帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種控制裝置，該控制裝置綜合控制帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的空氣量、燃料供給量以及點(diǎn)火正時(shí)，該帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)構(gòu)成為能夠使運(yùn)轉(zhuǎn)所使用的空燃比在至少兩個(gè)空燃比之間進(jìn)行切換。
【背景技術(shù)】
[0002]在日本特開2001-227399號(hào)公報(bào)中公開了一種關(guān)于能夠使內(nèi)燃機(jī)的燃燒模式從分層燃燒模式向均質(zhì)燃燒模式切換、或者從均質(zhì)燃燒模式向分層燃燒模式切換的內(nèi)燃機(jī)燃燒模式切換控制的技術(shù)(以下，現(xiàn)有技術(shù))。在燃燒模式的切換前后，為了維持穩(wěn)定的燃燒狀態(tài)而調(diào)整節(jié)氣門開度、EGR量等控制參數(shù)，但這些控制參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩變動(dòng)。根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)，在切換燃燒模式的前后，在調(diào)整成為轉(zhuǎn)矩變動(dòng)原因的控制參數(shù)時(shí)，將由該調(diào)整量引起的轉(zhuǎn)矩變動(dòng)量換算為不參與該調(diào)整的控制參數(shù)的變化量，且使該控制參數(shù)變化與該變化量相應(yīng)的量。
[0003]另外，以往已知如下內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)能夠進(jìn)行從理論空燃比下的運(yùn)轉(zhuǎn)向比理論空燃比稀的空燃比下的運(yùn)轉(zhuǎn)的切換、或者其逆切換等的空燃比的切換控制。在上述現(xiàn)有技術(shù)中，公開了這樣的稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)的在稀運(yùn)轉(zhuǎn)與理想配比.濃運(yùn)轉(zhuǎn)之間進(jìn)行切換時(shí)也能夠應(yīng)用上述技術(shù)。
[0004]然而，在將上述現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用于帶增壓器的稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，并不一定能夠抑制空燃比的切換時(shí)的轉(zhuǎn)矩變動(dòng)。即，例如在帶增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)的減速時(shí)將空燃比從理論空燃比切換為比理論空燃比稀的空燃比的情況下，作為目標(biāo)的空氣量被從與理論空燃比對(duì)應(yīng)的量向與稀空燃比對(duì)應(yīng)的量切換。然而，即使在切換了作為目標(biāo)的空氣量的情況下，實(shí)際空氣量也不會(huì)立即追隨該切換。其原因在于，除了作為調(diào)整空氣量的致動(dòng)器的節(jié)氣門等的響應(yīng)延遲以外，在帶增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)中還會(huì)產(chǎn)生渦輪遲滯(Turbo-Lag)導(dǎo)致的響應(yīng)延遲。在實(shí)際空氣量比目標(biāo)空氣量小的期間，實(shí)際轉(zhuǎn)矩會(huì)比要求轉(zhuǎn)矩大，因此通過點(diǎn)火正時(shí)的延遲控制來實(shí)現(xiàn)要求轉(zhuǎn)矩而消除轉(zhuǎn)矩高低差。然而，在由于上述渦輪遲滯的影響而使到實(shí)現(xiàn)目標(biāo)空氣量為止的期間變長(zhǎng)時(shí)，會(huì)由于排氣系統(tǒng)的溫度上限等的制約而限制點(diǎn)火正時(shí)的延遲控制，其結(jié)果會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩高低差。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開2001-227399號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的問題
[0009]本發(fā)明是鑒于上述問題而做成的，其課題在于，在構(gòu)成為能夠?qū)⒂糜谶\(yùn)轉(zhuǎn)的空燃比在至少兩個(gè)空燃比之間進(jìn)行切換的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)中，根據(jù)駕駛員的要求使轉(zhuǎn)矩平滑變化，并且響應(yīng)良好地切換空燃比。
[0010]用于解決問題的手段
[0011]本發(fā)明能夠應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的結(jié)構(gòu)。以下，說明本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的概要。需要說明的是，根據(jù)以下說明的本發(fā)明的內(nèi)容顯而易見，本發(fā)明能夠應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)的控制方法的步驟，也能夠應(yīng)用于控制裝置所執(zhí)行的程序的算法。
[0012]本發(fā)明的控制裝置以下述的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)作為控制對(duì)象，所述帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)具有三種致動(dòng)器，并構(gòu)成為能夠選擇第1空燃比下的運(yùn)轉(zhuǎn)和比第1空燃比稀的第2空燃比下的運(yùn)轉(zhuǎn)。三種致動(dòng)器是指使空氣量變化的第1致動(dòng)器、向缸內(nèi)供給燃料的第2致動(dòng)器、以及對(duì)缸內(nèi)的混合氣進(jìn)行點(diǎn)火的第3致動(dòng)器。第1致動(dòng)器包括在增壓器的下游側(cè)的進(jìn)氣通路使被吸入缸內(nèi)的空氣的進(jìn)氣特性發(fā)生變化的進(jìn)氣特性可變致動(dòng)器和使增壓器的增壓特性發(fā)生變化的增壓特性可變致動(dòng)器。具體而言，進(jìn)氣特性可變致動(dòng)器包括節(jié)氣門、使進(jìn)氣門的閥正時(shí)發(fā)生變化的可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)，增壓特性可變致動(dòng)器包括可變噴嘴、廢氣旁通閥。第2致動(dòng)器具體而言是噴射燃料的噴射器，包括向進(jìn)氣口噴射燃料的進(jìn)氣口噴射器和向氣缸內(nèi)直接噴射燃料的缸內(nèi)噴射器。第3致動(dòng)器具體地說是點(diǎn)火裝置。本發(fā)明的控制裝置根據(jù)這三種致動(dòng)器的協(xié)調(diào)操作而綜合控制內(nèi)燃機(jī)的空氣量、燃料供給量以及點(diǎn)火正時(shí)。
[0013]本發(fā)明的控制裝置能夠通過計(jì)算機(jī)而具體化。更詳細(xì)而言，能夠通過計(jì)算機(jī)構(gòu)成本發(fā)明的控制裝置，所述計(jì)算機(jī)具備:存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)有記載了用于實(shí)現(xiàn)各種功能的處理的程序；和處理器，其從該存儲(chǔ)器讀出程序并執(zhí)行該程序。在本發(fā)明的控制裝置所具備的功能包括要求轉(zhuǎn)矩接收功能、目標(biāo)空燃比切換功能、目標(biāo)空氣量算出功能以及參數(shù)值變更功能，來作為用于決定上述三種致動(dòng)器的協(xié)調(diào)操作所使用的目標(biāo)空氣量以及目標(biāo)空燃比的功能。
[0014]根據(jù)要求轉(zhuǎn)矩接收功能，接收針對(duì)內(nèi)燃機(jī)的要求轉(zhuǎn)矩。基于對(duì)由駕駛員操作的加速器踏板的開度進(jìn)行響應(yīng)的信號(hào)來計(jì)算要求轉(zhuǎn)矩。在駕駛員要求內(nèi)燃機(jī)減速的情況下，可獲得與駕駛員關(guān)閉加速器踏板的速度相應(yīng)地減少的要求轉(zhuǎn)矩。在駕駛員要求內(nèi)燃機(jī)加速的情況下，可獲得與駕駛員打開加速器踏板的速度相應(yīng)地增大的要求轉(zhuǎn)矩。
[0015]根據(jù)目標(biāo)空氣量算出功能，根據(jù)要求轉(zhuǎn)矩逆運(yùn)算用于達(dá)成要求轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)空氣量。在目標(biāo)空氣量的計(jì)算中，使用給出空氣量向轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換效率的參數(shù)。具體而言，在目標(biāo)第1空氣量的計(jì)算中使用第1參數(shù)，在目標(biāo)第2空氣量的計(jì)算中使用第2參數(shù)。這些參數(shù)的值是可變的，可通過參數(shù)值變更功能進(jìn)行變更。根據(jù)參數(shù)值變更功能，在要求轉(zhuǎn)矩減少到第1基準(zhǔn)值以下時(shí)，響應(yīng)于此而將第1參數(shù)的值向使轉(zhuǎn)換效率降低的值變更。另外，根據(jù)參數(shù)值變更功能，在要求轉(zhuǎn)矩減少到比第1基準(zhǔn)值大的第2基準(zhǔn)值以下時(shí)，響應(yīng)于此而使第2參數(shù)的值向使轉(zhuǎn)換效率降低的方向開始變化。并且，隨著要求轉(zhuǎn)矩從第2基準(zhǔn)值向第1基準(zhǔn)值進(jìn)一步減少，使第2參數(shù)的值向使轉(zhuǎn)換效率降低的方向逐漸變化。在要求轉(zhuǎn)矩的值相同時(shí)，參數(shù)的值表示的轉(zhuǎn)換效率越高，則目標(biāo)空氣量越小，參數(shù)的值表示的轉(zhuǎn)換效率越低，則目標(biāo)空氣量越大。此外，針對(duì)轉(zhuǎn)矩的第1基準(zhǔn)值以及第2基準(zhǔn)值可以是固定值，但優(yōu)選根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速或者其他條件適當(dāng)變更。
[0016]優(yōu)選的是，在利用要求轉(zhuǎn)矩接收功能接收到要求第1轉(zhuǎn)矩和從要求第1轉(zhuǎn)矩除去轉(zhuǎn)矩下降方向的脈沖分量而得到的要求第2轉(zhuǎn)矩的情況下，在目標(biāo)空氣量算出功能中，使用要求第1轉(zhuǎn)矩算出目標(biāo)第1空氣量，使用要求第2轉(zhuǎn)矩算出目標(biāo)第2空氣量。
[0017]根據(jù)目標(biāo)空燃比切換功能，在要求轉(zhuǎn)矩正在減少的過渡期，在由于要求轉(zhuǎn)矩減少到第1基準(zhǔn)值以下而第1參數(shù)的值變更到使轉(zhuǎn)換效率降低的值后，目標(biāo)空燃比從第1空燃比向比第1空燃比稀的第2空燃比切換。優(yōu)選的是，使目標(biāo)空燃比從第1空燃比向第2空燃比切換的具體正時(shí)為目標(biāo)第1空氣量與推定空氣量之間的差成為了閾值以下的時(shí)刻。另夕卜，也可以是，在從第1參數(shù)的值被變更起經(jīng)過了一定時(shí)間的時(shí)刻，將目標(biāo)空燃比從第1空燃比向第2空燃比切換。
[0018]作為目標(biāo)第1空氣量以及目標(biāo)第2空氣量的計(jì)算所使用的參數(shù)的示例，可舉出與空燃比對(duì)應(yīng)的參數(shù)。由于空燃比越比理論空燃比稀，則在同一空氣量下產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩越低，因此與空燃比對(duì)應(yīng)的參數(shù)屬于給出空氣量向轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換效率的參數(shù)。在將與空燃比對(duì)應(yīng)的參數(shù)用于目標(biāo)第1空氣量的計(jì)算的情況下，在要求轉(zhuǎn)矩減少到第1基準(zhǔn)值以下時(shí)，響應(yīng)于此而將第1參數(shù)的值從與第1空燃比對(duì)應(yīng)的值向與第2空燃比對(duì)應(yīng)的值切換。即，在要求轉(zhuǎn)矩減少到第1基準(zhǔn)值以下的情況下，先于目標(biāo)空燃比從第1空燃比向第2空燃比切換而將用于計(jì)算目標(biāo)第1空氣量的空燃比從第1空燃比向第2空燃比切換。另外，在將與空燃比對(duì)應(yīng)的參數(shù)用于計(jì)算目標(biāo)第2空氣量的情況下，在要求轉(zhuǎn)矩減少到第2基準(zhǔn)值以下時(shí)，響應(yīng)于此而使第2參數(shù)的值從與第1空燃比對(duì)應(yīng)的值向與第2空燃比對(duì)應(yīng)的值逐漸變化。SP，在要求轉(zhuǎn)矩減少到第2基準(zhǔn)值以下的情況下，先于第1參數(shù)從第1空燃比向第2空燃比切換而使用于計(jì)算目標(biāo)第2空氣量的空燃比從第1空燃比逐漸向第2空燃比切換。
[0019]本發(fā)明的控制裝置基于由上述處理決定的目標(biāo)第1空氣量、目標(biāo)第2空氣量、目標(biāo)空燃比來協(xié)調(diào)操作三種致動(dòng)器。在本發(fā)明的控制裝置所具有的功能包括第1致動(dòng)器控制功能、第2致動(dòng)器控制功能以及第3致動(dòng)器控制功能，來作為用于基于目標(biāo)空氣量和目標(biāo)空燃比而進(jìn)行的協(xié)調(diào)操作的功能。
[0020]根據(jù)第1致動(dòng)器控制功能，基于目標(biāo)第1空氣量決定進(jìn)氣特性可變致動(dòng)器的操作量，另外基于目標(biāo)第2空氣量決定增壓特性可變致動(dòng)器的操作量。并且，根據(jù)所決定的操作量，進(jìn)行進(jìn)氣特性可變致動(dòng)器以及增壓特性可變致動(dòng)器的操作。通過這些致動(dòng)器的操作，實(shí)際空氣量以追隨目標(biāo)空氣量的方式變化。利用本發(fā)明的控制裝置，可抑制到要求轉(zhuǎn)矩減少而運(yùn)轉(zhuǎn)模式被切換為止的期間的目標(biāo)第2空氣量的減少，可抑制運(yùn)轉(zhuǎn)模式即將切換前的增壓壓力的減少。因此，目標(biāo)空燃比剛切換后的實(shí)際空氣量在短時(shí)間內(nèi)追隨目標(biāo)空氣量。
[0021]根據(jù)第2致動(dòng)器控制功能，基于目標(biāo)空燃比決定燃料供給量。并且，根據(jù)所決定的燃料供給量進(jìn)行第2致動(dòng)器的操作。
[0022]根據(jù)第3致動(dòng)器控制功能，基于要求轉(zhuǎn)矩和推定轉(zhuǎn)矩決定用于達(dá)成要求轉(zhuǎn)矩的點(diǎn)火正時(shí)，所述推定轉(zhuǎn)矩是根據(jù)第1致動(dòng)器的操作量和目標(biāo)空燃比推定的轉(zhuǎn)矩。并且，按照所決定的點(diǎn)火正時(shí)進(jìn)行第3致動(dòng)器的操作。能夠根據(jù)第1致動(dòng)器的操作量推定實(shí)際空氣量，能夠根據(jù)推定空氣量和目標(biāo)空燃比推定轉(zhuǎn)矩。第3致動(dòng)器的操作通過點(diǎn)火正時(shí)來修正推定轉(zhuǎn)矩相對(duì)于要求轉(zhuǎn)矩的過剩量。根據(jù)本發(fā)明的控制裝置，由于目標(biāo)空燃比剛切換后的實(shí)際空氣量快速追隨目標(biāo)空氣量，因此能夠縮短通過點(diǎn)火正時(shí)來修正推定轉(zhuǎn)矩相對(duì)于要求轉(zhuǎn)矩的過剩量的時(shí)間。
[0023]本發(fā)明的控制裝置所具備的上述功能是優(yōu)選用于在減速時(shí)使轉(zhuǎn)矩平滑變化、并且響應(yīng)良好地切換空燃比的功能。在加速時(shí)，為了使轉(zhuǎn)矩平滑變化、并且響應(yīng)良好地切換空燃比，還優(yōu)選具備以下功能。
[0024]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，目標(biāo)空燃比切換功能和參數(shù)值變更功能分別包括附加的功能。根據(jù)參數(shù)值變更功能所包括的附加功能，在要求轉(zhuǎn)矩正在增大的過渡期，在要求轉(zhuǎn)矩增大到第3基準(zhǔn)值以上時(shí)，響應(yīng)于此而使第1參數(shù)的值向提高轉(zhuǎn)換效率的值變更。另外，根據(jù)目標(biāo)空燃比切換功能所包括的附加功能，在由于要求轉(zhuǎn)矩增大到第3基準(zhǔn)值以上而使第1參數(shù)的值向提高轉(zhuǎn)換效率的值變更時(shí)，響應(yīng)與此而將目標(biāo)空燃比從第2空燃比向第1空燃比切換。即，在根據(jù)駕駛員的加速要求來增大要求轉(zhuǎn)矩的情況下，在要求轉(zhuǎn)矩比第3基準(zhǔn)值小的期間將目標(biāo)空燃比維持為第2空燃比，在要求轉(zhuǎn)矩增大到第3基準(zhǔn)值以上時(shí)將目標(biāo)空燃比向第1空燃比切換。
[0025]另外，根據(jù)參數(shù)值變更功能所包括的附加功能，在要求轉(zhuǎn)矩正在增大的過渡期，在要求轉(zhuǎn)矩增大到第3基準(zhǔn)值以上時(shí)，響應(yīng)于此而使第2參數(shù)的值向使轉(zhuǎn)換效率提高的方向開始變化。并且，隨著要求轉(zhuǎn)矩從第3基準(zhǔn)值進(jìn)一步增大，使第2參數(shù)的值向使轉(zhuǎn)換效率提高的方向逐漸變化。
[0026]在優(yōu)選實(shí)施方式中，作為用于計(jì)算目標(biāo)空氣量的參數(shù)，能夠使用與空燃比對(duì)應(yīng)的參數(shù)。在將與空燃比對(duì)應(yīng)的參數(shù)用于計(jì)算目標(biāo)空氣量的情況下，在要求轉(zhuǎn)矩增大第3基準(zhǔn)值以上時(shí)，響應(yīng)于此而將第1參數(shù)的值從與第2空燃比對(duì)應(yīng)的值向與第1空燃比對(duì)應(yīng)的值切換。即，在要求轉(zhuǎn)矩增大到第3基準(zhǔn)值以上的情況下，與目標(biāo)空燃比從第2空燃比向第1空燃比切換的同時(shí)或者大致同時(shí)地，也將用于計(jì)算目標(biāo)第1空氣量的空燃比從第2空燃比向第1空燃比切換。另外，在要求轉(zhuǎn)矩增大到第3基準(zhǔn)值以上時(shí)，響應(yīng)于此而使第2參數(shù)的值從與第2空燃比對(duì)應(yīng)的值開始變化。并且，隨著要求轉(zhuǎn)矩從第3基準(zhǔn)值進(jìn)一步增大，第2參數(shù)的值從與第2空燃比對(duì)應(yīng)的值向與第1空燃比對(duì)應(yīng)的值逐漸變化。即，在要求轉(zhuǎn)矩增大到第3基準(zhǔn)值以上的情況下，將目標(biāo)空燃比從第2空燃比階躍性地向第1空燃比切換，并且，用于計(jì)算目標(biāo)第2空氣量的空燃比從第2空燃比向第1空燃比逐漸變更。
[0027]發(fā)明的效果
[0028]根據(jù)本發(fā)明的控制裝置，通過具備以上所述的功能，在由駕駛員所施加的要求轉(zhuǎn)矩正在減少或者增大的過渡期，能夠根據(jù)駕駛員的要求使轉(zhuǎn)矩平滑變化，并且能夠響應(yīng)良好地切換空燃比。
【附圖說明】
[0029]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的控制裝置的邏輯的框圖。
[0030]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的控制裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)模式的切換的邏輯的框圖。
[0031]圖3是表示比較例的減速時(shí)的控制結(jié)果的圖像的時(shí)間圖。
[0032]圖4是表示比較例的加速時(shí)的控制結(jié)果的圖像的時(shí)間圖。
[0033]圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的控制裝置的減速時(shí)的控制結(jié)果的圖像的時(shí)間圖。
[0034]圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的控制裝置的加速時(shí)的控制結(jié)果的圖像的時(shí)間圖。
[0035]圖7是表示本發(fā)