內燃機的控制裝置的製作方法
2023-07-17 16:17:41
專利名稱：內燃機的控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及內燃機的控制裝置。
背景技術：
在日本特開2000-97073號公才艮中，公開了如下技術在內燃機的控制 裝置中，用於防止在相對於目標轉矩變化的節氣門開度變化較大的區域內、 節氣門對於目標轉矩的微動的過大的反應。在該裝置中為在上述區域以 外，基於目標轉矩算出節氣門開度，而在上述區域內，基於加速踏板開度 算出節氣門開度。
專利文獻1:日本特開2000-97073號公才艮
發明內容
但是，目標轉矩並不只是由基於加速踏板開度的駕駛者的要求來進行 輸出，而是也由車輛運動控制等來進行輸出。上述現有技術存在無法應對 該車輛運動控制等來自駕駛者以外的要求這樣的問題。
本發明是鑑於上述問題而完成的發明，其目的在於提供一種內燃機的 控制裝置，能夠在基於根據多個要求轉矩算出的節氣門開度來對節氣門進 行控制的情況下，防止節氣門的過大的反應。
為了實現上述目的，第一發明是內燃機的控制裝置，其特徵在於，具
備
基於各自的目的分別對內燃機輸出要求轉矩的多個要求轉矩輸出單
元；
靈敏度判斷單元，其基於對來自所述多個要求轉矩輸出單元的要求轉矩進行合併後的合併後要求轉矩，判斷節氣門開度變化對於轉矩變化的靈
敏度是否大於基準值；以及
節氣門開度算出單元，其在被判斷為所述靈敏度大於所述基準值的情 況下，通過合併第 一要求節氣門開度和第二要求節氣門開度來算出節氣門 開度，所述第一要求節氣門開度是將多個所述要求轉矩中、波動性最強的 要求轉矩變換成節氣門開度而得到的，所述第二要求節氣門開度是將對所 述波動性最強的要求轉矩以外的要求轉矩進行合併後的要求轉矩變換成節 氣門開度而得到的。
另外，第二發明是內燃機的控制裝置，其特徵在於，具備
基於各自的目的分別對內燃機輸出要求轉矩的多個要求轉矩輸出單
元；
節氣門開度算出單元，其基於對來自所述多個要求轉矩輸出單元的要 求轉矩進行合併後的合併後要求轉矩，算出節氣門開度；
靈敏度判斷單元，其基於所述合併後要求轉矩，判斷節氣門開度變化 對於轉矩變化的靈敏度是否大於基準值；以及
內燃機轉速變更單元，其在被判斷為所述靈敏度大於所述基準值的情 況下，以內燃機轉速向所述靈敏度小於所述基準值的區域轉移的方式，使 內燃機轉速變化。
另外，第三發明的特徵在於，在第二發明中，
所述內燃機轉速變更單元，通過對所述合併後要求轉矩進行增加修正， 來使內燃機轉速變化。
另外，第四發明的特徵在於，在第二發明中，
所述內燃機轉速變更單元，通過使輔機負荷變化來使內燃機轉速變化。
根據第 一發明，能夠在基於對內燃機輸出的多個要求轉矩來算出節氣 門開度的情況下，基於對多個要求轉矩進行合併後的合併後要求轉矩，判 斷節氣門開度變化對於轉矩變化的靈敏度是否較大。並且，在判斷為節氣 門開度變化對於轉矩變化的靈敏度較大的情況下，能夠通過合併第一要求 節氣門開度和第二要求節氣門開度來算出最終的節氣門開度，所述第 一要 求節氣門開度是只將波動性最強的要求轉矩變換成節氣門開度而得到的，所述第二要求節氣門開度是將對該波形性最強的要求轉矩以外的要求轉矩 進行合併後的要求轉矩變換成節氣門開度而得到的。由此，與將合併後要 求轉矩直接變換成節氣門開度的情況相比，能夠防止節氣門開度的變動變 得過大。因此，能夠可靠地防止節氣門過大地進行反應(動作)，從而能 夠提高節氣門的耐久性，防止發生故障等。
根據第二發明，能夠在基於向內燃機輸出的多個要求轉矩來算出節氣 門開度的情況下，基於對多個要求轉矩進行合併後的合併後要求轉矩，判 斷節氣門開度變化對於轉矩變化的靈敏度是否較大。並且，在判斷為節氣 門開度變化對於轉矩變化的靈敏度較大的情況下，能夠通過4吏內燃機轉速 變化，來向該靈敏度較小的區域進行移動。因此，能夠可靠地防止節氣門 過大地進行反應(動作)，從而能夠提高節氣門的耐久性，防止發生故障 等。
根據第三發明，能夠通過對合併後要求轉矩進行增加修正來使內燃機 轉速迅速且可靠地發生變化，因此能夠更可靠地防止節氣門的過大的反應。 根據第四發明，能夠通過使輔機負荷變化來使內燃機轉速迅速且可靠
地發生變化，因此能夠更可靠地防止節氣門的過大的反應。
圖l是用於說明本發明實施方式l的系統結構的圖。
圖2是用於說明比較例的節氣門開度算出方法的圖。
圖3是用於說明本發明實施方式1的節氣門開度算出方法的圖。
圖4是表示圖3示出的節氣門開度算出方法中的信號流的圖。
圖5是在本發明實施方式1中執行的程序的流程圖。
圖6是表示轉矩-節氣門開度映射的圖。
圖7是在本發明實施方式2中執行的程序的流程圖。
符號說明
10內燃才幾12活塞 16進氣通路 18排氣通路 26催化劑 32進氣閥 36排氣閥 50 ECU
M實施方式 實施方式1 [系統結構說明
圖l是用於說明本發明實施方式l的內燃機系統的結構的圖。圖l所 示的系統具備搭載於車輛的內燃機10。內燃機10的汽缸數和汽缸配置沒 做特別的限定。在內燃機10的各汽缸內設置有活塞12。在各汽缸上連通 有進氣通路16和排氣通路18。
在進氣通路16上設置有電子控制式的節氣門20。在節氣門20的附近， 設置有檢測節氣門20的開度(以下，稱為"節氣門開度")的節氣門位置 傳感器22。另外，在排氣通路18上配置有用於淨化排氣氣體的催化劑26。
在內燃機10的各汽缸，還設置有向進氣口內噴射燃料的燃料噴嘴28、 用於對燃燒室內的混合氣體進行點火的火花塞30、進氣閥32、以及排氣閥 36。需說明的是，本發明並不限於圖示那樣的口噴射式內燃機，也可以適 用於缸內直接噴射式內燃機、並用口噴射和缸內直接噴射的內燃機。
在內燃機10的曲軸24的附近,設置有用於檢測曲軸24的旋轉角度(曲 軸角)的曲軸角傳感器42。另外，在加速踏板的附近設置有檢測加速踏板 開度的加速踏板位置傳感器44。
另外，本系統具備發動機ECU (Electronic Control Unit,電子控制單 元)50。在發動機ECU (以下筒稱為"ECU" ) 50上，分別電連接上述 的節氣門位置傳感器22、曲軸角傳感器42、加速i^板位置傳感器44等各種傳感器、以及上述的節氣門20、燃料噴嘴28、火花塞30等的各種致動 器(Actuator)。
本系統還具備控制車輛的防抱死制動系統(Antilock Brake System) 的ABS-ECU52、以及控制車輛穩定性控制系統(Vehicle Stability Control) 的VSC陽ECU54。
圖5是為了實現上述的功能而在本實施方式中ECU50執行的程序的 流程圖。根據圖5示出的程序，首先，對輸出到內燃機10的多個要求轉矩 進行合併(例如進行相加)(步驟100 )。接著，基於上述步驟IOO中算出的合併後的要求轉矩(以下稱為"合
並後要求轉矩")，判斷節氣門開度變化對於轉矩變化的靈敏度是否較高
(步驟102 )。在該步驟102中，例如，在上述的轉矩-節氣門開度映射中， 當合併後要求轉矩在預定的WOT區域內時，判斷為節氣門開度變化對於 轉矩變化的靈敏度較高。或者，根據合併後要求轉矩的微小變化ATrq、 以及基於轉矩-節氣門開度映射試驗性地對合併後要求轉矩進行變換而算 出的節氣門開度的微小變化ATA，來算出ATA/ATrq,在ATA/ATrq超 過預定的閾值的情況下，判斷為節氣門開度變化對於轉矩變化的靈敏度較 高。
在上述步驟102中，在判斷為節氣門開度變化對於轉矩變化的靈敏度 不高的情況下，可以判斷為即使將合併後要求轉矩直接變換成節氣門開 度，節氣門開度的變動也不會變得過大。因此，在這種情況下，基於轉矩-節氣門開度映射，將合併後要求轉矩變換成節氣門開度(步驟104)。
另一發麵，在上述步驟102中，在判斷為節氣門開度變化對於轉矩變 化的靈敏度較高的情況下，首先，基於轉矩-節氣門開度映射，只有多個要 求轉矩中的、波動地變化的要求轉矩變換成節氣門開度(步驟106)。
接著，對在上述步驟106中選擇出的波動的要求轉矩以外的要求轉矩 進行合併，並且基於轉矩-節氣門開度映射，將該合併後的要求轉矩變換成 節氣門開度(步驟108)。並且，通過對在上述步驟106算出的要求節氣 門開度和、在上述步驟108中算出的要求節氣門開度進行合併，來算出最 終的節氣門開度(步驟110)。
根據以上說明的本實施方式，即使在節氣門開度變化對於轉矩變化的 靈敏度較高的區域,也能夠可靠地防止節氣門開度的變動變得過大(劇烈)。 因此，可以提高節氣門20的耐久性，可以防止發生故障。
在上述實施方式1中，ABS-ECU52以及VSC-ECU54相當於上述第一 發明中的"要求轉矩輸出單元，，。另外，通過ECU50基於加速踏板開度 算出來自駕駛者的要求轉矩、以M於輔機類的工作狀態算出驅動要求轉 矩來實現所述第一發明中的"要求轉矩輸出單元"；通過ECU50執行所
9述步驟100以及102的處理來實現所述第一發明中的"靈敏度判斷單元"； 通過ECU50執行所述步驟106 ~ 110的處理來實現所述第一發明中的"節 氣門開度算出單元"。 實施方式2
接著，參照圖6和圖7對本發明的實施方式2進行說明，以與上述實 施方式1的不同點為中心進行說明，關於同樣的事項，簡化或者省略其+兌 明。本實施方式能夠使用與圖l所示的實施方式l相同的系統結構，能夠 通過使ECU50執行後述的圖7所示的程序來實現。 [實施方式2的特徵]
圖6是表示轉矩-節氣門開度映射的圖。如該圖所示那樣，節氣門開度 變化對於轉矩變化的靈敏度，也會根據發動機轉速而發生變化。即，在節 氣門開度較大、並且發動機轉速較低的區域內，節氣門開度變化對於轉矩 變化的靈敏度較高，但在同樣地節氣門開度較大的區域內，發動機轉速越 高，節氣門開度變化對於轉矩變化的靈敏度越低。
因此，在本實施方式中為當處於節氣門開度變化對於轉矩變化的靈 敏度較高的區域內時，通過^Jl動機轉速變化(上升)，來使之向節氣門 開度變化對於轉矩變化的靈敏度不高的區域進行轉移。
作為使發動機轉速變化的方法，選擇下述兩種方法的任意一種。
(1) 通過減輕用於驅動輔機的負荷，來使發動機轉速上升。
(2) 使合併後要求轉矩增加，使發動機轉速上升。 [實施方式2中的具體的處理
圖7是為了實現上述功能而在本實施方式中ECU50執行的程序的流 程圖。根據圖7所示的程序，首先，對輸出到內燃機10的多個要求轉矩進 行合併(步驟120)。接著，基於上述步驟120中算出的合併後要求轉矩， 判斷節氣門開度變化對於轉矩變化的靈敏度是否較高(步驟122)。該處 理與上述的實施方式1的步驟102的處理相同。
在上述步驟122中，在判斷為節氣門開度變化對於轉矩變化的靈敏度 較高的情況下，接著，判斷當前的狀態是否為燃料經濟性優先模式(步驟124)。在本實施方式中，ECU50根據駕駛者的操作、或者車輛的狀態等， 在預定的情況下，以特別優先燃料經濟性性能的燃料經濟性優先模式運行 內燃機10。在步驟124中，在判斷為處於該燃料經濟性優先模式的情況下， 關閉輔機類中的一部分或者全部(步驟126)。
另一方面，在上述步驟124中，在判斷為不是燃料經濟性優先模式的 情況下，通過下述乂^式修正上述步驟120中算出的合併後要求轉矩Tr(Lrq (步驟128 )。
Trq_rq=Trq_rq+△ Trq ... (1)
根據上述公式(1),通過向上述步驟120中算出的合併後要求轉矩 Trq_rq加入^f奮正部分△ Trq，來增加合併後要求轉矩。
在上述步驟126或者128的處理之後，基於轉矩-節氣門開度映射，將 合併後要求轉矩變換成節氣門開度(步驟130)。此時，在執行上述步驟 126的處理的情況下，為了驅動輔機而消耗的轉矩減少，因此發動機轉矩 產生富餘，發動機轉速上升。另一方面，在執行上述步驟128的處理的情 況下，合併後要求轉矩增加，因此發動機轉矩產生富餘，發動機轉速上升。 因此，迅速地從節氣門開度變化對於轉矩變化的靈敏度較大的區域，向該 區域以外的區域轉移，因此能夠可靠地防止節氣門開度的變動變得過大。
另外，才艮據圖7示出的程序的處理，在燃料經濟性優先模式時，通過 減輕輔機驅動負荷，能夠不增加燃料消耗量就使發動機轉速上升。因此， 能夠防止燃料經濟性的惡化。
需說明的是，在上述步驟122中，在判斷為節氣門開度變化對於轉矩 變化的靈敏度不高的情況下，能夠判斷為即使將合併後要求轉矩直接變 換成節氣門開度，節氣門開度的變動也不會變得過大。因此，在這種情況 下，基於轉矩-節氣門開度映射，將合併後要求轉矩直接變換成節氣門開度 (步驟130 )。
需^兌明的是，在上述實施方式2中，通過ECU50執行上述步驟120 以及130的處理來實現上述第二發明中的"節氣門開度算出單元"；通過 ECU50執行上述步驟122的處理來實現上述第二發明中的"靈敏度判斷單元，，；通過ECU50執行上述步驟124、 126、 128的處理來實現上述第二 發明中的"內燃機轉速變更單元"。
權利要求
1.一種內燃機的控制裝置，其特徵在於，具備基於各自的目的分別對內燃機輸出要求轉矩的多個要求轉矩輸出單元；靈敏度判斷單元，其基於對來自所述多個要求轉矩輸出單元的要求轉矩進行合併後的合併後要求轉矩，判斷節氣門開度變化對於轉矩變化的靈敏度是否大於基準值；以及節氣門開度算出單元，其在被判斷為所述靈敏度大於所述基準值的情況下，通過合併第一要求節氣門開度和第二要求節氣門開度來算出節氣門開度，所述第一要求節氣門開度是將多個所述要求轉矩中、波動性最強的要求轉矩變換成節氣門開度而得到的，所述第二要求節氣門開度是將對所述波動性最強的要求轉矩以外的要求轉矩進行合併後的要求轉矩變換成節氣門開度而得到的。
2. —種內燃機的控制裝置，其特徵在於，具備基於各自的目的分別對內燃機輸出要求轉矩的多個要求轉矩輸出單元；節氣門開度算出單元，其基於對來自所述多個要求轉矩輸出單元的要 求轉矩進行合併後的合併後要求轉矩，算出節氣門開度；靈敏度判斷單元，其基於所述合併後要求轉矩，判斷節氣門開度變化 對於轉矩變化的靈敏度是否大於基準值；以及內燃才幾轉速變更單元，其在4皮判斷為所述靈敏度大於所述基準值的情 況下，以內燃機轉速向所述靈敏度小於所述基準值的區域轉移的方式，使 內燃機轉速變化。
3. 根據權利要求2所述的內燃機的控制裝置，其特徵在於， 所述內燃機轉速變更單元，通過對所述合併後要求轉矩進行增加修正，來使內燃機轉速變化。
4. 根據權利要求2所述的內燃機的控制裝置，其特徵在於， 所述內燃機轉速變更單元，通過使輔機負荷變化來使內燃機轉速變化。
全文摘要
本發明涉及內燃機的控制裝置，其目的在於當基於根據多個要求轉矩算出的節氣門開度來驅動節氣門時，防止節氣門的過大的反應。對多個要求轉矩進行合併(步驟100)，判斷節氣門開度變化對於轉矩變化的靈敏度是否較大(步驟102)。在判斷為其靈敏度較大的情況下，首先，只將波動的要求轉矩變換成節氣門開度(步驟106)，接著，將對該波形的要求轉矩以外的要求轉矩進行合併後的要求轉矩變換成節氣門開度(步驟108)。接著，對步驟106中算出的要求氣節門開度和、步驟108中算出的要求節氣門開度進行合併，來算出最終的節氣門開度。
文檔編號F02D45/00GK101680384SQ200880015748
公開日2010年3月24日 申請日期2008年3月17日 優先權日2007年5月14日
發明者田中宏幸 申請人:豐田自動車株式會社