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)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，詳細(xì)而言，涉及一種將如轉(zhuǎn)矩、效率或空燃比這種特定的物理量用作內(nèi)燃機(jī)的控制量，并通過一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行元件的操作而對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制的控制裝置。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)的控制通過一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行元件的操作而達(dá)成。例如，如果為火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的控制，則對(duì)節(jié)氣門、點(diǎn)火裝置、燃料供給裝置等的執(zhí)行元件進(jìn)行操作。這些多個(gè)執(zhí)行元件的操作量，可以按照每一個(gè)執(zhí)行元件個(gè)別地決定。但是，如果使用如日本特開平 10-325348號(hào)公報(bào)中所公開的這種轉(zhuǎn)矩需求控制，則能夠通過多個(gè)執(zhí)行元件的協(xié)調(diào)控制而提高轉(zhuǎn)矩的控制精度。轉(zhuǎn)矩需求控制為，將轉(zhuǎn)矩用作內(nèi)燃機(jī)的控制量，且以實(shí)現(xiàn)其要求值的方式而決定各個(gè)執(zhí)行元件的操作量的一種反饋控制。為了執(zhí)行轉(zhuǎn)矩需求控制，需要用于從轉(zhuǎn)矩要求值導(dǎo)出各個(gè)執(zhí)行元件的操作量的模型、詳細(xì)而言為內(nèi)燃機(jī)的反模型。內(nèi)燃機(jī)反模型可以由圖表或函數(shù)或他們的組合而構(gòu)成。在日本特開平10-325348號(hào)公報(bào)中，公開了一種能夠在內(nèi)燃機(jī)的怠速時(shí)和非怠速時(shí)使用共通的模型(在上述公報(bào)中表現(xiàn)為控制目標(biāo)量計(jì)算單元)而實(shí)施轉(zhuǎn)矩需求控制的技術(shù)。然而，內(nèi)燃機(jī)中的各個(gè)執(zhí)行元件的操作量與作為控制量的轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和運(yùn)轉(zhuǎn)條件而變化。因此，為了準(zhǔn)確地計(jì)算出用于實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩要求值的各個(gè)執(zhí)行元件的操作量，需要運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和運(yùn)轉(zhuǎn)條件來作為信息。但是，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)被置于的狀況，會(huì)存在無法得到所需信息的情況。例如，雖然能夠使用節(jié)氣門開度和空氣流量傳感器的輸出值來計(jì)算被吸入汽缸內(nèi)的空氣量，但是由于在啟動(dòng)時(shí)吸氣管內(nèi)已經(jīng)存在空氣，因此難以計(jì)算出準(zhǔn)確的吸入空氣量。當(dāng)轉(zhuǎn)矩需求控制中所使用的內(nèi)燃機(jī)信息的可靠性較低時(shí)，無法準(zhǔn)確地操作各個(gè)執(zhí)行元件，從而無法確保轉(zhuǎn)矩的控制精度。作為用于應(yīng)對(duì)這種狀況的一個(gè)方案而考慮到了如下方法，即，對(duì)每個(gè)執(zhí)行元件直接指示操作量，以取代根據(jù)轉(zhuǎn)矩要求值來決定各個(gè)執(zhí)行元件的操作量。如果能夠直接指示執(zhí)行元件的操作量，則即使在內(nèi)燃機(jī)信息的可靠性較低的情況下，也至少可防止如意圖之外的執(zhí)行元件的操作被實(shí)施的情況。此外，設(shè)定能夠直接指示執(zhí)行元件的操作量在內(nèi)燃機(jī)反模型中實(shí)施未被設(shè)想到的特殊的控制時(shí)也是有效的。例如，存在如下的內(nèi)燃機(jī)，其設(shè)定為，能夠在中高負(fù)荷時(shí)進(jìn)行均質(zhì)燃燒的運(yùn)轉(zhuǎn)，而在低負(fù)荷時(shí)進(jìn)行分層燃燒的運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，在均質(zhì)燃燒與分層燃燒中，各個(gè)執(zhí)行元件的操作量與作為控制量的轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系完全不同。因此，在所述內(nèi)燃機(jī)反模型是以均質(zhì)燃燒為前提而被設(shè)計(jì)的情況下，在分層燃燒時(shí)將無法使用該內(nèi)燃機(jī)反模型來計(jì)算執(zhí)行元件的操作量。在這種情況下，如果能夠直接指示執(zhí)行元件的操作量，則能夠以對(duì)應(yīng)于分層燃燒的操作量來對(duì)執(zhí)行元件進(jìn)行操作。如上文所述，作為執(zhí)行元件的操作量的設(shè)定方法，具有如下方法，即，如現(xiàn)有的轉(zhuǎn)矩需求控制那樣，以轉(zhuǎn)矩等的物理量的要求值為信息而對(duì)操作量進(jìn)行設(shè)定的方法，和通過對(duì)每個(gè)執(zhí)行元件的直接指示而對(duì)操作量進(jìn)行設(shè)定的方法。前者的方法具有如下的優(yōu)點(diǎn)，即， 能夠面向與物理量相關(guān)的要求的實(shí)現(xiàn)，而在使各個(gè)執(zhí)行元件互相協(xié)調(diào)的同時(shí)使其動(dòng)作。后者的方法具有如下優(yōu)點(diǎn)，即，能夠在不受內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和運(yùn)轉(zhuǎn)條件的影響的條件下，使各個(gè)執(zhí)行元件準(zhǔn)確地執(zhí)行內(nèi)燃機(jī)的控制上所需要的動(dòng)作。如此，兩者分別具有優(yōu)點(diǎn)，但也分別具有缺點(diǎn)。但是，由于一方的優(yōu)點(diǎn)與另一方的缺點(diǎn)具有互補(bǔ)的關(guān)系，因而在使兩者能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行切換這一點(diǎn)上可以期待在內(nèi)燃機(jī)的控制上具有較大的好處。但是，在此存在一個(gè)課題。那就是在什么樣的時(shí)機(jī)進(jìn)行切換。由于轉(zhuǎn)矩等的物理量依賴于執(zhí)行元件的操作量，因此當(dāng)切換的時(shí)機(jī)不恰當(dāng)時(shí)，會(huì)存在某一物理量上產(chǎn)生不連續(xù)的可能性。例如，當(dāng)轉(zhuǎn)矩上產(chǎn)生了不連續(xù)時(shí)，將招致由于轉(zhuǎn)矩沖擊而產(chǎn)生的駕駛性能的惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，在將特定的物理量用作內(nèi)燃機(jī)的控制量，并通過一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行元件的操作而對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制的控制裝置中，在不使物理量的實(shí)現(xiàn)值上產(chǎn)生不連續(xù)的條件下，實(shí)施基于物理量的要求值而進(jìn)行的操作量的設(shè)定、與通過對(duì)每一個(gè)執(zhí)行元件的直接指示而進(jìn)行的操作量的設(shè)定之間的切換。本發(fā)明所涉及的控制裝置具備，對(duì)被要求在內(nèi)燃機(jī)中實(shí)現(xiàn)的物理量的值進(jìn)行設(shè)定的單元。以下，將所要求的物理量的值稱為物理量要求值。此處所說的物理量是指，被用作內(nèi)燃機(jī)的控制量的特定的物理量。此外，本發(fā)明所涉及的控制裝置具備，對(duì)控制內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行元件中的至少一個(gè)執(zhí)行元件的操作量進(jìn)行指示的單元。以下，將被指示的操作量的值稱為操作量指示值。對(duì)操作量進(jìn)行指示的執(zhí)行元件既可以是固定的，也可以是配合欲實(shí)現(xiàn)的控制內(nèi)容而進(jìn)行改變的。但是，優(yōu)選為，這種對(duì)每個(gè)執(zhí)行元件的操作量的直接指示僅在必要時(shí)、即存在控制上的特殊理由時(shí)才實(shí)施。此外，本發(fā)明所涉及的控制裝置具備，根據(jù)物理量要求值和操作量指示值中的某一方的信息，對(duì)控制內(nèi)燃機(jī)的各個(gè)執(zhí)行元件的操作量進(jìn)行設(shè)定的單元。以下，將被設(shè)定的操作量稱為操作量設(shè)定值。本發(fā)明所涉及的控制裝置按照操作量設(shè)定值而對(duì)各個(gè)執(zhí)行元件進(jìn)行操作。在進(jìn)行操作量的設(shè)定時(shí)，使用物理量要求值和操作量指示值中的哪一個(gè)信息，取決于內(nèi)燃機(jī)的控制上的要求。例如，如果優(yōu)先實(shí)現(xiàn)與物理量相關(guān)的要求，則使用物理量要求值，如果優(yōu)先使執(zhí)行元件執(zhí)行特定的動(dòng)作，則使用操作量指示值即可。此外，當(dāng)基于物理量要求值的操作量的計(jì)算精度較低時(shí)，也可以使用操作量指示值。雖然無論如何，都需要進(jìn)行對(duì)用于操作量的設(shè)定的信息的切換，但是本發(fā)明所涉及的控制裝置具備，用于對(duì)該切換的時(shí)機(jī)進(jìn)行設(shè)定的單元。其中之一為，將操作量指示值轉(zhuǎn)換為，根據(jù)該操作量指示值而在內(nèi)燃機(jī)中被實(shí)現(xiàn)的物理量的值。以下，將從操作量指示值被轉(zhuǎn)換成的物理量的值稱為物理量轉(zhuǎn)換值。而且，另一個(gè)為，當(dāng)物理量要求值與物理量轉(zhuǎn)換值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，允許對(duì)用于操作量的設(shè)定的信息進(jìn)行切換的單元。通過具備這些單元，從而以物理量要求值與從操作量指示值被轉(zhuǎn)換成的物理量轉(zhuǎn)換值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)為條件，使用于操作量的設(shè)定的信息從物理量要求值被切換為操作量指示值， 或者從操作量指示值被切換為物理量要求值。
根據(jù)本發(fā)明所涉及的控制裝置，能夠通過在物理量的維度上對(duì)操作量指示值與物理量要求值進(jìn)行比較，并對(duì)操作量指示值和物理量要求值執(zhí)行切換，從而準(zhǔn)確地控制在作為控制對(duì)象的內(nèi)燃機(jī)中所出現(xiàn)的現(xiàn)象。作為更具體的效果，能夠在不會(huì)使物理量的實(shí)現(xiàn)值上產(chǎn)生不連續(xù)的條件下實(shí)現(xiàn)切換。因此，例如如果物理量為轉(zhuǎn)矩，則能夠消除隨著切換而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩量差。另外，從物理量的連續(xù)性的觀點(diǎn)出發(fā)，作為切換的判斷基準(zhǔn)的、偏差的預(yù)定范圍優(yōu)選為較小的范圍。如果在物理量要求值與物理量變換值一致的情況下允許進(jìn)行切換，則能夠?qū)崿F(xiàn)順利的切換。本發(fā)明所涉及的控制裝置具有如下所述的兩種優(yōu)選方式。根據(jù)本發(fā)明所涉及的控制裝置的第一種優(yōu)選方式，操作量的設(shè)定以如下方式被實(shí)施。物理量要求值與物理量轉(zhuǎn)換值中的某一方的物理量值被選擇，并且被選擇的物理量值 (以下，稱為物理量選擇值)被轉(zhuǎn)換為，用于使該物理量選擇值在內(nèi)燃機(jī)中實(shí)現(xiàn)的、各個(gè)執(zhí)行元件的操作量。以下，將從物理量選擇值被轉(zhuǎn)換成的操作量的值稱為操作量轉(zhuǎn)換值。該操作量轉(zhuǎn)換值被設(shè)定為最終的操作量。對(duì)用于操作量的設(shè)定的信息的切換，是通過將選擇的物理量值從物理量要求值切換為物理量轉(zhuǎn)換值、或者從物理量轉(zhuǎn)換值切換為物理量要求值而實(shí)現(xiàn)的。在物理量要求值與物理量轉(zhuǎn)換值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，對(duì)物理量值的選擇的切換被允許。根據(jù)第一種方式，能夠?qū)⒂糜谇袚Q的判斷的物理量轉(zhuǎn)換值用作用于操作量的設(shè)定的信息。在上述第一種方式中，當(dāng)用于操作量的設(shè)定的信息的切換被實(shí)施時(shí)，可以將物理量要求值與物理量轉(zhuǎn)換值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)、且操作量轉(zhuǎn)換值與操作量指示值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)，作為允許進(jìn)行切換的條件。在上述的第一種方式中，在從物理量選擇值向操作量的轉(zhuǎn)換、和從操作量指示值向物理量的轉(zhuǎn)換中的任一方時(shí)，均可以使用共通的轉(zhuǎn)換圖表。共通的轉(zhuǎn)換圖表為，將與物理量相關(guān)的參數(shù)值、和與用于內(nèi)燃機(jī)的控制的執(zhí)行元件中的至少一個(gè)執(zhí)行元件的操作量相關(guān)的參數(shù)值關(guān)聯(lián)起來的圖表。通過共用這種轉(zhuǎn)換圖表，從而能夠減少將操作量轉(zhuǎn)換為物理量再轉(zhuǎn)換為操作量時(shí)的轉(zhuǎn)換誤差。由此，在操作量指示值被選擇為用于操作量的設(shè)定的信息時(shí)，能夠減少操作量設(shè)定值與操作量指示值之間的誤差。在上述的第一種方式中，優(yōu)選為，在從物理量選擇值向操作量的轉(zhuǎn)換中，使用將各個(gè)執(zhí)行元件的操作對(duì)內(nèi)燃機(jī)的控制特性模型化了的內(nèi)燃機(jī)模型，而在從操作量指示值向物理量的轉(zhuǎn)換中，使用所述內(nèi)燃機(jī)模型的反模型。在這種情況下，由于當(dāng)操作量指示值被選擇為用于操作量的設(shè)定的信息時(shí)，利用內(nèi)燃機(jī)模型的反模型而對(duì)操作量指示值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并且，在正模型中轉(zhuǎn)換了的值將成為操作量設(shè)定值，因此能夠使操作量設(shè)定值與操作量指示值一致。根據(jù)本發(fā)明所涉及的控制裝置的第二種優(yōu)選方式，操作量的設(shè)定以如下方式被實(shí)施。物理量要求值被轉(zhuǎn)換為，用于使該物理量要求值在內(nèi)燃機(jī)中實(shí)現(xiàn)的、各個(gè)執(zhí)行元件的操作量。而且，對(duì)于每個(gè)執(zhí)行元件，從物理量要求值被轉(zhuǎn)換成的操作量(以下，稱為操作量轉(zhuǎn)換值)、與操作量指示值中的某一方將被選擇。以下，將被選擇的操作量的值稱為操作量選擇值。該操作量選擇值被設(shè)定為操作量。對(duì)用于操作量的設(shè)定的信息的切換，是通過將選擇的操作量值從操作量轉(zhuǎn)換值切換為操作量指示值、或者從操作量指示值切換為操作量轉(zhuǎn)換值而實(shí)現(xiàn)的。在物理量要求值與物理量轉(zhuǎn)換值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，對(duì)操作量值的選擇的切換被允許。根據(jù)第二種方式，當(dāng)操作量指示值被選擇為用于操作量的設(shè)定的信息時(shí)，能夠?qū)⒉僮髁恐甘局稻痛嗽O(shè)定為操作量。在上述的第二種方式中，當(dāng)用于操作量的設(shè)定的信息的切換被實(shí)施時(shí)，可以將物理量要求值與物理量轉(zhuǎn)換值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)、且操作量轉(zhuǎn)換值與操作量指示值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)，作為允許進(jìn)行切換的條件。在上述第二種形式中，在從物理量要求值向操作量的轉(zhuǎn)換、和從操作量指示值向物理量的轉(zhuǎn)換中的任一方時(shí)，均可以使用共通的轉(zhuǎn)換圖表。共通的轉(zhuǎn)換圖表為，將與物理量相關(guān)的參數(shù)值、和與用于內(nèi)燃機(jī)的控制的執(zhí)行元件中的至少一個(gè)執(zhí)行元件的操作量相關(guān)的參數(shù)值關(guān)聯(lián)起來的圖表。通過共用這種轉(zhuǎn)換圖表，從而能夠減少存儲(chǔ)器中應(yīng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量。在上述的第二種方式中，在從物理量選擇值向操作量的轉(zhuǎn)換中，使用將各個(gè)執(zhí)行元件的操作對(duì)內(nèi)燃機(jī)的控制特性模型化了的內(nèi)燃機(jī)模型，而在從操作量指示值向物理量轉(zhuǎn)換中，使用所述內(nèi)燃機(jī)模型的反模型。而且，在本發(fā)明所涉及的控制裝置中，用作內(nèi)燃機(jī)的控制量的物理量可以為多個(gè)種類。例如，為轉(zhuǎn)矩和效率這兩種，或者為轉(zhuǎn)矩、效率以及空燃比這三種等。當(dāng)對(duì)不同的多個(gè)物理量設(shè)定有物理量要求值時(shí)，能夠采用如下的方法以作為切換的判斷方法?？刹捎玫姆椒ㄖ粸椋?dāng)與最重視連續(xù)性的物理量相關(guān)的物理量要求值、和物理量轉(zhuǎn)換值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，允許對(duì)用于操作量的設(shè)定的信息的切換。此時(shí)，只需至少對(duì)多個(gè)物理量中最重視連續(xù)性的物理量的值實(shí)施操作量指示值向物理量的轉(zhuǎn)換即可。 根據(jù)該方法，能夠在不會(huì)使最重視連續(xù)性的物理量的實(shí)現(xiàn)值上產(chǎn)生不連續(xù)的條件下實(shí)現(xiàn)切換。此外，能夠防止切換所需的時(shí)間延長(zhǎng)的情況?？刹捎玫牧硪环N方法為，當(dāng)對(duì)于多個(gè)物理量的全部而言，物理量要求值與物理量轉(zhuǎn)換值之間的偏差均在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，允許對(duì)用于操作量的設(shè)定的信息的切換。此時(shí)，對(duì)多個(gè)物理量中的每一個(gè)值，實(shí)施操作量指示值向物理量的轉(zhuǎn)換。根據(jù)該方法，能夠在使被要求的所有的物理量的實(shí)現(xiàn)值上均不會(huì)產(chǎn)生不連續(xù)的條件下實(shí)現(xiàn)切換。


圖1為本發(fā)明的實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的功能框圖。圖2為用于對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的切換時(shí)機(jī)的判斷方法進(jìn)行說明的圖。圖3為本發(fā)明的實(shí)施方式1的具體實(shí)施例的功能框圖。圖4為用于對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的切換時(shí)機(jī)的判斷方法進(jìn)行說明的圖。圖5為本發(fā)明的實(shí)施方式3的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的功能框圖。圖6為本發(fā)明的實(shí)施方式4的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的功能框圖。圖7為用于對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的切換時(shí)機(jī)的判斷方法進(jìn)行說明的圖。符號(hào)說明2要求值設(shè)定部；4操作量指示部；6物理量轉(zhuǎn)換部；8物理量值選擇部；10實(shí)現(xiàn)部；
12切換判斷部；14、16操作量值選擇部。
具體實(shí)施例方式實(shí)施方式1參照?qǐng)D1至圖3的各個(gè)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1進(jìn)行說明。圖1為本發(fā)明的實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的功能框圖。在圖1中，用框來表示本實(shí)施方式的控制裝置所具有的功能，用箭頭標(biāo)記表示框之間的信息的流向。本實(shí)施方式的控制裝置如果根據(jù)其功能而大致區(qū)分，則能夠用五個(gè)框來進(jìn)行表示。在信息流向的最上游位置處，并列地配置有兩個(gè)框。其中一個(gè)框2為要求值設(shè)定部，另一個(gè)框4為操作量指示部。位于操作量指示部4的下游的框6為物理量轉(zhuǎn)換部。位于要求值設(shè)定部2以及物理量轉(zhuǎn)換部6的共通的下游的框8為物理量值選擇部。位于物理量值選擇部8的下游的框 10為實(shí)現(xiàn)部。首先，沿著以要求值設(shè)定部2為基點(diǎn)的信息的流向而對(duì)各個(gè)框的功能進(jìn)行說明。 在要求值設(shè)定部2中，對(duì)被用作內(nèi)燃機(jī)的控制量的、特定的物理量的要求值進(jìn)行設(shè)定。特定的物理量是指，與內(nèi)燃機(jī)的控制相關(guān)聯(lián)的物理量中、特別是如轉(zhuǎn)矩、熱量或廢氣排放這種被表現(xiàn)為內(nèi)燃機(jī)的輸出的物理量。這種物理量的代表例為轉(zhuǎn)矩。此外，效率和空燃比也是適合被用作控制量的物理量。當(dāng)然，允許將這些以外的物理量用作控制量。但是，優(yōu)選為，能夠通過數(shù)值來表示與駕駛性能、廢氣、耗油率、噪聲、振動(dòng)等的內(nèi)燃機(jī)的功能相關(guān)的要求的物理量。以下，將由要求值設(shè)定部2設(shè)定的物理量的要求值稱為物理量要求值。由要求值設(shè)定部2設(shè)定的物理量要求值被輸入至物理量值選擇部8中。在物理量值選擇部8中，還從后文所述的物理量轉(zhuǎn)換部6輸入有物理量轉(zhuǎn)換值。物理量值選擇部8 選擇被輸入的兩個(gè)物理量值、即物理量要求值與物理量轉(zhuǎn)換值中的某一方。以下，將由物理量值選擇部8選擇的物理量值稱為物理量選擇值。選擇兩個(gè)物理量值中的哪一個(gè)，取決于內(nèi)燃機(jī)的控制上的要求。物理量值選擇部8根據(jù)控制上的要求而對(duì)選擇進(jìn)行切換。此時(shí)， 重要的是切換的時(shí)機(jī)。在物理量值選擇部8中附帶有對(duì)切換的時(shí)機(jī)進(jìn)行判斷的切換判斷功能。對(duì)物理量值選擇部8具有的切換判斷功能，將進(jìn)一步詳細(xì)地進(jìn)行說明。由物理量值選擇部8選擇的物理量選擇值被輸入至實(shí)現(xiàn)部10。實(shí)現(xiàn)部10具有將被輸入的物理量選擇值轉(zhuǎn)換為各個(gè)執(zhí)行元件的操作量的轉(zhuǎn)換功能。在物理量選擇值向操作量的轉(zhuǎn)換中，使用了將各個(gè)執(zhí)行元件的操作對(duì)內(nèi)燃機(jī)的控制特性模型化了的內(nèi)燃機(jī)模型的反模型。內(nèi)燃機(jī)模型的反模型由一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換圖表和一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換式構(gòu)成。通過這些轉(zhuǎn)換圖表和轉(zhuǎn)換式，從而物理量選擇值被依次轉(zhuǎn)換為另外的參數(shù)，并最終被轉(zhuǎn)換為各個(gè)執(zhí)行元件的操作量。從物理量選擇值被轉(zhuǎn)換成的操作量轉(zhuǎn)換值為，為了使該物理量選擇值在內(nèi)燃機(jī)中實(shí)現(xiàn)而必須的、各個(gè)執(zhí)行元件的操作量的值。該操作量轉(zhuǎn)換值被作為最終設(shè)定為操作量的值、即操作量設(shè)定值，并且各個(gè)執(zhí)行元件根據(jù)操作量設(shè)定值而被操作。當(dāng)通過物理量值選擇部8而選擇了物理量要求值時(shí)，在實(shí)現(xiàn)部10中將根據(jù)該物理量要求值而設(shè)定各個(gè)執(zhí)行元件的操作量。通過按照該操作量而對(duì)各個(gè)執(zhí)行元件進(jìn)行操作， 從而能夠在內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際的控制量上實(shí)現(xiàn)物理量要求值。接下來，沿著以操作量指示部4為基點(diǎn)的信息的流向而對(duì)各個(gè)框的功能進(jìn)行說明。在操作量指示部4中，設(shè)定應(yīng)對(duì)執(zhí)行元件進(jìn)行直接指示的操作量的值。在此，被作為對(duì)象的執(zhí)行元件為，用于對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制的執(zhí)行元件，并且為其操作量與所述的特定物理量之間具有相關(guān)關(guān)系的執(zhí)行元件。例如，如果為火花點(diǎn)火式的內(nèi)燃機(jī)，則節(jié)氣門、點(diǎn)火裝置、 燃料噴射裝置等屬于這種執(zhí)行元件。操作量指示部4用數(shù)值對(duì)可成為直接指示的對(duì)象的多個(gè)執(zhí)行元件中的至少一個(gè)執(zhí)行元件的操作量進(jìn)行指示。但是，僅在需要直接指示的情況下， 即在基于所述的物理量要求值的、執(zhí)行元件的操作中無法實(shí)施所期望的操作的情況下，使操作量指示部4對(duì)各個(gè)執(zhí)行元件直接指示操作量。以下，將由操作量指示部4指示的操作量的值稱為操作量指示值。由操作量指示部4指示的操作量指示值被輸入至物理量轉(zhuǎn)換部6中。物理量轉(zhuǎn)換部6具有，將被輸入的操作量指示值轉(zhuǎn)換為物理量的轉(zhuǎn)換功能。被轉(zhuǎn)換成的物理量為，由所述的要求值設(shè)定部2設(shè)定了要求值的特定物理量。在操作量指示值向物理量的轉(zhuǎn)換中，使用了將各個(gè)執(zhí)行元件的操作對(duì)內(nèi)燃機(jī)的控制特性模型化了的內(nèi)燃機(jī)模型(正模型)。內(nèi)燃機(jī)模型由一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換圖表和一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換式構(gòu)成。在此所使用的轉(zhuǎn)換圖表為，與實(shí)現(xiàn)部10的反模型中所使用的轉(zhuǎn)換圖表共通的轉(zhuǎn)換圖表。在轉(zhuǎn)換圖表中，與物理量相關(guān)的參數(shù)值、和與某一個(gè)執(zhí)行元件的操作量相關(guān)的參數(shù)值，以與內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的信息為線索而被關(guān)聯(lián)起來。通過這些轉(zhuǎn)換圖表和轉(zhuǎn)換式，從而操作量指示值被依次轉(zhuǎn)換為另外的參數(shù)，并最終被轉(zhuǎn)換為物理量的值。從操作量指示值被轉(zhuǎn)換成的物理量的值為，根據(jù)該操作量指示值而在內(nèi)燃機(jī)中被實(shí)現(xiàn)的物理量的值。以下，將從操作量指示值被轉(zhuǎn)換成的物理量的值稱為物理量轉(zhuǎn)換值。通過物理量轉(zhuǎn)換部6被轉(zhuǎn)換成的物理量轉(zhuǎn)換值被輸入至所述物理量值選擇部8 中。當(dāng)通過物理量值選擇部8而選擇了物理量轉(zhuǎn)換值時(shí)，在所述的實(shí)現(xiàn)部10中將根據(jù)該物理量轉(zhuǎn)換值而設(shè)定各個(gè)執(zhí)行元件的操作量。由于在實(shí)現(xiàn)部10中使用了在物理量轉(zhuǎn)換部6 中所使用的內(nèi)燃機(jī)模型的反模型，因此，在實(shí)現(xiàn)部10中實(shí)施的轉(zhuǎn)換成為，在物理量轉(zhuǎn)換部6 中被實(shí)施的轉(zhuǎn)換的逆轉(zhuǎn)換。因此，被輸入至物理量轉(zhuǎn)換部6中的操作量指示值、與從實(shí)現(xiàn)部 10輸出的操作量設(shè)定值成為，實(shí)質(zhì)上相等的值。由此可以看出，根據(jù)本實(shí)施方式的控制裝置，通過對(duì)物理量值選擇部8中的選擇進(jìn)行切換，從而實(shí)現(xiàn)了根據(jù)操作量指示部4直接指示的操作量而進(jìn)行的對(duì)各個(gè)執(zhí)行元件的操作。接下來，關(guān)于物理量值選擇部8具有的切換判斷功能進(jìn)行詳細(xì)說明。如前文所述， 在物理量值選擇部8中，所選擇的物理量值從物理量要求值被切換為物理量轉(zhuǎn)換值、或者從物理量轉(zhuǎn)換值被切換為物理量要求值。切換可以以來自外部的信號(hào)為觸發(fā)信號(hào)而實(shí)施， 也可以在物理量值選擇部8的內(nèi)部進(jìn)行判斷而實(shí)施。例如，如果通過操作量指示部4而設(shè)定了操作量指示值，且作為其轉(zhuǎn)換值的物理量轉(zhuǎn)換值被輸入至物理量值選擇部8中，則可以判斷為，從物理量要求值向物理量轉(zhuǎn)換值的選擇的切換將被實(shí)施。此時(shí)，如前文所述，重要的是切換的時(shí)機(jī)。由于被用作內(nèi)燃機(jī)的控制量的物理量依存于執(zhí)行元件的操作量，因此在切換的時(shí)機(jī)不恰當(dāng)時(shí)，會(huì)存在執(zhí)行元件的操作量上產(chǎn)生量差，并由此而引起物理量上也產(chǎn)生不連續(xù)的可能性。因此，在本實(shí)施方式中，通過如下的方法對(duì)切換的時(shí)機(jī)進(jìn)行判斷。圖2為用于對(duì)本實(shí)施方式所涉及的切換時(shí)機(jī)的判斷方法進(jìn)行說明的圖。在圖2的上層中，圖示了與第一執(zhí)行元件的操作量相關(guān)的各個(gè)值的時(shí)間變化。此外，在中層中，圖示了與第二執(zhí)行元件的操作量相關(guān)的各個(gè)值的時(shí)間變化。在兩層中，虛線表示操作量指示值，細(xì)實(shí)線表示從物理量要求值轉(zhuǎn)換成的操作量轉(zhuǎn)換值，粗實(shí)線表示操作量設(shè)定值。在圖2的下層中，圖示了與物理量相關(guān)的各個(gè)值的時(shí)間變化。虛線表示物理量轉(zhuǎn)換值，實(shí)線表示物理量要求值。在本實(shí)施方式中，切換以物理量要求值與物理量轉(zhuǎn)換值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)為條件而實(shí)施。雖然預(yù)定范圍的設(shè)定是任意的，但如果范圍過大則在切換時(shí)容易產(chǎn)生量差。 因此，從不使物理量上產(chǎn)生量差的觀點(diǎn)出發(fā)，預(yù)定范圍優(yōu)選為盡可能小的范圍。在圖2所示的案例中，對(duì)從物理量轉(zhuǎn)換值向物理量要求值的選擇的切換，將在物理量要求值與物理量轉(zhuǎn)換值一致的時(shí)機(jī)(時(shí)間點(diǎn)tl)被實(shí)施。如圖2所示，當(dāng)通過多個(gè)執(zhí)行元件而對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制時(shí)，在所有的執(zhí)行元件中操作量指示值與操作量轉(zhuǎn)換值同時(shí)一致的機(jī)會(huì)較少。因此，如果將操作量指示值與操作量轉(zhuǎn)換值一致作為切換的條件，則存在經(jīng)過很長(zhǎng)時(shí)間都無法實(shí)施切換的可能性。此外，即使在操作量的維度上一致了，也存在在物理量的維度上不一致的可能性。這是因?yàn)?，在某些種類的執(zhí)行元件中，在內(nèi)燃機(jī)對(duì)該操作的響應(yīng)上存在延遲。關(guān)于該點(diǎn)，根據(jù)本實(shí)施方式的控制裝置，通過將操作量指示值轉(zhuǎn)換為物理量，并在物理量的維度上與物理量要求值進(jìn)行比較再執(zhí)行切換，從而能夠準(zhǔn)確地對(duì)在作為控制對(duì)象的內(nèi)燃機(jī)中所出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行控制。更具體而言，能夠在不使物理量的實(shí)現(xiàn)值上產(chǎn)生不連續(xù)的條件下，實(shí)現(xiàn)從依據(jù)物理量要求值的各個(gè)執(zhí)行元件的操作、向依據(jù)操作量指示值的操作的切換，或者從依據(jù)操作量指示值的操作向依據(jù)物理量要求值的操作的切換。最后，示出本實(shí)施方式的具體的實(shí)施例。用功能框示了本實(shí)施方式的具體的實(shí)施例的圖為圖3。在該實(shí)施例中，轉(zhuǎn)矩和效率這兩種物理量被用作內(nèi)燃機(jī)的控制量。此處所說的效率是指，實(shí)際被輸出的轉(zhuǎn)矩相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)能夠輸出的潛在轉(zhuǎn)矩的比例。在該實(shí)施例的要求值設(shè)定部2中，設(shè)定了轉(zhuǎn)矩要求值和效率要求值。但是，被輸入至物理量值選擇部 8中的值僅為轉(zhuǎn)矩要求值，效率要求值就此被輸入至實(shí)現(xiàn)部10中。此外，在該實(shí)施例的操作量指示部4中，節(jié)氣門開度和點(diǎn)火正時(shí)這兩種操作量被直接指示。作為直接指示的內(nèi)容，能夠選擇與啟動(dòng)要求相對(duì)應(yīng)的直接指示、和與暖機(jī)要求相對(duì)應(yīng)的直接指示這兩種指示。被選擇了的節(jié)氣門開度以及點(diǎn)火正時(shí)的各個(gè)指示值被輸入至物理量轉(zhuǎn)換部6中，并通過內(nèi)燃機(jī)模型而被轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩。在該實(shí)施例的物理量轉(zhuǎn)換部6中所使用的內(nèi)燃機(jī)模型，詳細(xì)而言具備空氣模型，其根據(jù)節(jié)氣門開度而導(dǎo)出吸入空氣量；轉(zhuǎn)矩圖表，其將吸入空氣量轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩。通過物理量轉(zhuǎn)換部6而得到的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換值，被輸入至物理量值選擇部8中。該實(shí)施例的物理量值選擇部8選擇轉(zhuǎn)矩要求值與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換值中的某一方，并輸入至實(shí)現(xiàn)部10中。從轉(zhuǎn)矩要求值向轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換值的選擇的切換、和從轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換值向轉(zhuǎn)矩要求值的選擇的切換的方法，與實(shí)施方式中已說明的相同。切換在轉(zhuǎn)矩要求值與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換值一致的時(shí)機(jī)被執(zhí)行。在該實(shí)施例中，在實(shí)現(xiàn)部10中輸入有由物理量值選擇部8選擇的轉(zhuǎn)矩值、和由要求值設(shè)定部2設(shè)定的效率要求值。被輸入的轉(zhuǎn)矩選擇值以及效率要求值通過反內(nèi)燃機(jī)模型而被轉(zhuǎn)換為節(jié)氣門開度以及點(diǎn)火正時(shí)。在該實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)部10中所使用的反內(nèi)燃機(jī)模型， 詳細(xì)而言具備空氣量圖表，其將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換為吸入空氣量；反空氣模型，其根據(jù)吸入空氣量而導(dǎo)出節(jié)氣門開度。空氣量圖表由與前文所述的轉(zhuǎn)矩圖表共通的圖表數(shù)據(jù)組成。而且，反空氣模型為，前文所述的空氣模型的反模型。通過實(shí)現(xiàn)部10的轉(zhuǎn)換而獲得的節(jié)氣門開度以及點(diǎn)火正時(shí)，分別被設(shè)定為各個(gè)執(zhí)行元件的最終的操作量。實(shí)施方式2接下來，參照?qǐng)D4對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式2進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的特征在于切換時(shí)機(jī)的判斷方法。關(guān)于控制裝置的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1 相同，并如圖1的功能框圖所示。本實(shí)施方式所涉及的切換時(shí)機(jī)的判斷方法能夠通過圖4 而進(jìn)行說明。在實(shí)施方式1中，物理量要求值與物理量轉(zhuǎn)換值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)為執(zhí)行切換的條件。相對(duì)于此，在本實(shí)施方式中，在執(zhí)行切換的條件中增加了，從物理量要求值被轉(zhuǎn)換成的操作量轉(zhuǎn)換值與操作量指示值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)的條件。在圖4所示的示例中，在三個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，物理量要求值與物理量轉(zhuǎn)換值一致。然而，雖然在最初的時(shí)間點(diǎn)tl處，第一執(zhí)行元件的操作量轉(zhuǎn)換值與操作量指示值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)，但第二執(zhí)行元件的操作量轉(zhuǎn)換值與操作量指示值之間的偏差超過了預(yù)定范圍。在下一個(gè)時(shí)間點(diǎn)t2處，雖然第二執(zhí)行元件的操作量轉(zhuǎn)換值與操作量指示值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)，但這次第一執(zhí)行元件的操作量轉(zhuǎn)換值與操作量指示值之間的偏差超過了預(yù)定范圍。相對(duì)于這些情況，在再下一個(gè)時(shí)間點(diǎn)t3處，對(duì)于第一執(zhí)行元件和第二執(zhí)行元件，操作量轉(zhuǎn)換值與操作量指示值之間的偏差均收斂于預(yù)定范圍內(nèi)。因此，在圖4所示的示例中， 在時(shí)間點(diǎn)t3處，從物理量轉(zhuǎn)換值向物理量要求值實(shí)施了對(duì)選擇的切換。根據(jù)本實(shí)施方式，通過在切換條件中增加了從物理量要求值被轉(zhuǎn)換成的操作量轉(zhuǎn)換值與操作量指示值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)的條件，從而防止了執(zhí)行元件的操作量隨著切換而急劇變化的情況。例如，在如以開度作為操作量的節(jié)氣門這樣的操作量連續(xù)的執(zhí)行元件中，當(dāng)操作量階躍性地變化時(shí)，會(huì)發(fā)生響應(yīng)延遲。此時(shí)，存在物理量的實(shí)際值也產(chǎn)生響應(yīng)延遲，從而在切換時(shí)產(chǎn)生不連續(xù)的可能性。根據(jù)本實(shí)施方式，由于能夠使各個(gè)執(zhí)行元件的操作量順利地變化，因此能夠切實(shí)地防止物理量的實(shí)現(xiàn)值上產(chǎn)生不連續(xù)的情況。另外，對(duì)于操作量離散性地進(jìn)行變化的執(zhí)行元件而言，也可以允許切換時(shí)的操作量轉(zhuǎn)換值與操作量指示值之間的偏差。例如，以點(diǎn)火正時(shí)為操作量的點(diǎn)火裝置、和以燃料噴射時(shí)間為操作量的燃料噴射裝置等屬于這種執(zhí)行元件。如果等待對(duì)于所有的執(zhí)行元件而言操作量轉(zhuǎn)換值與操作量指示值之間的偏差均達(dá)到預(yù)定范圍內(nèi)，則存在經(jīng)過很長(zhǎng)時(shí)間也無法實(shí)施切換的可能性。在該點(diǎn)上，如果對(duì)于響應(yīng)延遲不會(huì)成為問題的執(zhí)行元件允許切換時(shí)的偏差，則能夠在防止物理量的實(shí)現(xiàn)值上產(chǎn)生不連續(xù)的同時(shí)，增加滿足切換的條件的機(jī)會(huì)。實(shí)施方式3接下來，參照?qǐng)D5對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式3進(jìn)行說明。圖5為本發(fā)明的實(shí)施方式3的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的功能框圖。在圖5中，對(duì)具有與實(shí)施方式1共通的功能的框標(biāo)記相同的符號(hào)。與實(shí)施方式1同樣地，在控制裝置內(nèi)的信息流向的最上游位置處，并列配置有要求值設(shè)定部2和操作量指示部4。此外，與實(shí)施方式 1同樣地，在控制裝置內(nèi)也配置有實(shí)現(xiàn)部10。但是，在本實(shí)施方式中，與實(shí)現(xiàn)部10相連接的僅為要求值設(shè)定部2。操作量指示部4與被設(shè)置在每個(gè)執(zhí)行元件上的操作量值選擇部14、 16相連接。在各個(gè)操作量值選擇部14、16上還連接有實(shí)現(xiàn)部10。而且，在本實(shí)施方式中， 不同于實(shí)施方式1，物理量轉(zhuǎn)換部6被配置在從主信息傳遞線路上分支的線路上。與物理量轉(zhuǎn)換部6相連接的框12為切換判斷部。切換判斷部12與物理量轉(zhuǎn)換部6同樣地，被配置在從主信息傳遞線路上分支的線路上，且在切換判斷部中輸入有來自物理量轉(zhuǎn)換部6的信息和來自要求值設(shè)定部2的信息。如圖5所示，在本實(shí)施方式中，僅有從要求值設(shè)定部2中被輸出的物理量要求值被輸入至實(shí)現(xiàn)部10中。因此，從實(shí)現(xiàn)部10中常時(shí)輸出從物理量要求值被轉(zhuǎn)換成的操作量轉(zhuǎn)換值。從實(shí)現(xiàn)部10輸出的操作量轉(zhuǎn)換值，與從操作量指示部4輸出的操作量指示值一起被輸入至設(shè)置于每個(gè)執(zhí)行元件上的操作量值選擇部14、16中。各個(gè)操作量值選擇部14、16選擇被輸入的兩個(gè)操作量值、即操作量指示值與操作量轉(zhuǎn)換值中的某一方。在本實(shí)施方式中， 由操作量值選擇部14、16選擇的操作量值，被設(shè)定為最終的執(zhí)行元件操作量。對(duì)各個(gè)操作量值選擇部14、16中的選擇的切換，是按照由切換判斷部12供給的切換信號(hào)而實(shí)施的。切換判斷部12相當(dāng)于實(shí)施方式1中的物理量值選擇部8所具有的切換判斷功能。在切換判斷部12中輸入有，在物理量轉(zhuǎn)換部6中從操作量指示值被轉(zhuǎn)換成的物理量轉(zhuǎn)換值、和由要求值設(shè)定部2設(shè)定的物理量要求值。切換判斷部12將物理量轉(zhuǎn)換值與物理量要求值進(jìn)行比較，并根據(jù)該比較結(jié)果來判斷是否允許進(jìn)行切換。如上所述，在本實(shí)施方式的控制裝置和實(shí)施方式1的控制裝置中，在通過物理量的維度而進(jìn)行選擇，還是通過操作量的維度而進(jìn)行選擇的這一點(diǎn)上存在不同。但是，在根據(jù)由要求值設(shè)定部2設(shè)定的物理量要求值、與由操作量指示部4指示的操作量指示值中的某一方的信息，而對(duì)各個(gè)執(zhí)行元件的操作量進(jìn)行設(shè)定的這一點(diǎn)上，兩者是共通的。此外，在通過物理量的維度而實(shí)施對(duì)用于操作量設(shè)定的信息的切換的判斷這一點(diǎn)上，兩者也是共通的。而且，如下文所述，在切換的判斷方法上兩者也是共通的。在切換判斷部12中，利用與實(shí)施方式1共通的方法而實(shí)施對(duì)切換的判斷。S卩，切換判斷部12以物理量要求值與物理量轉(zhuǎn)換值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)為條件而允許進(jìn)行切換。從不使物理量上產(chǎn)生量差的觀點(diǎn)出發(fā)，成為判斷基準(zhǔn)的預(yù)定范圍優(yōu)選為盡可能小的范圍。也可以將偏差為零、即物理量要求值與物理量轉(zhuǎn)換值一致為條件，而允許進(jìn)行切換。 通過采用這種對(duì)切換的判斷方法，從而能夠在不使物理量的實(shí)現(xiàn)值上產(chǎn)生不連續(xù)的條件下實(shí)現(xiàn)切換。得到切換判斷部12對(duì)切換的允許，從而各個(gè)操作量值選擇部14、16將設(shè)定為最終的操作量的操作量值從操作量指示值切換為操作量轉(zhuǎn)換值、或者從操作量轉(zhuǎn)換值切換為操作量指示值。當(dāng)從物理量要求值被轉(zhuǎn)換成的操作量轉(zhuǎn)換值被選擇為操作量時(shí)，能夠在內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際的控制量中使物理量要求值實(shí)現(xiàn)。另一方面，當(dāng)操作量指示值被選擇為操作量時(shí)， 能夠在不通過向物理量的轉(zhuǎn)換和向操作量的逆轉(zhuǎn)換的這種信號(hào)的轉(zhuǎn)換處理的條件下，將由操作量指示部4指示的操作量就此設(shè)為操作量設(shè)定值。實(shí)施方式4接下來，參照?qǐng)D6對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式4進(jìn)行說明。圖6為本發(fā)明的實(shí)施方式4的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的功能框圖。在圖6中，對(duì)具有與實(shí)施方式3共通的功能的框標(biāo)記相同的符號(hào)。對(duì)圖6和圖5進(jìn)行比較可以看出，本實(shí)施方式的控制裝置和實(shí)施方式3的控制裝置其基本的結(jié)構(gòu)是共通的。兩者的不同點(diǎn)在于，從要求值設(shè)定部2輸出的物理量要求值的數(shù)量。在本實(shí)施方式中，不同的多個(gè)(在圖6中為兩個(gè))物理量要求值被從要求值設(shè)定部2向?qū)崿F(xiàn)部10供給。
在實(shí)現(xiàn)部10中，將這些多個(gè)物理量要求值轉(zhuǎn)換為各個(gè)執(zhí)行元件的操作量。另一方面，在物理量轉(zhuǎn)換部6中，對(duì)各個(gè)執(zhí)行元件的操作量指示值進(jìn)行轉(zhuǎn)換而得到的是一個(gè)物理量值。通過物理量轉(zhuǎn)換部6而得到的唯一的物理量轉(zhuǎn)換值，與由要求值設(shè)定部2設(shè)定的多個(gè)物理量要求值中的一個(gè)相對(duì)應(yīng)。這一個(gè)是指最重視連續(xù)性的物理量。在切換判斷部12 中，與最重視連續(xù)性的物理量相關(guān)的物理量要求值、和物理量轉(zhuǎn)換值被進(jìn)行比較。而且，當(dāng)兩者的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，允許對(duì)各個(gè)操作量值選擇部14、16所進(jìn)行的選擇的切換。根據(jù)本實(shí)施方式，能夠在不使最重視連續(xù)性的物理量的實(shí)現(xiàn)值上產(chǎn)生不連續(xù)的條件下，實(shí)現(xiàn)從操作量指示值向操作量轉(zhuǎn)換值的轉(zhuǎn)換、或者從操作量轉(zhuǎn)換值向操作量指示值的切換。此外，在存在多個(gè)物理量要求值的情況下，能夠防止切換所需時(shí)間變長(zhǎng)的情況。實(shí)施方式5最后，參照?qǐng)D7對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式5進(jìn)行說明，本實(shí)施方式的特征在于切換時(shí)機(jī)的判斷方法。關(guān)于控制裝置的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式4 基本相同。然而，雖然省略了圖示，但在本實(shí)施方式的物理量轉(zhuǎn)換部6中，輸出有與從要求值設(shè)定部2輸出的物理量要求值相同種類數(shù)的物理量轉(zhuǎn)換值。也就是說，如果存在兩種物理量要求值，則對(duì)操作量指示值進(jìn)行轉(zhuǎn)換而得到的物理量轉(zhuǎn)換值也為兩種。在本實(shí)施方式的切換判斷部12中，關(guān)于多個(gè)物理量的全部對(duì)物理量要求值與物理量轉(zhuǎn)換值進(jìn)行比較。而且，當(dāng)對(duì)于多個(gè)物理量的全部而言物理量要求值與物理量轉(zhuǎn)換值之間的偏差均在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，允許對(duì)各個(gè)操作量值選擇部14、16所進(jìn)行的選擇的切換。本實(shí)施方式所涉及的切換時(shí)機(jī)的判斷方法能夠通過圖7而進(jìn)行說明。在圖7中， 以作為內(nèi)燃機(jī)的控制量而存在物理量1和物理量2這兩種物理量的情況為例。在圖7所示的示例中，在三個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，物理量1的物理量要求值與物理量轉(zhuǎn)換值一致。但是，在最初以及接下來的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)tl、t2處，物理量2的物理量要求值與物理量轉(zhuǎn)換值之間的偏差超過了預(yù)定范圍。相對(duì)于此，在再下一個(gè)的時(shí)間點(diǎn)t3處，對(duì)于物理量1和物理量2而言，物理量要求值與物理量轉(zhuǎn)換值之間的偏差均收斂于預(yù)定范圍內(nèi)。因此，在圖7所示的示例中， 在時(shí)間點(diǎn)t3處允許對(duì)各個(gè)操作量值選擇部14、16所進(jìn)行的選擇的切換。根據(jù)本實(shí)施方式， 能夠在使所要求的所有的物理量的實(shí)現(xiàn)值上均不產(chǎn)生不連續(xù)的條件下，實(shí)現(xiàn)從操作量指示值向操作量轉(zhuǎn)換值的切換、或者從操作量轉(zhuǎn)換值向操作量指示值的切換。其他的實(shí)施方式以上，雖然對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述的實(shí)施方式。本發(fā)明能夠在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)，對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行各種改變并實(shí)施。例如，可以以如下方式對(duì)上述的實(shí)施方式進(jìn)行改變并實(shí)施。在實(shí)施方式2中進(jìn)行了說明的切換的判斷方法也能夠應(yīng)用于實(shí)施方式3至5中的任何一種方式中。也可以采用如下方式，即，對(duì)各個(gè)操作量值選擇部14、16附加切換判斷功能，并以操作量轉(zhuǎn)換值與操作量指示值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)為追加的條件，而執(zhí)行切換。此外，在實(shí)施方式4和實(shí)施方式5中進(jìn)行了說明的、關(guān)于不同的多個(gè)物理量而存在物理量要求值時(shí)的切換的判斷方法，也能夠應(yīng)用于實(shí)施方式1和實(shí)施方式2中。在各個(gè)實(shí)施方式的實(shí)現(xiàn)部10中，可以附加物理量要求值超過內(nèi)燃機(jī)的可實(shí)現(xiàn)范圍時(shí)的修正功能。具體而言，在將物理量要求值經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)參數(shù)而轉(zhuǎn)換為操作量的過程中，只需對(duì)某一參數(shù)預(yù)先設(shè)定上限或下限，且在該參數(shù)值超過上限值或下限值時(shí)，利用上限值或下限值來進(jìn)行限制即可。此時(shí)的上限值和下限值由內(nèi)燃機(jī)的物理性的可實(shí)現(xiàn)范圍決定。如果這樣的修正功能被附加在實(shí)現(xiàn)部10中，則能夠防止由于超過了內(nèi)燃機(jī)的可實(shí)現(xiàn)范圍的、執(zhí)行元件的操作而使內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生破綻的情況。尤其是，在實(shí)施方式1和2 中，實(shí)現(xiàn)部10的修正功能不僅對(duì)物理量要求值起作用，還對(duì)從操作量指示值被轉(zhuǎn)換成的物理量轉(zhuǎn)換值起作用。因此，即使操作量指示值為超過內(nèi)燃機(jī)的可實(shí)現(xiàn)范圍的值，最終的操作量設(shè)定值也將自動(dòng)地被收斂于內(nèi)燃機(jī)的可實(shí)現(xiàn)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其將特定的物理量用作內(nèi)燃機(jī)的控制量，并通過一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行元件的操作而對(duì)所述內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制，其特征在于，具有要求值設(shè)定單元，其對(duì)所述物理量的要求值進(jìn)行設(shè)定；操作量指示單元，其對(duì)一個(gè)或多個(gè)所述執(zhí)行元件中的至少一個(gè)執(zhí)行元件的操作量進(jìn)行指示；操作量設(shè)定單元，其根據(jù)由所述要求值設(shè)定單元設(shè)定的物理量要求值、和由所述操作量指示單元所指示的操作量指示值中的某一方的信息，對(duì)一個(gè)或者多個(gè)所述執(zhí)行元件的操作量進(jìn)行設(shè)定；操作單元，其按照由所述操作量設(shè)定單元設(shè)定的操作量設(shè)定值而對(duì)一個(gè)或多個(gè)所述執(zhí)行元件進(jìn)行操作；物理量轉(zhuǎn)換單元，其將所述操作量指示值轉(zhuǎn)換為，根據(jù)該操作量指示值而在所述內(nèi)燃機(jī)中被實(shí)現(xiàn)的所述物理量的值；切換判斷單元，當(dāng)所述物理量要求值與通過所述物理量轉(zhuǎn)換單元的轉(zhuǎn)換而獲得的物理量轉(zhuǎn)換值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，所述切換判斷單元允許對(duì)所述操作量設(shè)定單元中被用于操作量的設(shè)定的信息的切換。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述操作量設(shè)定單元具有物理量值選擇單元，其對(duì)所述物理量要求值和所述物理量轉(zhuǎn)換值中的某一方進(jìn)行選擇；操作量轉(zhuǎn)換單元，其將通過所述物理量值選擇單元而選擇的物理量選擇值轉(zhuǎn)換為，用于使該物理量選擇值在所述內(nèi)燃機(jī)中實(shí)現(xiàn)的、一個(gè)或者多個(gè)所述執(zhí)行元件的操作量，所述操作量設(shè)定單元將通過所述操作量轉(zhuǎn)換單元而轉(zhuǎn)換的操作量轉(zhuǎn)換值作為操作量設(shè)定值，所述切換判斷單元在所述物理量要求值和所述物理量轉(zhuǎn)換值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，允許對(duì)所述物理量值選擇單元所進(jìn)行的選擇的切換。
3.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述切換判斷單元在所述物理量要求值與所述物理量轉(zhuǎn)換值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)、且所述操作量轉(zhuǎn)換值與所述操作量指示值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，允許對(duì)所述物理量值選擇單元所進(jìn)行的選擇的切換。
4.如權(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，具有轉(zhuǎn)換圖表，所述轉(zhuǎn)換圖表將與所述物理量相關(guān)的參數(shù)值、和與一個(gè)或多個(gè)所述執(zhí)行元件中的至少一個(gè)執(zhí)行元件的操作量相關(guān)的參數(shù)值關(guān)聯(lián)起來，所述操作量轉(zhuǎn)換單元和所述物理量轉(zhuǎn)換單元均參照所述轉(zhuǎn)換圖表來實(shí)施轉(zhuǎn)換處理。
5.如權(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，所述物理量轉(zhuǎn)換單元使用將一個(gè)或多個(gè)所述執(zhí)行元件對(duì)所述內(nèi)燃機(jī)的控制特性模型化了的內(nèi)燃機(jī)模型，而將所述操作量指示值轉(zhuǎn)換為所述物理量轉(zhuǎn)換值，所述操作量轉(zhuǎn)換單元使用所述內(nèi)燃機(jī)模型的反模型，而將所述物理量選擇值轉(zhuǎn)換為所述操作量轉(zhuǎn)換值。
6.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述操作量設(shè)定單元具有操作量轉(zhuǎn)換單元，其將所述物理量要求值轉(zhuǎn)換為，用于使該物理量要求值在所述內(nèi)燃機(jī)中實(shí)現(xiàn)的、一個(gè)或多個(gè)所述執(zhí)行元件的操作量；操作量值選擇單元，其對(duì)于每個(gè)執(zhí)行元件，選擇通過所述操作量轉(zhuǎn)換單元的轉(zhuǎn)換而獲得的操作量轉(zhuǎn)換值、與所述操作量指示值中的某一方，所述操作量設(shè)定單元將通過所述操作量值選擇單元而選擇的操作量選擇值作為操作量設(shè)定值，所述切換判斷單元在所述物理量要求值與所述物理量轉(zhuǎn)換值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，允許對(duì)所述操作量值選擇單元所進(jìn)行的選擇的切換。
7.如權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，其中，所述切換判斷單元在所述物理量要求值與所述物理量轉(zhuǎn)換值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)、且所述操作量轉(zhuǎn)換值與所述操作量指示值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，允許對(duì)所述操作量值選擇單元所進(jìn)行的選擇的切換。
8.如權(quán)利要求6或7所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，具有轉(zhuǎn)換圖表，所述轉(zhuǎn)換圖表將與所述物理量相關(guān)的參數(shù)值、和與一個(gè)或多個(gè)所述執(zhí)行元件中的至少一個(gè)執(zhí)行元件的操作量相關(guān)的參數(shù)值關(guān)聯(lián)起來，所述操作量轉(zhuǎn)換單元和所述物理量轉(zhuǎn)換單元均參照所述轉(zhuǎn)換圖表來實(shí)施轉(zhuǎn)換處理。
9.如權(quán)利要求6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，所述物理量轉(zhuǎn)換單元使用將一個(gè)或多個(gè)所述執(zhí)行元件對(duì)所述內(nèi)燃機(jī)的控制特性模型化了的內(nèi)燃機(jī)模型，而將所述操作量指示值轉(zhuǎn)換為所述物理量轉(zhuǎn)換值，所述操作量轉(zhuǎn)換單元使用所述內(nèi)燃機(jī)模型的反模型，而將所述物理量要求值轉(zhuǎn)換為所述操作量轉(zhuǎn)換值。
10.如權(quán)利要求1至9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， 所述要求值設(shè)定單元對(duì)不同的多個(gè)物理量設(shè)定物理量要求值，所述物理量轉(zhuǎn)換單元將所述操作量指示值至少轉(zhuǎn)換為，所述多個(gè)物理量中、最重視連續(xù)性的物理量的值，在與最重視連續(xù)性的所述物理量相關(guān)的物理量要求值、和物理量轉(zhuǎn)換值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，所述切換判斷單元允許對(duì)所述操作量設(shè)定單元中被用于操作量的設(shè)定的信息的切換。
11.如權(quán)利要求1至9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， 所述要求值設(shè)定單元對(duì)不同的多個(gè)物理量設(shè)定物理量要求值，所述物理量轉(zhuǎn)換單元將所述操作量指示值轉(zhuǎn)換為所述多個(gè)物理量中的每一個(gè)的值， 當(dāng)對(duì)于所述多個(gè)物理量的全部而言，物理量要求值和物理量轉(zhuǎn)換值之間的偏差均在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，所述切換判斷單元允許對(duì)所述操作量設(shè)定單元中被用于操作量的設(shè)定的信息的切換。
全文摘要
本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其將特定的物理量用作內(nèi)燃機(jī)的控制量，并通過一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行元件的操作而對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制，該控制裝置在不會(huì)使物理量的實(shí)現(xiàn)值上產(chǎn)生不連續(xù)的條件下，實(shí)施基于物理量要求值的操作量的設(shè)定、與向各個(gè)執(zhí)行元件的直接指示對(duì)操作量的設(shè)定之間的切換。當(dāng)存在對(duì)執(zhí)行元件的操作量進(jìn)行直接指示的操作量指示值時(shí)，將該操作量指示值轉(zhuǎn)換為，根據(jù)該操作量指示值而在內(nèi)燃機(jī)中被實(shí)現(xiàn)的物理量的值。而且，當(dāng)從操作量指示值被轉(zhuǎn)換成的物理量轉(zhuǎn)換值與物理量要求值之間的偏差在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，允許對(duì)被用于各個(gè)執(zhí)行元件的操作量設(shè)定的信息進(jìn)行切換。
文檔編號(hào)F02P5/15GK102365445SQ20098015841
公開日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2009年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者副島慎一, 加藤直人, 大塚郁, 高橋清德 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社