專利名稱：柴油發動機的控制的制作方法
技術領域：
本發明涉及帶有廢氣再循環裝置的柴油發動機的控制。
背景技術：
日本專利局在1996年出版的Tokkai Hei8-128361公開了一種廢氣再循環(EGR)裝置，該廢氣再循環裝置通過使部分廢氣再循環到進氣口來抑制柴油發動機的燃燒溫度。這種廢氣再循環裝置根據廢氣再循環閥(EGR閥)的開度改變廢氣再循環量(EGR量)，在應用傳動機構操作廢氣再循環閥時，存在從在指令信號輸入到傳動機構時到在廢氣再循環閥開始工作時的延遲。在這種情況下，在前述的已有技術中，將與這種延遲相對應的預處理應用到傳動機構的指令信號以提高廢氣再循環的控制精度。
廢氣再循環控制具有這樣特性例如在機車減速的過程中廢氣再循環量增加，而在機車加速的過程中廢氣再循環量減少。當柴油發動機在過渡狀態運行時，廢氣再循環量必需根據這些控制特性很好地相應地變化以便獲得適當的廢氣再循環量。在已有技術中，通過預處理補償傳動機構的響應延遲，但廢氣從廢氣再循環閥到發動機的汽缸所需的時間并不能補償。
此外，根據該已有裝置，通過控制單元計算廢氣再循環量的指令值，但對所獲得的指令值并沒有設定物理限制，結果可能設定這樣的指令值該指令值超過由廢氣再循環閥在物理上所能夠達到的最大的廢氣再循環量或該指令值低于由廢氣再循環閥在物理上所能夠達到的最小的廢氣再循環量，結果損害了廢氣再循環控制的響應。

發明內容
因此本發明的一個目的是消除由廢氣從廢氣再循環閥流到發動機的汽缸所需的時間引起的廢氣再循環控制的延遲，并提高廢氣再循環量跟蹤目標值的能力。
本發明的進一步目的是防止廢氣再循環量的指令值超過廢氣再循環閥的物理限制。
為實現上述目的，本發明提供一種用于這樣的發動機的控制裝置，該發動機包括燃燒室、將空氣吸入到燃燒室的進氣通道、將廢氣從燃燒室排出的排氣通道以及廢氣再循環閥，該廢氣再循環閥使廢氣通道的一部分廢氣再循環進燃燒室。
該控制裝置包括檢測發動機的運行狀態的傳感器和微處理器，將該微處理器編程為基于運行狀態設定目標廢氣再循環量并確定廢氣再循環閥的最大再循環量；將目標廢氣再循環量與最大再循環量進行比較，當目標廢氣再循環量超過最大再循環量時將目標廢氣再循環量限制為等于最大再循環量，基于目標廢氣再循環量控制廢氣再循環閥的開度，以及在目標廢氣再循環量已經落到最大再循環量之下之后將廢氣再循環閥的開度保持在與最大再循環量相對應的開度預定的時間。
本發明還提供一種控制裝置，該控制裝置包括檢測發動機運行狀態的機構、基于該運行狀態設定設定目標廢氣再循環量的機構、確定廢氣再循環閥的最大再循環量的機構、將目標廢氣再循環量與最大再循環量進行比較的機構、當目標廢氣再循環量超過該最大再循環量時將目標廢氣再循環量限制到等于最大再循環量的機構、基于該目標廢氣再循環量控制廢氣再循環閥的開度的機構以及在目標廢氣再循環量已經落到最大再循環量之下之后將廢氣再循環閥的開度保持在與最大再循環量相對應的開度預定時間的機構。
本發明還提供一種控制發動機的方法，該方法包括基于運行狀態設定設定目標廢氣再循環量、確定廢氣再循環閥的最大再循環量、將目標廢氣再循環量與最大再循環量進行比較、當目標廢氣再循環量超過該最大再循環量時將目標廢氣再循環量限制到等于最大再循環量、基于該目標廢氣再循環量控制廢氣再循環閥的開度以及在目標廢氣再循環量已經落到最大再循環量之下之后將廢氣再循環閥的開度保持在與最大再循環量相對應的開度預定的時間。
在本說明書的其余部分中描述了本發明的細節以及其它的特征和優點并在附圖中示出。


附圖1所示為根據本發明的柴油發動機的控制裝置的示意圖。
附圖2所示為柴油發動機具有的共軌(common rail)燃油噴射機構的示意圖。
附圖3所示為描述根據本發明的控制器所執行的計算目標燃油噴射量Qsol的程序的流程圖。
附圖4所示為描述由該控制器所存儲的基本燃油噴射量映射的內容的附圖。
附圖5所示為描述由控制器所執行的計算廢氣再循環閥的開口面積Aev的程序的流程圖。
附圖6所示為描述由控制器所存儲的廢氣再循環閥升程量映射的內容附圖。
附圖7所示為描述由控制器所執行的計算每汽缸目標廢氣再循環量Tqek的程序的流程圖。
附圖8所示為描述由控制器所執行的計算汽缸吸入新鮮空氣量Qac的程序的流程圖。
附圖9所示為描述由控制器所執行的計算進氣通道的吸入新鮮空氣量流量Qas0的程序的流程圖。
附圖10所示為描述由控制器所存儲的吸入空氣量映射的內容的附圖。
附圖11所示為描述由控制器所執行的計算目標廢氣再循環率Megr的程序的流程圖。
附圖12所示為描述由控制器所存儲的基本目標廢氣再循環率Megrb的映射的內容的附圖。
附圖13所示為描述由控制器所存儲的水溫度校正系數Kegr_Tw的映射的內容的附圖。
附圖14所示為描述由控制器所執行的完全燃燒確定程序的流程圖。
附圖15所示為描述由控制單元所執行的計算渦輪增壓器的壓力控制閥的能率(duty)值Dtyvnt的程序的流程圖。
附圖16與附圖15類似，但所示為本發明的第二實施例。
附圖17所示為描述由控制單元所執行的計算進氣閥位置的廢氣再循環率Megrd的程序的流程圖。
附圖18所示為描述由控制單元所執行的計算時間常數等效值Kkin的程序的流程圖。
附圖19所示為描述由控制單元所執行的容積效率等效的基本值Kinb的映射的內容的流程圖。
附圖20所示為描述由控制單元所執行的計算目標進氣量tQac的子程序的流程圖。
附圖21所示為描述由控制單元所存儲的目標進氣量基本值tQacb的映射的內容的附圖。
附圖22所示為描述由控制單元所存儲的校正系數ktQac的映射的內容的附圖。
附圖23所示為描述由控制單元所存儲的目標進氣量tQac的映射的內容的附圖。
附圖24所示為描述由控制單元所執行的計算實際的廢氣再循環量Qec的子程序的流程圖。
附圖25所示為描述由控制單元所執行的計算可變燃油噴嘴的目標開度Rvnt的程序的流程圖。
附圖26所示為描述由控制單元所存儲的目標開度Rvnt的映射的內容的附圖。
附圖27與附圖25類似，但所示為本發明的第二實施例。
附圖28與附圖26類似，但所示為本發明的第二實施例。
附圖29所示為描述由控制單元所執行的計算目標開度的開環控制量Avnt_f的程序的流程圖。
附圖30所示為描述由控制單元所執行的計算目標開度的反饋控制量Avnt_fb的程序的流程圖。
附圖31所示為描述由控制單元所執行的對目標開度進行線性化處理的子程序的流程圖。
附圖32所示為描述由控制單元所存儲的目標開度Rvnt的映射的內容的附圖。
附圖33所示為描述在可變噴嘴的開口面積和渦輪增壓之間的關系的附圖。
附圖34所示為描述由控制單元所執行的設定渦輪增壓器的壓力控制閥的能率值Dtyvnt的子程序的流程圖。
附圖35所示為描述由控制單元所執行的設定能率選擇信號標志fvnt2的子程序的流程圖。
附圖36所示為描述由控制單元所執行的校正能率值的溫度校正量Dty_t的程序的流程圖。
附圖37所示為描述由控制單元所存儲的基本廢氣溫度Texhb的映射的內容的附圖。
附圖38所示為描述由控制單元所存儲的水溫度校正系數Ktexh_Tw的映射的內容的附圖。
附圖39所示為描述由控制單元所存儲的溫度校正量Dty_t的映射的內容的附圖。
附圖40所示為渦輪增壓器的傳動機構的溫度特性的附圖。
附圖41所示為由控制單元所存儲的在可變噴嘴完全打開時、在可變噴嘴的開度恒定或增加時能率值Duty_h的映射的內容的附圖。
附圖42所示為由控制單元所存儲的在可變噴嘴完全打開時、在可變噴嘴的開度恒定或增加時能率值Duty_l的映射的內容的附圖。
附圖43與附圖41類似，但所示為可變噴嘴的開度減小的情況。
附圖44與附圖42類似，但所示為可變噴嘴的開度減小的情況。
附圖45所示為根據本發明描述在指令開度線性化處理值和能率值之間的關系遲滯的附圖。
附圖46所示為描述由控制單元所執行的操作校驗子程序的流程圖。
附圖47所示為描述由控制單元所執行的計算能率值Dtyvnt的子程序的流程圖。
附圖48所示為描述由控制單元所存儲的控制模式值Duty_pu的映射的內容的附圖。
附圖49所示為描述由控制單元所存儲的能率值Duty_p_ne的映射的內容的附圖。
附圖50所示為描述由控制單元所執行的計算廢氣再循環量反饋校正系數Kqac00、廢氣再循環量流速反饋校正系數Kqac0和廢氣再循環量流速學習校正系數Kqac的子程序的流程圖。
附圖51所示為描述由控制單元所執行的設定反饋允許標志fefb的程序的流程圖。
附圖52所示為描述由控制單元所執行的設定學習值反射允許標志felrn2的程序的流程圖。
附圖53所示為描述由控制單元所執行的設定學習允許標志felrn的程序的流程圖。
附圖54所示為描述由控制單元所執行的計算廢氣再循環量反饋校正系數Kqac00的程序的流程圖。
附圖55所示為描述由控制單元所存儲的廢氣再循環流量的校正增益Gkfb的映射的內容的附圖。
附圖56所示為描述由控制單元所存儲的水溫校正系數KgfbTw的映射的內容的附圖。
附圖57所示為描述由控制單元所執行的計算廢氣再循環流速反饋校正系數Kqaco的程序的流程圖。
附圖58所示為描述由控制單元所存儲的廢氣再循環流速的校正增益Gkfbi的映射的內容的附圖。
附圖59所示為描述由控制單元所存儲的水溫校正系數KgfbiTw的映射的內容的附圖。
附圖60所示為描述由控制單元所存儲的誤差率學習值Rqacn的映射的內容的附圖。
附圖61所示為描述由控制單元所執行的更新學習值的程序的流程圖。
附圖62所示為描述由控制單元所存儲的學習速率Tclrn的映射的內容的附圖。
附圖63所示為描述由控制單元所執行的計算廢氣再循環閥流速Cqe的程序的流程圖。
附圖64所示為描述由控制單元所存儲的廢氣再循環閥流速Cqe的映射的內容的附圖。
附圖65所示為描述由控制單元所執行的設定物理限制器的程序的流程圖。
附圖66A和66B所示為描述在柴油發動機處于過渡狀態時在根據本發明的控制下廢氣再循環量的變化圖。
附圖67A-67C所示為描述在根據本發明的控制下機車減速時在廢氣再循環閥之前和之后的廢氣再循環率、廢氣再循環閥的開度和壓力差的變化的附圖。
附圖68A-68C所示為描述在根據本發明的控制下機車速度變化、廢氣再循環率的變化和氮氧化物(NOx)排放量的附圖。
附圖69所示為描述根據本發明的第三實施例計算廢氣再循環閥開口面積Aev的程序的流程圖。
附圖70所示為描述根據本發明的第三實施例計算每汽缸限制目標廢氣再循環量Tqecf的程序的流程圖。
附圖71所示為描述根據本發明的第三實施例設定物理限制器的程序的流程圖。
附圖72所示為描述根據本發明的第三實施例計算延遲處理值RVNTE的程序的流程圖。
附圖73所示為描述根據本發明的第三實施例最大流量基本值Egmaxb的映射的內容的附圖。
附圖74所示為描述根據本發明的第三實施例最大流量校正系數Kemin的映射的內容的附圖。
附圖75所示為描述根據本發明的第三實施例每單元位移廢氣再循環閥開口面積的實驗值Eaev的映射的內容的附圖。
附圖76與附圖75類似，但所示為理論值。
具體實施例方式
參考附圖1，柴油發動機1包括進氣通道3和排氣通道3。柴油發動機1是一種如此構造的多缸柴油發動機由于執行低溫預混合燃燒所以熱釋放模式是單級燃燒。這種柴油發動機公開在由日本專利局在1999年出版的Tokkai Hei8-86251中。通過收集器3A將進氣通道3的進氣輸送到柴油發動機1的每個汽缸中。可變容量的渦輪增壓器50的壓縮器55安裝在收集器3A的進氣通道3的上游中。
在從進氣通道3到每個汽缸的進氣口中設置旋渦控制閥。當在較低負載下柴油發動機1以較低的轉速運行時，旋渦控制閥關閉部分通道并在流進柴油發動機1的燃燒室1A中的空氣流中產生旋渦。
燃燒室1A包括較大直徑的環形燃燒室。它是這樣的燃燒室在該燃燒室中相同直徑的圓柱腔體從缸蓋表面到底部形成在活塞上。圓錐形部分形成在該腔體的底部上。結果，減少了從腔體外部流進的旋渦的阻力，促進了空氣和燃油的混合。此外，由于腔體的形狀，隨著活塞的下降旋渦從腔體的中心擴散到外部。
柴油發動機1包括共軌型燃油噴射機構10。
參考附圖2，燃油噴射機構10包括油箱11、燃油輸送通道12、輸送泵14、形成在共軌16中的壓力累積室16A和用于每個汽缸的噴嘴17。在通過高壓燃油通道15將輸送泵14輸送的燃油存儲在壓力累積器16A中之后，分配給每個噴嘴17。
噴嘴17包括針形閥18、噴嘴室19、到噴嘴室19的燃油通道20、止動器21、液壓活塞22、復位彈簧23、將高壓燃油引向液壓活塞22的燃油通道24和設置在燃油通道24中的三向電磁閥25。校驗閥26和孔口27也并行地設置在燃油通道24中。復位彈簧23通過止動器21在附圖的底部的關閉的方向上推針形閥18。液壓活塞22與止動器21的上部邊緣接觸。
三向電磁閥25包括連接到壓力累積室16A的端口A、連接到燃油通道24的端口B和連接到排放口28的端口C。當三向電磁閥25關閉時，端口A和端口B連接，端口B和端口C切斷。結果，燃油通道20和24連接，高壓燃油從壓力累積室16A輸送到液壓活塞22的上部和噴嘴室19。由于液壓活塞22的壓力接收表面大于針形閥18的壓力接收表面，在這種狀態下，針形閥18位于閥座中，噴嘴17由此關閉。
在三向電磁閥25處于打開的狀態下，端口A和端口B關閉，端口B和端口C連接。
因此，將液壓活塞22朝下推的燃油通道24的燃油壓力通過排放口28釋放到油箱11中，由于噴嘴室19的燃油壓力在朝上的方向上作用在針形閥18上，所以針形閥18上升，噴嘴室19的燃油從在噴嘴17的端部的孔中噴出。如果三向電磁閥25旋轉到切斷狀態，壓力累積室16A的燃油壓力再次朝下作用在液壓活塞22上，針形閥18位于閥座中，燃油噴射終止。
這就是說，通過改變從三向電磁閥25的切斷到接通的切換時序來調節燃油噴射的起始時序，通過在接通狀態的持續過程中調節燃油噴射量。因此，如果壓力累積室16A的壓力相同，則三向電磁閥25的接通時間越長燃油噴射量增加。
此外，為調節壓力累積室16A的壓力，燃油噴射機構10包括使由輸送泵14所排放的剩余的燃油返回到燃油輸送通道12中的返回通道13。返回通道13具有壓力調節閥31。該壓力調節閥31打開和關閉返回通道13，并通過改變到壓力累積室16A的燃油噴射量來調節壓力累積室16A的壓力。
壓力累積室16A的燃油壓力等于噴嘴17的燃油噴射壓力，燃油噴射率越高，壓力累積室16A的壓力越高。三向電磁閥25和壓力調節閥31根據控制單元41的輸入信號作用。
在Internal Combustion Engine(內燃機)的第13屆研討會的LecturePapers的第73-77頁中公開燃油噴射機構10的上述結構。
現在，再次參考附圖1，在排氣通道2中的廢氣驅動可變容量的渦輪增壓器50的廢氣渦輪52，將它排放到大氣中。可變容量的渦輪增壓器50包括廢氣渦輪52和通過廢氣渦輪52的旋轉壓縮空氣的壓縮器55。進氣通道3將由壓縮器55所增壓的空氣輸送到柴油發動機1中。在到廢氣渦輪52的入口中設置由壓力傳動裝置54所驅動的可變噴嘴53。
壓力傳動裝置54包括根據信號壓力驅動可變噴嘴53的薄膜傳動裝置59和根據從控制單元41所輸入的能率信號產生信號壓力的壓力控制閥56。控制單元41產生能率信號以使可變噴嘴53的開度等于目標開度Rvnt。基于目標開度Rvnt，當柴油發動機1的轉速較低時控制單元41控制可變噴嘴53以減小噴嘴開度。結果，引入到廢氣渦輪52中的廢氣的流速增加，以便達到預定的增壓壓力。在另一方面，當柴油發動機1的轉速較高時，控制單元41控制可變噴嘴53為完全打開，以便沒有阻力地將廢氣引入到廢氣渦輪52中。
當在柴油發動機1中燃燒空氣燃料混合物時，形成有害的氮氧化物(NOx)。NOx含量主要取決于燃燒溫度，通過使燃燒溫度較低可以抑制NOx量的產生。這種柴油發動機1通過廢氣再循環(EGR)降低了在燃燒室1A中的氧氣濃度，由此實現低溫燃燒。為此，柴油發動機1包括廢氣再循環(EGR)通道4，該廢氣再循環通道4連接廢氣渦輪52的排氣通道2的上游和進氣通道3的收集器3A。廢氣再循環通道4具有薄膜型廢氣再循環(EGR)閥6，該廢氣再循環閥6響應從負壓控制閥5和冷卻系統7中提供的控制負壓。
負壓控制閥5響應從控制單元41輸入的能率信號產生負壓，由此通過廢氣再循環閥6改變廢氣再循環率(EGR率)。
例如，在柴油發動機1的低轉速、低負載范圍的情況下，廢氣再循環率為最大100％，當柴油發動機1的轉速和負載增加時，廢氣再循環率降低。在較高的負載的情況下，由于廢氣溫度較高，如果執行大量的廢氣再循環則進氣溫度升高。如果進氣溫度升高，則NOx將不再降低，噴射燃油的點火延遲變得更短，則不可能實現預混合燃燒。因此，隨著柴油發動機1的轉速和負載的增加廢氣再循環率一級一級地降低。
冷卻系統7將部分發動機冷卻水輸送到在廢氣再循環通道4周圍的水套8中，冷卻在廢氣再循環通道4中的再循環廢氣。水套8的冷卻水入口7A具有根據從控制單元41所輸入的信號調節冷卻水再循環量的流量控制閥9。
通過來自控制單元41的信號分別控制壓力調節閥31、三向電磁閥25、負壓控制閥5、壓力傳動裝置54和流量控制閥9。控制單元41包括具有中央處理單元(CPU)的微處理器、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)和輸入/輸出接口(I/O接口)。
從壓力傳感器32、加速器開度傳感器33、曲柄角傳感器34、汽缸識別傳感器35、水溫傳感器36和氣流表39中將與檢測值所對應的信號輸入到控制單元41，該壓力傳感器32檢測壓力累積室16A的燃油壓力，加速踏板開度傳感器33檢測機車加速器踏板的開度Cl，曲柄角傳感器34檢測柴油發動機1的轉速Ne和曲柄角度，汽缸識別傳感器35識別柴油發動機1的汽缸，水溫傳感器36檢測柴油發動機1的冷卻水溫度Tw，氣流表39檢測壓縮器55的進氣通道3的上游的進氣流量。
基于柴油發動機1的轉速Ne和加速器開度Cl，控制單元41計算噴嘴17的目標燃油噴射量和壓力累積室16A的目標壓力。通過打開和關閉壓力調節閥31對壓力累積室16A的燃油壓力進行反饋控制，以便由壓力傳感器32所檢測的壓力累積室16A的實際壓力與目標壓力一致。
控制單元41還根據所計算的目標燃油噴射量控制三向電磁閥25的接通時間，并通過切換三向電磁閥25的接通時序控制響應柴油發動機1的運行狀態的燃油噴射開始定時。例如，在高速廢氣再循環率下在柴油發動機1處于低轉速和低負載時，在活塞的上死點(TDC)附近延遲燃油噴射開始定時以使噴射的燃油的點火延遲較長。由于這種延遲，在點火時刻的燃燒室1A的溫度降低，通過增加預混合燃燒率來抑制由于高廢氣再循環率所引起的煙霧的產生。在另一方面，在柴油發動機1的轉速和負載增加時噴射開始定時提前。這是由于下列原因。具體地說，即使點火延遲周期恒定，通過轉換點火延遲周期所獲得的點火延遲曲柄角與發動機速度的增加成比例地增加。因此，為了在預定的曲柄角上點燃所噴射的燃油，在較高的旋轉速度下噴射開始定時需要提前。
控制單元41還控制渦輪增壓壓力和廢氣再循環量。
如果改變廢氣再循環量，如上文所述，渦輪增壓壓力將也改變。相反地，如果改變渦輪增壓壓力，比如改變廢氣壓力，則廢氣再循環量改變。因此，不能獨立地控制渦輪增壓壓力和廢氣再循環量，并可以使外部控制彼此干擾。
如果在改變廢氣再循環量時試圖保持渦輪增壓壓力恒定，則必需再調節渦輪增壓器50的可變噴嘴53的開度。此外，如果在改變渦輪增壓壓力時試圖保持廢氣再循環量恒定，則必需再調節廢氣再循環閥6的開度。在這種方法中，在發動機1的過渡狀態中很難確保精確控制。
根據本發明的控制單元41根據機車的運行狀態計算進氣通道3的目標進氣量tQac，并根據目標進氣量tQac、在柴油發動機1的進氣閥的位置上每汽缸的實際廢氣再循環量Qec和通過柴油發動機1的進氣閥的進氣的廢氣再循環率Megrd來設定可變噴嘴53的目標開度Rvnt，該目標開度Rvnt是渦輪增壓器50的運行目標值。Megrd還稱為實際廢氣再循環率。然后應用在附圖15中所示的程序確定施加到壓力控制閥56中的能率值Dtyvnt，將相應的指令信號輸送到壓力控制閥56中，以便可變噴嘴53達到目標開度Rvnt。這樣，控制單元41控制了渦輪增壓器50的渦輪增壓壓力。
控制單元41還基于根據機車的運行狀態所確定的目標廢氣再循環率Megr計算廢氣再循環閥6的所需的廢氣再循環量Mqec。考慮到廢氣經過收集器3A從廢氣再循環閥6到柴油發動機1的進氣閥所需的時間，將延遲處理用于所要求的廢氣再循環量Mqec以計算表示在進氣閥的該位置上的每汽缸所需的廢氣再循環量的中間值Rqec。此外，如已有技術中一樣，控制單元41執行中間值Rqec的預處理以補償負壓控制閥5和廢氣再循環閥6的響應延遲。通過這種方式計算每汽缸的目標廢氣再循環量Tqec。
然而，由于負壓控制閥5或廢氣再循環閥6的物理限制，即使與目標廢氣再循環量Tqec相對應的指令信號輸出到負壓控制閥5中，也不能達到目標廢氣再循環量Tqec。
這里，控制單元41執行如下的處理(A)-(E)，這些處理是本發明的基本特征。
(A)根據廢氣再循環閥流速Cqe設定在物理上能夠達到的廢氣再循環量的最大值作為物理上限Tqelmh。廢氣再循環閥流速Cqe是通過廢氣再循環閥6的廢氣的流速。
(B)設定在物理上能夠達到的廢氣再循環量的最小值作為物理下限Tqelml。例如將物理下限Tqelml設定為0。
(C)計算相對于目標廢氣再循環量Tqec的物理上限Tqelmh過量或相對于物理下限Tqelml的不足量作為每個輸出指令信號的過量/不足量Dtqec。通過將在輸出指令信號的直接在前時刻所計算的過量/不足量Dtqecn-1加到在輸出當前指令時所計算的目標廢氣再循環量Tqec中計算相加值Tqec1。
(D)通過將物理上限Tqelmh和物理下限Tqelml應用到相加值Tqec1中來計算限制目標廢氣再循環量Tqecf，將與限制目標廢氣再循環量Tqecf相對應的指令信號輸出到負壓控制閥5中。
(E)計算通過從相加值Tqec1中減去限制目標廢氣再循環量Tqecf所獲得的值作為過量/不足量Dtqecn-1以在下一時刻輸出該信號。
參考流程圖描述通過控制單元41所執行的上述控制。在流程圖中所示的所有的程序中，以下面單獨描述的時間間隔執行獨立的程序，以母程序的執行時間間隔執行子程序。
從日本專利局1998年所出版的Tokkai Hei 10-288071中公開了附圖3、附圖4和附圖8-14。
首先計算控制渦輪增壓壓力和廢氣再循環量的公共參數的程序。這些公共參數是燃油噴射裝置10的目標燃油噴射量Qsol、廢氣再循環閥6的目標廢氣再循環率Megr、時間常數等效值Kkin、實際廢氣再循環率Megrd、汽缸吸入新鮮空氣量Qac、進氣通道3的吸入新鮮空氣流量Qas0和實際廢氣再循環量Qec。時間常數等效值Kkin是表示由設置在廢氣再循環閥6和柴油發動機1的進氣閥之間的收集器3A引起的廢氣再循環控制延遲。實際廢氣再循環率Megrd顯示經過柴油發動機1的進氣閥的進氣的廢氣再循環率。實際廢氣再循環率Megrd隨著相對于目標廢氣再循環率Megr的第一階延遲變化。獨立于渦輪增壓控制程序和廢氣再循環量控制程序執行這些參數的計算。
首先，參考附圖3，描述計算目標燃油噴射量Qsol的程序。對于每個汽缸的燃燒循環的每個參考位置，與曲柄角傳感器34所輸出的REF信號同步地執行這個程序。在四沖程循環發動機的情況下，對于一個四汽缸的發動機每180度輸出REF信號，對于六汽缸發動機每120度輸出REF信號。
首先，在步驟S1中，讀取發動機速度Ne，在步驟S2中，讀取加速器開度Cl。
在步驟S3中，基于發動機轉速Ne和加速器開度Cl通過查詢在附圖4中所示的映射圖(map)計算基本燃油噴射量Mqdrv。這個映射圖事先存儲在控制單元41的存儲器中。
在步驟S4中，通過將基于發動機冷卻水溫Tw等的增加校正量加入到基本燃油噴射量Mqdrv中來計算目標燃油噴射量Qsol。
接著，參考附圖11，描述計算目標廢氣再循環率Megr的程序。這個程序也與REF信號同步地執行。
在步驟S51中控制單元41首先讀取發動機轉速Ne、目標燃油噴射量Qsol和發動機冷卻水溫Tw。
在步驟S52中，參考在附圖12中所示的映射圖，從發動機轉速Ne和目標燃油噴射量Qsol中計算基本目標廢氣再循環率Megrb。事先將這個映射圖存儲在控制單元41的存儲器中。在這個映射圖中，在發動機的運行頻率越高的區段中將基本目標廢氣再循環率Megrb設置得越大。這個區段對應于發動機轉速Ne和負載較小的區域。在這種映射圖中，通過目標燃油噴射量Qsol表示負載。當發動機輸出較高時，易于產生煙塵，因此在這個區域中，基本目標廢氣再循環率Megrb設定為較小的值。
在步驟S53中，參考在附圖13中所示的映射圖，從發動機冷卻水溫Tw中計算基本目標廢氣再循環率Megrb的水溫校正系數Kegr_Tw。事先也將這個映射圖存儲在控制單元41的存儲器中。
在步驟S54中，通過基本目標廢氣再循環率Megrb和水溫校正系數kegr_Tw從下式(1)中計算目標廢氣再循環率Megr。
Megr＝Megrb×Kegr_Tw (1)在步驟S55中，執行在附圖14中所示的子程序，該程序確定柴油發動機1是否處于完全燃燒狀態。
現在描述這個子程序，首先在步驟S61中讀取發動機轉速Ne，并在步驟S62中比較發動機轉速Ne和與完全燃燒轉速相對應的完全燃燒確定分層水平NRPMK。
例如將分層水平NRPMK設定為400rpm。當發動機轉速Ne超過分層水平NRPMK時，該程序進行到步驟S63中。
在此，將計數器值Tmrkb與預定的時間TMRKBP進行比較，當計數器值Tmrkb大于預定的時間Tmrkbp時，在步驟S64中將完全燃燒標志設定為ON，該子程序終止。
在步驟S62中當發動機轉速Ne低于分層水平NRPMK時，該程序進行到步驟S66中。在此，將計數器值Tmrkb清零，在下一步S67中將完全燃燒標志設定為OFF，該子程序終止。
在步驟S63中當計數器值Tmrkb低于預定的時間NRPMK時，在步驟S65中計數器值Tmrkb加1，該子程序終止。
在這個子程序中，即使發動機轉速Ne超過分層水平NRPMK，也不會立即將完全燃燒標志設定為ON，只是在這個狀態持續了預定的時間Tmrkbp之后完全燃燒標志才改變到ON。
再次參考附圖11，在執行附圖14的子程序之后，在步驟S56中控制單元41確定完全燃燒標志。當完全燃燒標志是ON時，附圖11的子程序終止。當完全燃燒標志是OFF時，在步驟S57中使目標廢氣再循環率Megr復位為0，附圖11的子程序終止。
參考附圖17和18，現在描述計算時間常數等效值Kkin和實際廢氣再循環率Megrd的程序。實際廢氣再循環率Megrd隨相對于目標廢氣再循環率Megr的一階延遲變化。由于時間常數等效值Kkin和實際廢氣再循環率Megrd的計算相互關聯，因此一起描述它們。
附圖18所示為計算時間常數等效值Kkin的程序。與REF信號同步地執行這個程序。
在步驟S91中控制單元41讀取發動機轉速Ne、目標燃油噴射量Qsol和實際廢氣再循環率的直接在先值Megrdn-1(％)。直接在先值Megrdn-1是在執行該程序時直接在先時刻中所計算的Megrd的值。
在步驟S92中，通過查詢先前存儲在控制單元41的存儲器中的在附圖19中所示的映射圖從發動機轉速Ne和目標燃油噴射量Qsol中計算容積效率等效基本值Kinb。
在步驟S93中，從下式(2)中計算容積效率基本值Kin。當執行廢氣再循環時，在進氣中的新鮮空氣的比例下降，容積效率降低。通過容積效率等效基本值Kinb計算容積效率基本值Kin反映了這種降低。Kin=Kinb×11+Megrdn-1100.......(2)]]>在步驟S94中，通過將容積效率基本值Kin乘以常數KVOL計算與收集器3A的容量相對應的時間常數等效值Kkin。
通過下式(3)表示常數KVOLKVOL＝(VE/NC)/VM (3)這里，VE＝柴油發動機1的位移，NC＝柴油發動機1的汽缸數量，以及VM＝從收集器3A到進氣閥的通道的容積。
附圖17所示為計算實際廢氣再循環率Megrd的程序。以10毫秒的間隔執行這個程序。
首先在步驟S81中控制單元41讀取目標廢氣再循環率Megr。
在下面的步驟S82中，讀取時間常數等效值Kkin。附圖18的程序計算時間常數等效值Kkin，與REF信號同步地執行這個程序，并且以10毫秒的間隔執行計算實際廢氣再循環率Megrd的這個程序。因此，在此所讀取的時間常數等效值Kkin是由在執行附圖17的程序直接之前的附圖18的程序所計算的時間常數等效值Kkin。同樣，通過附圖18所讀取的廢氣再循環率的直接在先值Megrdn-1是由在執行附圖18的程序之前的附圖17的程序所計算的廢氣再循環率。
在步驟S83中，應用目標廢氣再循環率Megr、直接在先值Megrdn-1和時間常數等效值Kkin從下式(4)中計算實際廢氣再循環率Megrd。Megrd＝Megr×Kkin×Ne×Ke2#+Megrdn-1(1-Kkin×Ne×KE2#)(4)這里，KE2#＝常數這個等式中，Ne*KE2#是將汽缸的每個進氣沖程的廢氣再循環率轉換為每單元時間的廢氣再循環率的值。
接著，參考附圖8，描述計算汽缸吸入新鮮空氣量Qac的程序。與REF信號同步地執行這個程序。汽缸吸入新鮮空氣量Qac表示在柴油發動機1的一個汽缸的進氣閥位置中的吸入新鮮空氣量。從由氣流表39所檢測的進氣通道3的吸入新鮮空氣流量Qas0中計算汽缸吸入新鮮空氣量Qac，但是當氣流表39位于壓縮器55的上游時，考慮已經通過氣流表39的空氣經過收集器3A進入到汽缸的時間來計算汽缸吸入新鮮空氣量Qac。
首先，在步驟S31中，控制單元41讀取發動機轉速Ne和進氣通道3的吸入新鮮空氣流量Qas0。
在步驟S32中，通過下式(5)將吸入新鮮空氣流量Qas0轉換為每汽缸的吸入新鮮空氣量Qac0。Qac0=Qas0Ne×KCON#.....(5)]]>這里，KCON#＝常數。
常數KCON#是將進氣通道3的吸入新鮮空氣流量Qas0轉換為每汽缸的吸入新鮮空氣量Qac0的常數。在四缸發動機中，在每次循環中兩個汽缸執行進氣，因此常數KCON#為30。在六汽缸發動機中，在每次循環中有三個汽缸進氣，因此該常數KCON#為20。
已經通過氣流表39的空氣實際進入汽缸需要相當長的時間。為了校正這個時間差，控制單元41執行步驟S33，S34的處理。
在步驟S33中，考慮從氣流表39到收集器3A的入口所需的時間，將該程序執行L次以前的廢氣再循環流速反饋校正系數的Qac0的Qac0n-1設定為在收集器3A的入口處每汽缸的吸入新鮮空氣量Qacn。通過實驗確定L的值。
在步驟S34中，考慮從收集器3A到柴油發動機1的每個汽缸的進氣閥的時間差，通過一階延遲式(6)計算汽缸吸入新鮮空氣量Qac。
Qac＝Qacn-1(1-Kkin)+Qacn×Kkin (6)這里，Kkin＝時間常數等效值，以及Qacn-1＝在執行該程序的直接在先時刻所計算的Qac。
從氣流表39中輸入到控制單元41中的信號是模擬電壓信號Us，通過在附圖9中所示的程序控制單元41將模擬電壓信號Us轉換為進氣通道3的吸入新鮮空氣流量Qas0。以4毫秒的間隔執行這個程序。在步驟S41中，控制單元41讀取模擬電壓信號Us，在步驟S42中，通過查詢在附圖10中的映射圖將這個值轉換為流量Qas0_d。事先將這個映射圖存儲在控制單元41的存儲器中。
此外，在步驟S43中，對流量Qas0_d執行加權平均處理，將所獲得的值作為進氣通道3的吸入新鮮空氣流量Qas0。
接著，參考附圖24，描述計算實際廢氣再循環量Qec的程序。實際廢氣再循環量Qec對應于在進氣閥位置上的每個汽缸的廢氣再循環量。以10毫秒的間隔執行這個程序。
首先在步驟S111中，控制單元41讀取在收集器3A的入口處的每汽缸的吸入新鮮空氣量Qacn、目標廢氣再循環率Megr和與收集器容量對應的時間常數等效值Kkin。對于在收集器3A的入口的每汽缸的吸入新鮮空氣量Qacn，應用附圖18的程序所計算的值，而對于時間常數等效值Kkin，應用由附圖18的程序所計算的值。
在接下來的步驟S112中，通過下式(7)計算在收集器3a處的每汽缸的廢氣再循環量Qec0。
Qec0＝Qacn×Mger (7)在接下來的步驟S113中，通過下式(8)計算實際廢氣再循環量Qec，并終止該程序的執行。Qec＝Qec0×Kkin×Ne×KE#+Qecn-1×(1-Kkin×Ne×KE#)(8)在此，KE#＝常數，以及Qecn-1＝在該程序執行的直接在先時刻所計算的Qecn。
式(8)使延遲處理與公式(4)的延遲處理類似。
應用以這種方式計算的目標燃油噴射量Qsol、時間常數等效值Kkin、目標廢氣再循環率Megr、實際廢氣再循環率Megrd、汽缸吸入新鮮空氣量Qac和實際廢氣再循環量Qec執行通過控制單元41的廢氣再循環量的控制和渦輪增壓壓力的控制。
通過輸出到渦輪增壓器50的壓力控制閥56的信號的能率值Dtyvnt控制渦輪增壓壓力。當能率值Dtyvnt為零時，壓力控制閥56完全打開，當能率值為1時，它完全關閉。
在附圖15中所示的程序確定能率值Dtyvnt。因此這個程序繼續渦輪增壓壓力控制的主程序。以10毫秒的間隔執行這個程序。
首先，在步驟S71中控制單元41讀取實際廢氣再循環率Megrd。在步驟S72中，應用在附圖20中所示的子程序計算目標進氣量tQac。
參考附圖20，首先在步驟S101中，控制單元41讀取發動機轉速Ne、目標燃油噴射量Qsol和實際廢氣再循環率Megrd。在步驟S102中，實際廢氣再循環率Megrd與預定值MEGRLV#進行比較。預定值MEGRLV#是確定廢氣再循環是否實際執行的值，例如設定為0.5％。
在步驟S102，當Megrd＞MEGRLV#，該子程序繼續到步驟S103。另一方面，如果Megrd≤MEGRLV#，該子程序繼續到步驟S106。為了將非常小的廢氣再循環的情況按沒有執行廢氣再循環的情況相同地對待，將預定值MEGRLV#設置為0。
在步驟S103中，通過查詢在附圖21中所示的映射圖由發動機轉速Ne和實際廢氣再循環率Megrd計算目標進氣量基本值tQacb。當發動機轉速Ne為恒定時從這個映射圖中得到越大的目標進氣量基本值tQacb，實際廢氣再循環率Megrd越大。這個映射圖事先存儲在控制單元41的存儲器中。
接著，在步驟S104中，通過查詢在附圖22中所示的映射圖由發動機轉速Ne和目標燃油噴射量Qsol計算目標進氣量的校正系數ktQac。該校正系數ltQac是根據機車的運行狀態設定目標進氣量的系數。
在步驟S105中，通過目標進氣量基本值tQacb乘以校正系數ktQac來計算目標進氣量tQac。
在另一方面，在步驟S106中，通過查詢在附圖23中所示的映射圖由發動機轉速Ne和目標燃油噴射量Qsol計算在不執行廢氣再循環時的目標進氣量tQac。
在這樣計算目標進氣量tQac之后，終止該子程序。
接著，在附圖15的步驟S73中，控制單元41讀取由附圖24的程序所計算的實際廢氣再循環量Qec。
在步驟S74中，控制單元41讀取可變噴嘴53的目標開度Rvnt。在此，該開度是表示可變噴嘴53的開口面積相對于當該噴嘴完全打開時的開口面積的百分比的值。因此，當該噴嘴完全打開時開度為100％，當它完全關閉時開度為0％。使用開度以將可變噴嘴53的開度表示為不受渦輪增壓器50的容量影響的通用值，當然也可以使用可變噴嘴53的開口面積。
通過在附圖25中所示的程序計算可變噴嘴53的目標開度Rvnt。與REF信號同步地且獨立于附圖15的主程序地執行這個程序。
參考附圖25，在步驟S121中，控制單元41首先讀取目標進氣量tQac、實際廢氣再循環量Qec、發動機轉速Ne和目標燃油噴射量Qsol。在下面的步驟S122中，通過下式(9)計算用于計算可變噴嘴53的目標開度Rvnt的進氣量等效值tQas0。
tQas0＝(tQac+Qsol×QFGAN#)×Ne/KCON#(9)這里，KCON#＝常數。
在步驟S123中，通過下式(10)計算廢氣再循環量等效值Qes0。
Qes0＝(Qec+Qsol×QFGAN#)×Ne/KCON# (10)在式(9)和(10)中，Ne/KCON#是將每汽缸進氣量或廢氣再循環量轉換為每單元時間值的系數。
此外，在式(9)和(10)中，將Qsol×QFGAN#加入到目標進氣量tQac或實際廢氣再循環量Qec中以便根據柴油發動機1的負載改變目標開度Rvnt。
通過增益QFGAN#來調節表示柴油發動機1的負載的目標燃油噴射量Qsol的影響。在下文的描述中，將這樣計算tQaso稱為進氣量等效值，Qes0稱為設定廢氣再循環量等效值。
在下面的步驟S124中，基于進氣量等效值tQas0和廢氣再循環量等效值Qes0通過查詢事先存儲在附圖26中的映射圖來計算可變噴嘴53的目標開度Rvnt。這個映射圖事先存儲在控制單元41的存儲器中。
描述通過這個映射圖所指定的目標開度Rvnt的特征，在該附圖的右手側進氣量等效值tQas0較大的區域中，目標開度Rvnt隨著廢氣再循環量等效值Qes0的增加而降低。這是由于下述原因。新鮮空氣隨著廢氣再循環量增加而降低，結果，空氣燃料比成為富油，容易產生煙霧。為避免這種情況，通過升高渦輪增壓器50的渦輪增壓壓力使廢氣再循環增加更多，降低目標開度Rvnt并增加新鮮空氣進氣量。
在附圖的進氣量等效值tQas0較小的左手側的區域中，渦輪增壓器50的渦輪增壓效率較低。在這個映射圖中，在這個區域中目標開度Rvnt隨著進氣量等效值tQas0的降低而降低。這是因為如果在這個區域中目標開度Rvnt增加則要求旋轉廢氣渦輪52的廢氣壓力很難達到。此外還因為當通過完全打開加速器踏板來使機車加速時，如果可變噴嘴53的初始開度較小則由渦輪增壓引起的加速度效應更大。
在該附圖中，由Rvnt＝“小”所表示的區域的目標開度Rvnt大約為20％。當強調燃油成本性能時將由Rvnt＝“大”所表示的區域的目標開度Rvnt設定為大約30％，而當強調廢氣凈化時將其設定為大約60％。
現在，在步驟S74中讀取附圖15的目標開度Rvnt之后，在步驟S75中控制單元41應用在附圖29中所示的子程序將預處理加入到目標開度Rvnt。這個預處理的目的是基于運行驅動可變噴嘴53的壓力傳動裝置54所需的時間補償該操作延遲。當應用壓力控制閥56和薄膜傳動裝置59運行壓力傳動裝置54相對于步進馬達具有較大的響應延遲時需要這種預處理。
參考附圖29，在步驟S141中控制單元41首先讀取目標開度Rvnt。
在步驟S142中，將開度預測值Cavntn-1與目標開度Rvnt進行比較，該開度預測值Cavntn-1是在執行該子程序時的直接在先時刻所計算的值。在后面的步驟S150中描述開度預測值Cavntn-1。
當Rvnt＞Cavntn-1時，可變噴嘴53沿打開方向運行。在這種情況下，在步驟S143中，子程序將預先校正增益Gkvnt設置為預定值GKVNTO#，在步驟S144中將預先校正時間常數等效值Tcvnt設定為預定值TCVNTO#，，并進行到步驟S150。
在此，時間常數等效值Tcvnt是時間常數的倒數，表示該值越大，響應越快。
在另一方面，在步驟S142中當Rvnt≤Cavntn-1時，在步驟S145中該子程序確定Rvnt＜Cavntn-1是否成立。
當Rvnt＜Cavntn-1時，可變噴嘴53沿關閉方向運行。在這種情況下，該子程序在步驟S146中將預先校正增益Gkvnt設定為預定值GKVNTC#，在步驟S147中將預先校正時間常數等效值Tcvnt設定為預定值TCVNTC#，并進行到步驟S150。在此，GKVNTO#＜GKVNTC#并且TCVNTO#＜TCVNTC#。
這樣設置的原因在于，當可變噴嘴53關閉時，廢氣壓力起阻力的作用，因此需要設定更大的增益，并且當噴嘴打開時將時間常數設定得更小以加速可變噴嘴53的操作。如上文所述，使時間常數更小意味著使時間常數等效值Tcvnt更大。
在步驟S145中，當目標開度Rvnt不小于開度預測值Cavntn-1時，即Rvnt等于Cavntn-1，在步驟148中該子程序將預先校正增益Gkvnt設定為等于直接在先值Gkvntn-1，并將預先校正時間常數等效值Tcvnt設定為等于直接在先值Tcvntn-1，并進行到步驟S150。
在步驟S150中，應用預先校正時間常數等效值Tcvnt和目標開度Rvnt通過下式(11)計算開度預測值Cavnt。
Cavnt＝Rvnt×Tcvnt+Cavntn-1×(1-Tcvnt) (11)這里，Cavntn-1＝在執行該子程序時的直接在先時刻計算的Cavnt。
在隨后的步驟S151中，應用開度預測值Cavnt和目標開度Rvnt通過下式(12)計算目標開度的開環控制量Avnt_f。
Avnt_f＝gkvnt×Rvnt-(Gkvnt-1)×Cavntn-1(12)在執行了附圖29的子程序之后，控制單元41返回到附圖15的程序，并在步驟S76中應用在附圖30中所示的子程序計算目標開度Rvnt的反饋校正量Avnt_fb。
參考附圖30，在步驟S161中控制單元41首先讀取目標進氣量tQac、目標廢氣再循環率Megr、發動機轉速Ne、目標燃油噴射量Qsol和實際進氣量Qac。
在步驟162中，目標廢氣再循環率Megr與預定值MEGRLV#進行比較。預定值MEGRLV#是在附圖20的步驟S102中所使用的預定值相同的值。在此，通過比較目標廢氣再循環率Megr和預定值MEGRLV#確定是否執行廢氣再循環。
Megr≥MEGRLV#的區域是應該執行廢氣再循環的區域。在這種情況下，子程序應該進行到步驟S164中，通過下式(13)計算相對于實際進氣量Qac的目標進氣量tQac的誤差率dQac。
dQac＝(tQac/Qac)-1(13)當目標進氣量tQac大于實際進氣量Qac時，誤差率dQac為正值，當目標進氣量tQac小于實際進氣量Qac時，誤差率dQac為負值。
如果目標進氣量tQac等于實際進氣量Qac時，則誤差率dQac為零。
Megr＜MEGRLV#的區域為在其中不執行廢氣再循環的區域。在這種情況下，在步驟S163中該子程序將誤差率dQac設定為0。
在設定誤差率dQac之后，該子程序進行到步驟S165。
在步驟S165中，通過查詢事先存儲在控制單元41中的映射圖通過發動機轉速Ne和目標燃油噴射量Qsol計算用于目標開度Rvnt的反饋控制的反饋增益校正系數Kh。設定該映射圖以增加校正系數Kh，由目標燃油噴射量Qsol所表示的柴油發動機1的負載越大，柴油發動機1的發動機轉速Ne越大。
在后面的步驟S166中，通過將校正系數Kh分別乘以比例常數KPB#、積分常數KIB#和微分常數KDB#來計算比例反饋增益Kp、積分反饋增益Ki和微分反饋增益Kd。
在步驟S167中，基于這些增益，應用在本領域中公知的比例/積分/微分控制方程來計算可變噴嘴53的目標開度Rvnt的反饋控制量Avnt_fb。
在上述的計算之后，控制單元41返回到附圖15的程序，并在步驟S77中應用在附圖31中所示的子程序執行對目標開度Rvnt的線性化處理。
參考附圖31，在步驟S171中，控制單元41讀取目標開度Rvnt的反饋控制量Avnt_fb和開環控制量Avnt_f。
在接下來的步驟S172中，通過對這些控制量求和來計算指令開度Avnt。
在隨后的步驟S173中，通過查詢事先存儲在控制單元41的存儲器中的附圖32的映射圖從指令開度Avnt來計算指令開度Avnt的線性化處理值Ratdty。
在這個過程之后，控制單元41再次返回到附圖15的程序，并在附圖S78中應用在附圖34中所示的子程序確定能率值Dtyvnt。
附圖34所示的子程序設定輸出到可變噴嘴53的壓力控制閥56的信號的能率值Dtyvnt。由于如下的原因要求進行線性化處理。
在附圖53中，雖然在不執行廢氣再循環時渦輪增壓壓力的變化寬度相同但是開口面積dA0和dA1不相同。當執行廢氣再循環時，甚至這個差值更大。換句話說，由于固定的反饋增益，很難精確控制渦輪增壓壓力。為了確保渦輪增壓壓力的及時響應，根據運行狀態改變反饋增益Kh。
參考附圖34，在步驟S181中，控制單元41讀取發動機轉速Ne、目標燃油噴射量Qsol、指令開度的線性化處理值Ratdty、預先校正時間常數等效值Tcvnt和柴油發動機1的冷卻水溫度Tw。
在步驟S182中，應用在附圖35中所示的子程序設定能率信號變量標志。
參考附圖35，在步驟S201中控制單元41首先讀取指令開度Avnt和預先校正時間常數等效值Tcvnt。
在接下來的步驟S202中，通過下式(14)計算指令開度預測值Adlyvnt。
Adlyvnt＝Avnt×Tcvnt+Adlyvntn-1×(1-Tcvnt)(14)這里，Adlyvntn-1＝是在執行該子程序時直接先前處理時刻所計算的Adlyvnt的值。
在此，在指令開度Avnt和指令開度預測值Adlyvnt之間的關系對應于在目標開度Rvnt和開度預測值Cavnt之間的關系。
在下面的步驟S203中，將指令開度預測值Adlyvnt與該子程序所計算的執行M次以前的指令開度預測值Adlyvntn-m進行比較。
當Adlyvnt≥Adlyvntn-m時，指令開度增加或恒定。在這種情況下，在步驟S204中子程序將操作方向標志fvnt設定為1，并進行到步驟S206。
在步驟S206中，確定Adlyvnt＝Adlyvntn-m是否成立。當Adlyvnt＝Adlyvntn-m時，在步驟S207中，將能率保持標志fvnt2設定為1，并終止該子程序。
當Adlyvnt＝Adlyvntn-m不成立時，該子程序進行到步驟S208。
當在S203中Adlyvnt＜Adlyvntn-m時，表明指令開度降低。在這種情況下，在步驟S205中該子程序使操作方向標志fnvt復位為零，并且該程序進行到步驟S208。
在步驟S208中，能率保持標志fvnt2復位為零，該子程序終止。
因此，在設定兩個標志fvnt和fvnt2之后，控制單元41在附圖34的步驟S183中讀取能率值溫度校正量Dty_t。通過與REF信號同步地獨立地執行的附圖36的程序計算能率值溫度校正量Dty_t。
參考附圖36，在步驟S211中，控制單元41首先讀取發動機轉速Ne、目標燃油噴射量Qsol和冷卻水溫Tw。
在步驟S212中，通過查詢事先存儲在控制單元41的存儲器中的附圖37所示的映射圖由發動機轉速Ne和目標燃油噴射量Qsol計算基本廢氣溫度Texhb。基本廢氣溫度Texhb是在柴油發動機1完全預熱之后的廢氣溫度。
在接下來的步驟S213中，基于冷卻水溫Tw，通過查詢事先存儲在控制單元41的存儲器中的附圖38所示的映射圖計算水溫校正系數Ktexh_Tw。
在步驟S214中，通過將基本廢氣溫度Texhb乘以水溫校正系數Ktexh_Tw計算廢氣溫度Texhi。
在接下來的步驟S215中，通過下式(15)將第一階處理延遲加入到廢氣溫度Texhi計算實際廢氣溫度Texhdly。這個值是考慮由廢氣溫度變化的熱慣性引起的延遲的值。
Texhdly＝Texhi×KEXH#+Texhdlyn-1×(1-KEXH#)(15)這里，KEXH#＝常數，以及Texhdlyn-1＝在執行該子程序時的直接在先時刻所計算的Texhdly。
在下面的步驟S216中，計算基本廢氣溫度Texhb和這個實際廢氣溫度Texhdly的差值dTexh。
在最后的步驟S217中，基于該差值dTexh，通過查詢事先存儲在控制單元41的存儲器中的附圖39所示的映射圖計算能率值溫度校正量Dty_t。在下文中將更加詳細地描述步驟S216和S217的處理的意義。
在步驟S183中的讀取Dty_t的值之后，控制單元41執行在附圖34的步驟S184之后的處理。步驟S184-S189都是將遲滯處理加入到能率值中的步驟。
參考附圖45描述這種遲滯處理，當指令開度Avnt的線性化處理值Ratdty增加時，根據連接在可變噴嘴53完全打開時的指令信號Duty_l_p和在可變噴嘴53完全關閉時的指令信號Duty_h_p的直線改變能率值。另一方面，當線性化處理值Ratdty降低時，根據連接在可變噴嘴53完全打開時的指令信號Duty_l_n和在可變噴嘴53完全關閉時的指令信號Duty_h_n的直線改變能率值。在附圖中，兩條線在可變噴嘴53幾乎關閉的區域中交叉，但這個區域是一種并不用于實際控制壓力控制閥56的區域。只要柴油發動機1已經完全預熱則可以設定這種特性。當實際廢氣溫度Texhdly較低時，如附圖40所示，對于相同的能率值壓力傳動裝置54使可變噴嘴53的開度特性更大。因此，需要應用在附圖36的步驟S216、S217中所計算的溫度校正量Dty_t來補償由于廢氣溫度引起的壓力傳動裝置54的特性的差值。
現在，在步驟S184中控制單元41確定操作方向標志fvnt。當操作方向標志fvnt為1時，即當指令開度Avnt增加或恒定時，執行步驟S185、S186的處理。在步驟S185中，通過查詢在附圖41中所示的Duty_h_p映射圖基于目標燃油噴射量Qsol計算在可變噴嘴53完全關閉時的能率值Duty_h。
在下面的步驟S186中，通過查詢在附圖42中所示的Duty_l_p映射圖計算在可變噴嘴53完全打開時的能率值Duty_l。
在步驟S184中當操作方向標志fvnt為0時，即當指令開度Avnt降低時，執行步驟S187、S188的處理。在步驟S187中，通過查詢在附圖43中所示的Duty_h_n映射圖基于目標燃油噴射量Qsol計算在可變噴嘴53完全關閉時的能率值Duty_h。在下面的步驟S188中，通過查詢在附圖44中所示的Duty_l_n映射圖基于目標燃油噴射量Qsol計算在可變噴嘴53完全打開時的能率值Duty_l。
在這個處理之后，該子程序進行到步驟S189。
在S189中，應用通過上述處理所得到的能率值Duty_h、Duty_l、指令開度Avnt的線性化處理值Ratdty和能率值溫度校正量Dty_t通過下式(16)執行線性插值處理計算指令能率基本值Dty_h。
Dty_h＝(Duty_h-Duty_l)×Ratdty+Duty_l+Dty_t(16)通過改變用于指令開度Avnt降低的情況和指令開度Avnt不降低的情況中的線性插值處理的直線，對于相同的線性化處理值Ratdty，在指令開度Avnt降低而不是其它的情況的情況下，使指令能率基本值Dty_h更小。
在接下來的步驟S190中，確定能率保持標志fvnt2。當能率保持標志fvnt2為1時，即指令開度預測值Adlyvnt不改變，在步驟S191中將指令能率值Dtyv設定為等于在執行該子程序時的直接在先時刻所計算的能率值Dtyvntn-1。在下文將更加詳細地描述能率值Dtyvntn-1。
當能率保持標志fvnt2為0時，即當指令開度預測值Adlyvnt改變時，在步驟S192中，將指令能率值Dtyv設定為等于在步驟S189中所計算的指令能率基本值Dty_h。
因此，在步驟S191或步驟S192中在確定指令能率值Dtyv之后，在最后的步驟S193中，控制單元41基于指令能率值Dtyv應用附圖46的子程序執行對可變噴嘴53的操作校驗。
參考附圖46，在步驟S221中，控制單元41首先讀取指令能率值Dtyv、發動機轉速Ne、目標燃油噴射量Qsol和發動機冷卻水溫Tw。
在隨后的步驟S222-S225中，確定操作校驗條件是否滿足。僅當滿足所有的這些條件時才執行操作校驗。
在步驟S222中，確定目標燃油噴射量Qsol是否小于預定值QSOLDIZ#。當滿足這個條件時，意味著柴油發動機1停止供應燃油。
在步驟S223中，確定發動機轉速Ne是否小于預定值NEDIZ#。當滿足這個條件時，意味著柴油發動機1的發動機轉速Ne處于中速區或低速區。
在步驟S224中，確定發動機冷卻水溫Tw是否小于預定值TwDIZ#。當滿足這個條件時，意味著柴油發動機1的預熱沒有完成。
在步驟S225中，確定操作校驗標志Fdiz是否為0。當滿足這個條件時，意味著還沒有執行操作校驗。
當滿足所有這些條件時，在步驟S226中操作校驗計數器值CtFdiz遞增，該程序進行到步驟S227中。
如果不滿足步驟S222-S224的確定結果，則在步驟S233中該子程序使操作校驗標志Fdiz復位為0，并進行步驟S234。然而，在步驟S225中當操作校驗標志Fdiz為1時，立即進行到步驟S234中。
在步驟S227中，將操作校驗計數器值CtFdiz與預定的上限值CTRDIZH#進行比較。
當操作校驗計數器值CtFdiz小于上限值CTRDIZH#時，在步驟S228中，將操作校驗計數器值CtFdiz與預定的下限值CTRDIZL#進行比較。當操作校驗計數器值CtFdiz不小于下限值CTRDIZL#時，在步驟S229中，應用在附圖47中所示的子程序設定校驗操作的能率值Dtyvnt。
例如將上限值CTRDIZH#設定為7秒，而將下限值CTRDIZL#設定為2秒。在這種情況下，僅以上限值和下限值之差的5秒的間隔設定校驗操作的能率值。
在此，參考附圖47，下文將描述設定校驗操作的能率值的子程序。
在步驟S241中控制單元41首先讀取操作校驗計數器值CtFdiz和發動機轉速Ne。
在接下來的步驟S242中，基于操作校驗計數器值CtFdiz和下限值CTRDIZL#的差值通過查詢在附圖48中所示的映射圖設定控制模式值Duty_pu。這個映射圖事先存儲在控制單元71的存儲器中。設定控制模式值Duty_pu以使在操作校驗計數器值CtFdiz超過下限值CTRDIZL#之后根據經過的時間以較短的周期在0和1之間反復地改變它。
在接下來的步驟S243中，基于發動機轉速Ne通過查詢事先存儲在控制單元41的存儲器中的在附圖49中所示的映射圖計算指令到壓力控制閥56的能率值Duty_p_ne。根據發動機轉速Ne，假如校驗可變噴嘴53的打開和關閉操作的能率不同則設定能率值Duty_p_ne。例如，當可變噴嘴53關閉時，必需在此關閉廢氣壓力。根據在發動機轉速Ne中的增加增加廢氣壓力。
此外，當發動機轉速Ne處于高速區中時，為進行校驗操作可變噴嘴53的關閉對發動機的運行環境具有重要的影響。因此，在高速區段中，能率值Duty_p_ne隨著發動機轉速Ne增加而降低以減少對發動機運行環境的影響。
在下面的步驟S244中，通過將能率值Duty_p_ne乘以控制模式值Duty_pu來計算能率值Dtyvnt，并終止該子程序。
這樣，在附圖46的步驟S229中在設定用于校驗操作的能率值終止之后，附圖46的子程序也終止。
另一方面，在附圖46的步驟S227中，當操作校驗計數器值CtFdiz不小于上限值CTRDIZH#，執行步驟S230的處理。在此，將操作校驗計數器值CtFdiz操作的直接在先值CtFdizn-1與上限值CTRDIZH#進行比較。如果直接在先值CtFdizn-1小于上限值CTRDIZH#，它意味著在這個子程序的重復執行中CTRDIZH#首次達到上限值CTRDIZH#，在步驟S231中將能率值Dtyvnt設定為0，在步驟S232中將操作校驗標志Fdiz設定為1，并終止該子程序。
當操作校驗完成時在步驟S231中一旦設定能率值Dtyvnt為0，可變噴嘴53完全打開。這個操作的目的是在此后所執行的普通控制的過程中保持精確控制。通過將操作校驗標志Fdiz為1，在執行此后的子程序的過程中步驟S225的確定結果總是為負。這意味著僅在啟動柴油發動機1之后執行可變噴嘴53的操作校驗。
在另一方面，在步驟S230中當操作校驗計數器值CtFdiz的直接在先的值CtFdizn-1不小于上限值CTRDIZH#時，該子程序進行到步驟S234。在步驟S234中，操作校驗計數器值CtFdiz復位為0，該程序進行到步驟S235。
在步驟S228中當操作校驗計數器值CtFdiz小于預定的下限值CTRDIZL#時，該子程序也進行到步驟S235中。
在步驟S235中，將操作校驗的能率值Dtyvnt設定為等于在步驟S191或步驟S192中所確定的指令能率值Dtyv，該子程序終止。在這種情況下，執行可變噴嘴53的普通控制。
具體地說，當壓力傳動裝置54的操作比如在低溫等情況下不穩定時，可變噴嘴53的這種操作校驗使可變噴嘴53的操作平穩并增加在渦輪增壓壓力控制中的可靠性。
這樣，通過結束附圖46的子程序，附圖34的子程序以及附圖15的主程序的處理都終止。
接著，參考附圖5，描述廢氣再循環閥6的目標開口面積Aev的計算。這個程序由本發明的主要的特征組成。在每次輸入REF信號時執行這個程序。
首先，在步驟S11中，控制單元41應用在附圖7中所示的子程序計算廢氣再循環閥6的目標廢氣再循環量Tqec。
參考附圖7，在步驟S21中，控制單元41讀取在收集器3A的入口中的每汽缸的進氣量Qacn。Qacn是在附圖8的上述步驟S33中所計算的值。
在下面的步驟S22中，讀取目標廢氣再循環率Megr。目標廢氣再循環率Megr是通過附圖11的程序所計算的值。
在接下來的步驟S23中，通過下式(71)計算所需的廢氣再循環量Mqec。所需的廢氣再循環量Mqec也是每汽缸的量。
MQec＝Qacn×Megr(17)在接下來步驟S24中，通過下式(18)對所需的廢氣再循環量Mqec執行延遲處理，應用通過附圖18的程序計算時間常數等效值Kkin，將它轉換為與在柴油發動機1的進氣閥位置中每汽缸所需的廢氣再循環量相對應的中間值Rqec。該延遲處理對應于負壓控制閥5和廢氣再循環閥6的響應延遲。
Rqec＝Mqec×Kkin+Rqecn-1×(1-Kkin)(18)這里，Rqecn-1＝在執行該子程序時直接在先時刻所計算的Rqec。
在步驟S25中，通過應用中間值Rqec和所需的廢氣再循環量Mqec通過下式(19)執行預處理來計算在廢氣再循環閥6的位置中的每汽缸的目標廢氣再循環量Tqec。這種預處理補償了廢氣從廢氣再循環閥6通過收集器3A行進到柴油發動機1的進氣閥所需的時間引起的廢氣再循環量的變化的延遲。
Tqec＝Mqec×GKQEC+Rqecn-1×(1-GKQEC) (19)這里，GKQEC＝預校正增益。
在接下來的步驟S26中，通過下式(10)計算相加值Tqec1。
Tqec1＝Tqec+Dtqecn-1(20)這里，Dtqecn-1＝在執行該子程序時直接在先時刻所計算的超過/不足量Dtqec。
超過/不足量Dtqec是在前述的處理(A)-(E)中所解釋的值。在此，應用在執行附圖7的子程序時的直接在先時刻所計算的值。下文將描述超過/不足量Dtqec的計算。
在接下來的步驟S27中，控制單元41通過在附圖65中所示的子程序設定物理上限Tqelmh和物理下限Tqelml。
參考附圖65，在步驟S401中，控制單元41通過在附圖63中所示的子程序計算廢氣再循環閥流速Cqe(m/sec)。首先描述這個計算過程。
參考附圖63，在步驟S361中，控制單元41讀取實際廢氣再循環量Qec、實際廢氣再循環率Megrd和汽缸吸入新鮮空氣量Qac。
在步驟S362中，通過在附圖50中所示的子程序，計算廢氣再循環流速反饋校正系數Kqac0、廢氣再循環流速學習校正系數Kqac。
參考附圖50，在步驟S251中，控制單元41首先讀取目標進氣量tQac、汽缸吸入新鮮空氣量Qac、發動機轉速Ne和目標燃油噴射量Qsol。
在步驟S252中，應用下式(21)通過附圖8的程序所計算的時間常數等效值Kkin和目標進氣量tQac來計算目標進氣量tQac的延遲處理值tQacd。這個值對應于在柴油發動機1的進氣閥位置中的目標進氣量。
tQacd＝tQac×Kkin×KQA#+tQacdn-1×(1-Kkin×kQA#)(21)這里，KQA#＝常數，以及tQacdn-1＝在執行該子程序時直接在先時刻所計算的tQacd。
在下面的步驟S253中，讀取與廢氣再循環閥的控制相關的反饋允許標志fefb、學習允許標志felrn和學習值反射允許標志felrn2。
通過分別在附圖51、附圖52和附圖53中所示的獨立的程序設定這些標志。
附圖51所示為設定反饋允許標志fefb的程序。以10毫秒的間隔執行這個程序。
參考附圖51，首先在步驟S271中，控制單元41讀取發動機轉速Ne、目標燃油噴射量Qsol、實際廢氣再循環率Megrd和發動機冷卻水溫Tw。
在隨后的步驟S272-S275中，確定廢氣再循環量反饋控制條件。
在步驟S272中，確定實際廢氣再循環率Megrd是否超過預定值MEGRFB#。預定值MEGRFB#是證實實際執行廢氣再循環的值。在步驟S273中，確定冷卻水溫Tw是否超過預定值TwFBI#。將預定值TwFBL#設定為30′C。在步驟S274中，確定目標燃油噴射量Qsol是否超過預定值QSOLFBL#。
預定值QSOLFBL#是證實柴油發動機1沒有處于燃油切斷狀態的值。在步驟S275中，確定發動機轉速Ne是否超過預定值NeFBL#。預定值NeFBL#是證實機車沒有處于柴油發動機1停止旋轉的低速區中的值。
當滿足步驟S272-S275中的所有的條件時，該子程序進行到步驟S276中并使定時器值Ctrfb加1。
在后面的步驟S278中，確定定時器值Ctrfb是否大于預定值TMRFB#。預定值TMRFB#例如設定為小于1秒的值。當這種確定的結果為肯定時，在步驟S279中該子程序將反饋允許標志fefb設定為1，該子程序終止。在另一方面，如果步驟S272-S275中的任一條件不滿足時，在步驟S277中，該子程序使定時器值Ctrfb復位為0，并進行到后面的步驟S280。
當步驟S278的確定為否定時，該子程序也進行到步驟S280。
在步驟S280中，反饋允許標志fefb復位為0，該子程序終止。
根據這個子程序，僅在步驟S272-S275的所有條件都滿足的狀態繼續超過預定值TMRFB#的時間時將反饋允許標志fefb設定為1，而在其它的情況下，將反饋允許標志fefb復位為0。
附圖52所示為設定學習值反射允許標志felrn2的程序。這個程序也以10毫秒的間隔執行。
參考附圖52，首先在步驟S291中，控制單元41讀取發動機轉速Ne、目標燃油噴射量Qsol、實際廢氣再循環率Megrd和發動機冷卻水溫Tw。
在隨后的步驟S292-S295中，確定廢氣再循環量學習值反射條件。
在步驟S292中，確定實際廢氣再循環率Megrd是否超過預定值MEGRLN2#。預定值MEGRLN2#是證實實際執行廢氣再循環的值。在步驟S293中，確定冷卻水溫Tw是否超過預定值TwLN2#。將預定值TwLN2#設定為20′C。在步驟S294中，確定目標燃油噴射量Qsol是否超過預定值QSOLLN2#。預定值QSOLLN2#是證實柴油發動機1沒有處于燃油切斷狀態的值。在步驟S295中，確定發動機轉速Ne是否超過預定值NeLN2#。預定值NeLN2#是證實機車沒有處于柴油發動機1停止旋轉的低速區中的值。
只有在滿足步驟S292-S295中的所有的條件時，該子程序進行到步驟S296中并使定時器值Ctrln2加1。
在后面的步驟S298中，確定定時器值Ctrln2是否大于預定值TMRLN2#。預定值TMRLN2#例如設定為0.5秒。當這種確定的結果為肯定時，在步驟S299中該子程序將學習值反射允許標志felrn2設定為1，該子程序終止。
在另一方面，如果步驟S292-S295中的任一條件不滿足時，在步驟S297中，該子程序使定時器值Ctrln2復位為0，并進行到后面的步驟S300。當步驟S298的確定為否定時該子程序也進行到步驟S300。
在步驟S300中，學習值反射允許標志felrn2復位為0，該子程序終止。
附圖53所示為設定學習允許標志felrn的程序。這個程序也以10毫秒的間隔執行。
參考附圖53，首先在步驟S311中，控制單元41讀取發動機轉速Ne、目標燃油噴射量Qsol、實際廢氣再循環率Megrd和冷卻水溫Tw。
在隨后的步驟S312-S317中，確定廢氣再循環量學習允許條件。
在步驟S312中，確定實際廢氣再循環率Megrd是否超過預定值MEGRLN#。預定值MEGRLN#是證實實際執行廢氣再循環的值。在步驟S313中，確定冷卻水溫Tw是否超過預定值TwLNL#。將預定值TwLNL#設定為70-80′C。在步驟S314中，確定目標燃油噴射量Qsol是否超過預定值QSOLLNL#。預定值QSOLLNL#是證實柴油發動機1沒有處于燃油切斷狀態的值。在步驟S315中，確定發動機轉速Ne是否超過預定值NeLNL#。預定值NeLNL#是證實機車沒有處于柴油發動機1停止旋轉的低速區中的值。在步驟S316中，確定反饋允許標志fefb是否為1。在步驟S317中，確定學習值反射允許標志felrn2是否為1。
只有在滿足步驟S312-S317中的所有的條件時，該子程序進行到步驟S318中并使定時器值Ctrln加1。
在后面的步驟S320中，確定定時器值Ctrln是否大于預定值TMRLN#。預定值TMRLN#例如設定為4秒。當這種確定的結果為肯定時，在步驟S321中該子程序將學習允許標志felrn設定為1，該子程序終止。在另一方面，如果步驟S312-S317中的任一條件不滿足時，在步驟S319中，該子程序使定時器值Ctrln復位為0，并進行到后面的步驟S322。當步驟S320的確定為否定時該子程序也進行到步驟S322。在步驟S322中，學習允許標志felrn復位0，該子程序終止。
再次參考附圖50，在讀取這個反饋允許標志fefb、學習值反射允許標志felrn2和學習允許標志felrn之后，在步驟S254中，控制單元41確定反饋允許標志fefb是否為1。
當反饋允許標志fefb為1時，在計算在步驟S255中的廢氣再循環量的反饋校正系數Kqac00和在步驟S256中的廢氣再循環閥流速Cqe的反饋校正系數Kqac0之后，控制單元41進行到步驟S259中。
在另一方面，當在步驟S254中反饋允許標志fefb不為1時，控制單元41在步驟S257中將廢氣再循環量的反饋校正系數Kqac00設定為1，并在后面的步驟S258中將反饋校正系數Kqac0設定為1，然后進行到步驟S259中。
現在，描述在步驟S255中所執行的廢氣再循環量的反饋校正系數Kqac00的計算和在步驟S256中所執行的廢氣再循環流速的反饋校正系數Kqac0的計算。
通過附圖54的子程序執行廢氣再循環量的反饋校正系數Kqac00的計算。
參考附圖54，在步驟S331中，控制單元41首先讀取目標進氣量的延遲處理值tQacd、汽缸吸入新鮮空氣量Qac、發動機轉速Ne、目標燃油噴射量Qsol和發動機冷卻水溫Tw。延遲處理值tQacd是在附圖50的步驟S252中所計算的值。
在步驟S332中，基于發動機轉速Ne和目標燃油噴射量Qsol，通過查詢事先存儲在控制單元41的存儲器中的附圖55所示的映射圖來計算廢氣再循環率的校正增益Gkfb。在后面的步驟S333中，基于冷卻水溫Tw，通過查詢事先存儲在控制單元41的存儲器中的附圖56的映射圖來計算校正增益的水溫校正系數KgfbTw。
在最后的步驟S334中，應用校正增益Gkfb和水溫校正系數KgfbTw，通過下式(22)計算廢氣再循環量的反饋校正系數Kqac00。
Kqac00＝(tQacd/Qac-1)×Gkfb×KgfbTw+1 (22)等式(22)的右邊的第一項(tQacd/Qac-1)是相對于汽缸吸入新鮮空氣量Qac的目標進氣量延遲處理值tQacd的誤差比率。因此，廢氣再循環量的反饋校正系數Kqac00是中心在1的值。
通過在附圖57中所示的子程序執行廢氣再循環閥流速的反饋校正系數Kqac0的計算。
參考附圖57，在步驟S341中，控制單元41首先讀取首先讀取目標進氣量的延遲處理值tQacd、汽缸吸入新鮮空氣量Qac、發動機轉速Ne、目標燃油噴射量Qsol和冷卻水溫Tw。
在步驟S342中，基于發動機轉速Ne和目標燃油噴射量Qsol，通過查詢事先存儲在控制單元41的存儲器中的附圖58所示的映射圖來計算廢氣再循環流速的校正增益Gkfbi。
在步驟S343中，基于冷卻水溫Tw，通過查詢事先存儲在控制單元41的存儲器中的附圖59的映射圖來計算水溫校正系數KgfbiTw。
在后面的步驟S344中，應用校正增益Gkfbi和水溫校正系數KgfbiTw，通過下式(23)計算誤差率Rqac0。Rqac0＝(tQacd/Qac-1)×Gkfbi×KgfbiTw+Rqac0n-1(23)這里，Rqac0n-1＝在執行該子程序時直接在先時刻所計算的Rqac0。
在后面的步驟S345中，通過將1加入到誤差率Rqac0，計算廢氣再循環流速反饋校正系數Kqac0。因此，廢氣再循環閥流速的反饋校正系數Kqac0是與誤差率積分成比例的值。
現在，參考附圖50，在設定廢氣再循環閥流速的反饋校正系數Kqac0和廢氣再循環量的反饋校正系數Kqac00之后，在步驟S259中，控制單元41確定學習值反射允許標志felrn2是否為1。
當學習值反射允許標志felrn2為1時，即當在學習值的廢氣再循環量控制中的反射允許時，在步驟S260中，基于發動機轉速Ne和目標燃油噴射量Qsol，控制單元41通過查詢事先存儲在控制單元41的存儲器中的附圖60中所示的映射圖來讀取誤差率學習值Rqacn。在接下來的步驟S261中，通過將1加入到誤差率學習值Rqacn中來計算廢氣再循環流速學習校正系數Kqac。
當在步驟S259中學習值反射允許標志felrn2不為1時，在步驟S262中控制單元41將廢氣再循環流速學習校正系數Kqac設定為1。
在步驟S261或步驟S262的處理之后，在步驟S263中，控制單元41確定學習允許標志felrn是否為1。
當在步驟S264中學習允許標志felrn為1時，控制單元41從廢氣再循環流速反饋校正系數Kqac0中減1以計算誤差率的當前值Rqacp。在后面的步驟S266中，應用附圖61的子程序更新該學習值，并終止該子程序。
當學習允許標志felrn不為1時，在步驟S265中，控制單元41使誤差率的當前值Rqacp復位為0，并終止附圖50的子程序。
接著，描述在步驟S266中所執行的學習值的更新。
參考附圖61，在步驟S351中，控制單元41首先讀取發動機轉速Ne、目標燃油噴射量Qsol和在步驟S264中所計算的誤差率Rqacp。
在步驟S352中，基于發動機轉速Ne和目標燃油噴射量Qsol，通過查詢事先存儲在控制單元41的存儲器中的在附圖62中所示的映射圖來計算學習率Tclrn。
在步驟S353中，基于發動機轉速Ne和目標燃油噴射量Qsol，通過前述的附圖60所示的映射圖計算誤差率學習值Rqacn。
在后面的步驟S354中，將通過下式(24)處理的加權平均值加入到在步驟S351中所讀取的誤差率Rqacp中，并更新誤差率學習值。Rqacn(新的)＝Rqacp×Tclrn+Rqacn(舊的)×(1-Tclrn)(24)這里，Rqacn(新的)＝要寫入到映射圖中的誤差率學習值Rqacn，Rqacp＝在步驟S351中讀取的誤差率，以及Rqacn(舊的)＝在步驟S353中從該映射圖中讀取的誤差率學習值Rqacn。
在接下來的步驟S355中，應用通過這種方式所計算的誤差率學習值Rqacn(新的)來覆蓋附圖60的映射圖的存儲值。
通過終止附圖61的子程序，控制單元41終止附圖50的子程序的處理。
再次參考附圖63，在步驟S363中控制單元41應用在步驟S362中所計算的廢氣再循環流速學習校正系數Kqac和廢氣再循環流速反饋校正系數Kqac0通過下式(25)計算經校正的實際廢氣再循環量Qec_h。
Qec_h＝Qec×Kqac×Kqac0 (25)在步驟S364-S367中，當廢氣再循環操作開始時設定經校正的實際廢氣再循環量Qec_h的初始值。在步驟S364中，確定經校正的實際廢氣再循環量Qec_h是否為0。當Qec_h為0時，即當廢氣再循環沒有運行時，在步驟S365中通過下式(26)設定經校正的實際廢氣再循環量Qec_h，該程序進行到步驟S366中。當在步驟S364中經校正的實際廢氣再循環量不為0時，該程序繞過步驟S365并進行到步驟S366中。
Qec_h＝Qac×MEGRL#(26)這里，MEGRL#＝常數。
在步驟S366中，確定實際廢氣再循環率Megrd是否為0。當實際廢氣再循環率Megrd為0時，在步驟S367中將實際廢氣再循環率Megrd設定為等于常數MEGRL#，該程序進行到步驟S368中。當實際廢氣再循環率Megrd不為0時，該程序饒過步驟S367，進行到步驟S368。
當廢氣再循環閥6完全關閉時，廢氣再循環閥6的廢氣再循環閥流速為0，等式(25)和(26)是在廢氣再循環操作開始時(即廢氣再循環閥6開始打開時)用于設定用于流速的計算的參數的初始值的等式。例如可以將常數MEGRL#設定為0.5。
根據柴油發動機1的運行狀態不同，在廢氣再循環操作開始時廢氣再循環閥6的上游和下游的壓差不同，結果，當廢氣再循環操作開始時的廢氣再循環閥流速也不同。在廢氣再循環閥6開始打開時的廢氣再循環閥6的上游和下游壓差取決于汽缸吸入新鮮空氣量Qac。因此，通過等式(26)使Qec_h的初始值與汽缸吸入新鮮空氣量Qac成正比可以改善在廢氣再循環操作開始時的廢氣再循環閥流速的計算精度。
現在，在步驟S368中，基于經校正的實際廢氣再循環量Qec_h和實際廢氣再循環率Megrd，控制單元41通過查詢事先存儲在控制單元41的存儲器中的附圖64所示的映射圖來計算廢氣再循環閥流速Cqe，并且該子程序終止。
在計算廢氣再循環閥流速Cqe之后，在附圖65的步驟S402中控制單元41通過下式(27)計算物理上限Tqelmh。
Tqelmh＝Cqe×AEVMX×K/Ne (27)這里，AEVMX＝廢氣再循環閥最大的開口面積(m2)，K＝轉換系數，和Ne＝發動機轉速。
等式(27)右邊的項表示通過轉換每汽缸的廢氣再循環閥6的最大流量(m3/sec)所得到的值。控制單元41將這個等式設定為物理上限Tqelmh。換句話說，物理上限Tqelmh是在物理上能夠達到的每汽缸的最大的廢氣再循環量。
在接下來的步驟S403中，將物理下限Tqelml設定為等于0，該子程序終止。該物理下限Tqelml是廢氣再循環閥6在物理上所能夠達到的每汽缸的最小的廢氣再循環量。通常，在廢氣再循環閥6完全關閉時的廢氣再循環量為0。盡管這樣，還是要設定物理下限Tqelml的原因如下。
在發動機包括吸入通常殘留在廢氣再循環通道比如收集器3A中的廢氣的機構的情況下，或者在存在在反方向上形成廢氣流的條件時，可以設想的是在物理上可達到的每汽缸的最小的廢氣再循環量將為負值。
例如在廢氣再循環通道4中具有柴油機微粒過濾器的機構的發動機中滿足這種條件，其中在足夠的渦輪增壓壓力下使在進氣通道3中的廢氣反向流進廢氣再循環通道4中，將截留在過濾器中的顆粒吹進排氣通道2中。
在根據本發明的控制單元41中，提供設定物理下限的步驟S403以處理這種類型的情況。
在通過附圖65的子程序已經設定了這些物理限制之后，在附圖7的步驟S28中控制單元41通過這些物理限制限定相加值Tqec1。具體地說，選擇相加值Tqec1和物理下限Tqelml中更大的一個，將所選擇的值和物理上限Tqelmh中的更小的一個設定為每汽缸限制的目標廢氣再循環量Tqecf。
在接下來的步驟S29中，應用每汽缸限制的目標廢氣再循環量Tqecf、通過附圖50的子程序的計算廢氣再循環量反饋校正系數Kqac00和在附圖8的程序中所使用的常數KCON#，通過下式(28)計算目標廢氣再循環量Tqek。
Tqec＝Tqecf×(Ne/KCON#)/Kqac00 (28)這里，Ne＝發動機轉速。
在最后的步驟S30中，計算在相加值Tqec1和每汽缸限制目標廢氣再循環量Tqecf之間的差值作為超過/不足量Dtqec，并終止該子程序。應用這個值Dtqec作為在執行該子程序的下一時刻中在步驟S26中的超過/不足量的直接在先值Dtqecn-1。
在通過附圖7的子程序計算目標廢氣再循環量Tqek后，在附圖5的步驟S12中，控制單元41讀取在上述的附圖63的子程序中所計算的廢氣再循環流速Cqe。
在接下來的步驟S13中，應用目標廢氣再循環量Tqek和廢氣再循環流速Cqe，通過下式(29)計算目標廢氣再循環閥開口面積Aev。
Aev＝Tqek/Cqe (29)應用附圖6的映射圖將所獲得的目標廢氣再循環閥開口面積Aev轉換為例如廢氣再循環閥6的升量或驅動信號。因此，通過給驅動廢氣再循環閥6的壓力控制閥5輸出基于這些參數的能率信號，控制單元41將廢氣再循環閥6的開口控制到目標廢氣再循環閥開口面積Aev。
接著，參考附圖16，描述涉及渦輪增壓器50的壓力控制的本發明的第二實施例。
根據本實施例，應用在附圖16中所示的程序替代附圖15的程序來計算渦輪增壓器的壓力控制閥的能率值Dtyvnt。與在附圖15的程序的情況一樣，附圖16的程序也以10毫秒的間隔執行。
在附圖15的程序中，基于實際廢氣再循環量Qec計算可變噴嘴53的目標開度Rvnt，但在附圖16的程序中，基于實際廢氣再循環率Megrd計算目標開度Rvnt。
具體地說，在附圖16的程序中，省去了計算實際廢氣再循環量Qec的附圖15的步驟S73的處理。同時，在計算可變噴嘴53的目標開度Rvnt的過程中應用在附圖27中所示的程序替代在附圖25中所示的程序。其它的處理細節都與第一實施例的處理細節相同。
參考附圖27，在步驟S131中，控制單元41讀取目標吸入新鮮空氣量tQac、實際廢氣再循環率Megrd、發動機轉速Ne和目標燃油噴射量Qsol。
在步驟S132中，執行與附圖15的步驟S22相同的計算，計算設定的吸入新鮮空氣量等效值tQas0。
在步驟S133中，基于設定的吸入新鮮空氣量等效值tQas0和實際廢氣再循環率Megrd，通過查詢事先存儲在控制單元41的存儲器中的在附圖28中所示的映射圖來計算可變噴嘴53的目標開度Rvnt。
在第一實施例的附圖26的映射圖中，垂直軸表示廢氣再循環量等效值Qes0，但是在附圖28的映射圖中，垂直軸表示實際廢氣再循環率Megrd。兩個映射圖僅在這些參數方面不同，但不管使用那個映射圖所獲得的目標開度Rvnt的特征都相同。
在前述的實施例中，控制單元41除了如已有技術一樣執行補償相對于所需的廢氣再循環量Mqec的負壓控制閥5和廢氣再循環閥6的響應延遲的預處理校正以外，還校正與廢氣通過收集器3A從廢氣再循環閥6到達柴油發動機1的進氣閥所需的時間相對應的延遲。此外，還通過執行如前述處理(A)-(E)如附圖66A和66B所示地改變廢氣再循環量。
在這些附圖中，附圖66A所示為在所需的廢氣再循環量階梯式增加時廢氣再循環量的變化，附圖66B所示為在所需的廢氣再循環量階梯式減少時廢氣再循環量的變化。
在附圖66A中，當在時刻t1時所需的廢氣再循環量Mqec階梯式增加時，通過所需的廢氣再循環量Mqec預先校正和延遲校正所校正的目標廢氣再循環量Tqec大大地超過物理上限Tqelmh。因此，即使將與目標廢氣再循環量Tqec相對應的指令信號輸出到負壓控制閥5，廢氣再循環量也不會超過物理上限Tqelmh。
隨后，目標廢氣再循環量Tqec以一階延遲降低，在時刻t2之后，下降到所需的廢氣再循環量Mqec之下。結果，當將與目標廢氣再循環量Tqec相對應的指令信號輸出到負壓控制閥5時，如在該附圖中的曲線X所示，在時刻t2之后的實際廢氣再循環量Qec的增加率降低，有時要求實際廢氣再循環量Qec趕上所需的廢氣再循環量Mqec。
在另一方面，在這種控制裝置中，當目標廢氣再循環量Tqec超過物理上限Tqelmh時，在輸出信號的下一時刻將指令信號輸出到負壓控制閥5，該指令信號對應于通過將超過量Dtqec加入到目標廢氣再循環量Tqec所獲得的相加值。當相加值Tqec1超過物理上限Tqelmh比目標廢氣再循環量Tqec超過物理上限Tqelmh更長的時間時，即使在時刻t2之后仍然將對應于物理上限Tqelmh的指令信號繼續輸出到負壓控制閥5。因此，即使在時刻t2之后，實際廢氣再循環量的增加率Qec并不下降，如在該附圖中的曲線Y所示，實際廢氣再循環量Qec快速地會集到目標廢氣再循環量Mqec。應該注意的是由在該附圖中的曲線X和Y所包圍的區域對應于廢氣再循環量的差值。
如附圖66B所示，在時刻t1上在所需的廢氣再循環量Mqec以階梯式的方式降低的情況下，通過將與相加值Tqec1相對應的指令信號輸出到負壓控制閥5而不是目標廢氣再循環量Tqec來同樣地增強實際廢氣再循環量Qec跟隨所需的廢氣再循環量Mqec的能力。
在這種控制裝置中，根據廢氣再循環閥流速Cqe設定物理上限Tqelmh。廢氣再循環閥流速Cqe是對應于廢氣再循環閥6的上游和下游壓差的值。當機車減速時，廢氣再循環閥6的上游和下游壓力差降低，如在附圖67C中的虛線所示。隨后，廢氣再循環閥流速Cqe也降低。以值A表示在減速開始時由等式(28)所計算的物理上限Tqelmh的值，以值B表示在減速結束時由等式(28)所計算的物理上限Tqelmh的值。
在此，考慮三種情況，即(1)物理上限Tqelmh固定在值A的情況、(2)物理上限Tqelmh固定在值B的情況和(3)物理上限Tqelmh根據廢氣再循環閥流速Cqe改變的情況。情況(3)對應于本發明。在所有的這些情況中，通過分別將超過量Dtqec加入到物理上限Tqelmh來計算相加值Tqec1。
參考附圖67A，在情況(1)中，由于物理上限Tqelmh較大，在減速開始時實際廢氣再循環率跟蹤目標廢氣再循環率的能力較好，但相加值Tqec1不久下降到物理上限Tqelmh之下。隨后，在減速的后半段中，由于沒有產生超過量Dtqec，實際廢氣再循環率跟蹤目標廢氣再循環率的能力降低，需要一定的時間使實際廢氣再循環率會集到目標廢氣再循環率。
在情況(2)中，由于物理上限Tqelmh較小，跟蹤目標廢氣再循環量的能力在減速開始時較低。此外，相加值Tqec1繼續超過物理上限Tqelmh較長的時間，因此在減速的后半段中實際廢氣再循環率超過。結果，廢氣再循環率會集到目標廢氣再循環量所需的時間實際上與情況(1)所需的時間相同。
在情況(3)中，由于物理上限Tqelmh在減速開始時較大，而物理上限Tqelmh在減速結束時較小，因此在減速開始時和減速結束時獲得較好的跟蹤特性，實際廢氣再循環率在較短的時間內會集到目標廢氣再循環量。
附圖68A-68C所示為NOx排放量的變化、所需的廢氣再循環量Mqec的延遲校正和在煙塵或粒狀物質(PM)處于相同等級的情況中在加速的過程中的預先校正之間的關系。在加速的過程中，由于發動機轉速Ne和目標燃油噴射量Qsol都增加，廢氣再循環率降低，如附圖12的映射圖所示。當加速已經完成時，發動機轉速Ne和目標燃油噴射量Qsol都降低而同時機車速度保持恒定。隨后，在附圖68B中所示的廢氣再循環率以階梯式的方式增加，NOx排放量在這時增加，如附圖68C所示。
附圖68C的點劃線表示通過僅將附圖7的步驟S24的延遲校正加入到所需的廢氣再循環量Mqec中確定每汽缸目標廢氣再循環量Tqec的情況，而細線表示通過將附圖7的步驟S24的延遲校正和步驟S25的預先校正加入到所需的廢氣再循環量Mqec中確定每汽缸目標廢氣再循環量Tqec的情況。在這兩種情況中，并不對目標廢氣再循環量Tqec進行限制處理。在該附圖中的粗線表示在本發明的控制下NOx排放量。如該附圖所示，通過提供可變化的物理限制，可以減少NOx排放量。
在物理上限Tqelmh的確定過程中所使用的廢氣再循環流速Cqe是不受發動機運行狀態(即穩定狀態或過渡狀態)影響的值。因此，通過根據廢氣再循環流速Cqe設定物理上限Tqelmh，消除了在過渡狀態中在控制廢氣再循環量中的延遲，增強了會集到廢氣再循環量的目標值的能力。
在前述的實施例中，預測廢氣再循環流速Cqe并基于這個預測值控制廢氣再循環閥6，然而，還可以預測與廢氣再循環流速Cqe相關的廢氣再循環閥6的上游和下游的壓力差，并基于這個壓力差控制廢氣再循環閥6。
接著，參考附圖69-76描述本發明的第三實施例。附圖69所示為用于計算廢氣再循環閥開口面積Aev的程序，替代前述的第一和第二實施例的附圖5的程序。與附圖5的程序一樣，這個程序也與REF信號同步地執行。
在前述的第一和第二實施例中，基于廢氣再循環閥6的目標廢氣再循環量Tqek計算廢氣再循環閥開口面積Aev，但在本實施例中，從目標開度Rvnt和每汽缸限制目標廢氣再循環量Tqecf中計算廢氣再循環閥開口面積Aev。
在附圖69的步驟S411中，應用附圖70的子程序計算每汽缸的限制目標廢氣再循環量Tqecf。附圖70與附圖7的程序相同，但沒有步驟S29。通過在附圖71中所示的子程序執行在附圖70的步驟S27中所執行的物理上限Tqelmh和物理下限Tqelml的設定。
參考附圖71，首先在步驟S421中，控制單元41讀取實際廢氣再循環率Megrd的延遲處理值RVNTE和目標開度Rvnt。
在此，延遲處理值RVNTE是通過在附圖72中所示的獨立的程序所計算的值。以與REF信號同步地執行這個程序。
參考附圖72，首先在步驟S431中，控制單元41讀取在附圖29的子程序的步驟S144中所設定的目標開度Rvnt和預先校正時間常數等效值Tcvnt以控制過壓。如上文所述，預先校正時間常數等效值Tcvnt是補償可變噴嘴53的操作延遲的值。
在接下來的步驟S432中，從目標開度Rvnt和預先校正時間常數等效值Tcvnt中通過下式(30)計算延遲處理值RVNTE，該程序終止。RVNTE＝Rvnt×Tcvnt×KVN1#+RVNTEn-1×(1-Tcvnt×KVN1#)(30)這里，KVN1#＝常數，以及RVNTEn-1#＝在執行該程序時直接在先時刻所計算的RVNTE。
在等式(30)中所計算的延遲處理值RVNTE表示基于由控制單元41輸出到壓力控制閥56的能率信號可變噴嘴53的實際開口。
在附圖71的步驟S422中讀取通過附圖72的程序所計算的延遲處理值RVNTE，控制單元41基于延遲處理值RVNTE通過查詢在附圖73中所示的映射圖計算每單元位移的最大廢氣再循環流量基本值Eqmaxb。這個映射圖事先存儲在控制單元41的存儲器中。在此，將每單元位移的最大廢氣再循環流量基本值Eqmaxb設定為越大的值，目標開口的延遲處理值RVNTE越小。這是因為當噴嘴53的開口減少時，渦輪增壓壓力增加，廢氣再循環閥6的上游和下游壓力差增加，流經廢氣再循環閥6的最大的流量增加。
在后面的步驟S243中，通過下式(31)計算實際廢氣再循環率Megrd的變化量Dregr。
Dregr＝Megrd-Megrdn-1(31)這里，Megrd＝在執行該子程序時的直接在先時刻所計算的Megrd。
在接下來的步驟S424中，基于變化量Dregr參考在附圖74中所示的映射圖計算最大廢氣再循環流量校正值Kemin。
在步驟S425中，通過校正系數kemin和最大廢氣再循環流量基本值Eqmaxb從下式(32)中計算每汽缸的最大廢氣再循環量。
Tqelmh＝Egmaxb×Kemin×SVOL# (32)這里，SVOL#＝柴油發動機1的位移。
如附圖74所示，當廢氣再循環率增加時，即當Dregr＞0時，最大流量校正系數kemin是大于1.0的值。相反地，當廢氣再循環率降低時，即當Dregr＜0時，它是小于1.0的正值。根據等式(32)，物理上限根據廢氣再循環率的增加而增加，這是由于下述的原因。當廢氣再循環率增加時，廢氣再循環閥6的上游和下游壓力差朝降低方向上變化。如附圖67C的虛線所示該壓力差逐漸降低，在這種逐漸降低的間隔中，它超過在穩定狀態中的壓力差，即如在該附圖中的實線所示。換句話說，在這種間隔中，可以比在穩定狀態中執行更多的廢氣再循環。物理上限根據廢氣再循環率的增加而增加的原因是在實際的特性中所反映出的這種現象。相反地，當廢氣再循環率降低時，廢氣再循環閥6的上游和下游壓力差朝增加的方向變化，但由于這種壓力差逐漸增加而不是階梯式變化，在逐漸增加的間隔中，它小于在穩定狀態中的壓力差。這是由于物理上限根據等式(32)中的廢氣再循環率降低而降低原因。
在最后的步驟S426中，將物理下限Tqelml設定為0，該子程序終止。
在附圖71的子程序終止之后，在附圖70的步驟S28中，控制單元41以與前述的第一實施例相同的方式計算每汽缸的限制目標廢氣再循環量Tqecf。此外，在步驟S30中，計算超過/不足量Dtqec，附圖70的子程序終止。
在這些子程序結束之后，在附圖69中的步驟S412中，控制單元41讀取廢氣再循環量反饋校正系數Kqac00、廢氣再循環流速反饋校正系數Kqac0和廢氣再循環流速學習校正系數Kqac。這些值是由第一實施例的附圖50的子程序所計算的值。
在步驟S413中，通過下式(33)計算每單元排放量的限制目標廢氣再循環量Tqecf2。
Tqecf2＝Tqecf/(Kqac×Kqac0×Kqac00)/SVOL# (33)這里，SVOL#＝柴油發動機1的位移。
在步驟S414中，讀取在附圖72的程序中所計算的目標開口的延遲處理值RVNTE。
在步驟S415中，基于每單元排放量的限制目標廢氣再循環量Tqecf2和目標開口的延遲處理值RVNTE，通過查詢在附圖75中所示的映射圖計算每單元排放量的目標廢氣再循環量開口面積Eaev。這個映射圖事先存儲在控制單元41的存儲器中。
在附圖75的映射圖中，延遲處理值RVNTE是水平軸，可以認為大致等于廢氣再循環閥6的上游和下游的壓力差。例如，如果將廢氣再循環閥6的開口設定為恒定，延遲處理值RVNTE越小，可變噴嘴53的開口越大和渦輪增壓壓力越高。因此，廢氣再循環閥6的上游和下游壓力差變得較大。相反，延遲處理值RVNTE越大，可變噴嘴53的開口越大，渦輪增壓壓力越低。因此，廢氣再循環閥6的上游和下游的壓力差降低。
因此，可以認為作為水平軸的延遲處理值RVNTE表示廢氣再循環閥6的上游和下游壓力差。通過將廢氣再循環量作為垂直軸，如從附圖75的映射圖中可以看到，可以用這些參數指定廢氣再循環閥6的開度。
在附圖75中的數字是為說明廢氣再循環閥6的開度的相對幅值而指定的臨時值。
本發明人通過實驗獲得了附圖75的映射圖，但應用如在附圖76中所示的理論上定義的映射圖也可以確定廢氣再循環閥開口面積Aev。
在附圖75和附圖76中，特征主要在該映射圖的右側的區域中不同，但由于在這個區域中并不實際實施控制，因此不管使用那種映射圖都不會對控制造成影響。
從這些映射圖中所讀取的不是廢氣再循環閥6的開口面積，而是每單元活塞位移的目標廢氣再循環閥開口面積Eaev。這是為了能夠應用該圖而不依賴于柴油發動機1的位移。
在附圖69的步驟S415中在控制單元41計算每單元位移容積的目標廢氣再循環閥開口面積Eaev之后，在步驟S416中通過將Eaev乘以柴油發動機1的位移SLOV#來計算目標廢氣再循環閥開口面積Aev，附圖69的程序終止。
應用附圖6的映射圖通過附圖69的程序所獲得的目標廢氣再循環閥開口面積Aev例如轉換為廢氣再循環閥6的升量或驅動信號。通過給驅動廢氣再循環閥6的壓力控制閥5輸出相應的能率信號，控制單元41將廢氣再循環閥6的開口控制為目標廢氣再循環閥開口面積Aev。
根據本實施例，基于目標開口的延遲處理值RVNTE(即基于渦輪增壓壓力控制的目標值)計算物理上限Tqelmh，因此物理上限根據渦輪增壓器50的運行狀態變化。因此，還是在本實施例中，消除了在過渡狀態中的廢氣再循環控制延遲，如第一和第二實施例一樣增強了跟蹤廢氣再循環量的目標值的能力。
在附圖75的映射圖中的垂直軸表示每單元位移的目標廢氣再循環率Tqecf2，但也可以應用通過下式(34)所轉換的每單元時間的目標廢氣再循環量Tqek作為垂直軸。Tqek＝Tqecf×(Ne/KCON#)/(Kqac×Kqac0×Kqac00)/SVOL# (34)這里，KCON#＝常數，KQac00＝廢氣再循環量反饋校正系數，KQac0＝廢氣再循環流速反饋校正系數，KQac＝廢氣再循環流速學習校正系數，以及SVOL#＝柴油發動機1的排量。
根據本發明人所獲得的實驗結果，當將每單元時間的值用作垂直軸，該映射圖的特征比當每單元位移的值用作垂直軸時更復雜。因此，理想的是應用每單元位移的值作為垂直軸。
在附圖75中，在水平軸上可以應用目標開度Rvnt代替延遲處理值RVNTE。
在上文的實施例中，應用目標開度Rvnt作為渦輪增壓器50的操作目標值。目標開度Rvnt表示開口面積相對于完全開口面積的比率。然而，也可以應用可變噴嘴53的目標開口面積代替目標開度Rvnt。
在上文的實施例中，將延遲處理和預處理加入到所需的廢氣再循環量Mqec中，但可以僅施加延遲處理。
在上文的實施例中，將物理上限Tqelmh設定為可變的值，而將物理下限Tqelml設定為固定值，并將超過/不足Dtqec加入到目標廢氣再循環量Tqec中。
然而，在這一點上可以作出各種變型。具體地說，物理上限Tqelmh和物理下限Tqelml都可以設定為固定值，并將超過/不足Dtqec加入到目標廢氣再循環量Tqec中。
應該理解的是將超過/不足Dtqec加入到目標廢氣再循環量Tqec中的目的是在目標廢氣再循環量Tqec已經下降到物理上限Tqelmh之下之后將廢氣再循環閥6的開口保持在與物理上限Tqelmh相對應的開口一時間段。還可以直接控制廢氣再循環閥6以在目標廢氣再循環量Tqec已經下降到物理上限Tqelmh之下之后將其保持在與物理上限Tqelmh相對應的開口預定的時間，而不需要將超過/不足量Dtqec加入到目標廢氣再循環量Tqec中。
上述的實施例描述了本發明應用于通過低溫預混合燃燒運行的柴油發動機的情況，在這種低溫預混合燃燒中熱產生模式是單級燃燒的模式，但本發明還可以應用到在預混合燃燒之后執行擴散燃燒的普通柴油發動機中。
工業應用領域如上文所述，本發明消除了由廢氣從廢氣再循環閥流到發動機的汽缸所需的時間引起的廢氣再循環控制的延遲，并改善了廢氣再循環量跟蹤目標值的響應。因此，本發明改善了汽車的柴油發動機的廢氣排放。
權利要求
1.一種用于發動機(1)的控制裝置，該發動機包括燃燒室(1A)、將空氣吸入到燃燒室(3A)的進氣通道(3)、將廢氣從燃燒室(3A)排出的排氣通道(2)以及廢氣再循環閥(6)，該廢氣再循環閥(6)使廢氣通道(2)的一部分廢氣再循環進燃燒室(1A)，該裝置包括檢測發動機(1)的運行狀態的傳感器(34，39)；和微處理器(41)，將該微處理器(41)編程為基于運行狀態設定目標廢氣再循環量(S25，S26)；確定廢氣再循環閥(6)的最大再循環量(S27)；將目標廢氣再循環量與最大再循環量進行比較(S28)；當目標廢氣再循環量超過最大再循環量時將目標廢氣再循環量限制為等于最大再循環量(S28)；基于目標廢氣再循環量控制廢氣再循環閥(6)的開度(S29)；以及在目標廢氣再循環量已經落到最大再循環量之下之后將廢氣再循環閥(6)的開度保持在與最大再循環量相對應的開度預定的時間(S26)。
2.如權利要求1所述的控制裝置，其中微處理器(41)進一步編程為周期性地控制廢氣再循環閥(6)的開口，并通過下述的步驟在目標廢氣再循環量已經落到最大再循環量之下之后將廢氣再循環閥(6)的開度保持在與最大再循環量相對應的開度預定的時間在每種控制時刻基于運行狀態設定目標廢氣再循環量(S25，S26)；當目標廢氣再循環量大于最大再循環量時計算在目標廢氣再循環量和最大再循環量之間的差值作為超過量(S30)；以及在下一控制時刻通過將超過量加入到目標廢氣再循環量來修改目標廢氣再循環量。
3.如權利要求1所述的控制裝置，其中微處理器(41)進一步編程為基于運行狀態改變最大再循環量(S402，S425)。
4.如權利要求1所述的控制裝置，其中微處理器(41)進一步編程為基于運行狀態計算目標廢氣再循環率(S22)、從目標廢氣再循環率和運行狀態中估計實際廢氣再循環量(S113)、從實際廢氣再循環量和目標廢氣再循環率中計算廢氣再循環閥的流速(S368)、從運行狀態和目標廢氣再循環率中計算所需的廢氣再循環量(S23)、計算通過將與廢氣再循環閥(6)的響應延遲相對應的延遲處理加入到所需的廢氣再循環量獲得的延遲處理值(S24)、計算通過將與廢氣從廢氣再循環閥(6)到燃燒室(1A)的到達時間相對應的預處理加入到延遲處理值獲得的目標廢氣再循環量(S25)、基于目標廢氣再循環量和速度確定廢氣再循環閥(6)的目標閥開口(S13)以及根據目標閥開口控制廢氣再循環閥(6)(S13)。
5.如權利要求1所述的控制裝置，其中檢測運行狀態的傳感器(34，39)包括檢測發動機(1)的轉速的傳感器(34)和檢測進氣通道(3)的進氣量的傳感器(39)。
6.如權利要求1所述的控制裝置，其中微處理器(41)進一步編程為確定廢氣再循環閥(6)的最小再循環量(S27)、將目標廢氣再循環量與最小再循環量進行比較(S28)、當目標廢氣再循環量小于最小再循環量時將目標廢氣再循環量限制到最小流量(S28)、基于目標廢氣再循環量控制廢氣再循環閥(6)的開口(S29)以及在目標廢氣再循環量已變得大于最小流量之后將廢氣再循環閥(6)保持在與最小再循環量相對應的開口預定的時間(S26)。
7.如權利要求1所述的控制裝置，其中微處理器(41)進一步編程為當目標廢氣再循環量增加時將最大再循環量設定為更大(S410，S27)。
8.如權利要求7所述的控制裝置，其中微處理器(41)進一步編程為基于運行狀態計算廢氣再循環閥(6)的流速(S401)以及基于廢氣再循環閥(6)的流速確定最大再循環量(S27)。
9.如權利要求1所述的控制裝置，其中發動機(1)包括柴油發動機(1)和微處理器(41)，該柴油發動機(1)包括根據在廢氣通道中的廢氣壓力對進氣通道(3)的進氣進行渦輪增壓的渦輪增壓器(50)，該微處理器(41)進一步編程為基于運行狀態計算渦輪增壓器(50)的運行目標值(S124)并基于運行目標值控制渦輪增壓器(50)(S75-S78)。
10.如權利要求9所述的控制裝置，其中微處理器(41)進一步編程為基于運行目標值確定最大再循環量(S422，425)。
11.如權利要求9所述的控制裝置，其中渦輪增壓器(50)包括在排氣通道2中的廢氣渦輪(52)、在進氣通道(3)中根據廢氣渦輪(52)的旋轉對進氣進行渦輪增壓的壓縮器(55)和具有調整流進廢氣渦輪(52)中的廢氣的橫截面面積的可變開口的可變噴嘴(53)，該運行目標值是可變噴嘴(53)的目標開口，以及微處理器(41)進一步編程為將最大再循環量設定為越大的值，可變噴嘴的目標開口越大(S416)。
12.一種用于發動機(1)的控制裝置，該發動機包括燃燒室(1A)、將空氣吸入到燃燒室(3A)的進氣通道(3)、將廢氣從燃燒室(3A)排出的排氣通道(2)以及廢氣再循環閥(6)，該廢氣再循環閥(6)使廢氣通道(2)的一部分廢氣再循環進燃燒室(1A)，該裝置包括檢測發動機(1)的運行狀態的裝置(34，39)；基于運行狀態設定目標廢氣再循環量的裝置(41，S25，S26)；確定廢氣再循環閥(6)的最大再循環量的裝置(41，S27)；將目標廢氣再循環量與最大再循環量進行比較的裝置(41，S28)；當目標廢氣再循環量超過最大再循環量時將目標廢氣再循環量限制為等于最大再循環量的裝置(41，S28)；基于目標廢氣再循環量控制廢氣再循環閥(6)的開度的裝置(41，S29)；以及在目標廢氣再循環量已經落到最大再循環量之下之后將廢氣再循環閥(6)的開度保持在與最大再循環量相對應的開度預定的時間的裝置(41，S26)。
13.一種用于發動機(1)的控制方法，該發動機包括燃燒室(1A)、將空氣吸入到燃燒室(3A)的進氣通道(3)、將廢氣從燃燒室(3A)排出的排氣通道(2)以及廢氣再循環閥(6)，該廢氣再循環閥(6)使廢氣通道(2)的一部分廢氣再循環進燃燒室(1A)，該方法包括檢測發動機(1)的運行狀態；基于該運行狀態設定目標廢氣再循環量；確定廢氣再循環閥(6)的最大再循環量；將目標廢氣再循環量與最大再循環量進行比較；當目標廢氣再循環量超過最大再循環量時將目標廢氣再循環量限制為等于最大再循環量；基于目標廢氣再循環量控制廢氣再循環閥(6)的開度；以及在目標廢氣再循環量已經落到最大再循環量之下之后將廢氣再循環閥(6)的開度保持在與最大再循環量相對應的開度預定的時間。
全文摘要
本發明涉及柴油發動機的控制。在具有廢氣再循環閥(6)的柴油發動機中,基于發動機的運行狀態所確定的目標廢氣再循環量與閥(6)的最大再循環量進行比較(S28)。當目標廢氣再循環量超過最大再循環量時,將目標廢氣再循環量限制到最大流量(S28)。在目標廢氣再循環量已經落到最大流量之下之后通過將廢氣再循環閥(6)的開度保持在與最大再循環量相對應的開度預定的時間(S26),使最大再循環量立即達到目標量。
文檔編號F02M25/07GK1380936SQ01801309
公開日2002年11月20日 申請日期2001年5月15日 優先權日2000年5月18日
發明者糸山浩之 申請人:日產自動車株式會社