專利名稱：用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)性能的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其可以在機(jī)動(dòng)車輛中使用，并且被設(shè)計(jì)成控制諸如燃料噴射器和EGR閥的致動(dòng)器的操作以調(diào)節(jié)在內(nèi)燃機(jī)中的燃料的燃燒狀態(tài)，從而產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)的期望水平的性能。
背景技術(shù)：
已知確定受控的變量或參數(shù)以產(chǎn)生期望的發(fā)動(dòng)機(jī)性能的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述受控的變量或參數(shù)例如要噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料的量(其也被稱為噴射量)、噴射時(shí)間、返回到發(fā)動(dòng)機(jī)的入口的廢氣的一部分的量(其在下文中也被稱為EGR量)、升壓壓力、進(jìn)氣量、點(diǎn)火時(shí)間、以及進(jìn)氣閥和排氣閥的打開/關(guān)閉時(shí)間。作為與發(fā)動(dòng)機(jī)性能有關(guān)的參數(shù)(其在下文中也被稱為性能參數(shù))，有廢氣排放(例如NOx或CO)的量、由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩和特定的燃料消耗(或燃料效率)。 大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)配備有分立的控制圖，其存儲(chǔ)用于實(shí)現(xiàn)期望的發(fā)動(dòng)機(jī)性能的受控參數(shù)的命令值(即，最佳或目標(biāo)值)，例如要噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料的量等。通常由發(fā)動(dòng)機(jī)制造商所執(zhí)行的適應(yīng)性測(cè)試制成控制圖。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)用來使用控制圖中的對(duì)應(yīng)一個(gè)來計(jì)算滿足期望發(fā)動(dòng)機(jī)性能所需的受控參數(shù)中的每一個(gè)的命令值，并以驅(qū)動(dòng)信號(hào)的形式向?qū)?yīng)的致動(dòng)器輸出命令值，以使性能參數(shù)的值與其目標(biāo)值一致。當(dāng)彼此獨(dú)立地建立受控參數(shù)的命令值時(shí)，可以導(dǎo)致在不同類型的受控參數(shù)之間的干擾，因?yàn)楫?dāng)性能參數(shù)之一達(dá)到其目標(biāo)值時(shí)，另一性能參數(shù)偏離其目標(biāo)值，而當(dāng)使另一性能參數(shù)達(dá)到目標(biāo)值時(shí)，前面提到的一個(gè)性能參數(shù)偏離目標(biāo)值。因此使不同類型的性能參數(shù)同時(shí)與目標(biāo)值一致非常困難。日本專利第一公布No. 2008-223643教導(dǎo)了一種發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其基于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)來計(jì)算每個(gè)燃燒參數(shù)的目標(biāo)值(例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中的目標(biāo)壓力)，并通過反饋模式使如由傳感器所測(cè)量的燃燒參數(shù)的實(shí)際值與目標(biāo)值一致。日本專利第一公布No. 2007-77935教導(dǎo)了使用由模擬模型所計(jì)算的預(yù)測(cè)值的反饋模式。上面的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成根據(jù)諸如廢氣排放量、由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩和特定的燃料消耗的各個(gè)性能參數(shù)來確定每個(gè)燃燒參數(shù)的目標(biāo)值。因此，當(dāng)通過反饋模式使燃燒參數(shù)中的一個(gè)的實(shí)際值與目標(biāo)值一致時(shí)，性能參數(shù)中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)將被調(diào)節(jié)到其目標(biāo)值，然而，可能導(dǎo)致另一性能參數(shù)偏離其目標(biāo)值。因此使不同類型的性能參數(shù)同時(shí)與目標(biāo)值一致非常困難。此外，在致動(dòng)器之間的個(gè)體變異性或單元到單元變化或其老化可能不利地影響發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料的燃燒狀態(tài)，這導(dǎo)致關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的性能的劣化的憂慮。例如，當(dāng)燃料噴射器的噴射孔被阻塞時(shí)，將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)中的汽缸壓力或熱釋放速率的變化的波形偏離參考波形，這導(dǎo)致不能成功地產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)的期望性能
發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置，其被設(shè)計(jì)成在控制內(nèi)燃機(jī)中的燃料的燃燒狀態(tài)中具有增強(qiáng)的可控制性，并且在這樣的控制中補(bǔ)償由于致動(dòng)器之間的特性中的個(gè)體變異性或致動(dòng)器的老化而產(chǎn)生的誤差。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了可用于汽車內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置。發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置包括(a)目標(biāo)燃燒參數(shù)確定電路，其確定表示內(nèi)燃機(jī)中的燃料的燃燒狀態(tài)的多個(gè)燃燒參數(shù)的目標(biāo)值；以及(b) ，根據(jù)由目標(biāo)燃燒參數(shù)確定電路所確定的燃燒參數(shù)的目標(biāo)值來計(jì)算命令值。目標(biāo)值表示受控參數(shù)的目標(biāo)值，并且被提供到用來控制內(nèi)燃機(jī)中的燃料的燃燒狀態(tài)的致動(dòng)器。燃燒參數(shù)包括在內(nèi)燃機(jī)中的燃料的燃燒之后隨著時(shí)間而改變的多個(gè)時(shí)間序列參數(shù)的值。時(shí)間序列參數(shù)的值被定義為在多個(gè)預(yù)定的時(shí)間點(diǎn)處出現(xiàn)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)。第一相關(guān)數(shù)據(jù)也表示時(shí)間序列數(shù)據(jù)和受控參數(shù)之間的相關(guān)性。目標(biāo)燃燒參數(shù)確定電路確定在時(shí)間點(diǎn)處的時(shí)間序列數(shù)據(jù)的目標(biāo)值?？刂泼钣?jì)算器使用第一相關(guān)數(shù)據(jù)基于時(shí)間序列數(shù)據(jù)的目標(biāo)值計(jì)算命令值。第一相關(guān)數(shù)據(jù)被提供來定義在不同類型的燃燒參數(shù)(例如點(diǎn)火時(shí)間、點(diǎn)火延遲、在發(fā)動(dòng)機(jī)中的熱釋放速率以及熱釋放速率最大化時(shí)的時(shí)間)與受控參數(shù)(例如噴射量、EGR量和增壓壓力)之間的相關(guān)性。具體地，第一相關(guān)數(shù)據(jù)定義受控參數(shù)中的每一個(gè)與各自的燃燒參數(shù)的相關(guān)性。例如，第一相關(guān)數(shù)據(jù)不指定在點(diǎn)火時(shí)間與噴射量之間的一對(duì)一相關(guān)性，而定義同時(shí)滿足點(diǎn)火時(shí)間、點(diǎn)火延遲、在發(fā)動(dòng)機(jī)中的熱釋放速率以及熱釋放速率最大化時(shí)的時(shí)間的目標(biāo)值所需的噴射量的值。因此，與定義每個(gè)燃燒參數(shù)與受控參數(shù)中的一個(gè)的相關(guān)性并單獨(dú)地計(jì)算受控值(每一個(gè)受控參數(shù)對(duì)應(yīng)于燃燒參數(shù)中的一個(gè))的命令值的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)不同，該發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置用來避免在通常促成發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置的可控制性的惡化的不同類型的燃燒參數(shù)之間的相互干擾。換句話說，第一相關(guān)數(shù)據(jù)的使用在使多個(gè)燃燒參數(shù)同時(shí)與目標(biāo)值一致時(shí)帶來增強(qiáng)的可控制性?？梢杂糜砂l(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的逆模型定義的算術(shù)表達(dá)式表示第一相關(guān)數(shù)據(jù)，其中，燃燒參數(shù)和受控參數(shù)彼此有相關(guān)性。燃燒參數(shù)包括同步地隨著發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料的轉(zhuǎn)變、隨著時(shí)間而改變的至少一個(gè)參數(shù)(即，時(shí)間序列參數(shù))。例如，作為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中的壓力的汽缸壓力、在燃燒室中的熱釋放速率、或在燃燒室中的溫度是時(shí)間序列參數(shù)。致動(dòng)器通常具有將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料的燃燒的改變的其特性中的個(gè)體變異性或老化。這種燃燒改變將導(dǎo)致隨著發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料的燃燒的轉(zhuǎn)變而改變的時(shí)間序列參數(shù)中的變化。例如，當(dāng)作為致動(dòng)器中的一個(gè)的燃料噴射器在其噴射孔中被阻塞時(shí)，汽缸壓力或熱釋放速率的變化的波形將偏離參考波形，使得汽缸壓力或熱釋放速率的值可以在關(guān)于點(diǎn)火時(shí)間的預(yù)先確定的時(shí)間降低，或它改變的時(shí)間可以提前或延遲。鑒于上面的事實(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成具有將在發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料的燃燒之后隨著時(shí)間而改變的時(shí)間序列參數(shù)的值，作為包括在燃燒參數(shù)中的時(shí)間序列數(shù)據(jù)。第一相關(guān)數(shù)據(jù)也表示時(shí)間序列數(shù)據(jù)和受控參數(shù)之間的相關(guān)性。目標(biāo)燃燒參數(shù)確定電路確定在時(shí)間點(diǎn)處的時(shí)間序列數(shù)據(jù)的目標(biāo)值?？刂泼钣?jì)算器使用第一相關(guān)數(shù)據(jù)基于時(shí)間序列數(shù)據(jù)的目標(biāo)值來計(jì)算命令值。這補(bǔ)償在確定受控參數(shù)的命令值中由于隨著時(shí)間而改變的受控參數(shù)(即，時(shí)間序列參數(shù))而產(chǎn)生的誤差，從而確保在控制發(fā)動(dòng)機(jī)的操作中的穩(wěn)定性，而不考慮致動(dòng)器的個(gè)體變異性或老化。在本發(fā)明的優(yōu)選模式中，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的操作狀態(tài)確定時(shí)間序列數(shù)據(jù)出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量。發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置還包括至少部分地基于所確定的時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量來改變第一相關(guān)數(shù)據(jù)的控制器。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低負(fù)荷狀態(tài)中時(shí)，例如空閑模式中，致動(dòng)器的個(gè)體變異性或老化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的操作的控制的不利影響的程度被認(rèn)為大于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高負(fù)荷狀態(tài)中時(shí)。因此，基于發(fā)動(dòng)機(jī)的操作狀態(tài)進(jìn)行的時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量的確定用于補(bǔ)償在控制發(fā)動(dòng)機(jī)的操作中由于致動(dòng)器的個(gè)體變異性或老化而產(chǎn)生的誤差?？梢钥商娲馗鶕?jù)內(nèi)燃機(jī)的速度來確定時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量。具體地，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的速度在低速范圍中時(shí)，時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量被設(shè)定為大于當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的速度在高速范圍中時(shí)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的速度在低速范圍中時(shí)，致動(dòng)器的個(gè)體變異性或老化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的操作的控制的不利影響的程度通常大于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的速度在高速范圍中時(shí)。因此，基于發(fā)動(dòng)機(jī)的操作狀 態(tài)進(jìn)行的時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量的確定用于補(bǔ)償在控制發(fā)動(dòng)機(jī)的操作中由于致動(dòng)器的個(gè)體變異性或老化而產(chǎn)生的誤差。在發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置上的操作負(fù)荷方面，時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的速度的增加而增加也是有效的。致動(dòng)器可以包括用來以多種燃料噴射模式中的一種將燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)中的燃料噴射器。發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置還包括用來從燃料噴射模式中的一種切換到另一種的控制器。控制器至少部分地基于所選擇的燃料噴射模式來改變第一相關(guān)數(shù)據(jù)。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置可以被設(shè)計(jì)為單次噴射系統(tǒng)以在每個(gè)燃燒循環(huán)中執(zhí)行燃料到發(fā)動(dòng)機(jī)中的單次噴射，或多次噴射系統(tǒng)以在每個(gè)燃燒循環(huán)中執(zhí)行燃料到發(fā)動(dòng)機(jī)中的多次噴射。多次噴射系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)成在每個(gè)燃燒循環(huán)中執(zhí)行預(yù)噴射、主噴射和后噴射，并且改變預(yù)噴射、主噴射和后噴射中的每一個(gè)的事件的數(shù)量。燃料噴射模式的改變將導(dǎo)致時(shí)間序列數(shù)據(jù)的值的改變。為了減輕這個(gè)問題，控制器至少部分地基于所選擇的燃料噴射模式來改變第一相關(guān)數(shù)據(jù)。時(shí)間序列參數(shù)可以是作為內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的壓力的汽缸壓力、汽缸壓力的變化率、內(nèi)燃機(jī)中的熱釋放速率以及內(nèi)燃機(jī)中所釋放的熱量中的一個(gè)。時(shí)間序列參數(shù)的值包括在以下時(shí)間出現(xiàn)的汽缸壓力、汽缸壓力的變化率、熱釋放速率以及所釋放的熱量中的一個(gè)的值從作為致動(dòng)器中的一個(gè)的燃料噴射器噴射的燃料開始燃燒時(shí)的時(shí)間、當(dāng)熱釋放速率最大化時(shí)的時(shí)間、以及當(dāng)噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料的燃燒結(jié)束時(shí)的時(shí)間。這些值具有用于觀察發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料的燃燒的特性的物理意義，并反映致動(dòng)器的個(gè)體變異性或老化。發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置因此用來補(bǔ)償在控制發(fā)動(dòng)機(jī)的操作中由于致動(dòng)器的個(gè)體變異性或老化而產(chǎn)生的誤差。發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置還可以包括確定表示內(nèi)燃機(jī)的不同類型的性能的多個(gè)性能參數(shù)中的每一個(gè)的目標(biāo)值的目標(biāo)性能參數(shù)確定電路。目標(biāo)燃燒參數(shù)確定電路使用第二相關(guān)數(shù)據(jù)基于性能參數(shù)的目標(biāo)值來確定燃燒參數(shù)的目標(biāo)值，其中，所述第二相關(guān)數(shù)據(jù)表示性能參數(shù)與燃燒參數(shù)之間的相關(guān)性。第二相關(guān)數(shù)據(jù)定義在不同類型的性能參數(shù)(例如NOx的量、PM(顆粒物質(zhì))的量、發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出以及發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料的消耗)與不同類型的燃燒參數(shù)(例如點(diǎn)火時(shí)間、點(diǎn)火延遲、熱釋放速率以及熱釋放速率最大化時(shí)的時(shí)間)之間的相關(guān)性，但不定義性能參數(shù)中的每一個(gè)與燃燒參數(shù)中的一個(gè)之間的一對(duì)一對(duì)應(yīng)。例如，第二相關(guān)數(shù)據(jù)不定義僅燃料消耗與熱釋放速率最大化時(shí)的時(shí)間之間的相關(guān)性，而定義用于同時(shí)實(shí)現(xiàn)所有性能參數(shù)(例如NOx的量、PM的量和燃料消耗)的各自目標(biāo)值所需的燃燒參數(shù)(例如點(diǎn)火時(shí)間、點(diǎn)火延遲和熱釋放速率)的組合。因此，與單獨(dú)地計(jì)算燃燒參數(shù)(每一個(gè)燃燒參數(shù)對(duì)應(yīng)于性能參數(shù)中的一個(gè))的目標(biāo)值的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)不同，該發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置用來避免在通常促成發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置的可控制性的惡化的不同類型的性能參數(shù)之間的相互干擾。換句話說，第二相關(guān)數(shù)據(jù)的使用在使多個(gè)性能參數(shù)的值同時(shí)與目標(biāo)值一致時(shí)帶來增強(qiáng)的可控制性?？梢杂糜啥x的算術(shù)表達(dá)式表示第二相關(guān)數(shù)據(jù)，其中，性能參數(shù)和燃料參數(shù)彼此有相關(guān)性。


根據(jù)下文中給出的詳細(xì)描述和本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的附圖將更充分地理解本發(fā)明，然而，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例不應(yīng)被理解為將本發(fā)明限制到特定的實(shí)施例，而是僅僅用于解釋和理解的目的。 在附圖中圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的框圖；圖2(a)是表示用作燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式的行列式的圖示；圖2(b)是表示用作受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式的行列式的圖示；圖3 (a)是演示燃料噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)中的事件的時(shí)間圖；圖3(b)是演示發(fā)動(dòng)機(jī)中的汽缸壓力的變化的時(shí)間圖；圖3(c)是演示發(fā)動(dòng)機(jī)中的汽缸壓力的導(dǎo)數(shù)(derivative)值的變化的時(shí)間圖；圖3(d)是演示發(fā)動(dòng)機(jī)中的熱釋放速率的變化的時(shí)間圖；圖3(e)是演示發(fā)動(dòng)機(jī)中的熱釋放速率的積分值的變化的時(shí)間圖；圖4是由圖I的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)執(zhí)行的致動(dòng)器控制程序的流程圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的用作燃料燃燒反饋系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的框圖；圖6是由根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)執(zhí)行的相關(guān)數(shù)據(jù)更改程序的流程圖；以及圖7是由根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)執(zhí)行的相關(guān)數(shù)據(jù)更改程序的流程圖。
具體實(shí)施例方式參考附圖(其中相似的附圖標(biāo)記在幾個(gè)視圖中表示相似的部件)，特別參考圖1(a)，示出了根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其被設(shè)計(jì)成控制機(jī)動(dòng)車輛的內(nèi)燃機(jī)10的運(yùn)行。下面的討論將參考自點(diǎn)火柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為例子，其中燃料在高壓下被噴射到四個(gè)汽缸#1到#4中。圖I是由電子控制單元(E⑶)20實(shí)現(xiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的框圖，E⑶20用于控制安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)10中的多個(gè)致動(dòng)器11的操作，以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃料燃燒狀態(tài)，用于產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)10的期望輸出特性或性能。安裝在燃料系統(tǒng)中的致動(dòng)器11是例如將燃料噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)10中的燃料噴射器和控制要被供應(yīng)到燃料噴射器的燃料的壓力的高壓泵。ECU 20用來計(jì)算表示目標(biāo)受控參數(shù)的命令值，即，被高壓泵吸入和排出的燃料的目標(biāo)量，并且以驅(qū)動(dòng)信號(hào)的形式將它輸出到高壓泵以控制噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)10中的燃料的壓力。ECU 20也確定表示目標(biāo)受控參數(shù)的命令值，即，從每個(gè)燃料噴射器噴射的燃料的目標(biāo)量(即，噴射持續(xù)時(shí)間)、每個(gè)燃料噴射器開始噴射燃料的目標(biāo)噴射時(shí)間、以及每個(gè)燃料噴射器在每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作循環(huán)(即，四沖程循環(huán))中噴射燃料的次數(shù)，并以驅(qū)動(dòng)信號(hào)的形式將它們輸出到燃料噴射器，發(fā)動(dòng)機(jī)操作循環(huán)包括進(jìn)氣或引入、壓縮、燃燒和排出。在本實(shí)施例中使用的燃料噴射器是被設(shè)計(jì)成將燃料直接噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室中的直接噴射類型。安裝在進(jìn)氣系統(tǒng)中的致動(dòng)器11是例如控制返回到發(fā)動(dòng)機(jī)10的入口的、從發(fā)動(dòng)機(jī)10排出的廢氣的一部分的量(其在下面也稱為EGR量)的EGR (廢氣再循環(huán))閥、可變地調(diào)節(jié)增壓壓力的可變受控的增壓器、控制被引入到發(fā)動(dòng)機(jī)10的汽缸中的新鮮空氣的量的節(jié)流閥、以及設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)10的進(jìn)氣閥和排氣閥的打開和關(guān)閉時(shí)間并調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥和排氣閥的提升量的閥控制機(jī)構(gòu)。ECU 20用來計(jì)算表示目標(biāo)受控參數(shù)的命令值，S卩，EGR量的目標(biāo)值、增壓壓力、新鮮空氣的量、打開和關(guān)閉時(shí)間、以及進(jìn)氣閥和排氣閥的提升量，并將它們以 驅(qū)動(dòng)信號(hào)的形式分別輸出到EGR閥、可變受控的增壓器、節(jié)流閥和閥控制機(jī)構(gòu)。以如上所述的方法，ECU 20控制致動(dòng)器11的操作以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)受控參數(shù)，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)10中的燃燒狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)10所需的性能。如上面提到的發(fā)動(dòng)機(jī)10中的燃料的燃燒狀態(tài)由多種類型的燃燒參數(shù)定義。例如，燃燒參數(shù)為點(diǎn)火時(shí)間、點(diǎn)火延遲(也稱為點(diǎn)火滯后)和發(fā)動(dòng)機(jī)10中的熱釋放速率，其中，點(diǎn)火延遲是開始從燃料噴射器噴射燃料和所噴射的燃料的點(diǎn)火之間的時(shí)間間隔。這樣的燃燒參數(shù)是通常由例如汽缸壓力傳感器測(cè)量的物理量，汽缸壓力傳感器測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)10的汽缸中的壓力。汽缸壓力傳感器具有已知的結(jié)構(gòu)，并可以安裝在所有燃料噴射器中的一個(gè)的發(fā)動(dòng)機(jī)10中。發(fā)動(dòng)機(jī)10的性能由多種類型的性能參數(shù)表示，所述性能參數(shù)例如是與廢氣排放相關(guān)的物理量(例如，NOx的量、PM(顆粒物質(zhì))的量和CO或HC的量)、與從發(fā)動(dòng)機(jī)10輸出的扭矩(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)10的輸出軸的扭矩)和發(fā)動(dòng)機(jī)10的速度相關(guān)的物理量、與發(fā)動(dòng)機(jī)10中的燃料消耗相關(guān)的物理量(例如，通過模式運(yùn)行測(cè)試所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)10的每燃料消耗容積的行進(jìn)距離或每運(yùn)行時(shí)間的消耗容積)、以及與燃燒噪聲相關(guān)的物理量(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)或燃燒或排氣噪聲)。E⑶20配備有一般的微計(jì)算機(jī)，其包括對(duì)給定的任務(wù)執(zhí)行操作的CPU、用作在其中存儲(chǔ)在CPU的操作期間產(chǎn)生的數(shù)據(jù)或CPU的操作的結(jié)果的主存儲(chǔ)器的RAM、用作程序存儲(chǔ)器的ROM、在其中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的EEPR0M、以及備用RAM，即使在E⑶20的主電源被關(guān)閉之后，也總是從諸如安裝在車輛中的存儲(chǔ)電池的備用電源對(duì)備用RAM提供電力。發(fā)動(dòng)機(jī)10中安裝有向E⑶20提供輸出的傳感器12和13。傳感器12是用來實(shí)際上測(cè)量性能參數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出傳感器。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出傳感器12由測(cè)量來自發(fā)動(dòng)機(jī)10的廢氣排放的成分(例如，NOx)的濃度的氣體傳感器、測(cè)量由發(fā)動(dòng)機(jī)10輸出的扭矩的扭矩傳感器、以及測(cè)量從發(fā)動(dòng)機(jī)10中的燃料的燃燒產(chǎn)生的噪聲的幅值的噪聲傳感器實(shí)現(xiàn)?？梢钥蛇x地使用算術(shù)模型而不使用傳感器12來計(jì)算或估計(jì)性能參數(shù)的實(shí)際值。傳感器13是實(shí)際上測(cè)量上面描述的燃燒參數(shù)的燃燒狀態(tài)傳感器。例如，如上所述的傳感器13由測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室(即，汽缸)中的壓力的汽缸壓力傳感器和測(cè)量通過發(fā)動(dòng)機(jī)10中的燃料的燃燒產(chǎn)生的離子的量的離子傳感器實(shí)現(xiàn)。例如，ECU 20計(jì)算汽缸壓力傳感器13所測(cè)量的作為發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室中的壓力的汽缸壓力的變化，以確定點(diǎn)火時(shí)間和點(diǎn)火延遲二者。可以可替代地使用算術(shù)模型而不使用傳感器13來計(jì)算或估計(jì)燃燒參數(shù)的實(shí)際值。ECU 20用作配備有性能參數(shù)計(jì)算器31、燃燒參數(shù)計(jì)算器32、致動(dòng)器控制器33、性能參數(shù)偏差計(jì)算器34和燃燒參數(shù)偏差計(jì)算器35的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器。性能參數(shù)計(jì)算器31用作目標(biāo)性能參數(shù)確定電路以確定性能參數(shù)的目標(biāo)值。燃燒參數(shù)計(jì)算器32用作目標(biāo)燃燒參數(shù)確定電路以計(jì)算使性能參數(shù)的實(shí)際值與其目標(biāo)值一致所需的燃燒參數(shù)的目標(biāo)值。致動(dòng)器控制器33用作控制命令計(jì)算器以產(chǎn)生用于控制致動(dòng)器11的操作的命令值(即，受控參數(shù))來實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)10的目標(biāo)燃燒狀態(tài)，以用于產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)10的期望水平的性能。性能參數(shù)偏差計(jì)算器34用作發(fā)動(dòng)機(jī)性能反饋電路以計(jì)算每個(gè)性能參數(shù)的實(shí)際值(即，來自發(fā)動(dòng)機(jī)輸出傳感器12的輸出)與其目標(biāo)值的差異或偏差。燃燒參數(shù)偏差計(jì)算器35用作燃燒參數(shù)反饋電路以計(jì)算每個(gè)燃燒參數(shù)的實(shí)際值(g卩，來自燃燒狀態(tài)傳感器13的輸出)與其目標(biāo)值的差異或偏差。在E⑶20的微計(jì)算機(jī)中邏輯地實(shí)現(xiàn)這些功能塊31到35。具體地，燃燒參數(shù)計(jì)算器32具有積分器32a和燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b。積分器32a用來將由性能參數(shù)偏差計(jì)算器34計(jì)算的每個(gè)性能參數(shù)偏差求和或合計(jì)作為積分值。燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b作為第二相關(guān)數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在諸如ECU 20的ROM的存儲(chǔ)器中。燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b被產(chǎn)生來定義表示發(fā)動(dòng)機(jī)10的不同類型的性能的不同類型的性能參數(shù)和表示發(fā)動(dòng)機(jī)10中的燃料的不同類型的燃燒狀態(tài)的不同類型的燃燒參數(shù)之間的相關(guān)性。具體地，由如圖I所示的發(fā)動(dòng)機(jī)性能-燃燒參數(shù)模型或如圖2(a)所示的行列式提供燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b以數(shù)學(xué)地表示發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒狀態(tài)(即，燃燒參數(shù))與發(fā)動(dòng)機(jī)10的性能狀態(tài)(S卩，性能參數(shù))的關(guān)系。換句話說，燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b產(chǎn)生滿足性能參數(shù)的所需值所需要的發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒狀態(tài)的值。通過將性能參數(shù)的目標(biāo)值(或性能參數(shù)的最新的目標(biāo)值需要改變的量，其也稱為性能參數(shù)變化)代入燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b中來獲得燃燒參數(shù)的目標(biāo)值(或在以前的控制循環(huán)中得到的目標(biāo)值需要改變的量，其也稱為燃燒參數(shù)變化)。如圖2 (a)所示的燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b被設(shè)計(jì)成使得表示性能參數(shù)變化的變量的r階列向量Al與由q乘r個(gè)元素an到構(gòu)成的矩陣A2的積被定義為表示燃燒參數(shù)變化的變量的q階列向量A3。由積分器32a得到的偏差的積分值用作性能參數(shù)變化并被代入列向量Al的變量中，以導(dǎo)出列向量A3的各個(gè)變量(S卩，項(xiàng))的解。解被確定為燃燒參數(shù)的最新的值需要改變的量(即，燃燒參數(shù)變化)。積分器32a分別將性能參數(shù)的實(shí)際值的偏差加起來并將它們代入燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b中，以最小化性能參數(shù)的實(shí)際值將經(jīng)常地偏離其目標(biāo)值的可能性。當(dāng)偏差的總值變?yōu)榱?0)時(shí)，由燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b計(jì)算的對(duì)應(yīng)值將為零。燃燒參數(shù)的目標(biāo)值因此被設(shè)定，以便按照原狀保持發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒狀態(tài)。致動(dòng)器控制器33包括積分器33a和受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b。積分器33a用來對(duì)由燃燒參數(shù)偏差計(jì)算器35得到的每個(gè)燃燒參數(shù)的實(shí)際值與其目標(biāo)值的偏差求和或合計(jì)。受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b存儲(chǔ)在諸如ECU 20的ROM的存儲(chǔ)器(即，存儲(chǔ)設(shè)備)中。、
受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b被產(chǎn)生來定義不同類型的燃燒參數(shù)與不同類型的受控變量(即，受控參數(shù))之間的相關(guān)性。由如圖I所示的燃燒參數(shù)-受控參數(shù)模型或如圖2(c)所示的行列式提供受控制參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b，并且數(shù)學(xué)地表示對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)10的期望燃燒狀態(tài)的受控參數(shù)的值。換句話說，受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b提供將發(fā)動(dòng)機(jī)10置于目標(biāo)燃燒狀態(tài)中所需的受控參數(shù)的值的組合。因此通過將燃燒參數(shù)的目標(biāo)值(或目標(biāo)值將改變的量，其也稱為燃燒參數(shù)變化)代入受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b中來獲得受控參數(shù)的命令值(或命令值將改變的量)。在本實(shí)施例中，受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b被設(shè)計(jì)成使得表示燃燒參數(shù)變化的變量的q階列向量A4與由p乘q個(gè)元素bn到bpq構(gòu)成的矩陣A5的積被定義為表示受控參數(shù)將改變的量的變量的P階列向量A6。由積分器33a得到的偏差的積分值用作燃燒參數(shù)變化并且被代入列向量A4的變量中，以得到列向量A6的各個(gè)變量(即，項(xiàng))的解。解被確定為受控參數(shù)的最新的值需要改變的量(即，受控參數(shù)變化)。積分器33a分別將燃燒參數(shù)的實(shí)際值的偏差加起來并將它們代入受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b中，以最小化燃燒參數(shù)的實(shí)際值將不斷地偏離其目標(biāo)值的可能性。當(dāng)偏差的積 分值變?yōu)榱?0)時(shí)，由受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b計(jì)算的對(duì)應(yīng)值(S卩，受控參數(shù)變化)將為零。受控參數(shù)的目標(biāo)值因此被設(shè)定，以便按照原狀保持發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒狀態(tài)。表示通過發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室中的燃料的燃燒產(chǎn)生的熱的變化的熱釋放速率以及汽缸壓力(即，在發(fā)動(dòng)機(jī)10的汽缸中的壓力)是燃燒參數(shù)，并且也是將隨著時(shí)間而變化的時(shí)間序列數(shù)據(jù)。將參考圖3(a)到3(e)詳細(xì)地討論熱釋放速率。圖3(a)演示了兩個(gè)噴射事件(例如，燃料到發(fā)動(dòng)機(jī)10中的預(yù)噴射和主噴射)被執(zhí)行的例子。圖3(b)、3(c)、3(d)和3(e)表示由于這兩個(gè)噴射事件引起的汽缸壓力P、汽缸壓力的導(dǎo)數(shù)值dP/d0、熱釋放速率dQ/d 0、以及熱釋放速率的積分值Q的變化。汽缸壓力P的導(dǎo)數(shù)值dP/d 0表示汽缸壓力的變化率。熱釋放速率的積分值Q表示所產(chǎn)生的熱量。0的曲柄角指示發(fā)動(dòng)機(jī)10的活塞的上死點(diǎn)。如圖3(a)所示，當(dāng)在時(shí)刻tl執(zhí)行燃料噴射的第一事件(即，預(yù)噴射)時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室中的燃料的燃燒將如圖3(b)和3(c)所示使汽缸壓力P和汽缸壓力的導(dǎo)數(shù)值dP/d0在時(shí)刻t2開始上升?？梢杂梢话愕钠讐毫鞲衅鳒y(cè)量汽缸壓力P和汽缸壓力的導(dǎo)數(shù)值dP/d 0的這樣的變化。熱釋放速率dQ/d 0以與汽缸壓力P的導(dǎo)數(shù)值dP/d 0基本相同的波形的形式上升，并如圖3(d)所示以由在時(shí)刻t2和時(shí)刻t4之間的燃料噴射的第一事件產(chǎn)生的燃燒波的形式出現(xiàn)。時(shí)刻t3是由燃料噴射的第一事件產(chǎn)生熱的速率最大化的時(shí)刻?？梢愿鶕?jù)汽缸壓力P的導(dǎo)數(shù)值dP/d0和發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室的容積的變化率dV/d9導(dǎo)出熱釋放速率dQ/d 0。如圖3(a)所示，當(dāng)在時(shí)刻t5執(zhí)行燃料噴射的第二事件(即，主噴射)時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室中的燃料的燃燒將如圖3(b)和3(c)所示使汽缸壓力P和汽缸壓力P的導(dǎo)數(shù)值dP/d0在時(shí)刻t6再次開始上升。熱釋放速率dQ/d 0以與汽缸壓力P的導(dǎo)數(shù)值dP/d0基本相同的波形的形式上升，并如圖3(d)所示以由在時(shí)刻t6和時(shí)刻t8之間的燃料噴射的第二事件產(chǎn)生的燃燒波的形式出現(xiàn)。時(shí)刻t7是由燃料噴射的第二事件產(chǎn)生熱的速率最大化的時(shí)刻。通過對(duì)熱釋放速率dQ/d 0求積分來得到積分值Q。在一個(gè)燃燒循環(huán)中積分值Q表不在每個(gè)燃燒循環(huán)中產(chǎn)生的熱量。
從單元到單元變化或其的老化產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃料噴射器的噴射特性中的變化通常導(dǎo)致汽缸壓力P或熱釋放速率dQ/d 0的波形的變化。例如，當(dāng)沉淀在燃料噴射器的噴射孔中發(fā)展時(shí)，使得噴射孔的內(nèi)徑減小，因而導(dǎo)致燃料的噴射量的不需要的減小，這將導(dǎo)致汽缸壓力P上升的速率的減小。因此汽缸壓力P的導(dǎo)數(shù)值dP/d 0和熱釋放速率dQ/d 0的上升在時(shí)刻t2和t4之間以及在時(shí)刻t6和t8之間降低。在燃料被連續(xù)噴射兩次的情況下，在前一噴射事件中被噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)10中的燃料的燃燒對(duì)在后一噴射事件中被噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料的燃燒的影響的變化將使例如在后一噴射事件中的熱釋放速率dQ/d 9改變，也就是說，使熱開始產(chǎn)生的時(shí)刻t6、熱產(chǎn)生的速率最大化的時(shí)刻t7以及熱的產(chǎn)生停止的時(shí)刻t8改變。相反，所噴射的燃料的量的不需要的增加將導(dǎo)致汽缸壓力P上升的速率增加。因此，汽缸壓力P的導(dǎo)數(shù)值dP/d0和熱釋放速率dQ/d 0的上升在時(shí)刻t2和t4之間以及在時(shí)刻t6和t8之間增加。在前一噴射事件中被噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)10中的燃料的燃燒對(duì)在后一噴射事件中被噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料的燃燒的影響的變化將使熱開始產(chǎn)生的時(shí)刻t6、熱產(chǎn)生的速率最大化的時(shí)刻t7以及熱的產(chǎn)生停止的時(shí)刻t8改變?！ず?jiǎn)而言之，汽缸壓力P和熱釋放速率dQ/d 0的變化的波形將偏離參考波形。例如，汽缸壓力P和熱釋放速率dQ/d 0的值可以在與點(diǎn)火時(shí)間相關(guān)的預(yù)定的時(shí)間減小，并且它們改變的時(shí)間可以提前或延遲。鑒于上面的事實(shí)，這個(gè)實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成將熱釋放速率選擇為在發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室中的燃料的燃燒之后隨著時(shí)間而改變的時(shí)間序列參數(shù)，并將在給定的順序時(shí)間點(diǎn)處的時(shí)間序列參數(shù)的值處理為也在下文稱為時(shí)間序列數(shù)據(jù)的燃燒參數(shù)的值。如在本實(shí)施例中處理的時(shí)間序列數(shù)據(jù)是I)第一數(shù)據(jù)P1，其為當(dāng)通過在預(yù)噴射事件中噴射的燃料的燃燒而開始釋放熱時(shí)熱釋放速率的值；2)第二數(shù)據(jù)P2，其為在熱釋放速率最大化時(shí)通過在預(yù)噴射事件中的燃料的燃燒而產(chǎn)生的熱釋放的速率的值，；3)第三數(shù)據(jù)P3，其為當(dāng)在預(yù)噴射事件中產(chǎn)生的熱的釋放終止時(shí)熱釋放速率的值；4)第四數(shù)據(jù)P4，其為當(dāng)通過在主噴射事件中噴射的燃料的燃燒開始產(chǎn)生熱時(shí)熱釋放速率的值；5)第五數(shù)據(jù)P5，其為在熱釋放速率最大化時(shí)通過在主噴射事件中的燃料的燃燒而創(chuàng)建的熱釋放速率的值；6)第六數(shù)據(jù)P6，其為當(dāng)如在主噴射事件中產(chǎn)生的熱的釋放終止時(shí)熱釋放速率的值。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)使用上述第一到第六時(shí)間序列數(shù)據(jù)Pl到P6作為燃燒參數(shù)。當(dāng)在預(yù)噴射事件中開始熱釋放、在預(yù)噴射事件中熱釋放速率達(dá)到峰值和在預(yù)噴射事件中熱釋放終止時(shí)的時(shí)間以及當(dāng)在主噴射事件中開始熱釋放、在主噴射事件中熱釋放速率達(dá)到峰值和在主噴射事件中熱釋放終止時(shí)的時(shí)間對(duì)應(yīng)于上述序列時(shí)間點(diǎn)?？梢酝ㄟ^發(fā)動(dòng)機(jī)10的曲柄軸的角位置來檢測(cè)這些時(shí)間點(diǎn)。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)成提前對(duì)曲柄軸的角位置采樣，這些角位置對(duì)應(yīng)于以發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器所輸出的脈沖的數(shù)量的形式的各個(gè)的時(shí)間點(diǎn)或曲柄角。CA，并實(shí)際上測(cè)量在這種方式檢測(cè)的時(shí)間點(diǎn)處的熱釋放速率的值作為時(shí)間序列數(shù)據(jù)Pl到P6。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)可以可替代地被設(shè)計(jì)成根據(jù)熱釋放速率的變化檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)，并且將在這些時(shí)間點(diǎn)處的熱釋放速率的值確定為時(shí)間序列數(shù)據(jù)Pl到P6。如圖2 (a)所示的燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b被設(shè)計(jì)，以便定義在性能參數(shù)和燃燒參數(shù)(包括時(shí)間序列數(shù)據(jù)Pl到P6)之間的相關(guān)性。具體地，表示燃燒參數(shù)變化的變量的列向量A3包括時(shí)間序列數(shù)據(jù)Pl到P6。類似地，如圖2(b)所示的受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b被設(shè)計(jì)，以便定義在受控參數(shù)和燃燒參數(shù)(包括時(shí)間序列數(shù)據(jù)Pl到P6)之間的相關(guān)性。具體地,表示燃燒參數(shù)變化的變量的列向量A4包括時(shí)間序列數(shù)據(jù)Pl到P6。ECU 20的燃燒參數(shù)計(jì)算器32用來使用燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b來計(jì)算燃燒參數(shù)的目標(biāo)值，其中，在所述燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b中，列向量A3包括作為輸出的時(shí)間序列數(shù)據(jù)Pl到P6。致動(dòng)器控制器33用來使用受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b來計(jì)算受控參數(shù)的目標(biāo)值(即，命令值)，其中在所述受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b中，列向量A4包括作為輸入的時(shí)間序列數(shù)據(jù)Pl到P6。 下面將參考如4所示的致動(dòng)器控制程序的流程圖來描述如何計(jì)算將被輸出到致動(dòng)器11以獲得其受控參數(shù)的期望值的命令值。將由ECU 20的微計(jì)算機(jī)以有規(guī)律的間隔(例如，CPU的操作周期或等效于發(fā)動(dòng)機(jī)10的給定曲柄角的周期)執(zhí)行該程序。在進(jìn)入程序之后，例程進(jìn)行到步驟S11，其中基于發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作狀態(tài)(例如發(fā)動(dòng)機(jī)10的速度和車輛的加速器踏板的位置(即，駕駛員在加速器踏板上的力))來計(jì)算各個(gè)性能參數(shù)的目標(biāo)值。由性能參數(shù)計(jì)算器31進(jìn)行該操作。例如，ECU 20使用通過適應(yīng)性測(cè)試而完成的圖來計(jì)算目標(biāo)值，并且在其中存儲(chǔ)與發(fā)動(dòng)機(jī)10的速度和加速器踏板的位置有關(guān)的性能參數(shù)的最佳值。例程進(jìn)行到步驟S12，其中根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出傳感器12的輸出測(cè)量各個(gè)性能參數(shù)的實(shí)際值。E⑶20可以可替代地被設(shè)計(jì)成通過算術(shù)模型而不使用發(fā)動(dòng)機(jī)輸出傳感器12來估計(jì)或計(jì)算當(dāng)前性能參數(shù)，并且將它們確定為上面的實(shí)際值?？梢灾粚?duì)一些性能參數(shù)進(jìn)行這樣的估計(jì)。例程進(jìn)行到步驟S13，其中執(zhí)行性能參數(shù)偏差計(jì)算器34的操作。具體地，確定在步驟S12中測(cè)量的性能參數(shù)的實(shí)際值與在步驟S13中得到的其目標(biāo)值的偏差。這樣的偏差在下文也稱為性能參數(shù)偏差。例程進(jìn)行到步驟S14，其中執(zhí)行積分器32a的操作。具體地，確定在步驟S13中得到的性能參數(shù)偏差中的每一個(gè)的積分值(即，總值)x(i)。更具體地，在前面的一個(gè)程序執(zhí)行周期中得到的每個(gè)總值x(i-l)與在該程序執(zhí)行周期中得到的性能參數(shù)偏差中的對(duì)應(yīng)一個(gè)的和被計(jì)算為積分值X (i)。例程進(jìn)行到步驟S15，其中計(jì)算燃燒參數(shù)的目標(biāo)值。具體地，在步驟S14中得到的積分值x(i)被代入燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b中。燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b的解被確定為燃燒參數(shù)的當(dāng)前或最新的值需要改變的量，其也稱為燃燒參數(shù)變化。ECU 20還根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作狀態(tài)(例如發(fā)動(dòng)機(jī)10的速度或發(fā)動(dòng)機(jī)10上的負(fù)荷)通過圖或數(shù)學(xué)公式來確定燃燒參數(shù)的參考值，將燃燒參數(shù)變化添加到參考值，并將這樣的和定義為燃燒參數(shù)的目標(biāo)值(即，燃燒參數(shù)的目標(biāo)值=參考值+燃燒參數(shù)的最新的值要改變的量)。例程進(jìn)行到步驟S16，其中監(jiān)控燃燒狀態(tài)傳感器13的輸出以得到燃燒參數(shù)的實(shí)際值。ECU 20可以可替代地通過算術(shù)模型而不使用燃燒狀態(tài)傳感器13來估計(jì)或計(jì)算燃燒參數(shù)的當(dāng)前值，并將它們確定為上面的實(shí)際值?？梢灾粚?duì)一些燃燒參數(shù)進(jìn)行這樣的估計(jì)。例程進(jìn)行到步驟S17，其中執(zhí)行燃燒參數(shù)偏差計(jì)算器35的操作。具體地，計(jì)算在步驟S15中得到的燃燒參數(shù)的目標(biāo)值中的每一個(gè)與在步驟S16中得到的燃燒參數(shù)的實(shí)際值的對(duì)應(yīng)一個(gè)的偏差(其在下文也稱為燃燒參數(shù)偏差)。例程進(jìn)行到步驟S18，其中執(zhí)行積分器33a的操作。具體地，確定在步驟S17中得到的每個(gè)燃燒參數(shù)偏差的積分值(即，總值)y(i)。更具體地，在前面的一個(gè)程序執(zhí)行周期中得到的積分值y (i-1)與在這個(gè)程序執(zhí)行周期中得到的燃燒參數(shù)偏差的和被計(jì)算為積分值y⑴。如上所述的燃燒參數(shù)包括關(guān)于由噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)10中的燃料的燃燒而產(chǎn)生的熱的釋放速率的時(shí)間序列數(shù)據(jù)Pl到P6。在步驟S15中計(jì)算時(shí)間序列數(shù)據(jù)Pl到P6的目標(biāo)值。在步驟S16中確定時(shí)間序列數(shù)據(jù)Pl到P6的實(shí)際值。在步驟S17中計(jì)算時(shí)間序列數(shù)據(jù)Pl到 P6的實(shí)際值與其目標(biāo)值的偏差。在步驟S18中計(jì)算偏差的積分值。如上所述，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10的曲柄軸達(dá)到對(duì)應(yīng)于要測(cè)量時(shí)間序列數(shù)據(jù)Pl到P6的值的時(shí)間點(diǎn)的曲柄角中的每一個(gè)時(shí)，通過對(duì)汽缸壓力傳感器的輸出采樣來實(shí)現(xiàn)時(shí)間序列數(shù)據(jù)Pl到P6的實(shí)際值的確定。如果燃料噴射器的操作特性不同于其參考特性或燃料噴射器老化，例如噴射孔被一些沉淀所阻塞，則將使得在以下時(shí)刻時(shí)的熱釋放速度的實(shí)際值偏離基于性能參數(shù)偏差的最新值所計(jì)算的其的目標(biāo)值，其中所述時(shí)刻包括在如通過在預(yù)噴射和主噴射事件中的每一個(gè)中所噴射的燃料的燃燒產(chǎn)生的熱開始釋放時(shí)，換句話說，當(dāng)噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)10中的燃料開始燃燒時(shí)(其在下文也稱為熱釋放開始時(shí)間)；當(dāng)如通過在預(yù)噴射和主噴射事件中的每一個(gè)中所噴射的燃料的燃燒產(chǎn)生的熱的釋放速率最大化以使得它具有如圖3(d)所示的峰值時(shí)的時(shí)間(其在下文也稱為最大到達(dá)時(shí)間)；以及當(dāng)如通過在預(yù)噴射和主噴射事件中的每一個(gè)中所噴射的燃料的燃燒產(chǎn)生的熱的釋放結(jié)束時(shí)，換句話說，當(dāng)噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)10中的燃料的燃燒完成時(shí)的時(shí)間(其在下文也稱為熱釋放結(jié)束時(shí)間)。熱釋放速率的實(shí)際值的這種偏差在步驟S17中被計(jì)算為積分值y (i)。例程然后進(jìn)行到步驟S19，其中確定每個(gè)受控參數(shù)的命令值。具體地，在步驟S18中得到的燃燒參數(shù)偏差的積分值y(i)被代入受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b中。受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b的解被確定為所有類型的受控參數(shù)的最新的命令值需要改變或調(diào)節(jié)的量(其在下文也稱為受控參數(shù)變化)。ECU20也根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作狀態(tài)(例如發(fā)動(dòng)機(jī)10的速度或發(fā)動(dòng)機(jī)10上的負(fù)荷)通過圖或數(shù)學(xué)公式來確定受控參數(shù)的參考值，將受控參數(shù)變化添加到參考值，并將這樣的和定義為受控參數(shù)的目標(biāo)值(命令值)(即，受控參數(shù)的目標(biāo)值=參考值+受控參數(shù)的最新的值要改變的量)。命令值是要以命令信號(hào)的形式輸出到致動(dòng)器11的致動(dòng)器受控參數(shù)。第一實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)提供下面的優(yōu)點(diǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)使用受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b (即，第一相關(guān)數(shù)據(jù))來確定受控參數(shù)的命令值(即，目標(biāo)值)，從而在使所有燃燒參數(shù)的實(shí)際值同時(shí)與其目標(biāo)值一致中提高可控制性，其中所述受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b定義在不同類型的燃燒參數(shù)和不同類型的受控參數(shù)之間的相關(guān)性。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)還使用燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b(即，第二相關(guān)數(shù)據(jù))來確定燃燒參數(shù)的目標(biāo)值，從而在使所有性能參數(shù)的實(shí)際值同時(shí)與其目標(biāo)值一致中提高可控制性，其中，所述燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b定義在不同類型的性能參數(shù)和不同類型的燃燒參數(shù)之間的相關(guān)性。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)因此用于建立性能參數(shù)和燃燒參數(shù)的協(xié)調(diào)，從而確保在控制發(fā)動(dòng)機(jī)10中的穩(wěn)定性。ECU 20使用熱釋放速率作為將在發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室中的燃料的燃燒之后隨著時(shí)間而變化的時(shí)間序列參數(shù)，并處理在給定的序列時(shí)間點(diǎn)處的時(shí)間序列參數(shù)的值作為燃燒參數(shù)。受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b因此定義時(shí)間序列數(shù)據(jù)Pl到P6的值中的每一個(gè)與受控參數(shù)之間的相關(guān)性，從而根據(jù)隨著時(shí)間而變化的發(fā)動(dòng)機(jī)10中的燃料的燃燒的特性來確定受控參數(shù)的命令值。這補(bǔ)償在控制發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作中由于致動(dòng)器11 (例如燃料噴射器)的個(gè)體變異性或老化所導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)10的汽缸中的壓力或發(fā)動(dòng)機(jī)10中的熱釋放速率的變化而產(chǎn)生的誤差。時(shí)間序列數(shù)據(jù)Pl到P6表示在預(yù)噴射和主噴射事件中在熱釋放開始時(shí)間、最大到達(dá)時(shí)間和熱釋放結(jié)束時(shí)間發(fā)動(dòng)機(jī)10中的熱釋放速率的值。這些值對(duì)于觀察發(fā)動(dòng)機(jī)10中的燃料的燃燒的特性具有物理意義，并且反映致動(dòng)器11的個(gè)體變異性或老化。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)用來基于發(fā)動(dòng)機(jī)10中的燃料的燃燒狀態(tài)來補(bǔ)償在控制性能參數(shù)中的誤差，其由 于致動(dòng)器11的個(gè)體變異性或老化而產(chǎn)生。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)還用來通過反饋模式使性能參數(shù)的實(shí)際值與其目標(biāo)值一致，并且也通過反饋模式使燃燒參數(shù)的實(shí)際值與其目標(biāo)值一致。即使實(shí)際值隨著例如發(fā)動(dòng)機(jī)10的冷卻劑的溫度而變化，這也會(huì)通過反饋模式確?？刂菩阅芎腿紵齾?shù)的實(shí)際值中的穩(wěn)定性，從而導(dǎo)致對(duì)于在控制發(fā)動(dòng)機(jī)10中的環(huán)境條件的變化的改善的魯棒性。下面將描述第二實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。第一實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)如上所述被設(shè)計(jì)成將多個(gè)性能參數(shù)的偏差代入燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b中(即，第二相關(guān)數(shù)據(jù))以得到燃燒參數(shù)變化，并且也將多個(gè)燃燒參數(shù)的偏差代入受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b中(即，第一相關(guān)數(shù)據(jù))以得到受控參數(shù)變化。第二實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)在這樣的操作中不同于第一實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。具體地，如圖5所示，第二實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成將性能參數(shù)的目標(biāo)值代入燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b中(即，第二相關(guān)數(shù)據(jù))以得到燃燒參數(shù)的目標(biāo)值，并且也將燃燒參數(shù)的目標(biāo)值代入受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b中(即，第一相關(guān)數(shù)據(jù))以得到受控參數(shù)的命令值(即，目標(biāo)值)。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)還包括反饋控制器51和53以及校正電路52和54。校正電路52用來使用由反饋控制器51所計(jì)算的校正值來校正通過燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b得到的性能參數(shù)的目標(biāo)值。類似地，校正電路54用來使用由反饋控制器53所計(jì)算的校正值來校正通過受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b得到的受控參數(shù)的命令值。與在第一實(shí)施例中一樣,第二實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)用來以協(xié)調(diào)的方式同時(shí)控制致動(dòng)器11的操作，并且還使用受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b和燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b (即，第一和第二相關(guān)數(shù)據(jù))來通過反饋模式使性能參數(shù)和燃燒參數(shù)的實(shí)際值與其目標(biāo)值一致，從而提供與第一實(shí)施例基本相同的有益效果。與在第一實(shí)施例中一樣，ECU 20使用熱釋放速率作為將在發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室中的燃料的燃燒之后隨著時(shí)間而改變的時(shí)間序列參數(shù)，并處理在給定的序列時(shí)間點(diǎn)處的時(shí)間序列參數(shù)的值作為燃燒參數(shù)，從而根據(jù)隨著時(shí)間而改變的發(fā)動(dòng)機(jī)10中的燃料的燃燒的特性來確定受控參數(shù)的命令值。這補(bǔ)償在控制發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作中由于致動(dòng)器11 (例如燃料噴射器)的個(gè)體變異性或老化所導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)10的汽缸中的壓力或發(fā)動(dòng)機(jī)10中的熱釋放速率的變化而產(chǎn)生的誤差。下面將描述第三實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其被設(shè)計(jì)成根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作狀態(tài)改變要測(cè)量時(shí)間序列數(shù)據(jù)Pl到P6的實(shí)際值的時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量，并基于所改變的時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量來更改第一和第二相關(guān)數(shù)據(jù)(即，燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b和受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b)中的一部分或全部。ECU 20以有規(guī)律的間隔執(zhí)行圖6的相關(guān)數(shù)據(jù)更改程序。首先，在步驟S21，測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作狀態(tài)，例如發(fā)動(dòng)機(jī)10的速度和/或發(fā)動(dòng)機(jī)10上的負(fù)荷(例如，車輛的加速器踏板的位置)。例程然后進(jìn)行到步驟S22，其中基于發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作狀態(tài)來確定要測(cè)量時(shí)間序列數(shù)據(jù)Pl到P6的值的時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量。例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10處于低負(fù)荷狀態(tài)中時(shí)，例如空閑模式中，致動(dòng)器11的特性的個(gè)體變異性或老化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作的控制的不利影響的程度被認(rèn)為大于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10處于高負(fù)荷狀態(tài)中時(shí)。因此，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10上的負(fù)荷減小時(shí)，時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量增加。可替代地，與當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10的速度處于高速范圍中時(shí)相比，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10的速度處于低速范圍中時(shí)，時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量可以增加?？梢钥商娲馗鶕?jù)發(fā)動(dòng)機(jī)10上的負(fù)荷或發(fā)動(dòng)機(jī)10的速度二者來確定時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量。 例程進(jìn)行到步驟S23，其中選擇對(duì)應(yīng)于如在步驟S22中確定的時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量的多個(gè)燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b中的一個(gè)和多個(gè)受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b中的一個(gè)。具體地，燃燒參數(shù)計(jì)算器32在其中存儲(chǔ)有燃燒參數(shù)的數(shù)量彼此不同的燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b，并選擇它們中包括在所確定數(shù)量的時(shí)間點(diǎn)處的時(shí)間序列數(shù)據(jù)(即，時(shí)間序列參數(shù)的值)的一個(gè)燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b。類似地，計(jì)算器控制器33在其中存儲(chǔ)有燃燒參數(shù)的數(shù)量彼此不同的受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b，并且選擇它們中包括在所確定數(shù)量的時(shí)間點(diǎn)處的時(shí)間序列數(shù)據(jù)(即，時(shí)間序列參數(shù)的值)的一個(gè)受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b。例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10處于低負(fù)荷狀態(tài)中時(shí)，ECU 20將時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量設(shè)定為6，并且選擇如圖3所示處理六個(gè)時(shí)間序列數(shù)據(jù)Pl到P6的燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b中的一個(gè)和受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b中的一個(gè)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10處于高負(fù)荷狀態(tài)中時(shí)，ECU 20將時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量設(shè)定為4，并且選擇處理四個(gè)時(shí)間序列數(shù)據(jù)PU P2、P4和P5的燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b中的一個(gè)和受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b中的一個(gè)，或可替換地將時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量設(shè)定為2，并且選擇處理兩個(gè)時(shí)間序列數(shù)據(jù)P2和P5的燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b中的一個(gè)和受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b中的一個(gè)?？商娲?，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10處于低速范圍中時(shí)，ECU 20可以將時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量設(shè)定為6，并且選擇處理六個(gè)時(shí)間序列數(shù)據(jù)Pl到P6的燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b中的一個(gè)和受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b中的一個(gè)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10處于高速范圍中時(shí)，ECU 20可以將時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量設(shè)定為4，并且選擇處理四個(gè)時(shí)間序列數(shù)據(jù)PU P2、P4和P5的燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b中的一個(gè)和受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b中的一個(gè)，或可替代地，可以將時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量設(shè)定為2，并且選擇處理兩個(gè)時(shí)間序列數(shù)據(jù)P2和P5的燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b中的一個(gè)和受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b中的一個(gè)。代替這樣選擇燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b中的一個(gè)和受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b中的一個(gè)，ECU 20可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作狀態(tài)增加或減少在第一或第二實(shí)施例的燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b和受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b的每一個(gè)中使用的時(shí)間序列數(shù)據(jù)Pl到P2的數(shù)量。在圖4的步驟S15和S19中使用以上述方式選擇或產(chǎn)生的燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b和受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b來計(jì)算燃燒參數(shù)的目標(biāo)值和受控參數(shù)的命令值。如上所述，發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作狀態(tài)中的變化通常導(dǎo)致致動(dòng)器11的個(gè)體變異性或老化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作的控制的不利影響的程度的變化。為了減輕不利影響中的這種變化，本實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)基于發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作狀態(tài)來改變要采樣時(shí)間序列數(shù)據(jù)的值的時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量，從而確保在控制發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作中的穩(wěn)定性。與當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10的速度在高速范圍中相比，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10的速度在低速范圍中時(shí)，如上所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)增加要 測(cè)量時(shí)間序列數(shù)據(jù)的值的時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量，從而在致動(dòng)器11的個(gè)體變異性或老化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作的控制的不利影響的程度將增加的條件下提高在控制發(fā)動(dòng)機(jī)10的性能中的精確度。在ECU 20上的操作負(fù)荷方面，時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量的變化也是有效的。下面將描述第四實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其被設(shè)計(jì)成根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作狀態(tài)選擇燃料噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)10中的多種模式中的一種。具體地，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成從一種模式切換到另一種模式，這些模式在每個(gè)燃燒循環(huán)(即，每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作循環(huán))中將執(zhí)行的噴射的次數(shù)、噴射到噴射的時(shí)間間隔和噴射的類型(例如，預(yù)噴射、主噴射和后噴射的組合)上是不同的。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)用作單次噴射系統(tǒng)來在每個(gè)燃燒循環(huán)中執(zhí)行燃料到發(fā)動(dòng)機(jī)10中的單次噴射，或用作多次噴射系統(tǒng)來在每個(gè)燃燒循環(huán)中執(zhí)行燃料到發(fā)動(dòng)機(jī)10中的多次噴射。多次噴射系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)成在每個(gè)燃燒循環(huán)中執(zhí)行預(yù)噴射、主噴射和后噴射，并且改變預(yù)噴射、主噴射和后噴射中的每一個(gè)的事件的數(shù)量。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的ECU 20基于所選擇的燃料的噴射模式改變第一和第二相關(guān)數(shù)據(jù)(即，燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b和受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b)中的一部分或全部。E⑶20以有規(guī)律的間隔執(zhí)行圖7的相關(guān)數(shù)據(jù)更改程序。首先，在步驟S31中，測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作狀態(tài)，例如發(fā)動(dòng)機(jī)10的速度和/或發(fā)動(dòng)機(jī)10上的負(fù)荷(例如，車輛的加速器踏板的位置)。例程然后進(jìn)行到步驟S32，其中基于發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作狀態(tài)來確定燃料噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)10中的模式。例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10處于低負(fù)荷/低速范圍中時(shí)，ECU 20選擇預(yù)噴射被執(zhí)行兩次以及主噴射接著被執(zhí)行一次的模式。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10處于中負(fù)荷/中速范圍中時(shí)，ECU 20選擇單次預(yù)噴射、單次主噴射和單次后噴射的序列被執(zhí)行的模式。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10處于高負(fù)荷/高速范圍中時(shí)，ECU 20選擇主噴射只被執(zhí)行一次的模式。例程進(jìn)行到步驟S33，其中選擇對(duì)應(yīng)于如在步驟S32中所設(shè)定的燃料的噴射模式的多個(gè)燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b中的一個(gè)和多個(gè)受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b中的一個(gè)。具體地，與在第三實(shí)施例中一樣，燃燒參數(shù)計(jì)算器32在其中存儲(chǔ)有燃燒參數(shù)的數(shù)量彼此不同的燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b，并且選擇它們中對(duì)應(yīng)于所選擇的燃料的噴射模式的一個(gè)燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b。類似地，制動(dòng)器控制器33在其中存儲(chǔ)有燃燒參數(shù)的數(shù)量彼此不同的受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b，并且選擇它們中對(duì)應(yīng)于所選擇的燃料的噴射模式的一個(gè)受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b。按照燃料的噴射模式、噴射到噴射的時(shí)間間隔和燃料的噴射類型(即，如上所述的噴射模式)來設(shè)定要測(cè)量時(shí)間序列數(shù)據(jù)的值的時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量。燃料噴射的次數(shù)是在每個(gè)燃燒周期中燃料被噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)10中的次數(shù)。噴射到噴射的間隔是例如預(yù)噴射和主噴射事件或主噴射和后噴射之間的間隔。噴射的模式表示預(yù)、主和后噴射的燃燒，每個(gè)燃燒周期中燃料的噴射次數(shù)以及噴射到噴射的間隔。ECU 20選擇在時(shí)間序列數(shù)據(jù)的數(shù)量上對(duì)應(yīng)于所選擇的噴射模式中的時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量的燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b中的一個(gè)和受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b中的一個(gè)。
在圖4的步驟S15和S19中使用如以上述方式選擇的燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b和受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b來計(jì)算燃燒參數(shù)的目標(biāo)值和受控參數(shù)的命令值。當(dāng)燃料噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)10中的模式改變時(shí)，導(dǎo)致在發(fā)動(dòng)機(jī)10中的燃料的燃燒模式的改變，這導(dǎo)致時(shí)間序列數(shù)據(jù)的值的改變。因此，本實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)所選擇的燃料的噴射模式來改變?nèi)紵齾?shù)算術(shù)表達(dá)式32b和受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b中的每一個(gè)的至少一部分，從而確保在控制發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作中的穩(wěn)定性。ECU 20可以可替代地被設(shè)計(jì)成執(zhí)行圖6和圖7的操作的組合。例如，ECU 20可以被設(shè)計(jì)成根據(jù)燃料的噴射模式和發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作狀態(tài)而具有燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b和受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b，并且基于所選擇的燃料的噴射模式來選擇燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b和受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b中的一個(gè)，并且還基于發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作狀態(tài)來選擇所選擇的燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b中的一個(gè)和所選擇的受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b中的一個(gè)。
雖然根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例公開了本發(fā)明，以便便于其更好的理解本發(fā)明，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到，可以以各種方式來體現(xiàn)本發(fā)明而不偏離本發(fā)明的原理。因此，本發(fā)明應(yīng)被理解為包括所有可能的實(shí)施例和能夠被體現(xiàn)的對(duì)于所示出的實(shí)施例的修改，而不偏離如在所附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的原理。上述實(shí)施例中的每一個(gè)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)使用定義性能參數(shù)和燃燒參數(shù)之間的相關(guān)性的第二相關(guān)數(shù)據(jù)(即，燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b)來確定燃燒參數(shù)的目標(biāo)值，但可以替代地使用適應(yīng)性圖，其根據(jù)諸如發(fā)動(dòng)機(jī)10的速度或發(fā)動(dòng)機(jī)10上的負(fù)荷的發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作狀態(tài)列出燃燒參數(shù)的目標(biāo)值。上述實(shí)施例中的每一個(gè)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)成采樣表示在熱釋放開始時(shí)間、最大到達(dá)時(shí)間和熱釋放結(jié)束時(shí)間的汽缸壓力或熱釋放速率的波形(即，燃燒波形)的值作為時(shí)間序列數(shù)據(jù)，并使用包括作為燃燒參數(shù)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)的燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b和受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b來確定燃燒參數(shù)的目標(biāo)值和受控參數(shù)的命令值。上述實(shí)施例中的每一個(gè)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)處理作為在發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室中的燃料的燃燒之后隨著時(shí)間而改變的時(shí)間序列參數(shù)的熱釋放速率，但可以替代地使用汽缸壓力、汽缸壓力的導(dǎo)數(shù)值(即，汽缸壓力的變化率)、熱釋放速率的積分值(即，所釋放的熱量)或汽缸溫度。具體地，燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b和受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b被定義為包括關(guān)于汽缸壓力、汽缸壓力的導(dǎo)數(shù)值、熱釋放速率的積分值或汽缸溫度中的一個(gè)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)作為燃燒參數(shù)。上述實(shí)施例中的每一個(gè)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)通過反饋模式控制性能參數(shù)和燃燒參數(shù)的實(shí)際或計(jì)算值，然而可以可替代地被設(shè)計(jì)成通過開環(huán)模式控制前者和后者中的至少一個(gè)。例如，在圖5的結(jié)構(gòu)中可以省略性能參數(shù)偏差計(jì)算器34、反饋控制器51和校正電路52。通過燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b計(jì)算的燃燒參數(shù)的目標(biāo)值被直接輸出到致動(dòng)器控制器33，而不需要通過反饋模式進(jìn)行調(diào)節(jié)?？商娲?，可以省略燃燒參數(shù)偏差計(jì)算器35、反饋控制器53和校正電路54。通過受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b計(jì)算的受控參數(shù)的目標(biāo)值被直接輸出到致動(dòng)器11，而不需要通過反饋模式進(jìn)行調(diào)節(jié)。在發(fā)動(dòng)機(jī)10是多汽缸內(nèi)燃機(jī)的情況下，由于燃料噴射器的個(gè)體變異性或老化，在發(fā)動(dòng)機(jī)10的汽缸之間的燃料噴射器的燃料噴射特性可能不同。因此，上述實(shí)施例中的每一個(gè)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)成對(duì)每個(gè)汽缸計(jì)算性能參數(shù)偏差和燃燒參數(shù)偏差，也就是說，對(duì)每個(gè)汽缸執(zhí)行上述發(fā)動(dòng)機(jī)控制任務(wù)。上述實(shí)施例中的每一個(gè)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)使用定義不同類型的性能參數(shù)和不同類型的燃燒參數(shù)之間的相關(guān)性的第二相關(guān)數(shù)據(jù)(即，燃燒參數(shù)算術(shù)表達(dá)式32b)來計(jì)算燃燒參數(shù)的目標(biāo)值，并且還使用定義不同類型的燃燒參數(shù)和不同類型的受控參數(shù)之間的相關(guān)性的第一相關(guān)數(shù)據(jù)(即，受控參數(shù)算術(shù)表達(dá)式33b)來計(jì)算用于控制致動(dòng)器11的操作的受控參數(shù)的命令值，但可以可替代地被設(shè)計(jì)成通過適應(yīng)性圖來計(jì)算燃燒參數(shù)的目標(biāo)值而不使用第二相關(guān)數(shù)據(jù)。
發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)可以可替代地被設(shè)計(jì)成在其中以不同于參數(shù)算術(shù)表達(dá)式(即，行列式)的形式存儲(chǔ)第一相關(guān)數(shù)據(jù)和第二相關(guān)數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)。例如，第一和第二相關(guān)數(shù)據(jù)中的任一個(gè)或兩個(gè)可以由圖表示。具體地，可以由表示每個(gè)燃燒參數(shù)與多個(gè)受控參數(shù)的相關(guān)性的圖常數(shù)(mapped constant)產(chǎn)生第二相關(guān)數(shù)據(jù)?？梢杂杀硎久總€(gè)受控參數(shù)與多個(gè)燃燒參數(shù)的相關(guān)性的圖常數(shù)產(chǎn)生第一相關(guān)數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置，包括 目標(biāo)燃燒參數(shù)確定電路，其確定表示內(nèi)燃機(jī)中的燃料的燃燒狀態(tài)的多個(gè)燃燒參數(shù)的目標(biāo)值；以及 控制命令計(jì)算器，其使用用于定義在所述燃燒參數(shù)和多個(gè)受控參數(shù)之間的相關(guān)性的第一相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)由所述目標(biāo)燃燒參數(shù)確定電路所確定的所述燃燒參數(shù)的所述目標(biāo)值來計(jì)算命令值，所述命令值表示所述受控參數(shù)的目標(biāo)值，并且被提供到用來控制所述內(nèi)燃機(jī)中的所述燃料的燃燒狀態(tài)的致動(dòng)器， 其中所述燃燒參數(shù)包括在所述內(nèi)燃機(jī)中的所述燃料的燃燒之后隨著時(shí)間而改變的多個(gè)時(shí)間序列參數(shù)的值，所述時(shí)間序列參數(shù)的值被定義為在多個(gè)預(yù)定的時(shí)間點(diǎn)處出現(xiàn)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，所述第一相關(guān)數(shù)據(jù)也表示所述時(shí)間序列數(shù)據(jù)和所述受控參數(shù)之間的相關(guān)性， 其中所述目標(biāo)燃燒參數(shù)確定電路確定在所述時(shí)間點(diǎn)處的所述時(shí)間序列數(shù)據(jù)的所述目 標(biāo)值，以及 其中所述控制命令計(jì)算器使用所述第一相關(guān)數(shù)據(jù)基于所述時(shí)間序列數(shù)據(jù)的所述目標(biāo)值計(jì)算所述命令值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置，其中根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的操作狀態(tài)來確定所述時(shí)間序列數(shù)據(jù)出現(xiàn)的所述時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量，并且所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置還包括控制器，其至少部分地基于所確定的所述時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量來改變所述第一相關(guān)數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置，其中根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的速度來確定所述時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量，使得當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的速度處于低速范圍中時(shí)，所述時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量大于當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的速度處于高速范圍中時(shí)所述時(shí)間點(diǎn)的數(shù)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置，其中所述致動(dòng)器包括燃料噴射器，其用來以多個(gè)燃料噴射模式中的ー個(gè)將所述燃料噴射到所述內(nèi)燃機(jī)中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置還包括控制器，其用來從多種所述燃料噴射模式中的一種切換到另ー種，并且其中所述控制器至少部分地基于所選擇的燃料噴射模式來改變所述第一相關(guān)數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置，其中所述時(shí)間序列參數(shù)是作為所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的壓カ的汽缸壓力、所述汽缸壓カ的變化率、所述內(nèi)燃機(jī)中的熱釋放速率以及所述內(nèi)燃機(jī)中所釋放的熱量中的ー個(gè)，并且其中所述時(shí)間序列參數(shù)的值包括在以下時(shí)間出現(xiàn)的所述汽缸壓力、所述汽缸壓カ的變化率、所述熱釋放速率以及所釋放的熱量中的ー個(gè)的值從作為所述致動(dòng)器中的ー個(gè)的燃料噴射器噴射的燃料開始燃燒時(shí)的時(shí)間、當(dāng)所述熱釋放速率最大化時(shí)的時(shí)間、以及當(dāng)噴射到所述發(fā)動(dòng)機(jī)中的所述燃料的燃燒結(jié)束時(shí)的時(shí)間。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置，還包括目標(biāo)性能參數(shù)確定電路，其確定表示所述內(nèi)燃機(jī)的不同類型的性能的多個(gè)性能參數(shù)中的每ー個(gè)的目標(biāo)值，并且其中所述目標(biāo)燃燒參數(shù)確定電路使用第二相關(guān)數(shù)據(jù)基于所述性能參數(shù)的所述目標(biāo)值來確定所述燃燒參數(shù)的所述目標(biāo)值，所述第二相關(guān)數(shù)據(jù)表示所述性能參數(shù)與所述燃燒參數(shù)之間的相關(guān)性。
全文摘要
發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)用來確定表示內(nèi)燃機(jī)中的燃料的燃燒狀態(tài)的多個(gè)燃燒參數(shù)的目標(biāo)值，根據(jù)燃燒參數(shù)的目標(biāo)值計(jì)算命令值，第一相關(guān)數(shù)據(jù)定義在燃燒參數(shù)和多個(gè)受控參數(shù)之間的相關(guān)性。命令值表示受控參數(shù)的目標(biāo)值，并被提供到用來控制內(nèi)燃機(jī)中燃料的燃燒狀態(tài)的致動(dòng)器。燃燒參數(shù)包括在內(nèi)燃機(jī)中的燃料的燃燒之后隨著時(shí)間而改變的多個(gè)時(shí)間序列參數(shù)的值。這確保在控制發(fā)動(dòng)機(jī)的操作中的穩(wěn)定性，而不考慮致動(dòng)器的個(gè)體變異性或老化。
文檔編號(hào)F02D43/00GK102733979SQ20121011160
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者中辻勇貴, 樋口和弘, 池田純孝, 石塚康治 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝