用于内燃机的控制装置及控制方法

专利名称：用于内燃机的控制装置及控制方法
技术领域：
本发明涉及用于内燃机的控制装置及控制方法，所述控制装置及控制方法，判定 根据例如供应给内燃机的燃料中含有的酒精浓度而变化的燃料的特性(燃料特性)。
背景技术：
日本专利申请公开特开1-88153号公报(JP-A-1-88153)描述了一种装置，该装 置在一个燃烧循环中的“压缩冲程和膨胀冲程”过程中检测相对于曲柄角θ的气缸内的压 力(气缸压力)Pc(e)，基于所检测出来的压力pc(e)和相对于曲柄角Θ的燃烧室的体 积Vc ( Θ )，确定由一个燃烧循环中的燃烧所产生的热量，并根据所确定的产生的热量判定 燃料特性。但是，上述装置直到内燃机开始正常运转(燃烧)之后，才能判定燃料的特性。从 而，这种装置在从内燃机起动时刻直到判定燃料特性的期间，不能根据燃料特性将燃料量 和/或点火正时设定成恰当的值。这将使起动性能、排放物及燃料消耗等恶化。

发明内容
本发明提供一种用于内燃机的控制装置和控制方法，所述控制装置及控制方法在 内燃机起动时(在内燃机起动以便自行运转之前的转动曲轴的过程中)，准确并快速地判 定燃料特性。本发明的第一个方面，涉及用于内燃机的控制装置。所述控制装置包括第一气缸 压力传感器和第二气缸压力传感器，所述第一气缸压力传感器和第二气缸压力传感器分别 设置在多缸内燃机的第一气缸和第二气缸内，并分别检测所述第一气缸和所述第二气缸内 的压力；转动曲轴的装置，所述转动曲轴的装置响应于起动所述内燃机的起动指示信号，使 所述内燃机的曲轴转动；混合气控制装置，在使所述内燃机的曲轴转动时，当在所述第二气 缸内引起产生使所述内燃机自行运转的转矩的燃烧之前，所述混合气控制装置，以产生不 使所述内燃机自行运转的转矩的方式，在第一气缸内形成包含第一预定燃料量的燃料和第 一预定空气量的空气的空气燃料混合气，并且，燃烧所述空气燃料混合气；以及判定装置， 所述判定装置基于在第一气缸中的被检测出来的压力，判定当所述空气燃料混合气在第一 气缸内燃烧时、由包含在所述空气燃料混合气内的每单位质量的燃料产生的热量，并基于 所判定的产生的热量来判定该燃料的特性。借助这种结构，例如，根据驾驶员进行的内燃机起动操作或者在混合动力车中的 自动操作起动指示，响应“起动指示信号”，使内燃机曲轴转动。进而，当使内燃机曲轴转动 时，在导致产生使内燃机自行运转的转矩的燃烧(即，导致用于自行运转的燃烧)之前，在 第一气缸内(即，用于判定燃料特性的气缸；也可以将该气缸称为“燃料性质判定气缸”)， 形成包括第一预定燃料量的燃料和第一预定空气量的空气的空气燃料混合气(即，用于判 定燃料特性的混合气；该混合气可以被称为“燃料特性判定混合气”)，并且，使该空气燃料 混合气燃烧。
将由于“包含第一预定燃料量的燃料和第一预定空气量的空气的空气燃料混合气 的燃烧”而引起的“由内燃机产生的转矩”，设定为“不使内燃机自行运转”的值。换句话说， 事先设定第一预定燃料量和第一预定空气量，使得包含第一预定燃料量的燃料和第一预定 空气量的空气的燃料特性判定混合气不会导致缺火地进行燃烧，并且产生除非转动曲轴的 装置使内燃机转动曲轴、否则内燃机就会停止运转的转矩(即，产生不使内燃机自行运转 的转矩)。从而，在产生起动指示信号之后，在要求起动内燃机的自行运转的“用于自行运 转的初始燃烧”之前，在第一气缸中导致产生低转矩的燃烧。另外，当燃料特性判定混合气在第一气缸中燃烧时，基于检测出来的第一气缸内 的压力，确定包含在燃料特性判定混合气中的每单位质量的燃料所产生的热量。然后，基于 所确定的产生的热量，判定燃料特性(例如，汽油燃料中的酒精的浓度)。这样，在刚刚产生起动指示信号之后、并且在内燃机开始正常运转之前的时刻 (即，在内燃机的起动时，导致使内燃机自行运转的初始燃烧之前)，判定燃料特性。从而， 从内燃机实际起动的时刻(即，在导致用于自行运转的初始燃烧的时刻)起，就能够以适合 于燃料特性的方式控制内燃机(例如，能够以适合于燃料特性的方式控制用于自行运转的 初始燃烧的燃料喷射量)。另外，由用于判定燃料特性的“第一气缸内的燃料特性判定混合气的燃烧”产生的 转矩，低于使内燃机自行运转的转矩。因此，可以避免由于用于判定燃料特性的燃烧引起的 “由内燃机产生的转矩的波动量变得过大”的情况。从而，可以避免产生大的振动。在这种情况下，用于内燃机的控制装置可以进一步包括起动时燃料喷射控制装 置。在确定燃料的特性之后(即，在第一气缸内形成包括第一预定燃料量的燃料和第一预 定空气量的空气的空气燃料混合气并且该混合气燃烧之后)，起动时燃料喷射控制装置根 据确定的燃料特性设定起动时的燃料喷射量(使内燃机自行运转所要求的喷射量，用于自 行运转的喷射量)，并且将所判定的起动时的燃料喷射量供应给第一气缸和第二气缸的每 一个。根据本发明的第一个方面的用于内燃机的控制装置，可以进一步包括至少一个 流量控制阀，所述流量控制阀调节吸入第一气缸的空气的量和吸入第二气缸的空气的量； 以及第一燃料喷射装置和第二燃料喷射装置，所述第一燃料喷射装置喷射要供应给第一气 缸的燃料，所述第二燃料喷射装置喷射要供应给所述第二气缸的燃料。当检测到起动指示 信号时，混合气控制装置可以防止燃料的喷射，并且可以控制所述至少一个流量控制阀，以 便使得吸入第一气缸和第二气缸的每一个中的空气的量大于第一预定空气量。混合气控制 装置可以包括第一气缸选择装置。当第二气缸中的被检测出来的压力增大了预定的时间或 者更长的时间，或者第二气缸中的被检测出来的压力增大到等于或者超过预定值的值时， 第一气缸选择装置判定第二气缸内的活塞处于压缩冲程，并且选择在第二气缸内的活塞到 达压缩上止点的时刻之后、活塞进入吸气冲程的气缸作为第一气缸。借助这种结构，在检测到起动指示信号之后，使内燃机转动曲轴，同时防止燃料喷 射。进而，通过控制诸如节气门和进气门等流量控制阀，吸入每一个气缸的空气的量变得大 于“第一预定空气量”。因此，在产生起动指示信号之后转动曲轴的过程中，大量的空气被吸 入到活塞进入吸气冲程的气缸(第二气缸)。被吸入第二气缸内的空气被大大压缩。从而， 在第二气缸内的压缩冲程中，第二气缸内的压力连续地增大到等于或者超过预定值的值。即，与活塞处于压缩冲程以外的冲程中的其它气缸(第一气缸)内的压力相比，第二气缸内 的压力急剧地增加。因此，当“第二气缸内的检测出来的压力增加预定的时间或者更长的时间”或者 “在第二气缸内的检测出来的压力增大到等于或者超过预定值的值”时，第一气缸选择装置 确定在第二气缸内活塞处于压缩冲程。从而，在起动指示信号刚刚产生之后，就可以准确地 确定活塞处于压缩冲程的气缸。换句话说，在开始转动曲轴之后，控制装置能够快速并且准 确地判别气缸。在判别气缸的时刻，利用流量控制阀将大于第一预定空气量的空气吸入到每一个 气缸内。但是，需要将第一预定空气量的空气吸入到第一气缸内。因此，第一气缸选择装置 选择在“第二气缸内的活塞到达压缩上止点的时刻”之后“活塞进入吸气冲程的气缸”作为 第一气缸。从而，在判别气缸之后，到第一气缸内的吸气冲程为止(最迟到吸气冲程结束的 时刻为止)，可以通过控制流量控制阀来调节第一气缸的吸入空气量。这样，将第一预定空 气量的空气吸入第一气缸。用于内燃机的控制装置，可以进一步包括至少一个流量控制阀，所述流量控制阀 调节吸入第一气缸的空气的量和吸入第二气缸的空气的量；曲柄角传感器，每当所述内燃 机的曲轴转动单位角度时，该曲柄角传感器便产生信号；第一燃料喷射装置和第二燃料喷 射装置，所述第一燃料喷射装置喷射要供应给第一气缸的燃料，所述第二燃料喷射装置喷 射要供应给第二气缸的燃料。当检测到起动指示信号时，混合气控制装置可以防止燃料的 喷射，并且可以控制至少一个流量控制阀，以便使得被吸入第一气缸和第二气缸的每一个 中的空气的量大于第一预定空气量。混合气控制装置可以包括基准信号识别装置和燃料喷 射控制装置。基准信号识别装置检测出在第二气缸中的被检测出来的压力达到最大值的 时刻，并且将由曲柄角传感器在被检测出所述最大值的所述时刻产生的信号识别为在第二 气缸内在压缩上止点处由所述曲柄角传感器产生的曲柄角基准信号。所述燃料喷射控制装 置，基于曲柄角基准信号和来自于曲柄角传感器的信号，设定所述内燃机的绝对曲柄角，并 且控制所述第一燃料喷射装置，使得当绝对曲柄角等于用于对第一气缸喷射第一预定燃料 量的燃料的预定燃料喷射曲柄角时，第一燃料喷射装置对第一气缸喷射第一预定燃料量的 燃料。同样，借助这种结构，在检测到起动指示信号之后，在防止燃料喷射的同时使内燃 机转动曲轴。进而，通过控制诸如节气门和进气门等流量控制阀，吸入每一个气缸的空气的 量变得大于“第一预定空气量”。因此，在产生起动指示信号之后的转动曲轴的过程中，大量 的空气被吸入到活塞进入吸气冲程的第二气缸。被吸入第二气缸内的空气被大大压缩。从 而，在第二气缸内的压缩上止点处，第二气缸内的压力达到最大值。即，第二气缸内的压力 的波形是尖锐的波形。这样，基准信号识别装置检测出在第二气缸内的被检测出来的压力达到最大值的 时刻，并且将在被检测出最大值的时刻由曲柄角传感器产生的信号识别为在第二气缸内在 压缩上止点处由曲柄角传感器产生的信号(即，“曲柄角基准信号”)。如上所述，因为该最 大值是很大的值，所以，能够精确地检测出在活塞处于压缩冲程的气缸中的压缩上止点。换 句话说，在刚刚产生起动指示信号之后，就能够精确地确定曲柄角基准信号。燃料喷射控制装置，基于曲柄角基准信号和来自于曲柄角传感器的信号，设定内燃机的绝对曲柄角(即，相对于气缸中的一个的一个特定的曲柄角(例如，压缩上止点)的 曲柄角)，并且当绝对曲柄角等于用于对第一气缸喷射第一预定燃料量的燃料的预定燃料 喷射曲柄角时，控制第一燃料喷射装置，“使得第一燃料喷射装置对第一气缸喷射第一预定 燃料量的燃料”。这样，能够对第一气缸恰当地供应第一预定燃料量的燃料。进而，混合气控制装置可以包括吸入空气量减少装置，所述吸入空气量减少装置 控制流量控制阀，使得在从当曲柄角基准信号被识别时直到当第一气缸内的吸气冲程结束 时为止的期间，被吸入第一气缸的空气的量等于第一预定空气量。借助这种结构，第一预定空气量的空气被可靠地吸入所选择的第一气缸。进而，混合气控制装置可以包括第一气缸燃料量设定装置，该第一气缸燃料量设 定装置确定吸入第一气缸的空气的量，并基于所确定的空气的量设定所述第一预定燃料 量。借助这种结构，用于产生“不使内燃机自行运转的转矩”的包括第一预定空气量的 空气和第一预定燃料量的燃料的空气燃料混合气“被可靠地吸入第一气缸。在这种情况下，流量控制阀可以是用于第一气缸的进气门，该进气门的开启正时 和关闭正时中的至少一个可以是可改变的。当通过改变节气门的开度来改变吸入气缸的空气的量时，从改变节气门的开度的 时刻起直到吸入气缸的空气的量改变为止，需要一定的时间。从而，在这种情况下，应当选 择在气缸判别之后进行相当多次数的循环之后、活塞进入吸气冲程的气缸作为第一气缸。但是，当利用进气门的开启正时和关闭正时中的至少一个改变吸入气缸的空气的 量时，可以快速地改变吸入设置有进气门的气缸的空气的量。从而，当通过改变用于第一气 缸的进气门的开启正时和关闭正时中的至少一个来调节吸入第一气缸的空气的量时，可以 选择在判别气缸之后的所有气缸中的活塞当中、活塞第一个进入吸气冲程的气缸(或者在 判别气缸之后，活塞在较短的时间进入吸气冲程的气缸)作为第一气缸。从而，可以更快速 地判定燃料特性，导致用于自行运转的初始燃烧的正时(内燃机10开始自行运转的正时) 提前。即，可以判定燃料特性，改进内燃机的起动性能。用于内燃机的控制装置可以进一步包括第一点火装置和第二点火装置，所述第 一点火装置是为第一气缸设置的，并且，该第一点火装置响应于点火信号，在第一气缸的燃 烧室内产生火花；所述第二点火装置是为所述第二气缸设置的，并且，该第二点火装置响应 于所述点火信号，在第二气缸的燃烧室内产生火花。所述混合气控制装置可以将点火信号 传送到第一点火装置，以便使得第一气缸内的包含第一预定燃料量的燃料和第一预定空气 量的空气的空气燃料混合气在第一气缸内的压缩上止点之后的点火正时点火并燃烧。当空气燃料混合气在压缩上止点之后的点火正时点火并燃烧时，不会由燃烧产生 高的转矩。从而，借助这种结构，可以降低由于用于判定燃料特性的燃烧而由内燃机产生的 转矩。从而，可以避免由于用于判定燃料特性的燃烧而引起的内燃机产生的转矩的波动量 变得过大的情况。因此，可以避免产生大的振动。代替使用“当检测到起动指示信号时，通过打开流量控制阀将空气量大于第一预 定空气量的空气吸入气缸，从而，精确地确定曲柄角基准信号”的结构，可以采用下面的结 构。S卩，用于内燃机的控制装置可以进一步包括曲柄角传感器，每当内燃机的曲轴转动单位角度时，所述曲柄角传感器便产生信号；第一燃料喷射装置和第二燃料喷射装置，所 述第一燃料喷射装置喷射要供应给第一气缸的燃料，所述第二燃料喷射装置喷射要供应给 第二气缸的燃料；以及第一点火装置和第二点火装置，所述第一点火装置是为第一气缸设 置的，并且所述第一点火装置响应于点火信号，在第一气缸的燃烧室内产生火花，所述第二 点火装置是为所述第二气缸设置的，并且所述第二点火装置响应于所述点火信号，在第二 气缸的燃烧室内产生火花。当检测到起动指示信号时，可以对第一气缸和第二气缸的每一 个喷射一次燃料。混合气控制装置可以将点火信号传送给第一点火装置和第二点火装置的 每一个，以便使得包含所述燃料的空气燃料混合气在过提前点火正时点火并燃烧，所述过 提前点火正时比用于最佳转矩的最小点火提前角提前，在所述用于最佳转矩的最小点火提 前角时，所述内燃机产生最大转矩。混合气控制装置可以包括基准信号识别装置和燃料喷 射控制装置。基准信号识别装置检测第二气缸内的被检测出来的压力达到最大值的时刻， 并且将由曲柄角传感器在被检测出所述最大值的所述时刻产生的信号识别为由曲柄角传 感器在第二气缸内的压缩上止点产生的曲柄角基准信号。所述燃料喷射控制装置基于曲柄 角基准信号和来自于曲柄角传感器的信号，设定内燃机的绝对曲柄角，并且控制第一燃料 喷射装置，以便使得当绝对曲柄角等于用于对第一气缸喷射第一预定燃料量的燃料的预定 燃料喷射曲柄角时，第一燃料喷射装置对第一气缸喷射第一预定燃料量的燃料。 借助这种结构，空气燃料混合气在过提前点火正时在第二气缸内燃烧，由该燃烧 产生的大量的气体在第二气缸内在压缩冲程中被压缩。从而，在第二气缸内的压缩上止点， 第二气缸内的压力达到最大值，所述最大值是很大的值。但是，该燃烧是由在过提前点火正 时点火引起的小的燃烧，从而，由内燃机产生的转矩非常小。因此，几乎没有由于内燃机转 矩的波动引起的振动。这样，基准信号识别装置检测出第二气缸内的检测出来的压力达到最大值的时 亥IJ，并将在检测出最大值的时刻由曲柄角传感器产生的信号识别为在第二气缸内的压缩上 止点由曲柄角传感器产生的信号(即，“曲柄角基准信号”)。如上所述，由于由小的燃烧产 生的气体的缘故，最大值是很大的值，所以，可以精确地检测出活塞处于压缩冲程的气缸内 的压缩上止点。换句话说，在刚刚产生起动指示信号之后，可以精确地识别曲柄角基准信 号。燃料喷射控制装置基于曲柄角基准信号和来自于曲柄角传感器的信号，设定内燃 机的绝对曲柄角(即，相对于特定的曲柄角(例如，压缩上止点)的曲柄角)，并且，当绝对 曲柄角等于用于对第一气缸喷射第一预定燃料量的燃料的预定燃料喷射曲柄角时，控制第 一燃料喷射装置，“使得第一燃料喷射装置对第一气缸喷射第一预定燃料量的燃料”。这样， 可以对气缸气缸恰当地供应第一预定燃料量的燃料。本发明的第二个方面涉及用于包括第一气缸和第二气缸的内燃机的控制方法。所 述控制方法包括响应于起动发动机的起动指示信号，使内燃机的曲轴转动；在开始使内 燃机的曲轴转动之后，当在所述第二气缸中引起产生使内燃机自行运转的转矩的燃烧之 前，以在所述第一气缸内产生不使所述内燃机自行运转的转矩的方式，形成并燃烧包含第 一预定燃料量的燃料和第一预定空气量的空气的空气燃料混合气；基于所述第一气缸内的 被检测出来的压力，确定当所述空气燃料混合气在所述第一气缸内燃烧时、由包含在所述 空气燃料混合气中的每单位质量的燃料产生的热量；基于所确定的产生的热量，判定所述燃料的特性。根据上面所述的各个方面，在刚刚产生起动指示信号之后且在内燃机开始正常运 转之前的时刻(即，在内燃机起动时，导致使得内燃机自行运转的初始燃烧之前)的时刻， 判定燃料特性。从而，能够从内燃机被实际起动的时刻(即，导致用于自行运转的初始燃烧 的时刻)起，以适合于燃料特性的方式控制内燃机(例如，可以控制用于进行自行运转的燃 烧的燃料喷射量)。


由下面参照附图对实施形式进行的描述，本发明的上述和进 一步的目的、特征和 优点，将会变得更加清楚，其中，利用类似的数字表示类似的部件，并且，其中图1是表示应用根据本发明的第一种实施形式的控制装置的内燃机的概略图；图2是利用图1所示的CPU执行的程序的流程图；图3是表示在开始转动曲轴之后，在由图1所示的控制装置执行的控制的过程中， 气缸的压力和参数的时间图；图4是表示由图1中的CPU执行的气缸判别程序的流程图；图5是表示在活塞处于压缩冲程的气缸内的压力，和在控制过程中的参数的时间 图；图6表示由图1所示的CPU执行的绝对曲柄角设定程序(绝对曲柄角确定程序) 的流程图；图7是表示由图1所示的CPU执行的绝对曲柄角计算程序的流程图；图8是表示由图1的CPU执行的气缸吸入空气量计算程序的流程图；图9是当判定燃料特性时图1所示的CPU参照的表；图10是当设定起动时燃料喷射量时图1所示的CPU参照的表；图11由根据本发明的第二种实施形式的CPU执行的程序的流程图；图12是表示在由根据第二种实施形式的控制装置执行的控制的过程中气缸压力 和参数的时间图。
具体实施例方式下面，参照附图描述根据本发明的每一种实施形式的用于内燃机的控制装置。[第一种实施形式]图1是概略地表示将根据本发明的第一种实施形式的用于内燃机的控制装置应 用于利用汽油、具有往复活塞的火花点火多缸(四缸)四冲程内燃机10的系统的结构的图 示。尽管图1表示了一个气缸的剖视图，但是，其它气缸具有相同的结构。当燃料含有诸如 乙醇等醇时，内燃机10稳定地运转。内燃机10包括气缸体部20，所述气缸体部20含有气缸体、气缸体下壳体、和油 底壳；气缸盖部30，所述气缸盖部30固定于气缸体部20 ；进气系统40，用于向气缸体部20 供应空气燃料混合气；以及排气系统50，用于从气缸体部20将废气排放到外部。气缸体部20包括气缸21、活塞22、连杆23和曲轴24。活塞22在气缸21内往复 运动。活塞22的往复运动经由连杆23传送给曲轴24。从而，曲轴24旋转。气缸21的壁面、活塞的顶部22和气缸盖部30形成燃烧室25。气缸盖部30包括连接到燃烧室25上的进气口 31、开启/关闭进气口 31的进气门 32、开启/关闭进气门32的进气门驱动装置33，连接到燃烧室25上的排气口 34、开启/关 闭排气口 34的排气门35、驱动排气门35的排气凸轮轴36、火花塞37、点火器38、和直接向 燃烧室25中喷射燃料的喷射器(燃料喷射装置)39。进气门驱动装置33具有公知的结构，该结构利用液压调节和控制进气凸轮轴和 进气凸轮(未示出)的相对旋转角(相位角)。进气门驱动装置33改变进气门32的开启 正时(进气门开启正时)VT。在本实施形式中，进气门的开启期间(气门开启曲柄角宽度) 是恒定的。进气门驱动装置33构成流量控制阀，该流量控制阀通过改变进气门32的开启 正时和关闭正时来调节吸入每一个气缸(每一个燃烧室25)的空气的量。点火器38包括 点火线圈，该点火线圈产生提供给火花塞37的高电压。点火器38和火花塞37构成点火装 置。进气系统40包括进气管41、空气滤清器42、节气门43和节气门致动器43a。进气 管41包括连接到进气口 31上的进气歧管，并与进气口 31 —起形成进气通路。空气滤清器 42设置在进气管41的端部。节气门43设置在进气管41中，用于改变进气通路的开口截面 面积。节气门致动器43a包括DC马达，并构成节气门驱动装置(节气门控制装置)。节气 门43构成流量控制阀，该流量控制阀调节吸入到每一个气缸(每一个燃烧室)内的空气的 量。当节气门致动器43a接收到指示目标节气门开度TAtgt的驱动信号(指示信号)时，节 气门致动器43a驱动节气门43，使得节气门43的实际开度TA等于目标节气门开度TAtgt。排气系统50包括连接到排气口 34上的排气歧管51、连接到排气歧管51上的排气 管52、和上游三元催化器(第一催化器)53、下游三元催化器(第二催化器)54。上游三元 催化器53设置在排气管52内。下游三元催化器54设置在排气管52内的位于上游三元催 化器53下游的位置。排气口 34、排气歧管51和排气管52构成排气通路。该系统包括热线式空气流量计61 ；节气门位置传感器62 ；凸轮位置传感器63 ； 曲柄角传感器64 ；设置在每一个气缸中的气缸压力传感器65 ；冷却剂温度传感器66 ；设置 在排气通路中的位于第一催化器53上游的位置的上游空燃比传感器67 ；设置在排气通路 中的位于第一催化器53下游和第二催化器54上游的位置的下游空燃比传感器68 ；以及加 速器操作量传感器69。热线式空气流量计61检测每单位时间流入进气管41的吸入空气的质量流量，并 输出表示质量流量Ga的信号。节气门位置传感器62检测节气门43的开度，并输出表示节 气门开度TA的信号。当气缸#1内的活塞到达压缩上止点时，凸轮位置传感器63输出脉冲。 在本实施形式中，凸轮位置传感器63不是必需的要素。每当曲轴24旋转1度CA(即，单位 旋转角度)时，曲柄角传感器64输出脉冲信号。将从曲柄角传感器64输出的脉冲信号转 换成表示曲柄角和内燃机速度NE的信号。气缸压力传感器65检测安装有该气缸压力传感器65的燃烧室25内的压力，并输 出表示作为燃烧室25内的压力Pc的信号。将由设置在气缸#r!内(η=在1至4的范围内 的整数)的气缸压力传感器65检测出来的气缸#η内的压力称为“压力Pen”。冷却剂温度 传感器66检测用于内燃机10的冷却剂的温度，并输出表示冷却剂温度THW的信号。上游空燃比传感器67检测催化器53上游的空燃比，并输出表示催化器53上游的空燃比的信号。下游空燃比传感器68检测催化器53下游的空燃比，并输出表示催化器53 下游的空燃比的信号。加速器操作量传感器69检测由驾驶员操作的加速器踏板81的操作 量，并输出表示加速器踏板81的操作量PA的信号。电子控制装置70是公知的微型计算机，该微型计算机包括CPU71、R0M72、RAM73、 备用RAM74和接口 75。CPU71执行存储在R0M72内的程序(程式)。由CPU71执行的程序， 表(查阅表和设定表)、常数等被预先存储在R0M72中。CPU71根据需要暂时将数据存储在 RAM73内。当点火钥匙开关82位于接通的位置时，将数据存储到备用RAM74内，当点火钥匙 开关82位于断开的位置时，将该数据保持在备有RAM74内。接口 75包括AD转换器。接口 75连接到传感器61至69上，并且向CPU71提供来自于传感器61至69的信 号。接口 75根据来自于CPU71的指示，例如，将驱动信号传送给“进气门控制装置33和喷 射器39”和节气门致动器43a，并且将点火信号传送给设置在每一个气缸内的点火器38。所述系统进一步包括点火钥匙开关82和起动器83。点火钥匙开关82根据驾驶员进行的操作，选择性地位于断开位置、接通位置和起 动位置中的至少一个位置处。点火钥匙开关82连接到接口 75上。CPU71经由接口 75接收 表示点火钥匙开关82的位置的信号(当点火钥匙开关82位于断开位置时，接收断开信号 输出，当点火钥匙开关82位于接通位置时，接收接通信号输出，当点火钥匙开关82位于起 动位置时，接收STA信号输出)。当点火钥匙开关82的位置从断开位置向起动位置变化时(即，当产生作为起动指 示信号的STA信号时)，起动器83从CPU71接收指示，并旋转曲轴24 ( S卩，起动器83使内燃 机10的曲轴转动)。即，起动器83起着转动曲轴装置的作用，所述转动曲轴装置响应起动 内燃机10的起动指示信号使内燃机的曲轴转动。[控制的概述]下面，描述由具有上述结构的第一控制装置执行的用于内燃机的控制。当点火钥 匙开关82的位置从断开位置变化到接通位置或起动位置时，电动控制装置70的CPU71依 次执行图2的流程图所示的处理。首先，CPU71执行步骤200中的处理。然后，在步骤205，CPU71监视是否产生起动 指示信号(STA信号)。S卩，在步骤205，CPU71确定点火钥匙开关82的位置是否变化到起
动位置。在该步骤中，当驾驶员将点火钥匙开关82的位置变化到起动位置、并从而产生 STA信号时，起动器83开始使内燃机10的曲轴转动。起动器83继续使内燃机10的曲轴转 动，直到点火钥匙开关82的位置从起动位置返回到接通位置、从而STA信号消失为止。在这种情况下，CPU71在步骤205作出肯定的判定，并进行步骤210。在步骤210， CPU71将目标节气门开度TAtgt设定成初始开度TAO，使得节气门43的开度(节气门开度) 等于初始开度ΤΑ0。在本实施形式中，初始开度TAO是当节气门43完全打开时的开度。因 而，节气门致动器43a驱动节气门43，从而，节气门开度等于初始开度TAO。之后，由于转动曲轴，在已经处于进气冲程的活塞进入压缩冲程的气缸内，空气被 压缩。图3表示在所有的气缸内的活塞当中、首先进入压缩冲程的气缸#1 (η = 1)内的气 缸的例子。在这种情况下，由设置在气缸#1内的气缸压力传感器65检测出来的气缸#1内 的压力Pcl开始增大。这时，因为其它气缸(气缸#2至#4)内的活塞处于压缩冲程以外的冲程，所以，由设置在气缸#2至#4内的气缸压力传感器65检测出来的气缸#2至#4内的 压力Pc2至Pc4不增大，保持在基本上恒定的值(S卩，相当于大气压的压力)。然后，在气缸 #1内，在达到压缩上止点之后，活塞进入膨胀冲程。但是，因为在这个时刻防止燃料喷射，所 以，不导致燃烧。因此，当气缸#1内的活塞达到压缩上止点时，气缸#1内的压力Pcl达到最大值 Pcmax，然后降低。当气缸#1内的压力Pcl达到最大值Pcmax时，自然地，气缸#2至#4内 的压力Pc2至Pc4低于最大值Pcmax。从而，CPU71监视由设置在气缸内的气缸压力传感器65检测出来的压力Pen，并以 下面所述的方式识别活塞处于压缩冲程的气缸、和活塞达到压缩上止点的气缸。更具体地说，当CPU71进行步骤215时，CPU71从步骤400开始图4的流程图中所 示的程序。然后，CPU71进行步骤405。在步骤405，CPU71判定气缸#1内的压力Pcl是否 等于或者超过阈值(预定值)Pcth、以及压力Pcl是否已经增大(即，当前时刻的压力Pcl 超过在执行上一个程序时检测出来的气缸#1内的压力Peloid)。在初始执行的程序的时 亥IJ，将执行上一个程序时的压力Pcnold (下面，称为“先前的压力Pcnold”)设定成等于大 气压力的初始值PcO。当压力Pcl等于或者超过阈值Pcth、并且压力Pcl已经增大时，CPU71在步骤405 作出肯定的判定，并进行步骤410。在步骤410，CPU71将气缸#1的计数值Cl增加“1”。通 过当将点火钥匙开关82的位置从断开位置变化到接通位置时执行的初始程序，将气缸#n 的计数值Cn的值全部复位到“0”。然后，CPU71进行步骤415。在步骤415，存储当前时刻 的压力Pel，作为先前的压力PClold。当压力Pel低于阈值Pcth时，或者压力Pcl没有增大时，CPU71在步骤405作出否 定的判定，并进行步骤420。在步骤420，CPU71将气缸#1的计数值Cl设定为“0”。然后， CPU71进行步骤415。在步骤415，存储当前时刻的压力Pel，作为先前的压力PClold。接着，以CPU71在步骤405至420中执行的处理类似的方式，由CPU71执行在步骤 425至440的处理，步骤445至460中的处理，和步骤465至480中的处理。这样，当气缸#j(j是2至4的范围内的整数)中的压力Pcj等于或者超过阈值 Pcth、并且压力Pcj已经增大时，用于气缸扪的计数值Cj增加“1”。当压力Pcj低于阈值 Pcth、或者压力Pcj没有增大时，将气缸#j的计数值Cj复位为“0”。然后，在步骤485，CPU71在气缸#n的计数值Cn (η = 1至4的整数)中选择具有 最大值的计数Cm(下面，也可以称之为“最大计数值Cm”)。接着，在步骤490，CPU71判定计 数值Cm是否等于或者大于预定值Cth。当计数值Cm小于预定值Cth时，CPU71返回到步骤 405，并重复上面的处理。当在步骤490作出否定的判定时，在经过预定的时间之后，CPU71 返回到步骤405。如上所述，在开始燃烧之前转动曲轴的期间活塞处于压缩冲程且空气被压缩的气 缸#x(x= 1至4的范围内的整数)内的压力Pcx，等于或者超过阈值Pcth，并继续增大(参 照图3和图5的每一个中的时刻t2至时刻t3)。从而，在上面所述的处理中，气缸#x的计 数值Cx继续增大，并且在经过预定时间之后，超过预定值Cth。对于除气缸之外的气缸 的计数值Cy(y =除χ以外的1至4的整数)为“0”或者“远远小于预定值Cth的值”。在这种情况下，当CPU71执行步骤485中的处理时，CPU71选择计数Cx作为最大计数值Cm，并进行步骤490。在步骤490，CPU71作出肯定的判定。然后，CPU71进行步骤495。 在步骤495，CPU71判定，在对应于选择作为最大计数值Cm的计数Cx的气缸#x内，S卩，在对 应于最大计数值Cm的气缸#m(m是1至4的范围内的整数，在图3的例子中，m = 1)内，活 塞处于压缩冲程。接着，CPU71进行步骤497。在步骤497，CPU71将气缸判别标志XK的值 设定为“1”。由初始程序将气缸判别标志XK的值设定为“0”。这样，可以识别在当前时刻 活塞处于压缩冲程的气缸。从而，完成判定每一个气缸中的活塞所处的冲程的处理(即，气 缸判别处理)(参照图3和图5的每一个中的时刻t2’ )。然后，CPU71经由步骤499返回 步骤215。接着，CPU71进行步骤220。在步骤220，设定绝对曲柄角。在本实施形式中，绝对 曲柄角θ是曲轴24相对于气缸#1内的压缩上止点的旋转角度(0度CA)。绝对曲柄角θ 在0至720度CA的范围内重复地变化。在具有四缸的内燃机10的情况下，依次在气缸#1、 气缸#3、气缸#4和气缸#2内进行点火。从而，在气缸#1、气缸#3、气缸#4和气缸#2内的 活塞分别在0度CA (720度CA)、180度CA、360度CA和540度CA到达压缩上止点。可以相 对于任何一个气缸中的压缩上止点设定绝对曲柄角Θ。或者，也可以相对于膨胀冲程中的 下止点、排气(进气)冲程中的上止点、或者进气(压缩)冲程中的下止点设定绝对曲柄角下面，更具体地描述在步骤220中的处理。当CPU71进行步骤220时，CPU71从步 骤600开始图6中的流程图所表示的程序。然后，CPU71进行步骤605。在步骤605，CPU71 判定在确定活塞处于压缩冲程的气缸#m内在当前时刻的压力Pcm是否低于先前的压力 Pcmold0如图5所示，当前时刻紧接在气缸判别标志XK的值从“0”变化到“1”的时刻t2’之 后，从而，气缸#m内的压力Pcm已经增大。即，当前时刻的压力Pcm超过先前的压力Pcmold。 从而，CPU71在步骤605作出否定的判定，进行步骤610。在步骤610，将当前时刻的压力Pcm 作为先前的压力Pcmold存储起来。然后，在经过预定的时间之后，CPU71返回到步骤605。然后，通过重复执行步骤605和步骤610，监视当前时刻的压力Pcm是否低于先前 的压力Pcmold。在气缸#m内的活塞达到压缩上止点，然后，进入膨胀冲程。这样，如图5 中的时刻t3和其后所示，压力Pcm开始降低。换句话说，在时刻t3，压力Pcm达到最大值 Pcmax0自然地，在该时刻，气缸#m以外的其它气缸内的压力低于最大值Pcmax。从而，当紧接着时刻t3之后CPU71进行步骤605时，CPU71在步骤605作出肯定的 判定，进行步骤615。在步骤615，CPU71判定，来自于曲柄角传感器64的最后的脉冲输出是 在气缸#m内的压缩上止点处的脉冲输出。然后，CPU71进行步骤620。在步骤620，CPU71 将绝对曲柄角确定标志XCA的值设定为“1”。然后，CPU71经由步骤695返回到图2中的步 骤220。由上面描述的初始程序将绝对曲柄角确定标志XCA的值设定为“0”。这样，CPU71确定由多个气缸传感器65中的一个检测出来的压力Pcn达到最大值 Pcmax的时刻t3 (换句话说，“压力Pcn达到最大值Pcmax、由其它气缸压力传感器65检测 出来的压力Pcn低于最大值Pcmax的时刻t3”)。然后，CPU71确定由曲柄角传感器64在 该被确定的时刻(或者与该被确定的时刻最接近的时刻)产生的脉冲信号是由曲柄角传感 器64在压力Pcn达到最大值Pcmax的气缸内的压缩上止点(或者在最接近压缩上止点的 时刻)产生的脉冲信号。
每当曲柄角传感器64输出脉冲信号时，CPU71执行图7中所示的绝对曲柄角计算 程序。即，绝对曲柄角计算程序是基于来自于曲柄角传感器64的脉冲信号输出的中断程 序。从而，当由曲柄角传感器64产生脉冲信号时，CPU71从步骤700开始图7中的绝对曲 柄角计算程序，并进入步骤705。在步骤705，CPU71判定绝对曲柄角确定标志XCA的值是 否是“1”。 当绝对曲柄角确定标志XCA的值不是“1”时，CPU71在步骤705中作出否定的判 定，并进入步骤710。在步骤710，CPU71将绝对曲柄角θ设定为“0”。然后，CPU71进入步 骤795，并结束该程序。从而，从产生起动指示信号(STA信号)的时刻起直到在气缸中的一 个内检测到压缩上止点的时刻为止，绝对曲柄角θ被保持在0度的CA。S卩，在由于产生起 动指示信号(STA信号)而开始转动曲轴之后，直到在气缸中的一个内的压力Pc达到最大 值Pcmax的时刻为止，绝对曲柄角θ被保持在0度的CA，从而，将绝对曲柄角确定标志XCA 的值设定为“1”。当在从CPU71执行上一个绝对曲柄角计算程序的时刻起直到CPU71执行当前的绝 对曲柄角计算程序的时刻的期间，绝对曲柄角确定标志XCA的值从“0”变化到“1”时，CPU71 在步骤705作出肯定的判定，并进入步骤715。在步骤715，CPU71判定当前的时刻是否是 紧接在绝对曲柄角确定标志XCA的值从“0”变化到“1”的时刻之后。在这种情况下，因为当前时刻是紧接在绝对曲柄角确定标志XCA的值从“0”变化 至|J“1”的时刻之后，所以，CPU71在步骤715作出肯定的判定，并进入步骤720。在步骤720， CPU71将曲柄角θ设定成与气缸#m( S卩，活塞处于压缩冲程且压力达到最大值Pcmax的气 缸)相应的初始值。在本实施形式中，当“m”是1时，初始值是0度的CA，当“m”是3时，初 始值是180度的Ck,当“m”是4时，初始值是360度的Ck,当“m”是2时，初始值是540度 的CA。因此，相对于气缸#1中的压缩上止点设定绝对曲柄角Θ。当CPU71进入步骤715的时刻不是“紧接在绝对曲柄角确定标志XCA的值从“0” 变化到“1”的时刻之后”时，CPU71在步骤715作出否定的判定，直接进入步骤725。接着，在步骤725，CPU71将绝对曲柄角θ增加1度，并进入步骤730。在步骤730， CPU71判定绝对曲柄角θ是否等于720度的CA。当绝对曲柄角θ等于720度的CA时， CPU71在步骤730作出肯定的判定，并进入步骤710。在步骤710，CPU71将绝对曲柄角θ 设定为“0”。然后，CPU71进入步骤795，并结束该程序。从而，在将绝对曲柄角确定标志XCA的值设定为“1”的时刻之后，绝对曲柄角θ 在气缸#1的压缩上止点变成0度的CA，并且，每当由曲柄角传感器64产生脉冲信号时，将 绝对曲柄角θ增加1度的CA。在CPU71执行图2中的步骤220之后，CPU71进入步骤225。在步骤225，CPU71选 择应当在其内部引起判定燃料特性的燃烧的气缸(即，用于判定燃料特性的判定气缸(特 定的气缸)；可以将该气缸称为“燃料特性判定气缸”)。更具体地说，因为在当前时刻已经 对气缸进行了判别，并且已经确定了绝对曲柄角θ (已经检测出气缸#m内的压缩上止点)， 所以，作为“燃料特性判定气缸”CPU71选择在当前时刻之后活塞进入吸气冲程的气缸(即， 在开始转动曲轴之后、在所有气缸中的活塞当中活塞被确定为首先到达压缩上止点的气缸 中的压缩上止点)，并且在该气缸中，通过从当前时刻起改变(减少)节气门的开度，可以将 吸入空气量变化(减少)到“作为目标的第一预定空气量”。在本实施形式中，CPU71选择“在曲柄角从当前时刻起改变大致540度的CA的时刻、活塞到达压缩上止点的气缸”作为燃 料特性判定气缸。S卩，在图3所示的例子中，当前时刻紧接在时刻t3之后(即，紧接在气缸#1中的 压缩上止点之后)。由于以下的原因，CPU71选择在时刻t3之后活塞进入吸气冲程、并且在 从当前时刻起曲柄角变化大致为540度的CA的时刻活塞到达压缩上止点的气缸(即气缸 #2)作为燃料特性判定气缸。气缸#2内的吸气冲程在时刻t5开始。通过在紧接着时刻t3 之后的时刻t4将节气门开度改变到第一开度(判定燃料特性的开度)TA1，在时刻t5之前 节气门下游的压力充分降低。从而，可以将气缸#2内的吸入空气量改变(降低)到“第一 预定空气量”。换句话说，即使在时刻t4将节气门开度变化到第一开度，接着气缸#1内的 活塞之后、活塞到达压缩上止点的气缸#3和#4的每一个中的吸入空气量也非常可能不降 低到第一预定空气量。
接着，CPU71进入步骤230。在步骤230，CPU71将目标节气门开度TAtgt设定成第 一开度TAl，使得节气门开度等于第一开度TAl。在本实施形式中，预先设定第一开度TAl， 使得第一开度TAl小于初始开度ΤΑ0，并且将第一预定空气量的空气吸入燃料特性判定气 缸(即，在图3的例子中的气缸#2)。从而，节气门致动器43a驱动节气门43，从而，节气门 开度等于第一开度TAl。可以将步骤230看作起着减少吸入空气量的装置的作用，所述减少空气吸入量的 装置对流量控制阀(在这种情况下，是节气门43)进行控制，使得在从识别(判定)曲柄角 基准信号(参照图2中的步骤220)时起直到燃料特性判定气缸中的吸气冲程结束时为止 的期间内被吸入到燃料特性判定气缸内的空气的量，等于第一预定空气量。接着，CPU71进入步骤235。在步骤235，CPU71根据在从燃料特性判定气缸内开始 压缩冲程时起直到燃料特性判定气缸内的活塞到达压缩上止点位置时为止的期间、燃料特 性判定气缸内的压力Pcm，推定被吸入燃料特性判定气缸(在图3的例子中的气缸#2)内 的空气量Mem。下面，可以将空气量Mcm称为“气缸吸入空气量Mem”。气缸吸入空气量Mcm 基本上等于上面描述的“第一预定空气量”。更具体地说，当CPU71进入步骤235时，CPU71从步骤800开始图8的流程图所示 的程序。然后，CPU71进入步骤805。在步骤805，CPU71监视绝对曲柄角θ是否等于“紧接 在用于燃料特性判定气缸(气缸#m)的进气门的状态从开启状态变化到关闭状态之后的曲 柄角θ 1(第一曲柄角Θ1)”。当绝对曲柄角θ等于第一曲柄角Θ1时，CPU71在步骤805 作出肯定的判定，并进入步骤810。在步骤810，CPU71存储当前时刻的压力Pcm，作为气缸 #1内的压力Pcml。接着，CPU71进入步骤815。在步骤815，CPU71监视绝对曲柄角θ 1是否等于“曲 柄角Θ2，所述曲柄角θ 2相对于第一曲柄角滞后，并且相对于燃料特性判定气缸(气缸 (#m)内的压缩上止点提前预定的角度”。当绝对曲柄角θ等于第二曲柄角θ 2时， CPU71在步骤815作出肯定的判定，并且进入步骤820。在步骤820，CPU71存储当前时刻 的压力Pcm，作为气缸#2内的压力Pcm2。曲柄角θ 2相对于下面描述的燃料喷射曲柄角 θ in j ( β ° BTDC)提前。接着，CPU71进入步骤825。在步骤825，CPU71确定气缸#1内的压力与气缸#2 内的压力之间的差APCm(APCm = Pcm2-Pcml)。然后，在步骤830，CPU71根据在步骤830中的方框内所示的表MapMc (APcm)推定在燃料特性判定气缸(气缸#m)内的气缸吸入空 气量Mcm，并且在步骤825确定实际的差Δ Pcm0经验性地预先将表MapMc ( Δ Pcm)存储在 R0M72中。关于根据气缸内的压力确定气缸吸入空气量Mcm的详细方法，例如在日本专利申 请特开平9-53503 (JP-A-9-53503)号公报中进行过描述。然后，CPU71经由步骤895返回 到图2的步骤235。
接着，CPU71进入步骤240。在步骤240，CPU71根据在步骤235中推定的燃料特 性判定气缸内的气缸吸入空气量Mcm和函数f，设定用于燃料特性判定气缸的燃料喷射量 TAUm。在本实施形式中，函数f是用气缸吸入空气量Mcm除以理论空燃比stoich的函数 (TAUm = f (Mcm) = Mcm/stoich)。然后，当绝对曲柄角θ等于预定的曲柄角(燃料喷射曲柄 角θ inj)时，CPU71使为燃料特性判定气缸设置的喷射器39以燃料喷射量TAUm喷射燃料。 例如，将燃料喷射曲柄角θ inj设定成在燃料特性判定气缸内的压缩上止点之前β ° CA。从而，在燃料特性判定气缸内，形成包含第一预定燃料量TAUm的燃料和第一预定 空气量Mcm的空气的空气燃料混合气。预先设定第一预定燃料量TAUm和第一预定空气量 Mcm，使得当空气燃料混合气燃烧时，产生不会使内燃机自行运转的转矩。换句话说，预先 设定第一开度TAl和函数f，使得当上述空气燃料混合气燃烧时，不在燃料特性判定气缸内 产生使内燃机自行运转的转矩。调节第一预定燃料量TAUm，使得当使用难以燃烧的难燃烧 的燃料(例如，重汽油或者含有高酒精浓度的燃料)时，会引起燃烧，当使用最易燃的燃料 (例如轻质汽油)时，所产生的转矩不超过使内燃机自行运转的转矩。接着，CPU71进入步骤245。在步骤245，CPU71根据在燃料特性判定气缸(气缸 #m)内的气缸吸入空气量Mcm和函数g，设定用于燃料特性判定气缸的点火正时SAm。在本 实施形式中，与气缸吸入空气量Mcm无关，在燃料特性判定气缸内的压缩上止点之后，函数 g将点火正时SAm设定成预定的恒定角度CA ATDC)。然后，CPU71向设置在燃料特 性判定气缸内的点火器38提供指示，使得当燃料特性判定气缸内的曲柄角θ等于Y° CA ATDC时，在燃料特性质判定气缸内进行点火。接着，CPU71进入步骤250。在步骤250，CPU71判定绝对曲柄角θ是否等于在燃 料特性判定气缸内的燃烧刚刚结束之后的绝对曲柄角θa(例如，在燃料特性判定气缸内 的压缩上止点之后150度)。当绝对曲柄角θ等于绝对曲柄角0&时，〔 价1在步骤250 作出肯定的判定，并进入步骤255。在步骤255，进行燃烧分析，由此判定燃料特性。在本实 施形式中，利用酒精浓度P表示燃料性质。更具体地说，在步骤255，根据下面描述的公式(1)，CPU71确定所产生的总热量 Qsum，该总热量是由在燃料特性判定气缸内的上述燃烧产生的总热量。Qsum = Pcm( θ e) · V( θ e)K-Pcm( θ s) · V( θ S)K. . . (1)上述公式(1)是基于下面的认识建立的，即，积聚的热量Q的变化模式基本上与 Pcm( 0m)XV(0 m)K的变化的模式相匹配。积聚的热量Q是所产生的热量的积聚量，并对作 用到活塞上的功作出贡献。Pcm(em)是在相对于所关注的气缸(燃料特性判定气缸，气缸 #m)内的压缩上止点的曲柄角em处的“燃料特性判定气缸内的压力”。V(0m)是在曲柄 角θ m处的“燃料特性判定气缸的燃烧室25的体积”。κ是“混合的气体的比热之比(例 如，1. 32) ”。曲柄角θ s( θ s < 0)是在燃料特性判定气缸内对于上述燃烧的压缩冲程中进 气门32和排气门35两者均关闭的正时，并且，该曲柄角θ s相对于点火正时充分提前(例如，θ S =-30度，S卩，30度CA BTDC)。曲柄角θ e ( θ e > 0)是预定的正时，该预定的正 时相对于在燃料特性判定气缸中的上述燃烧基本上结束的最延迟的正时而言滞后，并且相 对于排气门开启正时而言提前(例如，ee = 90度，S卩，90度CA ATDC)。当燃料特性判定 气缸内的曲柄角等于θ e和θ s时，CPU71从用于燃料特性判定气缸的气缸压力传感器65 获得 Pcm( θ e)和 Pcm( θ s)，然后将 Pcm( θ e)和 Pcm( θ s)存储在 RAM73 中。将 V( θ s)和 V(9e)预先存储在ROM72中。公式(1)中的Pcm( θ e) XVc ( θ e)κ可以用在从曲柄角0S 到曲柄角θ e期间的Pcm( θ m) XV( θ m)K的最大值代替。进而，CPU71通过用在上述方式中确定的产生的总热量Qsum除以喷射的燃料量 TAUm,确定单位质量的燃料所产生的热量(=Qsum/TAUm)。即，当“包含第一预定燃料量 TAUm的燃料和第一预定空气量Mcm的空气燃料混合气”在燃料特性判定气缸内燃烧时， CPU71至少基于由设置在燃料特性判定气缸内的气缸压力传感器65检测出来的压力Pc，确 定包含在空气燃料混合气中的单位质量的燃料产生的热量。然后，CPU71利用图9中所示 的表MapP (Qsum/TAUm)，基于该值(即，单位质量的燃料产生的热量=Qsum/TAUm)确定燃料 特性(酒精浓度P)。在本实施形式中，因为与燃料特性无关，燃料密度基本上恒定，所以，可 以认为燃料的质量与燃料喷射量TAUm成正比。接着，在步骤255，CPU71将燃料特性判定标志(燃烧分析标志)XH的值设定为 “1”(参照图3中的时刻t6)。然后，CPU71进入步骤260。在步骤260，CPU71将目标节气门开度TAtgt设定成基 于由冷却剂温度传感器66检测出来的冷却剂温度THW和函数h确定的正常开度(第三开 度)h (THW)，使得节气门开度等于正常开度h (THW)。在本实施形式中，将正常开度h (THW) 设定成随着冷却剂的温度THW降低而增大。从而，如图3中的时刻t6所示，节气门致动器43a驱动节气门43，这样，节气门 开度等于正常开度h (THW)。从而，表示实际吸入空气量的节气门下游压力增大，比较大量 (即，大于第一预定空气量)的空气被吸入到在时刻t6之后活塞进入吸气冲程的气缸内。接着，CPU71进入步骤265。在步骤265，CPU71基于由冷却剂温度传感器66检 测出来的冷却剂温度THW、燃料特性P和表MapTAUSTA(THW，P)，计算出起动时燃料喷射量 TAUSATA。在表MapTAUSTA (THW，P)中，起动时燃料喷射量TAUSATA随着冷却剂温度THW的 降低而增大，起动时燃料喷射量TAUSATA随着酒精浓度P的增大而增大。然后，每当绝对曲 柄角θ等于对气缸#L预先设定的预定绝对曲柄角θ injL时，CPU71使设置在气缸#L(L是 1至4范围内的整数)内的喷射器39对气缸#L喷射起动时燃料喷射量TAUSATA的燃料。接着，CPU71进入步骤270。在步骤270，CPU71将起动时点火正时SAsta设定成在每一个气缸的压缩上止点之前的恒定值(ξ ° BTDC)。当每一个气缸内的曲柄角θ等于 ξ ° BTDC时，CPU71对该气缸的点火器38提供指示，以便进行点火。从而，在图3的例子中，在气缸#3内，将包含“较大量的空气(即，当节气门开度等 于正常开度h (THW)时的吸入空气量)”和“起动时燃料喷射量TAUSATA的燃料”的空气燃料 混合气在压缩上止点之前的起动时点火正时SAsta点火并燃烧。这时产生的转矩足够大， 能够使内燃机10自行运转。从而，燃料在气缸#3内燃烧，内燃机10实际上被在气缸#3中 的燃烧起动(即，使内燃机10自行运转的初始燃烧(下面，可以称之为“用于自行运转的初 始燃烧”))。
如上所述，第一控制装置包括混合气控制装置(参照图2中的步骤230至245)。当 转动曲轴装置(起动器83)使内燃机10的曲轴转动时，在气缸中的一个内导致产生使内燃 机10自行运转的转矩的燃烧之前，混合气控制装置形成“包含第一预定燃料量TUAm的燃料 和第一预定空气量Mcm的空气的空气燃料混合气(燃料特性判定混合气)”，该空气燃料混 合气产生不使内燃机10自行运转的转矩，并且在“特定的气缸(燃料特性判定气缸)”内、 在压缩上止点之后的点火正时，通过火花点火燃烧该空气燃料混合气，其中，在开始转动曲 轴之后，在所有的气缸内的活塞当中，活塞首先到达压缩上止点的气缸中的压缩上止点之 后，在所述“特定的气缸”内的活塞进入吸气冲程并到达压缩上止点。进而，第一控制装置包括判定装置(参照图2中的步骤255、及图9)，所述判定装 置，当燃料特性判定混合气在特定的气缸(燃料特性判定气缸)内燃烧时，确定包含在燃料 特性判定混合气中包含的单位质量的燃料所产生的热量，并根据所确定的产生的热量判定 燃料特性。从而，例如，当内燃机10例如基于驾驶员进行的内燃机起动操作或者混合动力车 中的自动运转开始指示，响应于“起动指示信号(STA信号)”而开始转动曲轴时，在特定的 气缸(燃料特性判定气缸)内形成燃料特性判定混合气，在压缩上止点之后的点火正时，将 燃料特性判定混合气点火并燃烧。由特定的气缸内的“燃料特性判定混合气的燃烧”引起的“由内燃机产生的转矩”， 不能大到足以使内燃机自行运转。换句话说，预先设定第一预定燃料量TAUm和第一预定空 气量Mcm，使得包含第一预定燃料量TAUm和第一预定空气量Mcm的空气的燃料特性判定混 合气不导致缺火地进行燃烧，并产生除非转动曲轴装置使内燃机的曲轴转动、否则内燃机 就会停止运转的转矩(即，产生不会使内燃机自行运转的转矩)。因此，在产生起动指示信 号之后，在开始内燃机的自行运转所要求的“用于自行运转的初始燃烧”之前，在燃料特性 判定气缸内导致产生低转矩的燃烧。另外，当“将燃料特性判定混合气燃烧”时，确定包含在燃料特性判定混合气内的 单位质量的燃料产生的热量(=Qsum/TAUm)，并基于所产生的热量判定燃料特性P (酒精浓 度P)。这样，在紧接着产生起动指示信号之后且内燃机10开始正常运转之前(即，在内 燃机10起动的时刻导致使内燃机自行运转的初始燃烧之前)的时刻，判定燃料特性。从而， 从内燃机实际上起动的时刻(即，导致用于自行运转的初始燃烧的时刻)起，能够以适合于 燃料特性的方式控制内燃机(例如，能够喷射起动时的燃料喷射量TAUSATA的燃料)。另外，由用于判定燃料特性的“燃料特性判定混合气的燃烧”产生的转矩低于使内 燃机10自行运转的转矩。从而，可以避免由于用于判定燃料特性的燃烧、而由内燃机10产 生的转矩的波动量变得过大的情况的发生。因而，可以避免产生大的振动。进而，第一控制装置包括调节吸入每一个气缸内的空气的量的流量控制阀(节 气门43)，和设置在各个气缸内用于喷射要供应给气缸的燃料的燃料喷射装置(多个喷射 器 39)。另外，当检测到起动指示信号(STA信号)时，第一控制装置防止燃料的喷射，并控 制流量控制阀(节气门43)，使得吸入每一个气缸内的空气的量大于第一预定空气量(等于 空气量Mcm)(参照图2中的步骤210至步骤230)。
第一控制装置包括第一气缸选择装置(参照图2中的步骤225)。第一气缸选择装 置监视由多个气缸压力传感器65检测出来的多个气缸压力，同时防止燃料的喷射，并控制 流量控制阀(节气门43)，使得吸入每一个气缸的空气的量大于第一预定空气量。当所检测 到的多个气缸压力当中的气缸压力增大预定的时间或者更长时(参照图4程序)，第一气缸 选择装置判定，在设有检测出压力增大了预定的时间或者更长的时间的气缸压力传感器的 气缸内，活塞处于压缩冲程(参照图4中的步骤485至步骤495)，并选择下述气缸作为特定 的气缸也就是燃料特性判定气缸，即，在被判定为活塞处于压缩冲程的气缸内活塞达到压 缩上止点的时刻之后，所述的气缸内的活塞进入吸气冲程。这样，在检测到起动指示信号(SAT信号)的时刻之后，使内燃机10转动曲轴，同 时防止燃料的喷射。进而，因为被吸入到每一个气缸内的空气的量大于“第一预定空气量”， 所以，在开始转动曲轴之后，大量的空气被吸入到活塞进入吸气冲程的气缸内。被吸入到气 缸内的空气在压缩冲程中在气缸内被大大地压缩。因此，在压缩冲程内，气缸内的压力持 续地增大到等于或者超过预定值的值(即，与活塞处于压缩冲程以外的冲程的其它气缸相 比，急剧地增大)。即，在这种情况下，活塞处于压缩冲程的气缸内的压力的波形与其它气缸 内的压力的波形大为不同。从而，在刚刚产生起动指示信号之后，第一控制装置可以精确地 确定活塞处于压缩冲程的气缸。即，第一控制装置可以准确地判别气缸。而且，将在活塞被判定为处于压缩冲程的气缸内活塞到达压缩上止点的时刻之 后、活塞进入吸气冲程的气缸，被选择作为燃料特性判定气缸(参照步骤225)。从而，在 判别气缸之后，到燃料特性判定气缸内的吸气冲程时为止(最迟到吸气冲程结束的时刻为 止)，可以通过控制流量控制阀，调节(减少)吸入燃料特性判定气缸内的空气的量。这样， 将第一预定空气量Mem的空气吸入到燃料特性判定气缸内。进而，第一控制装置包括基准信号识别装置(参照图6的步骤615)。当检测到 起动指示信号(STA信号)时，基准信号识别装置监视由多个气缸压力传感器65检测出来 的多个气缸压力，并且从而检测由气缸压力传感器65中的一个检测到的压力达到最大值 Pcmax (参照图6中的程序)的时刻，同时防止燃料的喷射，并且，控制流量控制阀，使得被吸 入到每一个气缸中的空气的量超过第一预定空气量。基准信号识别装置将由曲柄角传感器 64在检测出最大值Pcmax的时刻(或者在与检测到最大值Pcmax的时刻最接近的时刻)由 曲柄角传感器64产生的信号(脉冲信号)识别为“由曲柄角传感器64在压力达到最大值 Pcmax的气缸内的压缩上止点产生的曲柄角基准信号”(参照图6中的步骤615)。如上所述，在活塞处于压缩冲程的气缸中，压力的最大值Pcmax很高。从而，能够 精确地检测出活塞处于压缩冲程的气缸内的压缩上止点。换句话说，能够在紧接着产生起 动指示信号之后，精确地确定曲柄角基准信号。第一控制装置还包括燃料喷射控制装置。该燃料喷射控制装置基于所确定曲柄 角基准信号和来自于曲柄角传感器的信号，设定内燃机的绝对曲柄角e (参照图7中的程 序)。当所确定的绝对曲柄角0等于预先对于燃料特性判定气缸设定的燃料喷射曲柄角 e inj时，燃料喷射控制装置“使得为燃料特性判定气缸设置的喷射器39喷射第一预定燃 料量TAUm的燃料”(参照图2中的步骤240)。从而，在燃料特性判定气缸中，稳定地形成包含第一预定燃料量TAUm的燃料和第 一预定空气量Mem的空气的燃料特性判定混合气。
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第一控制装置还包括第一气缸燃料量设定装置。第一气缸燃料量设定装置确定被 吸入燃料特性判定气缸(特定的气缸)内的空气的量(参照图2中的步骤235和图8中的 程序)，并基于所确定的空气的量设定第一预定燃料量TAUm(参照图2中的步骤240)。从 而，在“燃料特性判定气缸”内稳定地形成“燃料特性判定混合气”。进而，第一控制装置，在燃料特性判定气缸内的压缩上止点之后，在点火正时SAm 将形成在燃料特性判定气缸(特定的气缸)内的燃料特性判定混合气点火并燃烧(参照图 2中的步骤245)。从而，因为在压缩上止点之后的点火正时将燃料特性判定混合气点火，所 以，因燃烧而由内燃机产生的转矩低。从而，内燃机10的转矩中的波动量不会大。这避免 了由于燃料特性的判定而产生大的振动。[第一控制装置的变形例]第一控制装置的变形例利用进气门32代替节气门43作为流量控制阀。S卩，通过 利用进气门驱动装置33改变进气门32的开启正时和关闭正时中的至少一个，以下面描述 的方式控制气缸的吸入空气量。(1)当产生作为起动指示信号的STA信号时，将目标节气门开度TAtgt设定成初始 开度TA0 (节气门完全开启时的开度)。从而，节气门致动器43a驱动节气门43，从而，节气 门43完全开启。(2)在这种情况下，CPU71利用进气门驱动装置33，与气缸内的进气冲程相一致， 在初始进气门开启正时100，对于每一个气缸开启进气门32，并且在初始进气门关闭正时 IC0对于每一个气缸关闭进气门32。预先设定初始进气门开启正时100和初始进气门关闭 正时IC0，使得将最大量的空气吸入到每一个气缸内。在与步骤210之后的正时相等的正时 执行⑴和⑵所述的处理。(3)在判别气缸之后，设定绝对曲柄角e，并选择燃料特性判定气缸，CPU71利用 进气门驱动装置33，与气缸内的进气冲程相一致地在第一进气门开启正时101对于每一个 气缸开启进气门32，并且在第一进气门关闭正IC1对于每一个气缸关闭进气门32。预先设 定第一进气门开启正时101和第一进气门关闭正时IC1，使得吸入每一个气缸内的空气的 量等于第一预定空气量。在与图2中的步骤230之后的正时相等的正时，执行(3)中描述 的处理。将节气门43保持在完全开启的状态。从而，燃料特性判定气缸内的吸入空气量快 速地变得等于“第一预定空气量”。(4)在判定燃料特性之后(即，在将燃料特性判定标志XH设定为“1”之后)，CPU71 利用进气门驱动装置33，与气缸内的吸气冲程相一致地在第二进气门开启正时102对于每 一个气缸开启进气门32，在第二进气门关闭正时IC2对于每一个气缸关闭进气门32。预先 设定第二进气门开启正时102和第二进气门关闭正时IC2，使得吸入每一个气缸内的空气 的量变为最大。在与图2中的步骤260之后的正时相等的正时，执行(4)中描述的处理。在 这一阶段，和图2中的步骤260 —样，将节气门43的开度变化到正常的开度h(THW)。从而，变形例中的第一控制装置，通过改变进气门32的开启正时和关闭正时中的 至少一个，改变吸入气缸内的空气的量。这样，在判别气缸之后，将第一预定空气量的空气 导入到所有气缸的活塞当中、活塞首先进入吸气冲程的气缸(或者，在气缸判别之后，活塞 在相对短的时间内进入吸气冲程的气缸)。从而，变形例中的第一控制装置能够选择在判 别气缸之后、在所有气缸的活塞当中、活塞首先进入吸气冲程的气缸(或者，在气缸判别之后、活塞在相对短的时间进入吸气冲程的气缸)，作为“燃料特性判定气缸(特定的气缸)”。 从而，可以更快速地判定燃料特性，并从而将用于自行运转的初始燃烧的正时(内燃机10 开始自行运转的正时)提前。即，可以判定燃料特性，并从而改进内燃机10的起动性能。只 要能够改变吸入气缸内的空气的量，进气门32的开启正时和关闭正时之一可以是固定的 正时。[第二种实施形式]下面，描述根据本发明的第二种实施形式的用于内燃机的控制装置(下面，可以 称之为“第二控制装置”)。第二控制装置的节气门43借助线材连接到加速器踏板81上， 从而节气门43根据加速器踏板81的操作而被操作。进而，第二控制装置包括将节气门43 旁通的旁通通路；以及设置在该旁通通路上的公知的怠速控制阀(下面，称之为“ISC阀”)。 旁通通路构成进气通路的一部分。ISC阀根据来自于第二控制装置的CPU71的指示信号，改 变旁通通路的开口面积(从而，改变进气通路的总面积)。即，驱动ISC阀，使得ISC阀的开 度等于由CPU71设定的目标ISC阀开度。当产生起动指示信号(STA信号)时，上述第一控制装置通过使节气门43的开度 等于初始开度(最大开度)TA0，增大被吸入到每一个气缸内的空气的量。第二控制装置 不同于第一控制装置之处在于，当产生起动指示信号(STA信号)时，第二控制装置对每一 个气缸喷射少量的燃料，在包含燃料的空气燃料混合气被压缩的气缸内，在“过提前点火正 时”，将包含燃料的空气燃料混合气点火并燃烧。过提前点火正时是比由内燃机产生最大转 矩的用于最佳转矩(MBT)的最小火花提前正时提前的点火正时。而且，可以将这种燃烧称 为“微小燃烧”。从而，如果在产生起动指示信号(STA信号)之后，少量的空气被吸入每一个气缸， 则在气缸中的一个中，由于微小燃烧而产生燃烧气体。从而，在引起微小燃烧的气缸内，由 于向压缩上止点的压缩运转，与其它气缸内的压力相比，压力变得非常大。进而，第二控制 装置在“过提前点火正时”引起微小燃烧。从而，即使当引起微小燃烧时，也可以将内燃机 10产生的转矩中的波动量保持在微小的值。下面，描述第二控制装置的实际动作。当点火钥匙开关82的位置从断开的位置变 化到接通位置或者起动位置时，第二控制装置的CPU71依次执行图11的流程图所示的处 理。在图11中，对于和图2的步骤相同或者对应的步骤，用和图2中的相同的步骤标号表 示，并省略其详细描述。CPU71从步骤1100开始图11中的程序，并进入步骤205。在步骤205，CPU71监视 是否产生起动点火信号(STA信号)。当驾驶员将点火钥匙开关82的位置改变到起动位置 并从而产生STA信号时，起动器83开始使内燃机10转动曲轴。起动器83继续使内燃机10 转动曲轴，直到点火钥匙开关82的位置从起动位置返回到接通位置，从而，STA信号消失。当产生起动指示信号(STA信号)时，CPU71在步骤205作出肯定的判定，并进入步 骤1105。在步骤1105，CPU71将目标ISC阀开度设定成初始开度ISC0，使得ISC阀的开度 (ISC阀开度)等于初始开度ISC0。如图12所示，ISC0的初始开度稍大于当ISC阀完全关 闭时的开度(“0”)。当进行起动操作时，不操作加速器踏板81。从而，将节气门完全关闭， 即，节气门的开度为“0”。从而，通过转动曲轴吸入气缸内的空气的量很小。预先设定初始 开度ISC0，使得将第一预定空气量的空气吸入到每一个气缸内。图12是表示当所有气缸内的活塞当中、气缸#1内的活塞首先从压缩下止点运动到达压缩上止点时的参数的时间图。接着，CPU71进入步骤1110。在步骤1110中，CPU71使得为气缸设置的喷射器39 同时喷射极少量的燃料(燃料喷射量TAU小)。接着，CPU71进入步骤1115。在步骤1115， CPU71将点火正时设定成过提前点火正时。过提前点火正时是比用于最佳转矩(MBT)的最 小火花提前的正时提前的点火正时。在本实施形式中，将过提前点火正时设定到“压缩上止 点之前的45度的CA”，即，比通常的MBT正时提前很多。更具体地说，CPU71监视气缸中的一个内的压力是否超过预定的低的值Pclo。紧 接在气缸中的一个内的压力超过预定的低的值Pclo之后，CPU71使用于气缸的火花塞37同 时产生火花(或者，CPU71只导致用于设有检测出超过预定的低的值Pclo的气缸压力传感 器65的气缸的火花塞37产生火花)。将该“预定的低的值Pclo”设定成当节气门43被完 全关闭、并且ISC阀的开度被设定成初始开度ISC0时、在压缩上止点之前45度CA时活塞 处于压缩冲程的气缸的压力能够达到的最小值(或者通过在上述最小值上加上一个预定 的微小的值获得的值)。在燃料喷射与过提前点火正时之间具有足够时间的内燃机中，CPU71可以监视气 缸中的一个内的压力是否超过预定的低的值Pclo ；并且，紧接在气缸中的一个内的压力超 过预定的低的值Pclo之后，CPU71可以只使用于设有检测出超过预定的低的值Pclo的压力 的气缸压力传感器65的气缸的喷射器39喷射极微量的燃料(燃料喷射量TAU小)，然后， 可以只使用于所述气缸的火花塞37产生火花。在这种情况下，在活塞处于压缩冲程的气缸中，导致微小燃烧。从而，在该气缸内 产生燃烧后的气体，从而，与其它气缸内的压力相比，在该气缸内的压力变得足够高。进而， 当在该气缸内进入压缩冲程时，燃烧后的气体被大大压缩。从而，如图12中的时刻t3所 示，在该气缸的压缩上止点，在该气缸内的压力达到作为很大的值的最大值(即，在该气缸 内的压力的波形是尖锐的波形)。接着，CPU71在步骤215中判别气缸。第二控制装置实际上判别在执行步骤215之 前进行点火的气缸，在步骤215确认气缸的判别。接着，CPU71进入步骤220。在步骤220，CPU71通过检测活塞处于压缩冲程的气 缸(即，引起微小燃烧的气缸)内的压力Pc达到最大值Pcmax的时刻，设定绝对曲柄角9。 然后，CPU71进入步骤225。在步骤225，CPU71选择燃料特性判定气缸。在图12所示的例 子中，CPU71选择气缸#2作为燃料特性判定气缸。进而，在步骤235，CPU71推定燃料特性判定气缸内的吸入空气量Mem。在步骤240， CPU71设定提供给燃料特性判定气缸的燃料的量(第一预定燃料量TAUm)。当绝对曲柄角 e等于预定的曲柄角(燃料喷射曲柄角einj)时，CPU71使为燃料特性判定气缸设置的喷 射器39喷射第一预定燃料量TAUm的燃料。接着，CPU71进入步骤245。在步骤245，CPU71 设定用于燃料特性判定气缸的点火正时SAm，并且，当燃料特性判定气缸内的曲柄角等于点 火正时SAm时，使火花塞37产生火花。从而，在燃料特性判定气缸(在图12的例子中的气缸#2)内引起用于判定燃料特 性的燃烧。用于燃烧的空气燃料混合气是上述“包含第一预定燃料量TAUm的燃料和第一预 定空气量Mem的空气的空气燃料混合气(燃料特性判定混合气)”。到该时刻为止，节气门 43保持在完全关闭的状态，ISC阀的开度保持在初始开度ISC0。
然后，在步骤250，CPU71根据燃料特性判定混合气在燃料特性判定气缸内的燃 烧，确定单位质量的燃料产生的热量(=Qsum/TAUm)。在步骤255，CPU71根据单位质量的 燃料产生的热量，判定燃料特性P (酒精浓度P)。然后，CPU71进入步骤1120。在步骤1120，CPU71将目标ISC阀开度设定成对应于 被冷却剂温度传感器66检测出来的冷却剂温度THW的正常开度ISC (THW)，使得ISC阀的开 度等于正常开度ISC(THW)(参照图12的时刻t5)。在本实施形式中，将正常开度ISC(THW) 设定成随着冷却温度THW的降低而增大。然后，在步骤265和步骤270，CPU71执行正常起动控制。从而，在图12所示的例 子中，在气缸#3内引起用于自行运转的初始燃烧，从而，将内燃机起动。如上所述，第二控制装置包括曲柄角传感器64，所述曲柄角传感器每当曲轴24 旋转单位角度便产生信号；燃料喷射装置(喷射器39)，该燃料喷射器喷射燃料，以供应给 每一个气缸；点火装置(火花塞37和点火器38)，为每一个气缸设置所述点火装置，并且所 述点火装置响应点火信号产生火花。然后，当检测到起动指示信号(STA信号)时，第二控制装置使燃料喷射装置对每 一个气缸喷射一次燃料(参照图11中的步骤1110)，并将点火信号传送给点火装置，使得包 含燃料的空气燃料混合气在比内燃机产生最大转矩的MBT正时提前的过提前点火正时点 火并燃烧(参照图11中的步骤1115)。进而，第二控制装置包括“基准信号识别装置(参照图11中的步骤220和图6中 的程序)。基准信号识别装置监视由多个气缸压力传感器65检测出来的多个压力Pc，从而， 检测由气缸压力传感器65中的一个检测出来的压力达到最大值Pcmax的时刻。基准信号 识别装置将由曲柄角传感器64在检测出最大值Pcmax的时刻产生的信号识别为“在压力达 到最大值Pcmax的气缸内”的压缩上止点的“由曲柄角传感器64产生的曲柄角基准信号”。另外，第二控制装置包括燃料喷射控制装置(参照图11中的步骤240)。燃料喷 射控制装置根据所确定的曲柄角基准信号和来自于曲柄角传感器64的信号，设定“内燃机 的绝对曲柄角9”。当所确定的绝对曲柄角0等于“用于对燃料特性判定气缸(特定的气 缸)喷射第一预定燃料量TAUm的燃料的预定燃料喷射曲柄角0 inj”时，燃料喷射控制装 置使喷射器39对燃料特性判定气缸喷射“第一预定燃料量TAUm”的燃料。因此，在开始转动曲轴之后，在过提前点火正时，空气燃料混合气在气缸中的一个 内燃烧，之后，由于燃烧产生的大量的燃烧后的气体在活塞处于压缩冲程的气缸内被压缩。 从而，在该气缸内的压缩上止点，在该气缸内的压力达到最大值，所述最大值是一个很大的 值。但是，该燃烧是由过提前点火正时引起的微小燃烧，由内燃机10产生的转矩非常低。从 而，几乎没有由于内燃机10的转矩的波动引起的振动。进而，监视由多个气缸压力传感器检测出来的气缸压力，并检测由多个气缸压力 传感器中的一个检测出来的压力达到最大值Pcmax的时刻。将在检测出最大值Pcmax的时 刻由曲柄角传感器产生的信号识别为曲柄角基准信号。因为由于燃烧后的气体的缘故，所 检测出来的最大值Pcmax是一个大的值，所以，能够精确地检测活塞置于压缩冲程的气缸 中的压缩上止点。换句话说，能够紧接在产生起动指示信号之后，精确地确定曲柄角基准信 号。然后，根据所确定的曲柄角基准信号和来自于曲柄角传感器64的信号，设定绝对曲柄角9。当设定的绝对曲柄角等于以第一预定燃料量喷射燃料的预定燃料喷射曲柄角 时，以第一预定燃料量喷射燃料。这样，可以恰当地以第一预定燃料量向燃料特性判定气缸 提供燃料。如上所述，根据本发明的上述实施形式的每一个的用于内燃机的控制装置，精确 并快速地判定在内燃机10起动时的燃料特性。本发明并不局限于上述各实施形式。在本 发明的范围内可以使用各种变形例。例如，在上述实施形式的每一个中，喷射器39是直接 将燃料喷射到燃烧室25内的直喷式喷射器。但是，代替直喷式喷射器，或者除直喷式喷射 器之外，喷射器39也可以是向进气口 31喷射燃料的进气口喷射式喷射器。而且，在每一种实施形式中，在通过检测气缸压力的最大值Pcmax而检测出压缩 上止点之前，对气缸进行判别。但是，也可以当通过检测气缸压力的最大值Pcmax而检测出 压缩上止点时，判别气缸(即，可以确定每一个气缸中活塞所处的冲程)，并且可以在根据 气缸的判别选择燃料特性判定气缸。进而，可以将曲柄角传感器64制成这样的结构，使得 每当曲轴24转动单位旋转角(例如1度CA)时，曲柄角传感器64便输出脉冲信号，并且每 当曲轴24旋转大于单位旋转角的预定旋转角(例如，90度、180度、和360度CA)时，则不 输出脉冲信号。
权利要求
一种用于内燃机的控制装置，其特征在于，包括第一气缸压力传感器和第二气缸压力传感器，所述第一气缸压力传感器和第二气缸压力传感器分别设置在多缸内燃机的第一气缸和第二气缸内，并分别检测所述第一气缸和所述第二气缸内的压力；转动曲轴的装置，所述转动曲轴的装置响应于起动所述内燃机的起动指示信号，使所述内燃机的曲轴转动；混合气控制装置，在使所述内燃机的曲轴转动时，当在所述第二气缸内引起产生使所述内燃机自行运转的转矩的燃烧之前，所述混合气控制装置，以产生不使所述内燃机自行运转的转矩的方式，在所述第一气缸内形成包含第一预定燃料量的燃料和第一预定空气量的空气的空气燃料混合气，并且，燃烧所述空气燃料混合气；以及判定装置，所述判定装置基于在所述第一气缸中的被检测出来的压力，判定当所述空气燃料混合气在所述第一气缸内燃烧时、由包含在所述空气燃料混合气内的每单位质量的燃料产生的热量，并基于所判定的产生的热量来判定该燃料的特性。
2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，进一步包括至少一个流量控制阀，所述流量控制阀调节吸入所述第一气缸的空气的量和吸入所述 第二气缸的空气的量；以及第一燃料喷射装置和第二燃料喷射装置，所述第一燃料喷射装置喷射要供应给所述第 一气缸的燃料，所述第二燃料喷射装置喷射要供应给所述第二气缸的燃料， 其中当检测到所述起动指示信号时，所述混合气控制装置防止燃料的喷射，并且控制所述 至少一个流量控制阀，以便使得吸入所述第一气缸和所述第二气缸的每一个中的空气的量 大于所述第一预定空气量；所述混合气控制装置包括第一气缸选择装置；并且当所述第二气缸中的被检测出来的压力增大了预定的时间或者更长的时间，或者所述 第二气缸中的被检测出来的压力增大到等于或者超过预定值的值时，所述第一气缸选择装 置判定所述第二气缸内的活塞处于压缩冲程，并且选择在所述第二气缸内的活塞到达压缩 上止点的时刻之后、活塞进入吸气冲程的气缸作为所述第一气缸。
3.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，进一步包括至少一个流量控制阀，所述流量控制阀调节吸入所述第一气缸的空气的量和吸入所述 第二气缸的空气的量；曲柄角传感器，每当所述内燃机的曲轴转动单位角度时，该曲柄角传感器便产生信号；第一燃料喷射装置和第二燃料喷射装置，所述第一燃料喷射装置喷射要供应给所述第 一气缸的燃料，所述第二燃料喷射装置喷射要供应给所述第二气缸的燃料， 其中当检测到所述起动指示信号时，所述混合气控制装置防止燃料的喷射，并且控制所述 至少一个流量控制阀，以便使得被吸入所述第一气缸和所述第二气缸的每一个中的空气的 量大于所述第一预定空气量；所述混合气控制装置包括基准信号识别装置和燃料喷射控制装置；并且所述基准信号识别装置检测出在所述第二气缸中的被检测出来的压力达到最大值的 时刻，并且将由所述曲柄角传感器在被检测出所述最大值的所述时刻产生的信号识别为在 所述第二气缸内在压缩上止点处由所述曲柄角传感器产生的曲柄角基准信号；并且所述燃料喷射控制装置，基于所述曲柄角基准信号和来自于所述曲柄角传感器的信 号，设定所述内燃机的绝对曲柄角，并且控制所述第一燃料喷射装置，使得当所述绝对曲柄 角等于用于对所述第一气缸喷射所述第一预定燃料量的燃料的预定燃料喷射曲柄角时，所 述第一燃料喷射装置对所述第一气缸喷射所述第一预定燃料量的燃料。
4.如权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述混合气控制装置包括吸入空气量 减少装置，所述吸入空气量减少装置控制所述流量控制阀，使得在从当所述曲柄角基准信 号被识别时直到当所述第一气缸内的吸气冲程结束时为止的期间，被吸入所述第一气缸的 空气的量等于所述第一预定空气量。
5.如权利要求1至4至任何一项所述的控制装置，其特征在于，所述混合气控制装置包 括第一气缸燃料量设定装置，所述第一气缸燃料量设定装置确定吸入所述第一气缸的空气 的量，并基于所确定的空气的量设定所述第一预定燃料量。
6.如权利要求1至5中任何一项所述的控制装置，其特征在于，进一步包括第一点火装置和第二点火装置，所述第一点火装置是为所述第一气缸设置的，并且，所 述第一点火装置响应于点火信号，在所述第一气缸的燃烧室内产生火花；所述第二点火装 置是为所述第二气缸设置的，并且，所述第二点火装置响应于所述点火信号，在所述第二气 缸的燃烧室内产生火花，其中，所述混合气控制装置将所述点火信号传送到所述第一点火装置，以便使得所述 第一气缸内的包含所述第一预定燃料量的燃料和所述第一预定空气量的空气的所述空气 燃料混合气在所述第一气缸内的压缩上止点之后的点火正时点火并燃烧。
7.如权利要求2至6任何一项所述的控制装置，其特征在于，所述流量控制阀是用于所 述第一气缸的进气门，所述进气门的开启正时和关闭正时中的至少一个是可变的。
8.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，进一步包括曲柄角传感器，每当所述内燃机的曲轴转动单位角度时，所述曲柄角传感器便产生信号；第一燃料喷射装置和第二燃料喷射装置，所述第一燃料喷射装置喷射要供应给所述第 一气缸的燃料，所述第二燃料喷射装置喷射要供应给所述第二气缸的燃料；以及第一点火装置和第二点火装置，所述第一点火装置是为所述第一气缸设置的，并且所 述第一点火装置响应于点火信号，在所述第一气缸的燃烧室内产生火花，所述第二点火装 置是为所述第二气缸设置的，并且所述第二点火装置响应于所述点火信号，在所述第二气 缸的燃烧室内产生火花，其中当检测到所述起动指示信号时，对所述第一气缸和所述第二气缸的每一个喷射一次燃料；所述混合气控制装置将所述点火信号传送给所述第一点火装置和所述第二点火装置 的每一个，以便使得包含所述燃料的所述空气燃料混合气在过提前点火正时点火并燃烧， 所述过提前点火正时比用于最佳转矩的最小点火提前角提前，在所述用于最佳转矩的最小点火提前角时，所述内燃机产生最大转矩；所述混合气控制装置包括基准信号识别装置和燃料喷射控制装置； 所述基准信号识别装置检测在所述第二气缸内的被检测出来的压力达到最大值的时 亥IJ，并且将由所述曲柄角传感器在被检测出所述最大值的所述时刻产生的信号识别为由所 述曲柄角传感器在所述第二气缸内的压缩上止点产生的曲柄角基准信号；以及所述燃料喷射控制装置基于所述曲柄角基准信号和来自于所述曲柄角传感器的信号， 设定所述内燃机的绝对曲柄角，并且控制所述第一燃料喷射装置，以便使得当所述绝对曲 柄角等于用于对所述第一气缸喷射所述第一预定燃料量的燃料的预定燃料喷射曲柄角时， 所述第一燃料喷射装置对所述第一气缸喷射所述第一预定燃料量的燃料。
9.如权利要求8所述的控制装置，其特征在于，进一步包括怠速控制阀，所述怠速控制阀设置在将节气门旁通的通路中，其中，当检测到所述起动 指示信号时，所述混合气控制装置控制所述怠速控制阀，使得吸入所述第一气缸和所述第 二气缸的每一个的空气的量等于所述第一预定空气量。
10.如权利要求1至9至任何一项所述的控制装置，其特征在于，进一步包括起动时燃料喷射控制装置，所述起动时燃料喷射控制装置根据所判定的所述燃料的所 述特性设定使所述内燃机自行运转所需要的起动时燃料喷射量，并且，控制所述第一燃料 喷射装置和所述第二燃料喷射装置，使得所述第一燃料喷射装置对所述第一气缸喷射所设 定的起动时燃料喷射量的燃料，所述第二燃料喷射装置对所述第二气缸喷射所设定的起动 时燃料喷射量的燃料。
11.一种用于内燃机的控制方法，所述内燃机包括第一气缸和第二气缸，其特征在于， 所述方法包括响应于起动所述内燃机的起动指示信号，使所述内燃机的曲轴转动； 在开始使所述内燃机的曲轴转动之后，当在所述第二气缸中引起产生使所述内燃机自 行运转的转矩的燃烧之前，以在所述第一气缸内产生不使所述内燃机自行运转的转矩的方 式，形成并燃烧包含第一预定燃料量的燃料和第一预定空气量的空气的空气燃料混合气；基于所述第一气缸内的被检测出来的压力，确定当所述空气燃料混合气在所述第一气 缸内燃烧时、由包含在所述空气燃料混合气中的每单位质量的燃料产生的热量；以及 基于所确定的产生的热量，判定所述燃料的特性。
12.如权利要求11所述的控制方法，其特征在于，进一步包括当检测到所述起动指示信号时，防止对所述第一气缸和所述第二气缸的每一个的燃料 喷射；向所述第一气缸和所述第二气缸的每一个供应大于所述第一预定空气量的空气； 当所述第二气缸内的被检测出来的压力增大了预定的时间或者更长的时间，或者所述 第二气缸内的被检测出来的压力增大到等于或者超过预定值时，判定在所述第二气缸内的 活塞处于压缩冲程；以及选择在所述第二气缸内的活塞达到压缩上止点的时刻之后、活塞进入吸气冲程的气缸 作为所述第一气缸。
13.如权利要求11所述的控制方法，其特征在于，进一步包括当检测到所述起动指示信号时，防止对所述第一气缸和所述第二气缸的每一个的燃料喷射；向所述第一气缸和所述第二气缸的每一个供应大于所述第一预定空气量的空气； 检测在所述第二气缸内的被检测出来的压力达到最大值的时刻； 将由所述曲柄角传感器在被检测出所述最大值的时刻产生的信号识别为由所述曲柄 角传感器在所述第二气缸内的所述压缩上止点产生的曲柄角基准信号；基于所述曲柄角基准信号和来自于所述曲柄角传感器的信号，设定所述内燃机的绝对 曲柄角；以及当所述绝对曲柄角等于用于对所述第一气缸喷射所述第一预定燃料量的燃料的预定 燃料喷射曲柄角时，对所述第一气缸喷射所述第一预定燃料量的燃料。
14.如权利要求11所述的控制方法，其特征在于，进一步包括 当检测到所述起动指示信号时，对所述第一气缸和所述第二气缸的每一个喷射一次燃料；使包含被喷射的燃料的空气燃料混合气在过提前点火正时点火并燃烧，所述过提前 点火正时比用于最佳转矩的最小点火提前角提前，在所述用于最佳转矩的最小点火提前角 时，所述内燃机产生最大转矩；检测在所述第二气缸内的被检测出来的压力达到最大值的时刻；并且 将在检测到所述最大值的所述时刻由所述曲柄角传感器产生的信号识别为由所述曲 柄角传感器在所述第二气缸内的所述压缩上止点产生的曲柄角基准信号；基于所述曲柄角基准信号和来自于所述曲柄角传感器的信号，设定所述内燃机的绝对 曲柄角；并且 当所述绝对曲柄角等于用于对所述第一气缸喷射所述第一预定燃料量的燃料的预定 燃料喷射曲柄角时，对所述第一气缸喷射所述第一预定燃料量的燃料。
全文摘要
在控制装置中，当内燃机转动曲柄时，在第一气缸中(用于判定燃料性质的气缸)形成产生不会使内燃机自行运转的转矩的“包括第一预定燃料量TAUm和第一预定空气量Mcm的空气/燃料混合气”，并且利用在压缩上止点之后的点火正时的火花，将所述空气/燃料混合气点火并燃烧。进而，当所述空气/燃料混合气在所述第一气缸内燃烧时，所述控制装置确定“单位质量的燃料产生的热量”，并判定所产生的燃料判定燃料的性质。
文档编号F02D41/34GK101809267SQ200880108384
公开日2010年8月18日 申请日期2008年9月24日 优先权日2007年9月25日
发明者守谷荣纪, 安田宏通, 田所亮, 荻野隆介 申请人:丰田自动车株式会社