專利名稱：內燃機的控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及內燃機的控制裝置，特別是涉及具備具有廢氣旁通閥(WGV)的渦輪增壓器的內燃機的控制裝置。
背景技術：
以往，例如在日本特開2006-227632號公報中公開了使用渦輪增壓器模型，根據(jù)排氣特性算出增壓壓力的技術。在該技術中，更具體而言，渦輪模型根據(jù)排氣特性算出渦輪動力，軸模型使用預先求得的轉換效率將該渦輪動力轉換成壓縮機動力。壓縮機模型根據(jù)該壓縮機動力算出實際增壓所使用的增壓功率，并根據(jù)該增壓功率推定增壓壓力。專利文獻1 日本特開2006-22763號公報專利文獻2 日本特開2008-309004號公報專利文獻3 日本特開2001-193573號公報然而，在渦輪增壓器設置有廢氣旁通閥(WGV)，該廢氣旁通閥用于使向渦輪流動的廢氣的一部分旁通。對于WGV，通過調整其開度能夠使流入渦輪的廢氣流量(以下稱為“渦輪流量”)和旁通該渦輪的廢氣流量(以下稱為“WGV流量”)的流量比發(fā)生變化。旁通渦輪的廢氣不在該渦輪做功而被排出。因此，例如通過增加WGV流量，可以使增壓壓力的上升緩慢、使排氣溫度上升。這樣，通過線性地控制WGV開度，也可以高精度地控制增壓壓力和廢氣溫度等的內燃機狀態(tài)量。但是，為了將WGV用于上述控制，優(yōu)選在內燃機的轉速和負載發(fā)生變化的過渡運轉時，準確地掌握渦輪流量、廢氣溫度等的廢氣狀態(tài)量。但是，在上述現(xiàn)有技術的渦輪模型中，無法假設具備廢氣旁通閥(WGV)的渦輪增壓器。因此，在內燃機的過渡運轉時，無法高精度地推定渦輪流量等的廢氣狀態(tài)量。

發(fā)明內容
本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，其目的在于提供一種內燃機的控制裝置， 在帶具有WGV的渦輪增壓器的內燃機中，能夠高精度地推定過渡運轉時的渦輪流量。本發(fā)明的第一方案，為了達成上述目的，提供一種內燃機的控制裝置，其是帶有渦輪增壓器的內燃機的控制裝置，其特征在于，具備排氣旁通通路，其設置于所述內燃機的排氣系統(tǒng)，并且迂回繞過所述渦輪增壓器；WGV，其配置于所述排氣旁通通路，能夠接受來自所述內燃機的動作要求，任意地調整開度；取得單元，其在所述內燃機過渡運轉時，取得從所述內燃機排出的廢氣流量、WGV 開度、以及與所述內燃機的增壓壓力之間具有相關關系的增壓壓力相關值，來分別作為過渡廢氣流量、過渡WGV開度以及過渡增壓壓力相關值；假定廢氣流量取得單元，其取得所述過渡增壓壓力相關值以及所述過渡WGV開度在所述內燃機穩(wěn)態(tài)運轉時被實現(xiàn)的情況下的所述廢氣流量的假定值，來作為假定廢氣流量；假定渦輪流量取得單元，其取得所述過渡增壓壓力相關值以及所述過渡WGV開度在所述穩(wěn)態(tài)運轉時被實現(xiàn)的情況下的通過所述渦輪增壓器的渦輪的廢氣流量亦即渦輪流量的假定值，來作為假定渦輪流量；流量比取得單元，其取得所述假定渦輪流量相對于所述假定廢氣流量的流量比； 和渦輪流量運算單元，其將所述流量比應用于所述過渡廢氣流量，從而對所述過渡運轉時的渦輪流量進行運算。本發(fā)明的第二方案，其特征在于，在本發(fā)明的第一方案中，所述內燃機的控制裝置還具備WGV流量運算單元，所述WGV流量運算單元取得從所述過渡廢氣流量減去所述過渡運轉時的渦輪流量后而得到的值，來作為在所述過渡運轉時的通過所述WGV的廢氣的流量亦即WGV流量。本發(fā)明的第三方案，其特征在于，在本發(fā)明的第一或第二方案中，所述假定廢氣流量取得單元包括穩(wěn)態(tài)運轉映射存儲單元，所述穩(wěn)態(tài)運轉映射存儲單元存儲對所述穩(wěn)態(tài)運轉時的所述增壓壓力相關值、所述WGV開度以及所述廢氣流量的關系進行了規(guī)定的穩(wěn)態(tài)運轉映射，使用所述穩(wěn)態(tài)運轉映射，來取得與所述過渡增壓壓力相關值以及所述過渡WGV開度對應的廢氣流量，以該廢氣流量作為所述假定廢氣流量。本發(fā)明的第四方案，其特征在于，在本發(fā)明的第一至第三方案中，所述假定渦輪流量取得單元包括穩(wěn)態(tài)運轉映射存儲單元，所述穩(wěn)態(tài)運轉映射存儲單元存儲對所述穩(wěn)態(tài)運轉時的所述增壓壓力相關值、所述WGV開度以及所述廢氣流量之間的關系進行了規(guī)定的穩(wěn)態(tài)運轉映射，使用所述穩(wěn)態(tài)運轉映射，來取得與所述過渡增壓壓力相關值以及全閉狀態(tài)下的 WGV開度對應的廢氣流量，以該廢氣流量作為所述假定渦輪流量。本發(fā)明的第五方案，其特征在于，在本發(fā)明的第一至第四方案中，所述增壓壓力相關值是所述渦輪增壓器的渦輪轉速，所述取得單元包括渦輪流量變化量取得單元，其取得從所述過渡運轉時的渦輪流量減去所述假定渦輪流量后而得到的值，來作為渦輪流量變化量；和推定單元，其基于所述渦輪流量變化量，來推定所述渦輪轉速。本發(fā)明的第六方案，其特征在于，在本發(fā)明的第一至第五方案中，所述過渡運轉時包含在所述WGV開度恒定的狀態(tài)下所述廢氣流量發(fā)生變化的運轉狀態(tài)。本發(fā)明的第七方案，其特征在于，在本發(fā)明的第一至第五方案中，上述過渡運轉時包含在上述廢氣流量保持恒定的狀態(tài)下上述WGV開度發(fā)生變化的運轉狀態(tài)。本發(fā)明的第八方案，其特征在于，在本發(fā)明的第一至第七方案中，還具備溫度映射存儲單元，其對如下的溫度映射進行存儲，該溫度映射是將所述渦輪增壓器下游的廢氣溫度、與所述內燃機穩(wěn)態(tài)運轉時的所述增壓壓力相關值以及所述廢氣流量建立起關聯(lián)的溫度映射；假定增壓壓力相關值取得單元，其取得所述過渡運轉時的渦輪流量以及所述過渡廢氣流量在所述穩(wěn)態(tài)運轉時被實現(xiàn)的情況下的增壓壓力相關值的假定值，來作為假定增壓壓力相關值；和廢氣溫度確定單元，其使用所述假定增壓壓力相關值和所述過渡廢氣流量，來確定所述溫度映射中的所對應點的溫度，以該溫度作為所述過渡運轉時的所述廢氣溫度。本發(fā)明的第九方案，其特征在于，在本發(fā)明的第八方案中，所述假定增壓壓力相關值取得單元包括穩(wěn)態(tài)運轉映射存儲單元，所述穩(wěn)態(tài)運轉存儲單元存儲對所述穩(wěn)態(tài)運轉時的所述增壓壓力相關值、所述WGV開度以及所述廢氣流量的關系進行了規(guī)定的穩(wěn)態(tài)運轉映射，在所述穩(wěn)態(tài)運轉映射中，取得所述WGV開度為全閉狀態(tài)且所述廢氣流量為所述過渡運轉時的渦輪流量這一點所對應的增壓壓力相關值，來作為所述假定增壓壓力相關值。根據(jù)本發(fā)明的第一方案，能夠取得內燃機過渡運轉時的增壓壓力相關值、廢氣流量以及WGV開度。過渡運轉時渦輪流量相對于廢氣流量的流量比等價于該過渡運轉時增壓壓力相關值以及WGV開度在穩(wěn)態(tài)運轉時實現(xiàn)的情況下的流量比。因此，通過將該穩(wěn)態(tài)運轉時的流量比應用于過渡運轉時所取得的廢氣量，能夠準確地運算過渡運轉時的渦輪流量。根據(jù)本發(fā)明的第二方案，通過從過渡運轉時的廢氣流量減去渦輪流量，能夠高精度地運算過渡運轉時的WGV流量。根據(jù)本發(fā)明的第三方案，在穩(wěn)態(tài)運轉映射中，規(guī)定上述穩(wěn)態(tài)運轉時的上述增壓壓力相關值、上述WGV開度以及上述廢氣流量的關系。因此，根據(jù)本發(fā)明，使用這種穩(wěn)態(tài)運轉映射，能夠高精度地算出廢氣流量的假定值。根據(jù)本發(fā)明的第四方案，在穩(wěn)態(tài)運轉映射中，規(guī)定了上述穩(wěn)態(tài)運轉時的上述增壓壓力相關值、上述WGV開度以及上述廢氣流量的關系。此外，在這種映射中，與WGV開度為全閉的點對應的廢氣流量表示渦輪流量。因此，根據(jù)本發(fā)明，使用這種穩(wěn)態(tài)運轉映射，能夠高精度地算出渦輪流量的假定值。根據(jù)本發(fā)明的第五方案，過渡運轉時的渦輪轉速的變化量，與從過渡運轉時的渦輪流量減去假定渦輪流量而得到的渦輪流量變化量成比例。因此，根據(jù)本發(fā)明，基于該渦輪流量變化量，能夠高精度地推定過渡運轉時的渦輪轉速。根據(jù)本發(fā)明的第六方案，在WGV開度保持恒定的狀態(tài)下廢氣流量發(fā)生變化的過渡運轉時，能夠準確地運算過渡運轉時的渦輪流量。根據(jù)本發(fā)明的第七方案，在廢氣流量保持恒定的狀態(tài)下WGV開度發(fā)生變化的過渡運轉時，能夠準確地運算過渡運轉時的渦輪流量。根據(jù)本發(fā)明的第八方案，特定過渡運轉時的渦輪流量以及過渡廢氣流量在穩(wěn)態(tài)運轉時實現(xiàn)的情況下的增壓壓力相關值的假定值。而且，根據(jù)溫度映射特定與該假定增壓壓力相關值以及過渡廢氣流量對應的渦輪增壓器下游的廢氣溫度。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠不進行復雜的運算而高精度地推定過渡運轉時的渦輪增壓器下游的廢氣溫度。根據(jù)本發(fā)明的第九方案，在穩(wěn)態(tài)運轉映射中，規(guī)定上述穩(wěn)態(tài)運轉時的上述增壓壓力相關值、上述WGV開度以及上述廢氣流量的關系。此外，在這種映射中，與WGV開度為全閉的點對應的廢氣流量表示渦輪流量。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠使用這種穩(wěn)態(tài)運轉映射，取得 WGV開度為全閉且廢氣流量為過渡運轉時的渦輪流量的點的增壓壓力相關值來作為假定增壓相關值。


圖1是用于說明作為本發(fā)明的實施方式的系統(tǒng)結構的示意結構圖。圖2是用于說明穩(wěn)態(tài)運轉時的廢氣質量流量mcyl、渦輪轉速Ntb以及WGV開度WG 的關系的圖。圖3是用于說明渦輪流量伴隨著mcyl的變化而變化的圖。圖4是在本發(fā)明的實施方式1中執(zhí)行的程序的流程圖。圖5是用于說明渦輪流量伴隨著WGV開度WG的變化而變化的圖。圖6是在本發(fā)明的實施方式2中執(zhí)行的程序的流程圖。圖7是表示相對于穩(wěn)態(tài)運轉時的Ntb以及mcyl的渦輪下游氣體溫度的圖。圖8是在本發(fā)明的實施方式3中執(zhí)行的程序的流程圖。符號說明10…內燃機；12…吸氣通路；14…空氣濾清器；18…節(jié)氣門；20…渦輪增壓器； 201…壓縮機；202…渦輪；203…連結軸；22…壓力傳感器；對…排氣通路J6…排氣旁通通路(廢氣旁通閥)；30…致動器；32…SC催化劑；34"*UF催化劑；36…消音器； 38 …空氣流量計；40... ECU (Electronic Control Unit)。
具體實施例方式以下，基于附圖對本發(fā)明的幾個實施方式進行說明。另外，對在各附圖中共通的要素標注相同的符號并省略重復的說明。此外，本發(fā)明并不限定于以下的實施方式。實施方式1[實施方式1的結構]圖1是用于說明作為本發(fā)明的實施方式的系統(tǒng)結構的示意結構圖。內燃機10的吸氣系統(tǒng)具備吸氣通路12?？諝鈴拇髿庵斜晃胛鼩馔?2后分配給各氣筒的燃燒室。 在吸氣通路12的入口安裝有空氣濾清器14。此外，在空氣濾清器14的下游側的吸氣通路 12設置有用于檢測吸入空氣量的空氣流量計38。在空氣濾清器14的下游設有渦輪增壓器20。渦輪增壓器20具備壓縮機201和渦輪202。壓縮機201和渦輪202通過連結軸203 —體地連結。壓縮機201通過輸入到渦輪 202的廢氣的廢氣能量進行旋轉驅動。在壓縮機201的下游配置有節(jié)氣門18。節(jié)氣門18是基于油門開度由節(jié)氣門電動機驅動的電子控制式的氣門。此外，在節(jié)氣門18的上游側的吸氣通路12配置有用于檢測增壓壓力的壓力傳感器22。內燃機10的排氣系統(tǒng)具備排氣通路M。在該排氣通路M的中途設置有渦輪增壓器20的渦輪202。此外，如圖1所示，排氣旁通通路沈與內燃機10的排氣通路M連接，該排氣旁通通路沈迂回繞過渦輪202并將渦輪202的入口側和開口側連接。在排氣旁通通路沈的中途配置有廢氣旁通閥(WGV) 28。當WGM8打開時，廢氣的一部分迂回繞過渦輪增壓器20的渦輪202而被排出。WGM8通過致動器30驅動，其開度被電子控制。進而，在比渦輪202更靠下游側的排氣通路對，從上游側依次配置有用于凈化廢氣的SC催化劑32和UF催化劑34。作為這些催化劑32、34能夠使用三效催化劑。此外，在 UF催化劑34的下游側的排出通路M配置有消音器36。本實施方式的系統(tǒng)，如圖1所示，具備ECU(Electronic Control Unit)40。除了上述的空氣流量計38和壓力傳感器22之外，用于控制內燃機10的各種傳感器與ECU40的輸入部電連接。此外，上述的制動器30和節(jié)氣門18等的各種致動器與E⑶40的輸出部電連接。ECU40基于所輸入的各種信息對內燃機10的運轉狀態(tài)進行控制。[實施方式1的動作]參照圖2和圖3，對實施方式1的動作進行說明。首先，說明在內燃機10的穩(wěn)態(tài)運轉時、即與該內燃機10的運轉狀態(tài)相關聯(lián)的狀態(tài)量處于平衡狀態(tài)時，對流向渦輪202側的廢氣質量流量(渦輪流量)和流向WGM8側的廢氣流量(WGV流量)進行運算的方法。圖2是用于說明內燃機10的穩(wěn)態(tài)運轉時的廢氣質量流量mcyl、渦輪轉速Ntb以及 WGV開度WG的關系的圖。如該圖所示，能夠使用渦輪轉速Ntb和WGV開度WG的逆函數(shù)Y—1， 如下式(1)所示那樣表示穩(wěn)態(tài)運轉時的mcyl。mcyl = Y-1 (Ntb，WG)......(1)在此，如果將圖2所示的A點的平衡狀態(tài)、即WG = X，Ntb = Na的平衡狀態(tài)下的 mcyl設為mA，則mA使用上式⑴按照下式(2)加以表示。mcyl = mA = Y-1 (Na, X)......(2)在上式O)中運算得出的mcyl ( = mA)表示該A點的平衡狀態(tài)下的渦輪流量和 WGV流量的總流量。在此，在WGV開度為全閉(WG = O)的情況下，廢氣質量流量mycl的全部流量向渦輪側流動。因此，A點的平衡狀態(tài)下的渦輪流量實質上等價于在同等條件的Ntb 中WG = 0時的mcyl ( = mtA)。因而，能夠使用上式⑴、(2)，以下式(3)、⑷表示該平衡狀態(tài)下的渦輪流量和WGV流量。渦輪流量mtA= Y—1 (Na，0)……(3)WGV 流量mA-mtA = Y-1 (Na, X) -Y-1 (Na, 0) ......(4)因而，通過預先將函數(shù)Y所規(guī)定的關系存儲在E⑶40中，能夠高精度地運算與檢測出的平衡狀態(tài)(mycl、Ntb、WG)對應的渦輪流量和WGV流量。接著，說明在內燃機10的廢氣質量流量mcyl發(fā)生了變化的過渡運轉時，對渦輪流量和WGV流量進行運算的方法。圖3是用于說明渦輪流量伴隨著mcyl的變化而變化的圖。 另外，在該圖中，作為過渡狀態(tài)的一例，表示在內燃機10的運轉狀態(tài)從A點的平衡狀態(tài)向B 點的過渡狀態(tài)變化的情況、即表示在WGV開度WG = X，Ntb = Na中，mcyl從mA增加至mB 的狀態(tài)。此外，作為這樣的過渡運轉時，例如考慮到剛剛打開節(jié)氣門18之后等。在此，如果將A點的平衡狀態(tài)與B點的過渡狀態(tài)進行比較，則兩狀態(tài)的WG和Ntb 相等。因此，渦輪流量相對于mcyl的流量比在運轉狀態(tài)從該平衡狀態(tài)向過渡狀態(tài)轉變時不發(fā)生變化。因而，當將過渡狀態(tài)的渦輪流量設為mtB時，該渦輪流量和WGV流量用下式(5) 和(6)表示。渦輪流量mtB = mtAXmB/mA......(5)WGV 流量:mB-mtB = mB—mtAXmB/mA ......(6)
這樣，根據(jù)實施方式1的系統(tǒng)，在廢氣質量流量mcyl發(fā)生變化的過渡運轉時，能夠準確地運算渦輪流量和WGV流量。另外，在上述說明中，對Ntb = Na進行了說明，但過渡運轉時的Ntb隨時間變化而變化。因此，優(yōu)選按照以下的方法依次推定過渡運轉時的Ntb，并用于上述渦輪流量的運算。 即，在A點的平衡狀態(tài)下，在Ntb = Na的狀態(tài)下渦輪的驅動扭矩和負載扭矩平衡。如果該平衡狀態(tài)向B點的過渡狀態(tài)變化則渦輪流量增加。如果將該渦輪流量的變化量設為Amt, 則驅動扭矩與Amt成比例地增力Π，由此Ntb被加速。此時的Ntb的加速度與該驅動扭矩成比例。因此，通過將由下式(7)運算得出的Amt用于下式(8)的運算，能夠依次運算過渡運轉時的Ntb。Amt = mtB-mtA = mtAX (mB-mA)/mA ......(7)Ntb (k+1) = Ntb (k)+K X Amt/Ntb (k) ......(8)[實施方式1的具體處理]接著，參照圖4對本實施方式中執(zhí)行的處理的具體內容進行說明。圖4是ECU40執(zhí)行的程序的流程圖。另外，本程序是在WGV開度WG為恒定的狀態(tài)下廢氣質量流量mcyl發(fā)生變化的過渡運轉時反復執(zhí)行的程序。在圖4所示的程序中，首先檢測Ntb (步驟100)。在此，具體而言，通過將在后述的步驟112中運算得出的Amt以及Ntb的上次值代入上式(10)，對與本程序的過渡狀態(tài)對應的渦輪轉速Ntb (例如Na)進行運算。接著，對與本程序的過渡狀態(tài)對應的廢氣質量流量mcyl ( = mB)進行檢測(步驟 102)。mcyl實質上等價于吸氣量和燃料量的總和，而該燃料量與吸氣量相比微小。因此， 在此，由空氣流量計38檢測出的內燃機10的吸氣量作為該過渡狀態(tài)下的mcyl而檢測。接著，對WGV開度WG進行檢測(步驟104)。在此，具體而言，對從平衡向過渡的WG(例如WG =X)進行檢測。接著，通過將在上述步驟100運算得出的Ntb代入上述(3)，對平衡狀態(tài)的渦輪流量(= mtA)進行運算(步驟106)。接著，通過將在上述步驟100運算得出的Ntb以及在上述步驟104運算得出的WG代入上式O)，對平衡狀態(tài)下的廢氣質量流量(=mA)進行運算 (步驟108)。接著，通過將在上述步驟100、106和108運算得出的mB、mtA和mA代入上式(5)， 對與本程序的過渡狀態(tài)對應的渦輪流量mtB進行運算(步驟110)。接著，通過將在上述步驟102和110運算得出的mB和mtB代入上式(6)，對與本程序的過渡狀態(tài)對應的WGV流量 (mtB-mB)進行運算(步驟112)。接著，通過將在上述步驟106和110運算得出的mtA和mtB代入上式(7)，對渦輪流量從平衡狀態(tài)變化的變化量Amt進行運算(步驟112)。如上所述，根據(jù)本實施方式1的系統(tǒng)，能夠依次高精度地運算在WGV開度WG為預定的固定開度的狀態(tài)下mcyl發(fā)生變化的過渡運轉時的渦輪流量。此外，根據(jù)本實施方式1的系統(tǒng)，基于渦輪流量從平衡狀態(tài)變化的變化量Amt，依次準確地推定過渡運轉時的Ntb。然而，在上述實施方式1中，以mcyl = mA-mB.WG = X、Ntb = Na的過渡狀態(tài)為例進行了說明，但可進行渦輪流量的運算的過渡狀態(tài)并不限定于此。即，只要是在WGV開度WG
9被控制在固定開度的狀態(tài)下mcyl發(fā)生變化的過渡狀態(tài)，就能夠使用本程序對渦輪流量進行運算。此外，在上述實施方式1中，使用渦輪轉速Ntb，對過渡運轉時的渦輪流量進行運算，但運算中所能使用的渦輪狀態(tài)量并不限定于Ntb。即，只要是表示渦輪202的內部狀態(tài)量的值，也可以使用由渦輪增壓器20的壓縮機201進行的增壓的增壓壓力、與該增壓壓力具有相關關系的渦輪功(能量)和驅動扭矩等。另外，在上述實施方式1中，mcyl相當于上述本發(fā)明的第一方案中的“廢氣流量”， WG相當于上述本發(fā)明的第一方案中的“WGV開度”，Ntb相當于上述本發(fā)明的第一方案中的 “增壓壓力相關值”，mA相當于上述本發(fā)明的第一方案中的“假定廢氣流量”，mtA相當于上述本發(fā)明的第一方案中的“假定渦輪流量”，mtB相當于上述本發(fā)明的第一方案中的“過渡運轉時的渦輪流量”。此外，E⑶40，通過執(zhí)行上述步驟100 104的處理，實現(xiàn)上述本發(fā)明的第一方案中的“取得單元”，通過執(zhí)行上述步驟106的處理，實現(xiàn)上述本發(fā)明的第一方案中的 “假定渦輪流量取得單元”，通過執(zhí)行上述步驟108的處理，實現(xiàn)上述本發(fā)明的第一方案中的 “假定廢氣流量取得單元”，通過執(zhí)行上述步驟110，實現(xiàn)上述本發(fā)明的第一方案中的“流量比取得單元”和“渦輪流量運算單元”。此外，在上述實施方式1中，E⑶40通過執(zhí)行上述步驟112的處理，實現(xiàn)上述本發(fā)明的第二方案中的“WGV流量運算單元”。此外，在上述實施方式1中，上式(1)中規(guī)定的關系分別相當于上述本發(fā)明的第三和第四方案中的“穩(wěn)態(tài)運轉映射”。此外，在上述實施方式1中，Amt相當于上述本發(fā)明的第五方案中的“渦輪流量變化量”。此外，E⑶40通過執(zhí)行上述步驟114的處理，實現(xiàn)上述本發(fā)明的第五方案中的“推定
單元”。實施方式2[實施方式2的特征]接著，參照圖5和圖6對本發(fā)明的實施方式2進行說明。本實施方式的系統(tǒng)使用圖1所示的硬件結構，能夠通過在EUC40中執(zhí)行后述的圖6所示的程序來實現(xiàn)。在上述實施方式1中，在WGV開度WG控制在固定開度的狀態(tài)下mcyl發(fā)生變化的過渡運轉時，依次高精度地運算渦輪流量。相對于此，在本實施方式2中，在mcyl為恒定的狀態(tài)下WGV開度WG發(fā)生變化的過渡運轉時，高精度地運算渦輪流量。圖5是用于說明渦輪流量隨著WGV開度WG的變化而變化的圖。另外，在該圖中， 作為過渡狀態(tài)的一例，表示內燃機10的運轉狀態(tài)從C點的平衡狀態(tài)向A點的過渡狀態(tài)變化的情況、即在mcyl = mC、Ntb = Na中，WGV開度WG從Z減小到X的狀態(tài)。首先，A點的平衡狀態(tài)，如在實施方式1中敘述的那樣，表示在Ntb = Na、WG = X 且mcyl = mA的情況下進行穩(wěn)態(tài)運轉的狀態(tài)。因此，這種狀態(tài)下的渦輪流量成為mtA，而且 WGV流量成為(mA-mtA)。此外，同樣地，C點的平衡狀態(tài)，表示在Ntb = Na,WG = Z且mcyl = mC的情況下進行穩(wěn)態(tài)運轉的狀態(tài)。因此，這種狀態(tài)下的渦輪流量成為mtA，而且WGV流量成為(mC-mtA)。在此，A點的過渡狀態(tài)表示的是從Ntb = Na、WG = Z且mcyl = mC的C點的平衡狀態(tài)開始，WGV開度WG從Z減小到X的過渡狀態(tài)。該過渡狀態(tài)，換言之，表示在C點的平衡狀態(tài)的mcyl中成為A點的平衡狀態(tài)的WG的過渡狀態(tài)。因此，A點的過渡狀態(tài)實質上等價于從Ntb = Na、WG = X且mcyl = mA的平衡狀態(tài)開始，mcyl從mA向mC變化的過渡狀態(tài)。 因而，當將該過渡狀態(tài)的渦輪流量設為mtC時，通過將上式(5)、(6)中的mtB和mB分別置換成mtC和mC，能夠用下式(9)、(10)表示該渦輪流量和WGV流量。渦輪流量mtC= mtAXmC/mA......(9)WGV 流量mC-mtC = mC—mtA X mC/mA ......(10)這樣，WGV開度WG發(fā)生變化的過渡運轉時，能夠置換成mcyl發(fā)生變化的過渡運轉時。因此，通過進行與實施方式1中說明的運算同樣的運算，能夠準確地運算渦輪流量和 WGV流量。[實施方式2的具體處理]接著，參照圖6對本實施方式中執(zhí)行的處理的具體內容進行說明。圖6是ECU40 所執(zhí)行的程序的流程圖。其中，本程序是在mcyl為恒定的狀態(tài)下WGV開度WG發(fā)生變化的過渡運轉時反復執(zhí)行的程序。在圖6所示的程序中，首先對Ntb進行檢測(步驟200)。在此，具體而言，執(zhí)行與上述步驟100同樣的處理。接著，對廢氣質量流量mcyl進行檢測(步驟20 。在此，具體而言，對從穩(wěn)定狀態(tài)向該過渡狀態(tài)的mcyl的固定值(例如mcyl =mC)進行檢測。接著，對與本程序的過渡狀態(tài)對應的WGV開度WG進行檢測(步驟204)。接著，對平衡狀態(tài)的渦輪流量(= mtA)進行運算(步驟206)。在此，具體而言，執(zhí)行與上述步驟106同樣的處理。接著，將在上述步驟200取得的Ntb和在上述步驟204取得的WG代入上式(1)，從而對平衡狀態(tài)下的廢氣質量流量(=mA)進行運算(步驟208)。接著，將在上述步驟200、206和208運算得出的mC、mtA和mA代入上式(9)，從而對與本程序的過渡狀態(tài)對應的渦輪流量mtC進行運算(步驟210)。接著，將在上述步驟202 和210中運算得出的mC和mtC代入上式(10)，從而對與本程序的過渡狀態(tài)對應的WGV流量 (mtC-mC)進行運算(步驟212)。接著，將在上述步驟206和210中運算得出的mtA和mtC代入上式(7)，從而對渦輪流量從平衡狀態(tài)變化的變化量Amt進行運算(步驟214)。如上所述，根據(jù)本實施方式2的系統(tǒng)，能夠依次高精度地運算在mcyl為預定量mC 的狀態(tài)下WGV開度WG發(fā)生變化的過渡運轉時的渦輪流量。此外，根據(jù)本實施方式2的系統(tǒng)，基于渦輪流量從平衡狀態(tài)變化的變化量Amt，依次準確地推定過渡運轉時的Ntb。然而，在上述實施方式2中，說明了在mcyl被控制在固定值(=mC)的狀態(tài)下WG 發(fā)生變化的過渡運轉時，對渦輪流量進行運算的方法。但是，如實施方式1所示那樣，也可以與mycl發(fā)生變化的過渡運轉狀態(tài)時組合，在WG和mcyl的雙方都發(fā)生變化的過渡運轉時執(zhí)行該渦輪流量的運算。在該情況下，在圖6所示的程序中，只要代替上述步驟202而執(zhí)行上述步驟102即可。由此，在WG和mcyl都發(fā)生變化的過渡運轉時，與能夠高精度地運算渦輪流量。此外，在上述實施方式2中，使用渦輪轉速Ntb，對過渡運轉時的渦輪流量進行運算，但運算中所能使用的渦輪狀態(tài)量并不限定于Ntb。即，只要是表示渦輪202的內部狀態(tài)量的值，也可以使用由渦輪增壓器20的壓縮機201進行增壓的增壓壓力、與該增壓壓力具有相關關系的渦輪功(能量)和驅動扭矩等。另外，在上述實施方式2中，mcyl相當于上述本發(fā)明的第一方案中的“廢氣流量”， WG相當于上述本發(fā)明的第一方案中的“WGV開度”，Ntb相當于上述本發(fā)明的第一方案中的 “增壓壓力相關值”，mA相當于上述本發(fā)明的第一方案中的“假定廢氣流量”，mtA相當于上述本發(fā)明的第一方案中的“假定渦輪流量”，mtB相當于上述本發(fā)明的第一方案中的“過渡運轉時的渦輪流量”。此外，E⑶40，通過執(zhí)行上述步驟200 204的處理，實現(xiàn)上述本發(fā)明的第一方案中的“取得單元”，通過執(zhí)行上述步驟206的處理，實現(xiàn)上述本發(fā)明的第一方案中的 “假定渦輪流量取得單元”，通過執(zhí)行上述步驟208的處理，實現(xiàn)上述本發(fā)明的第一方案中的 “假定廢氣流量取得單元”，通過執(zhí)行上述步驟210的處理，實現(xiàn)上述本發(fā)明的第一方案中的 “流量比取得單元”和“渦輪流量運算單元”。此外，在上述實施方式2中，E⑶40通過執(zhí)行上述步驟212的處理，實現(xiàn)上述本發(fā)明的第二方案中的“WGV流量運算單元”。此外，在上述實施方式2中，上式(1)中規(guī)定的關系分別相當于上述本發(fā)明的第三和第四方案中的“穩(wěn)態(tài)運轉映射”。此外，在上述實施方式2中，Amt相當于上述本發(fā)明的第五方案中的“渦輪流量變化量”。此外，E⑶40通過執(zhí)行上述步驟114的處理，實現(xiàn)上述本發(fā)明的第五方案中的“推定
單元”。實施方式3[實施方式3的特征]接著，參照圖7和圖8對本發(fā)明的實施方式3進行說明。本實施方式的系統(tǒng)使用圖1所示的硬件結構，能夠通過在EUC40中執(zhí)行后述的圖8所示的程序來實現(xiàn)。在上述實施方式1和2中，對過渡運轉時的渦輪流量進行高精度地運算。相對于此，在本實施方式3中，使用運算得出的渦輪流量相對于mcyl的流量比，高精度推定向渦輪 202側流通的廢氣和向霸28側流通的廢氣合流后的廢氣的溫度(以下稱為“渦輪下游氣體溫度”)。圖7是表示相對于內燃機10的穩(wěn)態(tài)運轉時的Ntb以及mcyl的渦輪下游氣體溫度的圖。如該圖所示，在Ntb以及mcyl成為平衡狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)運轉時，根據(jù)Ntb以及mcyl決定渦輪下游氣體溫度。因此，當將渦輪下游氣體溫度設為Tex時，下式(11)成立。Tex = T(Ntb, mcyl) ......(11)在此，在圖7中，在內燃機10的運轉狀態(tài)從A點的平衡狀態(tài)向D點的過渡狀態(tài)變化的情況下、即mcyl = mA、Ntb = Na中，對WGV開度WG從X增加至W的過渡狀態(tài)進行考察。首先，A點的平衡狀態(tài)，如在實施方式1中敘述的那樣，表示在Ntb = Na、WG = X 且mcyl = mA的情況下進行穩(wěn)態(tài)運轉的狀態(tài)。因此，這種狀態(tài)下的渦輪流量成為mtA，而且 WGV流量成為(mA-mtA)。此外，同樣地，D點的平衡狀態(tài)，表示在Ntb = Na,WG = Z且mcyl = mD的情況下進行穩(wěn)態(tài)運轉的狀態(tài)。因此，這種狀態(tài)下的渦輪流量成為mtA，而且WGV流量成為(mD-mtA)。進而，D點的過渡狀態(tài)，表示Ntb = Na、WG = W且mcyl = mA的過渡狀態(tài)。因而， 當將該過渡狀態(tài)的渦輪流量設為mtD時，通過將上式(9)、(10)中的mtC、mC和mA分別置換成mtD、mA和mD，能夠用下式(12)、(13)表示渦輪流量和WGV流量。渦輪、流量:mtD = mtAXmA/mD......(12)WGV 流量mA-mtD = mA-mtAXmA/mD ......(13)在此，如圖7所示，在平衡狀態(tài)下成為D電的過渡狀態(tài)的渦輪流量(=mtD)是Ntb =Nd的渦輪狀態(tài)，進而，在該渦輪狀態(tài)下成為該過渡狀態(tài)的mcyl( = mA)是成為P點的平衡狀態(tài)的運轉狀態(tài)。因此，D點的過渡狀態(tài)的廢氣狀態(tài)可以說是與P點的平衡狀態(tài)的廢氣狀態(tài)等價。因而，通過將Ntb = NcUmcyl =mA代入上式(11)，能夠高精度地推定該過渡狀態(tài)下的渦輪下游氣體溫度Tex。[實施方式3的具體處理]接著，參照圖8對本實施方式中執(zhí)行的處理的具體內容進行說明。圖8是ECU40 所執(zhí)行的程序的流程圖。其中，本程序是內燃機10的過渡運轉時反復執(zhí)行的程序。在圖4所示的程序中，首先對與本程序的過渡狀態(tài)對應的渦輪流量(= mtD)、mcyl 和MG進行運算(步驟300)。在此，具體而言，執(zhí)行與上述步驟200 210同樣的處理。接著，在平衡狀態(tài)下對渦輪流量成為mtD的Ntb進行運算(步驟30 。在此，具體而言，使用上式(1)所示的Y—1的正函數(shù)Y，對與在上述步驟300運算得出的WG和mtD對應的Ntb ( = Nd)進行運算。接著，對過渡狀態(tài)下的渦輪下游氣體溫度Tex進行運算(步驟304)。在此，具體而言，將在上述步驟300運算得出的mcyl、以及在上述步驟302運算得出的Nd代入上式(13)。如上所述，根據(jù)本實施方式3，基于運算得出的過渡運轉時的渦輪流量以及此時的 mcyl，能夠高精度地推定過渡運轉時的渦輪下游氣體溫度Tex。另外，在上述實施方式3中，mcyl相當于上述本發(fā)明的第一方案中的“廢氣流量”， WG相當于上述本發(fā)明的第一方案中的“WGV開度”，Ntb相當于上述本發(fā)明的第一方案中的 “增壓壓力相關值”，mtD相當于上述本發(fā)明的第一方案中的“過渡運轉時的渦輪流量”。此外，E⑶40，通過執(zhí)行上述步驟300的處理，實現(xiàn)上述本發(fā)明的第一方案中的“取得單元”，通過執(zhí)行上述步驟302的處理，實現(xiàn)上述本發(fā)明的第一方案中的“渦輪流量運算單元”。此外，在上述實施方式3中，Tex相當于上述本發(fā)明的第八方案中的“廢氣溫度”， Nd相當于上述本發(fā)明的第八方案中的“假定增壓壓力相關值”，上式(11)中規(guī)定的關系相當于上述本發(fā)明的第八方案中的“溫度映射”。此外，E⑶40，通過執(zhí)行上述步驟304的處理， 實現(xiàn)上述本發(fā)明的第八方案中的“增壓壓力相關值取得單元”，通過執(zhí)行上述步驟306的處理，實現(xiàn)上述本發(fā)明的第八方案中的“廢氣溫度特定單元”。此外，在上述實施方式3中，上式(1)中規(guī)定的關系相當于上述本發(fā)明的第八方案中的“穩(wěn)態(tài)運轉映射”。
1權利要求
1.一種內燃機的控制裝置，其是帶有渦輪增壓器的內燃機的控制裝置，其特征在于，具備排氣旁通通路，其設置于所述內燃機的排氣系統(tǒng)，并且迂回繞過所述渦輪增壓器； WGV，其配置于所述排氣旁通通路，能夠接受來自所述內燃機的動作要求，任意地調整開度；取得單元，其在所述內燃機過渡運轉時，取得從所述內燃機排出的廢氣流量、WGV開度、 以及與所述內燃機的增壓壓力之間具有相關關系的增壓壓力相關值，來分別作為過渡廢氣流量、過渡WGV開度以及過渡增壓壓力相關值；假定廢氣流量取得單元，其取得所述過渡增壓壓力相關值以及所述過渡WGV開度在所述內燃機穩(wěn)態(tài)運轉時被實現(xiàn)的情況下的所述廢氣流量的假定值，來作為假定廢氣流量；假定渦輪流量取得單元，其取得所述過渡增壓壓力相關值以及所述過渡WGV開度在所述穩(wěn)態(tài)運轉時被實現(xiàn)的情況下的通過所述渦輪增壓器的渦輪的廢氣流量亦即渦輪流量的假定值，來作為假定渦輪流量；流量比取得單元，其取得所述假定渦輪流量相對于所述假定廢氣流量的流量比；和渦輪流量運算單元，其將所述流量比應用于所述過渡廢氣流量，從而對所述過渡運轉時的渦輪流量進行運算。
2.根據(jù)權利要求1所述的內燃機的控制裝置，其特征在于所述內燃機的控制裝置還具備WGV流量運算單元，所述WGV流量運算單元取得從所述過渡廢氣流量減去所述過渡運轉時的渦輪流量后而得到的值，來作為在所述過渡運轉時的通過所述WGV的廢氣的流量亦即WGV流量。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的內燃機的控制裝置，其特征在于所述假定廢氣流量取得單元包括穩(wěn)態(tài)運轉映射存儲單元，所述穩(wěn)態(tài)運轉映射存儲單元存儲對所述穩(wěn)態(tài)運轉時的所述增壓壓力相關值、所述WGV開度以及所述廢氣流量的關系進行了規(guī)定的穩(wěn)態(tài)運轉映射，使用所述穩(wěn)態(tài)運轉映射，來取得與所述過渡增壓壓力相關值以及所述過渡WGV開度對應的廢氣流量，以該廢氣流量作為所述假定廢氣流量。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的內燃機的控制裝置，其特征在于所述假定渦輪流量取得單元包括穩(wěn)態(tài)運轉映射存儲單元，所述穩(wěn)態(tài)運轉映射存儲單元存儲對所述穩(wěn)態(tài)運轉時的所述增壓壓力相關值、所述WGV開度以及所述廢氣流量之間的關系進行了規(guī)定的穩(wěn)態(tài)運轉映射，使用所述穩(wěn)態(tài)運轉映射，來取得與所述過渡增壓壓力相關值以及全閉狀態(tài)下的WGV開度對應的廢氣流量，以該廢氣流量作為所述假定渦輪流量。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的內燃機的控制裝置，其特征在于 所述增壓壓力相關值是所述渦輪增壓器的渦輪轉速，所述取得單元包括渦輪流量變化量取得單元，其取得從所述過渡運轉時的渦輪流量減去所述假定渦輪流量后而得到的值，來作為渦輪流量變化量；和推定單元，其基于所述渦輪流量變化量，來推定所述渦輪轉速。
6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的內燃機的控制裝置，其特征在于所述過渡運轉時包含在所述WGV開度恒定的狀態(tài)下所述廢氣流量發(fā)生變化的運轉狀態(tài)。
7.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的內燃機的控制裝置，其特征在于所述過渡運轉時包含在所述廢氣流量恒定的狀態(tài)下所述WGV開度發(fā)生變化的運轉狀態(tài)。
8.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的內燃機的控制裝置，其特征在于，還具備溫度映射存儲單元，其對如下的溫度映射進行存儲，該溫度映射是將所述渦輪增壓器下游的廢氣溫度、與所述內燃機穩(wěn)態(tài)運轉時的所述增壓壓力相關值以及所述廢氣流量建立起關聯(lián)的溫度映射；假定增壓壓力相關值取得單元，其取得所述過渡運轉時的渦輪流量以及所述過渡廢氣流量在所述穩(wěn)態(tài)運轉時被實現(xiàn)的情況下的增壓壓力相關值的假定值，來作為假定增壓壓力相關值；和廢氣溫度確定單元，其使用所述假定增壓壓力相關值和所述過渡廢氣流量，來確定所述溫度映射中的所對應點的溫度，以該溫度作為所述過渡運轉時的所述廢氣溫度。
9.根據(jù)權利要求8所述的內燃機的控制裝置，其特征在于所述假定增壓壓力相關值取得單元包括穩(wěn)態(tài)運轉映射存儲單元，所述穩(wěn)態(tài)運轉存儲單元存儲對所述穩(wěn)態(tài)運轉時的所述增壓壓力相關值、所述WGV開度以及所述廢氣流量的關系進行了規(guī)定的穩(wěn)態(tài)運轉映射，在所述穩(wěn)態(tài)運轉映射中，取得所述WGV開度為全閉狀態(tài)且所述廢氣流量為所述過渡運轉時的渦輪流量這一點所對應的增壓壓力相關值，來作為所述假定增壓壓力相關值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種內燃機的控制裝置，在帶具有WGV的渦輪增壓器的內燃機中，能夠高精度地推定過渡運轉時的渦輪流量。在內燃機(10)的過渡運轉時，分別取得廢氣流量(mcyl(＝mB))、WGV開度(WG(＝X))和渦輪轉速(Ntb(＝Na))(步驟100～104)。運算過渡運轉時取得的Ntb和WG在穩(wěn)態(tài)運轉時實現(xiàn)時的渦輪流量(mtA)和(mcyl(mA))(步驟106～108)。在過渡運轉時的mcyl中應用mtA對mA的流量比，運算過渡運轉時的渦輪流量(＝mtB)(步驟110)。優(yōu)選使用過渡運轉時的渦輪流量變化量(Δmt(＝mtB-mtA))，推定Ntb過渡運轉時的Ntb(步驟114、100)。
文檔編號F02D23/02GK102232141SQ201080001867
公開日2011年11月2日 申請日期2010年2月26日 優(yōu)先權日2010年2月26日
發(fā)明者永樂玲 申請人:豐田自動車株式會社