火花點火式內(nèi)燃的制造方法
【專利摘要】一種火花點火式內(nèi)燃機。通過學習值修正基礎缸內(nèi)容積，以計算經(jīng)過修正的缸內(nèi)容積。給出經(jīng)過修正的缸內(nèi)容積的曲柄角和基礎曲柄角之間的差被計算為“曲柄角修正值”，并且通過曲柄角修正值和反饋修正值來修正基礎點火正時。在前次燃燒中燃燒比變?yōu)樵O定比的曲柄角時的缸內(nèi)容積被計算為“前次缸內(nèi)容積VFp”，計算前次缸內(nèi)容積VFp相對于前次燃燒的所述基礎缸內(nèi)容積VBp的差ΔVFp，并且基于缸內(nèi)容積差ΔVFp差更新所述學習值ΔVL。
【專利說明】火花點火式內(nèi)燃機

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種火花點火式內(nèi)燃機。

【背景技術】
[0002] 本【技術領域】已知一種內(nèi)燃機的點火正時控制系統(tǒng)，所述點火正時控制系統(tǒng)使用內(nèi) 燃機運轉狀態(tài)作為基礎來計算基礎點火正時，計算用于修正基礎點火正時使得由爆震傳感 器檢測到的爆震程度變?yōu)槟繕酥档姆答佇拚担⑶彝ㄟ^反饋修正值和學習值來修正基礎 點火正時(參見日本專利公報No. 2011-256725A)。在控制中，反饋修正值穩(wěn)定地偏離基準值 不是優(yōu)選的。因此，在日本專利公報No. 2011-256725A中，將反饋修正值相對于基準值的穩(wěn) 定差設定為學習值，并且通過反饋修正值和學習值來修正基礎點火正時。結果，防止反饋修 正值穩(wěn)定地偏離基準值。
[0003] 在日本專利公報No. 2011-256725A中，與發(fā)動機運轉狀態(tài)相關地設定學習值，所 述發(fā)動機運轉狀態(tài)通過發(fā)動機負荷和發(fā)動機轉速確定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 然而，爆震程度取決于燃燒狀態(tài)。影響燃燒狀態(tài)的發(fā)動機參數(shù)不僅限于發(fā)動機負 荷和發(fā)動機轉速。例如，在機械壓縮比能夠變化的內(nèi)燃機中，如果機械壓縮比發(fā)生變化，則 燃燒狀態(tài)發(fā)生變化，所以爆震程度發(fā)生變化。為此，在機械壓縮比能夠變化的內(nèi)燃機中，即 使使用日本專利公報No. 2011-256725A中描述的學習值來控制點火正時，爆震程度也易于 無法保持在目標程度。在進氣門的關閉正時也能夠發(fā)生變化的內(nèi)燃機中，如果進氣門的關 閉正時發(fā)生變化，則爆震程度發(fā)生變化，所以可能會發(fā)生類似的問題。
[0005] 如果在考慮機械壓縮比或進氣門的關閉正時（即，考慮內(nèi)燃機的構造）的情況下設 定學習值，則能夠解決這個問題。然而，參照易于影響爆震的所有參數(shù)來設定學習值是及其 困難且不切實際的。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明，提供了一種火花式點火內(nèi)燃機，所述火花式點火內(nèi)燃機使用內(nèi)燃機 運轉狀態(tài)作為基礎來計算基礎點火正時，計算用于修正基礎點火正時使得由爆震傳感器檢 測到的爆震程度變?yōu)槟繕顺潭鹊姆答佇拚?，計算作?基礎曲柄角"的在假定以所述基 礎點火正時執(zhí)行燃燒時燃燒比變?yōu)轭A定的設定比的曲柄角以及作為"基礎缸內(nèi)容積"的在 所述基礎曲柄角處的缸內(nèi)容積，通過學習值修正所述基礎缸內(nèi)容積以便計算修正的缸內(nèi)容 積，計算作為"修正的曲柄角"的獲得所述修正的缸內(nèi)容積的曲柄角，計算作為"曲柄角修正 值"的所述修正的曲柄角與所述基礎曲柄角的差，并且通過所述反饋修正值和所述曲柄角 修正值修正所述基礎點火正時，所述火花點火式內(nèi)燃機計算作為"前次缸內(nèi)容積"的在前次 燃燒中燃燒比變?yōu)樵O定比的曲柄角處的缸內(nèi)容積，計算在前次燃燒時所述前次缸內(nèi)容積與 所述基礎缸內(nèi)容積的差，并基于所述差更新所述學習值。
[0007] 通過下面結合附圖給出的對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的描述，可以更完全地理解本發(fā) 明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 在所述附圖中：
[0009] 圖1是火花點火式內(nèi)燃機的整體圖。
[0010] 圖2是可變壓縮比機構的分解透視圖。
[0011] 圖3A和圖3B是示意性示出的內(nèi)燃機的側視剖視圖。
[0012] 圖4是示出了可變氣門正時機構的視圖。
[0013] 圖5是示出了進氣門和排氣門的提升量的視圖。
[0014] 圖6是示出了基礎點火正時SAP的映射的視圖。
[0015] 圖7是解釋了計算反饋修正值的方法的時間圖。
[0016] 圖8是示出了計算反饋修正值的程序的流程圖。
[0017] 圖9是解釋了點火正時的差和燃燒比變?yōu)?0%的曲柄角的差之間的關系的視圖。
[0018] 圖10是示出了曲柄角修正值Λ CAC和缸內(nèi)容積修正值Λ VC的關系的視圖。
[0019] 圖11是基礎缸內(nèi)容積VB的映射的視圖。
[0020] 圖12是示出了缸內(nèi)容積、曲柄角和機械壓縮比ε之間的關系的視圖。
[0021] 圖13是解釋了缸內(nèi)容積變化量的差的視圖。
[0022] 圖14是示出了學習值Λ VL的變化的時間圖。
[0023] 圖15是解釋了計算學習值AVL的方法的視圖。
[0024] 圖16Α和圖16Β是示出了修正值Avdl和Avd2的映射的視圖。
[0025] 圖17是點火正時控制程序的流程圖。
[0026] 圖18是學習值計算程序的流程圖。
[0027] 圖19A和圖19B是示出了修正值rdl、rd2的映射的視圖。
[0028] 圖20是示出了干擾系數(shù)"r"的映射的視圖。
[0029] 圖21是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的點火正時控制程序的流程圖。
[0030] 圖22是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的學習值計算程序的流程圖。

【具體實施方式】
[0031] 圖1是火花點火式內(nèi)燃機的側視剖視圖。
[0032] 參照圖1，1指代曲軸箱，2指代氣缸體，3指代氣缸蓋，4指代活塞，5指代燃燒室， 6指代火花塞，所述火花塞布置在燃燒室5的頂部中心處，7指代進氣門，8指代進氣口，9指 代排氣門，10指代排氣口。進氣口 8通過進氣流道11聯(lián)接到穩(wěn)壓罐12。在每個進氣流道 11處，燃料噴射器13布置成用于向對應的進氣口 8噴射燃料。需要注意的是，燃料噴射器 13也可以布置在每個燃燒室5中，而不是布置在每個進氣流道11處。
[0033] 穩(wěn)壓罐12通過進氣管道15與空氣濾清器15相連。在進氣管道14內(nèi)部，布置有 由致動器16驅動的節(jié)氣門17和使用例如熱線（hotwire)的進氣量檢測器18。另一方面， 排氣口 10通過排氣歧管19連接到催化轉化器20,所述催化轉化器20例如具有內(nèi)置其中的 三效催化劑。在排氣歧管19內(nèi)部，布置有空燃比傳感器21。此外，氣缸體2設置有爆震傳 感器22,用于檢測爆震程度。
[0034] 另一方面，在圖1示出的實施例中，在曲軸箱1和氣缸體2的連接部分處設置有可 變壓縮比機構A，所述可變壓縮比機構A能夠沿著氣缸軸向方向改變曲軸箱1和氣缸體2的 相對位置，以便改變機械壓縮比。而且，能夠控制進氣門70的關閉正時的可變氣門正時機 構B設置用于控制實際供給到燃燒室5的進氣量。需要注意的是，機械壓縮比定義為活塞 處于壓縮下死點時的缸內(nèi)容積與活塞處于壓縮上死點時的缸內(nèi)容積的比。
[0035] 電子控制單元30由數(shù)字計算機構成。所述電子控制單元30設置有通過雙向總線 31相互連接的部件，例如ROM (只讀存儲器）32、RAM (隨機存取存儲器）33、CPU (微處理器） 34、輸入端口 35和輸出端口 36。進氣量檢測器18的輸出信號、空燃比傳感器21的輸出信 號和爆震傳感器22的輸出信號分別通過的對應的AD轉換器37輸入到輸入端口 35。此外， 加速踏板40連接到負荷傳感器41，所述負荷傳感器41產(chǎn)生與加速踏板40的下壓量L成比 例的輸出電壓。負荷傳感器41的輸出電壓通過對應的AD轉換器37輸入到輸入端口 35。 另外，輸入端口 35連接到曲柄角傳感器42,所述曲柄角傳感器42在每次曲柄軸旋轉例如 30°時產(chǎn)生輸出脈沖。另一方面，輸出端口 36通過對應的驅動電路38連接到火花塞6、燃 料噴射器13、用于驅動節(jié)氣門的致動器16、可變壓縮比機構A和可變氣門正時機構B。
[0036] 圖2是在圖1中示出的可變壓縮比機構A的分解透視圖，而圖3A和圖3B是圖解 的內(nèi)燃機的側視剖視圖。參照圖2,在氣缸體2兩側的底部處，相互間隔開地形成多個突出 部50。在這些突出部50內(nèi)部，形成有圓形橫截面形狀的凸輪插入孔51。另一方面，在曲軸 箱1的頂部表面處，形成多個突出部52,所述突出部52相互間隔開并且裝配在對應的突出 部50之間。在這些突出部52內(nèi)部，也形成有圓形橫截面的凸輪插入孔53。
[0037] 如圖2所示，設置有一對凸輪軸54和55。在這些凸輪軸54和55上，每隔一個位 置緊固有一個插入到凸輪插入孔53中的圓形凸輪56。這些圓形凸輪56與凸輪軸54和55 的旋轉軸線共軸。另一方面，如圖3A和圖3B所示，在每個圓形凸輪56的兩側，偏心軸57 相對于凸輪軸54和55的軸線偏心布置地延伸。其它圓形凸輪58以可旋轉的方式偏心地 附接在這些偏心軸57上。如圖2所示，這些圓形凸輪58布置在各個圓形凸輪56之間。這 些圓形凸輪58可旋轉地插入到對應的凸輪插入孔53中。
[0038] 如果使緊固在凸輪軸54和55上的圓形凸輪56沿著圖3A中的實線箭頭所示的彼 此相反的方向從如圖3A所示的狀態(tài)旋轉，則偏心軸57朝向底部中心運動，因此，如圖3A中 的虛線箭頭所示，圓形凸輪58沿著與圓形凸輪56相反的方向在凸輪插入孔53中旋轉。當 偏心軸57運動到圖3B所示的底部中心時，圓形凸輪58的中心運動到偏心軸57的下方。
[0039] 如將從圖3A和圖3B的對比中可以理解的那樣，曲軸箱1和氣缸體2的相對位置 通過圓形凸輪56的中心和圓形凸輪58的中心之間的距離確定。圓形凸輪56的中心和圓 形凸輪58的中心之間的距離越大，氣缸體2與曲軸箱1間隔開的距離越大。如果氣缸體2 運動遠離曲軸箱1，則燃燒室5在活塞4定位在壓縮上死點時的容積增大。因此，通過旋轉 凸輪軸54和55,能夠改變?nèi)紵?的在活塞4定位在壓縮上死點時的容積。如圖2所示， 為了使凸輪軸54和55沿著相反的方向旋轉，驅動電動機59的軸形成有螺旋方向相反的一 對蝸桿61和62。與這些蝸桿61和62相嚙合的蝸輪63和64緊固到凸輪軸54和55的端 部。在這個實施例中，通過操作驅動電動機59,能夠在較寬的范圍內(nèi)改變?nèi)紵?在活塞4 定位在壓縮上死點時的容積。需要注意的是，圖1至圖3B中示出的可變壓縮比機構A是一 個示例。能夠使用任何類型的可變壓縮比機構。
[0040] 另一方面，圖4示出了可變氣門正時機構B，所述可變氣門正時機構B附接到凸輪 軸70的端部，用于驅動圖1中的進氣門7。參照圖4,這種可變氣門正時機構B設置有：正 時帶輪71，所述正時帶輪71通過發(fā)動機的曲柄軸經(jīng)由正時皮帶驅動而沿著箭頭方向旋轉； 圓柱形殼體72,所述圓柱形殼體72與正時帶輪71 -起旋轉；軸73,所述軸73能夠相對于 凸輪軸70旋轉并且能夠與凸輪軸70 -起并旋轉以驅動進氣門，并且能夠相對于圓柱形殼 體72旋轉；多個分隔壁74,所述分隔壁74從圓柱形殼體72的內(nèi)周延伸至軸73的外周；和 葉片75,所述葉片75在分隔壁74之間從軸73的外周延伸到圓柱形殼體72的內(nèi)周。
[0041] 工作油供給控制閥78控制工作油向液壓室76和77的供給。這個工作油供給控 制閥78設置有：液壓口 79和80,所述液壓口 79和80分別連接到液壓室76和77 ;從液壓 泵81排出的工作油的供給口 82 ;-對排出口 83和84 ;和控制上述口 79、80、82、83和84的 連接/斷開的滑閥85。
[0042] 當用于驅動進氣門的凸輪軸70的凸輪相提前時，滑閥85被驅動而運動到圖4的 右側，從供給口 82供給的工作油經(jīng)由液壓口 79供給到用于提前的液壓室76,并且用于延遲 的液壓室77內(nèi)部的工作油從排出口 84排出。這時，軸73被驅動而沿著箭頭方向相對于圓 柱形殼體72旋轉。
[0043] 與此相反，當用于驅動進氣門的凸輪軸70的凸輪相延遲時，滑閥85被驅動而運動 到圖4的左側，從供給口 82供給的工作油經(jīng)由液壓口 80供給至用于延遲的液壓室77,并且 從排出口 83排出用于提前的液壓室76內(nèi)部的工作油。這時，軸73被驅動而沿著與箭頭相 反的方向相對于圓柱形殼體72旋轉。
[0044] 當驅動軸73相對于圓柱形殼體72旋轉時，如果滑閥85返回到圖4中示出的中性 位置，則使軸73的相對旋轉操作停止，并將軸73保持在那時的相對旋轉位置。因此，能夠 使用可變氣門正時機構B使用于驅動進氣門的凸輪軸70的凸輪相提前和延遲期望的量。
[0045] 在圖5中，實線示出了可變氣門正時機構B使用于驅動進氣門的凸輪軸70的凸輪 相提前最多時的情況，而虛線示出了可變氣門正時機構B使用于驅動進氣門的凸輪軸70的 凸輪相延遲最多時的情況。因此，能夠在圖5中的實線示出的范圍和虛線示出的范圍之間 自由地設定進氣門7的打開時間間隔。因此，也可以將進氣門7的關閉正時設定為處于圖 5中的箭頭C示出的范圍內(nèi)的任何曲柄角。
[0046] 圖1和圖4中示出的可變氣門正時機構B示出了一個示例。例如，能夠使用僅能 夠改變進氣門的關閉正時而同時保持進氣門的打開正時不變的可變氣門正時機構和多種 其它類型的可變氣門正時機構。
[0047] 在根據(jù)本發(fā)明的實施例中，例如，實施以下循環(huán)。即，當發(fā)動機負荷高于第一設定 負荷時，執(zhí)行這樣的循環(huán)，其中，通過在控制節(jié)氣門開度的同時將機械壓縮比保持在預定壓 縮比或更小并且將進氣門的關閉正時保持在接近吸氣下死點的一側來控制進氣量。當發(fā)動 機負荷低于第一設定負荷并且高于第二設定負荷(其設定成低于第一設定負荷）時，執(zhí)行這 樣的循環(huán)，其中，通過在控制進氣門的關閉正時的同時將機械壓縮比保持在預定壓縮比或 更高(例如，保持在最大的機械壓縮比）并且保持節(jié)流閥全開來控制進氣量。當發(fā)動機負荷 低于第二設定負荷時，執(zhí)行這樣的循環(huán)，其中，通過在控制節(jié)氣門開度的同時將機械壓縮比 保持在預定壓縮比或者高并且將進氣門的關閉正時保持在遠離吸氣下死點的一側來控制 進氣量。
[0048] 現(xiàn)在，在根據(jù)本發(fā)明的實施例中，由以下公式（1)來計算點火正時SAF :
[0049] SAF=SAB+Δ CAFB+Δ CAC- (1)
[0050] 在公式（1)中，SAB表示基礎點火正時，Λ CAFB表示反饋修正值，Λ CAC表示曲柄 角修正值。
[0051] 基礎點火正時SAB是在發(fā)動機狀態(tài)處于基準狀態(tài)時使爆震程度為目標程度所需 的點火正時，并且所述基礎點火正時SAB以圖6中示出的映射的形式作為發(fā)動機運轉狀態(tài) (例如，發(fā)動機負荷L和發(fā)動機轉速Ne)的函數(shù)事先存儲在R0M32中。需要注意的是"基準 狀態(tài)"指的是影響爆震程度的參數(shù)(例如進氣溫度、發(fā)動機冷卻水溫度、形成在燃燒室的內(nèi) 壁上的沉積物的量、和諸如辛烷值的燃料特性）均處于它們的對應的基準值的狀態(tài)。
[0052] 反饋修正值Λ CAFB用于在由爆震傳感器22檢測到的爆震程度變?yōu)槟繕顺潭葧r修 正基礎點火正時SAB。在不需要修正時，反饋修正值Λ CAFB被設定為基準值零。
[0053] S卩，如圖7所示，如果在時間tal爆震程度KLV變得大于目標程度TKLV的上限值 KLVU，則增大反饋修正值Λ CAFB。即，點火正時SAF延遲。接下來，如果在時間ta2爆震程 度KLV變?yōu)槟繕顺潭萒KLV，則保持反饋修正值Λ CAFB。接下來，如果在時間ta3爆震程度 KLV變得小于目標程度TKLV的下限值KLVL，則減小反饋修正值Λ CAFB。即，點火正時SAF提 前。接下來，如果在時間ta4爆震程度KLV變?yōu)槟繕顺潭萒KLV，則保持反饋修正值Λ CAFB。
[0054] 圖8示出了用于計算反饋修正值Λ CAFB的程序。通過每隔一特定時間段中斷來 執(zhí)行這個程序。
[0055] 參照圖8,在步驟101，判斷爆震程度KLV是否大于上限值KLVU。當KLV > KLVU 時，則程序進行到步驟102,在步驟102中，反饋修正值Λ CAFB增加一恒定值dFB。與此相 反，當KLV < KLVU時，程序進行到步驟103,在步驟103中，判斷爆震程度KLV是否小于下限 值KLVL。當KLV < KLVL時，程序進行到步驟104,在步驟104中，反饋修正值ACAFB減小 一特定值dFB。與此相反，當KLV彡KLVL時，結束處理循環(huán)。S卩，保持反饋修正值ACAFB。
[0056] 另一方面，曲柄角修正值ACAC是將稍后解釋的缸內(nèi)容積修正值AVC轉換為曲柄 角的轉換值。當不需要修正時，曲柄角修正值Λ CAC被設定為基準值零。
[0057] 就這一點而言，圖9示意性示出了當通過點火正時SAX實施燃燒時的燃燒周期X。 在此時，燃燒比變?yōu)轭A定的設定比的曲柄角通過CA50X示出。在根據(jù)本發(fā)明的這個實施例 中，該設定比為50%。此外，示意性示出了當由點火正時SAY執(zhí)行燃燒時的燃燒周期Y。在 此時，燃燒比變?yōu)?0%的曲柄角通過CA50Y示出。在圖9示出的示例中，在燃燒周期X、Y，點 火正時之間的差為ASA (=SAY - SAX)，并且燃燒比變?yōu)?0%的曲柄角之間的差為ACA50 (=CA50Y - CA50X)。
[0058] 在根據(jù)本發(fā)明的這個實施例中，假設點火正時的差Λ SA和燃燒比變?yōu)?0%的曲柄 角的差ACA50彼此相等。因此，例如，如果點火正延遲恒定的曲柄角ACA，則燃燒比變?yōu)?50%的曲柄角也延遲該恒定的曲柄角ACA。換言之，為了使燃燒比變?yōu)?0%的曲柄角延遲 恒定的曲柄角Λ CA，使點火正時延遲Λ CA就足夠了。
[0059] 需要注意的是，如果用Ρ和V表示任意曲柄角的缸內(nèi)壓力和缸內(nèi)容積、用Ρ0和V0 表不燃燒開始時的缸內(nèi)壓力和缸內(nèi)容積、用Pf和Vf表不燃燒結束時的缸內(nèi)壓力和缸內(nèi)容 積并且用K表示比熱比，則通過以下公式（2)表示燃燒比（％)。
[0060] 燃燒比（％) = (Ρ · VK - P0 · V0K ) / (Pf · VfK - P0 · V0K ) · 100... (2)
[0061] 接下來，參照圖10,將解釋在根據(jù)本發(fā)明的實施例中用于修正點火正時的控制。
[0062] 在根據(jù)本發(fā)明的這個實施例中，首先，如果把在假設通過基礎點火正時SAB實施 燃燒時（即，在假設不實施修正時)燃燒比變?yōu)?0%的曲柄角稱作"基礎曲柄角CA50B"，則計 算對應于基礎曲柄角CA50B的缸內(nèi)容積作為"基礎缸內(nèi)容積VB"。基礎缸內(nèi)容積VB作為發(fā) 動機運轉狀態(tài)(例如發(fā)動機負荷L和發(fā)動機轉速Ne)的函數(shù)以圖11中示出的映射的形式事 先存儲在R0M32中。
[0063] 接下來，修正基礎缸內(nèi)容積VB，以計算經(jīng)過修正的缸內(nèi)容積VC。
[0064] 另一方面，由基礎缸內(nèi)容積VB和機械壓縮比ε計算基礎曲柄角CA50B。此外，由 經(jīng)過修正的缸內(nèi)容積VC和機械壓縮比ε計算作為"經(jīng)過修正的曲柄角CA50C"的用于獲得 經(jīng)過修正的缸內(nèi)容積VC的曲柄角。在根據(jù)本發(fā)明的這個實施例中，曲柄角CA、缸內(nèi)容積V、 和機械壓縮ε之間的關系以圖12中示出的映射的形式事先存儲在R0M32中。
[0065] 接下來，計算經(jīng)過修正的曲柄角CA50C與基礎曲柄角CA50B的差Λ CAC (ACAC=CA50C - CA50B)。這個差ACAC是將基礎缸內(nèi)容積VB改變?yōu)榻?jīng)過修正的缸內(nèi)容積 VC所需的曲柄角，并且這個差Λ CAC被設定為上述曲柄角修正值Λ CAC。
[0066] S卩，為了將基礎缸內(nèi)容積VB修正為經(jīng)過修正的缸內(nèi)容積VC，通過曲柄角修正值 ACAC修正基礎曲柄角CA50B。為了用曲柄角修正值ACAC修正基礎曲柄角CA50B，用曲柄 角修正值Λ CAC修正基礎點火正時SAB。
[0067] 這樣，在根據(jù)本發(fā)明的這個實施例中，修正基礎缸內(nèi)容積VB。這樣作是出于以下原 因。即，發(fā)明人認識到在燃燒周期期間爆震程度與缸內(nèi)容積高度相關。因此，為了精確地控 制爆震程度，必須在燃燒周期內(nèi)精確地控制缸內(nèi)容積。另一方面，如圖13所示，通過使曲柄 角改變恒定值dCA獲得的缸內(nèi)容積的變化量根據(jù)改變前的曲柄角而有所不同。即，當曲柄 角接近壓縮上死點TDC時，S卩，當曲柄角較小時，缸內(nèi)容積改變相對小的量dVS，而當曲柄角 遠離壓縮上死點TDC時，S卩，當曲柄角較大時，缸內(nèi)容積改變相對大的量dVL。為此，如果僅 通過曲柄角dCA修正點火正時VB，則當基礎點火正時SAB較小時，缸內(nèi)容積的變化量較小， 而當基礎點火正時SAB較大時，缸內(nèi)容積的變化量最終變得較大。結果，難以在燃燒周期內(nèi) 將缸內(nèi)容積保持在將爆震程度保持在目標程度的缸內(nèi)容積。
[0068] 因此，在根據(jù)本發(fā)明的這個實施例中，計算經(jīng)過修正的缸內(nèi)容積VC，計算作為"曲 柄角修正值Λ CAC"的將基礎點火正時SAB變?yōu)榻?jīng)過修正的缸內(nèi)容積VC所需的曲柄角，并 且使用曲柄角修正值Λ CAC來修正基礎點火正時SAB。
[0069] 在根據(jù)本發(fā)明的實施例中，通過以下方式計算經(jīng)過修正的缸內(nèi)容積VC。即，首先， 計算缸內(nèi)容積修正值AVC。接下來，由以下公式（3)計算經(jīng)過修正的缸內(nèi)容積VC。
[0070] VC=VB + AVO. (3)
[0071] 在根據(jù)本發(fā)明的實施例中，由以下公式（4)計算缸內(nèi)容積修正值AVC。
[0072] AVC=AVL + AVD…（4)
[0073] 在公式（4)中，Λ VL表示學習值，而Λ VD表示干擾修正值。
[0074] 學習值Λ VL用于補償不能從導致發(fā)動機狀態(tài)偏離基準狀態(tài)的干擾中單獨地判斷 出的干擾，例如，形成在燃燒室內(nèi)部的壁表面上的沉積物數(shù)量和燃料特性。當不需要修正 時，其被設定為基準值零。另一方面，干擾修正值Λ VD用于補償能夠通過傳感器等從導致 發(fā)動機狀態(tài)偏離基準狀態(tài)的干擾中檢測出的干擾，例如，進氣溫度和發(fā)動機冷卻水溫度。當 不需要修正時，其被設定為基準值零。
[0075] 更新學習值AVL，使得反饋修正值ACAFB不會大幅度偏離基準值。即，如圖14所 示，如果在時間tbl反饋修正值ACAFB變得大于可允許范圍AR的上限值ARU，則以逐步的 方式增大學習值Λ VL，并且反饋修正值Λ CAFB以逐步的方式恢復為基準值。另一方面，如 果在時間tb2反饋修正值Λ CAFB變得小于可允許范圍AR的下限值ARL，則以逐步的方式減 小學習值AVL，并且反饋修正值ACAFB以逐步的方式恢復為基準值。如果這樣作，則可以 防止反饋修正值Λ CAFB大幅度偏離基準值并且可以提高可控性。
[0076] 接下來，參照圖15,將解釋計算學習值AVL的方法。參照圖15,示出了前次燃燒 的基礎缸內(nèi)容積VBp、前次燃燒的基礎曲柄角CA50Bp、前次燃燒的燃燒比變?yōu)?0%的曲柄角 CA50Fp、和前次燃燒的在曲柄角CA50Fp處燃燒比變?yōu)?0%的缸內(nèi)容積（S卩，前次缸內(nèi)容積 VFp)。此外，在圖15中，ACAFp示出了前次燃燒的燃燒比變?yōu)?0%的曲柄角CA50Fp與前 次燃燒的基礎曲柄角CA50Bp的差（Λ CAFp=CA50Fp - CA50Bp)，而Λ VFp示出了前次缸內(nèi)容 積VFp與前次燃燒的基礎缸內(nèi)容積VBp之間的差（△ VFp=VFp - VBp)。
[0077] 在前次燃燒中，通過反饋修正值Λ CAFB和曲柄角修正值Λ CAC修正基礎點火正時 SAB。因此，通過曲柄角差ACAFp修正基礎曲柄角CA50Bp。如果將曲柄角差ACAFp轉換成 缸內(nèi)容積差，則其變?yōu)楦變?nèi)容積差Λ VFp。即，在前次燃燒中，為了將爆震程度保持在目標程 度，必須通過缸內(nèi)容積差Λ VFp修正基礎缸內(nèi)容積VBp。
[0078] 因此，在根據(jù)本發(fā)明的這個實施例中，將這個缸內(nèi)容積差AVFp設定成為學習值 Λ VL。結果，能夠通過學習值Λ VL穩(wěn)定地對基礎缸內(nèi)容積VB進行修正。
[0079] 通過如下方式計算缸內(nèi)容積差AVFp。即，將前次燃燒的曲柄角差ACAFp存儲為 前次燃燒的反饋修正值Λ CAFB和曲柄角修正值Λ CAC的和。將前次燃燒的曲柄角差Λ CAFp 加入到前次燃燒的基礎曲柄角CA50Bp中，以計算在前次燃燒中燃燒比變?yōu)?0%的曲柄角 CA50Fp (CA50Fp=CA50Bp+ ACAFp)。接下來，通過使用圖12的映射來計算對應于曲柄角 CA50Fp的缸內(nèi)容積VFp。然后，計算缸內(nèi)容積差AVFp ( AVFp=VFp - VBp)。
[0080] 另一方面，例如由以下公式（5)計算干擾修正值AVD。
[0081] Δ VD= Δ vdl+Δ vd2··· (5)
[0082] 修正值Λ vdl是補償進氣溫度偏離形成上述基準狀態(tài)的基準進氣溫度的偏移量 的修正值，而修正值Λ vd2是補償發(fā)動機冷卻水溫度THW偏離構成上述基準狀態(tài)的基準水 溫的偏移量的修正值。這些修正值Λ vdl和Λ vd2以圖16A和圖16B所示的映射的形式作 為轉換成缸內(nèi)容積的差的值事先存儲在R0M32中。需要注意的是，通過附接到進氣管道14 的進氣溫度傳感器檢測進氣溫度Ta，而由附接到氣缸體2的水溫傳感器檢測發(fā)動機冷卻水 溫度THW。在另一個實施例中，還可以考慮形成基準狀態(tài)的其它參數(shù)，例如發(fā)動機潤滑劑溫 度。
[0083] 圖17示出了在根據(jù)本發(fā)明的實施例中控制點火正時的程序。通過每隔一定時間 段中斷來執(zhí)行所述程序。
[0084] 參照圖17,在步驟201中，通過使用圖6的映射計算基礎點火正時SAB。在接 下來的步驟202中，執(zhí)行用于計算反饋修正值ACAFB的程序。在圖8中示出了該程 序。在接下來的步驟203中，通過使用圖11的映射計算基礎缸內(nèi)容積VB。在接下來的 步驟204中，讀取學習值Λ VL。通過圖18中示出的程序更新學習值Λ VL。在接下來的 步驟205中，通過使用圖16Α和圖16Β的映射計算修正值Avdl、Avd2,并且計算干擾 修正值AVD ( AVD=Avdl+Avd2)。在接下來的步驟206中，計算缸內(nèi)容積修正值AVC (AVC=AVL+AVD)。在接下來的步驟207中，計算經(jīng)過修正的缸內(nèi)容積VC (VC=VB+AVC)。 在接下來的步驟208中，通過使用圖12的映射計算基礎曲柄角CA50B。在接下來的步驟 209中，通過使用圖12的映射計算經(jīng)過修正的曲柄角CA50C。在接下來的步驟210中，計算 曲柄角修正值ACAC ( ACAC=CA50C - CA50B)。在接下來的步驟211中，計算點火正時SAF (SAF=SAB+ACAC+ACAFB)。在接下來的步驟212中，通過點火正時SAF實施點火動作。在 接下來的步驟213中，將本程序中的基礎缸內(nèi)容積VB和基礎曲柄角CA50B存儲為前次燃燒 的基礎缸內(nèi)容積VBp和基礎曲柄角CA50B。此外，將當前程序中的修正值的總和存儲為前次 燃燒的曲柄角差 ACAFp (ACAFp=ACAFB+ACAC)。
[0085] 圖18示出了在根據(jù)本發(fā)明的實施例中用于更新學習值AVL的程序。通過每隔一 定時間段中斷來執(zhí)行這個程序。
[0086] 參照圖18,在步驟301中，判斷反饋修正值ACAFB是否處于可允許范圍AR內(nèi)。 當反饋修正值ACAFB處于可允許范圍AR內(nèi)時，則結束處理循環(huán)。即，保持反饋修正值 Λ CAFB。與此相反，當反饋修正值Λ CAFB處于可允許范圍AR之外，則接下來程序進行到步 驟302,在所述步驟302中，讀取前次燃燒的基礎缸內(nèi)容積VBp。在接下來的步驟303中，讀 取前次燃燒的曲柄角差Λ CAFp。在接下來的步驟304中，計算前次燃燒的曲柄角CA50Fp (CA50Fp=CA50Bp+ACAFp)。在接下來的步驟305中，由圖12的映射計算對應于曲柄角 CA50Fp的缸內(nèi)容積VFp。在接下來的步驟306中，計算缸內(nèi)容積差AVFp ( AVFp=VFp - VBp)。在接下來的步驟307中，將缸內(nèi)容積差AVFp設定為學習值AVL。在接下來的步驟 308中，反饋修正值Λ CAFB恢復為基準值零。
[0087] 因此，在根據(jù)本發(fā)明的實施例中，計算基礎點火正時SAB，計算反饋修正值 八〇八?8，計算基礎曲柄角0八5(?和基礎缸內(nèi)容積￥8，并且通過學習值八禮修正基礎缸內(nèi)容 積VB，由此計算經(jīng)過修正的缸內(nèi)容積VC，計算經(jīng)過修正的曲柄角CA50C，計算曲柄角修正值 Λ CAC，并且通過反饋修正值Λ CAFB和曲柄角修正值Λ CAC修正基礎點火正時SAB。此外， 計算前次缸內(nèi)容積VFp，計算缸內(nèi)容積差Λ VFp，并且將缸內(nèi)容積差Λ VFp用作更新學習值 AVL的基礎。
[0088] 就這一點而言，如以下公式（6)中所示的那樣，能夠使用缸內(nèi)容積差AVFp表示參 照圖15解釋的前次缸內(nèi)容積VFp。
[0089] VFp=VBp+AVFp…（6)
[0090] 在上述實施例中，將缸內(nèi)容積差Λ VFp設定為學習值Λ VL。在這種情況下，可以認 為已經(jīng)用缸內(nèi)容積差形式的學習值Λ VL替代了缸內(nèi)容積差Λ VFp。
[0091] 與此相反，如果使用缸內(nèi)容積的變化率RL ( = AVFp/VBp)，則能夠如以下公式（7) 所示的那樣表示前次缸內(nèi)容積VFp。
[0092] VFp=VBp · (1+RL)…（7)
[0093] 另一方面，可以考慮利用上述干擾修正值AVD以缸內(nèi)容積差形式來補償能夠由 傳感器等檢測到的干擾。
[0094] 然而，也能夠由缸內(nèi)容積變化率形式的干擾修正值來補償能夠由傳感器等檢測到 的干擾。如果用RD表示這種情況下的干擾修正值，則由例如以下公式（8)計算干擾修正值 RD。
[0095] RD=rdl · rd2…（8)
[0096] 修正值rdl是補償進氣溫度偏離形成基準狀態(tài)的基準進氣溫度的偏離量的修正 值，而修正值rd2是補償發(fā)動機冷卻水溫度THW偏離形成基準狀態(tài)的上述基準水溫的偏離 量的修正值。這些修正值rdl和rd2以圖19A和19b中示出的映射的形式作為轉換成缸內(nèi) 容積變化率的值事先存儲在R0M32中。
[0097] 這樣一來，如果將缸內(nèi)容積變化率RL設定為學習值并且使用干擾修正值RD，則能 夠由以下公式（9)來計算經(jīng)過修正的缸內(nèi)容積VC。
[0098] VC=VB · (1+RL) · (1+RD)…（9)
[0099] 在這種情況下，可以認為已經(jīng)用缸內(nèi)容積變化率形式的學習值RL替代了缸內(nèi)容 積差AVFp。然而，這種情況下的學習值RL不是基于缸內(nèi)容積差，而是基于缸內(nèi)容積變化 率來更新。與此相反，在圖1至圖18示出的實施例中，學習值AVL不是基于缸內(nèi)容積變化 率，而是根據(jù)缸內(nèi)容積差來更新。
[0100] 接下來，將解釋根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例。在這個根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例 中，由以下公式（10)計算經(jīng)過修正的缸內(nèi)容積VC。
[0101] VC= (VB+AVLd) · (1+RLf) · (1+RD) - (10)
[0102] Λ VLd表示缸內(nèi)容積差形式的學習值，而RLf表示缸內(nèi)容積變化率形式的學習值。 AVLd和RLf通過使用干擾系數(shù)"r"（0彡r彡1)由以下公式（11)和（12)計算。
[0103] Δ VLd= Δ VFp · r··· (11)
[0104] RLf= ΔVFp · (1 - r)…（12)
[0105] 在這種情況下，可以認為圖15中示出的缸內(nèi)容積差AVFp的一部分已經(jīng)由缸內(nèi)容 積差形式的學習值AVLd所替代，而缸內(nèi)容積差AVFp的其余部分已經(jīng)由缸內(nèi)容積變化率 形式的學習值RLf所替代。
[0106] 根據(jù)本發(fā)明人，已經(jīng)證實了的是，為了補償形成在燃燒室內(nèi)側的壁表面上的沉積 物的量，優(yōu)選的是使用缸內(nèi)容積差形式的學習值Λν?χ!，而為了補償諸如辛烷值的燃料特 性，優(yōu)選的是使用缸內(nèi)容積變化率形式的學習值RLf。這是因為如果形成在燃燒室內(nèi)側的壁 表面上的沉積物的量發(fā)生變化，則缸內(nèi)容積將改變沉積物的變化量并且沉積物的變化量不 取決于基礎缸內(nèi)容積。另一方面，如果燃料特性發(fā)生變化，則缸內(nèi)容積自身將不發(fā)生變化， 然而，影響爆震程度的缸內(nèi)溫度和缸內(nèi)壓力將發(fā)生變化。缸內(nèi)溫度和缸內(nèi)壓力的變化量取 決于基礎缸內(nèi)容積。因此，在根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例中，使用兩個學習值AVLd、RLf。 結果，能夠可靠地將爆震程度保持在目標程度。
[0107] 干擾系數(shù)"r"以圖20中示出的映射的形式作為發(fā)動機運轉狀態(tài)(例如，發(fā)動機負 荷L和發(fā)動機轉速Ne)的函數(shù)事先存儲在R0M32中。
[0108] 圖21示出了在根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例中用于控制點火正時的程序。通過每 隔一定時間段中斷來執(zhí)行所述程序。
[0109] 參照圖21，在步驟201中，通過使用圖6的映射計算基礎點火正時SAB。在接 下來的步驟202中，執(zhí)行用于計算反饋修正值ACAFB的程序。在圖8中示出了該程序。 在接下來的步驟203中，通過使用圖11的映射計算基礎缸內(nèi)容積VB。在接下來的步驟 204a中，讀取學習值AVLd、RLf。通過圖22中示出的程序更新學習值AVLd、RLf。在接 下來的步驟205a中，通過使用圖19A和19B的映射計算修正值rdl、rd2,并且計算干擾 修正值RD (RD=rdl，rd2)。在接下來的步驟207a中，計算經(jīng)過修正的缸內(nèi)容積VC (VC= (VB+AVLdMl+RLfMl+RD))。在接下來的步驟208中，通過使用圖12的映射計算基礎曲 柄角CA50B。在接下來的步驟209中，通過使用圖12的映射計算經(jīng)過修正的曲柄角CA50C。 在接下來的步驟210中，計算曲柄角修正值ACAC( ACAC=CA50C - CA50B)。在接下來的步 驟211中，計算點火正時SAF(SAF=SAB+ACAC+ACAFB)。在接下來的步驟212中，通過點火 正時SAF實施點火動作。在接下來的步驟213中，將當前程序中的基礎缸內(nèi)容積VB和基礎 曲柄角CA50B存儲為前次燃燒的基礎缸內(nèi)容積VBp和基礎曲柄角CA50B。此外，將當前程序 的修正值的總和存儲為前次燃燒的曲柄角差ACAFp (ACAFp=ACAFB+ACAC)。
[0110] 圖22示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的用于更新學習值AVL的程序。通過每 隔一定時間段中斷來執(zhí)行所述程序。
[0111] 參照圖22,在步驟301中，判斷反饋修正值ACAFB是否處于可允許范圍AR 內(nèi)。當反饋修正值ACAFB處于可允許范圍AR內(nèi)時，結束處理循環(huán)。S卩，保持反饋修正值 Λ CAFB。與此相反，當反饋修正值Λ CAFB處于可允許范圍AR之外時，接下來程序進行至 步驟302,在所述步驟302中，讀取前次燃燒的缸內(nèi)容積VBp。在接下來的步驟303中，讀 取前次燃燒的曲柄角差Λ CAFp。在接下來的步驟304中，計算前次燃燒的曲柄角CA50Fp (CA50Fp=CA50Bp+ACAFp)。在接下來的步驟305中，由圖12的映射計算對應于曲柄角 CA50Fp的缸內(nèi)容積VFp。在接下來的步驟306中，計算缸內(nèi)容積差AVFp ( AVFp=VFp - VBp)。在接下來的步驟307a中，通過使用圖20的映射計算干擾系數(shù)"r"。在接下來的步驟 307b中，計算缸內(nèi)容積差形式的學習值AVLd (AVLd=AVFp*r)。在接下來的步驟307c 中，計算缸內(nèi)容積變化率形式的學習值RLf (RLf=AVFp · (1 - r))。在接下來的步驟308 中，反饋修正值Λ CAFB恢復到基準值零。
[0112] 以這種方式，在根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例中，根據(jù)缸內(nèi)容積差和缸內(nèi)容積變化 率來更新學習值。
[0113] 無論內(nèi)燃機構造如何，本發(fā)明均能夠可靠地將爆震程度保持在目標程度。
[0114] 盡管參照為了闡釋的目的而選擇的具體實施例描述了本發(fā)明，但是顯而易見的 是，本領域技術人員在不背離本發(fā)明的基本概念和范圍的前提下能夠對本發(fā)明做出多種修 改。
[0115] 本申請要求日本申請No. 2013-060523的權益，該申請的全部內(nèi)容在此以引用方 式并入到本發(fā)明中。
【權利要求】
1. 一種火花點火式內(nèi)燃機，所述火花點火式內(nèi)燃機使用內(nèi)燃機運轉狀態(tài)作為基礎，來 計算基礎點火正時，計算用于修正所述基礎點火正時使得由爆震傳感器檢測到的爆震程度 變?yōu)槟繕顺潭鹊姆答佇拚?，計算作為基礎曲柄角的在假定以所述基礎點火正時執(zhí)行燃燒 時燃燒比變?yōu)轭A定的設定比的曲柄角以及作為基礎缸內(nèi)容積的在所述基礎曲柄角處的缸 內(nèi)容積，通過學習值修正所述基礎缸內(nèi)容積以便計算修正的缸內(nèi)容積，計算作為修正的曲 柄角的獲得所述修正的缸內(nèi)容積的曲柄角，計算作為曲柄角修正值的所述修正的曲柄角與 所述基礎曲柄角的差，并且通過所述反饋修正值和所述曲柄角修正值修正所述基礎點火正 時，所述火花點火式內(nèi)燃機計算作為前次缸內(nèi)容積的在前次燃燒中燃燒比變?yōu)樵O定比的曲 柄角處的缸內(nèi)容積，計算在前次燃燒時所述前次缸內(nèi)容積與所述基礎缸內(nèi)容積的差，并基 于所述在前次燃燒時所述前次缸內(nèi)容積與所述基礎缸內(nèi)容積的差更新所述學習值。
2. 根據(jù)權利要求1所述的火花點火式內(nèi)燃機，其中，基于所述在前次燃燒時所述前次 缸內(nèi)容積與所述基礎缸內(nèi)容積的差和在所述前次燃燒時所述前次缸內(nèi)容積相對于所述基 礎缸內(nèi)容積的變化率，更新所述學習值。
3. 根據(jù)權利要求1所述的火花點火式內(nèi)燃機，其中，當所述反饋修正值落在容許范圍 內(nèi)時，保持所述學習值；并且，當所述反饋修正值落在所述容許范圍之外時，更新所述學習 值。
4. 根據(jù)權利要求1所述的火花點火式內(nèi)燃機，其中，所述設定比為50%。
【文檔編號】F02P5/152GK104061105SQ201410101800
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年3月19日 優(yōu)先權日:2013年3月22日
【發(fā)明者】中坂幸博 申請人:豐田自動車株式會社