CN102656355A - 内燃机的控制装置 - Google Patents

Abstract

提供一种即使在搭载了可变阀门或涡轮增压器的内燃机中，也能够高精度地推定过渡时的吸气管温度特性的内燃机的控制装置。内燃机的控制装置，基于流入到吸气管的气体的流量(dGafs/dt)、从吸气管流出的气体的流量(dGcyl/dt)、吸气管压力Pin、和吸气管压力的时间变化率(dPin/dt)，来推定吸气管温度的过渡特性。并且，基于该推定出的吸气管温度的过渡特性来进行过渡期间的爆震控制。

Description

内燃机的控制装置

技术领域

本发明涉及基于过渡时的吸气温度的特性(挙動)来进行内燃机的控制的控制装置。

背景技术

在近年来的汽车用内燃机中，在吸气阀门或排气阀门中具备使阀门定时或阀门升程(lift)量可变的可变阀门机构的内燃机存在普遍化的倾向。上述可变阀门机构，在控制自由度的增加、动作范围的扩大、响应性的提高等角度实现了技术的提高。尤其是，开发了能够对阀门升程量连续地进行可变控制的可变阀门机构，通过由吸气阀门代替节流阀门来对由上述升程连续可变阀门机构向气缸吸入的空气量进行控制，实现了泵损耗的降低和米勒循环，并且实现了内燃机的燃油效率提高。此外，开发了通过搭载涡轮增压器而提高了平均有效压力，且通过将内燃机的行程容积缩小化而实现了燃油效率提高的、涡轮小型化内燃机。

在搭载了这样的可变阀门机构或涡轮增压器的内燃机的控制装置中，通过吸气管所具备的气流传感器、或者压力传感器，来检测或推定在吸气管中流动的吸入空气量，并根据该值来运算填充效率，基于上述填充效率和转速来运算点火控制量。

在专利文献1中，公开了一种考虑内燃机的运转状态来进行用于防止加速时的过渡爆震(knock)的点火时期滞后补正的技术。在专利文献1所公开的技术中，基于是否为怠速状态、水温水平是否处于暖机状态等、若干判定基准来推定加速前的内燃机的吸气温度水平，并根据推定出的温度水平来使过渡滞后补正量变化。并且，通过在低车速或低转速时使过渡滞后补正量增加，从而防止了在低速时容易产生的过渡爆震。

此外，在专利文献2中，公开了一种每时每刻对搭载了涡轮增压器的内燃机的、运转中的吸气温度进行预测，来进行与所预测的吸气温度相应的点火时期以及空燃比的控制的内燃机的控制技术。在专利文献2所公开的技术中，具备运算单元，该运算单元求出内燃机固有的吸气效率系数以及温度补正系数，通过将上述内燃机固有的系数、和每个单位循环的空气质量与吸气管压力的比作为参数的一次函数，来唯一地决定吸气温度。由上述运算单元推定出的吸气温度越大，则越将点火时期向更滞后侧进行补正，并且将空燃比向更加过浓侧进行补正。

专利文献1：JP特开平7-180643号公报

专利文献2：JP特开平6-33819号公报

发明要解决的课题

但是，在搭载了多个可变阀门或涡轮增压器等促动器(actuator)的内燃机中，由于在过渡时可变阀门或涡轮增压器伴有延迟地进行动作，因此产生无数的加速模式。因此，在根据加速前的暖机状态或车速来经验性地决定能够适当防止过渡爆震的补正量的方法中，在搭载了多个促动器的内燃机中，实际设备适应工时膨大化，产生开发工时和成本的问题。

此外，由于吸气管内流动是通过工作流体的输送而伴随质量或能量的流入流出的开放系统，因此在吸气管内气体的质量和能量中伴随时间变化的过渡时，无法利用压力以及质量根据状态方程式的关系唯一地推定吸气管温度。因此，存在如下课题：在过渡时所推定的吸气管温度中产生与实际值较大的背离，结果无法实施合适的过渡爆震补正。

发明内容

本发明为了解决以上这样的课题而作，其目的在于，提供一种即使在搭载了可变阀门或涡轮增压器的内燃机中，也能够高精度地推定过渡时的吸气管温度的特性的内燃机的控制装置。

解决课题的手段

解决上述课题的本发明的内燃机的控制装置，特征在于，具有基于流入到吸气管的气体的流量、从吸气管流出的气体的流量、吸气管压力、和吸气管压力的时间变化率来推定吸气管温度的过渡特性的吸气管温度过渡特性运算单元。

发明的效果

根据本发明，因为基于流入到吸气管的气体的流量、从吸气管流出的气体的流量、吸气管压力、和所述吸气管压力的时间变化率来推定吸气管温度的过渡特性，所以，例如，通过基于该推定出的吸气管的过渡特性，来对内燃机的过渡时的点火时期进行运算，能够适当防止过渡爆震。此外，即使给予各种加速模式也能够由ECU在主板上对过渡温度特性进行运算，因此不需要针对所有的加速模式对过渡爆震补正量进行实际设备适应。因此能够削减实际设备适应工时。

本说明书包含作为本申请的优先权的基础的日本国专利申请2009-284342号的说明书以及/或者附图所记载的内容。

附图说明

图1是说明第1实施方式中的系统的构成的图。

图2是说明使吸气阀门的相位连续地变化的情况下的、吸气阀门和排气阀门之间的重叠期间的变化、和吸气阀门关闭时期(IVC：Intake  ValveClose)的变化的图。

图3是说明使排气阀门的相位连续地变化的情况下的、吸气阀门和排气阀门之间的重叠期间的变化的图。

图4是说明能够使阀门的工作角、升程以及相位同时变化的可变阀门机构的阀门升程模式的图。

图5是说明内燃机的吸气流路的构成和各部分的物理量的图。

图6是说明通过节流阀门的开闭操作而使转矩从低负荷突变为高负荷状态时的、吸气流量、吸气管压力、吸气管温度以及要求点火时期的时间推移的图。

图7是说明通过吸气阀门的工作角以及升程的变化而使转矩从低负荷突变为高负荷状态时的、吸气流量、吸气管压力、吸气管温度以及要求点火时期的时间推移的图。

图8是说明基于吸气管温度的过渡特性来进行过渡爆震补正的控制框图的图。

图9是说明图8所示的控制框图的详细构成的图。

图10是说明构成图9所示的填充效率运算单元的多项式的图。

图11是说明利用温度传感器检测值，来对吸气管过渡温度特性推定值进行补正的温度传感器稳定补正部的构成的图。

图12是说明图8所示的点火时期运算单元的详细情况的图。

图13是说明在不同的转速以及填充效率条件下的吸气管温度和点火时期的关系的图。

图14是说明构成图12的基准状态点火时期模型运算单元和当前的点火时期模型运算单元的多项式的图。

图15是说明基于吸气管温度的过渡特性来进行空燃比的浓补正控制的控制框图的图。

图16是说明第2实施方式中的系统的构成的图。

图17是说明涡轮增压内燃机的吸气管的构成和各部分的物理量的图。

图18是说明在涡轮增压内燃机中，通过节流阀门的开闭操作使转矩从低负荷突变为高负荷状态时的、吸气流量、吸气管压力、吸气管温度以及要求点火时期的时间推移的图。

图19是说明涡轮增压内燃机中的压缩机下游压力以及温度运算单元的图。

图20是说明以涡轮增压内燃机为前提的情况下的、图8所示的吸气管温度过渡特性运算单元和点火时期运算单元的详细情况的图。

图21是说明构成图20所示的填充效率运算单元的多项式的图。

图22是说明气流传感器部流量和中间冷却器部热传导率之间的关系的图。

符号说明

1内燃机

2气流传感器以及吸气温度传感器

3节流阀门

4吸气歧管

5吸气管压力传感器

6滚流(tumble)控制阀门

7燃料喷射阀

8吸气可变阀门机构

9阀门升程传感器以及阀门定时传感器

10排气可变阀门机构

11阀门定时传感器

12火花塞

13爆震传感器

14曲柄角度传感器

15空燃比传感器

16ECU(Electronic Control Unit)

17涡轮增压器

18空气旁路阀门

19排气泄压阀门(wastegate valve)

20中间冷却器

21吸气流路

22排气流路

23增压温度传感器

具体实施方式

<第1实施方式>

以下，基于附图对本发明的第1实施方式进行说明。

图1是说明本实施方式中的系统的构成的图。如图1所示，本实施方式中的系统具备内燃机1。在内燃机1中，连通有吸气流路21以及排气流路22。在吸气流路21中，组装有内置吸气管温度传感器的气流传感器2。在气流传感器2的下游，设置有节流阀门3。节流阀门3由能够与加速器踏量独立地控制节流开度的电子控制式节流阀门构成。

在节流阀门3的下游，组装有构成吸气管的一部分的吸气歧管4。在吸气歧管4中，安装有吸气管压力传感器5。在吸气歧管4的下游，配置有通过使吸气产生偏流，来强化气缸内流动的紊乱的滚流控制阀门、和向吸气口内喷射燃料的燃料喷射阀7。

内燃机1具备使包括阀门的开闭定时和升程量在内的阀门动作量连续地可变的带有可变阀门机构的吸气阀门8。在可变阀门机构中组装有用于检测阀门定时和最大升程的吸气阀门传感器9。

此外，在内燃机1中，具备排气阀门10。在排气阀门10中，具备使排气阀门定时(阀门动作量)可变的可变阀门机构，通过排气阀门传感器11来检测排气阀门10的排气阀门定时。

在气缸头部组装有使电极部露出于气缸内的火花塞12。并且，在气缸中组装有用于检测爆震的产生的爆震传感器13。在曲柄轴上，组装有曲柄角度传感器14，能够基于来自曲柄角度传感器14的输出信号来检测内燃机1的转速。在排气流路22中，组装有空燃比传感器15，基于空燃比传感器15的检测结果来进行按照使由燃料喷射阀7供给的燃料的燃料喷射量成为目标空燃比的方式进行反馈的控制。

本实施方式的系统，如图1所示，具备ECU(Electronic Control Unit)16。在ECU16上连接有上述的各种传感器。节流阀门3、燃料喷射阀7、带有可变阀门机构的吸气阀门8、带有可变阀门机构的排气阀门10等促动器，通过ECU16来控制。并且，基于从上述的各种传感器输入的信号来检测内燃机1的运转状态，并根据运转状态在由ECU16决定的定时由火花塞12进行点火。

图2是说明使吸气阀门的相位连续地变化的情况下的、吸气阀门和排气阀门之间的重叠期间的变化、和吸气阀门关闭时期(IVC：Intake  ValveClose)的变化的图。随着使吸气阀门8的相位向提前侧变化，与排气阀门10之间的重叠期间增加。在具备可变阀门的内燃机中，在部分负荷条件下，按照产生上述重叠期间的方式对可变阀门进行控制，通过将排气管中的排放气体暂时吹回到吸气管来产生内部EGR。随着内部EGR的增加，能够降低部分负荷条件下的泵损耗，并能够降低燃烧气体温度，因此能够进行排气中的氮氧化物的降低。

图3是说明使排气阀门的相位连续地变化的情况下的、吸气阀门和排气阀门之间的重叠期间的变化的图。随着使排气阀门10的相位向滞后侧变化，与吸气阀门8之间的重叠期间增加。如前所述，即使在具备排气相位可变型的可变阀门的内燃机中，也能够使内部EGR增加，能够降低部分负荷条件下的泵损耗和氮氧化物。

图4是说明能够使阀门的工作角、升程以及相位同时变化的可变阀门机构的阀门升程模式的图。在现有的以节流阀门为主体来对填充效率进行控制的内燃机中，由节流阀门来缩小吸气阀门的上游压从而产生负压，因此泵损耗所导致的燃油效率恶化成为问题。如果能够不缩小吸气阀门的上游压地、通过吸气阀门的开闭时期来控制吸气量，则能够降低上述泵损耗并能够抑制燃油效率恶化。

在可变阀门中，通过在吸气阀门8中组合使用使阀门升程连续地可变的升程可变机构、和使相位连续地可变的相位可变机构，从而如图4(a)所示，在将IVO(吸气阀门打开时期)固定的同时，使IVC(吸气阀门关闭时期)变化。通过具备这样的可变阀门机构，能够实现以可变阀门为主体来控制填充效率的内燃机。

在本升程可变机构中，具有最大升程随着阀门工作角的增加而增加的图4(b)所示那样的关系，当要求转矩较小时可以在减小升程量的同时将IVC提前化来减小吸气量。此时，通过将IVC提前化，能够使活塞压缩量与活塞膨胀量相比相对较小，因此特征在于，除了泵损耗的降低之外还能够期待米勒循环效应所产生的燃油效率提高效果。

图5是说明内燃机的吸气流路21的构成和各部分的物理量的图。在节流阀门3的上游安装有气流传感器2，通过内置于气流传感器2中的温度传感器，来检测大气温度To。此外，通过节流阀门3的开口部的气体的流量，可以看作与由气流传感器2检测出的气流传感器部流量大体相同

基于节流阀门3下游的压力Pin以及温度Tin、和转速以及可变阀门动作量，能够推定流入到气缸的气体的流量(dGcyl/dt)。另外，在图中符号Po表示大气压。

图6是说明通过节流阀门的开闭操作而使要求转矩从低负荷突变为高负荷状态时的、吸气流量、吸气管压力、吸气管温度以及要求点火时期的时间推移的图。若打开节流阀门3，则气体直接流入被节流阀门3缩小且压力降低后的吸气管内，因此气流传感器部流量(dGafs/dt)经历暂时过冲这样的经过。

在此期间，吸气管内的压力Pin增加，并且关于气缸部流量(dGcyl/dt)也随着吸气管压力Pin的增加而增加。通过这样的压力以及流量的推移，吸气管内气体的温度Tin经历暂时过冲这样的经过。在此，气流传感器部流量(dGafs/dt)表示流入吸气管的气体流量，气缸部流量(dGcyl/dt)表示从吸气管流出的气体的流量。

吸气管温度Tin是对爆震产生重要影响的因素，上述吸气管温度Tin的过渡特性，是在过渡时产生的爆震的影响因素之一。此外，在供实用的温度传感器的响应性能中，因为无法检测上述吸气管温度Tin的过渡特性，所以为了基于吸气管温度Tin的过渡特性来运算点火时期，需要另外具备用于推定过渡特性的单元。

图7是说明通过吸气阀门的工作角以及升程的变化而使转矩从低负荷突变为高负荷状态时的、吸气流量、吸气管压力、吸气管温度以及要求点火时期的时间推移的图。随着吸气阀门8的工作角增加，气缸部流量(dGcyl/dt)增加。在由吸气阀门工作角来进行负荷调节的内燃机的系统中，在部分负荷条件下由节流阀门3按照使吸气管压力Pin保持为比大气压Po稍靠近负压侧的方式来进行控制。

因为按照若由于气缸部流量(dGcyl/dt)的增加而产生吸气管的压力降低则立即对其进行补正的方式来控制节流阀门3，所以随着气缸部流量(dGcyl/dt)的增加，气流传感器部流量(dGafs/dt)增加。在对吸气阀门工作角进行控制来进行负荷调节的内燃机的系统的情况下，由于经历上述那样的压力以及流量的推移，因此在过渡的吸气管温度中看不到较大的变化。

因此，虽然在仅对吸气阀门工作角进行控制来进行负荷调整的内燃机的系统中，进行基于吸气管温度的过渡特性的过渡爆震补正的必要性不高，但在通过与节流阀门3的协动来进行负荷调整的内燃机的系统中，因为在过渡的吸气管温度中能看到复杂的变化，所以进行基于吸气管温度的过渡特性的过渡爆震补正的必要性较高。

图8是说明基于吸气管温度的过渡特性来进行过渡爆震补正的控制框图的图。在方框81的吸气管温度过渡特性运算单元中，基于转速、填充效率、气流传感器检测流量、吸气管压力及其时间变化率，来对用温度传感器难以直接检知的吸气管温度的过渡特性进行运算。

转速、填充效率、气流传感器检测流量、吸气管压力的过渡推移的任意一个，与温度传感器的响应特性相比都能够充分高速地进行直接检测或者模型推定，因此能够代替温度传感器来进行过渡温度特性的运算。

在方框82的点火时期运算单元中，基于转速、填充效率、和在上述方框81中推定出的吸气管温度的过渡特性，来运算点火时期。像这样，通过采用在对作为过渡爆震的影响因素之一的过渡温度特性进行运算和推定之后，将其输入到考虑了吸气管温度的影响的点火时期运算单元82的构成，能够适当地实施基于过渡温度特性的过渡爆震补正。

图9是说明图8所示的方框81以及82的详细情况的图。在方框91的填充效率运算单元中，基于转速、吸气管压力Pin以及可变阀门动作量来对填充效率进行运算。并且，在方框92的质量流量换算单元中，基于上述填充效率和转速来算出气缸部流量(dGcyl/dt)。由该方框91的填充效率运算单元和方框92的质量流量换算单元，构成气缸部流量运算单元。

在方框93的吸气管压力时间变化率运算单元中，基于气缸部流量(dGcyl/dt)、大气温度To、吸气管温度Tin以及气流传感器检测流量(dGafs/dt)，按照下式(1)来运算吸气管压力的时间变化率(dPin/dt)。

[数1]

$\frac{{\mathrm{dp}}_{\mathrm{in}}}{\mathrm{dt}}=\frac{\mathrm{\&kappa;R}}{V_{\mathrm{in}}}(T_{\mathrm{atm}}\frac{{\mathrm{dG}}_{\mathrm{afs}}}{\mathrm{dt}}-T_{\mathrm{in}}\frac{{\mathrm{dG}}_{\mathrm{cyl}}}{\mathrm{dt}})...$ 式(1)

另外，在式(1)中Vin表示吸气管容积，Tatm表示大气温度。在此，κ以及R分别是热容比以及气体常数，若将工作流体看作空气，则分别能够赋予1.4以及287.03的固定值。通过对式(1)进行时间积分能够运算吸气管压力Pin。

另外，在本实施方式所示的系统中，采用了利用式(1)来运算吸气管压力Pin及其时间变化率(dPin/dt)的构成，但本发明不限定于此。即，即使采用通过压力传感器来直接检知吸气管压力Pin的构成也能够起到同样的效果。此外，在式(1)中，从降低运算负荷的角度出发忽略了向吸气管壁面的热传递的影响，但通过考虑热传递也能够提高预测精度。

在方框94的吸气管温度过渡特性运算单元中，基于吸气管压力Pin和其时间变化率(dPin/dt)、气缸部流量(dGcyl/dt)以及气流传感器检测流量(dGafs/dt)，按照下式(2)来运算吸气管温度的时间变化率(dTin/dt)，并通过进一步对吸气管温度的时间变化率(dTin/dt)进行时间积分来运算吸气管温度的过渡特性。

[数2]

$\frac{{\mathrm{dT}}_{\mathrm{in}}}{\mathrm{dt}}=\frac{T_{\mathrm{in}}}{p_{\mathrm{in}}}\{\frac{{\mathrm{dp}}_{\mathrm{in}}}{\mathrm{dt}}-\frac{{\mathrm{RT}}_{\mathrm{in}}}{V_{\mathrm{in}}}(\frac{{\mathrm{dG}}_{\mathrm{afs}}}{\mathrm{dt}}-\frac{d{G}_{\mathrm{cyl}}}{\mathrm{dt}})\}...$ 式(2)

在方框95的点火时期运算单元中，基于转速、填充效率以及由方框94的吸气管温度过渡特性运算单元运算出的吸气管温度Tin的过渡特性来运算点火时期。根据式(2)的构成可知，从流入到吸气管的气体的流量中减去从吸气管流出的气体的流量而求出的吸气管内的净重气体质量时间变化率越大，并且所述吸气管压力Pin的时间变化率(dPin/dt)越大，则过渡时的温度上升量越大，需要向更滞后侧进行过渡爆震补正。通过采用这样的构成，能够高精度地推定以温度传感器的响应性能难以进行检测的过渡温度特性，并且能够适当实施基于过渡温度特性的过渡爆震补正。

图10是说明构成图9的方框91所示的填充效率运算单元的多项式的图。作为说明变量，在x1中设定转速，在x2中设定吸气管压力，在x3中设定IVO(吸气阀门打开时期)，并且在x4中设定EVC(排气阀门关闭时期)。在目标变量中设定填充效率。

对各项乘以的系数A被称作偏回归系数，多项式为了对对象数据进行最佳的近似，通过最小平方法来决定系数值。通过偏回归系数编号2～5的项来求出转速对填充效率产生的影响，通过偏回归系数编号6～9的项来求出吸气管压力对填充效率产生的影响，通过偏回归系数编号16～19的项来求出IVO对填充效率产生的影响，并且通过偏回归系数编号36～39的项来求出EVC对填充效率产生的影响。

并且，通过偏回归系数编号10～15的项来求出转速和吸气管压力的交替作用的影响，通过偏回归系数21～35的项来求出转速、吸气管压力、和IVO的交替作用的影响，通过偏回归系数40～70的项来求出转速、吸气管压力、IVO、和EVC的交替作用的影响。

通过像这样将高次项或交替作用项设定于多项式中，能够考虑各输入参数对填充效率产生的复杂的因果关系来高精度地运算填充效率。此外，通过将大规模的图形(map)置换为多项式，能够实现存储器容量的大幅降低。在本实施方式的系统中，采用了在运算填充效率的单元中使用4元4次多项式的构成，但本发明不限定于此。即，也可以根据要求精度和运算负荷的容许值的关系，来改变次数和维数。通过利用步长(step width)法等来将无助于精度改善的高次项或交替作用项从多项式中适当除去，能够改善多项式的精度和运算负荷之间的权衡关系。

填充效率受到吸气管或排气管流动的脉动效应或惯性效应、气缸间干扰的影响，存在对转速要求5次以上的次数的情况，因此采用将针对转速或吸气管压力的填充效率补正值图形化，并对上述多项式的输出结果进行修整的构成，能够实现精度改善。

在此，在本实施方式的系统中，采用了基于转速、吸气管压力以及可变阀门动作状态来对填充效率进行运算的构成，但本发明不限定于此。即，也可以进一步考虑作为填充效率的影响因素的吸气管温度、大气压、滚流控制阀门开度或可变吸气管长度系统的设定状态等的影响。

图11是说明利用温度传感器检测值来对吸气管过渡温度特性推定值进行补正的单元的图。在方框111的吸气管温度时间变化率运算单元中，基于吸气管压力Pin和其时间变化率(dPin/dt)、气缸部流量(dGcyl/dt)以及气流传感器检测流量(dGafs/dt)来对吸气管温度Tin的时间变化率(dTin/dt)进行运算，并进一步对其进行时间积分，对吸气管温度Tin的过渡特性进行运算。

在温度传感器稳定补正部A中，采用如下构成：将使上述吸气管温度Tin的过渡特性与温度传感器检测值的差分经由低通滤波器112而运算出的稳定补正量考虑到上述吸气管温度Tin的过渡特性的上次值中。此外，如温度传感器稳定补正部B所示，也可以采用如下构成：使吸气管温度Tin的过渡特性经由与温度传感器的响应时间相当的低通滤波器113，对温度传感器所产生的检测温度的特性进行推定，并将温度传感器检测值与实际值的差分加在上述吸气管温度Tin的过渡特性的上次值中。通过采用这样的温度传感器稳定补正部A或B的构成，从而在过渡条件下过渡温度特性的推定值被输出，在稳定条件下温度传感器值被输出。因此，与仅利用模型推定值的情况相比，能够降低环境变化、经时劣化、个体差异等所引起的模型误差，能够进行鲁棒的温度推定。

图12是说明图8的方框82所示的点火时期运算单元的详细情况的图。在方框121的基准状态点火时期图运算单元中，基于转速以及填充效率来对基准状态点火时期进行图形运算。在本实施方式的系统中，吸气管温度Tin、空燃比、可变阀门动作量等各种参数的稳定基准动作状态，预先在以转速以及填充效率为轴的二维图上被分配给在燃油效率性能、输出性能以及排气性能等角度被认为是最佳的点。在该基准状态点火时期图形中，设定有上述各参数处于稳定基准动作状态的情况下的MBT点或追踪爆震点。

在方框122的基准状态吸气管温度图运算单元中，基于转速以及填充效率来对稳定基准动作状态下的吸气管温度进行图形运算。在方框123的基准状态点火时期模型运算单元中，基于转速、填充效率和稳定基准动作状态下的吸气管温度Tin来对基准状态下的点火时期进行模型运算。并且，在方框124的当前的点火时期模型运算单元中，基于吸气管温度Tin的当前值来对当前的点火时期进行模型运算。

然后，通过将分别进行模型运算而得到的、基准状态下的点火时期与当前的点火时期的差分，加在基准状态点火时期运算单元121的图形运算结果上，能够对过渡爆震补正点火时期进行运算。在此，在本实施方式的系统中，采用了基于转速以及填充效率来对稳定基准动作状态下的吸气管温度Tin进行图形运算的构成，但本发明不限定于此。尤其是，在无增压的内燃机1中，吸气管温度Tin的稳定基准动作状态与运转动作点无关而大体固定。在取得上述MBT点或追踪爆震点的基础上，将与作为前提的周围温度相当的值，针对转速和填充效率以固定值提供给基准状态吸气管温度。

图13是说明在不同的转速以及填充效率条件下的吸气管温度和点火时期的关系的图。点火后，在基于火焰传播的正常燃烧结束前未燃部末端气体由于压缩作用而自燃，由此产生的爆震具有越是低旋转高负荷条件则越容易产生，越是高旋转低负荷条件则越难以产生的倾向。因此，在图13所示的低旋转高负荷条件A、低旋转中负荷条件B、高旋转高负荷条件C、高旋转中负荷条件D中，针对同一吸气管温度上升，过渡爆震补正量不同，越是低旋转高负荷条件则延迟请求越大。即，在过渡爆震补正量和吸气管温度的关系中，可以看到转速以及填充效率的交替作用的影响。

图14是说明构成图12的方框123以及124所示的点火时期模型运算单元的多项式的图。作为说明变量，在x1中设定转速，在x2中设定填充效率，并且在x3中设定吸气管温度Tin。在目标变量中设定点火时期。通过偏回归系数编号2～5的项来求出转速对点火时期产生的影响，通过偏回归系数编号6～9的项来求出填充效率对点火时期产生的影响，通过偏回归系数编号16～19的项来求出吸气管温度对点火时期产生的影响。并且，通过偏回归系数编号10～15的项来求出转速和填充效率的交替作用的影响，通过偏回归系数21～35的项来求出转速、填充效率和吸气管温度的交替作用的影响。

通过像这样将高次项或交替作用项设定在多项式中，能够考虑到各输入参数对点火时期产生的复杂的因果关系来高精度地运算点火时期。尤其是，因为越是低旋转高负荷条件则爆震越显著地产生，所以为了适当地实施过渡爆震补正，转速、填充效率、和吸气管温度的交替作用项不可缺少。此外，通过将大规模的图形置换为多项式，能够实现存储器容量的大幅降低。在本实施方式的系统中，采用了在运算点火时期的单元中使用3元4次多项式的构成，但本发明不限定于此。即，也可以根据要求精度和运算负荷的容许值的关系，来改变次数或维数。作为说明变量，也可以使用空燃比、EGR率、水温等其他参数，并且考虑它们的交替作用的影响。通过利用步长法等来将无助于精度改善的高次项或交替作用项从多项式中适当除去，能够改善多项式的精度和运算负荷的权衡关系。

图15是说明基于吸气管温度的过渡特性来进行空燃比的浓补正控制的控制框图的图。作为在过渡时产生的过渡爆震的应对方法，除了暂时性地根据过渡温度上升来对点火时期进行延迟补正之外，通过将空燃比暂时设定于比目标空燃比更浓的一侧也能够避免过渡爆震。这是因为，由于燃料的浓化所导致的燃烧速度的增加和比热增加所伴随的温度降低，而变得不易产生爆震。

针对若对点火时期进行延迟补正则输出降低的情况，在基于浓补正的爆震避免方法中，虽然具有燃油效率性能恶化的缺点，但另一方面，由于能够抑制输出降低，因此能够实现将重点放在加速性能上的控制系统。

在方框151的目标空燃比运算单元中，基于转速以及填充效率，来运算目标空燃比。在方框152的吸气管温度时间变化率运算单元中，基于吸气管压力Pin和其时间变化率(dPin/dt)、气缸部流量(dGcyl/dt)、以及气流传感器部流量(dGafs/dt)，来运算吸气管温度时间变化率(dTin/dt)。

通过进一步对吸气管温度时间变化率(dTin/dt)进行时间积分，来运算吸气管温度Tin的过渡特性。对使上述吸气管温度过渡特性经由低通滤波器153(滤波器单元)而得到的吸气管温度Tin的准稳定变化进行运算，并对其和过渡温度特性推定值的差分进行运算(过渡温度上升量运算单元)，作为过渡温度上升量δT提供给方框154的过渡爆震时浓补正单元，用于过渡爆震时的爆震补正量运算。

在图15(b)中，示出过渡时温度上升和避免爆震所需的空燃比补正量之间的关系。如图15(b)所示，过渡时的温度上升δT的值越大，则避免爆震所需的浓补正量(空燃比补正量)具有增加的倾向。

但是，在比较低的负荷条件下不产生爆震的MBT区域中，因为过渡时的温度上升也不会产生显著的爆震，因此不需要进行过渡时的浓补正。像这样，在过渡时温度上升和浓补正量之间的关系中，能够看到转速和填充效率的相互作用的影响，因此通过根据运转动作点来设定不同的浓补正量，能够实现适当的过渡爆震补正控制。

另外，在上述的实施方式中，对在吸气管温度的过渡特性时使用吸气管温度推定值的情况进行了说明，但也可以采用如下构成：针对温度传感器的响应赶得上实际的吸气管温度的变化的低频分量，直接使用温度传感器的检测值，针对温度传感器的响应赶不上实际的吸气管温度的变化的高频分量，使用吸气管温度推定值。

例如，也可以设置如下单元：通过温度传感器来检测吸气管温度的单元；根据温度传感器检测响应性能，在低频分量的温度特性中，设定温度传感器的检测值的单元；根据温度传感器检测响应性能，在高频分量的温度特性中，设定基于向吸气管流入的气体流量、从吸气管流出的气体流量、吸气管压力、和吸气管压力的时间变化率的吸气管温度推定值的单元。

据此，能够提高针对吸气管的过渡温度的特性的鲁棒性，在基于这样的吸气管的过渡特性而对内燃机的过渡时的点火时期进行了运算的情况下，能够适当防止过渡爆震。

<第2实施方式>

接着，对本发明的第2实施方式进行说明。

图16是说明本实施方式中的内燃机的系统的构成的图。

本实施方式的系统，除了在吸气流路21以及排气流路22上新连接了涡轮增压器17以及中间冷却器20这一点之外，与上述的第1实施方式的系统相同。

涡轮增压器17由用于将排放气体所具有的能量变换为汽轮机叶片的旋转运动的排气汽轮机17A、和用于通过与汽轮机叶片连结的压气机叶片的旋转来对吸气气体进行压缩的压气机(压缩机)17B构成。压气机17B与吸气流路21连接，汽轮机17A与排气流路22连接。

在涡轮增压器17中，具备空气旁路阀门18以及排气泄压阀门19。空气旁路阀门18，为了防止从压气机的下游部到节流阀门3的上游部的压力过量地上升而设。在增压状态下将节流阀门3突然闭合的情况下，通过打开空气旁路阀门18能够使压气机17B下游部的气体逆流到压气机17B上游部，并降低增压压力。

另一方面，排气泄压阀门19，为了防止内燃机1成为过剩的增压水平而设。在由吸气压传感器5检测出的增压压力达到了规定值的情况下，通过打开排气泄压阀门19，从而排放气体按照绕过排气汽轮机17A的方式被引导，能够抑制或保持增压。在涡轮增压器2的压气机侧的下游，具备用于对被绝热压缩而上升了的吸气管温度进行强制冷却的中间冷却器20。在中间冷却器20的下游，组装有用于对通过增压而上升且通过中间冷却器20而被强制冷却的温度进行计测的增压温度传感器23。

图17是对涡轮增压内燃机1的吸气管的构成和各部分的物理量进行说明的图。在压气机17B的上游安装有气流传感器2，通过内置于气流传感器2中的温度传感器，能够检测大气温度。在涡轮增压内燃机1中，通过压气机17B的气体的流量，可以看作与由气流传感器2检测出的气流传感器部流量(dGafs/dt)相同，但通过节流阀门3的开口部的气体的流量，在节流阀门开闭时，存在与气流传感器部流量(dGafs/dt)之间产生很大差异的情况。因此，至少需要检知或推定节流阀门3前后的二个区域中的状态。在涡轮增压内燃机1中，能够基于节流阀门3下游的压力以及温度、转速以及可变阀门动作量，来推定流入到气缸的气体的流量。

图18是说明在涡轮增压内燃机中，通过节流阀门的开闭操作而使转矩从低负荷突变为高负荷状态时的、吸气流量、吸气管压力、吸气管温度以及要求点火时期的时间推移的图。

若打开节流阀门3，则气体直接流入到被节流阀门3缩小从而压力降低了的吸气管内，因此经历气流传感器部流量(dGafs/dt)暂时过冲那样的经过。在此期间，吸气管内的压力Pin增加至大气压Po，并且关于气缸部流量(dGcyl/dt)也随着吸气管压力Pin的增加而逐渐增加。

之后，吸气管压力Pin由于涡轮增压器17的增压效应而缓慢地开始增加。通过这样的压力以及流量的推移，吸气管内气体的温度Tin在经历了暂时过冲这样的经过之后，随着增压压力的增加而产生温度上升。吸气管温度Tin是对爆震产生重要影响的因素，上述吸气管温度Tin的过渡特性是在过渡时产生的爆震的影响因素之一。在本实施方式所示的增压温度传感器23的响应性能中，即使能够捕捉上述增压所导致的上升，也无法检测吸气管压力Pin到达大气压Po为止的吸气管温度Tin的过渡特性。

此外，如上所述，吸气管内流动是通过工作流体的输送而伴随质量或能量的流入流出的开放系统，因此在吸气管内气体的质量或能量中伴随时间变化的过渡时，仅通过吸气管压力传感器也无法检测上述吸气管温度的过渡特性。因此，在涡轮增压内燃机1中，也需要具备对吸气管温度Tin的过渡特性进行推定的单元。

图19是对涡轮增压内燃机中的压缩机下游压力以及温度运算单元进行说明的图。在方框191的节流阀通过流量运算单元中，基于节流阀门3的阀开度、吸气管压力Pin(节流阀下游部压力)、压缩机下游压力Pc(节流阀上游部压力)以及压缩机下游温度Tc(节流阀上游部温度)，按照下式来运算节流阀通过流量(dGth/dt)。

[数3]

$\frac{{\mathrm{dG}}_{\mathrm{th}}}{\mathrm{dt}}=C_D{A}_{\mathrm{th}}{p}_c\sqrt{\frac{2}{{\mathrm{RT}}_c}}\&CenterDot;\mathrm{\&psi;}\left(\frac{p_{\mathrm{in}}}{p_c}\right)...$ 式(3)

在此，C_D以及Ath分别是阀门流量系数以及阀门开口面积。阀门开口面积Ath能够基于节流阀门开度和阀门直径等几何学形状来求出。此外，Ψ是阀门前后压力比的函数，当κ＝1.4时通过下式来给出。

[数4]

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\&Psi;}\left(\frac{p_{\mathrm{in}}}{p_c}\right)=0.4842,\mathrm{for}\frac{p_{\mathrm{in}}}{p_c}<0.5282\\ \mathrm{\&Psi;}\left(\frac{p_{\mathrm{in}}}{p_c}\right)=\sqrt{3.5\{{\left(\frac{p_{\mathrm{in}}}{p_c}\right)}^{1.43}-{\left(\frac{p_{\mathrm{in}}}{p_c}\right)}^{1.71}\}},\mathrm{for}\frac{p_{\mathrm{in}}}{p_c}\&GreaterEqual;0.5282\end{array}\right....$ 式(4)

在方框192的压缩机下游压力时间变化率运算单元中，基于节流阀通过流量(dGth/dt)、大气温度To、大气压Po、压缩机下游温度Tc、气流传感器流量(dGafs/dt)以及中间冷却器部热传递量(dQc/dt)，按照下式来运算压缩机下游压力时间变化率(dPc/dt)。

[数5]

式(5)

并且，通过对压缩机下游压力时间变化率(dPc/dt)进行时间积分能够运算压缩机下游压力Pc。另外，在本实施方式所示的系统中，采用了利用式(5)来对压缩机下游压力Pc及其时间变化率(dPc/dt)进行运算的构成，但本发明不限定于此。即，即使采用由压力传感器来直接检知压缩机下游压力Pc的构成也发挥同样的效果。

在方框193的压缩机下游温度运算单元中，基于压缩机下游压力Pc及其时间变化率(dPc/dt)、节流阀通过流量(dGth/dt)以及气流传感器部流量(dGafs/dt)，按照下式(6)来运算压缩机下游温度时间变化率(dTc/dt)，并通过对其进行时间积分来运算压缩机下游温度Tc。

在式(3)、(4)、(5)的运算中，由于包含指数函数运算，因此为了由ECU16在主板上执行该运算，运算负荷过大。因此，通过仅将指数函数部适当置换为表或者图形运算，能够进行运算负荷的降低。

[数6]

$\frac{{\mathrm{dT}}_c}{\mathrm{dt}}=\frac{T_c}{p_c}\{\frac{{\mathrm{dp}}_e}{\mathrm{dt}}-\frac{{\mathrm{RT}}_c}{V_c}(\frac{{\mathrm{dG}}_{\mathrm{afs}}}{\mathrm{dt}}-\frac{{\mathrm{dG}}_{\mathrm{th}}}{\mathrm{dt}})\}...$ 式(6)

在方框194的中间冷却器部热传递量运算部中，基于大气温度To、气流传感器部流量(dGafs/dt)、压缩机下游温度Tc，来运算中间冷却器部热传递量(dQc/dt)。通过采用以上这样的构成，即使在涡轮增压内燃机1的节流阀门开闭时，也能够高精度地推定压缩机下游压力Pc以及压缩机下游温度Tc的过渡特性。

图20是说明以涡轮增压内燃机为前提的情况下的、图8所示的方框81以及82的详细情况的图。在方框201中，基于转速、吸气管压力Pin以及可变阀门动作量来运算填充效率。并且，在方框202的质量流量换算单元中，基于上述填充效率和转速来换算为气缸部流量(dGcyl/dt)。在方框203的吸气管压力时间变化率运算单元中，基于气缸部流量(dGcyl/dt)、压缩机下游温度Tc、吸气管温度Tin以及节流阀通过流量(dGth/dt)，按照下式(7)来运算吸气管压力Pin的时间变化率(dPin/dt)。

[数7]

$\frac{{\mathrm{dp}}_{\mathrm{in}}}{\mathrm{dt}}=\frac{\mathrm{\&kappa;R}}{V_{\mathrm{in}}}(T_c\frac{d{G}_{\mathrm{th}}}{\mathrm{dt}}-T_{\mathrm{in}}\frac{{\mathrm{dG}}_{\mathrm{cyl}}}{\mathrm{dt}})...$ 式(7)

通过对式(7)进行时间积分能够运算吸气管压力Pin。另外，在本实施方式所示的系统中，采用了利用式(7)来运算吸气管压力Pin及其时间变化率(dPin/dt)的构成，但本发明不限定于此。即，即使采用由压力传感器直接检知吸气管压力Pin的构成也发挥同样的效果。在方框204的吸气管温度过渡特性运算单元中，基于吸气管压力Pin和其时间变化率(dPin/dt)、气缸部流量(dGcyl/dt)以及节流阀通过流量(dGth/dt)，按照下式(8)，来运算吸气管温度Tin的时间变化率(dTin/dt)，并通过进一步对吸气管温度Tin的时间变化率(dTin/dt)进行时间积分来运算吸气管温度Tin的过渡特性。

[数8]

$\frac{d_{\mathrm{in}}}{\mathrm{dt}}=\frac{T_{\mathrm{in}}}{p_{\mathrm{in}}}\{\frac{{\mathrm{dp}}_{\mathrm{in}}}{\mathrm{dt}}-\frac{{\mathrm{RT}}_{\mathrm{in}}}{V_{\mathrm{in}}}(\frac{{\mathrm{dG}}_{\mathrm{th}}}{\mathrm{dt}}-\frac{{\mathrm{dG}}_{\mathrm{cyl}}}{\mathrm{dt}})\}...$ 式(8)

在方框205的点火时期运算单元中，基于转速、填充效率以及由方框204的吸气管温度过渡特性运算单元运算出的吸气管温度Tin的过渡特性来运算点火时期。通过采用这样的构成，即使在涡轮增压内燃机1中，也能够高精度地推定以温度传感器的响应性能难以检测的过渡温度特性，并且能够适当实施基于过渡温度特性的过渡爆震补正。

图21是说明构成图20的方框201所示的填充效率运算单元的多项式的图。作为说明变量，在x1中设定转速，在x2中设定吸气相对压力，在x3中设定IVO，在x4中设定EVC，并且在x5中设定吸气管温度。在目标变量中设定填充效率。

通过偏回归系数编号2～5的项来求出转速对填充效率产生的影响，通过偏回归系数编号6～9的项来求出吸气管压力Pin对填充效率产生的影响，通过偏回归系数编号16～19的项来求出IVO对填充效率产生的影响，通过偏回归系数编号36～39的项来求出EVC对填充效率产生的影响，并且通过偏回归系数编号71～74的项来求出吸气管温度对填充效率产生的影响。

并且，通过偏回归系数编号10～15的项来求出转速和吸气管压力Pin的交替作用的影响，通过偏回归系数21～35的项来求出转速、吸气管压力Pin、和IVO的交替作用的影响，通过偏回归系数40～70的项来求出转速、吸气管压力Pin、IVO、和EVC的交替作用的影响，通过偏回归系数75～126的项来求出转速、吸气管压力Pin、IVO、EVC、和吸气管温度的交替作用的影响。

通过像这样将高次项或交替作用项设定在多项式中，能够考虑到各输入参数对填充效率产生的复杂的因果关系来高精度地运算填充效率。此外，通过将大规模的图形置换为多项式，能够实现存储器容量的大幅降低。

在本实施方式的系统中，采用了在运算填充效率的单元中使用5元4次多项式的构成，但本发明不限定于此。即，也可以根据要求精度和运算负荷的容许值的关系，来改变次数或维数。通过利用步长法等，将无助于精度改善的高次项或交替作用项从多项式中适当除去，能够改善多项式的精度和运算负荷之间的权衡关系。

填充效率受到吸气管或排气管流动的脉动效应或惯性效应、气缸间干扰的影响，存在对转速要求5次以上的次数的情况，因此采用将针对转速和吸气管压力Pin的填充效率补正值图形化，并对上述多项式的输出结果进行修整的构成，能够实现精度改善。此外，可以进一步考虑作为填充效率的影响因素的大气压Po、滚流控制阀门开度等的影响。

图22是对气流传感器部流量和中间冷却器部热传递率的关系进行说明的图。随着气流传感器部流量(dGafs/dt)的增加，中间冷却器部热传递率(dQc/dt)增加。在图19所示的方框194的中间冷却器部热传递量运算部中，对上述中间冷却器部热传递率(dQc/dt)和中间冷却器冷却部面积的积，乘以大气温度To和压缩机下游温度Tc的差异，进而利用图22所示的热传递率的关系来运算热传递量。通过采用这样的构成，能够高精度地推定由于增压而上升的气体被中间冷却器20强制冷却后的温度特性。此外，通过在增压器下游部或节流阀下游部安装温度传感器，并对上述温度传感器检测值并用图11所示的温度传感器稳定补正部A或B，从而即使在涡轮增压内燃机1中，也能够进行对环境变化、经时劣化、个体差异等鲁棒的温度推定。

本发明的内燃机的控制装置，具有基于流入到吸气管的气体的流量、从吸气管流出的气体的流量、吸气管压力、所述吸气管压力的时间变化率，来推定吸气管温度的过渡特性的吸气管温度过渡特性运算单元，因此，例如，通过基于其推定出的吸气管的过渡特性，对内燃机的过渡时的点火时期进行运算，能够适当防止过渡爆震。此外，因为即使给予各种加速模式也能够由ECU在主板上运算过渡温度特性，所以不需要针对所有的加速模式对过渡爆震补正量进行实际设备适应。因此，能够削减实际设备适应工时。

根据本发明的内燃机的控制装置，在内燃机具备对在吸气管的上游流动的气体的流量进行调整的节流阀门的情况下，吸气管温度过渡特性运算单元将通过节流阀门的气体的节流阀通过流量设定为流入到吸气管的气体的流量，因此能够高精度地推定吸气管的过渡温度特性。因此，在基于这样的吸气管的过渡特性，对内燃机的过渡时的点火时期进行了运算的情况下，能够适当防止过渡爆震。

此外，在内燃机具备对在吸气管的上游流动的气体的流量进行检测的气流传感器的情况下，吸气管温度过渡特性运算单元，能够将由气流传感器检测出的气体的气流部流量看作节流阀通过流量，并设定为流入到吸气管的气体的流量。

根据本发明的内燃机的控制装置，在内燃机具备对在吸气管中流动的气体的流量进行调整的节流阀门的情况下，具有基于节流阀门的阀开度、节流阀门的上游的压力、节流阀门的下游的压力、和节流阀门的上游的温度，来对通过节流阀门的气体的节流阀通过流量进行运算的节流阀通过流量运算单元，吸气管温度过渡特性运算单元，将由节流阀通过流量运算单元运算出的气体的节流阀通过流量设定为流入到吸气管的气体的流量。因此，即使在节流阀门的上游部不具备气流传感器的内燃机中，也能够高精度地推定吸气管的过渡温度特性，在基于这样的吸气管的过渡特性而对内燃机的过渡时的点火时期进行了运算的情况下，能够适当防止过渡爆震。

根据本发明的内燃机的控制装置，在所述内燃机具备能够基于预先设定的动作量来变更阀门的开闭定时或升程量的可变阀门机构的情况下，具有基于至少以所述内燃机的转速、吸气管压力、可变阀门的动作量、和吸气管温度为输入参数的多项式，来对流入到内燃机的气缸的气体的气缸部流量进行运算的气缸部流量运算单元，吸气管温度过渡特性运算单元，将由气缸部流量运算单元运算出的气体的气缸部流量，设定为从吸气管流出的气体的流量。因此，能够考虑到各输入参数对填充效率产生的复杂的因果关系来高精度地运算填充效率。此外，通过将大规模的图形置换为多项式能够大幅降低存储器容量。

根据本发明的内燃机的控制装置，气缸部流量运算单元也可以采用如下构成，即具有：基于转速、吸气管压力、和可变阀门的动作量来运算填充效率的填充效率运算单元；和基于由填充效率运算单元运算出的填充效率和转速来换算为气缸部流量的质量流量换算单元。

根据本发明的内燃机的控制装置，在内燃机具备对在吸气管的上游流动的气体的流量进行调整的节流阀门的情况下，具有：基于流入到吸气管的气体的流量、从吸气管流出的气体的流量、节流阀门的上游部的温度、和吸气管温度来运算吸气管压力的时间变化率的吸气管压力时间变化率运算单元；和基于由吸气管压力时间变化率运算单元运算出的吸气管压力的时间变化率来对吸气管压力进行运算的吸气管压力运算单元。因此，即使在不具备检测吸气管压力的压力传感器的内燃机中，也能够高精度地推定吸气管的过渡温度特性，在基于这样的吸气管的过渡特性来对内燃机的过渡时的点火时期进行了运算的情况下，能够适当防止过渡爆震。

根据本发明的内燃机的控制装置，在内燃机具备涡轮增压器、对通过涡轮增压器的压缩机的气体的流量进行检测的气流传感器、和对压缩机下游的气体的流量进行调整的节流阀门的情况下，吸气管温度过渡特性运算单元，将通过压缩机的气体的压缩机通过流量，设定为流入到压缩机下游的节流阀门上游部的气体的节流阀门上游部流入气体流量，将通过吸气管的节流阀门的气体的节流阀通过流量，设定为从压缩机下游的节流阀门上游部流出的气体的节流阀门上游部流出气体流量，基于节流阀门上游部流入气体流量、节流阀门上游部流出气体流量、节流阀门上游部的吸气管压力、和节流阀门上游部的吸气管压力的时间变化率，来推定压缩机下游的节流阀门上游部吸气管温度的过渡特性。因此，即使为具备涡轮增压器的内燃机，也能够高精度地推定吸气管的过渡温度特性，在基于这样的吸气管的过渡特性来对内燃机的过渡时的点火时期进行了运算的情况下，能够适当防止过渡爆震。

根据本发明的内燃机的控制装置，因为具有由温度传感器来检测吸气管温度的单元；根据温度传感器检测响应性能在低频分量的温度特性中设定温度传感器的检测值的单元；和根据温度传感器检测响应性能在高频分量的温度特性中设定基于流入到吸气管的气体流量、从吸气管流出的气体流量、吸气管压力、和吸气管压力的时间变化率的吸气管温度推定值的单元，因此针对温度传感器的响应赶得上实际的吸气管温度的变化的低频分量可以直接使用温度传感器的检测值，针对温度传感器的响应赶不上实际的吸气管温度的变化的高频分量可以使用吸气管温度推定值。因此，能够提高针对吸气管的过渡温度的特性的鲁棒性，在基于这样的吸气管的过渡特性来对内燃机的过渡时的点火时期进行了运算的情况下，能够适当防止过渡爆震。

根据本发明的内燃机的控制装置，因为具有基于由吸气管温度过渡特性运算单元推定出的吸气管的过渡特性来运算内燃机的过渡时的点火时期的点火时期运算单元，所以能够基于推定出的吸气管的过渡特性，来对内燃机的过渡时的点火时期进行控制，能够适当防止过渡爆震。

根据本发明的内燃机的控制装置，点火时期运算单元，通过至少以转速和填充效率为轴的点火时期图来对点火时期的基准量进行运算，并基于至少以转速、填充效率、和吸气管温度为输入参数的多项式来对点火时期基准量进行补正，因此能够适当防止过渡爆震。

根据本发明的内燃机的控制装置，点火时期运算单元，在同一吸气管温度上升量中，越是低转速且高填充效率则越将点火时期向更滞后侧进行补正，因此能够适当防止过渡爆震。

根据本发明的内燃机的控制装置，具有：基于转速和填充效率来运算目标空燃比的目标空燃比运算单元；以规定的滤波器宽度来对推定出的吸气管温度过渡特性实施滤波器处理的滤波器单元；从吸气管温度过渡特性中减去滤波器处理后的吸气管温度过渡特性来运算过渡温度上升量的过渡温度上升量运算单元；和由过渡温度上升量运算单元运算出的过渡温度上升量越大则越将空燃比向更过浓侧进行补正的过渡爆震时浓补正单元。针对若对点火时期进行延迟补正则输出降低的情况，在基于本发明的浓补正的爆震避免方法中，虽然存在燃油效率性能恶化的危险，但另一方面，能够抑制输出降低，因此能够实现将重点放在加速性能上的控制系统。

根据本发明的内燃机的控制装置，点火时期运算单元具备过渡爆震点火时期补正单元，该过渡爆震点火时期补正单元，在内燃机的过渡时，从流入到吸气管的气体的流量中减去从吸气管流出的气体的流量而求出的吸气管内的净重气体质量时间变化率越大、并且吸气管压力的时间变化率越大，则越将基于转速以及填充效率的点火时期基准量向更滞后侧进行过渡爆震补正，因此能够适当防止过渡爆震。

根据本发明的内燃机的控制装置，具有过渡爆震时浓补正单元，该过渡爆震时浓补正单元，在内燃机的过渡时，从流入到吸气管的气体的流量中减去从吸气管流出的气体流量而求出的吸气管内的净重气体质量时间变化率越大、并且吸气管压力的时间变化率越大，则越将基于转速以及填充效率的空燃比基准量向更浓侧进行补正。针对若对点火时期进行延迟补正则输出降低的情况，在基于浓补正的爆震避免方法中，虽然有燃油效率性能恶化的危险，但另一方面，能够抑制输出降低，因此能够实现将重点放在加速性能上的控制系统。

根据本发明的内燃机的控制装置，因为具有基于流入到吸气管的气体的流量、从吸气管流出的气体的流量、吸气管压力、和吸气管压力的时间变化率来推定吸气管温度的过渡特性的过渡温度特性运算单元、和基于推定出的吸气管的过渡特性来运算填充效率的填充效率运算单元，所以能够提高过渡时的填充效率的推定精度。因此，在基于填充效率和目标空燃比来运算燃料喷射量的情况下，能够提高空燃比控制的精度。

另外，本发明不限定于上述各实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。

Claims (16)

1.一种内燃机的控制装置，其特征在于，

具有吸气管温度过渡特性运算单元，该吸气管温度过渡特性运算单元基于流入到吸气管的气体的流量、从吸气管流出的气体的流量、吸气管压力、和所述吸气管压力的时间变化率，来推定吸气管温度的过渡特性。

2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

在所述内燃机具备对在所述吸气管的上游流动的气体的流量进行调整的节流阀门的情况下，

所述吸气管温度过渡特性运算单元，将通过所述节流阀门的气体的节流阀通过流量，设定为流入到所述吸气管的气体的流量。

3.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

在所述内燃机具备对在所述吸气管的上游流动的气体的流量进行检测的气流传感器的情况下，

所述吸气管温度过渡特性运算单元，将由所述气流传感器检测出的气体的气流部流量看作所述节流阀通过流量，并设定为流入到所述吸气管的气体的流量。

4.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

在所述内燃机具备对在所述吸气管中流动的气体的流量进行调整的节流阀门的情况下，

所述内燃机的控制装置具有节流阀通过流量运算单元，该节流阀通过流量运算单元基于所述节流阀门的阀开度、所述节流阀门的上游的压力、所述节流阀门的下游的压力、和所述节流阀门的上游的温度，来对通过所述节流阀门的气体的节流阀通过流量进行运算，

所述吸气管温度过渡特性运算单元，将由所述节流阀通过流量运算单元运算出的气体的节流阀通过流量设定为流入到所述吸气管的气体的流量。

5.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

在所述内燃机具备能够基于预先设定的动作量来变更阀门的开闭定时或升程量的可变阀门机构的情况下，

所述内燃机的控制装置具有气缸部流量运算单元，该气缸部流量运算单元基于至少以所述内燃机的转速、所述吸气管压力、所述可变阀门的动作量、和所述吸气管温度为输入参数的多项式，来对流入到所述内燃机的气缸的气体的气缸部流量进行运算，

所述吸气管温度过渡特性运算单元，将由所述气缸部流量运算单元运算出的气体的气缸部流量，设定为从所述吸气管流出的气体的流量。

6.根据权利要求5所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述气缸部流量运算单元具有：

填充效率运算单元，其基于所述转速、所述吸气管压力、和所述可变阀门的动作量来运算填充效率；和

质量流量换算单元，其基于由该填充效率运算单元运算出的填充效率和所述转速来换算为所述气缸部流量。

7.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

在所述内燃机具备对在所述吸气管的上游流动的气体的流量进行调整的节流阀门的情况下，

所述内燃机的控制装置具有：

吸气管压力时间变化率运算单元，其基于流入到所述吸气管的气体的流量、从所述吸气管流出的气体的流量、所述节流阀门的上游部的温度、和所述吸气管温度，来运算吸气管压力的时间变化率；和

吸气管压力运算单元，其基于由该吸气管压力时间变化率运算单元运算出的所述吸气管压力的时间变化率来运算所述吸气管压力。

8.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

在所述内燃机具备涡轮增压器、对通过该涡轮增压器的压缩机的气体的流量进行检测的气流传感器、和对所述压缩机下游的气体的流量进行调整的节流阀门的情况下，

所述吸气管温度过渡特性运算单元，将通过所述压缩机的气体的压缩机通过流量，设定为流入到所述压缩机下游的节流阀门上游部的气体的节流阀门上游部流入气体流量，

将通过所述吸气管的所述节流阀门的气体的节流阀通过流量，设定为从所述压缩机下游的节流阀门上游部流出的气体的节流阀门上游部流出气体流量，

基于所述节流阀门上游部流入气体流量、所述节流阀门上游部流出气体流量、所述节流阀门上游部的吸气管压力、和所述节流阀门上游部的吸气管压力的时间变化率，来推定所述压缩机下游的节流阀门上游部吸气管温度的过渡特性。

9.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

具有：

通过温度传感器来检测吸气管温度的单元；

根据所述温度传感器检测响应性能在低频分量的温度特性中，设定温度传感器的检测值的单元；和

根据所述温度传感器检测响应性能在高频分量的温度特性中，设定基于流入到吸气管的气体流量、从吸气管流出的气体流量、吸气管压力以及所述吸气管压力的时间变化率的吸气管温度推定值的单元。

10.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

具有点火时期运算单元，该点火时期运算单元基于由所述吸气管温度过渡特性运算单元推定出的吸气管的过渡特性来对所述内燃机的过渡时的点火时期进行运算。

11.根据权利要求10所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述点火时期运算单元，通过至少以转速和填充效率为轴的点火时期图形来对点火时期的基准量进行运算，

基于至少以转速、填充效率、和吸气管温度为输入参数的多项式来对所述点火时期基准量进行补正。

12.根据权利要求11所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述点火时期运算单元，在同一吸气管温度上升量中，越是低转速且高填充效率则越将点火时期向更滞后侧进行补正。

13.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

具有：

目标空燃比运算单元，其基于转速和填充效率来运算目标空燃比；

滤波器单元，其以规定的滤波器宽度来对所推定出的所述吸气管温度过渡特性实施滤波器处理；

过渡温度上升量运算单元，其从所述吸气管温度过渡特性中减去滤波器处理后的吸气管温度过渡特性来运算过渡温度上升量；和

过渡爆震时浓补正单元，其若由该过渡温度上升量运算单元运算出的过渡温度上升量越大则越将空燃比向更加过浓侧进行补正。

14.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述点火时期运算单元具有过渡爆震点火时期补正单元，

该过渡爆震点火时期补正单元，在所述内燃机的过渡时，从流入到所述吸气管的气体的流量中减去从所述吸气管流出的气体的流量而求出的吸气管内的净重气体质量时间变化率越大、并且所述吸气管压力的时间变化率越大，则越将基于转速以及填充效率的点火时期基准量向更滞后侧进行过渡爆震补正。

15.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

具有过渡爆震时浓补正单元，该过渡爆震时浓补正单元在内燃机的过渡时，从流入到吸气管的气体的流量中减去从吸气管流出的气体的流量而求出的吸气管内的净重气体质量时间变化率越大、并且所述吸气管压力的时间变化率越大，则越将基于转速以及填充效率的空燃比基准量向更加过浓侧进行补正。

16.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

具有：

过渡温度特性运算单元，其基于流入到吸气管的气体的流量、从吸气管流出的气体的流量、吸气管压力、和所述吸气管压力的时间变化率，来推定吸气管温度的过渡特性；和

填充效率运算单元，其基于所推定出的所述吸气管的过渡特性来运算填充效率。

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