CN106536908B - 内燃机的控制装置和控制方法 - Google Patents

Abstract

提供内燃机的控制装置和控制方法，即使在由于内部EGR的执行而导致缸内气体温度发生变化的情况下，也能够利用比较简单的方法来高精度地计算出缸内气体量和EGR率，并使用这样的EGR率来适当地控制内燃机。使用理想缸内气体温度TcyLth，根据缸内气体温度Tcyl，对假定为内燃机的废气未回流至汽缸内的理想状态下被填充到汽缸内的气体量即理想缸内气体量Gth进行校正，由此来计算实际被填充到汽缸内的缸内气体量Gact，并且，使用缸内气体量Gact和吸入空气量Gaircyl来计算EGR率REGRT。

Description

内燃机的控制装置和控制方法

技术领域

本发明涉及内燃机的控制装置和控制方法，尤其涉及根据EGR率进行控制的内燃机的控制装置和控制方法，其中，该EGR率表示汽缸中所填充的气体中包含的废气(燃烧气体)的比例。

背景技术

作为这样的控制装置，以往，例如已知在申请人所申请的专利文献1中公开的装置。在该控制装置中，根据内燃机的转速来计算节气门处于全开状态时的吸入空气量即全开吸入空气量，并根据全开吸入空气量和进气压力来计算与假定废气未回流至燃烧室的理想状态对应的理论吸入空气量。然后，使用该理论吸入空气量和实际吸入汽缸内的实际吸入空气量来计算EGR率。通过这样计算EGR率，由此，无需预先设定与内燃机的各种运转状态对应的大量的映射图，就能够大幅降低映射图的设定工作量。计算出的EGR率被用于点火正时等的内燃机的控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5270008号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述的控制装置中，在计算理论吸入空气量时，虽然使用全开吸入空气量和进气压力，但没有反映出汽缸内的气体的温度(以下称作“缸内气体温度”)。即，在缸内气体温度固定这样的前提下来计算理论吸入空气量。但是，在例如比较大量的废气回流(EGR)被导入的情况下，与之相伴，缸内气体温度上升，实际的缸内气体量(质量)减少。

因此，在根据上述的控制装置的计算方法中，理论吸入空气量比实际的缸内气体量计算得更大，与此对应地，使用理论吸入空气量计算出的EGR率被过大地评价。其结果是，存在由于使用EGR率将点火正时控制成更靠提前侧而产生爆震的情况。该情况在例如对于进气门和排气门这两者进行动作相位的变更由此来执行大量内部EGR的情况下尤其显著。

本发明是为了解决以上那样的课题而完成的，目的在于提供下述这样的内燃机的控制装置和控制方法：即使在由于内部EGR的执行而导致缸内气体温度发生变化的情况下，也能够利用比较简单的方法来高精度地计算出缸内气体量和EGR率，并使用这样的EGR率来适当地控制内燃机。

用于解决课题的手段

为了实现该目的，技术方案1所述的发明是内燃机的控制装置，该内燃机经由设置于进气通道(本实施方式中的(以下，在本项中相同)进气管4)的节气门6将空气吸入汽缸内，且利用进气门和排气门的重叠来执行使从排气通道(排气管5)侧逆流至进气通道侧的内燃机1的废气回流至汽缸内的内部EGR，所述内燃机的控制装置的特征在于，具有：转速检测单元(曲轴角传感器17)，其检测内燃机的转速NE；进气压力检测单元(进气压力传感器11)，其检测内燃机的进气压力PBA；基准缸内气体量计算单元(ECU 2、步骤11～13)，其根据内燃机的转速来计算在节气门全开的基准状态下被填充到汽缸内的气体量即基准缸内气体量Gstd；理想缸内气体量计算单元(ECU 2、步骤14)，其根据基准缸内气体量Gstd和进气压力PBA来计算在假定为内燃机的废气未回流至汽缸的理想状态下被填充到汽缸内的气体量即理想缸内气体量Gth；理想缸内气体温度计算单元(ECU 2、步骤2)，其计算理想状态下的缸内气体的温度(理想缸内气体温度Tcylth，基准缸内气体温度TcylStd)；缸内气体温度计算单元(ECU 2、步骤3)，其计算实际的被填充到汽缸内的缸内气体的温度(缸内气体温度Tcyl)；缸内气体量计算单元(ECU 2、步骤4)，其使用理想缸内气体温度Tcylth(基准缸内气体温度TcylStd)，根据缸内气体温度Tcyl对理想缸内气体量Gth进行校正，由此计算实际被填充到汽缸内的缸内气体的量(缸内气体量Gact)；吸入空气量取得单元(吸入空气量传感器9)，其取得实际吸入汽缸内的吸入空气量Gaircyl；以及EGR率计算单元(ECU 2、步骤5)，其使用缸内气体量Gact和吸入空气量Gaircyl来计算EGR量(Gact-Gaircyl)相对于缸内气体量Gact的比率即EGR率REGRT。

根据该结构，根据内燃机的转速来计算在节气门全开的基准状态下被填充到汽缸内的气体量作为基准缸内气体量。在该基准状态下，节气门为全开状态，由此，几乎没有排气侧与进气侧的压力差，因此，即使在进气门与排气门由于重叠而同时开阀的状态下，也不会发生从排气侧朝向进气侧的废气的逆流，基于来自进气侧的风向倒转的内部EGR量大致为0。另一方面，在基准状态下，除了吸入空气外，在汽缸内的活塞位于上止点的状态下残留在汽缸内的残留燃烧气体存在于汽缸内。因此，基准缸内气体量成为吸入空气量与残留燃烧气体量之和。

此外，根据本发明，根据基准缸内气体量和进气压力来计算在假定为废气未回流至汽缸内的理想状态下被填充到汽缸内的气体量作为理想缸内气体量。该理想状态是假定为废气未回流至汽缸内的状态、即假定为填充有吸入空气和残留燃烧气体的状态，因此，理想状态下的缸内气体温度与上述的基准状态下的缸内气体温度相等。这样，根据在基准状态与理想状态之间缸内气体温度固定这一关系和气体的状态方程式，理想状态下的理想缸内气体量以基准状态下的基准缸内气体量为最大值，以与此时的进气压力成比例的方式发生变化。因此，如上述那样，通过根据基准缸内气体量和进气压力来计算理想缸内气体量，能够高精度地进行理想缸内气体量的计算。

而且，根据本发明，计算理想状态下的缸内气体的温度即理想缸内气体温度，计算实际的被填充到汽缸内的缸内气体的温度，并且，使用理想缸内气体温度，根据缸内气体温度对理想缸内气体量进行校正，由此来计算实际被填充到汽缸内的缸内气体量。在进气压力相同的条件下对废气未回流至汽缸内、仅填充有吸入空气的理想状态与废气和吸入空气一同回流的实际状态进行比较时，气体的状态方程式中的压力(进气压力)与容积(汽缸容积)相同，因此，如下的公式(A)成立。

理想缸内气体量×理想缸内气体温度＝实际缸内气体量×实际缸内气体温度…(A)

根据该公式(A)，如上述那样，使用理想缸内气体温度，根据实际的缸内气体温度对理想缸内气体量进行校正，由此，能够高精度地计算出实际的缸内气体量。

并且，在本发明中，使用如上述那样计算出的缸内气体量和所取得的实际的吸入空气量来计算EGR率。根据以上内容，基于本发明，即使在由于内部EGR的执行而导致缸内气体温度发生变化的情况下，也能够利用比较简单的方法来高精度地计算出缸内气体量和EGR率，并使用这样的EGR率来适当地控制内燃机。

技术方案2的发明的特征在于，在技术方案1所述的内燃机的控制装置的基础上，所述内燃机的控制装置还具有：进气温度检测单元(进气温度传感器10)，其检测出吸入汽缸的空气的温度作为进气温度Ta；废气温度取得单元(ECU 2)，其通过检测或估计来取得内燃机的废气的温度作为废气温度Tex；以及内部EGR量计算单元(ECU 2、步骤24)，其使用理想缸内气体温度Tcylth(基准缸内气体温度TcylStd)、理想缸内气体量Gth、进气温度Ta、吸入空气量Gaircyl和废气温度Tex来计算内部EGR量Ginegr，缸内气体温度计算单元根据吸入空气量Gaircyl、进气温度Ta、内部EGR量Ginegr和废气温度Tex来计算缸内气体温度Tcyl(步骤25)。

此外，在基于内部EGR的废气与吸入空气一同回流至汽缸内的实际的状态下，根据汽缸内的温度的平衡关系，如下的公式(B)成立。

实际缸内气体温度×实际缸内气体量

＝进气温度×吸入空气量+废气温度×内部EGR量…(B)

此外，根据该公式(B)和所述公式(A)，将公式(B)的左边替换为公式(A)的左边时，如下的公式(C)成立。

理想缸内气体温度×理想缸内气体量

＝进气温度×吸入空气量+废气温度×内部EGR量…(C)

因此，根据该结构，基于公式(C)，能够使用包括在技术方案1中已计算出的理想缸内气体温度和理想缸内气体量以及检测出或所取得的进气温度和废气温度的其他5个参数来计算内部EGR量。此外，这样计算内部EGR量时，公式(B)的实际缸内气体量由吸入空气量与内部EGR量之和来表示，因此，根据公式(B)，能够根据包含内部EGR量的其他4个参数高精度地计算实际缸内气体温度。

技术方案3的发明的特征在于，在技术方案2所述的内燃机的控制装置的基础上，内燃机具有进/排气门动作相位变更机构(阀动作特性变更装置3)，该进/排气门动作相位变更机构(阀动作特性变更装置3)通过变更进气门和排气门的动作相位CAIN和CAEX来变更内部EGR量，根据预先执行的实验的计测数据和所述内燃机的规格来设定并存储内燃机的转速NE、进气门和排气门的动作相位(CAIN和CAEX)与基准缸内气体量Gstd及基准状态下的缸内气体的温度即基准缸内气体温度TcylStd之间的关系，所述内燃机的控制装置还具有动作相位取得单元(进气凸轮角传感器18和排气凸轮角传感器19)，该动作相位取得单元取得进气门和排气门的动作相位，基准缸内气体量计算单元根据检测出的内燃机的转速及取得的进气门和排气门的动作相位，基于所存储的关系来计算基准缸内气体量(步骤11～13)，理想缸内气体温度计算单元根据检测出的内燃机的转速及取得的进气门和排气门的动作相位，基于所存储的关系来计算基准缸内气体温度作为理想缸内气体温度(步骤2)。

在该结构中，利用进/排气门动作相位变更机构来变更进气门和排气门的动作相位，由此来变更内部EGR量。根据本发明，根据预先执行的实验的计测数据和内燃机的规格来设定并存储内燃机的转速、进气门的动作相位及排气门的动作相位与基准缸内气体量之间的关系、以及上述3个参数与基准缸内气体温度(基准状态下的缸内气体的温度)之间的关系。基准状态是节气门全开、且在汽缸内填充有吸入空气和残留燃烧气体这一比较单纯的状态，因此，能够根据上述3个参数，基于计测数据和内燃机的规格，容易且高精度地设定该状态下的基准缸内气体量和基准缸内气体温度。

并且，根据本发明，基于在内燃机的运转中检测出的内燃机的转速和所取得的进气门和排气门的动作相位，根据所存储的上述关系来计算基准缸内气体量，因此，能够容易且高精度地进行基准缸内气体量的计算。此外，如前述那样，理想缸内气体温度与基准缸内气体温度处于相等的关系。根据该关系，根据检测或所取得的上述3个参数，基于所存储的关系来求出基准缸内气体温度，并且，作为理想缸内气体温度计算出来，因此，能够容易地且高精度地进行理想缸内气体温度的计算。

技术方案4的发明的特征在于，在技术方案3所述的内燃机的控制装置的基础上，基准缸内气体量Gstd被设定为基准状态下的吸入空气量Gaircyl与在汽缸内的活塞位于上止点的状态下残留在汽缸内的残留燃烧气体量Gegrd之和(Gaircyl+Gegrd)。

如前述那样，在排气行程结束时，在活塞到达上止点的状态下，燃烧气体的一部分未从汽缸排出而作为残留燃烧气体残留于活塞与汽缸盖之间。根据该结构，将基准缸内气体量设定为基准状态下的吸入空气量与残留燃烧气体量之和，因此，能够在使残留燃烧气体的影响反映出来的情况下适当地设定基准缸内气体量，并且，能够使用所设定的基准缸内气体量来更高精度地计算缸内气体量及缸内气体温度等。

技术方案5的发明的特征在于，在技术方案2至技术方案4中的任意一项所述的内燃机的控制装置的基础上，内燃机还具有外部EGR装置(EGR管13和EGR控制阀14)，该外部EGR装置执行使从汽缸被排出至排气通道中的废气经由EGR通道回流至进气通道的外部EGR，所述内燃机的控制装置还具有：外部EGR量计算单元(ECU 2、步骤21)，其计算外部EGR量Gexegr；和外部EGR温度取得单元(ECU 2、步骤22)，其检测或估计外部EGR温度Tegr(进气温度Ta+温度上升量DTegr)，缸内气体温度计算单元还使用外部EGR量Gexegr和外部EGR温度(进气温度Ta+温度上升量DTegr)来计算缸内气体温度Tcyl(步骤25)。

根据该结构，在与内部EGR一并执行外部EGR的情况下，还使用外部EGR量和外部EGR温度来计算缸内气体温度。由此，能够在使外部EGR的影响适当地反映出来的情况下高精度地计算缸内气体温度和缸内气体量。

技术方案6的发明的特征在于，在技术方案1至技术方案5中的任意一项所述的内燃机的控制装置的基础上，所述内燃机的控制装置具有：基本值计算单元(ECU 2、步骤41)，其计算与内燃机中的爆震的产生极限对应的爆震极限点火正时的基本值IGKNOCKB；EGR爆震校正量计算单元(ECU 2、步骤43)，其根据EGR率来计算EGR爆震校正量DEGRT；温度爆震校正量计算单元(ECU 2、步骤53)，其根据基准缸内气体温度与缸内气体温度之差(TICKNBS-Tcyl)来计算温度爆震校正量DIGTIC；以及爆震极限点火正时计算单元(ECU 2、步骤45)，其利用EGR爆震校正量和温度爆震校正量来校正基本值，由此来计算爆震极限点火正时DIGTIC，所述内燃机的控制装置还具有点火正时控制单元(ECU 2、步骤34、36)，该点火正时控制单元使用爆震极限点火正时来控制内燃机的点火正时IGLOG。

根据该结构，计算与爆震的产生极限对应的爆震极限点火正时的基本值作为用于校正该基本值的校正量，根据EGR率计算EGR爆震校正量，根据基准缸内气体温度与缸内气体温度之差来计算温度爆震校正量。爆震极限点火正时与EGR率的相关性越高、或者实际的缸内气体温度越高，则越难以产生爆震。因此，通过利用上述那样计算出的EGR爆震校正量和温度爆震校正量来校正基本值，能够根据EGR率和缸内气体温度来适当地计算出爆震极限点火正时。此外，能够使用计算出的爆震极限点火正时来适当地控制点火正时。

技术方案7的发明的特征在于，在技术方案6所述的内燃机的控制装置的基础上，点火正时控制单元还具有最佳点火正时计算单元(ECU 2、步骤31)，该最佳点火正时计算单元根据EGR率来计算内燃机的输出成为最大的最佳点火正时IGMBT，并且，所述点火正时控制单元使用爆震极限点火正时和最佳点火正时中的任意一个滞后侧的点火正时来控制点火正时(步骤33～36)。

根据该结构，能够根据EGR率来计算最佳点火正时。关于EGR率与最佳点火正时之间的关系，已经确认到：不会受到进气门/排气门的动作相位或外部EGR的有无的影响，因此，利用上述计算方法，能够根据EGR率简单且高精度地设定最佳点火正时。此外，使用所设定的最佳点火正时和爆震极限点火正时中的更靠滞后侧的点火正时来控制点火正时，因此，能够在能可靠地避免爆震的范围内得到最大的内燃机的输出。

技术方案8的发明是内燃机的控制方法，该内燃机经由设置于进气通道(进气管4)的节气门6将空气吸入汽缸内，且利用进气门和排气门的重叠来执行使从排气通道(排气管5)侧逆流至进气通道侧的内燃机1的废气回流至汽缸内的内部EGR，所述内燃机的控制方法的特征在于，包括以下步骤：a)检测内燃机的转速NE；b)检测内燃机的进气压力PBA；c)根据内燃机的转速来计算基准缸内气体量Gstd，该基准缸内气体量Gstd是在节气门全开的基准状态下被填充到汽缸内的气体量(步骤11～13)；d)根据基准缸内气体量Gstd和进气压力PBA来计算理想缸内气体量Gth，该理想缸内气体量Gth是在假定为内燃机的废气未回流至汽缸内的理想状态下被填充到汽缸内的气体量(步骤14)；e)计算理想状态下的缸内气体的温度即理想缸内气体温度Tcylth(基准缸内气体温度TcylStd)(步骤2)；f)计算实际的被填充到汽缸内的缸内气体的温度(缸内气体温度Tcyl)(步骤3)；g)使用理想缸内气体温度(基准缸内气体温度TcylStd)，根据缸内气体温度Tcyl对理想缸内气体量Gth进行校正，由此来计算实际被填充到汽缸内的缸内气体的量(缸内气体量Gact)(步骤4)；h)取得实际被吸入汽缸内的吸入空气量Gaircyl；i)使用缸内气体量Gact和吸入空气量Gaircyl来计算EGR率REGRT，该EGR率REGRT是EGR量(Gact-Gaircyl)相对于缸内气体量Gact的比率(步骤5)。

根据该结构，能够获得与技术方案1的前述作用、效果相同的作用、效果。

技术方案9的发明的特征在于，在技术方案8所述的内燃机的控制方法的基础上，还包括下述步骤：j)检测出被吸入汽缸内的空气的温度作为进气温度Ta；k)通过检测或估计，取得内燃机的废气的温度作为废气温度Tex；以及l)使用理想缸内气体温度Tcylth(基准缸内气体温度TcylStd)、理想缸内气体量Gth、进气温度Ta、吸入空气量Gaircyl和废气温度Tex来计算内部EGR量Ginegr(步骤24)，在步骤f)中，根据吸入空气量Gaircyl、进气温度Ta、内部EGR量Ginegr和废气温度Tex来计算缸内气体温度Tcyl(步骤25)。

根据该结构，能够获得与技术方案2的前述作用、效果相同的作用、效果。

技术方案10的发明的特征在于，在技术方案9所述的内燃机的控制方法的基础上，内燃机具有进/排气门动作相位变更机构(阀动作特性变更装置3)，该进/排气门动作相位变更机构(阀动作特性变更装置3)通过变更进气门和排气门的动作相位CAIN和CAEX来变更内部EGR量，根据预先执行的实验的计测数据和内燃机的规格来设定并存储内燃机的转速、进气门及排气门的动作相位(CAIN和CAEX)与基准缸内气体量Gstd及基准缸内气体温度TcylStd之间的关系，其中，基准缸内气体温度TcylStd是基准状态下的缸内气体的温度，所述控制方法还包括取得进气门和排气门的动作相位的步骤m)，根据检测出的内燃机的转速和取得的进气门和排气门的动作相位，根据所存储的关系，在步骤c)中，计算基准缸内气体量(步骤11～13)，在步骤e)中，计算基准缸内气体温度作为理想缸内气体温度(步骤2)。

根据该结构，能够获得与技术方案3的前述作用、效果相同的作用、效果。

技术方案11的发明的特征在于，在技术方案10所述的内燃机的控制方法的基础上，基准缸内气体量Gstd被设定为基准状态下的吸入空气量Gaircyl与在汽缸内的活塞位于上止点的状态下残留在汽缸内的残留燃烧气体量Gegrd之和(Gaircyl+Gegrd)。

根据该结构，能够获得与技术方案4的前述作用、效果相同的作用、效果。

技术方案12的发明的特征在于，在技术方案9至技术方案11中的任意一项所述的内燃机的控制方法的基础上，内燃机还具有外部EGR装置(EGR管13和EGR控制阀14)，该外部EGR装置(EGR管13和EGR控制阀14)执行使从汽缸排出至排气通道中的废气经由EGR通道回流至进气通道的外部EGR，所述控制方法还包括以下步骤：n)计算外部EGR量Gexegr(步骤21)，o)检测或估计外部EGR温度Tegr(进气温度Ta+温度上升量DTegr)，在步骤f)中，还使用外部EGR量Gexegr和外部EGR温度(进气温度Ta+温度上升量DTegr)来计算缸内气体温度Tcyl(步骤25)。

根据该结构，能够获得与技术方案5的前述作用、效果相同的作用、效果。

技术方案13的发明的特征在于，在技术方案8至技术方案12中的任意一项所述的内燃机的控制方法的基础上，还包括下述步骤：p)计算与内燃机中的爆震的产生极限对应的爆震极限点火正时的基本值IGKNOCKB(步骤41)，q)根据EGR率来计算EGR爆震校正量DEGRT(步骤43)，r)根据基准缸内气体温度与缸内气体温度之差(TICKNBS-Tcyl)来计算温度爆震校正量DIGTIC(步骤53)，s)利用EGR爆震校正量和温度爆震校正量来校正基本值，由此计算爆震极限点火正时IGKNOCK，t)使用爆震极限点火正时来控制内燃机的点火正时IGLOG(步骤34、36)。

根据该结构，能够获得与技术方案6的前述作用、效果相同的作用、效果。

技术方案14的发明的特征在于，在技术方案13所述的内燃机的控制方法的基础上，在步骤t)中，根据EGR率来计算内燃机的输出成为最大的最佳点火正时IGMBT(步骤31)，使用爆震极限点火正时或最佳点火正时中的任意一个滞后侧的点火正时来控制点火正时(步骤33～36)。

根据该结构，能够获得与技术方案7的前述作用、效果相同的作用、效果。

附图说明

图1是概要地示出本发明的一个实施方式的内燃机及控制装置的图。

图2是示出进气门和排气门的气门定时的变化的气门升程曲线。

图3是用于说明缸内气体量和缸内气体温度的计算方法的概要的图。

图4是示出EGR率REGRT的计算处理的流程图。

图5是示出理想缸内气体量Gth的计算处理的流程图。

图6是示出缸内气体量Tcyl的计算处理的流程图。

图7是示出点火正时IGLOG的计算处理的流程图。

图8是示出爆震极限点火正时IGKNOCK的计算处理的流程图。

图9是示出温度爆震校正量DIGTIC的计算处理的流程图。

图10是示出EGR率REGRT与最佳点火正时IGMBT之间的关系的映射图。

图11是示出发动机转速NE与校正系数KIGTIC之间的关系的映射图。

图12是示出EGR率REGRT与EGR爆震校正量DEGRT之间的关系的映射图。

图13是示出实效压缩比CMPR与压缩比爆震校正量DCMPR之间的关系的映射图。

图14是示出EGR率REGRT与爆震极限点火正时IGKNOCK之间的关系的映射图。

图15是示出EGR率REGRT与最佳点火正时IGMBT之间的关系的映射图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选实施方式详细地进行说明。图1概要地示出了本发明的一个实施方式的内燃机及控制装置。该内燃机(以下称作“发动机”)1是例如车辆用的4汽缸型的汽油发动机，具有：4组汽缸和活塞；针对每个汽缸而设置的进气门和排气门(都未图示)；以及阀动作特性变更装置3等，该阀动作特性变更装置3具有凸轮相位变更机构，该凸轮相位变更机构能够分别变更驱动上述部分的进气凸轮和排气凸轮的相位。进气凸轮相位变更机构构成为将进气凸轮相对于发动机1的曲轴的相对相位连续地向提前侧或滞后侧进行变更，由此来变更进气门的动作相位。另一方面，排气凸轮相位变更机构构成为对排气凸轮相对于曲轴的相对相位与上述进气凸轮相同地连续地进行变更，由此来变更排气门的动作相位。此外，阀动作特性变更装置3还具有气门升程变更机构，该气门升程变更机构能够将进气门的升程量变更为大小2个阶段。

进气管4(进气通道)和排气管5(排气通道)与发动机1连接。进气管4上设置有节气门6，利用由ECU 2控制的致动器7来驱动节气门6。此外，节气门6的开度由节气门开度传感器8进行检测，并将该检测信号输出至ECU 2。

此外，在进气管4的节气门6的上游侧设置有吸入空气量传感器9和进气温度传感器10，另一方面，在节气门6的下游侧设置有进气压力传感器11。利用这些传感器9、10和11分别对吸入空气量Gaircyl、进气温度Ta和进气压力PBA进行检测，并将它们的检测信号输出至ECU 2。

而且，在进气管4上针对每个汽缸设置有燃料喷射阀12。各燃料喷射阀12与未图示的燃料泵连接，并且与ECU 2电连接，并利用来自ECU 2的驱动信号来控制燃料的喷射量和喷射时机。

在进气管4与排气管5之间设置有EGR管13，该EGR管13用于使从汽缸排出至排气管5的废气的一部分作为外部EGR气体回流至进气管4侧。该EGR管13与进气管4的节气门6的下游侧连接。此外，在EGR管13的中途设置有用于调整外部EGR气体的流量的EGR控制阀14。利用来自ECU 2的驱动信号来控制该EGR控制阀14的开度，由此来控制回流至进气管4侧的外部EGR量Gexegr。

在发动机1的汽缸盖，以面对燃烧室的方式针对每个汽缸安装有火花塞15。各火花塞15与ECU 2电连接，根据来自ECU 2的驱动信号进行点火，由此来进行点火正时控制。

此外，在发动机1设置有用于检测该冷却水温TW的发动机水温传感器16、用于检测发动机1的曲轴的旋转角度的曲轴角传感器17、用于分别检测固定有进气凸轮和排气凸轮的凸轮轴的旋转角度的进气凸轮角传感器18和排气凸轮角传感器19，这些传感器16、17、18和19的检测信号被输出至ECU 2。

曲轴角传感器17伴随着曲轴的旋转而将都作为脉冲信号的CRK信号和TDC信号输出至ECU 2。每隔规定的曲轴角(例如1°)输出CRK信号，ECU 2根据该CRK信号来计算发动机1的转速(以下称作“发动机转速”)NE。此外，TDC信号是表示各汽缸的活塞位于比进气行程开始时的上止点稍靠近前的规定曲轴角位置的信号，在发动机1是4汽缸的情况下，每曲轴角180°输出TDC信号。

进气凸轮角传感器18伴随着进气凸轮的凸轮轴的旋转而每隔规定的凸轮角(例如1°)将作为脉冲信号的进气CAM信号输出至ECU 2。ECU 2根据该进气CAM信号和前述的CRK信号来计算进气门的动作相位CAIN。另一方面，排气凸轮传感器19伴随着排气凸轮的凸轮轴的旋转而每隔规定的凸轮角(例如1°)将作为脉冲信号的排气CAM信号输出至ECU 2。ECU 2根据该排气CAM信号和前述的CRK信号来计算排气门的动作相位CAEX。

此外，在发动机1安装有检测高频振动的爆震传感器20，该检测信号被输出至ECU2。而且，从检测排气压力Pex的排气压力传感器21将该检测信号输出至ECU 2。

利用阀动作特性变更装置3的进气凸轮相位变更机构来变更进气凸轮的相位，由此，在图2中实线所示的最滞后的相位与以单点划线所示的最超前的相位之间无级地变更进气门的动作相位CAIN。此外，虽然省略图示，但利用前述的气门升程变更机构将进气门的升程量变更为大小2个阶段。另一方面，利用阀动作特性变更装置3的排气凸轮相位变更机构来变更排气凸轮的相位，由此，在图2中实线所示的最超前的相位与以虚线所示的最滞后的相位之间无级地变更排气门的动作相位CAEX。

此外，如图2所示，在上止点(TDC)附近，发生进气门和排气门同时开阀的重叠。由此，被排出至排气管5的废气的一部分倒流至进气管4侧，在与此相连续的吸入行程中被吸入汽缸内，通过回流而得到内部EGR。通过变更进气门和排气门的动作相位CAIN、CAEX来控制该内部EGR量，重叠越大、即进气门的动作相位CAIN越位于提前侧、或者排气门的动作相位CAEX越位于滞后侧，则该内部EGR量越大，能够得到比较大量的内部EGR。

ECU 2是由微型计算机构成的，所述微型计算机由CPU、RAM、ROM和I/O接口(都未图示)等构成。该ECU 2根据来自前述的各种传感器的检测信号，如以下叙述的那样，进行汽缸内实际填充的缸内气体量的计算、EGR率的计算以及点火正时控制。并且，在本实施方式中，ECU 2相当于本发明的基准缸内气体量计算单元、理想缸内气体量计算单元、理想缸内气体温度计算单元、缸内气体温度计算单元、缸内气体量计算单元、EGR率计算单元、内部EGR量计算单元、外部EGR量计算单元、外部EGR温度取得单元、基本值计算单元、EGR爆震校正量计算单元、温度爆震校正量计算单元、爆震极限点火正时计算单元、点火正时控制单元和最佳点火正时计算单元。

在此，参照图3，对汽缸内填充的实际的缸内气体量Gact和缸内气体温度Tcyl的计算方法的概要进行说明。该附图示出了发动机转速NE是固定的规定值，此外，示出了进气门的动作相位CAIN和排气门的动作相位CAEX分别为固定的规定值时的进气压力PBA与缸内气体量G之间的关系。

图3所示的基准点PWOT与节气门6是全开的状态(基准状态)对应。在该基准点PWOT处，节气门6是全开状态，由此使得进气压力PBA成为与大气压大致相等的进气压力PBAWOT(基准进气压力)。此外，由于几乎没有排气侧与进气侧的压力差，因此，即使在发生了进气门与排气门的重叠的状态下，也不会发生废气从排气侧向进气侧逆流的情况，基于来自进气侧的风向倒转的内部EGR量大致为0。

此外，连接该基准点PWOT与原点O的线Lth(以下称作“理想线Lth”)表示在假定废气未回流至汽缸内的理想状态、即假定未进行外部EGR且没有内部EGR时的理想的状态下的进气压力与缸内气体之间的关系。即，在上述的基准状态和理想状态下，看作缸内气体温度和缸内气体的气体常数是固定的，因此，根据气体的状态方程式推导出理想线Lth作为直线。

此外，图3中的线L1、L2和L3示出了实际的缸内气体中的各种气体的量。即，线L1表示缸内气体中的吸入空气量Gaircyl，线L2表示缸内气体中的吸入空气量Gaircyl与外部EGR量Gexegr的和，线L3表示整个缸内气体量、即吸入空气量Gaircyl、外部EGR量Gexegr与内部EGR量Ginegr的和。并且，这些线L1～L3与前述的直线的理想线Lth不同，实际上是从基准点PWOT向下方稍稍突出地弯曲并延伸，但为了方便，以直线示出。

在此，对进气压力PBA是比基准点PWOT处的基准进气压力PBAWOT小的规定进气压力PBA1时的理想线Lth和线L1～L3的状态下的关系进行说明。

首先，关于理想线Lth上的状态P1与线L3上的状态P2之间的关系，根据气体的状态方程式，下式(1)成立。

[算式1]

Gth×Tcylth＝Gact×Tcyl …(1)

Gth：状态P1处的缸内气体量(理想缸内气体量)

Tcylth：状态P1处的缸内气体温度(理想缸内气体温度)

Gact：状态P2处的缸内气体量(实际的缸内气体量)

Tcyl：状态P2处的缸内气体温度(实际的缸内气体温度)

此外，在线L3上的状态P2、即基于内部EGR和外部EGR的废气与吸入空气一同回流至汽缸内的实际的状态下，根据汽缸内的温度的平衡关系，下式(2)成立。

[算式2]

Gact×Tcyl＝Ta×Gaircyl+Tex×Ginegr+Tegr×Gexegr…(2)

Ta：进气温度

Gaircyl：吸入空气量

Tex：废气温度

Ginegr：内部EGR量

Tegr：外部EGR气体温度

Gexegr：外部EGR量

解开上述的公式(1)和公式(2)的联立方程式，如以下那样计算汽缸内实际填充的缸内气体量Gact和缸内气体温度Tcyl。即，首先，以下公式(3)来表示内部EGR量Ginegr。

[算式3]

并且，在公式(3)中，上层的TcyLth是理想线Lth上的缸内气体温度即理想缸内气体温度，但是，如前述那样，理想缸内气体温度在理想线Lth上是固定的，因此，在公式(3)的下层，将理想缸内气体温度Tcylth替换为基准点PWOT的缸内气体温度即基准缸内气体温度TcylStd。

此外，如以下那样计算上述的基准缸内气体温度TcylStd和基准点PWOT的缸内气体量即基准缸内气体量Gstd。在发动机的排气行程结束时，在活塞到达上止点的状态下，燃烧气体的一部分未从汽缸排出而残留于活塞与汽缸盖之间的燃烧室中。即使在节气门全开且内部EGR量等大致为0的基准状态下，该残留燃烧气体也与所填充的吸入空气量一同存在于汽缸内。使用气体的状态方程式，以下式(4)来表示上述的残留燃烧气体量Gegrd。

[公式4]

Pex：排气压力

Vd：活塞上止点时的汽缸内的燃烧室的容积

R：气体常数

Tex：废气温度

使用以上式(4)计算出的残留燃烧气体量Gegrd时，关于基准缸内气体温度TcylStd，根据基准状态下的汽缸内的温度的平衡关系，下式(5)成立。

[公式5]

Ta：进气温度

Gaircyl：吸入空气量

Tex：废气温度

此外，基准缸内气体量Gstd是吸入空气量Gaircyl与残留燃烧气体量Gegrd的和，下式(6)成立。

[公式6]

Gstd＝Gaircyl+Gegrd…(6)

因此，根据基准点PWOT与理想线Lth上的状态P1之间的关系，使用基准点PWOT的进气压力PBAWOT、状态P1的进气压力PBA1和基准缸内气体量Gstd，以下式(7)来计算状态P1下的理想缸内气体量Gth。

[公式7]

通过将如以上那样计算出的基准缸内气体温度TcylStd和理想缸内气体量Gth应用于所述公式(3)，能够得到内部EGR量Ginegr。

此外，根据吸入空气、基于内部EGR气体和外部EGR气体的汽缸内的温度的平衡关系，使用计算出的内部EGR量Ginegr等，利用下式(8)来计算图3的状态P2下的缸内气体温度、即实际的缸内气体温度Tcyl。

[公式8]

并且，将所述公式(1)的理想缸内气体温度Tcylth替换为基准缸内气体温度TcylStd，将分别以所述公式(7)、公式(5)和公式(8)计算出的Gth、Tcyl std和Tcyl应用于针对缸内气体量Gact表示的下式(9)中，由此来计算Gact。

[公式9]

并且，在不执行外部EGR时，将公式(3)和公式(8)右边的Gexegr设定为0，计算内部EGR量Ginegr和缸内气体温度Tcyl。

接下来，参照图4～图6，对由ECU 2执行的、相对于由吸入空气量、内部EGR量和外部EGR量实现的缸内气体量的内部和外部EGR量的比例即EGR率的计算处理进行说明。与TDC信号的产生同步地执行本处理。

如图4所示，在该EGR率的计算处理中，首先，在步骤1(图示为“S1”。以下相同)中，计算理想缸内气体量Gth。图5示出了理想缸内气体量Gth的计算处理。在本处理中，首先，在步骤11中，根据基于气门升程变更机构的进气门的升程量的大小、发动机转速NE、进气门的动作相位CAIN和排气门的动作相位CAEX，检索未图示的基准缸内气体量映射图，计算映射值Gstdm。

上述的基准缸内气体量映射图是下述这样的映射图：在节气门6全开的基准状态下，根据预先执行的实验的计测数据和发动机1的规格(汽缸、燃烧室和节气门的下游侧的进气管的容积等)来设定进气门的升程量的大小、发动机转速NE、进气门的动作相位CAIN和排气门的动作相位CAEX与基准缸内气体量Gstd之间的关系，作为映射值Gstdm进行存储。

接着，根据发动机冷却水温TW检索未图示的温度校正系数映射图，计算温度校正系数KTW(步骤12)。接着，通过将温度校正系数KTW乘以在步骤11中计算出的映射值Gstdm来对映射值Gstdm进行温度校正，计算基准缸内气体量Gstd(步骤13)。

然后，在步骤14中，使用基准缸内气体量Gstd和基准进气压力PBAWOT，将检测出的进气压力PBA乘以与前述的理想线Lth的倾斜度相当的Gstd/PBAWOT，由此来计算理想缸内气体量Gth。

返回图4，在与步骤1连续的步骤2中，根据进气门的升程量的大小、发动机转速NE、进气门的动作相位CAIN和排气门的动作相位CAEX检索未图示的基准缸内气体温度映射图，计算基准缸内气体温度TcylStd。上述的基准缸内气体温度映射图是下述这样的映射图：根据预先执行的实验的计测数据和发动机1的规格来设定并存储进气门的升程量的大小、发动机转速NE、进气门的动作相位CAIN和排气门的动作相位CAEX与基准缸内气体温度TcylStd之间的关系。

接着，计算缸内气体温度Tcyl(步骤3)。图6示出了缸内气体温度Tcyl的计算处理。在本处理中，首先，在步骤21中，计算外部EGR量Gexegr。通过将例如EGR控制阀14的开度、EGR控制阀14的上游侧的压力(例如，排气压力Pex)和该下游侧的压力(例如，进气压力PBA)应用于喷嘴的公式来计算该外部EGR量Gexegr。

接着，根据在上述步骤21中计算出的外部EGR量Gexegr和发动机转速NE检索未图示的温度上升量映射图，计算通过执行外部EGR实现的温度上升量DTegr(步骤22)。在该温度上升量映射图中，设定成，外部EGR量Gexegr越大、或者发动机转速NE越大，温度上升量DTegr越大。

接着，根据吸入空气量Gaircyl和发动机转速NE检索未图示的废气温度映射图，计算废气温度Tex(步骤23)。在该废气温度映射图中，设定成，吸入空气量Gaircyl越大、或者发动机转速NE越大，废气温度Tex越大。

接着，通过将在所述步骤1中计算出的理想缸内气体量Gth、在步骤2中计算出的基准缸内气体温度TcylStd、检测出的进气温度Ta和吸入空气量Gaircyl以及分别在步骤21、22和23中计算出的外部EGR量Gexegr、温度上升量DTegr和废气温度Tex应用于与所述公式(3)对应的下式(10)，由此来计算内部EGR量Ginegr(步骤24)。

[公式10]

接着，通过将进气温度Ta和吸入空气量Gaircyl以及计算出的外部EGR量Gexegr、温度上升量DTegr、废气温度Tex和内部EGR量Ginegr应用于与所述式(8)对应的下式(11)，由此来计算缸内气体温度Tcyl(步骤25)，结束本处理。

[公式11]

返回图4，在与步骤3连续的步骤4中，通过将分别在所述步骤1、2和3中计算出的理想缸内气体量Gth、基准缸内气体温度TcylStd和缸内气体温度Tcyl应用于所述式(9)，由此来计算缸内气体量Gact(步骤4)。

然后，在步骤5中，通过将在上述步骤4中计算出的缸内气体量Gact和吸入空气量Gaircyl应用于下式(12)，由此来计算EGR率REGRT，结束本处理。

[公式12]

接下来，参照图7～图13，对由ECU 2执行的点火正时的计算处理进行说明。以从压缩上止点起的提前量来表示该点火正时。与TDC信号的产生同步地执行本处理。

在本处理中，首先，在步骤31中，根据发动机转速NE和如前述那样计算出的EGR率REGRT检索图10所示的IGMBT映射图，由此来计算发动机1的输出扭矩成为最大的最佳点火正时IGMBT。在该IGMBT映射图中，设定成，EGR率REGRT越大，则最佳点火正时IGMBT越大(在提前侧)。并且，关于EGR率REGRT与最佳点火正时IGMBT之间的关系，已经确认到：不依赖于进气门的动作相位CAIN、排气门的动作相位CAEX或外部EGR的执行的有无，能够以图10所示的IGMBT映射图来表示。

接着，计算与发动机1中的爆震的产生极限对应的爆震极限点火正时IGKNOCK(步骤32)。图8示出了该爆震极限点火正时IGKNOCK的计算处理的子程序。如该附图所示，在本处理中，首先，在步骤41中，根据发动机转速NE和吸入空气量Gaircyl检索未图示的IGKNOCKB映射图，由此来计算爆震极限点火正时IGKNOCK的基本值IGKNOCKB。上述的IGKNOCKB映射图中，EGR率REGRT被设定为规定的基准值，并且，分别与被设定为基准相位(例如，最滞后相位、最超前相位)的状态对应地设定进气门的动作相位CAIN和排气门的动作相位CAEX。

接着，在步骤42中，计算温度爆震校正量DIGTIC。图9示出了该温度爆震校正量DIGTIC的计算处理的子程序。如该附图所示，在本处理中，首先，在步骤51中，计算基准缸内气体温度TICKNBS。根据进气门的升程量的大小、发动机转速NE以及进气门和排气门的上述的基准相位检索在前述的步骤2的基准缸内气体温度TcylStd的计算中所使用的基准缸内气体温度映射图，由此计算该基准缸内气体温度TICKNBS。

接着，根据进气门的升程量的大小和发动机转速NE根据检索图11所示的KIGTIC映射图，计算校正系数KIGTIC(步骤52)。在该KIGTIC映射图中，设定成，发动机转速NE越大，校正系数KIGTIC也逐渐变大。

然后，通过将分别在步骤51和52中计算出的基准缸内气体温度TICKNBS和校正系数KIGTIC以及在所述步骤3中计算出的缸内气体温度Tcyl应用于下式(13)，由此来计算温度爆震校正量DIGTIC，结束本处理(步骤53)。

[公式13]

DIGTIC＝(TICKNBS-Tcyl)×KIGTIC…(13)

根据以上的计算方法可知，设定成，相对于基准缸内气体温度TICKNBS，缸内气体温度Tcyl越高，则温度爆震校正量DIGTIC越小，即，温度爆震校正量DIGTIC被设定为更靠滞后侧。

返回图8，在与步骤42连续的步骤43中，根据EGR率REGRT和发动机转速NE检索图12所示的DEGRT映射图，由此来计算EGR爆震校正量DEGRT。在该DEGRT映射图中，设定成，EGR率REGRT越大，则EGR爆震校正量DEGRT越大，即，EGR爆震校正量DEGRT设定在滞后侧。

接着，在步骤44中，计算压缩比爆震校正量DCMPR。关于该压缩比爆震校正量DCMPR，首先，根据进气门和排气门的动作相位CAIN和CAEX检索未图示的CMPR表格，计算实效压缩比CMPR。并且，在上述的CMPR表格中，设定成，进气门的动作相位CAIN的提前量越大、或者排气门的动作相位CAEX的滞后量越大，则实效压缩比CMPR越大。并且，根据计算出的实效压缩比CMPR和发动机转速NE检索图13所示的DCMPR映射图，计算压缩比爆震校正量DCMPR。如图13所示，在DCMPR映射图中，压缩比爆震校正量DCMPR取“0”以下的值，并被设定成，实效压缩比CMPR越增加，压缩比爆震校正量DCMPR越小，即，压缩比爆震校正量DCMPR设定在滞后侧。

然后，在步骤45中，通过将分别在所述步骤41～44计算出的基本值IGKNOCKB、温度爆震校正量DIGTIC、EGR爆震校正量DEGRT和压缩比爆震校正量DCMPR应用于下式(14)，由此来计算爆震极限点火正时IGKNOCK，结束本处理。

[公式14]

IGKNOCK＝IGKNOCKB+DIGTIC+DEGRT+DCMPR…(14)

返回图7，在与步骤32连续的步骤33中，对最佳点火正时IGMBT是否为爆震极限点火正时IGKNOCK以上进行判别。在该判别结果为“是”、且计算出最佳点火正时IGMBT相对于爆震极限点火正时IGKNOCK在相同或提前侧时，将基本点火正时IGB设定为爆震极限点火正时，以避免爆震的产生(步骤34)。另一方面，在步骤33的判别结果为“否”、且计算出最佳点火正时IGMBT比爆震极限点火正时IGKNOCK靠滞后侧时，将基本点火正时IGB设定为最佳点火正时IGMBT，以避免爆震的产生并得到发动机1的最大输出(步骤35)。

然后，通过将在上述步骤34或35中设定的基本点火正时IGB加上例如根据发动机冷却水温TW计算出的校正值IGCR来计算出点火正时IGLOG(步骤36)，结束本处理。根据如以上那样计算出的点火正时IGLOG来进行火花塞15的点火。

图14示出了EGR率REGRT与爆震极限点火正时IGKNOCK之间的关系的映射图，更具体来说，将进气门和排气门的动作相位CAIN、CAEX分别设定为互不相同的6组动作相位，并利用与EGR率REGRT之间的关系来图示出使用缸内气体温度Tcyl进行了校正后的爆震极限点火正时IGKNOCK。根据该附图可知，已经确认到：使用缸内气体温度Tcyl进行了校正后的爆震极限点火正时IGKNOCK不依赖于进气门和排气门的动作相位CAIN、CAEX或外部EGR的执行的有无，而是与EGR率REGRT具有较高的相关性。

图15示出了EGR率REGRT与最佳点火正时IGMBT之间的关系，更具体来说，与图14相同地设定进气门和排气门的动作相位CAIN、CAEX，并利用与EGR率REGRT之间的关系来图示出使用缸内气体温度Tcyl进行了校正后的最佳点火正时IGMBT。根据该附图可知，已经确认到：使用缸内气体温度Tcyl进行了校正后的最佳点火正时IGMBT也与上述爆震极限点火正时IGKNOCK相同，不依赖于进气门和排气门的动作相位CAIN、CAEX或外部EGR的执行的有无，而是与EGR率REGRT具有较高的相关性。

如以上详细叙述那样，根据本实施方式，即使在由于内部EGR和外部EGR的执行而导致缸内气体温度Tcyl发生变化的情况下，也能够利用比较简单的方法来高精度地计算出缸内气体量Gact和EGR率REGRT。此外，能够使用这样的EGR率REGRT适当地计算出爆震极限点火正时IGKNOCK和最佳点火正时IGMBT，能够使用上述爆震极限点火正时IGKNOCK和最佳点火正时IGMBT适当地控制点火正时IGLOG。

并且，本发明并不限定于进行了说明的上述实施方式，能够以各种方式来实施。例如，在实施方式中，对使用EGR率REGRT来控制点火正时IGLOG的情况进行了说明，但本发明并不限定于此，也可以在其他发动机1的其他控制中使用。

此外，实施方式是将本发明应用于车辆用汽油发动机的示例，但也可以应用于柴油发动机，此外，还可以应用于其他用途的发动机、例如将曲轴配置成在铅直方向上延伸的船外机那样的船舶推进机用发动机等。此外，能够在本发明的宗旨范围内适当变更细微部分的结构。

标号说明

1：内燃机；

2：ECU(基准缸内气体量计算单元、理想缸内气体量计算单元、理想缸内气体温度计算单元、缸内气体温度计算单元、缸内气体量计算单元、EGR率计算单元、内部EGR量计算单元、外部EGR量计算单元、外部EGR温度取得单元、基本值计算单元、EGR爆震校正量计算单元、温度爆震校正量计算单元、爆震极限点火正时计算单元、点火正时控制单元、最佳点火正时计算单元)；

3：阀动作特性变更装置(进/排气门动作相位变更机构)；

4：进气管(进气通道)；

5：排气管(排气通道)；

6：节气门；

9：吸入空气量传感器(吸入空气量取得单元)；

10：进气温度传感器(进气温度检测单元)；

11：进气压力传感器(进气压力检测单元)；

13：EGR管(EGR装置)；

14：EGR控制阀(EGR装置)；

16：发动机水温传感器；

17：曲轴角传感器(转速检测单元)；

18：进气凸轮角传感器(动作相位取得单元)；

19：排气凸轮角传感器(动作相位取得单元)；

Gaircyl：吸入空气量；

Ta：进气温度；

PBA：进气压力；

TW：发动机冷却水温；

NE：发动机转速；

CAIN：进气门的动作相位；

CAEX：排气门的动作相位；

Gact：缸内气体量；

Tcyl：缸内气体温度；

Gth：理想缸内气体量；

Tcylth：理想缸内气体温度；

Gstd：基准缸内气体量；

Tcylstd：基准缸内气体温度；

Ta：进气温度；

Tex：废气温度；

Ginegr：内部EGR量；

Tegr：外部EGR气体温度；

Gexegr：外部EGR量；

REGRT：EGR率；

PBAWOT：基准状态下的进气压力；

DTegr：基于外部EGR的温度上升量；

IGMBT：最佳点火正时；

IGKNOCK：爆震极限点火正时；

IGKNOCKB：爆震极限点火正时的基本值；

DIGTIC：温度爆震校正量；

DEGRT：EGR爆震校正量

Claims (18)

1.一种内燃机的控制装置，该内燃机经由设置于进气通道的节气门将空气吸入汽缸内，且利用进气门和排气门的重叠来执行使所述内燃机的从排气通道侧逆流至所述进气通道侧的废气回流至所述汽缸内的内部EGR，所述内燃机的控制装置的特征在于，具有：

转速检测单元，其检测所述内燃机的转速；

进气压力检测单元，其检测所述内燃机的进气压力；

基准缸内气体量计算单元，其根据所述内燃机的转速来计算基准缸内气体量，该基准缸内气体量是在所述节气门全开的基准状态下被填充到所述汽缸内的气体量；

理想缸内气体量计算单元，其根据所述基准缸内气体量和所述进气压力来计算理想缸内气体量，该理想缸内气体量是在假定为所述内燃机的废气未回流至所述汽缸的理想状态下被填充到所述汽缸内的气体量；

理想缸内气体温度计算单元，其计算所述理想状态下的缸内气体的温度；

缸内气体温度计算单元，其计算实际的被填充到所述汽缸内的缸内气体的温度；

缸内气体量计算单元，其使用所述理想缸内气体温度，根据所述缸内气体温度对所述理想缸内气体量进行校正，由此计算缸内气体量，该缸内气体量是实际被填充到所述汽缸内的缸内气体的量；

吸入空气量取得单元，其取得实际被吸入所述汽缸内的吸入空气量；以及

EGR率计算单元，其使用所述缸内气体量和所述吸入空气量来计算EGR率，该EGR率是EGR量相对于所述缸内气体量的比率。

2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述内燃机的控制装置还具有：

进气温度检测单元，其检测出被吸入所述汽缸内的空气的温度作为进气温度；

废气温度取得单元，其通过检测或估计来取得所述内燃机的废气的温度作为废气温度；以及

内部EGR量计算单元，其使用所述理想缸内气体温度、所述理想缸内气体量、所述进气温度、所述吸入空气量和所述废气温度来计算内部EGR量，

所述缸内气体温度计算单元根据所述吸入空气量、所述进气温度、所述内部EGR量和所述废气温度来计算所述缸内气体温度。

3.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述内燃机具有进/排气门动作相位变更机构，该进/排气门动作相位变更机构通过变更所述进气门和所述排气门的动作相位来变更内部EGR量，

所述内燃机的转速、所述进气门及所述排气门的动作相位与所述基准缸内气体量及基准缸内气体温度之间的关系是根据预先执行的实验的计测数据和所述内燃机的规格而设定并存储的，其中，所述基准缸内气体温度是所述基准状态下的缸内气体的温度，

所述内燃机的控制装置还具有动作相位取得单元，该动作相位取得单元取得所述进气门和所述排气门的动作相位，

所述基准缸内气体量计算单元根据检测出的所述内燃机的转速及所取得的所述进气门和排气门的动作相位，基于所存储的所述关系来计算所述基准缸内气体量，

所述理想缸内气体温度计算单元根据检测出的所述内燃机的转速及所取得的所述进气门和排气门的动作相位，基于所存储的所述关系来计算所述基准缸内气体温度作为所述理想缸内气体温度。

4.根据权利要求3所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述基准缸内气体量被设定为所述基准状态下的吸入空气量与在所述汽缸内的活塞位于上止点的状态下残留在所述汽缸内的残留燃烧气体量之和。

5.根据权利要求2至权利要求4中的任意一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述内燃机还具有外部EGR装置，该外部EGR装置执行使从所述汽缸排出至所述排气通道中的废气经由EGR通道回流至所述进气通道的外部EGR，

所述内燃机的控制装置还具有：

外部EGR量计算单元，其计算外部EGR量；以及

外部EGR温度取得单元，其检测或估计外部EGR温度，

所述缸内气体温度计算单元还使用所述外部EGR量和所述外部EGR温度来计算所述缸内气体温度。

6.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述内燃机的控制装置具有：

基本值计算单元，其计算与所述内燃机中的爆震的产生极限对应的爆震极限点火正时的基本值；

EGR爆震校正量计算单元，其根据所述EGR率来计算EGR爆震校正量；

温度爆震校正量计算单元，其根据所述基准缸内气体温度与所述缸内气体温度之差来计算温度爆震校正量；以及

爆震极限点火正时计算单元，其利用所述EGR爆震校正量和所述温度爆震校正量来校正所述基本值，由此计算所述爆震极限点火正时，

所述内燃机的控制装置还具有点火正时控制单元，该点火正时控制单元使用所述爆震极限点火正时来控制所述内燃机的点火正时。

7.根据权利要求5所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述内燃机的控制装置具有：

基本值计算单元，其计算与所述内燃机中的爆震的产生极限对应的爆震极限点火正时的基本值；

EGR爆震校正量计算单元，其根据所述EGR率来计算EGR爆震校正量；

温度爆震校正量计算单元，其根据所述基准缸内气体温度与所述缸内气体温度之差来计算温度爆震校正量；以及

爆震极限点火正时计算单元，其利用所述EGR爆震校正量和所述温度爆震校正量来校正所述基本值，由此计算所述爆震极限点火正时，

所述内燃机的控制装置还具有点火正时控制单元，该点火正时控制单元使用所述爆震极限点火正时来控制所述内燃机的点火正时。

8.根据权利要求6所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述点火正时控制单元还具有最佳点火正时计算单元，该最佳点火正时计算单元根据所述EGR率来计算所述内燃机的输出成为最大的最佳点火正时，并且，所述点火正时控制单元使用所述爆震极限点火正时和所述最佳点火正时中的任意一个滞后侧的点火正时来控制所述点火正时。

9.根据权利要求7所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述点火正时控制单元还具有最佳点火正时计算单元，该最佳点火正时计算单元根据所述EGR率来计算所述内燃机的输出成为最大的最佳点火正时，并且，所述点火正时控制单元使用所述爆震极限点火正时和所述最佳点火正时中的任意一个滞后侧的点火正时来控制所述点火正时。

10.一种内燃机的控制方法，该内燃机经由设置于进气通道的节气门将空气吸入汽缸内，且利用进气门和排气门的重叠来执行使从排气通道侧逆流至所述进气通道侧的所述内燃机的废气回流至所述汽缸内的内部EGR，

所述内燃机的控制方法的特征在于，包括以下步骤：

a)检测所述内燃机的转速；

b)检测所述内燃机的进气压力；

c)根据所述内燃机的转速来计算基准缸内气体量，该基准缸内气体量是在所述节气门全开的基准状态下被填充到所述汽缸内的气体量；

d)根据所述基准缸内气体量和所述进气压力来计算理想缸内气体量，该理想缸内气体量是在假定为所述内燃机的废气未回流至所述汽缸内的理想状态下被填充到所述汽缸内的气体量；

e)计算所述理想状态下的缸内气体的温度；

f)计算实际的被填充到所述汽缸内的缸内气体的温度；

g)使用所述理想缸内气体温度，根据所述缸内气体温度对所述理想缸内气体量进行校正，由此计算实际被填充到所述汽缸内的缸内气体的量；

h)取得实际被吸入所述汽缸内的吸入空气量；以及

i)使用所述缸内气体量和所述吸入空气量来计算EGR率，该EGR率是EGR量相对于所述缸内气体量的比率。

11.根据权利要求10所述的内燃机的控制方法，其特征在于，

还包括以下步骤：

j)检测出被吸入所述汽缸内的空气的温度作为进气温度；

k)通过检测或估计，取得所述内燃机的废气的温度作为废气温度；以及

l)使用所述理想缸内气体温度、所述理想缸内气体量、所述进气温度、所述吸入空气量和所述废气温度来计算内部EGR量，

在所述步骤f)中，根据所述吸入空气量、所述进气温度、所述内部EGR量和所述废气温度来计算所述缸内气体温度。

12.根据权利要求11所述的内燃机的控制方法，其特征在于，

所述内燃机具有进/排气门动作相位变更机构，该进/排气门动作相位变更机构通过变更所述进气门和所述排气门的动作相位来变更内部EGR量，

根据预先执行的实验的计测数据和所述内燃机的规格来设定并存储所述内燃机的转速、所述进气门及所述排气门的动作相位与所述基准缸内气体量及基准缸内气体温度之间的关系，其中，所述基准缸内气体温度是所述基准状态下的缸内气体的温度，

所述控制方法还包括取得所述进气门和所述排气门的动作相位的步骤m)，

根据检测出的所述内燃机的转速及取得的所述进气门和排气门的动作相位，基于所存储的所述关系，在所述步骤c)中计算所述基准缸内气体量，并在所述步骤e)中计算所述基准缸内气体温度作为所述理想缸内气体温度。

13.根据权利要求12所述的内燃机的控制方法，其特征在于，

所述基准缸内气体量被设定为所述基准状态下的吸入空气量与在所述汽缸内的活塞位于上止点的状态下残留在所述汽缸内的残留燃烧气体量之和。

14.根据权利要求11至权利要求13中的任意一项所述的内燃机的控制方法，其特征在于，

所述内燃机还具有外部EGR装置，该外部EGR装置执行使从所述汽缸排出至所述排气通道中的废气经由EGR通道回流至所述进气通道的外部EGR，

所述控制方法还包括以下步骤：

n)计算外部EGR量，

o)检测或估计外部EGR温度，

在所述步骤f)中，还使用所述外部EGR量和所述外部EGR温度来计算所述缸内气体温度。

15.根据权利要求10所述的内燃机的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

p)计算与所述内燃机中的爆震的产生极限对应的爆震极限点火正时的基本值；

q)根据所述EGR率来计算EGR爆震校正量；

r)根据所述基准缸内气体温度与所述缸内气体温度之差来计算温度爆震校正量；

s)利用所述EGR爆震校正量和所述温度爆震校正量来校正所述基本值，由此计算所述爆震极限点火正时；以及

t)使用所述爆震极限点火正时来控制所述内燃机的点火正时。

16.根据权利要求14所述的内燃机的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

p)计算与所述内燃机中的爆震的产生极限对应的爆震极限点火正时的基本值；

q)根据所述EGR率来计算EGR爆震校正量；

r)根据所述基准缸内气体温度与所述缸内气体温度之差来计算温度爆震校正量；

s)利用所述EGR爆震校正量和所述温度爆震校正量来校正所述基本值，由此计算所述爆震极限点火正时；以及

t)使用所述爆震极限点火正时来控制所述内燃机的点火正时。

17.根据权利要求15所述的内燃机的控制方法，其特征在于，

在所述步骤t)中，根据所述EGR率来计算所述内燃机的输出成为最大的最佳点火正时，使用所述爆震极限点火正时或所述最佳点火正时中的任意一个滞后侧的点火正时来控制所述点火正时。

18.根据权利要求16所述的内燃机的控制方法，其特征在于，

在所述步骤t)中，根据所述EGR率来计算所述内燃机的输出成为最大的最佳点火正时，使用所述爆震极限点火正时或所述最佳点火正时中的任意一个滞后侧的点火正时来控制所述点火正时。