CN102135052A

CN102135052A - Egr率推测检测装置

Info

Publication number: CN102135052A
Application number: CN2011100212105A
Authority: CN
Inventors: 西田宪二
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-01-22
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2031-01-14
Also published as: TWI418702B; CN102135052B; JP5337065B2; TW201200718A; JP2011149351A; BRPI1100600A2

Abstract

一种EGR率推测检测装置，能够基于曲柄脉冲发生器转子的输出信号，推测检测内部EGR中的EGR率。其包括：吸入新气体质量检测部，基于气流计的输出信号检测引擎的吸入新气体质量；NeA计算部，基于曲柄脉冲计算引擎的平均引擎旋转速度；Δω1计算部，计算与引擎的压缩上死点(TDC)重叠的第一指定区间(τ1)的第一曲柄角速度(ω1)，并且通过从平均引擎旋转速度(NeA)中减去第一曲柄角速度来计算第一变化量(Δω1)；以及缸内气体总质量推测值导出部，基于第一变化量(Δω1)的值，推测缸内气体总质量。EGR率推测检测装置基于吸入新气体质量以及缸内气体总质量的推测值，导出排放气体的再循环率即EGR率的推测值。

Description

EGR率推测检测装置

技术领域

本发明涉及EGR率推测检测装置，尤其涉及能够推测检测引擎(engine)中的排放气体的再循环率(EGR率)的EGR率推测检测装置。

背景技术

以往，已知将引擎的排放气体的一部分向吸气侧引导，将其再次与混合气体混合并进行吸气，由此能够实现排放气体中的氮氧化物的减少和每公升燃料行驶的公里数提高的排放气体再循环(EGR：Exhaust GasRecirculation)的技术。在EGR中，有在吸气管与排气管之间设置用于使排放气体循环流动的旁路(bypass)管的“外部EGR”、和使排气气门关闭的时机提前以使排放气体残留在工作缸内的“内部EGR”，但无论是在哪一种EGR技术中，表示工作缸中吸入的混和气体中包含了多少排放气体的“EGR率”都是重要的控制参数。

在专利文献1中，公开了在具有外部EGR的旁路管的引擎中，在吸气管、排气管以及工作缸内分别设置气体浓度传感器，基于该气体浓度传感器的输出值，能够分别计算外部EGR的EGR率以及内部EGR的EGR率的气体浓度测量装置。

专利文献1：日本特开2009-203874号公报

但是，在专利文献1记载的技术中，需要多个直接检测气体浓度的高性能传感器，存在结构复杂并且成本增高的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术的问题，提供一种能够基于曲柄脉冲发生器转子的输出信号，推测检测内部EGR中的EGR率的EGR率推测检测装置。

为了实现上述目的，本发明提供一种EGR率推测检测装置(30)，由检测与引擎(5)的曲轴(1)同步旋转的曲柄脉冲发生器转子(2)上设置的多个磁阻分配头(4)的通过的磁拾取器(pickup)式脉冲发生器(PC)提供曲柄脉冲，其特征在于，该EGR率推测检测装置(30)包括：吸入新气体质量检测部(39)，检测所述引擎(5)的吸入新气体质量；NeA计算部(33)，基于所述曲柄脉冲，计算所述引擎(5)的平均引擎旋转速度(NeA)；Δω1计算部(34)，计算与所述引擎(5)的压缩上死点(TDC)重叠的第一指定区间(τ1)的第一曲柄角速度(ω1)，并且通过从所述平均引擎旋转速度(NeA)中减去所述第一曲柄角速度(ω1)来计算第一变化量(Δω1)；以及缸内气体总质量推测值导出部(38)，基于所述第一变化量(Δω1)的值，推测缸内气体总质量(Gtotal)；所述EGR率推测检测装置(30)基于所述吸入新气体质量以及所述缸内气体总质量的推测值，导出作为排放气体的再循环率的EGR率的推测值。

另外，第二特征在于包括：表示所述第一变化量(Δω1)与所述缸内气体总质量(Gtotal)的关系，为每个指定的引擎旋转数设置的多个Δω1-Gtotal映射(37)；所述缸内气体总质量推测值导出部(38)选择与所述平均引擎旋转速度(NeA)一致的一个Δω1-Gtotal映射(37)，将利用与所述第一变化量(Δω1)的对应导出的Gtotal的值用作所述缸内气体总质量的推测值。

另外，第三特征在于：所述引擎(5)构成为能够进行预混和压缩点火燃烧；所述EGR率是通过吸气气门(IV)以及排气气门(EV)的开关时机使排放气体残留在工作缸内的内部EGR的EGR率。

另外，第四特征在于：所述第一指定区间(τ1)是从刚好位于压缩上死点(TDC)前面的曲柄脉冲的脉冲下降沿点，到刚好位于压缩上死点(TDC)后面的曲柄脉冲的脉冲下降沿点(C2)的期间。

进而，第五特征在于包括：Δω2计算部，计算与所述引擎(5)的燃烧下死点(BDC)重叠的第二指定区间(τ2)的第二曲柄角速度(ω2)，从该第二曲柄角速度(ω2)中减去所述第一曲柄角速度(ω1)，由此计算第二变化量(Δω2)；基于所述第二变化量(Δω2)的值计算引擎负载率；基于所述EGR率的推测值以及所述引擎负载率，计算气门正时的目标值。

(发明效果)

根据第一特征，包括：吸入新气体质量检测部，检测引擎的吸入新气体质量；NeA计算部，基于曲柄脉冲计算引擎的平均引擎旋转速度；Δω1计算部，计算与引擎的压缩上死点重叠的第一指定区间的第一曲柄角速度，并且通过从平均引擎旋转速度中减去第一曲柄角速度来计算第一变化量；以及缸内气体总质量推测值导出部，基于第一变化量的值，推测缸内气体总质量；EGR率推测检测装置基于吸入新气体质量以及缸内气体总质量的推测值，导出作为排放气体的再循环率的EGR率的推测值，因此能够通过使用曲柄脉冲信号和用于检测吸入新气体质量的气流传感器等的输出，推测检测EGR率。据此，无须设置用于直接检测EGR率的气体浓度传感器等，能够避免引擎结构的复杂化，降低生产成本。

根据第二特征，包括表示第一变化量与缸内气体总质量的关系，为每个指定的引擎旋转数设置的多个Δω1-Gtotal映射；缸内气体总质量推测值导出部选择与平均引擎旋转速度一致的一个Δω1-Gtotal映射，将利用与所述第一变化量的对应导出的Gtotal的值用作缸内气体总质量的推测值，因此能够使用根据曲柄脉冲输出计算的第一变化量和预先通过实验等导出的映射，推测检测缸内气体总质量。

根据第三特征，引擎构成为能够进行预混和压缩点火燃烧；EGR率是通过吸气气门以及排气气门的开关时机使排放气体残留在工作缸内的内部EGR的EGR率，因此在使用内部EGR使预混和压缩点火(HCCI)燃烧成为可能的引擎中，能够正确地求出作为HCCI燃烧控制所必需的控制参数的EGR率，进行适当的燃烧控制。

根据第四特征，第一指定区间是从刚好位于压缩上死点前面的曲柄脉冲的脉冲下降沿点，到刚好位于压缩上死点后面的曲柄脉冲的脉冲下降沿点的期间，因此能够正确地检测与压缩上死点重叠的位置处的曲柄角速度。

根据第五特征，包括Δω2计算部，计算与引擎的燃烧下死点重叠的第二指定区间的第二曲柄角速度，从该第二曲柄角速度中减去第一曲柄角速度，由此计算第二变化量；基于第二变化量的值计算引擎负载率；基于EGR率的推测值以及引擎负载率，计算气门正时的目标值，因此能够基于曲柄脉冲信号计算引擎负载率以及气门正时的目标值。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式涉及的EGR率推测检测装置的结构的模块图。

图2是表示使用EGR率推测值的引擎控制的流程的模块图。

图3是表示一个循环期间的曲柄脉冲信号与曲柄角速度ω的变化的关系的时序图。

图4是图3的部分放大图。

图5是Δω1-Gtotal映射的一例。

图6是表示HCCI引擎的燃烧特性的曲线。

图7是表示利用VVT机构可变的气门正时的曲线。

图8是表示EGR率与引擎负载率的关系的曲线。

符号说明：

1曲轴；2曲柄脉冲发生器转子；4磁阻分配头；15气流传感器；30EGR率推测检测装置；31曲柄脉冲检测部；32计时器；33NeA计算部；34Δω1计算部；35映射对照部；36各引擎旋转数Δω1-Gtotal映射群；37Δω1-Gtotal映射；38缸内气体总质量推测值导出部；39吸入新气体质量检测部；41EGR率推测值计算部；PC磁拾取器式脉冲发生器。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的较佳实施方式。图1是表示本发明的一个实施方式涉及的EGR率推测检测装置30的结构的模块图。另外，图2是表示使用EGR率推测值的引擎控制的流程的模块图。进而，图3是表示一个循环(cycle)期间的曲柄(crank)脉冲信号与曲柄角速度ω的变化的关系的时序图，图4是图3的部分放大图。EGR率推测检测装置30内置于控制引擎5的ECU50中。

本实施方式涉及的EGR率推测检测装置30能够基于用于检测引擎5的曲轴1的旋转位置的曲柄脉冲发生器转子2的输出信号，求出EGR率的推测值。EGR率根据缸内气体总质量(Gtotal)和吸入新气体质量(Gf)求出。即，EGR率能够通过EGR率(％)＝(Gtotal-Gf)÷Gtotal×100的计算式进行计算。在本发明申请中，基于曲柄脉冲发生器转子2的输出信号推测检测缸内气体总质量(Gtotal)，另一方面，吸入新气体质量(Gf)基于安装在吸气管11中并测量吸入空气量的气流计15的输出信号求出。

在引擎5的曲轴1上，安装有与该曲轴1同步旋转的曲柄脉冲发生器转子2。本实施方式涉及的曲柄脉冲发生器转子2采用在与曲轴1同步旋转的转子3上除了一处缺齿部H外，以30度的间隔设置共11个磁阻分配头(reluctor)4的结构。

EGR率推测检测装置30内的曲柄脉冲检测部31通过磁拾取器式脉冲发生器PC作为脉冲信号检测磁阻分配头4的通过状态，据此检测曲轴1的旋转位置以及旋转速度。曲柄脉冲检测部31通过检测缺齿部H的通过来检测曲柄脉冲发生器转子2的基准位置，基于磁阻分配头4的配置，用#0～10共计11个曲柄阶段分割曲轴1的旋转。随后，确定基于吸气管11中产生的吸气压变化等的冲程判断后，确定阶段的表里判断(曲轴处于一个循环中的第一次旋转还是第二次旋转的判断)，将引擎的一个循环(720度)分割为#0～21共计22个循环阶段。此外，基于吸气压变化的冲程判断例如通过对照所检测的吸气压的变化模式与通过实验等求出的吸气压的变化模式来执行。通过实验等求出的变化模式与循环阶段相关联。

EGR率推测检测装置30中包括基于曲柄脉冲检测部31以及计时器32的输出信号计算指定检测区间中的平均引擎旋转速度NeA的NeA计算部33。另外，在Δω1计算部34中，基于由NeA计算部33计算的平均引擎旋转速度NeA和在与曲轴1的上死点位置重叠的第一指定区间中检测的第一曲柄角速度ω1，进行曲柄角速度的第一变化量Δω1的计算。在本实施方式中，第一曲柄角速度ω1在与压缩上死点(TDC)重叠的指定区间中检测。

此处，参照图3以及图4。曲柄角速度ω在平均引擎旋转速度NeA恒定的情况下，由于工作缸内压的变化，与引擎的一个循环，即压缩、燃烧/膨胀、排气、吸气的4个冲程相对应地反复进行周期变化。具体而言，在压缩冲程中，产生由工作缸内压的上升产生的压缩阻力而引起的曲柄角速度ω的减少。另外，在燃烧/膨胀冲程的区间中，由于燃烧产生的工作缸内压的上升，产生曲柄旋转能量，产生由此引起的增加。另外，曲柄角速度ω在燃烧/膨胀冲程结束时迎来峰值，随后，由于工作缸内的机械摩擦阻力、排气冲程中已燃气体的排出阻力、吸入冲程中的吸入阻力等泵做功而持续降低，再次到达吸入冲程/压缩冲程，反复进行这样的变化。

根据该曲柄角速度ω的变化，在压缩上死点附近检测的第一曲柄角速度ω1变得小于平均引擎旋转速度NeA。此外，在燃烧下死点附近检测的第二曲柄角速度ω2变得大于平均引擎旋转速度NeA，例如，在平均引擎旋转速度NeA为3000rpm时，第一曲柄角速度ω1＝2900rpm，第二曲柄角速度ω2＝3100rpm。

曲柄角速度ω的变化峰值根据引擎的产生扭矩而变大，随后的降低量随着吸入空气量增多而变大。这样，越是产生扭矩大并且吸入空气量多的引擎，则曲柄角速度ω的变化越大。进而，越是曲轴的惯性力小的低旋转区域，则该变化越大，另外，越是工作缸数少、爆发间隔大的引擎，则该变化越大。换言之，在如摩托车的单缸引擎这样曲轴的惯性力矩较小的引擎中，曲柄角速度ω的变化具有变大的倾向。

Δω1计算部34使用式Δω1＝NeA-ω1计算压缩上死点附近的第一曲柄角速度ω1的第一变化量Δω1(相对于平均引擎旋转速度NeA的变化量)。此外，在图3，4中，还记载了燃烧下死点附近的第二曲柄角速度ω2的第二变化量Δω2(相对于曲柄角速度ω1的变化量)。第二变化量Δω2使用式Δω2＝ω2-ω1计算。

说明Δω1计算部34中Δω1的计算过程。曲柄角速度ω在曲轴1处于压缩上死点(TDC)的位置，即曲柄角度为0度时变得最小。这样，由于压缩冲程产生的曲轴1的减速度合计值通过曲柄角速度的第一变化量Δω1(平均引擎旋转速度NeA-第一曲柄角速度ω1)来表示。

另外，曲柄角速度ω在曲轴1处于燃烧下死点的位置，即曲柄角度为180度时变得最大。这样，由于燃烧/膨胀冲程产生的曲轴1的加速度合计值通过从压缩上死点到燃烧下死点的曲柄角速度的第二变化量Δω2(第二曲柄角速度ω2-第一曲柄角速度ω1)来表示。

参照图4，在本实施方式中，通过从刚好位于压缩上死点前面的曲柄脉冲P1的脉冲下降沿点C1，到刚好位于压缩上死点后面的曲柄脉冲P2的脉冲下降沿点C2的30度区间(第一指定区间)的通过时间τ1计算第一曲柄角速度ω1。此外，通过从刚好位于燃烧下死点(BDC)前面的曲柄脉冲P3的脉冲下降沿点C3，到刚好位于燃烧下死点后面的曲柄脉冲P4的脉冲下降沿点C4的30度区间(第二指定区间)的通过时间τ2计算第二曲柄角速度ω2。

并且，第一变化量Δω1通过从平均引擎旋转速度NeA中减去曲柄角速度ω1计算，第二变化量Δω2通过从第二曲柄角速度ω2中减去第一曲柄角速度ω1计算。

并且，第一变化量Δω1通过从平均引擎旋转速度NeA中减去曲柄角速度ω1计算。接着，说明第一变化量Δω1与缸内气体总质量Gtotal的关系。

内燃机构(引擎)的扭矩变化ΔN是内燃机构的净扭矩以及行驶阻力扭矩的差，在设由引擎内压力产生的内燃机构的输出扭矩为N_{cylinder_work}、内燃机构的摩擦阻力扭矩为N_friction、行驶阻力扭矩为N_load时，与曲轴1的等价惯性力矩I的关系可以用如下运动方程式表示。

ΔN＝(N_{cylinder_work}-N_friction)-N_load＝I·(dω/dt)...(1)

此处，在设工作缸内的压力为P_cylinder，工作缸内径为B，气体常数为R，气体绝对温度为T，工作缸内容积为V，扭矩计算方面的有效半径为r时，成为下式：

N_{cylinder_work}＝P_cylinder·(π/4)B²·r...(2)

P_cylinder＝Gtotal·R·T/V ...(3)

将上述式(2)以及式(3)代入忽略了摩擦阻力扭矩N_friction以及行驶阻力扭矩N_load的上述式(1)后，成为下式：

dω/dt＝(1/I)·(Gtotal·R·T/V)·(π/4)B²·r ...(4)

另外，如图3、4所示，在压缩上死点之前曲柄角速度ω进行减速，压缩上死点前的减速斜率(dω/dt)能够在压缩上死点前的两点间进行近似，在两点间的时间为Δτ时，设相对于平均曲柄角速度即内燃机构的旋转速度Ne的角速度变化量(第一变化量)为Δω，则：

dω/dt＝Δω/Δτ...(5)

而压缩上死点之前的角速度变化量Δω基于通过从检测磁阻分配头4的磁拾取器式脉冲发生器PC输出的脉冲得到的平均角速度ωtdc作为(Δω＝Ne-ωtdc)进行计算，上述式(4)能够改写为下式：

Δω/Δτ＝Gtotal·T·(1/I)·(R/V)·(π/4)B²·r ...(6)

此处，{(1/I)·(R/V)·(π/4)B²·r}恒定，若假定内燃机构的旋转速度Ne相同时Δτ恒定，则Δω∝Gtotal·T，在吸入温度T恒定时，Δω∝Gtotal，通过基于从检测磁阻分配头4的磁拾取器式脉冲发生器PC输出的脉冲得到的角速度变化量Δω，能够简单地推测缸内气体总质量Gtotal。这样，能够基于Δω1进行缸内气体总质量Gtotal的预测。

回到图1，各引擎旋转速度的Δω1-Gtotal映射(map)群36中，容纳有与指定的引擎旋转速度对应的多个Δω1-Gtotal映射37(例如，每隔1000rpm，从1000至10000rpm时的10个)。Δω1-Gtotal映射37基于预先进行的实验数据生成，表示第一变化量Δω1与缸内气体总质量(Gtotal)的关系。

如图5所示，Δω1-Gtotal映射表示第一变化量Δω1与缸内气体总质量(Gtotal)的关系，例如使用在工作缸内安装有气体浓度传感器的实验用引擎预先确定。第一变化量Δω1与缸内气体总质量之间大致成立正比关系。

映射对照部35基于由NeA计算部33计算的平均引擎旋转速度NeA的值，从各引擎旋转速度的Δω1-Gtotal映射群36中选择一个与引擎旋转速度一致的Δω1-Gtotal映射37。并且，缸内气体总质量推测值导出部38将该Δω1-Gtotal映射37所示的Gtotal的值作为缸内气体总质量的推测值导出。

另一方面，吸入新气体质量检测部39基于由气流传感器15检测的吸入空气量，检测吸入的新气体的质量，即吸入新气体质量(Gf)。并且，EGR率推测值计算部41通过EGR率(％)＝(Gtotal-Gf)÷Gtotal×100的计算式计算EGR率的推测值。

参照图2的模块图，说明使用推测检测的EGR率来驱动控制引擎5的可变气门正时(VVT：Variable Valve Timing)机构的流程。在4循环单缸引擎5的工作缸10的上部，安装有包括可任意改变吸排气气门的气门正时的VVT机构的工作缸头部8。VVT机构基于ECU50的驱动指令使控制发动机运动，据此改变吸气气门IV以及排气气门EV的气门正时。此外，伴随该气门正时的改变，气门提升量也发生变化。由VVT机构进行的气门正时的可变状态通过检测控制发动机的旋转角度等的传感器19被传递到ECU50。

在吸气管11的一端部，安装有过滤新气体的空气过滤盒16。在空气过滤盒16内部设置吸气温度传感器17以及大气压传感器18。另外，在吸气管11中安装测量吸入空气量的气流传感器15、检测节流阀13的旋转角度的节流阀开度传感器14以及检测吸气压力的吸气压传感器20。在燃烧室的上部设置点火装置9，在节流阀13下流侧的吸气管11中设置燃料喷射阀12。另外，在排气管6中安装氧气浓度传感器7。

此外，气流传感器15可以使用：利用加热的铂线失去热时电阻发生变化的热线(hot wire)式传感器元件，或者通过超声波测量流通路径中产生的卡门(karman)涡的数量的卡门涡式传感器元件。

ECU50使用各种传感器的输出信号执行各种计算，驱动控制燃料喷射阀12、点火装置9和VVT机构。所述EGR率的推测值主要用于VVT机构的控制。在本实施方式中以如下方式构成：首先，气门正时目标值导出部51使用EGR率推测值和引擎负载率导出气门正时的目标值。接着，VVT机构目标位置导出部52导出用于实现气门正时的目标值的VVT机构的控制发动机的驱动量，基于该发动机驱动量，VVT机构控制部53向控制发动机输出驱动信号。此外，引擎负载率可以基于所述Δω2(参照图4)的大小等计算。

此外，已知在引擎旋转速度恒定，点火时期设定为MBT(MinimumAdvance for Best Torque)，并且燃烧气体中的空燃比(A/F)恒定时，IMEP(图示平均有效压力)以及ηc(填充效率)成立正比关系。据此，能够通过由氧气浓度传感器7检测的空燃比和所述第二变化量Δω2来求出IMEP。此外，点火时期的MBT是指在节流开度恒定并且引擎旋转速度恒定的情况下，并且产生扭矩达到最大的点火时期，是预先通过实验等导出的值(例如3000rpm时为0度)。另外，填充效率(Charging efficiency)ηc是在指定气压以及指定温度下，与吸气冲程中能够进入燃烧室内的吸入新气体的质量有关的效率。进而，IMEP(图示平均有效压力)是用冲程体积除以燃烧产生的工作缸内的做功量的值(例如500kPa)，是与排气量无关，用于通过功的产生程度来表示引擎性能的一种指标。

此处，说明第二变化量Δω2与所述IMEP等的关系。如前所述，曲轴的角速度ω由曲轴的变化扭矩引起，以平均引擎旋转速度NeA为中心波动。此处，燃烧/膨胀冲程(参照图3，4)中的旋转能量上升部分ΔE(从压缩上死点到燃烧下死点的旋转能量上升量)在曲轴系统惯性力矩为I时，根据压缩上死点以及燃烧/膨胀冲程结束时的ω，即ω1以及ω2使用下式求出。

ΔE＝1/2×I×(ω2^2-ω1^2) ...(7)

该ΔE是引擎的燃烧产生的功，因此使用下式求出。

ΔE＝IMIP×排气量Vs ...(8)

此处，可以将所述式(7)右边的1/2×(ω2^2-ω1^2)转换为下式。

1/2×(ω2^2-ω1^2)＝(ω2-ω1)×1/2×(ω2+ω1) ...(9)

如上所述，将燃烧/膨胀冲程区间的曲柄角速度的加速量Δω2定义为下式。

Δω2＝ω2-ω1 ...(10)

另外，所述式(9)右边的1/2×(ω2+ω1)为循环的平均ω，因此与平均引擎旋转速度NeA一致。

1/2×(ω2+ω1)＝NeA ...(11)

根据上述式(7)～(11)，Δω2成为下式：

Δω2＝(IMEP×Vs)/(I×NeA) ...(12)

即，Δω2与IMEP(图示平均有效压力)和排气量Vs成正比，与平均引擎旋转速度NeA和曲轴系统惯性力矩I成反比。并且，IMEP与引擎负载率成正比，因此，能够基于Δω2的值计算引擎负载率。

图6是表示能进行预混和压缩点火(HCCI：Homogeneous ChargeCompression Igntion)的HCCI引擎的燃烧特性的曲线。所谓HCCI，是指如柴油发动机那样将汽油压缩过热使之自我点火的燃烧方式，在本实施方式中，通过使用内部EGR实现HCCI燃烧。具体而言，汽油引擎的压缩比较低，难以进行自我点火，因此通过提早关闭排气气门EV使排放气体残留在缸内，利用该残留排放气体的热能进行自我点火。

在该曲线中，表示引擎扭矩与引擎旋转速度的关系。与能进行通常的SI(spark ignition，火花点火)燃烧的区域相比，能进行HCCI燃烧的区域限制在引擎扭矩以及引擎旋转速度较低的比较狭窄的区域内(图示的斜线部)。因此，为了可靠地实现HCCI燃烧，必须进行EGR率的正确检测。此外，“WOT时”的线表示节流全开(Wide open throttle)时即全负载时的引擎特性。

图7是表示利用VVT机构可变的气门正时的曲线。在通常的SI燃烧中，通过排气气门EV的开始关闭与吸气气门IV的开始打开相接近的气门正时进行运转，在虚线A的SI燃烧中，TDC(重叠顶部。排气下死点)处产生排气气门EV以及吸气气门IV共同打开的状态。

与此相对，在实线B、C所示的HCCI燃烧中采用如下结构，即通过采用由VVT机构使得关闭排气气门的时机提前，并且打开吸气气门IV的时机推迟的“负重叠(マイナスオ一バ一ラツプ)法”，使较多量的排放气体残留在工作缸内，进行混和气体的自我点火。

图8是表示EGR率与引擎负载率的关系的曲线。如图所示，HCCI燃烧仅在引擎负载率较低的区域中能够实现，进而，具有引擎负载率越下降则要求越高的EGR率的特性。另一方面，在SI燃烧区域中，引擎负载率越提高则要求越低的EGR率。图中的A、B、C与图7所示的气门正时A、B、C对应，ECU50控制VVT机构以实现与引擎负载率对应的EGR率。

如上所述，根据本发明涉及的EGR率推测检测装置，能够基于根据曲柄脉冲发生器信号检测的曲柄角速度，推测检测EGR率。据此，能够在不使用用于直接检测EGR率的气体浓度传感器等的情况下，适当地控制VVT机构、点火装置以及燃料喷射装置等。

此外，曲柄脉冲发生器转子或脉冲发生器的结构或形状、Δω1-Gtotal映射的方式或个数、ECU内的结构等并不限定于上述实施方式，可以进行各种变更。例如，在上述实施方式中，Δω1以及Δω2分别在跨越压缩上死点以及燃烧下死点的期间内计算，但该计算位置也可以与引擎的排气量或方式等相对应，分别沿进角(進角)方向或退角(遅角)方向挪动指定角度。另外，计算ω1或ω2的期间的长度也可以根据曲柄脉冲发生器转子的磁阻分配头的形状等进行任意变更。另外，也可以以跨越压缩上死点以及燃烧下死点的方式形成曲柄脉冲发生器转子的磁阻分配头，基于上述各磁阻分配头的通过时间计算Δω1以及Δω2。

进而，也可以包括Δω1，Δω2计算部，利用引擎的压缩冲程开始时的角速度与压缩上死点附近的角速度的差计算第一变化量(Δω1)，另一方面，计算与引擎的燃烧下死点(BDC)重叠的第二指定区间(τ2)的第二曲柄角速度(ω2)，并且从第二曲柄角速度(ω2)中减去第一曲柄角速度(ω1)，由此计算第二变化量(Δω2)。

本发明涉及的EGR率推测检测装置能够与基于曲柄角速度的变化推测检测引擎负载的负载检测装置并用，另外，并不限定于摩托车用引擎，可以适用于各种方式的引擎。

Claims

1.一种EGR率推测检测装置(30)，由检测与引擎(5)的曲轴(1)同步旋转的曲柄脉冲发生器转子(2)上设置的多个磁阻分配头(4)的通过的磁拾取器式脉冲发生器(PC)提供曲柄脉冲，其特征在于，包括：

吸入新气体质量检测部(39)，检测所述引擎(5)的吸入新气体质量；

NeA计算部(33)，基于所述曲柄脉冲，计算所述引擎(5)的平均引擎旋转速度(NeA)；

Δω1计算部(34)，计算与所述引擎(5)的压缩上死点(TDC)重叠的第一指定区间(τ1)的第一曲柄角速度(ω1)，并且通过从所述平均引擎旋转速度(NeA)中减去所述第一曲柄角速度(ω1)来计算第一变化量(Δω1)；以及

缸内气体总质量推测值导出部(38)，基于所述第一变化量(Δω1)的值，推测缸内气体总质量(Gtotal)；

所述EGR率推测检测装置(30)基于所述吸入新气体质量以及所述缸内气体总质量的推测值，导出作为排放气体的再循环率的EGR率的推测值。

2.根据权利要求1所述的EGR率推测检测装置，其特征在于，

包括表示所述第一变化量(Δω1)与所述缸内气体总质量(Gtotal)的关系，按每个指定的引擎旋转数设置的多个Δω1-Gtotal映射(37)；

所述缸内气体总质量推测值导出部(38)选择与所述平均引擎旋转速度(NeA)一致的一个Δω1-Gtotal映射(37)，将通过与所述第一变化量(Δω1)的对应而导出的Gtotal的值用作所述缸内气体总质量的推测值。

3.根据权利要求1或2所述的EGR率推测检测装置，其特征在于，

所述引擎(5)构成为能够进行预混和压缩点火燃烧；

所述EGR率是通过吸气气门(IV)以及排气气门(EV)的开关时机使排放气体残留在工作缸内的内部EGR的EGR率。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的EGR率推测检测装置，其特征在于，

所述第一指定区间(τ1)是从刚好位于压缩上死点(TDC)前面的曲柄脉冲的脉冲下降沿点，到刚好位于压缩上死点(TDC)后面的曲柄脉冲的脉冲下降沿点(C2)的期间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的EGR率推测检测装置，其特征在于，

包括Δω2计算部，其计算与所述引擎(5)的燃烧下死点(BDC)重叠的第二指定区间(τ2)的第二曲柄角速度(ω2)，从该第二曲柄角速度(ω2)中减去所述第一曲柄角速度(ω1)，由此计算第二变化量(Δω2)；

基于所述第二变化量(Δω2)的值计算引擎负载率；

基于所述EGR率的推测值以及所述引擎负载率，计算气门正时的目标值。