內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種抑制數(shù)據(jù)測量和適應(yīng)的工作量、并且加速響應(yīng)特性的操作較為容易的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置ECU(40)基于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩來計算目標(biāo)吸入空氣量和目標(biāo)填充效率，基于目標(biāo)吸入空氣量來控制節(jié)流閥(6)的開度，基于目標(biāo)填充效率來計算目標(biāo)機(jī)械增壓器下游壓力，并且檢測機(jī)械增壓器的上游側(cè)的壓力，從而基于目標(biāo)吸入空氣量、目標(biāo)機(jī)械增壓器下游壓力和機(jī)械增壓器上游壓力來計算目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力，基于目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力來計算目標(biāo)旁通閥開度，由此來對繞過機(jī)械增壓器的旁通通路中所設(shè)置的旁通閥(12)的開度進(jìn)行控制。
【專利說明】
內(nèi)燃機(jī)的控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，尤其涉及用于控制具備機(jī)械式增壓器的內(nèi)燃機(jī)的 內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，該機(jī)械式增壓器具有由內(nèi)燃機(jī)的輸出軸通過傳送帶來驅(qū)動的壓縮機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，為提高內(nèi)燃機(jī)（以下，稱為發(fā)動機(jī)）的輸出而研發(fā)了帶有增壓器的發(fā)動機(jī)控 制系統(tǒng)。作為增壓器的示例，已知有渦輪式增壓器（以下，也記為渦輪增壓器、T/C)、以及機(jī) 械式增壓器（以下，也記為機(jī)械增壓器、S/C)。 在渦輪增壓器中，利用廢氣所具有的能量來使設(shè)置于發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)的渦輪高速旋 轉(zhuǎn)。由此來驅(qū)動設(shè)置在與該渦輪相連的進(jìn)氣系統(tǒng)的壓縮機(jī)。 在機(jī)械增壓器中，由發(fā)動機(jī)的輸出軸通過傳送帶來驅(qū)動設(shè)置于發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)的壓 縮機(jī)。 近年來，研發(fā)出具備串聯(lián)或并聯(lián)的多個渦輪增壓器的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)、同時具備渦輪增壓 器和機(jī)械增壓器的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，而且，還進(jìn)一步研發(fā)出利用電動機(jī)來直接驅(qū)動壓縮機(jī)的電 動增壓器。
[0003] 在渦輪增壓器中，在高旋轉(zhuǎn)高負(fù)載情況下增壓壓力有可能增加到所需以上，從而 導(dǎo)致發(fā)動機(jī)損壞。因此，通常會在渦輪上游設(shè)置排氣旁通通路。并且，利用設(shè)置于排氣旁通 通路的廢氣門閥，來使在排氣通路內(nèi)流動的廢氣的一部分向旁通通路分流。由此，通過調(diào)節(jié) 廢氣流入渦輪的流入量，從而將增壓壓力控制為適當(dāng)?shù)牡燃墶?br>[0004] 作為利用廢氣門閥來進(jìn)行的增壓壓力的控制方法，例如有專利文獻(xiàn)1所記載的內(nèi) 燃機(jī)的控制裝置。在專利文獻(xiàn)1中，首先，基于發(fā)動機(jī)輸出目標(biāo)值，計算目標(biāo)吸入空氣流量 和目標(biāo)填充效率。接著，基于目標(biāo)填充效率和轉(zhuǎn)速，計算目標(biāo)節(jié)流上游壓力。然后，基于目 標(biāo)吸入空氣流量和目標(biāo)節(jié)流上游壓力，計算為驅(qū)動增壓器而所需的目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力。這 里，基于空燃比和吸入空氣流量來計算廢氣流量。然而，該廢氣流量和壓縮機(jī)驅(qū)動力的特性 僅取決于廢氣門閥控制值。利用該關(guān)系，根據(jù)廢氣流量和目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力來計算目標(biāo)廢 氣門閥控制值。
[0005] 專利文獻(xiàn)1所公開的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置近年來成為主流，與所謂的基于轉(zhuǎn)矩的控 制的兼容性較好。因此，專利文獻(xiàn)1所公開的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置具有能夠操作加速響應(yīng)特 性、以及能夠在燃油效率最佳點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)這樣的優(yōu)異特點(diǎn)。專利文獻(xiàn)1所公開的內(nèi)燃機(jī)的 控制裝置還具有能夠?qū)ζ钜剡M(jìn)行學(xué)習(xí)的優(yōu)異特點(diǎn)。另外，基于轉(zhuǎn)矩的控制是指將作為 來自駕駛員的驅(qū)動力的要求值或來自車輛側(cè)的驅(qū)動力的要求值的發(fā)動機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)矩作 為發(fā)動機(jī)輸出目標(biāo)值，從而確定主要的發(fā)動機(jī)控制量即空氣量、燃料量以及點(diǎn)火時期的控 制方法。
[0006] 另一方面，即使在機(jī)械增壓器的情況下，在高旋轉(zhuǎn)高負(fù)載時增壓壓力也有可能增 加到所需以上，從而導(dǎo)致發(fā)動機(jī)損壞。為此，設(shè)置有繞過機(jī)械增壓器的旁通通路。而且，在 旁通通路設(shè)置有旁通閥。通過使用該旁通閥，使得機(jī)械增壓器下游的空氣返回至機(jī)械增壓 器上游。由此，來將增壓壓力控制在適當(dāng)?shù)牡燃墶?此外，作為機(jī)械增壓器中的其他方法，已知有通過利用電磁離合器使機(jī)械增壓器從發(fā) 動機(jī)的輸出軸分離，由此來將增壓壓力抑制在適當(dāng)?shù)牡燃壍姆椒ā?br>[0007] 作為利用旁通閥來進(jìn)行的增壓壓力的控制方法，例如有專利文獻(xiàn)2所記載的帶增 壓器內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣控制裝置。專利文獻(xiàn)2中，基于產(chǎn)生與加速踏板的踩踏量相對應(yīng)的輸出 電壓的負(fù)載傳感器的輸出信號等，計算旁通閥的目標(biāo)占空比和目標(biāo)吸入空氣量。接著，根據(jù) 經(jīng)過環(huán)境校正后的目標(biāo)吸入空氣量和由空氣流量計檢測出的吸入空氣量來對目標(biāo)占空比 進(jìn)行反饋控制。 此外，專利文獻(xiàn)3公開了下述帶增壓器發(fā)動機(jī)的增壓壓力控制裝置，該增壓壓力控制 裝置計算達(dá)到與發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相對應(yīng)的目標(biāo)增壓壓力的旁通空氣量，并基于增壓器的 下游側(cè)壓力與上游側(cè)壓力的差，來確定旁通閥的控制量。 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利第5420013號公報 專利文獻(xiàn)2 :日本專利特開平4-325717號公報 專利文獻(xiàn)3 :日本專利第3366399號公報

【發(fā)明內(nèi)容】
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0009] 然而，專利文獻(xiàn)1所公開的控制裝置由于是利用廢氣門閥的增壓壓力的控制方 法，因此無法作為利用旁通閥的增壓壓力的控制方法進(jìn)行應(yīng)用。
[0010] 專利文獻(xiàn)2、3是利用旁通閥的增壓壓力的控制方法。但是，考慮到專利文獻(xiàn)2所 公開的控制裝置是以目標(biāo)占空比與經(jīng)過環(huán)境校正后的目標(biāo)吸入空氣量的關(guān)系為一一對應(yīng) 的關(guān)系作為前提來構(gòu)建控制系統(tǒng)的。在專利文獻(xiàn)2的控制裝置中，并沒有考慮與節(jié)流開度 之間的關(guān)系、以及與節(jié)流下游壓力之間的關(guān)系。因此，考慮存在下述第1問題，即：例如在節(jié) 流開度或節(jié)流下游壓力因環(huán)境條件或節(jié)流閥的偏差等而發(fā)生了變化時，目標(biāo)占空比與經(jīng)過 環(huán)境校正后的目標(biāo)吸入空氣量之間的關(guān)系不再成立，這種情況下控制性會變差。并且，考慮 在專利文獻(xiàn)2的控制裝置中存在下述第2問題，當(dāng)存在驅(qū)動器以外的轉(zhuǎn)矩要求、例如來自變 速器控制、牽引力控制等的降低轉(zhuǎn)矩要求時無法進(jìn)行應(yīng)對。這些問題認(rèn)為可通過專利文獻(xiàn) 3所公開的控制裝置來進(jìn)行改善。對于第1問題，通過將節(jié)流開度、節(jié)流下游壓力考慮在內(nèi) 來確定旁通閥的控制量，從而得以改善。對于第2問題，通過除了使用通常的目標(biāo)增壓壓力 以外，還使用牽引力控制用的目標(biāo)增壓壓力來確定旁通閥的控制量，從而得以改善。
[0011] 然而，考慮到專利文獻(xiàn)3所公開的控制裝置是基于通過旁通閥（ABV)的流量（ABV 通過流量）、ABV前后差壓以及ABV開度之間的關(guān)系來構(gòu)建控制系統(tǒng)的。但近年來的機(jī)械增 壓器是與旁通閥是一體構(gòu)成的。因此，旁通閥位于機(jī)械增壓器的附近。于是，旁通閥附近的 空氣會因機(jī)械增壓器的轉(zhuǎn)速（~發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速）、通過流量而被打亂。從而導(dǎo)致ABV的有效開 口面積發(fā)生變化。其結(jié)果使得ABV通過流量、ABV前后差壓、和ABV開度之間的關(guān)系會隨著 運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的變化而大幅變動。因此認(rèn)為相比于專利文獻(xiàn)3的圖5所示的映射，需要更多的 映射來計算或測量ABV通過流量、ABV前后差壓、和ABV開度之間的關(guān)系，從而高精度地對 其進(jìn)行模擬。其結(jié)果導(dǎo)致存在數(shù)據(jù)測量和適應(yīng)的工作量變多的問題。此外，專利文獻(xiàn)3中 記載有為了校正偏差，從而對S/C吐出量進(jìn)行學(xué)習(xí)的情況。但是，考慮到不僅機(jī)械增壓器存 在偏差，旁通閥中也存在偏差要素。因此，還存在有時僅僅通過S/C吐出量的學(xué)習(xí)無法充分 進(jìn)行校正的問題。
[0012] 本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于提供一種在抑制數(shù)據(jù)測量和適 應(yīng)的工作量的同時加速響應(yīng)特性的操作也較為容易的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。 解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0013] 本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置包括：節(jié)流閥，該節(jié)流閥設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通路； 機(jī)械增壓器，該機(jī)械增壓器設(shè)置于所述進(jìn)氣通路的所述節(jié)流閥的下游側(cè)，具有由所述內(nèi)燃 機(jī)的輸出軸來進(jìn)行驅(qū)動的壓縮機(jī)；旁通閥，該旁通閥設(shè)置于以繞過所述機(jī)械增壓器的方式 與所述進(jìn)氣通路相連接的旁通通路；旁通閥驅(qū)動部，該旁通閥驅(qū)動部通過操作所述旁通閥 的開度即旁通閥開度來改變所述旁通通路的流路截面積；目標(biāo)吸入空氣量計算部，該目標(biāo) 吸入空氣量計算部基于所述內(nèi)燃機(jī)的輸出目標(biāo)值即目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，計算出成為吸入所述內(nèi)燃機(jī) 的吸入空氣量的目標(biāo)值的目標(biāo)吸入空氣量以及成為所述內(nèi)燃機(jī)的填充效率的目標(biāo)值的目 標(biāo)填充效率；目標(biāo)節(jié)流開度計算部，該目標(biāo)節(jié)流開度計算部基于所述目標(biāo)吸入空氣量，計算 出所述節(jié)流閥的目標(biāo)開度；節(jié)流閥驅(qū)動部，該節(jié)流閥驅(qū)動部基于所述節(jié)流閥的目標(biāo)開度，通 過操作所述節(jié)流閥的開度來調(diào)整吸入到所述內(nèi)燃機(jī)的空氣量即吸入空氣量；目標(biāo)機(jī)械增壓 器下游壓力計算部，該目標(biāo)機(jī)械增壓器下游壓力計算部基于所述目標(biāo)填充效率，計算出成 為所述機(jī)械增壓器的下游側(cè)的壓力的目標(biāo)值的目標(biāo)機(jī)械增壓器下游壓力；機(jī)械增壓器上游 壓力檢測部，該機(jī)械增壓器上游壓力檢測部檢測所述機(jī)械增壓器的上游側(cè)壓力；目標(biāo)壓縮 機(jī)驅(qū)動力計算部，該目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力計算部基于所述目標(biāo)吸入空氣量、所述目標(biāo)機(jī)械增 壓器下游壓力、以及所述機(jī)械增壓器上游壓力，計算出目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力；以及目標(biāo)旁通閥 開度計算部，該目標(biāo)旁通閥開度計算部基于所述目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力，計算出成為旁通閥開 度的目標(biāo)值的目標(biāo)旁通閥開度。 發(fā)明效果
[0014] 本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置基于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩計算目標(biāo)吸入空氣量和目標(biāo)填充效率， 基于目標(biāo)吸入空氣量控制節(jié)流閥的開度，基于目標(biāo)填充效率計算目標(biāo)機(jī)械增壓器下游壓 力，并且檢測機(jī)械增壓器的上游側(cè)的壓力，從而基于目標(biāo)吸入空氣量、目標(biāo)機(jī)械增壓器下游 壓力和機(jī)械增壓器上游壓力來計算目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力，基于目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力計算來目標(biāo) 旁通閥開度，由此來對繞過機(jī)械增壓器的旁通通路中所設(shè)置的旁通閥的開度進(jìn)行控制，由 此在抑制數(shù)據(jù)測量和適應(yīng)的工作量的同時，能夠?qū)崿F(xiàn)來自駕駛員或其他的控制裝置的轉(zhuǎn)矩 要求，能夠容易地實現(xiàn)加速響應(yīng)特性的操作。
【附圖說明】
[0015] 圖1是表示本發(fā)明的實施例所涉及的發(fā)動機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。 圖2是表示本發(fā)明的實施例所涉及的ECU的輸入輸出以及發(fā)動機(jī)控制的概要的框圖。 圖3是表示本發(fā)明的實施例所涉及的壓縮機(jī)驅(qū)動力的計算處理內(nèi)容的控制框圖。 圖4是表示本發(fā)明的實施例所涉及的機(jī)械增壓器下游壓力的計算處理內(nèi)容的控制框 圖。 圖5是表示本發(fā)明的實施例所涉及的最大和最小壓縮機(jī)驅(qū)動力的計算處理內(nèi)容的控 制框圖。 圖6是表示本發(fā)明的實施例所涉及的目標(biāo)旁通閥開度的計算處理內(nèi)容的控制框圖。 圖7A、圖7B是表示本發(fā)明的實施例所涉及的Qa-Pc的關(guān)系、Qa-Pc"的關(guān)系的曲線圖。
【具體實施方式】
[0016] 下面，參照附圖對用于實施本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。
[0017] 實施方式1. 圖1是表示內(nèi)燃機(jī)（以下，記為發(fā)動機(jī)1)和其進(jìn)排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明的實施方 式1所涉及的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置應(yīng)用于圖1的發(fā)動機(jī)1。圖1中，在發(fā)動機(jī)1的曲柄機(jī)構(gòu)中 安裝有曲柄角傳感器25,該曲柄角傳感器25檢測發(fā)動機(jī)1的旋轉(zhuǎn)角，并生成與該旋轉(zhuǎn)角相 對應(yīng)的電信號（以下，記為脈沖間周期AT)。此外，形成進(jìn)氣通路的進(jìn)氣管2、及形成排氣 通路的排氣管26分別與發(fā)動機(jī)1的燃燒室的吸入口和排出口相連接。
[0018] 在進(jìn)氣管2的最上游側(cè)安裝有用于對從外部進(jìn)入的外界氣體進(jìn)行凈化的空氣凈 化器3。空氣凈化器3的下游側(cè)（靠近發(fā)動機(jī)1 一側(cè)）以彼此成為一體或彼此獨(dú)立的方式 設(shè)置有檢測吸入空氣流量并生成與該吸入空氣流量相對應(yīng)的電信號（以下，記為吸入空氣 量Qa)的空氣流量傳感器（以下，記為AFS)4、以及檢測進(jìn)氣通路內(nèi)的吸入空氣溫度并生成 與該吸入空氣溫度相對應(yīng)的電信號（以下，記為吸入空氣溫度Ta)的吸入空氣溫度傳感器 (進(jìn)氣溫度傳感器）5。另外，在圖1中，示出兩個傳感器4、5構(gòu)成為一體的示例。
[0019] 在AFS4的下游側(cè)設(shè)置有電子控制式的節(jié)流閥6,用于對送至發(fā)動機(jī)1的空氣量進(jìn) 行調(diào)整。節(jié)流開度傳感器7與節(jié)流閥6相連接，該節(jié)流開度傳感器7檢測節(jié)流閥6的節(jié)流 開度，并生成與該節(jié)流開度相對應(yīng)的電信號（以下，記為節(jié)流開度Th)。并且，在節(jié)流閥6 還設(shè)置有節(jié)流閥驅(qū)動部（throttle actuator :節(jié)流致動器）（未圖示），該節(jié)流閥驅(qū)動部基 于后述的節(jié)流閥目標(biāo)開度，通過操作節(jié)流閥6的開度來調(diào)整吸入到發(fā)動機(jī)1的吸入空氣量。 此外，在節(jié)流閥6的下游側(cè)設(shè)置有機(jī)械增壓器11。機(jī)械增壓器11的內(nèi)部具備壓縮機(jī)（未圖 示）。由發(fā)動機(jī)1的輸出軸經(jīng)由傳送帶來驅(qū)動壓縮機(jī)。在節(jié)流閥6的下游且在機(jī)械增壓器 11的上游，以彼此成為一體或彼此獨(dú)立的方式設(shè)置有檢測該部位的空氣壓力并生成與該空 氣壓力相對應(yīng)的電信號（以下，記為節(jié)流下游壓力Pbl)的節(jié)流下游壓力傳感器8、以及檢測 該部位的吸入空氣溫度并生成與該吸入空氣溫度相對應(yīng)的電信號（以下，記為節(jié)流下游溫 度Tbl)的節(jié)流下游溫度傳感器9。另外，在圖1中，示出上述兩個傳感器8、9構(gòu)成為一體的 示例。
[0020] 此外，在節(jié)流下游壓力傳感器8的下游且在機(jī)械增壓器11的上游，設(shè)置有向用于 繞過機(jī)械增壓器11的旁通通路10分岔的分岔點(diǎn)。在旁通通路10內(nèi)設(shè)置有旁通閥12,該 旁通閥12用于通過改變旁通通路的流路截面積來調(diào)整通過的空氣量。旁通閥開度傳感器 13與旁通閥12相連接，該旁通閥開度傳感器13檢測旁通閥12的旁通閥開度，并生成與該 旁通閥開度相對應(yīng)的電信號（以下，記為旁通閥開度BV)。旁通閥12的下游的旁通通路10 在機(jī)械增壓器11的下游再次與進(jìn)氣管2相連接。另外，圖1中雖然省略了圖示，但針對旁 通閥12設(shè)置有旁通閥驅(qū)動單元（旁通閥致動器），通過操作旁通閥12的開度來改變旁通通 路10的流路截面積。
[0021] 在旁通通路10的該再次連接點(diǎn)的下游側(cè)設(shè)置有中間冷卻器（以下，也記為1/ 014。中間冷卻器14對經(jīng)過設(shè)置于機(jī)械增壓器11的壓縮機(jī)壓縮后的空氣進(jìn)行冷卻。中間 冷卻器14的下游側(cè)設(shè)置有用于抑制進(jìn)氣波動的氣室15。在氣室15以彼此成為一體或彼 此獨(dú)立的方式設(shè)置有檢測氣室15內(nèi)的空氣壓力并生成與該空氣壓力相對應(yīng)的電信號（以 下，記為進(jìn)氣歧管壓力Pb)的進(jìn)氣歧管壓力傳感器16、以及檢測氣室15內(nèi)的吸入空氣溫度 并生成與該吸入空氣溫度相對應(yīng)的電信號（以下，記為進(jìn)氣歧管溫度Tb)的進(jìn)氣歧管溫度 傳感器17。另外，在圖1中，示出上述兩個傳感器16、17構(gòu)成為一體的示例。在氣室15下 游的發(fā)動機(jī)1的燃燒室的吸入口設(shè)置有噴射燃料的噴射器20。另外，噴射器20也可以設(shè)置 為直接向氣缸18內(nèi)噴射燃料。
[0022] 在氣缸18的頂部設(shè)置有火花塞21和點(diǎn)火線圈22,該火花塞21用于對吸入發(fā)動機(jī) 1的空氣和從噴射器20噴射出的燃料相混合而生成的可燃混合氣體進(jìn)行點(diǎn)火，該點(diǎn)火線圈 22產(chǎn)生用于在火花塞21打出火花的能量。此外，在進(jìn)氣管2與發(fā)動機(jī)1之間，設(shè)置有對從 進(jìn)氣管2導(dǎo)入到氣缸18內(nèi)的空氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)的進(jìn)氣閥23。在排氣管26與發(fā)動機(jī)1之間， 設(shè)置有對從氣缸18內(nèi)排出到排氣管26的空氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)的排氣閥24。另外，在進(jìn)氣閥23 與排氣閥24之間，也可以設(shè)置能夠?qū)Ω鱾€閥定時和閥升程量進(jìn)行調(diào)整的機(jī)構(gòu)。
[0023] 在發(fā)動機(jī)1的排氣管26的下游側(cè)，設(shè)置有用于對廢氣進(jìn)行凈化的廢氣凈化催化劑 28。廢氣凈化催化劑28的上游側(cè)（發(fā)動機(jī)1 一側(cè)）設(shè)置有檢測燃燒氣體內(nèi)的燃料或氧的 比例（以下，記為空燃比）并生成與該空燃比相對應(yīng)的電信號（以下，記為空燃比AF)的空 燃比傳感器27。
[0024] 接著，參照圖2對本發(fā)明的實施方式1所涉及的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置進(jìn)行說明。圖2 是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中所設(shè)置的電子控制單元（以下， 記為E⑶)40的結(jié)構(gòu)及其輸入輸出的框圖。E⑶40由微處理器、以及用于向微處理器進(jìn)行輸 入輸出的接口電路構(gòu)成。微處理器具有執(zhí)行運(yùn)算處理的CPU、存儲CPU所執(zhí)行的程序和固 定值數(shù)據(jù)的R0M、以及可進(jìn)行數(shù)據(jù)改寫的RAM。如圖2所示，來自各傳感器的電信號被輸入 到 ECU40。即，具體而言，根據(jù)由曲柄角傳感器25測定得到的發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)角而輸出的脈沖 間周期A T、由AFS4測定得到的吸入空氣量Qa、由吸入空氣溫度傳感器5測定得到的吸入 空氣溫度Ta、由節(jié)流開度傳感器7測定得到的節(jié)流閥6的節(jié)流開度Th、由節(jié)流下游壓力傳 感器8測定得到的節(jié)流下游壓力Pbl、由節(jié)流下游溫度傳感器9測定得到的節(jié)流下游溫度 Tbl、由旁通閥開度傳感器13測定得到的旁通閥開度BV、由進(jìn)氣歧管壓力傳感器16測定得 到的進(jìn)氣歧管壓力Pb、由進(jìn)氣歧管溫度傳感器17測定得到的進(jìn)氣歧管溫度Tb、以及由空燃 比傳感器27測定得到的空燃比AF被輸入到E⑶40。
[0025] 此外，E⑶40也輸入有來自上述以外的未圖示的各種傳感器的電信號。該未圖示 的各種傳感器例如包括：生成與油門開度AP相對應(yīng)的電信號的油門開度傳感器、測量大氣 壓力Pa的大氣壓力傳感器、用于發(fā)動機(jī)1的燃燒控制的傳感器、以及用于車輛的行為控制 的傳感器（例如，車速傳感器、水溫傳感器、爆震傳感器等）。并且，還輸入有來自其他的控 制裝置的電信號，例如來自變速器控制、制動控制、牽引力控制、自動巡航控制等控制裝置 的電信號。
[0026] E⑶40如圖2所示，包括：目標(biāo)轉(zhuǎn)矩計算部41、目標(biāo)吸入空氣量計算部42、目標(biāo)節(jié) 流開度計算部43、目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力計算部44、實際壓縮機(jī)驅(qū)動力計算部45、目標(biāo)旁通閥 開度計算部46、燃料噴射量計算部47、以及點(diǎn)火時期計算部48。
[0027] 在E⑶40中，首先，在目標(biāo)轉(zhuǎn)矩計算部41，基于包含油門開度AP和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne 在內(nèi)的各種數(shù)據(jù)，算出發(fā)動機(jī)輸出的目標(biāo)值即目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Trq。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne根據(jù)邊沿間周 期AT計算得到。另外，目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Trq若有來自其他的控制裝置的要求轉(zhuǎn)矩，則優(yōu)選采用該 轉(zhuǎn)矩。 接著，在目標(biāo)吸入空氣量計算部42,為達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Trq，基于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Trq計算目標(biāo) 填充效率Ect和目標(biāo)吸入空氣量Qat。 接著，在目標(biāo)節(jié)流開度計算部43,為達(dá)到目標(biāo)吸入空氣量Qat，基于目標(biāo)吸入空氣量 Qat計算目標(biāo)節(jié)流開度Tht。由此，基于目標(biāo)節(jié)流開度Tht來驅(qū)動節(jié)流閥6。這里，在目標(biāo)節(jié) 流開度計算部43還實施反饋校正控制，以使得節(jié)流開度Th成為目標(biāo)節(jié)流開度Tht。并且， 也可以對目標(biāo)節(jié)流開度Tht進(jìn)行反饋校正控制，以使得吸入空氣量Qa成為目標(biāo)吸入空氣量 Qat。按此方式來實施控制吸入空氣量等的所謂的基于轉(zhuǎn)矩的控制，以在發(fā)動機(jī)中達(dá)到目標(biāo) 轉(zhuǎn)矩。
[0028] 此外，在E⑶40中，在目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力計算部44,基于目標(biāo)吸入空氣量Qat、節(jié)流 下游壓力Pbl、以及目標(biāo)進(jìn)氣歧管壓力Pbt算出目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力Pet。目標(biāo)進(jìn)氣歧管壓力 Pbt由目標(biāo)填充效率Ect計算得到。 在實際壓縮機(jī)驅(qū)動力計算部45,基于吸入空氣量Qa、節(jié)流下游壓力Pbl、以及進(jìn)氣歧管 壓力Pb算出實際壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc。 接著，在目標(biāo)旁通閥開度計算部46,基于目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力Pct、以及實際壓縮機(jī)驅(qū)動 力Pc算出目標(biāo)旁通閥開度BVt。由此，基于目標(biāo)旁通閥開度BVt來驅(qū)動旁通閥12。這里， 在目標(biāo)旁通閥開度計算部46還實施反饋校正控制，以使得旁通閥開度BV成為目標(biāo)旁通閥 開度BVt。
[0029] 并且，在E⑶40中，還基于吸入空氣量Qa或進(jìn)氣歧管壓力Pb算出填充效率Ec。這 里，吸入空氣量Qa和進(jìn)氣歧管壓力Pb會因進(jìn)氣閥23的動作等帶來的進(jìn)氣波動的影響而按 預(yù)先設(shè)定的曲柄角度周期發(fā)生變動。因此，在例如比該周期要短的每1毫秒，預(yù)先對吸入空 氣量Qa和進(jìn)氣歧管壓力Pb進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。由此，可以以預(yù)先設(shè)定的曲柄角度周期，即例如 若為4缸發(fā)動機(jī)，則每隔180degCA，若為3缸發(fā)動機(jī)則每隔240degCA，對該A/D轉(zhuǎn)換后得到 的值進(jìn)行平均化處理，由此來減輕進(jìn)氣波動的影響。
[0030] 接著，在E⑶40中，在燃料噴射量計算部47,基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne、填充效率Ec、以及 目標(biāo)空燃比AFt算出燃料噴射量Qf。目標(biāo)空燃比AFt設(shè)定為使得廢氣、發(fā)動機(jī)輸出等變?yōu)?最佳狀況。由此，基于燃料噴射量Qf來控制噴射器20。同時，在燃料噴射量計算部47中， 還可以對燃料噴射量Qf實施反饋校正控制，以使得空燃比AF接近于目標(biāo)空燃比AFt。
[0031] 并且，在E⑶40中，在點(diǎn)火時期計算部48,基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne、以及填充效率Ec，算 出將燃油消耗、異常燃燒考慮在內(nèi)來設(shè)定的點(diǎn)火時期IG。由此，對點(diǎn)火線圈22進(jìn)行通電，以 實現(xiàn)點(diǎn)火時期IG。 并且，ECU40還具有基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne、填充效率Ec及點(diǎn)火時期IG等來推定發(fā)動機(jī)1 所產(chǎn)生的實際轉(zhuǎn)矩的功能、根據(jù)需要對其他各種致動器也進(jìn)行控制的功能。
[0032] 如上所述，利用E⑶40來控制發(fā)動機(jī)1。接著，參照圖3~圖7對本發(fā)明的實施方 式1所涉及的目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力計算部44、實際壓縮機(jī)驅(qū)動力計算部45、目標(biāo)旁通閥開度 計算部46進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0033] 圖3是具體示出目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力計算部44和實際壓縮機(jī)驅(qū)動力計算部45中的 壓縮機(jī)驅(qū)動力的計算處理的結(jié)構(gòu)的控制框圖。下面，在參照圖1、圖2的同時，邊參照圖3邊 對本實施方式中目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力和實際壓縮機(jī)驅(qū)動力的計算處理進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0034] 下面首先對壓縮機(jī)驅(qū)動力進(jìn)行說明?；诮^熱壓縮工作而計算出的為驅(qū)動壓縮機(jī) 而所需的動力（以下，稱為壓縮機(jī)驅(qū)動力）Pc[W]由下述數(shù)學(xué)式（1)來計算。這里，k :比熱 比（若為空氣，則k為1. 4)、Qcmp :壓縮機(jī)通過流量[g/s]、R :氣體常數(shù)[kX/(kg ? K)](若 為空氣，則R為〇? 287)、P :壓力[kPa]、T :絕對溫度[K]。其中，P :壓力[kPa]和T :絕對溫 度[K]中所添加的字符1、2分別表示1 :壓縮機(jī)入口、2 :壓縮機(jī)出口。
[0035] 【數(shù)學(xué)式1】
[0036] 本實施方式中，數(shù)學(xué)式（1)中壓縮機(jī)通過流量Qcmp與吸入空氣流量Qa相等。壓 縮機(jī)入口壓力P1即機(jī)械增壓器上游壓力為節(jié)流下游壓力Pbl (以下，也記為機(jī)械增壓器上 游壓力Pbl)。壓縮機(jī)入口溫度T1即機(jī)械增壓器上游溫度為節(jié)流下游溫度Tbl (以下，也記 為機(jī)械增壓器上游溫度Tbl)。壓縮機(jī)出口壓力P2即機(jī)械增壓器下游壓力與進(jìn)氣歧管壓力 Pb基本相等。然而，嚴(yán)格來說，由于中間冷卻器14的壓力損耗，上述壓力存在偏移。因此， 例如如圖4所示，在模塊B401中預(yù)先存儲預(yù)先確定了發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne的值與I/C壓力損耗 APb2的值之間的對應(yīng)關(guān)系的查找表（映射）（以下，將該映射稱為"I/C壓力損耗APb2映 射"）。由此，使用發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne，并使用該"I/C壓力損耗APb2映射"來算出I/C壓力損 耗APb2。利用加法器將算出的I/C壓力損耗APb2與進(jìn)氣歧管壓力Pb相加，從而求得機(jī) 械增壓器下游壓力Pb2。通過使用按上述方式求得的機(jī)械增壓器上游壓力Pbl、機(jī)械增壓器 上游溫度Tbl、以及機(jī)械增壓器下游壓力Pb2,從而數(shù)學(xué)式（1)可寫成下述數(shù)學(xué)式（2)。
[0037] 【數(shù)學(xué)式2】
[0038] 此外，如本實施方式所示那樣，在節(jié)流下游所設(shè)置的機(jī)械增壓器11中，機(jī)械增壓 器上游壓力Pbl始終在變化。并且，根據(jù)環(huán)境狀態(tài)的不同，機(jī)械增壓器上游壓力Pbl和機(jī)械 增壓器上游溫度Tbl也會大幅變化。在機(jī)械增壓器上游壓力Pbl和機(jī)械增壓器上游溫度 Tbl發(fā)生了變化的情況下，若在某一發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下，基于數(shù)學(xué)式（2)算出壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc， 則壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc相對于吸入空氣量Qa的變化量和其偏差較大，這種壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc在 控制上處理較為困難（例如，如圖7A所示那樣。具體而言，隨著吸入空氣量Qa的增加，壓 縮機(jī)驅(qū)動力Pc也增加，但此時，對于每個發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne和旁通閥開度BV，該壓縮機(jī)驅(qū)動力 Pc的增加率（曲線的傾斜度）都不同。）。因此，為了將壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) (例如，PblO = 101. 3[kPa]、TblO = 25°C，添加的字符0表示標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），利用將壓縮性的 影響考慮在內(nèi)的根據(jù)相似定律導(dǎo)出的下述數(shù)學(xué)式（3)來進(jìn)行修正，從而算出修正壓縮機(jī)驅(qū) 動力Pc'。
[0039] 【數(shù)學(xué)式3】
[0040] 并且，修正壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc'是假設(shè)絕熱過程而計算得到的。但是，實際的壓縮機(jī) 的過程并非是等熵過程，而是在絕熱系統(tǒng)中不可逆的變化，因此，熵朝向增大的方向變化。 表示這種實際過程與等熵過程之間的差異的指標(biāo)為絕熱效率nad，由下述數(shù)學(xué)式（4)來定 義。
[0041] 【數(shù)學(xué)式4】
[0042] 這里，Tb2是機(jī)械增壓器下游溫度。本實施方式中，僅在測量絕熱效率nad時在 機(jī)械增壓器下游安裝溫度傳感器。由此，改變發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne和旁通閥開度BV，并測量機(jī)械 增壓器下游溫度Tb2?；跍y量到的機(jī)械增壓器下游溫度Tb2來算出絕熱效率nad。由 此，將計算得到的絕熱效率nad作為以發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne和機(jī)械增壓器上下游的壓力比（Pb2/ Pbl)為軸的三維查找表（映射）來預(yù)先進(jìn)行存儲（以下，將該映射稱為"絕熱效率nad映 射")。另外，機(jī)械增壓器上下游的壓力比（Pb2/Pbl)隨著旁通閥開度BV的變化而變化。通 過使用該映射，能夠算出機(jī)械增壓器11的絕熱效率。另外，在本實施方式中，認(rèn)為因旁通閥 12打開而引起的效率的下降、以及因壓縮空氣的循環(huán)而引起的溫度上升也包含在絕熱效率 中。由此，若將絕熱效率nad考慮在內(nèi)來對修正壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc'進(jìn)行校正，則得到下述 的數(shù)學(xué)式（5)。
[0043] 【數(shù)學(xué)式5】
[0044] 在下述說明中，將數(shù)學(xué)式（5)所表示的絕熱效率校正后的修正壓縮機(jī)驅(qū)動力稱為 校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"，使用由數(shù)學(xué)式（3)和數(shù)學(xué)式（5)導(dǎo)出的下述數(shù)學(xué)式（6)，根據(jù)壓 縮機(jī)驅(qū)動力Pc算出校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"。
[0045] 【數(shù)學(xué)式6】
[0046] 若使用由此計算出的校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc "，則在任意的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下，相對于 吸入空氣量Qa的校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"例如如圖7B所示那樣，對每一個旁通閥開度BV 均保持恒定。由此，無論環(huán)境條件和吸入空氣量Qa如何，旁通閥開度BV與校正后壓縮機(jī)驅(qū) 動力Pc"都彼此相對應(yīng)。本實施方式是基于該對應(yīng)關(guān)系而構(gòu)成的。
[0047] 接著，參照圖3的控制框圖對實際利用ECU40實現(xiàn)上述所說明的壓縮機(jī)驅(qū)動力的 計算的方法進(jìn)行說明。圖3具體示出壓縮機(jī)驅(qū)動力的計算處理內(nèi)容。首先，對實際壓縮機(jī) 驅(qū)動力計算部45中的實際壓縮機(jī)驅(qū)動力的計算進(jìn)行說明。首先，如圖3所示，在模塊B301 中，基于機(jī)械增壓器上游壓力Pbl和機(jī)械增壓器下游壓力Pb2,算出機(jī)械增壓器上下游的壓 力比（Pb2/Pbl)。此時，機(jī)械增壓器下游壓力Pb2如上文中使用圖4的框圖所說明的那樣， 通過將I/C壓力損耗A Pb2與進(jìn)氣歧管壓力Pb相加而計算得到。
[0048] 接著在模塊B302中，根據(jù)機(jī)械增壓器上下游的壓力比（Pb2/Pbl)、機(jī)械增壓器上 游溫度Tbl、以及吸入空氣流量Qa，基于數(shù)學(xué)式（2)，算出實際壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc。這里，對于 數(shù)學(xué)式（2)中括號內(nèi)的指數(shù)運(yùn)算，若在ECU40中實施運(yùn)算，則運(yùn)算量變大。因此，對于機(jī)械 增壓器上下游的每一個壓力比（Pb2/Pbl)，將該壓力比（Pb2/Pbl)與（（k -1) / k )相乘得到 的運(yùn)算結(jié)果預(yù)先設(shè)定到查找表（映射）。由此，可以基于機(jī)械增壓器上下游的壓力比（Pb2/ Pbl)，根據(jù)該表格來得到指數(shù)運(yùn)算結(jié)果。
[0049] 接著，在模塊B303中，計算絕熱效率n ad。這里如上述那樣，將基于預(yù)先測量得 到的結(jié)果計算出的絕熱效率n ad作為"絕熱效率n ad映射"進(jìn)行存儲，基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne 和機(jī)械增壓器上下游的壓力比（Pb2/Pbl)，根據(jù)該"絕熱效率nad映射"進(jìn)行計算。
[0050] 接著，在模塊B304中，根據(jù)實際壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc、絕熱效率nad等，基于數(shù)學(xué)式 (6)算出校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"。由此，在ECU40中，利用實際壓縮機(jī)驅(qū)動力計算部45能 夠算出實際壓縮機(jī)驅(qū)動力。
[0051] 接著，對目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力計算部44所進(jìn)行的目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力的計算進(jìn)行說 明。目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力的計算與上述實際壓縮機(jī)驅(qū)動力的計算基本相同。其中，在目標(biāo)壓 縮機(jī)驅(qū)動力的計算中，將上述實際壓縮機(jī)驅(qū)動力的計算中的吸入空氣流量Qa變更為目標(biāo) 吸入空氣流量Qat，將機(jī)械增壓器下游壓力Pb2變更為目標(biāo)機(jī)械增壓器下游壓力Pb2t來進(jìn) 行。這里的目標(biāo)機(jī)械增壓器下游壓力Pb2t可使用圖4的框圖的結(jié)構(gòu)，通過將基于目標(biāo)填充 效率Ect計算出的目標(biāo)進(jìn)氣歧管壓力Pbt與I/C壓力損耗APb2相加來計算得到。此外， 為了抑制計算目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力時機(jī)械增壓器上游壓力Pbl發(fā)生急劇變化的情況，可以將 機(jī)械增壓器上游壓力Pbl變更為過濾后的機(jī)械增壓器上游壓力Pblf。通過使用這些值，并 與上述同樣地執(zhí)行從模塊B301到B304的運(yùn)算，能夠計算出目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力Pct、以及校 正后目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力Pet"。
[0052] 說明根據(jù)目標(biāo)填充效率Ect計算目標(biāo)進(jìn)氣歧管壓力Pbt的方法。首先，將進(jìn)氣歧 管基準(zhǔn)的體積效率Kv預(yù)先存儲為與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne和進(jìn)氣歧管壓力Pb -起構(gòu)成的三維查 找表（映射）。這里，進(jìn)氣歧管基準(zhǔn)的體積效率Kv是表示在進(jìn)氣行程期間氣缸18從進(jìn)氣歧 管吸入的新氣體體積與氣缸18的排氣量的比率的值。接著，基于下述數(shù)學(xué)式（7)反復(fù)進(jìn)行 計算即可，直到目標(biāo)進(jìn)氣歧管Pbt收斂為止。這里，添加的字符0表示標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，例如，將標(biāo) 準(zhǔn)狀態(tài)設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力PaO = 101. 3 [kPa]，標(biāo)準(zhǔn)外界氣體溫度TaO = 25°C。
[0053] 【數(shù)學(xué)式7】
[0054] 圖6是具體示出目標(biāo)旁通閥開度的計算處理內(nèi)容的控制框圖。下面，在參照圖1、 圖2的同時，邊參照圖6邊對本發(fā)明實施方式1中目標(biāo)旁通閥開度計算部46所進(jìn)行的目標(biāo) 旁通閥開度的計算處理進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0055] 首先，下面對用于目標(biāo)旁通閥開度的計算的增壓率進(jìn)行說明。使用圖7B，如上述那 樣，旁通閥開度BV與校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"相對應(yīng)。然而，若發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne發(fā)生變化， 則校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"所取值的范圍大幅變化。因此，為了基于旁通閥開度BV與校正 后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"的關(guān)系，根據(jù)校正后目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"來計算出目標(biāo)旁通閥開度 BVt，就必須要考慮發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne，從而運(yùn)算變得復(fù)雜。
[0056] 這里，對由下述數(shù)學(xué)式（8)所表示的增壓率CR進(jìn)行定義。利用在旁通閥開度BV 全閉（〇% )時校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"變?yōu)樽畲?，旁通閥開度BV全開（100% )時校正后 壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"變?yōu)樽钚〉年P(guān)系來定義增壓率CR。因此，增壓率CR成為表示校正后壓縮 機(jī)驅(qū)動力Pc"處于最小校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"min與最大校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"max 之間的哪一個位置的指標(biāo)。即，增壓率CR由"校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"與最小校正后壓縮 機(jī)驅(qū)動力Pc"min之差"與"最大校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"ma X與最小校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力 Pc"min之差"的比來表示。由此計算得到的增壓率成為利用每個發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下的最大及最 小校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力來進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化后得到的值，因此，成為與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速無關(guān)的0~ 100%之間的值，從而無需像上述那樣考慮發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，方便用于進(jìn)行控制。
[0057] 【數(shù)學(xué)式8】
[0058] 更具體而言，對每個發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne測量旁通閥開度BV與校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc" 的關(guān)系，求得每個發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne下的最小校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"min和最大校正后壓縮 機(jī)驅(qū)動力Pc"max，基于此可生成以發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne和旁通閥開度BV為軸的增壓率CR的查 找表（映射）（以下，稱為"增壓率映射"。）。并且，若對該映射進(jìn)行軸變換，將其變換為以 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne和增壓率CR為軸的旁通閥開度BV的映射，則能夠使用軸變換后的映射（以 下，稱為"相對于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和增壓率CR的旁通閥開度BV的關(guān)系映射"或簡稱為"旁通閥 開度映射"），根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne和目標(biāo)增壓率CRt容易地計算出目標(biāo)旁通閥開度BVt。
[0059] 參照圖6的控制框圖對實際利用ECU40實現(xiàn)上述所說明的使用增壓率來計算目標(biāo) 旁通閥開度的方法進(jìn)行說明。圖6具體示出目標(biāo)旁通閥開度的計算處理內(nèi)容。在模塊B601 中，根據(jù)最小校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"min、最大校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"ma X、校正后目標(biāo) 壓縮機(jī)驅(qū)動力Pct"，基于數(shù)學(xué)式（8)來計算目標(biāo)增壓率CRt。這里，最小校正后壓縮機(jī)驅(qū)動 力Pc"min、以及最大校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"max可通過下述方式計算得到，即：如圖5的 模塊B501、B502所示，首先，對每個發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne預(yù)先測量最小校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力和最 大校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力，將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne與最小校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne與 最大校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力的對應(yīng)關(guān)系分別預(yù)先設(shè)定到各個查找表（映射）（以下，將這些映 射分別稱為"最小校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"min"以及"最大校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"max")， 然后基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne，根據(jù)這些查找表計算出最小校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力和最大校正后壓 縮機(jī)驅(qū)動力。
[0060] 接著，在模塊B602中，使用預(yù)先存儲有旁通閥開度BV與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和增壓率CR 的對應(yīng)關(guān)系的旁通閥開度映射，根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne和目標(biāo)增壓率CRt，算出目標(biāo)旁通閥開 度BVt。在目標(biāo)旁通閥開度計算部46中，進(jìn)行反饋校正控制，以使得旁通閥開度BV成為目 標(biāo)旁通閥開度BVt。然而，由于機(jī)械增壓器等的偏差，存在有校正后目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力Pet" 與校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"不一致的情況。因此，在模塊B603中，對目標(biāo)旁通閥開度實施 反饋（F/B)校正控制，以使得校正后目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力Pet"與校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"相 一致。更具體而言，進(jìn)行PID控制即反饋控制，基于校正后目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力Pet"與校正 后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"之差，計算出目標(biāo)旁通閥開度的反饋校正量FB (P)、FB (I)、FB (D)，將這 些校正量與目標(biāo)旁通閥開度BVt相加。這里，F(xiàn)B(P)為比例項，F(xiàn)B(I)為積分項，F(xiàn)B(D)為微 分項。由此，模塊B603構(gòu)成基于實際壓縮機(jī)驅(qū)動力與目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力的差分，計算出目 標(biāo)旁通閥開度的反饋校正量的反饋校正量運(yùn)算部。
[0061] 并且，模塊B604還計算出目標(biāo)旁通閥開度的反饋校正量的積分項FB(I)的值超過 預(yù)先設(shè)定的閾值的量，以作為旁通閥開度的學(xué)習(xí)校正量LRN。學(xué)習(xí)校正量LRN是用于減少 針對因機(jī)械增壓器、旁通閥的個體差異、歷時變化等而帶來的偏差要素的影響的校正值。由 此，將學(xué)習(xí)校正量LRN與目標(biāo)旁通閥開度BVt相加。這里，學(xué)習(xí)校正量LRN可以為一個值， 但為了以更高的精度進(jìn)行學(xué)習(xí)，例如也可以設(shè)為根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)增壓率進(jìn)行分區(qū)， 該每個區(qū)都具有學(xué)習(xí)值。由此，模塊B604構(gòu)成反饋學(xué)習(xí)量運(yùn)算部，針對目標(biāo)旁通閥開度的 反饋校正量的定量的偏差量來計算出反饋學(xué)習(xí)量，通過將反饋學(xué)習(xí)量與目標(biāo)旁通閥開度相 加來對目標(biāo)旁通閥開度進(jìn)行校正。
[0062] 通過該方式，能夠基于校正后目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力Pet"對旁通閥開度BV進(jìn)行控制。 另外，這里示出對目標(biāo)旁通閥開度BVt進(jìn)行反饋校正控制和學(xué)習(xí)校正的示例，但對于除此 以外的值，例如對目標(biāo)增壓率CRt進(jìn)行反饋校正控制和學(xué)習(xí)校正，也能夠同樣地實現(xiàn)校正 后目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力Pet"。
[0063] 如上文所示，根據(jù)本發(fā)明的實施方式1所涉及的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，能夠在目標(biāo) 轉(zhuǎn)矩計算部41中，基于駕駛員的加速操作或來自其他的控制裝置的轉(zhuǎn)矩要求值計算出目 標(biāo)轉(zhuǎn)矩。并且，在目標(biāo)吸入空氣量計算部42中，計算出用于達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)填充效率 和目標(biāo)吸入空氣量。在目標(biāo)節(jié)流開度計算部43中，計算目標(biāo)節(jié)流開度并對節(jié)流開度進(jìn)行控 制以達(dá)到目標(biāo)吸入空氣流量。在目標(biāo)旁通閥開度計算部46中，基于目標(biāo)填充效率計算目標(biāo) 旁通閥開度并對旁通閥開度進(jìn)行控制，以達(dá)到目標(biāo)進(jìn)氣歧管壓力和目標(biāo)吸入空氣量。由此， 能夠?qū)崿F(xiàn)來自駕駛員或其他的控制裝置的轉(zhuǎn)矩要求，也能夠容易地實現(xiàn)加速響應(yīng)特性的操 作等。
[0064] 此外，根據(jù)本發(fā)明的實施方式1所涉及的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，基于根據(jù)校正后目 標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力Pet "計算得到的目標(biāo)增壓率CRt來控制旁通閥開度BV，并對目標(biāo)旁通閥開 度BVt進(jìn)行學(xué)習(xí)校正。即，對機(jī)械增壓器的偏差所涉及的校正后目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力Pet"與 旁通閥的偏差所涉及的目標(biāo)旁通閥開度BVt的關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí)校正，從而能夠進(jìn)行同時包含 機(jī)械增壓器和旁通閥雙方的偏差要素的學(xué)習(xí)。
[0065] 另外，本發(fā)明的實施方式1所涉及的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置內(nèi)所使用的控制映射有絕 熱效率nad映射、I/C壓力損耗APb2映射、最小校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc"min映射、最大 校正后壓縮機(jī)驅(qū)動力Pc "max映射、設(shè)定有旁通閥開度BV相對于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和增壓率CR的 關(guān)系的旁通閥開度映射，但除了 I/C壓力損耗APb2映射可根據(jù)中間冷卻器單體中實際測 量的結(jié)果來設(shè)定之外，其他的映射都可根據(jù)機(jī)械增壓器單體中實際測量的結(jié)果來設(shè)定，也 可以根據(jù)安裝于發(fā)動機(jī)后實際測量得到的結(jié)果來進(jìn)行設(shè)定。由此，由于能夠根據(jù)中間冷卻 器和機(jī)械增壓器的單體特性來生成映射，因此，在這些設(shè)備變更為其他標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備的情況 下，只要改變變更部分的單體特性映射即可，在沿用到其他的發(fā)動機(jī)的情況下，也能夠沿用 控制映射值，其結(jié)果使得能夠抑制數(shù)據(jù)測量以及適應(yīng)的工作量。
[0066] 如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施方式1，在具有旁通閥的帶機(jī)械式增壓器的內(nèi)燃機(jī) 中，具有能夠操作加速響應(yīng)特性、學(xué)習(xí)偏差要素的優(yōu)異特點(diǎn)，并且，還能夠抑制數(shù)據(jù)測量和 適應(yīng)的工作量。
[0067] 另外，關(guān)于上述實施方式中所說明的目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力、最小壓縮機(jī)驅(qū)動力、最大 壓縮機(jī)驅(qū)動力、以及實際壓縮機(jī)驅(qū)動力，可以使用通過將上述壓縮性的影響考慮在內(nèi)的基 于相似定律的向標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的校正以及基于機(jī)械增壓器的絕熱效率的校正這兩方面的校正 從而校正得到的目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力、最小壓縮機(jī)驅(qū)動力、最大壓縮機(jī)驅(qū)動力、以及實際壓縮 機(jī)驅(qū)動力，或者也可以使用通過將壓縮性的影響考慮在內(nèi)的基于相似定律的向標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的 校正和基于機(jī)械增壓器的絕熱效率的校正中的任一種校正從而校正得到的目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū) 動力、最小壓縮機(jī)驅(qū)動力、最大壓縮機(jī)驅(qū)動力、以及實際壓縮機(jī)驅(qū)動力。 標(biāo)號說明
[0068] 1發(fā)動機(jī)（內(nèi)燃機(jī)）、2進(jìn)氣管、3空氣凈化器、4空氣流量傳感器（AFS)、5吸入空氣 溫度傳感器（進(jìn)氣溫度傳感器）、6節(jié)流閥、7節(jié)流開度傳感器、8節(jié)流下游壓力傳感器、9節(jié) 流下游溫度傳感器、10旁通通路、11機(jī)械增壓器、12旁通閥、13旁通閥開度傳感器、14中間 冷卻器、15氣室、16進(jìn)氣歧管壓力傳感器、17進(jìn)氣歧管溫度傳感器、18氣缸、20噴射器、21 火花塞、22點(diǎn)火線圈、23進(jìn)氣閥、24排氣閥、25曲柄角傳感器、26排氣管、27空燃比傳感器、 28廢氣凈化催化劑、40ECU(電子控制單元）。
【主權(quán)項】
1. 一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，包括： 節(jié)流閥，該節(jié)流閥設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通路； 機(jī)械增壓器，該機(jī)械增壓器設(shè)置于所述進(jìn)氣通路的所述節(jié)流閥的下游側(cè)，具有由所述 內(nèi)燃機(jī)的輸出軸來進(jìn)行驅(qū)動的壓縮機(jī)； 旁通閥，該旁通閥設(shè)置于以繞過所述機(jī)械增壓器的方式與所述進(jìn)氣通路相連接的旁通 通路； 旁通閥驅(qū)動部，該旁通閥驅(qū)動部通過操作所述旁通閥的開度即旁通閥開度來改變所述 旁通通路的流路截面積； 目標(biāo)吸入空氣量計算部，該目標(biāo)吸入空氣量計算部基于所述內(nèi)燃機(jī)的輸出目標(biāo)值即目 標(biāo)轉(zhuǎn)矩，計算出成為吸入所述內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量的目標(biāo)值的目標(biāo)吸入空氣量以及成為所 述內(nèi)燃機(jī)的填充效率的目標(biāo)值的目標(biāo)填充效率； 目標(biāo)節(jié)流開度計算部，該目標(biāo)節(jié)流開度計算部基于所述目標(biāo)吸入空氣量，計算出所述 節(jié)流閥的目標(biāo)開度； 節(jié)流閥驅(qū)動部，該節(jié)流閥驅(qū)動部基于所述節(jié)流閥的目標(biāo)開度，通過操作所述節(jié)流閥的 開度來調(diào)整吸入到所述內(nèi)燃機(jī)的空氣量即吸入空氣量； 目標(biāo)機(jī)械增壓器下游壓力計算部，該目標(biāo)機(jī)械增壓器下游壓力計算部基于所述目標(biāo)填 充效率，計算出成為所述機(jī)械增壓器的下游側(cè)壓力的目標(biāo)值的目標(biāo)機(jī)械增壓器下游壓力； 機(jī)械增壓器上游壓力檢測部，該機(jī)械增壓器上游壓力檢測部檢測所述機(jī)械增壓器的上 游側(cè)壓力； 目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力計算部，該目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力計算部基于所述目標(biāo)吸入空氣量、所 述目標(biāo)機(jī)械增壓器下游壓力、以及所述機(jī)械增壓器上游壓力，計算出目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力；以 及 目標(biāo)旁通閥開度計算部，該目標(biāo)旁通閥開度計算部基于所述目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力，計算 出成為旁通閥開度的目標(biāo)值的目標(biāo)旁通閥開度。2. 如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述目標(biāo)旁通閥開度計算部 具有預(yù)先設(shè)定有所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速與最小壓縮機(jī)驅(qū)動力及所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速與最大 壓縮機(jī)驅(qū)動力的對應(yīng)關(guān)系的壓縮機(jī)驅(qū)動力映射，根據(jù)該壓縮機(jī)驅(qū)動力映射，由所述內(nèi)燃機(jī) 的轉(zhuǎn)速計算出最小壓縮機(jī)驅(qū)動力和最大壓縮機(jī)驅(qū)動力， 基于所述目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力、所述最小壓縮機(jī)驅(qū)動力、以及所述最大壓縮機(jī)驅(qū)動力，計 算出表示所述目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力處于所述最小壓縮機(jī)驅(qū)動力與所述最大壓縮機(jī)驅(qū)動力之 間的哪一個位置的目標(biāo)增壓率， 具有預(yù)先設(shè)定有所述目標(biāo)增壓率與所述旁通閥開度的對應(yīng)關(guān)系的旁通閥開度映射，根 據(jù)該旁通閥開度映射，由所述目標(biāo)增壓率計算出所述目標(biāo)旁通閥開度。3. 如權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述目標(biāo)機(jī)械增壓器下游壓力計算部 基于進(jìn)氣歧管基準(zhǔn)的體積效率和所述目標(biāo)填充效率，計算出目標(biāo)進(jìn)氣歧管壓力，所述 進(jìn)氣歧管基準(zhǔn)的體積效率是在進(jìn)氣行程期間所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸從進(jìn)氣歧管吸入的新氣體 體積相對于所述氣缸的排氣量的比率， 基于所述目標(biāo)進(jìn)氣歧管壓力計算出所述目標(biāo)機(jī)械增壓器下游壓力。4. 如權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，還包括： 吸入空氣量檢測單元，該吸入空氣量檢測單元對所述吸入空氣量進(jìn)行檢測； 實際壓縮機(jī)驅(qū)動力計算部，該實際壓縮機(jī)驅(qū)動力計算部基于所述機(jī)械增壓器上游壓 力、所述機(jī)械增壓器下游壓力及所述吸入空氣量，計算出實際壓縮機(jī)驅(qū)動力；以及 反饋校正量運(yùn)算部，該反饋校正量運(yùn)算部基于所述實際壓縮機(jī)驅(qū)動力與所述目標(biāo)壓縮 機(jī)驅(qū)動力的差分，計算出所述目標(biāo)旁通閥開度的反饋校正量。5. 如權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，還包括： 吸入空氣量檢測單元，該吸入空氣量檢測單元對所述吸入空氣量進(jìn)行檢測； 實際壓縮機(jī)驅(qū)動力計算部，該實際壓縮機(jī)驅(qū)動力計算部基于所述機(jī)械增壓器上游壓 力、所述機(jī)械增壓器下游壓力及所述吸入空氣量，計算出實際壓縮機(jī)驅(qū)動力；以及 反饋校正量運(yùn)算部，該反饋校正量運(yùn)算部基于所述實際壓縮機(jī)驅(qū)動力與所述目標(biāo)壓縮 機(jī)驅(qū)動力的差分，計算出所述目標(biāo)旁通閥開度的反饋校正量。6. 如權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 還包括反饋學(xué)習(xí)量運(yùn)算部，該反饋學(xué)習(xí)量運(yùn)算部針對所述目標(biāo)旁通閥開度的所述反饋 校正量的定量性偏差量計算出反饋學(xué)習(xí)量，將所述反饋學(xué)習(xí)量與所述目標(biāo)旁通閥開度相加 來對所述目標(biāo)旁通閥開度進(jìn)行校正。7. 如權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 還包括反饋學(xué)習(xí)量運(yùn)算部，該反饋學(xué)習(xí)量運(yùn)算部針對所述目標(biāo)旁通閥開度的所述反饋 校正量的定量性偏差量計算出反饋學(xué)習(xí)量，將所述反饋學(xué)習(xí)量與所述目標(biāo)旁通閥開度相加 來對所述目標(biāo)旁通閥開度進(jìn)行校正。8. 如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力是通過將壓縮性的影響考慮在內(nèi)且基于相似定律的向標(biāo)準(zhǔn)狀 態(tài)的校正、以及基于所述機(jī)械增壓器的絕熱效率的校正這兩種校正或其中一種校正從而校 正得到的目標(biāo)壓縮機(jī)驅(qū)動力。9. 如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述最小壓縮機(jī)驅(qū)動力和所述最大壓縮機(jī)驅(qū)動力是通過將壓縮性的影響考慮在內(nèi)且 基于相似定律的向標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的校正、以及基于所述機(jī)械增壓器的絕熱效率的校正這兩種校 正或其中一種校正從而校正得到的最小壓縮機(jī)驅(qū)動力和最大壓縮機(jī)驅(qū)動力。10. 如權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述實際壓縮機(jī)驅(qū)動力是通過將壓縮性的影響考慮在內(nèi)且基于相似定律的向標(biāo)準(zhǔn)狀 態(tài)的校正、以及基于所述機(jī)械增壓器的絕熱效率的校正這兩種校正或其中一種校正從而校 正得到的實際壓縮機(jī)驅(qū)動力。11. 如權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述實際壓縮機(jī)驅(qū)動力是通過將壓縮性的影響考慮在內(nèi)且基于相似定律的向標(biāo)準(zhǔn)狀 態(tài)的校正、以及基于所述機(jī)械增壓器的絕熱效率的校正這兩種校正或其中一種校正從而校 正得到的實際壓縮機(jī)驅(qū)動力。
【文檔編號】F02D23/00GK105840325SQ201510695665
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年10月23日
【發(fā)明人】葉狩秀樹
【申請人】三菱電機(jī)株式會社