动力系统的转矩控制装置.pdf

涉及动力系统的转矩控制装置，使得与转矩控制有关的致动器的新追加变得容易。按照预先设定的分配优先顺序将与动力系统的目标转矩相对应的目标转矩信号向各致动器分配。在各致动器的信号的输入部，设置仅使所分配的信号中与该致动器的动作特性相匹配的信号作为该致动器的指令信号通过的信号处理滤波器。

1.  一种动力系统的转矩控制装置，其特征在于，包括：
多个致动器，其根据所输入的指令信号进行动作，使所述动力系统实现与该动作相对应的转矩；
信号分配构件，其按照预先设定的分配优先顺序将与所述动力系统的目标转矩相对应的目标转矩信号向各致动器分配；和
信号处理滤波器，其被设置于各致动器的信号的输入部，仅使从所述信号分配构件供给的信号中与该致动器的动作特性相匹配的信号作为该致动器的指令信号通过。

2.  如权利要求1所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：按照转矩相对于所述致动器的动作的响应敏感度升高的顺序设定所述分配优先顺序。

3.  如权利要求1或2所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于，所述信号分配构件构成为：将从通过所述信号处理滤波器前的信号减去通过后的信号所得的信号向下一位致动器供给。

4.  如权利要求1或2所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于，所述信号分配构件构成为：包含仅使与所述致动器能够进行动作的信号区域中特定信号区域相对应的信号通过的第2信号处理滤波器，将通过所述第2信号处理滤波器后的信号向所述致动器供给，将从通过所述第2信号处理滤波器前的信号减去通过后的信号所得的信号向下一位致动器供给。

5.  如权利要求4所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：还包括信号通过特性补正单元，该信号通过特性补正单元基于从通过所述第2信号处理滤波器前的信号减去通过所述第2信号处理滤波器和所述信号处理滤波器后的信号以及向下一位致动器供给的信号所得的信号，对所述第2信号处理滤波器的信号通过特性进行补正。

6.  如权利要求4所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：
作为所述第2信号处理滤波器准备信号通过特性不同的多个滤波器，
所述转矩控制装置还包括滤波器选择单元，该滤波器选择单元从所述多个滤波器中选择与所述动力系统的运行状态相对应的适当的滤波器。

7.  如权利要求6所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：所述滤波器选择单元根据在由指令信号使所述致动器动作时所预想的转矩的响应敏感度的良好与否，确定作为所述第2信号处理滤波器使用的滤波器。

8.  如权利要求3所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：所述信号处理滤波器的最大通过频率被设定得比预想为能够用对应的致动器实现的最大响应频率低。

9.  如权利要求3所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：还包括反馈单元，当在通过与最下位的致动器相关的信号处理滤波器前的信号与通过后的信号之间具有差分时，该反馈单元使该差分信号反映在目标转矩信号的生成上。

10.  如权利要求3所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：
对所述多个致动器中的每个设定信号通过特性不同的多个信号处理滤波器；并且，
所述转矩控制装置还包括：
预测单元，该预测单元预测所述动力系统的目标转矩的变化；和
组合确定单元，该组合确定单元基于所预测的目标转矩的变化，确定在所述多个致动器之间的所述信号处理滤波器的组合。

11.  如权利要求3所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：
所述信号处理滤波器包含限制指令信号的最大值和最小值的饱和元件；
所述转矩控制装置还包括反馈单元，当在通过所述饱和元件前的信号与通过后的信号之间具有差分时，该反馈单元使该差分信号反映在目标转矩信号的生成上。

12.  如权利要求11所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：还包括异常判定单元，该异常判定单元在从将所述差分信号反映在目标转矩信号的生成上开始经过预定时间后所述差分还没有消失的情况下，判定为在目标转矩信号的生成中产生了异常。

13.  如权利要求3所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：
所述信号处理滤波器包含与由所述致动器的动作实现的转矩的可变范围相对应地限制指令信号的最大值和最小值的饱和元件；
还包括异常判定单元，当在通过所述饱和元件前的信号与通过后的信号之间具有差分的状态持续预定时间时，其判定为所述致动器产生了异常。

14.  如权利要求3所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：还包括反馈单元，当在所述致动器的动作目标值与实际值之间具有差分时，该反馈单元将该差分信号反映在被配置在所述致动器的上游的各信号处理滤波器的信号通过特性的设定上。

15.  如权利要求3所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：还包括反馈单元，当在被输入到所述致动器的指令信号的转矩换算值与由所述致动器的动作实现的转矩之间具有差分时，该反馈单元将该差分信号反映在被配置在所述致动器的上游的各信号处理滤波器的信号通过特性的设定上。

16.  如权利要求1～15中的任意一项所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于，还包括：
包括所述多个致动器、信号处理滤波器以及信号分配构件的多个控制组；和
从所述多个控制组中选择使用于所述动力系统的转矩控制的控制组的组选择单元。

17.  如权利要求16所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：所述组选择单元基于所述动力系统的目标转矩选择使用于所述动力系统的转矩控制的控制组。

18.  如权利要求16所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：所述组选择单元基于各致动器的状态选择使用于所述动力系统的转矩控制的控制组。

19.  如权利要求1～15中的任意一项所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于，还包括：
优先于所述多个致动器确定指令信号的优先致动器；和
目标转矩信号补正单元，该目标转矩信号补正单元从由所述信号分配构件分配给所述多个致动器的目标转矩信号减去被输入到所述优先致动器的指令信号。

20.  如权利要求1～19中的任意一项所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：所述动力系统为搭载于汽车的内燃机。

21.  如权利要求20所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：作为所述致动器，包含调整吸入空气量的节气门和调整点火时刻的点火装置。

22.  如权利要求20所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：作为所述致动器，包含变更进气门的升程量的可变升程机构和调整点火时刻的点火装置。

23.  如权利要求21或22所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：作为所述致动器，还包含调整燃料喷射时刻以及燃料喷射量的燃料喷射装置。

24.  如权利要求21～23中的任意一项所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：作为所述致动器，还包含由所述内燃机驱动的辅机。

25.  如权利要求1～19中的任意一项所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：所述动力系统为包括内燃机和电动机的混合动力系统，作为所述致动器包含所述电动机。

26.  如权利要求20～25中的任意一项所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：还包含从向所述信号分配构件供给的目标转矩信号减去特定频率区域的信号成分的特定信号除去滤波器。

27.  如权利要求26所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：所述特定信号除去滤波器从目标转矩信号减去与车辆的固有频率相同的频率的信号成分。

28.  如权利要求20～25中的任意一项所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：还包括与所述内燃机的转速相对应地变更所述信号处理滤波器的信号通过特性的信号通过特性变更单元。

29.  如权利要求20～25中的任意一项所述的动力系统的转矩控制装置，其特征在于：
所述动力系统包含使所述内燃机的旋转变速而向驱动轮传递的变速器；
所述转矩控制装置还包括：
转矩可变范围预测单元，该转矩可变范围预测单元预测通过在当前的内燃机转速下使所述的各致动器动作而能够实现的转矩的可变范围；
目标转矩变化范围预测单元，该目标转矩变化范围预测单元预测当前的运行条件下的目标转矩的变化范围；和
变速比控制单元，该变速比控制单元在能够实现的转矩可变范围相对于目标转矩的变化范围不足时，调整所述变速器的变速比，从而使内燃机转速向转矩可变范围扩大的方向变化。

动力系统的转矩控制装置
技术领域
本发明涉及内燃机等动力系统的转矩控制装置，更详细地说，涉及使多个致动器协同(协调)工作而进行转矩的控制的控制装置。
背景技术
作为汽车的动力系统使用了内燃机。内燃机具有节气门、点火装置、燃料喷射装置等多个致动器，通过使这些致动器协同工作能够实现所希望的转矩。内燃机的转矩由各致动器的动作确定，所以在该转矩控制中需要确定使各致动器怎样进行动作。
作为转矩控制的一个方法，可考虑这样的方法：将目标转矩分配给各自的致动器，并使各致动器进行动作，以通过内燃机实现所分配的目标转矩。例如，在使用节气门与点火装置进行转矩控制时，只要根据对于节气门的目标转矩控制节气门开度，根据对于点火装置的目标转矩控制点火时刻即可。在目标转矩的向各致动器的分配中，可以使用低通滤波器等信号处理滤波器。
在专利文献1中，记载了具备内燃机和电动机(马达，motor)作为动力装置的混合动力系统。在该系统中，作为将目标传递转矩分配给离合器和马达的单元使用低通滤波器。具体地说，通过低通滤波器从供给到离合器控制装置的目标传递转矩除去在离合器控制中不能对应的高频的信号成分。然后，进行离合器控制，以实现将高频的信号成分除去后的目标传递转矩，并且进行马达控制，以实现由低通滤波器除去的高频的信号成分。
专利文献1：日本特开平11-159364号公报
专利文献2：日本特开平10-23609号公报
专利文献3：日本特开平5-163996号公报
发明内容
在具备两个与转矩控制相关的致动器的系统中，通过如专利文献1所记载的系统那样在目标转矩的供给路径上配置低通滤波器，能够以低通滤波器的截止频率为基准将目标转矩分配给两个致动器。
然而，专利文献1所记载的系统结构不能原样(直接)应用于具有新追加与转矩控制相关的致动器的可能性的系统中。这是因为，即使在专利文献1所记载的系统结构中单纯地追加致动器，也没有向所追加的致动器分配目标转矩的单元。当在专利文献1所记载的系统结构中新追加与转矩控制相关的致动器时，则必须进行滤波器的追加或已有滤波器的信号通过特性的修正。然而，在专利文献1中并没有关于该方法的记载。
为了在动力系统中实现转矩控制的高精度化，有效的是增加与转矩控制相关的致动器的个数。另外，即使是已有的系统，只要能够之后追加与转矩控制相关的致动器，便能够实现转矩控制的高精度化。此时，为了确保致动器的追加容易性、即系统的扩张性，重要的是消除控制构造的变更的必要性或者控制构造的变更为最小限度。
本发明是为了解决上述的问题而进行的，其目的在于提供一种容易新追加与转矩控制相关的致动器的动力系统的转矩控制装置。
第1发明，为了达成上述的目的，是一种动力系统的转矩控制装置，其特征在于，包括：
多个致动器，其根据所输入的指令信号进行动作，使所述动力系统实现与该动作相对应的转矩；
信号分配构件，其按照预先设定的分配优先顺序将与所述动力系统的目标转矩相对应的目标转矩信号向各致动器分配；和
信号处理滤波器，其被设置于各致动器的信号的输入部，仅使从所述信号分配构件供给的信号中与该致动器的动作特性相匹配的信号作为该致动器的指令信号通过。
第2发明如第1发明所述，其特征在于：按照转矩相对于所述致动器的动作的响应敏感度升高的顺序设定所述分配优先顺序。
第3发明如第1或第2发明所述，其特征在于，所述信号分配构件构成为：将从通过所述信号处理滤波器前的信号减去通过后的信号所得的信号向下一位致动器供给。
第4发明如第1或第2发明所述，其特征在于，所述信号分配构件构成为：包含仅使与所述致动器能够进行动作的信号区域中特定信号区域相对应的信号通过的第2信号处理滤波器，将通过所述第2信号处理滤波器后的信号向所述致动器供给，将从通过所述第2信号处理滤波器前的信号减去通过后的信号所得的信号向下一位致动器供给。
第5发明如第4发明所述，其特征在于：还包括信号通过特性补正单元，该信号通过特性补正单元基于从通过所述第2信号处理滤波器前的信号减去通过所述第2信号处理滤波器和所述信号处理滤波器后的信号以及向下一位致动器供给的信号所得的信号，对所述第2信号处理滤波器的信号通过特性进行补正。
第6发明如第4发明所述，其特征在于：
作为所述第2信号处理滤波器准备信号通过特性不同的多个滤波器，
所述转矩控制装置还包括滤波器选择单元，该滤波器选择单元从所述多个滤波器中选择与所述动力系统的运行状态相对应的适当的滤波器。
第7发明如第6发明所述，其特征在于：所述滤波器选择单元根据在由指令信号使所述致动器动作时所预想的转矩的响应敏感度的良好与否，确定作为所述第2信号处理滤波器使用的滤波器。
第8发明如第3发明所述，其特征在于：所述信号处理滤波器的最大通过频率被设定得比预想为能够用对应的致动器实现的最大响应频率低。
第9发明如第3发明所述，其特征在于：还包括反馈单元，当在通过与最下位的致动器相关的信号处理滤波器前的信号与通过后的信号之间具有差分时，该反馈单元使该差分信号反映在目标转矩信号的生成上。
第10发明如第3发明所述，其特征在于：
对所述多个致动器中的每个设定信号通过特性不同的多个信号处理滤波器；并且，
所述转矩控制装置还包括：
预测单元，该预测单元预测所述动力系统的目标转矩的变化；和
组合确定单元，该组合确定单元基于所预测的目标转矩的变化，确定在所述多个致动器之间的所述信号处理滤波器的组合。
第11发明如第3发明所述，其特征在于：
所述信号处理滤波器包含限制指令信号的最大值和最小值的饱和元件；
所述转矩控制装置还包括反馈单元，当在通过所述饱和元件前的信号与通过后的信号之间具有差分时，该反馈单元使该差分信号反映在目标转矩信号的生成上。
第12发明如第11发明所述，其特征在于：还包括异常判定单元，该异常判定单元在从将所述差分信号反映在目标转矩信号的生成上开始经过预定时间后所述差分还没有消失的情况下，判定为在目标转矩信号的生成中产生了异常。
第13发明如第3发明所述，其特征在于：
所述信号处理滤波器包含与由所述致动器的动作实现的转矩的可变范围相对应地限制指令信号的最大值和最小值的饱和元件；
还包括异常判定单元，当在通过所述饱和元件前的信号与通过后的信号之间具有差分的状态持续预定时间时，其判定为所述致动器产生了异常。
第14发明如第3发明所述，其特征在于：还包括反馈单元，当在所述致动器的动作目标值与实际值之间具有差分时，该反馈单元将该差分信号反映在被配置在所述致动器的上游的各信号处理滤波器的信号通过特性的设定上。
第15发明如第3发明所述，其特征在于：还包括反馈单元，当在被输入到所述致动器的指令信号的转矩换算值与由所述致动器的动作实现的转矩之间具有差分时，该反馈单元将该差分信号反映在被配置在所述致动器的上游的各信号处理滤波器的信号通过特性的设定上。
第16发明如第1至第15发明中的任意一项所述，其特征在于，还包括：包括所述多个致动器、信号处理滤波器以及信号分配构件的多个控制组；和
从所述多个控制组中选择使用于所述动力系统的转矩控制的控制组的组选择单元。
第17发明如第16发明所述，其特征在于：所述组选择单元基于所述动力系统的目标转矩选择使用于所述动力系统的转矩控制的控制组。
第18发明如第16发明所述，其特征在于：所述组选择单元基于各致动器的状态选择使用于所述动力系统的转矩控制的控制组。
第19发明如第1至第15发明中的任意一项所述，其特征在于，还包括：
优先于所述多个致动器确定指令信号的优先致动器；和
目标转矩信号补正单元，该目标转矩信号补正单元从由所述信号分配构件分配给所述多个致动器的目标转矩信号减去被输入到所述优先致动器的指令信号。
第20发明如第1至第19发明中的任意一项所述，其特征在于：所述动力系统为搭载于汽车的内燃机。
第21发明如第20发明所述，其特征在于：作为所述致动器，包含调整吸入空气量的节气门和调整点火时刻的点火装置。
第22发明如第20发明所述，其特征在于：作为所述致动器，包含变更进气门的升程量的可变升程机构和调整点火时刻的点火装置。
第23发明如第21或第22发明所述，其特征在于：作为所述致动器，还包含调整燃料喷射时刻以及燃料喷射量的燃料喷射装置。
第24发明如第21至第23发明中的任意一项所述，其特征在于：作为所述致动器，还包含由所述内燃机驱动的辅机。
第25发明如第1至第19发明中的任意一项所述，其特征在于：所述动力系统为包括内燃机和电动机的混合动力系统，作为所述致动器包含所述电动机。
第26发明如第20至第25发明中的任意一项所述，其特征在于：还包含从向所述信号分配构件供给的目标转矩信号减去特定频率区域的信号成分的特定信号除去滤波器。
第27发明如第26发明所述，其特征在于：所述特定信号除去滤波器从目标转矩信号减去与车辆的固有频率相同的频率的信号成分。
第28发明如第20至第25发明中的任意一项所述，其特征在于：还包括与所述内燃机的转速相对应地变更所述信号处理滤波器的信号通过特性的信号通过特性变更单元。
第29发明如第20至第25发明中的任意一项所述，其特征在于：
所述动力系统包含使所述内燃机的旋转变速而向驱动轮传递的变速器(变速机)；
所述转矩控制装置还包括：
转矩可变范围预测单元，该转矩可变范围预测单元预测通过在当前的内燃机转速下使所述的各致动器动作而能够实现的转矩的可变范围；
目标转矩变化范围预测单元，该目标转矩变化范围预测单元预测当前的运行条件下的目标转矩的变化范围；和
变速比控制单元，该变速比控制单元在能够实现的转矩可变范围相对于目标转矩的变化范围不足时，调整所述变速器的变速比，从而使内燃机转速向转矩可变范围扩大的方向变化。
根据第1发明，通过将目标转矩信号向各致动器分配，不会为了目标转矩的实现而使多个致动器重复进行动作。另外，对各致动器，组合有仅使与该致动器的动作特性相匹配的信号通过的信号处理滤波器，所以防止输入超过致动器的动作能力的指令信号。在新追加致动器的情况下，将致动器和仅使与该致动器的动作特性相匹配的信号通过的信号处理滤波器设为1套而组装在信号分配构件中即可。此时，不需要对现有的信号处理滤波器的信号通过特性进行修正，不需要进行伴随着致动器的追加而产生的控制构造的变更，或者即使需要变更也能够将其抑制为最小限度。
根据第2发明，从转矩相对于动作的响应敏感度较低的致动器开始优先分配目标转矩信号。由此，用于转矩控制的负担不会偏向1个致动器，能够有效地利用从响应敏感度较低的致动器到响应敏感度较高的致动器的所有的致动器。
根据第3发明，在新追加致动器的情况下，不需要变更现有的控制构造。另外，可以根据对信号分配构件所追加的信号处理滤波器的位置，确定向新追加的致动器分配目标转矩信号时的分配优先顺序。进而，能够仅通过改排信号分配构件内的各信号处理滤波器的位置，从而容易地变更各致动器的分配优先顺序。
根据第4发明，在多个致动器之间能够进行动作的信号区域重叠(重复)时、能够任意选定在该重叠信号区域进行动作的致动器。具体地说，对于要在重叠信号区域进行动作的致动器以外，只要以与重叠信号区域相对应的信号不通过的方式、即以使重叠信号区域不包含于特定信号区域的方式设定第2信号处理滤波器的信号通过特性区域即可。另外，通过变更各第2信号处理滤波器中的特定信号区域的设定，可以将在上述重叠信号区域进行动作的致动器变更为其它的致动器。
从通过第2信号处理滤波器前的信号减去通过第2信号处理滤波器和信号处理滤波器后的信号以及向下一位致动器供给的信号所得的信号，是通过该致动器以及下一位致动器都没有实现动作的误差信号。根据第5发明，通过基于该误差信号对第2信号处理滤波器的信号通过特性进行补正，能够消除通过任何的致动器都没有实现的信号区域。
根据第6发明，在多个致动器之间能够进行动作的信号区域重叠时、能够根据动力系统的运行状态对在该重叠信号区域进行动作的致动器进行切换，能够实现与动力系统的运行状态相匹配的最合适的转矩控制。
根据第7发明，在根据动力系统的运行状态确定作为第2信号处理滤波器使用的滤波器时，通过考虑在使致动器动作时所预想的转矩的响应敏感度的良好与否，能够选定能够实现精度较高的转矩控制的最合适的致动器。
根据第8发明，虽然致动器的实际的最大响应频率有时由于机器个体差异、老化而比设计值低的情况，但在这样的情况下，能够防止通过信号处理滤波器的信号超过致动器的最大响应频率。
通过与最下位的致动器相关的信号处理滤波器前的信号与通过后的信号的差分信号表示目标转矩信号中任何致动器都不能对应的信号区域。根据第9发明，通过使该差分信号反映在目标转矩信号的生成上，能够在能够实现的信号区域内生成目标转矩信号，能够提高目标转矩的实现精度。
根据第10发明，能够预测目标转矩的变化，根据该预测变更目标转矩信号的向各致动器的分配，所以能够通过各致动器的动作的最佳化而提高目标转矩的实现精度。
通过饱和元件前的信号与通过后的信号的差分信号表示通过该致动器的动作不能实现的大小的转矩。根据第11发明，通过使该差分信号反映在目标转矩信号的生成上，能够将目标转矩信号限制在能够实现的大小的范围内，能够提高目标转矩的实现精度。
根据第12发明，能够利用通过饱和元件前的信号与通过后的信号的差分信号，诊断目标转矩信号是否正常生成。
根据第13发明，饱和元件的最大值以及最小值根据由致动器的动作实现的转矩的可变范围而受到限制，所以，当在通过饱和元件前的信号与通过后的信号之间具有差分(差，difference)的情况下，致动器没有实现所希望的动作。因此，通过发现通过饱和元件前的信号与通过后的信号的差，能够诊断致动器是否正常进行动作。
在将超过致动器的动作能力的界限的指令信号输入致动器时，在致动器的动作目标值与实际值之间产生差分。根据第14发明，通过将该差分信号反映在被配置在该致动器的上游的各信号处理滤波器的信号通过特性的设定上，能够实现将输入致动器的指令信号抑制(收敛)在其能力界限内的目标转矩的分配，能够提高目标转矩的实现精度。
在将超过致动器的动作能力的界限的指令信号输入致动器时，在输入致动器的指令信号的转矩换算值与由致动器的动作实现的转矩之间产生差分。根据第15发明，通过将该差分信号反映在被配置在该致动器的上游的各信号处理滤波器的信号通过特性的设定上，能够实现将输入致动器的指令信号抑制在其能力界限内的目标转矩的分配，能够提高目标转矩的实现精度。
根据第16发明，通过设为能够从多个控制组中选择使用于动力系统的转矩控制的控制组，能够实现动态范围较大的转矩控制。另外，也具有提高系统设计的自由度的优点。
根据第17发明，通过根据目标转矩对控制组进行切换，能够提高目标转矩的实现精度。
根据第18发明，通过基于各致动器的状态对控制组进行切换，能够缓和各致动器的状态给转矩控制的影响。
根据第19发明，在具有优先于其它的致动器的动作进行特定的致动器的动作的要求时，能够通过包含该特定的致动器(优先致动器)的致动器整体的动作实现目标转矩，同时所述要求也实现。
根据第20发明，在搭载于汽车的内燃机的转矩控制中，容易进行与转矩控制有关的致动器的新追加。
根据第21发明，能够将目标转矩分配为通过节气门开度的控制实现的转矩和通过点火装置的控制实现的转矩而进行转矩控制。
根据第22发明，能够将目标转矩分配为通过进气门的升程量的控制实现的转矩和通过点火装置的控制实现的转矩而进行转矩控制。
根据第23发明，能够将目标转矩分配为通过燃料喷射时刻以及燃料喷射量的控制实现的转矩而进行转矩控制。
根据第24发明，能够将目标转矩分配为通过由辅机进行的负载的控制能够实现的转矩而进行转矩控制。
根据第25发明，在包括内燃机和电动机的混合动力系统，能够容易地进行与转矩控制相关的致动器的新追加。
根据第26发明，通过从目标转矩信号减去特定频率区域的信号成分，能够防止内燃机产生特定频率区域的振动。
根据第27发明，通过从目标转矩信号减去与车辆的固有频率相同的频率的信号成分，能够抑制车辆的振动。
在内燃机中，由各致动器能够实现的目标转矩信号的信号区域依存于发动机转速。根据第28发明，通过根据发动机转速变更信号处理滤波器的信号通过特性，能够进行与各致动器的动作能力相应的目标转矩信号的分配，能够提高目标转矩的实现精度。
在内燃机中，转矩相对于致动器的动作的响应敏感度依存于发动机转速。根据第29发明，通过控制变速器的变速比而使发动机转速变化，能够以由致动器实现的转矩可变范围覆盖目标转矩的变化范围的方式使致动器工作，能够以较高的精度实现目标转矩。
附图说明
图1是作为本发明的实施方式1的转矩控制装置的控制框图；
图2是作为本发明的实施方式2的转矩控制装置的控制框图；
图3是用于说明作为本发明的实施方式2的转矩控制装置的作用的图；
图4是作为本发明的实施方式3的转矩控制装置的控制框图；
图5是用于说明作为本发明的实施方式3的转矩控制装置的作用的图；
图6是用于说明作为本发明的实施方式3的转矩控制装置的作用的图；
图7是用于说明与本发明的实施方式4相关的滤波器的信号通过特性的设定的图；
图8是作为本发明的实施方式5的转矩控制装置的控制框图；
图9是作为本发明的实施方式6的转矩控制装置的控制框图；
图10是作为本发明的实施方式7的转矩控制装置的控制框图；
图11是用于说明作为本发明的实施方式7的转矩控制装置的作用的图；
图12是作为本发明的实施方式8的转矩控制装置的控制框图；
图13是用于对在本发明的实施方式8中实现的转矩区域(torqueregion)与排放滤波器(emission filter)的信号通过特性的关系进行说明的图；
图14是在本发明的实施方式8中执行的滤波器选择例程的流程图；
图15是作为本发明的实施方式9的转矩控制装置的控制框图；
图16是用于对在本发明的实施方式9中实现的转矩区域与燃烧改善滤波器的信号通过特性的关系进行说明的图；
图17是在本发明的实施方式9中执行的滤波器选择例程的流程图；
图18是在本发明的实施方式10中执行的滤波器选择例程的流程图；
图19是用于对在本发明的实施方式11中实现的转矩区域与转矩的响应敏感度(灵敏度)的关系进行说明的图；
图20是表示图19的曲线图的高敏感度区域的转矩变化与点火时刻的变化的关系的图；
图21是表示图19的曲线图的低敏感度区域的转矩变化与点火时刻的变化的关系的图；
图22是在本发明的实施方式11中执行的滤波器选择例程的流程图；
图23是作为本发明的实施方式12的转矩控制装置的控制框图；
图24是用于对在本发明的实施方式12中实现的转矩区域进行说明的图；
图25是在本发明的实施方式12中执行的滤波器选择例程的流程图；
图26是作为本发明的实施方式13的转矩控制装置的控制框图；
图27是在本发明的实施方式13中执行的滤波器选择例程的流程图；
图28是作为本发明的实施方式14的转矩控制装置的控制框图；
图29是作为本发明的实施方式15的转矩控制装置的控制框图；
图30是作为本发明的实施方式16的转矩控制装置的控制框图；
图31是作为本发明的实施方式17的转矩控制装置的控制框图；
图32是作为本发明的实施方式18的转矩控制装置的控制框图；
图33是用于对与本发明的实施方式18相关的抑振滤波器(vibrationsuppression filter)的信号通过特性进行说明的图；
图34是用于说明作为本发明的实施方式18的转矩控制装置的作用的图；
图35是作为本发明的实施方式19的转矩控制装置的控制框图；
图36是用于对发动机转速和转矩的相对于节气门的响应敏感度之间的关系进行说明的图；
图37是用于对与本发明的实施方式19相关的滤波器的信号通过特性进行说明的图；
图38是作为本发明的实施方式20的转矩控制装置的控制框图；
图39是用于对发动机转速和转矩的响应敏感度的关系进行说明的图；
图40是用于对发动机转速和转矩的响应敏感度的关系进行说明的图。
标号说明
2、4、12、50、80：致动器
6、8、14、52：滤波器
18、40、54：调停滤波器(mediation filter)
18a：正常滤波器(normal filter)
18b：排放滤波器
18c：燃烧改善滤波器
22：信号通过特性判定部
30：转矩转换部
36、74：目标转矩信号生成部
38：滤波器评价部
44、58：控制组选择部
60、96：低通滤波器
62、64、84：饱和元件(saturation element)
72、88：异常诊断部
82、92、100：动作目标值设定部
94、102：致动器控制部
110、112：转矩推定部
120：抑振滤波器
126：通过频率区域变更部
130：发动机控制部
132：变速器控制部
134、136：转矩可变范围预测部
140：转矩可变范围不足判定部
具体实施方式
下面，对将本发明的转矩控制装置应用于搭载在汽车上的内燃机(下面称作发动机)、特别是火花点火式的发动机的情况下的实施方式进行说明。
实施方式1.
图1是作为本发明的实施方式1的转矩控制装置的控制框图。发动机具备与该转矩控制有关的多个致动器2、4、12。这些致动器2、4、12根据所输入的指令信号而进行动作，使发动机实现与该动作相对应的转矩。在这里，将致动器A2设为节气门，将致动器B4设为点火装置，将致动器C12设为燃料喷射装置。节气门能够通过其开度控制发动机的转矩，点火装置能够通过其点火时刻控制发动机的转矩。另外，燃料喷射装置能够通过其燃料喷射量、燃料喷射时刻控制发动机的转矩。
本实施方式的转矩控制装置具有能够容易地追加转矩控制所使用的致动器的特征。首先，对使用了致动器A2与致动器B4的转矩控制的方法进行说明，接下来，对于新追加致动器C12作为转矩控制所使用的致动器的方法进行说明。
对发动机的控制装置(比转矩控制装置上位的控制装置)供给各种转矩要求。在这些转矩要求中，除了来自驾驶员的要求，还包含来自VSC、TRC、变速器等各种设备的要求。发动机的控制装置将这各种转矩要求综合(compile)起来设为发动机的目标转矩，将该目标转矩数字信号化为目标转矩信号，向转矩控制装置供给。
转矩控制装置将目标转矩信号作为指令信号分配给2个致动器2、4。对于目标转矩信号的分配，使用滤波器6、8。滤波器6、8被设置在各致动器2、4的信号的输入部，仅使与对应的致动器2、4的动作特性相匹配的信号作为指令信号通过。被组合在致动器A2上的滤波器A6由致动器A2能够进行动作或者想要使致动器A2进行动作的频率区域的信号通过的滤波器(低通滤波器、带通滤波器等狭义的滤波器)、和将信号限制在致动器A2能够进行动作或者想要使致动器A2进行动作的振幅区域的保护元件(guard，饱和元件)等构成。同样，被组合在致动器B4上的滤波器B8使致动器B4能够进行动作或者想要使致动器B4进行动作的频率区域的信号通过的滤波器、和将信号限制在致动器B4能够进行动作或者想要使致动器B4进行动作的振幅区域的保护元件等构成。这些滤波器6、8相当于与第1发明有关的“信号处理滤波器”。
在转矩控制装置的信号分配构件(signal distribution structure)中，预先设定将目标转矩信号分配给各致动器2、4时的优先顺序。分配优先顺序可以任意设定，但在图1所示的结构中，按照转矩相对于致动器的动作的响应敏感度升高的顺序设定分配优先顺序。即，将转矩响应敏感度较低的节气门(致动器A)2的分配优先顺序设定为转矩响应敏感度较高的点火装置(致动器B)4之前。如果这样设定分配优先顺序，则用于转矩控制的负担不会偏向1个致动器，能够有效地利用从响应敏感度较低的致动器到响应敏感度较高的致动器的所有的致动器。另外，各致动器2、4的分配优先顺序具体由对应的滤波器6、8在信号分配构件内的位置确定。
在图1所示的结构中，目标转矩信号被直接输入与上位的致动器A2对应的滤波器A6。通过了滤波器A6的信号作为指令信号输入致动器A2。向与下位的致动器B4对应的滤波器B8中，输入从通过上位的滤波器A6前的信号减去通过后的信号所得的差分信号。该差分信号是目标转矩信号中通过致动器A2不能实现或者没有实现的信号。该差分信号被输入滤波器B8，通过了滤波器B8的信号作为指令信号被输入致动器B4。由此，能够使目标转矩中(能够)通过致动器A2实现的转矩范围全都由致动器A2实现，仅没有(不能)通过致动器A2实现的转矩范围由致动器B4实现。
另外，根据情况，也会有想要将致动器B4优先使用于转矩控制的要求。在该情况下，仅需替换滤波器A6的位置与滤波器B8的位置即可。但是，当然，在该情况下，也在滤波器A6上连接致动器A2，在滤波器B8上连接致动器B4。通过这样替换信号分配构件内的滤波器6、8的位置，能够使目标转矩中(能够)通过致动器B4实现的转矩范围全都由致动器B4实现，仅没有(不能)通过致动器B4实现的转矩范围由致动器A2实现。
在追加致动器C12的情况下，在信号的输入部设置仅使与致动器C12的动作特性相匹配的信号通过的滤波器C14，将该滤波器C14组装在所述的信号分配构件中。具体地说，如图1中虚线所示，只要将从通过滤波器B8前的信号减去通过后的信号所得的差分信号输入滤波器C14即可。该差分信号是目标转矩信号中通过致动器A2和致动器B4都不能实现或者没有实现的信号。该差分信号被输入滤波器C14，通过了滤波器C14的信号作为指令信号被输入致动器C12。由此，能够使目标转矩中(能够)通过致动器A2实现的转矩范围全都由致动器A2实现，没有(不能)通过致动器A2实现的转矩范围内(能够)通过致动器B4实现的转矩范围全都由致动器B4实现，仅那些通过致动器A2和致动器B4都没有实现的转矩范围由致动器C12实现。
另外，在如上所述那样追加致动器C12的情况下，致动器C12的分配优先顺序为最下位。但是，如前所述，各致动器2、4、12的分配优先顺序可以根据对应的滤波器6、8、14的位置自由变更。例如，如果在滤波器A6与滤波器B8之间插入滤波器C14，则可以将致动器C12的分配优先顺序设为致动器A2的下位。
如上面所说明，根据本实施方式的转矩控制装置的结构，在新追加致动器C12的情况下，不需要变更现有的控制构造。具体地说，不需要对现有致动器2、4追加新的滤波器，或者对现有的滤波器6、8的信号通过特性的修正。另外，可以根据对信号分配构件所追加的滤波器C14的位置，确定向新追加的致动器C12分配目标转矩信号时的分配优先顺序。进而，能够仅通过改排信号分配构件内的各滤波器6、8、14的位置，从而容易地变更各致动器2、4、12的分配优先顺序。
实施方式2.
图2是作为本发明的实施方式2的转矩控制装置的控制框图。发动机具备与该转矩控制有关的多个致动器2、4。这些致动器2、4根据所输入的指令信号而进行动作，使发动机实现与该动作相对应的转矩。
本实施方式的转矩控制装置具有在多个致动器之间能够进行动作的信号区域重叠(重复)时、能够任意选定在该重叠信号区域进行动作的致动器的特征。下面，对与本实施方式有关的转矩控制的方法进行说明。
对发动机的控制装置(比转矩控制装置上位的控制装置)供给各种转矩要求。在这些转矩要求中，除了来自驾驶员的要求，还包含来自VSC、TRC、变速器等各种设备的要求。发动机的控制装置将这些各种转矩要求综合起来设为发动机的目标转矩，将该目标转矩数字信号化为目标转矩信号，向转矩控制装置供给。
转矩控制装置将目标转矩信号作为指令信号分配给2个致动器2、4。在各致动器2、4的信号的输入部，分别设有仅使与致动器2、4的动作特性相匹配的信号作为指令信号通过的滤波器6、8。被组合在致动器A2上的滤波器A6由使致动器A2能够进行动作或者想要使致动器A2进行动作的频率区域的信号通过的滤波器(低通滤波器、带通滤波器等狭义的滤波器)和将信号限制在致动器A2能够进行动作或者想要使致动器A2进行动作的振幅区域的保护元件(饱和元件)等构成。同样，被组合在致动器B4上的滤波器B8由使致动器B4能够进行动作或者想要使致动器B4进行动作的频率区域的信号通过的滤波器和将信号限制在致动器B4能够进行动作或者想要使致动器B4进行动作的振幅区域的保护元件等构成。这些滤波器6、8相当于与第1发明有关的“信号处理滤波器”。
对于目标转矩信号的向各致动器2、4的分配，使用调停滤波器18。调停滤波器18被配置在滤波器A6的上游。通过了调停滤波器18的目标转矩信号输入与上位的致动器A2相对应的滤波器A6。通过了滤波器A6的信号作为指令信号输入致动器A2。从通过调停滤波器18前的信号减去通过后的信号所得的差分信号输入与下位的致动器B4对应的滤波器B8。该差分信号被输入滤波器B8，通过了滤波器B8的信号作为指令信号被输入致动器B4。
调停滤波器18是仅使与致动器A2能够进行动作的信号区域中特定信号区域相对应的信号通过的滤波器。图3是表示致动器A2能够进行动作的信号区域、致动器B4能够进行动作的信号区域与调停滤波器18的通过信号区域(特定信号区域)的关系的图。在图3中致动器A2能够进行动作的信号区域对应于滤波器A6的通过信号区域。另外，致动器B4能够进行动作的信号区域对应于滤波器B8的通过信号区域。在本实施方式中，调停滤波器18的通过信号区域被设定为致动器2、4双方能够进行动作的信号区域(重叠信号区域)内。调停滤波器18相当于根据第4发明的“第2信号处理滤波器”。
在图2所示的结构中，在具有如图3中曲线所示的目标转矩信号的输入时，表示目标转矩信号的曲线中仅细线所示的部分通过调停滤波器18。通过了调停滤波器18的信号通过滤波器A6而输入致动器A2。即使是在致动器A2能够进行动作的信号区域内、滤波器B8的通过信号区域之外的信号被输入致动器B4，而不是致动器A2。表示目标转矩信号的曲线中粗线所示的部分是被输入致动器B4的信号。由此，能够将可用分配优先顺序位于上位的致动器A2实现的目标转矩信号的一部分由下位的致动器B4实现。
根据本实施方式的转矩控制装置的结构，在2个致动器2、4之间能够进行动作的信号区域重叠时，能够任意选定在该重叠信号区域进行动作的致动器。具体地说，只要与想要由分配优先顺序位于上位的致动器A2实现的信号区域相匹配地设定调停滤波器18的通过信号区域即可。通过这样，调停滤波器18的通过信号区域以外的重叠信号区域能够由下位的致动器B4实现。
另外，根据本实施方式的转矩控制装置的结构，通过变更调停滤波器18的通过信号区域的设定，能够变更由各致动器2、4实现的信号区域。如果将致动器A2设为节气门，将致动器B4设为点火装置，通过基于发动机的运行模式、制约等变更调停滤波器18的通过信号区域的设定，能够容易地对通过节气门开度控制发动机转矩的信号区域和通过点火时刻控制发动机转矩的信号区域进行调停。
另外，在本实施方式的转矩控制装置中，也能够新追加致动器。在该情况下，只要在如图2所示的结构中追加仅使与新追加的致动器的动作特性相匹配的信号作为该致动器的指令信号通过的滤波器(信号处理滤波器)和用于对通过致动器B4进行转矩控制的信号区域与通过新追加的致动器进行转矩控制的信号区域进行调停的调停滤波器(第2信号处理滤波器)即可。
实施方式3.
图4是作为本发明的实施方式3的转矩控制装置的控制框图。本实施方式的转矩控制装置为对实施方式2的转矩控制装置追加了新的功能的结构。在图4所示的结构中，对于与实施方式2相同的要素(元件)赋予相同的符号。
本实施方式的转矩控制装置具有用于对调停滤波器18的信号通过特性进行补正的结构。下面，使用图5以及图6对进行调停滤波器18的信号通过特性的补正的优点及其方法进行说明。
图5是表示致动器A2能够进行动作的信号区域、致动器B4能够进行动作的信号区域与补正前的调停滤波器18的通过信号区域的关系的图。在这里，列举了调停滤波器18的通过信号区域大大超过致动器A2能够进行动作的信号区域即滤波器A6的通过信号区域的情况。在具有由图5中曲线所示的目标转矩信号的输入时，表示目标转矩信号的曲线中细线所示的部分和虚线所示的部分通过调停滤波器18。但是，细线所示的部分的信号通过滤波器A6，而虚线所示的部分的信号被滤波器A6滤除(消除)。另一方面，通过滤波器B8的信号为调停滤波器18的通过信号区域之外的信号，即表示目标转矩信号的曲线中粗线所示的部分。其结果，虚线所示的部分的信号变为通过致动器A2和致动器B4都没有实现的信号。
调停滤波器18的信号通过特性的补正是为了除去上述那样的通过致动器A2和致动器B4都没有实现的信号区域而进行的。具体地说，向新设置的判定部22输入从目标转矩信号减去通过了各滤波器6、8的信号所得的信号。该信号是通过上位的致动器A2和下位的致动器B4都没有实现动作的误差信号。判定部22判定误差信号是否为事先预测的允许误差范围内。在判定的结果为误差信号超过允许误差范围的情况下，将该判定结果反映在调停滤波器18的通过信号区域的设定上。判定部22相当于根据第5发明中的“信号通过特性补正单元”。
图6是表示致动器A2能够进行动作的信号区域、致动器B4能够进行动作的信号区域与补正后的调停滤波器18的通过信号区域的关系的图。通过反映所述判定结果，对调停滤波器18的通过信号区域向其从滤波器A6的通过信号区域露出(超出)的量变小的方向进行补正。其结果，如从图5与图6的比较可知那样，能够缩减表示目标转矩信号的曲线中虚线所示的部分，即通过致动器A2和致动器B4都没有实现的信号区域。向各致动器2、4中，输入由对通过信号区域进行补正后的调停滤波器18分配的信号。
根据本实施方式的转矩控制装置的结构，当在调停滤波器18的信号通过特性的设定中具有偏差的情况下，能够在使致动器2、4进行动作前对该偏差进行补正。由此，能够缩减通过致动器A2和致动器B4都没有(都不能)实现的信号区域，能够提高目标转矩的实现精度。
实施方式4.
作为本发明的实施方式4的转矩控制装置具有将实施方式1的结构为基本同时如下所述那样设定各滤波器(信号处理滤波器)的信号通过特性的特征。图7是用于说明与本发明的实施方式相关的滤波器的信号通过特性的设定的图。
在图1所示的结构中，各滤波器与对应的致动器能够进行动作或者要进行动作的信号区域相匹配地设定其信号通过区域。但是，致动器存在机器个体差异变动、老化，通过其影响，会有滤波器的信号通过区域变得比致动器能够进行动作的信号区域宽的情况。在该情况下，一部分信号即使通过了滤波器也不能由致动器实现。
因此，在本实施方式的转矩控制装置中，考虑各致动器的机器个体差异变动、老化，特别是最大响应频率的机器个体差异变动、老化，使滤波器的最大通过频率与预想的最慢的最大响应频率相匹配。在图7所示的信号通过特性的设定中，使滤波器A的最大通过频率与预想的最慢的致动器A的最大响应频率相匹配。而且，使滤波器B的最小通过频率与致动器A的最大响应频率相匹配。
根据图7所示的设定，能够防止通过滤波器A的信号超过致动器A的最大响应频率，通过了滤波器A的信号全部能够由致动器A实现。另外，通过致动器A能够实现但由滤波器A除去的信号能够由响应比致动器A快的致动器B实现。由此，能够消除通过任何致动器都没有能实现的信号，能够提高目标转矩的实现精度。
实施方式5.
图8是作为本发明的实施方式5的转矩控制装置的控制框图。本实施方式的转矩控制装置形成为对实施方式1的转矩控制装置追加了新的功能的结构。在图8所示的结构中，对于与实施方式1相同的要素赋予相同的符号。
在本实施方式中，与实施方式1同样，将致动器A2设为节气门，将致动器B4设为点火装置，将致动器C12设为燃料喷射装置。在重视转矩的响应性的情况下，目标转矩的分配优先顺序为，从上位开始，先是节气门、点火装置，然后是燃料喷射装置。但是，对于发动机不仅仅要求转矩的响应性，还要求实现催化剂预热、爆震(knock)回避、发动机保护等各种功能。根据所要求的功能，也会有需要使特定的致动器的动作一直优先于其它的致动器的动作的情况。
本实施方式的转矩控制装置具有用于使特定的致动器的动作优先于其它的致动器的动作的结构。在图8所示的结构中，致动器C12被设为优先于其它的优先致动器。对于该优先致动器C12，在未图示的指示值确定部优先于其它的致动器A2、致动器B4确定指示值。这里所谓的指示值，在优先致动器为燃料喷射装置的情况下为燃料喷射量以及燃料喷射时刻。另外，在优先致动器为点火装置的情况下为点火时刻，在优先致动器为节气门的情况下为节气门开度。指示值根据对发动机要求的转矩响应性以外的必要条件、功能而确定。
另外，优先致动器C12的指示值在转矩转换部30被转换成转矩信号，从目标转矩信号将该转换后的转矩信号减去。然后，减去了与指示值相对应的转矩信号的目标转矩信号根据分配优先顺序而被分配给优先致动器C12以外的致动器2、4。由此，能够一边使优先致动器C12优先于其它的致动器进行动作，一边由包含优先致动器C12的致动器2、4、12整体的动作实现目标转矩。
另外，在图8所示的结构中，从目标转矩信号减去与指示值相对应的转矩信号的结构相当于与第19发明有关的“目标转矩信号补正单元”。
另外，本实施方式的转矩控制装置具有对实施方式1的转矩控制装置追加了新的功能的结构，但在本实施方式中新追加的功能也可以追加于实施方式2的转矩控制装置。
实施方式6.
图9是作为本发明的实施方式6的转矩控制装置的控制框图。本实施方式的转矩控制装置形成为对实施方式1的转矩控制装置追加了新的功能的结构。在图9所示的结构中，对于与实施方式1相同的要素赋予相同的符号。
根据图9所示的结构，目标转矩中通过致动器A2实现的转矩范围由致动器A2实现，没有通过致动器A2实现的转矩范围由致动器B4实现。但是，在滤波器A6的通过信号区域以及滤波器B8的通过信号区域之外的信号包含在目标转矩信号内的情况下，与该信号相对应的目标转矩通过致动器A2和致动器B4都不能实现。
因此，在图9所示的结构中，当在通过滤波器8前的信号与通过后的信号之间具有差时，将该差分信号反馈给目标转矩信号的生成部36。通过与最下位的致动器B4相关的滤波器B8前的信号与通过后的信号的差分信号表示目标转矩信号中由任何的致动器2、4都不能对应的信号区域。通过将该差分信号反馈给目标转矩信号生成部36，能够进行能够实现的信号区域内的目标转矩信号的生成，能够提高目标转矩的实现精度。
另外，在图9所示的结构中，将通过滤波器B8前的信号与通过后的信号的差分信号反馈给目标转矩信号生成部36的结构相当于与第9发明有关的“反馈单元”。
实施方式7.
图10是作为本发明的实施方式7的转矩控制装置的控制框图。本实施方式的转矩控制装置形成为对实施方式1的转矩控制装置追加了新的功能的结构。在图10所示的结构中，对于与实施方式1相同的要素赋予相同的符号。
在图10所示的结构中，作为滤波器A6，准备信号通过特性不同的多个滤波器。另外，作为滤波器B8，准备信号通过特性不同的多个滤波器。进而，作为滤波器C14，准备信号通过特性不同的多个滤波器。通过从多个滤波器中选择作为滤波器A6而使用的滤波器，另外从多个滤波器中选择作为滤波器B8而使用的滤波器，进而从多个滤波器中选择作为滤波器C14而使用的滤波器，进行组合，能够根据该组合变更目标转矩信号的向各致动器的分配。
本实施方式的转矩控制装置如下所说明那样，预测发动机的目标转矩的变化，基于所预测的目标转矩的变化确定滤波器6、8、14的组合。另外，通过转矩控制装置这样起作用，能够实现与第10发明有关的“预测单元”以及“组合确定单元”。
图11是表示目标转矩的变化的一例的图。目标转矩是综合来自驾驶员的转矩要求、来自VSC、TRC、变速器等各种设备的转矩要求而确定的。如图中所示，目标转矩会有阶梯式(在图中，为减少后增加)变化的情况。对转矩控制装置供给将该目标转矩信号化后的目标转矩信号。
如果将致动器A设为节气门，将致动器B设为点火装置，将致动器C设为燃料喷射装置(都省略图示)，则目标转矩信号被优先分配给分配优先顺序较高的节气门。但是，转矩的相对于节气门的动作的响应敏感度较低，所以在与目标转矩的阶梯式减少相应地积极将节气门向关闭侧移动的情况下，在接下来目标转矩阶梯式增加时不能迅速地打开到必要的开度。因此，在该情况下，可以考虑：为了实现目标转矩，有效的是基本不移动节气门，而通过点火时刻对阶梯式减少的量进行补偿。
因此，如前所述那样预测目标转矩的变化，基于所预测的目标转矩的变化确定滤波器6、8、14的组合。通过对从目标转矩的确定到目标转矩信号的供给为止的期间设置一定的时间延迟，能够预测所述一定时间内的目标转矩的变化。在图11中通过将时间点p1、p2、p3设为起点的虚线圆表示的范围的时间相当于所述一定时间。
在要确定滤波器6、8、14的组合时，优选从分配优先顺序为上位的滤波器A6开始选定。在这里，对于选定滤波器A6时的指导方针，以图11中所示的时间点p1、p2、p3处的滤波器A6的选定为例进行说明。首先，在时间点p1，预测为：目标转矩暂时阶梯式减少，但之后马上阶梯式增加。在这样的情况下，优选节气门基本不移动，所以作为滤波器A6，选定将截止频率设定为低频侧的滤波器(在图11中为通过单点划线表示的较慢滤波器)。在时间点p2，预测为此后目标转矩增加，所以应该尽早应对目标转矩的增加，选定将截止频率设定为高频侧的滤波器(在图11中为通过虚线表示的较快滤波器)。另外，在时间点p3，预测为目标转矩还会继续下降，所以选定将截止频率设定为高频侧的滤波器。其它的滤波器6、8的选定也同样进行。
对各滤波器6、8、14进行选定后，优选评价该组合是否最合适。在图10所示的结构中，设有对滤波器6、8、14的组合进行评价的评价部38。对评价部38，输入通过了各滤波器6、8、14的指令信号。评价部38计算通过基于这些指令信号的各致动器的动作实现的转矩。然后，基于所计算的转矩与目标转矩的差，评价所选定的滤波器6、8、14的组合是否最合适。通过将评价部38的评价结果反馈给各滤波器6、8、14，最终确定最合适的组合。
如上面所说明，根据本实施方式的转矩控制装置的结构，能够根据所预测的目标转矩的变化变更目标转矩信号的向各致动器的分配，所以能够使各致动器的动作最佳化而提高目标转矩的实现精度。
实施方式8.
图12是作为本发明的实施方式8的转矩控制装置的控制框图。本实施方式的转矩控制装置形成为对实施方式2的转矩控制装置追加了新的功能的结构。在图12所示的结构中，对于与实施方式2相同的要素赋予相同的符号。
在图12所示的结构中，作为调停滤波器18准备信号通过特性不同的2个滤波器18a、18b。本实施方式的转矩控制装置具有从2个滤波器18a、18b中选择与发动机的运行状态相对应的适当的滤波器来使用的功能。另外，在本实施方式中，与实施方式2同样，将致动器A2设为节气门，将致动器B4设为点火装置。
2个滤波器18a、18b中，一个滤波器称作正常滤波器18a，另一滤波器称作排放滤波器18b。正常滤波器18a是具有将目标转矩信号优先分配给节气门(致动器A)2的信号通过特性的滤波器。由节气门进行的转矩控制对爆震、排气温度、燃料消耗率等的坏影响较少，所以通常使用该正常滤波器18a。
排放滤波器18b是在催化剂温度较低时那样希望改善排放的情况下使用的滤波器。排放滤波器18b，为了通过点火时刻的滞后实现排气温度的上升，具有将目标转矩信号优先分配给点火装置(致动器B)4的信号通过特性。在图13中，表示通过节气门能够实现的信号区域、通过点火装置能够实现的信号区域与排放滤波器18b的信号通过特性的关系。另外，图13所示的曲线图的纵轴是转矩变化量(Δ转矩)，横轴是频率。排放滤波器18b，以将由节气门和点火装置双方能够实现的信号区域并且是转矩变化量为负的信号区域中的信号供给点火装置的方式，设定其信号通过特性。
本实施方式的转矩控制装置根据图14的流程图所示的例程选择调停滤波器18。在最开始的步骤S10，判定配置在排气通路中的催化剂的温度是否小于预定的基准温度α。催化剂温度可以通过配置在催化剂的温度传感器直接测定，也可以从排气温度预测。如果判定结果是催化剂温度为基准温度α以上，则进入步骤S12，选择正常滤波器18a。如果判定结果是催化剂温度小于基准温度α，则进入步骤S14，选择排放滤波器18b。另外，通过转矩控制装置执行本例程，由此实现与第6发明有关的“滤波器选择单元”。
以往，在执行催化剂预热时，需要同时实施与点火时刻的滞后量相对应的吸入空气的增量控制、到目标滞后角量为止的点火时刻的滞后控制和发动机转速的稳定化控制。但是，根据本实施方式的转矩控制装置，不需要以往那样的复杂的逻辑，能够一边实现目标转矩一边进行由点火时刻的滞后进行的催化剂预热。
实施方式9.
图15是作为本发明的实施方式9的转矩控制装置的控制框图。本实施方式的转矩控制装置形成为对实施方式2的转矩控制装置追加了新的功能的结构。在图15所示的结构中，对于与实施方式2相同的要素赋予相同的符号。
在图15所示的结构中，作为调停滤波器18准备信号通过特性不同的2个滤波器18a、18c。本实施方式的转矩控制装置具有从2个滤波器18a、18c中选择与发动机的运行状态相对应的适当的滤波器来使用的功能。另外，在本实施方式中，与实施方式2同样，将致动器A2设为节气门，将致动器B4设为点火装置。
2个滤波器18a、18c中，一个滤波器称作正常滤波器18a，另一滤波器称作燃烧改善滤波器18c。正常滤波器18a是具有将目标转矩信号优先分配给节气门(致动器A)2的信号通过特性的滤波器。
燃烧改善滤波器18c是在燃烧性能较差时那样想要改善燃烧的恶化的情况下使用的滤波器。燃烧改善滤波器18c，为了通过点火时刻的提前实现燃烧的改善，具有将目标转矩信号优先分配给点火装置(致动器B)4的信号通过特性。在图16中，表示通过节气门能够实现的信号区域、通过点火装置能够实现的信号区域与燃烧改善滤波器18c的信号通过特性的关系。另外，图16所示的曲线图的纵轴是转矩变化量(Δ转矩)，横轴是频率。燃烧改善滤波器18c，以将由节气门和点火装置双方能够实现的信号区域并且是转矩变化量为正的信号区域中的信号供给点火装置的方式，设定其信号通过特性。
本实施方式的转矩控制装置根据图17的流程图所示的例程选择调停滤波器18。在最开始的步骤S20，判定是否检测出燃烧的恶化。燃烧的恶化可以从发动机转速的变动、转矩的变动间接地检测。在判定结果为没有检测出燃烧的恶化时，进入步骤S22，选择正常滤波器18a。在判定结果为检测出燃烧的恶化时，进入步骤S24，选择燃烧改善滤波器18c。另外，通过转矩控制装置执行本例程，由此实现与第6发明有关的“滤波器选择单元”。
在没有燃烧改善滤波器18c的情况下，与燃烧的恶化的有无无关，在目标转矩增大时将节气门较大地打开。但是，在燃烧恶化时，如果增大节气门的开度，则由于吸气管负压的下降，燃料的雾化恶化，助长了燃烧的恶化。关于这一点，根据本实施方式的转矩控制装置，在检测出燃烧的恶化时，使用燃烧改善滤波器18c分配目标转矩信号，所以能够一边实现目标转矩一边进行由点火时刻的提前进行的燃烧的改善。
实施方式10.
作为本发明的实施方式10的转矩控制装置具有同时(合并)具有实施方式8的结构(图12所示的结构)和实施方式9的结构(图15所示的结构)的特征。即，作为调停滤波器18，具有信号通过特性不同的3个滤波器，即正常滤波器18a、排放滤波器18b和燃烧改善滤波器18c。各滤波器18a、18b、18c的特征如前所述。
本实施方式的转矩控制装置根据图18的流程图所示的例程选择调停滤波器18。在最开始的步骤S30，判定是否检测出燃烧的恶化。在判定结果为检测出燃烧的恶化时，进入步骤S38，选择燃烧改善滤波器18c。在没有检测出燃烧的恶化时，进入步骤S32，判定配置在排气通路中的催化剂的温度是否小于预定的基准温度α。如果判定结果是催化剂温度小于基准温度α，则进入步骤S36，选择排放滤波器18b。而如果催化剂温度为基准温度α以上，则进入步骤S34，选择正常滤波器18a。另外，通过转矩控制装置执行本例程，由此实现与第6发明有关的“滤波器选择单元”。
根据本实施方式的转矩控制装置，能够一边实现目标转矩一边进行由点火时刻的滞后进行的催化剂预热，另外，能够一边实现目标转矩一边进行由点火时刻的提前进行的燃烧的改善。
实施方式11.
作为本发明的实施方式10的转矩控制装置具有将实施方式8的结构(图12所示的结构)为基本、并且根据图22的流程图所示的例程进行调停滤波器18的选择的特征。在本实施方式中，除了催化剂温度，还基于转矩的响应敏感度的良好与否进行调停滤波器18的选择。
图19是表示通过节气门和点火装置双方能够实现的信号区域与转矩的响应敏感度的关系的图。通过节气门和点火装置双方能够实现的信号区域根据转矩的响应敏感度的良好与否而分为高敏感度区域和低敏感度区域。这里所说的转矩的响应敏感度，意味着转矩相对于点火装置的动作量、即对于点火时刻的变化量的响应敏感度。在高敏感度区域，如图20所示，与点火时刻的变化量相对的转矩的变化量较大。与此相对，在低敏感度区域，如图21所示，与点火时刻的变化量相对的转矩的变化量较小。在本实施方式中，仅在目标转矩信号属于高敏感度区域的情况下，才使用排放滤波器18b。
在图22所示的最开始的步骤S40，判定配置在排气通路的催化剂的温度是否小于预定的基准温度α。如果判定结果是催化剂温度为基准温度α以上，则进入步骤S44，选择正常滤波器18a。如果判定结果是催化剂温度小于预定的基准温度α，则进入步骤S42，判定目标转矩信号是否是低敏感度区域的信号。如果是低敏感度区域的信号，则进入步骤S44，选择正常滤波器18a。如果是高敏感度区域的信号，则进入步骤S46，选择排放滤波器18b。通过转矩控制装置执行本例程，由此实现与第6发明以及第7发明有关的“滤波器选择单元”。
根据本实施方式的转矩控制装置，在根据催化剂预热的必要性选择作为调停滤波器18而使用的滤波器时，通过考虑在使点火时刻变化时预想的转矩的响应敏感度的良好与否，能够防止点火时刻极端地滞后，将发动机控制的稳定性(robust)确保得较高。另外，通过不使用转矩的响应敏感度较低的点火装置地进行由节气门进行的转矩控制，能够高精度地实现转矩控制。
另外，本实施方式的转矩控制装置具有在实施方式8的转矩控制装置上追加新的功能的结构，但在本实施方式中新追加的功能，即基于转矩的响应敏感度的良好与否进行调停滤波器18的选择的功能也可以在实施方式9、10的转矩控制装置上追加。
实施方式12.
图23是作为本发明的实施方式12的转矩控制装置的控制框图。本实施方式的转矩控制装置形成为对实施方式2的转矩控制装置追加了新的功能的结构。在图23所示的结构中，对于与实施方式2相同的要素赋予相同的符号。
在图23所示的结构中，设定了使用致动器A2和致动器B4进行转矩控制的控制组A和使用致动器A2和致动器C12进行转矩控制的控制组B。另外，在图23所示的结构中，设有选择控制组A和控制组B中的任意一方、向所选择的控制组供给目标转矩信号的选择部44。
在控制组A，设有仅使与致动器A2的动作特性相匹配的信号作为指令信号通过的滤波器A6，仅使与致动器B4的动作特性相匹配的信号作为指令信号通过的滤波器B8，和用于将目标转矩信号向各致动器2、4分配的调停滤波器18。在通过选择部44选择控制组A时，对滤波器A6供给通过了调停滤波器18的目标转矩信号，对致动器A2输入通过了滤波器A6的信号作为指令信号。对滤波器B8供给从通过调停滤波器18前的信号减去通过后的信号所得的差分信号，对致动器B4输入通过了滤波器B8的信号作为指令信号。
在控制组B，设有仅使与致动器A2的动作特性相匹配的信号作为指令信号通过的滤波器A6，仅使与致动器C12的动作特性相匹配的信号作为指令信号通过的滤波器C14，和用于将目标转矩信号向各致动器2、12分配的调停滤波器40。调停滤波器40是仅使与致动器A2能够进行动作的信号区域中特定信号区域相对应的信号通过的滤波器。在由选择部44选择控制组B时，对滤波器A6供给通过了调停滤波器40的目标转矩信号，对致动器A2输入通过了滤波器A6的信号作为指令信号。对滤波器C12供给从通过调停滤波器40前的信号减去通过后的信号所得的差分信号，对致动器C12输入通过了滤波器C14的信号作为指令信号。
在本实施方式中，将致动器A2设为节气门，将致动器B4设为点火装置，将致动器C12设为燃料喷射装置。根据燃料喷射装置，会由切断燃料而发生进行大幅度的转矩下降。在图24中，表示通过节气门能够实现的信号区域、通过点火装置能够实现的信号区域与通过切断燃料以及节气门能够实现的信号区域的关系。另外，图24所示的曲线图的纵轴是转矩变化量(Δ转矩)，横轴是频率。
在图24中，通过节气门能够实现的信号区域、通过点火装置能够实现的信号区域是通过选择控制组A能够实现的信号区域。另一方面，通过切断燃料以及节气门能够实现的信号区域是通过选择控制组B能够实现的信号区域。如从图24可知那样，通过适当地切换在转矩控制中所使用的控制组，能够实现动态范围较大的转矩控制，能够提高目标转矩的实现精度。
本实施方式的转矩控制装置根据图25的流程图所示的例程选择控制组。在最开始的步骤S50，判定目标转矩的变化量(Δ转矩要求)是否比预定的基准值β小。基准值β是负值。在判定的结果为Δ转矩要求比基准值β小的情况下，即转矩下降(torque down)的要求较大的情况下，进入步骤S54，选择控制组B。由此，能够通过切断燃料与节气门控制的组合实现大幅度的转矩下降。另一方面，在Δ转矩要求为基准值β以上的情况下，即转矩下降的要求较小或者没有的情况下，进入步骤S52，选择控制组A。通过转矩控制装置执行本例程，由此实现与第16以及第17发明有关的“组选择单元”。
另外，本实施方式的转矩控制装置具有对实施方式2的转矩控制装置追加了新的功能的结构，但在本实施方式中新追加的功能也可以追加于实施方式1的转矩控制装置。
实施方式13.
图26是作为本发明的实施方式13的转矩控制装置的控制框图。本实施方式的转矩控制装置形成为对实施方式2的转矩控制装置追加了新的功能的结构。在图26所示的结构中，对于与实施方式2相同的要素赋予相同的符号。
在图26所示的结构中，设定了使用致动器D50和致动器B4进行转矩控制的控制组C和使用致动器A2和致动器B4进行转矩控制的控制组D。另外，在图26所示的结构中，设有选择控制组C和控制组D中的任意一方、向所选择的控制组供给目标转矩信号的选择部58。
在控制组C，设有仅使与致动器D50的动作特性相匹配的信号作为指令信号通过的滤波器D52，仅使与致动器B4的动作特性相匹配的信号作为指令信号通过的滤波器B8，和用于将目标转矩信号向各致动器50、4分配的调停滤波器54。调停滤波器54是仅使与致动器D52能够进行动作的信号区域中特定信号区域相对应的信号通过的滤波器。在由选择部58选择了控制组C时，对滤波器D52供给通过了调停滤波器54的目标转矩信号，对致动器D50输入通过了滤波器D52的信号作为指令信号。对滤波器B8供给从通过调停滤波器54前的信号减去通过后的信号所得的差分信号，对致动器B4输入通过了滤波器B8的信号作为指令信号。
在控制组D，设有仅使与致动器A2的动作特性相匹配的信号作为指令信号通过的滤波器A6，仅使与致动器B4的动作特性相匹配的信号作为指令信号通过的滤波器B8，和用于将目标转矩信号向各致动器2、4分配的调停滤波器18。在由选择部44选择了控制组D时，对滤波器A6供给通过了调停滤波器18的目标转矩信号，对致动器A2输入通过了滤波器A6的信号作为指令信号。对滤波器B8供给从通过调停滤波器18前的信号减去通过后的信号所得的差分信号，对致动器B8输入通过了滤波器B8的信号作为指令信号。
在本实施方式中，将致动器A2设为节气门，将致动器B4设为点火装置，将致动器D50设为可变升程机构。可变升程机构是能够将进气门的升程量设为可变的装置。根据可变升程机构，能够不使用节气门而经由进气门的升程量控制向缸内的吸入空气量。在通过可变升程机构控制吸入空气量的情况下，节气门能够使用于进气管压力的控制等其它的用途。本实施方式的转矩控制装置将使用可变升程机构的转矩控制为基本，仅在可变升程机构不能进行动作的情况下(例如，失效(フエ—ル)时、液压驱动式的可变升程机构的冷态时)，切换为使用节气门的转矩控制。
本实施方式的转矩控制装置根据图27的流程图所示的例程选择控制组。在最开始的步骤S60，判定可变升程机构(VL)是否能够正常进行动作。在判定的结果为可变升程机构能够正常进行动作的情况下，进入步骤S62，选择控制组C。另一方面，在可变升程机构不能够正常进行动作的情况下，进入步骤S64，选择控制组D。通过转矩控制装置执行本例程，由此实现与第16以及第18发明有关的“组选择单元”。
另外，本实施方式的转矩控制装置具有对实施方式2的转矩控制装置追加了新的功能的结构，但在本实施方式中新追加的功能也可以追加于实施方式1的转矩控制装置。
实施方式14.
图28是作为本发明的实施方式14的转矩控制装置的控制框图。发动机具备与该转矩控制有关的多个致动器2、4。这些致动器2、4根据所输入的指令信号而进行动作，使发动机实现与该动作相对应的转矩。
对发动机的控制装置(比转矩控制装置上位的控制装置)供给各种转矩要求。在这些转矩要求中，除了来自驾驶员的要求，还包含来自VSC、TRC、变速器等各种设备的要求。发动机的控制装置将这些各种转矩要求综合起来设为发动机的目标转矩，将该目标转矩数字信号化为目标转矩信号，向转矩控制装置供给。在图28所示的结构中，目标转矩信号由目标转矩信号生成部74生成。
转矩控制装置将目标转矩信号作为指令信号分配给2个致动器2、4。在目标转矩信号的分配中，使用低通滤波器60和饱和元件62、64。低通滤波器60和饱和元件62被设置在致动器A2的信号的输入部。低通滤波器60使致动器A2能够进行动作或者想要使致动器A2进行动作的频率区域的信号通过，饱和元件62将信号限制在致动器A2能够进行动作或者想要使致动器A2进行动作的振幅区域。饱和元件64被设置在致动器B4的信号的输入部，将信号限制在致动器B4能够进行动作或者想要使致动器B4进行动作的振幅区域。通过低通滤波器60和饱和元件62，构成了与致动器A2有关的“信号处理滤波器”。另外，饱和元件64相当于与致动器B4有关的“信号处理滤波器”。
在图28所示的结构中，目标转矩信号被原样(直接)输入低通滤波器60。由低通滤波器60限制了频率区域的信号用饱和元件62限制大小。通过了饱和元件62的信号作为指令信号输入致动器A2。向与下位的致动器B4对应的饱和元件64输入从通过低通滤波器60前的信号减去通过饱和元件62后的信号所得的差分信号。该差分信号是目标转矩信号中由致动器A2不能实现或者没有实现的信号。该差分信号被输入饱和元件64，通过了饱和元件64的信号作为指令信号被输入致动器B4。
根据图28所示的结构，目标转矩中(能够)通过致动器A2实现的转矩范围由致动器A2实现，没有通过致动器A2实现的转矩范围由致动器B4实现。但是，在由饱和元件62、饱和元件64截断(cut)的信号包含在目标转矩信号中的情况下，与这些信号相对应的目标转矩通过致动器A2和致动器B4都不能实现。因为这些信号超出致动器A2、致动器B4的动作区域。
因此，在图28所示的结构中，当在通过饱和元件62前的信号z1与通过后的信号u1之间具有差的情况下，将该差分信号w1输入异常诊断部72。另外，当在通过饱和元件64前的信号z2与通过后的信号u2之间具有差分的情况下，将该差分信号w2输入异常诊断部72。差分信号w1表示目标转矩信号中超出致动器A2的动作区域的信号，差分信号w2表示目标转矩信号中超出致动器B4的动作区域的信号。
异常诊断部72将这些差分信号w1、w2反馈给目标转矩信号生成部74。目标转矩信号生成部74基于反馈的差分信号w1、w2限制目标转矩信号，或者对VSC、TRC、变速器等各种设备要求转矩要求的降低。由此，能够将目标转矩信号限制在能够实现的大小的范围内，能够提高目标转矩的实现精度。
通过限制目标转矩信号的大小，结果，通过饱和元件62前的信号z1与通过后的信号u1之间的差消失，另外，通过饱和元件64前的信号z2与通过后的信号u2之间的差也消失。但是，在目标转矩信号生成部74的生成目标转矩信号的功能产生异常的情况下，这些差分经过多长时间也不会消失。
异常诊断部72基于所输入的差分信号w1、w2诊断在目标转矩信号生成部74产生的异常。具体地说，对从通过饱和元件62前的信号z1与通过后的信号u1之间产生差分开始算起的时间进行计测，在经过一定时间后差分信号w1也没有变为0的情况下，判定为在目标转矩信号生成部74产生异常。另外，对从通过饱和元件64前的信号z2与通过后的信号u2之间产生差开始算起的时间进行计测，在经过一定时间后差分信号w2也没有变为0的情况下，判定为在目标转矩信号生成部74产生异常。
另外，在图28所示的结构中，将差分信号w1、w2反馈给目标转矩信号生成部74的结构相当于与第11发明有关的“反馈单元”。另外，异常诊断部72相当于与第12发明有关的“异常判定单元”。
另外，本实施方式的转矩控制装置也可以如下所述那样变形然后实施。在下面所说明的变形例中，异常诊断部72相当于与第13发明有关的“异常判定单元”。
在实施方式14的变形例中，在图28所示的结构中，根据由致动器A2的动作实现的转矩的可变范围限制饱和元件62的最大值以及最小值。由此，当在通过饱和元件62前的信号z1与通过后的信号u1之间具有差分的情况下，致动器A2没有实现所希望的动作。在异常诊断部72，可以通过差分信号w1是否为0，诊断致动器A2是否正常进行动作。
另外，在实施方式14的变形例中，也可以根据由致动器B4的动作实现的转矩的可变范围限制饱和元件64的最大值以及最小值。由此，当在通过饱和元件64前的信号z2与通过后的信号u2之间具有差分的情况下，致动器B4没有实现所希望的动作。在异常诊断部72，可以通过差分信号w2是否为0，诊断致动器B4是否正常进行动作。
实施方式15.
图29是作为本发明的实施方式15的转矩控制装置的控制框图。发动机具备与该转矩控制有关的多个致动器。转矩控制装置根据预先设定的分配优先顺序将与发动机的目标转矩相对应的目标转矩信号作为向各致动器的指令信号而分配。图29所示的结构是与分配后的目标转矩信号的处理有关的结构。在这里，将1个致动器80为例进行说明，但对于其它的致动器也设有同样的结构。
如图29所示，分配后的目标转矩信号(指令信号)被输入动作目标值设定部82。在动作目标值设定部82，根据指令信号设定致动器80的动作的目标值。所谓动作目标值，如果致动器80为节气门则为其开度，如果致动器80为点火装置则为点火时刻。所设定的动作目标值由饱和元件84将其大小限制为致动器80能够进行动作的范围。对致动器80输入通过了饱和元件84的动作目标值。
在图29所示的结构中，当在通过饱和元件84前的动作目标值与通过后的动作目标值之间具有差分的情况下，将该差分值输入异常诊断部88。该差分值表示动作目标值中超过致动器80的动作范围的部分。异常诊断部88将该差分值反馈给动作目标值设定部82。动作目标值设定部82基于反馈的差分值限制动作目标值。由此，能够将动作目标值限制为由致动器80能够实现的大小的范围内。
通过由动作目标值设定部82限制动作目标值的大小，其结果，通过饱和元件84前的动作目标值与通过后的动作目标值之间的差分消失。但是，在动作目标值设定部82的功能产生异常的情况下，差分经过多长时间也不会消失。异常诊断部88基于所输入的差分值诊断在动作目标值设定部82产生的异常。具体地说，对从通过饱和元件84前的动作目标值与通过后的动作目标值之间产生差分开始算起的时间进行计测，在经过一定时间后差分值也没有变为0的情况下，判定为在动作目标值设定部82产生异常。
本实施方式的转矩控制装置的结构也可以与所述的实施方式1至实施方式4中的任意一个的结构进行组合。
实施方式16.
图30是作为本发明的实施方式16的转矩控制装置的控制框图。发动机具备与该转矩控制有关的多个致动器2、4。这些致动器2、4根据所输入的指令信号而进行动作，使发动机实现与该动作相对应的转矩。
对发动机的控制装置(比转矩控制装置上位的控制装置)供给各种转矩要求。在这些转矩要求中，除了来自驾驶员的要求，还包含来自VSC、TRC、变速器等各种设备的要求。发动机的控制装置将这些各种转矩要求综合起来设为发动机的目标转矩，将该目标转矩数字信号化为目标转矩信号r，向转矩控制装置供给。
转矩控制装置将目标转矩信号r作为指令信号分配给2个致动器2、4。在目标转矩信号r的分配中，使用低通滤波器96。低通滤波器96的信号通过特性通过下面的(1)式以及(2)式表示的传递函数表示。另外，(1)式中的A、B0、B1以及B2，(2)式的C、D0、D1以及D2都是常数。
dx/dt＝Ax+B0r+B1w1+B2w2     ...(1)
r1＝Cx+D0r+D1w1+D2w2     ...(2)
在图30所示的结构中，目标转矩信号r被输入低通滤波器96，通过低通滤波器96限制频率区域。通过了低通滤波器96的信号r1作为向致动器A2的指令信号而被输入动作目标值设定部A92。在动作目标值设定部A92，根据指令信号r1设定致动器A2的动作的目标值z1。该动作目标值z1，如果致动器A2为节气门则为其开度。动作目标值z1被输入致动器控制部A94，致动器控制部A94控制致动器A2的动作，以实现动作目标值z1。
从目标转矩信号r减去向致动器A2的指令信号r1所得的信号r2作为向致动器B4的指令信号而被输入动作目标值设定部B100。在动作目标值设定部B100，根据指令信号r2设定致动器B4的动作的目标值z2。该动作目标值z2，如果致动器B4为点火开关则为点火时刻。动作目标值z2被输入致动器控制部B102，致动器控制部B102控制致动器B4的动作，以实现动作目标值z2。
根据图30所示的结构，目标转矩信号r的低频成分由致动器A2实现，高频成分由致动器B4实现。但是，在低通滤波器96的信号通过特性的设定不适当的情况下，会有将超过致动器A2的动作区域的指令信号r1分配给致动器A2的可能性。此时，在致动器A2的动作目标值z1与实际值y1之间产生差分信号w1。另外，也会有将超过致动器B4的动作区域的指令信号r2分配给致动器B4的可能性。此时，在致动器B4的动作目标值z2与实际值y2之间产生差分信号w2。
在图30所示的结构中，将所述的差分信号w1、w2反馈给低通滤波器96的传递函数，对信号通过特性进行修正。通过对低通滤波器96的信号通过特性进行修正，能够进行不超过致动器2、4的动作区域的目标转矩信号r的分配，目标转矩的实现精度得到提高。在实际值y1与致动器A2的动作目标值z1相一致、并且实际值y2与致动器B4的动作目标值z2相一致时将反馈切断，原样维持低通滤波器96的信号通过特性。
另外，在图30所示的结构中，将差分信号w1、w2反馈给低通滤波器96的传递函数的结构相当于与第14发明有关的“反馈单元”。
实施方式17.
图31是作为本发明的实施方式17的转矩控制装置的控制框图。本实施方式的转矩控制装置是实施方式16的转矩控制装置的变形例。在图31所示的结构中，对于与实施方式16相同的要素赋予相同的符号。
在图31所示的结构中，设有推定由致动器A的动作实现的实际转矩p1的转矩推定部A110。转矩推定部A110从致动器A的动作的实际值y1推定实际转矩p1。另外，还设有推定由致动器B的动作实现的实际转矩p2的转矩推定部B112。转矩推定部A110从致动器B的动作的实际值y2推定实际转矩p2。
根据图31所示的结构，目标转矩信号r的低频成分由致动器A实现，高频成分由致动器B实现。但是，在低通滤波器96的信号通过特性的设定不适当的情况下，会有将超过致动器A的动作区域的指令信号r1分配给致动器A的可能性。此时，在指令信号(想要由致动器A实现的目标转矩)r1与实际转矩p1之间产生差分信号w1。另外，也会有将超过致动器B的动作区域的指令信号r2分配给致动器B的可能性。此时，在指令信号(想要由致动器B实现的目标转矩)r2与实际值y2之间产生差分信号w2。
在图31所示的结构中，将所述的差分信号w1、w2反馈给低通滤波器96的传递函数，对信号通过特性进行修正。通过对低通滤波器96的信号通过特性进行修正，能够进行不超过各致动器的动作区域的目标转矩信号r的分配，目标转矩的实现精度得到提高。在实际转矩p1与致动器A的指令信号r1相一致、并且实际转矩p2与致动器B的指令信号r2相匹配时将反馈切断，维持低通滤波器96的信号通过特性。
另外，在图31所示的结构中，将差分信号w1、w2反馈给低通滤波器96的传递函数的结构相当于与第15发明有关的“反馈单元”。
实施方式18.
图32是作为本发明的实施方式18的转矩控制装置的控制框图。本实施方式的转矩控制装置形成为对实施方式1的转矩控制装置追加了新的功能的结构。在图32所示的结构中，对于与实施方式1相同的要素赋予相同的符号。
在加减速时，由于发动机的振动与车辆的固有频率共振，车辆向其颠簸(俯仰，pitching)方向振动。作为抑制这样的振动的方法，以往采用对车辆的各运行模式详细确定与发动机的转矩控制有关的各致动器的操作值(最优化)的方法。但是，在以往方法中，具有需要很多用于最优化的工时的问题。
本实施方式的转矩控制装置具有不需要很多用于最优化的工时便能够抑制车辆的振动的特征。具体地说，如图32所示，构造上的特征为在由滤波器6、8构成的信号分配构件的上游部配置有抑振滤波器120。图33是表示抑振滤波器120的信号通过特性的图。抑振滤波器120构成为仅使车辆的固有频率区域和乘客感觉到不舒服的频率区域的信号通过。
在图32所示的结构中，向抑振滤波器120中输入目标转矩信号Treq。由于抑振滤波器120具有上述那样的信号通过特性，所以通过使目标转矩信号Treq通过抑振滤波器120而抽出特定频率区域的信号Tv。然后，在各致动器2、4中，分配从目标转矩信号Treq减去通过了抑振滤波器120的信号Tv所得的信号Tvreq。例如，在输入图34(a)所示的目标转矩信号Treq时，从抑振滤波器120输出图34(b)所示的信号Tv，对各致动器2、4分配图34(c)所示的信号Tvreq。抑振滤波器120相当于与第26以及第27发明有关的“特定信号除去滤波器”。
根据本实施方式的转矩控制装置，将车辆的固有频率区域和乘客感觉到不舒服的频率区域的信号预先从目标转矩信号除去，所以即使不详细确定对于各运行模式的各致动器2、4的操作值也能够有效地抑制车辆的振动。
另外，本实施方式的转矩控制装置具有对实施方式1的转矩控制装置追加了新的功能的结构，但在本实施方式中新追加的功能也可以追加于其它的实施方式的转矩控制装置。
实施方式19.
图35是作为本发明的实施方式19的转矩控制装置的控制框图。本实施方式的转矩控制装置形成为对实施方式1的转矩控制装置追加了新的功能的结构。在图35所示的结构中，对于与实施方式1相同的要素赋予相同的符号。
图36表示将节气门打开时实现的转矩响应与发动机转速的关系图。如该图所示，发动机转速越高，转矩与节气门的动作相对的响应敏感度越高。在作为与转矩控制有关的致动器对节气门和点火装置进行比较的情况下，节气门的转矩控制能够使用的频率区域较低。但是，如果考虑图36所示的特性，即使对于在低转速下仅能通过点火装置实现的高频率区域，在高转速下也能够使用节气门实现。图37表示通过节气门能够实现的信号区域与发动机转速的关系。
在本实施方式中，与实施方式1同样，将致动器A2设为节气门，将致动器B4设为点火装置。在致动器A2的信号的输入部，设有仅使与致动器A2的动作特性相匹配的信号作为指令信号通过的滤波器A6。另外，在致动器B4的信号的输入部，设有仅使与致动器B4的动作特性相匹配的信号作为指令信号通过的滤波器B8。目标转矩信号的分配优先顺序从上位开始为致动器A2、致动器B4。
在图35所示的结构中，设有根据发动机转速变更各滤波器6、8的通过频率区域的通过频率区域变更部126。如图37所示，发动机转速越高，越能通过节气门实现更高的频率区域，所以发动机转速越高，通过频率区域变更部126越将滤波器A6的通过频率区域向高频率区域侧变更。关于滤波器B8也同样。通过频率区域变更部126根据转矩相对于点火时刻的滞后量(或者提前量)的响应敏感度和发动机转速的关系变更滤波器B8的通过频率区域。通过频率区域变更部126相当于与第28发明有关的“信号通过特性变更单元”。
根据本实施方式的转矩控制装置，能够最大限度地利用由节气门能够实现的频率区域，所以能够降低将点火时刻的滞后使用于转矩控制的次数，能够提高发动机的效率。另外，能够最大限度地利用在加速时能够由节气门实现的频率区域，所以能够提高加速时的转矩的响应性。
另外，致动器A2并不限定于节气门，致动器B4并不限定于点火装置。在发动机中，与致动器2、4的种类无关，由各致动器2、4能够实现的目标转矩信号的信号区域依存于发动机转速。因此，通过根据发动机转速变更各滤波器6、8的信号通过特性，能够进行与各致动器2、4的动作能力相应的目标转矩信号的分配，能够提高目标转矩的实现精度。
另外，本实施方式的转矩控制装置具有对实施方式1的转矩控制装置追加了新的功能的结构，但在本实施方式中新追加的功能也可以追加于其它实施方式的转矩控制装置。当对实施方式2的转矩控制装置追加与本实施方式有关的新功能的情况下，优选调停滤波器18的通过信号区域也根据发动机转速进行变更。
实施方式20.
图38是作为本发明的实施方式20的转矩控制装置的控制框图。本实施方式的转矩控制装置形成为对实施方式1的转矩控制装置追加了新的功能的结构。在图38所示的结构中，对于与实施方式1相同的要素赋予相同的符号。
对发动机的控制装置(比转矩控制装置上位的控制装置)供给各种转矩要求。在这些转矩要求中，除了来自驾驶员的要求，还包含来自VSC、TRC、变速器等各种设备的要求。发动机的控制装置将这各种转矩要求综合起来设为发动机的目标转矩，将该目标转矩数字信号化为目标转矩信号，向转矩控制装置供给。目标转矩信号被分配给各致动器，通过各致动器的动作实现目标转矩。
但是，在发动机中，转矩相对于致动器的动作的响应敏感度依存于发动机转速。图39以及图40是表示致动器的动作值与转矩的关系的图。图39表示发动机转速为N1时的转矩的变化，图40表示发动机转速为N2(N2≠N1)时的转矩的变化。如各图中所示，转矩相对于致动器的动作值的变化的可变范围根据发动机转速而不同。因此，根据发动机转速(不同)，存在因为转矩相对于各致动器的动作的响应敏感度较低，从而不能满足所述的转矩要求的问题。
因此，本实施方式的转矩控制装置判断车辆、发动机的每个运行模式所需要的转矩可变范围。例如，在危险回避、减振控制等情况下，要求较高的转矩响应，所需要的转矩可变范围也变宽。另外，对于每个致动器预测在当前的发动机转速下能够实现的转矩的可变范围。然后，在预测出的转矩可变范围相对于所需要的转矩可变范围小于的情况下，通过变速器控制使发动机转速变化而扩大转矩可变范围。
在图38所示的结构中，由致动器A2能够实现的转矩可变范围在转矩可变范围预测部134进行预测。转矩可变范围预测部134将输入致动器A2的指令信号和发动机转速作为条件检索图(map)，从图获取适合于条件的数据(转矩可变范围)。另外，由致动器B4能够实现的转矩可变范围在转矩可变范围预测部136进行预测。转矩可变范围预测部136将输入致动器B4的指令信号和发动机转速作为条件来检索图，从图获取适合于条件的数据(转矩可变范围)。
所预测的各致动器2、4的转矩可变范围被输入转矩可变范围不足判定部140。转矩可变范围不足判定部140预测当前的运行模式下所需要的转矩可变范围，换言之预测当前的运行模式下的目标转矩的变化范围。然后，将预测出的所需要的转矩可变范围与由各致动器2、4能够实现的转矩可变范围进行比较，在转矩可变范围不足的情况下对变速器控制部132要求发动机转速的变更。
变速器控制部132根据发动机转速的变更要求而调整变速器(有级变速器和无级变速器都可以)的变速比，使发动机转速向转矩可变范围扩大的方向变化。变速器控制部132的变速器的控制结果被反映给发动机控制部130。发动机控制部130基于所反映的变速器的控制结果再计算目标转矩。
另外，在图38所示的结构中，转矩可变范围预测部134、136相当于与第29发明有关的“转矩可变范围预测单元”。此外，转矩可变范围不足判定部140相当于与第29发明有关的“目标转矩变化范围预测单元”。而且，变速器控制部132相当于与第29发明有关的“变速比控制单元”。
根据本实施方式的转矩控制装置，可以通过发动机控制与变速器控制的协作，控制变速器的变速比而使发动机转速变化。由此，可以扩大由致动器2、4实现的转矩可变范围，以覆盖在当前的运行模式中所需要的转矩可变范围，能够以较高的精度实现目标转矩。
另外，本实施方式的转矩控制装置具有对实施方式1的转矩控制装置追加了新的功能的结构，但在本实施方式中新追加的功能也可以追加于其它实施方式的转矩控制装置。
其它实施方式.
上面，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形来实施。
本发明也可以应用于火花点火式发动机以外的发动机，例如柴油发动机。另外，本发明也可以应用于包括发动机和电动机的混合动力系统等发动机以外的动力系统。
另外，在将本发明应用于发动机的情况下，与转矩控制有关的致动器并不限定于节气门、点火装置、燃料喷射装置、可变升程机构。例如，在具备带电动机助力的涡轮增压器(MAT)的发动机中，也可以将MAT作为与转矩控制有关的致动器来使用。另外，通过交流发电机等由发动机驱动的辅机来控制其负载，也能够间接控制发动机的转矩(有效转矩)。因此，也可以将这些辅机作为与转矩控制有关的致动器来使用。