专利汇可以提供内燃机控制设备及吸入发动机汽缸中的汽缸进气量估测方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 内燃机 控制设备,该内燃机控制设备主要包括参考进气量计算部分、最大进气量计算部分和 发动机 控制部分。参考进气量计算部分用以计算与进气作为音速流引入时相对应的参考进气量。最大进气量计算部分用以计算理论最大进气量。发动机控制部分用以通过使用第一值和第二值之间的进气量函数控制所述发动机,第一值通过将参考进气量除以最大进气量得到,而第二值通过将对应于进气 门 气门特性的实际进气量除以所述最大进气量得到。,下面是内燃机控制设备及吸入发动机汽缸中的汽缸进气量估测方法专利的具体信息内容。
1. 一种用于发动机的内燃机控制设备,该发动机具有用以改变所述发动机进气门的气门特性的可变气门操作机构,所述内燃机控制设备包括:参考进气量计算部分、最大进气量计算部分和发动机控制部分,其中 所述参考进气量计算部分用以计算参考进气量,所述参考进气量为:在进气门开口面积对应于进气门的气门特性的情况下,将进气以音速引入汽缸时的进气量; 所述最大进气量计算部分用以计算理论最大进气量,所述理论最大进气量为:从进气冲程开始时刻到进气冲程结束时刻的期间内,汽缸冲程容积内充满处于所述进气门上游的进气压力下的进气时的进气量;以及 所述发动机控制部分用以通过使用第一值和第二值之间的进气量函数控制所述发动机,所述第一值通过将所述参考进气量除以所述最大进气量得到,所述第二值通过将对应于所述进气门气门特性的实际进气量除以所述最大进气量得到,所述发动机控制部分用以唯一地确定相应于所述第二值的所述第一值的每个值,并唯一地确定相应于所述第一值的所述第二值的每个值; 其中,所述发动机控制部分还用以使用根据所述发动机操作条件计算的所述参考进气量和所述最大进气量来计算所述第一值,使用所述第一值作为参数从所述进气量函数的图表中查找所述第二值,并且通过将所述第二值乘以所述最大进气量来确定所述实际进气量。
2、 根据权利要求1所述的内燃机控制设备,其中 所述最大进气量计算部分还用以将与所述汽缸内开始绝热压缩时相对应的有效进气门关闭时刻确定为进气冲程结束时刻。
3、 根据权利要求2所述的内燃机控制设备,其中所述最大进气量计算部分还用以通过使用根据发动机转速和所述进气 门的气门升程量计算的进气结束时刻偏差值对实际进气门关闭时刻进行修 正来计算所述有效进气门关闭时刻。
4、 根据权利要求1所述的内燃机控制设备,其中,还包括 排气回流修正部分,该排气回流修正部分用以计算与在所述进气门和排气门两者都开启时的重叠期间回流的废气量相对应的排气回流量,并且通过从由所述第 一值乘以所述最大进气量计算得到的实际进气量中减去所述排 气回流量来计算完全对应于进入所述汽缸的新鲜空气量的新鲜进气量。
5、 根据权利要求1所述的内燃机控制设备,其中,还包括 进气脉动修正部分,该进气脉动修正部分用以根据进气脉动对利用所述进气量函数计算得到的实际进气量进行修正,以获得修正进气量。
6、 根据权利要求1所述的内燃机控制设备,其中所述参考进气量计算部分使用至少所述进气冲程的开始时刻计算所述 参考进气量,以及所述最大进气量计算部分使用至少所述进气冲程的开始时刻计算所述 最大进气量,所述参考进气量计算部分和所述最大进气量计算部分还用以至少根据 所述汽缸内的压力从基本上等于在所述进气门和排气门两者都开启时的重 叠期间的排气压力的值减小到基本上等于所述进气门上游的进气压力的值 所需的延迟时间确定所述进气沖程的开始时刻。
7、 根据权利要求6所述的内燃机控制设备,其中 所述参考进气量计算部分和所述最大进气量计算部分用以将所述汽缸内的压力达到基本上等于所述进气门上游的进气压力的压力值时的有效上 止点确定为所述进气冲程的开始时刻。
8、 根据权利要求7所述的内燃机控制设备,其中所述参考进气量计算部分和所述最大进气量计算部分用以根据发动机 转速和重叠期间的重叠开口面积计算进气开始时刻偏差<直,该进气开始时刻 偏差值表示所述进气沖程开始时刻偏离重叠中心角的偏差量,在该重叠中心 角处所述进气门和所述排气门的气门升程量基本相等;并且根据所述进气开 始时刻偏差值计算所述进气沖程的开始时刻。
9、 根据权利要求6所述的内燃机控制设备,其中,还包括 排气回流修正部分,该排气回流修正部分用以计算对应于重叠期间回流的排气量的排气回流量,并且通过从由所述第一值乘以所述最大进气量计算 得到的实际进气量中减去所述排气回流量来计算完全对应于进入所述汽缸 的新鲜空气量的新鲜进气量。
10、 根据权利要求9所述的内燃机控制设备,其中,还包括 所述排气回流修正部分还用以根据重叠期间的排气温度、排气压力和重叠开口面积计算参考排气回流量,并且通过利用;f艮据所述发动^L转速设定的 修正量对所述参考排气回流进行修正来计算所述排气回流量。
11、 根据权利要求6所述的内燃机控制设备,其中,还包括 进气脉动修正部分,该进气脉动修正部分用以根据进气脉动对使用所述进气量函数计算得到的新鲜进气量进行修正,以估测修正进气量。
12、 根据权利要求5所述的内燃机控制设备,其中所述进气脉动修正部分还用以根据所述发动机运行于第一区域还是第 二区域、而通过使用不同的修正特性对所述实际进气量进行修正以估测所述 修正进气量,所述第一区域是吸入汽缸的进气流基本上为音速流的区域,而 所述第二区域是汽缸中的状态以准静态方式变化的区域。
13、 根据权利要求12所述的内燃机控制设备,其中用 一修正特性,在该修正特性中,相应于所述进气脉动的实际进气量的修正量基本上等于零。
14、 根据权利要求12所述的内燃机控制设备,其中用一修正特性,在该修正特性中,所述实际进气量的修正量与计及气柱振动 的实际进气压力成正比,且与计及所述气柱振动的实际进气温度的倒数成正 比。
15、 根据权利要求12所述的内燃机控制设备,其中 所述参考进气量计算部分用以将所述参考进气量计算为在汽缸压力减小至进气压力的有效上止点与对应于所述气门特性的进气门关闭时刻之间 的期间内进入所述汽缸的进气量。
16、 根据权利要求12所述的内燃机控制设备,其中 所述最大进气量计算部分用以将所述最大进气量计算为在所述汽缸压力减小至进气压力的有效上止点与所述汽缸内进气的压缩实质上开始的有
17、 根据权利要求12所述的内燃机控制设备,其中,还包括 排气回流修正部分,该排气回流修正部分用以计算与所述进气门和排气门两者都开启时的重叠期间回流到进气通道的排气量相对应的排气回流量, 并通过从所述实际进气量中减去所述排气回流量来计算完全对应于进入所
18、根据权利要求12所述的内燃机控制设备,其中 所述进气脉动修正部分用以按照如下公式计算所述修正进气量: rQCYL = QCYL1 x PRATE x TRATEPRATE=[PM AN+K1 x APM ANIVCTRATE=PMAN(TMAN+K1 x ATMANIVC TMAN(2-K2)其中rQCYL是修正实际进气量,QCYL1是不考虑进气脉动时的实际进气量,PRATE是压力修正系数,TRATE是温度修正系数,PMAN是代表性进气压力,TMAN是代表性进气温度,对于代表性进气压力PMAN的变化量,ATMANIVC是在对应于气门特性的进气门关闭时刻进气温度相 对于代表性进气温度TMAN的变化量,Kl是等于或者大于0并且小于或者等于1的修正系数,以及 K2是等于或者大于0并且小于或者等于1的修正系数。
19、 一种估测吸入发动机汽缸中的汽缸进气量的方法,该发动机具有用 以改变所述发动机进气门的气门特性的可变气门操作机构,所述方法包括: 计算与在进气门开口面积对应于进气门的气门特性的情况下进气作为音速流引入汽缸时相对应的参考进气量;计算与从进气冲程开始时刻到进气沖程结束时刻的汽缸冲程容积填充有处于所述进气门上游的进气压力下的进气时相对应的理论最大进气量;通过使用第一值和第二值之间的进气量函数控制所述发动机,所述第一 值通过将所述参考进气量除以所述最大进气量得到,所述第二值通过将对应 于所述进气门气门特性的实际进气量除以所述最大进气量得到,所述发动机咖的玻璃纤维。隔离涂层的另 一个功能是将层合材料层的收缩与凝胶涂层隔开并 防止收缩损害凝胶涂层表面的美学性质,隔离涂层应乘軟到足以不使 在那些条件下龟裂并具有足够刚度来支撑凝胶涂层,柔性通常反映在拉伸断裂伸长性上,例如按照ASTM方法D-638测定.现已发现,拉伸 断裂伸长等于或小于0. 5X就表明该隔离涂层过于脆。优选的是,隔离 涂层的拉伸断裂伸长至少是1X,优选约2X或更高,在优选的实施方案 中,拉伸伸长在2-3X据发现是可接受的.在优选的实施方案中,将短增强纤维加入到隔离组合物中以提高 强度和模量.在典型的组合物中,挠曲模量为约1900 MPa,抗张模量 为约1896 MPa.隔离涂层用的增强纤维可选自玻璃纤维、碳纤維和陶瓷纤维.在优选的实施方案中,用玻璃纤維比较方便。本发明将就玻璃纤维进一 步说明和举例.隔离涂层中的玻璃纤维的长度优选小于层合材料涂层中纤维的长 度.在优选的实施方案中,隔离涂层中的玻璃纤维长度的选择应满足 容易用传统喷涂设备喷涂它们的要求.因此,长度不超过O. 5 mm,即 传统喷涂设备的喷嘴尺寸的玻璃纤维是优选的.在优选的实施方案 中,玻璃纤维的直径为5~10 j^im。长度小于约0. 5 mm的磨碎玻璃纤維有市售供应.在优选的实施方 案中,1/64英寸(约0.4mni)的磨碎玻璃纤维被配制到隔离涂层配方的 聚醋树脂中。在另一种优选的实施方案中,采用长度约0. OOl英寸(约 0. 025 mm)的磨碎玻璃纤维。据信,磨碎玻璃纤维在隔离涂层中的存在 也对减轻或消除凝胶涂层的层合材料中的纤维透显性质做出贡献。其它增强纤维,例如陶瓷纤维或碳纤维也可用于隔离涂层以提供 有利的性质.然而,玻璃纤维通常是优选的,例如由于成本低.优选 的是,隔离涂层中的纤维提供给隔离涂层足够的柔性和强度以遊免在 脱模和处理期间龟裂.为达到要求的柔性,隔离涂层包含柔性聚酯树脂.优选的是,隔 离涂层中的聚醋树脂包含最高2 5%间苯二甲酸树脂,以聚酯树脂的总重 量为基准计.在优选的实施方案中,聚酯树脂包含75 ~ 100%,优选75 ~ 99 wtX二环戊二烯树脂.就是说,在优选的实施方案中,隔离涂层的的控制通过唯一地确定相应于所述第二值的所述第一^直的每个值以及p丧一地确定相应于所述第一值的所述第二值的每个值来进行;其中,所述发动机控制部分还用以使用根据所述发动机操作条件计算的 所述参考进气量和所述最大进气量来计算所述第一值,使用所述第一值作为 参数从所述进气量函数的图表中查找所述第二值,并且通过将所述第二值乘 以所述最大进气量来确定所述实际进气量。
20、根据权利要求19所述的方法,其中,还包括确定所述发动机运行于吸入汽缸的进气流基本上为音速流的第一区域 时的实际进气量的第一特性,使得所述第一特性与进气压力成正比并与进气 温度的平方根的倒数成正比;确定所述发动机运行于汽缸中的状态以准静态方式变化的第二区域时 的实际进气量的第二特性,使得所述第二特性与计及气柱振动的实际进气压 力成正比,并且与计及所述气柱振动的实际进气温度的倒数成正比;对所述第一和第二特性进行近似处理以获得所述实际进气量的第三特 性,该第三特性可在所述发动机运行于第一和第二区域之一时使用;以及确定修正特性,该修正特性用于根据在计及所述气柱振动的情况下通过 所述第三特性获得的进气量与在假定相应于所述气柱振动的变化量为零的 情况下通过所述第三特性获得的进气量之间的比值对所述实际进气量进行 修正。
的修正。特别是,当发动机l运行于第二区域时,计及进气脉动影响的修正 实际进气量r Q C YL的精确计算可以以简单的方式完成。
现在将参照图5至10,更加详细地描述在由ECU30执行的进气量控制 期间进行的修正实际进气量rQCYL的计算。
图5示出了在ECU 30中执行的、以便估测修正实际进气量rQCYL的 各控制步骤的主方框图。
如图5所示,QD计算单元200 (参考进气量计算部分)用以接收进气 门开启时刻IVO、进气门关闭时刻IVC、重叠中心角0/LCA、上止点偏差量 TDCOFS、进气压力(歧管中压力的平均值)PMAN、进气温度(歧管中温 度的平均值)TMAN和发动机转速NE,并计算参考进气量QD。如上所述, 参考进气量QD对应于当在进气门开口面积对应于进气门2的气门特性的情 况下假设空气作为音速流引入汽缸104时获得的进气量。
更具体地说,参考进气量QD利用下述方程(1 )进行计算:
在方程(1 )中,AIV是每规定曲轴转角A9的进气门开口面积,而J]AIV 是各AIV值的累积值(总和)。换句话说,ZAIV是进气门2开启期间进气 口 101a的总的开口面积(即,每单位曲轴转角的开口面积AIV的总和),而 规定曲轴转角A9是各开口面积AIV进行求和(累积)的间隔角。Ra是空气 的气体常数,k是空气的比热比,而TMAN是进气温度。值At是将规定曲 轴转角A9转换为时间值并使用方程At-A9/(6xNe)计算得到的。
在本发明中,汽缸压力Pctr用作上述方程(1 )中的汽缸压力PCYL, 该汽缸压力Pctr当假设由于绝热膨胀在进气冲程期间于汽缸104中发生状态改变时在进气门2的工作中心角IVctr处获得(图8)。以这种方式定义的汽
缸压力PCYL ( =Pctr)可使用热力学的理论方程容易地计算。当在绝热膨
胀条件的^支设下获得的压力Pctr如上所述用作汽缸压力PCYL时,进气流理
论上在发动机1的整个运行区域(所有运行区域)上被阻塞,且进气可假设
以音速(声速)流进汽缸。因此,方程(1)中的压力比PCYL/PMAN可假
设总是对应于作为常数的临界压力比(=[2/(k+l)]W(k—")。因此,关于上述方
程(1 ),存在通过进气门2的进气的流速处于恒定音速下的理论声速流状态。
因此,方程(l)中计算的参考进气量QD对应于假设的声速进气量。
如上所述,在声速流状态下,方程(1)中汽钲压力PCYL与进气压力
PMAN的比(PCYL/PMAN)取值等于或小于临界压力比。换句话说,进气
门2紧上游和紧下游处的压力的比保持于恒定的临界压力比。因此,方程(1 )
右侧的第三个元素可简化为固定值(常数)qSONIC,因为空气的临界压力
比为常数(PCYL/PMAN = [2/(k+l)f,'))。
因此,方程(1)可重写为如下所示的方程(2)。
QD:(yAIV)x , PMAN xqSONICxAt 方程(2)
、L 7 VRaxTMAN
图6是示出由QD计算单元200执行、以计算参考进气量QD的各计算 步骤的方框图。
如图6所示,开口面积累计单元201用以接收进气门开启时刻IVO和进 气门关闭时刻IVC,并确定包括阀升程量的进气门2的气门特性。进气门开 启时刻IVO和进气门关闭时刻IVC可根据上(前)次计算(即,前一次控 制循环)确定的进气门工作角和工作中心角推导得出。
于是,开口面积累计单元201用以4艮据重叠中心角0/LCA和上止点偏 差量TDCOFS,计算进气沖程由于绝热变化而实际开始的有效上止点(在后 文中称之为"有效TDC")。重叠中心角0/LCA是进气门2的升程量和排气 门5的升程量之间的差基本上为零或者最小时的曲轴转角。在本发明的该实 施例中,由于排气门5的配气正时是固定的,所以重叠中心角0/LCA可由 进气门工作角和工作中心角推导出。
开口面积累计单元201也用以根据进气门2的进气特性,计算进气门2 在有效TDC和进气门关闭时刻IVC之间的开启期间每单位曲轴转角(A9 ) 的进气门开口面积AIV。于是,开口面积累计单元201用以通过对各个计算的AIV值进行累计(求和)计算开口面积累积值5]AIV。在本发明中,用 于计算上述方程(1 )的总开口面积J]AIV部分的计算期间PRDQD (图8 ) 设定为对应于气门特性的、从进气门2的有效TDC到进气门关闭时刻IVC 的期间。计算有效TDC的方法将在下文进行更详细地描述。
如图6所示,QD计算单元200用进气温度TMAN乘以气体常数Ra(控 制步骤202),以通过参照图表确定其平方根(即,(TMANxRa) 1/2)(控制 步骤203 ),并将进气压力PMAN除以平方根值((TMANxRa) 1/2)(控制 步骤204 )。采用这种方式,计算上述方程(2 )右侧的第二部分(PMAN/( TMAN x Ra) 1/2 )。
此外,QD计算单元200将失见定的曲轴转角A9除以发动冲几转速Ne与6 的乘积(即,6xNe),以计算出累计时间间隔At (控制步骤205 )。
然后,通过在控制步骤206至208中连续相乘如上所述算出的进气门开 口面积累积值Z AIV 、值PMAN/ ( TMAN x Ra) 1/2 、常数qSONIC和累计 时间间隔At , QD计算单元200根据上述方程(2 )计算参考汽缸进气量QD。
返回参照图5,类似于QD计算单元200, QMAX计算单元300 (最大 进气量计算部分)用以接收进气门开启时刻IVO、进气门关闭时刻IVC、 IVC 偏差量IVCOFS、上止点偏差量TDCOFS、进气压力PMAN、进气温度TMAN 和发动机转速Ne,并如下所述计算进气量QMAX。
图7是示出由QMAX计算单元300执行的、用于计算最大进气量QMAX 的各计算步骤的方框图。
如上所述,最大进气量QMAX定义为:当从进气沖程的开始时刻到进 气冲程的结束时刻的汽缸冲程容积填充以处于进气门2上游的进气的进气压 力(或者密度)和温度下的进气时的理论进气量。换句话说,最大进气量 QMAX对应于基于进气门2的配气正时特性、在进气冲程期间理论上可能 吸进汽缸104的最大进气。从静态的观点看,冲程容积是通过从进气门关闭 时刻IVC的汽缸容积减去上止点TDC处的汽缸容积所得到的值。不过,实 际上,进气冲程的开始时刻和进气沖程的结束时刻并不是分别与上止点TDC 和进气门关闭时刻IVC同时出现。
例如,图8是时间图,示出了进气冲程期间曲轴转角CA与进气门2的 进气门升程量IV (气门特性之一 )和排气门5的排气门升程量EV、汽缸压 力PCYL、以及通过进气门2的空气的流量QIV (每单位曲轴转角的汽缸进气量)之间的关系。图8示出了进气门关闭时刻IVC控制为发生在下死点之 后的情形。
如图8所示,汽缸中的压力(汽缸压力PCYL)在到达进气门关闭时刻 IVC之前达到进气压力PMAN。而且,在到达进气门关闭时刻IVC之前, 开始绝热压缩作用或变化(即,进气冲程结束)。换句话说,进气冲程的实 际结束时刻以IVC偏差量IVCOFS (进气结束时刻偏差值)从进气门关闭时 刻IVC偏离(提前)。由于惯性影响增加,进气冲程的实际结束时刻提前于 进气门关闭时刻IVC的IVC偏差量IVCOFS随着发动机转速Ne的增加以及 气门升程的减小而增加。
因此,如图7的方框图所示,QMAX计算单元300首先根据基于进气 门开启时刻IVO和进气门关闭时刻IVC确定的进气门2的气门特性计算气 门升程量(最大升程量)Iv (控制步骤301)。
接下来,QMAX计算单元300读取标示出IVC偏差量IVCOFS (即, 进气沖程的实际结束时刻超前进气门关闭时刻IVC的量)与发动机转速Ne 和阀升程量Iv关系的图表,并且参照该图表以查找IVC偏差量IVCOFS (控 制步骤302 )。如图7所示,控制步骤302中所使用的图表优选地具有这样的 特性,使得在发动机转速Ne较高以及进气门2的气门升程量Iv较小时IVC 偏差量IVCOFS设定为较大值。
然后,QMAX计算单元300从进气门关闭时刻IVC中减去从所述图表 获得的IVC偏差量IVCOFS (控制步骤303 ),以计算有待用作对应于进气冲 程实际结束时(即,进气沖程的结束时刻)的有效IVC的曲轴转角位置。换 句话说,在本发明中,有效IVC被计算为当进气门关闭时刻IVC以IVC偏 差量IVCOFS提前时的时刻。
而且,由于由进气门2和排气门5两者都开启的气门重叠造成的排气回 流,导致进气上止点TDC和进气冲程的开始时刻(即,由于绝热膨胀作用 或变化导致汽缸压力与进气压力PMAN匹配且开始进气冲程的时刻)之间 出现偏差。换句话说,如图8所示,在气门重叠状态下进气门2开启之后, 汽缸104中的压力从排气压力PE逐渐下降,并且在迟于出现进气上死点TDC 的某一时刻达到进气压力PMAN。由于绝热膨胀,正是在该稍迟时刻,进气 冲程开始(即,有效TDC)。由于进气门2的开口面积较小,所以汽缸104 中的压力在进气门2刚开始开启之后并没有下降多少。汽缸压力的明显下降开始于排气回流流量为最大的重叠中心角0/LCA附近,如图8所示。因此, 有效TDC才艮据该延迟时刻或重叠中心角0/LCA到汽缸压力PCYL达到进气 压力PMAN的时刻之间的偏差量(TDC偏差量TDCOFS)进行确定。由于 惯性效果增加以及汽缸压力下降程度减小,有效TDC(即,进气冲程开始的 实际时刻)相对于汽缸压力开始下降的时刻(即,在重叠中心角0/LCA附 近)的迟延量随着发动机转速Ne的增加以及气门重叠量(重叠开口面积) 的下降而增加。
因此,如图7所示,QMAX计算单元300用以读取进气门开启时刻IVO 和进气门关闭时刻IVC,并确定气门重叠中心角O/LCA (控制步骤304)。 更具体地说,QMAX计算单元300根据进气门开启时刻IVO和进气门关闭 时刻IVC确定进气门特性IV,并计算进气门特性IV和固定排气门特性EV 两者的升程量相同时(即,两个特性的交叉点)的曲轴转角。计算所得的曲 轴转角被用作重叠中心角0/LCA。
接下来,QMAX计算单元300通过参照规定的图表计算对应于重叠中 心角0/LCA的重叠开口面积0/LA (=进气门开口面积=排气门开口面积) (控制步骤305 )。控制步骤305中使用的规定图表的特性为:重叠中心角 0/LCA越小(即,越超前),重叠开口面积0/LA越大。
接下来,QMAX计算单元300读取标示TDC偏差量TDCOFS (进气 开始时刻偏差值)(即,有效TDC相对于重叠中心角O/LCA的迟延量)与 发动机转速Ne和重叠开口面积0/LA的关系的图表,并且参照该图表查找 TDC偏差量TDCOFS (控制步骤306 )。如图7所示,控制步骤306中所使 用的图表优选地具有这样的特性:当发动机转速Ne较高时以及在重叠期间 重叠开口面积O/LA较小时,TDC偏差量TDCOFS设定为较大值。
QMAX计算单元300然后将TDC偏差量TDCOFS加到重叠中心角 0/LCA上以获得用作有效TDC的曲轴转角(控制步骤307 )。对于重叠开口 面积,使用从进气门开启时刻IVC到重叠中心角O/LCA的期间出现的进气 门开口面积的累积值(J]AIV )也是可接受的。该累积值也用于下文描述的 排气回流量的计算。
根据有效TDC(即,进气冲程的实际开时刻)和有效IVC (即,进气沖 程的实际结束时刻),QMAX计算单元300使用下述方程(3)计算在进气 冲程期间可被吸进汽缸的最大空气量(即,最大进气量QMAX)。QMAX:
PMAN x VEIVC PMAN x VETCDC
VRaxTMAN VRaxTMAN PMAN x (VEIVC - VETDC)
方程(3)
如xTMAN
VEIVC:有效IVC时的汽缸容积 VETDC:有效TDC时的汽缸容积
如图7所示,QMAX计算单元300用以通过获取进气门开启时刻IVO、 进气门关闭时刻IVC和有效TDC并参照图表根据进气门特性计算有效TDC 时的汽缸容积VETDC (控制步骤308 )。类似地,QMAX计算单元300通过 获取进气门开启时刻IVO、进气门关闭时刻IVC和有效IVC并参照图表计 算有效IVC时的汽缸容积VEIVC (控制步骤309 )。
QMAX计算单元300然后通过从汽釭容积VEIVC中减去汽缸容积 VETDC计算有效冲程容积VE ( = VEIVC - VETDC )(控制步骤310 )。
同样,类似于QD计算单元200中执行的计算,QMAX计算单元300 将进气温度TMAN乘以气体常数Ra (控制步骤311),以通过参照图表确定 其平方根(即,(TMANxRa) 1/2)(控制步骤312),并且将进气压力PMAN 除以平方根值((TMANxRa) 1/2)(控制步骤313)。最后,QMAX计算单 元300根据上述方程(3 )通过将PMAN/ ( TMAN x Ra) 1/2乘以有效冲程容 积VE计算最大进气量QMAX (控制步骤314 )。
本发明的发明人已经通过实验、模拟等证实,定义为实际汽缸进气量 QCYL与可吸进汽缸的最大空气量(即,最大进气量QMAX)的比值的参数, 相应于定义为按前述各段落中所计算的参考进气量QD和最大进气量 QMAX的比值QD/QMAX的参数唯一地确定(即,定义为以音速流吸进汽 缸的空气量与在当时有效的进气门2的特定气门特性条件下可吸进汽缸104 的最大空气量的比值的参数)。"比值QCYL/QMAX相应于比值QD/QMAX 唯一地确定,,这一表述意味着:即使参考进气量QD和最大进气量QMAX 的各值由于配气正时、气门升程量和其他气门特性的差异而变化,当比值 QD/QMAX具有相同值时,比值QCYL/QMAX也会具有相同值(即,比值
而无论气门特性的变化如何)。因此,比值QCYL/QMAX和实际汽缸进气量
同唯一值,反之亦然,QCYL可通过仅只确定参考进气量QD和最大进气量QMAX来进行估测, 且实际汽缸进气量QCYL可以最少的参数使用二维图表进行估测。因此,在本发明中,比值QCYL/QMAX和比值QD/QMAX之间的关系 (函数)预先通过实验或者模拟确定,且标示比值QCYL/QMAX与比值 QD/QMAX关系的图表进行制备并优选地存储于ECU 30的存储装置(例如 ROM)中。更具体地说,为了估测汽缸进气量QCYL,利用上述方程(l) 根据汽缸压力PCYL ( -Pctr)计算所得的参考汽缸进气量QD与实际汽缸 进气量QCYL之间的关系利用理论最大进气量QMAX作为无量纲数据存储 于ECU 30中。换句话说,参考汽缸进气量QD与理论最大进气量QMAX的 比值(第一值=QD/QMAX)和汽缸进气量QCYL与理论最大进气量QMAX 的比值(第二值=QCYL/QMAX )之间的唯——对一关系制成为图表数据(例 如图5控制步骤402中示出的图表数据)并存储于ECU30的存储装置中。返回图5,由QD计算单元200计算得到的参考进气量QD除以由QMAX 计算单元300计算得到的最大进气量QMAX (控制步骤401 ),而所得到的 值QD/QMAX用作图表检索参数以得到QCYL/QMAX的值(控制步骤 402)。因此,控制步骤402构成了本发明发动机控制部分的至少一部分。然后,实际汽缸进气量QCYL通过将从该图表获得的值QCYL/QMAX 乘以最大进气量QMAX的计算值进行计算(控制步骤403 ),以获得初始实 际汽缸进气量QCYLO。以这种方式计算得到的初始实际汽缸进气量QCYLO 是实际吸进汽缸104的气体的量,但是其包括在气门重叠期间通过进气口 101a返回汽缸104的排气回流气体。为了估测发动机控制所需的新鲜进气 量,需要减去等于回流排气量的量值。因此,如图5所示,ECU 30在QIFB计算单元500 (排气回流修正部分) 中计算排气回流量QIFB。图9是示出由QIFB计算单元500执行的、用于计算排气回流量QIFB的各计算步骤的方框图。由于基本上不可能检测汽缸104内的连续变化的压力,所以对对应于参 考状态的排气回流量QIFB的参考值(参考排气回流量QIFBO )进行估测, 并且根据发动机的操作条件对参考排气回流量QIFBO进行修正,以便估测排 气回流量QIFB。从进气门开启时刻IVC到重叠中心角O/LCA期间发生的 进气门开口面积AIV的累积值(J]AIV )用作气门重叠期间的开口面积,而对应于汽缸104中的压力假定等于排气压力PE的状态的参考排气回流量 值QIFBO使用下述方程(4)进行计算。该方程与上述方程(1)类似。
方程(4 )在方程(4)中,Vo是如下定义的流量系数:
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