專利名稱：用于控制內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的空轉(zhuǎn)速度的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的空轉(zhuǎn)速度的設(shè)備和方法，該設(shè)備和方法控制進(jìn)氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于在空轉(zhuǎn)狀態(tài)將實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
背景技術(shù)：
通常，在空轉(zhuǎn)狀態(tài)，設(shè)定目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速并根據(jù)該目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)執(zhí)行空轉(zhuǎn)速度控制程序(下文稱為ISC)。更具體來(lái)說(shuō)，供應(yīng)給燃燒室的進(jìn)氣量例如可以通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)氣門開(kāi)度進(jìn)行控制，以使得發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到達(dá)目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
進(jìn)一步地，已經(jīng)使用具有可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)，該可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)改變諸如開(kāi)啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間、開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間(升角)、升程量以及進(jìn)氣門開(kāi)啟狀態(tài)下的曲柄角和升程量之間的關(guān)系(升程曲線)等進(jìn)氣門的升程特性。這些發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)借助于可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)改變進(jìn)氣門的升程特性改進(jìn)了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出并維持排氣性質(zhì)(例如，參見(jiàn)日本公開(kāi)專利公報(bào)No.2001-263015)。
但是，如果在這些具有可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)中執(zhí)行ISC，會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題。
在這些發(fā)動(dòng)機(jī)中，進(jìn)氣門起調(diào)節(jié)進(jìn)氣流動(dòng)的限制器(restrictor)的作用。限制范圍根據(jù)諸如升程量以及開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間(升角)等進(jìn)氣門的升程特性而改變，所述進(jìn)氣門的升程特性通過(guò)可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)而改變。這改變了由節(jié)氣門引起的的泵送損失，導(dǎo)致進(jìn)氣量對(duì)節(jié)氣門開(kāi)度改變的響應(yīng)的變化。因而相應(yīng)地改變發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速通過(guò)ISC改變時(shí)的速度。
進(jìn)一步地，在包括可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)中，通過(guò)改變進(jìn)氣門的升程特性來(lái)調(diào)節(jié)供應(yīng)給燃燒室的進(jìn)氣量。相較于通過(guò)減小節(jié)氣門開(kāi)度來(lái)減少進(jìn)氣量的情況，這使得發(fā)動(dòng)機(jī)能夠以較低的輸出(較低的空氣量)操作。
更具體地，相較于通過(guò)減小節(jié)氣門開(kāi)度來(lái)減少進(jìn)氣量的情況，如果通過(guò)改變進(jìn)氣門的升程特性來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)氣量，則節(jié)氣門開(kāi)度維持在較高水平。這使得進(jìn)氣門上游的進(jìn)氣通道中的進(jìn)氣的壓力升高。因此，如果在進(jìn)氣沖程完成時(shí)供應(yīng)給燃燒室的進(jìn)氣量或作用在燃燒室中的壓力在這兩種情況下是相同的，則相較于通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)氣門控制進(jìn)氣量的情況，在通過(guò)改變進(jìn)氣門的升程特性來(lái)控制進(jìn)氣量的情況下的在進(jìn)氣沖程完成前作用于燃燒室中的壓力較高。
但是，在通過(guò)可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)升程特性的控制種，將實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)成目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速所需的節(jié)氣門開(kāi)度(進(jìn)氣量)根據(jù)泵送損失的改變而改變。這會(huì)改變發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由ISC改變時(shí)的速度。
如上所述，現(xiàn)有的ISC不適用于由進(jìn)氣門的升程特性的改變所產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)性能的改變。這降低了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
由此，本發(fā)明的目的在于提供用于控制內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的空轉(zhuǎn)速度的設(shè)備和方法，其能夠在空轉(zhuǎn)狀態(tài)下控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
為了獲得前述和其他目的以及根據(jù)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)的空轉(zhuǎn)速度控制設(shè)備，所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括改變進(jìn)氣門的升程特性的可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述設(shè)備具有控制部，其用于控制空轉(zhuǎn)狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量而將實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。所述控制部根據(jù)由所述可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)改變的升程特性來(lái)設(shè)定與進(jìn)氣量的控制相關(guān)的控制量。
本發(fā)明的另一方面是一種發(fā)動(dòng)機(jī)的空轉(zhuǎn)速度的控制方法，所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括改變進(jìn)氣門的升程特性的可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述方法包括控制空轉(zhuǎn)狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量而將實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。所述方法還包括根據(jù)由所述可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)改變的升程特性來(lái)設(shè)定與進(jìn)氣量的控制相關(guān)的控制量。
結(jié)合通過(guò)示例方式示出本發(fā)明的原理的附圖，從以下描述種將明確本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)。


結(jié)合附圖參照以下對(duì)當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施方式的描述可更好的理解本發(fā)明及其目的和優(yōu)點(diǎn)。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的空轉(zhuǎn)速度控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)的視圖；圖2是表示開(kāi)啟時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間響應(yīng)于圖1的設(shè)備的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)的致動(dòng)的變化的圖示；圖3是表示升程量和升角響應(yīng)于圖1的設(shè)備的可變升程量機(jī)構(gòu)的變化的圖示；圖4是第一實(shí)施方式的ISC程序的流程圖；圖5(a)和5(b)是表示進(jìn)氣門的升角與進(jìn)氣量之間的關(guān)系的時(shí)序圖；圖6是示意性示出用于圖4的程序的映射A的視圖，該映射A用于計(jì)算反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi的比例；圖7是示意性示出用于圖4的程序的多個(gè)學(xué)習(xí)范圍(learningrange)，各學(xué)習(xí)范圍根據(jù)升角來(lái)限定；圖8是第一實(shí)施方式的學(xué)習(xí)程序的流程圖；圖9是表示圖8的學(xué)習(xí)程序的示例的時(shí)序圖；圖10是表示升角與所需進(jìn)氣量之間的關(guān)系的圖示；圖11(a)至11(e)是表示圖4的ISC程序的示例的時(shí)序圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的ISC程序的流程圖；圖13是示意性示出用于圖12的程序的映射B的視圖，該映射B用于計(jì)算反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi的補(bǔ)償項(xiàng)；以及圖14(a)至14(d)是表示圖12的ISC程序的示例的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
以下將描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)速度控制設(shè)備。
圖1示意性示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的空轉(zhuǎn)速度控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
如圖1所示，節(jié)氣門14設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)10的進(jìn)氣通道12中。節(jié)氣門馬達(dá)(throttle motor)16連接至節(jié)氣門14。節(jié)氣門14的開(kāi)度(節(jié)氣門開(kāi)度)通過(guò)節(jié)氣門馬達(dá)16的致動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，由此調(diào)節(jié)通過(guò)進(jìn)氣通道12供應(yīng)給燃燒室18的進(jìn)氣量。燃料噴射閥20也設(shè)置在進(jìn)氣通道12中，用于將燃料噴射到進(jìn)氣通道12中。
在發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室18中，火花塞22點(diǎn)燃進(jìn)氣與所噴射燃料的空氣-燃料混合物。因而，燃燒空氣-燃料混合物并往復(fù)活塞24，由此旋轉(zhuǎn)曲柄軸26。然后，將空氣-燃料混合物由燃燒室18送至排氣通道28作為排氣。
在發(fā)動(dòng)機(jī)10中，進(jìn)氣通道12和燃燒室18通過(guò)進(jìn)氣門30的致動(dòng)而選擇性地彼此連接或彼此分離。燃燒室18和排氣通道28通過(guò)排氣門32的致動(dòng)而選擇性地彼此連接或彼此分離。進(jìn)氣門30通過(guò)進(jìn)氣凸輪軸34的旋轉(zhuǎn)而選擇性地開(kāi)啟和關(guān)閉，其中，曲柄軸26的旋轉(zhuǎn)傳遞至該進(jìn)氣凸輪軸34。類似地，排氣門32通過(guò)排氣凸輪軸36的旋轉(zhuǎn)而選擇性地開(kāi)啟和關(guān)閉，其中，曲柄軸26的旋轉(zhuǎn)傳遞至該排氣凸輪軸36。
可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)38設(shè)置在進(jìn)氣凸輪軸34中?？勺儦忾T正時(shí)機(jī)構(gòu)38調(diào)節(jié)進(jìn)氣凸輪軸34相對(duì)于曲柄軸26的旋轉(zhuǎn)角度9(曲柄角度)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度，用于選擇性地提前和延遲進(jìn)氣門30的氣門正時(shí)?？勺儦忾T正時(shí)機(jī)構(gòu)38通過(guò)借助于液壓致動(dòng)器40控制施加于可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)38的液壓而進(jìn)行操作。通過(guò)操作可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)38改變進(jìn)氣門30的氣門正時(shí)，如圖2的圖示中所示的。如圖中清楚示出的，可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)38提前或延遲進(jìn)氣門30的開(kāi)啟正時(shí)和關(guān)閉正時(shí)，并同時(shí)以恒定水平維持開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間(升角VL)。
在進(jìn)氣凸輪軸34與進(jìn)氣門30之間設(shè)置可變升程量機(jī)構(gòu)42?？勺兩塘繖C(jī)構(gòu)42可變地設(shè)定進(jìn)氣門30的升程量并通過(guò)電動(dòng)機(jī)44致動(dòng)。進(jìn)氣門30的升程量通過(guò)可變升程量機(jī)構(gòu)42進(jìn)行改變，如圖3所示。如圖中清楚示出的，進(jìn)氣門30的升程量(更具體來(lái)說(shuō)，最大升程量)和升角VL對(duì)應(yīng)地改變。也就是說(shuō)，例如，升程量越大，升角VL越大。如果升角VL增加，進(jìn)氣門30的開(kāi)啟時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間之間的時(shí)間間隔或進(jìn)氣門30的開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)。
在第一實(shí)施方式中，進(jìn)氣量通過(guò)執(zhí)行節(jié)氣門14的開(kāi)度的控制程序(節(jié)氣門控制程序)以及可變升程量機(jī)構(gòu)42的控制程序(可變升程量控制程序)而進(jìn)行調(diào)節(jié)。節(jié)氣門開(kāi)度越大，進(jìn)氣量GA越大，同樣，進(jìn)氣門30的升程量越大，進(jìn)氣量GA越大。因此，如果進(jìn)氣門30的升程量設(shè)定為較高水平，則節(jié)氣門開(kāi)度設(shè)定為較低水平。相反，如果進(jìn)氣門30的升程量設(shè)定為較低水平，則節(jié)氣門開(kāi)度設(shè)定為較高水平。以此方式，通過(guò)節(jié)氣門控制程序和可變升程量控制程序?qū)⑦M(jìn)氣量GA調(diào)節(jié)成所希望的水平。
發(fā)動(dòng)機(jī)10包括用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)10的工作狀態(tài)的各種傳感器。
傳感器例如包括用于檢測(cè)節(jié)氣門開(kāi)度的節(jié)氣門傳感器50、用于檢測(cè)進(jìn)氣通道12中的進(jìn)氣量GA的進(jìn)氣量傳感器52、用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度的冷卻劑溫度傳感器54以及用于檢測(cè)加速器踏板(未示出)的位置的加速器傳感器56。進(jìn)一步地，設(shè)有用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度(曲柄角度)和曲柄軸26的轉(zhuǎn)速的曲柄傳感器、用于檢測(cè)進(jìn)氣凸輪軸34的旋轉(zhuǎn)角度(凸輪角度)的凸輪傳感器60、用于檢測(cè)進(jìn)氣門30的升角VL(更具體來(lái)說(shuō)，可變升程量機(jī)構(gòu)42的致動(dòng)量)的升程傳感器30。
發(fā)動(dòng)機(jī)10還包括電子控制單元70，其例如具有微型計(jì)算機(jī)。電子控制單元70從傳感器接收檢測(cè)信號(hào)并進(jìn)行計(jì)算。電子控制單元70根據(jù)計(jì)算的結(jié)果來(lái)執(zhí)行用于發(fā)動(dòng)機(jī)10的各種控制程序，如節(jié)氣門控制程序、燃料噴射控制程序、可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)38的控制程序以及可變升程量控制程序。
電子控制單元70執(zhí)行ISC(空轉(zhuǎn)控制)程序作為用于發(fā)動(dòng)機(jī)10的控制程序之一。
ISC程序作為節(jié)氣門控制程序執(zhí)行。更具體地，在發(fā)動(dòng)機(jī)10的空轉(zhuǎn)狀態(tài)下，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)操作狀態(tài)對(duì)節(jié)氣門開(kāi)度進(jìn)行前饋控制。其間，為了將實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE調(diào)節(jié)為目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne，根據(jù)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE與目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne之間的偏差以反饋方式來(lái)控制節(jié)氣門開(kāi)度。在第一實(shí)施方式中，ISC控制程序?qū)?yīng)于由控制部執(zhí)行的程序，該控制部用于以使實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變?yōu)槟繕?biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方式調(diào)節(jié)和控制進(jìn)氣量。進(jìn)一步地，節(jié)氣門開(kāi)度對(duì)應(yīng)于與控制部的操作相關(guān)的控制量。
除了ISC控制程序之外，執(zhí)行可變升程量控制程序，用以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)來(lái)設(shè)定升程量。由此，通過(guò)可變升程量控制程序和ISC控制程序調(diào)節(jié)供應(yīng)給燃燒室18的進(jìn)氣量。在第一實(shí)施方式中，發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱完成時(shí)的進(jìn)氣門30的升程量相較于預(yù)熱未完成時(shí)設(shè)定為較小水平。
以下參照?qǐng)D4的流程圖詳細(xì)說(shuō)明ISC程序。圖4的程序由電子控制單元70以預(yù)定間隔執(zhí)行。
參照?qǐng)D4，根據(jù)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE和進(jìn)氣量GA確定基本控制量Qb或以下將描述的用于所需控制量Qcal的基本值(在步驟S100中)。所獲得的基本控制量Qb作為用于節(jié)氣門14或更具體來(lái)說(shuō)用于節(jié)氣門馬達(dá)16的控制信號(hào)輸出?；究刂屏縌b越大，節(jié)氣門開(kāi)度越大，進(jìn)氣量GA越大。燃料噴射量相應(yīng)地增加，從而實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE升高。通過(guò)反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi和以下將描述的所需控制量Qcal產(chǎn)生與基本控制量Qb相同結(jié)果。
接下來(lái)，根據(jù)冷卻劑溫度THW計(jì)算用于實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE的目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne(在步驟S102中)。冷卻劑溫度THW越低，發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)越不穩(wěn)定。為了避免這樣的情況，在冷卻劑溫度THW較低時(shí)，將目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne設(shè)定為較高水平。
于是，得出實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE與目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne之間的偏差ΔNE(＝NE-Tne)(在步驟S104中)。根據(jù)偏差ΔE和在可變升程量控制程序中設(shè)定的升角VL確定反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi(在步驟S106中)。更具體地，通過(guò)將與偏差ΔE的積分值成比例的反饋補(bǔ)償項(xiàng)(積分項(xiàng)Qfbi)和與偏差ΔNE成比例的補(bǔ)償項(xiàng)(比例項(xiàng)Qfbp)相加得出反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi。比例項(xiàng)Qfbp和積分項(xiàng)Qfbi如下算出。
首先，將說(shuō)明比例項(xiàng)Qfbp的計(jì)算程序。
如果實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE低于目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne(偏差ΔNE＜0)，則所得出的比例項(xiàng)Qfbp為隨實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE與目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne之間的偏差變大而變大的正值(＝|NE-Tne|)。相反，如果實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE高于目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne(偏差ΔNE＞0)，則所確定的比例項(xiàng)Qfbp為隨實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE與目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne之間的偏差變大而變小的負(fù)值(＝|NE-Tne|)。進(jìn)一步地，如果實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE與目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne相同(偏差ΔNE＝0)，則所計(jì)算出的比例項(xiàng)Qfbp為零。當(dāng)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE與目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne之間的偏差較大時(shí)，根據(jù)所得出的比例項(xiàng)Qfbp將反饋補(bǔ)償量設(shè)定為較大值。因而，快速改變節(jié)氣門開(kāi)度。
如果進(jìn)氣門30的升程量在可變升程量控制程序中設(shè)定為較小值，則說(shuō)明在進(jìn)氣門30與對(duì)應(yīng)的氣門座之間設(shè)置了限制器，用于限制進(jìn)氣的流動(dòng)。在圖5(a)和5(b)中，節(jié)氣門(圖5(a)在除升程量之外的設(shè)定都相同的多種情況下切換(在t11時(shí)刻)。通常，相較于升程量設(shè)定為較大值(對(duì)應(yīng)于實(shí)現(xiàn)示出的曲線)的情況，如果升程量設(shè)定為較小值(雙點(diǎn)劃線示出的情況)，則在節(jié)氣門開(kāi)度改變之后的進(jìn)氣量GA(圖5(b)的變化中產(chǎn)生較長(zhǎng)的延遲。該延遲改變了進(jìn)氣量GA對(duì)節(jié)氣門開(kāi)度變化的響應(yīng)，導(dǎo)致實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE響應(yīng)于ISC改變時(shí)的速度改變。
為了解決此問(wèn)題，使用進(jìn)氣門30的升程量(更具體地，最大升程量)作為除了偏差ΔNE之外的用于計(jì)算比例項(xiàng)Qfb的附加參數(shù)。進(jìn)一步地，以升程量越小則反饋增益越大的方式可變地設(shè)定反饋增益。更具體地，使用升角VL或進(jìn)氣門30的升程量的指示器值作為升程量。圖6示出在計(jì)算比例項(xiàng)Qfbp中使用的映射(下文稱作“映射A”。如通過(guò)映射A所指示的，如果偏差ΔNE為負(fù)，則得出的比例項(xiàng)Qfbp為正值，升角VL越小，該正值越大。相反，如果偏差ΔNE為正，則得出的比例項(xiàng)Qfbp為正值，升角VL越小，該負(fù)值越小。
以此方式，升角VL越小，反饋補(bǔ)償量越大。因而，節(jié)氣門開(kāi)度迅速變化，且相應(yīng)地，供應(yīng)給燃燒室18的進(jìn)氣量迅速變化。這改進(jìn)了在發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)狀態(tài)將實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE調(diào)節(jié)為目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne時(shí)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE的響應(yīng)。進(jìn)一步地，與反饋補(bǔ)償量?jī)H僅通過(guò)在反饋補(bǔ)償量上加上或減去對(duì)應(yīng)于升程量的量來(lái)補(bǔ)償反饋補(bǔ)償量而沒(méi)有參照偏差ΔNE的情況不同，在第一實(shí)施方式中，根據(jù)偏差ΔNE設(shè)定反饋補(bǔ)償量。因此，在此方式中，在發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)狀態(tài)下更適當(dāng)?shù)叵鄬?duì)于目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
在此方式中，根據(jù)由可變升程量機(jī)構(gòu)42改變的升程量有效地控制發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)狀態(tài)下的實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
接下來(lái)，將說(shuō)明積分項(xiàng)Qfbi的計(jì)算程序。
首先，根據(jù)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE是否高于目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne，在需要時(shí)，將積分項(xiàng)Qfbi設(shè)定為零并更新。更具體地，如果實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE高于目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne，將預(yù)定值ΔA加到積分項(xiàng)Qfbi上(Qfbi＜-Qfbi+ΔA)。相反，如果實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE不高于目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne，從積分項(xiàng)Qfbi中減去值ΔA((Qfbi＜-Qfbi-ΔA)。
以此方式，計(jì)算反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi(＝比例項(xiàng)Qfbp+積分項(xiàng)Qfbi)。此后，讀取學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg(在步驟S108中)。
如圖7的圖示所示，根據(jù)對(duì)應(yīng)于進(jìn)氣量GA(更具體地，升角VL)限定的多個(gè)(在此方式中為3個(gè))范圍設(shè)定學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg。如以下將描述的學(xué)習(xí)該學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg并將該學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg存儲(chǔ)在電子控制單元70中。在步驟S108中，根據(jù)升角VL選擇當(dāng)前學(xué)習(xí)范圍，并且根據(jù)所選擇的范圍得出學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg。
此后，使用以下等式，根據(jù)基本控制量Qb、反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi以及學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg，計(jì)算所需控制量QcalQcal＝Qb+Qi+Qg于是，學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg經(jīng)過(guò)一學(xué)習(xí)程序(在步驟112中)。在第一實(shí)施方式中，步驟112的程序?qū)?yīng)于學(xué)習(xí)部所執(zhí)行的程序，該學(xué)習(xí)部用于學(xué)習(xí)作為前饋補(bǔ)償量的反饋補(bǔ)償量與對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)值之間的恒定偏差。進(jìn)一步地，由學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg確定的補(bǔ)償量對(duì)應(yīng)于由學(xué)習(xí)部所學(xué)習(xí)的前饋補(bǔ)償量。
以下參照?qǐng)D8和圖9說(shuō)明學(xué)習(xí)程序。圖8為學(xué)習(xí)程序的流程圖，圖9是表示學(xué)習(xí)程序的示例的時(shí)序圖。
首先，在學(xué)習(xí)程序中確定是否滿足用于啟動(dòng)程序的條件(在圖8的步驟200中)。更具體地，如果在預(yù)定時(shí)間內(nèi)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE維持恒定且在預(yù)定時(shí)間內(nèi)加速器踏板未被下壓，則確定滿足該條件。
如果不滿足該條件(在步驟S200中為“否”)，學(xué)習(xí)程序中止(suspend)而不繼續(xù)以下的步驟。
相反地，如果滿足該條件(在步驟S200中為“是”)，則選擇對(duì)應(yīng)于升角VL的當(dāng)前值的學(xué)習(xí)范圍且根據(jù)所選擇的范圍讀取學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg(在步驟S202中)。
如果反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi等于或大于預(yù)定值B(在步驟S204中為“是”)，將預(yù)定值ΔA加到學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg上(在圖8的步驟S206中)，比如圖9的時(shí)刻t21、t22。進(jìn)一步地，當(dāng)學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg更新(增加)時(shí)，為了避免實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE由于學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg的增加而升高，從反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi中減去值ΔC(在步驟208中)。
相反地，如果反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi小于預(yù)定值B(在步驟S204中為“否”)，在步驟S210中，進(jìn)一步確定反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi是否等于或小于預(yù)定值D(值B＞值D)。
如果反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi等于或小于值D(在步驟S210中為“是”，從學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg中減去值ΔC(在步驟S212中)且將值值ΔC加到反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi上(在步驟214中)。
如果反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi小于值B但大于值D(在步驟S204中為“否”且在步驟S210中為“是”)，則維持學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg而不進(jìn)行更新。
由此，使用以上述方式更新或維持的學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg可靠地補(bǔ)償了反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi與對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)值之間的恒定偏差(在第一實(shí)施方式中為零)。
但是，如果節(jié)氣門14或可變升程量機(jī)構(gòu)42具有產(chǎn)品誤差，節(jié)氣門開(kāi)度或升程量不能與對(duì)應(yīng)的目標(biāo)值一致或恒定地偏離于對(duì)應(yīng)的目標(biāo)值。在此情況下，反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi根據(jù)節(jié)氣門開(kāi)度或升程量與對(duì)應(yīng)目標(biāo)值之間的恒定偏差而恒定地偏離于對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)值。
在第一實(shí)施方式中，這樣的恒定偏差通過(guò)使用學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg而補(bǔ)償(消除)。因此，ISC程序的反饋控制得以可靠的執(zhí)行而不受節(jié)氣門14或可變升程量機(jī)構(gòu)42的產(chǎn)品誤差的影響。換句話說(shuō)，可靠地消除了由所不希望的外部因素引起的實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE與目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne之間的恒定偏差。于是，對(duì)節(jié)氣門開(kāi)度進(jìn)行更適當(dāng)?shù)胤答伩刂啤?br> 進(jìn)一步地，如已經(jīng)描述的，相較于通過(guò)例如改變節(jié)氣門開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)氣量GA的情況而言，在通過(guò)改變進(jìn)氣門的升程量來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)氣量GA的情況下，允許發(fā)動(dòng)機(jī)以較低的輸出(較低的空氣量)工作。因此，通常，節(jié)氣門14的開(kāi)度越小或在可變升程量控制程序中設(shè)定的升程量(升角VL)越大，則將實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE調(diào)節(jié)為目標(biāo)轉(zhuǎn)速Tne所需的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出(進(jìn)氣量GA)越大，如圖10所示。
在第一實(shí)施方式的可變升程量控制程序中，發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱完成時(shí)進(jìn)氣門30的升角VL相較于發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱未完成時(shí)設(shè)定為較小值。因此，在完成預(yù)熱時(shí)，進(jìn)氣門30的升角VL開(kāi)始減小，且相應(yīng)地，將實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE調(diào)節(jié)為目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne所需的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出也開(kāi)始減小。進(jìn)一步地，實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE與目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne之間的恒定偏差對(duì)ISC的影響不像通常那樣。也就是說(shuō)，進(jìn)氣量GA越小，則這樣的對(duì)ISC的影響越小。
當(dāng)預(yù)熱完成且升角VL增加時(shí)，所需的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出減小或前述偏差對(duì)ISC的影響也更小。這會(huì)導(dǎo)致實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE不必要的升高或反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi的迅速降低——其是為了抑制實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE的增加而發(fā)生的。
但是，在第一實(shí)施方式中，為進(jìn)氣門30的升角VL限定多個(gè)范圍。于是，對(duì)應(yīng)于所需的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出或前述偏差的影響、根據(jù)每個(gè)范圍學(xué)習(xí)該學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg。因此，如圖11所示，當(dāng)完成預(yù)熱(在時(shí)刻t31)且升角VL(圖11(a))開(kāi)始增加時(shí)，學(xué)習(xí)范圍順次從一個(gè)切換到另一個(gè)(圖11(b))。也就是說(shuō)，區(qū)域c在時(shí)刻t32切換到區(qū)域b，區(qū)域b在時(shí)刻t33切換到區(qū)域a。每次從一個(gè)區(qū)域切換到另一個(gè)區(qū)域，學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg(圖11(c))就減小。由此，隨著所需發(fā)動(dòng)機(jī)輸出減小或前述偏差對(duì)ISC的影響變小，所需控制量Qcal(圖11(d))減小。這抑制了實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE(圖11(e))的不必要的升高。
以此方式，在第一實(shí)施方式中，學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg設(shè)定為適于在從a到c的每個(gè)范圍中確保所需發(fā)動(dòng)機(jī)輸出或消除實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE與目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne之間的恒定偏差對(duì)ISC的影響的值。因此，相較于學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg設(shè)定為與升角VL無(wú)關(guān)的恒定值的情況，在第一實(shí)施方式中更適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行反饋控制。
第一實(shí)施方式具有以下優(yōu)點(diǎn)。
(1)除了實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE與目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne之間的偏差之外，還使用進(jìn)氣門30的升角VL作為用于計(jì)算反饋補(bǔ)償?shù)膮?shù)。因此，根據(jù)由可變升程量機(jī)構(gòu)42改變的進(jìn)氣門30的升程量控制實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE。于是，在空轉(zhuǎn)狀態(tài)下有效地控制實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE。
(2)升角VL越小，則反饋補(bǔ)償量(Qi)越大。因此，即使通過(guò)可變升程量程序?qū)⑦M(jìn)氣門30的升程量設(shè)定為較小值，供應(yīng)給燃燒室18的空氣量也迅速增加。這改進(jìn)了在空轉(zhuǎn)狀態(tài)下將實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE調(diào)節(jié)為目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne時(shí)的控制響應(yīng)。
(3)以升角VL越小則反饋增益越大的方式可變地設(shè)定反饋增益。因此，更適當(dāng)?shù)乜刂瓶辙D(zhuǎn)狀態(tài)下的實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
(4)學(xué)習(xí)反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi與對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)值之間的恒定偏差作為學(xué)習(xí)項(xiàng)。根據(jù)學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg控制節(jié)氣門開(kāi)度。因此，有效地進(jìn)行反饋控制而不會(huì)受到節(jié)氣門14或可變升程量機(jī)構(gòu)42的產(chǎn)品誤差的影響。換句話說(shuō)，消除了由所不希望的外部因素引起的實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE與目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne之間的恒定偏差。于是，對(duì)節(jié)氣門開(kāi)度進(jìn)行更適當(dāng)?shù)胤答伩刂啤?br> (5)為升角VL限定多個(gè)范圍a到c。根據(jù)a到c每個(gè)范圍學(xué)習(xí)該學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg。因此，相較于學(xué)習(xí)量設(shè)定為恒定值的情況而言，更適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行反饋控制。
以下描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)速度控制設(shè)備。
第二實(shí)施方式的設(shè)備與第一實(shí)施方式的設(shè)備的ISC程序不同。也就是說(shuō)，在第一實(shí)施方式中，根據(jù)進(jìn)氣門30的升角VL可變地設(shè)定反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi。但是，在第二實(shí)施方式中，根據(jù)進(jìn)氣門30的升角VL可變地設(shè)定用于對(duì)節(jié)氣門開(kāi)度進(jìn)行前饋控制的前饋補(bǔ)償量。
如已經(jīng)描述的，發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱完成時(shí)進(jìn)氣門30的升角VL相較于發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱未完成時(shí)設(shè)定為較小值。因此，在完成預(yù)熱時(shí)，升角VL開(kāi)始減小，且相應(yīng)地，所需的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出也開(kāi)始減小。這妨礙了ISC對(duì)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE的控制性能。而且，會(huì)致使實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE不必要的升高。
為了解決這些問(wèn)題，在第二實(shí)施方式的ISC中，以通過(guò)可變升程量控制程序越小則所需控制量Qcal越小的方式補(bǔ)償基本控制量Qb。
以下詳細(xì)解釋第二實(shí)施方式的ISC程序。
圖12是以預(yù)定間隔由電子控制單元70執(zhí)行的ISC程序的流程圖。
如圖12所示，首先在該程序中，根據(jù)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE和進(jìn)氣量GA計(jì)算作為所需控制量Qcal的基本值的基本控制量Qb(在步驟S300中)。輸出基本控制量Qb作為用于節(jié)氣門14(更具體地，節(jié)氣門馬達(dá)16)的控制信號(hào)?；究刂屏縌b越大，則節(jié)氣門開(kāi)度越大，進(jìn)氣量GA也是同樣。進(jìn)一步地，燃料噴射量對(duì)應(yīng)地增加，從而升高實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE。通過(guò)以下將解釋的反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qfb、補(bǔ)償項(xiàng)Qvl以及所需控制量Qcal產(chǎn)生與基本控制量QB相同的結(jié)果。
接下來(lái)，根據(jù)冷卻劑溫度THW計(jì)算用于實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE的目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne(在步驟S302中)。冷卻劑溫度THW越低，則發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒狀態(tài)越不穩(wěn)定。為了避免此情況，當(dāng)冷卻劑溫度較低時(shí)，目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne設(shè)定為較高值。
于是，得出實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE與目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne之間的偏差ΔNE(＝NE-Tne)(在步驟S304中)。根據(jù)所得出的值，確定反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qfb(在步驟S306中)。更具體地，確定與偏差ΔNE成比例的補(bǔ)償項(xiàng)和與偏差ΔNE的積分成比例的補(bǔ)償項(xiàng)。所得出的補(bǔ)償項(xiàng)加到一起且限定為反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qfb。
此后，在步驟S308中使用根據(jù)進(jìn)氣門30的升角VL限定的映射(下文稱為映射B)計(jì)算補(bǔ)償項(xiàng)Qvl。
根據(jù)升角VL，使用補(bǔ)償項(xiàng)Qvl來(lái)補(bǔ)償基本控制量Qb。圖13表示用于得出補(bǔ)償項(xiàng)Qvl的映射B。升角VL越大，則補(bǔ)償項(xiàng)Qvl越大。當(dāng)升角VL對(duì)應(yīng)于最小值時(shí)，將補(bǔ)償項(xiàng)Qvl確定為零。在此情況中，未補(bǔ)償基本控制量Qb。換句話說(shuō)，在第二實(shí)施方式中，通過(guò)使用升角VL的最小值作為基準(zhǔn)值，升角越大，則基本控制量Qb被補(bǔ)償?shù)迷酱?增加)。在此實(shí)施方式中，對(duì)應(yīng)于補(bǔ)償項(xiàng)Qvl的補(bǔ)償量與用于對(duì)節(jié)氣門開(kāi)度進(jìn)行前饋控制的前饋補(bǔ)償量相對(duì)應(yīng)。
接下來(lái)，使用以下等式、根據(jù)反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qfb和補(bǔ)償項(xiàng)Qvl計(jì)算所需控制量Qcal(在步驟S310中)Qcal＝Qb+Qfb+Qvl在得出所需控制量Qcal之后，中止(suspend)ISC程序。
圖14示出發(fā)動(dòng)機(jī)完全預(yù)熱時(shí)的ISC程序的示例。
如圖14所示，在時(shí)刻t41完成預(yù)熱時(shí)，進(jìn)氣門30的升角VL(圖14(a))開(kāi)始減小。相應(yīng)地，所需發(fā)動(dòng)機(jī)輸出或所需進(jìn)氣量GA減小。
在第二方式中，升角VL越小，則補(bǔ)償項(xiàng)Qvl(圖14(b))越小。根據(jù)補(bǔ)償項(xiàng)Qvl補(bǔ)償基本控制量Qb。因此，根據(jù)所需進(jìn)氣量GA補(bǔ)償基本控制量Qb以及所需控制量Qcal(圖14(c)。也就是說(shuō)，對(duì)空轉(zhuǎn)狀態(tài)下的實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE(圖14(d))進(jìn)行適當(dāng)?shù)厍梆伩刂啤Ｓ纱?，根?jù)由可變升程量控制程序改變的進(jìn)氣門30的升程量有效地控制了空轉(zhuǎn)狀態(tài)下的實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE。
第二實(shí)施方式具有以下優(yōu)點(diǎn)。
(1)根據(jù)通過(guò)可變升程量控制程序改變的進(jìn)氣門30的升角VL得出基本補(bǔ)償項(xiàng)Qb的補(bǔ)償項(xiàng)Qvl。因此，無(wú)論升角VL如何改變，均根據(jù)升角VL對(duì)節(jié)氣門開(kāi)度進(jìn)行前饋控制。由此，根據(jù)于升角VL的改變有效地控制了空轉(zhuǎn)狀態(tài)下的實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE。
(2)升角VL越大，則補(bǔ)償項(xiàng)Qvl越大。因此，根據(jù)所需進(jìn)氣量GA設(shè)定補(bǔ)償項(xiàng)Qvl。因此，對(duì)空轉(zhuǎn)狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行更有效地控制。
本發(fā)明可以一笑形式實(shí)現(xiàn)。
在第一實(shí)施方式中，根據(jù)偏差ΔNE和升角VL、參照映射A得出反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi。但是，可以通過(guò)不同方式得出反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi。也就是說(shuō)，根據(jù)偏差ΔNE確定反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi的基本值，而后根據(jù)升角VL對(duì)其進(jìn)行控制以便確定反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi。以此方式，根據(jù)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間的偏差以及由可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)改變的升程特性設(shè)定反饋補(bǔ)償量，用于對(duì)節(jié)氣門開(kāi)度進(jìn)行反饋控制。
在第一實(shí)施方式的學(xué)習(xí)程序中，至少值B、D和ΔC之一可根據(jù)范圍a到c而改變。也就是說(shuō)，值B、D或ΔC設(shè)定為升角VL較小的范圍中的較小值。因?yàn)樯荲L越小則實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE與目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne之間的恒定偏差對(duì)ISC的影響越小，對(duì)應(yīng)于這樣的影響的程度、根據(jù)a到c每個(gè)范圍有效地更新學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg?？蛇x地，可以根據(jù)反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi和對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)值之間的當(dāng)前偏差設(shè)定值ΔC。進(jìn)一步地，只要前述偏差對(duì)ISC的影響在a到c的范圍中大致相同，則無(wú)需提供多個(gè)范圍a到c。換句話說(shuō)，學(xué)習(xí)項(xiàng)Qg的計(jì)算方法可以其他適當(dāng)方式改變，只要所得出的值可靠地補(bǔ)償反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi與對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)值之間的恒定偏差。
如果實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE與目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Tne之間的恒定偏差極小或這樣的偏差對(duì)ISC的影響極小，可以省略學(xué)習(xí)程序。
在第一實(shí)施方式中，除偏差ΔNE和升角VL之外，還可使用進(jìn)氣門30的升程量到達(dá)對(duì)應(yīng)于例如開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí)間的預(yù)定水平時(shí)的進(jìn)氣門30曲柄角度作為計(jì)算反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi的參數(shù)。確定供應(yīng)給燃燒室18的進(jìn)氣量的因素包括活塞24的運(yùn)動(dòng)速度，而不是節(jié)氣門開(kāi)度和進(jìn)氣門30的升程量?；钊?4的運(yùn)動(dòng)速度根據(jù)往復(fù)行程而改變。也就是說(shuō)，該速度在上止點(diǎn)附近和下止點(diǎn)附近變得較小，且在上、下止點(diǎn)之間的期間最大。供應(yīng)給燃燒室18的進(jìn)氣量根據(jù)活塞24的運(yùn)動(dòng)速度而改變。因此，如果曲柄角度包含在用于計(jì)算反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi的參數(shù)中，根據(jù)曲柄角度確定反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi，這確定了活塞24的運(yùn)動(dòng)速度。更適當(dāng)?shù)乜刂屏丝辙D(zhuǎn)狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
在第二實(shí)施方式中，只要升角VL越大則補(bǔ)償項(xiàng)Qvl越大，可以其他適當(dāng)方式計(jì)算補(bǔ)償項(xiàng)Qvl。
本發(fā)明可結(jié)合第一和第二實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)。
在所示實(shí)施方式中，升角VL用于反饋補(bǔ)償項(xiàng)Qi的計(jì)算(第一實(shí)施方式)、學(xué)習(xí)范圍a到c的限定(第一實(shí)施方式)以及反饋?lái)?xiàng)Qvl的計(jì)算(第二實(shí)施方式)。但是，升角VL可以進(jìn)氣門30的升程特性中指示升角VL的其他因素取代，諸如開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí)間、升程量以及進(jìn)氣門30打開(kāi)時(shí)的曲柄與升程量之間的關(guān)系(進(jìn)氣門的升程曲線)。
ISC程序不一定必須控制節(jié)氣門開(kāi)度，但可以控制設(shè)置在旁通部中的控制閥的開(kāi)度，該旁通部從節(jié)氣門14繞過(guò)進(jìn)氣通道12的上游部分到達(dá)下游部分。
在所示實(shí)施方式中，本發(fā)明應(yīng)用于進(jìn)氣門30的升程特性根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱是否完成而可變地設(shè)定進(jìn)氣門30的升程特性的發(fā)動(dòng)機(jī)。但是，本發(fā)明可應(yīng)用于進(jìn)氣門的升程特性對(duì)應(yīng)于進(jìn)氣門的氣門座的設(shè)置形成狀態(tài)、諸如前燈的電子部件的致動(dòng)狀態(tài)或諸如空氣壓縮機(jī)或交流發(fā)電機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)輔助設(shè)備的致動(dòng)狀態(tài)而可變地設(shè)定的發(fā)動(dòng)機(jī)。
本示例和實(shí)施方式用作說(shuō)明性的而非限制性的，本發(fā)明不限于在此所給出的細(xì)節(jié)，而是可在所附權(quán)利要求的范圍和等同物中進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的空轉(zhuǎn)速度控制設(shè)備，所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括改變進(jìn)氣門的升程特性的可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述設(shè)備具有控制部，其用于控制空轉(zhuǎn)狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量而將實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，所述設(shè)備的特征在于所述控制部根據(jù)由所述可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)改變的升程特性設(shè)定與進(jìn)氣量的控制相關(guān)的控制量。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制部以根據(jù)所述實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間的偏差以及由所述可變氣門機(jī)構(gòu)改變的升程特性設(shè)定用于所述控制量的反饋補(bǔ)償量的方式對(duì)所述控制量進(jìn)行反饋控制。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)改變作為所述升程特性的進(jìn)氣門升程量，其中，由所述可變氣門機(jī)構(gòu)設(shè)定的升程量越小，則由所述控制部設(shè)定的反饋補(bǔ)償量越大。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述升程量越小，則與由所述控制部設(shè)定的與反饋控制相關(guān)的反饋增益越大。
5.如權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)具有曲柄軸，其中，所述控制部根據(jù)所述實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與所述目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間的偏差、由所述可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)改變的升程特性以及與所述進(jìn)氣門的升程量的預(yù)定水平相對(duì)應(yīng)的曲柄軸旋轉(zhuǎn)角度設(shè)定所述反饋補(bǔ)償量。
6.如權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于所述反饋補(bǔ)償量偏離于預(yù)定的基準(zhǔn)值；所述設(shè)備還包括學(xué)習(xí)部，其用于學(xué)習(xí)所述反饋補(bǔ)償量與所述基準(zhǔn)值之間的偏差作為前饋補(bǔ)償量；并且所述控制部根據(jù)所述反饋補(bǔ)償量和所述前饋補(bǔ)償量控制與所述進(jìn)氣量的控制相關(guān)的控制量。
7.權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述學(xué)習(xí)部限定多個(gè)用于所述進(jìn)氣量的范圍，其中，所述學(xué)習(xí)部根據(jù)每個(gè)所述范圍學(xué)習(xí)所述前饋補(bǔ)償量。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制部以根據(jù)由可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)改變的升程特性設(shè)定用于所述控制量的前饋補(bǔ)償量的方式對(duì)所述控制量進(jìn)行前饋控制。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)改變作為所述升程特性的所述進(jìn)氣門的升角，其中，由所述可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)定的升角越大，則由所述控制部設(shè)定的前饋補(bǔ)償量越大。
10.如權(quán)利要求2至9中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制部控制節(jié)氣門開(kāi)度。
11.一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的空轉(zhuǎn)速度的控制方法，所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括改變進(jìn)氣門的升程特性的可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述方法包括控制空轉(zhuǎn)狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量而將實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，所述方法的特征在于，根據(jù)由所述可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)改變的升程特性設(shè)定與所述進(jìn)氣量的控制相關(guān)的控制量。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，以根據(jù)所述實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和所述目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間的偏差以及由所述可變氣門機(jī)構(gòu)改變的升程特性設(shè)定用于所述控制量的反饋補(bǔ)償量的方式對(duì)所述控制量進(jìn)行反饋控制。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，以根據(jù)于由可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)改變的升程特性設(shè)定用于所述控制量的前饋補(bǔ)償量的方式對(duì)所述控制量進(jìn)行前饋控制。
全文摘要
一種發(fā)動(dòng)機(jī)，具有改變進(jìn)氣門的升程特性的可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)?？辙D(zhuǎn)速度控制設(shè)備具有控制部，其用于控制空轉(zhuǎn)狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量而將實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。所述控制部根據(jù)由所述可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)改變的升程特性設(shè)定與進(jìn)氣量的控制相關(guān)的控制量。由此，根據(jù)升程特性的改變有效地控制了空轉(zhuǎn)狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
文檔編號(hào)F02D31/00GK101031709SQ20058002843
公開(kāi)日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2005年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月26日
發(fā)明者平工惠三, 高木登, 廣瀨清夫, 山田裕彥 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社