專利名稱：發(fā)動機燃油噴射控制的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動機的燃油噴射控制。
背景技術(shù)：
日本專利局在1998年公開的、涉及內(nèi)燃發(fā)動機的燃油噴射控制的Tokkai Hei第9-303173號專利公開了一種使用壁流模型計算燃油噴射量的方法。
壁流是指當噴油器噴射的一些燃油附著于燃燒室的壁表面或進氣口以及進氣閥的閥體時，所形成的流動的燃油。一些壁流被汽化和燃燒，一些在燃燒完成后被汽化，一些從排氣閥被排出而未被燃燒。所剩的壁流保存在燃燒室中直到下一個燃燒循環(huán)開始為止。
形成壁流的所噴射燃油的比例稱做附著比。在形成壁流的燃油中，在壁流狀態(tài)下在燃燒室中的未被汽化的剩余燃油的比例稱做剩余比。
在現(xiàn)有技術(shù)中，具有附著比和剩余比作為參數(shù)的所噴射燃油的燃油狀態(tài)模型被構(gòu)成；并且通過根據(jù)進氣壓力改變參數(shù)，試圖了解供給到內(nèi)燃發(fā)動機的燃油狀態(tài)，和試圖提高燃油供給控制的準確性。

發(fā)明內(nèi)容
內(nèi)燃發(fā)動機的燃燒室不僅包括氣缸壁表面，也包括諸如進氣閥、排氣閥、氣缸蓋、活塞頂部和火花塞之類的各個部分。
由噴油器所噴射的燃油附著于這些部分的每一部分中并且形成壁流。
在該壁流中，汽化并被燃燒的燃油的比取決于附著表面溫度和通過壁表面的氣流率。附著表面的溫度越高，汽化的燃油量越大。如果通過附著表面的氣流率也較大，則附著于附著表面的燃油將被脫離并且將形成細微粒噴霧。該細微粒噴霧將與由火花塞的點火所形成的汽化燃油一起被燃燒而不再形成壁流。
當內(nèi)燃發(fā)動機以低溫開始運轉(zhuǎn)時，形成燃燒室的部件的溫度是均勻的。然而，隨著發(fā)動機的預熱，在部件之間產(chǎn)生了溫度差。在水套周圍的冷卻水冷卻了氣缸體中的氣缸，所以氣缸壁表面的溫度與冷卻水的溫度基本上相同。另一方面，除氣缸壁表面以外的部件不像氣缸壁表面那樣容易被冷卻，所以由于燃燒熱量，這些部件的溫度大幅度上升。特別是，進氣閥和排氣閥通過閥座僅與氣缸蓋接觸，所以氣缸蓋的冷卻水不容易冷卻這些閥，并且面向燃燒室的部分閥的溫度可高達300℃，因此，取決于部件，壁流的汽化特性具有很大的不同。
考慮到取決于形成燃燒室的部件的汽化特性的差異，在現(xiàn)有技術(shù)中，燃燒室的壁表面的壁流狀態(tài)由單模型表示，所以在預熱期間或在發(fā)動機的瞬態(tài)下，在確定噴射燃油的狀態(tài)時很容易出現(xiàn)錯誤。
因此本發(fā)明的目的是提高內(nèi)燃發(fā)動機中的噴射燃油狀態(tài)分析的準確性。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了用于這樣一種內(nèi)燃發(fā)動機的燃油供給控制裝置，該內(nèi)燃發(fā)動機包括由低溫壁表面和高溫壁表面形成的燃燒室和將易揮發(fā)的液體燃油提供到燃燒室的燃油供給機構(gòu)。該裝置包括檢測低溫壁表面的溫度的傳感器、檢測高溫壁表面的溫度的傳感器和可編程控制器。
可編程控制器被編程成分別計算附著于低溫壁表面的燃油量、附著于高溫壁表面的燃油量和相對于由燃油供給裝置所提供的燃油量的、在燃燒室中的、以氣體或細微粒噴霧的形式所提供的第一汽化燃油量；根據(jù)低溫壁表面的溫度計算從附著于低溫壁表面的燃油汽化的并被燃燒的第二汽化燃油量；根據(jù)高溫壁表面的溫度計算從附著于高溫壁表面的燃油汽化的并被燃燒的第三汽化燃油量；根據(jù)第一汽化燃油量、第二汽化燃油量和第三汽化燃油量，計算在燃燒室中的燃燒燃油量；根據(jù)燃燒燃油量，計算目標燃油噴射量；根據(jù)目標燃油噴射量，控制由燃油供給機構(gòu)提供的燃油量。
本發(fā)明也提供了一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的燃油供給控制方法。
該方法包括確定低溫壁表面的溫度；確定高溫壁表面的溫度；分別計算附著于低溫壁表面的燃油量、附著于高溫壁表面的燃油量和相對于由燃油供給裝置所提供的燃油量的、在燃燒室中的、以氣體或細微粒噴霧的形式所提供的第一汽化燃油量；根據(jù)低溫壁表面的溫度計算從附著于低溫壁表面的燃油汽化的并被燃燒的第二汽化燃油量；根據(jù)高溫壁表面的溫度計算從附著于高溫壁表面的燃油汽化的并被燃燒的第三汽化燃油量；根據(jù)第一汽化燃油量、第二汽化燃油量和第三汽化燃油量，計算在燃燒室中的燃燒燃油量；根據(jù)燃燒燃油量，計算目標燃油噴射量；根據(jù)目標燃油噴射量，控制由燃油供給機構(gòu)提供的燃油量。
本發(fā)明的詳細內(nèi)容以及其它的特征和優(yōu)點在其余的說明中被列出并在附圖中被示出。


圖1是本發(fā)明所應用的車輛內(nèi)燃發(fā)動機的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的燃油狀態(tài)模型的示意圖；圖3是說明所噴射燃油狀態(tài)的方框圖；圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機控制器的燃油狀態(tài)分析功能的方框圖；圖5是說明發(fā)動機控制器的燃油噴射量計算功能的方框圖；圖6是說明由發(fā)明者用實驗方法所確定的在周圍噴油器的進氣溫度、進氣壓力和燃油分配比之間的關系的示圖；圖7是說明由發(fā)明者用實驗方法所確定的在進氣流率和燃油分配比之間的關系的示圖；圖8是說明由發(fā)明者用實驗方法所確定的在燃油噴射正時和燃油分配比之間的關系的示圖；圖9是說明由發(fā)明者用實驗方法所確定的進氣閥壁流的分配比特性曲線的示圖；圖10是說明由發(fā)明者用實驗方法所確定的進氣口壁流的分配比特性曲線的示圖；圖11是說明由發(fā)明者用實驗方法所確定的燃燒室壁流的分配比特性曲線的示圖；圖12是說明由發(fā)明者用實驗方法所確定的氣缸表面壁流的分配比特性曲線的示圖；圖13是說明由發(fā)動機控制器所存儲的基本分配比圖形的特性曲線的示圖；圖14是說明由發(fā)動機控制器所存儲的轉(zhuǎn)速校正系數(shù)圖形的特性曲線的示圖；圖15是說明由發(fā)動機控制器所存儲的、燃燒室壁表面對氣缸壁表面的直接附著比的圖形特性曲線的示圖；圖16是說明由根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的發(fā)動機控制器所存儲的發(fā)動機穩(wěn)定性要求圖形的特性曲線的示圖；圖17是說明由根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的發(fā)動機控制器所存儲的發(fā)動機動力輸出要求圖形的特性曲線的示圖；圖18是說明由根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的發(fā)動機控制器所存儲的發(fā)動機排氣成分要求圖形的特性曲線的示圖；具體實施方式
參照圖1，四沖程循環(huán)內(nèi)燃發(fā)動機1為具有L-jectronic(葉特朗尼克)型燃油噴射裝置的機動車用多缸發(fā)動機。發(fā)動機1通過活塞6將從進氣道3吸入的混合氣壓縮到燃燒室5，并且通過火花塞14點燃所壓縮的混合氣以燃燒該混合氣。燃燒氣體的壓力使活塞6降低以使與活塞相連的曲軸7旋轉(zhuǎn)。燃燒氣體通過活塞6從燃燒室5被排出并且通過排氣道8被排出，活塞6由于曲軸7旋轉(zhuǎn)而上升。
活塞6被安裝在形成于氣缸體中的氣缸50內(nèi)。在該氣缸體中，冷卻液流過的水套形成在氣缸50的周圍。
調(diào)整進氣量的進氣節(jié)流閥23和分配氣缸中進氣的集合管2被設置在進氣道3中，節(jié)流閥電動機24驅(qū)動進氣節(jié)流閥23。通過進氣口4的進氣閥15，由集合管2分配的進氣被吸入每一氣缸的燃燒室5中。進氣閥15在配氣正時控制(VTC)機構(gòu)28下運行，該配氣正時控制機構(gòu)28改變開啟/閉合時間。然而，由VTC機構(gòu)28所引起的閥開啟/閉合時間的變化是這樣的小使得其不影響下面將要描述的分配Xn的設置。
在燃燒室5中的燃燒氣體通過排氣閥16作為排氣被排出到排氣道8。排氣道8具有三元催化轉(zhuǎn)化器9。通過減少在排氣中氮氧化合物(NOx)和氧化碳氫化合物(HC)、一氧化碳(CO)，三元催化轉(zhuǎn)化器9去除在排氣中的有毒成分。當排氣成分對應于理論空燃比時，三元催化轉(zhuǎn)化器9具有所需要的性能。
將汽油燃油噴射進進氣的噴油器21被安裝在每一氣缸的進氣口4中。
由排氣道8所排出的部分排氣通過排氣再循環(huán)(EGR)道25被再循環(huán)。通過由膜片致動器27所驅(qū)動的排氣再循環(huán)(EGR)閥26，EGR道25的再循環(huán)量被調(diào)整。
火花塞14的點火正時，噴油器21的燃油噴射量和燃油噴射正時，VIC機構(gòu)28的配氣正時(valve timing)的變化，驅(qū)動進氣節(jié)流閥23的節(jié)流閥電動機24的操作，調(diào)整EGR閥26開啟的膜片致動器27的操作均由發(fā)動機控制器31輸出到各裝置的信號控制。
發(fā)動機控制器31包括微計算機，該微計算機包括中央處理單元(CPU)、只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)和輸入/輸出接口(I/O接口)。發(fā)動機控制器31也可包括多個微計算機。
為了執(zhí)行上述控制，從檢測發(fā)動機1的運行狀態(tài)的各傳感器，檢測結(jié)果被作為信號輸入到控制器31。
這些傳感器包括檢測進氣節(jié)流閥23的進氣道3上游的進氣流率的空氣流量計32、檢測發(fā)動機1的曲軸轉(zhuǎn)角和旋轉(zhuǎn)速度的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器33、檢測驅(qū)動進氣閥15的凸輪旋轉(zhuǎn)位置的凸輪傳感器34、檢測機動車具有的加速踏板41的降低量的加速踏板降低傳感器42、檢測三元催化轉(zhuǎn)化器9的催化劑溫度的催化劑溫度傳感器43、檢測進氣道3的進氣溫度的進氣溫度傳感器44、檢測發(fā)動機1的冷卻水溫Tw的水溫傳感器45、檢測在集合管2中的進氣壓力的壓力傳感器46、從流入三元催化轉(zhuǎn)化器9的排氣成分中檢測在燃燒室中所燃燒的空/燃混合氣的空燃比的空燃比傳感器47、檢測排氣溫度的排氣溫度傳感器48。
為了實現(xiàn)由加速踏板降低量所規(guī)定的所需發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩，和為了實現(xiàn)三元催化轉(zhuǎn)化氣9的排氣凈化功能所需要的排氣成分，以及為了降低燃油消耗，發(fā)動機控制器31執(zhí)行上述控制。
更具體地說，發(fā)動機控制器31根據(jù)加速踏板降低量確定內(nèi)燃發(fā)動機1的目標轉(zhuǎn)矩，確定為了實現(xiàn)目標輸出轉(zhuǎn)矩所需要的目標進氣量，并且通過節(jié)流閥電動機24調(diào)整進氣節(jié)流閥23的開啟以實現(xiàn)目標進氣量。
另一方面，根據(jù)由空燃比傳感器47從排氣成分中檢測的燃燒室5中的空燃比，發(fā)動機控制器31反饋控制噴油器21的燃油噴射量以使在燃燒室5中所燃燒的氣體混合氣的空燃比保持在以理論空燃比為中心的預定范圍內(nèi)?？刂破?1還通過EGR閥26調(diào)整EGR流率，并且通過調(diào)整VTC機構(gòu)28的配氣正時降低燃油消耗。
控制器31將燃燒預測控制應用于燃油噴射量的控制。該控制以溫度作為主參數(shù)預測在進氣口4和燃燒室5中的壁流和未燃燒燃油。并且使用該結(jié)果計算燃油噴射量。
參照圖2和圖3，由噴油器21噴出的部分燃油直接流入燃燒室5作為蒸氣或細微粒噴霧，如虛線所示。部分燃油也直接流入燃燒室5作為液體狀態(tài)的壁流、或作為粗微粒噴霧。細微粒噴霧嚴格上來講也是液體，但這里因為其狀態(tài)特性，它區(qū)別于粗微粒噴霧，而與它是蒸氣還是液體無關。換句話說，細微粒噴霧也同樣被當作未附著于進氣口4到燃燒室5的進口的壁表面的蒸氣處理，并且被看做是在燃燒室5內(nèi)的狀態(tài)。
直到燃燒室5的進口的狀態(tài)由噴油器21噴射的部分燃油直接流入燃燒室5。剩余燃油(如圖3中所示)附著于進氣口4和進氣閥15的壁表面4a。附著于進氣閥15的燃油可被分成附著于面向閥體進氣口4的部分15a的燃油和附著于面向燃燒室5的部分15b的燃油。這里，我們將說明附著于部分15a的燃油，而在描述燃燒室5內(nèi)狀態(tài)的部分中說明附著于部分15b的燃油。
為了便于描述，附著于壁表面4a的燃油被稱做口壁流，附著于進氣閥15的部分15a的燃油被稱做閥壁流。
由于汽化，部分口壁流和部分閥壁流分別與附著面分離。或者，由于進氣流或重力，它們與附著面分離，并且變?yōu)榧毼⒘ｌF。分離率取決于壁表面4a和部分15a的溫度。用于起動后，壁表面4a和部分15a的溫度是相同的，但隨著預熱的進行，部分15a的溫度大大超過了壁表面4a的溫度。因此取決于預熱的進行，附著于壁表面4a的燃油分離率和附著于部分15a的燃油分離率出現(xiàn)不同變化。
另一方面，在口壁流和閥壁流中，未與附著面分離的燃油作為壁流附著面上移動進入燃燒室5。
在燃燒室5內(nèi)的狀態(tài)(behavior)通過不同的路線，已進入燃燒室(5)的燃油大部分被燃燒，但一些附著于燃燒室5的壁表面。附著位置包括進氣閥15的部分15b、與燃燒室5相鄰的排氣閥16的表面、形成燃燒室5的上端的氣缸蓋壁表面5a、活塞6的頂部6a、火花塞14的凸出部分和缸壁表面5b。
由于壓縮熱和壁表面熱，在燃燒室5中的部分壁流被汽化以在點火正時之前變?yōu)闅怏w或細微粒噴霧，并且與附著面分離。在燃燒完燃油后，部分壁流變?yōu)闅怏w或細微粒噴霧，并且從排氣閥16被排出到排氣道8而未被燃燒。此外，取決于活塞6的沖程，附著于氣缸壁表面5b的部分燃油通過發(fā)動機1的潤滑油被稀釋，并且流入活塞6下面的曲軸箱。
在下面的描述中，燃燒室5的附著表面被分成氣缸壁表面5b和其它部分。燃燒室5的燃油附著表面被分成這兩部分是因為在這兩部分之間的溫差較大。由于氣缸壁表面5b通過形成于氣缸體中的水套的冷卻水被冷卻，所以其有效地保持與冷卻水溫Tw相等的溫度。
另一方面，就其它部分來說，進氣閥15的部分15b達到了最高溫度，并且面向燃燒室1的排氣閥16的表面，活塞6的頂部6a也同樣達到了最高溫度。氣缸蓋壁表面5a的溫度低于這些溫度，但高于氣缸壁表面5b的溫度。
由于這些原因，在下面的描述中，燃燒室5的燃油附著表面、氣缸壁表面5b將被看作是燃燒室低溫壁表面，其它附著表面將被看作是燃燒室高溫壁表面。取決于溫度條件，燃燒室5的燃油附著表面也可被分成三個或更多個壁表面。
根據(jù)以上分析，形成在燃燒室5內(nèi)的壁流可被分成形成在燃燒室低溫壁表面上的壁流和形成在燃燒室高溫壁表面上的壁流。另一方面，在燃燒室5中的燃油可被分成有助于燃燒的燃油，作為未燃燒燃油被排出的燃油和流入曲軸箱由發(fā)動機潤滑油所稀釋的燃油。
參照圖2，有助于燃燒的燃油變?yōu)榇嬖谟谌紵?中的氣體或細微粒噴霧并且包括下列部分A-FA在噴油器21噴射燃油后立刻產(chǎn)生的氣體或細微粒噴霧，B作為粗微粒噴霧流入燃燒室5的燃油，并且變?yōu)樵谌紵?中的氣體或細微粒噴霧，C從部分口壁流中所產(chǎn)生的氣體或細微粒噴霧，D從部分閥壁流中所產(chǎn)生的氣體或細微粒噴霧，E從在燃燒室低溫壁表面上的部分壁流中所產(chǎn)生的氣體或細微粒噴霧，F(xiàn)從在燃燒室高溫壁表面上的部分壁流中所產(chǎn)生的氣體或細微粒噴霧。
作為未燃燒燃油所排出的燃油也為存在于燃燒室5中的氣體或細微粒噴霧，其包括下列部分G和HG在燃燒完成后從在燃燒室高溫壁表面上的部分壁流中所產(chǎn)生的氣體或細微粒噴霧，H在燃燒完成后從在燃燒室低溫壁表面上的部分壁流中所產(chǎn)生的氣體或細微粒噴霧。
流入曲軸箱的燃油包括下列部分II包括由發(fā)動機潤滑油稀釋的燃燒室低溫壁表面的部分壁流的燃油。
因此，通過噴油器21的燃油噴射所形成的壁流包括四種附著燃油，即進氣口附著燃油、進氣閥附著燃油、燃燒室低溫壁表面附著燃油和燃燒室高溫壁表面附著燃油。用于控制燃油噴射量的由控制器31所應用的燃油預測控制是根據(jù)該分類所設計的每一氣缸的空燃混合氣模型為基礎。
參照圖4，為了根據(jù)該空燃混合氣模型進行燃油狀態(tài)分析，控制器31包括燃油分配比計算單元52、進氣閥附著量計算單元53、進氣口附著量計算單元54、燃燒室高溫壁表面附著量計算單元55、燃燒室低溫壁表面附著量計算單元56、燃燒部分計算單元57、未燃燒部分計算單元58、曲軸箱流出部分計算單元59和排出燃油計算單元60。每一次噴油器21噴射燃油時，控制器31通過這些單元52-60進行燃油狀態(tài)分析。
作為虛擬單元的單元52-60說明了控制器31的功能，但物理上其并不存在。
概括燃油狀態(tài)分析功能，控制器31定量分析和由噴油器21噴出的燃油噴射量Fin有關的上述部分A-I，并且計算燃燒燃油量Fcom，對應于排氣成分的燃油量Fout和流進曲軸箱的燃油量Foil。燃燒燃油量Fcom對應于部分A-F。對應于排氣成分的燃油量Fout為未燃燒燃油量的部分A-F和部分G、H之和。流進出曲軸箱的燃油量Foil對應于部分I。
下面將描述這些單元的功能。
燃油分配比計算單元52確定怎樣逐步劃分在每一部分之間的燃油噴射量Fin。分配比Xn表示燃油噴射量Fin的分配比。分配比Yn表示已附著于進氣閥15的燃油的后續(xù)分配比。分配比Zn表示已附著于進氣口4壁表面4a的燃油的后續(xù)分配比。分配比Vn表示已附著于燃燒室高溫壁表面的燃油的后續(xù)分配比。分配比Wn表示已附著于燃燒室低溫壁表面的燃油的后續(xù)分配比。下面將描述計算分配比Xn、Yn、Zn、Vn、Wn的方法。
這里，將把分配比Xn、Yn、Zn、Vn、Wn分別作為已知值描述。將在假定噴油器21剛噴出燃油的情況下進行描述。噴油量將被看作Fin。因此，燃油噴射量Fin為控制器已知的值。
從燃油噴射量Fin和分配比Xn、Yn、Zn，進氣閥附著量計算單元53通過下列公式(1)計算進氣閥附著量Mfv。同樣地，進氣口附著量計算單元54通過下列公式(2)計算進氣口附著量Mfp。
Mfv＝Mfvn-1+Fin·X1-Mfvn-1·(Y0+Y1+Y2)(1)Mfp＝Mfpn-1+Fin·X2-Mfpn-1·(Z0+Z1+Z2)(2)其中，Mfv＝進氣閥附著量，Mfvn-1＝前一燃燒循環(huán)的Mfv的值，Mfp＝進氣口附著量，Mfpn-1＝前一燃燒循環(huán)的Mfp的值，F(xiàn)in＝燃油噴射量，X1＝進氣閥噴射燃油的附著比，X2＝進氣口噴射燃油的附著比，Y0＝相對于Mfvn-1的燃油的比，該燃油變?yōu)闅怏w或細微粒噴霧并且在當前噴射之前進入燃燒室5；Y1＝相對于Mfvn-1的燃油的比，該燃油在當前噴射之前變?yōu)槿紵业蜏乇诹?；Y2＝相對于Mfvn-1的燃油的比，該燃油在當前噴射之前變?yōu)槿紵腋邷乇诹?；Z0＝相對于Mfpn-1的燃油的比，該燃油變?yōu)闅怏w或細微粒噴霧，并且在當前噴射之前進入燃燒室5；Z1＝相對于Mfpn-1的燃油的比，該燃油在當前噴射之前變?yōu)槿紵业蜏乇诹鳎籞2＝相對于Mfpn-1的燃油的比，該燃油在當前噴射之前變?yōu)槿紵腋邷乇诹鳌?br> 在公式(1)中，首先將由當前燃油噴射所產(chǎn)生的附著量Fin·X1與前一燃燒循環(huán)的進氣閥附著量Mfvn-1相加，并且從該結(jié)果中減去前一燃燒循環(huán)的部分進氣閥附著量Mfvn-1，即減去在當前燃油噴射之前流入燃燒室5的燃油量Mfvn-1·(Y0+Y1+Y2)。
在公式(2)中，首先將由當前燃油噴射所產(chǎn)生的附著量Fin·X2與前一燃燒循環(huán)的進氣口附著量Mfpn-1相加，并且從該結(jié)果中減去前一燃燒循環(huán)的部分進氣口附著量Mfpn-1，即減去在當前燃油噴射之前流入燃燒室5的燃油量Mfpn-1·(Z0+Z1+Z2)。
根據(jù)燃油噴射量Fin，分配比Xn、Yn、Vn、Wn和前一燃燒循環(huán)的進氣閥附著量Mfvn-1、進氣口附著量Mfpn-1，燃燒室高溫壁表面附著量計算單元55通過下列公式(3)計算燃燒室高溫壁表面附著量Cfh。
Cfh＝Cfhn-1+Fin·X3+Mfvn-1·Y1+Mfpn-1·Z1-Cfhn-1·(V0+V1)(3)同樣地，燃燒室低溫壁表面附著量計算單元56通過下列公式(4)計算燃燒室低溫壁表面附著量CfcCfc＝Cfcn-1+Fin·X4+Mfvn-1·Y2+(4)Mfpn-1·Z2-Cfcn-1·(W0+W1+W2)其中，Cfh＝燃燒室高溫壁表面附著量，Cfhn-1＝前一燃燒循環(huán)的Cfh的值，Cfc＝燃燒室低溫壁表面附著量，Cfcn-1＝前一燃燒循環(huán)的Cfc的值，X3＝燃燒室低溫壁表面噴射燃油的附著比，X4＝燃燒室高溫壁表面噴射燃油的附著比，V0＝在當前噴射之前所燃燒的相對于Cfhn-1的燃油的比，V1＝在當前噴射之前作為未燃燒燃油被排出的、相對于
Cfhn-1的燃油的比，W0＝在當前噴射之前所燃燒的、相對于Cfcn-1的燃油的比，W1＝在當前噴射之前作為未燃燒的燃油被排出的、相對于Cfcn-1的燃油的比，W2＝當前噴射之前流進曲軸箱的、相對于Cfcn-1的燃油的比。
在公式(3)中，首先將由當前燃油噴射所產(chǎn)生的燃油量Fin·X4與前一燃燒循環(huán)的燃燒室高溫壁表面附著量Cfhn-1相加，并且從該結(jié)果中減去前一燃燒循環(huán)的部分燃燒室高溫壁表面附著量Cfhn-1，即在當前燃油噴射之前排出到外部的燃油量Cfhn-1·(V0+V1)。
在公式(4)中，首先將由當前燃油噴射所產(chǎn)生的燃油量Fin·X3與前一燃燒循環(huán)的燃燒室低溫壁表面附著量Cfcn-1相加，并且從該結(jié)果中減去前一燃燒循環(huán)的部分燃燒室低溫壁表面附著量Cfcn-1，即在當前燃油噴射之前排出到外部的燃油量Cfcn-1·(W0+W1+W2)。
應當注意，圖2-4示出了用于由控制器31計算實際燃油噴射量的燃油狀態(tài)模型，但該燃油狀態(tài)模型為各獨立燃油狀態(tài)模型的組合，即由公式(1)表示的進氣閥壁流模型、由公式(2)表示的進氣口壁流模型、由公式(3)表示的燃燒室高溫壁表面壁流模型、由公式(4)表示的燃燒室低溫壁表面壁流模型。
燃燒部分計算單元57通過下列公式(5)計算燃燒燃油量FcomFcom＝Fin·(1-X1-X2-X3-X4)+Mfvn-1·YO+Mfpn-1·ZO+ (5)Cfhn-1·VO+Cfcn-1·WO通過公式(5)所獲得的燃燒燃油量Fcom對應于上述部分A-F的和。在公式(5)中的1-X1-X2-X3-X4對應于A部分的XO。
未燃燒部分計算單元58計算作為未燃燒燃油所排出的燃油量。
Fac＝Cfhn-1·V1+Cfcn-1·W1 (6)通過公式(6)所獲得的、作為未燃燒燃油所排出的燃油量Fac對應于上述部分G和H的和。
曲軸箱流出部分計算單元59通過下列公式(7)計算流出到曲軸箱的燃油量FoilFoil＝Cfcn-1·W2 (7)通過公式(7)所獲得的流出曲軸箱的燃油量Foil對應于上述部分I。
排出燃油計算單元60通過下列公式(8)計算形成排氣成分的燃油量FoutFout＝Fcom+Fac (8)通過公式(8)所獲得的燃油Fout為燃油量Fcom和作為未燃燒燃油所排出的燃油量Fac之和。換句話說，燃油量Fout為流到排氣道8的燃油的總和。在燃燒室5中的部分氣體保留在燃燒室5中而未被排出，但考慮到它抵消了在前一燃燒循環(huán)中的剩余氣體，所以在公式(8)中不考慮該剩余部分。
圖3圖解示出了在上述公式(1)-(8)中所計算的燃油量。
控制器31利用上述燃油狀態(tài)分析結(jié)果，根據(jù)圖5中所示的結(jié)構(gòu)反饋控制噴油器21噴射的燃油。
參照圖5，除了圖4中所示的單元52-60以外，控制器31還包括要求確定單元71、目標當量比確定單元72、所需噴射量計算單元75和最終噴射量計算單元76。單元71、72、75、76作為虛擬單元表示控制器31的功能，但物理上不存在。
參照圖5，與空燃混合氣的當量比(equivalent ratio)有關，命令確定單元71確定是否存在關于排氣成分(composition)的要求，是否存在關于發(fā)動機輸出功率的要求和是否存在關于發(fā)動機運行穩(wěn)定性的要求。
當量比為理論空燃比除以空燃比所獲得的值。該理論空燃比為14.7，并且當空燃比等于理論空燃比時，當量比為1.0。當當量比大于1.0時，空燃比較濃；當當量比小于1.0時，空燃比較稀。
當三元催化轉(zhuǎn)化器9的三元催化劑被激活時，關于排氣成分的要求被輸出。更具體地說，當催化溫度傳感器43的檢測溫度達到催化劑溫度時，關于排氣成分的要求被輸出。當三元催化劑被激活時，為了使三元催化劑起到降低氮氧化物、氧化一氧化碳和碳氫化合物的作用，需要對應于理論空燃比的排氣成分。
為了增加發(fā)動機輸出功率，關于發(fā)動機輸出功率的要求被輸出。更具體地說，當由加速踏板降低傳感器42所檢測的加速踏板41的降低量超過預定量時，確定存在發(fā)動機輸出功率的要求。
當發(fā)動機1以低溫度起動時，在從起動的預定時間內(nèi)關于發(fā)動機運行穩(wěn)定性的要求被輸出。更具體地說，當由水溫傳感器45所檢測的發(fā)動機起動的水溫小于預定溫度時，根據(jù)發(fā)動機1的起動，對預定預熱時間關于發(fā)動機運行穩(wěn)定性的要求被輸出。
要求確定單元71確定上述三種要求。利用形成控制器31的微計算機的時鐘功能，執(zhí)行從發(fā)動機1起動起逝去時間的計量。
根據(jù)要求確定單元71所確定的要求，目標當量比確定單元72確定提供到發(fā)動機1的燃燒室5的空燃混合氣的當量比。更具體地說，當有發(fā)動機輸出功率的要求或發(fā)動機運行穩(wěn)定性的要求時，目標當量比Tfbya被設置為1.1-1.2的一個值；當有排氣成分的要求時，目標當量比Tfbya被設置為對應于理論空燃比的值1.0。
發(fā)動機輸出功率的要求或發(fā)動機運行穩(wěn)定性的要求優(yōu)先于超過排氣成分要求。當沒有要求時，目標當量比Tfbya也被設置為對應于理論空燃比1.0的值。換句話說，只要沒有發(fā)動機輸出功率的要求或發(fā)動機運行穩(wěn)定性的要求，目標當量比確定單元72將目標當量比Tfbya設置為1.0。
根據(jù)目標當量比Tfbya，由要求確定單元71所確定的要求、由燃油分配比計算單元52所設置的燃油分配比和由附著量計算單元53-36所計算的Mfvn-1、Mfpn-1、Cfhn-1、Cfcn-1，所需噴射燃油計算單元75通過下列方法計算所需噴射量Fin。
上述公式(5)給出了在燃燒室5中所燃燒的燃油量Fcom。這也可被重新寫作下列公式(9)Fcom＝Fin·X0+Mfvn-1·Y0+Mfpn-1·Z0+Cfhn-1·V0+Cfcn-1·W0(9)＝K#·Tfbya·Tp其中K#＝單位換算的常數(shù)， Qs＝由空氣流量計32所檢測的進氣空氣流率，Ne＝由曲軸轉(zhuǎn)角傳感器33所檢測的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，K＝常數(shù)。
根據(jù)第5529043號美國專利，基本燃油噴射量Tp的計算量是公知的。
當沒有發(fā)動機輸出功率的要求或發(fā)動機運行穩(wěn)定性的要求時，所需噴射量計算單元75將燃燒燃油量Fcom與氣缸進氣量Qcyl的比例設置為濃于理論配比的空燃比，即將在公式(9)中的目標當量比設置為1.1-1.2的一個預定值，并且通過公式(10)計算所需噴射量FinFin=K#·Tfbya·Tp-(Mfvn-1·Y0+Mfpn-1·Z0+Cfhn-1·V0+Cfvn-1·W0)X0--(10)]]>當沒有發(fā)動機輸出功率或發(fā)動機運行穩(wěn)定性的要求時，通過其目標當量比Tfbya為1.0的下列公式(11)，可計算所需噴射量Fin。
Fin={K#·Tfbya·Tp-(Wfv0-1·Y0+Mfpn-1·Z0+Cfhn-1·V0+---(11)]]>Cfcn-1·W0+Cfhn-1·V1+Cfcn-1·W1)}·1X0]]>公式(11)包括Cfhn-1·V1+Cfcn-1·W1，其未被包括在計算所需噴射量Fin的公式(10)。Cfhn-1·V1+Cfcn-1·W1對應于作為未燃燒燃油從排氣閥16所排出的部分量G和H。在大多數(shù)情況下當沒有發(fā)動機輸出功率或發(fā)動機運行穩(wěn)定性的要求時，也就沒有排氣成分的要求。這里，它不是直接影響三元催化劑的反應的燃燒空燃混合氣的空燃比，而是排氣成分。因此，在公式(11)中，不需考慮未燃燒氣體Cfhn-1·V1+Cfcn-1·W1來確定所需噴射量Fin。另一方面，該未燃燒燃氣不參與燃燒，因此，在公式(10)中其未被考慮。
公式(9)的基本燃油噴射量Tp為以質(zhì)量表示每氣缸燃油噴射量的值。在公式(9)右邊的Fin、Mfvn-1、Mfpn-1、Cfhn-1和Cfcn-1也為每氣缸的質(zhì)量?？刂破?1輸出到噴油器21的燃油噴射信號為脈沖寬度調(diào)制信號，其單位不是質(zhì)量單位毫克而是表示脈沖寬度的毫秒。如果公式(9)右邊的Fin、Mfvn-1、Mfpn-1、Cfhn-1和Cfcn-1用毫秒表示，則常數(shù)K#為1.0。
根據(jù)由所需噴射量計算單元75所計算的所需噴射量Fin，最終噴射量計算單元76利用下列公式(12a)或(12b)計算最終噴射量Ti。這里Fin和Ti的單位也為毫秒。
Ti＝Fin·α·αm·2+Ts (12a)Ti＝Fin·(α+αm-1)+Ts (12b)其中α＝空燃比反饋校正系數(shù)，αm＝空燃比學習校正系數(shù)，Ts＝無效脈沖寬度。
這里，通過由控制器31將對應于目標當量比Tfbya的空燃比與由空燃比傳感器47所檢測的實際空燃比進行比較，并且根據(jù)該差執(zhí)行比例/積分控制，空燃比反饋校正系數(shù)α被設置?？杖急确答佇Ｕ禂?shù)α的變化也被得知，并且空燃比學習校正系數(shù)am被確定。根據(jù)第5529043號美國專利，通過這樣的反饋和學習的空燃比的控制是公知的。
控制器31將等于最終噴射量Ti的脈沖寬度調(diào)制信號輸出到噴油器31。
由所需噴射量計算單元75所計算的所需噴射量Fin被用于下列燃燒循環(huán)中作為燃油狀態(tài)分析的燃油噴射量Fin，如圖4中所示。用這種方法，對于每一燃燒循環(huán)，噴油器21的燃油噴射量的控制被執(zhí)行。
在上述過程中的最終噴油量Ti的計算與例如由下列公式(13)和(14)所表示的L-jetronic型燃油噴射裝置Ti的常規(guī)計算截然不同。在日本專利局公開的Tokkai Hei第9-177580號專利中，公開了公式(13)和(14)。
Ti＝(Tp+Kathos)·TFBYA·(α+KBLRC-1)+Ts (13)TFBYA＝KAS+KTW+KUB+KMR+KHOT (14)其中TFBYA＝目標當量比，Kathos＝壁流校正量，α＝空燃比反饋校正系數(shù)，KBLRC＝空燃比學習校正系數(shù)，KAS＝在起動期間和起動之后的增加校正系數(shù)，KTW＝水溫增加校正系數(shù)，KUB＝未燃燒燃油的增加校正系數(shù)，KMR＝高負載和高轉(zhuǎn)速的增加校正系數(shù)，KHOT＝高水溫的增加校正系數(shù)，Ts＝無效脈沖寬度。
如從公式(13)和(14)中可以了解的，常規(guī)計算應用各種增加系數(shù)KTW、KAS、KUB、KMR、KHOT和Kathos以分別補償各種操作條件。然而，應用多種系數(shù)需要進行很多試驗和模擬以確定它們的值。此外，使用該常規(guī)計算方法，在確定系數(shù)KTW、KAS和KUB時，不執(zhí)行燃油狀態(tài)分析。
根據(jù)本發(fā)明，首先分析噴射燃油的狀態(tài)(如圖2和圖3中所示)，并且利用通過該分析所獲得的燃油狀態(tài)模型計算燃油噴射量。在該計算中，不需要系數(shù)KTW、KAS、KUB、KMR和KHOT。此外，本發(fā)明應用了四種附著量Mfv、Mfp、Cfh和Cfc而未應用常規(guī)方法的壁流校正量Kathos。
因此，根據(jù)本發(fā)明，在簡化計算過程的同時，增加了在發(fā)動機瞬態(tài)下的燃油噴射控制的精確性。
下面將描述在每一種情況下由燃油分配比計算單元52所執(zhí)行的計算分配比Xn、Yn、Zn、Vn、Wn的方法。
所需噴射量Fin的分配比XnX0為作為氣體或細微粒噴霧直接流入燃燒室5并被燃燒的、由噴油器21所噴射的燃油的燃油比。根據(jù)發(fā)明者的模擬，除了在執(zhí)行進氣沖程噴射、輔助空氣供給、層狀燃燒或渦流控制閥的渦流形成的情況下，X0為百分之幾的較小值。影響X0的參數(shù)包括噴油器21的噴射正時、噴霧的微粒度、燃油揮發(fā)性、在噴油器21周圍的溫度和相對流率。相對流率是指相對于噴射燃油流率的、由發(fā)動機所吸入的氣體的流率，并且受發(fā)動機轉(zhuǎn)速、進氣閥15的配氣正時和進氣口4的流徑直徑的影響。如果X0增加，則其它X1-X4將減小。
分配比X0對應于在權(quán)利要求中的第一汽化燃油量的比。
X1為附著于進氣閥15的部分15a、由噴油器21所噴射的燃油的燃油比。噴油器21面向部分15a，所以大部分噴射的燃油首先附著于部分15a上。因此，在X0-X4中，X1最大。
A部分彈回并且附著于進氣口4的壁表面4a上。影響X1的參數(shù)為所噴射燃油的進氣閥直接附著率，并且X1越大，進氣閥直接附著率越高。根據(jù)進氣口4、進氣閥15和噴油器21的設計，進氣閥直接附著率可被進行幾何計算。
X2為附著于進氣口4的壁表面4a的、由噴油器21所噴射的燃油的燃油比。其包括沖擊進氣閥15的部分15a和彈回的部分以及由于進氣閥15的開啟，通過反向進氣流從部分15a帶走的部分，并且附著于進氣口4的壁表面4a。在提供輔助空氣的情況下，由于輔助空氣變大，X2隨著燃油噴射的偏離角的增大而增加。由于輔助空氣，X2隨著燃油噴射從進氣口4的上游移動而增加。不像X1，X2隨著噴射燃油的進氣閥沖擊率的變大而降低。
X3為通過進氣閥15并且直接附著于燃燒室5的高溫壁表面的、由噴油器21所噴射的燃油的燃油比。除了進行進氣沖程噴射和輔助空氣供給的情況，X3非常小。這是因為在進氣閥15閉合時燃油未直接到達燃燒室5。影響X3的參數(shù)為燃油噴射的粒度、燃油噴射正時、噴射方向和噴射位置。
分配比X3對應于在權(quán)利要求中的第二壁流量的比。
X4為通過進氣閥15并且直接附著于燃燒室5的低溫壁表面的、由噴油器21所噴射的燃油的燃油比。由于進氣沖程噴射，當進氣閥15開啟時，如果執(zhí)行燃油噴射，則X4增加。X4的增加導致了燃燒的不穩(wěn)定、碳氫化合物的增加和漏氣的增加。當噴油器21的燃油噴射最終被霧化時，X4較小。影響X4的參數(shù)與影響X3的參數(shù)相同。
分配比X4對應于權(quán)利要求中的第一壁流量的比。
參照圖6-8，現(xiàn)在將描述多點噴射(MPI)系統(tǒng)的噴油器(其中燃油被噴射進氣閥的閥體)的發(fā)明者的分析結(jié)果。假定發(fā)動機的每一氣缸具有一個或兩個進氣閥。也假定如果兩個進氣閥被設置，則噴油器具有兩個面向每一閥的噴油嘴。圖6-8每一區(qū)域的沿垂直方向的寬度表示分配比Xn。
參照圖6，燃燒燃油汽化得越多和直接流入燃燒室5并被燃燒的燃油的比X0越大，則在噴油器21周圍的氣體的溫度越高。如由圖中的虛線所表示的，當發(fā)動機1的進氣負壓較大時，分配比X0的范圍也變大。
另一方面，如果發(fā)動機1的進氣負壓變大，噴射燃油擴散，則附著于進氣口4的壁表面4a的燃油分配比X2增加。
參照圖7，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加，由于進氣口4的氣流率增加，則燃燒室5的噴射燃油的進氣率也增加。換句話說，分配比X0、X3和X4增加。
參照圖8，與排氣沖程中的標準燃油噴射相比，通過執(zhí)行進氣沖程中的燃油噴射，分配比X0、X3和X4增加。這是因為在從開啟的進氣閥15燃燒室5吸入空氣的狀態(tài)下燃油噴射被執(zhí)行，所以噴射的燃油與進氣一起很容易被吸入燃燒室5。由于進氣閥15和排氣閥16的開啟期的重疊，所以當進氣閥15開啟時保留在燃燒室5中的熱燃燒氣體可回流到進氣口4。
如果在進氣沖程之后馬上執(zhí)行燃油噴射，由于向后流動的燃燒氣的高溫和動能，所以將促進燃油的汽化，并且因此將增加分配比X0。
參照圖6-8中所示的特性曲線圖，根據(jù)噴油器21周圍氣體的溫度、發(fā)動機1的負荷和發(fā)動機1的轉(zhuǎn)速，確定分配比Xn的值。圖6-8的特性曲線圖適用于在進氣道中具有進氣節(jié)流閥的發(fā)動機和在進氣閥中不具有VTC機構(gòu)的發(fā)動機。然而，如在VTC機構(gòu)28的情況下，配氣正時變化較小的VTC機構(gòu)在容差范圍內(nèi)。
在這里未考慮例如不具有進氣節(jié)流閥但通過特殊進氣閥可調(diào)整進氣體積的發(fā)動機、具有電磁型進氣閥的發(fā)動機和具有可變壓縮比的發(fā)動機。
圖6的噴油器周圍的氣體溫度為空氣和由噴油器21所噴射的燃油周圍的剩余氣體的周圍溫度，并且通過進氣溫度傳感器44或水溫傳感器45的檢測溫度被估計。
僅通過計算便可獲得圖6-8中所示的分配比X0-X4的特性曲線圖，所以當其被實際應用時，應根據(jù)發(fā)動機規(guī)格對這些分配比的數(shù)值進行調(diào)整。例如，當噴射正時變化不大時，可不考慮噴射器21的燃油噴射正時的影響。在這種情況下，根據(jù)氣體的流率和進氣負壓，可進行下列公式15的校正以確定分配比X0-X4。
X0＝X0P·X0N(15)其中X0P＝根據(jù)溫度和壓力的基本分配比(％)X0N＝轉(zhuǎn)速校正系數(shù)(絕對值)。
根據(jù)噴油器周圍的氣體的溫度和進氣負壓，燃油分配比計算單元52通過查尋圖13中所示的特性曲線圖計算基本分配比X0P。該圖對應于圖6中所示的分配比X0的特性曲線。該圖被事先存儲在控制器31的存儲器(ROM)中。進氣溫度傳感器44的檢測溫度被用做噴油器周圍的氣體的溫度，溫度傳感器46的檢測壓力被用做噴油器周圍的氣體的進氣負壓。
在圖13中，Pm表示進氣負壓。KPT#為將汽化壓力變換為溫度的系數(shù)。如圖中所示，噴油器周圍氣體的溫度越高，噴油器周圍氣體的進氣負壓Pm的值越大，則基本分配比(％)增加。當發(fā)動機1的負荷較小時，進氣負壓Pm變大。代替進氣負壓Pm，基本燃油噴射量TP可被用做表示發(fā)動機1負荷的值。
通過查尋具有如圖14中所示的特性曲線圖，根據(jù)由曲軸轉(zhuǎn)角傳感器33所檢測的發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne，轉(zhuǎn)速校正系數(shù)X0N被計算。該圖對應于圖7的分配比X0的特性曲線，并且被設置以使隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne的增加，轉(zhuǎn)速校正系數(shù)X0N采用更大的值。該圖被事先存儲在控制器31的存儲器(ROM)中。
緊接著，通過查尋具有圖15中所示的特性曲線的圖，燃油分配比計算單元52根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne計算分配比X3和X4。參照圖6，分配比X3和X4基本不受噴油器21周圍氣體溫度的影響。因此，僅取決于發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne，可確定分配比X3和X4。該圖被事先存儲在控制器31的存儲器(ROM)中。
使用通過上述方法所獲得的分配比X0、X3和X4，通過下列公式(16)和(17)，燃油分配比計算單元52計算分配比X1和X2。
X1＝{100-(X0+X3+X4)}·BT# (16)X2＝{100-(X0+X3+X4)}·(1-BT#) (17)其中BT#＝進氣閥直接附著率。
附著于進氣閥15的部分15a的燃油分配比YnY0為作為氣體或細微粒噴霧流入燃燒室5并被燃燒的附著于部分15a的燃油的燃油比。影響分配比Y0的參數(shù)為燃油揮發(fā)性、進氣閥溫度、在噴油器21周圍的氣體溫度、在附著表面附近的氣流率、進氣負壓和閥邊緣的形狀。在附著表面的氣流率受進氣閥15的直徑、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、在具有渦流控制閥的發(fā)動機中的渦流控制閥的開啟、進氣閥15的開啟/閉合時間和進氣閥15的閥升程的影響。
分配比Y0對應于權(quán)利要求中的第七汽化燃油量的比。
Y1為附著于燃燒室5的高溫壁表面的、附著于部分15a的燃油的燃油比。分配比Y1可被進一步分成燃油比Y1A，這部分燃油作為油滴或粗微粒噴霧從部分15a移動到燃燒室5，并且附著于高溫壁表面；和燃油比Y1B，這部分燃油作為壁流通過進氣閥15的閥體從部分15a移動到面向燃燒室5或面向燃燒室5中的另一高溫壁表面的部分15b。
影響比Y1A的參數(shù)包括在附著表面附近的氣流率、部分15a的溫度、在噴油器21周圍的氣體溫度或燃油粘度、進氣負壓、進氣閥15的閥邊緣的形狀、流進燃燒室5中的燃油的流入方向和進氣。
影響比Y1B的參數(shù)除了包括影響比Y1A的上述參數(shù)以為，還包括在燃燒室5內(nèi)的空燃混合氣的流動。
分配比Y1對應于在權(quán)利要求中的第六壁流量的比。
Y2為附著于燃燒室5的低溫壁表面的、附著于部分15a的燃油的燃油比。分配比Y2也可被進一步分成燃油比Y2A，這部分燃油作為油滴或粗微粒噴霧從部分15a移動到燃燒室5并且附著于低溫壁表面；和燃油比Y2B，這部分燃油作為壁流通過燃燒室5中的高溫壁表面從部分15a移動到低溫壁表面。影響分配比Y2A的參數(shù)包括氣流率、部分15a的溫度、在噴油器21周圍的氣體溫度或燃油粘度、進氣負壓、閥座端部的形狀和流入燃燒室5中的氣體的流入方向。影響分配比Y2B的參數(shù)除了包括影響Y2A的上述參數(shù)以外，還包括在燃燒室5內(nèi)的氣流。
分配比Y2對應于權(quán)利要求中的第五壁流量的比。
一些燃油附著于部分15a直到下一燃燒循環(huán)。這可由1-Y0-Y1-Y2表示。
附著于進氣口4的壁表面4a的燃油分配比Zn。
Z0為變?yōu)闅怏w或細微粒噴霧、流入燃燒室5并且被燃燒的、附著于壁表面4a的燃油的燃油比。影響Z0的參數(shù)為燃油揮發(fā)性、進氣口壁表面4a的溫度、在噴油器21周圍的氣體溫度、在附著表面附近的氣流率、進氣負壓和閥端部的形狀。
在附著表面附近的氣流率受進氣閥15的直徑、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、在具有渦流控制閥的發(fā)動機中的渦流控制閥的開啟、進氣閥15的開啟/閉合時間和進氣閥15的閥升程的影響。分配比Z0對應于在權(quán)利要求中的第六汽化燃油量的比。
Z1為附著于燃燒室5的高溫壁表面、附著于壁表面4a的燃油的燃油比。分配比Z1可被進一步分成燃油比Z1A，這部分燃油作為油滴或粗微粒噴霧從壁表面4a移動到燃燒室5并且附著于高溫壁表面；和燃油比Z1B，這部分燃油作為壁流從壁表面4a移動到諸如氣缸蓋表面51的燃燒室5的高溫壁表面。
影響分配比Z1的參數(shù)包括在附著表面附近的氣流率、壁表面4a的溫度、在噴油器周圍的氣體溫度或燃油粘度、進氣負壓和流入燃燒室5中的氣體的流入方向。影響分配比Z1B的參數(shù)除了包括影響分配比Z1A的上述參數(shù)以外，還包括在燃燒室5內(nèi)的氣流。
分配比Z1對應于權(quán)利要求中的第四壁流量的比。
Z2為附著于燃燒室5的高溫壁表面、附著于壁表面4a的燃油的燃油比。分配比Z2可被進一步分成燃油比Z2A，這部分燃油作為油滴或粗微粒噴霧從壁表面4a移動到燃燒室5并且附著于高溫壁表面；和燃油比Z2B，這部分燃油作為壁流從壁表面4a移動到燃燒室的高溫壁表面。
影響分配比Z2A的參數(shù)包括在附著表面附近的氣流率、進氣閥15的部分15a的溫度、在噴油器周圍的氣體溫度或燃油粘度、進氣負壓、進氣閥15的閥邊緣的形狀、流入燃燒室5的氣體的流入方向。影響分配比Z2B的參數(shù)除了包括影響分配比Z2A的上述參數(shù)以外，還包括在燃燒室5內(nèi)的氣流。
分配比Z2對應于權(quán)利要求中的第三壁流量的比。
一些燃油附著于壁表面4a直到下一個燃燒循環(huán)。這可由1-Z0-Z1-Z2表示。
圖9示出了根據(jù)上述分析的、附著于進氣閥15的部分15a的燃油分配比Yn的特性曲線。圖10示出了根據(jù)上述分析的、附著于進氣口4的壁表面4a的燃油分配比Zn的特性曲線。在圖9和圖10中，每一區(qū)域的垂直方向的寬度表示分配比Yn和Zn。在垂直軸上的分配比(％)表示相對于整個噴射量的百分比。
參照圖9，當進氣閥15的溫度上升時，附著于部分15a的燃油汽化比Y0也隨之上升。當進氣負壓增加時，汽化比Y0的區(qū)域也隨之增加，如圖中的虛線所示。進氣閥15經(jīng)歷的溫度范圍從冷卻水溫Tw到Tw+300℃。
參照圖10，當進氣口4的壁表面4a的溫度上升時，附著于壁表面4a的燃油的汽化比Z0增加。盡管該特性曲線類似于圖9的汽化比Y0的特性曲線，但由于進氣口4的壁表面4a通過發(fā)動機水套冷卻水溫的效果被冷卻，所以所經(jīng)歷的溫度范圍被限定在冷卻水溫Tw-15℃到冷卻水溫Tw的溫度范圍。
在燃燒室低溫壁表面和燃燒室高溫壁表面之間的分配比特性曲線也不同于圖9的特性曲線。由于由附著到壁表面4a的燃油所引起的口壁流具有大于由附著到進氣閥15的部分15a的燃油所引起的閥壁流的表面區(qū)，并且遷移長度較長，所以比Z1和Z2小于比Y1和Y2。
圖9和圖10中所示的特性曲線的曲線圖被事先存儲在控制器31的存儲器(ROM)中。根據(jù)進氣閥15的溫度和進氣負壓，通過查尋對應于圖9的曲線圖，燃油分配比計算單元52計算分配比Yn。根據(jù)進氣口壁表面4a的溫度和進氣負壓，通過查尋對應于圖10的曲線圖，分配比Zn也被計算。
由壓力傳感器46所檢測的負壓適用于進氣負壓。也可應用和進氣負壓有密切關系的、表示發(fā)動機負荷的值，即例如上述基本燃油噴射量Tp。由水溫傳感器45所檢測的冷卻水溫Tw或低于冷卻水溫Tw15℃的值適用于進氣口4壁表面4a的溫度。根據(jù)冷卻水溫Tw和發(fā)動機1的運行條件，通過一種公知的方法，可計算進氣閥15的溫度。由日本專利局在1991年所公開的第Tokkai Hei 3-124237號專利公開了該計算方法。
附著于燃燒室5的高溫壁表面的燃油分配比VnV0為變?yōu)闅怏w或細微粒噴霧并且燃燒的、附著于高溫壁表面的燃油的燃油比。影響分配比V0的參數(shù)為燃油揮發(fā)性、進氣閥15的部分15b的溫度、面向燃燒室5的排氣閥16的部分的溫度、氣缸蓋壁表面5a的溫度、活塞6的頂部6a的溫度、由壓縮所引起的空燃混合氣的溫度上升、附著表面上的燃燒和氣流率。
附著表面上的氣流率受進氣閥15的直徑、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、在具有渦流控制閥的發(fā)動機中的渦流控制閥的開啟、進氣閥15的開啟/閉合時間和進氣閥15的閥升程的影響。
分配比V0對應于權(quán)利要求中的第三汽化燃油量的比。
V1為在活塞6的膨脹行程后，即在火焰被熄滅并且未經(jīng)燃燒被排出后，根據(jù)在燃燒室5中的燃燒氣體溫度和氣流率，被汽化或變?yōu)榧毼⒘婌F的、附著于高溫壁表面的燃油的燃油比。
影響分配比V1的參數(shù)與影響分配比V0的參數(shù)相同。
分配比V1對應于權(quán)利要求中的第五汽化燃油量的比。
一些燃油仍附著于高溫壁表面直到下一個燃燒循環(huán)。這可由1-V1-V2表示。
附著于燃燒室5的低溫壁表面的燃油的分配比WnW0為被汽化或變?yōu)榧毼⒘婌F并被燃燒的、附著于低溫壁表面的燃油的燃油比。影響分配比W0的參數(shù)為燃油揮發(fā)性、低溫壁表面的溫度、由于壓縮和燃燒所引起的空燃混合氣的溫度上升、在附著表面上的氣流率、燃燒室5的壓力變化、發(fā)動機潤滑油的揮發(fā)性和低溫壁表面的發(fā)動機油附著量。
附著表面上的氣流率受進氣閥15的直徑、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、在具有渦流控制閥的發(fā)動機中的渦流控制閥的開啟、進氣閥15的開啟/閉合時間和進氣閥15的閥升程的影響。
分配比W0對應于權(quán)利要求中的第二汽化燃油量的比。
W1為在活塞6的膨脹行程后，即在火焰被熄滅并且未經(jīng)燃燒被排出后，根據(jù)在燃燒室5中的燃燒氣體溫度和氣流率，被汽化或變?yōu)榧毼⒘婌F的、附著于低溫壁表面的燃油的燃油比。
影響分配比W1的參數(shù)與影響分配比W0的參數(shù)相同。
分配比W1對應于權(quán)利要求中的第四汽化燃油量的比。
W2為由發(fā)動機潤滑油所稀釋的并且流進曲軸箱的、附著于低溫壁表面的燃油的比。附著于低溫壁表面、流進曲軸箱的燃油包括由活塞6的活塞環(huán)所刮去的油中的燃油和從活塞環(huán)和氣缸壁表面5b之間的縫隙泄露的燃油。
影響分配比W2的參數(shù)為發(fā)動機轉(zhuǎn)速、氣缸壁表面5b的溫度、發(fā)動機油油膜的厚度、活塞環(huán)的形狀、活塞環(huán)的張力、氣缸5中的壓力變化、活塞環(huán)間隙和活塞環(huán)裝配間隙。發(fā)動機潤滑油油膜的厚度受發(fā)動機潤滑油的油量、溫度和粘度的影響。
此外，一些燃油仍附著于低溫壁表面直到下一個燃燒循環(huán)。這可由1-W0-W1-W2表示。
圖11示出了根據(jù)上述分析的、附著于燃燒室高溫壁表面的燃油分配比Vn的特性曲線；圖12示出了根據(jù)上述分析的、附著于燃燒室低溫壁表面的燃油分配比Wn的特性曲線。圖11和12垂直方向區(qū)域的寬度表示分配比Vn和Wn。
在圖11的豎軸上的分配比(％)表示相對于燃燒室高溫壁表面的燃油附著量的百分比；在圖12的豎軸上的分配比(％)表示相對于燃燒室低溫壁表面的燃油附著量的百分比。
參照圖11，燃油揮發(fā)比V0隨著燃燒室高溫壁表面溫度的上升而上升。如果發(fā)動機1的進氣負壓增加(如由圖中的虛線所示)，則汽化比V0將變大，并且剩余燃油附著比將相應地下降。燃燒室高溫壁表面的溫度受由空燃混合氣的壓縮和燃燒所引起的溫度上升的影響。
參照圖12，燃油汽化比W0隨著燃燒室低溫壁表面溫度的上升而上升。如果發(fā)動機1的進氣負壓增加(如由圖中的虛線所示)，則汽化比W0將變大，并且剩余燃油附著比將相應地下降。燃燒室低溫壁表面的溫度受由空燃混合氣的壓縮和燃燒所引起的溫度上升的影響。
圖11和12中所示的特性曲線圖被事先存儲在控制器31的存儲器(ROM)中。根據(jù)燃燒室高溫壁表面的溫度和發(fā)動機1的進氣負壓，通過查尋對應于圖11的圖，燃油分配比計算單元52計算分配比Vn。根據(jù)燃燒室低溫壁表面的溫度和發(fā)動機1的進氣負壓，通過查尋對應于圖12的圖，可計算分配比Wn。
燃燒室高溫壁表面具有穿過各個部分的較大溫度梯度，但在這里，由排氣溫度傳感器48所檢測的排氣溫度被用做表示燃燒室高溫壁表面溫度的值以及表示進氣閥15的溫度的值。
燃燒室低溫壁表面的溫度被設置為在Tw～Tw-15℃之間的值。Tw為由水溫傳感器45所檢測的發(fā)動機1的冷卻水溫。
如上所述，本發(fā)明分別分析了附著于燃燒室高溫壁表面的燃油的狀態(tài)和附著于燃燒室低溫壁表面的燃油的狀態(tài)，并且因此使用所獲得的每個狀態(tài)模型對燃油噴射量進行計算和控制。
盡管在氣缸壁表面5b的燃燒室低溫壁表面上和在諸如氣缸蓋壁表面5a和面向燃燒室5的進氣閥15的部分15b的燃燒室高溫壁表面上，附著燃油的揮發(fā)特性具有很大的不同，但通過使用根據(jù)本發(fā)明的每一狀態(tài)模型，可正確地了解噴射燃油的狀態(tài)，特別是可提高在瞬態(tài)下的內(nèi)燃發(fā)動機空燃比控制的精確性。
下面，參照圖16-18，將描述和要求確定單元71和所需要噴射量計算單元75的功能有關的本發(fā)明的第二實施例。
在第一實施例中，根據(jù)由要求確定單元71所確定的要求所需噴射量，計算單元75有選擇地應用公式(10)或(11)計算所需噴射量Fin。
因此，如果要求確定單元71的確定結(jié)果改變，則所需噴射量Fin將逐步改變，因此將改變發(fā)動機輸出，并且可能發(fā)生轉(zhuǎn)矩沖擊。
在本實施例中，為了防止與要求改變同時發(fā)生的轉(zhuǎn)矩沖擊，要求確定單元71根據(jù)每一要求的狀態(tài)計算要求比。
通過進行在公式(10)的計算值和公式(11)的計算值之間的插值計算，所需噴射量計算單元75計算所需噴射量Fin。
除了要求確定單元71和所需噴射量計算單元75以外，該結(jié)構(gòu)與第一實施例的結(jié)構(gòu)相同。每一要求的狀態(tài)被確定如下。
參照圖16，本實施例認為當發(fā)動機起動后的逝去的時間為0時，對發(fā)動機運行穩(wěn)定性的要求為100％，并且對發(fā)動機運行穩(wěn)定性的要求隨著逝去的時間而降低。
參照圖17，本實施例認為直到加速踏板壓下量超過預定量為止，對發(fā)動機輸出功率的需求為0，并且隨著加速踏板壓下量從預定量增大到最大值，對發(fā)動機輸出功率的要求從0增加到100％。
參照圖18，本實施例認為當三元催化轉(zhuǎn)化器9的催化溫度等于或大于激活溫度時，排氣成分要求為100％，在發(fā)動機剛起動后排氣成分要求為0，并且隨著催化溫度的上升要求向100％增加。
具有圖16-18中所示的特性曲線的要求的圖被事先存儲在控制器31的存儲器(ROM)中。
根據(jù)發(fā)動機起動的逝去時間，通過查尋對應于圖16的圖，確定單元71確定發(fā)動機運行穩(wěn)定性的要求；根據(jù)由加速踏板降低傳感器42所檢測的加速踏板降低量，通過查尋對應于圖17的圖，要求確定單元71確定發(fā)動機輸出功率的要求；根據(jù)由催化溫度傳感器43所檢測的溫度，通過查尋對應于圖18的圖，要求確定單元71確定排氣成分的要求。
從要求確定單元71計算的三種要求中，所需噴射量計算單元75選擇具有最大值的要求。另一方面，進行公式(10)和(11)的計算，并且獲得公式(10)的計算結(jié)果Fin1和公式(11)的計算結(jié)果Fin2。根據(jù)這些計算結(jié)果和要求，通過按照下列公式(18)進行插值計算，所需噴射量計算單元75計算所需噴射量Fin。
Fin＝Fin2·(要求/100)+Fin1·(要求/100) (18)通過將根據(jù)要求的插值計算應用到所需噴射量Fin的計算，當要求改變時，不會出現(xiàn)燃油噴射量的突然變化，并且可防止轉(zhuǎn)矩沖擊。
2003年3月11日在日本申請的第Tokugan 2003-064747、2003-064760和2003-064766號專利的內(nèi)容以參照的方式被包含在這里。
盡管參照本發(fā)明的某一實施例，上面已描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于上述的實施例。在權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本領域的技術(shù)人員可對上述實施例進行各種修改和變化。
例如，上述實施例針對的是具有L-jetronic型燃油噴射裝置的內(nèi)燃發(fā)動機1，但本發(fā)明也可被應用于具有D-jetronic型燃油噴射裝置的內(nèi)燃發(fā)動機。
利用附著于燃燒室低溫壁表面的燃油的狀態(tài)模型和附著于燃燒室高溫壁表面的燃油的狀態(tài)模型，根據(jù)本發(fā)明的燃油噴射量的控制也可被應用于其中燃油直接噴射進燃燒室5的直接噴射型內(nèi)燃發(fā)動機。
根據(jù)本發(fā)明的實施例限定的權(quán)利要求如下
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(1)的燃油供給控制裝置，該內(nèi)燃發(fā)動機(1)包括由低溫壁表面(5B)和高溫壁表面(5a、6a、15a)形成的燃燒室(5)，和提供易揮發(fā)的液體燃油到燃燒室(5)的燃油供給機構(gòu)(21)，該裝置包括傳感器(45)，檢測低溫壁表面(5b)的溫度；傳感器(48)，檢測高溫壁表面(5a、6a、15a)的溫度；程序控制器(31)，被編程成分別計算附著于低溫壁表面(5b)的燃油量，附著于高溫壁表面(5a、6a、15a)的燃油量，和相對于由燃油供給裝置(21)所提供的燃油量的、在燃燒室(5)中以氣體或細微粒噴霧的形式所提供的第一汽化燃油量；根據(jù)低溫壁表面(5b)的溫度，計算從附著于低溫壁表面(5b)的燃油汽化的并被燃燒的第二汽化燃油量；根據(jù)高溫壁表面(5a、6a、15a)的溫度，計算從附著于高溫壁表面(5a、6a、15a)的燃油汽化的并被燃燒的第三汽化燃油量；根據(jù)第一汽化燃油量、第二汽化燃油量和第三汽化燃油量，計算在燃燒室(5)中的燃燒燃油量；根據(jù)燃燒燃油量，計算目標燃油噴射量；根據(jù)目標燃油噴射量，控制由燃油供給機構(gòu)(21)提供的燃油量。
2.如權(quán)利要求1中所述的燃油噴射控制裝置，其中控制器(31)還被編程成隨著低溫壁表面(5b)的溫度的上升增加相對于由燃油供給機構(gòu)(21)所提供的燃油量的第二汽化燃油量，和隨著高溫壁表面(5a、6a、15a)的溫度的上升增加相對于由燃油供給機構(gòu)(21)所提供的燃油量的第三汽化燃油量。
3.如權(quán)利要求2中所述的燃油噴射控制裝置，其中發(fā)動機(1)還包括膨脹和收縮燃燒室(5)的活塞(6)，和根據(jù)燃燒室(5)的膨脹將空氣吸入燃燒室(5)的進氣道(3)；所述燃油噴射控制裝置還包括檢測發(fā)動機(1)的進氣負壓的傳感器(46)；并且控制器(31)還被編程成隨著進氣負壓的上升增加相對于由燃油供給機構(gòu)(21)所提供的燃油量的第二汽化燃油量和第三汽化燃油量。
4.如權(quán)利要求1中所述的燃油噴射控制裝置，其中發(fā)動機(1)包括膨脹和收縮燃燒室(5)的活塞(6)，裝有活塞(6)并且由冷卻水冷卻的氣缸(50)和氣缸蓋(49)；燃燒室(5)由氣缸(50)的壁表面(5b)、活塞(6)的頂部(6a)和氣缸蓋(49)的壁表面(5a)構(gòu)成；低溫壁表面(5b)包括氣缸(50)的壁表面(5b)，高溫壁表面包括活塞(6)的頂部(6a)和氣缸蓋(49)的壁表面(5a)。
5.如權(quán)利要求4中所述的燃油噴射控制裝置，其中發(fā)動機(1)還包括進氣道(3)、連接進氣道(3)和燃燒室(5)的形成于氣缸蓋(49)中的進氣口(4)、和開啟及閉合進氣口(4)的進氣閥(15)，燃油供給機構(gòu)(21)包括使燃油向進氣口(4)中的進氣閥(15)噴射的噴油器(21)。
6.如權(quán)利要求5中所述的燃油噴射控制裝置，其中該裝置還包括檢測通過進氣口(4)循環(huán)的氣體的溫度的傳感器(44)，并且控制器(31)還被編程成增加相對于由燃油供給機構(gòu)(21)所提供的燃油量的第一汽化燃油量。
7.如權(quán)利要求1-6中的任何一個所述的燃油噴射控制裝置，其中發(fā)動機(1)還包括排氣道(8)、將燃燒室(5)的排氣排出到排氣道(8)的排氣閥(10)、凈化排氣道(8)中的排氣的三元催化轉(zhuǎn)化器(9)；燃油噴射控制裝置還包括檢測三元催化轉(zhuǎn)化器(9)的催化劑溫度的傳感器(43)；控制器(31)還被編程成根據(jù)低溫壁表面(5b)的溫度計算從附著于低溫壁表面(5b)的燃油所汽化的并被排出到排氣道(8)而未被燃燒的第四汽化燃油量，根據(jù)高溫壁表面(5a、6a、15a)的溫度計算從附著于高溫壁表面(5a、6a、15a)的燃油所汽化的并被排出道排氣道(8)而未被燃燒的第五汽化燃油量，根據(jù)燃燒室(5)中的燃燒燃油量的總量、第四汽化燃油量和第五汽化燃油量，在催化劑溫度已達到激活溫度后，確定目標燃油噴射量以使排氣道(8)中的排氣成分與理論空燃比相對應。
8.如權(quán)利要求7中所述的燃油噴射控制裝置，其中發(fā)動機(1)包括用于驅(qū)動具有加速踏板(41)的車輛的發(fā)動機(1)，該裝置包括檢測加速踏板降低量的傳感器(42)，控制器(31)還被編程成當加速踏板降低量超過預定量時，根據(jù)燃燒燃油量確定目標燃油噴射量從而使發(fā)動機(1)在預定濃空燃比下運轉(zhuǎn)。
9.如權(quán)利要求7中所述的燃油噴射控制裝置，其中控制器(31)還被編程成測量從發(fā)動機(1)起動逝去的時間，并且，直到該逝去時間達到預定的發(fā)動機預熱時間為止，根據(jù)燃燒燃油量確定目標燃油噴射量以使發(fā)動機(1)在預定濃空燃比下運轉(zhuǎn)。
10.如權(quán)利要求1中所述的燃油噴射控制裝置，其中發(fā)動機(1)包括進氣道(3)、氣缸蓋(49)、連接進氣道(3)和燃燒室(5)的形成于氣缸蓋(49)的進氣口(4)，和開啟及閉合進氣口(4)的進氣閥(15)；燃油供給機構(gòu)(21)包括向進氣口(4)中的進氣閥(15)噴射燃油的噴油器(21)；控制器(31)還被編程成分別計算相對于由燃油供給機構(gòu)(21)所提供的燃油量的附著于進氣口(4)的壁表面(4a)的燃油量、附著于進氣閥(15)的燃油量、直接附著于低溫壁表面(5b)的第一壁流量和直接附著于高溫壁表面(5a、6a、15a)的第二壁流量，計算已從進氣口(4)的壁表面(4a)移動并附著于低溫壁表面(5b)的第三壁流量和已從進氣口(4)的壁表面(4a)移動并附著于高溫壁表面(5a、6a、15a)的第四壁流量，計算已從進氣閥(15)移動并附著于低溫壁表面(5b)的第五壁流量和已從進氣閥(15)移動并附著于高溫壁表面(5a、6a、15a)的第六壁流量，根據(jù)第一壁流量、第三壁流量和第五壁流量計算附著于低溫壁表面(5b)的燃油量，根據(jù)第二壁流量、第四壁流量和第六壁流量計算附著于高溫壁表面(5a、6a、15a)的燃油量。
11如權(quán)利要求10中所述的燃油噴射控制裝置，其中控制器(31)還被編程成計算為附著于進氣口(4)的壁表面(4a)的燃油量的一部分的、流入燃燒室(5)的第六汽化燃油量和為附著于進氣閥(15)的燃油的一部分的、流入燃燒室(5)的第七汽化燃油量；根據(jù)第一汽化燃油量、第六汽化燃油量和第七汽化燃油量計算燃燒燃油量。
12.如權(quán)利要求11中所述的燃油噴射控制裝置，其中該裝置還包括檢測發(fā)動機(1)的冷卻水溫的傳感器(45)，并且控制器(31)還被編程成隨著冷卻水溫的上升增加第一汽化燃油量。
13.如權(quán)利要求11中所述的燃油噴射控制裝置，其中該裝置還包括檢測進氣閥(15)的溫度的傳感器(48)，并且控制器(31)還被編程成根據(jù)冷卻水溫計算進氣口(4)的壁表面(4a)的溫度；隨著進氣口(4)的壁表面(4a)的溫度的上升增加相對于附著于進氣口(4)的壁表面(4a)的燃油的第六汽化燃油量；和隨著進氣閥(15)的溫度的上升增加相對于附著于進氣閥(15)的燃油的第七汽化燃油量。
14.如權(quán)利要求11中所述的燃油噴射控制裝置，其中該裝置還包括檢測發(fā)動機(1)的進氣負壓的傳感器(46)，并且控制器(31)還被編程成隨著進氣負壓的上升增加第一汽化燃油量。
15.如權(quán)利要求11中所述的燃油噴射控制裝置，其中該裝置還包括檢測發(fā)動機(1)的進氣負壓的傳感器(46)，并且控制器(31)還被編程成隨著進氣負壓的上升增加相對于附著于進氣閥(15)的燃油的第七汽化燃油量。
16.如權(quán)利要求11-15中的任何一個所述的燃油噴射控制裝置，其中控制器(31)還被編程成根據(jù)噴油器(21)的燃油噴射正時計算第一汽化燃油量，附著于進氣口(4)的壁表面(4a)的燃油量，附著于進氣閥(15)的燃油量，相對于燃油供給機構(gòu)(21)所提供的燃油量的第一壁流量和第二壁流量。
17.一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(1)的燃油供給控制方法，該內(nèi)燃發(fā)動機(1)包括由低溫壁表面(5B)和高溫壁表面(5a、6a、15a)形成的燃燒室(5)和將易揮發(fā)的液體燃油提供到燃燒室(5)的燃油供給機構(gòu)(21)，該方法包括確定低溫壁表面(5b)的溫度；確定高溫壁表面(5a、6a、15a)的溫度；分別計算附著于低溫壁表面(5b)的燃油量、附著于高溫壁表面(5a、6a、15a)的燃油量，和相對于由燃油供給裝置(21)所提供的燃油量的、在燃燒室(5)中以氣體或細微粒噴霧的形式所提供的第一汽化燃油量；根據(jù)低溫壁表面(5b)的溫度計算從附著于低溫壁表面(5b)的燃油汽化的并被燃燒的第二汽化燃油量；根據(jù)高溫壁表面(5a、6a、15a)的溫度計算從附著于高溫壁表面(5a、6a、15a)的燃油汽化的并被燃燒的第三汽化燃油量；根據(jù)第一汽化燃油量、第二汽化燃油量和第三汽化燃油量，計算在燃燒室(5)中的燃燒燃油量；根據(jù)燃燒燃油量，計算目標燃油噴射量；根據(jù)目標燃油噴射量，控制由燃油供給機構(gòu)(21)提供的燃油量。
全文摘要
內(nèi)燃發(fā)動機(1)的燃燒室(5)的壁表面被分成包括其它部分的低溫壁表面(5b)和高溫壁表面(5a、6a、15a)，并且形成附著于這些壁表面的燃油的狀態(tài)模型。根據(jù)壁表面的溫度，特別是在瞬態(tài)情況下，通過確定在各個模型中的從壁表面所汽化的并被燃燒的燃油的比和被排出而未被燃燒的燃油的比，通過這些狀態(tài)模型能夠準確地了解在燃燒室(5)中的所燃燒的燃油量和在排氣中所排出的燃油量。
文檔編號F02D41/04GK1538056SQ20041002843
公開日2004年10月20日 申請日期2004年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月11日
發(fā)明者永石初雄, 吉野太容, 容 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社