專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算表示內(nèi)燃機(jī)作功量的作功量參數(shù)的內(nèi)燃機(jī)作功量計(jì)算裝置和方法。
背景技術(shù)：
作為以往的這種作功量計(jì)算裝置，例如已經(jīng)公知日本特開2006-52647號(hào)公報(bào)中公開的裝置。在該作功量計(jì)算裝置中，按照下面所述計(jì)算內(nèi)燃機(jī)的指示平均有效壓力。即，利用安裝在內(nèi)燃機(jī)的火花塞上的壓電元件式缸內(nèi)壓力傳感器，檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)的壓力即缸內(nèi)壓力。并且，通過對(duì)該缸內(nèi)壓力傳感器的輸出和表示燃燒室的容積變化率的容積數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)展開，求出傅立葉系數(shù)，并根據(jù)所求出的這些傅立葉系數(shù)，計(jì)算內(nèi)燃機(jī)的指示平均有效壓力。
一般，缸內(nèi)壓力傳感器不輸出缸內(nèi)壓力本身，而輸出表示缸內(nèi)壓力的變化量的檢測(cè)信號(hào)。因此，在使用這種類型的缸內(nèi)壓力傳感器按照上面所述計(jì)算指示平均有效壓力時(shí)，例如，需要利用電荷放大器等對(duì)缸內(nèi)壓力傳感器的輸出進(jìn)行積分，求出表示缸內(nèi)壓力的缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)，然后根據(jù)所求出的缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的傅立葉系數(shù)，計(jì)算指示平均有效壓力。但是，在該情況下，這種類型的缸內(nèi)壓力傳感器具有輸出隨著溫度而變化的特性等，所以通過積分，與溫度相應(yīng)的輸出的變化被累計(jì)，有可能導(dǎo)致缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)大幅漂移，不能高精度地計(jì)算指示平均有效壓力。
并且，作為電荷放大器，有時(shí)使用具有在內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)燃燒周期中的預(yù)定定時(shí)復(fù)位積分值的復(fù)位功能的放大器。但是，在該情況下，由于針對(duì)每一個(gè)燃燒周期進(jìn)行積分，所以不能消除缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的漂移，依舊不能高精度地計(jì)算指示平均有效壓力。并且，在積分值的復(fù)位前后，不能避免缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的不連續(xù)，由此不能獲得缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的合理的頻率特性，不能適當(dāng)?shù)厍蟪龈盗⑷~系數(shù)，成為降低指示平均有效壓力的精度的原因。
另外，作為補(bǔ)償上述缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)漂移(以下稱為“缸內(nèi)壓力漂移”)的缸內(nèi)壓力檢測(cè)裝置，例如，已經(jīng)公知日本特開2005-256775號(hào)公報(bào)和日本特開2005-315208號(hào)公報(bào)中公開的裝置。在這些缸內(nèi)壓力檢測(cè)裝置中，計(jì)算當(dāng)前次燃燒周期中的缸內(nèi)壓力漂移，根據(jù)計(jì)算出的缸內(nèi)壓力漂移，校正下一次的缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)，由此補(bǔ)償缸內(nèi)壓力漂移。但是，在這些缸內(nèi)壓力檢測(cè)裝置中，根據(jù)當(dāng)前次燃燒周期中的缸內(nèi)壓力漂移校正下一次的缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)，所以在每個(gè)燃燒周期的缸內(nèi)壓力的峰值大幅變化的過渡時(shí)期，不能充分補(bǔ)償缸內(nèi)壓力漂移，結(jié)果，在使用了該缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的情況下，也不能高精度地計(jì)算指示平均有效壓力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述問題而提出的，其目的在于，提供一種可以高精度地計(jì)算表示內(nèi)燃機(jī)作功量的作功量參數(shù)的內(nèi)燃機(jī)作功量計(jì)算裝置和方法。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方式提供一種內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置，其計(jì)算表示具有燃燒室的內(nèi)燃機(jī)的作功量的作功量參數(shù)，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置具有第1相關(guān)函數(shù)設(shè)定單元，其設(shè)定表示用于表示燃燒室的容積變化狀態(tài)的容積數(shù)據(jù)與具有預(yù)定頻率的基準(zhǔn)信號(hào)之積的積分的第1相關(guān)函數(shù)；基準(zhǔn)信號(hào)生成單元，其生成基準(zhǔn)信號(hào)；缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)檢測(cè)單元，其檢測(cè)表示燃燒室內(nèi)壓力變化量的缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)；第2相關(guān)函數(shù)計(jì)算單元，其根據(jù)所生成的基準(zhǔn)信號(hào)和檢測(cè)出的缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)，計(jì)算表示基準(zhǔn)信號(hào)與缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)之積的積分的第2相關(guān)函數(shù)；以及作功量參數(shù)計(jì)算單元，其根據(jù)第1和第2相關(guān)函數(shù)計(jì)算作功量參數(shù)。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置，利用第1相關(guān)函數(shù)設(shè)定單元來設(shè)定表示具有預(yù)定頻率的基準(zhǔn)信號(hào)與表示燃燒室的容積變化狀態(tài)的容積數(shù)據(jù)之積的積分的第1相關(guān)函數(shù)。并且，由基準(zhǔn)信號(hào)生成單元生成基準(zhǔn)信號(hào)，由缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)檢測(cè)單元檢測(cè)表示燃燒室內(nèi)壓力變化量的缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)，根據(jù)這些基準(zhǔn)信號(hào)和缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)，由第2相關(guān)函數(shù)計(jì)算單元計(jì)算表示基準(zhǔn)信號(hào)與缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)之積的積分的第2相關(guān)函數(shù)。然后，根據(jù)所求出的第1和第2相關(guān)函數(shù)，由作功量參數(shù)計(jì)算單元計(jì)算作功量參數(shù)。
如上所述，在計(jì)算第2相關(guān)函數(shù)時(shí)，直接使用表示燃燒室內(nèi)壓力變化量的缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)而不進(jìn)行積分。因此，與以往不同，在每個(gè)燃燒周期中燃燒室內(nèi)的壓力峰值變化的過渡時(shí)期，也能夠恰當(dāng)?shù)赜?jì)算第2相關(guān)函數(shù)，而不會(huì)導(dǎo)致因缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)的積分運(yùn)算而引起的計(jì)算精度的降低，結(jié)果，可以高精度地計(jì)算作功量參數(shù)。并且，由于不進(jìn)行缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)的積分，相應(yīng)地可以減輕作功量參數(shù)的運(yùn)算負(fù)荷。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第二方式提供一種內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法，計(jì)算表示具有燃燒室的內(nèi)燃機(jī)的作功量的作功量參數(shù)，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法包括以下步驟設(shè)定表示用于表示燃燒室的容積變化狀態(tài)的容積數(shù)據(jù)與具有預(yù)定頻率的基準(zhǔn)信號(hào)之積的積分的第1相關(guān)函數(shù)的步驟；生成基準(zhǔn)信號(hào)的步驟；檢測(cè)表示燃燒室內(nèi)的壓力變化量的缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)的步驟；根據(jù)所生成的基準(zhǔn)信號(hào)和檢測(cè)出的缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)，計(jì)算表示基準(zhǔn)信號(hào)與缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)之積的積分的第2相關(guān)函數(shù)的步驟；以及根據(jù)第1和第2相關(guān)函數(shù)計(jì)算作功量參數(shù)的步驟。
根據(jù)該作功量計(jì)算方法，可以獲得與基于前述本發(fā)明的第一方式的作功量計(jì)算裝置相同的有利效果。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置中，缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)檢測(cè)單元是檢測(cè)燃燒室內(nèi)壓力變化量的缸內(nèi)壓力傳感器。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置的優(yōu)選方式，作為缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)檢測(cè)單元，使用檢測(cè)燃燒室內(nèi)壓力變化量的普通類型的缸內(nèi)壓力傳感器，所以在已經(jīng)設(shè)有這種類型的缸內(nèi)壓力傳感器時(shí)，不需要重新設(shè)置用于計(jì)算作功量參數(shù)的部件，由此可以避免作功量計(jì)算裝置的成本增加。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法中，檢測(cè)缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)的步驟使用檢測(cè)燃燒室內(nèi)壓力變化量的缸內(nèi)壓力傳感器。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法的優(yōu)選方式，可以獲得與基于前述本發(fā)明的第一方式的作功量計(jì)算裝置相同的有利效果。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置中，作功量參數(shù)包括內(nèi)燃機(jī)的指示平均有效壓力。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置的優(yōu)選方式，作為作功量參數(shù)，計(jì)算指示平均有效壓力，所以能夠使用高精度地計(jì)算出的指示平均有效壓力合理地進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)控制等。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法中，作功量參數(shù)包括內(nèi)燃機(jī)的指示平均有效壓力。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法的優(yōu)選方式，可以獲得與基于前述本發(fā)明的第一方式的作功量計(jì)算裝置相同的有利效果。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置中，根據(jù)容積數(shù)據(jù)設(shè)定基準(zhǔn)信號(hào)的預(yù)定頻率及預(yù)定頻率的數(shù)量。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置的優(yōu)選方式，根據(jù)容積數(shù)據(jù)設(shè)定基準(zhǔn)信號(hào)的預(yù)定頻率及其數(shù)量。因此，例如將基準(zhǔn)信號(hào)的預(yù)定頻率及其數(shù)量設(shè)定為與良好地表示容積數(shù)據(jù)中的燃燒室容積變化狀態(tài)的頻率成分的頻率(以下稱為“最佳頻率”)及其數(shù)量一致，由此可以恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定第1相關(guān)函數(shù)，可以更加高精度地計(jì)算作功量參數(shù)。并且，通過使預(yù)定頻率的數(shù)量與所述最佳頻率的數(shù)量一致，可以將第1相關(guān)函數(shù)的數(shù)量設(shè)定為最小限度，由此可以進(jìn)一步減輕作功量參數(shù)的計(jì)算負(fù)荷。
另外，利用以內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速為基準(zhǔn)的低次成分可以良好地表示燃燒室的容積變化狀態(tài)。因此，在按照上面所述設(shè)定預(yù)定頻率時(shí)，即使將缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)和/或體積數(shù)據(jù)的采樣頻率設(shè)定得較低，也能夠恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定第1和/或第2相關(guān)函數(shù)，可以確保作功量參數(shù)的計(jì)算精度。因此，能夠?qū)⒏變?nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)和/或體積數(shù)據(jù)的采樣頻率設(shè)定得較低，由此可以進(jìn)一步減輕作功量參數(shù)的計(jì)算負(fù)荷。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法中，根據(jù)容積數(shù)據(jù)設(shè)定基準(zhǔn)信號(hào)的預(yù)定頻率和預(yù)定頻率的數(shù)量。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法的優(yōu)選方式，可以獲得與基于前述本發(fā)明的第一方式的作功量計(jì)算裝置相同的有利效果。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置中，還具有生成容積數(shù)據(jù)的容積數(shù)據(jù)生成單元，第1相關(guān)函數(shù)設(shè)定單元根據(jù)所生成的基準(zhǔn)信號(hào)和容積數(shù)據(jù)設(shè)定第1相關(guān)函數(shù)。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置的優(yōu)選方式，利用容積數(shù)據(jù)生成單元生成容積數(shù)據(jù)，并且根據(jù)所生成的容積數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)信號(hào)設(shè)定第1相關(guān)函數(shù)。由此，可以將第1相關(guān)函數(shù)設(shè)定為反映了實(shí)際容積數(shù)據(jù)的合適值，所以能夠更加高精度地計(jì)算作功量參數(shù)。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法中，還包括生成容積數(shù)據(jù)的容積數(shù)據(jù)生成步驟，設(shè)定第1相關(guān)函數(shù)的步驟根據(jù)所生成的基準(zhǔn)信號(hào)和容積數(shù)據(jù)設(shè)定第1相關(guān)函數(shù)。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法的優(yōu)選方式，可以獲得與基于前述本發(fā)明的第一方式的作功量計(jì)算裝置相同的有利效果。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置中，還具有檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的曲軸角度位置的角度位置檢測(cè)單元，容積數(shù)據(jù)生成單元根據(jù)檢測(cè)出的曲軸角度位置生成容積數(shù)據(jù)，基準(zhǔn)信號(hào)生成單元根據(jù)曲軸角度位置生成基準(zhǔn)信號(hào)。
燃燒室內(nèi)壓力和燃燒室的容積隨著內(nèi)燃機(jī)的曲軸的旋轉(zhuǎn)而周期性地變化。根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)檢測(cè)出的內(nèi)燃機(jī)的曲軸角度位置生成容積數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)信號(hào)，所以能夠在容積數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)信號(hào)之間及缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)信號(hào)之間，使相位適當(dāng)?shù)匾恢隆Ｓ纱?，可以更加恰?dāng)?shù)赜?jì)算第1和第2相關(guān)函數(shù)，因此可以更加高精度地計(jì)算作功量參數(shù)。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法中，還包括檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的曲軸角度位置的步驟，生成容積數(shù)據(jù)的步驟包括根據(jù)檢測(cè)出的曲軸角度位置生成容積數(shù)據(jù)的處理，生成基準(zhǔn)信號(hào)的步驟包括根據(jù)曲軸角度位置生成基準(zhǔn)信號(hào)的處理。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法的優(yōu)選方式，可以獲得與基于前述本發(fā)明的第一方式的作功量計(jì)算裝置相同的有利效果。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置中，第1相關(guān)函數(shù)設(shè)定單元把通過對(duì)容積數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)展開而求出的傅立葉系數(shù)設(shè)定為第1相關(guān)函數(shù)，第2相關(guān)函數(shù)計(jì)算單元把通過對(duì)缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)展開而求出的傅立葉系數(shù)計(jì)算為第2相關(guān)函數(shù)。
根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置的優(yōu)選方式，通過傅立葉級(jí)數(shù)展開來求出第1和第2相關(guān)函數(shù)，特別通過使用像快速傅立葉變換等的快速頻率分解方法，可以進(jìn)一步減輕作功量參數(shù)的運(yùn)算負(fù)荷。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法中，設(shè)定第1相關(guān)函數(shù)的步驟包括把通過對(duì)容積數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)展開而求出的傅立葉系數(shù)設(shè)定為第1相關(guān)函數(shù)的處理，計(jì)算第2相關(guān)函數(shù)的步驟包括把通過對(duì)缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)展開而求出的傅立葉系數(shù)計(jì)算為第2相關(guān)函數(shù)的處理。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法的優(yōu)選方式，可以獲得與基于前述本發(fā)明的第一方式的作功量計(jì)算裝置相同的有利效果。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置中，內(nèi)燃機(jī)設(shè)有可以變更內(nèi)燃機(jī)的壓縮比和排氣量中的至少一方的可變機(jī)構(gòu)，該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置還具有檢測(cè)表示壓縮比和排氣量中的至少一方的參數(shù)的參數(shù)檢測(cè)單元，容積數(shù)據(jù)生成單元根據(jù)檢測(cè)出的參數(shù)生成容積數(shù)據(jù)。
在內(nèi)燃機(jī)的壓縮比和/或排氣量變化時(shí)，相應(yīng)地表示燃燒室的容積變化狀態(tài)的容積數(shù)據(jù)也變化。根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)表示壓縮比和/或排氣量的參數(shù)生成容積數(shù)據(jù)，所以能夠根據(jù)壓縮比和/或排氣量恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定第1相關(guān)函數(shù)，可以高精度地計(jì)算作功量參數(shù)。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法中，內(nèi)燃機(jī)設(shè)有可以變更內(nèi)燃機(jī)的壓縮比和排氣量中的至少一方的可變機(jī)構(gòu)，作功量計(jì)算方法還包括檢測(cè)表示壓縮比和排氣量中的至少一方的參數(shù)的步驟，生成容積數(shù)據(jù)的步驟包括根據(jù)檢測(cè)出的參數(shù)生成容積數(shù)據(jù)的處理。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法的優(yōu)選方式，可以獲得與基于前述本發(fā)明的第一方式的作功量計(jì)算裝置相同的有利效果。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置中，內(nèi)燃機(jī)設(shè)有可以變更內(nèi)燃機(jī)的壓縮比和排氣量中的至少一方的可變機(jī)構(gòu)，該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置還具有檢測(cè)表示壓縮比和排氣量中的至少一方的參數(shù)的參數(shù)檢測(cè)單元，基準(zhǔn)信號(hào)生成單元根據(jù)參數(shù)設(shè)定基準(zhǔn)信號(hào)的預(yù)定頻率和預(yù)定頻率的數(shù)量。
如前面所述，由于容積數(shù)據(jù)根據(jù)壓縮比和/或排氣量而變化，所以容積數(shù)據(jù)中良好地表示燃燒室的容積變化狀態(tài)的頻率成分的頻率及其數(shù)量也根據(jù)壓縮比和/或排氣量而變化。根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)表示檢測(cè)出的壓縮比和/或排氣量的參數(shù)，設(shè)定用于設(shè)定第1相關(guān)函數(shù)的基準(zhǔn)信號(hào)的頻率。因此，可以能夠根據(jù)實(shí)際壓縮比和/或排氣量，良好地反映燃燒室的容積變化狀態(tài)而恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定第1相關(guān)函數(shù)，可以高精度地計(jì)算作功量參數(shù)，。并且，由于根據(jù)參數(shù)設(shè)定基準(zhǔn)信號(hào)的頻率的數(shù)量，所以能夠根據(jù)壓縮比和/或排氣量將第1相關(guān)函數(shù)的數(shù)量設(shè)定為最小限度，可以進(jìn)一步減輕作功量參數(shù)的運(yùn)算負(fù)荷。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法中，內(nèi)燃機(jī)設(shè)有可以變更內(nèi)燃機(jī)的壓縮比和排氣量中的至少一方的可變機(jī)構(gòu)，作功量計(jì)算方法還包括檢測(cè)表示壓縮比和排氣量中的至少一方的參數(shù)的步驟，生成基準(zhǔn)信號(hào)的步驟包括根據(jù)參數(shù)設(shè)定基準(zhǔn)信號(hào)的預(yù)定頻率和預(yù)定頻率的數(shù)量的處理。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法的優(yōu)選方式，可以獲得與基于前述本發(fā)明的第一方式的作功量計(jì)算裝置相同的有利效果。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置中，第1相關(guān)函數(shù)設(shè)定單元將第1相關(guān)函數(shù)設(shè)定為預(yù)定值。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置的優(yōu)選方式，將第1相關(guān)函數(shù)設(shè)定為預(yù)定值。通常，燃燒室的容積的最大值與最小值及其之間的變化方式大致一定，據(jù)此將容積數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)信號(hào)的相關(guān)函數(shù)即第1相關(guān)函數(shù)設(shè)定為預(yù)定值，從而可以確保作功量參數(shù)的計(jì)算精度。并且，由于基于所生成的基準(zhǔn)信號(hào)和容積數(shù)據(jù)的第1相關(guān)函數(shù)的計(jì)算被省略，相應(yīng)地可以進(jìn)一步減輕作功量參數(shù)的運(yùn)算負(fù)荷。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法中，設(shè)定第1相關(guān)函數(shù)的步驟包括將第1相關(guān)函數(shù)設(shè)定為預(yù)定值的處理。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法的優(yōu)選方式，可以獲得與基于前述本發(fā)明的第一方式的作功量計(jì)算裝置相同的有利效果。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置中，還具有檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的曲軸角度位置的角度位置檢測(cè)單元，基準(zhǔn)信號(hào)生成單元根據(jù)曲軸角度位置生成基準(zhǔn)信號(hào)。
如前面所述，燃燒室內(nèi)的壓力隨著內(nèi)燃機(jī)的曲軸的旋轉(zhuǎn)而周期性地變化，因此通過按照上面所述根據(jù)檢測(cè)出的曲軸角度位置生成基準(zhǔn)信號(hào)，可以在缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)信號(hào)之間使相位適當(dāng)?shù)匾恢?。由此，可以更加恰?dāng)?shù)赜?jì)算第2相關(guān)函數(shù)，所以能夠更加高精度地計(jì)算作功量參數(shù)。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法中，還包括檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的曲軸角度位置的步驟，生成基準(zhǔn)信號(hào)的步驟包括根據(jù)曲軸角度位置生成基準(zhǔn)信號(hào)的處理。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法的優(yōu)選方式，可以獲得與基于前述本發(fā)明的第一方式的作功量計(jì)算裝置相同的有利效果。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置中，第2相關(guān)函數(shù)計(jì)算單元把通過對(duì)缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)展開而求出的傅立葉系數(shù)計(jì)算為第2相關(guān)函數(shù)。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置的優(yōu)選方式，通過傅立葉級(jí)數(shù)展開來求出第2相關(guān)函數(shù)，特別通過使用像快速傅立葉變換等那樣的快速頻率分解方法，可以進(jìn)一步減輕作功量參數(shù)的運(yùn)算負(fù)荷。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法中，計(jì)算第2相關(guān)函數(shù)的步驟包括把通過對(duì)缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)展開而求出的傅立葉系數(shù)計(jì)算為第2相關(guān)函數(shù)的處理。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法的優(yōu)選方式，可以獲得與基于前述本發(fā)明的第一方式的作功量計(jì)算裝置相同的有利效果。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置中，內(nèi)燃機(jī)設(shè)有可以變更內(nèi)燃機(jī)的壓縮比和排氣量中的至少一方的可變壓縮比機(jī)構(gòu)，該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置還具有檢測(cè)表示壓縮比和排氣量中的至少一方的參數(shù)的參數(shù)檢測(cè)單元，第1相關(guān)函數(shù)設(shè)定單元具有把與參數(shù)相對(duì)應(yīng)的預(yù)定的第1相關(guān)函數(shù)值存儲(chǔ)為預(yù)定值的存儲(chǔ)單元，通過讀出與檢測(cè)出的參數(shù)相對(duì)應(yīng)的第1相關(guān)函數(shù)值，來設(shè)定第1相關(guān)函數(shù)。
如前面所述，容積數(shù)據(jù)中良好地表示燃燒室的容積變化狀態(tài)的頻率成分的頻率及其數(shù)量根據(jù)壓縮比和/或排氣量而變化。因此，用于良好地反映燃燒室的容積變化狀態(tài)的第1相關(guān)函數(shù)的值及其數(shù)量也據(jù)壓縮比和/或排氣量而變化。根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)表示檢測(cè)出的壓縮比和/或排氣量的參數(shù)，通過讀出預(yù)定的第1相關(guān)函數(shù)值，設(shè)定容積數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)信號(hào)的相關(guān)函數(shù)即第1相關(guān)函數(shù)。因此，可以根據(jù)實(shí)際壓縮比和/或排氣量恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定第1相關(guān)函數(shù)，可以高精度地計(jì)算作功量參數(shù)。并且，基于相同理由，可以根據(jù)壓縮比和/或排氣量將第1相關(guān)函數(shù)的數(shù)量設(shè)定為最小限度，可以進(jìn)一步減輕作功量參數(shù)的運(yùn)算負(fù)荷。
優(yōu)選在所述內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法中，內(nèi)燃機(jī)設(shè)有可以變更內(nèi)燃機(jī)的壓縮比和排氣量中的至少一方的可變壓縮比機(jī)構(gòu)，該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法還包括檢測(cè)表示壓縮比和排氣量中的至少一方的參數(shù)的步驟，設(shè)定第1相關(guān)函數(shù)的步驟包括把與參數(shù)相對(duì)應(yīng)的預(yù)定的第1相關(guān)函數(shù)值存儲(chǔ)為預(yù)定值的步驟，設(shè)定第1相關(guān)函數(shù)的步驟包括通過讀出與檢測(cè)出的參數(shù)相對(duì)應(yīng)的第1相關(guān)函數(shù)值來設(shè)定第1相關(guān)函數(shù)的處理。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法的優(yōu)選方式，可以獲得與基于前述本發(fā)明的第一方式的作功量計(jì)算裝置相同的有利效果。


圖1是概要表示應(yīng)用了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的作功量計(jì)算裝置的內(nèi)燃機(jī)的圖。
圖2是概要表示基于本實(shí)施方式的作功量計(jì)算裝置的方框圖。
圖3A是示意性表示壓縮比被設(shè)定為最小值時(shí)的可變壓縮比機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)的圖。
圖3B是表示壓縮比被設(shè)定為最大值時(shí)的可變壓縮比機(jī)構(gòu)的壓縮比致動(dòng)器附近的結(jié)構(gòu)的圖。
圖4是概要表示基于第1實(shí)施方式的作功量計(jì)算裝置的功能方框圖。
圖5是在容積變化率數(shù)據(jù)dV的計(jì)算中使用的dV表的一例。
圖6是在行程容積VS的計(jì)算中使用的VS表的一例。
圖7是概要表示基于第2實(shí)施方式的作功量計(jì)算裝置的功能方框圖。
圖8是用于設(shè)定容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk的映射圖的一例。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。圖1表示應(yīng)用了本實(shí)施方式的作功量計(jì)算裝置1的內(nèi)燃機(jī)(以下稱為“發(fā)動(dòng)機(jī)”)3的概要結(jié)構(gòu)。作功量計(jì)算裝置1具有ECU 2(參照?qǐng)D2)，按照后面所述計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)3的指示平均有效壓力Pmi(作功量參數(shù))。
發(fā)動(dòng)機(jī)3是安裝在車輛(未圖示)上的例如4缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，被發(fā)動(dòng)機(jī)3的氣缸3a、氣缸蓋3b和活塞3c包圍的空間形成燃燒室3d。在氣缸蓋3b上安裝著面向燃燒室3d的火花塞4。在該火花塞4上一體安裝著缸內(nèi)壓力傳感器21(缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)檢測(cè)單元)。該缸內(nèi)壓力傳感器21例如是壓電元件式傳感器，壓電元件(未圖示)根據(jù)燃燒室3d內(nèi)的壓力(以下稱為“缸內(nèi)壓力”)的變化而位移，由此向ECU 2輸出表示缸內(nèi)壓力的變化量的檢測(cè)信號(hào)(以下稱為“缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)”)dP。
在發(fā)動(dòng)機(jī)3的曲軸3e上設(shè)有曲軸角度傳感器22(角度位置檢測(cè)單元)。曲軸角度傳感器22伴隨曲軸3e的旋轉(zhuǎn)，將均為脈沖信號(hào)的TDC信號(hào)和CRK信號(hào)輸出給ECU 2。每當(dāng)活塞3c位于吸氣行程開始時(shí)的TDC(上止點(diǎn))附近的預(yù)定曲軸角度時(shí)，輸出TDC信號(hào)。CRK信號(hào)以TDC信號(hào)為基準(zhǔn)每隔預(yù)定曲軸角度(例如30°)輸出。
并且，在發(fā)動(dòng)機(jī)3中設(shè)有可變壓縮比機(jī)構(gòu)10(可變機(jī)構(gòu))。該可變壓縮比機(jī)構(gòu)10通過變更活塞3c的上止點(diǎn)位置和下止點(diǎn)位置、即活塞3c的行程，在預(yù)定的最大值Cr_H和預(yù)定的最小值Cr_L之間無極變更發(fā)動(dòng)機(jī)3的壓縮比Cr。如圖3所示，可變壓縮比機(jī)構(gòu)10具有連接在各個(gè)氣缸3a的活塞3c與曲軸3e之間的復(fù)合聯(lián)桿機(jī)構(gòu)11；與該復(fù)合聯(lián)桿機(jī)構(gòu)11連接的壓縮比致動(dòng)器15。
復(fù)合聯(lián)桿機(jī)構(gòu)11由上聯(lián)桿12、下聯(lián)桿13和控制聯(lián)桿14等構(gòu)成。上聯(lián)桿12相當(dāng)于所謂的連桿，其上端部通過活塞銷3f可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地與活塞3c連接，下端部通過銷13a可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地與下聯(lián)桿13的一端部連接。
下聯(lián)桿13呈三角形狀，與上聯(lián)桿12連接的連接部之外的兩個(gè)端部中的一方通過曲軸銷13b可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地與曲軸13e連接，另一方通過控制銷13c可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地與控制聯(lián)桿14的一端部連接。通過以上結(jié)構(gòu)，活塞3c的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過復(fù)合聯(lián)桿機(jī)構(gòu)11傳遞給曲軸3e，被轉(zhuǎn)換為曲軸3e的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
并且，壓縮比致動(dòng)器15通過組合與ECU 2連接的電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)構(gòu)(均未圖示)而形成，按照后面所述被ECU 2驅(qū)動(dòng)。壓縮比致動(dòng)器15具有殼體15a、臂15b和控制軸15c等，在該殼體15a內(nèi)部?jī)?nèi)置有電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)構(gòu)。臂15b的一端部固定在減速機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸15d的前端部上，由此臂15b伴隨電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)以旋轉(zhuǎn)軸15d為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。并且，控制軸15c可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地與臂15b的另一端部連接。控制軸15c與曲軸3e同樣地向附圖的縱深方向延伸，控制聯(lián)桿14的與控制銷13c相反側(cè)的端部連接在該控制軸15c上。
另外，在臂15b的附近，最小壓縮比擋塊16a和最大壓縮比擋塊16b相互隔開間隔設(shè)置，利用這兩個(gè)擋塊16a、16b限制臂15b的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍。即，當(dāng)根據(jù)來自ECU 2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，電動(dòng)機(jī)在正反旋轉(zhuǎn)方向被驅(qū)動(dòng)時(shí)，臂15b在與最小壓縮比擋塊16a抵接并卡定的最小壓縮比位置(圖3(a)所示位置)、和與最大壓縮比擋塊16b抵接并卡定的最大壓縮比位置(圖3(b)所示位置)之間的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，在可變壓縮比機(jī)構(gòu)10中，在臂15b位于最小壓縮比擋塊16a側(cè)的狀態(tài)下，壓縮比致動(dòng)器15的旋轉(zhuǎn)軸15d向圖3中的逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，隨之臂15b向圖3中的逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。由此，隨著控制聯(lián)桿14被整體按下，下聯(lián)桿13以曲軸銷13b為中心順時(shí)針進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上聯(lián)桿12以活塞銷3f為中心逆時(shí)針進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)果，活塞銷3f、上銷13a和曲軸銷13b相比于最小壓縮比位置時(shí)更接近直線狀，因此活塞3c到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)連結(jié)活塞銷3f和曲軸銷13b的直線距離變長，行程容積變大，并且活塞3c位于上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室3d的容積變小，從而壓縮比Cr提高。
另一方面，與上述相反，在臂15b位于最大壓縮比擋塊16b側(cè)的狀態(tài)下，致動(dòng)器15的旋轉(zhuǎn)軸15d順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，隨之臂15b順時(shí)針進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，控制聯(lián)桿14被整體頂上去。由此，通過與上述相反的動(dòng)作，下聯(lián)桿13逆時(shí)針進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，并且上聯(lián)桿12順時(shí)針進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)果，活塞3c到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)連結(jié)活塞銷3f和曲軸銷13b的直線距離變短，行程容積變小，并且活塞3c位于上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室3d的容積變大，從而壓縮比Cr降低。如上所述，在該可變壓縮比機(jī)構(gòu)10中，臂15b在最小壓縮比擋塊16a和最大壓縮比擋塊16b之間轉(zhuǎn)動(dòng)，從而壓縮比Cr在所述最小值Cr_L和最大值Cr_H之間無級(jí)變化。
并且，在壓縮比致動(dòng)器15的殼體15a內(nèi)設(shè)有控制角度傳感器23(參數(shù)檢測(cè)單元)(參照?qǐng)D2)，該控制角度傳感器23向ECU 2輸出表示旋轉(zhuǎn)軸15d即臂15b的轉(zhuǎn)動(dòng)角θcr的檢測(cè)信號(hào)。ECU 2根據(jù)該控制角度傳感器23的檢測(cè)信號(hào)，計(jì)算壓縮比Cr(參數(shù))。
ECU 2利用由I/O接口、CPU、RAM和ROM等組成的微電腦構(gòu)成。來自上述各種傳感器21～23的輸出分別在I/O接口進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換及整形后，輸入CPU。ECU 2根據(jù)這些輸入信號(hào)，按照存儲(chǔ)在ROM中的程序等，計(jì)算指示平均有效壓力Pmi。另外，在本實(shí)施方式中，ECU 2相當(dāng)于第1相關(guān)函數(shù)設(shè)定單元、基準(zhǔn)信號(hào)生成單元、第2相關(guān)函數(shù)計(jì)算單元、作功量參數(shù)計(jì)算單元、容積數(shù)據(jù)生成單元、參數(shù)檢測(cè)單元和存儲(chǔ)單元。
下面，說明本實(shí)施方式的指示平均有效壓力Pmi的計(jì)算方法的概念。下式(1)是指示平均有效壓力Pmi的一般計(jì)算式。
其中，VS表示發(fā)動(dòng)機(jī)3的行程容積，P是表示缸內(nèi)壓力的缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)，dV是表示燃燒室3d的容積變化率的容積變化率數(shù)據(jù)。這樣，通過對(duì)缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)P和容積變化率數(shù)據(jù)dV之積進(jìn)行全積分、即在一個(gè)燃燒周期中進(jìn)行積分后的值除以行程容積VS而計(jì)算出指示平均有效壓力Pmi。另外，在本實(shí)施方式中，容積變化率數(shù)據(jù)dV相當(dāng)于容積數(shù)據(jù)。
并且，由于容積變化率數(shù)據(jù)dV以一個(gè)燃燒周期作為一個(gè)周期而變化，所以使用傅立葉級(jí)數(shù)展開，按照下式(2)～(5)所示，利用各個(gè)頻率成分進(jìn)行表示。
dVdθ=Va02+Σk=1∞(Vakcoskθ+Vbksinkθ)···(2)]]> 其中，Va0表示容積變化率數(shù)據(jù)dV的振幅的偏置量，k表示發(fā)動(dòng)機(jī)3的旋轉(zhuǎn)頻率的整數(shù)倍的頻率成分(以下稱為“發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的整數(shù)次成分”)的次數(shù)，θ表示以進(jìn)氣行程開始時(shí)的TDC為基準(zhǔn)的曲軸角度。Vak表示對(duì)于容積變化率數(shù)據(jù)dV中余弦波成分中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速整數(shù)次成分的傅立葉系數(shù)(以下稱為“第1容積變化率傅立葉系數(shù)”)，Vbk表示對(duì)于容積變化率數(shù)據(jù)dV中正弦波成分中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速整數(shù)次成分的傅立葉系數(shù)(以下稱為“第2容積變化率傅立葉系數(shù)”)。并且，T表示一個(gè)燃燒周期所需要的曲軸角度θ，即在本實(shí)施方式中為720°。另外，在本實(shí)施方式中，第1和第2容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk相當(dāng)于第1相關(guān)函數(shù)。
另外，將上述式(2)代入式(1)，則指示平均有效壓力Pmi利用下式(6)表示，將該式(6)展開，則指示平均有效壓力Pmi利用下式(7)表示。
并且，由于缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)P也以一個(gè)燃燒周期為一個(gè)周期而變化，所以使用傅立葉級(jí)數(shù)展開，按照下式(8)～(11)所示，利用各個(gè)頻率成分進(jìn)行表示。
P=Pa02+Σk=1∞(Pakcoskθ+Pbksinkθ)···(8)]]> 其中，Pa0表示缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)P的振幅的偏置量，Pak表示對(duì)于缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)P中余弦波成分中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速整數(shù)次成分的傅立葉系數(shù)，Pbk表示對(duì)于缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)P中正弦波成分中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速整數(shù)次成分的傅立葉系數(shù)。
然后，將上述式(9)～式(11)代入式(7)并整理，則指示平均有效壓力Pmi利用下式(12)表示。
Pmi=T4VSPa0Va0+T2VS(Σk=1∞PakVak+Σk=1∞PbkVbk)···(12)]]>并且，從前述缸內(nèi)壓力傳感器11輸出的缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)dP使用傅立葉級(jí)數(shù)展開，按照下式(13)～(16)所示，利用各個(gè)頻率成分進(jìn)行表示。
dP=da02+Σk=1∞(dakcoskθ+dbksinkθ)···(13)]]> 其中，da0表示缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)dP的振幅的偏置量，dak表示對(duì)于缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)dP中余弦波成分中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速整數(shù)次成分的傅立葉系數(shù)(以下稱為“第1缸內(nèi)壓力變化量傅立葉系數(shù)”)，dbk表示對(duì)于缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)dP中正弦波成分中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速整數(shù)次成分的傅立葉系數(shù)(以下稱為“第2缸內(nèi)壓力變化量傅立葉系數(shù)”)。另外，在本實(shí)施方式中，第1和第2缸內(nèi)壓力變化量傅立葉系數(shù)dak、dbk相當(dāng)于第2相關(guān)函數(shù)。
并且，通過利用上式(13)表示缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)dP，并對(duì)缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)dP進(jìn)行積分，可以得到缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)P，所以缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)P利用下式(17)表示。
P=∫dPdθ=∫{da02+Σk=1∞(dakcoskθ+dbksinkθ)}dθ]]>=da02×θ+Σk=1∞(dakksinkθ-dbkkcoskθ)···(17)]]>利用該式(17)表示的缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)P和利用式(8)表示的缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)P彼此相等，所以下式(18)～(20)成立。
Pa0＝da0×θ ……(18)Pak=-dbkk···(19)]]>Pbk=dakk···(20)]]>將這些式(18)～(20)代入式(12)，則指示平均有效壓力Pmi利用下式(21)表示。并且，在該式(21)中，偏置量Va0的值大致為0，所以省略右邊的第1項(xiàng)后，指示平均有效壓力Pmi利用下式(22)表示。
Pmi=T4VSda0×θ×Va0+T2VS(Σk=1∞dakVakk-Σk=1∞dbkVakk)···(21)]]>Pmi=T2VS(Σk=1∞dakVbkk-Σk=1∞dbkVakk)···(22)]]>在本實(shí)施方式中，根據(jù)式(4)、(5)、(15)、(16)和(22)計(jì)算指示平均有效壓力Pmi。即，直接使用缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)dP而不對(duì)其進(jìn)行積分，來計(jì)算其傅立葉系數(shù)dak、dbk，根據(jù)計(jì)算出的第1和第2缸內(nèi)壓力變化量傅立葉系數(shù)dak、dbk，計(jì)算指示平均有效壓力Pmi。
圖4表示進(jìn)行上述計(jì)算的基于本發(fā)明第一實(shí)施方式的作功量計(jì)算裝置1。該作功量計(jì)算裝置1具有容積變化率數(shù)據(jù)計(jì)算部31(容積數(shù)據(jù)生成單元)、基準(zhǔn)信號(hào)計(jì)算部32(基準(zhǔn)信號(hào)生成單元)、容積變化率傅立葉系數(shù)計(jì)算部33(第1相關(guān)函數(shù)設(shè)定單元)、缸內(nèi)壓力變化量傅立葉系數(shù)計(jì)算部34(第2相關(guān)函數(shù)計(jì)算單元)、和指示平均有效壓力計(jì)算部35(作功量參數(shù)計(jì)算單元)。它們均利用ECU 2構(gòu)成。
容積變化率數(shù)據(jù)計(jì)算部31根據(jù)采樣序號(hào)n和壓縮比Cr，檢索圖5所示的dV表，由此計(jì)算容積變化率數(shù)據(jù)dV，輸出給指示平均有效壓力計(jì)算部35。該采樣序號(hào)n表示離散化后的時(shí)間，在每當(dāng)輸入TDC信號(hào)時(shí)被復(fù)位為值0，在每當(dāng)輸入CRK信號(hào)時(shí)增加其值。即，采樣序號(hào)n在一個(gè)燃燒周期中，其值從0變化到23。帶有采樣序號(hào)n的各個(gè)離散數(shù)據(jù)表示每當(dāng)輸入CRK信號(hào)時(shí)計(jì)算或采樣的數(shù)據(jù)。以上所述的采樣序號(hào)n的設(shè)定對(duì)應(yīng)于后面敘述的次數(shù)k的設(shè)定。另外，在以下的說明中，適當(dāng)省略各個(gè)離散數(shù)據(jù)中的采樣序號(hào)n。
上述的dV表是將與活塞3c的移動(dòng)相對(duì)應(yīng)的燃燒室3d的實(shí)際容積變化率圖表化而得到的，因此容積變化率數(shù)據(jù)dV(n)被設(shè)定為大致正弦波狀。并且，dV表由對(duì)于前述最小值Cr_L到最大值Cr_H范圍內(nèi)的每個(gè)預(yù)定壓縮比Cr而設(shè)定的多個(gè)表構(gòu)成(僅圖示了1個(gè))，在壓縮比Cr表示其中的中間值時(shí)，容積變化率數(shù)據(jù)dV(n)通過插值計(jì)算求出。
具體地講，在dV表中，容積變化率數(shù)據(jù)dV(n)在采樣序號(hào)n的值為0時(shí)(輸入TDC信號(hào)時(shí))被設(shè)定為值0，在相當(dāng)于該TDC和接下來的BDC之間的大致中間值n1時(shí)，被設(shè)定為最大值dVmax，在相當(dāng)于該BDC的值n2時(shí)被設(shè)定為值0。并且，在相當(dāng)于與該BDC接下來的TDC(膨脹行程開始時(shí))之間的大致中間值n3時(shí)，被設(shè)定為負(fù)值即最小值dVmin，在相當(dāng)于該TDC的值n4時(shí)被設(shè)定為值0。另外，在從該TDC到下一次輸入TDC信號(hào)時(shí)的值n4～值0之間，被設(shè)定為與上述的值0～值n4時(shí)相同。并且，壓縮比Cr越大，則行程容積VS越大，所以分別設(shè)定為上述的最大值dVmax更大、最小值dVmin更小。通過以上處理，可以得到與實(shí)際燃燒室3b的容積變化率相吻合的容積變化率數(shù)據(jù)dV(n)。
基準(zhǔn)信號(hào)計(jì)算部32計(jì)算余弦信號(hào)Ck(n)和正弦信號(hào)Sk(n)，向容積變化率傅立葉系數(shù)計(jì)算部33和缸內(nèi)壓力變化量傅立葉系數(shù)計(jì)算部34輸出。另外，在本實(shí)施方式中，這些余弦信號(hào)Ck和正弦信號(hào)Sk相當(dāng)于基準(zhǔn)信號(hào)。具體地講，余弦信號(hào)Ck(n)和正弦信號(hào)Sk(n)分別利用下式(23)和(24)算出。其中，記號(hào)N表示1個(gè)燃燒周期中的CRK信號(hào)的輸入次數(shù)即采樣次數(shù)，720/30＝24。
Ck(n)＝cos{k×(4π/N)×n} ……(23)Sk(n)＝sin{k×(4π/N)×n} ……(24)并且，在進(jìn)行該計(jì)算時(shí)，次數(shù)k被設(shè)定為與壓縮比Cr相對(duì)應(yīng)地良好地表示容積變化率數(shù)據(jù)dV中的燃燒室3d的變化率的頻率成分的次數(shù)。由此，次數(shù)k被設(shè)定為值1或被設(shè)定為值1～預(yù)定值。例如，次數(shù)k在壓縮比Cr大于等于所述最小值Cr_L且小于第1預(yù)定值Cr1時(shí)，被設(shè)定為值1，在壓縮比Cr大于等于第1預(yù)定值Cr1且小于等于所述最大值Cr_H時(shí)，被設(shè)定為值1和值2。并且，在所設(shè)定的次數(shù)k為多個(gè)時(shí)，對(duì)于這些每個(gè)次數(shù)k計(jì)算余弦信號(hào)Ck(n)和正弦信號(hào)Sk(n)。
所述容積變化率傅立葉系數(shù)計(jì)算部33使用所輸入的容積變化率數(shù)據(jù)dV(n)、余弦信號(hào)Ck(n)和正弦信號(hào)Sk(n)，利用下式(25)、(26)分別計(jì)算第1和第2容積變化率傅立葉系數(shù)Vak(n)、Vbk(n)，向指示平均有效壓力計(jì)算部35輸出。由此，在次數(shù)k為多個(gè)時(shí)，對(duì)于每個(gè)次數(shù)k計(jì)算第1和第2容積變化率傅立葉系數(shù)Vak(n)、Vbk(n)。另外，這些式(25)和(26)是分別用于將連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的所述式(4)和(5)轉(zhuǎn)換為離散時(shí)間系統(tǒng)的算式。
Vak=2NΣn=0N-1{dV(n)×Ck(n)}···(25)]]>Vbk=2NΣn=0N-1{dV(n)×Sk(n)}···(26)]]>缸內(nèi)壓力變化量傅立葉系數(shù)計(jì)算部34使用所輸入的余弦信號(hào)Ck(n)、正弦信號(hào)Sk(n)和缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)dP(n)，利用下式(27)、(28)分別計(jì)算第1和第2缸內(nèi)壓力變化量傅立葉系數(shù)dak、dbk，輸出給指示平均有效壓力計(jì)算部35。由此，在次數(shù)k為多個(gè)時(shí)，對(duì)于每個(gè)次數(shù)k計(jì)算第1和第2缸內(nèi)壓力變化量傅立葉系數(shù)dak、dbk。另外，這些式(27)和(28)分別是用于將連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的所述式(15)和(16)轉(zhuǎn)換為離散時(shí)間系統(tǒng)的算式。
dak=2NΣn=0N-1{dP(n)×Ck(n)}···(27)]]>dbk=2NΣn=0N-1{dP(n)×Sk(n)}···(28)]]>指示平均有效壓力計(jì)算部35使用所輸入的容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk和缸內(nèi)壓力變化量傅立葉系數(shù)dak、dbk，利用下式(29)計(jì)算指示平均有效壓力Pmi。另外，該式(29)是用于將連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的所述式(22)轉(zhuǎn)換為離散時(shí)間系統(tǒng)的算式。其中，K為次數(shù)k的最大值。
Pmi=N2VS(Σk=1KdakVbkK-Σk=1KdbkVakK)···(29)]]>根據(jù)壓縮比Cr來檢索圖6所示的VS表，從而計(jì)算上述式(29)中的行程容積VS。該VS表是根據(jù)壓縮比Cr將實(shí)際的行程容積VS圖表化而得到的，壓縮比Cr越大，行程容積VS被設(shè)定為越大的值。
如上所述，根據(jù)上述第1實(shí)施方式，在計(jì)算第1和第2缸內(nèi)壓力變化量傅立葉系數(shù)dak、dbk時(shí)，直接使用缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)dP而不對(duì)其進(jìn)行積分。因此，與以往不同，在每個(gè)燃燒周期的缸內(nèi)壓力的峰值變化的過渡時(shí)期，也能夠適當(dāng)?shù)赜?jì)算第1和第2缸內(nèi)壓力變化量傅立葉系數(shù)dak、dbk，而且不會(huì)導(dǎo)致因缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)dP的積分運(yùn)算而引起的計(jì)算精度的降低，結(jié)果，可以高精度地計(jì)算指示平均有效壓力Pmi。并且，由于不進(jìn)行缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)dP的積分，相應(yīng)地可以減輕指示平均有效壓力Pmi的計(jì)算負(fù)荷。并且，由于在指示平均有效壓力Pmi的計(jì)算中使用已有的缸內(nèi)壓力傳感器21，所以不需設(shè)置新的部件，可以避免作功量計(jì)算裝置1的成本增加。另外，使用高精度地計(jì)算出的指示平均有效壓力Pmi，可以合理地進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)控制等。
并且，把余弦信號(hào)Ck和正弦信號(hào)Sk的次數(shù)k設(shè)定為良好地表示容積變化率數(shù)據(jù)dV中的燃燒室3d的變化率的頻率成分的次數(shù)。因此，可以適當(dāng)?shù)赜?jì)算容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk，由此可以高精度地計(jì)算指示平均有效壓力Pmi。并且，基于相同理由，可以計(jì)算最小限度的容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk的數(shù)量，從而可以進(jìn)一步減輕指示平均有效壓力Pmi的計(jì)算負(fù)荷。
另外，按照上面所述設(shè)定次數(shù)k，并且每當(dāng)輸入CRK信號(hào)時(shí)，即每隔曲軸角度30°時(shí)，以較低的頻率對(duì)缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)dP和容積變化率數(shù)據(jù)dV進(jìn)行采樣。因此，可以確保指示平均有效壓力Pmi的計(jì)算精度，抑制在該計(jì)算中使用的缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)dP和容積變化率數(shù)據(jù)dV的數(shù)量，可以進(jìn)一步減輕指示平均有效壓力Pmi的計(jì)算負(fù)荷。并且，通過這樣較低地設(shè)定缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)dP的采樣頻率，可以排除由于缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)dP的高頻成分特別是所包含的噪聲等的影響，可以更加高精度地計(jì)算指示平均有效壓力Pmi。
另外，計(jì)算容積變化率數(shù)據(jù)dV，并且根據(jù)計(jì)算出的容積變化率數(shù)據(jù)dV計(jì)算容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk。由此，可以將容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk計(jì)算為反映了實(shí)際的燃燒室3d的容積變化率的合適值，所以能夠更加高精度地計(jì)算指示平均有效壓力Pmi。并且，根據(jù)TDC信號(hào)和CRK信號(hào)設(shè)定采樣序號(hào)n，并根據(jù)所設(shè)定的采樣序號(hào)n計(jì)算容積變化率數(shù)據(jù)dV、余弦信號(hào)Ck和正弦信號(hào)Sk，所以能夠在容積變化率數(shù)據(jù)dV與余弦信號(hào)Ck和正弦信號(hào)Sk之間、以及缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)dP與余弦信號(hào)Ck和正弦信號(hào)Sk之間，使相位適當(dāng)?shù)匾恢?。由此，可以更加適當(dāng)?shù)赜?jì)算容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk和缸內(nèi)壓力變化量傅立葉系數(shù)dak、dbk。
另外，由于根據(jù)壓縮比Cr計(jì)算容積變化率數(shù)據(jù)dV，所以能夠適當(dāng)?shù)赜?jì)算容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk。并且，由于根據(jù)壓縮比Cr設(shè)定余弦信號(hào)Ck和正弦信號(hào)Sk的次數(shù)，所以能夠恰當(dāng)?shù)赜?jì)算容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk，使其良好地反映燃燒室3d的容積變化率。并且，基于相同理由，可以根據(jù)壓縮比Cr計(jì)算最小限度的容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk的數(shù)量，可以進(jìn)一步減輕指示平均有效壓力Pmi的計(jì)算負(fù)荷。
另外，也可以利用下面的計(jì)算方法取代上述計(jì)算方法來計(jì)算指示平均有效壓力Pmi。即，根據(jù)前述的dV表可知，燃燒室3d的容積變化率大體上由低次的正弦函數(shù)構(gòu)成，所以主要計(jì)算低次的第2容積變化率傅立葉系數(shù)Vbk，關(guān)于第1容積變化率傅立葉系數(shù)Vak，僅在需要時(shí)根據(jù)壓縮比Cr計(jì)算。并且，對(duì)應(yīng)這種容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk的計(jì)算，主要計(jì)算第1缸內(nèi)壓力變化量傅立葉系數(shù)dak，關(guān)于第2缸內(nèi)壓力變化量傅立葉系數(shù)dbk，則僅在需要時(shí)根據(jù)壓縮比Cr計(jì)算。另外，將前式(29)變形為省略使用不計(jì)算的傅立葉系數(shù)dak、Vbk的項(xiàng)。根據(jù)上述計(jì)算方法，可以進(jìn)一步減輕指示平均有效壓力Pmi的計(jì)算負(fù)荷。
下面，參照?qǐng)D7說明本發(fā)明的第2實(shí)施方式的作功量計(jì)算裝置41。在本實(shí)施方式中，與上述第1實(shí)施方式不同，不根據(jù)容積變化率數(shù)據(jù)dV計(jì)算第1和第2容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk，而通過根據(jù)壓縮比Cr檢索所存儲(chǔ)的預(yù)定值而求出。因此，該作功量計(jì)算裝置41與上述第1實(shí)施方式的作功量計(jì)算裝置1不同，不具有容積變化率數(shù)據(jù)計(jì)算部31，設(shè)置容積變化率傅立葉系數(shù)計(jì)算部42(第1相關(guān)函數(shù)設(shè)定單元、存儲(chǔ)單元)來取代容積變化率傅立葉系數(shù)計(jì)算部33。以下以該結(jié)構(gòu)為中心進(jìn)行說明。
容積變化率傅立葉系數(shù)計(jì)算部42通過根據(jù)壓縮比Cr檢索圖8所示的映射圖，來計(jì)算第1和第2容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk，輸出給指示平均有效壓力計(jì)算部35。該映射圖是根據(jù)壓縮比Cr通過實(shí)驗(yàn)求出容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk，并存儲(chǔ)為第1～第10預(yù)定值VREF1～10而得到的。具體地講，容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk按照下面所述計(jì)算(設(shè)定)。
即，如圖8中的上欄所示，在壓縮比Cr為所述最小值Cr_L時(shí)，設(shè)定1次的Va1、Vb1作為第1和第2容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk，將前者Va1設(shè)定為第1預(yù)定值VREF1(例如值0)，將后者Vb1設(shè)定為第2預(yù)定值VREF2(例如4.3)。
并且，如圖8中的中欄所示，在壓縮比Cr為第1預(yù)定值Cr1時(shí)，設(shè)定1次和2次的Va1、Va2、Vb1、Vb2作為第1和第2容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk。具體地講，將第1容積變化率傅立葉系數(shù)Va1、Va2中1次的Va1設(shè)定為第3預(yù)定值VREF3(例如0)，將2次的Va2設(shè)定為第4預(yù)定值VREF4(例如0)。并且，將第2容積變化率傅立葉系數(shù)Vbk中的1次的Vb1設(shè)定為第5預(yù)定值VREF5(例如4.7)，將2次的Vb2設(shè)定為第6預(yù)定值VREF6(例如3.0)。
另外，如圖8中的下欄所示，在壓縮比Cr為所述最大值Cr_H時(shí)，設(shè)定1次和2次的Va1、Va2、Vb1、Vb2作為第1和第2容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk。具體地講，將第1容積變化率傅立葉系數(shù)Vak中1次的Va1設(shè)定為第7預(yù)定值VREF7(例如0.5)，將2次的Va2設(shè)定為第8預(yù)定值VREF8(例如0)。并且，將第2容積變化率傅立葉系數(shù)Vbk中的1次的Vb1設(shè)定為第9預(yù)定值VREF9(例如4.5)，將2次的Vb2設(shè)定為第10預(yù)定值VREF10(例如3.5)。
并且，在壓縮比Cr為最小值Cr_L、第1預(yù)定值Cr1和最大值Cr_H以外的值時(shí)，第1和第2容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk通過插值運(yùn)算來計(jì)算。由此，可以確保指示平均有效壓力Pmi的計(jì)算精度。
此時(shí)的容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk的次數(shù)k與上述第1實(shí)施方式相同，被設(shè)定為與良好地表示燃燒室3d的容積變化狀態(tài)的頻率成分的次數(shù)一致。
如上所述，根據(jù)該第2實(shí)施方式，將容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk設(shè)定為第1～第10預(yù)定值VREF1～10，所以省略了計(jì)算，相應(yīng)地可以進(jìn)一步減輕指示平均有效壓力Pmi的計(jì)算負(fù)荷。并且，根據(jù)壓縮比Cr，來把容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk設(shè)定為第1～第10預(yù)定值VREF1～10，所以能夠合理地設(shè)定它們。另外，基于相同理由，可以將容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk的數(shù)量設(shè)定為最小限度，可以進(jìn)一步減輕指示平均有效壓力Pmi的運(yùn)算負(fù)荷。
另外，也可以利用下面的計(jì)算方法取代上述計(jì)算方法來計(jì)算指示平均有效壓力Pmi。即，與上述第1實(shí)施方式相同，只在需要時(shí)，根據(jù)壓縮比Cr設(shè)定(計(jì)算)第1和第2容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk，并且只計(jì)算第1和第2缸內(nèi)壓力變化量傅立葉系數(shù)dak、dbk中與所設(shè)定的容積變化率傅立葉系數(shù)Vak、Vbk相對(duì)應(yīng)的一方。另外，將前式(29)變形為省略使用不計(jì)算的傅立葉系數(shù)dbk、Vak的項(xiàng)。由此，可以最大限度地減輕指示平均有效壓力Pmi的運(yùn)算負(fù)荷。
并且，本發(fā)明不限于所說明的實(shí)施方式，可以利用各種方式實(shí)施。例如，第一和第二實(shí)施方式(以下稱為“本實(shí)施方式”)是將本發(fā)明應(yīng)用于帶有可變壓縮比機(jī)構(gòu)10的發(fā)動(dòng)機(jī)3的示例，但本發(fā)明不限于此，也可以應(yīng)用于不設(shè)置可變壓縮比機(jī)構(gòu)10的、不能變更壓縮比Cr的發(fā)動(dòng)機(jī)。在該情況下，如前面所述，容積變化率數(shù)據(jù)dV大體由低次的正弦函數(shù)構(gòu)成，所以例如可以使用截止到2次的第2容積變化率傅立葉系數(shù)Vb1、Vb2和第1缸內(nèi)壓力變化量傅立葉系數(shù)da1、da2，高精度地計(jì)算指示平均有效壓力Pmi。并且，在實(shí)施方式中，作為可變機(jī)構(gòu)，使用變更壓縮比Cr和行程容積VS即排氣量雙方的可變壓縮比機(jī)構(gòu)10，但當(dāng)然也可以使用變更壓縮比Cr和行程容積VS中一方的機(jī)構(gòu)。
另外，在實(shí)施方式中，通過傅立葉級(jí)數(shù)展開來計(jì)算傅立葉系數(shù)dak、dbk、Vak、Vbk，但也可以通過快速傅立葉變換來計(jì)算。由此，可以進(jìn)一步減輕指示平均有效壓力Pmi的運(yùn)算負(fù)荷。并且，容積變化率數(shù)據(jù)計(jì)算部31和基準(zhǔn)信號(hào)計(jì)算部32也可以利用電路構(gòu)成，而不利用基于實(shí)施方式的程序的軟件處理。另外，在實(shí)施方式中，作為容積數(shù)據(jù)使用容積變化率數(shù)據(jù)dV，但當(dāng)然也可以使用表示燃燒室3d的容積的容積數(shù)據(jù)。
并且，在實(shí)施方式中，作為表示壓縮比的參數(shù)使用了壓縮比Cr，但也可以使用其他合適的參數(shù)，例如可以使用可變壓縮比機(jī)構(gòu)10控制用的壓縮比Cr的目標(biāo)值。另外，在實(shí)施方式中，作為作功量參數(shù)計(jì)算了指示平均有效壓力Pmi，但不限于此，也可以根據(jù)計(jì)算出的指示平均有效壓力Pmi，計(jì)算指示輸出和發(fā)動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)矩。并且，實(shí)施方式是將本發(fā)明應(yīng)用于安裝在車輛上的發(fā)動(dòng)機(jī)3的示例，但本發(fā)明不限于此，也可以應(yīng)用于像在垂直方向配置曲軸的船外機(jī)等包括船舶推進(jìn)機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)的各種產(chǎn)業(yè)用內(nèi)燃機(jī)。此外，可以在本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)適當(dāng)變更細(xì)部的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置，其計(jì)算表示具有燃燒室的內(nèi)燃機(jī)的作功量的作功量參數(shù)，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置具有第1相關(guān)函數(shù)設(shè)定單元，其設(shè)定第1相關(guān)函數(shù)，該第1相關(guān)函數(shù)表示用于表示所述燃燒室的容積變化狀態(tài)的容積數(shù)據(jù)與具有預(yù)定頻率的基準(zhǔn)信號(hào)之積的積分；基準(zhǔn)信號(hào)生成單元，其生成所述基準(zhǔn)信號(hào)；缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)檢測(cè)單元，其檢測(cè)表示所述燃燒室內(nèi)的壓力變化量的缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)；第2相關(guān)函數(shù)計(jì)算單元，其根據(jù)所述生成的基準(zhǔn)信號(hào)和所述檢測(cè)出的缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)，計(jì)算第2相關(guān)函數(shù)，該第2相關(guān)函數(shù)表示所述基準(zhǔn)信號(hào)與所述缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)之積的積分；以及作功量參數(shù)計(jì)算單元，其根據(jù)所述第1和第2相關(guān)函數(shù)計(jì)算所述作功量參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置，其特征在于，所述缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)檢測(cè)單元是檢測(cè)所述燃燒室內(nèi)壓力變化量的缸內(nèi)壓力傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置，其特征在于，所述作功量參數(shù)包括所述內(nèi)燃機(jī)的指示平均有效壓力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置，其特征在于，根據(jù)所述容積數(shù)據(jù)設(shè)定所述基準(zhǔn)信號(hào)的預(yù)定頻率和該預(yù)定頻率的數(shù)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置還具有生成所述容積數(shù)據(jù)的容積數(shù)據(jù)生成單元，所述第1相關(guān)函數(shù)設(shè)定單元根據(jù)所述生成的基準(zhǔn)信號(hào)和容積數(shù)據(jù)設(shè)定所述第1相關(guān)函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置還具有檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)的曲軸角度位置的角度位置檢測(cè)單元，所述容積數(shù)據(jù)生成單元根據(jù)所述檢測(cè)出的曲軸角度位置生成所述容積數(shù)據(jù)，所述基準(zhǔn)信號(hào)生成單元根據(jù)所述曲軸角度位置生成所述基準(zhǔn)信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置，其特征在于，所述第1相關(guān)函數(shù)設(shè)定單元把通過對(duì)所述容積數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)展開而求出的傅立葉系數(shù)設(shè)定為所述第1相關(guān)函數(shù)，所述第2相關(guān)函數(shù)計(jì)算單元把通過對(duì)所述缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)展開而求出的傅立葉系數(shù)計(jì)算為所述第2相關(guān)函數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置，其特征在于，所述內(nèi)燃機(jī)設(shè)有可以變更該內(nèi)燃機(jī)的壓縮比和排氣量中的至少一方的可變機(jī)構(gòu)，該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置還具有檢測(cè)表示所述壓縮比和所述排氣量中的所述至少一方的參數(shù)的參數(shù)檢測(cè)單元，所述容積數(shù)據(jù)生成單元根據(jù)所述檢測(cè)出的參數(shù)生成所述容積數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置，其特征在于，所述內(nèi)燃機(jī)設(shè)有可以變更該內(nèi)燃機(jī)的壓縮比和排氣量中的至少一方的可變機(jī)構(gòu)，該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置還具有檢測(cè)表示所述壓縮比和所述排氣量中的所述至少一方的參數(shù)的參數(shù)檢測(cè)單元，所述基準(zhǔn)信號(hào)生成單元根據(jù)所述參數(shù)來設(shè)定所述基準(zhǔn)信號(hào)的預(yù)定頻率和該預(yù)定頻率的數(shù)量。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置，其特征在于，所述第1相關(guān)函數(shù)設(shè)定單元把所述第1相關(guān)函數(shù)設(shè)定為預(yù)定值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置還具有檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)的曲軸角度位置的角度位置檢測(cè)單元，所述基準(zhǔn)信號(hào)生成單元根據(jù)所述曲軸角度位置生成所述基準(zhǔn)信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置，其特征在于，所述第2相關(guān)函數(shù)計(jì)算單元把通過對(duì)所述缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)展開而求出的傅立葉系數(shù)計(jì)算為所述第2相關(guān)函數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置，其特征在于，所述內(nèi)燃機(jī)設(shè)有可以變更該內(nèi)燃機(jī)的壓縮比和排氣量中的至少一方的可變壓縮比機(jī)構(gòu)，該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置還具有檢測(cè)表示所述壓縮比和所述排氣量中的所述至少一方的參數(shù)的參數(shù)檢測(cè)單元，所述第1相關(guān)函數(shù)設(shè)定單元具有把與所述壓縮比參數(shù)相對(duì)應(yīng)的預(yù)定的第1相關(guān)函數(shù)值存儲(chǔ)為所述預(yù)定值的存儲(chǔ)單元，所述第1相關(guān)函數(shù)設(shè)定單元通過讀出與所述檢測(cè)出的參數(shù)相對(duì)應(yīng)的第1相關(guān)函數(shù)值，設(shè)定所述第1相關(guān)函數(shù)。
14.一種內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法，其計(jì)算表示具有燃燒室的內(nèi)燃機(jī)的作功量的作功量參數(shù)，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法包括以下步驟設(shè)定第1相關(guān)函數(shù)的步驟，該第1相關(guān)函數(shù)表示用于表示所述燃燒室的容積變化狀態(tài)的容積數(shù)據(jù)與具有預(yù)定頻率的基準(zhǔn)信號(hào)之積的積分；生成所述基準(zhǔn)信號(hào)的步驟；檢測(cè)表示所述燃燒室內(nèi)的壓力變化量的缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)的步驟；根據(jù)所述生成的基準(zhǔn)信號(hào)和所述檢測(cè)出的缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)，計(jì)算第2相關(guān)函數(shù)的步驟，該第2相關(guān)函數(shù)表示所述基準(zhǔn)信號(hào)與所述缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)之積的積分；以及根據(jù)所述第1和第2相關(guān)函數(shù)計(jì)算所述作功量參數(shù)的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法，其特征在于，所述檢測(cè)缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)的步驟使用檢測(cè)所述燃燒室內(nèi)壓力變化量的缸內(nèi)壓力傳感器。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法，其特征在于，所述作功量參數(shù)包括所述內(nèi)燃機(jī)的指示平均有效壓力。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法，其特征在于，根據(jù)所述容積數(shù)據(jù)設(shè)定所述基準(zhǔn)信號(hào)的預(yù)定頻率和該預(yù)定頻率的數(shù)量。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法還包括生成所述容積數(shù)據(jù)的步驟，所述設(shè)定第1相關(guān)函數(shù)的步驟根據(jù)所述生成的基準(zhǔn)信號(hào)和容積數(shù)據(jù)來設(shè)定所述第1相關(guān)函數(shù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法還包括檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)的曲軸角度位置的步驟，所述生成容積數(shù)據(jù)的步驟包括根據(jù)所述檢測(cè)出的曲軸角度位置生成所述容積數(shù)據(jù)的處理，所述生成基準(zhǔn)信號(hào)的步驟包括根據(jù)所述曲軸角度位置生成所述基準(zhǔn)信號(hào)的處理。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法，其特征在于，所述設(shè)定第1相關(guān)函數(shù)的步驟包括把通過對(duì)所述容積數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)展開而求出的傅立葉系數(shù)設(shè)定為所述第1相關(guān)函數(shù)的處理，所述計(jì)算第2相關(guān)函數(shù)的步驟包括把通過對(duì)所述缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)展開而求出的傅立葉系數(shù)計(jì)算為所述第2相關(guān)函數(shù)的處理。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法，其特征在于，所述內(nèi)燃機(jī)設(shè)有可以變更該內(nèi)燃機(jī)的壓縮比和排氣量中的至少一方的可變機(jī)構(gòu)，該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法還包括檢測(cè)表示所述壓縮比和所述排氣量中的所述至少一方的參數(shù)的步驟，所述生成容積數(shù)據(jù)的步驟包括根據(jù)所述檢測(cè)出的參數(shù)生成所述容積數(shù)據(jù)的處理。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法，其特征在于，所述內(nèi)燃機(jī)設(shè)有可以變更該內(nèi)燃機(jī)的壓縮比和排氣量中的至少一方的可變機(jī)構(gòu)，該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法還包括檢測(cè)表示所述壓縮比和所述排氣量中的所述至少一方的參數(shù)的步驟，所述生成基準(zhǔn)信號(hào)的步驟包括根據(jù)所述參數(shù)設(shè)定所述基準(zhǔn)信號(hào)的預(yù)定頻率和該預(yù)定頻率的數(shù)量的處理。
23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法，其特征在于，所述設(shè)定第1相關(guān)函數(shù)的步驟把所述第1相關(guān)函數(shù)設(shè)定為預(yù)定值。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法還包括檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)的曲軸角度位置的步驟，所述生成基準(zhǔn)信號(hào)的步驟根據(jù)所述曲軸角度位置生成所述基準(zhǔn)信號(hào)。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法，其特征在于，所述計(jì)算第2相關(guān)函數(shù)的步驟包括把通過對(duì)所述缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)展開而求出的傅立葉系數(shù)計(jì)算為所述第2相關(guān)函數(shù)的步驟。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法，其特征在于，所述內(nèi)燃機(jī)設(shè)有可以變更該內(nèi)燃機(jī)的壓縮比和排氣量中的至少一方的可變壓縮比機(jī)構(gòu)，該內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算方法還包括檢測(cè)表示所述壓縮比和所述排氣量中的所述至少一方的參數(shù)的步驟，所述設(shè)定第1相關(guān)函數(shù)的步驟包括把與所述壓縮比參數(shù)相對(duì)應(yīng)的預(yù)定的第1相關(guān)函數(shù)值存儲(chǔ)為所述預(yù)定值的步驟，所述設(shè)定第1相關(guān)函數(shù)的步驟包括通過讀出與所述檢測(cè)出的參數(shù)相對(duì)應(yīng)的第1相關(guān)函數(shù)值來設(shè)定所述第1相關(guān)函數(shù)的處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)的作功量計(jì)算裝置和方法。其課題在于，提供可以高精度地計(jì)算表示內(nèi)燃機(jī)的作功量的作功量參數(shù)的內(nèi)燃機(jī)作功量計(jì)算裝置。作為解決手段，計(jì)算表示內(nèi)燃機(jī)的作功量的作功量參數(shù)的內(nèi)燃機(jī)作功量計(jì)算裝置設(shè)定表示用于表示燃燒室的容積變化狀態(tài)的容積數(shù)據(jù)與具有預(yù)定頻率的基準(zhǔn)信號(hào)之積的積分的第1相關(guān)函數(shù)，生成基準(zhǔn)信號(hào)，檢測(cè)表示燃燒室內(nèi)的壓力變化量的缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)，根據(jù)所生成的基準(zhǔn)信號(hào)和檢測(cè)出的缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)，計(jì)算表示基準(zhǔn)信號(hào)與缸內(nèi)壓力變化量數(shù)據(jù)之積的積分的第2相關(guān)函數(shù)，根據(jù)第1和第2相關(guān)函數(shù)計(jì)算作功量參數(shù)。
文檔編號(hào)F01B31/14GK101063636SQ20071010446
公開日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2007年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月24日
發(fā)明者大久保桂, 安井裕司, 佐藤正浩, 篠崎廣一郎 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社