CN106438072A - 用于内燃发动机的控制装置和控制方法 - Google Patents

用于内燃发动机的控制装置和控制方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及用于内燃发动机的控制装置和控制方法。其中，发动机包括可变配气机构，该可变配气机构能够在发动机启动时将进气门的气门正时保持处于中间相位。电子控制单元计算燃烧室中沉积粘附的程度，并且计算沉积校正量，该沉积校正量是根据计算出的沉积粘附程度设定的点火正时的延迟校正量。电子控制单元计算第一校正量和第二校正量，该第一校正量是处于气门正时的基准相位的点火正时的延迟校正量的适应值，该第二校正量是处于气门正时的适应相位的点火正时的延迟校正量的适应值。基于第一校正量和第二校正量设定沉积校正量。

Description

用于内燃发动机的控制装置和控制方法
技术领域
本发明涉及用于内燃发动机的控制装置和控制方法。
背景技术
源于未燃烧的燃料、窜缸混合气、润滑油等的沉积逐渐地粘附在内燃发动机的燃烧室的内侧。当沉积粘附的量增加时，由于例如燃烧室的实质上的体积的减小导致在燃烧期间缸内压力的增大，因此越来越有可能发生爆震。
在设置有改变进气门的气门正时的可变配气机构的内燃发动机中，由于气门正时的改变而改变了内部废气再循环(EGR)量、实际压缩比、气流在缸体中的流动等。因此，即使在相同沉积粘附量处，当进气门的气门正时改变时，也容易发生由于沉积粘附改变导致的爆震。
在内燃发动机中，根据如上所述的燃烧室内侧的沉积粘附的量和进气门的气门正时，容易发生爆震改变。因此，鉴于沉积粘附量和气门正时设定点火正时的延迟校正量。
在日本特许申请公报No.2005-147112(JP 2005-147112A)中公开的装置中，提前获得了最大点火正时延迟量(DLAKNOK)，该最大点火正时延迟量是在沉积粘附量处于其假设的最大值的状态下所需的点火正时校正量。然后，通过该最大点火正时延迟量乘以指示沉积粘附程度的比值学习值(rgknk)及指示气门正时根据沉积粘附对点火正时校正的影响的量的VVT提前校正系数(kavvt)，计算与当前沉积粘附量和气门正时相当的点火正时的延迟校正量。
在日本特许申请公报No.2010-248983(JP2010-248983A)中公开的装置中，如下计算出考虑气门正时对爆震的影响的量的点火正时校正量。即，提前获得当阀重叠量是处于当前发动机转速和当前发动机负载处最佳的适应值(adaptive value)(比如处于当前发动机转速和发动机负载的目标阀重叠量)时所需的点火正时校正量，并且准备了获得的校正量是基本点火校正量的图表(map)。然后，通过计算通过处于当前发动机转速和发动机负载的基本点火校正量乘以在实际的阀重叠量与目标阀重叠量之间的比值获得的值，获得根据实际的阀重叠量的点火正时校正量。换句话说，根据发动机操作状态的最佳气门正时被认为是适应相位，并且预先获得对应于该适应相位的点火正时校正量。然后，通过根据同气门正时的适应相位相关联的值(比如目标阀重叠量)与同实际的气门正时相关联的值(实际的阀重叠量)之间的比值来校正点火正时校正量，获得根据现有气门正时的点火正时校正量。
发明内容
在气门正时对点火正时的延迟校正量的影响的量几乎可以忽略的相位(比如其中内部EGR量极其小的相位)被认为是基准相位的情况下，在该基准相位的点火正时的延迟校正量被设定为例如“0”。在该情况下，通过点火正时的与适应相位相对应的延迟校正量乘以VVT提前校正系数(kavvt)及比值学习值(rgknk)，获得当实际的气门正时已经变至基准相位与适应相位之间的相位时的点火正时的延迟校正量。然而，在该与实际的气门正时相对应的延迟校正量的计算的方面，基准相位中的延迟校正量变为“0”，即使基准相位也需要一定程度的延迟校正量用以抑制由于沉积粘附导致的爆震的发生。因此，当实际的气门正时已经变至接近基准相位的相位时，在某些情况下计算出的延迟校正量与实际所需的延迟校正量之间的误差增大。
在一些内燃发动机中，设置有可变配气机构，该可变配气机构被配置成当内燃发动机启动时保持进气门的气门正时处于中间相位，该中间相位被设定在最延迟相位与最提前相位之间的中间。与被配置成在内燃发动机启动期间保持进气门的气门正时处于最延迟相位或者最提前相位中的可变配气机构相比，该被配置成保持气门正时处于中间相位的可变配气机构实现更明显地将进气门的气门正时从进气下止点(bottom dead center)改变至延迟相位侧。因此，被配置成保持气门正时处于中间相位的可变配气机构适于实现例如有效地提高热效率的阿特金森(Atkinson)循环。
在具有未设置有在内燃发动机启动期间用于保持进气门的气门正时处于中间相位的机构的可变配气机构的内燃发动机中，在许多情况下实际的气门正时变为接近为要获得的延迟校正量设定的适应相位的气门正时，并且因此使用接近基准相位的气门正时的机会很微小的。因此，虽然根据上述方面中实际的气门正时计算延迟校正量，但是计算出的延迟校正量与实际所需的延迟校正量之间的误差保持处于相对较低的水平。
相对而言，在设置有被配置成在内燃发动机启动期间保持进气门的气门正时处于中间相位的可变配气机构的内燃发动机中，实际的气门正时不仅在接近适应相位处使用而且在横跨提前侧相位与延迟侧相位之间的宽的范围使用。因此，当气门正时改变时，通过其中延迟校正量误差大的基准相位的频率高。此外，在被配置成保持进气门的气门正时处于中间相位的可变配气机构中，在某些情况下，实际的气门正时明显的改变至如以上所述的延迟相位侧，而与不能保持进气门的气门正时处于中间相位的可变配气机构不同。在许多情况下，适应相位设定为比基准相位更提前侧的相位。因此，当实际的气门正时明显改变至延迟相位侧时，实际的气门正时明显的与适应相位分离，并且即使在该情况下也可能增大延迟校正量误差。
如上所述，在设置有被配置成保持进气门的气门正时处于中间相位的可变配气机构的内燃发动机中，在某些情况下，计算出的延迟校正量与实际所需的延迟校正量之间的误差增大，并且用于抑制由于沉积粘附导致的爆震的发生的延迟校正量的计算可能不准确。
本发明提供了用于内燃发动机的控制装置和控制方法，其允许以合适的方式抑制由于沉积粘附导致的爆震的发生。
本发明的示例方面提供了用于内燃发动机的控制装置。内燃发动机包括进气门、燃烧室和可变配气机构。可变配气机构被配置成改变进气门的气门正时，并且可变配气机构被配置成当内燃发动机启动时保持气门正时处于中间相位。中间相位是设定在进气门的气门正时的最延迟相位与最提前相位之间的中间的相位。控制装置包括电子控制单元。电子控制单元被配置成：计算燃烧室中沉积粘附的程度；计算沉积校正量，所述沉积校正量是根据沉积粘附的程度设定的点火正时的延迟校正量；计算点火正时的延迟校正量的第一适应值作为基准校正量，通过该第一适应值，当沉积粘附的量等于或大于预定量并且现有气门正时的相位是基准相位时抑制爆震的发生，基准相位是气门正时的下述相位：在该相位，燃烧室中的内部废气再循环量最小；通过根据沉积粘附的程度校正基准校正量，来计算第一校正量；计算点火正时的延迟校正量的第二适应值作为适应校正量，通过该第二适应值，当沉积粘附的量等于或大于预定量并且现有气门正时的相位是适应相位时抑制爆震的发生，该适应相位是气门正时的下述相位：在该相位，根据发动机操作状态而言最佳；通过从适应校正量减去基准校正量，来计算相对校正量；根据沉积粘附的程度，计算指示现有气门正时对点火正时校正的影响的程度的校正比；通过根据沉积粘附的程度和校正比来校正相对校正量，来计算第二校正量；以及将第一校正量和第二校正量之和设定为沉积校正量。
根据以上描述的配置，当通过计算第一校正量、在根据现有沉积粘附的程度的点火正时的延迟校正量处气门正时变化至基准相位时，即通过设定在燃烧室中的内部EGR量最小的气门正时、根据沉积粘附的程度的点火正时的延迟校正量的计算期间，计算在气门正时基本上不具有影响时的点火正时的延迟校正量的最优值。
此外，相对校正量是通过从适应校正量减去基准校正量得到的值，并且是通过从处于适应相位的延迟校正量的适应值减去处于基准相位的延迟校正量的适应值得到的，并且因此，该相对校正量还是处于适应相位的延迟校正量的适应值。通过相对校正量获得的第二校正量是通过使用适应值获得的值——该第二校正量是根据校正比和沉积粘附的程度校正的适应值——并且该值是反映现有气门正时在根据现有气门正时和现有沉积粘附的程度的点火正时的延迟校正量之中的影响的量的最佳值。
通过使用基准校正量获得的第一校正量和通过使用相对校正量和校正比获得的第二校正量之和被设定作为沉积校正量。因此，该沉积校正量是通过使用处于基准相位的适应值和处于适应相位的适应值获得的值，并且当延迟校正量存在于彼此连接处于基准相位的延迟校正量的最佳值与处于适应相位的延迟校正量的最佳值的线上时获得的值***值(interpolated)。因此，沉积校正量是接近抑制爆震发生实际所需的延迟校正量的值。
如上所述，根据以上描述的配置，能够准确地计算出沉积校正量，该沉积校正量是根据燃烧室中现有沉积粘附程度和现有进气门正时的点火正时的延迟校正量。因此，可以适当地抑制由于沉积粘附导致的爆震的发生。
在控制装置中，电子控制单元可被配置成计算基本校正量和正时校正量。电子控制单元可被配置成根据气门正时对内燃发动机的爆震的影响的程度来计算。基本校正量可以是当气门正时处于适应相位时点火正时的校正量。电子控制单元可被配置成根据气门正时对爆震的影响的程度，计算正时校正量。正时校正量可以是点火正时的校正量，并且正时校正量是根据现有气门正时设定的。电子控制单元可被配置成将正时校正量与基本校正量之比设定为校正比。
在控制装置中，电子控制单元可被配置成当基本校正量等于或小于预定阈值时，将校正比设定为0。根据以上描述的配置，在基部校正量是相对较小值的情况下，虽然抑制了轻微的气门正时的变化，但是不便之处(inconvenience)以校正比明显变化的形式出现，并且沉积校正量是稳定的。
在控制装置中，可变配气机构可以是由电动马达驱动的电动机构。可变配气机构可以是液压机构。可变配气机构可以包括将气门正时固定在中间相位的锁定销。
本发明的另一示例方面提供了用于内燃发动机的控制方法。内燃发动机包括进气门、燃烧室和可变配气机构。可变配气机构被配置成改变进气门的气门正时。可变配气机构被配置成当内燃发动机启动时保持气门正时处于中间相位。中间相位是设定在进气门的气门正时的最延迟相位与最提前相位之间的中间的相位。该控制方法包括：通过电子控制单元计算燃烧室中沉积粘附的程度；通过电子控制单元计算沉积校正量，所述沉积校正量是根据沉积粘附的程度设定的点火正时的延迟校正量；通过电子控制单元计算点火正时的延迟校正量的第一适应值作为基准校正量，通过第一适应值，当沉积粘附的量等于或大于预定量并且现有气门正时的相位是基准相位时抑制爆震的发生，基准相位是气门正时的下述相位：在该相位，燃烧室中的内部废气再循环量最小；通过电子控制单元，通过根据沉积粘附的程度校正基准校正量，来计算第一校正量；通过电子控制单元，计算点火正时的延迟校正量的第二适应值作为适应校正量，通过第二适应值，当沉积粘附的量等于或大于预定量并且现有气门正时的相位是适应相位时抑制爆震的发生，该适应相位是气门正时的下述相位：在该相位，根据发动机操作状态而言最佳；通过电子控制单元，通过从适应校正量减去基准校正量，来计算相对校正量；通过电子控制单元，根据沉积粘附的程度计算指示现有气门正时对点火正时校正的影响的程度的校正比；通过电子控制单元，通过根据沉积粘附的程度和校正比来校正相对校正量，来计算第二校正量；以及通过电子控制单元，将第一校正量和第二校正量之和设定为沉积校正量。
附图说明
以下将参照附图对本发明的示例性实施方式的特征、优点和技术上和工业上的意义进行描述，在附图中，相似的附图标记表示相似的元件，并且在附图中：
图1是示出了内燃发动机的关于用于内燃发动机的控制装置的实施方式的结构的示意图；
图2是示出了根据实施方式的进气门的气门正时的改变的图表；
图3是示出了根据实施方式设定的点火正时的方式的示意图；
图4是示出了根据实施方式的与实际气门正时的改变相关联的正时校正量的改变的图表；
图5是示出了根据实施方式计算沉积校正量的方式的图表；以及
图6是示出了根据实施方式的变型示例的可变配气机构的结构的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参照图1至图5对用于内燃发动机的控制装置的具体实施方式进行描述。在内燃发动机1中，进气通过进气通道3和进气口3a被吸入燃烧室2中。在内燃发动机1中，燃料被从燃料喷射阀4喷入并供给至燃烧室2中，如图1中所示。当在空气燃料混合物上通过火花塞5执行点火时，空气燃料混合物燃烧、活塞6往复运动并且曲轴7旋转。曲轴7是内燃发动机1的输出轴。在燃烧之后，空气燃料混合物作为废气从燃烧室2排出至排气通道8。
在内燃发动机1的进气通道3中设置有节气门29。节气门29构造成调节进气的量。电动马达25构造成调节节气门29的开度。在进气口3a中设置有进气门9。进气口3a通向进气通道3。在排气口8a中设置有排气门10。排气口8a通向排气通道8。进气门9和排气门10操作成根据进气凸轮轴11和排气凸轮轴12的旋转来打开或关闭，其中，曲轴7的旋转被传递至所述进气凸轮轴11和排气凸轮轴12。
在进气凸轮轴11处设置有可变配气机构13。可变配气机构13构造成改变进气门9的气门正时。可变配气机构13设置有相位可变机构13A和电动马达13B。相位可变机构13A通过调节进气凸轮轴11相对于曲轴7的相对旋转相位来改变进气门9的气门正时。电动马达13B驱动相位可变机构13A。
如图2所示，当可变配气机构13通过对马达13B的驱动控制投入运行时，进气门9的打开正时IVO和关闭正时IVC两者都改变至提前侧或延迟侧。进气门9的气门正时的最延迟相位设定成下述相位：在所述相位中进气门9的关闭正时IVC是从进气冲程的下止点BDC在延迟侧明显地分离的正时。此外，当进气门9的气门正时已经变为最延迟相位时，进气门9的打开正时IVO是迟于排气门10的关闭正时EVC的正时，并且进气门9的打开周期和排气门10的打开周期彼此不交叠。
进气门9的气门正时的最提前相位设定成下述相位：在所述相位中，进气门9的打开正时IVO是比进气冲程的上止点TDC早预定量的正时。此外，当进气门9的气门正时已经变成最提前相位时，进气门9的打开正时IVO是比排气门10的关闭正时EVC更早的正时，并且进气门9的打开周期和排气门10的打开周期彼此交叠。
当内燃发动机1启动时，进气门9的气门正时保持处于设定在最延迟相位与最提前相位之间的中间的中间相位。内燃发动机1的启动期间适合的并且具有最小内部废气再循环(EGR)量的相位——比如进气门9的打开正时IVO与排气门10的关闭正时EVC变为大致相同正时的相位——被设定作为中间相位。
在内燃发动机1中，通过下述可变配气机构13执行阿特金森循环，该可变配气机构13用于执行进气门9的延迟(late)关闭控制，即用于在从活塞6的进气下止点明显延迟的正时关闭进气门9的控制。在该阿特金森循环中，进气门9的关闭正时迟于活塞6的进气下止点，并且因此，在压缩行程的初期吸入缸体的进气被吹回进气口3a。这导致压缩行程的实质开始被推迟。因此，在不增加实际压缩率的情况下实现高膨胀比。在使得膨胀比被如上所述提高的阿特金森周期中，燃料的热能高效地转化成动能。因此，提高了内燃发动机1的热效率。
通过电子控制单元(ECU)26来执行用于内燃发动机1的各种类型的控制。电子控制单元26设置有CPU、ROM、RAM、备用存储器、输入端口和输出端口等。CPU配置成执行与内燃发动机1的控制有关的计算过程。ROM中存储有控制内燃发动机1所需的程序和数据。CPU的计算结果暂时存储在RAM中。输入端口和输出端口构造用于从电子控制单元26的外部输入信号并且将信号输出电子控制单元26的外部。
电子控制单元26的输入端口连接有油门位置传感器28、节气门位置传感器30、空气流量计31、进气压力传感器32、水温传感器33、曲柄角度传感器34、凸轮位置传感器35、爆震传感器36。油门位置传感器28检测被车辆驾驶员操作的油门踏板27的操作量(油门操作量)。
节气门位置传感器30检测设置在进气通道3中的节气门29的开度(节气门开度)。空气流量计31检测通过进气通道3被吸入燃烧室2的空气的量(吸入空气量GA)。
进气压力传感器32检测进气通道3中的进气压力PM。水温传感器33检测内燃发动机1的冷却水温度THW。曲柄角度传感器34检测曲轴7的曲柄角度。
凸轮位置传感器35通过输出对应于凸轮轴的旋转位置的信号检测进气门9的实际相位，即实际的气门正时VTr。爆震传感器36检测燃烧室2中发生的爆震。
电子控制单元26的输出端口连接有诸如驱动节气门29的电动马达25、燃料喷射阀4、火花塞5和可变配气机构13的致动器之类的驱动电路。
电子控制单元26基于从上述各种传感器等输入的信号获取发动机运行状态，并且根据获取到的发动机运行状态将命令信号输出至连接至输出端口的各种驱动电路。以此方式，电子控制单元26通过燃料喷射阀4、火花塞5的点火正时、进气门9的气门正时、节气门29的开度等来控制燃料喷射的量。
作为气门正时控制，电子控制单元26基于发动机转速NE和发动机负载KL计算目标气门正时VTp，该目标气门正时VTp是进气门9的气门正时的控制目标值。然后，通过马达13B上执行的驱动控制来执行进气门9的气门正时控制，使得由凸轮位置传感器35检测到的进气门9的实际气门正时VTr达到目标气门正时VTp。
在该实施方式中，进气门9的气门正时用最延迟相位“0”并且通过使用气门正时距最延迟相位的提前量来表达。此外，在以下描述中，进气门9的气门正时将被称为进气门正时。
源于未燃烧的燃料、窜缸混合气、润滑油等的沉积逐渐地粘附在内燃发动机1的燃烧室2的内侧。当沉积粘附的量增加时，由于例如燃烧室2的实质上的体积的减小导致在燃烧期间缸内压力增大，因此越来越有可能发生爆震。
此外，当进气门正时改变时，改变了内部EGR量、内燃发动机1的实际压缩率、缸体中的气流的流动等。因此，即使在相同沉积粘附量处，当进气门正时改变时，也容易发生由于沉积粘附改变导致的爆震。
在该实施方式中，鉴于沉积粘附量和进气门正时执行点火正时校正。在下文中，将对通过电子控制单元26执行的用于内燃发动机1的点火正时控制进行描述。
如图3中所示，电子控制单元26基于下列等式(1)计算最终点火正时afin并且将计算出的最终点火正时afin设定为实际点火正时。该最终点火正时afin是如下值：计算该值，使得在抑制爆震的发生的同时，点火正时最大可能程度地在提前侧。
afin＝akmf+agknk-akcs…(1)
afin：最终点火正时
akmf：最延迟点火正时
agknk：爆震学习值
akcs：反馈校正值
等式(1)中的反馈校正值为根据存在或不存在爆震的发生而被快速校正的最终点火正时afin的值。反馈校正值akcs的值根据通过爆震传感器36检测的爆震发生的情况而设定。具体来说，当确定检测到的爆震的水平达不到预定的确定值并且等于或低于能够足以允许爆震的水平时，反馈校正值akcs的值逐渐减小。当检测到的爆震的水平等于或高于确定值时，反馈校正值akcs的值增加预定值。在反馈校正值akcs是负值的情况下，从上述等式(1)获得的最终点火正时afin被反馈校正值akcs校正至提前侧上的正时。当反馈校正值akcs为正值时，从上述等式(1)获得的最终点火正时afin被反馈校正值akcs校正至延迟侧上的正时。
等式(1)中的爆震学习值agknk是当反馈校正值akcs的绝对值在一定程度上增大时更新的值并且是用于抑制反馈校正值akcs的绝对值的过度增大的值。换句话说，当其中反馈校正值akcs的绝对值超过预定值A(|akcs|＞A)持续至少预定的时间段的状态下，爆震学习值agknk被更新以使反馈校正值akcs的绝对值逐渐地缩小。
更具体地，当反馈校正值akcs是正值并且绝对值超过预定值A(|akcs|＞A)的状态继续时，从爆震学习值agknk的值减去预定值B，该预定值B是正值，并且从反馈校正值akcs的值也减去相同的预定值B。这样使得反馈校正值akcs在减法之后的绝对值变为等于或小于预定值A的值。此外，爆震学习值agknk和反馈校正值akcs两者以相同的值(预定值B)被更新。因此，虽然从反馈校正值akcs减去预定值B，但是最终点火正时afin的值保持处于相同值而不会与减法之前的值有变化。当反馈校正值akcs是负值并且绝对值超过预定值A(akcs<A)的状态继续时，以上描述的预定值B加至爆震学习值agknk的值和反馈校正值akcs中的每个值。这样使得反馈校正值akcs在加法之后的绝对值变为等于或小于预定值A的值。爆震学习值agknk和反馈校正值akcs两者以相同的值(预定值B)被更新。因此，虽然预定值B与反馈校正值akcs相加，但是最终点火正时afin的值保持处于相同值而不会与加法之前的值有变化。以此方式更新的爆震学习值agknk的值储存在电子控制单元26的备用存储器中，并且即使当发动机保持停机时保存所述值。
等式(1)中最延迟点火正时akmf的值设定为如下点火正时的最延迟正时：在该最延迟正时，即使在假设的最差情况下，爆震仍可以在足以允许的水平内。具体而言，相对于爆震限制点火正时aknok延迟了沉积校正量adepvt以及预先确定的恒定的RTD的值被设定为最延迟点火正时akmf，通过下列等式(2)表示。
akmf＝aknok-adepvt-RTD…(2)
等式(2)中的爆震限制点火正时aknok是如下点火正时的提前限制正时：在该提前限制正时，当使用具有低的爆震限制的低辛烷燃料时，在假设的最好情况下，爆震可以在可允许的水平内。爆震限制点火正时aknok的值鉴于例如现有的发动机的转速NE、发动机负载和通过可变配气机构13设定的进气门9的气门正时的值来可变地设定。
等式(2)中的沉积校正量adepvt是根据燃烧室2中的沉积粘附的现有程度和进气门9现有的气门正时指示点火正时的延迟校正量的值。
等式(2)中恒定的RTD是可靠地抑制由于除了沉积以外的因素(比如进气温度、冷却水温度、进气湿度、空气燃料混合物的压缩率的改变、以及低质量的低辛烷燃料的使用)导致的爆震的发生所需的点火正时延迟量。通过试验等预先获得的适应值被设定为恒定的RTD。
如通过下列等式(3)表示的，电子控制单元26通过使用基准校正量DLAKNOKBS、比值学习值rgknk、相对校正量DLAKNOKRE以及校正比kavvt来计算沉积校正量adepvt。计算沉积校正量adepvt的电子控制单元26构成以上描述的校正量计算单元。
adepvt＝DLAKNOKBS×rgknk+DLAKNOKRE×rgknk×kavvt…(3)
等式(3)中的比值学习值是指示在以上描述的燃烧室2上沉积粘附的程度的值。本文中，沉积粘附的程度表达为比值学习值rgknk的值，其中，完全没有沉积粘附的状态被视作比值学习值rgknk为“0”，并且沉积粘附量处于假设的其最大值的状态被视作比值学习值为“1”。
“0”的值设定为在其工厂交货而没有沉积粘附期间的比值学习值rgknk的初始值。此后，比值学习值rgknk的值根据通过爆震传感器36检测到的爆震发生的频率在“0”至“1”的范围内逐渐地增大或减小。具体而言，电子控制单元26随着爆震发生的频率的增加来逐渐地增大比值学习值rgknk的值，并且随着爆震发生频率的减小来逐渐地减小比值学习值rgknk的值。设定该比值学习值rgknk的电子控制单元26构成以上描述的沉积计算单元。
等式(3)中的校正比kavvt是指示现有进气门正时根据沉积粘附对点火正时校正的影响的程度的值。如在以下等式(4)表示的，校正比kavvt是通过正时校正量avvt除以基本校正量avvtb获得的值，即指示正时校正量avvt与基本校正量avvtb的比值的值。
kavvt＝avvt/avvtb…(4)
等式(4)中的基本校正量avvtb是当根据进气门正时对爆震的影响的程度校正点火正时时所需的点火正时校正量。更具体地，基本校正量avvtb是在当进气门正时已经变为处于当前发动机转速NE和发动机负载KL的适应相位VTad时所需的点火正时的提前校正量，以及基本校正量avvtb是基于当前的发动机转速NE和发动机负载KL并且参照预先设定的图表(map)等而获得的。
处于当前发动机转速NE和发动机负载KL的进气门正时的适应相位VTad指的是根据发动机操作状态的理想的进气门正时。在该实施方式中，例如基于发动机操作状态设定的目标气门正时VTp与适应相位VTad相对应。
此外，正时校正量avvt是当根据进气门正时对爆震的影响的程度校正点火正时时所需的点火正时校正量。正时校正量avvt是当实际的气门正时VTr变化至适应相位VTad时的过渡相位中计算的点火正时的提前校正量。换句话说，正时校正量avvt是当前实际的气门正时VTr所需的点火正时的提前校正量。正时校正量avvt是基于实际的气门正时VTr、进气压力PM等并且参照预先设定的图表而获得的。
在该实施方式中，当实际的气门正时VTr是以上描述的中间相位附近的相位并且内部EGR量(在空气燃料混合物的燃烧之后缸体中剩余废气的量)处于其最小值的时候的相位被认为是基准相位VTb，如图4中所示。当实际的气门正时VTr是基准相位VTb时，正时校正量avvt被设定为“0”。
当实际的气门正时VTr变为比基准相位VTb更提前的侧的相位时，进气门9和排气门10的气门重叠量增大，并且因此，内部EGR量增加且不太可能发生爆震。因此，当实际的气门正时VTr变至比基准相位VTb更提前的侧的相位时，正时校正量avvt是将点火正时校正至提前侧的值并且正时校正量avvt被基于实际的气门正时VTr、进气压力PM等可变地设定，使得其校正量增大。
当实际的气门正时VTr变为比基准相位VTb更延迟的侧的相位时，在压缩行程的前半段吸入缸体中的进气空气被吹回进气口3a，并且因此实际压缩率下降且不太可能发生爆震。因此，即使在实际的气门正时VTr改变至比基准相位VTb更延迟的侧的相位的情况下，正时校正量avvt是将点火正时校正至提前侧的值并且正时校正量avvt被基于实际的气门正时VTr、进气压力PM等可变地设定，使得其校正量增大。
如上所述，正时校正量avvt是在当实际的气门正时VTr改变至适应相位VTad时的过渡期间中计算出的点火正时的提前校正量。在进气门正时的适应相位VTad和实际的气门正时VTr彼此对应的情况下，正时校正量avvt具有与基本校正量avvtb相同的值。
如上所述获得的校正比kavvt是指示了对应于根据当前发动机运行状态的进气门正时的适应相位VTad的点火正时校正量与根据当前实际的气门正时VTr的点火正时校正量之比的值。在基本校正量avvtb和正时校正量avvt中的至少一者是“0”的情况下，校正比kavvt是“0”。当实际的气门正时VTr接近处于当前发动机转速NE和发动机负载KL的进气门正时的适应相位VTad时、即当基本校正量avvtb与正时校正量avvt之间的偏差减小时，校正比kavvt接近“1”。因而，当通过处于当前发动机转速NE和发动机负载KL的进气门正时的适应相位VTad与实际的气门正时VTr彼此相对应从而基本校正量avvtb和正时校正量avvt彼此相对应时，校正比kavvt变为“1”。
在用于进气门9的气门正时控制期间，在可变配气机构13上执行驱动控制，使得目标气门正时VTp和实际的气门正时VTr彼此相对应。然而，由于例如在进气门9中设置的节气门弹簧的反影响力，使得在一些情况下实际的气门正时VTr相对于目标气门正时VTp向提前侧或延迟侧略微改变。实际的气门正时VTr的这种改变也导致了正时校正量avvt的改变。
当基本校正量avvtb是相对较小的值时(例如当目标气门正时VTp是接近基准相位VTb的值时)，上述等式(4)中分母的数值小于当基本校正量avvtb是相对较大的值时上述等式(4)的分母的数值。因此，即使在由于实际气门正时VTr的改变导致正时校正量avvt改变的相同量的情况下，当基本校正量avvtb是相对较小的值时由于正时校正量的改变导致的校正比kavvt的改变的量也会增加。在该情况下，即使实际的气门正时VTr的略微改变，但在上述等式(3)中通过“DLAKNOKRE×rgknk×kavvt”获得的值明显地改变，并且因此，沉积校正量adepvt也明显改变。因此，实际的气门正时VTr的略微改变可能导致从上述等式(1)和等式(2)获得的最终点火正时afin的明显的改变，并且影响最终点火正时afin的计算。
在设定的基本校正量avvtb达不到预定阈值α(例如α＝1℃A)的情况下，电子控制单元26执行用于将校正比kavvt设定为“0”的置零设定过程。通过执行该置零设定过程，不论实际的气门正时VTr的值是多少，当基本校正量avvtb达不到预定阈值α时校正比kavvt被设定为“0”。因此，抑制了由于实际的气门正时VTr的改变而导致的校正比的明显的改变，并且因而，还抑制了沉积校正量adepvt的明显的改变，并且沉积校正量adepvt是稳定的。因此，可以抑制实际的气门正时VTr的改变对最终点火正时afin的计算的不利影响。
上述等式(3)中的基准校正量DLAKNOKBS是点火正时的延迟校正量的适应值，即使在沉积粘附量等于或大于预定量，即沉积粘附量处于其假设的最大量而实际的气门正时VTr已经变为基准相位VTb，通过该适应值也能够抑制爆震的发生。该基准校正量DLAKNOKBS根据发动机操作状态而改变。因此，在该实施方式中，基准校正量DLAKNOKBS的值是基于发动机转速NE和发动机负载KL并且参照预先设定的适应图表来设定的。
上述等式(3)中的相对校正量DLAKNOKRE是通过从适应校正量DLAKNOK减去基准校正量DLAKNOKBS获得的值。从下列等式(5)获得相对校正量DLAKNOKRE。
DLAKNOKRE＝DLAKNOK-DLAKNOKBS…(5)
等式(5)中的适应校正量DLAKNOK是点火正时的延迟校正量的适应值，在进气门正时已经变成处于当前发动机转速NE和发动机负载KL的适应相位VTad的状态下，即使在沉积粘附量等于或大于预定量、即沉积粘附量处于假设的最大值的状态下，通过该适应值也能够抑制爆震的发生。此外，该适应校正量DLAKNOK根据发动机的操作状态而改变。因此，在该实施方式中，适应校正量DLAKNOK的值是基于发动机转速NE和发动机负载KL并且基准预先设定的适应图表而设定的。
将参照图5对通过使用上述等式(3)计算沉积校正量adepvt得到的结果进行描述。图5示出了在发动机转速NE和发动机负载KL恒定的状态下，在进气门9的实际的气门正时VTr朝向适应相位VTad改变期间，沉积校正量adepvt的改变。
首先，如图5中所示，在进气门正时已经变为适应相位VTad的状态下，通过适应校正量DLAKNOK乘以示出了沉积粘附的现有程度的比值学习值rgknk，获得了根据沉积粘附的现有程度的点火正时的延迟校正量H1，如在下列等式(6)中所示。
H1＝DLAKNOK×rgknk…(6)
根据沉积粘附的现有程度所需的并且不依赖于进气门正时的点火正时的最小延迟校正量被认为是第一校正量HA，第一校正量HA通过基准校正量DLAKNOKBS乘以示出了沉积粘附的程度的比值学习值rgknk获得，如在下列等式(7)中所示。
HA＝DLAKNOKBS×rgknk…(7)
然后，如下列等式(8)中所示，通过从延迟校正量H1减去第一校正量HA，在进气门正时已经变为适应相位VTad的状态下从根据沉积粘附的点火正时的延迟校正量得到根据进气门正时的影响的量的点火正时的延迟校正量H3。
H3＝H1-HA…(8)
＝(DLAKNOK×rgknk)-(DLAKNOKBS×rgknk)
＝(DLAKNOK-DLAKNOKBS)×rgknk
因为上述等式(5)，延迟校正量H3能够表达为下列等式(9)。
H3＝DLAKNOKRE×rgknk…(9)
在根据沉积粘附的程度的点火正时的延迟校正量之中的、根据现有的进气门正时的影响的量的点火正时的延迟校正量被认为是第二校正量HB，第二校正量HB可以通过处于适应相位VTad的延迟校正量H3乘以校正比kavvt而得到，如下列等式(10)所示。
HB＝H3×kavvt…(10)
通过下列等式(11)得到沉积校正量adepvt，所述沉积校正量adepvt是根据燃烧室2中的沉积粘附的现有程度以及进气门9的现有的气门正时的点火正时的延迟校正量。
adepvt＝HA+HB…(11)
换句话说，通过获得第一校正量HA和第二校正量HB之和来得到沉积校正量adepvt，该第一校正量HA是根据沉积粘附的现有程度并且不依赖于进气门正时所需的最小校正量，该第二校正量HB是根据沉积粘附的程度的点火正时的延迟校正量之中、根据现有的进气门正时的影响的量。
由于等式(7)、等式(9)和等式(10)，等式(11)是等同于“adepvt＝DLAKNOKBS×rgknk+DLAKNOKRE×rgknk×kavvt”的等式并且对应于上述等式(3)。
如上所述通过上述等式(3)计算出的沉积校正量adepvt计算为第一校正量HA和第二校正量HB之和。当通过计算第一校正量HA、在根据现有沉积粘附的程度的点火正时的延迟校正量处气门正时变化至基准相位VTb时，即通过设定在燃烧室中的内部EGR量最小的气门正时、根据沉积粘附的程度的点火正时的延迟校正量的计算期间，计算在气门正时基本上不具有影响时的点火正时的延迟校正量的最优值。
如上述等式(5)中所示，相对校正量DLAKNOKRE是通过从适应校正量DLAKNOK减去基准校正量DLAKNOKBS得到的值，并且是通过从处于适应相位VTad的延迟校正量的适应值减去处于基准相位VTb中的延迟校正量的适应值获得的值。因此，相对校正量DLAKNOKRE还变为处于适应相位VTad的延迟校正量的适应值。
如上述等式(9)和等式(10)所示，第二校正量HB——该第二校正量HB是作为通过校正比kavvt和比值学习值rgknk校正的适应值的相对校正量DLAKNOKRE——是通过使用适应值获得的值，并且该值是反映现有气门正时在根据现有的气门正时和沉积粘附的现有的程度的点火正时的延迟校正量之中的影响的量的最佳值。
如上述等式(11)所示，第一校正量HA和第二校正量HB之和被设定为沉积校正量adepvt，该第一校正量HA是通过使用是适应值的基准校正量DLAKNOKBS获得的，该第二校正量HB是通过使用是适应值的相对校正量DLAKNOKRE、校正比kavvt等获得的。
因此，该沉积校正量adepvt是通过使用处于基准相位VTb的适应值和处于适应相位VTad的适应值而获得的值。换句话说，如图5中所示，沉积校正量adepvt是当存在于线L1上的延迟校正量***值时所获得的值，其中，线L1将处于基准相位VTb的延迟校正量的最优值(从上述等式(7)获得的第一校正量HA：图5中的圆点K1)与处于适应相位VTad的延迟校正量的最优值(从上述等式(6)获得的延迟校正量H1：图5中的圆点K2)彼此连接。因此，沉积校正量adepvt是接近抑制爆震发生实际所需的延迟校正量的值。因此，在该实施方式中，准确地计算出沉积校正量adepvt，该沉积校正量adepvt是根据燃烧室2中现有沉积粘附程度和现有进气门正时的点火正时的延迟校正量。因此，可以适当地抑制由于沉积粘附导致的爆震的发生。
在基本校正量avvtb达不到预定阈值α的情况下，执行以上描述的置零设定过程，并且因此将校正比kavvt设定至“0”。因此，在执行该置零设定过程的情况下，从上述等式(10)计算出的第二校正量HB为“0”。然而，即使在该情况下，第一校正量HA和第二校正量HB之和构成沉积校正量adepvt，并且因此，至少第一校正量HA、即由于沉积粘附所需的最小延迟校正量被设定至沉积校正量adepvt。因此，与在执行置零设定过程期间沉积校正量adepvt被临时地设定至“0”的情况相比，通过至少第一校正量HA对点火正时进行延迟校正。因此，在执行置零设定过程期间可以更适当地抑制爆震的发生。
通过以上描述的该实施方式能够实现下列效果。
(1)通过沉积校正量adepvt被设定为第一校正量HA和第二校正量HB之和可以适当地抑制由于沉积粘附导致的爆震的发生。此外，可以准确地计算出沉积校正量adepvt，并且因此也可以抑制由于点火正时的过量延迟校正导致的发动机输出下降。
(2)由于第一校正量HA和第二校正量HB之和构成沉积校正量adepvt，因此即使当在执行以上描述的置零设定过程时，通过至少第一校正量HA对点火正时进行延迟校正。因此，能够更适当地抑制在执行置零设定过程期间爆震的发生。
上述实施方式也可在下列修改之后执行。在上述实施方式中，通过图表获得基准校正量DLAKNOKBS、适应校正量DLAKNOK、基本校正量avvtb和正时校正量avvt。然而，替代性地，也可以使用函数公式获得这些校正量中的每个校正量。
置零设定过程不是必须被执行的，并且可以忽略相同过程的执行。可变配气机构13是在以上描述的实施方式中的电动可变配气机构，但是可变配气机构13也可以是液压可变配气机构。
图6中示出了液压可变配气机构50的基本结构。该液压可变配气机构50设置有壳体51和内部转子61。在壳体51的内部部分中设置有延迟液压室64和提前液压室65，并且内部转子61设置在壳体51中。在壳体51的外周缘上设置有链轮52，并且与内燃发动机的曲轴一起旋转的正时链围绕链轮52。液压压力通过适合的液压回路向延迟液压室64和提前液压室65供给。进气凸轮轴固定至内部转子61的旋转的中央。此外，在内部转子61中设置有将延迟液压室64与提前液压室65彼此分隔开的叶片62。在该液压可变配气机构50中，通过控制供给至延迟液压室64和提前液压室65的液压压力使得壳体51和内部转子61相对旋转，改变进气凸轮轴的相对于曲轴的相对旋转相位，并且这样致使进气门的气门正时改变。此外，在叶片62中设置有锁定销69，从而进气门的气门正时被保持在设定在最延迟相位与最提前相位之间的中间的中间相位，并且进气门的气门正时通过该锁定销69与壳体51中形成的孔接合而被固定在中间相位。
在该液压可变配气机构50中，锁定销69的操作允许在内燃发动机1启动期间进气门9的气门正时被保持在设置在最延迟相位与最提前相位之间的中间的中间相位，如在电动的可变配气机构中一样。

Claims (6)

1.一种用于内燃发动机的控制装置，所述内燃发动机包括进气门、燃烧室和可变配气机构，所述可变配气机构被配置成改变所述进气门的气门正时，并且所述可变配气机构被配置成当所述内燃发动机启动时保持所述气门正时处于中间相位，所述中间相位是设定在所述进气门的所述气门正时的最延迟相位与最提前相位之间的中间的相位，所述控制装置包括：
电子控制单元，所述电子控制单元被配置成：
计算所述燃烧室中沉积粘附的程度；
计算沉积校正量，所述沉积校正量是根据所述沉积粘附的程度设定的点火正时的延迟校正量；
计算所述点火正时的延迟校正量的第一适应值作为基准校正量，通过所述第一适应值，当所述沉积粘附的量等于或大于预定量并且现有气门正时的相位是基准相位时抑制爆震的发生，所述基准相位是所述气门正时的下述相位：在该相位，所述燃烧室中的内部废气再循环量最小；
通过根据所述沉积粘附的程度来校正所述基准校正量，来计算第一校正量；
计算所述点火正时的延迟校正量的第二适应值作为适应校正量，通过所述第二适应值，当所述沉积粘附的量等于或大于所述预定量并且所述现有气门正时的相位是适应相位时抑制爆震的发生，所述适应相位是所述气门正时的下述相位：在该相位，根据发动机操作状态而言最佳；
通过从所述适应校正量减去所述基准校正量，来计算相对校正量；
根据所述沉积粘附的程度，计算指示所述现有气门正时对点火正时的校正的影响的程度的校正比；
通过根据所述沉积粘附的程度和所述校正比来校正所述相对校正量，来计算第二校正量；以及
将所述第一校正量和所述第二校正量之和设定为所述沉积校正量。
2.根据权利要求1所述的控制装置，
其中，所述电子控制单元被配置成计算基本校正量和正时校正量，
所述电子控制单元被配置成根据所述气门正时对所述内燃发动机的所述爆震的影响的程度来计算，
所述基本校正量是当所述气门正时处于所述适应相位时的点火正时的校正量，
所述电子控制单元被配置成根据所述气门正时对所述爆震的影响的程度，计算所述正时校正量，
所述正时校正量是所述点火正时的校正量，并且所述正时校正量是根据所述现有气门正时设定的，以及
所述电子控制单元被配置成将所述正时校正量与所述基本校正量之比设定为所述校正比。
3.根据权利要求2所述的控制装置，
其中，所述电子控制单元被配置成当所述基本校正量等于或小于预定阈值时，将所述校正比设定为0。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制装置，
其中，所述可变配气机构是由电动马达驱动的电动机构。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的控制装置，
其中，所述可变配气机构是液压机构，并且
所述可变配气机构包括将所述气门正时固定在所述中间相位的锁定销。
6.一种用于内燃发动机的控制方法，所述内燃发动机包括进气门、燃烧室和可变配气机构，所述可变配气机构被配置成改变所述进气门的气门正时，并且所述可变配气机构被配置成当所述内燃发动机启动时保持所述气门正时处于中间相位，所述中间相位是设定在所述进气门的所述气门正时的最延迟相位与最提前相位之间的中间的相位，所述控制方法的特征在于包括：
计算所述燃烧室中沉积粘附的程度；
计算沉积校正量，所述沉积校正量是根据所述沉积粘附的程度设定的点火正时的延迟校正量；
计算所述点火正时的延迟校正量的第一适应值作为基准校正量，通过所述第一适应值，当所述沉积粘附的量等于或大于预定量并且现有气门正时的相位是基准相位时抑制爆震的发生，所述基准相位是所述气门正时的下述相位：在该相位，所述燃烧室中的内部废气再循环的量最小；
通过根据所述沉积粘附的程度来校正所述基准校正量，来计算第一校正量；
计算所述点火正时的延迟校正量的第二适应值作为适应校正量，通过所述第二适应值，当所述沉积粘附的量等于或大于所述预定量并且现有气门正时的相位是适应相位时抑制爆震的发生，所述适应相位是所述气门正时的下述相位：在该相位，根据发动机操作状态而言最佳；
通过从所述适应校正量减去所述基准校正量，来计算相对校正量；
根据所述沉积粘附的程度，计算指示所述现有气门正时对点火正时的校正的影响的程度的校正比；
通过根据所述沉积粘附的程度和所述校正比来校正所述相对校正量，来计算第二校正量；以及
将所述第一校正量和所述第二校正量之和设定作为所述沉积校正量。
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