内燃机的控制装置及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种内燃机的控制装置及控制方法，尤其涉及一种例如搭载在增压式发动机车辆上的内燃机的控制装置及控制方法。
【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、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，当高旋转高负载时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。排气旁通通路上设有废气阀(以下称作WGV)。WGV使排气通路内流过的一部分废气流至排气旁通通路，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(增压压力)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)与废气阀致动器(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相连接的减压阀的减压量，可以调节提供给WGA的压力，也可以调节与WGA连动的WGV的开度。WGA或WGV上通常不安装用于检测其动作量的检测器。因此，使用进气歧管压力(以下记为Pb)等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(以下记为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I)。然而，这种技术需要设置对THV的上游压力进行测量的传感器，存在元器件数量增加、成本提高的缺点。
[0005]因此，例如专利文献2中记载有用于控制成本的技术。专利文献2中，没有使用用于检测节流阀上游压力(以下记为P2)的P2传感器。专利文献2中，基于吸入空气流量的检测值和WGV开度来计算WGV通气量。然后，基于WGV通气量来计算涡轮供气量，再由涡轮供气量推算出P2。
现有技术文献专利文献
[0006]专利文献1:日本专利特许第4237214号公报专利文献2:日本专利特许第4583038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I的技术由于使用了 P2传感器，因此存在成本增加的问题。
[0008]而专利文献2的技术中，在没有设置检测WGV开度的检测器的系统中，需要推算WGV的开度。因此，存在WGV开度的推算精度会影响P2的推算值的问题。另外，在使用正压型WGA的情况下，WGA的驱动力会因P2的状态而发生变动。因此，为了使用对WGA的控制值和各种发动机运转信息来推算WGV的开度，需要使用复杂的计算公式。
[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内燃机的控制装置，其不会受到WGV开度的状态的影响，通过简单的计算处理就能推算出P2。
解决技术问题所采用的技术方案
[0010]本发明提供一种内燃机的控制装置，包括:节流阀，该节流阀设置在内燃机的进气通路中；节流阀驱动部，该节流阀驱动部对所述节流阀进行驱动；增压器，该增压器包括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并与所述涡轮一体旋转的压缩机；废气阀，该废气阀绕过所述涡轮而设置在形成于所述排气通路中的旁通通路中；废气阀驱动部，该废气阀驱动部通过驱动所述废气阀来改变所述旁通通路的流路截面积；废气阀指示值计算部，该废气阀指示值计算部计算出对所述废气阀驱动部的控制指示值；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进气通路的所述节流阀的下游的进气歧管的压力值；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；空燃比检测部，该空燃比检测部检测所述内燃机的废气的空燃比；废气量计算部，该废气量计算部基于所述吸入空气量检测部检测出的吸入空气量和所述空燃比检测部检测出的空燃比来计算废气量；以及WG0P2计算部，该WG0P2计算部基于所述废气量计算WG0P2推算值，所述WG0P2推算值是将对所述废气阀驱动部的所述控制指示值假定为0%的情况下位于所述进气通路的所述增压器的下游且位于所述节流阀上游处的节流阀上游压力的推算值，当将对所述废气阀驱动部的所述控制指示值假定为0%时，将所述WG0P2计算部计算出的所述WG0P2推算值作为节流阀上游压力推算值，基于所述节流阀上游压力推算值、所述进气歧管压力值和所述目标空气量，计算出所述节流阀的目标开度来驱动所述节流阀。
发明效果
[0011]根据上述结构，本发明所涉及的内燃机的控制装置在废气阀控制指示状态为增压最弱的状态时，根据废气量来推算节流阀上游压力，因此，不会受到WGV开度的状态的影响，通过简单的计算处理就能推算出P2。
【附图说明】
[0012]图1是表示本发明的实施方式I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I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I的内燃机的控制装置中所设置的ECU的动作的流程图。
图4是表示在本发明的实施方式I中的废气量和节流阀上游压力(P2)的特性的图。
【具体实施方式】
[0013]实施方式I
以下，参照附图对本发明实施方式进行说明。图1是表示本实施方式所涉及的内燃机(发动机)控制装置及其周边结构的图。
[0014]内燃机10(以下记为发动机10)具有燃烧室11。发动机10经由进气歧管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。
[0015]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进气通路20的压力大于大气压时，WGA33b使WGV33a能够进行工作。WGA33b上设有减压阀。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，也可以调节与WGA33b连动的WGV33a的开度。WGA33b和WGV33a上通常没有安装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。
[0016]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。
[0017]THV23由节流阀电动机23a(节流阀驱动用电动机)进行开闭。THV23的开度由节流阀位置传感器(以下记为TPS) 23b进行检测。
[0018]在进气歧管22中安装有用于检测Pb (进气歧管压力)的Pb传感器42。
[0019]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。
[0020]发动机10的外部设有用于检测大气压力(以下记为Pl)的Pl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Pl，则也可以不设置Pl传感器43，而将Pl的推算值作为Pl来进行控制。
[0021]下面对涡轮增压器32 (增压器)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，