[發明專利]發動機的控制裝置

有效

• 申請號: 201210396447.6
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN103047039A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 柴田晃史;上田克則;宮田敏行;戶田仁司
• 申請（專利權）人: 三菱自動車工業株式會社
• 主分類號: F02D43/00
• 分類號: F02D43/00
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所 31210
• 代理人: 梅高強;劉煜

技術領域

本發明涉及一種根據發動機所要求的要求扭矩而控制發動機輸出功率的發動機的控制裝置，尤其涉及一種使用發動機熱效率而運算目標空氣量的控制裝置。

背景技術

作為搭載在車輛上的發動機的控制方法之一，已知有以發動機所要求的扭矩大小為基準而對吸入空氣量、燃料噴射量和點火時刻等進行控制的扭矩基準(扭矩需求)控制。在扭矩基準控制中，例如根據油門開度和發動機旋轉速度來運算發動機應輸出的扭矩的目標值，并控制發動機的運轉狀態以獲得該目標扭矩。另外，在搭載有自動變速機、自適應裝置、稱為車輛穩定裝置的外部控制系統的車輛中，由各外部控制系統對發動機的輸出要求被換算成扭矩值并在發動機控制裝置(發動機ECU)內被一元化，一并控制發動機的扭矩動作。

以往，在這種扭矩基準控制中，已知有一種對相對于控制操作的應答性不相同的二種控制、即對慢應答扭矩控制和快應答扭矩控制都予以實施的技術。前者的慢應答扭矩控制是根據例如以電子控制節氣門的操作為代表的吸入空氣量操作來控制扭矩的。另外，后者的快應答扭矩控制是根據例如點火時刻操作、燃料噴射量操作來控制扭矩的。這些控制不僅應答性不相同，而且扭矩的調整幅度也不相同，因此，根據車輛的行駛狀態和發動機的運轉狀態來適當實施，或協調地調整各控制的操作量。例如，專利文獻1記載有一種根據由空氣流動傳感器或進氣歧管壓力傳感器檢測出的發動機的運轉狀態來控制節流閥和火花塞的扭矩基準控制裝置。在該技術中，進氣量控制部控制吸入空氣量，點火時刻控制部控制點火時刻。

然而，在扭矩基準的吸入空氣量控制中，控制節流閥開度以使通過節流閥的空氣的量為使對于產生目標扭矩而言充分必要的燃燒反應發生的空氣量。即，根據目標扭矩來運算應導入缸內的吸入空氣量的目標值，考慮與進氣系統統的壓力條件、溫度條件對應的吸入空氣的作為流體的運動特性并運算目標節氣門開度，對應節流閥輸出控制信號以使實際的節氣門開度與該目標節氣門開度一致。通過使用這種方法，可對目標扭矩適當調節吸入空氣量。

另一方面，隨著缸內的燃燒反應而實際生成的發動機扭矩是根據被吸入到缸內的空氣量和混合氣的燃料量而變化的。這是因為熱效率因吸入空氣中的氧氣濃度和燃燒的時機等而轉換的緣故。這里，熱效率是指缸內產生的熱量中轉換成發動機的機械性工作后的能量比例。因此，在近年來的扭矩基準控制中，正在采用這樣的方法：在節氣門開度的運算過程中將發動機的熱效率計算，一并使用該熱效率和目標扭矩而正確地運算吸入空氣量。

作為典型的熱效率的計算方法，已知有根據各氣缸的點火時刻而計算的方法。例如，利用點火時刻與扭矩的關系計算該時刻的發動機扭矩，通過對其附加旋轉速度的信息而計算發動機輸出功率(即功率)。如此，根據實際的發動機的運轉狀態來高精度地推斷發動機輸出功率，可把握與熱效率對應的能量，可運算正確的熱效率值。

專利文獻1：日本特開2009－281239號公報

發明所要解決的課題

但是，在基于各氣缸的點火時刻的熱效率的計算方法中，難以無滯后地把握發動機的運轉狀態。例如，在一般的扭矩基準的點火時刻控制中，根據與發動機的實際運轉狀態對應的傳感器檢測值而設定點火時刻。作為傳感器檢測值的具體例子是，使用由設在進氣系統的流量計檢測的實際空氣量和實際填充效率。即使在上述的專利文獻1所記載的技術中，也根據空氣流動傳感器和歧管壓力(進氣歧管壓力)傳感器的檢測值而設置點火時刻。

另一方面，實際空氣量和實際填充效率的值，是為實現目標填充效率而作為對節流閥等進行操作后的結果所得到的數值，其對于在該時刻下的目標填充效率進行滯后地應答。即，根據傳感器檢測值來檢測實際空氣量和實際填充效率，其是從運算了目標填充效率的時刻起經過了規定的滯后時間后進行的。并且，該規定的滯后時間包含內藏于節流閥的電動機的驅動滯后時間、直至對傳遞到節流閥的控制信號進行運算為止所花的運算時間。

因此，假如使用根據實際空氣量和實際填充效率而設定的點火時刻來計算熱效率，則該熱效率的數值也是相對目標填充效率而延遲的數值。由此，在依據點火時刻控制的扭矩動作和依據吸入空氣量控制的扭矩動作之間容易產生偏差，作為目標的對于發動機運轉點的收斂性有可能下降。另外，由于相對于點火時刻控制施加始終使吸入空氣量控制稍稍滯后的操作，因此還有這樣的問題：既難以使節流閥的動作達到目的，又難以使吸入空氣量控制的應答性和穩定性提高。

發明內容