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，特别是涉及具备具有废气旁通阀(WGV)的涡轮增压器的内燃机的控制装置。
背景技术：
以往，例如在日本特开2006-227632号公报中公开了使用涡轮增压器模型，根据排气特性算出增压压力的技术。在该技术中，更具体而言，涡轮模型根据排气特性算出涡轮动力，轴模型使用预先求得的转换效率将该涡轮动力转换成压缩机动力。压缩机模型根据该压缩机动力算出实际增压所使用的增压功率，并根据该增压功率推定增压压力。专利文献1 日本特开2006-22763号公报专利文献2 日本特开2008-309004号公报专利文献3 日本特开2001-193573号公报然而，在涡轮增压器设置有废气旁通阀(WGV)，该废气旁通阀用于使向涡轮流动的废气的一部分旁通。对于WGV，通过调整其开度能够使流入涡轮的废气流量(以下称为“涡轮流量”)和旁通该涡轮的废气流量(以下称为“WGV流量”)的流量比发生变化。旁通涡轮的废气不在该涡轮做功而被排出。因此，例如通过增加WGV流量，可以使增压压力的上升缓慢、使排气温度上升。这样，通过线性地控制WGV开度，也可以高精度地控制增压压力和废气温度等的内燃机状态量。但是，为了将WGV用于上述控制，优选在内燃机的转速和负载发生变化的过渡运转时，准确地掌握涡轮流量、废气温度等的废气状态量。但是，在上述现有技术的涡轮模型中，无法假设具备废气旁通阀(WGV)的涡轮增压器。因此，在内燃机的过渡运转时，无法高精度地推定涡轮流量等的废气状态量。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种内燃机的控制装置， 在带具有WGV的涡轮增压器的内燃机中，能够高精度地推定过渡运转时的涡轮流量。本发明的第一方案，为了达成上述目的，提供一种内燃机的控制装置，其是带有涡轮增压器的内燃机的控制装置，其特征在于，具备排气旁通通路，其设置于所述内燃机的排气系统，并且迂回绕过所述涡轮增压器；WGV，其配置于所述排气旁通通路，能够接受来自所述内燃机的动作要求，任意地调整开度；取得单元，其在所述内燃机过渡运转时，取得从所述内燃机排出的废气流量、WGV 开度、以及与所述内燃机的增压压力之间具有相关关系的增压压力相关值，来分别作为过渡废气流量、过渡WGV开度以及过渡增压压力相关值；假定废气流量取得单元，其取得所述过渡增压压力相关值以及所述过渡WGV开度在所述内燃机稳态运转时被实现的情况下的所述废气流量的假定值，来作为假定废气流量；假定涡轮流量取得单元，其取得所述过渡增压压力相关值以及所述过渡WGV开度在所述稳态运转时被实现的情况下的通过所述涡轮增压器的涡轮的废气流量亦即涡轮流量的假定值，来作为假定涡轮流量；流量比取得单元，其取得所述假定涡轮流量相对于所述假定废气流量的流量比； 和涡轮流量运算单元，其将所述流量比应用于所述过渡废气流量，从而对所述过渡运转时的涡轮流量进行运算。本发明的第二方案，其特征在于，在本发明的第一方案中，所述内燃机的控制装置还具备WGV流量运算单元，所述WGV流量运算单元取得从所述过渡废气流量减去所述过渡运转时的涡轮流量后而得到的值，来作为在所述过渡运转时的通过所述WGV的废气的流量亦即WGV流量。本发明的第三方案，其特征在于，在本发明的第一或第二方案中，所述假定废气流量取得单元包括稳态运转映射存储单元，所述稳态运转映射存储单元存储对所述稳态运转时的所述增压压力相关值、所述WGV开度以及所述废气流量的关系进行了规定的稳态运转映射，使用所述稳态运转映射，来取得与所述过渡增压压力相关值以及所述过渡WGV开度对应的废气流量，以该废气流量作为所述假定废气流量。本发明的第四方案，其特征在于，在本发明的第一至第三方案中，所述假定涡轮流量取得单元包括稳态运转映射存储单元，所述稳态运转映射存储单元存储对所述稳态运转时的所述增压压力相关值、所述WGV开度以及所述废气流量之间的关系进行了规定的稳态运转映射，使用所述稳态运转映射，来取得与所述过渡增压压力相关值以及全闭状态下的 WGV开度对应的废气流量，以该废气流量作为所述假定涡轮流量。本发明的第五方案，其特征在于，在本发明的第一至第四方案中，所述增压压力相关值是所述涡轮增压器的涡轮转速，所述取得单元包括涡轮流量变化量取得单元，其取得从所述过渡运转时的涡轮流量减去所述假定涡轮流量后而得到的值，来作为涡轮流量变化量；和推定单元，其基于所述涡轮流量变化量，来推定所述涡轮转速。本发明的第六方案，其特征在于，在本发明的第一至第五方案中，所述过渡运转时包含在所述WGV开度恒定的状态下所述废气流量发生变化的运转状态。本发明的第七方案，其特征在于，在本发明的第一至第五方案中，上述过渡运转时包含在上述废气流量保持恒定的状态下上述WGV开度发生变化的运转状态。本发明的第八方案，其特征在于，在本发明的第一至第七方案中，还具备温度映射存储单元，其对如下的温度映射进行存储，该温度映射是将所述涡轮增压器下游的废气温度、与所述内燃机稳态运转时的所述增压压力相关值以及所述废气流量建立起关联的温度映射；假定增压压力相关值取得单元，其取得所述过渡运转时的涡轮流量以及所述过渡废气流量在所述稳态运转时被实现的情况下的增压压力相关值的假定值，来作为假定增压压力相关值；和废气温度确定单元，其使用所述假定增压压力相关值和所述过渡废气流量，来确定所述温度映射中的所对应点的温度，以该温度作为所述过渡运转时的所述废气温度。本发明的第九方案，其特征在于，在本发明的第八方案中，所述假定增压压力相关值取得单元包括稳态运转映射存储单元，所述稳态运转存储单元存储对所述稳态运转时的所述增压压力相关值、所述WGV开度以及所述废气流量的关系进行了规定的稳态运转映射，在所述稳态运转映射中，取得所述WGV开度为全闭状态且所述废气流量为所述过渡运转时的涡轮流量这一点所对应的增压压力相关值，来作为所述假定增压压力相关值。根据本发明的第一方案，能够取得内燃机过渡运转时的增压压力相关值、废气流量以及WGV开度。过渡运转时涡轮流量相对于废气流量的流量比等价于该过渡运转时增压压力相关值以及WGV开度在稳态运转时实现的情况下的流量比。因此，通过将该稳态运转时的流量比应用于过渡运转时所取得的废气量，能够准确地运算过渡运转时的涡轮流量。根据本发明的第二方案，通过从过渡运转时的废气流量减去涡轮流量，能够高精度地运算过渡运转时的WGV流量。根据本发明的第三方案，在稳态运转映射中，规定上述稳态运转时的上述增压压力相关值、上述WGV开度以及上述废气流量的关系。因此，根据本发明，使用这种稳态运转映射，能够高精度地算出废气流量的假定值。根据本发明的第四方案，在稳态运转映射中，规定了上述稳态运转时的上述增压压力相关值、上述WGV开度以及上述废气流量的关系。此外，在这种映射中，与WGV开度为全闭的点对应的废气流量表示涡轮流量。因此，根据本发明，使用这种稳态运转映射，能够高精度地算出涡轮流量的假定值。根据本发明的第五方案，过渡运转时的涡轮转速的变化量，与从过渡运转时的涡轮流量减去假定涡轮流量而得到的涡轮流量变化量成比例。因此，根据本发明，基于该涡轮流量变化量，能够高精度地推定过渡运转时的涡轮转速。根据本发明的第六方案，在WGV开度保持恒定的状态下废气流量发生变化的过渡运转时，能够准确地运算过渡运转时的涡轮流量。根据本发明的第七方案，在废气流量保持恒定的状态下WGV开度发生变化的过渡运转时，能够准确地运算过渡运转时的涡轮流量。根据本发明的第八方案，特定过渡运转时的涡轮流量以及过渡废气流量在稳态运转时实现的情况下的增压压力相关值的假定值。而且，根据温度映射特定与该假定增压压力相关值以及过渡废气流量对应的涡轮增压器下游的废气温度。因此，根据本发明，能够不进行复杂的运算而高精度地推定过渡运转时的涡轮增压器下游的废气温度。根据本发明的第九方案，在稳态运转映射中，规定上述稳态运转时的上述增压压力相关值、上述WGV开度以及上述废气流量的关系。此外，在这种映射中，与WGV开度为全闭的点对应的废气流量表示涡轮流量。因此，根据本发明，能够使用这种稳态运转映射，取得 WGV开度为全闭且废气流量为过渡运转时的涡轮流量的点的增压压力相关值来作为假定增压相关值。
图1是用于说明作为本发明的实施方式的系统结构的示意结构图。图2是用于说明稳态运转时的废气质量流量mcyl、涡轮转速Ntb以及WGV开度WG 的关系的图。图3是用于说明涡轮流量伴随着mcyl的变化而变化的图。图4是在本发明的实施方式1中执行的程序的流程图。图5是用于说明涡轮流量伴随着WGV开度WG的变化而变化的图。图6是在本发明的实施方式2中执行的程序的流程图。图7是表示相对于稳态运转时的Ntb以及mcyl的涡轮下游气体温度的图。图8是在本发明的实施方式3中执行的程序的流程图。符号说明10…内燃机；12…吸气通路；14…空气滤清器；18…节气门；20…涡轮增压器； 201…压缩机；202…涡轮；203…连结轴；22…压力传感器；对…排气通路J6…排气旁通通路(废气旁通阀)；30…致动器；32…SC催化剂；34"*UF催化剂；36…消音器； 38 …空气流量计；40... ECU (Electronic Control Unit)。
具体实施例方式以下，基于附图对本发明的几个实施方式进行说明。另外，对在各附图中共通的要素标注相同的符号并省略重复的说明。此外，本发明并不限定于以下的实施方式。实施方式1[实施方式1的结构]图1是用于说明作为本发明的实施方式的系统结构的示意结构图。内燃机10的吸气系统具备吸气通路12。空气从大气中被吸入吸气通路12后分配给各气筒的燃烧室。 在吸气通路12的入口安装有空气滤清器14。此外，在空气滤清器14的下游侧的吸气通路 12设置有用于检测吸入空气量的空气流量计38。在空气滤清器14的下游设有涡轮增压器20。涡轮增压器20具备压缩机201和涡轮202。压缩机201和涡轮202通过连结轴203 —体地连结。压缩机201通过输入到涡轮 202的废气的废气能量进行旋转驱动。在压缩机201的下游配置有节气门18。节气门18是基于油门开度由节气门电动机驱动的电子控制式的气门。此外，在节气门18的上游侧的吸气通路12配置有用于检测增压压力的压力传感器22。内燃机10的排气系统具备排气通路M。在该排气通路M的中途设置有涡轮增压器20的涡轮202。此外，如图1所示，排气旁通通路沈与内燃机10的排气通路M连接，该排气旁通通路沈迂回绕过涡轮202并将涡轮202的入口侧和开口侧连接。在排气旁通通路沈的中途配置有废气旁通阀(WGV) 28。当WGM8打开时，废气的一部分迂回绕过涡轮增压器20的涡轮202而被排出。WGM8通过致动器30驱动，其开度被电子控制。进而，在比涡轮202更靠下游侧的排气通路对，从上游侧依次配置有用于净化废气的SC催化剂32和UF催化剂34。作为这些催化剂32、34能够使用三效催化剂。此外，在 UF催化剂34的下游侧的排出通路M配置有消音器36。本实施方式的系统，如图1所示，具备ECU(Electronic Control Unit)40。除了上述的空气流量计38和压力传感器22之外，用于控制内燃机10的各种传感器与ECU40的输入部电连接。此外，上述的制动器30和节气门18等的各种致动器与E⑶40的输出部电连接。ECU40基于所输入的各种信息对内燃机10的运转状态进行控制。[实施方式1的动作]参照图2和图3，对实施方式1的动作进行说明。首先，说明在内燃机10的稳态运转时、即与该内燃机10的运转状态相关联的状态量处于平衡状态时，对流向涡轮202侧的废气质量流量(涡轮流量)和流向WGM8侧的废气流量(WGV流量)进行运算的方法。图2是用于说明内燃机10的稳态运转时的废气质量流量mcyl、涡轮转速Ntb以及 WGV开度WG的关系的图。如该图所示，能够使用涡轮转速Ntb和WGV开度WG的逆函数Y—1， 如下式(1)所示那样表示稳态运转时的mcyl。mcyl = Y-1 (Ntb，WG)......(1)在此，如果将图2所示的A点的平衡状态、即WG = X，Ntb = Na的平衡状态下的 mcyl设为mA，则mA使用上式⑴按照下式(2)加以表示。mcyl = mA = Y-1 (Na, X)......(2)在上式O)中运算得出的mcyl ( = mA)表示该A点的平衡状态下的涡轮流量和 WGV流量的总流量。在此，在WGV开度为全闭(WG = O)的情况下，废气质量流量mycl的全部流量向涡轮侧流动。因此，A点的平衡状态下的涡轮流量实质上等价于在同等条件的Ntb 中WG = 0时的mcyl ( = mtA)。因而，能够使用上式⑴、(2)，以下式(3)、⑷表示该平衡状态下的涡轮流量和WGV流量。涡轮流量mtA= Y—1 (Na，0)……(3)WGV 流量mA-mtA = Y-1 (Na, X) -Y-1 (Na, 0) ......(4)因而，通过预先将函数Y所规定的关系存储在E⑶40中，能够高精度地运算与检测出的平衡状态(mycl、Ntb、WG)对应的涡轮流量和WGV流量。接着，说明在内燃机10的废气质量流量mcyl发生了变化的过渡运转时，对涡轮流量和WGV流量进行运算的方法。图3是用于说明涡轮流量伴随着mcyl的变化而变化的图。 另外，在该图中，作为过渡状态的一例，表示在内燃机10的运转状态从A点的平衡状态向B 点的过渡状态变化的情况、即表示在WGV开度WG = X，Ntb = Na中，mcyl从mA增加至mB 的状态。此外，作为这样的过渡运转时，例如考虑到刚刚打开节气门18之后等。在此，如果将A点的平衡状态与B点的过渡状态进行比较，则两状态的WG和Ntb 相等。因此，涡轮流量相对于mcyl的流量比在运转状态从该平衡状态向过渡状态转变时不发生变化。因而，当将过渡状态的涡轮流量设为mtB时，该涡轮流量和WGV流量用下式(5) 和(6)表示。涡轮流量mtB = mtAXmB/mA......(5)WGV 流量:mB-mtB = mB—mtAXmB/mA ......(6)
这样，根据实施方式1的系统，在废气质量流量mcyl发生变化的过渡运转时，能够准确地运算涡轮流量和WGV流量。另外，在上述说明中，对Ntb = Na进行了说明，但过渡运转时的Ntb随时间变化而变化。因此，优选按照以下的方法依次推定过渡运转时的Ntb，并用于上述涡轮流量的运算。 即，在A点的平衡状态下，在Ntb = Na的状态下涡轮的驱动扭矩和负载扭矩平衡。如果该平衡状态向B点的过渡状态变化则涡轮流量增加。如果将该涡轮流量的变化量设为Amt, 则驱动扭矩与Amt成比例地增力Π，由此Ntb被加速。此时的Ntb的加速度与该驱动扭矩成比例。因此，通过将由下式(7)运算得出的Amt用于下式(8)的运算，能够依次运算过渡运转时的Ntb。Amt = mtB-mtA = mtAX (mB-mA)/mA ......(7)Ntb (k+1) = Ntb (k)+K X Amt/Ntb (k) ......(8)[实施方式1的具体处理]接着，参照图4对本实施方式中执行的处理的具体内容进行说明。图4是ECU40执行的程序的流程图。另外，本程序是在WGV开度WG为恒定的状态下废气质量流量mcyl发生变化的过渡运转时反复执行的程序。在图4所示的程序中，首先检测Ntb (步骤100)。在此，具体而言，通过将在后述的步骤112中运算得出的Amt以及Ntb的上次值代入上式(10)，对与本程序的过渡状态对应的涡轮转速Ntb (例如Na)进行运算。接着，对与本程序的过渡状态对应的废气质量流量mcyl ( = mB)进行检测(步骤 102)。mcyl实质上等价于吸气量和燃料量的总和，而该燃料量与吸气量相比微小。因此， 在此，由空气流量计38检测出的内燃机10的吸气量作为该过渡状态下的mcyl而检测。接着，对WGV开度WG进行检测(步骤104)。在此，具体而言，对从平衡向过渡的WG(例如WG =X)进行检测。接着，通过将在上述步骤100运算得出的Ntb代入上述(3)，对平衡状态的涡轮流量(= mtA)进行运算(步骤106)。接着，通过将在上述步骤100运算得出的Ntb以及在上述步骤104运算得出的WG代入上式O)，对平衡状态下的废气质量流量(=mA)进行运算 (步骤108)。接着，通过将在上述步骤100、106和108运算得出的mB、mtA和mA代入上式(5)， 对与本程序的过渡状态对应的涡轮流量mtB进行运算(步骤110)。接着，通过将在上述步骤102和110运算得出的mB和mtB代入上式(6)，对与本程序的过渡状态对应的WGV流量 (mtB-mB)进行运算(步骤112)。接着，通过将在上述步骤106和110运算得出的mtA和mtB代入上式(7)，对涡轮流量从平衡状态变化的变化量Amt进行运算(步骤112)。如上所述，根据本实施方式1的系统，能够依次高精度地运算在WGV开度WG为预定的固定开度的状态下mcyl发生变化的过渡运转时的涡轮流量。此外，根据本实施方式1的系统，基于涡轮流量从平衡状态变化的变化量Amt，依次准确地推定过渡运转时的Ntb。然而，在上述实施方式1中，以mcyl = mA-mB.WG = X、Ntb = Na的过渡状态为例进行了说明，但可进行涡轮流量的运算的过渡状态并不限定于此。即，只要是在WGV开度WG
9被控制在固定开度的状态下mcyl发生变化的过渡状态，就能够使用本程序对涡轮流量进行运算。此外，在上述实施方式1中，使用涡轮转速Ntb，对过渡运转时的涡轮流量进行运算，但运算中所能使用的涡轮状态量并不限定于Ntb。即，只要是表示涡轮202的内部状态量的值，也可以使用由涡轮增压器20的压缩机201进行的增压的增压压力、与该增压压力具有相关关系的涡轮功(能量)和驱动扭矩等。另外，在上述实施方式1中，mcyl相当于上述本发明的第一方案中的“废气流量”， WG相当于上述本发明的第一方案中的“WGV开度”，Ntb相当于上述本发明的第一方案中的 “增压压力相关值”，mA相当于上述本发明的第一方案中的“假定废气流量”，mtA相当于上述本发明的第一方案中的“假定涡轮流量”，mtB相当于上述本发明的第一方案中的“过渡运转时的涡轮流量”。此外，E⑶40，通过执行上述步骤100 104的处理，实现上述本发明的第一方案中的“取得单元”，通过执行上述步骤106的处理，实现上述本发明的第一方案中的 “假定涡轮流量取得单元”，通过执行上述步骤108的处理，实现上述本发明的第一方案中的 “假定废气流量取得单元”，通过执行上述步骤110，实现上述本发明的第一方案中的“流量比取得单元”和“涡轮流量运算单元”。此外，在上述实施方式1中，E⑶40通过执行上述步骤112的处理，实现上述本发明的第二方案中的“WGV流量运算单元”。此外，在上述实施方式1中，上式(1)中规定的关系分别相当于上述本发明的第三和第四方案中的“稳态运转映射”。此外，在上述实施方式1中，Amt相当于上述本发明的第五方案中的“涡轮流量变化量”。此外，E⑶40通过执行上述步骤114的处理，实现上述本发明的第五方案中的“推定
单元”。实施方式2[实施方式2的特征]接着，参照图5和图6对本发明的实施方式2进行说明。本实施方式的系统使用图1所示的硬件结构，能够通过在EUC40中执行后述的图6所示的程序来实现。在上述实施方式1中，在WGV开度WG控制在固定开度的状态下mcyl发生变化的过渡运转时，依次高精度地运算涡轮流量。相对于此，在本实施方式2中，在mcyl为恒定的状态下WGV开度WG发生变化的过渡运转时，高精度地运算涡轮流量。图5是用于说明涡轮流量随着WGV开度WG的变化而变化的图。另外，在该图中， 作为过渡状态的一例，表示内燃机10的运转状态从C点的平衡状态向A点的过渡状态变化的情况、即在mcyl = mC、Ntb = Na中，WGV开度WG从Z减小到X的状态。首先，A点的平衡状态，如在实施方式1中叙述的那样，表示在Ntb = Na、WG = X 且mcyl = mA的情况下进行稳态运转的状态。因此，这种状态下的涡轮流量成为mtA，而且 WGV流量成为(mA-mtA)。此外，同样地，C点的平衡状态，表示在Ntb = Na,WG = Z且mcyl = mC的情况下进行稳态运转的状态。因此，这种状态下的涡轮流量成为mtA，而且WGV流量成为(mC-mtA)。在此，A点的过渡状态表示的是从Ntb = Na、WG = Z且mcyl = mC的C点的平衡状态开始，WGV开度WG从Z减小到X的过渡状态。该过渡状态，换言之，表示在C点的平衡状态的mcyl中成为A点的平衡状态的WG的过渡状态。因此，A点的过渡状态实质上等价于从Ntb = Na、WG = X且mcyl = mA的平衡状态开始，mcyl从mA向mC变化的过渡状态。 因而，当将该过渡状态的涡轮流量设为mtC时，通过将上式(5)、(6)中的mtB和mB分别置换成mtC和mC，能够用下式(9)、(10)表示该涡轮流量和WGV流量。涡轮流量mtC= mtAXmC/mA......(9)WGV 流量mC-mtC = mC—mtA X mC/mA ......(10)这样，WGV开度WG发生变化的过渡运转时，能够置换成mcyl发生变化的过渡运转时。因此，通过进行与实施方式1中说明的运算同样的运算，能够准确地运算涡轮流量和 WGV流量。[实施方式2的具体处理]接着，参照图6对本实施方式中执行的处理的具体内容进行说明。图6是ECU40 所执行的程序的流程图。其中，本程序是在mcyl为恒定的状态下WGV开度WG发生变化的过渡运转时反复执行的程序。在图6所示的程序中，首先对Ntb进行检测(步骤200)。在此，具体而言，执行与上述步骤100同样的处理。接着，对废气质量流量mcyl进行检测(步骤20 。在此，具体而言，对从稳定状态向该过渡状态的mcyl的固定值(例如mcyl =mC)进行检测。接着，对与本程序的过渡状态对应的WGV开度WG进行检测(步骤204)。接着，对平衡状态的涡轮流量(= mtA)进行运算(步骤206)。在此，具体而言，执行与上述步骤106同样的处理。接着，将在上述步骤200取得的Ntb和在上述步骤204取得的WG代入上式(1)，从而对平衡状态下的废气质量流量(=mA)进行运算(步骤208)。接着，将在上述步骤200、206和208运算得出的mC、mtA和mA代入上式(9)，从而对与本程序的过渡状态对应的涡轮流量mtC进行运算(步骤210)。接着，将在上述步骤202 和210中运算得出的mC和mtC代入上式(10)，从而对与本程序的过渡状态对应的WGV流量 (mtC-mC)进行运算(步骤212)。接着，将在上述步骤206和210中运算得出的mtA和mtC代入上式(7)，从而对涡轮流量从平衡状态变化的变化量Amt进行运算(步骤214)。如上所述，根据本实施方式2的系统，能够依次高精度地运算在mcyl为预定量mC 的状态下WGV开度WG发生变化的过渡运转时的涡轮流量。此外，根据本实施方式2的系统，基于涡轮流量从平衡状态变化的变化量Amt，依次准确地推定过渡运转时的Ntb。然而，在上述实施方式2中，说明了在mcyl被控制在固定值(=mC)的状态下WG 发生变化的过渡运转时，对涡轮流量进行运算的方法。但是，如实施方式1所示那样，也可以与mycl发生变化的过渡运转状态时组合，在WG和mcyl的双方都发生变化的过渡运转时执行该涡轮流量的运算。在该情况下，在图6所示的程序中，只要代替上述步骤202而执行上述步骤102即可。由此，在WG和mcyl都发生变化的过渡运转时，与能够高精度地运算涡轮流量。此外，在上述实施方式2中，使用涡轮转速Ntb，对过渡运转时的涡轮流量进行运算，但运算中所能使用的涡轮状态量并不限定于Ntb。即，只要是表示涡轮202的内部状态量的值，也可以使用由涡轮增压器20的压缩机201进行增压的增压压力、与该增压压力具有相关关系的涡轮功(能量)和驱动扭矩等。另外，在上述实施方式2中，mcyl相当于上述本发明的第一方案中的“废气流量”， WG相当于上述本发明的第一方案中的“WGV开度”，Ntb相当于上述本发明的第一方案中的 “增压压力相关值”，mA相当于上述本发明的第一方案中的“假定废气流量”，mtA相当于上述本发明的第一方案中的“假定涡轮流量”，mtB相当于上述本发明的第一方案中的“过渡运转时的涡轮流量”。此外，E⑶40，通过执行上述步骤200 204的处理，实现上述本发明的第一方案中的“取得单元”，通过执行上述步骤206的处理，实现上述本发明的第一方案中的 “假定涡轮流量取得单元”，通过执行上述步骤208的处理，实现上述本发明的第一方案中的 “假定废气流量取得单元”，通过执行上述步骤210的处理，实现上述本发明的第一方案中的 “流量比取得单元”和“涡轮流量运算单元”。此外，在上述实施方式2中，E⑶40通过执行上述步骤212的处理，实现上述本发明的第二方案中的“WGV流量运算单元”。此外，在上述实施方式2中，上式(1)中规定的关系分别相当于上述本发明的第三和第四方案中的“稳态运转映射”。此外，在上述实施方式2中，Amt相当于上述本发明的第五方案中的“涡轮流量变化量”。此外，E⑶40通过执行上述步骤114的处理，实现上述本发明的第五方案中的“推定
单元”。实施方式3[实施方式3的特征]接着，参照图7和图8对本发明的实施方式3进行说明。本实施方式的系统使用图1所示的硬件结构，能够通过在EUC40中执行后述的图8所示的程序来实现。在上述实施方式1和2中，对过渡运转时的涡轮流量进行高精度地运算。相对于此，在本实施方式3中，使用运算得出的涡轮流量相对于mcyl的流量比，高精度推定向涡轮 202侧流通的废气和向霸28侧流通的废气合流后的废气的温度(以下称为“涡轮下游气体温度”)。图7是表示相对于内燃机10的稳态运转时的Ntb以及mcyl的涡轮下游气体温度的图。如该图所示，在Ntb以及mcyl成为平衡状态的稳态运转时，根据Ntb以及mcyl决定涡轮下游气体温度。因此，当将涡轮下游气体温度设为Tex时，下式(11)成立。Tex = T(Ntb, mcyl) ......(11)在此，在图7中，在内燃机10的运转状态从A点的平衡状态向D点的过渡状态变化的情况下、即mcyl = mA、Ntb = Na中，对WGV开度WG从X增加至W的过渡状态进行考察。首先，A点的平衡状态，如在实施方式1中叙述的那样，表示在Ntb = Na、WG = X 且mcyl = mA的情况下进行稳态运转的状态。因此，这种状态下的涡轮流量成为mtA，而且 WGV流量成为(mA-mtA)。此外，同样地，D点的平衡状态，表示在Ntb = Na,WG = Z且mcyl = mD的情况下进行稳态运转的状态。因此，这种状态下的涡轮流量成为mtA，而且WGV流量成为(mD-mtA)。进而，D点的过渡状态，表示Ntb = Na、WG = W且mcyl = mA的过渡状态。因而， 当将该过渡状态的涡轮流量设为mtD时，通过将上式(9)、(10)中的mtC、mC和mA分别置换成mtD、mA和mD，能够用下式(12)、(13)表示涡轮流量和WGV流量。涡轮、流量:mtD = mtAXmA/mD......(12)WGV 流量mA-mtD = mA-mtAXmA/mD ......(13)在此，如图7所示，在平衡状态下成为D电的过渡状态的涡轮流量(=mtD)是Ntb =Nd的涡轮状态，进而，在该涡轮状态下成为该过渡状态的mcyl( = mA)是成为P点的平衡状态的运转状态。因此，D点的过渡状态的废气状态可以说是与P点的平衡状态的废气状态等价。因而，通过将Ntb = NcUmcyl =mA代入上式(11)，能够高精度地推定该过渡状态下的涡轮下游气体温度Tex。[实施方式3的具体处理]接着，参照图8对本实施方式中执行的处理的具体内容进行说明。图8是ECU40 所执行的程序的流程图。其中，本程序是内燃机10的过渡运转时反复执行的程序。在图4所示的程序中，首先对与本程序的过渡状态对应的涡轮流量(= mtD)、mcyl 和MG进行运算(步骤300)。在此，具体而言，执行与上述步骤200 210同样的处理。接着，在平衡状态下对涡轮流量成为mtD的Ntb进行运算(步骤30 。在此，具体而言，使用上式(1)所示的Y—1的正函数Y，对与在上述步骤300运算得出的WG和mtD对应的Ntb ( = Nd)进行运算。接着，对过渡状态下的涡轮下游气体温度Tex进行运算(步骤304)。在此，具体而言，将在上述步骤300运算得出的mcyl、以及在上述步骤302运算得出的Nd代入上式(13)。如上所述，根据本实施方式3，基于运算得出的过渡运转时的涡轮流量以及此时的 mcyl，能够高精度地推定过渡运转时的涡轮下游气体温度Tex。另外，在上述实施方式3中，mcyl相当于上述本发明的第一方案中的“废气流量”， WG相当于上述本发明的第一方案中的“WGV开度”，Ntb相当于上述本发明的第一方案中的 “增压压力相关值”，mtD相当于上述本发明的第一方案中的“过渡运转时的涡轮流量”。此外，E⑶40，通过执行上述步骤300的处理，实现上述本发明的第一方案中的“取得单元”，通过执行上述步骤302的处理，实现上述本发明的第一方案中的“涡轮流量运算单元”。此外，在上述实施方式3中，Tex相当于上述本发明的第八方案中的“废气温度”， Nd相当于上述本发明的第八方案中的“假定增压压力相关值”，上式(11)中规定的关系相当于上述本发明的第八方案中的“温度映射”。此外，E⑶40，通过执行上述步骤304的处理， 实现上述本发明的第八方案中的“增压压力相关值取得单元”，通过执行上述步骤306的处理，实现上述本发明的第八方案中的“废气温度特定单元”。此外，在上述实施方式3中，上式(1)中规定的关系相当于上述本发明的第八方案中的“稳态运转映射”。
1权利要求
1.一种内燃机的控制装置，其是带有涡轮增压器的内燃机的控制装置，其特征在于，具备排气旁通通路，其设置于所述内燃机的排气系统，并且迂回绕过所述涡轮增压器； WGV，其配置于所述排气旁通通路，能够接受来自所述内燃机的动作要求，任意地调整开度；取得单元，其在所述内燃机过渡运转时，取得从所述内燃机排出的废气流量、WGV开度、 以及与所述内燃机的增压压力之间具有相关关系的增压压力相关值，来分别作为过渡废气流量、过渡WGV开度以及过渡增压压力相关值；假定废气流量取得单元，其取得所述过渡增压压力相关值以及所述过渡WGV开度在所述内燃机稳态运转时被实现的情况下的所述废气流量的假定值，来作为假定废气流量；假定涡轮流量取得单元，其取得所述过渡增压压力相关值以及所述过渡WGV开度在所述稳态运转时被实现的情况下的通过所述涡轮增压器的涡轮的废气流量亦即涡轮流量的假定值，来作为假定涡轮流量；流量比取得单元，其取得所述假定涡轮流量相对于所述假定废气流量的流量比；和涡轮流量运算单元，其将所述流量比应用于所述过渡废气流量，从而对所述过渡运转时的涡轮流量进行运算。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于所述内燃机的控制装置还具备WGV流量运算单元，所述WGV流量运算单元取得从所述过渡废气流量减去所述过渡运转时的涡轮流量后而得到的值，来作为在所述过渡运转时的通过所述WGV的废气的流量亦即WGV流量。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于所述假定废气流量取得单元包括稳态运转映射存储单元，所述稳态运转映射存储单元存储对所述稳态运转时的所述增压压力相关值、所述WGV开度以及所述废气流量的关系进行了规定的稳态运转映射，使用所述稳态运转映射，来取得与所述过渡增压压力相关值以及所述过渡WGV开度对应的废气流量，以该废气流量作为所述假定废气流量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于所述假定涡轮流量取得单元包括稳态运转映射存储单元，所述稳态运转映射存储单元存储对所述稳态运转时的所述增压压力相关值、所述WGV开度以及所述废气流量之间的关系进行了规定的稳态运转映射，使用所述稳态运转映射，来取得与所述过渡增压压力相关值以及全闭状态下的WGV开度对应的废气流量，以该废气流量作为所述假定涡轮流量。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于 所述增压压力相关值是所述涡轮增压器的涡轮转速，所述取得单元包括涡轮流量变化量取得单元，其取得从所述过渡运转时的涡轮流量减去所述假定涡轮流量后而得到的值，来作为涡轮流量变化量；和推定单元，其基于所述涡轮流量变化量，来推定所述涡轮转速。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于所述过渡运转时包含在所述WGV开度恒定的状态下所述废气流量发生变化的运转状态。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于所述过渡运转时包含在所述废气流量恒定的状态下所述WGV开度发生变化的运转状态。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，还具备温度映射存储单元，其对如下的温度映射进行存储，该温度映射是将所述涡轮增压器下游的废气温度、与所述内燃机稳态运转时的所述增压压力相关值以及所述废气流量建立起关联的温度映射；假定增压压力相关值取得单元，其取得所述过渡运转时的涡轮流量以及所述过渡废气流量在所述稳态运转时被实现的情况下的增压压力相关值的假定值，来作为假定增压压力相关值；和废气温度确定单元，其使用所述假定增压压力相关值和所述过渡废气流量，来确定所述温度映射中的所对应点的温度，以该温度作为所述过渡运转时的所述废气温度。
9.根据权利要求8所述的内燃机的控制装置，其特征在于所述假定增压压力相关值取得单元包括稳态运转映射存储单元，所述稳态运转存储单元存储对所述稳态运转时的所述增压压力相关值、所述WGV开度以及所述废气流量的关系进行了规定的稳态运转映射，在所述稳态运转映射中，取得所述WGV开度为全闭状态且所述废气流量为所述过渡运转时的涡轮流量这一点所对应的增压压力相关值，来作为所述假定增压压力相关值。
全文摘要
本发明提供一种内燃机的控制装置，在带具有WGV的涡轮增压器的内燃机中，能够高精度地推定过渡运转时的涡轮流量。在内燃机(10)的过渡运转时，分别取得废气流量(mcyl(＝mB))、WGV开度(WG(＝X))和涡轮转速(Ntb(＝Na))(步骤100～104)。运算过渡运转时取得的Ntb和WG在稳态运转时实现时的涡轮流量(mtA)和(mcyl(mA))(步骤106～108)。在过渡运转时的mcyl中应用mtA对mA的流量比，运算过渡运转时的涡轮流量(＝mtB)(步骤110)。优选使用过渡运转时的涡轮流量变化量(Δmt(＝mtB-mtA))，推定Ntb过渡运转时的Ntb(步骤114、100)。
文档编号F02D23/02GK102232141SQ201080001867
公开日2011年11月2日 申请日期2010年2月26日 优先权日2010年2月26日
发明者永乐玲 申请人:丰田自动车株式会社