专利名称：内燃机的点火正时控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机的点火正时控制装置，尤其涉及使用内燃机的填充效率作为表示内燃机负荷的参数来控制点火正时的技术。
背景技术：
专利文献1公开了使用内燃机的填充效率作为表示内燃机负荷的参数来进行内燃机控制的控制装置。在该装置中，根据内燃机转速和填充效率来检索映射图，由此计算内燃机控制量例如基本点火正时，在内燃机的过渡运转状态下对基本点火正时进行校正，进行点火正时控制。现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利第4068680号公报
发明内容
发明所要解决的问题在专利文献1公开的装置中，由于没有考虑与填充效率对应的最佳点火正时特性的、每个内燃机的偏差或随时间的变化，因而当将在设计时设定的基本点火正时映射图应用于批量生产的全部内燃机的情况下，实际的点火正时有可能偏离作为控制对象的内燃机的最佳值。并且，在点火正时特性随时间而变化的情况下也产生相同的问题。本发明正是着眼于这一点而作成的，其目的在于提供这样的内燃机的点火正时控制装置，在与填充效率对应的点火正时设定由于内燃机的特性偏差或随时间的变化而偏离最佳值的情况下，所述点火正时控制装置能够进行适当的点火正时的设定。解决问题的手段为了达到上述目的，在控制内燃机的点火正时的内燃机点火正时控制装置中，其特征在于，该内燃机点火正时控制装置具有吸入空气流量检测单元，其检测所述内燃机的吸入空气流量(GAIR)；转速检测单元，其检测所述内燃机的转速(NE)；填充效率计算单元，其根据检测到的吸入空气流量(GAIR)和内燃机转速(NE)计算所述内燃机的填充效率 (nc)；爆震临界点火正时计算单元，其根据所述内燃机转速(NE)和填充效率(nc)计算爆震临界点火正时(IGmi)；爆震检测单元，其检测所述内燃机的爆震；爆震校正值计算单元，其根据所述爆震检测单元的检测结果，计算爆震校正值(IGKN0CK)；学习单元，其根据检测到所述爆震时的内燃机转速(NEK)和所述爆震校正值(IGKN0CK)，更新设定有第1及第 2学习参数(a，b)的学习参数表；学习参数计算单元，其根据所述内燃机转速(NE)来检索所述学习参数表，并计算所述第1及第2学习参数(a，b)；各气缸校正值计算单元，其使用所述填充效率(nc)以及所述第1及第2学习参数(a，b)计算与所述内燃机的多个气缸分别对应的各气缸校正值(DIGRLS)；以及点火正时计算单元，其使用所述爆震临界点火正时 (IGINI)和各气缸校正值(DIGRLS)计算所述内燃机的点火正时(IGLOG)。
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根据该结构，根据吸入空气流量和内燃机转速计算填充效率，根据内燃机转速和填充效率计算爆震临界点火正时，并检测内燃机的爆震，根据该检测结果来计算爆震校正值。根据检测到爆震时的内燃机转速和爆震校正值，更新设定有第1及第2学习参数的学习参数表。根据内燃机转速来检索学习参数表，由此计算第1及第2学习参数，使用填充效率以及第1及第2学习参数，计算与内燃机的多个气缸分别对应的各气缸校正值，使用爆震临界点火正时和各气缸校正值，计算内燃机的点火正时。因此，设定有第1及第2学习参数的学习参数表根据爆震的发生状况而被更新，爆震临界点火正时的每个气缸或者每个内燃机的偏差或者随时间的变化，都被反映在第1及第2学习参数中。其结果，始终能够进行可抑制爆震的合适的点火正时的设定，而与爆震临界点火正时的偏差或随时间的变化无关。优选所述各气缸校正值计算单元将所述填充效率的基准值(η cREF)与所述填充效率(nc)之差(ncx)代入包含所述第1及第2学习参数(a，b)的一次式中，计算所述各气缸校正值(DIGRLS)。根据该结构，将填充效率的基准值与填充效率之差代入包含第1及第2学习参数的一次式中，计算各气缸校正值。确认了在内燃机转速相同的条件下，存在填充效率越低， 则特性偏差和随时间的变化的影响就越大的趋势，用于校正这种趋势的各气缸校正值可以使用填充效率与该基准值之差的一次式进行计算。因此，计算第1及第2学习参数作为定义该一次式的两个参数(系数和相加项)，通过使用包括计算出的第1及第2学习参数的一次式，能够获得适当的各气缸校正值。优选所述基准值(ilcREF)被设定为大于100%的值。在内燃机运转过程中计算的填充效率有时达到接近100%，如果将基准值设为100%，当在学习参数的学习开始初期填充效率取较大的值时，学习参数的值有可能大大偏离合适值。因此，通过将填充效率的基准值设定为大于100%的值，能够将尤其是学习开始初期的学习参数值保持为合适值。优选所述爆震临界点火正时计算单元具有基本爆震临界点火正时计算单元，其根据所述填充效率(n C)计算基本爆震临界点火正时(IGKBASE)；以及转速校正值计算单元，其根据所述内燃机转速(NE)计算转速校正值(DIGKNE)，所述爆震临界点火正时计算单元用所述转速校正值(DIGKNE)对所述基本爆震临界点火正时(IGKBASE)进行校正，由此计算所述爆震临界点火正时(IGINI)。根据该结构，根据填充效率计算基本爆震临界点火正时，根据内燃机转速计算转速校正值，用转速校正值对基本爆震临界点火正时进行校正，由此计算爆震临界点火正时。 因此，不需使用根据填充效率和内燃机转速而设定的映射图，通过两个表(根据填充效率而设定的基本爆震临界点火正时的表、以及根据内燃机转速而设定的转速校正值表)即可计算爆震临界点火正时，能够降低映射图设定的工时。并且，在所述内燃机具有连续变更进气门的工作相位的气门工作特性可变机构 (42)的情况下，优选所述爆震临界点火正时计算单元具有基本爆震临界点火正时计算单元，其根据所述填充效率(n C)计算基本爆震临界点火正时(IGKBASE)；转速校正值计算单元，其根据所述内燃机转速(NE)计算转速校正值(DIGKNE)；倾斜系数计算单元，其根据所述填充效率(nc)和内燃机转速(NE)计算倾斜系数(KIGKVTC)；以及工作相位角校正值计算单元，其对所述倾斜系数(KIGKVTC)乘以所述进气门的工作相位角(VTC)，由此计算工作相位角校正值(DIGKVTC)，所述爆震临界点火正时计算单元用所述转速校正值(DIGKNE)和工作相位角校正值(DIGKVTC)对所述基本爆震临界点火正时(IGKBASE)进行校正，由此计算所述爆震临界点火正时(IGINI)。根据该结构，根据填充效率计算基本爆震临界点火正时，根据内燃机转速计算转速校正值，并且根据填充效率和内燃机转速计算倾斜系数。对该倾斜系数乘以进气门的工作相位角，由此计算工作相位角校正值，用转速校正值和工作相位角校正值对基本爆震临界点火正时进行校正，由此计算爆震临界点火正时。即，可以通过使用两个表和一个映射图 (倾斜系数映射图)来计算爆震临界点火正时，因而无需与进气门的多个工作相位对应地设定多个基本爆震临界点火正时，即可保持控制精度。结果是，能够大幅降低映射图设定用的工时。
图1是示出本发明的一实施方式涉及的内燃机及其控制装置的结构的图。图2是示出图1所示的气门工作特性可变装置的结构的图。图3是示出进气门的工作特性的图。图4是用于说明爆震临界点火正时(IGKNK)与填充效率(η c)之间的关系的图。图5是示出进气门的工作相位角(VTC)与爆震临界点火正时(IGKNK)及最佳点火正时(IGMBT)之间的关系的图。图6是计算点火正时(IGLOG)的处理的流程图。图7是在图6所示的处理中计算填充效率(nc)的处理的流程图。图8是在图6所示的处理中计算最佳点火正时(IGMBT)的处理的流程图。图9是在图6所示的处理中计算爆震临界点火正时(IGKNK)的处理的流程图。图10是示出在图9所示的处理中所参照的表的图。图11是用于说明图6所示的处理的时序图。图12是用于说明各气缸校正值(DIGRLS)的图。图13是用于说明点火正时(IGLOG)被设定为最佳点火正时(IGMBT)的情况的图。图14是在图9所示的处理中计算各气缸校正值(DIGRLS)的处理的流程图。图15是用于说明预定转速(NEL、NEH)中的识别误差(eL(k)，eH(k))的计算方法的图。图16是更新学习参数(aL、bL、aH、bH)的学习处理的流程图。
具体实施例方式下面，参照
本发明的实施方式。图1是示出本发明的一实施方式涉及的内燃机及其控制装置的结构的图，图2是示出气门工作特性可变装置的结构的图。在图1中，例如具有4气缸的内燃机(以下称为 “发动机”)1具有进气门和排气门、以及驱动进气门和排气门的凸轮，同时还具有气门工作特性可变装置40，该气门工作特性可变装置40具有作为凸轮相位可变机构的气门工作特性可变机构42，该气门工作特性可变机构42连续变更驱动进气门的凸轮的以曲轴旋转角度为基准的工作相位。通过气门工作特性可变机构42，驱动进气门的凸轮的工作相位被变更，进气门的工作相位被变更。
在发动机1的进气管2的中途配设有节气门3。而且，节气门3与节气门开度(TH) 传感器4连接，输出与该节气门3的开度对应的电信号，并将其提供给电子控制单元(以下称为‘ ⑶”)5。节气门3与驱动节气门3的致动器7连接，致动器7的工作由E⑶5控制。进气管2设有检测发动机1的吸入空气流量GA^的吸入空气流量传感器13。吸入空气流量传感器13的检测信号被提供给ECU 5。针对每个气缸，在位于发动机1与节气门3之间、且处于进气管2中的未图示的进气门的稍稍上游侧位置，设置有燃料喷射阀6，各喷射阀与未图示的燃料泵连接并与ECU 5 电连接，根据来自该ECU 5的信号控制燃料喷射阀6的开启时间。发动机1的各气缸的火花塞15与E⑶5连接，E⑶5将点火信号提供给火花塞15， 进行点火正时控制。 在节气门3的下游处安装有检测进气压PBA的进气压传感器8以及检测进气温度 TA的进气温度传感器9。而且，在发动机1的主体上安装有检测发动机冷却水温度TW的发动机冷却水温度传感器10。这些传感器的检测信号被提供给ECU 5。E⑶5与曲轴角度位置传感器11及凸轮角度位置传感器12连接，曲轴角度位置传感器11检测发动机1的曲轴(未图示)的旋转角度，凸轮角度位置传感器12检测被固定有凸轮(其驱动发动机1的进气门)的凸轮轴的旋转角度，与曲轴的旋转角度和凸轮轴的旋转角度对应的信号被提供给ECU 5。曲轴角度位置传感器11在每规定曲轴角度周期 (例如30度的周期)，产生1个脉冲(以下称为“CRK脉冲”)以及用于确定曲轴的预定角度位置的脉冲。并且，凸轮角度位置传感器12在发动机1的特定气缸的预定曲轴角度位置产生脉冲(以下称为“CTL脉冲”)，并且在各气缸的吸入行程开始时的上止点(TDC)产生脉冲(以下称为“TDC脉冲”)。这些脉冲用于燃料喷射正时、点火正时等的各种定时控制、以及发动机转速(发动机旋转速度)NE的检测。另外，根据由凸轮角度位置传感器12输出的 TDC脉冲与由曲轴角度位置传感器11输出的CRK脉冲之间的相对关系，检测凸轮轴的实际工作相位CAIN。在发动机1的适当位置安装有检测高频振动的爆震传感器14，其检测信号被提供给E⑶5。而且，E⑶5与油门传感器31、车速传感器32及大气压传感器33连接，所述油门传感器31检测由发动机1驱动的车辆的油门踏板的踩踏量(以下称为“油门踏板操作量”)AP，所述车速传感器32检测该车辆的行进速度(车速)VP，所述大气压传感器33检测大气压PA。这些传感器的检测信号被提供给ECU 5。如图2所示，气门工作特性可变装置40具有气门工作特性可变机构42和电磁阀 44，所述气门工作特性可变机构42连续变更进气门的工作相位，所述电磁阀44能够连续变更其开度，以便连续变更进气门的工作相位。采用根据上述凸轮轴的工作相位CAIN计算出的气门工作相位角VTC作为表示进气门的工作相位的参数。油盘46的润滑油通过油泵45 被加压而被提供给电磁阀44。另外，在例如日本特开2000-227013号公报中示出了气门工作特性可变机构42的具体结构。气门工作特性可变机构42以图3中的实线L2示出的特性为中心，随着凸轮的工作相位CAIN的变化，以从虚线Ll示出的最超前相位到由单点划线L3示出的最延迟相位之间的相位来驱动进气门。在本实施方式中，气门工作相位角VTC被定义为以最延迟相位为基准的超前量。
ECU 5由以下电路等构成具有对来自各种传感器的输入信号波形进行整形，将电压电平修正为预定电平，将模拟信号值转换为数字信号值等的功能的输入电路；中央运算处理单元(以下称为“CPU”)；存储由CPU执行的运算程序和运算结果等的存储电路；以及将驱动信号提供给致动器7、燃料喷射阀6和电磁阀44的输出电路。E⑶5的CPU根据上述传感器的检测信号，进行点火正时控制、节气门3的开度控制、供给发动机1的燃料量(燃料喷射阀6的开启时间)的控制、以及电磁阀44的阀门工作特性的控制。图4是用于说明本实施方式的爆震临界点火正时IGKNK的计算方法的图。爆震临界点火正时IGKNK是与发生爆震的可能性大的点火正时范围的最小值(最延迟值)对应的点火正时，点火正时IGLOG被设定为爆震临界点火正时IGKNK以下的值，S卩，与爆震临界点火正时IGKNK相同或者靠近延迟侧的值。过去，采用如图4(a)所示的如下方法使用根据发动机转速NE和进气压PBA设定的爆震临界点火正时映射图，计算爆震临界点火正时IGKNK。在图4(a)中，粗实线L11、单点划线L12、虚线L13、实线L14、细单点划线L15、细虚线L16以及细实线L17，分别对应于 1000、1500、2000、3000、4000、5000及6500rpm的发动机转速NE (实际上是以500rpm间隔设定的，然而曲线的表示将变复杂，因而省略)。在采用图4(a)所示的映射图的方法中，在使进气门的工作相位连续变化的发动机中，必须针对代表性的各个工作相位设定爆震临界点火正时映射图。图4(b)是将图4(a)所示的映射图转换为与发动机转速NE和填充效率η c对应的映射图的图(也包含与在图4(a)中省略的发动机转速NE对应的线)。由于各条线的变化特性相似，因此当使所有的线以通过nc :70%、IG:20度的点的方式沿上下方向移动时， 得到图4(c)。从图4(c)可知，在爆震临界点火正时比较小的填充效率50%以上的区域可以应用由一条线表示的特性。因此，在本实施方式中，将图4(c)所示的爆震临界点火正时作为基本爆震临界点火正时IGKBASE，设计根据填充效率η c而设定的IGKBASE表和根据发动机转速NE设定了转速校正值DIGKNE的DIGKNE表，根据填充效率η c计算基本爆震临界点火正时IGKBASE， 并且根据发动机转速NE计算转速校正值DIGKNE，将基本爆震临界点火正时IGKBASE和转速校正值DIGKNE相加，由此计算爆震临界点火正时。图5(a) 图5(c)是示出气门工作相位角VTC与爆震临界点火正时IGKNK之间的关系的图，分别对应于1500、3000及5000rpm的发动机转速NE。在这些附图示出的直线中，中间的粗实线、虚线和单点划线分别对应于填充效率nc为60%、70%、80的状态。图 5(a)中的粗实线对应于填充效率nc为45%的状态，图5(b) (c)中的粗实线对应于填充效率nc为50%的状态。从这些附图可知，如果发动机转速NE和填充效率η c固定，则气门工作相位角VTC 与爆震临界点火正时IGKNK之间的关系可以用直线来表示。即，如果填充效率nc和发动机转速NE相同，则气门工作相位角VTC与爆震临界点火正时IGKNK之间的关系可以用直线来近似。因此，在本实施方式中，将气门工作相位角VTC代入下式(1)中，计算工作相位角校正值DIGKVTC，用该工作相位角校正值DIGKVTC对基本爆震临界点火正时IGKBASE进行校正。
DIGKVTC = VTC X KIGKVTC (1)其中，KIGKVTC是通过检索与填充效率η c及发动机转速NE对应的倾斜系数映射图(KIGKVTC映射图)而计算出的倾斜系数。通过采用上述的计算方法，能够使用两个表和一个映射图来获得与发动机转速 NE、填充效率nc以及气门工作相位角VTC的变化对应而始终为最佳的爆震临界点火正时 IGKNK。即，不需要设计与多个气门工作相位角对应的多个映射图(根据发动机转速NE和填充效率nC而设定的)，即可大幅降低映射图设计工时。并且，图5(d) 图5(f)是示出气门工作相位角VTC与最佳点火正时IGMBT(发动机输出转矩为最大时的点火正时)之间的关系的图，分别对应于1500、3000及5000rpm的发动机转速NE。在这些附图示出的直线中，普通的粗实线、虚线和单点划线分别对应于填充效率nc为60^^70^^80的状态。而且，粗实线对应于填充效率nc为45%的状态，细实线对应于填充效率nc为30%的状态。根据这些附图可知，如果发动机转速NE以及填充效率η c固定，则气门工作相位角VTC与最佳点火正时IGMBT之间的关系可以用直线来表示。即，如果填充效率nc和发动机转速NE相同，则气门工作相位角VTC与最佳点火正时IGMBT之间的关系能够用直线来近似。因此，在本实施方式中，将气门工作相位角VTC代入下式O)中，计算工作相位角校正值DIGMVTC，并根据发动机转速NE和填充效率η c计算基本最佳临界点火正时IGMBTB， 利用工作相位角校正值DIGMVTC对基本最佳临界点火正时IGMBTB进行校正。DIGMVTC = VTC X KIGMVTC (2)其中，KIGMVTC是通过检索与填充效率η c及发动机转速NE对应的倾斜系数映射图(KIGMVTC映射图)而计算出的倾斜系数。通过采用上述计算方法，不需要与多个气门工作相位角VTC对应地设计多个根据发动机转速NE和填充效率η c而设定了最佳点火正时IGMBT的映射图，能够降低映射图设计工时。图6是计算由距离压缩上止点的超前量表示的点火正时IGLOG的处理的流程图。 在E⑶5的CPU中与TDC脉冲同步地执行该处理。在步骤S11，执行图7所示的η c计算处理，计算填充效率nc。在步骤S12，执行图8所示的IGMBT计算处理，计算最佳点火正时IGMBT。在步骤S13，执行图9所示的IGKNK计算处理，计算爆震临界点火正时IGKNK。在步骤S14，根据未图示的爆震检测处理的检测结果，计算爆震校正值IGKN0CK(将延迟方向设为正值的延迟校正值)。具体地讲，在根据爆震传感器14的输出检测到爆震时，爆震校正值IGKN0CK增加预定增加量DIGADD，在没有检测到爆震的期间中，爆震校正值IGKN0CK逐渐减量。爆震的检测方法和爆震校正值IGKN0CK的计算方法采用例如日本特开2004-353473 号公报中示出的公知方法。在步骤S15，计算环境校正值IGKAN(将延迟方向设为正值的延迟校正值)。具体地讲，将根据进气温度TA计算出的进气温度校正值IGTA、根据发动机冷却水温TW计算出的冷却水温校正值IGTW、和根据大气压PA计算出的大气压校正值IGPA相加，由此计算环境校正值IGKAN。在步骤S16，将爆震临界点火正时IGKNK、爆震校正值IGKN0CK和环境校正值IGKAN
9代入下式(3)中，计算校正爆震临界点火正时IGKNKM。IGKNKM = IGKNK-1GKNOCK-1GKAN (3)在步骤S17，判定在步骤S12计算出的最佳点火正时IGMBT是否小于校正爆震临界点火正时IGKNKM。在其结果是肯定(是)时，将点火正时IGLOG设定为最佳点火正时 IGMBT (步骤S19)。另一方面，在步骤S17的结果是否定(否)时，即IGMBT彡IGKNKM时， 将点火正时IGLOG设定为校正爆震临界点火正时IGKNKM(步骤S18)。图7是由图6的步骤Sll执行的nc计算处理的流程图。在步骤S21，将检测到的吸入空气流量GA^[g/SeC]代入下式中，计算一个气缸的一个进气行程的吸入空气量GAIRCYL。式中的KC是预定的转换系数。GAIRCYL = GAIRX KC/NE(4)在步骤S22，将吸入空气量GAIRCTL代入下式(5)中，计算填充效率η C。式(5) 中的GAIRBASE是在标准大气状态下(例如，气压101. 3kPa，温度20°C，湿度60% )活塞位于下止点时充满气缸容积的空气量，是预先计算出的值。η c = (GAIRCYL/GAIRBASE) X100(5)图8是由图6的步骤S12执行的IGMBT计算处理的流程图。在步骤S25，根据发动机转速NE和填充效率η c检索IGMBTB映射图，计算基本最佳点火正时IGMBTB。IGMBTB映射图被设定为填充效率η c越增力卩，则基本最佳点火正时 IGMBTB越减少，而且，在发动机转速NE比较低的区域中，IGMBTB映射图被设定为发动机转速NE越增加，则基本最佳点火正时IGMBTB越增加。在步骤S26，根据发动机转速NE和填充效率η c检索上述的KIGMVTC映射图，计算第1倾斜系数KIGMVTC。在步骤S27，根据前述式( 计算第1工作相位角校正值DIGMVTC，在步骤S28，将基本最佳点火正时IGMBTB和第1工作相位角校正值DIGMVTC代入下式(6)中，计算最佳点火正时IGMBT。IGMBT = IGMBTB+DIGMVTC(6)图9是由图6中的步骤S13执行的IGKNK计算处理的流程图。在步骤S31，根据填充效率η c检索图10 (a)所示的IGKBASE表，计算基本爆震临界点火正时IGKBASE。IGKBASE表被设定为填充效率η c越增加，则基本爆震临界点火正时IGKBASE越减少。在步骤S32，根据发动机转速NE检索图10(b)所示的DIGKNE表，计算转速校正值 DIGKNE。DIGKNE表被设定为在发动机转速NE低于预定转速NEX (例如3000rpm)的低转速区域中，发动机转速NE越增加，则转速校正值DIGKNE越增加。在步骤S33，根据发动机转速NE和填充效率η c检索上述的KIGKVTC映射图，计算第2倾斜系数KIGKVTC。在步骤S34，将气门工作相位角VTC和第2倾斜系数KIGKVTC代入前述式(1)中，计算第2工作相位角校正值DIGKVTC。在步骤S35，执行图14所示的DIGRLS计算处理，计算各气缸校正值DIGRLS。各气缸校正值DIGRLS是针对每个气缸计算的参数，根据需要，记述为“DIGRLS (N)，，，“ (N)，，是气缸编号，例如在4气缸发动机中取1 4的值。各气缸校正值DIGRLS是将延迟方向设为正值的延迟校正值。但是，例如在采用普通汽油用的发动机中使用了高辛烷值汽油的情况下，很难产生爆震，爆震校正值IGKN0CK有时为负值，因而存在各气缸校正值DIGRLS也取负值的情况。在步骤S36，将基本爆震临界点火正时IGKBASE、转速校正值DOGKNE和第2工作相位角校正值DIGKVTC代入下式(7)中，计算爆震临界点火正时IGKNK。IGKNK = IGKBASE+DIGKNE+DIGKVTC-DIGRLS (N) (7)图11是示出爆震临界点火正时IGKNK及相关参数的推移的时序图，表示在时刻 tl、t2、t3检测到爆震的情况。图11中的实线L22对应于爆震临界点火正时IGKNK，虚线 L21对应于初期爆震临界点火正时IGINI，即，爆震临界点火正时IGKNK和各气缸校正值 DIGRLS相加得到的参数(换言之，是指各气缸校正值DIGRLS为“0”时的爆震临界点火正时 IGKNK)。实际上，初期爆震临界点火正时IGmi也随着发动机运转状态的变化而变化，但在图11中为了便于说明而表示为固定的状态。此外，虚线L23表示利用爆震校正值IGKN0CK 对爆震临界点火正时IGKNK进行校正后的点火正时。爆震校正值IGKN0CK如上所述在检测到爆震时(tl t3)增量，然后逐渐减少。此外，各气缸校正值DIGRLS是作为爆震校正值IGKN0CK的学习值而计算出的参数，在检测到爆震时，根据爆震校正值IGKN0CK来更新在各气缸校正值DIGRLS的计算中应用的第1及第 2学习参数a、b。下面，对各气缸校正值DIGRLS进行详细说明。初期爆震临界点火正时IGINI及爆震临界点火正时IGKNK与填充效率nc之间的关系例如用图12(a)中的实线L31和虚线L32来表示(发动机转速NE固定)。S卩，在该图中，初期爆震临界点火正时IGmi与爆震临界点火正时IGKNK之差对应于各气缸校正值 DIGRLS，例如示出了各气缸校正值DIGRLS随着时间的变化而某种程度增加的状态。根据图12(a)所示的关系，通过实验确认了各气缸校正值DIGRLS与填充效率nc 之间的关系可以用图12(b)所示的直线L33来近似。在本实施方式中，利用下式(8)来定义填充效率参数ncx，利用下式(9)表示以填充效率参数ncx为横轴的图12(c)所示的直线L34，将式(9)中的系数a和相加项b分别作为第1和第2学习参数，利用逐步型最小二乘法进行识别。η cx = η cREF— η c(8)DIGRLS = aX η cx+b(9)下面，说明第1和第2学习参数a、b的识别方法。首先，当利用由下式(10)定义的学习参数矢量AB (k)表示第1和第2学习参数a、b，并利用下式(11)定义变量矢量u(k) 时，利用下式(12)计算学习参数矢量AB(k)。下式中包含的索引参数k是每当检测到爆震的发生时递增“1”的参数。[算式1]AB{k) = (10)=
IJCX
(11)
式(12)中的e(k)是识别误差，在采用修正爆震临界点火正时IGKNKM作为点火正时IGLOG时(图6中的步骤S17的结果是否定(否)时)，e (k)被设定为下式(13)所示的爆震校正值IGKN0CK。此外，在采用最佳点火正时IGMBT作为点火正时IGLOG时(图6中的步骤S17的结果是肯定(是)时)，用下式(14)计算e(k)(参照图16中的步骤S51 S53)。e(k) =IGKNOcK(13)e (k) = IGKNOCK+IGKNKM-IGMBT (14)在采用最佳点火正时IGMBT时，如图13所示，最佳点火正时IGMBT相比修正爆震临界点火正时IGKNKM位于延迟侧。这是因为当在该状态下发生了爆震的情况下，识别误差e(k)是最佳点火正时IGMBT与修正爆震临界点火正时IGKNKM之差DIGKM(= IGKNKM-IGMBT)，和爆震校正值IGKN0CK相加得到的值。另外，应用于识别误差e (k)的爆震校正值IGKN0CK是与爆震的发生对应地被增量更新之前的值。并且，式(12)中包含的P(k)是下式(15)所示的2行2列的学习矩阵，通过下式 (16)进行计算。式(16)中的“ λ ”是用于确定学习参数a、b的过去值的权重的加权参数， 通常被设定为约“0. 97 0. 995”的值。
[算式2]
权利要求
1.一种控制内燃机的点火正时的内燃机点火正时控制装置，其特征在于，所述内燃机点火正时控制装置具有吸入空气流量检测单元，其检测所述内燃机的吸入空气流量； 转速检测单元，其检测所述内燃机的转速；填充效率计算单元，其根据检测到的吸入空气流量和内燃机转速，计算所述内燃机的填充效率；爆震临界点火正时计算单元，其根据所述内燃机转速和填充效率，计算爆震临界点火正时；爆震检测单元，其检测所述内燃机的爆震；爆震校正值计算单元，其根据所述爆震检测单元的检测结果，计算爆震校正值； 学习单元，其根据检测到所述爆震时的内燃机转速和所述爆震校正值，更新设定有第1 及第2学习参数的学习参数表；学习参数计算单元，其根据所述内燃机转速来检索所述学习参数表，并计算所述第1 及第2学习参数；各气缸校正值计算单元，其使用所述填充效率以及所述第1及第2学习参数，计算与所述内燃机的多个气缸分别对应的各气缸校正值；以及点火正时计算单元，其使用所述爆震临界点火正时和各气缸校正值，计算所述内燃机的点火正时。
2.根据权利要求1所述的点火正时控制装置，其特征在于，所述各气缸校正值计算单元将所述填充效率的基准值与所述填充效率之差代入包含所述第1及第2学习参数的一次式中，计算所述各气缸校正值。
3.根据权利要求2所述的点火正时控制装置，其特征在于，所述基准值被设定为大于 100%的值。
4.根据权利要求1 3中任意一项所述的点火正时控制装置，其特征在于，所述爆震临界点火正时计算单元具有基本爆震临界点火正时计算单元，其根据所述填充效率计算基本爆震临界点火正时；以及转速校正值计算单元，其根据所述内燃机转速计算转速校正值， 所述爆震临界点火正时计算单元用所述转速校正值对所述基本爆震临界点火正时进行校正，由此计算所述爆震临界点火正时。
5.根据权利要求1 3中任意一项所述的点火正时控制装置，其特征在于， 所述内燃机具有连续变更进气门的工作相位的气门工作特性可变机构，所述爆震临界点火正时计算单元具有基本爆震临界点火正时计算单元，其根据所述填充效率计算基本爆震临界点火正时； 转速校正值计算单元，其根据所述内燃机转速计算转速校正值； 倾斜系数计算单元，其根据所述填充效率和内燃机转速计算倾斜系数；以及工作相位角校正值计算单元，其对所述倾斜系数乘以所述进气门的工作相位角，由此计算工作相位角校正值，所述爆震临界点火正时计算单元用所述转速校正值和工作相位角校正值对所述基本爆震临界点火正时进行校正，由此计算所述爆震临界点火正时。
6.一种控制内燃机的点火正时的内燃机点火正时控制方法，其特征在于，所述内燃机点火正时控制方法包括以下步骤a)检测所述内燃机的吸入空气流量，b)检测所述内燃机的转速，c)根据检测到的吸入空气流量和内燃机转速，计算所述内燃机的填充效率，d)根据所述内燃机转速和填充效率，计算爆震临界点火正时，e)检测所述内燃机的爆震，f)根据所述爆震检测结果，计算爆震校正值，g)根据检测到所述爆震时的内燃机转速和所述爆震校正值，更新设定有第1及第2学习参数的学习参数表，h)根据所述内燃机转速来检索所述学习参数表，并计算所述第1及第2学习参数，i)使用所述填充效率以及所述第1及第2学习参数，计算与所述内燃机的多个气缸分别对应的各气缸校正值，j)使用所述爆震临界点火正时和各气缸校正值，计算所述内燃机的点火正时。
7.根据权利要求6所述的点火正时控制方法，其特征在于，在所述步骤i)中，将所述填充效率的基准值与所述填充效率之差代入包含所述第1及第2学习参数的一次式中，计算所述各气缸校正值。
8.根据权利要求7所述的点火正时控制方法，其特征在于，所述基准值被设定为大于 100%的值。
9.根据权利要求6 8中任意一项所述的点火正时控制方法，其特征在于，所述步骤 d)包括以下步骤k)根据所述填充效率计算基本爆震临界点火正时， 1)根据所述内燃机转速计算转速校正值，在所述步骤d)中，用所述转速校正值对所述基本爆震临界点火正时进行校正，由此计算所述爆震临界点火正时。
10.根据权利要求6 8中任意一项所述的点火正时控制方法，其特征在于，所述内燃机具有连续变更进气门的工作相位的气门工作特性可变机构，所述步骤d)包括以下步骤 m)根据所述填充效率计算基本爆震临界点火正时， η)根据所述内燃机转速计算转速校正值， ο)根据所述填充效率和内燃机转速计算倾斜系数，P)对所述倾斜系数乘以所述进气门的工作相位角，由此计算工作相位角校正值， 在所述步骤d)中，用所述转速校正值和工作相位角校正值对所述基本爆震临界点火正时进行校正，由此计算所述爆震临界点火正时。
全文摘要
提供一种内燃机的点火正时控制装置。根据检测出的吸入空气流量和内燃机转速计算内燃机的填充效率，根据内燃机转速和填充效率计算爆震临界点火正时。根据爆震传感器的爆震检测结果计算爆震校正值，根据检测到爆震时的内燃机转速和爆震校正值，更新设定有第1及第2学习参数的学习参数表。根据内燃机转速来检索学习参数表，并计算第1及第2学习参数。使用填充效率以及第1及第2学习参数，计算与内燃机的多个气缸分别对应的各气缸校正值，使用爆震临界点火正时和各气缸校正值来控制点火正时。
文档编号F02D45/00GK102308081SQ201080006780
公开日2012年1月4日 申请日期2010年1月28日 优先权日2009年2月12日
发明者义煎将之, 仓内淳史, 北村夏子, 小松弘崇, 广田和彦, 高木治郎 申请人:本田技研工业株式会社