专利名称：内燃机的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内燃机的控制装置，并尤其涉及一种适于同时执行用于调节一点火正时的爆燃控制和一根据爆燃的发生控制发动机气门的可变气门驱动控制的用于内燃机的控制装置。
背景技术：
在内燃机中，根据其用途，由于未燃尽的燃料、漏气、润滑剂等而生成的沉积物会逐渐地沉积在进气口、进气门、活塞等上。已知这样一种沉积物量的增加会导致例如燃烧室内的实际容积的减小以及伴随而来的燃烧期间缸内压缩压力的增加，从而增加了爆燃的可能性。
通常，对于内燃机而言，进行爆燃控制以通过使用一爆燃传感器来检测爆燃的发生并基于检测的结果来调节点火正时。该爆燃控制通过当爆燃的发生频率较高时延迟点火正时而当发生频率较低时提前点火正时来抑制爆燃的发生。
另一方面，近年来，具有可以改变发动机气门-进气或排气门-的气门驱动的可变气门驱动机构的内燃机已被投入实际使用，例如，一种可以改变发动机气门的气门正时的可变气门正时机构，和一种可以改变发动机气门的气门升程量的可变气门升程机构。这样一种具有可变气门正时机构的内燃机可以通过调节发动机气门的气门驱动而减少发动机的实际压缩比。从而，该具有可变气门驱动机构的内燃机还可以通过允许该可变气门驱动机构减少实际压缩比来防止由于沉积物而引起的缸内压缩压力的增加而抑制爆燃的发生。
因此，在现有技术中，如在日本专利公开No.8-338272中，已提出一种用于内燃机的控制装置，该控制装置根据由爆燃传感器的检测结果对点火正时进行爆燃控制，并还允许可变气门驱动机构根据爆燃传感器的检测结果执行气门驱动的可变控制。
对于在日本专利公开No.8-338272中所述的控制装置，根据通过爆燃传感器对爆燃的发生的检测而延迟点火正时。另一方面，由可变气门正时机构进行的进气门的气门正时的延迟量根据由燃传感器所检测到的爆燃强度而设定。这样一种控制装置可以根据点火正时和气门正时延迟的倍增效果而有效地抑制爆燃的发生。
一旦由爆燃控制改变点火正时，则发动机气门的气门驱动的适当值也发生变化。因此，在上述传统的控制装置的场合一旦点火正时和气门驱动被分别改变，则气门驱动的设定值会偏离当前发动机运行状态的适当值。结果，否则可以成功提供的发动机的性能就不能充分地达到该限度。因此，尽管传统的控制装置在抑制爆燃的发生方面是有效的，但是气门驱动没有足够地优化以处理在伴随着点火正时变化的发动机运行状态中的变化。因此传统的控制装置在里程等方面还有改进的余地。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以更有效地解决与沉积物相关的问题的用于内燃机的控制装置。
为了实现上述及其它目标并根据本发明的目的，提供了一种用于内燃机的控制装置。该内燃机通过燃烧空气和燃料的混合物而产生动力。根据发动机中爆燃的发生，该装置执行爆燃控制以用于调节该空气和燃料的混合物被点燃时的点火正时；并执行一可变气门驱动控制以用于调节气门驱动，即发动机的气门驱动。该装置根据爆燃控制的结果而判定由于发动机中沉积物的粘附而造成的点火正时的变化幅度。根据点火正时的变化幅度，该装置改变可变气门驱动控制中的气门驱动的设定值。
本发明还提供一种用于控制内燃机的方法。该内燃机通过燃烧空气和燃料的混合物而产生动力。该方法包括根据发动机中爆燃的发生，执行爆燃控制以用于调节该空气和燃料的混合物被点燃时的点火正时；并根据发动机中爆燃的发生执行一可变气门驱动控制以用于调节气门驱动，即发动机的气门驱动；根据爆燃控制的结果而判定由于发动机中沉积物的粘附而造成的点火正时的变化幅度；并基于点火正时的变化幅度，改变可变气门驱动控制中的气门驱动的设定值。
本发明的其它方法和优点将从下面通对本发明原理的示例并结合附图的说明中变得明显。
本发明及其目的和优点可以通过下面参考结合附图的优选实施例的说明而得到更好的理解，其中图1是示出一种内燃机及其根据本发明的第一实施例的控制系统的示意图；图2是一种设置在图1的内燃机中的可变气门正时机构的透视图；图3是一示出MBT点和爆燃界限点和最大延迟点火正时相对于发动机速度的曲线图；图4是示出爆燃控制的一示例的时间图；图5是示出气门正时控制的一示例的曲线图；图6是示出用于一上限VVT提前量的计算图的一示例的图；图7是示出用于一基准(base)第二爆燃界限点的计算图的一示例的图；图8是一示出在VVT提前校正系数和一实际VVT提前量之间的关系的曲线；图9是一示出在与点火正时设定控制有关的参数与实际VVT提前量之间的关系的曲线；图10(a)-10(e)是示出在爆燃界限点上进气门的气门正时变化的效果的曲线；图11是一示出进气门的爆燃界限点的变化相对于气门正时的曲线；
图12是一示出进气门的在MBT界限点中的变化相对于气门正时的曲线；图13是一示出排气门的在爆燃界限点和MBT点中的变化相对于气门正时的曲线；图14是一示出计算根据本发明的第二实施例的MPT点变化量的曲线；图15(a)是一示出计算在低至中等负荷区域中爆燃界限点变化量的曲线；图15(b)是一示出计算在高负荷区域中爆燃界限点变化量的曲线；图16是一概念性地示出根据本发明第三实施例的分配学习值更新量的方式；图17是一示出设定比率(rate)学习禁止区域的曲线；图18是一示出学习值更新处理的流程图；和图19是一示出根据本发明第四实施例的设定比率学习禁止区域的曲线。
具体实施例方式
(第一实施例)下面将参照
根据本发明的第一实施例的用于内燃机的控制装置。
如图1所示，应用本实施例的一种内燃机10包括一作为可以改变发动机气门的气门驱动(动态性能)的可调机构的、可以改变一进气门12的气门正时的可变气门正时机构11。该内燃机10的燃烧室13具有一个将吸入到该燃烧室13中的空气和燃料的混合物点火并使其燃烧的火花塞14，和一个检测伴随着该混合物的燃烧发生的爆燃的爆燃传感器15。
一电子控制单元16执行与内燃机10的运行有关的各种控制。该电子控制单元16为一计算机，它包括一个执行各种控制的CPU、一个存储控制要求的信息的存储器、一个通过其输出一指令信号至外部设备的输出端口，以及其它部件。
各种传感器与该电子控制单元16的输入端口连接以检测发动机的运行状态。所述传感器包括例如爆燃传感器15、检测曲轴转角即曲轴旋转相位的曲轴位置传感器17、检测凸轮角度即进气门凸轮轴的转角的凸轮轴位置传感器18、和检测节气门开度ta的节气门传感器19。来自这些传感器的检测信号通过输入端口输入至该电子控制单元。发动机速度ne由来自曲轴位置传感器17的检测信号确定。
另一方面，电子控制单元16的输出端口与一个用于控制该发动机要求的致动器-例如可变气门正时机构11和一个产生一使火花塞14点燃混合物要求的高压电流的点火器14a-的驱动电路连接。该电子控制单元16通过根据来自传感器的检测信号控制这些致动器而控制发动机。
下面参照图2说明该可变正时机构11。图2为示出可变气门正时机构11的剖面结构的透视图。
如图所示，该可变气门正时机构11设置在一进气门凸轮轴30的一端部，在该进气门凸轮轴上设置有用于打开和关闭进气门12的凸轮30a。该可变气门正时机构11大致由一叶轮式转子31和一壳体32构成。
在进气门凸轮轴30的该端部设置一凸轮链轮齿33，在此端部设置有可变气门正时机构11以使得凸轮链轮齿33可以相对于进气门凸轮轴30旋转。该凸轮链轮齿33通过一正时(齿)带33a与曲轴接合。该壳体32一体地并可旋转地固定在凸轮链轮齿33上。
叶轮式转子31在壳体32中设置成可以相对于该壳体32旋转。该叶轮式转子31一体地并可旋转地固定在进气门凸轮轴30上。在该叶轮式转子31的外周边上形成有多个叶轮34。叶轮34分别容纳于绕壳体32的内周边形成的凹陷部35中以使得可以沿圆周方向运动。压力室36和37形成在各叶轮34的各个侧部并由该叶轮式转子31的外周表面、壳体32的内周表面等分隔。
将油注入各个压力室36和37中以使得其压力作用在相应的叶轮34的圆周侧。根据在压力室36和37之间的油压差，产生动力以相对于壳体32可旋转地移动该叶轮式转子31。
该叶轮式转子31相对于壳体32的旋转改变了进气门凸轮轴30相对于凸轮链轮齿33的相对旋转相位。这又改变了打开和关闭进气门12的凸轮30a的相对于曲轴的旋转相位。从而，可基于对压力室36和37中油压的控制而改变进气门12的气门正时。
<1>爆燃控制概述在上述结构的内燃机10中，电子控制单元16执行根据由爆燃传感器15检测的爆燃的发生而调节点火正时的爆燃控制。下面将简单说明根据本如下所述，根据本实施例的爆燃控制通过设定一个要求点火正时afin，即，用于点火正时的控制指令值，而进行。在此，该点火正时值表示为曲轴转角相对于一气缸即点火目标的上止点的提前量[℃A]。(最大延迟量akmax的计算)为了计算要求点火正时afin，首先计算一最大提前点火正时absef和一最大延迟点火正时almf；该最大提前点火正时是用于爆燃控制要求点火正时afin的设定范围的提前侧的界限值，而最大延迟点火正时almf为延迟侧的界限值。然后，根据这些值，计算在爆燃控制期间相对于最大提前点火正时absef的用于要求点火正时afin的最大延迟量akmax。
根据一MBT点ambt和一第一爆燃界限点aknok1计算该最大提前点火正时absef。具体地，如下式(1)中所示，MBT点ambt和第一爆燃界限点aknok1中与最显著的延迟点较近者设定为最大提前点火正时absef。
absef＝min(ambt，aknok1)(1)MBT点表示在当前发动机运行状态下提供最大转矩的点火正时(最大转矩点火正时)。第一爆燃界限点aknok1表示在使用具有大爆燃界限值的大辛烷值燃料时的假定为最佳的条件下，可以将爆燃减少至一允许水平或更低的点火正时的提前界限值(爆燃界限点点火正时)。考虑到当前发动机速度ne、发动机负荷、由可变气门正时机构11执行的进气门12的气门正时的设定等来设定MBT点ambt和第一爆燃界限点aknok1。这些值的具体计算方式将在下面进行说明。
另一方面，最大延迟点火正时akmf设定为点火正时的指标(index)值，此时可以甚至是在假定最坏的条件下将爆燃充分地减少至允许水平或更低。具体地，如下式(2)所示，该最大延迟点火正时akmf设定成一通过将一用于点火正时的第二爆燃界限点aknok2延迟一等于沉积物校正项adepvt和一个当前常数RTD的和的量而获得的值。
akmf＝aknok2-adepvt-RTD (2)第二爆燃界限点aknok2表示在使用具有低爆燃界限值的低辛烷值燃料的假定为最佳的条件下，可以将爆燃减少至一允许水平或更低的点火正时的提前界限值(爆燃界限点点火正时)。考虑到当前发动机速度ne、发动机负荷、由可变气门正时机构11执行的进气门12的气门正时的设定等来设定第二爆燃界限点aknok2。这些值的具体计算方式将在下面进行说明。
沉积物校正项adepvt是一基于在当前内燃机10中的沉积物的当前水平指示点火正时延迟量的指标值。该沉积物校正项adepvt的具体计算方式将在下面进行说明。
最大延迟量akmax由如上所述算出的最大提前点火正时absef和最大延迟点火正时akmf根据下式(3)而算出。
akmax＝absef-akmf (3)图3示出在发动机速度ne和最大提前点火正时absef、最大延迟点火正时akmf以及最大延迟量akmax等各个值之间的关系，其中，上述沉积物未发生。如图所示，这些值在爆燃超过允许水平的爆燃区域中随着发动机速度而变化。在本实施例中，当沉积物开始沉积时，由可变气门正时机构11提供的进气门12的气门正时的设定也相应地变化。这相应地改变上述设定值。
(要求点火正时afin的计算)要求点火正时afin通过确定一个点火正时延迟量aknk，即要求点火正时afin相对于最大提前点火正时absef的延迟量而计算。该点火正时延迟量aknk的值根据最大延迟量akmax、一KCS(爆燃控制系统)学习值agknk、和一KCS反馈校正值akcs设定，如式(4)中所示。
aknk＝akmax-agknk+akcs (4)然后，如下式(5)中所示，要求点火正时afin由从最大提前点火正时absef中减去点火正时延迟量aknk而设定。即，要求点火正时afin通过使最大延迟点火正时akmf提前KCS学习值agknk并使其延迟KCS反馈校正值akcs而获得，如下式(6)中所示。为要求点火正时afin设定一个上限值和一个下限值以使其增加至最大提前点火正时absef以上或降低到最大延迟点火正时akmf以下。
afin＝absef-aknk (5)afin＝akmf+agknk-akcs(6)KCS反馈校正值akcs根据由爆燃传感器15检测的爆燃的发生而设定。具体地，如果判定所检测爆燃的幅度大于一预定的判定值并从而等于或小于允许水平，则延迟KCS反馈校正值akcs逐渐地减小。另一方面，如果所检测爆燃的幅度等于或大于所述判定值，则延迟KCS反馈校正值akcs增大一预定值。
另一方面，如果KCS反馈校正值akcs的绝对值保持大于一预定值(|akcs|＞A)一预定时间或更长时间，则更新该KCS反馈校正值akcs以使其绝对值逐渐减少。具体地，如果该KCS反馈校正值akcs保持大于一预定的正值(akcs＞A)，则从该KCS学习值agknk减去一预定值B。此外，还从该KCS反馈校正值akcs减去该预定值B。另一方面，如果该KCS反馈校正值akcs保持小于一定的负值(akcs＜-A)，则将该预定值B分别加至该KCS学习值agknk和该KCS反馈校正值akcs。如此更新的该KCS学习值agknk存储在电子控制单元16的一个备份存储器中。甚至当发动机停止时也保留该值。
在爆燃控制期间，根据爆燃的发生而更新一比率学习值rgknk。该比率学习值rgknk设定为一指示沉积物沉积到上述内燃机10上的程度的指标值。在该情况下，没有沉积物沉积在该内燃机上的状态设定为值0。沉积物的沉积量达到假定最大值时的状态设定为值1。从而，通过该比率学习值rgknk来表示沉积程度。
在出货前即当没有沉积物沉积在该内燃机上时该比率学习值rgknk设定为0作为初始值。此后，该比率学习值rgknk根据爆燃的发生率而在范围0至1(闭区间)中逐渐地增大或减少。具体地，该比率学习值rgknk随着爆燃的发生率的增大而相应逐渐地增大。该比率学习值rgknk随着爆燃的发生率的减小而相应逐渐地减少。如同KCS学习值agknk，该更新的比率学习值rgknk也存储在电子控制单元16的一个备份存储器中。甚至当发动机停止时也保留该值。
图4示出这种爆燃控制方式的一个示例。在该示例中，点火正时的调节基于爆燃控制而根据爆燃的发生从时间t0开始。当爆燃控制开始时，KCS反馈校正值akcs已被设定为0，这是其初始值。要求点火正时afin已设定成通过将最大延迟点火正时akmf提前KCS学习值agknk而获得的一个值。
在该示例中，在爆燃控制开始的时间t0和时间t1之间，未检测到发生一等于或大于所述判定值的水平的爆燃。从而，KCS反馈校正值akcs从在爆燃控制开始时设定的初始值0逐渐地减小。因此，在时间t0后，要求点火正时afin逐渐提前。
此后，在时间t1之后，每当检测到发生等于或大于所述判定值的水平的爆燃时，KCS反馈校正值akcs递增一预定值。从而，当连续地检测到发生这种爆燃时，要求点火正时afin前进一预定时间的递增量。
此后，在时间t2之后，一旦对爆燃的发生的检测停止，则KCS反馈校正值逐渐地减小。要求点火正时afin逐渐提前。
上述爆燃控制提前要求点火正时afin以在不发生超过允许水平的爆燃的程度中获得一更大的转矩。
<2>设定VVT提前量另一方面，在本实施例中，电子控制单元16根据爆燃控制的结果而确定在为处理在内燃机10中的沉积物而进行的要求点火正时afin的变化幅度。然后，基于该变化幅度，电子控制单元16改变由可变气门正时机构11提供的进气门12的气门正时的设定具体地，根据聚集的沉积物量的增加，电子控制单元16限制由可变气门正时机构11提供的进气门12的气门正时的提前量，即，将气门正时保持在一个延迟值。这用于减少实际压缩比以抑制由沉积物引起的缸内压缩压力的增加。结果，可以保持一个有利的燃烧状态。
参照图5和6，将对根据本实施例的气门正时控制作以详细的说明。
图5示出可变气门正时机构11进行以可变地设定气门正时的方式的示例。在本实施例中，可以由可变气门正时机构11改变的进气门12的气门正时表示为相对于该进气门12的气门正时可变设定范围的延迟界限(0)的提前量[℃A]，如该图中的交替的长线和两短线的虚线所示。在本实施例中，进气门12的气门正时的提前量是一对应于“可变气门驱动控制中发动机气门的气门驱动的设定值”。
(沉积物要求点火正时akgrg的计算)在根据本实施例的气门正时控制中，首先基于为上述爆燃控制设定的KCS学习值agknk和比率学习值rgknk来计算沉积物要求点火正时akgrg。该沉积物要求点火正时akgrg的值是当前要求点火正时afin被延迟以处理沉积物(精确地说，当前要求点火正时相对于最大延迟点火正时akmf的提前量)的指标值。
为了计算沉积物要求点火正时akgrg，首先通过使比率学习值rgknk乘以最大点火正时延迟量DLAKNOK而确定该沉积物点火正时延迟量adep，如下式(7)所示。该最大点火正时延迟量DLAKNOK是一个常数，用于处理在沉积物的影响为最显著时的预定发动机运行条件下的沉积物的假定最大量要求的要求点火正时的延迟量。该值通过实验等确定。沉积物对要求点火正时afin的影响水平，即，处理沉积物要求的要求点火正时afin的延迟量随发动机速度ne发生变化。
adep＝DLAKNOK×rgknk(7)如下式(8)中所示，通过从KCS学习值agknk减去沉积物点火正时延迟量adep而算出沉积物要求点火正时akgrg。
akgrg＝agknk-adep (8)当沉积量增加以致增加用以处理沉积物的而执行的要求点火正时afin的延迟量时，如此算出的沉积物要求点火正时akgrg被进一步地延迟，即，具有更小值。从而，该沉积物要求点火正时akgrg的值可以用作沉积量的指标值。
在本实施例中，用以处理沉积物的要求点火正时afin的延迟量反映在使用沉积物校正项adepvt的最大延迟量akmax中。从而，在本实施例中，KCS学习值是为了处理除沉积物之外的一种因素而在要求点火正时afin中的变化幅度的指标。
在本实施例中，如上式(8)中所示，通过从KCS学习值agknk减去沉积物点火正时延迟量adep而算出的沉积物要求点火正时akgrg是用以处理沉积物而延迟的当前要求点火正时afin的指标。即，该沉积物要求点火正时akgrg使得可以判定为处理当前内燃机10中的沉积物而对点火正时进行的变化的幅度。
(VVT提前量vt的计算)随后，基于如上所述确定的沉积物要求点火正时akgrg而计算作为用于进气门12的气门正时的控制目标值的目标VVT提前量vtt。
首先，如下式(9)中所示，基于该沉积物要求点火正时akgrg和作为发动机负荷指标值的节气门开度ta确定一上限VVT提前量vtlmt。该上限VVT提前量vtlmt设定为该目标VVT提前量vtt的设定范围的提前侧界限值。
vtlmt＝f1(akgrg，ta)(9)在该情况下，该上限VVT提前量vtlmt的值如下所述进行设定。
随着沉积量增加，燃烧室13的实际容积减少而增加在燃烧期间的缸内压缩压力。这增加了爆燃的可能性。另一方面，为进气效率最高的期间设定的用于进气门12的正常气门正时。
通过减小目标VVT提前量vtt的当前允许设定范围以使进气门12的气门正时与固有的设定期间(正时)相比延迟，可以减少进气效率并从而减少实际压缩比。因此，可以减少燃烧期间缸内压缩压力。从而在本实施例中，当沉积物要求点火正时akgrg减小到表明沉积量增加时，则上限VVT提前量vtlmt的值减少以将目标VVT提前量vtt的所述允许设定范围变窄。
然而，当作用于发动机一重负荷并且吸入大量的空气时，在燃烧期间缸内压缩压力高。因此，沉积影响较不显著。从而，当发动机负荷重时，为对应沉积物要求点火正时akgrg的减少的值而减少上限VVT提前量vtlmt的幅度与在发动机负荷为轻载时相比减少。
图6示出一用于计算上述上限VVT提前量vtlmt的计算图的一个示例。如该图中所示，当沉积物要求点火正时akgrg具有一较大值而表明几乎不存在沉积物时，上限VVT提前量vtlmt的值被设定为一个最大值提前量vtmax，即由可变气门正时机构11提供的进气门12的气门正时的可变设定范围的提前侧界限值。相反地，当沉积物要求点火正时akgrg具有一较小值而表明沉积量已增加时，上限VVT提前量vtlmt的值被设定为与该发动机负荷轻时设定的值相同。
此外，在计算目标VVT提前量vtt时，不仅计算上限VVT提前量vtlmt还计算一基准VVT提前量vtbse。该基准VVT提前量vtbse的值被设定为当内燃机中没有聚集沉积物时使用的进气门12的最佳气门正时的控制目标值。在该情况下，根据发动机速度ne和发动机负荷(在该情况下，节气门开度ta用作发动机负荷的指标值)计算该基准VVT提前量vtbse，如下式(10)中所示。
vtbse＝f2(ne，ta) (10)
然后，如下式(11)中所示，将所算出的上限VVT提前量vtlmt和基准VVT提前量vtvtbse中更靠近最显著延迟点的一个值设定为目标VVT提前量vtt。
vtt＝min(vtlmt，vtbse) (11)电子控制单元16使用如此所算出的目标VVT提前量vtt作为用于进气门12的气门正时的控制目标值来控制可变气门正时机构11。具体地，控制该可变气门正时机构11以使得一实际VVT提前量vt等于该目标VVT提前量vtt，其中该实际VVT提前量vt为由曲轴传感器17和凸轮轴传感器18的检测结果而确定的进气门12的气门正时的提前量的测量值。从而，控制该进气门12的气门正时以减少沉积物的影响而保持一有利的燃烧状态。
<3>根据气门正时设定进行点火正时设定控制的具体说明一旦进气门12的气门正时被如此改变，则最佳点火正时也相应地发生改变。例如，如果进气门12的气门正时被延迟，则在进气门和排气门之间的气门重叠减少以减小在燃烧期间缸内存在的内部EGR(排气再循环)量。因此，如果该进气门12的气门正时被延迟，则缸内燃烧速度增加而延迟最佳点火正时。
在本实施例中，如下述设定要求点火正时afin等以获得最佳点火正时而与进气门12的气门正时的变化无关。参照图7至9，将详细说明根据本发明的点火正时设定控制。
(基准MBT点和基准爆燃界限点的计算)在本实施例中，对于点火正时设定控制，计算一基准MBT点ambtvof、一第一基准爆燃界限点aknokvof，和一第二基准爆燃界限点aknokbse。
基准MBT点ambtvof表示在进气门12的气门正时被设定为允许设定范围内的最显著延迟位置时的在当前发动机速度ne和发动机负荷的值下获得的最大转矩时的点火正时。第一基准爆燃界限点aknokvof表示可以将爆燃减少至一允许的水平或更低的点火正时的提前界限值，所述爆燃可能发生在当进气门12的气门正时被设定为允许设定范围内的最显著延迟位置时的当前发动机速度ne和发动机负荷的值处。第二基准爆燃界限点aknobse表示可以将爆燃减少至一允许的水平或更低的点火正时的提前界限值，所述爆燃可能发生在当使用上述低辛烷值燃料时和当进气门12的气门正时被设定为等于允许设定范围内的最显著延迟位置时的当前发动机速度ne和发动机负荷的值处。这些算出的值被用作基准值来计算MBT点ambt、第一爆燃界限点aknok1和第二爆燃界限点aknok2。
在本实施例中，如下式(12)-(14)中所示，作为发动机速度ne和发动机负荷的函数计算基准MBT点ambtvof、第一基准爆燃界限点aknokvof，和第二基准爆燃界限点aknokbse。在本实施例中，节气门开度ta用作当前发动机负荷的指标值。
ambtvof＝f3(ne，ta) (12)aknokvof＝f4(ne，ta)(13)aknokbse＝f5(ne，ta)(14)图7示出一用于计算第二基准爆燃界限点aknokbse的计算图的一个示例。如该图中所示，随着发动机速度ne和发动机负荷增加，该第二基准爆燃界限点aknokbse被设定为一个较小值。一类似的计算图被用来设定基准MBT点ambtvof和第一基准爆燃界限点aknokvof。尽管设定值不同，但是这些计算图在发动机速度ne和发动机负荷方面具有相似的趋势。随发动机速度的降低，第二基准爆燃界限点aknokbse可被设定为一较小的值。
(VVT提前校正系数kavvt的计算)然后，根据当前气门正时(实际VVT提前量vt)计算一VVT提前校正系数kavvt。该VVT提前校正系数kavvt表示一值X与一值Y的比率(X/Y)。
·值X当进气门12的气门正时位于当前值(实际VVT提前量vt)时和当它位于最显著延迟位置时之间的内燃机10的内部EGR量的差。
·值Y当进气门12的气门正时被设定为等于基准VVT提前量vtbse时和当它位于最显著延迟位置时之间的内燃机10的内部EGR量的差。
另一方面，已经证实当发动机速度ne和发动机负荷具有特定值时在燃烧期间缸内的内部EGR量几乎与在进气门与排气门之间的气门重叠量的平方成比例。
另一方面，通过根据本实施例的可变气门正时机构11，将进气门12的可变范围设定成在进气门与排气门之间的气门重叠量当实际VVT提前量vt为0时为0，如图5中所示。从而，在内燃机10中，对于特定的发动机速度ne和发动机负荷，内部EGR量与进气门12的气门正时的提前量的平方成比例。因此，在本实施例中，根据下式(15)计算VVT提前校正系数kavvt。
kavvt=vt2vtbse2-(15)]]>图8示出实际VVT提前量vt和VVT提前校正系数kavvt之间的关系。如在该图中所示，VVT提前校正系数kavvt与实际VVT提前量vt值的平平方成比例。此外，当实际VVT提前量vt等于基准VVT提前量vtbse时，VVT提前校正系数kavvt具有一为1的值。如图8所示，当实际VVT提前量vt具有一预定值v1时，VVT提前校正系数kavvt为该预定值v1与基准VVT提前量vtbse的比率(v1/vtbse)的平方。
在本实施例中，VVT提前校正系数kavvt为一对应于在根据用于处理沉积物而进行的点火正时的变化幅度的变化之后的气门正时设定值与在该变化之前的设定值的比率的平方的参数。该变化之前的气门正时对应于当没有沉积物的状态下的气门正时。即，VVT提前校正系数kavvt与基于点火正时的变化幅度而变化的气门正时设定值与在没有沉积物的状态下的气门正时设定值的比率的平方成比例。
(MBT点和爆燃界限点的计算)
另一方面，在本实施例中，不仅计算VVT提前校正系数kavvt，还确定一基准MBT点差值kambt和一基准爆燃界限点差值kaknk。该基准MBT点差值kambt和基准爆燃界限点差值kaknk分别表示当在当前发动机速度ne和发动机负荷的值处、进气门12的气门正时被设定为等于基准VVT提前量vtbse时和当在当前发动机速度ne和发动机负荷的值处、进气门12的气门正时被设定为位于最显著延迟位置时，MBT点的差值和爆燃界限点的差值。
可以通过实验等预先确定在每一发动机速度ne和发动机负荷时该基准MBT点差值kambt和基准爆燃界限点差值kaknk的值。因此，如下式(16)和(17)中所示，作为发动机速度ne和发动机负荷(在该情况下，节气门开度ta用作一指标值)的函数确定该基准MBT点差值kambt和基准爆燃界限点差值kaknk。
kambt＝f6(ne，ta)(16)kaknk＝f7(ne，ta)(17)如上所述，对根据本实施例的可变气门正时机构11，当提前量为0时，在进气门和排气门之间的气门重叠量为0，且内部EGR量几乎为0。因此，在这里所计算的该基准MBT点差值kambt和基准爆燃界限点差值kaknk是在对应于当在当前发动机速度ne和发动机负荷处设定基准VVT提前量vtbse时所观察的内部EGR量的MBT点和爆燃界限点的提前校正量。
另一方面，可以认为在MBT点和爆燃界限点的提前校正量与内部EGR量成比例。因此，可以通过下式(18)和(19)表示皆对应于进气门12的当前气门正时(实际VVT提前量vt)的在MBT点的提前校正量kvtmbt和在爆燃界限点的提前校正量kvtknk。
kvtmbt＝kambt×kavvt(18)kvtknk＝kaknk×kavvt(19)因此，可能使用下式(20)和(21)确定对应于进气门12的当前气门正时(实际VVT提前量vt)的MBT点ambt、第一爆燃界限点aknok1、和第二爆燃界限点aknok2。
ambt＝ambtvof+kvtmbt (20)aknok1＝aknokvof+kvtknk(21)aknok2＝aknokbse+kvtknk(22)(最大延迟点火正时akmf的计算)此外，如上所述，在本实施例中，在算出MBT点ambt、第一爆燃界限点aknok1和第二爆燃界限点aknok2之后，基于上述式(2)计算最大延迟点火正时akmf。
如上所述，在上述使用式(7)确定的沉积物点火正时延迟量adep是一指示用于对应于沉积物影响的要求点火正时afin的提前量。因此，也可以通过使用沉积校正项adepvt作为上述式(7)中的沉积物点火正时延迟量adep的值来确定反映沉积物影响的最大延迟点火正时akmf。
沉积物对最大延迟点火正时的影响水平随当前设定的气门正时变化。因此，在本实施例中，沉积校正项adepvt被设定为一个通过将沉积物点火正时延迟量adep乘以VVT提前校正系数kavvt而获得的值，如下式(23)所示。因此，在本实施例中最大延迟点火正时akmf基于下式(24)计算。
adepvt＝DLAKNOK×kavvt×rgknk (23)akmf＝aknok2-DLAKNOK×kavvt×rgknk-RTD(24)图9示出与点火正时设定控制有关的参数(MBT点ambt、第一爆燃界限点aknok1、第二爆燃界限点aknok2和最大延迟点火正时akmf)与当发动机速度ne和发动机负荷被设定为特定值时所观察到的实际VVT提前量vt之间的关系。如该图中所示，MBT点ambt、第一爆燃界限点aknok1、第二爆燃界限点aknok2和最大延迟点火正时akmf会根据实际VVT提前量vt而变化。例如，如图9中所示，当实际VVT提前量vt具有一值v2时，MBT点ambt被设定为一值A2。此外，第一爆燃界限点aknok1和第二爆燃界限点aknok2分别被设定为值A1和A3。此外，当前最大延迟点火正时akmf被设定为一值A4。
然后，如上述式(3)至(5)及其它式中所示，最终要求点火正时afin由此基于MBT点ambt、第一爆燃界限点aknok1、最大延迟点火正时akmf以及上述KCS学习值agknk和KCS反馈校正值akcs设定。因此，要求点火正时afin被校正为与对应于上述沉积量的目标VVT提前量vtt的变化相对应的适当值。
上述本实施例可以产生下述有利的效果。
(1)在本实施例中，沉积物要求点火正时akgrg，即，为处理沉积物的沉积而进行的要求点火正时的当前变化幅度的指标值，是根据通过点火正时的爆燃控制而设定的KCS学习值agknk和比率学习值rgknk而设定的。该沉积物要求点火正时akgrg是基于沉积物点火正时延迟量adep，即，在沉积物产生一显著负面影响的预定发动机运行状态下没有沉积物存在的情况下与在沉积物聚集在内燃机中的当前情况下的所述要求点火正时afin的差值的指标值，而确定的。
然后，在本实施例中，基于沉积物要求点火正时，确定目标VVT提前量的上限值以减小进气门12的气门正时的允许可变范围。基于沉积物要求点火正时akgrg可以容易并正确地确定沉积水平。从而，根据内燃机10中的沉积物而为进气门12设定适当的气门正时。这使得可以更有效地避免可能由沉积物所造成的问题。
(2)在本实施例中，根据基于沉积物要求点火正时而变化的实际VVT提前量vt而校正点火正时的MBT点ambt、第一爆燃界限点aknok1和第二爆燃界限点aknok2。此外，通过该校正，根据实际VVT提前量而对最大提前点火正时absef和最大延迟点火正时akmf以及要求点火正时afin进行校正。因此可以将要求点火正时afin设定在适当的值，而与例如伴随着对应于内燃机10中沉积物的进气门12的气门正时的变化而变化的内部EGR量的变化无关。
(3)在本实施例中，当点火正时的MBT点ambt、第一爆燃界限点aknok1和第二爆燃界限点aknok2根据实际VVT提前量vt校正，通过使用基于上式(15)而确定的VVT提前校正系数kavvt而确定该校正量。具体地，该校正量被确定为与在基于为处理沉积物而进行的点火正时的变化幅度的变化之后的气门正时设定值与在该变化之前的设定值的比率的平方成比例。因此，可以根据内部EGR量的变化而适当地校正点火正时的MBT点ambt、第一爆燃界限点aknok1和第二爆燃界限点aknok2，以及最大提前点火正时absef和最大延迟点火正时akmf以及要求点火正时afin。
(4)在本实施例中，最大提前点火正时absef或最大延迟点火正时akmf，即，基于根据爆燃的发生而进行的爆燃控制的要求点火正时afin的调节的基础值(base)，是根据实际VVT提前量vt而校正。因此，KCS学习值agknk仅反映为处理除沉积物之外的一个因素而进行的点火正时afin的变化。因此，KCS学习值agknk可以保持有效而与沉积物对要求点火正时afin的影响水平的变化无关。
如上所述，沉积物的影响水平取决于发动机运行状态(发动机速度ne、发动机负荷等)。因此，如果KCS学习值反映沉积物的影响，则该KCS学习值agknk会不仅由于沉积量的变化而且还由于发动机运行状态的变化而变得不适当。这会影响爆燃控制。相反地，在本实施例中，KCS学习值agknk可以保持有效而与由于沉积量的变化而造成的沉积物的影响水平的变化或者发动机运行状态的变化无关。因此，可以有利地避免上述问题。
上述第一实施例可以进行如下变化。
在上述实施例中，使用节气门开度ta作为发动机负荷的指标值来计算所述值。然而，所述值也可以通过使用喷油量、进气量ga、发动机负荷比kl等作为发动机负荷比的指标值来计算。
在本实施例中，最大延迟点火正时akmf通过将沉积物点火正时延迟量adep乘以VVT提前校正系数kavvt并将所获得的值设定为沉积校正项adepvt而进行计算。然而，假设所述沉积物对其变化在气门正时变化之后发生的最大延迟点火正时akmf的影响水平的变化是充分地允许的，则可以通过将沉积物点火正时延迟量adep的值用作上述沉积校正项adepvt而计算最大延迟点火正时akmf。此时，最大延迟点火正时akmf以下式(25)进行计算。
akmf＝aknok2-adep-RTD＝aknok2-DLAKNOK×rgknk-RTD(25)
在上述实施例中，如上所述基于式(18)和(19)通过使用基于式(15)确定的VVT提前校正系数kavvt确定MBT点和爆燃界限点的提前校正量kvtmbt和kvtknk。提前校正量kvtmbt和kvtknk可以使用一计算图基于预存储的发动机速度ne和实际VVT提前量vt进行计算。在这一方面，提前校正量kvtmbt和kvtknk可以通过例如确定在发动机速度ne或实际VVT提前量vt和它的提前校正量的适当值之间的关系并将该关系作为一计算图存储在电子控制单元16的存储器中而进行计算。
在上述实施例中，要求点火正时afin通过根据实际VVT提前量vt对点火正时的MBT点和爆燃界限点以及最大提前点火正时和最大延迟点火正时进行校正而根据当前气门正时设定而被校正至所述适当的值。当然，要求点火正时afin也可以通过直接根据实际VVT提前量vt校正要求点火正时afin而根据当前气门正时设定而被设定为所述适当的值。
在上述实施例中，目标VVT提前量vtt通过使用基于沉积物要求点火正时akgrg计算的上限VVT提前量vtlmt确定目标VVT提前量vtt的上限而根据沉积物变化。必要时可以改变目标VTT提前量vtt的变化方式。例如，目标VVT提前量vtt可以通过使基准VVT提前量vtbse乘以一个根据沉积物要求点火正时akgrg而设定的系数或者通过使用一根据该沉积物要求点火正时而设定的校正量而校正所述基准VVT提前量vtbse而确定。在该情况下，可以相似地根据沉积物使所述目标VVT提前量vtt发生变化。
在上述实施例中，目标VVT提前量vtt根据沉积物要求点火正时akgrg而变化，并且根据相应变化的实际VVT提前量vt校正要求点火正时afin。然而，也可以不用校正要求点火正时afin而只改变目标VVT提前量vtt。此时，还可以根据所确定的沉积物水平而适当地调节气门正时设置。
在上述实施例中，将要求点火正时afin的计算逻辑设计成KCS学习值不反映沉积物的影响。因此，除了KCS学习值agknk，根据爆燃的发生学习比率学习值rgknk。然后，使用这两个学习值来确定沉积物要求点火正时akgrg。如果将要求点火正时afin的计算逻辑设计成KCS学习值反映沉积物的影响，则可以直接由KCS学习值agknk来确定沉积物要求点火正时akgrg。
目标VVT提前量vtt还可以基于点火正时根据沉积物的影响的变化幅度或变化率而变化，确定该幅度或比率来代替根据沉积物的影响而变化了的沉积物要求点火正时akgrg。此时，还可以根据沉积物的状态而适当地设定气门正时。
即使是在可变地控制排气门的气门正时、或者可变地控制气门驱动-例如发动机气门的气门升程量或者凸轮工作转角-而非(进)气门正时的内燃机中，在可变气门驱动控制期间的气门驱动的适当的设定值也可以根据沉积物而变化。在这样一种内燃机中，如果气门驱动的设定值被改变，则点火正时的适当值也相应地变化。因此，本发明还适用于这样一种内燃机，即以与上述实施例类似或一致的方式可变地控制气门驱动。该应用可以产生与上述实施例类似的优点。
(第二实施例)下面将参照图10-15说明根据本发明的第二实施例的用于内燃机的控制装置。将主要讨论与第一实施例的不同点。
在第一实施例中，通过根据由爆燃控制为处理沉积物而对点火正时进行的变化的幅度而改变可变气门驱动控制的气门驱动设定值(实际VVT提前量vt)来协调可变气门驱动控制和点火正时控制，同时根据气门驱动设定值的变化再调节爆燃界限点等。此外，在第一实施例中，考虑到气门驱动设定值对爆燃界限点的影响主要是由于燃烧状态对应于内部EGR量变化的变化而产生的而进行上述再调节，其中该内部EGR量变化伴随着气门驱动设定值的变化。理论上，跟随气门驱动设定值的变化的内部EGR量变化的幅度与气门重叠量的平方成比例。因此，在第一实施例中，对于上述再调节，爆燃界限点的校正量被确定为一个与气门重叠量的平方成比例的值(见图8和9)。
一旦气门驱动设定值发生变化，则除内部EGR量以外，实际进气温度(在进气循环终点处的缸中的气体温度)、实际压缩比等受到影响。本发明人的研究表明这样一种变化会影响爆燃的发生。如果伴随着气门驱动设定值变化的进气温度或实际压缩比的变化对爆燃的发生的影响是不可忽视的，将难以如在第一实施例中那样仅仅通过校正爆燃界限点等来优化点火正时控制。
图10(a)中的实线示出一种其中内部EGR量根据进气门12的气门正时(实际VVT提前量vt)而变化的方式的示例。如上所述，已经证实内部EGR量与气门重叠量的平方成比例。因此，在该内燃机10中，当实际VVT提前量vt为0且气门重叠量因此而为最小时，则内部EGR量是最小的。随着气门重叠量伴随着进气门12的气门正时的提前而增加，内部EGR量基本上与气门重叠量的平方成比例地增加。在此，内部EGR量的增加使燃烧状态恶化而减少如上所述爆燃的可能性。因此，如果只注意内部EGR量的变化，则爆燃界限点相对于气门正时如图10(b)中的实线所示变化。具体地，随着进气门12的气门正时响应内部EGR量的变化而进一步提前，爆燃界限点朝延迟侧移动。
本发明人的研究表明在一些运行区域例如轻负荷区域中，当进气门12的气门正时如图10(a)中的虚线所示稍微提前以确保适当的气门重叠期间(约10℃A)时，内部EGR量趋向于最小。这可认为是因为由于适当的气门重叠期间的存在有利于气缸的排气以减少残留在缸内而不是被排出的废气量。因此，在这种运行区域中，相对于进气门12的气门正时的内部EGR量变化引起的爆燃界限点的变化如图10(b)中的虚线所示。
另一方面，气门重叠量的增加增大了从排气系统吹回至气缸内的废气量。因此，实际进气温度趋向于随气门重叠量(增加)相应地增加。此外，进气门12的气门正时的提前导致进气门12更早地关闭。这增加了实际压缩比。因此，进气温度和实际压缩比随进气门12的气门正时提前而如图10(c)所示增加。进气温度或实际压缩比的增加增大了爆燃的可能性。从而，与进气温度和实际压缩比的变化相关地，爆燃界限点随着进气门12的气门正时进一步地提前而朝向延迟侧移动，如图10(d)中所示。
考虑到总体上内部EGR量的影响以及进气温度和实际压缩比的影响，爆燃界限点趋向于以二次曲线形式变化，如图10(e)所示，该曲线在相对于进气门12的气门正时的一预定气门正时α处具有一个极小点P。即，随着进气门12的气门正时从最显著的延迟位置朝向提前侧变化，爆燃界限点朝着延迟侧移动直到该气门正时到达该预定的气门正时α。然后，一旦气门正时被提前至超过该预定的气门正时α处，则爆燃界限点朝着提前侧移动。
随着发动机负荷和进气量增加，这些变化对爆燃界限点的影响比内部EGR量变化的影响更为显著，因为实际进气温度和实际压缩比本来就很高。结果，如图11所示，随着发动机负荷增加，指示极小点P的进气门12的气门正时朝向提前侧移动。
图12示出MBT点相对于进气门12的气门正时而变化的方式的示例。跟随着内部EGR量增加的燃烧状态的恶化显著地影响发动机输出。然而，进气温度或实际压缩比的变化不显著地影响发动机输出。因此，MBT点趋向于如图12中的实线所示随着进气门12的气门正时变化。然而，在其中内部EGR量趋向于如图10(a)中的虚线所示变化的一些运行区域中会具有由图12中的虚线所示的变化趋势。
在一些内燃机中，在排气侧设置有一气门驱动正时机构以可变地控制排气门的气门正时。图13示出爆燃界限点和MBT点相对于这样一种内燃机中的排气门的气门正时而变化的方式的示例。
即使是当排气门的气门正时改变时，气门重叠量以及因此内部EGR量如进气门的气门正时改变时一样变化。具体地，如果排气门的气门正时延迟，气门重叠量以及因此内部EGR量增加。另一方面，如果排气门的气门正时显著地延迟，排气可以会暂时地向后地从一排气通道向一进气通道流动。结果，实际进气温度可能会稍微增加。然而，进气温度这样一种增加对爆燃的发生的影响与内部EGR量增加相比非常不显著。此外，实际压缩比不会随着排气门的气门正时的变化而显著地变化。因此，爆燃界限点和MBT点趋向于相对于排气门的气门正时的延迟单调地朝向提前侧变化。
下面给出上述说明的总结。
·进气门的气门正时的提前增加内部EGR量(恶化燃烧状态)而使得MBT点朝延迟侧移动。
·进气门的气门正时的提前增加内部EGR量而使得爆燃界限点朝向延迟侧移动。这还使得实际进气温度和实际压缩比增加而使得爆燃界限点朝向提前侧移动。
·排气门的气门正时的延迟增加内部EGR量而使得MBT点和爆燃界限点朝提前侧移动。
·排气门的气门正时的延迟量还使得实际进气温度升高。然而，该升高对爆燃界限点的影响比内部EGR量的增加时的影响更不显著。
下面将给出考虑到上述相对于气门驱动设定值变化的变化趋势而根据本实施例计算爆燃界限点和MBT点的方式。
(计算MBT点)首先参照图14，给出根据本实施例的计算MBT点的方式的说明。
为了计算MBT点，首先如上所述基于发动机速度ne和发动机负荷(例如，节气门开度ta)根据式(12)确定基准MBT点ambtvof。此外，如上所述根据式(16)确定在当前发动机速度ne和发动机负荷的值处的基准MBT点差值kambt。
基准MBT点ambtvof表示在当气门重叠量为0时的当前发动机速度ne和发动机负荷的值处获得的最大转矩的点火正时。基准MBT点差值kambt表示在(I)和(II)之间的点火正时的差值。
(I)在不根据沉积物对初始目标值进行校正时，在当前发动机速度ne和发动机负荷值处获得最大转矩时的点火正时被设定为一气门驱动设定值。
(II)当气门重叠量为0时在当前发动机速度ne和发动机负荷值处获得最大转矩时的点火正时。
然后，根据下式(26)，通过将一实际重叠量ovrpreal除以一个初始重叠量ovrptbi而确定一个重叠比tovrp。该初始重叠量ovrptbi表示当气门驱动设定值(进气门或排气门等的气门正时)设定在一控制目标值处并且该值没有根据沉积物进行校正时观察到的气门重叠量。相反地，该实际重叠量ovrpreal表示在当前气门驱动设定值处，即，在该气门驱动设定值根据沉积物校正后观察到的气门重叠量。
tovrp＝ovrpreal/ovrptbi (26)因此，根据下式(27)，根据所述实际重叠量ovrpreal通过对重叠比tovrp进行平方而确定一个MBT点校正系数kavvtmbt。该MBT点校正系数kavvtmbt基本上与根据第一实施例的VVT提前校正系数kavvt相同。
kavvtmbt＝(tovrp)2(27)此外，根据下式(28)，通过使MBT点校正系数kavvtmbt乘以基准MBT点差值kambt而确定一个对应于实际重叠量ovrpreal的MBT点的提前校正量kvtmbt。该如此算出的在MBT点的提前校正量kvtmbt与重叠比tovrp的平方成比例。
kvtmbt＝kavvtmbt×kambt (28)然后，根据下式(29)，通过使所确定的在MBT点的提前校正量加上基准MBT点ambtvof而确定MBT点ambt。
ambt＝ambtvof+kvtmbt (29)图14示出当重叠比tovrp具有一预定值TO1时计算MBT点ambt的方式。上述计算MBT点ambt的方式基本上与第一实施例中使用的方式相似。
(爆燃界限点的计算)下面将参照图15说明根据上述实施例的爆燃界限点(第一爆燃界限点aknok1和第二爆燃界限点aknok2)。图15示出计算第一爆燃界限点aknok1的方式。然而，这基本上与计算第二爆燃界限点aknok2的方式相似。
为了计算该两个爆燃界限点，首先根据上面所述式(13)和式(14)确定第一基准爆燃界限点aknokvof和第二基准爆燃界限点aknokbse。此外，根据式(17)计算基准爆燃界限点差值kaknk。
因此，在本实施例中，根据下式(30)基于当前发动机速度ne和发动机负荷的值计算一极小点(bottom point)重叠量ovrpbtm。该极小点重叠量ovrpbtm是一个当所述气门驱动设定值在当前发动机速度ne和发动机负荷值处变化时爆燃界限点具有上述极小点P时的气门重叠量。在各发动机操作状态下的极小点重叠量ovrpbtm的值已通过实验等确定并作为一个图存储在电子控制单元16的存储器中。
ovrpbtm＝f8(ne，ta) (30)如上所述，发动机负荷的增加导致爆燃界限点的极小点P朝向进气门的气门正时的提前侧移动，即从而增加气门重叠量。在该内燃机10中，在具有一定的负荷或更重负荷的区域，极小点重叠量ovrpbtm大于初始重叠量ovrptbi，如图15(b)中所示。在此时，计算在爆燃界限点的提前校正量kvtknk的方式在轻至中等负荷区域与重负荷区域之间切换，其中，在轻至中等负荷区域，极小点重叠量ovrpbtm几乎是初始重叠量ovrptbi，如图15(a)所示；在重负荷区域，极小点重叠量ovrpbtm超过初始重叠量ovrptbi，如图15(b)所示。
首先，对于轻至中等负荷区域，在计算极小点重叠量ovrpbtm后，基于发动机运行状态(发动机速度ne和发动机负荷)根据下式(31)确定极小点爆燃界限点差值kvtknkbtm。该极小点爆燃界限点差值kvtknkbtm在各发动机运行状态下的值已通过实验等确定并作为一个图存储在电子控制单元16的存储器中。极小点爆燃界限点差值kvtknkbtm表示在下述(III)和(IV)之间的点火正时的差值。
(III)在当前发动机速度ne和发动机负荷值处气门重叠量等于极小点重叠量ovrpbtm时的点火正时。
(IV)在当前发动机速度ne和发动机负荷值处气门重叠量为0时的点火正时。
kvtknkbtm＝f9(ne，ta) (31)
然后，根据下式(32)或(33)确定对应于实际重叠量ovrpreal的爆燃界限点的提前校正量kvtknk。图15(a)示出在轻至中等负荷区域当该实际重叠量ovrpreal具有一预定值O1时计算提前校正量kvtknk的方式的示例。
kvtknk=(ovrpbtm-ovrprealovrpbtm)2×(-kvtknkbtm)+kvtknkbtm---(32)]]>[ovrpreal≥ovrpbtm]kvtknk=(ovrpreal-ovrpbtmovrptbi-ovrpbtm)2×(kaknk-kvtknkbtm)+kvtknkbtm---(33)]]>另一方面，对于其中极小点重叠量ovrpbtm超过初始重叠量ovrptbi的重负荷区域，根据下式(34)确定对应于实际重叠量ovrpreal的爆燃界限点的提前校正量kvtknk。图15(b)示出在该重负荷区域当该实际重叠量ovrpreal具有一预定值O2时计算提前校正量kvtknk的方式的示例。
kvtknk=(ovrptbi-ovrprealovrptbi)2×(-kaknk)+kaknk---(34)]]>一旦确定了爆燃界限点的提前校正量kvtknk，则根据下式(35)和(36)通过使所确定的提前校正量kvtknk分别与第一基准爆燃界限点aknokvof和第二基准爆燃界限点aknokbse相加而确定第一爆燃界限点aknok1和第二爆燃界限点aknok2。
aknok1＝aknokvof+kvtknk(35)aknok2＝aknokbse+kvtknk(36)因此，在本实施例中，考虑到在MBT点和爆燃界限点之间的差别，提前校正量的计算方式以如上所述根据气门驱动设定值的变化方式在MBT点和爆燃界限点之间切换。即，对于MBT点，提前校正量kvtmbt被确定为一个与气门重叠量的平方成比例的值。而对于爆燃界限点，提前校正量kvtknk被确定为一个相对于气门重叠量以具有一极小点的二次曲线形式变化的值。在本实施例中，基于这些算出的值，最大提前点火正时absef、最大延迟点火正时akmf和要求点火正时afin等以与第一实施例中的方式相似的方式计算。
除上述优点(1)-(4)以外，上述实施例可以产生下述优点。
(5)在本实施例中，爆燃界限点的提前校正量被设定成相对于基于为处理沉积物由爆燃控制进行的点火正时的变化的幅度而相应变化的气门驱动的设定值(气门正时或气门重叠量)、以具有一极小点的二次曲线形式变化。因此，爆燃界限点或MBT点也可以结合伴随着气门驱动设定值变化的实际进气温度或实际压缩比的变化而适当地进行校正。
根据本实施例的用于计算MBT点和爆燃界限点的等式也可以根据需要而改变。计算方式的具体细节可以任意进行改变，只要该计算的进行可以使爆燃界限点的提前校正量kvtknk被设定成相对于气门驱动的设定值(气门正时或气门重叠量)以具有一极小点的二次曲线形式变化。
如上所述，在一些例如轻负荷区域的运行区域中，MBT点也趋向于相对于气门驱动的设定值以具有一极小点的二次曲线形式变化。对于这些操作区域，MBT点的提前校正量被设定成相对于气门驱动的设定值以具有一极小点的二次曲线形式变化，如同在根据本实施例的爆燃界限点的提前校正量时那样。此时，可以将MBT点设定成与在这些运行区域中所观察到的变化趋势相匹配。
(第三实施例)下面将参照图16-18说明根据本发明的第三实施例的用于内燃机的控制装置。将主要讨论与上述实施例的不同点。
第一实施例使用包括比率学习值rgknk和KCS学习值agknk的两个学习值作为用于点火正时的爆燃控制的学习值，其中比率学习值rgknk反映为处理沉积物而进行的点火正时的变化，而KCS学习值agknk反映为处理除沉积物之外的一因素而进行的点火正时的变化。下面将对根据本实施例的更新这些学习值的方式进行说明。
在本实施例中，如果KCS反馈校正值akcs与0偏差较大(akcs＜-1A或akcs＞A)，则同时更新两个学习值。然后，基于所述偏差的幅值确定一学习更新量tdl。该学习更新量tdl表示由于KCS学习校正值的更新而造成的KCS反馈起点的更新量(在kcs＝0时的要求点火正时afin)、和由于比率学习值rgknk的更新而造成的KCS反馈起点的更新量的和。即KCS反馈起点要求的总更新量。
然后，将该学习更新量tdl分成反映在KCS学习值agknk中的一部分和反映在比率学习值rgknk中的一部分。此时，根据图16中所示的发动机负荷大致确定分配至相应的学习值的各更新量的比率。例如，期望在轻负荷区域中由于除沉积物以外的一因素引起爆燃的概率较低。因此，对于上述分配，在比率学习值rgknk中反映的更新量(分配比率)增加。另一方面，如果发动机负荷增加，则在轻负荷区域中由于除沉积物以外的因素引起爆燃的概率较高。因此，对于发动机负荷的增加，在比率学习值rgknk中反映的更新量减少，而在KCS学习值agknk中反映的更新量增加。
在本实施例中，学习更新量tdl的分配比率由一分配率tk表示。该分配率tk指示由在KCS学习值agknk中反映的更新量所占的学习更新量tdl的比率。具体地，该分配率tk具有一在0和1之间的值。对于轻负荷区域，将该分配率tk设为一个靠近0的较小值(例如为0.25)。随着发动机负荷增加，该分配率tk的值增加至靠近1的值(例如为0.5)。然后，基于该设定的分配率tk，根据下式(37)和(38)计算KCS学习值的更新量Δagknk和比率学习值rgknk的更新量Δrgknk。
Δagknk＝tk×tdl(37)Δrgknk＝(1-tk)×(-tdl)÷DLAKNOK(38)当发动机负荷增加超过一特定值时，除沉积物以外的一因素对爆燃的发生的影响显著地大于沉积物的影响。因此，禁止更新比率学习值。然后，所有的学习更新量tdl都反映在KCS学习值agknk中。在此，其中禁止更新比率学习值rgknk的发动机运行区域被称为比率学习禁止区。
如果使用上述方式同时更新所述两个学习值，则会发生(A)和(B)中所述的问题。
(A)由于为各学习值设定的最大和下限保护值引起的不充分的更新。
通常，为各学习值设定一上限值和一下限值。该学习值被禁止更新以增加至超过一上限值和降低至低于一下限值，即使是在需要时。例如，将比率学习值rgknk限制在0至1的更新范围内。因此，该比率学习值rgknk不会降低至低于0和增加至超过1。具体地，为该比率学习值rgknk设定一为1的上限值RGKMX和一为0的下限值RGKMN。此外，为KCS学习值agknk设定一上限值AGKMX(例如19℃A)和一下限值AGKMN。因此，该KCS学习值agknk总是为至少为下限值AGKMN和最大为上限值AGKMX。
此时，如果所述学习值中的任一个等于该上限值或下限值，则上述分配会阻止一要求的更新。例如，如果学习值等于该上限值，它就不能被更新以进一步地增加。如果学习值等于该下限值，它就不能被更新以进一步地降低。如果这样一种状态持续延迟学习值的更新，则总体学习速度会降低。结果，KCS反馈起点可能不会充分地校正。因此，该KCS反馈可能不会充分地反应。
(B)不适宜的学习值通过根据基于上述比率学习值rgknk确定的沉积物的状态而改变气门驱动的设定值，可以减小沉积物对爆燃的发生的影响。即不会由于沉积物而引起爆燃。然而，如果学习值总是均匀地更新，则比率学习值rgknk可能会随对应于沉积物的气门正时设定值的校正量的渐增而过度更新。因此，这两个学习值都偏离实际状态。这会导致由于点火正时的过度提前而发生爆燃，或者由于点火正时的过度延迟而恶化输出性能或燃料效率。
因此，在本实施例中，执行下述处理以解决问题(A)和(B)。
首先，作为问题(A)的解决方案，如果其中一个学习值由于其在上限值或下限值而不能按需更新，则所有的学习更新量tdl反映在另一学习值中而与分配率tk的设定无关。因此，即使是当其中一个学习值不能被更新时，该学习值作为一整体也得到了充分地更新。这使得可以有利地避免学习速度的降低或者KCS反馈的响应性能恶化。
作为问题(A)的解决方案，在本实施例中，根据对应于沉积物的气门驱动设定值的校正量的增大而扩大比率学习禁止区域。更具体地，在本实施例中，当第二爆燃界限点aknok2等于或小于一预定判定值DLKNOK时该比率学习值rgknk被禁止更新。
图17示出设定比率学习禁止区域的方式。如图中所示，第二爆燃界限点aknok2随着发动机负荷增加而朝向延迟侧移动。该图中的实线表示在对应于沉积物的沉积(量)的气门驱动设定值的变化之前第二爆燃界限点aknok2相对于发动机负荷的过渡曲线(初始值)。该图中的长短划线表示在该变化之后的过渡曲线(当前值)。当气门驱动设定值这样根据沉积物变化时，第二爆燃界限点aknok2朝向延迟侧移动。因此，其中第二爆燃界限点aknok2等于或小于判定值DLKNOK的比率学习禁止区域根据对应于沉积物的气门驱动设定值的变化幅度的增加而扩大。这限制了比率学习值rgknk的更新以增加对应于沉积物的气门驱动设定值的变化幅度，从而减少沉积物对爆燃的发生的影响。因此而阻止两学习值偏离实际状态。
图18是根据本实施例的上述气门更新处理的流程图。在发动机运行时电子控制单元16周期性地执行图中所示处理。在本实施例中，分别对于根据发动机速度ne而将运行分成的多个区域中的每一个单独计算KCS学习值agknk和比率学习值rgknk。如下所述，学习区域标记有标号1、2、...n。各学习(区域)的KCS学习值agknk和比率学习值rgknk标记为agknk[i]和rgknk[i](i表示学习区域的标号)。
当该处理开始时，电子控制单元16首先在步骤S100确定KCS学习值agknk和比率学习值rgknk的更新条件是否已成立。当下述所有条件成立时认为为所述更新条件已成立。
·发动机速度ne在一预定的范围内并不在一过低或过高的旋转速度区域中。
·当一过渡运行速度例如快速加速度或减速度结束后经过一预定或更长时间，并且发动机运行状态不是不稳定的。
·内燃机10已经预热。
·发动机负荷为一预定值或更大并且不在一过轻的负荷区域。
如果更新条件不成立(否)，电子控制单元16停止处理。另一方面，如果更新条件成立(是)，电子控制单元16将处理进行到步骤S200以开始一个计算学习更新量tdl的处理。
(学习更新量tdl的计算)在处理进行到步骤S200后，电子控制单元16以下述方式计算学习更新量tdl。在该计算处理中，基于KCS反馈校正值akcs，判定学习值朝向提前或延迟侧的偏离是否较大。具体地，当KCS反馈校正值akcs小于一预定负值(-A)时(S200是)电子控制单元16判定学习值朝向提前侧的偏离较大。当KCS反馈校正值akcs超过一预定正值(A)时(S220是)电子控制单元16判定学习值朝向延迟侧的偏离大。
(a)当学习值朝向提前侧的偏离大时如果学习值朝向提前侧的偏离较大，电子控制单元16将处理进行到步骤S210。电子控制单元16从而计算学习更新量tdl以校正KCS反馈起始点，以使其朝向延迟侧移动(延迟处理)。具体地，在步骤S210，电子控制单元16通过将上述值A加至当前KCS反馈校正值akcs而设定学习更新量tdl。
(a)当学习值朝向延迟侧的偏离较大时如果学习值朝向延迟侧的偏离较大，电子控制单元16将处理进行到步骤S230。电子控制单元16从而计算学习更新量tdl以校正KCS反馈起始点，以使其朝向提前侧移动(提前处理)。具体地，在步骤S230，电子控制单元16将学习更新量tdl设定为各学习区域设定的预定值TDL[i](此时，i表示学习区域的标号)。
(c)其它情况当学习值的偏离小时(S200否和S220否)，电子控制单元16将处理进行到步骤S240。在步骤S240，电子控制单元16将学习更新量tdl设定为0。
(计算分配率tk)在这样设定了学习更新量tdl以后，电子控制单元16将处理进行到步骤S300以开始计算分配率tk。在该处理中，分配率tk如(d)至(f)中所述进行计算。
(d)当比率学习值rgknk因为其是最大值或最小值而不能更新时当比率学习值rgknk等于其上限值RGKMX或下限值RGKMN从而不能根据需要更新时(S300是)，电子控制单元16将处理进行到步骤S310。上述条件是通过检查下述条件(d1)或(d2)是否成立而专门确定的。
(d1)比率学习值rgknk等于下限值RGKMN(＝1)，并且学习更新要求表示为一朝向提前侧的移动即学习更新量tdl大于0。
(d2)比率学习值rgknk等于上限值RGKMX(＝0)，并且学习更新要求表示为一朝向延迟侧的移动即学习更新量tdl小于0。
此时，在步骤S310，电子控制单元16设定分配率tk以使得所有学习更新量tdl反映在KCS学习值agknk中。即，此时，将分配率tk设定为值1。
(e)当KCS学习值agknk因为其是最大值或最小值而不能更新时当KCS学习值agknk等于其上限值AGKMX或下限值AGKMN从而不能根据需要更新时(S320是)，电子控制单元16将处理进行到步骤S330。上述条件的出现是通过检查下述条件(e1)或(e2)是否成立而专门确定的。
(e1)KCS学习值agknk等于上限值AGKMX，并且学习更新要求表示为一朝向提前侧的移动即学习更新量tdl大于0。
(e2)KCS学习值agknk等于下限值RGKMN，并且学习更新要求表示为一朝向延迟侧的移动即学习更新量tdl小于0。
此时，在步骤S330，电子控制单元16设定分配率tk以使所有学习更新量tdl反映在比率学习值rgknk中。即，此时，将分配率tk设定为值0。(f)除(d)和(e)以外的情况在除(d)和(e)以外的情况下，即，当这两个学习值都可以更新时(S300否和S320否)，电子控制单元16将处理进行到步骤S340。然后，电子控制单元16基于发动机负荷计算分配率tk。例如，此时，对于轻发动机负荷区域将分配率tk设为0.25而对于具有一特定的负荷或更大负荷的区域将分配率tk设为0.5。
(学习值的更新)在如上所述设定学习更新量tdl和分配率tk后，电子控制单元16将处理进行到步骤S400以开始一个更新学习值的处理。
在步骤S400，电子控制单元16判定运行是否处于比率学习禁止区域中。该判定是通过检查第二爆燃界限点aknok2是否小于如上所述的预定判定值DLKNOK(见图17)而进行的。
如果运行不处于比率学习禁止区域中(S400否)，电子控制单元16将处理进行到步骤S410。在该步骤中，电子控制单元16进行更新以根据分配率tk将学习更新量tdl分配给两个学习值。此时，通过将如上所述使用式(37)而确定的更新量Δagknk加上当前值而更新KCS学习值agknk(agknk[i]←agknk[i]+Δagknk)。此外，此时，通过将如上所述使用式(38)而确定的更新量Δrgknk加上当前值而更新比率学习值rgknk(rgknk[i]←rgknk[i]+Δrgknk)。
另一方面，如果运行处于比率学习禁止区域中(S400是)，电子控制单元16将处理进行到步骤S420。在该步骤S420中，电子控制单元16进行更新以将所有学习更新量tdl反映在KCS学习值agknk中。具体地，基于下式(39)通过将学习更新量tdl加上当前值而更新KCS学习值agknk。此时，比率学习值rgknk保持在当前值而没有被更新。
agknk[i]＝agknk[i]+tdl(39)在如此更新学习值后，电子控制单元16结束处理。在上述实施例中，比率学习值rgknk对应于第一学习值，而KCS学习值agknk对应于第二学习值。
除(1)至(4)中所述的以外，上述本实施例可产生下述优点。
(6)在本实施例中，通过确定作为爆燃控制的反馈起始点要求的总更新量的学习更新量tdl、确定作为在各学习值中学习更新量tdl的反映比率的分配率tk、并基于学习更新量tdl和分配率tk确定在各学习值中的更新量，而对这两个学习值都进行了更新。从而，与该两个学习值的使用无关而有利地更新了爆燃控制的反馈起始点。
(7)在本实施例中，根据发动机动转状态而可变地设定分配率tk。更具体地，可变地设定分配率tk以使得随着发动机负荷的增加，学习更新量tdl分配给比率学习值rgknk的分配率(1-tk)减少，同时学习更新量tdl分配给KCS学习值agknk的分配率(tk)增加。这使得可以随着发动机负荷的增加而降低比率学习值rgknk的更新水平以相对减少沉积物对爆燃发生的影响。这抑制了比率学习值rgknk的过度更新。因此可以进一步地改进两个学习值的学习精度。
(8)在本实施例中，如果其中一个学习值由于在其更新范围的最大值或最小值而不能更新，则所有的学习更新量tdl反映在另一学习值中而与分配率tk的设定无关。因此，即使是当其中一个学习值不能被更新时，另一学习值可用于补偿相应的更新。这使得可有利地避免学习速度的降低或者爆燃控制的点火正时反馈的响应性能恶化。
(9)在本实施例中，根据气门驱动设定值根据为处理沉积物而进行的点火正时的变化的幅度而发生的变化的幅度，而可变地设定比率学习禁止区域。更具体地，随着变化幅度的增加，该比率学习禁止区域向轻负荷区域扩大。这使得可以根据如上所述伴随着变化幅度的增加的沉积物对爆燃发生的影响的减少而减小比率学习值rgknk的更新水平。因此，可以抑制学习值偏离实际条件。
上述本实施例可以如下进行变型。
在上述实施例中，分别为根据发动机速度而将运行分成的每个学习区域计算比率学习值rgknk和KCS学习值agknk。然而，可以根据需要而改变分割方式；例如，还可以根据发动机负荷分割学习区域。可选地，也可以不进行这种学习区域的分割而对所有的发动机运行区域使用共同的比率学习值rgknk和KCS学习值agknk。
对于学习值的更新条件，可以根据需要对该实施例中的上述条件进行改变。
在上述实施例中，根据发动机动负荷而可变地设定分配率tk。然而，可以根据需要而改变分配率tk的设定方式。例如，除发动机动负荷以外可以根据发动机速度ne确定分配率tk。可选地，可以使用一反映发动机负荷的不同的控制参数(进气量、喷油量等)来确定分配率tk。
对于学习更新量tdl的设定方式，在该实施例中的上述一种设定方式可以根据需要改变。
在上述实施例中，比率学习禁止区域基于第二爆燃界限而设定。然而，可以根据需要而改变该设定方式。例如，可以直接根据发动机负荷而设定比率学习禁止区域。此时，根据气门驱动设定值中根据为处理沉积物而进行的点火正时的变化幅度而发生的变化幅度，而将比率学习禁止区域扩大至轻负荷侧，可以产生(9)中的优点。
如果(B)中的问题可以忽略，则可以省去根据气门驱动设定值中的变化幅度而对比率学习禁止区域进行的可变设定。如果在所有发动机运行区域中沉积物对爆燃发生的影响不可忽略，则可以省去对比率学习禁止区域的设定。即，可以省去学习值更新处理的步骤S400和S420中的处理。
如果(A)中的问题可以忽略，可以省去学习值更新处理的步骤S300、S310和S320中的处理。
(第四实施例)下面说明根据本发明第四实施例的用于内燃机的控制装置。将主要说明与前述实施例的不同点。
在上述实施例中，沉积物点火正时延迟量akgrg，即，与沉积物相关的点火正时的延迟量，如上式(7)中所示，是通过使最大点火正时延迟量DLAKNOK乘以比率学习值rgknk而确定的。如上所述，该最大点火正时延迟量DLAKNOK表示用于处理在沉积物的影响为最显著时的预定发动机运行条件下假定最大量的沉积物要求的要求点火正时afin的延迟量。即，该最大点火正时延迟量DLAKNOK是一个对应于当没有沉积物时和在沉积物的影响为最显著时的预定发动机运行条件下的最差(最大量)沉积物时之间要求点火正时的差值的常量。
沉积物对点火正时的影响水平根据发动机运行条件而变化。因此，当要精确地确定要求点火正时的上述差值时，可以根据发动机运行条件有目的地可变地设定其幅度。基于例如发动机速度和发动机负荷的要求点火正时的差值在下文中将称为比率学习宽度dlaknok。该比率学习宽度dlaknok例如定义为如下式(40)中所示。
dlaknok＝aknokbse+kaknk-aknoklmt(40)在式(40)中，aknoklmt表示为一在当前发动机运行状态下具有最差沉积物或最差燃烧环境的假定条件下的爆燃界限点的最大延迟爆燃界限点。该最大延迟爆燃界限点aknoklmt是使用一存储了通过实验等确定的各发动机运行条件的最大延迟爆燃界限点aknoklmt的算术图而根据发动机速度和发动机负荷计算的。
对于比率学习宽度dlaknok，如上述式(23)中所示的沉积物校正项adepvt和如上述式(24)中所示的最大延迟点火正时akmf分别如下式(41)和(42)中所示计算。
adepvt＝dlaknok×rgknk (41)akmf＝aknok2-dlaknok×rgknk-RTD(42)此外，如上述式(38)中的比率学习值rgknk的更新量Δrgknk如式(43)中所示进行计算。
Δrgknk=(1-tk)×(-tdl)dlaknok---(43)]]>如上所述，根据发动机运行条件确定比率学习宽度dlaknok并将其用于例如计算最大延迟点火正时akmf和更新比率学习值rgknk。然后就可以在反映沉积物对点火正时的影响水平的变化的同时更精确地控制点火正时，其中该变化取决于发动机运行条件。
在上述实施例中，通过根据为处理沉积物而进行的点火正时的延迟而减少发动机气门的气门重叠量来减少内部EGR量。因此而减少内部EGR量以改进燃烧状态从而禁止由于沉积物引起的燃烧状态的恶化。因此，沉积物对点火正时的影响随着气门重叠量(的减小)而相应地减少。然而如果使用如上所示使用式(40)所确定的比率学习宽度dlaknok，则沉积物的影响的减少可能不会反映在点火正时控制中。因此，要求点火正时afin、KCS学习值agknk、比率学习值rgknk等就会偏离其最佳值。
因此，为了进一步地提高点火正时控制的精度，比率学习宽度dlaknok必须随着气门重叠量而相应地减少。例如，可以使用一下式(44)中确定的比率学习宽度dlaknok’来代替式(40)中的比率学习宽度dlaknok。
dlaknok’＝(aknokbse+kaknk-aknoklmt)×kavvt(44)上述在图17中示例的比率学习禁止区域的设定也可以使用比率学习宽度dlaknok’来进行。具体地，通过将比率学习禁止区域设定成当比率学习宽度dlaknok’的值至多为一预定判定值DLKNOK’时禁止比率学习值rgknk被更新，还可以达到适当的学习值而同时抑制该学习值偏离实际条件。
图19示出这样一种设定比率学习禁止区域的方式。该图中的实线表示在气门重叠量对应于沉积物而减少之前在发动机负荷和比率学习宽度dlaknok’之间的关系。在该图中交替的长短划线表示在减少之后的该关系。
如在该图中所示，比率学习宽度dlaknok’趋向于随着发动机负荷的增加而减少。这是因为发动机负荷的增加减小了沉积物对点火正时的影响。另一方面，当气门重叠量根据沉积物而减少时，比率学习宽度dlaknok’也减少。结果，比率学习禁止区域根据对应于沉积物的气门重叠量的减少而扩大。换句话说，允许比率学习的区域变窄。因此，同样在该情况下，气门重叠量的减少允许随着沉积物对爆燃发生的影响的减少而使比率学习值rgknk的更新逐渐受到限制。这抑制了学习值偏离实际条件。
权利要求
1.一种内燃机的控制装置，所述内燃机通过燃烧空气和燃料的混合物而产生动力，其中，所述装置执行一用于调节空气-燃料混合物被点燃时的点火正时的爆燃控制、和一用于根据发动机中爆燃的发生调节一气门驱动即发动机的气门驱动的可变气门驱动控制，所述装置的特征在于所述装置基于所述爆燃控制的结果而确定由于沉积物在发动机中的粘附而造成的点火正时的变化幅度，并且其中，基于所述点火正时的变化幅度，所述装置在所述可变气门驱动控制中改变气门驱动的设定值。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于所述装置基于在没有沉积物时和在沉积物的当前状态下要求点火正时之间的差别而确定点火正时的变化幅度。
3.根据权利要求2的装置，其特征在于所述装置基于在沉积物产生一显著的负面影响的预定发动机运行条件下要求点火正时的差别而确定点火正时的变化幅度。
4.根据权利要求1的装置，其特征在于为了改变气门驱动的设定值，所述装置随着点火正时的变化幅度增加而减少气门驱动的允许可变范围。
5.根据权利要求1的装置，其特征在于所述装置根据基于点火正时的变化幅度而变化的气门驱动的设定值而校正要求点火正时。
6.根据权利要求1的装置，其特征在于所述装置根据基于点火正时的变化幅度而变化的气门驱动的设定值而校正发动机产生最大转矩时的最大转矩点火正时。
7.根据权利要求1的装置，其特征在于所述装置根据基于点火正时的变化幅度而变化的气门驱动的设定值而校正爆燃界限点点火正时。
8.根据权利要求1的装置，其特征在于所述装置根据基于点火正时的变化幅度而变化的气门驱动的设定值而校正爆燃控制中的最大提前点火正时和最大延迟点火正时中的至少一个。
9.根据权利要求1的装置，其特征在于当沉积物的沉积程度表示为一比率时，在没有聚集沉积物的状态下该比率具有一个为0的值，而在沉积物的量达到一个假定最大值的状态下该比率具有一个为1的值，该装置计算一个比率学习宽度，所述比率学习宽度为一当沉积物的沉积量达到假定最大值时对应于发动机运行状态的点火正时的延迟量，并且其中该装置用表示沉积物的程度的该比率乘以该比率学习宽度，并将乘积结果设定为对应于当前沉积水平的点火正时的延迟量，和其中，所述装置根据基于点火正时的变化幅度而变化的气门驱动的设定值而校正该比率学习宽度。
10.根据权利要求5-9中任一项所述的装置，其特征在于所述可变气门驱动控制包括调节气门的气门正时，并且其中所述装置设定一用于校正点火正时的校正量，以使得该校正量与基于点火正时的变化幅度而变化的气门正时的设定值与没有聚集沉积物的状态下的气门正时的设定值的比率的平方成比例。
11.根据权利要求5-9中任一项所述的装置，其特征在于所述气门为进气门和排气门中的一个，其中所述可变气门驱动控制包括调节所述气门的气门重叠量，并且其中所述装置设定一用于校正点火正时的校正量，以使得该校正量与基于点火正时的变化幅度而变化的气门重叠量的设定值与没有聚集沉积物的状态下的气门重叠量的设定值的比率的平方成比例。
12.根据权利要求5-9中任一项所述的装置，其特征在于所述可变气门驱动控制包括调节所述气门的气门正时，并且其中所述装置设定一用于校正点火正时的校正量，以使得该校正量相对于根据点火正时的变化幅度而变化的气门正时的设定值以具有一极小点的二次曲线形式变化。
13.根据权利要求5-9中任一项所述的装置，其特征在于所述气门为进气门和排气门中的一个，其中所述可变气门驱动控制包括调节所述气门的气门重叠量，并且其中所述装置设定一用于校正点火正时的校正量，以使得该校正量相对于基于点火正时的变化幅度而变化的气门重叠量的设定值以具有一极小点的二次曲线形式变化。
14.根据权利要求13的装置，其特征在于当所述点火正时的校正量具有该极小点时所述气门重叠量被设定成随着发动机负荷增加具有一更大的值。
15.根据权利要求1-9中任一项所述的装置，其特征在于在爆燃控制中，所述装置分别学习一个反映为了处理沉积物而进行的点火正时的变化的幅度的第一学习值和一个为了处理除沉积物以外的一因素而进行的点火正时的变化幅度的第二学习值。
16.根据权利要求15的装置，其特征在于在更新第一学习值和第二学习值时，所述装置计算一学习更新量，所述学习更新量所述爆燃控制的反馈控制起始点要求的更新量的总量，并确定所述学习更新量的分配率，该分配率表示反映在第一学习值中的学习更新量的比率和反映在第二学习值中的学习更新量的比率，并且其中所述装置根据学习更新量和分配率确定一个第一学习值的更新量和一个第二学习值的更新量。
17.根据权利要求16的装置，其特征在于所述分配率根据发动机运行状态变化。
18.根据权利要求16的装置，其特征在于所述分配率根据发动机负荷变化。
19.根据权利要求16的装置，其特征在于第一学习值的更新和第二学习值的更新各限制于一预定的更新范围，其中，如果其中一个学习值由于更新范围的限制而不能根据需要更新，则所述装置在另一个学习值中反映所有的学习更新量而与分配率的设定无关。
20.根据权利要求15的装置，其特征在于该装置设定一个其中第一学习值被禁止更新的发动机运行区域，并且根据基于点火正时的变化幅度而变化的气门驱动的设定值的变化量而改变该发动机运行区域。
21.根据权利要求20的装置，其特征在于所述发动机运行区域是一个其中作用于发动机的负荷高于一预定负荷的区域，并且其中该装置随着根据点火正时的变化幅度而变化的气门驱动的设定值的变化量增加而将所述预定负荷改变为一个较低的负荷。
22.根据权利要求15的装置，其特征在于当沉积物的沉积程度表示为一比率时，在没有聚集沉积物的状态下该比率具有一个为0的值，而在沉积物的量达到一个假定最大值的状态下该比率具有一个为1的值，该装置计算一个比率学习宽度，所述比率学习宽度是一个当沉积物的沉积量达到假定最大值时对应于发动机运行状态的点火正时的延迟量，并且其中该装置用表示沉积物的程度的该比率乘以该比率学习宽度，并将乘积结果设定为对应于当前沉积水平的点火正时的延迟量，和其中，所述装置根据基于点火正时的变化幅度而变化的气门驱动的设定值而校正该比率学习宽度，和其中，当校正的比率学习宽度不大于一预定的判定值时，则该装置禁止第一学习值被更新。
23.一种用于控制内燃机的方法，该内燃机通过燃烧空气和燃料的混合物而产生动力，该方法包括根据发动机中爆燃的发生而执行一爆燃控制以用于调节空气-燃料混合物被点燃时的点火正时；和执行一可变气门驱动控制以用于根据发动机中爆燃的发生调节气门驱动即发动机的气门驱动，该方法的特征在于基于所述爆燃控制的结果确定由于沉积物在发动机中的粘附而造成的点火正时的变化幅度；和基于所述点火正时的变化幅度在所述可变气门驱动控制中改变气门驱动的设定值。
全文摘要
基于用于根据爆燃的发生而调节点火正时的爆燃控制的结果，一电子控制单元计算沉积物要求点火正时akgrg，所述沉积物要求点火正时是一个考虑到沉积物在内燃机发动机中的粘附而确定的点火正时。基于沉积物要求点火正时akgrg，电子控制单元减小目标VVT提前量—即一可变气门正时机构的控制目标值—的vvt允许可变范围。该电子控制单元根据由于目标VVT提前量的允许可变范围的减小而变化的实际VVT提前量vt而校正一要求点火正时。结果，由于沉积物的粘附而造成的问题得到有效地避免。
文档编号F02D37/02GK1550652SQ20041003479
公开日2004年12月1日 申请日期2004年5月17日 优先权日2003年5月15日
发明者种井克敏, 井户侧正直, 正直, 人, 金子理人, 司, 笠岛健司, 高木登, 高木功 申请人:丰田自动车株式会社