专利名称：发动机气缸进气量测量的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据由流入空气量和流出空气量之间平衡计算所确定的进气歧管内空气量来测量进入发动机气缸段的空气量的技术。具体地，本发明涉及此种适用于设置有阀门重叠的发动机的发动机气缸进气量测量。
背景技术：
美国专利US6328007 B1(对应于已出版的日本专利申请kokai2001-50091)提出在流入和流出空气量之间进行平衡计算以确定进气歧管内空气量的过程，并根据歧管内空气量和气缸容积计算发动机气缸进气量。
发明内容
当发动机停止在阀门重叠期内的曲柄位置时，由于空气从排气系统吸入进气歧管，因此平衡计算不是很充分。
本发明的目的是提供一种即使发动机停止在阀门重叠期内的位置上也能更准确地测量发动机气缸进气量的装置和/或方法。
根据本发明，提供一种用于设置有阀门重叠期的发动机的发动机气缸进气量测量装置，在此阀门重叠期期间进气阀和排气阀都打开，所述装置包括进气量检测部分，用于检测吸入发动机进气系统中的空气的进气量；进气歧管内空气量计算部分，通过执行平衡计算来计算流入进气歧管的空气的进气歧管流入空气量和流出进气歧管的空气的进气歧管流出空气量之间的平衡，从进气量计算发动机进气歧管中空气的进气歧管内空气量；气缸进气量计算部分，根据进气歧管内空气量计算进入发动机气缸段的空气的气缸进气量；发动机停止位置确定部分，用于检测发动机的发动机停止并确定发动机的发动机停止位置是否在阀门重叠期内；以及歧管内空气量修正部分，当发动机停止位置在阀门重叠期内时，此部分设定进气歧管内空气量等于重叠停止模式最终空气量，并由此使进气歧管内空气量计算部分用重叠停止模式最终空气量作为发动机下一次起动时进气歧管内空气量的初始值。
根据本发明，一种发动机气缸进气量测量方法包括通过执行平衡计算来计算进气歧管流入空气量和进气歧管流出空气量之间的平衡，从检测到的发动机进气量计算进气歧管内空气量，并且从进气歧管内空气量计算气缸进气量；确定发动机的发动机停止位置是否在阀门重叠期内；以及，当发动机停止位置在阀门重叠期内时，通过设定歧管内空气量等于重叠停止模式最终空气量而修正歧管内空气量。
从以下结合附图进行的描述中，本发明的其它目的和特征将变得容易理解。
图1为示出根据本发明一个实施例的车辆控制系统的示意图。
图2为示出图1系统中发动机的进气歧管和气缸以及用于计算发动机气缸进气量的参数的示意图，。
图3为说明图1发动机的阀门重叠的图形。
图4示出在阀门重叠过程中从排气侧流入进气侧的气体对歧管流入空气量Qa、气缸进气量Qc和进气歧管内空气量Cm的影响。
图5为示出所述实施例的一个实例中发动机停车控制过程的流程图。
图6为示出所述实施例的另一实例中发动机停车控制过程的流程图。
图7为示出所述实施例中发动机停止位置检查过程的流程图。
图8为示出所述实施例中发动机曲轴反转检测过程的流程图。
图9示出在发动机停车过程中用于所述实施例中的曲柄角位置CRANCNT和位置脉冲重复间隔TPOS10中的变化。
图10为示出本发明另一应用实例的发动机停车过程的流程图。
具体实施例方式
图1示出根据本发明一个实施例的车辆控制系统。此实例的动力系统是包括发动机1和第一(牵引)电动机(或电机/发电机)2的并联混合系统。
在此动力系统中，发动机1的曲轴通过粉末离合器3连接第一电机2的转轴。此动力单元产生的扭矩通过传动装置4和差速齿轮单元5传送到左右驱动轮6的左右驱动轴7。通过使粉末离合器3啮合和分开，此并联系统可以只通过电机/发电机2、或只通过发动机1、或通过发动机1并借助电机/发电机2来驱动车辆。
与第一电机/发电机2不同的第二(起动)电动机(或电机/发电机)8的转轴连接发动机1的曲轴。第二电机/发电机8用于起动发动机1并再生电力。第一电机/发电机2也能再生能源。电机/发电机2和8产生的电力通过各个变换器9和10(INV 1和INV 2)储存在电池11(BATT)中。相反，电池11通过变换器9和10向电机/发电机2和8供电。
图1的控制系统包括具有多个控制器的控制器段。车辆控制单元(或电子控制单元ECU)21作为上层(高级)控制器，用于向子系统的下层控制器发布命令，从而专门对车辆进行总体控制。在此实例中，因扭矩的普遍性，所以根据扭矩产生命令。车辆ECU 21向电机控制器31传送用于控制电机/发电机8的电机扭矩命令；向发动机控制器32传送用于控制发动机1的发动机扭矩命令；向离合器控制器33传送用于控制离合器3的离合器传输扭矩命令；向电机控制器34传送用于控制牵引电机/发电机2的电机扭矩命令；并且向传动装置控制器35传送用于控制传动装置4的传动装置扭矩命令(速比命令)。每个控制器31～35根据车辆ECU 21发出的扭矩命令来控制它所控制的系统。
此实例的控制系统的传感器(或输入)段包括以下输入器件。起动开关41产生表示车辆点火开关的开-关状态的开-关信号、以及车辆起动开关的开信号。加速器传感器42检测驾驶员的加速器输入或加速器踏板下降程度，并产生代表驾驶员命令的加速器位置信号。刹车传感器43检测刹车踏板下降程度或制动开关的开启。换档传感器44检测变速杆的当前位置。这些传感器的信号提供给车辆ECU 21。
从以下传感器向车辆ECU 21提供与各种工况有关的信息车速传感器45检测车速VSP。电池传感器46(在此实例中，通过检测放电电流)检测电池11的充电状态(SOC)。电机转速传感器50检测第二电机/发电机8的转速(rpm)NM。这些传感器45、46和50连接到车辆ECU 21。从以下传感器向发动机控制器32提供与工况有关的信息。风门传感器47检测发动机1的风门开(度)TVO。空气流量计(或空气流量传感器)48检测发动机1的进气量Qa。(由空气流量传感器48检测的进气量Qa也称为风门过气量，用于区别后述的气缸进气量。)曲柄角传感器49检测发动机1的曲柄角。这些传感器47、48和49连接到发动机控制器32。
根据各个传感器的输入信息，车辆ECU 21计算扭矩命令。如果电池11的SOC为充足的水平，车辆ECU 21就在低车速运行中用牵引电机/发电机2作为原动机，分开离合器3并停止发动机1。当根据驾驶员的加速命令，车速VSP增加到预定的高速区时，车辆ECU 21通过起动发动机1和啮合离合器3而把动力源变换到发动机1。
在发动机1运行过程中，发动机控制器32总是确定进入发动机气缸的空气的气缸进气量，并计算相对于气缸进气量的燃油供应量(在此实例中为燃油喷射量)，此燃油供应量为达到命令所指示的发动机扭矩所需的数量。按以下方式计算气缸进气量和燃油喷射量。
在此实例中，采用前述美国专利US 6328007 B1中所公布的气缸进气量计算方法计算气缸进气量。此专利US 6328007 B1中与计算方法有关的内容，包括图1A、4、5、6和7及相关的解释在此引作参考。如图2所示，在进气歧管101中，压力为Pm[Pa]，容积为Vm[m3，常数]，空气质量(空气的质量)为Cm[g]，并且温度为Tm[k]。在发动机气缸段102中，压力为Pc[Pa]，容积为Vc[m3]，空气质量(空气的质量)为Cc[g]，并且温度为Tc[k]。缸内新风比为η[％]。此缸内新风比η随着进气阀103和排气阀103的阀门重叠时间而变化。缸内新风比η随着阀门重叠时间延长而减少，因而残余的燃烧废气(内部EGR气体)量增加。在此实例中，假设Pm＝Pc和Tm＝Tc。因而，在进气歧管101和发动机气缸段102之间，压力和温度保持不变。歧管容积Vm为常数。
首先，发动机控制器32从空气流量计48的输出计算风门过气量Qa[g/msec]。风门过气量Qa为通过节流阀105的空气流量。发动机控制器32进一步通过在每个预定的时间段Δt中对风门过气量Qa积分而计算流入进气歧管101中的空气的歧管进气量Qa(质量(g))。在此实例中，Qa[g]＝Qa·Δt。
另一方面，发动机控制器32根据进气阀103的关闭时间IVC计算进气阀关闭时的实际气缸容积Vc，并用缸内新风比η和发动机转速NE(由电机/发电机8的电机转速NM确定)乘以实际气缸容积Vc。接着，通过对此计算结果积分，发动机控制器32确定最终的气缸容积Vc＝Vc·η·NE·Δt。
然后，对于歧管内空气平衡计算，发动机控制器32通过对先前的歧管内空气量Cmn-1加上在上述过程中确定的歧管流入空气量Qa并减去从歧管101流入气缸段102中的空气的气缸进气量Qc，计算当前的歧管内空气量Cmn，其中，Cmn-1是歧管内空气量Cm的先前值。在此计算中，发动机控制器32使用在此程序先前执行过程中计算的先前值作为Ccn。即Cmn＝Cmn-1+Qa-Ccn…(1)通过气缸容积Vc乘以歧管内空气量Cm并除以歧管容积Vm，计算气缸进气量Qc(＝气缸空气量Cc)。即Qc(＝Cc)＝Vc·Cm/Vm …(2)从以下获得方程(2)。重新整理气体状态方程P·V＝C·R·T，得到C＝P·V/(R·T)。因此，对于气缸段102，Cc＝Pc·Vc/(R·Tc)。假设Pc＝Pm且Tc＝Tm，Cc＝Pm·Vc/(R·Tm)…(3)另一方面，重新整理气体状态方程P·V＝C·R·T，得到P/(R·T)＝C/V。因此，对于进气歧管101，Pm/(R·Tm)＝Cm/Vm …(4)用公式(4)代入公式(3)，得到Cc＝Vc·{Pm/(R·Tm)}＝Vc·Cm/Vm因而，得到方程(2)。
以此方式，根据本实施例的控制系统可确定气缸进气量Qc。对于因此确定的气缸段空气量Qc，控制系统设定实现最佳空气燃油比的燃油喷射量。
如前所述，发动机1在低车速区内停车。在停止发动机1的发动机停车操作过程中，继续进行歧管内空气量Cm的平衡计算，直到进气歧管101内的压力变得等于大气压，以便使用在进气歧管101内压力变得等于大气压时计算的歧管内空气量(最终值)Cm，作为用于计算发动机下一次起动时气缸进气量Qc的初始值。
在发动机停车操作过程中，歧管内空气量Cm的平衡计算按以下方式执行。如图3所示，本实施例的发动机1(在进气阀打开时间IVO和排气阀关闭时间EVC之间)设置有阀门重叠，在此重叠过程中，进气阀103和排气阀104在排气上止点附近的TDC区域中都打开。
通过前进方向曲轴扭矩和后退方向曲轴扭矩之间的平衡，确定发动机1的停止位置。一般地，六缸发动机停止在压缩冲程中上止点之前曲柄角60°位置附近，四缸发动机停止在压缩冲程中90°BTDC的曲柄角位置附近。然而，在一些情况下，发动机可超过标准的停止位置，并停止在阀门重叠期内。在此情况下，在发动机停车操作过程中进行平衡计算时，空气从排气系统流入进气歧管101。图4示出在此情况下歧管流入空气量Qa、气缸进气量Qc和歧管内空气量Cm随时间的变化。
当发动机1在重叠期内停止时，空气也从排气侧吸入进气歧管101中。因此，从(由空气流量计48检测的)风门过气量计算的歧管流入空气量Qa变得小于实际进入到进气歧管101内的空气的实际歧管流入空气量Qa′。结果，从此歧管流入空气量Qa计算的歧管内空气量Cm变得小于实际存在于进气歧管101中的空气的实际歧管内空气量Cm。
图5以流程图的形式示出根据本实施例的发动机停车控制过程，本实施例设计得解决上述问题。图5的控制过程由发动机控制器32执行。
在S1(步骤1)中，发动机控制器32检查发动机是否即将停车。在此实例中，发动机控制器32通过检查进气歧管101内的压力变得等于大气压的时间而确定发动机停车。借助设置在进气歧管101壁内的压力传感器，发动机控制器通过检查此压力传感器的输出(代表进气歧管内压力PB)变得稳定(进气压力PB变得基本不变)而判定发动机1停车。可替换地，通过检查风门过气量变得等于零，或者通过检查由平衡计算计算的歧管内空气量Cm变得稳定，而有可能检测发动机1的停车。当发动机1即将停车时，发动机控制器32从S1前进到S2，而当发动机控制器32判断发动机1不会停车时，就前进到S5。
在S2中，发动机控制器32(通过检查后面将结合图7描述的重叠停止标记fTOPJDC是否设定得等于1)检查发动机1的停止位置是否在阀门重叠期内。当发动机停止位置在重叠期内时，发动机控制器32从S2前进到S3，否则前进到S4。
在S3中，发动机控制器32把以前在发动机1在重叠期外停止时由发动机停车过程计算的学习控制变量(Cm)的值，代入将作为发动机停车过程最终值的歧管空气量Cm，并且储存因此得到的值Cm。在此情况下代入的数量Cm是在S4操作之前储存的数量。
在S4中，发动机控制器32把按后述计算的歧管内空气量Cm(最终值)储存为学习控制量，所述Cm是在进气歧管101内压力变得等于大气压之前基于空气流量计48输出的连续平衡计算而得到的。
另一方面，如果发动机1仍然在运转(进气歧管101内的压力不等于大气压)，那么发动机控制器32就在S5中通过平衡计算来计算歧管内空气量Cm。
图6示出替代图5的另一实例，此实例由发动机控制器32执行发动机停车控制过程。步骤S1和S2基本与图5所示的S1和S2相同，在此省略重复解释。
如果发动机1停止在阀门重叠期内的停止位置上并且S1和S2的回答都是肯定的，那么，发动机控制器32就前进到S11，把基准值代入歧管内空气量Cm，作为发动机停车控制过程的最终值，并且储存由此确定的Cm值。此基准值是由发动机控制器32储存的固定值。当发动机1在正常运行环境的大气条件下停车时，基准值设定得等于进气歧管101内所填充的空气量。
当发动机1没停止(进气歧管101内的压力不等于大气压)或者当发动机1已停止但它的停止位置是在阀门重叠期的外面，发动机控制器32就从S1或S2前进到S12，并继续进行平衡计算以确定歧管内空气量Cm。
图7示出在本实施例中使用的重叠停止检测程序(用于设定在图5或6的S2中使用的重叠停止标记fTOPJDC)。
在S21中，发动机控制器32检查发动机1是否已停止。在此实例中，发动机控制器32从电机/发电机8的电机转速NM确定发动机转速NE，并且当因此确定的发动机转速NE的绝对值变得低于或等于预定速度NESTP时判定发动机1将要停车。当发动机1处于NE≤NESTP的停车状态时，发动机控制器32从S21前进到S22，并且当发动机1不处于停车状态时，发动机控制器32前进到S25。
在步骤S22中，发动机控制器32通过曲轴的回旋(通过检查由图8所示反转检查程序设置或重置的反转标记fSTPCRK)来检查发动机1是否反向旋转。当曲轴不反转时，发动机控制器32前进到S23。当控制器32判定有反转时，发动机控制器32直接从S22前进到S25，以禁止S23的操作。
在S23中，发动机控制器32确定由曲柄角传感器49输出信号确定的发动机1的发动机停止位置(CRACNT)是否在与阀门重叠期对应的阀门重叠曲柄角区域(C1～C2)内。当发动机停止位置在此重叠区域内时(C1≤CRACNT≤C2)时，发动机控制器32前进到S24。当发动机停止位置在阀门重叠区域之外时，控制器32前进到S25。
在S24中，发动机控制器32设定阀门停止标记fTOPJDC为1，表示发动机1在重叠期内停止。另一方面，在S25中，当发动机1不处于停车状态时，或当轴轴反向旋转时，或当尽管轴轴不反向旋转但发动机停止位置在重叠期之外时，重叠停止标记fTOPJDC重置为零。
图8示出此实例的轴轴反向旋转检测程序(用于对在图7的S22中读取的标记fSTPCRK进行设置或重置)。
在S31中，发动机控制器32检查发动机停车命令是否发出。在此实例中，当选择电机/发电机2的低速运行操作时，或当车辆ECU 21的发动机扭矩命令变得等于或小于零时，或当有燃油关断命令时，就判定有发动机停车命令。在肯定地判断有发动机停车命令的情况下，发动机控制器32从S31前进到S32，或者在否定地判断没有发动机停车命令的情况下前进到S35。
在S32中，发动机控制器32检查发动机转速NE是否变得低于预定的速度值LNLMT。当发动机转速NE充分下降并因而NE＜LNLMT时，控制器32前进到S33。否则，控制器32前进到S35。
在S33中，控制器32比较在曲柄角传感器49产生的单位角脉冲信号(脉冲序列)(位置信号POS10)中的脉冲重复间隔(或周期)当前值TPOS10n和在前一计算周期中计算的脉冲重复间隔的先前值TPOS10n-1。在此实例中，曲柄角传感器49以发动机曲轴的每单位角位移(在此实例中，单位曲轴角位移等于1°)产生单位角脉冲信号的脉冲。当脉冲重复间隔TPOS10的当前值TPOS10n小于或等于先前值TPOS10n-1(TPOS10n≤TPOS10n-1)时，控制器32从S33前进到S34；当脉冲重复间隔TPOS10的当前值TPOS10n大于先前值TPOS10n-1(TPOS10n＞TPOS10n-1)时，控制器32前进到S35。
在图8实例中，步骤S33布置得进一步比较脉冲重复间隔TPOS10的第一最近先前值TPOS10n-1与就在前一计算周期之前的周期中计算的脉冲重复间隔的第二最近先前值TPOS10n-2。当脉冲重复间隔的当前值TPOS10n小于或等于第一最近先前值TPOS10n-1(TPOS10n≤TPOS10n-1)且同时第一最近先前值TPOS10n-1大于第二最近先前值TPOS10n-2(TPOS10n-1＞TPOS10n-2)时，控制器32从S33前进到S34。如果第一条件TPOS10n≤TPOS10n-1和第二条件TPOS10n-1＞TPOS10n-2中的至少一个不满足时，控制器32前进到S35。通过检查第一和第二条件，发动机控制器32可准确地检测脉冲重复时间间隔的拐点。
对于上述操作的条件，可选的是在S33检查最近先前值TPOS10n-1是否比与经过上止点所需时间对应的阀值TPOSLMT更长(TPOS10n-1＞TPOSLMT)。甚至在曲轴前向旋转时，脉冲重复间隔或位置信号周期在通过上止点的过程中也因旋转变化而减少。在曲轴反转的情况下的间隔倾向于比在通过TDC的情况下的更长，因为在曲轴一接近停止后就开始旋转。从而，只有当TPOS10n-1比TPOSLMT更长时，发动机控制器32才前进到S34，否则前进到S35，这样可避免因TDC交叉而引起的反转误判。通过其它方式，如根据曲柄角位置CRACNT检测TDC，有可能检测TDC的交叉。
在S34中，控制器32设定反转标记fSTPCRK为1，表示发生曲轴反转。在S35中，当发动机1在运行时，或当尽管有发动机停车命令但发动机转速未充分降低时，或当位置脉冲重复间隔TPOS10增加时，控制器32重置反转标记fSTPCRK为0。
图9以时间图的形式解释由图5-8流程图所示的发动机控制器32执行的控制操作(发动机停车过程)。图9示出曲柄角位置CRACNT和POS信号POS10的脉冲序列的脉冲重复间隔(或周期)随时间的变化，其中，曲柄角位置CRACNT通过计算曲柄角传感器(在此实例中为车轮IC型)在每单位角位移内所产生的位置信号POS10中的脉冲而确定。
位置信号由用于检测曲轴角位置的位置传感器产生。在连接到曲轴的信号板每次角位移10°时产生脉冲。在六缸发动机的情况下，此信号板形成有以120°的规则角度间隔布置的凹口，所述凹口用于检测基准曲柄角位置。曲柄角位置CRACNT根据基准曲柄角位置设定为10个数字0～9中的一个(在此实例中，CRACNT＝8)。
通过用计时器测量位置信号POS10的脉冲间隔来计算位置脉冲重复间隔TPOS10。对于曲柄角传感器，除了位置传感器以外，还设置有产生相位信号PHASE的相位传感器，所述相位信号用于气缸辨别。
在图9实例中，在车辆ECU 21产生发动机停车命令之后，发动机转速NE在时刻t0变得低于预定的速度值LNLMT。通常，位置脉冲重复间隔TPOS10随着发动机转速NE的降低而增加。因此，通过检查曲柄角位置CRACNT(＝3)在时刻t2是否在与重叠期对应的区域内，发动机控制器32可确定发动机1在重叠期内是否停止，其中，在时刻t2，在下一次输入位置信号POS10之前经历了比预定时间更长的时间，并且在时刻t2判定发动机停车。
另一方面，如果在发动机停车之前曲轴因缸内气体的压缩反应力或重力的作用而回旋，曲轴就以临时加速度反向旋转。因此，位置脉冲重复间隔TPOS10变得比先前值更短(时刻t1)。从而，发动机控制器32通过检查位置脉冲重复间隔POS10可检测反向曲轴旋转。
通常，在位置信号POS10的每个脉冲发生时，曲柄角位置CRACNT简单地增加，而与曲轴的旋转方向无关。相应地，即使曲轴反向旋转，曲柄角位置CRACNT也因发生位置脉冲而增加。结果，如果反向曲轴旋转，发动机控制器32不能准确地确定发动机停止位置。如果最终计算的CRACNT在重叠区内，曲轴的实际停止位置就不在重叠区内。根据本实施例的发动机控制器32在此情况下禁止发动机停车位置判断，由此防止认为发动机停止在重叠区内的误判。
此实例的曲柄角传感器49的信号板形成有以规则间隔布置的凹口。因此，即使曲轴前向旋转，在检测一个凹口之后发生位置脉冲POS10时所计算的位置脉冲重复间隔TPOS10也变得比先前值更短。为了防止在此情况下误判反转，当n＝8时，步骤S33设置得强行把控制转移到S35。
当曲柄角传感器49使用没有凹口的信号板时，就不需要提供此种避免误判的测量。在此情况下，提供另一种用于检测基准曲柄角位置的方法。在一个实例中，发动机控制器配置得根据气缸辨别信号PHASE来检测上止点并根据上止点确定基准曲柄角位置。
在发动机1在重叠期之外的位置上停止之后，发动机控制器32继续进行歧管内空气量Cm的平衡计算，直到进气歧管101的内部压力变得等于大气压的水平为止，并且储存由平衡计算得到的最终值，作为学习控制量。在发动机下一次起动时，发动机控制器32通过使用储存的Cm值作为初始值而确定气缸进气量Qc。
另一方面，当发动机1在重叠期内停止时，发动机控制器32停止歧管内空气量Cm的平衡计算。相反，发动机控制器32，(在图5的S3的情况下)把在发动机停止在阀门重叠期外面时最近计算的歧管内空气量的最近值(学习控制量的学习值)，或(在图6的S11的情况下)把歧管内空气量Cm的基准值，储存为歧管内空气量的最终值，作为发动机下一次起动时的初始值。
因而，发动机气缸进气量测量装置配置得计算歧管内空气量Cm并确定发动机1的发动机停止位置是否在发动机的阀门重叠期内。发动机气缸进气量测量装置进一步配置为当发动机停止位置在阀门重叠期内时，在步骤S3或S11设定歧管内空气量等于重叠停止模式最终空气量。因此，(在图5实例中)在发动机在重叠期内停止之后发动机下一次起动的操作中，气缸进气量测量装置可以使用在发动机1停止在阀门重叠期外面以前计算的学习值作为歧管内进气量Cm的初始值。从而，所述气缸进气量测量装置可避免不希望的排放物增加并防止在发动机下一次起动操作中的扭矩不足，所述排放物增加和扭矩不足是在阀门重叠条件下排气系统的回流所造成的歧管内进气量Cm误差而引起的。
根据此实施例的气缸进气量测量装置布置为当发动机曲轴在发动机停车时反向旋转时，禁止发动机停止位置确定，从而防止发动机在重叠期内的停止误判。此装置通过检查位置脉冲重复间隔，可容易地检测反向曲轴旋转。当曲轴反向旋转时，曲轴在重叠期之前的位置上停止。因此，当检测到曲轴反转时有可能重置标记fTOPJDC为0。
在上述实例中，当选择电机/发电机2的低速运行操作时，产生发动机停车命令。然而，根据应用本发明的控制系统，可在不同的其它时刻产生发动机停车命令，并且，根据本发明的发动机进气量测量装置可响应这些不同的发动机停车命令。例如，有可能把点火开关断开或判断空转停车(例如，当空转开关打开且此时车速等于或低于预定速度值时)，视为发动机停车命令。发动机停车包括临时的空转停车。
图10示出在本实施例的另一应用实例中的发动机停车控制过程。图10中的步骤S21、S23、S24、S25、S31、S32、S33和S34基本与图7和8所示前一实例中的相应步骤相同。
在S41中，发动机控制器32确定是否产生反向曲轴旋转。当发动机1仍然以相对较高的速度旋转并且没有回旋时，发动机控制器32前进到S33。然而，在曲轴回旋且在S34中设定标记fSTPCRK为1之后，发动机控制器32前进到S43。
在S33中，发动机控制器32检查当前位置脉冲间隔TPOS10与最近先前值相比是否增加，如果是，就前进到S42。如果位置脉冲间隔TPOS10的当前值等于或短于先前值，发动机控制器32就从S33前进到S34。在S34中，标记fSTPCRK设定为1。在S34之后，发动机控制器32前进到S43。
在S42中，由于曲轴向前旋转，因此控制器32对曲柄角位置CRACNT加1。另一方面，在S43中，控制器32对曲柄角位置CRACNT减1，以便即使在反转的情况下也能准确地检测曲柄角。
在步骤S21的答案为否定的同时，即表示发动机1还未停止时，控制器32从S21(在S42或S43之后)前进到S46，并且重置重叠停止标记(或发动机停止位置判断标记)fTOPJDC为0。
当S21的答案变为肯定以表示发动机停止时，控制器32前进到S44，并重置反转判断标记fSTPCRK为0。
当在S44之后的步骤S23提供表示发动机停止位置在重叠期内的肯定答案时，控制器32从S23前进到S24，并设定重叠停止标记fTOPJDC为1。在S24之后，控制器32前进到S45。当判定发动机停止位置在重叠期之外时，控制器32从S23前进到S25，在S25中重置重叠停止标记fTOPJDC为0，然后前进到S45。在S45中，控制器32重置曲柄角位置CRACNT为0。
在图10实例中，因此构造的发动机气缸进气量测量装置配置为当在停车之前曲轴反向旋转时，减小代表曲柄角位置的变量CRACNT(如图9中的CRACNTb所示)。因此，所述测量装置可准确地检测发动机停止位置。
步骤S5或S12与计算进气歧管内空气量的方法对应，所述计算通过以下完成计算进气歧管流入空气量和进气歧管流出空气量之间的平衡，并且从进气歧管内空气量计算气缸进气量，其中，进气歧管流入空气量是流入发动机进气歧管中的空气的质量并由在进气歧管上游侧检测的空气流量确定，进气歧管流出空气量是从进气歧管流出到发动机气缸段中的空气的质量。步骤S1和S21中的至少一个与检测发动机停车(包括空转停车)的方法相对应。步骤S2和S23中的至少一个与确定发动机的发动机停止位置是否在发动机的阀门重叠期内的方法相对应。步骤S3、S4和S11中的至少一个与当发动机停止位置在阀门重叠期内时通过设定歧管内空气量等于重叠停止模式空气量而修正歧管内空气量的方法相对应。
本申请基于2002年1月18日在日本提交的先前日本专利申请2002-010666。在先的日本专利申请2002-010666的全部内容在此引作参考。
尽管在上面已根据本发明的一些实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于上述实施例。根据以上描述，本领域技术人员可对上述实施例作出变更和改变。本发明的范围由后附权利要求定义。
权利要求
1.一种用于设置有阀门重叠期的发动机的发动机气缸进气量测量装置，在此阀门重叠期期间进气阀和排气阀都打开，所述发动机气缸进气量测量装置包括进气量检测部分，用于检测吸入发动机进气系统中的空气的进气量；进气歧管内空气量计算部分，通过对流入进气歧管的空气的进气歧管流入空气量和流出进气歧管的空气的进气歧管流出空气量之间的平衡执行平衡计算，从进气量计算发动机进气歧管中空气的进气歧管内空气量；气缸进气量计算部分，根据进气歧管内空气量计算进入发动机气缸段的空气的气缸进气量；发动机停止位置确定部分，用于检测发动机的发动机停止并确定发动机的发动机停止位置是否在阀门重叠期内；以及歧管内空气量修正部分，当发动机停止位置在阀门重叠期内时，此部分设定进气歧管内空气量等于重叠停止模式最终空气量，并由此使进气歧管内空气量计算部分用重叠停止模式最终空气量作为发动机下一次起动时进气歧管内空气量的初始值。
2.如权利要求1所述的发动机气缸进气量测量装置，其中，重叠停止模式最终空气量是在发动机停止在阀门重叠期内发动机停止位置上之前储存的预定空气量。
3.如权利要求1所述的发动机气缸进气量测量装置，其中，歧管空气量修正部分配置为当发动机停止位置不在重叠期内时，设定进气歧管内空气量为正常模式最终空气量；当发动机停止位置在重叠期内时，设定歧管内空气量为重叠停止模式最终空气量，以便考虑到从发动机排气系统吸入进气系统的空气。
4.如权利要求3所述的发动机气缸进气量测量装置，其中，进气歧管内空气量计算部分设置为通过在检测到发动机停止之后继续进行平衡计算，直到达到预定的最终条件为止，计算正常模式最终空气量；并且，歧管空气量修正部分配置为当发动机停止位置在重叠期内时，通过设定进气歧管内空气量为重叠停止模式最终空气量，以取代正常模式最终空气量，从而增加进气歧管内空气量。
5.如权利要求4所述的发动机气缸进气量测量装置，其中，当平衡计算持续到进气歧管内压力变得等于大气压为止时，重叠停止模式最终空气量比由平衡计算得到的进气歧管内空气量的最终值更大。
6.如权利要求3所述的发动机气缸进气量测量装置，其中，重叠停止模式最终空气量设定得等于当发动机在重叠期之外停止时所计算和储存的正常模式最终空气量。
7.如权利要求3所述的发动机气缸进气量测量装置，其中，当发动机在正常运行环境在大气条件下停车时，重叠停止模式空气量设定得等于进气歧管内所填充的空气的空气量。
8.如权利要求3所述的发动机气缸进气量测量装置，其中，重叠停止模式最终空气量为固定值。
9.如权利要求1-8中任一项所述的发动机气缸进气量测量装置，其中，发动机气缸进气量测量装置进一步包括用于检测发动机曲轴的角位置的曲柄位置传感器；以及发动机停止位置确定部分，此部分配置得通过检查曲柄位置传感器所检测到的角位置来确定发动机停止位置是否在阀门重叠期内。
10.如权利要求9所述的发动机气缸进气量测量装置，进一步包括曲柄角计算部分，通过对曲柄位置传感器所检测到的曲轴角位移进行积分而确定曲轴的角位置；反转检测部分，通过检查由曲柄位置传感器产生的信号来检测曲轴的反转；以及禁止部分，当检测到反转时禁止发动机停止位置确定部分进行确定。
11.如权利要求10所述的发动机气缸进气量测量装置，其中，曲柄角计算部分配置为检查曲轴单位角位移所需的单位角位移时间，并且检测当单位角位移时间在发动机停车过程中停止增加时的反向曲轴旋转。
12.如权利要求11所述的发动机气缸进气量测量装置，其中，反转检测部分配置成当第一和第二条件都满足时检测到反向曲轴旋转，当单位角位移时间的当前值TPOS10n小于或等于单位角位移时间的第一最近先前值TPOS10n-1时，即当TPOS10n≤TPOS10n-1时，满足第一条件；当第一最近先前值TPOS10n-1大于单位角位移时间的第二最近先前值TPOS10n-2时，即当TPOS10n-1＞TPOS10n-2时，满足第二条件。
13.如权利要求11所述的发动机气缸进气量测量装置，其中，反转检测部分配置得只在单位角位移时间的先前值长于预定的阀值长度时检测反向曲轴旋转。
14.一种发动机气缸进气量测量方法包括通过执行平衡计算来计算进气歧管流入空气量和进气歧管流出空气量之间的平衡，从检测到的发动机进气量计算进气歧管内空气量，并且从进气歧管内空气量计算气缸进气量；确定发动机的发动机停止位置是否在发动机的阀门重叠期内；以及当发动机停止位置在阀门重叠期内时，通过设定歧管内空气量等于重叠停止模式最终空气量而修正歧管内空气量。
全文摘要
本发明涉及发动机气缸进气量测量，其中发动机气缸进气量测量装置包括控制器，此控制器通过对进气歧管流入空气量和进气歧管流出空气量之间的平衡执行平衡计算，而从检测到的进气量计算进气歧管中空气的进气歧管内空气量，并且根据进气歧管内空气量计算气缸进气量。此控制器配置为确定发动机的发动机停止位置是否在阀门重叠期内；并且当发动机停止位置在阀门重叠期内时，设定进气歧管内空气量等于重叠停止模式最终空气量，用作发动机下一次起动时进气歧管内空气量的初始值。
文档编号F02D41/04GK1432726SQ0310171
公开日2003年7月30日 申请日期2003年1月17日 优先权日2002年1月18日
发明者岩崎铁也, 早濑昭一 申请人:日产自动车株式会社