專利名稱：內(nèi)燃機的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及按照控制量的目標值對內(nèi)燃機進行控制的控制裝置，具體而言，涉及能夠在確定控制量的目標值時將與內(nèi)燃機的性能相關(guān)的各種要求反映于目標值的控制裝置。
背景技術(shù)：
對于汽車用的內(nèi)燃機，例如對駕駛性能、廢氣性能、燃料消耗率這樣的各種性能有要求。在內(nèi)燃機的控制裝置中，與上述各種性能相關(guān)的要求被從控制車輛整體的控制裝置輸出，內(nèi)燃機的控制裝置為了滿足這些要求而對內(nèi)燃機的控制量進行控制。但是，在實際中難以同時完全實現(xiàn)全部的要求，需要進行研究設(shè)計以使得各種要求順利地反映于內(nèi)燃機的控制量。在日本特開2009-162199號公報中，公開了這樣的研究設(shè)計的一例。該公報所述的內(nèi)燃機的控制裝置通過協(xié)調(diào)要求這樣的處理，使各種要求反映于內(nèi)燃機的控制量。在協(xié)調(diào)要求時，首先利用規(guī)定的物理量來表現(xiàn)各要求。這里所用的物理量是被用作內(nèi)燃機的控制量的物理量。例如其中包含扭矩、效率、空燃比。所謂效率是指實際輸出的扭矩與內(nèi)燃機能夠潛在輸出的扭矩的比例。接著，收集以相同物理量表現(xiàn)的要求的值，根據(jù)收集到的多個要求值并按照規(guī)定的計算規(guī)則來確定1個值。該確定步驟被稱為“協(xié)調(diào)”?！皡f(xié)調(diào)要求”的前提為成為協(xié)調(diào)對象的要求全部以相同的物理量、更準確來說以被用作控制量的物理量來表現(xiàn)。因此，需要以控制量的要求值這樣的形式來表現(xiàn)從車輛的控制裝置輸出給內(nèi)燃機的控制裝置的所有要求。但是，也要考慮到根據(jù)要求的種類、內(nèi)容的不同，取特定的控制量的要求值這樣的形式未必妥當(dāng)。在該情況下，有可能無法將要求適當(dāng)?shù)胤从秤诳刂屏康哪繕酥怠Ａ硗?，在與內(nèi)燃機的性能相關(guān)的要求中，也包含用控制量的時間積分值而非控制量的瞬時值來表現(xiàn)才妥當(dāng)?shù)囊?。其代表例有冷起動時的廢氣性能相關(guān)的要求。由于冷起動時的廢氣性能由催化劑的活性狀態(tài)決定，所以作為反映其要求的控制量，可以利用廢氣溫度或者與其有關(guān)的效率。但是，左右催化劑的活性狀態(tài)的是廢氣溫度的時間積分值，在各個時刻的廢氣溫度下催化劑的活性狀態(tài)不會發(fā)生大幅變化。因此，針對冷起動時的廢氣性能，如果可能，希望利用廢氣溫度的時間積分值作為控制量的要求值。但是，在實際的控制中控制裝置能夠協(xié)調(diào)的只不過是控制量的瞬時值。即使控制量的時間積分值作為要求被輸出，也無法將其與其他要求進行協(xié)調(diào)。因此，在進行“協(xié)調(diào)要求”的情況下，即使用時間積分值表現(xiàn)的是妥當(dāng)內(nèi)容的要求，最終也只能以控制量的瞬時值的形式來輸出要求。其結(jié)果，盡管是應(yīng)該被優(yōu)先的要求，但在利用瞬時值進行比較的協(xié)調(diào)中，優(yōu)先等級也有可能會低于其他的要求，從而無法完全反映在最終的協(xié)調(diào)值、即控制量的目標值中。反之，盡管是優(yōu)先度較低的要求，但在利用瞬時值進行比較的協(xié)調(diào)中，優(yōu)先等級也有可能變得過高，從而妨礙其他應(yīng)該被優(yōu)先的要求被反映在控制量的目標值中。為了適當(dāng)?shù)乜刂苾?nèi)燃機，除了與控制量的瞬時值有關(guān)的要求以外，對于與控制量的時間積分值有關(guān)的要求，也需要適當(dāng)?shù)胤从吃诳刂屏康哪繕酥抵小?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的。并且，其目的在于提供一種內(nèi)燃機的控制裝置， 能夠?qū)⑴c內(nèi)燃機的性能相關(guān)的各種要求、尤其是與控制量的瞬時值相比與控制量的時間積分值關(guān)系更緊密的要求適當(dāng)?shù)胤从吃诳刂屏康哪繕酥抵?，并且無需以控制量的要求值的形式來表現(xiàn)這些要求。在這樣的目的下，根據(jù)本發(fā)明的1個方式，內(nèi)燃機的控制裝置取得與內(nèi)燃機的性能相關(guān)的各種要求，并根據(jù)每個要求的內(nèi)容來設(shè)定控制量的值的限制范圍。此時，針對與控制量的瞬時值相比與控制量的時間積分值關(guān)系更加密切的特定要求，使所設(shè)定的限制范圍隨時間而變化。接著，控制裝置根據(jù)按照每個要求而設(shè)定的各限制范圍之間的重疊來確定最終限制范圍，并在該最終限制范圍中確定控制量的目標值。根據(jù)上述的方式，與內(nèi)燃機的性能相關(guān)的各種要求被變換成控制量的值的限制范圍這樣的形式，并通過基于該限制范圍的限制反映在控制量的目標值中。因此，無需預(yù)先以控制量的要求值這樣的形式來表現(xiàn)各要求。另外，針對上述的特定要求，由于限制范圍被強制地隨時間而變化，所以與以時間積分值來考慮的情況下的要求的優(yōu)先度相比，限制范圍持續(xù)地過于嚴格，或者反之持續(xù)地過于緩和的情況被抑制。因此，除了與控制量的瞬時值有關(guān)的要求之外，能夠?qū)c控制量的時間積分值有關(guān)的要求在內(nèi)的全部要求適當(dāng)?shù)胤从秤诳刂屏康哪繕酥?。在上述的方式中，作為針對上述特定要求使限制范圍隨時間變化的方法，可以采用使規(guī)定限制范圍的限制等級隨時間變化的方法。作為該具體的方法，特別優(yōu)選采用下面記載的8種方法。優(yōu)選方法1 利用隨機數(shù)來確定限制等級，使限制范圍在按照每個限制等級而預(yù)先設(shè)定的保持時間的期間內(nèi)保持在所確定的限制等級。優(yōu)選方法2 利用隨機數(shù)來確定限制等級，并且根據(jù)所確定的限制等級和控制量的輸出值的時間積分值來確定保持時間，使限制范圍在所確定的保持時間的期間內(nèi)保持在所確定的限制等級。優(yōu)選方法3 根據(jù)對應(yīng)于限制等級而設(shè)定的評價指數(shù)的時間積分值來使限制等級發(fā)生變化。優(yōu)選方法4 根據(jù)控制量的輸出值的時間積分值來使限制等級發(fā)生變化。優(yōu)選方法5 根據(jù)限制等級和該限制等級的保持時間的各履歷，來確定下次的限制等級和該限制等級的保持時間。優(yōu)選方法6:根據(jù)控制量的輸出值的時間積分值，來確定下次的限制等級和該限制等級的保持時間。優(yōu)選方法7 根據(jù)限制等級和該限制等級的保持時間的各履歷以及控制量的輸出值的時間積分值，來確定下次的限制等級和該限制等級的保持時間。優(yōu)選方法8 按照預(yù)先準備的時間表來使限制等級發(fā)生變化。優(yōu)選方法9:根據(jù)內(nèi)燃機的控制狀態(tài)來更新限制等級的時間表，并按照該時間表來使限制等級發(fā)生變化。以上的9個方法只不過是特別例示了優(yōu)選方法，并不代表將其他的方法排除在本發(fā)明的范圍外。另外，在使限制等級隨時間而變化的情況下，可以使限制等級在被離散設(shè)定的多個候補限制等級之間變化，也可以使限制等級在被連續(xù)設(shè)定的限制等級范圍中變化。另外，也可以在使限制范圍隨時間而變化的基礎(chǔ)上，設(shè)置成為基準的限制范圍。例如，可以以最嚴格的限制范圍為基準。該情況下，使限制范圍向緩和方向隨時間而變化即可。反之，也可以以最緩和的限制范圍為基準，使限制范圍向嚴格的一側(cè)隨時間而變化。


圖1是表示本發(fā)明實施方式1的內(nèi)燃機的控制裝置的構(gòu)成的框圖。圖2是用于說明本發(fā)明實施方式1采用的限制范圍的確定方法的圖。圖3是用于說明本發(fā)明實施方式8采用的限制范圍的確定方法的圖。圖4是用于說明本發(fā)明實施方式9采用的限制范圍的確定方法的圖。
具體實施例方式實施方式1.參照圖1和圖2對本發(fā)明的實施方式1進行說明。本發(fā)明的實施方式1的控制裝置是適用于汽車用的內(nèi)燃機(以下稱為“發(fā)動機”) 的發(fā)動機控制裝置。對適用的發(fā)動機的種類沒有限定，能夠適用于火花點火式發(fā)動機、壓縮點火式發(fā)動機、4沖程發(fā)動機、2沖程發(fā)動機、往復(fù)式發(fā)動機、轉(zhuǎn)子發(fā)動機、單缸發(fā)動機、多缸發(fā)動機等各種發(fā)動機。本實施方式的發(fā)動機控制裝置按照發(fā)動機控制量的目標值，對上述發(fā)動機所具備的1個以上的致動器、例如節(jié)氣門、點火裝置或者噴射器進行控制。圖1是表示本實施方式的發(fā)動機控制裝置的構(gòu)成的框圖。在發(fā)動機控制裝置中， 從對車輛整體進行控制的車輛控制裝置供給發(fā)動機的控制量的要求值。該要求值是利用發(fā)動機的控制量來對駕駛性能、廢氣性能、燃料消耗率之類的與發(fā)動機性能相關(guān)的各種要求中的任意1個加以表現(xiàn)的值。與發(fā)動機的性能相關(guān)的其他多個要求也從對車輛整體進行控制的車輛控制裝置供給至發(fā)動機控制裝置。在上述其他多個要求中，包含與控制量的瞬時值相比與控制量的時間積分值關(guān)系更密切的要求。作為其具體例，可以舉出冷起動時廢氣性能相關(guān)的要求。發(fā)動機控制裝置以被供給的控制量的要求值為基礎(chǔ)來確定控制量的目標值。并且，按照所確定的目標值對與該控制量相關(guān)的各種致動器進行操作，并經(jīng)由這些操作來控制該控制量的輸出值。在根據(jù)控制量的要求值來確定目標值的過程中參考與控制量的要求值一起被供給至發(fā)動機控制裝置的與發(fā)動機的性能相關(guān)的各種要求。這些要求如圖1所示那樣，被變換成以上限值和下限值規(guī)定的控制量的值的限制范圍這樣的形式，并通過基于該限制范圍的限制被反映在控制量的目標值中。此處應(yīng)該注意，盡管供給了多個要求，但是被用于確定目標值的限制范圍只有1個。這表示在該1個限制范圍內(nèi)反映了全部的要求。下面詳細說明根據(jù)與發(fā)動機的性能相關(guān)的各種要求來確定控制量的值的限制范圍的方法。圖2是用于說明本實施方式中采用的限制范圍的確定方法的圖。該圖2中的圖表的縱軸是控制量的值，橫軸是時間。在該圖表中，描繪了表示控制量的值的限制范圍A、B的上限的線。限制范圍A、B是根據(jù)種類彼此不同的要求變換而得到的。換句話說，根據(jù)1個要求得到1個限制范圍。這里，限制范圍A是根據(jù)要求A變換而得到的，限制范圍B是根據(jù)要求B變換而得到的。另外，限制范圍A、B分別存在有下限，而這里省略了圖示。要求A和要求B的內(nèi)容存在差異。一方的要求B是其內(nèi)容與控制量的瞬時值有關(guān)的要求。因此，對于根據(jù)要求B變換得到的限制范圍B來說，只要要求B的內(nèi)容自身沒有變化，則與時間無關(guān)地成為固定的范圍。也就是說，如圖表中較粗的虛線所示那樣，對限制范圍B進行規(guī)定的限制等級(這里是上限)與時間無關(guān)地保持為固定值。另一方的要求A是其內(nèi)容與控制量的瞬時值相比與控制量的時間積分值關(guān)系更密切的要求。根據(jù)要求A變換而得的限制范圍A，如圖表中以較粗的實線所示那樣，隨著時間而變化。更具體來講，對限制范圍A進行規(guī)定的限制等級在被離散設(shè)定的3個等級之間隨時間而變化。在上述的3個限制等級中成為基準的是要求最嚴格的等級1，并且限制范圍 A按照等級2、等級3的順序逐漸緩和。也就是說，等級1、2、3示出了限制范圍A的緩和等級。以下將上述的等級1、2、3特別稱為“緩和等級”。要求最嚴格的緩和等級1例如相當(dāng)于以控制量的瞬時值來表現(xiàn)要求A時的限制等級。圖2的圖表中較細的實線所示的是控制量的目標值。利用限制范圍A的上限和限制范圍B的上限中更嚴格的上限而再次規(guī)定的限制范圍是最終限制范圍，通過該最終限制范圍對控制量的要求值進行了限制后的值被設(shè)定為控制量的目標值。這樣，與發(fā)動機的性能相關(guān)的各種要求被變換成嚴格或緩和各不相同的多個限制范圍，通過基于最終限制范圍的限制而被反映在目標值的設(shè)定中，其中，該最終限制范圍由這些限制范圍的重疊而確定。 因此，無需預(yù)先以控制量的要求值這樣的形式來表現(xiàn)各要求。并且，根據(jù)圖2的圖表可知，針對與控制量的時間積分值有關(guān)的要求A，限制范圍A 不固定而是隨著時間發(fā)生變化，因此與以時間積分值來考慮了的情況下的要求A的優(yōu)先度相比，限制范圍A持續(xù)地過于嚴格，或者相反地持續(xù)地過于緩和的情況被抑制。因此，不會發(fā)生僅通過限制范圍A來限制控制量的目標值，或者僅通過限制范圍B來限制控制量的目標值的情況。也就是說，根據(jù)本實施方式中采用的限制范圍的確定方法，無論對于與控制量的瞬時值有關(guān)的要求B，還是對于與控制量的時間積分值有關(guān)的要求A，都能夠適當(dāng)?shù)胤从秤诳刂屏康哪繕酥?。接著，說明使限制范圍A的緩和等級隨時間而變化的方法。在本實施方式中，利用隨機數(shù)來確定緩和等級。具體而言，產(chǎn)生取值為1、2或者3 的值的隨機數(shù)，利用出現(xiàn)的數(shù)值η來確定緩和等級η。例如，在產(chǎn)生隨機數(shù)并出現(xiàn)“2”的情況下，即η = 2的情況下，緩和等級η被確定為緩和等級2。對各緩和等級η，分別設(shè)定緩和時間tqn。在到經(jīng)過了緩和時間tqn為止的期間，限制范圍A被保持在所確定的緩和等級η。在圖2所示的例子中，緩和等級3的緩和時間tq3 被設(shè)定得最長，緩和等級1的緩和時間tQl被設(shè)定得次長，緩和等級2的緩和時間tq2被設(shè)定得最短。各緩和時間討”切”切“皮設(shè)為固定值。下次的緩和等級IV1的確定在下次變更時間點到來之前的期間內(nèi)進行。若將本次的向緩和等級nk的變更被進行的時間點設(shè)為 tk,n，將下次的向緩和等級Iv1的變更被進行的時間點設(shè)為tk+1,n，則兩者的關(guān)系如下式所示。[數(shù)式1]tk+1,n= tk,n+tqn
根據(jù)在本實施方式所取的方法，能夠?qū)l(fā)動機控制裝置的運算負荷控制地非常低，并且使限制范圍A的緩和等級隨時間而變化。另外，在圖2所示的例子中，緩和等級是3個，但是也可以設(shè)定更多級的緩和等級。 根據(jù)本發(fā)明的觀點，緩和等級有多個即可，因此僅設(shè)置緩和等級1和緩和等級2的情況也被允許。根據(jù)要求的種類的不同，緩和等級的級數(shù)也可以不同。實施方式2.接著，對本發(fā)明的實施方式2進行說明。本發(fā)明的實施方式2的發(fā)動機控制裝置與實施方式1同樣，能夠由圖1所示的框圖來表示其構(gòu)成。本實施方式和實施方式1的不同之處在于使限制范圍A的緩和等級隨時間而變化的方法。限制范圍A是根據(jù)與控制量的瞬時值相比與控制量的時間積分值關(guān)系更加密切的要求變換得到的限制范圍。上述情況在后述的其他實施方式中也一樣，對于所有的實施方式，其特征都在于是使限制范圍A的緩和等級隨時間而變化的方法。在本實施方式中，與實施方式1相同，由取值為1、2或者3的值的隨機數(shù)來確定限制范圍A的緩和等級。并且，根據(jù)所確定的緩和等級η和控制量的輸出值y(t)的時間積分值來確定緩和時間tq。也就是說，在本實施方式中，如下式所示那樣，緩和時間tq被表示為控制量的輸出值y (t)的時間積分值和緩和等級η的函數(shù)。[數(shù)式2]tq = f ( / y(t)dt, η)根據(jù)在本實施方式中所取的方法，根據(jù)與要求A相關(guān)的控制量的時間積分值來確定限制范圍A的緩和狀態(tài)，因此能夠精確地進行限制范圍A的緩和。實施方式3.接著，對本發(fā)明的實施方式3進行說明。在本實施方式中，如下式所示那樣，根據(jù)按照每個緩和等級而設(shè)定的評價指數(shù) c (t)的時間積分值來使緩和等級η變化。下標k表示緩和等級η的變更次數(shù)。[數(shù)式3]nk+1 = f ( / c (t) dt)對于評價指數(shù)c(t)的設(shè)定沒有特別的限定，例如可以在緩和等級為1時設(shè)定常數(shù) Cl，在緩和等級為2時設(shè)定常數(shù)c2，在緩和等級為3時設(shè)定常數(shù)c3。上式中的函數(shù)f是如下的函數(shù)，即、在評價指數(shù)c(t)的時間積分值每次超過規(guī)定的閾值時，或者每次小于規(guī)定的閾值時，其輸出、即緩和等級η的值在1、2、3之間變化。根據(jù)在本實施方式中所取的方法，根據(jù)限制范圍A的過去的緩和狀態(tài)來確定之后的緩和狀態(tài)，因此能夠精確地進行限制范圍A的緩和。實施方式4.接著，對本發(fā)明的實施方式4進行說明。在本實施方式中，如下式所示那樣，根據(jù)控制量的輸出值y(t)的時間積分值來使緩和等級η發(fā)生變化。下標k表示緩和等級η的變更次數(shù)。[數(shù)式4]nk+1 = f ( / y(t) dt)上式中的函數(shù)f是如下的函數(shù)，S卩、在控制量的輸出值y(t)的時間積分值每次超過規(guī)定的閾值時，或者每次小于規(guī)定的閾值時，其輸出、即緩和等級η的值在1、2、3之間變化。根據(jù)在本實施方式中所取的方法，與和要求A相關(guān)的控制量的時間積分值聯(lián)動地自動確定限制范圍A的緩和狀態(tài)，因此能夠精確地進行限制范圍A的緩和。實施方式5.接著，對本發(fā)明的實施方式5進行說明。在本實施方式中，如下式所示那樣，將下次的緩和等級IV1和下次的變更時間點 tk+1,n確定為本次和過去的緩和等級以及變更時間點的函數(shù)。在下式中，tk,n.tk_ljn, . . .、tm, 是本次和過去的變更時間點，I^rv1, . . .、nm是本次和過去的變更時間點。下次的變更時間點tk+1,n和本次的變更時間點tk,n之間的差值是與下次的緩和等級nk+1對應(yīng)的緩和時間。[數(shù)式5][tk+1,n，nk+1] = f (tk,n，Vljn,…，tm,n，nk, nk_i; nm)根據(jù)在本實施方式中所取的方法，根據(jù)緩和等級和緩和時間的各履歷來確定下次的緩和等級和緩和時間，因此能夠精確地進行限制范圍A的緩和。實施方式6.接著，對本發(fā)明的實施方式6進行說明。在本實施方式中，如下式所示那樣，將下次的緩和等級IV1和下次的變更時間點 tk+1,n確定為控制量的輸出值y(t)的時間積分值的函數(shù)。下次的變更時間點tk+1,n和本次的變更時間點tk,n之間的差值是與下次的緩和等級nk+1對應(yīng)的緩和時間。[數(shù)式6][tk+1,n, nk+1] = f( / y(t)dt)根據(jù)在本實施方式中所取的方法，與控制量的過去的變動狀態(tài)聯(lián)動地確定下次的緩和等級和緩和時間，因此能夠精確地進行限制范圍A的緩和。實施方式7.接著，對本發(fā)明的實施方式7進行說明。在本實施方式中，如下式所示那樣，將下次的緩和等級IV1和下次的變更時間點 tk+1,n確定為本次以及過去的緩和等級以及變更時間點、和控制量的輸出值y(t)的時間積分值的函數(shù)。下次的變更時間點tk+1,n和本次的變更時間點tk,n之間的差值是與下次的緩和等級對應(yīng)的緩和時間。[數(shù)式7][tk+ljn, nk+1] = f (tk>n, Vljn,…，tm,n，nk，Πη，…，nm，/ y (t) dt)根據(jù)在本實施方式中所取的方法，根據(jù)限制范圍A的過去的緩和狀態(tài)和控制量的過去的變動狀態(tài)來確定下次的緩和等級和緩和時間，因此能夠精確地進行限制范圍A的緩禾口。實施方式8.接著，參照圖3對本發(fā)明的實施方式8進行說明。在本實施方式中，限制范圍A的緩和等級不是從被離散設(shè)定的多個緩和等級中選擇，而是如圖3所示那樣從具有連續(xù)分布的緩和等級范圍中選擇。緩和等級范圍是有限的區(qū)域，其設(shè)定在比規(guī)定的緩和基準等級緩和的一側(cè)。緩和基準等級相當(dāng)于以控制量的瞬時值來表現(xiàn)要求A時的最嚴格的限制等級。在本實施方式中，與實施方式1相同，隨機數(shù)被用于緩和等級的確定。但是，在本實施方式中所用的隨機數(shù)是從0到1的范圍的均勻隨機數(shù)， 在該范圍內(nèi)的各值中選出緩和等級。另外，與實施方式相同，對于各緩和等級分別設(shè)定了緩和時間。由于緩和等級是連續(xù)的，所以緩和時間也呈連續(xù)分布。在到經(jīng)過了緩和時間為止的期間，限制范圍A被保持在所確定的緩和等級。并且，如果經(jīng)過了緩和時間，則當(dāng)從本次的緩和等級向下次的緩和等級變更時，緩和時間被再次設(shè)定。另外，在本實施方式中，利用實施方式1的方法使限制范圍A的緩和等級隨時間變化。但是，作為使本實施方式那樣的連續(xù)的緩和等級隨時間變化的方法，也可以利用實施方式2-7的各方法。也就是說，也可以如實施方式2那樣，利用隨機數(shù)來確定緩和等級，并且根據(jù)所確定的緩和等級和控制量的輸出值的時間積分值來確定緩和時間，使限制范圍A在所確定的緩和時間內(nèi)保持在所確定的緩和等級。另外，也可以如實施方式3那樣，根據(jù)評價指數(shù)的時間積分值來使緩和等級發(fā)生變化。另外，也可以如實施方式4那樣，根據(jù)控制量的輸出值的時間積分值來使緩和等級發(fā)生變化。并且，也可以如實施方式5那樣，根據(jù)緩和等級和緩和時間的各履歷來確定下次的緩和等級和緩和時間。并且，也可以如實施方式6那樣，根據(jù)控制量的輸出值的時間積分值來確定下次的緩和等級和緩和時間。并且，也可以如實施方式7那樣，根據(jù)緩和等級和緩和時間的各履歷以及控制量的輸出值的時間積分值來確定下次的緩和等級以及緩和時間。實施方式9.接著，參照圖4對本發(fā)明的實施方式9進行說明。本實施方式的特征在于，不是每次都計算限制范圍A的緩和等級或緩和時間，而是如圖4所示那樣按照預(yù)先準備的時間表來使限制范圍A的緩和等級隨時間連續(xù)地變化。 具體而言，預(yù)先確定取值為連續(xù)值且僅依賴于時間的調(diào)度系數(shù)P(t)，通過將其與規(guī)定的緩和基準等級相乘來確定限制范圍A的緩和等級。根據(jù)在本實施方式中所取的方法，能夠?qū)l(fā)動機控制裝置的運算負荷控制得非常低，并且使限制范圍A隨時間連續(xù)地變化。實施方式10.接著，對本發(fā)明的實施方式10進行說明。在本實施方式中，與實施方式9同樣，按照預(yù)先準備的時間表來使限制范圍A的緩和等級隨時間連續(xù)地變化。但是，時間表不是固定的，而是根據(jù)發(fā)動機的控制狀態(tài)而更新的。因此，在本實施方式中，使用依賴于發(fā)動機的控制狀態(tài)X(t)的調(diào)度系數(shù)P(x(t))。這里所說的控制狀態(tài)x(t)是包含控制量的輸出值y(t)在內(nèi)的概念。該調(diào)度系數(shù)P(x(t))被與規(guī)定的緩和基準等級相乘，由此來確定限制范圍A的緩和等級。根據(jù)在本實施方式中所取的方法，根據(jù)發(fā)動機的控制狀態(tài)來確定限制范圍A的緩和狀態(tài)，因此能夠精確地進行限制范圍A的緩和。其他.以上對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但是本發(fā)明不限于上述實施方式，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍可以進行各種變形來實施。例如，在上述各實施方式中，將以控制量的瞬時值來表現(xiàn)要求A時的最嚴格的限制范圍作為基準，使限制范圍A向緩和方向隨時間變化。但是也可以與其相反地，將根據(jù)要求A的內(nèi)容而被允許的最緩和的限制范圍作為基準， 使限制范圍A向嚴格的一側(cè)隨時間變化。 另外，在上述各實施方式中，為了明確本發(fā)明的特征點，將被變換成限制范圍的要求限定為要求A和要求B這2個進行了說明。但是，在本發(fā)明中，被變換成限制范圍的要求的數(shù)量不限于2個。可以取得與發(fā)動機的性能相關(guān)的3個以上的要求，基于根據(jù)各要求變換而得的3個以上的限制范圍的重疊來確定最終限制范圍。另外，在取得的要求中，可以包含多個與控制量的時間積分值有關(guān)的要求。另外，取得的要求可以全部是與控制量的時間積分值有關(guān)的要求。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機的控制裝置，按照控制量的目標值來對內(nèi)燃機進行控制，其特征在于，該內(nèi)燃機的控制裝置具備限制范圍設(shè)定單元，其取得與上述內(nèi)燃機的性能相關(guān)的各種要求，并根據(jù)各個要求的內(nèi)容來設(shè)定上述控制量的值的限制范圍；最終限制范圍確定單元，其根據(jù)按照每個要求而設(shè)定的各限制范圍之間的重疊來確定最終限制范圍；和目標值確定單元，其在上述最終限制范圍中確定上述控制量的目標值，上述限制范圍設(shè)定單元包含限制范圍變更單元，該限制范圍變更單元針對與上述控制量的瞬時值相比與上述控制量的時間積分值關(guān)系更密切的特定要求，使所設(shè)定的限制范圍隨時間而變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其特征在于，上述限制范圍變更單元使對限制范圍進行規(guī)定的限制等級隨時間而變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其特征在于，上述限制范圍變更單元利用隨機數(shù)來確定限制等級，使限制范圍在按照每個限制等級而預(yù)先設(shè)定的保持時間的期間內(nèi)保持在所確定的限制等級。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其特征在于，上述限制范圍變更單元利用隨機數(shù)來確定限制等級，并且根據(jù)所確定的限制等級和上述控制量的輸出值的時間積分值來確定保持時間，使限制范圍在所確定的保持時間的期間內(nèi)保持在所確定的限制等級。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其特征在于，上述限制范圍變更單元根據(jù)對應(yīng)于限制等級而設(shè)定的評價指數(shù)的時間積分值來使限制等級發(fā)生變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其特征在于，上述限制范圍變更單元根據(jù)上述控制量的輸出值的時間積分值來使限制等級發(fā)生變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其特征在于，上述限制范圍變更單元根據(jù)限制等級和該限制等級的保持時間的各履歷，來確定下次的限制等級和該限制等級的保持時間。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其特征在于，上述限制范圍變更單元根據(jù)上述控制量的輸出值的時間積分值，來確定下次的限制等級和該限制等級的保持時間。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其特征在于，上述限制范圍變更單元根據(jù)限制等級和該限制等級的保持時間的各履歷以及上述控制量的輸出值的時間積分值，來確定下次的限制等級和該限制等級的保持時間。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其特征在于，上述限制范圍變更單元按照預(yù)先準備的時間表來使限制等級發(fā)生變化。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其特征在于，上述限制范圍變更單元根據(jù)上述內(nèi)燃機的控制狀態(tài)來更新限制等級的時間表，并按照該時間表來使限制等級發(fā)生變化。頁
12.根據(jù)權(quán)利要求2 11中的任意1項所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其特征在于， 上述限制范圍變更單元使限制等級在被離散設(shè)定的多個候補限制等級之間變化。
13.根據(jù)權(quán)利要求2 11中的任意1項所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其特征在于， 上述限制范圍變更單元使限制等級在被連續(xù)設(shè)定的限制等級范圍中變化。
14.根據(jù)權(quán)利要求1 13中的任意1項所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其特征在于， 上述限制范圍變更單元以根據(jù)上述特定要求的內(nèi)容而確定的最嚴格的限制范圍為基準，使限制范圍隨時間而緩和。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種能夠?qū)⑴c內(nèi)燃機的性能相關(guān)的各種要求、特別是與控制量的瞬時值相比與控制量的時間積分值關(guān)系更密切的要求適當(dāng)?shù)胤从秤诳刂屏康哪繕酥?，并且無需以控制量的要求值這樣的形式來表現(xiàn)這些要求的內(nèi)燃機的控制裝置。內(nèi)燃機的控制裝置取得與內(nèi)燃機的性能相關(guān)的各種要求，根據(jù)每個要求的內(nèi)容來設(shè)定控制量的值的限制范圍。此時，針對與控制量的瞬時值相比與控制量的時間積分值關(guān)系更密切的特定要求，使所設(shè)定的限制范圍隨時間變化。接著，控制裝置根據(jù)按照每個要求而設(shè)定的各限制范圍之間的重疊來確定最終限制范圍，并在該最終限制范圍中確定控制量的目標值。
文檔編號F02D45/00GK102472197SQ20108003411
公開日2012年5月23日 申請日期2010年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月25日
發(fā)明者上田廣一, 佐多宏太, 岡崎俊太郎, 副島慎一, 吉嵜聰, 大井康廣 申請人:豐田自動車株式會社