專利名稱：進(jìn)氣量校正設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種進(jìn)氣量校正設(shè)備，該進(jìn)氣量校正設(shè)備能夠?qū)眠M(jìn)氣 量傳感器感測的進(jìn)氣量感測值進(jìn)行校正。
背景技術(shù)：
常規(guī)上，將各種各樣傳感器固定在內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣-排氣系統(tǒng)上。這些各 種各樣的傳感器包括進(jìn)氣量傳感器，用于感測流入燃燒室中的進(jìn)氣量；氧 氣濃度傳感器，用于感測排放氣體中的氧氣濃度；以及其它傳感器?；?這些傳感器的感測值來對內(nèi)燃機(jī)的操作狀態(tài)進(jìn)行控制(例如，參見專利文 獻(xiàn)1: JP-A-2007-231829)。
在這些傳感器之中，進(jìn)氣量傳感器會發(fā)生比較大的老化并且可能引起 個體差異的變化。因此，常規(guī)上，已經(jīng)需要在傳感器出廠之后對該傳感器 的感測值進(jìn)行校正。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種進(jìn)氣量校正設(shè)備，該進(jìn)氣量校正設(shè)備能夠 對用于內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣量傳感器的感測值進(jìn)行校正。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，進(jìn)氣量校正設(shè)備具有進(jìn)氣量獲取部分、噴射 量獲取部分、氧氣濃度獲取部分、計算部分和進(jìn)氣量校正部分。
進(jìn)氣量獲取部分從進(jìn)氣量傳感器處獲取進(jìn)氣量感測值，該進(jìn)氣量傳感 器感測從進(jìn)氣系統(tǒng)流入內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的進(jìn)氣量。
噴射量獲取部分從噴射量傳感器處獲取噴射量感測值，該噴射量傳感 器感測從噴射器噴射出的燃料的噴射量或者感測與該噴射量有關(guān)的物理量 (下文簡稱為噴射量)。
氧氣濃度獲取部分從氧氣濃度傳感器處獲取氧氣濃度感測值，該氧氣 濃度傳感器感測從內(nèi)燃機(jī)排出的排放氣體中的氧氣濃度。計算部分對進(jìn)氣量傳感器、噴射量傳感器和氧氣濃度傳感器中的特定 一個傳感器的感測目標(biāo)進(jìn)行計算，該計算基于其它兩個傳感器的感測值。
進(jìn)氣量校正部分基于計算部分所計算出的計算值與這些傳感器中的所 述特定一個傳感器的感測值之間的差值來對進(jìn)氣量感測值進(jìn)行校正。
如上所述，專利文獻(xiàn)1中描述的常規(guī)內(nèi)燃機(jī)以及其它常規(guī)內(nèi)燃機(jī)具有 進(jìn)氣量傳感器和氧氣濃度傳感器。根據(jù)本發(fā)明的上述方面，除了這些傳感 器之外，還為內(nèi)燃機(jī)設(shè)置了感測燃料噴射量的噴射量傳感器。
本發(fā)明的發(fā)明人致力于以下方面，即可以基于進(jìn)氣量傳感器、噴射量 傳感器和氧氣濃度傳感器中的任意兩個傳感器的感測值來計算出其余一個 傳感器的感測目標(biāo)(這將在后面詳細(xì)解釋)，并且還發(fā)明了上述設(shè)置噴射量 傳感器的方案。
根據(jù)本發(fā)明的上述方面，設(shè)置了進(jìn)氣量校正部分，以用于根據(jù)這些傳 感器中的一個傳感器的感測值與基于其它兩個傳感器的感測值所計算的計 算值之間的差值來對進(jìn)氣量感測值進(jìn)行校正。
下面，將針對圖6所示的內(nèi)燃機(jī)的情況、參照下面描述的表達(dá)式(1) 一 (8)和表達(dá)式(7')來介紹為什么可以基于進(jìn)氣量傳感器、噴射量傳感 器和氧氣濃度傳感器中的任意兩個傳感器的感測值計算出其余一個傳感器 的感測目標(biāo)的原因。圖6所示的內(nèi)燃機(jī)是本發(fā)明的一個示例性實施例，并 且本發(fā)明的實施例并不限于圖6所示的內(nèi)燃機(jī)。
在下列表達(dá)式(1) 一 (8)中，變量x表示空氣的質(zhì)量流率(下文簡 稱為空氣量)，而變量y表示氧氣濃度。如圖6所示，經(jīng)過進(jìn)氣管51的新 鮮空氣的空氣量xl和氧氣濃度yl可以用表達(dá)式(1)和(5)來表達(dá)。變 量xl的值是進(jìn)氣量傳感器47的感測目標(biāo)，變量yl的值是大氣中的氧氣濃 度并且它是個已知值。
經(jīng)過EGR管52的重新循環(huán)的排放氣體的空氣量x2和氧氣濃度y2可 以用表達(dá)式(2)和(6)來表達(dá)。進(jìn)入空氣是新鮮空氣和重新循環(huán)的排放 氣體的混合物，該進(jìn)入空氣的空氣量x3和氧氣濃度y3可以用表達(dá)式(3) 和(7)來表達(dá)。值x3是一個理論值，可以基于在活塞50b下降時的燃燒 室50a的體積、吸氣效率等在理論上計算出值x3。
在EGR管52的上游，經(jīng)過排氣管53的一個部分的排放氣體的空氣量x4和氧氣濃度y4可以用表達(dá)式(4)和(8)來表達(dá)。表達(dá)式(8)中的Q 表示噴射到燃燒室50a中的燃料的噴射量，并且Q也是噴射量傳感器20a 的感測目標(biāo)。值y4是氧氣濃度傳感器48的感測目標(biāo)。 表達(dá)式(1):
xl =進(jìn)氣量傳感器的感測目標(biāo)
表達(dá)式(2): x2=x3-xl
表達(dá)式(3):
x3二理論值(基于燃燒室的體積、吸氣效率等計算出的理論值)
表達(dá)式(4):
x4=x3
表達(dá)式(5):
yl二理論值(大氣中的氧氣濃度)
表達(dá)式(6):
y2二y4
表達(dá)式(7):
y3= (xl-yl+x2-y2) / (xl+x2)
表達(dá)式(8): y4二f (x3， y3， Q)
在表達(dá)式(8)中，值y4是氧氣濃度傳感器48的感測目標(biāo)，并且通過 氧氣濃度感測值可以獲知值y4。值x3是理論值，并且它是已知的。值Q 是噴射量傳感器20a的感測目標(biāo)，并且通過噴射量感測值可以獲知值Q。由于表達(dá)式(8)中的值y4、 x3、 Q是已知的，因此剩余的變量y3的值也 就知道了。
通過使用表達(dá)式(2)，可以將表達(dá)式(7)轉(zhuǎn)換成下面的表達(dá)式(7')。 表達(dá)式(7'):
y3= (xl (yl-y2) +x3.y2) /x3
在表達(dá)式(7，)中，值y3如上所述是已知的。值yl是理論值，并且它 是已知的。值y2如上所述與值y4相同，并且它是已知的。值x3是理論值 且它是已知的。由于表達(dá)式(7')中的值y3、 yl、 y2、 x3是己知的，因此 剩余的變量xl的值也就知道了。
因此，值x2、 x3、 x4、 yl、 y2、 y3在理論上都是已知的。因此，可以 基于變量xl (進(jìn)氣量感測值)、變量Q (噴射量感測值)和變量y4 (氧氣 濃度感測值)中的任意兩個變量的值計算出剩余的一個變量的值。因此， 可以說成是可以基于進(jìn)氣量傳感器、噴射量傳感器和氧氣濃度傳感器中 的任意兩個傳感器的感測值計算出其余一個傳感器的感測目標(biāo)。這不僅可 以以類似方式應(yīng)用于具有圖6所示的EGR閥的柴油機(jī)，而且還可以應(yīng)用于 其它內(nèi)燃機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，計算部分基于噴射量感測值和氧氣濃度感測 值來計算進(jìn)氣量。進(jìn)氣量校正部分基于由計算部分計算出的進(jìn)氣量計算值 與進(jìn)氣量感測值之間的差值來對進(jìn)氣量感測值進(jìn)行校正。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，計算部分基于進(jìn)氣量感測值和噴射量感測值 來計算氧氣濃度。進(jìn)氣量校正部分基于由計算部分計算出的氧氣濃度計算 值與氧氣濃度感測值之間的差值來對進(jìn)氣量感測值進(jìn)行校正。
可選擇地，計算部分可以基于進(jìn)氣量感測值和氧氣濃度感測值來計算 噴射量，并且進(jìn)氣量校正部分可以基于由計算部分計算出的噴射量計算值 與噴射量感測值之間的差值來對進(jìn)氣量感測值進(jìn)行校正。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，進(jìn)氣量校正設(shè)備還具有學(xué)習(xí)部分，該學(xué)習(xí)部 分將進(jìn)氣量計算值與進(jìn)氣量感測值之間的差值看作是進(jìn)氣量感測值的誤 差，并且將該誤差的值存儲在圖中，其中該圖定義了所述誤差與進(jìn)氣量之 間的關(guān)系。對于這種結(jié)構(gòu)，可以將誤差在進(jìn)氣量傳感器的整個感測范圍中 的值存儲在該圖中，并且對其進(jìn)行學(xué)習(xí)。因此，可以在整個感測范圍內(nèi)校正進(jìn)氣量感測值。
根據(jù)本發(fā)明下列七個方面之一，計算部分執(zhí)行計算，并且進(jìn)氣量校正 部分基于在內(nèi)燃機(jī)的操作狀態(tài)處于穩(wěn)定的期間(即，穩(wěn)定狀態(tài)時間)感測 的噴射量感測值、氧氣濃度感測值和進(jìn)氣量感測值來執(zhí)行校正。因此，可 以防止所計算的作為進(jìn)氣量計算值與進(jìn)氣量感測值之間的差的值含有除進(jìn) 氣量感測值的誤差之外的、由其它因素(影響)引起的誤差。因此，能夠 以很高的精度計算進(jìn)氣量感測值的誤差，并且最終可以改善進(jìn)氣量校正部 分的校正精度。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，內(nèi)燃機(jī)具有排放氣體重新循環(huán)閥，用于對從 排氣系統(tǒng)重新循環(huán)到進(jìn)氣系統(tǒng)的排放氣體重新循環(huán)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過將排 放氣體重新循環(huán)閥連續(xù)固定在全關(guān)閉狀態(tài)時的時間作為穩(wěn)定狀態(tài)時間，來 執(zhí)行計算和校正。對于這種結(jié)構(gòu)，可以利用所計算的作為進(jìn)氣量計算值與
進(jìn)氣量感測值之間的差的值來消除EGR量的影響。因此，可以改善進(jìn)氣量 校正部分的校正精度。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，內(nèi)燃機(jī)具有節(jié)流閥，該節(jié)流閥調(diào)節(jié)流入燃燒
室中的進(jìn)氣量。通過將節(jié)流閥連續(xù)固定在全打開狀態(tài)時的時間作為穩(wěn)定狀 態(tài)時間，來執(zhí)行計算和校正。對于這種結(jié)構(gòu)，可以利用所計算的作為進(jìn)氣 量計算值與進(jìn)氣量感測值之間的差的值來消除節(jié)流閥打開程度的影響。因 此，可以改善進(jìn)氣量校正部分的校正精度。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，內(nèi)燃機(jī)具有增壓器，該增壓器通過使用排放 氣體作為驅(qū)動力源來對進(jìn)入空氣進(jìn)行增壓。所述增壓器被構(gòu)造成能夠?qū)?排放氣體的流體能轉(zhuǎn)換成驅(qū)動力的轉(zhuǎn)換率進(jìn)行可變的設(shè)定。通過將所述增 壓器的轉(zhuǎn)換率被連續(xù)設(shè)定在預(yù)定范圍內(nèi)的時間作為穩(wěn)定狀態(tài)時間，來執(zhí)行 計算和校正。對于這種結(jié)構(gòu)，可以利用所計算的作為進(jìn)氣量計算值與進(jìn)氣 量感測值之間的差的值來消除增壓狀態(tài)的變化的影響。因此，可以改善進(jìn) 氣量校正部分的校正精度。
可以采用可變?nèi)萘康臏u輪增壓器作為上述能夠可變地設(shè)定排放氣體的 流體能轉(zhuǎn)換成驅(qū)動力的轉(zhuǎn)換率的結(jié)構(gòu)的實例。更具體而言，可以采用下列 結(jié)構(gòu)，即一種在構(gòu)成渦輪增壓器的渦輪輪子(turbine whed)中設(shè)置了可變 葉片的結(jié)構(gòu)、 一種具有用于對向渦輪輪子吹出排放氣體的噴嘴的吹出量進(jìn)行調(diào)節(jié)的可變片的結(jié)構(gòu)等。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，內(nèi)燃機(jī)具有增壓器，該增壓器通過使用排放 氣體作為驅(qū)動力源來對進(jìn)入空氣進(jìn)行增壓。通過將由所述增壓器提供的增 壓壓力在指定時間內(nèi)或在超過該指定時間的時間內(nèi)保持穩(wěn)定時的時間作為 穩(wěn)定狀態(tài)時間，來執(zhí)行計算和校正。對于這種結(jié)構(gòu)，可以利用所計算的作 為進(jìn)氣量計算值與進(jìn)氣量感測值之間的差的值來消除增壓壓力的變化的影 響。因此，可以改善進(jìn)氣量校正部分的校正精度。
隨著從進(jìn)氣量傳感器的安裝位置到燃燒室50a的進(jìn)氣管51的長度的增 加，進(jìn)氣量傳感器的感測響應(yīng)延遲也會增大。隨著從氧氣濃度傳感器的安 裝位置到燃燒室50a的排氣管53的長度的增加，氧氣濃度傳感器的感測響 應(yīng)延遲也會增大。
有鑒于此，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過將內(nèi)燃機(jī)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)速 度在指定時間內(nèi)或在超過指定時間的時間內(nèi)保持穩(wěn)定時的時間作為穩(wěn)定狀 態(tài)時間，來執(zhí)行計算和校正。對于這種結(jié)構(gòu)，可以利用所計算的作為進(jìn)氣 量計算值與進(jìn)氣量感測值之間的差的值來消除響應(yīng)延遲的影響。因此，可 以改善進(jìn)氣量校正部分的校正精度。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過將進(jìn)氣量獲取部分感測的進(jìn)氣量在指定 時間內(nèi)或在超過指定時間的時間內(nèi)保持穩(wěn)定時的時間作為穩(wěn)定狀態(tài)時間， 來執(zhí)行計算和校正。對于這種結(jié)構(gòu)，可以利用所計算的作為進(jìn)氣量計算值 與進(jìn)氣量感測值之間的差的值來消除作為進(jìn)氣量傳感器的感測目標(biāo)的進(jìn)氣 量的變化的影響。因此，可以改善進(jìn)氣量校正部分的校正精度。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過將噴射量獲取部分感測的噴射量和與該 噴射量有關(guān)的物理量在指定時間內(nèi)或在超過指定時間的時間內(nèi)保持穩(wěn)定狀 態(tài)時的時間作為穩(wěn)定狀態(tài)時間，來執(zhí)行計算和校正。對于這種結(jié)構(gòu)，可以 利用所計算的作為進(jìn)氣量計算值與進(jìn)氣量感測值之間的差的值來消除作為 噴射量傳感器的感測目標(biāo)的噴射量的變化的影響。因此，可以改善進(jìn)氣量 校正部分的校正精度。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，進(jìn)氣量校正設(shè)備應(yīng)用于包括氧氣濃度計算部 分和排放氣體重新循環(huán)控制部分的內(nèi)燃機(jī)控制設(shè)備上?；谟蛇M(jìn)氣量校正 部分校正的進(jìn)氣量感測值和噴射量感測值，氧氣濃度計算部分對排放氣體中的氧氣濃度進(jìn)行計算。排放氣體重新循環(huán)控制部分對排放氣體重新循環(huán) 閥的打開程度進(jìn)行反饋控制，以使氧氣濃度計算部分所計算的氧氣濃度計 算值接近于目標(biāo)值。
對于這種結(jié)構(gòu)，氧氣濃度計算部分使用上述校正過的進(jìn)氣量感測值來 計算排放氣體中的氧氣濃度。因此，可以獲得排放氣體中的高精度的氧氣 濃度。相應(yīng)地，還可以改善排放氣體重新循環(huán)控制部分使用氧氣濃度的反 饋控制的精度。因此，能夠以高精度控制噴射狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，內(nèi)燃機(jī)將積累燃料的蓄壓器中的燃料分配、 供應(yīng)給噴射器。噴射量傳感器是一種對供應(yīng)給噴射器的燃料的壓力(作為 物理量)進(jìn)行感測的燃料壓力傳感器，并且該噴射量傳感器設(shè)置在從蓄壓 器延伸到噴射器的噴射孔的燃料通道中的、位于距噴射孔比距蓄壓器更近 的位置處。
供應(yīng)給噴射器的燃料的壓力伴隨著噴射孔的燃料噴射而波動。因此， 通過感測波動模式(例如，燃料壓力減少量、燃料壓力減少時間等)，可以 計算實際噴射量。根據(jù)本發(fā)明的上述方面，將對供應(yīng)給噴射器的燃料的壓 力進(jìn)行感測的燃料壓力傳感器用作噴射量傳感器，該燃料壓力作為與噴射 量有關(guān)的物理量。因此，可以按照上述方式計算噴射量。
此外，根據(jù)本發(fā)明的所述方面，所述燃料壓力傳感器設(shè)置在從蓄壓器 延伸到噴射器的噴射孔的燃料通道中的、位于距噴射孔比距蓄壓器更近的 位置處。因此，可以在壓力波動在蓄壓器內(nèi)衰減之前感測出噴射孔中的壓 力波動。因此，能夠以高精度感測由噴射引起的壓力波動，因此能夠以高 精度計算噴射量。
作為除采用燃料壓力傳感器作為噴射量傳感器的例子外的其它應(yīng)用實 例，可以采用提升傳感器、流量計等作為噴射量傳感器，所述提升傳感器 對噴射器的閥部件升程量(作為與噴射量有關(guān)的物理量)進(jìn)行感測，而所 述流量計設(shè)置在延伸到噴射孔的燃料供給通道中，用于對燃料流率(作為 噴射量)進(jìn)行感測。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，燃料壓力傳感器固定在噴射器上。因此，與 燃料壓力傳感器固定在連接蓄壓器和噴射器的管上的情況相比，燃料壓力 傳感器的固定位置更接近于噴射器的噴射孔。相應(yīng)地，與在噴射孔中的壓力波動在所述管中衰減之后感測壓力波動的情況相比，可以更加適當(dāng)?shù)馗?測噴射孔中的壓力波動。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，燃料壓力傳感器固定在噴射器的燃料入口上。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，燃料壓力傳感器安裝在噴射器的內(nèi)部，以對從噴 射器的燃料入口延伸到噴射器的噴射孔的內(nèi)部燃料通道中的燃料壓力進(jìn)行 感測。
與燃料壓力傳感器安裝在噴射器內(nèi)部的情況相比，在燃料壓力傳感器 固定在燃料入口的情況下可以簡化燃料壓力傳感器的固定結(jié)構(gòu)。當(dāng)燃料壓 力傳感器安裝在噴射器的內(nèi)部時，燃料壓力傳感器的固定位置與燃料壓力 傳感器固定在燃料入口的情況相比更接近于噴射器的噴射孔。因此，可以 更加適當(dāng)?shù)馗袦y噴射孔中的壓力波動。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在從蓄壓器延伸到噴射器的燃料入口的燃料 通道中設(shè)置了節(jié)流口，以用于衰減蓄壓器中的燃料的壓力脈動。相對于燃 料流動方向，燃料壓力傳感器設(shè)置在該節(jié)流口的下游。如果將燃料壓力傳 感器設(shè)置在節(jié)流口的上游，那么感測在節(jié)流口衰減了噴射孔中的壓力波動 之后的壓力波動。相反，根據(jù)本發(fā)明的上述方面，燃料壓力傳感器設(shè)置在 節(jié)流口的下游。相應(yīng)地，由于可以感測在該節(jié)流口衰減壓力波動之前的壓 力波動，因此可以更加適當(dāng)?shù)馗袦y噴射孔中的壓力波動。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，進(jìn)氣量校正系統(tǒng)具有進(jìn)氣量傳感器、噴射量 傳感器和氧氣濃度傳感器中的至少一個傳感器、以及進(jìn)氣量校正設(shè)備，該 進(jìn)氣量傳感器感測進(jìn)氣量，該噴射量傳感器感測噴射量或者與該噴射量有 關(guān)的物理量，該氧氣濃度傳感器感測排放氣體中的氧氣濃度。進(jìn)氣量校正 系統(tǒng)可以類似地實現(xiàn)上面提到的各種效果。


通過研究下面的具體實施方式
、所附權(quán)利要求和附圖(它們都形成了 本申請的一部分)，將會理解實施例的特征和優(yōu)點以及相關(guān)部分的操作方法 和功能。在附圖中
圖1是示出了采用根據(jù)本發(fā)明實施例的進(jìn)氣量校正設(shè)備的燃料系統(tǒng)的 示意圖；圖2是示意性示出了根據(jù)實施例的噴射器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部側(cè)視圖； 圖3是示出了根據(jù)實施例的燃料噴射控制處理的基本過程的流程圖； 圖4是示出了根據(jù)實施例的燃料噴射量估計的處理過程的流程圖； 圖5是示出了根據(jù)實施例的所感測壓力的波動波形與噴射率變換波形
之間的關(guān)系的時序圖6是示出了采用根據(jù)實施例的進(jìn)氣量校正設(shè)備的進(jìn)氣-排氣系統(tǒng)的示
意圖；以及
圖7是示出了根據(jù)實施例的排放氧氣濃度的預(yù)測值計算處理過程和氣 流計的感測誤差的學(xué)習(xí)處理過程的流程圖。
具體實施例方式
下文將參照附圖來描述根據(jù)本發(fā)明實施例的進(jìn)氣量校正設(shè)備。首先簡 要介紹安裝了根據(jù)本實施例的進(jìn)氣量校正設(shè)備的發(fā)動機(jī)(內(nèi)燃機(jī))的概況。 根據(jù)本實施例的設(shè)備可用于四輪車輛的柴油機(jī)(內(nèi)燃機(jī))。發(fā)動機(jī)將高
壓燃料(例如噴射壓力為iooo大氣壓或更高的輕油)直接地噴射供應(yīng)(直
接噴射供應(yīng))到燃燒室中。假定根據(jù)本實施例的發(fā)動機(jī)是具有多個汽缸 (例如，直排的四個汽缸)的四沖程往復(fù)式柴油機(jī)(內(nèi)燃機(jī))。在四個汽缸
#1 —#4中的每一個中，按照氣缸弁l、 #3、 #4禾口#2的順序來在720° CA 的周期中依次執(zhí)行由進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、燃燒沖程和排氣沖程這四個沖 程組成的燃燒循環(huán)，并且更具體而言，各汽缸之間的燃燒周期彼此偏差180° CA。
接下來將參照圖1到圖5來介紹發(fā)動機(jī)的燃料系統(tǒng)。 圖1是示出了根據(jù)本實施例的共軌燃料噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。設(shè)置在系 統(tǒng)中的ECU30 (電子控制單元)對供應(yīng)給吸入控制閥llc的當(dāng)前供應(yīng)量進(jìn) 行調(diào)節(jié)，從而將燃料泵11的燃料排出量控制在期望值。因此，ECU 30執(zhí) 行反饋控制(例如，PID控制)，以使公共軌道12 (蓄壓器)中的燃料壓 力，即由燃料壓力傳感器20a測得的當(dāng)前燃料壓力與目標(biāo)值(目標(biāo)燃料壓 力)相一致。ECU30基于該燃料壓力對目標(biāo)發(fā)動機(jī)的預(yù)定汽缸的燃料噴射 量進(jìn)行控制，并最終將發(fā)動機(jī)的輸出(即，輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度或者轉(zhuǎn)矩) 控制在期望的幅值。構(gòu)成燃料供給系統(tǒng)的設(shè)備包括燃料箱10、燃料泵11、公共軌道12和 噴射器20 (燃料噴射閥)，這些設(shè)備從燃料流上游側(cè)開始依次排列。燃料泵 11包括由目標(biāo)發(fā)動機(jī)的輸出驅(qū)動的高壓泵lla和低壓泵llb。將燃料泵11 構(gòu)造成使得高壓泵lla對低壓泵lib從燃料箱10抽取的燃料進(jìn)行加壓并將 其排出。設(shè)置在燃料泵11的燃料吸入側(cè)上的吸入控制閥lie (SCV)對發(fā) 送到高壓泵lla的燃料泵送量和燃料泵11的最終燃料排出量進(jìn)行計量。燃 料泵11可以通過調(diào)節(jié)吸入控制閥lie的驅(qū)動電流(最終，調(diào)節(jié)打開程度) 來將泵11的燃料排出量控制在期望值。
低壓泵11b例如是由次擺線給料泵構(gòu)成的。高壓泵lla例如是由柱塞式 泵構(gòu)成的。將高壓泵lla構(gòu)造成利用偏心凸輪(未示出)分別使預(yù)定柱塞 (例如三個柱塞)沿其軸線方向往復(fù)運動，從而能夠在預(yù)定時刻依次泵送 燃料，該燃料被發(fā)送到加壓室中。
燃料泵11將燃料箱10中的燃料加壓饋送(泵送)到公共軌道12，并 且將燃料以高壓狀態(tài)積累在公共軌道12中。然后，將燃料經(jīng)由提供給相應(yīng) 汽缸的高壓管14分別分配、供應(yīng)給汽缸弁1到#4的噴射器20。噴射器20 (# 1 )到20 (弁4)的燃料排出孔21與管18相連，以便將過剩的燃料返 回到燃料箱10。節(jié)流口 12a (燃料脈動減輕部分)設(shè)置在公共軌道12和高 壓管14t間，用于衰減從公共軌道12流到高壓管14的燃料的壓力脈動。
在圖2中，示出了噴射器20的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。基本上，四個噴射器20(#1) -20(#4)具有相同的結(jié)構(gòu)(例如圖2所示的結(jié)構(gòu))。每一個噴射器20都是使 用發(fā)動機(jī)燃燒燃料(即，燃料箱10中的燃料)的液壓驅(qū)動型噴射器。在噴 射器20中，燃料噴射的驅(qū)動力是通過油壓室Cd (即，控制室)傳遞的。 如圖2所示，噴射器20被構(gòu)造成常閉型燃料噴射閥，在斷電時，該常閉型 燃料噴射閥進(jìn)入閥關(guān)閉狀態(tài)。
從公共軌道12輸出的高壓燃料流入到形成在噴射器20的殼體20e中 的燃料入口22中。 一部分流入的高壓燃料流入到油壓室Cd中，另一部分 流入的高壓燃料流向噴射孔20f。泄漏孔24形成在油壓室Cd中，并且該泄 漏孔24由控制閥23打開和關(guān)閉。如果控制閥23打開泄漏孔24，那么油壓 室Cd中的燃料從泄漏孔24經(jīng)由燃料排出孔21返回到燃料箱10中。
當(dāng)利用噴射器20進(jìn)行燃料噴射時，根據(jù)螺線管20b的通電狀態(tài)(通電/斷電)來操作控制閥23，其中螺線管20b由兩路電磁閥構(gòu)成。因此，增大 /減小了油壓室Cd的密封程度，并最終增大/減小了油壓室Cd內(nèi)的壓力(等 于針閥20c的背壓)。由于所述壓力增大/減小，因此針閥20c在殼體20e內(nèi) 隨著彈簧20d (盤簧)的拉伸力或者逆著彈簧20d (盤簧)的拉伸力而往復(fù) 運動(上下運動)。相應(yīng)地，在它的中途打開/關(guān)閉到達(dá)噴射孔20f (鉆出所 需數(shù)量的噴射孔)的燃料供給通道25 (更加詳細(xì)而言，在錐形座表面上， 根據(jù)針閥20c的往復(fù)運動，針閥20c落座于該錐形座表面上，針閥20c與該 錐形座表面分離)。
利用通斷控制來執(zhí)行對針閥20c的驅(qū)動控制。也就是說，ECU30將用 于指示通/斷的脈沖信號(通電信號)發(fā)送到針閥20c的驅(qū)動部分(兩路電 磁閥)。當(dāng)脈沖是接通(或關(guān)斷)時，針閥20c升高并打開噴射孔20f，并 且當(dāng)脈沖是關(guān)斷(或接通)時，針閥20c下降并阻塞噴射孔20f。
利用來自公共軌道12的燃料供應(yīng)來執(zhí)行油壓室Cd的壓力增大處理。 通過對螺線管20b通電來操作控制閥23并由此打開泄漏孔24，從而執(zhí)行油 壓室Cd的壓力降低處理。這樣，將油壓室Cd中的燃料經(jīng)由連接噴射器20 和燃料箱10的管18 (示出在圖1中)返回到燃料箱10中。也就是說，通 過利用控制閥23的打開和關(guān)閉操作來調(diào)節(jié)油壓室Cd中的燃料壓力，從而 控制打開和關(guān)閉噴射孔20f的針閥20c的操作。
因此，噴射器20具有針閥20c，通過在閥體(即殼體20e)內(nèi)進(jìn)行預(yù)定 的往復(fù)式操作來打開和關(guān)閉延伸到噴射孔20f的燃料供給通道25，從而該 針閥20c執(zhí)行噴射器20的閥打開和閥關(guān)閉。在非驅(qū)動狀態(tài)下，利用沿著闊 關(guān)閉方向恒定地施加到針閥20c上的力(彈簧20d的拉伸力)來沿著閥關(guān) 閉方向移動針閥20c。在驅(qū)動狀態(tài)下，針閥20c被施加了驅(qū)動力，因此針閥 20c逆著彈簧20d的拉伸力沿著閥打開方向移動。針閥20c的升程量在非驅(qū) 動狀態(tài)和驅(qū)動狀態(tài)之間基本上對稱地改變。
將用于感測燃料壓力的燃料壓力傳感器20a (也參見圖l)固定在噴射 器20上。形成在殼體20e中的燃料入口 22與高壓管14經(jīng)由夾具20j連接， 并且燃料壓力傳感器20a固定在夾具20j上。因此，通過以這種方式將燃料 壓力傳感器20a固定在噴射器20的燃料入口 22上，可以在任何時間感測 燃料入口22處的燃料壓力P (入口壓力)。更具體而言，利用燃料壓力傳感器20a的輸出，可以感測(測量)與噴射器20的噴射操作相伴的燃料壓力 的波動波形、燃料壓力水平(即，穩(wěn)定壓力)、燃料噴射壓力等。
將燃料壓力傳感器20a分別提供給多個噴射器20 (#1) —20 (#4)?？?以基于燃料壓力傳感器20a的輸出來以高精度感測與噴射器20的關(guān)于預(yù)定 噴射的噴射操作相伴的燃料壓力的波動波形(下文將更詳細(xì)地論述)。
安裝在ECU 30中的微型計算機(jī)包括CPU (基本處理單元)，用于執(zhí) 行各種計算；RAM，作為臨時存儲計算過程中的數(shù)據(jù)、計算結(jié)果等的主存 儲器；作為程序存儲器的ROM;作為數(shù)據(jù)存儲存儲器的EEPROM;備用 RAM (即便在ECU 30的主電源停止供電之后也可不變地由諸如車載電池 之類的備用電源供電的存儲器)等。將與發(fā)動機(jī)控制相關(guān)的各種程序、控 制圖等(包括與燃料噴射控制相關(guān)的程序)預(yù)先存儲在ROM中，而將包括 目標(biāo)發(fā)動機(jī)的設(shè)計數(shù)據(jù)的各種控制數(shù)據(jù)預(yù)先存儲在數(shù)據(jù)存儲存儲器(例如， EEPROM)中。
ECU 30基于從曲柄角傳感器42輸入的感測信號來計算目標(biāo)發(fā)動機(jī)的 輸出軸(曲柄軸41)的旋轉(zhuǎn)角位置和旋轉(zhuǎn)速度(發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度NE)。 ECU 30基于從加速器傳感器44輸入的感測信號來計算駕駛員給出的加速器的操 作量ACCP (加壓量)。ECU 30基于上述各種傳感器42、 44和其它各種下 面提到的傳感器的感測信號來掌握目標(biāo)發(fā)動機(jī)的操作狀態(tài)和用戶的請求。 ECU 30根據(jù)目標(biāo)發(fā)動機(jī)的操作狀態(tài)和用戶的請求、通過操作諸如上述吸入 控制閥lie和噴射器20等各種致動器來以與每個時間的情況相對應(yīng)的最優(yōu) 模式執(zhí)行與上述發(fā)動機(jī)有關(guān)的各種控制。
接下來將介紹ECU 30執(zhí)行的燃料系統(tǒng)的控制的概況。
ECU30的微型計算機(jī)根據(jù)在每個時間的發(fā)動機(jī)操作狀態(tài)(例如，發(fā)動 機(jī)旋轉(zhuǎn)速度NE)、駕駛員給出的加速器的操作量ACCP等來計算燃料噴射 量，并且ECU 30的微型計算機(jī)與期望的噴射時刻同步地將噴射控制信號 (噴射命令信號)輸出給噴射器20，從而指示其進(jìn)行對應(yīng)于計算的燃料噴 射量的燃料噴射。當(dāng)噴射器20在對應(yīng)于噴射控制信號的驅(qū)動量(例如，閥 打開時間段)下工作時，目標(biāo)發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩被控制為目標(biāo)值。
下文，將參照圖3來介紹根據(jù)本實施例的燃料系統(tǒng)控制的基本處理過 程。圖3所示的處理中使用的各個參數(shù)的值在任何時候都存儲在安裝于ECU30中的存儲設(shè)備(例如RAM、 EEPROM或備用RAM)中，并且在需要時 可以在任何時候?qū)@些參數(shù)的值進(jìn)行更新?；旧?，ECU 30執(zhí)行存儲在 ROM中的程序，從而執(zhí)行圖3的流程圖所示的一系列處理。
如圖3所示，首先在一系列處理的Sll (S表示"步驟")中，讀取預(yù) 定的參數(shù)，例如當(dāng)前的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度NE (即，由曲柄角傳感器42測量 的實際測量值)和燃料壓力P (即，由燃料壓力傳感器20a測量的實際測量
值)，并且還讀取此時由駕駛員給出的加速器操作量ACCP (即，由加速器 傳感器44測量的實際測量值)等。
在接下來的S12中，基于在Sll中讀取的各個參數(shù)來設(shè)定噴射方式。 例如，在單級噴射的情形中，噴射的噴射量(噴射時間段)是根據(jù)應(yīng)該在 輸出軸(曲軸41)上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩可變地設(shè)定的，該輸出軸上應(yīng)該產(chǎn)生的轉(zhuǎn) 矩就是利用加速器操作量ACCP等計算的請求轉(zhuǎn)矩并且該請求轉(zhuǎn)矩等于這 時的發(fā)動機(jī)負(fù)載。在多級噴射的情形中，為轉(zhuǎn)矩作出貢獻(xiàn)的噴射的總噴射 量(即，總噴射時間段)是根據(jù)應(yīng)該在曲軸41上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩(即，請求轉(zhuǎn)
矩)可變地設(shè)定的。
噴射方式是基于存儲在例如ROM中的預(yù)定圖(噴射控制圖或數(shù)學(xué)表達(dá)
式)和校正系數(shù)獲得的。更具體而言，最優(yōu)噴射方式(適應(yīng)值)是通過在
預(yù)定參數(shù)(在S11中讀取)的預(yù)期范圍中通過實驗等預(yù)先獲得的，并且將該
最優(yōu)噴射方式寫在例如噴射控制圖中。
例如，噴射方式是由參數(shù)限定的，這些參數(shù)例如是噴射級的數(shù)目(即，
在一個燃燒循環(huán)中執(zhí)行的噴射的次數(shù))、每次噴射的噴射時刻和噴射時間
段(相當(dāng)于噴射量)。這樣，上述噴射控制圖指示了參數(shù)和最優(yōu)噴射方式
之間的關(guān)系。
利用單獨更新的校正系數(shù)(存儲在ECU30內(nèi)的EEPROM中)來對基 于噴射控制圖獲得的噴射方式進(jìn)行校正。例如，通過將圖上的值除以校正 系數(shù)來計算設(shè)定值。這樣，獲得了此時應(yīng)該執(zhí)行的噴射的噴射方式，并且 最終獲得了與該噴射方式相對應(yīng)的噴射器20的噴射命令信號。在內(nèi)燃機(jī)工 作期間，利用單獨處理來依次更新校正系數(shù)(更加嚴(yán)格地講，多個類型系 數(shù)中的預(yù)定系數(shù))。
當(dāng)設(shè)定噴射方式時(在S12中)，可以使用為噴射方式的各個要素(例如噴射級數(shù))單獨設(shè)置的圖?？蛇x地，可以使用每一個為噴射方式的一些 共同要素創(chuàng)建的圖，或者使用為噴射方式的所有要素創(chuàng)建的圖。
在接下來的S13中，使用如此設(shè)定的噴射方式或者與該噴射方式對應(yīng) 的最終命令值(噴射命令信號)。也就是說，在S13 (命令信號輸出部分) 中，基于命令值(噴射命令信號)來控制噴射器20的驅(qū)動，或者更具體地 講，通過向噴射器20輸出噴射命令信號來控制噴射器20的驅(qū)動。在噴射 器20的驅(qū)動控制后，圖3所示的一系列處理結(jié)束。
接下來，參照圖4來介紹噴射器20的燃料噴射量的估計處理過程。 以預(yù)定周期(例如，上述CPU執(zhí)行的計算的周期)或者以每個預(yù)定的 曲柄角來執(zhí)行圖4所示的一系列處理。首先，在S21中，獲取燃料壓力傳 感器20a的輸出值(感測壓力P)。針對多個燃料壓力傳感器20a中的每一 個，進(jìn)行該處理以獲取輸出值。下文將參照圖5更加具體地介紹S21的輸 出值獲取處理。
圖5的部分(a)示出了在圖3的S13中輸出到噴射器20的噴射命令 信號INJ。通過接通所述命令信號INJ的脈沖(g卩，脈沖開啟)來操作螺線 管20b，由此打開噴射孔20f。也就是說，在噴射命令信號INJ的脈沖開啟 時刻tl，命令噴射開始；而在脈沖關(guān)閉時刻t2，命令噴射結(jié)束。因此，通 過利用命令信號INJ的脈沖開啟時間段(即，噴射命令時間段)控制噴射 孔20f的閥打開時間段Tq，從而控制噴射量Q。圖5的部分(b)示出了由 上述噴射命令引起的來自噴射孔20f的燃料的燃料噴射率R的變化(變換)。 圖5的部分(c)示出了由噴射率R的變化引起的燃料壓力傳感器20a的輸 出值(感測壓力P)的變化(波動波形)。
ECU 30利用與圖4的處理分開的子程序處理來對燃料壓力傳感器20a 的輸出值進(jìn)行感測。ECU30利用該子程序處理以足夠短的間隔(即，以比 圖4的處理周期更短的間隔)獲得燃料壓力傳感器20a的輸出值，從而利 用傳感器輸出來繪制壓力變換波形的分布。在圖5的部分(c)中示出了示 例性的分布。更具體而言，以小于50微秒(或者更優(yōu)選地，20微秒)的間 隔順序地獲得傳感器輸出。
由于在燃料壓力傳感器20a感測的感測壓力P的波動與如下所述的噴 射率R的變化之間存在相關(guān)性，因此可以利用感測壓力P的波動波形來估計噴射率R的變換波形。也就是說，如圖5的部分(a)所示，在輸出噴射 開始命令時的時刻tl后，噴射率R在時刻R1開始增加，并且開始噴射。 在噴射率R在時刻R1開始增加時，感測壓力P在變化點P1處開始減小。 然后，在噴射率R在時刻R2達(dá)到最大噴射率時，感測壓力P在變化點P2 處停止減小。然后，在噴射率R在時刻R2開始減小時，感測壓力P在變化 點P2開始增加。然后，在噴射率R變?yōu)榱悴⑶覍嶋H噴射在時刻R3結(jié)束時， 感測壓力P在變化點P3處停止增大。
這樣，可以通過檢測燃料壓力傳感器20a所感測的感測壓力P的波動 中的變化點Pl和P3來估計噴射率R的增大開始時刻Rl (實際噴射開始時 刻)和減小結(jié)束時刻R3 (實際噴射結(jié)束時刻)。而且，可以基于如下介紹 的感測壓力P的波動與噴射率R的變化之間的相關(guān)性、利用感測壓力P的 波動來估計噴射率R的變化。
也就是說，在從感測壓力P的變化點Pl到變化點P2的壓力減小率Pa 與從噴射率R的變化點Rl到變化點R2的噴射率增大率Ra之間具有相關(guān) 性。在從變化點P2到變化點P3的壓力增大率PY與從變化點R2到變化點 R3的噴射率減小率Ry之間具有相關(guān)性。在從變化點Pl到變化點P2的壓 力減小量P卩(最大下降量)與從變化點R1到變化點R2的噴射率增大量R卩 之間具有相關(guān)性。相應(yīng)地，通過利用燃料壓力傳感器20a所感測的感測壓 力P的波動來感測壓力減小率Pa、壓力增大率P丫和壓力減小量P卩，從而 可以估計噴射率R的噴射率增大率Ra、噴射率減小率Ry和噴射率增大量 R卩。如上所述，可以估計噴射率R的各種狀態(tài)R1、 R3、 Ra、 R(3和Rp 并最終可以估計圖5的部分(b)中所示的燃料噴射率R的變化(變換波形)。
噴射率R從實際噴射開始到實際噴射結(jié)束的積分值(即，圖5的部分 (b)中的由符號S指示的陰影區(qū))對應(yīng)于噴射量Q。與噴射率R從實際噴 射開始到結(jié)束的變化相對應(yīng)的感測壓力P的波動波形的部分中的壓力P的 積分值(即，從變化點Pl到變化點P3的部分)與噴射率R的積分值S相 關(guān)聯(lián)。因此，可以利用燃料壓力傳感器20a所感測的感測壓力P的波動來 計算壓力積分值，從而可以估計與噴射量Q相等價的噴射率積分值S。因 此，可以說成是燃料壓力傳感器20a起噴射量傳感器的作用，它將提供 給噴射器20的燃料的壓力感測為與噴射量相關(guān)的物理量。在緊接著上述圖4的S21的S22中，基于在S21中獲得的波動波形來 檢測變化點P1、 P3的出現(xiàn)時刻。更具體而言，優(yōu)選的是計算波動波形的一 階微分值并且當(dāng)該微分值在噴射命令的脈沖開啟時刻tl后第一次超過閾值 時，檢測變化點P1的出現(xiàn)。而且，在出現(xiàn)變化點Pl之后出現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)的 情況下，優(yōu)選的是，當(dāng)微分值在穩(wěn)定狀態(tài)之前最后一次降低到低于閾值時， 檢測變化點P3的出現(xiàn)。穩(wěn)定狀態(tài)是一種狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，微分值在閾 值的范圍內(nèi)波動。
在接下來的S23中，基于在S21中獲得的波動波形來感測壓力減小量 P卩。例如，從位于波動波形的變化點Pl與變化點P3之間的感測壓力P的 峰值中減去變化點Pl處的感測壓力P，從而感測出壓力減小量P卩。
在接下來的S24中，基于S22的感測結(jié)果Pl、 P3來估計噴射率R的增 大開始時刻Rl(實際噴射開始時亥ij)和減小結(jié)束時刻R3 (實際噴射結(jié)束時 刻)。而且，基于S23的感測結(jié)果PP來估計噴射率增大量Rf3。然后，至少 基于估計值Rl 、 R3和RP來計算圖5的部分(b)中所示的噴射率R的變 換波形。除了估計值R1、 R3禾BR卩以夕卜，還可以估計值R2、 Ra禾BRY等， 并且可以使用這些值R2、 Ra和RY等來計算噴射率變換波形。
在接下來的S25中，通過在從R1到R3的時間間隔內(nèi)對S24中計算的 噴射率變換波形進(jìn)行積分來計算面積S。將面積S估計為噴射量Q。這樣， 圖4的一系列處理結(jié)束了 。使用在S25中估計的燃料噴射量Q和在S24中 估計的噴射率變換波形來更新(即，學(xué)習(xí))例如在圖3的S12中使用的上 述噴射控制圖。
接下來，參照圖6和圖7來介紹發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣-排氣系統(tǒng)。
圖6是示出了圖1所示的發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣-排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。發(fā)動機(jī)具 有用于使排氣系統(tǒng)排放的氣體重新循環(huán)到進(jìn)氣系統(tǒng)的EGR管52。發(fā)動機(jī)將 排放氣體的一部分返回到進(jìn)氣管51，從而例如降低了燃燒溫度和減少了 NOx。在EGR管52中設(shè)置了用于調(diào)節(jié)EGR量(即，排放氣體重新循環(huán)量) 的EGR閥52a。電致動器52b使EGR閥52a執(zhí)行打開-關(guān)閉動作。在EGR 閥52a進(jìn)行全打開動作的時刻，EGR量最大；而在EGR閥52a進(jìn)行全關(guān)閉 動作的時刻，EGR量變?yōu)榱恪Ｔ贓GR管52中設(shè)置了EGR冷卻器52c，以 便對重新循環(huán)的排放氣體進(jìn)行冷卻，由此降低重新循環(huán)的排放氣體的體積(即，增大密度)。這樣，EGR冷卻器52c旨在對流入燃燒室50a中的進(jìn)入 空氣的充填密度進(jìn)行改善。
在EGR管52與進(jìn)氣管51的連接點的上游處，將節(jié)流閥51a設(shè)置在進(jìn) 氣管51中，該節(jié)流閥51a用于對流入燃燒室50a中的進(jìn)入空氣中的新鮮空 氣的流率進(jìn)行調(diào)節(jié)。電致動器(未示出)使節(jié)流閥51a執(zhí)行打開-關(guān)閉動作。 在節(jié)流閥51a進(jìn)行全打開動作的時刻，新鮮空氣量最大；而在節(jié)流閥51a 進(jìn)行全關(guān)閉動作的時刻，新鮮空氣量變?yōu)榱恪Ｔ贓GR管52與進(jìn)氣管51的 連接點的上游處，將進(jìn)氣壓力傳感器45和進(jìn)氣溫度傳感器46設(shè)置在進(jìn)氣 管51中。進(jìn)氣壓力傳感器45感測進(jìn)氣壓力(它也是后述渦輪增壓器的增 壓壓力)。進(jìn)氣溫度傳感器46感測進(jìn)入空氣溫度。傳感器45和46的感測 信號被輸出到ECU30。
渦輪增壓器54 (增壓器)設(shè)置在進(jìn)氣管51和排氣管53之間。渦輪增 壓器54具有設(shè)置在進(jìn)氣管51中的壓縮機(jī)葉輪54a和設(shè)置在排氣管53中的 渦輪輪子54b。壓縮機(jī)葉輪54a和渦輪輪子54b通過軸54c相連。在渦輪增 壓器54中，利用流經(jīng)排氣管53的排放氣體來旋轉(zhuǎn)渦輪輪子54b，并且旋轉(zhuǎn) 力通過軸54c傳送到壓縮機(jī)葉輪54a。壓縮機(jī)葉輪54a對通過進(jìn)氣管51的 內(nèi)部流入的進(jìn)入空氣進(jìn)行壓縮，并且執(zhí)行增壓。
作為根據(jù)本實施例的渦輪增壓器54，采用這樣一種可變?nèi)萘康臏u輪增 壓器，其能夠?qū)ε欧艢怏w的流體能被轉(zhuǎn)換為軸54c的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的轉(zhuǎn)換率 進(jìn)行可變設(shè)定。更具體而言，渦輪輪子54b設(shè)置有多個可變的葉片54d，用 于對吹向渦輪輪子54b的排放氣體的流動速度進(jìn)行改變。可變?nèi)~片54d以 相互同步的方式執(zhí)行打開-關(guān)閉動作。通過改變相鄰可變?nèi)~片54d之間的間 隙的大小(也就是說，可變?nèi)~片54d的打開程度)來調(diào)節(jié)排放氣體流率。 從而，調(diào)節(jié)渦輪輪子54b的旋轉(zhuǎn)速度。這樣，通過調(diào)節(jié)渦輪輪子54b的旋 轉(zhuǎn)速度來對被強迫提供給燃燒室50a的空氣的量(即，增壓壓力)進(jìn)行調(diào) 節(jié)。
利用中間冷卻器55對由渦輪增壓器54增壓的空氣進(jìn)行冷卻，然后將 其饋送到中間冷卻器55的下游側(cè)。中間冷卻器55對進(jìn)入空氣進(jìn)行冷卻， 以降低進(jìn)入空氣的體積(即，增大密度)，從而對流入燃燒室50a中的進(jìn)入 空氣的充填效率進(jìn)行改善。在壓縮機(jī)葉輪54a的上游，將氣流計47 (進(jìn)氣量傳感器)固定在進(jìn)氣 管51的一個部分上，該氣流計47用于感測每單位時間流入的進(jìn)入空氣的 質(zhì)量流率(下文將其簡稱為進(jìn)入空氣量或進(jìn)氣量)。采用熱線式氣流計作為 根據(jù)本實施例的氣流計47，所述熱線式氣流計通過根據(jù)進(jìn)氣流率感測從加 熱元件獲得的熱量的變化來間接地感測進(jìn)氣量。
在渦輪輪子54b的下游，將用于對排放氣體進(jìn)行凈化的凈化設(shè)備56固 定在排氣管53的一個部分上。凈化設(shè)備56的例子包括用于收集排放氣體 中的顆粒物質(zhì)的DPF (柴油顆粒過濾器)、用于凈化排放氣體中的NOx的 NOx催化劑、以及用于凈化排放氣體中的HC和CO的氧化催化劑等。
在凈化設(shè)備56的下游，將用于感測排放氣體中的氧氣濃度的A/F傳感 器48 (氧氣濃度傳感器)固定在排氣管53的一個部分上。A/F傳感器48 是氧氣濃度傳感器，其輸出與每次的排放氧氣濃度相對應(yīng)的氧氣濃度感測 信號。通常，進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得作為A/F傳感器48的傳感器輸出的氧氣濃度 感測信號根據(jù)氧氣濃度線性變化。可以使用電動勢輸出類型的02傳感器來 代替A/F傳感器48，這種02傳感器輸出根據(jù)排放氣體是濃氧還是稀氧而 改變的電動勢信號。
接下來對ECU 30所執(zhí)行的進(jìn)氣-排氣系統(tǒng)的控制的概況進(jìn)行介紹。
ECU 30的微型計算機(jī)通過調(diào)節(jié)可變?nèi)萘康臏u輪增壓器54的容量來控 制增壓壓力。也就是說，微型計算機(jī)使用諸如在S12中設(shè)定的燃料噴射量 (即，噴射命令信號)或在S25中感測(估計)的噴射量以及發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn) 速度NE等參數(shù)、基于圖等來計算可變?nèi)~片54d的目標(biāo)打開程度。微型計算 機(jī)控制致動器(未示出)的驅(qū)動以便獲得目標(biāo)打開程度，從而將可變?nèi)~片 54d控制到目標(biāo)打開程度。當(dāng)發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度NE增大或燃料噴射量增大時， 目標(biāo)打開程度被設(shè)置得更大，由此增大了增壓壓力。
ECU 30的微型計算機(jī)控制EGR閥52a的打開程度。也就是說，微型 計算機(jī)通過使用諸如在S12中設(shè)定的燃料噴射量(噴射命令信號)或在S25 中感測(估計)的噴射量以及發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度NE等參數(shù)、基于圖等來計算 排放氣體中的氧氣濃度(排放氧氣濃度)的目標(biāo)值，即目標(biāo)排放氧氣濃度。 然后，微型計算機(jī)控制EGR閥52a的打開程度(作為EGR反饋控制)，以 使由下面所述的排放氧氣濃度預(yù)測部分31 (參照圖6)預(yù)測的排放氧氣濃度接近于目標(biāo)排放氧氣濃度。ECU 30的微型計算機(jī)基于氣流計47所感測 的進(jìn)氣量、EGR閥52a的打開程度等來控制節(jié)流閥51a的打開程度。
當(dāng)EGR量過小時，可能無法獲得足夠的NOx降低效果。當(dāng)EGR量過 大時，汽缸中的氧氣變得不足并且顆粒物質(zhì)(尤其是煙)增多。為了避免 這些情況，需要將所述EGR量增大為接近于煙生成極限，從而降低了NOx 且不會生成煙。因此，如此設(shè)置上述目標(biāo)排放氧氣濃度，使得利用上述EGR 反饋控制將排放氧氣濃度變?yōu)轭A(yù)定值或者大于預(yù)定值，由此將所述EGR量 增大為接近于煙生成極限，其中所述排放氧氣濃度與顆粒物質(zhì)(或者尤其 是煙)的生成量強相關(guān)。根據(jù)凈化設(shè)備56的條件來設(shè)定目標(biāo)排放氧氣濃度。
接下來介紹圖6中的與上述EGR反饋控制相關(guān)的控制框圖。圖6的各 個部分31、 32、 33、 34和35構(gòu)成了該控制框圖，并且所述各個部分3K 32、 33、 34和35是由ECU30的微型計算機(jī)執(zhí)行的部分。
排放氧氣濃度預(yù)測部分31對用于上述EGR反饋控制的排放氧氣濃度 進(jìn)行預(yù)測計算。該預(yù)測部分31存儲模擬所述進(jìn)氣-排氣系統(tǒng)的物理模型。將 下列參數(shù)作為物理模型的輸入值。也就是說，該物理模型的輸入值包括 在S25中基于燃料壓力傳感器20a感測的感測壓力P估計(感測)出的噴 射量感測值、由氣流計47感測的進(jìn)氣量感測值、在S12中設(shè)定的燃料的請 求噴射量Q、由曲柄角度傳感器42感測的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度NE、由進(jìn)氣壓 力傳感器45感測的進(jìn)氣壓力、由進(jìn)氣溫度傳感器46感測的進(jìn)入空氣溫度 等。然后，預(yù)測部分31基于這些輸入值進(jìn)行物理模型的計算。作為計算結(jié) 果，可以獲得排放氧氣濃度，將該排放氧氣濃度作為物理模型的輸出值。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人的知識，如前面使用表達(dá)式(1) _ (8)和(7') 所介紹的那樣，進(jìn)氣量傳感器、噴射量傳感器和氧氣濃度傳感器中的任何 一個傳感器的感測目標(biāo)可以基于其它兩個傳感器的感測值計算得出。因此， 可以說成是可以基于噴射量感測值和進(jìn)氣量感測值計算出氧氣濃度?？?以說成是上述物理模型基于該知識來計算氧氣濃度。也就是說，上述物 理模型基于燃料壓力傳感器20a所感測的噴射量感測值和氣流計47所感測 的進(jìn)氣量感測值來計算排放氧氣濃度。
在本實施例中，可以對以這種方式計算出的排放氧氣濃度計算值與A/F 傳感器48所感測的實際排放氧氣濃度感測值之間的差值進(jìn)行計算，并且將該差值看作是上述物理模型中使用的進(jìn)氣量感測值的感測誤差。也就是說，
使用上述物理模型、基于燃料壓力傳感器20a所感測的噴射量感測值和A/F 傳感器48所感測的氧氣濃度感測值來計算進(jìn)氣量，并且將進(jìn)氣量計算值與 氣流計47感測的進(jìn)氣量感測值之間的差值看作是進(jìn)氣量感測值的感測誤 差。
誤差學(xué)習(xí)部分33通過在定義了感測誤差值與進(jìn)氣量之間關(guān)系的圖中存 儲感測誤差值來學(xué)習(xí)以這種方式計算出的氣流計47的感測誤差的值。誤差 學(xué)習(xí)部分33基于該圖來校正氣流計47的感測值，從而反映出在由排放氧 氣濃度預(yù)測部分31所執(zhí)行的排放氧氣濃度的后續(xù)計算程序中的學(xué)習(xí)結(jié)果。
在計算排放氧氣濃度計算值與排放氧氣濃度感測值之間的差值的計算 處理中，使用由大氣學(xué)習(xí)部分32校正的排放氧氣濃度感測值。由于個體差 異，因此A/F傳感器48的輸出值(輸出電壓)相對于實際排放氧氣濃度具 有偏差。因此，大氣學(xué)習(xí)部分32進(jìn)行大氣學(xué)習(xí)，以在大氣狀態(tài)下對輸出值 中的偏差進(jìn)行校正。
由于A/F傳感器48設(shè)置在凈化設(shè)備56的下游，所以從燃燒室50a到 A/F傳感器48的排放通道長度是長的，使得作為物理模塊的遲滯模塊的長 度無法被忽略。也就是說，在物理模型所計算的排放氧氣濃度計算值反映 在A/F傳感器48的實際感測值中之前，發(fā)生了遲滯。因此，當(dāng)利用誤差學(xué) 習(xí)部分33來計算氣流計47的感測誤差時，利用遲滯補償部分34對遲滯模 塊進(jìn)行補償。部分35基于排放氧氣濃度執(zhí)行EGR反饋控制。接下來，將參照圖7來介紹用于計算上述EGR反饋控制中所使用的排 放氧氣濃度的預(yù)測值的處理過程和用于計算和學(xué)習(xí)氣流計47的感測誤差的 學(xué)習(xí)處理過程。
ECU 30的微型計算機(jī)以預(yù)定周期(例如，上述由CPU執(zhí)行的計算的 周期)或以預(yù)定曲柄角的間隔執(zhí)行圖7中所示的一系列處理。首先在S31 中，利用氣流計47感測進(jìn)氣量。然后，在接下來的S32中，基于從氣流計 47輸出的感測值來計算進(jìn)氣量。該進(jìn)氣量等價于前面提到的表達(dá)式(1)中 的新鮮空氣量xl。因此，在使用表達(dá)式(1)進(jìn)行計算的隨后步驟中，可以 使用在S32中基于由氣流計47感測到的進(jìn)氣量感測值所計算的新鮮空氣量 xl。在接下來的S33中，計算重新循環(huán)的排放氣體中的EGR量和氧氣量。 該EGR量等價于上述表達(dá)式(2)中的變量x2，并且該EGR量是基于表達(dá) 式(1) 一 (3)計算出來的。通過將等價于表達(dá)式(2)中的值y2的重新 循環(huán)排放氧氣濃度乘以EGR量x2，可以計算出重新循環(huán)的排放氣體中的氧 氣量。也就是說，基于表達(dá)式(1) _ (8)來計算重新循環(huán)的排放氣體中 的氧氣量y2-x2。
在接下來的S34中，計算出汽缸內(nèi)空氣量、吸入汽缸中的汽缸內(nèi)氧氣 量和用于燃燒的燃燒氧氣量。汽缸內(nèi)空氣量等價于表達(dá)式(3)的變量x3， 并且基于燃燒室50a的體積、活塞50b下降時的吸氣效率等在理論上計算 出該汽缸內(nèi)空氣量。通過在重新循環(huán)的排放氣體與新鮮空氣混合的狀態(tài)下 將進(jìn)入空氣的氧氣濃度(等價于表達(dá)式(7)的變量y3)乘以汽缸內(nèi)空氣量 x3，可以計算出汽缸內(nèi)氧氣量。也就是說，基于表達(dá)式(1)到(8)來計 算出汽缸內(nèi)氧氣量y3.x3。基于燃料噴射量在理論上計算出燃燒氧氣量，該 燃料噴射量是基于噴射量傳感器20a的感測壓力、汽缸內(nèi)氧氣量y3'x3等估 計(感測)出來的。
在接下來的S35中，獲得在S25中感測(估計)的燃料噴射量Q。因 此，在使用表達(dá)式(8)的計算中，可以使用在S35中獲得的噴射量感測值 Q。在接下來的S36中，利用上述排放氧氣濃度預(yù)測部分31計算出作為預(yù) 測值的排放氧氣濃度。更具體而言，利用下列表達(dá)式(9)計算排放氧氣濃 度。
表達(dá)式(9):
排放氧氣濃度=(汽缸內(nèi)氧氣量一燃燒氧氣量)/ (汽缸內(nèi)空氣量+噴 射量)
在表達(dá)式(9)右手側(cè)的參數(shù)之中，將在S34中計算出的值指定為汽缸 內(nèi)氧氣量、燃燒氧氣量和汽缸內(nèi)空氣量，并且將在S35中獲得的噴射量Q 指定為噴射量。這樣，計算出在表達(dá)式(9)左手側(cè)的排放氧氣濃度。
在接下來的S37中，獲得由A/F傳感器48感測出的實際排放氧氣濃度 感測值。在接下來的S38中，計算在S36中計算出的排放氧氣濃度計算值 與在S37中獲得的排放氧氣濃度感測值之間的差值，并且將該差值看作是 在S31中由氣流計47感測的進(jìn)氣量的感測誤差。在接下來的S39中，判斷在S31中利用氣流計47進(jìn)行的感測和在 S35中利用燃料壓力傳感器20a進(jìn)行的感測是否是在發(fā)動機(jī)操作狀態(tài)是穩(wěn)定 時執(zhí)行的?；谑欠駶M足下列條件(1)到(7)來判斷所述發(fā)動機(jī)操作狀 態(tài)是否穩(wěn)定。
(1) EGR閥52a被連續(xù)固定在全關(guān)閉狀態(tài)。
(2) 節(jié)流閥51a被連續(xù)固定在全打幵狀態(tài)。
(3) 渦輪增壓器54的容量(即，可變?nèi)~片54d的打開程度)被連續(xù) 設(shè)定在預(yù)定范圍內(nèi)。
(4) 渦輪增壓器54的增壓壓力在指定時間內(nèi)或在超過指定時間的時 間內(nèi)保持穩(wěn)定。
(5) 發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度NE在指定時間內(nèi)或在超過指定時間的時間內(nèi)保 持穩(wěn)定。
(6) 氣流計47感測的進(jìn)氣量感測值在指定時間內(nèi)或在超過指定時間 的時間內(nèi)保持穩(wěn)定。
(7) 基于燃料壓力傳感器20a感測的感測壓力而估計的噴射量在指定 時間內(nèi)或在超過指定時間的時間內(nèi)保持穩(wěn)定。
當(dāng)在S39中判斷出滿足穩(wěn)定性條件(1)到(7)中的全部條件或者至 少一個條件時，過程進(jìn)行到S40。在S40中，誤差學(xué)習(xí)部分33對在S38中 計算出的氣流計47的進(jìn)氣量感測誤差的值進(jìn)行學(xué)習(xí)，將該值存儲在定義了 感測誤差值與進(jìn)氣量之間關(guān)系的圖中。
在圖7所示的處理中，執(zhí)行S31 — S38的處理與在S39中的穩(wěn)定性條件 判斷的結(jié)果無關(guān)。可選地，可以在S31的處理之前執(zhí)行穩(wěn)定性條件判斷。 然后，當(dāng)判斷出發(fā)動機(jī)操作狀態(tài)是穩(wěn)定時，執(zhí)行S31 — S38的處理；而在判 斷出發(fā)動機(jī)操作狀態(tài)不穩(wěn)定時，不執(zhí)行S31—S38的處理。這樣，可以降低 微型計算機(jī)的處理負(fù)載。
上述的本實施例具有下列效果。
利用物理模型、基于燃料壓力傳感器20a感測的噴射量感測值和氣流 計47感測的進(jìn)氣量感測值來計算排放氧氣濃度。計算以這種方式計算的排 放氧氣濃度計算值與A/F傳感器48感測的實際排放氧氣濃度感測值之間的 差值，并且將該差值看作是在上述物理模型中使用的進(jìn)氣量感測值的感測誤差?；谝赃@種方式獲得的氣流計47的感測誤差值來校正氣流計47的 感測值。也就是說，可以基于其它傳感器20a、 48的感測值(即，噴射量 感測值和氧氣濃度感測值)來校正氣流計47的感測值。
燃料壓力傳感器20a和A/F傳感器48的感測值的感測精度高于氣流計 47的感測值的感測精度。相應(yīng)地，可以校正氣流計47的感測值。因此，可 以對排放氧氣濃度預(yù)測部分31使用氣流計47的感測值執(zhí)行預(yù)測計算的精 度進(jìn)行改善。能夠以高精度執(zhí)行其它使用氣流計47的感測值的控制(例如， 節(jié)流閥51a的控制等)。
氣流計47的感測誤差值被存儲在定義了感測誤差值與進(jìn)氣量之間的關(guān) 系的圖中，并且被學(xué)習(xí)。相應(yīng)地，可以將氣流計47的整個感測范圍中的誤 差值存儲在該圖中。因此，可以在氣流計47的整個感測范圍內(nèi)校正進(jìn)氣量 感測值。
在氣流計47的感測誤差之中，只將那些基于在內(nèi)燃機(jī)的操作狀態(tài)是穩(wěn) 定時(即，當(dāng)滿足上述條件(1) 一 (7)中的全部條件或至少一個條件時) 感測的噴射量感測值、氧氣濃度感測值和進(jìn)氣量感測值所計算出的誤差存 儲在圖中，并且學(xué)習(xí)它們。相應(yīng)地，只存儲和學(xué)習(xí)以高精度獲得的感測誤 差，因此可以改善氣流計47的感測值的校正精度。
根據(jù)從燃燒室50a排出的排放氣體到達(dá)A/F傳感器48所需要的循環(huán)時 間，在A/F傳感器48的感測值中出現(xiàn)了響應(yīng)延遲。鑒于這一點，在本實施 例中，使用基于噴射量感測值和進(jìn)氣量感測值計算出的氧氣濃度計算值來 進(jìn)行EGR閥52a的打開程度的反饋控制。因此，與使用由A/F傳感器48 感測的排放氧氣濃度感測值進(jìn)行反饋控制的情況相比，能夠以高響應(yīng)控制 EGR閥52a。
可以修改上述實施例，并且將上述實施例實現(xiàn)為例如下列方式。此外， 本發(fā)明并不限于上述實施例。本實施例的特征結(jié)構(gòu)可以任意組合。
在上述實施例中的計算氣流計47的感測誤差中，基于噴射量感測值和 進(jìn)氣量感測值、使用物理模型來計算排放氧氣濃度，并且將通過該計算獲 得的排放氧氣濃度計算值與實際排放氧氣濃度感測值之間的差值看作是上 述物理模型中使用的進(jìn)氣量感測值的感測誤差。在這種情況下，使用該物 理模型對排放氧氣濃度進(jìn)行計算的部分對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的計算裝置?？蛇x地，可以基于排放氧氣濃度感測值和進(jìn)氣量感測值、使用物理模 型來計算噴射量，并且通過將由該計算獲得的噴射量計算值與實際噴射量 感測值之間的差值看作是上述物理模型中使用的進(jìn)氣量感測值的感測誤
差，可以計算氣流計47的感測誤差。在這種情況下，使用該物理模型對噴 射量進(jìn)行計算的部分對應(yīng)于所述計算裝置。
可選地，可以基于噴射量感測值和排放氧氣濃度感測值、使用物理模 型等來直接計算進(jìn)氣量，并且可以將由該計算獲得的進(jìn)氣量計算值與實際 進(jìn)氣量感測值之間的差值計算為氣流計47的感測誤差。在這種情況下，使 用該物理模型等對進(jìn)氣量進(jìn)行計算的部分對應(yīng)于所述計算裝置。
在上述實施例中，將氣流計47的進(jìn)氣量感測誤差值存儲在圖中，同時 使該誤差值與進(jìn)氣量相關(guān)聯(lián)。可選地，代替與進(jìn)氣量相關(guān)聯(lián)，可以將進(jìn)氣 量感測誤差存儲在該圖中，同時使該誤差值與其它參數(shù)相關(guān)聯(lián)，例如由進(jìn) 氣壓力傳感器45感測的進(jìn)氣壓力或由進(jìn)氣溫度傳感器46感測的進(jìn)氣溫度。
為了將燃料壓力傳感器20a固定在噴射器20上，在上述實施例中，將 燃料壓力傳感器20a固定在噴射器20的燃料入口 22上?？蛇x地，如圖2 中的鏈線200a所示，可以將燃料壓力傳感器200a安裝在殼體20e的內(nèi)部， 以對從燃料入口 22延伸到噴射孔20f的內(nèi)部燃料通道25中的燃料壓力進(jìn)行 感測。
與將燃料壓力傳感器200a安裝在殼體20e內(nèi)部的情況相比，在如上所 述的將燃料壓力傳感器20a固定在燃料入口 22上的情況下，可以簡化燃料 壓力傳感器20a的固定結(jié)構(gòu)。當(dāng)將燃料壓力傳感器200a安裝在殼體20e的 內(nèi)部時，燃料壓力傳感器200a的固定位置與燃料壓力傳感器20a固定在燃 料入口 22上的情況相比更加接近于噴射孔20f。因此，可以更加適當(dāng)?shù)馗?測噴射孔20f中的壓力波動。
燃料壓力傳感器20a可以固定在高壓管14上。在這種情況下，優(yōu)選將 燃料壓力傳感器20a固定在距公共軌道12預(yù)定距離的位置上。
可以在公共軌道12和高壓管14之間設(shè)置流率限制部分，以限制從公 共軌道12流到高壓管14的燃料的流率。當(dāng)因高壓管14、噴射器20等損壞 而造成的燃料泄漏產(chǎn)生了過量的燃料流出時，該流率限制部分起到阻塞流 路的作用。例如，該流率限制部分可以由諸如球等閥部件構(gòu)成，該閥部件可以在發(fā)生流率過高時阻塞流路?？蛇x地，可以采用由節(jié)流口 12a (燃料脈 動減輕部分)和流率限制部分一體結(jié)合所構(gòu)成的流動阻尼器。
除了相對于燃料流動方向?qū)⑷剂蠅毫鞲衅?0a設(shè)置在節(jié)流口和流率 限制部分的下游的結(jié)構(gòu)之外，還可以將燃料壓力傳感器20a設(shè)置在節(jié)流口 和流率限制閥中的至少一個的下游。
可以使用任意數(shù)量的燃料壓力傳感器20a。例如，兩個或多個傳感器 20a可以設(shè)置在一個汽缸的燃料流動通道上。除了上述燃料壓力傳感器20a 之外，還可以設(shè)置感測公共軌道12中的壓力的軌道壓力傳感器。
代替圖2中所示的電磁驅(qū)動噴射器20，可以使用壓電驅(qū)動噴射器?？?選地，還可以使用不會引起泄漏孔24等壓力泄漏的噴射器，例如不通過油 壓室Cd傳送驅(qū)動力的直動式噴射器(例如，近些年已經(jīng)開發(fā)的直動式壓電 噴射器)。在使用直動式噴射器的情況下，噴射率的控制很容易。
根據(jù)用途等，可以對作為控制目標(biāo)的發(fā)動機(jī)的種類和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行任 意修改。雖然本發(fā)明在上述實施例中被應(yīng)用于柴油發(fā)動機(jī)實例中，但是本 發(fā)明也可以應(yīng)用于火花點火式汽油發(fā)動機(jī)(具體而言，直噴式發(fā)動機(jī))或 基本采用類似方式的其它發(fā)動機(jī)。例如，直噴式汽油發(fā)動機(jī)的燃料噴射系 統(tǒng)通常具有存儲高壓狀態(tài)的燃料(汽油)的輸送管。在該系統(tǒng)中，燃料從 燃料泵泵送到輸送管，并且將輸送管中的高壓燃料分配給多個噴射器20， 并且將該高壓燃料噴射和供應(yīng)給發(fā)動機(jī)燃燒室。在該系統(tǒng)中，輸送管對應(yīng) 于蓄壓器。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和系統(tǒng)不僅可以應(yīng)用于將燃料直接噴射到汽 缸中的噴射器，而且還可以應(yīng)用于將燃料噴射到發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣通道或者排 氣通道的噴射器。
盡管已經(jīng)結(jié)合當(dāng)前被認(rèn)為是最實際且優(yōu)選的實施例描述了本發(fā)明，但 要理解的是，本發(fā)明不限于所披露的實施例，而是相反，本發(fā)明旨在涵蓋 所附權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)包括的各種修改和等價設(shè)置。
權(quán)利要求
1、一種進(jìn)氣量校正設(shè)備，包括進(jìn)氣量獲取部分，其用于從進(jìn)氣量傳感器處獲取進(jìn)氣量感測值，所述進(jìn)氣量傳感器感測從進(jìn)氣系統(tǒng)流入內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的進(jìn)氣量；噴射量獲取部分，其用于從噴射量傳感器處獲取噴射量感測值，所述噴射量傳感器感測從噴射器噴射出的燃料的噴射量或者感測與所述噴射量有關(guān)的物理量；氧氣濃度獲取部分，其用于從氧氣濃度傳感器處獲取氧氣濃度感測值，所述氧氣濃度傳感器感測從所述內(nèi)燃機(jī)排出的排放氣體中的氧氣濃度；計算部分，其用于對所述進(jìn)氣量傳感器、所述噴射量傳感器和所述氧氣濃度傳感器中的特定一個傳感器的感測目標(biāo)進(jìn)行計算，該計算基于其它兩個傳感器的感測值；以及進(jìn)氣量校正部分，其用于基于所述計算部分計算出的計算值與所述傳感器中的所述特定一個傳感器的感測值之間的差值來對所述進(jìn)氣量感測值進(jìn)行校正。
2、 如權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣量校正設(shè)備，其中所述計算部分基于所述噴射量感測值和所述氧氣濃度感測值來計算所 述進(jìn)氣量，并且所述進(jìn)氣量校正部分基于由所述計算部分計算出的所述進(jìn)氣量計算值 與所述進(jìn)氣量感測值之間的差值來對所述進(jìn)氣量感測值進(jìn)行校正。
3、 如權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣量校正設(shè)備，其中所述計算部分基于所述進(jìn)氣量感測值和所述噴射量感測值來計算所述 氧氣濃度，并且所述進(jìn)氣量校正部分基于由所述計算部分計算出的所述氧氣濃度計算 值與所述氧氣濃度感測值之間的差值來對所述進(jìn)氣量感測值進(jìn)行校正。
4、 如權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣量校正設(shè)備，還包括學(xué)習(xí)部分，其用于將由所述計算部分計算出的所述計算值與所述傳感器中的所述特定一個傳感器的感測值之間的差值看作是所述進(jìn)氣量感測值 的誤差，并且還用于將所述誤差的值存儲在定義了所述誤差與所述進(jìn)氣量 之間的關(guān)系的圖中。
5、 如權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣量校正設(shè)備，其中所述內(nèi)燃機(jī)具有排放氣體重新循環(huán)閥，用于對從排氣系統(tǒng)重新循環(huán)到 進(jìn)氣系統(tǒng)的排放氣體重新循環(huán)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且所述計算部分執(zhí)行所述計算，并且所述進(jìn)氣量校正部分基于所述排放 氣體重新循環(huán)閥連續(xù)固定在全關(guān)閉狀態(tài)時感測到的所述噴射量感測值、所 述氧氣濃度感測值和所述進(jìn)氣量感測值來執(zhí)行所述校正。
6、 如權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣量校正設(shè)備，其中所述內(nèi)燃機(jī)具有節(jié)流閥，該節(jié)流閥調(diào)節(jié)流入所述燃燒室中的所述進(jìn)氣 量，并且所述計算部分執(zhí)行所述計算，并且所述進(jìn)氣量校正部分基于所述節(jié)流 閥連續(xù)固定在全打開狀態(tài)時感測到的所述噴射量感測值、所述氧氣濃度感 測值和所述進(jìn)氣量感測值來執(zhí)行所述校正。
7、 如權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣量校正設(shè)備，其中所述內(nèi)燃機(jī)具有增壓器，該增壓器通過使用所述排放氣體作為驅(qū)動力 源來對進(jìn)入空氣進(jìn)行增壓，所述增壓器被構(gòu)造成能夠?qū)⑺雠欧艢怏w的流體能轉(zhuǎn)換成所述驅(qū)動 力的轉(zhuǎn)換率進(jìn)行可變的設(shè)定，并且所述計算部分執(zhí)行所述計算，并且所述進(jìn)氣量校正部分基于所述增壓 器的所述轉(zhuǎn)換率被連續(xù)設(shè)定在預(yù)定范圍內(nèi)時感測到的所述噴射量感測值、 所述氧氣濃度感測值和所述進(jìn)氣量感測值來執(zhí)行所述校正。
8、 如權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣量校正設(shè)備，其中所述內(nèi)燃機(jī)具有增壓器，該增壓器通過使用所述排放氣體作為驅(qū)動力 源來對進(jìn)入空氣進(jìn)行增壓，并且所述計算部分執(zhí)行所述計算，并且所述進(jìn)氣量校正部分基于所述增壓器提供的增壓壓力在指定時間內(nèi)或在超過該指定時間的時間內(nèi)保持穩(wěn)定時 感測到的所述噴射量感測值、所述氧氣濃度感測值和所述進(jìn)氣量感測值來 執(zhí)行所述校正。
9、 如權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣量校正設(shè)備，其中所述計算部分執(zhí)行所述計算，并且所述進(jìn)氣量校正部分基于所述內(nèi)燃 機(jī)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度在指定時間內(nèi)或在超過該指定時間的時間內(nèi)保持穩(wěn) 定時感測到的所述噴射量感測值、所述氧氣濃度感測值和所述進(jìn)氣量感測 值來執(zhí)行所述校正。
10、 如權(quán)利要求l所述的進(jìn)氣量校正設(shè)備，其中所述計算部分執(zhí)行所述計算，并且所述進(jìn)氣量校正部分基于所述進(jìn)氣 量獲取部分感測的所述進(jìn)氣量在指定時間內(nèi)或在超過該指定時間的時間內(nèi) 保持穩(wěn)定時感測到的所述噴射量感測值、所述氧氣濃度感測值和所述進(jìn)氣 量感測值來執(zhí)行校正。
11、 如權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣量校正設(shè)備，其中所述計 算部分執(zhí)行所述計算，并且所述進(jìn)氣量校正部分基于所述噴射 量獲取部分感測的所述噴射量或與所述噴射量有關(guān)的所述物理量在指定時 間內(nèi)或在超過該指定時間的時間內(nèi)保持穩(wěn)定時感測到的所述噴射量感測 值、所述氧氣濃度感測值和所述進(jìn)氣量感測值來執(zhí)行所述校正。
12、 如權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣量校正設(shè)備，其中所述進(jìn)氣量校正設(shè)備 應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)控制設(shè)備，該內(nèi)燃機(jī)控制設(shè)備包括氧氣濃度計算部分，其基于由所述進(jìn)氣量校正部分校正的所述進(jìn)氣量 感測值和所述噴射量感測值來計算所述排放氣體中的氧氣濃度；并且排放氣體重新循環(huán)控制部分，其對排放氣體重新循環(huán)閥的打開程度進(jìn) 行反饋控制，以使所述氧氣濃度計算部分所計算的氧氣濃度計算值接近于 目標(biāo)值。
13、 如權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣量校正設(shè)備，其中所述內(nèi)燃機(jī)被構(gòu)造成將用于積累燃料的蓄壓器中的所述燃料分配并供 應(yīng)給所述噴射器，并且所述噴射量傳感器是一種對供應(yīng)給所述噴射器的所述燃料的作為所述 物理量的壓力進(jìn)行感測的燃料壓力傳感器，并且所述噴射量傳感器設(shè)置在 從所述蓄壓器延伸到所述噴射器的噴射孔的燃料通道中的、位于距所述噴 射孔比距所述蓄壓器更近的位置處。
14、 如權(quán)利要求13所述的進(jìn)氣量校正設(shè)備，其中 所述燃料壓力傳感器固定在所述噴射器上。
15、 如權(quán)利要求14所述的進(jìn)氣量校正設(shè)備，其中 所述燃料壓力傳感器固定在所述噴射器的燃料入口上。
16、 如權(quán)利要求14所述的進(jìn)氣量校正設(shè)備，其中所述燃料壓力傳感器安裝在所述噴射器的內(nèi)部，以對從所述噴射器的 所述燃料入口延伸到所述噴射器的所述噴射孔的內(nèi)部燃料通道中的燃料壓 力進(jìn)行感測。
17、 如權(quán)利要求13的進(jìn)氣量校正設(shè)備，其中節(jié)流口設(shè)置在從所述蓄壓器延伸到所述噴射器的燃料入口的燃料通道 中，以用于衰減所述蓄壓器中的所述燃料的壓力脈動，并且相對于燃料流動方向，所述燃料壓力傳感器設(shè)置在所述節(jié)流口的下游。
18、 一種進(jìn)氣量校正設(shè)備，包括進(jìn)氣量傳感器、噴射量傳感器和氧氣濃度傳感器中的至少一個傳感器， 其中所述進(jìn)氣量傳感器感測進(jìn)氣量，所述噴射量傳感器感測噴射量或者與 所述噴射量有關(guān)的物理量，所述氧氣濃度傳感器感測排放氣體中的氧氣濃 度；以及如權(quán)利要求1到17中的任意一項所述的進(jìn)氣量校正設(shè)備。
全文摘要
一種進(jìn)氣量校正設(shè)備基于燃料壓力傳感器(噴射量傳感器)感測的噴射量感測值和A/F傳感器(氧氣濃度傳感器)感測的氧氣濃度感測值來對作為氣流計(進(jìn)氣量傳感器)的感測目標(biāo)的進(jìn)氣量進(jìn)行計算。所述進(jìn)氣量校正設(shè)備將以這種方式計算出的進(jìn)氣量計算值與所述氣流計感測的進(jìn)氣量感測值之間的差值作為所述氣流計的感測誤差，并基于所述感測誤差對所述氣流計的進(jìn)氣量感測值進(jìn)行校正。
文檔編號F02D45/00GK101418744SQ200810170888
公開日2009年4月29日 申請日期2008年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月24日
發(fā)明者中田謙一郎, 石塚康治 申請人:株式會社電裝