用于内燃发动机的控制设备及控制方法

专利名称：用于内燃发动机的控制设备及控制方法
技术领域：
本发明涉及用于内燃发动机的控制设备及控制方法，其用于控制能够 使用在其中混合有例如数种燃料的混合燃料的内燃发动机。
背景技术：
通常，使用各种燃料的内燃发动机，包括能够使用前述种类混合燃料 的内燃发动机，需要适当的设计以便确保驱动性能。例如，如果在起动完 成之后执行怠速运转且发动机转速为低速例如怠速转速时减少燃料喷射 量，则会出现发动机转速降至低于怠速转速，并会降低驱动性能(例如， 导致稀薄不点火、爆震、由于废气温度升高引起的故障等)。为了应付这 些故障，提出了一种与主要使用例如柴油等常规燃料的内燃发动^目关的 技术，在该技术中，在起动时限制最大燃料喷射量，并在起动结束之后，
将喷射量增加至控制量或增加为高于控制量(见日本专利申请公开No. 2006-2706 (JP-A-2006-2706))。根据这种技术，抑制了在发动机起动时起 动结束之后发动机转速的下降。因而，能够抑制驱动性能的降低。
但是，在日本专利申请公开No. 2006-2706 (JP-A-2006-2706)中公开 的前述技术会遭遇如下问题。即，在日本专利申请公开No. 2006-2706 (JP-A-2006-2706)所公开的技术中，虽然考虑了起动发动机的时间，但 是却未考虑发动机起动之后经过一定时间后出现全负荷的时间。因此，存 在如下不期望情况的可能性。即，在全负荷时，不能确保适当的喷射量， 或者喷射结束正时可能变得滞后，所产生的输出因此可能变为低于假定值 或者可能变得不稳定，因而导致驱动性能变劣或燃烧变劣。因此，为了真 正地确保驱动性能，不仅在起动发动机时，而且在其它时间都有必要适当 调节喷射量。此外，在使用除汽油之外的、其中混合有诸如酒精等数种燃 料的混合燃料的情况下，从可替代能源的观点看目前这种趋势日益增加， 要如上所述确保驱动性能正变得日益困难。

发明内容
鉴于前述问题完成本发明，本发明提供了 一种用于内燃发动机的控制 设备及控制方法，即使是在高负荷工作区域内使用上述混合燃料的情况 下，所述内燃发动机也能够适当确保驱动性能。
相应地，提供了一种用于内燃发动机的控制设备，包括燃料喷射装 置，其按照在燃烧室内进行燃烧以产生所述内燃发动机的输出所需要的所 需喷射量来喷射燃料；燃料特性具体确定装置，其具体确定所喷射燃料的 燃料特性；以及控制装置，其执行用于控制所述内燃发动机的至少一部分 的输出校正过程，以便基于具体确定的燃料特性的差异来校正所产生的输 出。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于内燃发动机的控制方法，包
括
按照在燃烧室内进行燃烧以产生所述内燃发动机的输出所需要的所 需喷射量来喷射燃料；
具体确定所喷射燃料的燃料特性；以及
执行用于控制所述内燃发动机的至少一部分的输出校正过程，以使羞 于具体确定的燃料特性的差异来校正所产生的输出。
根据上述用于内燃发动机的控制设备和控制方法，即使在使用混合燃 料的情况下，因为以下操作，所以能够适当确保驱动性能。
首先，按照在燃烧室内进行燃烧以产生所述内燃发动机的输出所需要 的所需喷射量，将燃料由例如喷射器的燃料喷射装置喷射至进气管或者气 缸内。在此，"所需喷射量"是被认为是必要的、根据内燃发动机的工作状 态等判断出的喷射量。可M，例如基于预先对应于所述工作状态设置的 映射由电子控制单元(ECU)规则地或不规则地确定所述所需喷射量。
与此^作同时或大致同时地，并且优选在紧随燃料加注之后起动发动 机时，用例如空燃比传感器、酒精浓度传感器等燃料特性具体确定装置来 具体确定所喷射燃料的燃料特性。在此，"燃料特性"表示能够影响喷射量 的燃料的物理或化学特性，而且是一种综合概念，包括例如辛烷值、当量 比等，并且如果混合有多种燃料则还包括燃料的混合比例。
然后，所述控制装置执行用于控制所述内燃发动机的至少一部分出校正过程，以侵—基于如上所述具体确定的燃料特性的差异来校正所产生 的输出。在此，"燃料特性的差异"可意指参考特定值来看的燃料特性的绝 对差异，或者可意指在燃料特性因燃料加注等而变化的情况下的燃料特性 的相对差异。因此，通常，通过所述控制装置将所述燃料特性具体确定装 置具体确定的燃料特性与其基准值或标准值、或者与先前值进行比较。规 则或不规则地监控这种"差异"。然后，执行基于所述"差异"的输出校正过 程。
"内燃发动机的一部分"代表构成内燃发动机的各种部件中的、特别是 涉及产生或增加/减小输出的部件。例如，内燃发动机的一部分是改变进气 量、燃料喷射量、点火正时等的部件中的至少一个。至于"校正"所产生的 输出，意指按照在根本不执行输出校正过程的情况下所产生的输出来校正 所产生的输出，且包括例如抑制或保持输出。通常，当燃料特性的差异为 零时，根本不执行输出校正过程。
如果未进行上述输出校正过程，则在使用例如汽油和乙醇的混合燃料 作为燃料的情况下，存在燃烧或驱动性能变劣的可能性。这是因为，虽然 所需喷射量也会由于具体确定的燃料特性的差异(例如，辛烷值彼此不同 的汽油和乙醇的混合比例的差异或改变)而改变，但是，取决于所需喷射 量大小，所需喷射量超过了能够适当喷射的喷射量，使得存在输出将下降 成低于假定值或变得不稳定的可能性。此倾向是显著的，尤其是在可能需 要大燃料喷射量的相对较高负荷的高负荷区域内。
但是，根据前述用于内燃发动机的控制设备，即使在使用混合燃料作 为燃料的情况下，也执行上述输出校正过程，以^t基于具体确定的燃料特 性的差异来校正所产生的输出。例如，在需要的喷射量超过燃料喷射装置 能够适当喷射的喷射量范围的情况下，供应不超过此范围的喷射量来产生 输出。因而，即使在高负荷区域期间，也能适当喷射燃料，因此能够适当 确保驱动性能。此时，虽然存在输出或大或小减少至某种程度的可能性， 但是如果采取诸如设置如下所述的补充所述输出的装置等对策，则能够消 除所述减少。
在所述用于内燃发动机的控制设备和控制方法中，同样优选地，如果 所述所需喷射量处于高于所述燃料喷射装置的极限喷射量的高喷射量区 域，则预测存在所产生的输出将下降或变为不稳定的可能性。
8根据所述用于内燃发动机的控制设备和控制方法，可以通过如下方式 预测需，行输出校正过程的情况。具体地，判定所需喷射量是否处于高 于所述燃料喷射装置的极限喷射量的高喷射量区域。"极限喷射量，，在此是 处于确保所述喷射量的线性的范围内、且除非超过所述极限喷射量否则能 够得以适当喷射的值。因此，在所需喷射量处于高喷射量区域的情况下， 不能确保喷射量的线性，并且由诸如电子控制单元等预测装置预测存在所 产生的输出将下降或变得不稳定的可能性。由于可以以上述方式适当预测 需#行输出校正过程的情况，所以能够有较大余地采M策。
此外，在配装有所述预测装置的用于内燃发动机的控制设备和控制方 法中，优选地，如果预测在所述高喷射量区域期间对应于所述所需喷射量 的输出将下降，则执行所述输出校正过程，使得对应于所述极限喷射量的 输出变为所产生的输出的上限。
在所述用于内燃发动机的控制设备和控制方法中，可以通过如下方式 确保喷射量的线性。具体地，在预测出在所述高喷射量区域内对应于所需 喷射量的输出将下降的情况下，由所述控制装置执行所述输出校正过程， 4吏得对应于所述极限喷射量的输出变为所产生的输出的上限。因此，由于 燃料喷射量未超过所述极限喷射量，所以适当确保了喷射量的线性，并使 输出稳定。
同样优选地，配装有所述预测装置的用于内燃发动机的控制设备进一 步包括辅助装置，当预测所述输出下降时，所述辅助装置至少部分地补偿 所述输出的减小。
根据此用于内燃发动机的控制设备，可以通过如下方式既确保所需输 出又稳定所述输出。具体地，当预测所述输出下降时，由诸如燃料增压泵 或输出辅助马达等辅助装置至少部分地补偿输出的减小。"补偿"输出的减 小是指或大或小地在一定程度上增加预测要下降的输出。以此方式，稳定 了输出，且降低了输出的减小从而能够确保所需输出。因此，在实践中获 得了极大优势。
在配装有上述辅助装置的用于内燃发动机的控制设备中，同样优选地， 所述辅助装置通过升高所喷射燃料的燃料压力来至少部分地补偿所述输 出的减小。
根据上述用于内燃发动机的控制设备，可以既确保所需输出又稳定所述输出。更具体地，通过所述辅助装置来升高所喷射燃料的燃料压力而至 少部分地补偿输出的减小。例如，在缸内喷射式内燃发动机中，如果通过 使用泵等在喷射前压缩燃料来升高燃料压力，则能相对地增大输出。以此 方式，可以既确保所需输出又稳定所述输出。
此外，在用于内燃发动机的控制设备中，同样优选地，所述控制设备 进一步包括调节进气量的调节装置，所述进气量是吸入所述燃烧室的空气 量，且所述控制装置通过控制所述调节装置以^更增加或减少所述进气量来 执行所述输出校正过程。
根据上述用于内燃发动机的控制设备，能够以如下方式稳定输出。更 具体地，由所述调节装置调节作为^所述燃烧室的空气量的进气量。在 此应当注意的是，进气量和所产生的输出具有被动相关性。因此，为了执 行前述输出校正过程，由所述控制装置控制所述调节装置以便增加或减少 进气量。例如，对于在所述输出校正过程中对应于极限喷射量的输出变为 所产生的输出的上限的情况，控制所述调节装置使得进气量相应于所述上 限而降低。以此方式，能够稳定所述输出。
在配装有上述调节装置的用于内燃发动机的控制设备中，同样优选地， 所述调节装置通过调节作为吸入空气通道的进气管的打开面积来调节所 述进气量。
根据上述用于内燃发动机的控制设备，所述调节装置通常是节气门， 且通过调节作为吸入空气通道的进气管的打开面积来调节进气量。利用所 述调节装置，能够如上所述稳定所述输出。
在配装有上述调节装置的用于内燃发动机的控制设备中，同样优选地， 所述控制设备进一步包括对所^V空气进行增压的增压装置，且所述调节 装置通过调节旁通所述增压装置的所吸入空气的空气量来调节所述进气 量。
根据上述用于内燃发动机的控制设备，能够以如下方式稳定输出。具 体地，由诸如增压器的增压装置对所吸入空气进行增压。在此应当注意的 是，在吸入的空气中，流经所述增压装置的空气受到增压，而未流经所述 增压装置的空气未受增压。因此，在吸入的空气中，旁通所述增压装置的 空气量由诸如空气旁通阀的调节装置调节，籍此调节所述进气量。以此方 式，调节了进气量，因此能够如上所述稳定所述输出。在配装有上述调节装置的用于内燃发动机的控制设备中，为了解决前 述任务，所述控制设备进一步包括增压装置，所述增压装置利用与燃烧相 关的废气对所吸入空气进行增压，且所述调节装置通过调节旁通所述增压 装置的所述废气的废气量来调节所述进气量。
根据上述用于内燃发动机的控制设备，能够以如下方式稳定输出。具 体地，通过使用诸如涡轮增压器的增压装置，利用与燃烧相关的废气对所 PA^空气进行增压。在此应当注意的是，所利用的废气量与增压压力具有 正相关性。因此，由诸如废气闸阀等的调节装置调节废气中的旁通所述增 压装置的废气量，籍此调节增压压力和进气量。以此方式，调节了进气量， 因此能够如上所述稳定所述输出。
此外，在用于内燃发动机的控制设备和控制方法中，同样优选地，如
果就所述燃料特性而言具体确定为在混合于所喷射燃料中的多种燃料中 具有高于预定辛烷值阈值的高辛烷值的燃料的混合比例超过预定混合比 例阈值，则在低于预定转速阈值的低转速区域期间执行所述输出校正过 程。
根据上述用于内燃发动机的控制设备和控制方法，能够以如下方式稳 定输出。具体地，首先，假i殳就所述燃料特性而言具体确定为在混合于 所喷射燃料中的多种燃料中具有高于预定辛烷值阈值的高辛烷值的燃料 的混合比例超过预定混合比例阈值。在此情况下，在低于预定转速阈值的 低转速区域期间由所述控制装置执行上述输出校正过程。因此，进气量 (即， 一部分能量)被限制的量特别是对应于因低转速区域和高辛烷值燃 料所引起的燃烧效率的改善，因此能够使由燃烧效率和能量确定的输出恒 定或稳定。可取地，根据实验、经验、模拟等，预先将"预定辛烷值阈值" 确定为使燃烧室改善的辛烷值的下限值，燃烧室改善会引起实际不容忽视 的输出改善。同样可M,根据实验、经验、模拟等，预先将"预定混合比 例阈值，，确定为作为高辛烷值燃料有助于燃烧效率改善的工作区域的度量 的转速上限值。
此外，在用于内燃发动机的控制设备和控制方法中，同样优选地，如 果就所述燃料特性而言具体确定为在混合于所喷射燃料中的多种燃料中 的作为发热量低于预定发热量的低发热量燃料的燃料的混合比例超过预 定混合比例阈值，则在高于预定转速阈值的高转速区域期间执行所述输出 校正过程。根据上述用于内燃发动机的控制设备和控制方法，能够以如下方式稳
定输出。具体地，假设就所述燃料特性而言具体确定为在混合于所喷射 燃料中的多种燃料中的作为发热量低于预定发热量的低发热量燃料的燃 料的混合比例超过预定混合比例阈值。可取地，根据实验、经验、模拟等， 预先将"预定发热量，，确定为使燃烧效率改善的发热量的上限值，燃烧效率 的改善会引起实际不容忽视的输出改善。在此情况下，在高于预定转速阈 值的高转速区域期间由所述控制装置执行上述输出校正过程。因此，进气 量(即， 一部分能量)受限制的量对应于在高转速区域期间可能由低发热 量燃料带来的燃烧效率的改善，因此能够使由燃烧效率和能量确定的输出 恒定或稳定。
此外，在用于内燃发动机的控制设备和控制方法中，同样优选地，执
行所述输出校正过程，以<更产生对于混合于所喷射燃料中的多种燃料中的 每一种燃料所假设的输出中的相对较低的输出。同样优选地，执行所述输
出校正过程，以便产生对于混合于所喷射燃料中的多种燃料中的每一种燃 料所假设的输出中的最低输出。
根据用于内燃发动机的控制设备和控制方法，即使在燃料特性未具体 确定且因此燃料特性不确定的情况下，能够以如下方式稳定输出。具体地， 由所述控制装置执行所述输出校正过程，以便产生对于混合于所喷射燃料 中的多种燃料中的每一种燃料所假设的输出中的相对较低的输出。此外， 执行所述输出校正过程，以便产生对于混合于所喷射燃料中的多种燃料中 的每一种燃料所假设的输出中的最低输出。可取地，根据实验、经验、模 拟等预先将"所假设的输出"确定为在预定工作区域期间对所述多种燃料中 的每一种燃料所假设的输出。例如，假设所喷射燃料包括混合的燃料1和 燃料2。在一定的转速区域期间，在燃料2的假设输出低于燃料1的假设 输出的情况下，执行所述输出校正过程以便产生燃料2的假设输出，即使 燃料2的混合比例低于燃料1的混合比例。相反，在高转速区域期间，在 燃料1的假设输出低于燃料2的假设输出的情况下，执行所述输出校正过 程以便产生燃料l的假设输出。因而，由于产生了与所述假设输出中的相 对较低的输出或最低的输出一致的输出，所以即使在燃料特性不确定的情 况下，例如在混合比例不清楚的情况下，也能够优先确保所述输出的稳定 性。
此外，在用于内燃发动机的控制设备和控制方法中，同样优选地，基于与燃烧相关的废气的空燃比来具体确定所述燃料特性。
根据用于内燃发动机的控制设备和控制方法，适当地具体确定所述燃 料特性，因此能够如下所述稳定输出。具体地，例如，由例如空燃比传感 器的燃料特性具体确定装置以及电子控制单元基于与燃烧相关的废气的 空燃比来具体确定所述燃料特性，其中来自所述空燃比传感器的实测值输 入所述电子控制单元。例如，根据基于与燃^目关的废气的空燃比计算出 的空燃比学习值的偏差，具体确定所喷射燃料中的酒精浓度。利用以这种 方式具体确定的燃料特性，能够稳定所述输出。
此外，在用于内燃发动机的控制设备中，同样优选地，基于为储存燃 料的燃料箱设置的燃料特性传感器的输出值来具体确定所述燃料特性。
根据上述用于内燃发动机的控制设备，适当地具体确定所述燃料特性， 并能够稳定所述输出。具体地，由诸如为储存燃料的燃料箱设置的燃料特 性传感器等燃料特性具体确定装置来直接或间接地具体确定燃料特性，例 如酒精浓度、混合比例等。利用以这种方式具体确定的燃料特性，能够稳 定所述输出。


通过阅读以下结合附图对本发明的优选实施方式所作的详细说明，将
更好地理解本发明的特征、优点、以及技术和工业意义，在所述附图中
动机的示意性截面图； 、' '、"
图2是示出乙醇含量与化学计量空燃比之间关系的特性图3是示出乙醇含量与基于汽油的喷射量增加比例之间关系的特性图4是示出乙醇含量与每单位质量的发热量之间关系的特性图5是示出根据第一实施方式的用于内燃发动机的控制设备的基^^作过 程的流程图6是示出根据所述实施方式的输出校正过程的流程图7是示出节气门开度、发动机转速以及进气量之间关系的特性图8是示出根据第二实施方式的输出校正过程的流程图；图9是示出目标燃料压力与极限喷射量之间关系的特性图IO是示出根据第三实施方式的输出校正过程的流程图11是示出发动机转速和扭矩之间关系的特性图12是在通过限制节气门开度使输出恒定的情况下(在全性能期间)的节 气门开度映射；
图13是在通过限制增压压力使输出恒定的情况下(在全性能期间)的节气 门开度映射。
具体实施例方式
在以下的说明和附图中，将参考示例性实施方式更加详细地说明本发明。
(i )将参考图i至7说明根据第一实施方式的用于内燃发动机的控制 设备的构造和操作过程。如以下将详细说明的，根据此实施方式，即使在 使用混合燃料的情况下，也能够适当确保驱动性能。特别是，由于按照燃 料特性(在此情况下为酒精浓度)来适当限制进气量，所以避免了燃料喷 射量相对于进气量变得不足的情况。因此，可以避免稀薄不点火、爆震、 或者废气温度升高，还可以避免对发动机的损害等。
(l-l)构造
首先，将参考图l说明根据本实施方式的用于内燃发动机的控制设备 的基本构造。图1是配装有根据本发明实施方式的用于内燃发动机的控制 i殳备的发动机的示意性截面图。
在图1中，作为根据本发明的内燃发动机示例的发动机200配装有气 缸201、燃料箱223、燃料喷射阀207、直喷式燃料喷射阀2072、净化装置 230、包括进气管206等在内的进气系统、包括排气管210等在内的排气系 统、涡轮增压器5、控制装置100等。具体地，每个这些部件等构造如下。
在气缸201中，混合气被火花塞202点燃使得混合气燃烧。对应于燃 烧爆发力的活塞203的往复运动经由连杆204转化成曲轴205的旋转运动。 由于此旋转运动，使设置有发动机200的车辆受到驱动。在气缸201周围， 设置有各种传感器，包括检测冷却水温度的7jc温传感器220、能够通过 检测曲柄角il^r测发动机200的转速的曲柄位置传感器218、检测有无爆震或者爆震程度的爆震传感器219等。各传感器的输出都作为相应的检测 信号提供至控制装置100。
燃料箱223储存经由燃料加注口 311供给的燃料。在此，所供给的燃 料可以是通过混合例如汽油与诸如乙醇等酒精基燃料而获得的混合燃料。 燃料传感器224检测储存的燃料量。所储存的燃料由泵225适当地抽吸， 并且由通过低压供给通道2251连接的高压泵2252增压至目标喷射压力，
16。即，高压泵2252是根据本发明的"辅助装置"的一种示例。燃料分配管 16设置有酒精传感器161和燃料压力传感器162。酒精传感器161基于介 电常数等的变化检测汽油-酒精混合燃料中的酒精浓度。燃料压力传感器 162检测燃料分配管16中的燃料压力。
燃料喷射阀207是根据本发明的"燃料喷射装置"的一种示例，其根据 控制装置100的控制将从燃料箱223供应的燃料喷射至进气管206内。直 喷式燃料喷射阀2072是根据本发明的"燃料喷射装置"的一种示例，其直接 将燃料喷射至每个气缸内。于是，执行均匀燃烧(分层燃烧)，在该均匀 燃烧中，通过在火花塞202附近形成一层可燃混合比例来形成均匀混合气。 通常，在此均匀燃烧中空燃比是稀化学计量空燃比，因此减少了燃料消耗。 更具体地，在所需喷射量小且因此需要将所需燃料量可靠地供应至气釭 201内的发动机低负荷工作等期间，经由能够准确将所需燃料量供应至气 缸内的直喷式燃料喷射阀2072喷射燃料。在所需喷射量相对较大且因此未 燃烧燃料的排出量趋于增加的发动机中等负荷工作等期间，经由燃料喷射 阀207喷射燃料，这样有利于形成良好均匀化的均匀混合气。当发动机负 荷变得更高并达到发动机高负荷工作区域时，稀薄燃烧不能产生足够的发 动机输出，因此，执行化学计量空燃比状态下的均匀燃烧。附带地，虽然 如果设置有燃料喷射阀207和直喷式燃料喷射阀2072中的至少一个就能够 执行燃料喷射，但是从实用的角度，如果需要升高燃料压力，则优选设置 直喷式燃料喷射阀2072。
净化装置230设置有过滤罐229、净化通道228以及净化控制阀227。 过滤罐229中具有由活性炭制成的吸附剂，并且吸附燃料箱223中产生的 燃料蒸气(即，净化气体)。净化通道22将燃料箱223、过滤罐229与进 气管206连通。净化控制阀227设置于净化通道228上位于过滤罐229下 游，并在控制装置100的控制下开启和关闭。由于净化控制阀227的和关闭，由过滤罐229中的吸附剂储存的净化气体被适当引入至进气管206 内。
进气管206将气缸201与外部空气连通，且构造成使得能够将外部空 气(空气)吸入气缸201。进气管206的通道设置有清洁进气的空气滤清 器211、检测进气质量流量(即，进气量)的空气流量计212、作为根据本 发明的"调节装置，，的一种示例且调节吸入气缸201内的进气量的节气门 214、检测节气门214开度的节气门位置传感器215、检测加速器操作量即 由驾驶员引起的加速器踏板226的压下量的加速器位置传感器216、基于 所述压下量来驱动节气门214的节气门马达217、检测进气温度的进气温 度传感器213、储存进气并将空气分配至多个气缸中的每一个的稳压罐 2061、检测稳压罐2061中的进气管压力的压力传感器2062、以及作为以 下说明的涡轮增压器5的一部分的压缩器51。
排气管210将气缸201与外部空气连通，并构造成使得能够将在气釭 201内燃烧过的混合气作为废气排出。排气管210的通道设置有空燃比传 感器221、催化剂222、以及作为涡轮增压器5的一部分的涡轮52等。空 燃比传感器221是根据本发明的"燃料特性具体确定装置"的一种示例，由 例如氧化锆固体电解质等构成，并检测排气管210中的废气的空燃比 (A/F)，且将检测信号提供至控制装置100。基于所述检测信号，执行空 燃比反馈校正以便间接地具体确定燃料中的酒精浓度。催化剂222是例如 三元催化剂，其具有诸如铂、铑等贵金属作为活性成分，且设置于例如排 气管210的通道上。催化剂222具有将氮氧化物(NOx )、 一氧化碳(CO )、 碳氢化合物(HC)等从废气中去除的功能。
进气门208构造成能够控制气缸201的内部与进气管206之间的连通 状态。排气门209构造成能够控制气釭201的内部与排气管210之间的连 通状态。这些气门的开启正时/关闭正时由可变气门装置10调节，所述可 变气门装置10由例如众所周知的可变气门正时^N勾(智能可变气门正时系 统(VVT-i))构成。所述可变气门装置10构造成能够改变气釭的进气门 208和排气门209的气门特性。足见所述可变气门装置能够控制进气门和 排气门的开启正时/关闭正时。例如，可使用线控凸轮(cam-by-wire)装 置、电磁驱动气门等作为可变气门装置IO。
涡轮增压器5是根据本发明的"增压装置"的一种示例，并且设置有 设置于排气管210的通道上的涡轮52、设置于进气管206的通道上的压缩器51、以及;W^耦连涡轮52和压缩器51的动力传递部53。涡轮52接收 废气从而旋转。其旋转经由动力传递部53传递至压缩器51，因此压缩器 51以预定增压压力对进气进行增压。此增压实现了将大量进气供应至气缸 201内，并使得有可能将稀薄燃烧范围扩展至高负荷侧。但是，如果增压 压力超过设计极限，则各部分可能遭遇故障。因此，涡轮增压器5进一步 设置有废气闸阀12和空气旁通阀14，以便为设计极限提供增压压力余量。 废气闸阀12是根据本发明的"调节装置"的一种示例，其调节用于旁通涡轮 52周围的排气管21的废气闸道11的开启面积。空气旁通阀14《j艮据本 发明的"调节装置，，的一种示例，其调节用于旁通压缩器51周围的进气管 206的空气旁通通道13的开启面积。这种调节限制了涡轮增压器5的过度 旋转，并适当限制了增压压力。
控制装置100是"燃料特性具体确定装置"、"控制装置"以及"预测装 置，，的一种示例。控制装置100是构成为逻辑运算电路的电子控制单元 (ECU)，其主要部件是中央处理单元(CPU)、预先存储有控制程序的只 读存储器(ROM)、用于存储各种数据的随机读/写存储器(随树糾储 器(RAM))等。控制装置100经由总线连接至从包括空燃比传感器221、 曲柄位置传感器218等在内的各种传感器接收输入信号的输入端口 ，且还 连接至输出端口，控制信号从该输出端口发送至可变气门装置IO、燃料喷 射阀207、直喷式燃料喷射阀2072、废气闸阀12、空气旁通阀14等的各 种致动器。
现在，将参考图2至图4详细说明与燃料特性(即，乙醇浓度)的变 化相关的各种燃料特性的变化。图2是示出乙醇含量与化学计量空燃比之 间关系的特性图。图3是示出乙醇含量与基于汽油的喷射量增加比例之间 关系的特性图。图4是示出乙醇含量与每单位质量的发热量之间关系的特 性图。
在图2中，水平轴表示混合燃料中的乙醇含量(％ )，竖直轴表示对应 于乙醇含量的化学计量空燃比(即，空燃比的目标值)。例如，在乙醇含 量为0%的情况下化学计量空燃比为14.7，在乙醇含量为100%的情况下化 学计量空燃比为9。 it^示，如果乙醇含量从0%增加至100%，则化学计 量空燃比在最大值处变浓60 % 。
在图3中，水平轴表示混合燃料中的乙醇含量(％ )，竖直轴表示对应 于乙醇含量的基于汽油的喷射量增加比例(倍数)。在此应当注意的是，"基于汽油的喷射量增加比例"表示相对于一定的空气量，所述燃料喷射量是 定义为基准值的仅由汽油组成的燃料(即，其乙醇含量为0%)的喷射量 的多少倍。例如，在乙醇含量为0%的情况下基于汽油的喷射量增加比例 是l(倍)，在乙醇含量为100%的情况下基于汽油的喷射量增加比例是1.6 (倍)。即，图3的特性图表示，如果乙醇含量从0%增加至100%,则在 最大值处燃料喷射量需要增加60 % 。
如图2和图3所示，如果经过燃料加注口 311供给乙醇(即，酒精的 一种示例)和汽油的混合燃料，则混合燃料中的含氧量随着乙醇含量的增 加而增加，^吏得化学计量空燃比变化至浓空燃比侧。因此，相对于固定空 气量的燃料喷射量必须大于仅4吏用汽油的情况。即，如图3所示，基于汽 油的喷射量增加比例相对增大。
在图4中，水平轴表示混合燃料中的乙醇含量(％ )，竖直轴表示对应 于乙醇含量的每单位质量的发热量。
如图4所示，当乙醇含量升高时，燃料的每单位质量的发热量下降。 例如，在乙醇含量为0%的情况下每单位质量的发热量是大约44 (兆焦/ 千克)，在乙醇含量为100 %的情况下每单位质量的发热量是大约27 (兆焦 /千克)。即，这表示如果乙醇含量从0%增加至100%，则每单位质量的发 热量在最大值处下降35 % 。
根据图2至图4中所示的条件，例如，如果在直喷式汽油发动机中使 用汽油与乙醇的混合燃料，则必需增加燃料的喷射量(喷射率)以4更保持 与单独使用汽油的情况下可比的全负荷输出。但是，应当避免任意地增加 喷射量(喷射率)以便在喷射量小时确保线性。因此，如果试图在全负荷 工作期间获得所需输出，则相对于进气量，喷射量有可能不足，由此可能
导致发生稀薄不点火、爆震、废气温度升高、以;sjc动机损坏。
但是，根据本实施方式，如下所述，在图l所示构造中，基于诸如燃
料中的酒精浓度等燃料特性对进气量适当限制；因此，即使在使用混合燃
料的情况下，也避免了燃料喷射量相对于进气量变得不足，因而能够适当 确保驱动性能。
(1-2)操作
随后，将参考图5至图7以及图1至图4说明根据如上所述构造的实 施方式的用于内燃发动机的控制设备的操作过程。图5是示出根据第一实施方式的用于内燃发动机的控制设备的基本操作过程的流程图。图6是示 出根据第一实施方式的输出校正过程的流程图。图7是示出节气门开度、 发动机转速以及进气量之间关系的特性图。
参考图5，首先，由控制装置100规则或不规则地判定发动机的起动 是否紧随燃料加注之后(步骤S1)。能够例如从燃料传感器224检测的燃 料量波动的时间过程历史记录来判定发动机的起动是否紧随燃料加注之 后。
如果确定当前的发动机起动是紧随燃料加注之后的起动(在步骤Sl 中为"是")，则将燃料加注之前发动机起动时通过空燃比学习过程获得的 空燃比学习值EFGAF保留作为存储于控制装置100的存储器中的变量 EFGAFOLD (步骤S2 )。
随后，将净化切断请求标记exprginh切换至操作状态(步骤S3 )。因 此，净化控制阀227关闭使得净化气体不被引入至进气管206内。由于净
不同的燃料，所以净化气体可能变成空燃比学习中的外部干扰。
随后，在用于补偿实际空燃比与化学计量空燃比的暂时偏差的空燃比 反馈过程中，将空燃比反馈量FAF具体确定为FAF = F (实际A/F，所需 A/F)(步骤S4)。在此应当注意的是，F(实际A/F，所需A/F)表示F(实 际A/F，所需A/F)与实际A/F和所需A/F具有一定的函数关系。在此应 当注意的是，所述函数关系表示依据给定的实际A/F和给定的所需A/F或 者它们之间的对应性所确定的值。具体地，通过计算或利用映射来确定FAF 的值。实际A/F表示由空燃比传感器221检测的实际空燃比。所需A/F表 示为了使空燃比等于化学计量空燃比所需要的空燃比。
随后，在用于补偿实际空燃比相对于化学计量空燃比的稳定偏差的空 燃比学习过程中，将当前燃料加注时的空燃比学习值KG具体确定为 KG=F (Ga)(步骤S5 )。在此表达式中，Ga表示由空气流量计212检测 的进气量。空燃比学习值KG的具体确定是指学习为了使空燃比等于化学 计量空燃比所需要的燃料喷射量应当如何按照检测的进气量Ga来变化。 学习的具体程序可以与Z/^p的空燃比学习过程中的程序相同，在此不再赘 述。
随后，基于空燃比反馈量FAF的收敛情况来判定空燃比学习过程是否完成(步骤S51)。此刻，如果由于空燃比反馈量FAF尚未收敛至预定范 围内而确定空燃比学习过程尚未完成(在步骤S51中为"否，，)，则再次执 行空燃比学习过程以便具体确定空燃比反馈量FAF (步骤S4 )。
另 一方面，如果确定空燃比学习过程已经完成(在步骤S51中为"是"), 则采用空燃比学习值作为当前燃料加注时的空燃比学习值。然后，通过控 制装置100以具体确定的空燃比反馈量FAF为因子将才艮据前一次燃料加注 时与当前燃料加注时获得的空燃比学习值之间的差所获得的燃料喷射量
的偏差AQ具体确定为AQ = FAF+KG-EFGAFOLD (步骤S6 )。
随后，将用于执行下述酒精确定的基准喷射量偏差AQb确定为常数 (步骤S7)。更具体地，可取地，根据实验、经验、模拟等将基准喷射量 偏差AQb预先确定为喷射量偏差的下限值，其允许评估由于喷射量偏 差AQ已变得比燃料加注之前高，所以燃料中的酒精浓度已变得比燃料加 注之前高。
随后，由控制装置100判定喷射量偏差AQ是否大于基准喷射量偏差 △Qb，即，是否AQ〉AQb (步骤S8)。
如果确定AQ〉AQb (在步骤S8中为"是")，则能够评估，由于喷 射量偏差AQ相对较大，所以存在某种异常的可能性相对较高。作为评估 的标志，高喷射偏差计数器ecalc向上计数(步骤S91 )。
随后，将酒精确定阈值ECALCB确定为常数(步骤SIO)。更具体地， 可取地，为了消除暂时误差，预先确定酒精确定阁值ECALCB。更具体地， 可取地，根据实验、经验、模拟等预先将酒精确定阈值ECALCB确定为 对应于时长下限值的高喷射偏差计数值，其允许评估由于喷射量偏差AQ 比基准喷射量偏差AQb大的状态已持续片刻，所以存在大偏差并非是因 为存在一些误差而是因为燃料中的酒精浓度已变得比燃料加注之前高。
随后，基于由此确定的酒精确定阈值ECALCB，如下执行酒精判定。 具体地，由控制装置100判定高喷射偏差计数器ecalc是否大于酒精确定 阈值ECALCB，即，是否ecalc > ECALCB (步骤Sll )。
如果确定不等式ecalc>ECALCB不成立(在步骤Sll中为"否，，)， 则意味着喷射量偏差AQ比基准喷射量偏差厶Qb大的状态尚未持续前述 时长。即，不能明确地说喷射量偏差AQ比基准喷射量偏差AQb大的原 因是燃料中相对较高的酒精浓度。作为其标志，酒精确定标记exalc切换至关断状态(步骤S12 )，并再次执行该过程。此外，如果确定当前起动并 非紧随燃料加注之后的起动(在步骤S1中为"否")，或者如果未确定AQ > AQb (在步骤S8中为"否")以致清除了高喷射偏差计数器ecalc (步 骤S92)，则再次执行该过程。
另一方面，如果确定ecalc〉ECALCB (在步骤Sll中为"是")，则意 味着，如上所述因为燃料中的酒精浓度相对较高，所以喷射量偏差厶Q大 于基准喷射量偏差AQb的状态正在持续。因此，作为其标志，酒精确定 标记exalc切换至操作状态(步骤S121 )。在此应当注意的是，酒精确定标
所述预定浓度阈值是例如50%。通常，燃料中的酒精浓度超过预定浓度阈 值表示以下状态喷射量偏离至通过空燃比反馈过程不能有效校正该偏差 的程度。因此，如果燃料中的酒精浓度相对较高，则存在喷射量相对于进 气量变得不足的可能性。
因此，执行输出校正过程(步骤S13)，该输出校正过程是根据本发明 的"输出校正过程"的示例并将参考图6和图7详细说明。根据所述输出 校正过程，在确定酒精浓度相对较高的情况下，具体确定极限喷射量 Qlimit，并找到对应于所述极限喷射量Qlimit的进气量GAlimit，其中所 述极限喷射量Qlimit是在确保喷射量的线性时能够适当喷射的燃料喷射 量范围内的最大量。由于节气门开度受到限制以便不会超过进气量 GAlimit，所以避免了喷射量相对于进气量不足的情况，其中所述节气门开 度是节气门214打开的程度。
具体地，在图6中，首先，将能够在不损害所述线性的情况下适当喷 射的极限喷射量Qlimit确定为预定值(步骤S21 )。附带地，可取地，根 据实验、经验、模拟等预先将所述预定值确定为燃料喷射阀207或直喷式 燃料喷射阀2072能够在不损害所述线性的情况下适当喷射的喷射量的最 大值，或者确定为通过从所述最大值减去小余量所获得的值。
随后，将对应于前述极限喷射量Qlimit的喷射量系数具体确定为 ekrich=F(Qlimit, NE)(步骤S22 )。在此表达式中，喷射量系数ekrich是 从增大输出或保护催化剂的观点看的用于使空燃比的燃料变浓的系数，NE 是由曲柄位置传感器218检测的实际发动机转速。
随后，将前述对应于极限喷射量Qlimit的进气量具体确定为
21GAlimit=F(Qlimit ， ekrich)(步骤S23 )。简言之，此进气量GAlimit是根 据极限喷射量Qlimit和目标空燃比来确定的。但是，为了使空燃比的燃料 变浓，将对应于极限喷射量Qlimit的喷射量系数ekrich作为因子，使得所 述进气量相对减少。
随后，将对应于前述极限喷射量Qlimit的节气门开度具体确定为 TAlimit=F(GAlimit, NE)(步骤S24 )。此节气门开度TAlimit是例如按照 图7中示出的映射来具体确定的。更具体地，在图7中，水平轴表示发动 机转速NE，竖直轴表示节气门开度TA，且绘制有数条固定进气量曲线。 从所述数条固定进气量曲线中选择对应于GAlimit的曲线。在所述固定进 气量曲线上的对应于当前发动机转速NE的节气门开度TA给出了期望的 节气门开度TAlimit。
返回参考图6，随后，将所需节气门开度具体确定为TAreq-F(加速器 操作量,NE)(步骤S25 )。在此，加速器操作量是由加速器位置传感器216 检测的实际加速器操作量。
然后，由控制装置100判定上述具体确定的所需节气门开度TAreq是 否大于对应于极限喷射量Qlimit的节气门开度TAlimit，即，是否TAreq > TAlimit (步骤S26 )。
如果确定所述不等式TAreq > TAlimit不成立(在步骤S26中为"否")， 则推断与对应所需节气门开度TAreq的进气量相对应的喷射量仍旧处于能 够适当喷射的范围内，且因此不特别限制节气门开度。换言之，将节气门 开度准确调节至所需节气门开度TAreq。
另一方面，如果确定TAreq > TAlimit (在步骤S26中为"是，，)，则推 断与对应所需节气门开度TAreq的进气量相对应的喷射量将超出能够适当 喷射的范围。因此，将所需节气门开度P艮制为TAreq=TAlimit(步骤S261 )。 即，无论所需节气门开度是多大，都不将节气门开度调节成大于TAlimit。
如上所述，根据第一实施方式，即使在使用混合燃料的情况下，也能 够适当确保驱动性能。特别地，由于根据燃料中的酒精浓度对进气量设置 了适当P艮制，所以避免了燃料喷射量相对于进气量变得不足的情况。因而， 能够避免稀薄不点火、爆震、或者废气温度升高，并且也避免了发动机损 坏等。
(2)第二实施方式以下将参考图8和图9以及图1至图7来说明杉L据第二实施方式的用 于内燃发动机的控制设备的操作过程。图8是示出根据第二实施方式的输 出校正过程的流程图。图9是示出目标燃料压力与极限喷射量之间关系的 特性图。附带地，由于第二实施方式的基本构造与图l所示大体上相同， 且除了输出校正过程外的基本操作与图5所示大体上相同，所以将相同的 参考符号赋予相同的构造和步骤，并适当省略其详细说明。
根据第二实施方式，即使当结合第一实施方式所示限制进气量时，也 能够通过如下详细描述的增大燃料压力来适当避免输出的下降。
参考示出了根据第二实施方式的输出校正过程的图8，首先，由控制 装置100将目标燃料压力映射切换为酒精用映射(步骤S30 )。即，在进气 量要受到限制的预期下，从目标燃料压力映射读取将升高燃料压力的目标 燃料压力，并执行目标燃料压力切换使得PRreq=pmreq_alc—map 。
随后，由控制装置100将能够适当喷射的极限喷射量具体确定为 Qlimit = F(PRreq)(步骤S31 )。在此应当注意的是，如图9所示，如果目 标燃料压力PRreq从基准值(例如，对应于100%汽油的值)升高，则能 够适当喷射的极P艮喷射量Qlimit也会增加。
此后，如在图6所示的前述^作中那样，具体确定各种值，即，顺序 地具体确定对应于极限喷射量Qlimit的喷射量系数ekrich (步骤S22 )、 进气量GAlimit (步骤S23 )、节气门开度TAlimit (步骤S24 )、以及所需 节气门开度TAreq (步骤S25 )。然后，由控制装置100判定是否TAreq > TAlimit (步骤S26)。如果确定所述不等式TAreq > TAlimit不成立(在步 骤S26中为"否")，则推断与对应所需节气门开度TAreq的进气量相对应 的喷射量仍旧处于能够适当喷射的范围内，因此不特别限制节气门开度。 另一方面，如果确定TAreq > TAlimit (在步骤S26中为"是")，则推断与 对应所需节气门开度TAreq的进气量相对应的喷射量将超出能够适当喷射 的范围。因此，将所需节气门开度限制为TAreq=TAlimit (步骤S261 )。
如上所述，根据第二实施方式，即使在使用混合燃料的情况下也能够 适当确保驱动性能。特别地，由于允许适当燃料喷射的节气门开度TAlimit 会随着目标燃料压力PRreq的增大而增大，所以相对减小了确定为TAreq > TAlimit (在步骤S26中为"是，，)的可能性。因此，避免了相对于100% 汽油时所产生输出的输出下降，因此在实践中获得了大的优势。(3)第三实施方式
接下来,将参考图10以及图1至图7来说明根据第三实施方式的用于 内燃发动机的控制设备的操作过程。图10是示出根据第三实施方式的输出 校正过程的流程图。附带地，由于第三实施方式的基本构造与图l所示大
体上相同，且除了输出校正过程外的基;WMt与图5所示大体上相同，所
以将相同的参考符号赋予相同的构造和步骤，并适当省略其详细说明。 根据第三实施方式，即使在使用混合燃料的情况下也能够适当确保驱
动性能。此外，因为经由废气闸阀12(或空气旁通阀14)替代在第一实施 方式中使用的节气门214来执行进气量限制，所以能够适当减少节气门214 处的泵送损失。
在图IO所示的根据第三实施方式的输出校正过程中，如在图6中的过 程中那样，将在不损害线性的情况下能够适当喷射的极限喷射量Qlimit确 定为预定值(步骤S21)，并顺序地具体确定对应于极限喷射量Qlimit的 喷射量系数ekrich (步骤S22 )以及进气量GAlimit (步骤S23 )。
特别地，在第三实施方式中，由控制装置100具体确定能够适当喷射 的极限喷射量时的增压压力PMlimit=F(GAlimit ， NE ,进气温度)(步骤 S44 )。具体地，基于PMlimit与GAlimit呈正相关关系的映射、或者PMlimit 与发动机转速NE呈负相关关系的映射、或者PMlimit与进气温度呈正相 关关系的映射等来确定增压压力。
随后，由控制装置100将所需的废气闸阀基本开度具体确定为 WGreqb=F(PMlimit)(步骤S45 )。具体地，基于WGreqb与PMlimit呈 负相关关系的映射等来具体确定所需的废气闸阀基本开度。
然后，以如下方式判定是否允许退出将当前的增压压力收敛至 PMlimit的反馈过程。即，首先由控制装置100判定当前的增压压力是否 大于PMlimit+厶PM (步骤S46)。可取地，根据实验、经验、模拟等结合 PMlimit预先确定APM作为实际允许的余量。如果确定当前的增压压力 >PMlimit+APM (在步骤S46中为"是")，则意味着当前的增压压力过 多地大于PMlimit。因此，为了通it^目对打开废气闸阀来降低增压压力， 将所需的废气闸岡基本开度确定为WGreq=WGreqb+WGfb (步骤S47), 并以反馈方式从步骤S22的过程开始再次执行前述过程。
另一方面，如果确定不等式当前的增压压力〉PMlimit+APM不成立(在步骤S46中为"否")，则随后判定当前的增压压力是否小于PMlimit-△ PM (步骤S48)。如果确定当前的增压压力<PMlimit-APM (在步骤 S48中为"是，，)，则意味着当前的增压压力过多地小于PMlimit。因此， 为了通it^目对关闭废气闸阀来增大增压压力，将所需的废气闸阀基本开度 确定为WGreq-WGreqb-WGfb (步骤S49 )，并以^J绩方式从步骤S22的 过程开始再次执行前述过程。
另一方面，如果确定不等式当前的增压压力〈PMlimit-APM不成立 (在步骤S48中为"否")，则意味着当前的增压压力已经收敛至PMlimit 的允许范围内，因此结束目前的输出校正过程。
附带地，虽然在上述实施方式中使用废气闸阀12，但是也可使用空气 旁通阀14来代替。
如上所述，根据第三实施方式，即使在使用混合燃料的情况下也能 够适当确保驱动性能。特别地，由于经由废气闸阀12 (或空气旁通阀14) 替代节气门214来执行进气量限制，所以能够适当减少节气门214处的泵 送损失，因此在实践中获得了大的优势。
(4)第四实施方式
接下来，将参考图11至图13以及图1至图10来说明根据第四实施方 式的用于内燃发动机的控制设备的操作过程。图11是示出发动机转速和扭 矩之间关系的特性图。图12是在通过限制节气门开度使输出恒定的情况下 (在全性能时)的节气门开度映射。图13是在通过限制增压压力使输出恒 定的情况下(在全性能时)的节气门开度映射。附带地，由于第四实施方 式的基本构造与图1所示大体上相同，_§4^*作与图6、图8或图11所 示大体上相同，所以将相同的参考符号赋予相同的构造和步骤，并适当省 略其详细说明。
第四实施方式涉及在内燃发动机的节气门全开(WOT)时的一种输 出校正过程(见图5中的步骤S13 )，所述发动机使用通过混合多种燃料获 得的混合燃料。通常，如果混合多种燃料，则燃料的燃料特性(辛烷值、 当量比等)会变化，因此能够产生的输出依据燃料的混合比例而不同。这 是因为如果辛烷值变化，则可设定的点火正时也会变化。另外，如果当量 比变化，则会出现如下情况，即，即使燃料喷射阀的动态范围设置得很宽 以便实现从具有大当量比的燃料变化到具有小当量比的燃料的燃料喷射量，也必须针对不能由高转速区域等所覆盖的范围限制喷射量或输出。如
果出现这种输出差异，则会影响发动机200的设计强度、驱动性能的调节 等，因此可能出现下述伴随问题。即，如果根据燃料的最大输出采用强度 提高的设计，则会导致强度大于必要强度，使得摩擦损失增大，因而增大 了招致燃料经济性降低的可能性。针对为每种燃g设的整体混合比例， 为了调节变速比、换档正时、换档时的扭矩，需要大量的时间和人力。因 此，如图ll所示，在根据第四实施方式的输出校正过程中，不论所使用的 燃料的混合比例如何，使节气门全开(WOT)时的输出恒定。
在图11中，两种虚线分别表示在单独使用燃料1或燃料2的情况下 的映射，实线表示在所述实施方式中采用的映射。燃料l是例如辛烷值为 110、发热量为7000千卡/千克的乙醇燃料。燃料2是例如辛烷值为91、发 热量为11000千卡/千克的汽油燃料。如图11中的实线所示，在第四实施 方式的前述输出校正过程(见图5中的S13)中，将输出校正成与在如下 状态期间所产生的输出一致，其中在所述状态下，在混合燃料中使用的假 设燃料的混合比例中，获取产生最低性能的混合比例。换言之，对于图ll 中的发动机转速，根据该转速采用用于产生较小扭矩的燃料1和燃料2中 的一个的映射。例如，在图11中，在低转速区域，采用燃料2的映射。另 一方面，在高转速区域，采用燃料l的映射。然后执行输出校正过程以便 产生与所采用的映射一致的输出。
更具体地，由于输出性能是由能量(《进气量+燃料喷射量)和燃烧 效率(《点火正时能够如何靠近提供最大扭矩的点火正时MBT (用于最 大扭矩的最小提前))确定的。因此，如下所示，根据燃料特性和工作区 域来适当限制进气量。由此执行输出校正过程。
首先，在高辛烷值燃料的混合比例大的情况下，在低转速区域内限 制进气量。通常，高辛烷值燃料的混合比例越大，则燃料效率提高越多。 与高转速区域相比，此趋势在趋于发生爆震(异常燃烧)的低转速区域内 更加显著。因此，在高辛烷值燃料的混合比例大以及低转速区域的情况下 限制作为能量的一部分的进气量，以^更将能量限制对应于燃烧效率改善的 量。这会使输出恒定。
在低发热量燃料的混合比例大的情况下，在高转速区域内限制进气 量。在此应当注意的是，通常，由于低发热量燃料需要增大喷射量，所以 会出现以下现象。首先，热容量升高，且废气温度降低，过多的燃料增加被中断，且燃烧效率提高。第二，冷却新鲜空气的喷射燃料的潜热效应提 高，因此防止了爆震(即，燃烧效率提高)，同样，因此减小了新鲜空气 的体积(即，进气量增加且能量增加)。第三，在缸内喷射的情况下，由 喷射燃料引起的缸内扰动增加，且因此提高了燃烧效率。特别地，在高转
速区域内，第一种现象会自己显著呈现，燃烧效率提高；因此，输出倾向 于增大。因此，为了基于第一种现象将能量限制对应于燃烧效率改善的量， 在低发热量燃料的混合比例大以及高转速区域的情况下限制进气量。这会 使输出恒定。
如上所述，通过根据燃料的混合比例和工作区域来限制进气量，执 行了输出校正过程，使得即使燃料的混合比例变化，也能够稳定节气门全
开(WOT)时的输出。
通过例如限制节气门开度或增压压力，能够实现上述输出校正过程。
这种输出校正过程将参考图12和图13加以说明。
在图12中，燃料l的混合比例大的情况下的节气门开度的映射和燃 料2的混合比例大的情况下的节气门开度的映射分别由两种曲线，即，点 划线和虚线来表示。由于燃料1的辛烷值高于燃料2,所以相比在燃料2 的混合比例大的情况下在低转速区域期间的节气门开度，在燃料l的混合 比例大的情况下在低转速区域期间的节气门开度被限制较多，即，被限制 为较小的开度。具体地，当在图6或图8的步骤S24中对应极限喷射量 Qlimit的节气门开度被具体确定为TAlimit二F(GAlimit，NE)时，根据图12 所示的映射具体确定节气门开度TAlimit。
或者，在图13中，燃料l的混合比例大的情况下的增压压力的映射
点S线和虚i来表示。由于^料1的辛烷值高于燃料2，所以相比在燃料2
增压压力，在燃料l的混合比例大的情况下在低转速区域期间通过控制节 气门开度所确定的增压压力被限制较多，即，被限制为较小的节气门开度。 具体地，当在图10的步骤S44中对应能够适当喷射的极限喷射量的增压 压力被^控制装置100具体确定为PMlimit=F(GAlimit ， NE ,进气温度)时， 根据图13所示的映射具体确定增压压力PMlimit。
如上所述，根据第四实施方式，由于根据燃料的混合比例和工作区域来限制进气量以便能够使节气门全开(WOT)时的输出恒定，所以，即 使在使用混合燃料的情况下，也能够适当确保驱动性能。
本发明并不局限于前述实施方式、示例等。相反，在不违反由所附 权利要求和整个说明书所阐释的本发明的要旨或精神的情况下，可对本发 明进行适当改变。包含这种变化的用于内燃发动机的控制设备同样包括在 本发明的技术范围之内。
权利要求
1.一种用于内燃发动机的控制设备，包括燃料喷射装置，其按照在燃烧室内进行燃烧以产生所述内燃发动机的输出所需要的所需喷射量来喷射燃料；燃料特性具体确定装置，其具体确定所喷射燃料的燃料特性；以及控制装置，其执行用于控制所述内燃发动机的至少一部分的输出校正过程，以便基于具体确定的燃料特性的差异来校正所产生的输出。
2. 如权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述内燃发动机的所 述一部分是改变进气量的部件、改变燃料喷射量的部件以及改变点火正时 的部件中的至少一个。
3. 如权利要求1或2所述的控制设备，其特征在于，进一步包括预测装置，如果所述所需喷射量处于高于所述燃料喷射装置的极限喷 射量的高喷射量区域，则所述预测装置预测存在所产生的输出将下降或变 为不稳定的可能性。
4. 如权利要求3所述的控制设备，其特征在于，如果预测在所述高喷 射量区域期间对应于所述所需喷射量的输出将下降，则所述控制装置执行 所述输出校正过程，使得对应于所述极限喷射量的输出变为所产生的输出 的上限。
5. 如权利要求3所述的控制设备，其特征在于，进一步包括辅助装置， 当预测所述输出下降时，所述辅助装置至少部分地补偿所述输出的减小。
6. 如权利要求5所述的控制设备，其特征在于，所述辅助装置通过升 高所喷射燃料的燃料压力来至少部分地补偿所述输出的减小。
7. 如权利要求1至6中任一项所述的控制设备，其特征在于，进一步 包括调节进气量的调节装置，所述进气量是吸入所述燃烧室的空气量，其中，所述控制装置通过控制所述调节装置以便增加或减少所述进气 量来执行所述输出校正过程。
8. 如权利要求7所述的控制设备，其特征在于，所述调节装置通过调 节作为吸入空气通道的进气管的打开面积来调节所述进气量。
9. 如权利要求7所述的控制设备，其特征在于，进一步包括对所^ 空气进行增压的增压装置，其中，所述调节装置通过调节旁通所述增压装置的所吸入空气的空气 量来调节所述进气量。
10. 如权利要求7所述的控制设备，其特征在于，进一步包括增压装 置，所述增压装置利用与燃烧相关的废气对所吸入空气进行增压，其中，所述调节装置通过调节旁通所述增压装置的所述废气的废气量 来调节所述进气量。
11. 如权利要求1至10中任一项所述的控制设备，其特征在于，如果 就所述燃料特性而言具体确定为在混合于所喷射燃料中的多种燃料中具 有高于预定辛烷值阈值的高辛烷值的燃料的混合比例超过预定混合比例 阈值，则所述控制装置在低于预定转速阈值的低转速区域期间执行所述输 出校正过程。
12.如权利要求1至10中任一项所述的控制设备，其特征在于，如果 就所述燃料特性而言具体确定为在混合于所喷射燃料中的多种燃料中的 作为发热量低于预定发热量的低发热量燃料的燃料的混合比例超过预定 混合比例阈值，则所述控制装置在高于预定转速阈值的高转速区域期间执 行所述输出校正过程。
13.如权利要求1至12中任一项所述的控制设备，其特征在于，所述 控制装置执行所述输出校正过程，以便产生对于混合于所喷射燃料中的多 种燃料中的每一种燃料所假设的输出中的相对较低的输出。
14.如权利要求13所述的控制设备，其特征在于，所述控制装置执行 所述输出校正过程，以便产生对于混合于所喷射燃料中的多种燃料中的每 一种燃料所^f^i殳的输出中的最低输出。
15.如权利要求1至14中任一项所述的控制设备，其特征在于，所述 燃料特性具体确定装置基于与燃烧相关的废气的空燃比来具体确定所述 燃料特性。
16. 如权利要求1至15中任一项所述的控制设备，其特征在于，所述 燃料特性具体确定装置基于为储存燃料的燃料箱设置的燃料特性传感器 的输出值来具体确定所述燃料特性。
17. —种用于内燃发动机的控制方法，包括按照在燃烧室内进行燃烧以产生所述内燃发动机的输出所需要的所 需喷射量来喷射燃料；具体确定所喷射燃料的燃料特性；以及执行用于控制所述内燃发动机的至少一部分的输出校正过程，以使羞 于具体确定的燃料特性的差异来校正所产生的输出。
18. 如权利要求17所述的控制方法，其特征在于，进一步包括如果所述所需喷射量处于高于极限喷射量的高喷射量区域，则预测存 在所产生的输出将下降或变为不稳定的可能性。
19.如权利要求18所述的控制方法，其特征在于，进一步包括如果预测在所述高喷射量区域期间对应于所述所需喷射量的输出将 下降，则执行所述输出校正过程，使得对应于所述极限喷射量的输出变为 所产生的输出的上限。
20.如权利要求17至19中任一项所述的控制方法，其特征在于，如 果就所述燃料特性而言具体确定为在混合于所述喷射燃料中的多种燃料 中具有高于预定辛烷值阈值的高辛烷值的燃料的混合比例超过预定混合 比例阈值，则在低于预定转速阈值的低转速区域期间执行所述输出校正过 程。
21.如权利要求17至20中任一项所述的控制方法，其特征在于，如 果就所述燃料特性而言具体确定为在混合于所述喷射燃料中的多种燃料 中作为发热量低于预定发热量的低发热量燃料的燃料的混合比例超过预 定混合比例阈值，则在高于预定转速阈值的高转速区域期间执行所述输出 校正过程。
22.如权利要求17至21中任一项所述的控制方法，其特征在于，执 行所述输出校正过程，以便产生对于混合于所述喷射燃料中的多种燃料中 的每一种燃料所假设的输出中的相对较低输出。
23.如权利要求17至22中任一项所述的控制方法，其特征在于，基 于与燃^目关的废气的空燃比来具体确定所述燃料特性。
全文摘要
一种用于内燃发动机的控制设备，包括燃料喷射装置(207，2072)，其按照在燃烧室内进行燃烧以产生所述内燃发动机(200)的输出所需要的所需喷射量来喷射燃料；以及燃料特性具体确定装置(100，221)，其具体确定所喷射燃料的燃料特性。所述控制设备进一步包括控制装置(100)，其执行用于控制所述内燃发动机(200)的至少一部分的输出校正过程，以便基于具体确定的燃料特性的差异来校正所产生的输出。根据此控制设备及其控制方法，即使是在内燃发动机(200)的高负荷区域期间使用混合燃料的情况下，也能确保驱动性能。
文档编号F02D19/06GK101558226SQ200780046113
公开日2009年10月14日 申请日期2007年12月21日 优先权日2006年12月21日
发明者北东宏之, 宫下茂树 申请人:丰田自动车株式会社