TWI418702B

TWI418702B - Ｅｇｒ率推測檢測裝置

Info

Publication number: TWI418702B
Application number: TW100100919A
Authority: TW
Inventors: Kenji Nishida
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-01-22
Filing date: 2011-01-11
Publication date: 2013-12-11
Also published as: BRPI1100600A2; CN102135052B; CN102135052A; JP2011149351A; JP5337065B2; TW201200718A

Description

EGR率推測檢測裝置

本發明係有關於一種EGR率推測檢測裝置，尤其係關於一種可推測檢測引擎中廢氣之再循環率(EGR(exhaust gas recirculation，廢氣再循環)率)之EGR率推測檢測裝置。

自先前以來如下之廢氣再循環(EGR：Exhaust Gas Recirculation)技術為人所周知，該技術中，將引擎廢氣之一部分導引至吸氣側，而使其再次與混合氣體混合並被吸入，藉此可降低廢氣中氮氧化物及提高燃料行駛里程。EGR中存存在於吸氣管與排氣管之間，設置有用以使廢氣環流之旁通管之「外部EGR」；及將關閉排氣氣門之時序提前，而使廢氣殘留於氣缸內之「內部EGR」，但任一EGR技術中，表示吸入至氣缸內之混合氣體中含有何種程度之廢氣之「EGR率」均為重要之控制參數。

專利文獻1中揭示有如下之氣體濃度測量裝置，其於具有外部EGR之旁通管之引擎中，分別於吸氣管、排氣管及氣缸內設置有氣體濃度感測器，根據該氣體濃度感測器之輸出值，而可分別計算出外部EGR之EGR率及內部EGR之EGR率。

[先前技術文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2009-203874號公報

然而，專利文獻1所記載之技術中，需要複數個直接檢測氣體濃度之高性能感測器，因而存在構成變複雜化及成本提高之問題。

本發明之目的在於解決上述先前技術之問題，提供一種根據曲柄脈衝器轉子之輸出信號，而推測檢測內部EGR之EGR率之EGR率推測檢測裝置。

為達成上述目的，本發明係一種EGR率推測檢測裝置(30)，其中自檢測複數個磁阻分配頭(4)之通過之磁性拾波式脈衝產生器(PC)供給有曲柄脈衝，該磁阻分配頭(4)設置於與引擎(5)之曲柄軸(1)同步地旋轉之曲柄脈衝器轉子(2)；其特徵在於，包括：吸入新氣質量檢測部(39)，其檢測上述引擎(5)之吸入新氣質量；NeA計算部(33)，其根據上述曲柄脈衝而計算出上述引擎(5)之平均引擎轉速(NeA)；Δω1計算部(34)，其藉由計算出與上述引擎(5)之壓縮上止點(TDC)重合之第1既定區間(τ1)之第1曲柄角速度(ω1)，並且自上述平均引擎轉速(NeA)減去上述第1曲柄角速度(ω1)而計算出第1變動量(Δω1)；及缸筒內氣體總質量推測值導出部(38)，其根據上述第1變動量(Δω1)之值，而推測缸筒內氣體總質量(Gtotal)，上述EGR率推測檢測裝置(30)係根據上述吸入新氣質量及上述缸筒內氣體總質量之推測值，而導出廢氣再循環率之EGR率推測值。

又，本發明之第2特徵在於：包括表示上述第1變動量(Δω1)與上述缸筒內氣體總質量(Gtotal)之關係，且按照每個既定之引擎轉速而設置之複數個Δω1-Gtotal映射(37)，上述缸筒內氣體總質量推測值導出部(38)，係選擇一個與上述平均引擎轉速(NeA)一致之Δω1-Gtotal映射(37)，並使用根據與上述第1變動量(Δω1)之對應而導出之Gtotal之值，作為上述缸筒內氣體總質量之推測值。

又，本發明之第3特徵在於：上述引擎(5)係可預混合壓縮點火燃燒地構成，上述EGR率為藉由吸氣氣門(IV)及排氣氣門(EV)之開關時序，而使廢氣殘留於氣缸內之內部EGR之EGR率。

又，本發明之第4特徵在於：上述第1既定區間(τ1)係自位於壓縮上止點(TDC)前方位置之曲柄脈衝之下降點起，至位於緊跟壓縮上止點(TDC)後方位置之曲柄脈衝之下降點(C2)為止之期間。

進而，本發明之第5特徵在於：包括藉由計算出與上述引擎(5)之燃燒下止點(BDC)重合之第2既定區間(τ2)之第2曲柄角速度(ω2)，並自該第2曲柄角速度(ω2)減去上述第1曲柄角速度(ω1)，而計算出第2變動量(Δω2)之Δω2計算部，根據上述第2變動量(Δω2)之值而計算出引擎負載率，並根據上述EGR率之推測值及上述引擎負載率，而計算出氣門時序之目標值。

根據第1特徵，本發明之EGR率推測檢測裝置包括：吸入新氣質量檢測部，其檢測引擎之吸入新氣質量；NeA計算部，其根據曲柄脈衝而計算出引擎之平均引擎轉速；Δω1計算部，其藉由計算出與引擎之壓縮上止點重合之第1既定區間之第1曲柄角速度，並且自平均引擎轉速減去第1曲柄角速度而檢出第1變動量；及缸筒內氣體總質量推測值導出部，其根據第1變動量之值而推測缸筒內氣體總質量，該EGR率推測檢測裝置，係根據吸入新氣質量及缸筒內氣體總質量之推測值，而導出廢氣再循環率之EGR率之推測值，因此可藉由使用曲柄脈衝信號與用以檢測吸入新氣質量之空氣流量感測器等之輸出而推測檢測EGR率。由此，無需設置用以直接檢測EGR率之氣體濃度感測器等，從而可避免引擎構成之複雜化及降低生產成本。

根據第2特徵，包括表示第1變動量與缸筒內氣體總質量之關係，且按照每個既定之引擎轉速而設置之複數個Δω1-Gtotal映射，缸筒內氣體總質量推測值導出部係選擇一個與平均引擎轉速一致之Δω1-Gtotal映射，並使用根據與上述第1變動量之對應而導出之Gtotal之值，作為缸筒內氣體總質量之推測值，因此可使用根據曲柄脈衝輸出而計算出之第1變動量與預先藉由實驗等而導出之映射，來推測檢測缸筒內氣體總質量。

根據第3特徵，引擎係可預混合壓縮點火燃燒地構成，EGR率係可藉由吸氣氣門及排氣氣門之開關時序，而使廢氣殘留於氣缸內之內部EGR之EGR率，因此於可使用內部EGR進行預混合壓縮點火(HCCI，Homogeneous Charge Compression Ignition)燃燒之引擎中，準確地求出HCCI燃燒控制所需之控制參數之EGR率，從而可進行適當之燃燒控制。

根據第4特徵，第1既定區間係自位於壓縮上止點前方位置之曲柄脈衝之下降點起，至位於緊跟壓縮上止點後方位置之曲柄脈衝之下降點為止之期間，因此可準確地檢測與壓縮上止點重合之位置之曲柄角速度。

根據第5特徵，包括藉由計算出與引擎之燃燒下止點重合之第2既定區間之第2曲柄角速度，並自該第2曲柄角速度減去第1曲柄角速度而計算出第2變動量之Δω2計算部，根據第2變動量之值而計算出引擎負載率，並根據EGR率之推測值及引擎負載率而計算出氣門時序之目標值，因此可根據曲柄脈衝信號而計算出引擎負載率及氣門時序之目標值。

以下，參照圖式對本發明之較佳實施形態進行詳細說明。圖1係表示本發明一實施形態之EGR率推測檢測裝置30構成之方塊圖。又，圖2係表示使用EGR率之推測值之引擎控制流程之方塊圖。進而，圖3係表示1個循環期間中曲柄脈衝信號與曲柄角速度ω之變動關係之時間表，圖4係圖3之局部放大圖。EGR率推測檢測裝置30內置於控制引擎5之ECU(Engine Control Unit，引擎控制單元)50中。

本實施形態之EGR率推測檢測裝置30，可根據用以檢測引擎5之曲柄軸1旋轉位置之曲柄脈衝器轉子2輸出信號，而求出EGR率之推測值。EGR率係根據缸筒內氣體總質量(Gtotal)與吸入新氣質量(Gf)而求出。即，EGR率可藉由EGR率(%)=(Gtotal-Gf)÷Gtotal×100之計算式而計算出。本案發明中，根據曲柄脈衝器轉子2之輸出信號而推測檢測缸筒內氣體總質量(Gtotal)，另一方面，吸入新氣質量(Gf)係根據安裝於吸氣管11且測量吸入空氣量之空氣流量計15之輸出信號而求出。

引擎5之曲柄軸1安裝有與該曲柄軸1同步旋轉之曲柄脈衝器轉子2。本實施形態之曲柄脈衝器轉子2構成為於與曲柄軸1同步旋轉之轉子3，除1部位之脫齒部H以外，以30度間隔設置有共計11個磁阻分配頭4。

EGR率推測檢測裝置30內之曲柄脈衝檢測部31，係藉由磁性拾波式脈衝產生器PC檢測磁阻分配頭4之通過狀態作為脈衝信號，藉此檢測曲柄軸1之旋轉位置及轉速。曲柄脈衝檢測部31係藉由檢測脫齒部H之通過，而檢測曲柄脈衝器轉子2之基準位置，根據磁阻分配頭4之配置而以#0～10之共計11個曲柄階段分割曲柄軸之1轉。其後，當確定基於吸氣管11中所產生之吸氣壓變動等之衝程判別時，確定階段中之表、背判定(曲柄軸為1個循環中第1轉或第2轉之某一者之判定)，引擎之1個循環(720度)被分割為＃0～21之共計22個循環階段。再者，基於吸氣壓變化之衝程判別，例如，藉由對照所檢測之吸氣壓之變動圖案、與實驗等中所求出之吸氣壓之變動圖案而執行。實驗等中所求出之變動圖案與循環階段建立關聯。

EGR率推測檢測裝置30中包含根據曲柄脈衝檢測部31及計時器32之輸出信號，而計算出既定檢測區間中之平均引擎轉速NeA之NeA計算部33。又，Δω1計算部34中，根據NeA計算部33所計算出之平均引擎轉速NeA、及在與曲柄軸1之上止點位置重合之第1既定區間中所檢測出之第1曲柄角速度ω1，而計算出曲柄角速度之第1變動量Δω1。本實施形態中，於與壓縮上止點(TDC)重合之既定區間檢測第1曲柄角速度ω1。

於此，參照圖3及4。曲柄角速度ω即便於平均引擎轉速NeA固定之情形時，亦會藉由氣缸內壓之變動而結合於引擎之1個循環，即，壓縮、燃燒‧膨脹、排氣、吸氣之4個衝程而反覆進行週期性之變動。具體而言，壓縮衝程中，因氣缸內壓之上升所引起之壓縮阻力而導致曲柄角速度ω減少。又，燃燒‧膨脹衝程之區間中，因燃燒所引起之氣缸內壓之上升而導致產生曲柄旋轉能量，從而產生由此所引起之曲柄角速度ω之增加。又，曲柄角速度ω重複如下變動：於燃燒‧膨脹衝程結束時迎來峰值，其後因引擎內之機械摩擦阻力、排氣衝程中已燃氣體之排出阻力、吸入衝程中吸入阻力等泵功而持續下降並再次到達吸入衝程‧壓縮衝程。

根據該曲柄角速度ω之變動，於壓縮上止點附近所檢測之第1曲柄角速度ω1，小於平均引擎轉速NeA。再者，於燃燒下止點之附近所檢測之第2曲柄角速度ω2，大於平均引擎轉速NeA，例如，於平均引擎轉速NeA為3000 rpm時，第1曲柄角速度ω1=2900 rpm，第2曲柄角速度ω2=3100 rpm。

曲柄角速度ω之變動峰值，會對應於引擎之產生扭矩而變大，其後之下降量會隨著吸入空氣量增多而變大。因此，隨著產生扭矩大且吸入空氣量多之引擎，曲柄角速度ω之變動就愈大。此外，隨著曲柄軸之慣性力小之低旋轉域則該變動就愈大，又，隨著氣缸數少且爆炸間隔大之引擎則該變動就愈大。換言之，如自動二輪車之單氣缸引擎般曲柄軸之慣性力矩比較小之引擎中，存在曲柄角速度ω之變動變大之傾向。

Δω1計算部34係以Δω1=NeA-ω1之式，計算出壓縮上止點附近中第1曲柄角速度ω1之第1變動量Δω1(與平均引擎轉速NeA相對之變動量)。再者，圖3、4中亦記載有燃燒下止點附近第2曲柄角速度ω2之第2變動量Δω2(與曲柄角速度ω1相對之變動量)。第2變動量Δω2係以Δω2=ω2-ω1之式計算出。

對Δω1計算部34中Δω1之計算順序進行說明。曲柄角速度ω於曲柄軸1係位於壓縮上止點(TDC)之位置，即，曲柄角度為0度時最小。因此，根據壓縮衝程而產生之曲柄軸1之減速程度，係由曲柄角速度之第1變動量Δω1(平均引擎轉速NeA-第1曲柄角速度ω1)來表示。

又，曲柄角速度ω於曲柄軸1位於燃燒下止點之位置，即，曲柄角度為180度時最大。因此，根據燃燒‧膨脹衝程之曲柄軸1之加速程度，係由自壓縮上止點至燃燒下止點為止之曲柄角速度之第2變動量Δω2(第2曲柄角速度ω2-第1曲柄角速度ω1)來表示。

參照圖4，本實施形態中，根據自位於壓縮上止點前方位置之曲柄脈衝P1之下降點C1，至位於緊跟壓縮上止點後方位置之曲柄脈衝P2之下降點C2為止，以30度區間(第1既定區間)之通過時間τ1，而計算出第1曲柄角速度ω1。再者，第2曲柄角速度ω2，係根據自位於燃燒下止點(BDC)前方位置之曲柄脈衝P3之下降點C3，至位於緊跟燃燒下止點後方位置之曲柄脈衝P4之下降點C4為止，以30度區間(第2既定區間)之通過時間τ2而計算出。

而且，第1變動量Δω1係藉由自平均引擎轉速NeA減去曲柄角速度ω1而計算出，第2變動量Δω2係藉由自第2曲柄角速度ω2減去第1曲柄角速度ω1而計算出。

而且，第1變動量Δω1係藉由自平均引擎轉速NeA減去曲柄角速度ω1而計算出。接下來，對第1變動量Δω1與缸筒內氣體總質量Gtotal之關係進行說明。

內燃機(引擎)之扭矩變動ΔN，係內燃機有效扭矩與行駛阻力扭矩之差，於將氣缸內壓力所形成之內燃機輸出扭矩設定為N_{cylinder_work} ，將內燃機之摩擦阻力扭矩設定為N_friction ，且將行駛阻力扭矩設定為N_load 時，與曲柄軸1等效慣性力矩I之關係可以如下之運動方程式表示。

ΔN=(N_{cylinder_work} -N_friction )-N_load =I‧(dω/dt)…(1)

於此，於將氣缸內之壓力設定為P_cylinder ，將氣缸內徑設為B，將氣體常數設定為R，將氣體絕對溫度設定為T，將氣缸內容積設定為V，且將扭矩計算上之有效半徑設定為r時，

N_{cylinder_work} =P_cylinder ‧(π/4)B² ‧r…(2)

P_cylinder =Gtotal‧R‧T/V…(3)，

當向忽略摩擦阻力扭矩N_friction 及行駛阻力扭矩N_load 而於上述式(1)中代入上述式(2)及式(3)時，

dω/dt=(1/I)‧(Gtotal‧R‧T/V)‧(π/4)B² ‧r…(4)

然而，於壓縮上止點前，曲柄角速度ω如圖3、4所示減速，壓縮上止點前之減速之斜率(dω/dt)，於壓縮上止點前之2點間可為近似，於將2點間之時間設定為Δτ時，若將自平均之曲柄角速度，即，自內燃機之轉速Ne之角速度變動量(第1變動量)設定為Δω，則

dω/dt=Δω/Δτ…(5)。

且，壓縮上止點前之角速度變動量Δω，係根據平均角速度ωtdc作為(Δω=Ne-ωtdc)而計算出者，該平均角速度ωtdc係根據自檢測磁阻分配頭4之磁性拾波式脈衝產生器(脈衝產生器)PC輸出之脈衝而獲得，上述式(4)成為：

Δω/Δτ=Gtotal‧T‧(1/I)‧(R/V)‧(π/4)B2‧r…(6)

於此，[(1/I)‧(R/V)‧(π/4)B² ‧r]為固定，於內燃機之轉速Ne相同時，若假定Δτ為固定，則為Δω∞Gtotal‧T，於吸入溫度T為固定時Δω∞Gtotal，可根據基於自檢測磁阻分配頭4之磁性拾波式脈衝產生器PC輸出之脈衝而得之角速度變動量Δω，來簡單地推測缸筒內氣體總質量Gtotal。因此，可根據Δω1而進行缸筒內氣體總質量Gtotal之預測。

返回至圖1，按照引擎不同轉速而設置之Δω1-Gtotal映射群36中，收納有與既定引擎轉速對應之複數個Δω1-Gtotal映射37(例如，以1000 rpm為單位，於1000～10000 rpm時有10個)。Δω1-Gtotal映射37係基於預先進行之實驗資料而作成，且表示第1變動量Δω1與缸筒內氣體總質量(Gtotal)之關係者。

如圖5所示，Δω1-Gtotal映射，係表示第1變動量Δω1與缸筒內氣體總質量(Gtotal)之關係者，例如，係使用在氣缸內安裝有氣體濃度感測器之實驗用引擎而預先規定者。第1變動量Δω1與缸筒內氣體總質量之間大概成立比例關係。

映射對照部35係根據由NeA計算部33所計算出之平均引擎轉速NeA之值，自按照引擎不同轉速而設置之Δω1-Gtotal映射群36，選擇一個引擎轉速一致之Δω1-Gtotal映射37。而且，缸筒內氣體總質量推測值導出部38係導出該Δω1-Gtotal映射37中所示之Gtotal之值，作為缸筒內氣體總質量之推測值。

另一方面，吸入新氣質量檢測部39，係根據由空氣流量感測器15所檢測出之吸入空氣量，而檢測吸入新氣之質量，即，吸入新氣質量(Gf)。然後，EGR率推測值計算部41係藉由EGR率(%)=(Gtotal-Gf)÷Gtotal×100之計算式而計算出EGR率之推測值。

參照圖2之方塊圖，對使用所推測檢測出之EGR率驅動控制引擎5之可變氣門時序(VVT：Variable Valve Timing)機構之流程進行說明。4循環單氣缸引擎5之氣缸10上部，安裝有包括可任意改變吸排氣氣門之氣門時序之VVT機構之氣缸蓋8。VVT機構根據ECU50之驅動指令而驅動控制馬達，藉此變更吸氣氣門IV及排氣氣門EV之氣門時序。再者，伴隨該氣門時序之變更，氣門升程量亦發生變化。利用VVT機構進行之氣門時序之可變狀態，藉由檢測控制馬達之旋轉角等之感測器19而傳送至ECU50。

吸氣管11之一端部安裝有過濾新氣之空氣淨化盒16。空氣淨化盒16之內部設置有吸氣溫度感測器17、及大氣壓感測器18。又，吸氣管11安裝有用以測量吸入空氣量之空氣流量感測器15、檢測節氣門13之旋轉角度之節氣門開度感測器14、檢測吸氣壓力之吸氣壓感測器20。燃燒室之上部設置有點火裝置9，節氣門13下游側之吸氣管11設置有燃料噴射閥12。又，排氣管6安裝有氧濃度感測器7。

再者，空氣流量感測器15，可採用利用使加熱之鉑線失去熱量時電阻會發生變化之現象之熱線式、或以超音波測量流路中所產生之卡氏渦數量之卡氏渦式的感測器元件。

ECU50使用各種感測器之輸出信號執行各種運算，而驅動控制燃料噴射閥12、點火裝置9、及VVT機構。上述之EGR率之推測值主要用於VVT機構之控制。本實施形態中以如下方式構成，即，首先氣門時序目標值導出部51使用EGR率推測值與引擎負載率，導出氣門時序之目標值。然後，VVT機構目標位置導出部52係構成為導出用以實現氣門時序之目標值之VVT機構之控制馬達之驅動量，並基於該馬達驅動量而由VVT機構控制部53向控制馬達輸出驅動信號。再者，引擎負載率可基於上述之Δω2(參照圖4)之大小等而計算出。

再者，可知當引擎轉速為固定，點火時期設定為MBT(Minimum Advance for Best Torque，最大扭矩的最小點火提前角)，且燃燒氣體中之空燃比(A/F)為固定時，IMEP(Indicated Mean Effective Pressure，指示平均有效壓力)與ηc(填充效率)之間成立比例關係。由此，可根據由氧濃度感測器7所檢測之空燃比、與上述之第2變動量Δω2而求出IMEP。再者，點火時期之MBT係指於節氣門開度固定且引擎轉速固定之情況下，產生扭矩成為最大之點火時期，且為預先藉由實驗等導出之值(例如，3000 rpm時為0度)。又，填充效率(Gharging efficiency)ηc係於既定氣壓及既定溫度下，在吸氣衝程中可吸入燃燒室內之吸入新氣之質量所相關之效率。進而，IMEP(指示平均有效壓力)係將藉由燃燒而產生之氣缸內之功量除以衝程體積而得之值(例如，500 kPa)，且係無關於排氣量而是藉由功之產生度來表示引擎性能之一種指標。

於此，對第2變動量Δω2與上述之IMEP等之關係進行說明。如上所述，曲柄軸之角速度ω會因曲柄軸之變動扭矩，而以平均引擎轉速NeA為中心進行律動。於此，燃燒‧膨脹衝程(參照圖3、4)中旋轉能量上升量ΔE(自壓縮上止點至燃燒下止點為止之旋轉能量上升量)，於將曲柄軸系慣性力矩設定為I時，可根據壓縮上止點及燃燒‧膨脹衝程結束時之ω(即，ω1及ω2)而以下式求出。

ΔE=1/2×I×(ω2^2-ω1^2)…(7)

該ΔE係引擎之燃燒所作之功，可以下式求出。

ΔE=IMIP×排氣量Vs…(8)

於此，上述式(7)右邊之1/2×(ω2^2-ω1^2)可轉換為下式。

1/2×(ω2^2-ω1^2)=(ω2-ω1)×1/2×(ω2+ω1)...(9)

以上，將燃燒‧膨脹衝程區間之曲柄角速度之加速量Δω2定義為下式。

Δω2=ω2-ω1…(10)

又，上述式(9)右邊之1/2×(ω2+ω1)係循環平均之ω，因此與平均引擎轉速NeA一致。

1/2×(ω2+ω1)=NeA…(11)

根據上述式(7)～(11)，Δω2成為下式。

Δω2=(IMEP×Vs)/(I×NeA)…(12)

即，Δω2係與IMEP(指示平均有效壓力)、排氣量Vs成比例，且與平均引擎轉速NeA及曲柄軸系慣性力矩I成反比例。而且，由於IMEP與引擎負載率成比例，因此可根據Δω2之值而計算出引擎負載率。

圖6係表示可進行預混合壓縮點火(HCCI：Homogeneous Charge Compression Ignition)之HCCI引擎之燃燒特性之曲線圖。HCCI係指如柴油引擎般使汽油壓縮過熱而自行點火之燃燒方式，本實施形態中，藉由使用內部EGR而實現HCCI燃燒。具體而言，由於汽油引擎之壓縮比低，難以自行點火，因此藉由提前關閉排氣氣門EV而使廢氣殘留於缸筒內，利用該殘留廢氣之熱能而使汽油自行點火。

圖6之曲線圖表示引擎扭矩與引擎轉速之關係。可進行HCCI燃燒之區域，與可進行通常之SI(spark Ignition，火花點火)燃燒之區域相比，限定於引擎扭矩及引擎轉速低之比較窄之區域(圖示之斜線部)。因此，為確實地實現HCCI燃燒，必須準確地檢測EGR率。再者，「WOT時」之線係表示節氣門全開(Wide open throttle)時，即，全負載時之引擎特性。

圖7係表示可藉由VVT機構而改變之氣門時序之曲線圖。通常之SI燃燒中，以排氣氣門EV之開始關閉與吸氣氣門IV之開始打開相接近之氣門時序運行，虛線A之SI燃燒中，於TDC(重疊頂點。排氣下止點)產生排氣氣門EV及吸氣氣門IV均打開之狀態。

與此相對，實線B、C所示之HCCI燃燒中以如下方式構成，即，應用藉由VVT機構而將關閉排氣氣門之時序提前，並且延遲吸氣氣門IV打開之時序之「負重疊法」，藉此使氣缸內殘留大量廢氣而進行混合氣體之自行點火。

圖8係表示EGR率與引擎負載率之關係之曲線圖。如圖示般，HCCI燃燒僅可於引擎負載率比較低之區域實現，進而，具有引擎負載率越降低則越需要高EGR率之特性。另一方面，SI燃燒區域中，隨著引擎負載率上升則需要低EGR率。圖中之A、B、C係與圖7所示之氣門時序A、B、C對應，ECU50以實現與引擎負載率對應之EGR率之方式控制VVT機構。

如上所述，根據本發明之EGR率推測檢測裝置，可根據自曲柄脈衝器信號所檢測之曲柄角速度，而推測檢測EGR率。由此，無需使用用以直接檢測EGR率之氣體濃度感測器等，便可適當地控制VVT機構、點火裝置及燃料噴射裝置等。

再者，曲柄脈衝器轉子或脈衝產生器之構成或形狀、Δω1-Gtotal映射之形態或個數、ECU內之構成等，並不限定於上述實施形態，亦可進行各種變更。例如，上述實施形態中，分別於跨過壓縮上止點及燃燒下止點之期間計算出Δω1及Δω2，但該計算位置亦可結合於引擎之排氣量或形態等，而分別向進角方向或遲角方向僅偏移既定角度。又，計算出ω1或ω2之期間之長度，亦可根據曲柄脈衝器轉子之磁阻分配頭之形狀等而進行任意變更。又，亦可以跨過壓縮上止點及燃燒下止點之方式，形成曲柄脈衝器轉子之磁阻分配頭，且根據該各磁阻分配頭之通過時間而計算出Δω1及Δω2。

本發明之EGR率推測檢測裝置，亦可包括Δω1、Δω2計算部，其根據引擎之壓縮衝程開始時的角速度、與壓縮上止點附近的角速度之差分，而計算出第1變動量(Δω1)，另一方面，藉由計算出與引擎之燃燒下止點(BDC)重合之第2既定區間(τ2)之第2曲柄角速度(ω2)，並且自第2曲柄角速度(ω2)減去第1曲柄角速度(ω1)，而計算出第2變動量(Δω2)。

本發明之EGR率推測檢測裝置，可並用作根據曲柄角速度之變動而推測檢測引擎負載之負載檢測裝置，又，並不限定於自動二輪車用引擎，亦可應用於各種形態之引擎。

1．．．曲柄軸

2．．．曲柄脈衝器轉子

3．．．轉子

4．．．磁阻分配頭

5．．．引擎

6．．．排氣管

7．．．氧濃度感測器

8．．．氣缸蓋

9．．．點火裝置

10．．．氣缸

11．．．吸氣管

12．．．燃料噴射閥

13．．．節氣門

14．．．節氣門開度感測器

15．．．空氣流量感測器

16．．．空氣淨化盒

17．．．吸氣溫度感測器

18．．．大氣壓感測器

19．．．感測器

20．．．吸氣壓感測器

30．．．EGR率推測檢測裝置

31．．．曲柄脈衝檢測部

32．．．計時器

33．．．NeA計算部

34．．．Δω1計算部

35．．．映射對照部

36．．．按照引擎不同轉速而設置之Δω1-Gtotal映射群

37．．．Δω1-Gtotal映射

38．．．缸筒內氣體總質量推測值導出部

39．．．吸入新氣質量檢測部

41．．．EGR率推測值計算部

50．．．ECU

51．．．氣門時序目標值導出部

52．．．VVT機構目標位置導出部

53．．．VVT機構控制部

PC．．．磁性拾波式脈衝產生器

H．．．脫齒部

IV．．．吸氣氣門

EV．．．排氣氣門

圖1係表示本發明之一實施形態之EGR率推測檢測裝置之構成之方塊圖。

圖2係表示使用EGR率推測值之引擎控制流程之方塊圖。

圖3係表示1個循環期間中曲柄脈衝信號與曲柄角速度ω之變動關係之時間表。

圖4係圖3之局部放大圖。

圖5係Δω1-Gtotal映射之一例。

圖6係表示HCCI引擎之燃燒特性之曲線圖。

圖7係表示可藉由VVT機構而改變之氣門時序之曲線圖。

圖8係表示EGR率與引擎負載率關係之曲線圖。