專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，研究了根據(jù)流體力學(xué)等將內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)模型化，并根據(jù)利用該模型計(jì)算出的參數(shù)來(lái)控制內(nèi)燃機(jī)的技術(shù)。即，例如對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)，構(gòu)造出節(jié)氣門(mén)模型、進(jìn)氣管模型、進(jìn)氣門(mén)模型等，利用上述各種模型，根據(jù)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、大氣壓以及大氣溫度等計(jì)算出缸內(nèi)填充空氣量等，并據(jù)此進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)的控制。
但是，進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)的控制時(shí)，特別是如上所述地利用模型進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)的控制時(shí)，為了計(jì)算出控制的相關(guān)參數(shù)，有時(shí)需要穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的節(jié)氣門(mén)下游側(cè)的進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pmta和缸內(nèi)吸入空氣流量mcta(或可由此計(jì)算出的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的缸內(nèi)空氣填充率Klta(即，缸內(nèi)填充空氣相對(duì)于一次氣缸總行程容積的量的空氣質(zhì)量的質(zhì)量比))。例如在特開(kāi)2001-41095號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了根據(jù)此時(shí)的節(jié)氣門(mén)下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力和大氣壓等以及上述Pmta算出節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量的方法。
以往，上述的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的節(jié)氣門(mén)下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pmta和缸內(nèi)吸入空氣流量mcta是利用映像圖而求出的。即，例如在上述特開(kāi)2001-41095號(hào)公報(bào)中，根據(jù)以節(jié)氣門(mén)開(kāi)度或內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速等作為自變量的映像圖求出上述Pmta。
但是，實(shí)際上為了制作上述映像圖需要大量時(shí)間。即，為了制作映像圖需要依次改變各自變量而實(shí)測(cè)上述Pmta或mcta，其作業(yè)非常龐大。并且，有可能因增加必要的映像圖個(gè)數(shù)或自變量而增加映像圖檢索操作，增大控制負(fù)荷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，可通過(guò)更加簡(jiǎn)便的方法求出穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的節(jié)氣門(mén)下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pmta和缸內(nèi)吸入空氣流量mcta中的至少一個(gè)。
作為解決上述問(wèn)題的手段，本發(fā)明提供了技術(shù)方案范圍內(nèi)的各項(xiàng)技術(shù)方案所記載的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。
本發(fā)明的第一方案提供一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，包括節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式，其將節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量表示成節(jié)氣門(mén)下游側(cè)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力的函數(shù)；和缸內(nèi)吸入空氣流量計(jì)算式，其將缸內(nèi)吸入空氣流量表示成上述下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力的函數(shù)；當(dāng)根據(jù)上述節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式求出的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量與根據(jù)上述缸內(nèi)吸入空氣流量計(jì)算式求出的缸內(nèi)吸入空氣流量一致時(shí)，計(jì)算出上述下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力，作為在此時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力。
以往，雖然利用映像圖求出上述穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力，但是存在映像圖制作作業(yè)的工時(shí)極大，并且檢索映像圖時(shí)的控制負(fù)荷也很大的問(wèn)題。
與此相反，在本方案中，利用穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量和缸內(nèi)吸入空氣流量一致的條件，通過(guò)計(jì)算求出上述穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力。因此，采用本方案，能夠更加簡(jiǎn)單地求出上述穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力。
本發(fā)明的第二方案提供一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，包括節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式，其將節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量表示成節(jié)氣門(mén)下游側(cè)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力的函數(shù)；和缸內(nèi)吸入空氣流量計(jì)算式，其將缸內(nèi)吸入空氣流量表示成上述下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力的函數(shù)；當(dāng)根據(jù)上述節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式求出的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量與根據(jù)上述缸內(nèi)吸入空氣流量計(jì)算式求出的缸內(nèi)吸入空氣流量一致時(shí)，計(jì)算出缸內(nèi)吸入空氣流量，作為在此時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的缸內(nèi)吸入空氣流量。
以往，上述穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的缸內(nèi)吸入空氣流量也是利用映像圖求出的，因而與利用映像圖求出上述穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力的情況相比，存在相同的問(wèn)題。
與此相反，在本方案中，利用穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量與缸內(nèi)吸入空氣流量一致的條件，通過(guò)計(jì)算而求出上述穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的缸內(nèi)吸入空氣流量。因此，采用本方案，能夠更加簡(jiǎn)單地求出上述穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的缸內(nèi)吸入空氣流量。
在本發(fā)明的第三方案中，當(dāng)根據(jù)上述節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式求出的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量與根據(jù)上述缸內(nèi)吸入空氣流量計(jì)算式求出的缸內(nèi)吸入空氣流量一致時(shí)，計(jì)算出上述缸內(nèi)吸入空氣流量，作為在此時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的缸內(nèi)吸入空氣流量。
采用本方案，能夠更加簡(jiǎn)單地同時(shí)求出穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力和缸內(nèi)吸入空氣流量。
在本發(fā)明的第四方案中，設(shè)mt為節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量、μ為節(jié)氣門(mén)的流量系數(shù)、At為節(jié)氣門(mén)的開(kāi)口截面積、Pa為大氣壓、Ta為大氣溫度、R為氣體常數(shù)、Pm為上述下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力、Φ(Pm/Pa)為對(duì)應(yīng)Pm/Pa值確定的系數(shù)時(shí)，上述節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式可由下述式子(1)表示；并且設(shè)mc為缸內(nèi)吸入空氣流量、a、b為至少根據(jù)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速確定的適合參數(shù)時(shí)，上述缸內(nèi)吸入空氣流量計(jì)算式可由下述式子(2)表示mt=μ·At·PaR·Ta·Φ(PmPa)---(1)]]>mc＝a·Pm-b …(2)采用本方案，能夠通過(guò)比較簡(jiǎn)單的計(jì)算準(zhǔn)確地求出穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力和缸內(nèi)吸入空氣流量。
在本發(fā)明的第五方案中，包括廢氣再循環(huán)通路，其使內(nèi)燃機(jī)排出到排氣通路的廢氣中的至少一部分流入進(jìn)氣通路；和EGR控制閥，用于調(diào)整通過(guò)該廢氣再循環(huán)通路的廢氣的流量；當(dāng)設(shè)mt為節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量、μ為節(jié)氣門(mén)的流量系數(shù)、At為節(jié)氣門(mén)的開(kāi)口截面積、Pa為大氣壓、Ta為大氣溫度、R為氣體常數(shù)、Pm為上述下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力、Φ(Pm/Pa)為對(duì)應(yīng)Pm/Pa值確定的系數(shù)時(shí)，上述節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式可由下述式子(3)表示；并且設(shè)mc為缸內(nèi)吸入空氣流量、e、g為至少根據(jù)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和上述EGR控制閥的開(kāi)度而確定的適合參數(shù)時(shí)，上述缸內(nèi)吸入空氣流量計(jì)算式可由下述式子(4)表示mt=μ·At·PaR·Ta·Φ(PmPa)---(3)]]>mc＝e·Pm+g…(4)采用本方案，即使在進(jìn)行廢氣再循環(huán)的情況下，也能夠通過(guò)比較簡(jiǎn)單的計(jì)算準(zhǔn)確地求出穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力和缸內(nèi)吸入空氣流量。
在本發(fā)明的第六方案中，內(nèi)燃機(jī)還具有改變?cè)O(shè)在各氣缸上的氣門(mén)的開(kāi)閉正時(shí)的可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)，根據(jù)上述開(kāi)閉正時(shí)為第一配氣正時(shí)且上述EGR控制閥為第一開(kāi)度時(shí)的上述適合參數(shù)e、g，上述開(kāi)閉正時(shí)為上述第一配氣正時(shí)且上述EGR控制閥為第二開(kāi)度時(shí)的上述適合參數(shù)e、g，以及上述開(kāi)閉正時(shí)為上述第二配氣正時(shí)且上述EGR控制閥為第一開(kāi)度時(shí)的上述適合參數(shù)e、g，推測(cè)出上述開(kāi)閉正時(shí)為上述第二配氣正時(shí)且上述EGR控制閥為上述第二開(kāi)度時(shí)的上述適合參數(shù)e、g。
采用本方案，在進(jìn)行廢氣再循環(huán)并具有可變配氣正時(shí)結(jié)構(gòu)的情況下，能夠減少用于上述適合參數(shù)e、g的映像圖制作作業(yè)的工時(shí)。此外，如果減少了預(yù)先存儲(chǔ)的映像圖個(gè)數(shù)，則能夠降低檢索映像圖時(shí)的控制負(fù)荷。
在本發(fā)明的第七方案中，上述開(kāi)閉正時(shí)為上述第二配氣正時(shí)且上述EGR控制閥為第一開(kāi)度時(shí)，上述適合參數(shù)e、g是分別取上述節(jié)氣門(mén)下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力大于第一壓力和小于第一壓力的不同的兩個(gè)值而推測(cè)出的，上述開(kāi)閉正時(shí)為上述第二配氣正時(shí)且上述EGR控制閥為上述第二開(kāi)度時(shí)，適合參數(shù)e、g是對(duì)應(yīng)上述節(jié)氣門(mén)下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力分別取三個(gè)或三個(gè)以上的不同值而推測(cè)出的，根據(jù)上述開(kāi)閉正時(shí)為第一配氣正時(shí)且上述EGR控制閥為第一開(kāi)度時(shí)的上述適合參數(shù)e、g、上述開(kāi)閉正時(shí)為第一配氣正時(shí)且上述EGR控制閥為第二開(kāi)度時(shí)的上述適合參數(shù)e、g以及上述開(kāi)閉正時(shí)為第二配氣正時(shí)且上述EGR控制閥為第一開(kāi)度時(shí)的上述適合參數(shù)e、g，算出上述節(jié)氣門(mén)下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力取大于第一壓力和小于第一壓力的不同的兩個(gè)值而得出的近似適合參數(shù)ep、gp，并將這些近似適合參數(shù)ep、gp作為上述開(kāi)閉正時(shí)為上述第二配氣正時(shí)且上述EGR控制閥為上述第二開(kāi)度時(shí)的上述適合參數(shù)e、g。
采用本方案，能夠使求出穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力或缸內(nèi)吸入空氣流量時(shí)的處理變得簡(jiǎn)易，從而能夠降低控制負(fù)荷。
在本發(fā)明的第八方案中，上述EGR控制閥為上述第一開(kāi)度的情況是上述EGR控制閥關(guān)閉的情況。
通過(guò)以上述EGR控制閥關(guān)閉的情況為基準(zhǔn)，能夠更加準(zhǔn)確地推測(cè)出上述開(kāi)閉正時(shí)為上述第二(即任意的)配氣正時(shí)且上述EGR控制閥為上述第二(即任意的)開(kāi)度時(shí)的上述適合參數(shù)e、g。其結(jié)果是，能夠更加準(zhǔn)確地求出穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力和缸內(nèi)吸入空氣流量。
在本發(fā)明的第九方案中，在節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt與缸內(nèi)吸入空氣流量mc的大小顛倒的部分，采用以下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm的一次式表示的近似式作為上述節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式。
在本發(fā)明的第十方案中，上述近似式為表示連接兩點(diǎn)的直線的一次式，所述兩點(diǎn)為用上述節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式表示的曲線上的兩點(diǎn)，即節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt和缸內(nèi)吸入空氣流量mc的大小顛倒前后的兩點(diǎn)。
采用第九方案和第十方案，可以使求出穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力和缸內(nèi)吸入空氣流量時(shí)的計(jì)算變得簡(jiǎn)易，從而能夠降低控制負(fù)荷。
在本發(fā)明的第十一方案中，代替上述大氣壓Pa，可以采用至少考慮空氣濾清器的壓力損失而求出的節(jié)氣門(mén)上游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pac。
采用本方案，能夠更加準(zhǔn)確地求出穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力或缸內(nèi)吸入空氣流量。
在本發(fā)明的第十二方案中，根據(jù)上一次求出的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量，至少考慮到空氣濾清器的壓力損失而求出節(jié)氣門(mén)上游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pac，上述近似式為表示連接兩點(diǎn)的直線的一次式，其中表示上述兩點(diǎn)的坐標(biāo)是如下得到的相對(duì)于上述節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式表示的曲線上的兩點(diǎn)、即節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt與缸內(nèi)吸入空氣流量mc的大小顛倒前后的兩點(diǎn)，用表示其坐標(biāo)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力和節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量的值分別乘以Pac/Pa而得到的。
采用本方案，可以使求出穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力和缸內(nèi)吸入空氣流量時(shí)的計(jì)算變得簡(jiǎn)易，從而能夠減少控制負(fù)荷。并且由于考慮了空氣濾清器的壓力損失等，所以能夠更加準(zhǔn)確地求出穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力和缸內(nèi)吸入空氣流量。
下面，根據(jù)附圖和本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的記載，應(yīng)該能夠更加充分地理解本發(fā)明。


圖1是表示將本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置應(yīng)用于缸內(nèi)噴射型火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)時(shí)的一個(gè)例子的概略圖。
圖2是表示吸入空氣量模型的圖。
圖3是表示節(jié)氣門(mén)開(kāi)度與流量系數(shù)的關(guān)系的圖。
圖4是表示函數(shù)Φ(Pm/Pa)的圖。
圖5是表示節(jié)氣門(mén)模型的基本概念的圖。
圖6是表示進(jìn)氣管模型的基本概念的圖。
圖7是表示進(jìn)氣門(mén)模型的基本概念的圖。
圖8是與缸內(nèi)填充空氣量以及缸內(nèi)吸入空氣流量的定義有關(guān)的圖。
圖9是表示下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm與節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt以及缸內(nèi)吸入空氣流量mc的關(guān)系的圖，其表示出當(dāng)節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt與缸內(nèi)吸入空氣流量mc相等時(shí)，下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm為穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pmta，此時(shí)的缸內(nèi)吸入空氣流量mc為穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的缸內(nèi)吸入空氣流量mcta。
圖10是在與圖9相同的圖中放大交點(diǎn)EP附近的圖，用于說(shuō)明將表示節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt的曲線近似成直線的情況以及將表示缸內(nèi)吸入空氣流量mc的兩條直線近似成一條直線的情況。
圖11是表示將本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置應(yīng)用于與圖1不同的缸內(nèi)噴射型火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)時(shí)的一個(gè)例子的概略圖。
圖12是用于說(shuō)明利用規(guī)定條件下的適合參數(shù)e、g來(lái)推測(cè)出任意條件下的適合參數(shù)e、g的方法的圖。
圖13也是用于說(shuō)明利用規(guī)定條件下的適合參數(shù)e、g來(lái)推測(cè)出任意條件下的適合參數(shù)e、g的方法的圖。
圖14是用于說(shuō)明將用三條直線表示的缸內(nèi)吸入空氣流量mc11近似成用兩條直線表示的近似缸內(nèi)吸入空氣流量mc′11的方法的圖，其表示規(guī)定壓力Pm1比規(guī)定壓力Pm2大的情況。
圖15是與圖14相同的圖，其表示規(guī)定壓力Pm1比規(guī)定壓力Pm2小的情況。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。并且在附圖中，對(duì)于相同或類似的構(gòu)成元件標(biāo)注通用的參照標(biāo)號(hào)。
圖1是表示將本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置應(yīng)用于缸內(nèi)噴射型火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)時(shí)的一個(gè)例子的概略圖。另外，本發(fā)明也適用于火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)或壓縮點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)。
如圖1所示，內(nèi)燃機(jī)主體1包括氣缸體2、在氣缸體2內(nèi)往復(fù)移動(dòng)的活塞3以及固定在氣缸體2上的氣缸蓋4。在活塞3和氣缸蓋4之間形成燃燒室5。氣缸蓋4上對(duì)應(yīng)每個(gè)氣缸配置有進(jìn)氣門(mén)6、進(jìn)氣口7、排氣門(mén)8以及排氣口9。并且，如圖1所示，氣缸蓋4的內(nèi)壁面的中央部上配置有火花塞10，氣缸蓋4的內(nèi)壁面周邊部上配置有燃料噴射閥11。并且在活塞3的頂面上形成有從燃料噴射閥11的下方延伸至火花塞10的下方的空腔12。
各氣缸的進(jìn)氣口7通過(guò)下游側(cè)的進(jìn)氣管13連接在緩沖罐14上，緩沖罐14通過(guò)上游側(cè)的進(jìn)氣管15連接在空氣濾清器16上。上述進(jìn)氣管15內(nèi)配置有由步進(jìn)電機(jī)17驅(qū)動(dòng)的節(jié)氣門(mén)18。另一方面，各氣缸的排氣口9連接在排氣管19上，該排氣管19連接在排氣凈化裝置20上。
電子控制單元(ECU)31由數(shù)字計(jì)算機(jī)構(gòu)成，其包括通過(guò)雙向總線32相連的RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)33、ROM(只讀存儲(chǔ)器)34、CPU(微處理器)35、輸入端口36以及輸出端口37。上述進(jìn)氣管13上設(shè)有用于檢測(cè)進(jìn)氣管內(nèi)的壓力的進(jìn)氣管內(nèi)壓力傳感器40，進(jìn)氣管內(nèi)壓力傳感器40產(chǎn)生與進(jìn)氣管內(nèi)壓力成比例的輸出電壓，該輸出電壓通過(guò)相應(yīng)的AD變換器38輸入到輸入端口36。
并且，設(shè)有用于檢測(cè)節(jié)氣門(mén)18的開(kāi)度的節(jié)氣門(mén)開(kāi)度傳感器43、用于檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)周?chē)拇髿鈮毫蛭氲竭M(jìn)氣管15的空氣壓力(進(jìn)氣壓力)的大氣壓傳感器44以及用于檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)周?chē)拇髿鉁囟然蛭氲竭M(jìn)氣管15的空氣的溫度(進(jìn)氣溫度)的大氣溫度傳感器45，這些傳感器的輸出電壓通過(guò)相應(yīng)的AD變換器38輸入到輸入端口36。并且，加速踏板46上連接有負(fù)荷傳感器47，該負(fù)荷傳感器47用于產(chǎn)生與加速踏板46的踩踏量成比例的輸出電壓，負(fù)荷傳感器47的輸出電壓通過(guò)相應(yīng)的AD變換器38輸入到輸入端口36。曲軸轉(zhuǎn)角傳感器48例如曲軸每轉(zhuǎn)動(dòng)30度時(shí)產(chǎn)生輸出脈沖，并且該輸出脈沖輸入到輸入端口36。利用CPU35根據(jù)該曲軸轉(zhuǎn)角傳感器48的輸出脈沖計(jì)算內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速。另一方面，輸出端口37通過(guò)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路39連接在火花塞10、燃料噴射閥11以及步進(jìn)電機(jī)17等上。
近年來(lái)，還研究了根據(jù)流體力學(xué)等將內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)模型化，并根據(jù)利用該模型算出的參數(shù)控制內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)控制裝置。例如，對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)，構(gòu)造出節(jié)氣門(mén)模型、進(jìn)氣管模型、進(jìn)氣門(mén)模型等，利用上述各個(gè)模型，根據(jù)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、大氣壓以及大氣溫度等算出缸內(nèi)填充空氣量等，并據(jù)此進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)的控制。
并且，在本實(shí)施方式中，在圖1所示的結(jié)構(gòu)中也利用模型對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制。即，在本實(shí)施方式中，通常利用以下說(shuō)明的吸入空氣量模型M20進(jìn)行控制。圖2是表示吸入空氣量模型M20的圖。
如圖2所示，吸入空氣量模型M20包括節(jié)氣門(mén)模型M21、進(jìn)氣管模型M22以及進(jìn)氣門(mén)模型M23。向節(jié)氣門(mén)模型M21輸入通過(guò)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度傳感器檢測(cè)出的節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度(以下稱為“節(jié)氣門(mén)開(kāi)度”)θt、通過(guò)大氣壓傳感器檢測(cè)出的內(nèi)燃機(jī)周?chē)拇髿鈮篜a、通過(guò)大氣溫度傳感器檢測(cè)出的內(nèi)燃機(jī)周?chē)拇髿鉁囟萒a以及在后述的進(jìn)氣管模型M22中算出的節(jié)氣門(mén)下游側(cè)的進(jìn)氣管內(nèi)的壓力(以下稱為“下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力”)Pm，并通過(guò)將這些所輸入的各參數(shù)的值代入后述的節(jié)氣門(mén)模型M21的模型式，算出每單位時(shí)間通過(guò)節(jié)氣門(mén)的空氣的流量(以下稱為“節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt”)。在節(jié)氣門(mén)模型M21中算出的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt被輸入到進(jìn)氣管模型M22。
向進(jìn)氣管模型M22輸入在節(jié)氣門(mén)模型M21中算出的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt、下述的每單位時(shí)間流入燃燒室內(nèi)的空氣的流量(以下稱為“缸內(nèi)吸入空氣流量mc”。并且對(duì)于缸內(nèi)吸入空氣流量mc的定義，在進(jìn)氣門(mén)模型M23中詳細(xì)說(shuō)明)，并通過(guò)將這些所輸入的各參數(shù)的值代入下述的進(jìn)氣管模型M22的模型式，算出上述下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm和節(jié)氣門(mén)下游側(cè)的進(jìn)氣管內(nèi)的溫度(以下稱為“下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)溫度”)Tm。將在進(jìn)氣管模型M22中算出的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm輸入到進(jìn)氣門(mén)模型M23以及節(jié)氣門(mén)模型M21中。
向進(jìn)氣門(mén)模型M23輸入在進(jìn)氣管模型M22中算出的上游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm，通過(guò)將其值代入后述的進(jìn)氣門(mén)模型M23的模型式，算出缸內(nèi)吸入空氣流量mc。所算出的缸內(nèi)吸入空氣流量mc變換成缸內(nèi)填充空氣量Mc，并根據(jù)該缸內(nèi)填充空氣量Mc確定來(lái)自燃料噴射閥的燃料噴射量。并且，在進(jìn)氣門(mén)模型M23中算出的缸內(nèi)吸入空氣流量mc被輸入到進(jìn)氣管模型M22。
從圖2可知，由于在吸入空氣量模型M20的某個(gè)模型中算出的參數(shù)值可以用作向其他模型輸入的輸入值，因而在整個(gè)吸入空氣量模型M20上，實(shí)際輸入的值只是節(jié)氣門(mén)開(kāi)度θt、大氣壓Pa以及大氣溫度Ta這三個(gè)參數(shù)，根據(jù)這三個(gè)參數(shù)算出缸內(nèi)填充空氣量Mc。
接著說(shuō)明吸入空氣量模型M20的各個(gè)模型M21～M23。
在節(jié)氣門(mén)模型M21中，根據(jù)下述式子(5)由大氣壓Pa(kPa)、大氣溫度Ta(K)、下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm(kPa)、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度θt算出節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt(g/s)。在此，式子(5)中的μ是節(jié)氣門(mén)的流量系數(shù)，并且是節(jié)氣門(mén)開(kāi)度θt的函數(shù)，根據(jù)圖3所示的映像圖確定。并且，At(m2)表示節(jié)氣門(mén)的開(kāi)口截面積(以下稱為“節(jié)氣門(mén)開(kāi)口面積”)，并且是節(jié)氣門(mén)開(kāi)度θt的函數(shù)。另外，可以用一個(gè)映像圖根據(jù)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度θt求出上述流量系數(shù)μ以及節(jié)氣門(mén)開(kāi)口面積At之積μ·At。并且R是氣體常數(shù)。
mt=μ·At·PaR·Ta·Φ(PmPa)---(5)]]>mt=μ·At·PaR·Ta·Φ(PmPa)---(5)]]>Φ(Pm/Pa)是由下述式子(6)表示的函數(shù)，本式子(6)中的κ是比熱容比(為κ＝Cp(等壓比熱容)/Cv(等容比熱容)，是恒定值)。由于該函數(shù)Φ(Pm/Pa)可在圖4所示的曲線圖中表示，因而將這樣的曲線圖作為映像圖而保存到ECU的ROM中，并且實(shí)際上可以不利用式子(6)進(jìn)行計(jì)算，而從映像圖求出Φ(Pm/Pa)的值。
Φ(PmPa)=κ2(κ+1)···PmPa≤1κ+1{(κ-12κ)·(1-PmPa)+PmPa}·(1-PmPa)···PmPa>1κ+1---(6)]]>設(shè)節(jié)氣門(mén)18上游的氣體的壓力為大氣壓Pa、節(jié)氣門(mén)18上游的氣體溫度為大氣溫度Ta、通過(guò)節(jié)氣門(mén)18的氣體壓力為下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm，則對(duì)圖5所示的節(jié)氣門(mén)18的模型應(yīng)用質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律以及動(dòng)量守恒原理，并且還利用氣體狀態(tài)方程式、比熱容比的定義式以及麥克斯韋關(guān)系式，從而能夠得到上述節(jié)氣門(mén)模型M21的式子(5)及式子(6)。
在進(jìn)氣管模型M22中，根據(jù)下述式子(7)以及式子(8)由節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt(g/s)、缸內(nèi)吸入空氣流量mc(g/s)以及大氣溫度Ta(K)算出下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm(kPa)以及下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)溫度Tm(K)。另外，式子(7)和式子(8)中的Vm(m3)是與從節(jié)氣門(mén)到進(jìn)氣門(mén)的進(jìn)氣管等的部分(以下稱為“進(jìn)氣管部分”)13′的容積相等的常數(shù)。
ddt(PmTm)=RVm·(mt-mc)---(7)]]>dPmdt=κ·RVm·(mt·Ta-mc·Tm)---(8)]]>在此，參照?qǐng)D6說(shuō)明進(jìn)氣管模型M22。設(shè)進(jìn)氣管部分13′的總氣體量為M時(shí)，由于總氣體量M的隨時(shí)間的變化等于流入進(jìn)氣管部分13′的氣體的流量即節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt與從進(jìn)氣管部分13′流出的氣體的流量即缸內(nèi)吸入空氣流量mc的差，因而可根據(jù)質(zhì)量守恒定律得到下述式子(9)，根據(jù)該式子(9)以及氣體的狀態(tài)方程式子(Pm·Vm＝M·R·Tm)得到式子(7)。
dMdt=mt-mc---(9)]]>并且進(jìn)氣管部分13′的氣體的能量M·Cv·Tm的隨時(shí)間的變化量等于流入進(jìn)氣管部分13′的氣體的能量與從進(jìn)氣管部分13′流出的氣體的能量之差。因此，設(shè)流入進(jìn)氣管部分13′的氣體的溫度為大氣溫度Ta、從進(jìn)氣管部分13′流出的氣體的溫度為下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)溫度Tm時(shí)，則根據(jù)能量守恒定律可得到下述式子(10)，根據(jù)該式子(10)以及上述氣體的狀態(tài)方程式可得到式子(8)。
d(M·Cv·Tm)dt=Cp·mt·Ta-Cp·mc·Tm---(10)]]>在進(jìn)氣門(mén)模型M23中，根據(jù)下述式子(11)由下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm算出缸內(nèi)吸入空氣流量mc。另外，式子(11)中的a、b是至少根據(jù)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE而確定的適合參數(shù)，可預(yù)先制作映像圖，并根據(jù)需要檢索映像圖而求出。
mc＝a·Pm-b…(11)參照?qǐng)D7說(shuō)明上述進(jìn)氣門(mén)模型M23。一般而言，進(jìn)氣門(mén)6關(guān)閉時(shí)填充在燃燒室5內(nèi)的空氣的量、即缸內(nèi)填充空氣量Mc是在進(jìn)氣門(mén)6關(guān)閉時(shí)(進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉時(shí))確定的，與進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉時(shí)的燃燒室5內(nèi)的壓力成比例。并且，進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉時(shí)的燃燒室5內(nèi)的壓力可看作與進(jìn)氣門(mén)上游的氣體的壓力即下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm相等。因此，缸內(nèi)填充空氣量Mc可以近似成與下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm成比例。
在此，設(shè)每單位時(shí)間從進(jìn)氣管部分13′流出的全部空氣量的平均量或者每單位時(shí)間從進(jìn)氣管部分13′吸入燃燒室5的全部空氣量在一個(gè)氣缸進(jìn)氣行程上進(jìn)行平均之后的量為缸內(nèi)吸入空氣流量mc(下文進(jìn)行詳細(xì)描述)，則根據(jù)缸內(nèi)填充空氣量Mc與下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm成比例的條件，可以認(rèn)為缸內(nèi)吸入空氣流量mc也與下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm成比例。根據(jù)這個(gè)條件，并根據(jù)理論以及經(jīng)驗(yàn)原則得到上述式子(11)。其中，式子(11)中的適合參數(shù)a是比例系數(shù)，適合參數(shù)b是與排氣門(mén)關(guān)閉時(shí)殘留在燃燒室5內(nèi)的己燃?xì)怏w量有關(guān)的值(以下進(jìn)行說(shuō)明)。
另外，對(duì)于適合參數(shù)a、b可知，即使內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速等相同，也在下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm大的情況和小的情況下分別取不同的兩個(gè)值(例如a1、b1以及a2、b2)、即用兩個(gè)上述式子(11)一樣的式子(即下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm的一次式)表示缸內(nèi)吸入空氣流量mc，因而有時(shí)能夠更加準(zhǔn)確地求出缸內(nèi)吸入空氣流量mc。認(rèn)為這與存在進(jìn)氣門(mén)6和排氣門(mén)7都打開(kāi)的期間(即氣門(mén)重疊期間)時(shí)已燃?xì)怏w倒流到進(jìn)氣口7的情況有關(guān)。即，存在氣門(mén)重疊期間時(shí)，當(dāng)下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm在規(guī)定壓力以上時(shí)，由于下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm越高，已燃?xì)怏w的倒流就越顯著地減少，因而與下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm在上述規(guī)定壓力以下時(shí)相比，a的值變大，并且b的值變小。
在此，對(duì)于缸內(nèi)吸入空氣流量mc，參照?qǐng)D8說(shuō)明內(nèi)燃機(jī)為4氣缸的情況。另外，在圖8中，橫軸為曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，縱軸為每單位時(shí)間從進(jìn)氣管部分13′實(shí)際流入燃燒室5的空氣的量。如圖8所示，在4氣缸的內(nèi)燃機(jī)中，進(jìn)氣門(mén)6例如按照1號(hào)氣缸、3號(hào)氣缸、4號(hào)氣缸、2號(hào)氣缸的順序開(kāi)啟，空氣根據(jù)與各氣缸對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣門(mén)6的開(kāi)啟量，從進(jìn)氣管部分13′流入到各氣缸的燃燒室5內(nèi)。從進(jìn)氣管部分13流入各氣缸的燃燒室5內(nèi)的空氣的流量的位移如圖8中的虛線所示，將這些位移綜合之后而得到的從進(jìn)氣管部分13′流入全部氣缸的燃燒室5的空氣的流量如圖8中的實(shí)線所示。并且，例如向1號(hào)氣缸流入的缸內(nèi)填充空氣量Mc相當(dāng)于圖8中用斜線表示的部分。
與此相對(duì)地，用實(shí)線表示的從進(jìn)氣管部分13′流入全部氣缸的燃燒室5的空氣量的平均量為缸內(nèi)吸入空氣流量mc，在圖中用單點(diǎn)劃線表示。并且，將該單點(diǎn)劃線所表示的缸內(nèi)吸入空氣流量mc乘以在4氣缸情況下曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°(即，在4行程內(nèi)燃機(jī)中，1次循環(huán)過(guò)程中曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度720°除以氣缸數(shù)得出的角度)時(shí)所需要的時(shí)間ΔT180°的量，得出缸內(nèi)填充空氣量Mc。因此，用在進(jìn)氣門(mén)模型M23中算出的缸內(nèi)吸入空氣流量mc乘以ΔT180°，從而可以算出缸內(nèi)填充空氣量Mc(Mc＝mc·ΔT180°)。并且，通過(guò)用該缸內(nèi)填充空氣量Mc除以占有一定容積的空氣的質(zhì)量，可以算出缸內(nèi)空氣填充率K1，其中所述一定容積相當(dāng)于1氣壓、25℃的狀態(tài)下每一個(gè)氣缸的排氣量。另外，從以上說(shuō)明中可知，式子(11)中的值b乘以ΔT180°時(shí)，能夠得到排氣門(mén)8關(guān)閉時(shí)殘留在燃燒室5內(nèi)的已燃?xì)怏w量。
接著，說(shuō)明利用上述吸入空氣量模型M20實(shí)際算出缸內(nèi)填充空氣量Mc的情況。利用吸入空氣量模型M20求解上述式子(5)、式子(7)、式子(8)以及式子(11)，可表示出缸內(nèi)填充空氣量Mc。在這種情況下，為了用ECU進(jìn)行處理，必須將這些式子離散化。利用時(shí)刻t、計(jì)算間隔(離散時(shí)間)Δt對(duì)式子(5)、式子(7)、式子(8)以及式子(11)進(jìn)行離散化時(shí)，能夠分別得到下述式子(12)、式子(13)、式子(14)以及式子(15)。另外，根據(jù)通過(guò)式子(13)以及式子(14)分別算出的Pm/Tm(t+Δt)以及Pm(t+Δt)，可以通過(guò)式子(16)算出下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)溫度Tm(t+Δt)。
mt(t)=μ·At(θt(t))·PaR·TaΦ(Pm(t)Pa)---(12)]]>PmTm(t+Δt)=PmTm(t)+Δt·RVm·(mt(t)-mc(t))---(13)]]>
Pm(t+Δt)=Pm(t)+Δt·κ·RVm·(mt(t)·Ta-mc(t)·Tm(t))---(14)]]>mc(t)＝a·Pm(t)-b…(15)Tm(t+Δt)=Pm(t+Δt)Pm/Tm(t+Δt)---(16)]]>在如上所述進(jìn)行安裝的吸入空氣量模型M20中，將用節(jié)氣門(mén)模型M21的式子(12)算出的時(shí)刻t的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt(t)和用進(jìn)氣門(mén)模型M23的式子(15)算出的時(shí)刻t的缸內(nèi)吸入空氣流量mc(t)，代入進(jìn)氣管模型M22的式子(13)以及式子(14)，由此算出時(shí)刻t+Δt的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm(t+Δt)以及下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)溫度Tm(t+Δt)。接著，將所計(jì)算出的Pm(t+Δt)代入節(jié)氣門(mén)模型M21以及進(jìn)氣門(mén)模型M23的式子(12)以及式子(15)，由此算出時(shí)刻t+Δt的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt(t+Δt)以及缸內(nèi)吸入空氣流量mc(t+Δt)。并且通過(guò)反復(fù)進(jìn)行這樣的計(jì)算而根據(jù)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度θt、大氣壓Pa以及大氣溫度Ta算出任意時(shí)刻t的缸內(nèi)吸入空氣流量mc，并通過(guò)將所計(jì)算出的缸內(nèi)吸入空氣流量mc乘以上述時(shí)間ΔT180°而計(jì)算出任意時(shí)刻t的缸內(nèi)填充空氣量Mc。
而且，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)，即，在時(shí)刻t＝0時(shí)，使下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm等于大氣壓(Pm(0)＝Pa)，下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)溫度Tm等于大氣溫度(Tm(0)＝Ta)，從而開(kāi)始在各模型M21～M23中進(jìn)行計(jì)算。
另外，在上述吸入空氣量模型M20中，雖然設(shè)大氣溫度Ta以及大氣壓Pa恒定，但是也可設(shè)成根據(jù)時(shí)刻而發(fā)生變化的值，例如可以將用于檢測(cè)大氣溫度的大氣溫度傳感器在時(shí)刻t所檢測(cè)出的值作為大氣溫度Ta(t)，并且將用于檢測(cè)大氣壓的大氣壓傳感器在時(shí)刻t所檢測(cè)出的值作為大氣壓Pa(t)，代入上述式子(12)以及式子(14)。
但是，在進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)的控制時(shí)，特別是如上所述地利用模型來(lái)進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)的控制時(shí)，為了算出與控制有關(guān)的參數(shù)，有時(shí)需要穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的節(jié)氣門(mén)下游側(cè)的進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pmta和缸內(nèi)吸入空氣流量mcta(或可由此計(jì)算出的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的缸內(nèi)空氣填充率Klta)。在這里，穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的值(上述Pmta和mcta等)是以內(nèi)燃機(jī)在某個(gè)狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的最終取值、即可以認(rèn)為是收斂值的值。在內(nèi)燃機(jī)的控制中，這些值主要用于避免復(fù)雜的計(jì)算或減少計(jì)算量而減輕控制負(fù)荷，或者用于提高所算出的參數(shù)的精度。以往，這些值是利用映像圖求出的。
即，例如事先以表示節(jié)氣門(mén)開(kāi)度和內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速等運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的指標(biāo)為自變量，制成用于求出上述值的映像圖，并預(yù)先存儲(chǔ)到ROM中，根據(jù)此時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢索映像圖而求出所需要的值。但是，實(shí)際上為了制作這種映像圖需要大量時(shí)間。即，為了制作映像圖，必須依次改變各自變量并對(duì)上述Pmta和mcta進(jìn)行實(shí)測(cè)，其作業(yè)非常龐大。并且，有可能因所需要的映像圖個(gè)數(shù)和自變量增加而導(dǎo)致檢索操作增加，控制負(fù)荷增大。
在本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中，當(dāng)需要上述Pmta或mcta(或Klta)時(shí)，可以通過(guò)以下說(shuō)明的方法求出，而不必使用映像圖。另外，從以下說(shuō)明可知，該方法利用了穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt與缸內(nèi)吸入空氣流量mc一致的條件。
即，本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，作為節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt的計(jì)算式，具有下述式子(17)以及式子(18)(即上述式子(5)以及式子(6)。以下稱為“式子(17)等”)。
mt=μ·At·PaR·Ta·Φ(PmPa)---(17)]]>
Φ(PmPa)=κ2(κ+1)···PmPa≤1κ+1{(κ-12κ)·(1-PmPa)+PmPa}·(1-PmPa)···PmPa>1κ+1---(18)]]>并且，本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，作為缸內(nèi)吸入空氣流量mc的計(jì)算式，具有下述式子(即上述式子(11))。
mc＝a·Pm-b……(19)并且，內(nèi)燃機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt與缸內(nèi)吸入空氣流量mc一致。因此，在由上述式子(17)等求出的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt與由上述式子(19)求出的缸內(nèi)吸入空氣流量mc一致時(shí)求出下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm，則能夠求出在此時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pmta。并且同樣地，在由上述式子(17)等求出的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt與由上述式子(19)求出的缸內(nèi)吸入空氣流量mc一致時(shí)求出缸內(nèi)吸入空氣流量mc，從而能夠求出在此時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的缸內(nèi)吸入空氣流量mcta(并且，根據(jù)該值還可以求出穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的缸內(nèi)空氣填充率Klta)。
并且，如上所述地求出上述Pmta以及mcta，與如圖9所示地求出上述式子(17)等所表示的曲線mt和上述式子(19)所表示的曲線mc的交點(diǎn)EP同義。在這里，求出上述交點(diǎn)EP時(shí)，如果直接利用表示曲線mt的式子即式子(17)等求出上述交點(diǎn)EP，則計(jì)算非常復(fù)雜。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，也可以將上述式子(17)等近似成多個(gè)下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm的一次式。即，將上述曲線mt近似成多條直線。具體而言，例如下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm每隔一定間隔，根據(jù)上述式子(17)等算出節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt，求出下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm每隔一定間隔在上述曲線mt上的點(diǎn)，并求出連接上述相鄰兩點(diǎn)的各直線作為上述曲線mt的近似直線。并且，將表示這些各近似直線的一次式作為上述式子(17)等的近似一次式。
另外，由于將上述式子(17)等近似成一次式時(shí)，能夠容易地求出上述交點(diǎn)EP，所以這里需要的是上述交點(diǎn)EP附近的上述式子(17)等的近似一次式。因此，也可以只求出該近似一次式。在這種情況下，還可以每隔下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm的一定間隔，根據(jù)上述式子(19)預(yù)先求出缸內(nèi)吸入空氣流量mc，求出節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt和缸內(nèi)吸入空氣流量mc的大小顛倒的位置，從而能夠特別規(guī)定上述交點(diǎn)EP的位置。
更具體地說(shuō)，上述交點(diǎn)EP附近(即節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt與缸內(nèi)吸入空氣流量mc的大小顛倒的部分)的近似一次式例如是表示直線nmt的一次式，該直線nmt是連接上述式子(17)等表示的曲線mt上的兩點(diǎn)tj、tk、即節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt和缸內(nèi)吸入空氣流量mc的大小顛倒前后的兩點(diǎn)tj、tk的(參照?qǐng)D10)。
另外，在下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm處于臨界壓力(即，即使下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm在該壓力以下時(shí)，節(jié)氣門(mén)通過(guò)流量mt也不會(huì)再增加的壓力)Pc以下的區(qū)域，由于mt為恒定值，因而不進(jìn)行上述的近似處理也能夠容易地求出上述交點(diǎn)EP。
并且，當(dāng)上述式子(19)的適合參數(shù)a、b在下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm大的情況和小的情況下分別取不同的兩個(gè)值(例如，a1、b1以及a2、b2)時(shí)，即如圖9所示，以在節(jié)點(diǎn)CP連接的兩條直線表示缸內(nèi)吸入空氣流量mc時(shí)，當(dāng)上述節(jié)點(diǎn)CP處于上述交點(diǎn)EP附近時(shí)，通過(guò)在上述交點(diǎn)EP附近將上述兩條直線近似成一條直線，能夠簡(jiǎn)化用于求出上述交點(diǎn)EP的計(jì)算，由此能夠減輕控制負(fù)荷。
具體而言，例如，如圖10所示，將表示上述缸內(nèi)吸入空氣流量mc的兩條直線近似成一條直線。即，在這種情況下，雖然利用以上述式子(19)的形式表示的兩個(gè)式子(即適合參數(shù)a、b各不相同的兩個(gè)下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm的一次式)表示缸內(nèi)吸入空氣流量mc，但是將這些式子在上述交點(diǎn)EP附近近似成表示連接兩點(diǎn)的直線nmc的一次式，所述兩點(diǎn)是上述兩個(gè)式表示的兩條直線mc上的各一點(diǎn)cj、ck，即中間夾著上述節(jié)點(diǎn)CP和上述交點(diǎn)EP的點(diǎn)cj、ck。
在圖10的示例中，在上述交點(diǎn)EP附近，將表示節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt的曲線mt近似成直線nmt，將表示缸內(nèi)吸入空氣流量mc的兩條直線mc近似成一條直線nmc。因此，雖然所求出的交點(diǎn)nEP與上述交點(diǎn)EP稍微不同，但是通過(guò)求出兩條直線nmt和nmc的交點(diǎn)的計(jì)算，能夠簡(jiǎn)單地求出該交點(diǎn)nEP。即，根據(jù)該方法，能夠簡(jiǎn)單地求出穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pmta和缸內(nèi)吸入空氣流量mcta的近似值。
并且在上述式子(17)等中，將節(jié)氣門(mén)18的上游側(cè)的進(jìn)氣管內(nèi)壓力(以下稱為“上游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力”)設(shè)為大氣壓而計(jì)算出節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt。但是，由于內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中的節(jié)氣門(mén)上游側(cè)存在壓力損失，因而通常情況下，實(shí)際的上游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中成為低于大氣壓的壓力。特別是在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，由于在內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的最上游部分設(shè)有空氣濾清器16，因而為了更加準(zhǔn)確地算出節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt，優(yōu)選至少考慮空氣濾清器16的壓力損失。
因此，在本發(fā)明的另一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中，為了更加準(zhǔn)確地計(jì)算出節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt，代替上述式子(17)等，可以包括下述式子(20)以及式子(21)(以下稱為“式子(20)等”)作為節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt計(jì)算式。在式子(20)等中，在上述式子(17)等中采用大氣壓Pa的部分，采用至少考慮空氣濾清器的壓力損失而求出的上游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pac。
mt=μ·At·PacR·Ta·Φ(PmPac)---(20)]]>Φ(PmPac)=κ2(κ+1)···PmPac≤1κ+1{(κ-12κ)·(1-PmPac)+PmPac}·(1-PmPac)···PmPac>1κ+1---(21)]]>通過(guò)采用上述式子(20)等作為節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt的計(jì)算式，可以利用上述方法更加準(zhǔn)確地求出穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pmta和缸內(nèi)吸入空氣流量mcta。
另外，雖然可以在節(jié)氣門(mén)18的正上游設(shè)置壓力傳感器而檢測(cè)出上游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pac，但是也可以不使用壓力傳感器而計(jì)算得出。即，大氣壓Pa與上游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pac之差，可以根據(jù)貝努力定理由下述式子(22)表示Pa-Pac=12ρv2=kGa2ρ---(22)]]>其中，ρ是大氣密度，v是通過(guò)空氣濾清器16的空氣的流速，Ga是通過(guò)空氣濾清器16的空氣的流量，k是v和Ga的比例系數(shù)。利用標(biāo)準(zhǔn)大氣密度ρ0和用于將標(biāo)準(zhǔn)大氣密度ρ0變換成當(dāng)前的大氣密度ρ的壓力修正系數(shù)ekpa和溫度修正系數(shù)ektha，能夠?qū)⑹阶?22)變換成式子(23)。并且，可以使用僅以流量Ga為變量的函數(shù)f(Ga)將將式子(23)變換成式子(24)
Pa-Pac=kρ0·Ga2·1ekpa·ektha---(23)]]>Pa-Pac=f(Ga)ekpa·ektha---(24)]]>式子(24)可變形為表示上游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pac的式子(25)。在式子(25)中，當(dāng)在空氣濾清器16的正下游側(cè)設(shè)有氣流計(jì)時(shí)，可通過(guò)該氣流計(jì)檢測(cè)出流量Ga。并且，壓力修正系數(shù)ekpa可通過(guò)所檢測(cè)出的大氣壓Pa進(jìn)行設(shè)定，溫度修正系數(shù)ektha可通過(guò)所檢測(cè)出的大氣溫度Ta進(jìn)行設(shè)定Pac=Pa-f(Ga)ekpa·ektha---(25)]]>并且在式子(25)中，可將通過(guò)空氣濾清器16的空氣的流量Ga考慮為節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt，并且式子(25)可如式子(26)所示進(jìn)行變形Pac=Pa-f(mt)ekpa·ektha---(26)]]>但是，由于為了根據(jù)式子(20)算出當(dāng)前的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt，需要當(dāng)前的上游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pac，因而為了根據(jù)式子(26)算出當(dāng)前的上游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pac，作為節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt，不得不使用前一次的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt，即1離散時(shí)間前的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt。對(duì)于這一點(diǎn)，雖然可以通過(guò)反復(fù)進(jìn)行計(jì)算來(lái)提高所算出的上游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pac的精度，但是為了避免控制負(fù)荷的增大，可以使用根據(jù)前一次求出的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt而求出的上游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pac作為此次(當(dāng)前)的上游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pac。
并且也通過(guò)下述方法求出在至少考慮了空氣濾清器16的壓力損失的情況下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pmta和缸內(nèi)吸入空氣流量mcta。即，在該方法中，即，在將上述式子(17)等至少在上述交點(diǎn)EP附近近似成一次式，求出其近似一次式表示的近似直線與上述式子(19)表示的直線(或其近似直線)的交點(diǎn)，從而求出穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pmta和缸內(nèi)吸入空氣流量mcta的上述方法中，利用上述上游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pac修正上述式子(17)等的近似一次式(或其近似一次式表示的近似直線)。
即，如圖10所示，雖然在上述方法中，用上述式子(17)等表示的曲線mt的近似直線，是作為連接上述曲線mt上的兩點(diǎn)tj、tk即節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt和缸內(nèi)吸入空氣流量mc的大小顛倒前后的兩點(diǎn)tj、tk的直線nmt而求出的，但是在該方法中，對(duì)于表示上述兩點(diǎn)tj、tk的各坐標(biāo)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力和節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量的值，分別乘以Pac/Pa，并求出連接該新坐標(biāo)所表示的兩點(diǎn)的直線(修正后的近似直線)(表示該直線的一次式成為修正后的近似一次式)。
并且，通過(guò)求出該修正后的近似直線和用上述式子(19)表示的直線(或其近似直線)的交點(diǎn)，求出在至少考慮了空氣濾清器16的壓力損失的情況下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pmta和缸內(nèi)吸入空氣流量mcta。
接著參照?qǐng)D11說(shuō)明本發(fā)明的另一實(shí)施方式。圖11是表示將本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置應(yīng)用于與圖1不同的缸內(nèi)噴射型火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)時(shí)的一個(gè)例子的概略圖。圖11所示的結(jié)構(gòu)基本上與圖1所示的結(jié)構(gòu)相同，因而原則上省略相對(duì)相同部分的說(shuō)明。
與圖1所示的結(jié)構(gòu)相比，圖11所示的結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)在于排氣通路(排氣口、排氣管等)和進(jìn)氣通路(進(jìn)氣口、進(jìn)氣管)通過(guò)廢氣再循環(huán)通路(以下稱為“EGR”)21而相互連接，并且在該廢氣再循環(huán)通路21內(nèi)配置有用于調(diào)整通過(guò)廢氣再循環(huán)通路21的廢氣的流量的控制閥(以下稱為“EGR控制閥”)22。即，在本實(shí)施方式中，有時(shí)實(shí)施使排出到排氣通路的一部分廢氣流入進(jìn)氣通路的廢氣再循環(huán)(以下稱為“EGR”)。
圖11所示的結(jié)構(gòu)與圖1所示的結(jié)構(gòu)的不同之處還在于具有用于改變進(jìn)氣門(mén)6的開(kāi)閉正時(shí)的可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)23的方面。并且，EGR控制閥22以及可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)23都由ECU31進(jìn)行控制。
并且，在本實(shí)施方式中，同樣地，對(duì)于如圖11所示的結(jié)構(gòu)構(gòu)造模型，并與上述另一實(shí)施方式的情況相同地，利用模型對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制。而且，在本實(shí)施方式中，與上述另一實(shí)施方式的情況相同地，當(dāng)需要穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pmta和缸內(nèi)吸入空氣流量mcta(或可由此算出的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的缸內(nèi)填充率Klta)時(shí)，利用穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt與缸內(nèi)吸入空氣流量mc一致的條件，并通過(guò)計(jì)算求出這些值。
但是在本實(shí)施方式中，有時(shí)進(jìn)行EGR，有時(shí)改變進(jìn)氣門(mén)6的開(kāi)閉正時(shí)(以下簡(jiǎn)稱為“配氣正時(shí)”)。因此，本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，代替上述式子(19)，具有下述式子(27)作為用于算出上述Pmta和mcta的缸內(nèi)吸入空氣流量mc的計(jì)算式。
即，在本實(shí)施方式中，當(dāng)根據(jù)上述式子(17)等求出的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt與根據(jù)上述式子(27)求出的缸內(nèi)吸入空氣流量mc一致時(shí)，求出下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm作為上述Pmta，并求出此時(shí)的缸內(nèi)吸入空氣流量mc作為上述mcta?；蛘?，在至少考慮空氣濾清器16引起的壓力損失的情況下，當(dāng)根據(jù)上述式子(20)等求出的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt與根據(jù)下述式子(27)求出的缸內(nèi)吸入空氣流量mc一致時(shí)，求出下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm作為上述Pmta，并求出此時(shí)的缸內(nèi)吸入空氣流量mc作為上述mcta。
mc＝e·Pm+g…(27)上述式子(27)是根據(jù)下述條件得到的式子即使進(jìn)行EGR或改變配氣正時(shí)，缸內(nèi)吸入空氣流量mc仍然基于下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm大致呈線性地進(jìn)行變化。其中，e、g是與上述式子(19)(或式子(11))中的適合參數(shù)a、b不同的適合參數(shù)，是至少根據(jù)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE、EGR控制閥開(kāi)度STP以及配氣正時(shí)VT而確定的適合參數(shù)。并且，對(duì)于適合參數(shù)e、g可知，由于即使在上述內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE、EGR控制閥開(kāi)度STP以及配氣正時(shí)VT等運(yùn)轉(zhuǎn)條件相同的情況下，下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm也在每個(gè)規(guī)定范圍取不同的值、即用多個(gè)上述式子(27)這樣的式子(即下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm的一次式)表示缸內(nèi)吸入空氣流量mc，所以有時(shí)能夠更加準(zhǔn)確地求出缸內(nèi)吸入空氣流量mc。
可以預(yù)先制作以內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE、EGR控制閥開(kāi)度STP以及配氣正時(shí)VT為自變量的映像圖，并根據(jù)需要基于此時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件檢索映像圖而求出上述適合參數(shù)e、g，也可以利用以下說(shuō)明的方法推測(cè)出必要的適合參數(shù)e、g，削減用于制作映像圖的工時(shí)。并且，如果根據(jù)需要通過(guò)該方法推測(cè)出適合參數(shù)，則由于能夠減少預(yù)先存儲(chǔ)的映像圖個(gè)數(shù)，因而能夠減輕用于檢索映像圖的控制負(fù)荷。
即，在該方法中對(duì)于各內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE的情況，只需預(yù)先求出EGR控制閥開(kāi)度STP處于某一個(gè)EGR控制閥開(kāi)度STPx時(shí)，設(shè)配氣正時(shí)VT為各配氣正時(shí)VTn時(shí)的適合參數(shù)exn、gxn，和配氣正時(shí)VT處于某一個(gè)配氣正時(shí)VTx時(shí)，設(shè)EGR控制閥開(kāi)度STP為EGR控制閥開(kāi)度STPm時(shí)的適合參數(shù)emx、gmx，即可利用這些參數(shù)推測(cè)出處于其他任意的EGR控制閥開(kāi)度STPm、任意的配氣正時(shí)VTn時(shí)的適合參數(shù)emn、gmn。該方法利用的是，內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE一正時(shí)，吸入到氣缸內(nèi)的EGR氣體的量是通過(guò)EGR控制閥開(kāi)度STP和下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm大致確定的。
下面更具體地進(jìn)行說(shuō)明。例如，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE為NE1時(shí)，設(shè)EGR控制閥開(kāi)度STP為關(guān)閉狀態(tài)STP0、配氣正時(shí)VT為基準(zhǔn)正時(shí)VT0(即，提前角量＝0)時(shí)的適合參數(shù)為e00、g00，則此時(shí)的缸內(nèi)吸入空氣流量mc00可由以下式子(28)表示mc00＝e00·Pm+g00 …(28)同樣地，設(shè)EGR控制閥開(kāi)度STP為STP1、配氣正時(shí)VT為基準(zhǔn)正時(shí)VT0(即，提前角量＝0)時(shí)的適合參數(shù)為e10、g10，則此時(shí)的缸內(nèi)吸入空氣流量mc10可由以下式子(29)表示mc10＝e10·Pm+g10 …(29)根據(jù)這些式子(28)以及式子(29)，可通過(guò)以下式子(30)表示EGR控制閥開(kāi)度STP為STP1、配氣正時(shí)VT為基準(zhǔn)正時(shí)VT0(即提前角量＝0)時(shí)吸入到缸內(nèi)的EGR氣體的流量(以下稱為“缸內(nèi)吸入EGR流量”)mcegr10。其中，E、G是表示各自對(duì)應(yīng)的適合參數(shù)的計(jì)算值的系數(shù)。
mcegr10＝mc00-mc10＝(e00-e10)·Pm+(g00+g10)＝E·Pm+G…(30)根據(jù)這些式子(28)圖示式子(30)的各式時(shí)，則如圖12所示。在圖12的例子中，適合參數(shù)e10、g10在下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm處于規(guī)定壓力Pm1以上和不足規(guī)定壓力Pm1時(shí)取不同的值。其結(jié)果是，上述系數(shù)E、G也在下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm處于規(guī)定壓力Pm1以上和不足規(guī)定壓力Pm1時(shí)取不同的值。并且，在該例中，當(dāng)下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm不足規(guī)定壓力Pm1時(shí)，適合參數(shù)e00和e10基本相等。
并且，與上述式子(28)以及式子(29)相同地，在內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE為NE1時(shí)，設(shè)EGR控制閥開(kāi)度STP為關(guān)閉狀態(tài)STP0、配氣正時(shí)VT為基準(zhǔn)正時(shí)VT0時(shí)的適合參數(shù)為e01、g01，則此時(shí)的缸內(nèi)吸入空氣流量mc01可由以下式子(31)表示mc01＝e01·Pm+g01…(31)在此，內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE一正時(shí)，如果考慮到吸入到氣缸內(nèi)的EGR氣體的量由EGR控制閥開(kāi)度STP和下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm基本確定，則EGR控制閥開(kāi)度STP為STP1、配氣正時(shí)VT為VT1時(shí)的缸內(nèi)吸入EGR流量mcegr11，與上述mcegr10大致相等，可如上述式子(30)所示地進(jìn)行表示。
由此，可以根據(jù)上述式子(30)和上述式子(31)，由下述式子(32)表示EGR控制閥開(kāi)度STP為STP1、配氣正時(shí)VT為VT1時(shí)的缸內(nèi)吸入空氣流量mc11mc11＝(e01-e00+e10)·Pm+(g01-g00+g10)＝(e01-E)·Pm+(g01-G)…(32)即，EGR控制閥開(kāi)度STP為STP1、配氣正時(shí)VT為VT1時(shí)的適合參數(shù)e11、g11可如下述式子(33)進(jìn)行表示。即，EGR控制閥開(kāi)度STP為STP1、配氣正時(shí)VT為VT1時(shí)的適合參數(shù)e11、g11，可以根據(jù)EGR控制閥開(kāi)度STP為STP0、配氣正時(shí)VT為VT0時(shí)的適合參數(shù)e00、g00，EGR控制閥開(kāi)度STP為STP1、配氣正時(shí)VT為VT0時(shí)的適合參數(shù)e10、g10，以及EGR控制閥開(kāi)度STP為STP0、配氣正時(shí)VT為VT1時(shí)的適合參數(shù)e01、g01而推測(cè)出e11=e01-e00+e10g11=g01-g00+g10---(33)]]>對(duì)這些式子(30)、式子(31)以及式子(32)的各式進(jìn)行圖示，則如圖13所示。在圖13的例子中，適合參數(shù)e01、g01在下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm處于規(guī)定壓力Pm2以上和不足規(guī)定壓力Pm2時(shí)取不同的值。
另外，雖然在以上描述中為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，舉例說(shuō)明了將EGR控制閥開(kāi)度STP處于關(guān)閉狀態(tài)STP0時(shí)的情況作為基準(zhǔn)而推測(cè)出未知的適合參數(shù)e11、g11的情況，但是本發(fā)明并不限定于此。由于EGR控制閥開(kāi)度STP處于關(guān)閉狀態(tài)STP0時(shí)與其他情況相比，能夠更精確地求出適合參數(shù)e、g，因而通過(guò)將EGR控制閥開(kāi)度STP處于關(guān)閉狀態(tài)STP0時(shí)的情況作為基準(zhǔn)，結(jié)果能夠精確地推測(cè)出未知的適合參數(shù)e11、g11。
并且，從以上說(shuō)明可知，如果采用該方法，則對(duì)于各內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE的情況，只需預(yù)先求出EGR控制閥開(kāi)度STP處于某一個(gè)EGR控制閥開(kāi)度STPx時(shí)，設(shè)配氣正時(shí)VT為各配氣正時(shí)VTn時(shí)的適合參數(shù)exn、gxn，和配氣正時(shí)VT處于某一個(gè)配氣正時(shí)VTx時(shí)，設(shè)EGR控制閥開(kāi)度STP為EGR控制閥開(kāi)度STPm時(shí)的適合參數(shù)emx、gmx，即可利用這些參數(shù)推測(cè)出其他任意的EGR控制閥開(kāi)度STPm、任意的配氣正時(shí)VTn時(shí)的適合參數(shù)emn、gmn。由此能夠大幅度地削減用于制作映像圖的工時(shí)。
如圖13所示，當(dāng)缸內(nèi)吸入EGR流量mcegr10和缸內(nèi)吸入空氣流量mc01都采用通過(guò)各自的節(jié)點(diǎn)連接的兩條直線表示時(shí)，根據(jù)上述mcegr10和mc01而推測(cè)出的缸內(nèi)吸入空氣流量mc11可以采用通過(guò)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)連接的三條直線表示。這樣用三條直線表示缸內(nèi)吸入空氣流量時(shí)，與用兩條直線表示的情況相比，為了求出上述Pmta或mcta而求出用于表示節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt的曲線等的交點(diǎn)時(shí)，計(jì)算處理非常復(fù)雜。
因此，為了減輕控制負(fù)荷，也可以通過(guò)以下說(shuō)明的方法將如上所述的表示缸內(nèi)吸入空氣流量的三條直線近似成兩條直線。即，在該方法中，以節(jié)點(diǎn)RP作為基準(zhǔn)點(diǎn)，將表示所推測(cè)出的缸內(nèi)吸入空氣流量mc11的三條直線近似成兩條直線，該節(jié)點(diǎn)RP是連接這三條直線的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)中、其Pm坐標(biāo)與表示作為推測(cè)基準(zhǔn)的缸內(nèi)吸入空氣流量mc01的兩條直線的節(jié)點(diǎn)相同的節(jié)點(diǎn)。即，求出表示通過(guò)上述節(jié)點(diǎn)RP連接的兩個(gè)近似直線的式子。用這兩條直線表示的是將上述缸內(nèi)吸入空氣流量mc11近似成的近似缸內(nèi)吸入空氣流量mc′11。下面參照?qǐng)D14及圖15具體說(shuō)明。
如圖14及圖15所示，利用以節(jié)點(diǎn)連接的兩條直線表示缸內(nèi)吸入EGR流量mcegr10時(shí)，在上述式子(30)中，上述系數(shù)E、G根據(jù)下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm在規(guī)定壓力Pm1以上和不足規(guī)定壓力Pm1時(shí)取不同的值。在這種情況下，設(shè)下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm不足規(guī)定壓力Pm1時(shí)的缸內(nèi)吸入EGR流量mcegr10為mcegr110、上述系數(shù)E、G為E1、G1，并且設(shè)下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm為規(guī)定壓力Pm1以上時(shí)的缸內(nèi)吸入EGR流量mcegr10為mcegrh10、上述系數(shù)E、G為Eh、Gh，則上述式子(30)可表示成下述式子(34)mcegr110=E1·Pm+G1,Pm<Pm1mcegrh10=Eh·Pm+Gh,Pm≥Pm1---(34)]]>同樣地，如圖14及圖15所示，利用以節(jié)點(diǎn)連接的兩條直線表示缸內(nèi)吸入空氣流量mc01時(shí)，在上述式子(31)中，上述適合參數(shù)e01、g01在下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm處于規(guī)定壓力Pm2以上和不足規(guī)定壓力Pm2時(shí)取不同的值。在這種情況下，設(shè)下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm不足規(guī)定壓力Pm2時(shí)的缸內(nèi)吸入空氣流量mc01為mcl10、上述適合參數(shù)e01、g01為el01、gl01，并且設(shè)下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm處于規(guī)定壓力Pm2以上時(shí)的缸內(nèi)吸入空氣流量mc01為mch01、上述適合參數(shù)e01、g01為eh01、gh01，則上述式子(31)可表示成下述式子(35)mc101=e101·Pm+g101,Pm<Pm2mch01=eh01·Pm+gh01,Pm≥Pm2---(35)]]>并且，在該方法中，上述缸內(nèi)吸入空氣流量mc11，在下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm不足規(guī)定壓力Pm2時(shí)以斜率為(el01-E1)的直線近似表示，在下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力處于Pm規(guī)定壓力Pm2以上時(shí)以斜率為(eh01-Eh)的直線近似表示。并且這兩條近似直線通過(guò)上述節(jié)點(diǎn)RP連接。
表示這些近似直線的式子，即表示近似表示上述缸內(nèi)吸入空氣流量mc11的近似缸內(nèi)吸入空氣流量mc′11的式子，在下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm處于規(guī)定壓力Pm2以上和不足規(guī)定壓力Pm2時(shí)為不同的式子，并且還根據(jù)上述規(guī)定壓力Pm1和Pm2的大小關(guān)系而不同。
如圖14所示，當(dāng)Pm1＞Pm2時(shí)，設(shè)下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm不足規(guī)定壓力Pm2時(shí)的近似缸內(nèi)吸入空氣流量mc′11為mc′l11，下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm處于規(guī)定壓力Pm2以上時(shí)的近似缸內(nèi)吸入空氣流量mc′11為mc′h11，則通過(guò)該方法求出的用于表示上述近似缸內(nèi)吸入空氣流量mc′11的式子，可如下述式子(36)所示進(jìn)行表示
mc'l11=(el01-E1)·Pm+(gl01-G1)=epla11·Pm+gpla11,Pm<Pm2mc'h11=(eh01-Eh)·Pm+(Eh-E1)·Pm2+(gh01-G1)=(eh01-Eh)·Pm+(Eh-E1)(gh01-gl01)el01-eh01+(gh01-G1)=epha11·Pm+gpha11,Pm≥Pm2---(36)]]>其中，epla11、gpla11、epha11、gpha11是改寫(xiě)式子中的各對(duì)應(yīng)部分的系數(shù)，是近似適合參數(shù)。并且在這種情況下，當(dāng)使用規(guī)定壓力Pm2時(shí)，圖14中的節(jié)點(diǎn)RP的坐標(biāo)可表示成(Pm2，(eh01-E1)·Pm2+(gh01-G1))。
另一方面，如圖15所示，當(dāng)Pm1＜Pm2時(shí)，用于表示上述近似缸內(nèi)吸入空氣流量mc′11的式子可由下述式子(37)表示mc'l11=(el01-E1)·Pm+(eh01-el01+E1-Eh)Pm2+(gh01-Gh)=(el01-E1)·Pm+(Eh01-el01+E1-Eh)(gh01-gl01)el01-eh01+(gh01-Gh)=eplb11·Pm+gplb11,Pm<Pm2mc'h11=(eh01-Eh)·Pm+(gh01-Gh)=ephb11·Pm+gphb11,Pm≥Pm2---(37)]]>其中，eplb11、gplb11、ephb11、gphb11是改寫(xiě)式子中的各對(duì)應(yīng)部分的系數(shù)，是近似適合參數(shù)。并且在這種情況下，當(dāng)使用規(guī)定壓力Pm2時(shí)，圖15中的節(jié)點(diǎn)RP的坐標(biāo)可表示成(Pm2，(el01-Eh)·Pm2+(gl01-Gh))。
從圖14以及圖15可知，利用該方法求出近似缸內(nèi)吸入空氣流量mc′11時(shí)，當(dāng)Pm1＞Pm2時(shí)，下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm不足規(guī)定壓力Pm2時(shí)，近似缸內(nèi)吸入空氣流量mc′11與缸內(nèi)吸入空氣流量mc11一致；當(dāng)Pm1＜Pm2時(shí)，下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm處于規(guī)定壓力Pm2以上時(shí)近似缸內(nèi)吸入空氣流量mc′11與缸內(nèi)吸入空氣流量mc11一致。另外，當(dāng)Pm1＝Pm2時(shí)，由于缸內(nèi)吸入空氣流量mc原本以兩條直線表示，因而不必利用上述方法求出近似缸內(nèi)吸入空氣流量mc′11。
并且可知，即使利用以上說(shuō)明的方法求出近似缸內(nèi)吸入空氣流量mc′11，并根據(jù)該近似缸內(nèi)吸入空氣流量mc′11求出上述Pmta或mcta，對(duì)于計(jì)算精度產(chǎn)生的影響也比較小。這是因?yàn)椋瑑?nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE從低速轉(zhuǎn)動(dòng)到中速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)存在成為Pm1≈Pm2的傾向，并且內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)存在成為E1≈Eh的傾向。
另外，對(duì)于后半部分說(shuō)明的EGR的某些情況，顯然也可以通過(guò)之前說(shuō)明的任意方法將表示節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt的曲線近似成直線，從而求出上述Pmta或mcta。
雖然在圖11所示的結(jié)構(gòu)中，僅在進(jìn)氣門(mén)6一側(cè)設(shè)有可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)23，但是本發(fā)明并不限定于此。即，例如也可以僅在排氣門(mén)8一側(cè)設(shè)置可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)，或者還可以在進(jìn)氣門(mén)6一側(cè)和排氣門(mén)8一側(cè)都設(shè)置可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)。
雖然圖11所示的結(jié)構(gòu)，作為可變進(jìn)氣裝置的一個(gè)例子，具有可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)23，但是本發(fā)明對(duì)于具有其他可變進(jìn)氣裝置，例如渦流控制閥等情況也同樣可以適用。即，例如對(duì)于上述式子(27)的適合參數(shù)e、g的推測(cè)，與上述方法相同地，與各內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE的情況有關(guān)，根據(jù)EGR控制閥開(kāi)度STP處于某一個(gè)EGR控制閥開(kāi)度STPy時(shí)將渦流控制閥作為各狀態(tài)SCn的適合參數(shù)eyn、gyn，和渦流控制閥處于某一個(gè)狀態(tài)SCy時(shí)將EGR控制閥開(kāi)度STP作為各EGR控制閥開(kāi)度STPm的適合參數(shù)emy、gmy，可以推測(cè)出處于其他任意的EGR控制閥開(kāi)度STPm、任意的渦流控制閥的狀態(tài)SCn時(shí)的適合參數(shù)emn、gmn。
雖然根據(jù)特定的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案以及思想的前提下進(jìn)行各種變更、修正等。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，包括將節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量表示成節(jié)氣門(mén)下游側(cè)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力的函數(shù)的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式，和將缸內(nèi)吸入空氣流量表示成所述下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力的函數(shù)的缸內(nèi)吸入空氣流量計(jì)算式；其特征在于，當(dāng)根據(jù)所述節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式求出的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量與根據(jù)所述缸內(nèi)吸入空氣流量計(jì)算式求出的缸內(nèi)吸入空氣流量一致時(shí)，計(jì)算出所述下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力作為在此時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力。
2.一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，包括將節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量表示成節(jié)氣門(mén)下游側(cè)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力的函數(shù)的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式，和將缸內(nèi)吸入空氣流量表示成所述下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力的函數(shù)的缸內(nèi)吸入空氣流量計(jì)算式；其特征在于，當(dāng)根據(jù)所述節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式求出的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量與根據(jù)所述缸內(nèi)吸入空氣流量計(jì)算式求出的缸內(nèi)吸入空氣流量一致時(shí)，計(jì)算出所述缸內(nèi)吸入空氣流量作為在此時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的缸內(nèi)吸入空氣流量。
3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，當(dāng)根據(jù)所述節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式求出的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量與根據(jù)所述缸內(nèi)吸入空氣流量計(jì)算式求出的缸內(nèi)吸入空氣流量一致時(shí)，計(jì)算出所述缸內(nèi)吸入空氣流量作為在此時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的缸內(nèi)吸入空氣流量。
4.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，設(shè)mt為節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量、μ為節(jié)氣門(mén)的流量系數(shù)、At為節(jié)氣門(mén)的開(kāi)口截面積、Pa為大氣壓、Ta為大氣溫度、R為氣體常數(shù)、Pm為所述下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力、Φ(Pm/Pa)為根據(jù)Pm/Pa的值確定的系數(shù)，則所述節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式可由下述式子(1)表示；設(shè)mc為缸內(nèi)吸入空氣流量、a、b為至少根據(jù)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速確定的適合參數(shù)，則所述缸內(nèi)吸入空氣流量計(jì)算式可由下述式子(2)表示mt=μ·At·paR·Ta·Φ(PmPa)···(1)]]>mc＝a·Pm-b …(2)
5.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，設(shè)mt為節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量、μ為節(jié)氣門(mén)的流量系數(shù)、At為節(jié)氣門(mén)的開(kāi)口截面積、Pa為大氣壓、Ta為大氣溫度、R為氣體常數(shù)、Pm為所述下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力、Φ(Pm/Pa)為根據(jù)Pm/Pa的值確定的系數(shù)，則所述節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式可由下述式子(1)表示；設(shè)mc為缸內(nèi)吸入空氣流量、a、b為至少根據(jù)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速確定的適合參數(shù)，則所述缸內(nèi)吸入空氣流量計(jì)算式可由下述式子(2)表示mt=μ·At·paR·Ta·Φ(PmPa)···(1)]]>mc＝a·Pm-b …(2)
6.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，具有廢氣再循環(huán)通路，使內(nèi)燃機(jī)排出到排氣通路的廢氣的至少一部分流入進(jìn)氣通路；和EGR控制閥，用于調(diào)整通過(guò)該廢氣再循環(huán)通路的廢氣的流量；設(shè)mt為節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量、μ為節(jié)氣門(mén)的流量系數(shù)、At為節(jié)氣門(mén)的開(kāi)口截面積、Pa為大氣壓、Ta為大氣溫度、R為氣體常數(shù)、Pm為所述下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力、Φ(Pm/Pa)為根據(jù)Pm/Pa的值確定的系數(shù)，則所述節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式可由下述式子(3)表示；設(shè)mc為缸內(nèi)吸入空氣流量，e、g為至少根據(jù)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和所述EGR控制閥的開(kāi)度而確定的適合參數(shù)，則所述缸內(nèi)吸入空氣流量計(jì)算式可由下述式子(4)表示mt=μ·At·paR·Ta·Φ(PmPa)···(3)]]>mc＝e·Pm+g …(4)
7.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，具有廢氣再循環(huán)通路，使內(nèi)燃機(jī)排出到排氣通路的廢氣中的至少一部分流入進(jìn)氣通路；和EGR控制閥，用于調(diào)整通過(guò)該廢氣再循環(huán)通路的廢氣的流量；設(shè)mt為節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量、μ為節(jié)氣門(mén)的流量系數(shù)、At為節(jié)氣門(mén)的開(kāi)口截面積、Pa為大氣壓、Ta為大氣溫度、R為氣體常數(shù)、Pm為所述下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力、Φ(Pm/Pa)為根據(jù)Pm/Pa的值確定的系數(shù)，則所述節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式可由下述式子(3)表示；設(shè)mc為缸內(nèi)吸入空氣流量，e、g為至少根據(jù)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和所述EGR控制閥的開(kāi)度而確定的適合參數(shù)，則所述缸內(nèi)吸入空氣流量計(jì)算式可由下述式子(4)表示mt=μ·At·paR·Ta·Φ(PmPa)···(3)]]>mc＝e·Pm+g …(4)
8.如權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，內(nèi)燃機(jī)還具有用于改變?cè)O(shè)在各氣缸上的氣門(mén)的開(kāi)閉正時(shí)的可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)，根據(jù)所述開(kāi)閉正時(shí)為第一配氣正時(shí)且所述EGR控制閥為第一開(kāi)度時(shí)的所述適合參數(shù)e、g，所述開(kāi)閉正時(shí)為所述第一配氣正時(shí)且所述EGR控制閥為第二開(kāi)度時(shí)的所述適合參數(shù)e、g，以及所述開(kāi)閉正時(shí)為第二配氣正時(shí)且所述EGR控制閥為第一開(kāi)度時(shí)的所述適合參數(shù)e、g，推測(cè)出所述開(kāi)閉正時(shí)為所述第二配氣正時(shí)且所述EGR控制閥為所述第二開(kāi)度時(shí)的所述適合參數(shù)e、g。
9.如權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，內(nèi)燃機(jī)還具有用于改變?cè)O(shè)在各氣缸上的氣門(mén)的開(kāi)閉正時(shí)的可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)，根據(jù)所述開(kāi)閉正時(shí)為第一配氣正時(shí)且所述EGR控制閥為第一開(kāi)度時(shí)的所述適合參數(shù)e、g，所述開(kāi)閉正時(shí)為所述第一配氣正時(shí)且所述EGR控制閥為第二開(kāi)度時(shí)的所述適合參數(shù)e、g，以及所述開(kāi)閉正時(shí)為第二配氣正時(shí)且所述EGR控制閥為第一開(kāi)度時(shí)的所述適合參數(shù)e、g，推測(cè)出所述開(kāi)閉正時(shí)為所述第二配氣正時(shí)且所述EGR控制閥為所述第二開(kāi)度時(shí)的所述適合參數(shù)e、g。
10.如權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，當(dāng)所述開(kāi)閉正時(shí)為所述第二配氣正時(shí)且所述EGR控制閥為第一開(kāi)度時(shí)的所述適合參數(shù)e、g，分別在所述節(jié)氣門(mén)下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力大于和小于第一壓力的情況下取不同的兩個(gè)值，并且所述開(kāi)閉正時(shí)為所述第二配氣正時(shí)且所述EGR控制閥為所述第二開(kāi)度時(shí)的適合參數(shù)e、g，對(duì)應(yīng)所述節(jié)氣門(mén)下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力分別取三個(gè)以上的不同值時(shí)，根據(jù)所述開(kāi)閉正時(shí)為第一配氣正時(shí)且所述EGR控制閥為第一開(kāi)度時(shí)的所述適合參數(shù)e、g，所述開(kāi)閉正時(shí)為所述第一配氣正時(shí)且所述EGR控制閥為第二開(kāi)度時(shí)的所述適合參數(shù)e、g，以及所述開(kāi)閉正時(shí)為第二配氣正時(shí)且所述EGR控制閥為第一開(kāi)度時(shí)的所述適合參數(shù)e、g，在所述節(jié)氣門(mén)下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力大于和小于第一壓力的情況下取不同的兩個(gè)值而算出近似適合參數(shù)ep、gp，并將這些近似適合參數(shù)ep、gp作為所述開(kāi)閉正時(shí)為所述第二配氣正時(shí)且所述EGR控制閥為所述第二開(kāi)度時(shí)的所述適合參數(shù)e、g。
11.如權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，當(dāng)所述開(kāi)閉正時(shí)為所述第二配氣正時(shí)且所述EGR控制閥為第一開(kāi)度時(shí)的所述適合參數(shù)e、g，分別在所述節(jié)氣門(mén)下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力大于和小于第一壓力的情況下取不同的兩個(gè)值，并且所述開(kāi)閉正時(shí)為所述第二配氣正時(shí)且所述EGR控制閥為所述第二開(kāi)度時(shí)的適合參數(shù)e、g，對(duì)應(yīng)所述節(jié)氣門(mén)下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力分別取三個(gè)以上的不同值時(shí)，根據(jù)所述開(kāi)閉正時(shí)為第一配氣正時(shí)且所述EGR控制閥為第一開(kāi)度時(shí)的所述適合參數(shù)e、g，所述開(kāi)閉正時(shí)為所述第一配氣正時(shí)且所述EGR控制閥為第二開(kāi)度時(shí)的所述適合參數(shù)e、g，以及所述開(kāi)閉正時(shí)為第二配氣正時(shí)且所述EGR控制閥為第一開(kāi)度時(shí)的所述適合參數(shù)e、g，在所述節(jié)氣門(mén)下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力大于和小于第一壓力的情況下取不同的兩個(gè)值而計(jì)算出近似適合參數(shù)ep、gp，并將這些近似適合參數(shù)ep、gp作為所述開(kāi)閉正時(shí)為所述第二配氣正時(shí)且所述EGR控制閥為所述第二開(kāi)度時(shí)的所述適合參數(shù)e、g。
12.如權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，當(dāng)所述EGR控制閥為所述第一開(kāi)度時(shí)，所述EGR控制閥關(guān)閉。
13.如權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，當(dāng)所述EGR控制閥為所述第一開(kāi)度時(shí)，所述EGR控制閥關(guān)閉。
14.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，在節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt與缸內(nèi)吸入空氣流量mc的大小顛倒的部分，采用以下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm的一次式表示的近似式作為所述節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式。
15.如權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，在節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt與缸內(nèi)吸入空氣流量mc的大小顛倒的部分，采用以下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pm的一次式表示的近似式作為所述節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式。
16.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述近似式為表示連接兩點(diǎn)的直線的一次式，其中所述兩點(diǎn)為所述節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式表示的曲線上的兩點(diǎn)，即節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt與缸內(nèi)吸入空氣流量mc的大小顛倒前后的兩點(diǎn)。
17.如權(quán)利要求15所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述近似式為表示連接兩點(diǎn)的直線的一次式，其中所述兩點(diǎn)為所述節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式表示的曲線上的兩點(diǎn)，即節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt與缸內(nèi)吸入空氣流量mc的大小顛倒前后的兩點(diǎn)。
18.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，代替所述大氣壓Pa，采用至少考慮空氣濾清器的壓力損失而求出的節(jié)氣門(mén)上游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pac。
19.如權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，代替所述大氣壓Pa，采用至少考慮空氣濾清器的壓力損失而求出的節(jié)氣門(mén)上游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pac。
20.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，根據(jù)上一次求出的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量，至少考慮空氣濾清器的壓力損失而求出節(jié)氣門(mén)上游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力Pac；所述近似式為表示連接兩點(diǎn)的直線的一次式，其中表示所述兩點(diǎn)的坐標(biāo)是如下得到的相對(duì)于所述節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式表示的曲線上的兩點(diǎn)、即節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量mt與缸內(nèi)吸入空氣流量mc的大小顛倒前后的兩點(diǎn)，用表示其坐標(biāo)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力和節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量的值分別乘以Pac/Pa而得到的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，包括節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式，其將節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量(mt)表示成節(jié)氣門(mén)下游側(cè)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力的函數(shù)；和缸內(nèi)吸入空氣流量計(jì)算式，其將缸內(nèi)吸入空氣流量(mc)表示成所述下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力的函數(shù)；當(dāng)根據(jù)所述節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量計(jì)算式求出的節(jié)氣門(mén)通過(guò)空氣流量(mt)與根據(jù)所述缸內(nèi)吸入空氣流量計(jì)算式求出的缸內(nèi)吸入空氣流量(mc)一致時(shí)，計(jì)算出所述下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力(Pm)以及缸內(nèi)吸入空氣流量(mc)，作為在此時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的下游側(cè)進(jìn)氣管內(nèi)壓力(Pmta)以及缸內(nèi)吸入空氣流量(mcta)。
文檔編號(hào)F02B23/10GK1842646SQ200480024309
公開(kāi)日2006年10月4日 申請(qǐng)日期2004年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月26日
發(fā)明者武藤晴文, 井戶雄一郎 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社