專利名稱：內(nèi)燃機的進氣量探測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機的進氣量探測裝置。
技術背景例如，如公開在國際專利文獻No. 03/033896中的一樣，進氣量探 測裝置在內(nèi)燃機的各自氣缸的進氣管中具有進氣壓力傳感器從而探測 進氣壓力，并且根據(jù)各自氣缸的進氣壓力傳感器所探測到的進氣壓力 計算各自氣缸的進氣量。在作為進氣壓力的目前值和前面值之間的差 值的進氣壓力差變成等于或者大于預定值時，該裝置確定產(chǎn)生了加速 狀態(tài)并且根據(jù)進氣壓力差和發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度計算出加速期間燃料噴射上述技術使用了為各自發(fā)動機氣缸所設置的進氣壓力傳感器。因 此，需要設置與氣缸相同數(shù)目的進氣壓力傳感器，從而相應地提高了 費用。更加具體地說，近年來，發(fā)動機氣缸的數(shù)目趨于增多，從而產(chǎn) 生了這樣的問題，即由于傳感器數(shù)目的增多而增加了費用大小。在發(fā)動機過渡工作期間節(jié)氣門開度改變時的時間和在進氣壓力傳 感器的輸出改變時的時間之間產(chǎn)生了延遲。在發(fā)動機的穩(wěn)定工作期間 和過渡工作期間之間沒有區(qū)別的情況下，上述技術根據(jù)進氣壓力傳感 器所探測到的進氣壓力可以計算出各自氣缸的進氣量。因此，不能足 夠精確地計算出進氣量(缸內(nèi)填充空氣量)，其中在過渡工作期間，在 節(jié)氣門開度的變化延遲時，該進氣量改變。根據(jù)在加速確定時的進氣壓力差和發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度，在加速時，該技術僅計算出燃料噴射量。 因此，在過渡工作期間的空氣一燃料比控制性能不能得到足夠提高。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種內(nèi)燃機的進氣量探測裝置，該裝置可以 高精確度地探測到各自氣缸的進氣量，同時可以滿足減少費用和在各 自氣缸的進氣通道中具有進氣節(jié)氣門的系統(tǒng)的發(fā)動機的過渡工作期間 提高空氣燃料比控制性能的需要。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，具有分支進氣通道和進氣節(jié)氣門的內(nèi)燃 機的進氣量探測裝置具有進氣壓力傳感器，這些分支進氣通道從主進 氣通道中分支并且把進氣加入到各自的氣缸中，這些進氣節(jié)氣門位于 各自氣缸的分支進氣通道中從而各自調(diào)整進氣量，該進氣壓力傳感器 設置在這些氣缸的分支進氣通道中的一特定氣缸的分支進氣通道中， 從而探測進氣節(jié)氣門下游處的進氣壓力，進氣量傳感器設置在主進氣 通道中從而探測進氣量，在發(fā)動機進行穩(wěn)定工作期間，穩(wěn)定期間進氣 量探測裝置通過進氣量傳感器探測每個氣缸的進氣量，在發(fā)動機進行 穩(wěn)定工作期間，進氣壓力變化探測裝置根據(jù)進氣量傳感器所探測到的 氣缸進氣量來探測關于各自氣缸之間的進氣壓力變化的信息，及在發(fā) 動機的過渡期間，過渡期間進氣量探測裝置根據(jù)進氣節(jié)氣門的開度和 通過進氣壓力傳感器在緊前面的穩(wěn)定工作期間所探測到的進氣壓力來 估計出進氣節(jié)氣門下游處的進氣壓力，并且根據(jù)所估計出的進氣壓力 和關于進氣壓力變化的信息來計算出各自氣缸的進氣量。就這種布置而言，在發(fā)動機的穩(wěn)定工作期間，可以通過布置在主 進氣通道中的進氣量傳感器(例如氣流計量器)來高精確度地探測每 個氣缸的進氣量。在進氣節(jié)氣門開度在發(fā)動機過渡工作中進行改變時的時間和在設 置于主進氣通道中的進氣量傳感器的輸出變化時的時間之間具有延 遲。因此，在發(fā)動機的過渡工作期間，難以通過進氣量傳感器來精確 地探測進氣量(缸內(nèi)填充空氣量)，該進氣量在進氣節(jié)氣門的開度變化 延遲時改變。因此，通過本發(fā)明的布置，首先根據(jù)進氣量傳感器在發(fā)動機穩(wěn)定 工作期間所探測到的各自氣缸的進氣量探測關于這些氣缸之間的進氣 壓力變化的信息。根據(jù)各自氣缸的進氣壓力之間的變化，進氣量在這 些氣缸之間改變。因此，借助使用進氣量傳感器在發(fā)動機穩(wěn)定工作期 間所探測到的各自氣缸的進氣量，可以高精確度地探測關于這些氣缸 之間的進氣壓力變化的信息和關于這些氣缸之間的進氣壓力變化的信 息。在發(fā)動機的過渡工作期間，根據(jù)進氣節(jié)氣門的開度和進氣壓力傳 感器在緊前面的穩(wěn)定工作期間所探測到的進氣壓力估計出進氣節(jié)氣門 下游處的進氣壓力。根據(jù)所估計出的進氣壓力和關于進氣壓力變化的 信息來計算出每個氣缸的進氣量。因此，可以從進氣節(jié)氣門的開度中 高精確度地估計出進氣壓力。此外，借助使用所估計出的進氣壓力和 關于進氣壓力變化的信息，所估計出的進氣壓力可以被轉(zhuǎn)換成各自氣 缸的進氣量。其結(jié)果是，可以高精確度地計算出各自氣缸的進氣量。 因此，可以高精確度地探測出每個氣缸的進氣量，并且在過渡工作期 間的空燃比的控制性能可以得到提高，其中該進氣量在發(fā)動機的過渡 工作期間在進氣節(jié)氣門的開度變化延遲時發(fā)生改變。而且，本發(fā)明的方案不需要進氣壓力傳感器的數(shù)目與氣缸的數(shù)目 相同。該方案只需要把進氣壓力傳感器設置在一特定氣缸的分支進氣 通道中和把進氣量傳感器設置在主進氣通道中。因此，可以滿足費慮減小的需求。


通過研究下面的詳細描述、附加的權(quán)利要求和附圖可以知道實施 例的特征和優(yōu)點、工作方法和相關零件的功能，所有這些附圖形成了 本申請的一部分。在附圖中圖1是示意圖，它示出了本發(fā)明實施例的發(fā)動機控制系統(tǒng)； 圖2是縱向橫剖視圖，它示出了本實施例的進氣節(jié)氣門裝置和它 的附近；圖3是用來解釋本實施例的缸內(nèi)進氣量的計算方法的時間圖表； 圖4是第一流程圖，它示出了本實施例的缸內(nèi)進氣量計算程序的 處理的流程；圖5是第二流程圖，它示出了本實施例的缸內(nèi)進氣量計算程序的 處理的流程；圖6是曲線圖，它示意性地示出了限定出了本實施例的進氣壓力 和缸內(nèi)進氣量之間的關系的視圖(線性表達式)；圖7是曲線圖，它示意性地示出了限定出了本實施例的開度和進 氣節(jié)氣門的流動通道橫截面積之間的關系的視圖。
具體實施方式
參照圖1，它示出了本發(fā)明的實施例。首先，參照圖1來解釋發(fā)動 機進氣系統(tǒng)的輪廓。內(nèi)燃機11如直列式四缸發(fā)動機具有第一氣缸#1 到第四氣缸#4的四個氣缸和氣流計量器23 (進氣量傳感器)，該氣流 計量器23位于發(fā)動機11的進氣管12內(nèi)(主進氣通道)以探測進氣量。 穩(wěn)壓罐13設置在氣流計量器23的下游，把空氣加入到發(fā)動機11的各自氣缸中的進氣歧管14 (分支進氣通道)設置在穩(wěn)壓罐13中。 一些進 氣節(jié)氣門裝置15連接到各自氣缸的進氣歧管14上，用來探測進氣節(jié) 氣門裝置15下游處的進氣壓力的進氣壓力傳感器24設置在第一氣缸 #1的進氣歧管14內(nèi)。用來噴射燃料的噴射器(未示出)被連接到各 自氣缸的進氣開口附近。火花塞(未示出)連接到各自氣缸的發(fā)動機 11的缸蓋中以通過各自火花塞所產(chǎn)生的火花放電來點燃氣缸內(nèi)的燃料 空氣混合氣。用來探測冷卻劑溫度THW的冷卻劑溫度傳感器26和用來每當發(fā)動 機11的曲軸旋轉(zhuǎn)一定的曲柄角度時輸出脈沖信號的曲柄角傳感器26 連接到發(fā)動機11的缸體中。根據(jù)曲柄角度傳感器26的輸出信號探測 曲柄角CA和發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度。通過加速器傳感器27探測加速器操縱 量ACCP (加速器的踏下量(st印ped amount))。接下來，根據(jù)圖2來解釋進氣節(jié)氣門裝置15的結(jié)構(gòu)。在每個氣缸 的進氣節(jié)氣門裝置15中，在由樹脂所形成的殼體17中限定出橫截面 基本上呈四邊形形狀的進氣通道18。用來打開/關閉進氣通道18的懸 臂型進氣節(jié)氣門19設置在進氣通道18內(nèi)。隨著環(huán)繞軸20的打開/關 閉運動，進氣節(jié)氣門19旋轉(zhuǎn)，該軸20連接到進氣節(jié)氣門19的下端上。 每個進氣節(jié)氣門19以與進氣通道18的橫截面形狀相對應的形狀(在 本實施例中基本上是四邊形形狀)形成。進氣通道18的橫截面形狀和 進氣節(jié)氣門19的形狀不局限于基本上是四邊形形狀，而可以是任何其 它形狀如基本上是半圓形形狀或者基本上是半橢圓形形狀。各自氣缸的進氣節(jié)氣門19與共同軸20相連并且可以成一體旋轉(zhuǎn)。 根據(jù)發(fā)動機工作狀態(tài)(加速器操縱量ACCP等等)，通過與軸20相連的 馬達21 (示出在圖1中)的控制來控制各自氣缸的進氣節(jié)氣門19的開 度?？商鎿Q的是，各自氣缸的進氣節(jié)氣門19可以與加速器相機械連接并且可以被驅(qū)動來與加速器工作相結(jié)合地打開或者關閉。每個氣缸的進氣節(jié)氣門19被設置成，軸20側(cè)上的端部(下端) 接觸(或者靠近)殼體17的內(nèi)壁表面，并且進氣難以通過位于進氣節(jié) 氣門19下方的間隙。在進氣節(jié)氣門19被打開時，進氣的流動通道(與 殼體17的內(nèi)壁表面的間隙)只形成在進氣節(jié)氣門19的上側(cè)上，進氣 節(jié)氣門19上側(cè)上的流動通道橫截面積根據(jù)進氣節(jié)氣門19的開度來改 變。在進氣節(jié)氣門19完全打開時用于儲存進氣節(jié)氣門19的儲存凹腔 部分22形成在殼體17內(nèi)和它的附近。因此，在進氣節(jié)氣門19完全打 開時，進氣節(jié)氣門19不能阻礙進氣的流動。上述傳感器的輸出被輸入到控制電路28 (ECU)中。ECU28具有微 型計算機以作為主元件。ECU28執(zhí)行儲存在成一體的ROM (儲存介質(zhì)) 中的各種發(fā)動機控制程序，以根據(jù)發(fā)動機工作狀態(tài)來控制噴射器的燃 料噴射量和火花塞的點火正時。ECU28根據(jù)加速器傳感器27所探測到 的加速器操縱量ACCP等等來計算出進氣節(jié)氣門19的目標開度并且控 制進氣節(jié)氣門19的馬達21從而使進氣節(jié)氣門19的實際開度與目標開 度相一致。ECU28執(zhí)行圖4和5所示的缸內(nèi)進氣量計算程序從而如下面 那樣計算出每個氣缸的缸內(nèi)進氣量。如在圖3的時間圖表所示那樣，在發(fā)動機11的穩(wěn)定工作期間，根 據(jù)氣流計量器23的輸出，探測出各自氣缸(第一氣缸弁1到第四氣缸 #4)的進氣沖程內(nèi)的缸內(nèi)進氣量GA (#1) —GA (#)。在圖3中，VL 表示閥升程大小及Pa是大氣壓力。通過在發(fā)動機11的穩(wěn)定工作期間用氣流計量器23所探測到的第 一氣缸#1的缸內(nèi)進氣量GA (#1)和其它氣缸(第二氣缸弁2到第四 氣缸#4)的缸內(nèi)進氣量GA (弁2) —GA (#)之間的比較，得到第二 缸弁2到第四缸弁4的進氣壓力變化校正系數(shù)H (#2) —H (#4》根據(jù)進氣壓力傳感器在發(fā)動機11的穩(wěn)定工作時所探測到的第一氣缸#1的進氣壓力Pm，計算出在第一氣缸弁l的進氣沖程期間(例如進 氣門的氣門打開期間)的平均進氣壓力mPm (ttl)。通過其它氣缸(第 二氣缸#2到第四氣缸#4)的進氣壓力變化校正系數(shù)H(弁2) —H(井 4)來校正第一氣缸弁l的進氣沖程內(nèi)的平均進氣壓力mPm (#1)，從而 計算出其它氣缸(第二氣缸#2到第四氣缸#4)的進氣沖程內(nèi)的平均 進氣壓力mPm (tt2) iPm (#4)。然后，借助下面公式(1)計算出在穩(wěn)定工作期間每個氣缸的平均 進氣壓力mPmc:公式(1)<formula>formula see original document page 10</formula>值a (#i) (i = l—4)在第i個氣缸弁i的進氣沖程期間是l并 且在其它時間期間是O (a (#i) =0)。艮口，在第一氣缸弁1到第四氣缸弁4的進氣沖程中，借助下面公式 (2)計算出平均進氣壓力mPmc。公式(2):mPmc=mPm (#1)(在氣缸#1的進氣沖程期間)mPmc二mPm (tt2)(在氣缸#2的進氣沖程期間)mPmc=mPm (tt3)(在氣缸弁3的進氣沖程期間)mPmc=mPm (#4)(在氣缸#4的進氣沖程期間)在發(fā)動機ll的過渡工作期間，首先通過使用物理模型(例如孔的 公式)從進氣節(jié)氣門19的目標開度中預測進氣節(jié)氣門19下游處的未 來估計進氣壓力Pme。這時，在緊前面(immediately preceding)的始值Pme (0)，從而提高估計進氣壓力Pme的估計精確度。然后，使用估計進氣壓力Pme和進氣壓力變化校正系數(shù)H，借助下面公式(3)計算過渡工作時的每個氣缸的缸內(nèi)進氣量mc。 公式(3):mc小(#1) Xl+a (tt2) XH (tt2) +a (#3) XH (tt3) +a (#4) XH (#4) }/H (#n) XGRAND XPme-GA0GRAND和GAO是線性表達式的斜角GRAND和項GAO，它們限定出了 圖6所示的進氣壓力Pm和缸內(nèi)進氣量GA之間的關系。值n是用作估 計進氣壓力的初始值Pme (0)的平均進氣壓力mPmc的氣缸數(shù)目。艮P，在第一氣缸#1到第四氣缸#4的進氣沖程中，借助下面公式 (4)計算出缸內(nèi)進氣量mc。公式(4)mc = l/H (#n) XGRAND XPme-GAO (在第一氣缸井1的進氣沖程期間)mc=H (弁2) /H (ftn) XGRAND XPme-GAO (在第二氣缸#2的進 氣沖程期間)mc=H (#3) /H (#n) XGRAND XPme-GAO (在第三氣缸#3的進 氣沖程期間)mc=H (#4) /H (#n) XGRAND XPme-GAO (在第四氣缸#4的進 氣沖程期間)根據(jù)圖4和5所示的缸內(nèi)進氣量計算程序，借助ECU28執(zhí)行本實 施例的上述缸進氣量計算過程。接下來，解釋圖4和5的程序的處理內(nèi)容。在預定循環(huán)內(nèi)執(zhí)行圖4 和5所示的缸內(nèi)進氣量計算程序，同時ECU24被供電。如果該程序開 始，那么首先，S101根據(jù)加速器工作量ACCP、發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度、、進氣量GA、進氣壓力Pm等等中的至少一個確定前面發(fā)動機工作狀態(tài)是否處 于穩(wěn)定狀態(tài)。如果S101確定前面發(fā)動機工作狀態(tài)是穩(wěn)定狀態(tài)，那么該 處理進入到S102從而把平均進氣壓力mPmc設定為過渡工作時的估計 進氣壓力的初始值mPmO (即mPmO二mPmc)。然后，該處理進入到S103從而確定該發(fā)動機工作狀態(tài)是否是穩(wěn)定 狀態(tài)。如果S103確定該發(fā)動機工作狀態(tài)是穩(wěn)定狀態(tài)，那么該處理進入 到S104中。S104讀出進氣壓力傳感器24所探測出的第一氣缸#1的 進氣壓力Pm。然后，該處理進入到S105中。借助將第一氣缸弁l的進 氣沖程(例如進氣門的氣門打開期間)內(nèi)的進氣壓力Pm的積分值(/ Pm) 除以進氣沖程長度(IVC(弁1) —IVO(弁l))(即，mPm(弁l) = ( / Pm) /{IVC (#1) —IVO (#1) })， S105計算出第一氣缸弁l的進氣沖程 內(nèi)的平均進氣壓力mPm (#1)。該值IVO (#1)是第一氣缸#1的進氣 門的門打開正時，及該值ICV (#1)是第一氣缸弁1的進氣門的氣門 關閉正時。然后，該處理進入到S106中從而根據(jù)氣流計量器23的輸出計算 出各自氣缸(第一氣缸#1到第四氣缸#4)的進氣沖程內(nèi)的缸內(nèi)進氣 量GA (弁l) 一GA (#4)。然后，該處理進入到S107中。借助使用氣 流計量器23的所探測到的第一氣缸弁l的進氣量GA (#1)和其它氣 缸(第二氣缸弁2到第四氣缸弁4)的進氣量GA (#2)到GA (#4)、 借助下面公式(5)， S107計算出第二氣缸#2到第四氣缸#4的進氣壓 力變化校正系數(shù)H (#2) —H (#4)。公式(5)H (弁2) ={GA (弁2) —GAO}/{GA (#1) —GAO} H (弁3) ={GA (弁3) —GAO}/{GA (弁l) —GAO} H (弁4) ={GA (#4) —GAO}/{GA (#1) —GAO}根據(jù)發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度、進氣門正時等等的圖或者公式來計算出限定出進氣壓力Pm和缸內(nèi)進氣量GA之間的關系的線性表達式(圖6)的 項GAO。然后，該處理進入到S108中。S108用其它氣缸(第二氣缸弁2到 第四氣缸弁4)的進氣壓力變化校正系數(shù)H (#2) —H (#4)來校正第 一氣缸井1的進氣沖程時的平均進氣壓力mPm (#1)，從而計算出其它 氣缸(第二氣缸弁2到第四氣缸弁4)的進氣沖程內(nèi)的平均進氣壓力mPm (弁2) —mPm (#4)，如下面公式(6)所示那樣。公式(6)mPm (#2) =mPm (#1) XH (#2) mPm (#3) =mPm (#1) XH (#3) mPm (弁4) =mPm (#1) XH (#4)然后，該過程進入到S109中以借助下面公式(7)計算出穩(wěn)定工 作時的每個氣缸的平均進氣壓力mPmc。 公式(7):mPmc= a (弁l) XmPm (#1) + a (#2) XmPm (井2) + a (# 3) XmPm (#3) +a (#4) XmPm (#4)在曲柄角CA處于第i個氣缸tti的進氣沖程期間(IVO (#i) 《CA《IVC (#i))時，值a (#i)是l (a (#i) 二l)，及在曲柄 角CA處于其它期間(CA《IV0 (#i)， IVC (#i)《CA)時，值a (# i)是0 ( a (#i) 二O)。艮P，在第一氣缸#1到第四氣缸#4的進氣沖程中，借助下面公式 (8)計算出平均進氣壓力mPmc。公式(8):mPmc=mPm (弁l)(在氣缸#1的進氣沖程期間)mPmc二mPm (#2)(在氣缸#2的進氣沖程期間)mPmc二mPm (#3)(在氣缸弁3的進氣沖程期間)mPmc二mPm (#4)(在氣缸#4的進氣沖程期間)然后，該過程進入到S110中從而把氣流計量器23所探測到的缸 內(nèi)進氣量GA設定為穩(wěn)定工作(mc=GA)的缸內(nèi)進氣量mc。之后，在S103確定目前發(fā)動機工作狀態(tài)是過渡狀態(tài)時，該過程進 入到圖5的Slll以確定前面發(fā)動機工作狀態(tài)是否是穩(wěn)定狀態(tài)。在確定 前面發(fā)動機工作狀態(tài)是穩(wěn)定狀態(tài)時(即，在發(fā)動機工作狀態(tài)被確定為 過渡狀態(tài)之后的第一計算循環(huán)的情況下)，該過程進入到S112中，從 而把過渡計數(shù)器的計數(shù)值重新設定到初始值(例如，1，即k二l)。然后，該處理進入到S113中。S113參照圖7所示出的流動通道橫 截面積At和進氣節(jié)氣門裝置15的開度9的的圖計算出與進氣節(jié)氣門 19的目前目標開度相對應的流動通道橫截面積At，并且使用以下面公 式(9)所示的流動通道橫截面積At為基礎的物理模型(例如孔的公 式)計算出通過進氣節(jié)氣門19的空氣量mt。公式(9)"、 ",、 尸" a 尸附e(A:-1)V及xTa 尸a在公式(9)中，u是流動速度系數(shù)，Pa是大氣壓力，R是氣體常 數(shù)及Ta是大氣溫度。估計進氣壓力的初始值Pme (0)被設置在mPmO (在緊前面的穩(wěn)定工作期間所估計出的平均進氣壓力mPmc)上。然后，S114借助下面公式(10)計算出一個估計缸內(nèi)進氣量mce (k)。公式(10):mce (k) =GRANDXPme (k_l) —GAO公式(10)中的GRAND、 GA0是斜度GRAND和線性表達式(圖)的 項GA0，它們限定出圖6所示的進氣壓力Pm和缸內(nèi)進氣量GA之間的關系。然后，該處理進入到S115中從而借助下面公式(11)計算出估計 進氣管壓力Pme (k)。 公式(11):= /i: x ~^~ x —(&) x Ta - wce(A:) x 7>n(A:)} +尸膨(A — 1)在公式(11)中，/f是比熱比(specific heat ratio)， V是進氣 管容量，及Tm是進氣溫度。進氣溫度Tm的初始值Tm (0)被設置在大 氣溫度Ta上。然后，該處理進入到S116中從而使用估計進氣壓力Pme和進氣壓 力變化校正系數(shù)H借助下面公式(12)計算出過渡工作時的每個氣缸 的缸內(nèi)進氣量mc。公式(12):mc(k)小(ttl) Xl+a (#2) XH (#2) +a (#3) XH (#3) +a (#4) XH (#4) }/H (#n) XG廳D XPme(k)-GAO在公式(12)中，GRAND和GAO是線性表達式(圖)的斜度GRAND 和項GAO，從而限定出圖6所示的進氣壓力Pm和缸內(nèi)進氣量GA之間的 關系。值n是用作估計進氣壓力的初始值Pme(O)的平均進氣壓力mPmc 的氣缸數(shù)目。艮口，在第一氣缸#1到第四氣缸#4的進氣沖程中，借助下面公式 (13)計算出缸內(nèi)進氣量mc。 、公式(13):mc=l/H (ftn) XGRANDXPme-GA0 (在氣缸# 1的進氣沖程期間) mc=H (tt2) /H (ttn) X GRAND X Pme-GAO (在氣缸弁2的進氣沖程期間)mc二H (#3) /H (#n) XGRANDXPme-GAO (在氣缸弁3的進氣沖程期間)mc=H (#4) /H (#n) XGRANDXPme-GAO (在氣缸#4的進氣沖程期間)然后，該處理進入到S117中，從而使過渡計數(shù)器的計數(shù)值k加上 1 (k二k+l)。在上述實施例中，在發(fā)動機ll的穩(wěn)定工作期間，通過氣流計量器 23可以探測到各自氣缸(第一氣缸弁1到第四氣缸#4)的缸內(nèi)進氣量 GA (#1) —GA (#4)。通過由氣流計量器23在發(fā)動機11的穩(wěn)定工作 期間所探測到的第一氣缸弁1的缸內(nèi)進氣量GA (#1)和其它氣缸(第 二氣缸#2到第四氣缸#4)的缸內(nèi)進氣量GA (#2) —GA (#4)之間 的比較可以得到第二氣缸#2到第四氣缸弁4的進氣壓力變化校正系數(shù) H (#2) —H (#4)。此外，根據(jù)由進氣壓力傳感器24在發(fā)動機11的 穩(wěn)定工作時所探測到的第一氣缸弁l的進氣壓力Pm來計算出在第一氣 缸#1的進氣沖程期間的平均進氣壓力mPm(ttl)。用第二氣缸井2到第 四氣缸#4的進氣壓力變化校正系數(shù)H (#1) —H (#4)來校正第一 氣缸#1的進氣沖程中的平均進氣壓力mPm (#1),從而計算出第二氣 缸#2到第四氣缸#4的進氣沖程內(nèi)的平均進氣壓力mPm (#2) —mPm (#4)。在發(fā)動機11進行過渡工作時，在緊前面的穩(wěn)定工作期間所巧計出 的平均進氣壓力被用作估計進氣壓力的初始值Pme (0)，及通過使用物理模型(例如，孔的公式等等)從進氣節(jié)氣門19的目標開度可以預測 到進氣節(jié)氣門19下游處的未來估計進氣壓力Pme。借助使用預測的估 計進氣壓力Pme和進氣壓力變化校正系數(shù)H可以計算出每個氣缸的缸 內(nèi)進氣量。因此，可以高精確度地、合適響應地預測出每個氣缸的缸 內(nèi)進氣量(缸內(nèi)填充空氣量)，其中在發(fā)動機11的過渡工作期間，在 進氣節(jié)氣門19的開度變化的延遲時，該進氣量改變。其結(jié)果是，提高 了在過渡工作期間的空氣一燃料比控制性能。而且，在本實施例中不需要提供與氣缸數(shù)目相同的進氣壓力傳感 器24。而只需要在第一氣缸弁l的進氣歧管14中提供進氣壓力傳感器 24，及在進氣管12內(nèi)提供氣流計量器23。因此，可以滿足費用減小的 需求。在本實施例中，根據(jù)進氣壓力傳感器24在發(fā)動機11的穩(wěn)定工作 期間所探測到的第一氣缸#1的進氣壓力Pm計算出第一氣缸弁l的進 氣沖程內(nèi)的平均進氣壓力mPm (#1)。通過第一氣缸#2到第四氣缸#4 的進氣壓力變化校正系數(shù)H (#2) —H (#4)來校正第一氣缸#1的 進氣沖程內(nèi)的平均進氣壓力mPm (ttl)，從而計算出第二氣缸弁2到第 四氣缸#4的進氣沖程中的平均進氣壓力mPm (#2) —mPm (#4)。相應 地，借助相對容易的計算過程可以高精確度地估計出每一個氣缸的平 均進氣壓力。此外，在本實施例中，在發(fā)動機ll進行過渡工作時從進氣節(jié)氣門 19的目標開度中預測出進氣節(jié)氣門19的估計進氣壓力Pme時，在緊前 面的穩(wěn)定工作所估計出的平均進氣壓力被用作估計進氣壓力的初始值 Pme (0)。因此，可以提高估計進氣壓力Pme的估計精確度。在上述實施例中，在發(fā)動機ll進行過渡工作時，從進氣節(jié)氣.門19 的目標開度中估計出估計進氣壓力?？商鎿Q的是，從進氣節(jié)氣門19的實際開度中可以估計出估計進氣壓力。可以合適地、任意地改變用來 估計該估計進氣壓力的方法。在上述實施例中，進氣壓力傳感器24布置在第一氣缸#1的進氣 節(jié)氣門19的下游處。此外，進氣壓力傳感器24可以布置在其它氣缸 的任何一個(第二氣缸弁2到第四氣缸弁4中的一個)的進氣節(jié)氣門19 的下游?？商鎿Q的是，多個進氣壓力傳感器24可以布置在從所有氣缸 中所選擇的兩個或者多個氣缸的進氣節(jié)氣門19的下游處。在上述實施例中，本發(fā)明應用到四缸發(fā)動機中。本發(fā)明可以應用 到兩缸發(fā)動機、三缸發(fā)動機或者具有五缸或者更多氣缸的發(fā)動機中。在上述實施例中，本發(fā)明應用到進氣口噴射發(fā)動機中。此外，本 發(fā)明可以應用到缸內(nèi)噴射發(fā)動機(即直噴式發(fā)動機)或者在進氣口和 氣缸中都具有噴射器的雙噴射發(fā)動機中。盡管結(jié)合目前被認為是最實用的、優(yōu)選的實施例描述了本發(fā)明， 但是應該知道，本發(fā)明不局限于所公開的實施例，而是相反，本發(fā)明 包括落入附加權(quán)利要求的精神實質(zhì)和范圍內(nèi)的各種變形和等同布置。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機的進氣量探測裝置，該內(nèi)燃機具有分支進氣通道和進氣節(jié)氣門，分支進氣通道從主進氣通道中分支并且把進氣加入到各自的氣缸中，進氣節(jié)氣門位于各自氣缸的分支進氣通道中從而分別調(diào)整進氣量，該進氣量探測裝置包括進氣壓力傳感器，設置在多個氣缸的分支進氣通道中的一特定氣缸的分支進氣通道中，用于探測進氣節(jié)氣門下游處的進氣壓力；進氣量傳感器，設置在主進氣通道中從而探測進氣量；穩(wěn)定期間進氣量探測裝置，在發(fā)動機穩(wěn)定工作期間，該穩(wěn)定期間進氣量探測裝置通過進氣量傳感器探測每個氣缸的進氣量；進氣壓力變化探測裝置，在發(fā)動機穩(wěn)定工作期間，該進氣壓力變化探測裝置根據(jù)進氣量傳感器所探測到的氣缸進氣量來探測關于各自氣缸之間的進氣壓力變化的信息，及過渡期間進氣量探測裝置，在發(fā)動機的過渡期間，該過渡期間進氣量探測裝置根據(jù)進氣節(jié)氣門的開度和通過進氣壓力傳感器在緊前面的穩(wěn)定工作期間所探測到的進氣壓力來估計出進氣節(jié)氣門下游處的進氣壓力，并且根據(jù)所估計出的進氣壓力和關于進氣壓力變化的信息來計算出各自氣缸的進氣量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的進氣量探測裝置，其特征在于，還包括 每個氣缸進氣壓力估計裝置，根據(jù)通過進氣壓力傳感器在發(fā)動機穩(wěn)定工作期間所探測到的進氣壓力和關于進氣壓力變化的信息來估計 出每個氣缸的進氣壓力，其中過渡期間進氣量探測裝置將每個氣缸進氣壓力估計裝置在緊前面 的穩(wěn)定工作期間所估計出的進氣壓力用作在發(fā)動機過渡工作期間估計進氣節(jié)氣門下游處的進氣壓力時的初始值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的進氣量探測裝置，其特征在于， 借助于比較通過進氣量傳感器在發(fā)動機穩(wěn)定工作期間所探測到的特定氣缸的進氣量和其它氣缸的進氣量，進氣壓力變化探測裝置計算 出關于進氣壓力變化的信息；及每個氣缸進氣壓力估計裝置通過關于進氣壓力變化的信息來校正 進氣壓力傳感器在發(fā)動機穩(wěn)定工作期間所探測到的在預定期間內(nèi)的特 定氣缸的進氣壓力的平均值，從而計算出每個氣缸在一定期間內(nèi)的進 氣壓力的平均值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l一3任一所述的進氣量探測裝置，其特征在于， 還包括控制裝置，其根據(jù)加速器操縱量來計算出進氣節(jié)氣門的目標開度， 并且控制進氣節(jié)氣門以使進氣節(jié)氣門的實際開度符合目標開度，其中過渡期間進氣量探測裝置通過使用物理模型根據(jù)進氣節(jié)氣門的目 標開度預測出發(fā)動機過渡工作期間的進氣節(jié)氣門下游處的進氣壓力， 并且根據(jù)預測的進氣壓力和關于進氣壓力變化的信息來計算出各自氣 缸的進氣量。
全文摘要
本發(fā)明提出一種內(nèi)燃機的進氣量探測裝置，其中一個進氣壓力傳感器設置在第一氣缸的進氣歧管中。在穩(wěn)定工作期間，用設置在發(fā)動機進氣管中的氣流計量器來探測出各自氣缸的進氣量，及使第一氣缸的進氣量與其它氣缸的進氣量相比較，從而得到其它氣缸的進氣壓力變化校正系數(shù)。此外，通過進氣壓力變化校正系數(shù)來校正第一氣缸的平均進氣壓力，從而計算出其它氣缸的平均進氣壓力。在過渡工作期間，通過使用物理模型從進氣節(jié)氣門的目標開度預料出估計進氣壓力。借助使用估計進氣壓力和進氣壓力變化校正系數(shù)來計算出各自氣缸的進氣量。
文檔編號F02D11/10GK101220779SQ200710162438
公開日2008年7月16日 申請日期2007年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月16日
發(fā)明者山下浩司, 鈴木英樹 申請人:株式會社電裝