[发明专利]内燃机的控制器和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机的控制器和控制方法，更具体地，涉及控制用于调节内燃机的输出的调节机构的技术。

背景技术

传统地，在内燃机中通过调节进气量(充填在气缸中的空气量)、点火正时等来调节输出。通过示例方式，通过节流阀、旋涡流控制阀、火花塞、进气阀、排气阀、改变进气歧管的长度的ACIS(声控感应装置)等(以下这些机构也将被称为调节机构)来调节内燃机的输出。根据由驾驶员所操作的加速踏板的打开位置(以下也被称为加速器位置)来控制调节机构。例如，当加速器位置增大时将输出调节为增大。

驾驶员操作加速踏板来增大或减小内燃机的输出。因此，可以将加速器位置转换为代表内燃机的输出的参数(例如输出转矩或载荷)，并且可以通过根据该参数控制调节机构来获得与驾驶员的要求匹配的输出。

日本专利公开No.11-236837公开了一种用于发动机的控制装置，其中根据发动机的操作状态来设定目标载荷，并且基于该目标载荷确定与发动机的输出有关的控制参数值。该控制装置包括检测加速器操作量或相应值的加速器操作传感器、检测发动机转速的速度传感器、检测进气的密度状态的进气密度传感器以及目标载荷设定单元。目标载荷设定单元基于加速器操作量和发动机转速之间的预定的对应关系、根据加速器操作传感器和速度传感器的输出来计算虚拟体积效率，通过在考虑进气密度状态的基础上校正虚拟体积效率、在假设用来维持预定的空气-燃料比的标准运行条件下计算作为与要求的发动机转矩匹配的充填效率的虚拟充填效率，并且将对应于虚拟充填效率的值设定为目标载荷。

在该公开的申请中所描述的控制装置中，计算了假定标准运行条件下与要求的发动机转矩匹配的虚拟充填效率，并且计算相应的值作为目标载荷。具体地，由预定的对应关系，根据加速器操作量和发动机转速计算虚拟体积效率，在考虑进气密度状态的基础上校正该效率，从而计算虚拟充填效率。因此当进气密度状态由于进气温度或环境压力的变化而改变时，相应地调节目标载荷。由此，根据进气密度状态适当地调节基于目标载荷确定的控制参数值。

内燃机的输出(载荷)根据节流打开位置的变化而变化，并且节流打开变大时输出的变化量减小。因此，在节流打开位置较大的范围中，即使当内燃机的目标输出值仅微小变化时，节流打开位置也会显著变化。因此，如果根据由日本专利公开No.11-236837中描述的控制装置所计算的目标载荷来控制节流阀，节流打开位置的变化量将会很大。这将可能导致节流阀的振荡。在具有被设定为根据节流打开位置来操作的旋涡流控制阀的发动机中，也可能有旋涡流控制阀的振荡。在任何一种情况下，内燃机的输出精度将降低。

发明内容

本发明的一个目的是提供用于内燃机的控制器和控制方法，可以高精度控制内燃机的输出。

根据一个方面，本发明提供了一种用于内燃机的控制器，包括：调节内燃机的输出的调节机构和控制单元。所述控制单元计算所述内燃机的输出的目标值，检测所述内燃机的输出轴转速，并且根据在所检测到的输出轴的速度下、所述内燃机的最大输出和所述目标值之间的比率控制所述调节机构。

通过这样的布置，计算内燃机的目标输出值。此外，检测输出轴转速。根据在检测到的输出轴转速下的内燃机的最大输出和目标值之间的比率，控制调节内燃机的输出的调节机构。最大输出相对于输出轴的速度被唯一确定。因此，最大输出和目标值之间的比率与目标值成比例。因此，如果目标值变化较小量，最大输出和目标值之间的比率变化较小量。相反，如果目标值变化较大量，最大输出和目标值之间的比率变化较大量。根据具有这样的特性的比率控制调节机构。因此，可以稳定调节机构的功能。由此，可以用较高的精度控制内燃机的输出。

优选地，调节机构包括第一调节机构和第二调节机构。控制单元计算所述内燃机的输出的第一目标值，通过校正所述第一目标值计算第二目标值，根据所述最大输出和所述第一目标值之间的比率控制所述第一调节机构，并且根据所述最大输出和所述第二目标值之间的比率控制所述第二调节机构。

通过这样的布置，提供了第一调节机构和第二调节机构。计算内燃机的输出的第一目标值和作为第一目标值的校正值的第二目标值。根据最大输出和第一目标值之间的比率控制第一调节机构。根据最大输出和第二目标值之间的比率控制第二调节机构。因此，可以根据目标值的特性操作不同的调节机构。通过示例方式，可以将节流阀控制为使其根据缓和变化的目标值打开/关闭，可以将火花塞控制为使点火时间根据急剧变化的目标值改变。由此，可以用较高的精度使内燃机的实际输出与目标值匹配。