专利名称：用于校正内燃发动机的多个气缸压力传感器的增益和偏移的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于内燃发动机的控制装置和控制方法。更具体地， 本发明涉及一种基于由气缸压力传感器检测到的气缸中的燃烧压力来控 制发动机的用于内燃发动机的控制装置和控制方法。
背景技术：
已知一种用于内燃发动机的控制装置，所述内燃发动机具有设置于内 燃发动机的每个气釭中的能够检测气缸压力的气缸压力传感器。此控制装 置基于当发动机运转时检测到的气缸压力(即，燃烧压力)来校正各气釭 之间的燃烧状态等的差异。
但是，当气缸压力传感器设置于每个气缸中并以这种方式单独检测每 个气釭中的压力时，各气缸之间的输出特性的差异即成为问题。
即，对于各个气缸压力传感器来说，气釭压力传感器所检测的气釭中 的实际压力与来自此气釭的气釭压力传感器的输出之间的关系(即所述输 出特性)初始即有所差异。而且，因为所述输出特性有可能随时间而改变， 所以各气釭压力传感器之间的输出特性也可能由于使用而产生差异。
当M感器之间的输出特性以此方式产生差异时，即使当每个气釭中 的燃烧状态不存在差异且是理想的和相同的时候，基于来自所述气缸压力 传感器的输出而获得的气缸的燃烧状态也会存在差异。在这种情况下，执 行差异校正以消除各气釭的燃烧状态的明显差异，结果此校正实际上4吏得 在最初不存在差异的情况下导致产生差异。
因此，例如日本专利申请公报No. 63-268955 (JP-A-63-268955 )和日 本专利申请公报No. 1-262348 (JP-A-1-262348 )提出了用于当在多个气釭 中的每个气缸中都设置气缸压力传感器时校正各气缸压力传感器的输出 特性之间的差异的方法。
例如在JP-A-63-268955中描述的技术，通过利用两个气釭压力传感器同时测量单个既定气缸的燃烧压力来校正气釭压力传感器的输出差异。
也即是说，在JP-A-63-268955中描述的装置构造成例如使得气釭压力 传感器设置于各气釭之间的气缸盖部分中，并且每个气釭压力传感器都经 由能够开启和关闭的压力引入通道与该气釭压力传感器两侧的气缸相连。 因此，设置于气缸之间的气釭压力传感器能够选择性地连接到其两侧的气 缸，使得两侧气缸的压力能够由单个传感器来测量。
在JP-A-63-268955中，当发动机运转时，设置于既定气缸两侧的两个 传感器一一即，每侧一个传感器一—同时与此气缸相连。因此，单个气缸 中的压力峰值由两个气缸压力传感器同时测量。
而且，在JP-A-63-268955中描述的技a正一个传感器的输出特性， 使得由上述两个传感器测量的所述^^值(若干循环的平均值)匹配。然 后，对相邻的传感器依次重复这种峰值校正直至所有气釭压力传感器的输 出特性最终匹配。
此外，在JP-A-1-262348描述的技术中，除气釭压力传感器之外还设 置有检测发动机进气压力的进气压力传感器。每个气缸压力传感器的输出 特性都基于来自该进气压力传感器的输出进行校正。即，在JP-A-1-262348 中描述的技术在诸如启动期间或者当减速时切断燃料期间等气缸中不执 行燃烧时的进气行程期间的预定正时处利用设置于每个气缸中的气缸压 力传感器来检测气缸压力。
在JP-A-1-262348中描述的技术进一步利用进气压力传感器来检测发 动机的进气压力，并校正气缸压力传感器的输出特性的偏移(即，当来自 所述传感器的输出为零时的气缸压力)使得由上述气缸压力传感器检测到 的每个气釭的进气行程期间的气缸压力与由进气压力传感器检测到的发 动机的进气压力匹配。
在JP-A-1-262348中描述的技术还通过将进气压力传感器检测到的进 气压力乘以发动机的压缩比来计算每个气缸的压缩行程上止点(TDC)的 气缸压力的理论值，也利用气缸压力传感器检测气釭中不执行燃烧时的每 个气缸中的压缩行程上止点(TDC)的实际压力(峰值)，并校正气釭压 力传感器的输出特性的增益(即，表示气釭压力和来自气釭压力传感器的 输出之间的关系的直线的斜率)使得这些峰值与理论值匹配。
因此，在JP-A-1-262348中描述的装置中，校正偏移和增益使得M利用JP-A-63-268955中描述的装置， 一个气釭压力传感器需要与两个 气缸相连，这就限制了气釭压力传感器的设置且需要设置将气釭压力传感 器与两个气釭相连的压力引入通道。因此，所述装置的结构变得复杂。
此外，利用JP-A-63-268955中描述的装置，仅执行基于每个气釭的气 缸压力的峰值的校正，这仍旧未解决各气缸压力传感器的输出特性的偏移 的差异。因此，不能完全消除各传感器的输出特性之间的差异。
同时，利用JP-A-1-262348中描述的装置，通过使用进气压力传感器 来校正气釭压力传感器的输出特性的偏移和增益，使得各气釭压力传感器 的输出特性匹配。
但是,JP-A-1-262348中描述的装置需要设置进气压力传感器以便校正 所述各传感器的输出特性之间的差异。因此，不能在未设置进气压力传感 器的发动机中校正气缸压力传感器的输出特性。
发明内容
因此，本发明提供一种用于内燃发动机的控制装置和控制方法，所述 控制装置和控制方法能够在不需要进气压力传感器或者将两个气缸与气 缸压力传感器相连的压力引入通道等的情况下以简单的结构使多个气缸 压力传感器的输出特性之间的差异得以准确校正。
本发明的第一方面涉及一种用于内燃发动机的控制装置，所述内燃发 动机具有气缸压力传感器，所述气缸压力传感器检测气釭压力并且设置于 多个气缸中的每个气釭中。所述控制装置校正所述多个气釭压力传感器中 的至少一个气釭压力传感器的输出特性。所述输出特性表示所述至少一个 气缸压力传感器的输出与所述气缸压力之间的关系并且基于在预定的工
少一个气釭压力传感器的输出。利用这种控制装置，所述输出特性是所述 气缸压力传感器的输出和所述气釭压力的线性函数；并且所述校正通过校 正所述至少一个气釭压力传感器的输出特性的偏移和增益来进行，使得所 述至少一个气缸压力传感器的所述输出特性与预先存储的共用的参考输 出特性匹配。
在这种结构中，所述参考输出特性可以是所述气釭压力传感器中不同于所述至少一个气缸压力传感器的一个气缸压力传感器的输出特性。
在这种结构中，所述参考输出特性可以是相应于所iiic动机的工况的 气缸压力传感器的预定输出特性。
在这种结构中，所述气缸压力传感器的所述预定输出特性可以是与待 校正的气釭压力传感器不同的气缸压力传感器的输出特性。
在这种结构中，所述预定的工况可以至少基于发动机转速和进气量进 械定。
在所述第一方面中，所述参考输出特性可以基于所述至少一个气缸压 力传感器在校正前的所述输出特性的偏移的平均值以及所述至少一个气
缸压力传感器在校正前的所述输出特性的增益的平均值进^i殳定。
在前述结构中，每个传感器的输出特性的增益(即，输出特性的直线 的斜率)以及偏移(即，当所述输出为零时的压力)利用在相同M下于 每个气釭中在两个检测正时处检测到的所述气釭压力传感器输出而获得。 然后进行校正使得所述增益和所述偏移与相应的参考值匹配。
这些参考值不必如上述JP-A-1-262348中的参考值一样涉及实际压力 (即，进气压力)。取而代之，这些参考值仅是为了使所述传感器的输出 特性匹配才^Li殳定。
即，如果由单独的装置检测实际气釭压力，且用这些压力作为参考值 来校正每个传感器的输出特性，如同使用JP-A-1-262348中描述的技术的 情况，则不仅所述传感器的输出特性匹配，所述传感器的输出还能表示实 际气缸压力。
但是，事实上，当利用气缸压力传感器进行校正以消除气缸燃烧状态 的差异时，所述气缸压力传感器的输出特性匹配并且在它们之间不存在差 异是很重要的。然而，由于这些输出特性匹配，所以根据所述气釭压力传 感器输出所计算出的输出值不必必须与真实压力严格匹配。
才艮据前述结构，利用预先存储的用于所述气缸压力传感器的共用的参 考值(所述共用的参考值不必必须基于真实压力)来使所述传感器的输出 特性匹配。因此，虽然存在这样一种可能性，即，由每个气釭压力传感器 检测到的气缸压力有可能是与真实的气缸压力有所不同的值，但是M感 器的输出特性全部匹配，因此能够准确地检测所述气缸燃烧状态的差异。因此，根据前述结构，能够用简单的结构准确地使所述传感器的输出 特性匹配，而不必为了校正所述气釭压力传感器的输出特性而增加诸如进 气压力传感器等额外结构。
此外，可以获得例如一个气缸的气缸压力传感器的输出特性并在所述 校正中用作其余传感器的共用的参考值，并且可以校正其它气缸的气釭压 力传感器的输出特性使得它们与这一个气缸的气缸压力传感器的输出特 性匹配。可替代地或者另外，可根据发动机的运转状态(例如，发动机负 荷和发动机转速)预先设定参考输出特性，并可校正各气釭的气釭压力传 感器的输出特性以与此参考输出特性匹配。
此外，在预定工况下获得的各气釭的气釭压力传感器的输出特性(偏 移和增益)的平均值也可用作所述参考值。
在前述结构中，所述预定的工况是在其中执行燃料切断的工况。
根据这种结构，在诸如当发动机正在减速时的燃料切断期间校正所述 气釭压力传感器的输出特性。在燃料切断期间，因为不发生燃烧，所以不 存在由于燃烧的差异而引起的气釭压力的差异。因此，在校正所述气釭压 力传感器的输出特性时，气缸压力^M目同，所以能够准确地校正所述输 出特性。
在前述结构中，所述两个预定检测正时中的第一检测正时可以是每个 气缸的所述气釭压力达到"^值时的正时。
例如，在诸如燃料切断期间等气釭压力存在小差异的工况下，在所有 气缸中的气釭压力的峰值(例如，在燃朴勿断期间处于压缩行程的上止点 时的压力)基本匹配。因此，才艮据前述结构，通过利用气釭压力的J^值来 校正输出特性，就能够非常准确地校正所述输出特性。
在前述结构中，所述两个预定检测正时中的第二检测正时可以i殳定为 位于所述气釭的进气行程期间。
根据这种结构，在进气行程期间气釭压力基本匹配，所以通过利用进 气行程期间的气缸压力来校正所述传感器的输出特性的方式提高了输出
特性校正的准确性。
在前述结构中，所述两个预定检测正时中的第二检测正时可以设定为 位于所述气缸的排气行程期间。根据这种结构，因为在排气行程期间气缸压力基本一致，所以通过利 用排气行程期间的气缸压力来校正所述传感器的输出特性的方式提高了 输出特性校正的准确性。
在前述结构中，可以将所述两个检测正时中的每个检测正时在预定次
述气缸压力传感器的检测值。
根据前述结构，能够减少来自由于噪声等引起的测量误差的影响。
本发明的第二方面涉及一种用于内燃发动机的控制方法，所述内燃发 动机具有气缸压力传感器，所述气釭压力传感器检测气釭压力并设置于多 个气缸中的每个气缸中。所述控制方法校正所述多个气釭压力传感器中的 至少一个气缸压力传感器的输出特性。所述输出特性表示所述至少一个气 缸压力传感器的输出和所述气缸压力之间的关系并且基于在预定的工况 下在气缸的行程循环期间两个预定检测正时处的气缸压力和所述至少一 个气缸压力传感器的输出。在这种用于内燃发动机的控制方法中，所述输 出特性是所述气缸压力传感器的输出和所述气缸压力的线性函数，并且所 述校正通过校正所述至少一个气缸压力传感器的输出特性的偏移和增益 来进行，使得所述至少一个气釭压力传感器的所述输出特性与预先存储的 共用的参考输出特性匹配。
根据此方面，能够用简单的结构执行消除各气缸压力传感器的所述输 出特性之间差异的校正。
根据以下参考附图对示例性实施方式的描述将更加清楚本发明的前述 及进一步的目标、特征和优点，其中，相同的数字用来代表相同的元件，
并且
图1是示意性示出已应用本发明的车辆的内燃发动机示例的框图2是示出常规气缸压力传感器的输出特性的图3是示出常规气缸压力传感器的输出特性之间的差异的图4是示出根据本发明用于校正气缸压力传感器的输出特性之间的差 异的方法的图；图5是示出根据本发明用于校正气缸压力传感器的输出特性之间的差 异的程序的第一示例性实施方式的流程图6是示出根据本发明用于校正气缸压力传感器的输出特性之间的差 异的程序的第二示例性实施方式的流程图；以及
图7是示出根据本发明用于校正气釭压力传感器的输出特性之间的差 异的程序的第三示例性实施方式的流程图。
具体实施例方式
在以下描述和附图中，将根据示例性实施方式来详细描述本发明。
图l是示意性示出一种示例性实施方式的框图，在该实施方式中，已 在车辆的内燃发动机中应用了本发明。在此示例性实施方式中，图l中所 示车用内燃发动机(以下简称为"内燃发动机"或简称"发动机")10是
具有表示为#1至#4的四个气釭的火花点火式发动机。
气缸#1至#4各自分别设置有能够检测气釭压力即气釭内压力的气 缸压力传感器11至14。
在此示例性实施方式中，气缸压力传感器11至14都;K吏用压电元件 等的已知类型的压力传感器。各类气釭压力传感器中的任何一种都能用作 本示例性实施方式的气缸压力传感器。例如，能够使用设置于气釭体或气 缸盖中并经由连接孔与气缸内部连通的一类气缸压力传感器，或者能够使 用安装于每个气缸中的未示出的火花塞上的垫圏式气釭压力传感器。
在本示例性实施方式中，电子控制单元(ECU) 30由已知类型的微型 计算机形成，所述微型计算机除了执行诸如发动机10的燃料喷射控制和点 火正时控制等基本的发动机控制之外，如稍后将描述的，还执行控制以使 各气缸内的燃烧状态一致(以下称为"一致性控制")，以及进行校正以消 除气缸压力传感器11至14的输出特性之间的差异以便在所述气缸中获得 一致的燃烧状态。ECU30起控制部的作用。
为了执行这些控制，ECU30接收各种信号，包括表示输出电压的信 号，所述表示输出电压的信号来自气缸压力传感器11至14并经由未示出 的模拟数字(AD)转换器；表示发动机的曲轴转角CA的脉冲信号，所述 脉沖信号来自设置在发动机10的曲轴附近的曲轴转角传感器31;以M 示发动机的进气流率的信号，所述表示发动机的进气流率的信号来自设置于发动机10的进气通道中的空气流量计33。
此外，ECU30的输出端口与点火电路41以及燃料喷射电路43相连，
喷射和点火正时。
ECU 30根据从曲轴转角传感器31输入的脉冲信号的频率来计算发动 机转速N (转/分)，并且还在输入参考位置信号之后根据曲轴转角脉冲的 数目来计算曲轴转角，所述参考位置信号在特定气釭(诸如气釭#1)中活 塞每次到达燃烧行程的上止点(TDC)时独立地产生。
ECU 30还基于发动机转速和由空气流量计33检测到的发动机进气流 率来设定发动机燃料喷射量和发动机点火正时。因为燃料喷射量和点火正 时能够各自以已知的方法计算，所以在此不再赘述。
在本示例性实施方式中，ECU 30还在每个曲轴转角处基于来自气缸压 力传感器11至14的输出电压来计算诸如在每个气釭中燃烧期间所产生的 总热量(即，总的热生成量)以及平均有效指示压力等燃烧^lt。 ECU30 还通过校正如上所述计算出的点火正时和燃料喷射量以消除各气缸的这 些燃烧M的任何差异的方式来执行一致性控制，以l更使各气釭中的燃烧 状态一致。
此一致性控制本身能够根据各种已知方法中的任何一种来执行。但是， 如果在各气釭的气釭压力传感器的输出特性之间存在差异，则使用这些方 法中的任何方法都不可能使各气缸的燃烧状态一致。
图2是示出常规气釭压力传感器的输出特性的图，所述输出特性即气 缸压力和气釭压力传感器的输出之间的关系。图中的竖直轴线(即，y轴) 表示所述压力，且图中的水平轴线(即，x轴)表示所述气釭压力传感器 的输出。
如图2所示，气釭压力传感器的输出基本上伴随所述压力成比例地增 大，所以输出特性为直线。在本说明书中，将输出特性的直线与y轴的交 点(即，当气釭压力传感器的输出为零时的气缸压力)称为偏移，并且将 输出特性直线的斜率称为增益。
因此，利用增益a和偏移b,能够将输出特性表示为y-ax+b。
但是，事实上，存在这样的情况，即，不仅存在每个传感器的公差限
12度内的增益a和偏移b的值之间的初始差异，还存在随时间以及使用而发 生的增益a和偏移b的值之间的差异。当使用多个气釭压力传感器时，则 差异最终产生于压力检测值之间。
例如，图3以画面格式示出图1中所示的气釭压力传感器11至14的 输出特性之间的差异。在图3中，罗马数字I至IV分别表示气釭压力传感 器11至14的输出特性。
如图3所示，当在各气釭压力传感器的输出特性之间存在差异时，即 使是在各气釭的燃烧状态之间绝对不存在差异的理想状态下，各气釭的气 缸压力传感器的输出也会不一致，所以基于气釭压力传感器的输出所计算 出的平均有效指示压力和所产生的总热量等最终也会不相同。在这种情况 下，如果执行前述的一致性控制，则相反会最终导致各气釭的燃烧状态之 间的差异。
因此，在本示例性实施方式中，由下述方法来校正气缸压力传感器的 输出特性之间的差异。图4图示用于校正各输出特性之间差异的这种方法 (以下也称为"输出特性差异校正法")，且对应于图2。
在本示例性实施方式中，参考输出特性(在图4中以长短交替的点划 线示出)根据稍后将描述的方法设定，并且，校正实际输出特性(在图4 中以实线示出)以^更与此参考输出特性一致。
更具体地，首先，生成两组数据， 一组用于气釭压力传感器的实际输 出，且另一组用于与气缸压力传感器的输出相对应的压力。基于此lt据来 计算气釭压力传感器的实际输出特性的增益a和偏移b。
例如，個i殳当由传感器测量的实际气缸压力为ye和yp时，气釭压力 传感器输出为xe和xp,则能够通过下面的表达式(1)和表达式(2)获 得此气釭压力传感器的输出特性的增益a和偏移b。 a = (yp - ye) / (xp — xe)…(1)
b = (ye x xp — yp x xe) / (xp — xe)…(2)
为了使此输出特性与在图4中以长短交替的点划线表示的参考输出特 性一致，当将参考输出特性的增益指定为A且将参考输出特性的偏移指定 为B时，只需要用实际输出特性的增益乘以校正系数a-A/a，并将校正系 数P = (B-b)与实际输出特性的偏移相加即可。因此，能够根据下面的表达式(3)获得校正后的输出特性。 y = a x (a x x) + b + p…(3)
附带地，在图2至图4的图示中，y轴表示所述压力，x轴表示所述气 缸压力传感器的输出，并且输出特性以将y(即，压力)作为x(即，传感 器输出)的函数的方式来表示。但是，相反地，也可通过以y轴表示所述 传感器输出并以x轴表示所i^力、并且以将所述传感器输出(y)作为所 述压力(x)的函数的方式来表示所述输出特性，由此完成同样的校正。
接下来，将描述图4中的参考输出特性。如上所述，本发明之前的技 术仅用于消除各气缸压力传感器的输出特性之间的差异，所以没有利用例 如单独测量的气釭压力来校正输出特性。因此，利用校正后的输出特性计 算出的气釭压力有可能不总是与实际压力严格一致。
因此，优选将尽可能与最真实的压力相应的值作为用于校正的参考输 出特性，使得不仅校正后的每个气缸压力传感器的输出特性会匹配，而且 利用校正后的所述输出特性获得的压力值也会尽可能地接近真实压力。
因此，在下面的示例性实施方式中，将详细描述输出特性校正的三个 示例，即，(1)当既定气釭的气釭压力传感器的输出特性用作参考输出特 性时的输出特性校正；(2)当根据工况预先设定的输出特性用作参考输出 特性时的输出特性校正；以及(3)当所有气缸的气釭压力传感器的平均输 出特性用作参考输出特性时的输出特性校正。
本发明的第一示例性实施方式涉及当既定气釭的气釭压力传感器的输 出特性用作参考输出特性时的输出特性校正。在此示例性实施方式中，每 个气釭的输出特性(增益和偏移)都通过上述方法获得。这些气釭的其中 一个气缸的输出特性用作参考输出特性，并且使其它气釭的输出特性与此 参考输出特性匹配。
最初，在各气釭压力传感器的输出特性之间不存在太大差异或偏差。 因此，通过使其它气缸压力传感器的输出特性与所述一个气釭压力传感器 的输出特性一致，就可在由每个气釭压力传感器检测的输出值不偏离真实 值太多的情况下消除各气釭压力传感器的输出特性之间的差异。
图5是图示根据此示例性实施方式的用于校正气釭压力传感器的输出 特性的程序的流程图。此程序由ECU30执行。在图5中的步骤S501中，判定是否满足校正气釭压力传感器的输出特 性的条件(此条件在下文中也可称为"校正执行M")。在此示例性实施 方式中，仅当在发动机中执行燃料切断时才校正所述输出特性。这是因为 在燃料切断期间，气缸中不发生燃烧，所以不存在由于燃烧差异而产生的 各气釭中压力之间的差异，举例来说，各气釭中的压力峰值比在其它任何 时候都更加匹配。
如果在步骤S501中判定当前正在执行燃料切断，则在步骤S503中利 用气缸压力传感器在每个气缸的行程循环过程中预先设定的两个检测正 时处测量实际气缸压力。
在此示例性实施方式中，实施测量的所述两个检测正时是l)当气缸 压力达到峰值时的时刻(即，燃烧行程的上止点)；以及2)处于排气行程 (或进气行程)过程中的预定时间段内。因而，获得气釭内部峰值压力(Pp ) 和处于排气行程(或进气行程)过程中的预定时间段内的气釭压力的平均 压力(Pe)。即，通过利用气缸压力的最小值和最大值来提高如下所述计 算出的输出特性的计算准确性。
此外，可在多个循环(诸如10个循环)期间实施测量，并将所述两个 正时的测量值Pp和Pe的平均值以及在该时刻气缸压力传感器输出Vp和 Ve的平均值用作Pp、 Pe、 Vp和Ve，而不是仅利用以在如上所述的两个 正时处仅测量一次的方式所获得的测量值。利用所述平均值能防止测量值 受噪声影响。
当测量已经由所有的气釭压力传感器实施时，在步骤S505中利用对每 个气缸在上述两个正时处的测量值(或者这些测量值的平均值)Pp和Pe、 以M该时刻的气缸压力传感器输出(或者这些输出的平均值)Vp和Ve， 按照表达式(4)和表达式(5)分别计算前述表达式的每个气缸压力传感 器的增益a和偏移b。
a = (Pp - Pe) / (Vp- Ve)... (4)
b = (Pe x Vp — Pp x Ve) / (Vp - Ve)…(5)
在以这种方式获得了每个气缸压力传感器的增益a和偏移b之后，在 步骤S507中，利用对所述各气釭中的任意气釭(诸如气缸#1)的气缸压力 传感器以上述方式计算出的作为参考值A和B的增益和偏移，分别获得每 个气缸的上述校正系数a-A/a和校正系数P"B-b)。然后，校正程序终止。当由此程序获得校正系数a和P时，ECU 30利用这些校正系数来校正 每个气釭压力传感器的输出特性，并获得气釭压力P=ax(axV)+b+p，其中 P为气釭压力，V为传感器的输出。
因此，校正了各气釭压力传感器的输出特性之间的差异，所以可利用 由各气缸压力传感器获得的气缸压力准确地使各气缸中的所述燃烧状态 一致。
本发明的第二示例性实施方式涉及使用根据工况预先设定的参考输出 特性的情况。在此示例性实施方式中，参考输出特性根据发动机的工况(诸 如转速和进气量)预先设定。在此示例性实施方式中，根据燃料切断期间 的发动机转速和进气量而选择所使用的参考输出特性。
如上所述，因为当执行燃料切断时不发生燃烧，所以每个气缸中的气 缸压力的峰值的差异以及进气行程(或排气行程)过程中的气釭压力的差 异较小。此外，如果设定了发动机转速和进气量，则气缸压力的峰值(即， 压缩行程的上止点处的压力)和进气行程(或排气行程)过程中的气釭压 力将在很大程度上保持相同的值。
因此，参考输出特性是利用已经校正的气釭压力传感器根据发动机转 速和进气量由气缸压力的峰值以及进气行程或排气行程过程中的气缸压 力预先准备的。因而，在发动机实际运转并校正各气釭压力传感器的输出 特性的同时，能够消除各气釭压力传感器的输出特性之间的差异，并且能 够通过根据运转状态而选择参考输出特性的方式来使由各气缸压力传感 器检测的压力值更加接近真实值。在此，已经校正的气釭压力传感器与本 发明的和其它气釭压力传感器不同的气缸压力传感器相对应。
图6是示出根据此第二示例性实施方式用于校正气缸压力传感器的输 出特性的程序的流程图，且与第一示例性实施方式的图5相对应。
图6中的步骤S601、 S603和S605分别与图5中的步骤S501、 S503 和S505相同。
即，同样地，在此示例性实施方式中，仅当执行燃料切断时才校正所 述输出特性(步骤S601)。然后，利用气缸压力传感器对多个循环测量燃 料切断期间的气缸压力的峰值和燃料切断期间排气行程(或进气行程)的 预定时间段内的平均气釭压力，并且计算峰值Pp以及排气行程(或进气 行程)过程中的气釭压力Pe来作为每个气釭的循环平均值(步骤S603 )。然后利用这些值来计算每个气缸压力传感器的输出特性(即，增益a和偏 移b )(步骤S605 )。
在此示例性实施方式中，1^根据当前的发动机转速和进气量读取预 先设定的参考输出特性的增益A和偏移B。如上所述，在此示例性实施方 式中，当发动机以发动机转速和进气量的各种组合运转时，基于气釭压力 的实际测量值来获得每种运转状态的参考输出特性。然后以发动机转速和 进气量作为参数，将此增益A和偏移B存储于ECU 30的只读存储器中。 在步骤S607中，根据发动机转速和进气量读取来自存储于只读存储器中 的增益A和偏移B的相应lt据。
在步骤S609中，利用如上所述读取的参考输出特性的增益A和偏移B 来校正每个气缸压力传感器的输出特性。此操作与图5中的步骤S507的 操作相同，故在此不再赘述。
本发明的第三示例性实施方式涉及将所有气釭的气釭压力传感器的输 出特性的平均值用作参考输出特性的情况。当在此示例性实施方式中校正 所述输出特性时，在计算出各气釭压力传感器的输出特性之后获得所有气 缸压力传感器的输出特性的平均值(每个输出特性的增益a和偏移b的平 均值)，并将这些平均值用作参考输出特性的增益A和偏移B。
即，在上述第一示例性实施方式中，将计算出的既定气缸压力传感器 的输出特性用作参考输出特性，并使所有气釭压力传感器的输出特性与此 输出特性匹配。相反，在第三示例性实施方式中，是将所有气釭压力传感 器的平均输出特性而不是一个气缸压力传感器的输出特性用作参考输出特性。
图7是示出根据此第三示例性实施方式用于校正气缸压力传感器的输 出特性的程序的流程图，并且与第一示例性实施方式的图5和第二示例性 实施方式的图6相似。
图7所示的程序中的步骤S701、 S703和S705与图5所示的程序中的 步骤S501、 S503和S505相同，并用于计算每个气釭压力传感器的输出特 性的增益a和偏移b。
接下来，在此示例性实施方式中，在步骤S707中分别计算如上所述获 得的所有气缸压力传感器的增益a的平均值A和偏移b的平均值B。然后，在步骤S709中，利用以此方式计算出的增益的平均值A和偏 移的平均值B作为参考输出特性的增益和偏移来校正每个气缸压力传感器 的输出特性。在步骤S709中的操作与在图5中的步骤S507中的操作以及 在图6中的步骤S609中的操作相同。
因此，同样地，在此第三示例性实施方式中，在防止由气釭压力传感 器检测的压力值过度偏离真实压力值的同时，能够使各气釭压力传感器的 输出特性匹配。
附带地，在上述各示例性实施方式中，气釭压力传感器的输出特性以
将压力值作为气缸压力传感器输出的函数的方式获得。但是，当改为以将 气釭压力传感器输出作为压力值的函数的方式获得输出特性时，也能够完
成如在前述各示例性实施方式中所述的完全相同的校正。
虽然已经参考本发明的示例性实施方式描述了本发明，但应当理解的 是，本发明并不局限于所述示例性实施方式或结构。相反，本发明将覆盖 各种改型和等同替代方案。另外，虽然以各种示例性的组合及构造示出了 所述示例性实施方式的各种元件，但包括更多、更少或者仅包括一个元件 的其它组合及构造也在本发明的精神和范围内。
权利要求
1. 一种用于内燃发动机的控制装置，所述内燃发动机具有气缸压力传感器，所述气缸压力传感器检测气缸压力并且设置于多个气缸中的每个气缸中，所述控制装置校正所述多个气缸压力传感器中的至少一个气缸压力传感器的输出特性，所述输出特性表示所述至少一个气缸压力传感器的输出与所述气缸压力之间的关系并且基于在预定的工况下在气缸的行程循环期间的两个预定检测正时处的气缸压力和所述至少一个气缸压力传感器的输出，所述控制装置的特征在于，所述输出特性是所述气缸压力传感器的输出和所述气缸压力的线性函数，并且所述校正通过校正所述至少一个气缸压力传感器的输出特性的偏移和增益来进行，使得所述至少一个气缸压力传感器的所述输出特性与预先存储的共用的参考输出特性匹配。
2. 如权利要求l所述的控制装置，其中，所述参考输出特性是所述气 缸压力传感器中不同于所述至少一个气缸压力传感器的一个气缸压力传 感器的输出特性。
3. 如权利要求l所述的控制装置，其中，所述参考输出特性是相应于 所述发动机的工况的气釭压力传感器的预定输出特性。
4. 如权利要求3所述的控制装置，其中，所述气釭压力传感器的所述 预定输出特性是与待校正的气缸压力传感器不同的气缸压力传感器的输 出特性。
5.如权利要求3或4所述的控制装置，其中，所述预定的工况至少基 于发动机转速和进气量进^i殳定。
6.如权利要求l所述的控制装置，其中，所述参考输出特性基于所述 至少一个气缸压力传感器在校正前的所述输出特性的偏移的平均值以及 所述至少一个气缸压力传感器在校正前的所述输出特性的增益的平均值 进伤殳定。
7. 如权利要求1至6中任一项所述的控制装置，其中，所述预定的工 况是执行燃料切断的工况。
8. 如权利要求1至7中任一项所述的控制装置，其中，所述两个预定 检测正时中的第 一检测正时是每个气缸的所述气缸压力达到峰值时的正 时。
9. 如权利要求1至8中任一项所述的控制装置，其中，所述两个预定 检测正时中的第二检测正时设定为位于所述气缸的进气行程期间。
10. 如权利要求1至8中任一项所述的控制装置，其中，所述两个预 定检测正时中的第二检测正时设定为位于所述气釭的排气行程期间。
11. 如权利要求1至10中任一项所述的控制装置，其中，将所述两个在所述两个预定检测正时处输出的所述气缸压力传感器的检测值,
12. —种用于内燃发动机的控制方法，所述内燃发动机具有气缸压力 传感器，所述气缸压力传感器检测气釭压力并设置于多个气釭中的每个气 缸中，所述控制方法校正所述多个气釭压力传感器中的至少一个气缸压力 传感器的输出特性，所述输出特性表示所述至少一个气釭压力传感器的输 出和所述气缸压力之间的关系并且基于在预定的工况下在气缸的行程循 环期间两个预定检测正时处的气缸压力和所述至少一个气缸压力传感器 的输出，所述控制方法的特征在于，所述输出特性是所述气釭压力传感器 的输出和所述气缸压力的线性函数，并且所述校正通过校正所述至少 一个 气釭压力传感器的输出特性的偏移和增益来进行，使得所述至少一个气缸 压力传感器的所述输出特性与预先存储的共用的参考输出特性匹配。
13. —种用于内燃发动机的控制装置，包括气缸压力传感器，所述气釭压力传感器检测气釭压力并设置于多个气缸中的每个气釭中；以及控制部，所述控制部校正所述多个气釭压力传感器中的至少一个气釭 压力传感器的输出特性，所述输出特性表示所述至少一个气釭压力传感器 的输出和所述气釭压力之间的关系并且基于在预定的工况下在气釭的行 程循环期间的两个预定检测正时处的气缸压力和所述至少 一个气缸压力传感器的输出，其中，所述输出特性是所述气缸压力传感器的输出和所述气缸压力的 线性函数，并且所述控制部校正所述至少一个气釭压力传感器的输出特性 的偏移和增益，使得所述至少一个气釭压力传感器的所述输出特性与预先 存储的共用的参考输出特性匹配。
全文摘要
本发明提供了一种用于内燃发动机的控制装置，所述内燃发动机设置有在发动机(10)的每个气缸中的气缸压力传感器(11至14)。该控制装置在基于检测到的气缸压力控制各气缸的燃烧状态使得所述燃烧状态一致的同时执行校正以消除各气缸压力传感器的输出特性之间的差异。在此校正过程中，每个气缸压力传感器的输出特性都表示成线性函数，且对气缸压力传感器的输出特性的增益和偏移进行校正，使得每个气缸压力传感器的输出特性都与预先设定的共用的参考输出特性匹配。
文档编号G01L27/00GK101449140SQ200780014463
公开日2009年6月3日 申请日期2007年9月13日 优先权日2006年9月14日
发明者宫下茂树, 小林充幸 申请人:丰田自动车株式会社;株式会社电装