內(nèi)燃機(jī)的egr流量推算裝置以及內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能協(xié)調(diào)EGR閥與進(jìn)排氣VVT、并能更高精度地推算EGR流量的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置、以及內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。通過(guò)基于目標(biāo)EGR率以及EGR有效開口面積對(duì)EGR閥開度進(jìn)行反饋控制，從而也能維持EGR閥開度-有效開口面積的正確特性，能協(xié)調(diào)EGR閥和進(jìn)排氣VVT，并能吸收偏差、歷時(shí)變化、甚至環(huán)境條件，能高精度地推算EGR流量，該目標(biāo)EGR率基于內(nèi)部EGR率、目標(biāo)外部及內(nèi)部EGR率來(lái)計(jì)算，并使其以總EGR率恒定的方式進(jìn)行修正，該EGR有效開口面積通過(guò)對(duì)EGR閥開度-有效開口面積的關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí)而得到。
【專利說(shuō)明】
內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置以及內(nèi)燃機(jī)的控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置、以及具備該EGR流量推算裝置的內(nèi)燃機(jī) 的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，?duì)被吸入到氣缸內(nèi)的空氣流量進(jìn)行高精度的計(jì) 算、并進(jìn)行與吸入到氣缸內(nèi)的空氣流量相對(duì)應(yīng)的燃料控制及點(diǎn)火時(shí)期控制是較為重要 的。作為對(duì)吸入到內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)的空氣流量進(jìn)行測(cè)量的方式，通常有如下兩種：一種是利 用設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的節(jié)流閥上游側(cè)的氣流傳感器（以下稱為AFS。AFS:Air Flow Sensor)來(lái)測(cè)量空氣流量的方式（以下稱為AFS方式）；另一種是設(shè)置進(jìn)氣歧管壓力傳感 器、并根據(jù)由進(jìn)氣歧管壓力傳感器測(cè)量到的進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力和內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)推算吸入 到氣缸內(nèi)的空氣流量的方式（以下稱為S/D方式。SD:Speed Density:速度密度），其中， 進(jìn)氣歧管壓力傳感器用于對(duì)包含進(jìn)氣管內(nèi)的節(jié)流閥下游側(cè)的氣室在內(nèi)的、統(tǒng)稱為進(jìn)氣管的 進(jìn)氣歧管內(nèi)部的壓力進(jìn)行測(cè)量。此外，有時(shí)也同時(shí)設(shè)置這些傳感器，并根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀 態(tài)來(lái)切換使用各個(gè)方式，或者，有時(shí)即使是AFS方式，也測(cè)量進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力來(lái)使用。
[0003] 關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的燃料控制，只要能進(jìn)行反饋控制，使得主要噴射相對(duì)于氣缸吸入空 氣流量達(dá)到目標(biāo)空燃比的燃料量，就能獲得大體良好的控制性，而關(guān)于點(diǎn)火時(shí)期控制，不 僅需要根據(jù)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和氣缸吸入空氣流量，還需要根據(jù)其它因素、例如內(nèi)燃機(jī)溫度、爆 震產(chǎn)生狀況、燃料性狀、以及EGR率（EGR流量與吸入空氣流量的比。EGR :Exhaust Gas Recirculation:廢氣再循環(huán)），在輸出達(dá)到最大時(shí)的點(diǎn)火提前角（以下稱為MBT。MBT: Minimum Spark Advance for Best Torque :最佳轉(zhuǎn)矩時(shí)的最小點(diǎn)火提前角）進(jìn)行控制。在 對(duì)MBT產(chǎn)生影響的上述主要因素中，例如，內(nèi)燃機(jī)的溫度可以利用內(nèi)燃機(jī)的冷卻水溫度傳 感器來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，爆震產(chǎn)生狀況可以由爆震傳感器來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，并能根據(jù)爆震產(chǎn)生狀況來(lái) 判斷燃料性狀是普通汽油或是高辛烷值汽油。
[0004] 關(guān)于EGR率，存在以下兩種方式：在連結(jié)內(nèi)燃機(jī)的排氣管和進(jìn)氣管的EGR通路中設(shè) 置EGR閥、并基于該EGR閥的開度對(duì)EGR流量進(jìn)行控制的方式（以下稱為外部EGR方式）； 以及設(shè)置使進(jìn)氣閥和排氣閥的閥開關(guān)定時(shí)變化的可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)（以下稱為VVT。VVT: Variable Valve Timing:可變閥正時(shí)）、并利用該閥開關(guān)定時(shí)來(lái)改變進(jìn)氣閥和排氣閥同時(shí) 打開的狀態(tài)即重疊期間，以對(duì)因廢氣殘留于氣缸內(nèi)而產(chǎn)生的EGR流量進(jìn)行控制的方式（以 下稱為內(nèi)部EGR方式），或者，有時(shí)會(huì)同時(shí)使用上述兩種方式。關(guān)于外部EGR方式涉及的EGR 率，能夠根據(jù)EGR閥的開度、排氣壓力、以及進(jìn)氣管內(nèi)壓力來(lái)計(jì)算大體的EGR流量。
[0005] 此外，在以下的說(shuō)明中，在僅標(biāo)注為EGR、EGR率的情況下，表示外部EGR、外部EGR 率。此外，外部EGR率表示外部EGR流量與吸入空氣流量的比，內(nèi)部EGR率表示內(nèi)部EGR流 量與吸入空氣流量的比。
[0006] 近年來(lái)，為了進(jìn)一步降低油耗，提高輸出，通常采用具有外部EGR方式、進(jìn)氣閥及 排氣閥的VVT(以下稱為進(jìn)排氣VVT)的內(nèi)燃機(jī)，由于從進(jìn)氣歧管吸入到氣缸內(nèi)的空氣流量 會(huì)因 EGR閥的開度、閥正時(shí)而產(chǎn)生較大變化，因此，若不考慮EGR閥的開度、進(jìn)排氣VVT對(duì)閥 正時(shí)造成的影響，則特別是在S/D方式下，在正常以及過(guò)渡的全運(yùn)行區(qū)域中吸入到氣缸內(nèi) 的空氣流量的計(jì)算精度會(huì)大幅下降。此外，在使EGR閥的開度、閥正時(shí)變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)延 遲，因此在過(guò)渡運(yùn)行時(shí)，與正常運(yùn)行時(shí)所設(shè)定的EGR閥的開度、閥正時(shí)不一致也成為導(dǎo)致空 氣流量的計(jì)算精度大幅下降的原因。
[0007] 此外，近年來(lái)，一般以內(nèi)燃機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩為指標(biāo)來(lái)進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)控制，但在對(duì)該輸出 轉(zhuǎn)矩進(jìn)行推算的情況下，熱效率也會(huì)根據(jù)氣缸吸入空氣流量和EGR率而發(fā)生變化。因此，不 管是為了計(jì)算出上述的ΜΒΤ，還是為了推算出轉(zhuǎn)矩、熱效率，都需要高精度地計(jì)算出氣缸吸 入空氣流量和EGR率。并且，為了求出EGR率，需要高精度地計(jì)算出EGR流量。
[0008] 因此，以往，作為計(jì)算EGR流量、EGR率的方法，提出了專利文獻(xiàn)1所公開的方法。 在專利文獻(xiàn)1所公開的方法中，基于根據(jù)EGR閥的開口面積而求出的廢氣量、以及根據(jù)EGR 閥的開口面積指令值而求出的廢氣量，來(lái)計(jì)算出EGR流量并推算出EGR率。若采用專利文 獻(xiàn)1所公開的方法，則能使用預(yù)先賦予的"EGR閥的開度-流量特性"、以及EGR閥開口面積， 來(lái)以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)計(jì)算出EGR流量。 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利特開平7-279774號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0010] 在使用專利文獻(xiàn)1所記載的現(xiàn)有方法的裝置中，若EGR閥的開度特性因歷時(shí)變化 而發(fā)生變化，則預(yù)先準(zhǔn)備的流量特性與實(shí)際的流量特性處于不同狀態(tài)，從而存在推算精度 下降的問題。此外，除了理所當(dāng)然會(huì)因 EGR閥產(chǎn)品本身的個(gè)體差異而導(dǎo)致EGR閥開度-流 量特性不同以外，還會(huì)因安裝有EGR閥的內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)而導(dǎo)致EGR閥開度-流量特性不同。 為此，也考慮預(yù)先對(duì)EGR閥的開度與有效開口面積或流量的關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而高精度地 推算外部EGR流量，但若同時(shí)控制EGR和進(jìn)排氣VVT，則除了外部EGR流量以外，還會(huì)因廢 氣殘留在氣缸內(nèi)而產(chǎn)生內(nèi)部EGR流量，因此存在僅學(xué)習(xí) EGR閥的開度與有效開口面積或流 量的關(guān)系無(wú)法確保精度的問題。而且，還存在如下問題：若不僅存在EGR，還存在進(jìn)排氣VVT 的歷時(shí)變化、個(gè)體偏差，則無(wú)論是正常運(yùn)行或是過(guò)渡運(yùn)行時(shí)，計(jì)算出的EGR流量中都會(huì)產(chǎn)生 偏差。
[0011] 本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有裝置中的問題而完成的，其目的在于提供一種內(nèi)燃機(jī) 的控制裝置，能協(xié)調(diào)EGR閥與進(jìn)排氣VVT，并能更高精度地推算EGR流量。 解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0012] 本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置對(duì)將內(nèi)燃機(jī)的節(jié)流閥下游側(cè)的進(jìn)氣通路與 所述內(nèi)燃機(jī)的排氣通路相連的EGR流路中的EGR流量進(jìn)行推算，其特征在于，包括： 吸入空氣流量計(jì)算部，該吸入空氣流量計(jì)算部對(duì)通過(guò)所述內(nèi)燃機(jī)的所述節(jié)流閥并吸入 到所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸中的吸入空氣流量進(jìn)行計(jì)算； EGR閥，該EGR閥對(duì)所述EGR流路進(jìn)行開閉，從而對(duì)作為所述EGR流路中的EGR流量的 外部EGR流量進(jìn)行控制； 體積效率修正系數(shù)計(jì)算部，該體積效率修正系數(shù)計(jì)算部基于所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥與排 氣閥中的至少一方的閥正時(shí)的控制，計(jì)算表示流入所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸的空氣量的指標(biāo)、即 作為體積效率等效值的體積效率修正系數(shù)； 氣缸流量計(jì)算部，該氣缸流量計(jì)算部基于所述進(jìn)氣通路內(nèi)部的壓力與所述計(jì)算出的所 述體積效率修正系數(shù)，計(jì)算從所述節(jié)流閥下游側(cè)的所述進(jìn)氣通路流入所述氣缸的空氣的氣 缸流量； 內(nèi)部EGR率推算部，該內(nèi)部EGR率推算部基于所述閥正時(shí)的控制，推算內(nèi)部EGR率，該 內(nèi)部EGR率是殘留在所述氣缸內(nèi)部的作為所述內(nèi)燃機(jī)的排氣流量的內(nèi)部EGR流量、與利用 所述吸入空氣流量計(jì)算出的所述吸入空氣流量的比； 目標(biāo)吸入空氣流量計(jì)算部，該目標(biāo)吸入空氣流量計(jì)算部基于所述內(nèi)燃機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩， 計(jì)算所述內(nèi)燃機(jī)的目標(biāo)吸入空氣流量； 目標(biāo)外部及內(nèi)部EGR率推算部，該目標(biāo)外部及內(nèi)部EGR率推算部基于由所述目標(biāo)吸入 空氣流量計(jì)算部計(jì)算出的所述目標(biāo)吸入空氣流量、以及所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速，推算作為目標(biāo) 的目標(biāo)外部EGR率及目標(biāo)內(nèi)部EGR率； 目標(biāo)EGR率推算部，該目標(biāo)EGR率推算部基于由所述目標(biāo)外部及內(nèi)部EGR率推算部推 算出的所述目標(biāo)外部EGR率及所述目標(biāo)內(nèi)部EGR率、以及由所述內(nèi)部EGR率推算部推算出 的所述內(nèi)部EGR率，計(jì)算目標(biāo)EGR率； EGR流量計(jì)算部，該EGR流量計(jì)算部基于由所述氣缸流量計(jì)算部計(jì)算出的所述氣缸流 量、以及由所述吸入空氣流量計(jì)算部計(jì)算出的所述吸入空氣流量，計(jì)算EGR流量； EGR有效開口面積計(jì)算部，該EGR有效開口面積計(jì)算部基于由所述EGR流量計(jì)算部計(jì)算 出的所述EGR流量，計(jì)算與所述EGR閥的開度相對(duì)應(yīng)的所述EGR閥的有效開口面積； EGR有效開口面積學(xué)習(xí)部，該EGR有效開口面積學(xué)習(xí)部對(duì)基于來(lái)自EGR閥開度傳感器的 輸出的EGR閥開度、與由所述EGR有效開口面積計(jì)算部計(jì)算出的所述EGR有效開口面積的 關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí)，該EGR閥開度傳感器檢測(cè)所述EGR閥的開度；以及 EGR閥開度計(jì)算部，該EGR閥開度計(jì)算部計(jì)算所述EGR閥的開度， 所述EGR閥開度計(jì)算部基于由所述目標(biāo)EGR率推算部推算出的所述目標(biāo)EGR率、由所 述EGR有效開口面積計(jì)算部計(jì)算出的所述EGR有效開口面積、以及由所述EGR有效開口面 積學(xué)習(xí)部學(xué)習(xí)后的學(xué)習(xí)值，計(jì)算所述內(nèi)燃機(jī)的控制所使用的EGR閥開度。
[0013] 此外，本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的特征在于，包括上述結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)的EGR流 量推算裝置。 發(fā)明效果
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置，能對(duì)EGR閥和進(jìn)排氣VVT進(jìn)行協(xié)調(diào)，并 能吸收偏差、歷時(shí)變化、甚至環(huán)境條件，能高精度地推算EGR流量。特別是，若基于內(nèi)部EGR 率、目標(biāo)外部EGR率及內(nèi)部EGR率計(jì)算目標(biāo)EGR率，使其以總EGR率恒定的方式進(jìn)行修正， 并基于對(duì)目標(biāo)EGR率和EGR閥開度-有效開口面積的關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí)得到的EGR有效開口面 積對(duì)EGR閥開度進(jìn)行反饋控制，則也能維持EGR閥開度-有效開口面積的正確特性，能協(xié)調(diào) EGR閥與進(jìn)排氣VVT，并能吸收偏差、歷時(shí)變化、甚至環(huán)境條件，能以極高的精度推算EGR流 量。
[0015] 此外，根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，由于具備上述結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量 推算裝置，因此能協(xié)調(diào)EGR閥與進(jìn)排氣VVT，并能吸收偏差、歷史變化、甚至環(huán)境條件，從而 能高精度地推算EGR流量，并能高精度地控制內(nèi)燃機(jī)。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1是示意性表示本發(fā)明實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置、以及應(yīng)用了 具備該EGR流量推算裝置的控制裝置的內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。 圖2是表示具備本發(fā)明實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置 的方框結(jié)構(gòu)圖。 圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置中、計(jì)算目標(biāo)吸入空氣流 量的步驟的流程圖。 圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置中、計(jì)算進(jìn)排氣VVT控制 量的步驟的流程圖。 圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置中、計(jì)算目標(biāo)外部EGR率 以及目標(biāo)內(nèi)部EGR率的步驟的流程圖。 圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置中、用于計(jì)算體積效率修 正系數(shù)的映射的圖。 圖7是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置中、從計(jì)算內(nèi)部EGR率到 計(jì)算目標(biāo)EGR率的步驟的流程圖。 圖8是表示本發(fā)明實(shí)施方式1所涉及的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中、計(jì)算吸入空氣流量的步 驟的流程圖。 圖9是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置中、實(shí)施EGR有效開口面 積的學(xué)習(xí)的步驟的流程圖。 圖10是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置中的、EGR閥開度-有效 開口面積的映射的圖。 圖11是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置中的、EGR閥開度-學(xué)習(xí) 值的映射的圖。 圖12是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置中、從計(jì)算目標(biāo)EGR流量 到計(jì)算目標(biāo)EGR閥開度為止的步驟的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 實(shí)施方式1. 下面，參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置以 及內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。圖1是示意性表示將具備本發(fā)明實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)的EGR 流量推算裝置的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置加以應(yīng)用的內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)圖，圖2是表示具備本發(fā)明實(shí) 施方式1的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的方框結(jié)構(gòu)圖。圖1中，作為 構(gòu)成內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣系統(tǒng)的進(jìn)氣通路的進(jìn)氣管的上游設(shè)置有能進(jìn)行電氣控制來(lái)調(diào)整吸入 空氣流量的作為節(jié)流閥的電子控制節(jié)流器4。另外，為了對(duì)電子控制節(jié)流器4的開度進(jìn)行測(cè) 定，設(shè)置有節(jié)流閥開度傳感器3。
[0018] 進(jìn)氣管中的節(jié)流器4的上游設(shè)置有AFS2。用于測(cè)定大氣溫度的大氣壓傳感器 17 (參照?qǐng)D2)內(nèi)置在AFS2中。電子控制節(jié)流器4的下游設(shè)置有對(duì)包含氣室5內(nèi)以及進(jìn)氣 歧管6內(nèi)的空間、即進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力進(jìn)行測(cè)定的作為進(jìn)氣管內(nèi)壓力檢測(cè)部的進(jìn)氣歧管壓 力傳感器7、以及對(duì)進(jìn)氣歧管內(nèi)的溫度進(jìn)行測(cè)定的進(jìn)氣溫度傳感器8。
[0019] 此外，也可以使用嚴(yán)格來(lái)講是不同溫度、但近似地測(cè)量外部氣體的溫度傳感器、例 如內(nèi)置于AFS2的大氣壓傳感器17,根據(jù)外部氣溫來(lái)對(duì)進(jìn)氣歧管溫度進(jìn)行推算，以代替設(shè)置 測(cè)量進(jìn)氣歧管內(nèi)溫度的進(jìn)氣溫度傳感器8。也可以反過(guò)來(lái)不設(shè)置大氣壓傳感器17,而利用 進(jìn)氣溫度傳感器8的測(cè)定值，根據(jù)進(jìn)氣歧管內(nèi)的溫度來(lái)推算大氣溫度。
[0020] 在包含進(jìn)氣歧管6及內(nèi)燃機(jī)1的缸內(nèi)在內(nèi)的進(jìn)氣閥附近設(shè)有用于噴射燃料的噴射 器9，在進(jìn)氣閥及排氣閥中分別設(shè)有用于使閥正時(shí)可變的進(jìn)氣VVT10和排氣VVT11，氣缸蓋 上設(shè)有用于對(duì)火花塞進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的點(diǎn)火線圈12，該火花塞用于在氣缸內(nèi)產(chǎn)生火花。
[0021] 在與排氣管一同形成內(nèi)燃機(jī)1的排氣通路的排氣歧管13內(nèi)設(shè)有未圖示的氧氣傳 感器、催化劑。排氣歧管13和氣室5通過(guò)排氣回流路（以下稱為EGR通路）14進(jìn)行連接。 EGR通路14中設(shè)有用于對(duì)排氣回流量（以下稱為EGR流量）進(jìn)行控制的排氣回流閥（以下 稱為EGR閥）16,并設(shè)有EGR閥開度傳感器15來(lái)測(cè)定EGR閥16的開度。
[0022] 在圖2中，將AFS2所測(cè)得的吸入空氣流量Qafs、節(jié)流閥開度傳感器3所測(cè)得的電 子控制節(jié)流器4的開度Θ、進(jìn)氣歧管壓力傳感器7所測(cè)得的進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力b、進(jìn)氣溫 度傳感器8所測(cè)得的進(jìn)氣歧管內(nèi)的溫度Tb、EGR閥開度傳感器15所測(cè)得的EGR閥16的開 度Est、以及大氣壓傳感器17所測(cè)得的大氣壓Pa輸入電子控制單元（以下稱為E⑶。E⑶： Electric Control Unit)20。此外，可以使用對(duì)大氣壓進(jìn)行推算的單元，也可以使用內(nèi)置于 ECU中的大氣壓傳感器，來(lái)代替對(duì)大氣壓進(jìn)行測(cè)定的大氣壓傳感器17。另外，將來(lái)自上述 以外的各種傳感器（包含未圖示的油門開度傳感器、曲柄角度傳感器）的測(cè)定值也都輸入 ECU20。
[0023] E⑶20包括目標(biāo)吸入空氣流量計(jì)算部21、控制量計(jì)算部22、目標(biāo)外部及內(nèi)部EGR 率推算部23、體積效率修正系數(shù)計(jì)算部24、氣缸流量計(jì)算部25、內(nèi)部EGR率推算部26、目標(biāo) EGR計(jì)算部、吸入空氣流量計(jì)算部28、EGR有效開口面積學(xué)習(xí)部29、目標(biāo)EGR流量計(jì)算部30、 目標(biāo)EGR有效開口面積計(jì)算部31、以及目標(biāo)EGR閥開度計(jì)算部32。
[0024] ECU20中的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩計(jì)算部（未圖示）基于與油門開度相對(duì)應(yīng)的來(lái)自節(jié)流閥開度 傳感器3的電子控制節(jié)流器4的開度Θ等、來(lái)自各種傳感器18的各種信息來(lái)計(jì)算內(nèi)燃機(jī) 1的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Pi_tgt。目標(biāo)吸入空氣流量計(jì)算部21基于計(jì)算出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Pi_tgt計(jì)算目 標(biāo)吸入空氣流量Qa_tgt?？刂屏坑?jì)算部22利用由目標(biāo)吸入空氣流量計(jì)算部21計(jì)算出的目 標(biāo)吸入空氣流量Qa_tgt，計(jì)算作為進(jìn)排氣VVT控制量的進(jìn)氣VVT目標(biāo)相位角IVT以及排氣 VVT目標(biāo)相位角EVT。目標(biāo)外部及內(nèi)部EGR率推算部23利用由目標(biāo)吸入空氣流量計(jì)算部21 計(jì)算出的目標(biāo)吸入空氣流量Qa_tgt和內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速Ne，計(jì)算目標(biāo)外部EGR率Regrex_t和目 標(biāo)內(nèi)部EGR率Regrin_t。
[0025] 體積效率修正系數(shù)計(jì)算部24基于內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥與排氣閥中的至少一方的VVT 控制，來(lái)計(jì)算表示從上述節(jié)流閥下游的進(jìn)氣管流入上述內(nèi)燃機(jī)的氣缸的空氣量的指標(biāo)、即 作為體積效率等效值的體積效率修正系數(shù)Kv。氣缸流量計(jì)算部25利用由體積效率修正系 數(shù)計(jì)算部24計(jì)算出的體積效率修正系數(shù)Κν、來(lái)自進(jìn)氣歧管壓力傳感器7的進(jìn)氣管內(nèi)壓力 Pb、以及來(lái)自進(jìn)氣溫度傳感器8的進(jìn)氣歧管內(nèi)的溫度Tb，計(jì)算氣缸流量Qa_all。內(nèi)部EGR 率推算部26利用由體積效率修正系數(shù)計(jì)算部24計(jì)算出的體積效率修正系數(shù)Kv計(jì)算內(nèi)部 EGR 率 Regrin。
[0026] 目標(biāo)EGR率計(jì)算部27利用由內(nèi)部EGR率推算部26計(jì)算出的內(nèi)部EGR率Regrin和 由目標(biāo)外部及內(nèi)部EGR率推算部23計(jì)算出的目標(biāo)內(nèi)部EGR率Regrin_t，計(jì)算內(nèi)部EGR率目 標(biāo)值實(shí)際值間偏差Λ Regrin，并利用該內(nèi)部EGR率目標(biāo)值實(shí)際值間偏差Λ Regrin與由目標(biāo) 外部及內(nèi)部EGR率推算部23計(jì)算出的目標(biāo)外部EGR率RegreX_t來(lái)計(jì)算目標(biāo)EGR率Regr_ tgto
[0027] 吸入空氣流量計(jì)算部28利用由AFS2測(cè)定到的吸入空氣流量Qafs或節(jié)流閥流量 Qth中的某一個(gè)計(jì)算吸入空氣流量Qa。這里，利用基于來(lái)自節(jié)流閥開度傳感器3的節(jié)流閥 開度Θ計(jì)算出的節(jié)流閥有效開口面積Sth_ctl以及節(jié)流閥開度學(xué)習(xí)值0 1rn來(lái)計(jì)算節(jié)流 閥流量Qth。另外，利用基于由氣缸流量計(jì)算部25計(jì)算出的氣缸流量Qa_all而計(jì)算出的節(jié) 流閥有效開口面積Sth以及節(jié)流閥開度Θ，計(jì)算節(jié)流閥開度學(xué)習(xí)值0 1rn。
[0028] EGR有效開口面積學(xué)習(xí)部29利用由氣缸流量計(jì)算部25計(jì)算出的氣缸流量Qa_all 以及由吸入空氣流量計(jì)算部28計(jì)算出的吸入空氣流量Qa計(jì)算EGR流量Qae，根據(jù)該計(jì)算 出的EGR流量Qae以及來(lái)自進(jìn)氣溫度傳感器8的進(jìn)氣歧管內(nèi)的溫度Tb計(jì)算EGR有效開口 面積Segr，根據(jù)來(lái)自EGR閥開度傳感器15的EGR閥開度Est計(jì)算EGR基礎(chǔ)有效開口面積 Segr_bse，并利用EGR有效開口面積Segr和EGR基礎(chǔ)有效開口面積Segr_bse計(jì)算EGR有 效開口面積學(xué)習(xí)值Kirn。
[0029] 計(jì)算出的EGR有效開口面積學(xué)習(xí)值Kirn根據(jù)EGR閥開度Est存儲(chǔ)在學(xué)習(xí)值中。 EGR有效開口面積學(xué)習(xí)部29根據(jù)所存儲(chǔ)的EGR有效開口面積學(xué)習(xí)值Kirn以及EGR基礎(chǔ)有 效開口面積Segr_bse計(jì)算學(xué)習(xí)控制用EGR有效開口面積Segr_ctl。
[0030] 目標(biāo)EGR流量計(jì)算部30利用由目標(biāo)吸入空氣流量計(jì)算部21計(jì)算出的目標(biāo)吸入空 氣量Qa_tgt以及由目標(biāo)EGR率計(jì)算部27計(jì)算出的目標(biāo)EGR率Regr_tgt，計(jì)算目標(biāo)EGR流 量Qae_tgt。目標(biāo)EGR有效開口面積計(jì)算部31基于由目標(biāo)EGR流量計(jì)算部30計(jì)算出的目 標(biāo)EGR流量Qae_tgt計(jì)算目標(biāo)EGR有效開口面積Segr_tgt。目標(biāo)EGR閥開度計(jì)算部32利 用由目標(biāo)EGR有效開口面積計(jì)算部31計(jì)算出的目標(biāo)EGR有效開口面積Segr_tgt、以及由 EGR有效開口面積學(xué)習(xí)部29計(jì)算出的EGR有效開口面積學(xué)習(xí)值Kelrn，計(jì)算目標(biāo)EGR閥開 度 Est_tgt。
[0031] ECU20通過(guò)F/B控制對(duì)基于目標(biāo)EGR率Regr_tgt計(jì)算出的目標(biāo)EGR閥開度Est_ tgt、以及由上述控制量計(jì)算部22計(jì)算出的進(jìn)氣VVT目標(biāo)相位角IVT以及排氣VVT目標(biāo)相 位角EVT進(jìn)行修正，使得總EGR率恒定，并對(duì)EGR閥16、進(jìn)氣VVT10以及排氣VVT11進(jìn)行協(xié) 調(diào)和控制。
[0032] 此外，如上所述，基于與油門開度相對(duì)應(yīng)的電子控制節(jié)流器4的開度Θ等輸入的 各種數(shù)據(jù)計(jì)算內(nèi)燃機(jī)1的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Pi_tgt，計(jì)算用于達(dá)到該目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Pi_tgt的目標(biāo)吸入空 氣流量Qa_tgt,并計(jì)算用于達(dá)到該目標(biāo)吸入空氣流量Qa_tgt的目標(biāo)節(jié)流閥開度、進(jìn)氣VVT 目標(biāo)相位角IVT以及排氣VVT目標(biāo)相位角EVT。并且，ECU20將它們作為目標(biāo)值來(lái)控制電子 控制節(jié)流器4的開度、進(jìn)氣VVT10以及排氣VVT11的相位角，并根據(jù)目標(biāo)值驅(qū)動(dòng)噴射器9、點(diǎn) 火線圈12等，還根據(jù)需要控制其它各種致動(dòng)器19。
[0033] 接著，參照在規(guī)定時(shí)刻的中斷處理（例如10[ms]的主處理、BTDC75[degCA]中斷 處理）內(nèi)實(shí)施的圖3、圖4所示的流程圖對(duì)由圖2所示的ECU20內(nèi)的目標(biāo)吸入空氣流量計(jì)算 部21和控制量計(jì)算部22進(jìn)行的處理進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。即，圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的 EGR流量推算裝置中計(jì)算目標(biāo)吸入空氣流量的步驟的流程圖，圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式1 的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置中計(jì)算進(jìn)排氣VVT控制量的步驟的流程圖。
[0034] 圖3所示的流程圖的步驟102由圖2中的目標(biāo)吸入空氣流量計(jì)算部21來(lái)實(shí)施。圖 3中，在步驟101中，目標(biāo)轉(zhuǎn)矩計(jì)算部（未圖示）基于與油門開度相對(duì)應(yīng)的節(jié)流閥開度Θ等 輸入的各種數(shù)據(jù)計(jì)算目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Pi_tgt。步驟102中，計(jì)算用于達(dá)到步驟101中計(jì)算出的目 標(biāo)轉(zhuǎn)矩Pi_tgt的目標(biāo)吸入空氣流量Qa_tgt。
[0035] 接著，由圖2中的控制量計(jì)算部22實(shí)施圖4所示的流程圖的步驟202、203。圖4 中，步驟201是與圖3的步驟102相對(duì)應(yīng)的步驟，如上所述，由目標(biāo)吸入空氣流量計(jì)算部21 計(jì)算目標(biāo)吸入空氣流量Qa_tgt。接著在步驟202中，基于計(jì)算出的目標(biāo)吸入空氣流量Qa_ tgt，計(jì)算作為進(jìn)排氣VVT控制量的進(jìn)氣VVT目標(biāo)相位角IVT以及排氣VVT目標(biāo)相位角EVT。 步驟202中的處理相當(dāng)于目標(biāo)相位角計(jì)算部。在接下來(lái)的步驟203中，基于步驟202中計(jì) 算出的進(jìn)氣VVT目標(biāo)相位角IVT以及排氣VVT目標(biāo)相位角EVT計(jì)算進(jìn)排氣VVT控制量。然 后，基于該進(jìn)排氣VVT控制量對(duì)進(jìn)氣VVT10以及排氣VVT11的相位角進(jìn)行控制。
[0036] 在以往的進(jìn)排氣VVT控制中，根據(jù)檢測(cè)到的吸入空氣流量Qa來(lái)計(jì)算進(jìn)氣VVT目 標(biāo)相位角IVT以及排氣VVT目標(biāo)相位角EVT，因此認(rèn)為存在以下問題：進(jìn)氣VVT10以及排氣 VVT11在吸入空氣流量Qa變化后開始動(dòng)作，因而響應(yīng)性較差。認(rèn)為在理想情況下，若在目標(biāo) 吸入空氣流量Qa_tgt變化的時(shí)刻，進(jìn)氣VVT10以及排氣VVT11的相位角也與節(jié)流閥開度同 時(shí)進(jìn)行變化，則響應(yīng)性較好。
[0037] 為此，本發(fā)明實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的EGR流量推算裝置中，基于目標(biāo)吸 入空氣流量Qa_tgt計(jì)算以往根據(jù)吸入空氣流量Qa計(jì)算出的進(jìn)氣VVT目標(biāo)相位角IVT以及 排氣VVT目標(biāo)相位角EVT。
[0038] 接著，對(duì)圖2所示的目標(biāo)外部及內(nèi)部EGR率推算部23進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。預(yù)先對(duì)使用 外部EGR方式、內(nèi)部EGR方式、以及同時(shí)使用這兩種方式的情況下向各自的最優(yōu)值適應(yīng)時(shí)、 作為其適應(yīng)參數(shù)的指標(biāo)的內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)速Ne、吸入空氣流量Qa、內(nèi)部EGR率、以及外部EGR 率進(jìn)行測(cè)量，該外部EGR方式利用EGR閥16的開度對(duì)EGR量進(jìn)行控制，該內(nèi)部EGR方式利 用VVT改變進(jìn)氣閥以及排氣閥的閥開關(guān)正時(shí)，并利用該閥開關(guān)正時(shí)來(lái)改變進(jìn)氣閥與排氣閥 同時(shí)打開的狀態(tài)、即重疊期間，由此對(duì)因廢氣殘留在氣缸內(nèi)而引起的EGR量進(jìn)行控制。之 后，生成求出內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)速Ne和吸入空氣流量Qa的參數(shù)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的內(nèi)部EGR率以及 外部EGR率的映射（未圖示）。
[0039] 也可以使用根據(jù)參數(shù)指標(biāo)的關(guān)系求出的運(yùn)算式（例如一次函數(shù)等）來(lái)代替求出內(nèi) 部EGR流量與吸入空氣流量的比即內(nèi)部EGR率、以及外部EGR流量與吸入空氣流量的比即 外部EGR率的映射。
[0040] 向所生成的上述求出內(nèi)部EGR率以及外部EGR率的映射輸入內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)速Ne和 目標(biāo)吸入空氣流量Qa_tgt，根據(jù)該映射計(jì)算目標(biāo)外部EGR率以及內(nèi)部EGR率。即，圖5是表 示本發(fā)明實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置中、計(jì)算目標(biāo)外部EGR率以及目標(biāo)內(nèi)部 EGR率的步驟的流程圖。圖5中，在步驟302中，向上述映射輸入步驟301中得到的目標(biāo)吸 入空氣流量Qa_tgt以及內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)速Ne，在步驟302中根據(jù)映射計(jì)算目標(biāo)外部EGR率， 在步驟303中根據(jù)映射計(jì)算目標(biāo)內(nèi)部EGR率。
[0041] 在以往的外部EGR控制中，根據(jù)檢測(cè)到的吸入空氣流量Qa來(lái)計(jì)算目標(biāo)外部EGR 率，因此認(rèn)為存在如下問題：EGR閥16在吸入空氣流量Qa變化后開始動(dòng)作，因而響應(yīng)性較 差。認(rèn)為在理想情況下，若在目標(biāo)吸入空氣流量Qa_tgt變化的時(shí)刻，外部EGR率也與節(jié)流閥 開度同時(shí)進(jìn)行變化，則響應(yīng)性較好。為此，在本發(fā)明實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中，根 據(jù)目標(biāo)吸入空氣流量Qa_tgt來(lái)計(jì)算以往根據(jù)吸入空氣流量Qa計(jì)算出的目標(biāo)外部EGR率。
[0042] 接著，對(duì)圖2所示的體積效率修正系數(shù)計(jì)算部24進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。體積效率修正 系數(shù)計(jì)算部24根據(jù)例如圖6所示的映射，利用內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速Ne、大氣壓Pa與進(jìn)氣歧管內(nèi)的 壓力Pb的比來(lái)計(jì)算體積效率修正系數(shù)。即，圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的EGR 流量推算裝置中、用于計(jì)算體積效率修正系數(shù)的映射的圖。圖6中，若內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速Ne為 "3000" [r/min]，大氣壓Pa與進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力Pb的比Pb/Pa為"0. 6"，則體積效率修正 系數(shù)Kv為"0.9"。
[0043] 由于體積效率修正系數(shù)Kv會(huì)因閥正時(shí)而發(fā)生變化，因此，通常根據(jù)VVT的變化會(huì) 需要映射。若將進(jìn)氣閥、排氣閥的變化幅度設(shè)為"〇"~"50" [degCA]，且每隔"10" [degCA] 準(zhǔn)備映射，則需要"6X6 = 36"張映射。通常準(zhǔn)備與運(yùn)行條件的目標(biāo)閥正時(shí)相對(duì)應(yīng)的映射、 以及VVT不動(dòng)作時(shí)的映射這兩張映射。當(dāng)然也可以不根據(jù)映射、而通過(guò)計(jì)算求得體積效率 修正系數(shù)。
[0044] 接著，對(duì)圖2所示的氣缸流量計(jì)算部25進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。氣缸流量計(jì)算部25基于 由體積效率修正系數(shù)計(jì)算部24計(jì)算出的體積效率修正系數(shù)Kv以及來(lái)自進(jìn)氣歧管壓力傳感 器7的進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力Pb，利用下式（1)計(jì)算氣缸流量Qa_all。氣缸流量Qa_all和體 積效率修正系數(shù)Kv由下式（1)的關(guān)系式表示，因此，只要算出體積效率修正系數(shù)Kv，就能算 出氣缸流量Qa_all。
[數(shù)學(xué)式1] 數(shù)1
這里，Qa_all為氣缸流量[g/s]，Vc為氣缸容積[L]，T(n)為每隔180度的曲柄角周期 [8]，1?為氣體常數(shù)[1^1/(1^*1()]。
[0045] 接著，參照在規(guī)定時(shí)刻的中斷處理（例如10[ms]的主處理、BTDC "75"[degCA]中 斷處理）內(nèi)實(shí)施的圖7所示的流程圖對(duì)由圖2所示的ECU20內(nèi)的內(nèi)部EGR率推算部26、目 標(biāo)EGR率計(jì)算部27內(nèi)的處理進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖7是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的EGR 流量推算裝置中、從計(jì)算內(nèi)部EGR率到計(jì)算目標(biāo)EGR率的步驟的流程圖。圖7所示的流程 圖的步驟401由圖2中的體積效率修正系數(shù)計(jì)算部24實(shí)施，步驟402由圖2中的內(nèi)部EGR 率推算部26實(shí)施。
[0046] 在圖7所示的流程圖的步驟402中，基于步驟401中求得的體積效率修正系數(shù)Kv 計(jì)算內(nèi)部EGR率Regrin。體積效率修正系數(shù)Kv與內(nèi)部EGR率Regrin的關(guān)系式由下式（2) 來(lái)定義。
[數(shù)學(xué)式2] 數(shù)2
這里，Kin為進(jìn)氣效率，Kex為排氣效率。
[0047] Kin、Kex由下式（3)定義（ε :壓縮比）。
[數(shù)學(xué)式3] 數(shù)3
這里，Vex是視為殘留氣體容積1 (殘留氣體為Pex、Tex時(shí)占據(jù)的容積）[L]，Vmin為間 隙容積[L]，P為壓力[kPa]，T為溫度[K] (下標(biāo)…b :進(jìn)氣歧管內(nèi)，in :缸內(nèi)@ B180 (進(jìn)氣沖程結(jié)束時(shí)），ex :排氣歧管內(nèi)）
[0048] 體積效率修正系數(shù)Kv與內(nèi)部EGR率Regrin的關(guān)系如上式（2)所示，但由于EGR 率是EGR流量與新鮮空氣即吸入空氣流量的比，因此考慮內(nèi)部EGR率為內(nèi)部EGR流量與吸 入空氣流量的比，若為了更明確而對(duì)內(nèi)部EGR率Regrin進(jìn)行求解，則成為下式（4)。
[數(shù)學(xué)式4] 數(shù)4
由式（4)可知，內(nèi)部EGR率Regrin根據(jù)體積效率修正系數(shù)Kv以及進(jìn)氣效率Kin來(lái)計(jì) 算。
[0049] 圖7所示的流程圖的步驟403~406由圖2中的目標(biāo)EGR率計(jì)算部27來(lái)實(shí)施。 圖7中，在步驟404中，基于步驟403 (相當(dāng)于圖5的步驟303)中求得的目標(biāo)內(nèi)部EGR率 Regrin_t、以及步驟402中求得的內(nèi)部EGR率Regrin，利用下式（5)計(jì)算內(nèi)部EGR率目標(biāo)值 實(shí)際值間偏差Δ Regrin。
[數(shù)學(xué)式5] 數(shù)5 Δ Regrin = Regrin_t-Regrin · · · ?式（5)
[0050] 在接下來(lái)的步驟406中，基于步驟405中求得的目標(biāo)外部EGR率Regrex_t、以及步 驟404(相當(dāng)于圖5的步驟302)中求得的內(nèi)部EGR率目標(biāo)值實(shí)際值間偏差A(yù)Regrin，利用 下式（6)計(jì)算目標(biāo)EGR率Regr_tgt。
[數(shù)學(xué)式6] 數(shù)6 Regr_tgt = Δ Regrin+Regrex_tgt · · · ?式（6)
[0051] 通過(guò)在目標(biāo)外部EGR率Regrex_t中包含內(nèi)部EGR率目標(biāo)值與內(nèi)部EGR率實(shí)際值 之間的偏差即內(nèi)部EGR率目標(biāo)值實(shí)際值間偏差Λ Regrin，使得內(nèi)部EGR率的目標(biāo)值與實(shí)際 值之間的差直接被外部EGR率吸收，因此總EGR率變?yōu)楹愣?。即，利用目?biāo)EGR率Regr_tgt 控制外部EGR，以達(dá)到內(nèi)部EGR率與外部EGR率相加后的總EGR率即可。
[0052] 接著，參照在規(guī)定時(shí)刻的中斷處理（例如10[ms]的主處理、BTDC "75"[degCA]中 斷處理）內(nèi)實(shí)施的圖8、圖9所示的流程圖對(duì)由圖2中的ECU20內(nèi)進(jìn)行的吸入空氣流量計(jì)算 部28、EGR有效開口面積學(xué)習(xí)部29為止的處理進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖8是表示本發(fā)明實(shí)施方式 1的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置中、計(jì)算吸入空氣流量的步驟的流程圖，圖9是表示本發(fā)明 實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置中、實(shí)施EGR有效開口面積的學(xué)習(xí)的步驟的流程 圖。圖8所示的流程圖的步驟501~504由圖2中的吸入空氣流量計(jì)算部28來(lái)實(shí)施。
[0053] 圖8中，基于步驟501中利用來(lái)自節(jié)流閥開度傳感器3的信號(hào)檢測(cè)到的節(jié)流閥開 度Θ，在步驟502中計(jì)算節(jié)流閥流量Qth。這里，以如下方式基于節(jié)流閥開度Θ計(jì)算節(jié)流 閥流量Qth。即，首先基于節(jié)流閥開度Θ計(jì)算控制用節(jié)流閥有效開口面積Sth_ctl?？刂?用節(jié)流閥有效開口面積Sth_ctl能夠根據(jù)控制用節(jié)流閥開度Θ ctl-節(jié)流閥有效開口面積 Sth的特性中的節(jié)流閥開度Θ來(lái)計(jì)算得到。
[0054] 控制用節(jié)流閥有效開口面積Sth_ctl與節(jié)流閥流量Qth的關(guān)系能由下式（7)來(lái)表 /_J、1 〇
[數(shù)學(xué)式7] 數(shù)7
這里，Qth為節(jié)流閥流量[g/s]，Sth_ctl為控制用節(jié)流閥有效開口面積[mm2], a a為 與大氣相同環(huán)境下進(jìn)氣管內(nèi)的音速[m/s]，〇 a為無(wú)量綱流量[]，pa為進(jìn)氣管內(nèi)（=大氣） 的密度。
[0055] 由于節(jié)流閥流量Qth與控制用節(jié)流閥有效開口面積Sth_ctl滿足式（7)的關(guān)系， 因此，若求得各常數(shù)a a、〇 a、Pa，則能求得節(jié)流閥流量Qth。在接下來(lái)的步驟504中，基于 步驟503中由AFS2檢測(cè)到的吸入空氣流量Qafs與步驟502中計(jì)算出的節(jié)流閥流量Qth中 的某一個(gè)計(jì)算吸入空氣流量Qa。
[0056] 接著，在圖9中，由圖2中的EGR有效開口面積學(xué)習(xí)部29實(shí)施步驟601~611。步 驟602中，基于步驟601中計(jì)算出的氣缸流量Qa_all以及吸入空氣流量Qa計(jì)算EGR流量 Qae。即，步驟601中求得的氣缸流量Qa_all與吸入空氣流量Qa的差分即為EGR流量Qae。 圖9的步驟602相當(dāng)于EGR流量計(jì)算部。
[0057] 在接下來(lái)的步驟603中，對(duì)所計(jì)算出的EGR流量Qae進(jìn)行濾波處理（例如一階延 遲濾波）。上述式（1)的運(yùn)算所使用的進(jìn)氣歧管壓力傳感器7的傳感器輸出值中大多會(huì)混 有微小的測(cè)量噪音，若利用使用了式（1)的氣缸流量Qa_all來(lái)計(jì)算EGR流量Qae，則認(rèn)為可 能會(huì)產(chǎn)生誤差。為此，通過(guò)對(duì)EGR流量Qae實(shí)施濾波處理，能使噪音分量衰減。通過(guò)使用噪 音分量衰減后的EGR流量Qae，從而能消除進(jìn)氣歧管壓力傳感器7所具有的微小檢測(cè)誤差所 帶來(lái)的影響，并實(shí)施之后的計(jì)算。
[0058] 利用下式（8)實(shí)施上述對(duì)EGR流量Qae的濾波處理。
[數(shù)學(xué)式8] 數(shù)8 Qaef (η) = K! · Qaef (n_l) + (l-Kj · Qae (η) · · ??式（8) 這里，Qaef(n)為濾波后EGR流量[g/s]，Qae(n)為本次EGR流量[g/s]，Qaef(n-l)為 上一次濾波后EGR流量[g/s]，K1為濾波常數(shù)（例如使用"0. 9"~"0. 99"左右的值）。
[0059] 在接下來(lái)的步驟604中，判定是否禁止EGR閥開度學(xué)習(xí)。若允許學(xué)習(xí)，則前進(jìn)至步 驟605,若禁止學(xué)習(xí)，則前進(jìn)至步驟608。作為禁止EGR閥開度學(xué)習(xí)的條件，例如有水溫等環(huán) 境條件、是否在正常運(yùn)行區(qū)域或過(guò)渡運(yùn)行后經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間、EGR閥開度是否正在變化，是 否存在VVT的目標(biāo)值與控制值的偏差等，若禁止EGR閥開度學(xué)習(xí)，則設(shè)置EGR閥開度學(xué)習(xí)禁 止標(biāo)志。
[0060] 在接下來(lái)的步驟605中，基于EGR流量Qae，并利用下式（9)來(lái)計(jì)算EGR有效開口 面積Segr。
[數(shù)學(xué)式9] 數(shù)9
這里，Segr為EGR有效開口面積[mm2]，Qae為EGR流量[g/s]，ae為排氣管內(nèi)的音速 [m/s]，〇 e為無(wú)量綱流量[]，P e為排氣管內(nèi)的密度。
[0061] 由于EGR有效開口面積Segr與EGR流量Qae滿足式（9)的關(guān)系，因此，若求得各 常數(shù)，則能求得EGR有效開口面積Segr。作為常數(shù)的排氣管內(nèi)的音速a e由下式（10)來(lái)定 義。
[數(shù)學(xué)式10] 數(shù)10
這里，κ為比熱比（若為空氣則為" 1. 4"），R為氣體常數(shù)[kX/(kg · K) ]，Tex為排氣 管內(nèi)的溫度。
[0062] 式（10)中的排氣管內(nèi)的溫度Tex可以通過(guò)在排氣管內(nèi)設(shè)置溫度傳感器來(lái)測(cè)量，也 可以根據(jù)表示內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)速Ne與內(nèi)燃機(jī)1的填充效率Ec (根據(jù)吸入空氣流量來(lái)計(jì)算） 的關(guān)系的映射等來(lái)計(jì)算。排氣管內(nèi)的音速ae是排氣溫度的函數(shù)，也可以準(zhǔn)備預(yù)先計(jì)算出 的結(jié)果來(lái)作為溫度的映射，而不在ECU20內(nèi)計(jì)算并求出式（10)。此外，由于氣體常數(shù)R是與 氣體相對(duì)應(yīng)的常數(shù)，因此預(yù)先進(jìn)行定義。即，排氣管內(nèi)的氣體的組成會(huì)因燃燒狀態(tài)而發(fā)生變 化，但為了方便起見，可以將空氣的氣體常數(shù)設(shè)定為氣體常數(shù)R，也可以對(duì)內(nèi)燃機(jī)1的燃燒 狀態(tài)進(jìn)行推算，使氣體常數(shù)R可變。
[0063] 作為常數(shù)的上述無(wú)量綱流量σ e由下式（11)來(lái)定義。
[數(shù)學(xué)式11] 數(shù)11
這里，K為比熱比（若是空氣則為"1.4"），Pb為進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力[kPa]，Pex為排 氣管內(nèi)的壓力[kPa]。
[0064] 式（11)中的排氣管內(nèi)的壓力Pex可以通過(guò)在排氣管內(nèi)設(shè)置壓力傳感器來(lái)測(cè)量，也 可以根據(jù)表示內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)速Ne與內(nèi)燃機(jī)1的填充效率Ec (根據(jù)吸入空氣流量來(lái)計(jì)算） 的關(guān)系的映射等來(lái)計(jì)算。由于無(wú)量綱流量〇e是排氣管內(nèi)的壓力Pex與進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力 Pb的比的函數(shù)，因此也可以準(zhǔn)備預(yù)先計(jì)算出的結(jié)果來(lái)作為排氣管內(nèi)的壓力Pex與進(jìn)氣歧管 內(nèi)的壓力Pb的比的映射，而不在ECU20內(nèi)對(duì)式（11)進(jìn)行計(jì)算。
[0065] 作為常數(shù)的上述排氣管內(nèi)的密度P e由下式（12)來(lái)定義。
[數(shù)學(xué)式12] 數(shù)12
這里，Pex為排氣管內(nèi)的壓力[kPa]，R為氣體常數(shù)[kX/(kg ·K) ]，Tex為排氣管內(nèi)的溫 度。
[0066] 式（12)中的排氣管內(nèi)的溫度Tex可以通過(guò)在排氣管內(nèi)設(shè)置溫度傳感器來(lái)測(cè)量，也 可以根據(jù)表示內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)速Ne與內(nèi)燃機(jī)1的填充效率Ec (根據(jù)吸入空氣流量來(lái)計(jì)算） 的關(guān)系的映射等來(lái)計(jì)算。式（12)中的排氣管內(nèi)的壓力Pex可以通過(guò)在排氣管內(nèi)設(shè)置壓力 傳感器來(lái)測(cè)量，也可以根據(jù)表示內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)速Ne與內(nèi)燃機(jī)1的填充效率Ec (根據(jù)吸入空 氣流量來(lái)計(jì)算）的關(guān)系的映射等來(lái)計(jì)算。
[0067] 另外，有關(guān)上述式（10)、式（11)、式（12)，圖2中并未圖示，但設(shè)置有對(duì)與EGR流路 相連的排氣管內(nèi)的溫度進(jìn)行檢測(cè)的排氣管內(nèi)溫度檢測(cè)部、對(duì)該EGR流路的排氣管內(nèi)的壓力 進(jìn)行檢測(cè)的排氣管內(nèi)壓檢測(cè)部、以及基于排氣管內(nèi)溫度計(jì)算排氣管內(nèi)音速的排氣管內(nèi)音速 計(jì)算部、以及基于排氣管內(nèi)壓與排氣管內(nèi)溫度計(jì)算排氣管內(nèi)密度的排氣管內(nèi)密度計(jì)算部。
[0068] 接著，在圖9的步驟607中，根據(jù)基于來(lái)自EGR閥開度傳感器15的信號(hào)在步驟606 中求得的EGR閥開度Est，計(jì)算作為EGR有效開口面積的EGR基礎(chǔ)有效開口面積Segr_b se。 例如，預(yù)先準(zhǔn)備表示EGR閥開度-有效開口面積特性的映射等。即，例如圖10是表示本發(fā) 明實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置中的、EGR閥開度-有效開口面積的映射的圖。 另外，如式（9)所示，有效開口面積與流量成比例，因此可以根據(jù)表示EGR閥開度-流量特 性的映射計(jì)算EGR基礎(chǔ)有效開口面積Segr_b se。由此，根據(jù)映射來(lái)計(jì)算與EGR閥開度Est 相對(duì)應(yīng)的EGR基礎(chǔ)有效開口面積Segr_bse。
[0069] 圖9中，在步驟610中，基于步驟607中計(jì)算出的EGR基礎(chǔ)有效開口面積Segr_bse、 以及步驟605中計(jì)算出的EGR有效開口面積Segr計(jì)算EGR有效開口面積學(xué)習(xí)值Kirn。艮P， 具體而言，計(jì)算EGR基礎(chǔ)有效開口面積Segr_b se與EGR有效開口面積Segr的差分，該差分 即為EGR有效開口面積學(xué)習(xí)值Kirn。另外，若已知EGR基礎(chǔ)有效開口面積Segr_b se與EGR 有效開口面積Segr的差異，則也可以不是上述差分，而是GR基礎(chǔ)有效開口面積Segr_bse 與EGR有效開口面積Segr的比率或其它值。
[0070] 步驟610中計(jì)算出的EGR有效開口面積學(xué)習(xí)值Kirn存儲(chǔ)在與EGR閥開度Est相對(duì) 應(yīng)的學(xué)習(xí)區(qū)域中。所存儲(chǔ)的EGR有效開口面積學(xué)習(xí)值Kirn可以是該值本身，或者也可以是 對(duì)EGR有效開口面積學(xué)習(xí)值Kirn乘以或加上規(guī)定的增益。圖11是表示本發(fā)明實(shí)施方式1 的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置中的、EGR閥開度-學(xué)習(xí)值的映射的圖。如圖11所示，將EGR 有效開口面積學(xué)習(xí)值Kirn儲(chǔ)存于與EGR閥開度Est相對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)區(qū)域中，從而能進(jìn)行精細(xì) 的學(xué)習(xí)，即使在學(xué)習(xí)禁止時(shí)也能進(jìn)行精度較高的EGR流量推算。另外，雖然精度會(huì)降低，但 也可以不存儲(chǔ)到學(xué)習(xí)區(qū)域中而直接使用步驟610中計(jì)算出的EGR有效開口面積學(xué)習(xí)值Kirn 的計(jì)算值。
[0071] 另一方面，步驟604中，如上所述，對(duì)例如水溫等環(huán)境條件、是否在正常運(yùn)行區(qū)域 或過(guò)渡運(yùn)行后經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間、EGR閥開度是否正在變化、是否存在VVT的目標(biāo)值與控制值 的偏差等學(xué)習(xí)禁止條件進(jìn)行判斷，若其結(jié)果是EGR閥開度學(xué)習(xí)禁止并設(shè)置了 EGR閥開度學(xué) 習(xí)禁止標(biāo)志，則進(jìn)入步驟608。步驟608中，與步驟607同樣，根據(jù)步驟609中求得的EGR閥 開度Est來(lái)計(jì)算EGR基礎(chǔ)有效開口面積Segr _ bse，并進(jìn)入步驟611。
[0072] 在接下來(lái)的步驟611中，根據(jù)所保存的EGR有效開口面積學(xué)習(xí)值Kirn和EGR基礎(chǔ) 有效開口面積Segr _ bse來(lái)計(jì)算在控制中所使用的學(xué)習(xí)控制用EGR有效開口面積Segr_ ctl。這里，在由步驟610保存了利用EGR基礎(chǔ)有效開口面積Segr_bse與EGR有效開口面 積Segr的差分算出的EGR有效開口面積學(xué)習(xí)值Kirn的情況下，在步驟611中將EGR基礎(chǔ) 有效開口面積Segr_b se與EGR有效開口面積學(xué)習(xí)值Kirn相加，從而計(jì)算學(xué)習(xí)控制用EGR 有效開口面積Segr_ctl。
[0073] 接著，參照在規(guī)定時(shí)刻的中斷處理（例如10[ms]的主處理、BTDC "75"[degCA]中 斷處理）內(nèi)實(shí)施的圖12所示的流程圖對(duì)由圖2中的ECU20內(nèi)進(jìn)行的目標(biāo)EGR流量計(jì)算部 30、目標(biāo)EGR有效開口面積計(jì)算部31、目標(biāo)EGR閥開度計(jì)算部32中的處理進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 艮P，圖12是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置中、計(jì)算目標(biāo)EGR流量到 計(jì)算目標(biāo)EGR閥開度為止的步驟的流程圖。
[0074] 圖12所示的流程圖的步驟701~702由圖2中的目標(biāo)EGR流量計(jì)算部30來(lái)實(shí)施。 圖12中，在步驟702中，基于步驟701中計(jì)算出的目標(biāo)吸入空氣流量Qa_tgt、以及上述圖7 的步驟406中計(jì)算出的目標(biāo)EGR率Regr_tgt，計(jì)算目標(biāo)EGR流量Qae_tgt。這里，上述圖3 的步驟102中計(jì)算出的目標(biāo)吸入空氣流量Qa_tgt、圖7的步驟406中計(jì)算出的目標(biāo)EGR率 Regr_tgt、與目標(biāo)EGR流量Qae_tgt的關(guān)系為下式（13)。
[數(shù)學(xué)式13] 數(shù)13 Qae_tgt = Regr_tgt X Qa_tgt · · ??式（13) 這里，Qae_tgt為目標(biāo)EGR流量[g/s]，Qa_tgt為目標(biāo)吸入空氣流量[g/s]，Regr_tgt 為目標(biāo)EGR率[]。
[0075] 圖12所示的流程圖的步驟703~704由圖2中的目標(biāo)EGR有效開口面積計(jì)算部 31來(lái)實(shí)施。在圖12所示的步驟704中，基于步驟703中計(jì)算出的排氣密度pe、排氣音速 a e、無(wú)量綱流量〇 e、以及步驟702中計(jì)算出的目標(biāo)EGR流量Qae_tgt，并基于下式（14)計(jì) 算目標(biāo)EGR有效開口面積Segr_tgt。
[數(shù)學(xué)式14] 數(shù)14
這里，Segr_tgt為目標(biāo)EGR有效開口面積[mm2]，Qae_tgt為目標(biāo)EGR流量[g/s]，a e 為排氣管內(nèi)的音速[m/s]，為無(wú)量綱流量[]，Pe為排氣管內(nèi)的密度。
[0076] 由于目標(biāo)EGR有效開口面積Segr_tgt與目標(biāo)EGR流量Qae_tgt滿足式（14)的關(guān) 系，因此，若求得各常數(shù)cι e、σe、pe，則能求得EGR有效開口面積Seg r。由于各常數(shù)αe、 σ e、P e的關(guān)系與上式（9)相同，因此由上式（10)、式（11)、式（12)來(lái)定義。
[0077] 接著，由圖2中的目標(biāo)EGR閥開度計(jì)算部32實(shí)施圖12中的步驟705~707。在圖 12的步驟706中，基于步驟705中計(jì)算出的EGR有效開口面積學(xué)習(xí)值Kelrn、步驟704中計(jì) 算出的目標(biāo)EGR有效開口面Segr_tgt來(lái)計(jì)算目標(biāo)EGR閥開度Est_tgt。另外，步驟705相 當(dāng)于上述圖9中的步驟610。
[0078] 在將因 EGR閥16的產(chǎn)品偏差、歷時(shí)變化等產(chǎn)生的EGR基礎(chǔ)有效開口面積Segr_bse 與EGR有效開口面積Segr的差分作為EGR有效開口面積學(xué)習(xí)值Kelrn進(jìn)行保存的情況下， 能通過(guò)將目標(biāo)EGR有效開口面積Segr_tgt與EGR有效開口面積學(xué)習(xí)值Kelrn相加來(lái)計(jì)算 學(xué)習(xí)后EGR有效開口面積，并能利用EGR閥開度-有效開口面積表來(lái)求得EGR控制中使用 的目標(biāo)EGR閥開度Est_tgt。
[0079] 在接下來(lái)的步驟707中，計(jì)算EGR閥的控制量、以及噴射器、點(diǎn)火線圈等的各個(gè)控 制量并結(jié)束處理。由上述圖4中的步驟203計(jì)算進(jìn)排氣VVT的控制量。
[0080] 通過(guò)如上述那樣學(xué)習(xí) EGR有效開口面積，從而能應(yīng)對(duì)EGR閥16的歷時(shí)變化，能高 精度地推算在控制中所使用的EGR流量，通過(guò)計(jì)算目標(biāo)EGR率，使其以總EGR率恒定的方式 進(jìn)行修正，從而能協(xié)調(diào)EGR閥16和進(jìn)排氣VVT，并能吸收EGR閥16的偏差、歷時(shí)變化、甚至 環(huán)境條件的變化等。
[0081] 如上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置、以及具備該EGR 流量推算裝置的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，無(wú)論是在內(nèi)燃機(jī)正常運(yùn)行時(shí)還是過(guò)渡運(yùn)行時(shí)，都能高 精度地推算氣缸吸入空氣流量、吸入空氣流量，能對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行合適的控制。而且，即使在 因煤等堆積物導(dǎo)致EGR流量特性產(chǎn)生變化、或因歷時(shí)劣化導(dǎo)致無(wú)法正?？刂艵GR閥、進(jìn)排氣 VVT的情況下，也能根據(jù)推算出的氣缸吸入空氣流量、吸入空氣流量對(duì)EGR閥開度-流量特 性（有效開口面積特性）進(jìn)行學(xué)習(xí)，并能計(jì)算目標(biāo)EGR率，使其以總EGR率恒定的方式進(jìn)行 修正，并能利用學(xué)習(xí)的結(jié)果來(lái)高精度地推算EGR流量，能對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行合適的控制。
[0082] 以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式1的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置以及內(nèi)燃機(jī)的控制裝 置將以下發(fā)明具體化。 (1) 一種內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置，對(duì)將內(nèi)燃機(jī)的節(jié)流閥下游側(cè)的進(jìn)氣通路與所述 內(nèi)燃機(jī)的排氣通路相連的EGR流路中的EGR流量進(jìn)行推算，其特征在于，包括： 吸入空氣流量計(jì)算部，該吸入空氣流量計(jì)算部對(duì)通過(guò)所述內(nèi)燃機(jī)的所述節(jié)流閥并吸入 到所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸中的吸入空氣流量進(jìn)行計(jì)算； EGR閥，該EGR閥對(duì)所述EGR流路進(jìn)行開閉，從而對(duì)作為所述EGR流路中的EGR流量的 外部EGR流量進(jìn)行控制； 體積效率修正系數(shù)計(jì)算部，該體積效率修正系數(shù)計(jì)算部基于所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥與排 氣閥中的至少一方的閥正時(shí)的控制，計(jì)算表示流入所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸的空氣量的指標(biāo)、即 作為體積效率等效值的體積效率修正系數(shù)； 氣缸流量計(jì)算部，該氣缸流量計(jì)算部基于所述進(jìn)氣通路內(nèi)部的壓力與所述計(jì)算出的所 述體積效率修正系數(shù)，計(jì)算從所述節(jié)流閥下游側(cè)的所述進(jìn)氣通路流入所述氣缸的空氣的氣 缸流量； 內(nèi)部EGR率推算部，該內(nèi)部EGR率推算部基于所述閥正時(shí)的控制，推算內(nèi)部EGR率，該 內(nèi)部EGR率是殘留在所述氣缸內(nèi)部的作為所述內(nèi)燃機(jī)的排氣流量的內(nèi)部EGR流量、與利用 所述吸入空氣流量計(jì)算出的所述吸入空氣流量的比； 目標(biāo)吸入空氣流量計(jì)算部，該目標(biāo)吸入空氣流量計(jì)算部基于所述內(nèi)燃機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩計(jì) 算所述內(nèi)燃機(jī)的目標(biāo)吸入空氣流量； 目標(biāo)外部及內(nèi)部EGR率推算部，該目標(biāo)外部及內(nèi)部EGR率推算部基于由所述目標(biāo)吸入 空氣流量計(jì)算部計(jì)算出的所述目標(biāo)吸入空氣流量、以及所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速，推算作為目標(biāo) 的目標(biāo)外部EGR率及目標(biāo)內(nèi)部EGR率； 目標(biāo)EGR率推算部，該目標(biāo)EGR率推算部基于由所述目標(biāo)外部及內(nèi)部EGR率推算部推 算出的所述目標(biāo)外部EGR率及所述目標(biāo)內(nèi)部EGR率、以及由所述內(nèi)部EGR率推算部推算出 的所述內(nèi)部EGR率，計(jì)算目標(biāo)EGR率； EGR流量計(jì)算部，該EGR流量計(jì)算部基于由所述氣缸流量計(jì)算部計(jì)算出的所述氣缸流 量、以及由所述吸入空氣流量計(jì)算部計(jì)算出的所述吸入空氣流量，計(jì)算EGR流量； EGR有效開口面積計(jì)算部，該EGR有效開口面積計(jì)算部基于由所述EGR流量計(jì)算部計(jì)算 出的所述EGR流量，計(jì)算與所述EGR閥的開度相對(duì)應(yīng)的所述EGR閥的有效開口面積； EGR有效開口面積學(xué)習(xí)部，該EGR有效開口面積學(xué)習(xí)部對(duì)基于來(lái)自EGR閥開度傳感器的 輸出的EGR閥開度、與由所述EGR有效開口面積計(jì)算部計(jì)算出的所述EGR有效開口面積的 關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí)，該EGR閥開度傳感器檢測(cè)所述EGR閥的開度；以及 EGR閥開度計(jì)算部，該EGR閥開度計(jì)算部計(jì)算所述EGR閥的開度， 所述EGR閥開度計(jì)算部基于由所述目標(biāo)EGR率推算部推算出的所述目標(biāo)EGR率、由所 述EGR有效開口面積計(jì)算部計(jì)算出的所述EGR有效開口面積、以及由所述EGR有效開口面 積學(xué)習(xí)部學(xué)習(xí)后的學(xué)習(xí)值，計(jì)算所述內(nèi)燃機(jī)的控制所使用的EGR閥開度。 根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)對(duì)EGR閥開度進(jìn)行反饋控制，以達(dá)到內(nèi)外總和的目標(biāo)EGR率，從而能 高精度地對(duì)EGR閥和進(jìn)排氣VVT進(jìn)行協(xié)調(diào)和控制。
[0083] (2)如上述（1)所述的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置，其特征在于，所述目標(biāo)外部及 內(nèi)部EGR率推算部構(gòu)成為， 預(yù)先設(shè)定作為在使用所述外部EGR流量與所述內(nèi)部EGR流量中的至少一方的控制的情 況下的控制進(jìn)行適應(yīng)時(shí)的適應(yīng)參數(shù)的指標(biāo)的、吸入空氣流量、所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速、外部EGR 率以及內(nèi)部EGR率，并根據(jù)所述預(yù)先設(shè)定的外部EGR率和內(nèi)部EGR率，求得所述內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行 時(shí)的所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速與吸入空氣流量所對(duì)應(yīng)的外部EGR率和內(nèi)部EGR率， 所述目標(biāo)EGR率推算部構(gòu)成為， 基于所述目標(biāo)內(nèi)部EGR率與內(nèi)部EGR率的實(shí)際值的偏差對(duì)所述目標(biāo)外部EGR率進(jìn)行修 正，使得內(nèi)部EGR率與外部EGR率的總和即總EGR率恒定，從而計(jì)算所述目標(biāo)EGR率， 在利用所述目標(biāo)EGR率推算部進(jìn)行的所述目標(biāo)EGR率的計(jì)算中，基于由所述目標(biāo)外部 及內(nèi)部EGR率推算部推算出的所述目標(biāo)外部EGR率及所述目標(biāo)內(nèi)部EGR率，計(jì)算所述總EGR 率，并利用所述內(nèi)部EGR率對(duì)所述目標(biāo)外部EGR率進(jìn)行修正，使得所述總EGR率達(dá)到恒定。 根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)控制目標(biāo)外部EGR率以吸收內(nèi)部EGR率的偏差，從而能進(jìn)行總EGR率 恒定的控制。
[0084] (3)如上述（1)或（2)所述的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置，其特征在于，包括：進(jìn) 氣通路內(nèi)壓力檢測(cè)部，該進(jìn)氣通路內(nèi)壓力檢測(cè)部對(duì)所述節(jié)流閥的下游側(cè)的與所述EGR流路 相連的所述進(jìn)氣通路內(nèi)部的壓力進(jìn)行檢測(cè)； 排氣通路內(nèi)溫度檢測(cè)部，該排氣通路內(nèi)溫度檢測(cè)部對(duì)與所述EGR流路相連的所述排氣 通路內(nèi)部的溫度進(jìn)行檢測(cè)； 排氣通路內(nèi)壓力檢測(cè)部，該排氣通路內(nèi)壓力檢測(cè)部對(duì)與該EGR流路相連的所述排氣通 路內(nèi)部的壓力進(jìn)行檢測(cè)； 排氣通路內(nèi)音速計(jì)算部，該排氣通路內(nèi)音速計(jì)算部基于由所述排氣通路內(nèi)溫度檢測(cè)部 檢測(cè)到的排氣通路內(nèi)的溫度，計(jì)算所述排氣通路內(nèi)的音速； 排氣通路內(nèi)密度計(jì)算部，該排氣通路內(nèi)密度計(jì)算部基于由所述排氣通路內(nèi)壓力檢測(cè)部 檢測(cè)到的排氣通路內(nèi)的壓力、以及由所述排氣通路內(nèi)溫度檢測(cè)部檢測(cè)到的排氣通路內(nèi)的溫 度，計(jì)算所述排氣通路內(nèi)的密度； EGR基礎(chǔ)有效開口面積計(jì)算部，該EGR基礎(chǔ)有效開口面積計(jì)算部根據(jù)預(yù)先設(shè)定的EGR閥 開度-基礎(chǔ)有效開口面積映射，計(jì)算EGR基礎(chǔ)有效開口面積；以及 有效開口面積修正部，該有效開口面積修正部對(duì)所述內(nèi)燃機(jī)的控制中使用的EGR閥的 有效開口面積進(jìn)行修正， 所述EGR有效開口面積計(jì)算部構(gòu)成為， 根據(jù)所述EGR閥的開度、所述進(jìn)氣通路內(nèi)部的壓力、所述排氣通路內(nèi)部的壓力、所述排 氣通路內(nèi)部的音速、排氣通路內(nèi)密度、以及所述EGR流量，計(jì)算EGR有效開口面積， 所述EGR有效開口面積學(xué)習(xí)部構(gòu)成為， 基于由所述EGR有效開口面積計(jì)算部計(jì)算出的EGR有效開口面積、以及由所述EGR基 礎(chǔ)有效開口面積計(jì)算部計(jì)算出的EGR基礎(chǔ)有效開口面積，計(jì)算所述EGR有效開口面積學(xué)習(xí) 值， 所述有效開口面積修正部構(gòu)成為， 基于由所述EGR有效開口面積學(xué)習(xí)部計(jì)算出的EGR有效開口面積學(xué)習(xí)值，對(duì)所述內(nèi)燃 機(jī)的控制所使用的EGR閥的有效開口面積進(jìn)行修正， 所述EGR閥開度計(jì)算部 對(duì)由所述EGR有效開口面積計(jì)算部計(jì)算出的EGR有效開口面積與所述EGR閥的開度的 關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí)，基于所述學(xué)習(xí)到的所述EGR有效開口面積與所述EGR閥的開度的關(guān)系，計(jì)算 所述內(nèi)燃機(jī)的控制中使用的EGR閥開度。 根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)學(xué)習(xí) EGR閥開度-有效開口面積的關(guān)系，從而即使因歷時(shí)變化等導(dǎo)致 該關(guān)系產(chǎn)生變化，也能維持正確的開度-有效開口面積特性，通過(guò)使用精度良好的EGR閥開 度學(xué)習(xí)值，從而能高精度地對(duì)EGR閥開度進(jìn)行反饋控制。
[0085] (4)如上述（1)或（2)所述的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置，其特征在于，所述目標(biāo) 外部及內(nèi)部EGR率推算部基于所述外部EGR流量的控制的運(yùn)行條件、即所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速 以及所述吸入空氣流量，推算所述目標(biāo)外部EGR率。 根據(jù)本發(fā)明，使用外部EGR控制適應(yīng)時(shí)的運(yùn)行條件來(lái)映射化，從而能容易地推算目標(biāo) 外部EGR率。
[0086] (5)如上述（1)或（2)所述的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置，其特征在于，包括目標(biāo) 相位角計(jì)算部，該目標(biāo)相位角計(jì)算部計(jì)算所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥與排氣閥中的至少一方的閥 正時(shí)的目標(biāo)相位角， 所述目標(biāo)外部及內(nèi)部EGR率推算部 基于所述進(jìn)氣閥與所述排氣閥中的至少一方的閥正時(shí)的運(yùn)行條件、即所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn) 速以及所述吸入空氣流量，對(duì)所述目標(biāo)內(nèi)部EGR率進(jìn)行推算， 所述目標(biāo)相位角計(jì)算部 基于所述進(jìn)氣閥與所述排氣閥中的至少一方的閥正時(shí)的運(yùn)行條件、即所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn) 速以及所述吸入空氣流量，計(jì)算所述目標(biāo)相位角。 根據(jù)本發(fā)明，使用進(jìn)氣及排氣VVT控制適應(yīng)時(shí)的運(yùn)行條件來(lái)進(jìn)行映射化，從而能容易 地推算目標(biāo)內(nèi)部EGR率和目標(biāo)相位角。
[0087] (6)如上述（1)或（2)所述的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置，其特征在于，包括目標(biāo) 相位角計(jì)算部，該目標(biāo)相位角計(jì)算部計(jì)算所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥與排氣閥中的至少一方的閥 正時(shí)的目標(biāo)相位角， 所述目標(biāo)外部及內(nèi)部EGR率推算部 基于所述進(jìn)氣閥與所述排氣閥中的至少一方的閥正時(shí)的運(yùn)行條件、即所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn) 速以及由所述目標(biāo)吸入空氣流量計(jì)算部計(jì)算出的所述目標(biāo)吸入空氣流量，對(duì)所述目標(biāo)內(nèi)部 EGR率進(jìn)行推算， 所述目標(biāo)相位角計(jì)算部 基于所述進(jìn)氣閥與所述排氣閥中的至少一方的閥正時(shí)的運(yùn)行條件、即所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn) 速以及由所述目標(biāo)吸入空氣流量計(jì)算部計(jì)算出的所述目標(biāo)吸入空氣流量，計(jì)算所述目標(biāo)相 位角。 根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在目標(biāo)EGR閥開度的計(jì)算和目標(biāo)相位角的計(jì)算中使用目標(biāo)吸入空氣 流量，從而能改善EGR閥動(dòng)作與進(jìn)排氣VVT動(dòng)作的響應(yīng)性。
[0088] (7) -種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，包括上述⑴或⑵所述的內(nèi)燃機(jī)的 EGR流量推算裝置。 根據(jù)本發(fā)明，能對(duì)EGR閥和進(jìn)排氣VVT進(jìn)行協(xié)調(diào)，并能吸收偏差、歷時(shí)變化、甚至環(huán)境條 件，能高精度地推算EGR流量，能獲得高精度的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。
[0089] 另外，對(duì)于本發(fā)明，可以在本發(fā)明范圍內(nèi)，對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖冃?、省略?標(biāo)號(hào)說(shuō)明 [0090] 1內(nèi)燃機(jī) 2AFS 3節(jié)流閥開度傳感器 4電子控制節(jié)流器 5氣室 6進(jìn)氣歧管 7進(jìn)氣歧管壓力傳感器 8進(jìn)氣溫度傳感器 9噴射器 10進(jìn)氣VVT 11排氣VVT 12點(diǎn)火線圈 13氣歧管 14EGR通路 15EGR閥開度傳感器 16EGR 閥 17大氣溫度傳感器 18各種傳感器 19各種致動(dòng)器 20ECU 21目標(biāo)吸入空氣流量計(jì)算部 22控制量計(jì)算部 23目標(biāo)外部及內(nèi)部EGR率推算部 24體積效率修正系數(shù)計(jì)算部 25氣缸流量計(jì)算部 26內(nèi)部EGR率推算部 27目標(biāo)EGR率計(jì)算部 28吸入空氣流量計(jì)算部 29EGR有效開口面積學(xué)習(xí)部 30目標(biāo)EGR流量計(jì)算部 31目標(biāo)EGR有效開口面積計(jì)算部 32目標(biāo)EGR閥開度計(jì)算部
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置，對(duì)將內(nèi)燃機(jī)的節(jié)流閥下游側(cè)的進(jìn)氣通路與所述內(nèi) 燃機(jī)的排氣通路相連的EGR流路中的EGR流量進(jìn)行推算，其特征在于，包括： 吸入空氣流量計(jì)算部，該吸入空氣流量計(jì)算部對(duì)通過(guò)所述內(nèi)燃機(jī)的所述節(jié)流閥并吸入 到所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸中的吸入空氣流量進(jìn)行計(jì)算； EGR閥，該EGR閥對(duì)所述EGR流路進(jìn)行開閉，從而對(duì)作為所述EGR流路中的EGR流量的 外部EGR流量進(jìn)行控制； 體積效率修正系數(shù)計(jì)算部，該體積效率修正系數(shù)計(jì)算部基于所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥與排 氣閥中的至少一方的閥正時(shí)的控制，計(jì)算表示流入所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸的空氣量的指標(biāo)、即 作為體積效率等效值的體積效率修正系數(shù)； 氣缸流量計(jì)算部，該氣缸流量計(jì)算部基于所述進(jìn)氣通路內(nèi)部的壓力與所述計(jì)算出的所 述體積效率修正系數(shù)，計(jì)算從所述節(jié)流閥下游側(cè)的所述進(jìn)氣通路流入所述氣缸的空氣的氣 缸流量； 內(nèi)部EGR率推算部，該內(nèi)部EGR率推算部基于所述閥正時(shí)的控制，推算內(nèi)部EGR率，該 內(nèi)部EGR率是殘留在所述氣缸內(nèi)部的作為所述內(nèi)燃機(jī)的排氣流量的內(nèi)部EGR流量、與利用 所述吸入空氣流量計(jì)算出的所述吸入空氣流量的比； 目標(biāo)吸入空氣流量計(jì)算部，該目標(biāo)吸入空氣流量計(jì)算部基于所述內(nèi)燃機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩， 計(jì)算所述內(nèi)燃機(jī)的目標(biāo)吸入空氣流量； 目標(biāo)外部及內(nèi)部EGR率推算部，該目標(biāo)外部及內(nèi)部EGR率推算部基于由所述目標(biāo)吸入 空氣流量計(jì)算部計(jì)算出的所述目標(biāo)吸入空氣流量、以及所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速，推算作為目標(biāo) 的目標(biāo)外部EGR率及目標(biāo)內(nèi)部EGR率； 目標(biāo)EGR率推算部，該目標(biāo)EGR率推算部基于由所述目標(biāo)外部及內(nèi)部EGR率推算部推 算出的所述目標(biāo)外部EGR率及所述目標(biāo)內(nèi)部EGR率、以及由所述內(nèi)部EGR率推算部推算出 的所述內(nèi)部EGR率，計(jì)算目標(biāo)EGR率； EGR流量計(jì)算部，該EGR流量計(jì)算部基于由所述氣缸流量計(jì)算部計(jì)算出的所述氣缸流 量、以及由所述吸入空氣流量計(jì)算部計(jì)算出的所述吸入空氣流量，計(jì)算EGR流量； EGR有效開口面積計(jì)算部，該EGR有效開口面積計(jì)算部基于由所述EGR流量計(jì)算部計(jì)算 出的所述EGR流量，計(jì)算與所述EGR閥的開度相對(duì)應(yīng)的所述EGR閥的有效開口面積； EGR有效開口面積學(xué)習(xí)部，該EGR有效開口面積學(xué)習(xí)部對(duì)基于來(lái)自EGR閥開度傳感器的 輸出的EGR閥開度、與由所述EGR有效開口面積計(jì)算部計(jì)算出的所述EGR有效開口面積的 關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí)，該EGR閥開度傳感器檢測(cè)所述EGR閥的開度；以及 EGR閥開度計(jì)算部，該EGR閥開度計(jì)算部計(jì)算所述EGR閥的開度， 所述EGR閥開度計(jì)算部基于由所述目標(biāo)EGR率推算部推算出的所述目標(biāo)EGR率、由所 述EGR有效開口面積計(jì)算部計(jì)算出的所述EGR有效開口面積、以及由所述EGR有效開口面 積學(xué)習(xí)部學(xué)習(xí)后的學(xué)習(xí)值，計(jì)算所述內(nèi)燃機(jī)的控制所使用的EGR閥開度。2. 如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置，其特征在于，所述目標(biāo)外部及內(nèi)部 EGR率推算部構(gòu)成為， 預(yù)先設(shè)定作為在使用所述外部EGR流量與所述內(nèi)部EGR流量中的至少一方的控制的情 況下的控制進(jìn)行適應(yīng)時(shí)的適應(yīng)參數(shù)的指標(biāo)的、吸入空氣流量、所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速、外部EGR 率以及內(nèi)部EGR率，并根據(jù)所述預(yù)先設(shè)定的外部EGR率和內(nèi)部EGR率，求得所述內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行 時(shí)的所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速與吸入空氣流量所對(duì)應(yīng)的外部EGR率和內(nèi)部EGR率， 所述目標(biāo)EGR率推算部構(gòu)成為， 基于所述目標(biāo)內(nèi)部EGR率與內(nèi)部EGR率的實(shí)際值的偏差，對(duì)所述目標(biāo)外部EGR率進(jìn)行 修正，使得內(nèi)部EGR率與外部EGR率的總和即總EGR率恒定，從而計(jì)算所述目標(biāo)EGR率， 在利用所述目標(biāo)EGR率推算部進(jìn)行的所述目標(biāo)EGR率的計(jì)算中，基于由所述目標(biāo)外部 及內(nèi)部EGR率推算部推算出的所述目標(biāo)外部EGR率及所述目標(biāo)內(nèi)部EGR率，計(jì)算所述總EGR 率，并利用所述內(nèi)部EGR率對(duì)所述目標(biāo)外部EGR率進(jìn)行修正，使得所述總EGR率達(dá)到恒定。3. 如權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置，其特征在于，包括：進(jìn)氣通路 內(nèi)壓力檢測(cè)部，該進(jìn)氣通路內(nèi)壓力檢測(cè)部對(duì)所述節(jié)流閥的下游側(cè)的與所述EGR流路相連的 所述進(jìn)氣通路內(nèi)部的壓力進(jìn)行檢測(cè)； 排氣通路內(nèi)溫度檢測(cè)部，該排氣通路內(nèi)溫度檢測(cè)部對(duì)與所述EGR流路相連的所述排氣 通路內(nèi)部的溫度進(jìn)行檢測(cè)； 排氣通路內(nèi)壓力檢測(cè)部，該排氣通路內(nèi)壓力檢測(cè)部對(duì)與該EGR流路相連的所述排氣通 路內(nèi)部的壓力進(jìn)行檢測(cè)； 排氣通路內(nèi)音速計(jì)算部，該排氣通路內(nèi)音速計(jì)算部基于由所述排氣通路內(nèi)溫度檢測(cè)部 檢測(cè)到的排氣通路內(nèi)的溫度，計(jì)算所述排氣通路內(nèi)的音速； 排氣通路內(nèi)密度計(jì)算部，該排氣通路內(nèi)密度計(jì)算部基于由所述排氣通路內(nèi)壓力檢測(cè)部 檢測(cè)到的排氣通路內(nèi)的壓力、以及由所述排氣通路內(nèi)溫度檢測(cè)部檢測(cè)到的排氣通路內(nèi)的溫 度，計(jì)算所述排氣通路內(nèi)的密度； EGR基礎(chǔ)有效開口面積計(jì)算部，該EGR基礎(chǔ)有效開口面積計(jì)算部根據(jù)預(yù)先設(shè)定的EGR閥 開度-基礎(chǔ)有效開口面積映射，計(jì)算EGR基礎(chǔ)有效開口面積；以及 有效開口面積修正部，該有效開口面積修正部對(duì)所述內(nèi)燃機(jī)的控制中使用的EGR閥的 有效開口面積進(jìn)行修正， 所述EGR有效開口面積計(jì)算部構(gòu)成為， 根據(jù)所述EGR閥的開度、所述進(jìn)氣通路內(nèi)部的壓力、所述排氣通路內(nèi)部的壓力、所述排 氣通路內(nèi)部的音速、排氣通路內(nèi)密度、以及所述EGR流量，計(jì)算EGR有效開口面積， 所述EGR有效開口面積學(xué)習(xí)部構(gòu)成為， 基于由所述EGR有效開口面積計(jì)算部計(jì)算出的EGR有效開口面積、以及由所述EGR基 礎(chǔ)有效開口面積計(jì)算部計(jì)算出的EGR基礎(chǔ)有效開口面積，計(jì)算所述EGR有效開口面積學(xué)習(xí) 值， 所述有效開口面積修正部構(gòu)成為， 基于由所述EGR有效開口面積學(xué)習(xí)部計(jì)算出的EGR有效開口面積學(xué)習(xí)值，對(duì)所述內(nèi)燃 機(jī)的控制所使用的EGR閥的有效開口面積進(jìn)行修正， 所述EGR閥開度計(jì)算部 對(duì)由所述EGR有效開口面積計(jì)算部計(jì)算出的EGR有效開口面積與所述EGR閥的開度的 關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí)，基于所述學(xué)習(xí)到的所述EGR有效開口面積與所述EGR閥的開度的關(guān)系，計(jì)算 所述內(nèi)燃機(jī)的控制中使用的EGR閥開度。4. 如權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置，其特征在于，所述目標(biāo)外部及 內(nèi)部EGR率推算部基于所述外部EGR流量的控制的運(yùn)行條件、即所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速以及所 述吸入空氣流量，推算所述目標(biāo)外部EGR率。5. 如權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置，其特征在于，包括目標(biāo)相位角 計(jì)算部，該目標(biāo)相位角計(jì)算部計(jì)算所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥與排氣閥中的至少一方的閥正時(shí)的 目標(biāo)相位角， 所述目標(biāo)外部及內(nèi)部EGR率推算部 基于所述進(jìn)氣閥與所述排氣閥中的至少一方的閥正時(shí)的運(yùn)行條件、即所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn) 速以及所述吸入空氣流量，對(duì)所述目標(biāo)內(nèi)部EGR率進(jìn)行推算， 所述目標(biāo)相位角計(jì)算部 基于所述進(jìn)氣閥與所述排氣閥中的至少一方的閥正時(shí)的運(yùn)行條件、即所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn) 速以及所述吸入空氣流量，計(jì)算所述目標(biāo)相位角。6. 如權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量推算裝置，其特征在于，包括目標(biāo)相位角 計(jì)算部，該目標(biāo)相位角計(jì)算部計(jì)算所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥與排氣閥中的至少一方的閥正時(shí)的 目標(biāo)相位角， 所述目標(biāo)外部及內(nèi)部EGR率推算部 基于所述進(jìn)氣閥與所述排氣閥中的至少一方的閥正時(shí)的運(yùn)行條件、即所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn) 速以及由所述目標(biāo)吸入空氣流量計(jì)算部計(jì)算出的所述目標(biāo)吸入空氣流量，對(duì)所述目標(biāo)內(nèi)部 EGR率進(jìn)行推算， 所述目標(biāo)相位角計(jì)算部 基于所述進(jìn)氣閥與所述排氣閥中的至少一方的閥正時(shí)的運(yùn)行條件、即所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn) 速以及由所述目標(biāo)吸入空氣流量計(jì)算部計(jì)算出的所述目標(biāo)吸入空氣流量，計(jì)算所述目標(biāo)相 位角。7. -種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的EGR流量 推算裝置。
【文檔編號(hào)】F02D41/00GK105863855SQ201510026368
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年1月19日
【發(fā)明人】綿貫卓生, 葉狩秀樹, 牧野倫和
【申請(qǐng)人】三菱電機(jī)株式會(huì)社