[发明专利]内燃机的控制

说明书

一种用于内燃机的电子控制单元被配置成通过与内燃机的操作相关的多个致动器的协调控制，实现与内燃机的各种功能相关的需求。内燃机的电子控制单元具有需求生成层、物理量调解层、受控变量设定层和受控变量调解层。受控变量调解层设置在受控变量设定层的直接下级，并且包括在内燃机驱动期间调解被不通过物理量调解层地从需求生成层传输的需求变量并且调解喷射的受控变量的基本喷射控制调解部，和在内燃机起动时调解喷射受控变量的起动喷射控制调解部。

技术领域

本发明涉及用于通过多个致动器的协调控制，实现与内燃机的各种功能相关的需求的电子控制单元及其控制方法。

背景技术

如在例如日本专利申请公开No.2009-47101(JP 2009-47101 A)和日本专利申请公开No.2009-47102(JP 2009-47102 A)中所公开的，已知用于包括递阶控制结构的内燃机的电子控制单元，其中，在从较高层到较低层的单向中传输信号。在上述各个文献所述的例子中，通过在用于在最高需求生成层上，以三种物理量表示车辆的内燃机中的基本的三种功能，来产生需求值。用于车辆的内燃机的基本的三种功能是驾驶性能(drivablilty)、排气和燃料消耗。三种物理量是转矩、效率和空燃比。

在最高需求生成层产生的需求值的信号被传输到较低物理量中间层。在物理量中间层，所传输的需求值被汇总成转矩、效率和空燃比的每一个，并且根据预定规则被调解到每一需求值。将以上述方式调解的转矩、效率和空燃比的每一个的需求值信号传输到较低受控变量设定层。在受控变量设定层，基于各个需求值之间的关系，调整每一需求值，然后，设置每一致动器的受控变量。

以这种方式，内燃机的需求能通过三种物理量转矩、效率和空燃比的组合而被表示并且被调解。通过如上所述，调解内燃机的需求，确定应当通过控制内燃机来实现的整个内燃机的操作，与致动器的特性和类型无关，使得能实现以良好平衡，满足有关内燃机的驾驶性能、排气和燃料消耗的基本需求的优选控制。

发明内容

燃料直接喷射到内燃机的气缸中的气缸点火型内燃机确保喷射控制的高自由度。由此，要求适当地变更喷射正时或喷射频率来通过最佳使用气缸点火型内燃机的喷射控制自由度，在内燃机气缸中形成良好燃料-空气混合物。表示变更喷射正时或喷射频率的需求的受控变量直接与燃料喷射阀的操作有关。仅将燃料喷射阀的操作临时转换成诸如转矩、效率的物理量、调解那些值并且重新计算受控变量是无用的算术运算，由此产生过多算术运算负担。

通常，在内燃机的驱动期间，根据来自传感器的信号，计算实际进气量，然后，使用所计算的进气量，计算将充入到气缸中的空气量，以便确定燃料喷射量，使得实现预定目标空燃比。因为在内燃机起动时，不能精确地计算充入到内燃机的气缸中的空气量，将在内燃机起动时的燃料喷射量设定成适当值。即，内燃机起动时的喷射控制的计算不同于在内燃机驱动期间的喷射控制的计算。

关于内燃机驱动期间的燃料喷射控制和不同于内燃机驱动期间的内燃机起动时的燃料喷射控制，取决于内燃机的状态，存在各种不同需求。因此，不能一律地确定内燃机的喷射正时和喷射频率，或内燃机的每一喷射的喷射量，并且必须调解内燃机的喷射正时和喷射频率以及喷射量的需求。

鉴于上述问题，本发明的目的是提供具有递阶结构的电子控制单元，其通过调解与喷射控制相关的各种需求，以良好平衡，通过物理量调解，满足内燃机的基本需求，不会增加控制的算术运算负担，其中，实现用于包括起动时的内燃机的状态的优选喷射控制。

为实现上述目的，本发明提供一种电子控制单元，其包括不通过物理量调解层来向其传输与燃料喷射控制相关的需求值的受控变量调解层，该受控变量调解层被配置成将内燃机的需求值，即，喷射的受控变量分类成内燃机的驱动期间和在其起动时，并且调解所分类的需求值，即，喷射的受控变量。