CN100497913C - 用于内燃机的控制设备 - Google Patents

Abstract

压力传感器连续检测进气压力，并计算进气压力导数。接着，基于进气压力导数设置每个气缸的峰值压力检测范围。接着，检测每个气缸包括在峰值压力检测范围内的进气压力的上峰值压力和下峰值压力。接着，根据上峰值压力和下峰值压力计算每个气缸的进气压降。基于进气压降计算缸内充气量。

Description

用于内燃机的控制设备

技术领域

本发明涉及一种能够正确计算进气压降的用于内燃机的控制设备。

背景技术

在已知的具有若干气缸的内燃机中，其中进气管空气量是指存在于从节气阀到进气阀的进气管中空气的数量，当执行进气冲程时进气管空气量发生变化，基于曲轴转角判断第i个气缸是否执行进气冲程，当判断第i个气缸执行进气冲程时，计算进气管空气量的变化，缸内充气量是指进入第i个气缸的空气数量，基于进气管空气量的变化计算缸内充气量(参见日本未经审查的专利出版物No.2001-234798)。

可以计算进气管空气量的变化，例如，采用在进气冲程开始正时的进气管空气量和在进气冲程结束正时的进气管空气量之间差值的形式。具体地说，当曲轴转角变成等于预先存储的代表进气阀开启-开始正时的预置值时，计算该时刻的进气管空气量。当曲轴转角变成等于预先存储的代表进气阀关闭正时的另一个预置值时，同样计算在该时刻的进气管空气量。接着计算进气管空气量之间的差值。

然而，如果进气阀实际的开启-开始正时或者关闭正时偏离各自的预置值，则不再能正确计算在进气冲程开始或者结束正时的进气管空气量，因此不能正确计算缸内充气量。

发明内容

所以，本发明的目的是提供一种用于内燃机的控制设备，其能够正确计算进气压降。

根据本发明，提供一种用于内燃机的控制设备，该内燃机具有若干气缸，该控制设备包括：用于检测每个气缸进气压降的进气压降检测装置，进气压降是指因执行进气冲程导致的进气压力的下降；和用于基于每个气缸的进气压降控制内燃机的控制装置，其中进气压降检测装置连续检测进气压力，根据检测到的进气压力计算进气压力导数，基于进气压力导数设置每个气缸的峰值压力检测范围，检测包括在每个气缸的峰值压力检测范围内的进气压力的上下峰值压力，并且根据相应的上下峰值压力计算进气压降。

附图说明

图1是内燃机的全貌图；

图2是阐明进气阀开启的图表；

图3是阐明进气压力Pm检测结果的图表；

图4是用于解释进气压降ΔPmd(i)的时间表；

图5是解释缸内充气量Mc(i)计算方法的图表；

图6和7是解释设置峰值压力检测范围的方法的时间表；

图8和9显示阐明用于计算差异修正系数kD(i)的程序的流程图；

图10显示阐明用于计算燃料喷射时间TAU(i)的程序的流程图；

图11是阐明转换系数kC的图表；

图12和13显示阐明根据本发明另一个实施例用于计算差异修正系数kD(i)的程序的流程图；

图14是解释设置峰值压力检测范围的另一个方法的时间表；

图15显示阐明根据本发明另一个实施例用于计算差异修正系数kD(i)的程序的流程图。

具体实施方式

图1阐明本发明应用于火花点火型的四冲程内燃机的情况。然而，本发明也可应用于压缩点火型内燃机和二冲程内燃机。

参考图1，附图标记1表示具有例如八个气缸的内燃机机体，2表示气缸体，3表示气缸盖，4表示活塞，5表示燃烧室，6表示进气阀，7表示进气口，8表示排气阀，9表示排气口，10表示火花塞。进气口7经由各自的进气歧管11连接稳压罐12，稳压罐12经由进气道13连接空气滤清器14。燃料喷射器15布置在进气歧管11中，由步进马达16驱动的节气门17布置在进气道14中。在本说明书中，进气通道部分包括位于节气阀17下游的进气道13、稳压罐12、进气歧管11和进气口7，该进气通道部分被认为是进气管IM。

排气口9经由排气歧管18和排气管19连接催化转化器20。催化转化器20经由未显示的消音器与大气相通。注意到图1所示内燃机的进气冲程按照#1-#8-#4-#3-#6-#5-#7-#2的顺序。

每个气缸的进气阀6由进气阀驱动单元21开启和关闭。进气阀驱动单元21包括凸轮轴和转换机构，该转换机构用于在提前侧和延迟侧之间选择性转换凸轮轴相对于曲轴转角的旋转角度。当凸轮轴的旋转角度提前时，如图2的AD所示，进气阀6的开启-开始正时VO和关闭正时VC提前，因此阀开启正时提前。另一方面，当凸轮轴的旋转角度延迟时，如图2的RT所示，进气阀6的开启-开始正时VO和关闭正时VC延迟，因此，阀开启正时延迟。在这种情况下，当维持进气阀6的提升量和工作角度(开启周期)时，阀开启正时(相位)是变化的。在图1所示内燃机中，进气阀6的开启正时取决于内燃机工作条件而转换至提前侧AD或者延迟侧RT。注意到当进气阀6的开启正时连续变化，或者，提升量或工作角度变化时，本发明也适用。

电子控制单元30包括数字计算机，包括ROM(只读存储器)32、RAM(随机存取存储器33)、CPU(微处理器)34、输入端口35和输出端口36，它们经由双向总线31彼此连接。位于节气阀17上游的进气道13装备有空气流量计39，该空气流量计用于检测流过内燃机进气通道的进气流速。此外，稳压罐12装备有压力传感器40和温度传感器41，该压力传感器用于每隔例如10毫秒间隔连续检测进气压力Pm(kPa)，该温度传感器用于检测进气温度Tm(K)。进气压力Pm和进气温度Tm分别是进气管IM中的压力和存在于进气管IM中的气体温度。此外，负荷传感器43连接加速踏板42，以便检测加速踏板42的下降ACC。传感器39、40、41和43的输出信号经由相应的AD转换器37输入至输入端口35。此外曲轴转角传感器44连接到输入端口35，每当曲轴旋转例如30°时，曲轴转角传感器44就产生一次输出脉冲。CPU 34基于来自曲轴转角传感器44的输出脉冲计算内燃机转速NE。另一方面，输出端口36经由驱动电路38连接火花塞10、燃料喷射器15、步进马达16和进气阀驱动单元21，以致它们基于来自电子控制单元30的输出信号而被控制。

基于例如下列方程式(1)计算第i(i＝1，2，…，8)个气缸的燃料喷射时间TAU(i)：

TAU(i)＝TAUb·kD(i)·kk                  (1)

其中TAUb是基本燃料喷射时间，kD(i)是第i个气缸的差异修正系数，kk是另一个修正系数。

基本燃料喷射时间TAUb是为使空燃比等于目标空燃比所必需的燃料喷射时间。预先得到的基本燃料喷射时间TAUb作为例如加速踏板42的下降ACC和内燃机转速NE的内燃机工作条件的函数，且以图表的形式存储在ROM 32中。修正系数kk共同表示用于空燃比修正和在加速期间增加修正的系数，并当不需要影响修正时设置为1.0。

如果当进气冲程完成时进入气缸中第i个气缸的空气数量被认为是缸内充气量Mc(i)(克)，则差异修正系数kD(i)是用于补偿气缸之间缸内充气量Mc(i)的差异。可基于下列方程式(2)计算第i个气缸的差异修正系数kD(i)：

$\mathrm{kD}\left(i\right)=\frac{\mathrm{Mc}\left(i\right)}{\mathrm{Mcave}}---\left(2\right)$

其中Mcave是缸内充气量Mc(i)的平均值(＝∑Mc(i)/8，其中“8”是气缸的数量)。

当主要包含碳的沉积物形成在进气管IM的内表面、进气阀6的外表面等时，缸内充气量Mc(i)会变化，因为气缸沉积物的数量存在变化。缸内充气量Mc(i)的变化将导致气缸输出扭矩的变化。所以，根据本发明的实施例，引入差异修正系数kD(i)补偿缸内充气量Mc(i)的变化。

另外，基于下列方程式(3)计算第i个气缸的燃料喷射时间TAU(i)：

TAU(i)＝Mc(i)·kAF·kk                    (3)

其中kAF是用于使空燃比等于目标空燃比的修正系数。

考虑到燃料喷射的实际时刻比用于计算燃料喷射时间TAU的时刻提前某一段时间，可估计在比计算时刻提前某一段时间的时刻处的缸内充气量Mc(i)，同时估计的Mc(i)用于方程式(3)中。

在基于方程式(1)计算燃料喷射时间TAU的情况下和在基于方程式(3)计算TAU的情况下，可正确的获得缸内充气量Mc(i)。

在本发明的实施例中，基于进气压降ΔPmd(i)计算缸内充气量Mc(i)，进气压降ΔPmd(i)是因执行第i个气缸的进气冲程而导致的进气压力Pm的下降或减小。接下来参考图3至5，首先描述进气压降ΔPmd(i)。

图3阐述由压力传感器40在例如720°的曲轴转角(CA)内定期检测的进气压力Pm。图3中，OP(i)(i＝1，2，...，8)表示开启进气阀或者第i个气缸的进气冲程的时间段，0℃A表示第1个气缸#1的进气上止点。正如从图3所理解的，当某个气缸的进气冲程开始时，一直增加的进气压力Pm开始下降，以便形成进气压力Pm的上峰值。进气压力Pm进一步下降，并再次增加，因而形成进气压力Pm的下峰值。采用这种方式，通过连续执行气缸的进气冲程，可在进气压力Pm中交替形成上峰值和下峰值。图3中，因执行第i个气缸的进气冲程而形成的上峰值和下峰值分别用UP(i)和DN(i)表示。

如果上峰值UP(i)处的进气压力Pm称为上峰值压力PmM(i)，下峰值DN(i)处的进气压力Pm称为下峰值压力Pmm(i)，如图4所示，因执行第i个气缸的进气冲程，进气压力Pm从上峰值压力PmM(i)下降到下峰值压力Pmm(i)。因而，在这种情况下，进气压降ΔPmd(i)可用下面的方程式(4)表示；

ΔPmd(i)＝PmM(i)-Pmm(i)              (4)

另一方面，当进气阀6被开启时，缸内进气流速mc(i)(g/sec，参见图5)开始增加，缸内进气流速是指从进气管IM中流出并被吸入气缸CYL的空气的流速，如图4所示。接着，当缸内进气流速mc(i)超过节气阀通过空气流速mt(gram/sec，参见图5)时，进气压力Pm开始下降，节气阀通过空气流速mt是指通过节气阀并进入进气管IM的空气的流速。此后，缸内进气流速mc(i)下降，当缸内进气流速mc(i)小于节气阀通过空气流速mt时，进气压力Pm开始增加。

也就是说，考虑到因执行第i个气缸的进气冲程，空气以节气阀通过空气流速mt经由节气阀17进入进气管IM，以及空气以缸内进气流速mc(i)经由进气阀6流出进气管IM，缸内进气流速mc(i)或者流出的空气量临时超过节气阀通过空气流速mt或者进入的空气量。因而，进气管IM中的压力，即进气压力Pm下降了进气压降ΔPmd(i)。

通过对缸内进气流速mc(i)在时间上积分，可获得缸内充气量Mc(i)。假设进气阀开启时间段OP(i)(参见图3)的重叠对缸内充气量Mc(i)或者差异修正系数kD(i)的影响可以忽略，则缸内充气量Mc(i)可用下面的方程式(5)表示：

$\mathrm{Mc}\left(i\right)={\∫}_{\mathrm{tM}\left(i\right)}^{\mathrm{tm}\left(i\right)}(\mathrm{mc}\left(i\right)-\mathrm{mt})\mathrm{dt}+\mathrm{mt}\·\frac{\mathrm{\Δtd}\left(i\right)+\mathrm{\Δtop}}{2}---\left(5\right)$

其中tM(i)是上峰值形成时刻，在该时刻进气压力Pm中形成上峰值UP(i)，tm(i)是下峰值形成时刻，在该时刻进气压力Pm中形成下峰值DN(i)，Δtd(i)是从上峰值形成时刻tM(i)到下峰值形成时刻tm(i)的时间间隔(秒)，Δtop是进气阀开启时间段(秒)(参见图4)。

在方程式5中，右侧第一项表示图4所示的部分T1的面积，或者由缸内进气流速mc(i)和节气阀通过空气流速mt包围的部分的面积，右侧第二项表示图4所示部分T2的面积，或者由缸内进气流速mc(i)、节气阀通过空气流速mt和直线mc(i)＝0包围的部分的面积，该部分近似为梯形。

如上所述，因执行进气冲程，缸内进气流速mc(i)临时超过节气阀通过空气流速mt。因而，通过对缸内进气流速mc(i)在时间上积分获得的缸内充气量Mc(i)也超过节气阀通过空气流速mt的时间积分值。部分T1表示缸内充气量Mc(i)相对于节气阀通过空气流速mt积分值的超出量，这是因执行进气冲程造成的。

因此，通常，缸内充气量分成第一空气量和第二空气量，第一空气量由部分T1的面积表示，第二空气量由部分T2的面积表示，第一空气量是因执行进气冲程而导致的缸内充气量相对于节气阀通过空气量的超出量，通过将第一空气量和第二空气量相加在一起而计算缸内充气量。

另一方面，关于进气管IM的质量恒定法则可利用进气管IM中空气的状态方程由下面的方程式(6)表示，：

$\frac{\mathrm{dPm}}{\mathrm{dt}}=\frac{\mathrm{Ra}\·\mathrm{Tm}}{\mathrm{Vm}}\·(\mathrm{mt}-\mathrm{mc}\left(i\right))---\left(6\right)$

其中Vm是进气管IM的体积(m³)，Ra是每1mol空气的气体常数(参见图5)。

从时刻tM(i)到时刻tm(i)，进气压力Pm中下降了进气压降ΔPmd(i)。因而，如果Vm/(Ra·Tm)整体由参数Km表示，节气阀通过空气流速mt由其平均值mtave表示，方程式(5)可利用方程式(6)改写为下面的方程式(7)：

$\mathrm{Mc}\left(i\right)=\mathrm{\ΔPmd}\left(i\right)\·\mathrm{Km}+\mathrm{mtave}\·\frac{\mathrm{\Δtd}\left(i\right)+\mathrm{\Δtop}}{2}---\left(7\right)$

因而，如果压力传感器40检测进气压力Pm，以便计算进气压降ΔPmd(i)，温度传感器42检测进气温度Tm，以便计算参数Km，空气流量计39检测节气阀通过空气流速mt，以便计算其平均值mtave，根据进气压力Pm和节气阀通过空气流速的平均值mtave检测时刻tM(i)和tm(i)，以便计算时间间隔Δtd(i)(＝tm(i)-tM(i))，则可使用方程式(7)计算缸内充气量Mc(i)。注意到开启进气阀的时间段Δtop已预先存储在ROM 32中。

为了正确计算进气压降ΔPmd(i)，必须正确检测上峰值压力PmM(i)和下峰值压力Pmm(i)，也就是，必须正确地确定进气压力Pm中的上峰值UP(i)和下峰值DN(i)。接下来，解释如何确定根据本发明的实施例的上峰值UP(i)和下峰值DN(i)。

如上参考图3所述，当执行第i个气缸的进气冲程时，进气压力Pm中形成一个上峰值UP(i)和一个下峰值DN(i)。因此，在本发明的实施例中，每个气缸设置有峰值压力检测范围RPK(i)，包括在峰值压力检测范围RPK(i)内的上峰值和下峰值认为是第i个气缸的上峰值UP(i)和下峰值DN(i)。

在这种情况下，第i个气缸的峰值压力检测范围RPK(i)必须设置为仅包括第i个气缸的上峰值UP(i)和下峰值DN(i)。考虑到这些峰值UP(i)和DN(i)因执行进气冲程而形成，第i个气缸的峰值压力检测范围RPK(i)可基于例如第i个气缸的进气冲程正时OP(i)(参见图3)而设置。

但是，进气阀6的实际开启-开始正时VO或者关闭正时VC(参见图2)可能偏离预设正时。因而，可能缩短从前一个气缸中形成下峰值的时刻直到当前气缸中形成上峰值的时刻、或者从当前气缸中形成下峰值的时刻直到下一个气缸中形成上峰值的时刻之间的时间间隔。因此，第i个气缸的峰值压力检测范围RPK(i)可能包括另一个气缸的上峰值或者下峰值，或者可能不包括第i个气缸的上峰值UP(i)或下峰值DN(i)。

另一方面，进气压力Pm中是否形成峰值UP(i)或DN(i)，可根据进气压力Pm的梯度或者导数DPm得知。

因此，在本发明的实施例中，基于进气压力导数DPm设置峰值压力检测范围RPK(i)。

具体地，如图6所示，根据连续检测的进气压力Pm计算进气压力导数DPm。接着，确定进气压力导数DPm中形成的上峰值DUP(j)(j＝1，2，...，8)。换句话说，导数上峰值正时θDM(j)(℃A)为曲轴转角，在该转角进气压力导数DPm中形成上峰值DUP(j)，其中j表示进气冲程的顺序。

此后，从导数上峰值正时θDM(j)直到下一个导数上峰值正时θDM(j+1)的时间段设置为第j个气缸的峰值压力检测范围RPK(j)。这确保峰值压力检测范围RPK(j)包括一个上峰值UP(j)和一个下峰值DN(j)。

此外，在本发明的实施例中，如图7所示，预先设置峰值导数检测范围RDPK(j)，包括在峰值导数检测范围RDPK(j)中的进气压力导数DPm的上峰值确定为上述DUP(j)。

任何范围都可设置为峰值导数检测范围RDPK(j)，只要它包括进气压力导数DPm的单个上峰值。但是，在本发明的实施例中，峰值导数检测范围RDPK(j)的设置基于第j个气缸的进气阀的开启正时即，进气阀的开启-开始正时VO或者关闭正时VC(参见图2)。

因此，在本发明的实施例中，基于进气压力导数DPm，或者基于进气压力导数DPm和进气阀的开启正时，设置峰值压力检测范围RPK(j)。

即使进气阀6的实际开启-开始正时VO或者关闭正时VC偏离预设值，这也能保证峰值压力检测范围RPK(i)的合适设置，因此，正确地计算进气压降ΔPmd(i)。因此，正确地检测缸内充气量Mc(i)。

此外，在本发明的实施例中，计算在若干个循环(一个循环＝720℃A)中检测的进气压力Pm的平均值，根据进气压力平均值计算上述进气压降ΔPmd(i)。具体地，首先检测曲轴转角θ下的进气压力Pm(θ)，接着计算每个曲轴转角θ下的进气压力Pm(θ)的累积值(∑Pm(θ)＝∑Pm(θ)+Pm(θ))，进气压力累积值∑Pm(θ)存储在RAM 33中。此后，当累积进气压力Pm(θ)的次数达到预设次数C1时，计算每个曲轴转角θ下的平均进气压力Pm(θ)ave(Pm(θ)ave＝∑Pm(θ)/C1)。接着根据平均进气压力Pm(θ)ave计算进气压降ΔPmd(i)。

如上所述，每当检测到进气压力Pm(θ)时就计算一次进气压力累积值∑Pm(θ)，并存储累积值∑Pm(θ)，而不是检测的进气压力Pm(θ)。因而，不必增加RAM 33的容量。此外，基于若干次检测到的进气压力Pm(θ)计算进气压降ΔPmd(i)，提高了计算精度。注意到预设次数C1可设置为例如数百级别。

此外，在本发明的实施例中，判断内燃机是否在预设参考条件下工作，当判断内燃机在参考条件下工作时，检测进气压力Pm(θ)，并更新进气压力累积值∑Pm(θ)。相反，当判断内燃机未在参考条件下工作时，禁止检测进气压力Pm(θ)，而且还禁止更新进气压力累积值∑Pm(θ)。也就是说，在本发明的实施例中，仅基于内燃机在参考条件下工作时的进气压力Pm(θ)计算进气压降ΔPmd(i)。

在这种情况下，任何内燃机工作条件都可设置为参考条件。在本发明的实施例中，当进气阀6的开启正时设置为图2所示的提前侧AD，内燃机转速NE大致等于怠速工作时的目标转速NEid，以及内燃机暖机时，判断内燃机在参考条件下工作。此外，在废气再循环气体通过废气再循环通道供给到进气通道的内燃机中，其中废气再循环通道将内燃机排气通道连接到内燃机进气通道，或者在燃料蒸汽从罐供给到进气通道的内燃机中，其中罐用于临时蓄积燃料蒸汽，当停止供给废气再循环气体或者燃料蒸汽时，判断内燃机在参考条件下工作。

图8和9阐述用于计算根据本发明的实施例的第i个气缸的差异修正系数kD(i)的程序。

参考图8和9，在步骤100中，判断进气阀6的开启正时是否设置为提前侧AD(参见图2)。当进气阀6的开启正时设置为提前侧AD时，程序前进到步骤101，其中判断内燃机转速是否大致等于目标怠速转速NEid。当NE≈NEid时，程序前进到步骤102，其中判断内燃机是否已经暖机。当内燃机已经暖机时，程序前进到步骤103。另一方面，当在步骤100中判断进气阀6的开启正时已经设置为延迟侧RT，在步骤101中判断NE≠NEid或者在步骤102中判断内燃机还未暖机时，结束处理循环。

在步骤103中，检测进气压力Pm(θ)。在随后的步骤104中，计算每个曲轴转角θ下的进气压力累积值∑Pm(θ)。在随后的步骤105中，表示检测进气压力Pm(θ)次数或者累积次数的计数器C增加1。在随后的步骤106中，判断计数器C是否已经达到设置的次数C1。当C<C1时，结束处理循环。当C＝C1时，程序前进到步骤107，其中计算平均进气压力Pm(θ)ave(Pm(θ)ave＝∑Pm(θ)/C1)。在随后的步骤108中，清除计数器C。在随后的步骤109中，根据平均进气压力Pm(θ)ave计算进气压力导数DPm。在随后的步骤110中，检测第i个气缸的导数上峰值正时θDM(i)(i＝1，2，...，8)。在随后的步骤111中，设置第i个气缸的峰值压力检测范围RPK(i)。在随后的步骤112中，检测第i个气缸的上峰值压力PmM(i)和下峰值压力Pmm(i)。在随后的步骤113中，使用方程式(4)计算第i个气缸的进气压降ΔPmd(i)。在随后的步骤114中，使用方程式(7)计算第i个气缸的缸内充气量Mc(i)。在随后的步骤115中，使用方程式(2)计算第i个气缸的差异修正系数kD(i)。

图10阐述用于计算根据本发明的实施例的第i个气缸的燃料喷射时间TAU(i)的程序。该程序由每个预设的曲轴转角下的预定的中断执行。

参考图10，在步骤120中，计算基本燃料喷射时间TAUb。在随后的步骤121中，读入由图8和9的程序计算得到的第i个气缸的差异修正系数kD(i)。在随后的步骤122中，计算修正系数kk。在随后的步骤123中，使用方程式(1)计算燃料喷射时间TAU(i)。第i个气缸的燃料喷射器15喷射燃料持续燃料喷射时间TAU(i)。

接着，下面描述本发明的另一个实施例。

在本发明的上述实施例中，当判断内燃机未在参考条件下工作时，禁止检测进气压力Pm(θ)。这意味着计算进气压降ΔPmd(i)或者差异修正系数kD(i)需要一段时间。

因此，在本发明的另一个实施例中，检测进气压力Pm(θ)与内燃机的工作条件无关，检测到的进气压力Pm(θ)使用转换系数kC转换为内燃机在参考条件下工作时的进气压力Pm(θ)cnv，根据转换进气压力Pm(θ)cnv计算进气压降ΔPmd(i)。

具体地，根据本发明的另一个实施例，转换进气压力Pm(θ)cnv由下面的方程式(8)计算：

Pm(θ)cnv＝Pm(θ)·kC              (8)

预先得到的转换系数kC作为内燃机负荷率平均值KLave、一个循环内进气压力Pm的平均值Pmave和内燃机转速NE的函数，以图11所示图表的形式表示，并存储在ROM 32中。注意到内燃机负荷率表示内燃机的进气效率。

图12和13阐述用于计算根据本发明另一个实施例的第i个气缸的差异修正系数kD(i)的程序。除了图8和9的程序中的步骤101、102、103和104被步骤103、103a、103b和104a代替之外，该程序与图8和9阐述的程序完全相同。因而，下面仅描述不同之处。

当在步骤100中判断进气阀6的开启正时已经设置为提前侧AD时，程序前进到步骤103，其中检测进气压力Pm(θ)。在随后的步骤103a中，根据图11的图表计算转换系数kC。在随后的步骤103b中，使用方程式(8)计算转换进气压力Pm(θ)cnv。在随后的步骤104a中，计算转换进气压力Pm(θ)cnv的累积值，以便计算每个曲轴转角θ下的累积进气压力∑Pm(θ)。接着，程序前进到步骤105。

接着，下面描述本发明的另一个实施例。

在本发明的上述实施例中，基于导数上峰值正时θDM(j)设置第j个气缸的峰值压力检测范围RPK(j)，如上参考图6所示。

根据本发明的另一个实施例，如图14所示，除了导数上峰值正时θDM(j)之外，首先检测导数下峰值正时θDm(j)(℃A)，导数下峰值正时是一个曲轴转角，在该曲柄角下形成进气压力导数DPm中的下峰值DDN(j)。接着，将从导数上峰值正时θDM(j)到导数下峰值正时θDm(j)的时间段设置为第j个气缸的上峰值压力检测范围RUP(j)，将从导数下峰值正时θDm(j)到导数上峰值正时θDM(j+1)的时间段设置为第j个气缸的下峰值压力检测范围RDN(j)。最后，包括在上峰值压力检测范围RUP(j)内的进气压力Pm的上峰值确定为第j个气缸的上峰值UP(j)，包括在下峰值压力检测范围RDN(j)内的进气压力Pm的下峰值确定为第j个气缸的下峰值DN(j)。

在本发明的另一个实施例中，执行步骤110a、111a和112a，以代替图8和9程序或者图12和13程序中的步骤110、111和112。

在步骤110a中，检测第i个气缸的导数上峰值正时θDM(i)和导数下峰值正时θDm(i)。在随后的步骤111a中，设置第i个气缸的上峰值压力检测范围RUP(i)和下峰值压力检测范围RDN(i)。在随后的步骤112a中，检测包括在上峰值压力检测范围RUP(i)内的上峰值压力PmM(i)和包括在下峰值压力检测范围RDN(i)内的下峰值压力Pmm(i)。

注意到，采用与图7所示实施例相同的方式，预先设置上峰值导数检测范围，包括在上峰值导数检测范围内的进气压力导数DPm的上峰值确定为上峰值DUP(j)。类似地，预先设置下峰值导数检测范围，包括在下峰值导数检测范围内的进气压力导数DPm的下峰值确定为下峰值DDN(j)。

在上述本发明的实施例中，图4所示的部分T2近似为具有顶边Δtd(i)和底边Δtop的梯形。另外，例如部分T2可近似为具有侧边Δtd(i)的矩形。在该替代中，上述方程式(7)改变为下面的方程式(9)：

Mci＝ΔPmdi·Km+mtave·Δtdi            (9)

Claims (15)

1.一种用于内燃机的控制设备，该内燃机具有多个气缸，所述控制设备包括：

进气压降检测装置，其用于检测每个气缸的进气压降，所述进气压降是因执行进气冲程而导致的进气压力的下降；和

控制装置，其用于基于每个气缸的进气压降控制内燃机，其中所述进气压降检测装置连续检测进气压力，根据检测的进气压力计算进气压力导数，基于该进气压力导数设置每个气缸的峰值压力检测范围，检测包括在每个气缸的该峰值压力检测范围中的进气压力的上下峰值压力，并根据相应的所述上下峰值压力计算每个气缸的进气压降。

2.如权利要求1所述的用于内燃机的控制设备，其中，所述进气压降检测装置不但基于所述进气压力导数而且基于进气阀的开启正时设置所述峰值压力检测范围。

3.如权利要求1所述的用于内燃机的控制设备，其中，所述控制设备还包括空气量计算装置，其用于基于相应的所述进气压降计算每个气缸的缸内充气量，该缸内充气量是当完成进气冲程时充入气缸中的空气量，并且所述控制装置基于每个气缸的缸内充气量控制内燃机。

4.如权利要求3所述的用于内燃机的控制设备，其中，当执行进气冲程时，空气以通过节气阀的空气流量通过节气阀流进从节气阀到进气阀的进气通道部分，并且空气以缸内充气量从进气通道部分通过进气阀流进气缸，其中所述缸内充气量分成第一空气量和第二空气量，该第一空气量是因执行进气冲程导致的缸内充气量相对于通过节气阀的空气流量的超出量，以及其中所述空气量计算装置包括用于基于相应的所述进气压降计算每个气缸的第一空气量的装置，用于检测通过节气阀的空气流量的装置，用于基于通过节气阀的空气流量计算每个气缸的第二空气量的装置，和用于通过将相应的所述第一空气量和所述第二空气量相加在一起而计算每个气缸的缸内充气量的装置。

5.如权利要求3所述的用于内燃机的控制设备，其中，所述控制装置计算每个气缸的差异修正系数，该差异修正系数用于根据所述进气压降补偿气缸之间的缸内充气量的差异，并且基于每个气缸的所述差异修正系数控制内燃机。

6.如权利要求1所述的用于内燃机的控制设备，其中，所述进气压力是若干次检测得到的进气压力的平均值，所述进气压降检测装置累积每个给定曲轴转角下检测到的进气压力并存储该进气压力的累积值，根据该存储的累积值计算每个给定曲轴转角下的平均进气压力，并且根据每个给定曲轴转角下的平均进气压力计算进气压降。

7.如权利要求1所述的用于内燃机的控制设备，其中，所述进气压降检测装置判断内燃机是否在预设参考条件下工作，当判断内燃机在该参考条件下工作时检测进气压力，并且当判断内燃机不在该参考条件下工作时禁止检测进气压力。

8.如权利要求7所述的用于内燃机的控制设备，其中，当正在进行怠速操作时，判断内燃机在所述参考条件下工作。

9.如权利要求1所述的用于内燃机的控制设备，其中，所述进气压降检测装置将所述检测到的进气压力转换为内燃机在预设参考条件下工作时的进气压力，并根据该转换后的进气压力计算进气压降。

10.如权利要求9所述的用于内燃机的控制设备，其中，当正在进行怠速操作时，判断内燃机在所述参考条件下工作。

11.如权利要求1所述的用于内燃机的控制设备，其中，所述进气压降检测装置检测所述进气压力导数中形成上峰值的时刻，并将从进气压力导数中形成上峰值的时刻到形成下一个上峰值的时刻的范围设置为所述峰值压力检测范围。

12.如权利要求11所述的用于内燃机的控制设备，其中，所述进气压降检测装置对每个气缸设置峰值导数检测范围，并在所述峰值导数检测范围内检测所述进气压力导数中形成上峰值的时刻。

13.如权利要求12所述的用于内燃机的控制设备，其中，所述进气压降检测装置基于进气阀的开启正时设置所述峰值导数检测范围。

14.如权利要求1所述的用于内燃机的控制设备，其中，所述进气压降检测装置基于所述进气压力导数设置每个气缸的峰值压力检测范围，检测包括在上峰值压力检测范围内的进气压力的上峰值压力，并检测包括在下峰值压力检测范围内的进气压力的下峰值压力。

15.如权利要求14所述的用于内燃机的控制设备，其中，所述进气压降检测装置检测进气压力导数中形成上下峰值的时刻，将从进气压力导数中形成上峰值的时刻到形成下一个下峰值的时刻的范围设置为上峰值压力检测范围，并且将从进气压力导数中形成下峰值的时刻到形成下一个上峰值的时刻的范围设置为下峰值压力检测范围。

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