專(zhuān)利名稱(chēng)：內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣流量檢測(cè)裝置和進(jìn)氣流量檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)增壓式內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣流量的檢測(cè)。
背景技術(shù)：
日本專(zhuān)利局在1996年公布的JPH08-144811A中公開(kāi)了一種增 壓式內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)包括空氣流量計(jì)；設(shè)置在空氣流量計(jì)下游側(cè) 的渦輪增壓器的壓氣機(jī)；設(shè)置在壓氣機(jī)下游側(cè)的節(jié)氣門(mén)；旁通通道， 其在壓氣機(jī)和節(jié)氣門(mén)之間從進(jìn)氣通道中分叉出來(lái)并在空氣流量計(jì)和 壓氣機(jī)之間與進(jìn)氣通道會(huì)合；以及打開(kāi)和關(guān)閉該旁通通道的旁通閥。 通過(guò)控制旁通閥，以使壓氣機(jī)下游側(cè)的空氣在空氣流量計(jì)和壓氣機(jī)之 間循環(huán)，從而保證增壓壓力不會(huì)過(guò)度增大。
當(dāng)在車(chē)輛減速期間內(nèi)燃機(jī)的節(jié)氣門(mén)完全關(guān)閉時(shí)，循環(huán)到上游側(cè)
的空氣流量增加，從而循環(huán)的空氣流回到空氣流量計(jì)中。因此，空氣 流量計(jì)檢測(cè)進(jìn)氣流量的精度降低。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的增壓式內(nèi)燃機(jī)通過(guò) 在車(chē)輛減速時(shí)將空氣流量計(jì)的檢測(cè)信號(hào)限制于預(yù)定范圍內(nèi)來(lái)抑制空 氣流量的檢測(cè)精度降低。

發(fā)明內(nèi)容
但是，根據(jù)循環(huán)的空氣(循環(huán)空氣)的空氣流量，在某些情況 下，即使在車(chē)輛減速時(shí)循環(huán)的空氣也不會(huì)流回到空氣流量計(jì)中。即使
在循環(huán)的空氣不流回到空氣流量計(jì)的情況下，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的增壓式 內(nèi)燃機(jī)在每次車(chē)輛減速時(shí)也將空氣流量計(jì)的輸出限制于預(yù)定限制范 圍內(nèi)，因此，不能始終根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行控制。
因此，本發(fā)明的目的是提供這樣一種內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣流量檢測(cè)裝 置該檢測(cè)裝置能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)抑制進(jìn)氣流量的檢測(cè)精 度降低。為了實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣流量檢測(cè)裝置， 所述內(nèi)燃機(jī)包括進(jìn)氣(吸入空氣)流經(jīng)的進(jìn)氣通道；對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行增 壓的增壓裝置；在增壓裝置下游對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行節(jié)流的節(jié)氣門(mén)；在增壓裝 置和節(jié)氣門(mén)之間從進(jìn)氣通道分叉出來(lái)并在增壓裝置上游與進(jìn)氣通道 會(huì)合的旁通通道；以及打開(kāi)和關(guān)閉旁通通道的旁通閥，所述檢測(cè)裝置 包括傳感器，其檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；空氣流量計(jì)，其設(shè)置在進(jìn) 氣通道中并位于增壓裝置上游；以及可編程的控制器，其被編程為 根據(jù)空氣流量計(jì)的檢測(cè)值來(lái)計(jì)算實(shí)測(cè)進(jìn)氣流量；根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀 態(tài)來(lái)計(jì)算算出進(jìn)氣流量；以及基于通過(guò)旁通通道在空氣流量計(jì)和增壓
裝置之間循環(huán)到進(jìn)氣通道中的空氣的空氣流量，采用所述實(shí)測(cè)進(jìn)氣流 量或所述算出進(jìn)氣流量作為進(jìn)氣通道的進(jìn)氣流量。
此外，本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣流量檢測(cè)方法，所述檢測(cè) 方法包括檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；利用設(shè)置在進(jìn)氣通道中并位于增 壓裝置上游的空氣流量計(jì)來(lái)檢測(cè)進(jìn)氣流量；根據(jù)空氣流量計(jì)的檢測(cè)值 來(lái)計(jì)算實(shí)測(cè)進(jìn)氣流量；根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)計(jì)算算出進(jìn)氣流量； 以及基于通過(guò)旁通通道在空氣流量計(jì)和增壓裝置之間循環(huán)到進(jìn)氣通 道中的空氣的空氣流量，采用所述實(shí)測(cè)進(jìn)氣流量或所述算出進(jìn)氣流量 作為進(jìn)氣通道的進(jìn)氣流量。
本發(fā)明的細(xì)節(jié)以及其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將在本說(shuō)明書(shū)的其他部分加 以說(shuō)明并示出在附圖中。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的示意圖。 圖2是設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)中的空氣循環(huán)裝置的示意圖。 圖3是示出由根據(jù)本發(fā)明的控制器執(zhí)行的進(jìn)氣流量計(jì)算程序的 流程圖。
圖4是示出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和旁通閥開(kāi)度的預(yù)定值之間的關(guān)系的視圖。
圖5是示出由根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的控制器執(zhí)行的進(jìn)氣流量 計(jì)算程序的流程圖。
具體實(shí)施例方式
參考附圖1-4對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
參考圖1，用于車(chē)輛的內(nèi)燃機(jī)100包括氣缸體IO和設(shè)置在氣缸 體IO上側(cè)的氣缸蓋1。
在氣缸體10內(nèi)形成有容納活塞11的氣缸12。由活塞11的頂部 表面、氣缸12的壁面和氣缸蓋11的下表面形成燃燒室4。當(dāng)空氣-燃料混合物在燃燒室4內(nèi)燃燒時(shí)，活塞11受到燃燒所產(chǎn)生的燃燒壓 力而在氣缸12內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
在氣缸蓋1中形成有為燃燒室4供給空氣-燃料混合物的進(jìn)氣口 2和允許廢氣從燃燒室4排出的排氣口 3。
進(jìn)氣通道20經(jīng)由進(jìn)氣歧管25將從外部吸取的新鮮空氣供給到 進(jìn)氣口2?？諝饬髁坑?jì)21、渦輪增壓器40的壓氣機(jī)41、中間冷卻器 22以及節(jié)氣門(mén)23從進(jìn)氣通道20的上游側(cè)開(kāi)始依次設(shè)置于進(jìn)氣通道 20中。
空氣流量計(jì)21是熱線式空氣流量計(jì)。該空氣流量計(jì)21檢測(cè)供 給到內(nèi)燃機(jī)100的進(jìn)氣流量。該空氣流量計(jì)21也可以是卡爾曼渦流 式的空氣流量計(jì)。
渦輪增壓器40包括設(shè)置在進(jìn)氣通道20中的壓氣機(jī)41、設(shè)置在 排氣通道30中的渦輪42以及軸43。壓氣機(jī)41和渦輪42通過(guò)軸43 相互連接。利用從內(nèi)燃機(jī)100排出的廢氣使渦輪42轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng) 渦輪增壓器40的壓氣機(jī)41，由此對(duì)流經(jīng)進(jìn)氣通道20的進(jìn)氣進(jìn)行增 壓。
中間冷卻器22設(shè)置在進(jìn)氣通道20中并位于渦輪增壓器40的壓 氣機(jī)41下游側(cè)。中間冷卻器22對(duì)由于受到壓氣機(jī)41壓縮而溫度升 高的進(jìn)氣進(jìn)行冷卻。
節(jié)氣門(mén)23設(shè)置在進(jìn)氣通道20中并位于中間冷卻器22下游側(cè)。 節(jié)氣門(mén)23通過(guò)改變進(jìn)氣通道20的進(jìn)氣流通面積來(lái)調(diào)節(jié)被導(dǎo)入燃燒室 4內(nèi)的進(jìn)氣流量。已流過(guò)節(jié)氣門(mén)23的進(jìn)氣經(jīng)由進(jìn)氣歧管25被分配到 內(nèi)燃機(jī)100的各個(gè)氣缸中。用于檢測(cè)進(jìn)氣通道20中的增壓壓力的增壓壓力傳感器26設(shè)置 在進(jìn)氣通道20中并位于節(jié)氣門(mén)23的上游側(cè)。另外，用于檢測(cè)進(jìn)氣歧 管25中的歧管壓力的歧管壓力傳感器27設(shè)置在進(jìn)氣歧管25中并位 于節(jié)氣門(mén)23的下游側(cè)。
用于朝進(jìn)氣口 2的開(kāi)口部分噴射燃料的燃料噴射閥24設(shè)置在進(jìn) 氣歧管25中。該燃料噴射閥24通過(guò)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)噴射燃料， 來(lái)形成空氣-燃料混合物。
渦輪增壓器40的渦輪42和三元催化轉(zhuǎn)化器31依次設(shè)置在與排 氣口 3連接的排氣通道30中。該三元催化轉(zhuǎn)化器31對(duì)從內(nèi)燃機(jī)100 中排出的廢氣進(jìn)行凈化。
用于打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)氣口 2的進(jìn)氣閥5和用于打開(kāi)和關(guān)閉排氣口 3 的排氣閥6設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)IOO的氣缸蓋1中。
進(jìn)氣閥5由進(jìn)氣凸輪5A驅(qū)動(dòng)。當(dāng)進(jìn)氣閥5打開(kāi)進(jìn)氣口 2時(shí)，在 進(jìn)氣口 2中形成的空氣-燃料混合物被供給到燃燒室4內(nèi)。該被供給 的空氣-燃料混合物由設(shè)置在燃燒室4上側(cè)的氣缸蓋1中的火花塞7 點(diǎn)燃并燃燒。當(dāng)排氣閥6被排氣凸輪6A驅(qū)動(dòng)以便打開(kāi)排氣口 3時(shí)， 由于燃燒而產(chǎn)生的廢氣被排放到排氣通道30中。被排放到排氣通道 30中的廢氣在使渦輪增壓器40的渦輪42轉(zhuǎn)動(dòng)后被三元催化轉(zhuǎn)化器 31凈化，并排放到外部。
內(nèi)燃機(jī)100包括空氣循環(huán)裝置50，該空氣循環(huán)裝置50使一部分 被增壓的進(jìn)氣循環(huán)到壓氣機(jī)41的上游側(cè)，從而保證由壓氣機(jī)41所增 壓的進(jìn)氣的增壓壓力不會(huì)過(guò)高。該空氣循環(huán)裝置50包括旁通通道51 和旁通閥52。
旁通通道51的一端在空氣流量計(jì)21和壓氣機(jī)41之間與進(jìn)氣通 道20連接。該旁通通道51的另一端經(jīng)由旁通閥52在中間冷卻器22 和節(jié)氣門(mén)23之間與進(jìn)氣通道20連接。
旁通閥52是一種差壓驅(qū)動(dòng)式閥門(mén)機(jī)構(gòu)，其根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀 態(tài)打開(kāi)和關(guān)閉旁通通道51。
由控制器60執(zhí)行對(duì)與內(nèi)燃機(jī)100的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相應(yīng)的進(jìn)氣流量的 計(jì)算和對(duì)燃料噴射閥24的控制?？刂破?0由微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成，該微型計(jì)算機(jī)包括中央處理單元(CPU)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī) 存取存儲(chǔ)器(RAM)以及輸入/輸出接口 (1/0接口)。控制器60 也可以由多個(gè)微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成。
來(lái)自空氣流量計(jì)21、增壓壓力傳感器26、歧管壓力傳感器27、 檢測(cè)節(jié)氣門(mén)23的開(kāi)度的節(jié)氣門(mén)開(kāi)度傳感器61、檢測(cè)加速踏板壓下量 的加速踏板壓下傳感器62、以?xún)?nèi)燃機(jī)100的預(yù)定曲軸轉(zhuǎn)角間隔產(chǎn)生 曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器63、以及檢測(cè)大氣壓力的大氣壓力 傳感器64等傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)作為信號(hào)分別被輸入到控制器60中。
控制器60根據(jù)這些輸入信號(hào)計(jì)算進(jìn)氣流量，然后控制燃料噴射 閥24的燃料噴射量。
參考圖2對(duì)空氣循環(huán)裝置50的旁通閥52進(jìn)行說(shuō)明。
旁通閥52包括閥體521、活塞522、螺旋彈簧523以及壓力引 入室524。
閥體521經(jīng)由軸525與活塞522形成一體。閥體521打開(kāi)和關(guān) 閉與進(jìn)氣通道20連通的旁通通道51。閥體521包括進(jìn)氣通道側(cè)受壓 部分521A和旁通通道側(cè)受壓部分521B。在進(jìn)氣通道20中位于節(jié)氣 門(mén)23上游側(cè)的增壓壓力Pb作用在進(jìn)氣通道側(cè)受壓部分521A上。旁 通通道51中基本上與大氣壓力相等的壓力Po作用在旁通通道側(cè)受壓 部分521B上。
活塞522可滑動(dòng)地設(shè)置在壓力引入室524中?；钊?22將壓力 引入室524分隔成增壓壓力引入室526和歧管壓力引入室527?；钊?522包括位于增壓壓力引入室側(cè)的增壓壓力側(cè)受壓部分522A和位于 歧管壓力引入室側(cè)的歧管壓力側(cè)受壓部分522B。
增壓壓力引入室526經(jīng)由連通通道526A與節(jié)氣門(mén)23上游側(cè)的 進(jìn)氣通道20相連。因此，增壓壓力Pb被引入到增壓壓力引入室526 內(nèi)。
歧管壓力引入室527經(jīng)由連通通道527A與節(jié)氣門(mén)23下游側(cè)的 進(jìn)氣歧管25相連。因此，歧管壓力Pa被引入到歧管壓力引入室527 內(nèi)。螺旋彈簧523以壓縮狀態(tài)設(shè)置在歧管壓力引入室527中，從而將 闊體521沿關(guān)閉方向向下推。當(dāng)空氣循環(huán)裝置50中的增壓壓力Pb等于歧管壓力Pa時(shí)，由螺 旋彈簧523的反作用力、歧管壓力Pa在歧管壓力側(cè)受壓部分522B 上產(chǎn)生的力以及大氣壓力Po在旁通通道側(cè)受壓部分521B上產(chǎn)生的力 所合成的閥關(guān)閉力大于由增壓壓力Pb在進(jìn)氣通道側(cè)受壓部分521A 上產(chǎn)生的力和在增壓壓力側(cè)受壓部分522A上產(chǎn)生的力所合成的閥打 開(kāi)力。因此，閥體521被向下推向圖中的下側(cè)，從而關(guān)閉旁通通道 51。
另一方面，當(dāng)增壓壓力Pb增加到大于歧管壓力Pa，使得閥打開(kāi) 力大于閥關(guān)閉力時(shí)，閥體521被向上推向圖中的上側(cè)，從而打開(kāi)旁通 通道51。這樣， 一部分被增壓的進(jìn)氣通過(guò)旁通通道51循環(huán)到壓氣機(jī) 41上游側(cè)的進(jìn)氣通道20。
根據(jù)由增壓壓力傳感器26檢測(cè)到的增壓壓力Pb、由歧管壓力傳 感器27檢測(cè)到的歧管壓力Pa以及由大氣壓力傳感器64檢測(cè)到的大 氣壓力P()，使用下式(1)來(lái)計(jì)算旁通閥52的閥體521的開(kāi)度D(下 文中被稱(chēng)作為"旁通閥開(kāi)度D")。<formula>formula see original document page 10</formula>
D:旁通閥開(kāi)度 Pa:歧管壓力 Pb:增壓壓力
Sa:活塞522的增壓壓力側(cè)受壓部分522A和歧管壓力側(cè)受壓部 分522B的表面積
Sb:閥體521的進(jìn)氣通道側(cè)受壓部分521A和旁通通道側(cè)受壓部 分521B的表面積
k:螺旋彈簧523的彈簧常數(shù)
xo:螺旋彈簧523的初始行程
在內(nèi)燃機(jī)100中，例如當(dāng)駕駛員在車(chē)輛行駛過(guò)程中停止壓下加 速踏板時(shí)，節(jié)氣門(mén)23會(huì)完全關(guān)閉。當(dāng)節(jié)氣門(mén)23完全關(guān)閉時(shí)，從內(nèi)燃 機(jī)100中排出的廢氣量會(huì)急劇減少。但是，由于慣性力的原因，渦輪增壓器40的壓氣機(jī)41并不立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，而是繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使壓
氣機(jī)41和節(jié)氣門(mén)23之間的進(jìn)氣的增壓壓力升高。在這種情況下，空 氣循環(huán)裝置50的旁通閥52打開(kāi)旁通通道51，從而使空氣循環(huán)到壓 氣機(jī)41的上游側(cè)，結(jié)果，使得增壓壓力不會(huì)過(guò)高。
當(dāng)旁通閥52打開(kāi)旁通通道51但旁通閥開(kāi)度D較小時(shí)，從旁通 通道51循環(huán)到進(jìn)氣通道20的空氣繼續(xù)通過(guò)進(jìn)氣通道20向下游流動(dòng) 并流回到壓氣機(jī)41中。
但是，當(dāng)旁通閥開(kāi)度D較大時(shí)，循環(huán)空氣的空氣流量增大，部 分循環(huán)空氣流回到空氣流量計(jì)21中，從而使空氣流量計(jì)21檢測(cè)進(jìn)氣 流量的精度降低。
當(dāng)空氣流量計(jì)21的檢測(cè)精度降低時(shí)，基于空氣流量計(jì)21的檢 測(cè)信號(hào)計(jì)算出的進(jìn)氣流量與實(shí)際的進(jìn)氣流量會(huì)有差別。因此，在基于
計(jì)算出的進(jìn)氣流量來(lái)確定燃料噴射閥24的燃料噴射量時(shí)，燃料噴射 量相對(duì)于實(shí)際的進(jìn)氣流量就會(huì)變得過(guò)大或過(guò)小，結(jié)果，使駕駛性能和 排放惡化。
因此，在本實(shí)施例中，基于空氣循環(huán)裝置50的旁通閥開(kāi)度D來(lái) 計(jì)算進(jìn)氣流量。這樣，即使循環(huán)空氣流回到空氣流量計(jì)側(cè)，也可以抑 制進(jìn)氣流量的檢測(cè)精度降低。
參考圖3，說(shuō)明由控制器60執(zhí)行的進(jìn)氣流量計(jì)算程序。在發(fā)動(dòng) 機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)執(zhí)行該進(jìn)氣流量計(jì)算程序，并以例如IO毫秒的固 定間隔重復(fù)執(zhí)行該進(jìn)氣流量計(jì)算程序。
在步驟S11中，控制器60判斷車(chē)輛是否在減速。利用加速踏板 壓下傳感器62檢測(cè)加速踏板的壓下量來(lái)判斷車(chē)輛是否減速。
當(dāng)檢測(cè)出車(chē)輛在減速，或者說(shuō)節(jié)氣門(mén)23完全關(guān)閉時(shí)，控制器60 執(zhí)行步驟S12的處理。另一方面，當(dāng)檢測(cè)出車(chē)輛不是在減速，或者 說(shuō)節(jié)氣門(mén)23沒(méi)有完全關(guān)閉時(shí)，控制器60執(zhí)行步驟S15的處理。
應(yīng)該注意，可以省略步驟Sll的處理。
在步驟S12中，控制器60基于曲軸轉(zhuǎn)角傳感器63的曲軸轉(zhuǎn)角 信號(hào)來(lái)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne，并基于該發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne來(lái)設(shè)定旁通閥 52的開(kāi)度參考值Do。參考圖4，開(kāi)度參考值D。被設(shè)定成隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne增大而增 大。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增大而使從內(nèi)燃機(jī)100排出的廢氣流量增加時(shí)，壓 氣機(jī)41的轉(zhuǎn)速也增大，從而使得循環(huán)空氣更加容易地通過(guò)進(jìn)氣通道 20向下游流動(dòng)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne以此方式增大時(shí)，循環(huán)空氣流回到 空氣流量計(jì)側(cè)的可能性更小，因此，開(kāi)度參考值Do被設(shè)定成隨發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速增大而增大。
回到圖3，在步驟S13中，控制器60判斷根據(jù)增壓壓力Pb、歧 管壓力Pa和大氣壓力Po計(jì)算出的旁通閥開(kāi)度D是否大于開(kāi)度參考值 D。。
當(dāng)旁通閥開(kāi)度D大于開(kāi)度參考值Do時(shí)，控制器判定循環(huán)空氣
的空氣流量較大，因而循環(huán)空氣可能流回到空氣流量計(jì)21。因此， 控制器60執(zhí)行步驟S14的處理。另一方面，當(dāng)旁通閥開(kāi)度D不大于 開(kāi)度參考值De時(shí)，控制器判定循環(huán)空氣會(huì)繼續(xù)通過(guò)進(jìn)氣通道20 向下游流動(dòng)而不流回到空氣流量計(jì)21，因此控制器60執(zhí)行步驟S15 的處理。
在步驟S14中，控制器60基于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)估計(jì)進(jìn)氣流 量Q (算出進(jìn)氣流量)，然后結(jié)束處理。
具體而言，控制器60不使用檢測(cè)精度已經(jīng)降低的空氣流量計(jì)21 的檢測(cè)信號(hào)，而是基于節(jié)氣門(mén)開(kāi)度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算進(jìn)氣流量Q。 這里，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度是基于節(jié)氣門(mén)開(kāi)度傳感器61的信號(hào)而計(jì)算出的。
另一方面，當(dāng)循環(huán)空氣繼續(xù)通過(guò)進(jìn)氣通道20向下游流動(dòng)而不流 回到空氣流量計(jì)21時(shí)，控制器60執(zhí)行步驟S15的處理。在步驟S15 中，控制器60基于空氣流量計(jì)21的檢測(cè)信號(hào)來(lái)計(jì)算進(jìn)氣流量Q(實(shí) 測(cè)進(jìn)氣流量)，然后結(jié)束處理。
根據(jù)本實(shí)施例的進(jìn)氣流量檢測(cè)裝置根據(jù)旁通閥開(kāi)度D來(lái)判斷循 環(huán)空氣是否流回到空氣流量計(jì)21。當(dāng)存在循環(huán)空氣流回到空氣流量 計(jì)21的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，進(jìn)氣流量檢測(cè)裝置采用基于節(jié)氣門(mén)開(kāi)度 和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne計(jì)算出的進(jìn)氣流量作為進(jìn)氣通道20內(nèi)的進(jìn)氣流量 Q，因此，可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)抑制進(jìn)氣流量的檢測(cè)精度降 低。結(jié)果，可以抑制內(nèi)燃機(jī)100的運(yùn)轉(zhuǎn)性能和排放的惡化。另外，即使當(dāng)車(chē)輛在減速也不存在循環(huán)空氣流回到空氣流量計(jì) 21的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，進(jìn)氣流量檢測(cè)裝置采用基于空氣流量計(jì)21
的檢測(cè)信號(hào)計(jì)算出的進(jìn)氣流量作為進(jìn)氣通道20內(nèi)的進(jìn)氣流量Q，因 此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以減少計(jì)算負(fù)荷。
此外，開(kāi)度參考值D。被設(shè)定成隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne的增大而增大， 因此，進(jìn)氣流量檢測(cè)裝置可以執(zhí)行與發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)更加匹配的控 制。
參考圖5說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施例。
根據(jù)第二實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)100的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī) 100的結(jié)構(gòu)基本上相同，只是在當(dāng)旁通閥開(kāi)度D大于開(kāi)度參考值Do 時(shí)所采用的進(jìn)氣流量計(jì)算方法有所差異。更具體而言，與基于空氣流 量計(jì)21的檢測(cè)信號(hào)計(jì)算出的進(jìn)氣流量相關(guān)聯(lián)地設(shè)定極限值，下面的 說(shuō)明將著重于這點(diǎn)差異上。
圖5是示出由根據(jù)第二實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)100的控制器60執(zhí)行的 進(jìn)氣流量計(jì)算程序。在發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)執(zhí)行該進(jìn)氣流量計(jì)算程 序，并以例如IO毫秒的固定間隔重復(fù)執(zhí)行該進(jìn)氣流量計(jì)算程序。
步驟S11-S15的控制與第一實(shí)施例的控制相似，因而省略對(duì)這 部分的說(shuō)明。
當(dāng)在步驟S14中基于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)計(jì)算進(jìn)氣流量Ql (算出 進(jìn)氣流量)后，控制器60在步驟S16中基于空氣流量計(jì)21的檢測(cè) 信號(hào)計(jì)算進(jìn)氣流量Q2 (實(shí)測(cè)進(jìn)氣流量)。
在步驟S17中，控制器60判斷基于空氣流量計(jì)21的檢測(cè)信號(hào) 計(jì)算出的進(jìn)氣流量Q2是否大于上限值Qmax。
當(dāng)進(jìn)氣流量Q2不大于上限值Qm^時(shí)，控制器判定即使循環(huán) 空氣流回到空氣流量計(jì)側(cè)，所產(chǎn)生的影響也較小，因此，控制器60 執(zhí)行步驟S18的處理。另一方面，當(dāng)進(jìn)氣流量Q2大于上限值Qmu 時(shí)，控制器判定循環(huán)空氣流回到空氣流量計(jì)側(cè)將會(huì)使空氣流量計(jì) 21的檢測(cè)精度降低，因此，控制器60執(zhí)行步驟S21的處理。
上限值Qn^是根據(jù)在步驟S14中確定的進(jìn)氣流量Ql和上限側(cè) 校正系數(shù)K^x并利用下式(2)而計(jì)算出的。因此，上限值Qm^的大小根據(jù)進(jìn)氣流量Ql而變化。
Q歸=QlxKmax…(2) Qmax:上限值
Ql:基于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)計(jì)算出的進(jìn)氣流量
Kmax:上限側(cè)校正系數(shù)
在步驟S18中，控制器60判斷基于空氣流量計(jì)21的檢測(cè)信號(hào) 計(jì)算出的進(jìn)氣流量Q2是否小于下限值Qmin。當(dāng)進(jìn)氣流量Q2不小于
下限值Qmin時(shí)，控制器判定即使循環(huán)空氣流回到空氣流量計(jì)側(cè)，所
產(chǎn)生的影響也較小，因此，控制器60執(zhí)行步驟S19的處理。另一方 面，當(dāng)進(jìn)氣流量Q2小于下限值Q^時(shí)，控制器判定循環(huán)空氣流回 到空氣流量計(jì)側(cè)會(huì)使空氣流量計(jì)21的檢測(cè)精度降低，因此，控制器 60執(zhí)行步驟S20的處理。
下限值Qmin是根據(jù)在步驟S14中確定的進(jìn)氣流量Ql和下限側(cè)
校正系數(shù)Kmm并利用下式(3)而計(jì)算出的。因此，下限值Q扁的大
小根據(jù)進(jìn)氣流量Q1而變化。 U"麵…(3)
Qmin:下限值
Ql:基于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)計(jì)算出的進(jìn)氣流量
Kmin:下限側(cè)校正系數(shù)
當(dāng)基于空氣流量計(jì)21的檢測(cè)信號(hào)計(jì)算出的進(jìn)氣流量Q2不小于 下限值Qmin并不大于上限值Q^x時(shí)，循環(huán)空氣流回到空氣流量計(jì)側(cè)
只帶來(lái)較小的影響，因而就空氣流量計(jì)21的檢測(cè)精度而言這并不會(huì) 產(chǎn)生問(wèn)題。因此，在步驟S19中，控制器60將基于空氣流量計(jì)21 的檢測(cè)信號(hào)計(jì)算出的進(jìn)氣流量Q2設(shè)定為進(jìn)氣流量Q，然后結(jié)束處理。
另一方面，當(dāng)進(jìn)氣流量Q2小于下限值Qm化時(shí)，循環(huán)空氣將會(huì) 使空氣流量計(jì)21的檢測(cè)精度降低。因此，在步驟S20中，控制器60 將下限值Qmin設(shè)定為進(jìn)氣流量Q，而不使用基于空氣流量計(jì)21的檢 測(cè)信號(hào)計(jì)算出的進(jìn)氣流量Q2，然后結(jié)束處理。
此外，當(dāng)進(jìn)氣流量Q2大于上限值Q^x時(shí)，循環(huán)空氣將會(huì)使空 氣流量計(jì)21的檢測(cè)精度降低。因此，在步驟S21中，控制器60將上限值Qmu設(shè)定為進(jìn)氣流量Q，而不使用基于空氣流量計(jì)21的檢測(cè) 信號(hào)計(jì)算出的進(jìn)氣流量Q2，然后結(jié)束處理。
根據(jù)本實(shí)施例的進(jìn)氣流量檢測(cè)裝置，只有當(dāng)已經(jīng)作出是否存在 循環(huán)空氣流回到空氣流量計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的判定時(shí)，才根據(jù)基于 發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)計(jì)算出的進(jìn)氣流量和基于空氣流量計(jì)的檢測(cè)信號(hào) 計(jì)算出的進(jìn)氣流量來(lái)設(shè)定進(jìn)氣通道20內(nèi)的進(jìn)氣流量Q，因此，可以 獲得與第一實(shí)施例相似的效果。
當(dāng)基于空氣流量計(jì)21的檢測(cè)信號(hào)計(jì)算出的進(jìn)氣流量小于下限值
Qmin或大于上限值Qn^時(shí)，該進(jìn)氣流量檢測(cè)裝置將下限值Qmin或上 限值Qmax設(shè)定為進(jìn)氣流量Q，因此，即使空氣流量計(jì)21的檢測(cè)精度 降低，也可以抑制內(nèi)燃機(jī)100的運(yùn)轉(zhuǎn)性能和排放的惡化。而且，也可 以抑制由于進(jìn)氣流量變化引起的扭矩沖擊。
在2007年10月19日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)JP2007-272547的內(nèi)
容通過(guò)引用的方式并入本文。
盡管結(jié)合了一些實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限 于上述實(shí)施例。在權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍內(nèi)，本技術(shù)領(lǐng)域的人員可 以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行各種修改或改變。
應(yīng)該注意，在第一和第二實(shí)施例中，根據(jù)旁通閥開(kāi)度D來(lái)改變 計(jì)算進(jìn)氣流量的方法，但是由于循環(huán)空氣的空氣流量隨旁通閥開(kāi)度D 增大而增大，因此也可以根據(jù)空氣流量來(lái)改變計(jì)算進(jìn)氣流量的方法。
在第一和第二實(shí)施例中，基于增壓壓力Pb、歧管壓力Pa和大氣 壓力Po計(jì)算旁通閥開(kāi)度D，但本發(fā)明并不限于此。具體而言，可以 在空氣循環(huán)裝置50中設(shè)置用于檢測(cè)旁通閥52的閥體521的位置的位 置傳感器65，并且可以基于該位置傳感器65的檢測(cè)信號(hào)計(jì)算旁通閥 開(kāi)度D。
此外，在第一和第二實(shí)施例中，根據(jù)車(chē)輛的減速狀態(tài)判斷節(jié)氣 門(mén)是否完全關(guān)閉。但是，本發(fā)明并不限于車(chē)輛減速的情況。例如，在 具有手動(dòng)變速器的車(chē)輛中，在車(chē)輛加速期間，當(dāng)加速踏板被切換為 OFF并且離合器踏板被壓下以使變速器升擋時(shí)，就達(dá)到節(jié)氣門(mén)開(kāi)度 完全關(guān)閉的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。通過(guò)將本發(fā)明應(yīng)用于這種情況，可以抑制循環(huán)空氣導(dǎo)致空氣流量計(jì)的檢測(cè)精度降低的情形。
本發(fā)明的保護(hù)范圍由后附權(quán)利要求書(shū)限定。
權(quán)利要求
1. 一種內(nèi)燃機(jī)(100)的進(jìn)氣流量檢測(cè)裝置，所述內(nèi)燃機(jī)包括進(jìn)氣流經(jīng)的進(jìn)氣通道(20)；對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行增壓的增壓裝置(41)；在所述增壓裝置(41)下游對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行節(jié)流的節(jié)氣門(mén)(23)；在所述增壓裝置(41)和所述節(jié)氣門(mén)(23)之間從所述進(jìn)氣通道(20)分叉出來(lái)并在所述增壓裝置(41)上游與所述進(jìn)氣通道(20)會(huì)合的旁通通道(51)；以及打開(kāi)和關(guān)閉所述旁通通道(51)的旁通閥(52)，所述檢測(cè)裝置包括傳感器(61，63)，其檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；空氣流量計(jì)(21)，其設(shè)置在所述進(jìn)氣通道(20)中并位于所述增壓裝置(41)上游；以及可編程的控制器(60)，其被編程為根據(jù)所述空氣流量計(jì)(21)的檢測(cè)值來(lái)計(jì)算實(shí)測(cè)進(jìn)氣流量；根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)計(jì)算算出進(jìn)氣流量；以及基于通過(guò)所述旁通通道(51)在所述空氣流量計(jì)(21)和所述增壓裝置(41)之間循環(huán)到所進(jìn)氣通道(20)中的空氣的空氣流量，采用所述實(shí)測(cè)進(jìn)氣流量或所述算出進(jìn)氣流量作為所述進(jìn)氣通道(20)的進(jìn)氣流量。
2. 如權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)(100)的進(jìn)氣流量檢測(cè)裝置， 其中，所述控制器(60)還被編程為計(jì)算所述旁通閥(51)的開(kāi)度， 并且在所述旁通閥(51)的開(kāi)度不大于所述旁通閥(51)的開(kāi)度參考 值時(shí)采用所述實(shí)測(cè)進(jìn)氣流量作為進(jìn)氣流量；在所述旁通閥(51)的開(kāi) 度大于所述旁通閥(51)的開(kāi)度參考值時(shí)采用所述算出進(jìn)氣流量作為 進(jìn)氣流量。
3. 如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)(100)的進(jìn)氣流量檢測(cè)裝置， 其中，所述控制器(60)還被編程為隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增大而增大所述旁通閥(51)的開(kāi)度參考值。
4. 如權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)(100)的進(jìn)氣流量檢測(cè)裝置，其中，所述控制器(60)還被編程為基于所述算出進(jìn)氣流量和上限側(cè)校正系數(shù)來(lái)計(jì)算上限值，基于所述算出進(jìn)氣流量和下限側(cè)校正系數(shù) 來(lái)計(jì)算下限值，并且在所述實(shí)測(cè)進(jìn)氣流量大于上限值時(shí)采用所述上限值作為進(jìn)氣流量，在所述實(shí)測(cè)進(jìn)氣流量小于下限值時(shí)采用所述下限值 作為進(jìn)氣流量，在所有其他情況下均采用所述實(shí)測(cè)進(jìn)氣流量作為進(jìn)氣流量。
5. 如權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)(100)的進(jìn)氣流量檢測(cè)裝置，其中，所述控制器(60)還被編程為基于節(jié)氣門(mén)開(kāi)度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算算出進(jìn)氣流量。
6. 如權(quán)利要求l所述的內(nèi)燃機(jī)(100)的進(jìn)氣流量檢測(cè)裝置，其中，所述控制器(60)還被編程為判斷車(chē)輛是否在減速，并且當(dāng)車(chē)輛在減速時(shí)，基于所述實(shí)測(cè)進(jìn)氣流量和所述算出進(jìn)氣流量來(lái)設(shè)定進(jìn)氣流量；在所有其他情況下，基于所述實(shí)測(cè)進(jìn)氣流量來(lái)設(shè)定進(jìn)氣流量。
7. 如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)(100)的進(jìn)氣流量檢測(cè)裝置， 其中，所述控制器(60)還被編程為基于所述進(jìn)氣通道(20)中位 于所述節(jié)氣門(mén)(23)上游側(cè)的增壓壓力和所述進(jìn)氣通道(20)中位于 所述節(jié)氣門(mén)(23)下游側(cè)的歧管壓力來(lái)計(jì)算所述旁通閥(51)的開(kāi)度。
8. 如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)(100)的進(jìn)氣流量檢測(cè)裝置， 還包括檢測(cè)所述旁通閥(51)的閥體(521)的位置的位置傳感器(65)， 其中，所述控制器(60)還被編程為根據(jù)所述位置傳感器的檢測(cè)值 來(lái)計(jì)算所述旁通闊(51)的開(kāi)度。
9. 一種內(nèi)燃機(jī)(100)的進(jìn)氣流量檢測(cè)方法，所述內(nèi)燃機(jī)包括進(jìn)氣流經(jīng)的進(jìn)氣通道(20);對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行增壓的增壓裝置(41);在 所述增壓裝置(41)下游對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行節(jié)流的節(jié)氣門(mén)(23);在所述增壓裝置(41)和所述節(jié)氣門(mén)(23)之間從所述進(jìn)氣通道(20)分叉出 來(lái)并在所述增壓裝置(41)上游與所述進(jìn)氣通道(20)會(huì)合的旁通通 道(51);以及用于打開(kāi)和關(guān)閉所述旁通通道(51)的旁通閥(52)，所述的檢測(cè)方法包括檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；利用設(shè)置在所述進(jìn)氣通道(20)中并位于所述增壓裝置(41)上游的空氣流量計(jì)(21)來(lái)檢測(cè)進(jìn)氣流量；根據(jù)所述空氣流量計(jì)(21)的檢測(cè)值來(lái)計(jì)算實(shí)測(cè)進(jìn)氣流量； 根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)計(jì)算算出進(jìn)氣流量；以及基于通過(guò)所述旁通通道(51)在所述空氣流量計(jì)(21)和所述 增壓裝置(41)之間循環(huán)到所述進(jìn)氣通道(20)中的空氣的空氣流量， 采用所述實(shí)測(cè)進(jìn)氣流量或所述算出進(jìn)氣流量作為所述進(jìn)氣通道(20) 的進(jìn)氣流量。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種內(nèi)燃機(jī)(100)的進(jìn)氣流量檢測(cè)裝置和進(jìn)氣流量檢測(cè)方法，所述進(jìn)氣流量檢測(cè)裝置包括傳感器(61，63)，其檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；空氣流量計(jì)(21)，其設(shè)置在進(jìn)氣通道(20)中并位于增壓裝置(41)上游；以及可編程的控制器(60)，其被編程為根據(jù)所述空氣流量計(jì)(21)的檢測(cè)值來(lái)計(jì)算實(shí)測(cè)進(jìn)氣流量；根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)(100)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)計(jì)算算出進(jìn)氣流量；以及基于通過(guò)旁通通道(51)在所述空氣流量計(jì)(21)和所述增壓裝置(41)之間循環(huán)到所述進(jìn)氣通道(20)中的空氣的空氣流量，采用所述實(shí)測(cè)進(jìn)氣流量或所述算出進(jìn)氣流量作為所述進(jìn)氣通道(20)的進(jìn)氣流量。
文檔編號(hào)F02D23/00GK101413445SQ200810171508
公開(kāi)日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月19日
發(fā)明者岡村學(xué)武 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社