用于內(nèi)燃機的控制設備的制造方法
【專利摘要】一種用于內(nèi)燃機的控制設備被配置為：基于缸內(nèi)壓力傳感器檢測到的缸內(nèi)壓力，計算與曲柄角同步的MFB的測量數(shù)據(jù)；基于根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算的測量CA10和測量CA50執(zhí)行SA?CA10反饋控制和CA50反饋控制；基于MFB測量數(shù)據(jù)和與其對應的基準數(shù)據(jù)之間的相關(guān)度執(zhí)行發(fā)動機控制；以及通過基于目標CA50和指定CA10的線性內(nèi)插和線性外插產(chǎn)生燃燒時段的基準數(shù)據(jù)。
【專利說明】
用于內(nèi)燃機的控制設備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機的控制設備，更特別地涉及這樣的用于內(nèi)燃機的控制設 備:該設備適合作為用于控制包括缸內(nèi)壓力傳感器的內(nèi)燃機的設備。
【背景技術(shù)】
[0002] 在公開號為2008-069713的日本專利中，公開了一種用于包括缸內(nèi)壓力傳感器的 內(nèi)燃機的燃燒控制設備。在該燃燒控制設備中，使用缸內(nèi)壓力傳感器和曲柄角傳感器計算 與曲柄角同步的燃燒質(zhì)量分數(shù)的數(shù)據(jù)，并且基于該數(shù)據(jù)計算實際燃燒起點和燃燒中心。此 外，如果通過從燃燒中心減去實際燃燒起點而獲取的差值超過上限，則該燃燒控制設備判 定燃燒已經(jīng)劣化，并且實施對策以改善燃燒，例如增加燃料噴射量。需要指出，在公開號為 2008-069713的日本專利中，例如，在其中燃燒質(zhì)量分數(shù)是從10 %到30 %的時段內(nèi)的適當值 被用作上述實際燃燒起點，該起點是在缸體(cylinder)內(nèi)實際開始燃燒時的曲柄角，并且 例如，其中燃燒質(zhì)量分數(shù)是從40%到60%的時段內(nèi)的適當值被用作燃燒中心。
[0003] 在公開號為2011-106334的日本專利中，公開了一種用于使用韋別函數(shù)(Wiebe f unction)推定缸體內(nèi)的熱釋放率的方法。根據(jù)此推定方法，特定時段內(nèi)的平均缸內(nèi)壓力和 平均缸內(nèi)溫度，以及進氣的體積效率、發(fā)動機速度、燃料噴射量、燃料噴射壓力和EGR率被用 作運行條件參數(shù)以推定熱釋放率。
[0004] 相關(guān)技術(shù)列表
[0005] 以下是
【申請人】已經(jīng)注意到作為本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)的專利文獻的列表。
[0000][專利文獻1]
[0007] 公開號為2008-069713的日本專利 [0008][專利文獻2]
[0009] 公開號為2011-106334的日本專利 [0010] 技術(shù)問題
[0011]燃燒質(zhì)量分數(shù)的測量數(shù)據(jù)的波形根據(jù)燃燒狀態(tài)(具體是指根據(jù)是否令人滿意的燃 燒被執(zhí)行)或者根據(jù)內(nèi)燃機周圍的環(huán)境(例如，溫度環(huán)境)而變化。因此，如果燃燒質(zhì)量分數(shù) 的測量數(shù)據(jù)可以適當?shù)卦谶\載工具上(on board)進行分析，則可以確定燃燒狀態(tài)或環(huán)境的 變化，并且可以適當?shù)貓?zhí)行發(fā)動機控制作為針對此類變化的對策。
[0012] 在此，在燃燒質(zhì)量分數(shù)是指定分數(shù)時的曲柄角被稱為"指定分數(shù)燃燒點"。公開號 為2008-069713的日本專利中公開的技術(shù)將兩個指定分數(shù)燃燒點（即，實際燃燒起點和燃燒 中心)處的測量值之間的差值與判定值(上限值)進行比較，以確定燃燒狀態(tài)。但是，燃燒質(zhì) 量分數(shù)的測量數(shù)據(jù)的變化形式根據(jù)導致變化的各個因素而不同。因此，如上所述，當僅使用 兩個指定分數(shù)燃燒點處的測量值時，在某些情況下，無法準確地確定導致測量數(shù)據(jù)波形變 化的因素。
[0013] 可以認為，如果要用作在運載工具上評價燃燒質(zhì)量分數(shù)的測量數(shù)據(jù)時的基準的燃 燒質(zhì)量分數(shù)數(shù)據(jù)被提供，則可以通過將與兩個指定分數(shù)燃燒點相比更大數(shù)量的指定分數(shù)燃 燒點的測量數(shù)據(jù)與基準數(shù)據(jù)進行比較來更準確地確定燃燒狀態(tài)或環(huán)境的變化。根據(jù)公開號 為2011-106334的日本專利中描述的技術(shù)，可以使用韋別函數(shù)推定熱釋放率?？苫谝源朔?式推定的熱釋放率的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生燃燒質(zhì)量分數(shù)的數(shù)據(jù)，執(zhí)行此操作的技術(shù)也是公知的。
[0014] 因此可以構(gòu)想利用通過上述技術(shù)而產(chǎn)生的燃燒質(zhì)量分數(shù)的數(shù)據(jù)作為基準數(shù)據(jù)。但 是，如上所述，為了使用韋別函數(shù)執(zhí)行計算，需要大量的運行條件參數(shù)。因此，該技術(shù)涉及高 計算負荷。進一步地，燃燒的數(shù)學化就其本身而言本來就難，并且也難以提取所有影響燃燒 的因素。因此，可以說通過此技術(shù)難以確保所產(chǎn)生的燃燒質(zhì)量分數(shù)的數(shù)據(jù)的準確性。所以無 法說該技術(shù)適合于針對內(nèi)燃機實現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 已經(jīng)作出本發(fā)明以解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于內(nèi)燃機的控制設 備，在其中基于指定分數(shù)燃燒點執(zhí)行發(fā)動機控制的內(nèi)燃機中，該控制設備簡單、準確地產(chǎn)生 燃燒質(zhì)量分數(shù)的基準數(shù)據(jù)，并且能夠在將基準數(shù)據(jù)作為標準的同時執(zhí)行發(fā)動機控制，該發(fā) 動機控制用作根據(jù)燃燒質(zhì)量分數(shù)的測量數(shù)據(jù)的變化形式的對策。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)燃機的控制設備被配置為控制這樣的內(nèi)燃機:該內(nèi)燃機包括 用于發(fā)動機控制的一個或多個致動器。所述控制設備包括:缸內(nèi)壓力傳感器，其被配置為檢 測缸內(nèi)壓力；曲柄角傳感器，其被配置為檢測曲柄角;燃燒質(zhì)量分數(shù)計算裝置，其被配置為 基于所述缸內(nèi)壓力傳感器檢測到的缸內(nèi)壓力和所述曲柄角傳感器檢測到的曲柄角，計算與 曲柄角同步的燃燒質(zhì)量分數(shù)的測量數(shù)據(jù);燃燒點計算裝置，其被配置為基于燃燒質(zhì)量分數(shù) 的所述測量數(shù)據(jù)，計算指定分數(shù)燃燒點的測量值，該指定分數(shù)燃燒點是燃燒質(zhì)量分數(shù)變?yōu)?指定分數(shù)時的曲柄角;第一控制裝置，其被配置為執(zhí)行第一發(fā)動機控制，該第一發(fā)動機控制 基于第一指定分數(shù)燃燒點，或者基于根據(jù)所述第一指定分數(shù)燃燒點而定義的第一參數(shù)，控 制所述一個或多個致動器中的任一個或多個，以便所述第一指定分數(shù)燃燒點或所述第一參 數(shù)變?yōu)槟繕酥担摰谝恢付ǚ謹?shù)燃燒點是燃燒質(zhì)量分數(shù)變?yōu)榈谝恢付ǚ謹?shù)時的曲柄角;第 二控制裝置，其被配置為執(zhí)行第二發(fā)動機控制，該第二發(fā)動機控制基于第二指定分數(shù)燃燒 點，或者基于根據(jù)所述第二指定分數(shù)燃燒點而定義的第二參數(shù)，控制所述一個或多個致動 器中的任一個或多個，以便所述第二指定分數(shù)燃燒點或所述第二參數(shù)變?yōu)槟繕酥?，該第?指定分數(shù)燃燒點是燃燒質(zhì)量分數(shù)變?yōu)榈诙付ǚ謹?shù)時的曲柄角；以及第三控制裝置，其被 配置為執(zhí)行第三發(fā)動機控制，該第三發(fā)動機控制基于燃燒質(zhì)量分數(shù)的所述測量數(shù)據(jù)與燃燒 質(zhì)量分數(shù)的基準數(shù)據(jù)的相關(guān)度，控制所述一個或多個致動器中的任一個或多個，其中所述 基準數(shù)據(jù)基于所述內(nèi)燃機的運行條件。燃燒時段中的至少從10%燃燒點到90%燃燒點的曲 柄角時段中的燃燒質(zhì)量分數(shù)的所述基準值通過基于第一目標值和第二目標值的線性內(nèi)插 和線性外插中的至少一者來產(chǎn)生。所述第一目標值或者是所述第一指定分數(shù)燃燒點的目標 值，或者是基于所述第一參數(shù)的目標值而指定的所述第一指定分數(shù)燃燒點。所述第二目標 值或者是所述第二指定分數(shù)燃燒點的目標值，或者是基于所述第二參數(shù)的目標值而指定的 所述第二指定分數(shù)燃燒點。在第一曲柄角時段被包括在燃燒質(zhì)量分數(shù)的所述基準數(shù)據(jù)中的 情況下，所述第一曲柄角時段中的燃燒質(zhì)量分數(shù)的所述基準數(shù)據(jù)是其中燃燒質(zhì)量分數(shù)為百 分之零的數(shù)據(jù)，該第一曲柄角時段是所述燃燒時段之前的曲柄角時段。在第二曲柄角時段 被包括在燃燒質(zhì)量分數(shù)的所述基準數(shù)據(jù)的情況下，所述第二曲柄角時段中的燃燒質(zhì)量分數(shù) 的所述基準數(shù)據(jù)是其中燃燒質(zhì)量分數(shù)為百分之百的數(shù)據(jù)，該第二曲柄角時段是所述燃燒時 段之后的曲柄角時段。
[0017] 所述第一指定分數(shù)燃燒點和所述第二指定分數(shù)燃燒點可以是從10%燃燒點到 90 %燃燒點的曲柄角時段內(nèi)的指定分數(shù)燃燒點。
[0018] 所述第三發(fā)動機控制可以是升高所述內(nèi)燃機的溫度的發(fā)動機暖機控制，并且在以 下情況下執(zhí)行:其中，在前的時段中的燃燒質(zhì)量分數(shù)的所述測量數(shù)據(jù)與所述基準數(shù)據(jù)之間 的相關(guān)度大于或等于第一判定值，并且在后的時段中的燃燒質(zhì)量分數(shù)的所述測量數(shù)據(jù)與所 述基準數(shù)據(jù)之間的相關(guān)度小于第二判定值，該在前的時段是包括燃燒質(zhì)量分數(shù)是第三指定 分數(shù)時的第三指定分數(shù)燃燒點之前的燃燒時段的曲柄角時段，該在后的時段是包括從所述 第三指定分數(shù)燃燒點開始及之后的燃燒時段的曲柄角時段。
[0019] 所述第三發(fā)動機控制可以是抑制啞火發(fā)生的啞火抑制控制，并且在以下情況下執(zhí) 行:其中，在前的時段中的燃燒質(zhì)量分數(shù)的所述測量數(shù)據(jù)與所述基準數(shù)據(jù)之間的相關(guān)度小 于第三判定值，在后的時段中的燃燒質(zhì)量分數(shù)的所述測量數(shù)據(jù)與所述基準數(shù)據(jù)之間的相關(guān) 度小于第四判定值，該在前的時段是包括燃燒質(zhì)量分數(shù)是第三指定分數(shù)時的第三指定分數(shù) 燃燒點之前的燃燒時段的曲柄角時段，該在后的時段是包括從所述第三指定分數(shù)燃燒點開 始以及之后的燃燒時段的曲柄角時段。
[0020] 指示所述相關(guān)度的相關(guān)指標值可以使用互相關(guān)函數(shù)來計算。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明，在其中執(zhí)行第一發(fā)動機控制和第二發(fā)動機控制的內(nèi)燃機中，燃燒時 段中的至少從10%燃燒點到90%燃燒點的曲柄角時段中的燃燒質(zhì)量分數(shù)的基準值通過基 于第一目標值和第二目標值的線性內(nèi)插和線性外插中的至少一者來產(chǎn)生，該第一發(fā)動機控 制基于第一指定分數(shù)燃燒點，或者基于根據(jù)第一指定分數(shù)燃燒點而定義的第一參數(shù)，該第 二發(fā)動機控制基于第二指定分數(shù)燃燒點，或者基于根據(jù)所述第二指定分數(shù)燃燒點而定義的 第二參數(shù)。所述第一目標值或者是所述第一指定分數(shù)燃燒點的目標值，或者是基于所述第 一參數(shù)的目標值而指定的所述第一指定分數(shù)燃燒點。所述第二目標值或者是所述第二指定 分數(shù)燃燒點的目標值，或者是基于所述第二參數(shù)的目標值而指定的所述第二指定分數(shù)燃燒 點。根據(jù)此產(chǎn)生方法，可以在掌握燃燒質(zhì)量分數(shù)的數(shù)據(jù)的波形特征的同時，能夠簡單、準確 地產(chǎn)生燃燒質(zhì)量分數(shù)的基準數(shù)據(jù)。進一步地，根據(jù)本發(fā)明，基于以此方式產(chǎn)生的基準數(shù)據(jù)與 測量數(shù)據(jù)之間的相關(guān)度執(zhí)行第三發(fā)動機控制。通過此方式，能夠以采用基準數(shù)據(jù)作為標準 的方式執(zhí)行發(fā)動機控制，該發(fā)動機控制用作根據(jù)燃燒質(zhì)量分數(shù)的測量數(shù)據(jù)的變化形式的對 策。
【附圖說明】
[0022]圖1是用于描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的內(nèi)燃機的系統(tǒng)配置的視圖；
[0023] 圖2是表示燃燒質(zhì)量分數(shù)的波形和點火正時SA的視圖；
[0024] 圖3是用于描述ECU執(zhí)行的利用CA10和CA50的兩種反饋控制的概要的框圖；
[0025] 圖4是表示空氣-燃料比與SA-CA10之間的關(guān)系的視圖；
[0026] 圖5是用于描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的用于創(chuàng)建MFB的基準數(shù)據(jù)的方法的視 圖；
[0027] 圖6是其中示意性地表示MFB的測量數(shù)據(jù)的波形實例的視圖，在該實例中，由于過 度的冷卻損失，出現(xiàn)相對于基準數(shù)據(jù)的波形的偏離；
[0028]圖7是其中示意性地表示MFB的測量數(shù)據(jù)的波形實例的視圖，在該實例中，由于發(fā) 生半啞火或啞火，出現(xiàn)相對于基準數(shù)據(jù)的波形的偏離；
[0029]圖8是示出在本發(fā)明的第一實施例中執(zhí)行的例程的流程圖；
[0030] 圖9是用于描述這樣的實例的視圖：在該實例中，在三個指定分數(shù)燃燒點處評價 MFB數(shù)據(jù)的相關(guān)度，并且判定冷卻損失過度增加所導致的MFB的測量數(shù)據(jù)的變化。
【具體實施方式】
[0031] 第一實施例
[0032] 將參考圖1到圖8描述本發(fā)明的第一實施例。
[0033][第一實施例的系統(tǒng)配置]
[0034]圖1是描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的內(nèi)燃機10的系統(tǒng)配置的視圖。圖1中所示的 系統(tǒng)包括火花點火型內(nèi)燃機10。在內(nèi)燃機10的每個缸體中設置有活塞12。在各個缸體內(nèi)，在 活塞12的頂部側(cè)形成燃燒室14。進氣通道16和排氣通道18與燃燒室14連通。
[0035]進氣閥20被設置在進氣通道16的進氣端口中。進氣閥20打開和關(guān)閉進氣端口。排 氣閥22被設置在排氣通道18的排氣端口中。排氣閥22打開和關(guān)閉排氣端口。電子控制的節(jié) 流閥24被設置在進氣通道16中。內(nèi)燃機10的每個缸體配備用于將燃料直接噴射到燃燒室14 內(nèi)（噴射到缸體內(nèi)）的燃料噴射閥26、以及用于點燃空氣-燃料混合物的點火裝置(圖中僅示 出火花塞)28。在每個缸體中還安裝有用于檢測缸內(nèi)壓力的缸內(nèi)壓力傳感器30。
[0036]除了電子控制單元(ECU)40之外，該實施例的系統(tǒng)還包括下面描述的用于驅(qū)動各 種致動器的驅(qū)動電路（圖中未示出）和各種傳感器等，作為控制內(nèi)燃機10的控制設備。ECU 40包括輸入/輸出接口、存儲器和中央處理單元(CPU)。輸入/輸出接口被配置為接收來自在 內(nèi)燃機10或者安裝有內(nèi)燃機10的車輛中安裝的各種傳感器的傳感器信號，并且還將致動信 號輸出到用于控制內(nèi)燃機10的各種致動器。用于控制內(nèi)燃機10的各種控制程序和映射等被 存儲在存儲器中。CPU從存儲器讀出控制程序等，并且執(zhí)行該控制程序等，并且基于所接收 的傳感器信號產(chǎn)生用于各種致動器的致動信號。
[0037]除了上述缸內(nèi)壓力傳感器30之外，E⑶40從中接收信號的傳感器還包括用于獲取 發(fā)動機運行狀態(tài)的各種傳感器，諸如被設置在曲柄軸（圖中未示出）附近的曲柄角傳感器 42，以及被設置在進氣通道16的入口附近的氣流傳感器44。
[0038] ECU 40將致動信號輸出到的致動器包括用于控制發(fā)動機操作的各種致動器，諸如 上述節(jié)流閥24、燃料噴射閥26和點火裝置28』〇] 40還具有以下功能:使缸內(nèi)壓力傳感器30 的輸出信號與曲柄角同步，以及使所同步的信號受到AD轉(zhuǎn)換并且獲取所產(chǎn)生的信號。由此 可以在AD轉(zhuǎn)換分辨率允許的范圍內(nèi)檢測任意曲柄角正時（crank angle timing)處的缸內(nèi) 壓力。此外，ECU 40存儲其中定義了曲柄角與缸內(nèi)容積之間的關(guān)系的映射，并且可以參考該 映射計算與曲柄角對應的缸內(nèi)容積。
[0039][第一實施例中的燃燒控制]
[0040](利用缸內(nèi)壓力傳感器的MFB測量數(shù)據(jù)計算）
[0041]圖2是表示燃燒質(zhì)量分數(shù)的波形和點火正時（spark timing)SA的視圖。根據(jù)該實 施例的包括缸內(nèi)壓力傳感器30和曲柄角傳感器42的系統(tǒng)，在內(nèi)燃機10的每個周期中，可以 獲取與曲柄角同步的缸內(nèi)壓力P的測量數(shù)據(jù)(更具體地是指被計算作為各個預定曲柄角的 值的缸內(nèi)壓力P的集合）?？梢愿鶕?jù)以下等式（1)和(2)，使用所獲取的缸內(nèi)壓力P的測量數(shù)據(jù) 和熱力學第一定律來計算任意曲柄角Θ處的缸體內(nèi)的熱釋放量Q。此外，可以根據(jù)以下等式 (3)，使用所計算的缸體內(nèi)的熱釋放量Q的測量數(shù)據(jù)(被計算作為各個預定曲柄角的值的熱 釋放量Q的集合)來計算任意曲柄角Θ處的燃燒質(zhì)量分數(shù)(下文稱為"MFB"）。進一步地，可通 過執(zhí)行計算每個預定曲柄角處的MFB的處理來計算與曲柄角同步的MFB的測量數(shù)據(jù)（測量 MFB集合）。在燃燒時段中以及在燃燒時段前后的預定曲柄角時段(在本文中，例如，從進氣 閥20的關(guān)閉時間IVC到排氣閥22的打開時間EVO的曲柄角時段）中計算MFB的測量數(shù)據(jù)。
[0042]
[0043]
[0044]
[0045] 其中，在上述等式（1)中，V表示缸內(nèi)容積，κ表示缸內(nèi)氣體的比熱比（ratio of spec if i c heat)。進一步地，在上述等式(3)中，0min表示燃燒起點，0max表示燃燒終點。
[0046]根據(jù)通過上述方式計算的MFB的測量數(shù)據(jù)，可以獲取當MFB是指定分數(shù)α( % )時的 曲柄角（在下文中稱為"指定分數(shù)燃燒點"，并且通過附上"CAa"來指示）。更具體地說，當獲 取指定分數(shù)燃燒點CAa時，盡管指定分數(shù)α的值可以被成功地包括在MFB的測量數(shù)據(jù)中，但是 在該值未被包括的情況下，可通過基于位于指定分數(shù)α兩側(cè)的測量數(shù)據(jù)的內(nèi)插來計算指定 分數(shù)燃燒點CAa。在本描述的下文中，利用MFB的測量數(shù)據(jù)而獲取的CAa值被稱為"測量CAa"。 現(xiàn)在將參考圖2描述典型的指定分數(shù)燃燒點CAa。缸體中的燃燒開始，伴隨著在點火正時SA 處執(zhí)行點燃空氣-燃料混合物之后的點火延遲。燃燒的起點（上述等式(3)中的Θ_)(Β卩，MFB 開始升高時的曲柄角)被稱為(CA0)。從CA0直到曲柄角CA10 (此時MFB變?yōu)?0 % )的曲柄角時 段(CA0-CA10)與初始燃燒時段對應，從CA10直到曲柄角CA90(此時MFB變?yōu)?0 % )的曲柄角 時段(CA10-CA90)與主燃燒時段對應。進一步地，根據(jù)該實施例，MFB變?yōu)?0%時的曲柄角 CA50被用作燃燒中心。MFB變?yōu)?00 %時的曲柄角CA100與燃燒終點（上述等式(3)中的0max) 對應，在該燃燒終點，熱釋放量Q達到最大值。燃燒時段被定義為從CA0到CA100的曲柄角時 段。
[0047](利用CAa的發(fā)動機控制）
[0048]圖3是描述ECU執(zhí)行的利用CA10和CA50的兩種反饋控制的概要的框圖。ECU 40執(zhí)行 的發(fā)動機控制包括利用指定分數(shù)燃燒點CAa的控制。在此，作為利用指定分數(shù)燃燒點CAa的 發(fā)動機控制實例，將描述分別利用CA10和CA50的兩種反饋控制。根據(jù)該實施例，在以比理論 空氣-燃料比更大的空氣-燃料比(燃料更稀)執(zhí)行的稀薄燃燒工作期間執(zhí)行這些控制。
[0049] 1.利用SA-CA10的燃料噴射量反饋控制
[0050] 在該反饋控制中，CA10(10%燃燒點）不被視為直接目標值，而是按照下面的方式 使用。也就是說，在本描述中，從點火正時SA到CA10的曲柄角時段被稱為"SA-CA10"。更具體 地說，SA-CA10被稱為"測量SA-CA10"，該SA-CA10是通過從測量CA10減去點火正時SA而獲取 的差值。需要指出，根據(jù)該實施例，在通過后述的利用CA50的點火正時反饋控制進行調(diào)整之 后的最終目標點火正時(下一周期中的點火正時的指令值)被用作用于計算測量SA-CA10的 點火正時SA。
[0051]圖4是表示空氣-燃料比與SA-CA10之間的關(guān)系的視圖。此關(guān)系是相對于理論空氣-燃料比位于稀側(cè)的稀薄空氣-燃料比范圍內(nèi)的關(guān)系，并且是相同運行條件(更具體地是指其 中進氣流量和發(fā)動機速度相同的發(fā)動機運行條件)下的關(guān)系。SA-CA10是表示點火延遲的參 數(shù)，而且SA-CA10與空氣-燃料比之間存在恒定的相關(guān)性。更具體地說，如圖4所示，在稀薄空 氣-燃料比范圍內(nèi)，存在這樣的關(guān)系：即，SA-CA10隨著空氣-燃料比變稀而增加。因此，與所 需的目標空氣-燃料比對應的目標SA-CA10可利用此關(guān)系來確定。此外，根據(jù)該實施例采用 這樣的配置：即，在稀薄燃燒工作期間執(zhí)行調(diào)整燃料噴射量的反饋控制，以便測量SA-CA10 接近目標SA-CA10(下文簡稱為"SA-CA10反饋控制"）。
[0052]如圖3所示，在SA-CA10反饋控制中，目標SA-CA10根據(jù)發(fā)動機運行條件(更具體地 是指目標空氣-燃料比、發(fā)動機速度和進氣流量)而被設定。在各個缸體中針對每個周期計 算測量SA-CA10。進一步地，在SA-CA10反饋控制中，作為一實例，PI控制被用于調(diào)整燃料噴 射量，以便消除目標SA-CA10與測量SA-CA10之間的差值。在PI控制中，使用目標SA-CA10與 測量SA-CA10之間的差值以及預定的PI增益（比例增益和積分增益），根據(jù)差值的大小及其 積分值的大小計算燃料噴射量的校正量。針對每個缸體計算的校正量被反映在作為調(diào)整對 象的缸體的基本燃料噴射量中。因此，在缸體處要在下一周期中提供的燃料噴射量通過SA-CA10反饋控制來調(diào)整(校正）。
[0053] 根據(jù)SA-CA10反饋控制，在其中獲得小于目標SA-CA10的測量SA-CA10的缸體中，執(zhí) 行校正，該校正減少要在下一周期中使用的燃料噴射量，從而使空氣-燃料比變稀，并且增 加測量SA-CA10。相反地，在其中獲得大于目標SA-CA10的測量SA-CA10的缸體中，執(zhí)行校正， 該校正增加要在下一周期中使用的燃料噴射量，從而使空氣-燃料比變濃，并且減小測量 SA-CA10。
[0054] 根據(jù)SA-CA10反饋控制，通過利用SA-CA10(與空氣-燃料比高度相關(guān)的參數(shù)），稀薄 燃燒工作期間的空氣-燃料比可以被控制為目標值（目標空氣-燃料比）。因此，通過將目標 SA-CA10設定為與稀薄燃燒界限附近的空氣-燃料比對應的值，可以將空氣-燃料比控制在 稀薄燃燒界限附近。通過此方式，可實現(xiàn)低燃耗和低NOx排放。
[0055] 2.利用CA50的點火正時反饋控制
[0056 ] 最優(yōu)點火正時（所謂的"MBT (針對最佳轉(zhuǎn)矩的最小點火提前角(m i n imum ad van c e for the best torque))點火正時"）根據(jù)空氣-燃料比而改變。因此，如果空氣-燃料比因為 SA-CA10反饋控制而改變，則MBT點火正時也會改變。另一方面，獲得MBT點火正時時的CA50 基本上不會相對于稀薄空氣-燃料比范圍內(nèi)的空氣-燃料比而改變。因此可以認為，通過采 用獲得MBT點火正時時的CA50作為目標CA50,并且校正點火正時以消除測量CA50與目標 CA50之間的差值，從而可以在不受上述空氣-燃料比變化影響的情況下，將稀薄燃燒工作時 的點火正時調(diào)整為MBT點火正時。因此，根據(jù)該實施例采用這樣的配置:即，在稀薄燃燒工作 期間，連同SA-CA10反饋控制一起，還執(zhí)行調(diào)整點火正時的反饋控制，以便測量CA50接近目 標CA50(下文簡稱為"CA50反饋控制"）。
[0057]如圖3所示，在CA50反饋控制中，用于使點火正時成為MBT點火正時的目標CA50被 設定為根據(jù)發(fā)動機運行條件(更具體地是指目標空氣-燃料比、發(fā)動機速度和進氣流量）的 值。需要指出，此處使用的術(shù)語"CA50反饋控制"不一定限于控制點火正時以獲得MBT點火正 時的控制。也就是說，CA50反饋控制也可被用于這樣的情況:其中，采用MBT點火正時之外的 點火正時作為目標值，例如在所謂的延遲燃燒(retarded combustion)時。在這種情況下， 例如，除了上述發(fā)動機運行條件之外，目標CA50還可被設定為根據(jù)目標點火效率(指示該目 標值與MBT點火正時偏離程度的指標值)而變化。
[0058]在各個缸體中針對每個周期計算測量CA50。進一步地，在CA50反饋控制中，作為一 實例，PI控制被用于相對于基本點火正時校正點火正時，以便消除目標CA50與測量CA50之 間的差值?；军c火正時被預先存儲在ECU 40中作為根據(jù)發(fā)動機運行條件(主要是指進氣 流量和發(fā)動機速度）的值。在PI控制中，使用目標CA50與測量CA50之間的差值以及預定的PI 增益(比例增益和積分增益），計算根據(jù)差值的大小以及該差值的積分值的大小的點火正時 校正量。針對每個缸體計算的校正量被反映在目標缸體的基本點火正時中。借助此方式，通 過CA50反饋控制來調(diào)整(校正)在缸體處要在下一周期中使用的點火正時（目標點火正時）。
[0059] 稀薄燃燒界限處的空氣-燃料比的值在受到點火正時的影響時變化。更具體地說， 例如，當點火正時相對于MBT點火正時被延遲時，與被控制在MBT點火正時的情況相比，稀薄 燃燒界限處的空氣-燃料比的值移到濃側(cè)。如果在不考慮上述點火正時對稀薄燃燒界限處 的空氣-燃料比的值的影響的情況下執(zhí)行SA-CA10反饋控制，則會出現(xiàn)在以下情況下發(fā)生啞 火的問題:其中，由于SA-CA10反饋控制，空氣-燃料比偏向稀側(cè)的值。因此，根據(jù)該實施例， 采用這樣的配置作為SA-CA10反饋控制的優(yōu)選實施例：即，僅在其中CA50反饋控制處于充分 收斂狀態(tài)（即，其中點火正時充分接近MBT點火正時的狀態(tài))的燃燒周期中執(zhí)行SA-CA10反饋 控制。進一步地，當在此情況下執(zhí)行SA-CA10反饋控制時，為了有利地確保SA-CA10反饋控制 的執(zhí)行頻率，根據(jù)該實施例采用這樣的配置：g卩，CA50反饋控制的響應速度被設定為高于 SA-CA10反饋控制的響應速度。例如，可通過使要在CA50反饋控制中使用的PI增益大于要在 SA-CA10反饋控制中使用的PI增益，來實現(xiàn)這樣的響應速度設定。
[0060] 需要指出，在上述情況下針對每個缸體執(zhí)行SA-CA10反饋控制和CA50反饋控制。盡 管該實施例的內(nèi)燃機10在每個缸體中包括缸內(nèi)壓力傳感器30，但是在具有其中例如僅在一 個代表性缸體中設置缸內(nèi)壓力傳感器的配置的內(nèi)燃機的情況下，可以利用基于從單個缸內(nèi) 壓力傳感器獲得的缸內(nèi)壓力的測量SA-CA10和測量CA50,執(zhí)行所有缸體的燃料噴射量和點 火正時的反饋控制。
[0061 ][使用基準數(shù)據(jù)的MFB測量數(shù)據(jù)評價、以及根據(jù)評價結(jié)果的對策]
[0062](評價MFB的測量數(shù)據(jù)的必要性）
[0063] MFB的測量數(shù)據(jù)的波形根據(jù)燃燒狀態(tài)(具體是指是否令人滿意的燃燒被執(zhí)行)或者 內(nèi)燃機10周圍的環(huán)境（例如，溫度環(huán)境）而變化。因此，如果可以在運載工具上適當?shù)胤治?MFB的測量數(shù)據(jù)，則可以確定燃燒狀態(tài)或環(huán)境的變化，并且可以適當?shù)貓?zhí)行用作針對變化的 對策的發(fā)動機控制。進一步地，如果用作上述分析中的標準的基準數(shù)據(jù)被提供，則可以認為 能夠更準確地確定上述變化。也就是說，如果燃燒令人滿意（正常），則MFB的測量數(shù)據(jù)將與 基準數(shù)據(jù)高度相關(guān)。但是，如果燃燒狀態(tài)或環(huán)境出現(xiàn)變化，則測量數(shù)據(jù)將與基準數(shù)據(jù)偏離。 因此，如果可以評價測量數(shù)據(jù)與基準數(shù)據(jù)之間的相關(guān)度，則可以確定燃燒狀態(tài)等的變化。
[0064] 因此，根據(jù)該實施例，為了確?？梢栽谶\載工具上準確地執(zhí)行上述測量數(shù)據(jù)的分 析，在運載工具上產(chǎn)生要被用作標準的MFB基準數(shù)據(jù)。此外，優(yōu)選地采用這樣的配置：即，能 夠以低計算負荷，簡單、準確地產(chǎn)生要被用于評價MFB測量數(shù)據(jù)的基準數(shù)據(jù)。進一步地，即使 在令人滿意的燃燒狀態(tài)下，MFB的測量數(shù)據(jù)的波形也可根據(jù)發(fā)動機運行條件(主要是指進氣 流量、發(fā)動機速度以及空氣-燃料比）而變化。因此，基準數(shù)據(jù)有必要能夠反映根據(jù)發(fā)動機運 行條件的MFB波形的變化。
[0065] (MFB的基準數(shù)據(jù)的創(chuàng)建方法概覽）
[0066]圖5是描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的用于創(chuàng)建MFB的基準數(shù)據(jù)的方法的視圖。圖 5表示這樣的xy平面(下文稱為"MFB-Θ"平面），其將曲柄角Θ作為X坐標值，將燃燒質(zhì)量分數(shù) MFB作為y坐標值。
[0067]如上面參考圖3所述，作為CA50反饋控制的目標值的目標CA50被確定為根據(jù)發(fā)動 機運行條件（目標空氣-燃料比、發(fā)動機速度和進氣流量）的值。作為SA-CA10反饋控制的目 標值的目標SA-CA10同樣被確定為根據(jù)發(fā)動機運行條件的值。如果在其中執(zhí)行CA50反饋控 制的稀薄燃燒工作時執(zhí)行操作，則每個燃燒周期中的點火正時SA的指令值（目標點火正時） 被確定為這樣的值:在該值中反映了基于根據(jù)發(fā)動機運行條件的基本點火正時的CA50反饋 控制?？梢曰谝源朔绞接嬎愕哪繕薙A-CA10以及目標點火正時計算CA10的值。但是，由于 該CA10本身不是上述SA-CA10反饋控制的直接控制目標值，因此在下文中將所提及的CA10 稱為"指定CA10"。需要指出，目標SA-CA10和目標CA50被設定為標準溫度環(huán)境(例如，20°C) 中的值。
[0068] CA50是MFB變?yōu)?0 %時的曲柄角，CA10是MFB變?yōu)?0 %時的曲柄角。因此，如果目標 CA50的值和指定CA10的值被確定，則自然在圖5中所示的MFB-Θ平面上目標CA50和指定CA10 分別位于的點A和點B被確定。為了評價MFB的測量數(shù)據(jù)的相關(guān)度，基準數(shù)據(jù)有必要具有(不 省略)這樣的數(shù)據(jù):該數(shù)據(jù)與針對每個預定的曲柄角而獲取的測量數(shù)據(jù)的每個數(shù)據(jù)項成對。
[0069] 出于上述目的，根據(jù)該實施例采用其中執(zhí)行基于兩點A和B的線性內(nèi)插和線性外插 的配置，并且在從燃燒起點CA0到燃燒終點CA100的曲柄角時段內(nèi)產(chǎn)生MFB的基準數(shù)據(jù)。進一 步地，對于CA0之前的曲柄角時段的基準數(shù)據(jù)，產(chǎn)生作為MFB為0%時的數(shù)據(jù)的基準數(shù)據(jù)，并 且對于CA100之后的曲柄角時段的基準數(shù)據(jù)，產(chǎn)生作為MFB為100%時的數(shù)據(jù)的基準數(shù)據(jù)。根 據(jù)該實施例以此方式產(chǎn)生MFB的基準數(shù)據(jù)。進一步地，所產(chǎn)生的基準數(shù)據(jù)遵循的波形是圖5 中的虛線所示的波形。
[0070] (使用互相關(guān)函數(shù)的MFB數(shù)據(jù)相關(guān)度評價）
[0071]根據(jù)該實施例，為了評價MFB的測量數(shù)據(jù)，確定示出MFB的基準數(shù)據(jù)與測量數(shù)據(jù)之 間相關(guān)度的"相關(guān)指標值Ir"。根據(jù)該實施例，互相關(guān)函數(shù)被用作用于計算相關(guān)指標值Ir的優(yōu) 選方法。使用互相關(guān)函數(shù)的互相關(guān)系數(shù)R的計算使用以下等式(4)來執(zhí)行。
[0072] R= Zfa~b(0)ga~b(T0-0)---(4)
[0073] 其中，在上述等式(4)中，Θ表示曲柄角。進一步地，τθ是表示對于兩個波形在曲柄 角軸方向上的相對偏差的變量，這兩個波形作為相關(guān)度評價的對象(根據(jù)該實施例，是指 MFB的基準數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)的波形）。函數(shù)fa~b(Te-0)與MFB的基準數(shù)據(jù)對應，基準數(shù)據(jù)是針 對每個預定的曲柄角而存在的離散值的集合。函數(shù)g a~b(T『0)與MFB的測量數(shù)據(jù)對應，測量 數(shù)據(jù)同樣是離散值的集合。更具體地說，（a~b)指示其中這些函數(shù)fd(0)和8Μ(τ θ-θ)分別 被定義的曲柄角軸上的區(qū)段。區(qū)段(a~b)與其中基準數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)存在的曲柄角時段 (下文稱為"計算時段α"）對應，基準數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)是用于計算MFB的基準數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù) 中的互相關(guān)系數(shù)R的對象(換言之，相關(guān)度評價的對象）。后面描述了在前的時段α?和在后的 時段α2,這兩個時段是該實施例中使用的計算時段α的具體實例。需要指出，在其中發(fā)動機 控制中使用的指定分數(shù)燃燒點CAa(根據(jù)該實施例是指CA10和CA50)的測量值未被包括在基 于缸內(nèi)壓力的測量數(shù)據(jù)而計算的MFB的測量數(shù)據(jù)中的情況下，可采用這樣的配置：即，通過 基于相鄰測量數(shù)據(jù)的內(nèi)插確定這樣的測量值，并且在也確定基準數(shù)據(jù)側(cè)的值（用作與測量 值成對的對應方)之后，成對的值被包括在用于評價相關(guān)度的對象中。
[0074] 使用等式(4)的卷積運算的執(zhí)行伴隨這樣的運算：即，通過在預定范圍內(nèi)改變變量 τθ，當在使基準數(shù)據(jù)的波形保持固定的同時使計算時段(a)內(nèi)的MFB的測量數(shù)據(jù)的整個波形 沿著曲柄角方向（圖5中所示的MFB的基準數(shù)據(jù)的波形的水平軸方向）逐漸移動時，連續(xù)地計 算互相關(guān)系數(shù)R。此運算過程中的互相關(guān)系數(shù)R的最大值R max與兩個波形總體上彼此最接近 時的互相關(guān)系數(shù)R對應，并且可以按照以下等式(5)所示來表示。在該實施例中使用的相關(guān) 指標值Ir并非最大值R max本身，而是通過對互相關(guān)系數(shù)R執(zhí)行預定的歸一化 (normalization)處理而獲得的值。此處使用的術(shù)語"歸一化處理"指的是這樣的處理:該處 理被定義為，使得在這兩個波形(基準數(shù)據(jù)波形和測量數(shù)據(jù)波形)完全匹配時的R max表示值 1，由于該處理本身是已知的，所以此處省略對其的詳細描述。
[0075] Rmax=max(R)=max( 2fa~b(9)ga~b(Te-9))...(5)
[0076] 通過上述計算處理計算的相關(guān)指標值Ir在這兩個波形完全匹配的情況下變?yōu)? (最大值），并且隨著這兩個波形之間的相關(guān)度減小而逐漸接近零。需要指出，在相關(guān)指標值 Ir顯示為負值的情況下，在這兩個波形之間存在負相關(guān)，并且在這兩個波形完全倒置的情 況下，相關(guān)指標值Ir顯示值-1。因此，可以基于按照上述方式獲得的相關(guān)指標值Ir來確定MFB 的基準數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)之間的相關(guān)度。需要指出，該實施例中對互相關(guān)函數(shù)的利用是這樣 的操作:采用同一種數(shù)據(jù)（即，MFB數(shù)據(jù))作為對象，并且將其測量數(shù)據(jù)與基準數(shù)據(jù)（即，理想 的MFB數(shù)據(jù)）進行比較。因此，可以認為，在這種情況下利用的互相關(guān)函數(shù)基本是自相關(guān)函 數(shù)。
[0077]需要指出，盡管根據(jù)該實施例采用這樣的配置：即，如上所述，通過使互相關(guān)系數(shù)R 歸一化而獲得的值的最大值被用作相關(guān)指標值Ir，但是根據(jù)本發(fā)明的"相關(guān)指標值"也可以 是不伴隨預定的歸一化處理的互相關(guān)系數(shù)R的最大值R max。但是，在不伴隨歸一化處理的情 況下的相關(guān)指標值（即，最大值Rmax)并非簡單地隨相關(guān)度的增加而增加，而是在最大值R max 的大小與相關(guān)度的增加/減小之間存在下面描述的關(guān)系。也就是說，相關(guān)度隨著最大值Rmax 增加而增加，當最大值Rmax變?yōu)樘囟ㄖ礨時，相關(guān)度變?yōu)樽罡撸ㄒ簿褪钦f，兩個波形完全匹 配）。進一步地，當最大值R max增加到大于值X的值時，相關(guān)度隨著最大值Rmax增加而減小。因 此，在實際使用最大值R max作為"相關(guān)指標值"而不執(zhí)行歸一化處理的情況下，可以通過以下 處理執(zhí)行有關(guān)"相關(guān)指標值"是否小于"判定值"的判定。也就是說，在最大值R max偏離以值X 為中心的預定范圍的情況下，可以判定"相關(guān)指標值小于判定值"，反之，在最大值Rmax落在 上述預定范圍內(nèi)的情況下，可以判定"相關(guān)指標值大于或等于判定值"。
[0078](作為根據(jù)MFB數(shù)據(jù)評價結(jié)果的對策的發(fā)動機控制）
[0079]根據(jù)該實施例，通過上述方法產(chǎn)生的基準數(shù)據(jù)，在每個缸體中針對每個燃燒周期 評價MFB的測量數(shù)據(jù)與基準數(shù)據(jù)之間的相關(guān)度。在下文中，將參考圖6和圖7描述被示出為該 實施例的一個實例的測量數(shù)據(jù)的變化形式。
[0080] 圖6是其中示意性地表示MFB的測量數(shù)據(jù)的波形實例的視圖，在該實例中，由于過 度的冷卻損失(coo 1 ing loss)導致出現(xiàn)相對于基準數(shù)據(jù)的波形的偏離。當內(nèi)燃機10在極低 溫度下(例如緊接在寒冷地區(qū)的啟動之后)工作時，與內(nèi)燃機10在標準溫度環(huán)境中工作的情 況相比，冷卻損失過度。圖6所示的實例還顯示，此類過度冷卻損失的影響在燃燒的后半時 段(CA50-CA100)中在測量數(shù)據(jù)中顯著地顯現(xiàn)。更具體地說，上述影響有時也在燃燒的前半 時段(CA0-CA50)中顯現(xiàn)。但是，與在前半時段中相比，冷卻損失的影響在后半時段中的顯現(xiàn) 程度更大。因此，與在前半時段中相比，測量數(shù)據(jù)相對于基準數(shù)據(jù)的相關(guān)度在后半時段中更 低。進一步地，上述影響在后半時段中的顯現(xiàn)方式不一定限于像在圖6所示的實例中那樣， 顯現(xiàn)在從測量CA50的附近開始及之后的時段內(nèi)的數(shù)據(jù)中，有時可能顯現(xiàn)在從稍晚于測量 CA50的指定分數(shù)燃燒點（例如，測量CA80)的附近開始及之后的時段內(nèi)的數(shù)據(jù)中。
[0081] 圖7是其中示意性地表示MFB的測量數(shù)據(jù)的波形實例的視圖，在該實例中，由于出 現(xiàn)半啞火或啞火導致出現(xiàn)相對于基準數(shù)據(jù)的波形的偏離。在此，術(shù)語"半啞火"指的是這樣 的燃燒:其中，火焰?zhèn)鞑ピ谌紵裏岙a(chǎn)生的過程中停止，因此發(fā)動機啞火，火焰未被充分地形 成。進一步地，術(shù)語"完全啞火"（下文簡稱為"啞火"）指的是在沒有空氣-燃料混合物點火的 情況下發(fā)生的啞火。與被用作標準的令人滿意的燃燒狀態(tài)中的基準數(shù)據(jù)的波形相比，在半 啞火發(fā)生的情況下的MFB的測量數(shù)據(jù)的波形中，如圖7所示，燃燒的開始被延遲，并且MFB數(shù) 據(jù)增加的方式平緩。另一方面，在啞火發(fā)生的情況下，由于不產(chǎn)生熱，MFB的測量數(shù)據(jù)以MFB 的0 %值推移。需要指出，實際上，即使在發(fā)生啞火時，疊加在缸內(nèi)壓力傳感器30的輸出上的 噪聲的影響有時也在MFB的測量數(shù)據(jù)的波形中顯現(xiàn)，并且這種情況下的MFB的測量數(shù)據(jù)的波 形在0%MFB的附近波動。如上所述，在半啞火或啞火出現(xiàn)的情況下的測量數(shù)據(jù)與在基準數(shù) 據(jù)的整個燃燒時段上的基準數(shù)據(jù)具有低相關(guān)性。
[0082] 通過圖6和圖7所示的MFB的測量數(shù)據(jù)與基準數(shù)據(jù)之間的比較結(jié)果可以理解，通過 僅評價燃燒的后半時段中的兩種MFB數(shù)據(jù)之間的相關(guān)度，很難準確地區(qū)分測量數(shù)據(jù)的偏離 是由冷卻損失造成還是由半啞火/啞火造成。
[0083] 因此，根據(jù)該實施例，為了評價燃燒的前半時段中的兩種MFB數(shù)據(jù)之間的相關(guān)度， 采用這樣的配置:其中，計算將在前的時段α?作為對象的相關(guān)指標值I R1，在前的時段α?是包 括前半時段及其周邊(periphery)的計算時段。此外，為了評價燃燒的后半時段中的兩種 MFB數(shù)據(jù)之間的相關(guān)度，采用這樣的配置:其中，計算將在后的時段α2作為對象的相關(guān)指標 值IR2,在后的時段α2是包括后半時段及其周邊的計算時段。
[0084] 此外，根據(jù)該實施例，在盡管與在后的時段α2有關(guān)的相關(guān)指標值IR2小于預定的判 定值iRth，但是與在前的時段α?有關(guān)的相關(guān)指標值Iri大于或等于該判定值I Rth的情況下，判 定由于過度的冷卻損失導致MFB的測量數(shù)據(jù)相對于基準數(shù)據(jù)發(fā)生變化。進一步地，在這種情 況下，采用這樣的配置:即，執(zhí)行預定的發(fā)動機暖機控制以升高內(nèi)燃機10的溫度。
[0085] 進一步地，根據(jù)該實施例，在與在后的時段α2有關(guān)的相關(guān)指標值IR2小于預定的判 定值iRth，并且與在前的時段α?有關(guān)的相關(guān)指標值Iri也小于該判定值I Rth的情況下，判定由 于半啞火/啞火導致MFB的測量數(shù)據(jù)相對于基準數(shù)據(jù)發(fā)生變化。進一步地，在這種情況下，采 用這樣的配置:即，執(zhí)行預定的啞火抑制控制來抑制啞火(包括半啞火)的發(fā)生。
[0086](第一實施例的具體處理）
[0087]圖8是示出在本發(fā)明的第一實施例中ECU 40執(zhí)行的例程的流程圖。需要指出，在稀 薄燃燒工作期間，該例程在每個缸體中排氣閥22的打開時間已經(jīng)過去時開始，并且針對每 個燃燒周期重復地執(zhí)行。
[0088]在圖8所示的例程中，首先，在步驟100，ECU 40獲取當前的發(fā)動機運行條件。此處 使用的術(shù)語"發(fā)動機運行條件"主要是指發(fā)動機速度、進氣流量和空氣-燃料比。發(fā)動機速度 使用曲柄角傳感器42來計算。進氣流量使用氣流傳感器44來計算。空氣-燃料比是被用作稀 薄燃燒工作時的目標的空氣-燃料比。
[0089] 接下來，ECU 40繼續(xù)到步驟102，并獲取目標CA50和指定CA10作為確定MFB的基準 數(shù)據(jù)的波形的參數(shù)。更具體地說，ECU 40獲取目標CA50，該目標CA50被單獨地計算以執(zhí)行 CA50反饋控制。進一步地，ECU40獲取目標SA-CA10和目標點火正時，該目標SA-CA10被單獨 地計算以執(zhí)行SA-CA10反饋控制，該目標點火正時與其中已經(jīng)反映了 CA50反饋控制的最終 點火正時的指令值對應。接下來，E⑶40通過將目標點火正時加到目標SA-CA10上來計算指 定CA10〇
[0090] 在此，例如如果空氣-燃料比改變到稀側(cè)，則燃燒時段中的MFB波形的斜率(slope) 降低。MFB的基準數(shù)據(jù)有必要與根據(jù)此類發(fā)動機運行條件的MFB波形變化對應。由于目標 CA50被確定為根據(jù)發(fā)動機運行條件的值，因此發(fā)動機運行條件的影響已經(jīng)作為因素被考慮 到目標CA50中。同樣，發(fā)動機運行條件的影響已經(jīng)作為因素被考慮到目標SA-CA10中。進一 步地，如上所述，目標SA-CA10和目標CA50在以下情況下被設定：即，假設在標準溫度環(huán)境 (例如，20°C)中使用內(nèi)燃機10。因此，內(nèi)燃機10周圍溫度的影響也已經(jīng)作為因素被考慮到目 標SA-CA10和目標CA50中。用作計算目標點火正時的基礎(chǔ)的基本點火正時被確定為根據(jù)發(fā) 動機運行條件(進氣流量和發(fā)動機速度）的值。進一步地，通過借助CA50反饋控制校正點火 正時來處理伴隨空氣-燃料比變化的MBT點火正時變化。因此，還對于其中已經(jīng)反映了CA50 反饋控制的目標點火正時，可以認為發(fā)動機運行條件的影響已經(jīng)作為因素被考慮在內(nèi)。因 此，還對于根據(jù)目標SA-CA10和目標點火正時而確定的指定CA10,可以認為發(fā)動機運行條件 的影響已經(jīng)作為因素被考慮在內(nèi)。這樣，由于發(fā)動機運行條件的影響已經(jīng)作為因素被考慮 到目標CA50和指定CA10中，因此，還對于基于目標CA50和指定CA10而產(chǎn)生的基準數(shù)據(jù)，可以 認為由發(fā)動機運行條件導致的MFB波形的變化自然被作為因素考慮在內(nèi)。
[0091] 接下來，E⑶40繼續(xù)到步驟104。在步驟104，E⑶40執(zhí)行以下處理：即，使用在步驟 102獲取的目標CA50和指定CA10,指定MFB-Θ平面上的兩點A和B。
[0092] 接著，E⑶繼續(xù)到步驟106。在步驟106,基于兩點A和B產(chǎn)生位于除兩點A和B之外的 點處的MFB的基準數(shù)據(jù)。具體而言，首先根據(jù)以下方式產(chǎn)生從燃燒起點CA0到燃燒終點CA100 的曲柄角時段內(nèi)的基準數(shù)據(jù)。也就是說，通過基于兩點A和B的線性內(nèi)插，產(chǎn)生點A與點B之間 的曲柄角時段(CA10到CA50)的基準數(shù)據(jù)。另一方面，通過基于兩點A和B的線性外插，產(chǎn)生在 點A與點B之間指定的曲柄角時段之外的曲柄角時段(CA0到CA10，以及CA50到CA100)的基準 數(shù)據(jù)。進一步地，如上所述，在CA0之前的曲柄角時段的基準數(shù)據(jù)作為其中MFB為0%的數(shù)據(jù) 被產(chǎn)生，以及在CA100之后的曲柄角時段的基準數(shù)據(jù)作為其中MFB為100 %的數(shù)據(jù)被產(chǎn)生。 [0093] 接下來，ECU 40繼續(xù)到步驟108。在步驟108,根據(jù)上述等式(3)，基于在當前燃燒周 期中使用缸內(nèi)壓力傳感器30獲取的缸內(nèi)壓力的測量數(shù)據(jù)計算MFB的測量數(shù)據(jù)。
[0094] 接下來，E⑶40繼續(xù)到步驟110。在步驟110,通過將分別在步驟106和108中計算的 MFB的基準數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)當中的位于在前的時段α?內(nèi)的數(shù)據(jù)作為對象，使用上述等式(4) 計算相關(guān)指標值Iri。在此，作為一實例，在前的時段α?是從點火正時SA到小于CA50的曲柄角 的曲柄角時段。
[0095] 然后，Ε⑶40繼續(xù)到步驟112。在步驟112,通過將分別在步驟106和108計算的MFB 的基準數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)當中的位于在后的時段α2內(nèi)的數(shù)據(jù)作為對象，使用上述等式(4)計 算相關(guān)指標值IR2。在此，作為一實例，在后的時段α2是從CA50(包括CA50)到EV0的曲柄角時 段。需要指出，利用MFB的"基準數(shù)據(jù)"來指定被用于定義在前的時段α?和在后的時段α2的 CA50〇
[0096] 接下來，E⑶40繼續(xù)到步驟S114。在步驟S114，E⑶40判定在步驟112計算的與在 后的時段α2有關(guān)的相關(guān)指標值―是否小于判定值IRth。判定值IRth被預先設定為這樣的值， 通過該值，可以區(qū)分由半啞火導致的在前的時段α?中測量數(shù)據(jù)相對于基準數(shù)據(jù)的的偏離。 在出現(xiàn)半啞火導致的變化的情況下，與冷卻損失導致的測量數(shù)據(jù)變化的情況相比，在前的 時段α?的測量數(shù)據(jù)相對于基準數(shù)據(jù)顯著偏離。進一步地，在出現(xiàn)啞火導致的變化的情況下， 與出現(xiàn)半啞火導致的變化的情況相比，在前的時段α?的測量數(shù)據(jù)相對于基準數(shù)據(jù)顯著偏 離。因此，例如通過以上述方式設定判定值iRth，可以區(qū)分在該例程中被作為對象的測量數(shù) 據(jù)變化的原因。
[0097]在步驟114的判定結(jié)果為否的情況下（IR2 2 IRth)，E⑶40很快地結(jié)束當前燃燒周期 中的處理。另一方面，在步驟114的判定結(jié)果為肯定的情況下（IR2〈IRth)，也就是說，在可以判 定在后的時段α2的MFB的測量數(shù)據(jù)相對于基準數(shù)據(jù)的相關(guān)度低的情況下，ECU 40繼續(xù)到步 驟116。在步驟116，ECU 40判定在步驟110計算的與在前的時段α?有關(guān)的相關(guān)指標值IR1是否 小于判定值iRth。
[0098] 如果步驟116的判定結(jié)果為否定（IR2〈IRth，并且Iri2 iRth)，則ECU40繼續(xù)到步驟 118。在這種情況下，盡管在后的時段α2中的MFB的測量數(shù)據(jù)與基準數(shù)據(jù)之間的相關(guān)度低，但 是可以判定在前的時段α?中的MFB的測量數(shù)據(jù)與基準數(shù)據(jù)的相關(guān)度高。因此在這種情況下， ECU 40判定由冷卻損失導致MFB的測量數(shù)據(jù)變化，并且執(zhí)行發(fā)動機暖機控制。在此，作為發(fā) 動機暖機控制的一實例，執(zhí)行增加燃料噴射量的操作。更具體地說，用于借助該發(fā)動機暖機 控制增加燃料噴射量的校正量，被加到以反映借助SA-CA10反饋控制的校正的方式而確定 的燃料噴射量上。根據(jù)該控制，由于通過在稀薄燃燒工作下增加燃料噴射量，空氣-燃料比 改變到理論空氣-燃料比側(cè)，因此熱釋放量增加，并且可以促進發(fā)動機的暖機。在作為當前 判定對象的缸體的下一周期中執(zhí)行發(fā)動機暖機控制到燃料噴射量的反映。但是，由于溫度 環(huán)境變化(導致冷卻損失變得過度的原因）不是特定于上述缸體的狀況，因此所提及的控制 的反映不限于上述缸體，也可以從在執(zhí)行當前判定之后其燃料噴射量最初被指示的缸體開 始。發(fā)動機暖機控制繼續(xù)，直至步驟114的判定結(jié)果變?yōu)榉穸ā?br>[0099] 另一方面，如果步驟116的判定結(jié)果為肯定（IR2〈IRth，并且lRi〈IRth)，則ECU 40繼續(xù) 到步驟120。在這種情況下，可以判定在后的時段α2和在前的時段α?中的MFB的測量數(shù)據(jù)相 對于基準數(shù)據(jù)的相關(guān)度均低。因此，在這種情況下，ECU 40判定由半啞火或啞火導致MFB的 測量數(shù)據(jù)變化，并且執(zhí)行啞火抑制控制。在此，作為啞火抑制控制的一實例，執(zhí)行增加燃料 噴射量的操作。更具體地說，用于借助該啞火抑制控制增加燃料噴射量的校正量，被加到以 反映借助SA-CA10反饋控制的校正的方式而確定的燃料噴射量上。除了通過SA-CA10反饋控 制來控制空氣-燃料比之外，還通過以此方式執(zhí)行啞火抑制控制，可以更可靠地抑制啞火。 啞火抑制控制在燃料噴射量中的反映在作為當前判定對象的缸體的下一周期中執(zhí)行。啞火 抑制控制繼續(xù)，直至步驟114的判定結(jié)果變?yōu)榉穸ā?br>[0100] 根據(jù)上述圖8所示的例程的處理，MFB的基準數(shù)據(jù)可以基于目標CA50和指定CA10來 產(chǎn)生。目標CA50是在CA50反饋控制（內(nèi)燃機10執(zhí)行的發(fā)動機控制之一）中利用的控制目標 值。指定CA10是根據(jù)目標SA-CA10和目標點火定時定義的指定分數(shù)燃燒點，該目標SA-CA10 在SA-CA10反饋控制（同樣是發(fā)動機控制之一）中利用，該目標點火定時通過CA50反饋控制 而確定。與用于產(chǎn)生MFB數(shù)據(jù)的已知方法形成對比，下面將描述用于利用目標CA50和指定 CA10 (具有此類特征的參數(shù))產(chǎn)生MFB的基準數(shù)據(jù)的方法的優(yōu)點。
[0101](第一實施例中用于產(chǎn)生MFB的基準數(shù)據(jù)的方法的優(yōu)點）
[0102]產(chǎn)生MFB數(shù)據(jù)的已知方法的一個實例是利用韋別函數(shù)的方法。此方法是嘗試數(shù)學 化燃燒的一種方法。但是此方法具有下面的問題。也就是說，由于計算量增加，ECU的計算負 荷大。當嘗試使用韋別函數(shù)以更高的準確性表達燃燒波形(MFB波形)時，有必要適當?shù)卦O定 要在韋別函數(shù)中使用的各種參數(shù)。因此，需要考慮各種發(fā)動機運行條件參數(shù)，例如進氣流 量、發(fā)動機速度、空氣-燃料比、點火正時、以及燃燒溫度和缸體內(nèi)的氣體流速。進一步地，當 嘗試使用如此多的發(fā)動機運行條件參數(shù)計算燃燒波形時，數(shù)學公式變得更復雜。因此，計算 負荷增加。
[0103] 用于產(chǎn)生MFB數(shù)據(jù)的已知方法的另一問題是難以確保所產(chǎn)生的MFB數(shù)據(jù)的準確性。 原因是燃燒的數(shù)學化本身很難，而且難以提取影響燃燒的所有因素。因此，與具有以下優(yōu)點 的本發(fā)明的方法相比，不能認為用于產(chǎn)生MFB數(shù)據(jù)的已知方法適合于實現(xiàn)。
[0104] 與之相反，出于下面的原因，可以認為該實施例的用于產(chǎn)生MFB的基準數(shù)據(jù)的方法 簡單，而且可以產(chǎn)生這樣的基準數(shù)據(jù):該基準數(shù)據(jù)更適合作為用于評價MFB的測量數(shù)據(jù)的相 關(guān)度的比較對象。
[0105] 也就是說，首先，對于目標CA50,確定用于作為前提的發(fā)動機控制的值。進一步地， 根據(jù)目標SA-CA10(以類似于目標CA50的方式確定目標SA-CA10的值)定義指定CA10。也就是 說，沒必要為了產(chǎn)生基準數(shù)據(jù)而預先定義目標CA50和指定CA10(在該實施例中被用作用于 產(chǎn)生基準數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)的參數(shù)），并且當在運載工具上獲取這些值時，也不需要復雜的計算。 因此可認為這些值是易于獲取的參數(shù)。進一步地，基于目標CA50和指定CA10,可以通過執(zhí)行 簡單計算（即，線性內(nèi)插和線性外插)來產(chǎn)生基準數(shù)據(jù)。因此，與上述已知方法相比，根據(jù)該 實施例的方法，可以極大地減小計算量，并且ECU 40的計算負荷極低。所以，可以說本方法 更適合于實現(xiàn)。
[0106] MFB波形具有使得波形在主燃燒時段(從CA10到CA90)中直線上升的特征。因此，可 以認為，通過使用線性內(nèi)插和線性外插在主燃燒時段中產(chǎn)生基準數(shù)據(jù)，能夠在適當?shù)卣莆?MFB波形特征的同時，以簡單的方式獲取基準數(shù)據(jù)。需要指出，從更嚴格的意義上講，燃燒波 形不是像在圖5等中示意性地示出的在燃燒起點CA0和燃燒終點CA100處在單個點處彎曲的 波形，而是在從CA0到大約CA10的曲柄角時段以及從CA90到大約CA100的曲柄角時段中稍微 呈圓形彎曲（請參閱圖2)。但是，這些曲柄角時段就整個燃燒時段而言為短時段，此外可以 認為，從比較MFB數(shù)據(jù)的相關(guān)度的觀點來看，MFB波形在這些曲柄角時段中稍微呈圓形的事 實不會產(chǎn)生大影響。因此，可以認為，如同在該實施例中那樣，對于這些曲柄角時段，也足以 通過線性外插產(chǎn)生基準數(shù)據(jù)。
[0107] 接下來，將描述為何可以認為更適合作為用于評價MFB的測量數(shù)據(jù)的相關(guān)度的比 較對象的基準數(shù)據(jù)能夠通過該實施例的用于產(chǎn)生MFB數(shù)據(jù)的方法來產(chǎn)生的原因。目標CA50 是被作為前提的CA50反饋控制的目標值。進一步地，在SA-CA10反饋控制中，控制燃料噴射 量，使得測量SA-CA10變?yōu)槟繕薙A-CA10,并且還將點火正時控制為通過CA50反饋控制確定 的目標點火正時。因此，可以認為CA10通過SA-CA10反饋控制和CA50反饋控制的執(zhí)行而被間 接地控制，從而變?yōu)楦鶕?jù)目標SA-CA10和目標點火正時而定義的指定CA10。在此方面，可以 認為指定CA10與間接控制目標值對應?；谏鲜鰞?nèi)容，可以認為在SA-CA10反饋控制和CA50 反饋控制正被執(zhí)行的情況下，借助這些控制，燃料噴射量和點火正時被控制，使得MFB的測 量波形變得接近基于目標CA50和指定CA10而產(chǎn)生的基準數(shù)據(jù)的波形。
[0108] 進一步地，如上所述，因為發(fā)動機運行條件的影響已經(jīng)被作為因素考慮在目標 CA50和指定CA10內(nèi)，所以因發(fā)動機運行條件導致的MFB波形的變化也已經(jīng)被作為因素考慮 在基于目標CA50和指定CA10而產(chǎn)生的基準數(shù)據(jù)內(nèi)?；谏鲜鲈?，可以認為，根據(jù)該實施例 的方法，通過基于目標CA50和指定CA10直接產(chǎn)生基準數(shù)據(jù)的波形，并且可以基于目標CA50 和指定CA10唯一地確定燃燒波形(換言之，理想的燃燒波形），該燃燒波形是被作為前提的 發(fā)動機控制（此處是指SA-CA10反饋控制和CA50反饋控制）的目標。進一步地，根據(jù)該實施 例，具有此類理想燃燒波形的MFB數(shù)據(jù)被用作基準數(shù)據(jù)。因此，與使用通過上述已知方法產(chǎn) 生的MFB數(shù)據(jù)的情況相比，該實施例的方法可以產(chǎn)生更適合作為用于評價MFB的測量數(shù)據(jù)的 相關(guān)度的比較對象的基準數(shù)據(jù)。
[0109] (導致MFB的測量數(shù)據(jù)變化的因素的識別、以及與根據(jù)所識別的因素的對策有關(guān)的 效果）
[0110] 根據(jù)上述例程的處理，可以使用具有上述優(yōu)點的基準數(shù)據(jù)適當?shù)卦u價MFB的測量 數(shù)據(jù)與基準數(shù)據(jù)之間的相關(guān)度。進一步地，可以利用評價結(jié)果識別導致測量數(shù)據(jù)變化的因 素是冷卻損失過大還是半啞火/啞火。更具體地說，可以利用依賴于各因素之間差異的測量 數(shù)據(jù)變化特征準確地執(zhí)行上述識別。 接下來，根據(jù)上述例程的處理，可以執(zhí)行發(fā)動機暖機控制或啞火抑制控制作為根 據(jù)所識別的因素的對策。也就是說，發(fā)動機控制基于MFB的測量數(shù)據(jù)與基準數(shù)據(jù)之間的相關(guān) 度來執(zhí)行。
[0112]進一步地，在繼續(xù)執(zhí)行上述發(fā)動機暖機控制的情況下，如圖6所示的相對于基準數(shù) 據(jù)偏離的測量數(shù)據(jù)隨著時間推移而更接近基準數(shù)據(jù)。根據(jù)上述例程，當相關(guān)度作為偏離消 除的結(jié)果而增加時，步驟114的判定結(jié)果為否定，并且發(fā)動機暖機控制結(jié)束。由于可以在每 個燃燒周期中獲取MFB數(shù)據(jù)的評價結(jié)果，因此能夠認為，根據(jù)基于評價結(jié)果的發(fā)動機暖機控 制，與基于發(fā)動機冷卻水溫度間接地判定用于完成發(fā)動機暖機的時間的情況相比，可以在 較早的階段判定該時間。這樣可提高燃料效率。
[0113][第一實施例的變型]
[0114]在上述第一實施例中，燃燒時段(從CA0到CA100)的基準數(shù)據(jù)基于目標CA50和指定 CA10而產(chǎn)生。但是，用于產(chǎn)生燃燒時段的基準數(shù)據(jù)的兩個指定分數(shù)燃燒點不限于CA50和 CA10,只要這些指定分數(shù)燃燒點被用在作為前提的發(fā)動機控制中，并且可以是從CA0到 CA100中選擇的任意指定分數(shù)燃燒點（例如，CA90)即可。但是如上所述，從嚴格的意義上講， MFB波形在主燃燒時段(從CA10到CA90)中呈直線變化，因此，用作用于產(chǎn)生基準數(shù)據(jù)的基礎(chǔ) 的兩個指定分數(shù)燃燒點優(yōu)選地從CA10到CA90中的指定分數(shù)燃燒點中選擇。
[0115] 進一步地，在上述第一實施例中，從CA0到CA100的整個燃燒時段的基準數(shù)據(jù)使用 基于目標CA50和指定CA10的線性內(nèi)插和線性外插來產(chǎn)生。但是，如上所述，嚴格地講，從CA0 到CA10的曲柄角時段中的MFB波形以及從CA90到CA100的曲柄角時段中的MFB波形稍微變 圓。因此，這些曲柄角時段中的至少一者的基準數(shù)據(jù)可以通過以下方式產(chǎn)生：即，例如使用 二次函數(shù)再現(xiàn)圓形波形，而不使用線性內(nèi)插或線性外插。
[0116] 而且，在上述第一實施例中，線性內(nèi)插和線性外插均被用于產(chǎn)生燃燒時段中的MFB 的基準數(shù)據(jù)。但是，根據(jù)被用作用于產(chǎn)生基準數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)的兩個指定分數(shù)燃燒點的位置，使 用線性內(nèi)插和線性外插中的一者。例如，在產(chǎn)生將整個燃燒時段作為基于CA0和CA100的對 象的基準數(shù)據(jù)的情況下，僅使用線性內(nèi)插。進一步地，盡管認為實際上以下兩點被選擇的可 能性低，但是如果與燃燒時段中的測量數(shù)據(jù)的兩個相鄰項對應的基準數(shù)據(jù)的兩項被選為上 述兩個指定分數(shù)燃燒點，則僅使用線性外插。
[0117] 進一步地，在上述第一實施例中，目標CA50和指定CA10被用作用于產(chǎn)生基準數(shù)據(jù) 的基礎(chǔ)。但是，根據(jù)在作為前提的發(fā)動機控制中使用的兩個指定分數(shù)燃燒點，兩個值可以分 別為控制目標值，或者兩個值可以分別為根據(jù)控制目標值而確定的指定分數(shù)燃燒點，也就 是說，這兩個值可以分別為間接控制目標值。
[0118]而且，在上述第一實施例中，使用互相關(guān)函數(shù)計算示出MFB的測量數(shù)據(jù)與基準數(shù)據(jù) 之間相關(guān)度的相關(guān)指標值。但是，本發(fā)明使用的術(shù)語"燃燒質(zhì)量分數(shù)的測量數(shù)據(jù)與基準數(shù)據(jù) 之間的相關(guān)度"不一定限于使用互相關(guān)函數(shù)而計算的值。也就是說，"相關(guān)度"例如可以是通 過以下方式獲得的值：即，在將預定的計算時段作為對象時，將相同曲柄角處的MFB的測量 數(shù)據(jù)和基準數(shù)據(jù)之間差值的平方相加在一起(所謂的"殘差平方和"）。在殘差平方和的情況 下，該值隨著相關(guān)度增加而減小。
[0119] 在此可以認為，出于下面的原因，使用互相關(guān)函數(shù)優(yōu)于使用殘差平方和。也就是 說，在MFB的測量數(shù)據(jù)的波形中，在燃燒周期之間可能出現(xiàn)由燃燒變化導致的相對于基準數(shù) 據(jù)的波形的小幅偏離。即使在出現(xiàn)測量數(shù)據(jù)波形中的此類偏離的情況下，殘差平方和也被 計算為具有特定大小的值。也就是說，殘差平方和敏感地對由燃燒變化導致的測量數(shù)據(jù)的 微小偏離做出反應。因此在某些情況下，難以準確地檢測與此類燃燒變化有區(qū)別的上述燃 燒狀態(tài)或環(huán)境的變化。
[0120] 另一方面，如上所述，互相關(guān)函數(shù)的計算包括這樣的運算：即，在其中基準數(shù)據(jù)的 波形保持固定的狀態(tài)下，在使計算時段α內(nèi)的MFB的測量數(shù)據(jù)的整個波形在曲柄角方向（圖5 所示的MFB的基準數(shù)據(jù)的波形的水平軸方向）上逐漸移動的同時，連續(xù)計算互相關(guān)系數(shù)R。在 對該計算過程中獲得的互相關(guān)系數(shù)R歸一化之后的值的最大值被用作作為計算對象的燃燒 周期中的相關(guān)指標值Ir。因此，即使在盡管MFB數(shù)據(jù)的形狀本身等同于基準數(shù)據(jù)的形狀，但 是由燃燒變化導致測量數(shù)據(jù)在曲柄角方向上相對于基準數(shù)據(jù)稍微偏離的情況下，根據(jù)互相 關(guān)函數(shù)，在其中測量數(shù)據(jù)被移動并且與基準數(shù)據(jù)基本相關(guān)的狀態(tài)下計算相關(guān)指標值Ir。因 此，與利用殘差平方和的方法相比，利用互相關(guān)函數(shù)的方法不易受到燃燒變化的影響，所以 可以認為能夠利用互相關(guān)函數(shù)更準確地檢測到由燃燒狀態(tài)或環(huán)境變化導致的測量數(shù)據(jù)波 形變化的特征。
[0121] 進一步地，在上述第一實施例中，在識別導致MFB的測量數(shù)據(jù)變化的因素的處理 中，針對與在如的時段有關(guān)的相關(guān)指標值Iri和與在后的時段有關(guān)的相關(guān)指標值IR2這兩者 使用共同判定值iRth。但是，在上述處理中使用的判定值不一定是共同判定值，也可針對與 在如的時段有關(guān)的相關(guān)指標值Iri和與在后的時段有關(guān)的相關(guān)指標值Ir2使用單獨的判定 值。因此，在本發(fā)明中使用的"第一判定值"和"第二判定值"可以是相同的值，也可以是不同 的值。同樣，"第三判定值"和"第四判定值"可以是相同的值，也可以是不同的值。這對于"第 一判定值"與"第三判定值"之間的關(guān)系，以及"第二判定值"與"第四判定值"之間的關(guān)系而 言同樣適用。
[0122] 在本發(fā)明中，優(yōu)選地使用諸如上述互相關(guān)函數(shù)或殘差平方和函數(shù)之類的技術(shù)，將 三個或更多個連續(xù)點的波形作為對象來評價"燃燒質(zhì)量分數(shù)的測量數(shù)據(jù)與基準數(shù)據(jù)之間的 相關(guān)度"。但是，一種用于判定"相關(guān)度"以掌握由冷卻損失過度增加導致的測量數(shù)據(jù)波形變 化的方法例如可以是以下參考圖9描述的方法。圖9是描述這樣的實例的視圖：在該實例中， 在三個指定分數(shù)燃燒點處評價MFB數(shù)據(jù)的相關(guān)度，并且判定由冷卻損失過度增加所導致的 MFB的測量數(shù)據(jù)的變化。在上述兩個反饋控制中使用的CA10和CA50以及CA80被用作用于此 判定的三個指定分數(shù)燃燒點。進一步地，為了評價燃燒后半側(cè)的測量數(shù)據(jù)與基準數(shù)據(jù)之間 的相關(guān)度，計算MFB-Θ平面上通過CA50和CA80處的基準數(shù)據(jù)的兩點P1和P2的直線L，以及通 過CA50和CA80處的測量數(shù)據(jù)的兩點ΡΓ和P2'的直線L'。進一步地，為了評價燃燒前半側(cè)的 測量數(shù)據(jù)與基準數(shù)據(jù)之間的相關(guān)度，計算CA10處的基準數(shù)據(jù)的點P3與CA10處的測量數(shù)據(jù)的 點P3'之間的距離D。此外，通過判定距離D是否小于或等于預定值，判定燃燒前半側(cè)(與根據(jù) 本發(fā)明的"在前的時段"對應）的MFB的測量數(shù)據(jù)與基準數(shù)據(jù)之間的相關(guān)度是否大于或等于 第一判定值。進一步地，通過判定直線L'的斜率相對于直線L的斜率的變化量是否大于或等 于預定值，判定燃燒后半側(cè)(與根據(jù)本發(fā)明的"在后的時段"對應）的MFB的測量數(shù)據(jù)與基準 數(shù)據(jù)之間的相關(guān)度是否小于第二判定值。在判定距離D小于或等于上述預定值，并且上述與 直線L和L'有關(guān)的變化量大于或等于上述預定值的情況下，判定由冷卻損失過度增加導致 的測量數(shù)據(jù)變化出現(xiàn)，因此執(zhí)行發(fā)動機暖機控制。
[0123] 在上述第一實施例中，采用這樣的配置:該配置利用與MFB數(shù)據(jù)的相關(guān)度有關(guān)的評 價結(jié)果在冷卻損失過度增加與半啞火/啞火之間區(qū)分導致MFB的測量數(shù)據(jù)變化的因素，并且 發(fā)動機控制（發(fā)動機暖機控制或啞火抑制控制）被執(zhí)行作為根據(jù)因素區(qū)分結(jié)果的對策。但 是，本發(fā)明中基于MFB數(shù)據(jù)的相關(guān)度的發(fā)動機控制的具體實例不限于上述實例。也就是說， 除了上述實例之外，執(zhí)行以下操作就足夠:通過掌握MFB的測量數(shù)據(jù)變化特征來確定燃燒狀 態(tài)或環(huán)境的變化，以及發(fā)動機控制用作針對變化的對策。
[0124]進一步地，在上述第一實施例中，增加燃料噴射量被描述為發(fā)動機暖機控制的實 例。但是，根據(jù)本發(fā)明的"發(fā)動機暖機控制"不限于上述實例。也就是說，例如，在設置有能夠 改變發(fā)動機冷卻水的循環(huán)流量的機構(gòu)的情況下，或者在使發(fā)動機冷卻水循環(huán)的栗是電動機 驅(qū)動栗的情況下，上述發(fā)動機暖機控制可以是這樣的控制：其減小發(fā)動機冷卻水的循環(huán)流 量。
[0125]進一步地，在上述第一實施例中，增加燃料噴射量被描述為啞火抑制控制的實例。 但是，根據(jù)本發(fā)明的"啞火抑制控制"不限于上述實例，并且，例如，在設置有能夠調(diào)整點火 能量的點火裝置的情況下，啞火抑制控制可以是這樣的控制:其增加點火能量。
[0126] 在上述第一實施例中，采用這樣的配置:其中，以將基準數(shù)據(jù)的CA50作為邊界的方 式，將作為相關(guān)指標值IR1和I R2的計算對象的曲柄角時段(計算時段α)分為在前的時段α?和 在后的時段α2。但是，根據(jù)本發(fā)明的"在前的時段"和"在后的時段"不限于與燃燒的前半時 段和后半時段(通過將CA50作為邊界進行劃分)對應的時段。也就是說，"在前的時段"與"在 后的時段"之間的邊界可以是除CA50之外的任意第三指定分數(shù)燃燒點，只要該邊界位于這 樣的范圍內(nèi)即可，該范圍使在冷卻損失過度增加與半啞火/啞火之間區(qū)分MFB的測量數(shù)據(jù)變 化的可能原因成為可能。進一步地，在第一實施例中，點火正時SA被用作在前的時段α?的起 點，排氣閥2 2的打開時間Ε V 0被用作在后的時段α 2的終點。在本發(fā)明中，"在前的時段"的起 點不限于點火正時SA，只要該起點在進氣閥20的關(guān)閉時間IVC處或之后便足以。另一方面， 根據(jù)本發(fā)明的"在后的時段"的終點不限于EV0,只要是考慮到燃燒變化等提前確定可被判 斷為燃燒確實結(jié)束的曲柄角正時的情況即可，"在后的時段"的終點可以作為此類曲柄角正 時。此外，根據(jù)本發(fā)明的"在前的時段"不必包括在燃燒時段之前的曲柄角時段，同樣，"在后 的時段"不必包括在燃燒時段之后的曲柄角時段。
[0127] 進一步地，盡管在上述第一實施例中描述這樣的實例:其中，使用互相關(guān)函數(shù)針對 每個缸體評價MFB數(shù)據(jù)的相關(guān)度，但是，也可以采用這樣的配置:其中針對作為對象的任意 代表性缸體執(zhí)行MFB數(shù)據(jù)的相關(guān)度的評價。然后將所有缸體作為對象，可以執(zhí)行基于代表性 缸體的MFB的相關(guān)度的發(fā)動機控制。
[0128] 進一步地，在上述第一實施例中，描述這樣的實例:其中，借助SA-CA10反饋控制調(diào) 整燃料噴射量。但是，SA-CA10反饋控制(在稀薄燃燒工作期間被用于燃燒控制）的調(diào)整對象 不限于燃料噴射量，也可以是進氣流量或點火能量。需要指出，如果調(diào)整對象是燃料噴射量 或進氣流量，則反饋控制可以被定位為空氣-燃料比控制。進一步地，在該反饋控制中使用 的指定分數(shù)燃燒點CAa不必限于CA10,也可以是其它燃燒點。然而，關(guān)于對該反饋控制的應 用，出于以下原因可以認為CA10與其它燃燒點相比更佳。也就是說，在使用主燃燒時段 (CA10到CA90)中位于CA10之后的燃燒點的情況下，所獲取的曲柄角時段很大程度上受到在 火焰?zhèn)鞑r影響燃燒的參數(shù)(EGR率、進氣溫度和滾流比等)影響。也就是說，在這種情況下 獲取的曲柄角時段不是僅著重于空氣-燃料比的曲柄角時段，而且易受外部干擾。進一步 地，如上所述，由于疊加在缸內(nèi)壓力傳感器30的輸出信號上的噪聲的影響，在燃燒起點CA0 和燃燒終點CA100的周圍易于出現(xiàn)誤差。隨著燃燒點遠離燃燒起點CA0和燃燒終點CA100朝 著燃燒時段的中心側(cè)移動，此類噪聲的影響減小。就這些點而言，可以認為CA10最佳。
[0129] 此外，在上述第一實施例中，采用這樣的配置:其中，在SA-CA10反饋控制和CA50反 饋控制的實現(xiàn)所伴隨的稀薄燃燒工作期間，基于相關(guān)指標值I R1和I R2執(zhí)行MFB數(shù)據(jù)的相關(guān) 度的評價。但是，假設執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的"第一發(fā)動機控制"和"第二發(fā)動機控制"，此類評價 不限于在稀薄燃燒工作期間執(zhí)行的評價，例如，可以采用這樣的配置:其中，在理論空氣-燃 料比燃燒工作期間執(zhí)行評價。
[0130]需要指出，在上述第一實施例中，根據(jù)本發(fā)明的"燃燒質(zhì)量分數(shù)計算裝置"通過ECU 40執(zhí)行步驟108的處理來實現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的"燃燒點計算裝置"通過ECU 40基于根據(jù)上述 等式⑶所計算的MFB的測量數(shù)據(jù)計算指定分數(shù)燃燒點CAa(例如，CA10)來實現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明 的"第一控制裝置"通過ECU 40執(zhí)行SA-CA10反饋控制來實現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的"第二控制裝 置"通過ECU 40執(zhí)行CA50反饋控制來實現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的"第三控制裝置"通過ECU 40基于 步驟114和116的判定結(jié)果執(zhí)行步驟118或120中的處理來實現(xiàn)。進一步地，燃料噴射閥26和 點火裝置28與根據(jù)本發(fā)明的"一個或多個致動器"對應，CA10與根據(jù)本發(fā)明的"第一指定分 數(shù)燃燒點"對應，SA-CA10與根據(jù)本發(fā)明的"第一參數(shù)"對應，SA-CA10反饋控制與根據(jù)本發(fā)明 的"第一發(fā)動機控制"對應，CA50與根據(jù)本發(fā)明的"第二指定分數(shù)燃燒點"對應，CA50反饋控 制與根據(jù)本發(fā)明的"第二發(fā)動機控制"對應，發(fā)動機暖機控制和啞火抑制控制與根據(jù)本發(fā)明 的"第三發(fā)動機控制"對應，指定CA10與根據(jù)本發(fā)明的"第一目標值"和"基于第一參數(shù)的目 標值而指定的第一指定分數(shù)燃燒點"對應，目標CA50與根據(jù)本發(fā)明的"第二目標值"和"第二 指定分數(shù)燃燒點的目標值"對應，從點火正時SA到CA0的曲柄角時段與根據(jù)本發(fā)明的"第一 曲柄角時段"對應，從CA10 0到EVO的曲柄角時段與根據(jù)本發(fā)明的"第二曲柄角時段"對應。進 一步地，基準數(shù)據(jù)中的CA50與根據(jù)本發(fā)明的"第三指定分數(shù)燃燒點"對應，在前的時段α?與 根據(jù)本發(fā)明的"作為包括第三指定分數(shù)燃燒點之前的燃燒時段的曲柄角時段的在前的時 段"對應，在后的時段α2與根據(jù)本發(fā)明的"作為包括從第三指定分數(shù)燃燒點開始及之后的燃 燒時段的曲柄角時段的在后的時段"對應。進一步地，判定值iRth與根據(jù)本發(fā)明的"第一到第 四判定值"中的每一者對應。需要指出，盡管以下是不同于第一實施例的形式，但是在使用 基于CA50所定義的參數(shù)(例如，SA-CA50)的情況下，SA-CA50與根據(jù)本發(fā)明的"第二參數(shù)"對 應，并且在針對CA10本身設定目標CA10的情況下，目標CA10與根據(jù)本發(fā)明的"第一指定分數(shù) 燃燒點的目標值"對應。進一步地，在例如針對上述SA-CA50本身設定目標SA-CA50的情況 下，基于目標SA-CA50而指定的指定CA50與根據(jù)本發(fā)明的"基于第二參數(shù)的目標值而指定的 第二指定分數(shù)燃燒點"對應。
【主權(quán)項】
1. 一種用于內(nèi)燃機的控制設備，所述內(nèi)燃機包括用于發(fā)動機控制的一個或多個致動 器， 所述控制設備的特征在于包括： 缸內(nèi)壓力傳感器，其被配置為檢測缸內(nèi)壓力； 曲柄角傳感器，其被配置為檢測曲柄角； 燃燒質(zhì)量分數(shù)計算裝置，其被配置為基于所述缸內(nèi)壓力傳感器檢測到的缸內(nèi)壓力和所 述曲柄角傳感器檢測到的曲柄角，計算與曲柄角同步的燃燒質(zhì)量分數(shù)的測量數(shù)據(jù)； 燃燒點計算裝置，其被配置為基于燃燒質(zhì)量分數(shù)的所述測量數(shù)據(jù)，計算指定分數(shù)燃燒 點的測量值，該指定分數(shù)燃燒點是燃燒質(zhì)量分數(shù)變?yōu)橹付ǚ謹?shù)時的曲柄角； 第一控制裝置，其被配置為執(zhí)行第一發(fā)動機控制，該第一發(fā)動機控制基于第一指定分 數(shù)燃燒點，或者基于根據(jù)所述第一指定分數(shù)燃燒點而定義的第一參數(shù)，控制所述一個或多 個致動器中的任一個或多個，以便所述第一指定分數(shù)燃燒點或所述第一參數(shù)變?yōu)槟繕酥担?該第一指定分數(shù)燃燒點是燃燒質(zhì)量分數(shù)變?yōu)榈谝恢付ǚ謹?shù)時的曲柄角； 第二控制裝置，其被配置為執(zhí)行第二發(fā)動機控制，該第二發(fā)動機控制基于第二指定分 數(shù)燃燒點，或者基于根據(jù)所述第二指定分數(shù)燃燒點而定義的第二參數(shù)，控制所述一個或多 個致動器中的任一個或多個，以便所述第二指定分數(shù)燃燒點或所述第二參數(shù)變?yōu)槟繕酥担?該第二指定分數(shù)燃燒點是燃燒質(zhì)量分數(shù)變?yōu)榈诙付ǚ謹?shù)時的曲柄角；以及 第三控制裝置，其被配置為執(zhí)行第三發(fā)動機控制，該第三發(fā)動機控制基于燃燒質(zhì)量分 數(shù)的所述測量數(shù)據(jù)與燃燒質(zhì)量分數(shù)的基準數(shù)據(jù)的相關(guān)度，控制所述一個或多個致動器中的 任一個或多個，其中所述基準數(shù)據(jù)基于所述內(nèi)燃機的運行條件， 其中燃燒時段中的至少從IO %燃燒點到90 %燃燒點的曲柄角時段中的燃燒質(zhì)量分數(shù) 的所述基準值通過基于第一目標值和第二目標值的線性內(nèi)插和線性外插中的至少一者來 產(chǎn)生， 其中所述第一目標值或者是所述第一指定分數(shù)燃燒點的目標值，或者是基于所述第一 參數(shù)的目標值而指定的所述第一指定分數(shù)燃燒點， 其中所述第二目標值或者是所述第二指定分數(shù)燃燒點的目標值，或者是基于所述第二 參數(shù)的目標值而指定的所述第二指定分數(shù)燃燒點， 其中在第一曲柄角時段被包括在燃燒質(zhì)量分數(shù)的所述基準數(shù)據(jù)中的情況下，所述第一 曲柄角時段中的燃燒質(zhì)量分數(shù)的所述基準數(shù)據(jù)是其中燃燒質(zhì)量分數(shù)為百分之零的數(shù)據(jù)，該 第一曲柄角時段是所述燃燒時段之前的曲柄角時段，并且 其中在第二曲柄角時段被包括在燃燒質(zhì)量分數(shù)的所述基準數(shù)據(jù)的情況下，所述第二曲 柄角時段中的燃燒質(zhì)量分數(shù)的所述基準數(shù)據(jù)是其中燃燒質(zhì)量分數(shù)為百分之百的數(shù)據(jù)，該第 二曲柄角時段是所述燃燒時段之后的曲柄角時段。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制設備， 其中所述第一指定分數(shù)燃燒點和所述第二指定分數(shù)燃燒點是從10%燃燒點到90%燃 燒點的曲柄角時段內(nèi)的指定分數(shù)燃燒點。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制設備， 其中所述第三發(fā)動機控制是升高所述內(nèi)燃機的溫度的發(fā)動機暖機控制，并且在以下情 況下執(zhí)行：其中，在前的時段中的燃燒質(zhì)量分數(shù)的所述測量數(shù)據(jù)與所述基準數(shù)據(jù)之間的相 關(guān)度大于或等于第一判定值，并且在后的時段中的燃燒質(zhì)量分數(shù)的所述測量數(shù)據(jù)與所述基 準數(shù)據(jù)之間的相關(guān)度小于第二判定值，該在前的時段是包括燃燒質(zhì)量分數(shù)是第三指定分數(shù) 時的第三指定分數(shù)燃燒點之前的燃燒時段的曲柄角時段，該在后的時段是包括從所述第三 指定分數(shù)燃燒點開始及之后的燃燒時段的曲柄角時段。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的控制設備， 其中所述第三發(fā)動機控制是抑制啞火發(fā)生的啞火抑制控制，并且在以下情況下執(zhí)行： 其中，在前的時段中的燃燒質(zhì)量分數(shù)的所述測量數(shù)據(jù)與所述基準數(shù)據(jù)之間的相關(guān)度小于第 三判定值，在后的時段中的燃燒質(zhì)量分數(shù)的所述測量數(shù)據(jù)與所述基準數(shù)據(jù)之間的相關(guān)度小 于第四判定值，該在前的時段是包括燃燒質(zhì)量分數(shù)是第三指定分數(shù)時的第三指定分數(shù)燃燒 點之前的燃燒時段的曲柄角時段，該在后的時段是包括從所述第三指定分數(shù)燃燒點開始以 及之后的燃燒時段的曲柄角時段。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的控制設備， 其中指示所述相關(guān)度的相關(guān)指標值使用互相關(guān)函數(shù)來計算。
【文檔編號】F02D35/02GK105888860SQ201610086583
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年2月16日
【發(fā)明人】北川榮來
【申請人】豐田自動車株式會社