内燃机的控制装置和控制方法制造方法及图纸

提供内燃机的控制装置和控制方法，即使在由于内部EGR的执行而导致缸内气体温度发生变化的情况下，也能够利用比较简单的方法来高精度地计算出缸内气体量和EGR率，并使用这样的EGR率来适当地控制内燃机。使用理想缸内气体温度TcyLth，根据缸内气体温度Tcyl，对假定为内燃机的废气未回流至汽缸内的理想状态下被填充到汽缸内的气体量即理想缸内气体量Gth进行校正，由此来计算实际被填充到汽缸内的缸内气体量Gact，并且，使用缸内气体量Gact和吸入空气量Gaircyl来计算EGR率REGRT。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及内燃机的控制装置和控制方法，尤其涉及根据EGR率进行控制的内燃机的控制装置和控制方法，其中，该EGR率表示汽缸中所填充的气体中包含的废气(燃烧气体)的比例。
技术介绍
作为这样的控制装置，以往，例如已知在申请人所申请的专利文献1中公开的装置。在该控制装置中，根据内燃机的转速来计算节气门处于全开状态时的吸入空气量即全开吸入空气量，并根据全开吸入空气量和进气压力来计算与假定废气未回流至燃烧室的理想状态对应的理论吸入空气量。然后，使用该理论吸入空气量和实际吸入汽缸内的实际吸入空气量来计算EGR率。通过这样计算EGR率，由此，无需预先设定与内燃机的各种运转状态对应的大量的映射图，就能够大幅降低映射图的设定工作量。计算出的EGR率被用于点火正时等的内燃机的控制。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许第5270008号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在上述的控制装置中，在计算理论吸入空气量时，虽然使用全开吸入空气量和进气压力，但没有反映出汽缸内的气体的温度(以下称作“缸内气体温度”)。即，在缸内气体温度固定这样的前提下来计算理论吸入空气量。但是，在例如比较大量的废气回流(EGR)被导入的情况下，与之相伴，缸内气体温度上升，实际的缸内气体量(质量)减少。因此，在根据上述的控制装置的计算方法中，理论吸入空气量比实际的缸内气体量计算得更大，与此对应地，使用理论吸入空气量计算出的EGR率被过大地评价。其结果是，存在由于使用EGR率将点火正时控制成更靠提前侧而产生爆震的情况。该情况在例如对于进气门和排气门这两者进行动作相位的变更由此来执行大量内部EGR的情况下尤其显著。本专利技术是为了解决以上那样的课题而完成的，目的在于提供下述这样的内燃机的控制装置和控制方法：即使在由于内部EGR的执行而导致缸内气体温度发生变化的情况下，也能够利用比较简单的方法来高精度地计算出缸内气体量和EGR率，并使用这样的EGR率来适当地控制内燃机。用于解决课题的手段为了实现该目的，权利要求1所述的专利技术是内燃机的控制装置，该内燃机经由设置于进气通道(本实施方式中的(以下，在本项中相同)进气管4)的节气门6将空气吸入汽缸内，且利用进气门和排气门的重叠来执行使从排气通道(排气管5)侧逆流至进气通道侧的内燃机1的废气回流至汽缸内的内部EGR，所述内燃机的控制装置的特征在于，具有：转速检测单元(曲轴角传感器17)，其检测内燃机的转速NE；进气压力检测单元(进气压力传感器11)，其检测内燃机的进气压力PBA；基准缸内气体量计算单元(ECU2、步骤11～13)，其根据内燃机的转速来计算在节气门全开的基准状态下被填充到汽缸内的气体量即基准缸内气体量Gstd；理想缸内气体量计算单元(ECU2、步骤14)，其根据基准缸内气体量Gstd和进气压力PBA来计算在假定为内燃机的废气未回流至汽缸的理想状态下被填充到汽缸内的气体量即理想缸内气体量Gth；理想缸内气体温度计算单元(ECU2、步骤2)，其计算理想状态下的缸内气体的温度(理想缸内气体温度Tcylth，基准缸内气体温度TcylStd)；缸内气体温度计算单元(ECU2、步骤3)，其计算实际的被填充到汽缸内的缸内气体的温度(缸内气体温度Tcyl)；缸内气体量计算单元(ECU2、步骤4)，其使用理想缸内气体温度Tcylth(基准缸内气体温度TcylStd)，根据缸内气体温度Tcyl对理想缸内气体量Gth进行校正，由此计算实际被填充到汽缸内的缸内气体的量(缸内气体量Gact)；吸入空气量取得单元(吸入空气量传感器9)，其取得实际吸入汽缸内的吸入空气量Gaircyl；以及EGR率计算单元(ECU2、步骤5)，其使用缸内气体量Gact和吸入空气量Gaircyl来计算EGR量(Gact-Gaircyl)相对于缸内气体量Gact的比率即EGR率REGRT。根据该结构，根据内燃机的转速来计算在节气门全开的基准状态下被填充到汽缸内的气体量作为基准缸内气体量。在该基准状态下，节气门为全开状态，由此，几乎没有排气侧与进气侧的压力差，因此，即使在进气门与排气门由于重叠而同时开阀的状态下，也不会发生从排气侧朝向进气侧的废气的逆流，基于来自进气侧的风向倒转的内部EGR量大致为0。另一方面，在基准状态下，除了吸入空气外，在汽缸内的活塞位于上止点的状态下残留在汽缸内的残留燃烧气体存在于汽缸内。因此，基准缸内气体量成为吸入空气量与残留燃烧气体量之和。此外，根据本专利技术，根据基准缸内气体量和进气压力来计算在假定为废气未回流至汽缸内的理想状态下被填充到汽缸内的气体量作为理想缸内气体量。该理想状态是假定为废气未回流至汽缸内的状态、即假定为填充有吸入空气和残留燃烧气体的状态，因此，理想状态下的缸内气体温度与上述的基准状态下的缸内气体温度相等。这样，根据在基准状态与理想状态之间缸内气体温度固定这一关系和气体的状态方程式，理想状态下的理想缸内气体量以基准状态下的基准缸内气体量为最大值，以与此时的进气压力成比例的方式发生变化。因此，如上述那样，通过根据基准缸内气体量和进气压力来计算理想缸内气体量，能够高精度地进行理想缸内气体量的计算。而且，根据本专利技术，计算理想状态下的缸内气体的温度即理想缸内气体温度，计算实际的被填充到汽缸内的缸内气体的温度，并且，使用理想缸内气体温度，根据缸内气体温度对理想缸内气体量进行校正，由此来计算实际被填充到汽缸内的缸内气体量。在进气压力相同的条件下对废气未回流至汽缸内、仅填充有吸入空气的理想状态与废气和吸入空气一同回流的实际状态进行比较时，气体的状态方程式中的压力(进气压力)与容积(汽缸容积)相同，因此，如下的公式(A)成立。理想缸内气体量×理想缸内气体温度＝实际缸内气体量×实际缸内气体温度…(A)根据该公式(A)，如上述那样，使用理想缸内气体温度，根据实际的缸内气体温度对理想缸内气体量进行校正，由此，能够高精度地计算出实际的缸内气体量。并且，在本专利技术中，使用如上述那样计算出的缸内气体量和所取得的实际的吸入空气量来计算EGR率。根据以上内容，基于本专利技术，即使在由于内部EGR的执行而导致缸内气体温度发生变化的情况下，也能够利用比较简单的方法来高精度地计算出缸内气体量和EGR率，并使用这样的EGR率来适当地控制内燃机。权利要求2的专利技术的特征在于，在权利要求1所述的内燃机的控制装置的基础上，所述内燃机的控制装置还具有：进气温度检测单元(进气温度传感器10)，其检测出吸入汽缸的空气的温度作为进气温度Ta；废气温度取得单元(ECU2)，其通过检测或估计来取得内燃机的废气的温度作为废气温度Tex；以及内部EGR量计算单元(ECU2、步骤24)，其使用理想缸内气体温度Tcylth(基准缸内气体温度TcylStd)、理想缸内气体量Gth、进气温度Ta、吸入空气量Gaircyl和废气温度Tex来计算内部EGR量Ginegr，缸内气体温度计算单元根据吸入空气量Gaircyl、进气温度Ta、内部EGR量Ginegr和废气温度Tex来计算缸内气体温度Tcyl(步骤25)。此外，在基于内部EGR的废气与吸入空气一同回流至汽缸内的实际的状态下，根据汽缸内的温度的平衡关系，如下的公式(B)成立。实际缸内气体温度×实际缸内气体量＝进气温度×吸入空气量+本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机的控制装置，该内燃机经由设置于进气通道的节气门将空气吸入汽缸内，且利用进气门和排气门的重叠来执行使所述内燃机的从排气通道侧逆流至所述进气通道侧的废气回流至所述汽缸内的内部EGR，所述内燃机的控制装置的特征在于，具有：转速检测单元，其检测所述内燃机的转速；进气压力检测单元，其检测所述内燃机的进气压力；基准缸内气体量计算单元，其根据所述内燃机的转速来计算基准缸内气体量，该基准缸内气体量是在所述节气门全开的基准状态下被填充到所述汽缸内的气体量；理想缸内气体量计算单元，其根据所述基准缸内气体量和所述进气压力来计算理想缸内气体量，该理想缸内气体量是在假定为所述内燃机的废气未回流至所述汽缸的理想状态下被填充到所述汽缸内的气体量；理想缸内气体温度计算单元，其计算所述理想状态下的缸内气体的温度；缸内气体温度计算单元，其计算实际的被填充到所述汽缸内的缸内气体的温度；缸内气体量计算单元，其使用所述理想缸内气体温度，根据所述缸内气体温度对所述理想缸内气体量进行校正，由此计算实际被填充到所述汽缸内的缸内气体的量；吸入空气量取得单元，其取得实际被吸入所述汽缸内的吸入空气量；以及EGR率计算单元，其使用所述缸内气体量和所述吸入空气量来计算EGR率，该EGR率是EGR量相对于所述缸内气体量的比率。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.01 JP 2014-1573801.一种内燃机的控制装置，该内燃机经由设置于进气通道的节气门将空气吸入汽缸内，且利用进气门和排气门的重叠来执行使所述内燃机的从排气通道侧逆流至所述进气通道侧的废气回流至所述汽缸内的内部EGR，所述内燃机的控制装置的特征在于，具有：转速检测单元，其检测所述内燃机的转速；进气压力检测单元，其检测所述内燃机的进气压力；基准缸内气体量计算单元，其根据所述内燃机的转速来计算基准缸内气体量，该基准缸内气体量是在所述节气门全开的基准状态下被填充到所述汽缸内的气体量；理想缸内气体量计算单元，其根据所述基准缸内气体量和所述进气压力来计算理想缸内气体量，该理想缸内气体量是在假定为所述内燃机的废气未回流至所述汽缸的理想状态下被填充到所述汽缸内的气体量；理想缸内气体温度计算单元，其计算所述理想状态下的缸内气体的温度；缸内气体温度计算单元，其计算实际的被填充到所述汽缸内的缸内气体的温度；缸内气体量计算单元，其使用所述理想缸内气体温度，根据所述缸内气体温度对所述理想缸内气体量进行校正，由此计算实际被填充到所述汽缸内的缸内气体的量；吸入空气量取得单元，其取得实际被吸入所述汽缸内的吸入空气量；以及EGR率计算单元，其使用所述缸内气体量和所述吸入空气量来计算EGR率，该EGR率是EGR量相对于所述缸内气体量的比率。2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述内燃机的控制装置还具有：进气温度检测单元，其检测出被吸入所述汽缸内的空气的温度作为进气温度；废气温度取得单元，其通过检测或估计来取得所述内燃机的废气的温度作为废气温度；以及内部EGR量计算单元，其使用所述理想缸内气体温度、所述理想缸内气体量、所述进气温度、所述吸入空气量和所述废气温度来计算内部EGR量，所述缸内气体温度计算单元根据所述吸入空气量、所述进气温度、所述内部EGR量和所述废气温度来计算所述缸内气体温度。3.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述内燃机具有进/排气门动作相位变更机构，该进/排气门动作相位变更机构通过变更所述进气门和所述排气门的动作相位来变更内部EGR量，所述内燃机的转速、所述进气门及所述排气门的动作相位与所述基准缸内气体量及基准缸内气体温度之间的关系是根据预先执行的实验的计测数据和所述内燃机的规格而设定并存储的，其中，所述基准缸内气体温度是所述基准状态下的缸内气体的温度，所述内燃机的控制装置还具有动作相位取得单元，该动作相位取得单元取得所述进气门和所述排气门的动作相位，所述基准缸内气体量计算单元根据检测出的所述内燃机的转速及所取得的所述进气门和排气门的动作相位，基于所存储的所述关系来计算所述基准缸内气体量，所述理想缸内气体温度计算单元根据检测出的所述内燃机的转速及所取得的所述进气门和排气门的动作相位，基于所存储的所述关系来计算所述基准缸内气体温度作为所述理想缸内气体温度。4.根据权利要求3所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述基准缸内气体量被设定为所述基准状态下的吸入空气量与在所述汽缸内的活塞位于上止点的状态下残留在所述汽缸内的残留燃烧气体量之和。5.根据权利要求2至权利要求4中的任意一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述内燃机还具有外部EGR装置，该外部EGR装置执行使从所述汽缸排出至所述排气通道中的废气经由EGR通道回流至所述进气通道的外部EGR，所述内燃机的控制装置还具有：外部EGR量计算单元，其计算外部EGR量；以及外部EGR温度取得单元，其检测或估计外部EGR温度，所述缸内气体温度计算单元还使用所述外部EGR量和所述外部EGR温度来计算所述缸内气体温度。6.根据权利要求1至权利要求5中的任意一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述内燃机的控制装置具有：基本值计算单元，其计算与所述内燃机中的爆震的产生极限对应的爆震极限点火正时的基本值；EGR爆震校正量计算单元，其根据所述EGR率来计算EGR爆震校正量；温度爆震校正量计算单元，其根据所述基准缸内气体温度与所述缸内气体温度之差来计算温度爆震校正量；以及爆震极限点火正时计算单元，其利用所述EGR爆震校正量和所述温度爆震校正量来校正所述基本值，由此计算所述爆震极限点火正时，所述内燃机的控制装置还具有点火正时控制单元，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胜浦章裕，上野将树，小坂洋辅，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP