專利名稱：發(fā)動機(jī)燃料噴射控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在瞬變操作條件下的發(fā)動機(jī)燃料噴射控制。
背景技術(shù)：
由日本專利局于1999年公開的JP11-173188A公開了一種響應(yīng)發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，在發(fā)動機(jī)起動周期期間校正燃料供給量的方法。起動周期定義為是發(fā)動機(jī)從初始燃燒到完全燃燒的周期。初始燃燒是在用起動馬達(dá)開始起動發(fā)動機(jī)后的首次燃燒。完全燃燒是發(fā)動機(jī)以其自己的功率旋轉(zhuǎn)的燃燒狀態(tài)。
當(dāng)以低溫起動發(fā)動機(jī)時，由于在發(fā)動機(jī)中摩擦對旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生高強(qiáng)度的阻力的事實，旋轉(zhuǎn)速度很低?，F(xiàn)有技術(shù)通過當(dāng)起動周期期間旋轉(zhuǎn)速度很低時執(zhí)行校正以便增加燃料供給來實現(xiàn)最佳輸出轉(zhuǎn)矩。

發(fā)明內(nèi)容
當(dāng)起動發(fā)動機(jī)時，在最初起始電動期間噴射的燃料部分形成附著到進(jìn)氣閥或進(jìn)氣歧管的壁面(wall face)上的壁流(wall flow)。因此，當(dāng)與流入發(fā)動機(jī)燃燒室的燃料蒸汽相比時，由于壁流中的燃料到達(dá)燃燒室存在延遲，因此在向燃料室的燃料供給中存在滯后。因此，當(dāng)加速發(fā)動機(jī)時，存在燃燒室中產(chǎn)生的氣體混合物的空氣-燃料比偏低(lean)的趨勢。
現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度降低時增加燃料供給，以便當(dāng)在初始燃燒后旋轉(zhuǎn)速度增加時，考慮到壁流量。然而，當(dāng)在起動周期期間，由于某些原因發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度降低時，由于先前形成的壁流，存在流入燃燒室中的燃料使燃燒室中的氣體混合物的空氣-燃料比濃縮的趨勢。如果在這些條件下，施加如上所述根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度增加燃料供給校正，燃燒室中的氣體混合物顯示極其濃的空氣-燃料比，這增加了燃料消耗并對廢氣排放控制具有不利影響。
當(dāng)在每個燃燒周期中噴射燃料時，壁流的形成導(dǎo)致初始周期的低空氣燃料比。相反，由于在第二和以后的周期中現(xiàn)有的壁流到達(dá)燃燒室，因此降低了歸因于壁流的燃料供給方面的減少。如果不考慮這一差值，不可能在每個周期執(zhí)行燃燒的氣體混合物的空氣-燃料比的精確控制。
因此，本發(fā)明的目的是使發(fā)動機(jī)起動周期期間空氣-燃料比控制最佳。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供燃料噴射控制設(shè)備，其用于在進(jìn)氣口中具有燃料噴射器的電火花點火發(fā)動機(jī)，該控制設(shè)備包括檢測發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度傳感器；控制器，其被編程以計算基本燃料噴射量、通過響應(yīng)發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的變化趨向校正基本燃料量來計算目標(biāo)燃料噴射量。
將燃料噴射器的燃料噴射量控制為目標(biāo)燃料噴射量。
本發(fā)明還提供用于在進(jìn)氣口中具有燃料噴射器的電火花點火發(fā)動機(jī)的燃料噴射控制方法。該方法包括確定發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，計算基本燃料噴射量，通過響應(yīng)發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的變化趨向校正基本燃料量來計算目標(biāo)燃料噴射量，以及將燃料噴射器的燃料噴射量控制為目標(biāo)燃料噴射量。
本發(fā)明的詳細(xì)情況以及其他特征和優(yōu)點將在說明書的其他部分中闡述并在附圖中示出。


圖1是應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)動機(jī)的示意圖。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的控制器的功能的框圖。
圖3是表示由控制器執(zhí)行發(fā)動機(jī)起動期間燃料噴射控制例程的流程圖。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明，發(fā)動機(jī)起動期間發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度和噴射脈沖寬度增加比KNST1間的關(guān)系的圖。
圖5A-5F是用于解釋控制在校正燃料噴射量的方法中的差異的影響的時序圖。
圖6A-6F是表示根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射控制的影響的時序圖。
圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，由控制器執(zhí)行的用于切換校正圖的子例程的流程圖。
圖8A-8C是表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，存儲在控制器中的校正圖的特征的圖。
圖9A-9F是表示控制校正圖的切換的影響的時序圖。
圖10A-10I是表示根據(jù)本發(fā)明的第一和第二實施例，在正常水溫下，由控制器執(zhí)行的起動期間的燃料噴射模式的時序圖。
具體實施例方式
參考附圖的圖1，應(yīng)用本發(fā)明的四沖程四汽缸(four stroke fourcylinder)汽油發(fā)動機(jī)2包括經(jīng)由在進(jìn)氣口7中提供的進(jìn)氣閥20連接到燃燒室6的進(jìn)氣管3，以及經(jīng)由在排氣口22中提供的排氣閥21連接到燃燒室6的排氣管23。
在進(jìn)氣管3中提供電子節(jié)氣門5。在進(jìn)入口7中的進(jìn)氣閥20附近提供燃料噴射器8。為每個汽缸提供燃料噴射器8。以固定的壓力將汽油燃料提供給燃料噴射器8。當(dāng)升高燃料噴射器8時，從進(jìn)氣口7向進(jìn)入空氣噴射相應(yīng)于提升周期的汽油燃料量。由從控制器1輸出到每個燃料噴射器8的脈沖信號控制來自每個燃料噴射器8的噴射時間和燃料噴射量。燃料噴射器8與脈沖信號輸入的同時啟動燃料噴射，以及在等于脈沖信號的脈沖寬度的間隔期間連續(xù)執(zhí)行噴射。
作為來自燃料噴射器8的燃料噴射和來自進(jìn)氣管3的進(jìn)入空氣的結(jié)果，在每個汽缸的燃燒室6中產(chǎn)生具有固定空氣-燃料比的氣體混合物。響應(yīng)由點火線圈14產(chǎn)生的高電壓電流，使朝向燃燒室6的火花塞24發(fā)火花以及點火和燃燒燃燒室6中的氣體混合物。
控制器1包括具有中央控制單元(CPU)、只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)和輸入/輸出接口(I/O接口)的微控制器?？刂破?可以包括多個微控制器。
與燃料噴射控制有關(guān)的多個參數(shù)被輸入到控制器1中。換句話說，表示檢測數(shù)據(jù)的信號從檢測發(fā)動機(jī)2中的進(jìn)氣量的氣流計4、曲柄角傳感器9、凸輪位置傳感器11、點火開關(guān)13、檢測發(fā)動機(jī)2的冷卻水溫度的水溫傳感器15和檢測來自發(fā)動機(jī)2的廢氣中的氧濃度的氧氣傳感器16輸入到控制器1中。
曲柄角傳感器9當(dāng)發(fā)動機(jī)2的曲柄軸10到達(dá)基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置時輸出REF信號。另外，當(dāng)曲柄軸10旋轉(zhuǎn)過例如設(shè)置成一度的單位角度時，輸出POS信號。在權(quán)利要求書中，REF信號對應(yīng)于第一速度信號以及POS信號對應(yīng)于第二速度信號。凸輪位置傳感器11響應(yīng)驅(qū)動排氣閥21的凸輪12的特定旋轉(zhuǎn)位置輸出PHASE信號。
使用點火開關(guān)13以便在輸出的起動信號的基礎(chǔ)上開始用于起動發(fā)動機(jī)2的起動馬達(dá)的操作。點火開關(guān)13還在固定的時間將點火信號輸出到點火線圈14以便使火花塞24發(fā)火花。
參考圖2，控制器1包括開始啟動判定部件101、汽缸判定部件102、旋轉(zhuǎn)速度信號產(chǎn)生部件103、噴射脈沖寬度計算部件104、噴射起動時間計算部件105和噴射器驅(qū)動信號輸出部件106。這些部件是表示控制器1的功能的虛擬單元而不是物理上存在的。
開始啟動判定部件101基于起始信號和來自點火開關(guān)13的點火信號，檢測發(fā)動機(jī)2起動的開始。當(dāng)起始信號和點火信號均處于ON位置時，確定發(fā)動機(jī)啟動。
汽缸判定部件102使用由曲柄角傳感器9輸出的POS信號和由凸輪位置傳感器11輸出的PHASE(相位)信號以便確定發(fā)動機(jī)2的四個汽缸#1-#4各自的沖程位置。在下面的描述中，這一確定稱為汽缸判定。如圖10A-10I所示，四沖程發(fā)動機(jī)的沖程位置包括進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程。
旋轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生部件103基于來自曲柄角傳感器9的REF信號的輸出間隔計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度LNRPM。旋轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生部件103還基于來自曲柄角傳感器9的POS信號的輸出間隔計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度FNRPM。
在發(fā)動機(jī)2的正常操作期間，噴射脈沖寬度計算部件104基于由旋轉(zhuǎn)速度信號產(chǎn)生部件103計算的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度和由氣流計4檢測的進(jìn)氣量，通過查找預(yù)先存儲的圖來計算基本燃料噴射脈沖寬度。噴射脈沖寬度計算部件104通過將校正應(yīng)用于基本燃料噴射脈沖寬度以便燃燒室6中的氣體混合物與固定目標(biāo)空氣-燃料比相符來確定噴射脈沖寬度?；谟裳鯕鈧鞲衅?6檢測的廢氣中的氧濃度和由水溫傳感器15檢測的冷卻水溫度來計算燃料校正量。
在發(fā)動機(jī)啟動期間，噴射脈沖寬度計算部件104使用下面描述的不同于用于正常操作狀態(tài)的方法的方法來確定燃料噴射脈沖寬度。
噴射啟動時間計算部件105基于噴射脈沖寬度和發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度來計算燃料噴射的起始時間。
噴射驅(qū)動信號輸出部件106將脈沖信號輸出到燃料噴射器8?；趪娚涿}沖寬度和用于燃料噴射的啟動時間來確定脈沖信號。
下面將參考圖3描述當(dāng)啟動發(fā)動機(jī)2時，由具有上述結(jié)構(gòu)的控制器1執(zhí)行的啟動燃料噴射控制例程。不管發(fā)動機(jī)2是否正在工作，以十毫秒的間隔執(zhí)行這一例程。
首先在步驟S1，控制器1確定點火信號是否為ON。當(dāng)點火信號不是ON時，立即終止該例程。因此，這一例程的操作基本上限定為點火信號為ON的周期。
當(dāng)點火信號為ON時，在步驟S2中，控制器7基于冷卻水溫度確定啟動期間的燃料噴射模式。通過連續(xù)噴射到每個汽缸中來執(zhí)行發(fā)動機(jī)2的正常燃料噴射。在步驟S2中，響應(yīng)冷卻水溫度設(shè)置用于啟動的特定噴射時間。
參考圖10A-10I詳細(xì)地描述啟動燃料噴射模式。除了當(dāng)發(fā)動機(jī)2完全加熱時的熱重新啟動外，當(dāng)在汽缸判定前檢測到第一REF信號時，該發(fā)動機(jī)2使用到所有汽缸中的固定燃料量來執(zhí)行先導(dǎo)噴射(pilot injectiont)。先導(dǎo)噴射的目的是預(yù)形成壁流條件。在先導(dǎo)噴射后，對第一時間執(zhí)行汽缸判定以及執(zhí)行連續(xù)的燃料噴射。在說明書中使用的表述“初始燃料噴射”以下是指在初始汽缸判定后第一時間執(zhí)行的燃料噴射而且不包括先導(dǎo)噴射。
根據(jù)冷卻水溫度，進(jìn)入每個汽缸的燃料噴射的模式有所不同。
如圖10E和10G所示，當(dāng)冷卻水溫度大于或等于預(yù)定溫度時，在經(jīng)歷第一排氣沖程的汽缸和經(jīng)歷第一進(jìn)氣沖程的汽缸中執(zhí)行燃料噴射。此后，在每個汽缸的排氣沖程執(zhí)行連續(xù)噴射。
當(dāng)冷卻水溫度低于預(yù)定溫度時，在每個汽缸的進(jìn)程沖程執(zhí)行連續(xù)噴射。
因此，在步驟S2中，控制器1基于冷卻水溫度選擇兩種噴射模式中的一種。
在步驟S3，控制器1確定起始信號是否為ON。當(dāng)起始信號不為ON時，控制器1終止該例程，而不進(jìn)入后續(xù)的步驟。此后，執(zhí)行如上略述的用于正常操作的燃料噴射控制。在單個例程的基礎(chǔ)上執(zhí)行正常操作控制。這一例程確定起始信號為ON且作為發(fā)動機(jī)2的起動狀態(tài)的周期。
當(dāng)起始信號為ON時，控制器1執(zhí)行步驟S4和后續(xù)步驟的處理。在這一例程中，僅當(dāng)執(zhí)行這些步驟的處理時，才執(zhí)行燃料噴射。在這種情況下，使用在步驟S2中選擇的噴射模式。
在步驟S4中，控制器1確定對于汽缸#1-#4是否已經(jīng)執(zhí)行起始燃料噴射。如上所述，起始燃料噴射不包括先導(dǎo)噴射。
當(dāng)在步驟S4中關(guān)于汽缸的確定結(jié)果為肯定時，在下一步驟S5中，控制器1確定將不把根據(jù)發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的校正應(yīng)用于燃料噴射量。在這種情況下，將預(yù)置燃料量用作用于起始燃料噴射的目標(biāo)燃料噴射量。在步驟S5的處理后，控制器1中止該例程。
當(dāng)在步驟S4中關(guān)于汽缸的確定結(jié)果為否定時，在步驟S6中，控制器1確定將根據(jù)發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的校正應(yīng)用于燃料噴射量上。
然后，在步驟S7中，計算具有用于發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的附加校正的目標(biāo)燃料噴射量。在步驟S7中的處理后，控制器1終止該例程。
接著，將描述在步驟S7中執(zhí)行的目標(biāo)燃料噴射量的計算。
在步驟S7中，通過在下述等式(1)中將燃料校正加到基本燃料噴射脈沖寬度上來計算目標(biāo)燃料噴射脈沖寬度TIST。
TIST＝TST·MKINJ·KNST·KTST·TATTM (1)其中，TST＝基本燃料噴射脈沖寬度MKINJ＝響應(yīng)于電池電壓的校正因子KNST＝響應(yīng)于發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的校正因子，以及KTST＝基于燃料蒸汽特征的校正因子TATTM＝基于氣團(tuán)(air mass)變化的校正因子在等式(1)中基于燃料蒸汽特征的校正因子KTST是用于隨起動開始后時間流逝，校正由于進(jìn)氣閥20中的溫度變化，由燃料噴射器8噴射的燃料的蒸汽特征中的變化?；跉鈭F(tuán)的校正因子TATTM是用于校正由于大氣壓變化引起的氣團(tuán)中的變化的校正因子。
下面將描述等式(1)中對應(yīng)于發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的校正因子KNST。
對應(yīng)于發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的校正因子KNST包括進(jìn)氣負(fù)壓校正因子和壁流校正因子。
進(jìn)氣負(fù)壓校正因子是補(bǔ)償當(dāng)發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度低時，難以產(chǎn)生節(jié)氣門5下游的進(jìn)氣負(fù)壓的校正因子。在促進(jìn)噴射燃料的蒸發(fā)中，進(jìn)氣負(fù)壓是主要的。
壁流校正因子是用于校正由起動發(fā)動機(jī)2期間噴射的、形成壁流的那部分燃料產(chǎn)生的進(jìn)入燃料室的流入延遲的校正因子。當(dāng)發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度降低時，每個校正因子增加。當(dāng)發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度增加到某個水平時，壁流校正因子為零值。
當(dāng)根據(jù)上述特征確定校正因子KNST時，即使當(dāng)啟動期間，由于某些原因發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度降低時，應(yīng)用等于當(dāng)在那個值旋轉(zhuǎn)速度增加時使用的校正因子KNST。如上所述，在加速期間，存在壁流濃縮燃料室中的氣體混合物的空氣-燃料比，并且在減速時使空氣-燃料比變低的趨勢。
因此，當(dāng)在減速期間，將用于加速的校正因子KNST用在燃料噴射脈沖寬度的計算中時，燃燒室中的氣體混合物經(jīng)歷過度濃縮。當(dāng)使空氣-燃料比過于濃縮時，點火失敗會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)一步降低。因此，存在校正因子KNST的增加將導(dǎo)致進(jìn)一步的濃縮周期的可能性。
為防止這一結(jié)果，控制器1將下述方法應(yīng)用于等式(1)的計算中以便即使當(dāng)在起動期間發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度下降時，也能將空氣-燃料比維持到適當(dāng)?shù)乃健?br> 可用基于POS信號的旋轉(zhuǎn)速度FNRPM或基于REF信號的旋轉(zhuǎn)速度LNRPM表示用作設(shè)置校正因子KNST的參數(shù)的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。在下面的描述中，前者稱為POS信號旋轉(zhuǎn)速度，而后者稱為REF信號旋轉(zhuǎn)速度。
當(dāng)發(fā)動機(jī)2正在正常工作時，這些值是相等的。然而，在加速或減速期間，基于具有高檢測頻率(detection frequency)的POS信號的POS信號旋轉(zhuǎn)速度FNRPM的值不同于基于具有低檢測頻率的REF信號的REF信號旋轉(zhuǎn)速度LNRPM的值。換句話說，在發(fā)動機(jī)加速期間，POS信號旋轉(zhuǎn)速度FNRPM的值大于REF信號旋轉(zhuǎn)速度LNRPM的值。在發(fā)動機(jī)減速期間，REF信號旋轉(zhuǎn)速度LNRPM的值大于POS信號旋轉(zhuǎn)速度FNRPM的值。
圖5A-5F表示確定基于POS信號旋轉(zhuǎn)速度FNRPM的校正因子KNST和確定基于REF信號旋轉(zhuǎn)速度LNRPM的校正因子KNST之間的差異。在圖5A中的“IGN”表示點火信號，圖5B中的“Start SW”表示起始信號。時序圖中的垂直虛線表示例程的執(zhí)行區(qū)間。
實時更新圖5E所示的POS信號旋轉(zhuǎn)速度FNRPM以便以精確的方式遵循如圖5B所示的實際發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的變化。這是通過頻繁地檢測POS信號實現(xiàn)的。在更新圖5D所示的REF信號旋轉(zhuǎn)速度LNRPM中存在滯后，因為其依賴于具有低檢測頻率的REF信號。因此，在發(fā)動機(jī)加速期間，LNRPM低于實際發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，以及在減速期間，其高于實際發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。
當(dāng)發(fā)動機(jī)速度增加時，減少校正因子KNST。因此，如圖5F中實線所示的基于POS信號旋轉(zhuǎn)速度FNRPM的校正因子KNST的值低于圖中虛線所示的基于REF信號旋轉(zhuǎn)速度LNRPM的校正因子KNST的值。相反，在減速期間，基于POS信號旋轉(zhuǎn)速度FNRPM的校正因子KNST的值超過基于REF信號旋轉(zhuǎn)速度LNRPM的校正因子KNST的值。
控制器1使用這些特征以便使用POS信號旋轉(zhuǎn)速度FNRPM和REF信號旋轉(zhuǎn)速度LNRPM兩者，通過使用下述等式(2)來設(shè)置校正因子KNST。
KNST＝KNST1+KNSTHOS (2)其中，KNST1＝響應(yīng)基于POS信號的旋轉(zhuǎn)速度FNRPM的校正因子，KNSTHOS＝DLTNEGA#.(FNRPM-LNRPM)DLTNEGA#＝正的常數(shù)，以及LNRPM＝基于REF信號的旋轉(zhuǎn)速度在權(quán)利要求書中，校正因子KNSTHOS對應(yīng)于第一校正量以及校正因子KNST1對應(yīng)于第二校正量。根據(jù)等式(2)，將校正因子KNST設(shè)置為通過將校正因子KNSTHOS加到基于POS信號旋轉(zhuǎn)速度FNRPM的校正因子KNST1上計算得到的值。校正因子KNSTHOS是從REF信號旋轉(zhuǎn)速度LNRPM和POS信號旋轉(zhuǎn)速度FNRPM之差計算得到的。
校正因子KNST1是根據(jù)POS信號旋轉(zhuǎn)速度FNRPM，通過查找預(yù)先存儲在控制器1的存儲器(ROM)中的具有如圖4所示的特征的圖來計算的。這些特征基本上與如上所述的用于校正因子KNST的特征相同。對應(yīng)于將壁流校正因子加到進(jìn)氣負(fù)壓校正因子得到的值應(yīng)用為校正因子KNST1。
另一方面，在發(fā)動機(jī)加速期間的校正因子KNSTHOS是正值，因為POS信號旋轉(zhuǎn)速度FNRPM大于REF信號旋轉(zhuǎn)速度LNRPM。因此，校正因子KNST是大于校正因子KNST1的值。相反，在發(fā)動機(jī)減速期間，校正因子KNSTHOS是負(fù)值，因為POS信號旋轉(zhuǎn)速度FNRPM小于REF信號旋轉(zhuǎn)速度LNRPM。因此，在那些條件下，校正因子KNST是小于校正因子KNST1的值。換句話說，對于相同的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度來說，發(fā)動機(jī)減速期間的校正因子KNST小于加速期間的校正因子KNST。
圖6A-6F表示使用等式(2)計算的校正因子KNST中的變化。如圖6F中實線所示，當(dāng)發(fā)動機(jī)2加速時，校正因子KNST采用大值。即使旋轉(zhuǎn)速度相同，當(dāng)發(fā)動機(jī)2減速時，校正因子KNST采用小值。圖6F的虛線表示對應(yīng)于將校正因子KNST設(shè)置為等于校正因子KNST1的值。
如上所述，本發(fā)明增加校正以便在發(fā)動機(jī)啟動期間，當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度降低時的燃料噴射量小于從起動電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度增加時的燃料噴射量。因此，即使當(dāng)在起動發(fā)動機(jī)2后旋轉(zhuǎn)速度降低時，也可將氣體混合物的空氣-燃料比維持到集中在空氣-燃料的化學(xué)計量比的適當(dāng)范圍內(nèi)，以及防止發(fā)動機(jī)2中引起的氣體混合物變得太濃縮。
接著將參考圖7描述本發(fā)明的第二實施例。在這一實施例中，控制器1執(zhí)行如圖7所示的子例程，代替使用圖3的步驟S7中的等式(1)和(2)計算燃料噴射脈沖寬度TIST。在圖3中所示例程的其他步驟中的過程與第一實施例中的步驟相同。
參考圖7，首先在步驟S8中，控制器1確定發(fā)動機(jī)2是否正在加速。基于POS信號的輸入間隔的變化執(zhí)行這一確定。
當(dāng)發(fā)動機(jī)2正在加速時，在步驟S9中，控制器1響應(yīng)基于POS信號旋轉(zhuǎn)速度FNRPM的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，通過查看預(yù)先存儲在存儲器(ROM)中的具有如圖8A所示的特征的第一圖來計算校正因子KNST。圖8A的曲線對應(yīng)于將壁流校正加到圖8C的進(jìn)氣負(fù)壓校正(3)-(4)的曲線(1)-(2)-(3)。如圖8A-8C所示，當(dāng)發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度FNRPM小于固定速度時，第一圖應(yīng)用大于如圖8B所示的第二圖中的校正因子的校正因子KNST。然而，當(dāng)發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度FNRPM大于或等于固定速度時，設(shè)置該兩張圖以便應(yīng)用相同的增加校正。
在下一步驟S10中，通過應(yīng)用從第一圖獲得的校正因子KNST的等式(1)來計算燃料噴射脈沖寬度TIST。
然而，在步驟S8中，當(dāng)確定發(fā)動機(jī)2沒有加速時，在步驟S11中，控制器1使用POS信號旋轉(zhuǎn)速度FNRPM，通過查看具有如圖8B所示的特征的第二圖來計算對應(yīng)于發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的校正因子KNST。該圖也預(yù)先存儲在存儲器(ROM)中。圖8B的曲線對應(yīng)于圖8C中的用于進(jìn)氣負(fù)壓校正的曲線(3)-(4)。
在下一步驟S12中，通過應(yīng)用從第二圖獲得的校正因子KNST的等式(1)來計算燃料噴射脈沖寬度TIST。
在步驟S9或步驟S12的過程后，控制器1終止該例程。
圖9A-9F表示根據(jù)該實施例的控制結(jié)果。
如圖9B所示，當(dāng)在開始起動電機(jī)后發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度從0增加時，控制器1使用如圖9F所示的包含壁流校正因子的第一圖計算校正因子KNST。當(dāng)檢測到發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度減小而發(fā)動機(jī)正啟動時，代替第一圖，控制器1使用不包含壁流校正因子的第二圖來計算校正因子KNST。
用這種方式計算的校正因子KNST用如圖9F中的實線表示。另一方面，僅使用第一圖計算的校正因子KNST用圖9F中的虛線表示。如該圖所示，這一實施例也防止當(dāng)發(fā)動機(jī)2正減速時，燃料噴射量經(jīng)歷過多增加校正的不利后果。
在圖3的步驟S4和S5中，固定用于每個汽缸的初始燃料噴射的噴射量并且校正不基于發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。對此的理由如下。
通常，當(dāng)首先將燃料噴射到進(jìn)氣口7中時，由于壁流為0，大多數(shù)的噴射燃料變?yōu)楸诹?。因此，?dāng)使用與用于其他燃料噴射操作的噴射量的相同方法來計算噴射量時，與實際需要的燃料噴射量有很大的偏差。
因此，設(shè)置燃料噴射模式，其中在所有汽缸中執(zhí)行先導(dǎo)噴射以便預(yù)先形成壁流。此后，在每個汽缸中執(zhí)行起始燃料噴射。結(jié)果，壁流的形成過程取決于噴射的時間。這在初始燃料噴射和此后的燃料噴射操作之間產(chǎn)生差異。因此，用于起始燃料噴射的噴射量的計算不使用用于后續(xù)燃料噴射期間燃料噴射量的計算方法。采用該計算，以便通過使用根據(jù)實驗預(yù)先確定的固定量來避免與實際所需的燃料噴射量之間的偏差。
如上所述，由于本發(fā)明在起動時響應(yīng)發(fā)動機(jī)2的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)速度中的變化趨勢來確定發(fā)動機(jī)2的燃料噴射量，因此可以適當(dāng)?shù)姆绞娇刂圃诎l(fā)動機(jī)起動時的空氣-燃料比。
于2002年12月20日在日本提交的Tokugan2002-369838的內(nèi)容在此引入以供參考。
盡管通過某些特定的實施例已經(jīng)描述了本發(fā)明，本發(fā)明不限于上述實施例。根據(jù)上述教導(dǎo)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將想到，上述實施例的改進(jìn)和改變。
例如，在圖3的步驟S3中，當(dāng)起始信號為ON時，確定發(fā)動機(jī)2正在起動。然而，可以使用其他方法確定發(fā)動機(jī)2是否正啟動。例如，可以將在開始起動后的固定周期視為發(fā)動機(jī)2的起動狀態(tài)。另外，可以將發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度到達(dá)預(yù)置的固定速度諸如目標(biāo)空轉(zhuǎn)速度的周期視為發(fā)動機(jī)2的啟動狀態(tài)?？稍诓粎⒖加糜谄饎訝顟B(tài)的確定方法或檢測方法的情況下使用本發(fā)明。
在上述實施例的每一個中，使用傳感器檢測用于控制所需的參數(shù)，但本發(fā)明能應(yīng)用于使用所要求的參數(shù)執(zhí)行所要求的控制的任何燃料噴射控制設(shè)備中，而與如何采集參數(shù)無關(guān)。
要求排它性財產(chǎn)權(quán)或特許的本發(fā)明的實施例定義如下
權(quán)利要求
1.一種用于在進(jìn)氣口中具有燃料噴射器的電火花點火發(fā)動機(jī)的燃料噴射控制設(shè)備，包括發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度傳感器，用于檢測發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度；以及可編程控制器，其被編程為執(zhí)行以下操作計算基本燃料噴射量；通過響應(yīng)于所述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的變化趨勢校正所述基本燃料噴射量來計算目標(biāo)燃料噴射量；以及將所述燃料噴射器的燃料噴射量控制到所述目標(biāo)燃料噴射量。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制設(shè)備，其特征在于，所述控制器被進(jìn)一步編程為確定所述發(fā)動機(jī)是否處于起動狀態(tài)，以及當(dāng)所述發(fā)動機(jī)不處于啟動狀態(tài)時，防止響應(yīng)于所述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的變化趨勢來校正所述基本燃料噴射量。
3.如權(quán)利要求2所述的燃料噴射控制設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)是用于驅(qū)動包括用來起動該發(fā)動機(jī)的起動器開關(guān)的汽車的發(fā)動機(jī)，以及所述控制器被進(jìn)一步編程為確定當(dāng)所述起動器開關(guān)為“開”時，所述發(fā)動機(jī)處于起動狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求2所述的燃料噴射控制設(shè)備，其特征在于，所述控制器被進(jìn)一步編程為當(dāng)所述燃料噴射器在起動狀態(tài)中首次執(zhí)行燃料噴射時，將所述目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定到固定值。
5.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制設(shè)備，其特征在于，所述控制器被進(jìn)一步編程為當(dāng)所述發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度增加時，將所述基本燃料噴射量校正到比當(dāng)所述發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度相對于相同發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度降低時通過校正所獲得的值大的值。
6.如權(quán)利要求5所述的燃料噴射控制設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度傳感器包括用于輸出第一速度信號以及不如所述第一速度信號更新頻繁的第二速度信號的傳感器，以及所述控制器被進(jìn)一步編程為基于所述第一速度信號的變化來確定所述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度是否正在增加。
7.如權(quán)利要求6所述的燃料噴射控制設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度傳感器包括用于檢測所述發(fā)動機(jī)的曲柄角的變化的曲柄角傳感器，并且第一信號包括對應(yīng)于單位曲柄角的信號，第二信號包括對應(yīng)于一個預(yù)定曲柄角的信號。
8.如權(quán)利要求6所述的燃料噴射控制設(shè)備，其特征在于，所述控制器被進(jìn)一步編程為通過使用基于從所述第一信號計算的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度與從所述第二信號計算的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度之間的差值的第一校正量來校正所述基本噴射量，以便計算所述目標(biāo)燃料噴射量。
9.如權(quán)利要求8所述的燃料噴射控制設(shè)備，其特征在于，所述第一校正量當(dāng)從所述第一速度信號計算的所述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度大于從所述第二速度信號計算的所述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度時，增加所述基本燃料噴射量，以及當(dāng)從所述第一速度信號計算的所述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度小于從所述第二速度信號計算的所述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度時，減少基本燃料噴射量。
10.如權(quán)利要求9所述的燃料噴射控制設(shè)備，其特征在于，將所述第一校正量的絕對值設(shè)置成隨著從所述第一速度信號計算的所述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度與從所述第二速度信號計算的所述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度之間差值的增加而增加。
11.如權(quán)利要求8所述的燃料噴射控制設(shè)備，其特征在于，所述控制器被進(jìn)一步編程為通過使用第一校正量以及隨著從所述第一速度信號計算的所述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度降低而增加的第二校正量兩者來校正所述基本燃料噴射量，以便計算所述目標(biāo)燃料噴射量。
12.如權(quán)利要求6所述的燃料噴射控制設(shè)備，其特征在于，所述控制器存儲用于計算增加校正量的第一圖和第二圖，所述第一圖給出比所述第二圖更大的增加校正量，以及該控制器被進(jìn)一步編程為通過響應(yīng)于所述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度中的變化趨勢，有選擇地應(yīng)用所述第一圖和所述第二圖來計算所述增加校正量。
13.如權(quán)利要求12所述的燃料噴射控制設(shè)備，其特征在于，所述第一圖和所述第二圖被設(shè)置成當(dāng)所述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度不小于預(yù)定速度時給出相同的增加校正量。
14.如權(quán)利要求12所述的燃料噴射控制設(shè)備，其特征在于，所述第一圖和所述第二圖均被設(shè)置成隨著所述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度降低而加大所述增加校正量。
15.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)包括具有彼此偏移的燃燒周期的多個汽缸，所述汽缸的每一個包括進(jìn)氣口和燃料噴射器，以及所述控制器被進(jìn)一步編程為響應(yīng)于所述燃燒周期計算用于每個汽缸的所述目標(biāo)燃料噴射量。
16.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制設(shè)備，其特征在于，該燃料噴射控制設(shè)備進(jìn)一步包括用于檢測所述發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量的傳感器，所述控制器被進(jìn)一步編程為基于所述進(jìn)氣量設(shè)置所述基本燃料噴射量。
17.一種用于在進(jìn)氣口中具有燃料噴射器的電火花點火發(fā)動機(jī)的燃料噴射控制設(shè)備，包括用于確定發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的裝置；用于計算基本燃料噴射量的裝置；用于通過響應(yīng)于所述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的變化趨勢校正所述基本燃料噴射量來計算目標(biāo)燃料噴射量的裝置；以及用于將所述燃料噴射器的燃料噴射量控制到所述目標(biāo)燃料噴射量的裝置。
18.一種用于在進(jìn)氣口中具有燃料噴射器的電火花點火發(fā)動機(jī)的燃料噴射控制方法，包括步驟確定發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度；計算基本燃料噴射量；通過響應(yīng)于所述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的變化趨勢校正所述基本燃料噴射量來計算目標(biāo)燃料噴射量；以及將所述燃料噴射器的燃料噴射量控制到所述目標(biāo)燃料噴射量。
全文摘要
電火花點火發(fā)動機(jī)(2)在進(jìn)氣口(7)中具有燃料噴射器(8)。發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度傳感器(9)檢測發(fā)動機(jī)(2)的旋轉(zhuǎn)速度?？刂破?1)通過響應(yīng)發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度中的變化趨勢校正基本燃料噴射量來確定發(fā)動機(jī)(2)起動期間的燃料噴射器(8)的目標(biāo)燃料噴射量。當(dāng)發(fā)動機(jī)(2)的旋轉(zhuǎn)速度降低時，控制器(1)將目標(biāo)燃料噴射量設(shè)置成小于當(dāng)在相同的旋轉(zhuǎn)速度，發(fā)動機(jī)(2)的旋轉(zhuǎn)速度增加時的噴射量。因此，消除了與相對于發(fā)動機(jī)(2)的旋轉(zhuǎn)速度的波動的壁流有關(guān)的空氣－燃料比的影響，并提高發(fā)動機(jī)(2)的空氣－燃料比的控制精確度。
文檔編號F02D41/06GK1510264SQ200310119569
公開日2004年7月7日 申請日期2003年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
發(fā)明者加藤浩志, 佐藤立男, 男 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社