專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，更詳細(xì)地涉及將與內(nèi)燃機(jī)的各種性能相關(guān)的要求 通過多個(gè)致動(dòng)器的協(xié)調(diào)控制來實(shí)現(xiàn)的控制裝置。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)作由多個(gè)致動(dòng)器來控制。在火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的情況下，能夠通過節(jié) 氣門的進(jìn)入空氣量的調(diào)整、點(diǎn)火裝置的點(diǎn)火正時(shí)的調(diào)整、和燃料供給裝置的空燃比的調(diào)整 來控制動(dòng)作。上述多個(gè)致動(dòng)器的控制量(或操作量)可按照每個(gè)致動(dòng)器來單獨(dú)決定。然而， 如果用日本特開平10-325348號(hào)公報(bào)中所公開的轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求控制，就能夠通過多個(gè)致動(dòng)器的 協(xié)調(diào)控制來提高轉(zhuǎn)矩的控制精度。轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求控制是用轉(zhuǎn)矩表示與內(nèi)燃機(jī)的性能相關(guān)的要求，并控制各致動(dòng)器的動(dòng)作 以實(shí)現(xiàn)該要求轉(zhuǎn)矩的一種前饋控制。為了執(zhí)行轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求控制而需要用于從要求轉(zhuǎn)矩中導(dǎo) 出各致動(dòng)器的控制量的模型，詳細(xì)地說需要內(nèi)燃機(jī)的逆模型。內(nèi)燃機(jī)逆模型能夠由映射或 函數(shù)或者它們的組合而構(gòu)成。日本特開平10-325348號(hào)公報(bào)中公開了利用內(nèi)燃機(jī)怠速時(shí)和 非怠速時(shí)共用的模型(在上述公報(bào)內(nèi)表現(xiàn)為控制目標(biāo)量計(jì)算單元)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求控制的技 術(shù)。然而，內(nèi)燃機(jī)中的各致動(dòng)器的控制量與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和/或 運(yùn)行條件而變化。因此，為了正確地計(jì)算出用于實(shí)現(xiàn)要求轉(zhuǎn)矩的控制量，作為信息運(yùn)行狀態(tài) 和/或運(yùn)行條件是必要的。然而，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)所處的狀態(tài)有時(shí)無法得到所需的信息。例如， 雖然進(jìn)入缸內(nèi)的空氣量能夠用節(jié)氣門開度和空氣流量傳感器的輸出值進(jìn)行計(jì)算，然而在起 動(dòng)時(shí)由于進(jìn)氣管內(nèi)已經(jīng)存在有空氣，因此計(jì)算出正確的進(jìn)入空氣量非常困難。在轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求 控制中使用的內(nèi)燃機(jī)信息的可靠性低的情況下，無法確保轉(zhuǎn)矩的控制精度。另外，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的不同存在能夠改變氣缸內(nèi)的燃燒模式的內(nèi)燃機(jī)。例如，存在在 中高負(fù)荷時(shí)進(jìn)行均勻燃燒的運(yùn)行，在低負(fù)荷時(shí)進(jìn)行分層燃燒的運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)。然而，在均勻 燃燒和分層燃燒中各致動(dòng)器的控制量和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系完全不同。因此，在以均勻燃燒為前提 設(shè)計(jì)上述內(nèi)燃機(jī)逆模型的情況下，在分層燃燒時(shí)就無法用該內(nèi)燃機(jī)逆模型進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制。如上所述，轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求控制存在幾個(gè)弱點(diǎn)，由于該弱點(diǎn)而產(chǎn)生了無法使致動(dòng)器的控 制量準(zhǔn)確地反映與內(nèi)燃機(jī)的性能相關(guān)的要求的狀況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述課題所做出的，目的在于提供一種能夠補(bǔ)償所謂的轉(zhuǎn)矩請(qǐng) 求控制中的弱點(diǎn)，使致動(dòng)器的控制量準(zhǔn)確地反映與內(nèi)燃機(jī)的性能相關(guān)的要求的內(nèi)燃機(jī)的控 制裝置。第1發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的提供一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，該內(nèi)燃機(jī)通過一個(gè)或多 個(gè)致動(dòng)器來控制動(dòng)作，該內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的特征在于，包括內(nèi)燃機(jī)要求值取得單元，該內(nèi)燃機(jī)要求值取得單元取得決定所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)作的一個(gè)或多個(gè)預(yù)定物理量的要求值(以下稱為內(nèi)燃機(jī)要求值)；內(nèi)燃機(jī)信息取得單元，該內(nèi)燃機(jī)信息取得單元取得與所述內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前的運(yùn)行狀 態(tài)或運(yùn)行條件相關(guān)的信息(以下稱為內(nèi)燃機(jī)信息)；致動(dòng)器要求值計(jì)算單元，該致動(dòng)器要求值計(jì)算單元包括內(nèi)燃機(jī)逆模型，該內(nèi)燃機(jī) 逆模型從所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)定物理量的各值中導(dǎo)出用于在所述內(nèi)燃機(jī)中實(shí)現(xiàn)它們的所述 一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器的各控制量，通過將各內(nèi)燃機(jī)要求值和內(nèi)燃機(jī)信息輸入所述內(nèi)燃機(jī)逆模 型從而計(jì)算出對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器分別要求的控制量(以下稱為致動(dòng)器要求值)；致動(dòng)器直接要求值取得單元，該致動(dòng)器直接要求值取得單元取得對(duì)所述一個(gè)或多 個(gè)致動(dòng)器分別直接要求的控制量(以下稱為致動(dòng)器直接要求值)；切換單元，該切換單元將所述一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器的控制在基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行 的控制和基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制之間切換。第2發(fā)明是在第1發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，還包括切換指示單元，該切換指示單元根據(jù)內(nèi)燃機(jī)信息來選擇基于致動(dòng)器要求值 進(jìn)行的控制、或者基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制，并指示所述切換單元切換到所選擇 的控制。第3發(fā)明是在第2發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述切換指示單元，在所取得的內(nèi)燃機(jī)信息的可靠性低的情況下選擇基于致動(dòng)器 直接要求值進(jìn)行的控制。第4發(fā)明是在第2或第3發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述切換指示單元，在所述內(nèi)燃機(jī)逆模型的成立條件中不包括所述內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前 的運(yùn)行狀態(tài)和/或運(yùn)行條件的情況下，選擇基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制。第5發(fā)明是在第2至第4中的任意一項(xiàng)發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于， 還包括內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值取得單元，該內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值取得單元取得由所述內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn) 的所述1個(gè)或多個(gè)預(yù)定物理量的值(以下稱為內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值)，所述切換指示單元，在根據(jù)致動(dòng)器直接要求值控制所述多個(gè)致動(dòng)器時(shí)，對(duì)于所述 一個(gè)或多個(gè)預(yù)定物理量的各個(gè)在內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)要求值的偏差在容許范圍內(nèi) 的情況下，指示所述切換單元從基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制切換到基于致動(dòng)器要求 值進(jìn)行的控制。第6發(fā)明是在第5發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值取得單元，根據(jù)由所述內(nèi)燃機(jī)信息取得單元取得的內(nèi)燃機(jī)信息 來計(jì)算內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值。第7發(fā)明是在第5發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值取得單元，包括從所述一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器的各控制量中導(dǎo)出通 過它們在所述內(nèi)燃機(jī)中實(shí)現(xiàn)的所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)定物理量的值的內(nèi)燃機(jī)模型，通過將各致 動(dòng)器直接要求值輸入所述內(nèi)燃機(jī)模型來計(jì)算內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值。第8發(fā)明是在第2至第4中的任意一項(xiàng)發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述切換指示單元，在根據(jù)致動(dòng)器直接要求值控制所述一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器時(shí)，對(duì) 于所述多個(gè)致動(dòng)器的各個(gè)在致動(dòng)器要求值相對(duì)于致動(dòng)器直接要求值的偏差在容許范圍內(nèi) 的情況下，指示所述切換單元從基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制切換到基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制。第9發(fā)明是在第2至第8中的任意一項(xiàng)發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述切換單元，是逐漸地進(jìn)行基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制和基于致動(dòng)器直接要 求值進(jìn)行的控制的切換。第10發(fā)明是在第1發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述控制裝置通過多個(gè)致動(dòng)器來控制動(dòng)作，所述切換單元構(gòu)成為，將所述多個(gè)致動(dòng)器的控制在基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制 和基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制之間單獨(dú)地進(jìn)行切換，并且，所述控制裝置還包括切換指示單元，該切換指示單元根據(jù)內(nèi)燃機(jī)信息分別 對(duì)所述多個(gè)致動(dòng)器單獨(dú)選擇基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制、或者基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn) 行的控制，并指示所述切換單元切換到所選擇的控制。第11發(fā)明是在第10發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述切換指示單元，在對(duì)于所述多個(gè)致動(dòng)器的全部或一部分致動(dòng)器從基于致動(dòng)器 直接要求值進(jìn)行的控制切換到基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制的切換條件成立的情況下，指 示所述切換單元將成為切換對(duì)象的各致動(dòng)器的控制按照預(yù)先設(shè)定的切換順序依次切換到 基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制。第12發(fā)明是在第11發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，在所述切換順序中根據(jù)轉(zhuǎn)矩相對(duì)于控制量變化的響應(yīng)靈敏度的高低來決定各致 動(dòng)器的優(yōu)先次序。第13發(fā)明是在第10至第12中的任意一項(xiàng)發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述切換指示單元，在對(duì)于所述多個(gè)致動(dòng)器的全部或一部分致動(dòng)器從基于致動(dòng)器 要求值進(jìn)行的控制切換到基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制的切換條件成立的情況下，指 示所述切換單元將成為切換對(duì)象的各致動(dòng)器的控制按照預(yù)先設(shè)定的反切換順序依次切換 到基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制。第14發(fā)明是在第13發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，在所述反切換順序中，根據(jù)轉(zhuǎn)矩控制能力的高低來決定各致動(dòng)器的優(yōu)先次序。第15發(fā)明是在第11至第14中的任意一項(xiàng)發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述切換指示單元，在預(yù)定的同時(shí)切換條件成立的情況下，指示所述切換單元將 成為切換對(duì)象的全部致動(dòng)器的控制一起同時(shí)切換。第16發(fā)明是在第10至第15中的任意一項(xiàng)發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述切換單元，逐漸地進(jìn)行基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制和基于致動(dòng)器直接要求 值進(jìn)行的控制的切換。第17發(fā)明是在第10至第16中的任意一項(xiàng)發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述致動(dòng)器要求值計(jì)算單元還包括修正單元，該修正單元在根據(jù)致動(dòng)器直接要求 值控制所述多個(gè)致動(dòng)器中的一部分的情況下，對(duì)于不是根據(jù)致動(dòng)器直接要求值控制的其余 的致動(dòng)器中的至少一個(gè)致動(dòng)器修正其致動(dòng)器要求值，使得所述多個(gè)致動(dòng)器的控制量間的關(guān) 系不超過燃燒極限。第18發(fā)明是在第17發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述修正單元基于致動(dòng)器直接要求值和實(shí)現(xiàn)優(yōu)先次序高的致動(dòng)器要求值對(duì)實(shí)現(xiàn)優(yōu)先次序低的致動(dòng)器要求值進(jìn)行修正。第19發(fā)明是在第10發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)定物理量中的一個(gè)是轉(zhuǎn)矩，在通過所述內(nèi)燃機(jī)要求值取得單元 取得的內(nèi)燃機(jī)要求值中包括轉(zhuǎn)矩要求值，所述多個(gè)致動(dòng)器中包括調(diào)整進(jìn)入空氣量的進(jìn)氣致動(dòng)器和調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)的點(diǎn)火致 動(dòng)器，在所述內(nèi)燃機(jī)逆模型中設(shè)置有基于轉(zhuǎn)矩要求值計(jì)算對(duì)所述進(jìn)氣致動(dòng)器要求的進(jìn) 氣致動(dòng)器要求值的單元、基于內(nèi)燃機(jī)信息來推定通過所述進(jìn)氣致動(dòng)器的動(dòng)作能夠?qū)崿F(xiàn)的轉(zhuǎn) 矩值的單元、和計(jì)算對(duì)所述點(diǎn)火致動(dòng)器要求的點(diǎn)火致動(dòng)器要求值以補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩要求值與推定 的轉(zhuǎn)矩值的偏差的單元，所述切換指示單元，在對(duì)于所述進(jìn)氣致動(dòng)器和點(diǎn)火致動(dòng)器從基于致動(dòng)器直接要求 值進(jìn)行的控制向基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制的切換條件成立的情況下，指示所述切換單 元將所述點(diǎn)火致動(dòng)器的控制從基于點(diǎn)火致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制向基于點(diǎn)火致動(dòng)器 要求值進(jìn)行的控制切換，并且基于點(diǎn)火致動(dòng)器要求值與點(diǎn)火正時(shí)能夠調(diào)整的范圍的關(guān)系來 判定能否通過調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)而實(shí)現(xiàn)根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求值與進(jìn)氣致動(dòng)器 要求值的偏差計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩偏差的補(bǔ)償，在判定為不能實(shí)現(xiàn)時(shí)，指示所述切換單元使所述 進(jìn)氣致動(dòng)器的控制逐漸地從基于進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制切換到基于進(jìn)氣致動(dòng) 器要求值進(jìn)行的控制。第20發(fā)明是在第19發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述切換指示單元，在使所述進(jìn)氣致動(dòng)器的控制量從進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求值逐漸 地向進(jìn)氣致動(dòng)器要求值變化的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)基于調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)進(jìn)行的轉(zhuǎn)矩偏差的補(bǔ)償 時(shí)，指示所述切換單元迅速切換到基于進(jìn)氣致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制。第21發(fā)明是在第19或第20發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述切換指示單元，在預(yù)定的早期切換條件成立的情況下，指示所述切換單元與 將所述點(diǎn)火致動(dòng)器的控制切換到基于點(diǎn)火致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制，一并地將所述進(jìn)氣致 動(dòng)器的控制切換到基于進(jìn)氣致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制。第22發(fā)明是在第10發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)定物理量的一個(gè)是轉(zhuǎn)矩，在通過所述內(nèi)燃機(jī)要求值取得單元取 得的內(nèi)燃機(jī)要求值中包括轉(zhuǎn)矩要求值，所述多個(gè)致動(dòng)器中包括調(diào)整進(jìn)入空氣量的進(jìn)氣致動(dòng)器和調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)的點(diǎn)火致 動(dòng)器，在所述內(nèi)燃機(jī)逆模型中設(shè)置有基于轉(zhuǎn)矩要求值計(jì)算對(duì)所述進(jìn)氣致動(dòng)器要求的進(jìn) 氣致動(dòng)器要求值的單元、基于內(nèi)燃機(jī)信息來推定通過所述進(jìn)氣致動(dòng)器的動(dòng)作能夠?qū)崿F(xiàn)的轉(zhuǎn) 矩值的單元、和計(jì)算對(duì)所述點(diǎn)火致動(dòng)器要求的點(diǎn)火致動(dòng)器要求值以便補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩要求值與推 定的轉(zhuǎn)矩值的偏差的單元，所述切換指示單元，在對(duì)于所述進(jìn)氣致動(dòng)器和點(diǎn)火致動(dòng)器從基于致動(dòng)器要求值進(jìn) 行的控制向基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制的切換條件成立的情況下，指示所述切換單 元將所述進(jìn)氣致動(dòng)器的控制從基于進(jìn)氣致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制切換到基于進(jìn)氣致動(dòng)器 直接要求值進(jìn)行的控制，然后，指示所述切換單元將所述點(diǎn)火致動(dòng)器的控制從基于點(diǎn)火致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制切換到基于點(diǎn)火致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制。第23發(fā)明是在第22發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述切換指示單元，在所述進(jìn)氣致動(dòng)器的控制從基于進(jìn)氣致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控 制切換到基于進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制后，如果所述進(jìn)氣致動(dòng)器的實(shí)現(xiàn)值與進(jìn)氣 致動(dòng)器要求值之差在容許范圍內(nèi)，則指示所述切換單元將所述點(diǎn)火致動(dòng)器的控制從基于點(diǎn) 火致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制切換到基于點(diǎn)火致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制。第24發(fā)明是在第22或第23發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述切換指示單元，在預(yù)定的早期切換條件成立的情況下，指示所述切換單元與 將所述進(jìn)氣致動(dòng)器的控制切換到基于進(jìn)氣致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制一并地，將所述點(diǎn)火致 動(dòng)器的控制切換到基于點(diǎn)火致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制。根據(jù)第1發(fā)明，通過取得決定內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)作的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)燃機(jī)要求值，并將各 內(nèi)燃機(jī)要求值與內(nèi)燃機(jī)信息一起輸入內(nèi)燃機(jī)逆模型從而生成對(duì)各致動(dòng)器要求的致動(dòng)器要 求值。另外，還取得對(duì)各致動(dòng)器直接要求的致動(dòng)器直接要求值。前者的基于致動(dòng)器要求值的控制是使用了內(nèi)燃機(jī)逆模型的前饋控制，具有為了實(shí) 現(xiàn)與內(nèi)燃機(jī)的性能相關(guān)的要求而能夠一邊使各致動(dòng)器相互協(xié)調(diào)一邊動(dòng)作的優(yōu)點(diǎn)。然而，在 不能得到正確的內(nèi)燃機(jī)信息的情況下，或在內(nèi)燃機(jī)逆模型的成立條件中不包括內(nèi)燃機(jī)的運(yùn) 行狀態(tài)或運(yùn)行條件的情況下，存在降低致動(dòng)器要求值的精度，或者無法獲得有效的致動(dòng)器 要求值，其結(jié)果無法實(shí)現(xiàn)與內(nèi)燃機(jī)的性能相關(guān)的要求的缺點(diǎn)。另一方面，后者的基于致動(dòng)器直接要求值的控制具有以下優(yōu)點(diǎn)不受內(nèi)燃機(jī)的運(yùn) 行狀態(tài)和/或運(yùn)行條件的影響，能夠使致動(dòng)器正確地執(zhí)行基于與內(nèi)燃機(jī)的性能相關(guān)的要求 的預(yù)定的動(dòng)作。然而，關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的性能有多個(gè)要求的情況下，還存在無法一邊調(diào)停上述要 求一邊協(xié)調(diào)控制各致動(dòng)器的動(dòng)作的缺點(diǎn)。如上所述，基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制和基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制分 別具有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。然而，一方控制的優(yōu)點(diǎn)與另一方控制的缺點(diǎn)為互補(bǔ)的關(guān)系，另一方控制 的優(yōu)點(diǎn)與一方控制的缺點(diǎn)為互補(bǔ)的關(guān)系。因此，為了使第一發(fā)明成為這樣，只要基于致動(dòng)器 要求值進(jìn)行的控制和基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制能夠切換，則通過選擇更有利的控 制就能夠使各致動(dòng)器的控制量正確地反映與內(nèi)燃機(jī)的性能相關(guān)的要求。根據(jù)第2發(fā)明，作為用于選擇基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制、或者基于致動(dòng)器直 接要求值進(jìn)行的控制的判斷材料，是在內(nèi)燃機(jī)逆模型中用致動(dòng)器要求值的計(jì)算所使用的內(nèi) 燃機(jī)信息。由于根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)信息能夠預(yù)測基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制成為有利的狀況 或成為不利的狀況，因此能夠基于內(nèi)燃機(jī)信息進(jìn)行切換的判斷，由此能夠正確地選擇更有 利的控制。例如，在取得的內(nèi)燃機(jī)信息的可靠性低的情況下，用該可靠性低的內(nèi)燃機(jī)信息計(jì) 算出的致動(dòng)器要求值的精度也降低。內(nèi)燃機(jī)信息的信賴性低的情況包括用于取得內(nèi)燃機(jī) 信息的傳感器未活性化的情況，或傳感器的檢測對(duì)象不穩(wěn)定的情況，或者未達(dá)到用于計(jì)算 內(nèi)燃機(jī)信息的計(jì)算條件的情況等。根據(jù)第3發(fā)明，由于在這樣的情況下是選擇基于致動(dòng)器 直接要求值進(jìn)行的控制而不是基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制，因此能夠防止內(nèi)燃機(jī)信息的 低可靠性對(duì)致動(dòng)器的動(dòng)作帶來惡劣影響。另外，在內(nèi)燃機(jī)逆模型的成立條件中未包括內(nèi)燃機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)和/或運(yùn)行條件的情況下，致動(dòng)器控制量的計(jì)算無法使用內(nèi)燃機(jī)逆模型。例如，如果內(nèi)燃機(jī)逆模型是以均 勻燃燒為前提設(shè)計(jì)的，則在選擇了分層燃燒作為運(yùn)行模式的情況下內(nèi)燃機(jī)逆模型不成立。 另外，在內(nèi)燃機(jī)逆模型包括物理模型的情況下，即使內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)或運(yùn)行條件脫離該 物理模型的前提條件時(shí)內(nèi)燃機(jī)逆模型也不成立。另外，在內(nèi)燃機(jī)逆模型包括統(tǒng)計(jì)模型的情 況下，內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)大大地脫離該統(tǒng)計(jì)模型的數(shù)值范圍時(shí)內(nèi)燃機(jī)逆模型也不成立。根 據(jù)第4發(fā)明，由于在這樣的情況下是選擇基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制而不是基于致 動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制，因此能夠確保內(nèi)燃機(jī)逆模型不成立的狀況下的致動(dòng)器的動(dòng)作。然而，當(dāng)通過基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制所實(shí)現(xiàn)的內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值、與通過 切換到基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制所實(shí)現(xiàn)的內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值之間存在偏差時(shí)，伴隨從致動(dòng) 器直接要求值切換到致動(dòng)器要求值，內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)作發(fā)生不連續(xù)地變動(dòng)。關(guān)于這點(diǎn)，根據(jù)第5 發(fā)明，由于將通過基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制所實(shí)現(xiàn)的內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值、與成為致動(dòng) 器要求值的計(jì)算基礎(chǔ)的內(nèi)燃機(jī)要求值的偏差是容許范圍內(nèi)作為切換條件，因此在切換前后 能夠使內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值連續(xù)地連接。即，根據(jù)第5發(fā)明，能夠防止伴隨切換而使內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)作 發(fā)生不連續(xù)地變動(dòng)。例如在預(yù)定物理量中包括轉(zhuǎn)矩的情況下，能夠防止切換時(shí)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩差。根據(jù)第6發(fā)明，通過用進(jìn)行基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制時(shí)的內(nèi)燃機(jī)信息， 能夠正確地計(jì)算出此時(shí)實(shí)際實(shí)現(xiàn)的內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值。根據(jù)第7發(fā)明，通過準(zhǔn)備相當(dāng)于上述內(nèi)燃機(jī)逆模型的逆模型的內(nèi)燃機(jī)模型，并將 各致動(dòng)器直接要求值輸入該內(nèi)燃機(jī)模型，由此能夠正確地預(yù)測并計(jì)算出用基于致動(dòng)器直接 要求值進(jìn)行的控制所實(shí)現(xiàn)的內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值。另外，在從基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制切換到基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控 制時(shí)，當(dāng)致動(dòng)器直接要求值與致動(dòng)器要求值之間存在偏差時(shí)，會(huì)在致動(dòng)器的動(dòng)作中產(chǎn)生不 連續(xù)。關(guān)于這點(diǎn)，根據(jù)第8發(fā)明，分別對(duì)多個(gè)致動(dòng)器將致動(dòng)器要求值相對(duì)于致動(dòng)器直接要求 值的偏差在容許范圍內(nèi)作為切換的條件，因此在切換前后致動(dòng)器的動(dòng)作能夠成為連續(xù)地連 接。即，根據(jù)第8發(fā)明，能夠防止伴隨切換使致動(dòng)器的動(dòng)作發(fā)生不連續(xù)，由此防止內(nèi)燃機(jī)的 動(dòng)作發(fā)生不連續(xù)地變動(dòng)。例如在致動(dòng)器中包括節(jié)氣門的情況下，能夠防止因節(jié)氣門開度的 急變所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩差。此外，根據(jù)第9發(fā)明，由于基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制和基于致動(dòng)器直接要求 值進(jìn)行的控制的切換是逐漸地進(jìn)行，因此假設(shè)即使在致動(dòng)器要求值和致動(dòng)器直接要求值之 間存在偏差，或者在用基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制所實(shí)現(xiàn)的內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值與用基于致動(dòng) 器直接要求值進(jìn)行的控制所實(shí)現(xiàn)的內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值之間存在偏差，也能夠抑制由該偏差產(chǎn)生 的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)作的不連續(xù)。根據(jù)第10發(fā)明，由于基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制和基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn) 行的控制之間的切換能夠分別對(duì)多個(gè)致動(dòng)器單獨(dú)地進(jìn)行，因此能夠按照每個(gè)致動(dòng)器選擇更 有利的控制。即，根據(jù)第10發(fā)明，能夠分別使多個(gè)致動(dòng)器適宜地動(dòng)作，由此能夠提高與內(nèi)燃 機(jī)的性能相關(guān)的要求的實(shí)現(xiàn)精度。根據(jù)第11發(fā)明，在對(duì)于多個(gè)致動(dòng)器的全部或一部分致動(dòng)器從基于致動(dòng)器直接要 求值進(jìn)行的控制切換到基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制的切換條件成立的情況下，是按照預(yù) 先設(shè)定的切換順序依次切換而不是將上述切換一次進(jìn)行，因此能夠抑制因各致動(dòng)器的控制 的切換而產(chǎn)生的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)作的不連續(xù)。
此時(shí)，先切換的致動(dòng)器能夠基于之后切換的其他致動(dòng)器的控制量進(jìn)行動(dòng)作以實(shí)現(xiàn) 與內(nèi)燃機(jī)的性能相關(guān)的要求。因此，根據(jù)第12的發(fā)明，由于切換順序是以轉(zhuǎn)矩相對(duì)于控制 量變化的響應(yīng)靈敏度從高到低的次序，因此通過用于先切換的致動(dòng)器的轉(zhuǎn)矩調(diào)整的動(dòng)作， 就能夠抑制因之后的其他致動(dòng)器的控制的切換而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩變動(dòng)。即，根據(jù)第12發(fā)明，能 夠有效地抑制因各致動(dòng)器的控制的切換而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩差。另外，根據(jù)第13發(fā)明，在對(duì)于多個(gè)致動(dòng)器的全部或一部分致動(dòng)器從基于致動(dòng)器要 求值進(jìn)行的控制切換到基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制的切換條件成立的情況下，由于 按照預(yù)先設(shè)定的逆切換順序依次進(jìn)行切換而不是將上述切換一次進(jìn)行，因此能夠抑制因各 致動(dòng)器的控制的切換而產(chǎn)生的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)作的不連續(xù)。特別是，根據(jù)第14發(fā)明，由于從轉(zhuǎn)矩控制能力高的致動(dòng)器按順序切換到基于致動(dòng) 器直接要求值進(jìn)行的控制，因此能夠抑制因內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)作變?yōu)椴贿B續(xù)而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩差，并 且能夠確保切換時(shí)轉(zhuǎn)矩的控制性。另外，根據(jù)第15發(fā)明，還能夠?qū)⒊蔀榍袚Q對(duì)象的全部致動(dòng)器的控制一起同時(shí)切 換。由于能夠選擇依次切換和同時(shí)切換，因此在某種狀態(tài)下通過選擇依次切換就能夠優(yōu)先 抑制內(nèi)燃機(jī)動(dòng)作的不連續(xù)，而在其他狀況下，通過選擇同時(shí)切換就能夠優(yōu)先迅速地切換控 制。根據(jù)第16發(fā)明，由于基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制和基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn) 行的控制的切換是逐漸地進(jìn)行，因此假設(shè)即使在致動(dòng)器要求值和致動(dòng)器直接要求值之間存 在偏差，也能夠抑制因該偏差產(chǎn)生的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)作的不連續(xù)。然而，只要是通過致動(dòng)器要求值來控制全部致動(dòng)器，就能夠由通過內(nèi)燃機(jī)逆模型 的協(xié)調(diào)控制將各致動(dòng)器的控制量間的關(guān)系收容在燃燒極限內(nèi)。然而，在通過致動(dòng)器直接 要求值控制一部分致動(dòng)器的情況下，該致動(dòng)器的控制量被設(shè)定為與其他致動(dòng)器的控制量無 關(guān)。根據(jù)第17發(fā)明，在這樣的情況下，對(duì)于通過致動(dòng)器直接要求值未控制的任意一個(gè)致動(dòng) 器，修正其致動(dòng)器要求值使各致動(dòng)器的控制量間的關(guān)系不超過燃燒極限。因此根據(jù)第17發(fā) 明，即使對(duì)一部分致動(dòng)器進(jìn)行了基于致動(dòng)器直接要求值的控制的情況下，也與通過致動(dòng)器 要求值來控制全部致動(dòng)器的情況同樣，能夠?qū)⒏髦聞?dòng)器的控制量間的關(guān)系收容在燃燒極限 內(nèi)。特別是根據(jù)第18發(fā)明，由于修正的是實(shí)現(xiàn)優(yōu)先次序低的致動(dòng)器要求值，因此實(shí)現(xiàn) 優(yōu)先次序高的致動(dòng)器要求值能夠保持原狀實(shí)現(xiàn)。而且該修正反映實(shí)現(xiàn)優(yōu)先次序高的致動(dòng)器 要求值和致動(dòng)器直接要求值，因此能夠適宜地修正作為修正對(duì)象的致動(dòng)器要求值，以將各 致動(dòng)器控制量間的關(guān)系收容在燃燒極限內(nèi)。另外，根據(jù)第19發(fā)明，對(duì)于進(jìn)氣致動(dòng)器和點(diǎn)火致動(dòng)器從基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn) 行的控制向基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制的切換條件成立的情況下，首先將點(diǎn)火致動(dòng)器的 控制從基于點(diǎn)火致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制切換到基于點(diǎn)火致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制。 由此，在進(jìn)氣致動(dòng)器的控制從基于進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制切換到基于進(jìn)氣致動(dòng) 器要求值進(jìn)行的控制時(shí)，能夠自動(dòng)地進(jìn)行點(diǎn)火正時(shí)的調(diào)整以補(bǔ)償因它們的偏差產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩 偏差。然而雖然點(diǎn)火正時(shí)的調(diào)整與進(jìn)入空氣量的調(diào)整相比轉(zhuǎn)矩的響應(yīng)敏感度優(yōu)異，但是能 夠調(diào)整的轉(zhuǎn)矩是有限的。根據(jù)第19發(fā)明，根據(jù)點(diǎn)火致動(dòng)器要求值與點(diǎn)火正時(shí)可調(diào)整范圍的 關(guān)系在通過調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)不能實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)矩偏差的補(bǔ)償時(shí)，由于進(jìn)氣致動(dòng)器的控制從基于進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制逐漸地切換到基于進(jìn)氣致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制，因此 即使進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求值與進(jìn)氣致動(dòng)器要求值的偏差較大的情況下，也能夠防止伴隨該 切換產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩差。根據(jù)第20發(fā)明，在基于點(diǎn)火正時(shí)的調(diào)整進(jìn)行的轉(zhuǎn)矩偏差的補(bǔ)償能夠?qū)崿F(xiàn)的時(shí)刻， 進(jìn)氣致動(dòng)器的控制迅速地切換到基于進(jìn)氣致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制，因此能夠防止產(chǎn)生轉(zhuǎn) 矩差并且迅速地轉(zhuǎn)移到基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制。根據(jù)第21發(fā)明，由于能夠同時(shí)將點(diǎn)火致動(dòng)器和進(jìn)氣致動(dòng)器的各控制從基于致動(dòng) 器直接要求值進(jìn)行的控制切換到基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制，因此在必要的情況下，實(shí) 現(xiàn)迅速地轉(zhuǎn)移到基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制能夠比防止發(fā)生轉(zhuǎn)矩差優(yōu)先。另外，根據(jù)第22發(fā)明，對(duì)于進(jìn)氣致動(dòng)器和點(diǎn)火致動(dòng)器從基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的 控制向基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制的切換條件成立的情況下，首先將進(jìn)氣致動(dòng)器的 控制從基于進(jìn)氣致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制切換到基于進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制。 在該切換時(shí)，雖然進(jìn)氣致動(dòng)器要求值與進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求值之間有可能產(chǎn)生偏差，然而 為了補(bǔ)償因該偏差產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩偏差而通過內(nèi)燃機(jī)逆模型計(jì)算點(diǎn)火致動(dòng)器要求值，并自動(dòng)地 進(jìn)行點(diǎn)火正時(shí)的調(diào)整。因此，即使在進(jìn)氣致動(dòng)器要求值和進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求值的偏差較 大的情況下，也能夠防止伴隨該切換產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩差。另外，由于先從轉(zhuǎn)矩控制能力高的進(jìn)氣致 動(dòng)器開始切換到基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制，因此能夠確保直到完成全部切換為止 的期間內(nèi)轉(zhuǎn)矩的控制性。根據(jù)第23發(fā)明，由于點(diǎn)火致動(dòng)器的控制從基于點(diǎn)火致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制切 換到基于點(diǎn)火致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制，能夠使進(jìn)氣致動(dòng)器的實(shí)現(xiàn)值與進(jìn)氣致動(dòng)器要 求值之差成為容許范圍內(nèi)，因此能夠防止伴隨點(diǎn)火致動(dòng)器的控制的切換產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩差。根據(jù)第24發(fā)明，由于能夠?qū)⑦M(jìn)氣致動(dòng)器和點(diǎn)火致動(dòng)器的各控制同時(shí)從基于致動(dòng) 器要求值進(jìn)行的控制切換到基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制，因此在必要的情況下，實(shí) 現(xiàn)迅速地轉(zhuǎn)移到基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制能夠比防止發(fā)生轉(zhuǎn)矩差優(yōu)先。


圖1是表示作為本實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖；圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的轉(zhuǎn)矩調(diào)停部的結(jié)構(gòu)的框圖；圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的效率調(diào)停部的結(jié)構(gòu)的框圖；圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部的結(jié)構(gòu)的框圖；圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的切換指示部的結(jié)構(gòu)的框圖；圖6是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式2中執(zhí)行的切換控制的例程的流程圖；圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3涉及的切換指示部的結(jié)構(gòu)的框圖；圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4涉及的切換指示部的結(jié)構(gòu)的框圖；圖9是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式4中執(zhí)行的切換控制的例程的流程圖；圖10是表示作為本發(fā)明的實(shí)施方式5的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖；圖11是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式5中可選擇的基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控 制的選擇的組合的表；圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5涉及的從基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制向基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制的切換順序的圖；圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5涉及的從基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制向 基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制的切換順序的圖；圖14是用于說明在本發(fā)明的實(shí)施方式6中執(zhí)行的切換控制的圖；圖15是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式7中執(zhí)行的從基于TA直接要求值和SA直接要 求值進(jìn)行的控制切換到基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值和轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA要求值進(jìn)行的控制的切 換控制例程的流程圖；圖16是用于說明從基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制切換到基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要 求值進(jìn)行的控制時(shí)，因TA直接要求值與轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值的偏差而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩偏差 ATQ的圖；圖17是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式8中執(zhí)行的從基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值和轉(zhuǎn)矩 實(shí)現(xiàn)部SA要求值進(jìn)行的控制切換到基于TA直接要求值和SA直接要求值進(jìn)行的控制的切 換控制例程的流程圖；圖18是表示本發(fā)明的實(shí)施方式9涉及的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部的結(jié)構(gòu)的框圖；圖19是表示用于在本發(fā)明的實(shí)施方式9中執(zhí)行的改善燃燒的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部A/F要 求值的修正控制例程的流程圖；圖20是表示用于在本發(fā)明的實(shí)施方式9中執(zhí)行的改善燃燒的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA要求 值的修正控制例程的流程圖。圖中符號(hào)說明2 節(jié)氣門；4 點(diǎn)火裝置；6 燃料噴射裝置；10 性能要求發(fā)生部；12 信息發(fā)送源； 20 內(nèi)燃機(jī)要求值生成部；22 轉(zhuǎn)矩調(diào)停部；24 效率調(diào)停部；26 空燃比調(diào)停部；30 轉(zhuǎn)矩實(shí) 現(xiàn)部(內(nèi)燃機(jī)逆模型)；40 致動(dòng)器直接要求值生成部；42 :TA直接要求值計(jì)算部；44 :SA直 接要求值計(jì)算部；46 :A/F直接要求值計(jì)算部；50、60 選擇切換部；52、62 切換部(TA) ；54、 64 切換部(SA) ；56,66 切換部(A/F) ；58,68 切換指示部；302 轉(zhuǎn)矩要求值修正部；304 空氣量要求值計(jì)算部；306 :TA要求值計(jì)算部；308 推定空氣量計(jì)算部；310 推定轉(zhuǎn)矩計(jì)算 部；312 轉(zhuǎn)矩效率計(jì)算部；314 點(diǎn)火滯后角量計(jì)算部；316 :SA要求值計(jì)算部；320 調(diào)整部； 322 效率防護(hù)部(力'一卜"部)；324 轉(zhuǎn)矩效率防護(hù)部；326 :A/F防護(hù)部；330 優(yōu)先要求切換 部；332 =SA要求值修正部；334 :A/F要求值修正部；502 轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)值計(jì)算部；504 效率實(shí) 現(xiàn)值計(jì)算部；506 :A/F實(shí)現(xiàn)值計(jì)算部；508 轉(zhuǎn)矩偏差判定部；510 效率偏差判定部；512 =A/ F偏差判定部；514 內(nèi)燃機(jī)模型；520 控制方法選擇部；530 :TA偏差判定部；532 :SA偏差 判定部；534 :A/F偏差判定部。
具體實(shí)施例方式實(shí)施方式1以下，用圖1至圖4的各圖說明本發(fā)明的實(shí)施方式1。首先，作為本實(shí)施方式的前提說明本實(shí)施方式涉及的內(nèi)燃機(jī)的規(guī)格。本實(shí)施方式 涉及的內(nèi)燃機(jī)是火花點(diǎn)火式的內(nèi)燃機(jī)，包括用于調(diào)整進(jìn)入空氣量、點(diǎn)火正時(shí)以及空燃比的 致動(dòng)器。另外，是通常進(jìn)行均勻燃燒的運(yùn)行，然而在極低負(fù)荷時(shí)等限定的狀況下也能夠進(jìn)行 分層燃燒的運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)。另外，本實(shí)施方式涉及的內(nèi)燃機(jī)的規(guī)格也是與后述的實(shí)施方式2至9共用的規(guī)格。本實(shí)施方式的控制裝置構(gòu)成為用圖1的框圖表示。在圖1中用框表示控制裝置的 各要素，用箭頭表示框之間的信號(hào)傳遞(主要的信號(hào)傳遞)。以下，參照?qǐng)D1說明本實(shí)施方 式的控制裝置的整體構(gòu)成及其特征。另外，為了能夠?qū)Ρ緦?shí)施方式的特征有更深的理解，也 根據(jù)情況使用詳細(xì)圖進(jìn)行說明。如圖1所示，控制裝置大致地劃分包括五個(gè)部分10、20、30、40、50。其中，位于最上 位的是性能要求發(fā)生部10。在性能要求發(fā)生部10的下位設(shè)置有內(nèi)燃機(jī)要求值生成部20， 在其更下位設(shè)置有轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30。另外，在性能要求發(fā)生部10的下位與內(nèi)燃機(jī)要求值生成 部20以及轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30并列地設(shè)置有致動(dòng)器直接要求值生成部40。而且在轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部 30和致動(dòng)器直接要求值生成部40的下位設(shè)置有選擇切換部50?？刂苾?nèi)燃機(jī)的動(dòng)作的致動(dòng)器2、4、6與選擇切換部50連接。在本實(shí)施方式涉及的 內(nèi)燃機(jī)上作為其致動(dòng)器具備節(jié)氣門2、點(diǎn)火裝置4以及燃料噴射裝置6。節(jié)氣門2是調(diào)整進(jìn) 入空氣量的致動(dòng)器，點(diǎn)火裝置4是調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)的致動(dòng)器，燃料噴射裝置6是調(diào)整空燃比的 致動(dòng)器。另外，除了圖1中用箭頭表示的框之間的傳遞信號(hào)外，在控制裝置內(nèi)流動(dòng)著各種 信號(hào)。這樣的信號(hào)的一個(gè)例子是包括從外部的信息發(fā)送源12供給的與內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行條件 和/或運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)的信息(以下，稱為內(nèi)燃機(jī)信息)的信號(hào)。在由信息發(fā)送源12發(fā)送的 內(nèi)燃機(jī)信息中包括內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度傳感器的輸出值、空氣流量傳感器的輸出值、 空燃比傳感器的輸出值、當(dāng)前時(shí)刻的實(shí)際點(diǎn)火正時(shí)、冷卻水溫度、進(jìn)氣門和排氣門的配氣正 時(shí)(氣門正時(shí))以及運(yùn)行模式等。信息發(fā)送源12通過設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)外的傳感器取得上 述內(nèi)燃機(jī)信息中的至少一部分。以下，按順序?qū)?gòu)成控制裝置的各部分10、20、30、40、50的結(jié)構(gòu)以及在此進(jìn)行的
處理進(jìn)行說明。性能要求發(fā)生部10將與內(nèi)燃機(jī)的性能相關(guān)的要求數(shù)值化并輸出。在內(nèi)燃機(jī)的性 能中可列舉出運(yùn)行性能、排氣、燃料經(jīng)濟(jì)性、噪聲、振動(dòng)等。這些換而言之也能夠稱為內(nèi)燃機(jī) 的功能。由于致動(dòng)器2、4、6的控制量通過運(yùn)算來決定，因此通過將性能要求數(shù)值化就能夠 使致動(dòng)器2、4、6的控制量反映性能要求。性能要求發(fā)生部10通過劃分成以下兩組的物理 量來表現(xiàn)各種性能要求，從而進(jìn)行性能要求的數(shù)值化。性能要求發(fā)生部10用于性能要求的表現(xiàn)的第一組是包括轉(zhuǎn)矩、效率以及空燃比 (以下，稱為A/F)三種物理量的組。在此所說的效率是內(nèi)燃機(jī)實(shí)際輸出的轉(zhuǎn)矩相對(duì)于能夠 輸出的潛在轉(zhuǎn)矩的比例。在內(nèi)燃機(jī)的輸出中除了轉(zhuǎn)矩以外還包括熱和排氣，通過這些輸出 全體來決定上述運(yùn)行性能、排氣以及燃料經(jīng)濟(jì)性這樣的內(nèi)燃機(jī)的各種性能。而且，用于控制 上述輸出的參數(shù)能夠集中成轉(zhuǎn)矩、效率以及A/F三種物理量。因此通過用轉(zhuǎn)矩、效率以及A/ F三種物理量來表現(xiàn)性能要求，從而能夠使內(nèi)燃機(jī)的輸出正確地反映性能要求。為了能夠更深地理解而對(duì)使用了轉(zhuǎn)矩、效率以及A/F的性能要求的表現(xiàn)進(jìn)行例 示。例如，如果是與運(yùn)行性能相關(guān)的要求，則其能夠用轉(zhuǎn)矩和效率來表現(xiàn)。具體而言，如果 要求是車輛加速則該要求能夠通過轉(zhuǎn)矩來表現(xiàn)。如果要求是防止熄火則該要求能夠通過效 率(詳細(xì)地說是提高的效率(效率7 ” 7"))來表現(xiàn)。根據(jù)上述定義，效率的最大值是1，此 時(shí)內(nèi)燃機(jī)能夠輸出的潛在轉(zhuǎn)矩直接成為實(shí)際輸出的轉(zhuǎn)矩。在效率小于1的情況下，實(shí)際輸出的轉(zhuǎn)矩小于內(nèi)燃機(jī)能夠輸出的潛在轉(zhuǎn)矩，其剩余的部分主要成為熱從內(nèi)燃機(jī)輸出。另外，與排氣相關(guān)的要求能夠用效率或A/F來表現(xiàn)。具體而言，如果要求是催化劑 的預(yù)熱，則其要求能夠通過效率(詳細(xì)地說是降低的效率(效率夕‘々〃))來表現(xiàn)，也可以 通過A/F來表現(xiàn)。通過降低的效率能夠提高排氣的溫度，通過A/F能夠成為催化劑容易反 應(yīng)的環(huán)境。與燃料經(jīng)濟(jì)性相關(guān)的要求能夠用效率或A/F來表現(xiàn)。具體而言，如果要求是燃燒 效率上升，則該要求能夠通過效率(詳細(xì)地說是提高的效率)來表現(xiàn)。如果要求是降低泵 損失，則該要求能夠通過A/F (詳細(xì)地說是稀薄燃燒)來表現(xiàn)。另外，在性能要求發(fā)生部10內(nèi)使各種性能要求分別獨(dú)立發(fā)生。因此，從性能要求 發(fā)生部10輸出的轉(zhuǎn)矩、效率以及A/F的要求值不一定是各物理量為一個(gè)。以轉(zhuǎn)矩為例，不 只是來自駕駛員的要求轉(zhuǎn)矩(根據(jù)踏板開度計(jì)算的轉(zhuǎn)矩)，有時(shí)可以同時(shí)輸出VSC (Vehicle Stability Control System，穩(wěn)定控制系統(tǒng))、TRC(Traction Control System，驅(qū)動(dòng)力控制 系統(tǒng))、ABS(AntiloCk Brake System，防抱死制動(dòng)系統(tǒng))以及變速器等車輛控制涉及的各 種設(shè)備所要求的轉(zhuǎn)矩。關(guān)于效率或A/F也同樣。性能要求發(fā)生部10用于性能要求的表現(xiàn)的第二組是包括直接規(guī)定各致動(dòng)器2、4、 6的動(dòng)作的物理量的組。那樣的物理量例如如果是節(jié)氣門2則是節(jié)氣門開度、進(jìn)入空氣量等 物理量。如果是點(diǎn)火裝置4則點(diǎn)火滯后角量、效率等物理量相當(dāng)于此。如果是燃料噴射裝 置6則空燃比或燃料噴射量等物理量相當(dāng)于此。如上所述，控制內(nèi)燃機(jī)的輸出的直接參數(shù)是作為第一組物理量的轉(zhuǎn)矩、效率以及 A/F。第二組物理量是直接地用于控制轉(zhuǎn)矩、效率以及空燃比的參數(shù)，經(jīng)由各致動(dòng)器2、4、6 的動(dòng)作間接地涉及內(nèi)燃機(jī)的輸出。因此，作為用于使內(nèi)燃機(jī)的輸出反映性能要求的表現(xiàn)，第 一組物理量的表現(xiàn)自由度高而且反映精度也高。然而根據(jù)第二組物理量的表現(xiàn)，能夠使各 致動(dòng)器2、4、6正確地執(zhí)行基于性能要求的預(yù)定的動(dòng)作。性能要求發(fā)生部10將同一性能要求分別用第一組物理量和第二組物理量來表現(xiàn) 從而數(shù)值化。而且由第一組物理量數(shù)值化的性能要求供給到內(nèi)燃機(jī)要求值生成部20，由第 二組物理量數(shù)值化的性能要求供給到致動(dòng)器直接要求值生成部40。然而第一組物理量的性 能要求的數(shù)值化經(jīng)常進(jìn)行，與此相對(duì)第二組物理量的數(shù)值化只在預(yù)定的條件成立時(shí)進(jìn)行。 作為預(yù)定條件，列舉出例如所發(fā)出的性能要求是與起動(dòng)時(shí)控制或燃料切斷控制等特定的控 制相關(guān)的要求的情況。另外，選擇了在分層燃燒模式這樣特定的運(yùn)行模式下的運(yùn)行的情況 也可以列舉為預(yù)定條件。此外，傳感器未活性化等內(nèi)燃機(jī)信息的可靠性低的情況也列舉為 預(yù)定條件。接下來，說明內(nèi)燃機(jī)要求值生成部20。如上所述，從性能要求發(fā)生部10輸出用轉(zhuǎn) 矩、效率或A/F表現(xiàn)的多個(gè)性能要求。然而上述要求無法全部同時(shí)完全地實(shí)現(xiàn)。這是因?yàn)?雖然有多個(gè)轉(zhuǎn)矩要求但能夠?qū)崿F(xiàn)的轉(zhuǎn)矩是一個(gè)。同樣，對(duì)于多個(gè)效率要求能夠?qū)崿F(xiàn)的效率 是一個(gè)，對(duì)于多個(gè)A/F要求能夠?qū)崿F(xiàn)的A/F是一個(gè)。因此需要進(jìn)行要求的調(diào)停這樣的處理。在內(nèi)燃機(jī)要求值生成部20中進(jìn)行從性能要求發(fā)生部10輸出的要求(要求值)的 調(diào)停。在內(nèi)燃機(jī)要求值生成部20中按照作為要求的分類的每個(gè)物理量設(shè)置有調(diào)停部22、 24、26。轉(zhuǎn)矩調(diào)停部22對(duì)用轉(zhuǎn)矩表現(xiàn)的多個(gè)要求值進(jìn)行調(diào)停而得到一個(gè)轉(zhuǎn)矩要求值。效率 調(diào)停部24對(duì)用效率表現(xiàn)的多個(gè)要求值進(jìn)行調(diào)停而得到一個(gè)效率要求值。而且A/F調(diào)停部26對(duì)用A/F表現(xiàn)的多個(gè)要求值進(jìn)行調(diào)停而得到一個(gè)A/F要求值。各調(diào)停部22、24、26按照 預(yù)先規(guī)定的規(guī)則進(jìn)行調(diào)停。在此所說的規(guī)則例如是用于最大值選擇、最小值選擇、平均或重 合等從多個(gè)數(shù)值中得到一個(gè)數(shù)值的計(jì)算規(guī)則，也可以是將上述多個(gè)計(jì)算規(guī)則適宜地進(jìn)行組 合的規(guī)則。然而采用什么樣的規(guī)則依賴于設(shè)計(jì)，因此本發(fā)明不對(duì)規(guī)則的內(nèi)容進(jìn)行限定。下面為了能夠?qū)φ{(diào)停有更深的理解而列舉具體的例子進(jìn)行說明。首先，圖2是表 示轉(zhuǎn)矩調(diào)停部22的結(jié)構(gòu)例的框圖。該例中的轉(zhuǎn)矩調(diào)停部22包括重合要素202和最小值選 擇要素204。另外，在該例中由轉(zhuǎn)矩調(diào)停部22集中的要求值是駕駛員要求轉(zhuǎn)矩、輔機(jī)負(fù)荷損 失轉(zhuǎn)矩、燃料切斷前要求轉(zhuǎn)矩以及燃料切斷恢復(fù)時(shí)要求轉(zhuǎn)矩。由各要素202、204集中的結(jié) 果，最終得到的值作為調(diào)停的轉(zhuǎn)矩要求值從轉(zhuǎn)矩調(diào)停部22輸出。接著，圖3是表示效率調(diào)停部24的結(jié)構(gòu)例的框圖。該例中的效率調(diào)停部24包括 三個(gè)最小值選擇要素212、216、220和兩個(gè)最大值選擇要素214、218。另外，在該例中由效率 調(diào)停部24集中的要求值是作為提高效率要求的運(yùn)行性能要求效率、作為降低效率要求的 ISC要求效率、高響應(yīng)轉(zhuǎn)矩要求效率以及催化劑預(yù)熱要求效率、作為優(yōu)先級(jí)更高的降低效率 要求的KCS要求效率以及過度爆燃要求效率等。由各要素212、214、216、218、220集中的結(jié) 果，最終得到的值作為調(diào)停的效率要求值從效率調(diào)停部24輸出。雖然省略具體例，但空燃比調(diào)停部26也進(jìn)行同樣的處理。如先前所述，將什么樣 的要素組合來構(gòu)成空燃比調(diào)停部26，可以按照每個(gè)設(shè)計(jì)事項(xiàng)并基于設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想適宜 地進(jìn)行組合。以上那樣的調(diào)停由各調(diào)停部22、24、26進(jìn)行，因此從內(nèi)燃機(jī)要求值生成部20 輸出一個(gè)轉(zhuǎn)矩要求值、一個(gè)效率要求值和一個(gè)A/F要求值。下面，說明轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30。轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30具備作為內(nèi)燃機(jī)的逆模型的內(nèi)燃機(jī)逆模 型(逆 7>)。通過將從內(nèi)燃機(jī)要求值生成部20供給的各內(nèi)燃機(jī)要求值(轉(zhuǎn)矩要求值、 效率要求值以及A/F要求值)、和內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速等必要的內(nèi)燃機(jī)信息輸入內(nèi)燃機(jī)逆模型，從而 能夠計(jì)算出分別對(duì)各致動(dòng)器2、4、6要求的控制量，即致動(dòng)器要求值(以下，稱為轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部 要求值)。內(nèi)燃機(jī)逆模型由用映射或函數(shù)表示的多個(gè)統(tǒng)計(jì)模型或物理模型構(gòu)成。內(nèi)燃機(jī)逆模 型的構(gòu)成表現(xiàn)控制裝置進(jìn)行的內(nèi)燃機(jī)的控制特性的特征。本實(shí)施方式涉及的內(nèi)燃機(jī)逆模 型構(gòu)成為在從內(nèi)燃機(jī)要求值生成部20供給的三個(gè)內(nèi)燃機(jī)要求值中，最優(yōu)先實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩要求 值。另外，本實(shí)施方式涉及的內(nèi)燃機(jī)逆模型是在內(nèi)燃機(jī)能夠采用的燃燒模式中，以均勻燃燒 為前提設(shè)計(jì)的。以下為了能夠?qū)D(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30有更深的理解而列舉具體的例子進(jìn)行說明。圖4 是表示轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30的結(jié)構(gòu)、即內(nèi)燃機(jī)逆模型的結(jié)構(gòu)的框圖。在對(duì)轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30的結(jié)構(gòu) 及其功能的說明中，使用該圖4和前述的圖1。從轉(zhuǎn)矩調(diào)停部22輸出的轉(zhuǎn)矩要求值和從效率調(diào)停部24輸出的效率要求值，直接 成為用于節(jié)氣門控制的信號(hào)。另外，從A/F調(diào)停部26輸出的A/F要求值，直接成為用于燃 料噴射控制的信號(hào)。為了控制內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)作，除了這些信號(hào)外還需要用于點(diǎn)火正時(shí)控制的 信號(hào)，在轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30中還具備生成該信號(hào)的功能。在本實(shí)施方式的控制裝置中用于點(diǎn)火正時(shí)控制的信號(hào)是轉(zhuǎn)矩效率。轉(zhuǎn)矩效率被定 義為轉(zhuǎn)矩要求值相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的推定轉(zhuǎn)矩之比。轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30作為用于計(jì)算轉(zhuǎn)矩效率的 要素具備推定空氣量計(jì)算部308、推定轉(zhuǎn)矩計(jì)算部310以及轉(zhuǎn)矩效率計(jì)算部312。
在推定空氣量計(jì)算部308取得節(jié)氣門開度傳感器(以下，稱為TA傳感器)的輸出 信號(hào)和空氣流量傳感器的輸出信號(hào)。能夠根據(jù)TA傳感器的輸出信號(hào)得到實(shí)際的節(jié)氣門開 度，能夠根據(jù)空氣流量傳感器的輸出信號(hào)得到進(jìn)氣管的空氣流量。推定空氣量計(jì)算部308 用空氣模型計(jì)算出被推定為用當(dāng)前的節(jié)氣門開度能夠?qū)崿F(xiàn)的空氣量(以下，稱為推定空氣 量)?？諝饽Ｐ褪沁M(jìn)氣系統(tǒng)的物理模型，空氣模型是基于流體力學(xué)等將進(jìn)入空氣量相對(duì)于節(jié) 氣門2的動(dòng)作的響應(yīng)模型化的結(jié)果?？諝饬髁總鞲衅鞯妮敵鲂盘?hào)作為用于對(duì)基于空氣模型 的進(jìn)入空氣量的計(jì)算進(jìn)行修正的修正數(shù)據(jù)來使用。推定轉(zhuǎn)矩計(jì)算部310將推定空氣量變換成轉(zhuǎn)矩。推定空氣量向轉(zhuǎn)矩變換是使用轉(zhuǎn) 矩映射。轉(zhuǎn)矩映射是表示轉(zhuǎn)矩與吸入空氣量的關(guān)系的統(tǒng)計(jì)模型，并且為以包括吸入空氣量 的多個(gè)參數(shù)為軸的多次元(多維)映射。將從當(dāng)前的內(nèi)燃機(jī)信息中得到的值輸入各參數(shù)。 然而，點(diǎn)火正時(shí)為最佳點(diǎn)火正時(shí)(MBT和輕微爆燃點(diǎn)火正時(shí)中更靠滯后角側(cè)的點(diǎn)火正時(shí))。 推定轉(zhuǎn)矩計(jì)算部30將從推定空氣量變換的轉(zhuǎn)矩計(jì)算為內(nèi)燃機(jī)的最佳點(diǎn)火正時(shí)下的推定轉(zhuǎn) 矩。該推定轉(zhuǎn)矩是內(nèi)燃機(jī)能夠輸出的潛在轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩效率計(jì)算部312將由轉(zhuǎn)矩調(diào)停部22輸出的轉(zhuǎn)矩要求值與由推定轉(zhuǎn)矩計(jì)算部 310計(jì)算出的推定轉(zhuǎn)矩之比計(jì)算為轉(zhuǎn)矩效率。詳見后述，節(jié)氣門開度被控制為用效率要求值 除轉(zhuǎn)矩要求值來實(shí)現(xiàn)增加的修正轉(zhuǎn)矩要求值。這是因?yàn)閷⒔档托室笾档牧康霓D(zhuǎn)矩通過 吸入空氣量的增量來補(bǔ)償。然而，由于實(shí)際進(jìn)入空氣量相對(duì)于節(jié)氣門開度變化的響應(yīng)有時(shí) 會(huì)遲緩，因此實(shí)際上能夠輸出的轉(zhuǎn)矩(推定轉(zhuǎn)矩)相對(duì)于效率要求值的變化有時(shí)響應(yīng)遲緩。 推定轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)矩要求值之比、即轉(zhuǎn)矩效率為用于使點(diǎn)火正時(shí)控制同時(shí)反映效率要求值和實(shí) 際進(jìn)入空氣量的變化的參數(shù)。至少在進(jìn)入空氣量為一定的穩(wěn)定狀態(tài)下，理論上推定轉(zhuǎn)矩與 修正轉(zhuǎn)矩要求值一致，轉(zhuǎn)矩效率與效率要求值一致。然而，由內(nèi)燃機(jī)要求值生成部20進(jìn)行的生成各內(nèi)燃機(jī)要求值時(shí)，不考慮各個(gè)內(nèi)燃 機(jī)要求值是否為能夠通過與其他內(nèi)燃機(jī)要求值的關(guān)系實(shí)現(xiàn)的值。因此，根據(jù)各內(nèi)燃機(jī)要求 值的大小關(guān)系有可能使氣缸內(nèi)的燃燒條件超過燃燒極限而無法使內(nèi)燃機(jī)適宜地運(yùn)行。因 此，在轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30中設(shè)置有調(diào)整部320，以使內(nèi)燃機(jī)能夠適宜地運(yùn)行，其中調(diào)整部320調(diào) 整內(nèi)燃機(jī)的各控制所使用的信號(hào)間的大小關(guān)系。調(diào)整部320按照預(yù)先設(shè)定的優(yōu)先次序，以 優(yōu)先次序高的信號(hào)為基準(zhǔn)對(duì)優(yōu)先次序低的信號(hào)進(jìn)行修正。最優(yōu)先的信號(hào)是轉(zhuǎn)矩要求值，轉(zhuǎn) 矩要求值不進(jìn)行修正。次優(yōu)先的信號(hào)由內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行模式?jīng)Q定。在本實(shí)施方式中，作為內(nèi)燃 機(jī)的運(yùn)行模式有效率優(yōu)先模式和A/F優(yōu)先模式，能夠根據(jù)運(yùn)行模式來變更上述優(yōu)先次序。調(diào)整部320包括效率防護(hù)部322、轉(zhuǎn)矩效率防護(hù)部324以及A/F防護(hù)部326。效率 防護(hù)部322通過限制從效率調(diào)停部24輸入的效率要求值的上下限，從而將效率要求值的大 小修正為內(nèi)燃機(jī)能夠適宜運(yùn)行的范圍。轉(zhuǎn)矩效率防護(hù)部324限制由轉(zhuǎn)矩效率計(jì)算部312計(jì) 算出的轉(zhuǎn)矩效率的上下限，從而將轉(zhuǎn)矩效率的大小修正為內(nèi)燃機(jī)能夠適宜運(yùn)行的范圍。而 且，A/F防護(hù)部326限制從A/F調(diào)停部26輸入的A/F要求值的上下限，從而將A/F要求值 的大小修正為內(nèi)燃機(jī)能夠適宜運(yùn)行的范圍。構(gòu)成調(diào)整部320的三個(gè)防護(hù)部322、324、326的上下限防護(hù)值均可變，并且能夠相 互連動(dòng)而變更。具體而言，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行模式為效率優(yōu)先模式的情況下，設(shè)定在全體A/F 區(qū)域的最上下限值作為效率防護(hù)部322和轉(zhuǎn)矩效率防護(hù)部324的各上下限防護(hù)值。而且， 基于由轉(zhuǎn)矩效率防護(hù)部324進(jìn)行的防護(hù)處理后的轉(zhuǎn)矩效率來設(shè)定A/F防護(hù)部326的上下限防護(hù)值。另一方面，在A/F優(yōu)先模式的情況下，設(shè)定在全效率區(qū)域的最上下限值作為A/F防 護(hù)部326的上下限防護(hù)值。而且，基于A/F防護(hù)部326進(jìn)行的防護(hù)處理后的A/F要求值來 設(shè)定效率防護(hù)部322和轉(zhuǎn)矩效率防護(hù)部324的各上下限防護(hù)值。以上的處理結(jié)果、對(duì)各致動(dòng)器2、4、6要求的控制量、即轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值的計(jì)算 所使用的主信號(hào)為轉(zhuǎn)矩要求值、修正效率要求值、修正A/F要求值以及修正轉(zhuǎn)矩效率。轉(zhuǎn)矩 實(shí)現(xiàn)部30基于轉(zhuǎn)矩要求值和修正效率要求值計(jì)算出供給到節(jié)氣門2的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值 (以下，稱為轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值)。另外，轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30基于修正轉(zhuǎn)矩效率計(jì)算出供給 到點(diǎn)火裝置4的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值(以下，稱為轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA要求值)。另外，轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部 30將修正A/F要求值作為供給到燃料噴射裝置6的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值(以下，稱為轉(zhuǎn)矩實(shí) 現(xiàn)部A/F要求值)計(jì)算。轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30為了計(jì)算轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值而具備轉(zhuǎn)矩要求值修正部302、空 氣量要求值計(jì)算部304和TA要求值計(jì)算部306。轉(zhuǎn)矩要求值和修正效率要求值被輸入轉(zhuǎn)矩 要求值修正部302。轉(zhuǎn)矩要求值修正部302用修正效率要求值除轉(zhuǎn)矩要求值進(jìn)行修正，并將 效率修正后的轉(zhuǎn)矩要求值輸出到空氣量要求值計(jì)算部304。轉(zhuǎn)矩要求值是內(nèi)燃機(jī)實(shí)際輸出 的轉(zhuǎn)矩要求值，與此相對(duì)，效率修正后的轉(zhuǎn)矩要求值是表示內(nèi)燃機(jī)潛在的能夠輸出的轉(zhuǎn)矩 要求值。如果修正效率要求值小于1，則通過修正效率要求值的除法運(yùn)算使轉(zhuǎn)矩要求值升 高，將升高的修正轉(zhuǎn)矩要求值供給到空氣量要求值計(jì)算部304?？諝饬恳笾涤?jì)算部304將修正轉(zhuǎn)矩要求值變換為進(jìn)入空氣量。修正轉(zhuǎn)矩要求值 向進(jìn)入空氣量的變換使用空氣量映射?？諝饬坑成涫且园ㄞD(zhuǎn)矩的多個(gè)參數(shù)為軸的多次元 映射，是將點(diǎn)火正時(shí)、內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速、A/F等影響轉(zhuǎn)矩與進(jìn)入空氣量的關(guān)系的各種運(yùn)行條件作 為參數(shù)使用。將從當(dāng)前的內(nèi)燃機(jī)信息中得到的值輸入上述參數(shù)。然而，點(diǎn)火正時(shí)為最佳點(diǎn) 火正時(shí)?？諝饬恳笾涤?jì)算部304將從修正轉(zhuǎn)矩要求值變換來的轉(zhuǎn)矩作為進(jìn)入空氣量的要 求值計(jì)算。TA要求值計(jì)算部306用空氣模型的逆模型(以下，稱為空氣逆模型)計(jì)算出用于 實(shí)現(xiàn)空氣量要求值的節(jié)氣門開度。在空氣逆模型中能夠?qū)⑴錃庹龝r(shí)和進(jìn)入空氣溫度等影響 空氣量與節(jié)氣門開度的關(guān)系的運(yùn)行條件設(shè)定為參數(shù)。將從內(nèi)燃機(jī)信息中得到的值輸入上述 參數(shù)。TA要求值計(jì)算部306將從空氣量要求值變換來的節(jié)氣門開度作為轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要 求值輸出。另外，轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30為了計(jì)算轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA要求值而具備點(diǎn)火滯后角量計(jì)算部 314和SA要求值計(jì)算部316。修正轉(zhuǎn)矩效率被輸入點(diǎn)火滯后角量計(jì)算部314。點(diǎn)火滯后角 量計(jì)算部314根據(jù)修正轉(zhuǎn)矩效率計(jì)算相對(duì)于最佳點(diǎn)火正時(shí)的滯后角量。滯后角量的計(jì)算使 用映射。該映射是以包括轉(zhuǎn)矩效率的多個(gè)參數(shù)為軸的多次元映射，能夠?qū)?nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速、A/F、 空氣量等影響決定點(diǎn)火正時(shí)的各種運(yùn)行條件設(shè)定為參數(shù)。將從當(dāng)前的內(nèi)燃機(jī)信息中得到的 值輸入上述參數(shù)。在該映射中，轉(zhuǎn)矩效率越小則點(diǎn)火滯后角量設(shè)定為越大的值。SA要求值計(jì)算部316將由點(diǎn)火滯后角量計(jì)算部314計(jì)算的點(diǎn)火滯后角量與最佳點(diǎn) 火正時(shí)相加。最佳點(diǎn)火正時(shí)基于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算。而且，SA要求值計(jì)算部316 將得到的最終的點(diǎn)火正時(shí)作為轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA要求值輸出。以上是關(guān)于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30的結(jié)構(gòu)的說明。接下來，再次返回到圖1對(duì)致動(dòng)器直接 要求值生成部40和選擇切換部50進(jìn)行說明。具備致動(dòng)器直接要求值生成部40和選擇切換部50是本實(shí)施方式的控制裝置具有的特征之一。致動(dòng)器直接要求值生成部40具有基于從性能要求發(fā)生部10發(fā)出的性能要求，不 經(jīng)由上述轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30而生成分別對(duì)致動(dòng)器2、4、6直接要求的控制量(以下，稱為致動(dòng)器 直接要求值)的功能。該功能通過構(gòu)成致動(dòng)器直接要求值生成部40的TA直接要求值計(jì)算 部42、SA直接要求值計(jì)算部44以及A/F直接要求值計(jì)算部46來實(shí)現(xiàn)。如上所述，通過將從性能要求發(fā)生部10發(fā)出的性能要求中的第二組物理量數(shù)值 化的性能要求供給到致動(dòng)器直接要求值生成部40。其中，將用直接規(guī)定節(jié)氣門2的動(dòng)作的 物理量數(shù)值化的性能要求輸入TA直接要求值計(jì)算部42。另外，將用直接規(guī)定點(diǎn)火裝置4的 動(dòng)作的物理量數(shù)值化的性能要求輸入SA直接要求值計(jì)算部44。而且，將用直接規(guī)定燃燒噴 射裝置6的動(dòng)作的物理量數(shù)值化的性能要求輸入A/F直接要求值計(jì)算部46。TA直接要求值計(jì)算部42基于所輸入的性能要求計(jì)算出供給到節(jié)氣門2的致動(dòng)器 直接要求值(以下，稱為TA直接要求值)。SA直接要求值計(jì)算部44基于所輸入的性能要 求計(jì)算出供給到點(diǎn)火裝置4的致動(dòng)器直接要求值(以下，稱為SA直接要求值)。而且，A/F 直接要求值計(jì)算部46基于所輸入的性能要求計(jì)算出供給到燃料噴射裝置6的致動(dòng)器直接 要求值(以下，稱為A/F直接要求值)。從性能要求發(fā)生部10向致動(dòng)器直接要求值生成部40發(fā)出性能要求，只限于內(nèi)燃 機(jī)起動(dòng)時(shí)等預(yù)定條件成立的情況。然而，在那樣的條件成立時(shí)，與在轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30中計(jì)算 轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值同時(shí)，在致動(dòng)器直接要求值生成部40中生成致動(dòng)器直接要求值。即，對(duì) 致動(dòng)器2、4、6要求的控制量存在兩種。當(dāng)然，由于致動(dòng)器2、4、6無法同時(shí)按照兩種控制量 進(jìn)行動(dòng)作，因此需要將致動(dòng)器2、4、6的控制在基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制與基于致 動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制之間切換。為此設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)是下面說明的選擇切換部50。各轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值和各致動(dòng)器直接要求值輸入選擇切換部50。而且，由選擇切 換部50只選擇任意一方供給到各致動(dòng)器2、4、6。選擇切換部50包括三個(gè)切換部52、54、56 和切換指示部58。切換部52是進(jìn)行供給到節(jié)氣門2的要求值的切換的要素，被輸入轉(zhuǎn)矩實(shí) 現(xiàn)部TA要求值和TA直接要求值。切換部M是進(jìn)行供給到點(diǎn)火裝置4的要求值的切換的 要素，被輸入轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA要求值和SA直接要求值。切換部56是進(jìn)行供給到燃料噴射裝 置6的要求值的切換的要素，被輸入轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部A/F要求值和A/F直接要求值。各切換部52、54、56中的要求值切換是接受來自切換指示部58的指示進(jìn)行的。切 換指示部58基于內(nèi)燃機(jī)信息判斷是將轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值還是將致動(dòng)器直接要求值供給到 致動(dòng)器2、4、6。內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和/或運(yùn)行條件這樣的內(nèi)燃機(jī)信息是在轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30的內(nèi) 燃機(jī)逆模型中計(jì)算轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值所需的信息，因此通過利用該內(nèi)燃機(jī)信息就能夠預(yù)測 基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制成為有利的狀況或不利的狀況。而且基于內(nèi)燃機(jī)信息進(jìn) 行切換的判斷，因此能夠正確地選擇更有利的控制。切換指示部58根據(jù)基于內(nèi)燃機(jī)信息的 判斷結(jié)果對(duì)各切換部52、54、56指示切換。切換指示部58中的基于內(nèi)燃機(jī)信息的切換的判斷，例如以如下方式進(jìn)行。首先， 切換指示部58將轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值的供給作為標(biāo)準(zhǔn)的選擇。而且，只有在根據(jù)內(nèi)燃機(jī)信息 判斷為預(yù)定的直接要求值供給條件成立時(shí)，對(duì)各切換部52、54、56指示切換，以將致動(dòng)器直 接要求值供給到各致動(dòng)器2、4、6。另外，在所述的直接要求值供給條件不成立時(shí)，對(duì)各切換 部52、54、56指示切換，使得轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值供給到各致動(dòng)器2、4、6。
上述直接要求值供給條件包括在從性能要求發(fā)生部10向致動(dòng)器直接要求值生成 部40發(fā)出性能要求時(shí)的條件中。在此，在內(nèi)燃機(jī)逆模型的成立條件中不包括內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí) 或分層燃燒模式的運(yùn)行時(shí)等內(nèi)燃機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)和/或運(yùn)行條件的情況作為直接要求 值供給條件。這是因?yàn)樵谶@樣的情況下致動(dòng)器控制量的計(jì)算無法使用內(nèi)燃機(jī)逆模型。例如， 在本實(shí)施方式中內(nèi)燃機(jī)逆模型以均勻燃燒為前提進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此在選擇了分層燃燒作為燃 燒模式的情況下，內(nèi)燃機(jī)逆模型不成立。另外，由于起動(dòng)時(shí)進(jìn)氣管內(nèi)已經(jīng)存在空氣，因此將 節(jié)氣門2的動(dòng)作和進(jìn)入空氣量的響應(yīng)模型化的空氣模型及其逆模型不成立。因此，在計(jì)算 控制量時(shí)無法正確地進(jìn)行所需的計(jì)算，作為內(nèi)燃機(jī)逆模型全體也不成立。在這樣的情況下， 選擇基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制而不是基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制，因此能 夠確保內(nèi)燃機(jī)逆模型不成立的狀況下致動(dòng)器2、4、6的正確的動(dòng)作。另外，切換指示部58將在所取得的內(nèi)燃機(jī)信息的可靠性低的情況也判斷為直接 要求值供給條件的一個(gè)。這是因?yàn)樵谒〉玫膬?nèi)燃機(jī)信息的可靠性低的情況下，使用該可 靠性低的內(nèi)燃機(jī)信息計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值的精度也降低。作為內(nèi)燃機(jī)信息的可靠性 低的情況可列舉出用于取得內(nèi)燃機(jī)信息的傳感器未活性化的情況、傳感器的檢測對(duì)象不 穩(wěn)定的情況、或者用于計(jì)算內(nèi)燃機(jī)信息的計(jì)算條件未滿足的情況等。在這樣的情況下選擇 基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制而不是基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制，因此能夠防 止內(nèi)燃機(jī)信息的低可靠性對(duì)致動(dòng)器2、4、6動(dòng)作造成的惡劣影響。本實(shí)施方式的控制裝置具有的優(yōu)點(diǎn)之一如上所述，是構(gòu)成為能夠?qū)⒅聞?dòng)器2、4、6 的控制在基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制和基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制之間進(jìn) 行切換。根據(jù)用內(nèi)燃機(jī)逆模型計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值，為了實(shí)現(xiàn)與內(nèi)燃機(jī)的各種性能 相關(guān)的要求能夠使各致動(dòng)器2、4、6 —邊相互協(xié)調(diào)一邊動(dòng)作。然而，如上所述在內(nèi)燃機(jī)信息 的可靠性低的情況下、或在內(nèi)燃機(jī)逆模型的成立條件中不包括內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)或運(yùn)行條 件的情況下會(huì)大大降低轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值的精度。這樣，雖然基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行 的控制存在缺點(diǎn)，但彌補(bǔ)該缺點(diǎn)的是基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制?；谥聞?dòng)器直接 要求值進(jìn)行的控制不受內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和/或運(yùn)行條件的影響，能夠使致動(dòng)器2、4、6正 確地執(zhí)行基于性能要求的預(yù)定的動(dòng)作。即，根據(jù)本實(shí)施方式的控制裝置，能夠選擇基于轉(zhuǎn)矩 實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制和基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制中更有利的控制，因此能夠 使各致動(dòng)器2、4、6的控制量正確地反映與內(nèi)燃機(jī)的性能相關(guān)的要求。以上說明了本發(fā)明的實(shí)施方式1。在實(shí)施方式1中將本發(fā)明中的第1、第2、第3以 及第4發(fā)明具體化。詳細(xì)而言，在如圖1所示的結(jié)構(gòu)中，內(nèi)燃機(jī)要求值生成部20相當(dāng)于第 1發(fā)明的“內(nèi)燃機(jī)要求值生成單元”。信息發(fā)送源12相當(dāng)于第1發(fā)明的“內(nèi)燃機(jī)信息取得單 元”。轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30相當(dāng)于第1發(fā)明的“致動(dòng)器要求值計(jì)算單元”。致動(dòng)器直接要求值生成 部40相當(dāng)于第1發(fā)明的“致動(dòng)器直接要求值生成單元”。切換部52、54、56相當(dāng)于第1發(fā)明 的“切換單元”。并且，切換指示部58相當(dāng)于第2至第4發(fā)明的“切換指示單元”。實(shí)施方式2接下來，用圖1、圖5和圖6說明本發(fā)明的實(shí)施方式2。本實(shí)施方式的控制裝置的整體結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1相同，用圖1的框圖表示。本實(shí) 施方式的控制裝置與實(shí)施方式1的控制裝置的不同點(diǎn)在于構(gòu)成控制裝置的一個(gè)要素即切 換指示部58的功能。表示本實(shí)施方式涉及的切換指示部58的結(jié)構(gòu)的是圖5的框圖。以下參照?qǐng)D1和圖5說明本實(shí)施方式的特征即切換指示部58的結(jié)構(gòu)及其功能。本實(shí)施方式涉及的切換指示部58的功能方面的特征在于，能夠抑制致動(dòng)器2、4、 6的控制從基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制切換到基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制時(shí) 的轉(zhuǎn)矩差(段差)。例如，作為內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)的控制進(jìn)行基于致動(dòng)器直接要求值的控制時(shí)， 在能夠用空氣模式或空氣逆模式進(jìn)行計(jì)算后，切換到基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制。 此時(shí)，當(dāng)通過致動(dòng)器直接要求值實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩、效率或A/F的值與通過轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值重 新實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩、效率或A/F的值之間存在偏差時(shí)，伴隨切換，內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)作會(huì)發(fā)生不連續(xù)地 變動(dòng)。特別是在轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)值中存在偏差的情況下，伴隨切換而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩差從而降低運(yùn)行性 能。根據(jù)以下說明的切換指示部58的結(jié)構(gòu)就能夠防止這樣的切換時(shí)的缺陷。本實(shí)施方式涉及的切換指示部58具備選擇部520。選擇部520基于內(nèi)燃機(jī)信息來 選擇基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制或者基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制，并指示切 換部52、54、56切換到所選擇的控制。即，該選擇部520集中了在實(shí)施方式1中說明的切換 指示部58的功能。另外，本實(shí)施方式涉及的切換指示部58作為取得由內(nèi)燃機(jī)實(shí)際實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩、效率 以及A/F的值的單元，具備轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)值計(jì)算部502、效率實(shí)現(xiàn)值計(jì)算部504以及A/F實(shí)現(xiàn)值 計(jì)算部506。上述內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值計(jì)算部502、504、506用從信息發(fā)送源12供給的內(nèi)燃機(jī)信息 計(jì)算出各內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值(轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)值、效率實(shí)現(xiàn)值以及A/F實(shí)現(xiàn)值)。例如，如果是A/F實(shí) 現(xiàn)值則能夠用空燃比傳感器的輸出信號(hào)等信息進(jìn)行計(jì)算。如果是效率實(shí)現(xiàn)值則能夠用點(diǎn)火 正時(shí)等信息進(jìn)行計(jì)算。另外，如果是轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)值則能夠用節(jié)氣門開度、空氣流量傳感器的輸 出信號(hào)、內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速、A/F、點(diǎn)火正時(shí)等信息進(jìn)行計(jì)算。此外，本實(shí)施方式涉及的切換指示部58包括三個(gè)偏差判定部508、510、512。偏差 判定部508是判定用轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)值計(jì)算部502計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)值與從轉(zhuǎn)矩調(diào)停部22輸出 的轉(zhuǎn)矩要求值的偏差是否在預(yù)定的容許范圍內(nèi)的要素。偏差判定部510是判定用效率實(shí)現(xiàn) 值計(jì)算部504計(jì)算出的效率實(shí)現(xiàn)值與從效率調(diào)停部M輸出的效率要求值的偏差是否在預(yù) 定的容許范圍內(nèi)的要素。偏差判定部512是判定用A/F實(shí)現(xiàn)值計(jì)算部506計(jì)算出的A/F實(shí) 現(xiàn)值與從A/F調(diào)停部沈輸出的A/F要求值的偏差是否在預(yù)定的容許范圍內(nèi)的要素。上述 偏差判定部508、510、512進(jìn)行的各偏差的判定是在選擇部520中選擇了基于致動(dòng)器直接要 求值進(jìn)行的控制時(shí)進(jìn)行的。而且，各偏差判定部508、510、512的判定結(jié)果反映到選擇部520 進(jìn)行的選擇切換。選擇部520根據(jù)從各偏差判定部508、510、512供給的判定結(jié)果來計(jì)量選擇切換的 定時(shí)。在全部偏差判定部508、510、512中在內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值(轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)值、效率實(shí)現(xiàn)值、A/F 實(shí)現(xiàn)值)與內(nèi)燃機(jī)要求值(轉(zhuǎn)矩要求值、效率要求值、A/F要求值)的偏差控制屬于容許范 圍內(nèi)時(shí)，選擇部520指示各切換部52、54、56從基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制切換到基 于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制。通過在這樣的定時(shí)進(jìn)行切換的指示，能夠使內(nèi)燃機(jī)的動(dòng) 作轉(zhuǎn)移到基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制而不會(huì)發(fā)生不連續(xù)地變動(dòng)。根據(jù)上述那樣的切換指示部58的結(jié)構(gòu)及其功能，關(guān)于致動(dòng)器2、4、6的控制方法的 選擇切換能夠進(jìn)行如下的切換控制。圖6是表示通過本實(shí)施方式涉及的切換指示部58執(zhí) 行的切換控制例程的流程圖。在圖6表示的例程的最初的步驟S102中，從內(nèi)燃機(jī)要求值生成部20取得轉(zhuǎn)矩要求值、效率要求值和A/F要求值。在步驟S104中判定內(nèi)燃機(jī)是否在直接要求區(qū)域運(yùn)行。直接要求區(qū)域是指基于致 動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制比基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制更有利的運(yùn)行區(qū)域。例 如，內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)或分層燃燒的運(yùn)行區(qū)域包含在該直接要求區(qū)域內(nèi)。在直接要求區(qū)域未運(yùn) 行時(shí)，進(jìn)入到步驟S112由選擇部520選擇轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制。在直接要求區(qū)域運(yùn)行時(shí)進(jìn)入步驟S106。在步驟S106中由各內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值計(jì)算部 502,504,506計(jì)算出由致動(dòng)器直接要求值實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)值、效率實(shí)現(xiàn)值以及A/F實(shí)現(xiàn)值。在后面的步驟S108中，由各偏差判定部508、510、512判定在步驟S102取得的各 內(nèi)燃機(jī)要求值與在步驟S106計(jì)算出的各內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值的偏差。判定的結(jié)果在任意一個(gè)偏 差不在容許范圍內(nèi)的情況下，進(jìn)入到步驟SllO直接選擇基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控 制。判定的結(jié)果在全部偏差在容許范圍內(nèi)的情況下，進(jìn)入步驟Sl 12。在步驟Sl 12中由 選擇部520選擇基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制，并指示切換部52、54、56切換到選擇的 控制。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的控制裝置，將由基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制 所實(shí)現(xiàn)的各內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值與成為轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值的計(jì)算基礎(chǔ)的各內(nèi)燃機(jī)要求值的偏差 在容許范圍內(nèi)作為切換條件，因此能夠保持切換前后的轉(zhuǎn)矩、效率以及A/F的連續(xù)性。由此 能夠防止伴隨切換使內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)作發(fā)生不連續(xù)地變動(dòng)，能夠防止損害運(yùn)行性能的轉(zhuǎn)矩變動(dòng) 的發(fā)生。以上，說明了本發(fā)明的實(shí)施方式2。在實(shí)施方式2中將本發(fā)明中的第1、第2、第3、 第4、第5以及第6發(fā)明具體化。詳細(xì)而言，在圖5所示的結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)值計(jì)算部502、 效率實(shí)現(xiàn)值計(jì)算部504以及A/F實(shí)現(xiàn)值計(jì)算部506相當(dāng)于第5和第6發(fā)明的“內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn) 值取得單元”。并且，由選擇部520和偏差判定部508、510、512構(gòu)成第5發(fā)明的“切換指示 單元”。另外，對(duì)于實(shí)施方式2的與第1、第2、第3和第4發(fā)明的對(duì)應(yīng)關(guān)系與實(shí)施方式1的 相同。此外，在實(shí)施方式2中包括與第1至第M發(fā)明的任意一項(xiàng)均不同的發(fā)明。該發(fā)明是“一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，該內(nèi)燃機(jī)通過一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器來控制動(dòng)作， 該內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的特征在于，包括內(nèi)燃機(jī)要求值取得單元，該內(nèi)燃機(jī)要求值取得單元取得決定所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)作的 一個(gè)或多個(gè)預(yù)定物理量的要求值(以下稱為內(nèi)燃機(jī)要求值)；內(nèi)燃機(jī)信息取得單元，該內(nèi)燃機(jī)信息取得單元取得與所述內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前的運(yùn)行狀 態(tài)或運(yùn)行條件相關(guān)的信息(以下稱為內(nèi)燃機(jī)信息)；致動(dòng)器要求值計(jì)算單元，該致動(dòng)器要求值計(jì)算單元包括內(nèi)燃機(jī)逆模型，該內(nèi)燃機(jī) 逆模型從所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)定物理量的各值中導(dǎo)出用于在所述內(nèi)燃機(jī)中實(shí)現(xiàn)它們的所述 一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器的各控制量，通過將各內(nèi)燃機(jī)要求值和內(nèi)燃機(jī)信息輸入所述內(nèi)燃機(jī)逆模 型從而計(jì)算出對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器分別要求的控制量(以下稱為致動(dòng)器要求值)；致動(dòng)器直接要求值取得單元，該致動(dòng)器直接要求值取得單元取得分別對(duì)所述一個(gè) 或多個(gè)致動(dòng)器直接要求的控制量(以下稱為致動(dòng)器直接要求值)；切換單元，該切換單元將所述一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器的控制在基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制和基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制之間切換；內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值取得單元，該內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值取得單元取得由所述內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)的所述 一個(gè)或多個(gè)預(yù)定物理量的值(以下稱為內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值)，切換指示單元，該切換指示單元在根據(jù)致動(dòng)器直接要求值控制所述一個(gè)或多個(gè)致 動(dòng)器時(shí)，對(duì)于所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)定物理量的各個(gè)在內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)要求值的偏 差在容許范圍內(nèi)的情況下，指示所述切換單元從基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制切換到 基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制。實(shí)施方式3接下來，用圖1和圖7說明本發(fā)明的實(shí)施方式3。本實(shí)施方式的控制裝置的整體結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1相同，用圖1的框圖表示。本實(shí) 施方式的控制裝置與實(shí)施方式1的控制裝置的不同點(diǎn)在于構(gòu)成控制裝置的一個(gè)要素即切 換指示部58的功能。表示本實(shí)施方式涉及的切換指示部58的結(jié)構(gòu)的是圖7的框圖。以下 參照?qǐng)D1和圖7說明本實(shí)施方式的特征即切換指示部58的結(jié)構(gòu)及其功能。本實(shí)施方式涉及的切換指示部58的功能方面的特征與實(shí)施方式2涉及的切換指 示部58是共同的。然而，本實(shí)施方式涉及的切換指示部58與實(shí)施方式2的不同點(diǎn)在于用 于取得通過基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制所得到的各內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值的結(jié)構(gòu)。如圖7所 示，本實(shí)施方式涉及的切換指示部58包括內(nèi)燃機(jī)模型514。內(nèi)燃機(jī)模型514將內(nèi)燃機(jī)模型 化，且與轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30的內(nèi)燃機(jī)逆模型具有正反的關(guān)系。因此，如果將各致動(dòng)器直接要求 值輸入內(nèi)燃機(jī)模型514，就能夠正確地預(yù)測并計(jì)算出通過它們實(shí)現(xiàn)的各內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值。本實(shí)施方式涉及的切換指示部58除內(nèi)燃機(jī)模型514外，還包括選擇部520和偏差 判定部508、510、512。它們的功能與實(shí)施方式2是共同的因此省略其說明。將各致動(dòng)器直 接要求值從TA直接要求值計(jì)算部42、SA直接要求值計(jì)算部44以及A/F直接要求值計(jì)算部 46輸入內(nèi)燃機(jī)模型514。由內(nèi)燃機(jī)模型514計(jì)算出的各內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值被輸入各自對(duì)應(yīng)的偏 差判定部508、510、512。以上說明了本發(fā)明的實(shí)施方式3。在實(shí)施方式3中將本發(fā)明中的第1、第2、第3、 第4、第5以及第7發(fā)明具體化。詳細(xì)而言，在圖7表示的結(jié)構(gòu)中，內(nèi)燃機(jī)模型514相當(dāng)于 第5和第7發(fā)明的“內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值取得單元”。另外，由選擇部520和偏差判定部508、510、 512構(gòu)成第5發(fā)明的“切換指示單元”。另外，對(duì)于實(shí)施方式3的與第1、第2、第3和第4發(fā) 明的對(duì)應(yīng)關(guān)系與實(shí)施方式1的相同。實(shí)施方式4接下來，用圖1、圖8和圖9說明本發(fā)明的實(shí)施方式4。本實(shí)施方式的控制裝置的整體結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1相同，用圖1的框圖表示。本實(shí) 施方式的控制裝置與實(shí)施方式1的控制裝置的不同點(diǎn)在于構(gòu)成控制裝置的一個(gè)要素即切 換指示部58的功能。表示本實(shí)施方式涉及的切換指示部58的結(jié)構(gòu)的是圖8的框圖。以下 參照?qǐng)D1和圖8說明本實(shí)施方式的特征即切換指示部58的結(jié)構(gòu)及其功能。本實(shí)施方式涉及的切換指示部58的功能方面的特征與實(shí)施方式1或2涉及的切 換指示部58是共同的。然而，本實(shí)施方式涉及的切換指示部58與實(shí)施方式1或2的不同 點(diǎn)在于用于執(zhí)行從基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制向基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控 制的選擇切換的條件不同。在本實(shí)施方式中，將致動(dòng)器直接要求值與轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值之間的偏差在容許范圍內(nèi)作為切換條件。當(dāng)切換前后在致動(dòng)器直接要求值與轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求 值之間存在偏差時(shí)，致動(dòng)器2、4、6的動(dòng)作產(chǎn)生不連續(xù)，其結(jié)果有可能使內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)作不連 續(xù)地變動(dòng)從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩差。本實(shí)施方式涉及的切換指示部58包括選擇部520和三個(gè)偏差判定部530、532、 534。偏差判定部530是判定由TA直接要求值計(jì)算部42計(jì)算出的TA直接要求值與由轉(zhuǎn)矩 實(shí)現(xiàn)部30計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值的偏差是否在預(yù)定的容許范圍內(nèi)的要素。偏差判 定部532是判定由SA直接要求值計(jì)算部44計(jì)算出的SA直接要求值與由轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30計(jì) 算出的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA要求值的偏差是否在預(yù)定的容許范圍內(nèi)的要素。偏差判定部534是判 定由A/F直接要求值計(jì)算部46計(jì)算出的A/F直接要求值與由轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩 實(shí)現(xiàn)部A/F要求值的偏差是否在預(yù)定的容許范圍內(nèi)的要素。而且，各偏差判定部530、532、 534的判定結(jié)果反映到由選擇部520進(jìn)行的選擇的切換。選擇部520根據(jù)從各偏差判定部530、532、534供給的判定結(jié)果來計(jì)量選擇切換的 定時(shí)。在全部偏差判定部530、532、534中在致動(dòng)器直接要求值與轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值的偏差 屬于容許范圍內(nèi)時(shí)，選擇部520指示各切換部52、54、56從基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控 制切換到基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制。通過在這樣的定時(shí)進(jìn)行切換指示能夠使各致 動(dòng)器2、4、6的動(dòng)作轉(zhuǎn)移到基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制而不發(fā)生不連續(xù)。根據(jù)如上所述的切換指示部58的結(jié)構(gòu)及其功能，關(guān)于致動(dòng)器2、4、6的控制方法的 選擇切換能夠進(jìn)行如下的切換控制。圖9是表示通過本實(shí)施方式涉及的切換指示部58執(zhí) 行的切換控制例程的流程圖。在圖9表示的例程的最初的步驟S202中，從致動(dòng)器直接要求值生成部40取得TA 直接要求值、SA直接要求值和A/F直接要求值。在步驟S204中，判定內(nèi)燃機(jī)是否在直接要求區(qū)域運(yùn)行。對(duì)于直接要求區(qū)域的內(nèi)容 如實(shí)施方式2所述。在直接要求區(qū)域未運(yùn)行時(shí)，進(jìn)入到步驟S212由選擇部520選擇基于轉(zhuǎn) 矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制。在直接要求區(qū)域運(yùn)行時(shí)進(jìn)入步驟S206。在步驟S206中取得由轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30計(jì)算 出的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值、轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA要求值以及轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部A/F要求值。在下面的步驟S208中，由各偏差判定部530、532、534判定在步驟S202中取得的 各致動(dòng)器直接要求值與在步驟S206中取得的各轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值的偏差。判定的結(jié)果在 任意一個(gè)偏差不在容許范圍內(nèi)的情況下，進(jìn)入到步驟S210直接選擇基于致動(dòng)器直接要求 值進(jìn)行的控制。判定的結(jié)果在全部偏差在容許范圍內(nèi)的情況下進(jìn)入步驟S212。在步驟S212中由 選擇部520選擇基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制，并指示切換部52、54、56切換到所選擇 的控制。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的控制裝置，關(guān)于各致動(dòng)器2、4、6將轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求 值相對(duì)于致動(dòng)器直接要求值的偏差在容許范圍內(nèi)作為切換條件，因此能夠保持在切換前后 的各致動(dòng)器2、4、6的動(dòng)作的連續(xù)性。由此，能夠防止伴隨切換使致動(dòng)器2、4、6的動(dòng)作發(fā)生 不連續(xù)地變動(dòng)，能夠防止損害運(yùn)行性能的轉(zhuǎn)矩變動(dòng)的發(fā)生。以上，說明了本發(fā)明的實(shí)施方式4。在實(shí)施方式4中將本發(fā)明中第1、第2、第3、第 4以及第8發(fā)明具體化。詳細(xì)而言，在圖8所示的結(jié)構(gòu)中，由選擇部520和偏差判定部530、532,534構(gòu)成第8發(fā)明的“切換指示單元”。另外，對(duì)于實(shí)施方式4的與第1、第2、第3和第 4發(fā)明的對(duì)應(yīng)關(guān)系與實(shí)施方式1的相同。此外，在實(shí)施方式4中包括與第1至第M發(fā)明的任意一項(xiàng)均不同的發(fā)明。該發(fā)明是“一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，該內(nèi)燃機(jī)通過一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器來控制動(dòng)作， 該內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的特征在于，包括內(nèi)燃機(jī)要求值取得單元，該內(nèi)燃機(jī)要求值取得單元取得決定所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)作的 一個(gè)或多個(gè)預(yù)定物理量的要求值(以下稱為內(nèi)燃機(jī)要求值)；內(nèi)燃機(jī)信息取得單元，該內(nèi)燃機(jī)信息取得單元取得與所述內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前的運(yùn)行狀 態(tài)或運(yùn)行條件相關(guān)的信息(以下稱為內(nèi)燃機(jī)信息)；致動(dòng)器要求值計(jì)算單元，該致動(dòng)器要求值計(jì)算單元包括內(nèi)燃機(jī)逆模型，該內(nèi)燃機(jī) 逆模型從所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)定物理量的各值中導(dǎo)出用于在所述內(nèi)燃機(jī)中實(shí)現(xiàn)它們的所述 多個(gè)致動(dòng)器的各控制量，通過將各內(nèi)燃機(jī)要求值和內(nèi)燃機(jī)信息輸入所述內(nèi)燃機(jī)逆模型從而 計(jì)算出對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器分別要求的控制量(以下稱為致動(dòng)器要求值)；致動(dòng)器直接要求值取得單元，該致動(dòng)器直接要求值取得單元取得分別對(duì)所述一個(gè) 或多個(gè)致動(dòng)器直接要求的控制量(以下稱為致動(dòng)器直接要求值)；切換單元，該切換單元將所述一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器的控制在基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行 的控制和基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制之間切換；切換指示單元，該切換指示單元在根據(jù)致動(dòng)器直接要求值控制所述一個(gè)或多個(gè)致 動(dòng)器時(shí)，對(duì)于所述一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器的各個(gè)在致動(dòng)器要求值相對(duì)于致動(dòng)器直接要求值的偏 差在容許范圍內(nèi)的情況下，指示所述切換單元從基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制切換到 基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制。實(shí)施方式5接下來，用圖10至圖13的各圖說明本發(fā)明的實(shí)施方式5。本實(shí)施方式的控制裝置構(gòu)成為如圖10的框圖所示。在圖10表示的控制裝置中， 對(duì)于與前面的圖1表示的控制裝置共同的要素標(biāo)記相同符號(hào)。以下省略或簡化關(guān)于與圖1 表示的控制裝置共同的要素的說明，而重點(diǎn)說明本實(shí)施方式特有的構(gòu)成。圖10表示的控制裝置，是將圖1表示的控制裝置的選擇切換部50置換成選擇切 換部60。即，本實(shí)施方式的控制裝置的特征在于選擇切換部60。本實(shí)施方式涉及的選擇切 換部60包括三個(gè)切換部62、64、66和切換指示部68。切換部62是進(jìn)行供給到節(jié)氣門2的 要求值的切換的要素，被輸入轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值和TA直接要求值。切換部64是進(jìn)行供 給到點(diǎn)火裝置4的要求值的切換的要素，被輸入轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA要求值和SA直接要求值。切 換部66是進(jìn)行供給到燃料噴射裝置6的要求值的切換的要素，被輸入轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部A/F要求 值和A/F直接要求值。各切換部62、64、66中的要求值的切換是接受來自切換指示部68的指示后進(jìn)行。 應(yīng)注意點(diǎn)在于，在圖1表示的控制裝置中從切換指示部58向各切換部52、54、56的切換的 指示是統(tǒng)一進(jìn)行，與此相對(duì)在本實(shí)施方式中從切換指示部568向各切換部62、64、66的切換 的指示是單獨(dú)地進(jìn)行。在本實(shí)施方式中，各致動(dòng)器2、4、6的控制是在基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求 值進(jìn)行的控制和基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行控制之間單獨(dú)地切換。基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制與基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制，是對(duì)各致動(dòng)器2、4、6單獨(dú)地進(jìn)行，因此能夠按照每個(gè)致動(dòng)器2、4、6選擇更有利的控制。圖11是表 示在本實(shí)施方式中基于可選擇的致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制的選擇的組合的表。在圖11 的表中，白圓圈表示選擇了致動(dòng)器直接要求值。在本實(shí)施方式中致動(dòng)器直接要求值是TA直 接要求值、SA直接要求值以及A/F直接要求值三個(gè)種類，因此作為它們的選擇的組合，能夠 有表中表示的Cl C8的八種組合。切換指示部68基于內(nèi)燃機(jī)信息判定圖11的表中表示的八種選擇類型中最有利的 選擇類型，并按照該判定結(jié)果指示各切換部62、64、66單獨(dú)切換。由此能夠分別使多個(gè)致動(dòng) 器2、4、6適宜地動(dòng)作，從而能夠進(jìn)一步提高從性能要求發(fā)生部10發(fā)出的各種性能要求的實(shí) 現(xiàn)精度。接下來，說明單獨(dú)切換各致動(dòng)器2、4、6的控制時(shí)的切換順序。最先說明的是對(duì)于 致動(dòng)器2、4、6的全部或其中的一部分，在從基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制切換到基于 轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制的切換條件成立的情況。關(guān)于切換條件的內(nèi)容不作限定。在 這種情況下，切換指示部68不是將上述切換一次進(jìn)行，而是指示切換部62、64、66按照預(yù)先 設(shè)定的切換順序依次進(jìn)行切換。在此，以圖12為例說明從基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制切換到基于轉(zhuǎn)矩實(shí) 現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制的順序。圖12表示選擇從圖11的表中表示的Cl的組合向C8的組 合切換的順序。在圖12中白圓圈表示選擇了致動(dòng)器直接要求值，黑圓圈表示選擇了轉(zhuǎn)矩實(shí) 現(xiàn)部要求值。在圖12表示的例子中是按照點(diǎn)火裝置4(SA)、燃料噴射裝置6 (A/F)、節(jié)氣門2 (TA) 的順序依次切換到基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制。在控制的切換時(shí)，各個(gè)致動(dòng)器2、4、 6可能產(chǎn)生動(dòng)作的不連續(xù)。然而，只要將各致動(dòng)器2、4、6的控制一個(gè)一個(gè)依次進(jìn)行切換，則 在致動(dòng)器2、4、6間動(dòng)作的不連續(xù)不會(huì)重疊。因此，根據(jù)圖12表示的例子，能夠抑制從基于 致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制切換到基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)燃機(jī) 動(dòng)作的不連續(xù)。另外，在圖12表示的例子中，是先從轉(zhuǎn)矩相對(duì)于控制量變化的響應(yīng)靈敏度高的致 動(dòng)器開始向基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制切換。即，根據(jù)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)靈敏度的高低來決 定切換的優(yōu)先次序。根據(jù)轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30的功能，是在先切換的致動(dòng)器的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值 中反映其后切換的其他致動(dòng)器的控制量。因此，通過先從轉(zhuǎn)矩響應(yīng)靈敏度高的致動(dòng)器開始 進(jìn)行切換，從而能夠有效地發(fā)揮轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30的轉(zhuǎn)矩調(diào)整功能，其結(jié)果，能夠抑制因之后 其他致動(dòng)器的切換而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩差。另外，如上所述的依次切換是基于切換指示部68的標(biāo)準(zhǔn)的切換指示，但切換指示 部68也能夠指示切換部62、64、66將全部致動(dòng)器2、4、6同時(shí)切換到基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值 進(jìn)行的控制。然而這只限于預(yù)定的同時(shí)切換條件成立時(shí)。如圖12所示的例子那樣，由于能 夠選擇依次切換和同時(shí)切換，因此在某種狀況下，通過選擇依次切換就能夠優(yōu)先抑制內(nèi)燃 機(jī)動(dòng)作的不連續(xù)。而且，在其他狀況下，通過選擇同時(shí)切換就能夠優(yōu)先迅速地切換到基于轉(zhuǎn) 矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制。下面說明的是，與先前的情況相反，對(duì)于致動(dòng)器2、4、6的全部或其中的一部分從 基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制切換到基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制的切換條件 成立的情況。在這種情況下，切換指示部68也不是將上述切換一次進(jìn)行，而是指示切換部62、64、66按照預(yù)先設(shè)定的逆切換順序依次進(jìn)行切換。圖13是這種情況的切換順序的例示， 圖13表示選擇從圖11的表中表示的C8的組合向Cl的組合的切換的順序。在圖13中白 圓圈表示選擇了致動(dòng)器直接要求值，黑圓圈表示選擇了轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值。在圖13表示的例子中是按照節(jié)氣門2 (TA)、燃料噴射裝置6 (A/F)、點(diǎn)火裝置4 (SA) 的順序依次切換到基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制。這樣通過將各致動(dòng)器2、4、6的控制 一個(gè)一個(gè)依次進(jìn)行切換，就能夠抑制從基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制切換到基于致動(dòng) 器直接要求值進(jìn)行的控制時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)作的不連續(xù)。然而，與先前的情況同樣，只限于 預(yù)定的同時(shí)切換條件成立時(shí)，全部致動(dòng)器2、4、6的控制也能夠一次同時(shí)切換到基于致動(dòng)器 直接要求值進(jìn)行的控制。另外，在圖13表示的例子中，在依次切換時(shí)是先從轉(zhuǎn)矩控制能力高的致動(dòng)器開始 切換到基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制。即，根據(jù)轉(zhuǎn)矩控制能力的高低來決定切換的優(yōu) 先次序。通過先切換轉(zhuǎn)矩控制能力高的致動(dòng)器，能夠抑制因內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)作不連續(xù)所產(chǎn)生的 轉(zhuǎn)矩差，并且能夠確保切換時(shí)轉(zhuǎn)矩的控制性。以上說明了本發(fā)明的實(shí)施方式5。在實(shí)施方式5中將本發(fā)明中第1、第10、第11、第 12、第13、第14以及第15發(fā)明具體化。詳細(xì)而言，在如圖10所示的結(jié)構(gòu)中，內(nèi)燃機(jī)要求值 生成部20相當(dāng)于第1發(fā)明的“內(nèi)燃機(jī)要求值生成單元”。信息發(fā)送源12相當(dāng)于第1發(fā)明的 “內(nèi)燃機(jī)信息取得單元”。轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30相當(dāng)于第1發(fā)明的“致動(dòng)器要求值計(jì)算單元”。致 動(dòng)器直接要求值生成部40相當(dāng)于第1發(fā)明的“致動(dòng)器直接要求值生成單元”。切換部62、 64,66相當(dāng)于第1和第10發(fā)明的“切換單元”。而且，切換指示部68相當(dāng)于第10至第15的 各發(fā)明的“切換指示單元”。特別是圖12表示切換指示部68的作為第11、第12和第15的 各發(fā)明的“切換指示單元”的動(dòng)作。另外，圖13表示切換指示部68的作為第13、第14和第 15的各發(fā)明的“切換指示單元”的動(dòng)作。實(shí)施方式6接下來，用圖10和圖14說明本發(fā)明的實(shí)施方式6。本實(shí)施方式的控制裝置的整體結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式5相同，用圖10的框圖表示。本實(shí) 施方式的控制裝置與實(shí)施方式5的控制裝置的不同點(diǎn)在于構(gòu)成控制裝置的一個(gè)要素即選 擇切換部60的功能。用圖14說明本實(shí)施方式涉及的選擇切換部60的功能。以下參照?qǐng)D 1和圖14說明本實(shí)施方式的特征即選擇切換部60的功能。本實(shí)施方式涉及的選擇切換部60的功能方面的特征在于實(shí)施連接控制(ο ^ β" 制御)，該連接控制用于將基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制與基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部進(jìn)行的控 制平滑地連接。如圖14所示，連接控制中包括從基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制(A) 切換到基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部進(jìn)行的控制(D)時(shí)實(shí)施的連接控制(B)；和進(jìn)行其逆切換時(shí)實(shí)施的 連接控制(C)。在前者的連接控制(B)中，進(jìn)行使供給到致動(dòng)器2、4、6的控制量從致動(dòng)器直 接要求值逐漸變化到轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值。在后者的連接控制(C)中，進(jìn)行使供給到致動(dòng)器 2、4、6的控制量從轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值逐漸變化到致動(dòng)器直接要求值。連接控制是接受來自切換指示部68的指示后在各切換部62、64、66單獨(dú)地進(jìn)行。 是否進(jìn)行連接控制是由切換指示部68基于內(nèi)燃機(jī)信息來判斷。由于該判斷按照每個(gè)致動(dòng) 器2、4、6進(jìn)行，因此有時(shí)對(duì)于點(diǎn)火裝置8和燃燒噴射裝置6的控制不進(jìn)行連接控制，而只對(duì) 節(jié)氣門2的控制進(jìn)行連接控制。
通過連接控制而逐漸地進(jìn)行基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制與基于致動(dòng)器直接要 求值進(jìn)行的控制的切換，因此即使假設(shè)轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值與致動(dòng)器直接要求值之間存在偏 差，也能夠抑制因該偏差產(chǎn)生的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)作的不連續(xù)。另外，連接控制能夠與在實(shí)施方式5 中說明的依次切換控制進(jìn)行組合來實(shí)施。根據(jù)連接控制與依次切換控制的組合，就能夠更 切實(shí)地抑制切換時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)作的不連續(xù)。以上，說明了本發(fā)明的實(shí)施方式6。在實(shí)施方式6中將本發(fā)明中第1、第10以及第 16發(fā)明具體化。詳細(xì)而言，圖14表示的切換時(shí)的動(dòng)作是表示切換部62、64、66的作為第16 發(fā)明的“切換單元”的動(dòng)作。另外，對(duì)于實(shí)施方式6的與第1和第10發(fā)明的對(duì)應(yīng)關(guān)系與實(shí) 施方式5的相同。實(shí)施方式7接下來，用圖10、圖4、圖15和圖16說明本發(fā)明的實(shí)施方式7。本實(shí)施方式的控制裝置的整體結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式5相同，用圖10的框圖表示。本實(shí) 施方式的控制裝置的特征在于將節(jié)氣門2和點(diǎn)火裝置4的各控制從基于致動(dòng)器直接要求值 進(jìn)行的控制切換到基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制時(shí)的切換控制。關(guān)于燃料噴射裝置6 的控制在此不作限定。本實(shí)施方式涉及的切換控制的內(nèi)容能夠用圖15和圖16進(jìn)行說明。 另外，在本實(shí)施方式中轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30的結(jié)構(gòu)非常重要，并且以圖4表示的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30的 結(jié)構(gòu)為前提。以下參照?qǐng)D10、圖4、圖15以及圖16說明本實(shí)施方式的特征即選擇切換部60 的功能。圖15是表示在本實(shí)施方式中從由選擇切換部60的切換指示部68執(zhí)行的基于TA 直接要求值以及SA直接要求值進(jìn)行的控制向基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值和轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA 要求值進(jìn)行的控制切換的切換控制例程的流程圖。在該例程的最初的步驟S302中，基于從 信息發(fā)送源12供給的內(nèi)燃機(jī)信息，判定有無從基于致動(dòng)器直接要求值的控制區(qū)域向基于 轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值的控制區(qū)域(轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部控制區(qū)域)轉(zhuǎn)移的要求。在沒有轉(zhuǎn)移要求的情 況下，本例程直接結(jié)束，繼續(xù)基于TA直接要求值和SA直接要求值進(jìn)行的控制。在確認(rèn)有向轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部控制區(qū)域轉(zhuǎn)移的要求的情況下，接著在步驟S304中判定 有無早期轉(zhuǎn)移要求。在本實(shí)施方式中，將確認(rèn)有早期轉(zhuǎn)移要求的情況作為同時(shí)切換條件。在 有早期轉(zhuǎn)移要求的情況下，即，在同時(shí)切換條件成立時(shí)，進(jìn)入步驟308迅速地進(jìn)行向轉(zhuǎn)矩實(shí) 現(xiàn)部控制區(qū)域轉(zhuǎn)移。然后，通過轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值控制節(jié)氣門2，并且通過轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部 SA要求值控制點(diǎn)火裝置4。在沒有早期轉(zhuǎn)移要求的情況下，接著進(jìn)行步驟S306的判定。在步驟S306中，根據(jù) 在當(dāng)前時(shí)刻的TA直接要求值和轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值的偏差，計(jì)算出由該偏差產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩 偏差A(yù)TQ。轉(zhuǎn)矩偏差Δ TQ包括如圖16(a)所示在TA直接要求值大于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要 求值時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩偏差A(yù)TQa;和如圖16(b)所示在轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值大于TA直接要 求值時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩偏差A(yù)TQb。在步驟S306中判定能否通過點(diǎn)火正時(shí)控制補(bǔ)償上述轉(zhuǎn)矩偏 差 ATQ0作為步驟S306的判定的前提，至少點(diǎn)火裝置4的控制迅速地切換到基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn) 部SA要求值進(jìn)行的控制。根據(jù)圖4表示的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30的結(jié)構(gòu)，由推定空氣量計(jì)算部308 計(jì)算出通過TA直接要求值控制節(jié)氣門2所實(shí)現(xiàn)的推定空氣量。而且，由推定轉(zhuǎn)矩計(jì)算部310 計(jì)算出與該推定空氣量對(duì)應(yīng)的推定轉(zhuǎn)矩。另外，轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值是基于從轉(zhuǎn)矩調(diào)停部該轉(zhuǎn)矩要求值與推定轉(zhuǎn)矩的偏差是上述轉(zhuǎn)矩偏差A(yù)TQ。根 據(jù)圖4表示的結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30，基于轉(zhuǎn)矩要求值與推定轉(zhuǎn)矩之比即轉(zhuǎn)矩效率計(jì)算出轉(zhuǎn) 矩實(shí)現(xiàn)部SA要求值，以補(bǔ)償該轉(zhuǎn)矩偏差Δ TQ。點(diǎn)火裝置4的點(diǎn)火正時(shí)調(diào)整的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)敏感度優(yōu)于節(jié)氣門2的進(jìn)入空氣量調(diào)整的 轉(zhuǎn)矩響應(yīng)敏感度。因此，即使通過從TA直接要求值切換到轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值而產(chǎn)生轉(zhuǎn) 矩偏差△ TQ，也通過發(fā)揮轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30具有的點(diǎn)火正時(shí)的自動(dòng)調(diào)整功能來補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩偏差 ATQ。然而，通過點(diǎn)火正時(shí)能夠調(diào)整的轉(zhuǎn)矩是有限的。因?yàn)楫?dāng)點(diǎn)火正時(shí)角度過于滯后時(shí) 會(huì)發(fā)生不失火，而且超過最佳點(diǎn)火正時(shí)的點(diǎn)火正時(shí)的提前角無意義。有效的點(diǎn)火正時(shí)的范 圍由轉(zhuǎn)矩效率防護(hù)部3Μ的上下限防護(hù)值來規(guī)定。在轉(zhuǎn)矩效率被轉(zhuǎn)矩效率防護(hù)部3Μ限制 時(shí)，即使調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)也無法補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩偏差Δ TQ。在步驟S306中判定的正是這點(diǎn)。只有 在通過點(diǎn)火正時(shí)控制能夠補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩偏差A(yù)TQ的情況下進(jìn)入步驟S308，迅速地進(jìn)行向轉(zhuǎn)矩 實(shí)現(xiàn)部控制區(qū)域的轉(zhuǎn)移。即，與切換到轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA要求值一并地同時(shí)進(jìn)行向轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部 TA要求值的切換。另一方面，在判定為通過點(diǎn)火正時(shí)控制不能實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩偏差A(yù)TQ的情況下進(jìn) 入步驟S310。在步驟S310中，對(duì)節(jié)氣門2進(jìn)行漸變控制。點(diǎn)火裝置4的控制從基于SA直 接要求值進(jìn)行的控制迅速地切換到基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA要求值進(jìn)行的控制。在漸變控制中， 首先TA直接要求值逐漸地向轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值變化。由此，TA直接要求值與轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn) 部TA要求值的偏差也逐漸縮小，因此由該偏差產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩偏差A(yù)TQ也逐漸縮小。S卩，在轉(zhuǎn) 矩偏差A(yù)TQ縮小到能夠由點(diǎn)火正時(shí)控制進(jìn)行補(bǔ)償?shù)闹档臅r(shí)刻，節(jié)氣門2的控制從基于TA 直接要求值進(jìn)行的控制迅速地切換到基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值進(jìn)行的控制。以上說明的切換控制的例程由切換指示部68執(zhí)行，因此即使在TA直接要求值與 轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值的偏差大的情況下，也能夠防止伴隨該切換產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩差。另外，在 基于點(diǎn)火正時(shí)的調(diào)整進(jìn)行的轉(zhuǎn)矩偏差的補(bǔ)償能夠?qū)崿F(xiàn)的時(shí)刻，節(jié)氣門2的控制迅速地切換 到基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值進(jìn)行的控制。因此，能夠防止產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩差并且從基于致動(dòng)器直 接要求值進(jìn)行的控制迅速地轉(zhuǎn)移到基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值進(jìn)行的控制。以上，說明了本發(fā)明的實(shí)施方式7。在實(shí)施方式7中將本發(fā)明中第1、第10、第19、 第20以及第21發(fā)明具體化。詳細(xì)而言，圖4所示的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于第19發(fā) 明的“內(nèi)燃機(jī)逆模型”。而且圖15表示的切換控制的例程表示切換指示部68的作為第19、 第20以及第21發(fā)明的“切換指示單元”的動(dòng)作。另外，對(duì)于實(shí)施方式7的與第1和第10發(fā) 明的對(duì)應(yīng)關(guān)系與實(shí)施方式5的相同。此外，實(shí)施方式7還包括與第1至第M發(fā)明的任意一項(xiàng)均不同的發(fā)明。該發(fā)明是“一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，該內(nèi)燃機(jī)通過多個(gè)致動(dòng)器來控制動(dòng)作，所述多 個(gè)致動(dòng)器包括調(diào)整進(jìn)入空氣量的進(jìn)氣致動(dòng)器和調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)的點(diǎn)火致動(dòng)器，該內(nèi)燃機(jī)的控 制裝置的特征在于，包括內(nèi)燃機(jī)要求值取得單元，該內(nèi)燃機(jī)要求值取得單元取得決定所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)作的 至少包括轉(zhuǎn)矩的一個(gè)或多個(gè)預(yù)定物理量的要求值(以下稱為內(nèi)燃機(jī)要求值)；內(nèi)燃機(jī)信息取得單元，該內(nèi)燃機(jī)信息取得單元取得與所述內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前的運(yùn)行狀 態(tài)或運(yùn)行條件相關(guān)的信息(以下稱為內(nèi)燃機(jī)信息)；
進(jìn)氣致動(dòng)器要求值計(jì)算單元，該進(jìn)氣致動(dòng)器要求值計(jì)算單元根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè) 預(yù)定物理量的各值和內(nèi)燃機(jī)信息計(jì)算用于在所述內(nèi)燃機(jī)中實(shí)現(xiàn)它們的所述進(jìn)氣致動(dòng)器的 控制量作為進(jìn)氣致動(dòng)器要求值；轉(zhuǎn)矩推定單元，轉(zhuǎn)矩該推定單元基于內(nèi)燃機(jī)信息推定通過所述進(jìn)氣致動(dòng)器的動(dòng)作 能夠?qū)崿F(xiàn)的轉(zhuǎn)矩值；點(diǎn)火致動(dòng)器要求值計(jì)算單元，該點(diǎn)火致動(dòng)器要求值計(jì)算單元計(jì)算用于補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩要 求值與推定的轉(zhuǎn)矩值的偏差的所述點(diǎn)火致動(dòng)器的控制量作為點(diǎn)火致動(dòng)器要求值；，進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求值取得單元，該進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求值取得單元取得對(duì)所述 進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求的控制量作為進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求值；點(diǎn)火致動(dòng)器直接要求值生成單元，該點(diǎn)火致動(dòng)器直接要求值生成單元取得對(duì)所述 點(diǎn)火致動(dòng)器直接要求的控制量作為點(diǎn)火致動(dòng)器直接要求值；切換單元，該切換單元將所述進(jìn)氣致動(dòng)器和點(diǎn)火致動(dòng)器的控制在基于致動(dòng)器要求 值進(jìn)行的控制和基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制之間單獨(dú)地進(jìn)行切換；切換指示單元，該切換指示單元在對(duì)于所述進(jìn)氣致動(dòng)器和點(diǎn)火致動(dòng)器從基于致動(dòng) 器直接要求值進(jìn)行的控制切換到基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制的切換條件成立的情況下， 指示所述切換單元使得點(diǎn)火致動(dòng)器的控制從基于點(diǎn)火致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制切換 到基于點(diǎn)火致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制，并且基于點(diǎn)火致動(dòng)器要求值和點(diǎn)火正時(shí)的可調(diào)整范 圍的關(guān)系來判定通過點(diǎn)火正時(shí)的調(diào)整能否實(shí)現(xiàn)根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求值與 進(jìn)氣致動(dòng)器要求值的偏差計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩偏差的補(bǔ)償，在判斷為不能實(shí)現(xiàn)時(shí)指示所述切換單 元使所述進(jìn)氣致動(dòng)器的控制從基于進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制逐漸地切換到基于 進(jìn)氣致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制。”實(shí)施方式8接下來，用圖10、圖4以及圖17說明本發(fā)明的實(shí)施方式8。本實(shí)施方式的控制裝置的整體結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式5相同，用圖10的框圖表示。本實(shí) 施方式的控制裝置的特征在于將節(jié)氣門2和點(diǎn)火裝置4的各控制從基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值 進(jìn)行的控制切換到基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制時(shí)的切換控制。關(guān)于燃料噴射裝置6 的控制在此不作限定。用圖17說明本實(shí)施方式涉及的切換控制的內(nèi)容。另外，在本實(shí)施方 式中轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30的結(jié)構(gòu)非常重要，以圖4表示的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30的結(jié)構(gòu)為前提。以下參 照?qǐng)D10、圖4以及圖17說明本實(shí)施方式的特征即選擇切換部60的功能。圖17是表示在本實(shí)施方式中由選擇切換部60的切換指示部68執(zhí)行的從基于轉(zhuǎn) 矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值以及轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA要求值進(jìn)行的控制向基于TA直接要求值以及SA直 接要求值進(jìn)行的控制切換的切換控制例程的流程圖。在該例程的最初的步驟S402中，基于 從信息發(fā)送源12供給的內(nèi)燃機(jī)信息，判定有無從基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值的控制區(qū)域向基 于致動(dòng)器直接要求值的控制區(qū)域轉(zhuǎn)移的要求。在沒有轉(zhuǎn)移要求的情況下，本例程直接結(jié)束， 繼續(xù)基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值和轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA要求值進(jìn)行的控制。在確認(rèn)有向致動(dòng)器直接要求區(qū)域轉(zhuǎn)移的要求的情況下，接著在步驟S404中判定 有無早期轉(zhuǎn)移要求。在本實(shí)施方式中，將確認(rèn)有早期轉(zhuǎn)移要求的情況作為同時(shí)切換條件。在 有早期轉(zhuǎn)移要求的情況下，即，在同時(shí)切換條件成立時(shí)，進(jìn)入步驟410迅速地進(jìn)行向致動(dòng)器 直接要求區(qū)域的轉(zhuǎn)移。然后，通過TA直接要求值控制節(jié)氣門2，并且通過SA直接要求值控制點(diǎn)火裝置4。在沒有早期轉(zhuǎn)移要求的情況下，進(jìn)入步驟S406。在步驟S406中，先只將節(jié)氣門2 向致動(dòng)器直接要求區(qū)域轉(zhuǎn)移，進(jìn)行基于TA直接要求值進(jìn)行的節(jié)氣門2的控制。根據(jù)圖4表 示的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30的結(jié)構(gòu)，由推定空氣量計(jì)算部308計(jì)算出通過TA直接要求值控制節(jié)氣 門2所實(shí)現(xiàn)的推定空氣量，并由推定轉(zhuǎn)矩計(jì)算部310計(jì)算出與該推定空氣量對(duì)應(yīng)的推定轉(zhuǎn) 矩。此時(shí)，點(diǎn)火裝置4繼續(xù)基于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA要求值進(jìn)行的控制，因此自動(dòng)調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)以 補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩要求值與推定轉(zhuǎn)矩之間的轉(zhuǎn)矩偏差。因此，即使切換時(shí)在轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值與 TA直接要求值之間存在偏差，由于由該偏差引起的轉(zhuǎn)矩偏差能夠通過點(diǎn)火正時(shí)的自動(dòng)調(diào)整 功能進(jìn)行補(bǔ)償，因此通過步驟S406的處理能夠抑制產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩差。然后進(jìn)行步驟S408的判定。在步驟S408中判定TA直接要求值與實(shí)際實(shí)現(xiàn)的節(jié) 氣門開度的偏差是否在預(yù)定的容許范圍內(nèi)。在偏差不在容許范圍內(nèi)的情況下，本例程直接 結(jié)束，繼續(xù)基于TA直接要求值和轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA要求值進(jìn)行的控制。另外，在成為TA直接 要求值的計(jì)算的基礎(chǔ)但在是進(jìn)入空氣量的要求值的情況下，可以判定該空氣量要求值與實(shí) 際進(jìn)入空氣量的偏差是否在容許范圍內(nèi)。而且，在TA直接要求值與實(shí)際節(jié)氣門開度的偏差在容許范圍內(nèi)時(shí)，S卩，如果確認(rèn) 了節(jié)氣門2的控制完全轉(zhuǎn)移到基于TA直接要求值進(jìn)行的控制，則進(jìn)入步驟S410。在步驟 S410中，點(diǎn)火裝置4的控制也向致動(dòng)器直接要求區(qū)域轉(zhuǎn)移，開始基于SA直接要求值進(jìn)行的 點(diǎn)火裝置4的控制。由此，結(jié)束向基于TA直接要求值和SA直接要求值進(jìn)行的控制的切換。以上說明的切換控制的例程由切換指示部68執(zhí)行，即使在轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值 與TA直接要求值的偏差大的情況下，也能夠防止伴隨該切換產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩差。另外，通過先 從轉(zhuǎn)矩控制能力高的節(jié)氣門2開始切換到基于TA直接要求值進(jìn)行的控制，能夠確保全部切 換結(jié)束為止的期間的轉(zhuǎn)矩的控制性。以上，說明了本發(fā)明的實(shí)施方式8。在實(shí)施方式8中將本發(fā)明中第1、第10、第22、 第23以及第M發(fā)明具體化。詳細(xì)而言，圖4所示的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于第22發(fā) 明的“內(nèi)燃機(jī)逆模型”。而且圖17表示的切換控制的例程表示切換部68的作為第22、第23 以及第M發(fā)明的“切換指示單元”的動(dòng)作。另外，對(duì)于實(shí)施方式8的與第1和第10發(fā)明的 對(duì)應(yīng)關(guān)系與實(shí)施方式5的相同。此外，實(shí)施方式8還包括與第1至第M發(fā)明的任意一項(xiàng)均不同的發(fā)明。該發(fā)明是“一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，該內(nèi)燃機(jī)通過多個(gè)致動(dòng)器來控制動(dòng)作，所述多 個(gè)致動(dòng)器包括調(diào)整進(jìn)入空氣量的進(jìn)氣致動(dòng)器和調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)的點(diǎn)火致動(dòng)器，該內(nèi)燃機(jī)的控 制裝置的特征在于，包括內(nèi)燃機(jī)要求值取得單元，該內(nèi)燃機(jī)要求值取得單元取得決定所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)作的 至少包括轉(zhuǎn)矩的一個(gè)或多個(gè)預(yù)定物理量的要求值(以下稱為內(nèi)燃機(jī)要求值)；內(nèi)燃機(jī)信息取得單元，該內(nèi)燃機(jī)信息取得單元取得與所述內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前的運(yùn)行狀 態(tài)或運(yùn)行條件相關(guān)的信息(以下稱為內(nèi)燃機(jī)信息)；進(jìn)氣致動(dòng)器要求值計(jì)算單元，該進(jìn)氣致動(dòng)器要求值計(jì)算單元根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè) 預(yù)定物理量的各值和內(nèi)燃機(jī)信息計(jì)算用于在所述內(nèi)燃機(jī)中實(shí)現(xiàn)它們的所述進(jìn)氣致動(dòng)器的 控制量作為進(jìn)氣致動(dòng)器要求值；轉(zhuǎn)矩推定單元，該轉(zhuǎn)矩推定單元基于內(nèi)燃機(jī)信息推定通過所述進(jìn)氣致動(dòng)器的動(dòng)作能夠?qū)崿F(xiàn)的轉(zhuǎn)矩值；點(diǎn)火致動(dòng)器要求值計(jì)算單元，該點(diǎn)火致動(dòng)器要求值計(jì)算單元計(jì)算用于補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩要 求值與推定的轉(zhuǎn)矩值的偏差的所述點(diǎn)火致動(dòng)器的控制量作為點(diǎn)火致動(dòng)器要求值；進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求值取得單元，該進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求值取得單元取得對(duì)所述 進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求的控制量作為進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求值；點(diǎn)火致動(dòng)器直接要求值取得單元，該點(diǎn)火致動(dòng)器直接要求值取得單元取得對(duì)所述 點(diǎn)火致動(dòng)器直接要求的控制量作為點(diǎn)火致動(dòng)器直接要求值；切換單元，該切換單元將所述進(jìn)氣致動(dòng)器和點(diǎn)火致動(dòng)器的控制在基于致動(dòng)器要求 值進(jìn)行的控制和基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制之間單獨(dú)地進(jìn)行切換；切換指示單元，該切換指示單元在對(duì)于所述進(jìn)氣致動(dòng)器和點(diǎn)火致動(dòng)器從基于致動(dòng) 器要求值進(jìn)行的控制切換到基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制的切換條件成立的情況下， 指示所述切換單元使得將所述進(jìn)氣致動(dòng)器的控制從基于進(jìn)氣致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制切 換到基于進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制，然后，指示所述切換單元使所述點(diǎn)火致動(dòng)器 的控制從基于點(diǎn)火致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制切換到基于點(diǎn)火致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控 制?！睂?shí)施方式9最后，用圖10、圖18、圖19以及圖20說明本發(fā)明的實(shí)施方式9。本實(shí)施方式的控制裝置的整體結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式5相同，用圖10的框圖表示。本實(shí) 施方式的控制裝置與實(shí)施方式5的控制裝置的不同點(diǎn)在于，對(duì)轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30增加了新的要 素。表示本實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30的結(jié)構(gòu)的是圖18的框圖。在圖18表示的結(jié)構(gòu) 中，對(duì)于與圖4表示的結(jié)構(gòu)共同的要素標(biāo)記相同的符號(hào)。在本實(shí)施方式中對(duì)轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30 增加的新的要素的功能，能夠用圖19和圖20進(jìn)行說明。以下參照?qǐng)D10、圖18、圖19以及 圖20說明本實(shí)施方式的特征即轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30的功能。本實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30的功能方面的特征在于，能夠防止通過致動(dòng)器 直接要求值控制致動(dòng)器2、4、6中的一部分的情況下可能產(chǎn)生的燃燒惡化。在通過轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn) 部要求值控制全部致動(dòng)器2、4、6的情況下，通過轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30的調(diào)整部320具有的調(diào)整功 能將各致動(dòng)器2、4、6的控制量間的關(guān)系收容在燃燒極限內(nèi)。然而，在通過致動(dòng)器直接要求 值控制一部分致動(dòng)器的情況下，由于該致動(dòng)器的控制量被設(shè)定為與其他致動(dòng)器的控制量無 關(guān)，因此各致動(dòng)器2、4、6的控制量間的關(guān)系有可能超過燃燒極限。根據(jù)以下說明的轉(zhuǎn)矩實(shí) 現(xiàn)部30的構(gòu)成能夠防止這樣的缺陷。如圖18所示，本實(shí)施方式涉及的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30構(gòu)成為在圖4所示的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部 30的結(jié)構(gòu)上增加了 SA要求值修正部332、A/F要求值修正部334以及優(yōu)先要求切換部330 作為新的要素。SA要求值修正部332通過限制從轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30輸出的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA要求 值的上下限，從而將轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA要求值的大小修正為內(nèi)燃機(jī)能夠適宜運(yùn)行的范圍。A/F 要求值修正部334通過限制從轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30輸出的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部A/F要求值的上下限，從而 將轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部A/F要求值的大小修正為內(nèi)燃機(jī)能夠適宜運(yùn)行的范圍。另外，作為修正對(duì)象 的是轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA要求值或轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部A/F要求值，轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值不作為修正對(duì) 象。由于轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值對(duì)轉(zhuǎn)矩的影響最大，因此實(shí)現(xiàn)優(yōu)先次序被設(shè)定為最上位?；赟A要求值修正部332進(jìn)行的防護(hù)和基于A/F要求值修正部334進(jìn)行的防護(hù)是擇一的，且通過優(yōu)先要求切換部330選擇解除防護(hù)的修正部332、334。優(yōu)先要求切換部 330根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行模式?jīng)Q定要解除的防護(hù)。在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行模式為效率優(yōu)先模式的情 況下，優(yōu)先實(shí)現(xiàn)SA要求并將防護(hù)截止信號(hào)供給到SA要求值修正部332。相反，在內(nèi)燃機(jī)的 運(yùn)行模式為A/F優(yōu)先模式的情況下，優(yōu)先實(shí)現(xiàn)A/F要求并將防護(hù)截止信號(hào)供給到A/F要求 值修正部332。SA要求值修正部332的上下限防護(hù)值基于當(dāng)前供給到節(jié)氣門2的控制量(TA直接 要求值、或轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值)和當(dāng)前供給到燃料噴射裝置6的控制量(A/F直接要求 值、或轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部A/F要求值)來設(shè)定。而且，在防護(hù)截止信號(hào)從優(yōu)先要求切換部330供給 到SA要求值修正部332時(shí)，其上下限防護(hù)值被設(shè)定成無效值，從而使基于SA要求值修正部 332進(jìn)行的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA要求值的防護(hù)被解除。A/F要求值修正部334的上下限防護(hù)值基于當(dāng)前供給到節(jié)氣門2的控制量(TA直 接要求值、或轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部TA要求值)和當(dāng)前供給到點(diǎn)火裝置4的控制量(SA直接要求值、或 轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA要求值)來設(shè)定。而且，在防護(hù)截止信號(hào)從優(yōu)先要求切換部330供給到A/F 要求值修正部334時(shí)，其上下限防護(hù)值被設(shè)定成無效值，從而使基于A/F要求值修正部334 進(jìn)行的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部A/F要求值的防護(hù)被解除。用流程表示通過以上的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30的動(dòng)作的是圖19和圖20。圖 19的流程表示用于改善燃燒的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部A/F要求值的修正控制的例程，圖20的流程表示 用于改善燃燒的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA要求值的修正控制的例程。上述例程通過轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30并 行執(zhí)行。在圖19表示的例程的最初的步驟S502中，判定各致動(dòng)器2、4、6的控制量間的關(guān) 系是否超過燃燒極限。如果未超過燃燒極限則本例程直接結(jié)束。在超過燃燒極限的情況下，進(jìn)入步驟S504，判斷實(shí)現(xiàn)A/F要求是否優(yōu)先于實(shí)現(xiàn)SA 要求。如果實(shí)現(xiàn)A/F要求優(yōu)先則本例程直接結(jié)束。在實(shí)現(xiàn)SA要求優(yōu)先于實(shí)現(xiàn)A/F要求的情況下，進(jìn)入步驟S506。在步驟S506中實(shí) 施基于A/F進(jìn)行的燃燒改善控制。即，解除基于SA要求值修正部332進(jìn)行的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA 要求值的防護(hù)，進(jìn)行基于A/F要求值修正部334的上下限防護(hù)值進(jìn)行的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部A/F要 求值的修正。另一方面，在圖20表示的例程的最初的步驟S602中，判定各致動(dòng)器2、4、6的控制 量間的關(guān)系是否超過燃燒極限。如果未超過燃燒極限則本例程直接結(jié)束。在超過燃燒極限的情況下進(jìn)入步驟S604，判斷實(shí)現(xiàn)SA要求是否優(yōu)先于實(shí)現(xiàn)A/F要 求。如果實(shí)現(xiàn)SA要求優(yōu)先則本例程直接結(jié)束。在實(shí)現(xiàn)A/F要求優(yōu)先于實(shí)現(xiàn)SA要求的情況下進(jìn)入步驟S606。在步驟S606中實(shí)施 基于點(diǎn)火正時(shí)的燃燒改善控制。即，解除基于A/F要求值修正部334進(jìn)行的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部A/ F要求值的防護(hù)，進(jìn)行基于SA要求值修正部332的上下限防護(hù)值進(jìn)行的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部SA要求 值的修正。在轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部30中通過執(zhí)行圖19、圖20的各例程，即使對(duì)一部分致動(dòng)器進(jìn)行基 于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制的情況下，也與通過轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值控制全部致動(dòng)器2、 4、6的情況同樣，能夠?qū)⒏髦聞?dòng)器2、4、6的控制量間的關(guān)系收容在燃燒極限內(nèi)。另外，由于 修正的是實(shí)現(xiàn)優(yōu)先次序低的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值，因此實(shí)現(xiàn)優(yōu)先次序高的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值能夠保持原狀而實(shí)現(xiàn)。而且，該修正反映了實(shí)現(xiàn)優(yōu)先次序高的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值和致動(dòng)器 直接要求值，因此能夠適宜地修正作為修正對(duì)象的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)部要求值，使得各致動(dòng)器2、4、6 的控制量間的關(guān)系屬于燃燒極限內(nèi)。以上，說明了本發(fā)明的實(shí)施方式9。在實(shí)施方式9中將本發(fā)明中第10、第17以及 第18發(fā)明具體化。詳細(xì)而言，在圖18所示的結(jié)構(gòu)中，由SA要求值修正部332、A/F要求值 修正部334以及優(yōu)先要求切換部330構(gòu)成第17和第18發(fā)明的“修正單元”。另外，對(duì)于實(shí) 施方式9的與第10發(fā)明的對(duì)應(yīng)關(guān)系與實(shí)施方式5的相同。其他在本發(fā)明中作為控制對(duì)象的致動(dòng)器不限定于節(jié)氣門、點(diǎn)火裝置和燃料噴射裝置。 例如升程量可變機(jī)構(gòu)或配氣正時(shí)可變機(jī)構(gòu)(VVT)或外部EGR裝置也可以作為控制對(duì)象的致 動(dòng)器。在具備氣缸停止機(jī)構(gòu)或壓縮比可變機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)中，也可以將這些機(jī)構(gòu)作為控制對(duì) 象的致動(dòng)器。在具備帶電動(dòng)機(jī)輔助的渦輪增壓器(MAT)的發(fā)動(dòng)機(jī)中，可以將MAT作為控制 對(duì)象的致動(dòng)器使用。另外，通過交流發(fā)電機(jī)等、由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的輔機(jī)也能夠間接地控制發(fā)動(dòng) 機(jī)的輸出，因此也能夠?qū)⑦@些輔機(jī)作為致動(dòng)器使用。另外，本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行 各種變形來實(shí)施。例如，在實(shí)施方式6中說明的連接控制能夠與實(shí)施方式1至4的控制裝 置進(jìn)行組合。由此能夠?qū)崿F(xiàn)第9發(fā)明涉及的“切換單元”。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，該內(nèi)燃機(jī)通過一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器來控制動(dòng)作，該內(nèi)燃機(jī)的 控制裝置的特征在于，包括內(nèi)燃機(jī)要求值取得單元，該內(nèi)燃機(jī)要求值取得單元取得決定所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)作的一個(gè) 或多個(gè)預(yù)定物理量的要求值(以下稱為內(nèi)燃機(jī)要求值)；內(nèi)燃機(jī)信息取得單元，該內(nèi)燃機(jī)信息取得單元取得與所述內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)或 運(yùn)行條件相關(guān)的信息(以下稱為內(nèi)燃機(jī)信息)；致動(dòng)器要求值計(jì)算單元，該致動(dòng)器要求值計(jì)算單元包括內(nèi)燃機(jī)逆模型，該內(nèi)燃機(jī)逆模 型從所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)定物理量的各值中導(dǎo)出用于在所述內(nèi)燃機(jī)中實(shí)現(xiàn)它們的所述一個(gè) 或多個(gè)致動(dòng)器的各控制量，通過將各內(nèi)燃機(jī)要求值和內(nèi)燃機(jī)信息輸入所述內(nèi)燃機(jī)逆模型從 而計(jì)算出對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器分別要求的控制量(以下稱為致動(dòng)器要求值)；致動(dòng)器直接要求值取得單元，該致動(dòng)器直接要求值取得單元取得分別對(duì)所述一個(gè)或多 個(gè)致動(dòng)器直接要求的控制量(以下稱為致動(dòng)器直接要求值)；切換單元，該切換單元將所述一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器的控制在基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控 制和基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制之間切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，還包括切換指示單元，該切換指示單元根據(jù)內(nèi)燃機(jī)信息來選擇基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行 的控制、或者基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制，并指示所述切換單元切換到所選擇的控 制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述切換指示單元，在所取得的發(fā)動(dòng)機(jī)信息的可靠性低的情況下選擇基于致動(dòng)器直接 要求值進(jìn)行的控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述切換指示單元，在所述內(nèi)燃機(jī)逆模型的成立條件中不包括所述內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前的運(yùn) 行狀態(tài)和運(yùn)行條件的情況下，選擇基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，還包括內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值取得單元，該內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值取得單元取得由所述內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)的所 述1個(gè)或多個(gè)預(yù)定物理量的值(以下稱為內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值)，所述切換指示單元，在根據(jù)致動(dòng)器直接要求值控制所述多個(gè)致動(dòng)器時(shí)，對(duì)于所述一個(gè) 或多個(gè)預(yù)定物理量的各個(gè)在內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)要求值的偏差在容許范圍內(nèi)的情 況下，指示所述切換單元從基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制切換到基于致動(dòng)器要求值進(jìn) 行的控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值取得單元，根據(jù)由所述內(nèi)燃機(jī)信息取得單元取得的內(nèi)燃機(jī)信息來計(jì) 算內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值取得單元，包括從所述一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器的各控制量中導(dǎo)出通過它 們在所述內(nèi)燃機(jī)中實(shí)現(xiàn)的所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)定物理量的值的內(nèi)燃機(jī)模型，通過將各致動(dòng)器 直接要求值輸入所述內(nèi)燃機(jī)模型來計(jì)算內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至4中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述切換指示單元，在根據(jù)致動(dòng)器直接要求值控制所述一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器時(shí)，對(duì)于所 述多個(gè)致動(dòng)器的各個(gè)在致動(dòng)器要求值相對(duì)于致動(dòng)器直接要求值的偏差在容許范圍內(nèi)的情 況下，指示所述切換單元從基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制切換到基于致動(dòng)器要求值進(jìn) 行的控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至8中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述切換單元逐漸地進(jìn)行基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制和基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制的切換。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述控制裝置通過多個(gè)致動(dòng)器來控制動(dòng)作，所述切換單元構(gòu)成為，將所述多個(gè)致動(dòng)器的控制在基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制和基 于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制之間單獨(dú)地進(jìn)行切換，并且，所述控制裝置還包括切換指示單元，該切換指示單元根據(jù)內(nèi)燃機(jī)信息分別對(duì)所 述多個(gè)致動(dòng)器單獨(dú)選擇基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制、或者基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的 控制，并指示所述切換單元切換到所選擇的控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述切換指示單元，在對(duì)于所述多個(gè)致動(dòng)器的全部或一部分致動(dòng)器從基于致動(dòng)器直接 要求值進(jìn)行的控制切換到基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制的切換條件成立的情況下，指示所 述切換單元將成為切換對(duì)象的各致動(dòng)器的控制按照預(yù)先設(shè)定的切換順序依次切換到基于 致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，在所述切換順序中根據(jù)轉(zhuǎn)矩相對(duì)于控制量變化的響應(yīng)靈敏度的高低來決定各致動(dòng)器 的優(yōu)先次序。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述切換指示單元，在對(duì)于所述多個(gè)致動(dòng)器的全部或一部分致動(dòng)器從基于致動(dòng)器要求 值進(jìn)行的控制切換到基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制的切換條件成立的情況下，指示所 述切換單元將成為切換對(duì)象的各致動(dòng)器的控制按照預(yù)先設(shè)定的反切換順序依次切換到基 于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，在所述反切換順序中，根據(jù)轉(zhuǎn)矩控制能力的高低來決定各致動(dòng)器的優(yōu)先次序。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述切換指示單元，在預(yù)定的同時(shí)切換條件成立的情況下，指示所述切換單元將成為 切換對(duì)象的全部致動(dòng)器的控制一起同時(shí)切換。
16.根據(jù)權(quán)利要求10至15中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述切換單元逐漸地進(jìn)行基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制和基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制的切換。
17.根據(jù)權(quán)利要求10至16中的任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述致動(dòng)器要求值計(jì)算單元還包括修正單元，該修正單元在根據(jù)致動(dòng)器直接要求值控 制所述多個(gè)致動(dòng)器中的一部分的情況下，對(duì)于不是根據(jù)致動(dòng)器直接要求值控制的其余的致 動(dòng)器中的至少一個(gè)致動(dòng)器修正其致動(dòng)器要求值，使得所述多個(gè)致動(dòng)器的控制量間的關(guān)系不超過燃燒極限。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述修正單元基于致動(dòng)器直接要求值和實(shí)現(xiàn)優(yōu)先次序高的致動(dòng)器要求值對(duì)實(shí)現(xiàn)優(yōu)先 次序低的致動(dòng)器要求值進(jìn)行修正。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)定物理量中的一個(gè)是轉(zhuǎn)矩，在通過所述內(nèi)燃機(jī)要求值取得單元取得 的內(nèi)燃機(jī)要求值中包括轉(zhuǎn)矩要求值，所述多個(gè)致動(dòng)器中包括調(diào)整進(jìn)入空氣量的進(jìn)氣致動(dòng)器和調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)的點(diǎn)火致動(dòng)器，在所述內(nèi)燃機(jī)逆模型中設(shè)置有基于轉(zhuǎn)矩要求值計(jì)算對(duì)所述進(jìn)氣致動(dòng)器要求的進(jìn)氣致 動(dòng)器要求值的單元、基于內(nèi)燃機(jī)信息來推定通過所述進(jìn)氣致動(dòng)器的動(dòng)作能夠?qū)崿F(xiàn)的轉(zhuǎn)矩值 的單元、和計(jì)算對(duì)所述點(diǎn)火致動(dòng)器要求的點(diǎn)火致動(dòng)器要求值以補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩要求值與推定的轉(zhuǎn) 矩值的偏差的單元，所述切換指示單元，在對(duì)于所述進(jìn)氣致動(dòng)器和點(diǎn)火致動(dòng)器從基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn) 行的控制向基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制的切換條件成立的情況下，指示所述切換單元將 所述點(diǎn)火致動(dòng)器的控制從基于點(diǎn)火致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制向基于點(diǎn)火致動(dòng)器要求 值進(jìn)行的控制切換，并且基于點(diǎn)火致動(dòng)器要求值與點(diǎn)火正時(shí)能夠調(diào)整的范圍的關(guān)系來判定 能否通過調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)而實(shí)現(xiàn)根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求值與進(jìn)氣致動(dòng)器要求 值的偏差計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩偏差的補(bǔ)償，在判定為不能實(shí)現(xiàn)時(shí)，指示所述切換單元使所述進(jìn)氣 致動(dòng)器的控制逐漸地從基于進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制切換到基于進(jìn)氣致動(dòng)器要 求值進(jìn)行的控制。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述切換指示單元，在使所述進(jìn)氣致動(dòng)器的控制量從進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求值逐漸地向 進(jìn)氣致動(dòng)器要求值變化的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)基于調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)進(jìn)行的轉(zhuǎn)矩偏差的補(bǔ)償時(shí)，指 示所述切換單元迅速切換到基于進(jìn)氣致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述切換指示單元，在預(yù)定的早期切換條件成立的情況下，指示所述切換單元與將所 述點(diǎn)火致動(dòng)器的控制切換到基于點(diǎn)火致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制一并地將所述進(jìn)氣致動(dòng)器 的控制切換到基于進(jìn)氣致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制。
22.根據(jù)權(quán)利要求10所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)定物理量的一個(gè)是轉(zhuǎn)矩，在通過所述內(nèi)燃機(jī)要求值取得單元取得的 內(nèi)燃機(jī)要求值中包括轉(zhuǎn)矩要求值，所述多個(gè)致動(dòng)器中包括調(diào)整進(jìn)入空氣量的進(jìn)氣致動(dòng)器和調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)的點(diǎn)火致動(dòng)器，在所述內(nèi)燃機(jī)逆模型中設(shè)置有基于轉(zhuǎn)矩要求值計(jì)算對(duì)所述進(jìn)氣致動(dòng)器要求的進(jìn)氣致 動(dòng)器要求值的單元、基于內(nèi)燃機(jī)信息來推定通過所述進(jìn)氣致動(dòng)器的動(dòng)作能夠?qū)崿F(xiàn)的轉(zhuǎn)矩值 的單元、和計(jì)算對(duì)所述點(diǎn)火致動(dòng)器要求的點(diǎn)火致動(dòng)器要求值以便補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩要求值與推定的 轉(zhuǎn)矩值的偏差的單元，所述切換指示單元，在對(duì)于所述進(jìn)氣致動(dòng)器和點(diǎn)火致動(dòng)器從基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制向基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制的切換條件成立的情況下，指示所述切換單元將 所述進(jìn)氣致動(dòng)器的控制從基于進(jìn)氣致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制切換到基于進(jìn)氣致動(dòng)器直接 要求值進(jìn)行的控制，然后，指示所述切換單元將所述點(diǎn)火致動(dòng)器的控制從基于點(diǎn)火致動(dòng)器 要求值進(jìn)行的控制切換到基于點(diǎn)火致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述切換指示單元，在所述進(jìn)氣致動(dòng)器的控制從基于進(jìn)氣致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制切 換到基于進(jìn)氣致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制后，如果所述進(jìn)氣致動(dòng)器的實(shí)現(xiàn)值與進(jìn)氣致動(dòng) 器要求值之差在容許范圍內(nèi)，則指示所述切換單元將所述點(diǎn)火致動(dòng)器的控制從基于點(diǎn)火致 動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制切換到基于點(diǎn)火致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述切換指示單元，在預(yù)定的早期切換條件成立的情況下，指示所述切換單元與將所 述進(jìn)氣致動(dòng)器的控制切換到基于進(jìn)氣致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制一并地將所述點(diǎn)火致動(dòng)器 的控制切換到基于點(diǎn)火致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，能夠補(bǔ)償所謂的轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求控制中的弱點(diǎn)，使各致動(dòng)器的控制量正確地反應(yīng)與內(nèi)燃機(jī)的性能相關(guān)的要求。將轉(zhuǎn)矩、效率以及空燃比的各要求值和內(nèi)燃機(jī)信息輸入內(nèi)燃機(jī)逆模型(30)，用內(nèi)燃機(jī)逆模型(30)計(jì)算出用于實(shí)現(xiàn)上述要求值的致動(dòng)器要求值。另外，也取得分別對(duì)致動(dòng)器(2、4、6)直接要求的致動(dòng)器直接要求值。致動(dòng)器(2、4、6)的控制能夠在基于致動(dòng)器要求值進(jìn)行的控制與基于致動(dòng)器直接要求值進(jìn)行的控制之間進(jìn)行切換。
文檔編號(hào)F02D41/04GK102124201SQ20098013187
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2009年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月26日
發(fā)明者仲田勇人, 副島慎一, 加藤直人, 大冢郁, 河井圭助, 田中宏幸 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社