[发明专利]电气-液压气体交换阀致动系统的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及控制电气-液压气体交换阀致动系统（EHVA系统）的装置。EHVA系统与内燃机一起使用。

背景技术

内燃机包括燃料燃烧发生的缸。助燃空气通过进气阀馈送到缸内，废气通过排气阀排出缸外。这些阀由致动器驱动，致动器由液压阀控制。液压阀又被电操控。这种装置称为电气-液压气体交换阀致动系统、即EHVA系统。

EHVA系统的非线性动态变化和延迟提供了在控制系统方面的困难。简单的反馈控制器不能按照需要的精度来调整EHVA。因此，使用更复杂和先进的控制器。但是，这样的控制器的参数的调节是很费时的，这使得先进控制器的使用在许多情况下不现实。

发明内容

本发明的目的是减少所述的控制问题。该目的按照在独立权利要求中描述的方式实现。本发明的控制装置包括迭代学习控制器中的反馈控制器，以及延迟控制器。反馈控制器驱动EHVA系统。EHVA系统在此上下文中表示驱动一个阀所需要的系统或驱动多个阀的系统。为了简单，更容易和更可以理解的是，考虑一个阀的驱动。清楚的是，一个阀的驱动可扩展到驱动多个阀的系统。

该迭代学习控制器通过调整基准信号来驱动反馈控制器，并且该延迟补偿器通过修改待调整的基准信号来驱动该迭代学习控制器。因而，迭代学习控制器向反馈控制器提供新的基准信号。装置还包括阀升程包络元件，该阀升程包络元件用于向迭代学习控制器并向延迟补偿器提供升程包络。

该迭代学习控制器包括：输入接口，用于接收阀致动系统的实际阀升程数据；误差存储器单元，用于在存储器中保持阀位置跟踪误差；输出命令存储器单元，用于在存储器中保持迭代学习控制器的输出命令；以及迭代致动装置，用于开通和切断迭代学习控制器的迭代处理。

该延迟补偿器包括：第二输入接口，用于接收实际阀升程数据；第三接口，用于接收引擎的曲柄角数据；以及比较器。比较器将实际阀升程和曲柄角数据对与升程包络的相应数据对进行比较，并作为对比较的响应而执行移位信号，并将移位信号发送到迭代学习控制器以驱动迭代致动装置。迭代处理被设置为在对升程包络移位的情况下停止，并当阀致动系统的下一循环开始时重新启动。

该装置的三个控制器按照它们在运行时彼此不干扰的方式设置。

附图说明

在下面中，借助附图更详细地描述本发明，在附图中：

图1部分地示出本发明的装置的示例，

图2示出本发明的装置的示例，

图3示出根据本发明的延迟补偿的示例，

图4示出本发明的命令存储器单元的示例，以及

图5示出本发明的误差存储器单元的示例。

具体实施方式

图1示出本发明的迭代学习控制器1（ILC）的示例以及它可以如何连接到本发明的其它部件。在本示例中，ILC控制器驱动P-控制器2，即向P-控制器提供新的基准，但应该注意的是，正在被驱动的控制器可以是任何位置或跟踪控制器（例如，PI-、PD-、PID-或状态控制器）和前馈环路。P-控制器包括增益元件6和用于通过来自阀致动系统3（即EHVA系统）的反馈信号来调整从ILC控制器1发送的基准信号的元件7。反馈信号包含实际阀升程数据5。该数据也被发送到ILC控制器1和延迟控制器16，即，延迟补偿器（图2）。P-控制器发送控制信号4以在EHVA中升高阀。

ILC控制器1具有用于接收所述实际阀升程数据的接口24。如可以注意的，该描述不是指本发明的元件的全部接口。例如，在升程元件13和ILC 1之间、以及在延迟补偿器16和ILC 1之间存在接口，以在它们之间传输信号，这些未具体地提到。此外，由于接口的数量取决于实际实施方式的结构，应该注意的是，一个接口可以实际上负责发送或接收多个信号。这样，图中的元件之间示出的连接指示存在实际上可以用来创建连接的接口。

ILC跟踪控制方法是控制系统从先前重复的控制试验（无论成功或失败）中学习的方法。观察到的先前重复的误差用于调整当前运行中的命令，使得命令实际上产生希望的轨迹。这通过基于存储器的学习来实现。最简单的ILC方案表示在等式1中，其中u是控制输入，i是迭代索引，q是恒定的学习增益，并且Δy是跟踪误差。

u_i+1(t)=u_i(t)+qΔy_i(t)        (1)