本發(fā)明涉及內(nèi)燃機的控制裝置及其控制方法，該內(nèi)燃機具備：進氣通路和排氣通路；對所述進氣通路進行開關的節(jié)流閥；使廢氣從所述排氣通路回流至所述節(jié)流閥的下游側(cè)的所述進氣通路部分即進氣歧管的egr流路；以及對egr流路進行開關的egr閥。

背景技術：

為了良好地控制內(nèi)燃機，高精度地計算吸入到氣缸的空氣量并根據(jù)氣缸吸入空氣量高精度地控制燃料供給量和點火時期是非常重要的。關于點火時期控制，要求不僅要考慮到內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)速度及氣缸吸入空氣量，還要根據(jù)其他的要因，例如內(nèi)燃機的冷卻水溫、爆震產(chǎn)生狀況、燃料性狀、egr(exhaustgasrecirculation：排氣再循環(huán))率來使點火時期變?yōu)檩敵鲛D(zhuǎn)矩達到最大的點火時期(mbt：minimumsparkadvanceforbesttorque：最佳轉(zhuǎn)矩時的最小點火提前角)等。

另外，關于egr，存在有以下方法：在使廢氣從排氣通路回流到進氣歧管的egr流路設置egr閥，利用該egr閥的開度來控制回流至進氣歧管的廢氣量的方法(以下，稱為外部egr)、以及設置使進氣閥和排氣閥的一方或雙方的開關定時可變的可變閥正時機構，通過改變進氣閥和排氣閥同時打開的閥重疊期間，來控制殘留在氣缸內(nèi)的廢氣量的方法(以下，稱為內(nèi)部egr)。近年來，為了實現(xiàn)低燃費化、高輸出化，同時具備外部egr機構和內(nèi)部egr機構這兩者的內(nèi)燃機不斷增加。本申請中，僅記載了egr、egr率的情況指的是外部egr、外部egr率。

此外，近年來，正在實施將內(nèi)燃機的輸出轉(zhuǎn)矩作為指標來控制內(nèi)燃機的方式。由于熱效率根據(jù)氣缸吸入空氣量和egr率而變化，因此要求基于氣缸吸入空氣量和egr率來推定輸出轉(zhuǎn)矩。因此，無論是為了控制點火時期，還是為了推定輸出轉(zhuǎn)矩，都要求高精度地推定egr率。

作為推定egr率的技術，例如，已知有下述專利文獻1和專利文獻2所記載的技術。在專利文獻1的技術中采用下述結(jié)構，即：使用由空氣流量傳感器檢測出的吸入空氣量、基于進氣歧管內(nèi)的壓力等計算得到的流入氣缸的空氣量即氣缸流量、以及egr閥的開度，邊學習egr閥的特性偏差、經(jīng)年變化，邊推定回流廢氣量。

專利文獻2的技術是下述技術，即：對egr閥的開度進行反饋控制，以使設置于進氣歧管的co2濃度傳感器檢測到的co2濃度接近目標值。專利文獻2中還公開了設置濕度傳感器來取代co2濃度傳感器的結(jié)構。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第5642222號公報

專利文獻2：日本專利特公昭58-55345號公報

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術問題

然而，在專利文獻1的技術中，雖然無需增加用于推定回流廢氣量的專用傳感器，從而不會因元器件的增加而導致成本增加，但由于間接地對回流廢氣量進行推定，因此存在下述問題，即：會因為回流廢氣量的推定所使用的各種傳感器及內(nèi)燃機的特性的個體差異和經(jīng)年變化等而導致產(chǎn)生推定誤差。

專利文獻2的技術中，基于進氣歧管內(nèi)的濕度來對回流廢氣量進行反饋控制，但沒有考慮從大氣新吸入到進氣歧管內(nèi)的吸入空氣的濕度即大氣濕度對進氣歧管內(nèi)的濕度的影響，從而存在會因為大氣濕度的變化而導致產(chǎn)生回流廢氣量的控制誤差的問題。大氣的濕度會因地域、季節(jié)、氣候等而發(fā)生顯著的變化，因此，回流廢氣量的控制誤差會增大到無法忽視的程度。

此外，一般的濕度傳感器會存在以秒為單位的時間常數(shù)的響應延遲。因此，基于濕度傳感器的輸出信號計算得到的回流廢氣量中也會產(chǎn)生響應延遲，從而存在過渡運轉(zhuǎn)時回流廢氣量的計算誤差變大的問題。

因此，尋求一種能夠減少內(nèi)燃機的特性的個體差異和經(jīng)年變化、吸入空氣(大氣)的濕度變化導致的回流廢氣量的計算誤差，并且能夠減少過渡運轉(zhuǎn)時回流廢氣量的計算誤差的內(nèi)燃機的控制裝置及其控制方法。

解決技術問題所采用的技術方案

本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置是下述內(nèi)燃機的控制裝置，該內(nèi)燃機具備：進氣通路和排氣通路；對所述進氣通路進行開關的節(jié)流閥；使廢氣從所述排氣通路回流至所述節(jié)流閥的下游側(cè)的所述進氣通路部分即進氣歧管的egr流路；以及對所述egr流路進行開關的egr閥，該內(nèi)燃機的控制裝置包括：運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部，該運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部檢測所述進氣歧管內(nèi)的氣體的壓力即歧管壓、所述進氣歧管內(nèi)的氣體的溫度即歧管溫度、所述進氣歧管內(nèi)的氣體的濕度即歧管濕度、被吸入到所述進氣通路的吸入空氣的壓力即吸入空氣壓、所述吸入空氣的溫度即吸入空氣溫度、所述吸入空氣的濕度即吸入空氣濕度、所述吸入空氣的流量即吸入空氣流量、以及所述egr閥的開度；濕度檢測egr率計算部，該濕度檢測egr率計算部基于所述吸入空氣溫度、所述吸入空氣濕度、所述吸入空氣壓、所述歧管溫度、所述歧管濕度、以及所述歧管壓，計算回流至所述進氣歧管的所述廢氣即回流廢氣相對于所述吸入空氣的比率即濕度檢測egr率；開口面積學習值計算部，該開口面積學習值計算部基于所述濕度檢測egr率和所述吸入空氣流量，計算所述回流廢氣的流量即濕度檢測回流流量，計算實現(xiàn)所述濕度檢測回流流量的所述egr閥的開口面積即濕度檢測開口面積，基于所述濕度檢測開口面積，計算所述egr閥的開口面積的學習值；以及控制用回流廢氣計算部，該控制用回流廢氣計算部使用所述開口面積的學習值，計算與當前的所述egr閥的開度對應的所述egr閥的學習后開口面積，基于所述學習后開口面積，計算用于所述內(nèi)燃機的控制的控制用的所述回流廢氣的流量。

本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機的控制方法是下述內(nèi)燃機的控制方法，該內(nèi)燃機具備：進氣通路和排氣通路；對所述進氣通路進行開關的節(jié)流閥；使廢氣從所述排氣通路回流至所述節(jié)流閥的下游側(cè)的所述進氣通路部分即進氣歧管的egr流路；以及對所述egr流路進行開關的egr閥，在該內(nèi)燃機的控制方法中執(zhí)行下述步驟，即：運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測步驟，在該運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測步驟中，檢測所述進氣歧管內(nèi)的氣體的壓力即歧管壓、所述進氣歧管內(nèi)的氣體的溫度即歧管溫度、所述進氣歧管內(nèi)的氣體的濕度即歧管濕度、吸入到所述進氣通路的吸入空氣的壓力即吸入空氣壓、所述吸入空氣的溫度即吸入空氣溫度、所述吸入空氣的濕度即吸入空氣濕度、所述吸入空氣的流量即吸入空氣流量、以及所述egr閥的開度；濕度檢測egr率計算步驟，在該濕度檢測egr率計算步驟中，基于所述吸入空氣溫度、所述吸入空氣濕度、所述吸入空氣壓、所述歧管溫度、所述歧管濕度、以及所述歧管壓，計算回流至所述進氣歧管的所述廢氣即回流廢氣相對于所述吸入空氣的比率即濕度檢測egr率；開口面積學習值計算步驟，在該開口面積學習值計算步驟中，基于所述濕度檢測egr率和所述吸入空氣流量，計算所述回流廢氣的流量即濕度檢測回流流量，計算實現(xiàn)所述濕度檢測回流流量的所述egr閥的開口面積即濕度檢測開口面積，基于所述濕度檢測開口面積，計算所述egr閥的開口面積的學習值；以及控制用回流量計算步驟，在該控制用回流量計算步驟中，使用所述開口面積的學習值，計算與當前的所述egr閥的開度對應的所述egr閥的學習后開口面積，基于所述學習后開口面積，計算用于所述內(nèi)燃機的控制的控制用的所述回流廢氣的流量。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機的控制裝置及其控制方法，無需考慮內(nèi)燃機的特性的個體差異及經(jīng)年變化、吸入空氣的濕度變化，能夠基于吸入空氣濕度和歧管濕度來高精度地檢測出egr率(濕度檢測egr率)。并且，基于濕度檢測egr率，計算出egr閥的開口面積的學習值。因此，即使在因煤等堆積物而導致egr閥的流量特性發(fā)生了變化的情況下、或者因經(jīng)年老化而導致egr閥無法動作的情況下，也都能夠高精度地學習egr閥的流量特性。于是，能夠基于與當前的egr閥的開度相對應的學習后開口面積，高響應性地計算出控制用的回流廢氣的流量。因此，能夠減少因內(nèi)燃機的特性的個體差異和經(jīng)年變化、吸入空氣的濕度變化導致的回流廢氣量的計算誤差，并且減少過渡運轉(zhuǎn)時回流廢氣量的計算誤差，進而能夠提高內(nèi)燃機的控制精度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施方式1所涉及的內(nèi)燃機及控制裝置的簡要結(jié)構圖。

圖2是本發(fā)明的實施方式1所涉及的控制裝置的框圖。

圖3是本發(fā)明的實施方式1所涉及的控制裝置的硬件結(jié)構圖。

圖4是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的進氣歧管內(nèi)的氣體的分壓狀態(tài)的圖。

圖5是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的控制裝置的處理的流程圖。

具體實施方式

1.實施方式1

參照附圖說明實施方式1所涉及的內(nèi)燃機1的控制裝置50(以下，簡稱為控制裝置50)。圖1是本實施方式所涉及的內(nèi)燃機1及控制裝置50的簡要結(jié)構圖，圖2是本實施方式所涉及的控制裝置50的框圖。內(nèi)燃機1及控制裝置50搭載于車輛，內(nèi)燃機1成為車輛(車輪)的驅(qū)動力源。

1-1.內(nèi)燃機1的結(jié)構

首先，對內(nèi)燃機1的結(jié)構進行說明。內(nèi)燃機1具有使空氣和燃料的混合氣體進行燃燒的氣缸25。內(nèi)燃機1具備向氣缸25提供空氣的進氣通路23、以及排出氣缸25中燃燒后的廢氣的排氣通路17。內(nèi)燃機1具備對進氣通路23進行開關的節(jié)流閥6。節(jié)流閥6是利用由控制裝置50控制的電動機來進行開關驅(qū)動的電子控制式節(jié)流閥。節(jié)流閥6中設有輸出與節(jié)流閥6的開度相對應的電信號的節(jié)流開度傳感器7。

進氣通路23的最上游部設有對被吸入到進氣通路23的空氣進行凈化的空氣凈化器24。在節(jié)流閥6的上游側(cè)的進氣通路23設有：空氣流量傳感器3，輸出與從大氣吸入到進氣通路23的空氣即吸入空氣的流量相對應的電信號；吸入空氣溫度傳感器4，輸出與吸入空氣的溫度即吸入空氣溫度ta相對應的電信號；以及吸入空氣濕度傳感器5，輸出與吸入空氣的濕度即吸入空氣濕度hra相對應的電信號。節(jié)流閥6的上游側(cè)的進氣通路23內(nèi)的壓力可視為與大氣壓相等。在進氣通路23的外部(例如，控制裝置50的內(nèi)部)設有吸入空氣壓傳感器2，輸出與吸入空氣(本例中為大氣)的壓力即吸入空氣壓pa相對應的電信號。

另外，吸入空氣溫度傳感器4和吸入空氣濕度傳感器5可以設置為與空氣流量傳感器3形成為一體，也可以單獨設置?；蛘?，吸入空氣溫度傳感器4和吸入空氣濕度傳感器5可以與吸入空氣壓傳感器2一樣設置在進氣通路23的外部，吸入空氣壓傳感器2可以設置在與吸入空氣溫度傳感器4和吸入空氣濕度傳感器5相同的地方。無論是哪種設置方式，吸入空氣壓傳感器2、吸入空氣溫度傳感器4、以及吸入空氣濕度傳感器5均設置在被吸入到進氣通路23的吸入空氣所存在的位置，是吸入空氣的壓力實質(zhì)上相同的位置。

節(jié)流閥6的下游側(cè)的進氣通路23的部分作為進氣歧管12。進氣歧管12的上游側(cè)的部分作為抑制進氣脈動的調(diào)壓室11。內(nèi)燃機1具備使廢氣從排氣通路17回流至進氣歧管12(本例中為調(diào)壓室11)的egr流路21、以及對egr流路21進行開關的egr閥22。egr閥22是利用由控制裝置50控制的電動機等電動致動器來進行開關驅(qū)動的電子控制式egr閥。egr閥22設有egr開度傳感器27，輸出與egr閥22的開度oe相對應的電信號。回流至調(diào)壓室11的廢氣(以下，稱為回流廢氣)和被吸入調(diào)壓室11的吸入空氣在調(diào)壓室11內(nèi)混合并均勻化。另外，egr是exhaustgasrecirculation(廢氣再循環(huán))的首字母。

進氣歧管12設有：歧管壓傳感器8，輸出與進氣歧管12內(nèi)的氣體的壓力即歧管壓pb相對應的電信號；歧管溫度傳感器9，輸出與進氣歧管12內(nèi)的氣體的溫度即歧管溫度tb相對應的電信號；以及歧管濕度傳感器10，輸出與進氣歧管12內(nèi)的氣體的濕度即歧管濕度hrb相對應的電信號。另外，歧管溫度傳感器9和歧管濕度傳感器10可以設置為與歧管壓傳感器8形成為一體，也可以單獨設置。歧管溫度傳感器9和歧管濕度傳感器10設置在進氣歧管12和egr流路21的連接部的下游側(cè)，構成為能夠檢測出吸入空氣與回流廢氣充分混合后的氣體的溫度和濕度。

在進氣歧管12的下游側(cè)的部分設有噴射燃料的噴射器13。另外，噴射器13也可以設置為直接向氣缸25內(nèi)噴射燃料。

氣缸25的頂部設有在空氣和燃料的混合氣體中點火的火花塞、以及將點火能量提供給火花塞的點火線圈16。并且，在氣缸25的頂部還設有調(diào)節(jié)從進氣通路23被吸入到氣缸25內(nèi)的吸入空氣量的進氣閥14、以及調(diào)節(jié)從氣缸內(nèi)排出至排氣通路17的廢氣量的排氣閥15。進氣閥14中設置有將該進氣閥14的閥開關定時設為可變的進氣可變閥正時機構。排氣閥15中設置有將該排氣閥15的閥開關定時設為可變的排氣可變閥正時機構。可變閥正時機構14、15具有電動致動器。內(nèi)燃機1的曲柄軸設有曲柄角傳感器20，輸出與該曲柄軸的旋轉(zhuǎn)角相對應的電信號。

排氣通路17設有空燃比傳感器18，輸出與廢氣中的空氣和燃料的比率即空燃比af(空氣/燃料)相對應的電信號。并且，排氣通路17還設有對廢氣進行凈化的催化劑19。催化劑19使用在理論空燃比af0附近的凈化性能較高的三元催化劑。

1-2.控制裝置50的結(jié)構

接著，對控制裝置50進行說明。

控制裝置50是將內(nèi)燃機1作為控制對象的控制裝置。如圖2所示，控制裝置50包括運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51、濕度檢測egr率計算部52、開口面積學習值計算部53、控制用回流廢氣計算部54、以及回流量利用控制部55等控制部?？刂蒲b置50的各控制部51～55等由控制裝置50所具備的處理電路來實現(xiàn)。具體而言，控制裝置50如圖3所示，具備下述部分來作為處理電路，即：cpu(centralprocessingunit：中央處理器)等運算處理裝置90(計算機)、與運算處理裝置90間進行數(shù)據(jù)交換的存儲裝置91、向運算處理裝置90輸入外部信號的輸入電路92、從運算處理裝置90向外部輸出信號的輸出電路93、以及運算處理裝置90與外部裝置進行數(shù)據(jù)通信用的通信電路94等。

作為存儲裝置91，具備構成為能夠由運算處理裝置90讀取數(shù)據(jù)及寫入數(shù)據(jù)的ram(randomaccessmemory：隨機存取存儲器)、構成為能夠由運算處理裝置90讀取數(shù)據(jù)的rom(只讀存儲器)等。輸入電路92還具備與各種傳感器和開關相連接并將這些傳感器和開關的輸出信號輸入到運算處理裝置90的a/d轉(zhuǎn)換器等。輸出電路93具備與電負載相連接并將控制信號從運算處理裝置90輸出給這些電負載的驅(qū)動電路等。通信電路94經(jīng)由通信線路與空調(diào)控制裝置80、變速裝置的控制裝置81等其他的車載用電子設備等相連接，基于can(controllerareanetwork：控制器局域網(wǎng)絡)等通信協(xié)議進行有線通信。

控制裝置50所具備的各控制部51～55等的各功能通過運算處理裝置90執(zhí)行rom等存儲裝置91所存儲的軟件(程序)并與存儲裝置91、輸入電路92、輸出電路93、以及通信電路94等控制裝置50的其他硬件進行協(xié)作來實現(xiàn)。另外，各控制部51～55等所使用的特性數(shù)據(jù)、判定值等設定數(shù)據(jù)作為軟件(程序)的一部分存儲于rom等存儲裝置91。

本實施方式中，輸入電路92連接有吸入空氣壓傳感器2、空氣流量傳感器3、吸入空氣溫度傳感器4、吸入空氣濕度傳感器5、節(jié)流開度傳感器7、歧管壓傳感器8、歧管溫度傳感器9、歧管濕度傳感器10、空燃比傳感器18、曲柄角傳感器20、加速位置傳感器26、以及egr開度傳感器27等。輸出電路93連接有節(jié)流閥6(電動機)、噴射器13、進氣可變閥正時機構14、排氣可變閥正時機構15、點火線圈16、以及egr閥22(電動致動器)等。另外，控制裝置50與未圖示的各種傳感器、開關、以及致動器等相連接。

作為基本控制，控制裝置50基于所輸入的各種傳感器的輸出信號等，計算燃料噴射量、點火時期等，對噴射器13和點火線圈16等進行驅(qū)動控制?？刂蒲b置50基于加速位置傳感器26的輸出信號等，計算駕駛員所要求的內(nèi)燃機1的輸出轉(zhuǎn)矩，控制節(jié)流閥6等，以得到實現(xiàn)該要求輸出轉(zhuǎn)矩的吸入空氣量。此時，也可以考慮使用后述的基于控制用的回流廢氣流量qes計算的內(nèi)燃機1的輸出轉(zhuǎn)矩。具體而言，控制裝置50計算目標節(jié)流開度，驅(qū)動控制節(jié)流閥6的電動機，以使基于節(jié)流開度傳感器7的輸出信號檢測出的節(jié)流開度接近目標節(jié)流開度。

<運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51>

運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51檢測內(nèi)燃機1和車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51基于各種傳感器的輸出信號等來檢測各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)。運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51檢測歧管壓pb、歧管溫度tb、以及歧管濕度hrb。本實施方式中，運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51基于歧管壓傳感器8的輸出信號來檢測歧管壓pb。運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51基于歧管溫度傳感器9的輸出信號來檢測歧管溫度tb。運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51基于歧管濕度傳感器10的輸出信號來檢測歧管濕度hrb。

此外，運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51還檢測吸入空氣壓pa、吸入空氣溫度ta、以及吸入空氣濕度hra。本實施方式中，運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51基于吸入空氣壓傳感器2的輸出信號來檢測吸入空氣壓pa。運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51基于吸入空氣溫度傳感器4的輸出信號檢測吸入空氣溫度ta。運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51基于吸入空氣濕度傳感器5的輸出信號檢測吸入空氣濕度hra。

本實施方式中，吸入空氣濕度傳感器5和歧管濕度傳感器10使用檢測相對濕度的類型的濕度傳感器，例如，使用根據(jù)濕敏材料的電阻值進行檢測的電阻式濕度傳感器、根據(jù)感應元件的靜電電容進行檢測的靜電電容式濕度傳感器等。因此，運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51檢測相對濕度作為歧管濕度hrb和吸入空氣濕度hra。濕度傳感器5、10中存在數(shù)秒左右的時間常數(shù)的響應延遲。

此外，運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51基于節(jié)流開度傳感器7的輸出信號來檢測節(jié)流開度，基于egr開度傳感器27的輸出信號來檢測egr閥22的開度oe。運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51基于空燃比傳感器18的輸出信號來檢測廢氣的空燃比af，基于曲柄角傳感器20的輸出信號來檢測內(nèi)燃機1的旋轉(zhuǎn)速度ne，基于加速位置傳感器26的輸出信號來檢測油門開度。

運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51基于空氣流量傳感器3的輸出信號檢測吸入空氣流量qa。運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51如式(1)所示那樣，基于吸入空氣流量qa[g/s]，計算在一個沖程期間(例如，btdc5degca間的期間)吸入到進氣通路23(進氣歧管12)的吸入空氣量qa[g/stroke(沖程)]，并對吸入空氣量qa進行模擬進氣歧管12(調(diào)壓室)的延遲的一次延遲濾波處理，從而計算出在一個沖程期間吸入到氣缸25的氣缸吸入空氣量qac[g/stroke]。運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51例如將吸入空氣流量qa與一個沖程周期δt相乘，從而計算出吸入空氣量qa。

【數(shù)學式1】

此處，kcca為預先設定的濾波增益。(n)表示本次的運算周期的值，(n-1)表示上一次的運算周期的值。

此外，運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51用標準大氣狀態(tài)的空氣密度ρ0和氣缸容積vc相乘后得到的值去除氣缸吸入空氣量qac，計算出吸入空氣的填充效率ec。填充效率ec是氣缸吸入空氣量qac相對于填滿氣缸容積vc的標準大氣狀態(tài)的空氣質(zhì)量(ρ0×vc)的比率。另外，標準大氣狀態(tài)為1atm、25℃。

【數(shù)學式2】

運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51檢測egr閥22的排氣通路17側(cè)的廢氣的溫度tex。本實施方式中，運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51使用預先設定了內(nèi)燃機1的旋轉(zhuǎn)速度ne、填充效率ec及廢氣的溫度tex的關系的廢氣溫度特性數(shù)據(jù)，計算出與當前的內(nèi)燃機1的旋轉(zhuǎn)速度ne和填充效率ec相對應的廢氣的溫度tex。另外，也可以構成為在排氣通路17設有溫度傳感器，運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51基于溫度傳感器的輸出信號來檢測廢氣的溫度tex。另外，各特性數(shù)據(jù)使用數(shù)據(jù)映射、數(shù)據(jù)表格、多項式、數(shù)學式等。

運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51檢測egr閥22的排氣通路17側(cè)的廢氣的壓力pex。本實施方式中，運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51使用預先設定了內(nèi)燃機1的旋轉(zhuǎn)速度ne、填充效率ec及廢氣的壓力pex的關系的廢氣壓力特性數(shù)據(jù)，計算出與當前的內(nèi)燃機1的旋轉(zhuǎn)速度ne和填充效率ec相對應的廢氣的壓力pex。

<濕度檢測egr率計算部52>

濕度檢測egr率計算部52基于吸入空氣溫度ta、吸入空氣濕度hra、吸入空氣壓pa、歧管溫度tb、歧管濕度hrb、以及歧管壓pb，計算回流至進氣歧管12的廢氣相對于吸入空氣的比率即濕度檢測egr率regr。濕度檢測egr率計算部52的詳細內(nèi)容將在后文中敘述。

<開口面積學習值計算部53>

開口面積學習值計算部53具備濕度檢測回流流量計算部56，基于濕度檢測egr率regr和吸入空氣流量qa計算回流廢氣的流量即濕度檢測回流流量qeh。本實施方式中，由濕度檢測egr率計算部52計算出的濕度檢測egr率regr如后述的式(11)所示那樣，設為回流廢氣相對于吸入空氣和回流廢氣之和的比率即絕對egr率。因此，濕度檢測回流流量計算部56如式(3)所示那樣，將絕對egr率regr變換成回流廢氣相對于吸入空氣的比率即相對egr率regrr，然后將吸入空氣流量qa與相對egr率regrr相乘，從而計算出濕度檢測回流流量qeh。

【數(shù)學式3】

開口面積學習值計算部53包括：濕度檢測開口面積計算部57，計算實現(xiàn)濕度檢測回流流量qeh的egr閥22的開口面積即濕度檢測開口面積segrh；以及學習值計算部58，基于濕度檢測開口面積segrh計算egr閥22的開口面積的學習值δsegrl。

本實施方式中，濕度檢測開口面積計算部57基于廢氣的溫度tex來計算egr閥22的排氣通路17側(cè)的廢氣的音速ae。此外，濕度檢測開口面積計算部57基于廢氣的溫度tex和廢氣的壓力pex來計算egr閥22的排氣通路17側(cè)的廢氣的密度ρe。接著，濕度檢測開口面積計算部57基于歧管壓pb、廢氣的壓力pex、廢氣的音速ae、廢氣的密度ρe、以及濕度檢測回流流量qeh來計算出濕度檢測開口面積segrh。

具體而言，濕度檢測開口面積計算部57構成為：使用將egr閥22附近的流動認為是節(jié)流閥前后的流動的壓縮性流體的流體力學的理論式即節(jié)流孔的流量計算式，來計算出實現(xiàn)濕度檢測回流流量qeh的濕度檢測開口面積segrh。利用能量守恒定律、等熵流動的關系式、音速的關系式以及狀態(tài)方程式，如式(4)所示那樣導出流過作為節(jié)流閥的egr閥22的回流廢氣的流量qe[g/s]的理論式。

【數(shù)學式4】

這里，κ是回流廢氣的比熱比，使用預先設定的值。r是回流廢氣的氣體常數(shù)，使用預先設定的值。segr是egr閥22的開口面積。σe是根據(jù)egr閥22的上下游(前后)的壓力比pb/pex進行變化的無量綱流量常數(shù)。

濕度檢測開口面積計算部57使用式(4)的第2式，基于廢氣的溫度tex來計算廢氣的音速ae。濕度檢測開口面積計算部57使用式(4)的第3式，基于廢氣的溫度tex和廢氣的壓力pex，來計算廢氣的密度ρe。

此外，濕度檢測開口面積計算部57使用流量常數(shù)特性數(shù)據(jù)，來計算對應于當前的廢氣的壓力pex與歧管壓pb的壓力比pb/pex的無量綱流量常數(shù)σe，其中，流量常數(shù)特性數(shù)據(jù)中，基于式(4)的第4式預先設定了廢氣的壓力pex和歧管壓pb的壓力比pb/pex與無量綱流量常數(shù)σe的關系。

接著，濕度檢測開口面積計算部57如針對開口面積segr對式(4)的第1式進行整理后得到的式(5)所示那樣，將濕度檢測回流流量qeh除以廢氣的音速ae、密度ρe和無量綱流量常數(shù)σe，從而計算出濕度檢測開口面積segrh。

【數(shù)學式5】

學習值計算部58使用預先設定了egr閥22的基礎開口面積segrb與egr閥22的開度oe的關系的基礎開口特性數(shù)據(jù)，來計算與當前的egr閥22的開度oe相對應的基礎開口面積segrb。接著，學習值計算部58基于基礎開口面積segrb與濕度檢測開口面積segrh的比較結(jié)果來計算開口面積的學習值δsegrl。

本實施方式中，學習值計算部58如式(6)所示那樣，計算濕度檢測開口面積segrh與基礎開口面積segrb之間開口面積的偏差δsegrh，并計算對開口面積的偏差δsegrh進行了平均化處理(本例中為一次延遲濾波處理)后得到的值作為開口面積的學習值δsegrl，然后存儲到非易失性的ram等存儲裝置91。

【數(shù)學式6】

這里，(n)表示本次的運算周期的值，(n-1)表示上一次的運算周期的值。ks表示一次延遲濾波處理的濾波增益，預先設定為與時間常數(shù)相對應的值。另外，例如也可以進行移動平均處理等平均化處理來代替一次延遲濾波處理。并且，也可以使用開口面積的比率等來代替開口面積的偏差δsegrh。

利用平均化處理，能夠減少歧管濕度傳感器10的響應延遲、因濕度檢測egr率regr是進氣歧管12內(nèi)混合后的egr率而產(chǎn)生的與通過egr閥22的回流廢氣的流量的響應偏差、以及其他外部干擾因素等的影響，能夠提高開口面積的學習值δsegrl的穩(wěn)定性和精度。

或者，學習值計算部58也可以構成為基于濕度檢測開口面積segrh和后述的學習后開口面積segrl的比較結(jié)果，使開口面積的學習值δsegrl增加或減少。例如，學習值計算部58在濕度檢測開口面積segrh比學習后開口面積segrl要大的情況下使開口面積的學習值δsegrl增加，在濕度檢測開口面積segrh比學習后開口面積segrl要小的情況下使開口面積的學習值δsegrl減少。

此外，學習值計算部58也可以構成為在egr閥22的開度oe的每一個動作點對開口面積的學習值δsegrl進行計算。例如，學習值計算部58在預先將egr閥22的開度oe分割成多個區(qū)間而得到的每一個開度區(qū)間，將開口面積的學習值δsegrl存儲到非易失性的ram等存儲裝置91，從存儲裝置91讀取對應于當前的egr閥22的開度oe的開度區(qū)間的學習值δsegrl，利用開口面積的偏差δsegrh進行更新。即，設有數(shù)量與開度區(qū)間的數(shù)量相同的開口面積學習值δsegrl。

學習值計算部58在判定為是egr率的變化較小的穩(wěn)定狀態(tài)的情況下，許可使用了式(6)的開口面積的學習值δsegrl的更新，在判定為是egr率的變化較大的過渡狀態(tài)的情況下，禁止使用了式(6)的開口面積的學習值δsegrl的更新，保持開口面積的學習值δsegrl。例如，學習值計算部58將egr閥22的開度oe的變化量在預先設定的egr判定值以下、且節(jié)流閥6的開度的變化量在預先設定的節(jié)流判定值以下的期間經(jīng)過了預先設定的判定期間的情況判定為是穩(wěn)定狀態(tài)，將除此以外的情況判定為是過渡狀態(tài)。

通過設計這種學習許可條件，能夠減少歧管濕度傳感器10的響應延遲、以及因濕度檢測egr率regr是進氣歧管12內(nèi)混合后的egr率而產(chǎn)生的與通過egr閥22的回流廢氣的流量的響應偏差等的影響，能夠提高開口面積的學習值δsegrl的精度。

<控制用回流廢氣計算部54>

控制用回流廢氣計算部54包括：學習后開口面積計算部59，使用開口面積的學習值δsegrl計算對應于當前的egr閥22的開度oe的egr閥22的學習后開口面積segrl；以及控制用回流流量計算部60，基于學習后開口面積segrl來計算用于內(nèi)燃機1的控制的控制用的回流廢氣的流量qes。

由于不直接使用因濕度傳感器的響應延遲而導致響應發(fā)生延遲的濕度檢測回流流量qeh，而使用基于濕度檢測回流流量qeh計算得到的開口面積的學習值δsegrl，因此，能夠抑制控制用的回流廢氣的流量qes產(chǎn)生因濕度傳感器而出現(xiàn)響應延遲的情況，并且能夠提高控制用的回流廢氣的流量qes的計算精度。

本實施方式中，學習后開口面積計算部59利用開口面積的學習值δsegrl對基礎開口面積segrb進行修正，從而計算出學習后開口面積segrl。接著，控制用回流流量計算部60基于學習后開口面積segrl、歧管壓pb、廢氣的壓力pex、廢氣的音速ae、以及廢氣的密度ρe來計算控制用的回流廢氣的流量qes。

學習后開口面積計算部59如式(7)所示那樣，計算對應于當前的egr閥22的開度oe的基礎開口面積segrb與開口面積的學習值δsegrl相加后得到的值作為學習后開口面積segrl。學習后開口面積計算部59與學習值計算部58同樣地，使用上述的基礎開口特性數(shù)據(jù)來計算對應于當前的egr閥22的開度oe的基礎開口面積segrb。另外，也可以使用學習值計算部58計算出的基礎開口面積segrb。

【數(shù)學式7】

segrl＝segrb+δsegrl…(7)

在開口面積學習值計算部53構成為在egr閥22的開度oe的每一個動作點計算開口面積的學習值δsegrl的情況下，學習后開口面積計算部59使用對應于當前的egr閥22的開度oe的開口面積的學習值δsegrl，來計算控制用的回流廢氣的流量qes。具體而言，學習后開口面積計算部59從存儲裝置91讀取出對應于當前的egr閥22的開度oe的開度區(qū)間的學習值δsegrl，并計算讀取到的學習值δsegrl與基礎開口面積segrb相加后得到的值作為學習后開口面積segrl。

控制用回流流量計算部60與開口面積學習值計算部53同樣地使用式(4)的節(jié)流孔的流量計算式，計算由學習后開口面積segrl實現(xiàn)的控制用的回流廢氣的流量qes?？刂朴没亓髁髁坑嬎悴?0與濕度檢測開口面積計算部57同樣地使用式(4)的第2式，基于廢氣的溫度tex來計算廢氣的音速ae。并且，控制用回流流量計算部60與濕度檢測開口面積計算部57同樣地使用式(4)的第3式，基于廢氣的溫度tex和廢氣的壓力pex，來計算廢氣的密度ρe。控制用回流流量計算部60還與濕度檢測開口面積計算部57同樣地使用上述的流量常數(shù)特性數(shù)據(jù)，計算對應于當前的廢氣的壓力pex和歧管壓pb的壓力比pb/pex的無量綱流量常數(shù)σe。另外，也可以使用濕度檢測開口面積計算部57計算出的廢氣的音速ae、廢氣的密度ρe、以及無量綱流量常數(shù)σe。

接著，控制用回流流量計算部60使用相當于式(4)的第1式的式(8)，計算學習后開口面積segrl與廢氣的音速ae、密度ρe、以及無量綱流量常數(shù)σe相乘后的值作為控制用的回流廢氣的流量qes。

【數(shù)學式8】

qes＝ae·ρe·segrl·σe

控制用回流廢氣計算部54具備基于控制用的回流廢氣的流量qes計算控制用的egr率regrs的控制用egr率計算部61?？刂朴胑gr率計算部61如式(9)所示那樣，基于控制用的回流廢氣的流量qes[g/s]，計算在一個沖程期間(例如，btdc5degca間的期間)回流至進氣歧管12的回流廢氣量qes[g/stroke]，并對回流廢氣量qes進行模擬了進氣歧管12(調(diào)壓室)的延遲的一次延遲濾波處理，從而計算出在一個沖程期間吸入到氣缸25的回流廢氣量即氣缸吸入回流廢氣量qesc[g/stroke]?？刂朴胑gr率計算部61例如將控制用的回流廢氣流量qes與一個沖程周期δt相乘，從而計算出回流廢氣量qes。

【數(shù)學式9】

這里，kcca是預先設定的濾波增益，可使用與式(1)相同的值。

控制用egr率計算部61基于氣缸吸入空氣量qac和氣缸吸入回流廢氣量qesc來計算控制用的egr率regrs。本實施方式中，控制用egr率計算部61如式(10)所示那樣，計算氣缸吸入回流廢氣量qesc除以氣缸吸入空氣量qac后得到的相對egr率作為控制用的egr率regrs。另外，也可以計算絕對egr率。

【數(shù)學式10】

<回流量利用控制部55>

回流量利用控制部55利用控制用回流廢氣計算部54計算得到的控制用的回流廢氣流量qes進行內(nèi)燃機1的控制。本實施方式中，回流量利用控制部55構成為基于控制用的回流廢氣流量qes執(zhí)行點火時期的變更、egr閥22的開度oe的變更、以及內(nèi)燃機1的輸出轉(zhuǎn)矩的計算中的至少一個以上。

例如，回流量利用控制部55基于內(nèi)燃機1的旋轉(zhuǎn)速度ne、填充效率ec、以及控制用的egr率regrs計算點火時期?；亓髁坷每刂撇?5基于內(nèi)燃機1的旋轉(zhuǎn)速度ne和填充效率ec等的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，計算目標egr率，并使egr閥22的開度oe增加或減少，以使控制用的egr率regrs接近目標egr率。由于控制用的回流廢氣流量qes的計算精度的提高，從而能夠使點火時期的設定精度、egr率的控制精度提高，能夠使內(nèi)燃機1的燃燒狀態(tài)、輸出轉(zhuǎn)矩、熱效率、以及nox產(chǎn)生量等的控制精度提高。

此外，回流量利用控制部55基于內(nèi)燃機1的旋轉(zhuǎn)速度ne、填充效率ec、以及控制用的egr率regrs計算熱效率。接著，回流量利用控制部55將提供給氣缸25的燃料的發(fā)熱量與熱效率相乘從而計算出圖示平均有效壓，基于圖示平均有效壓計算內(nèi)燃機1的輸出轉(zhuǎn)矩?；亓髁坷每刂撇?5基于內(nèi)燃機1的輸出轉(zhuǎn)矩來改變點火時期、吸入空氣量、回流廢氣量，或者將內(nèi)燃機1的輸出轉(zhuǎn)矩傳遞給變速裝置的控制裝置81等的其他控制裝置，將其利用于車輛整體的轉(zhuǎn)矩控制。

1-2-1.濕度檢測egr率計算部52的詳細說明

接著，對濕度檢測egr率計算部52詳細進行說明。

1-2-1-1.濕度檢測egr率regr的計算方法的理論推導

首先，對濕度檢測egr率regr的計算方法的理論推導進行說明。本實施方式中，濕度檢測egr率regr設為絕對egr率，是回流至進氣歧管12內(nèi)的廢氣(回流廢氣)相對于進氣歧管12內(nèi)的氣體的比率。另外，以下，也將濕度檢測egr率regr簡稱為egr率regr。egr率regr可使用式(11)，基于co2濃度來計算。

【數(shù)學式11】

這里，co2_in是進氣歧管12內(nèi)的氣體的co2濃度[vol％]，co2_ex是排氣通路17內(nèi)的廢氣的co2濃度[vol％]，co2_a是吸入空氣中的co2濃度[vol％]。通常，吸入空氣(大氣)中的co2濃度為0.038[vol％]左右。

以下，著眼于燃燒化學反應式中各分子的摩爾數(shù)以及各氣體的分壓，導出它們與co2濃度及egr率regr的關系式。內(nèi)燃機1的燃料使用例如汽油的情況下的碳化氫的燃燒化學反應式由式(12)來表示。

【數(shù)學式12】

假設汽油的平均分子式為c7h14，假設空氣的組成為“氧(o2)：氮(n2)＝21:79”，汽油與空氣在理論空燃比af0下完全燃燒時的燃燒化學反應式由式(13)來表示。這里，燃燒所生成的二氧化碳(co2)的摩爾數(shù)和水蒸氣(h2o)的摩爾數(shù)均為14。

【數(shù)學式13】

2·c7h14+21·o2+79·n2→14·co2+14·h2o+79·n2…(13)

但是，實際的吸入空氣中還包含二氧化碳(co2)和水蒸氣(h2o)，若將它們的摩爾數(shù)分別假設為α和β，則燃燒化學反應式由式(14)來表示。另外，式(14)是沒有考慮回流廢氣的純粹的燃燒化學反應式。

【數(shù)學式14】

在以下的摩爾數(shù)的解析中，式(14)的左邊的汽油的摩爾數(shù)相對于整體摩爾數(shù)而言較少，因此將其近似為零。由此，式(14)的左邊的燃燒前的氣體變?yōu)榕c吸入空氣相等。式(14)的左邊的吸入空氣的總摩爾數(shù)為(100+α+β)，右邊的廢氣的總摩爾數(shù)為(107+α+β)，嚴格來說左邊與右邊的摩爾數(shù)不同，但此處假設左邊的總摩爾數(shù)和右邊的總摩爾數(shù)相同，均為(m+α+β)。

圖4示出使廢氣回流至進氣歧管12的情況下進氣歧管12內(nèi)的氣體的分壓狀態(tài)。進氣歧管12內(nèi)的氣體是從大氣吸入的吸入空氣和通過egr流路21回流的回流廢氣的混合氣體，將歧管壓中吸入空氣的分壓設為p_new，回流廢氣的分壓設為p_egr。

吸入空氣如式(14)的左邊所示那樣，由氮氣(n2)、氧氣(o2)、二氧化碳(co2)、水蒸氣(h2o)構成。嚴格來說吸入空氣中還包含其他的物質(zhì)，但由于含有量非常少，因此忽略。這里，將吸入空氣中包含的水蒸氣的分壓設為pvn。

回流廢氣如式(14)的右邊所示那樣，由氮氣(n2)、二氧化碳(co2)、水蒸氣(h2o)構成。嚴格來說回流廢氣中還包含其他的物質(zhì)，但由于含有量非常少，因此忽略。這里，關于二氧化碳(co2)和水蒸氣(h2o)，存在有通過燃燒生成的部分和吸入空氣中已包含的部分。因此，將通過燃燒生成的水蒸氣的分壓設為pve，將已包含在吸入空氣中的水蒸氣的分壓設為pvr。

若用圖4中所示的吸入空氣的分壓p_new和回流廢氣的分壓p_egr相對于歧管壓pb的比率、以及式(14)的左邊的吸入空氣中或右邊的廢氣中的co2的摩爾分數(shù)來表示，則計算egr率regr的式(11)中的各co2濃度如式(15)所示。具體而言，進氣歧管12內(nèi)的氣體的co2濃度co2_in如圖4所示那樣，是進氣歧管12內(nèi)的吸入空氣的co2濃度和回流廢氣中所包含的燃燒生成co2濃度及吸入空氣含有co2濃度的總和。進氣歧管12內(nèi)的吸入空氣的co2濃度是吸入空氣的分壓p_new相對于歧管壓pb的比率(p＿new/pb)與式(14)的左邊的吸入空氣中的co2的摩爾分數(shù)(α/(m+α+β))相乘而得到的?；亓鲝U氣中所包含的燃燒生成co2濃度和吸入空氣含有co2濃度是回流廢氣的分壓p_egr相對于歧管壓pb的比率(p＿egr/pb)與式(14)的右邊的廢氣中的co2的摩爾分數(shù)((14+α)/(m+α+β))相乘而得到的。廢氣的co2濃度co2_ex成為式(14)的右邊的廢氣中的co2的摩爾分數(shù)((14+α)/(m+α+β))。吸入空氣中的co2濃度co2_a成為式(14)的左邊的吸入空氣中的co2的摩爾分數(shù)(α/(m+α+β))。

【數(shù)學式15】

若將式(15)的各co2濃度代入式(11)，并進行整理，則egr率regr如式(16)所示那樣，成為回流廢氣的分壓p_egr相對于歧管壓pb的比率(p＿egr/pb)。

【數(shù)學式16】

接著，著眼于各氣體的水蒸氣的摩爾分數(shù)來導出關系式。使用式(14)的左邊的吸入空氣中的水蒸氣的摩爾分數(shù)(β/(m+α+β))，將吸入空氣中的水蒸氣的摩爾分數(shù)χva表示為式(17)所示那樣。

【數(shù)學式17】

進氣歧管12內(nèi)的氣體中的水蒸氣的摩爾分數(shù)χvb如圖4和式(18)所示那樣，成為進氣歧管12內(nèi)的吸入空氣所包含的水蒸氣的摩爾分數(shù)(式(18)的右邊第一項)和回流廢氣所包含的燃燒生成水蒸氣及吸入空氣含有水蒸氣的摩爾分數(shù)(式(18)的右邊第二項)之和。進氣歧管12內(nèi)的吸入空氣的水蒸氣的摩爾分數(shù)如式(18)的右邊第一項所示那樣，是吸入空氣的分壓p_new相對于歧管壓pb的比率(p＿new/pb)與式(14)的左邊的吸入空氣中的水蒸氣的摩爾分數(shù)(β/(m+α+β))相乘而得到。回流廢氣中所包含的燃燒生成水蒸氣及吸入空氣含有水蒸氣的摩爾分數(shù)如式(18)的右邊第二項所示那樣，是回流廢氣的分壓p_egr相對于歧管壓pb的比率(p＿egr/pb)與式(14)的右邊的廢氣中的水蒸氣的摩爾分數(shù)((14+β)/(m+α+β))相乘而得到。因此，使用這些水蒸氣的摩爾分數(shù)，將進氣歧管12內(nèi)的水蒸氣的摩爾分數(shù)χvb表示為式(18)所示那樣。

【數(shù)學式18】

由于式(18)的右邊的整理后的第一項(β/(m+α+β))與式(17)的吸入空氣中的水蒸氣摩爾分數(shù)χva相等，因此，若將式(17)代入式(18)進行整理，則得到式(19)。如式(19)所示那樣，從進氣歧管12內(nèi)的水蒸氣摩爾分數(shù)χvb減去吸入空氣中的水蒸氣摩爾分數(shù)χva后得到的相減摩爾分數(shù)(χvb－χva)是回流廢氣的分壓p_egr相對于歧管壓pb的比率(p＿egr/pb)與根據(jù)式(14)的右邊求得的廢氣中通過燃燒生成的水蒸氣的摩爾分數(shù)即廢氣中燃燒生成水蒸氣摩爾分數(shù)χvex(＝14/(m+α+β))相乘而得到的。另外，相減摩爾分數(shù)(χvb－χva)與回流廢氣中包含的通過燃燒生成的水蒸氣的摩爾分數(shù)χvegr(稱為進氣歧管12內(nèi)的燃燒生成水蒸氣摩爾分數(shù)χvegr)相等。因此，式(19)示出進氣歧管12內(nèi)的燃燒生成水蒸氣摩爾分數(shù)χvegr與下述乘法運算值相等，即：回流廢氣的分壓p_egr相對于歧管壓pb的比率(p＿egr/pb)和廢氣中燃燒生成水蒸氣摩爾分數(shù)χvex相乘而得到的乘法運算值。

【數(shù)學式19】

根據(jù)式(15)的導出結(jié)果，式(19)中的(p＿egr/pb)與egr率regr相等，因此，若將式(15)代入式(19)進行整理，則得到式(20)。因此，egr率regr是進氣歧管12內(nèi)的燃燒生成水蒸氣摩爾分數(shù)χvegr除以廢氣中燃燒生成水蒸氣摩爾分數(shù)χvex而得到的，其中，進氣歧管12內(nèi)的燃燒生成水蒸氣摩爾分數(shù)χvegr通過從進氣歧管12內(nèi)的水蒸氣摩爾分數(shù)χvb減去吸入空氣中的水蒸氣摩爾分數(shù)χva來計算得到。即，通過將進氣歧管12內(nèi)的燃燒生成水蒸氣摩爾分數(shù)χvegr除以廢氣中燃燒生成水蒸氣摩爾分數(shù)χvex，從而求出進氣歧管12內(nèi)的氣體中的回流廢氣整體的摩爾分數(shù)，示出該回流廢氣的摩爾分數(shù)與回流廢氣的分壓p_egr相對于歧管壓pb的比率(p＿egr/pb)相等，與egr率regr相等。

【數(shù)學式20】

若關于β對式(17)進行整理，則吸入空氣中的水蒸氣的摩爾數(shù)β可由式(21)來表示。

【數(shù)學式21】

若將式(21)代入式(20)，并進行整理，則得到式(22)。這里，m＝107，吸入空氣中的co2的摩爾數(shù)α設為標稱值0.038。

【數(shù)學式22】

因此，根據(jù)式(22)的導出結(jié)果可知，基于進氣歧管12內(nèi)的水蒸氣摩爾分數(shù)χvb和吸入空氣中的水蒸氣摩爾分數(shù)χva，能夠計算出egr率regr。

如式(23)所示那樣，進氣歧管12內(nèi)的水蒸氣摩爾分數(shù)χvb理論上與進氣歧管12內(nèi)的氣體所包含的水蒸氣的分壓即歧管內(nèi)水蒸氣分壓pvb相對于歧管壓pb的比率(pvb/pb)相等。并且，吸入空氣中的水蒸氣摩爾分數(shù)χva理論上與吸入空氣中所包含的水蒸氣的分壓即吸入空氣中水蒸氣分壓pva相對于吸入空氣壓pa的比率(pva/pa)相等。

【數(shù)學式23】

因此，如將式(23)代入式(22)后得到的式(24)所示那樣，可知通過檢測歧管內(nèi)水蒸氣分壓pvb相對于歧管壓pb的比率即歧管內(nèi)水蒸氣分壓率(pvb/pb)、以及吸入空氣中水蒸氣分壓pva相對于吸入空氣壓pa的比率即吸入空氣中水蒸氣分壓率(pva/pa)，能夠計算出egr率regr。

【數(shù)學式24】

1-2-1-2.濕度檢測egr率計算部52的結(jié)構

濕度檢測egr率計算部52基于吸入空氣溫度ta、吸入空氣濕度hra、吸入空氣壓pa、歧管溫度tb、歧管濕度hrb、以及歧管壓pb來計算濕度檢測egr率regr。本實施方式中，濕度檢測egr率計算部52如圖2所示那樣，包括歧管內(nèi)水蒸氣率計算部70、吸入空氣中水蒸氣率計算部71、以及最終egr率計算部72。

歧管內(nèi)水蒸氣率計算部70基于運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51檢測到的歧管濕度hrb和歧管溫度tb，計算進氣歧管12內(nèi)的氣體所包含的水蒸氣的分壓即歧管內(nèi)水蒸氣分壓pvb，并計算歧管內(nèi)水蒸氣分壓pvb相對于歧管壓pb的比率即歧管內(nèi)水蒸氣分壓率(pvb/pb)。吸入空氣中水蒸氣率計算部71基于運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51檢測到的吸入空氣濕度hra和吸入空氣溫度ta，計算吸入空氣中所包含的水蒸氣的分壓即吸入空氣中水蒸氣分壓pva，并計算吸入空氣中水蒸氣分壓pva相對于吸入空氣壓pa的比率即吸入空氣中水蒸氣分壓率(pva/pa)。

接著，最終egr率計算部72基于歧管內(nèi)水蒸氣分壓率(pvb/pb)和吸入空氣中水蒸氣分壓率(pva/pa)，計算回流至進氣歧管12內(nèi)的廢氣即回流廢氣相對于進氣歧管12內(nèi)的氣體的比率即濕度檢測egr率regr。

根據(jù)該結(jié)構，基于進氣歧管12的氣體和吸入空氣的壓力、溫度及濕度的檢測值計算歧管內(nèi)水蒸氣分壓率(pvb/pb)和吸入空氣中水蒸氣分壓率(pva/pa)，從而能夠基于兩個水蒸氣分壓率來高精度地計算濕度檢測egr率regr。下面進行詳細說明。

<歧管內(nèi)水蒸氣率計算部70>

歧管內(nèi)水蒸氣率計算部70如上所述，基于歧管濕度hrb和歧管溫度tb，計算進氣歧管12內(nèi)的氣體所包含的水蒸氣的分壓即歧管內(nèi)水蒸氣分壓pvb，并計算歧管內(nèi)水蒸氣分壓pvb相對于歧管壓pb的比率即歧管內(nèi)水蒸氣分壓率(pvb/pb)。

另外，歧管內(nèi)水蒸氣分壓率(pvb/pb)如上所述，理論上等于進氣歧管12內(nèi)的水蒸氣的摩爾數(shù)相對于進氣歧管12內(nèi)的氣體的總摩爾數(shù)的比率即水蒸氣摩爾分數(shù)χvb。因此，也可以將歧管內(nèi)水蒸氣分壓率(pvb/pb)稱為水蒸氣摩爾分數(shù)χvb。

本實施方式中，歧管內(nèi)水蒸氣率計算部70基于歧管溫度tb計算進氣歧管12內(nèi)的飽和水蒸氣壓psb，并將該飽和水蒸氣壓psb與采用相對濕度的歧管濕度hrb相乘，從而計算出歧管內(nèi)水蒸氣分壓pvb。

具體而言，歧管內(nèi)水蒸氣率計算部70使用式(25)所示的特滕斯公式，計算出進氣歧管12內(nèi)的飽和水蒸氣壓psb。

【數(shù)學式25】

另外，歧管內(nèi)水蒸氣率計算部70也可以構成為使用按照式(25)預先設定了溫度和飽和水蒸氣壓的關系的特性數(shù)據(jù)，來計算對應于歧管溫度tb的飽和水蒸氣壓psb。

接著，歧管內(nèi)水蒸氣率計算部70如式(26)所示那樣，將歧管濕度hrb[％rh]與飽和水蒸氣壓psb相乘，計算歧管內(nèi)水蒸氣分壓pvb，然后將歧管內(nèi)水蒸氣分壓pvb除以歧管壓pb，從而計算出歧管內(nèi)水蒸氣分壓率(pvb/pb)。

【數(shù)學式26】

<吸入空氣中水蒸氣率計算部71>

吸入空氣中水蒸氣率計算部71如上所述，基于吸入空氣濕度hra和吸入空氣溫度ta，計算吸入空氣中所包含的水蒸氣的分壓即吸入空氣中水蒸氣分壓pva，并計算吸入空氣中水蒸氣分壓pva相對于吸入空氣壓pa的比率即吸入空氣中水蒸氣分壓率(pva/pa)。

另外，吸入空氣中水蒸氣分壓率(pva/pa)如上所述，理論上等于水蒸氣的摩爾數(shù)相對于吸入空氣的總摩爾數(shù)的比率即水蒸氣摩爾分數(shù)χva。因此，也可以將吸入空氣中水蒸氣分壓率(pva/pa)稱為吸入空氣中的水蒸氣摩爾分數(shù)χva。

本實施方式中，吸入空氣中水蒸氣率計算部71基于吸入空氣溫度ta計算吸入空氣的飽和水蒸氣壓psa，并將該飽和水蒸氣壓psa與采用相對濕度的吸入空氣濕度hra相乘，從而計算出吸入空氣中水蒸氣分壓pva。

具體而言，吸入空氣中水蒸氣率計算部71使用式(27)所示的特滕斯公式，計算出吸入空氣的飽和水蒸氣壓psa。

【數(shù)學式27】

另外，吸入空氣中水蒸氣率計算部71也可以構成為使用預先設定了溫度和飽和水蒸氣壓的關系的特性數(shù)據(jù)，來計算對應于吸入空氣溫度ta的飽和水蒸氣壓psa。

接著，吸入空氣中水蒸氣率計算部71如式(28)所示那樣，將飽和水蒸氣壓psa和吸入空氣濕度hra[％rh]相乘，計算吸入空氣中水蒸氣分壓pva，并將吸入空氣中水蒸氣分壓pva除以吸入空氣壓pa從而計算出吸入空氣中水蒸氣分壓率(pva/pa)。

【數(shù)學式28】

<最終egr率計算部72>

最終egr率計算部72如上所述，基于歧管內(nèi)水蒸氣分壓率(pvb/pb)和吸入空氣中水蒸氣分壓率(pva/pa)，計算回流至進氣歧管12內(nèi)的廢氣即回流廢氣相對于進氣歧管12內(nèi)的氣體的比率即濕度檢測egr率regr。

最終egr率計算部72使用基于上述式(24)的式(29)來計算濕度檢測egr率regr。即，最終egr率計算部72構成為計算從歧管內(nèi)水蒸氣分壓率(pvb/pb)減去吸入空氣中水蒸氣分壓率(pva/pa)后得到的相減分壓率，將相減分壓率與預先設定的換算常數(shù)kr相乘，然后將該乘法運算值除以從1減去吸入空氣中水蒸氣分壓率(pva/pa)后得到的減法運算值，計算該除法運算得到的值作為濕度檢測egr率regr。

【數(shù)學式29】

換算常數(shù)kr如式(29)所示那樣，基于燃料和潮濕空氣燃燒時的化學反應式中各分子的摩爾數(shù)來預先進行設定。具體而言，換算常數(shù)kr預先設定為通過下述方式得到的固定值，即：將式(14)的燃燒化學反應式的右邊(燃燒后氣體)的廢氣的總摩爾數(shù)(m+α+β)減去吸入空氣中的水蒸氣的摩爾數(shù)β，然后將由此得到的值(本例中為107+0.038)除以燃燒生成水蒸氣的摩爾數(shù)(本例中為14)而得到固定值。換算常數(shù)kr除了式(29)所示的值以外，還可以是基于實驗值等調(diào)整后的值。另外，由于吸入空氣中的二氧化碳的摩爾數(shù)α與m相比足夠小，因此也可以將其設為零。

根據(jù)物理量來表示式(29)的計算。若對式(29)進行變形，則得到式(30)。如式(30)所示那樣，最終egr率計算部72從歧管內(nèi)水蒸氣分壓率(pvb/pb)減去吸入空氣中水蒸氣分壓率(pva/pa)，計算出回流廢氣中所包含的通過燃燒生成的水蒸氣的分壓pvegr(稱為進氣歧管內(nèi)燃燒生成水蒸氣分壓pvegr)相對于歧管壓pb的比率即歧管內(nèi)燃燒生成水蒸氣分壓率(pvegr/pb)。最終egr率計算部72還基于燃料和潮濕空氣進行燃燒時的化學反應式中各分子的摩爾數(shù)、以及吸入空氣中水蒸氣分壓率(pva/pa)，計算廢氣中通過燃燒生成的水蒸氣的摩爾分數(shù)即廢氣中燃燒生成水蒸氣摩爾分數(shù)χvex。然后，最終egr率計算部72計算歧管內(nèi)燃燒生成水蒸氣分壓率(pvegr/pb)除以廢氣中燃燒生成水蒸氣摩爾分數(shù)χvex后得到的值作為濕度檢測egr率regr。

【數(shù)學式30】

詳細而言，最終egr率計算部72將從1減去吸入空氣中水蒸氣分壓率(pva/pa)后得到的減法運算值與預先設定摩爾換算常數(shù)kr2相乘，計算該乘法運算后得到的值作為廢氣中燃燒生成水蒸氣摩爾分數(shù)χvex。摩爾換算常數(shù)kr2與上述的換算常數(shù)kr同樣，可基于燃料和潮濕空氣燃燒時的化學反應式中各分子的摩爾數(shù)或者實驗值等來預先進行設定。另外，χvex的計算式通過將基于式(14)的燃燒化學反應式導出的式(21)代入基于式(14)的燃燒化學反應式導出的式(20)來導出。

由此，通過將歧管內(nèi)燃燒生成水蒸氣分壓率(pvegr/pb)除以廢氣中燃燒生成水蒸氣摩爾分數(shù)χvex，從而求得回流廢氣的分壓p_egr相對于歧管壓pb的比率(p＿egr/pb)，求得濕度檢測egr率regr。

1-2-2.流程圖

基于圖5所示的流程圖說明本實施方式所涉及的控制裝置50的處理步驟(內(nèi)燃機1的控制方法)。通過由運算處理裝置90執(zhí)行存儲于存儲裝置91的軟件(程序)，從而例如每隔固定的運算周期反復執(zhí)行圖5的流程圖的處理。

在步驟s01中，運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51如上所述，執(zhí)行檢測內(nèi)燃機1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測處理(運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測步驟)。運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51檢測歧管壓pb、歧管溫度tb、歧管濕度hrb、吸入空氣壓pa、吸入空氣溫度ta、吸入空氣濕度hra、吸入空氣流量qa、以及egr閥22的開度oe。

接著，步驟s02中，濕度檢測egr率計算部52如上所述，執(zhí)行基于吸入空氣溫度ta、吸入空氣濕度hra、吸入空氣壓pa、歧管溫度tb、歧管濕度hrb、以及歧管壓pb來計算濕度檢測egr率regr的濕度檢測egr率計算處理(濕度檢測egr率計算步驟)。另外，在步驟s02中，依次執(zhí)行由歧管內(nèi)水蒸氣率計算部70執(zhí)行的歧管內(nèi)水蒸氣率計算處理(歧管內(nèi)水蒸氣率計算步驟)、由吸入空氣中水蒸氣率計算部71執(zhí)行的吸入空氣中水蒸氣率計算處理(吸入空氣中水蒸氣率計算步驟)、由最終egr率計算部72執(zhí)行的最終egr率計算處理(最終egr率計算步驟)。

步驟s03中，開口面積學習值計算部53如上所述，執(zhí)行開口面積學習值計算處理(開口面積學習值計算步驟)，即：基于濕度檢測egr率regr和吸入空氣流量qa，計算濕度檢測回流流量qeh，計算實現(xiàn)濕度檢測回流流量qeh的egr閥22的開口面積即濕度檢測開口面積segrh，基于濕度檢測開口面積segrh，計算egr閥22的開口面積的學習值δsegrl。

在步驟s04中，控制用回流廢氣計算部54如上所述，執(zhí)行控制用回流廢氣計算處理(控制用回流廢氣計算步驟)，即：使用開口面積的學習值δsegrl，計算對應于當前的egr閥22的開度oe的egr閥22的學習后開口面積segrl，基于學習后開口面積segrl，計算用于內(nèi)燃機1的控制的控制用的回流廢氣的流量qes。

在步驟s05中，回流量利用控制部55如上所述，執(zhí)行回流量利用控制處理(回流量利用控制步驟)，利用控制用的回流廢氣流量qes進行內(nèi)燃機1的控制。

2.實施方式2

接著，對實施方式2所涉及的控制裝置50進行說明。省略與上述實施方式1相同的結(jié)構部分的說明。本實施方式所涉及的內(nèi)燃機1和控制裝置50的基本結(jié)構和處理與實施方式1相同，不同點在于濕度檢測egr率計算部52根據(jù)內(nèi)燃機1的空燃比af來使?jié)穸葯z測egr率regr改變。

2-1.濃混合氣或稀混合氣的情況下的濕度檢測egr率regr計算方法的擴展

上述的實施方式1所涉及的濕度檢測egr率regr的計算方法是基于燃料和潮濕空氣的空燃比在理論空燃比af0下完全燃燒的情況下的式(14)的燃燒化學反應式而得到的。以下，對于相比于理論空燃比af0，燃料和潮濕空氣的空燃比是稀混合氣空燃比的情況或濃混合氣空燃比的情況，對數(shù)學式導出進行擴展。

過量空氣系數(shù)λ如式(31)所示那樣，是空燃比af除以理論空燃比af0后得到的比率。若λ＝1，則空燃比af為理論空燃比af0，若λ＜1，則空燃比af為濃混合氣空燃比，若λ＞1，則空燃比af為稀混合氣空燃比。

【數(shù)學式31】

<濃混合氣的情況>

式(32)示出空燃比af為濃混合氣空燃比的情況下(λ＜1)的燃燒化學反應式。

【數(shù)學式32】

這里，如式(32)的右邊的最終項所示那樣，假設在濃混合氣燃燒時，未燃燒的汽油直接以分子形式排出。實際上，可以想到未燃燒的汽油會因氣缸25內(nèi)的燃燒溫度而分解成分子量較小的甲烷(ch4)和乙烷(c2h6)等，但由于考慮到汽油的體積濃度較小，因分解而造成的影響也較小，因此這里不考慮汽油的分解。

廢氣的co2濃度co2_ex如式(33)所示那樣，等于式(32)右邊的廢氣中的co2的摩爾數(shù)相對于總摩爾數(shù)的比率(co2的摩爾分數(shù))。未燃燒汽油的摩爾數(shù)((1－λ)·2)相對于總摩爾數(shù)較小，因此近似為零。同樣地，還求得進氣歧管12內(nèi)的氣體的co2濃度co2_in、吸入空氣中的co2濃度co2_a。根據(jù)式(33)，濃混合氣的情況下的各co2濃度與式(15)的理論空燃比af0的情況相同。因此，在濃混合氣的情況下，egr率regr與式(16)同樣地成為回流廢氣的分壓p_egr相對于歧管壓pb的比率(p＿egr/pb)。

【數(shù)學式33】

并且，濃混合氣的情況下的吸入空氣中的水蒸氣的摩爾分數(shù)χva、以及進氣歧管12內(nèi)的氣體中的水蒸氣的摩爾分數(shù)χvb與式(17)、式(18)的理論空燃比af0的情況相同，可使用式(32)的左邊或右邊的水蒸氣的摩爾分數(shù)等，由式(34)來表示。

【數(shù)學式34】

根據(jù)式(34)，水蒸氣的摩爾分數(shù)χva、χvb與式(17)和式(18)的理論空燃比af0的情況相同。這是因為在濃混合氣的情況下(λ＜1)，由于產(chǎn)生了未燃燒汽油，因此分子的燃燒生成水蒸氣的摩爾數(shù)與理論空燃比af0的情況下的14相比增大到λ倍，但分母的廢氣的總摩爾數(shù)也因為吸入空氣的各分子增大到λ倍而與理論空燃比af0的情況相比增大到λ倍。因此，分子與分母的λ相抵消，從而與理論空燃比af0的情況相同。由此，在濃混合氣的情況下，egr率regr可以通過與理論空燃比af0的情況下的式(34)相同的數(shù)學式來計算。

<稀混合氣的情況>

式(35)示出空燃比af為稀混合氣空燃比的情況下(λ＞1)的燃燒化學反應式。

【數(shù)學式35】

廢氣的co2濃度co2_ex如式(36)所示那樣，等于式(35)右邊的廢氣中的co2的摩爾數(shù)相對于總摩爾數(shù)的比率(co2的摩爾分數(shù))。摩爾數(shù)“7”相對于總摩爾數(shù)較小，因此近似為零。同樣地，還求得進氣歧管12內(nèi)的氣體的co2濃度co2_in、吸入空氣中的co2濃度co2_a。根據(jù)式(36)，各co2濃度與式(15)的理論空燃比af0的情況不同。

【數(shù)學式36】

接著，若將式(36)的各co2濃度代入式(11)并進行整理，則得到式(37)。在稀混合氣的情況下，egr率regr也與式(16)同樣地成為回流廢氣的分壓p_egr相對于歧管壓pb的比率(p＿egr/pb)。

【數(shù)學式37】

并且，稀混合氣的情況下的吸入空氣中的水蒸氣的摩爾分數(shù)χva、以及進氣歧管12內(nèi)的氣體中的水蒸氣的摩爾分數(shù)χvb與式(17)、式(18)的理論空燃比af0的情況相同，可使用式(35)的左邊或右邊的水蒸氣的摩爾分數(shù)等，由式(38)來表示。

【數(shù)學式38】

于是，若與式(19)同樣地對式(38)進行整理，則得到式(39)。稀混合氣情況下的廢氣中燃燒生成水蒸氣摩爾分數(shù)χvexl成為式(19)所示的理論空燃比af0的情況下的廢氣中燃燒生成水蒸氣摩爾分數(shù)χvex除以過量空氣系數(shù)λ后得到的值。這是因為在稀混合氣的情況下(λ＞1)，由于燃料完全燃燒，因此分子的燃燒生成水蒸氣的摩爾數(shù)為14，與理論空燃比af0的情況相同，而分母的廢氣的總摩爾數(shù)卻因為吸入空氣的各分子增大到λ倍而與理論空燃比af0的相比增大到λ倍。

【數(shù)學式39】

若將式(37)代入式(39)，并進行整理，則得到式(40)。

【數(shù)學式40】

吸入空氣中的水蒸氣的摩爾數(shù)β從式(38)成為與理論空燃比af0的情況相同的式(21)，因此若將式(21)代入式(40)進行整理，則得到式(41)。

【數(shù)學式41】

接著，若將式(23)代入式(41)，則得到式(42)。因此，在稀混合氣的情況下，能夠通過將式(24)所示的理論空燃比af0的情況下的egr率regr與過量空氣系數(shù)λ相乘，來計算出egr率regr。

【數(shù)學式42】

將上述導出結(jié)果匯總到式(43)。在內(nèi)燃機1的空燃比af為理論空燃比(af＝af0)或為濃混合氣空燃比(af＜af0)的情況下，可以按照式(24)，基于歧管內(nèi)水蒸氣分壓率(pvb/pb)和吸入空氣中水蒸氣分壓率(pva/pa)計算出egr率regr。在內(nèi)燃機1的空燃比af為稀混合氣空燃比(af＞af0)的情況下，如式(42)所示那樣，可以通過將按照式(24)計算得到的egr率regr進一步與過量空氣系數(shù)λ相乘來計算出egr率regr。

【數(shù)學式43】1)理論空燃比的情況或者濃混合氣空燃比的情況

2)稀混合氣空燃比的情況(43)

2-2.最終egr率計算部72的結(jié)構

本實施方式所涉及的最終egr率計算部72構成為根據(jù)內(nèi)燃機1的空燃比af使?jié)穸葯z測egr率regr改變。

最終egr率計算部72與實施方式1的式(29)或式(30)同樣地基于歧管內(nèi)水蒸氣分壓率(pvb/pb)和吸入空氣中水蒸氣分壓率(pva/pa)，計算出內(nèi)燃機1的空燃比af假設為理論空燃比的情況下的濕度檢測egr率regr0。如式(44)所示那樣，最終egr率計算部72在空燃比af與理論空燃比af0相比為稀混合氣空燃比的情況下，將假設為理論空燃比af0的情況下的濕度檢測egr率regr0與空燃比af除以理論空燃比af0后得到的過量空氣系數(shù)λ相乘，計算乘法運算后得到的值作為最終的濕度檢測egr率regr。另一方面，最終egr率計算部72在空燃比af與理論空燃比af0相比為濃混合氣空燃比的情況下，計算假設為理論空燃比af0的情況下的濕度檢測egr率regr0，將其直接作為最終的濕度檢測egr率regr。

【數(shù)學式44】1)稀混合氣空燃比的情況

2)理論空燃比的情況或者濃混合氣空燃比的情況

regr＝regr0

根據(jù)物理量來表示。最終egr率計算部72與實施方式1的式(40)同樣地，如式(45)所示那樣，基于燃料與潮濕空氣以理論空燃比af0燃燒時的化學反應式中各分子的摩爾數(shù)和吸入空氣中水蒸氣分壓率(pva/pa)，計算內(nèi)燃機1的空燃比af假設為理論空燃比的情況下的廢氣中燃燒生成水蒸氣摩爾分數(shù)χvex0。最終egr率計算部72從歧管內(nèi)水蒸氣分壓率(pvb/pb)減去吸入空氣中水蒸氣分壓率(pva/pa)，從而計算出歧管內(nèi)燃燒生成水蒸氣分壓率(pvegr/pb)。

【數(shù)學式45】

最終egr率計算部72如式(46)所示那樣，在空燃比af與理論空燃比af0相比為稀混合氣空燃比的情況下，將假設為理論空燃比af0的情況下的廢氣中燃燒生成水蒸氣摩爾分數(shù)χvex0除以過量空氣系數(shù)λ，計算該除法運算后得到的值作為稀混合氣情況下的廢氣中燃燒生成水蒸氣摩爾分數(shù)χvexl。然后，最終egr率計算部72計算歧管內(nèi)燃燒生成水蒸氣分壓率(pvegr/pb)除以稀混合氣情況下的廢氣中燃燒生成水蒸氣摩爾分數(shù)χvexl后得到的值作為濕度檢測egr率regr。另一方面，最終egr率計算部72在空燃比af與理論空燃比af0相比為濃混合氣空燃比的情況下，將假設為理論空燃比af0的情況下的廢氣中燃燒生成水蒸氣摩爾分數(shù)χvex0直接設為濃混合氣情況下的廢氣中燃燒生成水蒸氣摩爾分數(shù)χvex0。然后，最終egr率計算部72計算歧管內(nèi)燃燒生成水蒸氣分壓率(pvegr/pb)除以濃混合氣情況下的廢氣中燃燒生成水蒸氣摩爾分數(shù)χvex0后得到的值作為濕度檢測egr率regr。

【數(shù)學式46】1)稀混合氣空燃比的情況

2)理論空燃比的情況或者濃混合氣空燃比的情況

最終egr率計算部72基于由空燃比傳感器18檢測出的空燃比af，判定空燃比af是濃混合氣空燃比、稀混合氣空燃比、還是理論空燃比，并計算過量空氣系數(shù)λ。具體而言，最終egr率計算部72在空燃比af的檢測值比預先設定的理論空燃比af0的設定值(例如，14.7)要小的情況下(af＜af0)判定為濃混合氣，在空燃比af的檢測值比理論空燃比af0的設定值要大的情況下(af＞af0)判定為稀混合氣，在空燃比af的檢測值等于理論空燃比af0的設定值的情況下(af＝af0)，判定為是理論空燃比。此外，最終egr率計算部72將空燃比af的檢測值除以預先設定的理論空燃比af0的設定值，從而計算出過量空氣系數(shù)λ(＝af/af0)。

或者，最終egr率計算部72也可以構成為基于計算燃料噴射量時使用的燃料修正系數(shù)kaf，判定空燃比af是濃混合氣空燃比、稀混合氣空燃比、或理論空燃比，并且計算過量空氣系數(shù)λ。例如，燃料修正系數(shù)kaf設為為了獲得理論空燃比af0而計算得到的與基本燃料噴射量相乘的修正系數(shù)。最終egr率計算部72將kaf＝1的情況判定為理論空燃比af0，將kaf＞1的情況判定為濃混合氣，將kaf＜1的情況判定為稀混合氣。最終egr率計算部72計算燃料修正系數(shù)kaf的倒數(shù)作為過量空氣系數(shù)λ(＝1/kaf)。

或者，最終egr率計算部72也可以構成為基于空燃比的控制模式，判定空燃比af是濃混合氣空燃比、稀混合氣空燃比、或理論空燃比，并且設定過量空氣系數(shù)λ?？杖急鹊目刂颇Ｊ接欣碚摽杖急瓤刂颇Ｊ?、濃混合氣控制模式、稀混合氣控制模式。理論空燃比控制模式中，為了提高三元催化劑的凈化性能，將空燃比傳感器18檢測到的空燃比af反饋控制在理論空燃比af0附近。濃混合氣控制模式在高負載運轉(zhuǎn)時等情況下進行設定，將空燃比af控制為濃混合氣空燃比。稀混合氣控制模式為了提高燃料里程等而設定，將空燃比af控制為稀混合氣空燃比。最終egr率計算部72將空燃比的控制模式為理論空燃比控制模式的情況判定為是理論空燃比，將濃混合氣控制模式的情況判定為是濃混合氣空燃比，將稀混合氣控制模式的情況判定為是稀混合氣空燃比。最終egr率計算部72如上所述，基于空燃比傳感器18的空燃比af的檢測值或燃料修正系數(shù)kaf來計算過量空氣系數(shù)λ。

3.實施方式3

接著，對實施方式3所涉及的控制裝置50進行說明。省略與上述實施方式1、2相同的結(jié)構部分的說明。本實施方式所涉及的內(nèi)燃機1和控制裝置50的基本結(jié)構和處理與實施方式1或?qū)嵤┓绞?相同，不同點在于，內(nèi)燃機1中不具備吸入空氣濕度傳感器5，吸入空氣壓pa、吸入空氣溫度ta、吸入空氣濕度hra的檢測方法不同。

上述實施方式1、2中，對運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51構成為基于吸入空氣壓傳感器2的輸出信號檢測吸入空氣壓pa，基于吸入空氣溫度傳感器4的輸出信號檢測吸入空氣溫度ta，基于吸入空氣濕度傳感器5的輸出信號檢測吸入空氣濕度hra的情況進行了說明。

但在本實施方式中，運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51構成為將對egr流路21進行開關的egr閥22關閉、且廢氣沒有回流至進氣歧管12的狀態(tài)下檢測到歧管壓pb、歧管濕度hrb、以及歧管溫度tb分別作為吸入空氣壓pa、吸入空氣濕度hra、以及吸入空氣溫度ta來檢測。

本實施方式中，運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51在egr閥22關閉的狀態(tài)持續(xù)了預先設定的判定期間的情況下，判定為吸入空氣檢測條件已成立。判定期間設定為關閉egr閥22后到進氣歧管12內(nèi)的回流廢氣充分減少為止的期間。可以隨著吸入空氣量變大而縮短判定期間。運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51在吸入空氣檢測條件成立的情況下，基于歧管壓傳感器8的輸出信號檢測吸入空氣壓pa，基于歧管溫度傳感器9的輸出信號檢測吸入空氣溫度ta，基于歧管濕度傳感器10的輸出信號檢測吸入空氣濕度hra。在egr閥22關閉的狀態(tài)下，沒有廢氣回流到進氣歧管12內(nèi)，進氣歧管12內(nèi)只有吸入空氣。因此，能夠使用在該狀態(tài)下檢測到的進氣歧管12內(nèi)的氣體的壓力、濕度、溫度，來計算吸入空氣中水蒸氣分壓pva、吸入空氣中水蒸氣分壓率(pva/pa)。

吸入空氣中水蒸氣率計算部71與上述實施方式1同樣地，基于吸入空氣檢測條件成立的情況下檢測到的吸入空氣濕度hra和吸入空氣溫度ta，計算吸入空氣中所包含的水蒸氣的分壓即吸入空氣中水蒸氣分壓pva，并計算吸入空氣中水蒸氣分壓pva相對于吸入空氣壓pa的比率即吸入空氣中水蒸氣分壓率(pva/pa)。另外，吸入空氣中水蒸氣率計算部71在吸入空氣檢測條件不成立的情況下，保持吸入空氣檢測條件成立的情況下計算得到的吸入空氣中水蒸氣分壓率(pva/pa)并輸出。由于大氣濕度的變化與egr率的變化引起的進氣歧管12內(nèi)的濕度變化相比較為平緩，因此，即使使用保持的值也能夠抑制產(chǎn)生較大的egr率的推定誤差。

〔其他的實施方式〕

最后，對本發(fā)明的其他的實施方式進行說明。另外，以下說明的各實施方式的結(jié)構不并限于分別單獨進行應用，只要不發(fā)生矛盾，就能夠與其他的實施方式的結(jié)構進行組合來應用。

(1)在上述的各實施方式中，考慮了使用汽油作為內(nèi)燃機1的燃料的情況，并且以假設汽油的平均分子式和空氣的組成為式(14)、式(32)、式(35)那樣的情況作為示例進行了說明。但是，本發(fā)明的實施方式并不限于此。即，可以基于汽油的平均分子式和空氣的組成，使用嚴密的值，改變化學反應式、以及化學反應式中各分子的摩爾數(shù)，改變濕度檢測egr率regr的計算中使用的換算常數(shù)kr和摩爾換算常數(shù)kr2的設定值等。此外，也可以使用汽油以外的燃料，例如，輕油、酒精、或天然氣等作為內(nèi)燃機1的燃料，根據(jù)燃料的種類改變?nèi)剂系钠骄肿邮剑⑶腋淖兓瘜W反應式和化學反應式中各分子的摩爾數(shù)，從而改變濕度檢測egr率regr的計算中使用的換算常數(shù)kr和摩爾換算常數(shù)kr2的設定值等。

(2)在上述的各實施方式中，說明了運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51構成為基于吸入空氣溫度傳感器4的輸出信號檢測吸入空氣溫度ta，基于吸入空氣濕度傳感器5的輸出信號檢測吸入空氣濕度hra的情況作為示例。但是，本發(fā)明的實施方式并不限于此。即，運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部51也可以構成為從空調(diào)控制裝置80獲取吸入空氣濕度hra和吸入空氣溫度ta的信息?？照{(diào)控制裝置80是進行車廂內(nèi)的空氣調(diào)節(jié)的空調(diào)的控制裝置，經(jīng)由通信線路與內(nèi)燃機1的控制裝置50相連?？照{(diào)控制裝置80具備檢測空調(diào)吸入的大氣的濕度的濕度傳感器、檢測大氣的溫度的溫度傳感器，基于這些濕度傳感器和溫度傳感器的輸出信號，檢測大氣濕度和大氣溫度，并將大氣濕度和大氣溫度的信息發(fā)送給控制裝置50。

(3)在上述的各實施方式中，說明了回流量利用控制部55如上述那樣構成為基于控制用的回流廢氣流量qes執(zhí)行點火時期的變更、egr閥22的開度oe的變更、以及內(nèi)燃機1的輸出轉(zhuǎn)矩的計算中的至少一個以上的情況作為示例。但是，本發(fā)明的實施方式并不限于此。即，回流量利用控制部55還可以構成為將控制用的回流廢氣流路qes用于除此以外的其他控制，例如，吸入空氣量的控制、改變可變閥正時機構中進氣閥14和排氣閥15中的一方或雙方的閥開關定時的控制等。

另外，本發(fā)明在其發(fā)明的范圍內(nèi)，能對實施方式進行適當?shù)淖冃?、省略?/p>