專利名稱：內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量推定裝置及其推定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量推定裝置。
背景技術(shù)：
燃燒空燃比的適當(dāng)控制要求精確地推定供給到氣缸的進(jìn)氣量。一般地，利用設(shè)置在節(jié)氣閥上游的空氣流量計(jì)檢測進(jìn)氣量，或者利用設(shè)置在節(jié)氣閥下游的壓力傳感器從而由所檢測的進(jìn)氣管壓力得到進(jìn)氣量。然而，前述的每個傳感器都無法獨(dú)立地提供精確的進(jìn)氣量。因而，提出將上述不同種類的傳感器結(jié)合使用來獲得精確的進(jìn)氣量。
例如，根據(jù)節(jié)氣閥下游進(jìn)氣管的壓力變化，計(jì)算流入進(jìn)氣管的進(jìn)氣流量的變化量ΔGin，其中所述壓力由壓力傳感器檢測。然后將計(jì)算得到的變化量ΔGin加到由空氣流量計(jì)所檢測的進(jìn)氣流量Gafm中，以獲得當(dāng)前進(jìn)入氣缸的進(jìn)氣流量Ge?？紤]到空氣流量計(jì)和壓力傳感器的響應(yīng)延遲，為了補(bǔ)償這類延遲，提出利用各自的時(shí)間常數(shù)校正進(jìn)氣流量Gafm和變化量Δgin的值(見相關(guān)技術(shù)1)。作為本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)的其他文件如下所列相關(guān)技術(shù)1JP-A-2002-70633( 段至 段)；相關(guān)技術(shù)2JP-A-7-189786；相關(guān)技術(shù)3JP-A-10-227245；相關(guān)技術(shù)4JP-A-10-274079；相關(guān)技術(shù)5JP-A-4-12148；和相關(guān)技術(shù)6JP-A-2-108834。
供給到氣缸的實(shí)際進(jìn)氣量由進(jìn)氣閥關(guān)閉正時(shí)的進(jìn)氣流量所確定。然而，計(jì)算進(jìn)氣流量的正時(shí)要求至少在燃料噴射開始的正時(shí)之前，也就是，遠(yuǎn)在進(jìn)氣閥關(guān)閉正時(shí)之前。內(nèi)燃機(jī)正常工作時(shí)，所計(jì)算的進(jìn)氣流量基本上與進(jìn)氣閥關(guān)閉正時(shí)時(shí)的實(shí)際進(jìn)氣流量一致。因而，所推定的進(jìn)氣量是相對精確的。然而在內(nèi)燃機(jī)過渡工作狀態(tài)時(shí)，所計(jì)算的進(jìn)氣流量和進(jìn)氣閥關(guān)閉正時(shí)的實(shí)際進(jìn)氣流量之間有明顯的差別。在這種情況下，不能夠精確地推定實(shí)際進(jìn)氣量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量推定裝置，該裝置能夠精確地推定供給到氣缸的進(jìn)氣量。
內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量推定裝置包括一個壓力傳感器和一個空氣流量計(jì)，該壓力傳感器檢測內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的恰在進(jìn)氣閥的上游部分的進(jìn)氣壓力，該空氣流量計(jì)檢測從進(jìn)氣系統(tǒng)的上游側(cè)流入恰在進(jìn)氣閥上游部分的進(jìn)氣流量。在該推定裝置中，根據(jù)空氣流量計(jì)的輸出，獲得在燃料噴射開始的正時(shí)之前的一個預(yù)定正時(shí)供給到恰在進(jìn)氣閥上游部分的第一進(jìn)氣流量；根據(jù)壓力傳感器的輸出，獲得由恰在進(jìn)氣閥上游部分的進(jìn)氣壓力的變化而引起的進(jìn)氣流量的變化量；通過把第一進(jìn)氣流量加入進(jìn)氣流量的變化量中，獲得在預(yù)定正時(shí)供給到內(nèi)燃機(jī)氣缸中的第二進(jìn)氣流量。然后，根據(jù)預(yù)定正時(shí)供給到氣缸的第二進(jìn)氣流量的變化量，把供給到氣缸的第二進(jìn)氣流量校正為用于推定實(shí)際進(jìn)氣量所需的第三進(jìn)氣流量。
內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量推定裝置包括一個壓力傳感器和一個空氣流量計(jì)，該壓力傳感器檢測內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的恰在進(jìn)氣閥的上游部分的進(jìn)氣壓力，該空氣流量計(jì)檢測從進(jìn)氣系統(tǒng)的上游側(cè)流入恰在進(jìn)氣閥上游部分的進(jìn)氣流量。在該推定裝置中，根據(jù)空氣流量計(jì)的輸出，獲得在燃料噴射開始的正時(shí)之前的一個預(yù)定正時(shí)供給到恰在進(jìn)氣閥上游部分的第一進(jìn)氣流量；根據(jù)壓力傳感器的輸出，獲得由恰在進(jìn)氣閥上游部分的進(jìn)氣壓力的變化而引起的進(jìn)氣流量的變化量；通過把第一進(jìn)氣流量加入進(jìn)氣流量的變化量中，獲得在預(yù)定正時(shí)供給到內(nèi)燃機(jī)氣缸中的第二進(jìn)氣流量。然后，根據(jù)在預(yù)定正時(shí)對進(jìn)氣量有影響的內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)的狀態(tài)改變量，把供給到氣缸的第二進(jìn)氣流量校正為用于推定實(shí)際進(jìn)氣量所需的第三進(jìn)氣流量。
在推定裝置中，根據(jù)在預(yù)定正時(shí)該機(jī)構(gòu)的狀態(tài)改變量，估計(jì)對實(shí)際進(jìn)氣量有影響的機(jī)構(gòu)的狀態(tài)改變量；計(jì)算根據(jù)該機(jī)構(gòu)的推定狀態(tài)所推定的進(jìn)氣流量和在預(yù)定正時(shí)供給到氣缸的進(jìn)氣流量的差值，其中在預(yù)定正時(shí)供給到氣缸的進(jìn)氣流量是根據(jù)在預(yù)定正時(shí)該機(jī)構(gòu)的推定狀態(tài)而推定的。計(jì)算得到的差值被加入第二進(jìn)氣流量，從而被校正為第三進(jìn)氣流量，該第三進(jìn)氣流量是用來推定實(shí)際進(jìn)氣量所需的，從而推定供給到氣缸的進(jìn)氣量。


圖1為內(nèi)燃機(jī)的示意圖，在該內(nèi)燃機(jī)上安裝有一個本發(fā)明的進(jìn)氣量推定裝置；圖2為表示內(nèi)燃機(jī)過渡狀態(tài)的進(jìn)氣流量的變化量的時(shí)間圖線；圖3為獲得進(jìn)氣流量的控制程序的第一流程圖；圖4為獲得進(jìn)氣流量的控制程序的第二流程圖；以及圖5為獲得進(jìn)氣流量的控制程序的第三流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1為內(nèi)燃機(jī)的示意圖，在該內(nèi)燃機(jī)上安裝有一個本發(fā)明的進(jìn)氣量推定裝置。圖1示意性地表示一個內(nèi)燃機(jī)1和一個與內(nèi)燃機(jī)1的各個氣缸相連的穩(wěn)壓罐2。進(jìn)氣管3連接穩(wěn)壓罐2和各個氣缸，進(jìn)氣通道4位于穩(wěn)壓罐2的上游。每個進(jìn)氣管3分別設(shè)有一個燃料噴射閥5，節(jié)氣閥6恰好放置在進(jìn)氣通道4中、穩(wěn)壓罐2的上游。節(jié)氣閥6構(gòu)造為不隨著加速踏板而被操作，而是通過驅(qū)動裝置，如步進(jìn)電機(jī)自由地設(shè)定它的開度。壓力傳感器7放置在穩(wěn)壓罐2上以檢測穩(wěn)壓罐2內(nèi)的進(jìn)氣壓力?？諝饬髁坑?jì)8放置在進(jìn)氣通道4中以檢測在進(jìn)氣通道4中節(jié)氣閥6的上游部分的進(jìn)氣流量。
為了把內(nèi)燃機(jī)1中的燃燒空燃比控制為理想值，例如，理論空燃比，必須精確推定考慮到內(nèi)燃機(jī)1過渡狀態(tài)時(shí)供給到氣缸的進(jìn)氣量。圖2為一個時(shí)間圖線，表示內(nèi)燃機(jī)1過渡狀態(tài)時(shí)流入氣缸的進(jìn)氣流量Ge。參照圖2，在時(shí)刻t3進(jìn)氣閥開啟，在時(shí)刻t4進(jìn)氣閥關(guān)閉。操作燃料噴射閥5以在進(jìn)氣閥開啟正時(shí)之前的時(shí)刻t2開始燃料噴射。這樣，所燃料噴射量不得不在燃料噴射開始的時(shí)刻t2之前確定。因此，必須確定燃料噴射量，用來通過推定在時(shí)刻t1流入氣缸的進(jìn)氣量以實(shí)現(xiàn)理想空燃比。
根據(jù)空氣流量計(jì)8的輸出，計(jì)算在時(shí)刻t1流入節(jié)氣閥6下游部分的進(jìn)氣流量Gafm，即，恰在進(jìn)氣系統(tǒng)中進(jìn)氣閥上游的進(jìn)氣流量Gafm，用來推定t1時(shí)的進(jìn)氣量。優(yōu)選的是，用時(shí)間常數(shù)校正時(shí)刻t1的空氣流量計(jì)8的輸出，從而補(bǔ)償空氣流量計(jì)8的響應(yīng)延遲。
然后使用下列公式，根據(jù)壓力傳感器7的輸出，計(jì)算時(shí)刻t1恰在進(jìn)氣閥上游部分的進(jìn)氣流量的變化量ΔGe，該公式為ΔGe＝(P1-P2)/t*V/RT其中P1代表恰在時(shí)刻t1前穩(wěn)壓罐2內(nèi)的壓力，P2代表時(shí)刻t1穩(wěn)壓罐2內(nèi)的壓力，t代表穩(wěn)壓罐2內(nèi)的壓力從P1變化到P2的時(shí)間，V代表恰在進(jìn)氣閥上游部分的容積，即穩(wěn)壓罐2和進(jìn)氣管3的總?cè)莘e，R代表氣體常數(shù)，并且T代表假定不發(fā)生溫度變化時(shí)恰在進(jìn)氣閥上游部分的溫度。
變化量ΔGe相應(yīng)于流入進(jìn)氣閥的上游的進(jìn)氣流量的一部分，這部分進(jìn)氣流量導(dǎo)致壓力變化。如果恰在進(jìn)氣閥上游部分的壓力增加(P1＜P2)，則變化量ΔGe取負(fù)值。如果該壓力減小(P1＞P2)，則變化量ΔGe取正值。
優(yōu)選的是，通過用時(shí)間常數(shù)校正在時(shí)刻t1壓力傳感器7的輸出來計(jì)算壓力P2，以補(bǔ)償響應(yīng)延遲。還優(yōu)選的是，通過用時(shí)間常數(shù)校正恰在時(shí)刻t1前的壓力傳感器7的輸出來計(jì)算壓力P1，以補(bǔ)償響應(yīng)延遲。
在時(shí)刻t1流入恰在進(jìn)氣閥上游部分的進(jìn)氣流量被加到進(jìn)氣流量變化量ΔGe中，從而獲得時(shí)刻t1流入氣缸的進(jìn)氣流量。
內(nèi)燃機(jī)正常工作時(shí)，時(shí)刻t1流入氣缸的進(jìn)氣流量基本上與時(shí)刻t4流入氣缸的進(jìn)氣流量相同。因而，可以根據(jù)時(shí)刻t1的進(jìn)氣流量推定進(jìn)氣量。然而，在內(nèi)燃機(jī)過渡工作時(shí)，如圖2所示，時(shí)刻t1的進(jìn)氣流量明顯不同于時(shí)刻t4的進(jìn)氣流量，后者很大程度影響實(shí)際進(jìn)氣量。因此，根據(jù)燃料噴射開始以前的時(shí)刻t1的進(jìn)氣流量推定的進(jìn)氣量不精確。因而，基于前述進(jìn)氣量確定的燃料噴射量可能無法實(shí)現(xiàn)理想空燃比。
參照圖3的第一流程圖，把時(shí)刻t1的進(jìn)氣流量校正為時(shí)刻t4的進(jìn)氣流量，作為推定實(shí)際進(jìn)氣量所必要的值。首先在步驟101中，確定時(shí)間是否達(dá)到時(shí)刻t1，時(shí)刻t1作為用來推定進(jìn)氣量的預(yù)定正時(shí)。如果在步驟101中得到“否”，則第一流程圖的控制程序結(jié)束。如果在步驟101中得到“是”，則程序前進(jìn)到步驟102，基于空氣流量計(jì)8的輸出計(jì)算時(shí)刻t1流入恰在進(jìn)氣閥上游部分的進(jìn)氣流量Gafm。然后在步驟103中，基于壓力傳感器7的輸出計(jì)算時(shí)刻t1恰在進(jìn)氣閥上游部分的進(jìn)氣流量的變化量ΔGe。
在步驟104中，變化量ΔGe被加入進(jìn)氣流量Gafm，以獲得時(shí)刻t1流入氣缸的進(jìn)氣流量Ge。然后在步驟105中，時(shí)刻t1的進(jìn)氣流量Ge變化率，即，dGe/dt，乘以從時(shí)刻t1到時(shí)刻t4的時(shí)間Tf，以獲得時(shí)刻t4進(jìn)氣流量的變化量。所得變化量被加入時(shí)刻t1的進(jìn)氣流量Ge中，以獲得時(shí)刻t4的進(jìn)氣流量推定值。
通過計(jì)算時(shí)刻t1’的進(jìn)氣流量Ge’，由式子(Ge-Ge’)/(t1-t1’)，可以獲得時(shí)刻t1的變化率dGe/dt，時(shí)刻t1’恰在時(shí)刻t1之前。在第一流程圖中，假設(shè)進(jìn)氣流量以時(shí)刻t1所計(jì)算的變化率從時(shí)刻t1到t4變化，把時(shí)刻t1的進(jìn)氣流量校正為時(shí)刻t4的進(jìn)氣流量。
如圖4中所示的第二流程圖的控制程序中，可以把時(shí)刻t1所計(jì)算的進(jìn)氣流量校正為時(shí)刻t4的進(jìn)氣流量。第二流程圖的步驟201至204與第一流程圖的相應(yīng)步驟相同。因此將省略這些步驟的解釋。在步驟205中，時(shí)刻t1的加速踏板的下壓量A的變化率，即dA/dt，乘以預(yù)定系數(shù)K和從時(shí)刻t1到時(shí)刻t4的時(shí)間，從而獲得時(shí)刻t4的進(jìn)氣流量的變化量。所獲得的變化量被加入時(shí)刻t1的進(jìn)氣流量，從而獲得時(shí)刻t4進(jìn)氣流量的推定值。
時(shí)刻t1加速踏板的下壓量A的變化率可由式子(A-A’)/(t1-t1’)得到，其中A代表時(shí)刻t1加速踏板的下壓量的實(shí)際測量值，A’代表恰在時(shí)刻t1以前的時(shí)刻t1’加速踏板的下壓量的實(shí)際測量值。當(dāng)加速踏板下壓時(shí)，節(jié)氣閥6的開度改變，從而進(jìn)氣流量變化。因此，加速踏板影響進(jìn)氣量。因而，每單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)氣流量的變化量可以通過適當(dāng)?shù)南禂?shù)K乘以加速踏板的下壓量A的變化率dA/dt而得到，變化率dA/dt也就是加速踏板的狀態(tài)變化量。時(shí)刻t1到時(shí)刻t4進(jìn)氣流量的變化量可以通過該變化量乘以從時(shí)刻t1到時(shí)刻t4的時(shí)間Tf而獲得。計(jì)算所得的變化量被加入時(shí)刻t1的進(jìn)氣流量Ge，從而把時(shí)刻t1的進(jìn)氣流量校正為時(shí)刻t4的進(jìn)氣流量。
節(jié)氣閥本身的操作可能影響進(jìn)氣量。因此，進(jìn)氣量可以根據(jù)節(jié)氣閥的狀態(tài)變化量而不是加速踏板的狀態(tài)變化量而校正。在這種情況下，每單位時(shí)間的進(jìn)氣流量的變化量可以通過預(yù)定系數(shù)乘以時(shí)刻t1節(jié)氣閥開度的變化率來計(jì)算。該節(jié)氣閥開度的變化率即節(jié)氣閥狀態(tài)的變化量，它可以基于時(shí)刻t1和t1’由節(jié)氣閥傳感器測量所得的節(jié)氣閥開度而獲得。這里預(yù)定系數(shù)不同于與加速踏板狀態(tài)的變化量相乘的預(yù)定系數(shù)K。
可以調(diào)整進(jìn)氣閥的最大提升量，或最大提升量和進(jìn)氣閥開啟時(shí)期，來控制進(jìn)氣量。在這種情況下，控制進(jìn)氣量的可變氣門系統(tǒng)可能影響進(jìn)氣量。在這種情況下，單位時(shí)間進(jìn)氣量的變化量可以通過預(yù)定系數(shù)乘以時(shí)刻t1可變氣門系統(tǒng)的位置變化量而獲得。該可變氣門系統(tǒng)的位置變化量也就是可變氣門系統(tǒng)的狀態(tài)變化量，它基于時(shí)刻t1和時(shí)刻t1’所測量的可變氣門系統(tǒng)的位置而得到的。可變氣門系統(tǒng)的位置與進(jìn)氣閥的最大提升量相一致。然而，在這種情況下，推定實(shí)際進(jìn)氣量所需的進(jìn)氣流量由進(jìn)氣閥的最大提升量所控制。因而，用于校正時(shí)刻t1進(jìn)氣流量的時(shí)間Tf相應(yīng)于進(jìn)氣閥的提升量變?yōu)樽畲笾档恼龝r(shí)，即到進(jìn)氣閥開啟正時(shí)和進(jìn)氣閥關(guān)閉正時(shí)的中間點(diǎn)的時(shí)間，而不是到進(jìn)氣閥關(guān)閉正時(shí)的時(shí)間。預(yù)定系數(shù)不同于那些乘以加速踏板或節(jié)氣閥變化量的系數(shù)。當(dāng)進(jìn)氣閥開啟時(shí)期被控制，進(jìn)氣閥關(guān)閉正時(shí)改變。于是，用于校正時(shí)刻t1進(jìn)氣流量的時(shí)間Tf相應(yīng)改變。當(dāng)只調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥開啟時(shí)期來控制進(jìn)氣量時(shí)，時(shí)刻t1的進(jìn)氣流量基本與時(shí)刻t4的進(jìn)氣流量相同。因此，不用必須校正時(shí)刻t1的進(jìn)氣流量。
依據(jù)圖5所示的第三流程圖的控制程序，可以把時(shí)刻t1的進(jìn)氣流量校正為時(shí)刻t4的進(jìn)氣流量。因?yàn)榈谌鞒虉D中的步驟301至304與第一流程圖的步驟104至105相同，所以省略這些步驟的描述。在第三流程圖的步驟305中，時(shí)刻t1節(jié)氣閥6的開度TH的變化率，即，dTH/dt，乘以從時(shí)刻t1至?xí)r刻t4的時(shí)間Tf，從而計(jì)算時(shí)刻t4節(jié)氣閥6的開度TH2。時(shí)刻t1節(jié)氣閥6的開度TH的變化率dTH/dt可以用式子(TH-TH’)/(t1-t1’)來計(jì)算，式中TH’表示恰在時(shí)刻t1前的時(shí)刻t1’節(jié)氣閥6的開度。
在步驟306中，考慮到內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速等，基于節(jié)氣閥6的開度TH2推定時(shí)刻t4流入氣缸的進(jìn)氣流量Ge2。在步驟307中，考慮到內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速等，基于時(shí)刻t1節(jié)氣閥6的開度TH1推定時(shí)刻t1流入氣缸的進(jìn)氣流量Ge1。所推定的進(jìn)氣流量Ge2和Ge1與節(jié)氣閥開度和內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)，并被以圖表的形式儲存。
在步驟308中，基于節(jié)氣閥6的開度的從時(shí)刻t1到時(shí)刻t4進(jìn)氣流量的變化量(Ge2-Ge1)，被加到時(shí)刻t1的進(jìn)氣流量Ge中，從而把時(shí)刻t1的進(jìn)氣流量校正為時(shí)刻t4的進(jìn)氣流量。不能夠認(rèn)為基于節(jié)氣閥開度所得到的進(jìn)氣流量是精確的。然而，上述進(jìn)氣流量兩個值的差值是相對精確的。因而，根據(jù)前述的差值，可能把時(shí)刻t1的進(jìn)氣流量Ge，作為來自空氣流量計(jì)和壓力傳感器的輸出的精確值，精確地校正為時(shí)刻t4的進(jìn)氣流量。
在根據(jù)進(jìn)氣閥的最大提升量控制進(jìn)氣量的情況中，時(shí)刻t1進(jìn)氣行程中氣缸內(nèi)進(jìn)氣閥的最大提升量，該提升量用于計(jì)算進(jìn)氣量，與內(nèi)燃機(jī)過渡狀態(tài)時(shí)另一個氣缸中進(jìn)氣閥的最大提升量不同。在這種情況下，時(shí)刻t1可變氣門系統(tǒng)的位置變化量乘以從時(shí)刻t1到進(jìn)氣閥的提升量變?yōu)樽畲蟮臅r(shí)刻的時(shí)間，從而獲得推定實(shí)際進(jìn)氣量所需的時(shí)刻的可變氣門系統(tǒng)的位置?？紤]到內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速等，基于相應(yīng)于可變氣門系統(tǒng)位置的進(jìn)氣閥最大提升量，推定流入氣缸的進(jìn)氣流量Ge2。然后，考慮到內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速等，基于相應(yīng)于時(shí)刻t1可變氣門系統(tǒng)位置的進(jìn)氣閥最大提升量，推定時(shí)刻t1流入氣缸的進(jìn)氣流量Ge1。這些所推定的進(jìn)氣流量Ge2和Ge1與可變氣門系統(tǒng)的位置或進(jìn)氣閥的最大提升量和內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)，并被以圖表的形式儲存。
基于相應(yīng)于可變氣門系統(tǒng)位置的進(jìn)氣閥最大提升量的進(jìn)氣流量變化量(Ge2-Ge1)，被加到時(shí)刻t1進(jìn)氣流量Ge。因而，時(shí)刻t1的進(jìn)氣流量被校正為推定實(shí)際進(jìn)氣量所需的進(jìn)氣流量。除了進(jìn)氣閥最大提升量之外，在調(diào)節(jié)節(jié)氣閥開度用以控制進(jìn)氣量的情況下，基于時(shí)刻t1進(jìn)氣閥相應(yīng)于可變氣門系統(tǒng)位置的最大提升量和節(jié)氣閥的開度，推定時(shí)刻t1的進(jìn)氣流量Ge1。然后，基于進(jìn)氣閥的最大提升量和節(jié)氣閥開度，該進(jìn)氣閥的最大提升量相應(yīng)于進(jìn)氣閥最大提升正時(shí)的可變氣門系統(tǒng)位置，推定在進(jìn)氣閥最大提升正時(shí)的進(jìn)氣流量Ge2。參照第三流程圖所述，可推定在各個時(shí)刻的節(jié)氣閥開度。
在內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量推定裝置中，基于空氣流量計(jì)的輸出，獲得在燃料噴射開始正時(shí)以前的預(yù)定正時(shí)、流入恰在進(jìn)氣閥上游部分的第一進(jìn)氣流量；基于壓力傳感器的輸出，獲得由恰在進(jìn)氣閥上游部分的進(jìn)氣壓力的變化而引起的進(jìn)氣流量的變化量；通過把第一進(jìn)氣流量加到進(jìn)氣流量變化量中，獲得在該預(yù)定正時(shí)流入內(nèi)燃機(jī)氣缸中的第二進(jìn)氣流量。然后根據(jù)在預(yù)定正時(shí)流入氣缸的第二進(jìn)氣流量的變化量，把流入氣缸的第二進(jìn)氣流量校正為第三進(jìn)氣流量，該第三進(jìn)氣流量是用于推定實(shí)際進(jìn)氣量所必需的。
在內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量推定裝置中，基于空氣流量計(jì)的輸出，獲得在燃料噴射開始正時(shí)以前的預(yù)定正時(shí)、流入恰在進(jìn)氣閥上游部分的第一進(jìn)氣流量；基于壓力傳感器的輸出，獲得由恰在進(jìn)氣閥上游部分的進(jìn)氣壓力的變化而引起的進(jìn)氣流量的變化量；通過把第一進(jìn)氣流量加到進(jìn)氣流量變化量中，獲得在該預(yù)定正時(shí)流入內(nèi)燃機(jī)氣缸中的第二進(jìn)氣流量。然后根據(jù)在該預(yù)定正時(shí)內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)的狀態(tài)變化量，把流入氣缸的第二進(jìn)氣流量校正為第三進(jìn)氣流量，該第三進(jìn)氣流量是用于推定實(shí)際進(jìn)氣量所必需的。該機(jī)構(gòu)影響進(jìn)氣量。在預(yù)定正時(shí)計(jì)算進(jìn)氣流量，該進(jìn)氣流量很大程度上影響實(shí)際流入氣缸的進(jìn)氣量。這使精確地推定流入氣缸的進(jìn)氣量成為可能。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量推定裝置，包括壓力傳感器，檢測內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中進(jìn)氣閥上游部分的進(jìn)氣壓力；和空氣流量計(jì)，檢測從進(jìn)氣系統(tǒng)的上游側(cè)流入進(jìn)氣閥上游部分的進(jìn)氣流量，其中基于空氣流量計(jì)的輸出獲得在燃料噴射開始正時(shí)以前的預(yù)定正時(shí)時(shí)流入進(jìn)氣閥上游部分的第一進(jìn)氣流量；基于壓力傳感器的輸出獲得在預(yù)定正時(shí)由進(jìn)氣閥上游部分的進(jìn)氣壓力的變化而引起的進(jìn)氣流量變化量；通過把第一進(jìn)氣流量加到進(jìn)氣流量變化量中，獲得在該預(yù)定正時(shí)流入內(nèi)燃機(jī)氣缸中的第二進(jìn)氣流量；以及基于在預(yù)定正時(shí)流入氣缸的第二進(jìn)氣流量的變化量，把流入氣缸的第二進(jìn)氣流量校正為第三進(jìn)氣流量，該第三進(jìn)氣流量是用來推定實(shí)際進(jìn)氣量所需的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量推定裝置，其特征在于，第三進(jìn)氣流量包括在進(jìn)氣閥關(guān)閉正時(shí)時(shí)氣缸內(nèi)的進(jìn)氣流量。
3.一種內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量推定裝置，包括壓力傳感器，檢測內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中進(jìn)氣閥上游部分的進(jìn)氣壓力；和空氣流量計(jì)，檢測從進(jìn)氣系統(tǒng)的上游側(cè)流入進(jìn)氣閥上游部分的進(jìn)氣流量，其中基于空氣流量計(jì)的輸出，獲得在燃料噴射開始的正時(shí)以前的預(yù)定正時(shí)時(shí)流入進(jìn)氣閥上游部分的第一進(jìn)氣流量；基于壓力傳感器的輸出，獲得在預(yù)定正時(shí)由進(jìn)氣閥上游部分的進(jìn)氣壓力的變化而引起的進(jìn)氣流量的變化量；通過把第一進(jìn)氣流量加到進(jìn)氣流量變化量中，獲得在該預(yù)定正時(shí)流入內(nèi)燃機(jī)氣缸中的第二進(jìn)氣流量；以及基于在該預(yù)定正時(shí)內(nèi)燃機(jī)的影響實(shí)際進(jìn)氣量的機(jī)構(gòu)的狀態(tài)變化量，把流入氣缸的第二進(jìn)氣流量校正為第三進(jìn)氣流量，該第三進(jìn)氣流量是用來推定實(shí)際進(jìn)氣量所需的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量推定裝置，其特征在于，第三進(jìn)氣量包括在進(jìn)氣閥關(guān)閉正時(shí)時(shí)氣缸內(nèi)的進(jìn)氣流量。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量推定裝置，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)包括加速踏板、節(jié)氣閥和可變氣門系統(tǒng)中的至少一個，該可變氣門系統(tǒng)操縱內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥以控制進(jìn)氣量。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量推定裝置，其特征在于，基于預(yù)定正時(shí)時(shí)影響實(shí)際進(jìn)氣量的機(jī)構(gòu)的狀態(tài)變化量推定該機(jī)構(gòu)的狀態(tài)；計(jì)算基于該機(jī)構(gòu)的推定狀態(tài)而推定的進(jìn)氣流量和在預(yù)定正時(shí)流入氣缸的進(jìn)氣流量之間的差值，在預(yù)定正時(shí)流入氣缸的進(jìn)氣流量是基于在預(yù)定正時(shí)該機(jī)構(gòu)的推定狀態(tài)而推定的；以及把計(jì)算得到的差值加入第二進(jìn)氣流量中，從而被校正為第三進(jìn)氣流量，該第三進(jìn)氣流量是推定實(shí)際進(jìn)氣量所必需的，從而推定流入氣缸的進(jìn)氣量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量推定裝置，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)包括加速踏板、節(jié)氣閥和可變氣門系統(tǒng)中的至少一個，該可變氣門系統(tǒng)操縱內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥以控制進(jìn)氣量。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量推定裝置，其特征在于，基于節(jié)氣閥開度并考慮內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速來推定進(jìn)氣流量。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量推定裝置，其特征在于，基于由可變氣門系統(tǒng)控制的進(jìn)氣閥的最大提升量并考慮內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速推定進(jìn)氣流量。
10.一種內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量推定方法，該內(nèi)燃機(jī)包括一個壓力傳感器和一個空氣流量計(jì)，該壓力傳感器檢測內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的進(jìn)氣閥的上游部分的進(jìn)氣壓力，該空氣流量計(jì)檢測從進(jìn)氣系統(tǒng)的上游側(cè)供給到進(jìn)氣閥上游部分的進(jìn)氣流量，該推定方法包括基于空氣流量計(jì)的輸出，獲得在燃料噴射開始的正時(shí)以前的預(yù)定正時(shí)流入進(jìn)氣閥上游部分的第一進(jìn)氣流量；基于壓力傳感器的輸出，獲得在預(yù)定正時(shí)由進(jìn)氣閥上游部分的進(jìn)氣壓力的變化而引起的進(jìn)氣流量的變化量；通過把第一進(jìn)氣流量加到進(jìn)氣流量變化量中，獲得在該預(yù)定正時(shí)流入內(nèi)燃機(jī)氣缸中的第二進(jìn)氣流量；以及基于在預(yù)定正時(shí)流入氣缸的第二進(jìn)氣流量的變化量，把流入氣缸的第二進(jìn)氣流量校正為第三進(jìn)氣流量，該第三進(jìn)氣流量是用于推定實(shí)際進(jìn)氣量所必需的。
11.一種內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量推定方法，該內(nèi)燃機(jī)包括一個壓力傳感器和一個空氣流量計(jì)，該壓力傳感器檢測內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的進(jìn)氣閥的上游部分的進(jìn)氣壓力，該空氣流量計(jì)檢測從進(jìn)氣系統(tǒng)的上游側(cè)供給到進(jìn)氣閥上游部分的進(jìn)氣流量，該推定方法包括基于空氣流量計(jì)的輸出，獲得在燃料噴射開始的正時(shí)以前的預(yù)定正時(shí)流入進(jìn)氣閥上游部分的第一進(jìn)氣流量；基于壓力傳感器的輸出，獲得在預(yù)定正時(shí)由進(jìn)氣閥上游部分的進(jìn)氣壓力的變化而引起的進(jìn)氣流量的變化量；通過把第一進(jìn)氣流量加到進(jìn)氣流量變化量中，獲得在該預(yù)定正時(shí)流入內(nèi)燃機(jī)氣缸中的第二進(jìn)氣流量；以及基于在該預(yù)定正時(shí)內(nèi)燃機(jī)的影響實(shí)際進(jìn)氣量的機(jī)構(gòu)的狀態(tài)變化量，把流入氣缸的第二進(jìn)氣流量校正為第三進(jìn)氣流量，該第三進(jìn)氣流量是用于推定實(shí)際進(jìn)氣量所必需的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量推定方法，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)包括加速踏板、節(jié)氣閥和可變氣門系統(tǒng)中的至少一個，該可變氣門系統(tǒng)操縱內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥以控制進(jìn)氣量。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量推定方法，其特征在于，基于預(yù)定正時(shí)時(shí)影響實(shí)際進(jìn)氣量的機(jī)構(gòu)的狀態(tài)變化量推定該機(jī)構(gòu)的狀態(tài)；計(jì)算基于該機(jī)構(gòu)的推定狀態(tài)而推定的進(jìn)氣流量和在預(yù)定正時(shí)流入氣缸的進(jìn)氣流量之間的差值，在預(yù)定正時(shí)流入氣缸的進(jìn)氣流量是基于該機(jī)構(gòu)的推定狀態(tài)而推定的；以及把計(jì)算得到的差值加入第二進(jìn)氣流量中，從而被校正為第三進(jìn)氣流量，該第三進(jìn)氣流量是用來推定實(shí)際進(jìn)氣量所必需的，從而推定流入氣缸的進(jìn)氣量。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量推定方法，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)包括加速踏板、節(jié)氣閥和可變氣門系統(tǒng)中的至少一個，該可變氣門系統(tǒng)操縱內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥以控制進(jìn)氣量。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量推定方法，其特征在于，基于節(jié)氣閥開度并考慮內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速來推定進(jìn)氣流量。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣量推定方法，其特征在于，基于由可變氣門系統(tǒng)控制的進(jìn)氣閥的最大提升量并考慮內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速推定進(jìn)氣流量。
全文摘要
在用于內(nèi)燃機(jī)(1)的進(jìn)氣量(Gafm)推定裝置中，燃料噴射開始以前的預(yù)定正時(shí)流入恰在進(jìn)氣閥上游部分的進(jìn)氣流量是基于空氣流量計(jì)(8)的輸出來計(jì)算的(步驟102)。在預(yù)定正時(shí)由恰在進(jìn)氣閥上游部分的進(jìn)氣壓力變化而引起的進(jìn)氣流量變化量(ΔGe)是基于壓力傳感器(7)的輸出而計(jì)算的(步驟103)。計(jì)算得到的進(jìn)氣流量(Gafm)被加入到變化量(ΔGe)中以獲得在預(yù)定正時(shí)流入氣缸的進(jìn)氣流量(Ge)?；谠陬A(yù)定正時(shí)流入氣缸的進(jìn)氣流量的變化量，流入氣缸的進(jìn)氣流量(Ge)被校正為一個進(jìn)氣流量，該進(jìn)氣流量是用來推定實(shí)際進(jìn)氣量所需的(步驟105)。
文檔編號F02D41/18GK1497151SQ20031010275
公開日2004年5月19日 申請日期2003年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月23日
發(fā)明者不破直秀 申請人:豐田自動車株式會社