帶渦輪增壓器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置制造方法
【專利摘要】本控制裝置基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量計(jì)算穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的增壓壓力的目標(biāo)值即穩(wěn)定目標(biāo)值，通過(guò)反饋控制來(lái)操作促動(dòng)器以使從增壓壓力傳感器的信號(hào)計(jì)算出的實(shí)際增壓壓力接近穩(wěn)定目標(biāo)值。但是，對(duì)于在過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有可能被滿足的不同的多個(gè)條件，在任一個(gè)條件被滿足的情況下，按照針對(duì)每個(gè)條件已準(zhǔn)備的計(jì)算規(guī)則，計(jì)算適合于所述被滿足的條件的增壓壓力的過(guò)渡目標(biāo)值。此時(shí)，在存在一個(gè)過(guò)渡目標(biāo)值的情況下，選擇該過(guò)渡目標(biāo)值，但在同時(shí)存在多個(gè)過(guò)渡目標(biāo)值的情況下，按照根據(jù)加速度確定的優(yōu)先順序選擇一個(gè)過(guò)渡目標(biāo)值。而且，將反饋控制的目標(biāo)值從穩(wěn)定目標(biāo)值變更為所選擇的過(guò)渡目標(biāo)值。
【專利說(shuō)明】帶渦輪增壓器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車用的帶渦輪增壓器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，尤其涉及能夠通過(guò)由促動(dòng)器進(jìn)行的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速的控制來(lái)主動(dòng)地控制增壓壓力的帶渦輪增壓器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在帶有可變?nèi)萘繙u輪增壓器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，該可變?nèi)萘繙u輪增壓器具有可變噴嘴，在上述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，能夠通過(guò)基于可變噴嘴的開(kāi)度的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，來(lái)主動(dòng)地控制增壓壓力。因此，在如上所述的帶渦輪增壓器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量確定目標(biāo)增壓壓力，并通過(guò)反饋控制來(lái)操作可變噴嘴，以使根據(jù)增壓壓力傳感器的信號(hào)計(jì)算的實(shí)際增壓壓力達(dá)到目標(biāo)增壓壓力。
[0003]但是，在帶渦輪增壓器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的控制中，關(guān)于促動(dòng)器的操作量、發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)量，存在硬件方面或者控制方面的各種制約。在未滿足這些制約的情況下，有可能導(dǎo)致硬件產(chǎn)生破損、控制性能降低。而且，由于這些制約中的至少一部分關(guān)系到增壓壓力控制，因此，在上述反饋控制中使用的目標(biāo)增壓壓力被設(shè)定為能夠同時(shí)滿足這些制約和發(fā)動(dòng)機(jī)的響應(yīng)性能的值。
[0004]但是，按照各發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及各燃料噴射量確定目標(biāo)增壓壓力的適應(yīng)作業(yè)，通常在發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)下進(jìn)行。若也包括在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升時(shí)那樣的過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)下進(jìn)行適應(yīng)作業(yè)，則導(dǎo)致適應(yīng)作業(yè)所需的工時(shí)變得龐大。另外，難以假定所有的過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)條件而毫不遺漏地進(jìn)行目標(biāo)增壓壓力的適應(yīng)。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)處于過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)下時(shí)，恐怕不滿足與增壓壓力控制相關(guān)聯(lián)的一部分制約。如上所述的制約中的一個(gè)是與硬件的可靠性保障相關(guān)的制約。在過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于目標(biāo)增壓壓力與實(shí)際增壓壓力之差增大，因此，變更可變噴嘴開(kāi)度以使渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速盡快上升來(lái)提高實(shí)際增壓壓力。此時(shí)，伴隨著可變噴嘴開(kāi)度的劇變，排氣壓力急劇上升，但若排氣壓力變得過(guò)高，則硬件有可能產(chǎn)生破損。
[0005]作為公開(kāi)了以硬件的可靠性保障為目的的發(fā)明的文獻(xiàn)，可以列舉日本特開(kāi)2010-185415號(hào)公報(bào)。在該公報(bào)中公開(kāi)了如下的增壓壓力控制的發(fā)明:在通過(guò)開(kāi)環(huán)控制來(lái)控制可變噴嘴的開(kāi)度的結(jié)構(gòu)中，進(jìn)行增壓壓力控制，以便能夠避免在加速時(shí)可能產(chǎn)生的增壓壓力的過(guò)度增加。根據(jù)該公報(bào)中公開(kāi)的發(fā)明，在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，基于發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度和燃料噴射量計(jì)算目標(biāo)吸入空氣量，進(jìn)而基于目標(biāo)吸入空氣量確定可變噴嘴的目標(biāo)開(kāi)度。另一方面，在加速時(shí)，基于目標(biāo)增壓壓力與實(shí)際的增壓壓力的偏差計(jì)算目標(biāo)吸入空氣量偏差，進(jìn)而計(jì)算將目標(biāo)吸入空氣量偏差與吸入空氣量相加后得到的空氣量作為增壓器控制目標(biāo)吸入空氣量。接著，基于增壓器控制目標(biāo)吸入空氣量確定可變噴嘴的目標(biāo)開(kāi)度。
[0006]但是，在過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)恐怕不被滿足的制約并非僅是與硬件的可靠性保障相關(guān)的制約。在與增壓壓力控制相關(guān)聯(lián)的制約中，除此之外也包括與進(jìn)氣音相關(guān)的制約、與EGR率的控制性相關(guān)的制約等，這些制約在過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有可能不被滿足。對(duì)于進(jìn)氣音而言，因增壓壓力的急劇變化而有可能產(chǎn)生傳到乘員的耳朵那樣的較大的進(jìn)氣音。對(duì)于EGR率的控制性而言，因排氣壓力與增壓壓力的差壓變得過(guò)小而有可能導(dǎo)致EGR率的控制性降低。這樣，在過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)與增壓壓力控制相關(guān)聯(lián)的各種制約恐怕不被滿足，但上述公報(bào)中公開(kāi)的發(fā)明僅僅能夠滿足其一部分制約，完全未應(yīng)對(duì)與其他制約相關(guān)的問(wèn)題。
[0007]根據(jù)以上情況可知，在由可變噴嘴進(jìn)行增壓壓力的反饋控制時(shí)，需要某些對(duì)策以便在過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)下也使與增壓壓力控制相關(guān)聯(lián)的各種制約得以滿足。在該對(duì)策中，當(dāng)然，要么使得花費(fèi)龐大工時(shí)的適應(yīng)作業(yè)變得不需要，若適應(yīng)作業(yè)是必須的，則想要盡可能減少該工時(shí)。另外，在某一時(shí)刻可以采取的增壓壓力的控制狀態(tài)、更詳細(xì)而言在某一時(shí)刻可以采取的可變噴嘴的開(kāi)度僅僅是一個(gè)，因此，不一定能夠同時(shí)滿足所有的制約。因此，在存在應(yīng)滿足的多個(gè)制約時(shí)，如何進(jìn)行使哪個(gè)制約優(yōu)先這樣的判斷也是重要的課題。
[0008]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2010-185415號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的課題在于:在能夠通過(guò)促動(dòng)器的操作主動(dòng)地控制增壓壓力的帶渦輪增壓器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，在過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也使其滿足與增壓壓力控制相關(guān)聯(lián)的各種制約。而且，為了實(shí)現(xiàn)該課題，本發(fā)明的帶渦輪增壓器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置構(gòu)成為進(jìn)行以下動(dòng)作。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，本控制裝置從增壓壓力傳感器的信號(hào)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際增壓壓力，并且，基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量計(jì)算穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的增壓壓力的目標(biāo)值(以下稱為穩(wěn)定目標(biāo)值)。接著，通過(guò)反饋控制來(lái)操作增壓壓力控制用的促動(dòng)器，以使實(shí)際增壓壓力接近穩(wěn)定目標(biāo)值。增壓壓力控制用的促動(dòng)器包括可變?nèi)萘繙u輪增壓器的可變噴嘴、廢氣旁通閥。由本控制裝置進(jìn)行的上述動(dòng)作如下動(dòng)作:不論是在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)、還是在過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)都進(jìn)行。但是，在進(jìn)行接下來(lái)說(shuō)明的過(guò)渡目標(biāo)值的選擇的情況下，本控制裝置將反饋控制的目標(biāo)值從穩(wěn)定目標(biāo)值變更為所選擇的過(guò)渡目標(biāo)值。
[0013]對(duì)于在過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有可能被滿足的不同的多個(gè)條件，在任一個(gè)條件被滿足的情況下，本控制裝置按照針對(duì)每個(gè)條件已準(zhǔn)備的計(jì)算規(guī)則，計(jì)算適合于所述被滿足的條件的增壓壓力的目標(biāo)值(以下稱為過(guò)渡目標(biāo)值)。各條件關(guān)系到與增壓壓力控制相關(guān)聯(lián)的任一個(gè)制約。因此，上述多個(gè)條件例如包括:與排氣壓力及排氣壓力變化率相關(guān)的條件、與增壓壓力變化率相關(guān)的條件、與排氣壓力和增壓壓力之間的差壓相關(guān)的條件等。另外，本控制裝置根據(jù)與加速度相關(guān)聯(lián)的規(guī)定的物理量的值來(lái)確定多個(gè)條件之間的優(yōu)先順序。而且，在存在一個(gè)過(guò)渡目標(biāo)值的情況下，選擇該過(guò)渡目標(biāo)值，在同時(shí)存在多個(gè)過(guò)渡目標(biāo)值的情況下，按照優(yōu)先順序選擇一個(gè)過(guò)渡目標(biāo)值。
[0014]本控制裝置通過(guò)如上所述進(jìn)行動(dòng)作，在與增壓壓力控制相關(guān)聯(lián)的任一個(gè)制約不被滿足的狀況下，反饋控制的目標(biāo)值變更為能夠滿足該制約的過(guò)渡目標(biāo)值。另外，在與增壓壓力控制相關(guān)聯(lián)的多個(gè)制約不被滿足的狀況下，反饋控制的目標(biāo)值變更為能夠滿足優(yōu)先度更高的制約的過(guò)渡目標(biāo)值。由于制約之間的優(yōu)先順序根據(jù)加速度而變更，因此，可以實(shí)現(xiàn)與過(guò)渡狀況相應(yīng)的最優(yōu)的增壓壓力控制。另外，根據(jù)本控制裝置，在該控制程序的生成階段無(wú)需針對(duì)每個(gè)過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)條件進(jìn)行工時(shí)龐大的適應(yīng)作業(yè)，而且反饋控制的功能不會(huì)變得復(fù)雜?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是表示作為本發(fā)明的實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0016]圖2是表示由本發(fā)明的實(shí)施方式的控制裝置執(zhí)行的用于進(jìn)行增壓壓力控制的程序的流程圖。
[0017]圖3是表示由本發(fā)明的實(shí)施方式的控制裝置執(zhí)行的用于計(jì)算穩(wěn)定目標(biāo)值的程序的流程圖。
[0018]圖4是表示由本發(fā)明的實(shí)施方式的控制裝置執(zhí)行的、用于對(duì)滿足與硬件的可靠性保障相關(guān)的制約的過(guò)渡目標(biāo)值進(jìn)行計(jì)算的程序的流程圖。
[0019]圖5是表示由本發(fā)明的實(shí)施方式的控制裝置執(zhí)行的、用于對(duì)滿足與進(jìn)氣音相關(guān)的制約的過(guò)渡目標(biāo)值進(jìn)行計(jì)算的程序的流程圖。
[0020]圖6是表示由本發(fā)明的實(shí)施方式的控制裝置執(zhí)行的、用于對(duì)滿足與EGR率的控制性相關(guān)的制約的過(guò)渡目標(biāo)值進(jìn)行計(jì)算的程序的流程圖。
[0021]圖7是表示由本發(fā)明的實(shí)施方式的控制裝置執(zhí)行的用于確定反饋控制的目標(biāo)值的程序的流程圖。
[0022]圖8是表示用于根據(jù)加速度確定各過(guò)渡目標(biāo)值的優(yōu)先度的表格的例子的圖。
[0023]圖9是表示由本發(fā)明的實(shí)施方式的控制裝置進(jìn)行控制的控制結(jié)果的圖。
[0024]圖10是表示由本發(fā)明的實(shí)施方式的控制裝置進(jìn)行控制的控制結(jié)果的圖。
[0025]圖11是詳細(xì)表示圖10所示的控制結(jié)果的圖。
[0026]圖12是表示由本發(fā)明的實(shí)施方式的控制裝置進(jìn)行控制的控制結(jié)果的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]參照【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0028]圖1是表示作為本發(fā)明的實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)是帶渦輪增壓器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(以下簡(jiǎn)稱為發(fā)動(dòng)機(jī))。發(fā)動(dòng)機(jī)的主體2直列地配備有四個(gè)氣缸，針對(duì)每個(gè)氣缸設(shè)置有噴射器8。在發(fā)動(dòng)機(jī)主體2上安裝有進(jìn)氣歧管4和排氣歧管6。供從空氣濾清器20被取入的新鮮空氣流動(dòng)的進(jìn)氣通路10與進(jìn)氣歧管4連接。在進(jìn)氣通路10上安裝有渦輪增壓器的壓縮機(jī)14。在進(jìn)氣通路10中，在壓縮機(jī)14的下游設(shè)置有柴油節(jié)流閥(throttle)24。在進(jìn)氣通路10上，在壓縮機(jī)14與柴油節(jié)流閥24之間配備有中間冷卻器22。用于將從發(fā)動(dòng)機(jī)主體2排出的廢氣排放到大氣中的排氣通路12與排氣歧管6連接。在排氣通路12上安裝有渦輪增壓器的渦輪機(jī)16。本實(shí)施方式的渦輪增壓器是可變?nèi)萘啃偷臏u輪增壓器，在渦輪機(jī)16上配備有可變噴嘴18。在排氣通路12中，在渦輪機(jī)16的下游設(shè)置有用于凈化廢氣的催化劑裝置26。
[0029]本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)具有使廢氣從排氣系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng)再循環(huán)的EGR裝置。EGR裝置通過(guò)EGR通路30將進(jìn)氣通路10中的位于柴油節(jié)流閥24下游的位置與排氣歧管6連接。在EGR通路30中設(shè)置有EGR閥32。在EGR通路30中，在EGR閥32的排氣側(cè)配備有EGR冷卻器34。在EGR通路30上設(shè)置有繞過(guò)EGR冷卻器34的旁通通路36。在EGR通路30與旁通通路36匯合的部位設(shè)置有切換廢氣流動(dòng)的方向的旁通閥38。
[0030]本實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)具有EOJ (Electronic Control Unit:電子控制單元)50。ECU50是綜合控制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)整體的控制裝置。ECU50對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)所具有的傳感器的信號(hào)進(jìn)行取入處理。傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的各處。例如，在進(jìn)氣通路10中，在空氣濾清器20的下游安裝有空氣流量計(jì)58，在中間冷卻器22的出口附近安裝有進(jìn)氣溫度傳感器60，在柴油節(jié)流閥的下游安裝有增壓壓力傳感器54。另外，在排氣歧管6中安裝有排氣壓力傳感器56。并且，也安裝有檢測(cè)曲軸的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速傳感器52、輸出與加速踏板的開(kāi)度相應(yīng)的信號(hào)的油門開(kāi)度傳感器62等。ECU50對(duì)取入的各傳感器的信號(hào)進(jìn)行處理并按照規(guī)定的控制程序操作各促動(dòng)器。由ECU50操作的促動(dòng)器包括:可變噴嘴18、噴射器8、EGR閥
32、柴油節(jié)流閥24等。另外，與ECU50連接的促動(dòng)器和傳感器除圖中所示的以外還存在很多，但在本說(shuō)明書中省略了其說(shuō)明。
[0031]由ECU50執(zhí)行的發(fā)動(dòng)機(jī)控制包括增壓壓力控制和EGR控制。在本實(shí)施方式的增壓壓力控制中，通過(guò)反饋控制來(lái)操作可變噴嘴18，以使從增壓壓力傳感器54的信號(hào)計(jì)算出的實(shí)際增壓壓力達(dá)到目標(biāo)增壓壓力。在EGR控制中，通過(guò)反饋控制來(lái)操作EGR閥32，以使從各種傳感器的信號(hào)計(jì)算出的實(shí)際EGR率達(dá)到目標(biāo)EGR率。這些發(fā)動(dòng)機(jī)控制中的在本實(shí)施方式中尤其作為特征性控制的是增壓壓力控制。但是，在本發(fā)明的實(shí)施中，不存在與增壓壓力控制中的反饋控制的具體方法相關(guān)的限定。在本實(shí)施方式中，在增壓壓力控制和EGR控制中都進(jìn)行基于實(shí)際值與目標(biāo)值的差值的PID控制。在本實(shí)施方式中執(zhí)行的增壓壓力控制在目標(biāo)增壓壓力的確定方法方面具有特征。以下，使用流程圖對(duì)其進(jìn)行說(shuō)明。
[0032]圖2的流程圖表示在本實(shí)施方式中由ECU50執(zhí)行的用于進(jìn)行增壓壓力控制的程序。在該程序中，EGR控制也一并進(jìn)行。增壓壓力控制的程序由計(jì)算穩(wěn)定目標(biāo)值的步驟S1、計(jì)算過(guò)渡目標(biāo)值的步驟S2、以及確定最終在反饋控制中使用的目標(biāo)值(FB控制目標(biāo)值)的步驟S3構(gòu)成。在各步驟中執(zhí)行后述的子程序。
[0033]圖3的流程圖表示在增壓壓力控制程序的步驟SI中執(zhí)行的子程序。在該子程序中，針對(duì)增壓壓力和EGR率的每一個(gè)計(jì)算穩(wěn)定目標(biāo)值。穩(wěn)定目標(biāo)值意思是使用在發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)下已適應(yīng)的數(shù)據(jù)而被確定的目標(biāo)值。
[0034]在該子程序的步驟SlOl中，從轉(zhuǎn)速傳感器52的信號(hào)計(jì)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。在步驟S102中，與從油門開(kāi)度傳感器62的信號(hào)得到的油門開(kāi)度相應(yīng)地計(jì)算燃料噴射量。在步驟S103中，從增壓壓力傳感器54的信號(hào)計(jì)算實(shí)際增壓壓力。另外，在以后的說(shuō)明中，有時(shí)將實(shí)際增壓壓力表示為“pim”。在步驟S104中，從空氣流量計(jì)58的信號(hào)計(jì)算實(shí)際新鮮空氣量。實(shí)際新鮮空氣量指的是實(shí)際被吸入到氣缸內(nèi)的新鮮空氣的量。在步驟S105中，從增壓壓力傳感器54及進(jìn)氣溫度傳感器60的各信號(hào)以及實(shí)際新鮮空氣量，計(jì)算實(shí)際EGR率。以上步驟的處理是用于獲得計(jì)算穩(wěn)定目標(biāo)值所需的數(shù)據(jù)的處理。因此，各步驟的順序也可以適當(dāng)變更。
[0035]穩(wěn)定目標(biāo)值的計(jì)算在步驟S106及步驟S107中進(jìn)行。在步驟S106中，根據(jù)將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量作為自變量的映射圖，計(jì)算目標(biāo)增壓壓力。在該步驟中計(jì)算出的目標(biāo)增壓壓力是在發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)下已適應(yīng)的目標(biāo)值、即增壓壓力的穩(wěn)定目標(biāo)值。穩(wěn)定目標(biāo)值的計(jì)算所使用的映射圖基于在使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量分別一定量地逐次變化的同時(shí)在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)下進(jìn)行試驗(yàn)而得到的適應(yīng)數(shù)據(jù)生成。另外，在以后的說(shuō)明中，有時(shí)將增壓壓力的穩(wěn)定目標(biāo)值表示為“pimtrgst”。在步驟S107中，基于新鮮空氣量計(jì)算目標(biāo)EGR率。新鮮空氣量和目標(biāo)EGR率的關(guān)系被確定為，在EGR率不超過(guò)不產(chǎn)生煙氣的極限的范圍內(nèi)，被吸入到氣缸內(nèi)的空氣的氧濃度達(dá)到目標(biāo)值。在該步驟中計(jì)算出的目標(biāo)EGR率是在發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)下已適應(yīng)的目標(biāo)值、即EGR率的穩(wěn)定目標(biāo)值。另外，也可以計(jì)算實(shí)現(xiàn)目標(biāo)吸入空氣氧濃度的值和成為煙氣極限的值這兩個(gè)值，小的一方的值被設(shè)定為該目標(biāo)EGR率。
[0036]在增壓壓力控制程序的步驟S2中，執(zhí)行圖4、圖5及圖6的各流程圖所示的子程序。各子程序既可以按照規(guī)定的順序依次實(shí)施，或者也可以并列地實(shí)施。在這些子程序中計(jì)算增壓壓力的過(guò)渡目標(biāo)值。過(guò)渡目標(biāo)值指的是對(duì)于在發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有可能被滿足的規(guī)定條件僅在該條件被滿足了的情況下所設(shè)定的目標(biāo)值。在增壓壓力控制程序的步驟Si中計(jì)算的增壓壓力的穩(wěn)定目標(biāo)值，以發(fā)動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)下的情況為前提。因此，在加速時(shí)或減速時(shí)那樣的過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，存在與增壓壓力控制相關(guān)聯(lián)的某些制約不被滿足的情況。在本實(shí)施方式的增壓壓力控制中尤其作為問(wèn)題的是與硬件的可靠性保障相關(guān)的制約、與進(jìn)氣音相關(guān)的制約、及與EGR率的控制性相關(guān)的制約。與這些制約一一對(duì)應(yīng)地生成用于計(jì)算過(guò)渡目標(biāo)值的子程序。在各子程序中，根據(jù)規(guī)定的條件是否被滿足，對(duì)制約未被滿足這種情形進(jìn)行預(yù)測(cè)。而且，僅在制約未被滿足這種情形被預(yù)測(cè)到時(shí)，計(jì)算能夠可靠地滿足該制約的增壓壓力的目標(biāo)值作為過(guò)渡目標(biāo)值。
[0037]圖4所示的子程序是用于對(duì)滿足與硬件的可靠性保障相關(guān)的制約的過(guò)渡目標(biāo)值進(jìn)行計(jì)算的子程序。與硬件的可靠性保障相關(guān)的制約詳細(xì)而言指的是用于防止因排氣壓力變得過(guò)大而產(chǎn)生排氣系統(tǒng)的破損的制約。在該子程序的步驟S211中，判定是否滿足了與排氣壓力及排氣壓力變化率相關(guān)的條件。該條件指的是:由排氣壓力傳感器56計(jì)測(cè)到的實(shí)際排氣壓力“P4”比規(guī)定的排氣壓力基準(zhǔn)“P4C”大且實(shí)際排氣壓力的變化率“dP4”比規(guī)定的排氣壓力變化率基準(zhǔn)“dP4C”大。排氣壓力基準(zhǔn)“P4C”被設(shè)定為比能夠保障排氣系統(tǒng)的硬件的可靠性的設(shè)計(jì)上的極值低的值。排氣壓力變化率基準(zhǔn)“dP4C”基于排氣壓力基準(zhǔn)“P4C”相對(duì)于可靠性保障極限的余量和增壓壓力控制的響應(yīng)速度來(lái)確定。排氣壓力基準(zhǔn)“P4C”相對(duì)于可靠性保障極限的余量越大，則可以使排氣壓力變化率基準(zhǔn)“dP4C”的值越大。但是，將排氣壓力基準(zhǔn)“P4C”設(shè)定為越接近可靠性保障極限的值，則排氣壓力變化率基準(zhǔn)“dP4C”需要設(shè)為越小的值。在滿足了步驟S211的條件時(shí)，預(yù)測(cè)在不久之后排氣壓力超過(guò)可靠性保障極限。于是，在滿足了步驟S211的條件時(shí)執(zhí)行步驟S212的處理。在步驟S212中，從增壓壓力傳感器54的信號(hào)計(jì)算出的實(shí)際增壓壓力的值“pim”被設(shè)定為增壓壓力的過(guò)渡目標(biāo)值“pimtrgkl”，以便將當(dāng)前的增壓壓力維持不變。另外，標(biāo)記kl的值被設(shè)定為“1”，該標(biāo)記kl表示已設(shè)定了用于保障硬件的可靠性的過(guò)渡目標(biāo)值。
[0038]圖5所示的子程序是用于對(duì)滿足與進(jìn)氣音相關(guān)的制約的過(guò)渡目標(biāo)值進(jìn)行計(jì)算的子程序。與進(jìn)氣音相關(guān)的制約詳細(xì)而言指的是用于防止伴隨著增壓壓力的劇變而產(chǎn)生進(jìn)氣音的制約。在該子程序的步驟S221中，判定由增壓壓力傳感器54計(jì)測(cè)到的增壓壓力的變化率“dpim”是否為正的值。在此所說(shuō)的增壓壓力的變化率意思是在增壓壓力控制的每個(gè)時(shí)間步驟(例如發(fā)動(dòng)機(jī)的控制周期)的增壓壓力的變化量。若增壓壓力變化率“dpim”為正的值，則發(fā)動(dòng)機(jī)處于加速狀態(tài)，若增壓壓力變化率“dpim”為負(fù)的值，則發(fā)動(dòng)機(jī)處于減速狀態(tài)。在增壓壓力變化率“dpim”為正的值的情況下，在步驟S222中判定增壓壓力變化率“dpim”是否比規(guī)定的增壓壓力變化率基準(zhǔn)“dpimC”大。增壓壓力變化率基準(zhǔn)“dpimC”是正的值且被設(shè)定為比產(chǎn)生進(jìn)氣音的增壓壓力變化率的極限值小的值。即，增壓壓力變化率基準(zhǔn)“dpimC”被設(shè)定為保障不產(chǎn)生進(jìn)氣音的值。因此，在增壓壓力變化率“dpim”比增壓壓力變化率基準(zhǔn)“dpimC”大的情況下，預(yù)測(cè)不久之后增壓壓力變化率超過(guò)進(jìn)氣音產(chǎn)生極限。于是，在滿足了步驟S222的條件時(shí)執(zhí)行步驟S223的處理。在步驟S223中，將增壓壓力變化率基準(zhǔn)“dpimC”與從增壓壓力傳感器54的信號(hào)計(jì)算出的實(shí)際增壓壓力的值“pim”相加后得到的值，被設(shè)定為增壓壓力的過(guò)渡目標(biāo)值“Pimtrgk2”。另外，標(biāo)記k2的值被設(shè)定為“1”，該標(biāo)記k2表示已設(shè)定用于防止產(chǎn)生進(jìn)氣音的過(guò)渡目標(biāo)值。另一方面，作為步驟S221的判定結(jié)果，在增壓壓力變化率“dpim”為負(fù)的值的情況下，在步驟S224中判定增壓壓力變化率“dpim”是否比將“-1”與增壓壓力變化率基準(zhǔn)“dpimC”相乘而得到的值小。在滿足了步驟S224的條件時(shí)執(zhí)行步驟S225的處理。在步驟S225中，從增壓壓力傳感器54的信號(hào)計(jì)算出的實(shí)際增壓壓力的值“pim”減去增壓壓力變化率基準(zhǔn)“dpimC”后得到的值，被設(shè)定為增壓壓力的過(guò)渡目標(biāo)值“Pimtrgk2”。另外，標(biāo)記k2的值被設(shè)定為“ 1”，該標(biāo)記k2表示已設(shè)定用于防止產(chǎn)生進(jìn)氣音的過(guò)渡目標(biāo)值。
[0039]圖6所示的子程序是用于對(duì)滿足與EGR率的控制性相關(guān)的制約的過(guò)渡目標(biāo)值進(jìn)行計(jì)算的子程序。與EGR率的控制性相關(guān)的制約詳細(xì)而言指的是用于充分確保排氣壓力和增壓壓力之間的差壓以保障EGR率的控制性的制約。在該子程序的步驟S231中，計(jì)算從排氣壓力傳感器56的信號(hào)計(jì)算出的實(shí)際排氣壓力“P4”與從增壓壓力傳感器54的信號(hào)計(jì)算出的實(shí)際增壓壓力“pim”之間的差壓。接著，判定該差壓是否比規(guī)定的差壓基準(zhǔn)“[P4-pim]C”小。實(shí)際排氣壓力“P4”與實(shí)際增壓壓力“pim”之間的差壓足夠這種情況是EGR控制中的重要的要件。在EGR控制中，通過(guò)反饋控制變更EGR閥32的開(kāi)度，以使實(shí)際EGR率達(dá)到目標(biāo)EGR率，但在EGR閥32前后的差壓不足夠的情況下，無(wú)論怎么操作EGR閥32都不能控制EGR率。上述差壓基準(zhǔn)“ [P4-pim]C”是正的值且被設(shè)定為保障由EGR閥32進(jìn)行的EGR率的控制性的差壓值。因此，在實(shí)際排氣壓力“P4”與實(shí)際增壓壓力“pim”之間的差壓比“[P4-pim]C”小的情況下，有可能變得不能確保可以保障EGR率的控制性的足夠的差壓。于是，在滿足了步驟S231的條件時(shí)執(zhí)行步驟S232的處理。在步驟S232中，從排氣壓力傳感器56的信號(hào)計(jì)算出的實(shí)際排氣壓力“P4”減去差壓基準(zhǔn)“ [P4-pim]C”后得到的值，被設(shè)定為增壓壓力的過(guò)渡目標(biāo)值“pimtrgk3”。另外，標(biāo)記k3的值被設(shè)定為“ 1”，該標(biāo)記k3表示已設(shè)定用于保障EGR率的控制性的過(guò)渡目標(biāo)值。
[0040]接著，對(duì)在增壓壓力控制程序的步驟S3中執(zhí)行的子程序進(jìn)行說(shuō)明。根據(jù)過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，與增壓壓力控制相關(guān)聯(lián)的多個(gè)制約有時(shí)不會(huì)同時(shí)被滿足。在這種情況下，在上述步驟S2中，針對(duì)有可能不被滿足的每個(gè)制約，設(shè)定過(guò)渡目標(biāo)值。但是，不能使多個(gè)過(guò)渡目標(biāo)值全部同時(shí)完全實(shí)現(xiàn)。因此，從多個(gè)過(guò)渡目標(biāo)值中選擇一個(gè)過(guò)渡目標(biāo)值的處理、即過(guò)渡目標(biāo)值的調(diào)解變得必要。在該調(diào)解處理中，判斷在當(dāng)前的過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)下哪個(gè)制約更優(yōu)先，選擇滿足應(yīng)更優(yōu)先的制約的過(guò)渡目標(biāo)值。作為表示過(guò)渡狀況的信息，使用與加速度相關(guān)聯(lián)的物理量。加速度是表示當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)從穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)偏離多少的信息。與加速度相關(guān)聯(lián)的物理量也可以是加速度自身。加速度既可以從車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算，也可以由加速度傳感器直接計(jì)測(cè)。但是，與加速度相關(guān)聯(lián)的更優(yōu)選的物理量是燃料噴射量在每個(gè)微小時(shí)間內(nèi)的變化量、即燃料噴射量的變化率。若燃料噴射量的變化率為正的值，則因燃燒能量的增大，所以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高，車輛進(jìn)行加速。反之，若燃料噴射量的變化率為負(fù)的值，則因燃燒能量的減少，所以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，車輛進(jìn)行減速。即，可以從燃料噴射量的變化率預(yù)測(cè)將來(lái)的加速度。因此，若根據(jù)燃料噴射量的變化率來(lái)確定制約之間的優(yōu)先順序，則可認(rèn)為能夠?qū)崿F(xiàn)與當(dāng)前的過(guò)渡狀況相適應(yīng)的最優(yōu)的增壓壓力控制而不會(huì)滯后于過(guò)渡狀況的變化。[0041]圖7的流程圖表示在增壓壓力控制程序的步驟S3中執(zhí)行的子程序。在該子程序的最初的步驟S301中，計(jì)算與加速度相關(guān)聯(lián)的物理量即燃料噴射量的變化率“dqfin/dt”。燃料噴射量“qfin”在圖3所示的子程序的步驟S102中根據(jù)油門開(kāi)度計(jì)算。在接下來(lái)的步驟S302中，基于預(yù)先準(zhǔn)備的優(yōu)先順序表，根據(jù)燃料噴射量的變化率“dqfin/dt”確定制約之間的優(yōu)先順序。圖11表示優(yōu)先順序表的一例。在該例子中，燃料噴射量的變化率“dqfin/dt”的值被分為四個(gè)區(qū)域，按照每個(gè)區(qū)域確定制約之間的優(yōu)先順序。例如，當(dāng)在從具有負(fù)的值的b開(kāi)始到O為止的減速區(qū)域存在“dqfin/dt”的值時(shí)，優(yōu)先順序從優(yōu)先度高的一方起依次為kl、k3、k2。當(dāng)在從O開(kāi)始到具有正的值的c為止的加速區(qū)域存在“dqfin/dt”的值時(shí)，優(yōu)先順序從優(yōu)先度高的一方起依次為kl、k2、k3。另外，kl是對(duì)應(yīng)于與硬件的可靠性保障相關(guān)的制約的標(biāo)記，k2是對(duì)應(yīng)于與進(jìn)氣音相關(guān)的制約的標(biāo)記，k3是對(duì)應(yīng)于與EGR率的控制性相關(guān)的制約的標(biāo)記。在以下的說(shuō)明中，作為一例，優(yōu)先順序?yàn)閗l、k2、k3的順序。
[0042]在步驟S303中，判定對(duì)應(yīng)于優(yōu)先度最高的制約的標(biāo)記的值是否被設(shè)定為“I”。若按照上述例的優(yōu)先順序，則在此判定標(biāo)記kl的值是否被設(shè)定為“I”。標(biāo)記kl的值為“I”意味著用于保障硬件的可靠性的過(guò)渡目標(biāo)值已被設(shè)定。因此，若標(biāo)記kl的值為“1”，則選擇步驟S304的處理。在步驟S304中，在圖4所示的子程序中計(jì)算出的增壓壓力的過(guò)渡目標(biāo)值“pimtrgkl”被確定為FB控制目標(biāo)值“pimtrg”。由此，過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的排氣壓力的急劇上升被抑制，排氣系統(tǒng)的硬件的可靠性得到保障。
[0043]若步驟S303的判定結(jié)果為否，則選擇步驟S305的處理。在步驟S305中，判定對(duì)應(yīng)于優(yōu)先度第二高的制約的標(biāo)記的值是否被設(shè)定為“I”。若按照上述例的優(yōu)先順序，則在此判定標(biāo)記k2的值是否被設(shè)定為“I”。標(biāo)記k2的值為“I”意味著用于防止產(chǎn)生進(jìn)氣音的過(guò)渡目標(biāo)值已被設(shè)定。因此，若標(biāo)記k2的值為“1”，則選擇步驟S306的處理。在步驟S306中，在圖5所示的子程序中計(jì)算出的增壓壓力的過(guò)渡目標(biāo)值“pimtrgk2”被確定為FB控制目標(biāo)值“pimtrg”。由此，過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的增壓壓力的急劇變化被抑制，可以防止產(chǎn)生給乘員帶來(lái)不適感這樣的進(jìn)氣音。
[0044]若步驟S305的判定結(jié)果為否，則選擇步驟S307的處理。在步驟S307中，判定對(duì)應(yīng)于優(yōu)先度第三高的制約的標(biāo)記的值是否被設(shè)定為“I”。若按照上述例的優(yōu)先順序，則在此判定標(biāo)記k3的值是否被設(shè)定為“I”。標(biāo)記k3的值為“I”意味著用于保障EGR率的控制性的過(guò)渡目標(biāo)值已被設(shè)定。因此，若標(biāo)記k3的值為“1”，則選擇步驟S308的處理。在步驟S308中，在圖6所示的子程序中計(jì)算出的增壓壓力的過(guò)渡目標(biāo)值“pimtrgk3”被確定為FB控制目標(biāo)值“pimtrg”。由此，可以在過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)充分確保實(shí)際排氣壓力與實(shí)際增壓壓力之間的差壓以防止EGR率的控制性降低。
[0045]而且，若步驟S307的判定結(jié)果也為否，則選擇步驟S309的處理。在步驟S309中，在圖3的子程序中計(jì)算出的增壓壓力的穩(wěn)定目標(biāo)值“pimtrgst”直接被確定為FB控制目標(biāo)值“pimtrg”。在該情況下，進(jìn)行可變噴嘴的操作，以使實(shí)際增壓壓力“pim”追隨穩(wěn)定目標(biāo)值“pimtrgst”。
[0046]以上的增壓壓力控制程序由ECU50執(zhí)行，從而在與增壓壓力控制相關(guān)聯(lián)的任一個(gè)制約不被滿足的狀況下，反饋控制的目標(biāo)值變更為能夠滿足該制約的過(guò)渡目標(biāo)值。另夕卜，在與增壓壓力控制相關(guān)聯(lián)的多個(gè)制約不被滿足的狀況下，反饋控制的目標(biāo)值變更為可以滿足在當(dāng)前的加速度水平下優(yōu)先度更高的制約的過(guò)渡目標(biāo)值。以下，關(guān)于過(guò)渡目標(biāo)值“PimtrgkI”、“pimtrgk2”、“pimtrgk3”的每一個(gè),使用【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】這些過(guò)渡目標(biāo)值作為反饋控制的目標(biāo)值被選擇的情況下的效果。
[0047]過(guò)渡目標(biāo)值“pimtrgkl”被確定為FB控制目標(biāo)值“pimtrg”的情況下的效果可以使用圖9進(jìn)行說(shuō)明。在圖9中，關(guān)于加速時(shí)的增壓壓力控制，示出兩種控制結(jié)果?？刂平Y(jié)果(A)是總是僅使用穩(wěn)定目標(biāo)值進(jìn)行了增壓壓力控制的結(jié)果、即未進(jìn)行過(guò)渡目標(biāo)值的設(shè)定的情況下的控制結(jié)果。另一方面，控制結(jié)果(B)是通過(guò)本實(shí)施方式的增壓壓力控制設(shè)定了過(guò)渡目標(biāo)值的情況下的控制結(jié)果。根據(jù)各控制結(jié)果，第一個(gè)圖表表示排氣壓力“P4”隨著時(shí)間的變化。第二個(gè)圖表表示排氣壓力變化率“dP4”隨著時(shí)間的變化。另外，第三個(gè)圖表表示增壓壓力的FB控制目標(biāo)值“pimtrg”和實(shí)際增壓壓力“pim”隨著時(shí)間的變化。虛線所示的是FB控制目標(biāo)值“pimtrg”隨著時(shí)間的變化，實(shí)線所示的是實(shí)際增壓壓力“pim”隨著時(shí)間的變化。
[0048]首先，從控制結(jié)果㈧可以看出，排氣壓力“P4”急劇上升，雖然是臨時(shí)的，但排氣壓力“P4”超過(guò)了排氣壓力的可靠性保持極限。由燃料噴射量的增加帶來(lái)的排氣壓力的上升效果和由增壓壓力的反饋控制帶來(lái)的排氣壓力的上升效果疊加而導(dǎo)致上述情況。在加速時(shí)，駕駛員踩踏加速踏板，使得燃料噴射量增加，排氣壓力借助燃燒能量的增大而上升。另夕卜，在加速時(shí)，與燃料噴射量的增量相應(yīng)地，增壓壓力的穩(wěn)定目標(biāo)值也增大，但由于渦輪增壓器伴隨著增壓延遲，因此，F(xiàn)B控制目標(biāo)值“pimtrg”與實(shí)際增壓壓力“pim”之差臨時(shí)擴(kuò)大。因此，反饋控制起作用，以使渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速盡快上升來(lái)增高實(shí)際增壓壓力“pim”，可變噴嘴18的開(kāi)度收縮。其結(jié)果是，排氣壓力進(jìn)一步上升。
[0049]與此相對(duì)，在控制結(jié)果⑶中，在實(shí)際排氣壓力“P4”比排氣壓力基準(zhǔn)“P4C”大且實(shí)際排氣壓力變化率“dP4”比排氣壓力變化率基準(zhǔn)“dP4C”大的期間，F(xiàn)B控制目標(biāo)值“pimtrg”變更為與實(shí)際增壓壓力“pim”相同的值。由此，可變噴嘴18被操作以便維持增壓壓力的現(xiàn)狀，由增壓壓力的反饋控制帶來(lái)的排氣壓力的上升被抑制。其結(jié)果是，避免由增壓壓力的反饋控制帶來(lái)的排氣壓力的上升效果與由燃料噴射量的增加帶來(lái)的排氣壓力的上升效果疊加，實(shí)際排氣壓力“P4”的最大值被抑制為比可靠性保持極限低。此后，在實(shí)際排氣壓力“P4”比排氣壓力基準(zhǔn)“P4C”小或如圖所示實(shí)際排氣壓力變化率“dP4”比排氣壓力變化率基準(zhǔn)“dP4C”小的情況下，F(xiàn)B控制目標(biāo)值“pimtrg”再次向由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量確定的穩(wěn)定目標(biāo)值變更。在該時(shí)刻，由燃料噴射量的增加帶來(lái)的排氣壓力的上升效果的頂峰已過(guò)，因此，即便呈現(xiàn)出由增壓壓力的反饋控制帶來(lái)的排氣壓力的上升效果，實(shí)際排氣壓力“P4”也不會(huì)再次較大地上升。由此，即便在排氣壓力上升的加速時(shí)，排氣系統(tǒng)的硬件的可靠性也得到保障。
[0050]圖10是用于說(shuō)明過(guò)渡目標(biāo)值“pimtrgk2”被確定為FB控制目標(biāo)值“pimtrg”的情況下的效果的圖。在圖10中，關(guān)于加速時(shí)的增壓壓力控制，示出兩種控制結(jié)果?？刂平Y(jié)果(A)是總是僅使用穩(wěn)定目標(biāo)值進(jìn)行了增壓壓力控制的結(jié)果、即未進(jìn)行過(guò)渡目標(biāo)值的設(shè)定的情況下的控制結(jié)果。另一方面，控制結(jié)果(B)是通過(guò)本實(shí)施方式的增壓壓力控制設(shè)定了過(guò)渡目標(biāo)值的情況下的控制結(jié)果。根據(jù)各控制結(jié)果，第一個(gè)圖表表示增壓壓力的FB控制目標(biāo)值“pimtrg”和實(shí)際增壓壓力“pim”隨著時(shí)間的變化。在該圖表中，白圈所示的數(shù)據(jù)是FB控制目標(biāo)值“pimtrg”的按照每個(gè)時(shí)間步驟的數(shù)據(jù)，黑圈所示的數(shù)據(jù)是實(shí)際增壓壓力“pim”的按照每個(gè)時(shí)間步驟的數(shù)據(jù)。在第二個(gè)圖表中，增壓壓力變化率“dpim”的按照每個(gè)時(shí)間步驟的數(shù)據(jù)由白圈表示。
[0051]在控制結(jié)果㈧中，增壓壓力變化率“dpim”向正方向急劇變化，雖然是臨時(shí)的，但產(chǎn)生了增壓壓力變化率“dpim”超過(guò)進(jìn)氣音產(chǎn)生極限的狀況。這是由增壓壓力的反饋控制的作用引起的。在加速時(shí)，與燃料噴射量的增量相應(yīng)地，F(xiàn)B控制目標(biāo)值“pimtrg”逐漸增大。此時(shí)，因渦輪增壓器的增壓延遲，使得FB控制目標(biāo)值“pimtrg”與實(shí)際增壓壓力“pim”之差臨時(shí)擴(kuò)大。反饋控制起作用以消除該壓力差，通過(guò)使可變噴嘴18的開(kāi)度收縮，從而使渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速上升，進(jìn)而使實(shí)際增壓壓力“pim”急劇上升。其結(jié)果是，產(chǎn)生增壓壓力變化率“dpim”增大而超過(guò)進(jìn)氣音產(chǎn)生極限的狀況。
[0052]與此相對(duì)，在控制結(jié)果(B)中，在增壓壓力變化率“dpim”比增壓壓力變化率基準(zhǔn)“dpimC”大的情況下，F(xiàn)B控制目標(biāo)值“pimtrg”變更為將增壓壓力變化率基準(zhǔn)“dpimC”與實(shí)際增壓壓力“pim”相加后得到的值。圖11分別詳細(xì)表示此時(shí)的FB控制目標(biāo)值“pimtrg”和實(shí)際增壓壓力“pim”按照每個(gè)時(shí)間步驟的變化、以及增壓壓力變化率“dpim”按照每個(gè)時(shí)間步驟的變化。在圖11中，在時(shí)間步驟s2中，增壓壓力變化率“dpim”超過(guò)增壓壓力變化率基準(zhǔn)“dpimC”。因此，在接下來(lái)的時(shí)間步驟s3中，F(xiàn)B控制目標(biāo)值“pimtrg”變更為過(guò)渡目標(biāo)值、即將增壓壓力變化率基準(zhǔn)“dpimC”與前一次的時(shí)間步驟s2中的實(shí)際增壓壓力“pim”相加后得到的值。由此，時(shí)間步驟s3中的實(shí)際增壓壓力“pim”的上升被抑制，增壓壓力變化率“dpim”變得低于增壓壓力變化率基準(zhǔn)“dpimC”。由于增壓壓力變化率“dpim”低于增壓壓力變化率基準(zhǔn)“dpimC”，因此，接下來(lái)的時(shí)間步驟s4中的FB控制目標(biāo)值“pimtrg”向由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量計(jì)算出的穩(wěn)定目標(biāo)值返回。但是，由于該時(shí)間步驟s4中的增壓壓力變化率“dpim”再次超過(guò)了增壓壓力變化率基準(zhǔn)“dpimC”，因此，在接下來(lái)的時(shí)間步驟s5中，F(xiàn)B控制目標(biāo)值“pimtrg”再次變更為過(guò)渡目標(biāo)值、即將增壓壓力變化率基準(zhǔn)“dpimC”與前一次的時(shí)間步驟s4中的實(shí)際增壓壓力“pim”相加后得到的值。由此，時(shí)間步驟s5中的實(shí)際增壓壓力“pim”的上升被抑制，增壓壓力變化率“dpim”再次變得低于增壓壓力變化率基準(zhǔn)“dpimC”。這樣，每當(dāng)增壓壓力變化率“dpim”超過(guò)增壓壓力變化率基準(zhǔn)“dpimC”時(shí)，F(xiàn)B控制目標(biāo)值“pimtrg”變更為過(guò)渡目標(biāo)值，從而避免增壓壓力變化率“dpim”進(jìn)一步增大。由此，即便在增壓壓力上升的加速時(shí)，也可以防止產(chǎn)生使乘員感到不適這樣的進(jìn)氣音。雖然省略使用附圖的說(shuō)明，但在減速時(shí)也可以得到與加速時(shí)相同的效果。
[0053]圖12是用于說(shuō)明過(guò)渡目標(biāo)值“pimtrgk3”被確定為FB控制目標(biāo)值“pimtrg”的情況下的效果的圖。在圖12中，關(guān)于減速時(shí)的增壓壓力控制，示出兩種控制結(jié)果?？刂平Y(jié)果(A)是總是僅使用穩(wěn)定目標(biāo)值進(jìn)行了增壓壓力控制的結(jié)果、即未進(jìn)行過(guò)渡目標(biāo)值的設(shè)定的情況下的控制結(jié)果。另一方面，控制結(jié)果(B)是通過(guò)本實(shí)施方式的增壓壓力控制設(shè)定了過(guò)渡目標(biāo)值的情況下的控制結(jié)果。根據(jù)各控制結(jié)果，第一個(gè)圖表表示增壓壓力的FB控制目標(biāo)值“pimtrg”和實(shí)際增壓壓力“pim”隨著時(shí)間的變化。虛線所示的是FB控制目標(biāo)值“pimtrg”隨著時(shí)間的變化，實(shí)線所示的是實(shí)際增壓壓力“pim”隨著時(shí)間的變化。第二個(gè)圖表表示實(shí)際排氣壓力“P4”隨著時(shí)間的變化。第三個(gè)圖表表示實(shí)際排氣壓力“P4”與實(shí)際增壓壓力“pim”之間的差壓隨著時(shí)間的變化。第四個(gè)圖表表示EGR閥24的開(kāi)度隨著時(shí)間的變化。而且，第五個(gè)圖表表示目標(biāo)EGR率“ egrtrg”和實(shí)際EGR率“ egr ”隨著時(shí)間的變化。虛線所示的是目標(biāo)EGR率“egrtrg”隨著時(shí)間的變化，實(shí)線所示的是實(shí)際EGR率“egr”隨著時(shí)間的變化。[0054]首先，從控制結(jié)果㈧可以看出，F(xiàn)B控制目標(biāo)值“pimtrg”以恒定的變化率降低。而且，實(shí)際增壓壓力“pim”追隨FB控制目標(biāo)值“pimtrg”的降低而降低。另外，實(shí)際排氣壓力“P4”與實(shí)際增壓壓力“pim”的降低相呼應(yīng)地降低。FB控制目標(biāo)值“pimtrg”的降低與減速時(shí)的燃料噴射量的減少相應(yīng)地進(jìn)行，實(shí)際增壓壓力“Pim”的降低借助增壓壓力反饋控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，實(shí)際排氣壓力“P4”的降低借助燃料噴射量的減少以及通過(guò)增壓壓力反饋控制打開(kāi)可變噴嘴18來(lái)實(shí)現(xiàn)。在控制結(jié)果(A)中，在實(shí)際增壓壓力“pim”和實(shí)際排氣壓力“P4”都逐漸降低的過(guò)程中，兩者的差壓減小，低于前述的差壓基準(zhǔn)“ [P4-pim]C”的狀態(tài)持續(xù)一會(huì)兒。由于差壓是使廢氣再循環(huán)的驅(qū)動(dòng)力，因此，在該差壓減弱的狀況下，為了最大限度地確保EGR量，EGR閥24打開(kāi)至上限。但是，在差壓太小的情況下，即便將EGR閥24打開(kāi)至上限，廢氣也不怎么流到進(jìn)氣側(cè)。因此，在維持將EGR閥24打開(kāi)至上限不變的狀況下，實(shí)際EGR率“egr”相對(duì)于目標(biāo)EGR率“egrtrg”而不足的狀態(tài)持續(xù)。
[0055]與此相對(duì)，在控制結(jié)果⑶中，在實(shí)際排氣壓力“P4”與實(shí)際增壓壓力“pim”之間的差壓比差壓基準(zhǔn)“ [P4-pim]C”小的情況下，F(xiàn)B控制目標(biāo)值“pimtrgk”變更為從實(shí)際排氣壓力“P4”減去差壓基準(zhǔn)“[P4-pim]C”后得到的過(guò)渡目標(biāo)值。即，變更為如下的值:在當(dāng)前的實(shí)際排氣壓力“P4”下可以得到能保障EGR率的控制性的增壓壓力。如上所述FB控制目標(biāo)值“pimtrgk”變更為過(guò)渡目標(biāo)值，從而促進(jìn)實(shí)際增壓壓力“pim”的降低。此時(shí)實(shí)際排氣壓力“P4”也同時(shí)降低，但其變化量比實(shí)際增壓壓力“pim”的變化量小。因此，實(shí)際排氣壓力“P4”與實(shí)際增壓壓力“pim”之間的差壓擴(kuò)大，恢復(fù)至再次超過(guò)差壓基準(zhǔn)“ [P4-pim]C”的值。若差壓超過(guò)差壓基準(zhǔn)“ [P4-pim]C”，則EGR閥24不再打開(kāi)至上限，通過(guò)調(diào)節(jié)EGR閥24的開(kāi)度，可以使實(shí)際EGR率“egr”與目標(biāo)EGR率“egrtrg”相吻合。S卩，EGR率的控制性得到保障。
[0056]如以上說(shuō)明所述，根據(jù)在本實(shí)施方式中執(zhí)行的增壓壓力控制，即便在過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也可以滿足與增壓壓力控制相關(guān)聯(lián)的各種制約。而且，除如上所述的控制方面的優(yōu)點(diǎn)之外，還具有控制程序的生成階段中的優(yōu)點(diǎn)。若為如本實(shí)施方式的增壓壓力控制那樣變更反饋控制的目標(biāo)值的方法，則不需要進(jìn)行反饋控制的增益的微調(diào)和控制方法的切換等，不會(huì)導(dǎo)致反饋控制的功能復(fù)雜。另外，無(wú)需針對(duì)每個(gè)過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)條件進(jìn)行工時(shí)龐大的適應(yīng)作業(yè)。而且，在想要增加與增壓壓力控制相關(guān)聯(lián)的新的制約的情況下，生成對(duì)與該制約相關(guān)聯(lián)的過(guò)渡目標(biāo)值進(jìn)行計(jì)算的子程序，為了使由該子程序計(jì)算出的過(guò)渡目標(biāo)值也能夠根據(jù)優(yōu)先度進(jìn)行選擇，變更用于確定最終的目標(biāo)值的子程序的一部分即可。因此，增加新的制約或變更制約的內(nèi)容也容易。
[0057]但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不脫落本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變形來(lái)實(shí)施。例如，也可以如下所述進(jìn)行變形來(lái)實(shí)施。
[0058]用于保障硬件的可靠性的過(guò)渡目標(biāo)值只要是比穩(wěn)定目標(biāo)值低的值即可。在圖4所示的子程序中，在滿足了步驟S211的條件時(shí)，即便僅將反饋控制的目標(biāo)值降低，也可以得到一定的效果。但是，更優(yōu)選為，如上述實(shí)施方式那樣，將過(guò)渡目標(biāo)值設(shè)定為與用于維持當(dāng)前的增壓狀態(tài)的實(shí)際增壓壓力相同的值。
[0059]用于防止產(chǎn)生進(jìn)氣音的過(guò)渡目標(biāo)值只要是與實(shí)際增壓壓力之差的大小比穩(wěn)定目標(biāo)值與實(shí)際增壓壓力之差的大小小的值即可。當(dāng)在某時(shí)間步驟中增壓壓力變化率超過(guò)了增壓壓力變化率基準(zhǔn)時(shí)，若能夠至少使下一個(gè)時(shí)間步驟中的FB控制目標(biāo)值與實(shí)際增壓壓力之差比當(dāng)前時(shí)間步驟中的差小，則可以抑制增壓壓力變化率的進(jìn)一步增大。但是，更優(yōu)選為，如上述實(shí)施方式那樣，在增壓壓力變化率為正的值的情況下，將增壓壓力變化率基準(zhǔn)與實(shí)際增壓壓力相加后得到的值設(shè)定為過(guò)渡目標(biāo)值，在增壓壓力變化率為負(fù)的值的情況下，將從實(shí)際增壓壓力減去增壓壓力變化率基準(zhǔn)后得到的值設(shè)定為過(guò)渡目標(biāo)值。由此，可以在使實(shí)際增壓壓力可靠地上升或者降低的同時(shí)抑制實(shí)際增壓壓力的急劇的上升或者降低。
[0060]用于保障EGR率的控制性的過(guò)渡目標(biāo)值也可以是與實(shí)際排氣壓力之間的差壓比差壓基準(zhǔn)大的值。即，通過(guò)顯著降低增壓壓力而能夠使實(shí)際排氣壓力與實(shí)際增壓壓力之間的差壓恢復(fù)至差壓基準(zhǔn)以上即可。若至少確保差壓基準(zhǔn)以上的差壓，則可以防止過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的EGR率的控制性降低。
[0061]作為增壓壓力控制用促動(dòng)器，除可變噴嘴之外也可以使用廢氣旁通閥。但是，該情況下的廢氣旁通閥優(yōu)選為可以使開(kāi)度連續(xù)地或者多階段地變化的廢氣旁通閥。
[0062]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0063]2 發(fā)動(dòng)機(jī)主體
[0064]4 進(jìn)氣歧管
[0065]6 排氣歧管
[0066]8 噴射器
[0067]10進(jìn)氣通路
[0068]12排氣通路
[0069]14壓縮機(jī)
[0070]16渦輪機(jī)
[0071]18可變噴嘴
[0072]30 EGR 通路
[0073]32 EGR 閥
[0074]50 ECU
[0075]52轉(zhuǎn)速傳感器
[0076]54增壓壓力傳感器
[0077]56排氣壓力傳感器
[0078]58空氣流量計(jì)
[0079]60進(jìn)氣溫度傳感器
[0080]62油門開(kāi)度傳感器
【權(quán)利要求】
1.一種帶渦輪增壓器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，能夠通過(guò)促動(dòng)器的操作來(lái)主動(dòng)地控制增壓壓力，其特征在于，具有: 從增壓壓力傳感器的信號(hào)計(jì)算所述發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際增壓壓力的構(gòu)件； 基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量計(jì)算穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的增壓壓力的目標(biāo)值(以下稱為穩(wěn)定目標(biāo)值)的構(gòu)件； 通過(guò)反饋控制來(lái)操作所述促動(dòng)器以使所述實(shí)際增壓壓力接近所述穩(wěn)定目標(biāo)值的構(gòu)件； 對(duì)于在過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有可能被滿足的不同的多個(gè)條件，在任一個(gè)條件被滿足的情況下，按照針對(duì)每個(gè)條件已準(zhǔn)備的計(jì)算規(guī)則，計(jì)算適合于所述被滿足的條件的增壓壓力的目標(biāo)值(過(guò)渡目標(biāo)值)的構(gòu)件； 根據(jù)與加速度相關(guān)聯(lián)的規(guī)定的物理量的值來(lái)確定所述多個(gè)條件之間的優(yōu)先順序的構(gòu)件; 在存在一個(gè)過(guò)渡目標(biāo)值的情況下選擇該過(guò)渡目標(biāo)值、在同時(shí)存在多個(gè)過(guò)渡目標(biāo)值的情況下按照所述優(yōu)先順序選擇一個(gè)過(guò)渡目標(biāo)值的構(gòu)件；以及 在存在過(guò)渡目標(biāo)值的情況下，將所述反饋控制的目標(biāo)值從所述穩(wěn)定目標(biāo)值變更為所選擇的過(guò)渡目標(biāo)值的構(gòu)件。
2.如權(quán)利要求1所述的帶渦輪增壓器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述多個(gè)條件包括與排氣壓力及排氣壓力變化率相關(guān)的條件。
3.如權(quán)利要求1或2所述的帶渦輪增壓器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述多個(gè)條件包括與增壓壓力變化率相關(guān)的條件。
4.如權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的帶渦輪增壓器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述內(nèi)燃機(jī)是具有EGR裝置的內(nèi)燃機(jī)， 所述多個(gè)條件包括與排氣壓力和增壓壓力的差壓相關(guān)的條件。
【文檔編號(hào)】F02D21/10GK103890353SQ201180074371
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月4日
【發(fā)明者】伊吹卓 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社