内燃机的气缸吸入空气量推定装置制造方法及图纸

本发明专利技术获得一种内燃机的气缸吸入空气量推定装置，即使在使用S/D方式的情况下，无论是在正常运转时还是在过渡运转时，都能以较少的适应常数和较少的运算负荷，以足以对发动机进行适当控制的精度来推定气缸吸入空气量，而无需庞大的存储器容量。根据在正常运转时的气门正时下进行适应后得到的体积效率修正系数映射来利用S/D方式计算气缸吸入空气量，并预先对节流开度(θ)与有效开口面积(CAt)之间的关系进行学习，在从过渡变化时到排气歧管内的温度收敛为止的期间内，基于已学习完的关系来计算吸入空气量(Qa)。基于与AFS方式相同的、将进气系统响应延迟模型化后得到的物理模型(25)来计算气缸吸入空气量(Qc)。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术获得一种内燃机的气缸吸入空气量推定装置，即使在使用S/D方式的情况下，无论是在正常运转时还是在过渡运转时，都能以较少的适应常数和较少的运算负荷，以足以对发动机进行适当控制的精度来推定气缸吸入空气量，而无需庞大的存储器容量。根据在正常运转时的气门正时下进行适应后得到的体积效率修正系数映射来利用S/D方式计算气缸吸入空气量，并预先对节流开度(θ)与有效开口面积(CAt)之间的关系进行学习，在从过渡变化时到排气歧管内的温度收敛为止的期间内，基于已学习完的关系来计算吸入空气量(Qa)。基于与AFS方式相同的、将进气系统响应延迟模型化后得到的物理模型(25)来计算气缸吸入空气量(Qc)。【专利说明】内燃机的气缸吸入空气量推定装置
本专利技术涉及一种设有VVT(可变阀门)机构的内燃机的控制装置，具体而言，涉及一种用于对气缸吸入空气量进行高精度计算的内燃机的气缸吸入空气量推定装置。
技术介绍
通常，为了对发动机进行适当的控制，对被吸入到气缸内的空气量进行高精度的计算、并进行与吸入到气缸内的空气量相对应的燃料控制及点火时期控制是非常重要的。为了求得气缸吸入空气量，通常应用以下两种方式:即，利用设在进气管的节流器上游部的气流传感器(AFS:Air Flow Sensor)来进行测量的AFS方式；以及利用设在进气管的节流器下游部的进气歧管(气室及进气歧管)的压力传感器(以下称为“进气歧管压传感器”)和发动机旋转传感器、来根据进气歧管压及发动机转速进行推定运算的S/D方式(Speed Density方式:速度密度方式)。此外，也已知有兼用上述传感器、并根据运转状态来切换各方式的技术，还已知有在AFS方式下也测量进气歧管压的技术。近年来，为了进一步实现低燃费化和高输出化，通常采用使进气阀的阀门开关定时可变的VVT (可变气门正时:Variable Valve Timing)机构(以下称为“进气VVT”)。此夕卜，不仅是进气阀，排气阀中大多也采用VVT机构(以下称为“进排气VVT”)。然而，在具备进排气VVT的发动机中，从进气歧管吸入到气缸中的空气量会根据气门正时而产生较大变化，因此，若不考虑气门正时带来的影响，在正常及过渡的整个运转区域中，气缸吸入空气量的计算精度会大幅下降，尤其是在S/D方式中。此外，在使气门正时变化时会产生响应延迟，因此过渡运转时会与正常运转时所设定的气门正时不一致，导致空气量的计算精度大幅下降。以往，作为S/D方式下的气缸吸入空气量的推定方法，已知有以气门正时等发动机参数不会变化为前提、并根据进气歧管压、体积效率、气缸体积及温度来进行计算的方法(例如，参照专利文献I)。对于专利文献I的方法，若假设在S/D方式中应用可动阀门，则可以考虑将气门正时与气门正时的控制映射相一致的正常状态下的体积效率设定为映射值。然而，在该情况下，虽然正常运转时不会产生问题，但在过渡运转时，空气量的计算精度会大幅下降。因此，为了抑制过渡运转时空气量计算精度的下降，考虑预先根据气门正时来设定多个体积效率的映射，但在应用进排气VVT时，需要根据进气VVT和排气VVT各自的气门正时来设定体积效率的映射，因此在进行适应以及数据设定时会花费很多工时，而且ECU内的微机所需要的存储器容量也会变得庞大。例如，根据专利文献I的方法，对于体积效率相当值(表示从进气歧管进入气缸的空气量的指标)的映射数，当利用6个代表点来表示VVT机构的动作范围、并在各代表点之间进行插补来使用时，如果是只有进气VVT的系统结构，则需要6个体积效率相当值映射，而如果是进排气VVT系统，则需要6X6 (=36)个体积效率相当值映射。也就是说，当在具有VVT的发动机中应用根据进气歧管压和发动机转速来推定气缸吸入空气量的S/D方式时，需要使体积效率相当值根据VVT的实际气门正时来适应，因此存储映射数会变得庞大。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利特开平08-303293号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题现有的内燃机的气缸吸入空气量推定装置存在如下问题:若在将可变阀门应用到S/D方式中时设定正常状态下的体积效率映射，则过渡运转时的计算精度会大幅下降。此外，还存在如下问题:假设在为了抑制过渡运转时计算精度的下降而设定了多个体积效率映射的情况下，需要根据气门正时设定庞大的映射，因而需要庞大的存储器容量。因此，如本专利技术以及同一 申请人:所提出的专利申请(日本专利申请特愿平2012-61824)中所记载的那样，为了在具备进排气VVT的发动机中也用较少的映射数来对气缸吸入空气量进行高精度的计算，考虑在AFS方式下，将通过节流阀的空气直到进入气缸内为止的进气系统响应延迟模型化，并利用得到的物理模型来进行推定，而在S/D方式下，将从进气歧管进入到气缸内的空气的运动模型化，并利用得到的物理模型来进行推定。在该情况下，使用了表示从进气歧管进入气缸内的空气量的指标、即体积效率相当值，而体积效率相当值(体积效率修正系数)可以利用两个内部变量(进气效率及排气效率)来计算得到。此外，也可以使用排气效率来推定内部EGR率(残留在气缸内的废气的比例)。通过利用上述物理模型来对内部变量进行近似运算，相比于专利文献I的情况，即与进气VVT系统中体积效率相当值的映射数必须为6个、而在进排气VVT系统中体积效率相当值的映射数必须为36个的情况相比，能大幅减少所需的映射数。然而，若使用一次近似式来计算内部变量，则虽然能大幅减少所需的映射数，但在为了进一步提高精度而例如使用二次近似式或三次近似式的情况下，所需的映射数还是会变多，因此降低映射数的效果会下降。此外，为了求得内部变量计算用的近似式，其结果，如果是进排气VVT系统，则还是需要与6X6 (=36)个体积效率修正系数映射相应的数据测量，因此存在无法获得减少适应工时的效果的问题。另外，体积效率修正系数还存在容易因环境条件或个体差异而产生误差、且无法吸收该误差的问题。此外，对于S/D方式的情况，还存在无法在过渡运转时以及过渡运转后的规定时间内推定出正确的气缸吸入空气量的问题。通常，在对体积效率修正系数的映射进行适应时，利用在正常运转(或者以正常运转为准的程度的缓慢变速)状态下对节流器进行扫描时的进气歧管压及进气歧管温度与气缸吸入空气量(例如根据AFS、燃料喷射量计算得出)之间的关系来计算映射值。此外，认为体积效率修正系数是在气缸吸入空气量、进气歧管内的压力及温度与排气阀到催化剂之间的排气管(以下称为“排气歧管”)内的压力及温度之间的关系处于相互平衡的状态下、将进气歧管压及进气歧管温度与气缸吸入空气量之间的关系作为无量纲数而导出后得到的。另外，根据经验已知在暂时变为其它工作点、并再次返回到相同工作点的情况下，也大致维持了上述平衡的状态。因此，考虑在S/D方式中，利用该性质，以进气歧管压、进气歧管温度及气缸吸入空气量与体积效率修正系数之间的关系始终保持一定为前提，根据进气歧管压及进气歧管温度、以及体积效率修正系数，来推定气缸吸入空气量。然而，在从低负载运转过渡变化为高负载运转、或者在其逆向变化的情况下，特别是排气歧管内的温度变化会很大(例如400° C?800° C左右)，而且在温度收敛之前需要一定程度的时间(例如几秒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶狩秀树，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：