專利名稱：內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置和進氣參數(shù)計算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算內(nèi)燃機的進氣壓力和吸入空氣量等表示進氣通路內(nèi)的空氣狀態(tài)的進氣參數(shù)的內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置和進氣參數(shù)計算方法。
背景技術(shù)：
以往，作為內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，公知有專利文獻I所記載的裝置。該進氣參數(shù)計算裝置計算作為進氣參數(shù)的要求進氣壓力P，具有氣流計、進氣壓力傳感器和節(jié)氣閥傳感器等。在該進氣參數(shù)計算裝置中，根據(jù)節(jié)氣閥傳感器的檢測信號計算油門踏板的操作量即油門開度Acc，根據(jù)氣流計的檢測信號計算實際進氣量Gact，根據(jù)進氣壓力傳感器的檢測信號計算實際進氣壓力Pact?！みM而，使用油門開度Acc和發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne計算要求軸轉(zhuǎn)矩，使用定義了該要求軸轉(zhuǎn)矩與要求進氣壓力P的關(guān)系的式(3)的進氣系統(tǒng)模型，計算要求進氣壓力P。該進氣系統(tǒng)模型是根據(jù)氣體的狀態(tài)方程式導(dǎo)出的，包含學(xué)習(xí)值Kn作為乘法系數(shù)。該學(xué)習(xí)值Kn用于修正模型化誤差，是通過其上次值和基準(zhǔn)值Knbase的平滑化(々t L·)運算(加權(quán)平均運算)計算出的。通過實際進氣壓力Pact與實際進氣量Gact之比除以根據(jù)進氣系統(tǒng)模型計算出的要求進氣壓力P與要求進氣量G之比,計算該基準(zhǔn)值Knbase?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2002-309993號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題如專利文獻I的內(nèi)燃機那樣，在將節(jié)氣閥等變更進氣通路的開口面積的進氣節(jié)氣門設(shè)于進氣通路中的情況下，由于進氣壓力是進氣通路的進氣節(jié)氣門的下游側(cè)壓力，具有容易受到進氣節(jié)氣門的開度變化的影響的特性。與此相對，在專利文獻I的進氣參數(shù)計算裝置的情況下，沒有考慮進氣節(jié)氣門的開度，只不過使用根據(jù)氣體的狀態(tài)方程式導(dǎo)出的進氣系統(tǒng)模型計算要求進氣壓力P，所以，存在計算精度低的問題。特別地，如過渡運轉(zhuǎn)狀態(tài)那樣，在進氣節(jié)氣門的開度容易變化的條件下，計算精度的降低程度增大。本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，其目的在于，提供如下的內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置和進氣參數(shù)計算方法在設(shè)有進氣節(jié)氣門的情況下，能夠高精度地計算進氣參數(shù)。用于解決課題的手段為了實現(xiàn)上述目的，權(quán)利要求I的發(fā)明是一種內(nèi)燃機3的進氣參數(shù)計算裝置1，內(nèi)燃機3利用設(shè)于進氣通路6中的進氣節(jié)氣門(節(jié)氣閥7a)來變更通過進氣節(jié)氣門的空氣量作為通過空氣量，該進氣參數(shù)計算裝置I計算表示該進氣通路6內(nèi)的空氣狀態(tài)的進氣參數(shù)(通過空氣量GAIRTH、吸入空氣量GAIR、進氣壓力PBA)，其特征在于，該進氣參數(shù)計算裝置I具有基本進氣參數(shù)計算單元(E⑶2、步驟6、90、110、144、175)，其計算基本進氣參數(shù)(基本通過空氣量GAIRTHN、基本吸入空氣量GAIRN、基本進氣壓力ΡΒΑΝ)作為進氣參數(shù)的基本值；第I開度函數(shù)值計算單元(Ε⑶2、步驟11、103、123、154、183)，其使用通過規(guī)定的建模方法導(dǎo)出的、定義了上游側(cè)壓力(大氣壓PA)、下游側(cè)壓力(進氣壓力ΡΒΑ)、開度函數(shù)值KTH與通過空氣量GAIRTH的關(guān)系的模型式[式(7)、(13)、(23)]，計算第I開度函數(shù)值(模型式值KTHCAL)作為開度函數(shù)值的第I計算值，其中，上游側(cè)壓力是進氣節(jié)氣門的上游側(cè)的進氣通路6內(nèi)的壓力，下游側(cè)壓力是進氣節(jié)氣門的下游側(cè)的進氣通路6內(nèi)的壓力，開度函數(shù)值KTH由進氣節(jié)氣門的開度決定；第2開度函數(shù)值計算單元(ECU2、步驟11、100、120、151、180),其使用表示進氣節(jié)氣門的開度(節(jié)氣門開度TH)與開度函數(shù)值KTH的相關(guān)關(guān)系的相關(guān)關(guān)系模型(圖2)，計算第2開度函數(shù)值(映射圖值KTH)作為開度函數(shù)值的第2計算值；校正值計算單元(ECU2、步驟3,100 107,120 131、142、146、147、172)，其使用作為計算出的第I開度函數(shù)值和計算出的第2開度函數(shù)值中的一方與另一方之比的函數(shù)值比(函數(shù)值誤差KTHERR),計算校正值(校正系數(shù)KTHCOR、校正系數(shù)KAFMERR、校正項PBAERRCOR)；以及進氣參數(shù)計算單元(Ε⑶2、步驟6、91、111、144、175)，其通過利用該計算出的校正值對基本進氣參數(shù)進行校正，計算進氣參數(shù)(通過空氣量GAIRTH、吸入空氣量GAIR、進氣壓力ΡΒΑ)。
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根據(jù)該內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，使用定義了進氣節(jié)氣門的上游側(cè)的進氣通路內(nèi)的壓力即上游側(cè)壓力、進氣節(jié)氣門的下游側(cè)的進氣通路內(nèi)的壓力即下游側(cè)壓力、由進氣節(jié)氣門的開度決定的開度函數(shù)值、與通過空氣量的關(guān)系的模型式，計算第I開度函數(shù)值，使用表示進氣節(jié)氣門的開度與開度函數(shù)值的相關(guān)關(guān)系的相關(guān)關(guān)系模型，計算第2開度函數(shù)值，使用計算出的第I開度函數(shù)值和計算出的第2開度函數(shù)值的一方與另一方之比即函數(shù)值比，計算校正值，利用這樣計算出的校正值對基本進氣參數(shù)進行校正，由此計算進氣參數(shù)。該情況下，第I和第2開度函數(shù)值均為由進氣節(jié)氣門的開度決定的函數(shù)值，并且，利用使用這2個值之比而計算出的校正值對基本進氣參數(shù)進行校正，由此計算進氣參數(shù)，所以，能夠反映進氣節(jié)氣門的開度狀態(tài)并計算進氣參數(shù)。而且，第I開度函數(shù)值和第2開度函數(shù)值的一方與另一方之比即函數(shù)值比表示2個開度函數(shù)值之間的差異、即模型式與相關(guān)關(guān)系模型之間的誤差，所以，能夠?qū)⑿Ｕ涤嬎銥槟軌蛐Ｕ@種誤差的值。如上所述，如過渡運轉(zhuǎn)狀態(tài)那樣，在進氣節(jié)氣門的開度容易變化的條件下，與以往相比，也能夠高精度地計算進氣參數(shù)，能夠提聞商品性。權(quán)利要求2的發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機3的進氣參數(shù)計算裝置I中，基本進氣參數(shù)計算單元具有基本通過空氣量計算單元(Ε⑶2、步驟6、144、175)，該基本通過空氣量計算單元計算基本通過空氣量GAIRTHN作為基本進氣參數(shù)，該基本通過空氣量是通過空氣量GAIRTH的基本值，校正值計算單元具有第I校正值計算單元(Ε⑶2、步驟
3、142、146、147)，該第I校正值計算單元計算用于校正基本通過空氣量的第I校正值(校正系數(shù)KTHCOR)作為校正值，進氣參數(shù)計算單元具有通過空氣量計算單元(Ε⑶2、步驟6、144、175)，該通過空氣量計算單元通過利用計算出的第I校正值對計算出的基本通過空氣量進行校正，計算通過空氣量GAIRTH作為進氣參數(shù)。根據(jù)該內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，計算通過空氣量的基本值即基本通過空氣量作為基本進氣參數(shù)，計算用于校正基本吸入空氣量的第I校正值作為校正值，通過利用計算出的第I校正值對計算出的基本通過空氣量進行校正，計算通過空氣量作為進氣參數(shù)，所以，能夠反映進氣節(jié)氣門的開度狀態(tài)并計算通過空氣量。而且，將第I校正值計算為能夠校正模型式與相關(guān)關(guān)系模型之間的誤差的值，所以，能夠?qū)⑼ㄟ^空氣量計算為校正了這種誤差的值。如上所述，能夠高精度地計算通過空氣量。權(quán)利要求3的發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機3的進氣參數(shù)計算裝置I中，第I校正值計算單元具有在線辨識單元(E⑶2、步驟17、40 53、157)，該在線辨識單元以在線的方式辨識將函數(shù)值比視為誤差時的、定義了該誤差與進氣節(jié)氣門的開度之間的關(guān)系的誤差模型式(8)的模型參數(shù)A，第I校正值計算單元使用在線辨識的模型參數(shù)A和該誤差模型式，計算第I校正值。根據(jù)該內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，以在線的方式辨識將函數(shù)值比視為誤差時的、定義了誤差與進氣節(jié)氣門的開度的關(guān)系的誤差模型式的模型參數(shù)，使用以在線的方式辨識的模型參數(shù)和誤差模型式，計算第I校正值，所以，在由于進氣節(jié)氣門中的經(jīng)年變化和個體間偏差等而使誤差模型式從誤差與進氣節(jié)氣門的開度之間的實際關(guān)系乖離的情況下、即在產(chǎn)生模型化誤差的情況下，通過使用在線辨識的模型參數(shù)，也能夠迅速補償這種模型 化誤差，能夠使誤差模型式迅速符合誤差與進氣節(jié)氣門的開度的實際關(guān)系。由此，能夠提高基于校正值的校正精度，能夠提高通過空氣量的計算精度。權(quán)利要求4的發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機3的進氣參數(shù)計算裝置I中，在線辨識單元對應(yīng)于將進氣節(jié)氣門的開度劃分成多個區(qū)域時的該多個區(qū)域而分別設(shè)定多個權(quán)重，并且，通過應(yīng)用了基于該多個權(quán)重的加權(quán)處理的辨識運算算法[式(16) ]，計算模型參數(shù)A的辨識值，多個權(quán)重被設(shè)定為彼此相同的值。根據(jù)該內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，對應(yīng)于將進氣節(jié)氣門的開度劃分成多個區(qū)域時的多個區(qū)域而分別設(shè)定多個權(quán)重，并且，通過應(yīng)用了基于多個權(quán)重的加權(quán)處理的辨識運算算法，計算模型參數(shù)的辨識值。而且，多個權(quán)重被設(shè)定為彼此相同的值，所以，在在線辨識運算中，在進氣節(jié)氣門的開度暫時偏移到多個區(qū)域中的一個、而處于與該區(qū)域?qū)?yīng)的運算結(jié)果與其他區(qū)域的運算結(jié)果相比暫時非常多的狀態(tài)時，也能夠抑制反映出這樣偏移后的運算結(jié)果，并適當(dāng)計算模型參數(shù)的辨識值，能夠確保良好的計算精度。由此，能夠進一步提高通過空氣量的計算精度。權(quán)利要求5的發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機3的進氣參數(shù)計算裝置中，在線辨識單元對應(yīng)于將進氣節(jié)氣門的開度劃分成多個區(qū)域時的該多個區(qū)域而分別設(shè)定多個權(quán)重，并且，通過應(yīng)用了基于該多個權(quán)重(權(quán)重系數(shù)Kl KG4)的加權(quán)處理的辨識運算算法[式(18)、(27)、(28)]，計算模型參數(shù)A的辨識值，多個權(quán)重被設(shè)定為，進氣節(jié)氣門的開度越小的區(qū)域的權(quán)重越大。根據(jù)該內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，對應(yīng)于將進氣節(jié)氣門的開度劃分成多個區(qū)域時的多個區(qū)域而分別設(shè)定多個權(quán)重，并且，通過應(yīng)用了基于多個權(quán)重的加權(quán)處理的辨識運算算法，計算模型參數(shù)的辨識值。而且，多個權(quán)重被設(shè)定為，進氣節(jié)氣門的開度越小的區(qū)域的權(quán)重越大。該情況下，如后所述，由于進氣節(jié)氣門的開口面積相對于標(biāo)準(zhǔn)品(基準(zhǔn)品)的值的偏差而產(chǎn)生通過空氣量的計算誤差，進氣節(jié)氣門的開度越小，該偏差的影響程度越大。因此，通過將多個權(quán)重設(shè)定為，進氣節(jié)氣門的開度越小的區(qū)域的權(quán)重越大，能夠反映進氣節(jié)氣門的開口面積相對于標(biāo)準(zhǔn)品的值的偏差的影響程度，并計算模型參數(shù)的辨識值，由此，能夠進一步提高第I校正值的計算精度。其結(jié)果，能夠進一步提高通過空氣量的計算精度。
權(quán)利要求6的發(fā)明在權(quán)利要求2 5的任意一個所述的內(nèi)燃機3的進氣參數(shù)計算裝置I中，其特征在于，內(nèi)燃機3被用作車輛的動力源，在從內(nèi)燃機3的起動時刻起未經(jīng)過規(guī)定時間、和內(nèi)燃機3起動后的車輛的總行駛距離DIST小于規(guī)定值DLEARN當(dāng)中的一個條件成立時(步驟11、20的判別結(jié)果為“是”時)，第I校正值計算單元執(zhí)行第I校正值的計算。根據(jù)該內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，在從內(nèi)燃機的起動時點起未經(jīng)過規(guī)定時間、以及內(nèi)燃機起動后的車輛的總行駛距離小于規(guī)定值當(dāng)中的一個條件成立時，執(zhí)行第I校正值的計算。該情況下，如后所述，由于進氣節(jié)氣門的開口面積相對于標(biāo)準(zhǔn)品的值的偏差而產(chǎn)生通過空氣量的計算誤差，進氣節(jié)氣門的開度小的低開度域中的產(chǎn)生頻度高，并且，在從內(nèi)燃機的起動時點起未經(jīng)過規(guī)定時間時、或內(nèi)燃機起動后的車輛的總行駛距離小于規(guī)定值時，成為進氣節(jié)氣門的開度容易在低開度域中推移的狀態(tài)。如上所述，通過僅在容易產(chǎn)生通過空氣量的計算誤差的區(qū)域中執(zhí)行第I校正值的計算，能夠提高其計算精度。 權(quán)利要求7的發(fā)明在權(quán)利要求2 6的任意一個所述的內(nèi)燃機3的進氣參數(shù)計算裝置中，其特征在于，進氣參數(shù)計算裝置還具有估計上游側(cè)壓力計算單元(E⑶2、步驟61、64)，該估計上游側(cè)壓力計算單元計算估計上游側(cè)壓力(估計大氣壓HPA)作為上游側(cè)壓力的估計值，第I開度函數(shù)值計算單元使用該計算出的估計上游側(cè)壓力和模型式，計算第I開度函數(shù)值。根據(jù)該內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，使用計算出的估計上游側(cè)壓力和模型式，計算第I開度函數(shù)值，所以，能夠避免由于上游側(cè)壓力的變化而使第I校正值的計算精度降低，能夠確保良好的計算精度。權(quán)利要求8的發(fā)明在權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機3的進氣參數(shù)計算裝置中，其特征在于，進氣參數(shù)計算裝置還具有檢測下游側(cè)壓力(進氣壓力PBA)的下游側(cè)壓力檢測單元(ECU2、進氣壓力傳感器22)，估計上游側(cè)壓力計算單元將估計上游側(cè)壓力設(shè)定為在起動內(nèi)燃機3時由下游側(cè)壓力檢測單元檢測到的下游側(cè)壓力(步驟61)。根據(jù)該內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，估計上游側(cè)壓力被設(shè)定為內(nèi)燃機起動時由下游側(cè)壓力檢測單元檢測到的下游側(cè)壓力，所以，使用這種下游側(cè)壓力計算第I開度函數(shù)值。該情況下，在內(nèi)燃機的停止中，進氣節(jié)氣門的上游側(cè)和下游側(cè)的壓力大致相同，所以，內(nèi)燃機起動時由下游側(cè)壓力檢測單元檢測到的下游側(cè)壓力適當(dāng)表示上游側(cè)壓力。由此，能夠使用適當(dāng)表示上游側(cè)壓力的下游側(cè)壓力，高精度地計算第I開度函數(shù)值。而且，在內(nèi)燃機的起動后，在上游側(cè)壓力產(chǎn)生變動的情況下，也能夠避免其影響，由此，能夠進一步提高第I開度函數(shù)值的計算精度。權(quán)利要求9的發(fā)明在權(quán)利要求7或8所述的內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置中，其特征在于，進氣參數(shù)計算裝置還具有吸入空氣量檢測單元(氣流傳感器20)，其設(shè)于進氣通路6的比進氣節(jié)氣門更靠上游側(cè)的位置，輸出表示吸入空氣量GAIR的檢測信號，該吸入空氣量是在進氣通路內(nèi)流動的空氣量；以及吸入空氣量計算單元(E⑶2、步驟90、91)，其根據(jù)吸入空氣量檢測單元的檢測結(jié)果，計算吸入空氣量GAIR，估計上游側(cè)壓力計算單元使用第I校正值(校正系數(shù)KTHC0R)和模型式計算作為通過空氣量的估計值的估計通過空氣量HGAIRTH,并且，根據(jù)估計通過空氣量HGAIRTH與計算出的吸入空氣量GAIR的比較結(jié)果(空氣量偏差DGAIR)，更新估計上游側(cè)壓力(估計大氣壓HPA)(步驟73 83)。根據(jù)該內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，根據(jù)基于吸入空氣量檢測單元的檢測結(jié)果而計算出的吸入空氣量與估計通過空氣量的比較結(jié)果，更新估計上游側(cè)壓力。使用第I校正值和模型式計算該估計通過空氣量，所以，在該計算結(jié)果中，能夠補償所述模型化誤差，并確保高計算精度。因此，根據(jù)這種估計通過空氣量與吸入空氣量的比較結(jié)果更新估計上游側(cè)壓力，由此，能夠提高估計上游側(cè)壓力的更新精度即估計上游側(cè)壓力的計算精度。權(quán)利要求10的發(fā)明在權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機3的進氣參數(shù)計算裝置中，其特征在于，第I校正值計算單元具有相加平均值計算單元(ECU2、步驟186)，其對應(yīng)于進氣節(jié)氣門的開度的每個規(guī)定間隔(1° )的值，計算函數(shù)值比和第I校正值中的一方的值的相加平均值；以及存儲單元(ECU2、步驟186)，其對應(yīng)于進氣節(jié)氣門的開度的每個規(guī)定間隔的值，存儲計算出的相加平均值作為存儲用值，使用根據(jù)進氣節(jié)氣門的開度而從存儲單元中讀出的存儲用值作為函數(shù)值比和第I校正值中的一方的值。根據(jù)該內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，對應(yīng)于進氣節(jié)氣門的開度的每個規(guī)定間隔的值，計算函數(shù)值比和第I校正值的一個值的相加平均值，對應(yīng)于進氣節(jié)氣門的開度的每個規(guī)定間隔的值，存儲計算出的相加平均值作為存儲用值，并且，將根據(jù)進氣節(jié)氣門的開度而從存儲單元中讀出的存儲用值用作一方的值。該情況下，存儲用值是函數(shù)值比或第I校正·值的相加平均值，所以，越是進行相加平均運算，越能夠提高其計算精度。而且，存儲用值對應(yīng)于進氣節(jié)氣門的開度的每個規(guī)定間隔的值來存儲，所以，該規(guī)定間隔越小，越能夠提高存儲用值的計算精度。因此，通過將這種存儲用值用作函數(shù)值比或第I校正值，計算通過空氣量，所以，伴隨運算的進行，能夠提高通過空氣量的計算精度。而且，通過較小地設(shè)定規(guī)定間隔，能夠進一步提聞其計算精度。權(quán)利要求11的發(fā)明在權(quán)利要求2 8的任意一個所述的內(nèi)燃機3的進氣參數(shù)計算裝置中，其特征在于，進氣參數(shù)計算裝置還具有吸入空氣量檢測單元(氣流傳感器20)，其設(shè)于進氣通路6的比進氣節(jié)氣門更靠上游側(cè)的位置，輸出表示吸入空氣量GAIR的檢測信號，該吸入空氣量是在進氣通路內(nèi)流動的空氣量；上游側(cè)壓力檢測單元(大氣壓傳感器24)，其輸出表示上游側(cè)壓力(大氣壓PA)的檢測信號；下游側(cè)壓力檢測單元(進氣壓力傳感器22)，其輸出表示下游側(cè)壓力(進氣壓力PBA)的檢測信號；壓力比計算單元(ECU2)，其根據(jù)上游側(cè)壓力檢測單元和下游側(cè)壓力檢測單元的檢測結(jié)果，計算作為下游側(cè)壓力與上游側(cè)壓力之比的壓力比R_P ;以及氣門開度檢測單元(ECU2、節(jié)氣門開度傳感器21)，其檢測氣門開度(節(jié)氣門開度TH)作為進氣節(jié)氣門的開度，基本進氣參數(shù)計算單元還具有基本吸入空氣量計算單元(ECU2、步驟90)，該基本吸入空氣量計算單元根據(jù)吸入空氣量檢測單元的檢測結(jié)果，計算基本吸入空氣量GAIRN作為基本進氣參數(shù)，該基本吸入空氣量是吸入空氣量GAIR的基本值，校正值計算單元還具有第2校正值計算單元(E⑶2、步驟100 107)，在檢測到的氣門開度為規(guī)定開度THB以上、且計算出的壓力比R_P小于臨界壓力比R_CRIT時，該第2校正值計算單元計算用于校正基本吸入空氣量GAIRN的第2校正值(校正系數(shù)KAFMERR)作為校正值，進氣參數(shù)計算單元還具有吸入空氣量計算單元(E⑶2、步驟91 )，該吸入空氣量計算單元通過利用計算出的第2校正值(校正系數(shù)KAFMERR)對基本吸入空氣量GAIRN進行校正，計算吸入空氣量GAIR作為進氣參數(shù)，第I開度函數(shù)值計算單元使用吸入空氣量GAIR作為通過空氣量，計算第I開度函數(shù)值。根據(jù)該內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，根據(jù)吸入空氣量檢測單元的檢測結(jié)果，計算吸入空氣量的基本值即基本吸入空氣量作為基本進氣參數(shù)，在檢測到的氣門開度為規(guī)定開度以上、且計算出的壓力比小于臨界壓力比時，計算用于校正基本吸入空氣量的第2校正值作為校正值，通過利用計算出的第2校正值對基本吸入空氣量進行校正，計算吸入空氣量作為進氣參數(shù)。通過本申請人的實驗確認(rèn)到如該進氣參數(shù)計算裝置那樣，使用定義了上游側(cè)壓力、下游側(cè)壓力、開度函數(shù)值、通過空氣量即吸入空氣量的關(guān)系的模型式，計算第I開度函數(shù)值，進而，在計算出函數(shù)值比的情況下，在氣門開度為規(guī)定開度以上、且計算出的壓力比小于臨界壓力比的區(qū)域中，由于吸入空氣量檢測單元的檢測結(jié)果中包含的誤差而產(chǎn)生函數(shù)值比所表示的模型式與相關(guān)關(guān)系模型之間的誤差。因此，在這種區(qū)域中，使用能夠校正模型式與相關(guān)關(guān)系模型之間的誤差的第2校正值，對根據(jù)吸入空氣量檢測單元的檢測結(jié)果而計算出的基本吸入空氣量進行校正，由此，能夠高精度地計算吸入空氣量。權(quán)利要求12的發(fā)明在權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機3的進氣參數(shù)計算裝置中，其特征在于，基本進氣參數(shù)計算單元還具有基本下游側(cè)壓力計算單元(ECU2、步驟110)，該基 本下游側(cè)壓力計算單元根據(jù)下游側(cè)壓力檢測單元的檢測結(jié)果，計算基本下游側(cè)壓力(基本進氣壓力PBAN)作為基本進氣參數(shù)，該基本下游側(cè)壓力是下游側(cè)壓力的基本值，校正值計算單元還具有第3校正值計算單元(E⑶2、步驟120 131)，在壓力比R_P為臨界壓力比R.CRIT以上時，第3校正值計算單元計算用于校正基本下游側(cè)壓力的第3校正值(校正項PBAERRC0R)作為校正值，進氣參數(shù)計算單元還具有下游側(cè)壓力計算單元(E⑶2、步驟111)，該下游側(cè)壓力計算單元通過利用計算出的第3校正值(校正項PBAERRC0R)對基本下游側(cè)壓力(基本進氣壓力PBAN)進行校正，計算下游側(cè)壓力(進氣壓力PBA)作為進氣參數(shù)。根據(jù)該內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，根據(jù)下游側(cè)壓力檢測單元的檢測結(jié)果，計算下游側(cè)壓力的基本值即基本下游側(cè)壓力作為基本進氣參數(shù)，在壓力比為臨界壓力比以上時，計算用于校正基本下游側(cè)壓力的第3校正值作為校正值，通過利用計算出的第3校正值對基本下游側(cè)壓力進行校正，計算下游側(cè)壓力作為進氣參數(shù)。通過本申請人的實驗確認(rèn)到如該進氣參數(shù)計算裝置那樣，使用定義了上游側(cè)壓力、下游側(cè)壓力、開度函數(shù)值、通過空氣量的關(guān)系的模型式，計算第I開度函數(shù)值，進而，在計算出函數(shù)值比的情況下，在壓力比為臨界壓力比以上的區(qū)域中，由于下游側(cè)壓力檢測單元的檢測結(jié)果中包含的誤差而產(chǎn)生函數(shù)值比所表示的模型式與相關(guān)關(guān)系模型之間的誤差。因此，在這種區(qū)域中，使用能夠校正模型式與相關(guān)關(guān)系模型之間的誤差的第3校正值，對根據(jù)下游側(cè)壓力檢測單元的檢測結(jié)果而計算出的基本下游側(cè)壓力進行校正，由此，能夠高精度地計算下游側(cè)壓力。權(quán)利要求13的發(fā)明在權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機3的進氣參數(shù)計算裝置中，其特征在于，進氣參數(shù)計算裝置還具有吸入空氣量檢測單元(氣流傳感器20)，其設(shè)于進氣通路6的比進氣節(jié)氣門更靠上游側(cè)的位置，輸出表示吸入空氣量GAIR的檢測信號，該吸入空氣量是在進氣通路6內(nèi)流動的空氣量；上游側(cè)壓力檢測單元(大氣壓傳感器24)，其輸出表示上游側(cè)壓力(大氣壓PA)的檢測信號；下游側(cè)壓力檢測單元(進氣壓力傳感器22)，其輸出表示下游側(cè)壓力(進氣壓力PBA)的檢測信號；壓力比計算單元(ECU2)，其根據(jù)上游側(cè)壓力檢測單元和下游側(cè)壓力檢測單元的檢測結(jié)果，計算作為下游側(cè)壓力與上游側(cè)壓力之比的壓力比R_P ;以及氣門開度檢測單元(ECU2、節(jié)氣門開度傳感器21)，其檢測氣門開度(節(jié)氣門開度TH)作為進氣節(jié)氣門的開度，基本進氣參數(shù)計算單元還具有基本下游側(cè)壓力計算單元(E⑶2、步驟110)，在計算出的壓力比R_P為臨界壓力比R_CRIT以上時，基本下游側(cè)壓力計算單元根據(jù)下游側(cè)壓力檢測單元的檢測結(jié)果，計算基本下游側(cè)壓力(基本進氣壓力PBAN)作為基本進氣參數(shù)，該基本下游側(cè)壓力是下游側(cè)壓力的基本值，校正值計算單元還具有第3校正值計算單元(E⑶2、步驟120 131)，在壓力比R_P為臨界壓力比R_CRIT以上時，第3校正值計算單元計算用于校正基本下游側(cè)壓力的第3校正值(校正項PBAERRCOR)作為校正值，進氣參數(shù)計算單元還具有下游側(cè)壓力計算單元(E⑶2、步驟111)，在壓力比R_P為臨界壓力比R_CRIT以上時，該下游側(cè)壓力計算單元通過利用計算出的第3校正值(校正項PBAERRCOR)對基本下游側(cè)壓力(基本進氣壓力PBAN)進行校正，計算下游側(cè)壓力(進氣壓力PBA)作為進氣參數(shù)。根據(jù)該內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，能夠得到與權(quán)利要求12的發(fā)明相同的作用效果。權(quán)利要求14的發(fā)明在權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機3的進氣參數(shù)計算裝置中，其特征在于，進氣參數(shù)計算裝置還具有吸入空氣量檢測單元(氣流傳感器20)，其設(shè)于進氣通路6的比進氣節(jié)氣門更靠上游側(cè)的位置，輸出表示吸入空氣量GAIR的檢測信號，該吸入空氣量是在進氣通路6內(nèi)流動的空氣量；上游側(cè)壓力檢測單元(大氣壓傳感器24)，其輸出表 示上游側(cè)壓力(大氣壓PA)的檢測信號；下游側(cè)壓力檢測單元(進氣壓力傳感器22)，其輸出表示下游側(cè)壓力(進氣壓力PBA)的檢測信號；壓力比計算單元(ECU2)，其根據(jù)上游側(cè)壓力檢測單元和下游側(cè)壓力檢測單元的檢測結(jié)果，計算作為下游側(cè)壓力與上游側(cè)壓力之比的壓力比R_P;以及氣門開度檢測單元(ECU2、節(jié)氣門開度傳感器21)，其檢測氣門開度(節(jié)氣門開度TH)作為進氣節(jié)氣門的開度，基本進氣參數(shù)計算單元還具有基本吸入空氣量計算單元(ECU2、步驟90)，基本吸入空氣量計算單元根據(jù)吸入空氣量檢測單元的檢測結(jié)果，計算基本吸入空氣量GAIRN作為基本進氣參數(shù)，該基本吸入空氣量是吸入空氣量GAIR的基本值，校正值計算單元還具有第2校正值計算單元(E⑶2、步驟100 107)，在檢測到的氣門開度為規(guī)定開度THB以上、且計算出的壓力比R_P小于臨界壓力比R_CRIT時，該第2校正值計算單元計算用于校正基本吸入空氣量GAIRN的第2校正值(校正系數(shù)KAFMERR)作為校正值，進氣參數(shù)計算單元具有吸入空氣量計算單元(ECU2、步驟91)，該吸入空氣量計算單元通過利用計算出的第2校正值(校正系數(shù)KAFMERR)對基本吸入空氣量GAIRN進行校正，計算吸入空氣量GAIR作為進氣參數(shù)，第I開度函數(shù)值計算單元使用吸入空氣量GAIR作為通過空氣量，計算第I開度函數(shù)值。根據(jù)該內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，能夠得到與權(quán)利要求11的發(fā)明相同的作用效果。權(quán)利要求15的發(fā)明在權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機3的進氣參數(shù)計算裝置中，其特征在于，基本進氣參數(shù)計算單元還具有基本下游側(cè)壓力計算單元(ECU2、步驟110)，在計算出的壓力比R_P為臨界壓力比R_CRIT以上時，該基本下游側(cè)壓力計算單元根據(jù)下游側(cè)壓力檢測單元的檢測結(jié)果，計算基本下游側(cè)壓力(基本進氣壓力PBAN)作為基本進氣參數(shù)，該基本下游側(cè)壓力是下游側(cè)壓力的基本值，校正值計算單元還具有第3校正值計算單元(ECU2、步驟120 131)，在壓力比R_P為臨界壓力比R_CRIT以上時，第3校正值計算單元計算用于校正基本下游側(cè)壓力的第3校正值(校正項PBAERRCOR)作為校正值，進氣參數(shù)計算單元還具有下游側(cè)壓力計算單元(E⑶2、步驟111)，在壓力比R_P為臨界壓力比R_CRIT以上時，該下游側(cè)壓力計算單元通過利用計算出的第3校正值(校正項PBAERRCOR)對基本下游側(cè)壓力(基本進氣壓力PBAN)進行校正，計算下游側(cè)壓力(進氣壓力PBA)作為進氣參數(shù)。
根據(jù)該內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，能夠得到與權(quán)利要求12、13相同的作用效
果O權(quán)利要求16的發(fā)明在權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機3的進氣參數(shù)計算裝置中，其特征在于，進氣參數(shù)計算裝置還具有上游側(cè)壓力檢測單元(大氣壓傳感器24)，其輸出表示上游側(cè)壓力(大氣壓PA)的檢測信號；上游側(cè)壓力計算單元(ECU2)，其根據(jù)上游側(cè)壓力檢測單元的檢測結(jié)果，計算上游側(cè)壓力(大氣壓PA);下游側(cè)壓力檢測單元(進氣壓力傳感器22)，其輸出表示下游側(cè)壓力(進氣壓力PBA)的檢測信號；以及壓力比計算單元(ECU2)，其根據(jù)上游側(cè)壓力檢測單元和下游側(cè)壓力檢測單元的檢測結(jié)果，計算作為下游側(cè)壓力與上游側(cè)壓力之比的壓力比R_P，基本進氣參數(shù)計算單元還具有基本下游側(cè)壓力計算單元(ECU2、步驟110)，在計算出的壓力比R_P為臨界壓力比R_CRIT以上時，該基本下游側(cè)壓力計算單元根據(jù)下游側(cè)壓力檢測單元的檢測結(jié)果，計算基本下游側(cè)壓力(基本進氣壓力PBAN)作為基本進氣參數(shù)，該基本下游側(cè)壓力是下游側(cè)壓力的基本值，校正值計算單元還具有第3校正值計 算單元(E⑶2、步驟120 131 )，在壓力比R_P為臨界壓力比R_CRIT以上時，該第3校正值計算單元計算用于校正基本下游側(cè)壓力的第3校正值(校正項PBAERRC0R)作為校正值，進氣參數(shù)計算單元還具有下游側(cè)壓力計算單元(ECU2、步驟111)，在壓力比R_P為臨界壓力比R.CRIT以上時，該下游側(cè)壓力計算單元通過利用計算出的第3校正值(校正項PBAERRC0R)對基本下游側(cè)壓力(基本進氣壓力PBAN)進行校正，計算下游側(cè)壓力(進氣壓力PBA)作為進氣參數(shù)。根據(jù)該內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，能夠得到與權(quán)利要求12、13、15相同的作用效果。權(quán)利要求17的發(fā)明是一種內(nèi)燃機3的進氣參數(shù)計算方法，內(nèi)燃機3利用設(shè)于進氣通路6中的進氣節(jié)氣門(節(jié)氣閥7a)來變更通過該進氣節(jié)氣門的空氣量作為通過空氣量，該進氣參數(shù)計算方法用于計算表示進氣通路6內(nèi)的空氣狀態(tài)的進氣參數(shù)(通過空氣量GAIRTH、吸入空氣量GAIR、進氣壓力PBA)，該進氣參數(shù)計算方法的特征在于，其包括如下步驟計算基本進氣參數(shù)(基本通過空氣量GAIRTHN、基本吸入空氣量GAIRN、基本進氣壓力PBAN)作為進氣參數(shù)的基本值(步驟6、90、110、144、175);使用通過規(guī)定的建模方法導(dǎo)出的、定義了上游側(cè)壓力(大氣壓PA)、下游側(cè)壓力(進氣壓力PBA)、開度函數(shù)值KTH與通過空氣量GAIRTH的關(guān)系的模型式[式(7)、(13)、(23)]，計算第I開度函數(shù)值(模型式值KTHCAL)作為開度函數(shù)值的第I計算值，其中，上游側(cè)壓力是進氣節(jié)氣門的上游側(cè)的進氣通路6內(nèi)的壓力，下游側(cè)壓力是進氣節(jié)氣門的下游側(cè)的進氣通路6內(nèi)的壓力，開度函數(shù)值由進氣節(jié)氣門的開度決定(步驟11、103、123、154、183);使用表示進氣節(jié)氣門的開度(節(jié)氣門開度TH)與開度函數(shù)值KTH的相關(guān)關(guān)系的相關(guān)關(guān)系模型(圖2)，計算第2開度函數(shù)值(映射圖值KTH)作為開度函數(shù)值的第2計算值(步驟11、100、120、151、180);使用作為計算出的第I開度函數(shù)值和計算出的第2開度函數(shù)值中的一方與另一方之比的函數(shù)值比(函數(shù)值誤差KTHERR)，計算校正值(校正系數(shù)KTHC0R、校正系數(shù)KAFMERR、校正項PBAERRC0R)(步驟3、100 107、120 131、142、146、147、172);以及通過利用該計算出的校正值對基本進氣參數(shù)進行校正，計算進氣參數(shù)(通過空氣量GAIRTH、吸入空氣量GAIR、進氣壓力PBA)(步驟6、91、111、144、175)。根據(jù)該內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算方法，能夠得到與權(quán)利要求I的內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置相同的作用效果。


圖I是本申請發(fā)明的第I實施方式的進氣參數(shù)計算裝置和應(yīng)用該進氣參數(shù)計算裝置的內(nèi)燃機的概略結(jié)構(gòu)圖。圖2是示出在開度函數(shù)值KTH的計算中使用的映射圖的一例的圖。圖3是示出使用定義了函數(shù)值誤差KTHERR和節(jié)氣門開度TH的關(guān)系的2次式作為誤差模型式時的運算結(jié)果例的圖。圖4是示出使用第I實施方式的誤差模型式時的運算結(jié)果例的圖。圖5是示出通過空氣量GAIRTH的計算處理的流程圖。
圖6是示出在流量函數(shù)值FPBAPA的計算中使用的映射圖的一例的圖。圖7是示出模型參數(shù)學(xué)習(xí)處理的流程圖。圖8是示出學(xué)習(xí)條件判定處理的流程圖。圖9是示出模型參數(shù)A的辨識運算處理的流程圖。圖10是示出進氣參數(shù)計算裝置的辨識運算處理結(jié)果的一例的圖。圖11是示出辨識運算處理結(jié)果的比較例的圖。圖12是示出大氣壓估計處理的流程圖。圖13是示出估計大氣壓HPA的計算處理的流程圖。圖14是示出在旋轉(zhuǎn)校正系數(shù)KTHNE的計算中使用的映射圖的一例的圖。圖15是示出在校正項CORHPA的計算中使用的映射圖的一例的圖。圖16是示出吸入空氣量GAIR的計算處理的流程圖。圖17是示出在基本吸入空氣量GAIRN的計算中使用的映射圖的一例的圖。圖18是示出校正系數(shù)KAFMERR的計算處理的流程圖。圖19是示出進氣壓力PBA的計算處理的流程圖。圖20是示出在校正項PBAERRCOR的計算中使用的映射圖的一例的圖。圖21是示出在壓力比的校正運算用值R_PC0R的計算中使用的映射圖的一例的圖。圖22是示出第2實施方式的通過空氣量GAIRTH的計算處理的流程圖。圖23是示出第2實施方式的模型參數(shù)學(xué)習(xí)處理的流程圖。圖24是示出第3實施方式的通過空氣量GAIRTH的計算處理的流程圖。圖25是示出在誤差KTHERRC0R的計算中使用的映射圖的一例的圖。圖26是示出映射圖更新處理的流程圖。
具體實施例方式下面，參照附圖對本發(fā)明的第I實施方式的內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置進行說明。如圖I所示，第I實施方式的進氣參數(shù)計算裝置I具有ECU2，如后所述，該ECU2計算通過空氣量GAIRTH、吸入空氣量GAIR和進氣壓力PBA作為進氣參數(shù)。發(fā)動機3是搭載于未圖示的車輛上的汽油發(fā)動機類型的發(fā)動機，在該發(fā)動機3中，按照各氣缸安裝有燃料噴射閥4和火花塞5。該燃料噴射閥4與ECU2電連接，通過ECU2控制其開閥時間和開閥定時，由此，執(zhí)行燃料噴射控制。并且，火花塞5也與E⑶2電連接，通過E⑶2控制放電狀態(tài)，以便在與點火正時對應(yīng)的定時使燃燒室內(nèi)的混合氣燃燒。即，執(zhí)行點火正時控制。在發(fā)動機3的進氣通路6中，從上游側(cè)起依次設(shè)有氣流傳感器20、節(jié)氣閥機構(gòu)7、節(jié)氣門開度傳感器21和進氣壓力傳感器22。該氣流傳感器20檢測在進氣通路6的氣流傳感器20附近流動的空氣的流量(以下稱為“吸入空氣量”)，向E⑶2輸出表示該吸入空氣量的檢測信號。如后所述，ECU2根據(jù)該氣流傳感器20的檢測信號計算吸入空氣量GAIR。將該吸入空氣量GAIR作為質(zhì)量流量來計算。另外，在本實施方式中，氣流傳感器20相當(dāng)于吸入空氣量檢測單元。節(jié)氣閥機構(gòu)7具有節(jié)氣閥7a和對該節(jié)氣閥7a進行開閉驅(qū)動的TH致動器7b等。節(jié)氣閥7a以轉(zhuǎn)動自如的方式設(shè)于進氣通路6的中途，根據(jù)伴隨該轉(zhuǎn)動的開度的變化，改變通過節(jié)氣閥7a的空氣量。TH致動器7b是在與ECU2連接的電動機中組合齒輪機構(gòu)(均未圖 示)而得到的，被來自ECU2的控制輸入信號控制，從而改變節(jié)氣閥7a的開度。并且，節(jié)氣門開度傳感器21例如由電位計等構(gòu)成，檢測節(jié)氣閥7a的開度(以下稱為“節(jié)氣門開度”)TH，向ECU2輸出表示該節(jié)氣門開度的檢測信號。ECU2根據(jù)該節(jié)氣門開度傳感器21的檢測信號計算節(jié)氣門開度TH。將該節(jié)氣門開度TH作為角度(° )來計算。另夕卜，在本實施方式中，節(jié)氣閥7a相當(dāng)于進氣節(jié)氣門，節(jié)氣門開度TH相當(dāng)于氣門開度，節(jié)氣門開度傳感器21相當(dāng)于氣門開度檢測單元。進而，進氣壓力傳感器22配置在進氣通路6的比節(jié)氣閥7a更靠下游側(cè)的穩(wěn)壓箱(surge tank)的部分，檢測進氣通路6內(nèi)的壓力(以下稱為“進氣壓力”)，向E⑶2輸出表示該進氣壓力的檢測信號。如后所述，ECU2根據(jù)該進氣壓力傳感器22的檢測信號計算進氣壓力PBA。將該進氣壓力PBA作為絕對壓力來計算。另外，在本實施方式中，進氣壓力傳感器22相當(dāng)于下游側(cè)壓力檢測單元，進氣壓力PBA相當(dāng)于下游側(cè)壓力。另一方面，進氣溫度傳感器23、大氣壓傳感器24、曲柄角傳感器25和4個車輪速度傳感器26 (僅圖示I個)分別與ECU2電連接。這些進氣溫度傳感器23和大氣壓傳感器24分別檢測進氣通路6內(nèi)的空氣的溫度(以下稱為“進氣溫度”)和大氣的壓力(以下稱為“大氣壓”)，向ECU2輸出表不該進氣溫度和大氣壓的檢測信號。E⑶2根據(jù)這些進氣溫度傳感器23和大氣壓傳感器24的檢測信號，分別計算進氣溫度TA和大氣壓PA。將該進氣溫度TA作為絕對溫度來計算，將大氣壓PA作為絕對壓力來計算。另外，在本實施方式中，大氣壓傳感器24相當(dāng)于上游側(cè)壓力檢測單元，大氣壓PA相當(dāng)于上游側(cè)壓力。并且，曲柄角傳感器25由磁鐵轉(zhuǎn)子和MRE拾取器構(gòu)成，伴隨未圖示的曲柄軸的旋轉(zhuǎn)，向ECU2輸出均為脈沖信號的CRK信號和TDC信號。該CRK信號按照每個規(guī)定曲柄角(例如2° )輸出I個脈沖，ECU2根據(jù)該CRK信號，計算發(fā)動機3的轉(zhuǎn)速(以下稱為“發(fā)動機轉(zhuǎn)速”)NE。并且，TDC信號是表示各氣缸的活塞位于比進氣沖程的TDC位稍微靠前的規(guī)定曲柄角位置的信號，按照每個規(guī)定曲柄角輸出I個脈沖。進而，4個車輪速傳感器26分別檢測對應(yīng)的車輪的旋轉(zhuǎn)速度，向ECU2輸出表示該旋轉(zhuǎn)速度的檢測信號。ECU2根據(jù)這些車輪速傳感器的檢測信號，計算車速VP、發(fā)動機起動后的總行駛距離DIST等。
另一方面，E⑶2由包括CPU、RAM、ROM和I/O接口(均未圖示)等的微型計算機構(gòu)成，根據(jù)以上各種傳感器20 26的檢測信號等，計算發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE等表示發(fā)動機3的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)參數(shù)，并且，如下所述，執(zhí)行通過空氣量GAIRTH的計算處理、吸入空氣量GAIR的計算處理和進氣壓力PBA的計算處理等各種計算處理。另外，在本實施方式中，ECU2相當(dāng)于基本進氣參數(shù)計算單元、第I開度函數(shù)值計算單元、第2開度函數(shù)值計算單元、校正值計算單元、進氣參數(shù)計算單元、基本通過空氣量計算單元、第I校正值計算單元、通過空氣量計算單元、在線辨識單元、估計上游側(cè)壓力計算單元、下游側(cè)壓力檢測單元、壓力比計算單元、氣門開度檢測單元、基本吸入空氣量計算單元、第2校正值計算單元、吸入空氣量計算單元、基本下游側(cè)壓力計算單元、第3校正值計算 單元、和下游側(cè)壓力計算單元。下面，對本實施方式中的通過空氣量GAIRTH的計算方法的原理進行說明。在本實施方式的發(fā)動機3的情況下，節(jié)氣閥7a設(shè)于進氣通路6中，所以，當(dāng)將通過該節(jié)氣閥7a的空氣(以下稱為“通過空氣”)視為壓縮性流體和隔熱流、將節(jié)氣閥7a視為噴嘴進行建模時，得到下式(I)所示的模型式。式I
_ U =參.備.卜(每Μ··· ⑴在上式(I)中，u表示通過空氣的流速，PpP2表示節(jié)氣閥7a的上游側(cè)和下游側(cè)壓力，P工表示節(jié)氣閥7a的上游側(cè)的吸入空氣的密度，K表示吸入空氣的比熱比。接著，設(shè)通過空氣的流量為G、節(jié)氣閥7a的開口面積為Ath、節(jié)氣閥7a的流量系數(shù)為Cd、空氣的溫度為T、空氣的氣體常數(shù)為R，應(yīng)用連續(xù)式和氣體的狀態(tài)方程式進行變形時，得到下式(2)式2G=Cd. Ath · V居·參· {(好-(τγ)~} · ' ·⑵這里，如下式(3)那樣將上式(2)的壓力比P2Z^P1的項定義為流量函數(shù)值ψ，使用該流量函數(shù)值Ψ改寫上式(2)時，得到下式(4)式3"則 …⑶式4G = Cd-Ath-P1-*Ψ..... (4)在上式(4)中，開口面積Ath和流量系數(shù)Cd均為由節(jié)氣門開度TH決定的函數(shù)，所以，將值Cd · Ath定義為開度函數(shù)值KTH (=Cd *Ath)，使用該開度函數(shù)值KTH改寫上式(4)時，得到下式(5)式5
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，該內(nèi)燃機利用設(shè)于進氣通路中的進氣節(jié)氣門來變更通過該進氣節(jié)氣門的空氣量作為通過空氣量，該進氣參數(shù)計算裝置計算表示該進氣通路內(nèi)的空氣狀態(tài)的進氣參數(shù)，其特征在于，該進氣參數(shù)計算裝置具有 基本進氣參數(shù)計算單元，其計算基本進氣參數(shù)作為所述進氣參數(shù)的基本值； 第I開度函數(shù)值計算單元，其使用通過規(guī)定的建模方法導(dǎo)出的、定義了上游側(cè)壓力、下游側(cè)壓力、開度函數(shù)值與所述通過空氣量的關(guān)系的模型式，計算第I開度函數(shù)值作為該開度函數(shù)值的第I計算值，其中，所述上游側(cè)壓力是所述進氣節(jié)氣門的上游側(cè)的所述進氣通路內(nèi)的壓力，所述下游側(cè)壓力是所述進氣節(jié)氣門的下游側(cè)的所述進氣通路內(nèi)的壓力，所述開度函數(shù)值由所述進氣節(jié)氣門的開度決定； 第2開度函數(shù)值計算單元，其使用表示所述進氣節(jié)氣門的開度與所述開度函數(shù)值的相關(guān)關(guān)系的相關(guān)關(guān)系模型，計算第2開度函數(shù)值作為所述開度函數(shù)值的第2計算值； 校正值計算單元，其使用作為所述計算出的第I開度函數(shù)值和所述計算出的第2開度 函數(shù)值中的一方與另一方之比的函數(shù) 值比，計算校正值；以及 進氣參數(shù)計算單元，其通過利用該計算出的校正值對所述基本進氣參數(shù)進行校正，計算所述進氣參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，其特征在于， 所述基本進氣參數(shù)計算單元具有基本通過空氣量計算單元，該基本通過空氣量計算單元計算基本通過空氣量作為所述基本進氣參數(shù)，該基本通過空氣量是所述通過空氣量的基本值， 所述校正值計算單元具有第I校正值計算單元，該第I校正值計算單元計算用于校正該基本通過空氣量的第I校正值作為所述校正值， 所述進氣參數(shù)計算單元具有通過空氣量計算單元，該通過空氣量計算單元通過利用所述計算出的第I校正值對所述計算出的基本通過空氣量進行校正，計算所述通過空氣量作為所述進氣參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，其特征在于， 所述第I校正值計算單元具有在線辨識單元，該在線辨識單元以在線的方式辨識將所述函數(shù)值比視為誤差時的、定義了該誤差與所述進氣節(jié)氣門的開度之間的關(guān)系的誤差模型式的模型參數(shù)， 所述第I校正值計算單元使用該在線辨識的模型參數(shù)和該誤差模型式，計算所述第I校正值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，其特征在于， 所述在線辨識單元對應(yīng)于將所述進氣節(jié)氣門的開度劃分成多個區(qū)域時的該多個區(qū)域而分別設(shè)定多個權(quán)重，并且，通過應(yīng)用了基于該多個權(quán)重的加權(quán)處理的辨識運算算法，計算所述模型參數(shù)的辨識值， 該多個權(quán)重被設(shè)定為彼此相同的值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，其特征在于， 所述在線辨識單元對應(yīng)于將所述進氣節(jié)氣門的開度劃分成多個區(qū)域時的該多個區(qū)域而分別設(shè)定多個權(quán)重，并且，通過應(yīng)用了基于該多個權(quán)重的加權(quán)處理的辨識運算算法，計算所述模型參數(shù)的辨識值，該多個權(quán)重被設(shè)定為，所述進氣節(jié)氣門的開度越小的區(qū)域的權(quán)重越大。
6.根據(jù)權(quán)利要求2 5中的任意一項所述的內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，其特征在于， 所述內(nèi)燃機被用作車輛的動力源， 在從所述內(nèi)燃機的起動時刻起未經(jīng)過規(guī)定時間、和所述內(nèi)燃機起動后的所述車輛的總行駛距離小于規(guī)定值當(dāng)中的一個條件成立時，所述第I校正值計算單元執(zhí)行所述第I校正值的計算。
7.根據(jù)權(quán)利要求2 6中的任意一項所述的內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，其特征在于， 所述進氣參數(shù)計算裝置還具有估計上游側(cè)壓力計算單元，該估計上游側(cè)壓力計算單元計算估計上游側(cè)壓力作為所述上游側(cè)壓力的估計值， 所述第I開度函數(shù)值計算單元使用該計算出的估計上游側(cè)壓力和所述模型式，計算所述第I開度函數(shù)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，其特征在于， 所述進氣參數(shù)計算裝置還具有檢測所述下游側(cè)壓力的下游側(cè)壓力檢測單元， 所述估計上游側(cè)壓力計算單元將所述估計上游側(cè)壓力設(shè)定為在起動所述內(nèi)燃機時由所述下游側(cè)壓力檢測單元檢測到的下游側(cè)壓力。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，其特征在于， 所述進氣參數(shù)計算裝置還具有吸入空氣量檢測單元，其設(shè)于所述進氣通路的比所述進氣節(jié)氣門更靠上游側(cè)的位置，輸出表示吸入空氣量的檢測信號，該吸入空氣量是在所述進氣通路內(nèi)流動的空氣量；以及吸入空氣量計算單元，其根據(jù)該吸入空氣量檢測單元的檢測結(jié)果，計算所述吸入空氣量， 所述估計上游側(cè)壓力計算單元使用所述第I校正值和所述模型式計算作為所述通過空氣量的估計值的估計通過空氣量，并且，根據(jù)該估計通過空氣量與所述計算出的吸入空氣量的比較結(jié)果，更新所述估計上游側(cè)壓力。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，其特征在于， 所述第I校正值計算單元具有 相加平均值計算單元，其對應(yīng)于所述進氣節(jié)氣門的開度的每個規(guī)定間隔的值，計算所述函數(shù)值比和所述第I校正值中的一方的值的相加平均值；以及 存儲單元，其對應(yīng)于所述進氣節(jié)氣門的開度的每個規(guī)定間隔的值，存儲該計算出的相加平均值作為存儲用值， 使用根據(jù)所述進氣節(jié)氣門的開度而從所述存儲單元中讀出的所述存儲用值作為所述函數(shù)值比和所述第I校正值中的一方的值。
11.根據(jù)權(quán)利要求2 8中的任意一項所述的內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，其特征在于， 所述進氣參數(shù)計算裝置還具有 吸入空氣量檢測單元，其設(shè)于所述進氣通路的比所述進氣節(jié)氣門更靠上游側(cè)的位置，輸出表示吸入空氣量的檢測信號，該吸入空氣量是在所述進氣通路內(nèi)流動的空氣量；上游側(cè)壓力檢測單元，其輸出表示所述上游側(cè)壓力的檢測信號； 下游側(cè)壓力檢測單元，其輸出表示所述下游側(cè)壓力的檢測信號；壓力比計算單元，其根據(jù)所述上游側(cè)壓力檢測單元和所述下游側(cè)壓力檢測單元的檢測結(jié)果，計算作為所述下游側(cè)壓力與所述上游側(cè)壓力之比的壓力比；以及氣門開度檢測單元，其檢測氣門開度作為所述進氣節(jié)氣門的開度， 所述基本進氣參數(shù)計算單元還具有基本吸入空氣量計算單元，該基本吸入空氣量計算單元根據(jù)所述吸入空氣量檢測單元的檢測結(jié)果，計算基本吸入空氣量作為所述基本進氣參數(shù)，該基本吸入空氣量是所述吸入空氣量的基本值， 所述校正值計算單元還具有第2校正值計算單元，在所述檢測到的氣門開度為規(guī)定開度以上、且所述計算出的壓力比小于臨界壓力比時，該第2校正值計算單元計算用于校正所述基本吸入空氣量的第2校正值作為所述校 正值， 所述進氣參數(shù)計算單元還具有吸入空氣量計算單元，該吸入空氣量計算單元通過利用所述計算出的第2校正值對所述基本吸入空氣量進行校正，計算所述吸入空氣量作為所述進氣參數(shù)， 所述第I開度函數(shù)值計算單元使用所述吸入空氣量作為所述通過空氣量，計算所述第I開度函數(shù)值。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，其特征在于， 所述基本進氣參數(shù)計算單元還具有基本下游側(cè)壓力計算單元，該基本下游側(cè)壓力計算單元根據(jù)所述下游側(cè)壓力檢測單元的檢測結(jié)果，計算基本下游側(cè)壓力作為所述基本進氣參數(shù)，該基本下游側(cè)壓力是所述下游側(cè)壓力的基本值，所述校正值計算單元還具有第3校正值計算單元，在所述壓力比為臨界壓力比以上時，第3校正值計算單元計算用于校正所述基本下游側(cè)壓力的第3校正值作為所述校正值，所述進氣參數(shù)計算單元還具有下游側(cè)壓力計算單元，該下游側(cè)壓力計算單元通過利用所述計算出的第3校正值對所述基本下游側(cè)壓力進行校正，計算所述下游側(cè)壓力作為所述進氣參數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，其特征在于， 所述進氣參數(shù)計算裝置還具有 吸入空氣量檢測單元，其設(shè)于所述進氣通路的比所述進氣節(jié)氣門更靠上游側(cè)的位置，輸出表示吸入空氣量的檢測信號，該吸入空氣量是在所述進氣通路內(nèi)流動的空氣量；上游側(cè)壓力檢測單元，其輸出表示所述上游側(cè)壓力的檢測信號； 下游側(cè)壓力檢測單元，其輸出表示所述下游側(cè)壓力的檢測信號； 壓力比計算單元，其根據(jù)所述上游側(cè)壓力檢測單元和所述下游側(cè)壓力檢測單元的檢測結(jié)果，計算作為所述下游側(cè)壓力與所述上游側(cè)壓力之比的壓力比；以及氣門開度檢測單元，其檢測氣門開度作為所述進氣節(jié)氣門的開度， 所述基本進氣參數(shù)計算單元還具有基本下游側(cè)壓力計算單元，在所述計算出的壓力比為臨界壓力比以上時，該基本下游側(cè)壓力計算單元根據(jù)所述下游側(cè)壓力檢測單元的檢測結(jié)果，計算基本下游側(cè)壓力作為所述基本進氣參數(shù)，該基本下游側(cè)壓力是所述下游側(cè)壓力的基本值，所述校正值計算單元還具有第3校正值計算單元，在所述壓力比為臨界壓力比以上時，第3校正值計算單元計算用于校正所述基本下游側(cè)壓力的第3校正值作為所述校正值，所述進氣參數(shù)計算單元還具有下游側(cè)壓力計算單元，在所述壓力比為臨界壓力比以上時，該下游側(cè)壓力計算單元通過利用所述計算出的第3校正值對所述基本下游側(cè)壓力進行校正，計算所述下游側(cè)壓力作為所述進氣參數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，其特征在于， 所述進氣參數(shù)計算裝置還具有 吸入空氣量檢測單元，其設(shè)于所述進氣通路的比所述進氣節(jié)氣門更靠上游側(cè)的位置，輸出表示吸入空氣量的檢測信號，該吸入空氣量是在所述進氣通路內(nèi)流動的空氣量；上游側(cè)壓力檢測單元，其輸出表示所述上游側(cè)壓力的檢測信號； 下游側(cè)壓力檢測單元，其輸出表示所述下游側(cè)壓力的檢測信號； 壓力比計算單元，其根據(jù)所述上游側(cè)壓力檢測單元和所述下游側(cè)壓力檢測單元的檢測結(jié)果，計算作為所述下游側(cè)壓力與所述上游側(cè)壓力之比的壓力比；以及氣門開度檢測單元，其檢測氣門開度作為所述進氣節(jié)氣門的開度， 所述基本進氣參數(shù)計算單元還具有基本吸入空氣量計算單元，該基本吸入空氣量計算單元根據(jù)所述吸入空氣量檢測單元的檢測結(jié)果，計算基本吸入空氣量作為所述基本進氣參數(shù)，該基本吸入空氣量是所述吸入空氣量的基本值， 所述校正值計算單元還具有第2校正值計算單元，在所述檢測到的氣門開度為規(guī)定開度以上、且所述計算出的壓力比小于臨界壓力比時，該第2校正值計算單元計算用于校正所述基本吸入空氣量的第2校正值作為所述校正值， 所述進氣參數(shù)計算單元具有吸入空氣量計算單元，該吸入空氣量計算單元通過利用所述計算出的第2校正值對所述基本吸入空氣量進行校正，計算所述吸入空氣量作為所述進氣參數(shù)， 所述第I開度函數(shù)值計算單元使用所述吸入空氣量作為所述通過空氣量，計算所述第I開度函數(shù)值。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，其特征在于， 所述基本進氣參數(shù)計算單元還具有基本下游側(cè)壓力計算單元，該基本下游側(cè)壓力計算單元根據(jù)所述下游側(cè)壓力檢測單元的檢測結(jié)果，計算基本下游側(cè)壓力作為所述基本進氣參數(shù)，該基本下游側(cè)壓力是所述下游側(cè)壓力的基本值，所述校正值計算單元還具有第3校正值計算單元，在所述壓力比為臨界壓力比以上時，第3校正值計算單元計算用于校正所述基本下游側(cè)壓力的第3校正值作為所述校正值，所述進氣參數(shù)計算單元還具有下游側(cè)壓力計算單元，在所述壓力比為臨界壓力比以上時，該下游側(cè)壓力計算單元通過利用所述計算出的第3校正值對所述基本下游側(cè)壓力進行校正，計算所述下游側(cè)壓力作為所述進氣參數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置，其特征在于， 所述進氣參數(shù)計算裝置還具有 上游側(cè)壓力檢測單元，其輸出表示所述上游側(cè)壓力的檢測信號； 上游側(cè)壓力計算單元，其根據(jù)該上游側(cè)壓力檢測單元的檢測結(jié)果，計算所述上游側(cè)壓力； 下游側(cè)壓力檢測單元，其輸出表示所述下游側(cè)壓力的檢測信號；以及壓力比計算單元，其根據(jù)所述上游側(cè)壓力檢測單元和所述下游側(cè)壓力檢測單元的檢測結(jié)果，計算作為所述下游側(cè)壓力與所述上游側(cè)壓力之比的壓力比，所述基本進氣參數(shù)計算單元還具有基本下游側(cè)壓力計算單元，該基本下游側(cè)壓力計算單元根據(jù)所述下游側(cè)壓力檢測單元的檢測結(jié)果，計算基本下游側(cè)壓力作為所述基本進氣參數(shù)，該基本下游側(cè)壓力是所述下游側(cè)壓力的基本值， 所述校正值計算單元還具有第3校正值計算單元，在所述壓力比為臨界壓力比以上時，該第3校正值計算單元計算用于校正所述基本下游側(cè)壓力的第3校正值作為所述校正值， 所述進氣參數(shù)計算單元還具有下游側(cè)壓力計算單元，在所述壓力比為臨界壓力比以上時，該下游側(cè)壓力計算單元通過利用所述計算出的第3校正值對所述基本下游側(cè)壓力進行校正，計算所述下游側(cè)壓力作為所述進氣參數(shù)。
17.一種內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算方法，該內(nèi)燃機利用設(shè)于進氣通路中的進氣節(jié)氣 門來變更通過該進氣節(jié)氣門的空氣量作為通過空氣量，該進氣參數(shù)計算方法用于計算表示該進氣通路內(nèi)的空氣狀態(tài)的進氣參數(shù)，該進氣參數(shù)計算方法的特征在于，其包括如下步驟 計算基本進氣參數(shù)作為所述進氣參數(shù)的基本值； 使用通過規(guī)定的建模方法導(dǎo)出的、定義了上游側(cè)壓力、下游側(cè)壓力、開度函數(shù)值與所述通過空氣量的關(guān)系的模型式，計算第I開度函數(shù)值作為該開度函數(shù)值的第I計算值，其中，所述上游側(cè)壓力是所述進氣節(jié)氣門的上游側(cè)的所述進氣通路內(nèi)的壓力，所述下游側(cè)壓力是所述進氣節(jié)氣門的下游側(cè)的所述進氣通路內(nèi)的壓力，所述開度函數(shù)值由所述進氣節(jié)氣門的開度決定； 使用表示所述進氣節(jié)氣門的開度與所述開度函數(shù)值的相關(guān)關(guān)系的相關(guān)關(guān)系模型，計算第2開度函數(shù)值作為所述開度函數(shù)值的第2計算值； 使用作為所述計算出的第I開度函數(shù)值和所述計算出的第2開度函數(shù)值中的一方與另一方之比的函數(shù)值比，計算校正值；以及 通過利用該計算出的校正值對所述基本進氣參數(shù)進行校正，計算所述進氣參數(shù)。
全文摘要
提供在設(shè)有進氣節(jié)氣門的情況下能夠高精度地計算進氣參數(shù)的內(nèi)燃機的進氣參數(shù)計算裝置和進氣參數(shù)計算方法。進氣參數(shù)計算裝置1具有ECU(2)。ECU(2)通過誤差模型式(8)計算誤差KTHERRCOR(步驟2)，計算校正系數(shù)KTHCOR作為誤差KTHERRCOR與值1之和的倒數(shù)(步驟3)，利用校正系數(shù)KTHCOR對通過式(11)計算出的基本通過空氣量GAIRTHN進行校正，由此計算通過空氣量GAIRTH(步驟6)。通過式(14)～(18)的均等加權(quán)的在線辨識運算來計算誤差模型式(8)的模型參數(shù)A(步驟48～53)。
文檔編號F02D45/00GK102859164SQ20118001987
公開日2013年1月2日 申請日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者塚本宗紀(jì), 尾家直樹, 長島正明 申請人:本田技研工業(yè)株式會社