S326，當(dāng)目標(biāo)開口比率Rvnt不小于估計(jì)開口比率Cavntn-1時(shí)的情形是目標(biāo)開口比例Rvnt等于估計(jì)開口比率Cavntn-1時(shí)的情形。在這種情況下，在步驟S329，把提前校正增益Gkvnt設(shè)置成等于在進(jìn)行例行程序緊前面時(shí)刻的值Gkvntn-1。類似地，在步驟S330，把把提前校正常數(shù)等效值Tcvnt設(shè)置成等于在執(zhí)行例行程序緊前面時(shí)刻的值Tcvntn-1。在這種處理之后，例行程序轉(zhuǎn)到步驟S331。
表示在圖62和圖63的映像圖中的提前校正增益TGKVNTO、TGKVNTC根據(jù)真實(shí)廢氣量等效值Tqexh，可以劃分成一個(gè)靠近1.0的區(qū)域、一個(gè)明顯大于1.0的區(qū)域及一個(gè)明顯小于1.0的區(qū)域。
其中TGKVNTO、TGKVNTC明顯大于1.0的區(qū)域稱作一個(gè)小廢氣量區(qū)域。其中TGKVNTO、TGKVNTC明顯小于1.0的區(qū)域稱作一個(gè)大廢氣量區(qū)域。其中TGKVNTO、TGKVNTC靠近1.0的區(qū)域稱作一個(gè)中間區(qū)域。設(shè)置中間區(qū)域，以便防止校正增益在1.0處突然變化，并且使它逐漸變化。在該實(shí)施例中，把一個(gè)其中廢氣量對(duì)最大廢氣量的比率小于30％的廢氣量區(qū)域設(shè)置為小廢氣量區(qū)域，而把一個(gè)其中廢氣量對(duì)最大廢氣量的比值大于60％的廢氣量區(qū)域設(shè)置為大廢氣量區(qū)域。
小廢氣量區(qū)域是一個(gè)其中增壓效率伴隨柴油機(jī)1的廢氣量增大而增大的區(qū)域，并且大廢氣量區(qū)域是一個(gè)其中增壓效率伴隨柴油機(jī)1的廢氣量增大而減小的區(qū)域。
這些區(qū)域按如下確定。
參照?qǐng)D100，得知在其中水平軸是一個(gè)校正質(zhì)量流量QA、而豎直軸是一個(gè)壓力比值π的圖的有效中央?yún)^(qū)域中增壓效率最高。
校正質(zhì)量流量QA和壓力比值π由如下公式(26)、(27)定義。QA=Q·TP·12.......(26)]]>其中，Q＝驅(qū)動(dòng)廢氣渦輪的廢氣體積流量(m3/秒)，T＝在渦輪進(jìn)口處廢氣的絕對(duì)溫度(°K)，及P＝在渦輪進(jìn)口處廢氣的絕對(duì)壓力(Pa)。π=P1P0...........(27)]]>其中，P1＝壓縮機(jī)的出口壓力(Pa)＝歧管壓力Pm，及P0＝壓縮機(jī)的進(jìn)口壓力(Pa)＝大氣壓力Pa。
把這種特性表示為一條曲線，其中水平軸是廢氣量而垂直軸是EGR量，該曲線僅根據(jù)廢氣量基本上可以劃分成三個(gè)區(qū)域，如圖101中所示。當(dāng)然，其中增壓效率伴隨廢氣量增大而增大的區(qū)域是小廢氣量區(qū)域，其中增壓效率伴隨廢氣量增大而減小的區(qū)域是大廢氣量區(qū)域，及具有增壓效率的很小變化的區(qū)域是中間區(qū)域。這些區(qū)域也可以根據(jù)其增壓效率分類，但當(dāng)增壓效率的計(jì)算復(fù)雜時(shí)，為了方便起見使用廢氣量代替增壓效率。
如圖101中所示，這些區(qū)域幾乎不受EGR量的影響，從而在可變噴嘴53打開時(shí)的提前校正增益TGKVNTO和在它關(guān)閉時(shí)的提前校正增益TGKVNTC，僅使用作為作為一個(gè)參數(shù)的廢氣量而設(shè)置。
根據(jù)以上分析設(shè)置圖62和圖63的映像圖。
如在這些映像圖中所示，在小廢氣量區(qū)域中，提前校正增益TGKVNTC大于提前校正增益TGKVNTO，而在大廢氣量區(qū)域中，提前校正增益TGKVNTC小于提前校正增益TGKVNTO。
在步驟S331，通過(guò)如下公式(28)使用目標(biāo)開口比率Rvnt和提前校正時(shí)間常數(shù)等效值Tcvnt計(jì)算一個(gè)估計(jì)開口比率Cavnt。
Cavnt＝Rvnt·Tcvnt+Cavntn-1·(1-Tcvnt)(28)其中，Cavntn-1＝在執(zhí)行子例行程序緊前面時(shí)刻計(jì)算的Cavnt。
在圖62和圖63的映像圖中，在小廢氣量區(qū)域中，設(shè)置校正增益TGKVNTO、TGKVNTC，從而他們是有效的常數(shù)值。類似地，在大廢氣量區(qū)域中，他們這樣設(shè)置，從而他們是有效的常數(shù)值。
由于氣體流動(dòng)滯后變得越大，廢氣量越小，所以希望進(jìn)行這樣一種設(shè)置，從而校正增益TGKVNTO、TGKVNTC增大，真實(shí)廢氣量等效值Tqexhd較小以便改進(jìn)控制響應(yīng)。
相反，在大廢氣量區(qū)域中，希望使校正增益TGKVNTO、TGKVNTC越小，真實(shí)廢氣量等效值Tqexhd越大以便改進(jìn)控制響應(yīng)。
然而，為了進(jìn)行這種設(shè)置，難以使校正增益TGKVNTO、TGKVNTC匹配實(shí)際控制，從而根據(jù)該實(shí)施例，考慮到控制的穩(wěn)定性，使TGKVNTO、TGKVNTC分別在小廢氣量區(qū)域和大廢氣量區(qū)域中是固定值。
在小廢氣量區(qū)域中，當(dāng)在如圖63中表示的關(guān)閉方向上驅(qū)動(dòng)可變噴嘴53時(shí)，把增益值設(shè)置成比在如圖62中所示其中在打開方向上驅(qū)動(dòng)它時(shí)的情況下大。這是因?yàn)闅怏w流動(dòng)滯后在可變噴嘴53正在關(guān)閉時(shí)比它正在打開時(shí)大。
定義時(shí)間常數(shù)等效值TTCVNTO、TTCVNTC的圖64和圖65的映像圖給出的值越大，真實(shí)廢氣量等效值Tqexh越大。
這里，時(shí)間常數(shù)等效值是表示致動(dòng)器(54)的操作速度的時(shí)間常數(shù)的相反值。所以，當(dāng)真實(shí)廢氣量等效值Tqexh越大時(shí)，時(shí)間常數(shù)越小。
另外，對(duì)于相同的真實(shí)廢氣量等效值Tqexh，在可變噴嘴53正在打開時(shí)的時(shí)間常數(shù)等效值TTCVNTO取比在可變噴嘴53正在關(guān)閉時(shí)的時(shí)間常數(shù)等效值TTCVNTC大的一個(gè)值，即在可變噴嘴53正在打開時(shí)的時(shí)間常數(shù)小于它正在關(guān)閉時(shí)的時(shí)間常數(shù)。
在下個(gè)步驟S332，通過(guò)如下公式(29)由一個(gè)開口預(yù)計(jì)值Cavnt和一個(gè)目標(biāo)開口比率Rvnt計(jì)算可變噴嘴53開口比率的一個(gè)開環(huán)控制量Avnt_f。
Avnt_f＝Gkvnt·Rvnt-(Gkvnt-1)·Cavntn-1(29)步驟S331、S332的計(jì)算類似于圖6例行程序的步驟S24、S25的計(jì)算。
盡管公式(29)是一個(gè)提前處理公式，但通過(guò)該公式的提前處理的應(yīng)用限制于其中提前校正增益Gkvnt大于1.0的情形。
在圖62和圖63的映像圖中，在大廢氣量區(qū)域中，提前校正增益TGKVNTO、TGKVNTC設(shè)置成小于1.0的一個(gè)正值。在這種情況下，提前處理公式(29)有效地成為一個(gè)延遲處理公式。一般地，在延遲處理公式中，第一級(jí)延遲公式是眾所周知的，但公式(29)對(duì)于延遲處理的應(yīng)用不普遍。
圖103表示通過(guò)把提前校正增益Gkvnt設(shè)置到0.5而把提前校正的時(shí)間常數(shù)等效值Tcvnt設(shè)置到0.1、當(dāng)把公式(29)用于延遲處理時(shí)目標(biāo)開口比率的開環(huán)控制量Avnt_f如何變化的模擬結(jié)果。
參照?qǐng)D103，當(dāng)使用公式(29)時(shí)，與其中應(yīng)用普通第一級(jí)延遲公式的情形的差別在于，在當(dāng)目標(biāo)開口比率Rvnt以步進(jìn)方式變化時(shí)的計(jì)時(shí)下開環(huán)控制量Avnt_f步進(jìn)地啟動(dòng)。這意味著公式(29)的響應(yīng)高于普通第一延遲處理公式的響應(yīng)。為了比較，當(dāng)公式(29)用于提前處理時(shí)用于開環(huán)控制量Avnt_f的模擬結(jié)果表示在圖102中，其中把提前校正增益Gkvnt設(shè)置到2.0，并且把時(shí)間常數(shù)等效值Tcvnt設(shè)置到0.1。
在最后步驟S333，由如下公式(30)計(jì)算目標(biāo)開口比率Rvnt的一個(gè)延遲處理值Rvnte。
Rvnte＝Rvnt·TCVNT#-(TGVNT#-1)·Rvnten-1(30)其中，TCVNT#＝代表壓力致動(dòng)器54的響應(yīng)延遲的時(shí)間常數(shù)等效值，并且
Rvnten-1＝在執(zhí)行例行程序的緊前面時(shí)刻計(jì)算的Rvnte。
延遲處理值Rvnte是一個(gè)考慮到壓力致動(dòng)器54的響應(yīng)延遲的值，并且與真實(shí)開口比率相對(duì)應(yīng)。在這方面，開口比率Rvnt的延遲處理值Rvnte稱作真實(shí)開口比率。
壓力致動(dòng)器54的響應(yīng)延遲分辨可變噴嘴53是正在關(guān)閉還是正在打開。因此，時(shí)間常數(shù)等效值TCVNT#是常數(shù)。真實(shí)開口比率Rvnte用來(lái)計(jì)算以后描述的一個(gè)PI增益開口比率校正系數(shù)Gkvavnt、和一個(gè)開口比率反映系數(shù)Gkvntlav。
在控制器41通過(guò)圖60的例行程序以這種方式計(jì)算開口預(yù)計(jì)值Cavnt、開環(huán)控制量Avnt_f和真實(shí)開口比率Rvnte之后，在圖38的步驟S245計(jì)算開口比率的一個(gè)反饋校正量Avnt_fb和與反饋校正量Avnt_fb有關(guān)的一個(gè)學(xué)習(xí)值Ravlr。該計(jì)算由圖66中表示的例行程序進(jìn)行。
參照?qǐng)D66，在步驟S601，控制器41首先通過(guò)圖67中表示的子例行程序設(shè)置可變噴嘴53的開口比率的一個(gè)反饋控制允許標(biāo)志FVNFB。
參照?qǐng)D67，在步驟S341，參照預(yù)存儲(chǔ)在控制器41中其內(nèi)容表示在圖68中的映像圖，確定柴油機(jī)1的運(yùn)行條件是否與可變噴嘴53的開口比率的一個(gè)反饋控制區(qū)域相對(duì)應(yīng)。
在該映像圖中，反饋控制區(qū)域是不包括柴油機(jī)1的低負(fù)載和低轉(zhuǎn)動(dòng)速度區(qū)域的所有運(yùn)行區(qū)域。在低負(fù)載下和在低轉(zhuǎn)動(dòng)速度下不進(jìn)行可變噴嘴53的開口比率的反饋控制的原因在于，因?yàn)槲胄迈r空氣量在該區(qū)域中幾乎不相對(duì)于可變噴嘴53的開口比率的變化而變化，即吸入新鮮空氣量相對(duì)于開口比率變化的靈敏度較小。因此，在該區(qū)域中，不進(jìn)行開口比率的反饋控制導(dǎo)致柴油機(jī)1的吸入新鮮空氣量和渦輪增壓器50的增壓壓力的穩(wěn)定控制。一個(gè)滯后區(qū)域如圖中所示提供在反饋控制區(qū)域與非反饋控制區(qū)域之間。
在步驟S341，當(dāng)柴油機(jī)1的運(yùn)行條件在反饋控制區(qū)域中時(shí)，子例行程序從步驟S342至步驟S344，確定對(duì)于可變噴嘴53的開口比率是否滿足反饋控制允許條件。
首先，在步驟S342，確定目標(biāo)EGR比率Megr是否小于一個(gè)預(yù)定值KVNFBMEGR#。
在步驟S343，確定以后描述的命令開口比率夾持標(biāo)志FCLPVNDTY的緊前面值FCLPVNDTYn-1是否是表示一種夾持狀態(tài)的零。
在步驟S344，空氣流量計(jì)故障確定標(biāo)志FDGMAF是否是表示正常狀態(tài)的零。當(dāng)空氣流量計(jì)39操作不正確時(shí)，空氣流量計(jì)確定標(biāo)志FDGMAF由這里未描述的一個(gè)例行程序設(shè)置到1。
當(dāng)所有步驟S342-S344的確定結(jié)果是肯定的時(shí)，子例行程序在步驟S345把可變噴嘴53的開口比率的反饋控制允許標(biāo)志FVNFB設(shè)置到一，并且終止子例行程序。當(dāng)步驟S342-S344任一個(gè)的確定結(jié)果是否定的時(shí)，子例行程序在步驟S346把可變噴嘴53的開口比率的反饋控制允許標(biāo)志FVNFB重新設(shè)置到零。
根據(jù)步驟S342，在EGR重新循環(huán)區(qū)域中，把反饋控制允許標(biāo)志FVNFB重新設(shè)置到零，并且不進(jìn)行可變噴嘴53的開口比率反饋控制。這歸因于如下原因。在EGR重新循環(huán)區(qū)域中，反饋控制EGR閥6的開口。因此，在該區(qū)域中可變噴嘴53的開口比率反饋控制，引起在兩種反饋控制之間的干擾，并且開口比率的值往往波動(dòng)。
根據(jù)步驟S343，當(dāng)夾持命令開口比率時(shí)，不進(jìn)行可變噴嘴53的開口比率反饋控制。當(dāng)開口比率已經(jīng)收斂時(shí)，進(jìn)行命令開口比率的夾持，如以后描述的那樣。在這種情況下，不需要進(jìn)行可變噴嘴53的開口比率反饋控制。
根據(jù)步驟S344，當(dāng)空氣流量計(jì)39有故障時(shí)，不進(jìn)行可變噴嘴53的開口比率反饋控制。這是為提供一種失效安全機(jī)構(gòu)。
在設(shè)置反饋控制允許標(biāo)志FVNFB之后，控制器41在圖66的步驟S602設(shè)置反饋增益。這種處理由圖69中表示的子例行程序進(jìn)行。
首先，在步驟S351，讀目標(biāo)吸入新鮮空氣量的延遲處理值tQacd、缸吸入新鮮空氣量Qac、真實(shí)廢氣量等效值Tqexhd和真實(shí)開口比率Rvnte。
在下個(gè)步驟S352，確定反饋控制允許標(biāo)志FVNFB是否是一。
當(dāng)反饋控制允許標(biāo)志FVNFB不是一時(shí)，即當(dāng)不進(jìn)行可變噴嘴53的反饋控制時(shí)，在步驟S353把一個(gè)控制誤差Eqac設(shè)置到零。當(dāng)反饋控制允許標(biāo)志FVNFB是一時(shí)，即當(dāng)進(jìn)行可變噴嘴53的反饋控制時(shí)，在步驟S354把一個(gè)通過(guò)從缸吸入新鮮空氣量Qac減去延遲處理值tQacd得到的一個(gè)值設(shè)置為控制誤差Eqac。
在正常反饋控制中，目標(biāo)吸入新鮮空氣量tQac是一個(gè)根據(jù)運(yùn)行條件設(shè)置的目標(biāo)值，但在本發(fā)明中，因?yàn)轫憫?yīng)時(shí)間和響應(yīng)時(shí)間常數(shù)是控制的主要目標(biāo)，所以把目標(biāo)吸入空氣量延遲處理值tQacd看作反饋控制的目標(biāo)值。在缸吸入新鮮空氣量Qac與目標(biāo)值tQacd之間的差認(rèn)為是控制誤差Eqac。
在步驟S353或步驟S354之后，子例行程序通過(guò)查閱其內(nèi)容表示在圖70和圖71中、預(yù)存儲(chǔ)在控制器41中的映像圖，由控制誤差Eqac計(jì)算一個(gè)比例增益基本值Gkvntp0和積分增益基本值Gkvnti0。在這些映像圖中，在Eqac的值零周圍提供一個(gè)不敏感區(qū)域，從而反饋控制在目標(biāo)值附近不會(huì)波動(dòng)。
在下個(gè)步驟S356，通過(guò)查閱其內(nèi)容表示在圖72中、預(yù)存儲(chǔ)在控制器41中的映像圖，由真實(shí)廢氣量等效值Tqexhd計(jì)算比例增益和積分增益的一個(gè)廢氣量校正系數(shù)Gkvqexh。
在下個(gè)步驟S357，參照其內(nèi)容表示在圖73中、預(yù)存儲(chǔ)在控制器41中的映像圖，由真實(shí)開口比率Rvnte計(jì)算一個(gè)開口比率校正系數(shù)Gkvavnt。
在下個(gè)步驟S358，通過(guò)如下公式(31)由這這些基本值和校正系數(shù)計(jì)算比例增益Gkvntp和Gkvnti。
Gkvntp＝GkvntpO·Gkvqexh·GkvavntGkvnti＝GkvntiO·Gkvqexh·Gkvavnt (31)真實(shí)廢氣量等效值Tqexhd越大，表示在圖72的映像圖中的廢氣量校正系數(shù)Gkvqexh取值越小。對(duì)于可變噴嘴53的相同開口比率，廢氣量越大，增壓壓力的變化增大，因此容易使增壓壓力接近目標(biāo)值。換句話時(shí)，在低廢氣量下，相對(duì)于開口比率變化的增壓壓力變化緩慢。所以，為了使在低廢氣量下的增壓壓力收斂到目標(biāo)值較早，當(dāng)真實(shí)廢氣量等效值Tqexhd減小時(shí)，把廢氣量校正系數(shù)Gkvqexh設(shè)置得較大。
真實(shí)開口比率Rvnte越小，在圖73的映像圖中表示的開口比率校正系數(shù)Gkvavnt取較小值。當(dāng)可變噴嘴53的開口較小時(shí)，增壓壓力對(duì)開口比率的變化比當(dāng)開口較大時(shí)敏感。為了平均響應(yīng)，真實(shí)開口比率Rvnte越小，把開口比率校正系數(shù)Gkvavnt設(shè)置成取較小值。
以這種方式，在反饋校正系數(shù)由圖69的子例行程序設(shè)置之后，控制器41在圖66的步驟S603使用表示在圖74中的子例行程序計(jì)算反饋校正量Avnt_fb。
參照?qǐng)D74，控制器41首先在步驟S361讀吸入新鮮空氣量Qac和目標(biāo)吸入新鮮空氣量的延遲處理值tQacd。
在步驟S362，確定反饋控制允許標(biāo)志FVNFB是否是一。
當(dāng)反饋控制允許標(biāo)志FVNFB不是一時(shí)，即當(dāng)不進(jìn)行可變噴嘴53的反饋控制時(shí)，在步驟S363把控制誤差Eqac設(shè)置到零。當(dāng)反饋控制允許標(biāo)志FVNFB是一時(shí)，即當(dāng)進(jìn)行可變噴嘴53的反饋控制時(shí)，在步驟S354把一個(gè)通過(guò)從缸吸入新鮮空氣量Qac減去延遲處理值tQacd得到的一個(gè)值設(shè)置為控制誤差Eqac。步驟S362至S364的處理與圖69步驟S352至S354的處理相同。
在步驟S365，由如下公式(32)計(jì)算一個(gè)比例校正值Ravfbp。
Ravfbp＝Gkvntp·Eqac (32)在下個(gè)步驟S366，由如下公式(33)計(jì)算一個(gè)積分校正值Ravfbi。
Ravfbi＝Gkvnti·Eqac+Ravfbin-1-dTravlr(33)
其中，Ravfbin-1＝在執(zhí)行子例行程序的緊前面時(shí)刻計(jì)算的Ravfbi，并且dTravlr＝由在以后描述的圖77的子例行程序計(jì)算的學(xué)習(xí)值Ravlr的變化量。
在下個(gè)步驟S367，通過(guò)求和比例校正量Ravfbp和積分校正量Ravfbi計(jì)算可變噴嘴53的開口比率的反饋量Avnt_fb。
除用在步驟S366中的公式(33)右手側(cè)的第三項(xiàng)之外，該公式與在普通學(xué)習(xí)控制中的計(jì)算公式相對(duì)應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明，從在先有技術(shù)學(xué)習(xí)控制的計(jì)算公式中得到的積分校正值Ravfbi減去學(xué)習(xí)值Ravlr的變化量dTravlr。以后描述學(xué)習(xí)值Ravlr和其變化量dTravlr的計(jì)算，但積分校正量Ravfbi和學(xué)習(xí)值Ravlr的計(jì)算間隔都是十毫秒。
在控制器41通過(guò)圖74的子例行程序以這種方式計(jì)算反饋校正量Avnt_fb之后，在圖66的步驟S604計(jì)算一個(gè)學(xué)習(xí)允許標(biāo)志FVLNR。學(xué)習(xí)允許標(biāo)志FVLNR是一個(gè)確定是否允許積分校正量Ravfbi的學(xué)習(xí)的標(biāo)志。該計(jì)算由圖75中表示的子例行程序進(jìn)行。
參照?qǐng)D75，控制器41在步驟S371首先讀目標(biāo)EGR比率Megr、大氣壓Pa、冷卻水溫度Tw、控制誤差Eqac及目標(biāo)吸入新鮮空氣量的延遲處理值tQacd。
在如下步驟S372-S379，由讀的參數(shù)確定發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件是否適用于積分校正量Ravfbi的學(xué)習(xí)。
在步驟S372，由柴油機(jī)1的轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne和代表柴油機(jī)1的負(fù)載的目標(biāo)燃料噴射量Qsol，確定柴油機(jī)1的運(yùn)行條件是否與在其內(nèi)容表示在圖76中預(yù)存儲(chǔ)在控制器41中的映像圖中規(guī)定的學(xué)習(xí)區(qū)域相對(duì)應(yīng)。簡(jiǎn)化圖76的映像圖，但在實(shí)際中，把是增壓壓力反饋控制區(qū)域和其中學(xué)習(xí)靈敏度良好的區(qū)域，即其中吸入新鮮空氣量的變化相對(duì)于可變噴嘴53的開口比率變化較大的區(qū)域，設(shè)置為學(xué)習(xí)區(qū)域。
在步驟S373，確定學(xué)習(xí)允許標(biāo)志FVLNR的當(dāng)前值是否是一。
在步驟S374，確定目標(biāo)EGR比率Megr是否小于一個(gè)預(yù)定比率KVNLRMEGR#。預(yù)定比率KVNLRMEGR#是一個(gè)用來(lái)確定是否進(jìn)行廢氣重新循環(huán)的值，并且當(dāng)目標(biāo)EGR比率Megr小于預(yù)定值KVNLRMEGR#時(shí)，沒有有效地進(jìn)行廢氣重新循環(huán)。
在步驟S375，確定大氣壓Pa是否高于一個(gè)預(yù)定壓力KVLNRPA#。預(yù)定壓力KVLNRPA#是一個(gè)與運(yùn)行在高地上相對(duì)應(yīng)的壓力，并且當(dāng)滿足步驟S375的條件時(shí)，表示車輛沒有運(yùn)行在高地上。
在步驟S376，確定冷卻水溫度Tw是否高于預(yù)定溫度KVNLRTW#，預(yù)定溫度KVNLRTW#是一個(gè)確定柴油機(jī)1的預(yù)熱是否完成的值，并且當(dāng)冷卻水溫度Tw高于預(yù)定溫度KVNLRTW#時(shí)，認(rèn)為預(yù)熱完成。
在步驟S377，確定控制誤差Eqac和延遲處理值tQacd的比率的絕對(duì)值是否小于一個(gè)預(yù)定值KVNLREQA#。當(dāng)該比率的絕對(duì)值大時(shí)，表示增壓壓力受到外部擾動(dòng)的影響，預(yù)定值KVNLREQA#是一個(gè)參考值用于進(jìn)行此確定，并且當(dāng)此比率的絕對(duì)值小于預(yù)定值KVNLREQ4#時(shí)，認(rèn)為沒有由于外部擾動(dòng)的影響。目標(biāo)吸入新鮮空氣量的延遲處理值tQacd和控制誤差Eqac的比率被作為確定參數(shù)的原因是為了即使目標(biāo)值變化，也保持控制誤差相對(duì)于目標(biāo)得知比率恒定。然而，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，也能夠通過(guò)比較控制誤差Eqac的絕對(duì)值與預(yù)定值來(lái)確定外部擾動(dòng)的有或無(wú)。
在步驟S378，確定超調(diào)確定標(biāo)志FOVBST和抑制釋放標(biāo)志FCLROB是否都是零。如果這些標(biāo)志是零，表示沒有進(jìn)行超調(diào)抑制控制。
在步驟S379，確定一個(gè)空氣流量故障確定標(biāo)志FDGMAF是否是表示正常狀態(tài)的零。
當(dāng)滿足步驟S372-S379的所有條件時(shí)，在步驟S380把學(xué)習(xí)允許標(biāo)志FVLNR設(shè)置到一，以便允許積分校正量Ravfbi的學(xué)習(xí)。當(dāng)不滿足步驟S372-S379的條件的任一個(gè)時(shí)，在步驟S381把學(xué)習(xí)允許標(biāo)志FVLNR重新設(shè)置到零，以便禁止積分校正量Ravfbi的學(xué)習(xí)。
以這種方式，在設(shè)置學(xué)習(xí)允許標(biāo)志FVLNR之后，控制器41在圖66的步驟S605計(jì)算學(xué)習(xí)值Ravlr。這種計(jì)算由圖77的子例行程序進(jìn)行。
參照?qǐng)D77，首先在步驟S391，控制器41把緊前面值Ravlrn-1設(shè)置成等于存儲(chǔ)在控制器41中的非易失存儲(chǔ)器中的學(xué)習(xí)值Ravlr。
在下個(gè)步驟S392，確定學(xué)習(xí)允許標(biāo)志FVLNR是否是一。當(dāng)學(xué)習(xí)允許標(biāo)志FVLNR是一時(shí)，在步驟S393-S396進(jìn)行積分校正量Rayfbi的學(xué)習(xí)。在另一方面，當(dāng)學(xué)習(xí)允許標(biāo)志FVLNR不是一時(shí)，在步驟S397-S400進(jìn)行學(xué)習(xí)區(qū)域外部的處理。
這里，學(xué)習(xí)意味著學(xué)習(xí)積分校正量Ravfbi，根據(jù)學(xué)習(xí)值Ravlr的學(xué)習(xí)初始值Ravlr0和緊前面值Ravlrn-1計(jì)算用于開口比率控制的學(xué)習(xí)值Ravlr，并且對(duì)于計(jì)算值新更新存儲(chǔ)在非易失存儲(chǔ)器中的緊前面值Ravlrn-1。
在學(xué)習(xí)區(qū)域外部的處理意味著，通過(guò)把緊前面值Ravlrn-1乘以一個(gè)預(yù)定系數(shù)計(jì)算用于開口比率控制的學(xué)習(xí)值Ravlr。在這種情況下，不更新存儲(chǔ)在非易失存儲(chǔ)器中的值。
參照步驟S393-S396，現(xiàn)在描述學(xué)習(xí)的特定細(xì)節(jié)。
在步驟S393，把學(xué)習(xí)初始值Ravlr0設(shè)置成等于可變噴嘴53的開口比率的積分校正量Ravfbi。
在下個(gè)步驟S394，通過(guò)查閱其內(nèi)容表示在圖78中、預(yù)存儲(chǔ)在控制器41中的映像圖，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne和代表發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的目標(biāo)燃料噴射量Qsol，計(jì)算一個(gè)學(xué)習(xí)比率Kvntlrn。在該映像圖中，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne和目標(biāo)燃料噴射量Qsol越大，增大學(xué)習(xí)比率Kvntlrn。然而，當(dāng)它增大時(shí)，相對(duì)于可變噴嘴53的開口比率變化的吸入新鮮空氣量變化變得更敏感。特別是，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne和目標(biāo)燃料噴射量Qsol較大時(shí)，通過(guò)增大反饋校正量的學(xué)習(xí)比例使對(duì)于增壓壓力或吸入新鮮空氣量的目標(biāo)值的收斂前進(jìn)。為此目的，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne和目標(biāo)燃料噴射量Qsol越大，把學(xué)習(xí)比率Kvntlrn設(shè)置得較大。然而，學(xué)習(xí)比率Kvntlrn的最大值是一。
在下個(gè)步驟S395，學(xué)習(xí)值Ravlr的學(xué)習(xí)初始值Ravlr0和緊前面值Ravlrn-1由如下公式(34)加權(quán)以計(jì)算學(xué)習(xí)值Ravlr。
Ravlr＝Kvntlrn·Ravlr0+(1-Kvntlrn)·Ravlrn-1(34)根據(jù)公式(34)，當(dāng)學(xué)習(xí)比率Kvntlrn是一的最大值時(shí)，在進(jìn)行開口比率控制的下個(gè)時(shí)刻，把積分校正量Ravfbi的總量用作學(xué)習(xí)值Ravlr。當(dāng)學(xué)習(xí)比率Kvntlrn小于1時(shí)，把積分校正量Ravfbi的部分用作在進(jìn)行開口比率控制的下個(gè)時(shí)刻的學(xué)習(xí)值Ravlr。
在下個(gè)步驟S396，把計(jì)算的學(xué)習(xí)值Ravlr存儲(chǔ)在非易失存儲(chǔ)器中。在執(zhí)行例行程序時(shí)的下個(gè)時(shí)刻，把該值用作緊前面值Ravlrn-1。
其次，參照步驟S397-S400將描述學(xué)習(xí)區(qū)域外部的處理的特定細(xì)節(jié)。
在步驟S397，把初始學(xué)習(xí)值Ravlr0設(shè)置成等于緊前面值Ravlrn-1。
在下個(gè)步驟S398，參照其內(nèi)容表示在圖79中、預(yù)存儲(chǔ)在控制器41中的映像圖，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne和目標(biāo)燃料噴射量Qsol，計(jì)算學(xué)習(xí)值的運(yùn)行區(qū)域反映系數(shù)Gkvntlnq。
在下個(gè)步驟S399，參照其內(nèi)容表示在圖80中、預(yù)存儲(chǔ)在控制器41中的映像圖，根據(jù)真實(shí)開口比率Rvnte，計(jì)算開口比率反映系數(shù)Gkvntlav。
在下個(gè)步驟S400，用于開口比率控制的學(xué)習(xí)值Ravlr由如下公式(35)計(jì)算。
Ravlr＝Ravlr0·Gikvntlnq·Gkvntlav (35)應(yīng)用公式(35)以使學(xué)習(xí)值反映在學(xué)習(xí)區(qū)域外部的增壓壓力控制中。把得到的學(xué)習(xí)值Ravlr應(yīng)用于以后描述的開口比率的學(xué)習(xí)控制，但不更新存儲(chǔ)在非易失存儲(chǔ)器中的值。
參照?qǐng)D79的映像圖，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne和目標(biāo)燃料噴射量Qsol在學(xué)習(xí)區(qū)域中時(shí)，運(yùn)行區(qū)域反映系數(shù)Gkvntlnq是一，并且遠(yuǎn)離學(xué)習(xí)區(qū)域越遠(yuǎn)變得較小。在從其中學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)值Ravlr的運(yùn)行區(qū)域大大地除去的區(qū)域中，如果應(yīng)用在與學(xué)習(xí)區(qū)域中相同的學(xué)習(xí)值Ravlr進(jìn)行開口比率控制，則誤差變得太大，并且引起超調(diào)的可能性增大。為了防止這種超調(diào)，設(shè)置映像圖特性，從而離學(xué)習(xí)區(qū)域越遠(yuǎn)，運(yùn)行區(qū)域反映系數(shù)Gkvntlnq變得越小。
在圖80的映像圖中，在其中真實(shí)開口比率Rvnte較小的區(qū)域中，把一個(gè)開口比率反映系數(shù)Gkvntlav設(shè)置得較小。開口比率越小，相對(duì)于開口比率變化的吸入新鮮空氣量的變化越大。結(jié)果，在其中開口比率較小的區(qū)域中，當(dāng)學(xué)習(xí)值大大地反映在增壓壓力控制中時(shí)，有引起超調(diào)的較高可能性。為了防止這種超調(diào)，在其中開口比率較小的區(qū)域中，這樣設(shè)置映像圖特性，從而在其中開口比率較小的區(qū)域中開口比率反映系數(shù)Gkvntlav變得較小。
在以這種方式進(jìn)行步驟S392-S396或步驟S397至S400的處理之后，控制器41在步驟S401計(jì)算在學(xué)習(xí)值Ravlr與存儲(chǔ)在非易失存儲(chǔ)器中的緊前面值Ravlrn-1之差，作為學(xué)習(xí)值的變化量dTravlr。該變化量dTravlr是一個(gè)用在較早描述的圖74的步驟S365的計(jì)算中的值。如能從圖66看到的那樣，在計(jì)算變化量dTravlr的圖77的子例行程序之前進(jìn)行圖74的子例行程序。因此，在當(dāng)進(jìn)行圖74的子例行程序的下個(gè)時(shí)刻，使用在圖77的子例行程序中計(jì)算的變化量dTravlr。
當(dāng)圖77的子例行程序終止時(shí)，圖66的子例行程序也終止。
現(xiàn)在，再參照?qǐng)D38的主例行程序，在步驟S245由圖66的子例行程序計(jì)算反饋校正量Avnt_fb和學(xué)習(xí)值的變化量dTravlr之后，控制器41在如下步驟S246計(jì)算一個(gè)最終命令開口比率Trvnt和一個(gè)命令開口比率線性化處理值Ratdty。這種計(jì)算由圖81和圖82的子例行程序進(jìn)行。
參照?qǐng)D81，首先在步驟S411，控制器41讀命令開口比率的開環(huán)控制量Avnt_f、命令開口比率的反饋校正量Avnt_fb和學(xué)習(xí)值Ravlr。
在下個(gè)步驟S412，通過(guò)求和這些值計(jì)算命令開口比率Avnt。
在下個(gè)步驟S413，為了補(bǔ)償壓力致動(dòng)器54的響應(yīng)延遲，對(duì)命令開口比率Avnt使用圖82的子例行程序進(jìn)行提前處理。壓力致動(dòng)器54包括由壓力控制閥56的供給壓力操作的隔膜致動(dòng)器59，從把工作信號(hào)輸入到壓力控制56到對(duì)應(yīng)于工作信號(hào)實(shí)際操作隔膜致動(dòng)器59需要一些時(shí)間。步驟S413的處理是補(bǔ)償該響應(yīng)延遲的處理。如果可變噴嘴53由一個(gè)步進(jìn)電機(jī)操作而不是壓力致動(dòng)器54，則該步驟是不必要的。
參照?qǐng)D82，控制器41首先在步驟S421讀命令開口比率Avnt。
在下個(gè)步驟S422，確定在執(zhí)行子例行程序的緊前面時(shí)刻讀的命令開口比率的緊前面值A(chǔ)vntn-1與在當(dāng)前時(shí)刻讀的命令開口比率Avnt之差的絕對(duì)值是否小于一個(gè)預(yù)定值EPSDTY#。
當(dāng)步驟S422的確定結(jié)果是否定的時(shí)，表示命令開口比率Avnt正在變化。在這種情況下，在步驟S423把命令開口比率的一個(gè)夾持標(biāo)志FCLPVNDTY重新設(shè)置到零之后，例行程序轉(zhuǎn)到步驟S424和以后步驟。
另一方面，當(dāng)步驟S422的確定結(jié)果是肯定的時(shí)，表示表示命令開口比率Avnt不是正在變化。在這種情況下，在步驟S429把命令開口比率的夾持標(biāo)志FCLPVNDTY設(shè)置到一之后，例行程序轉(zhuǎn)到步驟S430和以后步驟。
在上述圖67的步驟S345，夾持標(biāo)志FCLPVNDTY用來(lái)確定是否允許開口比率的反饋控制。當(dāng)命令開口比率Avnt的變化完成時(shí)，夾持標(biāo)志FCLPVNDTY從零變到一。在這種情況下，當(dāng)確定開口比率的反饋控制已沒有必要時(shí)，把夾持標(biāo)志FCLPVNDTY設(shè)置到一。
在步驟S424，控制器41把命令開口比率Avnt與命令開口比率的緊前面值A(chǔ)vntn-1相比較。當(dāng)Avnt大于Avntn-1時(shí)，表示致動(dòng)器54正在打開可變噴嘴53。在這種情況下，子例行程序在步驟S425把一個(gè)致動(dòng)器提前校正增益Gkact設(shè)置成等于一個(gè)用于打開的常數(shù)值GKVACTP#，在步驟S426把一個(gè)用于致動(dòng)器提前校正的時(shí)間常數(shù)等效值Tcact設(shè)置成等于用于打開的一個(gè)常數(shù)值TCVACTP#，并且轉(zhuǎn)到步驟S432。
另一方面，當(dāng)Avnt不大于Avntn-1時(shí)，表示致動(dòng)器54正在關(guān)閉可變噴嘴53。在這種情況下，子例行程序在步驟S427把致動(dòng)器提前校正增益Gkact設(shè)置成等于一個(gè)用于關(guān)閉的常數(shù)值GKVACTN#，在步驟S428把一個(gè)用于致動(dòng)器提前校正的時(shí)間常數(shù)等效值Tcact設(shè)置成等于用于關(guān)閉的一個(gè)常數(shù)值TCVACTN#，并且然后轉(zhuǎn)到步驟S432。
這里，GKVACTP#＜GKVACTN#和TCVACTP#＜TCVACTN#。與廢氣壓力相反地進(jìn)行借此壓力致動(dòng)器54關(guān)閉可變噴嘴53的操作。因此，在這種情況下的致動(dòng)器提前校正增益Gkact必須設(shè)置成大于在打開可變噴嘴53時(shí)的。相反，在壓力致動(dòng)器54關(guān)閉可變噴嘴53時(shí)的致動(dòng)器提前校正的時(shí)間常數(shù)必須設(shè)置成小于在打開可變噴嘴53時(shí)的。因?yàn)闀r(shí)間常數(shù)等效值Tcact是時(shí)間常數(shù)的相反數(shù)，所以在壓力致動(dòng)器54關(guān)閉可變噴嘴53時(shí)的值必須設(shè)置成大于在打開可變噴嘴53時(shí)的。
當(dāng)在步驟S429把命令開口比率的夾持標(biāo)志FCLPVNDTY設(shè)置到一時(shí)，在以后步驟S430，控制器41把致動(dòng)器提前校正增益Gkact設(shè)置成等于在執(zhí)行子例行程序緊前面時(shí)刻設(shè)置的一個(gè)值Gkactn-1。
在以后步驟S431，把時(shí)間常數(shù)等效值Tcact設(shè)置成等于在執(zhí)行子例行程序緊前面時(shí)刻設(shè)置的一個(gè)值Tcactn-1，并且例行程序轉(zhuǎn)到步驟S432。
在步驟S432，由如下公式(36)使用時(shí)間常數(shù)等效值Tcact和命令開口比率Avnt計(jì)算開口預(yù)計(jì)值Cvact。
Cvact＝Avnt·Tcact+Cvactn-1·(1-Tcact) (36)其中，Cvacn-1＝在執(zhí)行子例行程序緊前面時(shí)刻計(jì)算的開口預(yù)計(jì)值Cvact。
另外，在下個(gè)步驟S433，由如下公式(37)使用開口預(yù)計(jì)值Cyact和命令開口比率Avnt計(jì)算最終命令開口比率Trvnt。
Trvnt＝Gkact·Avnt-(Gkact-1)·Cvactn-1(37)步驟S432和S433的處理的意義與在圖6的步驟S24和S25的中間值Rqec和目標(biāo)EGR量Tqec的計(jì)算的相同。
所以，在圖82的子例行程序中，僅考慮壓力致動(dòng)器54的響應(yīng)延遲進(jìn)行提前處理。與取決于吸入空氣、廢氣流量和渦輪滯后的氣體流動(dòng)滯后有關(guān)的提前校正由上述圖60的子例行程序進(jìn)行。
在以這種方式計(jì)算最終命令開口比率Trvnt之后，控制器41在圖81的步驟S414計(jì)算一個(gè)命令開口比率線性化處理值Ratdty。通過(guò)查閱其內(nèi)容表示在圖83中、預(yù)存儲(chǔ)在控制器41中的映像圖，根據(jù)最終命令開口比率Trvnt，計(jì)算命令開口比率線性化處理值Ratdty。
當(dāng)可變噴嘴53的開口比率或開口表面面積、和由控制器41經(jīng)壓力控制閥56輸出的工作信號(hào)，具有非線性對(duì)應(yīng)性時(shí)，需要這種線性化處理。
現(xiàn)在返回圖38的主例行程序，在控制器41計(jì)算命令開口比率線性化處理值Ratdty之后，在步驟S247計(jì)算輸出到壓力控制閥56的工作信號(hào)的一個(gè)工作值Dtyvnt。這種計(jì)算使用圖84的子例行程序進(jìn)行。
參照?qǐng)D84，在步驟S441，控制器41讀發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne、目標(biāo)燃料噴射量Qsol、命令開口比率的線性化處理值Ratdty、提前校正時(shí)間常數(shù)相反值Tcvnt及柴油機(jī)1的冷卻水溫度Tw。
在步驟S442，使用圖85中表示的子例行程序設(shè)置工作信號(hào)變化標(biāo)志。
參照?qǐng)D85，控制器41首先在步驟S461讀命令開口比率Avnt和提前校正時(shí)間常數(shù)相反值Tcvnt。
在下個(gè)步驟S462，由如下公式(38)計(jì)算一個(gè)命令開口比率預(yù)計(jì)值A(chǔ)dlyvnt。
Adlyvnt＝Avnt·Tcvnt+Adlyvntn-1·(1-Tcvnt) (38)其中，Adlyvntn-1＝在執(zhí)行子例行程序的緊前面時(shí)刻計(jì)算的Adlyvnt的值。
這里，在命令開口比率Avnt與命令開口比率預(yù)計(jì)值A(chǔ)dlyvnt之間的關(guān)系與在目標(biāo)開口比率Rvnt與開口預(yù)計(jì)值Cavnt之間的關(guān)系相對(duì)應(yīng)。
在如下步驟S463，把命令開口比率預(yù)計(jì)值A(chǔ)dlyvnt與執(zhí)行M次前由例行程序計(jì)算的一個(gè)命令開口比率預(yù)計(jì)值A(chǔ)dlyvntn-M相比較。
當(dāng)Adlyvnt≥Adlyvntn-M時(shí)，命令開口比率正在增大或恒定。在這種情況下，子例行程序在步驟S464把一個(gè)操作方向標(biāo)志fvnt設(shè)置到一，并且轉(zhuǎn)到步驟S466。
在步驟S466，確定是否是Adlyvnt＝Adlyvntn-M。當(dāng)Adlyvnt＝Adlyvntn-M時(shí)，在步驟S467，把一個(gè)工作保持標(biāo)志fvnt2設(shè)置到一，并且終止子例行程序。
當(dāng)不滿足Adlyvnt＝Adlyvntn-M時(shí)，例行程序轉(zhuǎn)到步驟S468。
當(dāng)在步驟S463 Adlyvnt＜Adlyvntn-M時(shí)，表示命令開口比率正在減小。在這種情況下，子例行程序在步驟S465把操作方向標(biāo)志fvnt重新設(shè)置到零，并且例行程序轉(zhuǎn)到步驟S468。
在步驟S468，把工作保持標(biāo)志fvnt2重新設(shè)置到零，并且終止子例行程序。
因而，在設(shè)置兩個(gè)標(biāo)志fvnt和fvnt2之后，控制器41在圖84的步驟S443讀工作值溫度校正量Dty_t。工作值溫度校正量Dty_t由與REF信號(hào)同步獨(dú)立進(jìn)行的圖86的子例行程序計(jì)算。
參照?qǐng)D86，在步驟S471，控制器41首先讀發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne、目標(biāo)燃料噴射量Qsol及冷卻水溫度Tw。
在步驟S472，通過(guò)查閱表示在圖87中、以前存儲(chǔ)在控制器41的存儲(chǔ)器中的映像圖由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne和目標(biāo)燃料噴射量Qsol，計(jì)算一個(gè)基本廢氣溫度Texhb?；緩U氣溫度Texhb是在柴油機(jī)1已經(jīng)完成預(yù)熱之后的廢氣溫度。
在下個(gè)步驟S473，通過(guò)查閱表示在圖88中、以前存儲(chǔ)在控制器41中的映像圖，根據(jù)冷卻水溫度Tw，計(jì)算一個(gè)水溫校正系數(shù)Ktexh_tw。
在步驟S474，通過(guò)把基本廢氣溫度Texhb乘以水溫校正系數(shù)Ktexh_tw計(jì)算一個(gè)廢氣溫度Texhi。
在下個(gè)步驟S475，通過(guò)由如下公式(39)把一個(gè)一階處理延遲添加到廢氣溫度Texhi上，計(jì)算一個(gè)真實(shí)廢氣溫度Texhdly。該值是一個(gè)考慮歸因于廢氣溫度變化熱慣性的延遲的值。
Texhdly＝Texhi·KEXH#+Texhdlyn-1·(1-KEXH#)(39)其中，KEXH#＝常數(shù)，并且Texhdlyn-1＝在執(zhí)行子例行程序時(shí)的緊前面時(shí)刻計(jì)算的Texhdly。
在下個(gè)步驟S476，計(jì)算基本廢氣溫度Texhb和該真實(shí)廢氣溫度Texhdly的差dTexh。
在最后步驟S477，通過(guò)查閱表示在圖89中、以前存儲(chǔ)在控制器41的存儲(chǔ)器中的映像圖，根據(jù)差dTexh，計(jì)算工作值溫度校正量Dty_t。步驟S476和S477的處理的意義以后詳細(xì)描述。
在子例行程序結(jié)束之后，控制器41返回圖84的子例行程序，并且進(jìn)行步驟S444之后的處理。步驟S444-S449是把滯后處理添加到工作值上的步驟。
參照?qǐng)D95描述這種滯后處理，當(dāng)命令開口比率Avnt的線性化處理值Ratdty正在增大時(shí)，根據(jù)連接在可變噴嘴53完全打開時(shí)的一個(gè)命令信號(hào)Duty_l_p、和在可變噴嘴53完全關(guān)閉時(shí)的一個(gè)命令信號(hào)Duty_h_p的一條直線，使工作值進(jìn)行改變。另一方面，當(dāng)線性化處理值Ratdty正在減小時(shí)，根據(jù)連接在可變噴嘴53完全打開時(shí)的一個(gè)命令信號(hào)Duty_l_n、和在可變噴嘴53完全關(guān)閉時(shí)的一個(gè)命令信號(hào)Duty_h_n的一條直線，使工作值進(jìn)行改變。在該圖中，在其中可變噴嘴53幾乎關(guān)閉的區(qū)域中兩條線相交，但該區(qū)域是一個(gè)不用在壓力控制閥56的實(shí)際控制中的區(qū)域。假定柴油機(jī)1已經(jīng)完全預(yù)熱設(shè)置這些特性。當(dāng)真實(shí)廢氣溫度Texhdly較低時(shí)，壓力致動(dòng)器54具有對(duì)于相同工作值打開可變噴嘴53較大的特性，如圖90中所示。所以，必須應(yīng)用在圖86的步驟S476、S477計(jì)算的溫度校正量Dty_t，以補(bǔ)償歸因于廢氣溫度的壓力致動(dòng)器54的特性差。
現(xiàn)在，控制器41在步驟S444確定操作方向標(biāo)志fvnt。當(dāng)操作方向標(biāo)志fvnt是一時(shí)，即當(dāng)命令開口比率Avnt正在增大或是常數(shù)時(shí)，進(jìn)行步驟S445、S446的處理。在步驟S445，通過(guò)查閱表示在圖91中的一個(gè)Duty_h_p映像圖，根據(jù)目標(biāo)燃料噴射量Qsol，計(jì)算在可變噴嘴53完全關(guān)閉時(shí)的一個(gè)工作值Duty_h。
在如下步驟S446，通過(guò)查閱表示在圖92中的一個(gè)Duty_l_p映像圖，計(jì)算在可變噴嘴53完全打開時(shí)的一個(gè)工作值Duty_l。在這種處理之后，子例行程序轉(zhuǎn)到步驟S449。
當(dāng)在步驟S444操作方向標(biāo)志fvnt是零時(shí)，即當(dāng)命令開口比率Avnt正在減小時(shí)，進(jìn)行步驟S447、S448的處理。在步驟S447，通過(guò)查閱表示在圖93中的一個(gè)Duty_h_n映像圖，根據(jù)目標(biāo)燃料噴射量Qsol，計(jì)算在可變噴嘴53完全關(guān)閉時(shí)的工作值Duty_h。在如下步驟S448，通過(guò)查閱表示在圖94中的一個(gè)Duty_l_n映像圖，根據(jù)目標(biāo)燃料噴射量Qsol，計(jì)算在可變噴嘴53完全打開時(shí)的工作值Duty_l。
在這種處理之后，子例行程序轉(zhuǎn)到步驟S449。
在步驟S449，使用由以上處理求出的工作值Duty_h、Duty_l、命令開口比率Avnt的線性化處理值Ratdty、及溫度校正量Dty_t，由如下公式(40)通過(guò)進(jìn)行線性內(nèi)插處理計(jì)算一個(gè)命令工作基本值Dty_h。
Dty_h＝(Duty_h-Duty_l)·Ratdty+Duty_l+Dty_t(40)通過(guò)改變用于在其中命令開口比率Avnt正在減小的情形、和不是這種情形的線性內(nèi)插處理的直線，對(duì)于相同的線性化處理值Ratdty，在其中命令開口比率Avnt正在減小的情形而不是其它情形下，使命令工作基本值Dty_h較小。
在下個(gè)步驟S450，確定工作保持標(biāo)志fvnt2。當(dāng)工作保持標(biāo)志fvnt2是一時(shí)，即命令開口比率預(yù)計(jì)值A(chǔ)dlyvnt不變化時(shí)，在步驟S451，把一個(gè)命令工作值Dtyv設(shè)置成等于在執(zhí)行子例行程序緊前面時(shí)刻計(jì)算的工作值Dtyvntn-1。以后將詳細(xì)描述工作值Dtyvntn-1。
當(dāng)工作保持標(biāo)志fvnt2是零時(shí)，即當(dāng)命令開口比率預(yù)計(jì)值A(chǔ)dlyvnt正在變化時(shí)，在步驟S452，把命令工作值Dtyv設(shè)置成等于在步驟S449計(jì)算的命令工作基本值Dty_h。
因而，在步驟S451或S452確定命令工作值Dtyv之后，在最后步驟S453，控制器41使用圖96的子例行程序根據(jù)命令工作值Dtyv對(duì)可變噴嘴53進(jìn)行操作檢查。
參照?qǐng)D96，在步驟S481，控制器41首先讀命令工作值Dtyv、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne、目標(biāo)燃料噴射量Qsol及冷卻水溫度Tw。
在以后步驟S482-S485，確定是否滿足操作檢查條件。僅當(dāng)滿足所有這些檢查條件時(shí)，才進(jìn)行操作檢查。
在步驟S482，確定目標(biāo)燃料噴射量Qsol是否小于一個(gè)預(yù)定值QSOLDIZ#。當(dāng)滿足該條件時(shí)，意味著柴油機(jī)1正在進(jìn)行燃料切斷。
在步驟S483，確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne是否小于一個(gè)預(yù)定值NEDIZ#。當(dāng)滿足該條件時(shí)，意味著柴油機(jī)1的轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne在中或低速區(qū)域中。
在步驟S484，確定冷卻水溫度Tw是否小于一個(gè)預(yù)定值TWDIZ#。當(dāng)滿足該條件時(shí)，意味著柴油機(jī)1的預(yù)熱沒有完成。
在步驟S485，確定一個(gè)操作檢查標(biāo)志Fdiz是否是零。當(dāng)滿足該條件時(shí)，意味著還沒有進(jìn)行操作檢查。
當(dāng)滿足所有條件時(shí)，在步驟S486增大一個(gè)操作檢查計(jì)數(shù)器值CtFdiz，并且例行程序轉(zhuǎn)到步驟S487。
如果不滿足步驟S482-S484的確定結(jié)果的任一個(gè)，則例行程序在步驟S493把操作檢查標(biāo)志Fdiz重新設(shè)置至零，并且轉(zhuǎn)到步驟S494。然而，當(dāng)在步驟S485操作檢查標(biāo)志Fdiz是一時(shí)，立即轉(zhuǎn)到步驟S494。
在步驟S487，把操作檢查計(jì)數(shù)器值CtFdiz與一個(gè)預(yù)定上限值CTRDIZH#相比較。
當(dāng)操作檢查計(jì)數(shù)器值CtFdiz小于上限值CTRDIZH#時(shí)，在步驟S488，把操作檢查計(jì)數(shù)器值CtFdiz與一個(gè)預(yù)定下限值CTRDIZL#相比較。當(dāng)操作檢查計(jì)數(shù)器值CtFdiz小于下限值CTRDIZL#時(shí)，在步驟S489，對(duì)于檢查操作使用圖97中表示的子例行程序設(shè)置一個(gè)工作值Dtyvnt。
上限值CTRDIZH#設(shè)置為例如七秒，而下限值CTRDIZL#設(shè)置為例如兩秒。在這種情況下，用于檢查操作的工作值僅設(shè)置在上限值與下限值之差的五秒間隔中。
這里，參照?qǐng)D97，將描述用來(lái)設(shè)置用于操作檢查的工作值的子例行程序。
控制器41在步驟S501首先讀操作檢查計(jì)數(shù)器值CtFdiz和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne。
在如下步驟S502，通過(guò)查閱表示在圖98中的映像圖根據(jù)操作檢查計(jì)數(shù)器值CtFdiz與下限值CTRDIZL#之差，設(shè)置一個(gè)控制圖案值Duty_pu。該映像圖預(yù)先存儲(chǔ)在控制器41的存儲(chǔ)器中。這樣設(shè)置控制圖案值Duty_pu，從而它對(duì)于一個(gè)短時(shí)間段根據(jù)在操作檢查計(jì)數(shù)器值CtFdiz超過(guò)下限值CTRDIZL#之后的過(guò)去時(shí)間重復(fù)地在零與一之間變化。
在下個(gè)步驟S503，通過(guò)查閱表示在圖99中、以前存儲(chǔ)在控制器41的存在器中的映像圖，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne，計(jì)算到壓力控制閥56的一個(gè)工作值Duty_p_ne。假定用來(lái)檢查可變噴嘴53的打開和關(guān)閉操作的工作根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne不同，設(shè)置工作值Duty_p_ne。例如，當(dāng)要關(guān)閉可變噴嘴53時(shí)，它對(duì)于廢氣壓力必須再次關(guān)閉。廢氣壓力按照發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne的增大而增大。
另外，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne在高速區(qū)域中時(shí)，檢查操作的可變噴嘴53的關(guān)閉對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行環(huán)境具有主要影響。因此，在高速區(qū)域中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度Ne增大以便減小對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行環(huán)境的影響時(shí)，減小工作值Duty_p_ne。
在如下步驟S504，通過(guò)把工作值Duty_p_ne乘以控制圖案值Duty_pu計(jì)算工作值Dtyvnt，并且終止子例行程序。
以這種方式，通過(guò)終止圖97的子例行程序，終止圖96的步驟S489的處理，并且也終止圖96的子例行程序。
另一方面，在圖96的步驟S487，當(dāng)操作檢查計(jì)數(shù)器值CtFdiz不小于上限值CTRDIZH#時(shí)，進(jìn)行步驟S490的處理。這里，把操作檢查計(jì)數(shù)器值CtFdiz操作的緊前面值CtFdizn-1與上限值CTRDIZH#相比較。如果緊前面值CtFdizn-1小于上限值CTRDIZH#，則意味著CTRDIZH#達(dá)到用于該子例行程序的重復(fù)執(zhí)行的第一次的上限值CTRDIZH#，在步驟S491把工作值Dtyvnt設(shè)置到零，在步驟S492把操作檢查標(biāo)志fdiz設(shè)置到一，并且終止子例行程序。
通過(guò)在完成操作檢查時(shí)在步驟S491把工作值Dtyvnt設(shè)置到零一次，可變噴嘴53完全打開。這種操作目的在于保持在此后進(jìn)行的普通控制期間的控制精度。通過(guò)把操作檢查標(biāo)志fdiz設(shè)置到一，步驟S485的確定結(jié)果在執(zhí)行子例行程序之后總是肯定的。這意味著可變噴嘴53的操作檢查僅在啟動(dòng)柴油機(jī)1之后進(jìn)行一次。
另一方面，當(dāng)在步驟S490操作檢查計(jì)數(shù)器值CtFdiz的緊前面值CtFdizn-1不小于上限值CTRDIZH#時(shí)，子例行程序轉(zhuǎn)到步驟S494。在步驟S494，把操作檢查計(jì)數(shù)器值CtFdiz重新設(shè)置到零，并且例行程序轉(zhuǎn)到步驟S495。
當(dāng)在步驟S488操作檢查計(jì)數(shù)器值CtFdiz小于預(yù)定下限值CTRDIZL#時(shí)，子例行程序也轉(zhuǎn)到步驟S495。
在步驟S495，把用于操作檢查的工作值Dtyvnt設(shè)置成等于在圖84的步驟S451或步驟S452確定的命令工作值Dtyv。因此在這種情況下，進(jìn)行可變噴嘴53的普通控制。
特別是，當(dāng)壓力動(dòng)器54的操作不穩(wěn)定時(shí)，如在低溫下等，可變噴嘴53的這種操作檢查使可變噴嘴53的操作平穩(wěn)，并且增大增壓壓力控制的可靠性。
以這種方式，通過(guò)結(jié)束圖96的子例行程序，終止圖84的子例行程序的處理，并且也終止圖38的例行程序。
其次，參照?qǐng)D104A-104E和圖105A-105E描述根據(jù)本發(fā)明在柴油機(jī)1加速期間渦輪增壓器50的增壓壓力控制的效果。
圖104A-104E表示在其中增壓效率隨廢氣量增大而增大的小廢氣量區(qū)域中的加速操作。這種情形與由圖100的箭頭A表示的情形相對(duì)應(yīng)。
控制器41把相對(duì)于輸入到壓力致動(dòng)器54中的命令信號(hào)的吸入新鮮空氣量的響應(yīng)延遲，分離成一個(gè)氣體流動(dòng)標(biāo)志和壓力致動(dòng)器54本身的響應(yīng)延遲，并且對(duì)每個(gè)響應(yīng)延遲分別進(jìn)行提前處理。由于表示在圖104A和104B中伴隨加速的目標(biāo)燃料噴射量Qsol和目標(biāo)吸入新鮮空氣量tQac的步進(jìn)增大，可調(diào)節(jié)噴嘴53的目標(biāo)開口比率Rvnt也在時(shí)間t1步進(jìn)地減小，如圖104C中所示。
在這種情況下，其中補(bǔ)償相對(duì)于目標(biāo)開口比率Rvnt的氣體流動(dòng)滯后的提前處理首先以圖104C中表示的步進(jìn)方式在時(shí)間t1減小的開環(huán)控制量Avnt-f，變得小于Rvnt，并且然后逐漸接近目標(biāo)開口比率Rvnt。
通過(guò)提前處理用于校正壓力致動(dòng)器54的響應(yīng)延遲的開環(huán)控制量Avnt-f獲得的值，如圖104D所示，以步進(jìn)的方式變?yōu)楸葧r(shí)間t1處的開環(huán)控制量Avnt-f更小的值，跟隨開環(huán)控制量Avnt-f，并然后接近目標(biāo)開口比率Rvnt。
因而，根據(jù)本發(fā)明，對(duì)具有不同特性的兩個(gè)響應(yīng)延遲，即氣體流動(dòng)延遲和壓力致動(dòng)器54的響應(yīng)延遲，進(jìn)行獨(dú)立的提前校正，并且以高精度校正兩類響應(yīng)延遲。所以，相對(duì)于輸入到壓力控制閥56的命令信號(hào)的缸吸入新鮮空氣量Qac以足夠的響應(yīng)增大，如由圖104E中實(shí)線表示的那樣。換句話說(shuō)，可變噴嘴53的開口控制的提前處理的精度提高。圖104E的虛線表示當(dāng)對(duì)目標(biāo)開口比率Rvnt不添加提前處理時(shí)的缸吸入新鮮空氣量Qac的變化。
在這種控制器件中，由于在小廢氣量區(qū)域中把當(dāng)在增壓壓力增大方向上驅(qū)動(dòng)壓力致動(dòng)器54時(shí)的提前校正增益TGKVNTC設(shè)置得比當(dāng)在增壓壓力減小方向上驅(qū)動(dòng)壓力致動(dòng)器54時(shí)的提前增益TGKVNTO大，所以即使當(dāng)氣體流動(dòng)滯后由于÷壓力增大而增大時(shí)，也能相對(duì)于命令信號(hào)以足夠響應(yīng)啟動(dòng)增壓壓力。
而且，關(guān)于時(shí)間常數(shù)等效值Tcvnt，把當(dāng)在增壓壓力增大方向上驅(qū)動(dòng)壓力致動(dòng)器54時(shí)的值設(shè)置得比當(dāng)在增壓壓力減小方向上驅(qū)動(dòng)壓力致動(dòng)器54時(shí)的值小。
時(shí)間常數(shù)等效值Tcvnt與時(shí)間常數(shù)的相反數(shù)相對(duì)應(yīng)。當(dāng)在已知引起大時(shí)間常數(shù)的氣體流動(dòng)滯后的增壓壓力的增大方向上驅(qū)動(dòng)壓力致動(dòng)器54時(shí)，由于Tcvnt的這種設(shè)置能以良好響應(yīng)增大增壓壓力。
圖105A-105E表示在其中增壓效率隨廢氣量增大而下降的大廢氣量區(qū)域中的加速操作。
這種情形與由圖100的箭頭B表示的情形相對(duì)應(yīng)。
而且在這種情況下，目標(biāo)燃料噴射量Qsol和目標(biāo)吸入新鮮空氣量tQac由于加速步進(jìn)地增大，如圖105A和105B中所示。然而，與小廢氣量區(qū)域相反，可變噴嘴53的目標(biāo)開口比率Rvnt在時(shí)間t2在可變噴嘴53的打開方向上步進(jìn)地增大。在這種條件下，如以上描述的那樣，提前校正增益是小于1.0的一個(gè)正值，并且公式(29)有效地起一個(gè)延遲處理公式的作用。
盡管當(dāng)目標(biāo)開口比率Rvnt步進(jìn)地增大時(shí)可變噴嘴53的開口比率的開環(huán)控制量Avnt-f增大，但增大量小于Rvnt。以后，開環(huán)控制量Avnt-f逐漸接近目標(biāo)開口比率Rvnt，如圖105C和105D中所示。
在大廢氣量區(qū)域中，像在小廢氣量區(qū)域中那樣，也進(jìn)行提前處理以相對(duì)于開環(huán)控制量Avnt-f校正壓力致動(dòng)器54的響應(yīng)延遲。
在這種提前處理之后的值大于開環(huán)控制量Avnt-f，如由圖105D的實(shí)線表示的那樣，但這種提前處理值絕不會(huì)大于目標(biāo)開口比率Rvnt。換句話說(shuō)，在這種情形下歸因于公式(29)的延遲處理對(duì)命令信號(hào)比與壓力致動(dòng)器54的響應(yīng)延遲相對(duì)應(yīng)的提前處理有較大影響。由于這種延遲處理，可調(diào)節(jié)噴嘴53逐漸打開。該可變噴嘴53的逐漸打開具有防止廢氣渦輪52的轉(zhuǎn)動(dòng)速度臨時(shí)下降的作用。
由于廢氣渦輪52的轉(zhuǎn)動(dòng)速度不會(huì)下降，所以缸吸入新鮮空氣量Qac沒有延遲地增大。圖105E的虛線表示當(dāng)進(jìn)行相對(duì)于壓力致動(dòng)器54的響應(yīng)延遲的提前處理、但沒有進(jìn)行由公式(29)相對(duì)于氣體流動(dòng)滯后的實(shí)際延遲處理時(shí)缸吸入新鮮空氣量Qac的變化。
盡管也有可能根據(jù)渦輪增壓器50的增壓效率確定大廢氣量區(qū)域、小廢氣量區(qū)域和中間區(qū)域，但增壓效率的計(jì)算是復(fù)雜的。
如在本實(shí)施例中那樣通過(guò)把廢氣量用作參數(shù)而不是增壓效率分類諸區(qū)域，區(qū)域的分類是容易的，并且可以簡(jiǎn)化控制器41的程序的成分。
其次，參照?qǐng)D56-58描述與用來(lái)計(jì)算目標(biāo)開口比率Rvnt的子例行程序有關(guān)的本發(fā)明的一個(gè)第二實(shí)施例。
根據(jù)該實(shí)施例，使用圖56中表示的子例行程序而不是圖51的子例行程序計(jì)算目標(biāo)開口比率Rvnt。
在圖56的子例行程序中，目標(biāo)EGR比率Megr用來(lái)計(jì)算目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0而不是在圖51的子例行程序中使用的EGR量等效值Qes0。結(jié)果，在該子例行程序中，略去在圖51的子例行程序中計(jì)算EGR量等效值Qes0的步驟S303。
另外，在步驟S307，使用圖57的映像圖而不是圖52的映像圖，由設(shè)置吸入新鮮空氣量等效值tQas0和目標(biāo)EGR比率Megr計(jì)算目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0。類似地，在步驟S308，使用圖58的映像圖而不是圖53的映像圖，由設(shè)置吸入新鮮空氣量等效值tQas0和目標(biāo)EGR比率Megr計(jì)算目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0。
過(guò)程的其余特征與圖51的子例行程序的那些相同。
在圖57和圖58的映像圖中，可以根據(jù)目標(biāo)吸入新鮮空氣量tQac和真實(shí)EGR比率Megrd設(shè)置目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0，而不是根據(jù)設(shè)置吸入新鮮空氣量等效值tQas0和目標(biāo)EGR比率Megr設(shè)置它。另外，可以根據(jù)目標(biāo)吸入新鮮空氣量tQac和目標(biāo)EGR比率Megr設(shè)置目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0。
在柴油機(jī)1的過(guò)渡運(yùn)行狀態(tài)下，延遲出現(xiàn)，直到真實(shí)EGR比率Megrd跟上目標(biāo)EGR比率Megr，并且由于與延遲相對(duì)應(yīng)的EGR量的偏差，在目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0中出現(xiàn)誤差。當(dāng)通過(guò)使用是一個(gè)通過(guò)對(duì)目標(biāo)EGR比率Megr應(yīng)用延遲處理得到的值的真實(shí)EGR比率Megrd，設(shè)置目標(biāo)開口比率基本值Rvnt0時(shí)，對(duì)于包括燃料消耗、廢氣成分和加速性能的所有預(yù)選擇特性，即使在柴油機(jī)1的過(guò)渡運(yùn)行狀態(tài)下，也得到最佳目標(biāo)吸入新鮮空氣量。另外，能實(shí)現(xiàn)較簡(jiǎn)單的一致性和控制邏輯的簡(jiǎn)化。
其次，參照?qǐng)D106-108描述的本發(fā)明的第三實(shí)施例。
在該實(shí)施例中，使用圖106的子例行程序，而不是在第一和第二實(shí)施例中使用的用來(lái)計(jì)算圖37的EGR閥開口表面面積Aev的子例行程序。其余特征與第一和第二實(shí)施例中的那些相同。
在第一和第二實(shí)施例中，由EGR流量Cqe和目標(biāo)EGR量Tqek計(jì)算EGR閥開口表面面積Aev，但根據(jù)該實(shí)施例，把可變噴嘴53的真實(shí)開口比率Rvnte用作EGR閥6的壓力差的近似。
使用真實(shí)開口比率Rvnte和目標(biāo)EGR量Tqec或真實(shí)EGR比率Megrd作為參數(shù)，計(jì)算EGR閥6的開口表面面積Aev。
首先，在步驟S511，控制器41讀在EGR閥6的位置處每缸的目標(biāo)EGR量Tqec、流量學(xué)習(xí)校正系數(shù)Kqac、EGR流量反饋校正系數(shù)Kqac0和EGR流量反饋校正系數(shù)Kqac00。這些是由圖6和圖22的例行程序計(jì)算的值。
在如下步驟S512，通過(guò)如下公式(41)求出每單位廢氣量的一個(gè)目標(biāo)EGR量Tqek2。Tqek2=TqecKqac·Kqac0·Kqac00SVOL#........(41)]]>其中，SVOL#＝每缸的廢氣量。
在步驟S513，讀由圖60的例行程序計(jì)算的目標(biāo)開口比率Rvnt的延遲處理值Rvnte。
在下個(gè)步驟S514，參照表示在圖107中、預(yù)存儲(chǔ)在控制器41中的映像圖，根據(jù)柴油機(jī)1每缸的延遲處理值Rvnte和目標(biāo)EGR量Tqek，求出每單位廢氣量的一個(gè)目標(biāo)EGR閥開口表面面積Eaev。
在圖107的映像圖中，是水平軸的延遲處理值Rvnte可以認(rèn)為近似等于EGR閥6的上游與下游的壓差。例如，如果把EGR閥6的開口設(shè)置為常數(shù)，則延遲處理值Rvnte越小，可變噴嘴53的開口越大，并且增壓壓力越高。因此，EGR閥6的上游與下游的壓差變大。相反，延遲處理值Rvnte越大，可變噴嘴53的開口越大，并且增壓壓力越低。因此，EGR閥6的上游與下游的壓差減小。
因而，是水平軸的延遲處理值Rvnte可以認(rèn)為代表EGR閥6的上游與下游的壓差。通過(guò)把EGR量取作垂直軸，借助于這些參數(shù)能規(guī)定EGR閥6的開口，如能由圖107的映像圖理解的那樣。圖107的圖是給定的臨時(shí)值，以表示EGR閥6的相對(duì)數(shù)值。
本發(fā)明者通過(guò)試驗(yàn)得到圖107的映像圖，但使用如圖108中所示的理論定義映像圖也可以確定EGR閥開口面積Aev。
在圖107和圖108中，特性在映像圖右手側(cè)的區(qū)域中大大地不同，但因?yàn)樵谠搮^(qū)域中實(shí)際上不進(jìn)行控制，所以對(duì)使用哪個(gè)映像圖的控制沒有影響。
從這些映像圖讀的不是EGR閥6的開口面積，而是每單位廢氣量的目標(biāo)EGR閥開口面積Eaev。這是為了能夠應(yīng)用映像圖而不取決于柴油機(jī)1的廢氣量。
在控制器41在步驟S514計(jì)算每單位廢氣量的目標(biāo)EGR閥開口面積Eaev之后，在步驟S515通過(guò)把Eaev乘以柴油機(jī)1每缸的廢氣量SVOL#計(jì)算目標(biāo)EGR閥開口面積Aev，并且終止圖106的子例行程序。
因而，通過(guò)把真實(shí)開口比率Rvnte取作EGR閥6的上游/下游壓差的近似，有可能直接計(jì)算目標(biāo)EGR閥開口面積Aev，而不用計(jì)算EGR流量Cqe。因此，根據(jù)該實(shí)施例能簡(jiǎn)化EGR控制邏輯，并且EGR閥的控制精度也提高。
在以上實(shí)施例中，當(dāng)設(shè)置用于可變噴嘴53的開環(huán)控制量Avnt_f的計(jì)算的提前校正增益TGKVNTO、TGKVNTC時(shí)，使用廢氣量作為參數(shù)分類增壓效率。當(dāng)吸入空氣量增大假定廢氣量增大時(shí)，也有可能通過(guò)使用吸入空氣量作為一個(gè)參數(shù)而分類增壓效率，并且把吸入空氣量而不是廢氣量應(yīng)用于圖62和圖63的映像圖的水平軸。具體地說(shuō)，把它分類成一個(gè)其中增壓效率隨吸入空氣量增大而增大的小吸入空氣量區(qū)域、一個(gè)其中增壓效率隨吸入空氣量增大而減小的大吸入空氣量區(qū)域、及一個(gè)位于其之間的中間區(qū)域。
在以上實(shí)施例中，可變噴嘴53由壓力致動(dòng)器54驅(qū)動(dòng)，但也有可能使用其它類型的致動(dòng)器。在所有實(shí)施例中，把目標(biāo)開口比率Rvnt用作可變噴嘴53的操作目標(biāo)值，但也有可能使用一個(gè)目標(biāo)開口表面面積。
在日本具有2000年10月5日申請(qǐng)日期的Tokugan 2000-306404、和在日本具有2000年10月11日申請(qǐng)日期的Tokugan 2000-311096的內(nèi)容通過(guò)參考包括在這里。
盡管參照本發(fā)明的某些實(shí)施例已經(jīng)描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施例。按照以上講授，對(duì)于熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員將想到上述實(shí)施例的修改和變更。
例如，新鮮空氣量和增壓壓力彼此相對(duì)應(yīng)，從而也可以使用目標(biāo)增壓壓力而不是目標(biāo)吸入新鮮空氣量tQac。
對(duì)其應(yīng)用本發(fā)明的渦輪增壓器不限于包括可變噴嘴53的渦輪增壓器。本發(fā)明也可以應(yīng)用于允許廢氣渦輪的幾何形狀變化的所有可變幾何渦輪增壓器，如包括修改渦輪增壓器的廢氣渦輪的廢氣通道橫截面表面面積的渦管或擴(kuò)散器的渦輪增壓器。
本發(fā)明也可以應(yīng)用于不進(jìn)行廢氣重新循環(huán)的柴油機(jī)。柴油機(jī)1不限于其中由單級(jí)燃燒產(chǎn)生熱量產(chǎn)生的“低溫預(yù)混合燃燒型”。因而，本發(fā)明也可以應(yīng)用于其中在預(yù)混合燃燒之后進(jìn)行擴(kuò)散燃燒的普通柴油機(jī)。
其中要求獨(dú)享財(cái)產(chǎn)或特權(quán)的本發(fā)明的實(shí)施例按如下定義應(yīng)用的工業(yè)領(lǐng)域如上所述，本發(fā)明根據(jù)延遲類型補(bǔ)償歸因于渦輪增壓器的致動(dòng)器操作的柴油機(jī)吸入空氣量的變化延遲。因此，增強(qiáng)裝有增壓柴油機(jī)的車輛的加速操作的響應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的渦輪增壓器(50)的控制器件，渦輪增壓器(50)包括一個(gè)根據(jù)命令信號(hào)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的吸入空氣量的致動(dòng)器(53、54、55、56)，該控制器件包括一個(gè)傳感器(33、34)，探測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的運(yùn)行狀態(tài)；和一個(gè)控制器(41)，起如下作用根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的一個(gè)目標(biāo)吸入空氣量(S115、S116)；根據(jù)目標(biāo)吸入空氣量計(jì)算致動(dòng)器(54)的一個(gè)操作目標(biāo)值(S312、S313)；計(jì)算從致動(dòng)器(54)的操作到吸入空氣量變化的響應(yīng)延遲的一個(gè)第一補(bǔ)償值(S324、S325、S327、S328、S329、S330)；計(jì)算致動(dòng)器(54)相對(duì)于到致動(dòng)器(54)的命令信號(hào)的一個(gè)輸入的操作延遲的一個(gè)第二補(bǔ)償值(S425、S426、S427、S428、S430、S431)；根據(jù)關(guān)于操作目標(biāo)值的第一補(bǔ)償值和第二補(bǔ)償值通過(guò)進(jìn)行處理計(jì)算命令信號(hào)(S244、S246)；及把命令信號(hào)輸出到致動(dòng)器(54)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器件，其中控制器(41)進(jìn)一步起這樣的作用，在根據(jù)第一補(bǔ)償值進(jìn)行處理之后根據(jù)第二補(bǔ)償值對(duì)操作目標(biāo)值進(jìn)行處理(S244、S246)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制器件，其中控制器件進(jìn)一步包括一個(gè)探測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的廢氣量的傳感器(33、34、39、41、S322)，并且當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的廢氣量小于一個(gè)預(yù)定量時(shí)，控制器(41)通過(guò)對(duì)操作目標(biāo)值應(yīng)用提前處理進(jìn)一步起計(jì)算第一補(bǔ)償值的作用(S324、S327、S329)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的控制器件，其中控制器件進(jìn)一步包括一個(gè)探測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的廢氣量的傳感器(33、34、39、41、S322)，并且當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的廢氣量大于一個(gè)預(yù)定量時(shí)，控制器(41)通過(guò)對(duì)操作目標(biāo)值應(yīng)用延遲處理進(jìn)一步起計(jì)算第一補(bǔ)償值的作用(S324、S327、S329)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的控制器件，其中控制器件進(jìn)一步包括一個(gè)探測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的廢氣量的傳感器(33、34、39、41、S322)，第一補(bǔ)償值包括一個(gè)提前校正增益，并且控制器(41)進(jìn)一步起到根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的廢氣量設(shè)置提前校正增益的作用(S324、S327、S329)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制器件，其中當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的廢氣量大于一個(gè)預(yù)定量時(shí)，控制器(41)進(jìn)一步起到把提前校正增益設(shè)置到一個(gè)小于一的正值的作用。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的控制器件，其中控制器(41)進(jìn)一步起這樣的作用，把當(dāng)致動(dòng)器(54)正在吸入空氣量的增大方向上操作時(shí)的提前校正增益設(shè)置成比當(dāng)致動(dòng)器(54)正在吸入空氣量的減小方向上操作時(shí)的提前校正增益大(S324、S327)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的控制器件，其中控制器件進(jìn)一步包括一個(gè)探測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的廢氣量的傳感器(33、34、39、41、S322)，第一補(bǔ)償值包括一個(gè)與提前校正時(shí)間常數(shù)的相反值相對(duì)應(yīng)的一個(gè)時(shí)間常數(shù)等效值，并且控制器(41)進(jìn)一步起到根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的廢氣量確定時(shí)間常數(shù)等效值的作用(S325、S328、S330)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制器件，其中控制器(41)進(jìn)一步起這樣的作用，把當(dāng)致動(dòng)器(54)正在吸入空氣量的增大方向上操作時(shí)的時(shí)間常數(shù)等效值設(shè)置成，比當(dāng)致動(dòng)器(54)正在吸入空氣量的減小方向上操作時(shí)的時(shí)間常數(shù)等效值小(S325、S328)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的控制器件，其中第二補(bǔ)償值包括一個(gè)與致動(dòng)器(54)的響應(yīng)有關(guān)的提前校正增益，并且控制器(41)進(jìn)一步起這樣的作用，把當(dāng)致動(dòng)器(54)正在吸入空氣量的增大方向上操作時(shí)的提前校正增益設(shè)置成，比當(dāng)致動(dòng)器(54)正在吸入空氣量的減小方向上驅(qū)動(dòng)時(shí)的提前校正增益大(S325、S327)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)所述的控制器件，其中第二補(bǔ)償值包括一個(gè)與代表致動(dòng)器(54)的操作速度的時(shí)間常數(shù)的相反數(shù)相對(duì)應(yīng)的時(shí)間常數(shù)等效值，并且控制器(41)進(jìn)一步起這樣的作用，把當(dāng)致動(dòng)器(54)正在吸入空氣量的增大方向上驅(qū)動(dòng)時(shí)的時(shí)間常數(shù)等效值設(shè)置成比當(dāng)致動(dòng)器(54)正在吸入空氣量的減小方向上驅(qū)動(dòng)時(shí)的時(shí)間常數(shù)等效值大(S426、S428)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11任一項(xiàng)所述的控制器件，其中發(fā)動(dòng)機(jī)(1)包括一個(gè)廢氣重新循環(huán)器件(4、5、6)，把部分廢氣重新循環(huán)到發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的吸入新鮮空氣中，并且控制器(41)進(jìn)一步起這樣的作用根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)計(jì)算廢氣重新循環(huán)器件(4、5、6)的一個(gè)目標(biāo)廢氣重新循環(huán)量(S21-S25)；根據(jù)第一補(bǔ)償值計(jì)算一個(gè)第一處理值(S333)；根據(jù)操作目標(biāo)值處理值和目標(biāo)廢氣循環(huán)量計(jì)算廢氣重新循環(huán)器件(4、5、6)的一個(gè)控制目標(biāo)值，及根據(jù)控制目標(biāo)值控制廢氣重新循環(huán)器件(4、5、6)。
13.一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的渦輪增壓器(50)的控制器件，渦輪增壓器(50)包括一個(gè)根據(jù)命令信號(hào)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的吸入空氣量的致動(dòng)器(53、54、55、56)，該控制器件包括用來(lái)探測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的運(yùn)行狀態(tài)的裝置(33、34)；用來(lái)根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的一個(gè)目標(biāo)吸入空氣量的裝置(41、S115、S116)；用來(lái)根據(jù)目標(biāo)吸入空氣量計(jì)算致動(dòng)器(54)的一個(gè)操作目標(biāo)值的裝置(41、S312、S313)；用來(lái)計(jì)算從致動(dòng)器(54)的操作到吸入空氣量變化的響應(yīng)延遲的一個(gè)第一補(bǔ)償值的裝置(41、S324、S325、S327、S328、S329、S330)；用來(lái)計(jì)算致動(dòng)器(54)相對(duì)于到致動(dòng)器(54)的命令信號(hào)的一個(gè)輸入的操作延遲的一個(gè)第二補(bǔ)償值的裝置(41、S425、S426、S427、S428、S430、S431)；用來(lái)根據(jù)關(guān)于操作目標(biāo)值的第一補(bǔ)償值和第二補(bǔ)償值通過(guò)進(jìn)行處理計(jì)算命令信號(hào)的裝置(41、S244、S246)；及用來(lái)把命令信號(hào)輸出到致動(dòng)器(54)的裝置(41)。
14.一種發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的渦輪增壓器(50)的控制方法，其中渦輪增壓器(50)包括一個(gè)根據(jù)命令信號(hào)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的吸入空氣量的致動(dòng)器(53、54、55、56)，該控制方法包括探測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的運(yùn)行狀態(tài)；根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的一個(gè)目標(biāo)吸入空氣量；根據(jù)目標(biāo)吸入空氣量計(jì)算致動(dòng)器(54)的一個(gè)操作目標(biāo)值；計(jì)算從致動(dòng)器(54)的操作到吸入空氣量變化的響應(yīng)延遲的一個(gè)第一補(bǔ)償值；計(jì)算致動(dòng)器(54)相對(duì)于到致動(dòng)器(54)的命令信號(hào)的一個(gè)輸入的操作延遲的一個(gè)第二補(bǔ)償值；根據(jù)關(guān)于操作目標(biāo)值的第一補(bǔ)償值和第二補(bǔ)償值通過(guò)進(jìn)行處理計(jì)算命令信號(hào)；及把命令信號(hào)輸出到致動(dòng)器(54)。
全文摘要
一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)裝有通過(guò)一個(gè)致動(dòng)器(53、54、55、56)改變?cè)鰤簤毫Φ囊粋€(gè)渦輪增壓器(50)。一個(gè)控制器(41)分別計(jì)算從致動(dòng)器(54)的操作至發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的吸入空氣量的變化的響應(yīng)延遲的一個(gè)第一補(bǔ)償值、和關(guān)于到致動(dòng)器(54)的命令信號(hào)的輸入的致動(dòng)器(54)的操作延遲的一個(gè)第二補(bǔ)償值。根據(jù)關(guān)于一個(gè)操作目標(biāo)值的第一補(bǔ)償和第二補(bǔ)償值通過(guò)進(jìn)行處理計(jì)算至致動(dòng)器(54)的命令信號(hào)，該操作目標(biāo)值根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的運(yùn)行狀態(tài)確定，并且由此增強(qiáng)吸入空氣量控制的響應(yīng)。
文檔編號(hào)F02B37/22GK1392923SQ01802777
公開日2003年1月22日 申請(qǐng)日期2001年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月5日
發(fā)明者白河暁 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社