CN106257030A - 用于内燃机的控制设备和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于内燃机的控制设备和控制方法。举例来说，在空燃比传感器(106)设置在排气歧管(40)的集合部的下游的情况下，基于发动机(1)的运转状态，来计算在进气门和排气门的重叠时段中流出到排气端口(18)的进气量与吸入到气缸(12)中的每一个气缸中的进气量的比。根据此扫气比(scart)来校正检测空燃比。

Description

用于内燃机的控制设备和控制方法

技术领域

本发明涉及安装在车辆等中的内燃机的控制设备和控制方法，且更明确地说，涉及基于在排气系统中设置的空燃比传感器所检测到的值来执行空燃比的反馈控制的控制设备。

背景技术

用于移除排气中的有害成分的催化器设置在安装在车辆(例如汽车等)中的内燃机的排气系统中。为了确保此催化器有效地发挥其功能，排气的空燃比被反馈控制到理论空燃比附近。举例来说，在第2013-238111号日本专利申请公开(JP 2013-238111 A)中公开了通过根据在排气系统中设置的空燃比传感器所检测到的值与检测值被调整和校正之后的目标空燃比之间的差来校正燃料喷射量而控制排气的空燃比。

第2013-238111号日本专利申请公开(JP 2013-238111 A)将注意力集中在扫气上，其中，已流动到气缸中的每一个气缸中的进气的一部分在进气门和排气门的重叠时段中吹扫排气通路。为了抑制空燃比因扫气而波动，还在此第2013-238111号日本专利申请公开(JP 2013-238111 A)中公开了基于由空燃比传感器检测且未被调整或校正的瞬时值在发生扫气的运转状态(扫气范围)中校正燃料喷射量。

发明内容

当如上所述发生扫气且进气的一部分吹扫排气通路时，气缸中的每一个气缸的内部被填充的进气量相应减小。因此，空燃混合物的空燃比可从目标空燃比朝向浓稠侧偏移。在此情况下，因为进气如上所述而吹扫，所以流出到排气通路的已燃气体(排气)的空燃比在气缸中的每一者的排气冲程的前半部中变得浓稠，且在排气冲程的最后阶段中在重叠时段中变得稀薄。

然后，在安装在车辆中的多气缸发动机中，从多个气缸排放的排气流动以便在排气歧管的集合部中彼此混合。然而，已显露，当因此彼此混合的排气的空燃比大幅改变而变得浓稠或稀薄时，空燃比传感器所检测到的值相对于那些空燃比的平均值而朝向浓稠侧偏移。

以此方式，当空燃比传感器所检测到的值朝向浓稠侧偏移时，空燃比基于此检测值经由反馈控制而变得比理论空燃比稀薄，且发生不便，例如，NOx的排放量的增大。顺便提及，检测值还被认为是在某些类型的空燃比传感器或某些布局的排气系统的情况下朝向稀薄侧偏移。

提供内燃机的控制设备和控制方法，它们适当地校正因扫气所致的排气空燃比的检测值的偏移，且提高内燃机中的空燃比的可控制性。

本发明应用到内燃机的控制设备，该控制设备基于在排气系统中设置的空燃比传感器所检测到的值来执行空燃比的反馈控制。内燃机具有多个气缸。空燃比传感器设置在来自多个相应气缸的排气流过的排气通路的集合部的相对于排气流而言的下游。

然后，控制设备的特征在于配备有：漏气比计算构件，用于基于内燃机的运转状态来计算进气漏气比，所述进气漏气比是在进气门和排气门的重叠时段中流出到排气通路中的每一者的进气量与在吸气冲程中吸入到气缸中的每一者中的进气量的比；以及检测空燃比校正构件，用于根据进气漏气比来校正空燃比传感器所检测到的值，使得校正的程度随着计算出的进气漏气比上升而提高。

还可如下定义本发明的方面。也就是说，提供一种内燃机的控制设备。内燃机包含多个气缸和空燃比传感器。空燃比传感器设置在来自多个相应气缸的排气流过的排气通路的集合部的相对于排气流而言的下游。控制设备包含电子控制单元。电子控制单元被构造成基于空燃比传感器所检测到的值来执行空燃比的反馈控制，且基于内燃机的运转状态来计算进气漏气比。进气漏气比是在进气门和排气门的重叠时段中流出到排气通路中的每一者的进气量与在吸气冲程中吸入到气缸中的每一者中的进气量的比。电子控制单元还被构造成校正空燃比传感器所检测到的值以使得校正的程度随着计算出的进气漏气比上升而提高。

在如上所述的内燃机的运转期间，从多个气缸流动的排气在排气通路的集合部处聚集，且空燃比的反馈控制是根据位于集合部的下游的空燃比传感器所检测到的值来执行。然后，当排气的空燃比由于进气的漏气朝向浓稠侧或稀薄侧大幅改变且排气在彼此充分混合之前到达空燃比传感器时，导致了此空燃比传感器所检测到的值的偏移(检测的偏移)。

相比之下，由于前述特定事项，首先，由漏气比计算构件基于内燃机的运转状态来计算因扫气而吹扫排气通路的进气的漏气比。由检测空燃比校正构件根据此进气漏气比来校正空燃比传感器所检测到的空燃比的值。根据计算出的进气漏气比，此校正的程度随着计算出的进气漏气比上升而提高。因此，可适当地校正因扫气所致的空燃比的检测的偏移，且提高空燃比的可控制性。

更具体地说，在常规使用的一般空燃比传感器的情况下，检测值如上所述朝向浓稠侧偏移。因此，检测空燃比校正构件可随着进气漏气比上升而朝向稀薄侧校正空燃比传感器所检测到的值。这可经由基于检测值执行的反馈控制而抑制空燃比朝向稀薄侧偏移，且防止发生不便，例如，NOx的排放量的增大等。

顺便说，近年来的内燃机通常配备有可变气门机构。可变气门机构是根据运转状态而被操作，且进气门和排气门中的至少一者的气门正时改变。在此情况下，当进气门和排气门的重叠时段由于例如进气门的气门正时的延迟或排气门的气门正时的提前而变短时，无法发生扫气。因此，不需要如上所述校正空燃比的检测值。

因此，可预先经由实验等而发现无法发生扫气的进气门和排气门的短重叠时段，且可将此重叠时段设定为阈值。当进气门和排气门的重叠时段在内燃机的运转期间变得短于阈值时，可禁止检测空燃比校正构件进行的校正。以此方式，可防止由于使空燃比的检测值经受不必要的校正而导致空燃比经由反馈控制作为相反效果而偏移这一不便。

可按这种方式设定前述阈值，以便根据发动机转速、进气压力和大气压力中的至少一者来改变。随着等同于进气门和排气门的重叠时段的时间延长，且随着进气压力相对于排气压力上升，发生因扫气所致的进气的漏气的可能性提高。因此，如果根据发动机转速、进气压力、大气压力等而适当地改变前述阈值，那么可较适当地确定是否发生扫气。

如上所述，根据本发明的内燃机的控制设备，在将注意力集中在空燃比传感器进行的空燃比的检测的偏移随着因扫气所致的进气的漏气比上升而增大的事实的情况下，根据基于内燃机的运转状态而计算的进气的漏气比来校正空燃比的检测值。因此，可适当地校正因扫气所致的空燃比的检测的偏移，且经由反馈控制而提高空燃比的可控制性。

附图说明

将在下文参照附图来描述本发明的示范性实施例的特征、优点和技术与工业意义，其中相似数字表示相似元件，且其中：

图1是示出安装有根据本发明的内燃机的控制设备的车辆中的示范性发动机的示意性框图；

图2是仅示出图1的发动机的一个气缸的示意性框图；

图3是示出进气门和排气门的示范性升程曲线的视图；

图4是示意性地示出进气的漏气且等同于图2的视图；

图5是示出扫气比和空燃比的检测的偏如何彼此相关的实验结果的图形视图；

图6是校正检测空燃比的处理的流程图；

图7是示出气门的重叠时段和扫气比如何彼此相关的实验结果的图形视图；

图8是根据第一修改实例的等同于图6的视图；

图9是示出气门的重叠时段、扫气比和输出电压校正值在第一修改实例中如何彼此相关的图像视图；以及

图10是示出在第二修改实例中设定检测空燃比的校正禁止阈值的处理的流程图。

具体实施方式

下文中将基于附图来描述本发明的实施例。在本发明的本实施例中，将描述本发明应用到安装在车辆(例如，汽车等)中的内燃机(下文中也称为发动机)的情况。

如图1中示意性地示出，每一个都容纳活塞11的四个气缸12(即，第一气缸12到第四气缸12)被对齐地设置在发动机1中。在图2中，如图所示，关于气缸体1a中所形成的气缸12中的一者，活塞11通过连接杆13而联接到曲轴14，且检测曲轴14的旋转角(曲柄角)的曲柄角传感器101设置在气缸体1a的下部中。

另一方面，气缸盖1b与气缸体1a的上部一起组装。火花塞15按一种方式设置以便面向气缸12中的每一者的内部，且被供应来自从点火器16的电力以放出电火花。此外，进气端口17和排气端口18按一种方式形成在气缸盖1b中以便与气缸12中的每一者中的燃烧室连通。面向气缸12中的每一者的内部的开口部分由进气门19和排气门20打开/关闭。

操作此进气门19和此排气门20的气门传动装置配备有两个凸轮轴21和22，即，进气凸轮轴21和排气凸轮轴22，其中进气凸轮轴21和排气凸轮轴22经由正时链(未示出)和链轮(未示出)由曲轴14旋转。此外，凸轮角传感器102按一种方式设置在进气凸轮轴21附近，以便当气缸12中的特定一者位于预定曲柄角位置处(在吸气、压缩、膨胀和排气的燃烧循环中的预定位置处)时产生脉冲状信号。

进气凸轮轴21(和排气凸轮轴22)以曲轴14的速度的一半旋转。因此，曲轴14每旋转两次(以曲柄角计，改变720°)，凸轮角传感器102产生信号。因此，可基于此凸轮角传感器102的信号以及曲柄角传感器101的信号来识别气缸12中的每一者的燃烧循环中的曲柄角位置。

在本发明的本实施例中，可变气门机构23(下文称为VVT 23)附接到进气凸轮轴21。可变气门机构23可连续改变进气凸轮轴21的旋转角相对于曲柄角的相位。虽然未详细描述，但VVT 23被电操作或液压操作。如图3示意性地示出，VVT 23可通过将进气凸轮轴21和链轮相对于彼此转动而将进气门19的气门正时改变到提前侧或延迟侧。

也就是说，当链轮经由VVT 23的操作在进气凸轮轴21的旋转方向上向后转动例如15°时，进气凸轮轴21的相位以曲柄角计提前30°，且进气门19的气门正时提前30°，如图3的假想线所指示。此时，来自凸轮角传感器102的信号以曲柄角计提早30°输出。因此，可识别出进气门19的气门正时的提前。

如图1中显而易见的是，进气歧管30在进气端口17的上游(相对于进气流在上游)连接到气缸12中的每一者。在位于进气歧管30的上游的进气通路3中，空滤器31、空气流量计103、下文将描述的涡轮增压器5的压缩器52、中冷器32、用于调整进气量的节气门33等从上游侧起以此次序布置。节气门33由节气门电动机34驱动。节气门传感器104检测节气门33的开度。

此外，进气压力传感器105设置在进气歧管30中，且检测涡轮增压器5所增压的进气的压力。在位于进气压力传感器105的下游的分支通路中，端口喷射器35按一种方式设置以便将燃料喷射到气缸12中的每一者的进气端口17中。除此端口喷射器35之外，缸内喷射式喷射器36也按一种方式设置以便直接将燃料喷射到气缸12中的每一者中。甚至在进气门19在气缸12中的每一者的压缩冲程中关闭时也可喷射燃料。

端口喷射器35和缸内喷射式喷射器36分别连接到低压输送管道37和高压输送管道38，且经由燃料管线(未示出)而被供应燃料。接着，当燃料由至少喷射器35或喷射器36喷射时，空燃混合物形成在气缸12中的每一者中。气缸12中的每一者中的空燃混合物由火花塞15点火且燃烧。因此已燃烧的空燃混合物(已燃气体)随着排气门20打开而流出到排气端口18。

如图1中显而易见的是，排气歧管40在排气端口18的下游(相对于排气流在下游)连接到气缸12中的每一者，且构成排气通路4的上游端部。涡轮增压器5的涡轮51设置在排气歧管40的下游。涡轮51由联接轴53联接到在进气侧上的压缩器52。当涡轮51由于排气的流动而旋转时，压缩器52与其一体旋转以对进气进行压缩和强制进给。

在本发明的本实施例中，涡轮51呈双入口型(双涡旋型)，其中外壳54中的流动通道划分为两个流动通道。排气歧管40中的第一排气通路41与外壳54的流动通道中的一者连通，且排气歧管40中的第二排气通路42与外壳54的另一流动通道连通。第一排气通路41在其上游侧分叉以连接到第一气缸12和第四气缸12。第二排气通路42在其上游侧分叉以连接到第二气缸12和第三气缸12。

因此，从第一气缸12排放的排气和从第四气缸12排放的排气在第一排气通路41中聚集，以流动到涡轮51的外壳54的流动通道中的一者中。另一方面，从第二气缸12排放的排气和从第三气缸12排放的排气在第二排气通路42中聚集以流动到外壳54的另一流动通道中。也就是说，在点火序列中彼此不连贯的两个气缸12中的排气聚集。因此，气缸12之间的排气的干扰可受到抑制，且增压的响应度提高。

然后，用于对排气进行净化的三效催化器43在涡轮51的下游安装在排气通路4中。如稍后所述，当排气的空燃比经受反馈控制且保持接近理论空燃比时，三效催化器43通过在使排气中的CO和HC氧化的同时使NOx还原而展现高排气净化性能。为了进行此空燃比反馈控制，针对排气的空燃比展现实质上线性的输出特性的空燃比传感器106布置在三效催化器43的上游。

ECU 100被构造为已知的电子控制单元，且配备有中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、备份RAM等，但图中未示出。CPU基于ROM中所存储的控制程序和映射图而执行各种计算处理。此外，RAM暂时存储CPU中的计算结果、从相应传感器输入的数据等。备份RAM存储例如将在发动机1停止时保存的数据等。

前述曲柄角传感器101、凸轮角传感器102、空气流量计103、节气门传感器104、进气压力传感器105、空燃比传感器106等连接到ECU100。此外，如图2所示，大气压力传感器107以及检测车辆的乘员对加速器踏板的操作量(加速器开度)的加速器传感器108连接到ECU100。

基于从这些各种传感器101到108等输入的信号，ECU 100执行各种控制程序，因而执行对点火器16的点火正时的控制、对节气门电动机34的节气门的开度的控制(即，对进气量的控制)、对端口喷射器35和缸内喷射式喷射器36的燃料喷射的控制等。举例来说，ECU100按一种方式执行对点火正时、进气量以及燃料喷射的前述控制，以便实现发动机1的所需转矩。

在此情况下，ECU 100执行燃料喷射量的反馈控制，以保持排气的空燃比接近理论空燃比。也就是说，首先，在执行对进气量的控制以使得可产生前述的所需转矩时，ECU 100基于空气流量计103所检测到的进气的流率和发动机转速而计算气缸12中的每一者的进气填充效率，且计算基本燃料喷射量，以使得相应地实现理论空燃比。另外，ECU 100根据空燃比传感器106所检测到的值(检测空燃比)与理论空燃比之间的差而计算用于校正燃料喷射量的反馈校正系数，且从此反馈校正系数和基本燃料喷射量计算燃料喷射量的控制目标值。

此外，ECU 100根据发动机1的运转状态而操作VVT 23，且视需要改变进气门19的操作正时。举例来说，在低负载侧运转状态中，ECU100使用于关闭进气门19的正时延迟，以试图减小泵送损耗。另一方面，在高负载侧上，ECU 100使用于关闭进气门19的正时提前以提高流入到气缸12中的每一者中的进气的填充效率，且试图提高输出。此时，还使用于打开进气门19的正时提前，因此，进气门和排气门的重叠时段变长。因此，提高了已燃气体的扫气特性。

顺便说，在本发明的本实施例中，进气由涡轮增压器5增压，因此进气压力可变得高于排气压力。当进气门和排气门的重叠时段如上所述变长时，发生已经流动到气缸12中的每一者中的进气的一部分通过排气端口18的漏气(扫气)，如图4中的箭头A示意性地指示。根据已因此吹扫的进气，气缸12中的每一者的内部被填充的进气量减小。因此，当燃料此后由缸内喷射式喷射器36中的每一者喷射时，空燃混合物的空燃比从目标空燃比朝向浓稠侧偏移。

在此情况下，流出到排气端口18的已燃气体(排气)的空燃比在气缸12中的每一者的排气冲程的前半部中变得浓稠。然而，在从排气冲程的最后阶段到吸气冲程的进气门和排气门的重叠时段中，空燃比如上所述由于进气的漏气急剧变得稀薄。另外，已显露，当来自相应气缸12的排气的空燃比大幅波动而变得浓稠或稀薄时，空燃比传感器106所检测到的值关于那些空燃比的平均值而朝向浓稠侧偏移。

图5示出通过检查如上所述因扫气所致的检测空燃比的偏移而获得的示范性实验结果。显而易见的是，检测空燃比的朝向浓稠侧的偏移随着图中横轴所指示的扫气比上升而提高。扫气比表示吹扫排气侧的进气量与作为分母的气缸12中的每一者的内部被填充的进气量的比(进气的漏气比)，且被认为是对应于如上所述朝向浓稠侧或稀薄侧的排气空燃比的波动的量值。

此外，图5中的黑色三角和黑色圆圈所指示的数据是作为参考在空燃比传感器设置在涡轮增压器的涡轮的上游的情况下的实验数据。空白三角和空白圆圈所指示的数据是如同在本发明的本实施例中在空燃比传感器106设置在涡轮51的下游的情况下的实验数据。来自相应气缸12的排气在涡轮51中彼此搅动和混合。因此，与空燃比传感器设置在上游侧上的情况(如黑色三角和黑色圆圈所指示)相比，空燃比的波动的量值较小，且检测的偏移也被认为是较小。

也就是说，随着因扫气所致的排气空燃比的波动的范围增大，空燃比传感器所检测到的空燃比的朝向浓稠侧的偏移也增大。顺便提及，检测空燃比的此偏移是由于一般空燃比传感器的输出特性，且被认为是因以下事实所致：对应于排气中的氧气的浓度的氧化锆固体电解质的饱和电流值相对于排气空燃比的改变非线性地改变；以及与空燃比稀薄时相比，在空燃比浓稠时，饱和电流值的改变较急促。

然后，当空燃比传感器106所检测到的空燃比因此朝向浓稠侧偏移时，在因此执行的空燃比的反馈控制中，燃料喷射量减少。因此，实际空燃比朝向稀薄侧偏移，且可发生不便，例如，NOx的排放量的增大。相比之下，根据本发明的本实施例，如下通过适当地校正如上所述因扫气所致的检测空燃比的偏移来执行空燃比的反馈控制。

下文中，参照图6的流程图来具体地描述在ECU 100中执行的检测空燃比的校正。顺便提及，在预定正时在ECU 100中重复执行图中所示的处理例程。

首先，在开始之后的步骤ST101中，基于发动机1的运转状态来计算扫气比scart。如上文参照图4所述，已经流动到气缸12中的每一者中的进气的一部分通过排气端口18的漏气的因素可被认为是进气门19和排气门20两者的升程量和升程时段(气门的重叠时段)、进气与排气之间的压力差等。

也就是说，首先，在进气侧压力比排气侧压力高预定值或更大的情况下，进气门19和排气门20两者的升程量必须等于或大于预定量，以实现可导致因进气与排气之间的压力差所致的气体的流动的有效开口面积。进气门19和排气门20的升程曲线被确定为发动机的规格。因此，可考虑到VVT 3的操作以及发动机1的规格来预先指定两个气门的升程量等于或大于预定量的时段。

此外，即使在因此发生从进气侧到排气侧的气体的流动时，也简单地在气体的流动的早期阶段中对气缸12中的每一者中的已燃气体进行扫气，且此后发生进气的漏气。因此，气门的重叠时段(严格来说，可发生气体的前述流动的时段)需要等于或大于特定转换时间。也就是说，随着进气与排气之间的压力差增大，随着进气的漏气的有效开口面积增大，且随着进气的漏气的时间延长，进气的漏气量增大。因此，在本发明的本实施例中，使用预先设定的变量或映射图从发动机转速、进气门和排气门的重叠时段、进气压力(增压压力)、排气压力(近似为大气压力)等来计算扫气比。

然后，在步骤ST102中，计算对应于因此计算出的扫气比scart的输出电压校正值α。可基于扫气比与前述图5所示的检测空燃比的偏移的关系来设定优选输出电压校正值α。因此，参考例如按一种方式预先设定以便经由实验、计算等来表示前述相关的表(参见图6的步骤ST102)来计算对应于扫气比scart的输出电压校正值α。

另一方面，在与步骤ST101和ST102并列的步骤ST103中，读取空燃比传感器106的输出(电压)。在步骤ST104中，通过前述输出电压校正值α来校正此输出电压(例如，将输出电压校正值α从电压值减去)。接着，从因此校正的电压值计算空燃比(步骤ST105)，且结束该处理。顺便提及，在此计算中，可考虑到空燃比传感器106的温度的改变，基于例如校正后电压值和导纳，参考映射图(未示出)来计算空燃比。

通过在前述图6的流程中执行步骤ST101，ECU 100构成用于基于发动机1的运转状态在进气门和排气门的重叠时段中计算进气的漏气比(扫气比“scart”)的漏气比计算构件。此外，通过执行步骤ST102到ST104，ECU 100构成用于根据前述扫气比scart来校正空燃比传感器106所检测到的空燃比的检测空燃比校正构件。此检测空燃比校正构件随着扫气比scart上升而朝向稀薄侧校正检测空燃比。

因此，根据本发明的本实施例的发动机1的控制设备，根据如上所述根据扫气比校正的检测空燃比与目标空燃比(理论空燃比)之间的差而在ECU 100中计算燃料喷射量的反馈校正系数。因此，校正了燃料喷射量。另外，如上所述，随着基于发动机1的运转状态而计算的扫气比上升，根据此扫气比而朝向稀薄侧校正检测空燃比。因此，可适当地校正因扫气所致的空燃比的检测的偏移，且经由反馈控制而提高空燃比的可控制性。

接着，将描述本发明的前述实施例的修改实例。第一修改实例是关于参照图6所描述的检测空燃比的校正的修改实例，且当进气门和排气门的重叠时段短时，不校正检测空燃比。第一修改实例在构造和操作的其它细节上与本发明的前述实施例相同，因此下文将主要描述两者之间的差异。

首先，图7示出通过分别在四个运转状态中改变气门的重叠时段的同时检查扫气比的改变而获得的示范性实验结果，其中四个运转状态在发动机转速和进气压力方面彼此不同。图的左上部分中的曲线图指示发动机转速低且接近怠速转速且进气压力相对高的高负载状态，且图的左下部分中的曲线图指示发动机转速同样低且进气压力略微较高的状态。此外，图的右上部分中的曲线图指示发动机转速也略微较高且进气压力保持高的状态。图的右下部分中的曲线图指示进气压力仍然较高的状态。

在这些曲线图中的每一者中，在横轴所指示的气门的重叠时段短的范围(箭头所指示的范围)内，扫气比相当低。此外，即使在气门的重叠时段改变时，扫气比也不改变。鉴于即使尚未发生扫气(进气的漏气)时也在排气中含有未燃空气的事实，扫气被认为尚未在前述范围内发生。

基于如同前述图7中的实验结果，在此第一修改实例中，当进气门和排气门的重叠时段短于预定阈值(例如，在前述实例中，以曲柄角计，40°)时，检测空燃比被禁止校正。也就是说，如图8的流程图所示，在开始之后，在步骤ST201中，按与图6的流程的步骤ST101中相同的方式计算扫气比scart。此后，在步骤ST202中，确定进气门和排气门的重叠时段ovrp是否等于或长于前述阈值X(下文中称为校正禁止阈值X)。

此处应注意，可在如上所述由ECU 100执行的VVT 23的操作控制中，基于来自曲柄角传感器101和凸轮角传感器102的信号来计算进气门和排气门的重叠时段ovrp。接着如果确定的结果因为进气门和排气门的重叠时段ovrp等于或长于校正禁止阈值X而是肯定的(“是”)，那么作出到稍后将描述的步骤ST204的转变。另一方面，如果确定的结果因为气门的重叠时段ovrp短于校正禁止阈值X而是否定的(“否”)，那么作出到步骤ST203的转变以将输出电压校正值α设定为零(0)。接着，作出到稍后将描述的步骤ST206的转变。

在步骤ST204到ST207中，根据如同图6的步骤ST102到ST105的相同程序来执行校正检测空燃比的处理。也就是说，在步骤ST204和步骤ST102中，参考预先设定的表来计算对应于扫气比scart的输出电压校正值α。然而，应注意，相比在用于步骤ST102中的表中，在此表中，将输出电压校正值α设定为大了预定值α1的值。

这是因为以下原因。考虑到在如上所述计算的扫气比scart中含有因各种传感器之间的个别离散、老化等所致的误差的事实，为了补偿离散等，而将对应于扫气比scart的输出电压校正值α设定为相当大。具体来说，如指示气门的重叠时段、扫气比scart和输出电压校正值α如何彼此相关的图9所示，随着横轴上的气门的重叠时段延长，纵轴上的扫气比scart增大，且相应地计算出的输出电压校正值α也增大。

也就是说，既不会过大也不会不足且对应于扫气比scart的输出电压校正值α与扫气比scart成比例，如图9的上层中的交替长短虚线所指示。然而，如上所述设定为相当大的输出电压校正值α是大了预定值α1的值，如实线所指示。因此，在图9中的斜线所指示的范围内，虽然因为气门的重叠时段ovrp短于校正禁止阈值X而不发生扫气，但可通过设定为相当大的输出电压校正值α来执行无效校正。

相比之下，在此第一修改实例中，如果气门的重叠时段ovrp如上所述短于校正禁止阈值X(步骤ST202中的“否”)，那么输出电压校正值α被强制性设定为零(0)(步骤ST203)。因此，建立了如图9的上层中的实线所指示的状态，且尽管未发生扫气，也防止执行无效校正。因此，在此情况下，在步骤ST206中未校正空燃比传感器106的输出电压。在步骤ST207中，从未校正的电压值计算空燃比。

在此第一修改实例中，ECU 100通过执行图8的流程图的步骤ST201而构成漏气比计算构件，且通过执行步骤ST204到ST206而构成检测空燃比校正构件。此外，通过执行步骤ST202和ST203，ECU 100构成用于禁止在进气门和排气门的重叠时段ovrp短于校正禁止阈值X时校正检测空燃比的校正禁止构件。

因此，根据此第一修改实例，在进气门和排气门的重叠时段ovrp等于或长于校正禁止阈值X且已由于扫气而发生排气的空燃比的波动的情况下，随着检测空燃比朝向浓稠侧的偏移因此增大，输出电压校正值α也增大。如与本发明的前述实施例的情况一样，可适当地校正空燃比的检测的偏移，且经由反馈控制而提高空燃比的可控制性。另一方面，当气门的重叠时段ovrp短于校正禁止阈值时，可防止空燃比由于尽管实际上未发生扫气仍执行无效校正而作为相反效果而偏移。

随后，将描述第二修改实例。在此第二修改实例中，取决于发动机转速、进气压力和大气压力而改变前述第一修改实例中的检测空燃比的校正禁止阈值X。第二修改实例在构造和操作的其它细节上与前述第一修改实例相同，因此下文将主要描述两者之间的差异。

图10的流程图示出在此第二修改实例中设定检测空燃比的校正禁止阈值X的处理。首先，在开始之后，在步骤ST301中，读取发动机转速、进气压力和大气压力。顺便提及，在由ECU 100执行的发动机1的运转控制中，基于来自曲柄角传感器101的信号来计算发动机转速。此外，对于进气压力和大气压力来说一样，可读取用于发动机1的运转控制的值，或可在适当时输入来自进气压力传感器105和大气压力传感器107的信号。

随后，在步骤ST302中，参考按一种方式预先设定以便对应于发动机转速和进气压力的映射图来读取校正禁止阈值X。在此映射图中，借助于每一类型的发动机的标准机器经由实验、计算等来设定适当值。随着发动机转速上升，气门的重叠时段缩短，因此校正禁止阈值X被设定为大值。随着进气压力上升，进气的漏气的可能性增大，因此校正禁止阈值X被设定为小值。

在步骤ST303中，根据大气压力来校正因此计算出的校正禁止阈值X。举例来说，通过对应于大气压力的校正系数经由乘法运算来执行此校正。举例来说，校正系数的值在平原上被设定为1，且在海拔5000m的高原上被设定为0.5。也就是说，大气压力在高原上低意味着排气压力也低，且可能产生进气的漏气。因此，校正禁止阈值X被校正为小值。

在步骤ST304中，将以此方式根据发动机转速、进气压力和大气压力而适当地校正的校正禁止阈值X存储到ECU 100的RAM中，且结束该处理(“结束”)。在前述图8的流程的步骤ST202中，从ECU 100的RAM读取此值，且将其用于确定进气门和排气门的重叠时段ovrp是否等于或长于前述阈值X。因此，可更加适当地确定是否已发生扫气。

上文所述的本发明的实施例仅仅是示范，且不希望限制本发明的构造、用途等。举例来说，在本发明的前述实施例(包含修改实例)中，随着扫气比上升而朝向稀薄侧校正空燃比传感器106所检测到的空燃比，但本发明不限于此。检测空燃比还被认为是在某些结构的空燃比传感器或某些布局的排气系统的情况下朝向稀薄侧偏移。在此状况下，因此，可朝向浓稠侧校正检测空燃比。

此外，在本发明的前述实施例的第二修改实例中，用于确定是否校正检测空燃比的阈值(校正禁止阈值X)根据发动机转速、进气压力和大气压力而改变，但本发明不限于此。该阈值可根据发动机转速、进气压力和大气压力中的至少一者而改变。

此外，虽然在本发明的前述实施例中，已将本发明应用到汽油机1的情况作为实例来描述，但本发明不限于此，而是还可应用到其它类型的发动机，例如，柴油机等。本发明还适用于混合动力车辆(安装有作为动力源的发动机和电动机的车辆)的发动机。

本发明可在进气门和排气门的重叠时段中适当地校正因进气的漏气(扫气)所致的排气空燃比的检测的偏移，且提高空燃比的可控制性。因此，本发明高度有效地尤其适用于安装在汽车中的内燃机。

Claims (5)

1.一种用于内燃机的控制设备，所述内燃机包括多个气缸以及空燃比传感器，所述空燃比传感器设置在来自所述多个气缸的排气流过的排气通路的集合部的相对于排气流而言的下游，所述控制设备包括：

电子控制单元，所述电子控制单元被构造成：

基于由所述空燃比传感器检测到的值来执行空燃比的反馈控制；

基于所述内燃机的运转状态来计算进气漏气比，所述进气漏气比是在进气门和排气门的重叠时段中流出到所述排气通路中的每一个排气通路的进气量与在吸气冲程中吸入到所述气缸中的每一个气缸中的进气量的比；并且

校正由所述空燃比传感器检测到的值，使得随着所述进气漏气比升高，校正的程度增大。

2.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于：

所述电子控制单元被构造成随着所述进气漏气比升高而朝向稀薄侧校正由所述空燃比传感器检测到的值。

3.根据权利要求1或2所述的控制设备，其特征在于：

所述内燃机还包括可变气门机构，所述可变气门机构被构造成改变所述进气门和所述排气门中的至少一个气门的气门正时，并且

所述电子控制单元被构造成当所述进气门和所述排气门中的至少一个气门的气门正时由所述可变气门机构改变并且所述进气门和所述排气门的重叠时段变得短于阈值时，禁止校正由所述空燃比传感器检测到的值。

4.根据权利要求3所述的控制设备，其特征在于：

所述阈值被设定成根据发动机转速、进气压力和大气压力中的至少一个来改变。

5.一种用于车辆的控制方法，所述车辆包括内燃机和电子控制单元，所述内燃机包括多个气缸及空燃比传感器，所述空燃比传感器设置在来自所述多个气缸的排气流过的排气通路的集合部的相对于排气流而言的下游，所述控制方法的特征在于包括：

通过所述电子控制单元基于由所述空燃比传感器检测到的值来执行空燃比的反馈控制，

通过所述电子控制单元基于所述内燃机的运转状态来计算进气漏气比，所述进气漏气比是在进气门和排气门的重叠时段中流出到所述排气通路中的每一个排气通路的进气量与在吸气冲程中吸入到所述气缸中的每一个气缸中的进气量的比；以及

通过所述电子控制单元校正由所述空燃比传感器检测到的值，使得随着所述进气漏气比升高，校正的程度增大。