CN1796749B - 发动机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种发动机的控制装置，具有：直接或间接检出发动机转矩的单元(33)；计算发动机控制参数的单元(220、250、270、280)；根据所述发动机转矩检出单元(33)检出的转矩，修正所述发动机控制参数(220、250、270、280)的单元(310)。提供能够适应发动机的机械误差、老化、环境变化等、能够进行高精度地而且高应答性地控制发动机转矩。

Description

发动机的控制装置 
技术领域
本发明涉及对发动机进行控制的控制装置，特别涉及能够高精度地控制车载发动机的转矩的发动机的控制装置。 
背景技术
近几年来，以发动机周边机器的电子驱动化(X By Wire化)及与电动机协调后进行车辆驱动的混合化等为背景，要求将发动机的转矩控制高精度化。作为控制发动机的转矩的主操作量有：吸入空气量(与其相应的燃料供给量)、空燃比(与其相应的燃料供给量)及点火时期。控制上述各操作量的元件(电控节流阀、燃料喷射阀、火花塞等)，在机械误差(个体差)造成的初始性能的离差、性能老化造成的离差以及环境变化造成的离差等的作用下，转矩灵敏度对操作量而言的离差是不可避免的。另外，即使高精度地控制上述吸入空气量、空燃比及点火时期后，高精度地控制指示转矩(indicated torque)，也由于发动机的内部损失(转矩)是由多种因素决定的，所以实际上轴转矩也未必能够得到高精度的控制。 
另一方面，发动机转矩系统，从由上述吸入空气量、空燃比及点火时期构成的主操作量起，到作为控制量的转矩为止，存在着传递特性(滞后)，所以为了实现应答性良好的转矩控制系统，还必须进行考虑这些传递特性(滞后)的控制。 
综上所述，为了实现高精度的发动机转矩控制，需要构筑具有抗机械误差、性能老化、环境变化、内部损失离差影响强的性质(强壮性)和考虑了转矩控制系统的传递特性(滞后)的高应答性质的双方的转矩控制系统。 
例如，在现有技术中，有人提出如下方案：由从节流阀到汽缸(燃烧室)的吸入空气系统的反传递模型构成的F/F(前馈)系统和气流传感器(空 气流量传感器)产生的吸入空气量F/B(反馈)系统的双方，构成转矩控制系统。在该转矩控制系统中，用使用吸入空气系统的反传递模型的F/F系统，确保高应答性；用气流传感器产生的吸入空气量F/B系统，确保强壮性。可是，本控制系统，虽然在将吸入空气量控制系统高精度化方面十分有效，但如上所述，即使将吸入空气量控制精度高精度化，也虽然能够使指示转矩的控制高精度化，但由于内部损失影响，轴转矩却未必能够得到高精度控制。 
在下述专利文献1中，提议采用根据转矩检出器和转矩指令之差，用P增益按照每一运转条件变化的PI控制器计算开度指令的装置。在该装置中，因为根据实际转矩控制F/B，所以有利于确保强壮性。可是，如前所述，由于发动机转矩系统，从由吸入空气量、空燃比及点火时期构成的主操作量起，到控制量——转矩为止，存在着传递特性(滞后)，所以为了实现应答性良好的转矩控制系统，还必须进行考虑这些传递特性(滞后)的控制。特别是发动机，在其结构上实质上是无功时间系统。另一方面，该装置中的PI控制系统，将检出转矩作为依椐，计算操作量(开度指令)，所以即使检出转矩在一定时间内毫无应答的那种(即无功时间系统)发动机转矩系统中采用，也无法获得足够的高应答性。 
另外，在下述专利文献2中，提议采用使转矩变换器输出转矩和目标转矩接近的发动机的控制装置。在该装置中，由于根据转矩变换器容量系统、转矩比及发动机转速得出转矩变换器输出转矩，所以在发动机运转的过渡时期中，从操作量(吸入空气量、燃料供给量及点火时期)起到发动机转矩为止的应答特性，受转矩变换器滞后的影响，检出精度恶化，所以检出的基本上是正常性能。另外，在正常性能中，也因为介有转矩变换器，所以对于发动机的指示转矩及轴转矩，不可避免地包含一定的正常误差。 
[专利文献1]特开平10-82719号公报 
[专利文献2]特开平2-133242号公报 
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的在于提供能够适应机械误差、老化、环境变化等、能够高精度地而且高应答性地控制发动机转矩的发动机的控制 装置。 
为了达到所述目的，在本发明涉及的发动机的控制装置的第1样态中，具有：直接或间接检出发动机转矩的单元；计算发动机控制参数的单元；根据所述发动机转矩检出单元检出的转矩，修正所述发动机控制参数的单元(参照图1)。 
就是说，设置计算关于发动机转矩的发动机控制参数(例如目标吸入空气量、目标燃料供给量及目标点火时期等)的单元(最好是考虑发动机转矩系统的传递特性的参数运算)，从而确保高应答性。另一方面，检出发动机转矩，根据F/F系统，确认能否实现所需的转矩特性，适当修正F/F系统的控制参数。 
这样，构成以考虑发动机转矩系统的传递特性的F/F系统为基本，根据检出转矩，适当修正F/F系统的控制参数的转矩控制系统，从而实现高应答而且高强壮性的转矩控制系统。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第2样态中，具有：推测发动机转矩的单元；根据该发动机转矩推测单元推测的推测转矩，计算所述发动机控制参数的单元；根据所述检出转矩，修正所述发动机控制参数及/或所述发动机转矩推测单元的参数的单元(参照图2)。 
就是说，具有推测或预测发动机转矩的单元，根据该推测(预测)发动机转矩，决定转矩控制的操作量(发动机控制参数)。如上所述，由于发动机转矩系统的滞后较大，所以在根据检出转矩的实际时间控制中，不能获得足够的性能，因此采用设置转矩预测单元，进行模拟F/B控制的结构。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第3样态中，所述发动机转矩检出单元，检出发动机轴转矩。 
就是说，是鉴于检出转矩是轴转矩后，从发动机转矩控制的高性能化的角度上说，是有利的。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第4样态中，所述发动机转矩检出单元，由转矩传感器构成。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第5样态中，所述发动机转矩检出单元，根据燃料喷射量、吸入空气量及目标点火时期中的至少一个，间接检出发动机转矩(参照图3)。 
就是说，作为决定发动机转矩的因素，占支配地位，根据可以联机检出的燃料喷射量、吸入空气量、点火时期，能够间接的检出发动机转矩。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第6样态中，所述发动机转矩检出单元，根据燃料喷射量、吸入空气量、点火时期及发动机转速中的至少一个间接检出发动机转矩。 
就是说，在第5样态的基础上，还考虑发动机转速，能够更加高精度地间接检出发动机转矩。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第7样态中，所述发动机转矩检出单元，根据空转时的发动机转速间接检出发动机转矩。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第8样态中，所述发动机转矩检出单元，检出发动机的指示转矩。 
就是说，鉴于空转时发动机的轴转矩处于对外不作功的状态，所以根据空转的转速，能够更加正确地检出发动机的指示转矩。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第9样态中，所述发动机转矩检出单元，检出发动机的指示转矩及轴转矩。 
就是说，是检出指示转矩和轴转矩的两者后，实现更高精度的转矩控制的方案。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第10样态中，所述发动机转矩检出单元，根据燃料喷射量、吸入空气量及点火时期中的至少一个检出发动机的指示转矩(参照图4)。 
就是说，作为决定发动机指示转矩的因素，占支配地位，根据可以联机检出的燃料喷射量、吸入空气量、点火时期，能够间接的检出发动机指示转矩。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第11样态中，具有根据所述发动机的指示转矩和轴转矩之差，推测内部损失转矩的内部损失转矩推测单元(参照图5)。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第12样态中，具有将轴转矩为零时的指示转矩，作为表示在该运转条件下轴转矩不做功的状态的平衡转矩的转矩设定单元(参照图6)。 
就是说，检出指示转矩和轴转矩的两者(第9样态)后，还能获得表 示在该运转条件中轴转矩不作功的状态的平衡转矩。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第13样态中，所述发动机转矩推测单元，具有从燃料喷射量、吸入空气量、点火时期及空燃比中的至少一个，到发动机的指示转矩及/或轴转矩为止的传递特性模型(参照图7)。 
就是说，如上所述，在发动机转矩系统中，存在传递特性(滞后)。使发动机转矩推测单元具有从决定发动机转矩的主要因素——燃料喷射量、吸入空气量、点火时期及空燃比中的至少一个，到发动机的转矩为止的传递特性(模型)后，就能够实现更高精度地推测(预测)发动机转矩。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第14样态中，所述发动机转矩推测单元，具有从空燃比恒定条件下的吸入空气量，到转矩为止的传递特性模型(参照图8)。 
就是说，例如具有从理论空燃比一定条件化的吸入空气量(相应的燃料量)到转矩为止的传递特性，旨在获得将空燃比造成的转矩变化部分(影响部分)明确分离后，更易于计算操作量(这时是目标吸入空气量)等效果。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第15样态中，所述发动机转矩推测单元，具有到使空燃比变化时的转矩为止的传递特性模型(参照图9)。 
就是说，和第14样态一样，旨在获得将空燃比造成的转矩变化部分(影响部分)明确分离后，更易于计算操作量(这时是目标空燃比)等效果。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第16样态中，所述发动机转矩推测单元，具有到根据吸入空气量使空燃比变化时的转矩为止的传递特性模型(参照图10)。 
就是说，空燃比可以控制空气量和燃料量中的任何一个。但从吸入空气量(节流阀)到转矩为止和从燃料供给量(燃料喷射阀)到转矩为止，传递特性不同。在本样态中，鉴于用空气量吸入量控制空燃比的情况。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第17样态中，所述发动机转矩推测单元，具有到根据燃料使空燃比变化时的转矩为止的传递特性模型(参照图11)。 
就是说，和第16样态一样，空燃比可以控制吸入空气量和燃料供给量中的任何一个。但从吸入空气量(节流阀)到转矩为止和从燃料供给量(燃 料喷射阀)到转矩为止，传递特性不同。在本样态中，鉴于用燃料供给量控制空燃比的情况。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第18样态中，所述发动机转矩推测单元，具有到使点火时期变化时的转矩为止的传递特性模型(参照图12)。 
就是说，旨在获得将点火时期造成的转矩变化部分(影响部分)明确分离后，更易于计算操作量(这时是点火时期)等效果。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第19样态中，所述传递特性模型，用传递函数表示(参照图13)。 
就是说，用传递函数表现转矩传递系统后，容易进行数理性的处理，或者容易进行车载(on-board化)设计。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第20样态中，修正所述发动机转矩推测单元的参数的单元，根据所述发动机转矩推测单元推测的推测转矩和所述发动机转矩检出单元检出的检出转矩，修正所述发动机转矩推测单元的参数(参照图14)。 
就是说，比较推测转矩和检出转矩后，把握推测转矩的精度，适当修正推测转矩的计算单元(发动机转矩推测单元)的参数，从而能够在车上将发动机转矩推测单元高精度化(适应)。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第21样态中，修正所述发动机转矩推测单元的参数的单元，修正所述参数，从而使所述发动机转矩推测单元推测的推测转矩和所述发动机转矩检出单元检出的检出转矩之差变小(参照图15)。 
就是说，是按照第20样态的装置，更具体地说，修正发动机转矩推测单元的参数，从而使推测转矩和检出转矩之差变小。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第22样态中，修正所述发动机转矩推测单元的参数的单元，根据对点火时期变化量而言的转矩变化量，计算点火时期和转矩灵敏度的关系，修正使所述点火时期变化时的到转矩为止的传递特性(参照图16)。 
就是说，在修正发动机转矩推测单元的参数的单元中，也如前所述，旨在获得将点火时期造成的转矩变化部分(影响部分)明确分离后，更易于计算操作量(这时是点火时期)等效果。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第23样态中，修正所述发动机转矩推测单元的参数的单元，根据空转时的对点火时期变化量而言的吸入空气量变化部分，计算点火时期和转矩灵敏度的关系，修正使所述点火时期变化时的到转矩为止的传递特性(参照图17)。 
就是说，如前所述，空转时发动机的轴转矩处于对外不做功的状态，所以根据空转的转速，能够更正确地检出发动机的指示转矩。空转时使点火时期变化后，如果吸入空气量、燃料供给量及空燃比一定，空转的转速就变化。根据该空转的转速的部分，可以间接地检出对点火时期变而言的转矩灵敏度。另外，一般来说，因为将空转的转速作为一定，所以吸入空气量或燃料供给量被操作(或变化)，根据使点火时期变化时的吸入空气量或燃料供给量的变化部分，可以间接地检出对点火时期变而言的转矩灵敏度。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第24样态中，在空转时以外，也采用所述空转时修正的、使所述点火时期变化时的到转矩为止的传递特性。 
就是说，我们知道：对点火时期变而言的转矩灵敏度不依靠运转区域，是一定的，所以空转时得到的对点火时期变而言的转矩灵敏度，也能在空转以外的状态中使用。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第25样态中，修正所述发动机转矩推测单元的参数的单元，根据空转时的对空燃比变化量而言的转矩变化量，计算空燃比和转矩灵敏度的关系，修正使所述空燃比变化时的到转矩为止的传递特性(参照图18)。 
就是说，在修正发动机转矩推测单元的参数的单元中，也如前所述，旨在获得将空燃比造成的转矩变化部分(影响部分)明确分离后，更易于计算操作量(这时是空燃比)等效果。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第26样态中，修正所述发动机转矩推测单元的参数的单元，修正所述传递函数的参数(参照图19)。 
就是说，如在第19样态中所述，是用易于车载化设计的传递函数表现转矩传递系统时，对该传递函数的参数进行车载调谐的方案。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第27样态中，计算所述发动机控制参数的单元，根据所述发动机转矩推测单元推测的推测转矩和所述发动 机转矩检出单元检出的检出转矩，计算所述发动机控制参数(参照图20)。 
就是说，和第20样态一样，比较推测转矩和检出转矩后，把握推测转矩的精度，根据它计算发动机控制参数，从而能够以更高的精度进行转矩控制。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第28样态中，计算所述发动机控制参数的单元，计算所述发动机控制参数，从而使所述发动机转矩推测单元推测的推测转矩和所述发动机转矩检出单元检出的检出转矩之差变小(参照图21)。 
就是说，是按照第27样态的装置，更具体地说，计算发动机控制参数，从而使推测转矩和检出转矩之差变小。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第29样态中，具有计算目标转矩的目标发动机转矩计算单元，计算所述发动机控制参数的单元，根据所述发动机转矩推测单元推测的推测转矩和所述目标转矩，计算所述发动机控制参数(参照图22)。 
就是说，比较目标转矩和检出转矩后，把握转矩的精度，根据它计算发动机控制参数，从而能够以更高的精度进行转矩控制。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第30样态中，根据所述发动机转矩推测单元推测的推测转矩和所述发动机转矩检出单元检出的检出转矩，修正所述发动机控制参数(参照图23)。 
就是说，比较推测转矩和检出转矩后，把握转矩的精度，根据它计算发动机控制参数，从而能够以更高的精度进行转矩控制。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第31样态中，计算发动机控制参数的单元，计算所述发动机控制参数，以便使所述发动机转矩推测单元推测的推测转矩和所述目标转矩之差成为最小(参照图24)。 
就是说，是按照第29样态的装置，更具体地说，计算发动机控制参数，从而使目标转矩和检出转矩之差变小。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第32样态中，计算所述发动机控制参数的单元，具有从发动机转矩到燃料喷射量、吸入空气量及点火时期中的至少一个为止的反传递特性模型，根据该反传递特性模型，计算为了实现所述目标转矩的目标燃料喷射量、目标吸入空气量及目标点火时期中 的至少一个(参照图25)。 
就是说，计算实现所需的转矩的操作量(燃料喷射量、吸入空气量及点火时期)时，根据从转矩到操作量为止的反应答特性，决定各操作量后，  抵消转矩的应答特性，计算操作量的结果提高转矩的应答性。本样态就是为了达到该目的。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第33样态中，计算所述发动机控制参数的单元，具有从发动机转矩到燃料喷射量、吸入空气量及点火时期中的至少一个为止的反传递特性模型，根据所述发动机转矩推测单元推测的推测转矩和所述发动机转矩检出单元检出的检出转矩，修正所述反传递特性模型的参数(参照图26)。 
就是说，如第31样态所述，根据从转矩到操作量为止的反应答特性，决定各操作量。但根据推测转矩和检出转矩，适当修正该反特性，能够实现精度更高的转矩控制。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第34样态中，计算所述发动机控制参数的单元，具有从发动机转矩到燃料喷射量、吸入空气量及点火时期中的至少一个为止的反传递特性模型，修正所述反传递特性模型的参数，以便使所述发动机转矩推测单元推测的推测转矩和所述发动机转矩检出单元检出的检出转矩之差成为最小(参照图27)。 
就是说，是按照第39样态的装置，更具体地说，修正反传递特性的参数，从而使推测转矩和检出转矩之差变小。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第35样态中，计算所述发动机控制参数的单元，具有从发动机转矩到燃料喷射量、吸入空气量及点火时期中的至少一个为止的反传递特性模型，根据所述目标转矩和所述发动机转矩检出单元检出的检出转矩，修正所述反传递特性模型的参数(参照图28)。 
就是说，如第31样态所述，根据从转矩到操作量为止的反应答特性，决定各操作量。但根据目标转矩和检出转矩，适当修正该反特性，从而实现以更高的精度进行转矩控制。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第36样态中，计算所述发动机控制参数的单元，具有从发动机转矩到燃料喷射量、吸入空气量及点火时期中的至少一个为止的反传递特性模型，修正所述反传递特性模型的参数， 以便使所述目标转矩和所述发动机转矩检出单元检出的检出转矩之差成为最小(参照图29)。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第37样态中，所述目标发动机转矩计算单元，根据加速踏板开度及/或来自驱动系统的要求转矩，计算目标转矩(参照图30)。 
就是说，明确列出决定发动机的目标转矩的重要的因素——加速踏板开度及来自驱动系统的要求转矩。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第38样态中，具有根据燃料喷射量及所述检出转矩，计算发动机的效率及/或燃料费的单元(参照图31)。 
就是说，如果知道燃料供给量和检出转矩的两者，就能够计算发动机的效率，所以也能计算燃料费。 
在本发明涉及的发动机的控制装置的第39样态中，计算所述效率及/或燃料费的单元，在根据所定期间中的检出轴转矩及发动机转速计算发动机输出的同时，还计算所述所定期间中的总燃料供给量，根据所述发动机输出和总燃料供给量的关系，计算所述效率及/或燃料费(参照图32)。 
就是说，是按照第37样态的装置，根据所定期间中的检出转矩和发动机转速计算发动机输出，进而计算所定期间中的该发动机的效率、燃料费。 
另一方面，本发明涉及的汽车，其特征在于：搭载采用如上所述的控制装置的发动机。 
采用本发明后，能够直接或间接地检出乃至推测发动机的转矩，控制吸入空气量和燃料喷射量、点火时期等被视为发动机控制参数的发动机操作量，以便实现所需的转矩，所以能够适应发动机的机械误差、老化及环境变化等，能够高精度地而且高应答性地控制发动机的转矩。 
附图说明
图1供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第1样态的图形。 
图2供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第2样态的图形。 
图3供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第5样态的图形。 
图4供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第10样态的图形。 
图5供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第11样态的图形。 
图6供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第12样态的图形。 
图7供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第13样态的图形。 
图8供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第14样态的图形。 
图9供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第15样态的图形。 
图10供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第16样态的图形。 
图11供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第17样态的图形。 
图12供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第18样态的图形。 
图13供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第19样态的图形。 
图14供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第20样态的图形。 
图15供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第21样态的图形。 
图16供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第22样态的图形。 
图17供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第23样态的图形。 
图18讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第25样态的图形。 
图19供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第26样态的图形。 
图20供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第27样态的图形。 
图21供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第28样态的图形。 
图22供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第29样态的图形。 
图23供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第30样态的图形。 
图24供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第31样态的图形。 
图25供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第32样态的图形。 
图26供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第33样态的图形。 
图27供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第34样态的图形。 
图28供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第35样态的图形。 
图29供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第36样态的图形。 
图30供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第37样态的图形。 
图31供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第38样态的图形。 
图32供讲述本发明涉及的发动机的控制装置的第39样态的图形。 
图33是将本发明涉及的发动机控制装置的第1实施方式，和采用它的发动机一起表示的简要结构图。 
图34是第1实施方式中的控制器组件的内部结构图。 
图35是第1实施方式中的控制系统图。 
图36是供讲述第1实施方式中的目标转矩运算单元的图形。 
图37是供讲述第1实施方式中的目标操作量分配单元的图形。 
图38是供讲述第1实施方式中的目标空气量运算单元的图形。 
图39是供讲述第1实施方式中的目标节流开度运算单元的图形。 
图40是供讲述第1实施方式中的电控节流阀控制单元的图形。 
图41是供讲述第1实施方式中的目标点火时期运算单元的图形。 
图42是供讲述第1实施方式中的目标空燃比(当量比)运算单元的图形。 
图43是供讲述第1实施方式中的实际空气量运算单元的图形。 
图44是供讲述第1实施方式中的目标燃料喷射量运算单元的图形。 
图45是供讲述第1实施方式中的目标操作量修正值运算单元的图形。 
图46是供讲述第2实施方式中的各种转矩运算单元的图形。 
图47是将本发明涉及的发动机控制装置的第3实施方式，和采用它的发动机一起表示的简要结构图。 
图48是第3实施方式中的控制器组件的内部结构图。 
图49是第3实施方式中的控制系统图。 
图50是供讲述第3实施方式中的目标操作量修正值运算单元(无空转F/B控制)的图形。 
图51是供讲述第1实施方式中的目标操作量修正值运算单元(有空转F/B控制)的图形。 
图52是供讲述第4实施方式中的目标操作量修正值运算单元的图形。 
图53是供讲述第5实施方式中的目标空气量运算单元的图形。 
图54是供讲述第6实施方式中的效率(燃料费)运算单元的图形。 
具体实施方式
下面，参照附图，讲述本发明的实施方式。 
(第1实施方式) 
图33是将本发明涉及的控制装置的第1实施方式，和采用它的车载用发动机的一个示例一起表示的简要结构图。 
图示的发动机10，是具有4个汽缸的多汽缸发动机，具有汽缸12和滑动自如地插入该汽缸12的各汽缸#1、#2、#3、#4内的活塞15，在该活塞15的上方，构成燃烧室17。在燃烧室17中，伸出设置着火花塞35。 
供燃料燃烧的空气，由设置在吸气通道20的始端的空气滤清器21吸入，经过气流传感器24、电控节流阀25后，进入收集器。从该收集器，通过配置在所述吸气通道20的下游端(吸气口)的吸气阀28做媒介，被吸入各汽缸#1、#2、#3、#4的燃烧室17。另外，在所述燃烧室17中，伸出设置着燃料喷射阀30。 
被燃烧室17吸入的空气和被燃料喷射阀30喷射的燃料的混合气，被火花塞35点火后，爆炸燃烧，其燃烧后的废气(排气)，由燃烧室17，通过排气阀48，被排放到形成排气通路40的上游部分的单独通路部，从该单独通路部通过排气集合部，流入在排气通道40上配备的三元催化剂50中，净化后被排到外部。 
另外，在排气通道40中的三元催化剂50的下游侧，配置O2传感器51，在排气通道40中的催化剂50的上游侧的排气集合部附近，配置A/F传感器52。 
所述A/F传感器52，对排气中包含的氧气的浓度，具有线性输出特性。排气中的氧气浓度与空燃比的关系，大致成线性，所以利用检出氧气浓度的A/F传感器52，可以求出所述排气集合部中的空燃比。另外，根据来自所述O2传感器51的信号，可以求出催化剂50的下游的氧气浓度对理论混合气而言是富油混合比还是贫油混合比。 
另外，由燃烧室17排发到排气通道40的一部分废气，按照需要，通过EGR通道41做媒介，被导入吸气通道20，再通过吸气通道20的分岔通路部做媒介，回流到各汽缸的燃烧室17。在所述EGR通道41中安装着为了调整EGR率的EGR阀42。 
然后，在本实施方式的控制装置1中，为了对发动机进行各种控制，具有内置微机的控制器组件100。 
控制器组件100，基本上如图34所示，由CPU101、输入电路102、输出入端口103、RAM104、ROM105等构成。 
在控制器组件100中，作为输入信号，供给与气流传感器24检出的空气量(吸入空气量)对应的信号、与节流传感器34检出的节流阀25的开度(节流开度)对应的信号、表示曲轴转角传感器37获得的曲轴18的旋转(发动机转速)·相位的信号、与配置在排气通道40中的催化剂50的下游侧的O2传感器51检出的废气中的氧气浓度对应的信号、与配置在排气通道40中的催化剂50的上游侧的排气集合部的A/F传感器52检出的废气中的氧气浓度(空燃比)对应的信号、与配置在汽缸12中的水温传感器19检出的发动机冷却水温对应的信号、与加速踏板传感器36获得的加速踏板39的踏入量(表示司机要求的转矩)对应的信号、与车速传感器29获得的搭载该发动机10的汽车的车速对应的信号、与来自设置在曲轴18上的转矩传感器33的发动机的轴转矩对应的信号。 
在控制器组件100中，被输入A/F传感器52、O2传感器51、节流传感器34、气流传感器24、曲轴转角传感器37、水温传感器16、加速踏板传感器36及转矩传感器33等各传感器的输出，在输入电路102中进行除去噪声等的信号处理后，发送到输出入端口103。输入口的值被RAM104保管，在CPU101内被计算处理。记述计算处理内容的控制程序，被预先写入ROM105。表示按照控制程序计算的各操作量的值，被RAM104保管后，发送到输出口103。 
对于火花塞35而言的动作信号，被设置成在点火输出电路116内的一次线圈通流时成为ON、非通流时成为OFF的ON·OFF信号。点火时期是从ON变成OFF的时刻。被输出口103设定的火花塞35用的信号，在点火输出电路116中被放大成点火所需的足够的能量后，供给火花塞35。另外，燃料喷射阀30的驱动信号(空燃比控制信号)，被设定成开阀时ON、关阀时OFF的ON·OFF信号，在燃料喷射阀驱动电路117中被放大成足以打开燃料喷射阀30的能量后，供给燃料喷射阀30。实现电控节流阀25的目标开度的驱动信号，经过电控节流阀驱动电路118后，发送给电控节流阀25。 
在控制器组件100中，根据A/F传感器52的信号，得到催化剂50上游的空燃比；根据O2传感器51的信号，求出催化剂50下游的氧气浓度或对理论混合气而言是富油混合比还是贫油混合比。另外，使用两传感器51、52的输出，进行逐次修正燃料喷射量(燃料量)或吸入空气量(空气量)的反馈控制，以便使催化剂50的净化效率成为最佳。 
下面，具体讲述控制器组件100进行发动机控制之际的处理内容。 
图35是表示使用控制器组件100的控制系统的功能方框图，是空气先行式转矩基本控制的主要部分。本控制系统，具备目标转矩运算单元210、目标空气量运算单元220、目标节流开度运算单元230、电控节流阀控制单元240、目标空燃比运算单元250、实际空气量运算单元260、目标燃料喷射量运算单元270、目标点火时期运算单元280、目标操作量分配单元300及目标操作量修正值运算单元310。 
首先，用目标转矩运算单元210，根据加速踏板开度及来自各种驱动系统的要求转矩，综合性地求出无负荷目标转矩。接着，根据目标转矩和目标空燃比，求出目标空气量和实现目标空气量的目标节流开度，在电控节流阀控制单元240中，根据节流传感器34的输出，F/B控制节流开度。根据气流传感器24检出的真实空气量和目标空燃比，求出燃料喷射量。使用气流传感器24的输出。根据实际空气量运算单元260求出的真实空气量和目标空燃比(当量比)运算单元250求出的目标空燃比(当量比)，用目标燃料喷射量运算单元270求出目标燃料喷射量。作为决定发动机转矩的因子，有目标空气量(相应的燃料量)、目标空燃比及目标点火时期等3个，按照各运转情况，由目标操作量分配单元300决定如何分配这3个操作量。另外，使用来自转矩传感器33的信号，监视转矩控制精度、适当修正目标空气量运算单元220、目标空燃比(当量比)运算单元250、目标点火时期运算单元280的各参数。修正值由目标操作量修正值运算单元310计算。 
以下，详细讲述各单元。 
<目标转矩运算单元210(图36)> 
本运算单元210，采用如图36所示的结构。图中的TgTc，表示目标转矩。根据加速踏板要求的转矩、空转转矩及来自驱动系统等的要求转矩，综合计算目标转矩。在这里，将加速踏板要求的转矩、空转转矩及来自驱动系统等的要求转矩之和作为目标转矩，但也可以选择最大值、最小值等后，作为目标转矩。 
根据加速踏板开度(Apo)和发动机转速(Ne)，参照图象Tb1TgTc，求出加速踏板要求的转矩。但实施传递特性G0(Z)后，生成所需的转矩轨道。所需的转矩轨道，可以按照各车的特性(性格)决定。此外，由于加速踏板要求的转矩成为转矩控制，空转转矩成为输出控制，所以空转部分由输出进行转矩变换。另外，空转方也实施传递特性G1(Z)后，生成所需的转矩轨道。空转F/F控制部分TgTf0，根据目标转速TgNe，参照表Tb1TgTf决定。空转F/B控制，为了修正F/F部分的误差，只在空转时发挥作用。是不是空转时，将加速踏板开度Apo比所定值Ap1Idle小时作为空转时。F/B控制的算法，在这里没有特别示出。但是例如可以考虑PID控制等。Tb1TgTf的设定值，由于受摩擦的影响，所以最好根据实际机器的数据决定。 
<目标操作量分配单元300(图37)> 
如前所述，作为决定发动机转矩的因子，有目标空气量(相应的燃料量)、目标空燃比及目标点火时期等3个，按照各运转情况，由目标操作量分配单元300决定如何分配这3个操作量。具体地说，如图37所示。作为判断运转情况的信息，在本例中使用加速踏板开度、发动机的转速及车速。详细内容虽然在此没有示出，但根据加速踏板开度的覆历，加速踏板开度变化量在所定值以上时，是加速要求的情况；加速踏板开度变化量在所定值以下(负向一侧)时，是减速要求的情况。进而，使用车速的覆历，知道加速到什么程度或减速到什么程度。综合这些信息，判断各运转情况，按照各运转情况，作为操作量分配模式，输出如何分配实现由所述目标转矩运算单元210求出的目标转矩的操作量——空气量、空燃比、点火时期。 
<目标空气量运算单元220(图38)> 
在本运算单元220中，计算实现目标转矩的目标空气量。具体地说，如图38所示，根据目标转矩，使用传递函数G_air-1(Z)，计算目标空气量。在这里，G_air-1(Z)如图38所示，表示电控节流阀25附近从空气量到发动机轴转矩的传递特性。一般来说，n≥m，所以G_air-1(Z)表示从发动机轴转矩到节流阀25附近的空气量的反传递特性。此外，a_air 1、a_air 2、…、a_air n、b_air 0、b_air 1、…b_air m，也可以根据物理模型及试验值等决定。如上所述，a_air 1、a_air 2、…、a_air n、b_air 0、b_air 1、…b_air m，表示节流阀25附近的从空气量到轴转矩的传递特性。但这些参数，在后述的目标操作量(空气量)修正值的作用下，被适当联机调谐，以便实现所需的转矩轨道。另外，按照操作量分配模式，空气量负担的转矩部分也被适当调整。 
<目标节流开度运算单元230(图39)> 
在本运算单元230中，根据目标操作量和发动机转速，使用图象，求出目标节流开度TgTvO。图象的值，使用理论值或试验值。 
<电控节流阀控制单元240(图40)> 
在这里，根据目标节流开度TgTvO和实际节流开度Tvo，求出节流驱动用操作量Tduty。此外，如前所述，Tduty表示输入控制节流电动机驱动用电流的驱动电路的PWM信号的占空比。在这里，将Tduty作为由PID控制求出的值。此外，详细内容虽然没有特别记述，但PID控制的各增益，最好使用实际机器，调谐成最佳值。 
<目标点火时期运算单元280(图41)> 
在本运算单元280中，计算实现目标转矩的目标点火时期。具体地说，如图41所示，根据点火时期部分的目标转矩，使用传递函数G_adv-1(Z)，计算目标点火时期。点火时期部分的目标转矩，由目标转矩和空气部分产生的空气部分转矩之差构成。空气部分产生的空气部分转矩，使用在目标空气量运算单元220中讲述的从节流阀25附近空气量到发动机轴转矩的传递特性G_air-1(Z)计算。 
在这里，G_adv-1(Z)如图41所示，表示从点火到发动机轴转矩的传递特性。一般来说，n≥m，所以G_adv-1(Z)表示从发动机轴转矩到点火的反传递特性。此外，a_adv1、a_adv 2、…、a_adv n、b_adv 0、b_adv 1、…b_adv m，也可以根据物理模型及试验值等决定。如上所述，a_adv1、a_adv2、…、a_adv n、b_adv 0、b_adv 1、…b_adv m，表示从点火到轴转矩的传递特性。但这些参数，在后述的目标操作量(点火时期修正部分)修正值的作用下，被适当联机调谐，以便实现所需的转矩轨道。另外，按照操作量分配模式，决定是否实施点火时期的转矩控制。 
此外，图中的基本点火时期，首选MBT(Minimum advance for the BestTorque)，以来自MBT的点火时期错开量，操作转矩。 
<目标空燃比(当量比)运算单元250(图42)> 
在本运算单元250中，计算实现目标转矩的目标当量比。具体地说，如图42所示，根据当量比部分的目标转矩，使用传递函数G_af-1(Z)，计算目标当量比。当量比部分的目标转矩，由从目标转矩减去空气部分产生的空气部分转矩及点火时期修正部分产生的点火时期部分转矩的值构成。空气部分产生的空气部分转矩，如上所述，使用在目标空气量运算单元220中讲述的从节流阀25附近空气量到发动机轴转矩的传递特性G_air(Z)计算。由点火时期控制产生的点火时期部分转矩，  则如上所述，使用在目标点火时期运算单元280中讲述的从点火到发动机轴转矩的传递特性G_adv(Z)计算。 
在这里，G_af(Z)如图42所示，表示从当量比即燃料喷射到发动机轴转矩的传递特性。一般来说，n≥m，所以G_af-1(Z)表示从发动机轴转矩到燃料喷射的反传递特性。此外，a_af1、a_af 2、…、a_af n、b_af 0、b_af 1、b_af m，也可以根据物理模型及试验值等决定。如上所述，a_af1、a_af 2、…、a_af n、b_af 0、b_af 1、b_af m，表示从燃料喷射到轴转矩的传递特性。但这些参数，在后述的目标操作量(当量比修正部分)修正值的作用下，被适当联机调谐，以便实现所需的转矩轨道。另外，按照操作量分配模式，决定是否实施当量比的转矩控制。 
此外，图中的基本当量比，首先理论空燃比，将这时的当量比作为1.0，以来自理论空燃比的当量比错开量，操作转矩。 
<实际空气量运算单元260(图43)> 
在这里，计算实际空气量。为了方便，如图43所示，将每个冲程流入一个油罐内的空气量作为标准化的值计算。在这里，Qa是气流传感器2检出的空气流量。另外，K决定Tp成为理论空燃比时的燃料喷射量。Cyl是发动机的汽缸数。另外，使用传递函数G_air2(Z)，根据节流阀25附近的空气量(气流传感器检出的空气量)计算汽缸内的空气量。传递函数G_air2(Z)的参数值，可以根据物理模型及试验值等决定。由于有许多众所周知的示例及文献等，所以不再赘述。 
<目标燃料喷射量运算单元270(图44)> 
在这里，计算目标燃料喷射量。将目标空燃比(当量比)运算单元250计算的目标当量比TgFbya与实际空气量运算单元260计算的实际空气量Tp相乘后，作为目标燃料量(TgTi)。 
<目标操作量修正值运算单元310(图45)> 
在这里，使用转矩传感器33的输出信号，对上述传递函数G_air(Z)、 G_adv(Z)、G_af(Z)的各参数进行联机调谐。具体地说，如图45所示，使用空气量Qa(K)的时间系列数据和转矩传感器输出信号Tq(K)，由认定机构1决定G_air(Z)的参数——a_air1、a_air 2、…、a_air n、b_air 0、b_air 1、…b_air m。 
该认定机构的具体处理，如图45所示，根据空气量Qa(K)，(用最小平方法)决定G_air(Z)的参数，以便使被模型G_air(Z)推测的空气部分推测转矩和实际转矩Tq(K)的误差成为最小。最小平方法，最好采用面向联机的逐次最小平方法。关于逐次最小平方法，由于有许多文献、书籍，所以这里不再赘述。 
同样，根据点火时期修正Δadv(K)，(用最小平方法)决定G_adv(Z)的参数，以便使被模型G_adv(Z)推测的点火时期修正部分推测转矩和实际转矩Tq(K)的误差成为最小。进而，根据当量比修正Δfbya(K)，(用最小平方法)决定G_af(Z)的参数，以便使被模型G_af(Z)推测的当量比修正部分推测转矩和实际转矩Tq(K)的误差成为最小。 
此外，在点火时期修正及当量比修正中，也可以不用转矩的绝对值，而用转矩的变化部分认定参数。 
(第2实施方式) 
在前文的第1实施方式中参照的图33、图34、图35，和本第2实施方式是共同的，所以不再赘述。图35中的目标转矩运算单元210(图36)、目标空气量运算单元220(图38)、目标节流开度运算单元230(图39)、电控节流阀控制单元240(图40)、目标空燃比(当量比)运算单元250(图42)、实际空气量运算单元260(图43)、目标燃料喷射量运算单元270(图44)、目标点火时期运算单元280(图41)、目标操作量分配单元300(图37)、目标操作量修正值运算单元310(图45)，都相同，所以不再详述。而在本实施方式中，存在着图35没有示出的、将在以下讲述的各种转矩运算单元330。 
<各种转矩运算单元330(图46)> 
在本运算单元330中，使用转矩传感器33等若干种传感器，计算发动机指示转矩、内部损失转矩、平衡转矩。具体地说，如图46所示，根据实际空气量Tp，对参照了表的值，乘以各表参照的点火时期修正量Δadv(图 41的运算)、当量比修正Δfbya(图42的运算)的值，作为指示转矩。这是根据空气量(对应的理论空燃比相当的燃料量)，计算指示转矩的基本值，修正点火错开部分(来自MBT的)和当量比错开部分(来自理论空燃比的)后，作为最终的指示转矩。另外，取得该指示转矩和转矩传感器33检出的轴转矩之差，作为内部损失转矩。另外，将转矩传感器33的输出为0、即轴转矩为0时的指示转矩，作为表示在该运转条件下轴转矩不做功的状态的平衡转矩。 
(第3实施方式) 
图47、图48、图49，是本第3实施方式的控制装置的简要结构图、控制器组件的内部结构图及控制系统图，分别与前文的第1实施方式中参照的图33、图34、图35对应，和第1实施方式的不同主处是，不具有转矩传感器33(图47)，所以不向控制器组件100输入来自转矩传感器33的信号(图48)，在目标操作量修正值运算单元340中，取代转矩传感器，使用来自曲轴转角传感器37的表示发动机转速的信号，推测发动机的轴转矩(图49)。图35中的目标转矩运算单元210(图36)、目标空气量运算单元220(图38)、目标节流开度运算单元230(图39)、电控节流阀控制单元240(图40)、目标空燃比(当量比)运算单元250(图42)、实际空气量运算单元260(图43)、目标燃料喷射量运算单元270(图44)、目标点火时期运算单元280(图41)、目标操作量分配单元300(图37)、目标操作量修正值运算单元310(图45)，都相同，所以不再详述。而目标操作量修正值运算单元的处理内容，和第1实施方式不同，所以下面讲述本实施方式的目标操作量修正值运算单元340A、340B。 
<目标操作量修正值运算单元340A(无空转F/B控制)(图50)> 
在本运算单元340A中，在空转时，而且在没有空转F/B控制的状态下，根据分别使空气量、点火时期及空燃比变化时的发动机转速的变化量，推测转矩的变化量。具体地说，如图50所示，例如空转时使空气量变化后，在不实施空转F/B控制时，与此相应，转矩增减、转速增减。将该转速增减部分，进行转矩换算。联机学习这时的从空气量到转速为止的传递特性，对目标空气量运算单元220(图38)的传递函数G_air(Z)的参数，进行调谐。在本例中，由于在空转时学习从空气量到轴转矩为止的传递特性， 所以计算操作量(目标空气量)时，也最好在空转时主要使用本传递特性。关于点火时期、当量比，也分别学习在空转时使点火时期、当量比变化时的到轴转矩为止的传递特性。此外，顺便指出：我们知道点火时期偏差和转矩灵敏度的关系，几乎不依靠运转区域，所以从点火时期到轴转矩为止的传递特性，即使在空转时学习，在空转以外的时候也能使用。此外，图50中的函数f1，可以按照理论决定，但由于介有摩擦成分，所以还可以参考试验值。 
<目标操作量修正值运算单元340B(有空转F/B控制)(图51)> 
在本运算单元340B中，在空转时，而且在有空转F/B控制的状态下，例如根据分别使点火时期及空燃比变化时的空气量的变化量，推测转矩的变化量。具体地说，如图51所示，例如空转时使点火时期变化后，在实施空转F/B控制时，应该维持转速即应该维持转矩，与此相应，空气量增减。将该空气量增减部分，进行转矩换算。这时学习点火时期变化部分和转矩变化部分的关系，对目标点火时期运算单元280(图41)的传递函数G_adv(Z)的参数，进行调谐。此外，顺便指出：我们知道点火时期偏差和转矩灵敏度的关系，几乎不依靠运转区域，所以从点火时期到轴转矩为止的传递特性，即使在空转时学习，在空转以外的时候也能使用。此外，图51中的函数f2，可以按照理论决定，但由于介有摩擦成分，所以还可以参考试验值。 
另外，可以实施只由点火时期进行的空转F/B控制，使空气量变化后，学习空气量和转矩的关系。当量比的情况也一样。 
(第4实施方式) 
在前文的第1实施方式中参照的图33、图34、图35，和本第4实施方式是共同的。所以不再追述。图35中的目标转矩运算单元210(图36)、目标空气量运算单元220(图38)、目标节流开度运算单元230(图39)、电控节流阀控制单元240(图40)、目标空燃比(当量比)运算单元250(图42)、实际空气量运算单元260(图43)、目标燃料喷射量运算单元270(图44)、目标点火时期运算单元280(图41)、目标操作量分配单元300(图37)、目标操作量修正值运算单元310(图45)，都相同，所以不再详述。而在本第4实施方式中，由于目标操作量修正值运算单元的处理内容，和 第1实施方式不同，所以下面讲述本实施方式的目标操作量修正值运算单元350。 
<目标操作量修正值运算单元350(图52)> 
在运算单元350中，使用转矩传感器33的输出信号，对上述传递函数G_air(Z)、G_adv(Z)、G_af(Z)的各参数进行联机调谐。具体地说，如图52所示，输入空气量Qa(K)的时间系列数据后，根据典型模型1，计算作为空气量部分的理想转矩轨道，求出与转矩传感器30的输出信号之差、即来自理想转矩轨道的误差e_air(K)。由认定机构1’决定G_air(Z)的参数——a_air1、a_air 2、…、a_air n、b_air 0、b_air 1、…b_air m，以便使该误差e_air(K)成为最小。 
认定机构的具体处理，由于有线性探索法、非线性探索法等许多文献、书籍，所以这里不再赘述。 
同样，根据点火时期修正Δadv(K)，由认定机构2’决定G_adv(Z)的参数，以便使被典型模型2推测的点火时期修正部分理想转矩和转矩传感器33的输出信号之差成为最小。进而，根据当量比修正Δfbya(K)，由认定机构3’决定G_af(Z)的参数，以便使被典型模型3推测的点火时期修正部分理想转矩和转矩传感器33的输出信号之差成为最小。 
此外，在点火时期修正及当量比修正中，也可以不用转矩的绝对值，而用转矩的变化部分认定参数。 
(第5实施方式) 
在前文的第1实施方式中参照的图33、图34、图35，和本第5实施方式是共同的，所以不再赘述。图35中的目标转矩运算单元210(图36)、目标空气量运算单元220(图38)、目标节流开度运算单元230(图39)、电控节流阀控制单元240(图40)、目标空燃比(当量比)运算单元250(图42)、实际空气量运算单元260(图43)、目标燃料喷射量运算单元270(图44)、目标点火时期运算单元280(图41)、目标操作量分配单元300(图37)、目标操作量修正值运算单元310(图45)，都相同，所以不再详述。而在本第5实施方式中，由于目标空燃比(当量比)运算单元的处理内容，和第1实施方式不同，所以下面讲述本实施方式的目标空燃比(当量比)运算单元290。 
<目标空气量运算单元290(图53)> 
在本运算单元290中，计算实现目标转矩的目标空气量。具体地说，如图53所示，根据目标转矩和转矩传感器33的输出(检出转矩)之差，通过PI控制，计算目标空气量。但这时追加图中示出的辅助回路。辅助回路，通过传递函数f3做媒介，从目标空气量中再减去目标转矩和转矩传感器33的输出(检出转矩)之差地进行F/B。在这里，G_air_2(Z)·(Z/(Z-exp(-cT)))，表示从空气量到转矩的传递特性。这样，对PI控制而言，构成上述那种真内部回路的方式，作为采用史密斯法的无功时间补偿，已广为人知。是弥补在无功时间系中采用PI控制时的不足的方法。 
如上所述，a2_air1、a2_air 2、…、a2_air n、b2_air 0、b2_air 1、…b2_air m，表示节流阀25附近的从空气量到轴转矩的传递特性。但这些参数，在前述的目标操作量(空气量)修正值的作用下，被适当联机调谐，以便实现所需的转矩轨道。 
(第6实施方式) 
在前文的第1实施方式中参照的图33、图34、图35，和本第6实施方式是共同的，所以不再赘述。图35中的目标转矩运算单元210(图36)、目标空气量运算单元220(图38)、目标节流开度运算单元230(图39)、电控节流阀控制单元240(图40)、目标空燃比(当量比)运算单元250(图42)、实际空气量运算单元260(图43)、目标燃料喷射量运算单元270(图44)、目标点火时期运算单元280(图41)、目标操作量分配单元300(图37)、目标操作量修正值运算单元310(图45)，都相同，所以不再详述。而在本第5实施方式中，存在着图35没有示出的、将在以下讲述的效率(燃料费)运算单元360。 
<效率(燃料费)运算单元360(图54)> 
在本运算单元360中，使用轴转矩(转矩传感器33的输出信号)，计算发动机的效率(燃料费)。具体地说，如图54所示，根据转矩传感器33的输出——检出转矩和发动机转速，采用图中的公式，求出每个所定时间Ts的发动机输出P(KW)。用所定时间Ts的总燃料喷射量sumTi除发动机输出P(KW)，就可以求出发动机的效率。 

Claims (37)

1.一种发动机的控制装置，其特征在于，具有：
直接或间接地检出发动机转矩的单元；
计算发动机控制参数的单元；以及
根据所述发动机转矩检出单元所检出的转矩，修正所述发动机控制参数的单元，
所述发动机转矩检出单元，检出发动机的轴转矩。
2.如权利要求1所述的发动机的控制装置，其特征在于，具有：
推测发动机转矩的单元；
根据该发动机转矩推测单元所推测的推测转矩，计算所述发动机控制参数的单元；以及
根据所述检出转矩，修正所述发动机控制参数及/或所述发动机转矩推测单元的参数的单元。
3.如权利要求1或2所述的发动机的控制装置，其特征在于：所述发动机转矩检出单元，由转矩传感器构成。
4.如权利要求1或2所述的发动机的控制装置，其特征在于：所述发动机转矩检出单元，根据燃料喷射量、吸入空气量、及点火时期中的至少一个，间接检出发动机的轴转矩。
5.如权利要求1或2所述的发动机的控制装置，其特征在于：所述发动机转矩检出单元，根据燃料喷射量、吸入空气量、点火时期、及发动机转速中的至少一个，间接检出发动机的轴转矩。
6.如权利要求5所述的发动机的控制装置，其特征在于：所述发动机转矩检出单元，根据空转时的发动机转速，间接检出发动机的轴转矩。
7.如权利要求1所述的发动机的控制装置，其特征在于：所述发动机转矩检出单元，检出发动机的指示转矩。
8.如权利要求7所述的发动机的控制装置，其特征在于：所述发动机转矩检出单元，根据燃料喷射量、吸入空气量、及点火时期中的至少一个，检出发动机的指示转矩。
9.如权利要求7所述的发动机的控制装置，其特征在于：具有：根据所述发动机的指示转矩与轴转矩之差，推测内部损失转矩的内部损失转矩推测单元。
10.如权利要求7所述的发动机的控制装置，其特征在于：具有：将轴转矩为零时的指示转矩，作为表示在该运转条件下轴转矩不做功的状态的平衡转矩的转矩设定单元。
11.如权利要求2所述的发动机的控制装置，其特征在于：所述发动机转矩推测单元，具有从燃料喷射量、吸入空气量、点火时期、及空燃比中的至少一个，到发动机的指示转矩及/或轴转矩为止的传递特性模型。
12.如权利要求11所述的发动机的控制装置，其特征在于：所述发动机转矩推测单元，具有从空燃比恒定条件下的吸入空气量，到转矩为止的传递特性模型。
13.如权利要求11所述的发动机的控制装置，其特征在于：所述发动机转矩推测单元，具有到使空燃比变化时的转矩为止的传递特性模型。
14.如权利要求11所述的发动机的控制装置，其特征在于：所述发动机转矩推测单元，具有到因吸入空气量而使空燃比变化时的转矩为止的传递特性模型。
15.如权利要求11所述的发动机的控制装置，其特征在于：所述发动机转矩推测单元，具有到因燃料而使空燃比变化时的转矩为止的传递特性模型。
16.如权利要求11所述的发动机的控制装置，其特征在于：所述发动机转矩推测单元，具有到使点火时期变化时的转矩为止的传递特性模型。
17.如权利要求11所述的发动机的控制装置，其特征在于：所述传递特性模型，用传递函数表示。
18.如权利要求2所述的发动机的控制装置，其特征在于：修正所述发动机转矩推测单元的参数的单元，根据所述发动机转矩推测单元所推测的推测转矩和所述发动机转矩检出单元所检出的检出转矩，修正所述发动机转矩推测单元的参数。
19.如权利要求18所述的发动机的控制装置，其特征在于：修正所述发动机转矩推测单元的参数的单元，通过修正所述参数，从而使所述发动机转矩推测单元所推测的推测转矩与所述发动机转矩检出单元所检出的检出转矩之差变小。
20.如权利要求16所述的发动机的控制装置，其特征在于：修正所述发动机转矩推测单元的参数的单元，根据对点火时期变化量而言的转矩变化量，计算点火时期和转矩灵敏度之间的关系，修正使所述点火时期变化时的到转矩为止的传递特性。
21.如权利要求16所述的发动机的控制装置，其特征在于：修正所述发动机转矩推测单元的参数的单元，根据在空转时的对点火时期变化量而言的吸入空气量变化部分，计算点火时期和转矩灵敏度之间的关系，修正使所述点火时期变化时的到转矩为止的传递特性。
22.如权利要求21所述的发动机的控制装置，其特征在于：在空转时以外，也采用所述空转时修正的、使所述点火时期变化时的到转矩为止的传递特性。
23.如权利要求13所述的发动机的控制装置，其特征在于：修正所述发动机转矩推测单元的参数的单元，根据在空转时的对空燃比变化量而言的转矩变化量，计算空燃比和转矩灵敏度之间的关系，修正使所述空燃比变化时的到转矩为止的传递特性。
24.如权利要求17所述的发动机的控制装置，其特征在于：修正所述发动机转矩推测单元的参数的单元，修正所述传递函数的参数。
25.如权利要求2所述的发动机的控制装置，其特征在于：计算所述发动机控制参数的单元，根据所述发动机转矩推测单元所推测的推测转矩和所述发动机转矩检出单元所检出的检出转矩，计算所述发动机控制参数。
26.如权利要求2所述的发动机的控制装置，其特征在于：计算所述发动机控制参数的单元，计算所述发动机控制参数，以便使所述发动机转矩推测单元所推测的推测转矩与所述发动机转矩检出单元所检出的检出转矩之差变小。
27.如权利要求2所述的发动机的控制装置，其特征在于：具有计算目标转矩的目标发动机转矩计算单元，
计算所述发动机控制参数的单元，根据所述发动机转矩推测单元所推测的推测转矩和所述目标转矩，计算所述发动机控制参数。
28.如权利要求27所述的发动机的控制装置，其特征在于：根据所述发动机转矩推测单元所推测的推测转矩和所述发动机转矩检出单元所检出的检出转矩，修正所述发动机控制参数。
29.如权利要求27所述的发动机的控制装置，其特征在于：计算发动机控制参数的单元，计算所述发动机控制参数，以便使所述发动机转矩推测单元所推测的推测转矩与所述目标转矩之差变小。
30.如权利要求2所述的发动机的控制装置，其特征在于：计算所述发动机控制参数的单元，具有从发动机转矩到燃料喷射量、吸入空气量、及点火时期中的至少一个为止的反传递特性模型，根据该反传递特性模型，计算为了实现所述目标转矩的目标燃料喷射量、目标吸入空气量、及目标点火时期中的至少一个。
31.如权利要求30所述的发动机的控制装置，其特征在于：计算所述发动机控制参数的单元，具有从发动机转矩到燃料喷射量、吸入空气量、及点火时期中的至少一个为止的反传递特性模型，根据所述发动机转矩推测单元所推测的推测转矩和所述发动机转矩检出单元所检出的检出转矩，修正所述反传递特性模型的参数。
32.如权利要求31所述的发动机的控制装置，其特征在于：计算所述发动机控制参数的单元，具有从发动机转矩到燃料喷射量、吸入空气量、及点火时期中的至少一个为止的反传递特性模型，通过修正所述反传递特性模型的参数，以便使所述发动机转矩推测单元所推测的推测转矩与所述发动机转矩检出单元所检出的检出转矩之差变小。
33.如权利要求30所述的发动机的控制装置，其特征在于：计算所述发动机控制参数的单元，具有从发动机转矩到燃料喷射量、吸入空气量、及点火时期中的至少一个为止的反传递特性模型，根据所述目标转矩和所述发动机转矩检出单元所检出的检出转矩，修正所述反传递特性模型的参数。
34.如权利要求33所述的发动机的控制装置，其特征在于：计算所述发动机控制参数的单元，具有从发动机转矩到燃料喷射量、吸入空气量、及点火时期中的至少一个为止的反传递特性模型，通过修正所述反传递特性模型的参数，以便使所述目标转矩与所述发动机转矩检出单元所检出的检出转矩之差变小。
35.如权利要求27所述的发动机的控制装置，其特征在于：所述目标发动机转矩计算单元，根据加速踏板开度及/或来自驱动系统的要求转矩，计算目标转矩。
36.如权利要求1所述的发动机的控制装置，其特征在于：具有：根据燃料喷射量及所述检出转矩，计算发动机的效率及/或燃料费的单元。
37.如权利要求36所述的发动机的控制装置，其特征在于：所述计算效率及/或燃料费的单元，在根据所定期间中检出轴转矩及发动机转速计算发动机输出的同时，还计算所述所定期间中的总燃料供给量，并根据所述发动机输出与总燃料供给量之间的关系，计算效率及/或燃料费。
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