CN101397946B - 具有行程判别单元的内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有行程判别单元的内燃机，实现根据曲柄轴的角速度来判别一个循环中的多个行程中的特定行程时的判别精度的提高。该内燃机具备根据曲柄轴的角速度判别一个循环中的4个行程中的压缩行程的行程判别单元。行程判别单元具备：角速度设定单元，设定曲柄角传感器的磁阻转子的前侧相位上的前侧角速度以及磁阻转子的后侧相位上的后侧角速度；和变化量计算单元，将压缩行程以及排气行程中的一个设为第1行程、另一个设为第2行程时，计算第1行程中的前侧角速度与后侧角速度之间的第1减速度和第2行程中的前侧角速度与后侧角速度之间的第2减速度，根据第1减速度和第2减速度的比较结果将第1行程以及第2行程中的某一个判别为压缩行程。

Description

具有行程判别单元的内燃机

技术领域

本发明涉及一种具有判别内燃机的一个循环中的多个行程中的特定行程的行程判别单元的内燃机，进而涉及具有上述行程判别单元和基于上述特定行程中的曲柄轴的角速度的变动量控制内燃机运转状态的控制单元的内燃机。

背景技术

对于内燃机，包括搭载在车辆上的内燃机，在油耗的改善以及排放性能提高的要求不断提高的状况下，为了实现满足此种要求的内燃机的普及，成本的削减也是非常重要的。

作为其中的一环，本申请的申请人发现，内燃机的曲柄轴的角速度的变动量与吸入空气量有很强的相关，并申请了基于该变动量来控制内燃机运转状态的发明(参照专利文献1)。根据这个发明，由于不需要用于检测吸入空气量的空气流量计或吸气压力传感器，所以内燃机的成本得到削减。

专利文献1：JP特开2004-108289号公报。

发明内容

曲柄轴的角速度的变动量从基于曲柄角传感器的检测信号而检测的角速度可以得出，上述曲柄角传感器由设于曲柄轴上的被检测部以及检测该被检测部的相位的检测部构成。这里，被检测部以与内燃机的一个循环中的多个行程中的一个行程对应的曲柄角范围设于预定的位置上。

此外，曲柄轴的角速度的变动量如图2所示依存于吸入空气量而变化，并且在上述多个行程，例如吸气行程、压缩行程、燃烧/膨胀行程以及排气行程中不同，在压缩行程、燃烧/膨胀行程以及排气行程中，与吸气行程相比变化大。并且，在基于该变动量进行内燃机运转状态的控制的情况下，为了以高精度检测该变动量，期望检测该变动量大的行程、例如压缩行程中的变动量。

因此，在例如被检测部设在与压缩行程或排气行程对应的曲柄角范围内，并检测压缩行程中的上止点(以下，称为“压缩上止点”)附近的角速度的变动量的情况下，针对与该曲柄角范围对应的压缩行程以及排气行程，为了判别压缩行程，利用了角速度在压缩行程中比在排气行程中要小这一点。

但是，像在内燃机起动初期或空闲运转时等节流阀急剧开闭的情况下那样，在曲柄轴旋转1、2次之间内燃机旋转速度变动大的运转时，如图7所示，有时发生排气行程中的上止点(以下，称为“排气上止点”)附近的角速度比压缩行程中的压缩上止点附近的角速度小的反转现象。如果发生该反转现象，则会把排气行程判别为压缩行程。

本发明是鉴于这种情况而作出的，方面1～4记载的发明的目的在于，在实现成本削减的同时，实现根据曲柄轴的角速度判别一个循环中的多个行程中的特定行程时的判别精度的提高。进而方面3记载的发明的目的还在于利用角速度的减速度来判别压缩行程，此外，方面4记载的发明的目的还在于通过检测曲柄轴的角速度的变动量大的行程中的该变动量来实现基于变动量的内燃机运转状态的控制精度的提高。

方面1记载的发明是一种内燃机，具有：曲柄角传感器，检测曲柄轴的相位；角速度检测单元，根据所述曲柄角传感器的检测信号检测所述曲柄轴的角速度；以及行程判别单元，根据由所述角速度检测单元检测的所述角速度判别一个循环中的多个行程中的特定行程，其中，所述曲柄角传感器由在与所述多个行程中的一个行程对应的曲柄角范围内设置在所述曲柄轴上的被检测部、和检测所述被检测部的相位的检测部构成，所述行程判别单元具有：角速度设定单元，设定所述被检测部上的前侧相位以及在所述曲柄轴的旋转方向上在所述前侧相位的后方的后侧相位上的各自的所述角速度、即所述前侧角速度以及所述后侧角速度；变化量计算单元，在所述多个行程中针对与所述曲柄角范围对应的第1行程以及第2行程，计算所述第1行程中的所述前侧角速度与所述后侧角速度之间的第1变化量和所述第2行程中的所述前侧角速度与所述后侧角速度之间的第2变化量；以及比较单元，比较所述第1变化量以及所述第2变化量，根据所述比较单元的比较结果，判别所述第1行程以及所述第2行程中的某一个是所述特定行程。

方面2记载的发明是在方面1记载的内燃机中，所述被检测部由所述第1被检测部和在所述旋转方向上在所述第1被检测部的后方的第2被检测部构成；所述前侧角速度根据所述第1被检测部上的角速度设定，所述后侧角速度根据所述第2被检测部上的角速度设定。

方面3记载的发明是在方面1或2记载的内燃机中，所述第1行程是压缩行程以及排气行程中的一个行程，所述第2行程是所述压缩行程以及所述排气行程中的另一个行程；所述第1变化量以及所述第2变化量分别是第1减速度以及第2减速度；所述行程判别单元将形成所述第1减速度以及所述第2减速度中较大的减速度的行程判别为作为所述特定行程的所述压缩行程。

方面4记载的发明是在方面1至3中任意一项记载的内燃机中，具备检测所述角速度的变动量的变动量检测单元和根据由所述变动量检测单元检测的所述变动量来控制内燃机运转状态的控制单元；所述行程判别单元将形成所述第1变化量以及所述第2变化量中绝对值较大的变化量的行程判别为所述特定行程；所述变动量检测单元检测所述特定行程中的所述变动量。

根据方面1记载的发明，内燃机的行程判别单元，在成为特定行程的判别对象的第1行程以及第2行程中，根据这些各行程中的前侧角速度以及后侧角速度的变化量来判别特定行程，所以能够实现成本削减，并且即使在发生第1、第2行程中的相同的曲柄轴相位处的角速度的反转现象的运转时，也能确实地判别特定行程。其结果，根据由曲柄轴的角速度检测单元检测的角速度来判别一个循环中的多个行程中的特定行程的行程判别单元的行程判别精度提高。

根据方面2记载的事项，曲柄角传感器的被检测部由设定前侧角速度的第1被检测部以及设定后侧角速度的第2被检测部构成，所以，能够通过简单的构造得到用于计算第1变化量以及第2变化量的前侧角速度以及后侧角速度。

根据方面3记载的事项，通过利用前侧角速度以及后侧角速度间的减速度，能够在压缩行程以及排气行程中判别压缩行程。

根据方面4记载的事项，在根据曲柄轴的角速度的变动量来控制内燃机运转状态的内燃机中，利用变动量检测单元来检测该变动量大的特定行程中的变动量。其结果，在吸入空气量变化的宽范围的整个运转区域中，能够以高精度检测变动量，从而基于变动量的内燃机运转状态的控制精度提高。

附图说明

图1是示出应用本发明的内燃机的运转控制装置的结构的图。

图2是示出图1的内燃机的行程、磁阻转子(reluctor)以及曲柄轴的角速度与曲柄角的关系的图。

图3是示出图1的内燃机的行程、磁阻转子以及脉冲与曲柄角的关系的图。

图4是在图1的内燃机中将内燃机旋转速度作为参数示出角速度的变动量的绝对值与吸入空气量的关系的曲线图。

图5是示出图1的内燃机的行程判别单元进行的判别过程的流程图。

图6是示出图1的内燃机的点火控制单元进行的控制过程的流程图。

图7是示出内燃机旋转速度变化大的运转时的角速度以及内燃机旋转速度的变化的曲线图。

附图标记说明

20：燃料喷射阀；21：点火装置；24：ECU；30：曲柄角传感器；31：磁阻转子；33：角速度检测单元；34：旋转速度检测单元；35：变动量检测单元；40：空燃比控制单元；41：点火控制单元；44：行程判别单元；45：角速度设定单元；46：变化量计算单元；47：比较单元；E：内燃机；Ne：内燃机旋转速度；ω、ωf、ωr：角速度；Δω：变动量；Δωs：减速度。

具体实施方式

以下，参照图1～图6说明本发明的实施方式。

参照图1，应用本发明的内燃机E是4冲程1循环的内燃机，搭载在作为机械的车辆、例如自动双轮车或骑乘型车辆上。

单气筒的内燃机E具备：内燃机本体，具有设有活塞3可以往复运动地嵌合的气缸膛1a的气缸体1以及与该气缸体1结合的气缸盖2；曲柄轴5，可旋转地支持在该内燃机本体上；吸气装置7，形成将吸入空气导入燃烧空间6的吸气通路7a；具备作为向吸入空气供给燃料而形成混合气的混合气形成单元的燃料喷射阀20的运转控制装置(以下简称为“运转控制装置”)；以及排气装置8，形成将在燃烧空间6内由点火栓21a点燃混合气后燃烧而发生的燃烧气体作为排出气体并引导到内燃机E的外部的排气通路8a。

这里，燃烧空间6是在内燃机本体内在活塞3与气缸盖2之间形成的空间，是由利用气缸盖2的下表面的凹部形成的燃烧室6a和活塞3与气缸盖2之间的气缸膛1a构成的空间。

由燃烧空间6内的混合气的燃烧所产生的燃烧气体的压力驱动的活塞3，通过连杆4旋转驱动曲柄轴5。内燃机E产生的动力通过包括与曲柄轴5连结的变速机的动力传递装置传递至驱动轮。

吸气装置7具备：空气清洁器10，清洁从内燃机E的外部吸入的空气；节流阀11，配置在吸气通路7a内并控制通过了空气清洁器10的吸入空气的流量；以及吸气管12，与气缸盖2连接并且将由节流阀11控制的吸入空气量的吸入空气导入燃烧空间6。流过吸气管12的吸入空气，在通过由动阀装置23驱动设在气缸盖2上的吸气口2i来开闭的吸气阀13的开阀时，经由该吸气口2i被吸入燃烧空间6。

排气装置8具备与气缸盖2连接的排气管15。驱动活塞3后的燃烧空间6内的燃烧气体作为排出气体，在通过由动阀装置23驱动设在气缸盖2上的排气口2e来开闭的排气阀14的开阀时，经由该排气口2e向排气管15流出。

控制内燃机E的运转状态的运转控制装置，除了安装在吸气装置7或者气缸盖2上的燃料喷射阀20之外，还具备：点火装置21，具备点火栓21a；排气回流装置22，使排出气体的一部分向吸气通路7a回流；动阀装置23，具备与曲柄轴5同步地旋转驱动来开闭吸气阀13以及排气阀14的凸轮轴；检测内燃机E的状态的内燃机状态检测单元(以下，简称为“内燃机状态检测单元”)；以及电子控制单元(以下，称为“ECU”)24。

ECU24具备：根据由内燃机状态检测单元检测的内燃机状态分别控制燃料喷射阀20、点火装置21、排气回流装置22以及动阀装置23的控制单元40～43；根据曲柄轴5的角速度ω判别作为内燃机E的一个循环中的多个行程-在本实施方式中为吸气行程、压缩行程、燃烧/膨胀行程以及排气行程这4个行程-中的特定行程的压缩行程的行程判别单元44。

ECU24由具备输入输出接口、中央运算处理装置(CPU)、具有存储各种控制程序以及各种曲面(map)等的ROM以及临时存储各种数据等的RAM的存储装置24a的计算机构成。并且，上述曲面包括燃料量曲面Mf、点火时期曲面Mi、排气回流曲面Me以及动阀曲面Mv。

排气回流装置22具备控制向吸气通路7a回流的排出气体的流量的回流控制阀22a。

动阀装置23是具备使作为内燃机阀的吸气阀13以及排气阀14的阀动作特性、即阀提起量以及开闭时期中的至少一个可以根据内燃机状态变更的阀特性可变机构23a的可变动阀装置。

内燃机状态检测单元具备：曲柄角传感器30，检测曲柄轴5的相位(或旋转位置)；角速度检测单元33，根据来自曲柄角传感器30的检测信号检测曲柄轴5的角速度ω；旋转速度检测单元34，检测内燃机E的内燃机旋转速度Ne；变动量检测单元35，检测曲柄轴5的角速度ω(参照图2)的变动量Δω(参照图2)；以及检测内燃机E的冷却水或润滑油的温度等内燃机温度的内燃机温度传感器、分别检测内燃机E的起动时、加速时和减速时的检测单元等其它检测单元。

同时参照图2、图3，曲柄角传感器30由作为设置在一体地设于曲柄轴5并与曲柄轴5一体地旋转的旋转部件、即转子9上的被检测部的磁阻转子31和作为设于内燃机本体上并检测磁阻转子31的相位(即曲柄轴5的相位)的检测部的拾取器(pickup)32构成，其检测信号向ECU24输入。

从圆板状的转子9向径向外方凸出并在圆周方向上圆弧状延长的磁阻转子31由在与内燃机E的上述4个行程中的一个行程、在本实施方式中为压缩行程或排气行程对应曲柄角范围α(参照图1，α＝180°。)内设于曲柄轴5上的2个磁阻转子31a、31b构成，即由作为第1被检测部的第1磁阻转子31a和在曲柄轴5正转时的旋转方向R上在第1磁阻转子31a的后方以预定的曲柄角范围(即预定的相位差)θ2的间隔离开的、作为第2被检测部的第2磁阻转子31b构成。

第1、第2磁阻转子31a、31b分别在成为活塞3的上止点前的位置的第1曲柄角范围θ1以及第2曲柄角范围θ3内设置，并设定第2曲柄角范围θ3比第1曲柄角范围大。第2磁阻转子31b位于比第1磁阻转子31a更接近上止点的位置上。并且，磁阻转子31配置于将曲柄角范围α(或一个行程)4等分时的最靠近上止点的范围内，更详细地说，是大致配置于8等分时的最靠近上止点的范围内。

第1、第2磁阻转子31a、31b在旋转方向R上通过拾取器32时，拾取器32检测第1磁阻转子31a的前端和后端的相位，以及第2磁阻转子31b的前端和后端的相位，分别产生作为与曲柄轴5的相位对应的检测信号的上升脉冲P1、下降脉冲P2、上升脉冲P3以及下降脉冲P4。

各脉冲P1、P2、P3、P4产生的相位上的曲柄轴5的角速度ω，作为在旋转方向R上相邻的P1、P2，P2、P3，P3、P4之间的平均角速度，根据下式由ECU24、具体地由角速度检测单元33计算。

ω1＝θ1/τ1

ω2＝θ2/τ2

ω3＝θ3/τ3

这里，τ1、T2、τ3分别是两脉冲P1、P2间、两脉冲P2、P3间以及两脉冲P3、P4间的时间。

并且，内燃机旋转速度Ne是曲柄轴5旋转一次时的平均角速度，根据由曲柄角传感器30检测的相位以及由角速度检测单元33检测的角速度ω而由ECU24、具体地由旋转速度检测单元34计算。

这样，作为内燃机状态检测单元的一部分的角速度检测单元33以及旋转速度检测单元34以及变动量检测单元35、各控制单元40～43以及行程判别单元44，也分别作为ECU24的功能，由该ECU24具备。

角速度ω如图2所示，在内燃机E的吸气行程、压缩行程、燃烧/膨胀行程以及排气行程的各行程中变动。具体地说，在吸气行程中，由于产生吸入阻力等抽吸功，角速度ω减少。在压缩行程中，由于产生燃烧空间6内的压力上升引起的压缩阻力，角速度ω大大减少。在燃烧/膨胀行程中，由于产生燃烧引起的能量而使燃烧空间6内的压力上升，角速度ω大大增加。在排气行程中，由于燃烧结束从而角速度ω到达峰值后产生摩擦阻力以及排气引起的排出气体的排出阻力，角速度ω减少。

此外，内燃机旋转速度Ne(图2中由两点点划线表示)一样的情况下，低吸入空气量或低转矩时的角速度ω如图2中实线所示地变化，高吸入空气量或高转矩时的角速度ω如图2中虚线所示地变化，所以吸入空气量越多或者内燃机E产生的转矩越大，角速度ω的变动也就越大。

并且，角速度ω的变动量Δω根据曲柄角传感器30的检测信号由ECU24计算。变动量Δω作为由曲柄角传感器30检测的曲柄轴5的特定相位上的角速度ω-在本实施方式中是在压缩行程中发生脉冲P3时的相位上的角速度ω3-与内燃机旋转速度Ne的差，由下式计算。

Δω＝ω3-Ne        (1)

所以，变动量检测单元35根据由角速度检测单元33检测的角速度ω以及由旋转速度检测单元34检测的内燃机旋转速度Ne来检测变动量Δω。

此外，关于角速度ω的变动量Δω，如图4所示，在内燃机旋转速度Ne一定的情况下，由于变动量Δω与吸入空气量之间存在线性的强相关，所以能够针对每个内燃机旋转速度Ne，根据变动量Δω推定吸入空气量。该变动量Δω能够利用在内燃机旋转速度Ne等的检测中使用的曲柄角传感器30来检测，所以不使用空气流量计或吸气压力传感器就可以进行吸入空气量的检测。

产生角速度ω的变动的内燃机E的转矩变动ΔN，可以利用作为曲柄轴系统的运动方程式的下式表示。另外，转矩的正方向为旋转方向R。

对于由于内燃机E的转矩变动而产生的该变动量Δω，利用下式表示的曲柄轴5系统的运动方程式进行说明。另外，转矩以及角速度ω等的正方向为旋转方向R。

ΔN＝Nc-Nf-Nr＝I·(dω/dt)      (2)

这里，I是曲柄轴系统的等价惯性力矩I；Nc是由燃烧空间6内的压力作用于曲柄轴5的转矩；Nf是摩擦阻力转矩；Nr是行驶阻力转矩，并且，转矩Nc利用燃烧空间6内的压力Pc以下式表示。

Nc＝Pc·(π/4)·D²·r        (3)

Pc＝M·R·T/V          (4)

这里，D是气缸体1a的直径；r是曲柄半径；M是燃烧空间6内的气体质量；R是气体常数；T是气体的绝对温度；V是活塞3与气缸盖2之间的容积。

在式(2)中，向忽略了与转矩Nc相比较小的摩擦阻力转矩Nf以及行驶阻力转矩Nr的近似式中带入式(3)、(4)，从而得到下式。

dω/dt＝(1/I)·(M·R·T/V)·(π/4)·D²·r      (5)

dω/dt是角速度ω的时间微分，可以用微小时间ΔT中的角速度ω的变动量Δω以下式进行近似。

dω/dt＝Δω/Δτ

在式(5)中，[(1/I)·(R/V)·(π/4)·D²·r]由引擎诸元以及物理常数决定，所以在内燃机旋转速度Ne一定时，ΔT变为一定，得到下式。

Δω∝M·T             (6)

因此变动量Δω与气体质量M以及绝对温度T的积成正比。

作为式(6)的变动量Δω，在本实施方式中，在作为上述特定行程的压缩行程中，使用产生脉冲P3的相位处的角速度ω变为角速度ω3时的式(1)的变动量Δω。并且，由于气体质量M能够以吸入空气的质量近似，所以在吸入空气的温度(从而是绝对温度T)一定的情况下，变动量Δω与吸入空气量成正比。并且，这与图4所示的实验结果一致。

变动量检测单元35在压缩行程中，通过检测压缩上止点附近的变动量Δω，来检测与其它曲柄轴5的相位相比变动量Δω大的相位处的变动量Δω，所以能够以更高的精度检测变动量Δω。

另一方面，设置在曲柄角范围α(参照图1)内的磁阻转子31的位置在本实施方式中是压缩上止点前的相位，并且也是排气上止点前的相位，所以为了检测压缩行程中的变动量Δω，需要判别压缩行程以及排气行程。

因此，内燃机E具备行程判别单元44，该行程判别单元44在上述的四个行程中，在作为与设有磁阻转子31的曲柄角范围α对应的多个行程的第1行程以及第2行程中，判别该第1行程(以下简称为“第1行程”)以及该第2行程(以下简称为“第2行程”)中的某一个是作为上述特定行程的压缩行程。在本实施方式中，第1行程是压缩行程以及排气行程中的一个行程，第2行程是压缩行程以及排气行程中的另一个行程。

参照图2，在压缩上止点前的压缩上止点附近，与压缩上止点以外的上止点、即作为非压缩上止点的排气上止点前的排气上止点附近相比，角速度ω以及变动量Δω分别不同，角速度ω小，变动量Δω的绝对值大。此外，压缩上止点前的压缩上止点附近的接近的两个相位之间的角速度ω的变化量(或该变化量的绝对值)大于排气上止点前的排气上止点附近的接近的两个相位之间的角速度ω的变化量(或该变化量的绝对值)。

行程判别单元44利用压缩行程以及排气行程中的角速度ω的变化量(或变化量的绝对值)的这种不同来判别行程。

参照图1、图5，行程判别单元44具备：角速度设定单元45，根据由角速度检测单元33检测的角速度ω来设定磁阻转子31上的前侧相位以及旋转方向R上在前侧相位的后方的后侧相位上的各自角速度ω、即前侧角速度ωf以及后侧角速度ωr；变化量计算单元46，针对作为压缩行程和排气行程中的一个的第1行程以及作为压缩行程和排气行程中的另一个的第2行程，计算作为第1行程中的前侧角速度ωf和后侧角速度ωr之间的第1变化量的角速度差、即减速度Δωs1和作为第2行程中的前侧角速度ωf和后侧角速度ωr之间的第2变化量的角速度差、即减速度Δωs2；以及比较单元47，比较第1减速度Δωs1以及第2减速度Δωs2。

作为上止点附近的互相接近的不同的相位处的角速度ω的前侧角速度ωf以及后侧角速度ωr根据下式由ECU24、具体地是由角速度设定单元45如下设定。

ωf＝ω1或ωf＝ω2或ωf＝(ω1+ω2)/2

ωr＝ω3

因此，前侧角速度ωf仅由第1磁阻转子31a的相位处的角速度ω决定或由第1、第2磁阻转子31a、31b的相位处的角速度ω决定，因此至少利用第1磁阻转子31a的相位处的角速度ω设定。而后侧角速度ωr仅利用第2磁阻转子31b的相位处的角速度ω设定。并且，前侧相位是在曲柄轴5上产生脉冲P1或脉冲P2的相位，后侧相位是在曲柄轴5上产生脉冲P3的相位。

然后，根据前侧角速度ωf以及后侧角速度ωr，根据下式由ECU24、具体地由变化量计算单元46计算减速度Δωs。

Δωs＝ωf-ωr

根据变化量计算单元46计算的第1行程中的减速度Δωs1以及第2行程中的减速度Δωs2，由ECU24、具体地由比较单元47比较两个减速度Δωs1、Δωs2。

主要参照图5说明由行程判别单元44在每一预定时间执行的行程判别的过程。

在步骤S1中，内燃机E运转开始后，根据曲柄角传感器30最初检测的曲柄轴5的相位，由角速度检测单元33检测角速度ω，根据该角速度ω由角速度设定单元45设定第1行程中的前侧角速度ωf1以及后侧角速度ωr1。接下来，在步骤S2中，在曲柄轴5旋转一次后，基于由角速度检测单元33根据曲柄角传感器30检测的曲柄轴5的相位而检测的角速度ω，由角速度设定单元45来设定第2行程中的前侧角速度ωf2以及后侧角速度ωr2。

其后，在步骤S3中，计算第1行程以及第2行程中各自的减速度Δωs1以及减速度Δωs2。接下来，在步骤S4中，由比较单元47比较减速度Δωs1以及减速度Δωs2的大小。然后，在步骤S4中的判断被肯定、减速度Δωs1大于减速度Δωs2时，在步骤S5中判别得到减速度Δωs1的第1行程为压缩行程。而在步骤S4的判断被否定、减速度Δωs2大于减速度Δωs1时，在步骤S6中判别得到减速度Δωs2的第2行程为压缩行程。

这样，通过步骤S4～S6中的处理，根据比较单元47的比较结果判别第1行程以及第2行程中的某一个是压缩行程，在步骤S7中将判别结果向变动量检测单元35、点火控制单元41以及空燃比控制单元40输出。然后，由变动量检测单元35检测压缩行程中的变动量Δω。

参照图1、图6，主要参照图6，说明作为基于压缩行程中的变动量Δω的内燃机运转状态的控制的一例，由点火控制单元41针对每个预定时间执行的点火时期控制。

在步骤S11中，读入由旋转速度检测单元34检测的内燃机旋转速度Ne以及由变动量检测单元35检测的变动量Δω，在步骤S12中，根据行程判别单元44的判别结果来判别压缩上止点。接下来，在步骤S13中，检索以变动量Δω以及内燃机旋转速度Ne为变量的点火时期曲面Mi，设定与变动量Δω(即吸入空气量)以及内燃机旋转速度Ne对应的基本点火时期。

其后，在步骤S14中，根据内燃机旋转速度Ne以及变动量Δω以外的内燃机运转状态，修正基本点火时期。该基本点火时期的修正包括加速修正、温度修正等。

加速修正根据每个循环的变动量Δω的变化量来设定。具体地说，在将本次以及一个循环前的前次的变动量Δω分别设为本次变动量Δω(n)以及前次变动量Δω(n-1)时，利用基于本次变动量Δω(n)以及前次变动量Δω(n-1)之间的变化量而设定的修正值来修正基本点火时期。

此外，温度修正是基于吸入空气温度以及内燃机温度(例如冷却水温度)的修正，利用对应于各温度而设定的修正值来修正基本点火时期。

接下来，在步骤S15中，向点火装置21输出修正后的点火时期，在该点火时期由点火栓21a进行点火。

此外，参照图1，空燃比控制单元40、排气回流控制单元42以及动阀控制单元43根据变动量Δω以及内燃机旋转速度Ne，分别控制从燃料喷射阀20向吸入空气喷射的燃料量(例如燃料喷射时间)、排出气体回流量以及阀动作特性。

这时，空燃比控制单元40根据以变动量Δω以及内燃机旋转速度Ne为变量规定了燃料量的燃料量曲面Mf来控制燃料喷射阀20，进而基于根据行程判别单元44的判别结果决定的压缩上止点来设定喷射时期。同样地，排气回流控制单元42根据以变动量Δω以及内燃机旋转速度Ne为变量规定了回流控制阀22a的开度的排气回流曲面Me来控制回流控制阀22a，动阀控制单元43根据以变动量Δω以及内燃机旋转速度Ne为变量对应于阀提起量或开闭时期规定了阀特性可变机构23a的致动器的动作位置的动阀曲面Mv来控制该致动器。

由此，内燃机E在不具备空气流量传感器以及吸气压力传感器的情况下进行基于与吸入空气量对应的点火时期、燃料量、排出气体回流量以及阀动作特性的内燃机E的运转状态的控制。并且，点火时期、燃料量、排出气体回流量以及阀动作特性的各控制的控制量通过分别检索以变动量Δω以及内燃机旋转速度Ne为变量的曲面Mf、Mi、Me、Mv来设定，所以该控制量的设定变得容易。

接下来，说明如上构成的实施方式的作用以及效果。

内燃机E的行程判别单元44具备：角速度设定单元45，设定磁阻转子31上的前侧相位以及在旋转方向R上在该前侧相位的后方的后侧相位上的各自的前侧角速度ωf以及后侧角速度ωr；变化量计算单元46，在内燃机E的一个循环中的4个行程中，将与曲柄角范围α对应的压缩行程以及排气行程中的一个设为第1行程、另一个设为第2行程时，计算第1行程中的前侧角速度ωf1与后侧角速度ωr1之间的第1减速度Δωs1和第2行程中的前侧角速度ωf2与后侧角速度ωr2之间的第2减速度Δωs2；以及比较单元47，比较第1减速度Δωs1以及第2减速度Δωs2。通过根据比较单元47的比较结果来判别第1行程以及第2行程中的某一个为作为特定行程的压缩行程，从而该行程判别单元44在成为该特定行程的判别对象的第1行程以及第2行程中，根据这些各行程中的前侧角速度ωf1、ωf2以及后侧角速度ωr1、ωr2的减速度Δωs1、Δωs2来判别特定行程，所以能够实现成本削减，并且在发生第1、第2行程中的相同的曲柄轴5的相位处的角速度ω的反转现象的运转时，也可以确实地判别作为特定行程的压缩行程。其结果，基于由角速度检测单元33根据曲柄角传感器30的检测信号检测的角速度ω来判别作为上述4个行程中的特定行程的压缩行程的行程判别单元44的行程判别精度提高。

并且，第1行程是压缩行程以及排气行程中的一个行程，第2行程是压缩行程以及排气行程中的另一个行程，行程判别单元44将形成第1减速度Δωs1以及第2减速度Δωs2中较大的减速度的行程判别为作为特定行程的压缩行程，从而利用前侧角速度ωf1、ωf2以及后侧角速度ωr1、ωr2间的减速度Δωs1、Δωs2，能够在压缩行程以及排气行程中判别压缩行程。

磁阻转子31由第1磁阻转子31a和在旋转方向R上在第1磁阻转子31a的后方的第2磁阻转子31b构成，前侧角速度ωf至少根据第1磁阻转子31a的角速度ω来设定，后侧角速度ωr基于第2磁阻转子31b的角速度ω来设定，从而曲柄角传感器30的磁阻转子31由设定前侧角速度ωf的第1磁阻转子31a以及设定后侧角速度ωr的第2磁阻转子31b构成，所以能通过简单的结构得到用于计算各减速度Δωs1、Δωs2的前侧角速度ωf1、ωf2以及后侧角速度ωr1、ωr2。

内燃机E具备检测曲柄轴5的角速度ω的变动量Δω的变动量检测单元35和根据由变动量检测单元35检测的变动量Δω来控制内燃机运转状态的控制单元40～43，行程判别单元44将形成第1减速度Δωs以及第2减速度Δωs中绝对值较大的变化量的行程判别为作为特定行程的压缩行程，变动量检测单元35通过检测压缩行程中的变动量Δω，在根据角速度ω的变动量Δω来控制内燃机运转状态的内燃机E中，由变动量检测单元35检测作为该变动量Δω大的行程的压缩行程中的变动量Δω。其结果，能在吸入空气量变化的宽范围的整个运转区域中，以高精度检测变动量Δω，因此基于变动量Δω的内燃机运转状态的控制精度得到提高。

以下，对于变更了上述实施方式的一部分结构的实施方式，就变更了的结构进行说明。

设有曲柄角传感器30的曲柄轴5的相位可以是压缩行程以及排气行程以外的行程中的相位，从而第1行程以及第2行程可以是压缩行程以及排气行程以外的行程。此外，上述特定行程可以是压缩行程以外的行程。

在行程判别单元44中，除了减速度Δωs(或变化量)以外，也可以比较第1、第2行程中的同一相位上的角速度ω的大小，根据减速度Δωs及角速度ω两者的比较判别上述特定行程。

比较单元47除了减速度Δωs以外，也可以互相比较变化量或角速度差的绝对值。

各控制单元进行的内燃机运转状态的控制中使用的变动量Δω也可以是压缩行程以外的行程中的变动量。

内燃机可以搭载在车辆以外的机械上。

Claims (5)

1.一种内燃机，具有：

曲柄角传感器，检测曲柄轴的相位；角速度检测单元，根据所述曲柄角传感器的检测信号检测所述曲柄轴的角速度；以及行程判别单元，根据由所述角速度检测单元检测的所述角速度判别一个循环中的多个行程中的特定行程，

所述内燃机的特征在于，

所述曲柄角传感器由在与所述多个行程中的一个行程对应的曲柄角范围内设置在所述曲柄轴上的被检测部、和检测所述被检测部的相位的检测部构成，

所述行程判别单元具有：

角速度设定单元，设定所述被检测部上的前侧相位以及在所述曲柄轴的旋转方向上在所述前侧相位的后方的后侧相位上的各自的所述角速度、即所述前侧角速度以及所述后侧角速度；

变化量计算单元，在所述多个行程中针对与所述曲柄角范围对应的第1行程以及第2行程，计算所述第1行程中的所述前侧角速度与所述后侧角速度之间的第1变化量和所述第2行程中的所述前侧角速度与所述后侧角速度之间的第2变化量；以及

比较单元，比较所述第1变化量以及所述第2变化量，

根据所述比较单元的比较结果，判别所述第1行程以及所述第2行程中的某一个是所述特定行程。

2.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，

所述被检测部由第1被检测部和在所述旋转方向上在所述第1被检测部的后方的第2被检测部构成；

所述前侧角速度根据所述第1被检测部上的角速度设定，所述后侧角速度根据所述第2被检测部上的角速度设定。

3.根据权利要求1或2所述的内燃机，其特征在于，

所述第1行程是压缩行程以及排气行程中的一个行程，所述第2行程是所述压缩行程以及所述排气行程中的另一个行程；

所述第1变化量以及所述第2变化量分别是第1减速度以及第2减速度；

所述行程判别单元将形成所述第1减速度以及所述第2减速度中较大的减速度的行程判别为作为所述特定行程的所述压缩行程。

4.根据权利要求3所述的内燃机，其特征在于，

具备检测所述角速度的变动量的变动量检测单元和根据由所述变动量检测单元检测的所述变动量来控制内燃机运转状态的控制单元；

所述行程判别单元将形成所述第1变化量以及所述第2变化量中绝对值较大的变化量的行程判别为所述特定行程；

所述变动量检测单元检测所述特定行程中的所述变动量。

5.根据权利要求1或2所述的内燃机，其特征在于，

具备检测所述角速度的变动量的变动量检测单元和根据由所述变动量检测单元检测的所述变动量来控制内燃机运转状态的控制单元；

所述行程判别单元将形成所述第1变化量以及所述第2变化量中绝对值较大的变化量的行程判别为所述特定行程；

所述变动量检测单元检测所述特定行程中的所述变动量。

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