專利名稱：發(fā)動機的控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機，具有設置在進氣閥上游側的進氣通路上 并開閉該進氣路徑的進氣控制閥，特別涉及一種考慮了進氣控制閥的 動作狀態(tài)的適當化的技術。
背景技術：
嘗試著在內燃機的進氣通路上的進氣閥的上游側設置響應性良好 的進氣控制閥，由此進行增壓。在這種發(fā)動機中，進氣控制閥控制成 遲于進氣閥的打開時間打開，并在進氣閥的關閉時間的附近關閉。其 結果，在發(fā)動機的進氣沖程的末期成為負壓狀態(tài)的燃燒器內，位于進 氣控制的上游側的進氣通路內的空氣急劇流入，由于一種慣性增壓效 果，可以將大量的空氣填充在燃燒室內。這種增壓稱為脈沖增壓(pulse charge)或者沖擊增壓(impulse charge)，比渦輪增壓方式的控制響應 性優(yōu)良，可以消除所謂的車輛的加速延遲。與這種脈沖增壓相關的技 術，例如在2003年的法蘭克福馬達展(7，>夕7^卜乇一夕一>3 一 )，由Siemens VDO Automotive AG在9月9日發(fā)表的"Impulses for Greater Driving Fun"中詳述。非專利文獻1:Siemens VDO Automotive AG發(fā)行的小冊子 "Impulses for Greater Driving Fun" (2003年9月9日發(fā)行)然而，在脈沖增壓中，盡管進氣控制閥的打開正時的微小變化導 致吸入空氣量產(chǎn)生大的變化，以往從不考慮具有多個氣缸的發(fā)動機中 的氣缸間的特性的平衡。因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種裝置，在可以執(zhí)行脈沖增壓
的發(fā)動機中，可以抑制多個氣缸間的特性的不均。

發(fā)明內容
本發(fā)明是一種發(fā)動機的控制裝置，具有進氣控制閥，設置在各 氣缸的進氣閥的上游側的進氣通路上，單獨開閉該進氣通路；致動器， 進行該進氣控制閥的開閉；和控制單元，控制上述致動器的動作，上 述控制單元控制上述致動器，通過使上述進氣控制閥遲于進氣閥打開 來執(zhí)行增壓，其特征在于，還具有增壓修正單元，修正上述致動器的 動作正時，以抑制上述發(fā)動機在上述氣缸間的增壓空氣量的不均。
在本發(fā)明中，控制單元控制致動器，執(zhí)行利用進氣控制閥的增壓， 增壓修正單元修正致動器的動作正時，以抑制發(fā)動機的運轉狀態(tài)的變 動。因此在本發(fā)明中，在可以執(zhí)行脈沖增壓的發(fā)動機中，可以抑制多 個氣缸間特性的不均。
本發(fā)明的增壓修正單元，優(yōu)選根據(jù)發(fā)動機的運轉狀態(tài)的變動修正 動作正時。并且該運轉狀態(tài)可以是發(fā)動機的旋轉速度。
本發(fā)明的運轉狀態(tài)可以是發(fā)動機的進氣路徑內的空氣量。該空氣 量可以根據(jù)在進氣控制閥的下游側且在進氣閥的上游側的進氣路徑內 的壓力來檢測。并且，也可以根據(jù)進氣控制閥的上游側的進氣路徑內 的進氣流量或者壓力來檢測。而且，運轉狀態(tài)可以是空燃比。
本發(fā)明的控制單元，可以在運轉狀態(tài)的變動大于規(guī)定值時，在全 閉狀態(tài)下停止進氣控制閥。
對于還具有修正發(fā)動機的燃料噴射量的噴射量修正單元的內燃 機，具有修正指示單元，其對增壓修正單元和噴射量修正單元指示修 正的執(zhí)行，優(yōu)選的是，修正指示單元，在增壓修正單元和噴射量修正 單元的執(zhí)行條件都成立的情況下，使噴射量修正單元優(yōu)先執(zhí)行。在沒
有修正氣缸間的燃料噴射量的偏差的狀態(tài)下，修正進氣控制閥的動作 的偏差時，由于進行進氣控制閥的修正以補償燃料噴射量的偏差，因 而作為其后進行燃料噴射量的偏差修正的結果，需要再次進行進氣控 制閥的動作的偏差修正。因此，通過使噴射量修正單元優(yōu)先執(zhí)行，則 不需要再次進行進氣控制閥的修正。
在使噴射量修正單元優(yōu)先執(zhí)行的發(fā)動機中，即使在增壓修正單元 和噴射量修正單元的執(zhí)行條件都成立的情況下，在發(fā)動機的所需空氣 量大于第一基準值時，也使增壓修正單元優(yōu)先執(zhí)行。在所需空氣量大 的區(qū)域，與燃料噴射量的偏差相比，增壓的空氣量的偏差在給予發(fā)動 機性能的影響中處于支配地位，因而在這種情況下即使在噴射量的修 正之前使增壓修正單元執(zhí)行，也可以進行具有相當程度的精度的增壓 修正。
在使噴射量修正單元優(yōu)先執(zhí)行的發(fā)動機中，即使在增壓修正單元 和噴射量修正單元的執(zhí)行條件都成立的情況下，在發(fā)動機的所需空氣 量大于第二基準值時，也使增壓修正單元和噴射量修正單元都不執(zhí)行， 而執(zhí)行增壓。在這種情況下，可以根據(jù)增壓的必要性較早地進行增壓， 可以通過抑制加速延遲提高駕駛性。
而且，修正指示單元，即使在上述增壓修正單元和上述噴射量修 正單元的執(zhí)行條件都成立的情況下，在上述發(fā)動機的空燃比小于第三
基準值時，也使上述增壓修正單元優(yōu)先執(zhí)行。在發(fā)動機的空燃比(A/F) 小的區(qū)域、也就是濃燃的區(qū)域，與燃料噴射量的偏差相比，增壓的空 氣量的偏差在給予發(fā)動機性能的影響中處于支配地位，因而在這種情 況下即使在噴射量的修正之前使增壓修正單元執(zhí)行，也可以進行具有 相當程度的精度的增壓修正。
而且，修正指示單元，即使在上述增壓修正單元和上述噴射量修 正單元的執(zhí)行條件都成立的情況下，在上述發(fā)動機的所需空氣量大于
第四基準值時，也使上述增壓修正單元和上述噴射量修正單元都不執(zhí) 行，而執(zhí)行上述增壓。在這種情況下，可以根據(jù)增壓的必要性較早地 進行增壓，可以通過抑制加速延遲提高駕駛性。第四基準值可以與上 述第二基準值相同，也可以不同。


圖1是將本發(fā)明的進氣控制裝置適用于直噴形式的汽油發(fā)動機中 的一個實施方式的概念圖。
圖2是表示在發(fā)動機的進氣沖程中改變進氣控制閥的打開時間時 的吸入空氣量的變化的圖表。
圖3是表示進氣閥、排氣閥以及進氣控制閥的開閉時間的一例的 正時圖。
圖4是表示壓縮沖程打開正時映射所設定的壓縮沖程打開的執(zhí)行
區(qū)域的圖表。
圖5是表示本發(fā)明的第一實施方式的修正處理的流程圖。
圖6是表示本發(fā)明的第一實施方式的增壓修正處理的流程圖。
圖7是表示曲軸的旋轉速度的變動和增壓修正量的關系的正時圖。
圖8是表示用于增壓修正處理的增壓修正量映射的設定例的圖表。
圖9是第二實施方式的增壓修正處理的流程圖。 圖IO是表示曲柄角加速度的脈動的時間表。
圖11是表示第二實施方式的吸入空氣量的修正和燃料噴射量的 修正的各區(qū)域的概念圖。
圖12是表示第三實施方式的機械構成的概念圖。
圖13是表示第三實施方式的增壓修正量映射的設定例的圖表。
圖14是表示第三實施方式的增壓修正處理的流程圖。
圖15是表示第四實施方式的增壓修正量映射的設定例的圖表。
圖16是表示第四實施方式的增壓修正處理的流程圖。
具體實施方式
以下參照附圖對將本發(fā)明的進氣控制裝置應用于直噴形式的汽油 發(fā)動機的實施方式進行詳細說明。但是，需要注意的是，本發(fā)明不僅 限于這種實施方式，記載在權利要求書中的本發(fā)明的概念中所包含的 所有變更和修正都是可能的，因此，當然也可以應用于屬于本發(fā)明精 神的其他任意技術。在圖1表示第一實施方式的發(fā)動機系統(tǒng)的概念。本實施方式的發(fā) 動機10，是將作為燃料的汽油從燃料噴射閥11向燃燒室12內直接噴 射，通過火花塞13使其著火的火花點火式的發(fā)動機，也可以將酒精或者LPG (液化天然氣)等作為燃料使用。而且，也可以是壓縮時著火 式的發(fā)動機。在分別形成有面對燃燒室12的進氣口 14和排氣口 15的氣缸蓋 16中，組裝入開閉進氣口 14的進氣閥17和開閉排氣口 15的排氣閥 18;驅動這些進氣閥17和排氣閥1S的氣門傳動機構VM;和使燃燒室 12內的混合氣體著火的火花塞13。在該火花塞13上搭載用于產(chǎn)生火 花的點火線圈19。氣門傳動機構VM,是可以單獨并以任意的開度和正時控制進氣 閥17和排氣閥18的機構，包含分別對應進氣闊17和排氣閥18設置 的螺線管。而且，代替這種構成，作為氣門傳動機構VM例如也可以 使用可變氣門正時機構，其利用油壓切換2種凸輪來任意地改變氣門 正時和凸輪輪廓。在進氣管21的上游端側設置有除去大氣中含有的塵埃等并引導 至進氣通路20中的空氣濾清器22，其中，所述進氣管20以與進氣口 14連通的方式連接于氣缸蓋16上，并與進氣口 14一起劃分出進氣通 路20。在位于在該空氣濾清器22下游側的進氣管21的部分，組裝入 節(jié)流閥24，其根據(jù)被駕駛員操作的未圖示的加速踏板的踏入量并通過
油門調節(jié)器23來調整開度。在本實施方式中，雖然將加速踏板的踏入 動作和節(jié)流閥24的開閉動作分離而進行電子控制，但是也可以機械連 接這些加速踏板和節(jié)流閥24。
在位于該節(jié)流閥24下游側的進氣通路20的部分，組裝入進氣控 制閥26，其在與進氣閥17的開閉時間對應的規(guī)定的正時通過致動器 25開閉進氣通路20。在發(fā)動機10分別具有與氣缸對應的多個進氣口 14的情況下，對應各進氣口 14獨立設置進氣控制閥26，可以單獨開 閉各進氣口 14，但是也可以將每個氣缸作為單位開閉進氣控制閩26。 這些進氣控制閥26及其致動器25具有極高的控制響應性，以根據(jù)進 氣閥17的開閉時間準確地在規(guī)正時間開閉進氣控制閥26。
本實施方式的進氣控制閥26如圖3所示，根據(jù)控制裝置27的指 令，由致動器25控制，在遲于進氣閥17的打開時間打開，并在進氣 閥17的關閉時間的附近關閉。其結果，位于進氣控制閥26上游側的 進氣通路20內的空氣急劇地流入在發(fā)動機10的進氣沖程的末期成為 負壓狀態(tài)的燃燒室12內，由于一種慣性增壓效果將大量的空氣填充在 燃燒室12內(脈沖增壓)。換言之，在使用該進氣控制闊26的脈沖 增壓中，利用進氣的慣性和進氣控制閥26下游側發(fā)生的負壓從控制開 始之后馬上進行實質性的增壓。
在進氣沖程中活塞34的上止點(TDC)至下止點(BDC)的任意 曲柄角相位打開進氣控制閥26，在BDC處打開時的進氣控制閥26的 打開時間和吸入空氣量的關系表示于圖2。進氣控制閥26的打開時間 由橫軸的曲柄角相位表示，可以理解，通過改變進氣控制閥26的打開 時間，吸入空氣量也變化。因此，在該吸入空氣量變?yōu)樽畲蟮狞c附近， 通過打開進氣控制閥26可以使大量的空氣填充入燃燒室12內。
再次在圖1中，在中途形成有緩沖罐28的進氣管21中，安裝有 檢測進氣通路20內流動的進氣溫度并將其輸出到控制裝置27的進氣
溫度傳感器29、和檢測進氣通路20內的進氣壓力并將其輸出到控制裝 置27的進氣壓力傳感器30。在排氣管32的中途，組裝入用于凈化來自燃燒室12的排氣的三 元催化劑33，其中，該排氣管32以與排氣口 15連通的方式與氣缸蓋 16連接，并與排氣口 15—起劃分出排氣通路31。將該三元催化劑33 沿著排氣通路31串聯(lián)地組裝入多個也是有效的。因此，通過空氣濾清器22從進氣管21供給燃燒室12內的進氣， 與從燃料噴射閥11噴射入燃燒室12內的燃料一同形成混合氣體，通 過火花塞13的火花著火燃燒，由此生成的排氣通過三元催化劑33從 排氣管32向大氣中排出。在活塞34往復運動的氣缸體35中，安裝有水溫傳感器37,檢 測形成于該氣缸體35上的水套36內的冷卻水的溫度并將其輸出到控 制裝置27;和曲柄角傳感器40，檢測通過連桿38連接活塞34的曲軸 39的旋轉相位、即曲柄角并將其輸入到控制裝置27。在本實施方式中， 將該曲柄角傳感器40作為發(fā)動機轉速傳感器利用?？刂蒲b置27根據(jù)來自這些傳感器29、 30、 37、 40等的檢測信號， 控制燃料噴射閥11、點火線圈19、油門調節(jié)器23、致動器25等的動 作，以根據(jù)預先設定的程序順利地進行發(fā)動機10的運轉?？刂蒲b置27，根據(jù)未圖示的空氣流量計的檢測值計算吸入空氣量， 并根據(jù)曲柄角傳感器40的檢測值計算發(fā)動機轉速。而且，控制裝置27 根據(jù)吸入空氣量和發(fā)動機轉速，計算燃料的基本噴射量。控制裝置27對于算出的基本噴射量進行各種修正，計算燃料噴射 量。對于基本噴射量進行的各種修正，除了基于進氣溫度、發(fā)動機水 溫、排氣溫度、空燃比等的修正處理，還包括為了抑制氣缸間的燃料
噴射量的不均而單獨修正各燃料噴射閥11的打開時間的平均化處理。 在平均化處理中，根據(jù)曲柄角傳感器40的信號，求出特定的氣缸
的旋轉速度(或者規(guī)定曲柄角(例如3(T CA)的旋轉需要的時間)與
與全部氣缸的平均旋轉速度的偏差，根據(jù)該偏差并參照規(guī)定的噴射修 正量映射，從而以減小該偏差的方式對應每個氣缸設定燃料噴射量的
修正量(系數(shù))?？刂蒲b置27通過將設定的修正量與基于進氣溫度等 的其他修正量一起乘到基本噴射量上，來修正燃料噴射量。該平均化 處理，除在車輛出廠時外，在適于該修正的規(guī)定正時下執(zhí)行。
控制裝置27具有確定了與進氣閥17的開閉正時對應的進氣控制 閥26的開閉正時的進氣控制閥正時映射，通過控制裝置27，致動器 25根據(jù)該進氣控制閥正時映射而被控制。而且，控制裝置27具有確定 了根據(jù)發(fā)動機轉速和要求負荷使增壓控制閥26動作的區(qū)域的增壓控制 執(zhí)行區(qū)域映射。增壓控制執(zhí)行區(qū)域映射的特性大致如圖4所示，在圖4 中打陰影的區(qū)域，使增壓控制閥26動作而進行增壓控制。
本實施方式的控制裝置27，還為了抑制氣缸間的增壓空氣量的不 均而進行對應每個氣缸修正致動器25的打開時間的增壓修正處理。該 增壓修正處理，除了車輛出廠時外，在適于該修正的規(guī)定正時下執(zhí)行。 因此，在控制裝置27中存儲預定的增壓修正量映射。增壓修正量映射 是表形式的數(shù)據(jù)文件，確定了特定氣缸的旋轉速度(或者規(guī)定曲柄角 (例如旋轉30° CA)所需要的時間)和全部氣缸的平均旋轉速度的偏 差、以及與該偏差對應的增壓正時的修正量。通過參照該增壓修正量 映射，以減小該偏差的方式，對應于每個氣缸設定進氣控制閥26的動 作正時的修正量(系數(shù))。
說明本實施方式的動作，在圖5中，首先在控制裝置27中，判斷 進氣控制閥26的修正時間(S10)。該判斷根據(jù)以下因素來進行例 如根據(jù)上次修正后的經(jīng)過時間和行駛距離，即是否處于會產(chǎn)生氣缸間
各致動器25的增壓空氣量的不均的車輛狀態(tài)、以及轉速和負荷的值及 其時間變化是否處于適合該修正的狀態(tài)(例如轉速或負荷過低則不適 于修正，而且在急加速等轉速和負荷的時間變化較大時不適于修正) 等。
在處于進氣控制閥26的修正時間的情況下，接著判斷現(xiàn)在的發(fā)動 機10的運轉狀態(tài)是否是進氣控制閥26的使用區(qū)域(S20)。該判斷如 上所述參照控制裝置27的存儲區(qū)域中存儲的進氣控制執(zhí)行區(qū)域映射來 進行。在步驟S10或S20中為否定的情況下返回處理。
在為進氣控制閥26的使用區(qū)域的情況下，接著判斷所需空氣量 Gtrg是否在預定基準值Gp以下(S30)。所需空氣量Gtrg根據(jù)發(fā)動機 轉速以及要求負荷并利用規(guī)定的所需空氣量映射計算?；鶞手礕p可以 為預定的固定值，也可以由NOx界限或者冒煙界限(盡管所需空氣量 高于該值也進行脈沖增壓時，由于吸入空氣量的不足，NOx排出量或 者煙排出量超過規(guī)定值的所需空氣量的閾值)等，與行駛區(qū)域(發(fā)動 機轉速和要求負荷)對應地參照規(guī)定的映射動態(tài)地確定。
在所需空氣量Gtrg在基準值Gp以下時，接著判斷燃料噴射量的 修正時間(S40)。該判斷根據(jù)例如上次的噴射量修正后的經(jīng)過時間和 行駛距離，即是否處于在氣缸間產(chǎn)生燃料噴射量的不均的車輛狀態(tài)、 以及轉速和負荷的值及其時間變化是否處于與該修正相適應的狀態(tài) (例如轉速或者負荷過低則不適于修正，在急加速等轉速和負荷的時 間變化較大時不適于修正)等進行。
在處于燃料噴射量的修正時間的情況下，接著將進氣控制閥動作 停止標志置為"1" (S50)，由此禁止進氣控制閥26的動作。然后執(zhí) 行燃料噴射量的修正(S80)。該燃料噴射量的修正，由于包括上述平 均化處理，因而可以通過噴射量修正來使氣缸間的燃料噴射量平均化。
將燃料噴射量的修正結束作為條件(S70)，將進氣控制閥停止標志置為"0" (S80)，由此允許進氣控制閥26的動作。接著，執(zhí)行增壓修正處理(S90)。該增壓修正處理，如上所述， 對致動器25的打開時間單獨進行修正，以抑制氣缸間的增壓空氣量的 不均，其順序的一例表示于圖6的流程圖。在圖6中，首次通過控制裝置27驅動致動器25，由此使進氣控 制閥26動作(S110)。然后讀取曲柄角傳感器40的檢測值(S120)。 按照與各氣缸對應的每個曲柄角計算旋轉速度(S130)。該旋轉速度 可以視作曲軸39的軸扭矩，而且作為曲軸39旋轉規(guī)定曲柄角需要的 時間而算出(圖7)。這些步驟S110至S130的動作，直至結束預定次 數(shù)的檢測(S140)重復執(zhí)行。在結束預定次數(shù)的檢測后，根據(jù)在步驟S130中算出的各氣缸的旋 轉速度，計算全部氣缸的平均速度(旋轉規(guī)定曲柄角所需要的時間的 全部氣缸的平均值(S150)。接著，對各氣缸計算全部氣缸的平均速 度與各氣缸的旋轉速度的偏差(S160)。在算出的偏差對于所有氣缸 都在規(guī)定的容許范圍內時，跳出圖6的程序(S170)。在S170中，在偏差在至少任意一個氣缸中處于規(guī)定的容許范圍外 的情況下，對每個氣缸設定與偏差對應的修正量(S180)。該修正量 的設定，根據(jù)偏差的值并通過參照上述的增壓修正量映射來進行，計 算并設定與偏差對應的增壓修正量(圖7)。而且，根據(jù)設定的修正量 對應每個氣缸修正進氣控制閥26的打開時間(S190)。這些步驟S110-S190的動作，直至全部氣缸中的偏差處于規(guī)定范 圍內反復執(zhí)行(S170)。以偏差對于全部氣缸處于規(guī)定范圍內為條件， 跳出本程序。作為上述處理的結果，修正進氣控制閥26的增壓空氣量 的偏差，以使各氣缸的平均速度距全部氣缸的平均速度處于規(guī)定范圍內。如上詳述，在本實施方式中，控制裝置27控制致動器25，利用 進氣控制閥26進行增壓，而且通過增壓修正處理，修正致動器25的 動作正時，以抑制發(fā)動機10的運轉狀態(tài)的變動。因此，在本實施方式 中，在可執(zhí)行脈沖增壓的發(fā)動機中，可以抑制多個氣缸間的特性的不 均。而且，在本實施方式中，在增壓修正處理中，根據(jù)發(fā)動機10的運 轉狀態(tài)的變動，修正打開正時，該運轉狀態(tài)由于為發(fā)動機的旋轉速度， 因而可以以簡單的構成得到本發(fā)明期待的效果。而且，在沒有修正氣缸間的燃料噴射量的偏差的狀態(tài)下，修正進 氣控制閥26的動作的偏差的話，進氣控制閥26的修正會補償燃料噴 射量的偏差，因此作為其后進行燃料噴射量的偏差修正的結果，需要 再次進行進氣控制閥26的動作偏差的修正。與此對照，在本實施方式 中，在進行修正發(fā)動機的燃料噴射量的噴射量修正處理的發(fā)動機10中， 在增壓修正處理和噴射量修正處理的執(zhí)行條件都成立的情況下，優(yōu)先 使噴射量修正處理執(zhí)行(即在先執(zhí)行噴射量修正處理的同時禁止增壓 修正處理，以噴射量修正處理的結束為條件執(zhí)行增壓修正處理)，因 而不會以在噴射量的平均化處理的結束后進行增壓修正處理來修正氣 缸間的噴射量偏差的方式進行增壓修正處理，因而不需要在噴射量修 正處理后再次進行進氣控制閥26的修正。而且，在本實施方式中，即使在增壓修正處理和噴射量修正處理 的執(zhí)行條件都成立的情況下，在發(fā)動機的所需空氣量大于規(guī)定值時， 優(yōu)先執(zhí)行增壓修正處理(S30)。在所需空氣量大的區(qū)域，脈沖增壓導 致空氣量的偏差，相比于燃料噴射量的偏差，在給予發(fā)動機性能的影 響中處于支配地位。因此，本實施方式的裝置在這種情況下通過在噴 射量的修正之前執(zhí)行增壓修正處理，從而可以進行具有相對程度精度 的增壓修正。在本實施方式中，在增壓修正處理和噴射量修正處理的執(zhí)行條件 都成立且發(fā)動機的所需空氣量大于第一基準值的情況下，優(yōu)先執(zhí)行增 壓修正處理，但是除了這種處理之外，或者代替這種處理，控制裝置27在增壓修正處理和噴射量修正處理的執(zhí)行條件都成立且所需空氣量大于第二基準值的情況下，增壓修正處理和噴射量修正處理都不執(zhí)行， 執(zhí)行增壓即可。此時，可以根據(jù)增壓的必要性較早進行增壓，可以通 過抑制加速延遲來提高駕駛性。此時的第二基準值可以是與上述第一 基準值不同的值，也可以是相同的值。如果使第二基準值為與第一基 準值不同的值，則可以根據(jù)所需空氣量的程度，執(zhí)行增壓修正處理和 增壓中的任意一種。而且，控制裝置27，即使在增壓修正處理和噴射量修正處理的執(zhí) 行條件都成立的情況下，在發(fā)動機的空燃比小于第三基準值的情況下， 也優(yōu)先執(zhí)行增壓修正處理。在發(fā)動機的空燃比(A/F)較小、即濃燃的 區(qū)域，增壓的空氣量的偏差相比于燃料噴射量的偏差，在給予發(fā)動機 性能的影響中處于支配地位，因而在這種情況下即使在噴射量的修正 之前進行增壓修正處理，也可以進行具有相對程度的精度的增壓修正。而且，控制裝置27即使在增壓修正處理和噴射量修正處理的執(zhí)行 修正都成立的情況下，在發(fā)動機的所需空氣量大于第四基準值的情況 下，增壓修正處理和噴射量修正處理都不執(zhí)行，而執(zhí)行增壓。在這種 情況下，可以根據(jù)增壓的必要性較早進行增壓，可以通過抑制加速延 遲來提高駕駛性。在此，第四基準值可以與上述第二基準值相同，也 可以不同。而且，在上述實施方式中，根據(jù)由曲柄角傳感器40檢測出的發(fā)動 機的旋轉速度的變動來檢測用于增壓修正處理和噴射量的平均化處理 的氣缸間的增壓空氣量的不均，但是本發(fā)明的增壓空氣量的不均也可
以通過其他手段檢測。例如對應每個氣缸在排氣路徑上設置A/F (空燃比)傳感器，可以根據(jù)這些A/F傳感器的檢測值，檢測氣缸間的增壓 空氣量的不均。此時，根據(jù)A/F傳感器的檢測值檢測出來的氣缸間的 空氣量的不均，可以用于增壓修正處理和噴射量的平均化處理中的一 方，也可以用于雙方。接著，說明本發(fā)明的第二實施方式。第二實施方式是上述第一實 施方式的增壓修正處理的變形例。第二實施方式的機械構成與上述第 一方式相同，因而省略其詳細的說明。在本實施方式中，用于增壓修正處理的增壓修正量映射，如圖8 所示，將偏差A (d"/dt)與目標增壓修正量AGai (g/s)相互建立關 聯(lián)地存儲。偏差A (dw/dt)是曲柄角加速度變化的各氣缸的值與最小 值的差。如圖8所示，目標增壓修正量AGai (g/s)是0或者負值，設 定成偏差A (d"/dt)越大其絕對值越大。說明第二實施方式的動作。在圖9中，首先通過控制裝置27驅動 致動器25，由此使進氣控制閥26動作(S210)然后讀取曲柄角傳感器 40的檢測值(S220)。按照與各氣缸對應的曲柄角計算曲柄角加速度 變化(d"/dt) (S230)。曲柄角加速度變化(dw/dt)在如圖10所示 脈動的曲柄角加速度中，是各最小點和與其連接的最大點的偏差。將計算出全部氣缸的曲柄角加速度變化(d"/dt)結束為條件，控 制裝置27從這些計算出的值中，分別算出最大曲柄角加速度變化(d w/dt) max (S240)和最小曲柄角加速度變化(d"/dt) min。接著，控制裝置27從最大曲柄角加速度變化(d"/dt) max中減 去最小曲柄角加速度變化(d"/dt) min，計算出偏差A (d"/dt) max (S260)。
接著，控制裝置27判斷偏差A (dco/dt) max是否在規(guī)定值以上 (S270)。如果偏差不到規(guī)定值，控制裝置27將氣缸計數(shù)復位為1 (S2卯)， 存儲上次使用的目標空氣量修正量(AGaOi=AGai、 S300)。接著控 制裝置27從各氣缸的曲柄角加速度變化(d"/dt) i中減去最小曲柄角 加速度變化(d"/dt)min，由此算出各氣缸的偏差A (d"/dt) i (S310)， 控制裝置27通過根據(jù)偏差A (dco/dt) i并參照增壓修正量映射，計算 出目標增壓修正量AGai (S320)。接著，控制裝置27在規(guī)定的基值Ga—trg—basei上，加上上次使用 的目標增壓修正量AGa0i和在步驟S320算出的目標增壓修正量AGai， 由此修正各氣缸的目標空氣量Gajrgi (S330)。然后根據(jù)修正后的目 標空氣量Ga—trgi決定各氣缸的進氣控制閥26的控制值、及目標打開 時間、目標打開期間和目標關閉時間(S340)。從步驟S300至S340的各處理，以對于全部氣缸結束為條件(S350、 S360),控制裝置27根據(jù)各氣缸的控制值，對各氣缸的致動器25進 行控制輸出。另一方面，在步驟S270中，如果偏差A (d"/dt) max在規(guī)定值 以上，則控制裝置27將進氣控制閥26的控制值設定為與全開的停止 位置相當?shù)闹?S270),向各氣缸的致動器25進行控制輸出(S370)。作為以上處理的結果，修正進氣控制閥26的增壓空氣量的偏差， 以使各氣缸的曲柄角加速度距全部氣缸中的最小值處于規(guī)定范圍內。如上所述，在本實施方式中，通過增壓修正處理，修正致動器25 的動作正時，以抑制作為發(fā)動機IO的運轉狀態(tài)的旋轉加速度的變動。 因此在本實施方式中，在可以進行脈沖增壓的發(fā)動機中，可以抑制多
個氣缸間的特性的不均。而且在本實施方式中，控制裝置27在運轉狀態(tài)的變動大于規(guī)定值的情況下，在全開的狀態(tài)下停止進氣控制閥。因此，在進氣控制閥26或 者進行其開閉的致動器25異常的可能性高的情況下，可以進入不使用 進氣控制閥26的運轉。其結果，在本實施方式中，如圖11所示，在 比理論空燃比大致靠近濃燃側的區(qū)域中，不進行燃料噴射量的修正而 進行吸入空氣量的修正。因此，可以迅速且高精度地進行修正。接著，對本發(fā)明的第三實施方式進行說明。第三實施方式是上述 第一實施方式的增壓修正處理的變形例，代替發(fā)動機10的旋轉速度的 變動，使用發(fā)動機10的進氣路徑內的空氣量在氣缸間的偏差。具體而 言，通過在進氣控制閥26下游側且在進氣閥17上游側的進氣路徑內 的壓力檢測空氣量的偏差。如圖12所示，第三實施方式的機械構成，除了具有進氣壓力傳感 器41、壓力傳感器42和A/F (空燃比)傳感器43之外，與上述第一 實施方式相同。進氣壓力傳感器41設置在節(jié)流閥24的下游側且進氣 控制閥26的上游側的位置處的進氣通路20中，將與該位置的壓力(以 下將其稱為進氣歧管壓力)對應的信號輸出到控制裝置27。壓力傳感 器42設置在進氣控制閥26的下游側且在進氣閥17的上游側位置處的 進氣通路20中，將與該位置的壓力(以下將其稱為端口壓力)對應的 信號輸出到控制裝置27。進氣壓力傳感器41在緩沖罐28中設置一個， 壓力傳感器42對應各氣缸，更詳細而言，對應各氣缸的支管設置。A/F 傳感器43設置在排氣通路31上，將與空燃比對應的信號輸出到控制 裝置27。 A/F傳感器43可以對應每個排氣通路31上的支管設置，也 可以在各支管集合部的下游側設置一個，在后者的情況下，每個氣缸 的A/F根據(jù)曲柄角傳感器的檢測值、各氣缸的排氣闊18的打開時間和 打開期間、以及規(guī)定的延遲時間，由控制裝置27算出。
在本實施方式中，用于增壓修正處理的增壓修正量映射，如圖13所示，將空氣量的偏差AGai、目標增壓修正量AGa—newi(g/s)相互建立 關聯(lián)而存儲?？諝饬康钠預 Gai是各氣缸的吸入空氣量和平均值的差 值。如圖13所示，目標增壓修正量AGa一newi(g/s)可以取正或負的值， 且其絕對值設定為空氣量的偏差△ Gai的絕對值越大則其越大。說明第三實施方式的動作。在圖14中，首先通過控制裝置27驅 動致動器25，由此使進氣控制閥26動作(S410)。然后根據(jù)壓力傳感 器42的檢測值，讀取每個氣缸的壓力值(S420)。將全部氣缸的壓力值的檢測結束為條件，控制裝置27從這些檢測 出的值中，分別算出最大壓力Pmax(S440)和最小壓力Pmin(S450)。接著，控制裝置27從最大壓力Pmax中減去最小壓力Pmin，算出 壓力的偏差APmax (S460)。接著，控制裝置27判斷壓力的偏差APmax是否在規(guī)定值以上 (S470)。如果偏差APmax不到規(guī)定值，控制裝置27將氣缸計數(shù)i復位為1 (S490)，存儲上次使用的目標空氣量修正量(AGaOi=AGai， S500)。 接著控制裝置27計算偏差A pi。該偏差A pi從各氣缸的壓力Pi減去壓 力的平均值Pave，針對各氣缸而算出(S510)。在此，雖然算出各氣 缸的壓力Pi與壓力的平均值Pave的差，但是也可以將各氣缸的壓力 Pi與最小壓力Pmin之差作為偏差△ Pi。然后，控制裝置27由壓力的偏差APi，通過參照增壓修正量映射， 計算出目標增壓修正量AGa—newi (S520)。接著，控制裝置27，通過在規(guī)定的基值Ga_trg—basei上，加上上
次使用的目標增壓修正量△ GaOi、和在步驟S520計算出的目標增壓修 正量AGa—newi，由此修正各氣缸的目標空氣量Ga_trgi (S530)。此 處的目標增壓修正量AGaOi和目標增壓修正量AGa—newi之和作為目 標增壓修正量AGai，在下一循環(huán)的步驟500中存儲。接著，控制裝置27根據(jù)修正后的目標空氣量Ga_trgi決定各氣缸 的進氣控制閥26的各控制值，也就是目標打開時間、目標打開期間以 及目標關閉時間(S540)。此處的控制值的決定如下進行。首先，根 據(jù)基于曲柄角而在進氣控制閥26的打開前的規(guī)定檢測時間檢測出的端 口壓力Pl、和在進氣控制閥26的打開前且在檢測端口壓力Pl時起經(jīng) 過與發(fā)動機轉速對應的延遲時間后檢測出的端口壓力P2，利用規(guī)定的 函數(shù)推測進氣控制閥26關閉后的規(guī)定正時下的端口壓力P3。接著，根 據(jù)該端口壓力P3并利用其他規(guī)定函數(shù)計算目標打開時間、目標打開期 間以及目標關閉時間。目標打開時間通過在實際打開時間上加上目標 打開期間來算出。從步驟S500至S540的各處理以對全部氣缸結束為條件(S550， S560)，控制裝置27根據(jù)各氣缸的控制值，對各氣缸的致動器25進 行控制輸出(S570)。另一方面，在步驟S470中，如果偏差APmax在規(guī)定值以上，則 控制裝置27將進氣控制閥26的控制值設定在與全閉的停止位置相當 的值(S480)，并對各氣缸的致動器25進行控制輸出。作為以上處理的結果，修正進氣控制閥26的增壓空氣量的偏差， 以使各氣缸的壓力距全部氣缸中的平均值處于規(guī)定范圍內。如上所述，在第三實施方式中，根據(jù)空氣量的氣缸間偏差，修正 進氣控制閥26增壓空氣量的偏差，因此可以不等待點火沖程而進行修 正。
在第三實施方式中，利用在進氣控制閥26的下游側且在進氣閥17的上游側的進氣路徑內的壓力傳感器43檢測空氣量的氣缸管偏差， 但是也可以根據(jù)迸氣控制閥26的上游側的進氣路徑內的進氣流量或者 壓力檢測空氣量的氣缸管偏差。作為檢測進氣控制閥的上游側的進氣 流量的手段而使用熱線式的空氣流量計時，由于有時因吸氣脈動的影 響，測定值比實際值小，因而優(yōu)選根據(jù)進氣控制閥26的打幵時間、發(fā) 動機的轉速并利用規(guī)定的函數(shù)計算修正系數(shù)，通過乘上該修正系數(shù)來 對空氣流量計的檢測值進行修正。接著，說明本發(fā)明的第四實施方式。第四實施方式是上述第三實 施方式的增壓修正處理的變形例，代替發(fā)動機10的旋轉速度的變動， 使用發(fā)動機IO的排氣的空燃比(A/F)的變動，具體而言，A/F的變動 通過A/F傳感器43檢測。在本實施方式中，用于增壓修正處理的增壓修正量映射，如圖15 所示，將A/F偏差的偏差A ( △ (A/F) )i和目標增壓修正量AGai(g/s) 相互建立關聯(lián)地存儲。A/F偏差的偏差A (A (A/F) ) i是各氣缸的 A/F偏差與平均值的差。如圖15所示，目標增壓修正量AGai (g/s)可 以取正值或者負值，而且其絕對值設定成，A/F偏差的偏差A( A(A/F)) i的絕對值越大其越大。說明第四實施方式的動作。在圖16中，首先利用控制裝置27驅 動致動器25，由此使進氣控制閥26動作(S610)。然后根據(jù)A/F傳感 器43和曲柄角傳感器40的檢測值，讀取每個氣缸的排氣A/F(S620)， 計算每個氣缸的A/F偏差A (A/F) i (i=l， 2， 3， 4) (S630)。以全部氣缸的A/F偏差A (A/F) i的計算結束為條件，控制裝置 27從這些算出的值中分別計算最大A/F偏差A (A/F) max (S640)、 最小A/F偏差A (A/F) min (S650)。
接著，控制裝置27從最大A/F偏差A (A/F) max中減去最小A/F 偏差A (A/F) min，算出A/F偏差的偏差A (AA/F) max (S660)。接著，控制裝置判斷A/F偏差的偏差A ( AA/F) max是否在規(guī)定 值以上(S670)。如果偏差△ ( A A/F) max不到規(guī)定值，則控制裝置27將氣缸計 數(shù)i復位為1 (S690)，存儲上次使用的目標空氣量修正量(AGaOi= AGai， S700)。接著控制裝置27計算A/F偏差的偏差△ (AA/F) i。 該A/F偏差的偏差A (AA/F) i，通過從各氣缸的A/F偏差A (A/F) i減去A/F偏差的平均值A (A/F) ave，而針對各氣缸計算出。然后，控制裝置27根據(jù)A/F偏差的偏差A (AA/F)i并參照增壓 修正量映射，計算目標增壓修正量AGa—newi (S720)。接著，控制裝置27在規(guī)定的基值Ga—trg—basei上，加上上次使用 的目標增壓修正量AGaOi和在步驟S720算出的目標增壓修正量A Ga_newi，由此修正各氣缸的目標空氣量Ga_trgi (S730)。此處的目 標增壓修正量AGaOi和目標增壓修正量AGa一newi之和，作為目標空 氣量修正量Gai，在下一循環(huán)的步驟700中存儲。接著，控制裝置27根據(jù)修正后的目標空氣量Ga—trgi，決定各氣 缸的進氣控制閥26的各控制值，也就是目標打開時間、目標打開期間 以及目標關閉時間(S740)。此處的控制值的決定如下進行。首先， 根據(jù)基于曲柄角而在進氣控制閥26的打開前的規(guī)定檢測時間檢測出的 端口壓力Pl、和在進氣控制閥26的打開前且在檢測端口壓力Pl時起 經(jīng)過與發(fā)動機轉速對應的延遲時間后檢測出的端口壓力P2，利用規(guī)定 的函數(shù)推測進氣控制閥26關閉后的規(guī)定正時下的端口壓力P3。接著， 根據(jù)該端口壓力P3利用其他規(guī)定函數(shù)計算目標打開時間、目標打開期 間以及目標關閉時間。目標打開時間可以通過在實際打開時間上加上 目標打開期間來算出。從步驟S700至S740的各處理在以對全部氣缸結束為條件(S750， S760)，控制裝置27根據(jù)各氣缸的控制值，對各氣缸的致動器25進 行控制輸出(S770)。另一方面，在步驟S670中，如果偏差A (A/F) max在規(guī)定值以 上，則控制裝置27將進氣控制閥26的控制值設定為與全閉的停止位 置相當?shù)闹?S680)，并對各氣缸的致動器25進行控制輸出(S770)。作為以上處理的結果，修正進氣控制閥26的增壓空氣量的偏差， 以使各氣缸的A/F距全部氣缸的平均值處于規(guī)定范圍內。在上述的各實施方式中，對于將本發(fā)明應用于所謂缸內直噴形式 的汽油發(fā)動機的情況進行了說明，但是不言而喻，本發(fā)明對于向進氣 口內噴射燃料的端口噴射形式的發(fā)動機、不使用火花塞的柴油發(fā)動機 等其他形式的發(fā)動機也有效，可以得到與缸內直噴形式的汽油發(fā)動機 的情況相同的效果。而且，本發(fā)明可以適用于車輛用以外的發(fā)動機， 相關構成屬于本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種發(fā)動機的控制裝置，具有進氣控制閥，設置在各氣缸的進氣閥上游側的進氣通路上，單獨開閉該進氣通路；致動器，進行該進氣控制閥的開閉；和控制單元，控制所述致動器的動作，所述控制單元，控制所述致動器，通過使所述進氣控制閥遲于所述進氣閥打開來執(zhí)行增壓，其特征在于，還具有增壓修正單元，修正所述致動器的動作正時，以抑制所述發(fā)動機的所述氣缸間的增壓空氣量的不均。
2. 如權利要求1所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于， 所述增壓修正單元根據(jù)所述發(fā)動機的運轉狀態(tài)的變動修正所述動作正時。
3. 如權利要求2所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于， 所述運轉狀態(tài)是所述發(fā)動機的旋轉速度。
4. 如權利要求2所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于， 所述運轉狀態(tài)是所述發(fā)動機的旋轉加速度。
5. 如權利要求2所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于， 所述運轉狀態(tài)是所述發(fā)動機的進氣路徑內的空氣量。
6. 如權利要求5所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于， 所述空氣量是根據(jù)處于所述進氣控制閥下游側且處于所述進氣閥上游側的進氣路徑內的壓力檢測出的。
7. 如權利要求5所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于， 所述空氣量是根據(jù)所述進氣控制閥上游側的進氣路徑內的進氣流 量或者壓力檢測出的。
8. 如權利要求2所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于， 所述運轉狀態(tài)是所述發(fā)動機的空燃比。
9. 如權利要求2所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于， 所述控制單元，在所述運轉狀態(tài)的變動大于規(guī)定值時，使所述進氣控制閥以全開狀態(tài)停止。
10. 如權利要求1所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，還具有噴射量修正單元，修正所述發(fā)動機的燃料噴射量；和 修正指示單元，指示所述增壓修正單元和所述噴射量修正單元執(zhí) 行修正，所述修正指示單元，在所述增壓修正單元和所述噴射量修正單元 的執(zhí)行條件都成立時，使所述噴射量修正單元優(yōu)先執(zhí)行。
11. 如權利要求IO所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于， 所述修正指示單元，在所述發(fā)動機的所需空氣量大于第一基準值時，即使所述增壓修正單元和所述噴射量修正單元的執(zhí)行條件都成立， 也使所述增壓修正單元優(yōu)先執(zhí)行。
12. 如權利要求IO所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于， 所述修正指示單元，在所述發(fā)動機的所需空氣量大于第二基準值時，即使所述增壓修正單元和所述噴射量修正單元的執(zhí)行條件都成立， 也使所述增壓修正單元和所述噴射量修正單元都不執(zhí)行，而是執(zhí)行所 述增壓。
13. 如權利要求IO所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于，所述修正指示單元，在所述發(fā)動機的空燃比小于第三基準值時， 即使所述增壓修正單元和所述噴射量修正單元的執(zhí)行條件都成立，也 使所述增壓修正單元優(yōu)先執(zhí)行。
14.如權利要求13所述的發(fā)動機的控制裝置，其特征在于， 所述修正指示單元，在所述發(fā)動機的所需空氣量大于第四基準值 時，即使所述增壓修正單元和所述噴射量修正單元的執(zhí)行條件都成立， 也使所述增壓修正單元和所述噴射量修正單元都不執(zhí)行，而是執(zhí)行所 述增壓。
全文摘要
發(fā)動機具有進氣控制閥(26)，設置在各氣缸的進氣閥(17)的上游側的進氣通路上，單獨開閉該進氣通路；致動器(25)，進行該進氣控制閥的開閉；和控制裝置(27)，控制所述致動器(25)的動作，所述控制裝置(27)控制所述致動器(25)，通過使所述進氣控制閥(26)的打開遲于所述進氣閥(17)的打開來執(zhí)行增壓，其中，進而執(zhí)行增壓修正處理，修正所述致動器(25)的動作正時，以抑制所述發(fā)動機在所述氣缸間的增壓空氣量的不均。
文檔編號F02B29/08GK101151443SQ200680009918
公開日2008年3月26日 申請日期2006年3月31日 優(yōu)先權日2005年3月31日
發(fā)明者田畑正和, 金子智洋 申請人:豐田自動車株式會社