專利名稱：具有可變進氣和排氣門控制的內(nèi)燃機的燃油噴射控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制裝置，用于進氣門正時和排氣門正時可以調(diào)節(jié)并且燃油噴射到進氣通道內(nèi)的內(nèi)燃機，所述控制裝置基于所述發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)計算表示粘附到進氣通道的壁表面的燃油量的指標(biāo)，并且基于所述指標(biāo)控制要被噴射的燃油量。
背景技術(shù)：
在燃油從燃油噴射閥噴射到進氣通道內(nèi)的內(nèi)燃機中，部分噴射的燃油粘附到進氣通道的壁表面。粘附到壁表面的燃油量不是恒定的，其根據(jù)內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)改變。因此，當(dāng)粘附到壁表面的燃油量增大時，供給到燃燒室的燃油量比從燃油噴射閥噴射的燃油量少。當(dāng)粘附到壁表面的燃油量減小時，供給到燃燒室的燃油量比從燃油噴射閥噴射的燃油量大。結(jié)果，基于噴射的燃油量和進氣量估算的空燃比偏離實際的空燃比。所述估算的空燃比從實際的空燃比的偏離可能導(dǎo)致與發(fā)動機的輸出和從發(fā)動機排出的排氣有關(guān)的問題。
粘附到壁表面的燃油量受進氣門和排氣門之間的氣門重疊度的影響很大，所述氣門重疊度可使排氣流回到進氣通道。因此，在氣門重疊度可以調(diào)節(jié)的內(nèi)燃機中，需要防止估算的空燃比從實際的空燃比的偏離。因此，例如，公開號為JP-A-11-36936的日本專利申請(此后，稱為11-36936)和公開號為JP-A-8-261034的日本專利申請(此后，稱為8-261034)描述了一種控制裝置，所述控制裝置基于氣門重疊度量估算表示粘附到進氣通道的壁表面的燃油量的指標(biāo)，以及估算與氣門重疊度量對應(yīng)的進氣門正時的提前角；并且所述控制裝置基于粘附到進氣通道的壁表面的燃油量修正要被噴射的燃油量。
然而，在11-36936和8-261034中描述的控制裝置，在僅調(diào)節(jié)進氣門正時，并且不調(diào)節(jié)排氣門正時的假定之下執(zhí)行控制。因此，在即使重疊度的量保持相同時進氣門正時和排氣門正時也可以被改變的情況下，不考慮配氣相位正時對粘附到進氣通道的壁表面的燃油量的影響。
進氣門正時和排氣門正時是不同于彼此的物理量。因此，在進氣門正時和排氣門正時均被調(diào)節(jié)的內(nèi)燃機中應(yīng)用11-36936和8-261034中描述的技術(shù)的情況下，粘附到進氣通道的壁表面的燃油量的情況可能與估算的情況不同，這減小了控制要被噴射的燃油量的精確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為提供一種用于內(nèi)燃機的控制裝置，其在進氣門正時和排氣門正時均可以改變的內(nèi)燃機中，可以根據(jù)粘附到進氣通道的壁表面的燃油量精確地控制要被噴射的燃油量。
本發(fā)明的第一方面涉及用于內(nèi)燃機的控制裝置，其在進氣門正時和排氣門正時均可以調(diào)節(jié)的內(nèi)燃機中，基于粘附到進氣通道的壁表面的燃油量和噴射到所述進氣通道內(nèi)的燃油量控制要被噴射的燃油量。所述控制裝置包括計算裝置。所述計算裝置基于在排氣門正時固定的條件下在進氣門正時和第一指標(biāo)之間設(shè)定的第一關(guān)系，利用進氣門正時，獲得表示粘附到進氣通道的壁表面的燃油量的第一指標(biāo)。所述計算裝置基于在排氣門正時不固定的條件下在排氣門正時、進氣門正時和修正值之間設(shè)定的第二關(guān)系，利用排氣門正時和進氣門正時，獲得減小第一指標(biāo)的修正值。所述計算裝置通過利用所述修正值修正第一指標(biāo)，計算表示粘附到進氣通道的壁表面的燃油量的第二指標(biāo)。
進氣門正時與排氣門正時相比，進氣門正時對粘附到進氣通道的壁表面的燃油量有更大的影響。因此，通過利用進氣門正時計算表示粘附到進氣通道的壁表面的燃油量的第一指標(biāo)，以及利用基于排氣門正時、進氣門正時和修正值之間的關(guān)系獲得的所述修正值修正第一指標(biāo)，可以獲得合適的第二指標(biāo)。
因此，所述計算裝置利用基于第二關(guān)系計算的修正值，通過修正基于第一關(guān)系計算的第一指標(biāo)計算第二指標(biāo)。
在該結(jié)構(gòu)下，可以獲得合適的第二指標(biāo)。結(jié)果，在進氣門正時和排氣門正時均可以改變的內(nèi)燃機中，利用第二指標(biāo)，可以根據(jù)粘附到進氣通道的壁表面的燃油量的變化精確地控制要被噴射的燃油量。
在第一方面中，所述計算裝置可以設(shè)定第二關(guān)系，從而在進氣門正時相對于參考曲軸轉(zhuǎn)角所超前的曲軸轉(zhuǎn)角在預(yù)定范圍中的情況下，使得所述修正值等于或小于預(yù)定值。
進氣門正時與排氣門正時相比，進氣門正時對粘附到進氣通道的壁表面的燃油量有更大的影響。而且，在進氣門正時相對于參考曲軸轉(zhuǎn)角所超前的曲軸轉(zhuǎn)角較小并且在預(yù)定范圍中的情況下，排氣門正時對粘附到進氣通道的壁表面的燃油量幾乎沒有影響。
因此，通過設(shè)定第二關(guān)系，從而在進氣門正時相對于參考曲軸轉(zhuǎn)角所超前的曲軸轉(zhuǎn)角在預(yù)定范圍中的情況下，使得所述修正值等于或小于預(yù)定值，可以獲得與粘附到進氣通道的壁表面的燃油量的變化一致的合適的第二指標(biāo)。結(jié)果，可以根據(jù)粘附到進氣通道的壁表面的燃油量的變化合適地控制要被噴射的燃油量。
在第一方面中，所述計算裝置可以不計算第二指標(biāo)，并且在進氣門正時相對于參考曲軸轉(zhuǎn)角所超前的曲軸轉(zhuǎn)角在預(yù)定范圍中的情況下，利用第一指標(biāo)控制要被噴射的燃油量。
在進氣門正時相對于參考曲軸轉(zhuǎn)角所超前的曲軸轉(zhuǎn)角在預(yù)定范圍中的情況下，排氣門正時對粘附到進氣通道的壁表面的燃油量幾乎沒有影響。因此，在進氣門正時相對于參考曲軸轉(zhuǎn)角所超前的曲軸轉(zhuǎn)角在預(yù)定范圍中的情況下，所述計算裝置不計算第二指標(biāo)，而是利用第一指標(biāo)控制要被噴射的燃油量。
在進氣門正時相對于參考曲軸轉(zhuǎn)角所超前的曲軸轉(zhuǎn)角在預(yù)定范圍中的情況下，可以基于第一關(guān)系而不計算第二指標(biāo)，計算與粘附到進氣通道的壁表面的燃油量的變化一致的合適的指標(biāo)。因此，在進氣門正時相對于參考曲軸轉(zhuǎn)角所超前的曲軸轉(zhuǎn)角在預(yù)定范圍中的情況下，用于獲得所述校正值的第二指標(biāo)不是必要的。這簡化了表示第二關(guān)系的數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。
在該簡化的結(jié)構(gòu)下，在進氣門正時和排氣門正時均可以改變的內(nèi)燃機中，可以根據(jù)粘附到進氣通道的壁表面的燃油量的變化精確地控制要被噴射的燃油量。
在前述方面中，所述計算裝置可以將預(yù)定范圍的下限設(shè)定為0度，并且將預(yù)定范圍的上限設(shè)定為20度。
通過將預(yù)定范圍的下限設(shè)定為0度，并且將預(yù)定范圍的上限設(shè)定為20度，可以獲得前述效果。
在前述方面中，所述計算裝置可以利用除了進氣門正時和排氣門正時之外的、表示內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)狀態(tài)的參數(shù)修正所述修正值。
粘附到進氣通道壁表面的燃油量受除了進氣門正時和排氣門正時之外的、表示內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)狀態(tài)的所述參數(shù)影響。因此，利用除了進氣門正時和排氣門正時之外的、表示內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)狀態(tài)的參數(shù)修正基于第二關(guān)系獲得的所述修正值。在所述結(jié)構(gòu)下，可以更合適地獲得第二指標(biāo)。結(jié)果，可以根據(jù)粘附到進氣通道的壁表面的燃油量的變化，甚至更精確地控制要被噴射的燃油量。
在前述方面中，所述參數(shù)包括內(nèi)燃機負(fù)荷、內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和內(nèi)燃機中的冷卻劑溫度中的至少一個。
除了進氣門正時和排氣門正時，表示內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)狀態(tài)的所述參數(shù)的例子包括內(nèi)燃機負(fù)荷、內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和內(nèi)燃機中的冷卻劑溫度。通過利用它們中的至少一個計算所述修正值，可以根據(jù)粘附到進氣通道的壁表面的燃油量的變化，甚至更精確地控制要被噴射的燃油量。


本發(fā)明的前述和/或進一步的目的、特點和優(yōu)點將從下述實施例結(jié)合附圖的描述中變得更加明顯，其中相同或相應(yīng)的部分用相同的附圖標(biāo)號表示，其中圖1圖示了用于車輛的發(fā)動機的主要部分的結(jié)構(gòu)，在所述車輛中應(yīng)用用于根據(jù)本發(fā)明第一實施例的內(nèi)燃機的控制裝置；
圖2圖示了根據(jù)第一實施例的燃油噴射量控制程序的流程圖；圖3圖示了根據(jù)第一實施例的壁粘附修正量計算程序的流程圖；圖4圖示了根據(jù)第一實施例的說明QMWin圖的結(jié)構(gòu)的圖；圖5圖示了根據(jù)第一實施例的說明Kvvt圖的結(jié)構(gòu)的圖；圖6圖示了根據(jù)第一實施例的說明Kne圖的結(jié)構(gòu)的圖；圖7圖示了在用于根據(jù)本發(fā)明第二實施例的內(nèi)燃機的控制裝置中，壁粘附修正量計算程序的流程圖；圖8圖示了在用于根據(jù)本發(fā)明第三實施例的內(nèi)燃機的控制裝置中，說明Kthw圖的結(jié)構(gòu)的圖。
具體實施例方式在下述描述中，將根據(jù)實施例詳細(xì)描述本發(fā)明。
現(xiàn)在描述本發(fā)明的第一實施例。圖1示意性地圖示了應(yīng)用有本發(fā)明的車輛的發(fā)動機2的主要部分的結(jié)構(gòu)。發(fā)動機2是具有多個氣缸的4沖程汽油內(nèi)燃機。通過設(shè)置在進氣門凸輪軸4a上的進氣門凸輪4b的旋轉(zhuǎn)，打開/關(guān)閉每一個氣缸中的進氣門4。通過設(shè)置在排氣門凸輪軸6a上的排氣門凸輪6b的旋轉(zhuǎn)，打開/關(guān)閉每一個氣缸中的排氣門6。盡管圖1示出了直動(direct-acting)氣門系統(tǒng)，但是也可以應(yīng)用搖臂(rocker-arm)氣門系統(tǒng)。
燃油從設(shè)置在進氣口2a中的燃油噴射閥8噴射到進氣口2a中的進氣內(nèi)。進氣口2a是進氣通道的一部分。進氣從設(shè)置在圖1示意性地所示的進氣通道10中的浪涌調(diào)整槽12被分配到每一個氣缸的進氣口2a。進氣通道10是整個進氣通道的一部分。通過調(diào)節(jié)設(shè)置在浪涌調(diào)整槽12的上游的節(jié)流閥14的開度量(此后，所述開度量將稱為“節(jié)流閥開度量TA”)調(diào)節(jié)吸入整個發(fā)動機2內(nèi)的空氣量。設(shè)置在進氣通道10中的進氣量傳感器16檢測吸入到整個發(fā)動機2內(nèi)的空氣量(此后，稱為“進氣量GA”)。
通過打開/關(guān)閉進氣門4和排氣門6，將混合氣從進氣口2a供給到燃燒室2b內(nèi)。當(dāng)火花塞28點燃混合氣時，由于燃燒，活塞2c被向下推動。燃燒后，燃燒室2b中的排氣被排出到排氣口2d。然后，排氣經(jīng)由排氣控制催化劑等被排出到大氣。
進氣門凸輪4b和排氣門凸輪6b分別打開/關(guān)閉進氣門4和排氣門6。進氣門凸輪4b和排氣門凸輪6b分別設(shè)置在進氣門凸輪軸4a和排氣門凸輪軸6a上。進氣門凸輪軸4a和排氣門凸輪軸6a分別設(shè)置有可變配氣相位正時機構(gòu)18和20?？勺兣錃庀辔徽龝r機構(gòu)18和20中的每個都包括正時鏈輪。可變配氣相位正時機構(gòu)18調(diào)節(jié)正時鏈輪和進氣門凸輪軸4a之間的相位差?？勺兣錃庀辔徽龝r機構(gòu)20調(diào)節(jié)正時鏈輪和排氣門凸輪軸6a之間的相位差。利用正時鏈將每一個鏈輪連接到曲軸。
用于進氣門4的可變配氣相位正時機構(gòu)18可以使得進氣門凸輪軸4a的旋轉(zhuǎn)相位超前于參考曲軸轉(zhuǎn)角。進氣門凸輪軸4a依照曲軸旋轉(zhuǎn)。進氣門凸輪軸4a的轉(zhuǎn)速是曲軸轉(zhuǎn)速的一半。用于排氣門6的可變配氣相位正時機構(gòu)20可以使得排氣門凸輪軸6a的旋轉(zhuǎn)相位相對于參考曲軸轉(zhuǎn)角延遲。排氣門凸輪軸6a依照曲軸旋轉(zhuǎn)。排氣門凸輪軸6a的轉(zhuǎn)速是曲軸轉(zhuǎn)速的一半。結(jié)果，進氣門4打開的期間和排氣門6打開的期間可以超前或延遲。因此，氣門重疊度量可以被調(diào)節(jié)，并且氣門重疊度位置可以超前或延遲?；谟擅總€凸輪角度傳感器4c和6c檢測的值改變所述的氣門正時。
控制具有前述結(jié)構(gòu)的發(fā)動機2的電子控制模塊(此后，稱為“ECU”)22從凸輪角度傳感器4c和6c、以及進氣量傳感器16接收表示發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀態(tài)的值。另外，ECU 22從冷卻劑溫度傳感器24和發(fā)動機旋轉(zhuǎn)傳感器26接收表示發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀態(tài)的值。冷卻劑溫度傳感器24檢測發(fā)動機冷卻劑溫度THW。發(fā)動機旋轉(zhuǎn)傳感器26基于曲軸的轉(zhuǎn)速檢測發(fā)動機的轉(zhuǎn)速NE。進一步，ECU 22接收表示發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀態(tài)例如節(jié)流閥開度量TA、加速器踏板操作量ACCP、參考曲軸轉(zhuǎn)角G2和空氣/燃油比A/F的值。
ECU 22基于檢測到的表示發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀態(tài)的值執(zhí)行各種控制。即，ECU 22執(zhí)行用于燃油噴射閥8的燃油噴射量控制和燃油噴射正時控制，用于節(jié)流閥14的進氣門開度量控制和用于火花塞28的點火正時控制等。
現(xiàn)在描述在本實施例中由ECU 22執(zhí)行的燃油噴射量控制程序。圖2圖示了燃油噴射量控制程序的流程圖。例如，在具有四個氣缸的發(fā)動機中，每當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)180度時，周期性地執(zhí)行所述燃油噴射量控制程序。
當(dāng)燃油噴射量控制程序啟動時，基于進氣量GA和發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE計算基本燃油噴射持續(xù)期TAUP(步驟S100)。例如，基于將進氣量GA和發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE用作參數(shù)的圖或公式計算基本燃油噴射持續(xù)期TAUP。
然后，基于公式1計算最終燃油噴射持續(xù)期TAU(步驟102)。
TAU←(TAUP+FMW)·K1+K2…(1)在公式(1)中，修正系數(shù)K1和修正系數(shù)K2被預(yù)先確定，或基于發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)被確定。壁粘附修正量FMW通過將在下面描述的圖3中所示的壁粘附修正量計算程序計算。
最終燃油噴射持續(xù)期TAU被設(shè)定為計算的值，使得在由另一個控制程序(未示出)計算出的燃油噴射正時時，從燃油噴射閥8噴射燃油持續(xù)達最終燃油噴射持續(xù)期TAU(步驟S104)。然后，所述程序終止。隨后，所述燃油噴射量控制程序以前述的時間間隔重復(fù)執(zhí)行，由此根據(jù)發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，燃油從燃油噴射閥8噴射。
現(xiàn)在描述圖3中所示的壁粘附修正量計算程序。所述程序和前述的燃油噴射量控制程序(圖2)以相同的時間間隔重復(fù)執(zhí)行。當(dāng)壁粘附修正量計算程序執(zhí)行時，首先，利用圖4中所示的QMWin圖，基于進氣門正時INvvt計算表示粘附到進氣口2a的壁表面的燃油量(此后，稱為“基本壁粘附量QMWin”)的第一指標(biāo)(步驟S105)。進氣門正時INvvt表示為進氣門正時相對于參考曲軸轉(zhuǎn)角所超前的曲軸轉(zhuǎn)角?；颈谡掣搅縌MWin是每單位時間(等于燃油噴射持續(xù)期)粘附到壁表面的燃油量。
QMWin圖包括在排氣門正時EXvvt固定為“0”的條件下，在多個負(fù)荷系數(shù)KL下，通過實際測量粘附到進氣口2a的壁表面的燃油量所獲得的數(shù)據(jù)。排氣門正時EXvvt表示為排氣門正時相對于參考曲軸轉(zhuǎn)角所延遲的曲軸轉(zhuǎn)角?？蛇x地，QMWin圖包括根據(jù)進氣門正時INvvt，基于噴射的燃油量和排氣的空燃比之間的關(guān)系，在多個負(fù)荷系數(shù)KL下，通過估計粘附到進氣口2a的壁表面的燃油量所獲得的數(shù)據(jù)。所述QMWin圖對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的第一關(guān)系。負(fù)荷系數(shù)KL表示當(dāng)前發(fā)動機負(fù)荷與最大發(fā)動機負(fù)荷的比例。例如，負(fù)荷系數(shù)KL基于以加速器踏板操作量ACCP和發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE用作參數(shù)的圖獲得。
在圖4所示的QMWin圖中，在負(fù)荷系數(shù)KL低的情況下，當(dāng)表示進氣門正時INvvt的曲軸轉(zhuǎn)角增大時基本壁粘附量QMWin減小。在負(fù)荷系數(shù)KL高的情況下，當(dāng)表示進氣門正時INvvt的曲軸轉(zhuǎn)角增大時基本壁粘附量QMWin增大。在負(fù)荷系數(shù)KL高的情況下的基本壁粘附量QMWin比在負(fù)荷系數(shù)KL低的情況下的基本壁粘附量QMWin大。
然后，利用圖5中所示的三維Kvvt圖計算換算系數(shù)Kvvt(步驟S152)。所述換算系數(shù)Kvvt對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的修正值。Kvvt圖對應(yīng)于第二關(guān)系。
如圖5中所示，Kvvt圖被用來通過以進氣門正時INvvt和排氣門正時EXvvt作為參數(shù)計算換算系數(shù)Kvvt。在Kvvt圖中，換算系數(shù)Kvvt在表示進氣門正時INvvt的曲軸轉(zhuǎn)角小的區(qū)域中(即，在被圖5中的虛線橢圓包圍的區(qū)域Ax中和在區(qū)域Ax周圍)近似為0％。在圖5中所示的例子中，在區(qū)域Ax中，表示進氣門正時INvvt的曲軸轉(zhuǎn)角為0到20度。即，進氣門正時INvvt的下限為0度。進氣門正時INvvt的上限為10至20度。在表示進氣門正時INvvt的曲軸轉(zhuǎn)角大于20度的區(qū)域中，換算系數(shù)Kvvt根據(jù)排氣門正時EXvvt變化很大。
然后，基于圖6中所示的Kne圖計算旋轉(zhuǎn)修正系數(shù)Kne(步驟S154)。Kne圖被用于通過以發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和負(fù)荷系數(shù)KL作為參數(shù)計算旋轉(zhuǎn)修正系數(shù)Kne。旋轉(zhuǎn)修正系數(shù)Kne被設(shè)定為在1至0范圍內(nèi)的值。旋轉(zhuǎn)修正系數(shù)Kne被設(shè)定為隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE增大而減小。旋轉(zhuǎn)修正系數(shù)Kne被設(shè)定為隨負(fù)荷系數(shù)KL增加而輕微地減小。Kne圖可以是發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE被用作參數(shù)，并且負(fù)荷系數(shù)KL不用作參數(shù)的一維圖。
然后，根據(jù)下面描述的公式(2)計算壁粘附量QMWinex(步驟S156)。壁粘附量QMWinex是基于進氣門正時INvvt和排氣門正時EXvvt，表示粘附到進氣口2a的壁表面的燃油量的另一個指標(biāo)。壁粘附量QMWinex對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的第二指標(biāo)。
QMWinex←QMWin·(1-Kvvt·Kne)…(2) “Kvvt·Kne”的值等于或小于1，并且等于或大于0(1≥Kvvt·Kne≥0)。因此，從公式(2)明顯看出，利用換算系數(shù)Kvvt和旋轉(zhuǎn)修正系數(shù)Kne，壁粘附量QMWinex被設(shè)定為等于或小于基本壁粘附量QMWin。
然后，根據(jù)下面描述的公式(3)，基于當(dāng)前壁粘附量QMWinex和當(dāng)壁粘附修正量計算程序最后一次執(zhí)行時獲得的最后一次壁粘附量QMWinexold之間的差異，計算壁粘附修正量FWM(步驟S158)。
FMW←QMWinex-QMWinexold…(3) 然后，最后一次壁粘附量QMWinexold被設(shè)定為當(dāng)前壁粘附量QMWinex(步驟S160)。然后，壁粘附修正量計算程序終止。
通過重復(fù)地執(zhí)行前述程序，表示壁粘附量QMWinex的改變的壁粘附修正量FWM被重復(fù)地計算。當(dāng)根據(jù)燃油噴射量控制程序(圖2)中的公式(1)計算最終燃油噴射持續(xù)期TAU時(步驟S102)，壁粘附修正量FWM用于修正基本燃油噴射持續(xù)期TAUP。這根據(jù)粘附到進氣口2a的壁表面的燃油量的變化，修正了來自燃油噴射閥8的要被噴射的燃油量。結(jié)果，可以使得在燃燒室2b中的混合氣的空燃比等于期望的空燃比。
在前述結(jié)構(gòu)中，在壁粘附修正量計算程序(圖3)的步驟S150到S156中的過程對應(yīng)于由根據(jù)本發(fā)明的計算裝置執(zhí)行的過程。
根據(jù)已經(jīng)描述的第一實施例，可以獲得下述效果。
在壁粘附修正量計算程序(圖3)中，利用換算系數(shù)Kvvt修正基本壁粘附量QMWin以獲得壁粘附量QMWinex。利用QMWin圖(圖4)根據(jù)公式(2)計算基本壁粘附量QMWin。利用Kvvt圖(圖5)計算換算系數(shù)Kvvt。然后，利用壁粘附量QMWinex計算壁粘附修正量FWM。在燃油噴射量控制程序(圖2)中，通過利用壁粘附修正量FWM修正基本燃油噴射持續(xù)期TAUP獲得最終燃油噴射持續(xù)期TAU。
因此，利用QWMin圖，基于進氣門正時INvvt計算基本壁粘附量QMWin，并且利用換算系數(shù)Kvvt修正基本壁粘附量，所述換算系數(shù)Kvvt是利用Kvvt圖基于進氣門正時和排氣門正時EXvvt計算的。
在進氣門正時和排氣門正時均被調(diào)節(jié)的發(fā)動機2中，排氣門正時對粘附到進氣口2a的壁表面的燃油量的影響，在表示進氣門正時INvvt的曲軸轉(zhuǎn)角小的情況下與表示進氣門正時INvvt的曲軸轉(zhuǎn)角大的情況下不同。
即，在表示進氣門正時INvvt的曲軸轉(zhuǎn)角小的情況下，排氣門正時EXvvt對粘附到進氣口2a的壁表面的燃油量的影響小。同時，在表示進氣門正時INvvt的曲軸轉(zhuǎn)角大的情況下，排氣門正時EXvvt對粘附到進氣口2a的壁表面的燃油量的影響大。
在進氣門正時INvvt和排氣門正時EXvvt均被調(diào)節(jié)的發(fā)動機2中，在粘附到進氣口2a的壁表面的燃油量與進氣門正時INvvt和排氣門正時EXvvt之間有特定的關(guān)系。即，進氣門正時INvvt對粘附到進氣口2a的壁表面的燃油量的影響比排氣門正時EXvvt大。
因為進氣門正時INvvt對粘附到進氣口2a的壁表面的燃油量的影響比排氣門正時EXvvt大，根據(jù)公式(2)計算的壁粘附量QMWinex是合適的指標(biāo)。
燃油噴射量控制程序(圖2)是基于壁粘附量QMWinex執(zhí)行的。在所述結(jié)構(gòu)下，在進氣門正時INvvt和排氣門正時EXvvt均被改變的發(fā)動機2中，可以根據(jù)粘附到的進氣口2a的壁表面的燃油量的變化精確地控制要被噴射的燃油量。
進一步，在表示進氣門正時INvvt的曲軸轉(zhuǎn)角小且在預(yù)定范圍中的情況下，排氣門正時EXvvt對粘附到進氣口2a的壁表面的燃油量幾乎沒有影響。
因此，在圖5中示出了粘附到進氣口2a的壁表面的燃油量與進氣門正時INvvt和排氣門正時EXvvt之間的關(guān)系的Kvvt圖如下設(shè)定。
在表示進氣門正時INvvt的曲軸轉(zhuǎn)角為小的區(qū)域AX中和區(qū)域AX周圍，不考慮排氣門正時EXvvt，換算系數(shù)Kvvt近似為“0”。即，在區(qū)域AX中和區(qū)域AX周圍，由于排氣門正時EXvvt的改變，換算系數(shù)Kvvt沒有很大改變。在區(qū)域AX中和區(qū)域AX周圍，表示進氣門正時INvvt的曲軸轉(zhuǎn)角被設(shè)定為在0到20度的范圍中。
同時，在表示進氣門正時INvvt的曲軸轉(zhuǎn)角大的區(qū)域中，換算系數(shù)Kvvt根據(jù)排氣門正時EXvvt的改變而很大地改變。換算系數(shù)Kvvt被設(shè)定為在近似0到1的范圍中。
因為圖5中所示的Kvvt圖以此方式獲得，可以在發(fā)動機2中更合適地獲得壁粘附量QMWinex。因此，基于壁粘附量QMWinex，可以根據(jù)粘附到進氣口2a的壁表面的燃油量的變化精確地控制要被噴射的燃油量。
進一步，當(dāng)根據(jù)公式(2)計算壁粘附量QMWinex時，不僅利用換算系數(shù)Kvvt，還利用旋轉(zhuǎn)修正系數(shù)Kne。旋轉(zhuǎn)修正系數(shù)Kne基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和負(fù)荷系數(shù)KL獲得。即，通過利用旋轉(zhuǎn)修正系數(shù)Kne修正換算系數(shù)Kvvt，當(dāng)負(fù)荷系數(shù)KL改變時，可以考慮到發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE對粘附到進氣口2a的壁表面的燃油量的影響。因此，可以更合適地獲得壁粘附量QMWinex。結(jié)果，可以根據(jù)粘附到進氣口2a的壁表面的燃油量的變化更精確地執(zhí)行要被噴射的燃油量。
現(xiàn)在描述本發(fā)明的第二實施例。在第二實施例中，利用了與第一實施例(圖5)中的Kvvt圖不同的Kvvt圖。第二實施例中的Kvvt圖不包括在第一實施例中涉及到的區(qū)域Ax和區(qū)域Ax周圍的數(shù)據(jù)。為了確定與第一實施例中的區(qū)域Ax和區(qū)域Ax周圍相對應(yīng)的區(qū)域，表示進氣門正時的邊界曲軸轉(zhuǎn)角θx被設(shè)定為與區(qū)域Ax和區(qū)域Ax周圍相對應(yīng)的區(qū)域與其它區(qū)域之間的邊界。在該情況下，邊界曲軸轉(zhuǎn)角θx為20度。僅當(dāng)表示進氣門正時INvvt的曲軸轉(zhuǎn)角大于邊界曲軸轉(zhuǎn)角θx時(INvvt＞θx)，執(zhí)行與第一實施例中相同的過程。
圖7圖示了第二實施例中的壁粘附修正量計算程序的流程圖。在該程序中，僅當(dāng)表示進氣門正時INvvt的曲軸轉(zhuǎn)角大于邊界曲軸轉(zhuǎn)角θx時(INvvt＞θx)(即，在步驟S151中為“是”)，執(zhí)行圖3中所示的步驟S152以及隨后的步驟中的處理。當(dāng)表示進氣門正時INvvt的曲軸轉(zhuǎn)角等于或小于邊界曲軸轉(zhuǎn)角θx時(即，在步驟S151中為“否”)，壁粘附量QMWinex被設(shè)定為基本壁粘附量QMWin(步驟S162)。第二實施例中的壁粘附修正量計算程序在該處與圖3中所示的第一實施例不同。
在第一實施例中，在區(qū)域Ax和區(qū)域Ax周圍，即使當(dāng)排氣門正時EXvvt變?yōu)樽顫M程度時，換算系數(shù)Kvvt近似為“0”。因此，在區(qū)域Ax中和區(qū)域Ax周圍，在公式(2)右側(cè)的圓括號中的值近似為“1”。
同時，在第二實施例中，在與在第一實施例中的區(qū)域Ax和區(qū)域Ax周圍相對應(yīng)的區(qū)域中，在公式(2)右側(cè)的圓括號中的計算沒有被執(zhí)行，并且壁粘附量QMWinex被設(shè)定為基本壁粘附量QMWin(步驟S162)。即，在與在區(qū)域Ax和區(qū)域Ax周圍相對應(yīng)的區(qū)域中，不考慮排氣門正時EXvvt的改變。
其它的處理與圖3中所示的程序的處理相同。因此，所述相同的處理用相同的附圖標(biāo)號表示。在前述程序中，與在區(qū)域Ax和區(qū)域Ax周圍相對應(yīng)的區(qū)域和在第一實施例中的區(qū)域Ax和區(qū)域Ax周圍相對應(yīng)的區(qū)域相同。然而，與區(qū)域Ax和區(qū)域Ax周圍相對應(yīng)的區(qū)域不需要和與在第一實施例中的區(qū)域Ax和區(qū)域Ax周圍相對應(yīng)的區(qū)域相同。例如，邊界曲軸轉(zhuǎn)角θx可以被設(shè)定為小于20度。
在前述結(jié)構(gòu)中，壁粘附修正量計算程序(圖7)中的步驟S150到步驟S162中的處理對應(yīng)于由根據(jù)本發(fā)明的計算裝置執(zhí)行的處理。
根據(jù)已經(jīng)描述的第二實施例，除了根據(jù)第一實施例可以獲得的效果外，可以獲得下述效果。
第二實施例中的Kvvt圖不需要包括涉及與第一實施例中的區(qū)域Ax和區(qū)域Ax周圍相對應(yīng)的區(qū)域的數(shù)據(jù)。因此，可以減少需要存儲在ECU 22的ROM中的數(shù)據(jù)量，并且可以簡化數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。在該簡化的結(jié)構(gòu)下，可以獲得合適的壁粘附量QMWinex，并且可以根據(jù)粘附到進氣口2a的壁表面的燃油量的變化精確地控制要被噴射的燃油量。
現(xiàn)在描述本發(fā)明的第三實施例。在第三實施例中，根據(jù)下面在第一實施例的壁粘附修正量計算程序(圖3)或者在第二實施例的壁粘附修正量計算程序(圖7)中的步驟S156中描述的公式(4)，計算壁粘附量QMWinex。第三實施例中的結(jié)構(gòu)與第一實施例或第二實施例中的結(jié)構(gòu)相同，除了步驟S156中使用的公式(4)。
QMWinex ← QMWin(1-Kvvt·Kne·Kthw)…(4) 公式(4)和公式(2)的不同在于使用了“Kvvt·Kne·Kthw”。即，在公式(4)中，使用了冷卻劑溫度修正系數(shù)Kthw。利用圖8中的Kthw圖計算冷卻劑溫度修正系數(shù)Kthw。當(dāng)發(fā)動機冷卻劑溫度THW增大時，粘附到進氣口2a的壁表面的燃油量減小。因此，在圖8中，冷卻劑溫度修正系數(shù)Kthw被設(shè)定為隨著發(fā)動機冷卻劑溫度THW增大而增大。
在前述結(jié)構(gòu)中，在壁粘附修正量計算程序(圖3)中的步驟S150到S160的處理，或者在壁粘附修正量計算程序(圖7)中的步驟S150到S162的處理，與由根據(jù)本發(fā)明的計算裝置執(zhí)行的處理對應(yīng)。
根據(jù)已經(jīng)描述的第三實施例，除了根據(jù)第一實施例或第二實施例可以獲得的效果外，可以獲得下述效果。
通過根據(jù)發(fā)動機冷卻劑溫度THW修正換算系數(shù)Kvvt，可以根據(jù)粘附到進氣口2a的壁表面的燃油量的變化精確地控制要被噴射的燃油量。
現(xiàn)在描述本發(fā)明的其它實施例。在第一實施例或第二實施例中，利用公式(2)中所示的旋轉(zhuǎn)修正系數(shù)Kne修正換算系數(shù)Kvvt。然而，在某些類型的發(fā)動機中或在某些發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)中，粘附到進氣口2a的壁表面的燃油量可能不會由于發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE以及負(fù)荷系數(shù)KL的改變而改變。在該情況下，不需要使用旋轉(zhuǎn)修正系數(shù)Kne?？蛇x地，可以僅利用發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE或負(fù)荷系數(shù)KL，而不是利用旋轉(zhuǎn)修正系數(shù)Kne，修正換算系數(shù)Kvvt。
第三實施例中的公式(4)可以以相同方式改變。即，可以僅利用冷卻劑溫度修正系數(shù)Kthw修正換算系數(shù)Kvvt。可選地，可以利用冷卻劑溫度修正系數(shù)Kthw結(jié)合基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE或負(fù)荷系數(shù)KL計算出的系數(shù)，而不是利用旋轉(zhuǎn)修正系數(shù)Kne，修正換算系數(shù)Kvvt。
另外，在某些類型的發(fā)動機中或在某些發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)中，可以利用基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和發(fā)動機冷卻劑溫度THW計算出的系數(shù)，而不是利用旋轉(zhuǎn)修正系數(shù)Kne和冷卻劑溫度修正系數(shù)Kthw。可選地，可以利用基于負(fù)荷系數(shù)KL和發(fā)動機冷卻劑溫度THW計算出的系數(shù)。
在本發(fā)明的第一到第三實施例中，進氣量傳感器16被用于檢測進氣條件。然而，浪涌調(diào)整槽12可以設(shè)置有進氣壓力傳感器，并且可以利用進氣壓力檢測進氣條件。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機的控制裝置，其在進氣門正時和排氣門正時均可調(diào)的內(nèi)燃機中，基于粘附到進氣通道的壁表面的燃油量和噴射到所述進氣通道內(nèi)的燃油量控制要被噴射的燃油量，其特征在于，包括計算裝置(22)，所述計算裝置基于在排氣門正時固定的條件下在進氣門正時和第一指標(biāo)之間設(shè)定的第一關(guān)系，利用進氣門正時，獲得表示粘附到進氣通道的壁表面的燃油量的第一指標(biāo)；所述計算裝置基于在排氣門正時不固定的條件下在排氣門正時、進氣門正時和修正值之間設(shè)定的第二關(guān)系，利用排氣門正時和進氣門正時，獲得減小第一指標(biāo)的修正值；及所述計算裝置通過利用所述修正值修正第一指標(biāo)，計算表示粘附到進氣通道的壁表面的燃油量的第二指標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機的控制裝置，其中所述計算裝置(22)設(shè)定所述第二關(guān)系，從而當(dāng)進氣門正時相對于參考曲軸轉(zhuǎn)角所超前的曲軸轉(zhuǎn)角在預(yù)定范圍中的情況下，使得所述修正值等于或小于預(yù)定值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機的控制裝置，其中所述計算裝置(22)不計算所述第二指標(biāo)，而是當(dāng)進氣門正時相對于參考曲軸轉(zhuǎn)角所超前的曲軸轉(zhuǎn)角在預(yù)定范圍中的情況下，利用第一指標(biāo)控制要被噴射的燃油量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于內(nèi)燃機的控制裝置，其中所述計算裝置(22)將所述預(yù)定范圍的下限設(shè)定到0度，并且將所述預(yù)定范圍的上限設(shè)定到20度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任意一項所述的用于內(nèi)燃機的控制裝置，其中所述計算裝置(22)利用除了進氣門正時和排氣門正時之外的參數(shù)修正所述修正值，所述參數(shù)表示內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于內(nèi)燃機的控制裝置，其中所述參數(shù)包括內(nèi)燃機負(fù)荷、內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和內(nèi)燃機中的冷卻劑溫度中的至少一個。
全文摘要
一種根據(jù)本發(fā)明的燃油控制裝置，用于具有可變進氣和排氣門正時的內(nèi)燃機，其利用換算系數(shù)Kvvt修正基本壁粘附量QMWin(S156)。利用QMWin圖，基于進氣門正時INvvt計算基本壁粘附量(S150)。利用Kvvt圖，基于進氣門正時INvvt和排氣門正時EXvvt計算換算系數(shù)Kvvt(S152)。
文檔編號F02D41/04GK101080563SQ200580043395
公開日2007年11月28日 申請日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月17日
發(fā)明者木村光壹, 田中吉幸, 種井克敏, 內(nèi)山智之 申請人:豐田自動車株式會社