專利名稱：內(nèi)燃機的點火正時控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機的點火正時控制裝置，尤其涉及使用內(nèi)燃機的填充效率作為表示內(nèi)燃機負(fù)荷的參數(shù)來控制點火正時的技術(shù)。
背景技術(shù)：
專利文獻(xiàn)1公開了使用內(nèi)燃機的填充效率作為表示內(nèi)燃機負(fù)荷的參數(shù)來進(jìn)行內(nèi)燃機控制的控制裝置。在該裝置中，根據(jù)內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和填充效率來檢索映射圖，由此計算內(nèi)燃機控制量例如基本點火正時，在內(nèi)燃機的過渡運轉(zhuǎn)狀態(tài)下對基本點火正時進(jìn)行校正，進(jìn)行點火正時控制?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本專利第4068680號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題在專利文獻(xiàn)1公開的裝置中，由于沒有考慮與填充效率對應(yīng)的最佳點火正時特性的、每個內(nèi)燃機的偏差或隨時間的變化，因而當(dāng)將在設(shè)計時設(shè)定的基本點火正時映射圖應(yīng)用于批量生產(chǎn)的全部內(nèi)燃機的情況下，實際的點火正時有可能偏離作為控制對象的內(nèi)燃機的最佳值。并且，在點火正時特性隨時間而變化的情況下也產(chǎn)生相同的問題。本發(fā)明正是著眼于這一點而作成的，其目的在于提供這樣的內(nèi)燃機的點火正時控制裝置，在與填充效率對應(yīng)的點火正時設(shè)定由于內(nèi)燃機的特性偏差或隨時間的變化而偏離最佳值的情況下，所述點火正時控制裝置能夠進(jìn)行適當(dāng)?shù)狞c火正時的設(shè)定。解決問題的手段為了達(dá)到上述目的，在控制內(nèi)燃機的點火正時的內(nèi)燃機點火正時控制裝置中，其特征在于，該內(nèi)燃機點火正時控制裝置具有吸入空氣流量檢測單元，其檢測所述內(nèi)燃機的吸入空氣流量(GAIR)；轉(zhuǎn)速檢測單元，其檢測所述內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速(NE)；填充效率計算單元，其根據(jù)檢測到的吸入空氣流量(GAIR)和內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速(NE)計算所述內(nèi)燃機的填充效率 (nc)；爆震臨界點火正時計算單元，其根據(jù)所述內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速(NE)和填充效率(nc)計算爆震臨界點火正時(IGmi)；爆震檢測單元，其檢測所述內(nèi)燃機的爆震；爆震校正值計算單元，其根據(jù)所述爆震檢測單元的檢測結(jié)果，計算爆震校正值(IGKN0CK)；學(xué)習(xí)單元，其根據(jù)檢測到所述爆震時的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速(NEK)和所述爆震校正值(IGKN0CK)，更新設(shè)定有第1及第 2學(xué)習(xí)參數(shù)(a，b)的學(xué)習(xí)參數(shù)表；學(xué)習(xí)參數(shù)計算單元，其根據(jù)所述內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速(NE)來檢索所述學(xué)習(xí)參數(shù)表，并計算所述第1及第2學(xué)習(xí)參數(shù)(a，b)；各氣缸校正值計算單元，其使用所述填充效率(nc)以及所述第1及第2學(xué)習(xí)參數(shù)(a，b)計算與所述內(nèi)燃機的多個氣缸分別對應(yīng)的各氣缸校正值(DIGRLS)；以及點火正時計算單元，其使用所述爆震臨界點火正時 (IGINI)和各氣缸校正值(DIGRLS)計算所述內(nèi)燃機的點火正時(IGLOG)。
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根據(jù)該結(jié)構(gòu)，根據(jù)吸入空氣流量和內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速計算填充效率，根據(jù)內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和填充效率計算爆震臨界點火正時，并檢測內(nèi)燃機的爆震，根據(jù)該檢測結(jié)果來計算爆震校正值。根據(jù)檢測到爆震時的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和爆震校正值，更新設(shè)定有第1及第2學(xué)習(xí)參數(shù)的學(xué)習(xí)參數(shù)表。根據(jù)內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速來檢索學(xué)習(xí)參數(shù)表，由此計算第1及第2學(xué)習(xí)參數(shù)，使用填充效率以及第1及第2學(xué)習(xí)參數(shù)，計算與內(nèi)燃機的多個氣缸分別對應(yīng)的各氣缸校正值，使用爆震臨界點火正時和各氣缸校正值，計算內(nèi)燃機的點火正時。因此，設(shè)定有第1及第2學(xué)習(xí)參數(shù)的學(xué)習(xí)參數(shù)表根據(jù)爆震的發(fā)生狀況而被更新，爆震臨界點火正時的每個氣缸或者每個內(nèi)燃機的偏差或者隨時間的變化，都被反映在第1及第2學(xué)習(xí)參數(shù)中。其結(jié)果，始終能夠進(jìn)行可抑制爆震的合適的點火正時的設(shè)定，而與爆震臨界點火正時的偏差或隨時間的變化無關(guān)。優(yōu)選所述各氣缸校正值計算單元將所述填充效率的基準(zhǔn)值(η cREF)與所述填充效率(nc)之差(ncx)代入包含所述第1及第2學(xué)習(xí)參數(shù)(a，b)的一次式中，計算所述各氣缸校正值(DIGRLS)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，將填充效率的基準(zhǔn)值與填充效率之差代入包含第1及第2學(xué)習(xí)參數(shù)的一次式中，計算各氣缸校正值。確認(rèn)了在內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速相同的條件下，存在填充效率越低， 則特性偏差和隨時間的變化的影響就越大的趨勢，用于校正這種趨勢的各氣缸校正值可以使用填充效率與該基準(zhǔn)值之差的一次式進(jìn)行計算。因此，計算第1及第2學(xué)習(xí)參數(shù)作為定義該一次式的兩個參數(shù)(系數(shù)和相加項)，通過使用包括計算出的第1及第2學(xué)習(xí)參數(shù)的一次式，能夠獲得適當(dāng)?shù)母鳉飧仔Ｕ?。?yōu)選所述基準(zhǔn)值(ilcREF)被設(shè)定為大于100%的值。在內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)過程中計算的填充效率有時達(dá)到接近100%，如果將基準(zhǔn)值設(shè)為100%，當(dāng)在學(xué)習(xí)參數(shù)的學(xué)習(xí)開始初期填充效率取較大的值時，學(xué)習(xí)參數(shù)的值有可能大大偏離合適值。因此，通過將填充效率的基準(zhǔn)值設(shè)定為大于100%的值，能夠?qū)⒂绕涫菍W(xué)習(xí)開始初期的學(xué)習(xí)參數(shù)值保持為合適值。優(yōu)選所述爆震臨界點火正時計算單元具有基本爆震臨界點火正時計算單元，其根據(jù)所述填充效率(n C)計算基本爆震臨界點火正時(IGKBASE)；以及轉(zhuǎn)速校正值計算單元，其根據(jù)所述內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速(NE)計算轉(zhuǎn)速校正值(DIGKNE)，所述爆震臨界點火正時計算單元用所述轉(zhuǎn)速校正值(DIGKNE)對所述基本爆震臨界點火正時(IGKBASE)進(jìn)行校正，由此計算所述爆震臨界點火正時(IGINI)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，根據(jù)填充效率計算基本爆震臨界點火正時，根據(jù)內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速計算轉(zhuǎn)速校正值，用轉(zhuǎn)速校正值對基本爆震臨界點火正時進(jìn)行校正，由此計算爆震臨界點火正時。 因此，不需使用根據(jù)填充效率和內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速而設(shè)定的映射圖，通過兩個表(根據(jù)填充效率而設(shè)定的基本爆震臨界點火正時的表、以及根據(jù)內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速而設(shè)定的轉(zhuǎn)速校正值表)即可計算爆震臨界點火正時，能夠降低映射圖設(shè)定的工時。并且，在所述內(nèi)燃機具有連續(xù)變更進(jìn)氣門的工作相位的氣門工作特性可變機構(gòu) (42)的情況下，優(yōu)選所述爆震臨界點火正時計算單元具有基本爆震臨界點火正時計算單元，其根據(jù)所述填充效率(n C)計算基本爆震臨界點火正時(IGKBASE)；轉(zhuǎn)速校正值計算單元，其根據(jù)所述內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速(NE)計算轉(zhuǎn)速校正值(DIGKNE)；傾斜系數(shù)計算單元，其根據(jù)所述填充效率(nc)和內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速(NE)計算傾斜系數(shù)(KIGKVTC)；以及工作相位角校正值計算單元，其對所述傾斜系數(shù)(KIGKVTC)乘以所述進(jìn)氣門的工作相位角(VTC)，由此計算工作相位角校正值(DIGKVTC)，所述爆震臨界點火正時計算單元用所述轉(zhuǎn)速校正值(DIGKNE)和工作相位角校正值(DIGKVTC)對所述基本爆震臨界點火正時(IGKBASE)進(jìn)行校正，由此計算所述爆震臨界點火正時(IGINI)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，根據(jù)填充效率計算基本爆震臨界點火正時，根據(jù)內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速計算轉(zhuǎn)速校正值，并且根據(jù)填充效率和內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速計算傾斜系數(shù)。對該傾斜系數(shù)乘以進(jìn)氣門的工作相位角，由此計算工作相位角校正值，用轉(zhuǎn)速校正值和工作相位角校正值對基本爆震臨界點火正時進(jìn)行校正，由此計算爆震臨界點火正時。即，可以通過使用兩個表和一個映射圖 (傾斜系數(shù)映射圖)來計算爆震臨界點火正時，因而無需與進(jìn)氣門的多個工作相位對應(yīng)地設(shè)定多個基本爆震臨界點火正時，即可保持控制精度。結(jié)果是，能夠大幅降低映射圖設(shè)定用的工時。


圖1是示出本發(fā)明的一實施方式涉及的內(nèi)燃機及其控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是示出圖1所示的氣門工作特性可變裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖3是示出進(jìn)氣門的工作特性的圖。圖4是用于說明爆震臨界點火正時(IGKNK)與填充效率(η c)之間的關(guān)系的圖。圖5是示出進(jìn)氣門的工作相位角(VTC)與爆震臨界點火正時(IGKNK)及最佳點火正時(IGMBT)之間的關(guān)系的圖。圖6是計算點火正時(IGLOG)的處理的流程圖。圖7是在圖6所示的處理中計算填充效率(nc)的處理的流程圖。圖8是在圖6所示的處理中計算最佳點火正時(IGMBT)的處理的流程圖。圖9是在圖6所示的處理中計算爆震臨界點火正時(IGKNK)的處理的流程圖。圖10是示出在圖9所示的處理中所參照的表的圖。圖11是用于說明圖6所示的處理的時序圖。圖12是用于說明各氣缸校正值(DIGRLS)的圖。圖13是用于說明點火正時(IGLOG)被設(shè)定為最佳點火正時(IGMBT)的情況的圖。圖14是在圖9所示的處理中計算各氣缸校正值(DIGRLS)的處理的流程圖。圖15是用于說明預(yù)定轉(zhuǎn)速(NEL、NEH)中的識別誤差(eL(k)，eH(k))的計算方法的圖。圖16是更新學(xué)習(xí)參數(shù)(aL、bL、aH、bH)的學(xué)習(xí)處理的流程圖。
具體實施例方式下面，參照

本發(fā)明的實施方式。圖1是示出本發(fā)明的一實施方式涉及的內(nèi)燃機及其控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖，圖2是示出氣門工作特性可變裝置的結(jié)構(gòu)的圖。在圖1中，例如具有4氣缸的內(nèi)燃機(以下稱為 “發(fā)動機”)1具有進(jìn)氣門和排氣門、以及驅(qū)動進(jìn)氣門和排氣門的凸輪，同時還具有氣門工作特性可變裝置40，該氣門工作特性可變裝置40具有作為凸輪相位可變機構(gòu)的氣門工作特性可變機構(gòu)42，該氣門工作特性可變機構(gòu)42連續(xù)變更驅(qū)動進(jìn)氣門的凸輪的以曲軸旋轉(zhuǎn)角度為基準(zhǔn)的工作相位。通過氣門工作特性可變機構(gòu)42，驅(qū)動進(jìn)氣門的凸輪的工作相位被變更，進(jìn)氣門的工作相位被變更。
在發(fā)動機1的進(jìn)氣管2的中途配設(shè)有節(jié)氣門3。而且，節(jié)氣門3與節(jié)氣門開度(TH) 傳感器4連接，輸出與該節(jié)氣門3的開度對應(yīng)的電信號，并將其提供給電子控制單元(以下稱為‘ ⑶”)5。節(jié)氣門3與驅(qū)動節(jié)氣門3的致動器7連接，致動器7的工作由E⑶5控制。進(jìn)氣管2設(shè)有檢測發(fā)動機1的吸入空氣流量GA^的吸入空氣流量傳感器13。吸入空氣流量傳感器13的檢測信號被提供給ECU 5。針對每個氣缸，在位于發(fā)動機1與節(jié)氣門3之間、且處于進(jìn)氣管2中的未圖示的進(jìn)氣門的稍稍上游側(cè)位置，設(shè)置有燃料噴射閥6，各噴射閥與未圖示的燃料泵連接并與ECU 5 電連接，根據(jù)來自該ECU 5的信號控制燃料噴射閥6的開啟時間。發(fā)動機1的各氣缸的火花塞15與E⑶5連接，E⑶5將點火信號提供給火花塞15， 進(jìn)行點火正時控制。 在節(jié)氣門3的下游處安裝有檢測進(jìn)氣壓PBA的進(jìn)氣壓傳感器8以及檢測進(jìn)氣溫度 TA的進(jìn)氣溫度傳感器9。而且，在發(fā)動機1的主體上安裝有檢測發(fā)動機冷卻水溫度TW的發(fā)動機冷卻水溫度傳感器10。這些傳感器的檢測信號被提供給ECU 5。E⑶5與曲軸角度位置傳感器11及凸輪角度位置傳感器12連接，曲軸角度位置傳感器11檢測發(fā)動機1的曲軸(未圖示)的旋轉(zhuǎn)角度，凸輪角度位置傳感器12檢測被固定有凸輪(其驅(qū)動發(fā)動機1的進(jìn)氣門)的凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角度，與曲軸的旋轉(zhuǎn)角度和凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角度對應(yīng)的信號被提供給ECU 5。曲軸角度位置傳感器11在每規(guī)定曲軸角度周期 (例如30度的周期)，產(chǎn)生1個脈沖(以下稱為“CRK脈沖”)以及用于確定曲軸的預(yù)定角度位置的脈沖。并且，凸輪角度位置傳感器12在發(fā)動機1的特定氣缸的預(yù)定曲軸角度位置產(chǎn)生脈沖(以下稱為“CTL脈沖”)，并且在各氣缸的吸入行程開始時的上止點(TDC)產(chǎn)生脈沖(以下稱為“TDC脈沖”)。這些脈沖用于燃料噴射正時、點火正時等的各種定時控制、以及發(fā)動機轉(zhuǎn)速(發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度)NE的檢測。另外，根據(jù)由凸輪角度位置傳感器12輸出的 TDC脈沖與由曲軸角度位置傳感器11輸出的CRK脈沖之間的相對關(guān)系，檢測凸輪軸的實際工作相位CAIN。在發(fā)動機1的適當(dāng)位置安裝有檢測高頻振動的爆震傳感器14，其檢測信號被提供給E⑶5。而且，E⑶5與油門傳感器31、車速傳感器32及大氣壓傳感器33連接，所述油門傳感器31檢測由發(fā)動機1驅(qū)動的車輛的油門踏板的踩踏量(以下稱為“油門踏板操作量”)AP，所述車速傳感器32檢測該車輛的行進(jìn)速度(車速)VP，所述大氣壓傳感器33檢測大氣壓PA。這些傳感器的檢測信號被提供給ECU 5。如圖2所示，氣門工作特性可變裝置40具有氣門工作特性可變機構(gòu)42和電磁閥 44，所述氣門工作特性可變機構(gòu)42連續(xù)變更進(jìn)氣門的工作相位，所述電磁閥44能夠連續(xù)變更其開度，以便連續(xù)變更進(jìn)氣門的工作相位。采用根據(jù)上述凸輪軸的工作相位CAIN計算出的氣門工作相位角VTC作為表示進(jìn)氣門的工作相位的參數(shù)。油盤46的潤滑油通過油泵45 被加壓而被提供給電磁閥44。另外，在例如日本特開2000-227013號公報中示出了氣門工作特性可變機構(gòu)42的具體結(jié)構(gòu)。氣門工作特性可變機構(gòu)42以圖3中的實線L2示出的特性為中心，隨著凸輪的工作相位CAIN的變化，以從虛線Ll示出的最超前相位到由單點劃線L3示出的最延遲相位之間的相位來驅(qū)動進(jìn)氣門。在本實施方式中，氣門工作相位角VTC被定義為以最延遲相位為基準(zhǔn)的超前量。
ECU 5由以下電路等構(gòu)成具有對來自各種傳感器的輸入信號波形進(jìn)行整形，將電壓電平修正為預(yù)定電平，將模擬信號值轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號值等的功能的輸入電路；中央運算處理單元(以下稱為“CPU”)；存儲由CPU執(zhí)行的運算程序和運算結(jié)果等的存儲電路；以及將驅(qū)動信號提供給致動器7、燃料噴射閥6和電磁閥44的輸出電路。E⑶5的CPU根據(jù)上述傳感器的檢測信號，進(jìn)行點火正時控制、節(jié)氣門3的開度控制、供給發(fā)動機1的燃料量(燃料噴射閥6的開啟時間)的控制、以及電磁閥44的閥門工作特性的控制。圖4是用于說明本實施方式的爆震臨界點火正時IGKNK的計算方法的圖。爆震臨界點火正時IGKNK是與發(fā)生爆震的可能性大的點火正時范圍的最小值(最延遲值)對應(yīng)的點火正時，點火正時IGLOG被設(shè)定為爆震臨界點火正時IGKNK以下的值，S卩，與爆震臨界點火正時IGKNK相同或者靠近延遲側(cè)的值。過去，采用如圖4(a)所示的如下方法使用根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和進(jìn)氣壓PBA設(shè)定的爆震臨界點火正時映射圖，計算爆震臨界點火正時IGKNK。在圖4(a)中，粗實線L11、單點劃線L12、虛線L13、實線L14、細(xì)單點劃線L15、細(xì)虛線L16以及細(xì)實線L17，分別對應(yīng)于 1000、1500、2000、3000、4000、5000及6500rpm的發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE (實際上是以500rpm間隔設(shè)定的，然而曲線的表示將變復(fù)雜，因而省略)。在采用圖4(a)所示的映射圖的方法中，在使進(jìn)氣門的工作相位連續(xù)變化的發(fā)動機中，必須針對代表性的各個工作相位設(shè)定爆震臨界點火正時映射圖。圖4(b)是將圖4(a)所示的映射圖轉(zhuǎn)換為與發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和填充效率η c對應(yīng)的映射圖的圖(也包含與在圖4(a)中省略的發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE對應(yīng)的線)。由于各條線的變化特性相似，因此當(dāng)使所有的線以通過nc :70%、IG:20度的點的方式沿上下方向移動時， 得到圖4(c)。從圖4(c)可知，在爆震臨界點火正時比較小的填充效率50%以上的區(qū)域可以應(yīng)用由一條線表示的特性。因此，在本實施方式中，將圖4(c)所示的爆震臨界點火正時作為基本爆震臨界點火正時IGKBASE，設(shè)計根據(jù)填充效率η c而設(shè)定的IGKBASE表和根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE設(shè)定了轉(zhuǎn)速校正值DIGKNE的DIGKNE表，根據(jù)填充效率η c計算基本爆震臨界點火正時IGKBASE， 并且根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE計算轉(zhuǎn)速校正值DIGKNE，將基本爆震臨界點火正時IGKBASE和轉(zhuǎn)速校正值DIGKNE相加，由此計算爆震臨界點火正時。圖5(a) 圖5(c)是示出氣門工作相位角VTC與爆震臨界點火正時IGKNK之間的關(guān)系的圖，分別對應(yīng)于1500、3000及5000rpm的發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE。在這些附圖示出的直線中，中間的粗實線、虛線和單點劃線分別對應(yīng)于填充效率nc為60%、70%、80的狀態(tài)。圖 5(a)中的粗實線對應(yīng)于填充效率nc為45%的狀態(tài)，圖5(b) (c)中的粗實線對應(yīng)于填充效率nc為50%的狀態(tài)。從這些附圖可知，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和填充效率η c固定，則氣門工作相位角VTC 與爆震臨界點火正時IGKNK之間的關(guān)系可以用直線來表示。即，如果填充效率nc和發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE相同，則氣門工作相位角VTC與爆震臨界點火正時IGKNK之間的關(guān)系可以用直線來近似。因此，在本實施方式中，將氣門工作相位角VTC代入下式(1)中，計算工作相位角校正值DIGKVTC，用該工作相位角校正值DIGKVTC對基本爆震臨界點火正時IGKBASE進(jìn)行校正。
DIGKVTC = VTC X KIGKVTC (1)其中，KIGKVTC是通過檢索與填充效率η c及發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE對應(yīng)的傾斜系數(shù)映射圖(KIGKVTC映射圖)而計算出的傾斜系數(shù)。通過采用上述的計算方法，能夠使用兩個表和一個映射圖來獲得與發(fā)動機轉(zhuǎn)速 NE、填充效率nc以及氣門工作相位角VTC的變化對應(yīng)而始終為最佳的爆震臨界點火正時 IGKNK。即，不需要設(shè)計與多個氣門工作相位角對應(yīng)的多個映射圖(根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和填充效率nC而設(shè)定的)，即可大幅降低映射圖設(shè)計工時。并且，圖5(d) 圖5(f)是示出氣門工作相位角VTC與最佳點火正時IGMBT(發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩為最大時的點火正時)之間的關(guān)系的圖，分別對應(yīng)于1500、3000及5000rpm的發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE。在這些附圖示出的直線中，普通的粗實線、虛線和單點劃線分別對應(yīng)于填充效率nc為60^^70^^80的狀態(tài)。而且，粗實線對應(yīng)于填充效率nc為45%的狀態(tài)，細(xì)實線對應(yīng)于填充效率nc為30%的狀態(tài)。根據(jù)這些附圖可知，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE以及填充效率η c固定，則氣門工作相位角VTC與最佳點火正時IGMBT之間的關(guān)系可以用直線來表示。即，如果填充效率nc和發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE相同，則氣門工作相位角VTC與最佳點火正時IGMBT之間的關(guān)系能夠用直線來近似。因此，在本實施方式中，將氣門工作相位角VTC代入下式O)中，計算工作相位角校正值DIGMVTC，并根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和填充效率η c計算基本最佳臨界點火正時IGMBTB， 利用工作相位角校正值DIGMVTC對基本最佳臨界點火正時IGMBTB進(jìn)行校正。DIGMVTC = VTC X KIGMVTC (2)其中，KIGMVTC是通過檢索與填充效率η c及發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE對應(yīng)的傾斜系數(shù)映射圖(KIGMVTC映射圖)而計算出的傾斜系數(shù)。通過采用上述計算方法，不需要與多個氣門工作相位角VTC對應(yīng)地設(shè)計多個根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和填充效率η c而設(shè)定了最佳點火正時IGMBT的映射圖，能夠降低映射圖設(shè)計工時。圖6是計算由距離壓縮上止點的超前量表示的點火正時IGLOG的處理的流程圖。 在E⑶5的CPU中與TDC脈沖同步地執(zhí)行該處理。在步驟S11，執(zhí)行圖7所示的η c計算處理，計算填充效率nc。在步驟S12，執(zhí)行圖8所示的IGMBT計算處理，計算最佳點火正時IGMBT。在步驟S13，執(zhí)行圖9所示的IGKNK計算處理，計算爆震臨界點火正時IGKNK。在步驟S14，根據(jù)未圖示的爆震檢測處理的檢測結(jié)果，計算爆震校正值IGKN0CK(將延遲方向設(shè)為正值的延遲校正值)。具體地講，在根據(jù)爆震傳感器14的輸出檢測到爆震時，爆震校正值IGKN0CK增加預(yù)定增加量DIGADD，在沒有檢測到爆震的期間中，爆震校正值IGKN0CK逐漸減量。爆震的檢測方法和爆震校正值IGKN0CK的計算方法采用例如日本特開2004-353473 號公報中示出的公知方法。在步驟S15，計算環(huán)境校正值IGKAN(將延遲方向設(shè)為正值的延遲校正值)。具體地講，將根據(jù)進(jìn)氣溫度TA計算出的進(jìn)氣溫度校正值IGTA、根據(jù)發(fā)動機冷卻水溫TW計算出的冷卻水溫校正值IGTW、和根據(jù)大氣壓PA計算出的大氣壓校正值IGPA相加，由此計算環(huán)境校正值IGKAN。在步驟S16，將爆震臨界點火正時IGKNK、爆震校正值IGKN0CK和環(huán)境校正值IGKAN
9代入下式(3)中，計算校正爆震臨界點火正時IGKNKM。IGKNKM = IGKNK-1GKNOCK-1GKAN (3)在步驟S17，判定在步驟S12計算出的最佳點火正時IGMBT是否小于校正爆震臨界點火正時IGKNKM。在其結(jié)果是肯定(是)時，將點火正時IGLOG設(shè)定為最佳點火正時 IGMBT (步驟S19)。另一方面，在步驟S17的結(jié)果是否定(否)時，即IGMBT彡IGKNKM時， 將點火正時IGLOG設(shè)定為校正爆震臨界點火正時IGKNKM(步驟S18)。圖7是由圖6的步驟Sll執(zhí)行的nc計算處理的流程圖。在步驟S21，將檢測到的吸入空氣流量GA^[g/SeC]代入下式中，計算一個氣缸的一個進(jìn)氣行程的吸入空氣量GAIRCYL。式中的KC是預(yù)定的轉(zhuǎn)換系數(shù)。GAIRCYL = GAIRX KC/NE(4)在步驟S22，將吸入空氣量GAIRCTL代入下式(5)中，計算填充效率η C。式(5) 中的GAIRBASE是在標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下(例如，氣壓101. 3kPa，溫度20°C，濕度60% )活塞位于下止點時充滿氣缸容積的空氣量，是預(yù)先計算出的值。η c = (GAIRCYL/GAIRBASE) X100(5)圖8是由圖6的步驟S12執(zhí)行的IGMBT計算處理的流程圖。在步驟S25，根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和填充效率η c檢索IGMBTB映射圖，計算基本最佳點火正時IGMBTB。IGMBTB映射圖被設(shè)定為填充效率η c越增力卩，則基本最佳點火正時 IGMBTB越減少，而且，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE比較低的區(qū)域中，IGMBTB映射圖被設(shè)定為發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE越增加，則基本最佳點火正時IGMBTB越增加。在步驟S26，根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和填充效率η c檢索上述的KIGMVTC映射圖，計算第1傾斜系數(shù)KIGMVTC。在步驟S27，根據(jù)前述式( 計算第1工作相位角校正值DIGMVTC，在步驟S28，將基本最佳點火正時IGMBTB和第1工作相位角校正值DIGMVTC代入下式(6)中，計算最佳點火正時IGMBT。IGMBT = IGMBTB+DIGMVTC(6)圖9是由圖6中的步驟S13執(zhí)行的IGKNK計算處理的流程圖。在步驟S31，根據(jù)填充效率η c檢索圖10 (a)所示的IGKBASE表，計算基本爆震臨界點火正時IGKBASE。IGKBASE表被設(shè)定為填充效率η c越增加，則基本爆震臨界點火正時IGKBASE越減少。在步驟S32，根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE檢索圖10(b)所示的DIGKNE表，計算轉(zhuǎn)速校正值 DIGKNE。DIGKNE表被設(shè)定為在發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE低于預(yù)定轉(zhuǎn)速NEX (例如3000rpm)的低轉(zhuǎn)速區(qū)域中，發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE越增加，則轉(zhuǎn)速校正值DIGKNE越增加。在步驟S33，根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和填充效率η c檢索上述的KIGKVTC映射圖，計算第2傾斜系數(shù)KIGKVTC。在步驟S34，將氣門工作相位角VTC和第2傾斜系數(shù)KIGKVTC代入前述式(1)中，計算第2工作相位角校正值DIGKVTC。在步驟S35，執(zhí)行圖14所示的DIGRLS計算處理，計算各氣缸校正值DIGRLS。各氣缸校正值DIGRLS是針對每個氣缸計算的參數(shù)，根據(jù)需要，記述為“DIGRLS (N)，，，“ (N)，，是氣缸編號，例如在4氣缸發(fā)動機中取1 4的值。各氣缸校正值DIGRLS是將延遲方向設(shè)為正值的延遲校正值。但是，例如在采用普通汽油用的發(fā)動機中使用了高辛烷值汽油的情況下，很難產(chǎn)生爆震，爆震校正值IGKN0CK有時為負(fù)值，因而存在各氣缸校正值DIGRLS也取負(fù)值的情況。在步驟S36，將基本爆震臨界點火正時IGKBASE、轉(zhuǎn)速校正值DOGKNE和第2工作相位角校正值DIGKVTC代入下式(7)中，計算爆震臨界點火正時IGKNK。IGKNK = IGKBASE+DIGKNE+DIGKVTC-DIGRLS (N) (7)圖11是示出爆震臨界點火正時IGKNK及相關(guān)參數(shù)的推移的時序圖，表示在時刻 tl、t2、t3檢測到爆震的情況。圖11中的實線L22對應(yīng)于爆震臨界點火正時IGKNK，虛線 L21對應(yīng)于初期爆震臨界點火正時IGINI，即，爆震臨界點火正時IGKNK和各氣缸校正值 DIGRLS相加得到的參數(shù)(換言之，是指各氣缸校正值DIGRLS為“0”時的爆震臨界點火正時 IGKNK)。實際上，初期爆震臨界點火正時IGmi也隨著發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀態(tài)的變化而變化，但在圖11中為了便于說明而表示為固定的狀態(tài)。此外，虛線L23表示利用爆震校正值IGKN0CK 對爆震臨界點火正時IGKNK進(jìn)行校正后的點火正時。爆震校正值IGKN0CK如上所述在檢測到爆震時(tl t3)增量，然后逐漸減少。此外，各氣缸校正值DIGRLS是作為爆震校正值IGKN0CK的學(xué)習(xí)值而計算出的參數(shù)，在檢測到爆震時，根據(jù)爆震校正值IGKN0CK來更新在各氣缸校正值DIGRLS的計算中應(yīng)用的第1及第 2學(xué)習(xí)參數(shù)a、b。下面，對各氣缸校正值DIGRLS進(jìn)行詳細(xì)說明。初期爆震臨界點火正時IGINI及爆震臨界點火正時IGKNK與填充效率nc之間的關(guān)系例如用圖12(a)中的實線L31和虛線L32來表示(發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE固定)。S卩，在該圖中，初期爆震臨界點火正時IGmi與爆震臨界點火正時IGKNK之差對應(yīng)于各氣缸校正值 DIGRLS，例如示出了各氣缸校正值DIGRLS隨著時間的變化而某種程度增加的狀態(tài)。根據(jù)圖12(a)所示的關(guān)系，通過實驗確認(rèn)了各氣缸校正值DIGRLS與填充效率nc 之間的關(guān)系可以用圖12(b)所示的直線L33來近似。在本實施方式中，利用下式(8)來定義填充效率參數(shù)ncx，利用下式(9)表示以填充效率參數(shù)ncx為橫軸的圖12(c)所示的直線L34，將式(9)中的系數(shù)a和相加項b分別作為第1和第2學(xué)習(xí)參數(shù)，利用逐步型最小二乘法進(jìn)行識別。η cx = η cREF— η c(8)DIGRLS = aX η cx+b(9)下面，說明第1和第2學(xué)習(xí)參數(shù)a、b的識別方法。首先，當(dāng)利用由下式(10)定義的學(xué)習(xí)參數(shù)矢量AB (k)表示第1和第2學(xué)習(xí)參數(shù)a、b，并利用下式(11)定義變量矢量u(k) 時，利用下式(12)計算學(xué)習(xí)參數(shù)矢量AB(k)。下式中包含的索引參數(shù)k是每當(dāng)檢測到爆震的發(fā)生時遞增“1”的參數(shù)。[算式1]AB{k) = (10)=
IJCX
(11)
式(12)中的e(k)是識別誤差，在采用修正爆震臨界點火正時IGKNKM作為點火正時IGLOG時(圖6中的步驟S17的結(jié)果是否定(否)時)，e (k)被設(shè)定為下式(13)所示的爆震校正值IGKN0CK。此外，在采用最佳點火正時IGMBT作為點火正時IGLOG時(圖6中的步驟S17的結(jié)果是肯定(是)時)，用下式(14)計算e(k)(參照圖16中的步驟S51 S53)。e(k) =IGKNOcK(13)e (k) = IGKNOCK+IGKNKM-IGMBT (14)在采用最佳點火正時IGMBT時，如圖13所示，最佳點火正時IGMBT相比修正爆震臨界點火正時IGKNKM位于延遲側(cè)。這是因為當(dāng)在該狀態(tài)下發(fā)生了爆震的情況下，識別誤差e(k)是最佳點火正時IGMBT與修正爆震臨界點火正時IGKNKM之差DIGKM(= IGKNKM-IGMBT)，和爆震校正值IGKN0CK相加得到的值。另外，應(yīng)用于識別誤差e (k)的爆震校正值IGKN0CK是與爆震的發(fā)生對應(yīng)地被增量更新之前的值。并且，式(12)中包含的P(k)是下式(15)所示的2行2列的學(xué)習(xí)矩陣，通過下式 (16)進(jìn)行計算。式(16)中的“ λ ”是用于確定學(xué)習(xí)參數(shù)a、b的過去值的權(quán)重的加權(quán)參數(shù)， 通常被設(shè)定為約“0. 97 0. 995”的值。
[算式2]
權(quán)利要求
1.一種控制內(nèi)燃機的點火正時的內(nèi)燃機點火正時控制裝置，其特征在于，所述內(nèi)燃機點火正時控制裝置具有吸入空氣流量檢測單元，其檢測所述內(nèi)燃機的吸入空氣流量； 轉(zhuǎn)速檢測單元，其檢測所述內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速；填充效率計算單元，其根據(jù)檢測到的吸入空氣流量和內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速，計算所述內(nèi)燃機的填充效率；爆震臨界點火正時計算單元，其根據(jù)所述內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和填充效率，計算爆震臨界點火正時；爆震檢測單元，其檢測所述內(nèi)燃機的爆震；爆震校正值計算單元，其根據(jù)所述爆震檢測單元的檢測結(jié)果，計算爆震校正值； 學(xué)習(xí)單元，其根據(jù)檢測到所述爆震時的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和所述爆震校正值，更新設(shè)定有第1 及第2學(xué)習(xí)參數(shù)的學(xué)習(xí)參數(shù)表；學(xué)習(xí)參數(shù)計算單元，其根據(jù)所述內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速來檢索所述學(xué)習(xí)參數(shù)表，并計算所述第1 及第2學(xué)習(xí)參數(shù)；各氣缸校正值計算單元，其使用所述填充效率以及所述第1及第2學(xué)習(xí)參數(shù)，計算與所述內(nèi)燃機的多個氣缸分別對應(yīng)的各氣缸校正值；以及點火正時計算單元，其使用所述爆震臨界點火正時和各氣缸校正值，計算所述內(nèi)燃機的點火正時。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點火正時控制裝置，其特征在于，所述各氣缸校正值計算單元將所述填充效率的基準(zhǔn)值與所述填充效率之差代入包含所述第1及第2學(xué)習(xí)參數(shù)的一次式中，計算所述各氣缸校正值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的點火正時控制裝置，其特征在于，所述基準(zhǔn)值被設(shè)定為大于 100%的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項所述的點火正時控制裝置，其特征在于，所述爆震臨界點火正時計算單元具有基本爆震臨界點火正時計算單元，其根據(jù)所述填充效率計算基本爆震臨界點火正時；以及轉(zhuǎn)速校正值計算單元，其根據(jù)所述內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速計算轉(zhuǎn)速校正值， 所述爆震臨界點火正時計算單元用所述轉(zhuǎn)速校正值對所述基本爆震臨界點火正時進(jìn)行校正，由此計算所述爆震臨界點火正時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項所述的點火正時控制裝置，其特征在于， 所述內(nèi)燃機具有連續(xù)變更進(jìn)氣門的工作相位的氣門工作特性可變機構(gòu)，所述爆震臨界點火正時計算單元具有基本爆震臨界點火正時計算單元，其根據(jù)所述填充效率計算基本爆震臨界點火正時； 轉(zhuǎn)速校正值計算單元，其根據(jù)所述內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速計算轉(zhuǎn)速校正值； 傾斜系數(shù)計算單元，其根據(jù)所述填充效率和內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速計算傾斜系數(shù)；以及工作相位角校正值計算單元，其對所述傾斜系數(shù)乘以所述進(jìn)氣門的工作相位角，由此計算工作相位角校正值，所述爆震臨界點火正時計算單元用所述轉(zhuǎn)速校正值和工作相位角校正值對所述基本爆震臨界點火正時進(jìn)行校正，由此計算所述爆震臨界點火正時。
6.一種控制內(nèi)燃機的點火正時的內(nèi)燃機點火正時控制方法，其特征在于，所述內(nèi)燃機點火正時控制方法包括以下步驟a)檢測所述內(nèi)燃機的吸入空氣流量，b)檢測所述內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速，c)根據(jù)檢測到的吸入空氣流量和內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速，計算所述內(nèi)燃機的填充效率，d)根據(jù)所述內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和填充效率，計算爆震臨界點火正時，e)檢測所述內(nèi)燃機的爆震，f)根據(jù)所述爆震檢測結(jié)果，計算爆震校正值，g)根據(jù)檢測到所述爆震時的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和所述爆震校正值，更新設(shè)定有第1及第2學(xué)習(xí)參數(shù)的學(xué)習(xí)參數(shù)表，h)根據(jù)所述內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速來檢索所述學(xué)習(xí)參數(shù)表，并計算所述第1及第2學(xué)習(xí)參數(shù)，i)使用所述填充效率以及所述第1及第2學(xué)習(xí)參數(shù)，計算與所述內(nèi)燃機的多個氣缸分別對應(yīng)的各氣缸校正值，j)使用所述爆震臨界點火正時和各氣缸校正值，計算所述內(nèi)燃機的點火正時。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的點火正時控制方法，其特征在于，在所述步驟i)中，將所述填充效率的基準(zhǔn)值與所述填充效率之差代入包含所述第1及第2學(xué)習(xí)參數(shù)的一次式中，計算所述各氣缸校正值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的點火正時控制方法，其特征在于，所述基準(zhǔn)值被設(shè)定為大于 100%的值。
9.根據(jù)權(quán)利要求6 8中任意一項所述的點火正時控制方法，其特征在于，所述步驟 d)包括以下步驟k)根據(jù)所述填充效率計算基本爆震臨界點火正時， 1)根據(jù)所述內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速計算轉(zhuǎn)速校正值，在所述步驟d)中，用所述轉(zhuǎn)速校正值對所述基本爆震臨界點火正時進(jìn)行校正，由此計算所述爆震臨界點火正時。
10.根據(jù)權(quán)利要求6 8中任意一項所述的點火正時控制方法，其特征在于，所述內(nèi)燃機具有連續(xù)變更進(jìn)氣門的工作相位的氣門工作特性可變機構(gòu)，所述步驟d)包括以下步驟 m)根據(jù)所述填充效率計算基本爆震臨界點火正時， η)根據(jù)所述內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速計算轉(zhuǎn)速校正值， ο)根據(jù)所述填充效率和內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速計算傾斜系數(shù)，P)對所述傾斜系數(shù)乘以所述進(jìn)氣門的工作相位角，由此計算工作相位角校正值， 在所述步驟d)中，用所述轉(zhuǎn)速校正值和工作相位角校正值對所述基本爆震臨界點火正時進(jìn)行校正，由此計算所述爆震臨界點火正時。
全文摘要
提供一種內(nèi)燃機的點火正時控制裝置。根據(jù)檢測出的吸入空氣流量和內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速計算內(nèi)燃機的填充效率，根據(jù)內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和填充效率計算爆震臨界點火正時。根據(jù)爆震傳感器的爆震檢測結(jié)果計算爆震校正值，根據(jù)檢測到爆震時的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和爆震校正值，更新設(shè)定有第1及第2學(xué)習(xí)參數(shù)的學(xué)習(xí)參數(shù)表。根據(jù)內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速來檢索學(xué)習(xí)參數(shù)表，并計算第1及第2學(xué)習(xí)參數(shù)。使用填充效率以及第1及第2學(xué)習(xí)參數(shù)，計算與內(nèi)燃機的多個氣缸分別對應(yīng)的各氣缸校正值，使用爆震臨界點火正時和各氣缸校正值來控制點火正時。
文檔編號F02D45/00GK102308081SQ201080006780
公開日2012年1月4日 申請日期2010年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月12日
發(fā)明者義煎將之, 倉內(nèi)淳史, 北村夏子, 小松弘崇, 廣田和彥, 高木治郎 申請人:本田技研工業(yè)株式會社