專利名稱：內(nèi)燃機(jī)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)控制裝置。
背景技術(shù)：
在帶增壓器內(nèi)燃機(jī)中，由于有進(jìn)氣壓力比排氣壓力高的情況，所以，在是進(jìn)氣門和 排氣門都打開的氣門重疊狀態(tài)時(shí)，有時(shí)注入燃燒室的新空氣會(huì)通過排氣門向排氣側(cè)吹過。 用于使帶增壓器內(nèi)燃機(jī)的燃油效率和排放等良好的適當(dāng)?shù)陌l(fā)動(dòng)機(jī)控制的內(nèi)容，根據(jù)有無新 空氣吹過而不同。因此，為了進(jìn)行最佳的發(fā)動(dòng)機(jī)控制，需要精度良好地檢測到有無新空氣的 吹過。在日本特開2008-75549號(hào)公報(bào)中公開了如下的裝置基于進(jìn)氣壓力、排氣壓力、 發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度及進(jìn)氣門的可變氣門機(jī)構(gòu)的控制狀態(tài)，計(jì)算出內(nèi)部EGR掃氣量，并基于該 內(nèi)部EGR掃氣量判定有無吹過，在判定為有吹過的情況下，以減少氣門重疊期間的方式進(jìn) 行控制的裝置。另外，在日本特開昭63497746號(hào)公報(bào)中公開了如下的裝置預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)求出 向排氣側(cè)吹過的進(jìn)氣的量，并作為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的函數(shù)以映射的形式存儲(chǔ)在控 制單元中，由此，計(jì)算出向排氣側(cè)吹過的進(jìn)氣的量的裝置。在該裝置中當(dāng)發(fā)生進(jìn)氣向排氣側(cè) 吹過的情況下，基于從由空氣流量計(jì)檢測出的吸入空氣量中減去向排氣側(cè)吹過的進(jìn)氣的量 而得到的值，運(yùn)算燃料噴射量。專利文獻(xiàn)1 日本特開2008-75549號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2004-36406號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開昭63-297746號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特開2005-320937號(hào)公報(bào)但是，實(shí)際上，上述日本特開2008-75549號(hào)公報(bào)中公開的方法，即使考慮了進(jìn)氣 管長度和排氣管容積(脈動(dòng))，吹過量的計(jì)算精度也不好。認(rèn)為這是由于進(jìn)排氣門的流量系 數(shù)很難適合等原因。并且，在用傳感器檢測進(jìn)氣壓力和排氣壓力的情況下，也增加了傳感器 成本增大的問題。另外，除了精度方面、成本方面以外，還存在計(jì)算負(fù)載增加的問題。吹過量根據(jù)氣門正時(shí)不同而不同。上述日本特開昭63-297746號(hào)公報(bào)中公開的技 術(shù)，構(gòu)成為，由于以氣門正時(shí)是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的函數(shù)為前提，所以假定吹過量也 最終成為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的函數(shù)，并將吹過量作為與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載相 對的映射進(jìn)行存儲(chǔ)。但是，在實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)控制中，氣門正時(shí)未必成為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī) 負(fù)載的函數(shù)。即，在是過渡運(yùn)行狀態(tài)或存在來自其他控制的要求等情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)有時(shí)會(huì)以 與預(yù)先設(shè)定的氣門正時(shí)不同的氣門正時(shí)作動(dòng)。因此，在上述以往的技術(shù)中，不能精度良好地 判定吹過的有無。另外，對于在成為對象的發(fā)動(dòng)機(jī)中能夠?qū)崿F(xiàn)的全部氣門正時(shí)，為了具有將 吹過量作為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的函數(shù)進(jìn)行表示的映射，而使開發(fā)階段的適宜工時(shí)過 多。特別是，對于不只是進(jìn)氣門而且還能改變排氣門的氣門正時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)，適宜工時(shí)變得過多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述那樣的問題而完成的，其目的在于，提供一種能夠精度良 好地判定在具備增壓器的內(nèi)燃機(jī)中有無新空氣向排氣通路吹過的內(nèi)燃機(jī)控制裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明之1的內(nèi)燃機(jī)控制裝置，其特征在于，具備增壓器，其 具有用于壓縮進(jìn)氣通路內(nèi)的空氣的壓縮機(jī)；進(jìn)氣管壓力取得單元，其檢測或估計(jì)進(jìn)氣管壓 力；進(jìn)氣可變動(dòng)氣門裝置，使進(jìn)氣門的氣門正時(shí)可變；排氣可變動(dòng)氣門裝置，使排氣門的氣 門正時(shí)可變；存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)與基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力有關(guān)的信息，該基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力是依賴于上 述進(jìn)氣門的氣門正時(shí)且不依賴于上述排氣門的氣門正時(shí)的值；基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力取得單元， 基于上述存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的信息，取得與上述進(jìn)氣門的氣門正時(shí)相對應(yīng)的基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓 力；和吹過判定單元，基于將由上述進(jìn)氣管壓力取得單元檢測出或估計(jì)出的進(jìn)氣管壓力和 由上述基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力取得單元取得的基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力進(jìn)行比較而得到的結(jié)果，判定有無 新空氣向排氣側(cè)吹過。另外，本發(fā)明之2，其特征在于，在本發(fā)明之1的基礎(chǔ)上，具備吹過量計(jì)算單元，在 由上述吹過判定單元判定為存在吹過的情況下，該吹過量計(jì)算單元基于由上述進(jìn)氣管壓力 取得單元檢測出或估計(jì)出的進(jìn)氣管壓力，計(jì)算向排氣側(cè)吹過的新空氣的量。另外，本發(fā)明之3，其特征在于，在本發(fā)明之1或2的基礎(chǔ)上，上述基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力 是如下兩區(qū)域之間的邊界的值，該兩區(qū)域是在使上述進(jìn)氣門的氣門正時(shí)固定并使上述排 氣門的氣門正時(shí)延遲時(shí)從上述進(jìn)氣門流入的新空氣的量減少的區(qū)域，和在使上述進(jìn)氣門的 氣門正時(shí)固定并使上述排氣門的氣門正時(shí)延遲時(shí)從上述進(jìn)氣門流入的新空氣的量增加的 區(qū)域。另外，本發(fā)明之4，其特征在于，在本發(fā)明之1至3的任意一個(gè)的基礎(chǔ)上，具備燃 料噴射裝置；汽缸內(nèi)新空氣量計(jì)算單元，在由上述吹過判定單元判定為存在吹過的情況下， 基于由上述進(jìn)氣管壓力取得單元檢測出或估計(jì)出的進(jìn)氣管壓力，計(jì)算出在汽缸內(nèi)填充的新 空氣的量；第1燃料噴射量計(jì)算單元，基于由上述汽缸內(nèi)新空氣量計(jì)算單元計(jì)算出的汽缸 內(nèi)新空氣量和目標(biāo)空燃比計(jì)算出燃料噴射量；和噴射控制單元，在由上述吹過判定單元判 定為存在吹過的情況下，在上述排氣門關(guān)閉后，使上述燃料噴射裝置噴射由上述第1燃料 噴射量計(jì)算單元計(jì)算出的量的燃料。另外，本發(fā)明之5，其特征在于，在本發(fā)明之4的基礎(chǔ)上，上述燃料噴射裝置包含直 接向汽缸內(nèi)噴射燃料的汽缸內(nèi)燃料噴射裝置，在由上述吹過判定單元判定為存在吹過的情 況下，上述噴射控制單元使上述汽缸內(nèi)燃料噴射裝置噴射由上述第1燃料噴射量計(jì)算單元 計(jì)算出的量的燃料。另外，本發(fā)明之6，其特征在于，在本發(fā)明之4或5的基礎(chǔ)上，具備新空氣流入量 計(jì)算單元，計(jì)算出從上述進(jìn)氣門流入的新空氣的量；和第2燃料噴射量計(jì)算單元，基于由上 述新空氣流入量計(jì)算單元計(jì)算出的新空氣流入量和目標(biāo)空燃比，計(jì)算出燃料噴射量，在由 上述吹過判定單元判定為不存在吹過的情況下，上述噴射控制單元使上述燃料噴射裝置噴 射由上述第2燃料噴射量計(jì)算單元計(jì)算出的量的燃料。另外，本發(fā)明之7，其特征在于，在本發(fā)明之6的基礎(chǔ)上，具備燃料過量供給控制單 元，該燃料過量供給控制單元在需要時(shí)執(zhí)行暫時(shí)使廢氣的空燃比成為濃空燃比的燃料過量供給控制，在由上述燃料過量供給控制單元執(zhí)行了燃料過量供給控制的情況下，上述噴射 控制單元，無論上述吹過判定單元的判定結(jié)果如何，都使上述燃料噴射裝置噴射由上述第2 燃料噴射量計(jì)算單元計(jì)算出的量的燃料。另外，本發(fā)明之8，其特征在于，在本發(fā)明之1至7的任意一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，上述增壓 器利用由于廢氣的流動(dòng)而作動(dòng)的渦輪來驅(qū)動(dòng)上述壓縮機(jī)；具備壓縮機(jī)流量估計(jì)單元，該壓 縮機(jī)流量估計(jì)單元基于壓縮機(jī)模型估計(jì)通過上述壓縮機(jī)的新空氣的流量，該壓縮機(jī)模型包 含了與上述增壓器轉(zhuǎn)速的變化相對于過渡運(yùn)行狀態(tài)的進(jìn)氣流量的變化的延遲有關(guān)的時(shí)間 常數(shù)和表示穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)下的進(jìn)氣流量與增壓壓力之間的關(guān)系的映射；上述壓縮機(jī)流量估 計(jì)單元包含基于使排氣能量大小受到影響的參數(shù)來修正上述時(shí)間常數(shù)和上述映射的至少 一方的壓縮機(jī)模型修正單元。另外，本發(fā)明之9，其特征在于，在本發(fā)明之8的基礎(chǔ)上，具備吹過量計(jì)算單元，該 吹過量計(jì)算單元在由上述吹過判定單元判定為存在吹過的情況下，基于由上述進(jìn)氣管壓力 取得單元檢測出或估計(jì)出的進(jìn)氣管壓力，計(jì)算出向排氣側(cè)吹過的新空氣的量，上述壓縮機(jī) 模型修正單元，包含把由上述吹過量計(jì)算單元計(jì)算出的吹過量作為上述參數(shù)來修正上述時(shí) 間常數(shù)及上述映射的單元。另外，本發(fā)明之10，其特征在于，在本發(fā)明之8的基礎(chǔ)上，具備能使廢氣再循環(huán)的 廢氣再循環(huán)單元和取得廢氣再循環(huán)量的廢氣再循環(huán)量取得單元，上述壓縮機(jī)模型修正單元 包含把由上述廢氣再循環(huán)量取得單元所取得的廢氣再循環(huán)量作為上述參數(shù)來修正上述時(shí) 間常數(shù)及上述映射的單元。另外，本發(fā)明之11，其特征在于，在本發(fā)明之8的基礎(chǔ)上，上述壓縮機(jī)模型修正單 元包含把上述排氣門的氣門正時(shí)作為上述參數(shù)來修正上述時(shí)間常數(shù)及上述映射的單元。另外，本發(fā)明之12，其特征在于，在本發(fā)明之8的基礎(chǔ)上，具備點(diǎn)火正時(shí)延遲量取 得單元，該點(diǎn)火正時(shí)延遲量取得單元在實(shí)際的點(diǎn)火正時(shí)相對于通常點(diǎn)火正時(shí)延遲了的情況 下，取得該點(diǎn)火正時(shí)延遲量，上述壓縮機(jī)模型修正單元包含把上述點(diǎn)火正時(shí)延遲量作為上 述參數(shù)來修正上述時(shí)間常數(shù)的單元。根據(jù)本發(fā)明之1，能夠?qū)M(jìn)氣管壓力進(jìn)行檢測或估計(jì)，并基于對該進(jìn)氣管壓力和基 準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力進(jìn)行比較的結(jié)果，精度良好地判定有無新空氣向排氣側(cè)吹過?；鶞?zhǔn)進(jìn)氣管壓 力是依賴于進(jìn)氣門的氣門正時(shí)而不依賴于排氣門的氣門正時(shí)的值。因此，對于具備排氣可 變動(dòng)氣門裝置的內(nèi)燃機(jī)，也容易通過實(shí)驗(yàn)預(yù)先對基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力進(jìn)行調(diào)查，所以可以減少 開發(fā)階段的適宜工時(shí)數(shù)。根據(jù)本發(fā)明之2，可以計(jì)算出向排氣側(cè)吹過的新空氣的量，所以在發(fā)生了新空氣向 排氣側(cè)吹過的情況下可以更加適當(dāng)?shù)貓?zhí)行對燃料噴射量等進(jìn)行修正的控制。根據(jù)本發(fā)明之3，通過將基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力設(shè)為如下兩區(qū)域的邊界的值可以精度良 好地判定有無新空氣向排氣側(cè)吹過，該兩區(qū)域是在使進(jìn)氣門的氣門正時(shí)固定并使排氣門 的氣門正時(shí)延遲時(shí)從進(jìn)氣門流入的新空氣的量減少的區(qū)域，和在使進(jìn)氣門的氣門正時(shí)固定 并使排氣門的氣門正時(shí)延遲時(shí)從進(jìn)氣門流入的新空氣的量增加的區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明之4，可以使向排氣側(cè)吹過的新空氣中不包含未燃燃料。即可以可靠地 使未燃燒而浪費(fèi)地向排氣側(cè)流過的燃料沒有，從而可以改善燃油效率。另外，即使在新空氣 向排氣側(cè)吹過的情況下，也可以使汽缸內(nèi)的空燃比準(zhǔn)確地成為目標(biāo)空燃比。
根據(jù)本發(fā)明之5，可以在判定為有新空氣向排氣側(cè)吹過的情況下，對燃料進(jìn)行汽缸 內(nèi)噴射。從而可以更可靠地防止在向排氣側(cè)吹過的新空氣中包含未燃燃料。根據(jù)本發(fā)明之6，在判定為不存在新空氣向排氣側(cè)吹過的情況下，基于從進(jìn)氣門流 入的新空氣的量和目標(biāo)空燃比計(jì)算出燃料噴尉量。從而可以使汽缸內(nèi)的空燃比與目標(biāo)空燃
比一致。根據(jù)本發(fā)明之7，在執(zhí)行燃料過量供給控制的情況下，無論有無吹過，都可以噴射 基于從進(jìn)氣門流入的新空氣的量和目標(biāo)空燃比計(jì)算出的量的燃料。從而，在執(zhí)行燃料過量 供給的過程中，無論有無吹過，都可以使廢氣的空燃比準(zhǔn)確地與成為目標(biāo)的濃空燃比一致， 所以可以得到良好的排氣凈化率。根據(jù)本發(fā)明之8，可以提高基于壓縮機(jī)模型的壓縮機(jī)流量的估計(jì)精度。根據(jù)本發(fā)明之9，可以將新空氣向排氣側(cè)吹過的影響適當(dāng)?shù)胤从吃趬嚎s機(jī)模型中， 所以可以提高壓縮機(jī)流量的估計(jì)精度。根據(jù)本發(fā)明之10，可以將廢氣再循環(huán)的影響適當(dāng)?shù)胤从吃趬嚎s機(jī)模型中，所以可 以提高壓縮機(jī)流量的估計(jì)精度。根據(jù)本發(fā)明之11，可以將排氣門的氣門正時(shí)的影響適當(dāng)?shù)胤从吃趬嚎s機(jī)模型中， 所以可以提高壓縮機(jī)流量的估計(jì)精度。根據(jù)本發(fā)明之12，可以將點(diǎn)火正時(shí)延遲控制的影響適當(dāng)?shù)胤从吃趬嚎s機(jī)模型中， 從而可以提高壓縮機(jī)流量的估計(jì)精度。


圖1是用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式1的系統(tǒng)構(gòu)成的圖。圖2是表示進(jìn)氣氣門正時(shí)hVT被固定而使排氣氣門正時(shí)ExVT不同的情況下的 Pm-Mc關(guān)系的圖。圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式1中所執(zhí)行的程序的流程圖。圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式2中所執(zhí)行的程序的流程圖。圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式3中所執(zhí)行的程序的流程圖。圖6是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式4中所使用的壓縮機(jī)模型的方框圖。圖7是表示基于圖6所示的壓縮機(jī)模型的壓縮機(jī)流量Mcp的計(jì)算方法的圖。圖8是在本發(fā)明的實(shí)施方式4中所執(zhí)行的程序的流程圖。圖9是指本發(fā)明的實(shí)施方式5中所執(zhí)行的程序的流程圖。圖10是本發(fā)明的實(shí)施方式6中所執(zhí)行的程序的流程圖。圖11是本發(fā)明的實(shí)施方式7中所執(zhí)行的程序的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖就本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外，對于各圖中共同的要素賦予 相同的符號(hào)，省略了重復(fù)的說明。實(shí)施方式1圖1是用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式1的系統(tǒng)構(gòu)成的圖。如圖1所示那樣，本發(fā)明 的實(shí)施方式1的系統(tǒng)具備內(nèi)燃機(jī)10。本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)10是火花點(diǎn)火式并且能夠稀燃運(yùn)轉(zhuǎn)。不特別限定內(nèi)燃機(jī)10的汽缸數(shù)及汽缸配置。在圖1中只是代表性地描繪了一個(gè)汽 缸。內(nèi)燃機(jī)10的各汽缸設(shè)置了活塞12、進(jìn)氣門14、排氣門16、火花塞18、向汽缸內(nèi)(燃 燒室內(nèi))直接噴射燃料的汽缸內(nèi)噴射器20。進(jìn)氣門14通過進(jìn)氣管38與進(jìn)氣通路22 (浪涌 調(diào)整槽36)連通。排氣門16通過排氣管40與排氣通路M連通。另外，本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)10具備有渦輪增壓器沈、進(jìn)氣可變動(dòng)氣門裝置44和排 氣可變動(dòng)氣門裝置46。渦輪增壓器沈具有壓縮機(jī)26a和渦輪^b。渦輪2 被配置于排氣通路M的途 中，利用流過排氣通路對的廢氣的能量而旋轉(zhuǎn)。壓縮機(jī)26a被配置于進(jìn)氣通路22的途中， 并由渦輪26b驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，由此，將進(jìn)氣通路22內(nèi)的空氣壓縮。以下，把渦輪增壓器沈的 轉(zhuǎn)速稱作“渦輪轉(zhuǎn)速”。在壓縮機(jī)26a上游側(cè)的進(jìn)氣通路22設(shè)置有空氣濾清器28和檢測吸入空氣量的空 氣流量計(jì)30。在壓縮機(jī)26a下游側(cè)的進(jìn)氣通路22設(shè)置有內(nèi)部冷卻器32、節(jié)氣門34和浪涌 調(diào)整槽36。在渦輪26b下游側(cè)的排氣通路M設(shè)置有NOx吸留還原型三元催化劑42。NOx吸 留還原型三元催化劑42在流入的廢氣的空燃比是稀空燃比時(shí)吸留NOx，在流入的廢氣的空 燃比是濃空燃比時(shí)能夠把吸留了的NOx還原凈化為N2并排出。進(jìn)氣可變動(dòng)氣門裝置44能夠使進(jìn)氣門14的氣門正時(shí)(以下，稱為“進(jìn)氣氣門正 時(shí)”)InVT發(fā)生變化。作為進(jìn)氣可變動(dòng)氣門裝置44，例如，能夠使用如下機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)通過致 動(dòng)器使與內(nèi)燃機(jī)10的曲軸(未圖示 > 的旋轉(zhuǎn)相位相對的驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門14的凸輪軸的旋轉(zhuǎn)相 位相對地變化。通過凸輪位置傳感器48檢測驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門14的凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角。能夠基于 該凸輪位置傳感器48的信號(hào)檢測出實(shí)際的(當(dāng)前的)進(jìn)氣氣門正時(shí)hVT。排氣可變動(dòng)氣門裝置46能夠使排氣門16的氣門正時(shí)(以下，稱為“排氣氣門正 時(shí)”)ExVT發(fā)生變化。作為排氣可變動(dòng)氣門裝置46，例如，能夠使用如下機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)通過致 動(dòng)器使與內(nèi)燃機(jī)10的曲軸(未圖示 > 的旋轉(zhuǎn)相位相對的驅(qū)動(dòng)排氣門16的凸輪軸的旋轉(zhuǎn)相 位相對地變化。通過凸輪位置傳感器50檢測驅(qū)動(dòng)排氣門16的凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角。能夠基于 該凸輪位置傳感器50的信號(hào)檢測出實(shí)際的(當(dāng)前的)排氣氣門正時(shí)ExVT。此外，在本發(fā)明中，進(jìn)氣可變動(dòng)氣門裝置44或排氣可變動(dòng)氣門裝置46的構(gòu)成不限 定于上述的構(gòu)成。也就是說，進(jìn)氣可變動(dòng)氣門裝置44或排氣可變動(dòng)氣門裝置46，例如，也可 以是能夠使進(jìn)氣門14或排氣門16的作用角發(fā)生變化的的機(jī)構(gòu)和能夠在任何時(shí)候以電磁方 式開閉進(jìn)氣門14或排氣門16的機(jī)構(gòu)等任何的機(jī)構(gòu)。以下，把使進(jìn)氣氣門正時(shí)MVT或排氣氣門正時(shí)ExVT提早稱為“提前”，把使進(jìn)氣氣 門正時(shí)MVT或排氣氣門正時(shí)推遲稱為“延遲”。本實(shí)施方式的系統(tǒng)還具備ECU (Electronic Control Unit)60。除了上述的各種 傳感器及致動(dòng)器之外，還將檢測內(nèi)燃機(jī)10的曲軸的旋轉(zhuǎn)角的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器62和檢測進(jìn) 氣管38內(nèi)的壓力(以下，稱為“進(jìn)氣管壓力，，)Pm的進(jìn)氣管壓力傳感器64通過電氣方式與 ECU60連接。根據(jù)進(jìn)氣管壓力Rii決定了通過進(jìn)氣門14向燃燒室流入的新空氣的量(以下，稱 為“進(jìn)氣門通過新空氣量”)Mc。以下把該關(guān)系稱為“Pm-Mc關(guān)系”。圖2是表示在固定了進(jìn)氣氣門正時(shí)hVT而使排氣氣門正時(shí)ExVT不同的情況下的Pm-Mc關(guān)系的曲線圖。在圖2中 用實(shí)線表示的曲線圖是排氣氣門正時(shí)ExVT的延遲量為零的狀態(tài)即使排氣氣門正時(shí)ExVT最 提前的狀態(tài)下的Pm-Mc關(guān)系的曲線圖。隨著排氣氣門正時(shí)ExVT被延遲，Pm-Mc關(guān)系的曲線 圖從該狀態(tài)轉(zhuǎn)到用細(xì)的虛線表示的曲線圖，進(jìn)而轉(zhuǎn)到用粗的虛線表示的曲線圖。也就是說， 圖2表示進(jìn)氣氣門正時(shí)hVT相同而排氣氣門正時(shí)ExVT不同的三條Pm-Mc關(guān)系的曲線圖， 這三條曲線圖相交于一點(diǎn)(Pm_t，Mc_t)。這樣，根據(jù)本發(fā)明者通過實(shí)驗(yàn)得到的見解，判明為 如果進(jìn)氣氣門正時(shí)^VT相同，則與排氣氣門正時(shí)ExVT的值沒有關(guān)系，增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的Pm-Mc 關(guān)系的曲線圖通過某一點(diǎn)(Pm_t，Mc_t)。以下把該點(diǎn)的壓力Pm_t稱為“基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力”。在進(jìn)氣氣門正時(shí)hVT固定的情況下，排氣氣門正時(shí)ExVT越延遲則排氣門16和 進(jìn)氣門14 一起打開的期間即氣門重疊期間越長。在排氣壓力比進(jìn)氣管壓力Rii大的情 況下，在氣門重疊時(shí)排氣口內(nèi)的廢氣在排氣門16逆流，由此產(chǎn)生內(nèi)部EGR(EXhaust Gas Recirculation廢氣再循環(huán))。在產(chǎn)生了內(nèi)部EGR的情況下，氣門重疊期間越長，則內(nèi)部EGR 量(由于內(nèi)部EGR而殘留于汽缸內(nèi)的廢氣的量)越增加。若內(nèi)部EGR量增加了，則進(jìn)氣門 通過新空氣量Mc減少相應(yīng)的量。在產(chǎn)生了內(nèi)部EGR的情況下，把內(nèi)部EGR量設(shè)為Me，則汽缸內(nèi)所填充的氣體的量成 為進(jìn)氣門通過新空氣量Mc和內(nèi)部EGR量Me的和。若考慮關(guān)閉了進(jìn)氣門14的時(shí)間點(diǎn)的汽 缸內(nèi)壓力Pc等于進(jìn)氣管壓力Rn，則在關(guān)閉了進(jìn)氣門14的時(shí)間點(diǎn)的汽缸內(nèi)的氣體的狀態(tài)方 程式能夠以下式表示。Pm · Vc = (Mc+Me) Rc · Tc …(1)其中，Vc是在關(guān)閉了進(jìn)氣門14的時(shí)間點(diǎn)的汽缸內(nèi)容積，能夠基于進(jìn)氣氣門正時(shí) MVT計(jì)算出。Rc是氣體常數(shù)，Tc是進(jìn)氣溫度。若把上述(1)式進(jìn)行變形，則可得到下式。Mc = IVc/ (Re · Tc)} Pm-Me . . . (2)如圖2所示那樣，在進(jìn)氣管壓力Rn比基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力Pm_t低的區(qū)域，有排氣氣門 正時(shí)ExVT越延遲則進(jìn)氣門通過新空氣量Mc越減少的傾向，可以認(rèn)為該原因是排氣氣門正 時(shí)ExVT越延遲則氣門重疊期間變得越長，內(nèi)部EGR量越增加。對此，在進(jìn)氣管壓力Rn比基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力Pm_t高的區(qū)域，與上述的傾向相反，有 排氣氣門正時(shí)ExVT越延遲則進(jìn)氣門通過新空氣量Mc越增加的傾向。這樣，相對于排氣氣 門正時(shí)ExVT的變化，進(jìn)氣門通過新空氣量Mc發(fā)生變化的方向以基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力Pm_t為界 相反，可以認(rèn)為是基于增壓的新空氣吹過的影響。在由于增壓進(jìn)氣管壓力Rii變高的狀態(tài)下，在氣門重疊時(shí)，有從進(jìn)氣門14流入到燃 燒室的新空氣的一部分通過排氣門16向排氣側(cè)(排氣管40側(cè))排出了的情況。將該情況 叫做“吹過”。在發(fā)生了新空氣吹過的情況下，氣門重疊期間越長則向排氣側(cè)吹過的新空氣 的量(以下，稱為“吹過量”)Mex就越多。鑒于此，可以認(rèn)為，在進(jìn)氣管壓力Rii比基準(zhǔn)進(jìn)氣 管壓力Pm_t高的區(qū)域，排氣氣門正時(shí)ExVT越延遲則進(jìn)氣門通過新空氣量Mc越增加的原因 是因?yàn)闅忾T重疊期間變長則吹過量Mex增加。依據(jù)以上所述，能夠總結(jié)為以基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力Pm_t為界，在進(jìn)氣管壓力Rn比該界 值高的區(qū)域(也就是Rii>Pm_t成立的區(qū)域)就是發(fā)生新空氣吹過的區(qū)域。因此，通過把 進(jìn)氣管壓力Rii與基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力Pm_t進(jìn)行比較，能夠精度良好地判定有無新空氣吹過。如果進(jìn)氣氣門正時(shí)MVT發(fā)生了變化，則基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力Pm_t也變化。但是，如上述那樣，如果進(jìn)氣氣門正時(shí)^VT相同，即使排氣氣門正時(shí)ExVT變化，基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力Pm_t 也固定不變。因此，容易預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)調(diào)查基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力Pm_t，并進(jìn)行映射化預(yù)先存儲(chǔ)于 ECU60。在發(fā)生新空氣吹過的情況下，因?yàn)樵跉忾T重疊時(shí)廢氣不會(huì)在排氣門16逆流，所 以，可以認(rèn)為內(nèi)部EGR量Me為零。因此，能夠認(rèn)為在發(fā)生了新空氣吹過的情況下，汽缸內(nèi)所 填充的氣體是100%新空氣。另外，即使在發(fā)生了新空氣吹過的情況下，關(guān)閉了進(jìn)氣門14的 時(shí)間點(diǎn)的汽缸內(nèi)壓力Pc也等于進(jìn)氣管壓力Rii。因此，在發(fā)生新空氣吹過的情況下，若把汽 缸內(nèi)所填充的新空氣的量(以下，稱為“汽缸內(nèi)新空氣量”)設(shè)為M。ylindCT，則關(guān)閉了進(jìn)氣門 14的時(shí)間點(diǎn)的汽缸內(nèi)的氣體的狀態(tài)方程式能夠以下式表示。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)控制裝置，其特征在于，具備增壓器，其具有用于壓縮進(jìn)氣通路內(nèi)的空氣的壓縮機(jī)； 進(jìn)氣管壓力取得單元，其檢測或估計(jì)進(jìn)氣管壓力； 進(jìn)氣可變動(dòng)氣門裝置，其使進(jìn)氣門的氣門正時(shí)可變； 排氣可變動(dòng)氣門裝置，其使排氣門的氣門正時(shí)可變；存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)與基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力有關(guān)的信息，該基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力是依賴于上述進(jìn)氣 門的氣門正時(shí)且不依賴于上述排氣門的氣門正時(shí)的值；基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力取得單元，基于上述存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的信息，取得與上述進(jìn)氣門的氣 門正時(shí)相對應(yīng)的基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力；和吹過判定單元，基于將由上述進(jìn)氣管壓力取得單元檢測出或估計(jì)出的進(jìn)氣管壓力和由 上述基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力取得單元取得的基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力進(jìn)行比較而得到的結(jié)果，判定有無新 空氣向排氣側(cè)吹過。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)控制裝置，其特征在于，具備吹過量計(jì)算單元，在由上述吹過判定單元判定為存在吹過的情況下，該吹過量計(jì) 算單元基于由上述進(jìn)氣管壓力取得單元檢測出或估計(jì)出的進(jìn)氣管壓力，計(jì)算向排氣側(cè)吹過 的新空氣的量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)控制裝置，其特征在于，上述基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力是如下兩區(qū)域之間的邊界的值，該兩區(qū)域是在使上述進(jìn)氣門的 氣門正時(shí)固定并使上述排氣門的氣門正時(shí)延遲時(shí)從上述進(jìn)氣門流入的新空氣的量減少的 區(qū)域，和在使上述進(jìn)氣門的氣門正時(shí)固定并使上述排氣門的氣門正時(shí)延遲時(shí)從上述進(jìn)氣門 流入的新空氣的量增加的區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)控制裝置，其特征在于，具備 燃料噴射裝置；汽缸內(nèi)新空氣量計(jì)算單元，在由上述吹過判定單元判定為存在吹過的情況下，基于由 上述進(jìn)氣管壓力取得單元檢測出或估計(jì)出的進(jìn)氣管壓力，計(jì)算出在汽缸內(nèi)填充的新空氣的 量；第1燃料噴射量計(jì)算單元，基于由上述汽缸內(nèi)新空氣量計(jì)算單元計(jì)算出的汽缸內(nèi)新空 氣量和目標(biāo)空燃比計(jì)算出燃料噴射量；和噴射控制單元，在由上述吹過判定單元判定為存在吹過的情況下，在上述排氣門關(guān)閉 后，使上述燃料噴射裝置噴射由上述第1燃料噴射量計(jì)算單元計(jì)算出的量的燃料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)控制裝置，其特征在于，上述燃料噴射裝置包含直接向汽缸內(nèi)噴射燃料的汽缸內(nèi)燃料噴射裝置， 在由上述吹過判定單元判定為存在吹過的情況下，上述噴射控制單元使上述汽缸內(nèi)燃 料噴射裝置噴射由上述第1燃料噴射量計(jì)算單元計(jì)算出的量的燃料。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的內(nèi)燃機(jī)控制裝置，其特征在于，具備新空氣流入量計(jì)算單元，計(jì)算出從上述進(jìn)氣門流入的新空氣的量；和第2燃料噴 射量計(jì)算單元，基于由上述新空氣流入量計(jì)算單元計(jì)算出的新空氣流入量和目標(biāo)空燃比， 計(jì)算出燃料噴射量，在由上述吹過判定單元判定為不存在吹過的情況下，上述噴射控制單元使上述燃料噴射裝置噴射由上述第2燃料噴射量計(jì)算單元計(jì)算出的量的燃料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃機(jī)控制裝置，其特征在于，具備燃料過量供給控制單元，該燃料過量供給控制單元在需要時(shí)執(zhí)行暫時(shí)使廢氣的空 燃比成為濃空燃比的燃料過量供給控制，在由上述燃料過量供給控制單元執(zhí)行了燃料過量供給控制的情況下，上述噴射控制單 元，無論上述吹過判定單元的判定結(jié)果如何，都使上述燃料噴射裝置噴射由上述第2燃料 噴射量計(jì)算單元計(jì)算出的量的燃料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)控制裝置，其特征在于，上述增壓器利用由于廢氣的流動(dòng)而作動(dòng)的渦輪來驅(qū)動(dòng)上述壓縮機(jī)；具備壓縮機(jī)流量估計(jì)單元，該壓縮機(jī)流量估計(jì)單元基于壓縮機(jī)模型估計(jì)通過上述壓縮 機(jī)的新空氣的流量，該壓縮機(jī)模型包含了與上述增壓器轉(zhuǎn)速的變化相對于過渡運(yùn)行狀態(tài)的 進(jìn)氣流量的變化的延遲有關(guān)的時(shí)間常數(shù)和表示穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)下的進(jìn)氣流量與增壓壓力之 間的關(guān)系的映射；上述壓縮機(jī)流量估計(jì)單元包含基于使排氣能量大小受到影響的參數(shù)來修正上述時(shí)間 常數(shù)和上述映射的至少一方的壓縮機(jī)模型修正單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機(jī)控制裝置，其特征在于，具備吹過量計(jì)算單元，該吹過量計(jì)算單元在由上述吹過判定單元判定為存在吹過的情 況下，基于由上述進(jìn)氣管壓力取得單元檢測出或估計(jì)出的進(jìn)氣管壓力，計(jì)算出向排氣側(cè)吹 過的新空氣的量，上述壓縮機(jī)模型修正單元，包含把由上述吹過量計(jì)算單元計(jì)算出的吹過量作為上述參 數(shù)來修正上述時(shí)間常數(shù)及上述映射的單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機(jī)控制裝置，其特征在于，具備能使廢氣再循環(huán)的廢氣再循環(huán)單元和取得廢氣再循環(huán)量的廢氣再循環(huán)量取得單元，上述壓縮機(jī)模型修正單元包含把由上述廢氣再循環(huán)量取得單元所取得的廢氣再循環(huán) 量作為上述參數(shù)來修正上述時(shí)間常數(shù)及上述映射的單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機(jī)控制裝置，其特征在于，上述壓縮機(jī)模型修正單元包含把上述排氣門的氣門正時(shí)作為上述參數(shù)來修正上述時(shí) 間常數(shù)及上述映射的單元。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機(jī)控制裝置，其特征在于，具備點(diǎn)火正時(shí)延遲量取得單元，該點(diǎn)火正時(shí)延遲量取得單元在實(shí)際的點(diǎn)火正時(shí)相對于 通常點(diǎn)火正時(shí)延遲了的情況下，取得該點(diǎn)火正時(shí)延遲量，上述壓縮機(jī)模型修正單元包含把上述點(diǎn)火正時(shí)延遲量作為上述參數(shù)來修正上述時(shí)間 常數(shù)的單元。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于，提供能夠精度良好地判定有無向具備了增壓器的內(nèi)燃機(jī)中的排氣通路吹過新空氣的內(nèi)燃機(jī)控制裝置。本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)控制裝置具備增壓器；檢測或估計(jì)進(jìn)氣管壓力的進(jìn)氣管壓力取得單元；使進(jìn)氣門的氣門正時(shí)可變的進(jìn)氣可變動(dòng)氣門裝置；使排氣門的氣門正時(shí)可變的排氣可變動(dòng)氣門裝置；存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)與基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力有關(guān)的信息，該基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力是依賴于進(jìn)氣門的氣門正時(shí)且不依賴于排氣門的氣門正時(shí)的值；取得與進(jìn)氣門的氣門正時(shí)相對應(yīng)的基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力的基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力取得單元；基于把上述進(jìn)氣管壓力和上述基準(zhǔn)進(jìn)氣管壓力進(jìn)行比較的結(jié)果判定有無新空氣向排氣側(cè)吹過的吹過判定單元。
文檔編號(hào)F02D23/02GK102124199SQ20098012325
公開日2011年7月13日 申請日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者勝俁真知子 申請人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社