CN112412644A - 发动机控制器、发动机控制方法和存储介质 - Google Patents

Abstract

提供了发动机控制器、发动机控制方法和存储介质。第二计算处理在不使用空气流量计的输出的情况下计算进气量。第二确定处理在不使用空气流量计的输出的情况下确定进气通路中的进气脉动是否大。当通过第一确定处理和第二确定处理中的至少一个确定处理确定出进气脉动大时，计算方法切换处理选择通过第二计算处理获得的进气量的计算值作为用于确定致动器的操作量的进气量的计算值(图2)。

Description

发动机控制器、发动机控制方法和存储介质

技术领域

本公开涉及一种发动机控制器，该发动机控制器通过计算引入气缸中的进气量并且基于进气量的计算值操作致动器诸如喷射器来控制发动机。

背景技术

通过操作诸如喷射器和节气门的致动器来执行发动机的运行状态的控制。例如，通过基于引入气缸中的进气量确定使空燃比达到目标值所需的燃料喷射量并且操作喷射器以喷射所确定的燃料喷射量的燃料来执行在气缸中燃烧的空气燃料混合物的空燃比的控制。为了提高上述发动机控制的控制准确度，有必要准确地获取进气量，其中，上述发动机控制是通过基于进气量确定致动器的操作量来执行的。

已知的进气量的计算方法包括三种方法：质量流量方法、速度密度方法和节流速度方法。在质量流量方法中，根据由布置在节气门上游的进气通路的区段中的空气流量计检测到的进气流量来计算进气量。在速度密度方法中，通过利用布置在节气门下游的进气通路的区段中的进气管压力传感器检测进气管压力并使用基于进气管压力和发动机转速估计的进气流量来计算进气量。在节流速度方法中，根据基于节气门开度和发动机转速估计的进气流量来计算进气量。

通常，在这三种计算方法中，质量流量方法最准确地计算在发动机的稳定运转期间的进气量。由于发动机的每个气缸根据进气门的打开和关闭而间歇地吸入进气，因此进气通路中的进气流伴随有脉动。这种进气脉动影响空气流量计的检测值。因此，在某些情况下，在进气脉动大的发动机运转区域中，速度密度方法和节流速度方法比质量流量方法更准确地计算进气量。

在这方面，日本公开特许公报第1-265122号公开了一种发动机控制器，该发动机控制器在根据进气脉动的幅度切换计算方法的同时计算进气量。该文献的发动机控制器基于空气流量计的输出确定进气脉动是否大。当确定出进气脉动不大时，发动机控制器通过质量流量方法计算进气量。当确定出进气脉动大时，发动机控制器通过速度密度方法或节流速度方法计算进气量。

当空气流量计的响应性由于例如所收集的沉积物而降低时，进气脉动不太可能影响空气流量计的输出。在这种情况下，不可能准确地确定进气脉动是否大。作为结果，即使当进气脉动大时，质量流量方法也可能继续用于计算进气量。这可能降低基于进气量的计算值执行的发动机控制的控制准确度。

发明内容

提供了该发明内容从而以简化形式介绍精选的概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

现在将描述本公开的实例。

方面1.本公开的一个方面提供一种发动机控制器，该发动机控制器通过设置于发动机的致动器的操作来控制发动机的运行状态。该发动机控制器被构造成执行以下处理。第一计算处理，所述第一计算处理计算引入发动机的气缸中的进气量，并且基于检测发动机的进气通路中的进气流量的空气流量计的输出来计算进气量。第二计算处理，所述第二计算处理在不使用空气流量计的输出的情况下，基于进气管压力的检测值和节气门开度中的至少一个来计算进气量。第一确定处理基于空气流量计的输出来确定进气通路中的进气脉动是否大。第二确定处理在不使用空气流量计的输出的情况下，基于进气管压力的检测值和节气门开度中的至少一个来确定进气通路中的进气脉动是否大。当通过第一确定处理和第二确定处理两者都未确定出进气脉动大时，计算方法切换处理选择通过第一计算处理获得的进气量的计算值作为用于确定致动器的操作量的进气量的计算值。当通过第一确定处理和第二确定处理中的至少一个确定处理确定出进气脉动大时，计算方法切换处理选择通过第二计算处理获得的进气量的计算值作为用于确定致动器的操作量的进气量的计算值。

第一计算处理基于空气流量计的进气流量的检测值通过质量流量方法执行进气量的计算。第二计算处理执行基于进气管压力的检测值通过速度密度方法的进气量计算和基于节气门开度通过节流速度方法的进气量计算中的至少一项。当进气脉动大时，空气流量计获取的进气流量的检测准确度降低。因此，质量流量方法的进气量的计算准确度降低。上述发动机控制器执行确定进气脉动是否大的两个处理：第一确定处理，所述第一确定处理基于空气流量计的输出执行确定；和第二确定处理，所述第二确定处理在不使用空气流量计的输出的情况下，基于进气管压力的检测值和节气门开度中的至少一个执行确定。在第一确定处理和第二确定处理中的任一个中，如果未确定出进气脉动大，则第一确定处理的进气量的计算值被用作用于确定致动器的操作量的进气量的计算值。在第一确定处理和第二确定处理中的至少一个确定处理中，如果确定出进气脉动大，则第二确定处理的进气量的计算值被用作用于确定致动器的操作量的进气量的计算值。

进气脉动的幅度能够直接从空气流量计的输出获取。因此，只要确保空气流量计的输出是准确地反映实际进气流量的值，就可以通过第一确定处理来确定进气脉动是否大。

当节气门开度大于一定程度时，进气脉动增大。当节气门开度增大时，进气管压力增大。因此，即使基于进气管压力的检测值和节气门开度中的至少一个的第二确定处理也以一定的准确度来确定进气脉动是否大。

当发动机运转时，所收集的沉积物可能暂时地降低空气流量计的响应性。当响应性降低时，进气脉动不太可能影响空气流量计的输出。因此，即使进气脉动增大，第一确定处理也可能无法确定进气脉动已经增大。即使在这种情况下，由于在空气流量计的输出未被使用的情况下执行确定，因此第二确定处理确定出进气脉动大。因此，如果进气脉动小，则上述发动机控制器即使当空气流量计的响应性暂时降低时也使用质量流量方法，并且如果进气脉动大，则使用速度密度方法或节流速度方法。即，上述发动机控制器能够根据进气脉动的幅度来切换用于确定致动器的操作量的计算方法。因此，当空气流量计的响应性暂时降低时，上述发动机控制器根据进气脉动的增大或减小来适当地切换用于确定致动器的操作量的计算方法。

方面2.在根据方面1的发动机控制器中，第二确定处理能够在节气门开度大于或等于基于发动机转速设定的大开度确定值的条件下确定出进气脉动大。

方面3.在根据方面1的发动机控制器中，第二确定处理能够在进气管压力大于或等于基于发动机转速设定的大脉动区域确定值的条件下确定出进气脉动大。

方面4.当进气脉动产生时，进气管压力波动。因此，在根据方面1的发动机控制器中，第二确定处理能够基于进气管压力的检测值的波动大的事实来确定进气脉动大。

在某些情况下，空气流量计的输出被用于确定在空气流量计中是否存在异常。在进气脉动的增大已经降低了空气流量计的检测准确度的情况下，不能通过使用空气流量计的输出来正确地执行关于在空气流量计中是否存在异常的确定。因此，当进气脉动大时，优选地不通过使用空气流量计的输出执行关于是否存在异常的确定。

如上所述，能够通过基于空气流量计的输出的第一确定处理或通过基于进气管压力的检测值或节气门开度的第二确定处理来执行关于进气脉动是否大的确定。然而，当在空气流量计中存在异常的可能性的情况下，基于空气流量计的第一确定处理的确定结果不可靠。

方面5.因此，根据方面1的发动机控制器优选地被构造成在第二确定处理未确定出进气脉动大的条件下执行异常确定处理(S120：否)，其中，异常确定处理通过使用空气流量计的输出来确定在空气流量计中是否存在异常。

当在空气流量计中存在异常时，基于空气流量计的输出的第一计算处理的进气量的计算准确度降低。相反，不使用空气流量计的输出的第二计算处理的进气量的计算准确度不被降低。这增大了在计算处理的进气量的计算值之间的偏差。

方面6.因此，在根据方面5的发动机控制器中，异常确定处理能够基于在由第一计算处理计算的进气量的计算值和由第二计算处理计算的进气量的计算值之间的差异大的事实来确定出在空气流量计中存在异常。

方面7.提供了一种发动机控制方法，该发动机控制方法执行在以上方面中的任何一个方面中描述的各种处理。

方面8.提供了一种存储程序的非暂时性计算机可读存储介质，该程序使处理装置执行在以上方面中的任何一个方面中描述的各种处理。

根据以下详细描述、附图和权利要求，其它特征和方面将变得显而易见。

附图说明

图1是示出根据第一实施例的发动机控制器的概略图表。

图2是示出与由根据第一实施例的发动机控制器执行的燃料喷射量控制有关的处理的流程的框图。

图3是示出在当图2的发动机控制器执行燃料喷射量控制时执行的第一确定处理中计算脉动率的方式的曲线图。

图4是示出与由根据第二实施例的发动机控制器执行的燃料喷射量控制有关的处理的流程的框图。

图5是示出与由根据第三实施例的发动机控制器执行的燃料喷射量控制有关的处理的流程的框图。

图6是示出在燃料喷射量控制中由图5的发动机控制器执行的波动率计算处理中计算进气管压力的波动率的方式的曲线图。

图7是由根据第四实施例的发动机控制器执行的AFM(空气流量计)异常诊断例程的流程图。

图8是示出在发动机转速和图7的AFM异常诊断例程中计算的大脉动区域确定值之间的关系的曲线图。

在所有附图和详细描述中，相同的附图标记指代相同的元件。附图可能未按比例，并且为了清楚、示意和方便起见，可能夸大了附图中元素的相对尺寸、比例和描绘。

具体实施方式

该描述提供了对所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。所描述的方法、设备和/或系统的变型和等同形式对于本领域普通技术人员而言是显而易见的。除了必须以某种顺序发生的操作之外，操作顺序是示例性的，并且可以改变，这对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。可以省略本领域普通技术人员众所周知的功能和构造的描述。

示例性实施例可以具有不同的形式，并且不限于所描述的实例。然而，所描述的实例是彻底和完整的，并且将本公开的全部范围传达给本领域的普通技术人员。

第一实施例

现在将参考图1到图3描述根据第一实施例的发动机控制器。首先，将参考图1描述根据本实施例的发动机控制器的构造。根据本实施例的发动机控制器在车载多缸发动机10中采用。图1示意发动机10中的多个气缸中的仅一个气缸。

如图1中所示，其中采用每个实施例的发动机控制器的发动机10包括空气滤清器12，该空气滤清器12用于滤除进气通路11的最上游区段中的进气中的灰尘等。进气通路11在空气滤清器12的下游的区段中设置有空气流量计13，该空气流量计13检测进气流量GA。

在本实施例中，热线空气流量计被用作空气流量计13。热线空气流量计13具有桥接电路，该桥接电路包括用于测量进气温度的电阻器和由加热电阻器制成的热线。用于测量进气温度的电阻器和加热电阻器位于进气通路11中。在空气流量计13中，对供给到加热电阻器的电力进行反馈控制，使得在进气温度测量电阻器和加热电阻器之间的温度差被维持为一定值。供给到加热电阻器的电力被转换成电压，以作为进气流量GA的检测信号从空气流量计13输出。

进气通路11在空气流量计13的下游的区段中设置有节气门14。节气门14调节进气流量。节气门马达15和节气门传感器16被设置在节气门14的附近。节气门马达15选择性地打开和关闭节气门14。节气门传感器16检测节气门14的开度。进气通路11在节气门14的下游的区段中设置有进气管压力传感器17。进气管压力传感器17检测在该区段中流动的进气的压力。以下将节气门14的开度称为节气门开度TA。由进气管压力传感器17检测到的进气压力将被称为进气管压力PM。

进气通路11在进气管压力传感器17的下游的区段中设置有喷射器18。喷射器18将燃料喷入进气中。进气通路11经由进气门19被连接到燃烧室20。燃烧室20设置有点火装置21，该点火装置21通过火花放电来点燃空气燃料混合物。

燃烧室20经由排气门22被连接到排气通路23。排气通路23设置有空燃比传感器24和催化剂装置25。空燃比传感器24检测已经在燃烧室20中燃烧的空气燃料混合物的空燃比。催化剂装置25净化排气。在发动机10的上述部件中，喷射器18、进气门19、燃烧室20、点火装置21和排气门22被设置在各个气缸中的每一个气缸中。

发动机10由用作发动机控制器的电子控制单元26控制。电子控制单元26具有执行与发动机控制有关的各种类型的计算处理的算术处理电路27和存储用于控制的程序和数据的存储器28。电子控制单元26从空气流量计13、节气门传感器16、进气管压力传感器17和空燃比传感器24接收检测信号。电子控制单元26还从曲柄角传感器30、油门踏板传感器32、车速传感器33、冷却剂温度传感器34、进气温度传感器35和大气压力传感器36接收检测信号。曲柄角传感器30检测作为曲轴29的旋转角的曲柄角CRNK。曲轴29是发动机10的输出轴。油门踏板传感器32检测作为油门踏板31的下压量的油门踏板下压量ACCP。车速传感器33检测安装有发动机10的车辆的车速V。冷却剂温度传感器34检测发动机10的冷却剂温度THW。进气温度传感器35检测作为被吸入进气通路11中的进气的温度的进气温度THA。大气压力传感器36检测大气压力PA。

基于来自这些传感器的检测信号，电子控制单元26确定节气门马达15、喷射器18和点火装置21的操作量并且操作这些部件，从而控制发动机10的运行状态。电子控制单元26根据由曲柄角传感器30获取的曲柄角CRNK的检测结果来计算发动机转速NE。

电子控制单元26控制由每个气缸的喷射器18喷射的燃料量。换言之，电子控制单元26作为发动机控制的一部分执行燃料喷射量控制。当执行燃料喷射量控制时，电子控制单元26首先计算引入发动机10的每个气缸中的进气量。随后，电子控制单元26将进气量的计算值除以化学计量的空燃比以获取用作指令喷射量的商。电子控制单元26通过操作每个气缸的喷射器18以喷射对应于指令喷射量的燃料量来执行燃料喷射量控制。

图2示出与由电子控制单元26执行的燃料喷射量控制有关的处理的流程。如图2所示，本实施例的发动机控制器中的燃料喷射量控制通过第一计算处理P1、第二计算处理P2、第一确定处理P3、第二确定处理P4、计算方法切换处理P5和喷射器操作处理P6来执行。

第一计算处理P1基于发动机转速NE和空气流量计13的输出来计算引入发动机10的气缸中的进气量，该空气流量计13的输出是由空气流量计13获取的进气流量GA的检测值。即，第一计算处理P1基于空气流量计13的进气量GA通过质量流量方法执行进气量的计算。在随后的描述中，通过第一计算处理P1获取的进气量的计算值将被称为第一进气量计算值MC1。

第二计算处理P2基于节气门开度TA和发动机转速NE执行进气量的计算。即，第二计算处理P2基于节气门开度TA通过节流速度方法执行进气量的计算。在随后的描述中，通过第二计算处理P2获取的进气量的计算值将被称为第二进气量计算值MC2。

在发动机10的进气通路11中，响应于进气门19的打开和关闭，进气间歇地流入燃烧室20中，这产生了进气的压力波动。响应于进气门19的打开和关闭而产生的压力波动在整个进气通路11上向上游传播。第一确定处理P3和第二确定处理P4各自执行关于在进气通路11中的布置空气流量计13的位置处进气的压力波动或进气脉动是否大的确定。在随后的描述中，关于这种进气脉动是否大的确定将被称为脉动确定。

第一确定处理P3基于空气流量计13的输出执行脉动确定。具体地，当根据由空气流量计13获取到的进气流量GA的检测值获得的脉动率RTE的值大于或等于规定的大脉动确定值R0时，第一确定处理P3确定出进气脉动大。根据规定时间段T中的进气流量GA的最大值GMAX、最小值GMIN和平均值GAVE计算脉动率RTE。通过从最大值GMAX减去最大值GMAX而获得的差被除以平均值GAVE，并且所得到的商被获得作为脉动率RTE。时间段T被设定为比进气脉动的周期长。

第二确定处理P4基于节气门开度TA执行脉动确定。具体地，当节气门开度TA的值大于或等于大开度确定值HI时，第二确定处理P4确定出进气脉动大。在本实施例中，基于发动机转速NE设定大开度确定值HI。对应于发动机转速NE的每个值的大开度确定值HI被设定为节气门开度TA的上限，该上限在发动机转速NE的那个值处将由于进气脉动引起的空气流量计13的检测准确度的降低限制为允许范围。

计算方法切换处理P5选择第一进气量计算值MC1和第二进气量计算值MC2中的一个进气量计算值作为将要给付喷射器操作处理P6的进气量的计算值。具体地，当第一确定处理P3和第二确定处理P4两者都确定出进气脉动不大时，由第一计算处理P1计算出的第一进气量计算值MC1被给付喷射器操作处理P6。具体地，当第一确定处理P3和第二确定处理P4中的至少一个确定处理确定出进气脉动大时，由第二计算处理P2计算出的第二进气量计算值MC2被给付喷射器操作处理P6。

喷射器操作处理P6基于从计算方法切换处理P5给付的计算值来计算作为喷射器18的燃料喷射量的指令值的指令喷射量Q的值，并且操作每个气缸的喷射器18以喷射对应于指令喷射量Q的燃料量。具体地，喷射器操作处理P6首先将从计算方法切换处理P5给付的进气量的计算值除以化学计量的空燃比并使用所得的商作为基本喷射量QBSE的值。此外，指令喷射量Q被设定为通过例如基于空燃比传感器24的检测结果通过空燃比反馈校正来校正基本喷射量QBSE而获得的值，并且喷射器18基于指令喷射量Q的值进行操作。

现在将描述本实施例的操作和优点。

在发动机10的进气通路11中，进气门19的间歇打开产生进气脉动。当这种进气脉动变大时，由于进气脉动的影响，空气流量计13的检测准确度可能降低。

为了应对这种情况，本实施例的第一计算处理P1基于空气流量计13的输出通过质量流量方法计算进气量，并且第二计算处理P2基于节气门开度TA通过节流速度方法计算进气量。当空气流量计13的检测准确度降低时，第一计算处理P1的进气量的检测准确度也降低。因此，即使当进气脉动大时，如果在第一运算处理P1中通过使用第一进气量计算值MC1来确定喷射器18的指令喷射量Q，则燃料喷射量的控制准确度降低。在本实施例中，当进气脉动小时，通过使用由第一计算处理P1计算出的第一进气量计算值MC1来确定指令喷射量Q。当进气脉动大时，通过使用由第二计算处理P2计算出的第二进气量计算值MC2来确定指令喷射量Q。如上所述，在本实施例中，当进气脉动大时，用于确定燃料喷射量的进气量的计算方法被从质量流量方法切换为节流速度方法。这限制了由于进气脉动的增大而导致的燃料喷射量的控制准确度的降低。

本实施例包括两个确定进气脉动是否大的处理：第一确定处理P3，所述第一确定处理P3通过使用空气流量计13的输出执行脉动确定；和第二确定处理P4，所述第二确定处理P4使用节气门开度TA执行脉动确定。当第一确定处理P3和第二确定处理P4中的至少一个确定处理确定出进气脉动大时，用于确定燃料喷射量的进气量的计算方法被从质量流量方法切换为节流速度方法，假设进气脉动大。

能够从节气门开度TA和发动机转速NE以一定的准确度估计进气通路11的布置空气流量计13的区段中的进气脉动的幅度。第二确定处理P4也能够以一定的准确度执行脉动确定。如果空气流量计13准确地检测进气流量，则与通过第二确定处理P4相比，能够通过从空气流量计13的检测结果直接获取进气脉动，即，通过第一确定处理P3，更准确地执行脉动确定。

然而，当发动机10正在运转时，进气中的沉积物可能积聚在空气流量计13的热线上，并且结果暂时降低了空气流量计13的响应性。在这种情况下，进气脉动的影响不可能反映在空气流量计13的输出上。因此，即使进气脉动增大，第一确定处理P3也可能无法确定进气脉动大。当空气流量计13的响应性低时，能够以与响应性不低时相同的方式执行使用节气门开度TA的第二确定处理P4进行的脉动确定。因此，即使空气流量计13的响应性暂时降低，当进气脉动大时，至少第二确定处理P4也确定进气脉动大。如上所述，在本实施例中，当第一确定处理P3和第二确定处理P4中的至少一个确定处理确定出进气脉动大时，进气量的计算方法被从质量流量方法切换为节流速度方法。因此，即使当空气流量计13的响应性暂时降低时，本实施例的发动机控制器也能够根据进气脉动适当地切换进气量的计算方法。因此，可以基于进气量的计算值来维持燃料喷射量的控制准确度。

在本实施例中，喷射器18对应于安设在由控制发动机10的运行状态的发动机控制器操作的发动机10中的致动器。作为喷射器18的燃料喷射量的指令值的指令喷射量Q对应于致动器的操作量。

关于大开度确定值HI的设定

本实施例的第二确定处理P4通过将基于发动机转速NE设定的大开度确定值HI与节气门开度TA相互比较来执行脉动确定。取决于发动机的运行环境和结构，除了发动机转速NE和节气门开度TA之外，还可能存在高度地影响进气脉动的状态量。在这种情况下，除了发动机转速NE之外，还能够使用该状态量来设定大开度确定值HI，以便提高第二确定处理P4的脉动确定的准确性。例如，在配备有可变气门正时机构的发动机中，该可变气门正时机构改变进气门19或排气门22的气门正时，气门正时的设定可能会高度地影响进气脉动。例如，当进气门19的气门正时被延迟到比压缩下止点晚时，在进气冲程期间被引入燃烧室20中的进气的一些进气在压缩冲程开始之后被推回到进气通路11中。这增大了进气脉动。而且，当通过改变进气门19和排气门22的气门正时来改变气门重叠时，进气流入燃烧室20中的情况改变，这可能影响进气脉动。因此，在配备有可变气门正时机构的发动机中，优选地将由可变气门正时机构使用的气门正时的设定量添加到用于设定大开度确定值HI的状态量。

在配备有将一些排气再循环到进气的EGR机构的发动机和配备有将在燃料箱中产生的燃料蒸气释放到进气中的蒸汽清除机构的发动机中，流过节气门14的进气的流量取决于引入进气中的再循环排气或燃料蒸气的量而改变。由于改变的流量的影响，节气门开度TA和发动机转速NE与进气脉动的幅度的关系改变。因此，在配备有EGR机构的发动机中，再循环到进气的排气量被优选地添加到用于设定大开度确定值HI的状态量。在配备有蒸气净化机构的发动机中，释放到进气的燃料蒸气的量被优选地添加到用于设定大开度确定值HI的状态量。

通过节气门14的进气的流量取决于诸如进气温度THA、大气压力PA、冷却剂温度THW的环境因素而变化，并且这种变化可能影响进气脉动。因此，当这种环境因素对进气脉动的影响大时，进气温度THA、大气压力PA和冷却剂温度THW被优选地添加到用于设定大开度确定值HI的状态量。

关于滞后的设定

在车载发动机中，节气门开度TA可以取决于其上安装有发动机的车辆的行驶状况而频繁地改变。因此，当节气门开度TA在短时间段中反复地升至高于或降至低于大开度确定值HI时，进气量的计算方法经常在质量流量方法和节流速度方法之间切换，从而导致燃料喷射量控制不稳定。为了应对这种情况，优选地在通过第二确定处理P4进行的脉动确定中设置滞后。即，第二确定处理P4以以下方式执行脉动确定。首先，作为大开度确定值HI，设定开启确定值HI1和关闭确定值HI2。如果在先前的脉动确定中的进气脉动没有被确定为大，则如果节气门开度TA大于或等于开启确定值HI1，则进气脉动被确定为大。相反，如果在先前的脉动确定中的进气脉动被确定为大，则如果节气门开度TA小于关断确定值HI1，则进气脉动被确定为大。如上所述，如果在通过第二确定处理P4进行的脉动确定中设置了滞后，则即使节气门开度TA频繁变化，进气量的计算方法也不被频繁地改变。

第二实施例

现在将参考图4描述根据第二实施例的发动机控制器。在第二实施例和随后的实施例中，与第一实施例的那些相同的结构由相同的附图标记标识，并且将不再详细描述。根据本实施例和随后的实施例的发动机控制器的硬件构造与第一实施例的相同。

根据第一实施例的发动机控制器的第二确定处理P4通过使用节气门开度TA来执行脉动确定。节气门开度TA与在节气门14下游的进气通路11的区段中的进气的压力，即进气管压力PM密切相关。即，当节气门开度TA减小时，进气管压力PM减小。当节气门开度TA增大时，进气管压力PM增大。因此，在脉动确定中，第二确定处理通过使用进气管压力PM代替节气门开度TA来进行脉动确定。

图4示出与本实施例的发动机控制器中的燃料喷射量控制有关的电子控制单元26的处理的流程。图4中所示第一计算处理P1、第二计算处理P2、第一确定处理P3、计算方法切换处理P5和喷射器操作处理P6是与图2中所示第一确定处理P3的那些相同的处理。在本实施例中，由第一实施例的发动机控制器执行的第二确定处理P4被标准转换处理P10和第二确定处理P11代替。

标准转换处理P10计算进气管压力传感器17的进气管压力PM的标准转换值PMN。在节气门开度TA和进气管压力PM之间的对应关系根据大气压力PA和进气歧管温度而变化，该进气歧管温度是在节气门14下游的进气通路11的区段中的进气的温度。进气歧管温度能够从进气温度THA或冷却剂温度THW获得。标准转换处理P10从由进气管压力传感器17获取的进气管压力PM的检测值减去由在进气歧管温度和大气压力PA的当前值与规定的标准值之间的差异引起的变化，并使用结果作为标准转换值PMN的值。

第二确定处理P11通过使用由标准转换处理P10计算出的进气管压力PM的标准转换值PMN来执行脉动确定。具体地，当标准转换值PMN大于或等于大脉动区域确定值PH时，第二确定处理P11确定进气脉动大。基于发动机转速NE设定大脉动区域确定值PH。当在该发动机转速NE处的进气脉动的幅度是确保空气流量计13的检测准确度的允许范围的上限时，对应于发动机转速NE的每个值的大脉动区域确定值PH被设定为进气管压力PM的值。

类似于第一实施例，即使当空气流量计13的响应性暂时降低时，第二实施例也能够根据进气脉动适当地切换进气量的计算方法。因此，可以基于进气量的计算值来维持燃料喷射量的控制准确度。在第二实施例中，通过第二确定处理P11进行的脉动确定使用进气管压力PM的标准转换值PMN。这种构造限制了诸如进气歧管温度和大气压力PA的环境因素对脉动确定的结果的影响。因此，与在脉动确定中不被改变的情况下使用由进气管压力传感器17获取到的进气管压力PM的检测值的情况相比，脉动确定的准确度提高。

如果确保了所需的确定准确度，则可以在第二确定处理P11的脉动确定中不被改变的情况下使用由进气管压力传感器17获取到的进气管压力PM的检测值。在第二确定处理P11通过使用进气管压力PM的检测值而不改变它地执行脉动确定的情况下，可以通过将进气温度THA、大气压力PA或冷却剂温度THW添加到用于设定大脉动区域确定值PH的状态量来确保确定准确度。另外，取决于发动机的构造，由可变气门正时机构设定的进气门19或排气门22的气门正时的设定值、由EGR机构向进气再循环的排气量以及由蒸气净化机构释放到进气中的燃料蒸气的量可以被添加到用于设定大脉动区域确定值PH的状态量。此外，在由第二确定处理P11进行的脉动确定中，可以使用由确定值H1、H2限定的上述滞后。

第三实施例

现在将参考图5和图6描述根据第三实施例的发动机控制器。

图5示出与本实施例的发动机控制器中的燃料喷射量控制有关的电子控制单元26的处理的流程。图5中所示的第一计算处理P1、第二计算处理P2、第一确定处理P3、计算方法切换处理P5和喷射器操作处理P6是与图4中所示的第二实施例的那些处理相同的处理。在本实施例中，由第二实施例的发动机控制器执行的标准转换处理P10和第二确定处理P11被波动率计算处理P20和第二确定处理P21代替。

波动率计算处理P20计算进气管压力PM的波动率RPM。根据在时间段T中的进气管压力PM的最大值PMAX、最小值PMIN和平均值PAVE计算波动率RPM。具体地，通过从进气管压力PM的最大值PMAX减去最小值PMIN而得到的差被除以平均值PAVE，并将所得商用作波动率RPM。因此，波动率RPM是指示由进气管压力传感器17获取的进气管压力PM的检测值的波动幅度的参数。上述时间段T被设定为比进气波动的周期长。

第二确定处理P21通过使用由波动率计算处理P20计算的波动率RPM来执行脉动确定。具体地，当波动率RPM大于或等于大波动确定值RH时，第二确定处理P21确定出进气脉动大。大波动确定值RH基于发动机转速NE设定。当在该发动机转速NE处的进气脉动的幅度是确保空气流量计13的检测准确度的允许范围的上限时，对应于发动机转速NE的每个值的大波动确定值RH被设定为波动率RPM的值。

即使当空气流量计13的响应性暂时降低时，本实施例也能够根据进气脉动适当地切换进气量的计算方法。因此，可以基于进气量的计算值来维持燃料喷射量的控制准确度。

当诸如进气歧管温度和大气压力PA的环境因素对脉动确定的结果的影响大时，优选地通过使用进气管压力PM的标准转换值PMN代替进气管压力PM来计算波动率RPM。进气温度THA、大气压力PA和冷却剂温度THW可以被添加到用于设定大波动确定值RH的状态量。另外，取决于发动机的构造，由可变气门正时机构设定的进气门19或排气门22的气门正时的设定值、由EGR机构向进气再循环的排气量和由蒸气净化机构释放到进气中的燃料蒸气的量可以被添加到用于设定大波动确定值RH的状态量。此外，在由第二确定处理P21进行的脉动确定中，可以使用由确定值H1、H2限定的上述滞后。

第四实施例

现在将参考图7和图8描述根据第四实施例的发动机控制器。本实施例的发动机控制器以与在第一实施例中的相同的方式执行燃料喷射量控制。本实施例的发动机控制器在发动机10的运转期间执行空气流量计13的异常诊断。

图7是与空气流量计13的异常诊断有关的AFM异常诊断例程的流程图。电子控制单元26在发动机10的运转期间在每个规定的控制周期重复执行该例程的处理。

当该例程开始时，首先，在步骤S100中基于发动机转速NE计算大脉动区域确定值PH0的值。随后，在步骤S100中，确定由进气管压力传感器17获取到的进气管压力PM的检测值是否大于或等于大脉动区域确定值PH0。如果进气管压力PM的检测值大于或等于大脉动区域确定值PH0(S110：是)，则当前例程的处理结束。如果进气管压力PM的检测值小于大脉动区域确定值PH0(S110：否)，则该处理前进到步骤S120。

当该处理移动到步骤S120时，确定节气门开度TA的值是否大于或等于大开度确定值HI。即，在步骤S120中，执行与图2中所示第二确定处理P4的脉动确定相同的确定。如果节气门开度TA的值大于或等于大开度确定值HI(S120：是)，则当前例程的处理结束。如果节气门开度TA小于大开度确定值HI(S120：否)，则该处理前进到步骤S130。

当该处理移动到步骤S130时，确定在已经通过第一计算处理P1计算出的第一进气量计算值MC1和已经通过第二计算处理P2计算出的第二进气量计算值MC2之间的差异是否大于或等于规定的异常确定值MA。如果该差异大于或等于异常确定值MA(S130：是)，则在步骤S140中确定在空气流量计13中存在异常。此后，当前例程的处理结束。如果该差异小于异常确定值MA(S130：否)，则在步骤S150中确定在空气流量计13中不存在任何异常。此后，当前例程的处理结束。

图8示出在大脉动区域确定值PH0和发动机转速NE之间的关系。在图8中，一长两短划线代表预期的切换线。如图8中所示，在发动机转速NE的任何值处，大脉动区域确定值PH0被设定为低于预期的切换线。

从如下所示测量结果获取预期的切换线。在进气温度THA、大气压力PA和冷却剂温度THW每一个均具有标准值的标准环境条件下，在维持发动机转速NE处于恒定值的同时，节气门开度TA从根据进气流量GA的检测值获得的脉动率RTE小于大脉动确定值R0的值逐渐增大。测量了当脉动率RTE已经达到大脉动确定值R0时的进气管压力PM。即，在当通过第一确定处理P3确定出进气脉动大时的时间的进气管压力PM被测量。在下面的描述中，进气管压力PM的该测量值将被称为切换压力PMC。在发动机转速NE的不同值处测量切换压力PMC以获得在作为测量主题的发动机的发动机转速NE的每个值处的切换压力PMC。在多个发动机上执行相同的测量。绘制在分别的发动机的发动机转速NE的每个值处的切换压力PMC的平均值，以获得预期的切换线。即，预期的切换线代表在标准环境条件下进气量的计算方法在此处在质量流量方法和节流速度方法之间切换的标准单个发动机的操作线。

现在将描述以上述方式构造的根据本实施例的发动机控制器的操作和优点。

本实施例的发动机控制器在AFM异常确定例程的步骤S130中确定在空气流量计13中是否存在异常。即，当在已经通过第一计算处理P1计算出的第一进气量计算值MC1和已经通过第二计算处理P2计算出的第二进气量计算值MC2之间的差异大于或等于规定的异常确定值MA时，发动机控制器确定在空气流量计13中存在异常。如果在空气流量计13中存在异常，则已经基于空气流量计13的输出由第一计算处理P1计算出的第一进气量计算值MC1是不正确的值。在另一方面，即使在空气流量计13中存在异常，通过节流速度方法在第二计算处理P2中的第二进气量计算值MC2的计算结果也不受影响。因此，当在空气流量计13中存在异常时，在第一进气量计算值MC1和第二进气量计算值MC2之间的差异增大。因此，可以基于在进气量计算值之间的差异大的事实来确定在空气流量计13中存在异常。

然而，当进气脉动大时，基于空气流量计13的输出而计算出的第一进气量计算值MC1可能不准确。因此，当进气脉动大时，不能准确地通过使用空气流量计13的输出来执行空气流量计13的异常诊断。

如在图2的第一确定处理P3中那样，能够通过使用空气流量计13的输出来执行关于进气脉动是否大的确定。然而，如果在空气流量计13中存在异常，则通过使用空气流量计13的输出进行的脉动确定的结果不可靠。因此，通过使用空气流量计13的确定不适合作为用于空气流量计13的异常诊断的脉动确定。

在这方面，在本实施例中，如果在步骤S110中确定进气管压力PM大于或等于大脉动区域确定值PH0，则不执行步骤S130中的空气流量计13的异常确定。如图8中所示，在步骤S110中确定进气管压力PM大于或等于大脉动区域确定值PH0的区域被包括在预期进气脉动被第一确定处理P3确定为大的区域(即，预期的切换线的较大压力侧上的区域)中。因此，在很多情况下，因为进气管压力PM在进气脉动增大到需要将进气量的计算方法从质量流量方法切换为节流速度方法的水平之前达到或超过大脉动区域确定值PH0，所以通过使用空气流量计13的输出进行的空气流量计13的异常确定被禁止。

此外，在本实施例中，如果在步骤S120中节气门开度TA被确定为大于或等于大开度确定值HI，则不执行步骤S130中的空气流量计13的异常确定。即，当通过第二确定处理P4确定出进气脉动大时，禁止通过使用空气流量计13进行的空气流量计13的异常确定。

如上所述，在本实施例中，确定通过使用空气流量计13进行的空气流量计13的异常确定是否应当执行的脉动确定是在不使用空气流量计13的情况下执行的。因此，与在空气流量计13中是否存在异常无关地，当进气脉动大时不执行异常确定。

在本实施例中，AFM异常诊断例程的步骤S130的处理对应于通过使用空气流量计的输出来确定在空气流量计中是否存在异常的异常确定处理。

上述实施例可以进行如下变型。只要组合的变型在技术上保持彼此一致，就能够组合上述实施例和以下变型。

在第四实施例中，基于在第一进气量计算值MC1和第二进气量计算值MC2之间的差异来执行异常确定处理。替代该构造地，能够通过监测空气流量计13的输出来确定在空气流量计13中是否存在异常。即，可以以与基于空气流量计13的输出的上述方式不同的方式执行异常确定处理。例如，可以基于节气门开度TA或进气管压力PM和发动机转速NE来获得进气流量GA的估计值，并且可以当在空气流量计13的估计值和检测值之间的差异大时通过确定在空气流量计13中存在异常来执行异常确定处理。

可以省略第四实施例中的AFM异常确定例程中的步骤S110的处理。同样在这种情况下，异常确定处理优选地在执行步骤S120的处理之后执行。换言之，异常确定处理优选地在节气门开度TA小于大开度确定值HI的条件下，即，在第二确定处理P4尚未确定进气脉动大的条件下执行。如果AFM异常诊断例程的步骤S120的处理被改变为以下所示，则能够将用于确定指令喷射量Q的进气量的计算方法的切换用于根据第二和第三实施例执行的发动机控制器中的空气流量计13的异常诊断。即，可以将步骤S120的处理替换为当第二确定处理P11或第二确定处理P21确定出进气脉动大时作出肯定的确定(S120：是)并且当第二确定处理P11或第二确定处理P21未确定出进气脉动大时作出否定的确定的步骤。

上述实施例中的每一个实施例的第二计算处理P2通过节流速度方法计算进气量。然而，进气量可以基于进气管压力PM的检测值通过速度密度方法来计算。即使在这种情况下，第二计算处理P2也在不利用空气流量计13的输出的情况下计算进气量。因此，如果第二计算处理P2的进气量的计算值被用作当进气脉动大时用于确定喷射器18的指令喷射量Q的进气量的计算值时，由于进气脉动的增大而导致的燃料喷射量的控制准确度的降低受到限制。

在上述实施例中的每一个实施例中，计算方法切换处理P5选择第一进气量计算值MC1和第二进气量计算值MC2中的一个进气量计算值作为进气量的计算值，并且所选择的计算值被用于确定喷射器18的指令喷射量Q。通过计算方法切换处理P5选择的进气量的计算值可以用于确定喷射器18之外的设置在发动机10中的致动器的操作量。致动器的操作量可以是给付节气门马达15的节气门开度TA的指令值或给付点火装置21的点火正时的指令值。另外，致动器的操作量可以是给付可变气门正时机构的气门正时的指令值、给付EGR装置的排气的再循环量的指令值，或给付蒸气净化机构的燃料蒸气的释放量的指令值。

电子控制单元26不限于包括算术处理电路27和存储器28并且执行各种类型的软件处理的装置。例如，上述实施例中由软件执行的处理的至少一部分可以由专用于执行这些处理的硬件电路(诸如ASIC)执行。即，电子控制单元26可以变型，只要其具有以下构造(a)到(c)中的任何一种。(a)一种构造，其包括根据程序执行所有上述处理的处理器和存储程序的程序存储装置诸如ROM(包括非暂时性计算机可读存储介质)。(b)一种构造，其包括根据程序执行上述处理的一部分的处理器和程序存储装置以及执行其余处理的专用硬件电路。(c)一种构造，其包括执行所有上述处理的专用硬件电路。可以提供每一个包括处理器和程序存储装置与多个专用硬件电路的多个软件处理装置。

在不脱离权利要求书及其等同物的精神和范围的情况下，可以对以上实例进行形式和细节上的各种改变。这些实例仅出于描述的目的，而非出于限制的目的。每个实例中的特征的描述应被认为可应用于其它实例中的类似特征或方面。如果以不同的顺序执行序列和/或如果所描述的系统、体系、装置或电路中的部件被不同地组合和/或被其它构件或它们的等效物替代或补充，则可以实现合适的结果。本公开的范围不是由详细描述限定，而是由权利要求及其等同物限定。权利要求书及其等同物的范围内的所有变型都被包括在本公开中。

Claims (8)

1.一种发动机控制器，所述发动机控制器通过设置到发动机的致动器的操作来控制所述发动机的运行状态，所述发动机控制器被构造成执行：

第一计算处理，所述第一计算处理计算引入所述发动机的气缸中的进气量，所述第一计算处理基于空气流量计的输出来计算所述进气量，所述空气流量计检测所述发动机的进气通路中的进气流量；

第二计算处理，所述第二计算处理在不使用所述空气流量计的输出的情况下，基于进气管压力的检测值和节气门开度中的至少一个来计算所述进气量；

第一确定处理，所述第一确定处理基于所述空气流量计的输出来确定所述进气通路中的进气脉动是否大；

第二确定处理，所述第二确定处理在不使用所述空气流量计的输出的情况下，基于所述进气管压力的检测值和所述节气门开度中的至少一个来确定所述进气通路中的进气脉动是否大；以及

计算方法切换处理，其中

当通过所述第一确定处理和所述第二确定处理两者都未确定出进气脉动大时，所述计算方法切换处理选择通过所述第一计算处理获得的进气量的计算值作为用于确定所述致动器的操作量的进气量的计算值，并且

当通过所述第一确定处理和所述第二确定处理中的至少一个确定处理确定出进气脉动大时，所述计算方法切换处理选择通过所述第二计算处理获得的进气量的计算值作为用于确定所述致动器的操作量的进气量的计算值。

2.根据权利要求1所述的发动机控制器，其中，所述第二确定处理在所述节气门开度大于或等于基于发动机转速设定的大开度确定值的条件下确定出进气脉动大。

3.根据权利要求1所述的发动机控制器，其中，所述第二确定处理在所述进气管压力大于或等于基于发动机转速设定的大脉动区域确定值的条件下确定出进气脉动大。

4.根据权利要求1所述的发动机控制器，其中，所述第二确定处理基于所述进气管压力的检测值的波动大的事实确定出进气脉动大。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的发动机控制器，所述发动机控制器被构造成在所述第二确定处理尚未确定出进气脉动大的条件下执行异常确定处理，其中，所述异常确定处理通过使用所述空气流量计的输出来确定在所述空气流量计中是否存在异常。

6.根据权利要求5所述的发动机控制器，其中，所述异常确定处理基于由所述第一计算处理计算出的进气量的计算值和由所述第二计算处理计算出的进气量的计算值之间的差异大的事实确定出在所述空气流量计中存在异常。

7.一种发动机控制方法，所述发动机控制方法通过设置到发动机的致动器的操作来控制所述发动机的运行状态，所述发动机控制方法包括：

基于空气流量计的输出来计算引入所述发动机的气缸中的进气量，所述空气流量计检测所述发动机的进气通路中的进气流量；

在不使用所述空气流量计的输出的情况下，基于进气管压力的检测值和节气门开度中的至少一个来计算所述进气量；

基于所述空气流量计的输出来确定所述进气通路中的进气脉动是否大；

在不使用所述空气流量计的输出的情况下，基于所述进气管压力的检测值和所述节气门开度中的至少一个来确定所述进气通路中的进气脉动是否大；以及

选择用于确定所述致动器的操作量的进气量的计算值，其中

当在所述确定基于所述空气流量计的输出的情况和所述空气流量计的输出未被使用的情况的这两种情况中均未确定出进气脉动大时，选择基于所述空气流量计的输出的进气量的计算值作为用于确定所述致动器的操作量的进气量的计算值，并且

当在所述确定基于所述空气流量计的输出的情况和所述空气流量计的输出未被使用的情况中的至少一种情况中确定出进气脉动大时，选择已经在不使用所述空气流量计的输出的情况下计算出的进气量的计算值作为用于确定所述致动器的操作量的进气量的计算值。

8.一种存储程序的非暂时性计算机可读存储介质，所述程序使处理器执行发动机控制处理，所述发动机控制处理通过设置到发动机的致动器的操作来控制所述发动机的运行状态，所述发动机控制处理包括：

基于空气流量计的输出来计算引入所述发动机的气缸中的进气量，所述空气流量计检测所述发动机的进气通路中的进气流量；

在不使用所述空气流量计的输出的情况下，基于进气管压力的检测值和节气门开度中的至少一个来计算所述进气量；

基于所述空气流量计的输出来确定所述进气通路中的进气脉动是否大；

在不使用所述空气流量计的输出的情况下，基于所述进气管压力的检测值和所述节气门开度中的至少一个来确定所述进气通路中的进气脉动是否大；以及

选择用于确定所述致动器的操作量的进气量的计算值，其中

当在所述确定基于所述空气流量计的输出的情况和所述空气流量计的输出未被使用的情况的这两种情况中均未确定出进气脉动大时，选择基于所述空气流量计的输出的进气量的计算值作为用于确定所述致动器的操作量的进气量的计算值，并且

当在所述确定基于所述空气流量计的输出的情况和所述空气流量计的输出未被使用的情况中的至少一种情况中确定出进气脉动大时，选择已经在不使用所述空气流量计的输出的情况下计算出的进气量的计算值作为用于确定所述致动器的操作量的进气量的计算值。

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