CN100404826C - 用于内燃机的计算再循环废气量的设备 - Google Patents

Abstract

节气门下游的进气管通过EGR供给管与排气管互相连接，EGR控制阀布置在EGR供给管中。不供应EGR气体时发动机稳态工况下的发动机负荷比(KLoff)和供应EGR气体时发动机稳态工况下的另一个发动机负荷比(KLon)用各自的进气管压力(Pm)的线性函数表达式表示，并预先存储起来。检测进气管压力(Pm)，利用线性函数表达式由检测到的进气管压力(Pm)计算KLoff和KLon，然后，计算这些值之间的差值ΔKL(＝KLoff-KLon)。基于该差值(ΔKL)，计算EGR控制阀经过气体量，即经过EGR控制阀的EGR气体量。

Description

用于内燃机的计算再循环废气量的设备

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的计算再循环废气量的设备。

背景技术

通常，已知一种内燃机，其中排气管和位于节气门下游的进气管通过废气再循环通道互相连接，用于控制流经废气再循环通道的再循环废气流率的废气再循环控制阀，布置在废气再循环通道中。

在这种发动机中，为了使空-燃比精确的等于目标空-燃比，需要精确的获取充入气缸的新鲜空气量，也就是，气缸充入空气量。

从而，众所周知一种内燃机，在其中考虑经过节气门流进进气管的新鲜空气量，也就是节气门经过空气量，和经过废气再循环控制阀流进进气管的再循环废气量，也就是废气再循环控制阀经过气体量，建立一个模型，利用这个模型计算气缸充入空气量(见日本未经审查的专利公报(Kokai)No.2002-147279)。

然而，在这个公报中，没有特别说明如何获得经过废气再循环控制阀的再循环废气量。

发明内容

因此，本发明的目标就是，提供一种用于内燃机的计算再循环废气量的设备，它能够简单而精确的提供废气再循环控制阀经过气体量。

依据本发明，提供一种用于内燃机的计算再循环废气量的设备，在内燃机中，排气管和位于节气门下游的进气管通过废气再循环通道互相连接，用于控制流经废气再循环通道的再循环废气流率的废气再循环控制阀，布置在废气再循环通道中，该设备包括：利用进气管压力函数表达式表示发动机处于稳态工况且不提供再循环废气时的气缸充入空气量和发动机处于稳态工况且提供再循环废气时的气缸充入空气量之间的差，并且预先获取和存储函数表达式的装置，所述气缸充入空气量是充入气缸的新鲜空气量，所述进气管压力是位于节气门下游的进气管中的压力；用于获取进气管压力的装置；和，利用函数表达式从获取的进气管压力中计算差值，并且基于这个差值计算废气再循环控制阀经过气体量的装置，所述再循环控制阀经过气体量是当废气再循环控制阀打开时经过废气再循环控制阀的再循环废气量。

从下面陈述的本发明优选实施例以及附图的说明中，可以更完全的理解本发明。

附图说明

图1是内燃机的总图；图2A和2B是解释EGR控制阀经过气体流率megr的曲线图；图3是排气压力Pe、废气温度Te和Pe/Te的曲线图；图4A和4B是函数Φ(Pm/Pe)的曲线图；图5是发动机负荷比KLon和进气管压力Pm之间关系的一个实例的曲线图；图6A和6C是斜率e1的曲线图；图6B和6D是斜率e2的曲线图；图7是交点处进气管压力b的曲线图；图8A和8B是交点处发动机负荷比r的曲线图；图9是发动机负荷比KLon和进气管压力Pm之间关系的一个实例的曲线图；图10是发动机负荷比KLoff和进气管压力Pm之间关系的一个实例的曲线图；图11A和11B分别是斜率a1和a2的曲线图；图12是交点处发动机负荷比c的曲线图；图13是解释差值ΔKL的曲线图；图14是EGR控制阀经过气体流率megr的计算程序的流程图；图15是差值ΔKL和进气管压力Pm之间关系的一个实例的曲线图；图16A到16C分别是交点处斜率h1、h2和差值i的曲线图；图17是依据本发明另一个实施例的EGR控制阀经过气体流率megr的计算程序的流程图；图18是EGR控制阀开度和步数STP之间的关系曲线图；图19A到19C分别是各个修正系数的曲线图；图20是本发明另一个实施例的内燃机的局部视图；图21A到21C是可以应用本发明的不同内燃机的局部视图；图22A和22B是本发明另一个实施例的曲线图；图23是依据本发明另一个实施例的EGR控制阀经过气体流率megr的计算程序的流程图。

具体实施方式

图1是本发明应用到火花点火内燃机的一个实例。然而，本发明也可以应用到压缩点火内燃机。

参考图1，附图标记1代表发动机机身1，它包括，比如四个气缸，2代表气缸体，3代表气缸盖，4代表活塞，5代表燃烧室，6代表进气门，7代表进气口，8代表排气门，9代表排气口，10代表火花塞，11代表燃油喷射器。进气口7通过各自的进气歧管12连接到稳压罐13，接着，稳压罐13通过进气管道14连接到空气滤清器15。由步进电机16驱动的节气门17布置在进气管道14中。注意，在这个说明中，位于节气门17下游的进气管道14，稳压罐13，进气歧管12和进气口7共同称为进气管。

另一方面，排气口9通过排气气管18和排气管19连接到催化式排气净化器20，催化式排气净化器20通过消声器(图中未示)与大气相通。

排气歧管18和各个进气歧管12通过废气再循环(以下称作EGR)供给管21相互连接，电控EGR控制阀22布置在EGR供给管21中。在图1所示的内燃机中，位于EGR控制阀22下游的EGR供给管21分成几个分支，分别连接到各自的进气歧管12。这里，EGR控制阀22设置有步进电机，当步进电机的步数STP增加时，EGR控制阀22的开度也增加。换句话说，步数STP代表了EGR控制阀22的开度。

电控单元30由一个电子计算机组成，包括ROM(只读存储器)32、RAM(随机存取存储器)33、CPU(微处理器)34、输入端口35和输出端口36，它们通过双向总线31互相连接。用于检测进气管压力Pm，就是在进气管中的压力，的压力传感器39连接在稳压罐13上。此外，用于检测节气门开度的节气门开度传感器40连接到节气门17。此外，用于检测油门踏板41下沉量的负荷传感器42连接到油门踏板41。油门踏板41的下沉量代表了必需的负荷。此外，用于检测大气温度的大气温度传感器44和用于检测大气压力的大气压力传感器45连接到进气管道14，用于检测发动机冷却液温度THW的水温传感器46连接到气缸体2。这些传感器39、40、42、44、45和46的输出信号通过各自的AD转换器37输入到输入端口35。此外，曲柄角传感器43连接到输入端口35，在曲轴每旋转比如30°时产生一个输出脉冲。CPU34基于曲柄角传感器43的输出脉冲计算发动机转速NE。另一方面，输出端口36通过各自的驱动电路38连接到火花塞10、燃油喷射器11、步进电机16和EGR控制阀22，这些都基于电控单元30的输出信号受到控制。

在图1所示的内燃机中，燃油喷射量QF基于下面的表达式计算，比如：

QF＝kAF·KL

其中kAF代表空-燃比设定系数，KL代表发动机负荷比(％)。

空-燃比设定系数kAF是代表了一个目标空-燃比的系数，它在目标空-燃比变大或稀时变小，在目标空-燃比变小或浓时变大。空-燃比设定系数kAF作为发动机工况比如必需负荷和发动机转速的函数，预先存储在ROM32中。

另一方面，发动机负荷比KL代表充入各个气缸的新鲜空气量，由如下的表达式定义，比如：

$\mathrm{KL}(\%)=\frac{\mathrm{Mcair}}{\frac{\mathrm{DSP}}{\mathrm{NCYL}}\·\mathrm{\ρastd}}\·100=\mathrm{kk}\·\mathrm{Mcair}$

这里，Mcair代表气缸充入空气量(g)，它是当进气门7打开之后关闭时充入各个气缸的新鲜空气量，DSP代表发动机排量(升)，NCYL代表气缸数量，ρastd(大约1.2g/l)代表标准条件(1个大气压，25℃)下空气的密度。此外，kk代表这些系数合并为一个值，从而，气缸充入空气量Mcair可以由KL/kk表示。

因此，要使得实际空-燃比精确的等于目标空-燃比，就要精确的获得发动机负荷比KL。

当EGR控制阀22打开，从而供应EGR气体的时候，新鲜空气和EGR气体的混合气被吸入各个气缸。因此，如果当进气门7打开之后关闭时的混合气体量和充入各个气缸的EGR气体量分别被称为气缸充入气体量Mc和气缸充入EGR气体量Mcegr，那么，气缸充入气体量Mc可以由气缸充入空气量Mcair和气缸充入EGR气体量Mcegr的和来表示(Mc＝Mcair+Mcegr)。

关于这一点，众所周知，当进气门7关闭的时候，气缸充入气体量Mc可以用进气管压力Pm的线性函数来表示。也就是，在理论和经验上，当进气门7关闭的时候，气缸充入气体量Mc与气缸内的压力成比例，这个气缸内的压力基本等于进气门7上游的混合气的压力，或等于进气管压力Pm。

当没有供应EGR气体，而仅有新鲜空气充入气缸时，气缸充入空气量Mcair可以用这种条件下的进气管压力Pm的线性函数表示，从而发动机负荷比KL也可以用这种条件下的进气管压力Pm的线性函数表示。因此，发动机负荷比KL可以简单而精确的获得。

然而，当供应EGR气体时，情况就完全不一样了，因为不仅新鲜空气，而且EGR气体也充入气缸。因此，通常认为绝对不可能用进气管压力Pm的线性函数来表示气缸充入空气量Mcair或发动机负荷比KL。

考虑到气缸充入气体量Mc可以用进气管压力Pm的线性函数来表示，并且是气缸充入空气量Mcair与气缸充入EGR气体量Mcegr的和，如果气缸充入EGR气体量Mcegr可以用进气管压力Pm的线性函数来表示，那么当供应EGR气体时的气缸充入空气量Mcair或发动机负荷比KL可以用进气管压力Pm的线性函数来表示。

然而，通常认为气缸充入EGR气体量Mcegr也不可能用进气管压力Pm的线性函数来表示。这将参考图2A和2B来说明。

首先，如图2A所示，假设EGR控制阀22上游的EGR气体压力等于排气歧管18中的排气压力Pe(kPa)，EGR控制阀上游的EGR气体温度等于排气歧管18中的废气温度Te(K)，经过EGR控制阀22的EGR气体的压力为进气管压力Pm(kPa)，那么，EGR控制阀经过气体流率megr(g/sec)，是经过EGR控制阀22的EGR气体的流率，可以用下面的方程式(1)表示：

$\mathrm{megr}=\mathrm{\μ}\·\mathrm{Ae}\·\frac{\mathrm{Pe}}{\sqrt{\mathrm{Re}\·\mathrm{Te}}}\·\mathrm{\Φ}\left(\frac{\mathrm{Pm}}{\mathrm{Pe}}\right)---\left(1\right)$

这里，μ代表EGR控制阀22的流率系数，Ae代表EGR控制阀22开度的横截面面积(m²)，Re代表与气体常数R有关的常数，Φ(Pm/Pe)代表Pm/Pe的函数。这里，流率系数μ和开度横截面积Ae依据EGR控制阀22的开度e，常数Re通过用气体常数R除以每mol废气或EGR气体的质量Me得到(Re＝R/Me)。

此外，函数(Pm/Pe)用一个比热比K(常数)由下面的方程式表示，使得EGR气体的流率不超过声速：

$\mathrm{\Φ}\left(\frac{\mathrm{Pm}}{\mathrm{Pe}}\right)=\left\{\begin{array}{cc}\sqrt{\frac{k}{2(k+1)}}& \frac{\mathrm{Pm}}{\mathrm{Pe}}>\frac{1}{k+1}\\ \sqrt{\{\left(\frac{k-1}{2k}\right)\·(1-\frac{\mathrm{Pm}}{\mathrm{Pe}})+\frac{\mathrm{Pm}}{\mathrm{Pe}}\}\·(1-\frac{\mathrm{Pm}}{\mathrm{Pe}})}& \frac{\mathrm{Pm}}{\mathrm{Pe}}\≤\frac{1}{k+1}\end{array}\right.$

简要说明，上述方程(1)是用关于EGR控制阀22上游和下游的EGR气体的质量，能量和动量守恒定律导出的，同样，EGR控制阀22上游和下游的EGR气体的特征方程也是这样得到的。

这里，为了简化计算，假设排气压力Pe等于大气压Pa，用方程(1)表示的EGR控制阀经过气体流率megr如图2B所示。特别的，当进气管压力Pm低的时候，EGR控制阀经过气体流率megr基本保持为常数，当进气管压力Pm增大的时候，EGR控制阀经过气体流率megr朝着大气压减小，同时表现出对进气管压力Pm的非线性，如图2B所示。这里，非线性部分NR是基于方程(1)中的项Pe/√Te和函数Φ(Pm/Pe)。

因此，认为不可能用进气管压力Pm的线性函数表示出EGR控制阀经过气体流率megr，尤其是它的非线性部分NR。实际上，如果使用相当大数量的进气管压力Pm的线性函数表达式，可能可以用线性函数表示出EGR控制阀经过气体流率megr。然而，在这种情况下，不能说发动机负荷比KL是简单获得的。

然而，本发明的发明人发现，EGR控制阀经过气体流率megr可以用进气管压力Pm的两个线性函数来表示，因此，气缸充入空气量Mcair或发动机负荷比KL也可以用进气管压力Pm的两个线性函数来表示。

特别的，首先，如图3所示，当进气管压力Pm增大的时候，废气温度Te比排气压力Pe增加的更多，结果，Pe/√Te就可以用进气管压力Pm的线性函数来表示。

此外，函数Φ(Pm/Pe)也可以用进气管压力Pm的线性函数来表示。这将参考图4A和4B来解释。考虑到排气压力Pe不是保持为恒定的大气压力Pa，但是它会随着进气管压力Pm变化，当进气管压力Pm等于Pm1的时候，函数Φ(Pm/Pe)没有落在收敛到大气压Pa的曲线CA上，而是落在收敛到排气压力Pe1的曲线C1上，如图4A中标定位置(○)所示。同样，当Pm＝Pm2(＞Pm1)时，Φ(Pm/Pe)落在收敛到排气压力Pe2(＞Pe1)的曲线C2上，当Pm＝Pm3(＞Pm2)时，Φ(Pm/Pe)落在收敛到排气压力Pe3(＞Pe2)的曲线C3上。

用这种方法得到的标定位置可以由如图4B所示的直线L2连接起来。因此，当进气管压力Pm较低的时候，函数Φ(Pm/Pe)可以用进气管压力Pm对应于直线L1的线性函数来表示，当进气管压力较高的时候，函数Φ(Pm/Pe)可以用进气管压力Pm对应于直线L2的另一个线性函数来表示，因此，函数Φ(Pm/Pe)可以用进气管压力Pm的两个线性函数来表示。也就是，EGR控制阀经过气体流率megr可以用进气管压力Pm的两个线性函数来表示。

这里，在发动机稳态工况下，EGR控制阀经过气体流率megr，即每单位时间流入进气管的EGR气体量，等于气缸吸入EGR气体量mcegr(g/sec)，即每单位时间从进气管流出并流入气缸的EGR气体量。此外，气缸充入EGR气体量Mcegr是通过气缸吸入EGR气体量mcegr乘以各个气缸的一个进气冲程所需的时间周期ΔT(sec)得到的(Mcegr＝mcegr·ΔT)。

结果，在发动机稳态工况下，气缸吸入EGR气体量Mcegr可以用进气管压力Pm的线性函数来表示。

因此，在发动机处于稳态工况，供应EGR气体的情况下，气缸充入空气量Mcair或发动机负荷比KL可以用进气管压力Pm的两个线性函数来表示。

当供应EGR气体时，如果把发动机负荷比KL称为KLon，图5显示了一个在发动机处于稳态工况，发动机转速恒定，EGR控制阀STP的开度恒定的情况下，用进气管压力Pm的两个线性函数来表示发动机负荷比KLon的实例。如图5所示，发动机负荷比KLon由两个线性函数表示，它们的斜率相互是不同的，在交点CP处互相连接。特别的，当进气管压力Pm较低的时候，发动机负荷比KLon用斜率为e1的一个线性函数来表示，当进气管压力Pm较高的时候，发动机负荷比KLon用斜率为e2的另一个线性函数来表示。

这里，指定两个线性函数表达式的斜率分别为e1和e2，交点CP处的进气管压力和发动机负荷比分别为b和r，两个线性函数表达式可以用下面的方程表示：

KLon＝e1·(Pm-b)+r  Pm≤b

KLon＝e2·(Pm-b)+r  Pm＞b

这些方程可以合并为下面的方程(2)：

KLon＝e·(Pm-b)+r    (2)

e＝e1  Pm≤b

e＝e2  Pm＞b

在本发明的实施例中，在发动机稳态工况下表示发动机负荷比KLon的进气管压力Pm的两个线性函数表达式预先以方程(2)的形式存储在ROM32中。允许这两个线性函数表达式以三个参数e，b和r表示。从而，表示这两个线性函数表达式所需的参数减少了。

方程(2)的参数e，b和r依照下列方程计算：

e1＝e1^*·ktha

e2＝e2^*·ktha

b＝b^*·ktha·kpa

r＝r^*·ktha·kpa

其中，当发动机环境条件是预定参考环境条件时，e1^*，e2^*，b^*和r^*分别为斜率和交点处的进气管压力与发动机负荷比。尽管任何条件都可以当做参考环境条件，在本发明的实施例中采用标准条件(1个大气压，25℃)作为参考环境条件。

另一方面，ktha和kpa分别代表大气温度修正系数和大气压力修正系数。大气温度修正系数ktha是基于由大气温度传感器44检测到的实际的大气温度，用于在参考环境条件下修正各个参数e1^*，e2^*，b^*和r^*，当不需要修正的时候，它等于1.0。此外，大气压力修正系数kpa是基于由大气压力传感器45检测到的实际的大气压力，用于在参考环境条件下修正各个参数b^*和r^*，当不需要修正的时候，它等于1.0。

因此，考虑到大气温度修正系数ktha或大气压力修正系数kpa是代表发动机实际环境条件的代表值，可以说，参考环境条件下的参数e1^*，e2^*，b^*和r^*是基于代表发动机实际环境条件的代表值修正的。另一种选择是，可以认为参考环境条件下的发动机负荷比KLon是基于代表发动机实际环境条件的代表值修正的。

另一方面，在本发明的实施例中，考虑到EGR控制阀22的开度横截面积Ae取决于EGR控制阀STP的开度和发动机进气效率取决于发动机转速NE，参数e^*(e1^*和e2^*)，b^*和r^*依据EGR控制阀STP的开度或发动机转速NE来设定。

特别的，如图6A所示，当发动机转速NE较低的时候，斜率e1^*随发动机转速变大而变大；当发动机转速NE较高的时候，斜率e1^*随发动机转速变大而变小；并且随着EGR控制阀STP的开度变大，斜率e1^*变大。如图6B所示，当发动机转速NE较低的时候，斜率e2^*随发动机转速变大而变大；当发动机转速NE较高的时候，斜率e2^*随发动机转速变大而变小；并且随着EGR控制阀STP的开度变大，斜率e2^*变大。这些斜率e1^*和e2^*由试验获得，作为发动机转速NE和EGR控制阀STP的开度的函数，分别以图6C和6D所示的关系图的形式预先存储在ROM32中。

另一方面，如图7所示，当发动机转速NE变大的时候，交点CP处的进气管压力b^*变小。交点CP处的进气管压力b^*也是由试验获得，作为发动机转速NE的函数，以图7所示的关系图的形式预先存储在ROM32中。

此外，如图8A所示，交点CP处的斜率r^*，当发动机转速NE较低的时候，随发动机转速变大而变大；当发动机转速NE较高的时候，随发动机转速变大而变小；并且随着EGR控制阀STP的开度变大而变小。交点CP处的发动机负荷比r^*也是由试验获得，作为发动机转速NE和EGR控制阀STP的开度的函数，以图8B所示的关系图的形式预先存储在ROM32中。

因此，一般说来，对于不同的EGR控制阀开度，表示发动机稳态工况下气缸充入空气量Mcair或发动机负荷比KLon的进气管压力Pm的两个线性函数表达式被获得并预先存储。此外，对于不同的发动机转速，表示发动机稳态工况下气缸充入空气量Mcair或发动机负荷比KLon的进气管压力Pm的两个线性函数表达式被获得并预先存储。

图9显示了一个在发动机处于稳态工况，发动机转速NE恒定，EGR控制阀开度变化的情况下，表示发动机负荷比Klon的进气管压力Pm的两个线性函数的实例。注意到图9中的虚线代表了当不供应EGR气体或EGR控制阀STP的开度为零时的发动机负荷比KLoff。

另一方面，如上所述，不供应EGR气体时的发动机负荷比KLoff可以用进气管压力Pm的线性函数表示。图10显示了一个在发动机处于稳态工况，发动机转速NE恒定的情况下，表示发动机负荷比KLoff的进气管压力Pm的两个线性函数的实例。在如图10所示的依据本发明的实施例中，发动机负荷比KLoff由进气管压力Pm的两个线性函数表示，它们的斜率相互是不同的，在交点CP处互相连续。特别的，当进气管压力Pm较低的时候，发动机负荷比KLoff用斜率为a1的一个线性函数来表示，当进气管压力Pm较高的时候，发动机负荷比KLoff用斜率为a2的另一个线性函数来表示。

这里，如果两个线性函数表达式的斜率分别称为a1和a2，交点CP处的进气管压力和发动机负荷比分别称为b和c，则两个线性函数表达式可以用下面的方程表示：

KLoff＝a1·(Pm-b)+c Pm≤b

KLoff＝a2·(Pm-b)+c Pm＞b

这些方程可以合并为下面的方程(3)：

KLoff＝a·(Pm-b)+c    (3)

a＝a1P  m≤b

a＝a2P  m＞b

在本发明的实施例中，在发动机稳态工况下表示发动机负荷比KLoff的进气管压力Pm的两个线性函数表达式预先以方程(3)的形式存储在ROM32中。在这种情况下，交点CP处的进气管压力b与上述对于发动机负荷KLon的交点CP处的进气管压力是一样的。因此，参数数量大大减少了。当然，这些交点CP处的进气管压力可以相互不同。

方程(3)的参数a和c依照下列方程计算：

a1＝a1^*·ktha

a2＝a2^*·ktha

c＝c^*·ktha·kpa

其中，如上所述，当发动机环境条件是预定参考环境条件时，或处于标准条件下，a1^*，a2^*和c^*分别为斜率和交点处的发动机负荷比。

因此，考虑到大气温度修正系数ktha或大气压力修正系数kpa是代表发动机实际环境条件的代表值，可以说，参考环境条件下的参数a1^*，a2^*和c^*基于代表发动机实际环境条件的代表值而被修正。另一种选择是，可以认为参考环境条件下的发动机负荷比KLoff基于代表发动机实际环境条件的代表值而被修正。

另一方面，在本发明的实施例中，考虑发动机进气效率取决于发动机转速NE，参数a^*(a1^*和a2^*)和c^*依据发动机转速NE来设定。

特别的，如图11A所示，当发动机转速NE较低的时候，斜率a1^*随发动机转速变大而变大，当发动机转速NE较高的时候，斜率a1^*随发动机转速变大而变小。如图11B所示，当发动机转速NE较低的时候，斜率a2^*随发动机转速变大而变大，当发动机转速NE较高的时候，斜率a2^*随发动机转速变大而变小。这些斜率a1^*和a2^*由试验获得，作为发动机转速NE的函数，分别以图11A和11B所示的关系图的形式预先存储在ROM32中。

此外，如图12所示，当发动机转速NE较低的时候，交点CP处的发动机负荷比c^*随发动机转速变大而变大，当发动机转速NE较高的时候，交点CP处的发动机负荷比c^*随发动机转速变大而变小。交点CP处的发动机负荷比c^*也是由试验获得，作为发动机转速NE的函数，以图12所示的关系图的形式预先存储在ROM32中。

因此，一般说来，可以说，对于不同的发动机转速NE表示发动机稳态工况下气缸充入空气量Mcair或发动机负荷比KLoff的进气管压力Pm的两个线性函数表达式被确定并预先存储。

结果，比如当压力传感器39检测到进气管压力Pm的时候，可以从检测到的进气管压力Pm，利用上述的方程式(2)或(3)简单而精确的获得发动机负荷比KLon或KLoff，从而，空-燃比可以简单而精确的等于目标空-燃比。

发动机负荷比Klon和KLoff可以用进气管压力Pm的线性函数来表示的事实意味着不需要建立代表发动机负荷比KLon、KLoff和进气管压力Pm之间的各自的关系图。此外，也意味着不需要解复杂的方程，比如微分方程，因此降低了CPU34的计算负荷。

就这点而言，如上所述，发动机负荷比KL代表了气缸充入空气量Mcair(Mcair＝KL/kk)。这里，考虑到当不供应EGR气体的时候，只有新鲜空气充入气缸，可以认为，当不供应EGR气体的时候，发动机负荷比KLoff代表了这时充入气缸的气体的总量，也就是气缸充入气体量Mc。

这里，考虑到无论是否供应EGR气体，气缸充入气体量Mc都是不变的，可以说，当不供应EGR气体时的发动机负荷比KLoff不仅代表了不供应EGR气体时的气缸充入气体量Mc，也代表了供应EGR气体时的气缸充入气体量Mc。

另一方面，如上所述，在发动机处于稳态工况且供应EGR气体的情况下，气缸充入空气量Mcair用发动机负荷比KLon表示。

因此，可以说，从不供应EGR气体时的发动机负荷比KLoff减去供应EGR气体时的发动机负荷比KLon的差值ΔKL(＝KLoff-KLon)代表了在发动机稳态工况下的气缸充入EGR气体量Mcegr。

特别的，如图13所示，比如，假设当Pm＝Pm1时，KLoff＝KLoff1且KLon＝KLon1，发动机稳态工况下的气缸充入EGR气体量Mcegr由ΔKL(＝KLoff1-KLon1)表示。

因此，可以基于下面的方程式(4)计算发动机稳态工况下的气缸充入EGR气体量Mcegr：

Mcegr＝kegr1·ΔKL    (4)

其中，kegr1代表从发动机负荷比KL到气缸充入EGR气体量Mcegr的转换因子。

因此，比如当压力传感器39检测到进气管压力Pm的时候，可以从检测到的进气管压力Pm，利用上述的方程式(4)简单而精确的获得发动机稳态工况下的气缸充入EGR气体量Mcegr。

就这点而言，在发动机稳态工况下，EGR控制阀经过气体流率megr，等于气缸吸入EGR气体量mcegr。气缸充入EGR气体量Mcegr是由气缸吸入EGR气体量mcegr和ΔT的乘积表示的(Mcegr＝mcegr·ΔT)，如上所述。

因此，可以说，上述的差值ΔT也代表发动机稳态工况下的EGR控制阀经过气体流率megr。

在依据本发明的实施例中，可以基于下面的方程式(5)计算发动机稳态工况下的EGR控制阀经过气体流率megr：

megr＝kegr2·ΔKL(5)

其中，kegr2代表从发动机负荷比KL到EGR控制阀经过气体流率megr的转换因子。

如上所述，用上述的方程式(5)计算发动机稳态工况下的EGR控制阀经过气体流率megr。然而，发动机瞬态工况下的EGR控制阀经过气体流率megr也可以用方程式(5)计算。

特别的，考虑到EGR控制阀经过气体流率megr主要依靠EGR控制阀22上游和下游的压力差，也就是排气压力Pe和进气管压力Pm之间的差，并且发动机瞬态工况下EGR控制阀22上游的排气压力Pe和废气温度Te与发动机稳态工况下的Pe和Te只有很小的差别，可以说，如果进气管压力Pm确定了，那么就可以确定EGR控制阀经过气体流率megr。

因此，比如当压力传感器39检测到进气管压力Pm的时候，可以从检测到的进气管压力Pm，利用上述的方程式(5)精确而简单的确定发动机稳态和瞬态工况下的EGR控制阀经过气体流率megr。在这种情况下，可以从发动机稳态工况下的EGR控制阀经过气体流率megr，或从差值ΔKL，利用上述方程(4)来计算发动机稳态工况下的气缸充入EGR气体量Mcegr。

图14显示了依据本发明的上述实施例中的EGR控制阀经过气体流率megr的计算程序。程序在每个预定时间由中断而执行。

参考图14，首先，在步骤100，读入进气管压力Pm、发动机转速NE和EGR控制阀STP的开度。在接着的步骤101，计算大气温度修正系数ktha或大气压力修正系数kpa。在接着的步骤102，从图7、8B和12的关系图中，计算在参考环境条件下的进气管压力b^*和交点CP处的发动机负荷比c^*和r^*。在接着的步骤103，用ktha和kpa修正b^*、c^*和r^*来计算参数b、c和r。在接着的步骤104，判断检测到的进气管压力Pm是否不高于交点处的进气管压力b。如果Pm≤b，程序执行到步骤105，从图6C和11A的关系图中，计算a1^*和e1^*。在接着的步骤106，斜率a^*和e^*分别设为a1^*和e1^*。然后程序执行到步骤109。相反，如果Pm＞b，程序执行到步骤107，从图6D和11B的关系图中，计算a2^*和e2^*。在接着的步骤108，斜率a^*和e^*分别设为a2^*和e2^*。然后程序执行到步骤109。

在步骤109，用ktha和kpa修正a^*和e^*来计算参数a和e。在接着的步骤110，基于方程(3)(KLoff＝a·(Pm-b)+c)计算发动机负荷比KLoff。在接着的步骤111，基于方程(2)(KLon＝e·(Pm-b)+r)计算发动机负荷比KLon。在接着的步骤112，计算差值ΔKL(ΔKL＝KLoff-KLon)。在接着的步骤113，基于方程(5)(megr＝kegr2·ΔKL)计算EGR控制阀经过气体流率megr。

在上述的实施例中，发动机负荷比KLoff和KLon由各自的两个线性函数表达式表示。然而，发动机负荷比KLoff和KLon也可以由各自的n的m次函数表达式表示(n，m＝1，2……)。

从而，可以说，在上述实施例中，当发动机处于稳态工况，不供应EGR气体的情况下，气缸充入空气量或发动机负荷比KLoff由第一函数表达式表示，这是进气管压力Pm的函数表达式，第一函数表达式是预先获得并存储的；当发动机处于稳态工况，供应EGR气体的情况下，气缸充入空气量或发动机负荷比KLon由第二函数表达式表示，这是进气管压力Pm的函数表达式，第二函数表达式是预先获得并存储的；分别利用第一和第二函数表达式，从预先获得的进气管压力Pm中，计算气缸充入空气量或发动机负荷比KLoff和KLon，计算这些气缸充入空气量或发动机负荷比KLoff和KLon之间的差值ΔKL，然后，基于差值ΔKL计算EGR控制阀经过气体流率megr。

此外，一般而言，可以说，发动机处于稳态工况、不供应EGR气体的情况下的气缸充入空气量或发动机负荷比KLoff与发动机处于稳态工况、供应EGR气体的情况下的气缸充入空气量或发动机负荷比KLon之间的差值ΔKL，由进气管压力Pm的函数表达式表示，函数表达式被获得并预先存储，进气管压力Pm是获得的，利用函数表达式从获得的进气管压力Pm中计算差值ΔKL，然后，基于差值ΔKL计算发动机稳态和瞬态工况下的EGR控制阀经过气体流率megr和发动机稳态工况下的发动机充入EGR气体量Mcegr。

接下来，将解释依据本发明的另一个实施例。

可以用表示KLoff和KLon的方程(3)和(2)来解释上述的差值ΔKL，如下面的方程式：

ΔKL＝KLoff-KLon

＝(a-e)·(Pm-b)+(c-r)(6)

这里，如果置换(a-e)＝h和(c-r)＝i，那么方程(6)可以重新写成如下形式：

ΔKL＝h·(Pm-b)+i    (7)

h＝h1  Pm≤b

h＝h2  Pm＞b

因此，如图15所示，差值ΔKL用进气管压力Pm的两个线性函数表达式来表示，这两个函数有互相不同的斜率，在交点CP处互相连续。特别的，当进气管压力较低的时候，差值ΔKL可以用斜率为h1的线性函数来表示，当进气管压力较高的时候，差值ΔKL可以用斜率为h2的线性函数来表示。

在本发明的实施例中，表示差值ΔKL的进气管压力Pm的两个线性函数表达式以方程(7)的形式存储在ROM32中。这减少了参数的数量。

基于下列方程计算方程(7)中的参数h，b和i

h1＝h1^*·ktha

h2＝h2^*·ktha

i＝i^*·ktha·kpa

其中，当发动机环境条件是预定参考条件时，h1^*和h2^*，和i^*分别为交点CP处的斜率和差值。这些值h1^*，h2^*和i^*通过试验获得，作为发动机转速NE和EGR控制阀STP的开度的函数，分别以图16A，16B和16C所示的关系图的形式预先存储在ROM32中。这里，参数b和上述实施例中的那个是一样的，从而，解释因此省略。

因此，一般而言，可以说，对于不同的EGR控制阀STP开度，表示差值ΔKL的进气管压力Pm的两个线性函数表达式被获得并预先存储。此外，也可以说，对于不同的发动机转速，表示差值ΔKL的进气管压力Pm的两个线性函数表达式被获得并预先存储。

图17显示了上述可选实施例中的EGR控制阀经过气体流率megr的计算程序。该程序在每个预定时间由中断而执行。

参考图17，首先，在步骤120，读入进气管压力Pm、发动机转速NE和EGR控制阀STP的开度。在接着的步骤121，计算大气温度修正系数ktha和大气压力修正系数kpa。在接着的步骤122，从图7和16C的关系图中，计算在参考环境条件下的进气管压力b^*和交点CP处的差值i^*。在接着的步骤123，用ktha和kpa修正b^*和i^*来计算参数b和i。在接着的步骤124，判断检测到的进气管压力Pm是否不高于交点处的进气管压力b。然后，如果Pm≤b，程序执行到步骤125，从图16A的关系图中，计算h1^*。在接着的步骤126，斜率h^*设为h1^*。然后程序执行到步骤129。相反，如果Pm＞b，程序执行到步骤127，从图16B的关系图中，计算h2^*。在接着的步骤128，斜率h^*设为h2^*。然后程序执行到步骤129。

在步骤129，用ktha和kpa修正h^*来计算参数h。在接着的步骤130，基于方程(7)(ΔKL＝h·(Pm-b)+i)计算差值ΔKL。在接着的步骤131，基于方程(5)(megr＝kegr2·ΔKL)计算EGR控制阀经过气体流率megr。

这里，简要解释EGR控制阀STP的开度。如上所述，EGR控制阀22的步进电机的步数STP代表EGR控制阀的开度，从而，当步数STP变为零的时候，EGR控制阀22关闭，当步数STP增大的时候，EGR控制阀的开度增大。

然而，实际上，如图18所示，即使当步数STP从零开始增加，EGR控制阀22不会马上打开，但是它仅仅当步数STP超过STP1的时候才打开。因此，EGR控制阀的开度必须用步数STP减去STP1的结果(STP-STP1)来表示。

此外，由于EGR控制阀22通常有制造误差，由步数STP表示的EGR控制阀实际的开度可能偏离正确的开度。因此，在图1所示的内燃机中，获得用于使EGR控制阀实际的开度等于正确的开度的修正系数kg，加到步数STP上。

因此，EGR控制阀的开度将由下列方程式表示：

STP＝STP-STP0+kg

其中，STP0是有尺寸公差中间值的EGR控制阀22开始打开的那个步数。在依据本发明的实施例中，这样计算的EGR控制阀STP的开度用作用于关系图的自变量。

就这点而言，上述计算的发动机稳态工况下的EGR控制阀经过气体流率megr或发动机充入EGR气体量Mcegr可以考虑废气温度Te进一步修正。

现在将给出对于一种情况的解释，在这种情况下，EGR控制阀经过气体流率megr被修正。这种情况下的EGR控制阀经过气体流率megr用下列方程表示，比如：

megr＝megr·kwu·krtd·kinc

其中，kwu、krtd和kinc分别代表预热时的修正系数，延迟时的修正系数和供油量增加时的修正系数。

预热时的修正系数在进行预热时用来修正EGR控制阀经过气体流率megr。废气温度Te在进行预热时比预热完成时要低，因而，EGR控制阀经过气体流率megr(g/sec)相应的增大。用上述方程(2)，(3)或(7)计算的EGR控制阀经过气体流率megr是预热完成时的值，因此，必须进行修正。

如图19A所示，当代表预热程度的发动机冷却液温度THW变高的时候，预热时的修正系数kwu变小，在发动机冷却液温度THW变得等于或高于代表预热完成的温度TWU之后，预热时的修正系数kwu保持为1.0。这个预热时的修正系数kwu以图19A所示的关系图的形式预先存储在ROM32中。

另一方面，延迟时的修正系数krtd在执行点火正时延迟修正时用来修正EGR控制阀经过气体流率megr。执行延迟修正时的废气温度Te要高于不执行延迟修正时的温度，从而，EGR控制阀经过气体流率megr相应减小。

如图19B所示，当延迟量RTD为零时，延迟时的修正系数krtd设定为1.0，当延迟量RTD变大时，延迟时的修正系数krtd变小。这个延迟时的修正系数krtd以图19B所示的关系图的形式预先存储在ROM32中。

此外，供油量增加时的修正系数kinc在执行供油量增加修正时用来修正EGR控制阀经过气体流率megr。执行供油量增加修正时的废气温度Te要低于不执行供油量增加修正时的温度，从而，EGR控制阀经过气体流率megr相应增大。

如图19C所示，当增加修正量Finc为零时，供油量增加时的修正系数kinc设定为1.0，当增加修正量Finc变大时，供油量增加时的修正系数kinc变小。这个供油量增加时的修正系数kinc以图19C所示的关系图的形式预先存储在ROM32中。

这使得以较高的精确度计算EGR控制阀经过气体流率megr。

另一种选择是，当不执行点火正时延迟修正或供油量增加修正时的废气温度Te作为发动机工况，比如发动机转速NE和必需的负荷L的函数可以预先获得，实际的废气温度Te可以检测或估计得到，然后，可以基于不执行点火正时延迟修正或供油量增加修正时的废气温度Te和实际的废气温度Te之间的差来修正EGR控制阀经过气体流率megr。这同样可以应用于发动机稳态工况下的气缸充入EGR气体量Mcegr，从而，解释因此而省略。

在如图1所示的内燃机中，如上所述，EGR控制阀22下游的EGR供给管21分叉连接到各自的进气歧管12。在这种结构中，为了抑制供应给各个气缸的EGR气体量的不均衡，可以在EGR供给管21的各个歧管中设置阻气门23，如图20所示。

在这种情况下，首先，在发动机稳态工况下，阻气门经过气体流率mchk(g/sec)，即经过阻气门23的EGR气体量，与EGR控制阀经过气体流率megr相一致。因此，和前面所述的那样理解，可以基于差值ΔKL计算发动机稳态工况下的阻气门经过气体流率mchk。注意到，阻气门经过气体流率mchk代表了EGR气体流入进气管的流率。

另一方面，在发动机瞬态工况下，阻气门经过气体流率mchk并不总是与EGR控制阀经过气体流率megr相一致。然而，当EGR供给管21中从EGR控制阀22到阻气门23一段的内部容积相对较小的时候，mchk与megr基本一致。因此，当EGR供给管21中从EGR控制阀22到阻气门23一段的内部容积相对较小的时候，无论在发动机稳态还是瞬态工况下，都可以基于差值ΔKL计算阻气门经过气体流率mchk。

图21A、21B和21C显示了可以应用本发明的不同的内燃机。

在如图21A所示的内燃机中，附加的稳压罐25通过各自的进气管长度控制阀24a连接到各个气缸的进气歧管12。

例如，发动机转速较低时，进气管长度控制阀24a关闭，发动机转速较高时，进气管长度控制阀24a打开。当进气管长度控制阀24a关闭的时候，进气歧管12和附加的稳压罐25之间的连通被阻碍，延长了进气管的有效长度。相反，当进气管长度控制阀24a打开的时候，进气歧管12和附加的稳压罐25之间互相连通，缩短了进气管的有效长度。结果，无论发动机转速NE如何，都可达到高效的进气波动。

另一方面，在如图21B所示的内燃机中，气缸的各个进气歧管12设置有各自的一对被各自的分隔壁26隔开的进气通道12a和12b，各个进气通道12a和12b连接到各自的进气口7。涡流控制阀24b布置在一对进气通道12a和12b中的一个进气通道12a里面。

例如，发动机转速较低时，涡流控制阀24b关闭，发动机转速较高时，涡流控制阀24b打开。当涡流控制阀24b关闭的时候，混合气仅仅从另一个进气通道12b流入气缸，以便在气缸中沿气缸轴形成涡流。相反，当涡流控制阀24b打开的时候，混合气从进气通道12a和12b流入气缸，从而，供应给气缸充足的新鲜空气量。

在如图21C所示的内燃机中，在气缸各个进气歧管12的内部空间的底部设置有搅动控制阀24c。

例如，发动机转速较低时，搅动控制阀24c关闭，发动机转速较高时，搅动控制阀24c打开。当搅动控制阀24c关闭的时候，混合气沿进气歧管12内壁的顶部前进，通过形成在进气门7周围的开口在排气门8一侧的部分流进气缸，沿进气门7下面的缸径内壁流下，前进到活塞的上表面，然后进气门7下面的缸径内壁上升，以便在气缸中形成涡流或搅动气流。相反，当搅动控制阀24c打开的时候，混合气穿过整个进气歧管12，在气缸中流动，从而，供应给气缸充足的新鲜空气量。

如果控制进气管中气流的装置，比如进气管长度控制阀24a、涡流控制阀24b和搅动控制阀24c称作进气控制阀，发动机负荷比KL依据进气控制阀是否关闭或打开而变化。

因此，在如图21A到21C所示的各个内燃机中，进气控制阀关闭时代表参数a^*，b^*，c^*，e^*，r^*，h^*和i^*的关系图以及进气控制阀打开时代表这些参数的关系图被获得并预先存储，可以从依据进气控制阀状况的关系图计算这些参数。

当采用多步方法控制进气控制阀的开度的时候，每个参数都可以设定为进气控制阀的函数。特别的，比如，关于参数a^*，a^*可以作为发动机转速NE、EGR控制阀STP的开度和进气控制阀的开度的函数，以三维关系图的形式存储。这同样可以应用于其它的参数。

因此，一般而言，可以说，对于不同的进气控制阀的开度，表示发动机负荷比KLon和KLoff或差值ΔKL的进气管压力Pm的线性函数表达式被获得并预先存储。

采用这种方法，在如图21A到21C所示的各个内燃机中，采用当进气控制阀关闭时用于关闭进气控制阀的关系图和当进气控制阀打开时用于打开进气控制阀的关系图来计算各个参数，因此，可以精确的计算发动机负荷比KLon和KLoff或差值ΔKL。

然而，比如，在如图21B所示的各个内燃机中，在涡流控制阀24b关闭之后，涡漩气流并不是马上形成的，而是随时间的流逝逐步形成的。这意味着，即使用于计算参数的关系图随着涡流控制阀24b从关闭状态转换到打开状态而相应的转换，也不能总是精确的计算发动机负荷KLon和KLoff或差值ΔKL。这同样适用于涡流控制阀打开时的情况。

因此，最好以预定的变化率，从利用进气控制阀转换前其状态的关系图计算的值到利用进气控制阀转换后其状态的关系图计算的值，逐步的改变各个参数。因此，这使得即使在进气控制阀转换期间，也能精确的计算发动机负荷比KLon和KLoff或差值ΔKL。此外，进气控制阀从关闭状态转换到打开状态时的变化率与进气控制阀从打开状态转换到关闭状态时的变化率可以是互不相同的。

在上述依据本发明的实施例中，从由压力传感器39检测到的进气管压力Pm中计算发动机负荷比KLon和KLoff或差值ΔKL。另一种选择是，比如，基于节气门开度或布置在节气门17上游的进气管道14中的空气流率计的输出可以估测进气管压力Pm，从估测的进气管压力Pm可以计算发动机负荷比KL。还有一种选择是，比如，利用一个计算模型可以估测进气管压力Pm，从估测的进气管压力Pm可以计算发动机负荷比KL。

当基于节气门开度估测进气管压力Pm时，进气管压力Pm作为节气门开度、发动机转速NE和EGR控制阀STP开度的函数预先获得，以关系图的形式存储。

从而，在如图14所示的步骤100或如图17所示的步骤120中读入获得的Pm。

另一方面，如果基于空气流率计的输出估测进气管压力Pm，由于空气流率计等的检测精度的原因，估测的进气管压力Pm可能超过进气管压力Pm能接受的最大压力Pmmax。然而，如图22B所示，在Pm＞Pmmax的范围内，用上述方程(2)表示的发动机负荷比KLon可能大于用方程(3)表示的发动机负荷比KLoff在这种情况下，差值ΔKL将会是负值。从而，如果估测的进气管压力Pm超过最大压力Pmmax，可能不能精确的计算差值ΔKL。

因此，如图22A所示，在Pm＞Pmmax的范围内，差值ΔKL保持为常值ΔKLC将会消除这个问题。也就是，估测的进气管压力Pm超过最大压力Pmmax时，仍然能精确的计算差值ΔKL。

图23显示了依据参考图22A和22B解释的实施例中的EGR控制阀经过气体流率megr的计算程序。该程序在每个预定时间由中断而执行。

参考图23，首先，在步骤140，读入进气管压力Pm、发动机转速NE和EGR控制阀STP的开度。在接着的步骤141，计算大气温度修正系数ktha和大气压力修正系数kpa。在接着的步骤142，从图7、8B和12的关系图中，计算在参考环境条件下的进气管压力b^*和交点CP处的发动机负荷比c^*和r^*。在接着的步骤143，用ktha和kpa修正b^*、c^*和r^*来计算参数b、c和r。在接着的步骤144，判断检测到的进气管压力Pm是否不高于最大压力Pmmax。如果Pm≤Pmmax，程序执行到步骤145，判断得到的进气管压力Pm是否不高于交点处的进气管压力b。如果Pm≤b，程序执行到步骤146，从图6C和11A的关系图中，计算a1^*和e1^*。在接着的步骤147，斜率a^*和e^*分别设为a1^*和e1^*。然后程序执行到步骤150。相反，在步骤145中如果Pm＞b，程序执行到步骤148，从图6D和11B的关系图中，计算a2^*和e2^*。在接着的步骤149，斜率a^*和e^*分别设为a2^*和e2^*。然后程序执行到步骤150。

在步骤150，用ktha和kpa修正a^*和e^*来计算参数a和e。在接着的步骤151，基于方程(3)(KLoff＝a·(Pm-b)+c)计算发动机负荷比KLoff。在接着的步骤152，基于方程(2)(KLon＝e·(Pm-b)+r)计算发动机负荷比KLon。在接着的步骤153，计算差值ΔKL(ΔKL＝KLoff-KLon)。然后，程序执行到步骤155。

在步骤144中，如果Pm＞Pmmax，程序执行到154，差值设定为常数ΔKLC，然后程序执行到步骤155。

在步骤155，基于方程(5)(megr＝kegr2·ΔKL)计算EGR控制阀经过气体流率megr。

依据本发明，可能提供一种用于内燃机的计算再循环废气量的设备，它能够简单而精确的获得废气再循环控制阀经过气体量。

虽然本发明已经参照选择用来举例说明的特殊实施例进行了说明，但是，显然，本领域技术人员可以在不脱离发明基本概念和范围的情况下做大量的修改。

Claims (19)

1.一种用于内燃机的计算再循环废气量的设备，该内燃机有一个进气管和一个排气管，排气管和位于节气门下游的进气管通过废气再循环通道互相连接，用于控制流经废气再循环通道的再循环废气流率的废气再循环控制阀布置在废气再循环通道中，该设备包括：

利用进气管压力的函数表达式表示内燃机处于稳态工况且不提供再循环废气时的气缸充入空气量和内燃机处于稳态工况且提供再循环废气时的气缸充入空气量之间的差值、并且获取和预先存储函数表达式的装置，所述气缸充入空气量是充入气缸的新鲜空气量，所述进气管压力是位于节气门下游的进气管中的压力；

用于获取所述进气管压力的装置；和

利用所述函数表达式从获取的进气管压力中计算差值、并且基于这个差值计算废气再循环控制阀经过气体量的装置，该废气再循环控制阀经过气体量是当废气再循环控制阀打开时经过废气再循环控制阀的再循环废气量；

其中，所述函数表达式包括具有互不相同的斜率并在交点处互相连续的两个线性函数表达式。

2.依据权利要求1的设备，其中，获得内燃机稳态工况下的进气管压力，利用所述函数表达式由获取的进气管压力计算差值，并且，基于这个差值计算内燃机稳态工况下的充入气缸的再循环废气量。

3.依据权利要求1的设备，其中，不供应再循环废气时内燃机稳态工况下的气缸充入空气量由进气管压力的第一函数表达式表示，该第一函数表达式是预先获得并存储的；供应再循环废气时内燃机稳态工况下的气缸充入空气量由进气管压力的第二函数表达式表示，该第二函数表达式是预先获得并存储的，其中，利用第一和第二函数表达式，由获得的进气管压力，分别计算气缸充入空气量并计算它们之间的差值，并且，基于该差值计算废气再循环控制阀经过气体流率。

4.依据权利要求1的设备，其中，对于不同的废气再循环控制阀开度，各自的函数表达式被预先获得并存储；获得废气再循环控制阀的开度；并且利用依照获得的废气再循环控制阀开度确定的函数表达式计算所述差值。

5.依据权利要求1的设备，其中，对于不同的内燃机转速，各自的函数表达式被预先获得并存储；获得内燃机转速；并且利用依照获得的内燃机转速确定的函数表达式计算所述差值。

6.依据权利要求3的设备，其中，第一和第二函数表达式中的每个都包括具有互不相同的斜率并在各自的交点处互相连续的两个线性函数表达式。

7.依据权利要求1的设备，所述内燃机具有连接到各自进气歧管的多个气缸，其中，废气再循环控制阀下游的废气再循环通道分叉连接到各自的进气歧管；阻气门设置在废气再循环通道的歧管中；基于差值计算经过各自阻气门并流入各自进气歧管的再循环废气量。

8.依据权利要求1的设备，其中，设置有进气控制阀，用于控制节气门下游的进气管中的气流；对于不同的进气控制阀的开度，各自的函数表达式被预先获得并存储；获得进气控制阀的开度；并且，利用依照获得的进气控制阀开度确定的函数表达式计算差值。

9.依据权利要求8的设备，其中，进气控制阀包括用于控制进气管有效长度的进气管长度控制阀。

10.依据权利要求8的设备，其中，进气控制阀包括用于控制气缸中涡流或搅动气流形成的涡流或搅动控制阀。

11.依据权利要求8的设备，其中，当进气控制阀的开度变化的时候，至少有一个定义函数表达式的参数逐步变化。

12.依据权利要求1的设备，其中，当内燃机环境条件是预定的参考环境条件时，函数表达式表示差值；获得代表内燃机环境条件的代表值；基于该代表值修正利用函数表达式计算的差值或废气再循环控制阀经过气体量。

13.依据权利要求1的设备，其中，获得内燃机冷却液温度，并且基于该内燃机冷却液温度修正所述差值或废气再循环控制阀经过气体量。

14.依据权利要求1的设备，所述内燃机有火花塞，其中，当进行点火正时延迟修正的时候，基于点火正时延迟修正量修正所述差值或废气再循环控制阀经过气体量。

15.依据权利要求1的设备，其中，当进行供油量增加修正的时候，基于供油量的增加修正量，修正所述差值或废气再循环控制阀经过气体量。

16.依据权利要求1的设备，其中，由布置在节气门下游的进气管中的压力传感器检测进气管压力；利用函数表达式，由检测到的进气管压力计算所述差值。

17.依据权利要求1的设备，其中，获得节气门的开度；基于所获得的节气门开度估测进气管压力；并且，利用函数表达式，由估测的进气管压力计算所述差值。

18.依据权利要求1的设备，其中，由空气流率计检测流过进气管的新鲜空气量；基于检测到的新鲜空气量估测进气管压力；并且，利用函数表达式，由估测的进气管压力计算所述差值。

19.依据权利要求18的设备，其中，当估测的进气管压力超过最大压力的时候，所述差值保持为一个预定的常值。

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