CN115667691A - 内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种能够比以往更高精度地推测内燃机的缸内流入气体量的内燃机的控制装置。内燃机的控制装置(110)具有质量通量计算部(F2)、开口面积计算部(F3)、有效开口面积计算部(F4)和通过气体流量计算部(F5)。质量通量计算部(F2)基于节流阀(125)的上游侧气体温度(Tu)、上游侧气体压力(Pu)和下游侧气体压力(Pd)来计算通过节流阀(125)的气体的质量通量(MF)。开口面积计算部(F3)基于节流阀(125)的开度(θ)来计算节流阀(125)的开口面积(A)。有效开口面积计算部(F4)基于上游侧气体压力(Pu)、下游侧气体压力(Pd)、开度(θ)和开口面积(A)来计算节流阀(125)的有效开口面积(EA)。通过气体流量计算部(F5)基于质量通量(MF)和有效开口面积(EA)来计算通过节流阀(125)的气体流量(GF)。

Description

内燃机的控制装置
技术领域
本公开涉及内燃机的控制装置。
背景技术
已知一项关于内燃机的控制装置的发明，该发明改进了内燃机缸内填充空气量的运算方法(以下专利文献1)。专利文献1所述的内燃机的控制装置控制具备电子节流系统的内燃机，该电子节流系统通过节流致动器驱动节流阀来控制节流开度。该以往的内燃机的控制装置的特征在于包括开度指令值运算单元、延迟单元、节流开度预测单元、缸内填充空气量预测单元以及燃料喷射量运算单元(同权利要求1)。
开度指令值运算单元基于加速操作量等运算开度指令值。延迟单元使将所述开度指令值运算单元运算出的开度指令值输出到节流致动器的定时延迟。节流开度预测单元基于通过所述延迟单元延迟之前的开度指令值和电子节流系统的响应延迟特性，在延迟输出该开度指令值之前预测之后的节流开度。缸内填充空气量预测单元基于由所述节流开度预测单元预测到的节流开度来预测缸内填充空气量。燃料喷射量运算单元基于由所述缸内填充空气量预测单元预测到的缸内填充空气量来计算燃料喷射量。
此外，所述缸内填充空气量预测单元基于由所述节流开度预测单元预测到的节流开度来预测直到进气阀关闭定时为止的缸内填充空气量的变化量。
然后，所述缸内填充空气量预测单元将预测到的变化量与基于当前运行参数所运算出的基底缸内填充空气量相加，以预测缸内填充空气量(同权利要求2)。
另外，上述缸内填充空气量预测单元将吸入空气通过的节流开口视为孔道，使用对节流通过空气量和在节流下流通路中流动的吸入空气应用了质量保存法则的进气系统模型。而且，所述缸内填充空气量预测单元通过将该进气系统模型的输出的变化量进行累计直到进气阀关闭定时，从而来预测到进气阀关闭定时为止的缸内填充空气量的变化量(同权利要求3)。
在所述进气系统模型中运算节流通过空气量的式子如下设定。
[数学式1]
Figure BDA0003948052400000021
A＝πr2(1-cos2θ)
在上述式中，G_in是节流通过空气量[kg/sec]。μ是流量系数，A是节流开口有效截面积[m2]。Pa为大气压[Pa]，Pm为进气压力[Pa]，R为气体常数，T为进气温度[K]。f(Pm/Pa)是由进气压Pm与大气压Pa之比决定的物理值。r是节流阀的半径[m]，θ是节流开度。所述缸内填充空气量预测单元运算所述节流通过空气量。此时，所述缸内填充空气量预测单元根据以Pm/Pa为参数的表来计算f(Pm/Pa)，并根据以节流开度为参数的表来计算μ·A(同权利要求4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2002－201998号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
上述现有的内燃机的控制装置例如在内燃机的过渡运行时等节流阀的上游侧和下游侧的空气压力急剧变化的情况下，根据表所计算出的μ·A和实际的μ·A有可能不一致。该情况下，节流通过空气量的运算结果产生误差，其结果是，缸内填充空气量的预测精度降低。
本公开提供一种能够比以往更高精度地推测内燃机的缸内流入气体量的内燃机的控制装置。
解决技术问题所采用的技术方案
本公开的一方式的内燃机的控制装置，具有：质量通量计算部，该质量通量计算部基于节流阀的上游侧气体温度、上游侧气体压力以及下游侧气体压力，计算通过所述节流阀的气体的质量通量；开口面积计算部，该开口面积计算部基于所述节流阀的开度来计算所述节流阀的开口面积；有效开口面积计算部，该有效开口面积计算部基于所述上游侧气体压力、所述下游侧气体压力、所述开度以及所述开口面积，来计算所述节流阀的有效开口面积；以及通过气体流量计算部，该通过气体流量计算部基于所述质量通量和所述有效开口面积来计算通过所述节流阀的气体流量。
发明效果
根据本公开的上述一个方式，能够提供一种能够比以往更高精度地推测内燃机的缸内流入气体量的内燃机的控制装置。
附图说明
图1是表示本公开所涉及的内燃机的控制装置的一实施方式的系统结构图。
图2是表示图1的内燃机的控制装置的示意性结构的框图。
图3是图2的内燃机的控制装置的功能框图。
图4是表示图3的内燃机的控制装置所进行的处理的流程的一个示例的流程图。
图5是图3所示的有效开口面积计算部的更详细的功能框图。
图6是表示节流阀的压差ΔP与校正系数μ之间的关系的曲线图。
图7是表示节流阀的开度θ与校正系数μ之间的关系的曲线图。
图8是通过节流阀的气流的示意图。
图9是说明图3的内燃机的控制装置的作用的曲线图。
图10是表示图3的内燃机的控制装置所进行的处理的流程的一个示例的流程图。
图11是说明图10所示的内燃机的控制装置的处理所产生的作用的曲线图。
具体实施方式
以下，将参考附图说明本公开所涉及的内燃机的控制装置的几个实施方式。
[实施方式1]
图1是表示本公开所涉及的内燃机的控制装置的一个实施方式的系统结构图。
本实施方式所涉及的内燃机的控制装置110例如是控制图1所示的发动机系统100的发动机控制单元(ECU)。发动机系统100例如包括控制装置110、进气系统120、发动机130、排气系统140和增压器150。
图2是表示构成图1的发动机系统100的内燃机的控制装置110的示意性结构的框图。本实施方式的内燃机的控制装置110例如具备包含CPU的处理装置111、包含RAM或ROM等的存储装置112、以及存储在该存储装置112中的多个计算机·程序或数据。此外，控制装置110例如具备输入电路113和输入输出端口114。
另外，控制装置110包括各种电路，例如节流驱动电路115、EGR阀驱动电路116、可变阀机构驱动电路117、燃油喷射装置驱动电路118、点火输出电路119等。另外，控制装置110可以不具有这些驱动电路，并且这些驱动电路中的至少一部分能设置在控制装置110的外部。
进气系统120例如包括进气管121、大气湿度传感器122、质量流量计123、中间冷却器124、节流阀125和进气管压力传感器126。进气管121从发动机系统100的外部引入外部空气并将其提供给发动机130。大气湿度传感器122设置于进气管121，对吸入进气管121的空气的湿度进行测量。质量流量计123设置于进气管121的入口，对吸入进气管121的空气的质量流量进行测量。此外，质量流量计123例如内置了对进气温度进行测量的进气温度传感器123a。
增压器150包括对所吸入的空气进行压缩的压缩机151、和利用排气的能量来驱动压缩机151的涡轮152。中间冷却器124设置在比增压器150靠近进气管121中空气流的下游侧，对由增压器150的压缩机151压缩后的空气进行冷却。节流阀125调整被吸入到发动机130的吸入空气量。例如，节流阀125内置了对节流阀125的开度θ进行测量的节流位置传感器125a。进气管压力传感器126设置在比节流阀125靠近进气管121中空气流的下游侧，对流过进气管121的空气的压力进行测量。
发动机130例如是火花点火式内燃机。例如，发动机130包括燃烧室131、可变进气阀机构132、可变排气阀机构133、燃料喷射装置134、火花塞135、曲柄角传感器136和大气压力传感器137。可变进气阀机构132具有对进气阀的开关相位进行检测的相位传感器132a，并控制进气阀的开关相位。可变排气阀机构133具有对排气阀的开关相位进行检测的相位传感器133a，并控制排气阀的开关相位。燃料喷射装置134将燃料喷射到燃烧室131。火花塞135向燃烧室131内的混合气提供点火能量。曲柄角传感器136测量曲柄角，大气压力传感器137测量大气压力。
排气系统140例如包括排气管141、催化转化器142、空燃比传感器143、EGR配管144、EGR冷却器145以及EGR阀146。排气管141将发动机130的排气排出到外部。催化转化器142设置于排气管141，对流过排气管141的排气进行净化。空燃比传感器143设置于排气管141中比催化转化器142更靠近排气流的上游侧，对排气的空燃比进行测量。例如，可以用氧浓度传感器替代空燃比传感器143。
EGR配管144是用于进行排气再循环(EGR)的配管，例如从排气管141中比增压器150的涡轮152靠近排气流的上游侧分叉出来，在比节流阀125靠近所吸入的空气流的下游侧与进气管121相连接。EGR冷却器145对流过EGR配管144并循环到进气管121的排气进行冷却。EGR阀146对流过EGR配管144并循环到进气管121的排气的流量进行调整。
本实施方式的内燃机的控制装置110例如通过无线或有线的通信回路或信号布线以可信息通信的方式连接到设置于进气系统120、发动机130以及排气系统140中的各种传感器和致动器。另外，控制装置110也同样地以可信息通信的方式连接到加速器开度传感器160，该加速器开度传感器160对例如搭载有发动机系统100的车辆的加速器踏板的开度进行测量。
更详细地，控制装置110以可信息通信的方式连接到例如大气湿度传感器122、质量流量计123、进气温度传感器123a、节流阀125、节流位置传感器125a和进气管压力传感器126。大气湿度传感器122、质量流量计123、进气温度传感器123a、节流位置传感器125a和进气管压力传感器126分别输出与测量值对应的信号S_iah、S_ifr、S_tmp、S_thr、S_iap。例如，从进气系统120的各传感器输出的信号S_iah、S_ifr、S_tmp、S_thr、S_iap被输入到控制装置110的输入电路113。
此外，控制装置110例如以可信息通信的方式连接到可变进气阀机构132、可变排气阀机构133、相位传感器132a、133a、燃料喷射装置134、火花塞135、曲柄角传感器136和大气压力传感器137。可变进气阀机构132的相位传感器132a、可变排气阀机构133的相位传感器133a、曲柄角传感器136以及大气压力传感器137分别输出与测量值对应的信号S_iph、S_eph、S_cra、S_oap。例如，从发动机130的各传感器输出的信号S_iph、S_eph、S_cra、S_oap被输入到控制装置110的输入电路113。
此外，控制装置110例如以可信息通信的方式连接到空燃比传感器143以及EGR阀146。该排气系统140的空燃比传感器143输出与测量值相对应的信号S_afr。例如，从空燃比传感器143输出的信号S_afr被输入到控制装置110的输入电路113。另外，控制装置110例如以可信息通信的方式连接到加速器开度传感器160。
加速器开度传感器160输出与测量值相对应的信号S_acc。例如，从加速度开度传感器160输出的信号S_acc被输入到控制装置110的输入电路113。另外，输入到控制装置110的信号不限于图2所示的各信号。
控制装置110的输入电路113将所输入的信号发送到输入输出端口114。输入电路113例如包含A/D转换器，其中，在所输入的信号中包括模拟信号的情况下，通过A/D转换器将该模拟信号转换为数字信号，并发送到输入输出端口114。从输入电路113发送到输入输出端口114的输入信号的数值被保持在构成存储装置112的RAM中，并且被用于处理装置111的运算处理。对处理装置111所进行的运算处理的内容进行规定的计算机程序例如被记录在构成存储装置112的ROM中。
处理装置111例如基于与从加速器开度传感器160输出的加速器开度的测量值相对应的信号S_acc或从其他传感器输出的信号来计算发动机130的请求转矩。即，加速度开度传感器160能够用作请求转矩检测传感器，该请求转矩检测传感器用于检测发动机130的请求转矩。此外，处理装置111基于从设置在发动机系统100的各部中的各种传感器的输出中推测出的发动机130的运行状态，来计算发动机系统100的各部的控制量。
具体地说，处理装置111基于发动机130的运行状态，例如计算如下所示的发动机系统100的各部的控制量。处理装置111例如计算节流阀125的开度θ、燃料喷射装置134的喷射脉冲期间、火花塞135的点火时期、可变进气阀机构132以及可变排气阀机构133的开关时期、EGR阀146的开度等。
处理装置111例如将计算出的各部的控制量记录在构成存储装置112的RAM中。此外，处理装置111例如经由输入输出端口114将各部的控制量输出到节流驱动电路115、EGR阀驱动电路116、可变阀机构驱动电路117、燃油喷射装置驱动电路118和点火输出电路119。
节流驱动电路115例如将经由输入输出端口114输入的节流阀125的开度θ转换为节流阀125的控制信号C_thr，并输出到节流阀125。EGR阀驱动电路116例如将经由输入输出端口114输入的EGR阀146的开度转换为EGR阀146的控制信号C_egr，并输出到EGR阀146。
可变气门机构驱动电路117例如经由输入输出端口114输入可变进气阀机构132和可变进气阀机构132的开闭时期。可变阀机构驱动电路117将所输入的开闭时期转换为可变进气阀机构132和可变进气阀机构132的控制信号C_ivt、C_evt，并输出到可变进气阀机构132和可变排气阀机构133。
燃料喷射装置驱动电路118例如将经由输入输出端口114输入的燃料喷射装置134的喷射脉冲期间转换为燃料喷射装置134的控制信号C_fiv，并输出到燃料喷射装置134。点火输出电路119将经由输入输出端口114输入的火花塞135的点火时期转换为火花塞135的控制信号C_ign，并输出到火花塞135。
发动机系统100通过从燃料喷射装置134向被吸入到进气管121并经由节流阀125和可变进气门机构132流入燃烧室131的空气喷射燃料，从而在燃烧室131中生成混合气。然后，通过火花塞135的点火来使混合气燃烧，并通过燃烧压力向下按压活塞，从而使发动机130产生驱动力。
发动机130的燃烧室131中的混合气燃烧后的排气经过可变排气阀机构133、排气管141、涡轮152，在催化转化器142中净化NOx、CO、HC等成分，然后排出到发动机系统100的外部。另外，一部分排气经由EGR配管144、EGR冷却器145以及EGR阀146再循环到进气管121。
图3是图2所示的本实施方式的内燃机的控制装置110的功能框图。
控制装置110例如具有气体状态计算部F1、质量通量计算部F2、开口面积计算部F3、有效开口面积计算部F4和通过气体流量计算部F5。
这些控制装置110的各部表示例如通过由处理装置111执行存储在存储装置112中的计算机·程序而实现的控制装置110的功能。
即，气体状态计算部F1、质量通量计算部F2、开口面积计算部F3、有效开口面积计算部F4以及通过气体流量计算部F5能够分别换而言之为气体状态的计算功能、质量通量的计算功能、开口面积的计算功能、有效开口面积的计算功能以及通过气体流量的计算功能。
以下，将参照图4至图9说明本实施方式所涉及的内燃机的控制装置110的动作的一个示例。图4是示出通过本实施方式所涉及的内燃机的控制装置110计算通过节流阀125的气体流量的处理流程的一个示例的流程图。
当开始图4所示的处理时，控制装置110首先执行获取传感器信息的处理P1。
在处理P1中，控制装置110例如基于进气温度传感器123a的输出信号S_tmp来获取进气温度T_atm、以及基于大气压力传感器137的输出S_oap来获取大气压力P_atm。此外，在处理P1中，控制装置110例如基于曲柄角传感器136的输出信号S_cra获取发动机130的转速N_eng、以及基于质量流量计123的输出信号S_ifr来获取吸入空气的质量流量FR_mass。
此外，在处理P1中，控制装置110基于节流位置传感器125a的输出信号S_thr来获取节流阀125的开度θ。在处理P1中，控制装置110例如执行由处理装置111记录在存储装置112中的程序，处理输入到输入电路113并存储在存储装置112中的各个传感器的输出信号，由此能够获取上述各个传感器的测量结果。
接着，控制装置110执行处理P2,该处理P2计算进气系统120的气体的温度和压力。控制装置110例如通过图3所示的气体状态计算部F1来计算进气系统120的气体的温度和压力。例如，气体状态计算部F1将通过前处理P1获取到的进气温度T_atm、大气压力P_atm、发动机130的转速N_eng、吸入空气的质量流量FR_mass以及节流阀125的开度θ作为输入。
气体状态计算部F1基于上述输入，例如计算节流阀125的上游侧的气体的温度和压力即上游侧气体温度Tu和上游侧气体压力Pu、以及节流阀125的下游侧的气体的压力即下游侧气体压力Pd。
另外，在本实施方式中，节流阀125的上游侧是指例如从进气管121中的中间冷却器124的出口到节流阀125的入口的部分。此外，节流阀125的下游侧是指例如从进气管121中的节流阀125的出口到燃烧室131的入口的部分。
这里，在本实施方式的控制装置110中，对进气系统物理模型的基本原理进行说明，该进气系统物理模型例如用于推测从节流阀125的开度θ的变化到流入发动机130的燃烧室131的缸内流入气体量产生变化为止的空气行为。这里，将从进气管121的进风口到发动机130的燃烧室131的路径分成三个控制体积(CV)。
第一CV是例如从进气管121的进气口到节流阀125的入口的节流上游的CV。第二CV是例如从节流阀125的出口到发动机130的燃烧室131的入口的节流阀125的下游侧的CV。第三CV例如是发动机130的燃烧室131即气缸的CV。
此外，使用通过先前处理P1获取到的传感器检测值，该传感器检测值包含进气温度T_atm、大气压力P_atm、吸入空气的质量流量FR_mass以及节流阀125的开度θ。然后，基于以下的式(1)至式(4)的基础方程式，计算节流阀125的上游侧气体温度Tu和上游侧气体压力Pu以及节流阀125的下游侧气体压力Pd。
[数学式2]
Figure BDA0003948052400000111
Figure BDA0003948052400000112
Figure BDA0003948052400000113
Figure BDA0003948052400000114
另外，在上述式(1)到式(4)中，m为质量，e为能量，T为温度，κ为比热比，R为气体常数，Q为热量，V为容积。另外，附加在质量m、比热比κ、气体常数R上的下标in、out分别表示流入CV和从CV流出。即，气体状态计算部F1使用例如对每个CV在一个周期前运算时计算出的气体流量和温度，来计算当前时刻的气体质量的变化量以及能量的变化量。接着，气体状态计算部F1根据计算出的气体质量的变化量和能量的变化量来计算每个CV的温度、压力。
接着，控制装置110执行处理P3，该处理P3计算通过节流阀125的气体的质量通量。例如，控制装置110通过图3所示的质量通量计算部F2来计算通过节流阀125的气体的质量通量MF。质量通量计算部F2例如将在之前的处理P2中计算出的、节流阀125的上游侧气体温度Tu和上游侧气体压力Pu以及节流阀125的下游侧气体压力Pd作为输入。
质量通量计算部F2基于上述的输入来计算例如通过节流阀125的每单位面积的质量流量、即质量通量MF。这里，例如，质量通量计算部F2将节流阀125视为孔道，构建围绕节流的流体力学模型，以计算通过节流阀125的气体的质量通量。质量通量计算部F2例如基于存储在存储装置112中的节流阀125的上游侧气体温度Tu、节流阀125前后的上游侧气体压力Pu和下游侧气体压力Pd以及下面的式(5)至(7)来计算质量通量MF。
[数学式3]
Figure BDA0003948052400000121
Figure BDA0003948052400000122
另外，在上述式(5)中，R是气体常数，ψ是流量系数。另外，在上述式(6)、(7)中，κ是比热比。流量系数ψ根据节流阀125的下游侧气体压力Pd与上游侧气体压力Pu之比Pd/Pu，选择上述式(6)、(7)中的任一个。
接着，控制装置110执行处理P4，该处理P4计算节流阀125的开口面积A。控制装置110例如通过图3所示的开口面积计算部F3，基于节流阀125的开度θ计算几何开口面积A。开口面积计算部F3将在获取上述的传感器信息的处理P1中获取到的节流阀125的开度θ作为输入，计算节流阀125的几何开口面积A并输出。能够根据节流阀125的开度θ唯一地求出节流阀125的几何开口面积A。
在本实施方式的控制装置110中，例如，基于节流阀125的开度θ与几何开口面积A之间的关系所生成的表预先存储在存储装置112中。开口面积计算部F3例如将节流阀125的开度θ作为输入，并参考存储在存储装置112中的上述表，输出与所输入的开度θ相对应的节流阀125的几何开口面积A。通过使用这样的表，能够降低处理装置111的运算负载。
例如，在节流阀125的开度θ为15°以下的低开度区域中，上述表可以以比高开度区域更窄的角度间隔来规定开度θ与几何开口面积A之间的关系。这是因为节流阀125越是低开度，几何开口面积A相对于开度θ的变化越大。因此，即使节流阀125的开度θ为低开度，也能够高精度地推测几何开口面积A。
接着，控制装置110执行处理P5，该处理P5计算节流阀125的有效开口面积EA。例如，控制装置110通过图3所示的有效开口面积计算部F4来计算节流阀125的有效开口面积EA。有效开口面积计算部F4例如将在获取上述传感器信息的处理P1中获取到的节流阀125的开度θ、作为气体状态计算部F1的输出的节流阀125的上游侧气体压力Pu和下游侧气体压力Pd作为输入。此外，有效开口面积计算部F4将作为开口面积计算部F3的输出的节流阀125的几何开口面积A作为输入。
图5是图3所示的有效开口面积计算部F4的更详细的功能框图。有效开口面积计算部F4例如具有压差计算部F41、校正系数计算部F42、校正部F43。另外，有效开口面积计算部F4的各部也与有效开口面积计算部F4相同地，表示通过处理装置111执行存储装置112中存储的计算机·程序而实现的控制装置110的功能。即，压差计算部F41、校正系数计算部F42以及校正部F43能够分别换言之为压差的计算功能、校正系数的计算功能、校正功能。
例如，压差计算部F41将节流阀125的上游侧气体压力Pu和下游侧气体压力Pd作为输入，计算上游侧气体压力Pu和下游侧气体压力Pd之间的差分、即节流阀125的前后压差ΔP。校正系数计算部F42将作为压差计算部F41的输出的节流阀125的前后压差ΔP和节流阀125的开度θ作为输入。校正系数计算部F42基于这些输入计算用于将节流阀125的几何开口面积A校正为有效开口面积EA的校正系数μ。
更具体地，校正系数计算部F42基于规定节流阀125的前后压差ΔP与校正系数μ之间关系的函数来计算校正系数μ。另外，通常很难想象节流阀125的有效开口面积EA大于节流阀125的几何开口面积A，因此校正系数μ被设定在0以上且1.0以下的范围内。
图6是表示规定节流阀125的前后压差ΔP与校正系数μ之间的关系的函数的示例的曲线图。在图6所示的示例中，校正系数μ和节流阀125的前后压差ΔP例如是具有正的相关的比例关系，并且具有由下式(8)的函数表示的关系。
μ＝ai·ΔP+bi···(8)
如图6所示，例如，根据节流阀125的开度θ，规定用于规定压差ΔP与校正系数μ之间的关系的多个函数。在图6所示的示例中，节流阀125的开度θ即θ1到θ4之间的大小关系为θ1＜θ2＜θ3＜θ4在图6所示的示例中，节流阀125的开度θ越增加，校正系数μ的斜率即校正系数μ相对于压差ΔP的变化的比例越增加。即，校正系数μ的变化相对于压差ΔP的变化的比例与开度θ具有正的相关。
规定节流阀125的压差ΔP与校正系数μ之间的关系的函数可以在节流阀125的开度θ从完全关闭到完全打开以等角度间隔来规定，也可以根据发动机130的运行区域以不同角度间隔来规定。更具体地，例如，在节流阀125的开度θ为15°以下的低开度区域中，能够以比其他区域更窄的角度间隔来规定上述函数。由此，能够有效地利用控制装置110的存储装置112。
如图6所示，多个函数例如预先通过使用了发动机系统100的实验来求出，并存储在存储装置112中，上述多个函数规定节流阀125的每个开度θ的压差ΔP与校正系数μ之间的关系。另外，校正系数μ能够使用例如在发动机系统100的实验中获得的各数值和下式(9)来求出。
[数学式4]
Figure BDA0003948052400000151
在上式(9)中，dm/dt是每单位时间内流入节流阀125的气体的质量。A是节流阀125的几何开口面积。Pu、Pd分别是节流阀125的上游侧和下游侧的气体的压力。Tu是节流阀125的上游侧的气体温度。R为气体常数，ψ为流量系数。流量系数ψ根据节流阀125的下游侧气体压力Pd与上游侧气体压力Pu之比Pd/Pu，选择上述式(6)、(7)中的任一个。
在计算节流阀125的有效开口面积EA的处理P5中，图5所示的校正系数计算部F42例如将节流阀125的开度θ和前后压差ΔP作为输入。然后，校正系数计算部F42从存储在存储装置112中的多个函数中选择与所输入的开度θ相对应的一个函数，并基于所输入的压差ΔP和所选择的函数来计算校正系数μ。
这里，将参照图7和图8，对节流阀125的开度θ、与用于将节流阀125的几何开口面积A校正为有效开口面积EA的校正系数μ之间的关系进行说明。
图7是表示节流阀125的开度θ与校正系数μ之间的关系的曲线图。图7所示的关系例如使发动机130的转速和转矩发生变化、在稳定状态下测量节流阀125的开度、通过节流阀125的气体的流量、节流阀125的上游侧和下游侧的气体的压力、下游侧的气体的温度，通过上述式(9)而得到。如图7所示，校正系数μ获取相对于节流阀125的开度θ散乱的值，不能针对节流阀125的开度θ而唯一地确定。
图8是通过节流阀125的气流的示意图。节流阀125例如是蝶阀，其开度θ在0°时完全关闭，并且其开度θ在90°时完全打开。如果降低节流阀125的开度θ，则通过节流阀125的气流在通过开口面积被阀体挤压的节流阀125的开口时，流速增加，压力降低。并且，在通过节流阀125的开口后，由于管路急速扩大，压力增加，一部分气流剥离，产生淤积BW、喷流JF以及涡流VX。
其结果是，气体实际流向节流阀125的几何开口面积A的开口面积、即有效开口面积EA减小。即，有效开口面积EA根据节流阀125前后的上游侧气体压力Pu和下游侧气体压力Pd的状态而变化。因此，在本实施方式中，基于纳维埃斯托克斯式，着眼于流体驱动力引起压力差这一点，如图6所示，将图7所示的校正系数μ整理为根据节流阀125的开度θ来规定校正系数μ与节流阀125的前后压差ΔP之间的关系的函数。
如图6所示，如果节流阀125的开度θ恒定，则校正系数μ与压差ΔP具有正的相关而成正比。此外，如果节流阀125的开度θ增加，则校正系数μ的一次近似式的斜率增加。这考虑是由于在节流阀125的开度θ恒定的条件下，气体的流量即流速发生变化，雷诺数发生变化，在节流阀125的阀体附近发生气体流的剥离、淤积BW、喷流JF、涡流VX等，导致校正系数μ发生变化。另外，在流体力学上存在下述相关即：随着流经节流阀125的阀体附近的气体流速的增加而使得节流阀125的前后压差ΔP也增加，因此，认为造成了这样的结果。
另外，在本实施方式中，以节流阀125的前后压差ΔP为轴整理了校正系数μ，但是也可以以节流阀125的上游与下游的压力比Pd/Pu为轴整理校正系数μ。在该情况下，如果节流阀125的开度θ恒定，则校正系数μ与压力比Pd/Pu具有负的相关且成正比，并且如果节流阀125的开度θ增加，则校正系数μ的一次近似式的斜率减小。如上所述，图5所示的校正系数计算部F42能够使用节流阀125的上游侧气体压力Pu、下游侧气体压力Pd、压差ΔP以及节流阀125的开度θ来推测校正系数μ。
此外，图5所示的校正部F43将作为开口面积计算部F3的输出的节流阀125的几何开口面积A、以及作为校正系数计算部F42的输出的校正系数μ作为输入，来计算节流阀125的有效开口面积EA。校正部F43例如通过将节流阀125的几何开口面积A与校正系数μ相乘来计算节流阀125的有效开口面积EA(EA＝μ×A)。由此，处理P5结束，该处理P5计算图4所示的节流阀125的有效开口面积EA。
接着，控制装置110执行处理P6，该处理P6计算通过节流阀125的气体的流量。例如，控制装置110通过图3所示的通过气体流量计算部F5，将作为质量通量计算部F2的输出的质量通量MF、以及作为有效开口面积计算部F4的输出的有效开口面积EA作为输入，计算通过节流阀125的气体流量GF。
具体地，通过气体流量计算部F5通过将通过节流阀125的气体的质量通量MF与节流阀125的有效开口面积EA相乘来计算通过节流阀125的气体流量GF(GF＝MF×EA)。因此，图4所示的处理P6结束。控制装置110基于由处理P1到处理P6计算出的通过节流阀125的气体流量GF来推测缸内流入气体量即流入发动机130的燃烧室131的气体量。
以下，说明本实施方式所涉及的内燃机的控制装置110的作用。
从降低环境负担的观点出发，对汽车尾气的限制，近年来有趋严的倾向。为了应对这种严格限制，需要提高构成发动机系统100的发动机130的空燃比控制的精度。为了发动机130的空燃比控制的高精度化，即使在例如汽车急加速时或急减速时等发动机瞬态状态下，也被要求高精度地推测流入发动机130的燃烧室131的空气量、即缸内流入气体量。这是由于通过高精度地推测缸内流入气体量，能设定高精度地实现作为目标的空燃比的燃料喷射量。
如上所述，本实施方式的内燃机的控制装置110具有质量通量计算部F2、开口面积计算部F3、有效开口面积计算部F4和通过气体流量计算部F5。质量通量计算部F2基于节流阀125的上游侧气体温度Tu、上游侧气体压力Pu和下游侧气体压力Pd来计算通过节流阀125的气体的质量通量MF。开口面积计算部F3基于节流阀125的开度θ来计算节流阀125的开口面积A。有效开口面积计算部F4基于上游侧气体压力Pu、下游侧气体压力Pd、开度θ和开口面积A来计算节流阀125的有效开口面积EA。通过气体流量计算部F5基于质量通量MF和有效开口面积EA来计算通过节流阀125的气体流量GF。
通过这样的结构，本实施方式的内燃机的控制装置110能够高精度地推测通过节流阀125的气体流量GF，并且能够比以往更高精度地推测发动机130的缸内流入气体量。更具体地说，即使在例如汽车急加速时或急减速时等发动机130的瞬态状态下，也能够基于节流阀125的上游侧气体压力Pu、下游侧气体压力Pd、开度θ和几何开口面积A，高精度地推测节流阀125的有效开口面积EA。其结果是，能够基于质量通量MF和有效开口面积EA来高精度地推测通过节流阀125的气体流量GF，并且能够高精度地推测缸内流入气体量。因此，能在发动机130中设定高精度地实现作为目标的空燃比的燃料喷射量，并且能够应对尾气排放的严格限制。
图9是表示减速时节流阀125的开度θ、上游侧气体压力Pu、下游侧气体压力Pd和有效开口面积EA的时间变化的曲线图。另外，在上游侧气体压力Pu、下游侧气体压力Pd、以及有效开口面积EA的各曲线图中，实线表示实际的上游侧气体压力Pu、下游侧气体压力Pd、有效开口面积EA的值。此外，虚线表示基于以往的内燃机的控制装装所得到的各值的推测值，单点划线表示基于本实施方式所涉及的内燃机的控制装置110所得到的各值的推测值。
在时刻t0，节流阀125开始关闭，并且开度θ减小。以往的内燃机的控制装置基于节流阀125的开度θ来计算节流阀125的有效开口面积EA。因此，在以往的内燃机的控制装置中，虚线所示的有效开口面积EA的推测值仅依赖于节流阀125的开度θ，当节流阀125的上游侧气体压力Pu与下游侧气体压力Pd之间的压差过大时，与实线所示的实际的有效开口面积EA的误差会扩大。此外，在以往的内燃机的控制装置中，由虚线所示的节流阀125的下游侧气体压力Pd的推测值相对于由实线所示的实际的下游侧气体压力Pd也为过大的推测值。
反之，本实施方式的内燃机的控制装置110如上所述基于节流阀125的开度θ、上游侧气体压力Pu和下游侧气体压力Pd来计算有效开口面积EA。因此，在本实施方式的内燃机的控制装置110中，由单点划线所示的有效开口面积EA的推测值与由实线所示的实际的有效开口面积EA非常一致。
另外，在本实施方式的内燃机的控制装置110中，由单点划线所示的下游侧气体压力Pd的推测值与由实线所示的实际的下游侧气体压力Pd非常一致。因此，能够高精度地推测通过节流阀125的气体流量GF，并且能够高精度地推测发动机130的缸内流入气体量。其结果是，能够改善排气空燃比富集。此外，根据本实施方式的内燃机的控制装置110，能够防止在加速时节流阀125的下游侧气体压力Pd推测得过小，从而改善排气空燃比稀薄。
如上所述，根据本实施方式，包括有效开口面积计算部F4，该有效开口面积计算部F4基于节流阀125的上游侧气体压力Pu和下游侧气体压力Pd对几何开口面积A进行乘法校正，从而即使在发动机130的瞬态状态下，也能够正确地推测有效开口面积EA，能够高精度地推测通过节流阀125的气体流量GF。因此，根据本实施方式，本发明能够提供一种内燃机的控制装置110，其能够高精度地推测缸内流入气体量，能够根据缸内流入气体量控制适当的燃料喷射量，并且能够改善燃料消耗率和废气排放。
另外，在本实施方式的内燃机的控制装置110中，有效开口面积计算部F4具有压差计算部F41、校正系数计算部F42和校正部F43。压差计算部F41计算上游侧气体压力Pu和下游侧气体压力Pd之间的压差ΔP。校正系数计算部F42基于压差ΔP和开度θ来计算用于将开口面积A校正为有效开口面积EA的校正系数μ。校正部F43通过开口面积A乘以校正系数μ来获得有效开口面积EA。
通过该结构，有效开口面积计算部F4能够基于节流阀125的上游侧气体压力Pu、下游侧气体压力Pd和开度θ来推测用于将节流阀125的几何开口面积A校正为有效开口面积EA的校正系数μ。此外，有效开口面积计算部F4能够通过将节流阀125的几何开口面积A与校正系数μ相乘来计算有效开口面积EA。因此，即使在发动机130的瞬态状态下节流阀125的前后压力状态发生变化的条件下，有效开口面积计算部F4也能够适当地计算校正系数μ和有效开口面积EA。因此，即使在发动机130的瞬态状态下，通过气体流量计算部F5也能够高精度地计算通过节流阀125的气体流量GF。其结果是，能够更准确地计算节流阀125的下游侧气体压力Pd，并且能够高精度地推测缸内流入气体量。
此外，在本实施方式的内燃机的控制装置110中，校正系数计算部F42基于根据节流阀125的开度θ而设定的压差ΔP与校正系数μ之间的关系来计算校正系数μ。因此，即使节流阀125的开度θ根据发动机130的运行条件而变化，也能够高精度地推测有效开口面积EA。更具体地说，如上所述，通过针对节流阀125的每个开度θ使校正系数μ与压差ΔP之间的关系函数化，从而即使当开度θ骤变，节流阀125前后的压力发生变化的情况下，也能够正确地推测校正系数μ。
另外，在本实施方式的内燃机的控制装置110中，节流阀125的前后压差ΔP与校正系数μ之间的关系是具有正的相关的比例关系。换句话说，节流阀125的前后压差ΔP越是增加，校正系数μ越是增加。因此，即使在节流阀125的开度θ在恒定条件下压差ΔP根据发动机130的运行条件而发生变化，也能够高精度地推测有效开口面积EA。
另外，在本实施方式的内燃机的控制装置110中，校正系数μ的变化相对于节流阀125的前后压差ΔP的变化的比例与开度θ具有正的相关。即当节流阀125的开度θ越大，作为压差ΔP的函数的校正系数μ的斜率越大。因此，当节流阀125的开度θ越大时，就能够使校正系数μ越大，即使节流阀125的开度θ随发动机130的运行条件而变化，也能够高精度地推测节流阀125的有效开口面积EA。
另外，本实施方式的内燃机的控制装置110使用作为基于气体状态计算部F1所得到的推测值的上游侧气体温度Tu、上游侧气体压力Pu和下游侧气体压力Pd，以作为节流阀125的上游侧气体温度、上游侧气体压力和下游侧气体压力。然而，控制装置110可以使用例如由进气温度传感器123a、大气压力传感器137和进气管压力传感器126检测到的节流阀125的上游侧气体温度、上游侧气体压力和下游侧气体压力。因此，即使在不具有气体状态计算部F1的情况下，也能够获得节流阀125的上游侧气体温度，上游侧气体压力和下游侧气体压力。
另外，节流阀125的下游侧气体压力与发动机130的转速N_eng和节流阀125的开度θ或发动机130的负载(转矩)之间存在相关。因此，节流阀125的下游侧气体压力例如可以通过映射来提供，该映射以发动机130的转速N_eng和节流阀125的开度θ、或发动机130的转速N_eng和发动机130的负载为轴。因此，即使在不具有大气压力传感器137、进气管压力传感器126和气体状态计算部F1的情况下，也能够计算节流阀125的下游侧气体压力。
此外，如图6所示，本实施方式的内燃机的控制装置110使用了使节流阀125的前后压差ΔP与校正系数μ之间的关系函数化的方法，但是也可以设定规定压差ΔP与节流阀125的开度θ之间的关系的映射。由此，能够通过简单的处理正确地计算校正系数μ。此外，控制装置110例如可以使用节流阀125的上游侧气体压力Pu与下游侧气体压力Pd之间的压力比Pd/Pu、和节流阀125的开度θ来计算校正系数μ。通过节流阀125的前后压差ΔP或压力比Pd/Pu来近似校正系数μ，并使用近似精度更高的参数，从而能够更高精度地推测校正系数μ。
[实施方式2]
下面，引用图1至图3以及图5至图8，并参考图10和图11来说明本公开的内燃机的控制装置的实施方式2。图10是示出通过本实施方式所涉及的内燃机的控制装置来计算通过节流阀125的气体流量GF的处理流程的一个示例的流程图。
本实施方式的内燃机的控制装置与上述实施方式1的控制装置110不同的点在于，考虑到附着在节流阀125的阀体周边的污垢等的影响而进行机器学习。本实施方式的控制装置的其他结构与实施方式1的控制装置110相同，因此对相同部分标注相同标号并省略说明。
图10所示的由本实施方式的控制装置进行的从处理P1到处理P3的处理与图4所示的实施方式1的控制装置110所进行的从处理P1到处理P3的处理相同。
在计算通过节流阀125的气体的质量通量MF的处理P3结束之后，本实施方式的控制装置执行下一个处理P7～P12。
在处理P7中，控制装置例如将由图1所示的进气管压力传感器126检测到的节流阀125的下游侧气体压力的检测值Pds、以及作为气体状态计算部F1的输出的下游侧气体压力Pd作为有效开口面积计算部F4的输入。在处理P7中，例如，有效开口面积计算部F4计算节流阀125的下游侧气体压力的检测值Pds与作为其推测值的下游侧气体压力Pd之间的差分的绝对值Dp＝|Pd-Pds|。
接着，在处理P8中，例如，有效开口面积计算部F4对下述这样的多个学习更新条件是否成立进行判定。条件1：在规定的期间内学习节流阀125的几何开口面积A的校正伪值Ad和开度θ的校正伪值θd。条件2：在本次处理中计算出的节流阀125的下游侧气体压力的检测值Pds与作为其推测值的下游侧气体压力Pd之间的差分的绝对值Dp(n)小于在上一次处理中计算出的差分的绝对值Dp(n-1)(Dp(n)＜Dp(n-1))。条件3：是质量通量FR_mass的变化小于规定阈值的稳态运行状态。
通过设定上述条件2，能够对节流阀125的下游侧气体压力的检测值Pds和作为其推测值的下游侧气体压力Pd之间的差分是否通过学习而降低进行判定。因此，能够仅在有学习效果的情况下，更新学习值，防止学习失败。此外，通过设定上述条件3，能够在更稳定的运行条件下更新学习值，提高学习精度。
在处理P8中，例如，有效开口面积计算部F4判定上述那样的多个学习更新条件，若判定为成立(YES：是)，则执行更新学习值的处理P9，若判定为未成立(NO：否)，则执行复位学习值的处理P10。
在处理P9中，例如，有效开口面积计算部F4将节流阀125的几何开口面积A的校正伪值Ad和开度θ的校正伪值θd分别作为开口面积A的校正值Av和开度θ的校正值θv存储在存储装置112中。
另一方面，在处理P10中，例如，有效开口面积计算部F4将节流阀125的几何开口面积A的校正伪值Ad和开度θ的校正伪值θd分别复位为零。
接着，在处理P11中，例如，有效开口面积计算部F4对下述这样的多个学习执行条件是否成立进行判定。条件1：节流阀125的下游侧气体压力的检测值Pds和作为其推测值的下游侧气体压力Pd之间的差分的绝对值Dp为阈值以上。条件2：是质量通量FR_mass的变化为规定阈值以上的瞬态运行状态。
这里，节流阀125的下游侧气体压力与缸内流入气体量之间存在相关，该缸内流入气体量是流入发动机130的燃烧室131的气体量。因此认为，当作为节流阀125的下游侧气体压力的推测值的下游侧气体压力Pd与作为进气管压力传感器126的检测值的下游侧气体压力的检测值Pds之间存在偏差时，通过节流阀125的气体流量GF的推测会产生误差。
因此，作为上述处理P11中的学习执行条件，设定了上述条件1。
另外，学习执行条件的条件1中，例如可以将空燃比传感器143的排气空燃比的检测值与目标空燃比之间的差分设为阈值。另外，通过将上述条件2设定为上述处理P11中的学习执行条件，从而在缸内流入气体量的推测误差大于推定值的条件下适当地执行学习，提高学习精度。另外，作为学习执行条件的条件2，可以使用节流阀125的开度θ的变化速度来判定瞬态运行状态。
在处理P11中，例如，有效开口面积计算部F4如果判定为上述那样的多个学习执行条件成立(YES：是)，则执行处理P12，该处理P12执行学习。
另外，例如，有效开口面积计算部F4如果判定为上述那样的多个学习执行条件未成立(NO：否)，则与上述实施方式1同样地，执行处理P4，该处理P4通过开口面积计算部F3来计算节流阀125的几何开口面积A。
在处理P12中，例如，有效开口面积计算部F4计算节流阀125的几何开口面积A的校正伪值Ad和节流阀125的开度θ的校正伪值θd。这里，计算节流阀125的下游侧气体压力的检测值Pds和作为其推测值的下游侧气体压力Pd之间的差分的绝对值Dp、以及与此时的节流阀125的开度θ相对应的开口面积A和开度θ的校正伪值Ad、θd。
更具体地说，如下表1所示，将节流阀125的下游侧气体压力的检测值Pds和作为其推测值的下游侧气体压力Pd之间的差分的绝对值Dp分为多个区域。然后，针对差分的绝对值Dp的每个区域设定校正伪值Ad、θd。另外，在下表1中，差分的绝对值Dp越大，各校正伪值Ad、θd设定得越大。即，在下表1中，Dp1＜Dp2＜Dp3，A1＜A2＜A3，θ1＜θ2＜θ3成立。
[表1]
Figure BDA0003948052400000251
因此，在节流阀125的下游侧气体压力的检测值Pds和作为其推测值的下游侧气体压力Pd之间的差分的绝对值Dp较大的学习初始阶段，校正量变大，随着学习的进行，如果差分的绝对值Dp减小，则校正量变小。由此，能够防止学习失败。
接着，在处理P4中，与上述实施方式1同样地，控制装置例如通过图3所示的开口面积计算部F3，基于节流阀125的开度θ计算几何开口面积。另外，本实施方式的控制装置在该处理P4中，例如通过有效开口面积计算部F4，从由开口面积计算部F3计算出的开口面积A减去校正值Av，来计算出修正后的开口面积Ac＝A-Av。
这里，开口面积A的校正值Av是正值，并且校正后的开口面积Ac小于节流阀125的几何开口面积A。因此，通过使校正后的开口面积Ac小于几何开口面积A，即使例如由于节流阀125的阀体的污垢等导致相对于节流阀125的开度θ的实际开口面积变小的情况下，也能够适当地计算节流阀125的开口面积。
此外，在计算节流阀125的有效开口面积的处理P5中，本实施方式的控制装置计算节流阀125的校正后的开度θc。更具体地说，控制装置例如通过有效开口面积计算部F4，从节流阀125的开度θ减去校正值θv，计算出校正后的开度θc＝θ-θv。这里，开度θ的校正值θv是正值，并且校正后的开度θc小于节流阀125的实际开度θ。
之后，有效开口面积计算部F4使用校正后的开度θc来取代节流阀125的实际开度θ，与上述实施方式1同样地计算校正系数μ。因此，能够基于图6所示的曲线图更准确地计算校正系数μ。
进而，有效开口面积计算部F4使用修正后的开口面积Ac，与上述实施方式1同样地，将校正后的开口面积Ac与校正系数μ相乘来计算有效开口面积EA。
因此，即使例如由于节流阀125的阀体周围的污垢等而使得节流阀125的实际开口面积减小，也能够计算考虑了校正系数μ的影响的有效开口面积EA。因此，在接下来的处理P6中，能够更准确地计算通过节流阀125的气体流量GF。
以下，说明本实施方式所涉及的内燃机的控制装置的作用。图11是示出减速时节流阀125的开度θ、气体的质量流量FR_mass、下游侧气体压力Pd及其检测值Pds、下游侧气体压力Pd与其检测值Pds之间的差分的绝对值Dp、开口面积A的校正伪值Ad、开度θ的校正伪值θd、以及有效开口面积EA的时间变化的曲线图。
另外，在下游侧气体压力Pd及其检测值Pds的曲线图中，实线表示下游侧气体压力的检测值Pds，虚线表示学习值更新前的下游侧气体压力Pd，单点划线表示学习值更新后的下游侧气体压力Pd。另外，在有效开口面积EA的曲线图中，实线表示学习值更新前的有效开口面积EA，虚线表示学习值更新后的有效开口面积EA。
在时刻t0，节流阀125开始关闭，开度θ减小，节流阀125的下游侧气体压力的检测值Pds开始减小。于是，虚线所示的学习值更新前的下游侧气体压力Pd与节流阀125的下游侧气体压力的检测值Pds之间的差分Dp增加，在时刻t1达到阈值Dpt以上，上述处理P11中的学习执行条件成立。
因此，在上述处理P12中，计算节流阀125的几何开口面积A的校正伪值Ad和节流阀125的开度θ的校正伪值θd。其结果是，学习进行，学习值被更新，有效开口面积EA的曲线图中如虚线所示，在有效开口面积EA向减小的方向上被校正。
如上所述，本实施方式的内燃机的控制装置基于作为节流阀125的下游侧气体压力的推测值的下游侧气体压力Pd和基于进气管压力传感器126所得到的下游侧气体压力的检测值Pds，学习开口面积A的校正值Av和开度θ的校正值θv中的至少一个。
根据该结构，即使在实际开口面积A由于附着在节流阀125的阀体周围的污垢而减小的情况下，本实施方式的内燃机的控制装置也能够计算正确的有效开口面积EA，从而计算通过节流阀125的气体流量GF。因此，能够高精度地推测发动机130的缸内流入气体量，能够防止燃料消耗率和废气排放的恶化。
此外，当作为推测值的下游侧气体压力Pd与下游侧气体压力的检测值Pds之间的差分Dp为阈值以上的情况下，本实施方式的内燃机的控制装置学习开口面积A的校正值Av和开度θ的校正值θv中的至少一个。通过这样的结构，本实施方式的内燃机的控制装置能够防止作为推测值的下游侧气体压力Pd与下游侧气体压力的检测值Pds之间的差分Dp超过阈值。
另外，本实施方式的内燃机的控制装置使用从开口面积A减去开口面积A的校正值Av后获得的校正后的开口面积Ac、和从开度θ减去开度θ的校正值θv后获得的校正后的开度θc中的至少一个来计算有效开口面积EA。通过这样的机构，即使例如当节流阀125的实际开口面积A或开度θ减小的情况下，本实施方式的内燃机的控制装置也能够更准确地计算有效开口面积EA。
虽然已经使用附图详细说明了本公开所涉及的内燃机的控制装置的实施方式，但是具体的结构并不限于该实施方式，在不脱离本公开的要旨的范围内进行设计变更等也包括在本公开中。
标号说明
110 内燃机的控制装置
125 节流阀
A 开口面积
Ac 校正后的开口面积
Av 开口面积的校正值
Dpt 阈值
EA 有效开口面积
F2 质量通量计算部
F3 开口面积计算部
F4 有效开口面积计算部
F41 压差计算部
F42 校正系数计算部
F43 校正部
F5 通过气体流量计算部
GF 气体流量
MF 质量通量
Pd 下流侧气体压力(推测值)
Pds 下流侧气体压力的检测值
Pu 上流测气体压力
Tu 上流测气体温度
△P 差压
μ 校正系数
θ 开度
θc 校正后的开度
θv 开度的校正值。

Claims (8)

1.一种内燃机的控制装置，其特征在于，具有：
质量通量计算部，该质量通量计算部基于节流阀的上游侧气体温度、上游侧气体压力以及下游侧气体压力，计算通过所述节流阀的气体的质量通量；
开口面积计算部，该开口面积计算部基于所述节流阀的开度来计算所述节流阀的开口面积；
有效开口面积计算部，该有效开口面积计算部基于所述上游侧气体压力、所述下游侧气体压力、所述开度以及所述开口面积，来计算所述节流阀的有效开口面积；以及
通过气体流量计算部，该通过气体流量计算部基于所述质量通量和所述有效开口面积来计算通过所述节流阀的气体流量。
2.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述有效开口面积计算部具有：
压差计算部，该压差计算部计算所述上游侧气体压力与所述下游侧气体压力之间的压差；
校正系数计算部，该校正系数计算部基于所述压差和所述开度来计算校正系数，所述校正系数用于将所述开口面积校正为所述有效开口面积；以及
校正部，该校正部将所述开口面积与所述校正系数相乘，从而得到所述有效开口面积。
3.如权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述校正系数计算部基于根据所述开度所设定的所述压差与所述校正系数之间的关系来计算所述校正系数。
4.如权利要求3所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述压差与所述校正系数之间的所述关系是具有正的相关的比例关系。
5.如权利要求4所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述校正系数的变化相对于所述压差的变化的比例与所述开度具有正的相关。
6.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
基于所述下游侧气体压力的推测值和检测值，学习所述开口面积的校正值和所述开度的校正值中的至少一方。
7.如权利要求6所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
在所述推测值与所述检测值之间的差分为阈值以上的情况下进行所述学习。
8.如权利要求6所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
使用从所述开口面积减去所述开口面积的所述校正值而得到的校正后的所述开口面积、和从所述开度减去所述开度的所述校正值而得到的校正后的所述开度中的至少一方，来计算所述有效开口面积。
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