專利名稱：發(fā)動機的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機的控制裝置，尤其涉及檢測燃料性狀以及發(fā)動機內(nèi)殘留燃料量，基于這些對發(fā)動機進行最佳控制的發(fā)動機的控制裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著北美、歐洲、國內(nèi)等的汽車用發(fā)動機的排氣限制強化，正要求發(fā)動機的排氣性能(排放特性)的進一步提高。觸媒的高性能化以及觸媒控制的高精度化得到發(fā)展，從發(fā)動機排出的排氣在啟動時排出的量為主導因素。一方面，在發(fā)動機停止時，在吸氣通路內(nèi)、發(fā)動機(氣缸)內(nèi)等殘留一定量的燃料，進一步在發(fā)動機停止中由于從燃料噴射閥泄漏出的燃料等而在吸氣通路內(nèi)以及氣缸內(nèi)存在殘留燃料。由于殘留燃料與在發(fā)動機啟動時從燃料噴射閥供給的燃料一起燃燒，所以其作為啟動控制的干擾而使排氣性能惡化。
另外，一般對于燃料存在一定的性狀離散，根據(jù)其性狀的不同，導致低溫時的氣化率發(fā)生變化。根據(jù)燃料氣化率的差，啟動時的最佳燃料量也變化，所以以往提出了檢測燃料性狀的各種方式，然而，從早期檢測的觀點出發(fā)大多在啟動時進行檢測，殘留燃料便成為檢測燃料性狀的較大的干擾。
在下述專利文獻1中公開了一種發(fā)動機的控制裝置，檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化率ΔNe，根據(jù)與水溫、吸氣溫、大氣壓等對應的圖表(map)，基于ΔNe和填充效率來判斷重質(zhì)度。本控制裝置中基于的原理是，通過檢測ΔNe、即燃燒轉(zhuǎn)矩，得到燃料氣化率(燃燒燃料量或燃燒空然比)，間接檢測與其對應的燃料性狀。
另外，在下述專利文獻2中公開了一種控制裝置，基于基準發(fā)動機轉(zhuǎn)速和基準發(fā)動機負荷狀態(tài)下的蒸發(fā)時常數(shù)τ0來運算來運算蒸發(fā)時常數(shù)τ，該蒸發(fā)時常數(shù)τ0表示從發(fā)動機的吸氣系統(tǒng)被吸引到氣缸(燃燒室)內(nèi)的燃料量的時間性變化。在本控制裝置中提出了一種對于控制用計算機低負荷的計算方法，該控制用計算機在發(fā)動機運轉(zhuǎn)中，用于高精度地控制在燃料噴射時沒有被吸入到燃燒室內(nèi)而殘留在吸氣端口的燃料。
并且，在下述專利文獻3中公開了一種控制裝置，在規(guī)定條件成立時(空轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)時等)基于燃料噴射量或與此相關(guān)的某一參數(shù)、和燃燒燃料量或與此相關(guān)的某一參數(shù)之間的關(guān)系，來判定燃料性狀。
專利文獻1特開平7-27010號公報；專利文獻2特開平8-177556號公報；專利文獻3特開2001-107795號公報。
但是，所述專利文獻1如上所述，由于存在于吸氣通路內(nèi)以及氣缸內(nèi)的殘留燃料與在發(fā)動機啟動時從燃料噴射閥供給的燃料一起燃燒，所以燃燒燃料量或燃燒空然比根據(jù)殘留燃料量而變化。由此，由于根據(jù)殘留燃料量，燃料氣化率看上去發(fā)生了變化，所以導致燃料性狀的誤檢測。
另外，所述專利文獻2的技術(shù)并不能在發(fā)動機啟動前檢測出已存在于氣缸內(nèi)或吸氣通路內(nèi)的燃料量，不能解決所述的問題。
而且，根據(jù)所述專利文獻3的控制裝置，燃燒燃料量主要是基于排氣A/F而被檢測出來的，如上所述，在空轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)時等，是在發(fā)動機啟動后并經(jīng)過一定時間后進行的。如上所述，作為課題的在啟動前殘留在吸氣通路或氣缸內(nèi)等的燃料，由于在發(fā)動機啟動后以很短期間被燃燒，在發(fā)動機啟動后并經(jīng)過一定時間后進行，所以可以在難以受到殘留燃料的影響的條件下檢測燃料性狀，然而另一方面，不能對殘留燃料量進行有效且定量的檢測，在下一次的發(fā)動機啟動時，依然沒有考慮殘留燃料的影響來決定發(fā)動機啟動時的燃料噴射量等，所以使得燃燒空然比變化了殘留燃料量，啟動時的排氣性能惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于所述情況而作出的發(fā)明，其目的在于提供一種發(fā)動機的控制裝置，通過在發(fā)動機啟動前對殘留在吸氣通路或氣缸內(nèi)等的燃料和燃料性狀進行分離檢測，從而能設定在發(fā)動機啟動時最佳的燃料噴射量等的參數(shù)，可以實現(xiàn)兼顧啟動時的排氣性能以及運轉(zhuǎn)性能。
為了達到上述目的，在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第一方式中，具備檢測或推斷發(fā)動機的燃燒燃料量的機構(gòu)；和對進行了所述檢測或推斷的燃燒燃料量中的、從燃料噴射閥供給的燃料的燃燒燃料量和從所述燃料噴射閥供給的燃料以外的燃燒燃料量進行分離檢測的機構(gòu)。(參照圖1)即，對發(fā)動機燃燒燃料量中從燃料噴射閥供給的燃燒燃料量和除從燃料噴射閥供給的燃料以外的燃燒燃料量進行分離檢測，以良好的精度檢測燃料燃燒系統(tǒng)的狀態(tài)。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第二方式中，所述燃燒燃料量檢測推斷機構(gòu)具有對第一燃燒燃料量或燃料氣化率進行檢測的第一檢測機構(gòu)、和對第二燃燒燃料量或燃料氣化率進行檢測的第二檢測機構(gòu)；所述分離檢測機構(gòu)具有基于所述第一以及第二檢測機構(gòu)的檢測結(jié)果來推斷從燃料噴射閥供給的燃料以外的燃燒燃料量的機構(gòu)(從該第二方式到第四方式參照圖2)。
即，對從燃料噴射閥供給的燃燒燃料量和從燃料噴射閥供給的燃料以外的燃燒燃料量進行分離檢測的機構(gòu)，例如具有對包括從燃料噴射閥供給的燃燒燃料量和從燃料噴射閥供給的燃料以外的燃燒燃料量這二者的燃燒燃料量進行檢測的第一(燃燒燃料量或燃料氣化率)檢測機構(gòu)、和僅對從燃料噴射閥供給的燃燒燃料量進行檢測的第二(燃燒燃料量或燃料氣化率)檢測機構(gòu)，根據(jù)二者的檢測結(jié)果(檢測值等)的差等來求出從燃料噴射閥供給的燃料以外的燃燒燃料量。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第三方式中，所述分離檢測機構(gòu)基于所述第一檢測機構(gòu)的檢測結(jié)果和所述第二檢測機構(gòu)的檢測結(jié)果之差或比，來推斷從燃料噴射閥供給的燃料以外的燃燒燃料量。
即，以第二方式的說明內(nèi)容為基準，例如具有對包括從燃料噴射閥供給的燃燒燃料量和除從燃料噴射閥供給的燃料以外的燃燒燃料量這二者的燃燒燃料量進行檢測的第一(燃燒燃料量或燃料氣化率)檢測機構(gòu)、和僅對從燃料噴射閥供給的燃燒燃料量進行檢測的第二(燃燒燃料量或燃料氣化率)檢測機構(gòu)，根據(jù)二者的檢測結(jié)果(檢測值等)之差或比來求出從燃料噴射閥供給的燃料以外的燃燒燃料量。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第四方式中，所述分離檢測機構(gòu)，作為從所述燃料噴射閥供給的燃料以外的燃燒燃料量，檢測發(fā)動機啟動前在氣缸、吸氣通路、排氣通路等中存在的殘留燃料量。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第五方式中，所述分離檢測機構(gòu)具有基于所述第一或第二檢測機構(gòu)的檢測結(jié)果來推斷燃料性狀的機構(gòu)。(參照圖3)即，以第二方式的說明內(nèi)容為基準，例如具有僅對從燃料噴射閥供給的燃燒燃料量進行檢測的第二(燃燒燃料量或燃料氣化率)檢測機構(gòu)，此時的燃燒燃料量或氣化率的變化量與殘留燃料無關(guān)，而取決于從燃料噴射閥供給的燃料的燃料性狀。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第六方式中，所述分離檢測機構(gòu)在第二燃料氣化率比第一燃料氣化率低時，基于第二燃料氣化率來求出燃料性狀，基于第一燃料氣化率和第二燃料氣化率之差或比來求出殘留燃料量。
即，以第二方式的說明內(nèi)容為基準，例如具有對包括從燃料噴射閥供給的燃燒燃料量和從燃料噴射閥供給的燃料以外的燃燒燃料量這二者的燃燒燃料量進行檢測的第一(燃燒燃料量或燃料氣化率)檢測機構(gòu)、和僅對從燃料噴射閥供給的燃燒燃料量進行檢測的第二(燃燒燃料量或燃料氣化率)檢測機構(gòu)，根據(jù)二者的檢測結(jié)果(檢測值等)之差或比來求出從燃料噴射閥供給的燃料以外的燃燒燃料量，即殘留燃料量。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第七方式中，具有基于所述分離檢測機構(gòu)的檢測結(jié)果來運算與發(fā)動機控制相關(guān)的參數(shù)的機構(gòu)(參照圖5)。
即，基于所述的方式來分離檢測對啟動時的排氣性能以及運轉(zhuǎn)性能帶來影響的殘留燃料量以及燃料性狀，基于其結(jié)果，使與發(fā)動機控制相關(guān)的參數(shù)、例如發(fā)動機啟動時的燃料噴射量等最佳化。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第八方式中，所述第一檢測機構(gòu)，以由所述殘留燃料帶來的燃燒燃料量變化的影響、和由所述燃料性狀帶來的燃燒燃料量變化的影響這二者都存在的期間作為檢測期間；所述第二檢測機構(gòu)，以由所述燃料性狀帶來的燃燒燃料量變化的影響存在的期間作為檢測期間。
即，啟動前在發(fā)動機內(nèi)等殘留的殘留燃料，在發(fā)動機啟動后在短期間內(nèi)被燃燒，所以發(fā)動機啟動后，規(guī)定時間內(nèi)進行的第一檢測機構(gòu)的檢測結(jié)果成為包括從燃料噴射閥供給的燃燒燃料量和除從燃料噴射閥供給的燃料以外的燃燒燃料量(殘留燃料量)這二者的結(jié)果。另一方面，發(fā)動機啟動后，在經(jīng)過規(guī)定時間后進行的第二檢測機構(gòu)的檢測結(jié)果不受殘留燃料量的影響，而僅受從燃料噴射閥供給的燃燒燃料量即燃料性狀的影響。這樣，在各影響要素的影響度不同的期間，分別檢測燃燒燃料量，并比較這些結(jié)果，以此來分離殘留燃料的影響和燃料性狀的影響。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第九方式中，所述第一檢測機構(gòu)在發(fā)動機啟動后經(jīng)過規(guī)定時間內(nèi)檢測燃燒燃料量或燃料氣化率；所述第二檢測機構(gòu)在發(fā)動機啟動后經(jīng)過規(guī)定時間后檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
即，該第九方式是以第八方式的說明為基準的。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第十方式中，所述第一檢測機構(gòu)當發(fā)動機的冷卻水溫在規(guī)定溫度A以下時檢測燃燒燃料量或燃料氣化率；所述第二檢測機構(gòu)當發(fā)動機的冷卻水溫在規(guī)定溫度B以下時檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
即，由于因燃料性狀差導致的氣化率差在規(guī)定溫度(例如冷卻水溫60攝氏度以下)時產(chǎn)生，所以將溫度定義為檢測條件。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第十一方式中，所述第一以及第二檢測機構(gòu)將經(jīng)過時間的測算開始時刻和發(fā)動機啟動時刻作為發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)變?yōu)楸?大的時刻。
即，發(fā)動機啟動并不是在初爆發(fā)發(fā)生和完成爆發(fā)時，而使指發(fā)動機從停止狀態(tài)過度到非停止狀態(tài)的瞬間。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第十二方式中，所述第一以及第二檢測機構(gòu)基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速來檢測燃燒燃料量或燃料氣化率(該第十二方式和第十三方式參照圖7)。
即，是指通過檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速、換句話說燃燒轉(zhuǎn)矩，而得到燃料氣化率(燃燒燃料量和燃燒空燃比)。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第十三方式中，所述第一以及第二檢測機構(gòu)基于發(fā)動機的排氣成分來檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
即，是指通過檢測排氣成分，而得到燃料氣化率(燃燒燃料量和燃燒空燃比)。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第十四方式中，所述第一檢測機構(gòu)基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速變?yōu)橐?guī)定值C之后至變?yōu)橐?guī)定值D以上為止的時間T0，來檢測燃燒燃料量或燃料氣化率(從該第十四方式到第二十二方式參照圖8)。
即，以第八方式的說明為基準，啟動前在發(fā)動機內(nèi)等殘留的殘留燃料，在發(fā)動機啟動后在短期間內(nèi)被燃燒，所以發(fā)動機啟動后，規(guī)定時間內(nèi)進行的第一檢測機構(gòu)的檢測，基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速變?yōu)橐?guī)定值C以上之后到發(fā)動機轉(zhuǎn)速變?yōu)橐?guī)定值D以上為止的時間T0來進行。此時，規(guī)定值C例如是比由啟動電動機得到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速稍大的值，是通過所謂的初爆發(fā)得到發(fā)動機轉(zhuǎn)速；規(guī)定值D也可以是相當于完成爆發(fā)時的值(1000rpm)等。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第十五方式中，所述第一檢測機構(gòu)基于發(fā)動機的初爆發(fā)產(chǎn)生后至發(fā)動機以規(guī)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)為止的時間T1，來檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
即，以第八方式以及第十四方式的說明為基準，啟動前在發(fā)動機內(nèi)等殘留的殘留燃料，在發(fā)動機啟動后在短期間內(nèi)被燃燒，所以發(fā)動機啟動后，規(guī)定時間內(nèi)進行的第一檢測機構(gòu)的檢測，基于發(fā)動機的初爆發(fā)產(chǎn)生后至發(fā)動機以規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)為止的時間T1來進行。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第十六方式中，所述第一檢測機構(gòu)基于發(fā)動機的初爆發(fā)產(chǎn)生后至發(fā)動機轉(zhuǎn)速在規(guī)定范圍內(nèi)穩(wěn)定為止的時間T2，來檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
即，是指以第八方式以及第十四方式的說明為基準，因為啟動前在發(fā)動機內(nèi)等殘留的殘留燃料，在發(fā)動機啟動后在短期間內(nèi)被燃燒，所以發(fā)動機啟動后，規(guī)定時間內(nèi)進行的第一檢測機構(gòu)的檢測，基于發(fā)動機的初爆發(fā)產(chǎn)生后至發(fā)動機轉(zhuǎn)速在規(guī)定范圍內(nèi)穩(wěn)定為止的時間T2來進行。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第十七方式中，所述第二檢測機構(gòu)在發(fā)動機的初爆發(fā)產(chǎn)生后發(fā)動機以規(guī)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)之后，檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
即，以第八方式的說明為基準，啟動前在發(fā)動機內(nèi)等殘留的殘留燃料，在發(fā)動機啟動后在短期間內(nèi)被燃燒，所以發(fā)動機啟動后，規(guī)定時間內(nèi)進行的第一檢測機構(gòu)的檢測結(jié)果成為包括從燃料噴射閥供給的燃燒燃料量和從燃料噴射閥供給的燃料以外的燃燒燃料量(殘留燃料量)這二者的結(jié)果。另一方面，發(fā)動機啟動后，在經(jīng)過規(guī)定時間后進行的第二檢測機構(gòu)的檢測結(jié)果不受殘留燃料量的影響，而僅受從燃料噴射閥供給的燃燒燃料量即燃料性狀的影響。由此在本方式中，在發(fā)動機的初爆發(fā)發(fā)生后發(fā)動機以規(guī)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)之后進行第二檢測機構(gòu)的檢測。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第十八方式中，所述第二檢測機構(gòu)在發(fā)動機轉(zhuǎn)速在規(guī)定范圍內(nèi)穩(wěn)定了之后，檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
即，以第八方式以及第十七方式的說明為基準，在本方式中，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速處于規(guī)定范圍內(nèi)且穩(wěn)定了之后進行第二檢測機構(gòu)的檢測。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第十九方式中，所述第一檢測機構(gòu)基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速變?yōu)橐?guī)定值C之后至變?yōu)橐?guī)定值D以上為止的期間中的發(fā)動機轉(zhuǎn)速積分值以及/或發(fā)動機轉(zhuǎn)速的最大值，來檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
即，通過檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速、換句話說燃燒轉(zhuǎn)矩，而得到燃料氣化率(燃燒燃料量或燃燒空燃比)。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第二十方式中，所述第二燃料氣化率檢測機構(gòu)基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變動，來檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
即，通過根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變動檢測燃燒空燃比，從而得到燃料氣化率(燃燒燃料量)。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第二十一方式中，所述第一或第二檢測機構(gòu)基于作為發(fā)動機的排氣成分的HC濃度或CO濃度，來檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
即，利用HC濃度或CO濃度與燃燒空燃比相關(guān)。通過檢測燃燒空燃比，而得到燃料氣化率(燃燒燃料量)。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第二十二方式中，所述第一或第二檢測機構(gòu)基于作為發(fā)動機的排氣成分的空燃比，來檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
即，通過檢測燃燒空燃比，從而得到燃料氣化率(燃燒燃料量)。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第二十三方式中，所述第二檢測機構(gòu)，具有直接或間接檢測從供給到發(fā)動機的燃料噴射至所述排氣成分為止的響應特性的機構(gòu)，并基于所述響應特性，檢測燃燒燃料量或燃料氣化率(自該的二十三方式到的二十五方式參照圖9)。
即，根據(jù)燃料性狀(燃料氣化率)，利用從燃料噴射至排氣成分為止的響應特性變化的現(xiàn)象，來檢測燃料氣化率。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第二十四方式中，所述響應特性在階越響應時間等時域進行檢測。
即，以第二十三方式的說明為基準，使燃料噴射量階越地變化，基于此時的響應時間(例如，63.4％、90％等)，來檢測燃料氣化率。響應時間雖然是時域內(nèi)的處理，但若是其他時域內(nèi)的處理，也一并表明原理上是成立的。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第二十五方式中，所述響應特性在頻率響應特性等頻域進行檢測。
即，以第二十三方式的說明為基準，以規(guī)定頻率、規(guī)定振幅使燃料噴射量振動，基于此時的排氣成分的振幅以及相位，來檢測燃料氣化率。規(guī)定頻率只要是燃料性狀差可分離的頻帶即可。更具體而言，從燃料噴射至空燃比等的排氣成分為止的頻率響應特性，在截止頻率以上時，增益特性衰減，在截止頻率以下時，增益特性大致為1。若燃料性狀不同，則該截止頻率變化。更詳細而言，燃料性狀越是重質(zhì)的(氣化率低)，截止頻率越想低頻側(cè)移動。由此，由此，通過在輕質(zhì)燃料時的截止頻率附近的頻帶使燃料振動，檢測此時的排氣成分的頻率響應特性，從而可以檢測燃料性狀。但是，若頻率過高，則S/N比惡化，直至響應增益變小，所以需要進行最佳化。另外，振幅特性以及相位特性雖然是頻域的處理，但若是其他的頻域的處理，也一并表明原理上是成立的。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第二十六方式中，基于所述殘留燃料量來設定發(fā)動機啟動時的燃料噴射量。
這里，如上所述，殘留燃料由于與在發(fā)動機啟動時從燃料噴射閥供給的燃料一起燃燒，所以成為啟動控制的干擾而使排氣性能惡化。通過所述的方式檢測該殘留燃料，加進所檢測的殘留燃料來設定啟動時的燃料噴射量，以此可以將發(fā)動機啟動時的燃料空燃比控制成所希望的燃料空燃比，由此，改善啟動時的排氣性能和運轉(zhuǎn)性能。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第二十七方式中，具有通知所述檢測后的殘留燃料量以及/或燃料性狀的機構(gòu)。
即，通過所述各方式分離檢測殘留燃料量和燃料性狀。具有將該檢測結(jié)果向車內(nèi)的乘車者或車外通知的機構(gòu)。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第二十八方式中，具有下述機構(gòu)，即當從發(fā)動機停止至發(fā)動機啟動為止經(jīng)過的時間在規(guī)定值以下且所述檢測后的繞了燃料量在規(guī)定值以上時，判斷為燃料系統(tǒng)異常并進行通知。
即，發(fā)動機停止時間不限于規(guī)定值以下，當殘留燃料量在規(guī)定值以上時，例如鑒于以燃料噴射閥的油封惡化等為原因，擔心在發(fā)動機停止中向發(fā)動機外(大氣中)蒸發(fā)的HC量，從而進行異常通知。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第二十九方式中，具有下述機構(gòu)，即當通過所述第二檢測機構(gòu)檢測出來的第二燃料氣化率比通過所述第一檢測機構(gòu)檢測出來的第一燃料氣化率高時，基于該第二燃料氣化率，求出燃料性狀，基于所述第一燃料氣化率和第二燃料氣化率之差或比判斷為產(chǎn)生了使燃料氣化率惡化的發(fā)動機異常。
即，如在第八方式中說明的那樣，啟動前在發(fā)動機內(nèi)等殘留的殘留燃料，在發(fā)動機啟動后在短期間內(nèi)被燃燒，所以發(fā)動機啟動后，規(guī)定時間內(nèi)進行的第一檢測機構(gòu)的檢測結(jié)果成為包括從燃料噴射閥供給的燃燒燃料量和從燃料噴射閥供給的燃料以外的燃燒燃料量(殘留燃料量)這二者的結(jié)果。另一方面，發(fā)動機啟動后，在經(jīng)過規(guī)定時間后進行的第二檢測機構(gòu)的檢測結(jié)果不受殘留燃料量的影響，而僅受從燃料噴射閥供給的燃燒燃料量即燃料性狀的影響。由此，由第一檢測機構(gòu)得到燃料氣化率與由第二檢測機構(gòu)得到的燃料氣化率相比，看上去僅高出了殘留燃料量的量。但是，在該關(guān)系顛倒的情況，即，由第一檢測機構(gòu)得到燃料氣化率與由第二檢測機構(gòu)得到的燃料氣化率相比，看上去變低時，判斷為產(chǎn)生了使燃料氣化率惡化的發(fā)動機異常。
在本發(fā)明所涉及的控制裝置的第三十方式中，當發(fā)生了使所述燃料氣化率惡化的發(fā)動機異常時，所述判斷機構(gòu)判斷為處于燃料沉積附著于吸氣閥而使得發(fā)動機的燃料吸入效率惡化的狀態(tài)，并采取相應處理對策。
另一方面，本發(fā)明所涉及的汽車，搭載了所述控制裝置。
根據(jù)本發(fā)明，由于對發(fā)動機啟動前在氣缸或吸氣通路內(nèi)等殘留的燃料和燃料性狀進行分離檢測，所以可以使發(fā)動機啟動時的燃料噴射量等的參數(shù)最佳化，其結(jié)果，兼顧啟動時的排氣性能以及運轉(zhuǎn)性能而實現(xiàn)最佳化。


圖1是用于說明本發(fā)明所涉及的控制裝置的第一方式的圖。
圖2是用于說明本發(fā)明所涉及的控制裝置的第二方式～第四方式的圖。
圖3是用于說明本發(fā)明所涉及的控制裝置的第五方式的圖。
圖4是用于說明本發(fā)明所涉及的控制裝置的第六方式的圖。
圖5是用于說明本發(fā)明所涉及的控制裝置的第七方式的圖。
圖6是用于說明本發(fā)明所涉及的控制裝置的第八方式～第二十二方式的圖。
圖7是用于說明本發(fā)明所涉及的控制裝置的第十二方式以及第十三方式的圖。
圖8是用于說明本發(fā)明所涉及的控制裝置的第十四方式～第二十二方式的圖。
圖9是用于說明本發(fā)明所涉及的控制裝置的第二十三方式～第二十五方式的圖。
圖10是表示應用了本發(fā)明所涉及的控制裝置的各實施方式的發(fā)動機的概略構(gòu)成圖。
圖11是表示第一實施方式的控制單元的內(nèi)部構(gòu)成的圖。
圖12是第一實施方式的控制系統(tǒng)圖。
圖13是用于說明第一實施方式中的基本燃料噴射量運算機構(gòu)的圖。
圖14是用于說明第一實施方式中的第一氣化率檢測允許判斷機構(gòu)的圖，是表示了一部分的框圖。
圖15是用于說明第一實施方式中的升速指數(shù)運算機構(gòu)的圖。
圖16是用于說明第一實施方式中的第一氣化率檢測機構(gòu)的圖。
圖17是用于說明第一實施方式中的第二氣化率檢測允許判斷機構(gòu)的圖。
圖18是用于說明是第一實施方式中的空燃比F/B修正量運算機構(gòu)的圖。
圖19是用于說明第一實施方式中的空燃比修正量運算機構(gòu)的圖。
圖20是用于說明第一實施方式中的頻率響應特性運算機構(gòu)的圖。
圖21是用于說明第一實施方式中的第二氣化率檢測機構(gòu)的圖。
圖22是用于說明第一實施方式中的殘留燃料量以及燃料性狀檢測機構(gòu)的圖。
圖23是第二實施方式的控制系統(tǒng)圖。
圖24是用于說明第二實施方式中的入口與出口空燃比差運算機構(gòu)的圖。
圖25是用于說明第二實施方式中的第一氣化率檢測機構(gòu)的圖。
圖26是表示第三實施方式的控制單元的內(nèi)部構(gòu)成的圖。
圖27是第三實施方式的控制系統(tǒng)圖。
圖28是用于說明第三實施方式中的停車時履歷運算機構(gòu)的圖。
圖29是用于說明第三實施方式中的殘留燃料量以及燃料性狀檢測機構(gòu)的一例的圖。
圖30是用于說明第三實施方式中的殘留燃料量以及燃料性狀檢測機構(gòu)的其他例子的圖。
圖中10-發(fā)動機；19-水溫傳感器；24-空氣流量傳感器；30-燃料噴射閥；36-曲柄角傳感器(轉(zhuǎn)速傳感器)；50-三元觸媒；51-A/F傳感器；52-O2傳感器；100-控制單元；130-第一氣化率檢測允許判斷機構(gòu)；140-升速指數(shù)運算機構(gòu)；150-第一氣化率檢測機構(gòu)；160-第二氣化率檢測機構(gòu)；170-頻率響應特性運算機構(gòu)；180-第二氣化率檢測機構(gòu)；190-殘留燃料量以及燃料性狀檢測機構(gòu)；210-入口與出口空燃比差運算機構(gòu)；250-第一氣化率運算機構(gòu)；310-停車時履歷運算機構(gòu)。
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明發(fā)動機的控制裝置的實施方式進行說明。
圖10是一起表示本發(fā)明的控制裝置的實施方式(各實施方式共通)及應用了所述實施方式的車載用發(fā)動機的一例的概略構(gòu)成圖。
圖示的發(fā)動機10，是例如具有4個氣缸#1、#2、#3、#4(參照圖12)的多氣缸發(fā)動機，并具有氣缸12和自由滑動地嵌插于該氣缸12的各氣缸#1、#2、#3、#4內(nèi)的活塞15，在該活塞15上方劃分出燃燒室17。在各氣缸#1、#2、#3、#4的燃燒室17相鄰地設置有火花塞35。
用于燃燒燃料的空氣從在吸氣通路20的起始端部設置的空氣過濾器21取得，通過空氣流量傳感器24，通過電制節(jié)流閥25流入到收集器27，從該收集器27，經(jīng)由在所述吸氣通路20的下游端配置的提升時期控制型電磁驅(qū)動吸氣閥28，被吸入到各氣缸#1、#2、#3、#4的燃燒室17。另外，在所述吸氣通路20的下游部分(吸氣端口)配有燃料噴射閥30。
被吸入到燃燒室17的空氣和從燃料噴射閥30噴射出來燃料的混合氣，通過火花塞35的火花點火而燃燒，其燃燒廢氣(排氣)從燃燒室17，經(jīng)由提升時期控制型電磁排氣閥48，被排出到形成排氣通路40的上游部分的個別通路部40A(參照圖12)，從該個別通路部40A通過排氣集合部40B流入配置在排氣通路40的三元觸媒50并進行了凈化，之后被排出到外部。
另外，在排氣通路40的比三元觸媒50更下游側(cè)配有O2傳感器52，在排氣通路40的比三元觸媒50更上游側(cè)的排氣集合部40B配有A/F傳感器51。
所述A/F傳感器51具有對于排氣中所包含的氧氣的濃度線性的輸出特性。排氣中的氧氣濃度和空燃比的關(guān)系大致為線性，因此通過檢測氧氣濃度的A/F傳感器51，可以求出所述排氣集合部40B的空燃比。排氣中的氧氣濃度和空燃比的關(guān)系大致為線性，因此通過檢測氧氣濃度的A/F傳感器51，可以求出空燃比。在控制單元100(后述)中，根據(jù)來自A/F傳感器51的信號算出三元觸媒50上游的空燃比，根據(jù)來自O2傳感器52的信號算出下游的氧氣濃度或相對于理想配比是高還是低。另外，利用兩傳感器51、52的輸出來進行逐次修正燃料噴射量或空氣量的F/B控制，使得三元觸媒50的凈化效率變得最佳。
另外，從燃燒室17排除到排氣通路40的排氣氣體的一部分，根據(jù)需要經(jīng)由EGR通路41被導入吸氣通路20，經(jīng)由吸氣通路20的分支通路部而環(huán)流至各氣缸的燃燒室17。在所述EGR通路41中插入安抓有調(diào)整EGR率用的EGR閥42。
而且，在本實施方式的控制裝置1中，為了進行發(fā)動機10的各種控制，而配備了內(nèi)置微型計算機的控制單元100。
控制單元100基本上如圖11所示那樣，由CPU101、輸入電路102、輸入輸出端口103、RAM104、ROM105等構(gòu)成。
向控制單元100供給下述的信號等來作為輸入信號，即通過空氣流量傳感器24檢測的吸入空氣量所對應的信號；通過節(jié)流傳感器34檢測的節(jié)流閥25的開度所對應的信號；從曲柄角傳感器(轉(zhuǎn)速傳感器)37得到的表示曲軸18的旋轉(zhuǎn)(發(fā)動機轉(zhuǎn)速)·相位的信號(從曲柄角傳感器37，例如按照每旋轉(zhuǎn)1度的旋轉(zhuǎn)角輸出信號)；來自在排氣通路40的配置在比三元觸媒50更下游側(cè)的O2傳感器52的、表示三元觸媒50下游的氧氣O2濃度或相對于理想配比是高還是低的信號；通過在排氣通路40的比觸媒50更上游側(cè)的排氣集合部40B配置的A/F傳感器51檢測的氧氣濃度(空燃比)所對應的信號；通過配置在氣缸12的水溫傳感器19檢測的發(fā)動機冷卻水溫所對應的信號；從加速踏板傳感器36得到的加速踏板的踏入量(表示駕駛者的要求轉(zhuǎn)矩)所對應的信號。
在控制單元100中，輸入A/F傳感器51、O2傳感器52、節(jié)流傳感器34、空氣流量傳感器24、曲柄角傳感器37、水溫傳感器19、加速踏板傳感器36等各傳感器的輸出，控制單元100根據(jù)這些傳感器的輸出來識別發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，基于該運轉(zhuǎn)狀態(tài)，運算吸入空氣量、燃料噴射量、點火時期等發(fā)動機的只要操作量。由控制單元100運算的燃料噴射量被變換為開閥脈沖信號，從燃料噴射閥驅(qū)動電路117輸送到燃料噴射閥30。另外，驅(qū)動信號從點火輸出電路116被輸送到火花塞35，使得在由控制單元100運算的點火時期進行點火。
更詳細而言，在控制單元100中，當在輸入電路102進行噪聲除去等的信號處理后，被輸送到輸入輸出端口103。輸入端口的值被保存在RAM104中，在CPU內(nèi)進行運算處理。記述了運算處理的內(nèi)容的控制程序被預先寫入ROM105中。按照控制程序運算的表示各執(zhí)行器操作量的值被保存在RAM104，之后被輸送到輸出端口103。
設置ON·OFF信號，使得對火花塞35的驅(qū)動信號在點火輸出電路116內(nèi)的一次側(cè)線圈流通時為ON，在非流通時為OFF。點火時期是從ON變?yōu)镺FF的時刻。在輸出端口103設置的火花塞35用的信號由點火輸出電路116被放大為點火所需的足夠的功率并被供給到火花塞35。另外，設置ON·OFF信號，使得燃料噴射閥30的驅(qū)動信號(開閥脈沖信號)在開閥時為ON，在閉閥時為OFF，且該信號被放大為由燃料噴射閥驅(qū)動電路117將燃料噴射閥30開閥所需的充分的功率并供給到燃料噴射閥30。實現(xiàn)電制節(jié)流閥25的目標開度的驅(qū)動信號，經(jīng)過電控節(jié)流驅(qū)動電路118而被輸送到電制節(jié)流閥25。
另外，雖然沒有圖示，但還具有提升時期控制型電磁驅(qū)動吸氣閥以及提升時期控制型電磁排氣閥的輸入電路、驅(qū)動電路等。
接著，對控制單元100執(zhí)行的處理內(nèi)容進行具體說明。
圖12是第一實施方式的控制系統(tǒng)圖，控制單元100具有功能框圖所示那樣的基本燃料噴射量(Tp)運算機構(gòu)121、空燃比修正量(Lalpha)運算機構(gòu)122、以及空燃比反饋(F/B)修正量運算機構(gòu)123、第一氣化率檢測允許判斷機構(gòu)130、升速指數(shù)運算機構(gòu)140、第一氣化率檢測機構(gòu)150、第二氣化率檢測允許判斷機構(gòu)160、頻率響應特性運算機構(gòu)170、第二氣化率檢測機構(gòu)180、殘留燃料量以及燃料性狀檢測機構(gòu)190。
通過所述基本燃料噴射量Tp以及空燃比修正量Lalpha運算各氣缸燃料噴射量Ti，以使全氣缸的燃燒空燃比為理論空燃比。第一氣化率是如后述那樣通過啟動時的初爆發(fā)發(fā)生后的規(guī)定期間的發(fā)動機轉(zhuǎn)速積分值來求得。第一氣化率如前所述受殘留燃料和燃料性狀雙方的影響。另一方面，第二氣化率同樣如后述那樣，在發(fā)動機啟動后并經(jīng)過規(guī)定時間后，即不受殘留燃料而僅受燃料性狀的影響的期間，通過空燃比的響應特性求得。另外，檢測第二氣化率時，在規(guī)定頻率使目標空燃比振動，基于A/F傳感器51輸出信號的規(guī)定頻率成分來推斷燃料性狀。更詳細而言，燃料性狀越是重質(zhì)，規(guī)定頻率成分(能譜)變得越小。下面，對各控制框進行詳細說明。
下面，對第一實施方式中的各處理結(jié)構(gòu)進行詳細說明。
<基本燃料噴射量運算機構(gòu)121(圖13)>
在本運算機構(gòu)121中，基于由空氣流量傳感器24檢測的吸入空氣量，運算在任意的運轉(zhuǎn)條件下同時實現(xiàn)目標轉(zhuǎn)矩和目標空燃比的燃料噴射量。具體而言，如圖13所示，運算基本燃料噴射量Tp。在完成爆發(fā)成立時和非成立時，分別運算基本燃料噴射量。完成爆發(fā)成立可以為發(fā)動機轉(zhuǎn)速在規(guī)定值以上、連續(xù)規(guī)定期間的情況。
完成爆發(fā)非成立時，以發(fā)動機冷卻水溫(Twn)和燃料性狀指數(shù)(Ind_Fuel)運算基本噴射量，基于殘留燃料量(Red_Fuel)調(diào)整基本噴射量。另外，燃料性狀指數(shù)(Ind_Fuel)和殘留燃料量(Red_Fuel)的運算內(nèi)容在后面描述。
另外，完成爆發(fā)時的基本燃料噴射量Tp運算式中的K是常數(shù)，是按照相對于流入空氣量始終實現(xiàn)理論空燃比的方式進行調(diào)節(jié)的值。另外，Cyl表示發(fā)動機的氣缸數(shù)(這里為4個)。
<第一氣化率檢測允許判斷機構(gòu)130(圖14)>
在本運算機構(gòu)130中，進行第一氣化率的檢測允許判定。具體而言，如圖14所示，發(fā)動機冷卻水溫(Twn)≤(Twndag)，且在“發(fā)動機啟動后，從最初Ne比NedaglL低的狀態(tài)變?yōu)楸萅edaglL高的狀態(tài)，經(jīng)過Ta[s]以內(nèi)”時，允許標志Fpdag1＝1，允許第一氣化率的檢測。當為除此以外的情況禁止檢測，F(xiàn)pdag1＝0。
如前所述，第一氣化率在受殘留燃料和燃料性狀的雙方影響的條件下需要進行檢測。即，在啟動前殘留于發(fā)動機內(nèi)等的殘留燃料，在發(fā)動機啟動后，在短期間內(nèi)被燃燒，所以NedaglL例如是比僅由啟動電動機的轉(zhuǎn)矩得到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速稍大的值且通過所謂的初爆發(fā)得到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速以下的值(200rpm)為好。同樣，Ta[s]以1～2秒左右為標準。另外，Twndag由于需要有燃料性狀的影響的溫度范圍，所以至少需要在60攝氏度以下，優(yōu)選在40攝氏度以下。
<升速指數(shù)運算機構(gòu)140(圖15)>
在本運算機構(gòu)140中，進行升速指數(shù)的運算。具體而言，如圖15所示，當?shù)谝粴饣蕶z測允許標志(Fpdag1)為1時，進行發(fā)動機轉(zhuǎn)速的積分處理。Fpdag＝1期間的發(fā)動機轉(zhuǎn)速積分值為升速指數(shù)Sne。
<第一氣化率檢測機構(gòu)150(圖16)>
在本運算機構(gòu)150中，進行第一氣化率的檢測(運算)。具體而言，如圖16所示，參照圖，根據(jù)升速指數(shù)Sne和發(fā)動機冷卻水溫(Twn)，算出第一氣化率(Ind_Fuell)。圖的值表示升速指數(shù)(＝發(fā)生轉(zhuǎn)矩)和第一氣化率(燃料空燃比)的關(guān)系，所以依賴于發(fā)動機的各種因素?？梢酝ㄟ^實驗來決定。
<第二氣化率檢測允許判斷機構(gòu)160(圖17)>
在本運算機構(gòu)160中，進行第二氣化率的檢測允許判斷。具體而言，如圖17所示，當滿足發(fā)動機冷卻水溫Twn≤Twndag，且ΔNe≤Dnedag，且ΔQa≤Dqadag，發(fā)動機啟動后經(jīng)過Tb[s]，且Fpdag2＝1之后經(jīng)過規(guī)定時間Tc[s]以內(nèi)的條件時，允許標志Fpdag2＝1，允許第二氣化率的檢測。除此以外的情況禁止檢測，F(xiàn)pdag2＝0。
如前所述，第二氣化率在僅受燃料性狀的影響的條件下需要進行檢測。即，在啟動前殘留于發(fā)動機內(nèi)等的殘留燃料，在發(fā)動機啟動后，在短期間內(nèi)被燃燒，所以第二燃料氣化率檢測需要在發(fā)動機啟動后，經(jīng)過規(guī)定時間之后實施。由此，Tb[s]以5秒左右為標準。雖然Tc[s]相當于檢測期間，但也可以如后述那樣根據(jù)A/F傳感器51輸出的S/N比，依照經(jīng)驗為2s～10s左右為好。另外，Twndag由于需要有燃料性狀的影響的溫度范圍，所以至少需要在60攝氏度以下，優(yōu)選在40攝氏度以下。
<空燃比(F/B)修正量運算機構(gòu)123(圖18)>
這里，基于由A/F傳感器51檢測的空燃比，在任意的運轉(zhuǎn)條件下，按照發(fā)動機的空燃比成為目標空燃比的方式進行F/B(反饋)控制。具體而言，如圖18所示，根據(jù)將目標空燃比Tabf和空燃比變化量Chos相乘的值、與A/F傳感器檢測空燃比Rabf之間的偏差Dltabf，通過PI控制來運算空燃比修正項Lalpha?？杖急刃拚桳alpha與所述的基本燃料噴射量Tp相乘。另外，空燃比變化量Chos的運算內(nèi)容在后面描述，在第二氣化率檢測時按照周期地使目標空燃比振動的方式進行變化。
<空燃比修正量運算機構(gòu)122(圖19)>
在本運算機構(gòu)122中，運算空燃比變化量Chos。具體而言，進行如圖19所示的處理。即，當?shù)诙饣蕶z測允許時的Fpdag2＝1時，空燃比變化量Chos是以頻率fa_n[Hz]切換KchosR和KchosL的。除此以外為1，即不振動。另外，振動頻率fa_n[Hz]這里為多個，但若是燃料性狀差可分離的頻帶，只要是1個即可。fa_n只要是燃料性狀差可分離的頻帶即可。更具體而言，如上所述，從燃料噴射至空燃比等的排氣成分為止的頻率響應特性，在截止頻率以上的情況增益特性衰減，在截止頻率以下的情況增益特性大致為1。若燃料性狀不同，則該截止頻率變化。更具體而言，燃料性狀越是重質(zhì)的(氣化率低)，截止頻率越向低頻側(cè)移動。由此，通過在輕質(zhì)燃料時的截止頻率附近的頻帶使燃料振動，檢測此時的排氣成分的頻率響應特性，從而可以檢測燃料性狀。但是，若頻率過高，則S/N比惡化，直至響應增益變小，所以需要進行最佳化。另外，振幅、KchosR以及KchosL可以通過考慮運轉(zhuǎn)性能、排氣性能來決定。
<頻率響應特性運算機構(gòu)170(圖20)>
在本運算機構(gòu)170中，進行第二氣化率檢測允許時的A/F傳感器51的輸出信號的頻率分析。具體而言，如圖20所示，當?shù)诙饣蕶z測允許時的Fpdag2＝1時，通過A/F傳感器51的輸出信號，使用DFT(DiscreteFourier Transform)來運算fa_n的能譜(＝增益特性)Power(fa_n)。這里，由于運算的只是特定頻率的頻譜，所以不使用FFT(Fast FourierTransform)而使用DFT。另外，關(guān)于DFT的處理內(nèi)容，由于有很多文獻和文章，所以在這里省略說明。
<第二氣化率檢測機構(gòu)180(圖21)>
在本運算機構(gòu)180中，進行第二氣化率的檢測(運算)。具體而言，如圖21所示，參照圖，根據(jù)功率(Power(fa_n))和發(fā)動機冷卻水溫(Twn)算出第二氣化率(Ind_Fuel2)。圖的值是表示功率(＝空燃比響應特性)和第二氣化率的關(guān)系的，所以依賴于排氣通路的形狀、A/F傳感器的位置等發(fā)動機各種因素。也可以通過實驗決定。
<殘留燃料量以及燃料性狀檢測機構(gòu)190(圖22)>
在本運算機構(gòu)190中，進行殘留燃料量以及燃料性狀的檢測(運算)。具體而言，如圖22所示，當?shù)谝粴饣时鹊诙饣蚀髸r，參照圖，根據(jù)Ind_Fuel1和Ind_Fuel2的比，求出殘留燃料量Red_Fuel。另外，參照圖，根據(jù)Ind_Fuel2和Twn求出燃料性狀指數(shù)Ind_Fuel。
即，啟動前在發(fā)動機內(nèi)等殘留的殘留燃料，在發(fā)動機啟動后，在短期間內(nèi)被燃燒，所以在發(fā)動機啟動后，在規(guī)定時間內(nèi)進行的由第一燃料氣化率檢測機構(gòu)150得到檢測結(jié)果Ind_Fuel1，成為包括從燃料噴射閥30供給的燃燒燃料量、和從燃料噴射閥30供給的燃料以外的燃燒燃料量(殘留燃料量)這二者的結(jié)果。另一方面，在發(fā)動機啟動后，經(jīng)過規(guī)定時間后進行的由第二燃料氣化率檢測機構(gòu)得到的檢測結(jié)果Ind_Fuel2不受殘留燃料量的影響，僅受從燃料噴射閥30供給的燃燒燃料量即燃料性狀的影響。這樣一來，通過在各影響要素的影響度不同的期間，分別檢測燃燒燃料量，并比較它們的結(jié)果，以此來分離殘留燃料的影響和燃料性狀的影響。由于第一氣化率Ind_Fuel1就變得比第二氣化率Ind_Fuel2僅大(高)殘留燃料量的量，所以僅在本條件成立時，判斷殘留燃料量存在，求得殘留燃料量Red_Fuel。另外，求出Red_Fuel以及Ind_Fuel時的圖可以通過實驗來決定。
(第二實施方式)在第一實施方式中，雖然在第一氣化率檢測中使用啟動時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速壓力，但在本第二實施方式中，為了檢測第一氣化率而使用空燃比。更詳細而言，根據(jù)向發(fā)動機供給的空燃比和在排氣側(cè)檢測出的空燃比之差或比來檢測燃燒燃料量。
圖23是第二實施方式的控制系統(tǒng)圖，如上所述，相對于第一實施方式，為了檢測第一氣化率而使用空燃比，所以取代升速指數(shù)運算機構(gòu)，而設置了入口與出口空燃比差運算機構(gòu)210。
下面，對本第二實施方式的主要機構(gòu)(除了具有與第一實施方式相同功能的機構(gòu))進行詳細說明。
<入口與出口空燃比差運算機構(gòu)210圖(24)>
在本運算機構(gòu)210中，進行入口與出口空燃比差的運算。具體而言，如圖24所示，當?shù)谝粴饣蕶z測允許標志(Fpdag1)為1時，根據(jù)最終燃料噴射量Ti0和基本燃料噴射量Tp的比來求出入口空燃比Rin，根據(jù)與排氣空燃比Rabf求出入口與出口空燃比差(實際上是比)Raf。
<第一氣化率檢測機構(gòu)250(圖25)>
在本運算機構(gòu)250中，進行第一氣化率的檢測(運算)。具體而言，如圖25所示，參照圖，根據(jù)入口與出口空燃比差(Raf)和發(fā)動機冷卻水溫(Twn)來算出第一氣化率(Ind_Fuel1)。圖的值表示入口與出口空燃比差(Raf)和第一氣化率(燃料空燃比)的關(guān)系，所以依賴于發(fā)動機各種因素。也可以通過實驗決定。
(第三實施方式)在第三實施方式中，具有基于殘留燃料的量進行異常通知的機構(gòu)。即，發(fā)動機停止時間等發(fā)動機停止時的條件不限于處于規(guī)定范圍內(nèi)，當殘留燃料量在規(guī)定值以上時，例如以燃料噴射閥30的油封惡化作為原因，鑒于擔心在發(fā)動機停止中向發(fā)動機外(大氣中)蒸發(fā)的HC量，從而進行異常通知。
在本實施方式中，如在圖26中表示控制單元100的內(nèi)部構(gòu)成那樣，相對于第一、第二實施方式的控制單元100，還追加配置了即使在發(fā)動機停止時也能測算時間的定時器(Timer)107。
另外，為了進行異常通知，附加設置了通知器驅(qū)動電路119以及作為通知機構(gòu)的例如通知燈27。
圖27是第三實施方式的控制系統(tǒng)圖，如上所述，相對于第一實施方式，追加了停車時履歷運算機構(gòu)310和根據(jù)殘留燃料量來向外部通知的通知燈127。除此以外是相同的。
下面，對本第三實施方式的主要機構(gòu)(除了具有與第一實施方式相同功能的機構(gòu))進行詳細說明。
<停車時履歷運算機構(gòu)310(圖28)>
在本運算機構(gòu)310中，進行停車時的水溫、吸氣溫度等裸發(fā)動機的環(huán)境履歷的運算。具體而言，如圖28所示，進行在發(fā)動機停止時，即發(fā)動機轉(zhuǎn)速為0時，發(fā)動機停止時間、各水溫區(qū)域的存在累計時間運算、各吸氣溫度區(qū)域的存在累計時間運算。各水溫區(qū)域的存在累計時間例如是指在發(fā)動機停止時，水溫從0攝氏度～10攝氏度期間的累計時間、10攝氏度～20攝氏度期間的累計時間，其考慮到對在發(fā)動機、吸氣通路內(nèi)殘留的燃料的氣化率造成影響的要素。
<殘留燃料量以及燃料性狀檢測機構(gòu)1190(圖29)>
在本運算機構(gòu)390中，進行殘留燃料量以及燃料性狀的檢測(運算)。具體而言，如圖29所示，當?shù)谝粴饣时鹊诙饣蚀髸r，參照圖，根據(jù)Ind_Fuel1和Ind_Fuel2的比來求出殘留燃料量Red_Fuel。另外，參照圖，根據(jù)Ind_Fuel2和Twn，求出燃料性狀指數(shù)Ind_Fuel。
并且，當殘留燃料量(Red_Fuel)在規(guī)定值K_Red_Fuel以上、且發(fā)動機停止時間(T_Eng_st)在規(guī)定值K_Eng_st以下時，由于燃料噴射閥的油封惡化、缸清洗閥的異常等，而在吸氣通路內(nèi)或發(fā)動機內(nèi)產(chǎn)生燃料泄漏，異常通知燈點亮?；蛘撸鐖D30表示的其他例子的殘留燃料量以及燃料性狀檢測機構(gòu)390’那樣，也考慮發(fā)動機停止中的溫度履歷來進行異常通知也可以。
由第一燃料氣化率檢測機構(gòu)150得到的燃料氣化率與由第二燃料氣化率檢測機構(gòu)180得到的燃料氣化率相比，看上去僅高出了殘留燃料量的量。但是，在該關(guān)系顛倒的情況，即，由第一燃料氣化率檢測機構(gòu)150得到的燃料氣化率與由第二燃料氣化率檢測機構(gòu)180得到的燃料氣化率相比，看上去變低的情況，產(chǎn)生使燃料氣化率惡化的發(fā)動機異常，同樣也進行異常通知。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機的控制裝置，具備檢測或推斷發(fā)動機的燃燒燃料量的機構(gòu)；和對所述檢測或推斷出的燃燒燃料量中的、從燃料噴射閥供給的燃料的燃燒燃料量和除從所述燃料噴射閥供給的燃料以外的燃燒燃料量進行分離檢測的機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述燃燒燃料量檢測推斷機構(gòu)，具有對第一燃燒燃料量或燃料氣化率進行檢測的第一檢測機構(gòu)和對第二燃燒燃料量或燃料氣化率進行檢測的第二檢測機構(gòu)，所述分離檢測機構(gòu)具有基于所述第一以及第二檢測機構(gòu)的檢測結(jié)果來推斷從燃料噴射閥供給的燃料以外的燃燒燃料量的機構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述分離檢測機構(gòu)，基于所述第一檢測機構(gòu)的檢測結(jié)果和所述第二檢測機構(gòu)的檢測結(jié)果之差或比，來推斷除從燃料噴射閥供給的燃料以外的燃燒燃料量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述分離檢測機構(gòu)，檢測發(fā)動機啟動前在氣缸、吸氣通路、排氣通路等中存在的殘留燃料量，作為從所述燃料噴射閥供給的燃料以外的燃燒燃料量。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述分離檢測機構(gòu)具有基于所述第一或第二檢測機構(gòu)的檢測結(jié)果來推斷燃料性狀的機構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述分離檢測機構(gòu)在第二燃料氣化率比第一燃料氣化率低時，基于第二燃料氣化率來求出燃料性狀，基于第一燃料氣化率和第二燃料氣化率之差或比來求出殘留燃料量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，具有基于所述分離檢測機構(gòu)的檢測結(jié)果來運算與發(fā)動機控制相關(guān)的參數(shù)的機構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述第一檢測機構(gòu)，以由所述殘留燃料帶來的燃燒燃料量變化的影響和由所述燃料性狀帶來的燃燒燃料量變化的影響二者都存在的期間作為檢測期間；所述第二檢測機構(gòu)，以由所述燃料性狀帶來的燃燒燃料量變化的影響存在的期間作為檢測期間。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述第一檢測機構(gòu)在發(fā)動機啟動后經(jīng)過規(guī)定時間內(nèi)檢測燃燒燃料量或燃料氣化率；所述第二檢測機構(gòu)在發(fā)動機啟動經(jīng)過規(guī)定時間后檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述第一檢測機構(gòu)當發(fā)動機的冷卻水溫在規(guī)定溫度A以下時檢測燃燒燃料量或燃料氣化率；所述第二檢測機構(gòu)當發(fā)動機的冷卻水溫等在規(guī)定溫度B以下時檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述第一以及第二檢測機構(gòu)將經(jīng)過時間的測算開始時刻和發(fā)動機啟動時刻作為發(fā)動機轉(zhuǎn)速比0大的時刻。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述第一以及第二檢測機構(gòu)，基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速來檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述第一以及第二檢測機構(gòu)基于發(fā)動機的排氣成分來檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述第一檢測機構(gòu)，基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速變?yōu)橐?guī)定值C以上之后至變?yōu)橐?guī)定值D以上為止的時間T0，來檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述第一檢測機構(gòu)，基于發(fā)動機的初爆發(fā)產(chǎn)生后至發(fā)動機以規(guī)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)為止的時間T1，來檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
16.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述第一檢測機構(gòu)，基于發(fā)動機的初爆發(fā)產(chǎn)生后至發(fā)動機轉(zhuǎn)速在規(guī)定范圍內(nèi)穩(wěn)定為止的時間T2，來檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
17.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述第二檢測機構(gòu)，在發(fā)動機的初爆發(fā)產(chǎn)生后發(fā)動機以規(guī)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)之后，檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
18.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述第二檢測機構(gòu)，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速在規(guī)定范圍內(nèi)穩(wěn)定了之后，檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述第一檢測機構(gòu)，基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速變?yōu)橐?guī)定值C以上之后至變?yōu)橐?guī)定值D以上為止的期間中的發(fā)動機轉(zhuǎn)速積分值以及/或發(fā)動機轉(zhuǎn)速的最大值，來檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述第二檢測機構(gòu)，基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變動，來檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述第一或第二檢測機構(gòu)，基于作為發(fā)動機的排氣成分的HC濃度或CO濃度，來檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述第一或第二檢測機構(gòu)，基于作為發(fā)動機的排氣成分的空燃比，來檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
23.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述第二檢測機構(gòu)，具有直接或間接檢測從供給到發(fā)動機的燃料噴射至所述排氣成分為止的響應特性的機構(gòu)，并基于所述響應特性，檢測燃燒燃料量或燃料氣化率。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述響應特性在階越響應時間等時域進行檢測。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述響應特性，在頻率響應特性等頻域進行檢測。
26.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，基于所述殘留燃料量來設定發(fā)動機啟動時的燃料噴射量。
27.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，具有通知所述檢測后的殘留燃料量以及/或燃料性狀的機構(gòu)。
28.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，具有當從發(fā)動機停止至發(fā)動機啟動為止經(jīng)過的時間在規(guī)定值以下且所述檢測后的殘留燃料量在規(guī)定值以上時，判斷為燃料系統(tǒng)異常并進行通知的機構(gòu)。
29.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，具有當通過所述第二檢測機構(gòu)檢測出來的第二燃料氣化率比通過所述第一檢測機構(gòu)檢測出來的第一燃料氣化率高時，基于該第二燃料氣化率，求出燃料性狀，基于所述第一燃料氣化率和第二燃料氣化率之差或比判斷產(chǎn)生了燃料氣化率惡化的發(fā)動機異常的機構(gòu)。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，當發(fā)生了使所述燃料氣化率惡化的發(fā)動機異常時，所述判斷機構(gòu)判斷為處于燃料沉積附著于吸氣閥而使得發(fā)動機的燃料吸入效率惡化的狀態(tài)，并采取相應處理對策。
31.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述第一或第二檢測機構(gòu)直接檢測燃料性狀。
32.一種汽車，搭載了權(quán)利要求1所述的發(fā)動機控制裝置。
全文摘要
提出了一種方式，通過對發(fā)動機啟動前在發(fā)動機內(nèi)、吸氣通路內(nèi)等殘留的燃料和燃料性狀進行分離檢測，來運算發(fā)動機啟動時最佳的燃料噴射量等的參數(shù)，兼顧啟動時的排氣性能以及運轉(zhuǎn)性能。具備檢測或推斷發(fā)動機的燃燒燃料量的機構(gòu)；和對進行了所述檢測或推斷的燃燒燃料量中的、從燃料噴射閥供給的燃料的燃燒燃料量和從所述燃料噴射閥供給的燃料以外的燃燒燃料量進行分離檢測的機構(gòu)。
文檔編號F02D41/04GK1892006SQ20061010005
公開日2007年1月10日 申請日期2006年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月1日
發(fā)明者中川慎二, 加藤木工三, 大須賀稔 申請人:株式會社日立制作所