CN102449292A - 内燃机的控制装置 - Google Patents

Abstract

内燃机的控制装置具备配置于内燃机进气通路的空气流量检测器，在从内燃机的启动时到暖机运转结束的期间内，决定用于取得空气流量检测器的输出值的从初期的运转状态到末期的运转状态的过渡期间，根据检测出的空气流量检测器的输出值计算过渡期间的累计空气量，并根据计算出的累计空气量、和与过渡期间对应的基准进气量，对空气流量检测器的输出值进行修正。

Description

内燃机的控制装置

技术领域

本发明涉及内燃机的控制装置。

背景技术

内燃机使燃料与空气的混合气在气缸内燃烧。在内燃机的控制中，已知有推定流入气缸内的空气量，根据流入气缸的空气量与目标空燃比来确定向气缸内供给的燃料的量的技术。流入气缸内的空气量，例如能够根据配置在内燃机进气通路的空气流量检测器的输出值来推定。

并且，已知有通过使用从配置于内燃机进气通路的装置的模型导出的模型计算式进行的数值计算，来推定流入气缸内的空气量的方法。例如，已知有预先做成节流阀、进气管等的模型计算式，使用内燃机的各种参数的值与模型计算式推定向气缸内填充的空气量的装置。

在日本特开2007-231840号公报中，公开有如下的控制装置，该装置具备：设置在内燃机进气通路的空气流量计；推定节流阀通过空气流量的节流阀模型；以及根据由节流阀模型计算出的节流阀通过空气流量的推定值使用空气流量计模型计算式计算空气流量计的预想输出值的空气流量计模型，该控制装置使用空气流量计的实测值与预想输出值来对内燃机进行控制。

并且，已知有根据各种传感器的输出值与映射来推定通过节流阀的空气流量的装置。

在日本特开2006-9745号公报中，公开了如下的一种空气流量传感器输出的修正方法：当切断废气的再循环时，求出基于内燃机转速与油门开度的预测进气量、和由空气流量传感器检测出的进气量之间的偏差，当该偏差超出预先设定的阈值的情况下，朝使空气流量传感器的输出增加的方向进行修正。

专利文献1：日本特开2007-231840号公报

专利文献2：日本特开2006-9745号公报

当实际流入气缸内的空气量偏离目标的空气量时，输出扭矩会偏离目标值，或者燃烧时的空燃比偏离目标值。因此，优选为正确地推定向气缸内填充的空气量。

在根据空气流量检测器的输出推定流入气缸内的空气量的装置中，由于燃料的喷射量是基于空气流量而决定的，因此优选为空气流量检测器能够高精度地检测空气流量。然而，当持续使用时，存在因漏过空气滤清器的尘埃、进气的回吹使得碳成分的沉淀物(堆积物)等附着物附着于检测部的情况。因此，有时空气流量检测器的输出特性发生变化。即，存在空气流量检测器的输出值所含的误差变化的情况。

在通过使用模型计算式的数值计算来推定向气缸内填充的空气量的装置中，能够使用配置于内燃机进气通路的空气流量检测器的输出值来进行对由模型计算式计算出的空气流量的修正。即便在这种情况下，如果在空气流量检测器的输出值含有误差，则会使修正后的空气流量也含有误差。

在上述的特开2006-9745号公报中，公开了以根据内燃机转速与油门开度计算出的预测进气量为基准来修正空气流量计的输出值的装置。但是，存在在节流阀的阀主体也附着有附着物的情况。当在节流阀的阀主体附着有附着物时，与节流阀的开度对应的内燃机进气通路的开口面积发生变化。在基于油门开度推定得出的空气流量产生误差。当对从空气流量计输出的空气流量的误差进行计算时，将包含节流阀的开口面积的误差。因此，空气流量计的输出值的修正方面尚存改善的余地。

这样，向气缸内填充的空气量的推定值中含有由节流阀引起的误差和由空气流量检测器引起的误差两者。在以往的技术中，存在难以仅对空气流量检测器的误差进行正确地把握的问题。即，存在难以将由节流阀引起的误差与由空气流量检测器引起的误差区分开来的问题。

此外，关于配置于内燃机进气通路的空气流量检测器的输出值，除了用于推定流入气缸内的进气量以外，有时还被用于内燃机的废气的再循环率的控制等中，优选能够高精度地检测内燃机进气通路的空气流量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够高精度地检测配置于内燃机进气通路的空气流量检测器的输出值的内燃机的控制装置。

本发明的内燃机的控制装置具备配置于内燃机进气通路的空气流量检测器。在从内燃机的启动时到暖机运转结束为止的期间内，决定用于取得空气流量检测器的输出值的初期的运转状态以及末期的运转状态，在从初期的运转状态到末期的运转状态的过渡期间，根据检测出的空气流量检测器的输出值计算上述过渡期间的进气的总量，并根据计算出的进气的总量和与上述过渡期间对应的基准进气量，对空气流量检测器的输出值进行修正。

在上述发明中，上述内燃机的控制装置具备检测内燃机冷却装置的制冷剂的温度的制冷剂温度检测器，上述过渡期间包括从预先决定的初期的运转状态到内燃机冷却装置的制冷剂的温度达到温度判定值的期间。

在上述发明中，优选为，初期的运转状态为内燃机启动时，检测内燃机启动时的制冷剂的温度，启动时的制冷剂的温度越低，则越增大上述基准进气量。

在上述发明中，在内燃机的控制装置中，该内燃机在内燃机排气通路配置有排气处理装置，该内燃机的控制装置具备检测排气处理装置的温度的温度检测器，上述过渡期间包括从预先决定的初期的运转状态到排气处理装置的温度达到温度判定值的期间。

在上述发明中，优选为，初期的运转状态为内燃机启动时，检测内燃机启动时的排气处理装置的温度，启动时的排气处理装置的温度越低，则越增大上述基准进气量。

在上述发明中，在内燃机的控制装置中，该内燃机在内燃机排气通路配置有排气处理装置，该内燃机的控制装置具备推定排气处理装置的最大氧吸留量的吸留量推定装置，上述过渡期间是从预先决定的初期的运转状态到排气处理装置的最大氧吸留量达到吸留量判定值的期间。

在上述发明中，优选为，初期的运转状态为内燃机启动时，推定内燃机的启动时的最大氧吸留量，启动时的最大氧吸留量越小，则越增大上述基准进气量。

在上述发明中，优选为，当计算上述过渡期间的进气的总量时，检测燃烧室的点火正时的延迟量，以点火正时的延迟量越大则进气的总量越大的方式进行修正。

在上述发明中，优选为，当计算上述过渡期间的进气的总量时，推定燃烧室的燃烧时的空燃比，在燃烧时的空燃比为稀空燃比的区域，以燃烧时的空燃比越大则进气的总量越小的方式进行修正。

在上述发明中，优选为，当计算上述过渡期间的进气的总量时，推定燃烧室的燃烧时的空燃比，在燃烧时的空燃比为浓空燃比的区域，以燃烧时的空燃比越小则进气的总量越小的方式进行修正。

在上述发明中，优选为，内燃机具有使废气从内燃机排气通路循环至内燃机进气通路的再循环通路，当计算上述过渡期间的进气的总量时，上述内燃机的控制装置以废气的再循环率越大则进气的总量越小的方式进行修正。

根据本发明，能够提供一种可高精度地修正配置于内燃机进气通路的空气流量检测器的输出值的内燃机的控制装置。

附图说明

图1是实施方式1的内燃机的概略整体图。

图2是实施方式1的内燃机冷却装置的概略系统图。

图3是对空燃比传感器的输出值进行说明的概略图。

图4是实施方式1的第1运转控制的时序图。

图5是实施方式1的第1运转控制的流程图。

图6是实施方式1的第1运转控制的基准进气量的坐标图。

图7是实施方式1的第2运转控制的时序图。

图8是实施方式1的第2运转控制的基准进气量的坐标图。

图9是实施方式1的第3运转控制的时序图。

图10是实施方式2的第1运转控制的相对于点火正时的累计空气量的修正系数的坐标图。

图11是实施方式2的第2运转控制的相对于燃烧空燃比的累计空气量的修正系数的坐标图。

图12是对实施方式2的第3运转控制的空燃比传感器的输出的时间延迟进行说明的时序图。

具体实施方式

实施方式1

参照图1～图9对实施方式1的内燃机的控制装置进行说明。

图1是本实施方式的内燃机的概略图。本实施方式的内燃机为火花点火式。内燃机具备内燃机主体1。内燃机主体1包括缸体2与缸盖4。在缸体2的内部形成有各气缸的燃烧室5。在燃烧室5配置有活塞3。内燃机进气通路以及内燃机排气通路与燃烧室5连接。内燃机进气通路是空气或者空气与燃料的混合气向燃烧室5流入的通路。内燃机排气通路是在燃烧室5燃烧后的气体被排气的通路。

在缸盖4形成有进气口7以及排气口9。进气阀6配置于进气口7的端部，能够开闭与燃烧室5连通的内燃机进气通路。排气阀8配置于排气口9的端部，能够开闭与燃烧室5连通的内燃机排气通路。在缸盖4固定有作为点火装置的火花塞10。火花塞10形成为，在燃烧室5对燃料与空气的混合气进行点火。

本实施方式的内燃机具备用于向燃烧室5供给燃料的燃料喷射阀11。本实施方式的燃料喷射阀11被配置为朝进气口7喷射燃料。燃料喷射阀11不局限于该方式，只要配置为能够向燃烧室5供给燃料即可。例如，亦可将燃料喷射阀11配置为直接朝燃烧室喷射燃料。

燃料喷射阀11经由电子控制式的排出量可变的燃料泵29与燃料罐28连接。在燃料罐28内存储的燃料由燃料泵29朝燃料喷射阀11供给。

各气缸的进气口7经由对应的进气支管13与浪涌调整槽14连结。浪涌调整槽14经由进气导管15与空气滤清器23连结。在进气导管15的内部配置有由步进马达17驱动的节流阀18。在进气导管15配置有作为空气流量检测器的空气流量计16。本实施方式的空气流量计16为热线式，但并不局限于此，能够配置任意的空气流量检测器。本实施方式的空气流量计16配置在节流阀18与空气滤清器23之间，但并不局限于此，亦可配置在内燃机进气通路。

本实施方式的节流阀18为蝶阀。节流阀18包括板状的阀主体，通过阀主体的转动来开闭内燃机进气通路。节流阀18不仅限于此，亦可采用能够调整进气的流量的任意阀。例如，亦可配置滑动式的阀。

另一方面，各气缸的排气口9与对应的排气支管19连结。排气支管19与净化废气的作为排气处理装置的催化剂转换器21连结。本实施方式的催化剂转换器21含有三元催化剂20。催化剂转换器21与排气管22连接。

将被供给至内燃机进气通路、燃烧室、或者内燃机排气通路的废气的空气以及燃料(烃)之比称为废气的空燃比(A/F)，在三元催化剂20的上游侧的内燃机排气通路配置有检测废气的空燃比的空燃比传感器79。在三元催化剂20的下游侧的内燃机排气通路配置有检测三元催化剂20的温度的作为温度检测器的温度传感器78。并且，在三元催化剂20的下游侧的内燃机排气通路配置有检测从三元催化剂20流出的废气的空燃比的空燃比传感器80。

本实施方式的内燃机主体1具有用于进行废气再循环(EGR)的再循环通路。本实施方式中，作为再循环通路EGR配置有EGR气体导管26。EGR气体导管26将排气支管19与浪涌调整槽14相互连通。在EGR气体导管26配置有EGR控制阀27。EGR控制阀27形成为能够调整再循环的废气的流量。

本实施方式的内燃机具有电子控制单元31。本实施方式的电子控制单元31包括数字计算机。电子控制单元31包括经由双方向总线32相互连接的RAM(随机访问存储器)33、ROM(只读存储器)34、CPU(微处理器)35、输入端口36以及输出端口37。

在油门踏板40连接有负载传感器41。负载传感器41的输出信号经由对应的AD变换器38向输入端口36输入。并且，曲轴转角传感器42在曲轴每转过例如30°时即产生输出脉冲。该输出脉冲向输入端口36输入。能够利用曲轴转角传感器42的输出检测内燃机主体1的转速。空气流量计16的输出信号经由对应的AD变换器38向输入端口36输入。此外，温度传感器78以及空燃比传感器79、80等传感器的信号向电子控制单元31输入。

电子控制单元31的输出端口37经由各自的对应的驱动电路39与燃料喷射阀11以及火花塞10连接。本实施方式的电子控制单元31形成为进行燃料喷射控制、点火控制。喷射燃料的正时以及燃料的喷射量由电子控制单元31控制。此外，火花塞10的点火正时由电子控制单元31控制。并且，输出端口37经由对应的驱动电路39与驱动节流阀18的步进马达17、燃料泵29以及EGR控制阀27连接。这些设备由电子控制单元31控制。

三元催化剂20作为催化剂金属包括铂(Pt)、钯(Pd)以及铑(Rh)等贵金属。三元催化剂20例如在成形为蜂窝状的堇青石等的基体的表面形成有氧化铝等催化剂载体。贵金属由催化剂载体支承。通过使流入的废气的空燃比为几乎理论空燃比，三元催化剂20能够高效地净化HC、CO以及NO_x。

图2中示出本实施方式的内燃机冷却装置的概略图。本实施方式的内燃机具备对内燃机主体1进行冷却的内燃机冷却装置。内燃机冷却装置形成为在以配管形成的系统内流动有作为制冷剂的冷却水(以下称为内燃机冷却水)。内燃机冷却装置，通过驱动水泵52，使内燃机冷却水按顺序在油冷却器53、缸体54以及缸盖55流过，并流入热敏箱56。

在热敏箱56，作为制冷剂温度检测器配置有检测内燃机冷却水的温度的水温传感器58。在本实施方式中，在热敏箱56配置有温度自动调节器57。当内燃机冷却水的水温达到规定的管理值以上时，利用温度自动调节器57打开开闭阀，内燃机冷却水流入散热器51。

散热器51是对内燃机冷却水进行冷却的散热装置。在散热器51的前侧配置有用于强制性地对散热器51输送空气的风扇59。通过风扇59旋转，强制性地对内燃机冷却水进行冷却。由散热器51冷却后的内燃机冷却水被送向水泵52。通过驱动水泵52，内燃机冷却水在内燃机冷却装置的内部循环。

参照图1以及图2，水温传感器58的输出被输入到电子控制单元31。电子控制单元31的输出端口37经由对应的驱动电路39与水泵52以及风扇59连接。内燃机冷却装置被电子控制单元31控制。

图3中示出对本实施方式的空燃比传感器的输出电流与空燃比之间的关系进行说明的坐标图。本实施方式的空燃比传感器是表示与废气的空燃比的各点对应的输出值的全域型的传感器。空燃比越小(空燃比越浓)，则空燃比传感器的输出电流越小。并且，在空燃比为大致14.7的理论空燃比时，空燃比传感器的输出电流为0安培。本实施方式的空燃比传感器为空燃比与输出值具有大致成正比的关系的线性空燃比传感器，能够检测废气的各个状态下的空燃比。

在本实施方式中，在从内燃机的启动时起直至暖机运转结束的期间内取得空气流量计的输出值。根据取得的输出值计算相对于空气流量计的输出值的修正值。暖机运转在启动内燃机后内燃机中所含的各个装置的温度达到规定的温度时结束。例如，在内燃机的启动后直到内燃机冷却水的温度达到规定的温度为止的期间相当于暖机运转的期间。

图4中示出本实施方式的内燃机的第1运转控制的时序图。在时刻t0，启动内燃机。本实施方式中，使内燃机在长时间停止后启动。当内燃机主体达到与外部气温几乎相同的温度时，启动内燃机。内燃机冷却水为与外部气温几乎相同的温度。

本实施方式的第1运转控制中，根据内燃机冷却水的温度确定取得空气流量检测器的输出值的初期的运转状态与末期的运转状态。初期的运转状态为内燃机的启动时。末期的运转状态为内燃机冷却水的温度达到温度判定值的状态。在图4所示的例中，预先决定内燃机冷却水的温度判定值。温度判定值能够采用内燃机的暖机运转结束时的温度以下的温度。例如，温度判定值能够采用暖机运转结束时的温度的附近的温度。

内燃机冷却水的温度在内燃机启动后上升。在时刻t1，内燃机冷却水的温度达到温度判定值。在时刻t2，内燃机冷却水的温度达到稳定状态。在时刻t2，暖机运转结束。

在本实施方式中，在从取得空气流量计16的输出值的初期的运转状态直至末期的运转状态为止的过渡期间，每隔规定的时间间隔Δt对空气流量计16的输出值进行取样。在从时刻t0起到时刻t1的期间，取得空气流量计16的输出值。根据取得的输出值计算进气的总量。即，计算从时刻t0到时刻t1流入到燃烧室5的空气的总量。在本实施方式中计算累计空气量。在时刻t0，累计空气量为零，在时刻t1，累计空气量为MX。

这样，累计空气量MX为根据空气流量计的输出值计算出的空气量。与此相对，预先决定与过渡期间对应的基准进气量MB。基准进气量MB是向燃烧室流入的空气量的基准值。基准进气量MB例如被存储在电子控制单元31的ROM 34(参照图1)。

根据空气流量计的输出值计算出的累计空气量MX偏离基准进气量MB。计算空气流量计的输出值的修正值。空气流量计的偏离率成为修正值(MX/MB)。通过用根据空气流量计输出值推定的空气流量除以修正值(MX/MB)，能够推定更为正确的空气流量。

图5中示出本实施方式的内燃机的控制装置的计算空气流量计的输出值的修正值的流程图。图5所示的控制能够在过渡期间的初期开始。例如，能够在内燃机的启动时亦即时刻t0开始。

在步骤101，利用水温传感器58检测内燃机冷却水的温度。接下来，在步骤102，辨别内燃机冷却水的温度是否在温度判定值以下。即辨别内燃机冷却水是否上升至温度判定值。当内燃机冷却水的温度为温度判定值以下的情况下，移至步骤103。在步骤103，根据空气流量计16的输出检测空气流量Vg。

在步骤104，计算从时刻t0到当前时刻为止的累计空气量MX。对由空气流量计16检测出的空气流量Vg乘以检测空气流量Vg的时间间隔Δt来计算空气量，并与在前次的计算中计算出的累计空气量MX相加。在此，在本实施方式中，时刻t0的累计空气量MX的初期值为零。

接下来，在步骤102，再次辨别内燃机冷却水的温度是否在判定值以下。这样，每隔时间间隔Δt重复步骤102～步骤104。

在步骤102，当内燃机冷却水的温度大于温度判定值的情况下，移至步骤105。能够计算从内燃机的启动时直至内燃机冷却水的温度达到温度判定值为止的期间内的进气的总量。在步骤105，检测基准进气量MB。基准进气量MB例如能够采用预先决定的值。接下来，在步骤106中，计算空气流量计的输出值的修正值(MX/MB)。

修正值(MX/MB)表示空气流量计的偏离率，因此能够使用计算出的修正值，按照下式(1)进行空气流量计的输出值的修正。

Vg′＝Vg/(MX/MB)…(1)

在此，变量Vg为前次的修正后的进气流量，是包含在前次的修正中计算出的修正值的流量。变量Vg′是基于本次的修正后的空气流量计的输出值的进气流量。

在本实施方式中，当计算修正值的情况下，对在空气流量计的原输出基础上考虑修正值后的空气流量进一步除以本次的修正值，但并不局限于此，例如可以将前次的空气流量计的输出值的修正值设为1而检测原输出的值。此时，能够计算内燃机的温度上升的过渡期间的累计空气量MX，并用空气流量计的原输出的值除以计算出的修正值(MX/MB)。

本实施方式的内燃机的控制装置以内燃机进行暖机运转时的发热量作为基准，计算空气流量计的偏离率。因此，能够以不受配置于内燃机进气通路的其他装置的影响的状态进行空气流量计的输出值的修正，即空气流量计的校正。例如，即便沉淀物等堆积于节流阀的阀主体，使得节流阀处的内燃机进气通路的开口面积发生变化，也能够不受其影响地计算空气流量计的偏离率。因此，能够高精度地进行空气流量计的校正。结果，能够高精度地推定内燃机进气通路的空气流量。

在本实施方式中，由于能够不受节流阀的影响地进行空气流量计的输出值的修正，因此能够利用依据空气流量计计算出的进气流量，高精度地进行节流阀处的开口面积的修正。

在内燃机的控制中，例如依据油门踏板的踩踏量确定要求扭矩，并根据该要求扭矩来设定节流阀的开度。即，根据要求扭矩来确定通过节流阀的空气流量。当打开节流阀后，利用空气流量计检测实际通过节流阀的空气流量，并根据测得的空气流量与目标燃烧空燃比来确定燃料的喷射量。

但是，当在节流阀的阀主体附着有附着物时，存在与节流阀的开度对应的内燃机进气通路的开口面积变小的情况。这样的节流阀的误差能够以配置于内燃机进气通路的空气流量检测器的输出值为基准进行修正。即，能够修正相对于节流阀开度的空气流量。然而，当在依据空气流量检测器的输出值推定出的空气流量中含有误差时，存在在节流阀的修正中也含有误差的问题。

在本实施方式中，由于能够不受节流阀的影响地校正空气流量计，故能够高精度地推定空气流量。因此，也能够高精度地进行节流阀的开口面积的修正。这样，本实施方式的内燃机的控制装置能够将缘于空气流量检测器的误差与缘于节流阀的误差区分开而对各误差进行修正。

由于能够高精度地进行节流阀的开口面积的修正，因此能够更为正确地控制流入燃烧室的空气流量。能够正确地控制与要求扭矩对应的空气量。结果，能够减小相对于要求扭矩的输出扭矩的偏离。内燃机的输出扭矩的控制性得到提高。

并且，在本实施方式中，由于能够更为正确地控制流入燃烧室的空气流量，因此能够将燃烧室的点火正时设定为最佳的正时。例如，在使点火正时延后以避免产生爆燃的情况下，能够缩小延迟量的多余量。能使点火正时接近输出扭矩为最大的点火正时(MBT)，能够提高燃料利用率。这样，通过高精度地修正空气流量计的输出值，能够进行更为细微的控制。

然而，启动内燃机时的外部气温随季节、场所等而变化。内燃机停止时的内燃机冷却水的温度也发生变化。为了应对起动时的内燃机冷却水的温度的变动，检测开始计算累计空气量时的内燃机冷却水的温度，进行内燃机冷却水的温度越低则越增大基准进气量MB的控制。

图6中示出相对于启动时的内燃机冷却水的温度的基准进气量MB的坐标图。能够检测启动内燃机时的内燃机冷却水的温度，并确定与检测出的温度对应的基准进气量MB。例如，当外部气温低时，启动时的内燃机冷却水的温度低。到内燃机冷却水的温度达到温度判定值为止需要较长的时间。由于伴随温度降低而累计空气量MX增大，因此基准进气量MB也采用大值。

例如将图6所示的启动时的内燃机冷却水的温度与基准进气量MB之间的关系预先存储在电子控制单元31的ROM 34。这样，通过根据启动时的内燃机冷却水的温度改变基准进气量，能够更高精度地计算相对于空气流量计的输出值的修正值。

图7中示出本实施方式的内燃机的第2运转控制的时序图。在第2运转控制中，取代内燃机冷却水的温度，转而根据配置于内燃机排气通路的排气处理装置的温度来确定取得驱动空气流量检测器的输出值的过渡期间。

当内燃机在时刻t0启动时，从燃烧室5向内燃机排气通路流出高温的废气。废气流入作为排气处理装置的催化剂转换器21。在本实施方式中，流出至三元催化剂20。三元催化剂20的温度与时间一起上升。能够利用温度传感器78检测三元催化剂20的温度。三元催化剂20的温度在时刻t2达到稳定状态，暖机运转结束。

内燃机的控制装置具有用于确定过渡期间的末期的运转状态的催化剂的温度判定值。催化剂的温度判定值能够设定在内燃机的暖机运转结束后达到稳定状态时的催化剂温度以下。例如，作为催化剂的温度判定值能够采用三元催化剂20的活性化温度等。

在时刻t1，三元催化剂20的温度达到温度判定值。在从时刻t0直至时刻t1的过渡期间，依据空气流量计的输出值计算累计空气量MX。

图8中示出本实施方式的第2运转控制的基准进气量的坐标图。与第1运转控制相同，能够根据起动时的三元催化剂20的温度改变基准进气量MB。起动时的三元催化剂20的温度越低，能够越增大基准进气量MB。利用该控制，能够更为正确地计算空气流量计的修正值。排气处理装置的温度判定值并不局限于此，亦可采用预先决定的值。

接下来，与第1运转控制相同，利用计算出的累计空气量MX以及基准进气量MB计算相对于空气流量计的输出值的修正值(MX/MB)。通过用依据空气流量计的输出值推定出的空气流量值除以该修正值，能够高精度地进行空气流量计的输出值的修正。

作为内燃机的运转状态，能够通过检测排气处理装置的温度，相比检测内燃机冷却水的温度更为直接地检测从内燃机主体排出的热量。因此，能够更高精度地计算空气流量计的输出值的修正值。

接下来，对本实施方式的第3运转控制进行说明。在第3运转控制中，根据配置于内燃机排气通路的排气处理装置的最大氧吸留量确定取得空气流量检测器的输出值的过渡期间。内燃机启动后排气处理装置的温度上升，由此排气处理装置的最大氧吸留量增加。本实施方式的三元催化剂20具有氧吸留能力。在本实施方式的元催化剂20中作为吸留氧的物质含有氧化铈CeO₂。

本实施方式的内燃机具备检测排气处理装置的最大氧吸留量的吸留量检测装置。排气处理装置的最大氧吸留量例如可通过下述方式来推定，即：使流入三元催化剂20的废气的空燃比在浓空燃比的期间与稀空燃比的期间之间反复，检测此时的流入三元催化剂20的废气的空燃比以及从三元催化剂20流出的废气的空燃比。

例如，将流入三元催化剂20的废气的空燃比控制为浓空燃比。通过持续规定时间的期间将废气的空燃比维持为浓空燃比，能够使三元催化剂20的氧吸留量几乎为零。接下来，将流入三元催化剂20的废气的空燃比切换成稀空燃比的状态。此时，利用空燃比传感器79、80检测流入三元催化剂20的废气的空燃比以及从三元催化剂20流出的废气的空燃比。

在三元催化剂20的氧吸留量达到最大氧吸留量之前，能够在三元催化剂20吸留氧。当三元催化剂20的氧吸留量达到最大氧吸留量时，氧通过三元催化剂20。因此，在经过规定的时间后，配置于三元催化剂20的下游的空燃比传感器80的输出被从浓空燃比切换为稀空燃比。

在从流入三元催化剂20的废气的空燃比被切换为稀空燃比时起直至从三元催化剂20流出的废气的空燃比变化为稀空燃比时为止的期间，推定流入三元催化剂20的空气中所含的氧量。该氧量相当于最大氧吸留量。利用配置于三元催化剂20的上游的空燃比传感器79的输出值累计流入三元催化剂20的氧量，能够推定最大氧吸留量。

通过使废气的空燃比如此在浓空燃比的期间与稀空燃比的期间之间反复，能够推定排气处理装置的最大氧吸留量。作为配置于排气处理装置的下游的传感器，并不限于能够连续地检测废气的空燃比的值的空燃比传感器，还可包括用于辨别废气的空燃比是浓空燃比还是稀空燃比的氧传感器。作为吸留量推定装置，并不局限于此，可采用能够推定排气处理装置的最大氧吸留量的任意的装置。

图9中示出本实施方式的第3运转控制的时序图。内燃机在时刻t0启动，三元催化剂20的最大氧吸留量在时刻t2达到稳定状态。在时刻t2，暖机运转结束。最大氧吸留量与排气处理装置的温度上升一起变大。在第3运转控制中，作为取得空气流量计的输出值的末期的运转状态，确定吸留量判定值。在时刻t1，三元催化剂20的最大氧吸留量达到吸留量判定值。从时刻t0直至时刻t1，相当于取得空气流量检测器的输出值的过渡期间。与第1以及第2运转控制相同，依据空气流量计的输出值计算从内燃机启动时起直至最大氧吸留量达到吸留量判定值时的累计空气量MX。

接下来，与第1运转控制以及第2运转控制相同，检测与最大氧吸留量的吸留量判定值对应的基准进气量MB。能够推定启动时的最大氧吸留量，改变基准进气量MB。启动时的最大氧吸留量越小，能够越增大基准进气量MB。或者，基准进气量MB亦可采用预先决定的值。

在第3运转控制中，也能够利用累计空气量MX以及基准进气量MB高精度地计算空气流量计的修正值(MX/MB)。

在上述的实施方式中，作为初期的运转状态采用内燃机的启动时，并计算在各个装置达到温度等的判定值之前的进气的总量，但并不局限于此，在从内燃机的启动时起直至达到稳定状态的暖机运转结束时的期间内，能够确定任意的过渡期间来计算进气的总量。

例如，亦可将内燃机启动后的内燃机冷却水或者排气处理装置等的温度达到预先决定的温度之时设为过渡期间的初期的运转状态。还可将内燃机启动后的排气处理装置的最大氧吸留量达到预先决定的量之时设为过渡期间的初期的运转状态。或者，亦可将内燃机启动后的经过规定时间之后设为过渡期间的初期的运转状态。或者，还可将各个装置的暖机运转结束之时设为过渡期间的末期的运转状态。

并且，关于修正空气流量检测器的输出值的修正值，只要是根据由空气流量检测器的输出值计算出的进气的总量与基准进气量而计算的值即可，能够采用任意的修正值。例如，亦可根据计算出的进气的总量与基准进气量的差值来计算修正值，进而从空气流量检测器的输出值中减去该修正值。

在上述的实施方式中，对根据取得空气流量检测器的输出值的初期的运转状态改变基准进气量的方式进行了说明，但并不局限于此，亦可改变取得空气流量检测器的输出值的末期的运转状态。例如，亦可根据启动时的内燃机冷却水的温度来改变内燃机冷却水的温度判定值。能够进行启动时的内燃机冷却水的温度越低，越降低内燃机冷却水的温度判定值的控制。利用该控制，也能够更高精度地计算空气流量计的修正值。

然而，存在在内燃机的启动时内燃机主体的温度接近稳定状态的温度的情况。例如，在停止内燃机后内燃机的温度未充分下降的期间又再启动的情况下，内燃机主体的温度高。在作为从内燃机主体排出的热量检测内燃机冷却水的温度而确定过渡期间的情况下，存在内燃机冷却水的温度已经接近稳定状态的情况。如果在这样的情况下计算空气流量计的修正值，则存在累计空气量小，精度降低的情况。

因此，在启动时的内燃机主体的温度为规定的温度以上的情况下，能够进行禁止空气流量计的修正值的计算的控制。作为禁止空气流量计的修正值的计算的条件，例如，可采用下述条件：启动时的内燃机冷却水的温度比规定的温度判定值高；启动时的排气处理装置的温度比规定的温度判定值高；启动时的排气处理装置的最大氧吸留量比规定的氧吸留量的判定值大；或者从前次的内燃机的停止起所经过的时间比规定值小。或者，在比较规定的装置的温度的情况下，当规定的装置的温度比外部气温加上预先决定的温度所得的温度高的情况下，能够进行禁止空气流量计的修正值的计算的控制。

在本实施方式中，关于在启动内燃机后使内燃机主体维持怠速运转状态、即无负载的状态的期间内进行空气流量计的校正的例子进行了说明，但并不局限于此，内燃机主体亦可具有负载。例如，亦可在内燃机被配置在汽车的情况下发动汽车。在这种情况下，也能够利用上述的控制计算空气流量计的修正值。

并且，作为确定取得空气流量计的输出值的过渡期间的运转状态，并不局限于内燃机冷却水的温度、排气处理装置的温度以及排气处理装置的最大氧吸留量，亦可采用与内燃机的发热量对应的任意的参数。例如，能够通过直接检测内燃机主体的温度，或者检测内燃机主体的润滑油的温度来确定过渡期间。

在本实施方式中，作为过渡期间的进气的总量，计算将空气流量Vg与时间间隔Δt相乘后的空气量进行累计得出的累计空气量，但并不局限于此，可以利用使用空气流量检测器的输出值的任意的控制来计算进气的总量。例如，亦可计算过渡期间的空气流量的平均值，通过使空气流量的平均值与过渡期间的时间相乘来计算进气的总量。

在本实施方式中，以将汽油作为燃料的内燃机为例进行了说明，但并不局限于此，在以轻油为燃料的柴油内燃机等的其他内燃机中亦可应用本发明。

实施方式2

参照图10～图12对实施方式2的内燃机的控制装置进行说明。本实施方式的内燃机的装置结构与实施方式1相同(参照图1)。在本实施方式中，在依据空气流量计的输出值计算进气的总量时，根据内燃机的运转状态对空气流量计的输出值进一步进行修正。

在本实施方式的内燃机的第1运转控制中，检测燃烧室的混合气的点火正时的延迟量。当依据空气流量计的输出值计算累计空气量时，进行燃烧室的点火正时的延迟量越大，越增大空气流量计的输出值的修正。

内燃机的输出扭矩取决于燃烧室5的点火正时而变化。输出扭矩取决与在由火花塞10点火时的活塞3的位置而变化。内燃机具有输出扭矩为最大的点火正时MBT(Minimum Advance for Best Torque)。例如，能够通过在比活塞3位于最上方的压缩上止点(TDC)稍提前的正时点火来增大输出扭矩。

图10中示出本实施方式的第1运转控制的计算累计空气量时的修正系数的图。横轴表示从点火正时MBT起的延迟量。通常情况下，通过相对点火正时MBT延后点火，使得输出扭矩变小而废气的温度升高。纵轴是依据空气流量计的输出值计算累计空气量时的修正系数α。

在内燃机的控制中，存在使点火正时延迟来使废气的温度上升的情况。例如，三元催化剂20等排气处理装置具有废气的净化性能达到规定的能力的活性化温度。在内燃机的启动时等，排气处理装置为低温，低于活性化温度。因此，在内燃机启动时，为使排气处理装置的温度早期达到活性化温度，存在使废气的温度上升的情况。在这样的情况下，使点火正时延迟。

当使点火正时延迟时，在内燃机主体产生的热量变大。在检测累计空气量MX时，内燃机主体中产生的热量变大，过渡期间在短时间结束。

在本实施方式的控制装置中，利用下式计算累计空气量MX。

MX(k)＝MX(k-1)+Vg(k)×α×Δt…(2)

在此，常量k为自然数，表示计算累计空气量时的计算的次数。常量α为相对于基于空气流量计的输出值的空气流量Vg(k)的修正系数。

图10所示的点火正时与修正系数之间的关系例如被存储在电子控制单元31的ROM 34。能够在计算累计空气量MX的期间内的各个时刻，检测从点火正时MBT起的延迟量，确定与点火正时MBT相应的修正系数α。点火正时的延迟量越大，修正系数α越大。点火正时的延迟量越大，时间间隔Δt的空气量(Vg(k)×α×Δt)的计算结果越大。

这样，在计算过渡期间的进气的总量的情况下，通过以燃烧室的燃料的点火正时的延迟量越大则进气的总量越大的方式进行修正，能够更高精度地计算空气流量计的修正值。

接下来，对本实施方式的第2运转控制进行说明。在第2运转控制中，根据燃料在燃烧室燃烧时的空燃比(燃烧空燃比)来进行空气量的修正。燃烧空燃比例如能够利用安装于内燃机排气通路的空燃比传感器79来检测(参照图1)。

图11中示出与燃烧空燃比对应的修正系数的坐标图。图11表示上式(2)的修正系数α。在燃烧空燃比为近似理论空燃比的情况下，修正系数α为1.0。在燃烧空燃比为比理论空燃比大的状态、即燃烧空燃比为稀空燃比的区域，燃烧空燃比越大，越减小修正系数α。在燃烧空燃比小于理论空燃比的状态、即燃烧空燃比为浓空燃比的区域，燃烧空燃比越小，越减小修正系数α。

在燃烧空燃比为稀空燃比的区域，相对于所供给的燃料的量成为空气过剩的状态。燃烧空燃比越大，向内燃机排气通路排出的热量越小。因此，以燃烧空燃比越稀则所计算出的进气的总量越小的方式确定修正系数α。

另一方面，在燃烧空燃比为浓空燃比的区域，相对于所供给的燃料，进气中所含的氧不足。相对于进气量供给的燃料的量越多，废气的温度越下降。燃烧空燃比越小，向内燃机排气通路排出的热量越小。因此，使得以燃烧空燃比越浓则所计算出的进气的总量越小的方式确定修正系数α。

通过采用这样的修正系数α来计算进气的总量，能够更高精度地计算空气流量计的修正值。

接下来，对本实施方式的第3运转控制进行说明。在第3运转控制中，除了第2运转控制外，还考虑燃烧空燃比的检测的时间延迟。参照图1，空气流量计16配置于内燃机进气通路，空燃比传感器79配置于内燃机排气通路。空气通过内燃机进气通路并在燃烧室5燃烧，然后被朝内燃机排气通路排出。因此，由空气流量计16检测流量的空气在到达空燃比传感器79之前需要规定的时间。

图12中示出对空燃比传感器的输出的时间延迟进行说明的时序图。在时刻t1，空气流量计的输出值增加。即进气流量增加。此时的燃烧室的燃料喷射量从时刻t1到时刻t2几乎恒定。流量增加的空气在燃烧室5燃烧后被向内燃机排气通路排出。空燃比传感器79的输出值在晚于时刻t1的时刻t2上升。这样，缘于空气的输送，在相比空气流量计16的输出延迟时间(t2-t1)之后，从空燃比传感器79输出输出值。

在第3运转控制中，在上式(2)中，作为根据空气流量计的输出值检测的空气流量Vg的值，采用规定的时间前的检测值。即，第k次的计算的累计空气量MX(k)为下式(3)。

MX(k)＝MX(k-1)+Vg(k-p)×α×Δt…(3)

在此，常量p为自然数，变量Vg(k-p)表示在规定次数前检测出的空气流量。常量p与空燃比传感器的输出的延迟时间(t2-t1)对应。常量p能够取决于空气流量计以及空燃比传感器的位置等来确定。另外，在检测内燃机进气通路的空气流量Vg时的次数(k-p)小于零的情况下，能够采用基于本次的空气流量计的输出值的空气流量Vg(k)。

在第3运转控制中，作为当前的空气流量采用在规定的时间之前检测出的空气流量计的空气流量Vg。当进行重复计算以算出累计空气量MX时，采用规定的时间前的空气流量的检测值。通过进行该控制，能够更高精度地计算累计空气量。能够更高精度地计算相对于空气流量计的输出值的修正值。

此外，存在空燃比传感器本身具有响应延迟的情况。即，存在从规定的废气到达空燃比传感器起到检测废气的空燃比为止需要规定的时间的情况。在这样的情况下，也能够通过采用在规定的时间前所检测出的空气流量Vg(k-p)，而更高精度地计算累计空气量。

接下来，对本实施方式的第4运转控制进行说明。在内燃机具有废气再循环通路的情况下，能够进行废气的再循环率越大越减小上式(2)中的修正系数α的控制。能够进行从内燃机排气通路向内燃机进气通路再循环的废气的流量越大越减小修正系数的控制。再循环率越高，燃烧时的废气的温度越低。即从燃烧室向内燃机排气通路排出的热量越小。因此，再循环率越大越减小修正系数α，由此能够高精度地计算进气的总量。能够更高精度地计算相对于空气流量计的输出值的修正值。

特别是，在内燃机为柴油内燃机等的情况下，存在在废气的再循环通路配置有再循环气体的冷却装置的情况。此时，废气在到达燃烧室之前被冷却。燃烧室的燃烧温度降低。因此，在再循环通路配置有冷却装置的内燃机中，能够更高精度地计算进气的总量。

其他的构成、作用以及效果与实施方式1相同，因此在此不再重复说明。

上述的实施方式能够适当地组合。在上述的各图中，对相同或者相当的部分标注相同的标号。此外，上述的实施方式仅为示例，并不对发明进行限定。并且，在实施方式中，意图包含权利要求所含的变更。

标号说明：

1…内燃机主体；5…燃烧室；10…火花塞；11…燃料喷射阀；15…进气导管；16…空气流量计；17…步进马达；18…节流阀；20…三元催化剂；21…催化剂转换器；26…EGR气体导管；27…EGR控制阀；31…电子控制单元；51…散热器；58…水温传感器；78…温度传感器；79、80…空燃比传感器。

Claims (11)

1.一种内燃机的控制装置，其特征在于，

该内燃机的控制装置具备配置于内燃机进气通路的空气流量检测器，

在从内燃机的启动时到暖机运转结束为止的期间内，决定用于取得空气流量检测器的输出值的初期的运转状态以及末期的运转状态，

在从初期的运转状态到末期的运转状态的过渡期间，根据检测出的空气流量检测器的输出值计算上述过渡期间的进气的总量，并根据计算出的进气的总量和与上述过渡期间对应的基准进气量，对空气流量检测器的输出值进行修正。

2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

上述内燃机的控制装置具备检测内燃机冷却装置的制冷剂的温度的制冷剂温度检测器，

上述过渡期间包括从预先决定的初期的运转状态到内燃机冷却装置的制冷剂的温度达到温度判定值的期间。

3.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

初期的运转状态为内燃机启动时，

检测内燃机启动时的制冷剂的温度，启动时的制冷剂的温度越低，则越增大上述基准进气量。

4.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

该内燃机在内燃机排气通路配置有排气处理装置，

该内燃机的控制装置具备检测排气处理装置的温度的温度检测器，

上述过渡期间包括从预先决定的初期的运转状态到排气处理装置的温度达到温度判定值的期间。

5.根据权利要求4所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

初期的运转状态为内燃机启动时，

检测内燃机启动时的排气处理装置的温度，启动时的排气处理装置的温度越低，则越增大上述基准进气量。

6.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

该内燃机在内燃机排气通路配置有排气处理装置，

该内燃机的控制装置具备推定排气处理装置的最大氧吸留量的吸留量推定装置，

上述过渡期间是从预先决定的初期的运转状态到排气处理装置的最大氧吸留量达到吸留量判定值的期间。

7.根据权利要求6所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

初期的运转状态为内燃机启动时，

推定内燃机的启动时的最大氧吸留量，启动时的最大氧吸留量越小，则越增大上述基准进气量。

8.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

当计算上述过渡期间的进气的总量时，检测燃烧室的点火正时的延迟量，以点火正时的延迟量越大则进气的总量越大的方式进行修正。

9.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

当计算上述过渡期间的进气的总量时，推定燃烧室的燃烧时的空燃比，在燃烧时的空燃比为稀空燃比的区域，以燃烧时的空燃比越大则进气的总量越小的方式进行修正。

10.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

当计算上述过渡期间的进气的总量时，推定燃烧室的燃烧时的空燃比，在燃烧时的空燃比为浓空燃比的区域，以燃烧时的空燃比越小则进气的总量越小的方式进行修正。

11.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

该内燃机具有使废气从内燃机排气通路循环至内燃机进气通路的再循环通路，

当计算上述过渡期间的进气的总量时，上述内燃机的控制装置以废气的再循环率越大则进气的总量越小的方式进行修正。

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