内燃机的控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及内燃机的控制装置，更详细而言，涉及用于精确计算气缸吸入空气量 W及气缸吸入排气回流量的内燃机控制装置。
【背景技术】
[0002] 为了对内燃机（也称为发动机，但在W下说明中称为内燃机）进行适当的控制， 对吸入到气缸内的空气量进行高精度的计算、并进行与吸入到气缸内的空气量相对应的燃 料控制及点火时期控制是较为重要的。关于燃料控制，只要能进行反馈控制W喷射出相对 于气缸吸入空气量达到目标空燃比的燃料量，就能获得大体良好的控制特性，而关于点火 时期控制，不仅需要根据内燃机转速和气缸吸入空气量进行控制，还需要根据其它因素、例 如内燃机温度、爆震产生状况、燃料性状、W及EGR(Exhaust Gas Recirculation;废气再循 环）流量与吸入空气量的比即EGR率等，通过内燃机的输出达到最大的点火提前角下 称为MBT。MBT ;Minimum Spark Advance for Best Torque ;最佳转矩时的最小点火提前 角）来进行控制。在对MBT产生影响的上述因素中，例如内燃机温度能由内燃机冷却水温 度传感器检测，爆震产生状况能由爆震传感器检测，燃料性状即普通汽油或是高辛焼值汽 油能根据爆震产生状况来判断。
[0003] 关于EGR率，存在W下两种方法；在连结排气管和进气管的EGR通路中设置EGR 阀，并基于其阀开度对EGR量进行控制的方法下称为外部EGR) 及设置进气阀和排 气阀的阀开关正时可变的可变阀正时机构下称为WT。WT;Vari油le Valve Timing; 可变阀正时），并利用该阀开关正时来改变进气阀和排气阀同时打开的状态即重叠期间，W 对因废气残留于气缸内而产生的EGR流量进行控制的方法（W下称为内部EGR)，或者，有时 会同时使用上述两种方法。关于外部EGR率，能够根据EGR阀的开度、排气压力、W及进气 管内压力来计算大概的EGR流量。
[0004] 此外，关于上述具有能使进气阀及排气阀的阀开关正时可变的进排气WT的内燃 机，由于从进气歧管吸入到气缸内的空气量会随阀口正时而产生较大变化，因此若不考虑 阀口正时带来的影响，吸入到气缸内的空气量的计算精度可能会下降。而且，近年来，一般 W内燃机的输出转矩为指标来进行内燃机控制，在对该输出转矩进行推算的情况下，热效 率也会根据气缸吸入空气量和EGR率而发生变化。因此，无论是为了计算出上述MBT，还是 为了推算出转矩、热效率，都需要高精度地计算出气缸吸入空气量和EGR率。
[0005] 因此，专利文献1公开了一种即使在具有上述进排气VVT的内燃机中也能高精度 地计算气缸吸入空气量的技术。专利文献1公开了如下方法；基于表示从进气歧管进入到 气缸内的空气量的指标即体积效率等效值、W及将通过节流阀的空气进入到上述气缸内为 止的进气系统的响应延迟进行建模而得到的物理模型、从而推算气缸吸入空气量，在该方 法中，基于被称为进气效率和排气效率的该两个内部变量来计算体积效率等效值。 现有技术文献 专利文献
[0006] 专利文献1 ;日本专利特开2013-194587号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0007] 然而，在专利文献1、专利文献2所记载的方法中，未考虑EGR流量，在外部EGR被 导入到进气歧管内时，实际的体积效率系数会产生变化，从而存在计算出的气缸吸入空气 量与实际吸入的空气量产生差异的问题。同样地，由于也没有考虑EGR流量的体积效率变 化，因而还存在与实际吸入到气缸中的外部EGR流量存在差异的问题。
[0008] 本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种内燃机的控制装置， 能更准确地计算体积效率修正系数，从而能更准确地推算流入气缸的空气量W及外部EGR 流量。 解决技术问题所采用的技术方案
[0009] 本发明所涉及的内燃机的控制装置的特征在于，包括： 吸入空气量检测单元，该吸入空气量检测单元对通过设置于内燃机进气管的节流阀而 被吸入所述内燃机的吸入空气量进行检测； 体积效率等效值计算单元，该体积效率等效值计算单元计算表示从所述节流阀下游的 进气管进入到所述内燃机的气缸内的空气量的指标、即体积效率等效值； 物理模型，该物理模型对通过所述节流阀的空气进入所述气缸内为止的进气系统的响 应延迟进行建模； 排气回流路，该排气回流路使所述节流阀下游的进气管与排气管相连； 排气回流阀，该排气回流阀使所述排气回流路打开、关闭从而控制排气回流量； 排气回流量计算单元，该排气回流量计算单元对通过所述排气回流路而被吸入到进气 管的所述排气回流量进行计算；W及 进气管内密度检测单元，该进气管内密度检测单元能检测所述节流阀下游的进气管内 的密度及密度变化，作为进气管内密度与进气管内密度变化量， 所述体积效率等效值基于所述吸入空气量、所述排气回流量、所述进气管内密度、W及 所述进气管内密度变化量而算出， 基于所述吸入空气量、所述体积效率等效值、W及所述物理模型来推算实际吸入到所 述气缸内的空气量、W及实际吸入到所述气缸内的排气回流量。 发明效果
[0010] 根据本发明所涉及的内燃机的控制装置，由于在将进气系统的响应延迟进行建模 后得到的物理模型中考虑外部排气回流量，因此能高精度地计算吸入气缸的空气量，并且 进一步基于吸入空气量、进气管内密度、W及进气管内密度变化量来计算该物理模型所使 用的体积效率等效值，从而能实时且高精度地进行计算，能推算实际吸入到所述气缸内的 空气量W及实际吸入到所述气缸内的排气回流量。
【附图说明】
[0011] 图1是简要表示应用本发明的实施方式1所涉及的内燃机控制装置的内燃机的结 构图。 图2是表示本发明实施方式1所涉及的内燃机的控制装置的模块结构图。 图3是示出本发明的实施方式1所涉及的内燃机的控制装置中的气缸吸入空气量的计 算处理的流程图。 图4是示出本发明的实施方式1所涉及的内燃机的控制装置中的气缸EGR流量的计算 处理的流程图。 图5是示出本发明的实施方式1所涉及的内燃机的控制装置中的EGR流量的计算处理 的流程图。 图6是表示本发明实施方式1所涉及的内燃机的控制装置所使用的EGR阀开度-开口 面积特性的映射图。 图7是示出本发明的实施方式1所涉及的内燃机的控制装置中的体积效率修正系数的 计算处理的流程图。
【具体实施方式】
[0012] 实施方式1 下面，参照附图，详细说明本发明的实施方式1所涉及的内燃机的控制装置。图1是简 要表示应用本发明的实施方式1所涉及的内燃机控制装置的内燃机的结构图。在图1中， 在内燃机1的进气系统上游设置有测定吸入空气量的气流传感器（W下称为AFS。AFS ;Air Flow Sensor;气流传感器）2。在AFS2下游设置有能进行电气控制的电子控巧ij节流器4, W 对吸入空气量进行调整。另外，为了对电子控制节流器4的开度进行测定，设置有节流开度 传感器3。此外，也可W使用例如基于节流开度来推算吸入空气量等其它测定吸入空气量的 单元来代替AFS2。
[0013] 另外，还设有用于对包含设置在节流器4下游的气室5 W及进气歧管6内部在内 的空间（W下称为进气歧管）的压力（W下称为进气歧管压）进行测定的进气歧管压传感 器7、W及对进气歧管内的温度（W下称为进气歧管温度）进行测定的进气温度传感器8。 此外，也可W使用近似地对外部气体进行测量的温度传感器、例如内置于AFS2的温度传感 器，根据严格来讲是不同温度的外部气温来对进气歧管温度进行推算，W代替设置测量进 气歧管温度的进气温度传感器8。
[0014] 在包含进气歧管6及内燃机1的缸内部在内的进气阀附近设有用于喷射燃料的 喷射器9,进气阀及排气阀分别设有用于使阀口正时可变的进气WT(WT ;Vari油le Valve Timing ;可变气口正时）10和排气WTll，气缸盖上设有用于对火花塞进行驱动的点火线圈 12,该火花塞用于在气缸内产生火花。在排气歧管13中设置有未图示的氧气传感器、催化 剂。
[001引排气歧管13和气室5通过排气回流路（W下称为EGR流路）14进行连接。EGR流 路14中设有用于对排气回流量下称为EGR流量）进行控制的排气回流阀下称为 EGR阀）16,并设有EGR阀开度传感器15来测定EGR阀16的开度。
[0016]图2是表示本发明实施方式1所涉及的内燃机的控制装置的模块结构图。在图2 中，将AFS2所测得的吸入空气量化、节流开度传感器3所测得的电子控制节流器4的开度 0、进气歧管压传感器7所测得的进气歧管压化、进气温度传感器8所测得的进气歧管温 度化、EGR阀开度传感器15所测得的EGR阀16的开度Est、W及大气压传感器17所测得