[发明专利]引擎控制设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过用于估计吸入到汽缸中的进气体积的控制设备。

背景技术

典型的引擎控制需要根据引擎的输出需要对引擎的燃料喷射率、进气体积、点火时间和其他运行参数进行控制。燃料喷射率和进气体积影响空气—燃料比，点火时间影响汽缸中的燃烧效率和燃烧稳定性。因此，对这些控制参数的计算的精确性显著地影响引擎的输出性能和发射性能。

已知的被用于这样的引擎控制的计算方法是估计差别校正法。估计差别校正法推知被吸入汽缸中的可变的实际进气体积的斜率，以估计接下来的进气容量。

例如，专利文献1(日本的平开专利申请No.HEI-07-259621)公开了一种技术，该技术计算被吸入汽缸中的空气体积的估计值，然后根据该估计值计算用于引擎控制设备的燃料喷射率，该引擎控制设备在吸入冲程完成之前喷射燃料。

该技术涉及根据通过气流传感器检测的值，计算上一次的进气体积和再上一次的进气体积的差异，该气流传感器为每次引擎旋转定期地检测进气体积，并估计随后的进气体积，对该随后的进气容量差异的估计通过将新的进气体积加到通过上述差异和预定估计增益相乘得到值而获得。这种方法可以估计出精确的进气体积，并能够通过根据估计的进气体积对燃料喷射率进行控制，以防止空气—燃料比和转矩的变化。

遗憾的是，在这可预期的方法中，当进气体积变化的斜率发生变化，估计值的精确性可能被降低。例如，图4A和4B是显示实际的进气体积(实际空气体积)和估计值发生变化的实例的图表。在这些图表中，用于四冲程的四汽缸的引擎中的每个冲程的实际空气体积被计算，其中，估计值在实际空气体积被计算出两个冲程前被计算。实际空气体积的估计值通过将上一次的实际空气体积和再上一次的实际空气体积的差异乘以2而获得(估计增益为2)，其中，燃料喷射率基于该估计值而被设定。

图4A显示了实际空气体积的恒定斜率，图4B显示了实际空气体积的变化的斜率。图表的横轴表示时间，其中为曲轴的每半周旋转(180度)画出的竖直线表示每个冲程的边界。图表的纵轴与空气体积(实际空气体积和它的估计值)对应。应当注意的是，在图表中，粗实线表示实际空气体积，虚线表示实际空气体积的估计值，细实线表示两个冲程之后的实际空气体积。

因为实际空气体积在图表中的时间S₀到S₂之间没有变化，估计值等于实际空气体积。当实际空气体积在时间S₂之后发生变化，估计值根据该变化被计算出。在那个时候，如果每个单位时间的实际空气体积的变化是固定的，则从时间S₂到时间S₃的增量等于从时间S₃到时间S₄的增量，并且此后，实际空气体积以固定比率增加。因此，通过将每个冲程的实际空气体积的变化乘以2而获得的值实质上等于在两冲程之后的实际空气体积在时间S₂时的增量。用这种方法，随后的实际空气体积能够在两个冲程前的时间点被估计出。换句话说，如图4A所示，在时间S₂后，虚线发生变化以跟随细实线。

另一方面，如图4B所示，在每单位时间内的实际空气体积的变化不是固定的情况下，会导致估计值和两冲程之后的实际空气体积之间存在差异，实际空气体积的估计的精确性依赖于实际空气体积被估计出后的实际空气体积的斜率。

例如，在时间S₂和时间S₃之间实际空气体积的斜率增加的某处，在时间S₂和时间S₃之间，通过将变化乘以2而获得的值被计算出并作为估计值，而不管随后的实际进气体积的增量；因此，虚线位于细实线以下，估计值变得比两冲程之后的实际空气体积小。在时间S₀和时间S₃之间的阴影面积，对应于作为估计值的空气体积的不足部分。相反，实际空气体积的斜率在时间S₃之后减小，并且虚线位于细实线以上，估计值中包含由阴影面积表示的空气体积的超出部分。

如上所述，在常规方法中，进气体积根据被吸入到汽缸内的实际空气体积而被估计，该估计值存在较大误差。遗憾的是，很难准确地估计在进气体积的变化率增加和减少的瞬变状态下的进气体积。由估计的低精确性引起的空气—燃料比和转矩的变化可能会导致引擎的低可控性。

发明内容