带增压器的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，尤其涉及例如搭载于增压式发动机车辆的内燃机 的控制装置。
【背景技术】
[0002] 以往，为了增大内燃机（以下称为发动机）的输出，使用涡轮增压器。涡轮增压器 是在发动机的进气通路上搭载增压器并使用废气来使增压器的涡轮旋转、从而强制地向发 动机送入空气的装置。在涡轮增压器中，在高旋转高负载下增压压力增加到所需压力以上， 有可能导致发动机损坏，因此，通常在涡轮的上游设置排气旁通通路。在排气旁通通路上设 有废气阀（以下称为WGV)。WGV使排气通路内流过的一部分废气流至旁通通路，从而调节 废气流入涡轮的流入量。由此，将发动机进气通路的压力控制至恰当水平。
[0003] 通常使用正压型致动器来驱动WGV。发动机的进气通路（尤其是压力会上升的节 流阀上游部的进气通路）与废气门致动器（以下称为WGA)相连接。因此，当在增压运转过 程中等发动机的进气通路的压力大于大气压时，WGA可以进行工作。通过调节与WGA连接 的减压阀的减压量，从而调节提供给WGA的压力，并调节与WGA连动的WGV的开度。一般在 WGA、WGV上未安装有用于检测其动作量的检测器。因此，利用进气歧管压力（以下称为Pb) 等的压缩机下游侧的压力检测值，来调节减压阀的减压量。在WGA能够进行工作之前的压 力状态下，利用内置于WGA的弹簧等机械元件来使作为旁路阀的WGV保持在全闭的位置上。
[0004] 发动机输出的调节一般通过对设置在空气进气通路上的节流阀（以下称为THV) 进行操作，调节空气进气通路的开口面积来进行。通过使用THV的开口面积、对于空气流动 的THV上游压力和下游压力、以及THV上游和下游的温度等检测值，能够基于物理计算公式 来控制通过THV的空气的流量。这是常用的技术（例如参照专利文献1)。然而，在该技术 中，需要设置对THV的上游压力进行测量的传感器，元器件数量增加，还存在成本提高的缺 点。
[0005] 用于抑制成本的技术例如记载在本申请的申请人之前申请的专利文献2中。专利 文献2中，未使用用于检测节流阀上游的压力即增压压力（以下称为P2)的P2传感器。专 利文献2中，根据进气流路的检测值和空燃比的检测值，计算出废气量，将利用预先设定的 表格根据该废气量计算出的值、与对Pb加上预先设定的值后得到的值进行比较，根据比较 结果，推定P2。 现有技术文献 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本专利第4237214号公报 专利文献2 :日本专利申请2013-221903号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0007] 如上所述，专利文献1的技术由于使用了 P2传感器，因此存在成本增加的问题。
[0008] 专利文献2的技术中，在高负载运转区域中，将对Pb加上预先设定的规定值后得 到的值作为P2推算值。该规定值是假定因空气通过THV而产生的压力变化来设定的，但根 据运转条件、运转环境、THV的设备差异所引起的特性偏差，该规定值和因空气通过THV而 产生的压力变化的误差变大，存在对P2的推算值产生影响的问题。
[0009] 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不受运转条件、运转 环境、THV的设备差异所引起的特性偏差的影响而能推算P2的内燃机的控制装置。 解决技术问题的技术方案
[0010] 本发明所涉及的带增压器的内燃机的控制装置的特征在于，包括： 节流阀，该节流阀设置在内燃机的进气通路中； 节流开度检测部，该节流开度检测部检测所述节流阀的开度； 涡轮增压器，该涡轮增压器具有设置在所述内燃机的排气通路中的涡轮、以及设置在 所述进气通路的所述节流阀的上游侧并与所述涡轮进行一体旋转的压缩机； 废气阀，该废气阀设置在绕过所述涡轮的旁通通路中； 废气阀控制部，该废气阀控制部通过控制所述废气阀来改变所述旁通通路的流路截面 积； 吸入空气量检测部，该吸入空气量检测部检测所述内燃机的吸入空气量； 进气歧管压力检测部，该进气歧管压力检测部检测设置在所述节流阀下游侧的进气歧 管部的压力； 要求输出计算部，该要求输出计算部基于所述内燃机的转速和驾驶员的加速操作，计 算对所述内燃机要求的要求输出； 节流阀控制部，该节流阀控制部基于计算出的所述要求输出，计算通过所述节流阀的 目标吸入空气量，并控制所述节流阀的有效开口面积以达到所述目标吸入空气量；及 增压压力推算部，该增压压力推算部推算位于所述压缩机的下游侧且位于所述节流阀 的上游侧的压力即增压压力， 所述增压压力推算部包含： 废气量计算部，该废气量计算部基于所述内燃机的空燃比和吸入空气量，计算废气 量； WG0P2计算部，该WG0P2计算部基于所述废气量，计算处于使所述压缩机的增压压力最 弱的废气阀驱动状态的情况下的增压压力即WG0P2推算值；以及 CALP2计算部，该CALP2计算部与所述废气阀的驱动状态无关地来基于所述有效开口 面积、所述内燃机的转速、及所述进气歧管压力，计算将比所述WG0P2计算部能推算的区域 要进一步增压后的运转区域包含在内的增压压力即CALP2推算值， 将所述WG0P2推算值和所述CALP2推算值中较大一方的值作为最终推算增压压力值。 发明效果
[0011] 根据本发明的带增压器的内燃机的控制装置，在废气门控制（以下称为WG控制） 指示状态为使增压最弱的状态时，根据Qex推算P2,在利用WG控制达到进一步增压后的状 态时，基于STH、发动机的转速、及Pb，推算P2,将上述P2推算值的较大一方作为最终P2推 算值，因此，可以不受运转条件、运转环境、及WGV的开度状态的影响而利用简单的计算处 理来推算P2。
【附图说明】
[0012] 图1是表示本发明的实施方式1的内燃机的控制装置及其周边结构的结构图。 图2是表示本发明的实施方式1的内燃机的控制装置中所设置的ECU的结构的框图。 图3是表示本发明的实施方式1中对应于废气量（Qex)的、节流阀上游压力（P2)与大 气压（P1)的压力比的特性的图。 图4是表示本发明的实施方式1中对应于节流阀的有效开口面积（STH)与发动机10的 曲柄周期（T1)之积的、节流阀上游压力（P2)与进气歧管压力（Pb)的压力比的特性的图。 图5是表示本发明的实施方式1的图4的特性与图3的特性的关联性的图。 图6是表示本发明的实施方式1的内燃机的控制装置中所设置的ECU的动作的流程 图。
【具体实施方式】
[0013] 实施方式1 以下，参照附图对本发明实施方式进行说明。图1是表示本发明的实施方式1的内燃 机的控制装置及其周边结构的结构图。图1中，表示本发明的实施方式1的内燃机的控制 装置及其周边结构的结构图。发动机10具有燃烧室11。发动机10经由进气歧管部22与 进气通路20相连。发动机10还与排气通路30相连。排气通路30中设有涡轮增压器32 的涡轮外壳32c。排气通路30中涡轮外壳32c的上游部位与涡轮外壳32c的下游部位之间 设有芳通通路33。芳通通路33内设有用于在WGA33b的控制下调节芳通通路33的流路面 积的WGV33a。排气通路30中还在与旁通通路33相连接的位置的下游侧设有催化剂31。
[0014] WGA33b是正压型致动器，使用的是膜片。因此，当在增压运转过程中等的进气通 路20的压力大于大气压时，WGA33b使WGV33a能够进行工作。在WGA33b中设有减压阀。 通过调节减压阀的减压量，可以调节构成WGA33b的膜片内的压力，并调节与WGA33b连动的 WGV33a的开度。一般在WGA33b及WGV33a上未安装有用于检测其动作量的检测器。因此， 使用进气歧管22的压力等涡轮增压器32下游侧的压力检测值来调节WGA33b的控制量。 在WGA33b能够进行工作之前的压力状态下，即，在进气通路20的压力不超过大气压的状态 下，内置于WGA33b的弹簧等机械元件使作为旁路阀的WGV33a保持在全闭的位置上。
[0015] 进气通路20中设有涡轮增压器32的压缩机外壳32a。进气通路20中压缩机外壳 32a的上游部位与压缩机外壳32a的下游部位之间设有旁通通路34。旁通通路34内设有对 旁通通路34的流路进行开闭的空气旁通阀（以下记为ABV) 34a。进气通路20中在压缩机 外壳32a的下游设有中间冷却器21。进气通路20中在中间冷却器21的下游设有THV23。
[0016] THV23由节流阀驱动用电动机23a进行开闭。THV23的开度由节流位置传感器（以 下称为TPS) 23b检测出。
[0017] 进气歧管22中安装有用于检测进气歧管压力（以下称为Pb)的Pb传感器42。
[0018] 排气通路30中设有用于检测构成废气的空气与气体之比即空燃比（air/fuel)的 A/F传感器45。发动机10的外部设有用于检测大气压力（以下记为P1)的P1传感器43。 然而，如果可以根据与运行条件相对应的Pb的值来推算P1，则也可以不设置P1传感器43， 而将P1的推算值作为P1来用于控制。
[0019] 对构成增压器的涡轮增压器32的结构进行说明。涡轮外壳32c和设于其内部的涡 轮机叶轮32d构成离心式涡轮。另外，压缩机外壳32a及设于其内部的压缩机叶轮32b构 成离心式压缩机。涡轮机叶轮32d和压缩机叶轮32b通过涡轮轴32e以同轴方式相连结。 因此，当利用废气使涡轮机叶轮32d旋转驱动时，压缩机叶轮32b也同时被旋转驱动，从而 利用进气通路20内的进气对发动机10进行增压。由此，涡轮增压器32由离心式涡轮32c、 32d和离心式压缩机32a、32b构成。
[0020] ABV34a使用的是膜片。膜片因P2和Pb的压力差而进行工作，使压缩机外壳32a的 上游和下游之间旁通。从而，能够防止增压压力异常上升时造成机械损坏。另外，在ABV34a 上设有切换阀。切换阀能将提供给ABV34a的Pb切换为P2。通过控制切换阀，可以控制 ABV34a的工作时序。在ABV34a能够进行工作之前的压力状态下，即，在提供给膜片的压力 差较小的状态下，内置于ABV34a的弹簧等机械元件使旁路阀保持在全闭的位置上。
[0021] 另外，发动机10中设有电子控