内燃机的控制装置的制作方法

专利名称：内燃机的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机的控制装置。
技术背景
在安装在车辆上的内燃机的排出气体系统中，设置有用于去除包含在内燃机的 排出气体中的CO(—氧化碳)、HC(碳氢化合物)、NOx(氮氧化物)以及微粒物质(PM) 的排出气体净化单元。
在内燃机是汽油发动机的情况中，三效催化剂被广泛地用作排出气体净化单兀。
三效催化剂是将CO氧化成CO2,将HC氧化成CO2和H2O,以及将NOx还原成O2 (氧气)和风(氮气)的催化剂。
此外，在内燃机是柴油发动机的情况中，以下各项相结合用作排出气体净化单 元。即，氧化催化剂，NOx储存催化剂和柴油机微粒过滤器(DPF)。
氧化催化剂将CO和HC氧化成CO2 ( 二氧化碳)和H2O (水)。
NOx储存催化剂通过临时地捕获排出气体中的NOx使排出气体成为还原气氛来 排出NOx，以将其还原成风和(02，并去除风和(02。
柴油机微粒过滤器收集并去除包含在排出气体中的微粒物质。
在上述汽油发动机中，为了进行使三效催化剂活化的活化处理，换句话说，为 了使三效催化剂的温度上升以提高作为催化剂的反应性，进行临时地调整空燃比以将部 分未燃气体(在下文中，简称为未燃气体)供给至三效催化剂的控制。
如上所述，强制地调整空燃比被称作强制调整。另外，临时地并强制地将空燃 比调整至浓(浓空燃比)被称作浓供给(rich spike)。
更具体地说，用三效催化剂对通过调整空燃比被供给的未燃气体进行氧化，以 使三效催化剂的温度上升，从而使三效催化剂活化。
此外，在上述柴油发动机中，为了进行排出气体净化单元的再生处理，即，为 了进行NOx储存催化剂的NOx还原处理和自净化以及柴油机微粒过滤器的再生处理，以 进行与上述相同的方式强制地调整空燃比的控制。
更具体地说，通过调整空燃比以将未燃气体(还原剂)供给至NOx储存催化剂 来进行NOx还原处理(浓净化，rich purge)。
另外，通过调整空燃比以用氧化催化剂或NOx储存催化剂来氧化(燃烧)未燃 气体，使排出气体的温度上升大约600°C。另外，通过对柴油机微粒过滤器供给温度上升 的排出气体，使聚集在柴油机微粒过滤器中的微粒物质燃烧，借此进行柴油机微粒过滤 器的再生处理。
如上所述，当空燃比被临时地并且强制地调整和改变时，出现内燃机(在下文 中，称作发动机)的波动(转数的波动或扭矩的波动)。
然而，当车辆以某一速度行进(正常行进)时并且当发动机处于空转状态时，发动机的运转控制参数的反馈控制起作用，以使发动机的转数维持不变。
具体地，在柴油发动机的情况中，作为运转控制参数的点火时刻或节气阀开度 的反馈控制起作用。
在汽油发动机的情况中，作为运转控制参数的燃料喷射量的反馈控制起作用。
因此，即使当空燃比临时地增加时，发动机的转数的波动和扭矩的波动被抑 制。
另一方面，当车辆加速时，由于发动机的运转控制参数受到与驾驶员的加速操 作对应的前馈控制，反馈控制不起作用。
由于这个原因，例如，当在加速时空燃比被临时地调整至浓的，很难避免在发 动机中产生波动。
此外，提出了一种技术，其通过延迟发动机的点火时刻来抑制由于临时的浓空 燃比造成的扭矩的波动(见JP-A-2002-364414)。
然而，上述技术能够被应用到车辆正常行进或发动机处于空转状态的情况，但 是不能在加速的时候应用。
也就是说，当运转控制参数的反馈控制不起作用时，诸如在车辆加速时，并且 仅仅进行了前馈控制时，在加速时进行空燃比的强制调整在发动机中产生波动，并且成 为使操纵性能受损的原因。
结果，只有当操纵性能优先并且运转控制参数的反馈控制起作用时，即，当车 辆处于空转状态时，才进行空燃比的强制调整。
然而，当能够进行空燃比的强制调整的局面被限制时，在确保对排出气体净化 单元应该进行的处理，即排出气体净化单元的活化处理的执行频率方面是不利的。发明内容
因此本发明的目的是提供一种内燃机的控制装置，该控制装置对确保排出气体 净化单元的活化处理或再生处理的执行频率是有利的，而并不会使操纵性能受损。
为了实现该目的，根据本发明，提供一种内燃机的控制装置，包括
空燃比调整装置，进行对流入排出气体净化装置的排出气体的空燃比的调整， 排出气体净化装置设置在内燃机的排出气体系统中；
波动检测装置，检测由于空燃比调整装置进行的空燃比的调整产生的内燃机的 波动；
反馈控制装置，进行内燃机的运转控制参数的反馈控制，以抑制由波动检测装 置检测到的波动；
判定装置，判定内燃机的运转状态是否处于反馈控制装置的操作区域中；和
操作装置，在空燃比调整装置进行空燃比的调整的同时，当判定装置判定内燃 机的运转状态未处于反馈控制装置的操作区域中时，设定波动抑制目标值，并基于该波 动抑制目标值来操作反馈控制装置，该波动抑制目标值是用于抑制内燃机的波动的目标值。
操作装置基于将内燃机的曲柄角速度或曲柄角加速度设定作为未知函数的运动 方程式来检测作为波动抑制目标值的内燃机的目标转数，并且操作反馈控制装置以使实际转数接近目标转数。
波动检测装置可以包括检测内燃机的实际转数的转数检测装置，并且操作装置 可以基于使用转数检测装置的检测结果的最小二乘法来检测作为波动抑制目标值的内燃 机的目标转数，并操作反馈控制装置以使实际转数接近目标转数。
而且，例如，可以使用曲柄角传感器、凸轮角传感器等作为旋转检测装置。能 够检测内燃机(具有该内燃机的车辆)的实际扭矩的部件例如扭矩传感器能够被使用，而 不局限于诸如转速检测器的检测内燃机的实际转数的部件。在这种情况下，检测作为实 际转数的实际扭矩，并检测作为目标转数的目标扭矩。
反馈控制装置可以将内燃机的点火时刻设定为运转控制参数，并且操作装置调 节点火时刻以减小内燃机的目标转数和内燃机的实际转数之间的偏差。
在(目标转数)<(实际转数)的情况中，点火时刻的调节实质上是有效的。在 这种情况下，如果(目标转数)< (实际转数)达到的程度是实际转数减去目标转数所得 到的值很大，则点火时刻被大大地延迟以减小内燃机的实际转数(扭矩)。
另外，如果基本的点火时刻被设定为是比最优值更接近延迟的值，则点火时刻 的调节也适用于(目标转数)> (实际转数)的情况。在这种情况下，如果(目标转数) < (实际转数)，则点火时刻被延迟以使实际转数下降，如果(目标转数)> (实际转 数)，则点火时刻被提前以使实际转数提高。
反馈控制装置可以将内燃机的节气阀的节气阀开度设定为运转控制参数，并且 操作装置调节节气阀开度以减小内燃机的目标转数和内燃机的实际转数之间的偏差。
在这种情况下，如果(目标转数)< (实际转数)，则控制节气阀开度的调节使 开度进一步地减小，以使实际转数下降。此外，如果(目标转数)> (实际转数)，则控 制节气阀开度的调节使开度进一步地增大，以使实际转数提高。
反馈控制装置可以将内燃机的燃料喷射量设定为运转控制参数，并且操作装置 调节燃料喷射量以减小内燃机的目标转数和内燃机的实际转数之间的偏差。
在这种情况下，如果(目标转数)< (实际转数)，则控制燃料喷射量的调节使 喷射量进一步地减小，以使实际转数下降。此外，如果(目标转数)> (实际转数)，则 控制燃料喷射量的调节使喷射量进一步地增大，以使实际转数提高。
反馈控制装置可以将内燃机的燃料喷射时刻设定为运转控制参数，并且操作装 置调节燃料喷射时刻以减小内燃机的目标转数和内燃机的实际转数之间的偏差。
在这种情况下，如果(目标转数)< (实际转数)，则进行燃料喷射时刻的调节 使喷射时刻延迟，以使实际转数下降。此外，如果(目标转数)> (实际转数)，则进行 燃料喷射时刻的调节使喷射时刻提前，以使实际转数提高。
内燃机的控制装置可以进一步地包括将正扭矩或负扭矩应用到内燃机的电动 机，其中反馈控制装置可以将电动机的转数设定为运转控制参数，并且操作装置调节电 动机的转数以减小内燃机的目标转数和内燃机的实际转数之间的偏差。
在这种情况下，如果(目标转数)< (实际转数)，则控制电动机的转数的调节 使电动机的转数进一步地减小，以使实际转数下降。此外，如果(目标转数)>(实际 转数)，则控制电动机的转数的调节使电动机的转数进一步地增大，以使实际转数提高。
另外，“电动机”包括与内燃机一起作为双动力型汽车的动力源的电动马达、在作为车辆电负载的交流发电机中也可以作为电动机操作的发电机、作为车辆电负载的 通常的交流发电机，等等。然而，因为通常的交流发电机不能将正扭矩给予内燃机，所 以通常的交流发电机实质上被应用到(目标转数)<(实际转数)的情况中。
当内燃机处于加速运转状态时，判定装置判定内燃机的运转状态未处于反馈控 制装置的操作区域中。
当内燃机处于加速后的正常的运转状态时，判定装置判定内燃机的运转状态未 处于反馈控制装置的操作区域中。
当内燃机处于减速后的正常的运转状态时，判定装置判定内燃机的运转状态未 处于反馈控制装置的操作区域中。


图1是显示发动机的构造的图，在该发动机上设置有与本发明有关的内燃机的 控制装置。
图2是显示在第一实施例中进行浓供给的情况中的控制装置的操作的波形图。
图3是图解第一实施例中的控制装置的控制要素是主体的操作的图。
图4是显示当通过第一实施例中的控制装置使三效催化剂受到活化处理时扭矩 波动抑制处理的流程图。
图5是显示第一实施例的控制装置的测试结果的波形图。
图6是显示在第二实施例中进行浓供给的情况中的控制装置的操作的波形图。
图7是图解第二实施例中的控制装置的控制要素是主体的操作的图。
图8是显示当通过第二实施例中的控制装置使三效催化剂受到活化处理时扭矩 波动抑制处理的流程图。
图9是显示发动机的构造的图，在该发动机上设置有第三实施例中的控制装置。
图10是显示当由第三实施例中的控制装置进行NOx储存催化剂的浓净化或自净 化或柴油机微粒过滤器的再生处理时扭矩波动抑制处理的流程图。
图11是显示当由第四实施例中的控制装置进行NOx储存催化剂的浓净化或自净 化或柴油机微粒过滤器的再生处理时扭矩波动抑制处理的流程图。
具体实施方式
(第一实施例)
接下来，将参考图1至5说明本发明的实施例的内燃机的控制装置。
首先，将说明应用了本发明的控制装置100的发动机(内燃机)10。
如图1所示，在本实施例中，被安装在车辆上的发动机10是汽油发动机。
发动机10是吸入气体流路喷射型(intake flow path injection type)，并且包括汽缸 盖12、火花塞14、吸入气体流路16、燃料喷射阀18、节气阀20、气流量传感器22、电 动机(交流发电机或发电机)23等等。
另外，发动机10还包括排出气体流路24/三效催化剂沈、上游侧氧传感器观、 下游侧氧传感器30、曲柄角传感器32、加速器位置传感器34、车速传感器35、ECU 36和根据本发明的控制装置100。
汽缸盖12形成燃烧室(汽缸内腔)12A，在其中燃烧混合气体。
吸入气体流路16与燃烧室12A连通，以将空气供给至燃烧室12A。
节气阀20被设置在吸入气体流路16上，并且包括致动器21。
节气阀20被配置成通过ECU 36的控制来驱动致动器21，借此节气阀20的开度 被调节，以通过开度的调节来调节经由吸入气体流路16被吸进燃烧室的进气量。
气流量传感器22被设置在吸入气体流路16上，检测经由吸入气体流路16被实 际地吸进燃烧室12A的进气量，将检测信息供给ECU 36。
燃料喷射阀18被设置在吸入气体流路16上并且经由燃料管被连接至具有燃料箱 (未显示)的燃料供给装置。燃料供给装置具有燃料泵，通过将燃料箱内部的燃料供给 至燃料喷射阀18，燃料泵将燃料从燃料喷射阀18经由吸入气体流路16喷射到燃烧室12A 中。
燃料喷射阀18通过ECU 36来控制燃料的喷射时刻和喷射量。
火花塞14被设置在燃烧室12A上，通过在点火时刻对燃料点火而使烧燃室12A 内部的混合气体燃烧，点火时刻是由ECU 36的控制来决定的。
排出气体流路M将通过燃烧室12A中的混合气体的燃烧所产生的排出气体引导 并排出至车辆的外部。
三效催化剂沈净化从发动机排出的排出气体，三效催化剂沈设置在排出气体流 路M(排出气体系统)上。
三效催化剂沈是用于通过将包含在排出气体中的CO氧化成CO2并将NOx还原 成O2 (氧气)和N2 (氮气)来净化排出气体的催化剂。
三效催化剂沈呈现出通过活化来净化排出气体的功能。
三效催化剂沈的活化是这样进行的，通过临时地使排出气体的空燃比变浓生成 未燃气体CO、HC和02，用三效催化剂沈使CO、HC和O2氧化(燃烧)，从而使三效 催化剂26的温度上升。
上游侧氧传感器观被设置在排出气体流路M上的三效催化剂沈的上游侧上， 以检测在三效催化剂沈的入口附近的排出气体的排出气体中的氧气量，并将检测信息供 给至ECU36。
也就是说，上游侧氧传感器28检测被三效催化剂沈净化之前的排出气体的空燃 比。
下游侧氧传感器30被设置在排出气体流路M中的三效催化剂沈的下游侧上， 以检测在三效催化剂沈的出口附近的排出气体路径的排出气体中的氧气量，并将检测信 息供给至ECU 36。
换句话说，下游侧氧传感器30检测被三效催化剂沈净化之后的排出气体的空燃 比。
为了检测空燃比，除了上游侧氧传感器观和下游侧氧传感器30之外，可以使用 用于直接检测空燃比的宽面积的空燃比传感器。
曲柄角传感器32检测曲柄角，将检测信息供给至ECU 36。
加速器位置传感器34检测加速踏板的操作量，将检测信息供给至ECU 36。
车速传感器35检测车辆的行进速度，将检测信息供给至ECU 36。
ECU(电子控制单元)36是进行发动机10的控制的电子控制单元。
ECU 36包括CPU、存储控制程序等的ROM、提供暂时存储区的RAM、微型计 算机，其中与周围的电路形成接口的接口部分等通过旁路连接至微型计算机。另外，通 过执行控制程序来使CPU起作用。
此外，上述气流量传感器22、上游侧氧传感器观、下游侧氧传感器30、曲柄角 传感器32、加速器位置传感器34以及各种传感器(未显示)被连接至ECU 36的输入侧， 来自各种传感器的检测信息被输入到ECU 36的输入侧中。
此外，上述火花塞14、燃料喷射阀18以及各种输出装置(未显示)被连接至 ECU 36的输出侧。
CPU执行控制程序，以使ECU 36基于来自传感器22、28、30、32和；34的检测 信息来控制火花塞14、燃料喷射阀18以及各种输出装置，借此发动机10被控制。
也就是说，ECU 36基于来自气流量传感器22、上游侧氧传感器观、下游侧氧传 感器30、曲柄角传感器32、加速器位置传感器34和车速传感器35的检测信息，计算燃 料喷射量、燃料喷射时刻、点火时刻等。另外，ECU 36基于计算结果来控制火花塞14 和燃料喷射阀18。
结果，在适当的时刻从燃料喷射阀18喷射出适量的燃料，并且在适当的时刻通 过火花塞14进行火焰点火。
另外，CPU执行控制程序，以使ECU 36起着空燃比调整单元38、扭矩推定单元 40、前馈控制单元42、波动检测单元44、要求扭矩检测单元45、反馈控制单元46、判定 单元48和操作单元50的作用。
另外，内燃机的控制装置100包括空燃比调整单元38、波动检测单元44、要求 扭矩检测单元45、反馈控制单元46、判定单元48和操作单元50。
空燃比调整单元38调整流入三效催化剂沈的排出气体的空燃比。
在本实施例中，空燃比调整单元38通过燃料喷射阀18控制燃料的喷射量和喷射 时刻，借此来控制发动机10的空燃比。
在本实施例中，在通常的时间，空燃比调整单元38将发动机10的空燃比维持至 理想配比。
此外，当需要对三效催化剂沈提供未燃气体时，进行强制地调整发动机10的空 燃比的强制调整。
此外，在本实施例中，为了使说明简化，将说明进行用于间断地使发动机10的 空燃比变浓的浓供给的情况。
通过进行浓供给(强制调整)，将未燃气体提供给三效催化剂沈，并且用三效催 化剂沈来氧化(燃烧)未燃气体以使温度增加，借此三效催化剂沈的反应性提高，三效 催化剂26被活化。
另外，空燃比调整单元38将空燃比维持至理想配比，借此令人满意地进行三效 催化剂沈对排出气体的净化。
扭矩推定单元40推定扭矩波动量，该扭矩波动量是通过强制调整而被改变的发 动机10的扭矩量。
举例来说，扭矩推定单元40对扭矩波动量的推定是按如下方式进行的
S卩，通过预先试验将发动机10的空燃比和扭矩量的关系设定为图(map)。
另外，将与在预理想配比时的空燃比和由发动机10的扭矩量图计算出来的空燃 比相对应的扭矩量，和与在浓时的空燃比和由发动机10的扭矩量图计算出来的空燃比相 对应的扭矩量之间的差推定为扭矩波动量。
前馈控制单元42进行发动机10的运转控制参数的前馈控制，以抑制用扭矩推定 单元40推定的扭矩波动量。
在这里，运转控制参数是与发动机10的燃烧相关的参数。在本实施例中，运转 控制参数是点火时刻。
因此，前馈控制单元42计算抑制发动机10的扭矩波动量所必需的火花塞14的 点火时刻的延迟量，以基于所计算的延迟量来使点火时刻延迟。
也就是说，前馈控制单元42基于计算的延迟量以及曲柄角传感器32检测到的曲 柄角来控制点火时刻，以抑制发动机10的扭矩波动量。
当发动机10空转时，在正常的运转状态中，通过前馈控制单元42对发动机10 的点火时刻的前馈控制，抑制在浓供给时的扭矩的波动。
另外，在汽油发动机的情况下，用前馈控制单元42来进行前馈控制的运转控制 参数，可以使用节气阀20的节气阀开度来作为运转控制参数，而不限于点火时刻。
波动检测单元44检测由于空燃比调整单元38对空气燃料比的调整造成的发动机 10的波动。
在本实施例中，波动检测单元44检测发动机10的波动作为发动机转数的波动。
波动检测单元44具有用于检测发动机10的实际转数的转数检测单元44A。
转数检测单元44A通过计算由曲柄角传感器32检测到的曲柄角来检测发动机10 的实际转数。
此外，由波动检测单元44检测到的发动机10的波动可以是发动机10的扭矩的波动。
要求扭矩检测单元45通过驾驶和操作车辆的驾驶员的加速踏板的操作来检测需 要的要求扭矩。
也就是说，要求扭矩量和用加速器位置传感器34检测到的加速踏板的操作量之 间的关系被设定为图。另外，要求扭矩检测单元45通过从图中读取与用加速器位置传感 器34检测的加速踏板的操作量相对应的要求扭矩量来检测要求扭矩。
反馈控制单元46进行发动机10的运转控制参数的反馈控制，以抑制用波动检测 单元44检测到的发动机10的波动。
在本实施例中，反馈控制单元46将点火时刻设定为发动机10的运转控制参数。
因此，反馈控制单元46计算抑制用波动检测单元44检测到的发动机10的转数 的波动量所必需的火花塞14的点火时刻的延迟量，以基于所计算的延迟量来使点火时刻 延迟。
也就是说，反馈控制单元46进行点火时刻的反馈控制。
当发动机10处于空转运转状态时，通过上述反馈控制单元46对发动机10的点 火时刻的反馈控制，在空气燃料比被强制调整时抑制发动机10的波动。
换句话说，当发动机10处于空转运转状态时，发动机10的运转状态处于反馈控 制单元46的操作区域中。
判定单元48基于规定条件的成立来判定发动机10的运转状态是否处于反馈控制 单元46的操作区域，即反馈控制单元46的运转控制参数的反馈控制是否被执行。
另外，未处于反馈控制单元46的操作区域中的发动机10的运转状态是指，举 例来说，加速运转状态和加减速后的正常运转状态等，通常是未处于空转状态的运转状 态。在本实施例中，上述规定条件是用加速器位置传感器34检测到的加速踏板的操作量 是零(加速踏板没有被操作)，并且用车速传感器35检测到的车辆的车速是零。
也就是说，当规定条件成立时，判定发动机10的运转状态处于反馈控制单元46 的操作区域中，当规定条件不成立时，判定发动机10的运转状态未处于反馈控制单元46 的操作区域中。
在空燃比调整单元38执行空燃比调整期间，当判定单元48判定发动机10的运 转状态未处于反馈控制单元46的操作区域中时，操作单元50进行以下操作。
也就是说，操作单元50设定波动抑制目标值，该波动抑制目标值是用于抑制发 动机10的波动的目标值，操作单元50基于该波动抑制目标值来操作反馈控制单元46。
在本实施例中，操作单元50将目标发动机转数设定为波动抑制目标值以操作反 馈控制单元46，以基于该波动抑制目标值来减小目标发动机转数和实际发动机转数的偏 差。
另外，在本实施例中，操作单元50基于运动方程式来检测作为波动抑制目标值 的发动机10的目标转数，在该运动方程式中发动机10的曲柄角速度被设定成未知函数， 操作反馈控制单元46以使实际转数接近目标转数。
具体地，操作单元50基于运动方程式来检测作为波动抑制目标值的发动机10的 目标转数，在该运动方程式中使用转数检测单元44A和要求扭矩检测单元45的检测结果 的发动机10的曲柄角速度被设定成未知函数。另外，操作单元50操作反馈控制单元46 以使实际转数接近目标转数。
操作单元50用下列步骤检测作为波动抑制目标值的发动机10的目标转数。
在本实施例中，与发动机10的动态模型相对应的运动方程式定义如下
首先，发动机的动态模型具有旋转的输出轴，并且在该输出轴上设置调速轮， 以使调速轮与输出轴一体地旋转。
与动态模型相对应的运动方程式被定义为方程式(1)。
Κ ω/(1 )+Οω = Tq ⑴
在这里，J是惯性矩(调速轮的质量)，ω是角速度，C是粘性阻力，Tq是要 求扭矩(旋转调速轮的扭矩)。
在这里，因为输出轴相当于曲轴，所以角速度ω相当于曲柄角速度。
因此，方程式(1)是发动机10的曲柄角速度被设定为未知函数的运动方程式。
操作单元50通过关于曲柄角速度求解方程式(1)，能够检测作为波动抑制目标 值的发动机10的目标转数。
在这里，为了求解方程式(1)，需要曲柄角速度ω和要求扭矩Tq的初始值。
曲柄角速度ω的初始值能够基于发动机10的实际转数获得。发动机10的实际11转数使用由转数检测单元44A检测到的值。
要求扭矩Tq使用由要求扭矩检测单元45检测到的值。
此外，运动方程式可以将曲柄角加速度代替曲柄角速度ω设定为未知函数。
另外，在本实施例中，已经给出了下面这种情况的说明，即运动方程式将使用 扭矩Tq的发动机10的曲柄角速度ω设定为未知函数，其中扭矩Tq是要求扭矩检测单元 45的检测结果。
然而，运动方程式不局限于上述形式，例如，由于可以建立使用要求能量代替 扭矩Tq的运动方程式，所以要求扭矩检测单元45并不是必需的。
下面将参考图2进行说明。
图2是显示当通过空燃比调整单元38进行空燃比的浓供给时控制装置100的操 作的波形图。
图2的(A)显示通过空燃比调整单元38执行和不执行浓供给的浓标志RF。
图2的(B)显示发动机10的排出气体的空燃比A/F。
图2的(C)将由前馈控制单元42通过前馈控制来控制的点火时刻显示为延迟量 Retard (deg)。
图2的(D)显示由转数检测单元44A检测到的发动机转数Ne (rpm)，即实际转数。
实线显示本发明不适用的比较例中的实际转数Ne，虚线显示本发明适用的情况 中的实际转数Ne。
图2的(E)显示由车速传感器35检测到的车速Vs(km/h)。
在本实施例中，显示的是车辆从空闲运转状态经过加速状态至以一定车速正常 行驶的过程。
如图2所示，在发动机10加速时执行的浓供给执行期间ATU和下一个浓供给 期间Δ办2之间的期间被设定为浓供给休息期间Δ TK
也就是说，如图2的(D)所示，实际转数Ne在浓供给执行期间八办的结束点 处、即在浓供给休息期间ATb的开始点处最高，随着靠近浓供给休息期间ATb的结束 点，实际转数Ne下降。
另外，实际转数Ne的变化率(倾斜)由于时间的逝去，在浓供给休息期间ΔΤ 之后立即为大的负值。相反，随着到达浓供给休息期间ATb的结束点，变化率下降并收 敛为0。
操作单元50在浓供给休息期间ATb即将结束之前的时间点tl处，基于要求扭矩 Tq和在实际转数Ne的变化率勻速地收敛的过程中已经检测到的一个实际转数Nel，关于 曲柄角速度ω求解方程式(1)来计算并设定发动机10的目标转数作为波动抑制目标值。
此时，在基于实际转数Nel和要求扭矩Tq所确定的目标转数中，对于所检测到 的一个实际转数的变化是缓和的。
因此，在由操作单元50所确定的目标转数中，在浓供给休息期间Δ 1 即将结束 之前已经检测到的实际转数的变化率被抑制。
此外，在图2的例子中，为了简化图解，由操作单元50进行目标转数的确定的 操作被显示为仅进行一次。然而，事实上，由操作单元50进行目标转数的确定的操作在车辆加速期间重复进行。
操作单元50操作反馈控制单元46以使实际转数接近如上所述设定的目标转数。
具体地，操作单元50进行点火时刻的反馈控制，以使用转数检测单元44A检测 到的发动机10的实际转数和用操作单元50设定的目标转数之间的偏差减小。
换句话说，随着目标转数和实际转数的偏差增大，操作单元50大大地使点火时 刻延迟来操作反馈控制单元46。
也就是说，在非空闲运转状态中，在浓供给休息期间ΔΤ 之后的浓供给期间 八办2之后，发动机10被如下控制
S卩，基于作为在浓供给休息期间ATb即将结束之前已经检测到的实际转数的变 化率被抑制的波动抑制目标值的目标转数来控制发动机10的转数。
接下来，将参考图3说明前馈控制单元42和反馈控制单元46的控制操作。
ECU 36通过现有的控制来确定目标点火时刻。
具体地，发动机转数、空气量和目标点火时刻被预先设定成图。另外，ECU 36 基于与从曲柄角传感器32提供的发动机转数相对应的检测信息和与从气流传感器22提供 的空气量相对应的检测信息从图中读出目标点火时刻。
扭矩推定单元40从图中读出并推定在理想配比时的发动机10的扭矩量和在浓供 给时的发动机10的扭矩量(步骤Al)。
接下来，扭矩推定单元40计算用于去除由于浓供给而增加的发动机10的扭矩波 动量所必需的负的扭矩量，即相等的扭矩量(步骤A2)。
换句话说，扭矩推定单元40推定由于浓供给而增加的发动机10的扭矩量作为扭矩波动量。
接下来，前馈控制单元42计算与相同的扭矩量相对应的延迟量(步骤A3)。
对于目标点火时刻，所计算的延迟量作为负值被加上。结果，发动机10的扭矩 量被减少为相同的扭矩量。如此，前馈控制被执行，以使由于浓供给增大的发动机10的 扭矩波动量被抑制。
当判定单元48判定发动机10的运转状态未处于反馈控制单元46的操作区域中 时，操作单元50在浓供给休息期间ATb即将结束之前，基于要求扭矩Tq和用实际转数 检测单元44检测到的一个实际转数，关于曲柄角速度ω来求解方程式(1)的运动方程式 (步骤Cl)。另外，基于求解的曲柄角速度ω，将目标转数设定为波动抑制目标值(步 马聚C2) ο
用比例操作(步骤C3)和微分操作(步骤C4)对步骤C2中确定的目标转数进行 反馈控制(步骤C4)。
结果，基于与实际转数相关的变化率被抑制的作为波动抑制目标值的目标转 数，发动机10的转数被控制。
接下来，将参考图4中所示的流程图说明当通过控制装置100对三效催化剂沈 进行活化处理时的扭矩波动抑制处理。
由于产生活化三效催化剂沈的需要，借此图4的操作开始。
首先，ECU 36基于上游侧氧传感器观和下游侧氧传感器30的检测信息来判定 三效催化剂26是否正常(步骤S100)。
如果步骤SlOO的判定结果是否定的，则ECU 36跳过步骤S102之后的处理，进 行用于向驾驶员报告三效催化剂26的异常的报告显示。
如果步骤SlOO的判定结果是肯定的，则空燃比调整单元38实施空燃比的强制调 整。也就是说，空燃比调整单元38开始浓供给(步骤S102)。
接下来，扭矩推定单元40推定在浓期间的扭矩和在理想配比期间的扭矩(步骤 S104)。
另外，扭矩推定单元40基于推定的在浓期间的扭矩和在理想配比期间的扭矩来 推定在浓期间的扭矩波动量(步骤S106)。
另外，前馈控制单元42基于扭矩波动量计算延迟量(步骤S108)，基于延迟量使 发动机10的点火时刻延迟(步骤S110)，并且进行发动机10的点火时刻的前馈控制(步 骤 Sl10)。
结果，在发动机10的空闲期间，扭矩波动被抑制。
接下来，判定单元48判定发动机10的运转状态是否处于反馈控制单元46的操 作区域中(步骤S112)。
如果步骤S112的判定结果是肯定的，则操作单元50进行下面的控制。
S卩，基于目标转数和由转数检测单元44A检测到的发动机转数Ne的偏差，对点 火时刻进行反馈控制，以使偏差变为0(步骤S114)。S卩，进行使发动机转数与目标转数 匹配的正常的反馈控制，从而结束一系列的处理。
结果，当发动机10处于反馈控制单元46的操作区域中时，在浓期间的发动机10 的转数的波动被抑制。
如果步骤S112的判定结果是否定的，在浓供给休息期间ATb即将结束之前， 如图2的(D)所示，操作单元50获得由转数检测单元44检测到的一个实际转数(步骤 S116)。换句话说，操作单元50获得在理想配比期间的最终的实际转数。
接下来，操作单元50关于曲柄角速度ω求解方程式(1)的运动方程式，并基于 所求解的曲柄角速度ω确定目标转数作为波动抑制目标值(步骤S118)。更具体地，如 图2的(D)中的黑点所示，操作单元50计算并确定目标转数。
操作单元50通过反馈控制单元46进行点火时刻的反馈控制，以使发动机10的 实际转数和目标转数之间的偏差减小(步骤S120)。
接下来，ECU 36判定三效催化剂沈的活化是否结束(步骤S122)。
此外，例如，可以通过测量浓供给执行期间ΔΤ^，基于测量时间是否到达规定 的预定时间来进行三效催化剂26的活化是否结束的判定。
如果步骤S122的判定结果是否定的，则处理返回到步骤S100，如果步骤S122 的判定结果是肯定的，则强制调整的执行结束(步骤S124)，一系列的处理结束。
图5是显示本实施例的控制装置100的试验结果的波形图。在该图中，虚线表 示本实施例的控制装置100的测量结果，实线表示不使用本实施例的控制装置100的比较 例的测量结果。
图5显示在车辆从停止状态加速到达正常行进的过程中进行浓供给的情况下的测量值。
图5的(A)显示空燃比A/F。
图5的(B)显示延迟角Retard。
图5的(C)显示发动机转数Ne。
图5的(D)显示车辆的行进速度Vs。
从图5很明显可以看出，在比较例中，不管是在空闲(在车辆停止期间)、加速 或正常行进中的任意期间，发动机转数Ne都产生波动，特别是在加速期间发动机转数Ne 的波动最大。
也就是说，在该比较例中，操纵性能显著下降。
相反，当使用本实施例的控制装置100时，不管是在空闲(在车辆停止期间)、 加速或正常行进中的任意期间，发动机转数Ne的波动都被抑制。
特别是，与比较例相比，在加速期间发动机转数Ne的波动被有效地抑制。因 此，在加速期间确保操纵性能是有利的。
根据第一实施例，在空燃比的调整期间，当判定发动机10的运转状态未处于反 馈控制单元46的操作区域中时，设定波动抑制目标值，该波动抑制目标值是用于抑制发 动机10的波动的目标值，基于该波动抑制目标值来操作反馈控制单元46。
由于这个原因，因为发动机10的波动被有效地抑制，所以对进行空燃比的调整 是有利的，而并不会使车辆的操纵性能受损。
此外，当在车辆加速期间实施三效催化剂沈的活化处理时，因为排出气体的温 度高，所以三效催化剂26的催化剂温度能够迅速地上升。由于这个原因，三效催化剂沈 能够在短时间内被活化，这有利于提高排出气体的净化效率。
特别地，在第一实施例中，通过关于曲柄角速度ω求解运动方程式能够获得目 标转数。由于这个原因，对于驾驶员的加速踏板操作，对提高控制的反应特性以及提高 控制的稳定性是有利的。
(第二实施例)
接下来，将参考图6至8说明本发明的第二实施例。而且，通过使用图1来说 明控制装置100的构造。
而且，在下面的实施例中，与第一实施例相同的或对应的部分将用相同的参考 标号表示，并且将省略对它们的说明。
在第二实施例中，因为操作单元50不同于第一实施例的操作单元50，而其他构 造与第一实施例的相同，因此在下文中，将集中说明操作单元50。
操作单元50使用转数检测单元44Α的检测结果，基于最小二乘法检测作为波动 抑制目标值的发动机10的转数，并操作反馈控制单元46以使实际转数接近目标转数。
下面将参考图6说明控制装置100中的各个部分的波形和操作单元50的操作。 此外，将省略图6中与图2中相同的部分的说明。
在第二实施例中，操作单元50在浓供给休息期间Δ 1 即将结束之前，基于用转 数检测单元44A检测到的多个实际转数，通过最小二乘法判定波动抑制目标值。
也就是说，如图6的(D)所示，基于由转数检测单元44A在一定期间已经采样 (检测)的三个实际转数Nel、Ne2和Ne3，通过最小二乘法确定目标转数。
更具体地说，操作单元50基于在时间点tl、t2和t3 (tl < t2 < t3)已经检测到 的三个实际转数Nel、Ne2和Ne3，通过最小二乘法确定目标转数。15
如图6的(D)所示，实际转数Ne在浓供给执行期间ΔΤ^的结束时间点处、即 在浓供给休息期间Δ Tb的开始时间点处最高，随着到达浓供给休息期间Δ Tb的结束时间 点，实际转数Ne下降。
另外，与紧跟在浓供给休息期间ATb的开始时间点之后变化率是大的负值的情 况相比，由于时间的逝去，实际转数Ne的变化率(倾斜)也随着到达浓供给休息期间 Δ 1 的结束时间点而减小并收敛为0。换句话说，实际转数Ne稳定。
因此，相对于多个检测到的实际转数，作为波动抑制目标值的目标转数的变化 被缓和，该目标转数基于在浓供给休息期间ATb即将结束之前被检测到的多个实际转数 通过最小二乘法已经被确定。
而且，最小二乘法是这样一种方法，在用诸如线性函数的特定的近似表达式 (函数)近似多个检测到的检测值时，确定近似表达式的系数，以使多个检测值和与多个 检测值对应的近似表达式的对应值之间的差的平方值的和变得最小。
也就是说，在本实施例中，多个检测到的实际转数是用包括线性函数的近似表 达式近似的。在那时，确定近似表达式的系数以使多个实际转数和目标转数的差的平方 值的和最小，该目标转数是与该多个实际转数对应的近似表达式的对应值。
因此，在由操作单元50所确定的目标转数中，与在浓供给休息期Δ Tb即将结束 之前检测到的实际转数对应的变化率被抑制。
另外，因为目标转数是仅仅基于多个实际转数使用最小二乘法确定的，因此有 利于简化确定目标转数时的处理。
接下来，将参考图7说明前馈控制单元42和反馈控制单元46的控制操作。
ECU 36通过现有的控制来确判定目标点火时刻。
前馈控制单元42的控制操作与第一实施例相同。
当通过判定单元48判定发动机10的运转状态未处于反馈控制单元46的操作区 域中时，操作单元50在浓供给休息期间ΔΤ 即将结束之前，使用由转数检测单元44Α 检测到的多个实际转数，基于最小二乘法设定目标转数作为波动抑制目标值(步骤Bl和 Β2)。
用比例操作(步骤Β3)和微分操作(步骤Β4)对步骤Β2中设定的目标转数进行 反馈控制。
结果，基于关于实际转数、变化率被抑制的作为波动抑制目标值的目标转数， 发动机10的转数被控制。
接下来，将参考图8中所示的流程图说明当通过控制装置100对三效催化剂沈 进行活化处理时的扭矩波动抑制处理。
而且，因为图8中的步骤S200至S214与图4中的步骤SlOO至S114相同，因此 将省略对它们的说明，下面将从步骤幻16开始说明。
如果步骤幻14的判定结果是否定的，则操作单元50获得在浓供给休息期间 ATb即将结束之前用转数检测单元44Α检测到的多个实际转数。
在本实施例中，如图6的(D)所示，操作单元50获得时间点tl、t2和t3的三个 实际转数 Nel、Ne2 和 Ne3(步骤 S216、S218 和 S220)。
接下来，操作单元50用包括线性函数的近似表达式(最小二乘法)近似三个实际转数Nel、Ne2和Ne3，换句话说，计算近似表达式的斜率(步骤幻22)。
另外，操作单元50基于在步骤里S222中求解的近似表达式，计算和判定目标转 数作为波动抑制目标值(步骤S224)。更具体地说，如图6的(D)中的黑点所示，操作 单元50以规则的时间At间隔计算和判定目标转数。
操作单元50使反馈控制单元46反馈控制点火时刻，以使发动机10的实际转数 和目标转数的偏差减小(步骤S226)。
接下来，ECU 36判定三效催化剂沈的活化是否结束(步骤S228)。
如果步骤幻观的判定结果是否定的，则处理返回到步骤幻00，如果步骤幻观 的判定结果是肯定的，则强制调整的实施结束(步骤幻30)，一系列的处理结束。
即使在第二实施例的控制装置100中，用和第一实施例相同的方法，在空燃比 的波动期间，当判定发动机10的运转状态未处于反馈控制单元46的操作区域中时，设定 波动抑制目标值，该波动抑制目标值是用于抑制发动机10的波动的目标值，基于该波动 抑制目标值来操作反馈控制单元46。
由于这个原因，以与第一实施例相同的方式，因为发动机10的波动被有效地抑 制，所以对进行空燃比的调整是有利的，而并不会使车辆的操纵性能受损。
(第三实施例)
接下来，将参考图9和图10来说明第三实施例。
第三实施例是第一实施例的变形例，与第一实施例的不同之处在于发动机60是 柴油发动机。
由于这个原因，第三实施例与第一实施例的不同之处在于，运转控制参数是燃 料喷射量，排出气体净化单元的具体构造与第一实施例的不同，其他构造与第一实施例 几乎相同，所以下面的说明将主要集中在与第一实施例的不同之处上。
如图9所示，发动机60包括汽缸盖12、吸入气体流路16、节气阀20和气流量 传感器22。
在汽缸盖12上，设置用于将燃料喷射到燃烧室(汽缸内腔)12A内的燃料喷射阀 64。
在第三实施例中，作为排出气体净化单元，包括氧化催化剂52、NOx储存催化 剂讨和柴油机微粒过滤器56。
氧化催化剂52、NOx储存催化剂M和柴油机微粒过滤器56按照从排出气体流 路M的上游侧沿着下游侧按此顺序排列配置。而且，可以交换NOx储存催化剂M和柴 油机微粒过滤器56的配置。
氧化催化剂52对从发动机60排出的排出气体中包含的CO和HC进行氧化，以 将它们分解成二氧化碳和水。
由于这个原因，当提供未燃气体时，未燃气体产生氧化反应，以使氧化催化剂 52的温度上升，当未燃气体的氧化反应结束时，它的温度下降。
也就是说，为了使氧化催化剂52的温度上升，可以通过例如进行浓供给来调整 发动机60中的空燃比，来将未燃气体提供给氧化催化剂52。
NOx储存催化剂M吸藏从发动机60排出的排出气体中的NOx。
例如通过在包含诸如钼(Pt)和钯(Pd)的贵金属的载体中运载NOx吸藏剂来形成NOx储存催化剂M。
在稀的空燃比的气氛(氧化气氛)下，NOx储存催化剂M捕获和吸藏NOx。 NOx储存催化剂M通过在浓空燃比的气氛(还原气氛)下被浓净化来排出捕获的NOx， 以与排出气体中的HC和CO反应并被还原。也就是说，排出气体中的HC和CO是还原 剂。
也就是说，需要NOx储存催化剂M通过进行还原处理来进行功能的再生。
在这种情况下，为了进行浓净化，例如，可以通过进行浓供给来调整发动机60 中的空燃比。
另外，代替吸藏NOx，NOx储存催化剂讨具有吸藏SOx(硫的氧化物)的特性， 其中燃料中包含的硫与氧气反应。由于这个原因，存在这样的问题，当NOx储存催化剂 M较多地吸藏SOx时，吸藏NOx的能力下降，从而净化效率下降。
在与NOx相比更稳定的状态下，吸藏在NOx储存催化剂M中的SOx与NOx储 存催化剂M结合。因此，当SOx没有被设置在比浓净化时的温度气氛更高的温度状态 时，可以将SOx从NOx储存催化剂M中分离出来。
也就是说，因为不能通过浓净化去除吸藏在NOx储存催化剂M中的SOx，因此 需要通过被称为自净化的方法来去除吸藏在NOx储存催化剂M中的SOx。
通过将NOx储存催化剂M设定为高温气氛或还原气氛来进行自净化。
具体地，自净化通过将被提供给NOx储存催化剂M的排出气体的温度设定为高 温来形成高温气氛。也就是说，通过将CO和HC提供给氧化催化剂52，换句话说，通 过将未燃气体提供给氧化催化剂52，使来自氧化催化剂52的排出气体的温度上升，以在 NOx储存催化剂M中形成高温气氛。
此外，通过将未燃气体(还原剂)提供给NOx储存催化剂M，以用NOx储存催 化剂M氧化(燃烧)未燃气体(还原剂)来形成高温气氛或还原气氛。
也就是说，为了进行自净化，可以通过进行浓供给在发动机60中调整空燃比， 将未燃气体提供给氧化催化剂52以使氧化催化剂52的排出气体的温度上升，并且也可以 将未燃气体提供给NOx储存催化剂M。
柴油机微粒过滤器56收集并去除包含在排出气体中的微粒物质。
因为对可收集的微粒物质的数量有限制，因此柴油机微粒过滤器56需要通过去 除聚集在柴油机微粒过滤器56中的微粒物质来恢复功能。
具体地，通过将未燃气体提供给氧化催化剂52并且将在氧化反应中产生的高温 气体提供给柴油机微粒过滤器56来燃烧微粒物质。结果，柴油机微粒过滤器56的功能 被恢复。
也就是说，为了恢复柴油机微粒过滤器56，举例来说，通过进行浓供给来调整 发动机60中的空燃比，可以将未燃气体提供给氧化催化剂52。
上述气流量传感器22、曲柄角传感器32、加速器位置传感器34、车速传感器35 以及各个传感器(未显示)被连接至ECU 36的输入侧，来自各个传感器的检测信息被输 入到ECU36的输入侧中。
此外，燃料喷射阀64和各种输出装置(未显示)被连接至ECU 36的输出侧。
CPU执行控制程序，以使ECU 36基于来自各个传感器的检测信息来控制燃料喷射阀64和上述各种装置，借此进行发动机60的控制。
也就是说，ECU 36基于来自气流量传感器22和曲柄角传感器32的检测信息， 计算燃料喷射量、燃料喷射时间等。另外，ECU 36基于计算结果来控制燃料喷射阀64。
结果，在适当的时刻从燃料喷射阀64喷射出适量的燃料，并且在适当的时刻在 燃烧室12A的内部进行混合气体的燃烧。
空燃比调整单元38通过燃料喷射阀64控制燃料的喷射量和喷射时刻，借此来控 制发动机60的空燃比。
在本实施例中，情况正常时空燃比调整单元38将发动机60的空燃比维持为稀的 (薄的)。
此外，当需要对氧化催化剂52和NOx储存催化剂M提供未燃气体时，进行强 制地调整发动机60的空燃比的强制调整。
另外，在本实施例中，为了使说明简化，作为强制调整，将说明执行间歇地使 发动机60的空燃比变浓的浓供给的情况。
通过进行浓供给(强制调整)，将未燃气体提供给作为排出气体净化单元的氧化 催化剂52和NOx储存催化剂M。
结果，进行上述NOx储存催化剂M的浓净化和自净化以及柴油机微粒过滤器56 的再生处理。
用和第一实施例相同的方法，前馈控制单元42进行发动机60的运转控制参数的 前馈控制，以抑制用扭矩推定单元68推定的扭矩波动量。
然而，在第三实施例中，前馈控制单元42设定燃料喷射阀64的燃料喷射量作为 发动机60的运转控制参数。
也就是说，前馈控制单元42通过控制燃料喷射量来抑制发动机60的扭矩波动量。
此外，受到前馈控制单元42的前馈控制的运转控制参数不局限于燃料喷射量， 在柴油发动机的情况中可以使用节气阀20的节气阀开度作为运转控制参数。
在第三实施例中，反馈控制单元46设定燃料喷射阀64的燃料喷射量作为发动机 60的运转控制参数。
因此，反馈控制单元46进行燃料喷射阀64的燃料喷射量的反馈控制，以抑制用 波动检测单元44检测到的发动机60的转数的波动量。
接下来，将参考图10所示的流程图来说明通过控制装置100在NOx储存催化剂 54的浓净化或自净化或柴油机微粒过滤器56的再生处理期间的扭矩波动抑制处理。
由进行再生处理的需要开始图10中的操作。
首先，ECU 36通过空燃比调整单元38实施空燃比的强制调整。也就是说，空 燃比调整单元38开始浓净化。也就是说，NOx储存催化剂M的浓净化或自净化或柴油 机微粒过滤器56的再生处理中的任何一个处理开始(步骤S302)。
在下文中，除了运转控制参数包含燃料喷射量以外，步骤S304到幻20的操作与 图4中的步骤S104到S120的操作相同。因此，将省略对它们的说明。
在执行步骤S320之后，ECU 36判定NOx储存催化剂M的浓净化或自净化或柴 油机微粒过滤器56的再生处理是否结束，换句话说，ECU 36判定排出气体净化单元的再生处理是否结束(步骤S322)。
而且，用和第一实施例相同的方法，当测量浓供给执行期间Δ 1 时，可以基于 测量时间是否到达规定和预定的时间来进行排出气体净化单元的再生处理是否结束的判定。
如果步骤S322的判定结果是否定的，则处理返回到步骤S302，如果步骤幻22 的判定结果是肯定的，则结束浓供给的执行。也就是说，结束排出气体净化单元的再生 处理(步骤S3M)，从而结束一系列的处理。
第三实施例的控制装置100也呈现与第一实施例相同的效果。
(第四实施例)
接下来，将参考图11来说明第四实施例。
第四实施例是第二实施例的变形例，与第二实施例的不同之处在于发动机60是 柴油发动机。
由于这个原因，第四实施例与第二实施例的不同之处在于排出气体净化单元的 具体构造中运转控制参数是燃料喷射量；其他构造与第二实施例的基本上相同。
因此，在下文中，将参考图11示的流程图来说明控制装置100中的NOx储存催 化剂M的浓净化或自净化或柴油机微粒过滤器56的再生处理期间的扭矩波动抑制处理。
图11中的步骤S402到S414与图10中的步骤幻02到S314相同，并且图11中 的步骤S416和S似6与图8中的步骤幻16和幻沈相同。因此，将省略对它们的说明， 从步骤开始进行说明。
在执行步骤之后，ECU 36判定NOx储存催化剂M的浓净化或自净化或柴 油机微粒过滤器56的再生处理是否结束，换句话说，ECU 36判定排出气体净化单元的再 生处理是否结束(步骤S428)。
如果步骤的判定结果是否定的，则处理返回到步骤S402，如果步骤的判定结果是肯定的，则结束浓供给的执行。也就是说，结束排出气体净化单元的再生 处理(步骤S430)，从而结束一系列的处理。
第四实施例的控制装置100也呈现与第二实施例相同的效果。
(第五实施例)
在上述第一到第四实施例中，已经说明了图1或9中所示的电动机23是交流发 电机或发电机。然而，在第五实施例中，将说明作为对发动机10应用正扭矩和负扭矩中 的至少一个的部件的电动机23，并且主要是控制装置100的反馈控制装置46控制电动机 23的转数(从电动机23应用到发动机10的正扭矩或负扭矩)作为运转控制参数的情况。
这种电动机23的具体形式可以包括交流发电机、发电机或电动马达。
在电动机23是一般的交流发电机的情况中，电动机作为电负载仅将负扭矩应用 到发动机10。
在电动机23是发电机的情况中，电动机作为电负载以和一般的交流发电机相同 的方式将正负载或负负载应用到发动机10。
在电动机23是电动马达的情况中，电动机将正扭矩和负扭矩应用到发动机10， 其中电动马达与发动机10 —起作为双动力型汽车的激励源。
在下面的说明中，主要说明电动机23能够将正扭矩和负扭矩应用到发动机10。20
控制装置100的反馈控制单元46将电动机23的转数(从电动机23应用到发动 机10的正扭矩或负扭矩)设定为运转控制参数，并进行电动机23的转数的反馈控制，以 抑制用波动检测单元44检测到的发动机10的波动。反馈控制单元46计算发动机10的 目标转数和实际转数的偏差，以调节减小偏差所必需的电动机23的扭矩。
此时，如果发动机10的(目标转数)< (实际转数)，为了将负扭矩应用到发 动机10以减少实际转数，控制电动机23的转数以使其进一步地减小。另一方面，如果 发动机10的(目标转数)> (实际转数)，为了将正扭矩应用到发动机10以增大实际转 数，控制电动机23的转数以使其进一步地增大。该控制相当于图4中的步骤S120，图8 中的步骤S226，图10中的步骤S320，以及图11中的步骤S似6。
另外，可以用前馈控制单元42对电动机23的转数进行前馈控制，以抑制已经用 控制装置100的扭矩推定单元40推定的扭矩波动量，从而抑制发动机10的扭矩波动。在 那时，电动机23的扭矩计算是相当于第一和第二实施例中的延迟量的计算(步骤S108和 步骤S208)和第三和第四实施例中的燃料量的计算(步骤S308和步骤S408)的控制。
此外，在本实施例中，已经说明了排出气体净化单元由三效催化剂沈构成的情 况、排出气体净化单元由氧化催化剂52、NOx储存催化剂M和柴油机微粒过滤器56构 成的情况。
然而，在本实施例中，排出气体净化单元不局限于本实施例，构成排出气体净 化单元的催化剂的种类和数目是任意的。
而且，如本实施例中所描述的那样，在反馈控制单元未处于操作区域中的情况 中，通过利用运动方程式或最小二乘法设定目标值并基于该目标值操作反馈控制单元的 方法，即使在不调整空燃比时，在发动机中可能产生扭矩波动的情况中(例如，当车辆 的空调设备被打开以致压缩机被操作时，当EGR间歇地增加时，或者当诸如进气冲程喷 射和压缩冲程喷射等的切换的燃料喷射方法切换时)，也适用于抑制的目的。
另外，在本实施例中，已经说明了使用曲柄角传感器32作为用于检测发动机10 的实际转数的传感器的情况。然而，也可以使用凸轮角传感器等来代替曲柄角传感器。 而且，传感器不局限于检测发动机10的实际转数的传感器，还可以使用能够检测发动机 10 (以及安装有该发动机10的车辆)的实际扭矩的传感器，例如扭矩传感器。在这种情 况下，传感器检测作为实际转数的实际扭矩，并检测作为目标转数的目标扭矩。
根据本发明的一个方面，在空燃比的调整期间，在判定内燃机的运转状态未处 于反馈控制单元的操作区域中的情况下，设定波动抑制目标值，该波动抑制目标值是抑 制内燃机的波动的目标值，基于该波动抑制目标值来操作反馈控制单元。
结果，因为内燃机的波动被有效地抑制，所以进行空燃比的调整并不会使车辆 的操纵性能受损，这对确保活化处理的执行频率或排出气体净化单元的再生处理是有利 的。
权利要求
1 一种内燃机的控制装置，其特征在于，包括空燃比调整装置，进行对流入排出气体净化装置的排出气体的空燃比的调整，所述 排出气体净化装置设置在所述内燃机的排出气体系统中；波动检测装置，检测由于所述空燃比调整装置进行的所述空燃比的所述调整产生的 所述内燃机的波动；反馈控制装置，进行所述内燃机的运转控制参数的反馈控制，以抑制由所述波动检 测装置检测到的所述波动；判定装置，判定所述内燃机的运转状态是否处于所述反馈控制装置的操作区域中；和操作装置，在所述空燃比调整装置进行所述空燃比的所述调整的同时，当所述判定 装置判定所述内燃机的所述运转状态未处于所述反馈控制装置的所述操作区域中时，设 定波动抑制目标值，以基于所述波动抑制目标值来操作所述反馈控制装置，所述波动抑 制目标值是用于抑制所述内燃机的所述波动的目标值。
2.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述操作装置基于将所述内燃机的曲柄角速度或曲柄角加速度设定作为未知函数的 运动方程式来检测作为所述波动抑制目标值的所述内燃机的目标转数，并且操作所述反 馈控制装置以使实际转数接近所述目标转数。
3.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述波动检测装置包括检测所述内燃机的实际转数的转数检测装置，并且 所述操作装置基于使用所述转数检测装置的检测结果的最小二乘法来检测作为所述 波动抑制目标值的所述内燃机的目标转数，并操作所述反馈控制装置以使所述实际转数 接近所述目标转数。
4.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述反馈控制装置将所述内燃机的点火时刻设定为所述运转控制参数，并且 所述操作装置调节所述点火时刻以减小所述内燃机的目标转数和所述内燃机的实际 转数之间的偏差。
5.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述反馈控制装置将所述内燃机的节气阀的节气阀开度设定为所述运转控制参数，并且所述操作装置调节所述节气阀开度以减小所述内燃机的目标转数和所述内燃机的实 际转数之间的偏差。
6.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述反馈控制装置将所述内燃机的燃料喷射量设定为所述运转控制参数，并且 所述操作装置调节所述燃料喷射量以减小所述内燃机的目标转数和所述内燃机的实 际转数之间的偏差。
7.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述反馈控制装置将所述内燃机的燃料喷射时刻设定为所述运转控制参数，并且 所述操作装置调节所述燃料喷射时刻以减小所述内燃机的目标转数和所述内燃机的 实际转数之间的偏差。
8.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，进一步包括 将正扭矩或负扭矩应用到所述内燃机的电动机，其中所述反馈控制装置将所述电动机的转数设定为所述运转控制参数，并且 所述操作装置调节所述电动机的所述转数以减小所述内燃机的目标转数和所述内燃 机的实际转数之间的偏差。
9.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，当所述内燃机处于加速运转状态时，所述判定装置判定所述内燃机的所述运转状态 未处于所述反馈控制装置的所述操作区域中。
10.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，当所述内燃机处于加速后的正常的运转状态时，所述判定装置判定所述内燃机的所 述运转状态未处于所述反馈控制装置的所述操作区域中。
11.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，当所述内燃机处于减速后的正常的运转状态时，所述判定装置判定所述内燃机的所 述运转状态未处于所述反馈控制装置的所述操作区域中。
全文摘要
一种内燃机的控制装置，包括空燃比调整装置，进行对流入排出气体净化装置的排出气体的空燃比的调整，排出气体净化装置设置在内燃机的排出气体系统中；波动检测装置，检测由于空燃比调整装置进行的空燃比的调整产生的内燃机的波动；反馈控制装置，进行内燃机的运转控制参数的反馈控制，以抑制由波动检测装置检测到的波动；判定装置，判定内燃机的运转状态是否处于反馈控制装置的操作区域中；和操作装置，在空燃比调整装置进行空燃比的调整的同时，当判定装置判定内燃机的运转状态未处于反馈控制装置的操作区域中时，设定波动抑制目标值，并基于该波动抑制目标值来操作反馈控制装置，该波动抑制目标值是用于抑制内燃机的波动的目标值。
文档编号F02D41/14GK102022205SQ20101026320
公开日2011年4月20日 申请日期2010年8月20日 优先权日2009年9月11日
发明者高桥晶士 申请人:三菱自动车工业株式会社