CN1701173A - 内燃机的进气量推测装置 - Google Patents

Abstract

一种内燃机的进气量推测装置，利用节气门上游侧的上游侧进气压力和节气门下游侧的下游侧进气压力，计算出节气门通过空气量，并根据所述节气门通过空气量推测进气量，其中，至少考虑空气过滤器相对于大气压的的压力损耗而测量或计算出用于计算节气门通过空气量的所述上游侧进气压力。

Description

内燃机的进气量推测装置

技术领域

本发明涉及一种内燃机的进气量推测装置。

背景技术

为了实现准确的空燃比控制，必须针对实际供给到汽缸内的进气量而确定燃料喷射量。为了检测进气量，一般在内燃机进气系统上设置空气流量计，但是由于空气流量计响应滞后，因而如果内燃机瞬变，则无法准确地检测出进气量。因而，已经提出包含内燃机瞬变通过计算而推测进气量的技术方案(例如参考特开2002-130039号和特开2002-201998号公报)。

为了推测进气量，必须将节气门模型化，并根据节气门上游侧的进气压力和节气门下游侧的进气压力的差别，计算出通过节气门的空气量。当计算该节气门通过空气量时，在上述现有技术中，虽然改变节气门下游侧的进气压力，即，进气管的压力，但是由于将大气压作为节气门上游侧的进气压力，所以无法计算出准确的节气门通过空气量，因而无法推测准确的进气量。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种与现有技术相比能够推测准确的进气量的内燃机的进气量推测装置。

根据本发明方案1的内燃机的进气量推测装置，利用节气门上游侧的上游侧进气压力和节气门下游侧的下游侧进气压力计算出节气门通过空气量，并根据所述节气门通过空气量推测进气量，其特征在于，至少考虑空气过滤器相对于大气压的压力损耗而测量或计算出用于计算节气门通过空气量的所述上游侧进气压力。

由于在内燃机进气系统中的节气门上游侧存在压力损耗，所以用于计算节气门通过空气量的所述上游侧进气压力，实际上与大气压不同。由此，在方案1所述的内燃机的进气量推测装置中，至少考虑空气过滤器相对于大气压的压力损耗而测量或计算出上游侧进气压力。

而且，根据本发明方案2所述的内燃机的进气量推测装置，在方案1所述的内燃机的进气量推测装置中，其特征在于，通过从大气压减去空气过滤器的所述压力损耗而计算出用于计算本次的节气门通过空气量的本次的所述上游侧进气压力；作为通过所述空气过滤器的空气流量，利用由空气流量计检测出的进气量或上次计算出的节气门通过空气量来计算所述压力损耗。

根据本发明方案3的内燃机的进气量推测装置，在方案2所述的内燃机的进气量推测装置中，其特征在于，利用上次算出的节气门通过空气量而计算出所述压力损耗，从而计算出本次的所述上游侧进气压力，并利用所计算出的所述本次的上游侧进气压力和本次的所述下游侧进气压力，计算出本次的所述节气门通过空气量；根据利用所述本次的上游侧进气压力和上次的下游侧进气压力而算出的上次的假定的节气门通过空气量与利用上次上游侧进气压力和上次的下游侧进气压力而算出的上次的节气门通过空气量的差值，补正所计算出的所述本次节气门通过空气量。

基于所计算出的上次的节气门通过空气量的本次的上游侧进气压力，实际上是近似于上次的上游侧进气压力的数值。由此，利用本次上游侧进气压力和上次的下游侧进气压力所计算出的上次的假定的节气门通过空气量，比利用上次的上游侧进气压力和上次的下游侧进气压力所计算出的上次节气门通过空气量更接近真实值。因此，可以认为上次的假定的节气门通过空气量和上次节气门通过空气量之间的差值是上次的节气门通过空气量的计算误差。于是，在方案3所述的内燃机的进气量推测装置中，根据上次的假定的节气门通过空气量与上次的节气门通过空气量的差值，补正利用本次的上游侧进气压力和本次的下游侧进气压力所计算出的本次所述节气门通过空气量。

根据本发明方案4的内燃机的进气量推测装置，在方案3所述的内燃机的进气量推测装置中，其特征在于，当计算出上次的假定的节气门通过空气量时，根据所述假定的节气门通过空气量，重新计算出上次的下游侧进气压力。在方案4所述的内燃机的进气量推测装置中，根据近似于真实值的上次的假定的节气门通过空气量，重新计算出上次的节气门通过空气量。

此外，根据本发明方案5的内燃机的进气量推测装置，在方案1～4中任意一项所述的内燃机的进气量推测装置中，其特征在于，根据所述下游侧进气压力与所述上游侧进气压力的比值，和节气门的开口面积或开度，计算出所述节气门通过空气量。

此外，根据本发明方案6的内燃机的进气量推测装置，在方案5所述的内燃机的进气量推测装置中，其特征在于，通过仅以节气门开口面积或开度为变量的第一函数、以所述比值为变量的第二函数、根据节气门上游侧的当前进气温度补正所述第一函数的第一补正项以及根据当前的所述上游侧进气压力补正所述第一函数的第二补正项的乘积，计算出所述节气门通过空气量。

附图说明

图1是安装有根据本发明的进气量推测装置的内燃机的概略图。

图2是表示节气门开度TA和流量系数μ之间关系的图。

图3是表示节气门开度TA和节气门的开口面积A的关系的图。

图4是表示进气管压力Pm和上游侧进气压力Pac的比值与函数Φ的关系的图。

图5是用于计算进气量的流程图。

具体实施方式

图1是安装有根据本发明的进气量推测装置的内燃机的概略图。在图1中，1是内燃机主体，2是各汽缸共用的平衡箱，3是连通平衡箱2和各汽缸的进气支管，4是平衡箱2的上游侧的进气通路。在各个进气支管3上配置燃料喷射阀5。在进气通路4中平衡箱2的上游侧配置节气门6。节气门6虽然也可以与加速踏板连动，但是在此，使节气门6可以通过步进电动机等驱动装置自由地设定开度。7是用于检测进气通路4的节气门6上游侧的进气压力的压力传感器。由于设在内燃机进气系统最上游部的空气过滤器11存在压力损耗，所以该上游侧进气压力在内燃机运转过程中变成低于大气压的压力。

例如为了将内燃机1中的燃烧空燃比设定为理论空燃比等所希望的空燃比，必须准确把握包含内燃机瞬变时的流入汽缸内的进气量。在本实施方式中，将进气系统如下所述进行模型化而推测进气量。

首先，通过将节气门6模型化，利用进气通过节气门6时的能量守恒定律、动量守恒定律以及状态方程式，以下式(1)表示本次的节气门通过空气量mt(i)(g/sec)。包含下述式，节气门通过空气量等变量的下标(i)表示本次(当前)，(i-1)表示上次。

${\mathrm{mt}}_{\left(i\right)}={\mathrm{\μ}}_{\left(i\right)}\·A_{\left(i\right)}\·\frac{{\mathrm{Pac}}_{\left(i\right)}}{\sqrt{R\·{\mathrm{Ta}}_{\left(i\right)}}}\·\mathrm{\φ}({\mathrm{Pm}}_{\left(i\right)}/{\mathrm{Pac}}_{\left(i\right)})---\left(1\right)$

$={\mathrm{\μ}}_{\left(i\right)}\·A_{\left(i\right)}\·\frac{\mathrm{Pa}0}{\sqrt{R\·T0}}\·\sqrt{\frac{T0}{{\mathrm{Ta}}_{\left(i\right)}}}\·\frac{{\mathrm{Pac}}_{\left(i\right)}}{\mathrm{Pa}0}\·\mathrm{\φ}({\mathrm{Pm}}_{\left(i\right)}/{\mathrm{Pac}}_{\left(i\right)})---(1{)}^{\′}$

$={\mathrm{\μ}}_{\left(i\right)}\·A_{\left(i\right)}\·\frac{\mathrm{Pa}0}{\sqrt{R\·T0}}\·\mathrm{ktha}\·\mathrm{kpac}\·\mathrm{\φ}({\mathrm{Pm}}_{\left(i\right)}/{\mathrm{Pac}}_{\left(i\right)})---(1{)}^{\′\′}$

＝F(TA_(i))·ktha·kpac·φ(Pm_(i)/Pac_(i))          (1)

此处，μ_(i)是流量系数，A_(i)是节气门6的开口面积(m²)。当然，在内燃机的进气系统中设置怠速控制阀(ISC阀)时，ISC阀的开口面积被添加到A_(i)上。流量系数和节气门开口面积分别变成节气门开度TA_(i)(度)的函数。在图2和图3中，图示了对各节气门开度TA的映像。R是气体常数，Ta是节气门上游侧的进气温度(K)，Pac_(i)是位于节气门上游侧的上游侧进气压力(kPa)，Pm_(i)是位于节气门下游侧的进气管压力，即，下游侧进气压力(kPa)。此外，下文说明函数φ。

但是，可以利用上游侧的进气温度标准值T0、上游侧的进气压力标准值Pa0将式(1)置换成式(1)′。如果把用于将进气温度的标准值T0变换成现在的进气温度Ta的补正项作为第1补正项ktha，把用于将上游侧的进气压力标准值Pa0变换成现在的上游侧进气压力Pac_(i)的补正项作为第2补正项kpac，则式(1)′能够置换成式(1)″。进而，式(1)″能够置换成仅以节气门开度TA_(i)为变量的函数F(TA_(i))、函数φ、第1补正项ktha和第2补正项kpac的乘积的式(3)。这样，通过置换式(1)，可以易于使函数F映像化，并简单地计算出节气门通过空气量mt_(i)。

在此，函数F也可以置换成仅以节气门的开口面积A_(i)为变量的函数。虽然优选在进气通路4的节气门6的上游侧设置温度传感器(未图示)，由该温度传感器检测用于计算当前的第1补正项ktha的当前的节气门6上游侧的进气温度Ta_(i)，但是也可以认为该进气温度与空气过滤器11的压力损耗无关而与外部气体温度大致相等，并将由外部气体温度传感器检测出的外部气体温度作为进气温度利用。

另一方面，由于上游侧进气压力时刻变化，所以优选每次计算节气门通过空气量mt时，由压力传感器7检测出当前的上游侧进气压力Pac_(i)，并将其用于计算第2补正项kpac_(i)。

利用比热比k由下式(2)表示函数φ(Pm_(i)/Pac_(i))。在图4中图示了对于Pm/Pac的映像。

当 $\frac{{\mathrm{Pm}}_{\left(i\right)}}{{\mathrm{Pac}}_{\left(i\right)}}\≤\frac{1}{K+1}$ 时

$\mathrm{\φ}({\mathrm{Pm}}_{\left(i\right)}/{\mathrm{Pac}}_{\left(i\right)})=\sqrt{\frac{k}{2\·(k+1)}}$

当 $\frac{{\mathrm{Pm}}_{\left(i\right)}}{{\mathrm{Pac}}_{\left(i\right)}}>\frac{1}{K+1}$ 时

$\mathrm{\φ}({\mathrm{Pm}}_{\left(i\right)}/{\mathrm{Pac}}_{\left(i\right)})=\sqrt{\{\frac{k-1}{2\·k}\·(1-\frac{{\mathrm{Pm}}_{\left(i\right)}}{{\mathrm{Pac}}_{\left(i\right)}})+\frac{{\mathrm{Pm}}_{\left(i\right)}}{{\mathrm{Pac}}_{\left(i\right)}}\}\·(1-\frac{{\mathrm{Pm}}_{\left(i\right)}}{{\mathrm{Pac}}_{\left(i\right)}})}---\left(2\right)$

但是，在式(1)(或式(1))和式(2)中，可以不利用压力传感器7而计算出上游侧进气压力Pac_(i)。可以通过伯努利定理，以下式(3)表示大气压Pa和上游侧进气压力Pac之间的差值。

$\mathrm{Pa}-\mathrm{Pac}=\frac{1}{2}\mathrm{\ρ}{\mathrm{\ν}}^2=k\frac{G{a}^2}{\mathrm{\ρ}}---\left(3\right)$

$=\frac{k}{\mathrm{\ρ}0}\·{\mathrm{Ga}}^2\·\frac{1}{\mathrm{ekpa}\·\mathrm{ektha}}---(3{)}^{\′}$

$=\frac{f\left(\mathrm{Ga}\right)}{\mathrm{ekpa}\·\mathrm{ektha}}---(3{)}^{\′\′}$

${\mathrm{Pac}}_{\left(i\right)}=\mathrm{Pa}-\frac{f\left({\mathrm{Ga}}_{\left(i\right)}\right)}{\mathrm{ekpa}\·\mathrm{ektha}}---\left(4\right)$

$=\mathrm{Pa}-\frac{f\left({\mathrm{mt}}_{(i-1)}\right)}{\mathrm{ekpa}\·\mathrm{ektha}}---{\left(4\right)}^{\′}$

在此，ρ是大气密度，ν是通过空气过滤器11的空气流速，Ga是通过空气过滤器11的空气流量，k是ν和Ga的比例系数。如果利用标准大气密度ρ0、用于将标准大气密度ρ0变换成当前的大气密度ρ的压力补正系数ekpa和温度补正系数ektha，则可以将式(3)置换成式(3)′。而且，能够利用仅以流量Ga为变量的函数f(Ga)将式(3)′置换成式(3)″。

式(3)″可以变形为表示当前的上游侧进气压力Pac_(i)的式(4)。在式(4)中，当在空气过滤器11的下游侧设置空气流量计时，可以由该空气流量计检测出当前的流量Ga_(i)。此外，可以根据所检测出的当前的大气压设定压力补正系数ekpa，并可以根据所检测出的当前的大气温度设定温度补正系数ektha。

而且，在式(4)中，可以认为通过空气过滤器11的空气流量Ga_(i)是节气门通过空气量mt，式(4)可以变换成式(4)′。但是如式(1)(或式(1))所述，由于为计算出本次的节气门通过空气量mt_(i)必须得出当前的上游侧进气压力Pac_(i)，所以为了计算出当前的上游侧进气压力Pac_(i)，作为节气门通过空气量，必须使用上次的节气门通过空气量mt_(i-1)。

接着，将进气阀模型化。由于供应到汽缸内的进气量mc_(i)(g/sec)根据下游侧进气压力，即，进气管压力Pm_(i)，基本呈线性变化，所以能够以下式(5)所示的一次函数进行表示。

${\mathrm{mc}}_{\left(i\right)}=\frac{{\mathrm{Ta}}_{\left(i\right)}}{{\mathrm{Tm}}_{\left(i\right)}}\·(a\·{\mathrm{Pm}}_{\left(i\right)}-b)---\left(5\right)$

在此，Tm_(i)是节气门下游侧的进气温度(K)，a和b是用于指定一次函数的参数，b是相当于汽缸内残留已燃气体量的值，当存在气门重叠时间时，由于已燃气体向进气管逆流，b值增加而不可忽略。此外，当存在气门重叠时间时，进气管压力Pm在规定压力以上时，由于随着进气管压力升高已燃气体的逆流显著减少，所以与在规定值以下时相比，a值变大而b值却变小。

这样，用于计算进气量mc的一次函数在每台内燃机上各不相同，并根据内燃机运转状态而发生变化。由此，优选在每台内燃机和每个内燃机运行状态上预先将参数a、b映像化。

接着，将进气管模型化。利用存在于进气管内的进气的质量守恒定律、能量守恒定律和状态方程式，以下式(6)表示进气管压力Pm和节气门下游侧的进气温度Tm的比值的时间变化率，而且，以下式(7)表示进气管压力Pm的时间变化率。在此，V是进气管的容积(m³)，即，内燃机进气系统中的节气门下游侧的容积，具体地说，是进气通路4的一部分、平衡箱2以及进气支管3的容积总和。

$\frac{d}{\mathrm{dt}}\left(\frac{\mathrm{Pm}}{\mathrm{Tm}}\right)=\frac{R}{V}\·(\mathrm{mt}-\mathrm{mc})---\left(6\right)$

$\frac{\mathrm{dPm}}{\mathrm{dt}}=k\·\frac{R}{V}\·(\mathrm{mt}\·\mathrm{Ta}-\mathrm{mc}\·\mathrm{Tm})---\left(7\right)$

式(6)和式(7)被离散化，分别得出下式(8)和(9)；如果由式(9)得出本次的进气管压力Pm_(i)，则可以由式(8)得出本次的进气管内的进气温度Tm_(i)。

在式(8)和(9)中，离散时间Δt作为用于计算进气量mc_(i)的流程图(图5)中的执行间隔，例如8ms。

$\frac{Pm}{\mathrm{Tm}}\left(i\right)=\frac{\mathrm{Pm}}{\mathrm{Tm}}(i-1)+\mathrm{\Δt}\·\frac{R}{V}\·({\mathrm{mt}}_{(i-1)}-{\mathrm{mc}}_{(i-1)})---\left(8\right)$

${\mathrm{Pm}}_{\left(i\right)}={\mathrm{Pm}}_{(i-1)}+\mathrm{\Δt}\·k\·\frac{R}{V}\·({\mathrm{mt}}_{(i-1)}\·{\mathrm{Ta}}_{(i-1)}-{\mathrm{mc}}_{(i-1)}\·{\mathrm{Tm}}_{(i-1)})---\left(9\right)$

接着说明图5所示的流程图。内燃机起动结束时，执行本流程图。首先在步骤101中，利用式(9)计算出下游侧进气压力(进气管压力)Pm_(i)。在式(9)中，利用上次的进气管压力Pm_(i-1)(初始值是大气压)、上次的节气门通过空气量mt_(i-1)、上次的节气门上游侧的进气温度Ta_(i-1)、上次的进气量mc_(i-1)以及上次的进气管内的进气温度Tm_(i-1)(初始值是上游侧的进气温度)，计算出本次的进气管压力Pm_(i)。利用其他初始值，由式(1)计算节气门通过空气量mt_(i-1)的初始值。利用其他初始值，由式(5)计算出进气量mc_(i-1)的初始值。

然后，在步骤102中，利用式(8)计算出本次的进气管内的进气温度Tm_(i)。然后在步骤103中，利用式(4)′，根据上次的节气门通过空气量mt_(i-1)计算出上游侧进气压力Pac_(i)。这样，如果在步骤101中计算出下游侧进气压力Pm_(i)，并在步骤103中计算出上游侧进气压力Pac_(i)，则可以利用由式(1)并根据当前的节气门开度TA_(i)计算出当前的节气门通过空气量mt_(i)。

但是，由于在步骤103中所计算出的本次的上游侧进气压力Pac_(i)基于上次的节气门通过空气量mt_(i-1)，所以，实际上是近似于上次的上游侧进气压力的值。由此，本次的下游侧进气压力Pm_(i)和本次的上游侧进气压力Pac_(i)在时间上不一致，即使根据它们的比值计算出函数Φ，也无法计算出准确的节气门通过空气量mt_(i)。

在本流程图中，为了计算出准确的节气门通过空气量mt_(i)而实施下述处理。首先在步骤104中，由下式(10)计算出上次的假定的节气门通过空气量mt_(i-1)，式(10)是在式(1)中，保持近似于上次值的上游侧进气压力Pac_(i)，使节气门开度、第1补正系数、第2补正系数以及下游侧进气压力为上次值的式子。这样，由式(10)所计算出的上次的假定的节气门通过空气量mt1_(i-1)成为接近上次节气门通过空气量的真实值的数值。

Mt1_(i-1)＝F(TA_(i-1)·ktha·kpac·φ(Pm_(i-1)/Pac_(i))(10)

虽然在计算上次的假定的节气门通过空气量mt1_(i-1)时，利用上次的下游侧进气压力Pm_(i-1)，但是用于计算该下游侧进气压力Pm_(i-1)的上上次的节气门通过空气量mt_(i-2)的可靠性不高，因此，优选根据上次的假定的节气门通过空气量mt1_(i-1)，重新计算上次的下游侧进气压力Pm_(i-1)。由此，在步骤105中，利用式(11)，根据上次的假定的节气门通过空气量mt1_(i-1)，算出上次的下游侧进气压力Pm_(i-1)。式(11)与上述的式(9)不同，节气门通过空气量和所计算出的下游侧进气压力是相同时刻。

${\mathrm{Pm}}_{(i-1)}={\mathrm{Pm}}_{(i-2)}+\mathrm{\Δt}\·k\frac{R}{V}({\mathrm{mt}1}_{(i-1)}\·{\mathrm{Ta}}_{(i-1)}-{\mathrm{mc}}_{(i-1)}\·{\mathrm{Tm}}_{(i-1)})---\left(11\right)$

这样，如果重新计算上次的下游侧进气压力Pm_(i-1)，则在步骤106中，利用式(8)重新计算上次下游侧进气温度Tm_(i-1)，在步骤107中，利用式(5)重新计算上次的进气量mc_(i-1)。

然后，在步骤108中，利用与式(10)相同的式子，根据在步骤105中重新计算出的上次的下游侧进气压力Pm_(i-1)，算出新的上次的假定的节气门通过空气量mt2_(i-1)。在计算该mt2_(i-1)时，也可以利用mt1_(i-1)重新计算出所使用的上游侧进气压力Pac_(i)。这样计算出的上次的假定的节气门通过空气量mt2_(i-1)更接近真实值。

然后，在步骤109中，判断新的上次的假定的节气门通过空气量mt2_(i-1)与原来的上次的假定的节气门通过空气量mt1_(i-1)的差值是否小于设定值d，即，判断新算出的上次的假定的节气门通过空气量mt2_(i-1)是否充分收敛于真实值。当在步骤109的判断为否定时，在步骤110中，使新的上次的假定的节气门通过空气量mt2_(i-1)为原来的上次的假定的节气门通过空气量mt1_(i-1)，并反复执行步骤105以后的处理。这时，在步骤105中，由于不仅上次的假定的节气门通过空气量mt1_(i-1)，而且上次的下游侧进气温度Tm_(i-1)和上次的进气量mc_(i-1)也接近真实值，所以，所计算出的上次的下游侧进气压力Pm_(i-1)也更接近真实值。

如果步骤109中的判断为肯定，则这时的上次的假定的节气门通过空气量mt2_(i-1)几乎为真实值。由此，该上次的假定的节气门通过空气量mt2_(i-1)与利用式(1)所计算出的上次的节气门通过空气量mt_(i-1)的差值，比较准确地表示出利用式(1)时的计算误差。因此，在步骤111中，根据上述差值补正利用式(1)所计算出的本次的节气门通过空气量mt_(i)，由此，可以计算出准确的本次的节气门通过空气量mt_(i)。

可以考虑到相对于本次的加速踏板的踏入量节气门驱动装置(步进电动机)的响应滞后等因素，来推测计算该本次节气门通过空气量mt_(i)时所使用的本次节气门开度TA_(i)。

然后在步骤112中，根据在步骤101和102所计算出的本次下游侧进气压力Pm_(i)和本次的下游侧进气温度Tm_(i)，利用式(5)计算出本次的进气量mc_(i)。由于如上所述可以计算出准确的节气门通过空气量，所以据此所计算出的下游侧进气压力也变得准确，进而，根据该下游侧进气压力所计算出的进气量也变得准确。然后，虽然在流程图中并未表示但是，分别将本次的下游侧进气压力Pm_(i)、本次的下游侧进气温度Tm_(i)、本次节气门通过空气量mt(i)、本次的进气量mc_(i)以及本次节气门上游侧的进气温度Ta_(i)作为上次值而存储起来，以备下次流程图的实施。

在图5所示的流程图中，虽然反复计算上次的下游侧进气压力Pm_(i-1)和上次的假定的节气门通过空气量mt2_(i-1)，直至上次的假定的节气门通过空气量mt2_(i-1)十分接近真实值(到步骤109中的判断为肯定为止)，但是也可以预先设定反复次数。此外，也可以省略步骤105～110的处理，在步骤104中计算出上次的假定的节气门通过空气量mt1_(i-1)后，立即在步骤111中计算本次节气门通过空气量mt(i)。在这种情况下，也可以考虑将步骤111的式子中的mt2_(i-1)置换成mt1_(i-1)。

但是，为了准确地控制燃烧空燃比，必须推测出开始喷射燃料之前进入汽缸内的准确进气量，并决定燃料喷射量。但是，为了推测准确的进气量，必须严密地计算出进气阀开启时的进气量。即，在决定燃料喷射量时，不仅必须计算出当前的进气量mc_(i)，还必须计算出进气阀开启时的进气量mc_(i+n)。不仅在如图1所示的向进气支管3喷射燃料的内燃机中，而且在在进气行程中向汽缸内直接喷射燃料的内燃机中也是如此。

因此，当前必须根据当前的节气门开度TA_(i)和每隔到节气门关闭时为止的时间Δt的节气门开度TA_(i)、TA_(i+1)、TA_(i+2)、…TA_(i+n)，在式(1)中改变TA，计算各个时间的节气门通过空气量mt。

可以考虑如下设定各个时间的节气门开度TA：根据相对于当前时间的加速踏板踏入变化量，使该踏入变化量持续变化到进气阀关闭为止，从而推测各个时间的加速踏板的踏入量；相对于各推测踏入量，考虑到节气门执行机构的响应滞后而决定各个时间的节气门开度TA。这种方法也可以适用于节气门与加速踏板机械性地连接的情况。

但是，这样所推测的进气阀关闭时的节气门开度TA_(i+n)始终只是预测，不能保证与实际一致。为了使进气阀关闭时的节气门开度TA_(i+n)与实际一致，也可以对节气门实施滞后控制。当加速踏板的踏入量变化时，通过执行机构的响应滞后，使节气门开度滞后变化，但是这种滞后控制有意增大这种节气门响应滞后。

例如，在内燃机瞬变时，为了在节气门关闭时实现决定燃料喷射量时的与当前的加速踏板踏入量对应的节气门开度，如果考虑实际的响应滞后(无效时间)而控制节气门的执行机构，则可以准确把握每个从当前到进气阀关闭时的时间上的节气门开度TA_(i)、TA_(i+1)、TA_(i+2)、…TA_(i+n)。更具体地说，不仅当加速踏板踏入量发生变化时直接向执行机构发出工作信号，而且当经过由从决定燃料喷射量时到进气阀关闭为止的时间中减去无效时间的时间后，也向执行机构发出工作信号。当然，为了在进气阀关闭以后实现与当前的加速踏板的踏入量对应的节气门开度，也可以实施节气门的滞后控制。

这样，根据本发明的内燃机的进气量推测装置，由于至少考虑空气过滤器相对于大气压的压力损耗由设置在进气通路的节气门上游侧的压力传感器测量，或至少考虑空气过滤器相对于大气压的压力损耗而计算出用于计算节气门通过空气量的上游侧进气压力，所以与利用大气压作为上游侧进气压力时相比，可以使所计算出的节气门通过空气量变得准确，并使利用该节气门通过空气量而计算出的进气量准确。

Claims (6)

1.一种内燃机的进气量推测装置，利用节气门上游侧的上游侧进气压力和节气门下游侧的下游侧进气压力，计算出节气门通过空气量，根据所述节气门通过空气量推测进气量，其特征在于，至少考虑空气过滤器相对于大气压的压力损耗而测量或计算出用于计算所述节气门通过空气量的所述上游侧进气压力。

2.如权利要求1所述的内燃机的进气量推测装置，其特征在于：从大气压减去所述空气过滤器的压力损耗而计算出用于计算本次的节气门通过空气量的本次的所述上游侧进气压力；作为通过所述空气过滤器的空气流量，利用由空气流量计所检测出的进气量或上次所计算出的节气门通过空气量而计算出所述压力损耗。

3.如权利要求2所述的内燃机的进气量推测装置，其特征在于：利用上次所计算出的节气门通过空气量而计算出所述压力损耗，从而计算出本次的所述上游侧进气压力，利用所计算出的所述本次的上游侧进气压力和本次的下游侧进气压力，计算出本次的所述节气门通过空气量；根据利用所述本次的上游侧进气压力和上次的下游侧进气压力所计算出的上次的假定的节气门通过空气量与利用上次的上游侧进气压力和上次的下游侧进气压力所计算出的上次的节气门通过空气量的差值，补正所计算出的所述本次的节气门通过空气量。

4.如权利要求3所述的内燃机的进气量推测装置，其特征在于：当计算出上次的假定的节气门通过空气量时，根据所述假定的节气门通过空气量重新计算上次的下游侧进气压力。

5.如权利要求1～4中任意一项所述的内燃机的进气量推测装置，其特征在于：根据所述下游侧进气压力与所述上游侧进气压力的比值，和节气门开口面积或开度，计算出所述节气门通过空气量。

6.如权利要求5所述的内燃机的进气量推测装置，其特征在于，通过仅以节气门开口面积或开度为变量的第一函数、以所述比值为变量的第二函数、根据节气门上游侧的当前的进气温度补正所述第一函数的第一补正项以及根据当前的所述上游侧进气压力补正所述第一函数的第二补正项的乘积，计算出所述节气门通过空气量。

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