CN103306830A - 发动机的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发动机的控制装置。具有设定部（2），该设定部设定与发动机（10）的进气歧管（20）内的目标压力对应的目标值。此外，具有计算部（3），该计算部根据发动机（10）的目标转矩计算通过节流阀（23）的进气的目标流量。此外，具有补正部（4），该补正部基于由设定部（2）设定的目标目标值的变化补正由计算部（3）计算的目标流量。本发明的发动机的控制装置兼顾输出响应性与稳定性。

Description

发动机的控制装置

技术领域

本发明涉及一种控制具有可变气门机构的发动机的节流阀的控制装置。

背景技术

在进气系统具有节流阀的发动机中，根据对于发动机的要求输出控制节流阀开度。车载发动机的情况下，设定与油门踏板的踏入操作和辅机类的工作状态对应的发动机输出的目标值，控制节流阀开度以将与该目标值相称的量的空气导入发动机的气缸内。

另一方面，实际吸入气缸内的空气量与通过节流阀的空气量相比略微滞后地发生变化。即，当某时刻所控制的节流阀开度为使与规定的发动机输出对应的空气量通过的开度时，该规定的发动机输出在发动机中实际产生的时刻为比节流阀开度的控制时刻滞后的时刻。为了缩小这种进气滞后的影响，提出了各种各样的节流阀开度的计算方法。

在专利文献1中，记载有一种发动机的控制装置，该控制装置使用由进气系统的检测空气量求得缸内空气量的空气量计算模型、以及其逆模型。这里所说的空气量计算模型为对检测空气量施行一阶滞后处理而输出缸内空气量的模型。此外，所说的逆模型是指，对于向缸内进气的目标进气流量施行作为一阶滞后处理的逆处理的一阶提前处理而求得目标节流阀开度的计算。通过使用这些计算模型控制节流阀开度，由此能够提高与发动机的要求输出相对应的发动机输出的响应性。

然而，上述的一阶提前处理在一直使用着进气响应滞后的时间常数的情况下具有输出值相对于输入值的变化而发生较大变化的特性。因此，在要求输出发生变动的过度运转状态下目标节流阀开度的变化量变大，能够缩小进气滞后的影响。另一方面，即使在常规运转时要求输出略微变化的情况下，由于目标节流阀开度相对于该变化而发生较大变化，因而发动机输出的稳定性下降。因此，通过对设定一阶提前处理的强度的增益进行调整，来保持响应性和稳定性之间的均衡。

例如，专利文献1记载有如下内容：根据目标转矩（目标Pi）与该目标转矩的滤值（对目标Pi进行一阶滞后处理而成的补正目标Pi）的差值计算补正系数，采用该补正系数控制一阶提前处理的强度。通过这种方法，能够确保控制响应性并提高对于噪音、干扰的稳定性。

专利文献1：日本特开2011－256780号公报

然而，根据目标转矩的变化设定一阶提前处理的强度的以往的方法中，不能进行由目标转矩以外的因素引起的一阶提前处理的强度设定。例如，具有可变气门机构的发动机中，有时以改善燃料消耗率、能效为目的，变更进排气阀的气门升程量和气门正时，节流阀开度也与此对应地被调整。

这种情况下，气门升程量和气门正时变更时，必然不会伴随目标转矩的变化。因此，不能增强一阶提前处理的强度，不能提高作为调整节流阀开度的结果的发动机输出的控制响应性。另一方面，还想到通过统一增强一阶提前处理的强度来确保控制响应性。然而，这种情况下，相对于由干扰、噪音引起的微小的目标转矩的变化，节流阀开度发生了极大的调整，控制稳定性下降。

发明内容

本发明的目的之一是鉴于上述那样的课题而做出的，其提供一种发动机的控制装置，该控制装置在具有可变气门机构的发动机中能够兼顾进气控制的响应性和稳定性。另外，并不限于该目的，可以认为本发明的又一目的在于，发挥由用于实施后述的发明的实施方式所示出的各结构带来的作用效果、即通过以往的技术无法得到的作用效果。

（1）这里公开的发动机的控制装置是控制具有可变气门机构的发动机的节流阀的控制装置。首先，具有设定部，设定与所述发动机的进气歧管内的目标压力对应的目标值（例如目标进气歧管压力、压力比相当值）。此外，还具有计算部，根据所述发动机的目标转矩计算通过所述节流阀的进气的目标流量。此外，还具有补正部，基于由所述设定部设定的所述目标值的变化补正由所述计算部计算的所述目标流量。

此外，所述发动机的目标转矩是指根据对于发动机的输出要求设定的转矩（想使发动机输出的转矩），其是根据例如驾驶员要求转矩、外部要求转矩等来给予的。此外，所述可变气门机构的气门升程量、气门正时变更时，进气歧管压力与之对应地发生变化，所述目标值也设定成与该变化对应的数值。因此，优选地，所述设定部根据可变气门机构的状态变化设定所述目标值。其中，所述可变气门机构的状态变化包括气门升程量以及气门正时中的至少一方的变更。

（2）此外，优选地，所述目标值的变化越大，所述补正部越增大所述目标流量的补正量。例如，所述目标值急剧增加时、急剧减少时增大所述目标流量的补正量，所述目标值不变化时减少所述目标流量的补正量。

（3）此外，优选地，所述补正部基于所述目标值与滤值的差值（即滞后量）或者比例（即滞后率）补正所述目标流量，该滤值是对所述目标值施行时间滞后的滤值处理而得的。这种情况下，优选地，所述差值越大、或所述目标值相对于所述滤值的比例越大（或所述滤值相对于所述目标值的比例越小），越增大所述目标流量的补正量。此外，所述目标值与所述滤值的差值、比例是一种用于把握“在所述目标值变化时，该变化使进气歧管压力（实际可产生的发动机转矩）滞后到何等程度”的参数。因此，只要是能够把握所述目标值的滞后程度的参数，就可以代替上述的差值、比例而进行使用。

（4）此外，优选地，所述设定部将所述发动机的目标转矩相当值与最大转矩相当值的比设定为所述目标值。这里说的最大转矩相当值是指，在该时刻的运转状态下在将节流阀的开度全开时发动机能够输出的最大转矩、或者与该最大转矩相关的数值。例如，最大转矩相当值是指，在计算时刻的进排气阀的控制状态下、并且在处于与计算时刻相同的发动机旋转速度的状态下，在将节流阀的开度全开时动机能够输出的最大转矩、或者与该最大转矩相关的数值。此外，目标转矩相当值是指所述目标转矩、或者与该目标转矩相关的数值。这种情况下，最大转矩和最大转矩相当值之间的相互关系为与目标转矩和目标转矩相当值之间的相互关系相同的相互关系。

（5）此外，优选地，所述计算部采用进气提前补偿计算来计算所述目标流量，所述进气提前补偿计算为模拟从所述节流阀导入到所述发动机的空气的进气滞后的进气滞后计算的逆计算。这种情况下，优选地，所述补正部对增益进行补正，该增益为由所述计算部通过所述进气提前补偿计算进行加减运算而得到的所述目标流量的补偿量所乘以的增益。

此外，这里说的进气滞后计算的逆计算（进气提前补偿计算）是指使进气滞后计算的输入与输出的关系逆转的计算。例如，进气滞后计算中，作为对所输入的变量Ｘ施行进气的时间滞后处理（一阶滞后处理、二阶滞后处理等）的结果而输出变量Ｙ。另一方面，进气滞后计算的逆计算中，输入变数Ｙ时，作为对该变量Ｙ施行进气的时间提前处理的结果而输出变量Ｘ。

（6）此外，优选地，具有：基于由所述补正部补正的所述目标流量控制所述节流阀的开度的控制部。例如，所述节流阀为电控节流阀气门的情况下，从所述控制部对所述节流阀传递控制信号，控制节流阀开度。

发明效果：

通过公开的发动机控制装置，根据与进气歧管内的目标压力对应的目标值的变化来补正目标流量，由此，不管目标转矩有无变化都能够适当变更通过节流阀的进气的目标流量。由此，不仅对于伴随转矩变化的发动机的运转状态的变化，即使对于不伴随转矩变化的运转状态的变化，也能够控制目标流量，能够提高进气歧管压力和发动机输出的响应性。此外，在与进气歧管内的目标压力对应的目标值不变化的状态下，能够缓慢地控制目标流量，能够提高进气歧管压力和发动机输出的稳定性。

附图说明

图1是例示使用一实施方式的发动机的控制装置的车辆的结构的图。

图2是例示本控制装置的结构的框图。

图3是用于说明本控制装置的控制作用的曲线图，图3（a）例示气门升程量，图3（b）例示压力比相当值A，图3（c）例示增益K2，图3（d）例示目标流量Q，图3（e）例示进气歧管压力PIM的变化。

附图符号说明：

1…发动机控制装置；2…设定部；3…计算部；4…补正部；5…控制部；10…发动机；20…进气歧管；23…节流阀；28…可变气门机构。

具体实施方式

参照附图对发动机的控制装置进行说明。此外，以下说明的实施方式不过是举例说明，并没有排除以下的实施方式中没有明示的各种变形、技术适用的意图。本实施方式的各结构可以在不脱离其主旨的范围内实施各种变形，并且，能够根据需要进行取舍选择，或者可以进行适当地结合。

[1.装置结构][1－1.发动机]本实施方式的发动机的控制装置适用于图1所示的车载的发动机10。发动机10为将例如汽油、轻油作为燃料的内燃机。作为内燃机的例子，可列举有汽油发动机、柴油发动机。此处，表示多气缸的发动机10所设有的多个气缸中的一个。发动机10的活塞16沿着形成为中空筒状的气缸19的内周面可自由往复滑动地内置在该气缸19内。活塞16的上表面、以及气缸19的内周面和顶面所围成的空间作为发动机10的燃烧室26发挥作用。

活塞16的下部通过连杆连接在曲柄臂上，该曲柄臂具有从曲轴17的轴心偏离的中心轴。由此，活塞16的往复动作传递给曲柄臂，并转换成曲轴17的旋转运动。气缸19的顶面穿孔地形成有将吸入空气导入到燃烧室26内用的进气口11、以及将在燃烧室26内燃烧后的排气排出用的排气口12。

此外，进气口11、排气口12各自的燃烧室26侧的端部设置有进气阀14以及排气阀15。这些进气阀14、排气阀15的各个动作通过设置于发动机10的上部的可变气门机构28被分别控制。此外，气缸19设置有火花塞13且设置成使该火花塞13的顶端向燃烧室26侧突出的状态。火花塞13所进行的点火时刻由后述的发动机控制装置1控制。

可变气门机构28是分别对于进气阀14和排气阀15个别地或者联动地变更气门升程量以及气门正时的机构。该可变气门机构28内置有作为变更摇臂的摆动量与摆动的时机用的机构的可变气门升程机构28a（以下也称为VVL机构）以及可变气门正时机构28b（以下也称为VVT机构）。

VVL机构28a为连续地变更进气阀14、排气阀15的气门升程量的机构。该VVL机构28a具有对从固定于凸轮轴的凸轮向摇臂、挺杆传递的摆动的大小（气门升程量）进行变更的作用。通过变更摆动的大小，能够变更进气阀14以及排气阀15的冲程，并使各个阀的最大升程量连续地变化。以下，将摆动部件相对摇臂轴的从基准位置起的角度变化量称为控制角θVVL。控制角θVVL为与气门升程量对应的参数。摆动部件的基准位置设定成控制角θVVL越大气门升程量越增大。

VVT机构28b为变更进气阀14、排气阀15的开闭的时机（气门正时）的机构。该VVT机构28b具有对使摇臂摆动的凸轮或者凸轮轴的旋转相位进行变更的作用。通过变更凸轮或者凸轮轴的旋转相位，从而能够使摇臂的相对于曲轴17的旋转相位的摆动的时机连续地变化（错开正时）。以下，将相位角的变化量称为相位角θVVT，该相位角的变化量表示实际的凸轮轴的相位角从作为基准的凸轮轴的相位角提前或滞后了什么程度。相位角θVVT为与气门正时对应的参数。可变气门机构28的控制角θVVL以及相位角θVVT由后述的气门控制装置9控制。

[1－2.进排气系统]进气口11内设置有喷出燃料的喷射器18。从喷射器18喷出的燃料量由发动机控制装置1控制。此外，喷射器18的进气流的上游侧设有进气歧管20。该进气歧管20设有暂时积蓄向进气口11侧流动的空气用的缓冲罐21。缓冲罐21的下游侧的进气歧管20形成为向各气缸19的进气口11分岐，缓冲罐21位于该分歧点。缓冲罐21起到缓和各气缸19中可能产生的进气脉动、进气干涉的作用。

进气歧管20的上游侧连接有节流阀主体22。节流阀主体22的内部内置有电子控制式的节流阀23，根据节流阀23的开度（节流阀开度）调节向进气歧管20侧流动的空气量。该节流阀开度被控制成与从发动机控制装置1传递的控制信号对应的开度。节流阀主体22的更上游侧连接有进气通路24，进气通路24的更上游侧夹装有空气过滤器25。由此，由空气过滤器25过滤的新鲜气体通过进气通路24以及进气歧管20提供给发动机10的各气缸19。

[1－3.检测系统]缓冲罐21内设有检测进气歧管压力PIM的进气歧管压力传感器31。这里，进气歧管压力PIM是指与缓冲罐21内的压力对应的进气歧管压力。此外，发动机控制装置1的内部或者车辆的任意位置设有检测大气压PBP的大气压传感器32。此外，发动机10的曲轴17设有检测发动机10的实际旋转速度Ne的发动机旋转速度传感器33。该发动机旋转速度传感器33根据例如曲轴17的角速度检测实际旋转速度Ne。

此外，车辆的任意位置（例如油门踏板的附近）设有检测油门踏板的踏入操作量（油门开度APS）的油门开度传感器34。油门开度APS是与驾驶员的加速要求对应的参数，即与对于发动机10的输出要求对应。上述的传感器31～34所取得的进气歧管压力PIM、大气压PBP、实际旋转速度Ne、油门开度APS的各信息传递给发动机控制装置1。

[2．控制装置结构]搭载上述的发动机10的车辆除了发动机控制装置1（EngineElectronic Control Unit，制御装置）以外设置有变速器ECU6、空调ECU7、电装品ECU8、气门控制装置9等。这些发动机控制装置1以及各种控制装置6～9构成为集成有例如微处理器、ROM、RAM等的LSI装置、组装电子装置，通过设置于车辆的车载网络的通信线连接成可相互通信。

变速器ECU6控制未图示的变速器的动作，空调ECU7控制未图示的空调装置（空气调节装置）的动作。此外，电装品ECU8控制车载投光装置及各种照明装置、电动窗装置、门锁装置之类的主体系统的各种电装品的动作。这些各种装置作为对于发动机10的载荷发挥作用。

以下，也将这些发动机控制装置1之外的电子控制装置称为外部控制系统，也将由外部控制系统控制的装置称为外部载荷装置。外部载荷装置的工作状态等能够与发动机10的驾驶状态无关地进行变化。因此，上述的各外部控制系统随时计算外部载荷装置对发动机10要求的转矩的大小，将该转矩的大小传递给发动机控制装置1。

此外，将外部控制系统要求发动机10的转矩称为外部要求转矩。此外，外部要求转矩的值可以在由变速器ECU6、空调ECU7、电装品ECU8之类的各个外部控制系统计算之后传递给发动机控制装置1，或者，也可以根据由各个外部控制系统收集的信息在发动机控制装置1进行计算。

气门控制装置9控制可变气门机构28。这里，设有控制VVL机构28a的动作的气门升程量控制部9a和控制VVT机构28b的动作的气门正时控制部9b。气门升程量控制部9a通过调节VVL机构28a的控制角θVVL从而将气门升程量控制为任意的值。此外，气门正时控制部9b通过调节VVT机构28b的相位角θVVT从而将气门正时控制为任意的值。这里被控制的控制角θVVL以及相位角θVVT的信息都传递给发动机控制装置1。

发动机控制装置1综合地控制关于发动机10的点火系统、燃料系统、进排气系统、以及气门系统之类的广泛的系统，其对提供给发动机10的各气缸19的空气量、燃料喷射量、各气缸19的点火时刻等进行控制。此处，实施将要求发动机10的转矩的大小作为基准的转矩基准控制。作为发动机控制装置1的具体的控制对象，可列举有从喷射器18喷射的燃料量、喷射时刻、用火花塞13的点火时刻、节流阀23的节流阀开度等。

如图1所示，发动机控制装置1连接有作为信息输入源的进气歧管压力传感器31、大气压传感器32、发动机旋转速度传感器33、油门开度传感器34、气门控制装置9，并且，还连接有作为控制对象的节流阀23。在本实施方式中，主要对节流阀开度的控制进行说明。

发动机控制装置1设定作为发动机10的输出目标的目标转矩，根据该目标转矩实施调节节流阀开度的进气量控制。为了实现该进气量控制，发动机控制装置1设有设定部2、计算部3、补正部4、以及控制部5。这些各要素可以由电路（硬件）实现，可以是作为软件编程而成的程序，或者也可以将这些功能中的一部分设置为硬件、将其它部分做成软件。

[2－1．设定部]设定部2设定与发动机10的进气歧管20内的目标压力对应的目标值。这里说的目标值包括例如目标进气歧管压力（进气歧管压力PIM的目标）、进气歧管压力PIM相对于大气压PBP的比例（压力比）的目标，或包含与该压力比的目标对应的参数。本实施方式的设定部2计算目标转矩相当值与发动机10的最大转矩相当值的比来作为压力比相当值A，并将其作为与进气歧管20内的目标压力对应的目标值。如图2所示，设定部2设有目标转矩计算部2a、最大转矩计算部2b以及压力比相当值计算部2c。

目标转矩计算部2a计算根据对于发动机10的输出要求而设定的目标转矩PiETV、或者与目标转矩PiETV对应的值。此处，基于例如根据发动机10的实际旋转速度Ne以及油门开度APS设定的驾驶员要求转矩、上述的外部要求转矩等，计算目标转矩PiETV。这里计算出的目标转矩PiETV的值传递给压力比相当值计算部2c以及计算部3。

这里说的最大转矩计算部2b计算发动机10在该时刻的运转状态下在将节流阀23控制成全开时能够输出的最大转矩PiMAX。此处，基于例如发动机10的实际旋转速度Ne、VVL机构28a的控制角θVVL以及VVT机构28b的相位角θVVT计算最大转矩PiMAX。最大转矩PiMAX是采用确定实际旋转速度Ne、控制角θVVL及相位角θVVT与最大转矩PiMAX的对应关系的数学式、曲线图来计算的。这里计算出的最大转矩PiMAX的值传递给压力比相当值计算部2c。

压力比相当值计算部2c基于由目标转矩计算部2a计算出的目标转矩PiETV、以及由最大转矩计算部2b计算出的最大转矩PiMAX计算压力比相当值A。压力比相当值A是与目标进气歧管压力对应的参数，其作为目标转矩PiETV与最大转矩PiMAX的比（A=PiETV/PiMAX）而被提供。这里计算出的压力比相当值A传递给补正部4。

[2－2．补正部]补正部4计算增益K2，该增益K2是由后述的计算部3中的进气提前补偿部3d实施的一阶提前处理的增益。该增益K2是补正由计算部3计算出的节流阀23部的目标流量Q用的系数。如图2所示，补正部4设有滤值计算部4a、差值计算部4b以及增益计算部4c。

滤值计算部4a计算对压力比相当值A施行时间滞后的滤值处理的滤值C。该滤值处理是掌握目标进气歧管压力相对于实际的进气歧管压力PIM滞后变化了什么程度用的滞后计算，滤值C的值以规定的周期重复计算。这里计算出的滤值C的值传递给差值计算部4b。

关于给予响应滞后用的方法，考虑了各种方法，但是，在给予一阶响应滞后的情况下，例如能够按照式1计算滤值C。式1中的函数f是变量A、B以及增益K1的函数，式1中的K1是将相当于进气响应滞后的变化给予给滤值C用的系数，变量B是与在此次的计算周期计算出的滤值C相对的在上次的计算周期计算出的滤值（即、滤值C的上次值）。关于具体的函数f的形式，考虑了各种形式，但是，例如，可以通过在表达为压力比相当值A以及上次值B的函数的规定量F上乘以增益K1来给予响应滞后，将该给予了响应滞后的值作为滤值C。

C=f(A,B,K1)…（式1）

差值计算部4b计算压力比相当值与滤值C之差的绝对值u。在压力比相当值A稳定为一定值的发动机10的运转状态下，滤值C与压力比相当值A几乎一致，绝对值u几乎为0（或者微小的值）。另一方面，当压力比相当值A在短时间内变化较大时，滤值C与压力比相当值A之差增大，绝对值u的值增大。因此，绝对值u可以成为掌握压力比相当值A的变化程度用的指标。这里计算出的绝对值u的值传递给增益计算部4c。

增益计算部4c根据由差值计算部4b计算出的绝对值u计算计算部3的进气提前补偿计算的增益K2。此处，例如给予绝对值u越大值越大的增益K2、当绝对值u为u=0时增益K2作为接近于0的微小的值（或者几乎为0）而被给予。此外，如图2所示，也可以根据预先设定的绝对值u与增益K2的对应曲线图、数学式等计算增益K2。这里计算出的增益K2的值传递给计算部3。

[2－3．计算部]计算部3根据由目标转矩计算部2a计算出的目标转矩PiETV来计算通过节流阀23部的进气的目标流量Q。目标流量Q是指通过发动机10产生目标转矩PiETV所需要的空气的流量。此外，由发动机10实际产生的转矩的大小与导入到气缸19内的空气量对应，与通过节流阀23部的空气量不一致。因此，计算部3考虑空气进入气缸19的进入容易度、进气滞后而计算目标流量Q。如图2所示，计算部3设有目标填充效率计算部3a、目标缸内空气量计算部3b、增减比计算部3c、以及进气提前补偿部3d。

目标填充效率计算部3a计算与目标转矩PiETV对应的目标填充效率EcTGT。此处，根据例如预先设定的目标转矩PiETV与目标填充效率EcTGT的对应曲线图、数学式等计算目标填充效率EcTGT。这里计算出的目标填充效率EcTGT的值传递给目标缸内空气量计算部3b。

此外，填充效率是指在一阶进气冲程期间气缸19内所填充的空气的体积除以标准化成标准状态下的气体体积之后的气缸容积而得到的值。换言之，填充效率是在一阶进气冲程中气缸19内所填充的空气的质量相对于标准大气条件下占据气缸19内的空气的质量的比例。填充效率与在该冲程中导入到气缸19内的空气量对应，目标填充效率EcTGT为填充效率的目标值且与目标空气量对应。此外，一阶进气冲程是指活塞16从上止点移动到下止点为止的一冲程。

目标缸内空气量计算部3b进行将由目标填充效率计算部3a计算出的目标填充效率EcTGT变换成导入到气缸19内的空气量的目标值的计算。以下，将转换后的值称为目标缸内空气量D。标准状态下的目标缸内空气量D通过在目标填充效率EcTGT上乘以发动机10的实际旋转速度Ne以及气缸容积来计算。此外，也可以考虑导入气缸19内的空气的压力、温度与标准状态不同的情况，来计算增加了与进气歧管压力PIM及大气压PBP、进气温度等对应的补正量的目标缸内空气量D。或者，也可以根据预先设定的目标填充效率EcTGT与目标缸内空气量D的对应曲线图、数学式等求出目标缸内空气量D。这里计算出的目标缸内空气量D传递给进气提前补偿部3d。

增减比计算部3c计算作为发动机10的进气性能的指标值的体积效率系数的增减比R。体积效率系数是将气缸19的体积效率对应进气系统压力进行标准化而成的数值。因为空气进入气缸19的进入容易度是按照控制角θVVL、相位角θVVT变化的，所以，能够根据例如VVL机构28a的控制角θVVL以及VVT机构28b的相位角θVVT求得体积效率系数。

此外，也可以根据由进气歧管压力传感器31检测的进气歧管压力PIM以及由大气压传感器32检测的大气压PBP求出体积效率系数。或者，也可以基于发动机10的实际旋转速度Ne与由压力比相当值计算部2c计算出的压力比相当值A求出体积效率系数。增减比计算部3c计算这样得到的体积效率系数的增减变化的比例来作为增减比R。体积效率系数没有变化时的增减比R的值为R=1，体积效率系数下降时（吸入空气变得难以进入气缸19时）的增减比R的值为R<1。这里计算出的增减比R的值传递给进气提前补偿部3d。

进气提前补偿部3d采用进气提前补偿计算来计算节流阀23部的目标流量Q，该进气提前补偿计算基于由目标缸内空气量计算部3b计算出的目标缸内空气量D、由增减比计算部3c计算出的增减比R、以及由补正部4的增益计算部4c计算出的增益K2。这里说的进气提前补偿计算是指进气滞后计算的逆计算，该进气滞后计算模拟从节流阀23导入到发动机10的气缸19内的空气的进气滞后，目标流量Q的值以规定的周期重复计算。这里计算出的目标流量Q的值传递给控制部5。

关于进气提前补偿计算的具体的方法，考虑了各种方法，但是，在给予作为一阶响应滞后的逆计算的一阶提前的情况下，按照式2能够计算目标流量Q。式2中的函数g是变量D、E、R以及增益K2的函数，变量E是与在本次的计算周期中计算出的目标缸内空气量D相对的在上次的计算周期中计算出的目标缸内空气量（即，目标缸内空气量D的上次值）。

Q=g(D,E,R,K2)…（式2）

关于具体的函数g的形式，考虑了各种形式，但是，例如也可以这样计算目标流量Q：在表达为目标缸内空气量D、上次值E以及增减比R的函数的第二规定量G上乘以增益K2，将由此所得的数值加上目标缸内空气量D，从而计算目标流量Q。这种情况下，表达为目标缸内空气量D、上次值E以及增减比R的函数的第二规定量G相当于通过进气提前补偿计算进行加减运算出的目标流量Q的补偿量。

此外，优选地，进行这样的计算：目标缸内空气量D与上次值E之差越大、或者增减比R的值与1离得越远，第二规定量G越增加。这种情况下，目标流量Q的变化量在增益K2越大时越增大，在增益K2越小时越减小。即，增益K2越大目标流量Q的响应性越提高，增益K2越小稳定性越提高。

[2－4．控制部]控制部5计算用于获得由计算部3计算的目标流量Q的节流阀23的开度，将与该节流阀开度对应的控制信号输出给节流阀23。此处，根据例如预先设定的目标流量Q、发动机10的实际旋转速度Ne以及目标开度电压的对应曲线图、数学式等计算出目标开度电压，该目标开度电压作为控制信号传递给节流阀23。

此外，节流阀23接受来自控制部5的控制信号而控制节流阀开度。由此，通过节流阀23部的空气的流量成为目标流量Q，目标缸内空气量D的进气被导入气缸19内，发动机输出成为与目标转矩PiETV对应的大小。发动机控制装置1中实施这种进气控制。

[3．作用]采用图3（a）～（e）对VVL机构28a动作时的进气控制进行说明。此处，由目标转矩计算部2a计算的目标转矩PiETV为一定。如图3（a）所示，若在时刻t1变更控制角θVVL以使得VVL机构28a的气门升程量从L1向L2减少，则由最大转矩计算部2b计算的发动机10的最大转矩PiMAX随着气门升程量的减少而减少。因此，由压力比相当值计算部2c计算出的压力比相当值A的值如图3（b）所示以时刻t1为界限从数值A1向数值A2增加。

另一方面，在补正部4的滤值计算部4a计算对压力比相当值A施行滞后处理的滤值C，并且，在差值计算部4b计算压力比相当值A与滤值C之差的绝对值u。由此，增益计算部4c中被给予与绝对值u的大小对应的增益K2。如图3（c）所示，增益K2的随时间变化的曲线图中，时刻t1以前为接近于0的微小数值，从时刻t1起仅在规定时间的期间成为增大的脉冲状的形状。该脉冲的时间宽度为与通过滤值计算部4a进行的滞后处理对应的时间宽度。

此外，由计算部3的增减比计算部3c计算的体积效率系数随着气门升程量的减少而下降。此外，进气提前补偿部3d中，将在第二规定量G上乘以增益K2而得的数值与目标缸内空气量D进行加法运算，计算目标流量Q，此时，通过使体积效率系数的增减比R变小而使第二规定量G增加。由此，在时刻t1以前为规定值Q1的目标流量Q的数值在时刻t1以后增加。此时，与第二规定量G相乘的增益K2的数值如图3（c）的实线所示从时刻t1起增大成脉冲状，如图3（d）的实线所示，目标流量Q的随时间的变动成为高响应。因此，如图3（e）的实线所示，进气歧管压力PIM迅速地上升成从规定压力P1向规定压力P2的阶梯状。

此外，图3（c）～（e）中虚线的曲线图表示使用以往技术的进气提前补偿计算的方法时的变化。换言之，根据目标转矩PiETV设定进气提前补偿计算的增益K2的方法中，在目标转矩PiETV没有变化的发动机10的运转状态变更时，进气提前补偿计算的增益K2没有增大。即，即使可变气门机构28的控制角θVVL、相位角θVVT变化，只要目标转矩PiETV没有变化则增益K2仍然为微小的数值。因此，在时刻t1以后通过进气提前补偿部3d加在目标缸内空气量D上的补偿量的流量变小，进气歧管压力PIM的收敛性下降。与此相反，上述的发动机控制装置1中，即使在目标转矩PiETV没有变化的发动机10的运转状态变更时，增益K2也被适当地设定，所以能够适当地给予目标流量Q的提前补偿。其结果，进气歧管压力PIM的收敛性得到改善。

[4．效果]（1）上述的发动机控制装置1中，根据与目标进气歧管压力对应的压力比相当值A的变化补正目标流量Q。由此，不管目标转矩PiETV有无变化，都能够使通过节流阀23部的进气的目标流量Q适当地变化。由此，不仅对于伴随转矩变化的发动机10的运转状态的变化，即使对于不伴随转矩变化的运转状态的变化，也能够适当控制目标流量Q，能够提高进气歧管压力PIM和发动机输出的响应性。此外，压力比相当值A没有变化的状态（例如、目标进气歧管压力稳定的状态）中，能够提高进气歧管压力PIM、发动机输出的稳定性。

（2）此外，上述的发动机控制装置1中，相当于压力比相当值A的变化程度的绝对值u越大增益K2的数值越大，作为目标流量Q的补正量的补偿量越增大。增益K2的值越大该补偿量的补正量的值越增大。由此，在压力比相当值A变化较大时能够使目标流量Q的变化量增大，能够提高作为调整节流阀开度的结果而得到的进气歧管压力PIM的控制响应性。

例如，对于气门升程量、气门正时的控制所引起的目标进气歧管压力的变化，能够高响应性地控制实际的进气歧管压力PIM，能够提高发动机10的转矩控制性。此外，在压力比相当值A稳定的状态下能够使目标流量Q的变化量减少，能够提高进气歧管压力PIM的控制稳定性。例如，对于噪音、干扰所引起的目标转矩PiETV的变化，能够防止实际的进气歧管压力PIM过于敏感地变动之类的不良情况，能够提高发动机10的转矩控制性。

（3）此外，上述的发动机控制装置1中，由于根据压力比相当值A与滤值C的差值补正目标流量Q，所以，能够明确判别压力比相当值A有无变化，能够在压力比相当值A的变化量比较大时以及压力比相当值A的变化量比较小时进行不同的补正内容。由此，能够在压力比相当值A稳定的状态中，削弱对目标流量Q的补正而确保进气控制的稳定性，并且在压力比相当值A变化较大时，使目标流量Q迅速地跟随该变化而变化。这样，能够适当地控制进气控制的响应性与稳定性之间的平衡。

（4）此外，上述的发动机控制装置1中，将压力比相当值A用作为与目标进气歧管压力对应的目标值。该压力比相当值A是不管目标转矩PiETV有无变动都与最大转矩PiMAX反比例地变化的数值。通过采用这种数值来补正目标流量Q，由此，不仅对于伴随转矩变化的发动机10的运转状态的变化，即使对于不伴随转矩变化的运转状态的变化，也能够控制进气量，能够提高发动机10的控制性。

（5）此外，上述的发动机控制装置1中，可以仅对由进气提前补偿部3d实施的进气提前补偿计算的增益K2实施补正，目标转矩PiETV及目标填充效率EcTGT、目标缸内空气量D的计算采用以往的方法计算。这样，容易应用于以往的进气提前补偿计算，能够实现通用性高的进气控制。

（6）此外，通过根据由补正部4补正的目标流量Q控制节流阀23，由此，不管转矩有无变化都能够使节流阀开度增减变化。由此，不仅对于伴随转矩变化的发动机10的运转状态的变化，即使对于不伴随转矩变化的运转状态的变化，也能够控制进气流量，能够提高进气歧管压力PIM和发动机转矩的控制性。

[5．变形例]上述的实施方式中，例示了作为与目标进气歧管压力对应的参数使用压力比相当值A的方式，但是，也可以代替压力比相当值A而采用目标进气歧管压力自身。目标进气歧管压力可以根据例如目标转矩PiETV、控制角θVVL以及相位角θVVT来计算。此外，可变气门机构28的气门升程量、气门正时变更时，实际的进气歧管压力PIM与之对应地发生变化，因此，只要目标进气歧管压力也设定成与该变更对应的数值即可。即，只要是上述设定部2根据可变气门机构28的状态变化设定、计算目标进气歧管压力的控制结构即可，其中，可变气门机构28的状态变化包括气门升程量以及气门正时中的至少一方的变更。

此外，也可以代替上述的实施方式的最大转矩PiMAX以及目标转矩PiETV而采用最大填充效率EcMAX以及目标填充效率EcTGT来计算第二压力比相当值Z，采用该第二压力比相当值Z代替压力比相当值而计算增益K2。这种情况下，目标填充效率EcTGT与最大填充效率EcMAX的比为第二压力比相当值Z（Z=EcTGT/EcMAX）。最大填充效率EcMAX是指与上述实施方式的最大转矩PiMAX对应的填充效率Ec，其是根据通过发动机10产生最大转矩PiMAX所要求的空气量而算出的填充效率Ec（将节流阀开度全开时的填充效率Ec）。第二压力比相当值Z为与目标进气歧管压力对应的参数中的一个。因此，即使在采用第二压力比相当值Z计算增益K2的情况下，也会取得与上述实施方式相同的效果。

此外，上述实施方式中，根据压力比相当值A与滤值C的差值的绝对值u设定增益K2，但是，设定增益K2时的自变量不限于此。例如，也想到采用压力比相当值A相对于滤值C的比例（A/C）以及其倒数（C/A）来设定增益K2。

压力比相当值A相对于与这些绝对值u、滤值C的比例等是用于掌握“目标进气歧管压力变化时，该变化使实际的进气歧管压力滞后了什么程度”的参数。因此，只要是能够把握目标进气歧管压力的滞后程度的参数，就可以代替上述的绝对值u、比例而进行使用。例如，也可以代替滤值C而采用压力比相当值A的上次值、进气歧管压力PIM来计算差值、比例，还可以代替滤值C而采用对进气歧管压力PIM施行时间滞后的滤值处理而成的数值来计算差值、比例。

此外，上述实施方式的发动机10的种类是任意的，可应用于汽油发动机、柴油发动机、其他燃烧形式的内燃机。只要是进气阀14以及排气阀15中的至少一方具有可变气门机构28的内燃机，就能够实施上述控制。

Claims (7)

1.一种发动机的控制装置，控制具有可变气门机构的发动机的节流阀，其特征在于，具有：

设定部，设定与所述发动机的进气歧管内的目标压力对应的目标值；

计算部，根据所述发动机的目标转矩计算通过所述节流阀的进气的目标流量；以及

补正部，基于由所述设定部设定的所述目标值的变化，补正由所述计算部计算的所述目标流量。

2.根据权利要求1所述的发动机的控制装置，其特征在于，所述目标值的变化越大，所述补正部越增大所述目标流量的补正量。

3.根据权利要求1所述的发动机的控制装置，其特征在于，所述补正部基于所述目标值与滤值的差值或者比例补正所述目标流量，该滤值是对所述目标值施行时间滞后的滤值处理而得的。

4.根据权利要求1所述的发动机的控制装置，其特征在于，所述设定部将所述发动机的目标转矩相当值与最大转矩相当值的比设定为所述目标值。

5.根据权利要求1所述的发动机的控制装置，其特征在于，

所述计算部采用进气提前补偿计算来计算所述目标流量，所述进气提前补偿计算为模拟从所述节流阀导入到所述发动机的空气的进气滞后的进气滞后计算的逆计算，并且，

所述补正部对增益进行补正，该增益为由所述计算部通过所述进气提前补偿计算进行加减运算而得到的所述目标流量的补偿量所乘以的增益。

6.根据权利要求5所述的发动机的控制装置，其特征在于，

所述计算部根据作为导入到所述发动机的气缸的空气量的目标值的目标缸内空气量与作为所述发动机的吸气性能的指标值的体积效率系数的增减比来计算所述目标流量的补偿量，并且，将所述目标流量的补偿量乘以所述增益所得到的数值加到所述目标缸内空气量上来计算所述目标流量。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的发动机的控制装置，其特征在于，具有：基于由所述补正部补正的所述目标流量控制所述节流阀的开度的控制部。

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