内燃机的控制装置及控制方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201380037797.6	申请日：	2013.06.10
公开号：	CN104471217A	公开日：	2015.03.25
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):F02D 21/08申请日:20130610\|\|\|公开
IPC分类号：	F02D21/08; F02B37/00; F02B37/18; F02D41/02; F02D45/00; F02M25/07	主分类号：	F02D21/08
申请人：	日产自动车株式会社
发明人：	古宫亚友美; 土田博文; 赤木三泰
地址：	日本神奈川县
优先权：	2012-160106 2012.07.19 JP
专利代理机构：	北京市柳沈律师事务所11105	代理人：	张劲松
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内容摘要

一种内燃机的控制装置。在增压区开始EGR的情况下，通过EGR控制阀(21)开阀，在第一规定位置的EGR率变化时间T1变更废气旁通阀(17)的开度。在非增压区开始EGR的情况下，通过EGR控制阀(21)开阀，在第二规定位置的EGR率变化的时间T2变更节气阀(5)的开度。由此，不存在增压区、非增压区的区别，能抑制在EGR开始时产生转矩阶梯差的情况。

权利要求书

权利要求书
1.  一种内燃机的控制装置，具有位于节气阀的上游侧的增压器、从该增压器的上游侧使废气的一部分作为EGR回流的EGR通路、配置于所述EGR通路的中途的EGR控制阀，其中，并具有：
EGR率预测单元，其预先预测通过所述EGR控制阀的开度的变更而产生的内燃机的汽缸内的EGR率的变化；
进气控制器件，其控制吸入空气量，
基于在所述EGR率预测单元的预测，控制所述进气控制器件。

2.  如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其中，
所述EGR率预测单元预测在所述EGR通路与所述进气通路的合流部的下游侧的进气系的规定位置的EGR率。

3.  如权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其中，
所述EGR率预测单元预测如下的EGR率，即、在比通过所述EGR控制阀的开度的变更而使所述汽缸内的EGR率变化的时间提前了通过所述进气控制器件变更吸入空气量之后至缸内的新气量变化为止的进气控制器件响应时间量的时间EGR率变化的进气系的规定位置的EGR率，
基于所述规定位置的EGR率，控制所述进气控制器件。

4.  如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其中，
所述EGR率预测单元预测从所述EGR控制阀的开度变更之后至在所述EGR通路与所述进气通路的合流部的下游侧的进气系的规定位置EGR率变化为止的延迟时间。

5.  如权利要求1或4所述的内燃机的控制装置，其中，
所述EGR率预测单元预测如下的延迟时间，即、在比通过所述EGR控制阀的开度的变更而使所述汽缸内的EGR率变化的时间提前了通过所述进气控制器件变更吸入空气量之后至缸内的新气量变化为止的进气控制器件响应时间量的时间EGR率变化的进气系的规定位置，变更所述EGR控制阀的开度之后至EGR率变化为止的延迟时间，
在变更所述EGR控制阀的开度时，从变更所述EGR控制阀的开度开始经过所述延迟时间后，变更所述进气控制器件的目标值。

6.  如权利要求2～5中任一项所述的内燃机的控制装置，其中，
具有多个所述进气控制器件，并根据所述进气控制器件设定所述规定位置。

7.  如权利要求2～6中任一项所述的内燃机的控制装置，其中，
根据从变更所述进气控制器件的目标值开始至在所述汽缸内的新气量产生变化为止的时间，变更所述规定位置。

8.  如权利要求1～7中任一项所述的内燃机的控制装置，其中，
所述增压器是通过设置于废气通路的涡轮驱动设置于所述进气通路的压缩机的装置，
在所述废气通路连接有介装废气旁通阀的旁通通路，该废气旁通阀控制迂回所述涡轮的废气流量，
在作为所述进气控制器件使用所述废气旁通阀的情况下，与作为所述进气控制器件使用所述节气阀的情况下相比，所述规定位置更靠上游侧。

9.  如权利要求2或3所述的内燃机的控制装置，其中，
所述规定位置的EGR率基于吸入空气量、所述EGR通路与所述进气通路的合流部的EGR率、从所述EGR控制阀至所述规定位置的流路的体积来推定。

10.  如权利要求2或3所述的内燃机的控制装置，其中，
所述规定位置的EGR率通过可检测EGR率的传感器检测出。

11.  一种内燃机的控制方法，其中，
预先预测通过从位于节气阀的上游侧的增压器的更靠上游侧使废气的一部分作为EGR回流的EGR通路上配置的EGR控制阀的开度的变更而产生的内燃机的汽缸内的EGR率的变化，基于该预测控制进气控制器件，该进气控制器件控制吸入空气量。

说明书

说明书内燃机的控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及使废气的一部分向增压器的上游侧回流的内燃机的控制装置及控制方法。
背景技术
一直以来，已知的是通过进行根据运转状态将废气(排气)导入进气系的所谓EGR，实现内燃机的废气性能提高及油耗改善的技术。
例如，专利文献1中公开有如下的技术：即使是EGR实施中，可以以实际的增压压力为基于发动机转速和发动机负荷计算出的目标增压压力的方式控制可变容量型的涡轮增压器的喷嘴叶片的开度。
但是，在这样的专利文献1中，在从涡轮增压器的压缩机壳体的上游侧导入EGR时，虽然可以满足恒定的转矩要求，但可能不能避免EGR开始时或EGR停止时产生的缸内的过渡的吸入空气量变化导致的转矩阶梯差。
专利文献1:(日本)特开2007－303380号公报
发明内容
于是，本发明的内燃机的控制装置的特征在于，具有预测因EGR控制阀的开度的变更而产生的内燃机的汽缸内的EGR率的EGR率预测单元和控制吸入空气量的进气控制器件，基于在上述EGR率预测单元的EGR率的变化预测，控制上述进气控制器件。
根据本发明，在变更EGR控制阀的开度的情况下，预测缸内的EGR率变化的时间，通过基于该预测控制进气控制器件，不存在增压区、非增压区的区别，而能够抑制转矩阶梯差的产生。
附图说明
图1是表示本发明的内燃机的控制装置的整体构成的系统图；
图2是表示第一实施例的增压区的EGR开始时的状况的时间图；
图3是表示第一实施例的非增压区的EGR开始时的状况的时间图；
图4是表示第一实施例的控制内容的块图；
图5是表示第二实施例的增压区的EGR开始时的状况的时间图；
图6是表示第二实施例的非增压区的EGR开始时的状况的时间图；
图7是表示第二实施例的控制内容的块图；
图8是延迟时间计算图。
具体实施方式
下面，基于附图详细地说明本发明的一实施例。图1是表示本发明的内燃机的控制装置的整体构成的系统图。
内燃机1是作为驱动源搭载于汽车等车辆的装置，在内燃机1的汽缸1a连接有进气通路2和废气通路(排气通路)3。在经由进气总管4a及进气歧管4b与内燃机1连接的进气通路2上设置有通过电动机驱动的电控制的节气阀5，并且在其上游侧设置有检测吸入空气量的空气流量计6、空气滤清器7。在经由废气歧管8与内燃机1连接的废气通路3上设有三元催化剂等废气催化剂9作为废气净化用。
另外，该内燃机1具有在同轴上具备配置于进气通路2的压缩机11和配置于废气通路3的涡轮12的涡轮增压器10。压缩机11位于节气阀5的上游侧，并且位于空气流量计6的下游侧。涡轮12位于废气催化剂9的上游侧。另外，图1中的13是设置于节气阀5的上游侧的中冷器。
在进气通路2上连接有迂回压缩机11连接压缩机的上游侧和下游侧的再循环通路14。在再循环通路14介装有控制再循环通路14内的进气流量的电控制的再循环阀15。再循环阀15由电动机驱动。此外，作为再循环阀15可使用仅在压缩机11下游侧的压力为规定压力以上时开阀的所谓的逆止阀。
在废气通路3上连接有迂回涡轮12连接涡轮12的上游侧和下游侧的废气旁通通路16。在废气旁通通路16中介装有控制废气旁通通路16内的废气流量的电控制的废气旁通阀17。废气旁通阀17由电动机驱动。因此，在增压区，通过调节废气旁通阀17的开度，可控制增压压力，可根据废气旁通阀17的开度控制吸入空气量。
另外，内燃机1是可实施废气回流(EGR)的装置，在废气通路3和进气通路2之间设置有EGR通路20。EGR通路20，其一端在废气催化剂9的下游侧的位置与废气通路3连接，其另一端在空气滤清器7的下游侧且压缩机11的上游侧的位置与进气通路2连接。在该EGR通路20介装有电控制的EGR控制阀21和EGR冷却器22。EGR控制阀21由电动机驱动。另外，EGR控制阀21的开度由控制单元25控制，以获得与运转条件相对应的目标EGR率。
控制单元25除输入上述的空气流量计6的检测信号外，还输入有检测曲柄轴(未图示)的曲柄角的曲柄角传感器26、检测油门踏板(未图示)的踩踏量的油门开度传感器27等传感器类的检测信号。
控制单元25基于这些检测信号，实施内燃机1的点火时期及空燃比等控制，并且实施控制EGR控制阀21的开度使废气的一部分从废气通路3向进气通路2回流的废气回流控制(EGR控制)。
另外，控制单元25根据运转条件还控制节气阀5、再循环阀15、废气旁通阀17的开度。
而且，在增压区，将节气阀5的开度设为全开，通过控制废气旁通阀17的开度，以向缸内供给为实现发动机请求转矩所需要的新气的方式进行控制。在非增压区，将废气旁通阀17的开度设为规定的一定开度，以向缸内供给为实现发动机请求转矩所需要的新气的方式控制节气阀5的开度。
即，在增压区，废气旁通阀17作为进气控制器件控制吸入空气量，在非增压区，节气阀5作为进气控制器件控制吸入空气量。
在这样的内燃机1中，例如在增压区开始EGR的情况下，内燃机1为实现请求转矩，需要以补充因导入EGR而不足的缸内的新气量的方式控制废气旁通阀17。
然而，从变更EGR控制阀21的开度开始到实际上在缸内的EGR率上显现出变化为止产生响应延迟，因此，在开始EGR的时间将吸入空气量的目标值切换为进行EGR的情况的目标值时，在缸内的EGR率变化前，缸内的新气量(汽缸吸入新气量)变化，成为产生转矩阶梯差使驾驶性恶化的原因。
于是，在增压区，在开始或停止EGR的情况下，实施先预测因EGR控制阀21的开度的变更而产生的缸内的EGR率的变化，基于该预测控制废气旁通阀17的开度的协调控制。
例如，在增压区的恒定驾驶中(发动机请求转矩为一定的驾驶中)开始EGR的情况下，如图2所示，在废气旁通阀17的控制上反映如下的EGR率，即、在从通过EGR控制阀21的开度的变更而使缸内的EGR率变化的时间T3提前了根据废气旁通阀17的缸内空气量响应时间Δt1(从变更废气旁通阀17的目标值开始至缸内的新气量开始变化为止的时间)量的时间T1，EGR率变化的进气系的第一规定位置的EGR率。
即、在增压区开始EGR的情况下，不是在EGR控制阀21开阀的同时(时间T0)变更废气旁通阀17的开度，而如图2中实线所示，通过EGR控制阀21的开阀，在上述第一规定位置的EGR率变化的时间T1，变更废气旁通阀17的开度。由此，在增压区的恒定驾驶中的EGR开始时能够将缸内的新气量保持一定。
上述第一规定位置的EGR率例如基于吸入空气量、EGR通路20与进气通路2的合流部31的EGR率、从EGR控制阀21至上述第一规定位置的流路的体积来推定。
另外，上述第一规定位置为根据进气系的规格而不同的位置。例如，在本实施例中，进气控制器件为废气旁通阀17的情况的上述第一规定位置为与进气系内的节气阀5大体相同的位置，在节气阀5的位置，在EGR率变化的时间，变更废气旁通阀17的开度。
此外，图2中的虚线表示在开始EGR的时间T0将吸入空气量的目标值切换为进行EGR的情况的目标值，控制废气旁通阀17的情况(无协调控制)。另外，在图2中，特性线Ea表示EGR通路20和进气通路2的合流部31的推定EGR率的变化，特性线Ef表示上述第一规定位置的推定EGR率的变化，特性线Ec表示缸内的推定EGR率的变化。
另一方面，在这样的内燃机1中，例如在非增压区开始EGR的情况下，内燃机1为实现请求转矩，需要以补充因导入EGR而不足的缸内的新气量的方式控制节气阀5。该情况下，在开始EGR的时间将吸入空气量的目标值切换为进行EGR的情况的目标值时，在开始EGR的时间，节气阀5的开度向开阀方向变更，缸内的EGR率变化前，缸内的新气量(汽缸吸入新气量)变化，成为转矩阶梯差产生而使驾驶性恶化的原因。
因此，在非增压区，在开始或停止EGR的情况下，实施预先取得通过EGR控制阀21的开度的变更而产生的缸内的EGR率的变化进行预测，并基于该预测控制节气阀5的开度的协调控制。
例如，在非增压区的恒定驾驶中(发动机请求转矩为一定的驾驶中)开始EGR的情况下，如图3所示，在节气阀5的控制上反映如下的EGR率，即、在从通过EGR控制阀21的开度的变更而使缸内的EGR率变化的时间T3提前了根据节气阀5的缸内进气量响应时间Δt2(从变更节气阀5的目标值开始至缸内的新气量开始变化为止的时间)量的时间T2，EGR率变化的进气系的第二规定位置的EGR率。
即，在非增压区开始EGR的情况下，不是在EGR控制阀21开阀的同时(时间T0)变更节气阀5的开度，而如图3中实线所示，通过EGR控制阀21的开阀，在上述第二规定位置的EGR率变化的时间T2，变更节气阀5的开度。由此，在非增压区的恒定驾驶中的EGR开始时能够将缸内的新气量保持一定。
上述第二规定位置的EGR率例如基于吸入空气量、EGR通路20与进气通路2的合流部31的EGR率、从EGR控制阀21至上述第二规定位置的流路的体积来推定。
本实施例中，进气控制器件为节气阀5的情况的上述第二规定位置为与进气系内的总管4a前大体相同的位置，在该总管4a前的位置，在EGR率变化的时间，变更节气阀5的开度。
此外，根据节气阀5的缸内空气量响应时间Δt2比根据废气旁通阀17的缸内空气量响应时间Δt1短，因此，上述第二规定位置位于比上述第一规定位置更靠汽缸1a侧。
另外，图3中的虚线表示在开始EGR的时间T0将吸入空气量的目标值切换为进行EGR的情况的目标值并控制节气阀5的情况(无协调控制)。图3中，特性线Es表示上述第二规定位置的推定EGR率的变化。
这样，在变更EGR控制阀21的开度的情况下，预测缸内的EGR率变化的时间，基于该预测控制进气控制器件即节气阀5及废气旁通阀17，在EGR控制阀21的开度变更时，以缸内的新气量未变化的方式调节吸入空气量。由此，即使是有可能因向涡轮增压器10的压缩机11上游侧导入EGR，至缸内的EGR输送路径相对增长，从变更EGR控制阀21的开度开始至缸内的EGR率上显现出变化为止的响应延迟相对增大的系统，也不存在增压区、非增压区的区别，可以抑制在EGR控制阀21的开度变更时产生转矩阶梯差。
此外，上述第一及第二规定位置分别是系统固有的值，在未分别变化的情况下，也可以在上述第一及第二规定位置配置直接检测EGR率的传感器。
另外，从变更节气阀5或废气旁通阀17的目标开度开始至在缸内的新气量上产生变化为止的响应时间变化，在缸内新气量响应速度变化的情况下，也可以根据缸内新气量响应速度变更上述第一及第二规定位置。例如，在要根据发动机负荷使缸内新气量响应速度变化的情况下，只要根据发动机负荷变更上述第一及第二规定位置即可。
图4是表示上述的第一实施例的节气阀5和废气旁通阀17的控制内容的块图。
在S1，使用根据驾驶条件确定的目标EGR率、吸入空气量、从EGR控制阀21至上述第一规定位置的流路的体积，计算出上述第一规定位置的EGR率。即，在S1，计算出进气控制器件为废气旁通阀17时的上述第一规定位置的EGR率。在S2，使用在S1计算出的EGR率，计算出应导入缸内的新气量。
在S3，使用根据驾驶条件确定的目标EGR率、吸入空气量、从EGR控制阀21至上述第二规定位置的流路的体积，计算出上述第二规定位置的EGR率。即，在S3，计算出进气控制器件为节气阀5时的上述第二规定位置的EGR率。在S4，使用在S1计算出的EGR率，计算出应导入缸内的新气量。在S5，选择进气控制器件。
在S6，根据选择了发动机请求转矩的进气控制器件，控制节气阀5和废气旁通阀17。即，所选择的进气控制器件为废气旁通阀17的情况下，根据发动机请求转矩和在S2计算出的新气量来计算出目标吸入空气量，在所选择的进气控制器件为节气阀5的情况下，根据发动机请求转矩和在S4计算出的新气量来计算出目标吸入空气量，以成为计算出的目标吸入空气量的方式控制节气阀5及废气旁通阀17的开度。
接着，对本发明的第二实施例进行说明。第二实施例与上述的第一实施例同样，是预先取得通过EGR控制阀21的开度的变更而产生的缸内的EGR率的变化进行预测，基于该预测控制进气控制器件的例子，但在该第二实施例中，在进气控制器件的控制上反映从EGR控制阀21的开度变更开始至在上述第一规定位置EGR率变化为止的延迟时间或从EGR控制阀21的开度变更开始至在上述第二规定位置EGR率变化为止的延迟时间。
例如，在增压区的恒定驾驶中(发动机请求转矩为一定的驾驶中)开始EGR的情况下，如图5所示，预测从变更EGR控制阀21的开度的时间T0 至EGR率在上述第一规定位置变化的时间T1为止的经过时间即第一延迟时间(延迟时间1)，不在EGR控制阀21的开度变更的同时变更废气旁通阀17的开度，而实施在EGR控制阀21的开度变更后，在经过该第一延迟时间的时间T1变更废气旁通阀17的开度的协调控制。
换言之，在增压区，在开始EGR的情况下，计算出通过EGR控制阀21的EGR到达上述第一规定位置的第一延迟时间(延迟时间1)，在经过该第一延迟时间的时间T1变更废气旁通阀17的开度。由此，在增压区的恒定驾驶中的EGR开始时，能够将缸内的新气量保持一定。
第一延迟时间例如基于吸入空气量、从EGR控制阀21至上述第一规定位置的流路的体积来推定。
另外，图5中的虚线表示在开始EGR的时间T0将吸入空气量的目标值切换为进行EGR的情况的目标值而控制废气旁通阀17的情况(无协调控制)。图5中，特性线Ea表示EGR通路20与进气通路2的合流部31的实际EGR率的变化，特性线Ef表示上述第一规定位置的实际EGR率的变化，特性线Ec表示缸内的实际EGR率的变化。
另外，例如，在非增压区的恒定驾驶中(发动机请求转矩为一定的驾驶中)开始EGR的情况下，如图6所示，预测从变更EGR控制阀21的开度的时间T0至EGR率在上述第二规定位置变化的时间T2为止的经过时间即第二延迟时间(延迟时间2)，不在EGR控制阀21的开度变更的同时变更节气阀5的开度，而在EGR控制阀21的开度变更后，实施在经过该第二延迟时间的时间T2变更节气阀5的开度的协调控制。
换言之，在非增压区，在开始EGR的情况下，计算出通过EGR控制阀21的EGR到达上述第二规定位置的第二延迟时间(延迟时间2)，在经过该第二延迟时间的时间T2变更节气阀5的开度。由此，在非增压区的恒定驾驶中的EGR开始时，能将缸内的新气量保持一定。
第二延迟时间例如基于吸入空气量、从EGR控制阀21至上述第二规定位置的流路的体积来推定。
此外，第二延迟时间相当于通过EGR控制阀21的EGR到达比上述第一规定位置更靠汽缸1a侧的上述第二规定位置的时间，为比第一延迟时间大的值。
另外，图6中的虚线表示在开始EGR的时间T0将吸入空气量的目标值切换为进行EGR的情况的目标值并控制节气阀5的情况(无协调控制)。图6中，特性线Es表示上述第二规定位置的实际EGR率的变化。
图7是表示第二实施例的节气阀5和废气旁通阀17的控制内容的块图。
S11中，使用吸入空气量、和从EGR控制阀21至上述第一规定位置的流路的体积，计算出从驱动EGR控制阀21开始至在上述第一规定位置EGR率变化为止的第一延迟时间。
在S12，使用吸入空气量、和从EGR控制阀21至上述第二规定位置的流路的体积计算出从驱动EGR控制阀21开始至在上述第二规定位置EGR率变化为止的第二延迟时间。在S13，选择进气控制器件。
在S14，根据发动机请求转矩和EGR控制阀21的开度计算出目标吸入空气量，以成为计算出的目标吸入空气量的方式控制节气阀5及废气旁通阀17。
而且，在进气控制器件为废气旁通阀17的情况下，在EGR开始时，在S15中，在从驱动EGR控制阀21开始仅延迟在S11计算出的第一延迟时间的时间，以成为在S14计算出的目标吸入空气量的方式控制废气旁通阀17的开度。
另外，在进气控制器件为节气阀5的情况下，在EGR开始时，在S16中，在从驱动EGR控制阀21开始仅延迟在S12计算出的第二延迟时间的时间，以成为S14计算出的目标吸入空气量的方式控制节气阀5的开度。
在这样的第二实施例中，也在EGR控制阀21的开度变更时以缸内的新气量未变化的方式调节吸入空气量，因此，与上述的第一实施例同样，不存增压区、非增压区的区别，能够抑制EGR控制阀21的开度变更时产生转矩阶梯差的情况。
此外，该第二实施例的第一延迟时间及第二延迟时间根据吸入进气量、从EGR控制阀21至上述第一规定位置的流路的体积、从EGR控制阀21至上述第二规定位置的流路的体积计算出，但也可以根据发动机负荷和发动机转速和进气流速计算出第一延迟时间及第二延迟时间。该情况下，也可以根据发动机负荷和发动机转速和进气流速在每次计算出延迟时间，但也可以预先根据实验求出将发动机负荷和发动机转速和进气流速和延迟时间关联起来的图8所示的延迟时间计算图，参照这样的延迟时间计算图而计算出。在该图8中，以发动机负荷越大，发动机转速越大，进气流速越大，延迟时间越小的方式进行设定。
另外，在上述的各实施例中，节气阀5、废气旁通阀17及EGR控制阀21当目标值变更时，则大致没有响应延迟地变更为目标的开度。

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201380037797.6(22)申请日 2013.06.102012-160106 2012.07.19 JPF02D 21/08(2006.01)F02B 37/00(2006.01)F02B 37/18(2006.01)F02D 41/02(2006.01)F02D 45/00(2006.01)F02M 25/07(2006.01)(71)申请人日产自动车株式会社地址日本神奈川县(72)发明人古宫亚友美土田博文赤木三泰(74)专利代理机构北京市柳沈律师事务所 11105代理人张劲松(54) 发明名称内燃机的控制装置及。

2、控制方法(57) 摘要一种内燃机的控制装置。在增压区开始 EGR的情况下，通过EGR控制阀(21)开阀，在第一规定位置的 EGR 率变化时间 T1 变更废气旁通阀 (17)的开度。在非增压区开始 EGR 的情况下，通过 EGR控制阀 (21) 开阀，在第二规定位置的 EGR 率变化的时间 T2 变更节气阀 (5) 的开度。由此，不存在增压区、非增压区的区别，能抑制在 EGR 开始时产生转矩阶梯差的情况。(30)优先权数据(85)PCT国际申请进入国家阶段日2015.01.15(86)PCT国际申请的申请数据PCT/JP2013/065991 2013.06.10(87)PCT国际申请的公布数据。

3、WO2014/013814 JA 2014.01.23(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页说明书6页附图8页(10)申请公布号 CN 104471217 A(43)申请公布日 2015.03.25CN 104471217 A1/2 页21.一种内燃机的控制装置，具有位于节气阀的上游侧的增压器、从该增压器的上游侧使废气的一部分作为EGR回流的EGR通路、配置于所述EGR通路的中途的EGR控制阀，其中，并具有：EGR 率预测单元，其预先预测通过所述 EGR 控制阀的开度的变更而产生的内燃机的汽缸内的 EGR 率的变化；进气控制器件，其。

4、控制吸入空气量，基于在所述 EGR 率预测单元的预测，控制所述进气控制器件。2.如权利要求 1 所述的内燃机的控制装置，其中，所述EGR率预测单元预测在所述EGR通路与所述进气通路的合流部的下游侧的进气系的规定位置的 EGR 率。3.如权利要求 1 或 2 所述的内燃机的控制装置，其中，所述 EGR 率预测单元预测如下的 EGR 率，即、在比通过所述 EGR 控制阀的开度的变更而使所述汽缸内的 EGR 率变化的时间提前了通过所述进气控制器件变更吸入空气量之后至缸内的新气量变化为止的进气控制器件响应时间量的时间 EGR 率变化的进气系的规定位置的 EGR 率，基于所述规定位置的 EGR 率，控制。

5、所述进气控制器件。4.如权利要求 1 所述的内燃机的控制装置，其中，所述 EGR 率预测单元预测从所述 EGR 控制阀的开度变更之后至在所述 EGR 通路与所述进气通路的合流部的下游侧的进气系的规定位置 EGR 率变化为止的延迟时间。5.如权利要求 1 或 4 所述的内燃机的控制装置，其中，所述EGR率预测单元预测如下的延迟时间，即、在比通过所述EGR控制阀的开度的变更而使所述汽缸内的 EGR 率变化的时间提前了通过所述进气控制器件变更吸入空气量之后至缸内的新气量变化为止的进气控制器件响应时间量的时间 EGR 率变化的进气系的规定位置，变更所述 EGR 控制阀的开度之后至 EGR 率变化为止的。

6、延迟时间，在变更所述 EGR 控制阀的开度时，从变更所述 EGR 控制阀的开度开始经过所述延迟时间后，变更所述进气控制器件的目标值。6.如权利要求 2 5 中任一项所述的内燃机的控制装置，其中，具有多个所述进气控制器件，并根据所述进气控制器件设定所述规定位置。7.如权利要求 2 6 中任一项所述的内燃机的控制装置，其中，根据从变更所述进气控制器件的目标值开始至在所述汽缸内的新气量产生变化为止的时间，变更所述规定位置。8.如权利要求 1 7 中任一项所述的内燃机的控制装置，其中，所述增压器是通过设置于废气通路的涡轮驱动设置于所述进气通路的压缩机的装置，在所述废气通路连接有介装废气旁通阀的旁通通路。

7、，该废气旁通阀控制迂回所述涡轮的废气流量，在作为所述进气控制器件使用所述废气旁通阀的情况下，与作为所述进气控制器件使用所述节气阀的情况下相比，所述规定位置更靠上游侧。9.如权利要求 2 或 3 所述的内燃机的控制装置，其中，所述规定位置的EGR率基于吸入空气量、所述EGR通路与所述进气通路的合流部的EGR权利要求书CN 104471217 A2/2 页3率、从所述 EGR 控制阀至所述规定位置的流路的体积来推定。10.如权利要求 2 或 3 所述的内燃机的控制装置，其中，所述规定位置的 EGR 率通过可检测 EGR 率的传感器检测出。11.一种内燃机的控制方法，其中，预先预测通过从位于。

8、节气阀的上游侧的增压器的更靠上游侧使废气的一部分作为 EGR回流的 EGR 通路上配置的 EGR 控制阀的开度的变更而产生的内燃机的汽缸内的 EGR 率的变化，基于该预测控制进气控制器件，该进气控制器件控制吸入空气量。权利要求书CN 104471217 A1/6 页4内燃机的控制装置及控制方法技术领域0001 本发明涉及使废气的一部分向增压器的上游侧回流的内燃机的控制装置及控制方法。背景技术0002 一直以来，已知的是通过进行根据运转状态将废气 ( 排气 ) 导入进气系的所谓EGR，实现内燃机的废气性能提高及油耗改善的技术。0003 例如，专利文献 1 中公开有如下的技术：即使是 E。

9、GR 实施中，可以以实际的增压压力为基于发动机转速和发动机负荷计算出的目标增压压力的方式控制可变容量型的涡轮增压器的喷嘴叶片的开度。0004 但是，在这样的专利文献 1 中，在从涡轮增压器的压缩机壳体的上游侧导入 EGR时，虽然可以满足恒定的转矩要求，但可能不能避免EGR开始时或EGR停止时产生的缸内的过渡的吸入空气量变化导致的转矩阶梯差。0005 专利文献 1:( 日本 ) 特开 2007 303380 号公报发明内容0006 于是，本发明的内燃机的控制装置的特征在于，具有预测因 EGR 控制阀的开度的变更而产生的内燃机的汽缸内的EGR率的EGR率预测单元和控制吸入空气量的进气控制器件，基于。

10、在上述 EGR 率预测单元的 EGR 率的变化预测，控制上述进气控制器件。0007 根据本发明，在变更 EGR 控制阀的开度的情况下，预测缸内的 EGR 率变化的时间，通过基于该预测控制进气控制器件，不存在增压区、非增压区的区别，而能够抑制转矩阶梯差的产生。附图说明0008 图 1 是表示本发明的内燃机的控制装置的整体构成的系统图；0009 图 2 是表示第一实施例的增压区的 EGR 开始时的状况的时间图；0010 图 3 是表示第一实施例的非增压区的 EGR 开始时的状况的时间图；0011 图 4 是表示第一实施例的控制内容的块图；0012 图 5 是表示第二实施例的增压区的 EGR。

11、开始时的状况的时间图；0013 图 6 是表示第二实施例的非增压区的 EGR 开始时的状况的时间图；0014 图 7 是表示第二实施例的控制内容的块图；0015 图 8 是延迟时间计算图。具体实施方式0016 下面，基于附图详细地说明本发明的一实施例。图 1 是表示本发明的内燃机的控制装置的整体构成的系统图。说明书CN 104471217 A2/6 页50017 内燃机 1 是作为驱动源搭载于汽车等车辆的装置，在内燃机 1 的汽缸 1a 连接有进气通路 2 和废气通路 ( 排气通路 )3。在经由进气总管 4a 及进气歧管 4b 与内燃机 1 连接的进气通路 2 上设置有通过电动机驱。

12、动的电控制的节气阀 5，并且在其上游侧设置有检测吸入空气量的空气流量计 6、空气滤清器 7。在经由废气歧管 8 与内燃机 1 连接的废气通路 3上设有三元催化剂等废气催化剂 9 作为废气净化用。0018 另外，该内燃机 1 具有在同轴上具备配置于进气通路 2 的压缩机 11 和配置于废气通路 3 的涡轮 12 的涡轮增压器 10。压缩机 11 位于节气阀 5 的上游侧，并且位于空气流量计 6 的下游侧。涡轮 12 位于废气催化剂 9 的上游侧。另外，图 1 中的 13 是设置于节气阀5 的上游侧的中冷器。0019 在进气通路 2 上连接有迂回压缩机 11 连接压缩机的上游侧和下游侧的再循环通路。

13、 14。在再循环通路 14 介装有控制再循环通路 14 内的进气流量的电控制的再循环阀 15。再循环阀 15 由电动机驱动。此外，作为再循环阀 15 可使用仅在压缩机 11 下游侧的压力为规定压力以上时开阀的所谓的逆止阀。0020 在废气通路 3 上连接有迂回涡轮 12 连接涡轮 12 的上游侧和下游侧的废气旁通通路16。在废气旁通通路16中介装有控制废气旁通通路16内的废气流量的电控制的废气旁通阀 17。废气旁通阀 17 由电动机驱动。因此，在增压区，通过调节废气旁通阀 17 的开度，可控制增压压力，可根据废气旁通阀 17 的开度控制吸入空气量。0021 另外，内燃机 1 是可实施废气回流。

14、(EGR) 的装置，在废气通路 3 和进气通路 2 之间设置有 EGR 通路 20。EGR 通路 20，其一端在废气催化剂 9 的下游侧的位置与废气通路 3 连接，其另一端在空气滤清器 7 的下游侧且压缩机 11 的上游侧的位置与进气通路 2 连接。在该 EGR 通路 20 介装有电控制的 EGR 控制阀 21 和 EGR 冷却器 22。EGR 控制阀 21 由电动机驱动。另外，EGR 控制阀 21 的开度由控制单元 25 控制，以获得与运转条件相对应的目标 EGR率。0022 控制单元 25 除输入上述的空气流量计 6 的检测信号外，还输入有检测曲柄轴 ( 未图示 ) 的曲柄角的曲柄角传感器。

15、 26、检测油门踏板 ( 未图示 ) 的踩踏量的油门开度传感器27 等传感器类的检测信号。0023 控制单元 25 基于这些检测信号，实施内燃机 1 的点火时期及空燃比等控制，并且实施控制 EGR 控制阀 21 的开度使废气的一部分从废气通路 3 向进气通路 2 回流的废气回流控制 (EGR 控制 )。0024 另外，控制单元 25 根据运转条件还控制节气阀 5、再循环阀 15、废气旁通阀 17 的开度。0025 而且，在增压区，将节气阀 5 的开度设为全开，通过控制废气旁通阀 17 的开度，以向缸内供给为实现发动机请求转矩所需要的新气的方式进行控制。在非增压区，将废气旁通阀 17 的开度设为。

16、规定的一定开度，以向缸内供给为实现发动机请求转矩所需要的新气的方式控制节气阀 5 的开度。0026 即，在增压区，废气旁通阀 17 作为进气控制器件控制吸入空气量，在非增压区，节气阀 5 作为进气控制器件控制吸入空气量。0027 在这样的内燃机 1 中，例如在增压区开始 EGR 的情况下，内燃机 1 为实现请求转矩，需要以补充因导入 EGR 而不足的缸内的新气量的方式控制废气旁通阀 17。说明书CN 104471217 A3/6 页60028 然而，从变更 EGR 控制阀 21 的开度开始到实际上在缸内的 EGR 率上显现出变化为止产生响应延迟，因此，在开始EGR的时间将吸入空气量的目标值。

17、切换为进行EGR的情况的目标值时，在缸内的 EGR 率变化前，缸内的新气量 ( 汽缸吸入新气量 ) 变化，成为产生转矩阶梯差使驾驶性恶化的原因。0029 于是，在增压区，在开始或停止 EGR 的情况下，实施先预测因 EGR 控制阀 21 的开度的变更而产生的缸内的 EGR 率的变化，基于该预测控制废气旁通阀 17 的开度的协调控制。0030 例如，在增压区的恒定驾驶中 ( 发动机请求转矩为一定的驾驶中 ) 开始 EGR 的情况下，如图 2 所示，在废气旁通阀 17 的控制上反映如下的 EGR 率，即、在从通过 EGR 控制阀21 的开度的变更而使缸内的 EGR 率变化的时间 T3 提前了根据废。

18、气旁通阀 17 的缸内空气量响应时间 t1( 从变更废气旁通阀 17 的目标值开始至缸内的新气量开始变化为止的时间 ) 量的时间 T1，EGR 率变化的进气系的第一规定位置的 EGR 率。0031 即、在增压区开始 EGR 的情况下，不是在 EGR 控制阀 21 开阀的同时 ( 时间 T0) 变更废气旁通阀 17 的开度，而如图 2 中实线所示，通过 EGR 控制阀 21 的开阀，在上述第一规定位置的 EGR 率变化的时间 T1，变更废气旁通阀 17 的开度。由此，在增压区的恒定驾驶中的 EGR 开始时能够将缸内的新气量保持一定。0032 上述第一规定位置的 EGR 率例如基于吸入空气量、EG。

19、R 通路 20 与进气通路 2 的合流部 31 的 EGR 率、从 EGR 控制阀 21 至上述第一规定位置的流路的体积来推定。0033 另外，上述第一规定位置为根据进气系的规格而不同的位置。例如，在本实施例中，进气控制器件为废气旁通阀17的情况的上述第一规定位置为与进气系内的节气阀5大体相同的位置，在节气阀 5 的位置，在 EGR 率变化的时间，变更废气旁通阀 17 的开度。0034 此外，图 2 中的虚线表示在开始 EGR 的时间 T0 将吸入空气量的目标值切换为进行EGR 的情况的目标值，控制废气旁通阀 17 的情况 ( 无协调控制 )。另外，在图 2 中，特性线Ea 表示 EGR 通路。

20、 20 和进气通路 2 的合流部 31 的推定 EGR 率的变化，特性线 Ef 表示上述第一规定位置的推定 EGR 率的变化，特性线 Ec 表示缸内的推定 EGR 率的变化。0035 另一方面，在这样的内燃机 1 中，例如在非增压区开始 EGR 的情况下，内燃机 1 为实现请求转矩，需要以补充因导入 EGR 而不足的缸内的新气量的方式控制节气阀 5。该情况下，在开始EGR的时间将吸入空气量的目标值切换为进行EGR的情况的目标值时，在开始EGR的时间，节气阀5的开度向开阀方向变更，缸内的EGR率变化前，缸内的新气量(汽缸吸入新气量 ) 变化，成为转矩阶梯差产生而使驾驶性恶化的原因。0036 因此。

21、，在非增压区，在开始或停止 EGR 的情况下，实施预先取得通过 EGR 控制阀 21的开度的变更而产生的缸内的 EGR 率的变化进行预测，并基于该预测控制节气阀 5 的开度的协调控制。0037 例如，在非增压区的恒定驾驶中 ( 发动机请求转矩为一定的驾驶中 ) 开始 EGR 的情况下，如图3所示，在节气阀5的控制上反映如下的EGR率，即、在从通过EGR控制阀21的开度的变更而使缸内的 EGR 率变化的时间 T3 提前了根据节气阀 5 的缸内进气量响应时间t2( 从变更节气阀 5 的目标值开始至缸内的新气量开始变化为止的时间 ) 量的时间 T2，EGR 率变化的进气系的第二规定位置的 EGR 率。

22、。0038 即，在非增压区开始 EGR 的情况下，不是在 EGR 控制阀 21 开阀的同时 ( 时间 T0)变更节气阀 5 的开度，而如图 3 中实线所示，通过 EGR 控制阀 21 的开阀，在上述第二规定位说明书CN 104471217 A4/6 页7置的 EGR 率变化的时间 T2，变更节气阀 5 的开度。由此，在非增压区的恒定驾驶中的 EGR 开始时能够将缸内的新气量保持一定。0039 上述第二规定位置的 EGR 率例如基于吸入空气量、EGR 通路 20 与进气通路 2 的合流部 31 的 EGR 率、从 EGR 控制阀 21 至上述第二规定位置的流路的体积来推定。0040 本实施例。

23、中，进气控制器件为节气阀 5 的情况的上述第二规定位置为与进气系内的总管 4a 前大体相同的位置，在该总管 4a 前的位置，在 EGR 率变化的时间，变更节气阀 5的开度。0041 此外，根据节气阀 5 的缸内空气量响应时间 t2 比根据废气旁通阀 17 的缸内空气量响应时间 t1 短，因此，上述第二规定位置位于比上述第一规定位置更靠汽缸 1a 侧。0042 另外，图 3 中的虚线表示在开始 EGR 的时间 T0 将吸入空气量的目标值切换为进行EGR 的情况的目标值并控制节气阀 5 的情况 ( 无协调控制 )。图 3 中，特性线 Es 表示上述第二规定位置的推定 EGR 率的变化。0043 这。

24、样，在变更 EGR 控制阀 21 的开度的情况下，预测缸内的 EGR 率变化的时间，基于该预测控制进气控制器件即节气阀 5 及废气旁通阀 17，在 EGR 控制阀 21 的开度变更时，以缸内的新气量未变化的方式调节吸入空气量。由此，即使是有可能因向涡轮增压器 10 的压缩机 11 上游侧导入 EGR，至缸内的 EGR 输送路径相对增长，从变更 EGR 控制阀 21 的开度开始至缸内的 EGR 率上显现出变化为止的响应延迟相对增大的系统，也不存在增压区、非增压区的区别，可以抑制在 EGR 控制阀 21 的开度变更时产生转矩阶梯差。0044 此外，上述第一及第二规定位置分别是系统固有的值，在未分别。

25、变化的情况下，也可以在上述第一及第二规定位置配置直接检测 EGR 率的传感器。0045 另外，从变更节气阀5或废气旁通阀17的目标开度开始至在缸内的新气量上产生变化为止的响应时间变化，在缸内新气量响应速度变化的情况下，也可以根据缸内新气量响应速度变更上述第一及第二规定位置。例如，在要根据发动机负荷使缸内新气量响应速度变化的情况下，只要根据发动机负荷变更上述第一及第二规定位置即可。0046 图 4 是表示上述的第一实施例的节气阀 5 和废气旁通阀 17 的控制内容的块图。0047 在S1，使用根据驾驶条件确定的目标EGR率、吸入空气量、从EGR控制阀21至上述第一规定位置的流路的体积，计算出上述。

26、第一规定位置的 EGR 率。即，在 S1，计算出进气控制器件为废气旁通阀 17 时的上述第一规定位置的 EGR 率。在 S2，使用在 S1 计算出的 EGR率，计算出应导入缸内的新气量。0048 在S3，使用根据驾驶条件确定的目标EGR率、吸入空气量、从EGR控制阀21至上述第二规定位置的流路的体积，计算出上述第二规定位置的 EGR 率。即，在 S3，计算出进气控制器件为节气阀 5 时的上述第二规定位置的 EGR 率。在 S4，使用在 S1 计算出的 EGR 率，计算出应导入缸内的新气量。在 S5，选择进气控制器件。0049 在 S6，根据选择了发动机请求转矩的进气控制器件，控制节气阀 5 和。

27、废气旁通阀17。即，所选择的进气控制器件为废气旁通阀 17 的情况下，根据发动机请求转矩和在 S2 计算出的新气量来计算出目标吸入空气量，在所选择的进气控制器件为节气阀 5 的情况下，根据发动机请求转矩和在 S4 计算出的新气量来计算出目标吸入空气量，以成为计算出的目标吸入空气量的方式控制节气阀 5 及废气旁通阀 17 的开度。0050 接着，对本发明的第二实施例进行说明。第二实施例与上述的第一实施例同样，是说明书CN 104471217 A5/6 页8预先取得通过 EGR 控制阀 21 的开度的变更而产生的缸内的 EGR 率的变化进行预测，基于该预测控制进气控制器件的例子，但在该第二实施。

28、例中，在进气控制器件的控制上反映从 EGR控制阀 21 的开度变更开始至在上述第一规定位置 EGR 率变化为止的延迟时间或从 EGR 控制阀 21 的开度变更开始至在上述第二规定位置 EGR 率变化为止的延迟时间。0051 例如，在增压区的恒定驾驶中 ( 发动机请求转矩为一定的驾驶中 ) 开始 EGR 的情况下，如图 5 所示，预测从变更 EGR 控制阀 21 的开度的时间 T0 至 EGR 率在上述第一规定位置变化的时间 T1 为止的经过时间即第一延迟时间 ( 延迟时间 1)，不在 EGR 控制阀 21 的开度变更的同时变更废气旁通阀 17 的开度，而实施在 EGR 控制阀 21 的开度变更。

29、后，在经过该第一延迟时间的时间 T1 变更废气旁通阀 17 的开度的协调控制。0052 换言之，在增压区，在开始 EGR 的情况下，计算出通过 EGR 控制阀 21 的 EGR 到达上述第一规定位置的第一延迟时间(延迟时间1)，在经过该第一延迟时间的时间T1变更废气旁通阀 17 的开度。由此，在增压区的恒定驾驶中的 EGR 开始时，能够将缸内的新气量保持一定。0053 第一延迟时间例如基于吸入空气量、从EGR控制阀21至上述第一规定位置的流路的体积来推定。0054 另外，图 5 中的虚线表示在开始 EGR 的时间 T0 将吸入空气量的目标值切换为进行EGR 的情况的目标值而控制废气旁通阀 17。

30、的情况 ( 无协调控制 )。图 5 中，特性线 Ea 表示EGR 通路 20 与进气通路 2 的合流部 31 的实际 EGR 率的变化，特性线 Ef 表示上述第一规定位置的实际 EGR 率的变化，特性线 Ec 表示缸内的实际 EGR 率的变化。0055 另外，例如，在非增压区的恒定驾驶中 ( 发动机请求转矩为一定的驾驶中 ) 开始EGR 的情况下，如图 6 所示，预测从变更 EGR 控制阀 21 的开度的时间 T0 至 EGR 率在上述第二规定位置变化的时间T2为止的经过时间即第二延迟时间(延迟时间2)，不在EGR控制阀21 的开度变更的同时变更节气阀 5 的开度，而在 EGR 控制阀 21。

31、的开度变更后，实施在经过该第二延迟时间的时间 T2 变更节气阀 5 的开度的协调控制。0056 换言之，在非增压区，在开始 EGR 的情况下，计算出通过 EGR 控制阀 21 的 EGR 到达上述第二规定位置的第二延迟时间 ( 延迟时间 2)，在经过该第二延迟时间的时间 T2 变更节气阀 5 的开度。由此，在非增压区的恒定驾驶中的 EGR 开始时，能将缸内的新气量保持一定。0057 第二延迟时间例如基于吸入空气量、从EGR控制阀21至上述第二规定位置的流路的体积来推定。0058 此外，第二延迟时间相当于通过 EGR 控制阀 21 的 EGR 到达比上述第一规定位置更靠汽缸 1a 侧的上述第二。

32、规定位置的时间，为比第一延迟时间大的值。0059 另外，图 6 中的虚线表示在开始 EGR 的时间 T0 将吸入空气量的目标值切换为进行EGR 的情况的目标值并控制节气阀 5 的情况 ( 无协调控制 )。图 6 中，特性线 Es 表示上述第二规定位置的实际 EGR 率的变化。0060 图 7 是表示第二实施例的节气阀 5 和废气旁通阀 17 的控制内容的块图。0061 S11 中，使用吸入空气量、和从 EGR 控制阀 21 至上述第一规定位置的流路的体积，计算出从驱动 EGR 控制阀 21 开始至在上述第一规定位置 EGR 率变化为止的第一延迟时间。0062 在 S12，使用吸入空气量、和从。

33、EGR 控制阀 21 至上述第二规定位置的流路的体积说明书CN 104471217 A6/6 页9计算出从驱动 EGR 控制阀 21 开始至在上述第二规定位置 EGR 率变化为止的第二延迟时间。在 S13，选择进气控制器件。0063 在S14，根据发动机请求转矩和EGR控制阀21的开度计算出目标吸入空气量，以成为计算出的目标吸入空气量的方式控制节气阀 5 及废气旁通阀 17。0064 而且，在进气控制器件为废气旁通阀 17 的情况下，在 EGR 开始时，在 S15 中，在从驱动 EGR 控制阀 21 开始仅延迟在 S11 计算出的第一延迟时间的时间，以成为在 S14 计算出的目标吸入空气量。

34、的方式控制废气旁通阀 17 的开度。0065 另外，在进气控制器件为节气阀 5 的情况下，在 EGR 开始时，在 S16 中，在从驱动EGR 控制阀 21 开始仅延迟在 S12 计算出的第二延迟时间的时间，以成为 S14 计算出的目标吸入空气量的方式控制节气阀 5 的开度。0066 在这样的第二实施例中，也在EGR控制阀21的开度变更时以缸内的新气量未变化的方式调节吸入空气量，因此，与上述的第一实施例同样，不存增压区、非增压区的区别，能够抑制 EGR 控制阀 21 的开度变更时产生转矩阶梯差的情况。0067 此外，该第二实施例的第一延迟时间及第二延迟时间根据吸入进气量、从 EGR 控制阀 21。

35、至上述第一规定位置的流路的体积、从 EGR 控制阀 21 至上述第二规定位置的流路的体积计算出，但也可以根据发动机负荷和发动机转速和进气流速计算出第一延迟时间及第二延迟时间。该情况下，也可以根据发动机负荷和发动机转速和进气流速在每次计算出延迟时间，但也可以预先根据实验求出将发动机负荷和发动机转速和进气流速和延迟时间关联起来的图 8 所示的延迟时间计算图，参照这样的延迟时间计算图而计算出。在该图 8中，以发动机负荷越大，发动机转速越大，进气流速越大，延迟时间越小的方式进行设定。0068 另外，在上述的各实施例中，节气阀5、废气旁通阀17及EGR控制阀21当目标值变更时，则大致没有响应延迟地变更为目标的开度。说明书CN 104471217 A1/8 页10图1说明书附图CN 104471217 A。

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