內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，尤其設(shè)及用于推定帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)中壓縮機(jī)與 節(jié)流器之間的壓力即節(jié)流器上游壓力的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] W往，存在有W提高內(nèi)燃機(jī)（W下稱為發(fā)動(dòng)機(jī)）的輸出為目的的帶增壓器的發(fā)動(dòng) 機(jī)控制系統(tǒng)，作為增壓器的示例，已知有在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)搭載有通過(guò)利用廢氣所具有 的能量使?jié)M輪高速旋轉(zhuǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)的滿輪增壓器（W下，也記為T(mén)/C)，或者在發(fā)動(dòng)機(jī) 的進(jìn)氣系統(tǒng)搭載有從曲柄軸經(jīng)由傳送帶等來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)的機(jī)械增壓器（W下，也記 為S/C)等。
[0003] 此外，作為發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中吸入空氣量的檢測(cè)方法，W往，已知有利用氣流傳感 器（W下，稱為AF巧來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的方法（W下，稱為AFS方式）、化及基于進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓 力（W下，稱為進(jìn)氣歧管壓力）來(lái)進(jìn)行推定、即基于所謂的速度密度方式的方法（W下，稱 為S/D方式）。AK方式的特征在于，對(duì)通過(guò)AK的安裝部（W下，稱為AK部）的空氣流 量（W下，稱為AK吸入空氣量）直接進(jìn)行測(cè)量，并且由于在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)入氣缸的空氣流 量（W下，稱為氣缸吸入空氣量）變?yōu)榕cAK吸入空氣量大致相等，因此，穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的氣 缸吸入空氣量的計(jì)算誤差與S/D方式相比要小。但是，在帶有增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中， 由于從AK部到氣缸的距離較長(zhǎng)，因而需要對(duì)此間的響應(yīng)延遲、密度變化進(jìn)行模擬，在此基 礎(chǔ)上計(jì)算氣缸吸入空氣量，于是可認(rèn)為過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的氣缸吸入空氣量的計(jì)算精度取決于模 擬該響應(yīng)延遲、密度變化的進(jìn)氣系統(tǒng)的物理模型的精度，W往提出了應(yīng)對(duì)該問(wèn)題的進(jìn)氣系 統(tǒng)的物理模型（例如，參照日本專(zhuān)利特愿2014 - 084679號(hào)（W下，作為在先申請(qǐng)1。））。
[0004] 在先申請(qǐng)1的實(shí)施方式1即帶滿輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，公開(kāi)了下述方法： 使用氣流傳感器作為流量傳感器，使用大氣壓傳感器、節(jié)流器上游壓力傳感器、進(jìn)氣歧管壓 力傳感器作為壓力傳感器，基于來(lái)自運(yùn)些傳感器的信息來(lái)計(jì)算氣缸吸入空氣量和節(jié)流器吸 入空氣量。在先申請(qǐng)1的實(shí)施方式2即帶機(jī)械增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，公開(kāi)了下述方 法：使用氣流傳感器作為流量傳感器，使用大氣壓傳感器、S/C上游壓力傳感器、進(jìn)氣歧管 壓力傳感器作為壓力傳感器，基于來(lái)自運(yùn)些傳感器的信息來(lái)計(jì)算氣缸吸入空氣量。然而，若 使用運(yùn)么多的傳感器，則存在成本變高的問(wèn)題。因此，作為在不使用傳感器的情況下推定物 理量的方法，提出了例如在不具有增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)（W下，稱為N/A系統(tǒng)）中對(duì)大 氣壓進(jìn)行推定的方法（例如，參照日本專(zhuān)利特愿2014 - 023903號(hào)（W下，作為在先申請(qǐng) 2。））。
[0005] 在先申請(qǐng)2中公開(kāi)了下述方法：在N/A系統(tǒng)中，為了能高精度地實(shí)現(xiàn)所謂的基于轉(zhuǎn) 矩的控制，邊進(jìn)行用于吸收節(jié)流器的機(jī)器差異偏差的節(jié)流開(kāi)度學(xué)習(xí)控制，邊在較廣的運(yùn)轉(zhuǎn) 區(qū)域內(nèi)高精度地對(duì)大氣壓進(jìn)行推定，由此可去除大氣壓傳感器，并且利用節(jié)流控制，能夠高 精度地對(duì)吸入空氣量進(jìn)行控制。 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0006] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本專(zhuān)利特開(kāi)2013 - 224596號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】
發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0007] 如上所述，在先申請(qǐng)1的實(shí)施方式2即帶機(jī)械增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，由于使 用氣流傳感器作為流量傳感器，使用大氣壓傳感器、S/C上游壓力傳感器、進(jìn)氣歧管壓力傳 感器作為壓力傳感器，并基于來(lái)自運(yùn)些傳感器的信息來(lái)計(jì)算氣缸吸入空氣量，因此，需要使 用較多的傳感器，從而存在成本較高的問(wèn)題點(diǎn)。
[0008] 通過(guò)應(yīng)用在先申請(qǐng)2的方法，認(rèn)為在像在先申請(qǐng)1的實(shí)施方式2那樣節(jié)流器的上 游側(cè)為大氣壓的情況下，能夠去除大氣壓傳感器，但在先申請(qǐng)1的實(shí)施方式1中節(jié)流器的上 游側(cè)不是大氣壓，因此無(wú)法對(duì)大氣壓進(jìn)行推定。該情況下，即使考慮對(duì)節(jié)流器上游壓力進(jìn)行 推定，但由于節(jié)流器上游壓力會(huì)根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而發(fā)生較大的變化，因此，認(rèn)為僅通過(guò)使用在 先申請(qǐng)2的方法難W應(yīng)對(duì)該變化的速度，從而存在無(wú)法高精度地推定節(jié)流器上游壓力的問(wèn) 題點(diǎn)。
[0009] 本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題點(diǎn)而完成的，其目的在于提供一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝 置，能夠高精度地對(duì)帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)中壓縮機(jī)與節(jié)流閥之間的節(jié)流器上游壓力進(jìn)行推 定。 解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案
[0010] 本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置包括：節(jié)流閥，該節(jié)流閥設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)； 節(jié)流開(kāi)度檢測(cè)部，該節(jié)流開(kāi)度檢測(cè)部對(duì)所述節(jié)流閥的開(kāi)度進(jìn)行檢測(cè)；增壓器，該增壓器具有 設(shè)置于所述節(jié)流閥的上游的所述進(jìn)氣系統(tǒng)的壓縮機(jī)；節(jié)流器上游壓力控制部，該節(jié)流器上 游壓力控制部對(duì)所述增壓器的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行控制，并對(duì)在壓縮機(jī)下游且在節(jié)流閥上游的增 壓部的壓力即節(jié)流器上游壓力進(jìn)行控制；吸入空氣量檢測(cè)部，該吸入空氣量檢測(cè)部設(shè)置于 所述壓縮機(jī)的上游，對(duì)吸入空氣量進(jìn)行檢測(cè)；進(jìn)氣歧管壓力檢測(cè)部，該進(jìn)氣歧管壓力檢測(cè)部 檢測(cè)所述節(jié)流閥下游的進(jìn)氣歧管部的壓力，W作為進(jìn)氣歧管壓力；氣缸吸入空氣量計(jì)算部， 該氣缸吸入空氣量計(jì)算部基于所述進(jìn)氣歧管壓力計(jì)算氣缸從所述進(jìn)氣歧管部吸入的氣缸 吸入空氣量；W及節(jié)流器上游壓力推定部，該節(jié)流器上游壓力推定部基于所述吸入空氣量 和所述氣缸吸入空氣量計(jì)算出合并所述增壓部和所述進(jìn)氣歧管部而得到的區(qū)域的平均密 度，基于所述進(jìn)氣歧管壓力和所述平均密度來(lái)推定所述節(jié)流器上游壓力，并作為節(jié)流器上 游壓力推定值進(jìn)行輸出。 發(fā)明效果
[0011] 本發(fā)明所設(shè)及的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置具備節(jié)流器上游壓力推定部，該節(jié)流器上游壓 力推定部基于吸入空氣量和氣缸吸入空氣量對(duì)合并增壓部和進(jìn)氣歧管部而得到的區(qū)域的 平均密度進(jìn)行計(jì)算，基于進(jìn)氣歧管壓力和平均密度來(lái)推定節(jié)流器上游壓力，并作為節(jié)流器 上游壓力推定值進(jìn)行輸出，因此，即使在不具有節(jié)流器上游壓力傳感器的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中，也 能夠W較高的精度對(duì)壓縮機(jī)與節(jié)流閥之間的節(jié)流器上游壓力進(jìn)行推定。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖I是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的帶滿輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的概要的結(jié) 構(gòu)圖。 圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的帶滿輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)所進(jìn)行的控制的 概要的控制框圖。 圖3是示意性地示出本發(fā)明的實(shí)施方式中帶滿輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的各區(qū)域 的空氣的狀態(tài)變化W及對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)的傳感器類(lèi)別的圖。 圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式中用于計(jì)算虛擬進(jìn)氣歧管容積的控制框圖。 圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式中用于計(jì)算氣缸吸入空氣量的控制框圖。 圖6是本發(fā)明的實(shí)施方式中用于計(jì)算節(jié)流器吸入空氣量的控制框圖。 圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式中用于計(jì)算節(jié)流器上游壓力的推定值（推定P2)的控制框 圖。 圖8是本發(fā)明的實(shí)施方式中用于計(jì)算修正后P2及修正后Pave的控制框圖。 圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所設(shè)及的整個(gè)P2修正處理的流程圖。 圖10是用于計(jì)算本發(fā)明的實(shí)施方式所設(shè)及的節(jié)流開(kāi)度誤差的偏差的流程圖。 圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所設(shè)及的有效開(kāi)口面積與節(jié)流開(kāi)度的關(guān)系的圖。 圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所設(shè)及的有效開(kāi)口面積與節(jié)流開(kāi)度的關(guān)系的學(xué)習(xí)范圍 的圖。 圖13是用于計(jì)算本發(fā)明的實(shí)施方式所設(shè)及的節(jié)流開(kāi)度學(xué)習(xí)值的控制框圖。 圖14是用于存儲(chǔ)本發(fā)明的實(shí)施方式所設(shè)及的長(zhǎng)時(shí)間學(xué)習(xí)值的控制框圖。 圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所設(shè)及的節(jié)流開(kāi)度學(xué)習(xí)基本值的計(jì)算方法的圖。 圖16是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所設(shè)及的有效開(kāi)口面積與節(jié)流開(kāi)度所能得到的關(guān)系的 圖。 圖17是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所設(shè)及的長(zhǎng)時(shí)間學(xué)習(xí)值的存儲(chǔ)處理的圖。 圖18是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所設(shè)及的單調(diào)增加處理的圖。 圖19是表示式（27)的1. 0蘭X蘭2. 4時(shí)的曲線W及線性近似直線的圖表。
【具體實(shí)施方式】[001引實(shí)施方式1. 下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明，但在各圖中，對(duì)于相同或相當(dāng)?shù)牟?分，標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。另外，本發(fā)明所設(shè)及的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置W較高的精度對(duì)帶 增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的壓縮機(jī)與節(jié)流器之間的節(jié)流器上游壓力進(jìn)行推定，從而控制 內(nèi)燃機(jī)。在下述實(shí)施方式中，W使用滿輪增壓器作為增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)為例進(jìn)行說(shuō) 明。
[0014] 圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的帶滿輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概 要的圖。圖1中，發(fā)動(dòng)機(jī)1上安裝有曲柄角傳感器11，用于生成與曲柄軸的旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的電信 號(hào)。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)1的氣缸8分別與形成進(jìn)氣通路的進(jìn)氣管2、W及形成排氣通路的排氣管 7相連接。
[0015] 進(jìn)氣管2的最上游部安裝有空氣凈化器3?？諝鈨艋?的下游側(cè)W形成為一體或 單獨(dú)形成的方式設(shè)置有生成與吸入空氣流量相應(yīng)的電信號(hào)的AFS12、W及生成與吸入通路 內(nèi)的吸入空氣溫度相應(yīng)的電信號(hào)的吸入空氣溫度傳感器（W下，稱為進(jìn)氣溫度傳感器）13。 另外，圖1示出AFS12與進(jìn)氣溫度傳感器13構(gòu)成為一體的示例。
[0016] 排氣管7的最下游部設(shè)置有廢氣凈化催化劑22。廢氣凈化催化劑22的上游側(cè)設(shè) 置有空燃比傳感器23,用于生成與燃燒的燃料和空氣之間的比例相應(yīng)的電信號(hào)。
[0017] 在由進(jìn)氣管2和排氣管7構(gòu)成的進(jìn)排氣系統(tǒng)中，設(shè)置有具備壓縮機(jī) (Compressor) 31和滿輪32的增壓器（滿輪增壓器）36。滿輪32設(shè)置于排氣管7的廢氣凈 化催化器22的上游側(cè)，由排氣管7內(nèi)流動(dòng)的廢氣進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。壓縮機(jī)31設(shè)置于進(jìn)氣管2 的AFS12的下游側(cè)。該壓縮機(jī)31隨著滿輪32的旋轉(zhuǎn)而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，從而能夠?qū)M(jìn)氣通路 內(nèi)的空氣進(jìn)行壓縮。
[0018] 壓縮機(jī)31的下游側(cè)設(shè)置有旁通空氣閥（W下，稱為ABV)33,用于將壓縮空氣量分 流至進(jìn)氣管2,W使得主要在油口釋放時(shí)增壓壓力不會(huì)過(guò)高。ABV33的下游側(cè)設(shè)置有中間冷 卻器（W下，稱為I/C) 30,用于冷卻因被壓縮機(jī)31絕熱壓縮而變?yōu)楦邷氐目諝?。I/C30的 下游側(cè)設(shè)置有電子控制式的節(jié)流閥4,用于對(duì)送至發(fā)動(dòng)機(jī)1的空氣量進(jìn)行調(diào)整。節(jié)流閥4與 節(jié)流開(kāi)度傳感器14相連接，該節(jié)流開(kāi)度傳感器14生成與節(jié)流閥4的開(kāi)度相應(yīng)的電信號(hào)。
[0019] 節(jié)流閥4的下游側(cè)設(shè)置有包含用于抑制進(jìn)氣波動(dòng)的穩(wěn)壓罐的進(jìn)氣歧管5。進(jìn)氣歧 管5中W形成為一體的方式或單獨(dú)形成的方式設(shè)置有進(jìn)氣歧管壓力傳感器15和進(jìn)氣歧管 溫度傳感器16,該進(jìn)氣歧管壓力傳感器15和進(jìn)氣歧管溫度傳感器16生成與從穩(wěn)壓罐到進(jìn) 氣歧管的空間內(nèi)的壓力和溫度相應(yīng)的電信號(hào)。另外，圖1示出進(jìn)氣歧管壓力傳感器15與進(jìn) 氣歧管溫度傳感器16構(gòu)成為一體的不例。
[0020] 進(jìn)氣歧管5的下游的發(fā)動(dòng)機(jī)1側(cè)設(shè)置有噴射燃料的噴射器17。另外，噴射器17可 W設(shè)置為直接向氣缸8內(nèi)噴射燃料。
[0021] 氣缸8中設(shè)置有火花塞18和點(diǎn)火線圈19,該火花塞18用于對(duì)吸入發(fā)動(dòng)機(jī)1的空 氣和從噴射器17噴射出的燃料相混合而生成的可燃混合氣體進(jìn)行點(diǎn)火，該點(diǎn)火線圈19向 火花塞18提供用于打出火花的電流。并且，還設(shè)置有對(duì)從進(jìn)氣通路被導(dǎo)入到氣缸8內(nèi)的空 氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)的進(jìn)氣閥20、W及對(duì)從氣缸8內(nèi)被排出至內(nèi)燃機(jī)的排氣通路的空氣量進(jìn)行調(diào) 節(jié)的排氣閥21。另外，也可W在進(jìn)氣閥20和排氣閥21的雙方或其中一方的凸輪軸設(shè)置用 于改變閥開(kāi)關(guān)的定時(shí)的可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)（W下，稱為WT)、用于改變閥的升程量的可變閥 升程機(jī)構(gòu)（W下，稱為WL)。
[0022] 在排氣閥21的下游及滿輪32的上游側(cè)設(shè)置有用于將廢氣分流至排氣旁通通路 的廢氣口閥34,W使得即使增壓壓力因高旋轉(zhuǎn)高負(fù)荷而增加也不會(huì)損壞發(fā)動(dòng)機(jī)。作為驅(qū)動(dòng) 廢氣口閥34的方法，存在有對(duì)施加到膜片的壓力進(jìn)行控制的壓力式、或者直接驅(qū)動(dòng)閥開(kāi)度 的電動(dòng)式。通常，若采用壓力式，則如果增壓壓力沒(méi)有高到一定程度，將無(wú)法驅(qū)動(dòng)廢氣口閥 34,而電動(dòng)式的特征在于，不存在運(yùn)種限制，無(wú)論運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)如何均可W進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因此，壓縮 機(jī)31與節(jié)流閥4之間的壓力即節(jié)流器上游壓力的可控制范圍較大。本實(shí)施方式中，采用電 動(dòng)式的廢氣口閥34,但在使用壓力式的情況下，也可使用完全相同的方法。
[0023]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的帶滿輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概 要的控制框圖。圖2中，眾所周知，電子控制單元（W下，稱為ECU) 100W由CPU、ROM、RAM 等構(gòu)成的微型計(jì)算機(jī)為主體而構(gòu)成，通過(guò)執(zhí)行ROM中所存儲(chǔ)的各種控制程序，基于此時(shí)發(fā) 動(dòng)機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)實(shí)施發(fā)動(dòng)機(jī)1的各種控制。即，ECUlOO中輸入來(lái)自各種傳感器的檢測(cè) 信號(hào)，基于該信號(hào)計(jì)算目標(biāo)節(jié)流開(kāi)度、燃料噴射量、點(diǎn)火時(shí)期等，并輸出用于驅(qū)動(dòng)節(jié)流閥、噴 射器、點(diǎn)火線圈等的信號(hào)。
[0024] 具體而言，來(lái)自節(jié)流開(kāi)度傳感器14、曲柄角傳感器1UAFS12、進(jìn)氣溫度傳感器13、 進(jìn)氣歧管壓力傳感器15、進(jìn)氣歧管溫度傳感器16的電信號(hào)被輸入至ECU100。此外，油口開(kāi) 度傳感器40 (圖1中省略圖示）W及大氣壓傳感器9 (圖1中省略圖示）的信號(hào)也輸入到 ECU100。油口開(kāi)度傳感器40生成與設(shè)置在駕駛座的腳下的油口的操作量相應(yīng)的電信號(hào)。大 氣壓傳感器9生成與大氣壓相應(yīng)的電信號(hào)，有時(shí)設(shè)置于圖1的空氣凈化器3的附近、有時(shí)設(shè) 置在ECUlOO的基板上。并且，還輸入有來(lái)自上述傳感器W外的其他傳感器的電信號(hào)。圖2 所示的其他傳感器中包含有空燃比傳感器23、檢測(cè)例如發(fā)動(dòng)機(jī)1的氣缸體的振動(dòng)的爆震傳 感器（未圖示）、檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)1的冷卻水溫的水溫傳感器（未圖示）、檢測(cè)車(chē)速的車(chē)速傳感 器（未圖示）等。
[002引此外，ECUlOO的輸出側(cè)與節(jié)流閥4、噴射器17、點(diǎn)火線圈19、ABV33、廢氣口閥34相 連接。ECUlOO也與運(yùn)些