專利名稱：發(fā)動機的燃料噴射控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)發(fā)動機的吸氣管壓力推定油門開口面積的油門開口面積推定方法、應(yīng)用此推定方法的發(fā)動機加速檢測方法與加速檢測裝置以及發(fā)動機的燃料噴射控制方法與燃料噴射控制裝置。
背景技術(shù)：
裝設(shè)于汽車等之上的4沖程汽油機(內(nèi)燃機)，為了應(yīng)對排氣規(guī)章制度、降低燃料費用與改進作業(yè)性能等，采用了電子控制燃料噴射裝置。
實行電子控制的燃料噴射控制的發(fā)動機，為了決定從噴射器噴射的燃料量，需要求得規(guī)定空燃比的混合氣體，因而需推定發(fā)動機氣缸內(nèi)流入的空氣量。作為推定發(fā)動機氣缸內(nèi)的流入空氣量的方法，已知有根據(jù)吸氣管壓力(吸氣管內(nèi)的壓力)與發(fā)動機轉(zhuǎn)速來推定流入空氣量的方法(流速/密度法)。
在相對于根據(jù)吸氣管壓力與轉(zhuǎn)速推定的吸入空氣量計算燃料噴射量，將算出的數(shù)量的燃料從噴射器噴射出的發(fā)動機中。駕駛員為了加速車輛急開油門時，由于吸氣壓的檢測延遲，空燃比偏向貧的混合氣一側(cè)，會產(chǎn)生排氣成分惡化或發(fā)動機運轉(zhuǎn)性能惡化等問題。為了不使這類問題產(chǎn)生，在因加速發(fā)動機急劇操作油門時，需要根據(jù)油門開度的變化量進行增加燃料噴射量的加速增量校正，防止空燃比偏向貧的混合氣一側(cè)。
作為檢測油門操作量的方法，一般雖可應(yīng)用檢測帶流閥位置的油門位置傳感器，但當應(yīng)用油門位置傳感器時，發(fā)動機的成本必定升高。為求降低成本，可不用油門位置傳感器來檢測發(fā)動機進行的加速操作，而需進行加速增量校正。
作為不用油門位置傳感器檢測發(fā)動機進行的加速操作的方法，已提出了如特開2002-242749號所示的，監(jiān)視發(fā)動機的吸氣管壓力，在示明吸氣管壓力規(guī)定的變化時檢測發(fā)動機所在加速狀態(tài)的方法。
在特開2002-242749號公報所示的方法中，將預(yù)定的多個曲軸轉(zhuǎn)角選定為樣本位置，在各樣本位置時吸氣管壓力采樣，于各個樣本位置將新采樣的吸氣管壓力與1燃燒循環(huán)前于同一樣本位置采樣的吸氣管壓力比較。然后，當新采樣的吸氣管壓力比1燃燒循環(huán)前采樣的吸氣管壓力高出規(guī)定值時，可判定發(fā)動機處于加速狀態(tài)。
發(fā)動機加速時，由于節(jié)流閥打開，吸氣管壓力上升。于是在各樣本位置將采樣的吸氣管壓力與1燃燒循環(huán)前相同樣本位置處采樣的吸氣管壓力比較，當檢測出新采樣的吸氣管壓力比1燃燒循環(huán)前采樣的吸氣管壓力高出規(guī)定等級以上時，就能檢測出發(fā)動機處于加速狀態(tài)。加速的程度例如可通過求出新采樣的吸氣管壓力與1燃燒循環(huán)前在相同樣本位置采樣的吸氣管壓力之差的時間變化率來判定。
根據(jù)特開2002-242749號公報所示的加速檢測方法，能夠不用油門位置傳感器檢測發(fā)動機的加速狀態(tài)。但據(jù)這一提出的方法，要把發(fā)動機的多個曲軸轉(zhuǎn)角位置分別作為樣本位置，這樣在各樣本位置根據(jù)采樣的吸氣管壓力進行加速檢測后會產(chǎn)生下述問題。
吸氣管壓力在吸氣行程中急速下降，在吸氣行程的末期或壓縮行程初期顯現(xiàn)極小值、吸氣管壓力顯示極小值后，在即將到下一個吸氣行程之前徐徐增大，吸氣管壓力增大過程中增大的程度由節(jié)流閥開口面積(油門開口面積)、節(jié)流閥與吸氣閥之間的吸氣管內(nèi)的容器(節(jié)流閥下游側(cè)的吸氣管內(nèi)容積)決定的時間常數(shù)支配。在吸氣管壓力漸增過程中吸氣閥是關(guān)閉的，因而吸氣管的壓力與活塞的運動(曲軸轉(zhuǎn)角)無關(guān)。
在吸氣管壓力漸增的過程中，當油門開度小時，通過節(jié)流閥開口部的空氣流量少，因而吸氣管壓力的增大變慢，相反當油門開度大時，由于通過節(jié)流閥開口部的空氣流量變多，吸氣管壓力的增大加速。這樣，在吸氣行程結(jié)束之后吸氣管壓力漸增期間，由于吸氣閥關(guān)閉，吸氣管壓力與曲軸轉(zhuǎn)角無關(guān)。此外，由于吸氣管的容積一定，吸氣管壓力由節(jié)流閥的開口面積與經(jīng)過時間決定。
但在所提出的加減速檢測方法中，在吸氣行程結(jié)束之后，即便是在吸氣管壓力漸增期間，由于把預(yù)定的曲軸轉(zhuǎn)角位置作為樣本位置而對吸氣管壓力采樣，在發(fā)動機的轉(zhuǎn)速變化狀態(tài)(過渡狀態(tài))下，各樣本位置處采樣的吸氣管壓力與1燃燒循環(huán)前相同位置采樣的吸氣管壓力不具有作為比較對象的對應(yīng)關(guān)系，因而存在有不能可靠地檢測出發(fā)動機處于加速狀態(tài)的問題。
此外，吸氣閥關(guān)閉后的吸氣管壓力的變化是由節(jié)流閥的開口面積與經(jīng)過時間決定，因而可以考慮根據(jù)吸氣管壓力的變化獲得有關(guān)節(jié)流閥開口面積的信息，并把這種信息用于發(fā)動機的種種控制中。若是能不用節(jié)流閥傳感器而能獲得有關(guān)節(jié)流閥開口面積的信息，則不僅是燃料噴射控制，同樣在相對于節(jié)流閥的開口面積束控制各種控制量時，也能謀求降低這種控制裝置的成本。
如前所述，雖可根據(jù)發(fā)動機吸氣管壓力的變化進行發(fā)動機加速的檢測，但并未根據(jù)吸氣管壓力求得有關(guān)節(jié)流閥開口面積的信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供能根據(jù)發(fā)動機的吸氣管壓力可靠地獲得有關(guān)節(jié)流閥開口面積信息的發(fā)動機節(jié)流閥開口面積推定方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供不用油門位置傳感器能可靠地檢測出發(fā)動機所處加速狀態(tài)的發(fā)動機的加速檢測方法與裝置。
本發(fā)明的又一目的在于提供當發(fā)動機處于加速狀態(tài)時能可靠地校正燃料噴射量，控制燃料噴射量以不使排氣成分惡化、不使駕駛性能惡化的發(fā)動機燃料噴射控制方法與燃料噴射控制裝置。
在本發(fā)明的油門開口面積推定方法中，將發(fā)動機的吸氣管壓力每微小時間的變化量作為吸氣管壓力變化量檢測出，在把發(fā)動機的節(jié)流門視作為孔口時，根據(jù)該孔口兩側(cè)的壓力差，從流過該孔口的氣體的質(zhì)量流量與前述吸氣管壓力變化量之間成立的關(guān)系，于發(fā)動機的吸氣閥關(guān)閉后吸氣管壓力上升的過程中，進行求孔口的開口面積的運算，將運算出的孔口的開口面積推定為節(jié)流閥的開口面積。
當?shù)毓?jié)流閥視作孔口后，流過該孔口的空氣的質(zhì)量流量可根據(jù)孔口的開口面積、孔口前后的壓力差、空氣的比容積、流量系數(shù)與重力加速度求得。此外，在吸氣閥關(guān)閉時，吸氣管內(nèi)每微小時間的壓力變化由通過孔口的空氣質(zhì)量流量決定，設(shè)溫度一定，每微小時間的吸氣管內(nèi)的壓力變化則由通過孔口的空氣的質(zhì)量流量與規(guī)定的常數(shù)決定。于是能根據(jù)吸氣閥關(guān)閉狀態(tài)下每微小時間的吸氣管壓力的變化、節(jié)油門前后的壓力差以及規(guī)定的常數(shù)可以計算孔口的開口面積。
本發(fā)明人根據(jù)這樣求得的孔口的開口面積與油門位置傳感器檢測出的開度計算出的節(jié)流閥的開口面積進行比較的結(jié)果得知，在吸氣管壓力漸增的過程，據(jù)孔口的開口面積與油門位置傳感器檢測出的油門開度計算出的節(jié)流門的開口面積相對于油門開度的變化有大致相同的變化，確認了這兩者之間存在相關(guān)關(guān)系。
于是，如上所述，通過將節(jié)流閥視作孔口，在吸氣管壓力漸增過程中求得的該孔口的開口面推定為節(jié)流閥的開口面積，就可不用油門位置傳感器求得節(jié)流閥開口面積的信息。
設(shè)孔口的開口面積為Ao、發(fā)動機節(jié)流閥入口側(cè)壓力為Po、吸氣管壓力(負壓)為Pb、吸氣管壓力變化量為ΔPb、常數(shù)為K，則孔口的開口面積Ao能根據(jù)給定上述各數(shù)量間關(guān)系的算式Ao＝K·{ΔPb/(Po-Pb)1/2}計算。這里是把開口面積Ao作為基于上述算式計算的結(jié)果。但既可用此算式本身進行運算，也可用基于上述算式制成的開口面積運算用圖進行運算，為了加速運算，最好采用圖表運算。
能作為節(jié)流閥開口面積推定的孔口開口面積的運算，需要在關(guān)閉吸氣閥，吸氣管壓力漸增的過程中進行。此外，當節(jié)流閥的入口側(cè)壓力Po與吸氣管壓力Pb之差接近零時，吸氣管壓力的測定誤差對孔口開口面積運算結(jié)果的影響將增大，致孔口的開口面積與實際的節(jié)流閥的開口面積之差變大，使得將孔口的開口面積作為節(jié)流閥的推定開口面積是不合適的，因而即使是在吸氣管壓力漸增期間，在吸氣管壓力接近大氣壓的區(qū)域最好不進行上述推定。即使在吸氣管壓力變化量小的區(qū)域，由于孔口的開口面積與實際的節(jié)流閥的孔口面積間之差變大，也最好只是在吸氣管壓力變化量超過設(shè)定時以后的時間才允許將孔口的開口面積推定為節(jié)流閥的孔口面積。
因此，在本發(fā)明的最佳實施形式中，當發(fā)動機的吸氣閥關(guān)閉后，將從吸氣管壓力變化量超過設(shè)定值的時刻至吸氣管壓力達到預(yù)設(shè)定的推定許可壓力上限值時刻的吸氣管壓力增大期間作為推定許可期間，而把該推定許可期間求得的孔口的開口面積推定為節(jié)流閥的開口面積。
本發(fā)明還提供了探測發(fā)動機是否處于加速狀態(tài)的發(fā)動機的加速檢測方法。
在本發(fā)明的加速檢測方法中，按微小時間間隔對發(fā)動機的吸氣管壓力進行采樣，將新采樣的吸氣管壓力與前次采樣的吸氣管壓力之差作為吸氣管壓力變化量檢測出。然后，在關(guān)閉發(fā)動機的吸氣閥之后，將從吸氣管壓力變化量超過設(shè)定值的時刻至新采樣的吸氣管壓力達到預(yù)設(shè)的推定許可壓力上限值的時刻的吸氣壓管壓力增大期間作為推定許可期間，在將發(fā)動機的節(jié)流閥視作孔口時，根據(jù)借助該孔口兩側(cè)的壓力側(cè)流過該孔口的質(zhì)量流量與吸氣管壓力變化量之間成立的關(guān)系，計算孔口的開口面積而將該孔口的開口面積作為發(fā)動機的節(jié)流閥的推定孔口面積，而上述這樣一個油門開口面積推定過程則是在前述推定許可期間之間進行。在檢測出推定許可期間內(nèi)求得的節(jié)流閥的推定開口面積增大時，則檢測出發(fā)動機是處于加速狀態(tài)。
在應(yīng)用節(jié)流閥的推定開口面積來檢測發(fā)動機的加速之際，最好是，當據(jù)新采樣的吸氣管壓力算出的推定開口面積比據(jù)前次采樣的吸氣管壓力算出的推定開口面積大時，則沒有檢測出加速；而當推定許可期間新求得的推定開口面積與同一推定許可期間求得的推定開口面積的最小值之差大于設(shè)定的判定值時，則檢測出發(fā)動機處于加速狀態(tài)。
根據(jù)上述加速檢測方法，可以不用油門位置傳感器根據(jù)吸氣管壓力可靠地檢測出發(fā)動機是否處于加速狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明還提供了檢測發(fā)動機是否處于加速狀態(tài)的加速檢測裝置。
本發(fā)明的加速檢測裝置中設(shè)有以微小時間間隔對發(fā)動機的吸氣管壓力進行采樣的吸氣管壓力采樣裝置；將吸氣管壓力采樣裝置新采樣的吸氣管壓力與前次采樣的吸氣管壓力之差作為吸氣管壓力變化量檢測的吸氣管壓力變化量檢測裝置；以發(fā)動機的吸氣管關(guān)閉后從上述吸氣管壓力變化量超過設(shè)定值的時刻至吸氣管壓力到達預(yù)設(shè)定的推定許可壓力上限值時刻的吸氣管壓力增大期間作為推定許可期間，在將發(fā)動機的節(jié)流閥視作孔口時，根據(jù)借助該孔口兩側(cè)的壓力差流過該孔的氣體質(zhì)量流量與吸氣管壓力變化量之間成立的關(guān)系計算此孔口的開口面積，將該孔口的開口面積作為發(fā)動機的節(jié)流閥的推定開口面積，而將這一油門開口面積推定過程于上述推定許可期間進行的油門開口面積推定裝置；當各推定許可期間新求得的推定開口面積與同一推定許可期間之間求得的推定開口面積最小值的差大于設(shè)定的判定值時，判定發(fā)動機處于加速狀態(tài)的加速判定裝置。
本發(fā)明還提供了發(fā)動機的燃料噴射控制方法，它執(zhí)行根據(jù)發(fā)動機的吸氣管壓力與轉(zhuǎn)速推定吸入空氣量的過程、基于相對此推定的吸入空氣量決定的燃料基本噴射時間計算實際噴射時間的噴射時間計算過程，以控制噴射器使之在該噴射時間計算過程計算出的實際噴射時間內(nèi)從此噴射器噴射燃料。
本發(fā)明的燃料噴射控制方法中，按微小時間間隔對發(fā)動機的吸氣管壓力進行采樣，將新采樣的吸氣管壓力與前次采樣的吸氣管壓力之差作為吸氣管壓力變化量檢測出。然后在發(fā)動機的吸氣閥關(guān)閉后，將吸氣管壓力變化量超過設(shè)定值的時刻至新采樣的吸氣管壓力到達預(yù)設(shè)的推定許可壓力上限值時刻的吸氣管壓力增大期間作為推定許可期間，在把發(fā)動機的節(jié)流閥視作孔口時，根據(jù)因該孔口兩側(cè)壓力差而流過該孔口的氣體質(zhì)量流量與前述吸氣管壓力變化量之間成立的關(guān)系計算此孔口的開口面積，而于推定許可期間進行以該孔口的開口面積作為發(fā)動機的節(jié)流閥的推定開口面積的油門開口面積推定過程。在噴射時間計算過程應(yīng)用油門開口面積推定過程求得的推定開口面積計算加速增量校正值，通過在相對于各種控制條件校正基本噴射時間求得的噴射時間上再加上加速增量校正值，由此計算實際噴射時間。
在上述噴射時間計算過程中，最好對每個新求得的推定開口面積，從新求得的開口面積減去在同一推定許可期間求得的開口面積的最小值，由此來求開口面積變化量，在該推定開口面積變化量為正時，應(yīng)用該推定開口面積變化量以計算加速增量校正值。
上述推定開口面積Ao可以根據(jù)給出發(fā)動機節(jié)流閥入口側(cè)壓力Po、吸氣管壓力Pb、新采樣的吸氣管壓力Pb’、前次采樣的吸氣管壓力Pb以及常數(shù)K與開口面積Ao間關(guān)系的算式Ao＝K·{(Pb’-Pb)/(Po-Pb)1/2}計算。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了發(fā)動機燃料噴射控制裝置，它具有根據(jù)發(fā)動機的吸氣管壓力與轉(zhuǎn)速推定吸入空氣量的吸入空氣量推定裝置、基于相對此吸入空氣量推定裝置推定的吸入空氣量決定的燃料基本噴射時間計算實際噴射的噴射時間計算裝置、控制噴射器使在此噴射時間計算裝置所計算的實際噴射時間之間噴射燃料的噴射器控制裝置。
本發(fā)明的燃料噴射控制裝置中設(shè)有以微小時間間隔對發(fā)動機的吸氣管壓力采樣的吸氣管壓力采樣裝置；將新采樣的吸氣管壓力與前次采樣的吸氣管壓力之差作為吸氣管壓力變化量檢查的吸氣管壓力變化量檢測裝置；以發(fā)動機的吸氣閥關(guān)閉后吸氣管壓力變化量超過設(shè)定值的時間起至吸氣管壓力達到預(yù)設(shè)定的推定許可壓力上限值的時間止的吸氣管壓力增大期間作為推定許可期間，在將發(fā)動機的節(jié)流閥視作孔口時根據(jù)因該孔口兩側(cè)壓力差流過該孔口的氣體質(zhì)量流量與吸氣管壓力變化量之間成立的關(guān)系計算此孔口的開口面積，在上述推定許可期間進行以該孔口的開口面積作為發(fā)動機的節(jié)流閥的推定開口面積的油門開口面積推定過程的油門開口面積推定裝置；在各燃燒循環(huán)中檢測已采樣的吸氣管壓力最小值的吸氣管壓力最小值檢出裝置。
上述情形下的噴射時間計算裝置構(gòu)造成，根據(jù)油門開口面積推定過程求得的推定開口面積以及由吸氣管壓力最小檢測裝置已檢測出的吸氣管壓力最小值的最新數(shù)據(jù)計算加速增量校正值，于通過相對于各種控制條件校正基本噴射時間求得的噴射時間之上再加上前述加速增量校正值來計算實際噴射時間。
在本發(fā)明的最佳實施形式中，上述噴射時間計算裝置構(gòu)造成由推定許可期間每次新求得的推定開口面積減去同一推定許可期間求得的推定開口面積的最小值求出推定開口面積變化量，在該推定開口面積變化量為正時，根據(jù)該推定開口面積變化量和由吸氣管壓力最小檢測裝置檢測出的吸氣管壓力最小值的最新數(shù)據(jù)計算加速增量校正值，在通過相對于各種控制條件校正基本噴射時間求得的噴射時間之上再加上前述加速增量校正值來計算實際噴射時間。


圖1是示明本發(fā)明的發(fā)動機的燃料噴射控制裝置實施例結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是在說明導(dǎo)出本發(fā)明中所用孔口開口面積計算式過程中所用發(fā)動機主要部分的概要剖面圖。
圖3是在說明導(dǎo)出本發(fā)明中所用孔口開口面積計算式過程中所用的剖面圖。
圖4A是示明本發(fā)明人在進行試驗時給噴射器驅(qū)動電路以噴射指令的曲線圖。
圖4B是示明本發(fā)明人在進行試驗時測定的吸氣管壓力、油門開度與油門開口面積相對于時間變化的曲線圖。
圖5是說明不用節(jié)流閥開口面積信息而從吸氣管壓力求燃料噴射時間加速增量校正值的方法的曲線圖。
圖6是示明本發(fā)明實施例中由微機執(zhí)行的任務(wù)算法的一個例子的流程圖。
圖7是示明本發(fā)明實施例中由微機執(zhí)行的任務(wù)算法的另一個例子的流程圖。
具體實施例方式
下面參考附圖詳細說明本發(fā)明的最佳實施例。
圖1示明本發(fā)明的燃料噴射控制裝置一實施例，圖中的1為安裝于發(fā)動機吸氣管中將燃料噴射到該吸氣管內(nèi)的噴射器，2為從燃料槽將燃料給予噴射器1的燃料泵，3為在給出噴射指令期間對噴射器1施加驅(qū)動電流的噴射器驅(qū)動電路。噴射器在由驅(qū)動電路3給予驅(qū)動電流期間將燃料噴射到發(fā)動機的吸氣管內(nèi)。從燃料泵2給予噴射器1的燃料的壓力通過壓力調(diào)整器保持一定，從噴射器1噴射出的燃料量(噴射量)則由噴射器噴射燃料的時間(噴射時間)管理。
4為發(fā)動機的曲軸在規(guī)定的轉(zhuǎn)角位置發(fā)生脈沖信號的脈沖發(fā)生器，此脈沖發(fā)生器發(fā)生的脈沖信號通過波形整形電路傳送給微機(未圖示)。微機對脈沖發(fā)生器中每次于規(guī)定的轉(zhuǎn)角位置發(fā)生脈沖信號時中斷主程序，讀入定時器計測的時間。然后根據(jù)讀入的時間與前次在同一曲軸轉(zhuǎn)角位置讀入的時間計算發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)動1圈所需的時間Tn，根據(jù)此時間Tn計算發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。這樣，由根據(jù)脈沖發(fā)生器4的輸出計測發(fā)動機轉(zhuǎn)過1圈所需時間的過程和由此時間計算轉(zhuǎn)速的過程便成為構(gòu)成轉(zhuǎn)速檢測裝置5的基礎(chǔ)。
6為安裝于發(fā)動機吸氣管中的壓力傳感器，此壓力傳感器將處于發(fā)動機的節(jié)流門后游側(cè)的吸氣管內(nèi)壓力作為吸氣管壓力檢測，7為每個微小時間來到的采樣時刻下對吸氣管壓力采樣的采樣裝置，8為根據(jù)吸氣管壓力采樣裝置7采樣的吸氣管壓力與轉(zhuǎn)速檢測裝置5檢測出的轉(zhuǎn)速推定發(fā)動機的吸入空氣量的吸入空氣量推定裝置。
吸入空氣量推定裝置8是推定發(fā)動機吸入空氣量的裝置，在本實施例中是相對于根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速與后述的吸氣管壓力最小值檢測裝置檢測出的吸氣管壓力的最小值檢索吸入空氣量計算用圖表，通過對檢索的值施行內(nèi)插運算，求出發(fā)動機吸入空氣量的推定值。由吸入空氣量推定裝置8求得的吸入空氣量的推定值給予基本噴射時間計算裝置9。
基本噴射時間運算裝置9相對于吸入空氣量推定裝置8吸入的空氣量計算為獲得規(guī)定空燃比的混合氣體所必須的燃料噴射量，將為從噴射器1噴射所需的噴射時間作為基本噴射時間計算對應(yīng)于所計算的噴射量的燃料。
10為相對于各種條件校正由基本噴射時間計算裝置9計算出的基本噴射時間以計算實際噴射時間的噴射時間校正裝置，對此噴射時間計算裝置10提供由轉(zhuǎn)速檢測裝置5檢測出的轉(zhuǎn)速、由大氣壓力傳感器11檢測出的大氣壓力、由水溫傳感器12檢測出的設(shè)備的冷卻水溫度以及由吸氣溫度傳感器13檢測出的吸氣溫度作為控制條件。
噴射時間校正裝置10通過對基本噴射時間計算裝置9計算出的基本噴射時間乘以相對于轉(zhuǎn)速、大氣壓力、冷卻水溫度與吸氣溫度分別決定的轉(zhuǎn)速校正系數(shù)、大氣壓力校正系數(shù)、冷卻水溫度校正系數(shù)與吸氣溫度校正系數(shù)，相對于轉(zhuǎn)速、大氣壓力、冷卻水溫度與吸氣溫度計算校正的噴射時間。
本實施例中還設(shè)有吸氣管壓力變化量檢測裝置15、油門開口面積推定裝置16、由加速判定裝置17組成的加速檢測裝置18、吸氣管壓力最小值檢測裝置19以及加速增校正值計算裝置20，用以在推定節(jié)流閥開口面積和檢測發(fā)動機是否處于加速狀態(tài)的同時，通過相對于各種控制條件(本例中為轉(zhuǎn)速、大氣壓力、冷卻水溫度與吸氣溫度)校正基本噴射時間，再校正由此求得的噴射時間。
吸氣管壓力變化量檢測裝置15利用檢測吸氣管壓力每一微小時間的變化量的裝置，將吸氣管壓力采樣裝置7新采樣的吸氣管壓力與前次采樣的吸氣管壓力之差作為吸氣管壓力變化量檢測。
油門開口面積推定裝置16是根據(jù)本發(fā)明的油門開口面積推定方法進行推定節(jié)流閥開口面積一連串過程的裝置。此推定裝置將發(fā)動機吸氣閥關(guān)閉后的吸氣管壓力變化量超過設(shè)定值的時刻起至吸氣管壓力到達預(yù)設(shè)定的推定許可壓力上限值的時刻的吸氣管壓力增大期間作為推定許可期間，在把發(fā)動機的節(jié)流閥視作孔口時，根據(jù)因該孔口兩側(cè)的壓力差而流過該孔口的氣體質(zhì)量流量與吸氣管壓力變化量之間成立的關(guān)系，計算該孔口的開口面積而將其作為發(fā)動機的節(jié)流閥的推定開口面積。
加速判定裝置17是判定發(fā)動機是否處于加速狀態(tài)的裝置，當檢測出在推定許可期間由油門開口面積推定裝置16求得的節(jié)流閥的推定開口面積增大時，即判定發(fā)動機處于加速狀態(tài)。
在判定推定開口面積增大否之際雖可將新求得的推定開口面積與前次采樣時刻求得的推定開口面積比較，但當吸氣管壓力接近推定許可壓力上限值PbAoca1時，吸氣管壓力的測定誤差等對推定開口面積的影響變大而加大了推定開口面積與實際節(jié)流閥開口面積間的誤差，因而不宜將新求得的推定開口面積與前次求得的開口面積進行比較。
為此，在本發(fā)明的最佳實施形式中，當各推定許可期間新求得的開口面積與同一推定許可期間內(nèi)所求得的推定開口面積的最小值相比大出所設(shè)判定值以上時(在各推定許可期間內(nèi)新求得的推定開口面積與同一推定許可期間內(nèi)求得的開口面積最小值之差在所設(shè)判定值以上時)，即可判定發(fā)動機處于加速狀態(tài)。這樣，即使是推定開口面積因運算誤差多少有變動時，也能可靠地進行加速狀態(tài)的檢測。
吸氣管壓力最小值檢測裝置19是檢測推定許可期間中吸氣管壓力最小值的裝置，在各采樣時刻每次新采樣吸氣管壓力，將新采樣的吸氣管壓力與推定許可期間已采樣的吸氣管壓力的最小值比較，求吸氣管壓力的最小值。
加速增量校正值計算裝置20是用于在判定發(fā)動機處于加速狀態(tài)時，為了增加噴射量，通過相對于轉(zhuǎn)速、大氣壓、冷卻水溫度與吸氣溫度校正基本噴射時間求得噴射時間而在其上加上校正時間作為加速增量校正值的計算裝置，此計算裝置根據(jù)由油門開口面積推定裝置16求得的節(jié)流閥的推定開口面積與由吸氣管壓力最小值檢測裝置19檢測出的吸氣管壓力最小值的最新數(shù)據(jù)，計算加速增量校正值。
本實施例中將加速增量校正值計算裝置20構(gòu)造成，把各推定許可期間新求得的推定開口面積與已求得的推定開口面積最小值的差作為開口面積變化量求出，通過相對于此開口面積變化量和由吸氣管壓力最小值檢測裝置19已檢測出的吸氣管壓力最小值的最新數(shù)據(jù)檢索加速增量校正值計算用圖表，以計算出加速增量校正值。
由加速增量校正值計算裝置20計算的加速增量校正值提供給噴射時間校正裝置10。噴射時間校正裝置10將加速增量校正值運算裝置20算出的加速增量校正值加到通過相對于轉(zhuǎn)速、大氣壓、冷卻水溫度與吸氣溫度校正基本噴射時間求得的噴射時間之上而算出實際噴射時間，將計算出的實際噴射時間給予噴射指令發(fā)生裝置21。噴射指令發(fā)生裝置21以脈沖發(fā)生器4發(fā)生規(guī)定的脈沖信號的時刻為基準作為噴射開始時刻，將具有等于將無效噴射時間(噴射器驅(qū)動開始后到打開噴射器的閥開始燃料噴射的時間)加到實際噴射時間上的時間的信號寬度指令信號給予噴射器驅(qū)動電路3。噴射器驅(qū)動電路3在給予此噴射指令期間驅(qū)動噴射器1，在實際噴射時間內(nèi)從該噴射器噴射燃料。
如前所述，本發(fā)明的油門開口面積推定方法中將新采樣的吸氣管壓力與前次采樣的吸氣管壓力之差(吸氣管壓力每一微小時間變化量)作為吸氣管壓力變化量檢測出，把發(fā)動機吸氣閥關(guān)閉后吸氣管壓力變化量超過設(shè)定值的時刻起至吸氣管壓力達到預(yù)設(shè)的推定許可壓力上限值的時刻的吸氣管壓力增大期間作為推定許可期間，根據(jù)以發(fā)動機節(jié)流閥視作孔口時因此孔口兩側(cè)的壓力差而流過該孔口的氣體的質(zhì)量流量與吸氣管壓力變化量之間成立的關(guān)系，于推定許可期間進行求油門開口面積作為推定開口面積的運算，將計算出的推定開口面積作為發(fā)動機的節(jié)流閥的開口面積。然后從此節(jié)流閥開口面積的變化檢測發(fā)動機是否處于加速狀態(tài)，當檢測到發(fā)動機處于加速狀態(tài)時，根據(jù)推定的節(jié)流閥的開口面積與燃料循環(huán)中吸氣管壓力最小值的最新數(shù)據(jù)(在緊鄰噴射時刻之前檢測出的吸氣管壓力的最小值)，計算加速增量校正值。
下面更詳細地說明本發(fā)明的油門開口面積推定方法?？紤]吸氣行程結(jié)束，吸氣閥關(guān)閉后吸氣管內(nèi)的壓力變化。如圖2所示，在吸氣管30連接到吸氣口上的發(fā)動機31中，設(shè)吸氣閥32關(guān)閉，假定節(jié)流閥33上游側(cè)的壓力(基本上是大氣壓力)為Po、節(jié)流閥下游側(cè)的吸氣管內(nèi)的壓力(吸氣管壓力)為Pb、吸氣管內(nèi)的空氣質(zhì)量為m、空氣的體積為V、絕對溫度為T、流過節(jié)流閥的空氣的質(zhì)量流量為G。在吸氣閥32關(guān)閉的狀態(tài)下，由于有通過節(jié)流閥TV的空氣流入量，可以認為節(jié)流閥下游側(cè)吸氣管內(nèi)的壓力Pb將變化。
這里將節(jié)流閥看作是開口部面積可變的孔口，如圖3所示，剖面積A1設(shè)定在吸氣管30內(nèi)，而開口面積Ao是在孔口34內(nèi)。此時通過孔口34的空氣的質(zhì)量流量G可由下式給出G＝Cq·Ao{2g(Po-Pb)/v}1/2(1)式中，G為質(zhì)量流量、Ao為孔口的開口面積、g為重力加速度、v為空氣的比容、Po為上游側(cè)的壓力(基本上是大氣壓力)、Pb為下游側(cè)壓力(吸氣管壓力)、Cq為流量系數(shù)。
為簡化起見，記常數(shù)與變化小的項為K1＝Cq(2g/v)1/2則式(1)可由下式(2)表示G＝K1·Ao(Po-Pb)1/2(2)此外于節(jié)流閥33下游側(cè)的吸氣管30內(nèi)，在某個時刻成立有氣體狀態(tài)方程式Pb·V＝m·R·T (3)從式(3)成立時刻經(jīng)過微小時間，通過節(jié)流閥流入質(zhì)量流量G的空氣后，節(jié)流閥下游的吸氣管內(nèi)的空氣質(zhì)量m’為m’＝m+G (4)為簡單起見，設(shè)空氣的流入不使溫度變化，氣體的狀態(tài)方程為Pb’·V＝m’·R·T (5)整理式(3)、(4)與(5)，吸氣管內(nèi)壓力變化為(Pb’-Pb)＝G·R·T/V (6)從式(2)與(3)求孔口的開口面積Ao，Ao＝(Pb’-Pb)·V/K1·RT(Po-Pb)1/2(7)在此將常數(shù)與變化小的項匯總為K(＝V/K1·R·T)，Ao＝K(Pb’-Pb)·V/R·T(Po-Pb)1/2(8)
設(shè)Pb’-Pb＝ΔPb，則Ao＝K·ΔPb·V/R·T(Po-Pb)1/2(8)’本發(fā)明將這樣求得的孔口的開口面積Ao設(shè)為節(jié)流閥的推定開口面積。
本發(fā)明人以4沖程單氣缸發(fā)動機為例，對按以上所述求得的孔口的開口面積與實際的節(jié)流閥的開口面積的相關(guān)關(guān)系進行了研究試驗。試驗中，對發(fā)動機的吸氣管壓力按2m sec間隔采樣，設(shè)最近采樣時刻下采樣的吸氣管壓力為Pb、孔口上游側(cè)的壓力Po為大氣壓力(1013hPa)、常數(shù)K為適當?shù)闹担拖鄬τ趯嵤┎蓸拥奈鼩夤軌毫τ嬎愠龅目卓诘拈_口面積Ao進行了計算。將油門位置傳感器安裝于節(jié)流閥中，對該油門位置傳感器檢測出的油門開度在與吸氣管壓力采樣時刻相同的時刻進行采樣，相對于采樣的各油門開度計算節(jié)流閥的開口面積。
由上述試驗求得的吸氣管壓力Pb的測定值、油門開度θth的測定值以及由式(8)計算的油門開口面積Ao的運算結(jié)果示明于圖4B中。此外，根據(jù)油門開度θth計算出的油門閥的開口面積在此同一圖中以曲線a表明。
從圖4B可知，在打開吸氣閥，吸氣管內(nèi)壓力受氣缸內(nèi)壓力影響而漸降期間，由于在導(dǎo)出式(8)時設(shè)定的前提條件(吸氣閥關(guān)閉，由通過節(jié)流閥的空氣使吸氣管壓力漸增)不成立。因而據(jù)式(8)計算出的推定開口面積Ao與實際的節(jié)流閥的開口面積不具有相關(guān)關(guān)系。
與此相反，在吸氣閥關(guān)閉后吸氣管壓力漸增的過程中，推定開口面積Ao與實際的節(jié)流閥的開口面積(曲線a)則具有相關(guān)關(guān)系。即使是在吸氣管壓力上升的過程，在式(8)的分母(Po-Pb)1/2小時(吸氣管壓力接近大氣壓力時)，將實際上可以認為只有些微變動的Po設(shè)為常數(shù)，由于吸氣管壓力稍許的測定誤測對計算結(jié)果有很大影響，推定開口面積Ao與實際的節(jié)流閥的開口面積之間的差別變大，降低了節(jié)流閥開口面積的推定精度。此外，即使是在新采樣的吸氣管壓力與前次采樣的吸氣管壓力之差(吸氣管壓力變化量)極小的區(qū)域，推定精度也將降低。
如上所述，除推定精度降低期間的期間外，由于據(jù)式(8)計算的孔口的開口面積Ao與實際的節(jié)流閥的開口面積以相同的傾向變化，若是將除推定精度降低的期間的期間作為推定許可期間，而在此推定許可期間只把孔口的開口面積Ao推定為節(jié)流閥的開口面積時，則可求得節(jié)流閥的開口面積的信息。
本發(fā)明中，在吸氣閥關(guān)閉后，從新采樣的吸氣管壓力Pbad[式(8)的Pb’]與前次采樣的吸氣管壓力Pbado[式(8)的Pb]之差(吸氣管壓力變化量)DPbad[式(8)的Pb’-Pb，式(8)’的ΔPb]成為設(shè)定值DPb Ao ca1以上的時刻，至吸氣管壓力達到預(yù)定值(推定許可壓力上限值)Pb Ao ca1的時刻，將這樣的吸氣管壓力增大期間設(shè)為推定許可期間Ta1、Ta2、...。上述設(shè)定值DPoAoca1以及推定許可壓力上限值Pb Ao ca1要設(shè)定成從特定許可期間Ta1、Ta2、...中除去把推定開口面積Ao與實際節(jié)流閥的開口面積的相關(guān)關(guān)系基本失效期間。
圖4B中示明了油門開度θth基本為常值的推定許可期間Ta1與Ta2，由式(8)算得的開口面積Ao大致為常數(shù)，此推定開口面積Ao的值，此推定開口面積Ao的值與實際的節(jié)流閥的開口面積(曲線a)基本一致。
在推定許可期間Ta3，為了加速發(fā)動機而增大油門開度。在此期間Ta3，于吸氣管壓力與大氣壓力之差大的區(qū)域，由式(8)算出的推定開口面積Ao與實際的節(jié)流閥開口面積(曲線a)基本一致；在此期間Ta3，吸氣管壓力與大氣壓力之差變小的區(qū)域，吸氣管壓力的測定誤差對推定開口面積的計算結(jié)果的影響增大，推定開口面積Ao與實際的節(jié)流閥的開口面積之差雖然變大，但推定開口面積Ao的變化與節(jié)流閥開口面積的變化則具有相關(guān)關(guān)系。
在推定許可期間Ta4，油門開度更加變大。在此期間Ta4，由于吸氣管壓力Pb與大氣壓力之差變小，據(jù)式(8)算得的推定開口面積Ao與實際的節(jié)流閥的開口面積之差雖然增大，但推定開口面積Ao的變化與節(jié)流閥的開口面積的變化卻具有相關(guān)關(guān)系。
如上所述，吸氣閥關(guān)閉后，從新采樣的吸氣管壓力Pbad與前次采樣的吸氣管壓力Pbado之差吸氣管壓力變化量DPbad成為設(shè)定值以上的時刻并新采樣的吸氣管壓力Pbad達到預(yù)定值Pb Ao ca1的時刻的吸氣管壓力增大期間Ta1、Ta2、Ta3、...，由于發(fā)動機加速時推定開口面積Ao與實際的節(jié)流閥的開口面積有相同的變化，通過將推定開口面積Ao推定為節(jié)流閥的開口面積，就可不用油位置傳感器而獲得實際的節(jié)流閥開口面積變化的信息。
于是在本發(fā)明中，將上述各期間Ta1、Ta2、Ta3、...作為推定許可期間，只在這些推定許可期間Ta1、Ta2、Ta3、...許可將推定開口面積Ao推定為節(jié)流閥的開口面積，而將推定許可期間Ta1、Ta2、Ta3、...以外的期間作為屏蔽時間，禁止節(jié)流閥開口面積的推定。
圖1所示油門開口面積推定裝置16，當采樣的吸氣管壓力Pbad在推定許可壓力上限值Pb Ao ca1以下且吸氣管壓力變化量DPbad沿增大方向變化到設(shè)定值DPb Ao ca1以上時，根據(jù)采樣的吸氣管壓力由式(8)計算孔口的開口面積Ao，將算出的開口面積Ao作為節(jié)流閥的推定開口面積。
式(8)由于包含有平方根的運算，原樣用此式進行運算時，運算中很費時間。為了加速運算，最好是例如設(shè)Po為標準大氣壓，根據(jù)式(8)制成給定吸氣管壓力變化量DPbad與吸氣壓力Pbad以及開口面積Ao關(guān)系的三維圖表(推定開口面積運算用圖表)，通過相對于DPbad與Pbad檢索此圖表來進行推定開口面積Ao的計算。
加速增量校正值運算裝置20根據(jù)1燃燒循環(huán)中檢測出的吸氣管壓力最小值Pbadmin和推定開口面積Ao檢索加速增量校正值運算圖表來計算加速增量校正值A(chǔ)CCIHJ，將算出的校正值提供給噴射時間校正裝置10。噴射時間校正裝置10相對各種控制條件校正基本噴射時間，再于此噴射時間上再加上加速增量校正值A(chǔ)CCINJ來計算實際噴射時間。
各燃燒循環(huán)中吸氣管壓力的最小值在打開節(jié)流閥進行發(fā)動機加速操作時變高，而在關(guān)閉節(jié)流閥時降低。因此，如上所述，根據(jù)由各燃燒循環(huán)中吸氣管壓力的最小值以及由吸氣管壓力推定的節(jié)流閥的開口面積計算加速增量校正值A(chǔ)CCINJ，相對各種控制條件校正基本噴射時間求出噴射時間，再于此噴射時間上加上加速增量校正值A(chǔ)CCINJ，就能可靠地校正發(fā)動機加速時的燃料噴射量。
圖4A示明，在圖4B表明的情形中，在吸氣管壓力變化時噴射指令發(fā)生裝置21給予噴射器驅(qū)動電路3的噴射指令信號Vj1、Vj2、...。噴射器驅(qū)動電路3當給有上述噴射指令信號期間，給噴射器1施加驅(qū)動電壓，驅(qū)動噴射器。圖4A所示的噴射指令信號Vj1、Vj2、...中，Vj3與Vj4是基于推定開口面積Ao與吸氣管壓力最小值的最新數(shù)據(jù)進行加速增量校正的噴射指令信號，這兩個噴射指令信號的斜線部分的信號寬度等加速增量校正值。
噴射指令信號Vj3斜線部分規(guī)定信號寬度的加速增量校正值是根據(jù)緊鄰其前檢測出的吸氣壓力的最小值Pbadmin3與推定許可期間Ta3最后通定的節(jié)流閥的開口面積Ao3計算的。此外，噴射指令信號Vj4的斜線部分規(guī)定信號寬度的加速增量校正值則基于緊鄰其前檢測出的吸氣壓力的最小值Pbadmin4與在推定許可期間Ta4最后推定的節(jié)流閥的開口面積Ao4計算。
如前所述，在許文獻1所示的方法中，通過將新采樣的吸氣管壓力與1燃燒循環(huán)前同一采樣位置采樣的吸氣管壓力比較以檢測發(fā)動機是否加速，但在發(fā)動機的轉(zhuǎn)速處于變化狀態(tài)時，各采樣位置處采樣的吸氣管壓力與1燃燒循環(huán)前同一采樣位置所采樣的吸氣管壓力并不具有作為比較對象的關(guān)系，因而有不能可靠地檢測出發(fā)動機是否處于加速狀態(tài)的問題，但這一問題可通過下述方法解決。
具體地說，以發(fā)動機的特定轉(zhuǎn)角位置為基準曲軸轉(zhuǎn)角位置，在該基準曲軸轉(zhuǎn)角位置設(shè)置發(fā)生基準轉(zhuǎn)角信號發(fā)生器(例如圖1例子中所用的脈沖發(fā)生器)，將基準曲軸轉(zhuǎn)角信號發(fā)生的時刻后每經(jīng)過微小時間所到來的時刻分別作為采樣時刻，易于各個采樣時刻對發(fā)動機的吸氣管壓力采樣。然后將各采樣時刻采樣的吸氣管壓力與1燃燒循環(huán)前同一采樣時刻采樣的吸氣管壓力之差作為吸氣管壓力差檢測出，當該吸氣管壓力差的大小超過設(shè)定值時，則檢測出發(fā)動機處于加速狀態(tài)。
在控制燃料噴射料時，可以考慮在由上述方法檢測出發(fā)動機處于加速狀態(tài)時，根據(jù)各燃燒循環(huán)中吸氣管壓力的最小值與繼后的吸氣管壓力增大期間中吸氣管壓力單位時間的增大等(吸氣管壓力上升的斜率)，進行發(fā)動機加速時燃料噴射量的校正。
如上所述，根據(jù)基準曲軸轉(zhuǎn)角信號發(fā)生時刻后的經(jīng)過時間決定各采樣時刻，在各采樣時刻對發(fā)動機的吸氣管壓力采樣，將各采樣時刻采樣的吸氣管壓力與1燃燒循環(huán)前同一采樣時刻采樣的吸氣管壓力比較而檢測發(fā)動機的加速狀態(tài)，這樣，即是在發(fā)動機的轉(zhuǎn)速變化的過渡狀態(tài)，由于在吸氣行程以外的區(qū)間(吸氣管壓力由節(jié)流閥開口面積與經(jīng)過時間決定的區(qū)間)新采樣的吸氣管壓力的樣本值與作為比較對象的1燃燒循環(huán)前的樣本值之間具有合理的對應(yīng)關(guān)系，故可檢測出發(fā)動機的加速狀態(tài)。
但如以上所述，在根據(jù)吸氣管壓力的最小值與繼后的吸氣管壓力增大期間吸氣管壓力單位時間的增大率，進行校正發(fā)動機的加速時的燃料噴射量的計算時，如以下說明的，在節(jié)流閥開啟的時刻，由于加速時吸氣管壓力單位時間的變化率與吸氣管壓力的最小值不出現(xiàn)差別，有時就不能可靠地計算出加速增量校正值。
圖5示明發(fā)動機的吸氣管壓力相對于時間的變化，圖中的曲線a表示發(fā)動機未加速時吸氣管壓力的變化，曲線b表示膨脹行程中開啟節(jié)流閥時的吸氣管壓力的變化，曲線c表示壓縮行程中節(jié)流閥開啟時吸氣管壓力的變化，曲線d表示吸氣行程中節(jié)流閥開啟時吸氣管壓力的變化。此外，虛線所示的直線PBSLOPEb是將曲線b的最小值PBminb與壓力停止增大時的值相連的直線，此直線的斜率表示的是膨脹行程中節(jié)流閥開啟時吸氣管壓力增大期間內(nèi)吸氣管壓力單位時間的增大率。PBSLOPEc是連接曲線c的最小值PBmine與壓力停止增大時的值的直線，此直線的斜率表示壓縮行程中開啟節(jié)流閥時吸氣管壓力增大期間內(nèi)吸氣管壓力單位時間的增大率。PBSLOPEd是連接曲線d的最小值PBmind與壓力停止增大時的值的直線，此直線的斜率表示吸氣行程中節(jié)流閥開啟時吸氣管壓力增大期間內(nèi)吸氣管壓力單位時間的增大率。
圖5中，比較膨脹行程中節(jié)流閥開啟時(曲線b的情形)與壓縮行程中節(jié)流閥開啟時(曲線c的情形)的結(jié)果是，曲線b情形的一方與曲線c的情形相比，節(jié)流閥迅速地開啟(吸氣壓力的變化急劇)，但是PBSLOPEb的斜率則比PBSLOPEc的斜率小，還由于吸氣管壓力的最小值PBminb基本相同。因而不能可靠地算出加速增量校正值。
此外在根據(jù)基準曲軸轉(zhuǎn)角信號發(fā)射的時刻后的經(jīng)過時間來確定各采樣時刻，而將各采樣時刻下采樣的吸氣管壓力與1燃燒循環(huán)前同一采樣時刻下采樣的吸氣管壓比較的方法中，即使能進行加速檢測，也不能獲得帶流門的開口面積的信號。
與此相反，本發(fā)明中在吸氣行程結(jié)束后的吸氣管壓力增大期間，根據(jù)吸氣管壓力的變化推定節(jié)流閥的開口面積，基于此推定值的變化檢測加速狀態(tài)，能與節(jié)流閥的開啟時間無關(guān)可靠地進行加速檢測。此外能根據(jù)速節(jié)流閥的開口面積推定值與吸氣管壓力最小值可靠地計算加速增量校正值。
在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)速檢測裝置5、吸氣管壓力采樣裝置7、吸入空氣量推定裝置8、基本噴射時間計算裝置9、噴射時間校正裝置10、吸氣管壓力變化量檢測裝置19、加速增量校正裝置20以及噴射指令發(fā)生裝置21由在微機中執(zhí)行規(guī)定的程序構(gòu)成。上述這些裝置中，用于構(gòu)成吸氣管壓力采樣裝置7、吸氣管壓力變化量檢測裝置15、油門開口面積推定裝置16、加速判定裝置17、吸氣管壓力最小值檢測裝置19與加速增量校正值計算裝置20，而由微機執(zhí)行的程序的算法由圖6中的流程圖示明。此外，用于構(gòu)成轉(zhuǎn)速檢測裝置5、基本噴射時間計算裝置9與噴射指令發(fā)生裝置21的算法，則與以往燃料噴射裝置中所用的相同，故略去其說明。
圖6示明在檢測吸氣管壓力各采樣時刻(2msec間隔)下執(zhí)行的任務(wù)，在應(yīng)用這種算法的情形下，首先于步驟1檢測吸氣管壓力，將此數(shù)值變換值作為Pbad存儲。再于步驟2判定檢測出的吸氣管壓力是否在推定許可壓力上限值PbAoca1以下。當結(jié)果是吸氣管壓力Pbad在推定許可壓力上限值PbAoca1以下時，進到步驟3將現(xiàn)在檢測出的吸氣管壓力Pbad與前次采樣時檢測出的吸氣管壓力Pbado之差(Pbad-Pbadod)作為吸氣管壓力變化量DPbad計算。于步驟4，判定吸氣管壓力變化量DPbad是否在設(shè)定值DPAoca1以上，當吸氣管壓力變化量DPbad在設(shè)定值DP Aoca1以上時，于步驟5通過相對于Pbad及DPbad檢索給出Pbad與DPbad同推定開口面積Ao之間關(guān)系的三維圖表，計算推定開口面積。
進行步驟6，判定步驟5計算出的推定開口面積Ao是否達不到以前計算的推定開口面積的最小值A(chǔ)omin。當結(jié)果是判定了新計算出的推定開口面積的最小值A(chǔ)omin達不到以前的最小值A(chǔ)omin時，進行步驟7更新開口面積的最小值A(chǔ)omin，于步驟8計算相對于開口面積最小值的開口面積變化量DAo(＝Ao-Aomin)。于步驟9，與設(shè)定開口面積變化量DAo的加速判定值DAca1比較，若開口面積變化量Dao在判定值DAca1以上，則判定為加速而進行步驟10。于步驟10相對于開口面積變化量Dao和吸氣管壓力最小值Pbad min檢索加速增量校正值計算用圖表，由此來計算加速增量校正值A(chǔ)CCIHJ，于步驟11判定現(xiàn)在檢測出的吸氣管壓力Pbad是否不到以前檢測出的吸氣管壓力最小值Pbod min。當結(jié)果判定為現(xiàn)在檢測出的吸氣管壓力Pbod不到以前檢測出的吸氣管壓力最小值Pbadmin時，于步驟112更新吸氣管壓力的最小值Pbadmin，于步驟13，為下一次采樣時作準備，將這次檢測出的吸氣管壓力Pbad置換前次檢測出的吸氣管壓力Pbado(更新吸氣管壓力)，結(jié)束此任務(wù)。
再者，在步驟10中，對于步驟8計算出的開口面積變化量Dao為負時(推定開口面積減少時)，則不新進行加速增量校正值的計算而保持前次計算出的加速增量校正值。
當于步驟2判定吸氣管壓力Pbad在推定許可吸氣壓力PbAoca1以上時以及于步驟4判定吸氣管壓力變化量DPbad在設(shè)定值DPbAoca1以下時，進行步驟14，于最大值h’FFFF中清除開口面積的最小值A(chǔ)omin后，移至步驟11。當于步驟6判定新算出的推定開口面積Ao在以前計算出的開口面積最小值A(chǔ)omin以上時，不執(zhí)行步驟7而進行步驟8，當于步驟9判定開口面積變化量PAo來達判定值DAca1時(未能判定為加速狀態(tài)時)，不執(zhí)行步驟10而移到步驟11。于步驟11判定新檢測出的吸氣管壓力Pbad在以前檢測出的吸氣管壓力的最小值Pbodmin以上時，不執(zhí)行步驟12而進行步驟13。
在執(zhí)行圖6所示算法的情形，由步驟1構(gòu)成吸氣管壓力采樣裝置7，由步驟3構(gòu)成吸氣管壓力變化量檢測裝置15。此外由步驟2、4與5構(gòu)成油門開口面積推定裝置16，由步驟9構(gòu)成加速判定裝置17。再由步驟11至13構(gòu)成吸氣管壓力最小值檢測裝置19，由步驟10構(gòu)成加速增量校正值計算裝置20。又由圖6的步驟6與7構(gòu)成求在推定許可期間可求得的推定開口面積最小值的推定開口面積最小值檢測裝置(未于圖1中示明)。
在圖6所示例子中將相對于推定許可期間求得的推定開口面積最小值A(chǔ)omin的推定開口面積Ao的變化量設(shè)為DAo，但也可將推定許可期間進行最初檢測時求得的開口面積設(shè)為Aomin，而把相對于此Aomin的推定開口面積Ao的變化量設(shè)為開口面積變化量PA。這樣情形下吸氣管壓力采樣時執(zhí)行的任務(wù)算法如圖7所示。圖7所示的任務(wù)下，于步驟6中為了判定由步驟5進行的開口面積的計算是否是最初的開口面積的運算，要判定開口面積的最小值A(chǔ)omin是否在最大值h’FFFF中清除掉，當最小值A(chǔ)omin于最大值中清除了時(即這時是最初的開口面積的運算時)，進到步驟7將此次計算的開口面積Ao作為最小開口面積。當于步驟6判定開口面積的最小值A(chǔ)omin不是最大值h’FFFF(已進行了開口面積的最初計算)時，在執(zhí)行步驟7而移到步驟8計算開口面積變化量DAo。其他方面與圖6所示的例相同。在圖7所示例子中，也由步驟6與7構(gòu)成了求推定許可期間求得的推定開口面積最小值的推定開口面積最小值檢測裝置。
不論是圖6還是圖7所示例子的情形，當推定許可期間新求得的推定開口面積Ao比同一推定許可期間求得的推定開口面積的最小值A(chǔ)omin大出設(shè)定的判定值時(推定許可期間新求得的推定開口面積與同一推定許可期間求得的推定開口面積之差在設(shè)定的判定值以上時)，則發(fā)動機處于加速狀態(tài)，將新求得的推定開口面積Ao與推定開口面積的最小值A(chǔ)omin之差設(shè)為開口面積變化量PAo，于是可據(jù)該開口面積變化量PAo與吸氣管壓力最小值的最新數(shù)據(jù)計算加速增量校正值。這樣，當新求得的推定開口面積比其最小值大出規(guī)定的判定值時，判定發(fā)動機處于加速狀態(tài)計算加速增量校正值時，可不受吸氣管壓力的測定誤差產(chǎn)生的開口面積計算誤差的影響，能可靠地檢測出發(fā)動機的加速狀態(tài)和進行加速增量校正值的計算。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在吸氣閥關(guān)閉后吸氣管壓力遞增過程中，當把節(jié)流閥視作孔口，根據(jù)該孔口因兩側(cè)壓力差在流過該孔口的氣體質(zhì)量流量與各微小時間的吸氣管壓力變化量之間成立的關(guān)系來求孔口的開口面積時，注意到此孔口的開口面積與實際的節(jié)流閥的開口面積具有相關(guān)關(guān)系時，由于是把該孔口的開口面積作為節(jié)流閥的推定開口面積求得，就可不用油門位置傳感器而據(jù)發(fā)動機的吸氣管壓力來求得有關(guān)節(jié)流閥開口面積的信息。
此外，根據(jù)本發(fā)明由于能由以上所述根據(jù)推定的節(jié)流閥的開口面積的變化檢測發(fā)動機的加速狀態(tài)，就可不用油門位置傳感器可靠地檢測發(fā)動機的加速狀態(tài)。
再有，根據(jù)本發(fā)明，利用上述油門開口面積推定方法求得的節(jié)流閥開口面積的信息以及在緊鄰各噴射開始時刻之前所檢測出的吸氣管壓力最小值的最新數(shù)據(jù)計算加速增量校正值，將此加速增量校正值加到相對于各種控制條件校正基本噴射時間所求得的噴射時間之上能算出實際噴射時間，從而可不用油門位置傳感器可靠地于加速時校正燃料噴射量，將燃料噴射量控制成不惡化排出的廢氣成分和不使駕駛性能惡化。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機油門開口面積的推定方法，其中將發(fā)動機吸氣管壓力每微小時間的變化量作為吸氣管壓力變化量檢測出，在把發(fā)動機的節(jié)流閥視作為孔口時，根據(jù)該孔口兩側(cè)的壓力差，從流過該孔口的氣體的質(zhì)量流量與前述吸氣管壓力變化量之間成立的關(guān)系，于發(fā)動機的吸氣閥關(guān)閉后吸氣管壓力上升的過程中，進行求孔口的開口面積的運算，將運算出的孔口的開口面積推定為節(jié)流閥的開口面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油門開口面積推定方法，其中上述孔口的開口面積Ao根據(jù)給出上述發(fā)動機的節(jié)流閥的入口側(cè)壓力Po、吸氣管壓力Pb、上述吸氣管壓力變化量ΔPb以及常數(shù)K與此開口面積Ao間的關(guān)系的算式Ao＝K·{ΔPb/(Po-Pb)1/2}計算。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的油門開口面積推定方法，其中當發(fā)動機的吸氣閥關(guān)閉后，將從吸氣管壓力變化量超過設(shè)定值的時刻至吸氣管壓力達到預(yù)設(shè)定的推定許可壓力上限值時刻的吸氣管壓力增大期間作為推定許可期間，而把該推定許可期間求得的所述孔口的開口面積推定為節(jié)流閥的開口面積。
4.一種檢測發(fā)動機加速狀態(tài)的發(fā)動機加速檢測方法，其中按微小時間間隔對發(fā)動機的吸氣管壓力進行采樣；將新采樣的吸氣管壓力與前次采樣的吸氣管壓力之差作為吸氣管壓力變化量檢測出；在關(guān)閉此發(fā)動機的吸氣閥之后，將從吸氣管壓力變化量超過設(shè)定值的時刻至新采樣的吸氣管壓力達到預(yù)設(shè)的推定許可壓力上限值的時刻的吸氣壓管壓力增大期間作為推定許可期間，在將發(fā)動機的節(jié)流閥視作孔口時，根據(jù)借助該孔兩側(cè)的壓力差流過該孔口的氣體質(zhì)量流量與吸氣管壓力變化量之間成立的關(guān)系，計算孔口的開口面積而將該孔口的開口面積作為發(fā)動機的節(jié)流閥的推定孔口面積，而上述這樣一個油門開口面積推定過程則是在前述推定許可期間之間進行，在檢測出推定許可期間內(nèi)求得的節(jié)流閥的推定開口面積增大時，則檢測出所述發(fā)動機處于加速狀態(tài)。
5.一種檢測發(fā)動機加速狀態(tài)的發(fā)動機加速檢測方法，其中按微小時間間隔對發(fā)動機的吸氣管壓力進行采樣；將新采樣的吸氣管壓力與前次采樣的吸氣管壓力之差作為吸氣管壓力變化量檢測出；在關(guān)閉發(fā)動機的吸氣閥之后，將從吸氣管壓力變化量超過設(shè)定值的時刻至新采樣的吸氣管壓力達到預(yù)設(shè)的推定許可壓力上限值的時刻的吸氣壓管壓力增大期間作為推定許可期間，在將發(fā)動機動的節(jié)流閥視作孔口時，根據(jù)借助該孔口兩側(cè)的壓力差流過該孔口的氣體質(zhì)量流量與吸氣管壓力變化量之間成立的關(guān)系，計算所述孔口的開口面積而將該孔口的開口面積作為發(fā)動機的節(jié)流閥的推定孔口面積，而上述這樣一個油門開口面積推定過程則是在前述推定許可期間之間進行；在檢測出各推定許可期間內(nèi)新求得的推定開口面積比同一推定許可期間求得的推定開口面積的最小值大時，則檢測出發(fā)動機處于加速狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的發(fā)動機加速檢查方法，其中上述推定開口面積Ao根據(jù)給出上述發(fā)動機的節(jié)流閥的入口側(cè)壓力Po、吸氣管壓力Pb、上述吸氣管壓力變化量ΔPb以及常數(shù)K與此推定開口面積Ao間的關(guān)系的算式Ao＝K·{ΔPb/(Po-Pb)1/2}計算。
7.一種發(fā)動機加速檢測裝置，用于檢測發(fā)動機加速狀態(tài)，包括按微小時間間隔對發(fā)動機的吸氣管壓力進行采樣的吸氣管采樣裝置；將所述吸氣管采樣裝置新采樣的吸氣管壓力與前次采樣的吸氣管壓力之差作為吸氣管壓力變化量檢測的吸氣管壓力變化量檢測裝置；在關(guān)閉發(fā)動機的吸氣閥之后，將從吸氣管壓力變化量超過設(shè)定值的時刻至吸氣管壓力達到預(yù)設(shè)的推定許可壓力上限值的時刻的吸氣管壓力增大期間作為推定許可期間，在將發(fā)動機的節(jié)流閥視作孔口時，根據(jù)借助該孔口兩側(cè)的壓力差流過該孔口的質(zhì)量流量與吸氣管壓力變化量之間成立的關(guān)系，計算孔口的開口面積而將該孔口的開口面積作為發(fā)動機的節(jié)流閥的推定開口面積，使上述這樣一個油門開口面積推定過程在前述推定許可期間之間進行的油門開口面積推定裝置；在各推定許可期間新求得的推定開口面積比同一推定許可期間內(nèi)求得的推定開口面積最小值大時，判定上述發(fā)動機處于加速狀態(tài)的加速判定裝置。
8.一種發(fā)動機的燃料噴射控制方法，它執(zhí)行根據(jù)發(fā)動機的吸氣管壓力與轉(zhuǎn)速推定吸入空氣量的過程、基于相對此推定的吸入空氣量決定的燃料基本噴射時間計算實際噴射時間的噴射時間計算過程，以控制噴射器使之在該噴射時間計算過程計算出的實際噴射時間內(nèi)從此噴射器噴射燃料，在此燃料噴射控制方法中，按微小時間間隔對發(fā)動機的吸氣管壓力進行采樣，將新采樣的吸氣管壓力與前次采樣的吸氣管壓力之差作為吸氣管壓力變化量檢測出；在發(fā)動機的吸氣閥關(guān)閉后，將吸氣管壓力變化量超過設(shè)定值的時刻至新采樣的吸氣管壓力到達預(yù)設(shè)的推定許可壓力上限值時刻的吸氣管壓力增大期間作為推定許可期間，在把發(fā)動機的節(jié)流閥視作孔口時，根據(jù)因該孔口兩側(cè)壓力差而流過該孔口的氣體質(zhì)量流量與前述吸氣管壓力變化量之間成立的關(guān)系計算此孔口的開口面積，而于推定許可期間進行以該孔口的開口面積作為發(fā)動機的節(jié)流閥的推定開口面積的油門開口面積推定過程；檢查出各燃燒循環(huán)中吸氣管壓力的最小值；在所述噴射時間計算過程中應(yīng)用油門開口面積推定過程求得的推定開口面積計算加速增量校正值，通過在相對于各種控制條件校正基本噴射時間求得的噴射時間上再加上加速增量校正值，由此計算出實際噴射時間。
9.一種發(fā)動機的燃料噴射控制方法，它執(zhí)行根據(jù)發(fā)動機的吸氣管壓力與轉(zhuǎn)速推定吸入空氣量的過程、基于相對此推定的吸入空氣量決定的燃料基本噴射時間計算實際噴射時間的噴射時間計算過程，以控制噴射器使之在該噴射時間計算過程計算出的實際噴射時間內(nèi)從此噴射器噴射燃料，在此燃料噴射控制方法中，按微小時間間隔對發(fā)動機的吸氣管壓力進行采樣，將新采樣的吸氣管壓力與前次采樣的吸氣管壓力之差作為吸氣管壓力變化量檢測出；在發(fā)動機的吸氣閥關(guān)閉后，將吸氣管壓力變化量超過設(shè)定值的時刻至新采樣的吸氣管壓力到達預(yù)設(shè)的推定許可壓力上限值時刻的吸氣管壓力增大期間作為推定許可期間，在把發(fā)動機的節(jié)流閥視作孔口時，根據(jù)因該孔口兩側(cè)壓力差而流過該孔口的氣體質(zhì)量流量與前述吸氣管壓力變化量之間成立的關(guān)系計算此孔口的開口面積，而于推定許可期間進行以該孔口的開口面積作為發(fā)動機的節(jié)流閥的推定開口面積的油門開口面積推定過程；進行求出在各推定許可期間所求推定開口面積最小值的過程；在噴射時間計算過程中，每次可新求得推定開口面積，從新求得的開口面積減去同一推定許可期間求得的推定開口面積的最小值以求出推定開口面積變化量，在此推定開口面積變化量為正時應(yīng)用此開口面積變量量計算加速增量校正值，通過于相對于各種控制條件校正上述基本噴射時間求得的噴射時間之上再加上上述加速增量校正值計算上述實際噴射時間。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的發(fā)動機燃料噴射控制方法，其中上述推定開口面積Ao根據(jù)給出發(fā)動機節(jié)流閥入口側(cè)壓力Po、新采樣的吸氣管壓力Pb’、前次采樣的吸氣管壓力Pb以及常數(shù)K與所述推定開口面積Ao間關(guān)系的算式Ao＝K·{(Pb’-Pb)/(Po-Pb)1/2}計算。
11.一種發(fā)動機燃料噴射控制裝置，它包括根據(jù)發(fā)動機的吸氣管壓力與轉(zhuǎn)速推定吸入空氣量的吸入空氣量推定裝置、基于相對此吸入空氣量推定裝置推定的吸入空氣量決定的燃料基本噴射時間計算實際噴射的噴射時間計算裝置、控制噴射器使在此噴射時間計算裝置所計算的實際噴射時間之間噴射燃料的噴射器控制裝置；所述的燃料噴射控制裝置中具有以微小時間間隔對發(fā)動機的吸氣管壓力采樣的吸氣管壓力采樣裝置；將新采樣的吸氣管壓力與前次采樣的吸氣管壓力之差作為吸氣管壓力變化量檢查的吸氣管壓力變化量檢測裝置；以發(fā)動機的吸氣閥關(guān)閉后吸氣管壓力變化量超過設(shè)定值的時間起至吸氣管壓力達到預(yù)設(shè)定的推定許可壓力上限值的時間止的吸氣管壓力增大期間作為推定許可期間，在將發(fā)動機的節(jié)流閥視作孔口時根據(jù)因該孔口兩側(cè)壓力差流過該孔口的氣體質(zhì)量流量與吸氣管壓力變化量之間成立的關(guān)系計算此孔口的開口面積，在上述推定許可期間進行以該孔口的開口面積作為發(fā)動機的節(jié)流閥的推定開口面積的油門開口面積推定過程的油門開口面積推定裝置；上述噴射時間計算裝置應(yīng)用上述油門開口推定過程求得的推定開口面積計算加速增量校正值，在相對于各種控制條件校正上述基本噴射時間求得的噴射時間之上再加上上述加速增量校正值來計算上述實際噴射時間。
12.一種發(fā)動機燃料噴射控制裝置，它包括根據(jù)發(fā)動機的吸氣管壓力與轉(zhuǎn)速推定吸入空氣量的吸入空氣量推定裝置、基于相對此吸入空氣量推定裝置推定的吸入空氣量決定的燃料基本噴射時間計算實際噴射的噴射時間計算裝置、控制噴射器使在此噴射時間計算裝置所計算的實際噴射時間之間噴射燃料的噴射器控制裝置；所述的燃料噴射控制裝置中具有以微小時間間隔對發(fā)動機的吸氣管壓力采樣的吸氣管壓力采樣裝置；將新采樣的吸氣管壓力與前次采樣的吸氣管壓力之差作為吸氣管壓力變化量檢查的吸氣管壓力變化量檢測裝置；以發(fā)動機的吸氣閥關(guān)閉后吸氣管壓力變化量超過設(shè)定值的時間起至吸氣管壓力達到預(yù)設(shè)定的推定許可壓力上限值的時間止的吸氣管壓力增大期間作為推定許可期間，在將發(fā)動機的節(jié)流閥視作孔口時根據(jù)因該孔口兩側(cè)壓力差流過該孔口的氣體質(zhì)量流量與吸氣管壓力變化量之間成立的關(guān)系計算此孔口的開口面積，在上述推定許可期間進行以該孔口的開口面積作為發(fā)動機的節(jié)流閥的推定開口面積的油門開口面積推定過程的油門開口面積推定裝置；上述噴射時間計算裝置進行下述過程在上述推定許可期間每次可新求得推定開口面積，從新求得的開口面積減去同一推定許可期間求得的推定開口面積的最小值以求得推定開口面積變化量的過程；當此推定開口面積變化量為正時，通用該推定開口面積變化量計算加速增量校正值的過程；于相對各種控制條件校正上述基本噴射時間求得的噴射時間之上再加上上述加速增量校正值的過程。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的發(fā)動機燃料噴射裝置，其中上述推定開口面積Ao根據(jù)給出發(fā)動機節(jié)流閥入口側(cè)壓力Po、新采樣的吸氣管壓力Pb’、前次采樣的吸氣管壓力Pb以及常數(shù)K與所述推定開口面積Ao間關(guān)系的算式Ao＝K·{(Pb’-Pb)/(Po-Pb)1/2}計算。
全文摘要
燃料噴射控制裝置，它具有將發(fā)動機的吸氣管壓力各微小時間的變化量作為吸氣管壓力變化量檢測的裝置；在將節(jié)流閥視作孔口時將根據(jù)因此孔口兩側(cè)壓力差流過該孔口的氣體質(zhì)量流量與吸氣管壓力變化量之間成立的關(guān)系求孔口開口面積的計算于吸氣閥關(guān)閉后吸氣管壓力遞增過程中進行的裝置；將求得的孔口的開口面積推定為節(jié)流閥的開口面積，基于此推定的開口面積計算噴射時間加速增量校正值的裝置；應(yīng)用所算得的加速增量校正值以校正加速的噴射量的裝置。
文檔編號F02D45/00GK1673509SQ200510052149
公開日2005年9月28日 申請日期2005年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月26日
發(fā)明者岸端一芳, 北川雄一, 佐藤弘康, 關(guān)田智昭 申請人:國產(chǎn)電機株式會社