CN1311153C - 内燃机再循环废气温度推定装置 - Google Patents

Abstract

一种EGR气体温度推定装置，用于具有废气循环管和EGR气体冷却装置的内燃机。该推定装置由废气循环管入口的EGR气体的温度Tex和EGR气体的流动速率Gegr来获得EGR气体冷却装置的冷却效率ηegr，并获得作为EGR气体冷却装置冷却剂的内燃机冷却水的温度THW。继而，该推定装置用表达式Tegr＝Tex-ηegr·(Tex-THW)计算废气循环管出口的EGR气体的温度Tegr。因为冷却效率ηegr根据EGR气体流动速率Gegr和EGR气体温度Tex而很大地变化，所以该推定装置可以精确地推定冷却效率ηegr，因而可以精确地推定EGR气体温度Tegr。

Description

内燃机再循环废气温度推定装置

技术领域

本发明涉及一种内燃机EGR(废气再循环)气体温度推定装置，该装置推定流过内燃机的废气循环管的EGR气体的温度。

背景技术

通常，广泛已知一种EGR装置，该装置经由废气循环管使内燃机的一部分废气循环到进气通道，以便降低从内燃机排出的氮的氧化物(NO_x)的量。这种EGR装置应用于火花点火式内燃机和柴油内燃机。

同时，在柴油机中，在极稀的空燃比下实现燃烧。具体地，因为燃烧所需要的氧气非常充足，所以柴油机的输出很大程度取决于燃油量。因此，在柴油机中，当被循环以大大降低NO_x排放的废气量(即，ERG气体的质量流速；下文被简单称为“EGR气体流动速率”)增加并且充足的燃油量供给到内燃机以至于保证了所要求的内燃机输出时，所增加的EGR气体流动速率降低了内燃机吸入的新鲜空气量(氧气量)，由此新鲜空气量与燃油量的比(即空燃比)转变到富油一侧。结果，微粒物质(下文称为“PS”)的排放增加。

鉴于上述缺点，开发了一种EGR装置，其中用于冷却EGR气体的EGR气体冷却装置(EGR冷却器)置于废气循环管中以便降低EGR气体的温度，从而增加EGR气体的密度。EGR装置可以增加EGR气体量而不降低新鲜空气量，从而同时降低了NO_x和PM的排放。

同时，例如，如果根据EGR率(废气再循环率)控制上述EGR气体流动速率，该EGR率是EGR气体流动速率与所有吸入内燃机的气体(下文也称为“进气”)的流动速率之比，则EGR率必须被精确推定，并且为了精确推定EGR率，必须精确推定进气量。因为进气量根据进气歧管和气缸之间的连接部分(进气歧管的出口)所测的温度(进气温度)而变化，所以进气温度必须精确推定。此外，为了精确推定进气温度，必须精确推定新鲜空气的温度和恰好在与新鲜空气混合前的EGR气体温度(后一温度基本上等于在EGR气体冷却装置的出口测量的EGR气体温度)。换句话说，精确确定或推定由EGR气体冷却装置冷却后的EGR气体温度对于内燃机的适当控制非常重要。

鉴于上述情况，装配有上述EGR气体冷却装置的传统的EGR装置根据内燃机转速和燃油喷射量获得相应于EGR气体冷却装置效率(冷却效率)的值k，并根据EGR气体流动速率获得它的校正系数kh。继而，传统装置用上述值k、上述校正系数kh、EGR气体冷却装置的导热表面的面积A、EGR气体的流动速率G、EGR气体的比热Cp、EGR气体冷却水的温度Twg、废气温度Tex和表达式Tegr＝Tex-Twg·k·A/(k·kh·A/2-G·Cp)，推定在EGR气体冷却装置出口的EGR气体温度Tegr(例如，参见日本专利申请公开号11-166452(第6页，图11和图14))。

然而，即使当流入EGR气体冷却装置的EGR气体的流动速率恒定时，EGR气体冷却装置的冷却效率(导热率和传热比)ηegr随流入EGR气体冷却装置的EGR气体的温度(这个温度基本上等于废气循环管入口处所测量的EGR温度，在废气循环管入口处废气循环管与排气通道相连)变化很大。具体地，如图17所示，即使当流入EGR气体冷却装置的EGR气体的流动速率恒定，当流入EGR气体冷却装置的EGR气体的温度从第一温度变化到高于第一温度的第二温度时，冷却效率ηegr也会从A点值变化到B点值。这一现象会发生，是因为流入EGR气体冷却装置的EGR气体的温度和EGR气体冷却装置的冷却剂温度之间的差值越大，由EGR气体冷却装置从EGR气体中吸取的热量就越多。

因而，不考虑流入EGR气体冷却装置的EGR气体的温度而推定EGR气体冷却装置的冷却效率的上述传统技术的问题在于不能精确地推定EGR气体冷却装置出口处的EGR气体温度。

发明内容

鉴于上述描述，本发明的一个目的是提供一种内燃机EGR气体温度推定装置，该装置能够通过根据EGR气体冷却装置的入口侧的EGR气体温度确定EGR气体冷却装置的冷却效率，来精确地推定EGR气体冷却装置出口侧的EGR气体温度。

本发明的另一个目的是提供一种内燃机EGR气体温度推定装置，该装置能够通过根据废气循环管入口处的EGR气体温度确定EGR气体冷却装置的冷却效率，精确地推定在EGR气体出口的EGR气体温度，该EGR气体出口是废气循环管和进气通道之间的连接部分。

本发明提供一种内燃机EGR气体温度推定装置，该内燃机具有一个连接在排气通道和进气通道之间的废气循环管、一个置于该废气循环管中并适合于控制流入废气循环管的EGR气体流动速率的EGR控制阀，和一个置于废气循环管中的EGR气体冷却装置。该EGR气体温度推定装置包括用于获得EGR气体冷却装置入口侧的EGR气体温度的装置；用于获得相应于流经废气循环管的EGR气体的流动速率的相应值的装置；冷却效率获得装置，由所获得的相应值除以所获得的EGR气体冷却装置入口侧的EGR气体温度而获得的值，获得冷却效率；和用于根据EGR气体冷却装置入口侧的EGR气体温度和已获得的冷却效率来推定EGR气体冷却装置出口侧的EGR气体温度的出口EGR气体温度推定装置。

如上所述，在本装置中，因为EGR气体冷却装置的冷却效率根据EGR气体冷却装置入口侧的EGR气体温度而确定，所以所确定的冷却效率接近实际值。因此，本装置能够精确地推定EGR气体冷却装置出口侧的EGR气体的温度。

本发明也提供一种内燃机EGR气体温度推定装置，该内燃机具有一个连接在排气通道和进气通道之间的废气循环管、一个置于该废气循环管中并适合于控制流入废气循环管的EGR气体的流动速率的EGR控制阀，和一个置于废气循环管中位于EGR控制阀和废气循环管连接到排气通道的废气循环管的连接部分之间的EGR气体冷却装置。该EGR气体温度推定装置包括入口EGR气体温度获得装置，用于获得EGR气体入口处的EGR气体温度作为废气循环管入口EGR气体温度，该EGR气体入口是废气循环管连接到排气通道的废气循环管的连接部分；EGR气体流动速率的相应值获得装置，用于获得相应于流经废气循环管的EGR气体的流动速率的EGR气体流动速率的相应值；冷却效率获得装置，用于根据由所获得的EGR气体流动速率的相应值除以所获得的废气循环管入口EGR气体温度而获得的值，获得EGR气体冷却装置的冷却效率；和出口EGR气体温度推定装置，用于根据所获得的废气循环管入口EGR气体温度和已获得的冷却效率，推定EGR气体出口处的EGR气体温度作为废气循环管出口EGR气体温度，该EGR气体出口处是废气循环管与进气通道相连的废气循环管的连接部分。

在本发明的EGR气体温度推定装置中，由入口EGR气体温度获得装置获得EGR气体入口的EGR气体温度作为废气循环管入口EGR气体温度，该EGR气体入口是废气循环管连接到排气通道的废气循环管的连接部分。入口EGR气体温度获得装置可以是通过新鲜空气流动速率、燃油量、进气压力、排气压力等的计算而获得废气循环管入口EGR气体温度的装置，或根据温度传感器(废气温度传感器)的输出而获得废气循环管入口EGR气体温度的装置，该温度传感器放置于排气通道和废气循环管之间的连接部分附近的排气通道内。

同样，由EGR气体流动速率相应值获得装置获得EGR气体流动速率相应值，该EGR气体流动速率相应值相应于流经废气循环管的EGR气体的流动速率。EGR气体流动速率相应值可以是流经废气循环管本身的EGR气体的流动速率，或等价于EGR气体流动速率的值；例如，流经废气循环管的EGR气体的流动速度。因为通过使用例如设置在废气循环管中的流动速度传感器检测EGR气体的流动速度，已知废气循环管的形状，所以EGR气体流动速率可以根据传感器的检测值输出而获得。

而且，根据所获得的废气循环管入口EGR气体温度和所获得的EGR气体流动速率相应值，由冷却效率获得装置得到EGR气体冷却装置的冷却效率。根据所获得的废气循环管入口EGR气体温度和已获得的冷却效率，出口EGR气体温度推定装置推定EGR气体出口的EGR气体温度作为作为废气循环管出口EGR气体温度，该EGR气体出口是废气循环管与进气通道相连的废气循环管的连接部分。

如上所述，在本装置中，因为EGR气体冷却装置的冷却效率根据废气循环管入口EGR气体温度而确定，所以所确定的冷却效率接近实际值。因此，本装置能够精确地推定废气循环管出口的EGR气体的温度。

在这种情况下，优选地，EGR气体温度推定装置还包括冷却剂温度获得装置，用于获得EGR气体冷却装置的冷却剂的温度；出口EGR气体温度推定装置根据所获得的冷却剂温度来推定废气循环管出口EGR气体温度。

EGR气体冷却装置的冷却剂温度引起废气循环管出口EGR气体温度的变化。通过上述构造，推定废气循环管出口EGR气体温度时考虑到EGR气体冷却装置的冷却剂温度，于是可以更精确地推定废气循环管出口EGR气体温度。

在这种情况下，出口EGR气体温度推定装置可以构造为：通过用所获得的废气循环管入口EGR气体温度Tex和所获得的冷却剂温度Treibai之间的差值乘以冷却效率ηegr，来推定EGR气体温度变化(ΔT＝ηegr·(Tex-Treibai))，并通过从废气循环管入口EGR气体温度Tex减去所推定的EGR气体温度变化ΔT，来推定废气循环管出口EGR气体温度Tegr(即，用表达式Tegr＝Tex-ηegr·(Tex-Treibai))来推定Tegr)。

这种构造使这种现象“当废气循环管入口EGR气体温度Tex和所获得的冷却剂温度Treibai之间的差值(ΔT＝Tex-Treibai)增加时，EGR气体温度会非常大地降低”能够被正确地反映在废气循环管出口EGR气体温度Tegr的推定中。因此，能够更精确地推定废气循环管出口的EGR气体温度。

而且，冷却效率获得装置优选地构造为：根据由所获得的EGR气体流动速率的相应值(例如EGR气体流动速率Gegr)除以所获得的废气循环管入口EGR气体温度Tex而获得的值(＝Gegr/Tex)，获得冷却效率ηegr。

实验证明EGR气体冷却装置的冷却效率ηegr一般与废气循环管入口EGR气体温度Tex成比例。因而，可如下构造本装置。由实验得到冷却效率ηegr和该值(＝Gegr/Tex)之间的关系，例如该值通过用EGR气体流动速率Gegr除以废气循环管入口EGR气体温度Tex而得到；表示所获得关系的函数被存储在存储装置中，或表示所获得关系的数据作为运算表值被存储在存储装置中。根据Gegr/Tex的实际值和所存储的函数或运算表值获得实际冷却效率ηegr。因此，对比由实验获得对于EGR气体流动速率Gegr和废气循环管入口EGR气体温度Tex的每种组合(Gegr、Tex)的冷却效率ηegr、在存储装置中存储对于每个Tex用于获得ηegr的函数、并且选择和使用相应于实际EGR气体温度Tex的函数的情况，或对比在存储装置中存储包含多组这些数据(Gegr、Tex、ηegr)的大量数据作为运算表值、并且参考该运算表值获得冷却效率ηegr的值的情况，可以用更简单的构造和更小的容量精确地获得冷却效率ηegr。

附图说明

本发明的各种其他目的、特征和许多附带优点将结合附图、通过参考下列优选实施例的具体描述而变得更容易理解。图中：

图1是表示系统的整体结构的示意图，该系统中根据本发明第一实施例的内燃机控制装置应用于四缸内燃机(柴油发动机)；

图2是表示图1所示CPU执行程序内容的原理框图；

图3是表示图1所示CPU计算值的说明图；

图4是表示图1所示CPU执行程序内容的原理框图；

图5是表示用于确定函数fTex的实际测量值的图表，该fTex是用于获得废气循环管入口的EGR气体的温度Tex的函数；

图6是表示用于确定函数fPex的实际测量值的图表，该fPex是用于获得排气歧管气体压力Pex的函数；

图7是表示EGR气体冷却装置的冷却效率ηegr和EGR气体流动速率Gegr除以废气循环管入口EGR气体的温度Tex的值(Gegr/Tex)之间关系的图表；

图8是表示用以确定获得进气歧管导热率ηim的函数的实际测量值的图表；

图9是表示图1所示CPU执行程序的流程图；

图10是确定指示燃油喷射量的图表，在执行图9所示的程序中图1所示的CPU参照该指示燃油喷射量；

图11是用于确定基准喷射正时的图表，在执行图9所示的程序中图1所示的CPU参照该基准喷射正时；

图12是用于确定进气歧管出口气体温度参考值的图表，在执行图9所示的程序中图1所示的CPU参照该气体温度参考值；

图13是用于确定喷射正时校正值的图表，在执行图9所示的程序中图1所示的CPU参照该喷射正时校正值；

图14是表示图1所示的CPU执行程序的流程图；

图15是根据第一实施例的一个修改的内燃机控制装置的CPU参照以至于确定目标废气再循环率(EGR率)的图表；

图16是图1所示的CPU参照以至于确定目标增压压力的图表；和

图17是表示冷却效率ηegr和EGR气体流动速率Gegr之间关系的图表，用废气循环管入口EGR气体的温度Tex作为参数。

具体实施方式

下面将参照附图说明根据本发明包含EGR气体温度推定装置的内燃机(柴油机)控制装置的一个实施例和EGR控制装置。

图1图示性地表示了系统的整体构造，其中本发明的内燃机控制装置应用于四缸内燃机(柴油机)10上。该系统包括一个有燃油供给系统的内燃机主体20；一个进气系统30，把气体引入内燃机主体20独立气缸的燃烧室；一个排气系统40，从内燃机主体20排出废气；一个EGR装置50，进行废气循环；和一个电子控制装置60。

燃油喷射阀21放置在内燃机主体20的独立气缸上方。燃油喷射阀21电子地连接于电控装置60。响应于来自电控装置60的驱动信号(相应于指示燃油喷射量qfin的指示信号)，每个燃油喷射阀21开启一个预定的时间，从那里喷射高压燃油，该高压燃油从与燃油箱连接的未示出的燃油喷射泵供给。

进气系统30包括进气歧管31，与内燃机主体20独立气缸的各自燃烧室相连；进气管32，与进气歧管31的上游侧歧管部分相连并和进气歧管31一起构成进气通道(进气歧管31和进气管32可共同被称为“进气管”)；节气阀33，可转动地固定在进气管32内并可由节气阀促动器33a转动；中间冷却器34，置于进气管32之间以位于节气阀33的上游侧；涡轮增压器35的压缩机35a，置于进气管32之间以位于中间冷却器34的上游侧；和空气滤清器36，放置在进气管32的末端部分。

排气系统40包括排气歧管41，与内燃机主体20的独立气缸相连；排气管42，与排气歧管41的下游侧汇合部分相连；涡轮增压器35的涡轮35b和涡轮增压器节气阀35c，它们置于排气管42之间；和柴油机微粒过滤器43(下文称为“DPNR”)，置于排气管42中。排气歧管41和排气管42构成排气通道。

涡轮增压器节气阀35c与电控装置60相连。响应于来自电控装置60的驱动信号，涡轮增压器节气阀35c改变用于废气流出涡轮35b的排气通道的横截面积，从而改变涡轮增压器35的有效容积。当排气通道的横截面积通过关闭涡轮增压器节气阀35c而减小时，增压压力增加。相反地，当排气通道的横截面积通过开启涡轮增压器节气阀35c而增加时，增压压力降低。

DPNR43是一个过滤器单元，它容纳一个由多孔材料例如堇青石形成的过滤器并通过多孔表面吸收通过过滤器的废气中含有的微粒物质。在DPNR43中，从下列金属中选择的至少一种金属元素同铂一起承载在作为载体的氧化铝上：碱金属，例如钾K、钠Na、锂Li和铯Cs；碱土金属，例如钡Ba和钙Ca；以及稀土金属，例如镧La和钇Y。于是，DPNR43也作为存储减少型NO_x催化剂单元，在吸收NO_x后释放所吸收的NO_x并降低它。

EGR装置50包括废气循环管51，形成废气循环的通道(EGR通道)；EGR控制阀52，置于废气循环管51中；和EGR气体冷却装置(EGR冷却器)53，置于废气循环管51中。

废气循环管51与位于涡轮35b的上游侧的排气通道(排气歧管41)相连的一部分用作EGR气体(废气)的入口。废气循环管51与位于节气阀33的下游侧的进气通道(进气歧管31)相连的一部分用作EGR气体的出口。废气循环管51建立了入口(废气循环管入口)和出口(废气循环管出口)之间的联系，从而形成EGR气体从入口流动到出口的气体流动管。

当进气歧管31被认为是气体流动管时，它的入口是进气歧管31和废气循环管51之间的连接部分，而进气歧管31的出口是延伸到燃烧室的进气空气流入部分(由进气阀开启和关闭的开口)，在该处进气歧管31与内燃机10的燃烧室(气缸)相连。

EGR控制阀52与电控装置60相连。响应于电控装置60的驱动信号(EGR控制阀开启指示值SEGR)，EGR控制阀52改变循环的废气量(废气循环量，EGR气体流动速率)，从而如下所述控制EGR率。

EGR气体冷却装置53有一个形成在那里的通道，用于EGR气体流入该装置的入口并从该装置的出口离开。进一步地，EGR气体冷却装置53有一个暴露于EGR气体通道的冷却截面。作为冷却液的内燃机的冷却水通过冷却截面循环。

电控装置60是一个微机，它包括一个CPU61、ROM62、RAM63、备份RAM64、界面65等，它们通过总线相互连接。ROM62存储由CPU61执行的程序、运算表(查找表、映射表)、常量等。RAM63允许CPU61暂存数据。备份RAM64存储在电源开启状态时的数据，甚至在电源关掉后也保持所存的数据。界面65包含AD转换器。

界面65与放置在进气管32中的热线型空气流计71相连；新鲜空气温度传感器(进气温度传感器)72，设置在中间冷却器34和节气阀33之间的进气通道内；进气压力传感器73，放置在位于节气阀33的下游和废气循环管51与进气通道相连点的上游的进气通道内；内燃机转速传感器74；水温传感器75；和加速器开度传感器76。界面65接收来自这些传感器的各自信号并把所接收的信号提供给CPU61。此外，界面65与燃油喷射阀21、节气阀促动器33a、涡轮增压器节气阀35c和EGR控制阀52相连；依据CPU61的指示输出相应于这些元件的驱动信号。

热线型空气流计71测量经由空气滤清器36新吸入进气管32的空气(即新鲜空气)的质量流动速率(每单位时间的进气量、每单位时间的新鲜空气量)，并相应于新鲜空气的质量流动速率产生信号Ga(新鲜空气流动速率)。新鲜空气温度传感器72测量经由空气滤清器36进入进气管32的新鲜空气的温度(即新鲜空气温度)，并产生表示新鲜空气温度的信号Ta。进气压力传感器73产生表示进气通道内的压力的信号Pb(进气压力，增压压力)。

内燃机转速传感器74检测内燃机10的转动速度，并产生表示内燃机转速NE的信号。内燃机转速传感器74也可以检测每个气缸的绝对曲柄角。水温传感器75检测内燃机10的冷却水的温度，并产生代表所检测温度的信号THW。加速器开度传感器76检测加速踏板AP的位置，并产生代表加速器开度(加速器位置)的信号Accp。

下面将说明具有上述构造的内燃机控制装置。电控装置60的CPU61以预定的间隔重复执行计算各种值的程序，该程序如图2以原理框图的形式表示，从而计算实际EGR率Ract。下文，将按框图逐一描述该程序。值得注意的是，下面所述的一些值如图3所示。

获得实际EGR率Ract

实际EGR率Ract是通过每单位时间进入内燃机10气缸的EGR气体的实际量(这是实际EGR气体质量流动速率，在下文称为“EGR气体流动速率Gegr”)除以每单位时间所有进入气缸的实际量(这是实际所有气体质量流动速率，下文称为“所有气体流动速率Gcyl”)而得到的值(Ract＝Gegr/Gcyl)。EGR气体流动速率Gegr等于由所有气体流动速率Gcyl减去每单位时间进入气缸的新鲜空气量(这是空气质量流动速率，下文称为“实际新鲜空气流动速率Gaact”)而得到的值。因而，如框图B1所示，CPU61根据下列表达式(1)计算实际EGR率Ract。

$\mathrm{Ract}=\frac{\mathrm{Gcy}1-\mathrm{Gaact}}{\mathrm{Gcy}1}---\left(1\right)$

获得实际新鲜空气流动速率Gaact

用在表达式(1)中的实际新鲜空气流动速率Gaact关于通过空气流计71所测的新鲜空气流动速率Ga随时间延迟而改变，因此通常等于通过进行用于所测新鲜空气流动速率Ga的第一级延迟过程而获得的值。因而CPU61根据下列表达式(2)计算实际新鲜空气流动速率比Gaact，该表达式(2)在框图B2表示，用于进行所测新鲜空气流动速率Ga的第一级延迟过程。α是假定在0至1之间的一个常数。值得注意的是，Gaact(n)表示由当前计算获得的实际新鲜空气流动速率GaactGaact(n-1)表示由以前计算获得的实际新鲜空气流动速率Gaact，该以前计算在早于当前计算一个预定时间进行；Ga(n)表示在当前计算时根据空气流计71的输出所测量的新鲜空气流动速率Ga。

       Gaact(n)＝α·Gaact(n-1)+(1-α)·Ga(n)       …(2)

获得所有气体流动速率Gcyl

如从气体状态方程可以推出，所有气体流动速率Gcyl假定为相应于节气阀33的下游进气管内压力(进气压力)Pb和进入内燃机10气缸的气体的温度(进气温度)Tbout的一个值，该所有气体流动速率Gcyl对于进行表达式(1)的计算也是必要的。下文，进入内燃机10气缸的气体的温度(进气温度)Tbout被称为“进气歧管出口气体温度Tbout”。

实际上，所有气体流动速率Gcyl受到残留在内燃机10气缸中的气体量的影响。因而，如框图B3所示，根据试验导出如下列表达式(3)所示的公式，CPU61计算所有气体流动速率Gcyl。在表达式(3)中，a和b是实验确定的相互匹配的常数，当常数a和b确定后Tbase表示进气歧管出口气体温度(参考温度)。表达式(3)中所用的进气压力(增压压力)Pb由进气压力传感器73所获得。

$\mathrm{Gcy}1=\frac{\mathrm{Tbase}}{\mathrm{Tbout}}(a\·\mathrm{Pb}+b)---\left(3\right)$

获得实际气体温度Tbout

为了进行表达式(3)的计算，必须得到进气歧管出口气体温度Tbout。如框图B4所示，CPU61依据下列表达式(4)计算进气歧管出口气体温度Tbout。

     Tbout＝Tbin-ηim·(Tbin-Twallim)   …(4)

在表达式(4)中，

Tbin表示进气歧管31内EGR控制阀52的出口侧区域内的混合气体的温度；即，EGR气体和新鲜空气相混合的区域(下文简称为“汇合部分”或“进气歧管入口”)，如图3所示，并且在下文进气歧管入口的混合气温度称为“进气歧管入口气体温度Tbin”；

Twallim表示进气歧管31从进气歧管入口延伸导相应进气阀的管壁温度，下文该管壁温度被称为“进气歧管管壁温度Twallim”；

ηim表示进气歧管31在进气歧管入口和进气歧管出口(由进气阀开启和关闭的部分)之间延伸的区域的导热率(冷却效率)，下文该导热率被称为“进气歧管导热率ηim”。

上述表达式(4)考虑了进气歧管31的壁面和进入气缸的气体之间的热交换，以及进气歧管31的壁面和外界空气(进气歧管31外部的空气)的热交换。这些热交换用右边第二项(ηim·(Tbin-Twallim))表示。这个值ηim·(Tbin-Twallim)是一个温度变化，该温度变化相应于表示当进气空气通过进气歧管31时进气(新鲜空气+EGR气体)温度变化的值。

气体(进气空气)和气体流动管(进气歧管31)之间的热交换与入口气体的温度和气体流动管的管壁温度之间的差值具有很强的相关性(例如，比例关系)。此外，导热率可以适当地表示该气体和气体流动管管壁之间的热交换以及气体流动管管壁和外界的热交换。因此，上述构造能够简单并精确的推定热交换，从而能够精确的推定温度变化相应值。

同时，为了通过表达式(4)获得进气歧管出口气体温度Tbout，必须得到表达式(4)右边的各个值(Tbin、Twallim、ηim)。获得这些值的过程将根据独立的基础说明。

获得进气歧管入口气体温度Tbin

如框图B5所示，CPU61依据下列表达式(5)计算进气歧管入口气体温度Tbin，表达式(5)根据能量守恒原理。

Tbin＝(Gaact·Ta·Cair+Gegr·Tegr·Cegr)/(Gall·Cave)   …(5)

表达式(5)右边的各个值将参考图3进行描述。

Gaact表示前述实际新鲜空气流动速率，依据表达式(2)由上述框图B2而得到；

Ta表示前述新鲜空气温度，由新鲜空气温度传感器72测得。

Cair表示新鲜空气的比热(新鲜空气比热)，为事先给出的一个常数。

Gegr表示前述EGR气体流动速率，由下述方法获得。

Tegr表示恰好在EGR气体和新鲜空气于汇合部分混合前的温度。具体地，温度Tegr是EGR气体出口处的EGR气体温度，下文被称为“废气循环管出口EGR气体温度(EGR通道出口EGR气体温度)Tegr”，该EGR气体出口是废气循环管51与进气通道相连的连接部分。该废气循环管出口EGR气体温度Tegr由下述方法获得。

Cegr表示EGR气体的比热(EGR气体比热)，是事先所给出的常数。

Gall表示EGR气体和新鲜空气的总的混合量；即，实际新鲜空气流动速率Gaact和EGR气体流动速率Gegr之和，下文被称为“进气歧管入口气体流动速率Gall”。

Cave表示EGR气体和新鲜空气混合物的比热(混合气体比热)，是事先给定的一个常数。

为了用表达式(5)获得进气歧管入口气体温度Tbin，必须得到废气循环管出口EGR气体温度Tegr、EGR气体流动速率Gegr和进气歧管入口气体流动速率Gall。获得这些值的过程将根据独立的基础说明。

获得废气循环管出口EGR气体温度Tegr

如框图B6所示，CPU61依据下列表达式(6)计算废气循环管出口EGR气体温度Tegr。框图B6用作出口EGR气体温度推定装置。

     Tegr＝Tex-ηegr·(Tex-THW)     …(6)

在表达式(6)中，Tex表示在废气循环管51和排气歧管41之间的连接部分附近的废气循环管51入口的EGR气体温度(即，排气歧管41和废气循环管51之间的连接部分附近的废气温度)，下文被称为“废气循环管入口EGR气体温度(EGR通道入口EGR气体温度)Tex”；

ηegr表示EGR气体冷却装置53的冷却效率(导热率)；和

THW表示内燃机10的冷却水温度，因为EGR气体冷却装置53的冷却液是内燃机冷却水，该温度等于冷却液温度Treibai。

上述表达式(6)考虑了EGR气体冷却装置53(它的冷却截面)和流经EGR气体冷却装置53的EGR气体之间的热交换。也就是说，表达式(6)右边第二项(ηegr·(Tex-THW))是温度变化，该温度变化相应于表示当EGR气体流经EGR气体冷却装置53时的温度变化的值。

实际上，在EGR气体的一部分流进废气循环管51入口的时间点和EGR气体到达废气循环管51的出口的时间点之间的一段时期中，EGR气体的每一部分和废气循环管51的壁面发生热交换。然而，EGR气体和废气循环管51的壁面之间的热交换量相对于EGR气体和EGR气体冷却装置53之间的热交换量相比是相当小的。因而，表达式(6)右边第二项(ηegr·(Tex-THW))基本上等于表示在进入废气循环管51入口和到达废气循环管51出口之间的时期内EGR气体温度的变化的值。

同时，为了用表达式(6)获得废气循环管出口EGR气体温度Tegr，必须得到上述废气循环管入口EGR气体温度Tex和上述EGR气体冷却装置的冷却效率ηegr。获得这些值的过程将根据独立的基础说明。

获得废气循环管入口EGR气体温度Tex

如框图B8和B9所示，CPU61依据下列表达式(7)计算废气循环管入口EGR气体温度Tex(废气温度Tex)。框图B8和B9用作EGR气体温度获得装置。

Tex＝fTex(XTex)                          (7)

XTex＝Gf^a/Gaact

或XTex＝(Gf^a/Gaact)(Pb/Pex)

或XTex＝GfΦ

或XTex＝GfΦ(Pb/Pex)

Φ＝Gf/Ga

其中Gf：每单位时间的燃油喷射量(g/s)；

Gaact：实际新鲜空气流动速率(g/s)；

Pb：增压压力；

Pex：排气歧管气体压力；

Φ：流动速率比(等价比)；

a：常数。

在表达式(7)中，每单位时间燃油喷射量Gf可以根据指示燃油喷射量qfin和内燃机转速NE来得到，如图4的框图BP3所示(例如，Gf＝kGf·qfin·NE(kGf：常数))；

实际新鲜空气流动速率Gaact根据表达式(2)由上述框图B2获得；

增压压力Pb为进气压力Pb，由进气压力传感器73得到；以及

排气歧管气体压力Pex由下述方法获得。

上述表达式(7)是根据一个发现，即“废气循环管入口EGR气体温度Tex很大程度取决于供给到气缸的能量(生热量)，并把气缸内产生的热量传递给气体”。供给到气缸的能量与燃油喷射量Gf有很强的相关性。此外，气缸内产生的热量向气体的传递与实际新鲜空气流动速率Gaact(实际新鲜空气流动速率Gaact不有助于生热，但有助于降低废气温度)，或与气体比热相关的流动速率比Φ有很强的相关性。因此，在表达式(7)中，上述值可选择地用作变量XTex。

值得注意的是，用作变量XTex的一个值(增压压力Pb/排气歧管气体压力Pex)表示废气通过排气歧管41的容易度(停留在排气歧管41内的容易度)。废气停留在排气歧管41内的时间越长，废气和排气歧管41外部的热传递量就越多。因而，通过引入(增压压力Pb/排气歧管气体压力Pex)作为参数，提高了废气循环管入口EGR气体温度Tex的推定精确性。此外，增压压力Pb与EGR气体量相关，并当EGR气体量增加时，开始燃烧时的温度增加，因而废气温度Tex(废气循环管入口EGR气体温度Tex)增加。从这点上，使用增压压力Pb作为参数有助于改进废气温度Tex的推定精确性。

对于每个内燃机类型确定表达式(7)中的函数fTex和常数a。下面是确定函数fTex和常数a的过程的例子。

(步骤1)改变内燃机的操作条件，针对此要确定函数fTex和常数a；并测量所需内燃机状态量(Gf、Gaact、Pb、Pex、Tex)。

(步骤2)根据测量结果，常数a是这样确定的：变量XTex和EGR气体温度Tex的实际测量值表现出很密切的相关性。值得注意的是，当包含流动速率比Φ的值用作变量XTex时，忽略常数a的值的调整(确定)。

(步骤3)根据依据所确定的常数a确定的变量XTex，以及EGR气体温度Tex的实际测量值，确定函数fTex。

图5表示在选择GfΦ(Pb/Pex)作为变量XTex的情况下、变量XTex和实际测量的废气循环管入口EGR气体温度Tex之间的关系的一个例子。在这种情况下，函数fTex如下确定。

       Tex＝fTex(XTex)＝545.9XTex^0.3489

获得排气歧管气体压力Pex

在包含排气歧管气体压力Pex的变量用作上述表达式(7)的变量XTex的情况下，必须得到排气歧管气体压力Pex。如图4的原理框图所示，CPU61依据下列表达式(8)计算排气歧管气体压力Pex。

$\left.\begin{array}{c}\mathrm{Pex}=\mathrm{fPex}\left(\mathrm{XPex}\right)\\ \mathrm{XPex}=(\mathrm{Gf}+\mathrm{Gaact})\·\mathrm{Pb}/\mathrm{Kvn}\\ \mathrm{Kvn}=\mathrm{Avn}+\mathrm{avn}\end{array}\right\}---\left(8\right)$

其中Gf：每单位时间的燃油喷射量(g/s)；

Gaact：实际新鲜空气流动速率(g/s)；

Pb：增压压力；

Kvn：可变容积涡轮增压器的节气系数；

Avn：可变容积涡轮增压器的开度(0-100％)；

avn：正常数。

在表达式(8)中，燃油喷射量Gf根据指示燃油喷射量qfin和内燃机转速NE而得到，如图4的框图BP3所示；

实际新鲜空气流动速率根据表达式(2)由上述框图B2得到；

增压压力Pb是进气压力Pb，由进气压力传感器73获得；以及

可变容积涡轮增压器的开度Avn是参照图表所确定的值，如图4的框图BP4所示，其中指示燃油喷射量qfin和内燃机转速NE用作自变量。

CPU61以这样的方式把驱动信号提供给涡轮增压节气阀35c：涡轮增压节气阀35c的开度与值Avn一致。此外，在框图BP5中，常数avn加入可变容积涡轮增压器的开度Avn中，从而开度Avn转化为表达式(8)中的可变容积涡轮增压器节气系数Kvn。值得注意的是，如下所述，可以这样设置目标增压压力并且确定值Avn：实际增压压力变为等于目标增压压力。

上述表达式(8)基于这一发现：“排气歧管气体压力Pex与流入气缸的气体量(Gaact+Gf)、涡轮增压节气阀35c的开度Avn和增压压力有很强的相关性，增压压力代表了涡轮增压器35的涡轮35b的阻抗”。

对于每种内燃机类型，确定表达式(8)的函数fPex和常数avn。下面是确定函数fPex和常数avn的过程的一个例子。

(步骤1)改变内燃机的操作条件，针对此要确定函数fPex和常数avn；并测量所需内燃机状态量(Gf、Gaact、Pb、Avn、Pex)。

(步骤2)根据测量结果，常数avn是这样确定的：变量XPex和排气歧管气体压力Pex表现出很密切的相关性。

(步骤3)根据依据所确定的常数avn确定的变量XPex，以及排气歧管气体压力Pex的实际测量值，确定函数fPex。

图6表示以上述方式用于确定函数fPex的测量值。在这种情况下，函数fPex通过下列表达式(9)的表达所确定。如上所述，在本实施例中，排气压力Pex可以不使用排气压力传感器而得到，从而降低了该装置的成本。

Pex＝fPex(XPex)＝-2·10^-8·XPex²+0.059·XPex+100.59  …(9)

通过上述过程，可以得到为获得表达式(7)的变量XTex所需的各种值(Gf、Gaact、Pb、Pex)。因而，通过进行依据表达式(7)的计算，CPU61获得废气循环管入口气体温度Tex(废气温度Tex)。同时，为了用表达式(6)获得废气循环管出口EGR气体温度Tegr，还必须获得EGR气体冷却装置的冷却效率ηegr。

获得EGR气体冷却装置的冷却效率ηegr

如图2的框图B10所示，CPU61依据下列表达式(10)计算EGR气体冷却装置的冷却效率ηegr。框图B10用作冷却装置冷却效率获得装置(推定装置)。

         ηegr＝fηegr(Gegr/Tex)      …(10)

如表达式(10)所示，为了获得EGR气体冷却装置的冷却效率ηegr，必须获得上述废气循环管入口EGR气体温度Tex和EGR气体流动速率Gegr。废气循环管入口EGR气体温度Tex依据上述表达式(7)由框图B8和B9而获得。EGR气体流动速率Gegr依据下面的表达式(11)由下面将说明的框图B12获得。

值得注意的是，相应于EGR气体流动速率Gegr的值(EGR气体流动速率相应值)可以用作表达式(10)中的EGR气体流动速率Gegr。例如，在废气循环管51的预定位置，EGR气体流动速率Gegr可用EGR气体流动速度Vegr替换。因为EGR通道的形状(EGR通道由废气循环管51和EGR气体冷却装置53所形成)是已知的，所以EGR气体流动速率Gegr可以根据EGR气体流动速度Vegr而推定。这是EGR气体流动速率Gegr可以替换为EGR气体流动速度Vegr的原因。EGR气体流动速度Vegr可以直接由放置于废气循环管51中的流动速度传感器获得。

针对每种内燃机类型确定表达式(10)中的函数fηegr。下面是确定函数fηegr过程的一个例子。

(步骤1)改变内燃机的操作条件，针对此要确定函数fηegr；并测量所需内燃机状态量(Gegr、Tex、fηegr)。

(步骤2)根据测量结果，ηegr和Gegr/Tex之间的关系以图7所示的图表确定。

(步骤3)函数fηegr根据步骤2中制定的图表而确定。

如图17所示，当废气循环管入口EGR气体温度Tex变化时，冷却效率ηegr和EGR气体流动速率Gegr之间的关系也变化。相反地，如图7所示，冷却效率ηegr和EGR气体流动速率Gegr除以废气循环管入口EGR气体温度Tex的商(Gegr/Tex)的关系是唯一确定的，与废气循环管入口EGR气体温度Tex无关。换句话说，因为实验揭示冷却效率ηegr一般与废气循环管入口EGR气体温度Tex成比例，所以函数fηegr可以简单地通过使用值(Gegr/Tex)作为变量时由冷却效率ηegr而获得。

在本装置中，上述函数fηegr以函数的形式被存储在ROM62，或由Gegr/Tex的值和ηegr的组合组成的数据以运算表(一维映射表)的值的形式存储在ROM62中；实际获得的冷却效率ηegr根据Gegr/Tex的实际值和所存储的函数或运算表而获得。值得注意的是，当电控装置60有剩余的计算能力和/或储存容量时，使用这样的方法：当内燃机的操作条件改变时，测量Gegr、Tex和ηegr的值；所测量的数据以运算表Mapηegr(二维映射表)的形式存储在ROM62中；并且实际冷却效率ηegr根据实际EGR气体流动速率Gegr、实际废气循环管入口EGR气体温度Tex和所存储的运算表Mapηegr而获得。作为另一种选择，可以使用这样的方法：对于每一个废气循环管入口EGR气体温度Tex，获得用于由EGR气体流动速率Gegr确定冷却效率ηegr的函数gTex(Gegr)并存储在ROM中；根据实际废气循环管入口EGR气体温度Tex，从多个所存储的函数gTex中选择出本征函数gTex；并且由所选择的函数gTex和实际EGR气体流动速率Gegr获得实际冷却效率ηegr。

通过以上过程，获得废气循环管入口EGR气体温度Tex、EGR气体冷却装置的冷却效率ηegr和冷却水温度THW(冷却剂温度Treibai)，这些都是进行根据表达式(6)的框图B6的计算所需要的。因此，CPU61能够用表达式(6)获得废气循环管出口EGR气体温度Tegr。目前，需要上述变量EGR气体流动速率Gegr和进气歧管入口气体流动速率Gall用于进行表达式(5)的计算。如下获得这些值。

获得EGR气体流动速率Gegr

EGR气体流动速率Gegr可以由通过EGR控制阀52的气压差(Pex-Pb)和EGR控制阀开度指示值SEGR而获得，SEGR表示EGR控制阀52的开度。也就是说，如框图B12所示，CPU61根据下列表达式(11)计算EGR气体流动速率Gegr。框图B 12用作EGR气体流动速率的相应值获得装置。值得注意的是，函数fGegr预先由实验获得并存储在ROM62中。

    Gegr＝fGegr(Pex-Pb，SEGR)      …(11)

在表达式(11)中，排气歧管气体压力Pex依据上述表达式(8)由图4的框图BP1而获得。增压压力Pb由进气压力传感器73而获得。EGR控制阀开度指示值SEGR是CPU61提供给EGR控制阀52的指示值。在这种情况下，取代EGR控制阀开度指示值SEGR，可以使用来自检测EGR控制阀52的开度(提升量)的传感器的信号。

获得进气歧管入口气体流动速率Gall

如上所述，进气歧管入口气体流动速率Gall是实际新鲜空气流动速率Gaact和EGR气体流动速率Gegr之和。如框图B13所示，CPU61依据下列表达式(12)计算进气歧管入口气体流动速率Gall。

    Gall＝Gaact+Gegr     …(12)

根据上述表达式(2)由框图B2获得表达式(12)中的实际新鲜空气流动速率Gaact。根据上述表达式(11)由框图B12获得EGR气体流动速率Gegr。

通过上述过程，获得进行表达式(5)的计算所要的各种值。因而，CPU61依据表达式(5)由框图B5获得进气歧管入口气体温度Tbin。同时，目前，需要上述变量进气歧管管壁温度Twallim和进气歧管导热率ηim，用于由表达式(4)(框图B4)而获得进气歧管出口气体温度Tbout。如下获得这些值。

获得进气歧管管壁温度Twallim

进气歧管管壁温度Twallim与水温传感器75所测的冷却水温度THW有很强的相关性。因此，当使用函数f1 Twallim时，通过框图B14，CPU61依据下列表达式(13)计算进气歧管管壁温度Twallim，该函数f1 Twallim提供随冷却水温度THW增加的值。值得注意的是，函数f1Twallim预先由实验获得并存储在ROM62中。

     Twallim＝f1Twallim(THW)           …(13)

获得进气歧管导热率ηim

如框图B15和B16所示，CPU61依据下列表达式(14)计算进气歧管导热率ηim。

$\left.\begin{array}{c}\mathrm{\ηim}=\mathrm{f\ηim}(\mathrm{Vim},\mathrm{THW})\\ \mathrm{Vim}=\mathrm{fVim}\left(\mathrm{Gall}\right)\end{array}\right\}---\left(14\right)$

在表达式(14)中，Vim表示进气歧管内的气体流动速度(下文称为“进气歧管气体流动速度Vim”)。因为已知进气歧管31的形状，如上述表达式(14)所示，进气歧管气体流动速度Vim可以根据进气歧管入口气体流动速率Gall而获得。进气歧管入口气体流动速率Gall依据上述表达式(12)由框图B13而获得。

值得注意的是，进气歧管气体流动速度Vim可直接由放置于进气歧管31的流动速度传感器的输出而获得。虽然进气歧管气体流动速度Vim用作表达式(14)的函数fηim的变量，但进气歧管入口气体流动速率Gall也可用作变量取代进气歧管气体流动速度Vim。

上述表达式(14)基于这一发现：“进气歧管导热率ηim很大程度地受进气歧管31内的气体流动速度Vim的影响”。虽然在表达式(14)中，为了获得进气歧管导热率ηim，冷却水温度THW也用作变量，然而可以不使用冷却水温度THW，而是通过用进气歧管气体流动速度Vim的函数(ηim＝fηim(Vim))或进气歧管入口气体流动速率Gall的函数(im＝fηim(Gall))，获得进气歧管导热率ηim。

因为函数fηim随内燃机的类型而变化，所以通过对比实际测量值，针对每种类型确定函数fηim。图8表示针对一种特定内燃机的实际测量值。在图8的例子中，函数fηim如下列表达式(15)而确定。

ηim＝fηim(Vim，THW)

    ＝(-0.000061·THW²+0.003378·THW-0.180831)·In(Vim)

      +(0.000048·THW²-0.000227·THW+0.509251)    …(15)

通过上述过程，获得进行表达式(4)的计算所需的各种值(Tbin、ηim、Twallim)。于是，CPU61根据表达式(4)由框图B4获得进气歧管出口气体温度Tbout。因而，CPU61根据表达式(3)由框图B3获得表示内燃机10的所有进气量的所有气体流动速率Gcyl。从而CPU61根据表达式(1)由框图B1获得实际EGR率Ract。

下面将描述内燃机10的各种控制，运用上述方法中获得的各种值执行这些控制。

燃油喷射量控制和燃油喷射正时控制

CPU61按预定的间隔重复执行如图9的流程图所示的程序，该程序适用于控制燃油喷射量和燃油喷射正时。因此，当到达预定正时时，CPU61从步骤900开始该过程，然后前进到步骤905以至于从加速器开度Accp、内燃机转速NE和运算表(映射表)Mapqfin获得指示燃油喷射量qfin，如图10所示。运算表Mapqfin确定了加速器开度Accp和内燃机转速NE与指示燃油喷射量qfin之间的关系；并存储在ROM62中。

随后，CPU61前进到步骤910以便由指示燃油喷射量qfin、内燃机NE和运算表Mapfinj确定基准燃油喷射正时finj，如图11所示。运算表Mapfinj确定了指示燃油喷射量qfin和内燃机NE与基准燃油喷射正时finj之间的关系；并存储在ROM62中。

随后CPU61前进到步骤915以便由指示燃油喷射量qfin、内燃机NE和运算表MapTboutref确定进气歧管出口气体温度参考值Tboutref，如图12所示。该运算表MapTboutref确定了指示燃油喷射量qfin和内燃机NE与进气歧管出口气体温度参考值Tboutref之间的关系；并存储在ROM62中。该进气歧管出口气体温度参考值Tboutref表示当使用基准燃油喷射正时finj时在进气歧管31的出口的气体温度Tbout，该基准燃油喷射正时finj使用图11所示的结合指示燃油喷射量qfin和内燃机转速NE的运算图而确定。

接下来，CPU61前进到步骤920以便根据步骤915中确定的进气歧管出口气体温度参考值Tboutref、进气歧管出口气体温度参考值Tboutref和实际进气歧管出口气体温度Tbout之间的差(Tboutref-Tbout)和运算表MapΔθ来确定喷射正时校正值Δθ，如图13所示。其中Tbout由图2所示的框图B4获得。运算表MapΔθ确定了差值(Tboutref-Tbout)和喷射正时校正值Δθ之间的关系；并存储在ROM62中。

随后，CPU61前进到步骤925以便由喷射正时校正值Δθ校正基准燃油喷射正时finj从而获得最终喷射正时finjfinal。如上所述，上述步骤915至925依据进气歧管出口气体温度Tbout校正喷射正时。在这种情况下，从图13可以看清楚，当进气歧管出口气体温度Tbout变得高于进气歧管出口气体温度参考值Tboutref时，喷射正时校正值Δθ假设相应于它们之间的差为负值，所以最终喷射正时finjfinal向延迟一侧转移。相反地，当进气歧管出口气体温度Tbout变得低于进气歧管出口气体温度参考值Tboutref时，喷射正时校正值Δθ假设相应于它们之间的差为正值，所以最终喷射正时finjfinal向提前一侧转移。

以上述方法确定喷射正时的原因如下。当进气歧管出口气体温度Tbout很高时，燃油的可燃性好于温度Tbout低的情况。因此，即使延迟燃油喷射正时，可燃性也不会变差，并且可以减少NO_x的排放。相反地，当进气歧管出口气体温度Tbout很低时，燃油的可燃性变差。因此，提前燃油喷射正时以保持可燃性。这种操作改善了内燃机10的输出性能并降低NO_x的排放。

在随后的步骤930中，CPU61确定当前时刻是否与步骤925所确定的最终喷射正时finjfinal一致。当前时刻与最终喷射正时finjfinal一致时，CPU61前进到步骤935以便使达到喷射正时的气缸的燃油喷射阀21喷射数量相应于步骤905中确定的指示燃油喷射量qfin的燃油。随后，CPU61前进到步骤995从而结束当前程序。当步骤930中的确定结果为“否”时，CPU61直接前进到步骤995从而结束当前程序。通过上述过程，实现燃油喷射量控制和燃油喷射正时控制。

EGR控制

接下来描述EGR率控制。CPU61以预定间隔重复执行如图14的流程图所示的程序，该程序适于控制EGR率。因此，当达到预定正时时，CPU61从步骤1400开始该过程，然后前进到步骤1405以便由当前时刻的指示燃油喷射量qfin、当前时刻内燃机转速NE和当前步骤的框图所示的运算表MapO2tgt确定目标吸入氧气浓度O2tgt。运算表MapO2tgt确定指示燃油喷射量qfin和内燃机转速NE与目标吸入氧气浓度O2tgt的关系。

随后，在步骤1410中，CPU61由指示燃油喷射量qfin和内燃机转速NE获得每单位时间内的供给燃油量Q；在随后的步骤1415中，CPU61通过当前步骤的框图所示的表达式(λ＝kλ·Gaact/Q)获得过量空气比λ。kλ是常数。在随后的步骤1420中，CPU61根据在上述步骤1405中确定的目标吸入氧气浓度O2tgt、在上述步骤1415获得的过量空气比λ和步骤1420的框图所示的表达式(Rtgt＝λ·(p·O2tgt+q)，其中p和q是常数)而获得目标EGR率Rtgt。值得注意的是，吸入氧气浓度、EGR率和过量空气比之间的关系被详细地揭示出，例如，在日本专利申请公开号10-141147中。

接下来，在步骤1425中，CPU61确定在图2所示的框图B1中得到的实际EGR率Ract是否大于在上述步骤1420中获得的目标EGR率Rtgt。当步骤1425中确定的结果为“是”时，CPU61前进到步骤1430以便按预定量关闭EGR控制阀52，从而降低EGR率。随后，CPU61前进到步骤1495从而结束当前程序。相反地，当步骤1425中确定的结果为“否”时，CPU61前进到步骤1435以便按预定量开启EGR控制阀52，从而增加EGR率。随后，CPU61前进到步骤1495。由于上述操作，EGR率是这样控制的：实际吸入氧气浓度变得等于目标吸入氧气浓度O2tgt，从而降低NO_x和烟尘的排放。

在通过图14所示程序的EGR率控制中，CPU61通过获得目标吸入氧气浓度O2tgt并把该目标吸入氧气浓度O2tgt转化为目标EGR率Rtgt而控制EGR率。然而，EGR率也可以如下控制。通过实际指示燃油喷射量qfin、实际内燃机转速NE和图15所示的运算表MapRtgt并确定指示燃油喷射量qfin和内燃机转速NE与目标EGR率Rtgt的关系，直接获得目标EGR率Rtgt；EGR控制阀52的开度是这样被控制的：实际EGR率Ract变得等于目标EGR率Rtgt。

增压压力控制

接下来，将说明增压压力控制。CPU61以预定间隔重复执行未示的用于控制增压压力的程序，以便以预定间隔由当前指示燃油喷射量qfin、当前内燃机转速NE和图16所示的运算表MapPbtgt来确定目标增压压力Pbtgt。运算表MapPbtgt确定指示燃油喷射量qfin和内燃机转速NE与目标增压压力Pbtgt之间的关系；并存储在ROM62中。

随后，CPU61比较所确定的目标增压压力Pbtgt和由进气压力传感器73所得到的实际增压压力Pb，并这样控制涡轮增压器节气阀35c的开度：实际增压压力Pb等于目标增压压力Pbtgt。以这样的方式执行增压压力控制。

如上所述，在本发明的内燃机控制装置的实施例中，因为EGR气体冷却装置53的冷却效率是根据废气循环管入口EGR气体温度和EGR气体流动速率的相应值而获得的，所以提高了废气循环管出口EGR气体温度的推定精确性。此外，因为考虑了进气歧管31和新鲜空气和EGR气体的混合气(进气)而推定进气歧管出口气体温度Tbout，所以也提高了进气歧管出口气体温度Tbout的推定精确性。结果，能够精确地推定EGR率。

本发明不仅限于上述实施例，并且可以在本发明的范围内以不同方式进行改进。例如，排气歧管气体压力Pex可以根据排气压力传感器的输出值而获得，该排气压力传感器放置在排气歧管41与废气循环管51相连的位置附近。

Claims (6)

1.一种内燃机EGR气体温度推定装置，该内燃机具有一个连接在排气通道和进气通道之间的废气循环管、一个置于该废气循环管中并适合于控制流入废气循环管的EGR气体流动速率的EGR控制阀、和一个置于废气循环管中的EGR气体冷却装置，该EGR气体温度推定装置包括：

用于获得EGR气体冷却装置入口侧EGR气体温度的装置；

用于获得相应于流经废气循环管的EGR气体流动速率的相应值的装置；

冷却效率获得装置，用于根据由所获得的相应值除以所获得的EGR气体冷却装置入口侧的EGR气体温度而获得的值，获得冷却效率；和

出口EGR气体温度推定装置，用于根据EGR气体冷却装置入口侧的EGR气体温度和已获得的冷却效率来推定EGR气体冷却装置的出口侧的EGR气体温度。

2.根据权利要求1所述的内燃机EGR气体温度推定装置，还包括冷却剂温度获得装置，用于获得EGR气体冷却装置的冷却剂的温度，其中出口EGR气体温度推定装置推定EGR气体冷却装置的出口侧的EGR气体温度。

3.根据权利要求2所述的内燃机EGR气体温度推定装置，其特征在于，出口EGR气体温度推定装置通过用所获得的EGR气体冷却装置入口侧的EGR气体温度和所获得的冷却剂温度之间的差值乘以冷却效率来推定EGR气体温度变化，并通过从EGR气体冷却装置入口侧的EGR气体温度减去所推定的EGR气体温度变化来推定EGR气体冷却装置出口侧的EGR气体温度。

4.一种内燃机EGR气体温度推定装置，该内燃机具有一个连接在排气通道和进气通道之间的废气循环管、一个置于该废气循环管中并适合于控制流入废气循环管的EGR气体流动速率的EGR控制阀、和一个置于废气循环管中位于EGR控制阀和废气循环管连接到排气通道的废气循环管的连接部分之间的EGR气体冷却装置，该EGR气体温度推定装置包括：

入口EGR气体温度获得装置，用于获得EGR气体入口处的EGR气体温度作为废气循环管入口EGR气体温度，该EGR气体入口是废气循环管连接到排气通道的废气循环管的连接部分；

EGR气体流动速率的相应值获得装置，用于获得相应于流经废气循环管的EGR气体的流动速率的EGR气体流动速率的相应值；

冷却效率获得装置，用于根据由所获得的EGR气体流动速率的相应值除以所获得的废气循环管入口EGR气体温度而获得的值，获得EGR气体冷却装置的冷却效率；和

出口EGR气体温度推定装置，用于根据所获得的废气循环管入口EGR气体温度和已获得的冷却效率，推定EGR气体出口处的EGR气体温度作为废气循环管出口EGR气体温度，该EGR气体出口是废气循环管与进气通道相连的废气循环管的连接部分。

5.根据权利要求4所述的内燃机EGR气体温度推定装置，还包括冷却剂温度获得装置，用于获得EGR气体冷却装置的冷却剂的温度，其中出口EGR气体温度推定装置根据所获得的冷却剂温度来推定废气循环管出口的EGR气体温度。

6.根据权利要求5所述的内燃机EGR气体温度推定装置，其特征在于，出口EGR气体温度推定装置通过用所获得的废气循环管入口的EGR气体温度和所获得的冷却剂温度之间的差值乘以冷却效率来推定EGR气体温度变化，并通过从废气循环管入口的EGR气体温度减去所推定的EGR气体温度变化来推定废气循环管出口的EGR气体温度。

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