[發明專利]內燃機的控制裝置

有效

• 申請號: 200980131877.1
• 申請日: 2009-05-29
• 公開（公告）號: CN102124201A
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發明（設計）人: 大冢郁;副島慎一;河井圭助;田中宏幸;仲田勇人;加藤直人
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F02D45/00
• 分類號: F02D45/00;F02D9/02;F02D41/04;F02D43/00;F02P5/15
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 段承恩;常殿國

技術領域

本發明涉及內燃機的控制裝置，更詳細地涉及將與內燃機的各種性能相關的要求通過多個致動器的協調控制來實現的控制裝置。

背景技術

內燃機的動作由多個致動器來控制。在火花點火式內燃機的情況下，能夠通過節氣門的進入空氣量的調整、點火裝置的點火正時的調整、和燃料供給裝置的空燃比的調整來控制動作。上述多個致動器的控制量(或操作量)可按照每個致動器來單獨決定。然而，如果用日本特開平10-325348號公報中所公開的轉矩請求控制，就能夠通過多個致動器的協調控制來提高轉矩的控制精度。

轉矩請求控制是用轉矩表示與內燃機的性能相關的要求，并控制各致動器的動作以實現該要求轉矩的一種前饋控制。為了執行轉矩請求控制而需要用于從要求轉矩中導出各致動器的控制量的模型，詳細地說需要內燃機的逆模型。內燃機逆模型能夠由映射或函數或者它們的組合而構成。日本特開平10-325348號公報中公開了利用內燃機怠速時和非怠速時共用的模型(在上述公報內表現為控制目標量計算單元)進行轉矩請求控制的技術。

然而，內燃機中的各致動器的控制量與轉矩的關系根據內燃機的運行狀態和/或運行條件而變化。因此，為了正確地計算出用于實現要求轉矩的控制量，作為信息運行狀態和/或運行條件是必要的。然而，根據內燃機所處的狀態有時無法得到所需的信息。例如，雖然進入缸內的空氣量能夠用節氣門開度和空氣流量傳感器的輸出值進行計算，然而在起動時由于進氣管內已經存在有空氣，因此計算出正確的進入空氣量非常困難。在轉矩請求控制中使用的內燃機信息的可靠性低的情況下，無法確保轉矩的控制精度。

另外，根據內燃機的不同存在能夠改變氣缸內的燃燒模式的內燃機。例如，存在在中高負荷時進行均勻燃燒的運行，在低負荷時進行分層燃燒的運行的內燃機。然而，在均勻燃燒和分層燃燒中各致動器的控制量和轉矩的關系完全不同。因此，在以均勻燃燒為前提設計上述內燃機逆模型的情況下，在分層燃燒時就無法用該內燃機逆模型進行轉矩控制。

如上所述，轉矩請求控制存在幾個弱點，由于該弱點而產生了無法使致動器的控制量準確地反映與內燃機的性能相關的要求的狀況。

發明內容

本發明是為了解決上述課題所做出的，目的在于提供一種能夠補償所謂的轉矩請求控制中的弱點，使致動器的控制量準確地反映與內燃機的性能相關的要求的內燃機的控制裝置。

第1發明為了實現上述目的提供一種內燃機的控制裝置，該內燃機通過一個或多個致動器來控制動作，該內燃機的控制裝置的特征在于，包括：

內燃機要求值取得單元，該內燃機要求值取得單元取得決定所述內燃機的動作的一個或多個預定物理量的要求值(以下稱為內燃機要求值)；

內燃機信息取得單元，該內燃機信息取得單元取得與所述內燃機的當前的運行狀態或運行條件相關的信息(以下稱為內燃機信息)；

致動器要求值計算單元，該致動器要求值計算單元包括內燃機逆模型，該內燃機逆模型從所述一個或多個預定物理量的各值中導出用于在所述內燃機中實現它們的所述一個或多個致動器的各控制量，通過將各內燃機要求值和內燃機信息輸入所述內燃機逆模型從而計算出對所述一個或多個致動器分別要求的控制量(以下稱為致動器要求值)；

致動器直接要求值取得單元，該致動器直接要求值取得單元取得對所述一個或多個致動器分別直接要求的控制量(以下稱為致動器直接要求值)；

切換單元，該切換單元將所述一個或多個致動器的控制在基于致動器要求值進行的控制和基于致動器直接要求值進行的控制之間切換。

第2發明是在第1發明的基礎上，其特征在于，

還包括切換指示單元，該切換指示單元根據內燃機信息來選擇基于致動器要求值進行的控制、或者基于致動器直接要求值進行的控制，并指示所述切換單元切換到所選擇的控制。

第3發明是在第2發明的基礎上，其特征在于，

所述切換指示單元，在所取得的內燃機信息的可靠性低的情況下選擇基于致動器直接要求值進行的控制。

第4發明是在第2或第3發明的基礎上，其特征在于，

所述切換指示單元，在所述內燃機逆模型的成立條件中不包括所述內燃機的當前的運行狀態和/或運行條件的情況下，選擇基于致動器直接要求值進行的控制。

第5發明是在第2至第4中的任意一項發明的基礎上，其特征在于，

還包括內燃機實現值取得單元，該內燃機實現值取得單元取得由所述內燃機實現的所述1個或多個預定物理量的值(以下稱為內燃機實現值)，