專利名稱：內(nèi)燃機的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機的控制裝置，具體涉及具備電子控制式節(jié)流閥的內(nèi)燃機的控制
直O(jiān)
背景技術(shù)：
在具備電子控制式節(jié)流閥的內(nèi)燃機中，基于驅(qū)動器的加速器操作量等來設(shè)定節(jié)流閥開度，根據(jù)設(shè)定的節(jié)流閥開度來操作節(jié)流閥。此時，如果在設(shè)定節(jié)流閥開度之后操作節(jié)流閥之前設(shè)置延遲時間，則實際的節(jié)流閥開度比設(shè)定的節(jié)流閥開度晚延遲時間的長短進行變化。因此，如果進行節(jié)流閥的延遲控制，則可通過延遲時間的長短來從延遲處理前的節(jié)流閥開度預(yù)測將來的節(jié)流閥開度。為提高空燃比的控制精度而使用節(jié)流閥的延遲控制。即，如特開2002-201998號公報記載那樣，預(yù)測吸氣閥的關(guān)閉定時(時機)下的節(jié)流閥開度，根據(jù)從該預(yù)測節(jié)流閥開度求出的筒內(nèi)空氣量來計算燃料噴射量。筒內(nèi)空氣量在吸氣閥的關(guān)閉時間點確定，因此通過用節(jié)流閥的延遲控制來預(yù)測該時間點的節(jié)流閥開度，可高精度地預(yù)測筒內(nèi)空氣量。這樣，在進行節(jié)流閥的延遲控制時，在空燃比的控制精度方面有益。但是，由于故意延遲節(jié)流閥的動作，因此在增加延遲時間時使內(nèi)燃機的響應(yīng)性下降。因此，從內(nèi)燃機的響應(yīng)性的觀點出發(fā)期望延遲時間盡可能短，但是，簡單地縮短延遲時間從空燃比的控制精度的觀點出發(fā)并不理想。這是因為，為了根據(jù)筒內(nèi)空氣量的正確預(yù)測來計算燃料噴射量，至少需要將從燃料噴射量的運算定時到吸氣閥的關(guān)閉定時的時間作為預(yù)測時間(也稱為預(yù)讀時間)。作為在節(jié)流閥的延遲控制中實現(xiàn)兼顧內(nèi)燃機的響應(yīng)性和空燃比的控制精度的控制裝置，有例如特開2003-120404號公報中記載的控制裝置。該公報記載的控制裝置通過將曲軸旋轉(zhuǎn)270度所需的時間作為延遲時間，來根據(jù)內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)數(shù)使延遲時間變化。據(jù)此， 不僅能夠?qū)⑸鲜鲱A(yù)讀時間可靠地確保為延遲時間，還能在高速旋轉(zhuǎn)區(qū)域使延遲時間縮短以使內(nèi)燃機的響應(yīng)性良好。但是，在特開2003-120404號公報中記載的控制裝置中，延遲時間取決于內(nèi)燃機轉(zhuǎn)數(shù)，因此在低速旋轉(zhuǎn)區(qū)域的內(nèi)燃機的響應(yīng)性無論如何都會降低。如果既想在高速旋轉(zhuǎn)區(qū)域使內(nèi)燃機的響應(yīng)性良好又想在低速旋轉(zhuǎn)區(qū)域使內(nèi)燃機的響應(yīng)性良好，則需要考慮延遲時間的絕對縮短。但是，上述預(yù)讀時間根據(jù)內(nèi)燃機轉(zhuǎn)數(shù)而變化，因此在使延遲時間絕對縮短的情況下，將在低速旋轉(zhuǎn)區(qū)域發(fā)生延遲時間比所需的預(yù)讀時間短的狀況。為了在整個運轉(zhuǎn)區(qū)域兼顧內(nèi)燃機的響應(yīng)性和空燃比的控制精度，在所需的預(yù)讀時間超過延遲時間的情況下， 如何高精度地預(yù)測筒內(nèi)空氣量是重要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在延遲節(jié)流閥的操作以預(yù)測將來的筒內(nèi)空氣量的內(nèi)燃機的控制裝置中兼顧內(nèi)燃機的響應(yīng)性和筒內(nèi)空氣量的預(yù)測精度。
本發(fā)明涉及的控制裝置是將筒內(nèi)空氣量或與筒內(nèi)空氣量相關(guān)的物理量作為控制量來操作節(jié)流閥的控制裝置。與筒內(nèi)空氣量相關(guān)的物理量包括例如吸氣管壓力。此外，使筒內(nèi)空氣量無量綱化的填充效率也是一個此類物理量。本發(fā)明涉及的控制裝置將這些物理量作為控制量，以達到其要求值的方式操作節(jié)流閥。為操作節(jié)流閥，本發(fā)明涉及的控制裝置根據(jù)輸入的要求控制量來運算向節(jié)流閥輸出的開度指令值。此時，由延遲部件在輸入要求控制量之后直到輸出開度指令值的運算過程中設(shè)置延遲時間。作為可設(shè)置延遲時間的運算步驟，具有在輸入要求控制量之后直到開始開度指令值的運算、開度指令值的運算的中途、在算出開度指令值之后直到向節(jié)流閥輸出等多個步驟。在本發(fā)明中，可在這些運算步驟中的任一個設(shè)置延遲時間。此外，延遲時間可以是固定值，也可以是根據(jù)內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)例如內(nèi)燃機轉(zhuǎn)數(shù)而變化的變量。此外，本發(fā)明涉及的控制裝置，在預(yù)定的預(yù)測定時，預(yù)測在將來的預(yù)定的被預(yù)測定時達到的實際控制量，根據(jù)被預(yù)測定時的實際控制量的預(yù)測值來運算燃料噴射量?？刂屏渴峭矁?nèi)空氣量或與筒內(nèi)空氣量相關(guān)的物理量，因此可從該預(yù)測值得到被預(yù)測定時的實際筒內(nèi)空氣量的預(yù)測值。被預(yù)測定時優(yōu)選與吸氣閥的關(guān)閉定時一致或在其附近設(shè)定。而且，本發(fā)明涉及的控制裝置的一個特征是在被預(yù)測定時達到的實際控制量的預(yù)測部件。該預(yù)測部件包括下面的第一預(yù)測部件和第二預(yù)測部件。第一預(yù)測部件使用定義實際控制量相對于要求控制量的響應(yīng)特性的計算模型來預(yù)測比預(yù)測定時提前延遲時間達到的實際控制量。該計算模型可以是用算式表示空氣的動力學(xué)特性的物理模型，也可以是簡單的滯后因素模型。滯后因素模型可包括高次滯后因素， 但是，也可適用運算負荷較小的一次滯后因素。此外，滯后因素模型可包括含有空載時間的模型。雖然預(yù)測定時是任意的，但該預(yù)測定時可以是比吸氣閥的關(guān)閉定時靠前地設(shè)定的預(yù)定的曲柄角的到達時間點。該情況下，如果被預(yù)測定時是吸氣閥的關(guān)閉定時，則從預(yù)測定時到被預(yù)測定時的時間根據(jù)內(nèi)燃機轉(zhuǎn)數(shù)而變化，轉(zhuǎn)數(shù)越低則上述時間越長。因此，在為了使內(nèi)燃機的響應(yīng)性良好而縮短延遲時間時，被預(yù)測定時有超過延遲時間進一步往后的情況。 該情況下，為了能夠進行根據(jù)被預(yù)測定時下的實際控制量的預(yù)測值的燃料噴射量的運算， 在超過延遲時間往后的時間內(nèi)需要預(yù)測實際控制量的變化。第二預(yù)測部件是在從預(yù)測定時到被預(yù)測定時的時間超過延遲時間的情況下預(yù)測從延遲時間逝去的時間點到被預(yù)測定時之前產(chǎn)生的實際控制量的變化量的部件。到達延遲時間逝去的時間點的實際控制量的變化通過考慮實際控制量相對于要求控制量的響應(yīng)特性而可從輸入的要求控制量高精度地預(yù)測。但是，關(guān)于超過延遲時間的將來的實際控制量的變化，需要進行某種假設(shè)。于是，第二預(yù)測部件假設(shè)在延遲時間逝去的時間點的實際控制量的預(yù)測值和目標(biāo)值之間存在差異的情況下，以消除該差異的方式使實際控制量變化，根據(jù)該假設(shè)來預(yù)測被預(yù)測定時的實際控制量。延遲時間逝去的時間點的實際控制量的目標(biāo)值是預(yù)測定時的要求控制量。具體地，第二預(yù)測部件將由第一預(yù)測部件預(yù)測的實際控制量作為初期值，將預(yù)測定時的要求控制量作為目標(biāo)值，預(yù)測從延遲時間逝去的時間點到被預(yù)測定時產(chǎn)生的實際控制量的變化量。在該預(yù)測中，使用將實際控制量相對于要求控制量的響應(yīng)特性進行定義的計算模型。作為該計算模型，可使用滯后因素模型，更具體地，可使用利用一次滯后或二次滯后等滯后因素的階躍響應(yīng)模型。該情況下，上述目標(biāo)值和初期值的偏差即預(yù)測定時的要求控制量和被預(yù)測定時的實際控制量的預(yù)測值的偏差成為階躍輸入值。


圖1是用于對在本發(fā)明的實施方式中實施的節(jié)流閥的延遲控制進行說明的說明圖。圖2是用于說明在本發(fā)明的實施方式中實施的筒內(nèi)空氣量的預(yù)讀方法的說明圖。圖3是表示作為本發(fā)明的實施方式的內(nèi)燃機的控制裝置的構(gòu)成的方框圖。圖4是表示在圖3所示的控制裝置中延遲時間td經(jīng)過后的筒內(nèi)空氣填充效率KL 的預(yù)測所使用的空氣響應(yīng)模型的一個實例的圖。圖5是表示在圖3所示的控制裝置中在延遲時間td經(jīng)過之后直到預(yù)讀時間tfVd 經(jīng)過的筒內(nèi)空氣填充效率KL的變化量的預(yù)測所使用的空氣響應(yīng)模型的一個實例的圖。
具體實施例方式參照圖1至圖5來對本發(fā)明的實施方式進行說明。首先，使用圖1來說明在本發(fā)明的實施方式中實施的節(jié)流閥的延遲控制。在圖1 中，將在用于操作節(jié)流閥的控制量的變化成為筒內(nèi)空氣量的變化而出現(xiàn)之前實施的各處理表示為時間序列，并且對各處理的前后的信號的變化也一并表示。在本實施方式中，作為用于操作節(jié)流閥的控制量，使用筒內(nèi)空氣填充效率(以下記為KL)?？刂蒲b置取得作為該要求值的要求KL，操作節(jié)流閥以達到要求KL。在圖1中，表示了要求KL階躍地增大的情況下的各信號的變化。要求KL從例如需要向內(nèi)燃機輸出的轉(zhuǎn)矩計算。再有，本實施方式涉及的節(jié)流閥是電子控制式節(jié)流閥，由節(jié)流閥電機驅(qū)動。控制裝置將使要求KL延遲預(yù)定的延遲時間的值設(shè)定為目標(biāo)KL。目標(biāo)KL是實際上在內(nèi)燃機達到的KL的目標(biāo)值。即，控制裝置在要求的KL和通過節(jié)流閥的操作而實際達到的KL之間故意設(shè)置延遲時間大小的時間差。設(shè)置該時間差是節(jié)流閥的延遲控制的特征，設(shè)置的時間差如后述那樣用于將來的KL的預(yù)測。作為時間差的延遲時間的設(shè)定越長，則將來的KL的預(yù)測精度越好，但是，內(nèi)燃機的響應(yīng)性將會下降。在本實施方式中延遲時間為固定， 將運算周期(例如8msec)的四個周期大小設(shè)定為延遲時間?？刂蒲b置將目標(biāo)KL轉(zhuǎn)換為節(jié)流閥開度(以下記為TA)。在該轉(zhuǎn)換中，例如，可使用空氣模型的逆模型?？諝饽Ｐ透鶕?jù)流體力學(xué)等將吸入空氣量相對于節(jié)流閥的動作的響應(yīng)模型化，將其用算式表示。通過向空氣模型的逆模型輸入目標(biāo)KL，而算出用于實現(xiàn)目標(biāo)KL的 TA。控制裝置將如此算出的TA作為指示TA向節(jié)流閥輸出。再有，從圖1所示的信號可知， 為了目標(biāo)KL的達到所需的足夠的TA而臨時使指示TA過沖。這是用于促進KL的快速變化的動作，通過進行該動作可某種程度上補償實際KL相對于目標(biāo)KL的變化的響應(yīng)延遲。圖1中一并表示根據(jù)指示TA而使節(jié)流閥工作時的實際TA的變化和通過該實際TA 的變化而達到的實際KL的變化。實際TA的變化相對于指示TA的變化具有響應(yīng)延遲，實際 TL的變化相對于實際TA的變化具有更大的響應(yīng)延遲。因此，即使在使指示TA過沖地進行操作的情況下，目標(biāo)KL和實際KL之間也會不可避免地產(chǎn)生響應(yīng)延遲。該情況下的目標(biāo)KL 和實際KL的關(guān)系可使用通過流體力學(xué)等的物理式將空氣的動力學(xué)特性模型化的空氣響應(yīng)模型來表示。但是，也可不使用此類復(fù)雜的模型而用更簡單的一次延遲+空載時間模型表示。如后述那樣，在本實施方式中，使空氣的動力學(xué)特性在一次延遲+空載時間模型中近似，可將該簡易的空氣響應(yīng)模型用于將來的KL的預(yù)測。在本實施方式中實施的將來KL的預(yù)測的方法具有從目標(biāo)KL或要求KL直接預(yù)測將來KL這一特征。即，沒有采用如以往那樣在預(yù)測將來的節(jié)流閥開度之后算出將來KL的預(yù)測值的方法。這是因為，減少從節(jié)流閥開度的預(yù)測值算出KL的預(yù)測值時所需的運算步驟， 且通過以下的說明而明了那樣可進一步減小將來KL的預(yù)測誤差?？墒褂脠D2來說明在本實施方式中實施的將來KL的預(yù)測的方法。在圖2中，一并表示要求KL的時間變化和目標(biāo)KL的時間變化。如上所述，以延遲時間(圖中由“td”表示的時間)使要求KL延遲而得到目標(biāo)KL。圖2所示的各線中的粗實線所示的是此前已知的信息，細雙點劃線所示的是現(xiàn)在未知的信息。此外，在圖2中，一并表示根據(jù)目標(biāo)KL來操作節(jié)流閥時的實際KL的時間變化(實際KL相對于目標(biāo)KL的響應(yīng))和假設(shè)根據(jù)要求KL來操作節(jié)流閥而達到的實際KL的時間變化(實際KL相對于要求KL的響應(yīng))。實際KL相對于目標(biāo)KL的響應(yīng)可通過使用上述簡單的空氣響應(yīng)模型(一次延遲+空載時間模型)而從目標(biāo)KL的時間變化算出。實際KL相對于要求KL的響應(yīng)同樣可通過使用空氣響應(yīng)模型而從要求KL的時間變化算出。圖2中的現(xiàn)在是預(yù)測定時，具體地，是燃料噴射量的運算定時。這里，在曲軸的旋轉(zhuǎn)角度到達預(yù)定角度的時間點運算燃料噴射量。而且，從現(xiàn)在經(jīng)過圖中由“tfwd”表示的時間的時間點是被預(yù)測定時，具體地，是吸氣閥的關(guān)閉定時。為了燃料噴射量的正確計算，有必要預(yù)測在吸氣閥的關(guān)閉定時確定的筒內(nèi)空氣量(這里為KL)。tfwd是燃料噴射量的正確計算所需的KL的預(yù)讀時間。在圖2中，表示設(shè)定的延遲時間td比所需的預(yù)讀時間tfwd短的情況。由于燃料噴射量的運算定時和吸氣閥的關(guān)閉定時也與曲柄角相關(guān)，因此預(yù)讀時間tfwd根據(jù)內(nèi)燃機轉(zhuǎn)數(shù)而變化。因此，在低速旋轉(zhuǎn)區(qū)域，發(fā)生圖2所示那樣延遲時間td比所需的預(yù)讀時間tfVd 短的狀況。該情況下，已知的信息是從現(xiàn)在到延遲時間td的經(jīng)過后，因此必須預(yù)測從延遲時間td的經(jīng)過后到預(yù)讀時間tfwd繼續(xù)經(jīng)過的實際KL的變化。為了預(yù)測超過延遲時間td的將來的實際KL的變化，需要進行某種假設(shè)。在本實施方式中，假設(shè)延遲時間td的逝去時間點的目標(biāo)KL的值(等于現(xiàn)在的要求KL的值)在延遲時間td經(jīng)過后也原樣地作為目標(biāo)值使用，根據(jù)該目標(biāo)值來操作節(jié)流閥。如圖2所示，雖然目標(biāo)KL實際上有可能進一步變化，但通過將預(yù)測固定在延遲時間td的逝去時間點的目標(biāo)KL，而可將目標(biāo)KL的預(yù)測值和實際值的偏差平均地抑制到最小限度。根據(jù)上述假設(shè)，在延遲時間td的逝去時間點的實際KL的預(yù)測值和目標(biāo)值之間存在差異的情況下，以消除該差異的方式使實際KL變化。于是，在本實施方式中，將延遲時間 td的逝去時間點的實際KL的預(yù)測值(td后的預(yù)測KL)作為初期值，將作為預(yù)測定時的現(xiàn)在的要求KL (td后的目標(biāo)KL)作為目標(biāo)值，預(yù)測從延遲時間td的逝去時間點到預(yù)讀時間tfVd 經(jīng)過時產(chǎn)生的實際KL的變化量。在該預(yù)測中，可使用空氣響應(yīng)模型。但是，在這里使用的空氣響應(yīng)模型是含有一次延遲因素和空載時間的階躍響應(yīng)模型?？蓪⑸鲜鲆淮窝舆t+空載時間模型的數(shù)值用于其時間常數(shù)和空載時間。通過將td后的目標(biāo)KL和預(yù)測KL的偏差階躍地輸入到該階躍響應(yīng)模型中，而算出從延遲時間td的逝去時間點經(jīng)過預(yù)讀時間tfwd時產(chǎn)生的實際KL的變化量的預(yù)測值。圖2中虛線所示的KL的時間變化表示用上述方法預(yù)測的將來的實際KL的變化。 從圖2可知，吸氣閥的關(guān)閉定時的實際KL的預(yù)測值(tfwd后的預(yù)讀KL)和實際KL的實際值(預(yù)讀目標(biāo))有可能不一致。但是，如上所述，將延遲時間td的逝去時間點的目標(biāo)KL作為目標(biāo)值，考慮空氣的響應(yīng)性以預(yù)測實際KL的變化，因此可避免預(yù)測結(jié)果較大地偏離。此外，由于在實際KL收斂于延遲時間td的逝去時間點的目標(biāo)KL的前提下預(yù)測實際KL的變化，因此可避免實際KL的預(yù)測值過沖。其次，對用于實施上述將來KL的預(yù)測方法的控制裝置的構(gòu)成進行說明。圖3是表示本實施方式的控制裝置的構(gòu)成的方框圖。下面使用圖3來對本實施方式的控制裝置的構(gòu)成進行說明?？刂蒲b置6具備延遲電路8和空氣逆模型10來作為與節(jié)流閥2的操作相關(guān)的計算要素。通過延遲電路8將要求KL延遲處理的信號成為目標(biāo)KL。而且，將把目標(biāo)KL通過空氣逆模型10進行轉(zhuǎn)換的信號作為指示TA向節(jié)流閥2輸出。另一方面，控制裝置6具備空氣響應(yīng)模型12、空氣響應(yīng)模型14和運算電路16，來作為與燃料噴射裝置4的操作相關(guān)的計算要素。如上所述，在將來KL的預(yù)測中使用空氣響應(yīng)模型是本實施方式的特征之一。圖4是表示在控制裝置6中使用的空氣響應(yīng)模型12的構(gòu)成的具體例的圖，圖5是表示空氣響應(yīng)模型14的構(gòu)成的具體例的圖?？刂蒲b置6使用空氣響應(yīng)模型12來處理取得的要求KL，算出處理前的要求KL和處理后的要求KL的偏差。要求KL是延遲時間td的逝去時間點的目標(biāo)KL。如圖4所示，空氣響應(yīng)模型12是由時間常數(shù)T和空載時間L定義的一次延遲+空載時間模型。時間常數(shù)T 和空載時間L可分別通過實驗數(shù)據(jù)的匹配來確定。通過用此類構(gòu)成的空氣響應(yīng)模型12來處理現(xiàn)在的要求KL(即，td后的目標(biāo)KL)，而算出延遲時間td的逝去時間點的實際KL的預(yù)測值(td后的預(yù)測KL)。因此，上述偏差意指延遲時間td經(jīng)過后的目標(biāo)KL和預(yù)測KL的偏差?？刂蒲b置6接著用空氣響應(yīng)模型14來處理延遲時間td經(jīng)過后的目標(biāo)KL和預(yù)測 KL的偏差，將處理后的信號與延遲時間td經(jīng)過后的預(yù)測KL相加。如圖5所示，空氣響應(yīng)模型14是階躍響應(yīng)模型，計算由“1-e—u”定義的空氣響應(yīng)系數(shù)，輸出將該空氣響應(yīng)系數(shù)與階躍輸入值相乘而得到的信號。在這里使用的階躍輸入值是從燃料噴射量的運算定時經(jīng)過延遲時間td的時間點的目標(biāo)KL和預(yù)測KL的偏差。如圖5所示，空氣響應(yīng)系數(shù)涉及的u的值是將從延遲時間td的逝去時間點到預(yù)讀時間tfwd的逝去時間點所需的時間用空載時間L進行補正的預(yù)測時間(tfwd-L-td)和時間常數(shù)T之比。時間常數(shù)T和空載時間L可分別通過實驗數(shù)據(jù)的匹配來確定。通過用此類構(gòu)成的空氣響應(yīng)模型14來處理上述偏差，而算出從延遲時間td的逝去時間點到預(yù)讀時間tfwd經(jīng)過之前產(chǎn)生的實際KL的變化量的預(yù)測值(從 td后到tfVd后的預(yù)測KL變化量)。因此，將空氣響應(yīng)模型14所產(chǎn)生的處理后的信號與延遲時間td經(jīng)過后的預(yù)測KL相加而得到的信號意指經(jīng)過預(yù)讀時間tfwd的時間點的預(yù)測KL 即吸氣閥的關(guān)閉定時的實際KL的預(yù)測值?？刂蒲b置6用運算電路16處理預(yù)測的將來KL即吸氣閥的關(guān)閉定時的預(yù)測KL，算出用于實現(xiàn)期望的空燃比的燃料噴射量。而且，由運算電路16算出的燃料噴射量作為指示燃料噴射量向燃料噴射裝置4輸出。
再有，如上所述，圖3所示的控制裝置6的構(gòu)成是用于實現(xiàn)預(yù)讀時間tfwd超過延遲時間td情況下的將來KL的預(yù)測方法的構(gòu)成。在預(yù)讀時間tfwd比延遲時間td短的情況下，可僅使用空氣響應(yīng)模型12來預(yù)測將來KL。S卩，以現(xiàn)在(燃料噴射量的運算定時)為基準(zhǔn)而用空氣響應(yīng)模型12將過去延遲時間td和預(yù)讀時間tfwd的差(td-tfwd)的時間點的要求KL進行處理的信號成為吸氣閥的關(guān)閉定時的實際KL的預(yù)測值。再有，可通過內(nèi)燃機轉(zhuǎn)數(shù)是否比預(yù)定轉(zhuǎn)數(shù)低來判斷預(yù)讀時間tfwd是否超過延遲時間td。雖然以上對本發(fā)明的實施方式進行說明，但本發(fā)明不限于上述實施方式，可在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進行各種變形來實施。例如，可如下述那樣變形以實施。雖然在上述實施方式中，將KL即筒內(nèi)空氣的填充效率作為控制量來操作節(jié)流閥， 但也可將筒內(nèi)空氣量或作為與其相關(guān)的物理量的吸氣管壓力用作控制量。延遲處理涉及的延遲時間td也可不是定值。例如，可根據(jù)內(nèi)燃機轉(zhuǎn)數(shù)來使延遲時間td的長度變化。此外，控制裝置6內(nèi)的信號傳遞路徑上的延遲電路9的位置不限于空氣逆模型10的上游側(cè)。可使延遲電路8位于空氣逆模型10的下游，或者可使延遲電路8位于空氣逆模型10的內(nèi)部。即，可在輸入要求KL之后直到輸出指示TA的運算過程的任一處設(shè)置延遲時間td。此外，雖然在上述實施方式中使作為預(yù)測定時的燃料噴射量的運算定時與曲柄角相關(guān)聯(lián)，但也可在任意的定時設(shè)定。另外，空氣響應(yīng)模型12可不考慮空載時間地成為僅一次延遲因素的模型，或者也可成為二次延遲模型或二次延遲+空載時間模型。再有，可成為使用更精確的物理式的模型。在各空氣響應(yīng)模型12、14所進行的計算中指數(shù)函數(shù)等函數(shù)所進行的運算的安裝困難的情況下，也可用使用地圖的運算來代替。附圖標(biāo)記的說明
6控制裝置
12空氣響應(yīng)模型
14空氣響應(yīng)模型
td延遲時間
tfwd預(yù)讀時間
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機的控制裝置，將筒內(nèi)空氣量或與筒內(nèi)空氣量相關(guān)的物理量作為控制量來操作節(jié)流閥，其特征在于，具備開度指令值運算部件，其根據(jù)輸入的要求控制量來運算向節(jié)流閥輸出的開度指令值； 延遲部件，其在輸入所述要求控制量之后到輸出所述開度指令值的運算過程中設(shè)置延遲時間；預(yù)測部件，其在預(yù)定的預(yù)測定時預(yù)測在將來的預(yù)定的被預(yù)測定時達到的實際控制量;和燃料噴射量運算部件，其根據(jù)所述預(yù)測部件所預(yù)測的所述被預(yù)測定時的實際控制量的預(yù)測值來運算燃料噴射量， 所述預(yù)測部件包括第一預(yù)測部件，其使用定義了實際控制量相對于要求控制量的響應(yīng)特性的計算模型來預(yù)測在所述預(yù)測定時之后再經(jīng)過所述延遲時間時達到的實際控制量；和第二預(yù)測部件，其在從所述預(yù)測定時到所述被預(yù)測定時的時間超過所述延遲時間的情況下，將由所述第一預(yù)測部件預(yù)測的實際控制量作為初期值，將所述預(yù)測定時的要求控制量作為目標(biāo)值，使用定義了實際控制量相對于要求控制量的響應(yīng)特性的計算模型來預(yù)測從所述延遲時間逝去的時間點到所述被預(yù)測定時為止產(chǎn)生的實際控制量的變化量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其特征在于 在所述第一預(yù)測部件中使用的計算模型是延遲因素模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其特征在于 在所述第二預(yù)測部件中使用的計算模型是延遲因素模型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其特征在于 所述被預(yù)測定時是吸氣閥的關(guān)閉定時。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其特征在于所述預(yù)測定時是在比吸氣閥的關(guān)閉定時靠提前角設(shè)定的預(yù)定曲柄角的到達時間點， 所述預(yù)測部件根據(jù)所述內(nèi)燃機轉(zhuǎn)數(shù)判斷從所述預(yù)測定時到所述被預(yù)測定時的時間是否超過所述延遲時間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其特征在于 所述控制量是筒內(nèi)空氣的填充效率。
全文摘要
本發(fā)明在延遲節(jié)流閥的操作以預(yù)測將來的筒內(nèi)空氣量的內(nèi)燃機的控制裝置中兼顧內(nèi)燃機的響應(yīng)性和筒內(nèi)空氣量的預(yù)測精度。在輸入要求KL之后到輸出指示TA的運算過程中設(shè)置延遲時間(td)。如果燃料噴射量的運算定時到來，則使用空氣響應(yīng)模型預(yù)測比現(xiàn)在靠后延遲時間(td)達到的實際KL。而且，在從現(xiàn)在到吸氣閥的關(guān)閉定時的預(yù)讀時間(tfwd)超過延遲時間(td)的情況下，使用將td后的預(yù)測KL和目標(biāo)KL的偏差作為階躍輸入值的空氣響應(yīng)模型來預(yù)測從延遲時間(td)的逝去時間點到預(yù)讀時間(tfwd)經(jīng)過所產(chǎn)生的實際KL的變化量。
文檔編號F02D41/04GK102317603SQ20098015686
公開日2012年1月11日 申請日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月17日
發(fā)明者仲田勇人 申請人:豐田自動車株式會社