用於內燃機的計算再循環廢氣量的設備的製作方法
2023-07-30 16:09:26 3
專利名稱：用於內燃機的計算再循環廢氣量的設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於內燃機的計算再循環廢氣量的設備。
背景技術：
通常，已知一種內燃機，其中排氣管和位於節氣門下遊的進氣管通過廢氣再循環通道互相連接，用於控制流經廢氣再循環通道的再循環廢氣流率的廢氣再循環控制閥，布置在廢氣再循環通道中。
在這種發動機中，為了使空-燃比精確的等於目標空-燃比，需要精確的獲取充入氣缸的新鮮空氣量，也就是，氣缸充入空氣量。
從而，眾所周知一種內燃機，在其中考慮經過節氣門流進進氣管的新鮮空氣量，也就是節氣門經過空氣量，和經過廢氣再循環控制閥流進進氣管的再循環廢氣量，也就是廢氣再循環控制閥經過氣體量，建立一個模型，利用這個模型計算氣缸充入空氣量(見日本未經審查的專利公報(Kokai)No.2002-147279)。
然而，在這個公報中，沒有特別說明如何獲得經過廢氣再循環控制閥的再循環廢氣量。
發明內容
因此，本發明的目標就是，提供一種用於內燃機的計算再循環廢氣量的設備，它能夠簡單而精確的提供廢氣再循環控制閥經過氣體量。
依據本發明，提供一種用於內燃機的計算再循環廢氣量的設備，在內燃機中，排氣管和位於節氣門下遊的進氣管通過廢氣再循環通道互相連接，用於控制流經廢氣再循環通道的再循環廢氣流率的廢氣再循環控制閥，布置在廢氣再循環通道中，該設備包括利用進氣管壓力函數表達式表示發動機處於穩態工況且不提供再循環廢氣時的氣缸充入空氣量和發動機處於穩態工況且提供再循環廢氣時的氣缸充入空氣量之間的差，並且預先獲取和存儲函數表達式的裝置，所述氣缸充入空氣量是充入氣缸的新鮮空氣量，所述進氣管壓力是位於節氣門下遊的進氣管中的壓力；用於獲取進氣管壓力的裝置；和，利用函數表達式從獲取的進氣管壓力中計算差值，並且基於這個差值計算廢氣再循環控制閥經過氣體量的裝置，所述再循環控制閥經過氣體量是當廢氣再循環控制閥打開時經過廢氣再循環控制閥的再循環廢氣量。
從下面陳述的本發明優選實施例以及附圖的說明中，可以更完全的理解本發明。
圖1是內燃機的總圖；圖2A和2B是解釋EGR控制閥經過氣體流率megr的曲線圖；圖3是排氣壓力Pe、廢氣溫度Te和Pe/Te的曲線圖；圖4A和4B是函數Φ(Pm/Pe)的曲線圖；圖5是發動機負荷比KLon和進氣管壓力Pm之間關係的一個實例的曲線圖；圖6A和6C是斜率e1的曲線圖；圖6B和6D是斜率e2的曲線圖；圖7是交點處進氣管壓力b的曲線圖；圖8A和8B是交點處發動機負荷比r的曲線圖；圖9是發動機負荷比KLon和進氣管壓力Pm之間關係的一個實例的曲線圖；圖10是發動機負荷比KLoff和進氣管壓力Pm之間關係的一個實例的曲線圖；圖11A和11B分別是斜率a1和a2的曲線圖；圖12是交點處發動機負荷比c的曲線圖；圖13是解釋差值ΔKL的曲線圖；圖14是EGR控制閥經過氣體流率megr的計算程序的流程圖；圖15是差值ΔKL和進氣管壓力Pm之間關係的一個實例的曲線圖；圖16A到16C分別是交點處斜率h1、h2和差值i的曲線圖；圖17是依據本發明另一個實施例的EGR控制閥經過氣體流率megr的計算程序的流程圖；圖18是EGR控制閥開度和步數STP之間的關係曲線圖；圖19A到19C分別是各個修正係數的曲線圖；圖20是本發明另一個實施例的內燃機的局部視圖；圖21A到21C是可以應用本發明的不同內燃機的局部視圖；圖22A和22B是本發明另一個實施例的曲線圖；圖23是依據本發明另一個實施例的EGR控制閥經過氣體流率megr的計算程序的流程圖。
具體實施例方式
圖1是本發明應用到火花點火內燃機的一個實例。然而，本發明也可以應用到壓縮點火內燃機。
參考圖1，附圖標記1代表發動機機身1，它包括，比如四個氣缸，2代表氣缸體，3代表氣缸蓋，4代表活塞，5代表燃燒室，6代表進氣門，7代表進氣口，8代表排氣門，9代表排氣口，10代表火花塞，11代表燃油噴射器。進氣口7通過各自的進氣歧管12連接到穩壓罐13，接著，穩壓罐13通過進氣管道14連接到空氣濾清器15。由步進電機16驅動的節氣門17布置在進氣管道14中。注意，在這個說明中，位於節氣門17下遊的進氣管道14，穩壓罐13，進氣歧管12和進氣口7共同稱為進氣管。
另一方面，排氣口9通過排氣氣管18和排氣管19連接到催化式排氣淨化器20，催化式排氣淨化器20通過消聲器(圖中未示)與大氣相通。
排氣歧管18和各個進氣歧管12通過廢氣再循環(以下稱作EGR)供給管21相互連接，電控EGR控制閥22布置在EGR供給管21中。在圖1所示的內燃機中，位於EGR控制閥22下遊的EGR供給管21分成幾個分支，分別連接到各自的進氣歧管12。這裡，EGR控制閥22設置有步進電機，當步進電機的步數STP增加時，EGR控制閥22的開度也增加。換句話說，步數STP代表了EGR控制閥22的開度。
電控單元30由一個電子計算機組成，包括ROM(只讀存儲器)32、RAM(隨機存取存儲器)33、CPU(微處理器)34、輸入埠35和輸出埠36，它們通過雙向總線31互相連接。用於檢測進氣管壓力Pm，就是在進氣管中的壓力，的壓力傳感器39連接在穩壓罐13上。此外，用於檢測節氣門開度的節氣門開度傳感器40連接到節氣門17。此外，用於檢測油門踏板41下沉量的負荷傳感器42連接到油門踏板41。油門踏板41的下沉量代表了必需的負荷。此外，用於檢測大氣溫度的大氣溫度傳感器44和用於檢測大氣壓力的大氣壓力傳感器45連接到進氣管道14，用於檢測發動機冷卻液溫度THW的水溫傳感器46連接到氣缸體2。這些傳感器39、40、42、44、45和46的輸出信號通過各自的AD轉換器37輸入到輸入埠35。此外，曲柄角傳感器43連接到輸入埠35，在曲軸每旋轉比如30°時產生一個輸出脈衝。CPU34基於曲柄角傳感器43的輸出脈衝計算發動機轉速NE。另一方面，輸出埠36通過各自的驅動電路38連接到火花塞10、燃油噴射器11、步進電機16和EGR控制閥22，這些都基於電控單元30的輸出信號受到控制。
在圖1所示的內燃機中，燃油噴射量QF基於下面的表達式計算，比如QF＝kAF·KL其中kAF代表空-燃比設定係數，KL代表發動機負荷比(％)。
空-燃比設定係數kAF是代表了一個目標空-燃比的係數，它在目標空-燃比變大或稀時變小，在目標空-燃比變小或濃時變大。空-燃比設定係數kAF作為發動機工況比如必需負荷和發動機轉速的函數，預先存儲在ROM32中。
另一方面，發動機負荷比KL代表充入各個氣缸的新鮮空氣量，由如下的表達式定義，比如
KL(%)=McairDSPNCYLastd100=kkMcair]]>這裡，Mcair代表氣缸充入空氣量(g)，它是當進氣門7打開之後關閉時充入各個氣缸的新鮮空氣量，DSP代表發動機排量(升)，NCYL代表氣缸數量，ρastd(大約1.2g/l)代表標準條件(1個大氣壓，25℃)下空氣的密度。此外，kk代表這些係數合併為一個值，從而，氣缸充入空氣量Mcair可以由KL/kk表示。
因此，要使得實際空-燃比精確的等於目標空-燃比，就要精確的獲得發動機負荷比KL。
當EGR控制閥22打開，從而供應EGR氣體的時候，新鮮空氣和EGR氣體的混合氣被吸入各個氣缸。因此，如果當進氣門7打開之後關閉時的混合氣體量和充入各個氣缸的EGR氣體量分別被稱為氣缸充入氣體量Mc和氣缸充入EGR氣體量Mcegr，那麼，氣缸充入氣體量Mc可以由氣缸充入空氣量Mcair和氣缸充入EGR氣體量Mcegr的和來表示(Mc＝Mcair+Mcegr)。
關於這一點，眾所周知，當進氣門7關閉的時候，氣缸充入氣體量Mc可以用進氣管壓力Pm的線性函數來表示。也就是，在理論和經驗上，當進氣門7關閉的時候，氣缸充入氣體量Mc與氣缸內的壓力成比例，這個氣缸內的壓力基本等於進氣門7上遊的混合氣的壓力，或等於進氣管壓力Pm。
當沒有供應EGR氣體，而僅有新鮮空氣充入氣缸時，氣缸充入空氣量Mcair可以用這種條件下的進氣管壓力Pm的線性函數表示，從而發動機負荷比KL也可以用這種條件下的進氣管壓力Pm的線性函數表示。因此，發動機負荷比KL可以簡單而精確的獲得。
然而，當供應EGR氣體時，情況就完全不一樣了，因為不僅新鮮空氣，而且EGR氣體也充入氣缸。因此，通常認為絕對不可能用進氣管壓力Pm的線性函數來表示氣缸充入空氣量Mcair或發動機負荷比KL。
考慮到氣缸充入氣體量Mc可以用進氣管壓力Pm的線性函數來表示，並且是氣缸充入空氣量Mcair與氣缸充入EGR氣體量Mcegr的和，如果氣缸充入EGR氣體量Mcegr可以用進氣管壓力Pm的線性函數來表示，那麼當供應EGR氣體時的氣缸充入空氣量Mcair或發動機負荷比KL可以用進氣管壓力Pm的線性函數來表示。
然而，通常認為氣缸充入EGR氣體量Mcegr也不可能用進氣管壓力Pm的線性函數來表示。這將參考圖2A和2B來說明。
首先，如圖2A所示，假設EGR控制閥22上遊的EGR氣體壓力等於排氣歧管18中的排氣壓力Pe(kPa)，EGR控制閥上遊的EGR氣體溫度等於排氣歧管18中的廢氣溫度Te(K)，經過EGR控制閥22的EGR氣體的壓力為進氣管壓力Pm(kPa)，那麼，EGR控制閥經過氣體流率megr(g/sec)，是經過EGR控制閥22的EGR氣體的流率，可以用下面的方程式(1)表示megr=AePeReTe(PmPe)---(1)]]>這裡，μ代表EGR控制閥22的流率係數，Ae代表EGR控制閥22開度的橫截面面積(m2)，Re代表與氣體常數R有關的常數，Φ(Pm/Pe)代表Pm/Pe的函數。這裡，流率係數μ和開度橫截面積Ae依據EGR控制閥22的開度e，常數Re通過用氣體常數R除以每mol廢氣或EGR氣體的質量Me得到(Re＝R/Me)。
此外，函數Φ(Pm/Pe)用一個比熱比K(常數)由下面的方程式表示，使得EGR氣體的流率不超過聲速
(PmPe)=k2(k+1)PmPe>1k+1{(k-12k)(1-PmPe)+PmPe}(1-PmPe)PmPe1k+1]]>簡要說明，上述方程(1)是用關於EGR控制閥22上遊和下遊的EGR氣體的質量，能量和動量守恆定律導出的，同樣，EGR控制閥22上遊和下遊的EGR氣體的特徵方程也是這樣得到的。
這裡，為了簡化計算，假設排氣壓力Pe等於大氣壓Pa，用方程(1)表示的EGR控制閥經過氣體流率megr如圖2B所示。特別的，當進氣管壓力Pm低的時候，EGR控制閥經過氣體流率megr基本保持為常數，當進氣管壓力Pm增大的時候，EGR控制閥經過氣體流率megr朝著大氣壓減小，同時表現出對進氣管壓力Pm的非線性，如圖2B所示。這裡，非線性部分NR是基於方程(1)中的項Pe/√Te和函數Φ(Pm/Pe)。
因此，認為不可能用進氣管壓力Pm的線性函數表示出EGR控制閥經過氣體流率megr，尤其是它的非線性部分NR。實際上，如果使用相當大數量的進氣管壓力Pm的線性函數表達式，可能可以用線性函數表示出EGR控制閥經過氣體流率megr。然而，在這種情況下，不能說發動機負荷比KL是簡單獲得的。
然而，本發明的發明人發現，EGR控制閥經過氣體流率megr可以用進氣管壓力Pm的兩個線性函數來表示，因此，氣缸充入空氣量Mcair或發動機負荷比KL也可以用進氣管壓力Pm的兩個線性函數來表示。
特別的，首先，如圖3所示，當進氣管壓力Pm增大的時候，廢氣溫度Te比排氣壓力Pe增加的更多，結果，Pe/√Te就可以用進氣管壓力Pm的線性函數來表示。
此外，函數Φ(Pm/Pe)也可以用進氣管壓力Pm的線性函數來表示。這將參考圖4A和4B來解釋。考慮到排氣壓力Pe不是保持為恆定的大氣壓力Pa，但是它會隨著進氣管壓力Pm變化，當進氣管壓力Pm等於Pm1的時候，函數Φ(Pm/Pe)沒有落在收斂到大氣壓Pa的曲線CA上，而是落在收斂到排氣壓力Pe1的曲線C1上，如圖4A中標定位置(○)所示。同樣，當Pm＝Pm2(＞Pm1)時，Φ(Pm/Pe)落在收斂到排氣壓力Pe2(＞Pe1)的曲線C2上，當Pm＝Pm3(＞Pm2)時，(Pm/Pe)落在收斂到排氣壓力Pe3(＞Pe2)的曲線C3上。
用這種方法得到的標定位置可以由如圖4B所示的直線L2連接起來。因此，當進氣管壓力Pm較低的時候，函數Φ(Pm/Pe)可以用進氣管壓力Pm對應於直線L1的線性函數來表示，當進氣管壓力較高的時候，函數Φ(Pm/Pe)可以用進氣管壓力Pm對應於直線L2的另一個線性函數來表示，因此，函數Φ(Pm/Pe)可以用進氣管壓力Pm的兩個線性函數來表示。也就是，EGR控制閥經過氣體流率megr可以用進氣管壓力Pm的兩個線性函數來表示。
這裡，在發動機穩態工況下，EGR控制閥經過氣體流率megr，即每單位時間流入進氣管的EGR氣體量，等於氣缸吸入EGR氣體量mcegr(g/sec)，即每單位時間從進氣管流出並流入氣缸的EGR氣體量。此外，氣缸充入EGR氣體量Mcegr是通過氣缸吸入EGR氣體量mcegr乘以各個氣缸的一個進氣衝程所需的時間周期ΔT(sec)得到的(Mcegr＝mcegr·ΔT)。
結果，在發動機穩態工況下，氣缸吸入EGR氣體量Mcegr可以用進氣管壓力Pm的線性函數來表示。
因此，在發動機處於穩態工況，供應EGR氣體的情況下，氣缸充入空氣量Mcair或發動機負荷比KL可以用進氣管壓力Pm的兩個線性函數來表示。
當供應EGR氣體時，如果把發動機負荷比KL稱為KLon，圖5顯示了一個在發動機處於穩態工況，發動機轉速恆定，EGR控制閥STP的開度恆定的情況下，用進氣管壓力Pm的兩個線性函數來表示發動機負荷比KLon的實例。如圖5所示，發動機負荷比KLon由兩個線性函數表示，它們的斜率相互是不同的，在交點CP處互相連接。特別的，當進氣管壓力Pm較低的時候，發動機負荷比KLon用斜率為e1的一個線性函數來表示，當進氣管壓力Pm較高的時候，發動機負荷比KLon用斜率為e2的另一個線性函數來表示。
這裡，指定兩個線性函數表達式的斜率分別為e1和e2，交點CP處的進氣管壓力和發動機負荷比分別為b和r，兩個線性函數表達式可以用下面的方程表示KLon＝e1·(Pm-b)+r Pm≤bKLon＝e2·(Pm-b)+r Pm＞b這些方程可以合併為下面的方程(2)KLon＝e·(Pm-b)+r(2)e＝e1 Pm≤be＝e2 Pm＞b在本發明的實施例中，在發動機穩態工況下表示發動機負荷比KLon的進氣管壓力Pm的兩個線性函數表達式預先以方程(2)的形式存儲在ROM32中。允許這兩個線性函數表達式以三個參數e，b和r表示。從而，表示這兩個線性函數表達式所需的參數減少了。
方程(2)的參數e，b和r依照下列方程計算e1＝e1*·kthae2＝e2*·kthab＝b*·ktha·kpa
r＝r*·ktha·kpa其中，當發動機環境條件是預定參考環境條件時，e1*，e2*，b*和r*分別為斜率和交點處的進氣管壓力與發動機負荷比。儘管任何條件都可以當做參考環境條件，在本發明的實施例中採用標準條件(1個大氣壓，25℃)作為參考環境條件。
另一方面，ktha和kpa分別代表大氣溫度修正係數和大氣壓力修正係數。大氣溫度修正係數ktha是基於由大氣溫度傳感器44檢測到的實際的大氣溫度，用於在參考環境條件下修正各個參數e1*，e2*，b*和r*，當不需要修正的時候，它等於1.0。此外，大氣壓力修正係數kpa是基於由大氣壓力傳感器45檢測到的實際的大氣壓力，用於在參考環境條件下修正各個參數b*和r*，當不需要修正的時候，它等於1.0。
因此，考慮到大氣溫度修正係數ktha或大氣壓力修正係數kpa是代表發動機實際環境條件的代表值，可以說，參考環境條件下的參數e1*，e2*，b*和r*是基於代表發動機實際環境條件的代表值修正的。另一種選擇是，可以認為參考環境條件下的發動機負荷比KLon是基於代表發動機實際環境條件的代表值修正的。
另一方面，在本發明的實施例中，考慮到EGR控制閥22的開度橫截面積Ae取決於EGR控制閥STP的開度和發動機進氣效率取決於發動機轉速NE，參數e*(e1*和e2*)，b*和r*依據EGR控制閥STP的開度或發動機轉速NE來設定。
特別的，如圖6A所示，當發動機轉速NE較低的時候，斜率e1*隨發動機轉速變大而變大；當發動機轉速NE較高的時候，斜率e1*隨發動機轉速變大而變小；並且隨著EGR控制閥STP的開度變大，斜率e1*變大。如圖6B所示，當發動機轉速NE較低的時候，斜率e2*隨發動機轉速變大而變大；當發動機轉速NE較高的時候，斜率e2*隨發動機轉速變大而變小；並且隨著EGR控制閥STP的開度變大，斜率e2*變大。這些斜率e1*和e2*由試驗獲得，作為發動機轉速NE和EGR控制閥STP的開度的函數，分別以圖6C和6D所示的關係圖的形式預先存儲在ROM32中。
另一方面，如圖7所示，當發動機轉速NE變大的時候，交點CP處的進氣管壓力b*變小。交點CP處的進氣管壓力b*也是由試驗獲得，作為發動機轉速NE的函數，以圖7所示的關係圖的形式預先存儲在ROM32中。
此外，如圖8A所示，交點CP處的斜率r*，當發動機轉速NE較低的時候，隨發動機轉速變大而變大；當發動機轉速NE較高的時候，隨發動機轉速變大而變小；並且隨著EGR控制閥STP的開度變大而變小。交點CP處的發動機負荷比r*也是由試驗獲得，作為發動機轉速NE和EGR控制閥STP的開度的函數，以圖8B所示的關係圖的形式預先存儲在ROM32中。
因此，一般說來，對於不同的EGR控制閥開度，表示發動機穩態工況下氣缸充入空氣量Mcair或發動機負荷比KLon的進氣管壓力Pm的兩個線性函數表達式被獲得並預先存儲。此外，對於不同的發動機轉速，表示發動機穩態工況下氣缸充入空氣量Mcair或發動機負荷比KLon的進氣管壓力Pm的兩個線性函數表達式被獲得並預先存儲。
圖9顯示了一個在發動機處於穩態工況，發動機轉速NE恆定，EGR控制閥開度變化的情況下，表示發動機負荷比Klon的進氣管壓力Pm的兩個線性函數的實例。注意到圖9中的虛線代表了當不供應EGR氣體或EGR控制閥STP的開度為零時的發動機負荷比KLoff。
另一方面，如上所述，不供應EGR氣體時的發動機負荷比KLoff可以用進氣管壓力Pm的線性函數表示。圖10顯示了一個在發動機處於穩態工況，發動機轉速NE恆定的情況下，表示發動機負荷比KLoff的進氣管壓力Pm的兩個線性函數的實例。在如圖10所示的依據本發明的實施例中，發動機負荷比KLoff由進氣管壓力Pm的兩個線性函數表示，它們的斜率相互是不同的，在交點CP處互相連續。特別的，當進氣管壓力Pm較低的時候，發動機負荷比KLoff用斜率為a1的一個線性函數來表示，當進氣管壓力Pm較高的時候，發動機負荷比KLoff用斜率為a2的另一個線性函數來表示。
這裡，如果兩個線性函數表達式的斜率分別稱為a1和a2，交點CP處的進氣管壓力和發動機負荷比分別稱為b和c，則兩個線性函數表達式可以用下面的方程表示KLoff＝a1·(Pm-b)+cPm≤bKLoff＝a2·(Pm-b)+cPm＞b這些方程可以合併為下面的方程(3)KLoff＝a·(Pm-b)+c(3)a＝a1Pm≤ba＝a2Pm＞b在本發明的實施例中，在發動機穩態工況下表示發動機負荷比KLoff的進氣管壓力Pm的兩個線性函數表達式預先以方程(3)的形式存儲在ROM32中。在這種情況下，交點CP處的進氣管壓力b與上述對於發動機負荷KLon的交點CP處的進氣管壓力是一樣的。因此，參數數量大大減少了。當然，這些交點CP處的進氣管壓力可以相互不同。
方程(3)的參數a和c依照下列方程計算a1＝a1*·kthaa2＝a2*·ktha
c＝c*·ktha·kpa其中，如上所述，當發動機環境條件是預定參考環境條件時，或處於標準條件下，a1*，a2*和c*分別為斜率和交點處的發動機負荷比。
因此，考慮到大氣溫度修正係數ktha或大氣壓力修正係數kpa是代表發動機實際環境條件的代表值，可以說，參考環境條件下的參數a1*，a2*和c*基於代表發動機實際環境條件的代表值而被修正。另一種選擇是，可以認為參考環境條件下的發動機負荷比KLoff基於代表發動機實際環境條件的代表值而被修正。
另一方面，在本發明的實施例中，考慮發動機進氣效率取決於發動機轉速NE，參數a*(a1*和a2*)和c*依據發動機轉速NE來設定。
特別的，如圖11A所示，當發動機轉速NE較低的時候，斜率a1*隨發動機轉速變大而變大，當發動機轉速NE較高的時候，斜率a1*隨發動機轉速變大而變小。如圖11B所示，當發動機轉速NE較低的時候，斜率a2*隨發動機轉速變大而變大，當發動機轉速NE較高的時候，斜率a2*隨發動機轉速變大而變小。這些斜率a1*和a2*由試驗獲得，作為發動機轉速NE的函數，分別以圖11A和11B所示的關係圖的形式預先存儲在ROM32中。
此外，如圖12所示，當發動機轉速NE較低的時候，交點CP處的發動機負荷比c*隨發動機轉速變大而變大，當發動機轉速NE較高的時候，交點CP處的發動機負荷比c*隨發動機轉速變大而變小。交點CP處的發動機負荷比c*也是由試驗獲得，作為發動機轉速NE的函數，以圖12所示的關係圖的形式預先存儲在ROM32中。
因此，一般說來，可以說，對於不同的發動機轉速NE表示發動機穩態工況下氣缸充入空氣量Mcair或發動機負荷比KLoff的進氣管壓力Pm的兩個線性函數表達式被確定並預先存儲。
結果，比如當壓力傳感器39檢測到進氣管壓力Pm的時候，可以從檢測到的進氣管壓力Pm，利用上述的方程式(2)或(3)簡單而精確的獲得發動機負荷比KLon或KLoff，從而，空-燃比可以簡單而精確的等於目標空-燃比。
發動機負荷比Klon和KLoff可以用進氣管壓力Pm的線性函數來表示的事實意味著不需要建立代表發動機負荷比KLon、KLoff和進氣管壓力Pm之間的各自的關係圖。此外，也意味著不需要解複雜的方程，比如微分方程，因此降低了CPU34的計算負荷。
就這點而言，如上所述，發動機負荷比KL代表了氣缸充入空氣量Mcair(Mcair＝KL/kk)。這裡，考慮到當不供應EGR氣體的時候，只有新鮮空氣充入氣缸，可以認為，當不供應EGR氣體的時候，發動機負荷比KLoff代表了這時充入氣缸的氣體的總量，也就是氣缸充入氣體量Mc。
這裡，考慮到無論是否供應EGR氣體，氣缸充入氣體量Mc都是不變的，可以說，當不供應EGR氣體時的發動機負荷比KLoff不僅代表了不供應EGR氣體時的氣缸充入氣體量Mc，也代表了供應EGR氣體時的氣缸充入氣體量Mc。
另一方面，如上所述，在發動機處於穩態工況且供應EGR氣體的情況下，氣缸充入空氣量Mcair用發動機負荷比KLon表示。
因此，可以說，從不供應EGR氣體時的發動機負荷比KLoff減去供應EGR氣體時的發動機負荷比KLon的差值ΔKL(＝KLoff-KLon)代表了在發動機穩態工況下的氣缸充入EGR氣體量Mcegr。
特別的，如圖13所示，比如，假設當Pm＝Pm1時，KLoff＝KLoff1且KLon＝KLon1，發動機穩態工況下的氣缸充入EGR氣體量Mcegr由ΔKL(＝KLoff1-KLon1)表示。
因此，可以基於下面的方程式(4)計算發動機穩態工況下的氣缸充入EGR氣體量McegrMcegr＝kegr1·ΔKL(4)其中，kegr1代表從發動機負荷比KL到氣缸充入EGR氣體量Mcegr的轉換因子。
因此，比如當壓力傳感器39檢測到進氣管壓力Pm的時候，可以從檢測到的進氣管壓力Pm，利用上述的方程式(4)簡單而精確的獲得發動機穩態工況下的氣缸充入EGR氣體量Mcegr。
就這點而言，在發動機穩態工況下，EGR控制閥經過氣體流率megr，等於氣缸吸入EGR氣體量mcegr。氣缸充入EGR氣體量Mcegr是由氣缸吸入EGR氣體量mcegr和ΔT的乘積表示的(Mcegr＝mcegr·ΔT)，如上所述。
因此，可以說，上述的差值ΔT也代表發動機穩態工況下的EGR控制閥經過氣體流率megr。
在依據本發明的實施例中，可以基於下面的方程式(5)計算發動機穩態工況下的EGR控制閥經過氣體流率megrmegr＝kegr2·ΔKL(5)其中，kegr2代表從發動機負荷比KL到EGR控制閥經過氣體流率megr的轉換因子。
如上所述，用上述的方程式(5)計算發動機穩態工況下的EGR控制閥經過氣體流率megr。然而，發動機瞬態工況下的EGR控制閥經過氣體流率megr也可以用方程式(5)計算。
特別的，考慮到EGR控制閥經過氣體流率megr主要依靠EGR控制閥22上遊和下遊的壓力差，也就是排氣壓力Pe和進氣管壓力Pm之間的差，並且發動機瞬態工況下EGR控制閥22上遊的排氣壓力Pe和廢氣溫度Te與發動機穩態工況下的Pe和Te只有很小的差別，可以說，如果進氣管壓力Pm確定了，那麼就可以確定EGR控制閥經過氣體流率megr。
因此，比如當壓力傳感器39檢測到進氣管壓力Pm的時候，可以從檢測到的進氣管壓力Pm，利用上述的方程式(5)精確而簡單的確定發動機穩態和瞬態工況下的EGR控制閥經過氣體流率megr。在這種情況下，可以從發動機穩態工況下的EGR控制閥經過氣體流率megr，或從差值ΔKL，利用上述方程(4)來計算發動機穩態工況下的氣缸充入EGR氣體量Mcegr。
圖14顯示了依據本發明的上述實施例中的EGR控制閥經過氣體流率megr的計算程序。程序在每個預定時間由中斷而執行。
參考圖14，首先，在步驟100，讀入進氣管壓力Pm、發動機轉速NE和EGR控制閥STP的開度。在接著的步驟101，計算大氣溫度修正係數ktha或大氣壓力修正係數kpa。在接著的步驟102，從圖7、8B和12的關係圖中，計算在參考環境條件下的進氣管壓力b*和交點CP處的發動機負荷比c*和r*。在接著的步驟103，用ktha和kpa修正b*、c*和r*來計算參數b、c和r。在接著的步驟104，判斷檢測到的進氣管壓力Pm是否不高於交點處的進氣管壓力b。如果Pm≤b，程序執行到步驟105，從圖6C和11A的關係圖中，計算a1*和e1*。在接著的步驟106，斜率a*和e*分別設為a1*和e1*。然後程序執行到步驟109。相反，如果Pm＞b，程序執行到步驟107，從圖6D和11B的關係圖中，計算a2*和e2*。在接著的步驟108，斜率a*和e*分別設為a2*和e2*。然後程序執行到步驟109。
在步驟109，用ktha和kpa修正a*和e*來計算參數a和e。在接著的步驟110，基於方程(3)(KLoff＝a·(Pm-b)+c)計算發動機負荷比KLoff。在接著的步驟111，基於方程(2)(KLon＝e·(Pm-b)+r)計算發動機負荷比KLon。在接著的步驟112，計算差值ΔKL(ΔKL＝KLoff-KLon)。在接著的步驟113，基於方程(5)(megr＝kegr2·ΔKL)計算EGR控制閥經過氣體流率megr。
在上述的實施例中，發動機負荷比KLoff和KLon由各自的兩個線性函數表達式表示。然而，發動機負荷比KLoff和KLon也可以由各自的n的m次函數表達式表示(n，m＝1，2……)。
從而，可以說，在上述實施例中，當發動機處於穩態工況，不供應EGR氣體的情況下，氣缸充入空氣量或發動機負荷比KLoff由第一函數表達式表示，這是進氣管壓力Pm的函數表達式，第一函數表達式是預先獲得並存儲的；當發動機處於穩態工況，供應EGR氣體的情況下，氣缸充入空氣量或發動機負荷比KLon由第二函數表達式表示，這是進氣管壓力Pm的函數表達式，第二函數表達式是預先獲得並存儲的；分別利用第一和第二函數表達式，從預先獲得的進氣管壓力Pm中，計算氣缸充入空氣量或發動機負荷比KLoff和KLon，計算這些氣缸充入空氣量或發動機負荷比KLoff和KLon之間的差值ΔKL，然後，基於差值ΔKL計算EGR控制閥經過氣體流率megr。
此外，一般而言，可以說，發動機處於穩態工況、不供應EGR氣體的情況下的氣缸充入空氣量或發動機負荷比KLoff與發動機處於穩態工況、供應EGR氣體的情況下的氣缸充入空氣量或發動機負荷比KLon之間的差值ΔKL，由進氣管壓力Pm的函數表達式表示，函數表達式被獲得並預先存儲，進氣管壓力Pm是獲得的，利用函數表達式從獲得的進氣管壓力Pm中計算差值ΔKL，然後，基於差值ΔKL計算發動機穩態和瞬態工況下的EGR控制閥經過氣體流率megr和發動機穩態工況下的發動機充入EGR氣體量Mcegr。
接下來，將解釋依據本發明的另一個實施例。
可以用表示KLoff和KLon的方程(3)和(2)來解釋上述的差值ΔKL，如下面的方程式ΔKL＝KLoff-KLon＝(a-e)·(Pm-b)+(c-r)(6)這裡，如果置換(a-e)＝h和(c-r)＝i，那麼方程(6)可以重新寫成如下形式ΔKL＝h·(Pm-b)+i(7)h＝h1 Pm≤bh＝h2 Pm＞b因此，如圖15所示，差值ΔKL用進氣管壓力Pm的兩個線性函數表達式來表示，這兩個函數有互相不同的斜率，在交點CP處互相連續。特別的，當進氣管壓力較低的時候，差值ΔKL可以用斜率為h1的線性函數來表示，當進氣管壓力較高的時候，差值ΔKL可以用斜率為h2的線性函數來表示。
在本發明的實施例中，表示差值ΔKL的進氣管壓力Pm的兩個線性函數表達式以方程(7)的形式存儲在ROM32中。這減少了參數的數量。
基於下列方程計算方程(7)中的參數h，b和ih1＝h1*·kthah2＝h2*·kthai＝i*·ktha·kpa其中，當發動機環境條件是預定參考條件時，h1*和h2*，和i*分別為交點CP處的斜率和差值。這些值h1*，h2*和i*通過試驗獲得，作為發動機轉速NE和EGR控制閥STP的開度的函數，分別以圖16A，16B和16C所示的關係圖的形式預先存儲在ROM32中。這裡，參數b和上述實施例中的那個是一樣的，從而，解釋因此省略。
因此，一般而言，可以說，對於不同的EGR控制閥STP開度，表示差值ΔKL的進氣管壓力Pm的兩個線性函數表達式被獲得並預先存儲。此外，也可以說，對於不同的發動機轉速，表示差值ΔKL的進氣管壓力Pm的兩個線性函數表達式被獲得並預先存儲。
圖17顯示了上述可選實施例中的EGR控制閥經過氣體流率megr的計算程序。該程序在每個預定時間由中斷而執行。
參考圖17，首先，在步驟120，讀入進氣管壓力Pm、發動機轉速NE和EGR控制閥STP的開度。在接著的步驟121，計算大氣溫度修正係數ktha和大氣壓力修正係數kpa。在接著的步驟122，從圖7和16C的關係圖中，計算在參考環境條件下的進氣管壓力b*和交點CP處的差值i*。在接著的步驟123，用ktha和kpa修正b*和i*來計算參數b和i。在接著的步驟124，判斷檢測到的進氣管壓力Pm是否不高於交點處的進氣管壓力b。然後，如果Pm≤b，程序執行到步驟125，從圖16A的關係圖中，計算h1*。在接著的步驟126，斜率h*設為h1*。然後程序執行到步驟129。相反，如果Pm＞b，程序執行到步驟127，從圖16B的關係圖中，計算h2*。在接著的步驟128，斜率h*設為h2*。然後程序執行到步驟129。
在步驟129，用ktha和kpa修正h*來計算參數h。在接著的步驟130，基於方程(7)(ΔKL＝h·(Pm-b)+i)計算差值ΔKL。在接著的步驟131，基於方程(5)(megr＝kegr2·ΔKL)計算EGR控制閥經過氣體流率megr。
這裡，簡要解釋EGR控制閥STP的開度。如上所述，EGR控制閥22的步進電機的步數STP代表EGR控制閥的開度，從而，當步數STP變為零的時候，EGR控制閥22關閉，當步數STP增大的時候，EGR控制閥的開度增大。
然而，實際上，如圖18所示，即使當步數STP從零開始增加，EGR控制閥22不會馬上打開，但是它僅僅當步數STP超過STP1的時候才打開。因此，EGR控制閥的開度必須用步數STP減去STP1的結果(STP-STP1)來表示。
此外，由於EGR控制閥22通常有製造誤差，由步數STP表示的EGR控制閥實際的開度可能偏離正確的開度。因此，在圖1所示的內燃機中，獲得用於使EGR控制閥實際的開度等於正確的開度的修正係數kg，加到步數STP上。
因此，EGR控制閥的開度將由下列方程式表示STP＝STP-STP0+kg其中，STP0是有尺寸公差中間值的EGR控制閥22開始打開的那個步數。在依據本發明的實施例中，這樣計算的EGR控制閥STP的開度用作用於關係圖的自變量。
就這點而言，上述計算的發動機穩態工況下的EGR控制閥經過氣體流率megr或發動機充入EGR氣體量Mcegr可以考慮廢氣溫度Te進一步修正。
現在將給出對於一種情況的解釋，在這種情況下，EGR控制閥經過氣體流率megr被修正。這種情況下的EGR控制閥經過氣體流率megr用下列方程表示，比如megr＝megr·kwu·krtd·kinc其中，kwu、krtd和kinc分別代表預熱時的修正係數，延遲時的修正係數和供油量增加時的修正係數。
預熱時的修正係數在進行預熱時用來修正EGR控制閥經過氣體流率megr。廢氣溫度Te在進行預熱時比預熱完成時要低，因而，EGR控制閥經過氣體流率megr(g/sec)相應的增大。用上述方程(2)，(3)或(7)計算的EGR控制閥經過氣體流率megr是預熱完成時的值，因此，必須進行修正。
如圖19A所示，當代表預熱程度的發動機冷卻液溫度THW變高的時候，預熱時的修正係數kwu變小，在發動機冷卻液溫度THW變得等於或高於代表預熱完成的溫度TWU之後，預熱時的修正係數kwu保持為1.0。這個預熱時的修正係數kwu以圖19A所示的關係圖的形式預先存儲在ROM32中。
另一方面，延遲時的修正係數krtd在執行點火正時延遲修正時用來修正EGR控制閥經過氣體流率megr。執行延遲修正時的廢氣溫度Te要高於不執行延遲修正時的溫度，從而，EGR控制閥經過氣體流率megr相應減小。
如圖19B所示，當延遲量RTD為零時，延遲時的修正係數krtd設定為1.0，當延遲量RTD變大時，延遲時的修正係數krtd變小。這個延遲時的修正係數krtd以圖19B所示的關係圖的形式預先存儲在ROM32中。
此外，供油量增加時的修正係數kinc在執行供油量增加修正時用來修正EGR控制閥經過氣體流率megr。執行供油量增加修正時的廢氣溫度Te要低於不執行供油量增加修正時的溫度，從而，EGR控制閥經過氣體流率megr相應增大。
如圖19C所示，當增加修正量Finc為零時，供油量增加時的修正係數kinc設定為1.0，當增加修正量Finc變大時，供油量增加時的修正係數kinc變小。這個供油量增加時的修正係數kine以圖19C所示的關係圖的形式預先存儲在ROM32中。
這使得以較高的精確度計算EGR控制閥經過氣體流率megr。
另一種選擇是，當不執行點火正時延遲修正或供油量增加修正時的廢氣溫度Te作為發動機工況，比如發動機轉速NE和必需的負荷L的函數可以預先獲得，實際的廢氣溫度Te可以檢測或估計得到，然後，可以基於不執行點火正時延遲修正或供油量增加修正時的廢氣溫度Te和實際的廢氣溫度Te之間的差來修正EGR控制閥經過氣體流率megr。這同樣可以應用於發動機穩態工況下的氣缸充入EGR氣體量Mcegr，從而，解釋因此而省略。
在如圖1所示的內燃機中，如上所述，EGR控制閥22下遊的EGR供給管21分叉連接到各自的進氣歧管12。在這種結構中，為了抑制供應給各個氣缸的EGR氣體量的不均衡，可以在EGR供給管21的各個歧管中設置阻氣門23，如圖20所示。
在這種情況下，首先，在發動機穩態工況下，阻氣門經過氣體流率mchk(g/sec)，即經過阻氣門23的EGR氣體量，與EGR控制閥經過氣體流率megr相一致。因此，和前面所述的那樣理解，可以基於差值ΔKL計算發動機穩態工況下的阻氣門經過氣體流率mchk。注意到，阻氣門經過氣體流率mchk代表了EGR氣體流入進氣管的流率。
另一方面，在發動機瞬態工況下，阻氣門經過氣體流率mchk並不總是與EGR控制閥經過氣體流率megr相一致。然而，當EGR供給管21中從EGR控制閥22到阻氣門23一段的內部容積相對較小的時候，mchk與megr基本一致。因此，當EGR供給管21中從EGR控制閥22到阻氣門23一段的內部容積相對較小的時候，無論在發動機穩態還是瞬態工況下，都可以基於差值ΔKL計算阻氣門經過氣體流率mchk。
圖21A、21B和21C顯示了可以應用本發明的不同的內燃機。
在如圖21A所示的內燃機中，附加的穩壓罐25通過各自的進氣管長度控制閥24a連接到各個氣缸的進氣歧管12。
例如，發動機轉速較低時，進氣管長度控制閥24a關閉，發動機轉速較高時，進氣管長度控制閥24a打開。當進氣管長度控制閥24a關閉的時候，進氣歧管12和附加的穩壓罐25之間的連通被阻礙，延長了進氣管的有效長度。相反，當進氣管長度控制閥24a打開的時候，進氣歧管12和附加的穩壓罐25之間互相連通，縮短了進氣管的有效長度。結果，無論發動機轉速NE如何，都可達到高效的進氣波動。
另一方面，在如圖21B所示的內燃機中，氣缸的各個進氣歧管12設置有各自的一對被各自的分隔壁26隔開的進氣通道12a和12b，各個進氣通道12a和12b連接到各自的進氣口7。渦流控制閥24b布置在一對進氣通道12a和12b中的一個進氣通道12a裡面。
例如，發動機轉速較低時，渦流控制閥24b關閉，發動機轉速較高時，渦流控制閥24b打開。當渦流控制閥24b關閉的時候，混合氣僅僅從另一個進氣通道12b流入氣缸，以便在氣缸中沿氣缸軸形成渦流。相反，當渦流控制閥24b打開的時候，混合氣從進氣通道12a和12b流入氣缸，從而，供應給氣缸充足的新鮮空氣量。
在如圖21C所示的內燃機中，在氣缸各個進氣歧管12的內部空間的底部設置有攪動控制閥24c。
例如，發動機轉速較低時，攪動控制閥24c關閉，發動機轉速較高時，攪動控制閥24c打開。當攪動控制閥24c關閉的時候，混合氣沿進氣歧管12內壁的頂部前進，通過形成在進氣門7周圍的開口在排氣門8一側的部分流進氣缸，沿進氣門7下面的缸徑內壁流下，前進到活塞的上表面，然後進氣門7下面的缸徑內壁上升，以便在氣缸中形成渦流或攪動氣流。相反，當攪動控制閥24c打開的時候，混合氣穿過整個進氣歧管12，在氣缸中流動，從而，供應給氣缸充足的新鮮空氣量。
如果控制進氣管中氣流的裝置，比如進氣管長度控制閥24a、渦流控制閥24b和攪動控制閥24c稱作進氣控制閥，發動機負荷比KL依據進氣控制閥是否關閉或打開而變化。
因此，在如圖21A到21C所示的各個內燃機中，進氣控制閥關閉時代表參數a*，b*，c*，e*，r*，h*和i*的關係圖以及進氣控制閥打開時代表這些參數的關係圖被獲得並預先存儲，可以從依據進氣控制閥狀況的關係圖計算這些參數。
當採用多步方法控制進氣控制閥的開度的時候，每個參數都可以設定為進氣控制閥的函數。特別的，比如，關於參數a*，a*可以作為發動機轉速NE、EGR控制閥STP的開度和進氣控制閥的開度的函數，以三維關係圖的形式存儲。這同樣可以應用於其它的參數。
因此，一般而言，可以說，對於不同的進氣控制閥的開度，表示發動機負荷比KLon和KLoff或差值ΔKL的進氣管壓力Pm的線性函數表達式被獲得並預先存儲。
採用這種方法，在如圖21A到21C所示的各個內燃機中，採用當進氣控制閥關閉時用於關閉進氣控制閥的關係圖和當進氣控制閥打開時用於打開進氣控制閥的關係圖來計算各個參數，因此，可以精確的計算發動機負荷比KLon和KLoff或差值ΔKL。
然而，比如，在如圖21B所示的各個內燃機中，在渦流控制閥24b關閉之後，渦漩氣流並不是馬上形成的，而是隨時間的流逝逐步形成的。這意味著，即使用於計算參數的關係圖隨著渦流控制閥24b從關閉狀態轉換到打開狀態而相應的轉換，也不能總是精確的計算發動機負荷KLon和KLoff或差值ΔKL。這同樣適用於渦流控制閥打開時的情況。
因此，最好以預定的變化率，從利用進氣控制閥轉換前其狀態的關係圖計算的值到利用進氣控制閥轉換後其狀態的關係圖計算的值，逐步的改變各個參數。因此，這使得即使在進氣控制閥轉換期間，也能精確的計算發動機負荷比KLon和KLoff或差值ΔKL。此外，進氣控制閥從關閉狀態轉換到打開狀態時的變化率與進氣控制閥從打開狀態轉換到關閉狀態時的變化率可以是互不相同的。
在上述依據本發明的實施例中，從由壓力傳感器39檢測到的進氣管壓力Pm中計算發動機負荷比KLon和KLoff或差值ΔKL。另一種選擇是，比如，基於節氣門開度或布置在節氣門17上遊的進氣管道14中的空氣流率計的輸出可以估測進氣管壓力Pm，從估測的進氣管壓力Pm可以計算發動機負荷比KL。還有一種選擇是，比如，利用一個計算模型可以估測進氣管壓力Pm，從估測的進氣管壓力Pm可以計算發動機負荷比KL。
當基於節氣門開度估測進氣管壓力Pm時，進氣管壓力Pm作為節氣門開度、發動機轉速NE和EGR控制閥STP開度的函數預先獲得，以關係圖的形式存儲。
從而，在如圖14所示的步驟100或如圖17所示的步驟120中讀入獲得的Pm。
另一方面，如果基於空氣流率計的輸出估測進氣管壓力Pm，由於空氣流率計等的檢測精度的原因，估測的進氣管壓力Pm可能超過進氣管壓力Pm能接受的最大壓力Pmmax。然而，如圖22B所示，在Pm＞Pmmax的範圍內，用上述方程(2)表示的發動機負荷比KLon可能大於用方程(3)表示的發動機負荷比KLoff，在這種情況下，差值ΔKL將會是負值。從而，如果估測的進氣管壓力Pm超過最大壓力Pmmax，可能不能精確的計算差值ΔKL。
因此，如圖22A所示，在Pm＞Pmmax的範圍內，差值ΔKL保持為常值ΔKLC將會消除這個問題。也就是，估測的進氣管壓力Pm超過最大壓力Pmmax時，仍然能精確的計算差值ΔKL。
圖23顯示了依據參考圖22A和22B解釋的實施例中的EGR控制閥經過氣體流率megr的計算程序。該程序在每個預定時間由中斷而執行。
參考圖23，首先，在步驟140，讀入進氣管壓力Pm、發動機轉速NE和EGR控制閥STP的開度。在接著的步驟141，計算大氣溫度修正係數ktha和大氣壓力修正係數kpa。在接著的步驟142，從圖7、8B和12的關係圖中，計算在參考環境條件下的進氣管壓力b*和交點CP處的發動機負荷比c*和r*。在接著的步驟143，用ktha和kpa修正b*、c*和r*來計算參數b、c和r。在接著的步驟144，判斷檢測到的進氣管壓力Pm是否不高於最大壓力Pmmax。如果Pm≤Pmmax，程序執行到步驟145，判斷得到的進氣管壓力Pm是否不高於交點處的進氣管壓力b。如果Pm≤b，程序執行到步驟146，從圖6C和11A的關係圖中，計算a1*和e1*。在接著的步驟147，斜率a*和e*分別設為a1*和e1*。然後程序執行到步驟150。相反，在步驟145中如果Pm＞b，程序執行到步驟148，從圖6D和11B的關係圖中，計算a2*和e2*。在接著的步驟149，斜率a*和e*分別設為a2*和e2*。然後程序執行到步驟150。
在步驟150，用ktha和kpa修正a*和e*來計算參數a和e。在接著的步驟151，基於方程(3)(KLoff＝a·(Pm-b)+c)計算發動機負荷比KLoff。在接著的步驟152，基於方程(2)(KLon＝e·(Pm-b)+r)計算發動機負荷比KLon。在接著的步驟153，計算差值ΔKL(ΔKL＝KLoff-KLon)。然後，程序執行到步驟155。
在步驟144中，如果Pm＞Pmmax，程序執行到154，差值設定為常數ΔKLC，然後程序執行到步驟155。
在步驟155，基於方程(5)(megr＝kegr2·ΔKL)計算EGR控制閥經過氣體流率megr。
依據本發明，可能提供一種用於內燃機的計算再循環廢氣量的設備，它能夠簡單而精確的獲得廢氣再循環控制閥經過氣體量。
雖然本發明已經參照選擇用來舉例說明的特殊實施例進行了說明，但是，顯然，本領域技術人員可以在不脫離發明基本概念和範圍的情況下做大量的修改。
權利要求
1.一種用於內燃機的計算再循環廢氣量的設備，該發動機有一個進氣管和一個排氣管，排氣管和位於節氣門下遊的進氣管通過廢氣再循環通道互相連接，用於控制流經廢氣再循環通道的再循環廢氣流率的廢氣再循環控制閥布置在廢氣再循環通道中，該設備包括利用進氣管壓力的函數表達式表示發動機處於穩態工況且不提供再循環廢氣時的氣缸充入空氣量和發動機處於穩態工況且提供再循環廢氣時的氣缸充入空氣量之間的差、並且獲取和預先存儲函數表達式的裝置，所述氣缸充入空氣量是充入氣缸的新鮮空氣量，所述進氣管壓力是位於節氣門下遊的進氣管中的壓力；用於獲取所述進氣管壓力的裝置；和利用所述函數表達式從獲取的進氣管壓力中計算差值、並且基於這個差值計算廢氣再循環控制閥經過氣體量的裝置，該廢氣再循環控制閥經過氣體量是當廢氣再循環控制閥打開時經過廢氣再循環控制閥的再循環廢氣量。
2.依據權利要求1的設備，其中，獲得發動機穩態工況下的進氣管壓力，利用所述函數表達式由獲取的進氣管壓力計算差值，並且，基於這個差值計算發動機穩態工況下的充入氣缸的再循環廢氣量。
3.依據權利要求1的設備，其中，不供應再循環廢氣時發動機穩態工況下的氣缸充入空氣量由進氣管壓力的第一函數表達式表示，該第一函數表達式是預先獲得並存儲的；供應再循環廢氣時發動機穩態工況下的氣缸充入空氣量由進氣管壓力的第二函數表達式表示，該第二函數表達式是預先獲得並存儲的，其中，利用第一和第二函數表達式，由獲得的進氣管壓力，分別計算氣缸充入空氣量，計算這些所計算的氣缸充入空氣量之間的差值，並且，基於該差值計算廢氣再循環控制閥經過氣體流率。
4.依據權利要求1的設備，其中，對於不同的廢氣再循環控制閥開度，各自的函數表達式被預先獲得並存儲；獲得廢氣再循環控制閥的開度；並且利用依照獲得的廢氣再循環控制閥開度確定的函數表達式計算所述差值。
5.依據權利要求1的設備，其中，對於不同的發動機轉速，各自的函數表達式被預先獲得並存儲；獲得發動機轉速；並且利用依照獲得的發動機轉速確定的函數表達式計算所述差值。
6.依據權利要求1的設備，其中，所述函數表達式包括具有互不相同的斜率並在交點處互相連續的兩個線性函數表達式。
7.依據權利要求3的設備，其中，第一和第二函數表達式中的每個都包括具有互不相同的斜率並在各自的交點處互相連續的兩個線性函數表達式。
8.依據權利要求1的設備，所述發動機具有連接到各自進氣歧管的多個氣缸，其中，廢氣再循環控制閥下遊的廢氣再循環通道分叉連接到各自的進氣歧管；阻氣門設置在廢氣再循環通道的歧管中；基於差值計算經過各自阻氣門並流入各自進氣歧管的再循環廢氣量。
9.依據權利要求1的設備，其中，設置有進氣控制閥，用於控制節氣門下遊的進氣管中的氣流；對於不同的進氣控制閥的開度，各自的函數表達式被預先獲得並存儲；獲得進氣控制閥的開度；並且，利用依照獲得的進氣控制閥開度確定的函數表達式計算差值。
10.依據權利要求9的設備，其中，進氣控制閥包括用於控制進氣管有效長度的進氣管長度控制閥。
11.依據權利要求9的設備，其中，進氣控制閥包括用於控制氣缸中渦流或攪動氣流形成的渦流或攪動控制閥。
12.依據權利要求9的設備，其中，當進氣控制閥的開度變化的時候，至少有一個定義函數表達式的參數逐步變化。
13.依據權利要求1的設備，其中，當發動機環境條件是預定的參考環境條件時，函數表達式表示差值；獲得代表發動機環境條件的代表值；基於該代表值修正利用函數表達式計算的差值或廢氣再循環控制閥經過氣體量。
14.依據權利要求1的設備，其中，獲得發動機冷卻液溫度，並且基於該發動機冷卻液溫度修正所述差值或廢氣再循環控制閥經過氣體量。
15.依據權利要求1的設備，所述內燃機有火花塞，其中，當進行點火正時延遲修正的時候，基於點火正時延遲修正量修正所述差值或廢氣再循環控制閥經過氣體量。
16.依據權利要求1的設備，其中，當進行供油量增加修正的時候，基於供油量的增加修正量，修正所述差值或廢氣再循環控制閥經過氣體量。
17.依據權利要求1的設備，其中，由布置在節氣門下遊的進氣管中的壓力傳感器檢測進氣管壓力；利用函數表達式，由檢測到的進氣管壓力計算所述差值。
18.依據權利要求1的設備，其中，獲得節氣門的開度；基於所獲得的節氣門開度估測進氣管壓力；並且，利用函數表達式，由估測的進氣管壓力計算所述差值。
19.依據權利要求1的設備，其中，由空氣流率計檢測流過進氣管的新鮮空氣量；基於檢測到的新鮮空氣量估測進氣管壓力；並且，利用函數表達式，由估測的進氣管壓力計算所述差值。
20.依據權利要求19的設備，其中，當估測的進氣管壓力超過最大壓力的時候，所述差值保持為一個預定的常值。
全文摘要
節氣門下遊的進氣管通過EGR供給管與排氣管互相連接，EGR控制閥布置在EGR供給管中。不供應EGR氣體時發動機穩態工況下的發動機負荷比(KLoff)和供應EGR氣體時發動機穩態工況下的另一個發動機負荷比(KLon)用各自的進氣管壓力(Pm)的線性函數表達式表示，並預先存儲起來。檢測進氣管壓力(Pm)，利用線性函數表達式由檢測到的進氣管壓力(Pm)計算KLoff和KLon，然後，計算這些值之間的差值ΔKL(＝KLoff－KLon)。基於該差值(ΔKL)，計算EGR控制閥經過氣體量，即經過EGR控制閥的EGR氣體量。
文檔編號F02D41/02GK1729356SQ20038010661
公開日2006年2月1日 申請日期2003年12月8日 優先權日2002年12月17日
發明者武藤晴文, 小林大介, 井戶雄一郎 申請人:豐田自動車株式會社