CN102124199A - 内燃机控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于,提供能够精度良好地判定有无向具备了增压器的内燃机中的排气通路吹过新空气的内燃机控制装置。本发明的内燃机控制装置具备:增压器;检测或估计进气管压力的进气管压力取得单元;使进气门的气门正时可变的进气可变动气门装置;使排气门的气门正时可变的排气可变动气门装置;存储单元,存储与基准进气管压力有关的信息,该基准进气管压力是依赖于进气门的气门正时且不依赖于排气门的气门正时的值;取得与进气门的气门正时相对应的基准进气管压力的基准进气管压力取得单元;基于把上述进气管压力和上述基准进气管压力进行比较的结果判定有无新空气向排气侧吹过的吹过判定单元。

Description

内燃机控制装置
技术领域
[0001 ] 本发明涉及内燃机控制装置。 背景技术
[0002] 在带增压器内燃机中,由于有进气压力比排气压力高的情况,所以,在是进气门和 排气门都打开的气门重叠状态时,有时注入燃烧室的新空气会通过排气门向排气侧吹过。 用于使带增压器内燃机的燃油效率和排放等良好的适当的发动机控制的内容,根据有无新 空气吹过而不同。因此,为了进行最佳的发动机控制,需要精度良好地检测到有无新空气的 吹过。
[0003] 在日本特开2008-75549号公报中公开了如下的装置:基于进气压力、排气压力、 发动机旋转速度及进气门的可变气门机构的控制状态,计算出内部EGR扫气量,并基于该 内部EGR扫气量判定有无吹过,在判定为有吹过的情况下,以减少气门重叠期间的方式进 行控制的装置。
[0004] 另外,在日本特开昭63497746号公报中公开了如下的装置:预先通过实验求出 向排气侧吹过的进气的量,并作为发动机转速和发动机负载的函数以映射的形式存储在控 制单元中,由此,计算出向排气侧吹过的进气的量的装置。在该装置中当发生进气向排气侧 吹过的情况下,基于从由空气流量计检测出的吸入空气量中减去向排气侧吹过的进气的量 而得到的值,运算燃料喷射量。
[0005] 专利文献1 :日本特开2008-75549号公报
[0006] 专利文献2 :日本特开2004-36406号公报
[0007] 专利文献3 :日本特开昭63-297746号公报
[0008] 专利文献4 :日本特开2005-320937号公报
[0009] 但是,实际上,上述日本特开2008-75549号公报中公开的方法,即使考虑了进气 管长度和排气管容积(脉动),吹过量的计算精度也不好。认为这是由于进排气门的流量系 数很难适合等原因。并且,在用传感器检测进气压力和排气压力的情况下,也增加了传感器 成本增大的问题。另外,除了精度方面、成本方面以外,还存在计算负载增加的问题。
[0010] 吹过量根据气门正时不同而不同。上述日本特开昭63-297746号公报中公开的技 术,构成为,由于以气门正时是发动机转速和发动机负载的函数为前提,所以假定吹过量也 最终成为发动机转速和发动机负载的函数,并将吹过量作为与发动机转速和发动机负载相 对的映射进行存储。但是,在实际的发动机控制中,气门正时未必成为发动机转速和发动机 负载的函数。即,在是过渡运行状态或存在来自其他控制的要求等情况下,发动机有时会以 与预先设定的气门正时不同的气门正时作动。因此,在上述以往的技术中,不能精度良好地 判定吹过的有无。另外,对于在成为对象的发动机中能够实现的全部气门正时,为了具有将 吹过量作为发动机转速和发动机负载的函数进行表示的映射,而使开发阶段的适宜工时过 多。特别是,对于不只是进气门而且还能改变排气门的气门正时的发动机,适宜工时变得过多。发明内容
[0011] 本发明是为了解决上述那样的问题而完成的,其目的在于,提供一种能够精度良 好地判定在具备增压器的内燃机中有无新空气向排气通路吹过的内燃机控制装置。
[0012] 为了实现上述目的,本发明之1的内燃机控制装置,其特征在于,具备:增压器,其 具有用于压缩进气通路内的空气的压缩机;进气管压力取得单元,其检测或估计进气管压 力;进气可变动气门装置,使进气门的气门正时可变;排气可变动气门装置,使排气门的气 门正时可变;存储单元,存储与基准进气管压力有关的信息,该基准进气管压力是依赖于上 述进气门的气门正时且不依赖于上述排气门的气门正时的值;基准进气管压力取得单元, 基于上述存储单元中存储的信息,取得与上述进气门的气门正时相对应的基准进气管压 力;和吹过判定单元,基于将由上述进气管压力取得单元检测出或估计出的进气管压力和 由上述基准进气管压力取得单元取得的基准进气管压力进行比较而得到的结果,判定有无 新空气向排气侧吹过。
[0013] 另外,本发明之2,其特征在于,在本发明之1的基础上,具备吹过量计算单元,在 由上述吹过判定单元判定为存在吹过的情况下,该吹过量计算单元基于由上述进气管压力 取得单元检测出或估计出的进气管压力,计算向排气侧吹过的新空气的量。
[0014] 另外,本发明之3,其特征在于,在本发明之1或2的基础上,上述基准进气管压力 是如下两区域之间的边界的值,该两区域是:在使上述进气门的气门正时固定并使上述排 气门的气门正时延迟时从上述进气门流入的新空气的量减少的区域,和在使上述进气门的 气门正时固定并使上述排气门的气门正时延迟时从上述进气门流入的新空气的量增加的 区域。
[0015] 另外,本发明之4,其特征在于,在本发明之1至3的任意一个的基础上,具备:燃 料喷射装置;汽缸内新空气量计算单元,在由上述吹过判定单元判定为存在吹过的情况下, 基于由上述进气管压力取得单元检测出或估计出的进气管压力,计算出在汽缸内填充的新 空气的量;第1燃料喷射量计算单元,基于由上述汽缸内新空气量计算单元计算出的汽缸 内新空气量和目标空燃比计算出燃料喷射量;和喷射控制单元,在由上述吹过判定单元判 定为存在吹过的情况下,在上述排气门关闭后,使上述燃料喷射装置喷射由上述第1燃料 喷射量计算单元计算出的量的燃料。
[0016] 另外,本发明之5,其特征在于,在本发明之4的基础上,上述燃料喷射装置包含直 接向汽缸内喷射燃料的汽缸内燃料喷射装置,在由上述吹过判定单元判定为存在吹过的情 况下,上述喷射控制单元使上述汽缸内燃料喷射装置喷射由上述第1燃料喷射量计算单元 计算出的量的燃料。
[0017] 另外,本发明之6,其特征在于,在本发明之4或5的基础上,具备:新空气流入量 计算单元,计算出从上述进气门流入的新空气的量;和第2燃料喷射量计算单元,基于由上 述新空气流入量计算单元计算出的新空气流入量和目标空燃比,计算出燃料喷射量,在由 上述吹过判定单元判定为不存在吹过的情况下,上述喷射控制单元使上述燃料喷射装置喷 射由上述第2燃料喷射量计算单元计算出的量的燃料。
[0018] 另外,本发明之7,其特征在于,在本发明之6的基础上,具备燃料过量供给控制单 元,该燃料过量供给控制单元在需要时执行暂时使废气的空燃比成为浓空燃比的燃料过量供给控制,在由上述燃料过量供给控制单元执行了燃料过量供给控制的情况下,上述喷射 控制单元,无论上述吹过判定单元的判定结果如何,都使上述燃料喷射装置喷射由上述第2 燃料喷射量计算单元计算出的量的燃料。
[0019] 另外,本发明之8,其特征在于,在本发明之1至7的任意一项的基础上,上述增压 器利用由于废气的流动而作动的涡轮来驱动上述压缩机;具备压缩机流量估计单元,该压 缩机流量估计单元基于压缩机模型估计通过上述压缩机的新空气的流量,该压缩机模型包 含了与上述增压器转速的变化相对于过渡运行状态的进气流量的变化的延迟有关的时间 常数和表示稳态运行状态下的进气流量与增压压力之间的关系的映射;上述压缩机流量估 计单元包含基于使排气能量大小受到影响的参数来修正上述时间常数和上述映射的至少 一方的压缩机模型修正单元。
[0020] 另外,本发明之9,其特征在于,在本发明之8的基础上,具备吹过量计算单元,该 吹过量计算单元在由上述吹过判定单元判定为存在吹过的情况下,基于由上述进气管压力 取得单元检测出或估计出的进气管压力,计算出向排气侧吹过的新空气的量,上述压缩机 模型修正单元,包含把由上述吹过量计算单元计算出的吹过量作为上述参数来修正上述时 间常数及上述映射的单元。
[0021] 另外,本发明之10,其特征在于,在本发明之8的基础上,具备:能使废气再循环的 废气再循环单元和取得废气再循环量的废气再循环量取得单元,上述压缩机模型修正单元 包含把由上述废气再循环量取得单元所取得的废气再循环量作为上述参数来修正上述时 间常数及上述映射的单元。
[0022] 另外,本发明之11,其特征在于,在本发明之8的基础上,上述压缩机模型修正单 元包含把上述排气门的气门正时作为上述参数来修正上述时间常数及上述映射的单元。
[0023] 另外,本发明之12,其特征在于,在本发明之8的基础上,具备点火正时延迟量取 得单元,该点火正时延迟量取得单元在实际的点火正时相对于通常点火正时延迟了的情况 下,取得该点火正时延迟量,上述压缩机模型修正单元包含把上述点火正时延迟量作为上 述参数来修正上述时间常数的单元。
[0024] 根据本发明之1,能够对进气管压力进行检测或估计,并基于对该进气管压力和基 准进气管压力进行比较的结果,精度良好地判定有无新空气向排气侧吹过。基准进气管压 力是依赖于进气门的气门正时而不依赖于排气门的气门正时的值。因此,对于具备排气可 变动气门装置的内燃机,也容易通过实验预先对基准进气管压力进行调查,所以可以减少 开发阶段的适宜工时数。
[0025] 根据本发明之2,可以计算出向排气侧吹过的新空气的量,所以在发生了新空气向 排气侧吹过的情况下可以更加适当地执行对燃料喷射量等进行修正的控制。
[0026] 根据本发明之3,通过将基准进气管压力设为如下两区域的边界的值可以精度良 好地判定有无新空气向排气侧吹过,该两区域是:在使进气门的气门正时固定并使排气门 的气门正时延迟时从进气门流入的新空气的量减少的区域,和在使进气门的气门正时固定 并使排气门的气门正时延迟时从进气门流入的新空气的量增加的区域。
[0027] 根据本发明之4,可以使向排气侧吹过的新空气中不包含未燃燃料。即可以可靠地 使未燃烧而浪费地向排气侧流过的燃料没有,从而可以改善燃油效率。另外,即使在新空气 向排气侧吹过的情况下,也可以使汽缸内的空燃比准确地成为目标空燃比。[0028] 根据本发明之5,可以在判定为有新空气向排气侧吹过的情况下,对燃料进行汽缸 内喷射。从而可以更可靠地防止在向排气侧吹过的新空气中包含未燃燃料。
[0029] 根据本发明之6,在判定为不存在新空气向排气侧吹过的情况下,基于从进气门流 入的新空气的量和目标空燃比计算出燃料喷尉量。从而可以使汽缸内的空燃比与目标空燃
比一致。
[0030] 根据本发明之7,在执行燃料过量供给控制的情况下,无论有无吹过,都可以喷射 基于从进气门流入的新空气的量和目标空燃比计算出的量的燃料。从而,在执行燃料过量 供给的过程中,无论有无吹过,都可以使废气的空燃比准确地与成为目标的浓空燃比一致, 所以可以得到良好的排气净化率。
[0031] 根据本发明之8,可以提高基于压缩机模型的压缩机流量的估计精度。
[0032] 根据本发明之9,可以将新空气向排气侧吹过的影响适当地反映在压缩机模型中, 所以可以提高压缩机流量的估计精度。
[0033] 根据本发明之10,可以将废气再循环的影响适当地反映在压缩机模型中,所以可 以提高压缩机流量的估计精度。
[0034] 根据本发明之11,可以将排气门的气门正时的影响适当地反映在压缩机模型中, 所以可以提高压缩机流量的估计精度。
[0035] 根据本发明之12,可以将点火正时延迟控制的影响适当地反映在压缩机模型中, 从而可以提高压缩机流量的估计精度。
附图说明
[0036] 图1是用于说明本发明的实施方式1的系统构成的图。
[0037] 图2是表示进气气门正时hVT被固定而使排气气门正时ExVT不同的情况下的 Pm-Mc关系的图。
[0038] 图3是本发明的实施方式1中所执行的程序的流程图。
[0039] 图4是本发明的实施方式2中所执行的程序的流程图。
[0040] 图5是本发明的实施方式3中所执行的程序的流程图。
[0041] 图6是表示在本发明的实施方式4中所使用的压缩机模型的方框图。
[0042] 图7是表示基于图6所示的压缩机模型的压缩机流量Mcp的计算方法的图。
[0043] 图8是在本发明的实施方式4中所执行的程序的流程图。
[0044] 图9是指本发明的实施方式5中所执行的程序的流程图。
[0045] 图10是本发明的实施方式6中所执行的程序的流程图。
[0046] 图11是本发明的实施方式7中所执行的程序的流程图。
具体实施方式
[0047] 以下,参照附图就本发明的实施方式进行说明。此外,对于各图中共同的要素赋予 相同的符号,省略了重复的说明。
[0048] 实施方式1
[0049] 图1是用于说明本发明的实施方式1的系统构成的图。如图1所示那样,本发明 的实施方式1的系统具备内燃机10。本实施方式的内燃机10是火花点火式并且能够稀燃运转。不特别限定内燃机10的汽缸数及汽缸配置。在图1中只是代表性地描绘了一个汽 缸。
[0050] 内燃机10的各汽缸设置了活塞12、进气门14、排气门16、火花塞18、向汽缸内(燃 烧室内)直接喷射燃料的汽缸内喷射器20。进气门14通过进气管38与进气通路22 (浪涌 调整槽36)连通。排气门16通过排气管40与排气通路M连通。
[0051] 另外,本实施方式的内燃机10具备有涡轮增压器沈、进气可变动气门装置44和排 气可变动气门装置46。
[0052] 涡轮增压器沈具有压缩机26a和涡轮^b。涡轮2¾被配置于排气通路M的途 中,利用流过排气通路对的废气的能量而旋转。压缩机26a被配置于进气通路22的途中, 并由涡轮26b驱动而旋转,由此,将进气通路22内的空气压缩。以下,把涡轮增压器沈的 转速称作“涡轮转速”。
[0053] 在压缩机26a上游侧的进气通路22设置有空气滤清器28和检测吸入空气量的空 气流量计30。在压缩机26a下游侧的进气通路22设置有内部冷却器32、节气门34和浪涌 调整槽36。
[0054] 在涡轮26b下游侧的排气通路M设置有NOx吸留还原型三元催化剂42。NOx吸 留还原型三元催化剂42在流入的废气的空燃比是稀空燃比时吸留NOx,在流入的废气的空 燃比是浓空燃比时能够把吸留了的NOx还原净化为N2并排出。
[0055] 进气可变动气门装置44能够使进气门14的气门正时(以下,称为“进气气门正 时”)InVT发生变化。作为进气可变动气门装置44,例如,能够使用如下机构,该机构通过致 动器使与内燃机10的曲轴(未图示 > 的旋转相位相对的驱动进气门14的凸轮轴的旋转相 位相对地变化。通过凸轮位置传感器48检测驱动进气门14的凸轮轴的旋转角。能够基于 该凸轮位置传感器48的信号检测出实际的(当前的)进气气门正时hVT。
[0056] 排气可变动气门装置46能够使排气门16的气门正时(以下,称为“排气气门正 时”)ExVT发生变化。作为排气可变动气门装置46,例如,能够使用如下机构,该机构通过致 动器使与内燃机10的曲轴(未图示 > 的旋转相位相对的驱动排气门16的凸轮轴的旋转相 位相对地变化。通过凸轮位置传感器50检测驱动排气门16的凸轮轴的旋转角。能够基于 该凸轮位置传感器50的信号检测出实际的(当前的)排气气门正时ExVT。
[0057] 此外,在本发明中,进气可变动气门装置44或排气可变动气门装置46的构成不限 定于上述的构成。也就是说,进气可变动气门装置44或排气可变动气门装置46,例如,也可 以是能够使进气门14或排气门16的作用角发生变化的的机构和能够在任何时候以电磁方 式开闭进气门14或排气门16的机构等任何的机构。
[0058] 以下,把使进气气门正时MVT或排气气门正时ExVT提早称为“提前”,把使进气气 门正时MVT或排气气门正时推迟称为“延迟”。
[0059] 本实施方式的系统还具备ECU (Electronic Control Unit)60。除了上述的各种 传感器及致动器之外,还将检测内燃机10的曲轴的旋转角的曲轴转角传感器62和检测进 气管38内的压力(以下,称为“进气管压力,,)Pm的进气管压力传感器64通过电气方式与 ECU60连接。
[0060] 根据进气管压力Rii决定了通过进气门14向燃烧室流入的新空气的量(以下,称 为“进气门通过新空气量”)Mc。以下把该关系称为“Pm-Mc关系”。图2是表示在固定了进气气门正时hVT而使排气气门正时ExVT不同的情况下的Pm-Mc关系的曲线图。在图2中 用实线表示的曲线图是排气气门正时ExVT的延迟量为零的状态即使排气气门正时ExVT最 提前的状态下的Pm-Mc关系的曲线图。随着排气气门正时ExVT被延迟,Pm-Mc关系的曲线 图从该状态转到用细的虚线表示的曲线图,进而转到用粗的虚线表示的曲线图。也就是说, 图2表示进气气门正时hVT相同而排气气门正时ExVT不同的三条Pm-Mc关系的曲线图, 这三条曲线图相交于一点(Pm_t,Mc_t)。这样,根据本发明者通过实验得到的见解,判明为 如果进气气门正时^VT相同,则与排气气门正时ExVT的值没有关系,增压发动机的Pm-Mc 关系的曲线图通过某一点(Pm_t,Mc_t)。以下把该点的压力Pm_t称为“基准进气管压力”。
[0061] 在进气气门正时hVT固定的情况下,排气气门正时ExVT越延迟则排气门16和 进气门14 一起打开的期间即气门重叠期间越长。在排气压力比进气管压力Rii大的情 况下,在气门重叠时排气口内的废气在排气门16逆流,由此产生内部EGR(EXhaust Gas Recirculation废气再循环)。在产生了内部EGR的情况下,气门重叠期间越长,则内部EGR 量(由于内部EGR而残留于汽缸内的废气的量)越增加。若内部EGR量增加了,则进气门 通过新空气量Mc减少相应的量。
[0062] 在产生了内部EGR的情况下,把内部EGR量设为Me,则汽缸内所填充的气体的量成 为进气门通过新空气量Mc和内部EGR量Me的和。若考虑关闭了进气门14的时间点的汽 缸内压力Pc等于进气管压力Rn,则在关闭了进气门14的时间点的汽缸内的气体的状态方 程式能够以下式表示。
[0063] Pm · Vc = (Mc+Me) Rc · Tc …(1)
[0064] 其中,Vc是在关闭了进气门14的时间点的汽缸内容积,能够基于进气气门正时 MVT计算出。Rc是气体常数,Tc是进气温度。若把上述(1)式进行变形,则可得到下式。
[0065] Mc = IVc/ (Re · Tc)} Pm-Me . . . (2)
[0066] 如图2所示那样,在进气管压力Rn比基准进气管压力Pm_t低的区域,有排气气门 正时ExVT越延迟则进气门通过新空气量Mc越减少的倾向,可以认为该原因是排气气门正 时ExVT越延迟则气门重叠期间变得越长,内部EGR量越增加。
[0067] 对此,在进气管压力Rn比基准进气管压力Pm_t高的区域,与上述的倾向相反,有 排气气门正时ExVT越延迟则进气门通过新空气量Mc越增加的倾向。这样,相对于排气气 门正时ExVT的变化,进气门通过新空气量Mc发生变化的方向以基准进气管压力Pm_t为界 相反,可以认为是基于增压的新空气吹过的影响。
[0068] 在由于增压进气管压力Rii变高的状态下,在气门重叠时,有从进气门14流入到燃 烧室的新空气的一部分通过排气门16向排气侧(排气管40侧)排出了的情况。将该情况 叫做“吹过”。在发生了新空气吹过的情况下,气门重叠期间越长则向排气侧吹过的新空气 的量(以下,称为“吹过量”)Mex就越多。鉴于此,可以认为,在进气管压力Rii比基准进气 管压力Pm_t高的区域,排气气门正时ExVT越延迟则进气门通过新空气量Mc越增加的原因 是因为气门重叠期间变长则吹过量Mex增加。
[0069] 依据以上所述,能够总结为以基准进气管压力Pm_t为界,在进气管压力Rn比该界 值高的区域(也就是Rii>Pm_t成立的区域)就是发生新空气吹过的区域。因此,通过把 进气管压力Rii与基准进气管压力Pm_t进行比较,能够精度良好地判定有无新空气吹过。
[0070] 如果进气气门正时MVT发生了变化,则基准进气管压力Pm_t也变化。但是,如上述那样,如果进气气门正时^VT相同,即使排气气门正时ExVT变化,基准进气管压力Pm_t 也固定不变。因此,容易预先通过实验调查基准进气管压力Pm_t,并进行映射化预先存储于 ECU60。
[0071] 在发生新空气吹过的情况下,因为在气门重叠时废气不会在排气门16逆流,所 以,可以认为内部EGR量Me为零。因此,能够认为在发生了新空气吹过的情况下,汽缸内所 填充的气体是100%新空气。另外,即使在发生了新空气吹过的情况下,关闭了进气门14的 时间点的汽缸内压力Pc也等于进气管压力Rii。因此,在发生新空气吹过的情况下,若把汽 缸内所填充的新空气的量(以下,称为“汽缸内新空气量”)设为M。ylindCT,则关闭了进气门 14的时间点的汽缸内的气体的状态方程式能够以下式表示。
[0072]
Figure CN102124199AD00101
[0073] 因此,在发生了新空气吹过的情况下的汽缸内新空气量M。ylindCT能够利用把上述 (3)式进行变形后的下式算出。
[0074]
Figure CN102124199AD00102
[0075] 如从上述(4)式知道的那样,在发生新空气吹过的区域,也就是Rn >Pm_t成立的 区域,如果进气管压力Rii相同,则不论排气气门正时ExVT如何,汽缸内新空气量Meylinto都 成为固定。
[0076] 可以认为,在发生了新空气吹过的情况下的进气门通过新空气量Mc是汽缸内新 空气量M。ylindCT和吹过量Mex的和。也就是说,可以认为,吹过量Mex是从进气门通过新空 气量Mc中减去汽缸内新空气量M。ylindCT而得到的值。因此,吹过量Mex可以利用下式算出。
[0077]
Figure CN102124199AD00103
[0078] 在本实施方式中,基于上述的原理判定在内燃机10中有无新空气吹过。图3是为 了进行该判定由ECU60执行的程序的流程图。根据图3所示的程序,首先,取得与当前的进 气气门正时MVT相对应的基准进气管压力Pm_t (步骤100)。如上述那样,基准进气管压力 Pm_t根据进气气门正时MVT而变化,但不依赖于排气气门正时ExVT。在E⑶60中存储了 表示通过实验预先调查的进气气门正时^VT和基准进气管压力Pm_t之间的关系的映射。 在步骤100中,基于该映射和由凸轮位置传感器48所检测出的当前的进气气门正时InVT, 计算出基准进气管压力Pm_t。
[0079] 此外,在需要根据发动机旋转速度修正基准进气管压力Pm_t的情况下,以包含与 发动机旋转速度之间的关系的形式预先生成基准进气管压力Pm_t的映射,也考虑由曲轴 转角传感器62所检测出的当前的发动机旋转速度,来计算出基准进气管压力Pm_t即可。
[0080] 接着上述步骤100的处理,取得当前的进气管压力Rii(步骤102)。在本实施方式 中,可以通过进气管压力传感器64检测出当前的进气管压力Rii。但是,在本发明中,也可以 构成为,通过使用进气系统的物理模型等公知的估计手段来取得当前的进气管压力Rii。对 于进气系统的物理模型的一例,在后述的实施方式4中进行说明。
[0081] 接着,把在上述步骤100中所取得的基准进气管压力Pm_t和在上述步骤102中所 取得的进气管压力RiI进行比较(步骤104)。在该比较的结果是进气管压力Rii在基准进气 管压力Pm_t以下的情况下,判定为没有发生新空气吹过(步骤106)。相对于此,在进气管 压力Rn比基准进气管压力Pm_t高的情况下,判定为发生了新空气吹过(步骤108)。
[0082] 在判定为发生了新空气吹过的情况下,计算出吹过量Mex (步骤110)。在该步骤110中,首先,计算出汽缸内新空气量M。ylindCT。能够基于进气管压力RiI、根据进气气门正时 MVT而决定的进气门闭阀时的汽缸内容积Vc和进气温度Tc按照上述(4)式计算出汽缸 内新空气量M。ylindCT。对于进气温度Tc,使用未图示的进气温度传感器检测出的值或者通 过公知的估计手段估计出的值即可。继而,如下面那样计算出进气门通过新空气量Mc。在 ECU60中预先存储了按每个不同的进气气门正时^iVT集中了图2所示的那样的映射而得到 的Pm-Mc关系映射。如果使用该Pm-MG关系映射,则能够求出与当前的进气气门正时^VT 及排气气门正时ExVT相对应的Pm-Mc关系。而且,通过在该求出的Pm-Mc关系中代入当前 的进气管压力Rn,能够计算出进气门通过新空气量Mc。在步骤110中,能够基于通过以上 那样计算出的汽缸内新空气量M。ylindCT及进气门通过新空气量Mc,按照上述(¾式,计算出 吹过量Mex。
[0083] 如以上说明的那样,根据本实施方式,能够以简单的构成精度良好地判定有无新 空气吹过,另外,能够准确地计算出吹过量Mex。因此,如果根据该判定结果和吹过量Mex的 计算值修正对于内燃机10的控制的内容,则能够改善燃油效率、排放等的诸特性。
[0084] 在上述的实施方式1中,进气管压力传感器64相当于上述本发明之1中的“进气 管压力取得单元”,ECU60相当于上述本发明之1中的“存储单元”。另外,ECU60通过执行 上述步骤100的处理实现了上述本发明之1中的“基准进气管压力取得单元”,通过执行上 述步骤104、106及108的处理实现了上述本发明之1中的“吹过判定单元”,通过执行上述 步骤110的处理实现了上述本发明之2中的“吹过量计算单元”。
[0085] 实施方式2.
[0086] 下面,参照图4,就本发明的实施方式2进行说明,但以与上述的实施方式1的不同 点为中心进行说明,对于同样的事项,其说明被简化或省略。
[0087] 在向排气侧吹过的新空气之中包含有燃料的情况下,因为该燃料对发动机输出没 有作出贡献,所以成为浪费。因此,希望,在发生新空气吹过的情况下,在吹过的新空气之中 不包含燃料。因此,在本实施方式中,在判定为发生了吹过的情况下,把应该喷射的燃料的 全部量在关闭排气门16后通过汽缸内喷射器20向汽缸内直接喷射。
[0088] 图4是为了实现上述的功能在本实施方式中ECU60执行的程序的流程图。根据图 4所示的程序,首先,判定有无新空气吹过(步骤120)。在该步骤120中,能够通过进行与 上述的图3的步骤100〜108同样的处理,判定有无新空气吹过。
[0089] 当在上述步骤120中判定为没有新空气吹过的情况下,如以下那样执行通常的燃 料喷射控制。首先,通过将进气门通过新空气量Mc除以目标空燃比,计算出燃料喷射量(步 骤122)。此外,通过图3的步骤110的说明中所述的方法计算出进气门通过新空气量Mc。 继而,把在上述步骤122中计算出的量的燃料以通常的顺序进行喷射(步骤124)。在该步 骤124中的喷射时刻是预先设定的通常的喷射时刻。另外,在是除了具备汽缸内喷射器20 之外还具备向进气口内喷射燃料的端口喷射器(未图示)的内燃机的情况下,也可以把在 步骤122中计算出的量的燃料由汽缸内喷射器20和端口喷射器分担进行喷射,或者也可以 把全部量从端口喷射器进行喷射。
[0090] 在没有新空气吹过的情况下,汽缸内所填充的新空气的量等于进气门通过新空气 量Mc。因此,通过以上述步骤122的手段计算出燃料喷射量,能够使汽缸内的空燃比与目标 空燃比一致。[0091] 另一方面,当在上述步骤120中判定为有新空气吹过的情况下,执行如以下那样 的燃料喷射控制。首先,通过将汽缸内新空气量M。ylindCT除以目标空燃比来计算出燃料喷 射量(步骤126)。此外,通过图3的步骤110的说明所述的方法计算出汽缸内新空气量 Mcylinder0继而,在关闭排气门16之后的进气行程或压缩行程中由汽缸内喷射器叫喷射在 上述步骤126中计算出的量的燃料(步骤128)。
[0092] 新空气的吹过在关闭排气门16的时间点完全停止。因此,如果在判定为发生了新 空气吹过的情况下,在关闭排气门16之后从汽缸内喷射器20喷射燃料,则在向排气侧吹过 的新空气中完全不包含燃料。因此,能够可靠地防止燃料向排气侧吹过而成为浪费的情况, 从而能够改善燃油效率。
[0093] 在发生了新空气吹过的情况下,进气门通过新空气量Mc中,除了汽缸内新空气量 Mcylinder以外还包含吹过量Mex。因此,若根据进气门通过新空气量Mc和目标空燃比计算出 燃料喷射量,则汽缸内的空燃比相对于目标空燃比向浓空燃比侧偏移。相对于此,在本实施 方式中,在发生新空气吹过的情况下,通过根据汽缸内新空气量M。ylindCT和目标空燃比计算 燃料喷射量,能够使汽缸内的空燃比与目标空燃比一致。
[0094] 此外,在上述的实施方式2中,在判定为发生新空气吹过的情况下,在关闭排气门 16之后从汽缸内喷射器20喷射燃料,但是在是具备了端口喷射器的内燃机的情况下,也可 以是,在关闭了排气门16之后且在关闭进气门14之前的期间(进气行程)从端口喷射器 喷射燃料。若是此期间,则即使是从端口喷射器喷射,也能够使燃料流入汽缸内。
[0095] 在上述的实施方式2中,汽缸内喷射器20相当于上述本发明之4中的“燃料喷射 装置”及上述本发明之5中的“汽缸内燃料喷射装置”,进气门通过新空气量Mc相当于上述 本发明之6中的“新空气流入量”。另外,E⑶60,通过执行上述步骤126的处理实现了上述 本发明之4中的“汽缸内新空气量计算单元”及“第1的燃料喷射量计算单元”,通过执行 上述步骤128的处理实现了上述本发明之4及5中的“喷射控制单元”,通过执行上述步骤 122的处理实现了上述本发明之6中的“新空气流入量计算单元”及“第2燃料喷射量计算 单元”,通过执行上述步骤128的处理实现了上述本发明之6中的“喷射控制单元”。
[0096] 实施方式3.
[0097] 接着,参照图5,就本发明的实施方式3进行说明,但以与上述的实施方式1及2的 不同点为中心进行说明,对于同样的事项,其说明被简化或省略。
[0098] 在图1所示的本实施方式的内燃机10的排气通路M上设置有NOx吸留还原型三 元催化剂42。在内燃机10以比理论空燃比稀的空燃比运转时,能够利用该NOx吸留还原 型三元催化剂42捕捉吸留废气中的NOx。在NOx吸留还原型三元催化剂42中能够吸留的 NOx的量是有极限的。ECU60利用公知的手段计算出在NOx吸留还原型三元催化剂42中所 吸留的NOx的量。而且,ECU60,在该计算出的NOx吸留量达到极限值之前执行把目标空燃 比暂时设定为理论空燃比以下的浓空燃比的燃料过量供给控制。通过执行燃料过量供给控 制,向NOx吸留还原型三元催化剂42流入理论空燃比以下的浓空燃比的废气。利用包含于 该废气的HC、CO等未燃成分把在NOx吸留还原型三元催化剂42中吸留的NOx还原净化为 N2并排出。据此,NOx吸留还原型三元催化剂42成为能够再捕捉NOx的状态,能够使内燃 机10恢复到稀燃运转。
[0099] 如上述那样,在实施方式2中,在判定为有新空气吹过的情况下,根据汽缸内新空气量M。ylindCT和目标空燃比计算出燃料喷射量,并且,在关闭排气门16之后从汽缸内喷射器 20喷射燃料,如此进行控制。但是,因为若在燃料过量供给的执行过程中执行了该控制,则 不包含燃料的稀的吹过新空气向NOx吸留还原型三元催化剂42流入,所以有NOx还原效率 下降的情况。另外,若根据汽缸内新空气量M。ylindCT和目标空燃比计算出了燃料喷射量,则 汽缸内的空燃比与目标空燃比一致,但包含吹过的新空气的全体的废气的空燃比成为比目 标空燃比稀的稀空燃比。也就是,向NOx吸留还原型三元催化剂42流入的废气的空燃比成 为比目标空燃比稀的稀空燃比。正因如此,NOx还原效率下降。
[0100] 因此,在本实施方式中,为了改善上述那样的点,在燃料过量供给的执行过程中不 论有无新空气吹过,都根据进气门通过新空气量Mc和目标空燃比计算出燃料喷射量。
[0101] 图5是为了实现上述的功能在本实施方式中ECU60执行的程序的流程图。图5所 示的程序与图4所示的程序对比,除了在步骤120之前增加了步骤118之外是相同的。根 据图5所示的程序,首先,判别是否是在燃料过量供给控制执行过程中(步骤118)。当在该 步骤118中判别为不是燃料过量供给控制的执行过程中的情况下,执行步骤120以下的处 理。其内容与上述的实施方式2是同样的。
[0102] 相对于此,当在该步骤118中判别为是在燃料过量供给控制的执行过程中的情况 下,执行步骤122以下的处理。也就是说,根据进气门通过新空气量Mc和目标空燃比计算 出燃料喷射量(步骤12¾,并以通常的顺序喷射该计算出的量的燃料(步骤124)。因为图 5所示的程序的处理除了上述的点以外与上述的实施方式2的图4的程序相同,所以省略这 以上的说明。
[0103] 根据上述的本实施方式的控制,在燃料过量供给控制的执行过程中,即使是在已 发生了新空气吹过的情况下,也根据进气门通过新空气量Mc和目标空燃比计算出燃料喷 射量,所以能够使包含吹过的新空气的全体的废气的空燃比与目标空燃比一致。因此,因为 能够使在燃料过量供给控制中所设定的规定的浓空燃比的废气可靠地流入NOx吸留还原 型三元催化剂42中,所以得到良好的NOx还原效率。
[0104] 在上述的实施方式3中,ECU60通过执行上述的燃料过量供给控制实现上述本发 明之7中的“燃料过量供给控制单元”,通过执行图5所示的程序的处理实现上述本发明之 7中的“喷射控制单元”。
[0105] 实施方式4.
[0106] 接着,参照图6乃至图8,就本发明的实施方式4进行说明,但以与上述的实施方式 1及2的不同点为中心进行说明,对于同样的事项,其说明被简化或省略。
[0107] 在上述的实施方式1乃至3中,构成为,作为取得进气管压力Rii的方法,设置了进 气管压力传感器64,直接检测出进气管压力Rii。相对于此,在本实施方式中,使用如以下所 述那样的进气系统的物理模型(空气模型)来估计进气管压力Rii。
[0108] 在以下的说明中,把压缩机^a的上游的压力(以下,称为“压缩机上游压力”)设 为1¾,把内部冷却器32的下游(节气门34的上游)的压力(以下,称为“增压压力”)设 为Pic,把通过压缩机的新空气的流量(以下,称作“压缩机流量”)设为Mcp,把通过节 气门34的新空气的流量(以下,称为“节气门流量”)设为Mt。
[0109] ECU60通过按每个规定的周期反复执行如以下说明的那样的顺序的计算,来更新 进气管压力Rll以外的进气系统的物理量的值。[0110] 利用下式计算节气门流量Mt。
[0111] Mt = f (Pm/Pic) · · · (6)
[0112] 在上述(6)式中,f(x)意思是χ的函数。另外,进气管压力Rn、增压压力Pic是当 前时间点存储于存储器的值,即,是由上次的计算所得到的值。
[0113] 进气门通过新空气量Mc是基于在当前时间点存储于存储器的进气管压力Rii的值 (由上次的计算所得到的进气管压力Rn的值)和上述的Pm-Mc关系映射而计算出的。
[0114] 对于增压压力Pic的更新,使用基于下式的计算。
[0115] Pic = Pic (上次值 >+K · (Mcp-Mt) ... (7)
[0116] 在上述(7)式中,节气门流量Mt是先前通过上述(6)式计算出的值。压缩机流量 Mcp是使用后述的压缩机模型计算出的值。K是常数。
[0117] 对于进气管压力Rn的更新,使用基于以下的⑶式的计算。
[0118] Pm = Pm (上次值)+Km · (Mt-Mc) ... (8)
[0119] 在⑶式中,节气门流量Mt是先前通过上述(6)式计算出的值,进气门通过新空 气量Mc是先前通过Pm-Mc关系映射计算出的值。Km是常数。
[0120] 接着,就用于估计压缩机流量Mcp的压缩机模型进行说明。图6是表示在本实施方 式中所使用的压缩机模型的方框图。在该压缩机模型中,基于进气门通过新空气量Mc (上 次值)、增压压力Pic (上次值)和压缩机上游压力Pa,计算压缩机流量Mcp。此外,由未图 示的大气压传感器计量压缩机上游压力I^a。
[0121] 图7是表示基于图6所示的压缩机模型的压缩机流量Mcp的计算方法的图。图7 中的右侧向上的曲线GA-Pic是表示稳态运转状态下的进气流量GA和增压压力Pic之间的 关系的曲线。把通过实验调查了该关系的结果作为映射预先存储在ECU60中。以下把该映 射称为“GA-Pic稳态映射”。另外,图7中的右侧向下的多个曲线分别是相同的涡轮转速下 的压缩机流量曲线。压缩机流量曲线随着涡轮转速变高而向高压侧、高流量侧转移。
[0122] 如图6所示那样,压缩机模型具有1次延迟要素A、分段B和分段C。1次延迟要 素A把进气门通过新空气量Mc (上次值)作为输入,把Mc_tar作为输出。若汽缸内空气量 发生了变化则排气能量马上发生变化,但从排气能量发生变化到涡轮转速发生变化产生延 迟。1次延迟要素A用于与该延迟相对应。
[0123] 在压缩机模型的分段B中,首先,使用GA-Pic稳态映射,在GA-Pic稳态映射后计 算出与上述Mc_tar相对应的增压压力的值Pic_tar。而且,计算出将该计算出的Pic_tar和 增压压力Pic (上次值)的差乘以增益Gl而得到的值。该分段B计算出用于修正与GA-Pic 稳态映射之间的偏差引起的流量差的修正值。
[0124] 在压缩机模型的分段C中,计算出把压缩机上游压力1¾和增压压力Pic (上次值) 之间的差乘以增益G2而得到的值。在增压压力Pic (即压缩机下游压力)比压缩机上游压 力1¾低的区域内,压缩机流量Mcp急增。该分段C计算出用于与在这样的Pic < 1¾的区 域内的压缩机流量Mcp的急增相对应的修正值。
[0125] 在压缩机模型中,通过把利用上述分段B计算出的修正值及利用分段c计算出的 修正值与上述Mc_tar进行加法运算,来计算出压缩机流量Mcp。此外,在图7中,1次延迟 要素A的处理以箭头A、分段B的处理以箭头B被分别进行了表示。
[0126] 以往,GA-Pic稳态映射被设为是一条线即一对一对应的关系。但是,实际上,即使进气流量GA相同,也有排气能量的大小不同的情况,作为其结果也有增压压力Pic不同的 情况。认为其原因是,在稳态运转状态下成为一对一对应关系的,实际上是增压压力Pic和 涡轮转速之间的关系,即使进气流量GA相同,若排气能量的大小不同,则涡轮转速也不同。
[0127] 另外,若排气能量的大小不同,则涡轮转速增加减少的速度也不同,所以1次延迟 要素A中的时间常数T的最佳的值不同。
[0128] 然而,在发生了向排气侧吹过新空气的情况下,在汽缸内贡献于燃烧的新空气的 量减少了吹过的新空气的量。因此,与没有新空气吹过的情况相比,排气能量变小,其结果, 使涡轮转速降低。因此,即使进气流量GA相同,在发生了新空气向排气侧吹过的情况下,与 没有新空气吹过的情况相比,增压压力Pic也降低。另外,由于排气能量变小,使涡轮转速 的上升速度变慢,涡轮转速的下降速度变快。在发生了新空气向排气侧吹过的情况下,认 为,由于这些影响,在基于压缩机模型的压缩机流量Mcp的估计中将产生误差。
[0129] 因此,在本实施方式中,为了使这些影响恰当地反映于压缩机模型,根据吹过量 Mex,修正GA-Pic稳态映射及1次延迟要素A的时间常数T。
[0130] 图8是为了实现上述的功能在本实施方式中ECU60执行的程序的流程图。根据图 8所示的程序,首先,判定有无新空气吹过(步骤130>。在该步骤130中,通过进行与上述 的图3的步骤100〜108大致同样的处理,判定有无新空气吹过。但是,在本实施方式中, 通过把使用上述的空气模型所估计出的进气管压力Rn与基准进气管压力Pm_t比较,来判 定有无新空气吹过的点与实施方式1不同。在本实施方式中,通过使用空气模型来估计进 气管压力Rn,从而不设置进气管压力传感器64就可以解决,实现了成本的降低。
[0131] 当在上述步骤130中判定为有新空气吹过的情况下,接着,计算出吹过量Mex (步 骤132)。在该步骤132中,能够与上述的图3的步骤110同样地,计算出吹过量Mex。继而, 向GA-Pic稳态映射中的增压压力Pic变小的方向修正GA-Pic稳态映射(步骤134)。也就 是说,GA-Pic稳态映射,例如,向图7中的D所示的曲线进行修正。在步骤132中计算出的 吹过量Mex越大则该步骤134中的修正量越大。
[0132] 接着上述步骤134的处理,修正1次延迟要素A的时间常数T (步骤136)。如上述 那样,若排气能量变小了,则涡轮转速的上升速度变慢,涡轮转速的下降速度变快。因此,在 该步骤136中,在涡轮转速上升的内燃机10加速时向1次延迟要素A的时间常数T变长的 方向进行修正,在涡轮转速下降的内燃机10减速时向1次延迟要素A的时间常数T变短的 方向进行修正。而且,在步骤132中计算出的吹过量Mex越大则该修正量越大。
[0133] 根据以上说明的图8所示的程序的处理,能够使基于新空气吹过的排气能量下降 的影响恰当地反映于压缩机模型。因此,即使在发生了新空气吹过的情况下,也能够准确地 估计压缩机流量Mcp,进而能够准确地估计进气管压力Rii。
[0134] 在上述的实施方式4中,分别地,时间常数T与上述本发明之8及9中的“时间常 数”、GA-Pic稳态映射与上述本发明8及9中的“映射”、吹过量Mex与上述本发明之8及9 中的“参数”相当。另外,ECU60通过利用上述压缩机模型计算出压缩机流量Mcp来实现上 述本发明之8中的“压缩机流量估计单元”,通过执行步骤132的处理来实现上述本发明之 9中的“吹过量计算单元”,通过执行步骤134及136的处理来实现上述本发明之8及9中 的“压缩机模型修正单元”。
[0135] 实施方式5[0136] 接着,参照图9,就本发明的实施方式5进行说明,但以与上述的实施方式4的不同 点为中心进行说明,对于同样的事项,其说明被简化或省略。
[0137] 如上述那样,在本实施方式的内燃机10中,能够通过使进气气门正时^iVT和排气 气门正时ExVT变化,来进行内部EGR。
[0138] 如上述的实施方式4中说明的那样,为了提高基于压缩机模型的压缩机流量Mcp 的估计精度,优选进行与排气能量的大小相应的修正。作为给排气能量的大小带来影响的 参数,除了新空气吹过量Mex以外,还可列举EGR量(废气再循环量)。即使进气流量GA相 同,EGR量越多,则排气能量也越小。这是因为,EGR量越多则汽缸内所占据的惰性气体越 多,从而导致燃烧温度降低。因此,在本实施方式中,为了使EGR的影响恰当地反映于压缩 机模型,根据EGR量,修正GA-Pic稳态映射及1次延迟要素A的时间常数T。
[0139] 图9是为了实现上述的功能在本实施方式中ECU60执行的程序的流程图。根据图 9所示的程序,首先,判别是否在执行EGR过程中(步骤140)。此外,在是具备了外部EGR 装置(未图示)的内燃机的情况下,在该步骤140中,在外部EGR和内部EGR中的至少一方 是在执行过程中的情况下,判定为是在执行EGR过程中。
[0140] 当在上述步骤140中判定为是在执行EGR过程中的情况下,接着,取得EGR量(步 骤142)。在是具备外部EGR装置的内燃机的情况下,在该步骤142中,取得不只包含内部 EGR量还包含外部EGR量的EGR量。因为EGR量的计算方法是公知的,所以省略了说明。
[0141] 接着上述步骤142的处理,向GA-Pic稳态映射中的增压压力Pic变小的方向修正 GA-Pic稳态映射(步骤144)。也就是说,GA-Pic稳态映射,例如,被向图7中的D所示的 曲线进行修正。步骤142中计算出的EGR量越大则该步骤144中的修正量越大。
[0142] 接着上述步骤144的处理,修正1次延迟要素A的时间常数T (步骤146)。在该步 骤146中,在涡轮转速上升的内燃机10加速时向1次延迟要素A的时间常数T变长的方向 进行修正,在涡轮转速下降的内燃机10减速时向1次延迟要素A的时间常数T变短的方向 进行修正。而且,在步骤142中所取得的EGR量越大则该修正量越大。
[0143] 根据以上说明的图9所示的程序的处理,能够使基于EGR的排气能量下降的影响 恰当地反映于压缩机模型。因此,即使在执行EGR过程中,也能够准确地估计压缩机流量 Mcp,进而能够准确地估计进气管压力Rii。
[0144] 在上述实施方式5中,使内部EGR成为可能的进气可变动气门装置44及排气可变 动气门装置46与上述本发明之10中的“废气再循环单元”相当,EGR量与上述本发明之10 中的“参数”相当。另外,E⑶60通过执行步骤142的处理来实现上述本发明之10中的“废 气再循环量取得单元”,通过执行步骤144及146的处理来实现上述本发明之10中的“压缩 机模型修正单元”。
[0145] 实施方式6
[0146] 接着,参照图10,就本发明的实施方式6进行说明,但以与上述实施方式4不同的 点为中心进行说明,对于同样的事项,其说明被简化或省略。
[0147] 如在上述实施方式4中说明的那样,为了提高基于压缩机模型的压缩机流量Mcp 的估计精度,优选进行与排气能量的大小相应的修正。排气气门正时ExVT是给排气能量的 大小带来影响的参数。这是因为,排气门16打开时刻越晚,则汽缸内的燃烧气体对活塞12 提供的作功量越多,相反,排气能量越小。因此,在本实施方式中,为了使排气门16打开时刻的延迟的影响恰当地反映于压缩机模型,根据排气气门正时ExVT的延迟量,修正GA-Pic 稳态映射及1次延迟要素A的时间常数T。
[0148] 图10是为了实现上述功能在本实施方式中ECU60执行的程序的流程图。根据图 10所示的程序,首先,判别排气气门正时ExVT是否延迟了(步骤150)。当在该步骤150中 判定为排气气门正时ExVT延迟了的情况下,接着,取得排气气门正时ExVT的延迟量(步骤 152)。继而,向GA-Pic稳态映射中的增压压力Pic变小的方向修正GA-Pic稳态映射(步 骤154)。也就是说,GA-Pic稳态映射,例如,被向图7中的D所示的曲线进行修正。在步骤 152中所取得的排气气门正时ExVT的延迟量越大则该步骤154中的修正量越大。
[0149] 接着上述步骤154的处理,修正1次延迟要素A的时间常数T (步骤156)。在该 步骤156中,在涡轮转速上升的内燃机10加速时向1次延迟要素A的时间常数T变长的方 向进行修正,在涡轮转速下降的内燃机10减速时向1次延迟要素A的时间常数T变短的方 向进行修正。而且,在步骤152中计算出的排气气门正时ExVT的延迟量越大则该修正量越 大。
[0150] 根据以上说明的图10所示的程序的处理,能够使基于排气气门正时ExVT延迟的 排气能量下降的影响恰当地反映于压缩机模型。因此,即使在排气气门正时ExVT延迟了的 情况下,也能够准确地估计压缩机流量Mcp,进而能够准确地估计进气管压力Rii。
[0151] 在上述实施方式6中,排气气门正时ExVT的延迟量与上述本发明之11中的“参 数”相当。另外,E⑶60通过执行步骤154及156的处理来实现上述本发明之11中的“压缩 机模型修正单元”。
[0152] 实施方式7
[0153] 接着,参照图11,就本发明的实施方式7进行说明,但以与上述实施方式4不同的 点为中心进行说明,对于同样的事项,其说明被简化或省略。
[0154] E⑶60,在内燃机10过渡运行时,为了防止爆震,执行使点火正时相对于通常的点 火正时延迟的点火正时延迟控制。以下把已执行了点火正时延迟控制的情况下的相对于通 常点火正时的点火正时的延迟量称为“点火延迟量”。
[0155] 如在上述实施方式4中说明的那样,为了提高基于压缩机模型的压缩机流量Mcp 的估计精度,优选进行与排气能量的大小相应的修正。点火延迟量是给排气能量的大小带 来影响的参数。这是因为,点火延迟量越大,则排气温度越高,排气能量越大。若通过点火 延迟,排气能量变大了,则涡轮转速的上升速度变快,涡轮转速的下降速度变慢。因此,在本 实施方式中,为了使点火延迟的影响恰当地反映于压缩机模型,根据点火延迟量修正1次 延迟要素A的时间常数T。此外,因为本实施方式中的点火正时延迟控制是只在过渡运行时 所执行的控制,所以不需要GA-Pic稳态映射的修正。
[0156] 图11是为了实现上述功能在本实施方式中ECU60执行的程序的流程图。根据图11 所示的程序,首先,判别是否在执行点火正时延迟控制过程中(步骤160)。当在该步骤160 中判定为是在执行点火正时延迟控制过程中的情况下,接着,取得点火延迟量(步骤162)。 继而,修正1次延迟要素A的时间常数T (步骤164)。在该步骤164中,在涡轮转速上升的 内燃机10加速时将1次延迟要素A的时间常数T向变短的方向进行修正,在涡轮转速下降 的内燃机10减速时将1次延迟要素A的时间常数T向变长的方向进行修正。而且,在步骤 162中计算出的点火延迟量的延迟量越大则该修正量越大。[0157] 根据以上说明的图11所示的程序的处理,能够使基于点火延迟的排气能量增加 的影响恰当地反映于压缩机模型。因此,即使是在实行了点火正时延迟控制的情况下,也能 够准确地估计压缩机流量Mcp,进而能够准确地估计进气管压力Rii。
[0158] 在上述实施方式7中,点火延迟量与上述本发明之11中的“参数”相当。另外, E⑶60通过执行步骤162的处理来实现上述本发明之11中的“点火正时延迟量取得单元”, 通过执行步骤164的处理来实现上述本发明之11中的“压缩机模型修正单元”。
[0159] 符号的说明
[0160] 10内燃机、12活塞、14进气阀、16排气阀、18火花塞、20汽缸内喷射器、22进气通 路、M排气通路、26涡轮增压器、26a进气压缩机、26b排气涡轮、30空气流量计、32内部冷 却器、34节气门、36浪涌调整槽、42N0x催化剂、44进气可变动气门装置、46排气可变动气门 装置、48,50凸轮位置传感器、60ECU。

Claims (12)

1. 一种内燃机控制装置,其特征在于,具备:增压器,其具有用于压缩进气通路内的空气的压缩机; 进气管压力取得单元,其检测或估计进气管压力; 进气可变动气门装置,其使进气门的气门正时可变; 排气可变动气门装置,其使排气门的气门正时可变;存储单元,存储与基准进气管压力有关的信息,该基准进气管压力是依赖于上述进气 门的气门正时且不依赖于上述排气门的气门正时的值;基准进气管压力取得单元,基于上述存储单元中存储的信息,取得与上述进气门的气 门正时相对应的基准进气管压力;和吹过判定单元,基于将由上述进气管压力取得单元检测出或估计出的进气管压力和由 上述基准进气管压力取得单元取得的基准进气管压力进行比较而得到的结果,判定有无新 空气向排气侧吹过。
2.根据权利要求1所述的内燃机控制装置,其特征在于,具备吹过量计算单元,在由上述吹过判定单元判定为存在吹过的情况下,该吹过量计 算单元基于由上述进气管压力取得单元检测出或估计出的进气管压力,计算向排气侧吹过 的新空气的量。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机控制装置,其特征在于,上述基准进气管压力是如下两区域之间的边界的值,该两区域是:在使上述进气门的 气门正时固定并使上述排气门的气门正时延迟时从上述进气门流入的新空气的量减少的 区域,和在使上述进气门的气门正时固定并使上述排气门的气门正时延迟时从上述进气门 流入的新空气的量增加的区域。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的内燃机控制装置,其特征在于,具备: 燃料喷射装置;汽缸内新空气量计算单元,在由上述吹过判定单元判定为存在吹过的情况下,基于由 上述进气管压力取得单元检测出或估计出的进气管压力,计算出在汽缸内填充的新空气的 量;第1燃料喷射量计算单元,基于由上述汽缸内新空气量计算单元计算出的汽缸内新空 气量和目标空燃比计算出燃料喷射量;和喷射控制单元,在由上述吹过判定单元判定为存在吹过的情况下,在上述排气门关闭 后,使上述燃料喷射装置喷射由上述第1燃料喷射量计算单元计算出的量的燃料。
5.根据权利要求4所述的内燃机控制装置,其特征在于,上述燃料喷射装置包含直接向汽缸内喷射燃料的汽缸内燃料喷射装置, 在由上述吹过判定单元判定为存在吹过的情况下,上述喷射控制单元使上述汽缸内燃 料喷射装置喷射由上述第1燃料喷射量计算单元计算出的量的燃料。
6.根据权利要求4或5所述的内燃机控制装置,其特征在于,具备:新空气流入量计算单元,计算出从上述进气门流入的新空气的量;和第2燃料喷 射量计算单元,基于由上述新空气流入量计算单元计算出的新空气流入量和目标空燃比, 计算出燃料喷射量,在由上述吹过判定单元判定为不存在吹过的情况下,上述喷射控制单元使上述燃料喷射装置喷射由上述第2燃料喷射量计算单元计算出的量的燃料。
7.根据权利要求6所述的内燃机控制装置,其特征在于,具备燃料过量供给控制单元,该燃料过量供给控制单元在需要时执行暂时使废气的空 燃比成为浓空燃比的燃料过量供给控制,在由上述燃料过量供给控制单元执行了燃料过量供给控制的情况下,上述喷射控制单 元,无论上述吹过判定单元的判定结果如何,都使上述燃料喷射装置喷射由上述第2燃料 喷射量计算单元计算出的量的燃料。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的内燃机控制装置,其特征在于,上述增压器利用由于废气的流动而作动的涡轮来驱动上述压缩机;具备压缩机流量估计单元,该压缩机流量估计单元基于压缩机模型估计通过上述压缩 机的新空气的流量,该压缩机模型包含了与上述增压器转速的变化相对于过渡运行状态的 进气流量的变化的延迟有关的时间常数和表示稳态运行状态下的进气流量与增压压力之 间的关系的映射;上述压缩机流量估计单元包含基于使排气能量大小受到影响的参数来修正上述时间 常数和上述映射的至少一方的压缩机模型修正单元。
9.根据权利要求8所述的内燃机控制装置,其特征在于,具备吹过量计算单元,该吹过量计算单元在由上述吹过判定单元判定为存在吹过的情 况下,基于由上述进气管压力取得单元检测出或估计出的进气管压力,计算出向排气侧吹 过的新空气的量,上述压缩机模型修正单元,包含把由上述吹过量计算单元计算出的吹过量作为上述参 数来修正上述时间常数及上述映射的单元。
10.根据权利要求8所述的内燃机控制装置,其特征在于,具备:能使废气再循环的废气再循环单元和取得废气再循环量的废气再循环量取得单元,上述压缩机模型修正单元包含把由上述废气再循环量取得单元所取得的废气再循环 量作为上述参数来修正上述时间常数及上述映射的单元。
11.根据权利要求8所述的内燃机控制装置,其特征在于,上述压缩机模型修正单元包含把上述排气门的气门正时作为上述参数来修正上述时 间常数及上述映射的单元。
12.根据权利要求8所述的内燃机控制装置,其特征在于,具备点火正时延迟量取得单元,该点火正时延迟量取得单元在实际的点火正时相对于 通常点火正时延迟了的情况下,取得该点火正时延迟量,上述压缩机模型修正单元包含把上述点火正时延迟量作为上述参数来修正上述时间 常数的单元。
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