KR20100076941A

KR20100076941A - 내연 기관의 제어 장치

Info

Publication number: KR20100076941A
Application number: KR1020107003894A
Authority: KR
Inventors: 신이치 소에지마; 나오토 가토; 게이스케 가와이
Original assignee: 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2010-07-06
Also published as: JP4816813B2; CN101828020A; EP2351924A4; US20110022288A1; EP2351924A1; JPWO2010050061A1; WO2010050061A1; US8090519B2; CN101828020B; KR101080659B1; EP2351924B1

Abstract

내연 기관이 발생시키는 토크의 응답성과 제어성을 함께 향상시킬 수 있는 내연 기관의 제어 장치를 제공한다.
흡기 액츄에이터의 조작량은 요구 공기량에 기초하여 산출한다. 그리고, 소정의 점화 시기 설정하에서 상기의 조작량에 의해 흡기 액츄에이터를 조작한 경우의 토크를 산출하고, 그 토크와 요구 토크의 어긋남에 기초하여 요구 토크의 실현에 필요한 점화 시기의 지각량을 산출한다. 요구 공기량에는 요구 토크 외에 요구 효율도 반영되도록 한다. 요구 토크와 요구 효율은 서로 독립적으로 설정해도 된다. 단, 요구 토크의 설정값이 소정의 증가량 또는 증가 속도를 초과하여 급증되는 경우에는, 요구 토크의 설정값의 급증에 맞추어 요구 효율의 설정값을 일시적으로 저하시키도록 한다.

Description

내연 기관의 제어 장치{CONTROLLER FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINE}

본 발명은, 내연 기관의 제어 장치에 관한 것으로, 상세하게는, 흡입 공기량을 조정하는 흡기 액츄에이터의 조작과 점화 시기에 의해 토크를 제어할 수 있는 내연 기관의 제어 장치에 관한 것이다.

일본 공개특허공보 2007-132203호에는, 내연 기관에서 발생시키는 토크의 응답성을 향상시키는 데에 유효한 기술이 개시되어 있다. 여기에 개시된 기술에 의하면, 목표 토크를 발현시키기 위한 토크 제어량을 산출할 때에, 목표 토크 제어량으로부터 추정한 추정 토크와 목표 토크의 차이에 대해 제어의 응답 지연분이 보상되고, 이 응답 지연분이 보상된 차이를 가산한 목표 토크로부터 토크 제어량이 산출된다. 이 종래 기술에 의하면, 정확하게 제어의 응답 지연분을 보상한 제어량을 산출할 수 있기 때문에, 그 제어량에 의해 내연 기관의 각 기기를 제어함으로써 내연 기관에서 발생시키는 토크의 응답성을 향상시킬 수 있다.

그러나, 이 종래 기술에는 토크의 제어성에 관해서 개선해야 할 여지가 있다. 종래 기술에서는, 토크 제어량을 증가시킴으로써 목표 토크에 대한 추정 토크의 응답 지연을 보상하는 것인데, 그 증가량은 실기 (實機) 를 사용한 적합성에 따라 결정되게 된다. 이 때문에, 적합성이 불충분한 경우나, 실기의 성능의 편차가 큰 경우에는, 토크 제어량의 과잉된 증가에 의해 토크의 오버슛이 발생할 가능성이 있다. 토크의 응답성이 충분하지 않은 경우에는 운전자가 의도하는 차량 거동을 실현할 수 없는데, 마찬가지로, 토크의 제어성이 충분하지 않은 경우에도 운전자가 의도하는 차량 거동을 실현할 수 없다.

본 발명은, 상기 서술한 바와 같은 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 내연 기관이 발생시키는 토크의 응답성과 제어성을 함께 향상시킬 수 있는 내연 기관의 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 1 번째의 양태에 의하면, 이 제어 장치는 흡입 공기량을 조정하는 흡기 액츄에이터의 조작과 점화 시기에 의해 토크를 제어할 수 있는 내연 기관의 제어 장치이다. 이 제어 장치는, 내연 기관에 대한 요구 토크를 설정하는 수단과, 요구 효율을 설정하는 수단을 구비한다. 본 출원에서 말하는 효율은, 통내 혼합기가 갖는 에너지의 토크에 대한 변환율과 관련하여, 소정의 점화 시기 설정에서의 변환율을 기준으로 하는 무차원값으로 나타낸다. 또, 이 제어 장치는, 요구 토크와 요구 효율로부터 요구 공기량을 산출하는 수단과, 요구 공기량에 기초하여 흡기 액츄에이터의 조작량을 산출하는 수단을 구비한다. 흡기 액츄에이터에는, 예를 들어, 스로틀뿐만 아니라 리프트량 또는 작용각이 가변인 흡기 밸브 등도 포함된다. 또, 이 제어 장치는 요구 토크의 실현에 필요한 점화 시기의 지각 (遲角) 량을 산출하는 수단을 구비한다. 이 점화 시기 지각량을 산출하는 수단은, 소정의 점화 시기 설정하에서, 요구 공기량에 기초하여 산출된 조작량에 의해 흡기 액츄에이터를 조작한 경우의 토크를 산출하고, 그 토크와 요구 토크의 어긋남에 기초하여 상기의 점화 시기 지각량을 산출한다.

이상과 같은 각 수단을 제어 장치가 구비함으로써, 흡기 액츄에이터는 요구 토크와 요구 효율로부터 정해지는 요구 공기량을 실현하도록 동작한다. 이 때, 요구 효율이 1 보다 작은 값으로 설정되어 있으면, 요구 공기량은 요구 효율에 의해 증가되게 되어, 흡기 액츄에이터는 흡입 공기량을 증대시키는 방향으로 크게 조작되게 된다. 흡기 액츄에이터의 조작량이 커진 만큼, 그것에 의해 실현할 수 있는 토크는 증대되는데, 그 토크와 요구 토크의 어긋남에 따라 점화 시기의 지각이 실시됨으로써, 상기의 토크의 어긋남은 점화 지각에 의한 토크 조정에 의해 보상되고, 결과, 요구 토크가 내연 기관에서 실현되게 된다.

본 발명의 1 번째의 양태에 의하면, 이 제어 장치는, 추가로 요구 효율을 보정하는 수단을 구비한다. 이 수단은, 상세하게는, 상기의 요구 토크를 설정하는 수단에 의해 요구 토크의 설정값이 급증되는 경우에는, 요구 토크의 설정값의 급증에 맞추어 요구 효율의 설정값을 일시적으로 저하시키는 수단이다. 요구 토크의 설정값의 급증이란, 흡기 액츄에이터의 조작에 의해서만 실현할 수 있는 토크의 증가량 또는 증가 속도의 범위를 초과하는 양 또는 속도로 요구 토크의 설정값이 증가되는 것을 의미한다. 요구 토크의 설정값이 소정의 증가량을 초과하여 단계적으로 증가되는 것은 요구 토크의 설정값의 급증의 예에 포함된다. 또한, 요구 토크의 설정값이 급증되는 타이밍과 요구 효율의 설정값을 일시적으로 저하시키는 타이밍은 동시인 것이 바람직하지만, 후술하는 흡입 공기량의 응답성에 영향을 미치지 않을 정도의 타이밍의 차이는 허용된다. 따라서, 요구 토크의 설정값의 급증이 개시되는 타이밍에서 요구 효율의 설정값을 일시적으로 저하시켜도 되고, 요구 토크의 설정값의 급증이 완료된 타이밍에서 요구 효율의 설정값을 일시적으로 저하시켜도 된다.

이와 같은 요구 효율의 보정 수단을 제어 장치가 구비함으로써, 요구 토크의 급증시에는, 요구 토크의 급증에 수반하는 요구 공기량의 증대와 요구 효율의 일시적인 저하에 수반하는 요구 공기량의 증대가 중첩됨으로써, 요구 공기량은 일시적으로 급증하게 된다. 이 일시적으로 급증한 요구 공기량에 기초하여 흡기 액츄에이터의 조작량이 산출됨으로써, 흡기 액츄에이터는 오버슛적으로 동작한다. 흡기 액츄에이터가 오버슛적으로 동작함으로써, 통내에 흡입되는 공기량의 응답성은 향상되고, 결과, 요구 토크에 대한 실현 토크의 응답성은 향상된다. 그와 동시에, 흡입 공기량의 급증에 의해 발생시키는 토크의 오버슛을 억제하도록 점화 시기의 지각이 실시되므로, 실현 토크가 요구 토크에 대해 오버슛하는 것을 방지한다. 즉, 본 발명의 1 번째의 양태에 의하면, 내연 기관의 토크의 응답성을 향상시키면서 토크의 제어성도 담보할 수 있다.

또한, 요구 토크의 설정값이 급증되는 타이밍에 맞추어 요구 효율의 설정값을 일시적으로 저하시키는 정도나 시간은, 요구 토크의 설정값이 급증되는 정도에 상관없이 일정해도 된다. 그러나, 보다 바람직한 것은, 요구 토크의 설정값이 급증되는 정도에 따라 요구 효율의 설정값을 일시적으로 저하시키는 정도를 결정하는 것이다. 동일하게 보다 바람직한 것은, 요구 토크의 설정값이 급증되는 정도에 따라 요구 효율의 설정값을 일시적으로 저하시키는 시간을 결정하는 것이다.

요구 토크의 설정값의 급증도에 따라 요구 효율의 설정값의 일시적인 저하도를 크게 하거나, 혹은, 요구 토크의 설정값의 급증도에 따라 요구 효율의 설정값의 일시적인 저하 시간을 크게 하면, 그들의 상승 효과가 발생하여, 요구 공기량이 일시적으로 급증되는 정도는 확대된다. 이것에 의하면, 요구 토크의 설정값의 급증도가 클수록 흡기 액츄에이터의 오버슛적인 동작을 보다 크게 하여 통내에 흡입되는 공기량의 응답성을 높일 수 있으므로, 빠른 요구 토크에 대해서도 높은 토크 응답성을 얻을 수 있다. 반대로, 요구 토크의 설정값의 급증도가 작을 때, 즉, 흡기 액츄에이터의 오버슛적인 동작이 작아도 될 때에는, 요구 효율의 설정값의 일시적인 저하도나 저하 시간은 작아지므로, 연비에 관해서는 불리한 점화 시기의 지각은 억제된다. 따라서, 요구 토크의 설정값이 급증되는 정도에 따라 요구 효율의 설정값을 일시적으로 저하시키는 정도나 시간을 결정하기로 하면, 토크의 응답성과 연비를 능숙하게 양립시킬 수 있다.

본 발명의 2 번째의 양태에 의하면, 이 제어 장치는, 흡입 공기량을 조정하는 흡기 액츄에이터의 조작과 점화 시기에 의해 토크를 제어할 수 있는 내연 기관의 제어 장치이다. 이 제어 장치는, 요구 토크와 요구 효율을 취득하고, 취득된 요구 토크와 요구 효율로부터 요구 공기량을 산출하는 수단과, 요구 공기량에 기초하여 흡기 액츄에이터의 조작량을 산출하는 수단을 구비한다. 본 발명의 2 번째의 양태에 관해서는, 요구 토크의 설정 방법이나 요구 효율의 설정 방법에는 한정되지 않는다. 제어 장치의 내부에서 요구 토크를 설정하는 것이어도 되고, 제어 장치의 외부에서 설정된 요구 토크를 수신하는 것이어도 된다. 동일하게, 제어 장치의 내부에서 요구 효율을 설정하는 것이어도 되고, 제어 장치의 외부에서 설정된 요구 효율을 수신하는 것이어도 된다. 또, 이 제어 장치는 요구 토크의 실현에 필요한 점화 시기의 지각량을 산출하는 수단을 구비한다. 이 점화 시기 지각량을 산출하는 수단은, 소정의 점화 시기 설정하에서, 요구 공기량에 기초하여 산출된 조작량에 의해 흡기 액츄에이터를 조작한 경우의 토크를 산출하고, 그 토크와 요구 토크의 어긋남에 기초하여 상기의 점화 시기 지각량을 산출한다.

이상과 같은 각 수단을 제어 장치가 구비함으로써, 흡기 액츄에이터는 요구 토크와 요구 효율로부터 정해지는 요구 공기량을 실현하도록 동작한다. 이 때, 취득된 요구 효율이 1 보다 작은 값이면, 요구 공기량은 요구 효율에 의해 증가되게 되어, 흡기 액츄에이터는 흡입 공기량을 증대시키는 방향으로 크게 조작되게 된다. 흡기 액츄에이터의 조작량이 커진 만큼, 그것에 의해 실현할 수 있는 토크는 증대되는데, 그 토크와 요구 토크의 어긋남에 따라 점화 시기의 지각이 실시됨으로써, 상기의 토크의 어긋남은 점화 지각에 의한 토크 조정에 의해 보상되고, 결과, 요구 토크가 내연 기관에 있어서 실현되게 된다.

본 발명의 2 번째의 양태에 의하면, 이 제어 장치는, 추가로 토크의 급증 요구를 검출하는 수단과, 요구 효율을 보정하는 수단을 구비한다. 요구 효율을 보정하는 수단이란, 상세하게는, 토크 급증 요구가 검출되었을 때에는 요구 공기량의 산출에 사용되는 요구 효율의 값을 일시적으로 저하시키는 수단이다. 토크의 급증 요구란, 흡기 액츄에이터의 조작에 의해서만 실현할 수 있는 토크의 증가 속도의 범위를 초과하는 속도에서의 토크의 증가 요구를 의미한다. 토크의 급증 요구는 요구 토크의 변화량 또는 변화 속도로부터 검출할 수 있다. 예를 들어, 요구 토크의 변화량 또는 변화 속도가 소정 임계값을 초과하면 토크의 급증 요구가 있는 것으로 판단됨으로써 토크의 급증 요구의 검출이 가능해진다. 또, 토크의 급증 요구가 요구 토크의 발신원으로부터 요구 토크와 함께 발신되고 있는 경우에는, 그 신호를 수신함으로써 토크의 급증 요구를 검출할 수 있다.

이상과 같은 각 수단을 제어 장치가 구비함으로써, 토크의 급증 요구가 검출되었을 때에는, 요구 토크의 급증에 수반하는 요구 공기량의 증대와 요구 효율의 일시적인 저하에 수반하는 요구 공기량의 증대가 중첩되게 되어, 요구 공기량은 일시적으로 급증하게 된다. 이 일시적으로 급증한 요구 공기량에 기초하여 흡기 액츄에이터의 조작량이 산출됨으로써, 흡기 액츄에이터는 오버슛적으로 동작한다. 흡기 액츄에이터가 오버슛적으로 동작함으로써 통내에 흡입되는 공기량의 응답성은 향상되고, 결과, 요구 토크에 대한 실현 토크의 응답성은 향상된다. 그와 동시에, 흡입 공기량의 급증에 의해 발생시키는 토크의 오버슛을 억제하도록 점화 시기의 지각이 실시되므로, 실현 토크가 요구 토크에 대해 오버슛을 하는 것을 방지한다. 즉, 본 발명의 2 번째의 양태에 의하면, 내연 기관의 토크의 응답성을 향상시키면서 토크의 제어성도 담보할 수 있다.

또한, 토크 급증 요구가 검출되었을 때에 요구 공기량의 산출에 사용되는 요구 효율의 값을 일시적으로 저하시키는 정도나 시간은 토크 급증 요구의 크기에 상관없이 일정해도 된다. 그러나, 보다 바람직한 것은, 토크 급증 요구의 크기에 따라 요구 효율의 값을 일시적으로 저하시키는 정도를 결정하는 것이다. 동일하게 보다 바람직한 것은, 토크 급증 요구의 크기에 따라 요구 효율의 값을 일시적으로 저하시키는 시간을 결정하는 것이다.

토크 급증 요구의 크기에 따라 요구 효율의 값의 일시적인 저하도를 크게 하거나, 혹은, 토크 급증 요구의 크기에 따라 요구 효율의 값의 일시적인 저하 시간을 크게 하면, 요구 토크의 급증과 요구 효율의 저하의 상승 효과에 의해 요구 공기량이 일시적으로 급증되는 정도는 확대된다. 이에 의하면, 토크의 급증 요구가 클수록 흡기 액츄에이터의 오버슛적인 동작을 보다 크게 하여 통내에 흡입되는 공기량의 응답성을 높일 수 있으므로, 빠른 요구 토크에 대해서도 높은 토크 응답성을 얻을 수 있다. 반대로, 토크 급증 요구가 작을 때, 즉, 흡기 액츄에이터의 오버슛적인 동작이 작아도 될 때에는, 요구 효율의 값의 일시적인 저하도나 저하 시간은 작아지므로, 연비에 관해서는 불리한 점화 시기의 지각은 억제된다. 따라서, 토크 급증 요구의 크기에 따라 요구 효율의 값을 일시적으로 저하시키는 정도나 시간을 결정하기로 하면, 토크의 응답성과 연비를 능숙하게 양립시킬 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시형태 1 로서의 내연 기관의 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2 는 본 발명의 실시형태 1 에 관한 요구 효율의 설정 방법과 그 작용 및 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 은 본 발명의 실시형태 2 에 관한 요구 효율의 보정 방법에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 4 는 본 발명의 실시형태 3 으로서의 내연 기관의 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

실시형태 1.

본 발명의 실시형태 1 에 대해 도 1 및 도 2 를 사용하여 설명한다.

도 1 은, 본 발명의 실시형태 1 로서의 내연 기관의 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 본 실시형태의 제어 장치는 불꽃 점화식의 내연 기관에 적용되는 제어 장치이다. 본 실시형태의 제어 장치는 흡기 액츄에이터로서의 전자 제어 스로틀 (이하, 간단하게 스로틀이라고 한다) (12) 과 점화 장치 (20) 를 조작함으로써 내연 기관의 토크를 제어한다.

본 실시형태의 제어 장치는 내연 기관에 대한 토크의 요구값을 설정하는 요구 토크 설정부 (2) 를 구비하고 있다. 요구 토크 설정부 (2) 는, 액셀 조작량에 기초하여 계산되는 운전자로부터의 토크 요구 외, ECT (Electronic Controlled Transmission) 나 VSC (Vehicle Stability Control system) 등의 차량 제어를 위한 토크 요구도 고려하여 요구 토크를 설정한다.

또, 본 실시형태의 제어 장치는 내연 기관에 대한 효율의 요구값을 설정하는 요구 효율 설정부 (4) 를 구비하고 있다. 효율은 통내 혼합기가 갖는 에너지의 토크에 대한 변환율와 관련하여, 소정의 점화 시기 설정 (본 실시형태에서는 MBT) 에서의 변환율을 기준으로 하는 무차원값으로 나타낸다. 촉매 난기를 위해 열에너지를 배기 가스의 승온에 이용하고자 하는 경우 등에는, 효율의 요구값은 표준값의 1 보다 작은 값이 된다. 또, 점화 시기의 진각에 의해 토크 업을 도모하고자 하는 경우에도, 미리 리저브 토크를 확보해 두기 위해 효율의 요구값은 표준값의 1 보다 작은 값이 된다. 본 실시형태의 제어 장치가 갖는 중요한 특징의 하나가 요구 효율 설정부 (4) 의 기능에 있다. 그 기능의 내용에 대해서는 추후 상세하게 설명한다.

요구 토크와 요구 효율은 요구 공기량의 계산에 사용된다. 본 실시형태의 제어 장치는, 요구 공기량을 계산하는 수단으로서, 스로틀 조작을 위한 요구 토크 (이하, TA 용 요구 토크) 를 산출하는 TA 용 요구 토크 산출부 (6) 와, TA 용 요구 토크로부터 요구 공기량을 산출하는 요구 공기량 산출부 (8) 를 구비하고 있다.

TA 용 요구 토크 산출부 (6) 에는 요구 토크와 요구 효율이 입력된다. TA 용 요구 토크 산출부 (6) 는 요구 토크를 요구 효율로 나눈 것을 TA 용 요구 토크로서 산출한다. 이 경우, 요구 효율이 표준값의 1 이면 TA 용 요구 토크는 요구 토크로부터 변경은 없지만, 요구 효율이 1 보다 작을 때에는 TA 용 요구 토크는 요구 토크로부터 증가되게 된다. 즉, TA 용 요구 토크 산출부 (6) 는, 점화 지각이 요구되고 있을 때에는, 요구 토크를 요구 효율로 나눔으로써 점화 지각에 의한 토크 저하분을 스로틀 조작을 위한 요구 토크에 추가하도록 되어 있다.

요구 공기량 산출부 (8) 는 KL 맵을 사용하여 TA 용 요구 토크를 공기량 (KL) 으로 변환한다. 또한, 여기서 말하는 공기량이란 1 사이클당 통내 흡입 공기량이며, 그것을 무차원화한 충전 효율로 대신해도 된다. KL 맵은, 토크를 포함하는 복수의 파라미터를 축으로 하는 다차원 맵으로서, 점화 시기, 기관 회전수, A/F, 밸브 타이밍 등, 토크와 공기량의 관계에 영향을 미치는 각종 운전 조건을 파라미터로서 설정할 수 있다. 이들 파라미터에는 현재의 운전 상태 정보로부터 얻어지는 값이 입력된다. 단, 점화 시기는 MBT 로 설정되어 있다. 요구 공기량 산출부 (8) 는 요구 토크로부터 변환된 공기량을 요구 공기량으로서 산출한다.

본 실시형태의 제어 장치는 요구 공기량으로부터 스로틀 개도를 산출하는 스로틀 개도 산출부 (10) 를 구비하고 있다. 스로틀 개도 산출부 (10) 에는 공기 역 (逆) 모델이 구비되어 있다. 스로틀 (12) 의 동작에 대한 통내 흡입 공기량의 응답을 유체 역학 등에 기초하여 모델화된 흡기계의 물리 모델을 공기 모델이라고 하고, 공기 역모델은 그 역모델이다. 공기 역모델에 요구 공기량을 입력함으로써, 요구 공기량을 실현하기 위한 요구 흡기관압이 산출되고, 요구 흡기관압을 실현하기 위한 요구 스로틀 통과 공기량이 산출되고, 그리고, 요구 스로틀 통과 공기량을 실현하기 위한 스로틀 개도가 산출된다. 공기 역모델에 의하면, 모델의 파라미터를 적절히 설정함으로써, 요구 공기량에 대한 실제의 통내 흡입 공기량의 응답 속도를 자유롭게 조정할 수 있다. 본 실시형태에서는, 실제의 통내 흡입 공기량이 요구 공기량에 대해 최고 속도로 응답하도록 공기 역모델의 파라미터의 설정이 실시되고 있다. 스로틀 개도 산출부 (10) 는, 요구 공기량으로부터 변환된 스로틀 개도를 스로틀 (12) 의 조작량으로서 산출하고, 조작량을 지령 신호로 변환하여 스로틀 (12) 에 출력한다.

다음으로, 본 실시형태의 제어 장치에 의한 점화 장치 (20) 의 조작에 대해 설명한다. 본 실시형태의 제어 장치는, 점화 장치 (20) 의 조작량인 점화 시기를 계산하는 수단으로서, 스로틀 개도에 기초하여 추정 토크를 산출하는 추정 토크 산출부 (14) 와, 추정 토크를 사용하여 토크 효율을 산출하는 토크 효율 산출부 (16) 와, 토크 효율에 기초하여 점화 시기를 산출하는 점화 시기 산출부 (18) 를 구비하고 있다. 토크 효율은 내연 기관의 추정 토크에 대한 요구 토크의 비로서 정의된다. 토크 효율의 계산에 사용되는 추정 토크는, 이하에 설명하는 바와 같이, 스로틀 (12) 에서 실현된 실제의 스로틀 개도에 기초하여 산출된다. 또한, 스로틀 (12) 의 실제 개도는 스로틀 개도 센서에 의해 계측할 수 있다. 또, 스로틀 (12) 을 구동하는 모터의 회전량으로부터 계산할 수도 있다.

추정 토크 산출부 (14) 는, 먼저, 현재의 스로틀 개도로 실현할 수 있는 것으로 추정되는 공기량을 산출한다. 추정 공기량의 계산에는 전술한 공기 모델의 순 (順) 모델이 사용된다. 또, 이 공기 모델에 의한 계산에는 공기유동 센서로 계측된 흡기관의 공기유량이 보정 데이터로서 사용된다. 추정 토크 산출부 (14) 는, 다음으로, 토크 맵을 사용하여 추정 공기량을 토크로 변환한다. 토크 맵은 전술한 KL 맵의 입출력을 반대로 한 것으로서, 점화 시기, 기관 회전수, A/F, 밸브 타이밍 등, 토크와 공기량의 관계에 영향을 미치는 각종 운전 조건을 파라미터로서 설정할 수 있다. 이들 파라미터에는 현재의 운전 상태 정보로부터 얻어지는 값이 입력되는데, 점화 시기는 MBT 로 되어 있다. 추정 토크 산출부 (14) 는 추정 공기량으로부터 변환된 토크를 MBT 에 있어서의 추정 토크로서 산출한다.

토크 효율 산출부 (16) 에는, 요구 토크 설정부 (2) 에서 설정된 요구 토크가 입력됨과 함께, 추정 토크 산출부 (14) 로부터는 추정 토크가 입력된다. 토크 효율 산출부 (16) 는 추정 토크에 대한 요구 토크의 비를 토크 효율로서 산출한다.

점화 시기 산출부 (18) 는 점화 시기 맵을 사용하여 토크 효율을 점화 시기로 변환한다.

점화 시기 맵은, 토크 효율을 포함하는 복수의 파라미터를 축으로 하는 다차원 맵으로서, 요구 토크, A/F, 기관 회전수 등, 점화 시기의 결정에 영향을 미치는 각종 운전 조건을 파라미터로서 설정할 수 있다. 이들 파라미터에는 현재의 운전 상태 정보로부터 얻어지는 값이 입력된다. 점화 시기 맵에 의하면, 토크 효율이 최대 효율인 1 일 때에는 점화 시기는 MBT 로 설정되고, 토크 효율이 1 보다 작을수록 점화 시기는 MBT 에 대해 지각측으로 설정된다. 이와 같은 설정에 의하면, 추정 토크와 요구 토크 사이에 차이가 발생한 경우에는, 그 토크 차이는 점화 시기의 지각에 의한 토크 조정에 의해 보상되게 된다. 점화 시기 산출부 (18) 는, 토크 효율로부터 변환된 점화 시기를 점화 장치 (20) 의 조작량으로서 산출하고, 그 조작량을 지령 신호로 변환하여 점화 장치 (20) 에 출력한다.

이상이 본 실시형태의 제어 장치의 기본적인 구성에 관한 설명이다. 다음으로, 본 실시형태의 제어 장치가 갖는 중요한 특징의 하나인 요구 효율 설정부 (4) 의 기능에 대해 설명한다.

요구 효율 설정부 (4) 는, 통상은, 요구 토크 설정부 (2) 에 의한 요구 토크의 설정과는 독립적으로 요구 효율의 설정을 실시하고 있다. 단, 요구 효율 설정부 (4) 에 의한 요구 효율의 설정에 요구 토크 설정부 (2) 에 의한 요구 토크의 설정이 반영되는 경우가 있다. 그것은, 요구 토크 설정부 (2) 에 있어서 요구 토크의 설정값이 소정의 증가량 또는 증가 속도를 초과하여 급증되는 경우이다. 요구 토크의 설정값의 증가가 요구 효율의 설정에 반영되는“급증" 에 해당되는지의 여부는, 그 증가량이나 증가 속도가 스로틀 (12) 의 조작에 의해서만 실현할 수 있는 토크의 증가량이나 증가 속도의 범위를 초과하고 있는지의 여부에 따라 판단된다. 따라서, 요구 토크의 설정값이 단계적으로 크게 증가되었을 때 등은, 요구 토크의 설정이 요구 효율의 설정에 반영되게 된다.

요구 토크의 설정값이 급증되는 경우, 요구 효율 설정부 (4) 는 요구 토크의 설정값이 급증되는 타이밍에 맞추어 요구 효율의 설정값을 그 직전의 설정값에 대해 일시적으로 저하시킨다. 본 실시형태에서는, 요구 효율의 설정값을 일시적으로 저하시키는 시간과 저하량은 고정값으로 한다. 고정값의 구체적인 값은 실기를 사용한 적합성에 따라 결정할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 요구 토크의 설정값이 급증되는 타이밍, 즉, 요구 토크의 설정값의 급증이 개시되는 타이밍에서 요구 효율의 설정값을 일시적으로 저하시키지만, 요구 토크의 설정값의 급증이 완료된 타이밍에서 요구 효율의 설정값을 일시적으로 저하시켜도 된다.

요구 효율 설정부 (4) 가 구비하는 상기의 기능은 내연 기관이 발생시키는 토크를 높은 응답성을 가지고 증대시키고자 하는 경우에 유효하게 발휘된다. 이하, 요구 효율 설정부 (4) 의 기능에 의해 얻어지는 토크 제어상 효과에 대해 도 2 를 사용하여 설명한다.

도 2 에는, 내연 기관이 발생시키는 토크를 증대시키기 위한 요구 토크의 설정예와, 그것에 따른 요구 효율의 설정예를 시간을 가로축으로 하는 그래프로 각각 나타내고 있다. 여기서는, 요구 토크의 설정값을 이산적으로 상승시키고 있다. 그리고, 요구 토크의 설정값이 이산적으로 상승되는 타이밍에서 요구 효율의 설정값을 이산적으로 하강시키고 그 후 바로 일정한 구배로 원래의 값까지 상승시키고 있다. 단, 여기에 나타내는 것은, 요구 토크의 설정값의 증대 방법의 일례와, 요구 효율의 설정값의 일시적인 저하 방법의 일례로서, 각각 다른 방식을 취해도 된다. 예를 들어, 요구 토크의 설정값은 일정한 구배를 가지고 상승시켜도 된다. 또, 요구 효율의 설정값은 요구 토크가 증대되기 직전의 설정값을 기준으로 하여 직사각형으로 저하시켜도 된다.

도 2 의 위에서 3 단째의 그래프는, 요구 토크와 요구 효율로부터 산출되는 요구 공기량의 시간 변화를 나타내고 있다. 요구 공기량은 요구 토크를 요구 효율로 나눈 값을 공기량으로 변환한 것이기 때문에, 요구 토크가 증대되면 그것에 따라 요구 공기량도 증대한다. 또, 요구 효율이 저하되면 그것에 따라 요구 공기량은 증대된다. 따라서, 상기 서술한 바와 같이 요구 토크와 요구 효율을 설정한 경우에는, 요구 토크의 급증에 수반하는 요구 공기량의 증대와 요구 효율의 일시적인 저하에 수반하는 요구 공기량의 증대가 중첩됨으로써, 그래프에 나타내는 바와 같이, 요구 공기량은 급증 후의 요구 토크만으로부터 정해지는 값에 대해 일시적으로 오버슛하게 된다.

도 2 의 위에서 4 단째의 그래프는, 요구 공기량에 기초하여 스로틀 개도가 산출되어 그 스로틀 개도에 따라 스로틀 (12) 이 조작됨으로써 실현되는 실제의 흡입 공기량의 시간 변화를 나타내고 있다. 일시적으로 오버슛된 요구 공기량에 기초하여 스로틀 개도가 산출됨으로써, 스로틀 (12) 은 오버슛적으로 동작한다. 스로틀 (12) 이 오버슛적으로 동작함으로써, 통내에 흡입되는 공기량의 응답성은 향상되고, 결과, 실제의 흡입 공기량은 급증 후의 요구 토크만으로부터 정해지는 값에 대해 일시적으로 오버슛하게 된다.

도 2 의 위에서 5 단째의 그래프는, 본 실시형태의 제어 장치로 설정되는 점화 시기의 시간 변화를 나타내고 있다. 본 실시형태의 제어 장치에 의하면, 점화 시기는 추정 토크에 대한 요구 토크의 비에 기초하여 산출되고, 그 비가 1 보다 작을수록 MBT 에 대한 점화 시기의 지각량은 크게 취해진다. 따라서, 상기 서술한 바와 같이, 실제의 흡입 공기량이 오버슛되는 경우에는, 실제의 흡입 공기량 (추정 공기량) 으로부터 산출되는 추정 토크도 요구 토크에 대해 오버슛하게 되기 때문에, 그 오버슛에 의해 발생하는 추정 토크와 요구 토크의 토크 차이를 보상하도록 점화 시기의 지각이 실시된다.

도 2 의 최하단의 그래프는, 상기 서술한 바와 같은 제어의 결과로서 내연 기관이 실제로 발생시키는 토크의 시간 변화를 나타내고 있다. 도면 중에 파선으로 나타내는 것이 추정 토크이고, 도면 중에 실선으로 나타내는 것이 실제의 실현 토크이다. 요구 토크의 급증에 맞추어 흡입 공기량이 오버슛적으로 증대됨으로써 요구 토크에 대한 실현 토크의 응답성은 향상된다. 그와 동시에, 흡입 공기량으로부터 산출되는 추정 토크와 요구 토크의 어긋남을 보상하도록 점화 시기의 지각에 의한 토크 조정이 실시되므로, 실현 토크가 요구 토크에 대해 오버슛되는 것이 방지되어 요구 토크의 실현이 담보된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 제어 장치에 의하면, 내연 기관이 발생시키는 토크를 급증시키고자 하는 경우에, 토크의 제어성을 해치지 않고 높은 응답성으로써 토크를 증대시킬 수 있다.

또한, 실시형태 1 은, 본 발명의 1 번째의 양태를 실시할 때의 구체적 형태의 일례이다. 도 1 에 나타내는 구성에 있어서, 요구 토크 설정부 (2) 는 본 발명의 1 번째의 양태에 관한 「요구 토크를 설정하는 수단」에 상당한다. 요구 효율 설정부 (4) 는 본 발명의 1 번째의 양태에 관한 「요구 효율을 설정하는 수단」과「요구 효율을 보정하는 수단」에 상당한다. 실시형태에서는, 이들 2 가지의 수단을 요구 효율 설정부 (4) 에 집약하고 있는데, 각 수단에 상당하는 계산 요소를 별도로 설치해도 된다. TA 용 요구 토크 산출부 (6) 와 요구 공기량 산출부 (8) 는 본 발명의 1 번째의 양태에 관한 「요구 공기량을 산출하는 수단」을 구성하고 있다. 스로틀 개도 산출부 (10) 는 본 발명의 1 번째의 양태에 관한 「흡기 액츄에이터의 조작량을 산출하는 수단」에 상당한다. 그리고, 추정 토크 산출부 (14), 토크 효율 산출부 (16) 및 점화 시기 산출부 (18) 에 의해 본 발명의 1 번째의 양태에 관한 「점화 시기의 지각량을 산출하는 수단」이 구성되어 있다.

실시형태 2.

본 발명의 실시형태 2 에 대해 도 3 을 사용하여 설명한다.

본 실시형태의 제어 장치의 전체의 구성은, 실시형태 1 과 동일하게, 도 1 의 블록도로 나타낸다. 본 실시형태의 제어 장치와 실시형태 1 의 제어 장치의 차이는, 요구 효율 설정부 (4) 가 구비하는 「요구 효율을 보정하는 수단」으로서의 기능에 있다.

본 실시형태에 있어서도, 요구 토크의 설정값이 급증되는 경우, 요구 효율 설정부 (4) 는 요구 토크의 설정값이 급증되는 타이밍에 맞추어 요구 효율의 설정값을 그 직전의 설정값에 대해 일시적으로 저하시킨다. 단, 요구 효율의 설정값을 일시적으로 저하시키는 저하량의 설정에 관해, 본 실시형태는 실시형태 1 과는 상이하다. 본 실시형태에서는, 요구 토크의 속도에 따라 요구 효율의 저하량이 결정된다. 요구 토크의 속도는 1 연산 주기당 요구 토크의 증가량으로서 계산할 수 있다. 또, 토크의 요구 증가 속도가 설정되어 있는 경우에는 그것을 요구 토크의 속도로서 사용해도 된다. 어느 쪽으로 해도, 요구 토크의 속도가 빠를수록 요구 토크의 설정값이 급증되는 정도는 커진다.

도 3 에는, 요구 토크의 속도에 대한 요구 효율의 저하량의 설정예가 그래프로 나타나 있다. 이 그래프에서는, 저하시키기 직전의 설정값이 표준값인 1.0 인 것으로 가정하여 요구 토크의 속도와 요구 효율의 저하량의 관계를 나타내고 있다. 이 그래프에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 요구 토크의 속도가 통상적인 속도보다 빨라질수록 요구 효율의 설정값의 일시적인 저하량이 크게 되어 있다. 여기서 말하는 요구 토크의“통상" 의 속도란, 스로틀 (12) 의 조작에 의해서만 실현할 수 있는 토크의 증가 속도이다.

도 3 에 나타내는 바와 같이 요구 토크의 속도에 따라 요구 효율의 저하량을 크게 하면, 그들의 상승 효과가 발생함으로써 요구 토크가 급증한 직후의 요구 공기량의 오버슛은 확대된다. 이것에 의하면, 요구 토크의 설정값의 급증도가 클수록 스로틀 (12) 의 오버슛적인 동작을 보다 크게 하여 통내에 흡입되는 공기량의 응답성을 높일 수 있다. 따라서, 본 실시형태의 제어 장치에 의하면, 빠른 요구 토크에 대해서도 높은 토크 응답성을 얻을 수 있다.

또, 본 실시형태에 관한 요구 효율 설정부 (4) 의 기능은 연비에 관해서도 유효하게 발휘된다. 도 3 의 그래프는, 요구 토크의 속도가 통상적인 속도에 가까울수록 요구 효율의 저하량은 작게 되어 있는 것으로 볼 수도 있다. 이와 같은 견해에 의하면, 요구 토크의 속도가 그다지 빠르지 않을 때, 즉, 스로틀 (12) 의 오버슛적인 동작이 비교적 작아도 될 때에는, 요구 효율의 설정값의 일시적인 저하량은 작아지므로, 연비에 관해서는 불리한 점화 시기의 지각은 억제되게 된다. 즉, 본 실시형태의 제어 장치에 의하면, 연비에 대한 영향을 최소한으로 억제하면서 토크의 응답성을 향상시킬 수 있다.

실시형태 3.

본 발명의 실시형태 3 에 대해 도 4 를 사용하여 설명한다.

도 4 는, 본 발명의 실시형태 3 으로서의 내연 기관의 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 4 에서는, 도 1 에 나타내는 실시형태 1 의 제어 장치와 공통되는 요소는 동일한 부호를 부여하고 있다. 도 1 과 도 4 를 비교하여 알 수 있듯이, 본 실시형태의 제어 장치가 실시형태 1 의 제어 장치와 상이한 점은, 요구 토크와 요구 효율이 각각 제어 장치의 외부로부터 공급되는 점이다. 여기서는, 차량의 구동계 전체를 통괄 제어하는 파워 트레인 매니저 (이하, PTM) (미도시) 로부터 요구 토크 및 요구 효율이 각각 공급되어 있는 것으로 한다. 본 실시형태의 제어 장치와 PTM 은, 각각의 ECU (Electronic Control Unit) 로서 구성되어 있어도 되고, 공통되는 ECU 내에 형성된 각각의 CPU 로 동작하는 각각의 프로그램으로서 구성되어 있어도 되고, 공통되는 CPU 로 동작하는 각각의 프로그램으로서 구성되어 있어도 된다.

PTM 에서는, 요구 토크와 요구 효율은 각각 독립적으로 설정되어 있는 것으로 한다. 즉, PTM 에서의 요구 효율의 설정 단계에서는, 「요구 토크의 설정값이 급증되는 타이밍에 맞추어 요구 효율의 설정값을 일시적으로 저하시킨다」라는 처리는 실시되지 않았다. 본 실시형태에서는, 이에 상당하는 처리는, 제어 장치가 요구 토크 및 요구 효율을 취득한 후에 실시된다.

또한, 실시형태 1 에서는 PTM 에 대해서는 언급하고 있지 않지만, 실시형태 1 에서는 제어 장치 그 자체에 PTM (혹은 그 일부의 기능) 이 포함되어 있다. 즉, 본 실시형태와 실시형태 1 은 "제어 장치" 에 포함되는 기능의 범위가 상이하다.

본 실시형태의 제어 장치는, 토크의 급증 요구를 검출하는 토크 급증 요구 검출부 (22) 를 구비하고 있다. 토크 급증 요구 검출부 (22) 에는, TA 용 요구 토크 산출부 (6) 에 입력되는 요구 토크가 병행되어 입력되게 되어 있다. 토크 급증 요구 검출부 (22) 는, 입력된 요구 토크의 속도를 계측한다. 요구 토크의 속도는 1 연산 주기당 요구 토크의 증가량으로서 계산할 수 있다. 토크 급증 요구 검출부 (22) 는, 요구 토크의 속도와 소정의 임계값 속도를 비교하여, 요구 토크의 속도가 임계값 속도를 초과하는 것을 토크의 급증 요구로서 검출한다. 임계값 속도는 스로틀 (12) 의 조작에 의해서만 실현할 수 있는 토크의 증가 속도에 대응하고 있다. 즉, 토크 급증 요구 검출부 (22) 는, 요구 토크가 스로틀 (12) 의 조작만으로 실현할 수 있는지의 여부를 판정하고, 실현 불가능한 것으로 판정했을 때에는 토크의 급증 요구가 있는 것으로 판단한다.

또, 본 실시형태의 제어 장치는, 취득된 요구 효율을 보정하는 요구 효율 보정부 (24) 를 구비하고 있다. 토크 급증 요구 검출부 (22) 에 의한 토크의 급증 요구의 검출 결과는 요구 효율 보정부 (24) 에 반영된다. 요구 효율 보정부 (24) 는, 토크 급증 요구가 검출되었을 때, TA 용 요구 토크 산출부 (6) 에 입력되는 요구 효율의 값을 그 직전의 입력값에 대해 일시적으로 저하시킨다. 즉, 실시형태 1 에 관한 요구 효율 설정부 (4) 가 구비되어 있는 「요구 효율을 보정하는 수단」으로서의 기능은, 본 실시형태에서는 요구 효율 보정부 (24) 가 구비되어 있다. 또한, 요구 효율의 값을 일시적으로 저하시키는 시간과 저하량은 고정값이어도 된다. 단, 연비에 대해서도 고려한다면, 실시형태 2 와 동일하게, 토크 급증 요구의 크기에 따라 요구 효율의 저하량을 변경하는 것이 바람직하다. 토크 급증 요구의 크기는 요구 토크의 속도에 따라 판단할 수 있다.

상기 서술한 바와 같은 보정이 TA 용 요구 토크 산출부 (6) 에 입력되는 요구 효율에 대해 실시됨으로써, 토크의 급증 요구가 검출되었을 때에는, 요구 토크의 급증에 수반하는 요구 공기량의 증대와 요구 효율의 일시적인 저하에 수반하는 요구 공기량의 증대가 중첩되게 되고, 그 결과, 요구 공기량은 급증 후의 요구 토크만으로부터 정해지는 값에 대해 일시적으로 오버슛하게 된다.

그리고, 일시적으로 오버슛된 요구 공기량에 기초하여 스로틀 개도가 산출됨으로써, 스로틀 (12) 은 오버슛적으로 동작하고, 통내에 흡입되는 공기량의 응답성은 향상된다. 결과, 요구 토크에 대한 실현 토크의 응답성도 향상된다. 그와 동시에, 도 4 에 나타내는 구성에 의하면, 흡입 공기량의 급증에 의해 발생시키는 토크의 오버슛을 억제하도록 점화 시기는 자동적으로 지각되므로, 실현 토크가 요구 토크에 대해 오버슛되는 것을 방지한다.

즉, 본 실시형태의 제어 장치에 의하면, 내연 기관에 대해 토크의 급증 요구가 있을 경우에, 토크의 제어성을 해치지 않고 높은 응답성을 가지고 토크를 증대시킬 수 있다.

또한, 실시형태 3 은, 본 발명의 2 번째의 양태를 실시할 때의 구체적 형태의 일례이다. 도 4 에 나타내는 구성에 있어서, TA 용 요구 토크 산출부 (6) 와 요구 공기량 산출부 (8) 는 본 발명의 2 번째의 양태에 관한 「요구 공기량을 산출하는 수단」을 구성하고 있다. 스로틀 개도 산출부 (10) 는 본 발명의 2 번째의 양태에 관한 「흡기 액츄에이터의 조작량을 산출하는 수단」에 상당한다. 추정 토크 산출부 (14), 토크 효율 산출부 (16) 및 점화 시기 산출부 (18) 에 의해 본 발명의 2 번째의 양태에 관한 「점화 시기의 지각량을 산출하는 수단」이 구성되어 있다. 또, 토크 급증 요구 검출부 (22) 는 본 발명의 2 번째의 양태에 관한 「토크의 급증 요구를 검출하는 수단」에 상당한다. 그리고, 요구 효율 보정부 (24) 는 본 발명의 2 번째의 양태에 관한 「요구 효율을 보정하는 수단」에 상당한다.

기타.

본 발명은 상기 서술한 실시형태에는 한정되지 않는다. 실시형태 1 및 2 에는 본 발명의 1 번째의 양태에 관한 「요구 토크 설정 수단」, 「요구 효율 설정 수단」, 「요구 공기량 산출 수단」, 「흡기 액츄에이터 조작량 산출 수단」, 「점화 시기 지각량 산출 수단」및 「요구 효율 보정 수단」이 구현화되어 있는데, 그것에 개시되어 있는 구성은 이들 수단을 채택할 수 있는 구성의 일례에 지나지 않는다. 또, 실시형태 3 에는 본 발명의 2 번째의 양태에 관한 「요구 공기량 산출 수단」, 「흡기 액츄에이터 조작량 산출 수단」, 「점화 시기 지각량 산출 수단」, 「토크 급증 요구 취득 수단」및 「요구 효율 보정 수단」이 구현화되어 있는데, 그것에 개시되어 있는 구성은 이들 수단을 채택할 수 있는 구성의 일례에 지나지 않는다. 각 수단의 기능을 실현할 수 있는 모든 구성이 그들 각 수단의 범위에 포함된다.

상기 서술한 실시형태는, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형할 수 있다. 예를 들어, 상기 서술한 실시형태에서는 흡기 액츄에이터로서 스로틀을 사용하고 있는데, 리프트량 혹은 작용각을 연속적으로 변환시킬 수 있는 가변 기구 부착의 흡기 밸브이어도 된다. 이 경우, 리프트량 혹은 작용각이 흡기 액츄에이터의 조작량이 된다.

또, 실시형태 2 에서는, 요구 토크의 속도에 따라 요구 효율의 설정값의 일시적인 저하량을 변경하고 있는데, 요구 효율의 설정값을 일시적으로 저하시키는 저하 속도를 변경해도 된다. 즉, 요구 효율의 설정값을 일시적으로 저하시킬 때의 저하도에는 저하량뿐만 아니라 저하 속도도 포함된다. 또, 요구 효율의 설정값을 일시적으로 저하시키는 저하 시간을 변경해도 된다. 여기서 말하는 저하 시간이란, 도 2 에 나타내는 요구 효율의 설정예로 말하면, 요구 효율의 설정값이 원래의 값까지 상승할 때까지의 계속 시간을 의미해도 되고, 요구 효율의 설정값이 이산적으로 하강되고 부터 상승하기 시작할 때까지의 시간 (로우 레벨에 있는 시간) 이어도 된다. 또한, 요구 효율의 보정에 관한 상기 서술한 변형예는, 실시형태 3 에도 적용할 수 있다.

실시형태 3 에서는 외부로부터 요구 토크와 요구 효율을 취득하고 있는데, 요구 토크만, 혹은 요구 효율만, 혹은 요구 토크와 요구 효율의 쌍방을 제어 장치의 내부에서 설정하도록 해도 된다. 이들 어느 변형예도 본 발명의 2 번째의 양태에 포함된다.

또, 실시형태 3 에서는 요구 토크의 속도로부터 토크 급증 요구를 검출하고 있는데, 요구 토크의 발신원 (실시형태 3 에서는 PTM) 으로부터 토크 급증 요구를 발신하고, 그것을 제어 장치에 있어서 수신하도록 해도 된다. 이와 같은 변형예도 본 발명의 2 번째의 양태에 포함된다.

또, 각 실시형태에서는, 요구 공기량으로부터 스로틀 개도를 산출할 때 물리 모델인 공기 역모델을 사용하고 있는데, 이와 같은 공기 역모델을 사용하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 요구 공기량과 스로틀 개도의 관계는 간단한 함수나 맵으로도 근사시킬 수 있다. 단, 공기 역모델에 의하면, 그 파라미터를 적절히 설정함으로써 실제의 통내 흡입 공기량이 요구 공기량에 대해 최고 속도로 응답하도록 스로틀 (12) 을 조작할 수 있다. 따라서, 토크의 응답성의 관점에서 말하면, 상기 서술한 실시형태와 같이, 스로틀 개도 (흡기 액츄에이터의 조작량) 의 계산에 공기 역모델을 사용하는 쪽이 바람직하다.

2 요구 토크 설정부
4 요구 효율 설정부
6 TA 용 요구 토크 산출부
8 요구 공기량 산출부
10 스로틀 개도 산출부
12 스로틀
14 추정 토크 산출부
16 토크 효율 산출부
18 점화 시기 산출부
20 점화 장치
22 토크 급증 요구 검출부
24 요구 효율 보정부

Claims

흡입 공기량을 조정하는 흡기 액츄에이터의 조작과 점화 시기에 의해 토크를 제어할 수 있는 내연 기관의 제어 장치에 있어서,
요구 토크를 설정하는 요구 토크 설정 수단과,
요구 효율을 설정하는 요구 효율 설정 수단과,
상기 요구 토크와 상기 요구 효율로부터 요구 공기량을 산출하는 요구 공기량 산출 수단과,
상기 요구 공기량에 기초하여 상기 흡기 액츄에이터의 조작량을 산출하는 흡기 액츄에이터 조작량 산출 수단과,
소정의 점화 시기 설정하에서 상기 조작량에 의해 상기 흡기 액츄에이터를 조작한 경우의 토크를 산출하고, 그 토크와 상기 요구 토크의 어긋남에 기초하여 상기 요구 토크의 실현에 필요한 점화 시기의 지각량을 산출하는 점화 시기 지각량 산출 수단과,
상기 요구 토크 설정 수단에 있어서, 상기 요구 토크의 설정값이 소정의 증가량 또는 증가 속도를 초과하여 급증되는 경우에는, 상기 요구 토크의 설정값의 급증에 맞추어 상기 요구 효율의 설정값을 일시적으로 저하시키는 요구 효율 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 요구 효율 보정 수단은, 상기 요구 토크 설정 수단에 의해 상기 요구 토크의 설정값이 급증되는 정도에 따라, 상기 요구 효율의 설정값을 일시적으로 저하시키는 정도를 결정하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 제어 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 요구 효율 보정 수단은, 상기 요구 토크 설정 수단에 의해 상기 요구 토크의 설정값이 급증되는 정도에 따라, 상기 요구 효율의 설정값을 일시적으로 저하시키는 시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 제어 장치.
흡입 공기량을 조정하는 흡기 액츄에이터의 조작과 점화 시기에 의해 토크를 제어할 수 있는 내연 기관의 제어 장치에 있어서,
요구 토크와 요구 효율을 취득하여 상기 요구 토크와 상기 요구 효율로부터 요구 공기량을 산출하는 요구 공기량 산출 수단과,
상기 요구 공기량에 기초하여 상기 흡기 액츄에이터의 조작량을 산출하는 흡기 액츄에이터 조작량 산출 수단과,
소정의 점화 시기 설정하에서 상기 조작량에 의해 상기 흡기 액츄에이터를 조작한 경우의 토크를 산출하고, 그 토크와 상기 요구 토크의 어긋남에 기초하여 상기 요구 토크의 실현에 필요한 점화 시기의 지각량을 산출하는 점화 시기 지각량 산출 수단과,
토크의 급증 요구를 검출하는 토크 급증 요구 취득 수단과,
상기 토크 급증 요구가 검출되었을 때에는, 상기 요구 공기량의 산출에 사용되는 요구 효율의 값을 일시적으로 저하시키는 요구 효율 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 제어 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 토크 급증 요구 취득 수단은, 상기 요구 토크의 변화량 또는 변화 속도로부터 상기 토크 급증 요구를 검출하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 제어 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 토크 급증 요구는, 상기 요구 토크의 발신원으로부터 상기 요구 토크와 함께 발신되어 있는 것을 특징으로 내연 기관의 제어 장치.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 요구 효율 보정 수단은, 상기 토크 급증 요구의 크기에 따라, 상기 요구 공기량의 산출에 사용되는 요구 효율의 값을 일시적으로 저하시키는 정도를 결정하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 제어 장치.
제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 요구 효율 보정 수단은, 상기 토크 급증 요구의 크기에 따라, 상기 요구 공기량의 산출에 사용되는 요구 효율의 값을 일시적으로 저하시키는 시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 제어 장치.