旋转角感测装置的制作方法

专利名称：旋转角感测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于接收曲柄转角传感器的输出以检测曲轴旋转角的旋转角感测装置，所述传感器对与内燃机曲轴同步旋转的多个被感测部分进行感测。
背景技术：
已知的这种类型的旋转角感测装置通过基于曲柄转角传感器的输出以等间隔感测设置于曲轴上的转子上形成的多个齿(被感测部分)这一方式感测输出轴(曲轴)的旋转角。通常，实际齿之间的间隔具有结构误差。该结构误差会在感测曲轴旋转角时产生误差。
因此，例如，在JP-A-H11-247707中描述的一种装置感测由两个齿限定的区段旋转所需的时间并将该感测的时间与理论时间进行比较以感测两个齿之间的角度误差。曲轴的一个旋转角根据齿被分成多个区段，并且对每一个划分的区段限定理论时间。利用这一装置，即使曲轴转速以周期360℃A周期性变化，在感测角度误差时也可以消除周期变化的影响。
但是，实际的曲轴转速不必以周期360℃A周期性变化。因此，感测时间和理论时间之间的差值包含了不具有360℃A周期的曲轴旋转波动的影响。由所述装置感测的角度误差包含不具有360℃A周期的曲轴旋转波动的影响。所以，难以高精度地感测角度误差。而且，该装置必须要准备出用于感测角度误差的理论时间，从而使装置的制造过程变得复杂。
在JP-A-H10-122031或JP-A-H10-73613中还描述了另一种旋转角感测装置。

发明内容
本发明的目的是提供一种由于与曲轴同步旋转的被感测部分的结构而能够精确感测曲轴角度误差的旋转角感测装置。
本发明的另一目的是提供另一种能够精确计算角度误差同时避免制造过程变得复杂的旋转角感测装置。
根据本发明的一方面，提供一种旋转角感测装置，其具有燃料切断控制装置、计算装置、平均装置以及误差感测装置。燃料切断控制装置执行燃料切断控制功能以使产生曲轴转矩的燃料喷射停止。计算装置用被感测部分将由曲轴的一转或多转限定的整个区段划分成多个区段，并根据燃料切断控制过程中获得的曲柄转角传感器的输出来计算多个区段中每一个旋转所需时间。平均装置计算每个区段计算装置的多个计算值的平均值。误差感测装置根据任意区段的平均值与另一区段的平均值之间的比较或任意区段的平均值与多个区段中的两个或几个区段的平均值的均值之间的比较感测多个区段中任意区段的角度误差。
利用这一结构，在曲轴旋转通过与整个区段的整数倍对应的曲柄转角的同时，计算多个区段中的每一个旋转所需时间的计算值的整数倍。平均装置计算多个区段中每一个的计算值的平均值。在至少一个区段被用作参考的情况下任意区段的结构性角度误差以任意区段的平均值相对于所述至少一个区段的平均值偏离的形式产生。可以通过比较这些平均值来感测任意区段的角度误差。
而且，曲轴的旋转波动被平均在各个平均值中。因此，通过采用平均值，在感测角度误差时可以适当抑制由作用在曲轴上的复杂作用力导致的曲轴旋转波动或在曲柄转角传感器的输出中混合的噪声等的影响。
根据本发明的另一方面，旋转角感测装置具有估计装置和误差感测装置。估计装置根据与某一区段的旋转相关的物理量的计算值估计由燃料切断控制导致的曲轴转速的衰减度，该区段在曲轴一转的整数倍的起始和结束处由两个预定的被感测部分限定。误差感测装置根据转速的衰减模式和衰减度确定任意区段的物理量的参考值，该衰减模式由与被感测部分确定的区段的旋转相关的物理量确定。误差感测装置根据任意区段的区段参数与参考值的偏差来感测任意区段的角度误差。
利用这一结构，在彼此相差曲轴一转的整数倍的时刻与由两个预定被感测部分限定的区段的旋转相关的物理量的计算值的偏差代表了由于燃料切断控制导致的曲轴转速的衰减度。即使在某一区段的角度误差导致所述某一区段旋转所需时间或所述某一区段转速产生误差的情况下，曲轴一转的整数倍之后所述某一区段旋转所需时间的延长程度或所述某一区段转速的降低程度代表了曲轴转速的衰减度。
由燃料切断控制产生的曲轴转速的衰减模式不会仅由衰减度控制。因此，上述结构根据衰减度和与由被感测部分确定的区段的旋转相关的物理量控制曲轴转速的衰减模式。可以根据该衰减模式确定诸如任意区段的旋转所需时间或任意区段的转速之类的物理量的参考值。由此确定的物理量可被用作在该任意区段不存在任何角度误差的情况下的参考物理量。可以根据物理量和区段参数之间的偏差来感测角度误差。


通过对构成本申请一部分的以下详细说明、附加权利要求以及附图的研究将会了解到实施方式的特征和优点以及相关部件的操作方法和功能。图中图1是表示根据本发明第一示例性实施方式的发动机系统的示意图；图2A是表示根据图1所示实施方式设置在曲轴上的转子的简图；图2B是表示根据图1所示实施方式的曲轴转速的曲线图；图2C是表示根据图1所示实施方式的曲轴旋转所需时间的曲线图；图3是表示根据图1实施方式在燃料切断控制过程中曲轴旋转波动的简图；图4是表示根据图1所示实施方式在燃料切断控制过程中曲轴旋转波动的时间表；图5A是表示根据图1所示实施方式的曲轴旋转时间的平均值的曲线图；图5B是表示根据图1所示实施方式的曲轴旋转时间的平均值比值的曲线图；图5C是表示根据图1所示实施方式的曲轴旋转时间的学习值的曲线图；图6是表示根据图1所示实施方式的曲柄转角误差学习控制的处理步骤的流程图；
图7A是表示根据本发明第二示例性实施方式的曲轴旋转时间的平均值的曲线图；图7B是表示根据图7A所示实施方式的曲轴旋转时间的平均值比值的曲线图；图7C是表示根据图7A所示实施方式的曲轴旋转时间的学习值的曲线图；图8A是表示根据本发明第三示例性实施方式的曲轴旋转时间的平均值的曲线图；图8B是表示根据图8A所示实施方式的曲轴旋转时间的平均值比值的曲线图；图9是表示根据本发明第四示例性实施方式的曲柄转角误差学习控制的处理步骤的流程图；图10是表示根据图9所示实施方式设置在凸轮轴上的转子的简图；图11A是表示根据本发明第五示例性实施方式的曲柄转角传感器输出的简图；图11B是表示根据图11A所示实施方式的转矩当量值的简图；图12是表示根据图11A所示实施方式的燃料喷射阀学习值的学习控制的处理步骤的流程图；图13A是表示根据图11A所示实施方式设置在曲轴上的转子的简图；图13B是表示根据图11A所示实施方式的曲轴转速的曲线图；图13C是表示根据图11A所示实施方式的曲轴旋转时间的曲线图；
图14是表示根据图11A所示实施方式感测角度误差的处理步骤的流程图；图15是表示根据图11A所示实施方式的曲轴转速的简图；图16A和16B是表示根据图11A所示实施方式的曲轴转速的曲线图；图16C是表示根据图11A所示实施方式的曲轴转速的平均值的曲线图；图17是表示根据本发明第六示例性实施方式的曲轴转速的曲线图；图18是表示根据本发明第七示例性实施方式的曲轴转速的曲线图；图19是表示根据本发明第八示例性实施方式的曲轴转速的曲线图；以及图20是表示根据本发明第九示例性实施方式的曲轴转速的曲线图。
具体实施例方式
参照图1，示出了根据本发明第一示例性实施方式的旋转角感测装置，其应用于安装在手动变速车辆上的柴油发动机的旋转角感测装置。图1所示的柴油发动机1是多气缸(在该实施方式中是四个气缸)内燃机。在各个气缸上设置执行机构例如燃料喷射阀2。各个气缸的活塞3通过连杆4与曲轴5相连。曲轴5与凸轮轴6，8机械连接。在曲轴5旋转两周的同时每个凸轮轴6，8旋转一周。柴油发动机1是四冲程发动机。曲轴5可以通过手动变速器(MT)与驱动轮相连。通过使用者完成档位操作区段12的档位位置操作。MT10的档位位置通过档位操作区段12的操作得到改变。档位操作区段12具有用于感测档位操作位置的档位位置传感器14。
曲轴5具有在图1中以放大比例示出的转子20。转子20被形成具有多个被感测部分(齿)22。基本上，齿22在转子20上以等间隔(例如在该实施方式中是30℃A)形成。缺齿部分24设置在转子20的一个点上。凸轮轴6具有转子30。转子30被形成具有多个被感测部分(齿)32。在本示例中以等间隔在转子30上形成四个齿32。曲柄转角传感器40感测齿22。凸轮转角传感器42感测齿32。
电子控制单元(ECU)具有中央处理单元(CPU)52、只读存储器(ROM)54、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)56等等。ECU 50读入关于由传感器例如曲柄转角传感器40和凸轮转角传感器42感测的柴油发动机1的各种操作状态的感测值以及关于由传感器例如档位位置传感器14感测的使用者要求的感测值。ECU50根据感测结果操作各种执行机构例如燃料喷射阀2以控制柴油发动机1的输出。
ROM 54存储各种程序以准确地执行输出控制。所述程序包括燃料喷射学习程序60和曲柄转角误差学习程序62，所述燃料喷射学习程序60用于补偿气缸的燃料喷射阀2的喷射特性之间的差异，所述曲柄转角误差学习程序62用于补偿例如齿22之间间隔的结构误差。
燃料喷射学习程序60以如下方式计算学习值。各个气缸的燃料喷射阀2的操作量被设定成可降低随着各个气缸内的燃料喷射为零时曲轴5转速增加之间的差值。采用参考操作量和在以上过程中获得的操作量之间的差值作为各个气缸的学习值。
由此计算得到的学习值被用于大体上均衡根据曲柄转角传感器40的输出计算得到的转速的增加。但是，在齿22的间隔存在结构误差的情况下，根据曲柄转角传感器40的输出计算得到的旋转角或转速与实际的旋转角或实际的转速有偏差。当产生偏差时，气缸的燃料喷射阀2的喷射特性之间的差异不能由通过上述过程获得的学习值来补偿。
因此，在该实施方式中，采用曲柄转角误差学习程序62来计算用于补偿齿22间隔的结构误差的学习值。
如图2A所示，由设置在曲轴5上的转子20的缺齿部分24两侧的两个齿22限定的区段被称为区段A0。从区段A0以60℃A间隔顺时针限定区段A1-A5。在图2A所示的区段A0-A5的示例中，在齿22之间不产生任何偏差。因此，区段A0-A5彼此相等。在由区段A2’，A3’限定的示例中，在区段A2’，A3’的齿22上产生偏差。这样，区段A2’，A3’与区段A2，A3存在偏差。
图2B表示在用于使有助于柴油机1的曲轴5产生转矩的燃料喷射停止的燃料切断控制过程中在区段A0-A5上感测的转速NE。图2C表示在燃料切断控制过程中区段A1-A5旋转所需时间(经历时间)。在由图2B和2C中的实线所示的示例中，在齿22之间没有任何结构偏差。如图2B和2C所示，由于燃料切断控制，转速NE逐渐降低并且经历时间逐渐延长。在齿22的间隔具有结构偏差时感测的转速NE由图2B中的点划线示出。如图2B中的点划线所示，转速NE在区段A2’上增大一次并在区段A3’中变得比实际值更小。在齿22的间隔具有结构偏差时感测的经历时间由图2C中的点划线示出。如图2C中的点划线所示，经历时间t在区段A2’上降低一次并且在区段A3’上变得比实际值更大。
优选应该对用于补偿角度误差的学习值进行学习以补偿齿22间隔上的结构性角度误差。由于作用在曲轴5上的力或在曲柄转角传感器40输出中混合了噪声，使得学习值的精确学习会受曲轴5实际旋转波动的阻碍。
图3的部分(a)表示各个气缸#1，#2，#3，#4的燃烧循环，图3的部分(b)表示在燃料切断控制过程中曲轴5转速NE的波动。每个气缸的燃烧循环包括吸气冲程、压缩冲程以及排气冲程。由于执行燃料切断控制，在图3的部分(a)中未示出燃烧冲程。在图3中为了简化而忽略了由于燃料切断控制而导致的转速NE的降低。
如图3所示，转速NE在各个气缸的压缩上止点附近周期性地降到最小。但是，这不意味着具有压缩上止点定时循环的周期作用力作用在曲轴5上。例如，第二气缸#2如图3的部分(a)所示在180℃A处于其压缩上止点。此时，第二气缸#2的用于通过连杆4限制曲轴5旋转的活塞3的作用力如图3的部分(c)所示变得特别大(达到峰值)。第一气缸#1如图3的部分(a)所示在360℃A处于其压缩上止点。此时，第一气缸#1的用于通过连杆4限制曲轴5旋转的活塞3的作用力如图3的部分(c)所示变得特别大(达到峰值)。如图3的部分(c)所示，作用力在各个气缸#1-#4的压缩上止点作用在曲轴5上的峰值位置在曲轴5上相互不同。这是因为与各个活塞3相连的连杆4在相互不同的位置上连接在曲轴5上。
因而，用于在燃料切断控制之后通过惯性使旋转连续的曲轴5的作用力以及用于通过连杆4限制曲轴5的各个气缸的活塞3的作用力以720℃A周期在曲轴5上产生扭转力。
更准确地说，旋转波动如图4中的实线所示根据曲轴5转速NE的降低而衰减。扭转力也被衰减。例如，由通过连杆4作用于曲轴5的第二气缸#2的活塞3的限制力在180℃A产生的扭转力以及曲轴5的惯性作用可以因曲轴5等部件的弹性而在曲轴5上产生向后作用的反向扭转力。
因此，在燃料切断控制过程中作用在曲轴5上的作用力以复杂方式波动。这样，曲轴5的转速NE也以复杂方式波动。在该实施方式中，区段A0-A5旋转所需时间的平均值被用于在感测齿22间隔的结构误差时使波动的影响以及曲柄转角传感器40输出中混合的噪声的影响降到最低。
首先，计算区段Ai的旋转所需时间的计算值Ti_j(i＝0-5，j＝1-n)。后缀j代表样本数。相邻样本数j表示在相邻时刻的样本。如图5A所示并根据以下表达式1分别计算区段Ai的计算值Ti_j的平均值Tib。
(表达式1)T0b＝(T0_1+T0_2+T0_3+...+T0_n)/n，T1b＝(T1_1+T1_2+T1_3+...+T1_n)/n，:
T5b＝(T5_1+T5_2+T5_3+...+T5_n)/n下面，如以下表达式2所示通过对平均值Tib求平均值来计算整个区段的平均值Tba。
(表达式2)Tba＝(T0b+T1b+...+T5b)/6下面，如图5B所示并根据以下表达式3计算平均值Tib与整个区段的平均值Tba的比值kTi。
(表达式3)
kT0＝T0b/Tba，kT1＝T1b/Tba，:
kT5＝T5b/Tba每个比值kTi与区段Ai的结构误差非常近似。每个平均值Tib是每个区段Ai的旋转所需时间的多个计算值Ti_j的平均值。因此，用每个平均值Tib抑制了旋转波动的影响例如在曲柄转角传感器40输出中混合的噪声的影响或曲轴5旋转衰减的影响。整个区段的平均值Tba是旋转360℃A的n倍的平均值。
这样，用整个区段的平均值Tba抑制了在曲柄转角传感器40输出中混合的噪声的影响、曲轴5旋转衰减的影响、旋转波动的影响等等。因此，整个区段的平均值Tba是区段Ai中的每一个旋转所需时间的适当参考值。比值kTi量化了相对参考值的偏差。该偏差是通过量化每个区段Ai的结构误差计算得到的精确值。
用比值kTi抑制了作用在曲轴5等部件上的作用力波动的影响。但是，比值kTi包含了影响。因此，在该实施方式中，通过采用如图5B所示的参考模型修正比值kTi。在图5B中示出的参考模型大体上确定了在没有任何结构误差时区段Ai旋转所需时间与通过整个区段平均求得的每区段旋转时间的比值。
参考模型包括与各个区段Ai对应的参考比值kTni。参考比值kTni被设定为是在没有任何结构误差时各个平均值Tib与整个区段的平均值Tba的比值kTi。如图5C所示并根据以下的表达式4通过用比值kTi除以参考比值kTni来计算最终的学习值kTif。
(表达式4)
kT0f＝kT0/kTn0，kT1f＝kT1/kTn1，:
kT5f＝kT5/kTn5区段Ai上的结构误差可通过采用学习值kTif得到补偿。例如，如果区段Ai旋转所需时间Ti被感测，则时间Ti被修正成误差得到补偿的真实时间Ti/kTif。
下面，将参照图6对根据该实施方式的学习控制的处理步骤进行描述。该处理步骤设定在曲柄转角误差学习程序62中。处理包括特位处理等方式并通过ECU 50(具体是CPU 52)在预定曲柄转角循环中被反复执行。在处理序列中，首先，步骤S10确定由曲柄转角传感器40感测的区段Ai是否是区段A0。步骤S10的结果是“否”，则处理序列终止一次。如果步骤S10的结果是“是”，则处理进入到步骤S12。步骤S12确定学习条件是否成立。在以下所有条件成立时学习条件成立(i)档位操作区段12处于中立范围；(ii)转速NE处于预定范围(NElow≤NE≤NEup)；以及(iii)进行燃料切断控制。
采用条件(i)在使从驱动轮侧向曲轴5作用的转矩基本上为零的状态下实现学习控制。通过满足条件(i)，可以避免由驱动轮侧作用的转矩波动导致作用在曲轴5上的转矩波动。采用条件(ii)在防止作用在曲轴5上的扭转力波动过度增大的状态下实现学习控制。上限值NEup根据转速NE的下限值被设定，在该值以上扭转力波动过度增大并且曲轴5的旋转波动对学习控制的精度产生显著影响。采用条件(iii)避免由燃烧冲程导致的曲轴5的旋转波动。例如在车辆减速的过程中实现燃料切断控制。
如果学习条件成立，则处理进入步骤S14。步骤S14计算区段Ai旋转所需时间Ti。步骤S14的处理被重复直至曲轴5旋转一周(通过360℃A)，也就是直至步骤S16确定完成了360℃A旋转。如果曲轴5旋转一周使得区段A0-A5旋转所需时间Ti得到计算(步骤S16结果为“是”)，则处理进入步骤S18。如果步骤S16的结果是“否”，则处理返回到步骤S12。
步骤S18-S24的处理计算区段A0-A5中的每一个旋转所需时间n个值的累加值，以计算区段A0-A5中的每一个旋转所需时间n个值的平均值。步骤S18将值I重新设定为0并使值n_itgr增加。步骤S20将时间Ti加在时间Ti的累加值ST(i)上并使值i增加。步骤S22确定值i是否为6。如果步骤S22的结果是“是”，则处理进入步骤S24。如果步骤S22的结果是“否”，则处理返回到步骤S20。步骤S24确定值n_itgr是否与值n一致。如果步骤S24的结果是“是”，则处理进入步骤S26。如果步骤S24的结果是“否”，则处理返回到步骤S12。
如果区段A0-A5中的每一个旋转所需时间n个值的累加值得到计算(步骤S24结果是“是”)，则处理进入步骤S26。步骤S26-S32计算区段A0-A5中的每一个旋转所需时间n个值的平均值Tib以及作为各个区段A0-A5平均值Tib的均值的整个区段的平均值Tba。步骤S26将值i、Tba重新设定为零。步骤S28通过用值n_itgr除累加值ST(i)来计算平均值Tib。步骤S28将平均值Tib加在整个区段的平均值Tba上并使值i增加。步骤S30确定值i是否为6。如果步骤30的结果是“是”，则处理进行到步骤S32。如果步骤30的结果是“否”，则处理返回到步骤S28。步骤S32用6除整个区段的平均值Tba。
如果各个平均值Tib和整个区段的平均值Tba得到计算，则处理进入步骤S34。步骤S34-S38的处理计算最终的学习值kTif。步骤S34将值i重新设定为0。步骤S36通过用参考比值kTni除平均值Tib与整个区段平均值Tba的比值来计算学习值kTif并使值i增加。步骤S38确定值i是否为6。如果步骤S38的结果是“是”，则处理进入步骤S40。如果步骤S38的结果是“否”，则处理返回到步骤S36。优选应该从EEPROM56中读出参考比值kTni。优选是ROM54仅存储限定图6所示的处理步骤的程序，而EEPROM56存储根据柴油发动机1的类型的参考比值kTni。因此，便于根据柴油机1的类型选择性采用参考比值kTni。
参考比值kTni被设定成在齿22之间没有任何结构误差时的期望值并且各个区段A0-A5旋转所需时间的测量从区段A0开始。如果步骤S34-S38的处理被完成(步骤S38结果为“是”)，则步骤S40在EEPROM56内存储学习值kTif。因此，处理序列终止一次。
如果步骤S12的结果是“否”，则步骤S42对在处理序列中采用变量初始化，并且处理序列终止一次。
该实施方式例如产生以下效果。
(I)通过采用各区段旋转所需时间n各值的平均值Tib来感测区段A0-A5中每一个的角度误差。通过对曲柄转角传感器40的输出求取平均来计算每个平均值Tib。特别地，曲轴5的旋转波动被平均。因此，通过采用平均值Tib，可以在感测角度误差时适当抑制由作用在曲轴5上的复杂作用力而导致的曲轴5旋转波动的影响或在曲柄转角传感器40输出中混合的噪声的影响。
(II)根据平均值Tib与通过对平均值Tib求取平均计算得到的整个区段的平均值Tba的比值来计算区段Ai的结构误差。曲轴5每转的平均旋转波动被用作每个区段Ai旋转所需时间的参考。因此，可以采用精确值作为各区段旋转所需时间的参考。
(III)用于确定每个区段Ai旋转所需时间相对于通过整个区段平均的每区段旋转时间的偏差参考值的参考模型被用于消除与区段Ai的平均值Tib与整个区段平均值Tba的比值kTi的偏差。因此，可以更适当地消除曲轴5旋转波动的影响。特别地，在计算学习值时可以适当地消除由四冲程循环的周期作用力导致的旋转波动的影响。
(IV)区段Ai旋转所需时间的计算起点被固定在预定区段(在该实施方式中是区段A0)。因此，在从预定区段开始测量时可以期望值设定参考模型(参考比值kTni)。所以，参考模型可以被设定得更精确。
下面，参照附图对根据本发明第二示例性实施方式的学习控制进行描述。在本实施方式，曲轴5的两转被作为整个区段并被分成由区段Ai(i＝0-5)和区段Ap(p＝6-11)组成的区段Aq(q＝0-11)。区段Ap比区段Ai前进360℃A(Ap＝Ai+360℃A)。在区段Aq的设定中，除了基于曲柄转角传感器40输出的曲柄转角，还采用基于凸轮转角传感器42输出的凸轮转角。如图7A所示并根据以下表达式5，区段A0-A11中的每一个的旋转所需时间的n个值Tq_j(q＝0-11，j＝1-n)被取样并且对区段A0-A11中每一个计算n个值的平均值Tqb。
(表达式5)T0b＝(T0_1+T0_2+...+T0_n)/n，:
T11b＝(T11_1+T11_2+...+T11_n)/n从n个时间计算值计算每一个平均值Tqb。因此，足以抑制曲柄转角传感器40输出中混合的噪声的影响。包含曲轴5旋转波动的影响。但是，该影响得到足够的抑制。例如，旋转波动包括由在四冲程循环中作用在曲轴5上的周期作用力导致的旋转波动。对于由周期作用力导致的旋转波动，在不同相位的周期作用力不是以平均方式反映在各个平均值Tqb上。平均值Tqb仅反映在特定相位上周期作用力的影响。在此，相互偏离720℃A倍数间隔的相位被定义为同一相位。
下面，如图7B所示并根据表达式6和7，计算作为平均值Tqb的平均值的整个区段的平均值Tba并且计算平均值Tqb与整个区段的平均值Tba的比值kTq。
(表达式6)Tba＝(T0b+T1b+...+T11b)/12(表达式7)kT0＝T0b/Tba，:
kT11＝T11b/Tba如图7C所示并根据以下表达式8，计算各个比值kTq与参考模型(参考比值kTnq)的比值作为最终的学习值kTqf。
(表达式8)kT0f＝kT0/kTn0，:
kT11f＝kT11/kTn11该实施方式的参考模型包括作为在齿22的间隔中不存在任何结构误差的情况下区段A0-A11旋转所需时间的平均值与整个区段平均值的比值的期望参考值。因此，参考模型限定相互偏离360℃A的区段的各个参考比值kTnq。这样，避免了具有不同相位的周期作用力的分量以平均的方式反映在各个区段Aq的参考比值kTnq中。因此，具有不同相位的作用力的影响被反映在相互不同的参考比值kTnq中。因此，周期作用力可更适当地被反映在参考模型中。
分别对区段A0-A11计算学习值kTqf。这样，在计算学习值kTqf时可以更精确地消除在四冲程循环中作用于曲轴5上的周期作用力的影响。
如果以高精度对学习值kTqf进行学习，则相互偏离360℃A的区段Ai，Ap的学习值kTqf之间的差值基本上变为零。可以分别计算相应曲柄转角区段的学习值kTqf。备选地，可以通过相互偏离360℃A的区段Ai，Ap的学习值kTif，kTpf计算最终的学习值kTiff(i＝0-5)。可以通过对相互偏离360℃A的区段Ai，Ap的学习值kTif，kTpf求取平均来计算最终的学习值kTiff。如果任意一个学习值比其它学习值趋于包括更大的学习误差，则通过学习值kTif，kTpf的加权平均来计算最终的学习值kTiff。
除了与第一示例性实施方式的效果(I)-(IV)类似的效果外，该实施方式还产生以下效果(V)。
(V)曲轴5的两转被作为整个区段，并且计算各个区段A0-A11的学习值kTqf。因此，在计算学习值时可以更适当地消除在四冲程循环中作用于曲轴5上的周期作用力的影响。
下面，参照附图对根据本发明第三示例性实施方式的学习控制进行描述。如图8A所示并根据以下表达式9，计算各个区段A0-A11的平均值Tqb。
(表达式9)T0b＝(T0_1+T0_2+...+T0_n)/n，:
T11b＝(T11_1+T11_2+...+T11_n)/n如图8B所示并根据以下表达式10和11，对各个区段A0-A11计算整个区段平均值Tba以及平均值Tqb与整个区段平均值Tba的比值kTq。
(表达式10)Tba＝(T0b+T1b+...+T11b)/12(表达式11)kT0＝T0b/Tba，:
kT11＝T11b/Tba该实施方式不采用参考模型。作为替代，如以下表达式12所示，通过相互偏离360℃A的区段Ai，Ap(i＝0-5，p＝i+6)的比值kTi，kTp计算区段Ai的学习值kTif。
(表达式12)kT0f＝F0(kT0，kT6)，:
kT5f＝F5(kT5，kT11)在四冲程循环中作用于曲轴5上的周期作用力的相位在相互偏离360℃A的区段Ai，Ap之间相互不同。因此，比值kTi，kTp之间的偏差反映了由周期作用力相位差异导致的作用在曲轴5上的作用力的差异。因此，可以通过该偏差感测周期作用力本身的影响。通过采用映射(kTif＝Fi(kTi，kTp)从比值kTi，kTp来计算学习值kTif。映射Fi可以预先通过试验等方法形成。备选地，可以简单地根据比值kTi，kTp之间的比较设定学习值。例如，比值kTi，kTp中更小的一个被用作最终学习值。
为了感测周期作用力的影响，优选是充分抑制曲轴5转速衰减的影响。因此，用于计算平均值的样本数n优选应该足够大。
该实施方式产生与第二示例性实施方式类似的效果。
下面，参照附图对根据本发明第四示例性实施方式的学习控制进行描述。图9表示根据该实施方式计算用于补偿曲柄转角误差的学习值的处理步骤。ECU 50例如以预定周期重复执行处理。在处理序列中，首先，步骤S50执行与图6所示类似的处理，以计算曲柄转角误差的学习值。随后，步骤S52计算凸轮转角误差的学习值。如图10所示，步骤S52计算用于补偿由在凸轮轴6上设置的转子30的齿32限定的四个区段B0-B3的结构误差的学习值。凸轮转角的区段B0，B2与曲柄转角的区段A0-A2对应。凸轮转角的区段B1，B3与曲柄转角的区段A3-A5对应。
凸轮转角误差的学习值的计算与图6所示的处理类似。如以下表达式13所示，计算各个区段Br旋转所需时间相应m个值Br_s(s＝1-m)的平均值TrB(r＝0-3)。
(表达式13)T0B＝(B0_1+B0_2+...+B0_m)/m，:
T3B＝(B3_1+B3_2+...+B3_m)/m
接着，如以下表达式14所示，计算作为平均值TrB的均值的整个区段平均值TBa，计算各个区段Br的平均值TrB与整个区段平均值TBa的比值，并且通过参考模型(参考比值BTnr)除比值TrB/Tba来计算各个区段Br的学习值BTrf。
(表达式14)BT0f=1BTn0T0B14(T0B+···+T3B)=1BTn0T0BTBa,]]>BT3f=1BTn3T3B14(T0B+···+T3B)=1BTn3T3BTBa]]>在图9中示出的步骤S54根据已经经过学习修正的凸轮转角来修正曲柄转角的学习值。
如果学习值在步骤S50和S52得到正确学习，则区段B0或区段B2旋转所需时间应该与区段A0-A2旋转所需时间一致。区段B1或区段B3旋转所需时间应该与区段A3-A5旋转所需时间一致。
如果在学习修正之前在曲轴5的两转过程中区段A0-A2旋转所需时间的计算值被计算为值T0_1，T1_1，T2_1以及值T0_2，T1_2，T2_2并且在曲轴5的两转过程中区段B0，B2旋转所需时间的计算值被计算为值TB0，TB2，则在学习值完全是真实值时以下表达式15应该成立。在感测时间TB2之前根据感测到的曲柄转角传感器40的输出来计算时间TB0。
(表达式15)TB0/BT0f＝T0_1/kT0f+T1_1/kT1f+T2_1/kT2f，TB2/BT2f＝T0_2/kT0f+T1_2/kT1f+T2_2/kT2f可以根据以上两个表达式中每一个的右项和左项之间的偏差对凸轮转角误差学习值和曲柄转角误差学习值的置信度进行量化。该实施方式在右项与左项不一致的情况下修正曲柄转角误差的学习值或凸轮转角误差的学习值。例如通过假定右项和左项的平均值是区段B0或区段B2旋转所需时间的真实值并通过修正学习值以使右项和左项与真实值一致来完成所述修正。
除了产生第一示例性实施方式的效果(I)-(IV)之外，该实施方式还产生以下效果(VI)。
(VI)凸轮转角误差的学习值被计算并被用于修正曲柄转角误差的学习值。因此，可以获得曲柄转角误差的更合适的学习值。
用于补偿曲柄转角误差的学习值的计算方法并不局限于在第四示例性实施方式的图6中所示的方法。例如，可以采用第二或第三示例性实施方式的方法。
多气缸发动机的气缸数量可以任意设定。即使这样，也可以产生以上示例性实施方式的效果。例如，可采用单气缸内燃机。即使这样，燃烧循环也是720℃A。因此，上述示例性实施方式的方法是有效的。
区段A0-A5等等的学习值并不局限于根据各个区段的平均值与整个区段的平均值Tba的比值设定的值。可以根据各个区段的平均值与整个区段平均值Tba的差值设定学习值。在这种情况下，参考模型优选应该被设定为在没有任何结构误差时所希望的各个区段平均值与整个区段平均值的差值。
即使不采用参考模型也可以产生第一示例性实施方式的效果(I)，(II)。
整个区段并不局限于曲轴5的一转或两转。例如，在根据曲轴5旋转角周期变化的作用力通过某一元件作用在曲轴5上的情况下，以周期或以周期和360℃A或720℃A的公倍数设定整个区段是有效的。
在区段Ai或区段Ap的结构误差的感测中采用的参考并不局限于整个区段的平均值。例如，区段A0-A5中任何一个都可以被用作参考。即使这样，也可以感测所述区段之间的相对角度误差。可以通过采用由此计算得到的学习值补偿气缸的燃料喷射阀的喷射特性的差异。
采用学习值的方法并不局限于用于修正燃料喷射特性差异的学习值的学习。例如，在用于以预定曲柄转角启动燃料喷射的某个控制中，计算某一齿32被感测直至形成预定的曲柄转角的时间，并且在经历该时间后启动燃料喷射。在这种情况下，各个区段转速的精确计算对于提高喷射启动时刻的控制精度很重要。因此，通过采用学习值设定喷射启动时刻是有效的。
用于存储参考模型或学习值的存储装置并不局限于EEPROM56。存储装置优选应该是可重写的非易失性存储器例如备份RAM，其无论ECU 50的电源存在或不存在都可被供电，或者是例如EEPROM的存储器，其无论电源存在或不存在都可以保留数据。参考模型可被存储在ROM54中。
下面，参照附图对根据本发明第五示例性实施方式的学习控制进行描述。根据该实施方式的燃料喷射学习程序60计算的操作量之间的差值以及作为各个气缸学习值的参考操作量，要求所述各操作量使伴随各个气缸的燃料喷射产生的转速增量之间的差异为零。通过采用计算得到的学习值，根据曲柄转角传感器40的输出计算的转速增量基本上相互均等。但是，在齿22的间隔上存在结构误差的情况下，根据曲柄转角传感器40的输出计算得到的旋转角或转速与实际转角或实际转速存在偏差。如果存在偏差，则不能通过采用学习值来补偿气缸的燃料喷射阀2的喷射特性上的差异。
在图11A中示出了伴随各个气缸#1-#4上的燃料喷射所得到的曲柄转角传感器40的感测结果。在图11A中的实线表示在齿22上没有任何结构性角度误差的情况下的感测结果。点划线表示在齿22上存在角度误差的情况下的感测结果。双点划线表示在燃料喷射阀2的喷射特性上存在差异的情况下的感测结果。如图11A所示，在齿22存在角度误差和燃料喷射阀2的喷射特性存在差异的两种情况下，在曲柄转角传感器40的感测结果中，燃料喷射产生的转速提高在气缸之间存在差异。图11B表示由图11A所示的曲柄转角传感器40的感测结果转化的转矩当量值。在图11B中的空条、阴影条和带点的条表示分别与图11A中的实线、双点划线和点划线所示结果对应的转矩当量值。
因此，当在由曲柄转角传感器40感测的转速提高上存在差异时，不能指定该差异是由于燃料喷射阀2喷射特性的差异还是由于角度误差原因。因此，在该实施方式中，如图12的流程图所示，对角度误差进行学习(步骤S102结果为“是”)，接着对燃料喷射阀2的学习值进行学习(步骤S104)。ECU 50以预定周期往复执行图12所示的处理步骤。
参照图13A-13C对齿22之间间隔的结构误差进行说明。在图13A中，由设置在曲轴5上的转子20的缺齿部分24两侧的两个齿22限定的区段被称为区段A1。从区段A1以60℃A间隔沿顺时针限定区段A2-A6。在图13A中区段A1-A6表示齿22之间不产生任何偏差的示例。因此，区段A1-A6彼此相等。在图13A中的区段A3’，A4’表示在齿22上产生偏差的示例。因此，区段A3’，A4’与区段A3，A4存在偏差。
图13B表示在用于使有助于柴油机1的曲轴5产生转矩的燃料喷射停止的燃料切断控制过程中在区段A1-A6的转速NE。图13C表示在燃料切断控制过程中区段A1-A6旋转所需时间(经历时间)。在由图13B和13C中的实线所示的示例中，在齿22之间没有任何结构偏差。如图13B和13C所示，由于燃料切断控制，转速NE逐渐降低并且经历时间逐渐延长。在齿22的间隔具有结构偏差时感测的转速NE由图13B中的点划线示出。如图13B中的点划线所示，转速NE在区段A3’上增大一次并在区段A4’中变得比实际值更小。在齿22的间隔具有结构偏差时感测的经历时间由图13C中的点划线示出。如图13C中的点划线所示，经历时间t在区段A3’上降低一次并且在区段A4’上变得比实际值更大。
例如，即使在燃料喷射阀2的喷射特性上不存在任何差异，在第一和第三气缸#1，#3的压缩上止点存在于区段A1、第二和第四气缸#2，#4的压缩上止点存在于区段A4、并且图13A所示的角度误差存在于区段A3，A4的情况下，如图11A中的点划线所示在转速NE的增量上会产生差异。因此，在该实施方式中，与第一和第三气缸#1，#3的燃烧冲程对应的区段A1-A3被归入第一组，与第二和第四气缸#2，#4的燃烧冲程对应的区段A4-A6被归入第二组。这样，曲轴5的角度范围被分组。接着，由于结构误差而导致的各个组的角度范围的差异得到修正。通过执行用于均衡两个组角度范围的修正(校准)，可以在学习燃料喷射阀2的喷射特性差异的过程中避免由于角度误差而伴随各个气缸的燃烧冲程产生转速增量感测值的差异。
图14表示根据该实施方式曲柄转角误差学习程序的处理步骤。ECU 50例如以预定周期反复执行处理。在处理系列中，首先，步骤S110确定学习条件是否成立。当以下所有条件成立时学习条件成立(i)档位操作区段12处于中立范围；(ii)转速处于预定范围；以及(iii)进行燃料切断控制。采用条件(i)在使从驱动轮侧向曲轴5作用的转矩基本上为零的状态下实现学习控制。通过建立条件(i)，可以避免由驱动轮侧作用的转矩波动导致作用在曲轴5上的转矩波动。采用条件(ii)在防止作用在曲轴5上的扭转力波动过度增大的状态下实现学习控制。采用条件(iii)避免由燃烧冲程导致的曲轴5的旋转波动。例如在车辆减速的过程中可实现燃料切断控制。
如果学习条件成立，步骤S112如图15所示计算各个区段A1-A6的转速S1-S6的平均值NE1-NE6以及如以下表达式16和17所示计算整个区段A1-A6的转速S1-S6的平均值NEave。
(表达式16)NE1=1n(S1(1)+S1(2)+···+S1(n)),]]>NE2=1n(S2(1)+S2(2)+···+S2(n)),]]>NE6=1n(S6(1)+S6(2)+···+S6(n))]]>(表达式17)NEave=16(NE1+NE2+NE3+NE4+NE5+NE6)]]>图15表示各个区段A1-A6的转速S1-S6的衰减模式。例如，区段A1通过720℃A的n倍旋转的转速S1(1)-S1(n)的平均值NE1被计算作为区段A1的转速的平均值。各个区段A1-A6的转速的平均值NE1-NE6的平均值被计算作为整个区段的平均值NEave。因此，不是直接采用区段A1-A6的转速，而是采用转数的平均值以抑制由作用在曲轴5上的作用力导致的曲轴5实际旋转波动或在曲柄转角传感器40输出中混合的噪声的影响。
曲轴5的转速NE在各个气缸的压缩上止点附近周期性地降到最小。这不意味着具有压缩上止点定时循环的周期作用力作用在曲轴5上。例如，第一气缸#1的用于通过连杆4限制曲轴5旋转的活塞3的作用力在第一气缸#1的压缩上止点变得特别大。第二气缸#2的用于通过连杆4限制曲轴5旋转的活塞3的作用力在第二气缸#2的压缩上止点变得特别大。气缸#1-#4的活塞3通过连杆4向曲轴5的不同点施加作用力。这是因为与各个活塞3相连的连杆4在相互不同的位置上连接在曲轴5上。因此，在燃料切断控制之后通过惯性使旋转连续的曲轴5的作用力以及通过连杆4限制曲轴5旋转的各个气缸#1-#4的活塞3的作用力以720℃A周期在曲轴5上产生扭转力。
旋转波动根据曲轴5的转速NE的降低而衰减。扭转力也被衰减。而且，通过限制由活塞3在某个气缸的压缩上止点通过连杆4作用在曲轴5上的作用力产生的扭转力以及曲轴5的惯性可产生由曲轴5等部件的弹性导致的向后作用在曲轴5上的反向扭转力。
因此，在燃料切断控制过程中作用在曲轴5上的作用力以复杂的方式波动。从而，曲轴5的转速NE也以复杂方式波动。在该实施方式中，上述平均值被用于在感测齿22间隔的结构误差时将波动的影响降到最小并将曲柄转角传感器40输出中的噪声混合降到最小。
以下在图14中所示的步骤S114计算曲轴5一转过程中区段A1-A6之一的转速衰减度。更具体地说，如图16A所示，通过从在第一时间取样的转速S1(1)中减去在第二时间取样的区段A1的转速S1(2)来计算减小量NEave2(NEave2＝S1(1)-S1(2))。即使在区段A1上存在角度误差的情况下减小量NEave2也可以对伴随燃料切断控制产生的曲轴5转速的衰减度进行适当量化。如图15中虚线表示在存在转速NE的减小量与旋转角CA的增加量成比例的线性相关的情况下，被计算的减小量NEave2基本上为同一值，而不管采用的是区段A1-A6中的哪一个。
接着，下面图14所示的步骤S116计算第一组和第二组的转速的各自平均值作为第一和第二组的参照值HDave，BKave。在此，如图16B所示，通过将减小量NEave2除以4来计算每90℃A转速的减小量Wdh(Wdh＝NEave2/4)。接着，如图16C所示，通过减小量Wdh加上整个区段的平均值NEave计算第一组的转速的参考值HDave(HDave＝NEave2+Wdh)，并且通过从整个区段的平均值NEave中减去减小量Wdh来计算第二组的转速的参考值BKave(BKave＝NEave-Wdh)。采用整个区段的平均值Neave是因为仅有由图16A中虚线所示的衰减线的斜率能够由减小量NEave2控制，但减小量NEave2不足以确定衰减线。在图16C中，采用整个区段的平均值NEave作为衰减线的截距信息。
接着，以下步骤S118计算用于对在各个组中各区段转速的平均值相对于同一组的参考值的偏差进行修正的修正值K1-K6。这是一种用于均衡第一组和第二组的角度范围的方法。准确地说，如以下表达式18所示计算第一组的平均值NE1-NE3的均值与参考值HDave的比值HD。
(表达式18)HD=NE1+NE2+NE33×1HDave]]>还如以下表达式19所示计算第二组的平均值NE4-NE6的均值与参考值BKave的比值BK。
(表达式19)
BK=NE4+NE5+NE63×1BKave]]>接着，计算比值HD和比值BK的平均值AVE(AVE＝(HD+BK)/2)。平均值AVE的倒数是在修正时用于使区段A1-A6转速的平均值与整个区段的平均值NEave相一致的校准因数。接着，如以下表达式20所示，第一组的区段A1-A3的转速的平均值NE1-NE3被用参考值HDave除并利用值1/AVE校准，以计算修正值K1-K3。
(表达式20)K1=NE1HDave·1AVE,]]>K2=NE2HDave·1AVE,]]>K3=NE3HDave·1AVE]]>同样，如以下表达式21所示，第二组的区段A4-A6的转速的平均值NE4-NE6被用参考值BKave除并利用值1/AVE校准，以计算修正值K4-K6。
(表达式21)K4=NE4BKave·1AVE,]]>K5=NE5BKave·1AVE,]]>K6=NE6BKave·1AVE]]>通过采用修正值K1-K6，第一组和第二组的旋转角范围可以得到相互均衡。因而，可以高精度地感测燃料喷射阀2的喷射特性上的差异。
该实施方式例如产生以下效果(VII)-(X)。
(VII)根据预定区段(在此是区段A1)在曲轴5一转整数倍的起始和结束处的转速S1(1)，S1(2)来估算由燃料切断控制导致的曲轴5转速的衰减度。因此，可以精确计算转速的衰减度。
(VIII)不是采用各个区段A1-A6的转速或整个区段转速的平均值，而是采用区段A1-A6的转速的平均值NE1-NE6或平均值NE1-NE6的整个区段均值NEave。因此，在感测角度误差时，可以适当抑制由作用在曲轴5上的复杂作用力导致的曲轴5旋转波动的影响或在曲柄转角传感器40输出中混合的噪声的影响。
(IX)根据整个区段的平均值和衰减度精确计算各个组的转速平均值的参考值HDave，BKave。通过用各个组的参考值HDave，BKave修正各个组的区段A1-A6的平均值NE1-NE6，各个组的角度范围以高精度被设定成彼此相等。
(X)作为伴随燃料切断控制的曲轴5的衰减模式，采用转速减小与旋转角增加成比例的衰减线。因此，很容易并适当地对转速的衰减度进行计算。
下面，参照附图对根据本发明第六示例性实施方式的学习控制进行描述。在该实施方式中，在图14的步骤S114以图17所示的模式计算衰减度(减小量NEave2)。例如，通过采用在特定区段(在此是区段A1)取样的转速S1(1)-S1(n)，如表达式22所示通过对瞬时相邻取样值S1(i)，S1(i+1)(i＝1-n)之间的差值求取平均来计算减小量NEave2。
(表达式22)NEave2=1n{(S1(1)-S1(2))+(S1(2)-S1(3))+···+(S1(n)-S1(N+1))}]]>因此，即使在特定取样值中混合了噪声，也可以在抑制噪声影响的同时计算减小量NEave2。
除了产生第五示例性实施方式的效果(VII)-(X)之外，该实施方式还产生以下效果(XI)。
(XI)计算曲轴5一转过程中转速的减小量NEave2作为区段A1的n转过程中的转速减小量的平均值。因此，即使在区段A1的转速的特定取样值中混合了噪声，也可以在抑制噪声影响的同时计算减小量NEave2。
下面，参照附图对根据本发明第三示例性实施方式的学习控制进行描述。在该实施方式中，在图14的步骤S114以图18所示的模式计算衰减度(减小量NEave2)。如以下表达式23所示，通过对曲轴5的n转中区段A1-A6的转速减小量{S1(i)-S1(i+1)}，{S2(i)-S2(i+1)}，...，{S6(i)-S6(i+1)}(i＝1-n)求取平均来计算减小量NEave2。
(表达式23)NEave2=16n{(S1(1)-(S1(2))+···(S1(n)-S1(n+1))}]]>+16n{(S2(1)-(S2(2))+···+(S2(n)-S2(n+1))}]]>+16n{(S6(1)-(S6(2))+···+(S6(n)-S6(n+1))}]]>因此，即使在特定取样值中混合了噪声，也可以在抑制噪声影响的同时计算减小量NEave2。
除了产生第五示例性实施方式的效果(VII)-(X)之外，该实施方式还产生以下效果(XII)。
(XII)计算曲轴5一转中转速的减小量NEave2作为曲轴5的n转过程中区段A1-A6转速减小量的平均值。因此，即使在区段A1-A6中任意一个的转速的特定取样值中混合了噪声，也可以在抑制噪声影响的同时计算减小量NEave2。
下面，参照附图对根据本发明第八示例性实施方式的学习控制进行描述。在该实施方式中，采用曲轴5的两转作为整个区段Aq(q＝1-12)，并且整个区段Aq被分成区段Ai(i＝1-6)和区段Ap(p＝7-12)。区段Ap比相应的区段Ai前进360℃A(Ap＝Ai+360℃A)。在区段Aq的设定中，除了根据曲柄转角传感器40的输出的曲柄转角还采用根据凸轮转角传感器42的输出的凸轮转角。如图19所示并根据以下表达式24和25，计算各个区段A1-A12的转速S1-S12的平均值NE1-NE12以及平均值NE1-NE2的整个区段平均值NEave。
(表达式24)NE1=1n{S1(1)+···+S1(n)},]]>NE12=1n{S12(1)+···+S12(n)}]]>(表达式25)NEave=112(NE1+···+NE12)]]>接着，计算在曲轴5两转过程中特定区段(在此是区段A1)的转速的减小量NEave2，并如以下表达式26所示通过将减小量NEave2除以8来计算每90℃A的转速减小量Wdh。
(表达式26)Wdh=S1(1)-S1(2)8=NEave28]]>在该实施方式中，720℃A的角度范围被分成四个组。包括区段A1-A3的第一组包含第一气缸#1的压缩上止点。包括区段A4-A6的第二组包含第三气缸#3的压缩上止点。包括区段A7-A9的第三组包含第四气缸#4的压缩上止点。包括区段A10-A12的第四组包含第二气缸#2的压缩上止点。
如以下表达式27所示，通过采用整个区段的平均值NEave和减小量Wdh来计算第一到第四组的转速的参考值1ave，2ave，3ave，4ave。参考值1ave，2ave，3ave，4ave是由衰减线确定的各个组的转速平均值的参考值。
(表达式27)1ave＝NEave+3Wdh，3ave＝NEave+Wdh，4ave＝NEave-Wdh，2ave＝NEave-3Wdh如果计算参考值1ave-4ave，则按照第五示例性实施方式计算用于平衡各个组的角度范围的各个区段A1-A12的修正值。
平均值NE1-NE12中的每一个是区段A1-A12中每一个的转速的n个取样值的平均值。因此，足以抑制曲柄转角传感器40的输出中混合的噪声的影响。曲柄5旋转波动的影响也包含在内。但是，足以抑制该影响。旋转波动包括例如由在四冲程循环中作用在曲轴5上的周期作用力导致的旋转波动。对于周期作用力，在不同相位处的作用力不会以平均方式反映在各个平均值NE1-NE12上。平均值NE1-NE12仅反映在特定相位上作用力分量的影响。在此，相互偏差720℃A整数倍的相位被定义为同一相位。通过根据区段A1-A12中的每一个的平均值和参考值1ave，2ave，3ave，4ave之一的偏差来计算修正值，可以更适当地计算区段A1-A12中每一个的修正值。
除了产生第五示例性实施方式的效果(VII)-(X)的效果外，该实施方式还产生以下效果(XIII)和(XIV)。
(XIII)采用曲轴5的两转作为整个区段，并且分别计算区段A1-A12的修正值。因此，在计算修正值时更适当地消除了在四个冲程循环中作用于曲轴5上的周期作用力的影响。
(XIV)通过采用曲轴5的两转中的特定区段(在此是区段A1)转速的减小量NEave2计算曲轴5转速的衰减度。因此，在计算衰减度时，更适当地消除了在四个冲程循环中作用于曲轴5上的周期作用力的影响。
下面，参照附图对本发明第九示例性实施方式的学习控制进行描述。在该实施方式中，不进行分组。采用使转速减小量与旋转角增加量成比例的衰减线作为参考。根据衰减线和各个区段A1-A6的转速之间的偏差来计算区段A1-A6的修正值。
以与图14所示的步骤S114相同的处理计算减小量NEave2(NEave2＝S1(1)-S1(2))。如以下表达式28所示，将减小量NEave2除以360得到的值是图20所示的衰减线的斜率“a”。
(表达式28)a=NEave2360]]>在此，转速S1(1)的取样点被设定在0℃A。假定在变量“x”是180℃A时转速与整个区段的平均值NEave相一致，如以下表达式29所示计算衰减线(y＝ax+b)的节距“b”。
(表达式29)NEave=a×3602+b]]>
如果由此得到衰减线，则如以下表达式30所示计算区段A1-A6的修正值K1-K6。
(表达式30)K1=1n(S1(1)a×0+b+···+S1(n)a×360(n-1)+b),]]>K6=1n(S6(1)a×300+b+···+S6(n)a×(300+360×(n-1))+b)]]>例如，按照n个取样转速S1(i)(i＝1-n)与转速(a×(360(i-1)+b)的比值的平均值计算修正值K1。
除了产生第五示例性实施方式的效果(VII)，(VIII)之外，该实施方式产生以下效果(XV)。
(XV)根据任意区段的转速与使转速减小量与旋转角提高量成比例的衰减线的偏差来对区段A1-A6的角度误差进行感测，作为修正值K1-K6。因此可以很容易并适当地计算区段A1-A6的角度误差。
被用于计算减小量NEave2的区段并不局限于第五、第八或第九示例性实施方式中的区段A1。从区段A1-A6中的任意区段都可以被用于计算减小量NEave2。而且，被用于计算减小量NEave2的区段并不局限于区段A1-A6。例如，可采用由限定区段A2的两个齿22中的任何一个和区段A2内的齿22限定的区段。
作为用于在第八或第九示例性实施方式中计算减小量NEave2的方法，可采用第六或第七示例性实施方式的方法。
用于对曲柄转角范围进行分组的方法并不局限于在第五到第八示例性实施方式中描述的方法。可以任意设定组使得每个组包括根据气缸数与每个气缸压缩上止点对应的旋转角。例如，在五气缸内燃机的情况下，从0℃A-144℃A的范围可以构成第一组，从144℃A-288℃A的范围可以构成第二组，从288℃A-432℃A的范围可以构成第三组，从432℃A-576℃A的范围可以构成第四组，以及从576℃A-720℃A的范围可以构成第五组。在这种情况下，优选地齿22应该限定各个组的边界。
用于根据各组转速的参考值平衡各个组的角度范围的方法并不局限于在以上实施方式中描述的方法。例如，各个区段的修正值可以被设定成使得每个组的各区段的转速的平均值单调降低并且各平均值的均值与参考值相一致。
在第九示例性实施方式中，整个区段可以与第八示例性实施方式的整个区段相同。因此，在计算修正值时更适当地消除了在四冲程循环中作用在曲轴5上的周期作用力的影响。
衰减线并不局限于使曲轴5转速的减小与旋转角的增加成比例的线。例如，衰减线可以被设定成使得所述区段的旋转所需时间的增加与旋转角的增加成比例。衰减线可以被设定成使得旋转角的增加与时间成比例。
衰减线的截距信息并不局限于利用整个区段平均值计算得到的信息。例如，在第九示例性实施方式中，可以根据区段A3的转速S3(1)以及通过采用区段A3计算得到的减小量NEave2来计算衰减线。在这种情况下，衰减线与实际衰减线偏离。但是，通过修正区段A1-A6的角度误差，可以高精度将各个组的角度范围设定成相等。
区段A1-A6的修正值并不局限于根据各个区段的转速的平均值NE1-NE6与参考值HDave，BKave的比值等设定的值。可以根据平均值NE1-NE6与参考值之间的差值设定修正值。
在以上示例性实施方式中，通过采用区段的转速来感测角度误差。备选地，通过采用区段旋转所需时间来感测角度误差。备选地，可以根据与区段旋转所需时间或转速相关的参数来感测角度误差。因此，可以采用区段旋转所需时间的物理量或与时间等效的值。
使用修正值的方法并不局限于用于对燃料喷射特性的差异进行修正的学习值的学习。例如，在用于以预定曲柄转角启动燃料喷射的某一控制中，计算从开始感测某一齿32直至形成预定的曲柄转角的时间，并且在经历该时间后启动燃料喷射。在这种情况下，各个区段的转速的精确计算对于提高喷射启动时刻的控制精度很重要。例如，通过采用在第九示例性实施方式中计算的修正值设定喷射启动时刻是有效的。
内燃机并不局限于以下类型的发动机，即进气阀和排气阀的打开和闭合与由发动机驱动的凸轮的旋转相协调。例如，进气阀或排气阀可以被构造成电磁阀。在这种情况下，如果所有气缸的进气阀或排气阀在燃料切断控制过程中完全打开，则可以使从各个气缸的活塞3通过连杆4作用在曲轴5上的作用力或作用力的波动降到最小。
车辆并不局限于手动变速车辆而可以是自动变速车辆。在这种情况下，在车辆减速的燃料切断过程中可以执行学习控制。
内燃机并不局限于柴油机而可以是汽油机。
可以任意改变与曲轴5同步旋转的被感测部分(齿22)或与凸轮轴6同步旋转的被感测部分(齿32)的结构或数量。
本发明不应该局限于所披露的实施方式，而是可以在不脱离由附加权利要求限定的本发明范围的前提下以多种其它方式被实施。
权利要求
1.一种旋转角感测装置，其读入曲柄转角传感器的输出以感测内燃机曲轴的旋转角，所述曲柄转角传感器用于感测与该曲轴同步旋转的多个被感测部分，所述旋转角感测装置包括燃料切断控制装置，其进行燃料切断控制以使产生曲轴转矩的燃料喷射停止；计算装置，其通过用被感测部分将由曲轴的一转或多转限定的整个区段分成多个区段，并根据在燃料切断控制过程中获得的曲柄转角传感器的输出来计算该多个区段中每一个的旋转所需时间；平均装置，其计算对于每个区段而言的计算装置的多个计算值的平均值；以及误差感测装置，其根据任意区段的平均值与另一区段的平均值之间的比较或任意区段的平均值与该多个区段中的两个或几个区段的平均值的均值之间的比较来感测多个区段中任意区段的角度误差。
2.如权利要求1所述的旋转角感测装置，其特征在于，还包括整个区段平均装置，其通过对多个区段的平均值求取平均来计算整个区段的平均值，其中所述误差感测装置比较任意区段的平均值与整个区段的平均值以感测任意区段的角度误差。
3.如权利要求1所述的旋转角感测装置，其特征在于，还包括存储参考模型的存储装置，所述参考模型用于确定任意区段的平均值和另一区段的平均值之间的偏差参考或任意区段的平均值与两个或多个区段的平均值的均值之间的偏差参考，其中在误差感测装置感测误差时，所述误差感测装置通过任意区段的平均值与另一区段的平均值之间的偏差或任意区段的平均值与两个或多个区段的平均值的均值之间的偏差来消除由参考模型确定的偏差。
4.如权利要求3所述的旋转角感测装置，其特征在于，所述内燃机是四冲程发动机并具有与曲轴机械连接的凸轮轴；以及由参考模型确定的偏差包括由在四冲程循环中作用在曲轴上的周期作用力导致的偏差。
5.如权利要求3所述的旋转角感测装置，其特征在于，所述参考模型是在假设被感测部分之间的间隔上不存在任何结构误差的情况下由各区段的平均值限定。
6.如权利要求1所述的旋转角感测装置，其特征在于，所述整个区段与曲轴的一转对应。
7.如权利要求1所述的旋转角感测装置，其特征在于，所述内燃机是四冲程发动机并具有与曲轴机械连接的凸轮轴，以及所述整个区段与曲轴的两转对应。
8.如权利要求1-3，5和6中任意一项所述的旋转角感测装置，其特征在于，还包括接收装置，其接收凸轮转角传感器的感测值，所述凸轮转角传感器用于对与和曲轴机械连接的凸轮轴同步旋转的多个凸轮被感测部分进行感测；凸轮感测装置，其通过采用多个凸轮被感测部分将与曲轴的两转对应的整个凸轮区段分成多个凸轮区段，并根据任意凸轮区段的旋转所需时间的多个计算值的平均值与另一凸轮区段的旋转所需时间的计算值的平均值的比较或任意凸轮区段的平均值与两个或多个凸轮区段平均值的均值之间的比较来感测多个凸轮区段中任意凸轮区段的角度误差，所述计算值在燃料切断控制过程中得到计算；以及误差修正装置，其根据凸轮感测装置的感测结果来修正误差感测装置的感测结果。
9.如权利要求4或7所述的旋转角感测装置，其特征在于，还包括接收装置，其接收凸轮转角传感器的感测值，所述凸轮转角传感器用于对与和曲轴机械连接的凸轮轴同步旋转的多个凸轮被感测部分进行感测；凸轮感测装置，其通过采用多个凸轮被感测部分将与曲轴的两转对应的整个凸轮区段分成多个凸轮区段，并根据任意凸轮区段的旋转所需时间的多个计算值的平均值与另一凸轮区段的旋转所需时间的计算值的平均值的比较或任意凸轮区段的平均值与两个或多个凸轮区段平均值的均值之间的比较来感测多个凸轮区段中任意凸轮区段的角度误差，所述计算值在燃料切断控制过程中得到计算；以及误差修正装置，其根据凸轮感测装置的感测结果来修正误差感测装置的感测结果。
10.一种旋转角感测装置，其通过在执行燃料切断控制以使产生曲轴转矩的燃料喷射停止时根据感测任意区段的曲柄转角传感器的输出来计算与任意区段旋转所需时间的物理量或与时间等效的值相对应的区段的参数，从而对由与内燃机的曲轴同步旋转的多个被感测部分确定的区段中的任意区段的角度误差进行感测，所述旋转角感测装置包括估计装置，其根据与在曲轴一转的整数倍的起始和结束处由两个预定被感测部分限定的某一区段的旋转相关的物理量的计算值来估计由燃料切断控制导致的曲轴转速的衰减度；以及误差感测装置，其根据转速的衰减模式和衰减度确定任意区段的物理量的参考值，并根据任意区段的区段参数与参考值的偏差来感测任意区段的角度误差，所述转速的衰减模式根据与由被感测部分确定的区段的旋转相关的物理量确定。
11.如权利要求10所述的旋转角感测装置，其特征在于，所述区段参数被计算作为与任意区段的旋转相关的物理量的多个值的均值。
12.如权利要求10所述的旋转角感测装置，其特征在于，还包括计算装置，其计算多个区段的区段参数，所述多个区段通过用被感测部分来划分整个区段而得来，整个区段由曲轴一转的整数倍限定，其中所述误差感测装置在感测区段角度误差时采用多个区段中的每一个作为任意区段。
13.如权利要求12所述的旋转角感测装置，其特征在于，还包括整个区段平均装置，其计算整个区段的区段参数的平均值作为整个区段的平均值，其中所述误差感测装置根据转速衰减模式和衰减度来确定参考值，所述衰减模式基于整个部分平均值来确定。
14.如权利要求12或13所述的旋转角感测装置，其特征在于，所述内燃机是多气缸发动机，多个区段按等角度划分的角度范围被分组，使得每个角度范围包括与内燃机每个气缸的压缩上止点对应的曲轴旋转角，以及所述误差感测装置具有第一装置和第二装置，所述第一装置根据衰减模式在每个组的角度范围内计算物理量的平均值的参考值，所述第二装置根据每个组的参考值感测每个区段的角度误差，以在校准中平衡各组的角度范围。
15.如权利要求14所述的旋转角感测装置，其特征在于，所述衰减模式由衰减线限定，利用所述衰减线使物理量的变化与旋转角的变化成比例。
16.如权利要求10-13中任一项所述的旋转角感测装置，其特征在于，所述衰减模式由衰减线限定，利用所述衰减线使物理量的变化与曲轴旋转角的变化成比例，且所述误差感测装置根据任意区段的区段参数与衰减线的偏差来感测任意区段的角度误差。
全文摘要
一种旋转角感测装置，计算通过等分曲轴一转得到的区段中每一个的旋转所需时间的计算值的均值。该装置计算整个区段的平均值的均值以计算整个区段的平均值。该装置计算各个区段的平均值与整个区段平均值的比值。该装置通过采用参照比值消除了曲轴旋转波动的影响，所述参考比值是在不存在任何结构误差的情况下按照各个区段的平均值与整个区段的平均值的比值被计算。因此，该装置计算了用于补偿结构误差的学习值。
文档编号F02D45/00GK1920283SQ20061012132
公开日2007年2月28日 申请日期2006年8月21日 优先权日2005年8月23日
发明者石塚康治, 中田谦一郎 申请人:株式会社电装