内燃机控制装置的制作方法

本发明涉及一种内燃机控制装置，尤其涉及一种控制配备有egr装置的内燃机的控制装置。

背景技术：

以往，有在汽缸内形成燃料与空气的混合气、通过点火或自发火使混合气燃烧的汽油发动机。在这种发动机中，燃油效率达到最佳的点火时间(mbt)通常是使点火时间提前到即将发生爆震之前的时刻。实际的存储至ecu的点火时间的图谱值是考虑燃烧的循环变动而设定为自爆震发生时间略微滞后的时刻。

此外，作为这种发动机的特征性技术，egr(exhaustgasrecirculation，排气再循环)广为人知，即，使燃烧后的废气再次与外部空气一起吸入至汽缸内而降低混合气的燃烧温度，由此抑制爆震的发生，使得燃料消耗更少的状态下的运转成为可能。

由于egr有抑制爆震的效果，因此爆震发生时间根据egr率而发生变化。伴随于此，mbt也根据egr率而发生变化。此外，混合气中的egr气体的比例(egr率)因前一循环的燃烧状态、吸入空气量的偏差等而在每一循环中发生变动。

作为配备有这种egr装置的内燃机的egr控制相关的背景技术，有日本专利特开2008-231995(专利文献1)。即，在压缩行程中检测燃烧室内的压力变化，根据检测到的压力变化来算出混合气中的egr气体浓度，根据算出的egr气体温度来修正同一循环内的点火时间。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2008-231995号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

混合气的温度的值越高，越容易发生爆震，因此，爆震发生时间根据混合气温度的变化而发生变化。伴随于此，mbt也根据混合气温度而发生变化。尤其是从排气口直接带回废气的内部egr，由于留下高温的废气，因此压缩行程中的混合气的温度在每一循环中发生大幅变动。

然而，先前的专利文献1并未考虑到混合气的温度变化，点火时间仅对应于算出的egr率而通过事前存储的图谱来加以修正。于是，在实际的混合气温度比定下图谱值时设想的混合气温度高的情况下，有因点火时间的过度提前而引起爆震之虞，反过来，在实际的混合气的温度比定下图谱值时设想的混合气温度低的情况下，所取的点火时间相较于最佳燃油效率点而言作出了无用的滞后，从而存在燃烧消耗量增加的问题。

本发明的目的在于对温度及egr率的循环偏差所引起的燃烧界限的变化进行预测、针对每一循环进行修正而减少燃烧消耗量。

解决问题的技术手段

为了解决上述问题，例如作为其手段的一例，一种内燃机控制装置，其控制配备有汽缸和排气管的内燃机，该内燃机控制装置的特征在于，具备控制部，所述控制部进行egr控制，所述egr控制以将所述排气管的废气送回至所述汽缸的缸内的方式进行控制，在燃烧循环中求出进气门及排气门双方已关闭的状态下的缸内的气体的温度和egr率，根据该求出的气体的温度和egr率来修正与所述燃烧循环相同的燃烧循环内的燃烧参数。

发明的效果

根据本发明，考虑混合气温度及egr率的循环变动，使得点火时间在每一循环中能够接近燃油效率最佳点，从而能够降低燃烧消耗量。

附图说明

图1为将本发明的第1实施例的发动机的控制装置运用于汽车用缸内喷射式汽油发动机的系统构成图。

图2为表示一般的发动机的控制装置的、1循环中的点火时间修正控制的一例的系统框图。

图3为表示本发明的第1实施例的、1循环中的点火时间修正控制的一例的系统框图。

图4为说明本发明的第1实施例的发动机的控制装置中的、1循环中的进排气门的动作和表示缸内压和点火时间图谱值的时间变化的时间图的图。

图5为说明本发明的第1实施例的发动机的控制装置中的、根据气体温度和egr率加以修正的点火时间的图谱修正值的图。

图6为表示本发明的第1实施例的发动机的控制装置中的、燃料的辛烷值与点火时间修正图谱值的关系的曲线图。

图7为表示本发明的第2实施例的、1循环中的压缩比修正控制的一例的系统框图。

图8为说明本发明的第2实施例的发动机的控制装置中的、1循环中的进排气门的动作和表示缸内压和压缩比的时间变化的时间图的图。

图9为本发明的第2实施例的、在汽缸外部设置有副室而且在缸内与副室的连接部配置有阀门机构的情况下的汽缸附近的构成图。

图10为说明本发明的第3实施例的、表示1循环中的追加燃料喷射控制的一例的系统框图的图。

图11为说明本发明的第3实施例的发动机的控制装置中的、1循环中的进排气门的动作和表示缸内压和喷射信号的时间变化的时间图的图。

图12为本发明的第3实施例的发动机的控制装置中的、配置有用以喷射追加燃料的副喷射器的情况下的汽缸附近的构成图。

图13为说明本发明的第4实施例的发动机的控制装置中的、表示1循环中的点火方法修正控制的一例的系统框图的图。

图14为说明本发明的第4实施例的发动机的控制装置中的、1循环中的进排气门的动作和表示缸内压和点火时间图谱值的时间变化的时间图的图。

图15为说明本发明的第1实施例的发动机的控制装置中的、表示气体温度及egr率的计算过程的流程图的图。

具体实施方式

下面，使用附图，对本发明的实施例进行说明。

实施例1

下面，使用图1～图6，对本发明的第1实施例的发动机的控制装置的构成及动作进行说明。

图1为将本发明的第1实施例的发动机的控制装置运用于汽车用缸内喷射式汽油发动机的系统构成图。

发动机100是实施火花点火式燃烧的汽车用四缸汽油发动机。进气管6上设置有测量吸入空气量的气流传感器1、用以对进气进行增压的增压器的压缩器4a、用以冷却进气的中冷器7、调整进气管6内的压力的电控节气门2、以及测量进气管6内的压力的进气压力传感器14。此外，在发动机100上，针对每一汽缸而配备有向各汽缸15中喷射燃料的燃料喷射装置(以下记作喷射器)13、用以压缩喷射出来的燃料与空气的混合气的活塞18、以及供给点火能量的火花塞17。此外，汽缸盖上设置有调整流入至缸内或者从缸内排出的气体的可变气门正时机构5a(进气侧)、5b(排气侧)。通过可变气门正时5a、5b来调整所有第1至第4汽缸的进气门21及排气门22的开阀、闭阀时间，由此调整进气量及内部egr量。

此外，虽未图示，但用以对喷射器13供给高压燃料的高压燃料泵通过燃料管道与喷射器13连接在一起，燃料管道中配备有用以测量燃料喷射压力的燃料压力传感器。

进而，排气管16上设置有用以通过废气能量对增压器的压缩器4a赋予旋转力的涡轮4b、用以调整流至涡轮的废气流量的电控废气门阀11、净化废气的三元催化剂10、以及作为空燃比检测器的一形态而在三元催化剂10的上游侧检测废气的空燃比的空燃比传感器9。此外，虽未图示，但曲轴上设置有用以算出旋转角度的曲轴角度传感器。

进而，配备有用以使废气从排气管的催化剂10的下游回流至进气管6的压缩器4a的上游的egr管40。此外，在egr管40的各适当位置安装有用以冷却egr的egr冷却器42、用以控制egr流量的egr阀41、检测egr阀前后的差压的差压传感器43、以及检测egr温度的egr温度传感器44。

从气流传感器1、空燃比传感器9、进气压传感器14、差压传感器43及egr温度传感器44获得的信号送至发动机控制单元(ecu)20。此外，从加速踏板开度传感器12获得的信号送至ecu20。加速踏板开度传感器12检测加速踏板的踩踏量即加速踏板开度。ecu20根据加速踏板开度传感器12的输出信号来运算要求扭矩。即，加速踏板开度传感器12用作检测对发动机的要求扭矩的要求扭矩检测传感器。此外，ecu20根据曲轴角度传感器的输出信号来运算发动机的转速。ecu20根据从上述各种传感器的输出获得的发动机的运转状态来最佳地运算空气流量、燃料喷射量、点火时间、燃料压力等发动机的主要工作量。

由ecu20运算出的燃料喷射量转换为开阀脉冲信号而送至喷射器13。此外，将点火信号送至火花塞17，用以在由ecu20运算出的点火时间点火。此外，由ecu20运算出的节气门开度以节气门驱动信号的形式送至电控节气门2。此外，由ecu20运算出的可变气门正时的工作量以可变气门正时驱动信号的形式送至可变气门正时5。此外，由ecu20运算出的废气门阀开度以废气门阀驱动信号的形式送至废气门阀11。此外，平时由ecu20加以运算的egr阀开度以egr阀开度驱动信号的形式送至egr阀41。

对从进气管6经过进气门21流入到汽缸15内的空气喷射燃料而形成混合气。混合气在规定的点火时间因从火花塞17产生的火花而爆炸，通过其燃烧压力将活塞下压而成为发动机的驱动力。进而，爆炸后的废气经过排气管16送入至三元催化剂10，废气成分在三元催化剂10内得到净化并排出至外部。

图2为表示一般的发动机控制装置的、1循环中的点火时间修正控制的一例的系统框图。ecu20具有中央处理装置(cpu)，中央处理装置作为控制部而发挥功能。于是，ecu20的控制部在步骤s201中打开进气门21(intakevalveopening)来进气，在s202中以关闭进气门21(intakevalveclosing)而开始压缩的方式控制进气门21。此外，ecu20的控制部在s203中获取缸内压力的测定值，在s204中根据缸内压力的测定值来推断egr率，在s205中根据推断出的egr率来算出点火时间修正值。此外，ecu20的控制部在s206中将点火时间修正值与当前的点火时间目标值进行比较，在点火时间修正值相较于点火时间目标值而言提前的情况下，在s207中使点火时间目标值以变得与点火时间修正值相等的方式提前。另一方面，在s206中将点火时间修正值与当前的点火时间目标值进行比较，在点火时间修正值相较于点火时间目标值而言未提前的情况下转移至s208，在s208中判断为滞后的情况下，在s209中使点火时间目标值以变得与点火时间修正值相等的方式滞后。

其后，ecu20的控制部在s210中进行火花塞17的点火，在汽缸15的缸内开始燃烧。继而，ecu20的控制部在s211中打开排气门22(exhaustvalveopening)进行排气，在s212中关闭排气门22(exhaustvalveclosing)，1循环结束。

在进气门21及排气门22关上的时间点，关在缸内的气体即混合气由从外部导入的空气、前一循环的燃烧后气体留下而得的egr气体以及喷射到缸内的燃料构成。将该混合气中的、氧气以外的无助于燃烧的气体的质量比例称为egr率。

此处，在s204中根据egr率来决定点火时间修正值，但最佳点火时间还根据混合气温度而发生变化。尤其是从排气口直接带回废气的内部egr，由于留下高温的废气，因此压缩行程中的混合气的温度在每一循环中发生大幅变动。于是，在实际的混合气温度比定下点火时间目标值时设想的混合气温度高的情况下，有因使点火正时过度提前而引起爆震之虞，反过来，在实际的混合气的温度比定下点火时间目标值时设想的混合气温度低的情况下，点火时间相较于最佳燃油效率点而言作出了无用的滞后，从而存在燃料消耗量增加的问题。

图3为表示本发明的第1实施例的、1循环中的点火时间修正控制的一例的系统框图。s301至s303以及s306至s312与图2的s201至s203以及s206至s212相同，因此省略详细说明。在本实施例中，ecu20的控制部根据s303中获得的缸内压力、通过s304的参数推断部来推断压缩行程的气体温度和egr率。

其后，ecu20的控制部根据气体温度及egr率、通过s305的修正值算出部来计算点火时间的修正值。继而，ecu20的控制部对计算出的点火时间修正值进行s306到s309的处理，在燃烧开始前修正点火时间目标值。

图4为本发明的第1实施例的发动机的控制装置中的、1循环中的进排气门的动作和表示汽缸15的缸内压和点火时间目标值的时间变化的时间图。图4上层展示了进气门21和排气门22的升程。

在时刻t1，进气门21关闭、进气行程完成，这时，压缩行程开始，在时刻t1，图4中层所示的缸内压从p1开始上升。若测定压缩行程进行了一段时间后的时刻t2下的缸内压p2，则可以获得2点下的压力变化(p2－p1)。此外，根据曲轴角度的检测值，还可以获得缸内体积v1及v2。根据这些测定值和空燃比及进气质量中的至少1种以上的值、通过参数推断部s304来推断气体温度及egr率。根据推断出的气体温度及egr率、通过修正值算出部s305来算出点火时间的修正值。

图4下层为ecu所存储的点火时间的目标值，在时刻t3，根据修正值来改写点火时间目标值。就到前一燃烧循环为止的点火时间目标值而言，是在时刻t4进行点火，而通过在时刻t3改写目标值，该燃烧循环内的点火时间变为时刻t5。在时刻t5进行开始时间经修正后的点火而开始燃烧，缸内压达到峰值。其后，进入膨胀行程，缸内压力下降，排气门22打开而排出燃烧后的气体，在压力降至与大气压相等之后，排气门22关闭，1燃烧循环完成。

如上所述，在本实施例中，ecu20的控制部在燃烧循环中求出进气门21及排气门22双方已关闭的状态下的缸内的气体的温度和egr率，根据该求出的气体的温度和egr率来修正与所述燃烧循环相同的燃烧循环内的燃烧参数。

更具体而言，ecu20的控制部根据求出的气体的温度和egr率来修正与所述燃烧循环相同的燃烧循环内的火花塞17的点火正时。

优选该求出气体的温度和egr率的时刻在压缩行程中的点火之前、由此算出点火正时的修正值。再者，在内燃机(发动机100)上安装有用以对进行点火的火花塞17供给高电压的未图示的点火线圈。于是，ecu20的控制部根据求出的气体的温度和egr率来修正与所述燃烧循环相同的燃烧循环内的点火线圈的二次侧线圈电流的上升正时。

图5为表示本发明的第1实施例的发动机的控制装置中的、根据气体温度和egr率来修正点火时间目标值的点火时间修正值的图谱的图。首先，在s501中获取气体温度，接着，在s502中获取egr率。在s503中，利用这2个值、根据图5的点火时间修正值图谱来算出点火时间修正值。

点火时间修正值的图谱的概貌是利用图5所示那样的、对应于气体温度和egr率的三维曲面来加以表现。如图5的点火时间修正值图谱所示，在气体温度固定的情况下，egr率越高，越朝提前侧设定点火时间修正值。其原因在于，就egr而言，通过在混合气中混入惰性气体，爆震得到抑制，提前界限扩大，从而能使点火时间进一步提前。此外，在egr率固定的情况下，以气体温度越高、点火时间目标值越是滞后的方式设定点火时间修正值。其原因在于，混合气体温度越高，越容易发生爆震，提前界限缩小，从而无法再使点火时间提前。

即，ecu20的控制部修正与所述燃烧循环相同的燃烧循环内的火花塞17的点火正时，求出的气体的温度越高或者求出的egr率越小越使该点火正时滞后。反过来，ecu20的控制部修正与所述燃烧循环相同的燃烧循环内的火花塞17的点火正时(点火时间目标值)，求出的气体的温度越低或者求出的egr率越大越使该点火正时提前。换句话说，在ecu20的未图示的存储部中存储图5所示那样的点火时间修正值的图谱。并且，该点火时间修正值图谱中，如图5所示，根据气体的温度和egr率来设定点火正时(点火时间修正值)，而且该点火正时是以气体的温度越高或者egr率越小越是滞后的方式加以设定。于是，在某一燃烧循环的压缩工序中，控制部根据存储的点火时间修正值图谱、以成为根据求出的气体的温度以及egr率设定的点火正时(点火时间修正值)的方式在火花塞17的点火前修正与所述燃烧循环相同的燃烧循环内的点火正时(点火时间目标值)。

再者，若egr率超过大致30％，则燃烧稳定性会劣化，由此，即便进行点火提前，也不会再稳定燃烧。因此，在egr率变成设定值(例如30％)以上的情况下，以不提前的方式设定点火时间修正值图谱的修正值。同样地，若气体温度变得过低，则燃料的蒸发变得不充分，混合气出现非均质性，燃烧稳定性劣化，因此，即便进行点火提前，也不会再稳定燃烧。因此，在气体温度的降低达到一定程度以上时，点火时间修正值图谱的修正值不作提前。此外，若气体温度过高，则存在发生在进行点火之前混合气便自发火的过早点火而导致汽缸、活塞的破损的情况。因此，在气体温度的上升达到一定程度以上时，点火时间修正值图谱的修正值不作滞后。

此处，以外部egr和内部egr为例，对各自对应的点火时间修正过程进行说明。

在外部egr中，从图1中的排气管的催化剂10的下游引出废气至egr管40，在egr冷却器42中冷却至规定温度之后，使其回流至进气管6上的压缩器4a上游。为了区别于后文叙述的内部egr，将该方式的egr称为外部egr。通过外部egr来再循环的废气的量由egr阀41以固定的方式加以控制。此处，废气的组成因前一燃烧循环的空燃比、进气量偏差等而发生变动，因此，egr率在每一燃烧循环中发生变动。

因此，即便某一燃烧循环中是在图5的a点的温度及egr率下进行燃烧，也存在下一燃烧循环中egr率与前一燃烧循环相比发生增减的情况。在egr率增加的情况下，爆震得到抑制、点火时间的提前界限扩大，因此最佳点火时间朝提前侧移动。反过来，在egr率减少的情况下，爆震抑制效果减少、点火时间的提前界限缩小，因此最佳点火时间朝滞后侧移动。在本实施例的发动机的控制装置中，例如在egr率增加的情况下，将气体的温度以及egr率同定为处于egr率高于前一燃烧循环的b点的状态，根据点火时间修正值图谱以提前的方式修正点火时间目标值。

在内部egr中，设定在图1中使用可变气门正时机构5将排气行程的废气关在缸内的气门正时，由此使废气再循环至下一燃烧循环。将该方式的egr称为内部egr。通过内部egr来再循环的废气的量由进气及排气的气门正时决定，但由于每一燃烧循环的进气量的偏差、气门的密闭性能的差异等，egr率会发生变动。另外，内部egr由于使高温的废气留在缸内，因此气体的温度也会发生变动。

因此，例如在图5的a点的温度及egr率下燃烧时，存在与前一燃烧循环相比下一燃烧循环的egr率及温度均发生增减的情况。对应于egr率的增加及减少，如前文所述，会分别出现提前界限的扩大及缩小。在温度上升的情况下，未燃气体容易自发火而朝爆震发生条件靠近，因此点火时间的提前界限缩小，最佳点火时间朝滞后侧移动。在温度降低的情况下，未燃气体的自发火得到抑制而爆震得到抑制，因此点火时间的提前界限扩大，最佳点火时间朝提前侧移动。在本实施例的发动机的控制装置中，例如在因内部egr的增加而使得egr率增加、气体的温度上升的情况下，将气体的温度以及egr率同定为处于egr和气体的温度高于前一燃烧循环的c点的状态，根据点火时间修正图谱以滞后的方式修正点火时间目标值。

如此，求出压缩行程中的点火前的缸内的气体的温度和egr率，根据该求出的气体的温度和egr率在火花塞17的点火前修正压缩行程中的点火时间目标值，由此，考虑气体温度及egr率的燃烧循环变动，使得点火时间在每一燃烧循环中能够接近燃油效率最佳点，从而能够降低燃料消耗量。

图6为表示本发明的第1实施例的发动机的控制装置中的、燃料的辛烷值与点火时间修正图谱值的关系的曲线图。爆震的易发生程度取决于燃料种类，在一般的汽油的情况下，辛烷值越高，越会抑制爆震。

在本实施例的发动机的控制装置中，检测所使用的燃烧的辛烷值，辛烷值越高，越朝提前方向修正点火时间修正值图谱的值。此外，以辛烷值越低、点火时间目标值越朝滞后方向移动的方式设定点火时间修正值图谱。

由于对图5的点火时间修正值图谱上的所有点进行所述修正，因此，根据辛烷值的高低，图5的图谱整体朝提前、滞后方向平行移动。

如此，通过根据燃料的辛烷值来修正点火时间修正值图谱，即便是燃料种类不同的燃料，也能进一步使其在最佳点火时间附近燃烧，从而能够降低燃料消耗量。

实施例2

在第2实施例中，使用图7～图9，对作为ecu20的控制部对点火时间以外的燃烧参数的修正方法的、修正压缩比的情况下的发动机的控制装置的构成及动作的实施例进行说明。对于与实施例1相同的构成省略说明。

图7为表示本发明的第2实施例的、1燃烧循环中的压缩比修正控制的一例的系统框图。s701至s704以及s706至s712与图2的s201至s204以及s206至s212相同，因此省略详细说明。在本实施例中，ecu20的控制部根据气体温度及egr率、通过s705的修正值算出部来计算压缩比的修正值。

通常而言，压缩比越高，理论热效率越是提高而燃料消耗量越是减少，但压缩上死点处的气体的温度会升高，因此容易发生爆震。反过来，压缩比越低，理论热效率越是降低而燃料消耗量越是增加，但压缩上死点处的气体的温度会降低，因此不易发生爆震。压缩比的变更需要以机械方式变更燃烧室的形状、活塞的行程量等，与点火时间变更相比，所需时间较长，通常不用于爆震规避手段。但是，在规避爆震时，若只是进行点火时间的滞后，则燃烧效率会降低，存在与降低压缩比时相比燃料消耗量增加的情况。因此，在规避爆震时，考虑到点火时间为止的延缓时间而进行压缩比的减少或者压缩比的减少与点火时间的滞后的组合，由此来减少燃料消耗量。

在ecu20的存储部中根据到点火时间为止的延缓时间而存储压缩比修正值。ecu20的压缩比的修正值算出部根据存储的压缩比修正值图谱、以随着气体温度上升或者egr率下降而压缩比减小的方式输出压缩比修正值，控制部根据压缩比修正值来控制压缩比。压缩比修正值以到点火时间为止有延缓的方式加以设定，修正压缩比之后，进行火花塞17的点火。即，在到点火为止的时间小于压缩比变更所耗时间的情况下，以减小的方式设定压缩比修正量，并以通过点火时间修正来弥补不足量的方式输出点火时间修正值。ecu20的控制部对从修正值算出部输出的压缩比修正值进行s706到s709的处理，压缩比在燃烧开始前得到修正。继而，ecu20的控制部在修正后的压缩比下像实施例1中展示过的那样根据气体温度及egr率来进行点火时间的修正。也就是说，在本实施例中，在ecu20的存储部中针对每一压缩比而存储实施例1的图5的点火时间修正值图谱。

图8为本发明的第2实施例的发动机的控制装置中的、1燃烧循环中的进排气门的动作和表示缸内压和压缩比图谱值的时间变化的时间图。在时刻t1，进气门21关闭、进气行程完成，这时，压缩行程开始，在到压缩行程途中的时刻t2为止的期间内，可以获得缸内压p1及p2、缸内体积v1及v2。ecu20的参数推断部在s704中根据这些测定值和空燃比及进气质量中的至少1种以上的值来推断气体温度及egr率。修正值算出部在s705中根据存储部中存储的压缩比修正值图谱来算出压缩比的修正值。

图8下层展示进行了修正的压缩比目标值，在时刻t3，ecu20的控制部(修正值算出部)对压缩比进行修正，而且，在时刻t5，以进行火花塞17的点火的方式进行控制，由此开始燃烧，缸内压达到峰值。其后，进入膨胀行程，缸内压力下降，排气门22打开而排出燃烧后的气体，在压力降至与大气压相等之后，排气门22关闭，1燃烧循环完成。

如此，求出压缩行程中的点火前的缸内的气体的温度和egr率，根据该求出的气体的温度和egr率来修正压缩行程中的压缩比，由此，能在没有点火提前导致的hc产生、点火滞后导致的废气温度上升等点火时间修正导致的缺点的情况下于每一燃烧循环中在燃油效率最佳点进行燃烧，从而能够降低燃料消耗量。

图9为作为本发明的第2实施例的、在汽缸15的外部设置有与汽缸15连接的副室50而且在汽缸15与副室50的连接部配置有阀门机构49的情况下的汽缸附近的构成图。通过打开阀门机构49，汽缸15的缸内体积扩大、压缩比降低。此外，通过关闭阀门机构49，缸内体积缩小、压缩比增加。

如此，设置副室而通过阀门机构的开闭来进行与缸内的连接、使汽缸15的缸内的体积在短时间内发生变化，由此，能够实现与燃烧循环变动相对应的压缩比的高速变更。

实施例3

在第3实施例中，使用图10～图12，对作为ecu20的控制部对点火时间以外的燃烧参数的修正方法的、修正燃料喷射时间的情况下的发动机的控制装置的构成及动作的实施例进行说明。对于与实施例1相同的构成省略说明。

图10为表示本发明的第3实施例的、1燃烧循环中的燃料喷射时间修正控制的一例的系统框图。s1001至s1004以及s1006至s1012与图2的s201至s204以及s206至s212相同，因此省略详细说明。在本实施例中，ecu20的控制部根据气体温度及egr率、通过s1005的修正值算出部来计算燃料喷射时间的修正值。通常而言，当对压缩行程中的缸内喷射燃料时，燃料的气化热会使得气体温度降低，获得爆震抑制效果。

因此，在ecu20的存储部中，与图5所示的点火时间修正值图谱一样，存储用以根据气体温度及egr率来修正喷射器13的喷射量或喷射正时的喷射器喷射修正值图谱。在ecu20的燃料喷射量的修正值算出部中，根据喷射器喷射修正值图谱，在气体的温度上升或者egr率降低的情况下，以在压缩行程中进行追加的燃料喷射的方式修正喷射器13的喷射正时。ecu20的控制部以成为修正后的喷射正时的方式在s1006中考虑喷射器的喷射性能等而进行追加喷射。

再者，在s1007中在燃烧开始前进行追加的燃料喷射。

图11为本发明的第3实施例的发动机的控制装置中的、1燃烧循环中的进排气门的动作和表示缸内压和燃料喷射信号的图谱值的时间变化的时间图。关于燃料喷射信号，在其值不为零的期间内会喷射燃料。在时刻t1，进气门21关闭、进气行程完成，这时，压缩行程开始，在到压缩行程途中的时刻t2为止的期间内，可以获得缸内压p1及p2、缸内体积v1及v2。参数推断部在s1004中根据这些测定值和空燃比及进气质量中的至少1种以上的值来推断气体温度及egr率。修正值算出部在s1005中根据推断出的气体温度及egr率来算出燃料喷射时间的修正值。ecu20的修正值算出部在s1006中决定追加喷射的有无，在不需要追加的燃料喷射的情况下，不进行追加燃料喷射。

图11下层展示进行了修正的喷射器的燃料喷射时间，在时刻t3，在压缩行程中进行追加的燃料喷射。在时刻t5，在追加的燃料喷射完成后进行点火而开始燃烧，缸内压达到峰值。其后，进入膨胀行程，缸内压力下降，排气门22打开而排出燃烧后的气体，在压力降至与大气压相等之后，排气门22关闭，1燃烧循环完成。

如此，求出压缩行程中的点火前的缸内的气体的温度和egr率，根据该求出的气体的温度和egr率来修正压缩行程中的燃料喷射时间，由此，能在没有点火时间修正导致的缺点而且也不需要压缩比修正所需的追加装置等的情况下于每一燃烧循环中在燃油效率最佳点进行燃烧，从而能够降低燃料消耗量。

图12为本发明的第3实施例的发动机的控制装置中的、配置有以追加的燃料喷射的形式区别于喷射器13而另行喷射不同种类的燃料用的副喷射器13a的情况下的汽缸附近的构成图。在求出的气体的温度低于设定温度的情况或者求出的egr率大于设定值的情况下，ecu20的控制部将促进相同压缩行程中的自发火的燃料喷射至缸内。或者，在求出的气体的温度高于设定温度的情况或者求出的egr率小于设定值的情况下，控制部将抑制相同压缩行程中的自发火的燃料喷射至缸内。作为燃料喷射带来的化学效果，可以通过喷射的燃料种类来控制燃烧状态。在喷射的是发火性高的燃料的情况下，自发火得到促进而容易发生爆震，点火时间的提前界限缩小。反过来，在喷射的是发火性低的燃料的情况下，自发火得到抑制，与气化热带来的气体温度的降低效果一并使得爆震抑制效果提高，点火时间的提前界限扩大。

如此，通过以追加的燃料喷射的形式喷射不同种类的燃料，能够进行自发火的抑制、促进两方，从而能够高精度地控制燃烧状态。

实施例4

在第4实施例中，使用图13～图14，对利用ecu20的控制部进行hcci燃烧的发动机的控制装置的构成及动作的实施例进行说明。对于与实施例1相同的构成省略说明。

图13为表示本发明的第4实施例的发动机的控制装置中的、1燃烧循环中的点火方法修正控制的一例的系统框图。

s1301至s1304以及s1308至s1309与图2的s201至s204以及s211至s212相同，因此省略详细说明。在本实施例中，根据气体温度及egr率、利用s1305的自发火判定部、通过与实验值等的比较来预测气体在压缩上死点是否会自发火。在s1306中，判定可靠的自发火即hcci燃烧是否成立，在成立的情况下取消点火信号而转移至hcci燃烧。在自发火不成立的情况下，发送点火信号，通过火花塞17来进行强制点火。

图14为本发明的第4实施例的发动机的控制装置中的、1燃烧循环中的进排气门的动作和表示缸内压和点火信号的时间变化的时间图。

在时刻t1，进气门21关闭、进气行程完成，这时，压缩行程开始，在到压缩行程途中的时刻t2为止的期间内，可以获得缸内压p1及p2、缸内体积v1及v2。根据这些测定值和空燃比及进气质量中的至少1种以上的值、通过参数推断部s1304来推断气体温度及egr率。根据推断出的气体温度及egr率、通过s1305的自发火判定部来预测压缩上死点处的自发火的有无。在s1306中，判定自发火的有无即hcci燃烧的成立与否，在成立的情况下，在时刻t3取消点火信号。在时刻t5，通过自发火或点火而开始燃烧，缸内压上升并达到峰值。

即，ecu20的控制部进行控制，根据压缩工序中求出的气体的温度和egr率来切换使用点火线圈17的发火所引起的燃烧与不使用点火线圈17的自发火所引起的燃烧。

如此，求出压缩行程中的点火前的缸内的气体的温度和egr率，根据该求出的气体的温度和egr率来预测压缩上死点处的自发火有无，在能够自发火的情况下取消点火信号也就是进行朝hcci燃烧的转移，由此，一方面能够防止过渡时的灭火、爆震，另一方面能够顺利地切换hcci燃烧与基于线圈点火的si燃烧，从而可以通过降低过渡损失来降低总的燃料消耗量。

接着，使用图15，对本发明中的、气体的温度以及egr率的同定方法进行说明。

图15为表示本发明的第1至第4实施例的发动机的控制装置中的、气体温度及egr率的计算过程的流程图。

首先，利用各种传感器来获取缸内的状态量。在s1501中，从缸内压传感器的值获取缸内压p。在s1502中，从曲轴角传感器获取当前的曲轴角θ，从而获取根据汽缸的形状信息而定的缸内体积v。在s1503中，利用安装在排气管上的空燃比传感器来获取空燃比caf。在s1504中，利用进气流传感器来获取进气的质量m。

接着，在s1505中，将压缩行程假定为绝热压缩来算出比热比。在从压缩开始时刻t1起到行程途中的时刻t2为止的期间内获得缸内压p1及p2、缸内体积v1及v2，通过以下式(1)来算出混合气体的比热比实测值γ1。

[数式1]

接着，在s1506至s1508中，假定ivc时的气体的温度和egr率，使用气体的状态方程式来算出比热比的计算值。

在s1506中，将ivc时的气体的温度t1以及气体的egr率yegr设定为暂定值。在s1507中，以事先测定并存储好的值的形式获取空气的比热比γair(t)、气化燃料γfuel(t)、以理论空燃比燃烧时的废气的比热比γegr(t)作为温度依存数据。于是，在s1508中，空气、燃料、废气混合而成的混合气体的比热比γ2可以使用s1503中获取到的空燃比caf、通过以下式(2)来表示。

[数式2]

此处，式(2)中，空气的质量比例γa、燃料的质量比例γf由以下式(3)、(4)表示。

[数式3]

[数式4]

接着，还使用s1504中获取到的进气质量m，将ivc时的缸内气体的状态方程式示于式(5)。

[数式5]

此处，式(5)中，缸内气体的质量m1、气体常数r1是将ru设为通用气体常数而由以下式(6)、(7)表示。

[数式6]

[数式7]

式(2)、(5)中，未知的参数仅为ivc时的气体的温度t1以及气体的egr率yegr，通过解开两式，可以求出未知参数。但是，2个公式包含非线性项，因此难以直接解开。

因此，在s1509中，进行通过式(1)求出的比热比的实测值γ1与通过式(2)、(5)确定的比热比的计算值γ2的残差计算，在s1510中，以将残差最小化的方式进行收敛计算，同定未知数t1及egr率。在收敛计算中，为了抑制探索导致的计算负荷增大，预先规定气体的温度t1和egr率yegr的可取范围，之后在所述范围内各假定多组例如30组来进行并行计算。根据同定结果，在s1511中获得气体温度t1，在s1512中获得egr率yegr。

通过确定ivc时的温度t1，可以利用以下式(8)来算出包括压缩上死点处的温度在内的、压缩中的任意点上的气体的温度。

[数式8]

在本实施例的发动机的控制装置中，根据缸内压历史的变化来同定比热比。此处，对所同定的参数的定性倾向进行叙述。在气体的温度较高时，空气、燃料、废气的比热比随着温度上升而降低，缸内压的上升变得平缓。同样地，在egr率较高时，由于比热比为1.25左右和小于常温空气的比热比1.40左右的废气的比例增加，因此气体的比热比降低，缸内压的上升也变得平缓。反过来，在气体的温度较低时或者egr率较高时，缸内压的上升变得急骤。根据这些缸内压变化的特征来同定气体的温度和egr率。

如上所述，ecu20的控制部根据进气门21及排气门22双方已关闭的状态下的缸内的气体的缸内压及缸内体积来同定气体的比热比，从而同定使假定气体温度和egr率而计算出的混合气的比热比的残差达到最小而且满足混合气的状态方程式的气体温度及egr率，由此求出气体的温度和egr率。如此，通过比热比的实测值与计算值的收敛计算来同定气体的温度和egr率，由此，能够预测以往的进气温度传感器无法测定的ivc时的缸内气体的温度。

此处，s1503中获取的空燃比、s1504中获取的进气质量通常也是在进气管6的上游进行测定，因此，它们的值针对每一汽缸、每一燃烧循环而发生变动。因此，对于空燃比caf、进气质量m，也可给出假定值，将传感器值作为参考值来设定探索范围，以未知数的形式进行同定。

再者，为了进一步抑制探索导致的计算负荷增大，也可将相对于温度而言非线性地变化的比热比γair(t)、γfuel(t)、γegr(t)按照每一区间近似为直线，对假定的温度规定直线的方程，由此，能以方程组的形式以解析方式解开(3)(4)而不需要收敛计算。

再者，本发明包含各种变形例，并不限定于上述实施例。

例如，上述实施例是为了以易于理解的方式说明本发明所作的详细说明，并非一定限定于具备说明过的所有构成。此外，可以将某一实施例的构成的一部分替换为其他实施例的构成，此外，也可以对某一实施例的构成加入其他实施例的构成。此外，可以对各实施例的构成的一部分进行其他构成的追加、删除、替换。

符号说明

1气流传感器

2电控节气门

4增压器

4a压缩器

4b涡轮

5a进气侧可变气门正时机构

5b排气侧可变气门正时机构

6进气管

7中冷器

9空燃比传感器

10三元催化剂

11废气门阀

12加速踏板开度传感器

13缸内燃料直接喷射用喷射器

13a缸内气体直接喷射用喷射器

14进气压力传感器

15汽缸

16排气管

17火花塞

18活塞

20ecu

21进气门

22排气门

40egr管

41egr阀

42egr冷却器

43差压传感器

44egr温度传感器

45中冷器旁通阀a

46中冷器旁通阀b

47中冷器旁通流路

48副室连接管

49副室开闭阀

50副室

100发动机。