內(nèi)燃機(jī)的控制裝置及壓縮比的推定方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種在具有可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)中對壓縮比進(jìn)行推定的控制機(jī)構(gòu)及壓縮比的推定方法。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元在基于傳感器輸出的壓縮比的檢測值的輸入發(fā)生異常時(shí)(S101)，切斷向可變壓縮比機(jī)構(gòu)的促動(dòng)器的電源供給(S102)，在壓縮比由于燃燒壓力而降低的過程中，使點(diǎn)火時(shí)間提前，直到爆震強(qiáng)度達(dá)到設(shè)定值(S103)。然后，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元基于爆震強(qiáng)度達(dá)到設(shè)定值時(shí)的點(diǎn)火時(shí)間對壓縮比進(jìn)行推定(S105，S106)，基于推定出的壓縮比改變可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)中的氣門正時(shí)的可變范圍。
【專利說明】
內(nèi)燃機(jī)的控制裝置及壓縮比的推定方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種具有使壓縮比可變的可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置及壓縮比的推定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]專利文獻(xiàn)I中，公開了一種在具有可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)中根據(jù)壓縮比的變化速度對基本點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行修正的點(diǎn)火控制裝置。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)I:(日本)專利第4400116號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0007]在利用能夠由可變壓縮比機(jī)構(gòu)改變的壓縮比的傳感器檢測結(jié)果進(jìn)行各種控制的內(nèi)燃機(jī)中，若由于傳感器的故障、或者在控制單元間收發(fā)傳感器檢測值的通信功能的故障等而導(dǎo)致壓縮比的檢測結(jié)果的輸入出現(xiàn)異常，則會(huì)出現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)被控制為不適合實(shí)際壓縮比的狀態(tài)、或者將內(nèi)燃機(jī)控制到安全側(cè)從而使內(nèi)燃機(jī)的性能降低這些問題。
[0008]本發(fā)明是鑒于上述問題點(diǎn)而做出的，目的在于提供能夠在具有可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)中對壓縮比進(jìn)行推定的控制裝置及壓縮比的推定方法。
[0009]解決技術(shù)問題的技術(shù)手段
[0010]為此，本發(fā)明的控制裝置具有推定部，該推定部基于點(diǎn)火時(shí)間與爆震強(qiáng)度的關(guān)系對壓縮比進(jìn)行推定。
[0011]另外，本發(fā)明的壓縮比的推定方法包含:使內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火時(shí)間提前的步驟;檢測爆震的強(qiáng)度的步驟;檢測爆震的強(qiáng)度達(dá)到了設(shè)定值的步驟;基于爆震的強(qiáng)度達(dá)到了設(shè)定值時(shí)的點(diǎn)火時(shí)間對壓縮比進(jìn)行推定的步驟。
[0012]發(fā)明效果
[0013]根據(jù)上述發(fā)明，能夠基于點(diǎn)火時(shí)間與爆震強(qiáng)度的關(guān)系根據(jù)壓縮比的不同而發(fā)生的變化對壓縮比進(jìn)行推定。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明實(shí)施方式中的內(nèi)燃機(jī)的系統(tǒng)圖。
[0015]圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的壓縮比推定處理的流程的流程圖。
[0016]圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的壓縮比與使爆震強(qiáng)度達(dá)到設(shè)定值的點(diǎn)火時(shí)間的關(guān)系的線圖。
[0017]圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的壓縮比的檢測系統(tǒng)發(fā)生了故障時(shí)實(shí)際的壓縮比及相位角變換角(氣門正時(shí))的變化的時(shí)序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行說明。
[0019]圖1表示能夠應(yīng)用本發(fā)明的控制裝置及壓縮比的推定方法的車輛用內(nèi)燃機(jī)的一例。
[0020]內(nèi)燃機(jī)I具有氣缸體2、設(shè)置于在氣缸體2內(nèi)形成的氣缸筒內(nèi)的活塞4、形成有進(jìn)氣口 5及排氣口 6的氣缸蓋10和對進(jìn)氣口 5、排氣口 6的開口端進(jìn)行開閉的每個(gè)氣缸分別設(shè)有一對的進(jìn)氣門7、7及排氣門8、8。
[0021 ]活塞4經(jīng)由連桿13連結(jié)于曲軸9，連桿13由下連桿11與上連桿12構(gòu)成。
[0022]并且，在活塞4的冠面4a與氣缸蓋10的下表面之間形成有燃燒室14。在形成燃燒室14的氣缸蓋10的大致中央位置處設(shè)置有火花塞15。
[0023]火花塞15通過由點(diǎn)火線圈41供給高電壓來進(jìn)行火花放電而點(diǎn)燃混合氣體，通過控制高電壓從點(diǎn)火線圈41的供給時(shí)機(jī)來控制點(diǎn)火時(shí)間。
[0024]另外，內(nèi)燃機(jī)I具有使進(jìn)氣門7、7的打開時(shí)間相對于曲軸9的相位可變的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)(VTCS)22和通過改變活塞4的上死點(diǎn)位置使得壓縮比可變的壓縮比可變機(jī)構(gòu)(VCRS)23 ο
[0025]可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)22是可變氣門機(jī)構(gòu)，是一種通過改變進(jìn)氣凸輪軸24相對于曲軸9的相位，而在將進(jìn)氣門7、7的工作角保持一定的情況下，使工作角的中心相位連續(xù)地提前、延遲的機(jī)構(gòu)。
[0026]作為可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)22，例如可以使用(日本)特開2013-036391號(hào)公報(bào)所公開的那種、利用電動(dòng)機(jī)對進(jìn)氣凸輪軸24相對于曲軸9的相對旋轉(zhuǎn)相位角進(jìn)行調(diào)整的電動(dòng)式的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)。
[0027]但是，可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)22并不限于促動(dòng)器是電動(dòng)機(jī)的機(jī)構(gòu)，可以適當(dāng)采用使用液壓促動(dòng)器等的公知機(jī)構(gòu)。
[0028]壓縮比可變機(jī)構(gòu)23例如是通過利用(日本)特開2002-276446號(hào)公報(bào)所公開的那種構(gòu)造使活塞4的上死點(diǎn)位置發(fā)生變化來使內(nèi)燃機(jī)的壓縮比可變的功能的壓縮比可變機(jī)構(gòu)。
[0029]以下，對壓縮比可變機(jī)構(gòu)23的構(gòu)造的一例進(jìn)行說明。
[0030]曲軸9具有多個(gè)軸頸部9a與曲軸銷部％，軸頸部9a旋轉(zhuǎn)自如地支承于氣缸體2的主軸承。
[0031 ]曲軸銷部9b自軸頸部9a偏心，下連桿11旋轉(zhuǎn)自如地連結(jié)于曲軸銷部％。
[0032]下連桿11被分割成兩部分，在設(shè)置于大致中央位置處的連結(jié)孔中嵌合有曲軸銷部9b ο
[0033]上連桿12的下端側(cè)利用連結(jié)銷25能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地連結(jié)于下連桿11的一端，上連桿12的上端側(cè)利用活塞銷26能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地連結(jié)于活塞4。
[0034]控制連桿27的上端側(cè)利用連結(jié)銷28能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地連結(jié)于下連桿11的另一端，控制連桿27的下端側(cè)經(jīng)由控制軸29能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地連結(jié)于氣缸體2的下部。
[0035]詳細(xì)而言，控制軸29能夠旋轉(zhuǎn)地支承在內(nèi)燃機(jī)本體(氣缸體2)上，并且具有自其旋轉(zhuǎn)中心偏心的偏心凸輪部29a，控制連桿27的下端部能夠旋轉(zhuǎn)地嵌合在該偏心凸輪部29a。
[0036]控制軸29由使用電動(dòng)機(jī)的壓縮比控制促動(dòng)器30控制旋轉(zhuǎn)位置。
[0037]在上述那種使用多連式活塞-曲軸機(jī)構(gòu)的壓縮比可變機(jī)構(gòu)23中，若利用壓縮比控制促動(dòng)器30使控制軸29轉(zhuǎn)動(dòng)，則偏心凸輪部29a的中心位置、也就是相對于氣缸體2的相對位置發(fā)生變化。
[0038]由此，控制連桿27的下端的擺動(dòng)支承位置發(fā)生變化，若控制連桿27的擺動(dòng)支承位置發(fā)生變化，則活塞4的行程發(fā)生變化，上死點(diǎn)處的活塞4的位置升高或者降低，使得內(nèi)燃機(jī)I的壓縮比發(fā)生改變。也就是說，對應(yīng)于控制軸29的角度位置，上死點(diǎn)處的活塞4的位置發(fā)生變化，使得內(nèi)燃機(jī)I的壓縮比發(fā)生改變。
[0039]點(diǎn)火線圈41和未圖示的燃料噴射閥等由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A控制，壓縮比可變機(jī)構(gòu)23由VCR控制單元3IB控制，可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)22由VTC控制單元31C控制。
[0040]發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A、VCR控制單元31B、VTC控制單元31C分別具有微型計(jì)算機(jī)，且利用CAN(ControlIer Area Network:控制器局域網(wǎng))43以相互之間可進(jìn)行通信的方式連接在一起。
[0041]并且，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A基于內(nèi)燃機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)運(yùn)算壓縮比可變機(jī)構(gòu)23的目標(biāo)壓縮比及可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)22的目標(biāo)相位變換角，將目標(biāo)壓縮比的數(shù)據(jù)向VCR控制單元31B發(fā)送，將目標(biāo)相位角變換角的數(shù)據(jù)向VTC控制單元31C發(fā)送。
[0042]注意，目標(biāo)相位變換角相當(dāng)于進(jìn)氣門7、7的氣門正時(shí)的目標(biāo)提前角值。
[0043]VCR控制單元31B輸入發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A所輸出的目標(biāo)壓縮比的數(shù)據(jù)、換言之即控制軸29的目標(biāo)角度位置的數(shù)據(jù)。另外，VCR控制單元31B輸入控制軸29的角度位置、換言之即檢測實(shí)際的壓縮比的角度傳感器29A的輸出信號(hào)。
[0044]并且，VCR控制單元31B以使由角度傳感器29A檢測的控制軸29的角度位置接近與目標(biāo)壓縮比對應(yīng)的目標(biāo)角度位置的方式運(yùn)算促動(dòng)器30的操作量并輸出。也就是說，VCR控制單元31B實(shí)施壓縮比的反饋控制。
[0045]另外，VCR控制單元31C輸入發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A所輸出的目標(biāo)相位變換角的數(shù)據(jù)。另外，VTC控制單元31C輸入檢測曲軸9的角度位置的曲軸角傳感器32所輸出的曲軸角信號(hào)POS及檢測進(jìn)氣凸輪軸24的角度位置的凸輪角傳感器36所輸出的凸輪角信號(hào)CAM。
[0046]并且，VTC控制單元31C基于曲軸角信號(hào)POS與凸輪角信號(hào)CAM檢測進(jìn)氣凸輪軸24相對于曲軸9的相對旋轉(zhuǎn)相位角，且以使檢測出的相對旋轉(zhuǎn)相位角接近目標(biāo)相位變換角的方式運(yùn)算可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)22的促動(dòng)器的操作量并輸出。也就是說，VTC控制單元31C實(shí)施進(jìn)氣門7、7的氣門正時(shí)的反饋控制。
[0047]另一方面，VCR控制單元31B將基于角度傳感器29A的輸出而檢測出的控制軸29的角度位置的信息、換言之即實(shí)際的壓縮比的信息輸出給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A。另外，VTC控制單元31C將基于曲軸角傳感器32的輸出及凸輪角傳感器36的輸出而檢測出的進(jìn)氣凸輪軸24相對于曲軸9的相對旋轉(zhuǎn)相位角的信息輸出給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A。
[0048]注意，曲軸角傳感器32的輸出及凸輪角傳感器36的輸出被輸入于發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A及VTC控制單元31C雙方。另外，可以使角度傳感器29A的輸出向發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A及VCR控制單元31B雙方輸入。
[0049]另外，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A輸入檢測內(nèi)燃機(jī)I的吸入空氣流量QA的空氣流傳感器33、檢測油門踏板的踏入量即油門開度ACC的油門開度傳感器34、檢測搭載內(nèi)燃機(jī)I的車輛的行駛速度VSP的車速傳感器35、檢測內(nèi)燃機(jī)I的冷卻水溫度TW的水溫傳感器37、檢測與內(nèi)燃機(jī)的空燃比相關(guān)的排氣中的氧氣濃度的空燃比傳感器42、檢測爆震引起的振動(dòng)的爆震傳感器43等各種傳感器所輸出的信號(hào)。
[0050]在此，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A在設(shè)定目標(biāo)相位變換角的處理中，基于實(shí)際的壓縮比的信息設(shè)定目標(biāo)相位變換角的提前角側(cè)的極限值，在未超過提前角側(cè)的極限值的范圍內(nèi)設(shè)定目標(biāo)相位變換角。
[0051]在上死點(diǎn)處的活塞4的位置較高的壓縮比較高的狀態(tài)下，若使進(jìn)氣門7的氣門正時(shí)提前而使上死點(diǎn)處的氣門升程量變大，則存在活塞4與進(jìn)氣門7發(fā)生干涉的可能性。
[0052]因此，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A根據(jù)能夠由壓縮比可變機(jī)構(gòu)23改變的壓縮比改變可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)22的相位變換角的可變范圍，以避免活塞4與進(jìn)氣門7之間發(fā)生干涉。
[0053]也就是說，能夠由壓縮比可變機(jī)構(gòu)23改變的壓縮比越高，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A越是將進(jìn)氣門7的氣門正時(shí)的提前角側(cè)的極限值向延遲角側(cè)改變，抑制活塞4與進(jìn)氣門7發(fā)生干涉，同時(shí)使氣門正時(shí)向提前角側(cè)的變化不被過多地限制。
[0054]注意，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A經(jīng)由CAN(Controller Area Network:控制器局域網(wǎng))43等通信線路從VCR控制單元31B取得能夠由壓縮比可變機(jī)構(gòu)23改變的壓縮比的實(shí)際值、即角度傳感器29A的壓縮比檢測結(jié)果。
[0055]因此，若角度傳感器29A、CAN通信回路或VCR控制單元31B等發(fā)生故障而使壓縮比的檢測值的輸入出現(xiàn)異常，則無法適當(dāng)?shù)卦O(shè)定氣門正時(shí)的可變范圍。
[0056]因此，若壓縮比的檢測值的輸入出現(xiàn)異常，則發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A從內(nèi)燃機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)推定出實(shí)際的壓縮比，并根據(jù)這一推定值改變氣門正時(shí)的可變范圍。
[0057]由此，即使無法利用角度傳感器29A的壓縮比檢測結(jié)果，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A也可以使可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)22的目標(biāo)相位變換角在活塞4與進(jìn)氣門7之間不發(fā)生干涉的范圍內(nèi)盡可能地向提前角側(cè)變化。因此，可以在壓縮比的檢測值的輸入出現(xiàn)了異常時(shí)，抑制氣門干涉的發(fā)生，同時(shí)抑制內(nèi)燃機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)性降低。
[0058]以下，根據(jù)圖2的流程圖對發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A的壓縮比推定處理進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0059]注意，圖2的流程圖中所示的程序由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A以時(shí)間間隔(時(shí)間割D込辦"C)執(zhí)行。
[0060]在步驟SlOl中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A對角度傳感器29A的壓縮比檢測結(jié)果的輸入是否在出現(xiàn)異常作出判定。
[0061]具體而言，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A對與VCR控制單元31B之間的通信是否在出現(xiàn)異常作出判定。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元3IA對是否在從VCR控制單元31B發(fā)出通知角度傳感器29A異常的診斷信號(hào)作出判定。
[0062]在此，在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A直接輸入角度傳感器29A的輸出信號(hào)的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A對是否診斷出角度傳感器29A的異常等作出判定。
[0063]然后，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A基于上述判定結(jié)果檢測是否處于可將角度傳感器29A的壓縮比檢測結(jié)果用于目標(biāo)相位變換角的設(shè)定等的狀態(tài)。
[0064]在角度傳感器29A、CAN通信回路、VCR控制單元31B等正常，角度傳感器29A的壓縮比檢測結(jié)果的輸入正常的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A能夠根據(jù)基于角度傳感器29A的輸出而檢測出的壓縮比進(jìn)行目標(biāo)相位變換角的限制處理等，不需要壓縮比的推定處理。因此，在角度傳感器29A、CAN通信回路、VCR控制單元31B等正常的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A不進(jìn)入步驟S102以后的處理就終止本程序。
[0065]另一方面，若角度傳感器29A、CAN通信回路、VCR控制單元31B等發(fā)生異常，角度傳感器29A的壓縮比檢測結(jié)果的輸入出現(xiàn)異常，則發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A進(jìn)入步驟S102。
[0066]在步驟S102中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A切斷向壓縮比可變機(jī)構(gòu)23的促動(dòng)器30的電源供給。換言之，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A停止促動(dòng)器30的控制。
[0067]在此，如果VCR控制單元31B正常，則可以通過由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A向VCR控制單元31B發(fā)出切斷電源供給的指令來切斷向促動(dòng)器30的電源供給。但是，若VCR控制單元31B出現(xiàn)異常，則即使發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A向VCR控制單元31B輸出了指令，實(shí)際上也存在向促動(dòng)器30的電源供給并沒有被切斷的可能性。
[0068]因此，設(shè)置在向促動(dòng)器30供給電源的電源線上的繼電器構(gòu)成為:在從發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A與VCR控制單元31B的至少一方輸出了切斷指令時(shí)切斷，在從雙方輸出了打開指令時(shí)才接通。
[0069]由此，在VCR控制單元31B診斷出角度傳感器29A的故障時(shí)，VCR控制單元31B可以獨(dú)自切斷向促動(dòng)器30的電源供給，另外，在角度傳感器29A正常但由于通信異常而使發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A無法取得壓縮比的信息時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A可以獨(dú)自切斷向促動(dòng)器30的電源供給。
[0070]由于燃燒壓力向?qū)⑸纤傈c(diǎn)處的活塞4的位置下壓的方向作用，因此若向壓縮比可變機(jī)構(gòu)23的促動(dòng)器30的電源供給被切斷，使得促動(dòng)器30不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，則能夠由壓縮比可變機(jī)構(gòu)23改變的壓縮比減小。
[0071]也就是說，若變?yōu)椴荒艿玫綁嚎s比的信息的狀態(tài)，則發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A通過切斷向促動(dòng)器30的電源供給而使壓縮比降低，抑制內(nèi)燃機(jī)I以過高的壓縮比運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0072]發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A若切斷了向促動(dòng)器30的電源供給，則緊接著進(jìn)入步驟S103，使火花塞15的點(diǎn)火時(shí)間從得到了壓縮比的信息的正常狀態(tài)下的點(diǎn)火時(shí)間開始慢慢提前。
[0073]然后，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A在步驟S104中讀入爆震傳感器43的輸出，并在步驟S105中，基于爆震傳感器43的輸出對是否正在發(fā)生爆震、也就是爆震的強(qiáng)度是否超出設(shè)定值進(jìn)行判定。
[0074]發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A若判定為爆震的強(qiáng)度低于設(shè)定值而沒有發(fā)生爆震，則回到步驟S103，繼續(xù)進(jìn)行點(diǎn)火時(shí)間的提前控制，改變?yōu)楦犹崆暗狞c(diǎn)火時(shí)間。
[0075]另一方面，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A若檢測出爆震的強(qiáng)度超過設(shè)定值的爆震發(fā)生狀態(tài)，則進(jìn)入步驟S106，基于此時(shí)的點(diǎn)火時(shí)間、也就是達(dá)到規(guī)定的爆震強(qiáng)度時(shí)的點(diǎn)火時(shí)間對此時(shí)的壓縮比進(jìn)行推定。
[0076]爆震強(qiáng)度與點(diǎn)火時(shí)間的關(guān)系根據(jù)壓縮比變化，如圖3所示，壓縮比越低，達(dá)到規(guī)定的爆震強(qiáng)度的點(diǎn)火時(shí)間越靠近提前角側(cè)。
[0077]因此，從使點(diǎn)火時(shí)間提前而達(dá)到規(guī)定的爆震強(qiáng)度時(shí)的點(diǎn)火時(shí)間，可以推定出此時(shí)的壓縮比。
[0078]在此，通過切斷向促動(dòng)器30的電源供給，實(shí)際的壓縮比將會(huì)由于燃燒壓力而慢慢地降低，伴隨著壓縮比的這一降低，達(dá)到規(guī)定的爆震強(qiáng)度的點(diǎn)火時(shí)間也將會(huì)進(jìn)一步慢慢地向提前角側(cè)變化，壓縮比的推定結(jié)果也將會(huì)慢慢地向更加低的壓縮比變化。
[0079]注意，即使壓縮比相同，達(dá)到規(guī)定的爆震強(qiáng)度的點(diǎn)火時(shí)間也會(huì)根據(jù)此時(shí)的進(jìn)氣溫度和辛烷值等燃料性狀等而發(fā)生變化。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A可以根據(jù)進(jìn)氣溫度及/或燃料性狀對基于點(diǎn)火時(shí)間的壓縮比的推定結(jié)果進(jìn)行修正。
[0080]S卩，由于進(jìn)氣溫度越高越容易發(fā)生爆震，因此進(jìn)氣溫度越高，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A越將基于達(dá)到規(guī)定的爆震強(qiáng)度時(shí)的點(diǎn)火時(shí)間的壓縮比推定結(jié)果改變得更低。
[0081]另外，由于燃料的辛烷值越高越難以發(fā)生爆震，因此辛烷值越高，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A越將基于達(dá)到規(guī)定的爆震強(qiáng)度時(shí)的點(diǎn)火時(shí)間的壓縮比推定結(jié)果改變得更高。
[0082]由此，即使進(jìn)氣溫度和燃料的辛烷值不同，也可以抑制壓縮比的推定精度降低。
[0083]注意，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A可以從進(jìn)氣溫度傳感器44的輸出得到進(jìn)氣溫度TA的信息。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A在角度傳感器29A正常而可以取得壓縮比的檢測結(jié)果的狀態(tài)下，可以基于達(dá)到規(guī)定的爆震強(qiáng)度時(shí)的點(diǎn)火時(shí)間及壓縮比的檢測值判定燃料的辛烷值的信息。
[0084]另外，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A對應(yīng)各個(gè)進(jìn)氣溫度都具有點(diǎn)火時(shí)間與壓縮比的關(guān)系表格，另外對應(yīng)每個(gè)辛烷值都具有點(diǎn)火時(shí)間與壓縮比的關(guān)系表格，可以根據(jù)進(jìn)氣溫度和辛烷值的條件選擇所參照的表格，并基于所選擇的表格進(jìn)行壓縮比的推定。
[0085]并且，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A可以在角度傳感器29A正常且壓縮比的檢測值可正常輸入時(shí)，預(yù)先對達(dá)到規(guī)定的爆震強(qiáng)度的點(diǎn)火時(shí)間根據(jù)進(jìn)氣溫度與辛烷值的不同而變化的特性進(jìn)行學(xué)習(xí)。
[0086]發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A在于步驟S106中推定出壓縮比之后，進(jìn)入步驟S107，對壓縮比的推定結(jié)果的變化是否發(fā)生了收斂、也就是是否已經(jīng)通過切斷向促動(dòng)器30的電源供給而使能夠由壓縮比可變機(jī)構(gòu)23改變的壓縮比降低到了可變范圍內(nèi)的最小壓縮比進(jìn)行判定。
[0087]注意，壓縮比的可變范圍內(nèi)的最小壓縮比是壓縮比的初始值或默認(rèn)值。
[0088]在此，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A若判定為基于點(diǎn)火時(shí)間推定出的壓縮比的變化已經(jīng)停止、及/或基于點(diǎn)火時(shí)間推定出的壓縮比已經(jīng)達(dá)到所述最小壓縮比，則判定為壓縮比的降低已經(jīng)停止。
[0089]在這種情況下，之后，直到向促動(dòng)器30的電源供給再次開始之前，壓縮比都保持在最小壓縮比，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A使對點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行提前控制的壓縮比的推定處理結(jié)束。
[0090]也就是說，在從停止向促動(dòng)器3的電源供給開始直到壓縮比達(dá)到最小壓縮比為止的這一期間中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A重復(fù)對基于達(dá)到規(guī)定的爆震強(qiáng)度時(shí)的點(diǎn)火時(shí)間的壓縮比進(jìn)行推定處理，并且對實(shí)際壓縮比在壓縮比達(dá)到最小壓縮比之前的期間中的變化進(jìn)行推定。
[0091]然后，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A設(shè)定提前角側(cè)的極限值，以使可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)22的相位變換角的可變范圍成為活塞4與進(jìn)氣門7在推定出的壓縮比的條件下不發(fā)生干涉的角度范圍。然后，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A進(jìn)行限制以使目標(biāo)相位變換角不會(huì)提前為超過所述提前角極限值，將比提前角極限值更靠近延遲角側(cè)的目標(biāo)相位變換角輸出給VTC控制單元31C。
[0092]由此，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A即使由于角度傳感器29A的故障而無法得到實(shí)際壓縮比的檢測數(shù)據(jù)，也可以在抑制活塞4與進(jìn)氣門7發(fā)生干涉的同時(shí)控制為盡可能提前的氣門正時(shí)，能夠抑制內(nèi)燃機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)性的降低。
[0093]圖4的時(shí)序圖示出了在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A無法取得壓縮比的檢測數(shù)據(jù)時(shí)的壓縮比、目標(biāo)相位變換角的變化的一例。
[0094]在圖4的時(shí)序圖中，若發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A在時(shí)刻tl檢測到異常，無法取得壓縮比的檢測數(shù)據(jù)，則在直到取得壓縮比的推定值為止的這一期間中，壓縮比不明。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A使可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)22的相位變換角的提前角極限延遲至適合壓縮比不明狀態(tài)的值A(chǔ)Dmaxl，在提前角極限值A(chǔ)Dmaxl的延遲角側(cè)設(shè)定目標(biāo)相位變換角。
[0095]然后，若在時(shí)刻t2發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A切斷向壓縮比可變機(jī)構(gòu)23的促動(dòng)器30的電源供給，則壓縮比在燃燒壓力的作用下由電源供給切斷前的值開始慢慢降低。在這個(gè)壓縮比降低的過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A使點(diǎn)火時(shí)間提前，直到爆震強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定值為止，并根據(jù)爆震強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定值時(shí)的點(diǎn)火時(shí)間對實(shí)際壓縮比進(jìn)行推定。注意，壓縮比的推定值的初始值是在即將檢測到故障之前由角度傳感器29A檢測出的壓縮比。
[0096]若推定出壓縮比，貝Ij基于該推定值使相位變換角的提前角極限被進(jìn)一步向提前角側(cè)更新，其結(jié)果是，可以將更加提前的值設(shè)定為目標(biāo)相位變換角，可以抑制有效壓縮比的下降。
[0097]以上，參照優(yōu)選的實(shí)施方式對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行了具體的說明，但毫無疑問的是，基于本發(fā)明的基本技術(shù)思想及教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠獲得各種變形方式。
[0098]可以采用這樣的結(jié)構(gòu):在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A與VCT控制單元31C之間能夠正常進(jìn)行通信而角度傳感器29A發(fā)生了故障的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A將壓縮比的推定結(jié)果及目標(biāo)壓縮比的數(shù)據(jù)向VTC控制單元31C發(fā)送，VTC控制單元31C將壓縮比的推定結(jié)果與目標(biāo)壓縮比進(jìn)行比較，并對促動(dòng)器30進(jìn)行控制。
[0099]另外，在內(nèi)燃機(jī)具有使排氣門8的氣門正時(shí)可變的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A可以基于推定出的壓縮比設(shè)定排氣門8的氣門正時(shí)的延遲角極限，并在不超出該延遲角極限的范圍內(nèi)對排氣門8的氣門正時(shí)進(jìn)行改變，由此抑制活塞4與排氣門8之間的干涉。
[0100]另外，作為爆震傳感器43，可以使用通過檢測燃燒壓的變動(dòng)來檢測爆震強(qiáng)度的傳感器。
[0101]另外，燃料的辛烷值可以使用駕駛員利用辛烷值選擇器等指定的值。
[0102]另外，可以設(shè)置一個(gè)涵蓋性地具有發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A、VCR控制單元31B、VTC控制單元31C各自的功能的控制單元，在這種情況下，在角度傳感器29A發(fā)生了故障時(shí)，一邊監(jiān)視爆震強(qiáng)度，一邊基于提前了的點(diǎn)火時(shí)間對實(shí)際壓縮比進(jìn)行推定。
[0103]另外，作為可變氣門機(jī)構(gòu)，可以具有可變氣門升降機(jī)構(gòu)，該可變氣門升降機(jī)構(gòu)同可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)22—起使進(jìn)氣門7的工作角可以連續(xù)地變化，且工作角越大則最大氣門升程量越大。
[0104]并且，在具有可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)22與可變氣門升降機(jī)構(gòu)的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A可以基于推定出的壓縮比，改變可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)22的相位變換角的提前角極限及/或可變氣門升降機(jī)構(gòu)的工作角的上限值。
[0105]另外，在上述實(shí)施方式中，爆震的強(qiáng)度由爆震傳感器43檢測，但可以采用這樣的結(jié)構(gòu):不使用爆震傳感器43，而是對爆震的強(qiáng)度進(jìn)行推定，并對壓縮比進(jìn)行推定。
[0106]S卩，在由于切斷向壓縮比可變機(jī)構(gòu)23的促動(dòng)器30的電源供給而使壓縮比降低時(shí)，若不改變點(diǎn)火時(shí)間，則會(huì)由于燃燒惡化而導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)I的旋轉(zhuǎn)變動(dòng)增加。
[0107]因此，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A可以使點(diǎn)火時(shí)間提前以使旋轉(zhuǎn)變動(dòng)的大小低于設(shè)定值，并根據(jù)旋轉(zhuǎn)變動(dòng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)的點(diǎn)火時(shí)間對壓縮比進(jìn)行推定。也就是說，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元31A可以基于能夠得到穩(wěn)定的燃燒性的點(diǎn)火時(shí)間根據(jù)壓縮比而發(fā)生的變化對壓縮比進(jìn)行推定。
[0108]附圖標(biāo)記說明
[0109]I...內(nèi)燃機(jī)
[0110]4...活塞
[0111]7…進(jìn)氣門
[0112]15…火花塞
[0113]22…可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)(可變動(dòng)氣門機(jī)構(gòu))
[0114]23…壓縮比可變機(jī)構(gòu)
[0115]29A…角度傳感器
[0116]30...促動(dòng)器
[0117]31A…發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元
[0118]31B...VCR 控制單元
[0119]310.VTC 控制單元
[0120]41…點(diǎn)火線圈
[0121]43…爆震傳感器
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，具有推定部，該推定部在具有使壓縮比可變的可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)中，基于點(diǎn)火時(shí)間與爆震強(qiáng)度的關(guān)系對壓縮比進(jìn)行推定。2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述推定部基于爆震強(qiáng)度達(dá)到設(shè)定值的點(diǎn)火時(shí)間對壓縮比進(jìn)行推定。3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述推定部根據(jù)進(jìn)氣溫度和燃料性狀的至少一方對壓縮比的推定結(jié)果進(jìn)行改變。4.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述推定部在檢測能夠由所述可變壓縮比機(jī)構(gòu)改變的壓縮比的傳感器的檢測結(jié)果的輸入出現(xiàn)異常時(shí)，停止所述可變壓縮比機(jī)構(gòu)的促動(dòng)器的控制，在由于控制停止而使壓縮比回到初始值的過程中，改變點(diǎn)火時(shí)間來推定壓縮比。5.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 所述內(nèi)燃機(jī)具有使內(nèi)燃機(jī)氣門的打開特性可變的可變氣門機(jī)構(gòu)， 所述內(nèi)燃機(jī)的控制裝置具有基于所述推定部推定出的壓縮比的推定值改變所述可變氣門機(jī)構(gòu)的控制量的可變范圍的控制部。6.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述推定部使點(diǎn)火時(shí)間提前，基于爆震強(qiáng)度達(dá)到設(shè)定值時(shí)的點(diǎn)火時(shí)間對壓縮比進(jìn)行推定。7.如權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，在檢測壓縮比的傳感器的檢測值異常時(shí)，所述推定部使點(diǎn)火時(shí)間提前來推定壓縮比。8.如權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述推定部在檢測壓縮比的傳感器的檢測值變?yōu)楫惓r(shí)，切斷向作為所述可變壓縮比機(jī)構(gòu)的促動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)的電源供給，在由于切斷電源供給而使壓縮比回到初始值的過程中，使點(diǎn)火時(shí)間提前來推定壓縮比。9.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣的溫度越高，所述推定部越將壓縮比的推定值改變得更低。10.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述內(nèi)燃機(jī)的燃料的辛烷值越高，所述推定部越將改變得更高。11.如權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，所述控制部改變所述可變氣門機(jī)構(gòu)的控制量的可變范圍，以使所述內(nèi)燃機(jī)的活塞與所述內(nèi)燃機(jī)氣門在所述推定部推定出的壓縮比下不發(fā)生干涉。12.—種內(nèi)燃機(jī)的壓縮比的推定方法，是在具有使壓縮比可變的可變壓縮比機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)中對壓縮比進(jìn)行推定的方法，其特征在于，包含: 使所述內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火時(shí)間提前的步驟； 檢測爆震的強(qiáng)度的步驟； 檢測爆震的強(qiáng)度達(dá)到了設(shè)定值的步驟； 基于爆震的強(qiáng)度達(dá)到了設(shè)定值時(shí)的點(diǎn)火時(shí)間對壓縮比進(jìn)行推定的步驟。13.如權(quán)利要求12所述的內(nèi)燃機(jī)的壓縮比的推定方法，其特征在于， 所述內(nèi)燃機(jī)具有使內(nèi)燃機(jī)氣門的打開特性可變的可變氣門機(jī)構(gòu)， 所述內(nèi)燃機(jī)的壓縮比的推定方法還包含: 改變所述可變氣門機(jī)構(gòu)的控制量的可變范圍，以使所述內(nèi)燃機(jī)的活塞與所述內(nèi)燃機(jī)氣門在推定出的壓縮比下不發(fā)生干涉的步驟。14.如權(quán)利要求12所述的內(nèi)燃機(jī)的壓縮比的推定方法，其特征在于，還包含: 對檢測壓縮比的傳感器的檢測值有無異常進(jìn)行檢測的步驟； 在檢測壓縮比的傳感器的檢測值變?yōu)楫惓r(shí)，切斷向作為所述可變壓縮比機(jī)構(gòu)的促動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)的電源供給的步驟； 使所述點(diǎn)火時(shí)間提前的步驟在由于切斷向所述電動(dòng)機(jī)的電源供給而使壓縮比回到初始值的過程中使點(diǎn)火時(shí)間提前。
【文檔編號(hào)】F02D15/02GK105849393SQ201480069083
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年12月19日
【發(fā)明人】清村章
【申請人】日立汽車系統(tǒng)株式會(huì)社