專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置，特別涉及具有增壓機(jī)、對(duì)增壓機(jī)的壓縮機(jī)進(jìn)行旁通的旁通通路以及對(duì)旁通通路進(jìn)行開(kāi)閉的空氣旁通閥的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置。
背景技術(shù)：
在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了一種內(nèi)燃機(jī)的增壓裝置，其具有對(duì)吸入空氣進(jìn)行加壓的壓縮機(jī)、旁通該壓縮機(jī)的旁通通路以及對(duì)旁通通路進(jìn)行開(kāi)閉的空氣旁通閥。在該裝置中，在節(jié)氣門關(guān)閉時(shí)空氣旁通閥打開(kāi)，進(jìn)氣的一部分回流到壓縮機(jī)的上游側(cè)。由此，壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)負(fù)荷下降而吸入空氣流量增加，防止喘振(surging)。
專利文獻(xiàn)1日本特開(kāi)平8-61073號(hào)公報(bào)在空氣旁通閥打開(kāi)，通過(guò)了壓縮機(jī)的進(jìn)氣再次回流到壓縮機(jī)上游側(cè)的狀態(tài)下，根據(jù)節(jié)氣門進(jìn)行關(guān)閉動(dòng)作的正時(shí)和空氣旁通閥與節(jié)氣門的關(guān)閉動(dòng)作相應(yīng)地進(jìn)行打開(kāi)的正時(shí)之間的關(guān)系，存在以下可能性，即在上述旁通通路開(kāi)口于進(jìn)氣通路上的部分的上游側(cè)，由吸入空氣流量傳感器所檢測(cè)出的吸入空氣流量發(fā)生脈動(dòng)。并且，由于進(jìn)氣回流，因而實(shí)際提供給燃燒室內(nèi)的進(jìn)氣流量與吸入空氣流量傳感器輸出不同。提供給內(nèi)燃機(jī)的燃料量通常根據(jù)吸入空氣流量傳感器輸出來(lái)計(jì)算，然而在空氣旁通閥打開(kāi)、通過(guò)了壓縮機(jī)的進(jìn)氣再次回流到壓縮機(jī)上游側(cè)的狀態(tài)下，如果根據(jù)吸入空氣流量傳感器輸出計(jì)算燃料供給量，則存在燃燒室內(nèi)的空燃比偏離期望值而使排氣特性惡化的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是著眼于這一點(diǎn)而提出的，本發(fā)明的目的在于提供一種可高精度地估計(jì)具有對(duì)增壓機(jī)的壓縮機(jī)進(jìn)行旁通的旁通通路和空氣旁通閥的內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣流量，適當(dāng)?shù)乜刂瓶杖急?，維持良好排氣特性的內(nèi)燃機(jī)燃料控制裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第一方面是一種內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置，該內(nèi)燃機(jī)具有進(jìn)氣通路(2)；設(shè)置在該進(jìn)氣通路內(nèi)的壓縮機(jī)(3)；設(shè)置在上述進(jìn)氣通路的上述壓縮機(jī)(3)的下游側(cè)的節(jié)氣門(5)；連通上述壓縮機(jī)的上游側(cè)和下游側(cè)的旁通通路(9，10)；以及設(shè)置在該旁通通路內(nèi)的空氣旁通閥(7)，其特征在于，該燃料控制裝置具有進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元(24)，其在上述節(jié)氣門的下游側(cè)檢測(cè)進(jìn)氣壓力(PBA)；轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元(26)，其檢測(cè)上述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速(NE)；開(kāi)工作狀態(tài)判定單元，其判定上述空氣旁通閥(7)的開(kāi)工作狀態(tài)；吸入空氣流量計(jì)算單元，其在上述空氣旁通閥處于開(kāi)工作狀態(tài)時(shí)，根據(jù)檢測(cè)出的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速(NE)和進(jìn)氣壓力(PBA)計(jì)算上述內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣流量(GAIRCYLN)；以及燃料量控制單元，其根據(jù)計(jì)算出的吸入空氣流量(GAIRCYLN)控制提供給上述內(nèi)燃機(jī)的燃料量(TOUT)。
本發(fā)明的第二方面的特征在于，在第一方面發(fā)明所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置中，上述開(kāi)工作狀態(tài)判定單元具有增壓檢測(cè)單元(23)，其在上述壓縮機(jī)(3)的下游側(cè)檢測(cè)增壓(P3TC)；以及大氣壓檢測(cè)單元(29)，其檢測(cè)大氣壓(PA)，當(dāng)上述空氣旁通閥(7)處于可打開(kāi)狀態(tài)且上述增壓(P3TC)與大氣壓(PA)之間的壓差大于等于預(yù)定壓力(PABVCRCG)時(shí)，上述開(kāi)工作狀態(tài)判定單元判定為上述空氣旁通閥(7)處于開(kāi)工作狀態(tài)。
本發(fā)明的第三方面的特征在于，在第一或第二方面發(fā)明所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置中，該燃料控制裝置具有吸入空氣流量檢測(cè)單元(22)，該吸入空氣流量檢測(cè)單元在上述旁通通路(10)于上述壓縮機(jī)(3)的上游側(cè)與上述進(jìn)氣通路(2)連接的連接部的上游側(cè)檢測(cè)吸入空氣流量，當(dāng)上述空氣旁通閥不處于開(kāi)工作狀態(tài)時(shí)，上述吸入空氣流量計(jì)算單元根據(jù)由上述吸入空氣流量檢測(cè)單元(22)檢測(cè)出的吸入空氣流量(VGAIRX)計(jì)算上述內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣流量(GAIRCYLN)。
優(yōu)選地，當(dāng)上述空氣旁通閥(7)不處于開(kāi)工作狀態(tài)時(shí)，上述吸入空氣流量計(jì)算單元計(jì)算第1校正空氣流量(GAIR3)和第2校正空氣流量(GAIRINVO)，并利用上述第1和第2校正空氣流量(GAIR3，GAIRINVO)校正由上述吸入空氣流量檢測(cè)單元(22)檢測(cè)出的吸入空氣流量(VGAIRX)，從而計(jì)算上述內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣流量(GAIRCYLN)，上述第1校正空氣流量是填充到上述進(jìn)氣通路(2)的上述壓縮機(jī)(3)的下游側(cè)、且上述節(jié)氣門(5)的上游側(cè)的部分內(nèi)的空氣流量，上述第2校正空氣流量是填充到上述進(jìn)氣通路(2)的上述節(jié)氣門(5)的下游側(cè)的部分內(nèi)的空氣流量。
根據(jù)第一方面所述的發(fā)明，在空氣旁通閥的開(kāi)工作狀態(tài)時(shí)，根據(jù)檢測(cè)出的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣壓力計(jì)算內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣流量，根據(jù)該計(jì)算出的吸入空氣流量來(lái)控制提供給內(nèi)燃機(jī)的燃料量。因此，在空氣旁通閥的開(kāi)工作狀態(tài)下，向內(nèi)燃機(jī)提供與準(zhǔn)確的吸入空氣流量相應(yīng)的量的燃料，因而可適當(dāng)?shù)乜刂迫紵覂?nèi)的空燃比而維持良好的排氣特性。
根據(jù)第二方面所述的發(fā)明，當(dāng)空氣旁通閥處于可打開(kāi)狀態(tài)且增壓與大氣壓之間的壓差大于等于預(yù)定壓力時(shí)判定為空氣旁通閥處于開(kāi)工作狀態(tài)，因而在空氣經(jīng)由旁通通路可靠回流的狀態(tài)下，可使用根據(jù)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣壓力計(jì)算出的吸入空氣流量進(jìn)行控制。即，可準(zhǔn)確地檢測(cè)出檢測(cè)吸入空氣流量不準(zhǔn)確的狀態(tài)，切換到使用基于內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣壓力計(jì)算出的吸入空氣流量的控制。
根據(jù)第三方面所述的發(fā)明，當(dāng)空氣旁通閥不處于開(kāi)工作狀態(tài)時(shí)，根據(jù)由吸入空氣流量檢測(cè)單元檢測(cè)出的吸入空氣流量計(jì)算內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣流量，因而在檢測(cè)出的吸入空氣流量準(zhǔn)確的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，可以直接使用所檢測(cè)出的吸入空氣流量進(jìn)行準(zhǔn)確的空燃比控制。


圖1是示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)及其控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是用于對(duì)空氣旁通閥的工作特性進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖3是根據(jù)傳感器輸出計(jì)算在控制中使用的參數(shù)的處理的流程圖。
圖4是示出在圖3的處理中所參照的表的圖。
圖5是判定發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的過(guò)渡狀態(tài)的處理的流程圖。
圖6是判定進(jìn)行了經(jīng)由空氣旁通閥的空氣回流狀態(tài)的處理的流程圖。
圖7是示出在圖6的處理中所參照的表的圖。
圖8是對(duì)提供給空氣旁通閥的壓力進(jìn)行切換的切換閥的控制處理的流程圖。
圖9是示出在圖8的處理中所參照的表的圖。
圖10是計(jì)算節(jié)氣門通過(guò)空氣流量(GAIRTH)和進(jìn)氣管填充空氣流量(GAIRINVO)的處理的流程圖。
圖11是示出在圖10的處理中所參照的表的圖。
圖12是計(jì)算在進(jìn)氣管填充空氣流量的計(jì)算中使用的修正系數(shù)(KINVO)的處理的流程圖。
圖13是示出在圖12的處理中所參照的表的圖。
圖14是計(jì)算增壓空氣流量(GAIR3)的處理的流程圖。
圖15是示出在圖14的處理中所參照的表的圖。
圖16是計(jì)算氣缸吸入空氣流量(GAIRCYLN)的處理的流程圖。
圖17是用于對(duì)急劇關(guān)閉節(jié)氣門時(shí)的問(wèn)題進(jìn)行說(shuō)明的時(shí)序圖。
圖18是示出用于把節(jié)氣門開(kāi)度(THO)變換成節(jié)氣門的開(kāi)口面積比(RTHO)的表的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)及其控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖。內(nèi)燃機(jī)(以下稱為“發(fā)動(dòng)機(jī)”)1是例如4缸發(fā)動(dòng)機(jī)，具有進(jìn)氣管2。在進(jìn)氣管2上，從上游側(cè)開(kāi)始依次設(shè)置有增壓機(jī)的壓縮機(jī)3、中間冷卻器4、節(jié)氣門5、以及燃料噴射閥6。壓縮機(jī)3由未作圖示的渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行吸入空氣的加壓。中間冷卻器4對(duì)加壓后的空氣進(jìn)行冷卻。節(jié)氣門5由未作圖示的驅(qū)動(dòng)裝置根據(jù)由發(fā)動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)的車輛的油門踏板的踩下量來(lái)驅(qū)動(dòng)。燃料噴射閥6與發(fā)動(dòng)機(jī)1的各氣缸對(duì)應(yīng)設(shè)置。燃料噴射閥6與電子控制單元(以下稱為“ECU”)21連接，燃料噴射閥6的打開(kāi)時(shí)間由ECU 21控制。
進(jìn)氣管2在中間冷卻器4的下游側(cè)且節(jié)氣門5的上游側(cè)與旁通通路9連接，旁通通路9經(jīng)由空氣旁通閥7與旁通通路10連接。旁通通路10在壓縮機(jī)3的上游側(cè)與進(jìn)氣管2連接。
空氣旁通閥7具有膜片73，安裝在膜片73上的閥體72，由膜片73劃分的壓力室71，以及在關(guān)閉方向上對(duì)閥體72施力的彈簧74。壓力室71經(jīng)由通路13與切換閥8連接。節(jié)氣門5的上游側(cè)壓力(以下稱為“增壓”)P3TC經(jīng)由通路11被提供給切換閥8，節(jié)氣門5的下游側(cè)壓力(以下稱為“進(jìn)氣壓力”)PBA經(jīng)由通路12被提供給切換閥8。切換閥8是具有電磁元件的電磁閥，電磁元件與ECU 21連接。切換閥8根據(jù)從ECU 21提供的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)進(jìn)行切換工作，以把增壓P3TC或進(jìn)氣壓力PBA中的任意一方提供給空氣旁通閥7的壓力室71。在以下的說(shuō)明中，把提供增壓P3TC的狀態(tài)稱為“不可打開(kāi)狀態(tài)”，把提供進(jìn)氣壓力PBA的狀態(tài)稱為“可打開(kāi)狀態(tài)”。
圖2是用于對(duì)空氣旁通閥7的工作進(jìn)行說(shuō)明的圖，橫軸是計(jì)示壓力P3GA(＝增壓P3TC-大氣壓PA)，縱軸是增壓P3TC與進(jìn)氣壓力PBA的壓差DP3B(＝P3TC-PBA)。進(jìn)氣壓力PBA被提供給壓力室71，而且當(dāng)壓差DP3B大于與直線L1對(duì)應(yīng)的打開(kāi)閾值時(shí)，空氣旁通閥7打開(kāi)。另外，圖2所示的增壓P3H是例如107kPa(800mmHg)，壓差DP3B0是例如43.9kPa(330mmHg)。在進(jìn)氣壓力PBA被提供給壓力室71的狀態(tài)下，空氣旁通閥7維持關(guān)閉狀態(tài)。
在進(jìn)氣管2上，在旁通通路10的連接部的上游側(cè)設(shè)置有吸入空氣流量傳感器22，檢測(cè)信號(hào)VGAIR被提供給ECU 21。而且，在進(jìn)氣管2上設(shè)置有檢測(cè)增壓P3TC的增壓傳感器23和檢測(cè)進(jìn)氣壓力PBA的進(jìn)氣壓力傳感器24。并且，在節(jié)氣門5內(nèi)設(shè)置有檢測(cè)其開(kāi)度THO的節(jié)氣門開(kāi)度傳感器25。這些傳感器的檢測(cè)信號(hào)被提供給ECU 21。
檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)1的曲軸(未作圖示)的旋轉(zhuǎn)角度的曲軸角度位置傳感器26與ECU 21連接，與曲軸的旋轉(zhuǎn)角度對(duì)應(yīng)的信號(hào)被提供給ECU 21。曲軸角度位置傳感器26由以下傳感器構(gòu)成，即氣缸判別傳感器，其在發(fā)動(dòng)機(jī)1的特定氣缸的預(yù)定曲軸角度位置輸出脈沖(以下稱為“CYL脈沖”)；TDC傳感器，其對(duì)于各氣缸的吸入行程開(kāi)始時(shí)的上止點(diǎn)(TDC)，在預(yù)定曲軸角度前的曲軸角度位置(在4缸發(fā)動(dòng)機(jī)中為每180度曲軸角)輸出TDC脈沖；以及CRK傳感器，其以比TDC脈沖短的一定的曲軸角周期(例如30度周期)產(chǎn)生1個(gè)脈沖(以下稱為“CRK脈沖”)，CYL脈沖、TDC脈沖以及CRK脈沖被提供給ECU 21。這些脈沖用于燃料噴射正時(shí)、點(diǎn)火正時(shí)等的各種定時(shí)控制、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE的檢測(cè)。
而且，檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)1的進(jìn)氣溫度TA的進(jìn)氣溫度傳感器27、檢測(cè)由發(fā)動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)的車輛的行駛速度(車速)VP的車速傳感器28、檢測(cè)大氣壓PA的大氣壓傳感器29、以及未作圖示的各種傳感器(例如發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫傳感器、空燃比傳感器等)與ECU 21連接，這些傳感器的檢測(cè)信號(hào)被提供給ECU 21。
ECU 21由以下部分構(gòu)成具有對(duì)來(lái)自各種傳感器的輸入信號(hào)波形進(jìn)行整形、把電壓電平修正為預(yù)定電平、把模擬信號(hào)值轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)值等的功能的輸入電路；中央運(yùn)算處理單元(以下稱為“CPU”)；存儲(chǔ)由CPU執(zhí)行的各種運(yùn)算程序和運(yùn)算結(jié)果等的存儲(chǔ)電路；把驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給切換閥8、燃料噴射閥6等的輸出電路。ECU 21的CPU如以下說(shuō)明那樣計(jì)算吸入到發(fā)動(dòng)機(jī)1的各氣缸內(nèi)的空氣流量(以下稱為“氣缸吸入空氣流量”)GAIRCYLN，并根據(jù)下式(1)計(jì)算燃料噴射閥6的打開(kāi)時(shí)間(燃料噴射時(shí)間)TOUT。
TOUT＝TIM×KCMD×KAF×K1+K2 (1)TIM是基本燃料噴射量，根據(jù)氣缸吸入空氣流量GAIRCYLN被設(shè)定成使空燃比成為理論空燃比。
KCMD是目標(biāo)空燃比系數(shù)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE、進(jìn)氣壓力PBA、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫等的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)來(lái)設(shè)定。目標(biāo)空燃比系數(shù)KCMD與空燃比A/F的倒數(shù)，即燃空比F/A成正比，在理論空燃比時(shí)取值1.0，因而也稱為目標(biāo)當(dāng)量比。
KAF是被計(jì)算成使根據(jù)空燃比傳感器的檢測(cè)空燃比所計(jì)算的檢測(cè)當(dāng)量比KACT與目標(biāo)當(dāng)量比KCMD一致的空燃比校正系數(shù)。
K1和K2分別是根據(jù)各種發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)信號(hào)所運(yùn)算出的另一校正系數(shù)和校正變量，被確定為實(shí)現(xiàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的燃料效率特性、發(fā)動(dòng)機(jī)加速特性等的各種特性的最優(yōu)化的預(yù)定值。
ECU 21的CPU經(jīng)由輸出電路向燃料噴射閥6提供與按上述計(jì)算出的燃料噴射時(shí)間TOUT對(duì)應(yīng)的、打開(kāi)燃料噴射閥6的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
圖3是在用于根據(jù)由上述傳感器所檢測(cè)出的參數(shù)計(jì)算氣缸吸入空氣流量GAIRCYLN的處理中使用的控制用參數(shù)的計(jì)算處理的流程圖。該處理與CRK脈沖的產(chǎn)生同步，由ECU 21的CPU執(zhí)行。
在步驟S11中，根據(jù)吸入空氣流量傳感器22的輸出電壓VGAIR檢索圖4所示的VGAIRX表，計(jì)算吸入空氣流量VGAIRX[g/sec]。以下VGAIRX稱為“檢測(cè)吸入空氣流量”。
在步驟S12中，進(jìn)行檢測(cè)吸入空氣流量VGAIRX、增壓P3TC以及進(jìn)氣壓力PBA的平均化運(yùn)算(例如計(jì)算與CRK脈沖同步地采樣的6個(gè)數(shù)據(jù)的平均值)，計(jì)算平均吸入空氣流量GAIRAVE0、平均增壓P3TCAVE以及平均進(jìn)氣壓力PBAVE。
圖5是判定發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)渡狀態(tài)的處理的流程圖。該處理與TDC脈沖的產(chǎn)生同步，由ECU 21的CPU執(zhí)行。
在步驟S21中，利用下式(2)計(jì)算進(jìn)氣壓力變化量DPBA。
DPBA＝PBA(k)-PBA(k-1)(2)其中，k是以TDC脈沖的產(chǎn)生周期進(jìn)行了離散化的控制時(shí)刻。
在步驟S22中，利用下式(3)計(jì)算進(jìn)氣壓力變化量的變化量(以下稱為“二次變化量”)DDPBA。
DDPBA＝DPBA(k)-DPBA(k-1) (3)在步驟S23中，判別進(jìn)氣壓力變化量DPBA是否大于等于第1預(yù)定變化量DPBAVE1(例如0.93kPa(7mmHg))。當(dāng)該回答是肯定(“是”)，即是發(fā)動(dòng)機(jī)1的加速中時(shí)，進(jìn)一步判別二次變化量DDPBA是否大于等于第1預(yù)定二次變化量DDPBAVE1(例如0.13kPa(1mmHg))(步驟S26)。當(dāng)該回答是否定(“否”)時(shí)，判定為不是過(guò)渡狀態(tài)，把過(guò)渡判定標(biāo)志FAFMAVE設(shè)定為“1”(步驟S28)。
在步驟S26中，當(dāng)DDPBA≥DDPBAVE1時(shí)，判定為是過(guò)渡狀態(tài)，把過(guò)渡判定標(biāo)志FAFMAVE設(shè)定為“0”(步驟S27)。
當(dāng)在步驟S23中DPBA＜DPBAVE1時(shí)，判別進(jìn)氣壓力變化量DPBA是否小于被設(shè)定為負(fù)值的第2預(yù)定變化量DPBAVE2(例如-0.93kPa(7mmHg))(步驟S24)。當(dāng)步驟S24的回答是肯定(“是”)，即是發(fā)動(dòng)機(jī)1的減速中時(shí)，進(jìn)一步判別二次變化量DDPBA是否小于被設(shè)定為負(fù)值的第2預(yù)定二次變化量DDPBAVE2(例如-0.13kPa(1mmHg))(步驟S25)。當(dāng)步驟S24或步驟S25的回答是否定(“否”)時(shí)，判定為不是過(guò)渡狀態(tài)，進(jìn)到步驟S28。
當(dāng)步驟S25的回答是肯定(“是”)時(shí)，判定為過(guò)渡狀態(tài)，進(jìn)到上述步驟S27。
當(dāng)判定為過(guò)渡狀態(tài)時(shí)，在后述的處理中使用未平均化的檢測(cè)值(VGAIRX、PCTC、PBA)，而不是通過(guò)平均化運(yùn)算計(jì)算出的平均值(GAIRAVE0，P3TCAVE，PBAVE)。
圖6是判定正在經(jīng)由空氣旁通閥7(旁通通路9、10)進(jìn)行空氣回流的狀態(tài)(以下稱為“空氣回流狀態(tài)”)的處理的流程圖。每隔預(yù)定時(shí)間(例如10毫秒)由ECU 21的CPU執(zhí)行該處理。該“空氣回流狀態(tài)”相當(dāng)于空氣旁通閥7的“開(kāi)工作狀態(tài)”。
在步驟S31中，判別切換閥標(biāo)志FABVSOL是否是“0”。當(dāng)在后述的圖8的處理中把切換閥8控制在可打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，切換閥標(biāo)志FABVSOL被設(shè)定為“0”，當(dāng)控制在不可打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，被設(shè)定為“1”。
當(dāng)步驟S31的回答是否定(“否”)，即切換閥8被控制在不可打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，不會(huì)處于空氣回流狀態(tài)，因而把回流狀態(tài)標(biāo)志FABVCRC設(shè)定為“0”(步驟S37)。
當(dāng)步驟S31的回答是肯定(“是”)，即切換閥8被控制在可打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，利用下式(4)計(jì)算壓差P3TCG10MS(步驟S32)。
P3TCG10MS＝P3TC-PA(4)在步驟S33中，根據(jù)壓差P3TCG10MS檢索圖7所示的PABVOPX表，計(jì)算判定壓力PABVOPX。
在步驟S34中，判別從增壓P3TC中減去進(jìn)氣壓力PBA后的值是否大于判定壓力PABVOPX。當(dāng)該回答是肯定(“是”)時(shí)，判別壓差P3TCG10MS是否大于回流開(kāi)始?jí)毫ABVCRCG(例如10.7kPa(80mmHg))(步驟S35)。當(dāng)步驟S34或S35的回答是否定(“否”)時(shí)，判定為不是空氣回流狀態(tài)，進(jìn)到上述步驟S37。
在步驟S35中，當(dāng)P3TCG10MS＞PABVCRCG時(shí)，判定為是空氣回流狀態(tài)，將回流狀態(tài)標(biāo)志FABVCRC設(shè)定為“1”(步驟S36)。
圖8是進(jìn)行切換閥8的切換控制的處理的流程圖。每隔預(yù)定時(shí)間(例如10毫秒)由ECU 21的CPU執(zhí)行該處理。
在步驟S41中，判別起動(dòng)模式標(biāo)志FSTMOD是否是“1”。當(dāng)正在進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)1的起動(dòng)(反沖起動(dòng))時(shí)，起動(dòng)模式標(biāo)志FSTMOD被設(shè)定為“1”。當(dāng)步驟S41的回答是肯定(“是”)時(shí)，把遞減計(jì)數(shù)定時(shí)器TABV設(shè)定為預(yù)定時(shí)間TMABV(例如0.2秒)來(lái)使其起動(dòng)(步驟S42)。
在步驟S41中，當(dāng)FSTMOD＝0時(shí)，計(jì)算體積流量QAIRTC(步驟S43)。體積流量QAIRTC是把檢測(cè)吸入空氣流量VGAIRX[g/sec]換算成體積流量后的結(jié)果。
在步驟S44中，利用下式(5)計(jì)算流量變化量DQAIRTC。
DQAIRTC＝QAIRTC(i)-QAIRTC(i-1) (5)其中，i是以本處理的執(zhí)行周期(10毫秒)進(jìn)行了離散化的控制時(shí)刻。
在步驟S45中，利用下式(6)計(jì)算節(jié)氣門開(kāi)度變化量DTHODL。
DTHODL＝THO(i)-THO(i-DTHODLY) (6)其中，DTHODLY是被設(shè)定為例如“5”的預(yù)定值。
在步驟S46中，根據(jù)體積流量QAIRTC檢索圖9(a)所示的RCMPAX表，計(jì)算下側(cè)壓力比閾值RCMPAX。在步驟S47中，根據(jù)體積流量QAIRTC檢索圖9(a)所示的RCMPOVX表，計(jì)算上側(cè)壓力比閾值RCMPOVX。在步驟S48中，根據(jù)體積流量QAIRTC檢索圖9(b)所示的DTHODAX表，計(jì)算開(kāi)度變化量閾值DTHODAX。
在步驟S49中，判別切換閥標(biāo)志FABVSOL是否是“0”。當(dāng)該回答是否定(“否”)，即是不可打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，把遞減計(jì)數(shù)定時(shí)器TABV設(shè)置為預(yù)定時(shí)間TMABV來(lái)使其起動(dòng)(步驟S50)。接著判別怠速標(biāo)志FTHIDLE是否為“0”(步驟S51)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)1處于怠速狀態(tài)時(shí)，怠速標(biāo)志FTHIDLE被設(shè)定為“0”。
當(dāng)步驟S51的回答是否定(“否”)，即不是怠速狀態(tài)時(shí)，判別壓力比RCOMPTC是否大于上側(cè)壓力比閾值RCMPOVX(步驟S52)。壓力比RCOMPTC是增壓P3TC對(duì)大氣壓PA之比(P3TC/PA)。然而，由于增壓傳感器23配置在中間冷卻器4的下游側(cè)，而大氣壓傳感器29配置在未作圖示的空氣濾清器的上游側(cè)，因而通過(guò)使用中間冷卻器24的壓力損耗DPLI和空氣濾清器的壓力損耗DPLA，利用下式計(jì)算壓力比RCOMPTC，可進(jìn)一步提高精度。另外，壓力損耗DPLI和DPLA是根據(jù)吸入空氣流量VGAIRX參照預(yù)先設(shè)定的壓力損耗表來(lái)計(jì)算的。壓力損耗表設(shè)定成，吸入空氣流量VGAIRX越增加，壓力損耗就越增加。
RCOMPTC＝(P3TC+DPLI)/(PA-DPLA)當(dāng)步驟S52的回答是否定(“否”)時(shí)，判別節(jié)氣門開(kāi)度變化量DTHODL是否小于開(kāi)度變化量閾值DTHODAX(步驟S53)。當(dāng)步驟S53的回答是否定(“否”)，即節(jié)氣門開(kāi)度THO正在增加時(shí)，進(jìn)到步驟S58，把切換閥標(biāo)志FABVSOL設(shè)定為“1”，維持切換閥8的不可打開(kāi)狀態(tài)。
當(dāng)步驟S51～S53中的任意一個(gè)回答是肯定(“是”)時(shí)，即當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)1處于怠速狀態(tài)時(shí)，當(dāng)壓力比RCOMPTC超過(guò)上側(cè)壓力比閾值RMPOVX時(shí)，或者當(dāng)節(jié)氣門開(kāi)度THO正在減少或者基本上不增加時(shí)，進(jìn)到步驟S59，把切換閥標(biāo)志FABVSOL設(shè)定為“0”，把切換閥8切換到可打開(kāi)狀態(tài)。
在步驟S49中，當(dāng)FABVSOL＝0，即切換閥8處于可打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，判別定時(shí)器TABV的值是否是“0”(步驟S54)。在該回答是否定(“否”)的期間，進(jìn)到上述步驟S59，維持可打開(kāi)狀態(tài)。
在步驟S54中，當(dāng)TABV＝0時(shí)，進(jìn)到步驟S55，判別體積流量QAIRTC是否大于預(yù)定流量QABVTH(例如20升/秒)。當(dāng)該回答是肯定(“是”)時(shí)，判別壓力比RCOMPTC是否小于下側(cè)壓力比閾值RCMPAX(步驟S56)。當(dāng)該回答是肯定(“是”)時(shí)，判別流量變化量DQAIRTC是否大于預(yù)定變化量DQAIRTCA(例如5升/秒)(步驟S57)。當(dāng)步驟S57的回答是肯定(“是”)，即體積流量QAIRTC正在增加時(shí)，進(jìn)到上述步驟S58，把切換閥8切換到不可打開(kāi)狀態(tài)。
當(dāng)步驟S55～S57中的任意一個(gè)的回答是否定(“否”)時(shí)，即體積流量QAIRTC小于等于預(yù)定流量QABVTH時(shí)，當(dāng)壓力比RCOMPTC大于等于下側(cè)壓力比閾值RCMPAX時(shí)，或者當(dāng)流量變化量DQAIRTC小于等于預(yù)定變化量DQAIRTCA時(shí)，進(jìn)到上述步驟S59，維持切換閥8的可打開(kāi)狀態(tài)。
圖10是計(jì)算節(jié)氣門通過(guò)空氣流量GAIRTH和進(jìn)氣管填充空氣流量GAIRINVO的處理的流程圖。該處理與TDC脈沖的產(chǎn)生同步，由ECU 21的CPU執(zhí)行。節(jié)氣門通過(guò)空氣流量GAIRTH是通過(guò)節(jié)氣門5的空氣的流量，進(jìn)氣管填充空氣流量GAIRINVO是填充到進(jìn)氣管2的節(jié)氣門5的下游側(cè)的空氣的流量。
在步驟S61中，判別回流狀態(tài)標(biāo)志FABVCRC是否是“0”。當(dāng)該回答是肯定(“是”)，即不是空氣回流狀態(tài)時(shí)，根據(jù)平均吸入空氣流量GAIRAVE0檢索圖11(a)中所示的KTAAFMGH表、KTAAFMGM表以及KTAAFMGL表，計(jì)算第1系數(shù)值KTAAFMGH、第2系數(shù)值KTAAFMGM以及第3系數(shù)值KTAAFMGL(步驟S63)。
在步驟S64中，根據(jù)進(jìn)氣溫度TA進(jìn)行插值計(jì)算，計(jì)算進(jìn)氣溫度校正系數(shù)KTAAFM。例如，如圖11(a)、(b)所示以平均吸入空氣流量GAIRAVE0是GA1時(shí)為例，當(dāng)進(jìn)氣溫度TA小于等于第1預(yù)定進(jìn)氣溫度TAAFML(例如-30℃)時(shí)，把進(jìn)氣溫度校正系數(shù)KTAAFM設(shè)定為第3系數(shù)值KTAAFMGL，當(dāng)進(jìn)氣溫度TA高于第1預(yù)定進(jìn)氣溫度TAAFML且小于等于第2預(yù)定進(jìn)氣溫度TAAFMM(例如25℃)時(shí)，通過(guò)第2系數(shù)值KTAAFMGM和第3系數(shù)值KTAAFMGL的插值計(jì)算，設(shè)定進(jìn)氣溫度校正系數(shù)KTAAFM，當(dāng)進(jìn)氣溫度TA高于第2預(yù)定進(jìn)氣溫度TAAFMM且小于等于第3預(yù)定進(jìn)氣溫度TAAFMH(例如80℃)時(shí)，通過(guò)第2系數(shù)值KTAAFMGM和第1系數(shù)值KTAAFMGH的插值計(jì)算，設(shè)定進(jìn)氣溫度校正系數(shù)KTAAFM，當(dāng)進(jìn)氣溫度TA高于第3預(yù)定進(jìn)氣溫度TAAFMH時(shí)，把進(jìn)氣溫度校正系數(shù)KTAAFM設(shè)定為第1系數(shù)值KTAAFMGH。
在步驟S65中，根據(jù)平均吸入空氣流量GAIRAVE0檢索圖11(c)所示的KPAAFMG表，計(jì)算高原用的系數(shù)值KPAAFMG。在步驟S66中，根據(jù)大氣壓PA進(jìn)行插值計(jì)算，計(jì)算大氣壓校正系數(shù)KPAAFM。即，如圖11(d)所示，當(dāng)大氣壓PA小于等于第1壓力值PAAFMH(例如60kPa(450mmHg))時(shí)，把大氣壓校正系數(shù)KPAAFM設(shè)定為在步驟S65中計(jì)算出的系數(shù)值KPAAFMG，當(dāng)大氣壓PA高于第1壓力值PAAFMH且小于等于與高度0的大氣壓相當(dāng)?shù)牡?壓力值PAAFML時(shí)，通過(guò)系數(shù)值KPAAFMG與“1.0”之間的插值計(jì)算，設(shè)定大氣壓校正系數(shù)KPAAFM，當(dāng)大氣壓PA高于第2壓力值PAAFML時(shí)，把大氣壓校正系數(shù)KPAAFM設(shè)定為“1.0”。
在步驟S67中，利用下式(7)校正平均吸入空氣流量GAIRAVE0，計(jì)算校正平均吸入空氣流量GAIRAVE。
GAIRAVE＝GAIRAVE0×KTAAFM×KPAAFM (7)另一方面，當(dāng)步驟S61的回答是否定(“否”)，即是空氣回流狀態(tài)時(shí)，根據(jù)下式(8)計(jì)算校正平均吸入空氣流量GAIRAVE(步驟S62)。
GAIRAVE＝GAIRPB×NE/KCV1(8)這里，GAIRPB是根據(jù)進(jìn)氣壓力PBA在圖12的處理中所計(jì)算的氣缸吸入空氣流量(以下稱為“PB吸入空氣流量”)，KCV1是用于使算式左右的單位一致的換算系數(shù)。
在步驟S68中，把檢測(cè)吸入空氣流量VGAIRX和校正系數(shù)KTAAFM、KPAAFM應(yīng)用于下式(9)，計(jì)算校正吸入空氣流量VGAIRXT。
VGAIRXT＝VGAIRX×KTAAFM×KPAAFM (9)在步驟S69中，判別過(guò)渡判定標(biāo)志FAFMAVE是否是“1”。當(dāng)是FAFMAVE＝1，即發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)不是過(guò)渡狀態(tài)時(shí)，使用校正平均吸入空氣流量GAIRAVE，利用下式(10)計(jì)算節(jié)氣門通過(guò)空氣流量GAIRTH(步驟S70)。
GAIRTH＝GAIRAVE×KCV1/NE (10)在步驟S69中，當(dāng)FAFMAVE＝0，即發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是過(guò)渡狀態(tài)時(shí)，使用校正吸入空氣流量VGAIRXT，利用下式(11)計(jì)算節(jié)氣門通過(guò)空氣流量GAIRTH(步驟S71)。
GAIRTH＝VGAIRXT×KCV1/NE (11)在步驟S72中，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE檢索圖11(e)所示的KETCLYX表，計(jì)算轉(zhuǎn)速校正系數(shù)KETCLYX。在步驟S73中，把增壓P3TC、轉(zhuǎn)速校正系數(shù)KETCLYX以及進(jìn)氣溫度TA代入下式(12)，計(jì)算流量上限值GCYLLMT。
GCYLLMT=P3TC×VCYL×KETCYLX(TA+273)×KCV2---(12)]]>其中，VCYL是氣缸容積，KCV2是用于使算式左右單位一致的轉(zhuǎn)換系數(shù)。
在步驟S74中，執(zhí)行圖12所示的KINVO的計(jì)算處理，計(jì)算修正系數(shù)KINVO。在步驟S75中，把在圖12的處理中所計(jì)算的修正進(jìn)氣壓力變化量DPBAIIR、修正系數(shù)KINVO以及進(jìn)氣溫度TA代入下式(13)，計(jì)算進(jìn)氣管填充空氣流量GAIRINVO。
GAIRINVO=DPBAIIR×VINMANI×KINVO(TA+273)×KCV2---(13)]]>其中，VINMANI是進(jìn)氣管2的節(jié)氣門5的下游側(cè)的容積。
圖12和圖13是在圖10的步驟S74中執(zhí)行的KINVO計(jì)算處理的流程圖。
在步驟S81中，根據(jù)下式(14)計(jì)算平均進(jìn)氣壓力變化量DPBAVE。
DPBAVE＝PBAVE(j)-PBAVE(j-1) (14)這里，j是以CRK脈沖的產(chǎn)生周期進(jìn)行了離散化的控制時(shí)刻。
在步驟S82中，判別平均進(jìn)氣壓力變化量DPBAVE是否大于等于“0”。當(dāng)步驟S82的回答是肯定(“是”)，即是加速中或恒速運(yùn)轉(zhuǎn)中時(shí)，把平均系數(shù)CDPBAIIR設(shè)定為加速用的值CDPBACC(例如0.3)(步驟S83)。當(dāng)步驟S82的回答是否定(“否”)，即是減速中時(shí)，把平均系數(shù)CDPBAIIR設(shè)定為減速用的值CDPBDEC(例如0.4)(步驟S84)。
在步驟S85中，把平均系數(shù)CDPBAIIR和平均進(jìn)氣壓力變化量DPBAVE代入下式(15)，計(jì)算修正進(jìn)氣壓力變化量DPBAIIR。
DPBAIIR＝CDPBAIIR×DPBAVE(1-CDPBAIIR)×DPBAIIR(15)這里，右邊的DPBAIIR是前次計(jì)算值。
在步驟S86中，判別氣門正時(shí)標(biāo)志FVTEC是否是“1”。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門的開(kāi)閉正時(shí)被設(shè)定為適合于發(fā)動(dòng)機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)的高速氣門正時(shí)時(shí)，氣門正時(shí)標(biāo)志FVTEC被設(shè)定為“1”，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門的開(kāi)閉正時(shí)被設(shè)定為適合于發(fā)動(dòng)機(jī)的低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)的低速氣門正時(shí)時(shí)，氣門正時(shí)標(biāo)志FVTEC被設(shè)定為“0”。
在步驟S86中，當(dāng)FVTEC＝1時(shí)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE和進(jìn)氣壓力PBA檢索KETCNEPBH映射圖，計(jì)算高速旋轉(zhuǎn)用的值KETCNEPBH，并把修正系數(shù)KETCPB設(shè)定為該高速旋轉(zhuǎn)用的值KETCNEPBH(步驟S87)。并且當(dāng)FVTEC＝0時(shí)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE和進(jìn)氣壓力PBA檢索KETCNEPBL映射圖，計(jì)算低速旋轉(zhuǎn)用的值KETCNEPBL，并把修正系數(shù)KETCPB設(shè)定為該低速旋轉(zhuǎn)用的值KETCNEPBL(步驟S88)。
在步驟S89中，判別過(guò)渡判定標(biāo)志FAFMAVE是否是“1”。當(dāng)FAFMAVE＝1，即發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)不是過(guò)渡狀態(tài)時(shí)，利用下式(16)計(jì)算PB吸入空氣流量GAIRPB(步驟S90)，當(dāng)FAFMAVE＝0，即發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是過(guò)渡狀態(tài)時(shí)，利用下式(17)計(jì)算PB吸入空氣流量GAIRPB(步驟S91)。在過(guò)渡狀態(tài)下，當(dāng)使用平均進(jìn)氣壓力PBAVE時(shí)，計(jì)算精度下降，因而使用檢測(cè)進(jìn)氣壓力PBA來(lái)計(jì)算PB吸入空氣流量GAIRPB。
GAIRPB=PBAVE×VCYL×KETCPB(TA+273)×KCV2---(16)]]>GAIRPB=PBA×VCYL×KETCPB(TA+273)×KCV2---(17)]]>
在步驟S92中，根據(jù)修正進(jìn)氣壓力變化量DPBAIIR檢索圖13所示的KINVOVN表，計(jì)算系數(shù)值KINVOVN，并把修正系數(shù)KINVO設(shè)定為該系數(shù)值KINVOVN。
圖14是計(jì)算在進(jìn)氣管2的中間冷卻器4的下游側(cè)填充到節(jié)氣門5的上游側(cè)的部分的空氣的流量(以下稱為“增壓空氣流量”)GAIR3的處理的流程圖。該處理與TDC脈沖的產(chǎn)生同步，由ECU 21的CPU執(zhí)行。
在步驟S111中，利用下式(19)計(jì)算平均增壓變化量DP3AVE。
DP3AVE＝P3TCAVE(j)-P3TCAVE(j-1) (19)在步驟S112中，判別平均增壓變化量DP3AVE是否大于等于“0”。當(dāng)步驟S112的回答是肯定(“是”)，即增壓P3TC上升或停滯時(shí)，把平均增壓變化量DP3AVE代入下式(20)，計(jì)算第1平均值DP3AVER1(步驟S113)。
DP3AVER1＝CDP3ACC×DP3AVE+(1-CDP3ACC)×DP3AVER1 (20)其中，CDP3ACC是被設(shè)定為0至1之間的值的平均系數(shù)，右邊的DP3AVER1是前次計(jì)算值。
然后，把二次平均增壓變化量DP3AVER設(shè)定為第1平均值DP3AVER1(步驟S114)。之后進(jìn)到步驟S117。
當(dāng)步驟S112的回答是否定(“否”)，即增壓P3TC下降時(shí)，把平均增壓變化量DP3AVE代入下式(21)，計(jì)算第2平均值DP3AVER2(步驟S115)。
DP3AVER2＝CDP3DEC×DP3AVE+(1-CDP3DEC)×DP3AVER2 (21)其中，CDP3DEC是被設(shè)定為0至1之間的值的平均系數(shù)，右邊的DP3AVER2是前次計(jì)算值。
然后，把二次平均增壓變化量DP3AVER設(shè)定為第2平均值DP3AVER2(步驟S116)。之后進(jìn)到步驟S117。
在步驟S117中，判別過(guò)渡判定標(biāo)志FAFMAVE是否是“1”。當(dāng)FAFMAVE＝1，即發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)不是過(guò)渡狀態(tài)時(shí)，進(jìn)到步驟S118，根據(jù)二次平均增壓變化量DP3AVER檢索圖15(a)所示的KV3TC表，計(jì)算系數(shù)值KV3TC，并把修正系數(shù)KV3TCX設(shè)定為系數(shù)值KV3TC。之后，進(jìn)到步驟S120。
在步驟S117中，當(dāng)FAMFAVE＝0，即發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是過(guò)渡狀態(tài)時(shí)，根據(jù)平均增壓變化量DP3AVE檢索圖15(b)所示的KV3NTC表，計(jì)算系數(shù)值KV3NTC，并把修正系數(shù)KV3TCX設(shè)定為系數(shù)值KV3NTC(步驟S119)。之后，進(jìn)到步驟S120。
在步驟S120中，把二次平均增壓變化量DP3AVER和修正系數(shù)KV3TCX代入下式(22)，計(jì)算增壓空氣流量GAIR3。
GAIR3=DP3AVER×V3TC×KV3TCX(TA+273)×KCV2---(22)]]>其中，V3TC是進(jìn)氣管2的從中間冷卻器4到節(jié)氣門5的部分的容積。
圖16是計(jì)算氣缸吸入空氣流量GAIRCYLN的處理的流程圖。該處理與TDC脈沖的產(chǎn)生同步，由ECU 21的CPU執(zhí)行。
在步驟S131中，判別回流狀態(tài)標(biāo)志FABVCRC是否是“0”。當(dāng)FABVCRC＝0，即不是空氣回流狀態(tài)時(shí)，把節(jié)氣門通過(guò)空氣流量GAIRTH、進(jìn)氣管填充空氣流量GAIRINVO以及增壓空氣流量GAIR3代入下式(23)，計(jì)算氣缸吸入空氣流量GAIRCYLN(步驟S132)。
GAIRCYLN＝GAIRTH-GAIRINVO-GAIR3 (23)通過(guò)這樣利用進(jìn)氣管填充空氣流量GAIRINVO和增壓空氣流量GAIR3校正根據(jù)吸入空氣流量傳感器22的輸出計(jì)算出的節(jié)氣門通過(guò)空氣流量GAIRTH，可獲得準(zhǔn)確的氣缸吸入空氣流量GAIRCYLN。
另一方面，當(dāng)FABVCRC＝1，即是空氣回流狀態(tài)時(shí)，把氣缸吸入空氣流量GAIRCYLN設(shè)定為PB吸入空氣流量GAIRPB(步驟S133)。
如以上詳述，在本實(shí)施方式中，當(dāng)不是空氣回流狀態(tài)時(shí)，即未進(jìn)行經(jīng)由空氣旁通閥7的空氣回流時(shí)，從根據(jù)吸入空氣流量傳感器22的輸出計(jì)算出的節(jié)氣門通過(guò)空氣流量GAIRTH中減去進(jìn)氣管填充空氣流量GAIRINVO和增壓空氣流量GAIR3，從而計(jì)算氣缸吸入空氣流量GAIRCYLN。另一方面，在空氣回流狀態(tài)下，如以下說(shuō)明那樣，吸入空氣流量傳感器輸出VGAIR脈動(dòng)，因而在式(23)中不能獲得準(zhǔn)確的氣缸吸入空氣流量GAIRCYLN。因此，把氣缸吸入空氣流量GAIRCYLN設(shè)定為根據(jù)進(jìn)氣壓力PBA使用式(16)或(17)(圖12)計(jì)算出的PB吸入空氣流量GAIRPB。由此，可排除吸入空氣流量傳感器輸出的脈動(dòng)影響而獲得更準(zhǔn)確的氣缸吸入空氣流量GAIRCYLN。因此，通過(guò)提供與氣缸吸入空氣流量GAIRCYLN對(duì)應(yīng)的量的燃料，可適當(dāng)?shù)乜刂迫紵覂?nèi)的空燃比而維持良好的排氣特性。
圖17是用于對(duì)在壓縮機(jī)3正在工作的狀態(tài)下，節(jié)氣門5急劇關(guān)閉時(shí)發(fā)生的問(wèn)題進(jìn)行說(shuō)明的時(shí)序圖。該圖(a)～(f)分別示出節(jié)氣門開(kāi)度THO、回流狀態(tài)標(biāo)志FABVCRC、增壓P3TC和進(jìn)氣壓力PBA、吸入空氣流量傳感器輸出VGAIR、空氣旁通閥7的升程量(開(kāi)度)LABV以及檢測(cè)當(dāng)量比KACT的變化。
在時(shí)刻t0，節(jié)氣門5關(guān)閉時(shí)(該圖(a))，進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流由于水擊而被遮擋，因而吸入空氣流量傳感器輸出VGAIR急劇下降，然后由于水擊的收斂而使所遮擋的空氣一下子流動(dòng)而急劇增加(該圖(d)，A部)。此外，通過(guò)節(jié)氣門5的關(guān)閉，把切換閥8控制在可打開(kāi)狀態(tài)，空氣旁通閥7的升程量LABV逐漸增加(該圖(e))。伴隨該升程量LABV的增加，經(jīng)由空氣旁通閥7回流的空氣量增加，吸入空氣量傳感器22附近的空氣流速下降，傳感器輸出VGAIR呈現(xiàn)比實(shí)際的吸入空氣流量低的值(該圖(d)，B部)。結(jié)果，燃燒室內(nèi)的空燃比變得過(guò)稀(該圖(f)，C部)。之后，由于所回流的空氣量減少，因而空燃比逐漸恢復(fù)為理論空燃比。
在本實(shí)施方式中，當(dāng)回流狀態(tài)標(biāo)志FABVCRC(該圖(b))為“1”時(shí)，氣缸吸入空氣流量GAIRCYLN被切換到PB吸入空氣流量GAIRPB(圖16)。如圖17(c)所示，由于進(jìn)氣壓力PBA不受水擊的影響而平滑減少，因而根據(jù)進(jìn)氣壓力PBA計(jì)算出的PB吸入空氣流量GAIRPB同樣平滑減少。因此，可防止發(fā)生圖17(f)所示的空燃比的過(guò)稀狀態(tài)，維持良好的排氣特性。
在本實(shí)施方式中，增壓傳感器23、進(jìn)氣壓力傳感器24、大氣壓傳感器29以及吸入空氣流量傳感器22分別構(gòu)成增壓檢測(cè)單元、進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元、大氣壓檢測(cè)單元以及吸入空氣流量檢測(cè)單元，曲軸角度位置傳感器26構(gòu)成轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元，ECU 21構(gòu)成吸入空氣流量估計(jì)單元和燃料量控制單元。具體地說(shuō)，圖3、5、6、8、10、12、13、15和17的處理相當(dāng)于吸入空氣流量估計(jì)單元，使用式(1)進(jìn)行的燃料噴射時(shí)間TOUT的運(yùn)算相當(dāng)于燃料量控制單元。
另外，本發(fā)明不限于上述的實(shí)施方式，可進(jìn)行各種變形。例如，在上述的實(shí)施方式中，在通?？刂浦?，通過(guò)利用進(jìn)氣管填充空氣流量GAIRINVO和增壓空氣流量GAIR3校正根據(jù)吸入空氣流量傳感器輸出VGAIR計(jì)算出的檢測(cè)吸入空氣流量VGAIRX，計(jì)算氣缸吸入空氣流量GAIRCYLN，然而本發(fā)明也能應(yīng)用于不進(jìn)行這種根據(jù)進(jìn)氣管填充空氣流量GAIRINVO和增壓空氣流量GAIR3的校正的控制裝置。
并且，在圖8的步驟S45中，計(jì)算節(jié)氣門開(kāi)度變化量DTHODL，應(yīng)用于步驟S53的判別中，然而通過(guò)使用節(jié)氣門開(kāi)口面積比變化量DRTHODL而取代節(jié)氣門開(kāi)度變化量DTHODL，可進(jìn)一步提高控制精度。另外，在該情況下，在步驟S53中所應(yīng)用的閾值DTHODAX為-5％(恒定值)。
節(jié)氣門開(kāi)口面積比變化量DRTHODL根據(jù)下式來(lái)計(jì)算。
DRTHODL＝RTHO(i)-RTHO(i-DRTHODLY)其中，RTHO是節(jié)氣門5的開(kāi)口面積比，通過(guò)根據(jù)節(jié)氣門開(kāi)度THO檢索圖18所示的RTHO表來(lái)計(jì)算。此外，DRTHODLY是被設(shè)定為例如“5”的預(yù)定值。
此外，本發(fā)明也能應(yīng)用于把曲軸作為垂直方向的船外機(jī)等的船舶推進(jìn)機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)等的燃料供給控制。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置，該內(nèi)燃機(jī)具有進(jìn)氣通路；設(shè)置在該進(jìn)氣通路內(nèi)的壓縮機(jī)；設(shè)置在上述進(jìn)氣通路的上述壓縮機(jī)的下游側(cè)的節(jié)氣門；連通上述壓縮機(jī)的上游側(cè)和下游側(cè)的旁通通路；以及設(shè)置在該旁通通路內(nèi)的空氣旁通閥，其特征在于，該燃料控制裝置具有進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元，其在上述節(jié)氣門的下游側(cè)檢測(cè)進(jìn)氣壓力；轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元，其檢測(cè)上述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速；開(kāi)工作狀態(tài)判定單元，其判定上述空氣旁通閥的開(kāi)工作狀態(tài)；吸入空氣流量計(jì)算單元，其在上述空氣旁通閥處于開(kāi)工作狀態(tài)時(shí)，根據(jù)檢測(cè)出的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣壓力計(jì)算上述內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣流量；以及燃料量控制單元，其根據(jù)計(jì)算出的吸入空氣流量控制提供給上述內(nèi)燃機(jī)的燃料量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置，其特征在于，上述開(kāi)工作狀態(tài)判定單元具有增壓檢測(cè)單元，其在上述壓縮機(jī)的下游側(cè)檢測(cè)增壓；以及大氣壓檢測(cè)單元，其檢測(cè)大氣壓，當(dāng)上述空氣旁通閥處于可打開(kāi)狀態(tài)且上述增壓與大氣壓之間的壓差大于等于預(yù)定壓力時(shí)，上述開(kāi)工作狀態(tài)判定單元判定為上述空氣旁通閥處于開(kāi)工作狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置，其特征在于，該燃料控制裝置具有吸入空氣流量檢測(cè)單元，該吸入空氣流量檢測(cè)單元在上述旁通通路于上述壓縮機(jī)的上游側(cè)與上述進(jìn)氣通路連接的連接部的上游側(cè)檢測(cè)吸入空氣流量，當(dāng)上述空氣旁通閥不處于開(kāi)工作狀態(tài)時(shí)，上述吸入空氣流量計(jì)算單元根據(jù)由上述吸入空氣流量檢測(cè)單元檢測(cè)出的吸入空氣流量計(jì)算上述內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置，其特征在于，當(dāng)上述空氣旁通閥不處于開(kāi)工作狀態(tài)時(shí)，上述吸入空氣流量計(jì)算單元計(jì)算第1校正空氣流量和第2校正空氣流量，并利用上述第1和第2校正空氣流量校正由上述吸入空氣流量檢測(cè)單元檢測(cè)出的吸入空氣流量，從而計(jì)算上述內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣流量，上述第1校正空氣流量是填充到上述進(jìn)氣通路的上述壓縮機(jī)的下游側(cè)、且上述節(jié)氣門的上游側(cè)的部分內(nèi)的空氣流量，上述第2校正空氣流量是填充到上述進(jìn)氣通路的上述節(jié)氣門的下游側(cè)的部分內(nèi)的空氣流量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置，其特征在于，該燃料控制裝置還具有過(guò)渡狀態(tài)判定單元，其判定上述內(nèi)燃機(jī)的過(guò)渡狀態(tài)，當(dāng)判定為上述內(nèi)燃機(jī)處于過(guò)渡狀態(tài)時(shí)，上述吸入空氣流量計(jì)算單元使用檢測(cè)出的進(jìn)氣壓力，另一方面，當(dāng)判定為上述內(nèi)燃機(jī)不處于過(guò)渡狀態(tài)時(shí)，使用對(duì)檢測(cè)出的進(jìn)氣壓力求平均后的平均進(jìn)氣壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置，其特征在于，上述過(guò)渡狀態(tài)判定單元具有進(jìn)氣壓力變化量計(jì)算單元，其計(jì)算作為上述檢測(cè)出的進(jìn)氣壓力的變化量的進(jìn)氣壓力變化量；以及二次變化量計(jì)算單元，其計(jì)算作為上述進(jìn)氣壓力變化量的變化量的二次變化量，上述過(guò)渡狀態(tài)判定單元通過(guò)把上述進(jìn)氣壓力變化量和二次變化量與相對(duì)應(yīng)的判定閾值進(jìn)行比較，進(jìn)行上述過(guò)渡狀態(tài)判定。
7.一種內(nèi)燃機(jī)的燃料控制方法，該內(nèi)燃機(jī)具有進(jìn)氣通路；設(shè)置在該進(jìn)氣通路內(nèi)的壓縮機(jī)；設(shè)置在上述進(jìn)氣通路的上述壓縮機(jī)的下游側(cè)的節(jié)氣門；連通上述壓縮機(jī)的上游側(cè)和下游側(cè)的旁通通路；以及設(shè)置在該旁通通路內(nèi)的空氣旁通閥，其特征在于，該燃料控制方法包括下述步驟a)在上述節(jié)氣門的下游側(cè)檢測(cè)進(jìn)氣壓力；b)檢測(cè)上述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速；c)判定上述空氣旁通閥的開(kāi)工作狀態(tài)；d)當(dāng)上述空氣旁通閥處于開(kāi)工作狀態(tài)時(shí)，根據(jù)檢測(cè)出的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣壓力計(jì)算上述內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣流量；以及e)根據(jù)計(jì)算出的吸入空氣流量控制提供給上述內(nèi)燃機(jī)的燃料量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制方法，其特征在于，上述步驟c)包含i)在上述壓縮機(jī)的下游側(cè)檢測(cè)增壓的步驟；以及ii)檢測(cè)大氣壓的步驟，當(dāng)上述空氣旁通閥處于可打開(kāi)狀態(tài)且上述增壓與大氣壓之間的壓差大于等于預(yù)定壓力時(shí)，判定為上述空氣旁通閥處于開(kāi)工作狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制方法，其特征在于，該燃料控制方法還具有f)在上述旁通通路于上述壓縮機(jī)的上游側(cè)與上述進(jìn)氣通路連接的連接部的上游側(cè)檢測(cè)吸入空氣流量的步驟，當(dāng)上述空氣旁通閥不處于開(kāi)工作狀態(tài)時(shí)，根據(jù)檢測(cè)出的吸入空氣流量計(jì)算上述內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣流量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制方法，其特征在于，上述步驟d)還包含i)當(dāng)上述空氣旁通閥不處于開(kāi)工作狀態(tài)時(shí)，計(jì)算第1校正空氣流量和第2校正空氣流量的步驟；以及ii)利用上述第1和第2校正空氣流量校正上述檢測(cè)吸入空氣流量，計(jì)算上述內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣流量的步驟，上述第1校正空氣流量是填充到上述進(jìn)氣通路的上述壓縮機(jī)的下游側(cè)且上述節(jié)氣門的上游側(cè)的部分內(nèi)的空氣流量，上述第2校正空氣流量是填充到上述進(jìn)氣通路的上述節(jié)氣門的下游側(cè)的部分內(nèi)的空氣流量。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制方法，其特征在于，該燃料控制方法還具有g(shù))判定上述內(nèi)燃機(jī)的過(guò)渡狀態(tài)的步驟，在上述步驟d)中，當(dāng)判定為上述內(nèi)燃機(jī)處于過(guò)渡狀態(tài)時(shí)，使用檢測(cè)出的進(jìn)氣壓力，另一方面，當(dāng)判定為上述內(nèi)燃機(jī)不處于過(guò)渡狀態(tài)時(shí)，使用對(duì)檢測(cè)出的進(jìn)氣壓力求平均后的平均進(jìn)氣壓力。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料控制方法，其特征在于，上述步驟g)包含i)計(jì)算作為上述檢測(cè)出的進(jìn)氣壓力的變化量的進(jìn)氣壓力變化量的步驟；以及ii)計(jì)算作為上述進(jìn)氣壓力變化量的變化量的二次變化量的步驟，通過(guò)把上述進(jìn)氣壓力變化量和二次變化量與相對(duì)應(yīng)的判定閾值進(jìn)行比較，進(jìn)行上述過(guò)渡狀態(tài)判定。
全文摘要
本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)的燃料控制裝置。其課題在于，提供可高精度地估計(jì)具有對(duì)增壓機(jī)的壓縮機(jī)進(jìn)行旁通的旁通通路和空氣旁通閥的內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣流量，適當(dāng)?shù)乜刂瓶杖急龋S持良好的排氣特性的內(nèi)燃機(jī)燃料控制裝置。作為解決手段，根據(jù)增壓(P3TC)、進(jìn)氣壓力(PBA)以及大氣壓(PA)判定空氣旁通閥(7)是否處于開(kāi)工作狀態(tài)，當(dāng)判定為空氣旁通閥(7)處于開(kāi)工作狀態(tài)時(shí)，根據(jù)進(jìn)氣壓力(PBA)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(NE)計(jì)算氣缸吸入空氣流量(GAIRCYLN)。當(dāng)空氣旁通閥(7)不處于開(kāi)工作狀態(tài)時(shí)，根據(jù)吸入空氣量傳感器(22)的輸出計(jì)算氣缸吸入空氣流量(GAIRCYLN)。根據(jù)氣缸吸入空氣流量(GAIRCYLN)來(lái)計(jì)算提供給發(fā)動(dòng)機(jī)的基本燃料量。
文檔編號(hào)F02D41/18GK101042066SQ20071008835
公開(kāi)日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2007年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月20日
發(fā)明者小森隆史, 尾家直樹(shù), 河野龍治, 原裕史 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社