專利名稱：內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備控制內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)， 該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)設(shè)置有增壓器，該增壓器具有壓縮進(jìn)氣通道內(nèi)的空氣的壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
為了使得供給到燃料燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸的燃料-空氣混合物的空燃比等于目標(biāo) 空燃比，必須精確地估算引入氣缸的空氣量(稱為缸內(nèi)空氣量)。然而，例如為了提高內(nèi)燃機(jī)的最大輸出，可以在內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)中安裝增壓器。 在這種情況下，進(jìn)氣通道內(nèi)的空氣由增壓器壓縮。從而，節(jié)氣門上游的空氣的壓力和溫度與 大氣壓力和溫度相比突然改變。從而，在設(shè)置有增壓器的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的情況下，與自然進(jìn)氣 的情況相比，更難精確地估算缸內(nèi)空氣量。從而，先前已經(jīng)提出了多種設(shè)備用于高精度地估算該類型的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中的缸內(nèi) 空氣量(例如參見(jiàn)日本專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2006-22763 (JP-A-2006-22763)、日本專利申請(qǐng)公 開(kāi) No. 2006-70881 (JP-A-2006-70881)以及日本專利申請(qǐng)公開(kāi) No. 2006-194107 (JP-A-2006 -194107))?，F(xiàn)有技術(shù)中的這些設(shè)備基于多種元件的模型和進(jìn)氣系統(tǒng)中的氣體的行為估算增 壓壓力，然后基于增壓壓力的該估算值來(lái)估算缸內(nèi)空氣量。例如，在JP-A-2006-22763中所披露的配置中，從排氣參數(shù)和渦輪模型來(lái)計(jì)算渦 輪功率。然后，從所計(jì)算出的渦輪功率和壓縮機(jī)模型來(lái)計(jì)算增壓壓力。排氣參數(shù)(包括諸如排氣渦輪的溫度的參數(shù))根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)在寬范圍內(nèi)變 化。從而，基于使用傳感器的測(cè)量和計(jì)算難以精確地估算排氣參數(shù)。因此，在使用排氣系統(tǒng) 的特性的現(xiàn)有技術(shù)的配置中(諸如，在JP-A-2006-22763所披露的配置中)，很難精確地估 算增壓壓力和缸內(nèi)空氣量。另外，在排氣系統(tǒng)中提供傳感器來(lái)獲取排氣溫度和渦輪轉(zhuǎn)速(其等于壓縮機(jī)轉(zhuǎn) 速)導(dǎo)致增大的成本。從而，在使用排氣參數(shù)的測(cè)量和估算的相關(guān)技術(shù)的設(shè)備中(諸如， JP-A-2006-22763所披露的設(shè)備中)，很難用便宜的設(shè)備配置來(lái)精確地控制該類型的內(nèi)燃 機(jī)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，其能夠更加精確地估算設(shè)置有增壓器的 內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中的缸內(nèi)空氣量。另外，本發(fā)明提供了一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，其能夠使用便 宜的設(shè)備配置來(lái)更精確地控制設(shè)置有增壓器的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)。作為本發(fā)明的應(yīng)用目標(biāo)的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)設(shè)置有內(nèi)燃機(jī)、進(jìn)氣通道、進(jìn)氣門以及增壓
O進(jìn)氣通道連接至設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)中的氣缸。進(jìn)氣門設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)中，以打開(kāi)和關(guān)閉 進(jìn)氣口。該進(jìn)氣口是在進(jìn)氣通道中連接至氣缸的部分。
節(jié)氣門能夠安裝在內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中的進(jìn)氣通道中。該節(jié)氣門被構(gòu)成為能夠調(diào)節(jié)進(jìn)氣 通道中的流道橫截面積。增壓器具有壓縮機(jī)。該壓縮機(jī)在比進(jìn)氣門更上游處安裝在進(jìn)氣通道中(在安裝節(jié) 氣門的情況下，在比節(jié)氣門更上游處)。該壓縮機(jī)被構(gòu)成為壓縮進(jìn)氣通道中的空氣。本發(fā)明的第一方面是控制具有上述配置的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備，并且其特征在于， 設(shè)置有以下描述的缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算裝置和壓縮機(jī)流出流量計(jì)算裝置。缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算裝置使用表示進(jìn)氣系統(tǒng)的狀態(tài)的參數(shù)和空氣模型來(lái)計(jì)算 缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量。在此，進(jìn)氣通道和進(jìn)氣門包括在進(jìn)氣系統(tǒng)中。節(jié)氣門也能夠包括在進(jìn) 氣系統(tǒng)中。缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量是流入氣缸的空氣的流量?？諝饽Ｐ褪腔谂c進(jìn)氣系統(tǒng)中的 空氣的行為相關(guān)的物理定律(包括熱力學(xué)定律和流體動(dòng)力學(xué)定律，諸如，能量守恒定律、動(dòng) 量守恒定律和質(zhì)量守恒定律)構(gòu)建的計(jì)算模型。缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算裝置使用例如為空氣模型的進(jìn)氣門模型來(lái)計(jì)算缸內(nèi)進(jìn)入 空氣流量。在此，進(jìn)氣門模型是基于與進(jìn)氣門周圍的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì) 算模型。壓縮機(jī)流出流量計(jì)算裝置基于規(guī)定關(guān)系和由缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算裝置計(jì)算的 缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量的值來(lái)計(jì)算壓縮機(jī)流出流量。在此，規(guī)定關(guān)系是在內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行 期間缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量與增壓壓力之間的關(guān)系。該增壓壓力是與由壓縮機(jī)壓縮的空氣的壓 力對(duì)應(yīng)的值，并且更具體地，是在增壓器的出口處的空氣壓力，或者是該壓力與壓縮機(jī)的上 游側(cè)上的空氣壓力(諸如，大氣壓力)之間的差或比率。另外，壓縮機(jī)流出流量是從壓縮機(jī) 流出的空氣的流量。該壓縮機(jī)流出流量計(jì)算裝置還可以通過(guò)基于上述關(guān)系和由缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì) 算裝置計(jì)算出的缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量的值以該暫定增壓壓力的形式獲取增壓壓力的暫定值、 基于暫定增壓壓力計(jì)算壓縮機(jī)流出流量?？商鎿Q地，壓縮機(jī)流出流量計(jì)算裝置可以通過(guò)基于上述關(guān)系和由缸內(nèi)進(jìn)入空氣流 量計(jì)算裝置計(jì)算的缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量的值計(jì)算壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，基于壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的計(jì)算值，計(jì) 算壓縮機(jī)流出流量。內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備能夠進(jìn)一步設(shè)置有節(jié)氣通道空氣流量計(jì)算裝置和增壓壓力 計(jì)算裝置。節(jié)氣通道空氣流量計(jì)算裝置使用節(jié)氣模型，基于節(jié)氣門開(kāi)度，以節(jié)氣通道空氣流 量的形式計(jì)算節(jié)氣門中的空氣的流量。在此，節(jié)氣模型是基于與節(jié)氣門中的空氣的行為相 關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型。增壓壓力計(jì)算裝置使用中冷器模型，基于由節(jié)氣通道空氣流量計(jì)算單元計(jì)算的節(jié) 氣通道空氣流量，計(jì)算增壓壓力。在此，中冷器模型是基于與中冷器中的空氣的行為相關(guān)的 物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型。該中冷器安裝在壓縮機(jī)和節(jié)氣門之間，并且冷卻從壓縮機(jī)中流 出的空氣。在這種情況下，缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算裝置使用進(jìn)氣門模型，基于由節(jié)氣通道空 氣流量計(jì)算裝置計(jì)算的節(jié)氣通道空氣流量，計(jì)算缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量。另外，壓縮機(jī)流出流量計(jì)算裝置基于上述關(guān)系和由缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算裝置計(jì) 算的缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量的值，獲取暫定增壓壓力。壓縮機(jī)流出流量計(jì)算裝置基于暫定增壓壓力和由增壓壓力計(jì)算裝置計(jì)算的增壓壓力的值，來(lái)計(jì)算壓縮機(jī)流出流量。更特別地，壓縮機(jī)流出流量計(jì)算裝置可以通過(guò)例如基于增壓壓力的計(jì)算值和暫定 增壓壓力之間的差獲取壓縮機(jī)流出流量校正值，然后利用該壓縮機(jī)流出流量校正值來(lái)校正 缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量的計(jì)算值，來(lái)計(jì)算壓縮機(jī)流出流量。內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備可以進(jìn)一步設(shè)置有進(jìn)氣管內(nèi)部狀態(tài)計(jì)算裝置。該進(jìn)氣管內(nèi)部 狀態(tài)計(jì)算裝置使用進(jìn)氣管模型，基于由節(jié)氣通道空氣流量計(jì)算裝置計(jì)算的節(jié)氣通道空氣流 量，計(jì)算進(jìn)氣管內(nèi)部壓力和進(jìn)氣管內(nèi)部溫度。在此，進(jìn)氣管模型是基于與比節(jié)氣門更下游的 進(jìn)氣通道的一部分中的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型。另外，進(jìn)氣管內(nèi)部壓 力和進(jìn)氣管內(nèi)部溫度是在進(jìn)氣通道的該部分處的空氣的壓力和溫度。在這種情況下，缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算裝置使用進(jìn)氣門模型，基于由進(jìn)氣管內(nèi)部 狀態(tài)計(jì)算裝置計(jì)算的進(jìn)氣管內(nèi)部壓力和進(jìn)氣管內(nèi)部溫度的值，來(lái)計(jì)算缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量。內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備可以進(jìn)一步設(shè)置有響應(yīng)度反映裝置。該響應(yīng)度反映裝置以由 壓縮機(jī)流出流量計(jì)算裝置計(jì)算的壓縮機(jī)流出流量的值反映增壓器的響應(yīng)延遲。更特別地，響應(yīng)度反映裝置以由缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算裝置計(jì)算的缸內(nèi)進(jìn)入空氣 流量的值(其是用作通過(guò)壓縮機(jī)流出流量計(jì)算裝置計(jì)算壓縮機(jī)流出流量的基礎(chǔ)的值)反映 增壓器的響應(yīng)延遲。作為進(jìn)行多種學(xué)習(xí)的結(jié)果，本發(fā)明的發(fā)明人獲得了以下所述的發(fā)現(xiàn)。當(dāng)單獨(dú)考慮增壓器時(shí)，壓縮機(jī)流出流量和增壓壓力之間的關(guān)系根據(jù)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速以 多種方式改變。也就是說(shuō)，在恒定壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的情況下，表示壓縮機(jī)流出流量和增壓壓力之 間的關(guān)系的曲線圖為單一曲線的形式(朝原點(diǎn)的方向開(kāi)口的基本橢圓的弧)。當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn) 速改變時(shí)，曲線的形狀改變并且其位置移動(dòng)。另一方面，在設(shè)置有增壓器的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中，增壓壓力可以表示為在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期 間的壓縮機(jī)流出流量的函數(shù)。也就是說(shuō)，表示這些參數(shù)之間關(guān)系的曲線圖為沿著上述移動(dòng) 的方向的規(guī)定單一曲線的形式，而不管壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速如何。從而，本發(fā)明的第一方面的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備使用進(jìn)氣系統(tǒng)的上述參數(shù)(諸 如，節(jié)氣門開(kāi)度)和空氣模型計(jì)算缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量，并且基于該計(jì)算值和先前描述的規(guī) 定關(guān)系計(jì)算壓縮機(jī)流出流量。如此，在本發(fā)明的第一方面的配置中，使用進(jìn)氣系統(tǒng)的上述參數(shù)來(lái)計(jì)算壓縮機(jī)流 出流量，可以比排氣系統(tǒng)的參數(shù)更精確地獲取(測(cè)量或計(jì)算)上述參數(shù)。從而，根據(jù)該配置， 通過(guò)使用壓縮機(jī)流出流量可以更精確地估算缸內(nèi)空氣量。另外，在增壓器響應(yīng)延遲不能被忽略的情況下，可以通過(guò)以壓縮機(jī)流出流量的計(jì) 算值反映(并且更特別地，通過(guò)例如以缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量的計(jì)算值(其用作計(jì)算壓縮機(jī)流 出流量的基礎(chǔ))反映)響應(yīng)延遲，來(lái)順利地補(bǔ)償響應(yīng)延遲。在本發(fā)明的第二方面中，作為本發(fā)明的應(yīng)用目標(biāo)的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)設(shè)置有內(nèi)燃機(jī)、進(jìn) 氣通道、節(jié)氣門和增壓器。另外，該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)可以進(jìn)一步設(shè)置有中冷器。進(jìn)氣通道連接至設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)中的氣缸。另外，進(jìn)氣門設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)中。該進(jìn)氣 門打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)氣口，該進(jìn)氣口是連接至氣缸的進(jìn)氣通道的一部分。節(jié)氣門安裝在進(jìn)氣通 道中，并且被構(gòu)成為能夠調(diào)節(jié)進(jìn)氣通道中的流道橫截面積。增壓器具有壓縮機(jī)。該壓縮機(jī)被構(gòu)成為在比進(jìn)氣通道中的節(jié)氣門更上游處壓縮進(jìn)氣通道內(nèi)的空氣。中冷器安裝在壓縮機(jī)和節(jié)氣門之間，并且冷卻從壓縮機(jī)流出的空氣。本發(fā)明的第二方面是控制具有上述配置的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備，并且其特征在于， 設(shè)置有缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量獲取裝置、增壓壓力獲取裝置、暫定進(jìn)入空氣量獲取裝置以及壓 縮機(jī)轉(zhuǎn)速估算裝置。本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備可以進(jìn)一步設(shè)置有暫定缸內(nèi)進(jìn)入空氣流 量獲取裝置、暫定增壓壓力獲取裝置和壓縮機(jī)流出流量獲取裝置。術(shù)語(yǔ)“獲取”還可以被看 作計(jì)算或估算。缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量獲取裝置使用基于與進(jìn)氣系統(tǒng)(包括進(jìn)氣通道、節(jié)氣門、壓縮 機(jī)和進(jìn)氣門；以下具有相同意義)中的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型，獲取 缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量(進(jìn)入氣缸的空氣的流量；以下具有相同意義)。增壓壓力獲取裝置使用基于與進(jìn)氣系統(tǒng)中的空氣的行為相關(guān)的其他物理定律 (可以包括上述物理定律中的一部分)構(gòu)建的另一計(jì)算模型(可以包括上述計(jì)算模型中的 一部分)，獲取增壓壓力(與由壓縮機(jī)壓縮的空氣的壓力相對(duì)應(yīng)的值；以下具有相同意義)。暫定進(jìn)入空氣量獲取裝置基于進(jìn)氣量-增壓壓力穩(wěn)態(tài)關(guān)系(在內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中穩(wěn)態(tài) 運(yùn)行期間，缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量和增壓壓力之間的關(guān)系；以下具有相同意義)和由增壓壓力 獲取裝置獲取的增壓壓力的值，獲取暫定進(jìn)入空氣量(假設(shè)在上述穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間，增壓壓 力與增壓壓力獲取值相一致的情況下的缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量；以下具有相同意義)。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速估算裝置基于進(jìn)氣量-轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)關(guān)系(在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間的缸內(nèi)進(jìn)入空 氣流量和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系；以下具有相同意義)和由缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量獲取裝置獲 取的缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量、以及暫定進(jìn)入空氣量，估算壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速。暫定缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量獲取裝置基于由壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速估算裝置估算的轉(zhuǎn)速估算值 和進(jìn)氣量-轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)關(guān)系來(lái)獲取暫定缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量(假設(shè)在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間，壓縮機(jī)轉(zhuǎn) 速與轉(zhuǎn)速估算值相一致的情況下的缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量；以下具有相同意義)。暫定增壓壓力獲取裝置基于進(jìn)入空氣-轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)關(guān)系和暫定缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量 來(lái)計(jì)算暫定增壓壓力(增壓壓力的暫定值；以下具有相同意義)。壓縮機(jī)流出流量獲取裝置基于暫定缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量、暫定增壓壓力以及增壓壓 力獲取值來(lái)獲取壓縮機(jī)流出流量(從壓縮機(jī)流出的空氣的流量；以下具有相同意義)。在此，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速估算裝置可以設(shè)置有第一暫定轉(zhuǎn)速獲取裝置、第二暫定轉(zhuǎn)速獲 取裝置和轉(zhuǎn)速估算值獲取裝置。第一暫定轉(zhuǎn)速獲取裝置基于由缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量獲取裝置獲取的缸內(nèi)進(jìn)入空氣 流量和進(jìn)氣量-轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)關(guān)系，獲取第一暫定轉(zhuǎn)速，該第一暫定轉(zhuǎn)速是壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的暫定 值。第二暫定轉(zhuǎn)速獲取裝置基于暫定進(jìn)入空氣量和進(jìn)入空氣-轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)關(guān)系，獲取第 二暫定轉(zhuǎn)速，該第二暫定轉(zhuǎn)速是壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的另一暫定值。轉(zhuǎn)速估算值獲取裝置通過(guò)基于第一暫定轉(zhuǎn)速和第二暫定轉(zhuǎn)速估算壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的 瞬時(shí)改變，來(lái)獲取壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的估算值。在這種情況下，壓縮機(jī)流出流量獲取裝置可以通過(guò)利用校正值校正暫定缸內(nèi)進(jìn)入 空氣流量來(lái)計(jì)算壓縮機(jī)流出流量，從由基于暫定增壓壓力和增壓壓力獲取值之間的差和暫 定缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量確定的系數(shù)和該差的乘積計(jì)算該校正值。另一方面，缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量獲取裝置可以設(shè)置有節(jié)氣通道空氣流量獲取裝置和進(jìn)氣管內(nèi)部狀態(tài)獲取裝置。節(jié)氣通道空氣流量獲取裝置使用節(jié)氣模型(基于與節(jié)氣門中的空氣的行為相關(guān) 的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型；以下具有相同意義)，基于節(jié)氣門的開(kāi)度，獲取節(jié)氣通道空氣 流量(節(jié)氣門中的空氣的流量；以下具有相同意義)。進(jìn)氣管內(nèi)部狀態(tài)獲取裝置使用進(jìn)氣管模型(基于與在比節(jié)氣門更下游的進(jìn)氣通 道的一部分中的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型；以下具有相同意義)，基于 節(jié)氣通道空氣流量，獲取進(jìn)氣管內(nèi)部壓力和進(jìn)氣管內(nèi)部溫度，其為該部分中的空氣的壓力 和溫度。在這種情況下，缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量獲取裝置使用進(jìn)氣門模型(基于與進(jìn)氣門周圍 的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型；以下具有相同意義)，基于進(jìn)氣管內(nèi)部壓 力和進(jìn)氣管內(nèi)部溫度，獲取缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量。另外，增壓壓力獲取裝置可以使用中冷器模型(基于與中冷器中的空氣的行為相 關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型；以下具有相同意義)，基于由節(jié)氣通道空氣流量獲取裝置 獲取的節(jié)氣通道空氣流量，獲取增壓壓力。而且，上述參數(shù)(諸如，轉(zhuǎn)速、壓力和流量)中的每個(gè)都可以用與其等價(jià)的其他參 數(shù)代替。例如，這些其他等價(jià)參數(shù)可以用來(lái)代替缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量或增壓壓力。另外，“轉(zhuǎn) 速”可以用來(lái)代替壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速(每單位時(shí)間)。通常，當(dāng)僅單獨(dú)考慮增壓器時(shí)，壓縮機(jī)流出流量和增壓壓力之間的關(guān)系根據(jù)壓縮 機(jī)轉(zhuǎn)速以多種方式改變。也就是說(shuō)，在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速恒定的情況下，壓縮機(jī)流出流量和增壓壓力之間的關(guān)系 為單一曲線的形式，該單一曲線為朝原點(diǎn)方向開(kāi)口的橢圓弧的形狀(以下稱為“壓縮機(jī)特 征曲線”)。該壓縮機(jī)特征曲線的形狀和位置根據(jù)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速而改變。更特別地，當(dāng)壓縮機(jī) 轉(zhuǎn)速增大時(shí)，壓縮機(jī)特征曲線向外(離開(kāi)原點(diǎn)的方向)移動(dòng)。與不同壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的多 條壓縮機(jī)特征曲線以基本同心橢圓弧的形式布置。在此，作為進(jìn)行多方面學(xué)習(xí)的結(jié)果，本發(fā)明的發(fā)明人獲得了以下所述的發(fā)現(xiàn)。(1)在設(shè)置有上述增壓器的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中的上述穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間(在該時(shí)間期間 內(nèi)，壓縮機(jī)流出流量與缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量相一致)，增壓壓力被表示為壓縮機(jī)流出流量的函 數(shù)。也就是說(shuō)，在設(shè)置有增壓器的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間，增壓壓力和壓縮機(jī)流 出流量之間的關(guān)系(上述進(jìn)氣量-增壓壓力穩(wěn)態(tài)關(guān)系)為單一曲線的形式，該單一曲線與 以先前描述的基本同心的橢圓弧形式布置的多條壓縮機(jī)特征曲線均交叉一次(以下稱為 “進(jìn)氣量-增壓壓力穩(wěn)態(tài)曲線”)。在該進(jìn)氣量-增壓壓力穩(wěn)態(tài)曲線上的單個(gè)特定點(diǎn)表示用于滿足上述穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的 條件的特定運(yùn)行狀態(tài)的壓縮機(jī)流出流量(即，缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量)和增壓壓力。該運(yùn)行狀 態(tài)期間的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速被唯一確定。也就是說(shuō)，進(jìn)氣量-增壓壓力穩(wěn)態(tài)曲線上的單個(gè)特定點(diǎn) 是與上述特定運(yùn)行狀態(tài)下的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的單條壓縮機(jī)特征曲線和進(jìn)氣量-增壓壓 力穩(wěn)態(tài)曲線之間的交叉點(diǎn)。從而，如果能夠精確地估算壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，則可以指定在與該估算值對(duì)應(yīng)的特定運(yùn) 行狀態(tài)期間的增壓壓力和缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量(即，暫定增壓壓力和暫定缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量)。其使用使得能夠精確地控制設(shè)置有增壓器的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)。也就是說(shuō)，可以通過(guò)基于該運(yùn)行狀態(tài)從穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的偏移而校正暫定缸內(nèi)進(jìn)入空氣 流量，來(lái)精確地獲取在不滿足上述穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的條件的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)期間的實(shí)際壓縮機(jī)流出流量。更特別地，通過(guò)用校正值來(lái)校正暫定缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量來(lái)計(jì)算壓縮機(jī)流出流量， 從基于暫定增壓壓力和增壓壓力獲取值之間的差和暫定增壓壓力確定的系數(shù)與該差的乘 積計(jì)算該校正值。然后，可以基于該計(jì)算值精確地估算實(shí)際的缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量。(2)在設(shè)置有增壓器的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中不能忽略增壓器的響應(yīng)延遲?？紤]用壓縮機(jī) 轉(zhuǎn)速的瞬時(shí)變化來(lái)有力地校正該響應(yīng)延遲?？梢杂脗鞲衅鱽?lái)直接測(cè)量該壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速。然而，在內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中安裝壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速 傳感器增大了設(shè)備成本。從而，在考慮該響應(yīng)延遲的同時(shí)精確地估算壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速使得可以 在不增大設(shè)備成本的情況下，考慮該響應(yīng)延遲而執(zhí)行適當(dāng)?shù)目刂啤．?dāng)考慮該響應(yīng)延遲時(shí)，可以假設(shè)與當(dāng)前實(shí)際壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣量-增壓壓力 穩(wěn)態(tài)曲線上的點(diǎn)(即，上述交叉點(diǎn))位于與當(dāng)前缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量對(duì)應(yīng)的第一個(gè)點(diǎn)和與當(dāng) 前增壓壓力獲取值對(duì)應(yīng)的第二個(gè)點(diǎn)之間。在此，在設(shè)置有增壓器的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速被表示為進(jìn)氣 通道中的進(jìn)入空氣的質(zhì)量流量(為進(jìn)入空氣量的形式)的函數(shù)(進(jìn)氣量-轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)關(guān)系)。 此時(shí)，進(jìn)入空氣量和缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量相一致。另外，表示進(jìn)氣量-轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)關(guān)系的曲線將 被稱為“進(jìn)氣量-轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)曲線”。從而，可以假設(shè)在進(jìn)氣量-轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)曲線上與當(dāng)前實(shí)際壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位于 與當(dāng)前缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量對(duì)應(yīng)的第一個(gè)點(diǎn)和與根據(jù)當(dāng)前增壓壓力獲取值和進(jìn)氣量-增壓 壓力穩(wěn)態(tài)曲線獲取的暫定進(jìn)入空氣量對(duì)應(yīng)的第二個(gè)點(diǎn)之間。然后，可以基于其來(lái)精確地估 算當(dāng)前實(shí)際壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速。更特別地，基于例如由缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量獲取裝置獲取的缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量和進(jìn) 氣量-轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)關(guān)系來(lái)獲取第一暫定轉(zhuǎn)速。另外，基于暫定進(jìn)入空氣量和進(jìn)氣量-轉(zhuǎn)速穩(wěn) 態(tài)關(guān)系來(lái)獲取第二暫定轉(zhuǎn)速。然后，通過(guò)基于第一暫定轉(zhuǎn)速和第二暫定轉(zhuǎn)速估算壓縮機(jī)轉(zhuǎn) 速的瞬時(shí)變化，來(lái)獲取壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的估算值。根據(jù)設(shè)置有上述配置的本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，通過(guò)使用進(jìn)氣參數(shù)(表示 進(jìn)氣系統(tǒng)的狀態(tài)的參數(shù))，可以精確地估算壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速同時(shí)考慮響應(yīng)延遲，該進(jìn)氣參數(shù)可以 比排氣參數(shù)更精確地獲得(測(cè)量或計(jì)算)。從而，根據(jù)本發(fā)明的第二方面，設(shè)置有增壓器的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)可以用便宜的設(shè)備配 置被更精確地控制。在上述第一和第二方面，可以采用以下配置，其中，當(dāng)在進(jìn)氣沖程期間實(shí)際吸入氣 缸的空氣量被指定為缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的實(shí)際值時(shí)，當(dāng)從缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的計(jì)算開(kāi)始時(shí)起已 經(jīng)經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間量時(shí)的缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的實(shí)際值被計(jì)算為缸內(nèi)進(jìn)入空氣量計(jì)算開(kāi)始時(shí)的 缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的預(yù)測(cè)值，缸內(nèi)進(jìn)入空氣量計(jì)算開(kāi)始時(shí)的缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的預(yù)測(cè)值和缸內(nèi) 進(jìn)入空氣量的實(shí)際值之間的差被計(jì)算為缸內(nèi)進(jìn)入空氣量計(jì)算開(kāi)始時(shí)的缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的 變化預(yù)測(cè)值，并且當(dāng)缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的變化預(yù)測(cè)值大于預(yù)定的變化預(yù)測(cè)值時(shí)，根據(jù)缸內(nèi)進(jìn) 入空氣量的變化預(yù)測(cè)值來(lái)校正缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的計(jì)算值，并且基于校正過(guò)的缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的計(jì)算值來(lái)控制內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行。在這種情況下，當(dāng)在缸內(nèi)進(jìn)入空氣量計(jì)算開(kāi)始時(shí)的節(jié)氣門的開(kāi)度與缸內(nèi)進(jìn)入空氣 量計(jì)算開(kāi)始時(shí)的目標(biāo)節(jié)氣門開(kāi)度之間的差大于預(yù)定開(kāi)度差時(shí)，缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的變化預(yù)測(cè) 值可以被確定為大于預(yù)定變化預(yù)測(cè)值。而且，可以采用以下配置，其中，當(dāng)節(jié)氣門下游處的進(jìn)氣通道中的壓力被指定為節(jié) 氣門下游壓力時(shí)，當(dāng)從缸內(nèi)進(jìn)入空氣量計(jì)算開(kāi)始時(shí)起已經(jīng)經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間量時(shí)的節(jié)氣門下游 壓力被計(jì)算為缸內(nèi)進(jìn)入空氣量計(jì)算開(kāi)始時(shí)的節(jié)氣門下游壓力的預(yù)測(cè)值時(shí)，缸內(nèi)進(jìn)入空氣量 計(jì)算開(kāi)始時(shí)的節(jié)氣門下游壓力的預(yù)測(cè)值與節(jié)氣門下游壓力之間的差被計(jì)算為缸內(nèi)進(jìn)入空 氣量計(jì)算開(kāi)始時(shí)的節(jié)氣門下游壓力的變化量，并且當(dāng)節(jié)氣門下游壓力的變化量大于預(yù)定壓 力變化時(shí)，缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的變化預(yù)測(cè)值被確定為大于預(yù)定變化預(yù)測(cè)值。另外，可以采用以下配置，其中，當(dāng)缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的變化預(yù)測(cè)值被確定為大于預(yù) 定變化預(yù)測(cè)值，并且缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的變化預(yù)測(cè)值被確定為增大得多于預(yù)定變化預(yù)測(cè)值 時(shí)，缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的計(jì)算值被校正以增大；另一方面，當(dāng)缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的變化預(yù)測(cè)值被 確定為大于預(yù)定變化預(yù)測(cè)值，并且缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的變化預(yù)測(cè)值被確定為減小得多于預(yù)定 變化預(yù)測(cè)值時(shí)，缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的計(jì)算值被校正以減小。另外，可以以預(yù)定時(shí)間間隔執(zhí)行缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的計(jì)算，并且預(yù)定時(shí)間量可以等 于預(yù)定時(shí)間間隔。另外，預(yù)定時(shí)間量可以等于從缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的計(jì)算開(kāi)始時(shí)起直到通過(guò)計(jì)算缸內(nèi) 進(jìn)入空氣量獲得的缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的計(jì)算值被用于內(nèi)燃機(jī)的控制操作為止的時(shí)間。因?yàn)楫?dāng)缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的計(jì)算開(kāi)始之后的缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的實(shí)際變化量相當(dāng)大 時(shí)，根據(jù)缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的變化量校正缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的計(jì)算值，所以缸內(nèi)進(jìn)入空氣量被 計(jì)算，該缸內(nèi)進(jìn)入空氣量與實(shí)際缸內(nèi)進(jìn)入空氣量相一致，或者與沒(méi)有進(jìn)行校正的缸內(nèi)進(jìn)入 空氣量的計(jì)算值相比，該缸內(nèi)進(jìn)入空氣量至少更接近實(shí)際缸內(nèi)進(jìn)入空氣量。另外，作為根據(jù)缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的變化量校正缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的計(jì)算值，直到缸 內(nèi)空氣量的計(jì)算值被用于內(nèi)燃機(jī)的控制操作為止的結(jié)果，缸內(nèi)進(jìn)入空氣量被計(jì)算，該缸內(nèi) 進(jìn)入空氣量與當(dāng)它用于內(nèi)燃機(jī)的控制操作時(shí)的實(shí)際缸內(nèi)進(jìn)入空氣量相一致，或者與未進(jìn)行 校正的缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的計(jì)算值相比，該缸內(nèi)進(jìn)入空氣量至少更接近實(shí)際缸內(nèi)進(jìn)入空氣 量。


將參考附圖，在本發(fā)明的示例性實(shí)施例的以下詳細(xì)描述中描述本發(fā)明的特征、優(yōu) 點(diǎn)、和技術(shù)以及產(chǎn)業(yè)意義，其中，相同數(shù)字表示相同元件，并且其中圖1是示意性地示出應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的總體配置的圖；圖2是圖1中所示的控制設(shè)備的功能框圖；圖3是示出由圖1中所示的中央處理單元(CPU)參考的圖表的圖，該圖表限定了 加速度踏板壓下量和目標(biāo)節(jié)氣門開(kāi)度之間的關(guān)系；圖4是示出暫定目標(biāo)節(jié)氣門開(kāi)度、目標(biāo)節(jié)氣門開(kāi)度、以及預(yù)測(cè)節(jié)氣門開(kāi)度的變化 的時(shí)間圖；圖5是示出當(dāng)計(jì)算預(yù)測(cè)節(jié)氣門開(kāi)度時(shí)使用的函數(shù)的曲線圖6是示出由圖1中所示的CPU參考以獲取暫定增壓壓力和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的圖表的 圖，該圖表限定了中冷器內(nèi)部壓力、壓縮機(jī)流出空氣流量和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系；圖7是示出由圖1中所示的CPU參考以獲取暫定增壓壓力的圖表的圖，該圖表限 定了缸內(nèi)流入空氣流量和中冷器內(nèi)部壓力之間的關(guān)系；圖8是示出圖2中所示的壓縮機(jī)模型的配置的詳情的功能框圖；圖9是示出圖1中所示的CPU參考的圖表的示意圖，該圖表限定了壓縮機(jī)流出空 氣流量、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速和壓縮機(jī)效率之間的關(guān)系；圖10是示出由圖1中所示的CPU執(zhí)行的節(jié)氣門開(kāi)度估算程序的流程圖；圖11是示出由圖1中所示的CPU執(zhí)行的缸內(nèi)空氣量估算程序的流程圖；圖12是示出由圖1中所示的CPU執(zhí)行的節(jié)氣通道空氣流量程序的流程圖；圖13是示出第一時(shí)間點(diǎn)、規(guī)定時(shí)間間隔Δ t0、先前估算時(shí)間點(diǎn)tl和當(dāng)前估算時(shí)間 點(diǎn)t2之間的關(guān)系的示意圖；圖14是示出由圖1中所示的CPU執(zhí)行的用于估算壓縮機(jī)流出空氣流量和壓縮機(jī) 傳遞能量的程序的流程圖；圖15是示出圖8中所示的壓縮機(jī)模型的改變的功能框圖；圖16是示出僅用于圖1中單獨(dú)所示的增壓器的中冷器內(nèi)部壓力、壓縮機(jī)流出流量 和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系的曲線圖；圖17是示出限定圖1中所示的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中的進(jìn)氣量和增壓壓力之間的穩(wěn)態(tài)關(guān) 系的進(jìn)氣量-增壓壓力穩(wěn)態(tài)映射的示意圖；圖18是示出(i)限定圖1中所示的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中的進(jìn)氣量和轉(zhuǎn)速之間的穩(wěn)態(tài)關(guān) 系的進(jìn)氣量-轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)映射；以及(ii)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的瞬時(shí)改變的形式的示意圖；圖19是示出與獲取圖2中所示的壓縮機(jī)模型中的壓縮機(jī)流出流量相關(guān)的配置的 詳情的功能框圖；圖20是示出圖19中所示的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速估算單元的配置的詳情的功能框圖；圖21是示出由圖1中所示的CPU執(zhí)行的用于估算壓縮機(jī)流出空氣流量和壓縮機(jī) 傳遞能量的程序的流程圖；圖22是示出應(yīng)用本發(fā)明的控制設(shè)備的設(shè)置有增壓器的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的示意 圖；圖23是示出本發(fā)明的模型的功能的功能框圖；圖M是示出限定加速器踏板壓下量Accp和目標(biāo)節(jié)氣門開(kāi)度θ t之間的關(guān)系的映 射的示意圖；圖25是示出限定目標(biāo)節(jié)氣門開(kāi)度et和預(yù)測(cè)節(jié)氣門開(kāi)度ee之間的差Δ θ與函 數(shù)f(et，θ e)之間的關(guān)系的映射的示意圖；圖沈是示出限定節(jié)氣門開(kāi)度θ和乘積C(e) ·Α(Θ)之間的關(guān)系的映射的示意 圖；圖27是示出限定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(發(fā)動(dòng)機(jī)(NE)的轉(zhuǎn)數(shù))、進(jìn)氣門打開(kāi)和關(guān)閉定時(shí)(氣 門定時(shí)(VT))以及比例系數(shù)C之間的關(guān)系的映射的示意圖；圖觀是示出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ΝΕ、進(jìn)氣門打開(kāi)和關(guān)閉定時(shí)VT和值d之間的關(guān)系的映射 的示意圖四是示出壓力比Pm/Pi和節(jié)氣門通道空氣流量mt之間的關(guān)系的示意圖；圖30是示出壓力比Pm/Pi和節(jié)氣門通道空氣流量mt之間的關(guān)系的示意圖；圖31是示出進(jìn)氣管壓力Rii和值Φ (Pm/Pi)之間的關(guān)系的示意圖；圖32是示出限定進(jìn)氣管壓力Rn、節(jié)氣門開(kāi)度θ和值Φ (Pm/Pi)之間的關(guān)系的映 射的示意圖；圖33是示出用于根據(jù)電子控制節(jié)氣門模型Ml執(zhí)行算術(shù)操作的流程圖的實(shí)例的示 意圖；圖34是示出壓力比Pm/Pi、節(jié)氣門開(kāi)度θ和值Φ (Pm/Pi)之間的關(guān)系的映射的示 意圖；圖35是示出壓力比Pi/Pa、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速NC和壓縮機(jī)流出空氣流量mcm之間的關(guān)系 的示意圖；圖36是示出限定壓力比Pm/Pi、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速NC和壓縮機(jī)流出空氣流量mcm之間的 關(guān)系的映射的示意圖；圖37是示出壓縮機(jī)流出空氣流量mcm、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速NC和壓縮機(jī)效率η之間的關(guān) 系的示意圖；圖38示出限定壓縮機(jī)流出空氣流量mcm、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速NC和壓縮機(jī)效率η之間的 關(guān)系的映射的示意圖；圖39是示出中冷器壓力Pi、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速NC和壓縮機(jī)流出空氣流量mcm之間的關(guān) 系的示意圖；圖40是示出限定中冷器壓力Pi、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速NC和壓縮機(jī)流出空氣流量mcm之間 的關(guān)系的映射的示意圖；圖41是示出用于根據(jù)節(jié)氣模型M2、進(jìn)氣門模型M3、進(jìn)氣管模型M6、以及進(jìn)氣門模 型M7、壓縮機(jī)模型M4和中冷器模型M5執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算的流程圖的實(shí)例的示意圖；圖42是示出用于根據(jù)節(jié)氣模型M2、進(jìn)氣門模型M3、進(jìn)氣管模型M6、進(jìn)氣門模型 M7、壓縮機(jī)模型M4和中冷器模型M5執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算的流程圖的實(shí)例的示意圖；圖43是示出用于根據(jù)節(jié)氣模型M2、進(jìn)氣門模型M3、進(jìn)氣管模型M6、進(jìn)氣門模型 M7、壓縮機(jī)模型M4和中冷器模型M5執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算的流程圖的實(shí)例的示意圖；圖44是示出中冷器壓力Pi、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速NC和壓縮機(jī)流出空氣流量mcm之間的關(guān) 系的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下參考附圖提供本發(fā)明的實(shí)施例(被認(rèn)為是用于申請(qǐng)人在提出申請(qǐng)時(shí)實(shí)現(xiàn)本 發(fā)明的最佳模式的實(shí)施例)的解釋。而且，實(shí)施例的以下描述僅提供具體化本發(fā)明的實(shí)例所需的盡可能詳細(xì)的描述， 以滿足規(guī)則和規(guī)章要求的說(shuō)明書(shū)的描述要求(描述要求和用于使本發(fā)明實(shí)施的要求)。從 而，如將在以下所述的，本發(fā)明不以任何方式限于以下描述的實(shí)施例的具體配置，這完全是 常識(shí)。由于可以關(guān)于實(shí)施例作出的多種修改的插入妨礙了對(duì)實(shí)施例的解釋的一致理解，所 以在描述的最后概括地對(duì)多種修改進(jìn)行了描述?！磧?nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的配置〉
圖1是示意性地示出應(yīng)用本發(fā)明的第一實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)1的總體配置的示意 圖。該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)1設(shè)置有直列式多缸內(nèi)燃機(jī)2、進(jìn)氣/排氣系統(tǒng)3和控制設(shè)備4(在圖1 中，使用與氣缸的排列方向垂直的平面示出內(nèi)燃機(jī)2的橫截面圖)。以下提供內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)1 的每個(gè)部分的配置的更詳細(xì)解釋。<內(nèi)燃機(jī) > 首先提供內(nèi)燃機(jī)2的配置的解釋。氣缸體20a(包括下部箱體、油盤等)是與氣缸蓋20b —起組成內(nèi)燃機(jī)2的主要單 元部分(發(fā)動(dòng)機(jī)組)的部件。氣缸蓋20b被固定至氣缸體20a的上端。如先前描述的，多個(gè)氣缸21成排設(shè)置在氣缸體20a中?；钊?2可往復(fù)地容納在 氣缸21中。曲軸23被容納同時(shí)旋轉(zhuǎn)地支撐在氣缸21和活塞22之下。曲軸23通過(guò)連桿 24連接至活塞22，以基于活塞22的往復(fù)運(yùn)動(dòng)被旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動(dòng)。壓痕形成在氣缸蓋20b的底部表面(與氣缸體20a相對(duì)的表面)中。該壓痕設(shè)置 在與氣缸21的上端對(duì)應(yīng)的位置處。通過(guò)該壓痕內(nèi)的空間和活塞22的頂部表面之上的氣缸 蓋21內(nèi)的空間形成燃燒室CC。進(jìn)氣口 25和排氣口沈形式的氣體通道形成在氣缸蓋20b中，該氣體通道與燃燒 室CC連通。進(jìn)氣口 25與進(jìn)氣/排氣系統(tǒng)3的一部分構(gòu)成本發(fā)明的進(jìn)氣通道，并且用作在 進(jìn)氣通道中與氣缸21的連接部分。另外，用于打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)氣口 25和排氣口沈的配氣機(jī)構(gòu)27設(shè)置在氣缸蓋20b中。 該配氣機(jī)構(gòu)27設(shè)置有打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)氣口 25的進(jìn)氣門27a、打開(kāi)和關(guān)閉排氣口沈的排氣門 27b、以及用于使進(jìn)氣門27a和排氣門27b在規(guī)定時(shí)刻打開(kāi)和關(guān)閉的機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng) 進(jìn)氣門27a的進(jìn)氣凸輪軸、連續(xù)改變進(jìn)氣凸輪軸的相位角的可變進(jìn)氣定時(shí)設(shè)備27c、以及驅(qū) 動(dòng)排氣門27b的排氣凸輪軸27d。而且，在內(nèi)燃機(jī)2中安裝噴射器觀。噴射器觀被設(shè)置成將燃料噴射入進(jìn)氣口 25 中。<進(jìn)氣/排氣系統(tǒng) > 以下提供連接至內(nèi)燃機(jī)2的進(jìn)氣/排氣系統(tǒng)3的配置的解釋。進(jìn)氣歧管31連接至進(jìn)氣口 25。進(jìn)氣歧管31連接至穩(wěn)壓罐32。穩(wěn)壓罐32連接至 進(jìn)氣道33。也就是說(shuō)，本發(fā)明的進(jìn)氣通道由進(jìn)氣口 25、進(jìn)氣歧管31、穩(wěn)壓罐32以及進(jìn)氣道 33組成。中冷器34安裝在進(jìn)氣道33中。本實(shí)施例的中冷器34為空氣冷卻型的，并且通過(guò) 與外部空氣進(jìn)行熱交換來(lái)冷卻通過(guò)進(jìn)氣通道的空氣?？諝膺^(guò)濾器35在比中冷器34更上游 處安裝在進(jìn)氣道33中。節(jié)氣門36在進(jìn)氣道33中安裝在穩(wěn)壓罐32與中冷器34之間的位置處。節(jié)氣門36 被設(shè)置成改變進(jìn)氣通道中的流道橫截面積(開(kāi)口橫截面積)，并且由節(jié)氣門致動(dòng)器36a驅(qū) 動(dòng)。在本實(shí)施例中，節(jié)氣門致動(dòng)器36a是直流電動(dòng)機(jī)。該節(jié)氣門致動(dòng)器36a根據(jù)由隨后描 述的、由控制設(shè)備4實(shí)現(xiàn)的電子控制節(jié)氣門邏輯電路Al (參見(jiàn)圖2、生成和發(fā)送的驅(qū)動(dòng)信號(hào) 來(lái)運(yùn)行，使得實(shí)際節(jié)氣門開(kāi)度θ ta變?yōu)槟繕?biāo)節(jié)氣門開(kāi)度ett。另一方面，包括排氣歧管的排氣管37連接至排氣口 26。排氣凈化催化劑38安裝 在排氣管37中，該排氣管37與排氣口沈一起構(gòu)成排氣通道。另外，增壓器39設(shè)置在進(jìn)氣/排氣系統(tǒng)3中。本實(shí)施例中的增壓器39是所謂的 渦輪增壓器，并且設(shè)置有渦輪39a和壓縮機(jī)39b。渦輪39a在比排氣凈化催化劑38更上游處安裝在排氣管37中，并且由流過(guò)排氣管37的排氣旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動(dòng)。壓縮機(jī)39b在進(jìn)氣管33 中安裝在中冷器34和空氣過(guò)濾器35之間的位置(S卩，比節(jié)氣門36更上游處)。該壓縮機(jī) 39b通過(guò)伴隨渦輪39a的旋轉(zhuǎn)而被旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動(dòng)，來(lái)壓縮進(jìn)氣道33內(nèi)的空氣。<控制設(shè)備的設(shè)備配置 > 作為本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的控制 設(shè)備4被如下構(gòu)成，以控制內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)1的運(yùn)行?？刂圃O(shè)備4設(shè)置有電子控制單元(縮寫為“E⑶”)40。E⑶40設(shè)置有CPU 40a、只 讀存儲(chǔ)器(ROM) 40b、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 40c、備用RAM 40d、接口 40e和雙向總線40f。 CPU 40a、ROM 40b、RAM 40c、備用 RAM 40d 和接口 40e 由雙向總線 40f 互連。由CPU 40a執(zhí)行的例行程序(程序)以及當(dāng)執(zhí)行該例行程序時(shí)使用的圖表(映 射)、參數(shù)等預(yù)先存儲(chǔ)在ROM 40b中。RAM 40c能夠暫時(shí)存儲(chǔ)由CPU 40a執(zhí)行例行程序時(shí)所 需的數(shù)據(jù)。當(dāng)電源接通時(shí)，備用RAM 40d存儲(chǔ)當(dāng)由CPU 40a執(zhí)行程序時(shí)的數(shù)據(jù)，并且即使在 斷電之后也能夠保持所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。接口 40e電連接至以下將描述的多種類型傳感器，并且來(lái)自多種類型傳感器的信 號(hào)能夠發(fā)送至CPU 40a。另外，接口 40e電連接至、運(yùn)行部分，諸如噴射器觀和節(jié)氣門致動(dòng)器 36a，并且能夠?qū)⒂糜谶\(yùn)行這些運(yùn)行部分的控制信號(hào)從CPU 40a發(fā)送至這些運(yùn)行部分。艮P， ECU 40被構(gòu)成為接收來(lái)自上述傳感器中的每個(gè)的信號(hào)，并且基于根據(jù)那些信號(hào)由CPU 40a 執(zhí)行的算術(shù)處理的結(jié)果，將信號(hào)發(fā)送至每個(gè)運(yùn)行部分。<多種類型傳感器 > 壓力傳感器41、溫度傳感器42、凸輪位置傳感器43、曲柄位置 傳感器44、節(jié)氣門位置傳感器45和加速器壓下量傳感器46設(shè)置在本實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng) 1中。壓力傳感器41和溫度傳感器42在進(jìn)氣道33中安裝在空氣過(guò)濾器35和壓縮機(jī) 39b之間的位置處。壓力傳感器41以進(jìn)氣壓力1 的形式輸出表示壓縮機(jī)39b上游的進(jìn)氣 通道中的空氣的壓力的信號(hào)。溫度傳感器42以進(jìn)氣溫度Ta的形式輸出表示壓縮機(jī)39b上 游的進(jìn)氣通道中的空氣的溫度的信號(hào)。凸輪位置傳感器43生成信號(hào)(G2信號(hào))，該信號(hào)具有用于包括在可變進(jìn)氣定時(shí)設(shè) 備27c中的上述進(jìn)氣凸輪軸的每90°旋轉(zhuǎn)(即，對(duì)于曲軸23的每180°C旋轉(zhuǎn))的單脈沖。曲柄位置傳感器44被設(shè)置成與曲軸23相對(duì)。該曲柄位置傳感器44輸出具有與 曲軸23的旋轉(zhuǎn)角度對(duì)應(yīng)的脈沖的波形的信號(hào)(與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE對(duì)應(yīng)的信號(hào))。更特別地， 曲柄位置傳感器44輸出信號(hào)，該信號(hào)對(duì)于曲軸23的每10°旋轉(zhuǎn)具有窄寬度脈沖，并且對(duì)于 曲軸23的每360°旋轉(zhuǎn)具有寬寬度脈沖。節(jié)氣門位置傳感器45設(shè)置在與節(jié)氣門36對(duì)應(yīng)的位置處。該節(jié)氣門位置傳感器45 以節(jié)氣門開(kāi)度θ ta的形式輸出與節(jié)氣門36的旋轉(zhuǎn)相位對(duì)應(yīng)的信號(hào)。加速器壓下量傳感器46輸出表示由駕駛員操作的加速器踏板47的壓下量(加速 器踏板壓下量Accp)的信號(hào)。<控制設(shè)備的功能塊配置 > 圖2是圖1中所示的控制設(shè)備4的功能框圖。如圖2 所示，本實(shí)施例的控制設(shè)備4設(shè)置有上述電子控制節(jié)氣門邏輯電路Al、以及電子控制節(jié)氣 門模型Ml、節(jié)氣模型2、進(jìn)氣門模型M3、壓縮機(jī)模型M4、中冷器模型M5、進(jìn)氣管模型M6和進(jìn) 氣門模型M7。如隨后提供的詳細(xì)解釋所闡明的，在本實(shí)施例中，本發(fā)明的缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算裝置的主要部分由進(jìn)氣門模型M3實(shí)現(xiàn)。另外，在本實(shí)施例中，本發(fā)明的壓縮機(jī)流出流量 計(jì)算裝置的主要部分由壓縮機(jī)模型M4構(gòu)成。另外，在本實(shí)施例中，本發(fā)明的節(jié)氣通道空氣 流量計(jì)算裝置的主要部分由節(jié)氣模型M2構(gòu)成。另外，在本實(shí)施例中，本發(fā)明的增壓壓力計(jì) 算裝置的主要部分由中冷器模型M5構(gòu)成。而且，在該實(shí)施例中，本發(fā)明的進(jìn)氣管內(nèi)部狀態(tài) 計(jì)算裝置的主要部分由進(jìn)氣管模型M6構(gòu)成。〈每個(gè)框的功能〉以下提供圖2中所示的每個(gè)元件的功能和動(dòng)作的解 釋。而且，由于表示每個(gè)模型的公式的推導(dǎo)通?？捎?參見(jiàn)，例如，日本專利申請(qǐng)公開(kāi) No. 2001-41095 (JP-A-2001-41095)或日本專利申請(qǐng)公開(kāi) No. 2003-184613 (JP-A-2003-184 613))，所以在本描述中省略其詳細(xì)解釋。首先，提供缸內(nèi)空氣量的估算的概述的解釋。在本實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)2中，噴射器觀設(shè)置在比進(jìn)氣門27a更上游處。從而，燃料 必須在進(jìn)氣門27a關(guān)閉的時(shí)間(在進(jìn)氣沖程完成的時(shí)間)前噴射。從而，為了確定燃料噴 射量以使得形成在燃燒室CC中的燃料-空氣混合物的空燃比與目標(biāo)空燃比相一致，必需預(yù) 先估算當(dāng)節(jié)氣門27a關(guān)閉時(shí)的缸內(nèi)空氣量。從而，本實(shí)施例的控制設(shè)備4通過(guò)使用基于物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型，在相對(duì)于 當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的規(guī)定未來(lái)時(shí)間點(diǎn)，估算中冷器34內(nèi)的空氣(節(jié)氣門上游空氣)的壓力和溫 度，然后基于這些估算值估算規(guī)定未來(lái)時(shí)間點(diǎn)的缸內(nèi)空氣量。每個(gè)模型均由數(shù)值公式(還被稱為“通用公式”)表示，該數(shù)值公式基于物理定律 推導(dǎo)以表示在特定時(shí)間點(diǎn)的空氣的行為。通常，如果希望確定的值是用于該特定時(shí)間點(diǎn)的 值，則在該通用公式中使用的值(變量)必須都為在該特定時(shí)間點(diǎn)處的值。也就是說(shuō)，當(dāng)特 定模型由例如通用公式y(tǒng) = f(x)表示以確定在相對(duì)于當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的規(guī)定未來(lái)時(shí)間點(diǎn)處的 值y時(shí)，變量χ必須是未來(lái)時(shí)間點(diǎn)處的值。在此，如先前描述的，希望確定的缸內(nèi)空氣量是相對(duì)于當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的規(guī)定未來(lái)時(shí) 間點(diǎn)(算術(shù)處理時(shí)間點(diǎn))處的值。從而，要求在將在隨后描述的每個(gè)模型中使用的值，諸如， 節(jié)氣門開(kāi)度9t、進(jìn)氣壓力1 、進(jìn)氣溫度Ta、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE和節(jié)氣門27a的打開(kāi)定時(shí)(將被 稱為“節(jié)氣門定時(shí)VT”)，均為在相對(duì)于當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的規(guī)定未來(lái)時(shí)間點(diǎn)處的值。從而，本實(shí)施例的控制設(shè)備4通過(guò)從確定目標(biāo)節(jié)氣門開(kāi)度時(shí)的時(shí)間點(diǎn)延遲而控制 節(jié)氣門36(節(jié)氣門致動(dòng)器36a)，來(lái)估算在相對(duì)于當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的規(guī)定未來(lái)時(shí)間點(diǎn)處的節(jié)氣門 開(kāi)度9t。進(jìn)氣壓力Pa、進(jìn)氣溫度Ta、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE和進(jìn)氣門定時(shí)VT在從當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)到上 述規(guī)定時(shí)間點(diǎn)的短時(shí)間段內(nèi)自然不會(huì)改變很大。從而，控制設(shè)備4在上述通用公式中對(duì)于 規(guī)定時(shí)間點(diǎn)處的進(jìn)氣壓力Pa、進(jìn)氣溫度Ta、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE和進(jìn)氣門定時(shí)VT分別采用在當(dāng) 前時(shí)間點(diǎn)處的檢測(cè)值。如上所述，本實(shí)施例的控制設(shè)備4基于在該規(guī)定未來(lái)時(shí)間點(diǎn)處的節(jié)氣門開(kāi)度θ t 的估算值，基于在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)處的進(jìn)氣壓力Pa、進(jìn)氣溫度Ta、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE和進(jìn)氣門定時(shí) VT，以及基于每個(gè)模型，估算相對(duì)于當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的規(guī)定未來(lái)時(shí)間點(diǎn)處的缸內(nèi)空氣量。以下提供模型Ml至M7中的每個(gè)模型和邏輯電路Al的詳細(xì)解釋。<電子控制節(jié)氣門模型Ml和電子控制節(jié)氣門邏輯電路Al〉電子控制節(jié)氣門模型 Ml是如下的模型，該模型與電子控制節(jié)氣門邏輯電路Al協(xié)作，基于直到當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的加速器踏板壓下量Accp，估算直到當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)之后的第一時(shí)間點(diǎn)(從當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始已經(jīng)過(guò)延 遲時(shí)間(TD)(在本實(shí)例中為Mms)的時(shí)間點(diǎn))的節(jié)氣門開(kāi)度θ 。更具體地，基于圖3中所示的限定加速器踏板壓下量Accp和目標(biāo)節(jié)氣門開(kāi)度θ tt 之間的關(guān)系的圖表和由加速器壓下量傳感器46檢測(cè)的實(shí)際加速器踏板壓下量Accp，電子 控制節(jié)氣門邏輯電路Al在每個(gè)預(yù)定時(shí)間ATtl(在本實(shí)例中為aiis)處，以暫定目標(biāo)節(jié)氣門 開(kāi)度θ ttl的形式，確定暫定目標(biāo)節(jié)氣門開(kāi)度。另外，電子控制節(jié)氣門邏輯電路Al將所確定的暫定目標(biāo)節(jié)氣門開(kāi)度θ ttl設(shè)置為 在規(guī)定延遲時(shí)間TD之后的時(shí)間點(diǎn)(第一時(shí)間點(diǎn))處的目標(biāo)節(jié)氣門開(kāi)度ett，如圖4中的時(shí) 間圖所示。也就是說(shuō)，電子控制節(jié)氣門邏輯電路Al將規(guī)定延遲時(shí)間TD之前確定的暫定目 標(biāo)節(jié)氣門開(kāi)度θ ttl確定為當(dāng)前目標(biāo)節(jié)氣門開(kāi)度ett。然后，電子控制節(jié)氣門邏輯電路AI 將驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送至節(jié)氣門致動(dòng)器36a，使得當(dāng)前節(jié)氣門開(kāi)度θ ta變?yōu)楫?dāng)前目標(biāo)節(jié)氣門開(kāi)度 θ tt。然而，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)被從電子控制節(jié)氣門邏輯電路Al發(fā)送至節(jié)氣門致動(dòng)器36a時(shí)， 由于節(jié)氣門致動(dòng)器36a的運(yùn)行延遲、節(jié)氣門36的慣性等，實(shí)際節(jié)氣門開(kāi)度θ ta以特定的延 遲跟隨目標(biāo)節(jié)氣門開(kāi)度9tt。從而，電子控制節(jié)氣門模型Ml基于以下公式(1)估算(預(yù) 測(cè))在延遲時(shí)間TD之后的時(shí)間處的節(jié)氣門開(kāi)度(參見(jiàn)圖4)。θ te(k) = θ te(k-l) + ATtl · f( θ tt(k)，θ te(k-l))· · · (1)在該公式(1)中，0te(k)是在當(dāng)前算術(shù)處理時(shí)間點(diǎn)處新估算的預(yù)測(cè)節(jié)氣門開(kāi)度 0te, ett(k)是在當(dāng)前算術(shù)處理時(shí)間點(diǎn)處新設(shè)置的目標(biāo)節(jié)氣門開(kāi)度ett，以及ete(k-i) 是先前估算的在當(dāng)前算術(shù)處理時(shí)間點(diǎn)處的預(yù)測(cè)節(jié)氣門開(kāi)度θ te(即，在先前算術(shù)處理時(shí)間 點(diǎn)處新估算的預(yù)測(cè)節(jié)氣門開(kāi)度9te)。另外，函數(shù)f(ett，ete)是返回當(dāng)ett和ete之 間的差Δ θ (即，ett-ete)增大時(shí)變大的值的函數(shù)(相對(duì)于Δ θ單調(diào)增大的函數(shù))，如 圖5中所示。這樣，電子控制節(jié)氣門模型Ml在當(dāng)前算術(shù)處理時(shí)間點(diǎn)處重新確定在上述第一時(shí) 間點(diǎn)(在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)之后延遲時(shí)間TD的時(shí)間點(diǎn))處的目標(biāo)節(jié)氣門開(kāi)度θ tt，并且重新估算 在第一時(shí)間點(diǎn)處的節(jié)氣門開(kāi)度9te。另外，電子控制節(jié)氣門模型Ml以與從當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)經(jīng) 過(guò)的時(shí)間相關(guān)的形式將目標(biāo)節(jié)氣門開(kāi)度θ tt和預(yù)測(cè)節(jié)氣門開(kāi)度ete存儲(chǔ)(保持)在RAM 40c中，直到第一時(shí)間為止?！垂?jié)氣模型M2>節(jié)氣模型M2是如下的模型，該模型基于以公式(2)和公式(3)的 形式表示該模型的通用公式，以節(jié)氣通道空氣流量mt的形式估算通過(guò)節(jié)氣門36外圍的空 氣的流量。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備控制內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，所述內(nèi)燃機(jī) 系統(tǒng)設(shè)置有進(jìn)氣通道，所述進(jìn)氣通道連接至設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的氣缸；進(jìn)氣門，所述進(jìn)氣門 設(shè)置在所述內(nèi)燃機(jī)中，以便打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口在所述進(jìn)氣通道中連接至所述 氣缸；節(jié)氣門，所述節(jié)氣門安裝在所述進(jìn)氣通道中并且能夠調(diào)節(jié)所述進(jìn)氣通道中的流道橫 截面積；以及增壓器，所述增壓器具有壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)在比所述進(jìn)氣通道中的所述節(jié)氣 門更上游處壓縮所述進(jìn)氣通道中的空氣，所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備的特征在于包括缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算裝置，所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算裝置用于使用表示進(jìn)氣系統(tǒng) 的狀態(tài)的參數(shù)以及空氣模型計(jì)算缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量，所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量是進(jìn)入所述氣 缸的空氣的流量，所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括所述進(jìn)氣通道、所述節(jié)氣門和所述進(jìn)氣門，所述空氣模 型是基于與所述進(jìn)氣系統(tǒng)中的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型；以及壓縮機(jī)流出流量計(jì)算裝置，所述壓縮機(jī)流出流量計(jì)算裝置用于基于所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間的所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量和與由所述壓縮機(jī)壓縮的空氣的壓力相對(duì)應(yīng)的增 壓壓力之間的關(guān)系以及由所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算裝置計(jì)算的所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量 的值來(lái)計(jì)算壓縮機(jī)流出流量，所述壓縮機(jī)流出流量是從所述壓縮機(jī)流出的空氣的流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，進(jìn)一步包括節(jié)氣通道空氣流量計(jì)算裝置，所述節(jié)氣通道空氣流量計(jì)算裝置用于使用節(jié)氣模型、基 于所述節(jié)氣門的開(kāi)度計(jì)算節(jié)氣通道空氣流量，所述節(jié)氣通道空氣流量是所述節(jié)氣門中的空 氣的流量，所述節(jié)氣模型是基于與所述節(jié)氣門中的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算 模型；以及增壓壓力計(jì)算裝置，所述增壓壓力計(jì)算裝置用于使用中冷器模型、基于由所述節(jié)氣通 道空氣流量計(jì)算裝置計(jì)算的所述節(jié)氣通道空氣流量計(jì)算所述增壓壓力，所述中冷器模型是 基于與中冷器中的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型，所述中冷器安裝在所述壓 縮機(jī)和所述節(jié)氣門之間并且冷卻從所述壓縮機(jī)流出的空氣，其中所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算裝置使用作為所述空氣模型的進(jìn)氣門模型、基于由所述節(jié) 氣通道空氣流量計(jì)算裝置計(jì)算的所述節(jié)氣通道空氣流量計(jì)算所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量，所述 進(jìn)氣門模型是基于與所述進(jìn)氣門周圍的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型，以及所述壓縮機(jī)流出流量計(jì)算裝置基于由所述增壓壓力計(jì)算裝置計(jì)算的所述增壓壓力的 值和暫定增壓壓力計(jì)算所述壓縮機(jī)流出流量，基于所述關(guān)系和由所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì) 算裝置計(jì)算的所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量的值、以所述增壓壓力的暫定值的形式獲取所述暫定 增壓壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，進(jìn)一步包括進(jìn)氣管內(nèi)部狀態(tài)計(jì)算裝 置，所述進(jìn)氣管內(nèi)部狀態(tài)計(jì)算裝置用于使用進(jìn)氣管模型、基于由所述節(jié)氣通道空氣流量計(jì) 算裝置計(jì)算的所述節(jié)氣通道空氣流量，計(jì)算進(jìn)氣管內(nèi)部壓力和進(jìn)氣管內(nèi)部溫度，所述進(jìn)氣 管內(nèi)部壓力和進(jìn)氣管內(nèi)部溫度是所述進(jìn)氣通道的比所述節(jié)氣門更下游的一部分中的空氣 的壓力和溫度，所述進(jìn)氣管模型是基于與所述部分中的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的 計(jì)算模型，其中，所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算裝置使用所述進(jìn)氣門模型、基于由所述進(jìn)氣管內(nèi)部 狀態(tài)計(jì)算裝置計(jì)算的所述進(jìn)氣管內(nèi)部壓力和所述進(jìn)氣管內(nèi)部溫度的值，計(jì)算所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量。
4.一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備控制內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，所述內(nèi)燃機(jī) 系統(tǒng)設(shè)置有進(jìn)氣通道，所述進(jìn)氣通道連接至設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的氣缸；進(jìn)氣門，所述進(jìn)氣門 設(shè)置在所述內(nèi)燃機(jī)中，以便打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口在所述進(jìn)氣通道中連接至所述 氣缸；以及增壓器，所述增壓器具有壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)壓縮比所述進(jìn)氣門更上游處的所述 進(jìn)氣通道中的空氣，所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備的特征在于包括缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算裝置，所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算裝置用于使用表示進(jìn)氣系統(tǒng) 的狀態(tài)的參數(shù)以及空氣模型計(jì)算缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量，所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量是進(jìn)入所述氣 缸的空氣的流量，所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括所述進(jìn)氣通道和所述進(jìn)氣門，所述空氣模型是基于與 所述進(jìn)氣系統(tǒng)中的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型；以及壓縮機(jī)流出流量計(jì)算裝置，所述壓縮機(jī)流出流量計(jì)算裝置用于基于在所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng) 中穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間的所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量和與由所述壓縮機(jī)壓縮的空氣的壓力相對(duì)應(yīng)的 增壓壓力之間的關(guān)系以及由所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算裝置計(jì)算的所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流 量的值，來(lái)計(jì)算壓縮機(jī)流出流量，所述壓縮機(jī)流出流量是從所述壓縮機(jī)流出的空氣的流量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，其中，所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算裝 置使用作為所述空氣模型的進(jìn)氣門模型計(jì)算所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量，所述進(jìn)氣門模型是基 于與所述進(jìn)氣門周圍的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，其中，所述壓縮機(jī)流出流量計(jì)算裝 置基于所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速的值計(jì)算所述壓縮機(jī)流出流量，基于所述關(guān)系和由所述缸內(nèi)進(jìn)入 空氣流量計(jì)算裝置計(jì)算的所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量的值計(jì)算所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速的值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，進(jìn)一步包括響應(yīng)度反 映裝置，所述響應(yīng)度反映裝置用于以由所述壓縮機(jī)流出流量計(jì)算裝置計(jì)算的所述壓縮機(jī)流 出流量的值反映所述增壓器的響應(yīng)延遲。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，其中，所述響應(yīng)度反映裝置以由所述 缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算裝置計(jì)算的所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量的值反映所述增壓器的響應(yīng)延 遲，所述值用作通過(guò)所述壓縮機(jī)流出流量計(jì)算裝置計(jì)算所述壓縮機(jī)流出流量的基礎(chǔ)。
9.一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備控制內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，所述內(nèi)燃機(jī) 系統(tǒng)設(shè)置有進(jìn)氣通道，所述進(jìn)氣通道連接至設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的氣缸；進(jìn)氣門，所述進(jìn)氣門 設(shè)置在所述內(nèi)燃機(jī)中，以便打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口在所述進(jìn)氣通道中連接至所述 氣缸；節(jié)氣門，所述節(jié)氣門安裝在所述進(jìn)氣通道中并且能夠調(diào)節(jié)所述進(jìn)氣通道中的流道橫 截面積；以及增壓器，所述增壓器具有壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)在比所述進(jìn)氣通道中的所述節(jié)氣 門更上游處壓縮所述進(jìn)氣通道中的空氣，所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備的特征在于包括缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量獲取裝置，所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量獲取裝置用于使用基于與進(jìn)氣系 統(tǒng)中的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型獲取缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量，所述缸內(nèi)進(jìn)入 空氣流量是進(jìn)入所述氣缸的空氣的流量，所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括所述進(jìn)氣通道、所述節(jié)氣門、所 述壓縮機(jī)和所述進(jìn)氣門；增壓壓力獲取裝置，所述增壓壓力獲取裝置用于使用基于與所述進(jìn)氣系統(tǒng)中的空氣的-、、行為相關(guān)的其它物理定律構(gòu)建的另一計(jì)算模型，獲取與由所述壓縮機(jī)壓縮的空氣的壓力相 對(duì)應(yīng)的增壓壓力；暫定進(jìn)入空氣量獲取裝置，所述暫定進(jìn)入空氣量獲取裝置用于基于進(jìn)氣量-增壓壓力 穩(wěn)態(tài)關(guān)系和由所述增壓壓力獲取裝置獲取的增壓壓力獲取值，獲取暫定進(jìn)入空氣量，所述 暫定進(jìn)入空氣量是在假設(shè)所述穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間的所述增壓壓力與由所述增壓壓力獲取裝置 獲取的增壓壓力的值相一致的情況下的所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量，所述進(jìn)氣量-增壓壓力穩(wěn) 態(tài)關(guān)系是所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間的所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量和所述增壓壓力之間 的關(guān)系；以及壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速估算裝置，所述壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速估算裝置用于基于進(jìn)氣量-轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)關(guān)系、由 所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量獲取裝置獲取的所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量以及所述暫定進(jìn)入空氣量 估算所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，所述進(jìn)氣量-轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)關(guān)系是在所述穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間的所述缸內(nèi)進(jìn) 入空氣流量和所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，其中所述壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速估算裝置包括第一暫定轉(zhuǎn)速獲取裝置，所述第一暫定轉(zhuǎn)速獲取裝置用于基于由所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流 量獲取裝置獲取的所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量和所述進(jìn)氣量-轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)關(guān)系獲取第一暫定轉(zhuǎn) 速，所述第一暫定轉(zhuǎn)速是所述轉(zhuǎn)速的暫定值；第二暫定轉(zhuǎn)速獲取裝置，所述第二暫定轉(zhuǎn)速獲取裝置用于基于所述暫定進(jìn)入空氣量和 所述進(jìn)氣量-轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)關(guān)系獲取第二暫定轉(zhuǎn)速，所述第二暫定轉(zhuǎn)速是所述轉(zhuǎn)速的另一暫定 值；以及轉(zhuǎn)速估算值獲取裝置，所述轉(zhuǎn)速估算值獲取裝置用于通過(guò)基于所述第一暫定轉(zhuǎn)速和所 述第二暫定轉(zhuǎn)速估算所述轉(zhuǎn)速的瞬時(shí)變化來(lái)獲取所述轉(zhuǎn)速的估算值。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，進(jìn)一步包括暫定缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量獲取裝置，所述暫定缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量獲取裝置用于基于由所 述壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速估算裝置估算的所述轉(zhuǎn)速的值和所述進(jìn)氣量-轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)關(guān)系獲取暫定缸內(nèi) 進(jìn)入空氣流量，所述暫定缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量是在假設(shè)所述穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間的所述轉(zhuǎn)速與所述 轉(zhuǎn)速估算值相一致的情況下的所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量；暫定增壓壓力獲取裝置，所述暫定增壓壓力獲取裝置用于基于所述進(jìn)氣量-增壓壓力 穩(wěn)態(tài)關(guān)系和所述暫定缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量獲取暫定增壓壓力，所述暫定增壓壓力是所述增壓 壓力的暫定值；以及壓縮機(jī)流出流量獲取裝置，所述壓縮機(jī)流出流量獲取裝置用于基于所述暫定缸內(nèi)進(jìn)入 空氣流量、所述暫定增壓壓力以及所述增壓壓力獲取值獲取壓縮機(jī)流出流量，所述壓縮機(jī) 流出流量是從所述壓縮機(jī)流出的空氣的流量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，其中，所述壓縮機(jī)流出流量獲取裝 置通過(guò)用校正值校正所述暫定缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量來(lái)計(jì)算所述壓縮機(jī)流出流量，所述校正值 是通過(guò)基于所述暫定缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量和在所述暫定增壓壓力與所述增壓壓力獲取值之 間的差確定的系數(shù)與所述差的乘積來(lái)計(jì)算的。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，其中所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量獲取裝置包括節(jié)氣通道空氣流量獲取裝置，所述節(jié)氣通道空氣流量獲取裝置用于使用節(jié)氣模型、基 于所述節(jié)氣門的開(kāi)度獲取節(jié)氣通道空氣流量，所述節(jié)氣通道空氣流量是所述節(jié)氣門中的空 氣的流量，所述節(jié)氣模型是基于與所述節(jié)氣門中的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算 模型；以及進(jìn)氣管內(nèi)部狀態(tài)獲取裝置，所述進(jìn)氣管內(nèi)部狀態(tài)獲取裝置用于使用進(jìn)氣管模型、基于 所述節(jié)氣通道空氣流量獲取進(jìn)氣管內(nèi)部壓力和進(jìn)氣管內(nèi)部溫度，所述進(jìn)氣管內(nèi)部壓力和進(jìn) 氣管內(nèi)部溫度是所述進(jìn)氣通道的比所述節(jié)氣門更下游的一部分中的空氣的壓力和溫度，所 述進(jìn)氣管模型是基于與所述部分中的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型，其中，使用作為基于與所述進(jìn)氣門中的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型 的進(jìn)氣門模型，基于所述進(jìn)氣管內(nèi)部壓力和所述進(jìn)氣管內(nèi)部溫度獲取所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流 量。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，其中，所述增壓壓力獲取裝置使用 作為基于與中冷器中的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型的中冷器模型、基于通 過(guò)所述節(jié)氣通道空氣流量獲取裝置獲取的所述節(jié)氣通道空氣流量獲取所述增壓壓力，所述 中冷器安裝在所述壓縮機(jī)和所述節(jié)氣門之間并且冷卻從所述壓縮機(jī)流出的空氣。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，其中當(dāng)在進(jìn)氣沖程期間實(shí)際進(jìn)入所述氣缸的空氣量被指定為缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的實(shí)際值時(shí)， 當(dāng)從缸內(nèi)進(jìn)入空氣量計(jì)算開(kāi)始起已經(jīng)經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間量時(shí)的缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的實(shí)際值被計(jì) 算作為缸內(nèi)進(jìn)入空氣量計(jì)算開(kāi)始時(shí)的缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的預(yù)測(cè)值，缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的所述預(yù) 測(cè)值與缸內(nèi)進(jìn)入空氣量計(jì)算開(kāi)始時(shí)的缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的實(shí)際值之間的差被計(jì)算作為缸內(nèi) 進(jìn)入空氣量計(jì)算開(kāi)始時(shí)的缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的變化預(yù)測(cè)值，并且，當(dāng)缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的所述 變化預(yù)測(cè)值大于預(yù)定變化預(yù)測(cè)值時(shí)，根據(jù)缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的所述變化預(yù)測(cè)值來(lái)校正缸內(nèi)進(jìn) 入空氣量的計(jì)算值，并且，基于校正過(guò)的缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的計(jì)算值來(lái)控制所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn) 行。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，其中，當(dāng)缸內(nèi)進(jìn)入空氣量計(jì)算開(kāi)始 時(shí)的節(jié)氣門開(kāi)度與用作缸內(nèi)進(jìn)入空氣量計(jì)算開(kāi)始時(shí)的目標(biāo)的節(jié)氣門開(kāi)度之間的差大于預(yù) 定開(kāi)度差時(shí)，缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的所述變化預(yù)測(cè)值被確定為大于所述預(yù)定變化預(yù)測(cè)值。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，其中，當(dāng)所述進(jìn)氣通道中的所述節(jié) 氣門下游的壓力被指定為節(jié)氣門下游壓力時(shí)，當(dāng)從缸內(nèi)進(jìn)入空氣量計(jì)算開(kāi)始起已經(jīng)經(jīng)過(guò)所 述預(yù)定時(shí)間量時(shí)的所述節(jié)氣門下游壓力被計(jì)算作為缸內(nèi)進(jìn)入空氣量計(jì)算開(kāi)始時(shí)的所述節(jié) 氣門下游壓力的預(yù)測(cè)值，所述節(jié)氣門下游壓力的所述預(yù)測(cè)值與缸內(nèi)進(jìn)入空氣量計(jì)算開(kāi)始時(shí) 的所述節(jié)氣門下游壓力之間的差被計(jì)算作為所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣量計(jì)算開(kāi)始時(shí)的所述節(jié)氣 門下游壓力的變化量，并且，當(dāng)所述節(jié)氣門下游壓力的所述變化量大于預(yù)定壓力變化時(shí)，缸 內(nèi)進(jìn)入空氣量的所述變化預(yù)測(cè)值被確定為大于所述預(yù)定變化預(yù)測(cè)值。
18.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，其中，當(dāng)缸內(nèi)進(jìn)入空 氣量的所述變化預(yù)測(cè)值已經(jīng)被確定為大于所述預(yù)定變化預(yù)測(cè)值并且所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣量 的所述變化預(yù)測(cè)值已經(jīng)被確定為增大得多于所述預(yù)定變化預(yù)測(cè)值時(shí)，缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的計(jì) 算值被校正以便增大，而另一方面，當(dāng)所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的所述變化預(yù)測(cè)值已經(jīng)被確定 為大于所述預(yù)定變化預(yù)測(cè)值并且所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的所述變化預(yù)測(cè)值已經(jīng)被確定為減小得多于所述預(yù)定變化預(yù)測(cè)值時(shí)，缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的計(jì)算值被校正以便減小。
19.根據(jù)權(quán)利要求15至18中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，其中，以預(yù)定時(shí)間間 隔執(zhí)行所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣量的計(jì)算，并且，所述預(yù)定時(shí)間等于所述預(yù)定時(shí)間間隔。
20.根據(jù)權(quán)利要求15至19中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，其中，所述預(yù)定時(shí)間 等于從缸內(nèi)進(jìn)入空氣量計(jì)算開(kāi)始起直到通過(guò)計(jì)算所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣量獲得的缸內(nèi)進(jìn)入空 氣量的計(jì)算值被用于內(nèi)燃機(jī)的控制操作為止的時(shí)間。
21.一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，包括內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)包括進(jìn)氣通道，所述進(jìn)氣通道連接至設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的 氣缸；進(jìn)氣門，所述進(jìn)氣門設(shè)置在所述內(nèi)燃機(jī)中，以便打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口在所 述進(jìn)氣通道中連接至所述氣缸；節(jié)氣門，所述節(jié)氣門安裝在所述進(jìn)氣通道中并且能夠調(diào)節(jié) 所述進(jìn)氣通道中的流道橫截面積；以及增壓器，所述增壓器具有壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)用于在 比所述進(jìn)氣通道中的所述節(jié)氣門更上游處壓縮所述進(jìn)氣通道中的空氣；缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算部，所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算部使用表示進(jìn)氣系統(tǒng)的狀態(tài)的 參數(shù)、以及空氣模型計(jì)算缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量，所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量是進(jìn)入所述氣缸的空 氣的流量，所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括所述進(jìn)氣通道、所述節(jié)氣門和所述進(jìn)氣門，所述空氣模型是基 于與所述進(jìn)氣系統(tǒng)中的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型；以及壓縮機(jī)流出流量計(jì)算部，所述壓縮機(jī)流出流量計(jì)算部基于所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中穩(wěn)態(tài)運(yùn)行 期間的所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量和與由所述壓縮機(jī)壓縮的空氣的壓力相對(duì)應(yīng)的增壓壓力之 間的關(guān)系、以及由所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算部計(jì)算的所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量的值計(jì)算壓 縮機(jī)流出流量，所述壓縮機(jī)流出流量是從所述壓縮機(jī)流出的空氣的流量。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，進(jìn)一步包括節(jié)氣通道空氣流量計(jì)算部，所述節(jié)氣通道空氣流量計(jì)算部基于所述節(jié)氣門的開(kāi)度、使 用節(jié)氣模型計(jì)算節(jié)氣通道空氣流量，所述節(jié)氣通道空氣流量是所述節(jié)氣門中的空氣的流 量，所述節(jié)氣模型是基于與所述節(jié)氣門中的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型； 以及增壓壓力計(jì)算部，所述增壓壓力計(jì)算部使用中冷器模型、基于由所述節(jié)氣通道空氣流 量計(jì)算部計(jì)算的所述節(jié)氣通道空氣流量計(jì)算所述增壓壓力，所述中冷器模型是基于與中冷 器中的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型，所述中冷器安裝在所述壓縮機(jī)和所述 節(jié)氣門之間并且冷卻從所述壓縮機(jī)流出的空氣，其中所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算部使用作為所述空氣模型的進(jìn)氣門模型、基于由所述節(jié)氣 通道空氣流量計(jì)算部計(jì)算的所述節(jié)氣通道空氣流量計(jì)算所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量，所述進(jìn)氣 門模型是基于與所述進(jìn)氣門周圍的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型，以及所述壓縮機(jī)流出流量計(jì)算部基于由所述增壓壓力計(jì)算部計(jì)算的所述增壓壓力的值和 暫定增壓壓力計(jì)算所述壓縮機(jī)流出流量，基于所述關(guān)系和由所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算部 計(jì)算的所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量的值、以所述增壓壓力的暫定值的形式獲取所述暫定增壓壓 力。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，進(jìn)一步包括進(jìn)氣管內(nèi)部狀態(tài)計(jì)算 部，所述進(jìn)氣管內(nèi)部狀態(tài)計(jì)算部使用進(jìn)氣管模型、基于由所述節(jié)氣通道空氣流量計(jì)算部計(jì) 算的所述節(jié)氣通道空氣流量計(jì)算進(jìn)氣管內(nèi)部壓力和進(jìn)氣管內(nèi)部溫度，所述進(jìn)氣管內(nèi)部壓力和進(jìn)氣管內(nèi)部溫度是所述進(jìn)氣通道的比所述節(jié)氣門更下游的一部分中的空氣的壓力和溫 度，所述進(jìn)氣管模型是基于與所述部分中的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型，其中，所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算部使用所述進(jìn)氣門模型、基于由所述進(jìn)氣管內(nèi)部狀 態(tài)計(jì)算設(shè)備計(jì)算的所述進(jìn)氣管內(nèi)部壓力和所述進(jìn)氣管內(nèi)部溫度的值計(jì)算所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量。
24.一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，包括內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)包括進(jìn)氣通道，所述進(jìn)氣通道連接至設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的 氣缸；進(jìn)氣門，所述進(jìn)氣門設(shè)置在所述內(nèi)燃機(jī)中，以便打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口在所 述進(jìn)氣通道中連接至所述氣缸；以及增壓器，所述增壓器具有壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)在比所述 進(jìn)氣門更上游處壓縮所述進(jìn)氣通道中的空氣；缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算部，所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算部使用表示進(jìn)氣系統(tǒng)的狀態(tài)的 參數(shù)、以及空氣模型計(jì)算缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量，所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量是進(jìn)入所述氣缸的空 氣的流量，所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括所述進(jìn)氣通道和所述進(jìn)氣門，所述空氣模型是基于與所述進(jìn) 氣系統(tǒng)中的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型；以及壓縮機(jī)流出流量計(jì)算部，所述壓縮機(jī)流出流量計(jì)算部基于所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中穩(wěn)態(tài)運(yùn)行 期間的所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量和與由所述壓縮機(jī)壓縮的空氣的壓力相對(duì)應(yīng)的增壓壓力之 間的關(guān)系、以及由所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算部計(jì)算的所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量的值，來(lái)計(jì) 算壓縮機(jī)流出流量，所述壓縮機(jī)流出流量是從所述壓縮機(jī)流出的空氣的流量。
25.根據(jù)權(quán)利要求21至M中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，進(jìn)一步包括響應(yīng)度 反映部，所述響應(yīng)度反映部以由所述壓縮機(jī)流出流量計(jì)算部計(jì)算的所述壓縮機(jī)流出流量的 值反映所述增壓器的響應(yīng)延遲。
26.一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，包括內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)包括進(jìn)氣通道，所述進(jìn)氣通道連接至設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的 氣缸；進(jìn)氣門，所述進(jìn)氣門設(shè)置在所述內(nèi)燃機(jī)中，以便打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口在所 述進(jìn)氣通道中連接至所述氣缸；節(jié)氣門，所述節(jié)氣門安裝在所述進(jìn)氣通道中并且能夠調(diào)節(jié) 所述進(jìn)氣通道中的流道橫截面積；以及增壓器，所述增壓器具有壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)在比所 述進(jìn)氣通道中的所述節(jié)氣門更上游處壓縮所述進(jìn)氣通道中的空氣；缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量獲取部，所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量獲取部使用基于與進(jìn)氣系統(tǒng)中的空 氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型獲取缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量，所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量 是進(jìn)入所述氣缸的空氣的流量，所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括所述進(jìn)氣通道、所述節(jié)氣門、所述壓縮機(jī) 以及所述進(jìn)氣門；增壓壓力獲取部，所述增壓壓力獲取部使用基于與所述進(jìn)氣系統(tǒng)中的空氣的行為相關(guān) 的其它物理定律構(gòu)建的另一計(jì)算模型獲取與由所述壓縮機(jī)壓縮的空氣的壓力相對(duì)應(yīng)的增 壓壓力；暫定進(jìn)入空氣量獲取部，所述暫定進(jìn)入空氣量獲取部基于進(jìn)氣量-增壓壓力穩(wěn)態(tài)關(guān)系 和由所述增壓壓力獲取部獲取的增壓壓力獲取值獲取暫定進(jìn)入空氣量，所述暫定進(jìn)入空氣 量是在假設(shè)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間的所述增壓壓力與由所述增壓壓力獲取部獲取的增壓壓力的值 相一致的情況下的所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量，所述進(jìn)氣量-增壓壓力穩(wěn)態(tài)關(guān)系是所述內(nèi)燃機(jī) 系統(tǒng)中穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間的所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量和所述增壓壓力之間的關(guān)系；以及壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速估算部，所述壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速估算部基于進(jìn)氣量-轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)關(guān)系、由所述缸內(nèi) 進(jìn)入空氣流量獲取部獲取的所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量和所述暫定進(jìn)入空氣量，來(lái)估算所述壓 縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，所述進(jìn)氣量-轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)關(guān)系是在所述穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間的所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量 和所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，其中所述壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速估算部包括第一暫定轉(zhuǎn)速獲取部，所述第一暫定轉(zhuǎn)速獲取部基于由所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量獲取部 獲取的所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量和所述進(jìn)氣量-轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)關(guān)系獲取第一暫定轉(zhuǎn)速，所述第一 暫定轉(zhuǎn)速是所述轉(zhuǎn)速的暫定值；第二暫定轉(zhuǎn)速獲取部，所述第二暫定轉(zhuǎn)速獲取部基于所述暫定進(jìn)入空氣量和所述進(jìn)氣 量-轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)關(guān)系獲取第二暫定轉(zhuǎn)速，所述第二暫定轉(zhuǎn)速是所述轉(zhuǎn)速的另一暫定值；以及轉(zhuǎn)速估算值獲取部，所述轉(zhuǎn)速估算值獲取部通過(guò)基于所述第一暫定轉(zhuǎn)速和所述第二暫 定轉(zhuǎn)速估算所述轉(zhuǎn)速的瞬時(shí)變化來(lái)獲取所述轉(zhuǎn)速的估算值。
28.根據(jù)權(quán)利要求沈或27所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，進(jìn)一步包括暫定缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量獲取部，所述暫定缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量獲取部基于由所述壓縮機(jī) 轉(zhuǎn)速估算部估算的所述轉(zhuǎn)速的值和所述進(jìn)氣量-轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)關(guān)系獲取暫定缸內(nèi)進(jìn)入空氣流 量，所述暫定缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量是在假設(shè)所述穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間的所述轉(zhuǎn)速與所述轉(zhuǎn)速估算值 相一致的情況下的所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量；暫定增壓壓力獲取部，所述暫定增壓壓力獲取部基于所述進(jìn)氣量-增壓壓力穩(wěn)態(tài)關(guān)系 和所述暫定缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量獲取暫定增壓壓力，所述暫定增壓壓力是所述增壓壓力的暫 定值；以及壓縮機(jī)流出流量獲取部，所述壓縮機(jī)流出流量獲取部基于所述暫定缸內(nèi)進(jìn)入空氣流 量、所述暫定增壓壓力以及所述增壓壓力獲取值獲取壓縮機(jī)流出流量，所述壓縮機(jī)流出流 量是從所述壓縮機(jī)流出的空氣的流量。
29.根據(jù)權(quán)利要求沈至觀中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制設(shè)備，其中所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量獲取部包括節(jié)氣通道空氣流量獲取部，所述節(jié)氣通道空氣流量獲取部使用節(jié)氣模型、基于所述節(jié) 氣門的開(kāi)度獲取節(jié)氣通道空氣流量，所述節(jié)氣通道空氣流量是所述節(jié)氣門中的空氣的流 量，所述節(jié)氣模型是基于與所述節(jié)氣門中的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型； 以及進(jìn)氣管內(nèi)部狀態(tài)獲取部，所述進(jìn)氣管內(nèi)部狀態(tài)獲取部使用進(jìn)氣管模型、基于所述節(jié)氣 通道空氣流量獲取進(jìn)氣管內(nèi)部壓力和進(jìn)氣管內(nèi)部溫度，所述進(jìn)氣管內(nèi)部壓力和進(jìn)氣管內(nèi)部 溫度是所述進(jìn)氣通道的比所述節(jié)氣門更下游的一部分中的空氣的壓力和溫度，所述進(jìn)氣管 模型是基于與所述部分中的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型，其中，使用作為基于與所述進(jìn)氣門中的空氣的行為相關(guān)的物理定律構(gòu)建的計(jì)算模型 的進(jìn)氣門模型，基于所述進(jìn)氣管內(nèi)部壓力和所述進(jìn)氣管內(nèi)部溫度獲取所述缸內(nèi)進(jìn)入空氣流 量。
全文摘要
本發(fā)明的設(shè)備提供有基于物理定律構(gòu)建的模型(M2至M7)。壓縮機(jī)流出流量計(jì)算裝置(M4)基于在內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間的缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量與增壓壓力之間的關(guān)系，以及由缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量計(jì)算裝置(M3)計(jì)算的缸內(nèi)進(jìn)入空氣流量的值，計(jì)算流出壓縮機(jī)(39b)的空氣的流量，所述增壓壓力是由壓縮機(jī)(39b)壓縮的空氣的壓力。
文檔編號(hào)F02D41/00GK102137995SQ200980134180
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月1日
發(fā)明者永樂(lè)玲, 勝俁真知子 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社