带增压器的内燃机的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于在带增压器的内燃机的控制装置中，能够监视要对电子控制节气门提供的目标节气门开度是否脱离妥当范围。为了该目的，在本发明专利技术的控制装置(10)中，通过监视装置(20)，以基准节气门开度为基准而确认目标节气门开度的妥当性。通过第一运算装置(12)，使用表示在增压压力、节气门开度以及吸入空气量之间成立的动态的关系的空气模型的逆模型，根据目标吸入空气量与增压压力的测量值或者推测值，计算目标节气门开度。通过第二运算装置(14)，使用在稳定状态下在吸入空气量与吸气管压力之间成立的关系式、以及在稳定状态下在节气门上游压力、吸气管压力与节气门流量之间成立的关系式，根据目标吸入空气量和大气压的测量值或者推测值，计算基准节气门开度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带增压器的内燃机的控制装置
本专利技术涉及使用空气模型的逆模型来计算要对电子控制节气门提供的目标节气门开度的带增压器的内燃机的控制装置，详细而言，涉及具备监视目标节气门开度是否脱离妥当范围的功能的控制装置。
技术介绍
作为计算要对电子控制节气门提供的目标节气门开度的方法，已知使用空气模型的逆模型的方法。空气模型是指，表示在节气门开度与吸入空气量之间成立的动态的关系的动态模型。如果使用空气模型的逆模型、即逆空气模型，则能够逆算达到目标吸入空气量所需的节气门开度。使用了逆空气模型的目标节气门开度的计算方法还能够应用于带增压器的内燃机。但是，在带增压器的内燃机中，作用于节气门的上游的压力与增压器的增压状态相应地变化。节气门上游压力是在逆空气模型中在目标节气门开度的计算中所使用的重要的参数。因此，在以带增压器的内燃机为对象的逆空气模型的计算中，将通过增压压力传感器测量到的增压压力或者通过物理模型推测出的增压压力用作节气门上游压力。根据使用逆空气模型来计算目标节气门开度的方法，即使目标吸入空气量变化的情况下，也能够精度良好地计算达到目标吸入空气量所需的节气门开度。但是，在使用了作为动态模型的逆空气模型的计算中，相对于输入值的变化，作为输出值的目标节气门开度大幅变化。因此，根据输入值的条件，存在要对电子控制节气门提供的目标节气门开度脱离预先设定的妥当范围的可能性。特别是，在带增压器的内燃机的逆空气模型的情况下，有在所输入的增压压力中产生某种问题的担心。例如，在通过增压压力传感器测量增压压力的情况下，由于增压压力传感器的问题(例如断线、传感器元件的劣化等)，有增压压力的测量值变得不正确的可能性。要对电子控制节气门提供的目标节气门开度脱离预先设定的妥当范围，在内燃机的控制性能上是不令人满意的。因此，在内燃机的控制装置、特别是带增压器的内燃机的控制装置中，要求始终监视目标节气门开度是否脱离妥当范围。专利文献1：日本特开2008-095596号公报专利文献2：日本特开2010-106762号公报专利文献3：日本特开2006-348778号公报
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于能够在带增压器的内燃机的控制装置中监视要对电子控制节气门提供的目标节气门开度是否脱离妥当范围。本专利技术的控制装置，通过监视装置，以基准节气门开度为基准，确认要对电子控制节气门提供的目标节气门开度的妥当性。第一运算装置进行目标节气门开度的计算。第一运算装置使用表示在增压压力、节气门开度以及吸入空气量之间成立的动态的关系的空气模型的逆模型，根据目标吸入空气量与增压压力的测量值或者推测值，计算目标节气门开度。第二运算装置进行基准节气门开度的计算。第二运算装置使用在稳定状态下在吸入空气量与吸气管压力之间成立的关系式、以及在稳定状态下在节气门上游压、吸气管压力与节气门流量之间成立的关系式，根据目标吸入空气量和大气压的测量值或者推测值，计算基准节气门开度。根据本专利技术的控制装置，在为了确认目标节气门开度的妥当性而使用的基准节气门开度的计算中，不使用增压压力而使用大气压。增压压力高于大气压，所以根据增压压力计算出的目标节气门开度理应小于根据大气压计算出的基准节气门开度。因此，通过以基准节气门开度为基准而评价目标节气门开度的大小，能够确认由第一运算装置计算出的目标节气门开度的妥当性。另外，由于使用大气压，即使在增压压力的测量值、推测值产生有偏差的情况下，也能够正确地计算基准节气门开度。进而，根据本专利技术的控制装置，不使用空气模型的逆模型那样的动态模型，而使用稳定地联立的2个关系式来计算基准节气门开度。由此，相比于使用动态模型的情况，能够降低运算负荷。另外，本专利技术的控制装置更优选在第二运算装置中具有由逆一阶滞后模型构成的修正器。第二运算装置使用逆一阶滞后模型来修正计算出的基准节气门开度，并输出该修正后的基准节气门开度。通过利用逆一阶滞后模型进行的修正，基准节气门开度的波形成为更接近使用动态模型计算出的目标节气门开度的波形的形状。由此，通过以修正后的基准节气门开度为基准来确认要对电子控制节气门提供的目标节气门开度的妥当性，能够防止误判定而进一步提高监视的精度。附图说明图1是示出本专利技术的实施方式的控制装置的结构的功能框图。图2是示出图1所示的控制装置的第一运算装置使用的逆空气模型的详情的功能框图。图3是用于说明图1所示的控制装置的基于第二运算装置的基准节气门开度的计算方法的图。(符号说明)2：电子控制节气门；4：增压压力传感器；6：大气压传感器；10：控制装置；12：第一运算装置；14：第二运算装置；16：基本运算装置；18：修正器；20：监视装置；M1：逆吸气阀模型；M2：逆吸气管模型；M3：逆节气门模型；M4：节气门模型；M5：吸气管模型；M6：吸气阀模型。具体实施方式参照附图，说明本专利技术的实施方式。作为本实施方式的控制装置的应用对象的内燃机是如下的4循环往复式引擎：具备涡轮增压器、机械式增压器等增压器，并且能够通过基于电子控制节气门(以下简单地省略为节气门)的空气量的调整来控制转矩。本实施方式的控制装置被实现为设置在内燃机中的ECU的一个功能。详细而言，通过由CPU执行存储在存储器中的程序，ECU作为控制装置发挥功能。在ECU作为控制装置发挥功能的情况下，ECU依照被程序化了的节气门控制逻辑来控制节气门的动作。图1是示出通过ECU依照节气门控制逻辑发挥功能而实现的控制装置的结构的功能块。如该图所示，本实施方式的控制装置10取得增压压力传感器4和大气压传感器6的各输出值，对节气门2提供目标节气门开度(TAt)。增压压力传感器4在吸气通路中安装于压缩机的下游且节气门的上游。大气压传感器6安装于吸气通路的入口。能够根据增压压力传感器4的输出值而测量作用于节气门2的上游的增压压力(Pic)，能够根据大气压传感器6的输出值而测量作用于吸气通路的入口的大气压(Pa)。本实施方式的控制装置10包括第一运算装置12、第二运算装置14以及监视装置20。这些装置12、14、20是通过在控制装置10的CPU中执行节气门控制逻辑而在软件上实现的装置。当然，这些装置12、14、20也可以分别由专用的硬件构成。第一运算装置12根据目标吸入空气量(KLt)和其他引擎信息而计算要对节气门2提供的目标节气门开度(TAt)。其他引擎信息包括引擎转速(NE)、吸气阀阀定时(In-VVT)、排气阀阀定时(Ex-VVT)、废气阀开度(WGV)(wastegatevalveopeningdegree)以及由增压压力传感器4测量出的增压压力(Pic)。第一运算装置12在目标节气门开度(TAt)的计算中使用逆空气模型。关于使用了逆空气模型的目标节气门开度(TAt)的计算方法的详情，后述。第二运算装置14根据目标吸入空气量(KLt)和其他引擎信息而计算基准节气门开度(TAr)。在后述监视装置20中，为了确认目标节气门开度(TAt)的妥当性而使用基准节气门开度(TAr)。基准节气门开度(TAr)的计算中使用的引擎信息与第一运算装置12中使用的引擎信息通用。但是，在第二运算装置14中，代替由增压压力传感器4测量出的增压压力(Pic)，而将由大气压传感器6测量出的大气压(Pa)用作引擎信息。更详细而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带增压器的内燃机的控制装置，该内燃机具有电子控制节气门，其特征在于，具备：第一运算装置，使用空气模型的逆模型，根据目标吸入空气量和增压压力的测量值或者推测值，计算要对所述电子控制节气门提供的目标节气门开度，所述空气模型表示在增压压力、节气门开度和吸入空气量之间成立的动态的关系；第二运算装置，使用在稳定状态下在吸入空气量与吸气管压力之间成立的关系式、以及在稳定状态下在节气门上游压力、吸气管压力和节气门流量之间成立的关系式，根据所述目标吸入空气量和大气压的测量值或者推测值，计算基准节气门开度；以及监视装置，以由所述第二运算装置计算出的基准节气门开度为基准，确认由所述第一运算装置计算出的目标节气门开度的妥当性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种带增压器的内燃机的控制装置，该内燃机具有电子控制节气门，其特征在于，具备：第一运算装置，使用空气模型的逆模型，根据目标吸入空气量和增压压力的测量值或者推测值，计算要对所述电子控制节气门提供的目标节气门开度，所述空气模型表示在增压压力、节气门开度和吸入空气量之间成立的动态的关系；第二运算装置，使用在稳定状态下在目标吸入空气量与基准吸气管压力之间成立的关系式、以及在稳定状态下在节气门上游压力、基准吸气...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中聪，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP