增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置。本發(fā)明的課題在于，在對增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)吸入空氣量進(jìn)行預(yù)測并根據(jù)其預(yù)測值來對所述增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制的控制裝置中，尤其提高瞬態(tài)運(yùn)行時(shí)的缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測精度。因此，本控制裝置利用增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的物理模型，并根據(jù)節(jié)氣門開度的預(yù)測值來對增壓的預(yù)測值進(jìn)行計(jì)算，且對其補(bǔ)正量進(jìn)行計(jì)算。在補(bǔ)正量的計(jì)算中，獲取由增壓傳感器所獲得的增壓的計(jì)測值，并且利用增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的物理模型，并根據(jù)節(jié)氣門開度的計(jì)測值來對增壓的推斷值進(jìn)行計(jì)算。而且，對增壓的計(jì)測值與推斷值之間的差分進(jìn)行計(jì)算，并以該差分作為增壓的預(yù)測值的補(bǔ)正量。本控制裝置根據(jù)增壓的補(bǔ)正后的預(yù)測值和節(jié)氣門開度的預(yù)測值來對缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測值進(jìn)行計(jì)算。
【專利說明】增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，詳細(xì)而言，涉及一種根據(jù)缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測值而對增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)今的汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)中使用了電子控制式的節(jié)氣門。在具備電子控制式的節(jié)氣門的發(fā)動(dòng)機(jī)中，根據(jù)駕駛員的加速器操作量而決定了目標(biāo)節(jié)氣門開度，且根據(jù)目標(biāo)節(jié)氣門開度而操作節(jié)氣門。此時(shí)，也可以不立即將所決定的目標(biāo)節(jié)氣門開度賦予到節(jié)氣門，而是延遲某些時(shí)間再賦予到節(jié)氣門。將這樣的運(yùn)算處理稱為節(jié)氣門延遲控制。根據(jù)節(jié)氣門延遲控制，由于實(shí)際的節(jié)氣門開度相對于目標(biāo)節(jié)氣門開度的變化而以延遲了延遲時(shí)間量的方式進(jìn)行變化，因此，能夠根據(jù)目標(biāo)節(jié)氣門開度來預(yù)測延遲時(shí)間量之后的將來的節(jié)氣門開度。能夠預(yù)測將來的節(jié)氣門開度，在作為向進(jìn)氣口噴射燃料的氣口噴射型發(fā)動(dòng)機(jī)或兼用氣口噴射和缸內(nèi)直接噴射的發(fā)動(dòng)機(jī)而言在提高空燃比的控制精度上是有用的。缸內(nèi)吸入空氣量在進(jìn)氣門的關(guān)閉時(shí)間點(diǎn)處進(jìn)行確定，但是在采用實(shí)施氣口噴射的發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，燃料噴射的開始時(shí)期將在進(jìn)氣門的關(guān)閉時(shí)間點(diǎn)之前到來。因此，為了對實(shí)現(xiàn)目標(biāo)空燃比而需要的燃料噴射量進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，需要在燃料噴射的開始時(shí)間點(diǎn)處對將來確定的缸內(nèi)吸入空氣量進(jìn)行預(yù)測。根據(jù)節(jié)氣門延遲控制，由于能夠根據(jù)目標(biāo)節(jié)氣門開度來預(yù)測將來的進(jìn)氣門的關(guān)閉時(shí)間點(diǎn)處的節(jié)氣門開度，因此，能夠根據(jù)該預(yù)測節(jié)氣門開度來預(yù)測缸內(nèi)吸入空氣量。
[0003]在基于預(yù)測節(jié)氣門開度而進(jìn)行的缸內(nèi)吸入空氣量的計(jì)算中，使用了物理性地將進(jìn)氣通道內(nèi)的空氣的舉動(dòng)模型化的物理模型。在采用自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，用于計(jì)算缸內(nèi)吸入空氣量的物理模型能夠由節(jié)氣門模型、進(jìn)氣管模型、以及進(jìn)氣門模型構(gòu)成。節(jié)氣門模型為，用于對從節(jié)氣門通過的空氣的流量進(jìn)行計(jì)算的模型。具體而言，將以由節(jié)氣門的前后的差壓和節(jié)氣門開度所決定的流道面積和流量系數(shù)為基礎(chǔ)的孔口的流量式作為節(jié)氣門模型而使用。進(jìn)氣管模型為，基于與進(jìn)氣管內(nèi)的空氣相關(guān)的守恒定律而被構(gòu)建的模型。具體而言，將能量守恒定律的公式和流量守恒定律的公式作為進(jìn)氣管模型而使用。進(jìn)氣門模型為，以對進(jìn)氣門流量與進(jìn)氣管壓力之間的關(guān)系進(jìn)行檢查的實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的模型。通過利用實(shí)驗(yàn)而獲得的經(jīng)驗(yàn)法則，從而在進(jìn)氣門模型中，通過一條或多條直線而對進(jìn)氣門流量與進(jìn)氣管壓力之間的關(guān)系進(jìn)行了近似。
[0004]在使用了上述的物理模型的計(jì)算中，如何排除模型化誤差的影響在保證缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測精度上是比較重要的。作為提高由物理模型所獲得的缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測精度的方法的一個(gè)示例，能夠舉出在日本專利第3760757號公報(bào)中所公開的方法。根據(jù)在該公報(bào)中公開的方法，根據(jù)基于節(jié)氣門開度而被運(yùn)算出的節(jié)氣門流量來計(jì)算出從當(dāng)前起經(jīng)過預(yù)定時(shí)間之后的第一進(jìn)氣管壓力，并且，根據(jù)空氣流量計(jì)的輸出來計(jì)算出第二進(jìn)氣管壓力。另外，通過將當(dāng)前的節(jié)氣門流量輸入到空氣流量計(jì)模型中，從而計(jì)算出包含時(shí)間延遲在內(nèi)的空氣流量計(jì)輸出，通過該空氣流量計(jì)輸出，從而計(jì)算出與第二進(jìn)氣管壓力具有相同響應(yīng)的進(jìn)氣管壓力。而且，通過從將第一進(jìn)氣管壓力與第二進(jìn)氣管壓力相加而得的值中減去此響應(yīng)的進(jìn)氣管壓力，從而計(jì)算出預(yù)測壓力，并根據(jù)該預(yù)測壓力而計(jì)算出進(jìn)氣門流量的推斷值。通過該方法而被計(jì)算出的進(jìn)氣門流量的推斷值與穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)空氣流量計(jì)的輸出一致。也就是說，根據(jù)在上述公報(bào)中所公開的方法，通過對穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的模型化誤差進(jìn)行補(bǔ)償，從而提高了缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測精度。
[0005]使用了物理模型的缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測方法不僅能夠應(yīng)用于自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)中，還能夠應(yīng)用于具備渦輪增壓器或機(jī)械式增壓器的增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)中。但是，在增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)和自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)中，關(guān)于節(jié)氣門上游壓力的前提大不相同。在采用自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，節(jié)氣門上游壓力能夠被視為與大氣壓力相等?？墒牵诓捎迷鰤菏桨l(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，節(jié)氣門上游壓力根據(jù)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速或節(jié)氣門開度而發(fā)生變化。在進(jìn)氣門流量的推斷中需要進(jìn)行節(jié)氣門流量的計(jì)算，而在節(jié)氣門流量的計(jì)算中使用了節(jié)氣門上游壓力。圖5為表示節(jié)氣門下游壓力相對于節(jié)氣門上游壓力的壓力比“Pm/Pic”與節(jié)氣門流量“mt”之間的關(guān)系的圖。如該圖所示，節(jié)氣門開度從“TA1”變化至“TA2”時(shí)的節(jié)氣門流量“mt”的變化的靈敏度依存于壓力比“Pm/Pic”。因此，如果用于計(jì)算的節(jié)氣門上游壓力的精度較低，則節(jié)氣門流量的計(jì)算精度將變低，進(jìn)而缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測精度也會(huì)變低。因此，在將使用了物理模型的缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測方法應(yīng)用于增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，需要關(guān)于節(jié)氣門上游壓力的精度較高的信息。
[0006]增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門上游壓力、即增壓能夠通過安裝于進(jìn)氣通道上的增壓傳感器來進(jìn)行計(jì)測。因此，作為一種方法，考慮到獲取由增壓傳感器所獲得的增壓的計(jì)測值，并將其輸入到物理模型中。但是，在該方法中，在缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測精度、特別是發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬態(tài)運(yùn)行時(shí)的預(yù)測精度這一點(diǎn)上存在問題。相對于通過物理模型而被計(jì)算出的缸內(nèi)吸入空氣量為將來的預(yù)測值這一點(diǎn)而言，由增壓傳感器所獲得的增壓為當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)處的計(jì)測值。在發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬態(tài)運(yùn)行時(shí)，由于節(jié)氣門或旁通閥等的作動(dòng)器的動(dòng)作，增壓將大幅變化。因此，能夠容易地產(chǎn)生增壓在從增壓的計(jì)測時(shí)間點(diǎn)起至缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測時(shí)間點(diǎn)為止的期間內(nèi)發(fā)生變化的狀況。在該情況下，在缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測值與實(shí)際值(進(jìn)氣門的關(guān)閉時(shí)間點(diǎn)處的實(shí)際值)之間，會(huì)對應(yīng)于增壓發(fā)生變化的量而產(chǎn)生誤差。
[0007]另一方面，如果利用前文所述的物理模型，則能夠根據(jù)預(yù)測節(jié)氣門開度來對將來的增壓進(jìn)行預(yù)測。如果能夠預(yù)測出進(jìn)氣門的關(guān)閉時(shí)間點(diǎn)處的增壓，則能夠根據(jù)該預(yù)測值和預(yù)測節(jié)氣門開度來獲得缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測值。但是，在通過物理模型而進(jìn)行的計(jì)算中，能夠包含由于物理模型制作時(shí)的適當(dāng)誤差、發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)部件的制造偏差、環(huán)境變化或伴隨年月經(jīng)過的變化、作動(dòng)器的磁滯誤差等的各種各樣的原因而產(chǎn)生的模型化誤差。因此，在根據(jù)由物理模型所獲得的增壓的預(yù)測值來對缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測值進(jìn)行計(jì)算的情況下，有可能在缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測值與實(shí)際值(進(jìn)氣門的關(guān)閉時(shí)間點(diǎn)處的實(shí)際值)之間產(chǎn)生因模型化誤差所引起的誤差。
[0008]如上所述，為了利用物理模型而高精度地對增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)吸入空氣量進(jìn)行預(yù)測，需要與根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)而發(fā)生變化的增壓相關(guān)的信息。但是，即使僅僅輸入由增壓傳感器所獲得的增壓的計(jì)測值、或者即使僅僅輸入由物理模型所獲得的增壓的預(yù)測值，但僅此將難以高精度地預(yù)測出缸內(nèi)吸入空氣量，尤其是預(yù)測瞬態(tài)運(yùn)行時(shí)的缸內(nèi)吸入空氣量。
[0009]在先技術(shù)文獻(xiàn)[0010]專利文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)1:日本專利第3760757號公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的課題在于，在對增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)吸入空氣量進(jìn)行預(yù)測并根據(jù)該預(yù)測值來對增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制的控制裝置中，尤其提高瞬態(tài)運(yùn)行時(shí)的缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測精度。作為用于實(shí)現(xiàn)這樣的課題的研究，在本發(fā)明中，在缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測值的計(jì)算中使用由物理模型所獲得的增壓的預(yù)測值，而為了對包含于該預(yù)測至中的模型化誤差進(jìn)行補(bǔ)償，使用由增壓傳感器所獲得的增壓的計(jì)測值。也就是說，相互補(bǔ)充性地利用由增壓傳感器所獲得的增壓的計(jì)測值與由物理模型所獲得的增壓的預(yù)測值。
[0013]具體而言，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，本控制裝置獲取當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的預(yù)定時(shí)間后的時(shí)間點(diǎn)處的節(jié)氣門開度的預(yù)測值。而且，利用增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的物理模型，并根據(jù)節(jié)氣門開度的預(yù)測值來對增壓的預(yù)測值進(jìn)行計(jì)算。另外，與此并行，本控制裝置獲取由增壓傳感器所獲得的增壓的計(jì)測值，并且獲取由節(jié)氣門開度傳感器所獲得的節(jié)氣門開度的計(jì)測值，利用所述物理模型，并根據(jù)節(jié)氣門開度的計(jì)測值來對增壓的推斷值進(jìn)行計(jì)算。由于由增壓傳感器所獲得的增壓的計(jì)測值與由物理模型所獲得的增壓的推斷值均為相同時(shí)刻處的增壓信息，因此，理論上兩者應(yīng)該一致。如果在兩者之間產(chǎn)生差分，則可以說該差分是由模型化誤差所引起的。本控制裝置對增壓的計(jì)測值與推斷值之間的差分進(jìn)行計(jì)算，并以該差分作為補(bǔ)正量而對增壓的所述預(yù)測值進(jìn)行補(bǔ)正。在計(jì)算上，被補(bǔ)正后的增壓的預(yù)測值在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)與增壓的計(jì)測值相等。這表示被包含于增壓的預(yù)測值中的壓力誤差通過以所述補(bǔ)正量進(jìn)行的補(bǔ)正而被補(bǔ)償。本控制裝置根據(jù)以這種方式被補(bǔ)正后的增壓的預(yù)測值和節(jié)氣門開度的預(yù)測值來對缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測值進(jìn)行計(jì)算。
[0014]在對缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測值進(jìn)行計(jì)算的過程中，能夠?qū)⒂闪髁總鞲衅魉@得的進(jìn)氣流量的計(jì)測值作為用于補(bǔ)償模型化誤差的附加的信息來使用。在該情況下，本控制裝置利用構(gòu)成所述物理模型的一部分的第一子模型，并根據(jù)增壓的補(bǔ)正后的預(yù)測值和節(jié)氣門開度的預(yù)測值來對進(jìn)氣歧管壓力的預(yù)測值進(jìn)行計(jì)算。另外，獲取由流量傳感器所獲得的進(jìn)氣流量的計(jì)測值，且利用構(gòu)成所述物理模型的一部分的第二子模型，并根據(jù)進(jìn)氣流量的計(jì)測值來對進(jìn)氣歧管壓力的第一推斷值進(jìn)行計(jì)算。而且，本控制裝置利用流量傳感器的響應(yīng)模型和第二子模型，并根據(jù)通過所述物理模型而計(jì)算出的預(yù)定的進(jìn)氣通道內(nèi)流量(例如壓縮機(jī)流量)的值來對進(jìn)氣管壓力的第二推斷值進(jìn)行計(jì)算。流量傳感器的響應(yīng)模型為，將由流量傳感器所獲得的進(jìn)氣流量的計(jì)測值相對于實(shí)際值的響應(yīng)延遲模型化而得的模型。因此，在流量傳感器的響應(yīng)模型中對通過物理模型而計(jì)算出的進(jìn)氣通道內(nèi)流量進(jìn)行了處理的值理論上應(yīng)當(dāng)與由流量傳感器所獲得的進(jìn)氣流量的計(jì)測值一致。而且，根據(jù)這些值而被計(jì)算出的進(jìn)氣管壓力的第一推斷值和第二推斷值在理論上也應(yīng)當(dāng)相互一致。如果在進(jìn)氣管壓力的第一推斷值與第二推斷值之間產(chǎn)生差分，則可以說，其原因在于因模型化誤差所引起的流量誤差。本控制裝置對進(jìn)氣管壓力的第一推斷值與第二推斷值之間的差分進(jìn)行計(jì)算，并以該差分作為補(bǔ)正量而對進(jìn)氣管壓力的預(yù)測值進(jìn)行補(bǔ)正。本控制裝置根據(jù)以這種方式被補(bǔ)正后的進(jìn)氣管壓力的預(yù)測值來對缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測值進(jìn)行計(jì)算。
[0015]雖然通過上述的補(bǔ)正而對因模型化誤差所引起的流量誤差進(jìn)行了補(bǔ)償，但是，在增壓的計(jì)測值與推斷值之間產(chǎn)生了誤差的狀況下，進(jìn)氣管壓力的被補(bǔ)正后的預(yù)測值與第一推斷值在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)有可能不完全一致。如果進(jìn)一步提高缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測精度，則優(yōu)選為，在上述的計(jì)算處理之外，還附加實(shí)施接下來的計(jì)算處理。根據(jù)該附加處理，本控制裝置利用所述第一子模型，并根據(jù)增壓的計(jì)測值和節(jié)氣門開度的計(jì)測值來對進(jìn)氣管壓力的第三推斷值進(jìn)行計(jì)算。而且，對進(jìn)氣歧管壓力的第三推斷值、與在對增壓的推斷值進(jìn)行計(jì)算的過程中通過所述物理模型而計(jì)算出的進(jìn)氣歧管壓力的第四推斷值之間的差分進(jìn)行計(jì)算，并以該差分作為補(bǔ)正量而對進(jìn)氣歧管壓力的補(bǔ)正后的預(yù)測值進(jìn)一步進(jìn)行補(bǔ)正。通過該補(bǔ)正，從而在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)進(jìn)氣管壓力的預(yù)測值將與第三推斷值抵消，進(jìn)氣管壓力的第二推斷值將與第四推斷值抵消。其結(jié)果為，在計(jì)算上，補(bǔ)正后的進(jìn)氣管壓力的預(yù)測值與基于由流量傳感器所獲得的計(jì)測值的第一推斷值相等。這表示通過補(bǔ)正而對因模型化誤差所引起的流量誤差與壓力誤差這兩方進(jìn)行了補(bǔ)償。本控制裝置根據(jù)以這種方式被補(bǔ)正后的進(jìn)氣管壓力的預(yù)測值來對缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測值進(jìn)行計(jì)算。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為表示在本發(fā)明的實(shí)施方式的增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置中所使用的缸內(nèi)吸入空氣量預(yù)測模型的框圖。
[0017]圖2為表示在本發(fā)明的實(shí)施方式的增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置中所使用的缸內(nèi)吸入空氣量預(yù)測模型的框圖。
[0018]圖3為表示在本發(fā)明的實(shí)施方式的增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置中所使用的缸內(nèi)吸入空氣量預(yù)測模型的框圖。
[0019]圖4為表示在本發(fā)明的實(shí)施方式的增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置中所使用的缸內(nèi)吸入空氣量預(yù)測模型的框圖。
[0020]圖5為表示節(jié)氣門開度的剛剛變化之后節(jié)氣門流量的變化的靈敏度依存于節(jié)氣門前后壓力比的情況的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ] 參照附圖，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0022]應(yīng)用了本實(shí)施方式的控制裝置的增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)為，通過由節(jié)氣門對空氣量的調(diào)節(jié)而對轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制的火花點(diǎn)火式的四循環(huán)往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)。本實(shí)施方式的增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)所具備的增壓器為，通過被配置于排氣通道上的渦輪的旋轉(zhuǎn)而對被配置于進(jìn)氣通道上的壓縮機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的渦輪式的增壓器。在渦輪上，附加設(shè)置有能夠主動(dòng)地對其開度進(jìn)行控制的旁通閥。在壓縮機(jī)與節(jié)氣門之間，設(shè)置有通過壓縮機(jī)的壓縮而對溫度上升了的空氣進(jìn)行冷卻的內(nèi)部冷卻器。另外，本實(shí)施方式的增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)也為向各氣缸的進(jìn)氣口噴射燃料的氣口噴射型的發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0023]本實(shí)施方式的控制裝置作為對增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制的E⑶(ElectronicControl Unit:電子控制單元)的功能的一部分而被實(shí)現(xiàn)。在E⑶中，從作為流量傳感器的空氣流量計(jì)、增壓傳感器、節(jié)氣門開度傳感器等的各種傳感器而被輸入有關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)或運(yùn)行條件的各種各樣的信息或信號。ECU根據(jù)這些信息或信號而對節(jié)氣門或者旁通閥等的各種作動(dòng)器進(jìn)行操作。[0024]作為控制裝置的ECU具有對缸內(nèi)吸入空氣量進(jìn)行預(yù)測的功能。在采用氣口噴射型發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，必須在進(jìn)氣門閉閥并確定缸內(nèi)吸入空氣量之前對所需要的燃料噴射量進(jìn)行計(jì)算并開始進(jìn)行燃料噴射。因此，在對燃料噴射量進(jìn)行計(jì)算的時(shí)間點(diǎn)上，需要對將來確定的缸內(nèi)吸入空氣量進(jìn)行預(yù)測。在ECU對缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測中，使用了被程序化的缸內(nèi)吸入空氣量預(yù)測模型。缸內(nèi)吸入空氣量預(yù)測模型為物理性地對增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣的動(dòng)作進(jìn)行模型化而得的模型，其概要內(nèi)容通過圖1、圖2、圖3以及圖4的各個(gè)框圖來表示。
[0025]如圖1至圖4所示，在本實(shí)施方式中所使用的缸內(nèi)吸入空氣量預(yù)測模型通過由符號2、4、6、8、10、12、14、16、18所示的八個(gè)計(jì)算組塊而構(gòu)成。以下，從圖1起依次對各圖所示的計(jì)算組塊的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行說明。
[0026]在圖1中，圖示了三個(gè)計(jì)算組塊2、4、6。計(jì)算組塊2為，用于根據(jù)節(jié)氣門開度的預(yù)測值而對將來的時(shí)間點(diǎn)上的增壓的預(yù)測值進(jìn)行計(jì)算的計(jì)算組塊。節(jié)氣門開度的預(yù)測值在由ECU另外實(shí)施的節(jié)氣門延遲控制中，從根據(jù)加速踏板操作量而決定的目標(biāo)節(jié)氣門開度中被預(yù)讀。在本實(shí)施方式中，將與當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)相比在預(yù)定控制周期量之后的時(shí)間點(diǎn)處的節(jié)氣門開度設(shè)為根據(jù)目標(biāo)節(jié)氣門開度而被預(yù)測出的節(jié)氣門開度。
[0027]計(jì)算組塊2為一個(gè)物理模型，并由多個(gè)要素模型即渦輪轉(zhuǎn)速模型Ml、壓縮機(jī)模型M2、內(nèi)部冷卻器模型M3、節(jié)氣門模型M4、進(jìn)氣管模型M5、以及進(jìn)氣門模型M6構(gòu)成。以下，對計(jì)算組塊2所具備的這些要素模型的內(nèi)容進(jìn)行說明。但是，這些要素模型分別是公知的，另夕卜，由于其自身并非本發(fā)明中的特征點(diǎn)，因此對于數(shù)學(xué)式或映射圖等的各個(gè)要素模型的詳細(xì)情況省略了記載。
[0028]渦輪轉(zhuǎn)速模型Ml為渦輪增壓器的旋轉(zhuǎn)舉動(dòng)的模型，其使進(jìn)氣門流量、旁通閥開度和渦輪轉(zhuǎn)速之間成立的關(guān)系模型化。渦輪轉(zhuǎn)速模型Ml由基于數(shù)學(xué)式或者實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的映射圖構(gòu)成。在渦輪轉(zhuǎn)速模型Ml中，被輸入有根據(jù)旁通閥的操作量而被推斷出的旁通閥開度“wgv”、和后文敘述的進(jìn)氣門模型M6中所計(jì)算出的進(jìn)氣門流量“me”，并根據(jù)這些輸入信息而計(jì)算出渦輪轉(zhuǎn)速“Ntb”。
[0029]壓縮機(jī)模型M2為渦輪增壓器的壓縮機(jī)的模型，其使渦輪轉(zhuǎn)速、增壓和壓縮機(jī)流量之間成立的關(guān)系模型化。壓縮機(jī)模型M2由基于數(shù)學(xué)式或者實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的映射圖構(gòu)成。在壓縮機(jī)模型M2中被輸入有，由渦輪轉(zhuǎn)速模型Ml計(jì)算出的渦輪轉(zhuǎn)速“Ntb”、和由后文敘述的內(nèi)部冷卻器模型M3計(jì)算出的增壓“Pic (epicvlv) ”等的信息，并根據(jù)這些輸入信息而計(jì)算出壓縮機(jī)流量“mcp”。并且，被標(biāo)記了作為表示增壓的符號的“Pic”的“印icvlv”為，用于與其他在計(jì)算組塊內(nèi)被計(jì)算的增壓進(jìn)行區(qū)別的符號。在圖中以及本說明書內(nèi)，關(guān)于增壓以外的其他的參數(shù)，也根據(jù)需要而標(biāo)記這種區(qū)別用的符號、或者僅以這種區(qū)別用的符號來表示參數(shù)的內(nèi)容。
[0030]內(nèi)部冷卻器模型M3為，基于與進(jìn)氣通道中的內(nèi)部冷卻器內(nèi)的空氣相關(guān)的守恒定律而被構(gòu)建的物理模型。作為內(nèi)部冷卻器模型M3，具體而言，使用了能量守恒定律的公式和流量守恒定律的公式。在內(nèi)部冷卻器模型M3中被輸入有，在壓縮機(jī)模型M2中計(jì)算出的壓縮機(jī)流量“mcp”和在后文敘述的節(jié)氣門模型M4中計(jì)算出的節(jié)氣門流量“mt”等的信息，并根據(jù)這些輸入信息來計(jì)算出作為節(jié)氣門上游壓力的增壓“Pic”。
[0031]節(jié)氣門模型M4為，用于對通過節(jié)氣門的空氣的流量進(jìn)行計(jì)算的模型，具體而言，使用了以節(jié)氣門的前后的差壓、由節(jié)氣門開度決定的流道面積、以及以流量系數(shù)為基礎(chǔ)的孔口的流量式。在節(jié)氣門模型M4中被輸入有，通過節(jié)氣門延遲控制而先被讀取的節(jié)氣門開度預(yù)測值“etaO”、在內(nèi)部冷卻器模型M3中計(jì)算出的增壓“Pic”、以及在后文敘述的進(jìn)氣管模型M5中計(jì)算出的進(jìn)氣管壓力“Pm(epmvlv) ”等的信息，并根據(jù)這些輸入信息來計(jì)算出節(jié)氣門流量“mt”。
[0032]進(jìn)氣管模型M5為，基于與進(jìn)氣管內(nèi)的空氣有關(guān)的守恒定律而被構(gòu)建的物理模型。作為進(jìn)氣管模型M5，具體而言，使用了能量守恒定律的公式和流量守恒定律的公式。在進(jìn)氣管模型M5中被輸入有，在節(jié)氣門模型M4中計(jì)算出的節(jié)氣門流量“mt”、以及在后文敘述的進(jìn)氣門模型M6中計(jì)算出的進(jìn)氣門流量“me”等的信息，并根據(jù)輸入信息來計(jì)算出進(jìn)氣管壓力“Pm”。
[0033]進(jìn)氣門模型M6為，以對進(jìn)氣門流量與進(jìn)氣管壓力之間的關(guān)系進(jìn)行了檢查的實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的模型。根據(jù)通過實(shí)驗(yàn)而獲得的經(jīng)驗(yàn)法則，在進(jìn)氣門模型M6中，通過直線而對吸入空氣量與進(jìn)氣管壓力之間關(guān)系進(jìn)行了近似。該直線的方程式的系數(shù)不是常數(shù)，而是由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、旁通閥開度、進(jìn)氣門的配氣相位正時(shí)、排氣門的配氣相位正時(shí)等而決定的變數(shù)。在進(jìn)氣門模型M6中，除了在進(jìn)氣管模型M5中計(jì)算出的進(jìn)氣管壓力“Pm”之外，還被輸入有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速“NE”、旁通閥開度“wgv”、進(jìn)氣門的配氣相位正時(shí)“ InVT ”、排氣門的配氣相位正時(shí)“ExVT”等信息，并根據(jù)這些輸入信息來計(jì)算出進(jìn)氣門流量“me (eklvlv) ”。
[0034]E⑶在通過計(jì)算組塊2而計(jì)算出的各種參數(shù)中，讀取在內(nèi)部冷卻器模型M3中計(jì)算出的增壓“epicvlv”。該增壓“epicvlv”為根據(jù)節(jié)氣門開度的預(yù)測值“etaO”而計(jì)算出的數(shù)值，且為預(yù)定控制周期量之后的將來的時(shí)間點(diǎn)處的增壓的預(yù)測值。ECU將讀取的增壓預(yù)測值“印icvlv”輸入后文所述的計(jì)算組塊6。
[0035]計(jì)算組塊4為用于根據(jù)由節(jié)氣門開度傳感器獲得的節(jié)氣門開度的計(jì)測值來對當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)處的增壓的推斷值進(jìn)行計(jì)算的計(jì)算組塊。計(jì)算組塊4為與前文所述的計(jì)算組塊2相同結(jié)構(gòu)的物理模型，并由渦輪轉(zhuǎn)速模型Ml、壓縮機(jī)模型M2、內(nèi)部冷卻器模型M3、節(jié)氣門模型M4、進(jìn)氣管模型M5以及進(jìn)氣門模型M6構(gòu)成。這些要素模型Ml、M2、M3、M4、M5、M6之間的信息的輸入輸出與計(jì)算組塊2中的輸入輸出是共通的。但是，在計(jì)算組塊4中，由節(jié)氣門開度傳感器所獲得的節(jié)氣門開度的計(jì)測值“TA”被輸入到節(jié)氣門模型M4中。
[0036]E⑶在通過計(jì)算組塊4而計(jì)算出的各種參數(shù)中，讀取在內(nèi)部冷卻器模型M3中計(jì)算出的增壓“印iccrt”、在進(jìn)氣管模型M5中計(jì)算出的進(jìn)氣管壓力“印mcrt”、在壓縮機(jī)模型M2中計(jì)算出的壓縮機(jī)流量“mcpcrt”。增壓“epiccrt”為根據(jù)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的節(jié)氣門開度的計(jì)測值“TA”而計(jì)算出的數(shù)值，且為當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)處的增壓的推斷值。同樣，進(jìn)氣管壓力“epmcrt”為當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)處的進(jìn)氣管壓力的推斷值，壓縮機(jī)流量“mcpcrt”為當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)處的壓縮機(jī)流量的推斷值。E⑶將讀取的增壓推斷值“epiccrt”輸入到接下來說明的計(jì)算組塊6中，將進(jìn)氣管壓力推斷值“epmcrt”輸入到后文敘述的計(jì)算組塊14中，將壓縮機(jī)流量推斷值“mcpcrt”輸入到后文敘述的計(jì)算組塊18中。
[0037]除了在計(jì)算組塊2中計(jì)算出的增壓預(yù)測值“epicvlv”和在計(jì)算組塊4中計(jì)算出的增壓推斷值“epiccrt”之外，計(jì)算組塊6中還被輸入有由增壓傳感器所獲得的增壓的計(jì)測值“gapic”。在計(jì)算組塊6中，計(jì)算出了增壓計(jì)測值“gapic”和增壓推斷值“epiccrt”之間的差分，該差分被相加在增壓預(yù)測值“印icvlv”上。補(bǔ)正后的增壓預(yù)測值“印icvlv2”通過如下的式(I)來表示。[0038][數(shù)學(xué)式I]
[0039]epicvlv2 = epicvlv+(gapic-epiccrt)...式(I)
[0040]由增壓傳感器所獲得的增壓計(jì)測值“gapic”和在計(jì)算組塊4中計(jì)算出的增壓推斷值“印iccrt”均表示了相同時(shí)刻處的增壓。因此，理論上二者應(yīng)該一致，但是，在構(gòu)成計(jì)算組塊4的物理模型具有模型化誤差的情況下，在增壓計(jì)測值“gapic”與增壓推斷值“印iccrt”之間會(huì)產(chǎn)生差分。該差分無論穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)，都能夠作為對于模型化誤差的補(bǔ)正量來利用。在式(I)中，將該差分作為補(bǔ)正量而對增壓預(yù)測值“印icvlv”進(jìn)行了補(bǔ)正。在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，由于節(jié)氣門開度的計(jì)測值“TA”與預(yù)測值“etaO”相等，因此，增壓預(yù)測值“epicvlv”與增壓推斷值“印iccrt”一致。其結(jié)果為，由式(I)可知，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，能夠使補(bǔ)正后的增壓預(yù)測值“epicvlv”與增壓計(jì)測值“gapic” 一致。由此，即使在瞬態(tài)運(yùn)行時(shí)，也能夠防止增壓預(yù)測值大幅偏差于實(shí)際值的情況，從而提高了缸內(nèi)吸入空氣量預(yù)測中的對于模型化誤差的魯棒性。
[0041]E⑶讀取在計(jì)算組塊6中計(jì)算出的補(bǔ)正后的增壓預(yù)測值“epiCVlV2”，并輸入到圖2所示的計(jì)算組塊8中。
[0042]在圖2中，表示了四個(gè)計(jì)算組塊8、10、12、14。計(jì)算組塊8為用于根據(jù)補(bǔ)正后的增壓預(yù)測值和節(jié)氣門開度的預(yù)測值來對進(jìn)氣管壓力的預(yù)測值進(jìn)行計(jì)算的計(jì)算組塊。計(jì)算組塊8為構(gòu)成計(jì)算組塊2的物理模型的一部分的子模型(第一子模型)，并由節(jié)氣門模型M4、進(jìn)氣管模型M5、以及進(jìn)氣門模型M6構(gòu)成。這些要素模型M4、M5、M6之間的信息的輸入輸出與計(jì)算組塊2中的信息的輸入輸出是共通的。但是，在計(jì)算組塊8中，補(bǔ)正后的增壓預(yù)測值“epicvlv2”和節(jié)氣門開度預(yù)測值“etaO”被輸入到節(jié)氣門模型M4中。
[0043]ECU在通過計(jì)算組塊8而計(jì)算出的各種參數(shù)中，讀取在進(jìn)氣管模型M5中計(jì)算出的進(jìn)氣管壓力“印mvlv2”。該進(jìn)氣管壓力“印mvlv2”為根據(jù)節(jié)氣門開度的預(yù)測值“etaO”和增壓的預(yù)測值“epicvlv”而計(jì)算出的數(shù)值，且為預(yù)定控制周期量之后的將來的時(shí)間點(diǎn)處的進(jìn)氣管壓力的預(yù)測值。ECU將所讀取的進(jìn)氣管壓力預(yù)測值“epmvlv2”輸入到后文敘述的計(jì)算組塊10中。
[0044]除了在計(jì)算組塊8中計(jì)算出的進(jìn)氣管壓力預(yù)測值“印mvlv2”之外，在計(jì)算組塊10中還被輸入有，在后文敘述的計(jì)算組塊16中計(jì)算出的進(jìn)氣管壓力推斷值“印mafm”和在后文敘述的計(jì)算組塊18中計(jì)算出的進(jìn)氣管壓力推斷值“epmcrtsm”。在計(jì)算組塊10中，計(jì)算出作為第一推斷值的進(jìn)氣管壓力推斷值“印mafm”和作為第二推斷值的進(jìn)氣管壓力推斷值“印mcrtsm”之間的差分，并將該差分相加在進(jìn)氣管壓力預(yù)測值“印mvlv2”上。
[0045]在此，通過圖3而圖示了計(jì)算組塊16的結(jié)構(gòu)。計(jì)算組塊16為，用于根據(jù)由空氣流量計(jì)所獲得的進(jìn)氣流量的計(jì)測值來對進(jìn)氣管壓力的推斷值進(jìn)行計(jì)算的計(jì)算組塊。計(jì)算組塊16為構(gòu)成計(jì)算組塊2的物理模型的一部分的子模型(第二子模型)，并由內(nèi)部冷卻器模型M3、節(jié)氣門模型M4、進(jìn)氣管模型M5、以及進(jìn)氣門模型M6構(gòu)成。這些要素模型M3、M4、M5、M6之間的信息的輸入輸出與計(jì)算組塊2中的信息的輸入輸出是共通的。但是，在計(jì)算組塊16中，由空氣流量計(jì)所獲得的進(jìn)氣流量的計(jì)測值“egaafm”被輸入到內(nèi)部冷卻器模型M3中。而且，根據(jù)進(jìn)氣流量計(jì)測值“egaafm”而計(jì)算出當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)處的進(jìn)氣管壓力推斷值“印mafm”。
[0046]圖4圖示了計(jì)算組塊18的結(jié)構(gòu)。計(jì)算組塊18為，根據(jù)由物理模型推斷出的空氣流量計(jì)的輸出值來對進(jìn)氣管壓力的推斷值進(jìn)行計(jì)算的計(jì)算組塊。計(jì)算組塊18除了包括前文所述的計(jì)算組塊16所具備的內(nèi)部冷卻器模型M3、節(jié)氣門模型M4、進(jìn)氣管模型M5以及進(jìn)氣門模型M6之外，還包括空氣流量計(jì)模型M7?？諝饬髁坑?jì)具有基于固有的響應(yīng)特性的響應(yīng)延遲?？諝饬髁坑?jì)模型M7為模擬空氣流量計(jì)的響應(yīng)特性的模型，且對于被輸入的進(jìn)氣通道內(nèi)流量實(shí)施了與空氣流量計(jì)的響應(yīng)延遲量相對應(yīng)的延遲處理。在計(jì)算組塊18的空氣流量計(jì)模型M7中，被輸入有在計(jì)算組塊4的壓縮機(jī)模型M2中計(jì)算出的壓縮機(jī)流量“mcpcrt”。在空氣流量計(jì)模型M7中被延遲處理后的壓縮機(jī)流量“mcpcrtsm”被輸入到內(nèi)部冷卻器模型M3中。在計(jì)算組塊18中，根據(jù)延遲處理后的壓縮機(jī)流量“mcpcrtsm”而計(jì)算出當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)處的進(jìn)氣管壓力推斷值“epmcrtsm”。
[0047]在計(jì)算組塊18中計(jì)算出的延遲處理后的壓縮機(jī)流量“mcpcrtsm”理論上應(yīng)當(dāng)與由空氣流量計(jì)所獲得的進(jìn)氣流量的計(jì)測值“egaafm” 一致。但是，實(shí)際上，在延遲處理后的壓縮機(jī)流量“mcpcrtsm”與進(jìn)氣流量計(jì)測值“egaafm”之間，存在因模型化誤差而引起的流量誤差。因此，在計(jì)算組塊16中計(jì)算出的進(jìn)氣管壓力推斷值“印mafm”、與在計(jì)算組塊18中計(jì)算出的進(jìn)氣管壓力推斷值“印mcrtsm”之間會(huì)產(chǎn)生差分。該差分能夠被視為，將延遲處理后的壓縮機(jī)流量“mcpcrtsm”相對于進(jìn)氣流量計(jì)測值“egaafm”所具有的流量誤差換算成進(jìn)氣管壓力的誤差所得到的值。在圖2所示的計(jì)算組塊10中，將上述的差分作為補(bǔ)正量而相加在進(jìn)氣管壓力預(yù)測值“印mvlv2”上。補(bǔ)正后的進(jìn)氣管壓力預(yù)測值“印mfwd”通過下式(2)來表示。
[0048][數(shù)學(xué)式2]
[0049]epmfwd = epmvlv2+(epmafm-epmcrtsm)...式(2)
[0050]E⑶將在計(jì)算組塊10中計(jì)算出的補(bǔ)正后的進(jìn)氣管壓力預(yù)測值“印mfwd”輸入到計(jì)算組塊14中。
[0051]在計(jì)算組塊14中，除了在計(jì)算組塊10中計(jì)算出的補(bǔ)正后的進(jìn)氣管壓力預(yù)測值“epmfwd”之外，還被輸入有在后文敘述的計(jì)算組塊12中計(jì)算出的進(jìn)氣管壓力推斷值“epmcrt2”、和在計(jì)算組塊4的進(jìn)氣管模型M5中計(jì)算出的進(jìn)氣管壓力推斷值“epmcrt”。在計(jì)算組塊14中，計(jì)算出作為第三推斷值的進(jìn)氣管壓力推斷值“epmCrt2”和作為第四推斷值的進(jìn)氣管壓力推斷值“印mcrt”之間的差分，且該差分從補(bǔ)正后的進(jìn)氣管壓力預(yù)測值“epmfwd”中被減去。
[0052]計(jì)算組塊12為，用于根據(jù)由增壓傳感器所獲得的增壓的計(jì)測值和由節(jié)氣門開度傳感器所獲得的節(jié)氣門開度的計(jì)測值來對進(jìn)氣管壓力的推斷值進(jìn)行計(jì)算的計(jì)算組塊。計(jì)算組塊12為與前文所述的計(jì)算組塊8相同結(jié)構(gòu)的子模型，且由節(jié)氣門模型M4、進(jìn)氣管模型M5、以及進(jìn)氣門模型M6構(gòu)成。這些要素模型M4、M5、M6之間的信息的輸入輸出與計(jì)算組塊8中的信息的輸入輸出是共通的。但是，在計(jì)算組塊12中，增壓計(jì)測值“gapic”和節(jié)氣門開度計(jì)測值“TA”被輸入到節(jié)氣門模型M4中。而且，根據(jù)這些信息，計(jì)算出當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)處的進(jìn)氣管壓力推斷值“印mcrt2”。
[0053] 在由增壓傳感器所獲得的增壓計(jì)測值“gapic”與在計(jì)算組塊4中計(jì)算出的增壓推斷值“epiccrt”之間產(chǎn)生了誤差的狀況下，在被輸入計(jì)算組塊14中的進(jìn)氣管壓力推斷值“ epmcrt2 ”與進(jìn)氣管壓力推斷值“ ^mcrt ”之間也將產(chǎn)生差分。該差分能夠被視為，將增壓推斷值“印iccrt”相對于增壓計(jì)測值“gapic”而具有的誤差換算成進(jìn)氣管壓力的誤差所得到的值。在計(jì)算組塊14中，將上述差分作為補(bǔ)正量而從進(jìn)氣管壓力預(yù)測值“印mfwd”中減去。再次補(bǔ)正后的進(jìn)氣管壓力預(yù)測值“印mfVd2”通過下式(3)來表示。
[0054][數(shù)學(xué)式3]
[0055]epmfwd2 = epmvlv2+(epmafm-epmcrtsm)-(epmcrt2-epmcrt) …式(3)
[0056]由于在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，節(jié)氣門開度的計(jì)測值“TA”與預(yù)測值“etaO”相等，此外，增壓預(yù)測值“epicvlv”與增壓計(jì)測值“gapic”相等，因此，利用相同結(jié)構(gòu)的模型而被計(jì)算出的進(jìn)氣管壓力預(yù)測值“印mvlv2”與作為第三推斷值的進(jìn)氣管壓力推斷值“印mcrt2” 一致。另外，由于在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，在計(jì)算組塊18中計(jì)算出的增壓推斷值“epiccrtsm”與在計(jì)算組塊4中計(jì)算出的增壓推斷值“epiccrt”相等，因此，作為第二推斷值的進(jìn)氣管壓力推斷值“印mcrtsm”與作為第四推斷值的進(jìn)氣管壓力推斷值“印mcrt”一致。其結(jié)果為，由式(3)可知，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，能夠使再次補(bǔ)正后的進(jìn)氣管壓力預(yù)測值“epmfVd2”與基于由空氣流量計(jì)所獲得的計(jì)測值的進(jìn)氣管壓力推斷值“印mafm” 一致。由此，即使在瞬態(tài)運(yùn)行時(shí)，也能夠防止進(jìn)氣管壓力預(yù)測值大幅偏離實(shí)際值的情況，從而進(jìn)一步提高了缸內(nèi)吸入空氣量預(yù)測對于模型化誤差的魯棒性。
[0057]E⑶將在計(jì)算組塊14中計(jì)算出的再次補(bǔ)正后的進(jìn)氣管壓力預(yù)測值“印mfwd2”輸入到進(jìn)氣門模型M6中。在進(jìn)氣門模型M6中，根據(jù)再次補(bǔ)正后的進(jìn)氣管壓力預(yù)測值“印mfwd2”而計(jì)算出進(jìn)氣門流量“eklfwd2”。該進(jìn)氣門流量“eklfwd2”為，預(yù)定控制周期量之后的將來的時(shí)間點(diǎn)處的進(jìn)氣門流量的預(yù)測值。ECU在燃料噴射量的計(jì)算正時(shí)到來時(shí)，根據(jù)進(jìn)氣門流量預(yù)測值“eklfwd2”而計(jì)算出在進(jìn)氣門的閉閥時(shí)間點(diǎn)處被預(yù)測出的缸內(nèi)吸入空氣量。而且，利用缸內(nèi)吸入空 氣量的預(yù)測值和目標(biāo)空燃比而對所需的燃料噴射量進(jìn)行計(jì)算。
[0058]其他.[0059]本發(fā)明并不限定于上述的實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種各樣的改變而實(shí)施。例如，在上述的實(shí)施方式中所使用的要素模型也可以將其中的幾個(gè)模型整合起來設(shè)為一個(gè)模型。另外，本發(fā)明不僅能夠應(yīng)用于氣口噴射型發(fā)動(dòng)機(jī)中，還能夠應(yīng)用于可兼用氣口噴射和缸內(nèi)直接噴射這兩種情況的發(fā)動(dòng)機(jī)中。另外，不僅可以將本發(fā)明應(yīng)用于具備渦輪增壓器的增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)中，還能夠?qū)⒈景l(fā)明應(yīng)用于具備機(jī)械式增壓器的增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)中。
[0060]符號說明
[0061]2、4、6、8、10、12、14、16、18 計(jì)算組塊
[0062]Ml渦輪轉(zhuǎn)速模型
[0063]M2壓縮機(jī)模型
[0064]M3內(nèi)部冷卻器模型
[0065]M4節(jié)氣門模型
[0066]M5進(jìn)氣歧管模型
[0067]M6進(jìn)氣門模型
[0068]M7空氣流量計(jì)模型
【權(quán)利要求】
1.一種增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，其對增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)吸入空氣量進(jìn)行預(yù)測，并根據(jù)其預(yù)測值來對所述增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，所述增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置的特征在于， 具備: 獲取當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的預(yù)定時(shí)間后的時(shí)間點(diǎn)處的節(jié)氣門開度的預(yù)測值的單元； 利用所述增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的物理模型，并根據(jù)節(jié)氣門開度的所述預(yù)測值來對增壓的預(yù)測值進(jìn)行計(jì)算的單元； 獲取由增壓傳感器所獲得的增壓的計(jì)測值的單元； 獲取由節(jié)氣門開度傳感器所獲得的節(jié)氣門開度的計(jì)測值的單元； 利用所述物理模型，并根據(jù)節(jié)氣門開度的所述計(jì)測值來對增壓的推斷值進(jìn)行計(jì)算的單元; 對增壓的所述計(jì)測值與所述推斷值之間的差分進(jìn)行計(jì)算，并以該差分作為補(bǔ)正量而對增壓的所述預(yù)測值進(jìn)行補(bǔ)正的單元； 根據(jù)增壓的所述補(bǔ)正后的預(yù)測值和節(jié)氣門開度的所述預(yù)測值來對缸內(nèi)吸入空氣量的所述預(yù)測值進(jìn)行計(jì)算的單元。
2.如權(quán)利要求1所述的增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述對缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測值進(jìn)行計(jì)算的單元具備: 利用構(gòu)成所述物理模型的一部分的第一子模型，并根據(jù)增壓的所述補(bǔ)正后的預(yù)測值和節(jié)氣門開度的所述預(yù)測值來對進(jìn)氣歧管壓力的預(yù)測值進(jìn)行計(jì)算的單元； 獲取由流量傳感器所獲得的進(jìn)氣流量的計(jì)測值的單元； 利用構(gòu)成所述物理模型的一部分的第二子模型，并根據(jù)進(jìn)氣流量的所述計(jì)測值來對進(jìn)氣歧管壓力的第一推斷值進(jìn)行計(jì)算的單元； 利用所述流量傳感器的響應(yīng)模型和所述第二子模型，并根據(jù)在對增壓的所述推斷值進(jìn)行計(jì)算的過程中通過所述物理模型而計(jì)算出的預(yù)定的進(jìn)氣通路內(nèi)流量的值來對進(jìn)氣歧管壓力的第二推斷值進(jìn)行計(jì)算的單元； 對進(jìn)氣歧管壓力的所述第一推斷值與所述第二推斷值之間的差分進(jìn)行計(jì)算，并以該差分作為補(bǔ)正量而對進(jìn)氣歧管壓力的所述預(yù)測值進(jìn)行補(bǔ)正的單元， 所述對缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測值進(jìn)行計(jì)算的單元被構(gòu)成為，根據(jù)進(jìn)氣歧管壓力的所述補(bǔ)正后的預(yù)測值來對缸內(nèi)吸入空氣量的所述預(yù)測值進(jìn)行計(jì)算。
3.如權(quán)利要求2所述的增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述對缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測值進(jìn)行計(jì)算的單元還具備: 利用所述第一子模型，并根據(jù)增壓的所述計(jì)測值和節(jié)氣門開度的所述計(jì)測值來對進(jìn)氣歧管壓力的第三推斷值進(jìn)行計(jì)算的單元； 對進(jìn)氣歧管壓力的所述第三推斷值、與在對增壓的所述推斷值進(jìn)行計(jì)算的過程中通過所述物理模型而計(jì)算出的進(jìn)氣歧管壓力的第四推斷值之間的差分進(jìn)行計(jì)算，并以該差分作為補(bǔ)正量而對進(jìn)氣歧管壓力的所述補(bǔ)正后的預(yù)測值進(jìn)一步進(jìn)行補(bǔ)正的單元， 所述對缸內(nèi)吸入空氣量的預(yù)測值進(jìn)行計(jì)算的單元被構(gòu)成為，根據(jù)進(jìn)氣歧管壓力的所述進(jìn)一步補(bǔ)正后的預(yù)測值來對缸內(nèi)吸入空氣量的所述預(yù)測值進(jìn)行計(jì)算。
【文檔編號】F02D41/18GK103987947SQ201180075370
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月7日
【發(fā)明者】勝俁真知子, 森口龍?zhí)? 申請人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社