[发明专利]内燃机的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机的控制装置，更详细而言，涉及具有排气回流量推算单元的内燃机的控制装置，该排气回流量推算单元用于对内燃机的控制所使用的排气回流量进行推算。

背景技术

为了对内燃机进行适当的控制，对吸入到气缸内的空气流量进行高精度的计算、并进行与吸入到气缸内的空气流量相对应的燃料控制及点火时期控制是较为重要的。作为对吸入到内燃机气缸内的空气流量进行测量的方法，通常有如下两种方法：一种是利用设置在内燃机进气管内节流阀上游侧的气流传感器（以下称为AFS。AFS：Air Flow Sensor）来测量空气流量的方法（以下称为AFS方式）；另一种是设置进气歧管压力传感器（以下称为进气歧管压传感器）、并根据由进气歧管压传感器测量到的进气歧管压和内燃机的转速来推算吸入到气缸内的空气流量的方法（以下称为S/D方式。SD：Speed Density），其中，进气歧管压力传感器用于对包含进气管内的节流阀下游侧的气室以及进气歧管在内的、统称为进气管的进气歧管内部的压力（以下称为进气歧管压）进行测量。此外，有时也同时设置这些传感器，并根据运行状态来切换各个方式，或者，有时即使是AFS方式，也测量进气歧管压来使用。

关于内燃机的燃料控制，只要能进行反馈控制，使得主要相对于气缸吸入空气流量，喷射出达到目标空燃比的燃料量，就能获得大体良好的控制性，而关于点火时期控制，不仅需要根据内燃机转速和气缸吸入空气流量，还需要根据其它因素、例如内燃机温度、爆震产生状况、燃料性状、以及排气回流率（以下称为EGR率。EGR：Exhaust Gas Recirculation：废气再循环），来对输出达到最大时的点火提前角（以下称为MBT。MBT：Minimum Spark Advance for Best Torque：最佳转矩时的最小点火提前角）进行控制。这里，EGR率是EGR量与吸入空气流量的比。

在上述对MBT产生影响的主要因素中，例如，内燃机温度可以利用内燃机的冷却水温度传感器来进行检测，爆震产生状况可以由爆震传感器来进行检测，并能根据爆震产生状况来判断燃料性状是普通汽油或是高辛烷值汽油。

然而，关于EGR率，存在以下两种控制方法，即：在连结内燃机的排气管和进气管的EGR通路中设置EGR阀、并基于该EGR阀的开度对EGR量进行控制的方法（以下称为外部EGR）；以及设置进气阀和排气阀的阀开关定时可变的可变气门正时机构（以下称为VVT。VVT：Variable Valve Timing：可变气门正时）、并通过这种阀开关定时来改变进气阀和排气阀同时打开的状态下的重叠期间、由此对因废气残留于气缸内而产生的EGR量进行控制的方法（以下称为内部EGR），或者，有时也会同时使用上述两种控制方法。对于外部EGR的EGR率，能够根据EGR阀的开度、排气压力、以及进气管内压力来计算大体的EGR量。

此外，以下，在仅标注为EGR、EGR率的情况下，表示外部EGR、外部EGR率。

近年来，为了进一步降低油耗，提高输出，通常采用具有外部EGR、进气阀及排气阀的VVT（以下称为进排气VVT）的内燃机，由于从进气歧管吸入到气缸内的空气流量会因EGR阀的开度、阀定时而产生较大变化，因此，若不考虑EGR阀的开度、阀定时所带来的影响，则特别是在S/D方式下，在正常以及过渡的全运行区域内吸入到气缸内的空气流量的计算精度会大幅下降。此外，在EGR阀的开度、阀定时发生变化的情况下由于产生响应延迟，因此在过渡运行时，EGR阀的开度、阀定时与正常运行时所设定的不一致，从而也成为导致空气流量的计算精度大幅下降的原因。

因此，以往提出了专利文献1所公开的方法，以作为S/D方式下的推算气缸吸入空气流量的方法。专利文献1示出了根据进气歧管压MAP、体积效率VE、气缸体积V、以及温度T来计算吸入到气缸内的空气量的方案，然而专利文献1是以EGR阀开度、阀定时等内燃机参数不产生变化为前提的，若假设将EGR、进排气VVT应用于专利文献1所记载的S/D方式，则考虑将在EGR阀的开度与EGR阀的开度的控制映射相一致、或者阀定时与阀定时的控制映射相一致的正常状态下的体积效率VE设定为映射值，由此，虽然在正常运行时没有问题，但在过渡运行时，空气量的计算精度会大幅下降。因此，通过准备多个与EGR阀的开度、阀定时相对应的体积效率VE的映射，能抑制过渡运行时的空气量计算精度的下降。