CN1884809A - 内燃机的燃料喷射控制设备 - Google Patents

Abstract

来自速度传感器(18)的传感器信号被输入到ECU(20)。ECU(20)根据传感器信号在预定时间内计算出曲轴(17)的旋转速度。借助根据发动机(10)的燃烧频率所限定出的频率来过滤旋转速度，以得到与目前转矩相对应的值。该ECU(20)根据与目前转矩相对应的值计算出每个缸的工作负荷，并且根据工作负荷来控制每个缸的特性。

Description

内燃机的燃料喷射控制设备

技术领域

本发明涉及一种内燃机的燃料喷射控制设备。具体地说，该装置执行这样的控制：在该控制中，限制气缸之间的曲轴的旋转速度的离差。

背景技术

喷射器的各自不同或者进气门/排气门的气门正时的离差可以产生每个气缸的旋转速度的离差。JP-6-50077B公开了，燃料喷射量被校正从而借助探测旋转速度的变化(旋转角速度)来平均每个缸的旋转速度。但是，只在发动机稳定时如处于怠速时才进行燃料喷射量的校正。即，当发动机以各种速度进行运转时，气缸之间的旋转速度的离差不能得到校正，因此排放增多了并且驾驶性能也不好。

JP-8-218924A公开了，两个滤波器过滤频率不同的旋转速度信号。可以探测到至少两个稳定工作值和固有地依赖于频率的目标稳定工作值及固有频率的控制偏差。具体地说，使用了带通滤波器(BPF)，该滤波器的中心频率是凸轮轴频率、曲轴频率和点火频率的一半。把旋转速度信号输入到带通滤波器中。根据滤波器输出，把控制偏差加起来并且根据加起来的值来控制发动机输出。当曲轴速度的离差在缸之间升高时，该离差作为控制偏差被计算出，从而确定曲轴速度在每个缸的相对视图中是否趋于较高或者较低。调整燃料喷射量以减小缸之间的曲轴速度的离差。但是，不会得到相对于理想值的绝对偏差。因此，不能合适地控制每个缸中的燃烧情况。例如，当每个缸的曲轴速度沿着相同方向偏离理想速度，难于执行合适的控制。

发明内容

由于上面这些而形成了本发明，本发明的目的是提供一种在内燃机的所有驱动区域内可以校正缸之间的曲轴的旋转速度离差的燃料喷射控制设备。

多缸内燃机的燃料喷射控制设备包括：计算器，用于计算出发动机曲轴的旋转速度；滤波器，用于借助根据发动机燃烧频率所限定出的频率来过滤旋转速度，从而得到与目前转矩相对应的值；及控制器，用于根据与目前转矩相对应的值来控制发动机的每个缸的特性。

附图说明

参照附图的下面详细描述使本发明的上面的和其它的目的、特征和优点变得更加清楚，在这些附图中，相同零件用相同标号来表示，其中：

图1是示意图，它示出了发动机控制系统；

图2A和2B是时间图，它示出了每个缸的旋转速度的转换；

图3是方框图，它示出了用来计算出每个缸的工作负荷的控制块；

图4是时间图，它示出了旋转速度、与目前转矩相对应的值和每个缸的工作负荷；

图5是流程图，它示出了每个缸的学习值的计算过程；

图6是流程图，它示出了燃料喷射控制过程；

图7是时间图，它示出了在具体缸中进行燃烧的情况下与目前转矩相对应的值的转换；

图8是流程图，它示出了燃料喷射开始正时估算过程；

图9是流程图，它示出了每个缸的燃烧工作负荷的计算过程；

图10A-10E是时间图，它们示出了旋转速度、燃烧转矩、惯性转矩和与目前转矩相对应的值；

图11是流程图，它示出了用来校正缸之间的燃料喷射量离差的过程；

图12是方框图，它示出了校正缸之间的离差的控制块；

图13是图表，它示出了每个缸的目前旋转速度的波形；

图14是曲线图，它示出了缸之间的燃料喷射量的离差；

图15是数据图，它具有发动机旋转速度和燃料喷射量的坐标轴；及

图16是数据图，它具有共轨压力和燃料喷射量的坐标轴。

具体实施方式

在下文中参照附图来描述本发明的实施例。

第一实施例

图1是共轨燃料喷射系统的示意性视图。多缸柴油机10为每个气缸设置有电磁燃料喷射器11，该燃料喷射器与共轨12相连通。高压泵13把高压燃料供给到共轨12中。共轨12存储高压燃料，该高压燃料的压力等于喷射压力。发动机10驱动高压泵13。高压泵13设置有吸入控制阀13a。供给泵14把燃料箱15中的燃料泵上来。吸入控制阀13a通过电磁来驱动，从而调整供给到高压泵13中的燃料量。

共轨12设置有共轨压力传感器16，该传感器探测共轨12中的燃料压力。共轨12也设置有安全阀(未示出)，该安全阀释放共轨12内的过大压力。

速度传感器18设置在发动机10的曲轴17附近，从而探测曲轴17的旋转速度。例如，速度传感器18是电磁拾取传感器，该拾取传感器产生脉冲信号(NE脉冲)，这些脉冲信号表示曲轴17的旋转速度。在这个实施例中，NE脉冲的角度间隔为30℃A，因此每隔30℃A探测旋转速度。

ECU20包括微型计算机，该微型计算机由CUP、ROM、RAM、EEPROM构成。ECU20接受共轨压力传感器16和速度传感器18所探测到的信号和表示加速器位置和机动车速度的其它信号。ECU20确定燃料喷射量和燃料喷射正时，并且把控制信号输出到喷射器11中。

图2A是曲线图，它详细地示出了曲轴旋转速度性能。在四缸发动机的情况下，以第一缸#1、第三缸#3、第四缸#4和第二缸#2的顺序进行燃烧。每隔180℃A进行燃料喷射。在每个冲程中重复地增大和减小旋转速度。缸内的燃烧增大了旋转速度，然后施加到曲轴上的负荷使旋转速度减小。根据旋转速度性能来估计每缸的工作负荷。

根据气缸的燃烧期间终止时的旋转速度来计算主缸(subjectcylinder)的工作负荷。如图2B所示一样，在燃烧期间终止时的t1时间上计算出第一缸的工作负荷。在t2时间上计算出第三缸的工作负荷。但是，表示旋转速度的、所探测到的信号(NE脉冲)包括噪声和探测错误。因此，用实线来表示的、所探测到的旋转速度偏离虚线所示的实际旋转速度。在t1和t2的时间上不会计算出精确的工作负荷。

在这个实施例中，把旋转速度Ne输入到滤波器M1中，从而计算出与目前转矩相对应的值。与目前转矩相对应的这个值在下文中被称为目前转矩对应值Neflt。借助分离出旋转速度变量的分量，滤波器M1计算出目前转矩对应值Neflt。在NE脉冲的输出期间(30℃A)探测出旋转速度Ne。滤波器M1由带通滤波器(BPF)形成，以消除高频分量和低频分量。用下面等式(1)来表示目前转矩对应值Neflt。

Neflt(i)＝k1*Ne(i)+k2*Ne(i-2)+k3*Ne(i-1)k4*Ne(i-2)    (1)

其中Ne(i)表示旋转速度的目前取样值，Ne(i-2)表示在在先时间以前的时间时的旋转速度取样值，Neflt(i-1)是在先的目前转矩对应值，Neflt(i-2)是在在先时间以前的时间时的目前转矩对应值，k1到k4是常量。每当旋转速度Ne被输入到滤波器M1中时，计算出目前转矩对应值Neflt(i)。

上面公式(1)是下面公式(2)所表示的转移函数G(s)的离散等式。

$G\left(s\right)=\frac{2\mathrm{\ζ\ωs}}{s^2+2\mathrm{\ζ\ωs}+{\mathrm{\ω}}^2}...\left(2\right)$

其中ζ表示衰减系数，及ω是响应频率。

在这个实施例中，响应频率ω由发动机10的燃烧频率来定义出，及根据响应频率ω来确定常数k1-k4。燃烧频率是表示每单位角度的燃烧数量的角度频率。在四缸发动机的情况下，燃烧期间(燃烧角度期间)是180℃A，并且燃烧频率是燃烧期间的倒数。

图3所示的积分装置M2对每缸的每个燃烧期间的恒定范围内的目前转矩对应值Neflt进行积分，从而各自得到缸工作负荷Sneflt#1到Sneflt#4。在这个时候，每隔30℃A所输出的NE脉冲用NE脉冲数目0-23来标出。对第一缸的燃烧期间给出NE脉冲数目0-5，对第三缸的燃烧期间给出NE脉冲数目6-11，对第四缸的燃烧期间给出NE脉冲数目12-17，及对第二缸的燃烧期间给出NE脉冲数目18-23。根据下面公式(3)来各自计算出第一到第四缸的缸工作负荷Sneflt#1-Sneflt#4。

Sneflt#1＝Neflt(0)+Neflt(1)+Neflt(2)+Neflt(3)+Neflt(4)+Neflt(5)

Sneflt#3＝Neflt(6)+Neflt(7)+Neflt(8)+Neflt(9)+Neflt(10)+Neflt(11)

Sneflt#4＝Neflt(12)+Neflt(13)+Neflt(14)+Neflt(15)+Neflt(16)+Neflt(17)

Sneflt#2＝Neflt(18)+Neflt(19)+Neflt(20)+Neflt(21)+Neflt(22)+Neflt(23)

                                                                 (3)

在下文中，缸的数目用#i来表示，及缸的工作负荷Sneflt#1-Sneflt#4用Sneflt#i来表示。

图4是时间图表，它示出了旋转速度Ne、目前转矩对应值Neflt和缸工作负荷Sneflt#i。目前转矩对应值Neflt相对于基准值Ref期间性地增大和减小。借助对每缸的燃烧期间的目前转矩对应值Neflt进行积分来得到缸工作负荷Sneflt#i。正目前转矩对应值Neflt的积分值等于燃烧转矩，负目前转矩对应值Neflt的积分值等于负荷转矩。根据一些缸之间的平均旋转速度来确定基准值Ref。

从理论上讲，燃烧转矩和负荷转矩相互相等，因此缸工作负荷Sneflt#i缸的燃烧期间变成0(燃烧转矩-负荷转矩＝0)。但是，实际上，随着一些缸之间的老化(age)而损害了喷射器11的喷射特性和摩擦特性。因此，缸工作负荷Sneflt#i具有一些变化。例如，在第一缸#1中，缸工作负荷Sneflt#1大于0，而在第二缸#2中，缸工作负荷Sneflt#2小于0。

缸工作负荷Sneflt#i示出了一些缸之间的工作负荷相对于理论值的不同。

在下文中描述由ECU20所执行的计算。图5是流程图，它示出了每个缸的学习值的计算过程。当NE脉冲升高时，ECU20执行这个过程。

在步骤S101中，根据目前的NE脉冲正时和前面NE脉冲正时来计算出NE脉冲的时间间隔，从而计算出目前旋转速度Ne(目前旋转速度)。在步骤S102中，根据上面公式(1)来计算出目前转矩对应值Neflt(i)。

在步骤S103中，确定目前NE脉冲数目。在步骤S104-S107中，相对于每个缸#1-#4计算出缸工作负荷Sneflt#I。当NE脉冲数目是0-5时，在步骤S104中计算出第一缸#1的缸工作负荷Sneflt#1。当NE脉冲数目是6-11时，在步骤S105中计算出第三缸#3的缸工作负荷Sneflt#3。当NE脉冲数目是12-17时，在步骤S106中计算出第四缸#4的缸工作负荷Sneflt#4。当NE脉冲数目是18-23时，在步骤S107中计算出第二缸#2的缸工作负荷Sneflt#2。

在步骤S108中，确定缸工作负荷的学习条件是否形成。当已经计算出所有缸的缸工作负荷时，满足学习条件，机动车的动力传递装置处于预定的条件下(离合器完全接合)，并且环境条件处于预定情况下(发动机冷却剂的温度高于预定温度)。

当回答在步骤S108中是否时，该过程结束。当回答在步骤S108中为是时，该过程进入到步骤S109中。在步骤S109中，积分次数的数目nitgr增加1，及根据下面公式(4)来计算出工作负荷学习值Q1p#i。缸工作负荷Sneflt#i形成0。

Q1p#i＝Q1p#i+Ka*Sneflt#i                 (4)

在步骤S110中，确定积分次数的数目nitgr是否达到次数kitgr的预定数目。当数目nitgr大于或者等于数目kitgr时，该过程进入到步骤S111中。在步骤S111中，根据下面公式(5)来计算出每个缸的工作负荷的最后学习值Q1rn#i。工作负荷学习值Q1p#i形成0，并且积分次数的数目nitgr形成0。

Q1rn#i＝Q1rn#i+Kb*Q1p#i/kitgr            (5)

工作负荷学习值Q1p#i在每个积分次数中被平均以更新工作负荷Q1rn#i的最后学习值。借助平均工作负荷学习值Q1p#i，可以消除工作负荷学习值Q1p#i的错误。

在步骤S112中，根据下面公式(6)来计算出缸之间的不同学习值ΔQ1rn#i。

ΔQ1rn#i＝ΔQ1rn#i-∑Q1rn#i/4            (6)

根据公式(6)，相对于工作负荷Q1rn#i的最后学习值的平均值(∑Q1rn#i/4)计算出工作负荷Q1rn#i的最后学习值的离差。

在存储器如EEPROM或者备用RAM中储存工作负荷Q1rn#i的最后学习值和不同学习值ΔQ1rn#i。根据作为参数的燃料喷射量和旋转速度来定义出多个驱动区域。在每个驱动区域中储存值Q1rn#i和ΔQ1rn#i。

参照图6，在下文中描述燃料喷射控制。在步骤S201中，读出表示发动机驱动情况的参数如旋转速度(平均旋转速度)或者加速器位置。在步骤S202中，根据发动机驱动情况来计算出基本燃料喷射量。根据发动机冷却剂的温度和共轨压力来校正基本燃料喷射量。

在步骤S203中，相对于主缸读出学习值(工作负荷Q1rn#i的最后学习值或者不同学习值ΔQ1rn#i)。在步骤S204中，借助校正基本燃料喷射量来计算出指令燃料喷射量(目标燃料喷射量)。

借助取消每个缸内的绝对特性错误来校正燃料喷射量。计算出工作负荷Q1rn#i的目标工作负荷和最后学习值之间的偏离量。根据偏离量来计算出燃料喷射量的校正量，从而校正基本燃料喷射量。此外，借助取消缸之间的特性离差来校正燃料喷射量。根据每个缸的不同学习值ΔQ1rn#i来计算出燃料喷射的校正量。根据校正量来校正基本燃料喷射量。

在步骤S205中，根据旋转速度和指令燃料喷射量来计算出燃料喷射期。在燃料喷射期期间，通过喷射器11把燃料喷射到燃烧室(未示出)中。

根据相对于每个NE脉冲的目前转矩对应值Neflt，估算出燃料喷射开始正时、点燃正时、燃料喷射终止正时和每个正时的偏离量(离差)。

图7是时间图表，它示出了具体缸的目前转矩对应值。在图7中，t11、t12、t13和t14表示NE脉冲的输出正时。在这些正时中计算出目前转矩对应值Neflt。在t11和t12时，旋转速度增大了。相对于第一缸#1，t11的时间是No.23脉冲的输出正时，而t12的时间是No.0脉冲的输出正时。在t13和t14的时间上，旋转速度减小。相对于第一缸#1，t13的时间是No.5脉冲的输出正时，而t14的正时是No.6脉冲的输出正时。

在目前转矩对应值Neflt随着旋转速度的增大而增大的情况下，在t11的时间上(在点A上)，用Ta来表示时间点并且目前转矩对应值Neflt用Ya来表示。在t12的时间上(点B)，时间点用Tb来表示，及目前转矩对应值Neflt用Yb来表示。用来确定燃料喷射开始正时或者点火正时的目前转矩对应值Neflt的阈值用Yc来表示。时间点Tc(在该时间点上，目前转矩对应值Neflt变成点C处的Yc)用下面公式(7)来表示。

Tc＝(Tb-Ta)*(Yc-Ya)/(Yb-Ya)+Ta              (7)

预定出基准时间点Tc0。使时间点Tc与基准时间点Tc0相比较，从而计算出燃料喷射开始正时和点火正时的偏离时间ΔTc。

ΔTc＝K1*(Tc-Tc0)                 (8)

为了计算出相应缸之间的燃料喷射开始正时或者点火正时的差值，因此在相应缸之间，使所计算出的燃料喷射开始正时或者所计算出的点火正时相互进行比较。借助计算出平均值并且得到在平均值和所计算出的值之间的差值，来得到相应缸之间的差值。

在目前转矩对应值Neflt随着旋转速度的减小而减小的情况下，在t13的时间上(在点D上)，时间点用Td来表示，及目前转矩对应值Neflt用Yd来表示。在t14的时间上(在点E上)，时间点用Te来表示，及目前转矩对应值Neflt用Ye来表示。用来确定燃料喷射停止正时的目前转矩对应值Neflt的阈值用Yf来表示。时间点Tf(在该时间点上，目前转矩对应值Neflt变成点F上的Yf)用下面公式(9)来表示。

Tf＝(Te-Td)*(Yf-Yd)/(Ye-Yd)+Td       (9)

预定出基准时间点Tf0。使时间点Tf与基准时间点Tf0相比较，从而计算出燃料喷射停止正时的偏离时间ΔTc。

ΔTf＝K2*(Tf-Tf0)                    (10)

为了计算出相应缸之间的喷射停止正时的差值，因此在相应缸之间使所计算出的燃料喷射停止正时相互进行比较。借助计算平均值及得到平均值和所计算出的值之间的差值，可以得到相应缸之间的差值。

图8是流程图，它示出了燃料喷射开始正时估算过程。在步骤S301中，确定NE脉冲数目是否是预定的脉冲数目“n”。例如，在第一缸#1中，n是23。当NE脉冲数目是n时，目前时间点在步骤S302中作为Ta而被储存。在步骤S303中，现在的目前转矩对应值Neflt作为Ya而被储存。

在步骤S304中，确定NE脉冲数目是否是“n+1”。例如，在第一缸#1中，n是0。当NE脉冲数目是“n+1”时，目前时间点在步骤S305中作为Tb被储存。在步骤S306中，现在的目前转矩对应值Neflt作为Yb而被储存。

在步骤S307中，计算出时间点Tc(在该时间点上，目前转矩对应值Neflt是阈值Yc)以估算出燃料喷射开始正时。在步骤S308中，根据上面公式(8)来估算出燃料喷射开始正时的偏离量。

在估算出燃料喷射开始正时和相应缸之间的偏离量之后，根据所估算出的值来校正指令燃料喷射期。

借助使用等式(7)-(10)，根据图8所示的过程，计算出点火正时和燃料喷射停止正时。

根据本实施例，可以得到下面效果。

由于借助每个正时的发动机10的燃烧频率来给旋转速度Ne进行滤波，从而计算出目前转矩对应值Neflt，因此根据燃料喷射情况和燃烧情况可以合适地得到目前转矩对应值Neflt。此外，在每个缸的具体范围内对目前转矩对应值Neflt进行积分，因此计算出缸工作负荷Sneflt#i。根据每个缸的缸工作负荷Sneflt#i(实际上，工作负荷Q1rn#i的最后学习值或者不同学习值ΔQ1rn#i)来一个缸一个缸地调整燃料喷射量，因此可以理想地控制每个缸的特性。因此，限制了排放并且提高了驾驶性能。

可以探测到每个缸的特性的绝对离差和缸之间的相对离差，因此可以一个缸一个缸地执行各种控制。

由于带通滤波器(BPF)用作滤波装置，因此可以从旋转速度信号中除去由于加速或者减速所产生的低频的变化分量和噪声的高频的变化分量，从而只分离出转矩变量。因此，可以精确地计算出目前转矩对应值Neflt，以减小缸之间的特性离差。

由于工作负荷Q1rn#i最后学习值或者不同学习值ΔQ1rn#i被储存在备用存储器中，因此可以考虑由于老化和/或各自差异所产生的特性离差。

由于根据目前转矩对应值Neflt可以估算出燃料喷射正时、点燃正时和燃料喷射停止正时，因此燃料喷射正时、点燃正时和燃料喷射停止正时的离差得到了限制。

本发明不局限于上面实施例，在下文中将描述一些改进。

在第一实施例中，借助根据学习值来校正燃料喷射量，从而计算出指令燃料喷射量。此外，根据学习值可以校正指令燃料喷射期。

在第一实施例中，借助对燃烧期间的目前转矩对应值Neflt进行积分，计算出缸工作负荷Sneflt#i。此外，可以分别地计算出由于燃烧所产生的工作负荷和由于负载所产生的工作负荷。具体地说，在旋转速度增大的具体范围内，对目前转矩对应值Neflt进行积分，从而得到由于燃烧所产生的工作负荷。在旋转速度减小的具体范围内，对目前转矩对应值Neflt进行积分，从而得到由于负载所产生的工作负荷。根据每个工作负荷来控制燃料喷射量。

目前转矩对应值Neflt根据活塞冲程和曲轴的旋转角度位置来改变。这种变化依赖于燃烧转矩、惯性转矩和负荷转矩。图10A-10E分别示出了旋转速度、燃烧转矩、惯性转矩、负荷转矩和目前转矩对应值。在图10E中，用D1所表示的区域对于由于燃烧所产生的工作负荷，用D2来表示的区域对应于由于负荷所产生的工作负荷。

在产生燃烧时及在没有产生燃烧时，计算出缸工作负荷Sneflt#i。计算出这些缸工作负荷之间的差值，以得到由于燃烧所产生的工作负荷。当燃烧没有产生时，没有进行燃料喷射，因此缸工作负荷Sneflt#i不包括与燃烧转矩相对应的工作负荷。

在燃烧期间，目前转矩对应值Neflt是燃烧转矩、惯性转矩和负荷转矩的总和。在没有燃烧的期间，目前转矩对应值Neflt是惯性转矩和负荷转矩的总和。即，目前转矩对应值是燃烧期间和没有燃烧期间之间的差值。

具体地说，根据图9所示的流程图，执行燃烧工作负荷的计算过程。

在步骤S401中，确定它是否是燃料切断期间。当回答是否时，该过程进入到计算出燃烧时的缸工作负荷Sneflt#i的步骤S402中。当回答为是时，该过程进入到计算出没有燃烧时的缸工作负荷Sneflt#i的步骤S403中。在步骤S404中，确定在这两种情况下缸工作负荷Sneflt#i是否被计算出来。当回答为是时，该过程进入到步骤S405中，其中在该步骤S405中，借助从燃烧期间的缸工作负荷中减去燃料切断期间的缸工作负荷，来计算出缸工作负荷Sneflt#i。

可替换的是，在预定角度位置上，根据在燃烧期间所得到的目前转矩对应值Neflt和在没有燃烧期间所得到的目前转矩对应值Neflt之间的差值来计算出每个缸的燃烧转矩。借助比较每个缸的燃烧转矩来计算出缸之间的不同燃烧转矩。

在图10A-10E中，旋转速度Ne在缸的A1、A2和A3时开始增大。A1和A2之间的角度及A2和A3之间的角度对应于燃烧角度期间。如图10B所示一样，在燃烧开始时，燃烧转矩开始增大，并且在燃烧终止时开始减小。惯性转矩根据飞轮(未示出)的旋转惯性转矩来改变。如图10C所示一样，当旋转速度增大时，惯性转矩通常变成负值，及当旋转速度减小时，惯性转矩通常变成正值。如图10D所示一样，负荷转矩总是负值，并且在小范围内进行改变。燃烧转矩、惯性转矩和负荷转矩的总和等于目前转矩对应值。

但是，由于缸之间的特性不同，因此目前转矩对应值Neflt的波形进行改变。在相同的旋转角度位置上，每个缸具有不同的目前转矩对应值Neflt。如图10E所示一样，在每个缸的相同旋转位置B上，目前转矩对应值Neflt(C1、C2)与每个缸的特性相对应。目前转矩对应值Neflt的峰值和底值在缸之间是不相同的。

在每个缸的相同旋转角度位置上计算出目前转矩对应值Neflt，然后根据目前转矩对应值估算出每个缸的特性。此外，借助比较这些缸之间的目前转矩对应值Neflt，可以估算出这些缸之间的不同特性。在NE脉冲具有该脉冲数目的结构中，相对于具有相同脉冲数目的NE脉冲可以计算出目前转矩对应值Neflt。设置多个旋转角度位置以计算出目前转矩对应值Neflt。该多个角度位置基本上相互相等。

可替换的是，可以得到目前转矩对应值Neflt的峰值或者底值以估算出每个缸的特性。借助比较缸之间的峰值和底值中的至少一个，可以估算出缸之间的不同特性。根据目前转矩对应值的峰值、目前转矩对应值的底值或者峰值和底值之间的差值，可以算出每个缸的特性。

可以使用低通滤波器(LPF)或者高通滤波器(HPF)，而不用带通滤波器(BPF)。燃烧频率是转移函数的响应频率ω，该转移函数限定出LPH或者HPF，因此可以计算出目前转矩对应值。

可以使用分解器来线性地探测曲轴的旋转位置。在任意正时时，可以计算出目前转矩对应值Neflt。连续地计算出目前转矩对应值Neflt，从而估算出燃料喷射开始正时、点火正时或者燃料喷射停止正时。当目前转矩对应值Neflt到达预定的阈值时，测量该时间点(timeinstance)。从所测量的时间点上可以直接估算出燃料喷射开始正时、点火正时或者燃料喷射停止正时。

(第二实施例)

参照图11和12，在下文中描述第二实施例。图11是流程图，它示出了用来校正缸之间的燃料喷射量的离差的过程。在步骤S10中，测量出图13所示的目前旋转速度。具体地说，从第一旋转角度(ATDC42度)和第二旋转角度(ATDC72度)之间的脉冲间隔中得到目前旋转速度。在步骤S20中，确定这个值和前面的值是否处于相同的区域内。例如，如图6所示一样，确定目前所测量的数据(目前旋转速度)和前面所测量的数据相对于在数据图A中所限定出的多个区域是否处于相同的区域内，其中该数据图A具有旋转速度和燃料喷射量的坐标轴。当回答在步骤S20中为是时，该过程进入到步骤S30中。当回答在步骤S20中是否时，该过程返回到步骤S10中。代替数据图A，数据图B是具有共轨压力和燃料喷射量的坐标轴。数据图B示出在图16中。

在步骤S10中所测量出的数据被输入到图12所示的低通滤波器M10中，从而分离出低频分量。在步骤S40中，所分离出的数据被储存到由所数据图A或者数据图B所限定出的相应区域中。每个缸所储存的数据各自被积分。在这个实施例中，由于柴油机具有四个缸，因此借助低通滤波器M10产生了四个积分过的数据。

在步骤S50中，确定储存在具体区域中的数据量是否到达预定的数量。当在步骤S50中回答为是时，该过程进入到步骤S60中。当回答是否时，该过程返回到步骤S10中。

在步骤S60中，借助图12所示的平均装置M20使该数据进行平均，因此分离出燃料喷射量的离差，如图14所示一样。图14示出了由于喷射器之间的各自不同所产生的燃料喷射量的离差。燃料喷射量的离差dQ的大小用数字0到5来表示。缸#1到#4之间的速度离差示出在图14中。相对于缸#1和#4，燃料喷射量离差dQ是正值。相对于缸#3和#2，离差dQ是负值。图14示出了相对于曲柄角度的滤波器输出量的平均值。在离差dQ＝2的情况下，滤波器输出相对于缸#1和#4的平均量加入了2mm³/冲程的量，从而平均该滤波过的输出量。滤波器输出量相对于缸#3和#2的平均量被减小2mm³/冲程的量，从而平均该滤波过的输出量。

在这个过程中，在第一旋转角度(ATDC 42度)和第二旋转角度(ATDC 72度)之间得到该数据。因此，在步骤S60中可以得到图14所示的、位于第一旋转角度和第二旋转角度之间的滤波器输出量的平均过程值。

在图14中，当离差dQ增大时，那么这些缸之间的旋转速度离差增大。

在下文中详细描述步骤S60中的平均过程。

在步骤S40中所得到的积分数据除以预定值以计算出相对于每个缸的积分数据的平均值。可以得到四个平均值。这四个平均值被积分并且除以缸的数目(在这个实施例中是四个)，从而计算出整个平均值。借助从每个缸的整个平均值中减去每个缸的各自平均值来计算出每个缸的偏差。该偏差被转换成燃料喷射量的值以计算出燃料喷射校正量q。

在步骤S70中，以这样的方式校正燃料喷射量：即可以减小这些缸之间的燃料喷射量的离差。更加具体地说，如图3所示一样，借助在指令燃料喷射量Q中加入校正量q，计算出校正指令燃料喷射量Qf。根据校正指令燃料喷射量Qf来控制燃料喷射器11。

根据第二实施例，借助低通滤波器M10过滤每个缸的目前旋转速度从而得到低频分量，因此消除了高频噪声，从而可以精确地探测出缸之间的旋转变量。然后，预定的数据被积分并且被平均，因此只有这些缸之间的燃料喷射离差可以被探测出。其结果是，以这样的方式来校正燃料喷射量，从而可以减小缸之间的离差，因此缸之间的旋转速度的离差可以得到限制。

上述控制可以应用到发动机的整个驱动范围中。即使在发动机以正常速度和怠速进行运转以减小排放和提高驾驶性能时，也可以校正缸之间的旋转速度的离差。

低通滤波器M10所过滤的数据被储存到数据图A或者数据图B中，并且预定的数据在每个区域内被积分并且被平均。因此，在数据图A或者B中所限定出的每个区域中可以得到燃料喷射校正量。在低负荷和低速区域内所学习的燃料喷射校正量没有用在高负荷和高速区域中，因此在发动机的整个驱动范围内执行合适的校正。

本发明可以应用到汽油机和柴油机中。

Claims (23)

1.一种多缸内燃机的燃料喷射控制设备，它包括：

计算装置(20)，用于计算出内燃机(10)的曲轴(17)的旋转速度；

滤波装置(20、M1)，用于借助根据内燃机(10)燃烧频率所限定出的频率来过滤旋转速度，从而得到与目前转矩相对应的值(Neflt)；及

控制装置(20、11)，用于根据与目前转矩相对应的值来控制内燃机(10)的每个缸的特性。

2.如权利要求1所述的燃料喷射控制设备，其特征在于，滤波装置(20、M1)由转移函数来限定出，该转移函数的响应频率是燃烧频率。

3.如权利要求1所述的燃料喷射控制设备，其特征在于，滤波装置(20、M1)是带通滤波器。

4.如权利要求1所述的燃料喷射控制设备，其特征在于，相对于每个缸的每个预定旋转角度上得到与目前转矩相对应的值(Neflt)，根据与目前转矩相对应的值(Neflt)来估算出每个缸的特性。

5.如权利要求1所述的燃料喷射控制设备，其特征在于，相对于每个缸的每个预定旋转角度上得到与目前转矩相对应的值(Neflt)；及

借助比较与缸之间的目前转矩相对应的值(Neflt)来估算出每个缸的特性的差值。

6.如权利要求1所述的燃料喷射控制设备，其特征在于，得到与每个缸的目前转矩相对应的值(Neflt)的峰值和底值中的至少一个；及

根据所得到的值来估算出每个缸的特性。

7.如权利要求1所述的燃料喷射控制设备，其特征在于，得到与每个缸的目前转矩相对应的值(Neflt)的峰值和底值中的至少一个；及

借助比较在这些缸之间的所得到的值来估算出缸之间的特性差值。

8.如权利要求1所述的燃料喷射控制设备，其特征在于，根据在燃烧情况下所计算出的目前转矩相对应的值(Neflt)和在没有燃烧情况下所计算出的目前转矩相对应的值(Neflt)之间的差值来计算出燃烧转矩。

9.如权利要求1所述的燃料喷射控制设备，其特征在于，还包括：

用于借助在预定范围内对与每缸的目前转矩相对应的值进行积分以计算出燃烧的相应工作负荷(Sneflt)和总工作负荷(Sneflt)、惯性力和负荷中的至少一个的装置(20)。

10.如权利要求1所述的燃料喷射控制设备，其特征在于，还包括：

用于借助在预定范围内对与每缸的目前转矩相对应的值(Neflt)进行积分并且比较缸之间的积分值以计算出缸之间的燃烧的相应工作负荷(Sneflt)和总工作负荷(Sneflt)的差值、惯性力和负荷中的至少一个的装置(20)。

11.如权利要求1所述的燃料喷射控制设备，其特征在于，还包括：

用于借助在预定范围内对与每缸的目前转矩相对应的值(Neflt)进行积分以计算出作为燃烧情况参数的、燃烧的相应工作负荷(Sneflt)和总工作负荷(Sneflt)、惯性力和负荷中的至少一个的装置(20)；

用于计算出每个缸的燃烧情况参数的平均值的装置(20)；及

用于计算出每个缸的燃烧情况参数的平均值和燃烧情况参数之间的差值的装置(20)。

12.如权利要求9所述的燃料喷射控制设备，其特征在于，借助在燃烧期间和没有燃烧的期间在预定范围内对与目前转矩相对应的值(Neflt)进行积分来计算出每个缸的工作负荷(Sneflt)；及

根据燃烧期间的工作负荷和没有燃烧期间的工作负荷之间的差值来计算出每个缸的燃烧的工作负荷(Sneflt)。

13.如权利要求9所述的燃料喷射控制设备，其特征在于，相应工作负荷(Sneflt)、总工作负荷(Sneflt)或者缸之间的它们的差值作为学习值而被储存起来。

14.如权利要求1所述的燃料喷射控制设备，其特征在于，还包括：用于借助使与目前转矩相对应的值(Neflt)与在与每个缸的目前转矩相对应的值(Neflt)增大情况下的预定阈值相比较以估算出燃料喷射开始正时或者点火正时的装置(20)。

15.如权利要求1所述的燃料喷射控制设备，其特征在于，还包括：用于借助使与目前转矩相对应的值(Neflt)与在与每个缸的目前转矩相对应的值(Neflt)减小情况下的预定阈值相比较以估算出燃料喷射停止正时的装置(20)。

16.如权利要求1所述的燃料喷射控制设备，其特征在于，还包括：用于借助使与目前转矩相对应的值(Neflt)与在与每个缸的目前转矩相对应的值(Neflt)增大情况下的预定阈值相比较以估算出燃料喷射开始正时或者点火正时、并且用于计算出缸之间的燃料喷射开始正时或者点火正时的差值的装置(20)。

17.如权利要求1所述的燃料喷射控制设备，其特征在于，还包括：用于借助使与目前转矩相对应的值(Neflt)与预定阈值进行比较以估算出燃料喷射停止正时、并且用于在与每个缸的目前转矩相对应的值(Neflt)减小的情况下计算出缸之间的燃料喷射停止正时的差值的装置(20)。

18.一种多缸内燃机的燃料喷射控制设备，包括：

计算器(20)，用于计算出内燃机(10)的曲轴(17)的旋转速度；

滤波器(20、M1)，用于借助根据内燃机燃烧频率所限定出的频率来过滤旋转速度，从而得到与目前转矩相对应的值(Neflt)；及

控制器(20、11)，用于根据与目前转矩相对应的值(Neflt)来控制内燃机的每个缸的特性。

19.一种多缸内燃机的燃料喷射控制方法，包括：

计算出内燃机(10)的曲轴(17)的旋转速度；

借助根据内燃机(10)燃烧频率所限定出的频率来过滤旋转速度，从而得到与目前转矩相对应的值(Neflt)；及

根据与目前转矩相对应的值(Neflt)来控制内燃机(10)的每个缸的特性。

20.一种用于多缸内燃机的燃料喷射控制设备，包括：

速度探测装置(18)，用于探测内燃机(10)的每个缸的目前旋转速度；

低通滤波器(20、M10)，用于只通过所探测到的目前旋转速度的低频率分量；

离差探测装置(20)，用于探测在对预定次数的每个缸的数据进行和积分之后的燃料喷射量离差，所述数据通过低通滤波器(20、M10)及

校正装置(20)，用于以这样的方式来校正燃料喷射量，以便可以减小缸之间的燃料喷射量离差。

21.如权利要求20所述的燃料喷射控制设备，其特征在于，还包括：

数据图，具有发动机旋转速度和燃料喷射量的坐标轴，其中该数据图根据旋转速度和燃料喷射量被分成若干区域，通过低通滤波器的数据被储存在相应的区域内。

22.如权利要求20所述的燃料喷射控制设备，其特征在于，还包括：

数据图，具有燃料喷射压力和燃料喷射量的坐标轴，其中该数据图根据燃料喷射压力和燃料喷射量被分成若干区域，通过低通滤波器的该数据被储存在相应的区域内。

23.一种用于多缸内燃机的燃料喷射控制设备，包括：

速度探测装置(18)，用于探测内燃机的每个缸的目前旋转速度；

低通滤波器(20、M10)，不能通过所探测到的目前旋转速度的高频分量；低通滤波器通过所探测到的目前旋转速度的低频分量；

离差探测装置(20)，用于探测在对预定次数的每个缸的数据进行平均和积分之后的燃料喷射量离差，所述数据通过低通滤波器(20、M10)；及

校正装置(20)，它以这样的方式来校正燃料喷射量，以便可以减小缸之间的燃料喷射量离差。

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