内燃机控制设备的制作方法

专利名称：内燃机控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内燃机控制设备，更具体涉及一种使用缸内压力值来 实现各种控制功能的适于与内燃机一起使用的控制装置。
背景技术：
例如由专利文献1公开的传统内燃机控制设备根据控制参数p(e)xvK(e)来校正燃料喷射量。所获得的此控制参数是缸内压力p(e)和 值yK(e)的乘积，而值vxe)通过对缸内容积v(e)取比热比k的幂而获 得。更具体地，所述设备针对两个预定曲柄角中的每一个计算控制参数 p(e)xvK (e)，并且根据两个计算出的控制参数之间的差来判定用于燃料 喷射量的校正值。所公开的传统技术假定在控制参数p(e)xyK(e)和内燃 机气缸中的放热量q的改变模式之间存在关联性。传统技术使得能够容 易地实施具有高精确度和高响应性的反映气缸内的放热量q的发动机 控制。包括上述文献，申请人知晓作用本发明相关技术的下列文献。专利文献1日本专利/〉开2005-30332号。 发明内容关于内燃机缸内压力p(e)的信息(例如，记录)是用于获取燃烧信 息的有效参数。然而，用于判定该参数的计算公式复杂。因此，不能由当前的车载计算机(ECU)容易地计算出该参数。进一步地，为了高精度地计算缸内压力，必须进行高速取样。然而，实际上，因为计算负荷 很高，这种计算非常困难。根据上述传统技术，与放热量q的模式相关的燃烧信息可如上所述地根据针对两个预定曲柄角的控制参数p(e)xvK(e)来获取。如果能够通 过使用仅仅两个数据点容易地估算关于内燃机缸内压力p(e)的信息，则 该传统技术将是有利的。如果能够以高精度估算关于内压力p(e)的信息 (例如，记录)，则得到的值可以用来执行各种燃烧分析计算或者实施复杂的发动机控制。然而，上述传统技术不能估算缸内压力p(e)并且需 要进一步改进。为了解决上述问题，做出本发明。本发明的一个目的是提供能够以 高精度容易地估算关于内燃机的缸内压力信息并且以理想方式控制内 燃机的控制设备。上述目的通过一种内燃机控制设备实现，所述内燃机控制设备包括 放热量信息获取装置，用于获取关于内燃机的放热量信息。设置有关系 信息获取装置，用于获取定义所述放热量信息、用作内燃机的控制指标 的预定参数、以及缸内压力之间的关系的关系信息。还设置有压力估算 装置，用于根据所述关系信息估算所述釭内压力。在本发明的第二方面中，用作控制指标的所述预定参数是燃烧开始 时刻、燃烧结束时刻和燃烧速度的至少其中之一。上述目的通过一种内燃机控制设备实现，所述内燃机控制设备包括 放热量信息获取装置，用于获取关于内燃机的放热量信息。设置有燃烧 比信息获取装置，用于获取关于所述内燃机的缸内燃烧比信息。还设置 有关系信息获取装置，用于获取定义所述放热量信息、所述燃烧比信息 和缸内压力之间的关系的关系信息。还设置有压力估算装置，用于根据 所述关系信息估算所述缸内压力。在本发明的第四方面中，所述燃烧比信息获取装置可根据包含燃烧 开始时刻、燃烧结束时刻和燃烧速度的韦伯函数获取所述燃烧比信息。本发明第五方面可包括用于检测缸内压力的缸内压力检测装置。所 述放热量信息获取装置可根据在至少两个曲柄角处测量的缸内压力获 取所述放热量信息。所述关系信息可根据所述放热量信息和所述韦伯函 数之间的关系定义。所述压力估算装置可估算除所述至少两个曲柄角之 外的曲柄角处的缸内压力。本发明第六方面可包括离子检测装置，用于检测燃烧过程中在气缸 内产生的离子。所述燃烧比获取装置可根据所检测到的离子的值获取所 述燃烧比信息。在本发明第七方面中，所述放热量信息获取装置可根据关于缸内填充空气量的信息获取放热量信息；并且，所述关系信息根据所检测到的 离子的值和所述放热量信息定义。本发明第八方面可包括用于根据由所述压力估算装置估算的缸内 压力值来估算放热率和/或指示扭矩的燃烧信息估算装置。在本发明第九方面中，所述内燃机可根据由所述压力估算装置估算 的缸内压力、由所述燃烧信息估算装置估算的放热率和由所述燃烧信息估算装置估算的指示扭矩中的至少一个而被控制。在本发明第十方面中，点火正时控制、燃料喷射控制、气门开启特 性控制和扭矩控制中的至少 一个可包括在所述内燃机的控制中。本发明第十一方面可包括用于检测缸内压力的缸内压力检测装置。 还可设置有爆燃信息获取装置，用于比较由所述压力估算装置估算的缸 内压力值和由所述缸内压力检测装置测量的缸内压力值，并且获取关于 爆燃的信息。本发明第十二方面可包括估算放热率获取装置，用于根据所估算的 缸内压力值获取估算放热率值。还可设置有实际放热率获取装置，用于 根据所测量的缸内压力值获取测量放热率值。还可设置有爆燃信息获取 装置，用于比较所述估算放热率值和所述测量放热率值并且获取关于爆 燃的信息。在本发明的十三方面中，所述爆燃信息获取装置可获取在所述内燃 机的负荷系数相对较高时所述关于爆燃的信息。本发明第十四方面可包括压力记录获取装置，用于获取在同一燃烧 循环中由所述压力估算装置估算的缸内压力的记录。还可设置有最大压力值产生时刻获取装置，用于从所估算的缸内压力的记录获取产生最大 缸内压力值的时刻。还可设置有点火正时控制装置，用于控制点火正时，使得所述产生最大值的时刻与在所述点火正时针对MBT调节的情况下 产生所述最大缸内压力的时刻吻合。本发明第十五方面可包括压力记录获取装置，用于获取在同一燃烧 循环中由所述压力估算装置估算的缸内压力的记录。还可设置有最大压力值信息获取装i，用于从所估算的缸内压力的记录获取关于最大缸内压力的信息。还可设置有空燃比控制装置，用于实施控制以〗更根据关于 所述最大缸内压力的信息提供稀或浓的空燃比。本发明第十六方面可包括压力记录获取装置，用于获取在同一燃烧 循环中由所述压力估算装置估算的缸内压力的记录。还可设置有用于检 测缸内压力的缸内压力传感器。还可设置有失真检测装置，用于比较所 估算的缸内压力的记录和由所述缸内压力检测装置测量的缸内压力的记录，并且从所测量的缸内压力的记录获取失真。还可设置有传感器输 出校正装置，用于根据所述失真校正所述缸内压力传感器的输出。本发明第十七方面可包括压力记录获取装置，用于获取在同一燃烧 循环中由所述压力估算装置估算的缸内压力的记录。还可设置有用于检 测缸内压力的缸内压力传感器。还可设置有失真检测装置，用于比较所 估算的缸内压力的记录和由所述缸内压力检测装置测量的缸内压力的记录，并且从所测量的缸内压力的记录获取失真。还可设置有传感器劣 化判断装置，用于根据所述失真判定所述缸内压力传感器是否劣化。本发明第十八方面可包括控制基本数据选择装置，用于将所述压力 估算装置所估算的缸内压力选择为缸内压力值，用作当所述发动机的转 速相对较高时内燃机控制的基础。上述目的通过一种内燃机控制设备实现，所述内燃机控制设备包括 所需扭矩获取装置，用于获取内燃机所需的扭矩。设置有放热量信息获 取装置，用于获取关于所述内燃机的放热量信息。还设置有关系信息获 取装置，用于获取定义所述放热量信息、用作所述内燃机的控制指标的 预定参数、以及缸内压力之间的关系的关系信息。还设置有控制指标判 定装置，用于根据所述所需扭矩和所述关系信息定义用作控制指标的所述预定参数o本发明第二十方面可包括所需缸内压力获取装置，用于获取对应于 所述所需扭矩的所需缸内压力。所述控制指标判定装置可根据所述所需 缸内压力和所述关系信息定义用作控制指标的所述预定参数。在本发明第二十一方面中，用作控制指标的所述预定参数是燃烧开 始时刻、燃烧结束时刻和燃烧速度中的至少一个。本发明第二十二方面可包括控制装置，用于根据由所述控制指标判定装置定义且用作控制指标的所述预定参数至少控制气门重叠量或者 点火正时。根据本发明第一方面，可根据定义放热量信息、用作内燃机的控制 指标的预定参数、以及缸内压力之间的关系的关系信息容易地并且高精 度地估算关于内燃机的缸内压力信息。根据本发明第二方面，能够适当地定义缸内压力估算所需的燃烧信息。根据本发明第三方面，可根据定义放热量信息、燃烧比信息、以及 缸内压力之间的关系的关系信息容易地并且高精度地估算关于内燃机 的缸内压力信息。根据本发明第四方面，可根据包括燃烧开始时刻、燃烧结束时刻和 燃烧速度的韦伯函数获取精确的燃烧比。根据本发明第五方面，可通过在至少两点测量缸内压力来估算燃烧 期间的缸内压力。根据本发明第六方面，可根据燃烧过程中在气缸内产生的离子来获 取燃烧比信息而不必测量缸内压力。根据本发明第七方面，可根据所检测的离子的值和基于缸内填充空 气量的放热量信息来获取用于估算缸内压力的关系信息。根据本发明第八方面，由本发明第一和第三方面估算的缸内压力可 用来容易地并且高精度地估算放热率或指示扭矩。根据本发明第九方面，可根据缸内压力、放热率和指示扭矩中至少一个的估算值来控制内燃机而无需在ECU上施加过多的负荷。根据本发明第十方面，点火正时、燃料喷射、气门开启特性和扭矩 中至少一个可根据缸内压力、放热率和指示扭矩中至少一个的估算值来 控制而无需在ECU上施加过多的负荷。根据本发明第十一方面，可比较同一燃烧循环的所估算的缸内压力 和实际缸内压力。因此，与使用根据前一燃烧循环过程中遇到的现象或 根据统计来估算当前燃烧循环的正常缸内压力的传统方法相比，能够以更高的精度获取关于爆燃的信息。根据本发明第十二方面，可比较同一燃烧循环的估算放热率和实际 放热率。因此，与使用根据前一燃烧循环过程中遇到的现象或根据统计 来估算当前燃烧循环的正常放热率的传统方法相比，能够以更高的精度获取关于爆燃的信息。根据本发明第十三方面，可在易于发生爆燃的高负荷区域获取精确的关于爆燃的信息而不需在ECU上施加过多的负荷。根据本发明第十四方面，可实施控制以调节针对MBT的点火正时 而不需要ECU具有高速取样能力。根据本发明第十五方面，可实施控制以提供最稀的空燃比而不需要 ECU具有高速取样能力。根据本发明第十六或第十七方面，可比较同一燃烧循环的所估算的 缸内压力和实际缸内压力。因此，与使用根据前一燃烧循环过程中遇到比，能够以更高的精度判定传感器误差。根据本发明第十八方面，在发动机转速NE高的区域中可减少施加 在ECU上的负荷。根据本发明第十九方面，可根据所需扭矩和关系信息实施控制，使 得内燃机的扭矩与期望的所需扭矩相吻合。根据本发明第二十方面，可根据关系信息和对应于所需扭矩的所需 缸内压力来定义用作内燃机的控制指标的预定参数。根据本发明第二十一方面，可以适当地定义根据所需扭矩控制内燃 机所需的燃烧信息。根据本发明第二十二方面，可使用关系信息来根据期望的所需扭矩 实施扭矩(燃烧)控制。本发明的此方面使得能够例如控制气门重叠量 和点火正时而无不会使进气量过量或不足并且不会迟延点火正时。


图l示出了本发明第一实施方式的构造。图2是釭内燃烧比MFB相对于曲柄角e的波形图。图3是示出在本发明第一实施方式中执行以获取所估算的缸内压力Pe 的程序的流禾呈图。图4是图3中示出的程序中所指的燃烧开始时刻eo和燃烧结束时刻ef的映射的示例。图5是示出缸内压力p和曲柄角e之间的关系的p-e图。图6是示出在本发明第一实施方式中执行以利用所估算的缸内压力Pe 的记录计算指示扭矩的程序。图7是示出在本发明第二实施方式中执行的程序的流程图。图8A和8B示出离子流Ic的波形。图9是示出在本发明第三实施方式中执行的程序的流程图。图10A至10D示出在本发明第三实施方式中的爆燃判断的过程。图11是示出在本发明第三实施方式的改进实施方式中执行的程序的 流程图。图12A至12D示出在本发明第三实施方式的改进实施方式中的爆燃判 断的过程。图13是示出在本发明第四实施方式中执行的程序的流程图。 图14是示出在本发明第五实施方式中执行的程序的流程图。 图15是示出在本发明第六实施方式中执行的程序的流程图。 图16是示出在本发明第七实施方式中执行的程序的流程图。 图17是示出在本发明第八实施方式中执行的程序的流程图。 图18是示出与图17中示出的程序同时执行的子程序的流程图。 图19是示出在本发明第九实施方式中执行的程序的流程图。 图20是示出与图19中示出的程序同时执行的子程序的流程图。 图21是示出在本发明第十实施方式中执行的程序的流程图。
具体实施方式
第一实施方式系统构造描述图1示出本发明第一实施方式的构造。如图1所示，根据本实施方式的系统包括内燃机IO。内燃机IO中的气缸设置有在气缸内往复运动 的活塞12。内燃机10还包括气缸盖14。燃烧室16形成在活塞12和气 缸盖14之间。燃烧室16与进气路径18和排气路径20相连通。进气路 径18和排气路径20分别设置有进气门22和排气门24。进气路径18 还设置有节气门26。节气门26是能够独立于加速器开度地控制节气门 开度的电子控制式节气门。气釭盖14设置有火花塞28，火花塞28从燃烧室16的顶点突出到 燃烧室16中。气缸盖14还设置有将燃料喷射到气缸内的燃料喷射阀30。 气缸盖14结合有检测缸内压力P的缸内压力传感器32。此外，内燃机 10具有曲柄角传感器34，曲柄角传感器34位于曲轴附近以检测发动机 转速NE。在内燃机10中，进气门22和排气门24分别由进气可变气门机构 (未示出)和排气可变气门机构(未示出)驱动。这两个可变气门机构 都包括可变气门正时(VVT)机构，其能够在预定范围内改变进气门 22或排气门24的相位。图1中示出的系统包括ECU (电子控制单元)40。 ECU40连接到 上述传感器和致动器。ECU 40能够根据此类传感器的输出来控制内燃 机10的运转状态。现在将参照图2和3描述本实施方式所用的用于估算关于缸内压力 Pc的信息(记录)的方法。图2绘出了缸内燃烧比MFB相对于曲柄角e的波形。在此图中，燃 烧比MFB定义为表示燃烧进程的指标。更具体地，燃烧比MFB在范 围0到1内变化。MFB为0表示燃烧开始时刻，而MFB为1表示燃烧 结束时刻。图2中称为"PVKMFB"的波形表示由基于PV"方法的公式计算出
7、 根据权利要求5所述的视频桌面多媒体信息播放方法，其特征在于上
述步骤(2 )中还包括可通过多媒体信息播放处理装置设置所有多媒体信息对
播放的用户的限定条件，该条件主要包括使用用户的所在省份、所在i成市、 年龄段、年收入、性别等。
8、 根据权利要求5所述的视频桌面多媒体信息播放方法，其特征在于上 述步骤(3)中客户端服务程序的运行包括以下步骤
(31) 、客户端服务程序开始加载程序运行环境，并判断其是否存在，如 果不存在则自动退出程序；
(32) 、客户端服务程序开始判断是否联网及网络是否畅通，并判断程序 环境文件是否存在，如果没有联网、网络不畅通、程序环境配置文件不存在 则自动退出程序；否则
(33) 、连接到信息伺服系统；
(34 )、验证当前使用用户的身份及合法性；
(35 )、客户端服务程序判断网络是否畅通及配置文件是否存在，如果不 畅通不存在，则自动退出程序；否则
(36 )、客户端服务程序从信息伺服系统中读取配置文件并判断是否有需 要更新或下载的信息，如果配置文件中设置无需更新，则自动退出程序；否 则
(37 )、客户端服务程序将自动下载信息文件到终存储装置的某一目录
下；
(38 )、客户端服务程序通过调用当前操作系统的应用程序编程接口 (API) 将消息文件覆盖当前计算机、手机、PDA、数字电视等桌面；于压缩上止点的前进侧移动，并且当点火正时SA从预定点火正时SA 前进时(在所采用的示例中为30° BTDC)，燃烧开始时刻00实际上是固定的。对于燃烧结束时刻ef，以实际上相同的方式制定映射。在执行步骤102以根据图4所示的映射基于当前点火正时SA判定燃烧开始时刻eo和燃烧结束时刻ef之后，执行步骤104以计算在-60。ATDC和90。 ATDC处的参数(放热量)PVK。更具体地，执行步骤104 以根据缸内压力传感器32的输出来获取在-60° ATDC和卯。ATDC处 的缸内压力P,并且计算对应于-60° ATDC和卯。ATDC处的釭内容积 V。根据所获得的值计算参数PVK。接下来，执行步骤106以根据方程3计算缸内压力Pe。更具体地，在步骤102中判定的燃烧开始时刻eo和燃烧结束时刻0f被代入方程3。此外，在步骤104计算的—60° ATDC的参数PVK作为参数Pe。Ve。K代入， 并且在步骤104计算的卯° ATDC的参数PVK作为参数PefVefK代入。至 于燃烧速度a和常数m，使用了预定值。由此，当相关的任意曲柄角e 和对应于曲柄角e的缸内容积Ve代入方程3后，可计算出在任意曲柄角e处的缸内压力Pe。此外，当针对每个单位曲柄角e代入相关的曲柄角e和对应于曲柄角e的缸内容积Ve时，可计算出估算的缸内压力Pe的记录。图5是示出缸内压力p和曲柄角e之间的关系的p-e图。在图5中称为"CPS"的波形表示基于缸内压力传感器32的输出的所测量的缸内 压力Pc。同时，图5所称的"建议的"波形表示由图3所示的程序估 算的缸内压力Pe的记录。图5所示为使用根据本实施方式的缸内压力估 算方法使得能够获得大致等于所测量的缸内压力Pc的估算缸内压力 Pe。如上所述，使用根据本实施方式的方法使得简单地使用仅仅两个测 量数据(在图4所示的程序中在-60° ATDC和90。 ATDC处测量的两 个数据)就能够获得在任意曲柄角e处的关于缸内压力Pe的数据。参照图6,将使用通过执行图4所示的程序获得的估算缸内压力Pe 的记录来描述计算在获取记录的循环中的指示扭矩的方法。图6是流程图，示出了由ECU40执行以利用估算缸内压力Pe计算 指示扭矩的程序。在图6所示的程序中，首先通过针对每个单位曲柄角 e执行图3所示的步骤106来计算估算缸内压力Pe的记录(步骤200)。接下来，通过将在步骤200中获取的估算缸内压力Pe的记录乘以 dV/d0来计算指示扭矩PexdV/de (步骤202 )，其中dV/de是缸内容积V 的变化率。在具有缸内压力传感器的内燃机中，当前ECU的性能不足以将缸 内压力传感器的模拟输出高速地转换为允许精确判定指示扭矩的数字 信号。其间，在ECU内的CPU的计算能力是足够的。当执行图6所示 的程序时，缸内压力Pe的记录可简单地通过在两点处测量缸内压力Pe 来估算。此外，指示扭矩PeXdV/d6可由所估算的记录计算出。因此， 指示扭矩PeXdV/d0可实时地精确判定而不受ECU 40的性能的限制。在如上所述的第一实施方式中，当ECU 40执行步骤104时实现才艮 据本发明第一或第三方面的"放热量信息获取装置"；以及当随后在步 骤106中通过使用方程3执行预定过程时实现根据本发明第一或第三方 面的"关系信息获取装置"和"压力估算装置"。方程3对应于根据本 发明第一或第三方面的"关系信息"。进一步，当ECU 40执行步骤106以计算与方程3中的韦伯函数相 关的项时实现根据本发明第三方面的"燃烧比信息获取装置"。缸内压力传感器32对应于根据本发明第五方面的"缸内压力检测 装置"。第二实施方式现在将参照图7和8描述根据本发明的第二实施方式。通过釆用图1所示的硬件构造并且使ECU 40执行图7所示的程序 而非图3所示的程序来实施根据第二实施方式的系统。更具体地，根据 本实施方式的系统与根据第一实施方式的系统的区别在于，后者使用火 花塞28作为离子探针(离子流传感器)，该离子探针检测在燃烧期间在 气缸内产生的离子作为离子流IC。根据本实施方式的系统使用这样的 离子流IC来获取估算缸内压力Pe的记录。图7是示出由ECU 40执行以实施根据第二实施方式的上述功能的 程序。在图7所示的程序中，首先执行步骤300以检测在预定时期内的 离子流IC。更具体地，在火花塞28完成点火之后，使预定的电压施加到火花塞28的电极，以检测离子流IC。离子流IC检测为流过电极之 间电流。接下来，执行步骤302以获取燃烧开始时刻eo和燃烧结束时刻ef。图8A示出了当火花塞28用作离子探针时检测出的离子流IC的波形。 当基于点火而开始燃烧时离子流IC出现，并且当随后燃烧结束时离子流ic消失。因此，燃烧开始时刻eo和燃烧结束时刻ef可根据如图8A 所示的所测量的离子流的波形获取。接下来，执行步骤304以计算离子流IC相对于在步骤302中获取的燃烧开始时刻eo与燃烧结束时刻ef之间的期间的积分值sic。图8B示出了离子流IC的积分值SIC的波形。离子流IC与燃烧期间的放 热率dQ/d0高度相关。如图8所示的通过对离子流Ic相对于燃烧开始时刻eo和燃烧结束时刻ef之间的期间求积分而获得的值sic与燃烧比MFB (放热量)高度相关。接下来，执行步骤306以根据负荷系数KL估算放热量PVK。复 合系数KL和内燃机10的放热量PVK具有线性特性。这里，根据定义 了负荷系数KL和放热量PVK之间的关系的映射从负荷系数KL估算放 热量PVK。可选地，可根据定义了放热量PVK和替代负荷系数KL的基 于进气压力和进气温度的缸内DJ值(指示缸内填充空气量的值)之间 的映射来估算放热量PVK。接下来，执行步骤308以将上述积分值SIC转换为燃烧比MFB。 更具体地，当根据例如缸内空气量校正积分值SIC时，积分值SIC转 换为对应于当前燃烧循环的燃烧比MFB的值。接下来，执行步骤310 以计算估算缸内压力Pe。更具体地，将在步骤308获取的基于离子流 IC的燃烧比MFB代入对应于方程3中的燃烧比MFB的韦伯函数的项 中。当在步骤306中获取的基于放热量PVK的值代入方程3的其余项时 计算出估算缸内压力Pe。即使当使用根据图7所示的程序描述的涉及离子流IC的方法时， 也可以由方程3计算出估算缸内压力Pe。此外，当使用此方法时，火花 塞28可用作离子探针。因此，该方法在传感器于内燃机10上的安装性 方面比使用缸内压力传感器32的方法更有利。在如上所述的第二实施方式中，当ECU 40执行步骤306时实现 根据本发明第一或第三方面的"放热量信息获取装置"；并且当ECU40 执行步骤300、 302和308时实现根据本发明第一或第三方面的"燃烧 比信息获取装置"。火花塞28对应于根据本发明第六方面的"离子检测装置"。第三实施方式根据估算缸内压力Pe的爆燃判断现在将参照图9至12描述本发明第三实施方式。根据第三实施方式的系统也使用图1所示的硬件构造。第三实施 方式的特征在于使用通过图3所示的程序获取的缸内压力Pe的估算值 来检查爆燃。图9是示出了由ECU 40执行以实施根据第三实施方式的上述功 能的程序的流程图。当参照图9描述第三实施方式时，与参照图6针对 第一实施方式描述的步骤相同的步骤由与其对应物相同的参考标号表 示并且省略了对其描述或者仅进行简要描述。在图9示出的程序中，首 先执行步骤200以计算估算缸内压力Pe的记录。图10A示出了在步骤 200中计算出的缸内压力Pe的典型波形。接下来，执行步骤400以获取根据来自缸内压力传感器32的输出 的实际缸内压力Pc的记录。图IOB示出了在爆燃情况下的实际缸内压 力Pc的典型波形，其在步骤400中获取。如图10B所示，高频压力分 量叠加在爆燃情况下的实际缸内压力Pc的波形上。另一方面，图10A 示出的估算缸内压力Pe的波形通过一阶滞后函数(方程3)计算出。因 此，没有叠加高频压力分量时，该波形是平滑的。在图9示出的程序中，接下来执行步骤402以计算在步骤200中 计算出的估算缸内压力Pe和在步骤400中获取的实际缸内压力Pc的波 形之间的差。当执行步骤402时，从图IOC所示的实际缸内压力的波形 仅能获取爆燃引起的高频压力分量(关于爆燃的信息)。接下来，执行步骤404以将在步骤402中计算出的差的绝对值进 行合计。图10D示出了当执行步骤404时获得的波形。接下来，执行步骤406以判断爆燃强度。更具体地，当所获得的总差超过预定的阈值时， 就得出发生爆燃的结论。这里，假定对差的绝对值进行合计。然而，可 使用差的峰值代替总值来判断爆燃强度。当如上所述地执行图9所示的程序时，可通过使用根据本发明的 估算缸内压力Pe的记录进行爆燃判断。使用此方法使得能够比较在同一 燃烧循环内的估算缸内压力Pe和实际缸内压力Pc。因此，与使用根据 前一燃烧循环期间遇到的现象或根据统计来估算当前燃烧循环的正常 缸内压力的传统方法相比，能够以更高的精度实现爆燃检测。此外，使 用上述方法还使得能够在不必为ECU 40提供内部高通滤波电路来在爆 燃情况下取出高频压力分量的情况下进行爆燃判断。这使得能够消除高 通滤波电路的成本并且降低噪声控制所需的成本。如上所述的第三实施方式通过直接比较缸内压力的实际值Pc和 估算值来进行爆燃判断。然而，本发明不限于使用这种爆燃判断方法。 例如，可替代地使用参照图11和12描述的方法。图11是示出了由ECU 40执行以比较放热率dQ/de的估算值和实际值并且进行爆燃判断的程 序的流程图。在图11所示的程序中，首先执行步骤500以计算估算放 热率dQ/de的记录。更具体地，以与步骤200相同的方式执行处理以计 算估算缸内压力Pe的记录并且通过使用预定的计算公式从计算出的估 算缸内压力Pc的记录计算放热率dQ/d0的记录。图12A示出了在步骤 500中计算出的估算放热率dQ/d0的典型波形。接下来，根据预定的计算公式执行步骤502以从根据缸内压力传 感器32的输出所获取的实际缸内压力Pc的记录计算实际放热率dQ/de 的记录。图12B示出了当爆燃实际发生时在步骤302中计算的实际放热 率dQ/d0的典型波形。如果发生爆燃，则发生快速燃烧。因此，在图12B 示出的实际放热率dQ/de的波形指示燃烧峰值大并且燃烧结束早。另一 方面，在图12A示出的估算放热率dQ/de的波形中没有反映出爆燃。在图ll示出的程序中，随后执行步骤504以计算在步骤500中计 算出的估算放热率dQ/d0的波形和在步骤502中获取的实际放热率 dQ/d0的波形之间的差。在步骤504中执行的处理使得能够仅仅从实际放热率dQ/ae的波形取出关于爆燃的信息(指示爆燃特性的信息)，如图12C所示。接下来，执行步骤506以合计在步骤504中计算出的差的绝对值。 图12D示出了当执行步骤506时获得的波形。接下来，执行步骤508 以判断爆燃强度。因为与使用缸内压力Pc的方法相同，将不再对在步 骤508中使用的判断方法进行详细描述。如上所述地使用放热率dQ/de 的方法也使得能够检查爆燃。当为了实际使用此方法而要判定估算缸内 压力Pe时，可以参照图3示出的程序所描述的方式利用缸内压力传感器 32来检测缸内状态。可选的是在使用火花塞28作为离子探针的同时以 参照图7中示出的程序所描述的方式来检测缸内状态。然而，使用离子 探针的方法更合适，因为这种方法不产生任何高频分量。如上所述的第三实施方式通过比较在步骤404中获取的总值与预 定阈值来检查爆燃。然而，本发明不限于使用这种爆燃检查方法。可选 地，可根据总值的大小来判断所遇到的爆燃的水平。对于负荷系数KL 高从而爆燃易于发生的区域，可执行图9示出的程序以进行爆燃判断。在如上所述的第三实施方式及其改进实施方式中，当ECU 40执 行步骤402至406时实现根据本发明第十一方面的"爆燃信息获取装 置，，；当ECU 40执行步骤500时实现根据本发明第十二方面的"估算 放热率获取装置"；当ECU 40执行步骤502时实现根据本发明第十二 方面的"实际放热率获取装置，，；以及当ECU 40执行步骤504至508 时实现根据本发明第十二方面的"爆燃信息获取装置"。第四实施方式利用估算缸内压力Pe的MBT控制现在将参照图13描述本发明第四实施方式。根据第四实施方式的系统也使用图1所示的硬件构造。第四实施方式的特征在于通过使用由图3示出的程序获得的估算缸内压力Pe实 施MBT (最佳点火正时)控制。图13是示出才艮据第四实施方式的由ECU 40执行以实施上述功能 的程序的流程图。当参照图13描述第四实施方式时，与参照图6针对 第一实施方式的描述相同的步骤由与其对应物相同的参考标号表示并 且省略了对其描述或者仅对其进行简要描述。在图13示出的程序中， 首先执行步骤200以计算估算缸内压力Pe的记录。接下来，执行步骤600以从在步骤200中计算出的估算缸内压力Pe的记录获取出现缸内压力PC的最大值Pn^的位置(正时(曲柄角6p腿))。然后，执行步骤602以判断在步骤600获取的P咖x位置ep腿 是否与预定位置0A吻合。ECU 40存储预定位置0A。当最大压力值P皿 的位置9pmax与预定位置eA吻合时，ECU 40得出点火正时SA是MBT 的结论。如果在步骤602获得的判断结果表明最大压力值Pmax的位置0p^x 与预定位置0A吻合，则可以得出当前所控制的点火正时SA是MBT的 结论。因此，在此情况下，当前处理循环终止而不再进一步控制点火正 时SA。另一方面，如果在步骤602获得的判断结果表明最大压力值P皿x的位置0Pn^与预定位置0A不吻合，则执行步骤604以控制点火正时SA。更具体地，如果发现所计算出的最大压力值P咖x的位置0p咖x相对预定位置0a提前，则根据位置偏差将点火正时SA延迟预定量，使点火正时 SA是MBT。另一方面，如果发现位置epn^相对预定位置0A延迟，则 将点火正时SA提前预定量。当使用以缸内压力传感器测量缸内压力Pc并且保持其峰值(最大值Pmax)的方法时，不能检测出最大值Pmax的位置(正时)。当使用使ECU获取实时测量的缸内压力Pc的方法来检测上述峰值正时时，需要 ECU执行高速取样。然而，实际上，当前ECU的性能不足以执行这种 高速取样。同时，当图13示出的程序使用关于上述根据本发明的估算 缸内压力Pe的信息(记录)并且实施控制以使得出现缸内压力Pc的最大值Pmax的位置ep腿与预定位置eA吻合时，可针对MBT调节点火正时SA。在如上所述的第四实施方式中，当ECU 40执行步骤200时实现 根据本发明第十四方面的"压力记录获取装置，，；当ECU 40执行步骤 600时实现根据本发明第十四方面的"最大压力值产生时刻获取装置"； 而当ECU40执行步骤602和604时实现根据本发明第十四方面的"点 火正时控制装置"。第五实施方式利用估算缸内压力Pe的稀薄极限控制现在将参照图14描述本发明的第五实施方式。根据第五实施方式的系统也使用图1所示的硬件构造。第五实施 方式的特征在于实施稀薄极限控制以针对通过使用由图3中示出的程序 所获得的估算缸内压力Pe提供稀薄燃烧的极限空燃比来调节空燃比。图14是示出根据第五实施方式由ECU 40执行以实施上述功能的 程序的流程图。当参照图14描述第五实施方式时，与参照图6针对第 一实施方式的描述相同的步骤由与其对应物相同的参考标号表示并且 省略了对其描述或者仅对其进行简要描述。在图14示出的程序中，首先执行步骤200以计算估算缸内压力Pe的记录。接下来，执行步骤600 以从在步骤200中计算出的估算缸内压力Pe的记录获取出现最大压力 值P腿的位置(正时(曲柄角0p咖x))。接下来，执行步骤700以判断在步骤600获取的最大压力值Pmax的位置epn^是否处于曲柄角e的预定范围内。当由于空燃比朝向稀侧变化而在内燃机IO中发生燃烧劣化或者失火时，最大压力值Pmax下降并且出现最大压力值Pmax的正时(曲柄角0p咖x )相对于正常燃烧过程中 的正时偏离。ECU40存储指示上述曲柄角e的预定范围的信息，以掌握由为了使空燃比更稀薄而进行的控制操作所引起的这种在正时ep皿中 的偏离。如果在步骤700中获得的判断结果表明最大压力值Pmax的位置 0Pmax处于曲柄角e的预定范围内，则可得出还没有达到稀薄极限(可实现正常燃烧时的稀侧极限空燃比)的结论。在此情况下，执行步骤702 以控制燃料喷射量，从而提供更稀的空燃比。另一方面，如果在步骤700中获得的判断结果没有表明最大压力值P腦x的位置0p咖x处于预定范围内，则得出已经超过稀薄极限而引起燃烧劣化或其它类似问题的结论。在此情况下，执行步骤704以控制燃料喷射量，从而提供更浓的空燃比。因为使用了关于上述根据本发明的估算缸内压力Pe的信息(记 录)，即使当安装在车辆上的ECU的性能如上所述受到限制，如上所述 在图14中所示的程序也可实施控制以提供最稀的空燃比并同时将最大 压力值Pmax的位置0p認维持在预定范围内。如上所述的第五实施方式根据最大压力值Pmax的位置0Pn^控制空燃比。然而根据本发明的最大压力值信息不限于最大压力值P皿的位 置0Pmax。例如，可在考虑P腿的大小以及最大压力值P腿的位置ep腿 的同时控制空燃比。在如上所述的第五实施方式中，当ECU 40执行步骤600时实现 根据本发明第十五方面的"最大压力值信息获取装置"；而当ECU 40 执行步骤700至704时实现根据本发明第十五方面的"空燃比控制装 置"。第六实施方式利用估算缸内压力Pe的传感器输出偏差校正和传感器劣化检测现在将参照图15描述本发明的第六实施方式。根据第六实施方式的系统也使用图1所示的硬件构造。第六实施 方式的特征在于，使用通过图3所示的程序获得的估算缸内压力Pe来校 正缸内压力传感器32的输出偏差并且检测该传感器32的劣化。图15是示出根据第六实施方式由ECU 40执行以实施上述功能的 程序的流程图。当参照图15描述第六实施方式时，与参照图6针对第 一实施方式的描述相同的步骤以与其对应物相同的参考标号表示并且 省略了对其描述或者仅对其进行简要描述。在图15示出的程序中，首先执行步骤200以计算估算缸内压力Pe的记录。接下来，执行步骤800 以根据缸内压力传感器32的输出获取实际缸内压力Pc的记录。接下来，执行步骤802以通过比较在步骤200中计算出的估算缸 内压力Pe的记录和在步骤800中获取的实际缸内压力Pc的记录来检测 压力记录中的失真(滞后现象)一一其由于缸内压力传感器32的输出 中的偏差产生。上述失真将不叠加在由根据本发明的上述方法计算出的 估算缸内压力Pe的记录上。因此，压力记录中的失真，即缸内压力传感器32的输出偏差，可通过比较上述缸内压力Pc的估算值和测量值来检 测。接下来，执行步骤804以根据在步骤802中检测到的失真来校正 缸内压力传感器32的输出偏差。然后，执行步骤806以判断在步骤802 中检测到的失真是否大于预定值。如果所获得的判断结果表明失真大于预定值，则执行步骤808以得出缸内压力传感器32劣化的结论。当在 步骤806中进行劣化判断时，将失真与预定值进行比较。然而，本发明 不限于使用这种劣化判断方法。另一选择是判断在步骤804中使用的失 真校正是否大于预定值。根据如上所述的在图15中所示的程序，可比较在同一燃烧循环中 的估算缸内压力Pe和实际缸内压力Pc。因此，与使用根据前一燃烧循 环期间遇到的现象或根据统计来估算当前燃烧循环的正常缸内压力的 传统技术相比，可以更高的精度实现传感器误差检测。在如上所述的第六实施方式中，使用利用缸内压力传感器32估算 的缸内压力Pe的记录来与实际缸内压力Pc比较。通过使用根据本发明 的估算缸内压力Pe来校正缸内压力传感器32的输出偏差并检测传感器 32的劣化的方法不限于上述比较方法。例如，传感器输出偏差检测和传 感器劣化检测可通过将利用离子探针按照图7所示程序估算的缸内压力 Pe与通过缸内压力传感器32测得到的缸内压力进行比较来执行。当使 用此方法时，可实现对离子探针和缸内压力传感器32的劣化检测。在如上所述的第六实施方式中，当ECU 40执行步骤802时实现 根据本发明第十六方面的"失真检测装置，，；当ECU 40执行步骤804 时实现根据本发明第十六方面的"传感器输出校正装置"；而当ECU 40 执行步骤806和808时实现根据本发明第十六方面的"传感器劣化判断 装置"。第七实施方式根据发动机转速NE改变对实际缸内压力Pc的取样频率
现在将参照图16描述本发明的第七实施方式。 根据第七实施方式的系统也使用图1所示的硬件构造。当发动机转速增加时，曲柄角e的角速度增加。这减少了预定曲柄角e的间隔(时间)。因此，当发动机转速NE增加时，将使ECU40难以根据缸内压力 传感器32的输出测量(取样)实际缸内压力Pc。在这种情况下，本实 施方式根据发动机转速NE改变对实际缸内压力Pc的取样频率。图16是示出了根据第七实施方式由ECU 40执行以实施上述功能的程序的流程图。在图16示出的程序中，首先执行步骤卯O以获取发 动机转速NE。接下来，执行步骤卯2以判断当前发动机转速NE是否 大于预定值。如果在步骤902中获得的判断结果表明发动机转速NE没有大于 预定值，则执行步骤904以使用由缸内压力传感器32测量出的缸内压 力Pc来作为用于各种发动机控制功能的基础。另一方面，如果所获得 的判断结果表明发动机转速NE大于预定值，则执行步骤906以使用由 方程3计算出的估算缸内压力Pe来作为用于各种发动机控制功能的基 础。更具体地，例如通过执行图3示出的程序的步骤106针对每个单位 曲柄角e计算估算缸内压力Pe的记录。如前所述，当使用通过使用方程3估算缸内压力Pc的方法时，在 任意曲柄角e处的缸内压力Pc可通过使用仅仅两个测量数据容易地且 高精度地估算出。因此，图16中示出的程序使得能够通过在发动机转 速NE高的区域内减少ECU 40的取样频率来降低ECU 40上的负荷。 此外，当例如在使用根据第三实施方式的估算缸内压力Pe的爆燃判断系 统中以并行方式执行上述程序时，在发动机转速NE高的区域中可降低 在爆燃判断序列期间施加在ECU 40上的负荷。在如上所述第七实施方式中，当ECU 40执行步骤902和906时 实现根据本发明第十八方面的"控制基本数据选择装置"。第八实施方式基于估算缸内压力Pe的扭矩需求控制的第一示例现在将参考照17和18描述本发明的第八实施方式。根据第八实施方式的系统也使用图l所示的硬件构造。第八实施 方式使用由方程3计算的估算缸内压力Pe,并且实施控制使得内燃机 10的实际指示扭矩与基于车辆行驶状态的所需扭矩相吻合。图17是示出了根据第八实施方式由ECU 40执行以实施上述功能 的程序的流程图。假定在燃烧开始前以预定的正时对内燃机10的每个 燃烧循环执行该程序。在图17示出的程序中，首先执行步骤1000以通 过利用各种传感器输出来检测车辆的当前行驶状态。更具体地，遵循该步骤以获取关于加速器踏板下压量、加速器踏板下压量的改变率、发动机转速NE、车速等的信息。接下来，执行步骤1002以根据车辆行驶状 态计算为了符合驾驶员要求内燃机IO所应当产生的所需扭矩。接下来，执行步骤1004以计算前一燃烧循环的指示扭矩。更具体 地，以与图6所示的程序相同的方式计算前一循环的指示扭矩。接下来， 执行步骤1006以估算点火正时SA,使得上述指示扭矩与上述所需扭矩 相吻合。更具体地，执行步骤1006以执行图18所示的程序。在图18所示 的程序中，首先执行步骤1100以设定点火正时SA的初始值。接下来执 行步骤1102以根据在步骤1100或1112中设定的点火正时SA以及图4所示的映射来估算燃烧开始时刻eo和燃烧结束时刻ef。然后执行步骤1104以通过将放热量PVK代入方程3估算缸内压力Pc,放热量PV"基 于在前一燃烧循环期间在两个预定点测量的缸内压力Pc。接下来，执 行步骤1106以通过使用估算缸内压力Pc来计算指示扭矩。接下来，执行步骤1108以判断在步骤1106中计算出的指示扭矩 是否与在步骤1002中计算出的所需扭矩相吻合。如果获得的判断结果 表明指示扭矩与所需扭矩不吻合，则执行步骤1110以提前或延迟点火 正时SA。此外，使用以这种方式改变的点火正时SA来再次执行步骤 1102至1108。另一方面，如果获得的判断结果表明指示扭矩与所需扭 矩相吻合，则执行步骤1112以最终确定当前点火正时SA为估算值。在图17所示的程序中，然后执行步骤1008以实施控制，使得当 前燃烧循环的点火正时SA与在步骤1006计算出的点火正时SA吻合。 接下来，在燃烧之后执行步骤1010以计算当前燃烧循环的实际指示扭 矩。更具体地，通过将放热量PVK代入方程3计算实际指示扭矩，放热 量PVK基于在当前燃烧循环期间在两个预定点测量的缸内压力Pc。接下来，执行步骤1012以将在步骤IOIO中计算出的用于当前燃 烧循环的实际指示扭矩与在步骤1002中计算出的所需扭矩进行比较， 并且计算所比较的扭矩值之间的偏差。然后，执行步骤1014以根据在 步骤1012中计算出的偏差校正下一燃烧循环的所需扭矩。例如，如果 实际指示扭矩小于所需扭矩，为了校正目的，增加用于下一燃烧循环的所需扭矩。根据如上所述图17所示的程序，由方程3获取的估算缸内压力 Pc可用来获取前一燃烧循环的指示扭矩。此外，由方程3获取的估算 缸内压力Pc可用来估算当前燃烧循环的实际指示扭矩与所需扭矩相吻 合情况下的点火正时SA。此外，根据利用估算出的点火正时SA所产 生的当前燃烧循环的实际指示扭矩来校正用于下一燃烧循环的所需扭 矩。如上所述，根据本实施方式的系统可根据由方程3获取的估算缸内 压力Pc实施控制，使得内燃机10的扭矩与所需扭矩相吻合。在如上所述的第八实施方式中，当ECU 40执行步骤1000和1002 时实现根据本发明第十九方面的"所需扭矩获取装置"；而当ECU 40 执行步骤1004和1006时实现根据本发明第十九方面的"控制指标判定 装置"。第九实施方式基于估算缸内压力Pe的扭矩需求控制的第二示例现在将参照图19和20描述本发明的第九实施方式。根据第九实施方式的系统也使用图1所示的硬件构造。如同第八 实施方式的情况，第九实施方式使用由方程3计算的估算缸内压力Pe, 并且实施控制使得内燃机10的实际指示扭矩与基于车辆行驶状态的所 需扭矩相吻合。第九实施方式与第八实施方式的不同之处在于，前者预 先估算在当前燃烧循环中内燃机10能够产生的扭矩，而不是前一燃烧 循环的指示扭矩，并且估算当前燃烧循环的实际指示扭矩与所需扭矩相 吻合情况下的点火正时SA。图19是示出了才艮据第九实施方式由ECU 40执行以实施上述功能 的程序的流程图。当参照图19描述第九实施方式时，与参照图17针对 第八实施方式的描述相同的步骤由与其对应物相同的参考标号表示并 且省略了对其描述或者仅对其进行简要描述。在图19所示的程序中， 在计算所需扭矩(步骤1002)之后计算当前燃烧循环的缸内填充空气量 (步骤1200)。更具体地，缸内填充空气量可通过关系表达式(空气模 型)来计算，该关系表达式定义了缸内DJ值或空气量与内燃机10的各 种操作参数之间的关系。接下来，根据在步骤1200中计算出的缸内填充空气量预测当前燃烧循环期间内燃机10能够产生的最大扭矩(步骤1202 )。然后根据所预 测的扭矩估算当前燃烧循环的实际指示扭矩与上述所需扭矩相吻合情 况下的点火正时SA (步骤1204 )。更具体地，在步骤1204中执行图20所示的程序。图20所示的程 序与图18所示的程序基本上相同。下面的说明主要针对两个程序之间的不同进行。在图20所示的程序中，在估算出燃烧开始时刻eo和燃烧结束时刻ef (步骤1102)之后，通过根据在步骤1200中计算出的缸内 填充空气量、参照映射(未示出)来估算放热量PVK (步骤1300 )。接 下来，将放热量PVK代入方程3以估算缸内压力Pc (步骤1104)。在通过图20示出的程序估算出点火正时SA之后，顺序执行图19 示出的程序的步骤1008至1014。根据如上所述的在图19示出的程序，可使用由方程3获取的估算 缸内压力Pc、根据内燃机10在当前燃烧循环过程中能够产生的预测扭 矩来估算当前燃烧循环的实际指示扭矩与所需扭矩相吻合情况下的点 火正时SA。此外，根据在所估算出的点火正时SA下所产生的当前燃 烧循环的实际指示扭矩来校正用于下一燃烧循环的所需扭矩。如上所 述，根据本实施方式的系统可根据由方程3获取的估算缸内压力Pc实 施控制，使得内燃机IO的扭矩与期望的所需扭矩相吻合。在如上所述的第九实施方式中，当ECU 40执行步骤1200至1204 时实施根据本发明第十九方面的"控制指标判定装置"。第十实施方式基于估算缸内压力Pe的扭矩需求控制的第三示例
现在将参照图21描述本发明的第十实施方式。根据第十实施方式的系统也使用图1所示的硬件构造。第十施方 式使用由方程3计算的估算缸内压力Pe，并且以获得对应于所需扭矩的 所需缸内压力的方式判定各种缸内压力判定参数。图21是示出了根据第十实施方式由ECU 40执行以实施上述功能 的程序的流程图。在图21所示的程序中，首先执行步骤1400以根据加 速器开度、发动机转速NE以及其它车辆行驶条件计算内燃机10的所需扭矩。接下来，执行步骤1402,以为了提供所需扭矩而应当在各气缸 中产生的所需缸内压力替代在步骤1400中计算的所需扭矩。接下来，执行步骤1404以判定在方程3中的参数，以便由方程3 计算出等于在步骤1402中计算出的所需缸内压力的估算缸内压力Pc。这些参数是燃烧开始时刻eo、燃烧结束时刻6f、燃烧速度a、常数m和增益G。增益G取决于缸内空气量并且乘以与方程3中的韦伯函数相 关的项(对应于方程2的右手侧的项)。接下来，执行步骤1406以根据在步骤1404中判定的参数值判定 每个致动器的控制量并且根据该控制量控制每个致动器。更具体地，通过参照与图4中示出的映射相似映射才艮据燃烧开始时刻eo和燃烧结束时刻6f判定点火正时SA。此外，根据燃烧速度a判定由可变气门正时 机构提供的进气门22和排气门24的相位控制量VVT (气门重叠量)。 此外，根据增益G判定节气门开度TA。这里，根据燃烧速度a判定控 制量VVT。然而，本发明不限于使用这种方法。 一个可选方式是根据 燃烧速度a判定进气门22的提升量而不是控制量VVT或者是判定进气 门提升量和控制量VVT两者。尽管根据增益G判定节气门开度TA， 本发明不限于使用这种方法。 一个可选方式是根据增益G判定进气门 22的打开时段而不是节气门开度TA或者判定进气门打开时段和节气门 开度TA两者。这里，假定常数m是固定值。然而，如果发生快速燃烧， 该常数应当增加。如上所述的在图21中示出的程序使用方程3来判定获取所需缸内 压力(所需扭矩)所需要的参数(00、 6f、 a等)，并且根据所判定的参 数控制各种致动器(电子控制节气门、可变气门正时机构等)，这些致 动器控制内燃机IO的扭矩(燃烧)。换言之，根据本实施方式的系统可 利用方程3根据期望的所需扭矩(与其对应的所需缸内压力)实施扭矩 (燃烧)控制。此外，根据本实施方式的系统可根据上述所判定的参数 来控制气门重叠量、点火正时SA等而不会使得进气量过量或不足并且 不会延迟点火正时SA。在如上所述的第十实施方式中，当ECU40执行步骤1404时实现 根据本发明第十九方面的"控制指标判定装置，，；当ECU 40执行步骤 1402时实现根据本发明第二十方面的"所需缸内压力获取装置，，；而当 ECU 40执行步骤1406时实现根据本发明第二十二方面的"控制装置"。
权利要求
1.一种内燃机控制设备，其包括放热量信息获取装置，用于获取关于内燃机的放热量信息；关系信息获取装置，用于获取关系信息，所述关系信息定义所述放热量信息、用作内燃机的控制指标的预定参数、以及缸内压力之间的关系；以及压力估算装置，用于根据所述关系信息估算所述缸内压力。
2. 如权利要求l所述的内燃机控制设备，其中，用作控制指标的 所述预定参数是燃烧开始时刻、燃烧结束时刻和燃烧速度的至少其中之
3. —种内燃机控制设备，其包括 放热量信息获取装置，用于获取关于内燃机的放热量信息； 燃烧比信息获取装置，用于获取关于所述内燃机的缸内燃烧比信會,.关系信息获取装置，用于获取关系信息，所述关系信息定义所述放 热量信息、所述燃烧比信息和缸内压力之间的关系；以及 压力估算装置，用于根据所述关系信息估算所述缸内压力。
4. 如权利要求3所述的内燃机控制设备，其中，所述燃烧比信息 获取装置根据包含燃烧开始时刻、燃烧结束时刻和燃烧速度的韦伯函数 获取所述燃烧比信息。
5. 如权利要求4所述的内燃机控制设备，还包括 用于检测缸内压力的釭内压力检测装置，其中，所述放热量信息获取装置根据在至少两个曲柄角处测量的缸 内压力获取所述放热量信息；其中，所述关系信息根据所述放热量信息和所述韦伯函数之间的关 系定义；并且其中，所述压力估算装置估算除所述至少两个曲柄角之外的曲柄角 处的虹内压力。
6. 如权利要求3所述的内燃机控制设备，还包括离子检测装置，用于检测燃烧过程中在气缸内产生的离子， 其中，所述燃烧比获取装置根据所检测到的离子的值获取所述燃烧 比信息。
7. 如权利要求6所述的内燃机控制设备，其中，所述放热量信息 获取装置根据关于缸内填充空气量的信息获取放热量信息；并且，所述 关系信息根据所检测到的离子的值和所述放热量信息定义。
8. 如权利要求1或3所述的内燃机控制设备，还包括用于根据由 所述压力估算装置估算的缸内压力值来估算放热率和/或指示扭矩的燃 烧信息估算装置。
9. 如权利要求l、 3和8中任一项所述的内燃机控制设备，其中， 所述内燃机根据由所述压力估算装置估算的缸内压力、由所述燃烧信息 估算装置估算的放热率和由所述燃烧信息估算装置估算的指示扭矩中 的至少一个而被控制。
10. 如权利要求9所述的内燃机控制设备，其中，点火正时控制、 燃料喷射控制、气门开启特性控制和扭矩控制中的至少一个包括在所述 内燃机的控制中。
11. 如权利要求1、 3和8中任一项所述的内燃机控制设备，还包括用于检测缸内压力的缸内压力检测装置；以及爆燃信息获取装置，用于比较由所述压力估算装置估算的缸内压力 值和由所述缸内压力检测装置测量的缸内压力值，并且获取关于爆燃的 信息。
12. 如权利要求l、 3和8中任一项所述的内燃机控制设备，还包括估算放热率获取装置，用于根据所估算的缸内压力值获取估算放热 率值；实际放热率获取装置，用于根据所测量的缸内压力值获取测量放热 率值；以及爆燃信息获取装置，用于比较所述估算放热率值和所述测量放热率 值并且获取关于爆燃的信息。
13. 如权利要求ll或12所述的内燃机控制设备，其中，所述爆燃 信息获取装置获取在所述内燃机的负荷系数相对较高时所述关于爆燃 的信息。
14. 如权利要求1或3所述的内燃机控制设备，还包括压力记录获取装置，用于获取在同一燃烧循环中由所述压力估算装 置估算的缸内压力的记录；最大压力值产生时刻获取装置，用于从所估算的缸内压力的记录获 取产生最大缸内压力值的时刻；以及点火正时控制装置，用于控制点火正时，使得所述产生最大值的时 刻与在所述点火正时针对MBT调节的情况下产生所述最大缸内压力的 时刻吻合。
15. 如权利要求1或3所述的内燃机控制设备，还包括 压力记录获取装置，用于获取在同一燃烧循环中由所述压力估算装置估算的缸内压力的记录；最大压力值信息获取装置，用于从所估算的缸内压力的记录获取关 于最大缸内压力的信息；以及空燃比控制装置，用于实施控制以侵j艮据关于所述最大缸内压力的 信息提供稀或浓的空燃比。
16. 如权利要求1或3所述的内燃机控制设备，还包括 压力记录获取装置，用于获取在同一燃烧循环中由所述压力估算装置估算的缸内压力的记录；用于检测缸内压力的缸内压力传感器；失真检测装置，用于比较所估算的缸内压力的记录和由所述缸内压 力检测装置测量的缸内压力的记录，并且从所测量的缸内压力的记录获 取失真；以及传感器输出校正装置，用于根据所述失真校正所述缸内压力传感器 的输出。
17. 如权利要求1或3所述的内燃机控制设备，还包括 压力记录获取装置，用于获取在同一燃烧循环中由所述压力估算装置估算的缸内压力的记录；用于检测缸内压力的缸内压力传感器；失真检测装置，用于比较所估算的缸内压力的记录和由所述缸内压 力检测装置测量的缸内压力的记录，并且从所测量的缸内压力的记录获 取失真；以及传感器劣化判断装置，用于根据所述失真判定所述缸内压力传感器 是否劣化。
18. 如权利要求1或3所述的内燃机控制设备，还包括 控制基本数据选择装置，用于将所述压力估算装置所估算的缸内压力选择为缸内压力值，用作当所述发动机的转速相对较高时内燃机控制 的基础。
19. 一种内燃机控制设备，其包括 所需扭矩获取装置，用于获取内燃机所需的扭矩； 放热量信息获取装置，用于获取关于所述内燃机的放热量信息； 关系信息获取装置，用于获取关系信息，所述关系信息定义所述放热量信息、用作所述内燃机的控制指标的预定参数、以及缸内压力之间 的关系；以及控制指标判定装置，用于根据所述所需扭矩和所述关系信息定义用 作控制指标的所述预定参数。
20. 如权利要求19所述的内燃机控制设备，还包括 所需缸内压力获取装置，用于获取对应于所述所需扭矩的所需缸内压力，其中，所述控制指标判定装置根据所述所需缸内压力和所述关系信 息定义用作控制指标的所述预定参数。
21. 如权利要求19或20所述的内燃机控制设备，其中，用作控制 指标的所述预定参数是燃烧开始时刻、燃烧结束时刻和燃烧速度中的至 少一个。
22.如权利要求21所述的内燃机控制设备，还包括 控制装置，用于根据由所述控制指标判定装置定义且用作控制指标 的所述预定参数至少控制气门重叠量或者点火正时。
全文摘要
公开了一种内燃机控制设备，其包括用于检测缸内压力Pc的缸内压力传感器。燃烧开始时刻θ0和燃烧结束时刻θf是用作内燃机的控制指标的参数，根据点火正时SA来判定燃烧开始时刻θ0和燃烧结束时刻θf(步骤102)。根据由缸内传感器在两个点测量的缸内压力Pc获取关于放热量PV^κ的信息(步骤104)。根据方程3估算缸内压力P_θ，方程3定义了放热量信息、控制指标参数和缸内压力P_θ之间的关系(步骤106)。
文档编号F02D35/02GK101233308SQ20068002786
公开日2008年7月30日 申请日期2006年7月26日 优先权日2005年7月29日
发明者守谷荣记 申请人:丰田自动车株式会社