CN107725203A - 发动机控制器及发动机控制方法 - Google Patents

Abstract

一种发动机控制器，该发动机控制器配置成：执行暂时停止燃料喷射的燃料切断，计算作为气缸中的用于燃烧的空气量的缸内空气量，并且基于缸内空气量来控制发动机。发动机控制器包括残留空气量计算单元，该残留空气量计算单元配置成：计算作为在燃料切断期间从前一周期保留在气缸中的空气量的残留空气量，使得在燃料切断期间残留空气量随着气缸中的进气‑排气动作的周期数的增加而增大。

Description

发动机控制器及发动机控制方法

技术领域

本发明涉及执行燃料切断的发动机控制器和发动机控制方法。

背景技术

车辆发动机的一个示例根据气缸中开始进行燃烧时气缸中存在的空气的质量(下文中被称作“缸内空气量”)来确定燃料喷射量并且将在气缸中燃烧的空气-燃料混合物的空燃比控制为期望值。由气缸中进行的燃烧产生的燃烧气体中的一些燃烧气体不被排出并保留在气缸中。也就是说，在下一次燃烧期间，气缸中存在残留的燃烧气体。这被称作内部废气再循环(内部EGR)。这种残留的燃烧气体是不利于燃烧的惰性气体。因此，当燃烧持续进行时，可以忽略残留的燃烧气体，并且可以仅考虑在进气冲程中被供应至气缸的新鲜空气量(下文中被称作“缸内进气量”)来确定燃料喷射量。

车辆发动机可以例如在车辆惯性滑行时执行暂时停止燃料喷射的燃料切断以减少燃料消耗。在燃料切断期间不会发生燃烧，并且气缸中的残留的燃烧气体被空气替代。在燃料切断结束并且燃料喷射重新开始之后，每个气缸中都进行第一次燃烧，并且每个气缸中存在的空气量与从前一周期保留在气缸中的空气的质量(下文中被称作“残留空气量”)与缸内进气量的总和相对应。因此，如果基于缸内进气量来确定燃料喷射量，则空燃比变得比期望的空燃比小。这可能会导致不点火或引起不理想的排放。

在日本特开专利公报No.2006-329065中，求得了残留空气量。然后，将残留空气量与流入的新鲜空气量相加以求得用于燃料喷射重新开始之后每个气缸中进行的第一次燃烧的缸内空气量。残留空气量是基于发动机转速、进气压力和气门重叠量来计算的。

在所述技术中，在燃料喷射重新开始之后每个气缸中的用于第一次燃烧的缸内空气量考虑了残留空气量。然而，在燃料切断开始之前产生的燃烧气体紧接在燃料切断开始之后保留在气缸中。这种残留的燃烧气体在燃料切断开始之后的第一排气冲程中没有从气缸中完全排出。甚至在第一排气冲程之后，一些燃烧气体仍保留在气缸中。在燃料切断期间利用空气对残留的燃烧气体进行的替代并非紧接在燃料切断开始之后即刻发生。每当重复进气-排气周期时，这种替代都以分步的方式进行。所描述的技术并未考虑残留的燃烧气体的在燃料切断期间进行的分步排出。因此，如果燃料切断在短期内结束，则不能精确地求得残留空气量。

本发明的目的是提供求得燃料喷射重新开始并第一次进行燃烧时从前一周期保留在气缸中的空气量的发动机控制器和发动机控制方法。

发明内容

为了实现以上目的，发动机控制器配置成：执行暂时停止燃料喷射的燃料切断，计算作为用于气缸中进行的燃烧的空气量的缸内空气量，以及基于缸内空气量来控制发动机。发动机控制器包括：残留空气量计算单元，该残留空气量计算单元配置成：计算作为在燃料切断期间从前一周期保留在气缸中的空气量的残留空气量，使得在燃料切断期间残留空气量随着气缸中的进气-排气动作的周期数的增加而增大。

如上所述，残留的燃烧气体在燃料切断期间根据进气-排气动作的周期而由空气以分步的方式替代。这使燃料切断期间气缸中的残留空气量随着燃料切断开始之后气缸中的进气-排气动作的周期数的增加而增大。

根据上述配置，残留空气量被计算成使得残留空气量随着燃料切断期间气缸中的进气-排气动作的周期数的增加而增大。因此，残留空气量的计算值与在燃料切断期间根据进气-排气动作的周期而以分步的方式增大的实际残留空气量以相同的方式变化。发动机控制器精确地计算在燃料喷射重新开始之后第一次进行燃烧时从前一周期保留在气缸中的空气量。

发动机控制器中的残留空气量计算单元可以以下述方式计算残留空气量。残留空气量计算单元配置成：将燃料切断开始时的残留空气量设定为“0”，并且在从燃料切断开始时至燃料喷射重新开始时的期间中利用以下等式来更新发动机的每个周期中的残留空气量：

X[i]＝A×(B+X[i-1])/(B+A)其中，“X[i-1]”表示更新前的残留空气量，“X[i]”表示更新后的残留空气量，“B”表示作为在进气冲程期间从进气通道吸入到气缸中的新鲜空气量的缸内进气量，并且“A”表示作为从前一周期保留在气缸中的气体全部为空气时的空气量的最大残留空气量。

在发动机中，燃料喷射量根据用于气缸中进行的燃烧的空气量来确定，以将在气缸中燃烧的空气-燃料混合物的空燃比控制为期望值。当气缸中持续进行燃烧时，在进气冲程期间从进气通道吸入到气缸中的新鲜空气量(“缸内进气量”)是用于燃烧的空气量(“缸内空气量”)。当燃料喷射重新开始之后第一次进行燃烧时，与缸内进气量与残留空气量的总和相对应的空气量用于气缸中进行的燃烧。

发动机控制器还包括燃料喷射量计算单元，该燃料喷射量计算单元配置成计算与缸内空气量相对应的燃料喷射量。燃料喷射量计算单元配置成：通过将缸内空气量设定为残留空气量与作为在进气冲程期间从进气通道吸入到气缸中的新鲜空气量的缸内进气量的总和来计算燃料喷射重新开始之后气缸中第一次进行燃烧时的燃料喷射量，并且通过将缸内进气量设定为缸内空气量来计算继第一次之后进行燃烧时的燃料喷射量。这防止空燃比在燃料喷射重新开始之后变小并且确保燃烧重新开始。

发动机包括多个气缸。发动机控制器配置成执行在所述气缸中的一些气缸中执行燃料切断的部分燃料切断。燃料喷射量计算单元配置成：在部分燃料切断结束并且燃料喷射重新开始时，仅对已经经受部分燃料切断的气缸基于残余空气量与缸内进气量的总和来计算燃料喷射量。

残留空气量仅在每个进气-排气周期期间改变，因此残留空气量计算单元在燃料切断期间仅需要在发动机的每个周期中计算一次残留空气量。燃料喷射量通常在发动机的每个周期内按照被执行多次的固定曲柄角处理进行计算，并且缸内进气量通常按照以一定时间间隔执行的常规处理进行计算。因此，根据残留空气量和缸内进气量计算出的燃料喷射量将受特别是在燃料喷射重新开始之后第一次进行燃烧时获取这些参数的时间的影响。为了确保残留空气量和缸内进气量正确地反映在残留空气量中，发动机控制器包括：缸内进气量计算单元，该缸内进气量计算单元按照以一定时间间隔执行的常规处理计算缸内进气量；以及全气缸喷射判定单元，该全气缸喷射判定单元判定在燃料喷射重新开始之后是否已经在发动机的所有气缸中执行燃料喷射。燃料喷射量计算单元配置成：按照固定曲柄角处理计算燃料喷射量，在燃料喷射重新开始时基于残留空气量与缸内进气量的总和开始对燃料喷射量的计算，并且在全气缸喷射判定单元做出肯定的判定时结束对燃料喷射量的计算。由残留空气量计算单元在燃料喷射重新开始之前最后计算出的残留空气量被反映在对燃料喷射重新开始之后发动机的每个气缸中第一次进行燃烧时的燃料喷射量的计算中。

当残留空气量被反映在用于燃料喷射重新开始之后第一次进行的燃烧的燃料喷射量的计算中时，发动机扭矩因残留空气量而增大。因此，如果根据要求扭矩来执行发动机的扭矩控制而不进行任何调节，则紧接在燃料喷射重新开始之后会产生超过要求扭矩的发动机扭矩。就此而言，发动机控制器还包括点火正时调节单元，该点火正时调节单元根据作为发动机扭矩的要求值的要求扭矩来调节点火正时。点火正时调节单元配置成：基于要求扭矩和残留空气量来调节点火正时，使得在燃料喷射重新开始之后气缸中第一次进行燃烧时，点火正时随着残留空气量的增大而延迟。这通过点火正时的延迟而抵消了由残留空气量引起的发动机扭矩的增大，并且所产生的发动机扭矩紧接在燃料喷射重新开始之后超过要求扭矩的情况被限制。

燃料喷射量通常按照固定曲柄角处理进行计算，并且点火正时通常按照以一定时间间隔执行的常规处理进行计算。因此，对应用于燃料喷射重新开始之后气缸中第一次进行的燃烧的燃料喷射量进行计算的时期与对应用于第一次燃烧的点火正时进行计算的时期不同。就此而言，发动机控制器还包括：全气缸喷射判定单元，该全气缸喷射判定单元配置成判定在燃料喷射重新开始之后是否已经在发动机的所有气缸中都执行了燃料喷射；以及全气缸点火判定单元，该全气缸点火判定单元配置成判定在燃料喷射重新开始之后是否已经在发动机的所有气缸中都执行了点火。燃料喷射量计算单元按照固定曲柄角处理计算燃料喷射量，在燃料喷射重新开始时基于残留空气量和缸内进气量的总和开始对燃料喷射量的计算，并且在全气缸喷射判定单元做出肯定的判定时结束对燃料喷射量的计算。点火正时调节单元按照以一定时间间隔执行的常规处理调节点火正时，并且在燃料喷射重新开始时基于要求扭矩和残留空气量开始对点火正时的调节，并且在全气缸点火判定单元做出肯定的判定时结束对点火正时的调节。也就是说，用于使残余空气量对燃料喷射量的反映结束的正时与燃料喷射之后的点火正时是单独确定的。

发动机扭矩紧接在燃料喷射重新开始之后由于气缸中的残留空气量而可能超过要求扭矩。然而，这种情况由于通过点火正时的延迟来抵消发动机扭矩的增大而受到限制。此外，还可以通过减少残留空气量和缸内进气量来避免过大的发动机扭矩。缸内进气量的减少可以通过控制改变气门特性的可变气门机构而限于仅燃料喷射重新开始之后的一个周期。更特别地，发动机包括改变进气门的气门特性的可变气门机构。发动机控制器包括空气减少控制单元，该空气减少控制单元配置成：根据残留空气量来控制可变气门机构，使得在燃料喷射重新开始之后气缸中第一次进行燃烧时，缸内进气量随着残留空气量的增大而减小。这限制了由于气缸中的残留空气引起的紧接在燃料喷射重新开始之后超过要求扭矩的发动机扭矩的产生。

实现以上目的的用于控制发动机的方法包括：执行燃料切断以暂时停止燃料喷射；求得作为气缸中的用于燃烧的空气量的缸内空气量并且基于缸内空气量来控制发动机；以及计算作为在燃料切断期间从前一周期保留在气缸中的空气量的残留空气量，使得在燃料切断期间残留空气量随着气缸中的进气-排气动作的周期数的增加而增大。

实现以上目的的发动机控制器包括电路装置，该电路装置配置成：执行燃料切断以暂时停止燃料喷射的电路；求得作为用于气缸中进行的燃烧的空气量的缸内空气量并且基于缸内空气量来控制发动机；以及计算作为在燃料切断期间从前一周期保留在气缸中的空气量的残留空气量，使得在燃料切断期间残留空气量随着气缸中的进气-排气动作的周期数的增加而增大。

通过结合附图以示例的方式说明本发明的原理的以下描述，本发明的其它方面和优点将变得显而易见。

附图说明

参照对当前优选的实施方式的以下描述以及附图，可以最佳地理解本发明及其目的和优点，在附图中：

图1是示出了根据第一实施方式的发动机控制器以及采用该发动机控制器的发动机的结构的示意图；

图2是示出了图1中示出的发动机控制器的配置的示意图；

图3是由图1中示出的发动机控制器中的全气缸喷射判定单元执行的全气缸喷射判定处理的流程图；

图4是由图1中示出的发动机控制器中的残留空气量计算单元执行的残留空气量计算处理的流程图；

图5是由图1中示出的发动机控制器中的燃料喷射量计算单元执行的燃料喷射量计算处理的流程图；

图6A至图6D示出了气缸在燃料切断期间的状态转变；

图7是示出了残留空气量的实际测量值以及由图1中示出的发动机控制器计算出的残留空气量的计算值的变化的曲线图；

图8是由根据第二实施方式的发动机控制装置中的燃料喷射量计算单元执行的燃料喷射量计算处理的流程图；

图9是示出了根据第三实施方式的发动机控制装置的配置的示意图；

图10是由图9中示出的发动机控制器中的全气缸点火判定单元执行的全气缸点火判定处理的流程图；

图11是由图9中示出的发动机控制器中的点火正时调节单元执行的点火正时调节处理的流程图；

图12是示出了根据第四实施方式的发动机控制装置的配置的示意图；以及

图13是由图12中示出的发动机控制器中的目标VT设定单元执行的目标VT设定处理的流程图。

具体实施方式

第一实施方式

现在将参照图1至图7描述根据第一实施方式的发动机控制器。

如图1中所示，使用发动机控制器的发动机10包括具有气缸11的气缸体12和布置在气缸体12上的气缸盖13。发动机10是V型的八缸车辆发动机并且具有8个气缸11。图1仅示出了这些气缸11中的一者。

如图1中所示，每个气缸11包括上下往复运动的活塞14。活塞14在气缸11中限定燃烧室15。每个活塞14通过连接杆16连接，连接杆16将活塞14的往复运动转化成曲轴17的旋转运动，曲轴17用作发动机10的输出轴。曲轴17附近布置有检测曲轴17的旋转相位(在下文中称为“曲柄角”)的曲柄角传感器18。

发动机10包括向每个气缸11供给进气的进气通道19。进气通道19包括空气流量计20和节气门21，空气流量计20检测在进气通道19中流动的进气的流量(在下文中称为“进气流量GA”)，节气门21用于调节进气流量GA。在进气通道19中节气门21的下游设置有用作将进气分配至每个气缸的分支管的进气歧管22。进气通道19通过气缸盖中的用于每个气缸的进气口23连接至每个气缸11。每个气缸11的进气口23中布置有将燃料喷射到在进气口23中流动的进气中的燃料喷射阀32。

在气缸盖13中为每个气缸设置有在进气口23处将燃烧室15打开或关闭的进气门24。在每个气缸11的燃烧室15中布置有点火塞34。发动机10包括用作改变气门特性的可变气门机构的气门正时改变机构25。气门正时改变机构25改变打开或关闭进气门24的时间(气门正时)。

发动机10包括排气通道26，由气缸11中的燃烧产生的排气在排气通道26中流动。排气通道26通过气缸盖13中的用于每个气缸的排气口27连接至每个气缸11的燃烧室15。在气缸盖13中为每个排气口27设置有在排气口27处将燃烧室15打开或关闭的排气门28。排气通道26包括排气歧管29，排气歧管29用作将从每个气缸11的燃烧室15排放穿过排气口27的排气结合的接合管。在排气通道26中排气歧管29的下游布置有空燃比传感器30和催化剂转化器31，空燃比传感器30用于检测在燃烧室15中燃烧的空气燃料混合物的空燃比ABF，催化剂转化器31用于净化排气。

各种传感器的检测结果输入至电子控制单元42，电子控制单元42用作用于具有以上描述的结构的发动机10的发动机控制器。所述各种传感器包括曲柄角传感器18、空气流量计20、空燃比传感器30、检测驾驶员的加速器踏板下压量ACCP的加速器踏板传感器43、检测节气门21的位置的节气门传感器44(节气门开度TA)以及检测发动机10的冷却剂温度THW的冷却剂温度传感器45。电子控制单元42根据曲柄角传感器18的检测结果计算发动机的转速NE。电子控制单元42可以配置成包括下列各项的电路装置：1)一个或更多个专用硬件电路，比如ASIC；2)根据计算机程序(软件)操作的一个或更多个处理器(微型计算机)；或者3)上述的组合。处理器包括CPU和存储器比如RAM和ROM，而存储器存储配置成使CPU执行处理的程序代码或命令。存储器、即计算机可读介质可以包括能够由通用或专用的计算机访问的任何可用介质。

电子控制单元42通过扭矩需求控制来控制发动机10的扭矩。在扭矩需求控制中，电子控制单元42使用加速器踏板下压量ACCP和发动机的转速NE计算作为发动机扭矩的要求值的第一要求扭矩。随后，电子控制单元42对作为致使发动机扭矩等于要求扭矩所需的供给至每个气缸11的空气量的要求空气量进行计算，由此控制节气门开度TA和气门正时，使得要求空气量被供给至每个气缸11。通过将从节气门开度TA的变化被命令或气门正时被命令开始直到供应至每个气缸11的空气量实际上发生改变为止的响应延迟包括在内来使得要求空气量被设定在可实现的范围内。此外，电子控制单元42调节点火塞34的点火正时，以补偿所供给的空气量的响应延迟。也就是说，当要求空气量大于要求扭矩时，电子控制单元42延迟点火正时以降低燃烧效率。当要求空气量小于要求扭矩时，电子控制单元42提前点火正时以提高燃烧效率，使得发动机扭矩变得接近要求扭矩。

作为发动机控制的一部分，电子控制单元42执行使燃料喷射暂时停止的燃料切断。当满足预定的燃料切断开始条件时，电子控制单元42开始燃料切断，并且当满足预定的燃料喷射重新开始条件(燃料切断结束条件)时结束燃料切断。例如，燃料切断开始条件包括节气门开度TA小于等于预定值以及发动机的转速NE大于等于预定的燃料切断转速。例如，燃料喷射重新开始状态包括节气门开度TA大于预定值或者发动机的转速NE小于等于被设定成小于燃料切断转速的预定的燃料喷射重新开始转速。在燃料切断期间，由点火塞34对每个气缸11进行的点火被停止。当燃料切断开始时电子控制单元42接通燃料切断信号FC，并且在燃料切断结束时断开燃料切断信号FC，由此能够检查在其他控制期间燃料切断是否执行。

电子控制单元42使用负荷系数KL作为在燃烧期间在每个气缸11中的空气量的缸内空气量的指标值来执行发动机控制。负荷系数KL是缸内空气量与最大缸内进气量的比，其中最大缸内空气量为“1”。最大缸内进气量是当大气压力Pa为标准大气P0(＝101.325[Pa])时可以在进气冲程中在气缸11中取得的最大空气量，其对应于标准大气P0下的在与由活塞14移位的体积相等的空间中所填充的空气量。活塞14的位移量通过从当活塞14处于下止点时气缸11的体积中减去当活塞14处于上止点时气缸11的体积(燃烧室体积Vmin)而获得。

最大缸内空气量是常数，因此负荷系数KL与缸内空气量成比例。在发动机控制中，电子控制单元42通过将每个空气量转换成与等于该空气量的缸内空气量对应的负荷系数KL(在下文中称为“负荷系数转换值”)来使用各个空气量。也就是说，负荷系数KL是缸内空气量的负荷系数转换值。

电子控制单元42基于负荷系数KL计算燃料喷射阀32的燃料喷射量。具体地，电子控制单元42根据负荷系数KL计算基础喷射量QB，并且对基础喷射量QB执行校正，诸如根据冷却剂温度THW的冷却剂温度校正和根据空燃比ABF与目标空燃比TABF的偏差的空燃比反馈校正，由此计算作为实际命令至燃料喷射阀32的燃料喷射量的最终喷射量QF。电子控制单元42将基础喷射量QB计算成使得燃料与缸内空气量的质量比等于作为空燃比ABF的目标值的目标空燃比TABF。

电子控制单元42以一定的时间间隔根据进气流量GA、发动机的转速NE和节气门开度TA计算预测负荷系数KLNEW，该预测负荷系数KLNEW是进气冲程中抽吸到气缸11中的新鲜空气量(缸内进气量)的预测值的负荷系数转换值。在排气冲程中，气缸11中的一些气体没有被排出，并且这些气体在下次燃烧期间保留在气缸11中。因此，在燃烧期间，气缸11中存在在进气冲程期间抽吸的新鲜空气(新的空气)和从前一周期保留在气缸11中的气体(残留的气体)。当在每个周期中连续执行燃烧时，前一周期中产生的保留气体是不利于燃烧的惰性燃烧气体。在这种情况下，缸内空气量等于缸内进气量，负荷系数KL也等于预测负荷系数KLNEW。因此，通过使用预测负荷系数KLNEW作为负荷系数KL来计算燃料喷射量是没有问题的。

当在燃料切断期间不发生燃烧时，保留气体被有助于燃烧的空气替换。在重新开始燃料喷射——燃料喷射在燃料切断期间被停止——之后在每个气缸11中第一次执行燃烧时的缸内空气量比缸内进气量大了通过从前一周期保留在气缸11中的空气量(残留空气量)。因此，在重新开始燃料喷射之后在气缸11中第一次执行燃烧时，如果通过使用预测负荷系数KLNEW作为负荷系数KL来计算燃料喷射量，则空燃比ABF比目标空燃比TABF小。这可能导致不点火或引起不想要的排放。因此，电子控制单元42计算作为残留空气量的负荷系数转换值的保留负荷系数KLRES，并且在重新开始燃料喷射之后在气缸11中第一次执行燃烧时，电子控制单元42通过将保留负荷系数KLRES包括在内来计算燃料喷射量。

图2示出了执行以上描述的燃料喷射量控制的电子控制单元42的控制构型。如图2中所示，作为用于燃料喷射量控制的控制构型，电子控制单元42包括缸内进气量计算单元50、残留空气量计算单元51、燃料喷射量计算单元52和全气缸喷射判定单元53。

缸内进气量计算单元50用来在电子控制单元42中计算预测负荷系数KLNEW并且按照以一定的时间间隔执行的常规处理执行缸内进气量计算处理以用于计算预测负荷系数KLNEW。缸内进气量计算单元50包括再现发动机10中的进气系统的进气行为的物理模型。缸内进气量计算单元50使用该物理模型来根据进气流量GA、发动机的转速NE和节气门开度TA计算预测负荷系数KLNEW。

残留空气量计算单元51在发动机10的每个周期中执行残留空气量更新处理，即，按照每个720°曲柄角的固定曲柄角处理执行残留空气量更新处理。当执行残留空气量更新处理时，残留空气量计算单元51读取预测负荷系数KLNEW和燃料切断信号FC，以更新作为残留空气量的负荷系数转换值的保留负荷系数KLRES。

燃料喷射量计算单元52执行用于计算最终喷射量QF的燃料喷射量计算处理。燃料喷射量计算处理按照针对每个预定曲柄角的固定曲柄角处理在每个气缸11中的燃料喷射之前执行。具体地，燃料喷射量计算处理在下述曲柄角处执行：该曲柄角为每个活塞14到达进气上止点之前预定角度的曲柄角(例如30°曲柄角)。对于发动机10的每个周期，燃料喷射量计算处理被执行与发动机10中的气缸11的数目相同的次数。例如，在如本实施方式中的用于八缸发动机10的发动机控制器中，燃料喷射量计算处理在发动机10的周期中以90°曲柄角的时间间隔执行8次。

全气缸喷射判定单元53执行在燃料喷射重新开始之后判定是否在发动机10中的所有气缸中都执行了燃料喷射的全气缸喷射判定处理。全气缸喷射判定处理是每当在发动机10中的每个气缸11中都执行了燃料喷射就执行的中断处理。

<全气缸喷射判定处理>

图3是由全气缸喷射判定单元53执行的全气缸喷射判定处理的流程图。如以上所描述的，每当在每个气缸11中都执行了燃料喷射就执行全气缸喷射判定处理。在预定时间段内执行全气缸喷射判定处理的次数等于在该预定时段内执行燃料喷射的次数。

当全气缸喷射判定处理开始时，在步骤S100中判定燃料切断信号FC是否断开。当燃料切断信号FC接通时，即当执行燃料切断(S100中为“否”)时，在步骤S160中断开全气缸喷射标志F1，然后该处理结束。

当燃料切断信号FC断开时(S100中为“是”)，处理进行至步骤S110，并且在步骤S110中判定全气缸喷射标志F1是否断开。当全气缸喷射标志F1接通(S110中为“否”)时，该处理结束。当全气缸喷射标志F1断开(S110中为“是”)时，处理进行至步骤S120。

当处理进行至步骤S120时，在步骤S120中对喷射气缸的数目NINJ进行计数，喷射气缸的数目NINJ是用于对在燃料喷射重新开始之后执行了燃料喷射的气缸11的数目进行计数的计数数目。在步骤S130中判定喷射气缸的数目NINJ是否等于发动机10中的气缸的数目α(在本实施方式中为“8”)。当喷射气缸的数目NINJ小于气缸的数目α(S130中为“否”)时，处理结束。当喷射气缸的数目NINJ等于气缸的数目α(S130中为“是”)时，处理进行至步骤S140。

当处理进行至步骤S140时，在步骤S140中，全气缸喷射标志F1被接通。在步骤S150中，喷射气缸的数目NINJ被重置为“0”，然后程序中的处理结束。

在全气缸喷射判定处理中，当燃料切断开始时全气缸喷射标志F1被断开。在燃料喷射重新开始之后，每当全气缸喷射判定处理被执行，喷射气缸的数目NINJ就被计数。当喷射气缸的数目NINJ等于发动机10中的气缸的数目α时，全气缸喷射标志F1被接通。如上所述，每当在发动机10中的每个气缸11中都执行了燃料喷射，就执行全气缸喷射判定处理，因此，在燃料喷射重新开始之后喷射气缸的数目NINJ等于在发动机10中执行燃料喷射的次数。因此，当燃料喷射重新开始之后在发动机10中执行燃料喷射的次数等于发动机10中的气缸的数目α、即当燃料喷射重新开始之后在发动机10中的所有气缸11中都执行了燃料喷射时，全气缸喷射标志F1被接通。全气缸喷射判定单元53将全气缸喷射标志F1从断开改变为接通，以在外部输出关于在燃料喷射重新开始之后是否在发动机10中的所有气缸11中都执行了燃料喷射的判定结果。

<残留空气量更新处理>

图4是由残留空气量计算单元51执行的残留空气量更新处理的流程图。如上所述，在发动机10的每个周期中执行残留空气量更新处理。

当残留空气量更新处理开始时，在步骤S200中读取预测负荷系数KLNEW、保留负荷系数KLRES、燃料切断信号FC和更新标志F2。然后在步骤S210中判定燃料切断信号FC是否接通，即燃料切断是否执行。当燃料切断信号FC断开(S210中为“否”)时，处理进行至步骤S220，在S220处断开更新标志F2，然后处理结束。当燃料切断信号FC打开(S210中为“是”)时，处理进行至步骤S230。

当处理进行至步骤S230时，在步骤S230中判定更新标志F2是否接通。当更新标志F2打开(S230中为“是”)时，残留空气量计算单元51在步骤S260中将在步骤S200中读取的保留负荷系数KLRES设定为更新前的保留负荷系数KLRES(KLRES[i-1])，然后处理进行至步骤S270。当更新标志F2断开(S230中为“否”)时，残留空气量计算单元51在步骤S240中接通更新标志F2并在步骤S250中将更新前的保留负荷系数KLRES(KLRES[i-1])设定为“0”。然后，处理进行至步骤S270。

当处理进行至步骤S270时，残留空气量计算单元51在步骤S270中使用等式(1)更新保留负荷系数KLRES。“KLRES[i]”表示更新后的保留负荷系数KLRES，“KLRMX”表示作为最大残留空气量的负荷系数转换值的最大保留负荷系数，其中，该最大残留空气量是当所有保留气体都被空气替换时的残留空气量。在保留负荷系数KLRES被更新之后，处理结束。

【等式1】

使用大气压力Pa、标准大气P0和压缩比ε根据等式(2)计算最大残留负荷系数KLRMX。标准大气P0和压缩比ε是常数，在等式(2)中，最大残留负荷系数KLRMX是大气压力Pa的函数。

【等式2】

在这种残留空气量更新处理中，在发动机10的每个周期中在燃料切断期间使用等式(1)更新保留负荷系数KLRES。在燃料喷射重新开始之后，保留负荷系数KLRES保持在燃料喷射重新开始之前所更新的值，并且当下次燃料切断开始时，保留负荷系数KLRES被重置为“0”。

<燃料喷射量计算处理>

图5是由燃料喷射量计算单元52执行的燃料喷射量计算处理的流程图。

当燃料喷射量计算处理开始时，在步骤S300中读取预测负荷系数KLNEW、保留负荷系数KLRES和全气缸喷射标志F1。然后在步骤S310中判定全气缸喷射标志F1是否断开。当全气缸喷射标志F1断开(S310中为“是”)时，燃料喷射量计算单元52在步骤S320中将预测负荷系数KLNEW和保留负荷系数KLRES之和设定为负荷系数KL(KL←KLNEW+KLRES)，然后处理进行至步骤S340。当全气缸喷射标志F1接通(S310中为“否”)时，在步骤S330中将预测负荷系数KLNEW设定为负荷系数KL(KL←KLNEW)，并且处理进行至步骤S340。

当处理进行至步骤S340时，在步骤S340中基于负荷系数KL计算作为燃料喷射量的基础值的基础喷射量QB。然后，燃料喷射量计算单元52在步骤S350中对基础喷射量QB执行包括以上描述的冷却剂温度校正和空燃比反馈校正在内的校正，从而计算出最终喷射量QF。然后处理结束。

操作

现在将描述根据本实施方式的发动机控制器的操作。

如上所述，在燃烧期间，气缸11中除了存在本周期中抽吸的新鲜空气(缸内进气)之外，还存在从前一周期残留的空气。当周期中连续执行燃烧时，所有保留气体是在前一周期中由燃烧产生的燃烧气体，并且仅缸内进气有助于燃烧。在燃料切断期间不发生燃烧，并且因此燃烧的气体被空气替换。在燃料喷射重新开始之后在每个气缸11中第一次执行燃烧时，除了缸内进气之外的空气也有助于燃烧。具体地，在燃料喷射重新开始之后在每个气缸11中第一次执行燃烧时，气缸11中存在缸内进气和保留气体，该保留气体含有空气，缸内进气和空气都有助于燃烧。保留气体可能含有燃烧的气体。

电子控制单元42的燃料喷射量计算单元52基于负荷系数KL计算燃料喷射量。当全气缸喷射标志F1接通时，燃料喷射量计算单元52将预测负荷系数KLNEW设定为负荷系数KL并计算燃料喷射量。当全气缸喷射标志F1断开时，燃料喷射量计算单元52将预测负荷系数KLNEW和保留负荷系数KLRES之和设定为负荷系数KL并计算燃料喷射量。

全气缸喷射标志F1在燃料切断开始时被全气缸喷射判定单元53断开，并且在燃料喷射重新开始时被全气缸喷射判定单元53接通，并且随后在发动机10中的所有气缸11中都执行燃料喷射。燃料喷射量可以在燃料切断期间计算，但是不使燃料喷射阀32执行燃料喷射。根据本实施方式的发动机控制器将预测负荷系数KLNEW和保留负荷系数KLRES之和设定为负荷系数KL，并且在燃料喷射重新开始之后在每个气缸11中第一次执行燃烧时基于该负荷系数KL计算燃料喷射量。当在第一次燃烧之后执行燃烧时，发动机控制器将预测负荷系数KLNEW设定为负荷系数KL，并且基于该负荷系数KL计算燃料喷射量。

燃料喷射量计算单元52通过将在燃料喷射重新开始之后在每个气缸11中第一次执行燃烧时与保留在气缸11中的空气量对应的保留负荷系数KLRES包括在内来计算燃料喷射量。保留负荷系数KLRES的精确计算防止燃料喷射重新开始之后空燃比立即变小。这确保了燃烧的重新开始。

根据本实施方式，在燃料切断期间，在发动机10的每个周期中使用等式(1)来更新保留负荷系数KLRES。等式(1)的关系定义如下。

假定空气和燃烧气体在气缸11中用作理想气体，气缸11中的气体的温度是固定的，并且在燃料切断期间以非压缩的方式执行进气和排气。

图6A至图6D示出了在燃料切断期间从进气冲程开始时直到排气冲程结束时在燃烧周期中气缸11中的气体的状态的转变。

图6A示出了在燃料切断期间进气冲程开始时气缸11中的气体的状态。在前一燃烧周期中产生的保留气体(保留气体)存在于气缸11中。保留气体的量由“Y”表示，保留气体中所含的空气(保留空气)的量由“X”表示。

如图6B中所示，当进气门24打开时，新鲜空气被抽吸到气缸11中。在进气冲程中抽吸到气缸11中的空气量、即缸内进气量由“B”表示。

图6C示出了进气冲程结束时气缸11中的气体的状态。进气冲程结束时气缸11中的气体总量由“B+Y”表示。气缸11中的空气的量由“B+X”表示。

如图6D中所示，当执行压缩冲程和膨胀冲程并且随后执行排气冲程时，气缸11中的气体的“1/ε”保留在气缸11中，气缸11中的气体的“1-1/ε”被排至外部。假定气体从进气冲程到膨胀冲程是完全混合的，因此气体的组成是均匀的。在这种情况下，排气冲程结束时气缸11中的空气与气体的比等于进气冲程结束时气缸11中的空气与气体的比。也就是说，当燃烧周期结束时保留在气缸11中的空气与气体的比β由“(B+X)/(B+Y)”表示。从前一燃烧周期保留在气缸11中的空气量由“X[i-1]”表示，到下一燃烧周期保留在气缸11中的空气量由“X[i]”表示。此外，假定当所有保留气体都被空气替换时的残留空气量、即具有与保留气体“Y”相同的摩尔浓度的空气量由“A”表示，从而获得下面的等式(3)。随后将等式(3)中的各个空气量转换成对应于分别与该空气量相等的缸内空气量的负荷系数KL，从而获得上面的等式(1)。

【等式3】

X[i]＝A×(B+X[i-1])/(B+A) …(3)

图7以实线示出了根据本实施方式的发动机控制器中在燃料切断前后保留负荷系数KLRES的计算值的转变。如图7中所示，当燃料切断开始时，保留负荷系数KLRES的计算值为“0”，并且随后随着在燃料切断期间同一气缸中的进气-排气动作的周期数的增加，保留负荷系数KLRES的计算值增大。随着周期数的增加，保留负荷系数KLRES逐渐增大。图7以双点划线示出了保留负荷系数KLRES的实际测量值。计算值与实际测量值的偏差较小。

如上所述，即使燃料切断较短并且气缸11中的保留气体未被空气完全替换时，也可以在本实施方式中精确地计算在燃料喷射重新开始之后第一次执行燃烧时气缸11中的残留空气量(保留负荷系数KLRES)。此外，根据本实施方式的发动机控制器将预测负荷系数KLNEW和保留负荷系数KLRES之和作为负荷系数KL进行计算，并且随后基于该负荷系数KL计算燃料喷射量。也就是说，发动机控制器基于作为抽吸到气缸11中的新鲜空气量和残留空气量之和的缸内空气量来计算燃料喷射量。因此，可以防止燃料喷射重新开始之后空气燃料比变小。因此，可以可靠地防止燃料喷射重新开始之后空燃比变小。

第二实施方式

现在将描述根据第二实施方式的发动机控制器。在第二实施方式中，对与第一实施方式的相应部件相同的部件赋予相同的附图标记。这些部件将不再详细描述。在第三实施方式和第四实施方式中，对与第一实施方式的相应部件相同的部件也赋予相同的附图标记。这些部件将不再详细描述。

在根据第一实施方式的发动机控制器中的燃料切断期间，在发动机10中的所有气缸11中都暂时停止燃料喷射。有时执行部分燃料切断，其中仅在发动机10的一些气缸11中执行燃料切断。

图8是由执行这种部分燃料切断的根据第二实施方式的发动机控制器中的燃料喷射量计算单元52执行的燃料喷射量计算处理的流程图。除了燃料喷射量计算处理的内容之外，根据本实施方式的发动机控制器与根据第一实施方式的发动机控制器相同。

如图8中所示，当燃料喷射量计算处理开始时，首先在步骤S400中读取预测负荷系数KLNEW、保留负荷系数KLRES和全气缸喷射标志F1。燃料喷射量计算单元52在步骤S410中判定全气缸喷射标志F1是否断开。当全气缸喷射标志F1接通(S410中为“否”)时，在步骤S420中将预测负荷系数KLNEW设定为负荷系数KL(KL←KLNEW)。

当全气缸喷射标志F1断开(S410中为“是”)时，燃料喷射量计算单元52紧接在燃料喷射量计算处理之前在步骤S430中判定是否在作为燃料喷射量计算处理中的燃料喷射量的计算目标的气缸11中执行了部分燃料切断。当判定没有在气缸11中执行部分燃料切断(S430中为“否”)时，处理进行至步骤S420并将预测负荷系数KLNEW设定为负荷系数KL。当燃料喷射量计算单元52判定在作为燃料喷射量的计算目标的气缸11中执行了部分燃料切断(S430中为“是”)时，处理进行至步骤S440。燃料喷射量计算单元52在步骤S440中将预测负荷系数KLNEW和保留负荷系数KLRES之和设定为负荷系数KL(KL←KLNEW+KLRES)。

在步骤S420或步骤S440中对负荷系数KL进行设定之后，处理进行至步骤S450。当处理进行至步骤S450时，燃料喷射量计算单元52以与第一实施方式的步骤S340相同的方式基于负荷系数KL计算作为燃料喷射量的基础值的基础喷射量QB。燃料喷射量计算单元52在步骤S460中以与第一实施方式的步骤S350相同的方式对基础喷射量QB执行包括冷却剂温度校正和空燃比反馈校正在内的校正，从而计算出最终喷射量QF。然后处理结束。

在部分燃料切断期间，在除了计算目标气缸11之外的气缸11中继续进行燃烧。因此，当在部分燃料切断结束之后在这些气缸11中第一次执行燃烧时，前一周期中产生的保留气体中不含有空气。当在部分燃料切断之后第一次执行燃烧时，根据第二实施方式的发动机控制器仅对于经受部分燃料切断的气缸11将预测负荷系数KLNEW和保留负荷系数KLRES之和作为负荷系数KL进行计算，并且基于该负荷系数KL计算燃料喷射量。也就是说，当在部分燃料切断之后第一次执行燃烧时，发动机控制器在不将没有接受部分燃料切断的气缸11的保留负荷系数KLRES包括在内的情况下计算燃料喷射量。因此，部分燃料切断之后进行的第一次燃烧以适当的空燃比在接受部分燃料切断的气缸11和没有接受部分燃料切断的气缸11中发生。

第三实施方式

在根据第一实施方式的发动机控制器中，当燃料喷射重新开始之后在每个气缸11中第一次执行燃烧时，燃料喷射量由于残留空气量(保留负荷系数KLRES)增加，并且发动机扭矩相应地增大。发动机扭矩的这种增大可能是不期望的。根据第三实施方式，当燃料喷射重新开始之后在气缸11中第一次执行燃烧时，基于要求扭矩和残留空气量(保留负荷系数KLRES)计算点火正时，使得残留空气量(保留负荷系数KLRES)增加并且点火正时延迟。由残留空气量引起的发动机扭矩的增大被点火正时的延迟抵消，因此可以在燃料喷射重新开始之后立即防止超过要求扭矩的发动机扭矩的产生。

图9示出了用作根据本实施方式的发动机控制器、执行燃料喷射量控制并通过扭矩需求控制调节点火正时的电子控制单元42A的控制结构。如图9中所示，电子控制单元42A包括缸内进气量计算单元50、残留空气量计算单元51、燃料喷射量计算单元52、全气缸喷射判定单元53、点火正时调节单元54和全气缸点火判定单元55。第三实施方式中的缸内进气量计算单元50、残留空气量计算单元51、燃料喷射量计算单元52和全气缸喷射判定单元53具有与根据第一实施方式的电子控制单元42中的相应单元相同的功能。

点火正时调节单元54执行根据要求扭矩调节点火正时的点火正时调节处理。点火正时调节处理是以一定的时间间隔执行的常规处理。在第三实施方式中，执行点火正时调节处理的时间间隔等于执行缸内空气量计算处理的时间间隔。

全气缸点火判定单元55执行判定在燃料喷射重新开始之后是否在发动机10中的所有气缸中燃料都被点火塞34点火的全气缸点火判定处理。全气缸点火判定处理是每当在发动机10中的每个气缸11中都执行了点火就执行的中断处理。

<全气缸点火判定处理>

图10是由全气缸点火判定单元55执行的全气缸点火判定处理的流程图。如上所述，每当在每个气缸11中都执行了点火就执行全气缸点火判定处理。在预定时间段内执行全气缸点火判定处理的次数等于在该预定时间段内执行点火的次数。

当全气缸点火判定处理开始时，全气缸点火判定单元55在步骤S500中判定燃料切断信号FC是否断开。当燃料切断信号FC被接通时，即当执行燃料切断(S500为“否”)时，在步骤S560中断开全气缸点火标志F3，然后该处理结束。

当燃料切断信号FC被断开(S500为“是”)时，处理进行至步骤S510，全气缸点火判定单元55在步骤S510中判定全气缸点火标志F3是否断开。当全气缸点火标志F3被接通(S510中为“否”)时，该处理结束。当全气缸点火标志F3被断开(S510中为“是”)时，处理进行至步骤S520。

当处理进行至步骤S520时，在步骤S520中对已点火气缸的数目NA进行计数，已点火气缸的数目NA是用于对在燃料喷射重新开始之后执行了点火的气缸11的数目进行计数的计数数目。全气缸点火判定单元55在步骤S530中判定已点火气缸的数目NA是否等于发动机10中的气缸数目α(第三实施方式中为“8”)。当已点火气缸的数目NA小于气缸数目α(S530中为“否”)时，处理结束。当被点火的气缸的数目NA等于气缸数目α(S530中为“是”)时，处理进行至步骤S540。

当处理进行到步骤S540时，全气缸点火标志F3在步骤S540中被接通。点火气缸NA的数目在步骤S550中被复位为“0”，然后程序中的处理结束。

在全气缸点火判定处理中，当燃料切断开始时，全气缸点火标志F3关闭。在燃料喷射重新开始之后，每当执行全气缸点火判定处理时都对点火气缸的数目NA进行计数。当点火气缸的数目NA等于发动机10中的气缸的数目α时，全气缸点火标志F3被接通。如上所述，每当在发动机10中的每个气缸11中执行点火时都执行全气缸点火判定处理，因此点火气缸的数目NA等于燃料喷射重新开始之后发动机10中执行的点火次数。当燃料喷射重新开始之后发动机10中执行的燃料喷射的次数等于发动机10中的气缸的数目α时，即当燃料喷射重新开始之后发动机10中的全部气缸11都执行了点火时，全气缸点火标志F3被接通。全气缸点火判定单元55将全气缸点火标志F3从断开改变成接通，以在外部输出关于燃料喷射重新开始之后是否在发动机10中的所有气缸11中都执行了点火的判定结果。

<点火正时调节处理>

图11是由点火正时调节单元54执行的点火正时调节处理的流程图。如上所述，点火正时调节处理是以一定时间间隔执行的常规处理。

当点火正时调节处理开始时，在步骤S600中读取要求扭矩、预测负荷系数KLNEW、保留负荷系数KLRES和全气缸点火标志F3。点火正时调节单元54接着在步骤S610中判定全气缸点火标志F3是否断开。当全气缸点火标志F3断开时(S610中为“是”)，点火正时调节单元54在步骤S620中将预测负荷系数KLNEW与保留负荷系数KLRES的总和设定为负荷系数KL(KL←KLNEW+KLRES)，然后处理进行至步骤S640。当全气缸点火标志F3接通时(S610中为“否”)，点火正时调节单元54在步骤S630中将预测负荷系数KLNEW设定为负荷系数KL(KL←KLNEW)，然后处理进行至步骤S640。

当处理进行至步骤S640时，点火正时调节单元54基于负荷系数KL和要求扭矩来设定需要产生与要求扭矩相对应的发动机扭矩的点火正时。具体地，点火正时从燃烧效率被最大化的最佳点火正时延迟。

在设定点火正时之后，处理结束。点火正时调节单元54可以设定点火正时，而不管是否正执行燃料切断。如上所述，在燃料切断期间不仅燃料喷射停止而且点火停止，因此如果在燃料切断期间设定点火正时，则实际上并未执行点火。

根据第三实施方式，预测负荷系数KLNEW通常作为负荷系数KL进行计算，并且用于产生与要求扭矩相对应的发动机扭矩的点火正时基于负荷系数KL来调节。然而，当燃料喷射重新开始之后气缸11中第一次进行燃烧时，预测负荷系数KLNEW与保留负荷系数KLRES的总和作为负荷系数KL进行计算，并且点火正时基于该负荷系数KL来调节。

当负荷系数KL在发动机的转速NE固定的情况下增大时，需要根据负荷系数KL的增大来延迟点火正时以保持发动机扭矩。因此，随着残留空气量(保留负荷因数KLRES)的增大，发动机控制器在燃料喷射重新开始之后气缸11中第一次进行燃烧时延迟点火正时。由残留空气量引起的发动机扭矩的增大通关点火正时的延迟来抵消，因此可以防止紧接在燃料喷射重新开始之后产生超过要求扭矩的发动机扭矩。

在由燃料喷射量计算单元52按照如上所述的固定曲柄角处理执行对燃料喷射量的计算的情况下，由点火正时调节单元54对点火正时的设定按照常规处理进行。在燃料喷射量的计算值用于燃料喷射重新开始之后气缸中的第一次燃烧的时期与点火正时的计算值用于燃料喷射重新开始之后气缸中的第一次燃烧的时期不同。也就是说，保留负荷系数KLRES的反映在计算燃料喷射量中结束的时刻与保留负荷系数KLRES的反映在计算点火正时中结束的时刻不同。在发动机控制器中，全气缸喷射判定单元53和全气缸点火判定单元55分别判定燃料喷射重新开始之后的残留空气量(保留负荷系数KLRES)的反映在计算燃料喷射量和点火正时中结束的时刻。因此，可以使燃料喷射重新开始之后的残留空气量(保留负荷系数KLRES)在适当时期内分别在计算燃料喷射量和点火正时中反映。

第四实施方式

根据第三实施方式的发动机控制器调节点火正时以防止在燃料喷射重新开始之后产生由气缸11中的残留空气量引起的超过要求扭矩的发动机扭矩。根据第四实施方式的发动机控制器通过控制气门正时改变机构25来减少根据保留负荷系数KLRES供应至气缸11的空气量，以避免由残留空气引起的过大的发动机扭矩。

图12示出了用作根据第四实施方式的发动机控制器、执行燃料喷射量控制和气门正时控制的电子控制单元42B的控制配置。如图12中所示，电子控制单元42B包括缸内进气量计算单元50、残留空气量计算单元51、燃料喷射量计算单元52B、全气缸喷射判定单元53和目标VT设定单元。第四实施方式中的缸内进气量计算单元50、残留空气量计算单元51和全气缸喷射判定单元53与根据第一实施方式的电子控制单元42的对应单元具有相同的功能。

目标VT设定单元56执行设定目标气门正时(目标VT)的目标VT设定处理，目标气门正时是进气门24的可以由气门正时改变机构25改变的气门正时的目标值。目标VT设定处理作为扭矩需求控制的一部分被执行。尽管图12中未示出，但进气流量GA和发动机的转速NE也被输入至目标VT设定单元56。

根据第四实施方式的燃料喷射量计算单元52B不考虑燃料喷射重新开始之后气缸11中的第一次燃烧而将预测负荷系数KLNEW设定为负荷系数KL，并且基于负荷系数KL来计算燃料喷射量。

图13是由目标VT设定单元56执行的目标VT设定处理的流程图。按照用于每个预定曲柄角的固定曲柄角处理在发动机10的每个周期中都执行目标VT设定处理，目标VT设定处理的次数等于发动机10中的气缸11的数目。目标VT设定处理在每个气缸11到达进气上止点之前进行。

当目标VT设定处理开始时，在步骤S700中首先读取要求空气量、保留负荷系数KLRES、进气流量GA、发动机的转速NE以及全气缸喷射标志F1。目标VT设定单元56在步骤S710中基于要求空气量、发动机的转速NE以及进气流量GA设定目标VT，该目标VT作为需要获得与要求空气量相对应的缸内进气量(预测负荷系数KLNEW)的进气门24的气门正时。

目标VT设定单元56在步骤S720中判定全气缸喷射标志F1是否断开。当全气缸喷射标志F1接通时(S720中为“否”)，该处理结束。然后根据在步骤S710中设定的目标VT来控制气门正时改变机构25。

当全气缸喷射标志F1断开时(S720中为“是”)，处理进行至步骤S730。在步骤S730中校正目标VT，使得缸内进气量减少了残留空气量，然后该处理结束。也就是说，目标VT设定单元56按照校正后的目标VT设定进气门24的缸内进气量比请求空气量少了残留空气量的气门正时。

根据第四实施方式的发动机控制器在从燃料切断开始时直到燃料喷射重新开始之后发动机10的全部气缸11中都执行了燃料喷射时的期间、即在气缸11中存在保留空气的期间将缸内进气量控制成比需要获得请求扭矩的请求空气量少了残留空气量。该空气量等于来自前一周期存在于气缸11中的残留空气量。因此，用于气缸11中进行的燃烧的空气量等于要求空气量，并且可以防止紧接在燃料喷射重新开始之后产生超过要求扭矩的发动机扭矩。

缸内进气量计算单元50计算不包括在目标VT设定处理中设定目标VT的结果在内的预测负荷系数KLNEW。因此，预测负荷系数KLNEW取决于实际的缸内空气量，而不管缸内进气量是否通过校正目标VT而减小。燃料喷射量计算单元52B总是将预测负荷系数KLNEW设定为负荷系数KL，并且基于负荷系数KL来计算燃料喷射量。因此，燃料喷射根据实际用于燃烧的空气量(缸内空气量)来执行，而不管残留空气量是否存在，使得可以防止由残留空气量引起的空燃比ABF偏离目标空燃比TABF。

进入气缸11中的进气的流入效率通过根据活塞14的移动速度和进气的流速来调节打开或关闭进气门24的时刻而提高。气门正时改变机构25出于根据发动机10的操作条件来提高进入气缸11的进气的流入效率的目的而初始设置成改变进气门24的气门正时。如果气门正时改变机构25将进气门24的气门正时改变成减小进气的流入效率，则预测负荷系数KLNEW会被减小。与从远离气缸11的位置改变节气门21的开度相比，通过改变进气门24的气门正时，预测负荷系数KLNEW能够以较高的响应改变。

仅在燃料喷射重新开始之后气缸11中第一次进行燃烧时，空气仍然从前一周期存在于气缸11中。预测负荷系数KLNEW减小了保留负荷系数KLRES优选地紧接在燃料喷射重新开始之后发动机10的所有气缸11中都执行了燃料喷射时停止。因此，预测负荷系数KLNEW利用气门正时改变机构25减小了保留负荷系数KLRES。

对于本领域技术人员而言应当显而易见的是，在不背离本发明的精神或范围的情况下，本发明可以以许多其它具体形式实施。特别地，应当理解的是，本发明可以以下述形式实施。

在根据第四实施方式的发动机控制器中，目标VT设定单元56用作空气减少控制单元。也就是说，目标VT设定单元56在燃料喷射重新开始之后气缸11中第一次进行燃烧时利用改变进气门24的气门正时的气门正时改变机构25来减少缸内空气量。可变气门机构包括改变除气门门正时以外的气门特性的机构，比如改变气门升程量的升程可变机构。除气门正时可变机构以外的这种可变气门机构还能够如上所述减少缸内空气量。代替气门正时改变机构25，可以在发动机10中设置另一可变气门机构，并且缸内空气量可以利用该可变气门机构来减少。这用来执行由空气减少控制单元执行的处理。

在根据第一实施方式至第四实施方式的发动机控制器中，残留空气量计算单元51在从燃料切断时直到燃料喷射重新开始时的燃料切断期间在发动机10的每个周期中都利用等式(1)来更新保留负荷系数KLRES。可以通过其他方法计算保留负荷系数KLRES。例如，可以使用除等式(1)以外的等式来更新保留负荷系数KLRES。替代性地，从燃料切断开始起发动机10中的周期数与保留负荷系数KLRES之间的关系、通过实验预先确定的关系可以作为映射存储在电子控制单元42中，并且保留负荷系数KLRES可以利用该映射根据从燃料切断开始时直到燃料喷射重新开始时发动机10中的周期数来计算。如果以使保留负荷系数KLRES随着燃料切断期间气缸11中的进气-排气动作的周期数的增加而增大的方式计算保留负荷系数KLRES，则与不考虑周期数而计算保留负荷系数KLRES的情况相比可以较精确地计算保留负荷系数KLRES。

尽管根据第一实施方式至第四实施方式的发动机控制器通过扭矩需求控制来控制发动机10的扭矩，但是即使不执行扭矩需求控制，仍可以执行根据第一实施方式或第二实施方式的燃料喷射量计算单元52的燃料喷射量计算处理。

在第一实施方式至第四实施方式中，最大保留负荷系数KLRMX根据如等式(2)所示的大气压力Pa的函数来计算，最大保留负荷系数KLRMX可以通过其他方法来设定。例如，最大保留负荷系数KLRMX可以是常数。

本示例和实施方式被视为是说明性的而非限制性的，并且本发明不限于本文中给出的细节，而可以在所附权利要求的范围和等同替代内进行修改。

Claims (9)

1.一种发动机控制器，所述发动机控制器配置成：执行暂时停止燃料喷射的燃料切断，计算作为气缸中用于燃烧的空气量的缸内空气量，并且基于所述缸内空气量来控制发动机，所述发动机控制器包括：

残留空气量计算单元，所述残留空气量计算单元配置成：计算作为在所述燃料切断期间从前一周期保留在所述气缸中的空气量的残留空气量，使得在所述燃料切断期间所述残留空气量随着所述气缸中的进气-排气动作的周期数的增加而增大。

2.根据权利要求1所述的发动机控制器，其中，所述残留空气量计算单元配置成：将所述燃料切断开始时的所述残留空气量设定为“0”，并且在从所述燃料切断开始时至所述燃料喷射重新开始时的期间中利用以下等式来更新所述发动机的每个周期中的所述残留空气量，

X[i]=A×(B+X[i-1])/(B+A)

其中“X[i-1]”表示更新前的残留空气量，“X[i]”表示更新后的残留空气量，“B”表示缸内进气量，所述缸内进气量为在进气冲程期间从进气通道吸入到气缸中的新鲜空气量，并且“A”表示最大残留空气量，所述最大残留空气量为当从前一周期保留在所述气缸中的气体全部为空气时的空气量。

3.根据权利要求1或2所述的发动机控制器，还包括燃料喷射量计算单元，所述燃料喷射量计算单元配置成计算与所述缸内空气量相对应的燃料喷射量，

其中，所述燃料喷射量计算单元配置成：通过将所述缸内空气量设定为所述残留空气量与作为在进气冲程期间从进气通道吸入到气缸中的新鲜空气量的缸内进气量的总和来计算燃料喷射重新开始之后在所述气缸中第一次进行燃烧时的燃料喷射量，并且通过将所述缸内进气量设定为所述缸内空气量来计算继第一次之后进行燃烧时的燃料喷射量。

4.根据权利要求3所述的发动机控制器，其中，

所述发动机包括多个气缸，

所述发动机控制器配置成执行在所述气缸中的一些气缸中执行燃料切断的部分燃料切断，以及

所述燃料喷射量计算单元配置成：在所述部分燃料切断结束并且所述燃料喷射重新开始时，仅对已经经受所述部分燃料切断的气缸基于所述残留空气量与所述缸内进气量的总和来计算所述燃料喷射量。

5.根据权利要求3或4所述的发动机控制器，还包括：

缸内进气量计算单元，所述缸内进气量计算单元按照以一定时间间隔执行的常规处理计算所述缸内进气量；以及

全气缸喷射判定单元，所述全气缸喷射判定单元判定在所述燃料喷射重新开始之后是否已经在所述发动机的所有气缸中都执行了燃料喷射，

其中，所述燃料喷射量计算单元配置成：按照固定曲柄角处理计算所述燃料喷射量，在所述燃料喷射重新开始时基于所述残留空气量与所述缸内进气量的总和开始所述燃料喷射量的计算，并且在所述全气缸喷射判定单元做出肯定的判定时结束所述燃料喷射量的计算。

6.根据权利要求3所述的发动机控制器，还包括点火正时调节单元，所述点火正时调节单元根据作为发动机扭矩的要求值的要求扭矩来调节点火正时，

其中，所述点火正时调节单元配置成：基于所述要求扭矩和所述残留空气量来调节所述点火正时，使得在燃料喷射重新开始之后在所述气缸中第一次进行燃烧时，所述点火正时随着所述残留空气量的增大而被延迟。

7.根据权利要求6所述的发动机控制器，还包括：

全气缸喷射判定单元，所述全气缸喷射判定单元配置成判定在燃料喷射重新开始之后是否已经在所述发动机的所有气缸中都执行了燃料喷射；以及

全气缸点火判定单元，所述全气缸点火判定单元配置成：判定在燃料喷射重新开始之后是否已经在所述发动机的所有气缸中都执行了点火；

其中，所述燃料喷射量计算单元按照固定曲柄角处理计算所述燃料喷射量，在燃料喷射重新开始时基于所述残留空气量与所述缸内进气量的总和开始所述燃料喷射量的计算，并且在所述全气缸喷射判定单元做出肯定的判定时结束所述燃料喷射量的计算，以及

所述点火正时调节单元按照以一定时间间隔执行的常规处理调节所述点火正时，并且在燃料喷射重新开始时基于所述要求扭矩和所述残留空气量开始所述点火正时的调节，并且在所述全气缸点火判定单元做出肯定的判定时结束所述点火正时的调节。

8.根据权利要求1或2所述的发动机控制器，其中，所述发动机包括改变进气门的气门特性的可变气门机构，所述发动机控制器包括：

空气减少控制单元，所述空气减少控制单元配置成：根据所述残留空气量来控制所述可变气门机构，使得在燃料喷射重新开始之后在所述气缸中第一次进行燃烧时，所述缸内进气量随着所述残留空气量的增大而减小。

9.一种用于控制发动机的方法，所述方法包括：

执行燃料切断以暂时停止燃料喷射；

求得作为气缸中用于燃烧的空气量的缸内空气量，并且基于所述缸内空气量来控制发动机；以及

计算作为在所述燃料切断期间从前一周期保留在所述气缸中的空气量的残留空气量，使得在所述燃料切断期间所述残留空气量随着所述气缸中的进气-排气动作的周期数的增加而增大。