内燃机的控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及内燃机的控制装置，尤其设及用于推定带增压器的内燃机中压缩机与 节流器之间的压力即节流器上游压力的内燃机的控制装置。
【背景技术】
[0002] W往，存在有W提高内燃机（W下称为发动机）的输出为目的的带增压器的发动 机控制系统，作为增压器的示例，已知有在发动机的进气系统搭载有通过利用废气所具有 的能量使满轮高速旋转来驱动的压缩机的满轮增压器（W下，也记为T/C)，或者在发动机 的进气系统搭载有从曲柄轴经由传送带等来进行驱动的压缩机的机械增压器（W下，也记 为S/C)等。
[0003] 此外，作为发动机控制系统中吸入空气量的检测方法，W往，已知有利用气流传感 器（W下，称为AF巧来进行检测的方法（W下，称为AFS方式）、化及基于进气歧管内的压 力（W下，称为进气歧管压力）来进行推定、即基于所谓的速度密度方式的方法（W下，称 为S/D方式）。AK方式的特征在于，对通过AK的安装部（W下，称为AK部）的空气流 量（W下，称为AK吸入空气量）直接进行测量，并且由于在稳定运转时进入气缸的空气流 量（W下，称为气缸吸入空气量）变为与AK吸入空气量大致相等，因此，稳定运转时的气 缸吸入空气量的计算误差与S/D方式相比要小。但是，在带有增压器的发动机控制系统中， 由于从AK部到气缸的距离较长，因而需要对此间的响应延迟、密度变化进行模拟，在此基 础上计算气缸吸入空气量，于是可认为过渡运转时的气缸吸入空气量的计算精度取决于模 拟该响应延迟、密度变化的进气系统的物理模型的精度，W往提出了应对该问题的进气系 统的物理模型（例如，参照日本专利特愿2014 - 084679号（W下，作为在先申请1。））。
[0004] 在先申请1的实施方式1即带满轮增压器的发动机控制系统中，公开了下述方法： 使用气流传感器作为流量传感器，使用大气压传感器、节流器上游压力传感器、进气歧管压 力传感器作为压力传感器，基于来自运些传感器的信息来计算气缸吸入空气量和节流器吸 入空气量。在先申请1的实施方式2即带机械增压器的发动机控制系统中，公开了下述方 法：使用气流传感器作为流量传感器，使用大气压传感器、S/C上游压力传感器、进气歧管 压力传感器作为压力传感器，基于来自运些传感器的信息来计算气缸吸入空气量。然而，若 使用运么多的传感器，则存在成本变高的问题。因此，作为在不使用传感器的情况下推定物 理量的方法，提出了例如在不具有增压器的发动机控制系统（W下，称为N/A系统）中对大 气压进行推定的方法（例如，参照日本专利特愿2014 - 023903号（W下，作为在先申请 2。））。
[0005] 在先申请2中公开了下述方法：在N/A系统中，为了能高精度地实现所谓的基于转 矩的控制，边进行用于吸收节流器的机器差异偏差的节流开度学习控制，边在较广的运转 区域内高精度地对大气压进行推定，由此可去除大气压传感器，并且利用节流控制，能够高 精度地对吸入空气量进行控制。 现有技术文献 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本专利特开2013 - 224596号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0007] 如上所述，在先申请1的实施方式2即带机械增压器的发动机控制系统中，由于使 用气流传感器作为流量传感器，使用大气压传感器、S/C上游压力传感器、进气歧管压力传 感器作为压力传感器，并基于来自运些传感器的信息来计算气缸吸入空气量，因此，需要使 用较多的传感器，从而存在成本较高的问题点。
[0008] 通过应用在先申请2的方法，认为在像在先申请1的实施方式2那样节流器的上 游侧为大气压的情况下，能够去除大气压传感器，但在先申请1的实施方式1中节流器的上 游侧不是大气压，因此无法对大气压进行推定。该情况下，即使考虑对节流器上游压力进行 推定，但由于节流器上游压力会根据运转状态而发生较大的变化，因此，认为仅通过使用在 先申请2的方法难W应对该变化的速度，从而存在无法高精度地推定节流器上游压力的问 题点。
[0009] 本发明是为了解决上述问题点而完成的，其目的在于提供一种内燃机的控制装 置，能够高精度地对带增压器的内燃机中压缩机与节流阀之间的节流器上游压力进行推 定。 解决技术问题所采用的技术方案
[0010] 本发明的内燃机的控制装置包括：节流阀，该节流阀设置于内燃机的进气系统； 节流开度检测部，该节流开度检测部对所述节流阀的开度进行检测；增压器，该增压器具有 设置于所述节流阀的上游的所述进气系统的压缩机；节流器上游压力控制部，该节流器上 游压力控制部对所述增压器的驱动状态进行控制，并对在压缩机下游且在节流阀上游的增 压部的压力即节流器上游压力进行控制；吸入空气量检测部，该吸入空气量检测部设置于 所述压缩机的上游，对吸入空气量进行检测；进气歧管压力检测部，该进气歧管压力检测部 检测所述节流阀下游的进气歧管部的压力，W作为进气歧管压力；气缸吸入空气量计算部， 该气缸吸入空气量计算部基于所述进气歧管压力计算气缸从所述进气歧管部吸入的气缸 吸入空气量；W及节流器上游压力推定部，该节流器上游压力推定部基于所述吸入空气量 和所述气缸吸入空气量计算出合并所述增压部和所述进气歧管部而得到的区域的平均密 度，基于所述进气歧管压力和所述平均密度来推定所述节流器上游压力，并作为节流器上 游压力推定值进行输出。 发明效果
[0011] 本发明所设及的内燃机的控制装置具备节流器上游压力推定部，该节流器上游压 力推定部基于吸入空气量和气缸吸入空气量对合并增压部和进气歧管部而得到的区域的 平均密度进行计算，基于进气歧管压力和平均密度来推定节流器上游压力，并作为节流器 上游压力推定值进行输出，因此，即使在不具有节流器上游压力传感器的内燃机系统中，也 能够W较高的精度对压缩机与节流阀之间的节流器上游压力进行推定。
【附图说明】
[0012] 图I是表示本发明的实施方式中的带满轮增压器的发动机控制系统的概要的结 构图。 图2是表示本发明的实施方式中的带满轮增压器的发动机控制系统所进行的控制的 概要的控制框图。 图3是示意性地示出本发明的实施方式中带满轮增压器的发动机控制系统的各区域 的空气的状态变化W及对其进行检测的传感器类别的图。 图4是本发明的实施方式中用于计算虚拟进气歧管容积的控制框图。 图5是本发明的实施方式中用于计算气缸吸入空气量的控制框图。 图6是本发明的实施方式中用于计算节流器吸入空气量的控制框图。 图7是本发明的实施方式中用于计算节流器上游压力的推定值（推定P2)的控制框 图。 图8是本发明的实施方式中用于计算修正后P2及修正后Pave的控制框图。 图9是表示本发明的实施方式所设及的整个P2修正处理的流程图。 图10是用于计算本发明的实施方式所设及的节流开度误差的偏差的流程图。 图11是表示本发明的实施方式所设及的有效开口面积与节流开度的关系的图。 图12是表示本发明的实施方式所设及的有效开口面积与节流开度的关系的学习范围 的图。 图13是用于计算本发明的实施方式所设及的节流开度学习值的控制框图。 图14是用于存储本发明的实施方式所设及的长时间学习值的控制框图。 图15是表示本发明的实施方式所设及的节流开度学习基本值的计算方法的图。 图16是表示本发明的实施方式所设及的有效开口面积与节流开度所能得到的关系的 图。 图17是表示本发明的实施方式所设及的长时间学习值的存储处理的图。 图18是表示本发明的实施方式所设及的单调增加处理的图。 图19是表示式（27)的1. 0兰X兰2. 4时的曲线W及线性近似直线的图表。
【具体实施方式】[001引实施方式1. 下面，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明，但在各图中，对于相同或相当的部 分，标注相同标号来进行说明。另外，本发明所设及的内燃机的控制装置W较高的精度对带 增压器的发动机控制系统中的压缩机与节流器之间的节流器上游压力进行推定，从而控制 内燃机。在下述实施方式中，W使用满轮增压器作为增压器的发动机控制系统为例进行说 明。
[0014] 图1是表示本发明的实施方式中的带满轮增压器的发动机控制系统的结构的概 要的图。图1中，发动机1上安装有曲柄角传感器11，用于生成与曲柄轴的旋转相应的电信 号。此外，发动机1的气缸8分别与形成进气通路的进气管2、W及形成排气通路的排气管 7相连接。
[0015] 进气管2的最上游部安装有空气净化器3。空气净化器3的下游侧W形成为一体或 单独形成的方式设置有生成与吸入空气流量相应的电信号的AFS12、W及生成与吸入通路 内的吸入空气溫度相应的电信号的吸入空气溫度传感器（W下，称为进气溫度传感器）13。 另外，图1示出AFS12与进气溫度传感器13构成为一体的示例。
[0016] 排气管7的最下游部设置有废气净化催化剂22。废气净化催化剂22的上游侧设 置有空燃比传感器23,用于生成与燃烧的燃料和空气之间的比例相应的电信号。
[0017] 在由进气管2和排气管7构成的进排气系统中，设置有具备压缩机 (Compressor) 31和满轮32的增压器（满轮增压器）36。满轮32设置于排气管7的废气净 化催化器22的上游侧，由排气管7内流动的废气进行旋转驱动。压缩机31设置于进气管2 的AFS12的下游侧。该压缩机31随着满轮32的旋转而被旋转驱动，从而能够对进气通路 内的空气进行压缩。
[0018] 压缩机31的下游侧设置有旁通空气阀（W下，称为ABV)33,用于将压缩空气量分 流至进气管2,W使得主要在油口释放时增压压力不会过高。ABV33的下游侧设置有中间冷 却器（W下，称为I/C) 30,用于冷却因被压缩机31绝热压缩而变为高溫的空气。I/C30的 下游侧设置有电子控制式的节流阀4,用于对送至发动机1的空气量进行调整。节流阀4与 节流开度传感器14相连接，该节流开度传感器14生成与节流阀4的开度相应的电信号。
[0019] 节流阀4的下游侧设置有包含用于抑制进气波动的稳压罐的进气歧管5。进气歧 管5中W形成为一体的方式或单独形成的方式设置有进气歧管压力传感器15和进气歧管 溫度传感器16,该进气歧管压力传感器15和进气歧管溫度传感器16生成与从稳压罐到进 气歧管的空间内的压力和溫度相应的电信号。另外，图1示出进气歧管压力传感器15与进 气歧管溫度传感器16构成为一体的不例。
[0020] 进气歧管5的下游的发动机1侧设置有喷射燃料的喷射器17。另外，喷射器17可 W设置为直接向气缸8内喷射燃料。
[0021] 气缸8中设置有火花塞18和点火线圈19,该火花塞18用于对吸入发动机1的空 气和从喷射器17喷射出的燃料相混合而生成的可燃混合气体进行点火，该点火线圈19向 火花塞18提供用于打出火花的电流。并且，还设置有对从进气通路被导入到气缸8内的空 气量进行调节的进气阀20、W及对从气缸8内被排出至内燃机的排气通路的空气量进行调 节的排气阀21。另外，也可W在进气阀20和排气阀21的双方或其中一方的凸轮轴设置用 于改变阀开关的定时的可变阀正时机构（W下，称为WT)、用于改变阀的升程量的可变阀 升程机构（W下，称为WL)。
[0022] 在排气阀21的下游及满轮32的上游侧设置有用于将废气分流至排气旁通通路 的废气口阀34,W使得即使增压压力因高旋转高负荷而增加也不会损坏发动机。作为驱动 废气口阀34的方法，存在有对施加到膜片的压力进行控制的压力式、或者直接驱动阀开度 的电动式。通常，若采用压力式，则如果增压压力没有高到一定程度，将无法驱动废气口阀 34,而电动式的特征在于，不存在运种限制，无论运转状态如何均可W进行驱动，因此，压缩 机31与节流阀4之间的压力即节流器上游压力的可控制范围较大。本实施方式中，采用电 动式的废气口阀34,但在使用压力式的情况下，也可使用完全相同的方法。
[0023]图2是表示本发明的实施方式中的带满轮增压器的发动机控制系统的结构的概 要的控制框图。图2中，众所周知，电子控制单元（W下，称为ECU) 100W由CPU、ROM、RAM 等构成的微型计算机为主体而构成，通过执行ROM中所存储的各种控制程序，基于此时发 动机1的运转状态来实施发动机1的各种控制。即，ECUlOO中输入来自各种传感器的检测 信号，基于该信号计算目标节流开度、燃料喷射量、点火时期等，并输出用于驱动节流阀、喷 射器、点火线圈等的信号。
[0024] 具体而言，来自节流开度传感器14、曲柄角传感器1UAFS12、进气溫度传感器13、 进气歧管压力传感器15、进气歧管溫度传感器16的电信号被输入至ECU100。此外，油口开 度传感器40 (图1中省略图示）W及大气压传感器9 (图1中省略图示）的信号也输入到 ECU100。油口开度传感器40生成与设置在驾驶座的脚下的油口的操作量相应的电信号。大 气压传感器9生成与大气压相应的电信号，有时设置于图1的空气净化器3的附近、有时设 置在ECUlOO的基板上。并且，还输入有来自上述传感器W外的其他传感器的电信号。图2 所示的其他传感器中包含有空燃比传感器23、检测例如发动机1的气缸体的振动的爆震传 感器（未图示）、检测发动机1的冷却水溫的水溫传感器（未图示）、检测车速的车速传感 器（未图示）等。
[002引此外，ECUlOO的输出侧与节流阀4、喷射器17、点火线圈19、ABV33、废气口阀34相 连接。ECUlOO也与运些