内燃机控制装置.pdf

披露一种内燃机控制装置，其装配了具有电马达28的涡轮增压器26。所述内燃机控制装置根据加速器开度和加速器开度变化率判断驾驶者的电动辅助要求水平，并根据所述电动辅助要求水平改变所述电马达28的扭矩特性(MAT 26的增压压力特性)。

1.  一种具有增压器的内燃机控制装置，其包括：
加速要求获取装置，其用于获取来自驾驶者的关于加速要求的信息；
特性确定装置，其用于根据所述关于加速要求的信息确定所述增压器的增压压力特性；以及
增压器控制装置，其用于根据由所述特性确定装置确定的所述增压压力特性，对所述增压器进行控制。

2.  如权利要求1所述的内燃机控制装置，其中，所述增压器是具有用于向涡轮转动提供辅助的辅助机构的涡轮增压器；并且其中，由所述加速要求获取装置获取的信息为来自驾驶者的关于辅助要求的信息。

3.  如权利要求1所述的内燃机控制装置，还包括：
特性存储装置，用于存储多个增压压力特性，
其中，所述特性确定装置根据所述关于加速要求的信息从存储在所述特性存储装置中的所述多个增压压力特性选择增压压力特性。

4.  如权利要求1所述的内燃机控制装置，其中，所述加速要求获取装置根据至少加速器开度或加速器开度变化率，获取所述关于加速要求的信息。

5.  如权利要求1所述的内燃机控制装置，其中，所述加速要求获取装置包括接收装置，用于除了加速器踏板之外还从驾驶者接收关于加速要求的信息。

6.  如权利要求2所述的内燃机控制装置，其中，所述特性确定装置包括涡轮转速信息设定装置，其根据关于辅助要求的信息设置关于涡轮增压器的涡轮转速的信息，并根据所述关于涡轮转速的信息确定所述增压压力特性。

7.  如权利要求2所述的内燃机控制装置，其中，当要改变所述增压压力时，所述特性确定装置确定是否用平滑函数对增压压力特性值进行平滑，或者根据涡轮增压器的实际增压压力，确定用于平滑增压压力特性值的平滑函数的平滑系数的大小。

8.  如权利要求1所述的内燃机控制装置，其中，所述特性确定装置包括加速要求水平判断装置，所述判断装置用于根据关于加速要求的信息判断是否应强调加速性能，并且当所述加速要求水平判断装置判断应强调加速性能时，与所述加速要求水平判断装置判断不应强调加速性能时相比，所述特性确定装置选择提供较大发动机扭矩的增压压力特性。

9.  如权利要求1所述的内燃机控制装置，其中，所述特性确定装置包括燃料效率要求水平判断装置，所述判断装置用于根据关于加速要求的信息判断是否应强调燃料效率，当所述燃料效率要求水平判断装置判断应强调燃料效率时，与所述燃料效率要求水平判断装置判断不应强调燃料效率时相比，所述特性确定装置选择提供较小发动机扭矩的增压压力特性。

10.  如权利要求1所述的内燃机控制装置，其中，所述特性确定装置包括用于学习关于加速要求的信息的变化的加速要求学习装置，并根据所述加速要求学习装置的学习结果，确定所述增压压力特性。

11.  如权利要求1所述的内燃机控制装置，其中，所述辅助机构为电马达。

12.  如权利要求2所述的内燃机控制装置，还包括：
用于输出所述辅助机构的运行状态的辅助状态输出装置。

13.  如权利要求2所述的内燃机控制装置，还包括：
用于输出信息的信息输出装置，所述信息提示驾驶者输入关于辅助要求的信息。

14.  如权利要求2所述的内燃机控制装置，其中，所述辅助状态输出装置输出的所述运行状态包括辅助机构的辅助水平。

15.  如权利要求2所述的内燃机控制装置，其中，由所述加速要求获取装置获取的关于辅助要求的所述信息，包括指示不应提供辅助的指令。

内燃机控制装置
技术领域
本发明涉及一种内燃机控制装置，更具体地是涉及一种适于控制装有涡轮增压器的内燃机控制装置。
背景技术
专利文件1披露了一种控制装有结合电马达的涡轮增压器的内燃机控制装置。所述常规装置根据预定的电功率确定标准来确定提供给电马达的电功率，所述标准对目标增压压力、实际增压压力和提供给电马达的电功率之间的关系进行了定义。另外，所述常规装置学习实际增压压力关于提供给电马达的电功率的变化，并校正电功率确定标准，以适应电马达特性随时间发生的变化。
本申请人知道以下文件(包括上述文件)为本发明的相关技术
[专利文件1]
日本专利申请公报No.2003-239754
[专利文件2]
日本专利No.3203869
上述常规装置不能改变所述电马达的输出特性。其中，所使用的电马达具有这种统一的输出特性，驾驶者的加速感可能不同于车辆加速。所述常规装置执行控制的方式不会使得车辆的加速与驾驶者的加速感一致。在这一方面，所述常规装置能进一步得到改进。
发明内容
本发明用来解决以上问题。本发明的一个目的是提供一种能够通过根据驾驶者要求的加速感加速车辆来改善内燃机的操纵性能的内燃机控制装置。
上述目的通过包括增压器的内燃机控制装置实现。设有加速要求获取装置，用于获取来自驾驶者的关于加速要求的信息。还设有特性确定装置，用于根据所述关于加速要求的信息确定增压器的增压压力特性。另外还设有增压器控制装置，用于根据通过所述特性确定装置确定的所述增压压力特性，对增压器进行控制。
当结合附图阅读以下详细的说明时，将显见本发明的其它目的和进一步的特征。
附图说明
图1显示按照本发明第一实施例的系统构造；
图2是显示在本发明第一实施例中执行的程序的流程图；
图3显示涡轮转速(电马达的转速)和电马达输出设定之间的关系；
图4显示了一种映射，ECU使用该图，以根据与发动机转速和目标节气门开度之间的关系，确定所述目标涡轮转速；
图5是显示MAT的增压压力及其压缩机转速之间的关系的运行特性图；
图6是显示在本发明第二实施例中执行的程序的流程图；
图7显示涡轮转速(电马达的转速)和电马达输出设定之间的关系；
图8是显示在本发明第三实施例中执行的程序的流程图；
图9显示按照本发明第四实施例的系统构造；
图10A和10B显示由指示器给出的典型指示；
图11是显示在本发明第四实施例中执行的程序的流程图；
图12是图11的程序中引用的电流量映射；
图13是显示与本发明第四实施例相关联的、在第一修改实施例中执行的程序的流程图；
图14是图13的程序中引用的加速器踏板映射；
图15是显示与本发明第四实施例相关联的、在第二修改实施例中执行的程序的流程图；
图16是图15的程序中引用的辅助起动涡轮转速映射；
图17是显示与本发明第四实施例相关联的、在第三修改实施例中执行的程序的流程图；
图18是图17的程序中引用的辅助停止涡轮转速映射；
图19是显示在本发明第五实施例中执行的程序的流程图；
图20是图19中引用的辅助量学习对应图。
具体实施方式
第一实施例
[系统构造说明]
图1显示按照本发明第一实施例的系统构造。图1所示的系统包括具有多个气缸(图1的示例中有4个气缸)的柴油发动机10、用于向所述柴油发动机10供应空气的进气系统、用于将废气从所述柴油发动机10排出的排气系统、以及用于控制所述柴油发动机10的控制系统。所述柴油发动机10安装在车辆中，并用作车辆的动力源。
用于所述柴油发动机10的所述进气系统包括进气歧管12和连接到所述进气歧管12上的进气管14。空气被从大气中带入进气管14，并通过进气歧管12分配到每个气缸的燃烧室。进气管14的入口设有空气滤清器16。空气流量计18安装在所述空气滤清器16的下游，以输出代表带入进气管14的空气的流速的信号。
进气节气门20安装在进气歧管12的上游。中间冷却器22安装在进气节气门20的上游，以冷却压缩空气。增压压力传感器24安装在进气节气门20的下游，以输出代表进气管14内的压力的信号。
在空气流量计18和进气节气门20之间的进气管14的中间设有结合电马达的涡轮增压器(MAT或马达辅助涡轮增压器)26。所述MAT 26包括压缩机26a、涡轮26b、以及位于所述压缩机26a和所述涡轮26b之间的电马达28。压缩机26a通过联接轴以整体方式连接到涡轮26b上。压缩机26a通过进入涡轮26b的排气的排气能量发生转动。所述联接轴兼作电马达28的转子。因此，压缩机26a能够通过运行电马达28强制驱动。另外，涡轮转速传感器30安装在所述联接轴上，以输出代表压缩机26a转速(涡轮转速)的信号。
进气旁路管32的一端连接到压缩机26a和中间冷却器22之间的进气管14的中部。进气旁路管32的另一端连接到压缩机26a的上游端。进气旁路管32的中部设有旁路阀34，用于控制在进气旁路管32中流动的空气的流速。当操作旁路阀34以打开进气旁路管32的入口时，部分由压缩机26a压缩的空气返回压缩机26a的入口侧。在很可能发生喘振(surge)的运行状态下，通过使部分离开压缩机26a的空气经所述进气旁路管32返回压缩机26a的入口侧，能够避免这种喘振。
用于柴油发动机10的所述排气系统包括排气歧管36和连接到所述排气歧管36上的排气管38。从柴油发动机10的所有气缸中排出的排气被排气歧管36积聚，并经排气歧管36排入排气管38。
用于柴油发动机10的所述控制系统包括ECU(电控单元)40和马达控制器42。马达控制器42根据来自ECU 40的指令控制电马达28的功率供给。电马达28的电功率从电池44提供。ECU 40是提供图1所示的整个系统的全面控制的控制器。
ECU 40的输出端连接到节气门20、旁路阀34和各种其它致动器以及马达控制器42上。ECU 40的输入端连接到加速器开度传感器46、曲柄转角传感器48、空气流量计18和增压压力传感器24以及各种其它各种传感器上。马达控制器42连接到涡轮转速传感器30上。加速器开度传感器46输出代表加速器打开程度(亦即加速器踏板(未图示)的下压量)的信号。曲柄转角传感器48输出代表曲柄轴的转动角度的信号。来自曲柄转角传感器48的信号使得检测发动机的转速NE(rpm：每分钟的回转数)之类的成为可能。除了以上例举的这些之外，ECU 40还连接到其它众多设备和传感器上。然而，它们的说明被省略了。ECU 40根据各种传感器的输出以及预定的控制程序驱动各种设备。
[第一实施例的特征]
按照本实施例的系统中，ECU 40存储定义柴油发动机10的运行状态和该运行状态中占优的目标增压压力之间关系的映射(未示出)。ECU40执行增压压力反馈控制，使得由增压压力传感器24检测的实际增压压力与适于当前运行状态的目标增压压力一致。更具体地，ECU 40计算实际增压压力与目标增压压力的偏差，并按照使偏差减少到零的方式执行控制。
如果在具有结合电马达的涡轮增压器的内燃机(诸如柴油发动机10)中，电马达的输出特性是均一的，则所述电马达在加速时产生相同的输出，而不考虑驾驶者的加速要求(电动辅助要求)的水平。因而，在车辆的加速和驾驶者的加速感之间会引起差异。为避免所述差异并改善柴油发动机10的操纵性能，本实施例根据驾驶者的电动辅助要求的水平改变电马达28的扭矩特性(MAT 26的增压压力特性)。
[由第一实施例完成的过程的细节]
图2是显示按照第一实施例的ECU 40执行以实现上述功能的程序的流程图。假设所述程序以预定的时间间隔周期性地执行。
图2所示的程序首先基于从上述各传感器(步骤100)输入的信号执行预定的过程。当各输入信号得到处理时，获得指示柴油发动机10的运行状态的各种参数。更具体地，获得发动机转速、加速器开度、目标节气门开度、燃料喷射量、实际增压压力、实际涡轮转速以及其它参数。
下一步，执行步骤102来判断预定的调节是否成立，以起动或继续电动辅助。更具体地，ECU 40参考准备好的运行状态判断映射，检查发动机转速和加速器开度，并判断柴油发动机10的当前运行状态是否要求电动辅助。要求电动辅助的运行状态是一种低转速、高负荷的运行状态，其中尽管用于驱动MAT 26的排气能量不足，但是仍需要有高扭矩。如果柴油发动机10的当前运行状态需要电动辅助，则辅助起动/继续条件成立。另一方面，如果柴油发动机10的当前运行状态不要求电动辅助，则辅助起动/继续条件不成立，使得程序终止。
如果电动辅助起动/继续条件成立，则执行步骤104，以判断来自驾驶者的加速要求(电动辅助要求)的水平是否高。当加速器开度和加速器开度变化率大于预定判断值时，加速要求的水平被判断为高。在此，假设根据加速器开度和加速器开度变化率来判断加速要求的水平。然而，加速要求的水平可选地也可只根据加速器开度变化率来进行判断。
如果在步骤104中获得的判断结果指示驾驶者的加速要求的水平高，则执行步骤106以选择最大扭矩特性作为驱动电马达28的扭矩特性。图3显示涡轮转速(电马达28的转速)和电马达输出设定之间的关系。图3中显示的波形斜度代表电马达28的扭矩特性。具有陡峭斜度的波形称为最大扭矩特性，而具有缓和斜度的波形称为低扭矩特性。如果获得的判断结果指示加速要求的水平高，则如上所述选择最大扭矩特性以避免涡轮增压中的延迟，并满足驾驶者快速加速的要求。
接下来执行步骤108，以根据发动机转速和目标节气门开度确定目标涡轮转速。图4显示了一种映射，ECU使用该图，以根据与发动机转速和目标节气门开度之间的关系，确定所述目标涡轮转速。图4所示的映射显示目标涡轮转速随目标节气门开度的增加而增加。所述映射还显示，目标涡轮转速在低发动机转速区域内随发动机转速的增加而增加，并在高发动机转速区域内，不管发动机转速的变化，始终保持恒定。
另一方面，如果在步骤104中获得的判断结果指示驾驶者的加速要求的水平低，则执行步骤110以选择低扭矩特性作为驱动电马达28的扭矩特性。接下来执行步骤112，以根据发动机转速和目标节气门开度确定目标涡轮转速。
接下来执行步骤114，以判断当前起动的处理循环是否为当前电动辅助起动/继续条件成立之后的第一处理循环。如果获得的判断结果指示当前起动的处理循环为第一处理循环，则执行步骤116，以记下MAT 26的实际增压压力，并判断MAT 26当前是否在增压压力灵敏度低的区域中运行。图5是显示MAT 26的增压压力及其压缩机转速之间关系的运行特性图。如图5所示，MAT 26的压缩机具有的这种运行特性，使得增压压力随压缩机转速(涡轮转速)的增加而增加。在压缩机转速低的区域中，即使当电马达28的扭矩特性被改变，使得增压压力发生突然改变时，由于所述增压压力低，进气空气量也不会发生显著的变化。因此可以说，在压缩机转速低的区域中增压压力灵敏度低。
如果步骤116中获得的判断结果指示MAT 26当前运行在增压压力灵敏度低的区域中，则能够断定即使当所述扭矩特性发生迅速改变时，柴油发动机10中也不会产生过度的扭矩变化。从而，不进行任何改动地使用步骤106中选择的扭矩特性，以起动或继续允许电马达28辅助涡轮的转动(步骤118)。
另一方面，如果步骤116中获得的判断结果指示MAT 26当前运行在增压压力灵敏度不低的区域中，则随后执行步骤120，使得电马达28在执行预定的平滑过程以逐渐改变在步骤106或110中选择的扭矩特性之后，起动或继续提供增压压力辅助。另一方面，这种平滑过程是一种当扭矩特性要发生改变时，用平滑函数随着时间平滑扭矩特性的过程。
如果步骤114种获得的判断结果指示，当前起动的处理循环不是第一次处理循环，则执行步骤122，以判断用于当前处理循环的电马达的扭矩特性值是否与先前处理循环中的扭矩特性值相同。如果获得的判断结果指示当前处理循环的电马达的扭矩特性值与先前处理循环中的扭矩特性值相同，则执行步骤116及其之后的步骤。
另一方面，如果步骤122中获得的判断结果指示，当前处理循环的电马达的扭矩特性值与先前处理循环中的扭矩特性值不同，则执行步骤124，以通过控制要提供给电马达28的电流值改变电马达28的扭矩特性。然后执行步骤126，以与步骤116中相同的方式判断增压压力灵敏度。如果步骤126中获得的判断结果指示MAT 26当前在增压压力低的区域中运行，则执行步骤128，以继续使用在步骤106或110中所选择的扭矩特性。另一方面，如果获得的判断结果指示MAT 26当前在增压压力不低的区域中运行，则随后执行步骤130，以继续提供辅助，同时对步骤106或110所选的扭矩特性执行预定的平滑过程。
下一步执行步骤132，以判断电动辅助终止条件是否成立。如果MAT26的实际增压压力达不到目标增压压力，则判断电动辅助终止条件不成立。在这种情况下，继续进行电动辅助。另一方面，如果MAT 26的实际增压压力达到了目标增压压力，则判断电动辅助终止条件成立。在这种情况下，ECU切断电马达28的电源，使得电马达28停止提供电动辅助(步骤134)。
按照以上参照图2进行说明的程序，电马达28的扭矩特性(亦即MAT 26的增压压力特性)根据驾驶者的加速要求(电动辅助要求)水平进行改变。按该方式执行控制使得能够避免车辆加速和驾驶者的加速感之间的差异，并提高柴油发动机10的动力性能。
另外，上述程序记下MAT 26的实际增压压力，并判断MAT 26是否在增压压力灵敏度低的区域内运行。当MAT 26的增压压力灵敏度在所述程序中得到判断时，MAT 26的增压压力灵敏度能迅速得到调节，以便能尽快获得驾驶者要求的加速感。更具体地，如果MAT 26在增压压力灵敏度高的区域内运行，所述程序在执行预定的平滑过程的同时，能通过切换到最近的扭矩特性上，避免对柴油发动机10施加过大的扭矩变化。如果MAT 26在增压压力灵敏度低的区域内运行，则所述程序通过立即将最近的扭矩特性提供给电马达28，能迅速地使车辆加速，以提供驾驶者要求的加速感。
上面说明的第一实施例根据驾驶者的电动辅助要求的水平改变电马达28的扭矩特性。然而，根据驾驶者的电动辅助要求的水平改变涡轮增压器的增压压力特性的方法并不局限于上述说明。更具体地，本发明可选地可通过直接改变电马达28的输出特性和改变电马达28的扭矩特性，使涡轮增压器的增压压力特性发生改变。另外，辅助所述增压器的辅助机构不局限于所述MAT 26，所述增压器的增压压力特性根据电动辅助要求进行改变。电动压缩机或其它能强制辅助增压器的类似装置都可用作辅助机构。
就增压压力特性根据加速要求的水平进行改变而言，不需要总是基于电动辅助要求的水平来执行控制。如果增压器包括可变喷嘴机构，则可以根据加速要求的水平，通过改变喷嘴叶片(VN)的开度使增压器的增压压力特性发生改变。另外，如果存在这样一种增压系统，其排气管包括容许开度控制的废气阀(waste gate valve)，则可根据加速要求的水平，通过改变所述废气阀的开度使增压器的增压压力特性发生改变。
上面说明的第一实施例改变电马达28的扭矩特性，以改变MAT 26的增压压力特性。换言之，第一实施例改变图3所示的波形的斜度。然而，本发明并不局限于使用这种方法。可选地，可通过给所述电马达的输出上强加一个上限来改变电马达28的输出特性。
上面说明的第一实施例根据MAT 26的实际增压压力判断增压压力灵敏度，并确定是否执行平滑过程，亦即在增压压力特性转变时，是否用平滑函数随着时间平滑增压压力特性值。然而，本发明也可可选地改变平滑量的大小，亦即在增压压力特性转变时，用于根据实际增压压力平滑增压压力特性值的平滑函数的平滑系数的大小。
在上面说明的第一实施例中，当ECU 40执行步骤104时，按照本发明第一方面的“加速要求获取装置”得到实现；当ECU 40执行步骤106、110或124时，按照本发明第一方面的“特性确定装置”得到实现；并且当ECU 40执行步骤118、120、128或130时，按照本发明第一方面的“增压器控制装置”得到实现。
另外，当ECU 40执行步骤104、106和110时，按照本发明第三方面的“特性存储装置”得到实现。
此外，当ECU执行步骤104时，按照本发明第八方面的“加速要求水平判断装置”得到实现。
第二实施例
现将参照图6和7说明本发明的第二实施例。
通过采用图1所示的硬件构造并让ECU 40执行图6所示的程序(而不是图2所示的程序)，使按照第二实施例的系统得到实现。
[第二实施例的特征]
为了根据驾驶者要求的加速感以更高的准确度使车辆加速，按照第二实施例的系统根据驾驶者的加速要求(电动辅助要求)的水平，在多个步骤中改变MAT 26的扭矩特性。
[第二实施例实施过程的细节]
图6是显示ECU 40执行实现按照本实施例的以上功能的程序的流程图。所述程序以预定的时间间隔周期性地执行。就图6中与显示第一实施例的图2中相同的那些步骤而言，省略其说明或者用指定的相同参考数字缩写。
图6所示的程序中，执行步骤102以判断电动辅助起动/继续条件是否成立。如果获得的判断结果指示电动辅助起动/继续条件成立，则执行步骤200，以判断驾驶者的加速要求(电动辅助要求)的水平。更具体地，执行步骤200，以判断当前加速器开度变化率是否不小于预定的判断值B。如果获得的判断结果指示当前加速器开度变化率不小于预定的判断值B，则执行步骤202，以判断当前加速器开度变化率是否不小于另一大于判断值B的判断值A。
如果步骤202中获得的判断结果指示加速器开度变化率不小于判断值A，亦即驾驶者的电动辅助要求的水平高，则执行步骤204，以选择最大扭矩特性作为用于驱动电马达28的扭矩特性。图7显示涡轮转速(电马达28的转速)和电马达输出设定之间的关系。如同图3所示的波形斜度的情况，图7所示的波形斜度代表电马达28的扭矩特性。具有最陡斜度的波形称为最大扭矩特性；具有最缓和斜度的波形称为低扭矩特性；而具有中等斜度的波形称为中扭矩特性。如果获得的判断结果指示电动辅助要求的水平高，则如前所述选择最大扭矩特性以避免涡轮增压中的延迟，并满足驾驶者快速加速的要求。
接下来执行步骤206，以根据发动机转速和目标节气门开度确定目标涡轮转速。本实施例中，目标涡轮转速也能通过参考图4所示的映射获得。
另一方面，如果步骤202中获得的判断结果指示加速器开度变化率小于判断值A，亦即，当前加速器开度变化率在判断值A和B之间，并且驾驶者的电动辅助要求水平为中等，则执行步骤208，以选择中等扭矩特性作为用于驱动电马达28的扭矩特性。
下一步执行步骤210，以根据发动机转速和目标节气门开度确定目标涡轮转速。
如果步骤200中获得的判断结果指示加速器开度变化率小于判断值B，亦即驾驶者的电动辅助要求的水平低，则执行步骤212，以选择低扭矩特性作为用于驱动电马达28的扭矩特性。
接下来执行步骤214，以根据发动机转速和目标节气门开度确定目标涡轮转速。
由于在此所述程序的步骤114及其之后的步骤与图2所示的程序的对应部分相同，在此不对其进行详细说明。
以上参照图6说明的程序能够建立一种系统，该系统与按照第一实施例的系统相比，能根据驾驶者的加速要求(电动辅助要求)的水平更细致地改变电马达28的扭矩特性，并且所述系统能根据驾驶者要求的加速感更精确地使车辆加速。
第三实施例
现将参照图8说明本发明的第三实施例。
通过采用图1所示的硬件构造并让ECU 40执行图8所示的程序(而不是图6所示的程序)，使按照第三实施例的系统得到实现。
按照图2或6所示的第一实施例或第二实施例的程序中，如果驾驶者的电动辅助要求的水平在电动辅助的执行期间发生变化，则执行步骤124，以改变电马达28的扭矩特性。由于每个驾驶者按他/她自己的方式下压加速器来达到加速目的，使得驾驶者要求的加速感与根据加速器踏板产生的驾驶者的电动辅助要求所确定的电马达28的扭矩特性不一致，从而可能出现上述情形。
鉴于上述情况，在所述扭矩特性由ECU 40确定之后，第三实施例学习驾驶者的电动辅助要求的变化，并根据因此产生的学习值确定电马达28的扭矩特性。
[第三实施例实施过程的细节]
图8是显示ECU 40执行实现按照本实施例的以上功能的程序的流程图。所述程序以预定的时间间隔周期性地执行。对于图8中与显示第二实施例的图6中相同的那些步骤，省略其说明或者用指定的相同参考数字缩写。
为简洁起见，将前述平滑过程排除在图8所示的程序之外。然而，除了所述程序包含的处理步骤之外，所述平滑过程也可能得到执行。
在图8所示的程序中，如果步骤122中获得的判断结果指示，用于当前处理循环的扭矩特性值与先前处理循环的扭矩特性值不同，则执行步骤300，以计算步骤122中的查询被回答为“不”的次数。更具体地，执行步骤300，以计算切换到更高扭矩特性的次数和切换到更低扭矩特性的次数。然后将所述计数结果存储到ECU 40的存储器中。
在执行所述程序的步骤200或202判断驾驶者的电动辅助要求的水平之后，执行步骤302、304或306，以根据所述学习值确定电马达28的扭矩特性。例如，在通过ECU 40确定扭矩特性之后，如果加速器踏板进一步下压以切换到更高的扭矩特性，则能够判断驾驶者没有获得期望的强烈加速感。相反，如果在扭矩特性确定之后，如果施加到加速器踏板上的压力减小以切换到更低的扭矩特性，则能够判断驾驶者所获得的加速感比其所期望的要更强烈。
现将作为一个示例说明步骤304，尽管该步骤与步骤302、304和306相似。如果步骤300中获得的计数结果指示已经切换到较高的扭矩特性，则尽管电动辅助的水平被判断为中等，但是要选择最大扭矩特性，而不是中等扭矩特性。另一方面，如果步骤300中获得的计数结果指示已经切换到较低的扭矩特性，则尽管电动辅助的水平被判断为中等，但是要选择低扭矩特性，而不是中等扭矩特性。换言之，根据步骤300中获得的计数值进行扭矩特性选择。这对于步骤302和306也是正确的。
在当前说明的程序中，执行步骤308，以根据步骤302、304或306中选择的扭矩特性起动/继续提供电动辅助。
按照参照图8说明的上述程序，扭矩特性得到学习，使得车辆的加速接近驾驶者要求的加速感。从而，所述程序使得能够在虑及每个驾驶者按他/她自己的方式下压加速器来达到加速目的的同时，根据驾驶者要求的加速感以更合适的方式使车辆加速。
在上面说明的第三实施例中，当ECU 40执行步骤300～306时，按照本发明第十方面的“加速要求学习装置”得到实现。
第四实施例
现将参照图9～18说明本发明的第四实施例。
图9显示按照本发明第四实施例的系统构造。就图9中与图1中相同的那些元件而言，省略其说明或者用指定的相同参考数字缩写。
[第四实施例的特征]
图9所示的所述系统在构造上与图1所示的系统相似，只是前者包括辅助量选择开关50和指示器52。所述辅助量选择开关50接收来自驾驶者的关于电动辅助要求(加速要求)的信息。辅助量选择开关50应优选地安装在例如车辆的仪表盘或方向盘上，使得驾驶者在他/她驾驶车辆的同时能对所述开关进行操作。
如图9所示，辅助量选择开关50提供手动辅助模式，以让驾驶者调节辅助量。有三个手动模式可以利用：LOW模式、HIGH模式和MID(中等的)模式。所述LOW模式用于获得缓和的加速感。所述HIGH模式用于获得强烈的加速感。所述MID模式用于获得界于LOW模式和HIGH模式之间的加速感。辅助量选择开关50还提供OFF模式和AUTO模式。所述OFF模式禁止MAT 26提供辅助。所述AUTO模式不需要驾驶者改变辅助量。在AUTO模式中，ECU 40通过执行例如图2、7或8中所示的程序控制辅助量。所述手动辅助模式不是总提供三种不同的辅助量。能够进行设置来提供任意数目的不同辅助量。
所述指示器52输出MAT 26的运行状态。如图9所示，所述指示器应优选地安装在仪表盘的组合仪表面板上，或者置于车辆的信息显示装置内。
图10A和10B显示由指示器52给出的典型指示。当辅助量选择开关50设到“OFF”以选择停止模式时，安装在仪表面板或类似装置上的指示器52读出如图10A所示的“STOP”。在手动辅助模式中，指示器52的指针显示如图10B所示的MAT 26的当前辅助水平。辅助量选择开关50可以另外提供学习模式和经济模式，尽管图9所示的辅助量选择开关50没有提供所述模式。当选择学习模式或经济模式时，指示器52可读出“LEARN”或“ECO”。由指示器52显示的MAT 26的辅助水平不局限于上述模式指示。例如，可选地可指示MAT 26的实际增压压力、扭矩值或驱动输出值。
通过例如将在以后结合第五实施例说明的方法，能够实施学习模式和经济模式。在此，假设指示器52在视觉上告知驾驶者MAT 26的运行状态。然而，可选地也可从听觉上或以其它方式告知驾驶者MAT 26的运行状态。
在本实施例中，当MAT运行时指示器52显示闪烁的文本信息。由于这会使得驾驶者认识到MAT 26正在运行，驾驶者就能迅速输入模式信息。
使用以上参照图9、10A和10B说明的构造，使得能够通过告知驾驶者MAT 26的当前运行状态，减轻驾驶者对于柴油发动机10中扭矩变化的不舒服感。另外，使得能够告知驾驶者例如MAT 26当前是运行在提供大辅助量且强调动力性能的HIGH模式，还是运行在提供小辅助量且强调燃料效率的LOW模式。因此，能够提示驾驶者根据选择的模式驾驶车辆。
[第四实施例实施过程的细节]
图11是显示ECU 40执行的一个程序的流程图，执行该程序是为了让MAT 26根据处于手动辅助模式下的辅助量选择开关50的输出提供电动辅助。假设所述程序以预定的时间间隔周期性地执行。如前所述，通过执行按照第一、第二或第三实施例的程序，能够提供AUTO模式、学习模式和经济模式下的电动辅助。
图11所示的程序中，首先执行步骤400，以获得改变电动辅助量的辅助量选择开关50所控制的电压。然后执行步骤402，以判断辅助量选择开关50是否被设成提供辅助，亦即，是否选择了手动辅助模式。如果手动辅助模式被选择，则通过参考图12所示的电流量映射，就能确定要提供给电马达28的最大电流量Imax(步骤404)。
图12所示的映射使得要提供给电马达28的最大电流量Imax随辅助量选择开关50的电压的增加(亦即由选择模式提供的辅助量的增加)而增加。通过改变导电电流的幅度在MAT 26上执行负荷(扭矩)控制。在本实施例中根据电动辅助量改变要提供给MAT 26的电流量，对应于在第一、第二或第三实施例中根据电动辅助改变扭矩特性。
接下来执行步骤406，以判断电动辅助起动条件是否成立。如果所述各个条件都成立，则执行步骤408，以根据步骤404中确定的最大电流量Imax开始提供电动辅助。随后执行步骤410，以判断预定的电动辅助终止条件是否成立。如果所述条件成立，则执行步骤412，以停止提供电动辅助。
以上参照图11说明的程序使得能够以这种方式执行电动辅助控制：按照便于根据由辅助量选择开关50接收的驾驶者的电动辅助要求来提供驾驶者要求的车辆加速感。
在上面说明的第四实施例中，要提供给MAT 26的最大电流量Imax根据辅助量选择开关50的电压值发生变化。使用这种方法使得能够根据电流量连续地改变MAT 26的负荷(扭矩)。然而，当使用这种方法时，则需要在控制电马达28的马达控制器42上执行复杂的逆变控制。例如，以下三种可选方法可用于简化柴油发动机10的控制系统构造，并根据辅助量选择开关50的电压值改变电动辅助量。
下面参照图13和14说明第一种可选方法。当参照图13说明第一种可选方法时，其中那些与参照图11说明的相同步骤，由与其相应部分相同的参考数字所指定，并从本说明中省略或者只进行简要说明。在图13所示的程序中，参照图14中的加速器踏板映射执行步骤500，而不是步骤404，并确定用于启动电动辅助的辅助起动踏板开度eacca_ason。图14所示的映射使得辅助起动踏板开度eacca_ason随辅助量选择开关50的电压值的增加而减少。
下一步执行步骤502，以判断电动辅助起动条件是否成立，亦即，当前加速器开度eacca是否大于辅助起动踏板开度eacca_ason。当获得的判断结果指示电动辅助起动条件成立时，执行步骤504，以开始提供电动辅助。在该情况下，假设最大电流量Imax保持固定在预定的值上。
按照上面参照图13说明的程序，要求的电动辅助量越大，则用于启动电动辅助的加速器开度eacca就越小。因此，能够根据基于辅助量选择开关50的驾驶者的电动辅助要求，改变电动辅助模式。当与图11所示的程序中所包括的方法相比，上述方法能够简化马达控制器42，降低成本，并且增强可靠性，因为上述方法只是必须指示马达控制器42来开启(ON)或者停止(OFF)电动辅助功能。
现将参照图15和16说明第二种可选方法。当参照图15说明第二种可选方法时，其中那些与参照图11说明的相同步骤，由与其相应部分相同的参考数字所指定，并从本说明中省略或者只进行简要说明。在图15所示的程序中，参照图16中的辅助起动涡轮转速映射执行步骤600，而不是步骤404，并确定用于启动电动辅助的辅助起动涡轮转速ent_ason。图16所示的映射使得辅助起动涡轮转速ent_ason随辅助量选择开关50的电压值的增加而减少。
下一步执行步骤602，以判断电动辅助起动条件是否成立，亦即，当前涡轮转速ent是否大于辅助起动涡轮转速ent_ason。当获得的判断结果指示电动辅助起动条件成立时，执行步骤604，以开始提供电动辅助。在该情况下，假设最大电流量Imax保持固定在预定的值上。
按照上面参照图15说明的程序，要求的电动辅助量越大，则用于启动电动辅助的涡轮转速ent就越低。因此，能够根据基于辅助量选择开关50的驾驶者的电动辅助要求，改变电动辅助模式。由于涡轮转速ent作为一个参数处理，则使用上述方法使得能够不考虑发动机ECU获得的信息，仅从关于MAT 26的信息就可确定增压压力特性，并执行电动辅助控制。当与图13所示的程序中所包括的方法相比，上述方法能够进一步简化马达控制器42，降低成本，并且增强可靠性。
现将参照图17和18说明第三种可选方法。当参照图17说明第三种可选方法时，其中那些与参照图11说明的相同步骤，由与其相应部分相同的参考数字所指定，并从本说明中省略或者只进行简要说明。在图17所示的程序中，如果步骤406中获得的判断结果指示电动辅助起动条件成立，则执行步骤700，以开始提供具有固定的最大电流量Imax的电动辅助。然后参照图18中的辅助停止涡轮转速映射，执行步骤702，并确定用于终止电动辅助的辅助停止涡轮转速ent_asoff。图18所示的映射使得辅助停止涡轮转速ent_asoff随辅助量选择开关50的电压值的增加而增加(从图18上看应为减小)。
下一步执行步骤704，以判断电动辅助停止条件是否成立，亦即，当前涡轮转速ent是否大于辅助停止涡轮转速ent_asoff。当获得的判断结果指示电动辅助停止条件成立时，执行步骤706，以终止电动辅助。
按照上面参照图17说明的程序，要求的电动辅助量越大，则用于提供电动辅助的涡轮转速ent上的上限就越高。因此，能够根据基于辅助量选择开关50的驾驶者的电动辅助要求，改变电动辅助模式。使用上述方法使得能够仅根据关于MAT 26的信息就可执行电动辅助控制。因而，上述方法能够简化马达控制器42，降低成本，并且增强可靠性。
另外，当使用上述方法时，电动辅助起动时机保持不变，而不必虑及电动辅助要求的水平。因此，当开始提供辅助时，柴油发动机10产生一致的扭矩。相应地，减轻了驾驶者对于扭矩的不舒服感。而且，图18所示的映射可以被调整，以在要求的辅助量不大的情况下，例如LOW模式下，及早地终止电动辅助，以减少能量消耗。
已在上面说明的第四实施例中，辅助量选择开关50对应于按照本发明第五方面的“接收装置”。
另外，指示器对应于本发明第十二方面的“辅助状况输出装置”。
另外，当ECU 40在MAT 26运行的同时关闭和打开指示器52的文本消息时，按照本发明第十三方面的“信息输出装置”得到实现。
此外，当ECU 40执行步骤600或702时，按照本发明第六方面的“涡轮转速信息设定装置”得到实现。
第五实施例
现将参照图19和20说明本发明的第五实施例。
通过采用图9所示的硬件构造并让ECU 40执行图19所示的程序(而不是图11所示的程序)，使按照第五实施例的系统得到实现。
当配置了用于学习驾驶者操纵加速器踏板进行加速的习惯的学习模式时，就使得能够提供符合驾驶者特征的电动辅助。本实施例提供具有经济模式的系统，该模式能够在执行学习功能以根据驾驶者的特征提供电动辅助的同时，保持高燃料效率。
[第五实施例实施过程的细节]
图19是显示ECU 40执行的一个程序的流程图，执行该程序是为了根据本实施例实施以上经济模式。所述程序以预定的时间间隔周期性地执行。
图19所示的程序中，首先执行步骤800，以读出要提供给电马达28的、用于最大电流量Imax的辅助量学习值Imaxg。假设辅助量学习值Imaxg通过由ECU 40分开执行的辅助量学习程序(未示出)计算。
更具体地，辅助量学习程序根据由ECU 40不断计算的、用于加速的平均加速器开度变化率，学习最大电流量Imax，使得辅助量随所述变化率的增大而增大，并随所述变化率的减小而减小。图20显示ECU 40存储的辅助量学习映射的示例，其计算用于学习模式的辅助量学习值或者用于经济模式的辅助量学习值Imax1。
图20所示的映射使得辅助量学习值Imax0和Imax1随平均加速器开度变化率的增大而增大。另外，所述映射使得用于经济模式的辅助量学习值Imax1比用于正常学习模式的辅助量学习值Imax0小。
下一步执行步骤802，以判断经济模式是否被辅助量选择开关50所选择。如果获得的判断结果指示经济模式被选择，则执行步骤804，以计算根据辅助量学习值Imax1进行校正的最大电流量Imax。随后，执行步骤406～412，以根据步骤804中计算的最大电流量Imax提供电动辅助。
按照以上参照图19说明的所述程序，经济模式下的所学习的电动辅助量总是小于正常学习模式下的所学习的电动辅助量。因此，按照本实施例的系统使得能够在执行学习功能以符合驾驶者的特征的同时，提供高燃料效率。如果在手动改变辅助量比较麻烦的情况下选择经济模式，则所述系统能实现高效率，并在不迫使驾驶者执行特殊程序的情况下提供驾驶者要求的加速感。
在上面说明的第五实施例中，当ECU 40根据指示器52的电压判断是选择经济模式还是其它模式时，按照本发明第九方面的“燃料效率要求水平判断装置”得到实现。
上述本发明的主要特征和优点总结如下：
按照本发明第一方面的内燃机控制装置包括增压器。设置加速要求获取装置，其用于获取关于驾驶者的加速要求的信息。还设置特性确定装置，其用于根据关于加速要求的信息确定增压器的增压压力特性。另外设置增压器控制装置，其用于根据由特性确定装置确定的增压压力特性控制增压器。
本发明的第二方面中，增压器可能是具有用于对涡轮转动提供辅助的辅助机构的涡轮增压器。由加速要求获取装置获得的信息可能是关于驾驶者的辅助要求的信息。
本发明的第三方面可包括用于存储多个增压压力特性的特性存储装置。特性确定装置可根据存储在特性存储装置中的多个增压压力特性的加速要求的有关信息，选择增压压力特性。
本发明的第四方面中，加速要求获取装置可根据至少加速器开度或加速器开度变化率获得关于加速要求的信息。
本发明的第五方面中，加速要求获取装置可包括接收装置，其用于除了加速器踏板外还从驾驶者接收关于加速要求的信息。
本发明的第六方面中，特性确定装置可包括涡轮转速信息设定装置，所述装置根据关于辅助要求的信息，设置关于涡轮增压器的涡轮转速的信息，并根据关于涡轮转速的信息确定增压压力特性。
本发明的第七方面中，当增压压力要被改变时，特性确定装置可确定是否用平滑函数对增压压力特性值进行平滑，或者可确定平滑函数的平滑系数的大小，所述平滑函数用于根据涡轮增压器的实际增压压力对增压压力特性值进行平滑。
本发明的第八方面中，特性确定装置可包括加速要求水平判断装置，所述装置用于根据关于加速要求的信息，判断是否应强调加速性能。并且当加速要求水平判断装置判断应强调加速性能时，与加速要求水平判断装置判断不应强调加速性能时相比，所述特性确定装置选择提供较大发动机扭矩的增压压力特性。
本发明的第九方面中，特性确定装置可包括燃料效率要求水平判断装置，用于根据关于加速要求的信息判断是否应强调燃料效率。并且当燃料效率要求水平判断装置判断应强调燃料效率时，与燃料效率要求水平判断装置判断不应强调燃料效率时相比，所述特性确定装置会选择提供较低发动机扭矩的增压压力特性。
本发明的第十方面中，特性确定装置可包括用于学习关于加速要求的信息的变化的加速要求学习装置，并可根据由加速要求学习装置的学习结果确定增压压力特性。
本发明的第十一方面中，辅助机构可以是电马达。
本发明的第十二方面可包括用于输出辅助机构的运行状态的辅助状态输出装置。
本发明的第十三方面可包括用于输出信息的信息输出装置，所述信息提示驾驶者输入关于辅助要求的信息。
本发明的第十四方面中，辅助状态输出装置输出的运行状态可包括辅助机构的辅助水平。
本发明的第十五方面中，由加速要求获取装置获得的关于辅助要求的信息，可包括指示不应提供辅助的指令。
本发明的第一方面使得根据驾驶者要求的加速感加速车辆成为可能，并改善了内燃机的动力性能。
本发明的第二方面使得能够通过按照驾驶者的辅助要求控制涡轮增压器的增压压力特性，以根据驾驶者要求的加速感加速车辆。
本发明的第三方面使得能够保证车辆的加速符合驾驶者的加速感。其原因在于根据关于驾驶者的加速要求的信息选择了合适的增压压力特性。
本发明的第四方面使得能够根据至少是加速器开度或加速器开度变化率，准确地获得关于驾驶者的加速要求的信息。
本发明的第五方面使得能够以更高的确定性获得关于驾驶者的加速要求的信息。
本发明的第六方面使得能够在不依靠加速器开度或其它内燃机方面的信息的情况下，根据涡轮增压器方面的信息控制增压压力，并简化辅助机构的硬件构造，减小成本，并提高可靠性。
本发明的第七方面使得能够判断随涡轮增压器的运行状态变化的增压压力灵敏度，并快速地调节车辆的加速，直到其尽快与驾驶者要求的加速感一致为止。
本发明的第八方面使得当驾驶者要求强烈的加速感时，能够减小响应加速的时间滞后。
本发明的第九方面使得当驾驶者的加速要求强调燃料效率时，能够切换到燃料效率高的加速模式。
本发明的第十方面使得能够考虑随驾驶者变化的加速期间占优的运行模式，并根据驾驶者要求的加速感理想地使车辆加速。
本发明的第十一方面使得能够在安装了结合电马达的涡轮增压器的系统中提供上述各优点。
本发明的第十二方面使得能够通过告知驾驶者辅助机构的当前运行状态，减轻驾驶者对于内燃机中扭矩变化的不舒服感。
本发明的第十三方面使得通过使驾驶者认识到辅助机构正在运行，能够提示驾驶者输入关于辅助要求的信息。
本发明的第十四方面使得能够向驾驶者提供关于辅助机构的运行状态的详细信息。
本发明的第十五方面使得能够通过让驾驶者判断是否应提供辅助，以根据驾驶者要求的加速感理想地使车辆加速。
此外，本发明不局限于这些实施例，但是在不背离本发明范围的情况下，可以形成各种变化和修改。