CN102678423A - 发动机的点火时间设定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种点火时间设定装置，该点火时间设定装置基于准确的推断发动机负荷来设定避开了爆震发生负荷区域的适当的点火时间。包括用于发生与曲柄角度相对应的曲柄脉冲的脉冲发生器(PC)，曲柄角速度变动量计算部件(412)基于曲柄脉冲间隔计算曲柄角速度变动量(Δω)。发动机负荷推断部件(413)根据曲柄角速度变动量(Δω)推断指示平均有效压力(IMEP)。点火时间决定部件(414)具有用于与所推断出的指示平均有效压力(IMEP)和发动机温度、发动机转速相应地决定点火提前角量的点火时间控制映射。

Description

发动机的点火时间设定装置
技术领域
本发明涉及一种点火时间设定装置，特别是涉及一种能够高精度地辨别爆震(knocking)发生界限、将点火时间设定为避开发生爆震并维持更高的发动机效率的提前角量的点火时间设定装置。
背景技术
运输设备用汽油发动机为了谋求改善油耗、减少排气污染物等，期望总是在最佳的点火时间运转。在这种情况下，若为了提高热效率而增大压缩比，则存在发生爆震的问题。在最近的汽车用发动机中，在各气缸中配备爆震传感器来进行避开发生爆震的周密的点火时间控制。但是，这样的传感系统由于价格昂贵，因此通常无法广泛地用于运输设备用汽油发动机。
在专利文献1中提出了一种发动机的负荷检测装置，其包含根据曲轴的旋转变动来检测发动机的负荷、与该检测出的负荷相应地使点火时间提前或滞后的技术。在该负荷检测装置中，将吸入空气量的大小视为负荷的大小。具体地讲，不使用进气管负压传感器、节气门开度传感器，而利用曲轴的旋转变动来求出该吸入空气量的大小。采用该技术，不使用昂贵的传感系统，在负荷减少了时能够使点火时间前进至与负荷相应的爆震发生界限，因此，能够期待在适当的点火时间运转发动机。
专利文献1：日本特开平4-60151号公报
但是，根据空燃比、点火时间的不同，存在发动机的负荷与吸入空气量不成比例的情况。因而，在与吸入空气量的相关上看发动机负荷时，存在用专利文献1所述的负荷检测装置难以高精度地辨别爆震发生界限、进而使点火时间提前这样的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够高精度地辨别爆震发生区域，避开该爆震区域地设定适当的点火时间的发动机的点火时间设定装置。
为了达到上述目的，本发明的第1特征在于，该点火时间设定装置包括：脉冲发生器，其用于发生与发动机的曲柄角度相对应的曲柄脉冲；曲柄角速度变动量计算部件，其用于基于上述曲柄脉冲间隔计算曲柄角速度变动量；发动机负荷推断部件，其用于根据上述曲柄角速度变动量推断指示平均有效压力；点火时间决定部件，其用于与上述推断出的指示平均有效压力和发动机的状态相应地决定点火提前角量。
另外，本发明的第2特征在于，该点火时间设定装置包括发动机温度检测部件，上述点火时间决定部件为了基于作为上述发动机状态的发动机转速和上述推断出的指示平均有效压力来检索点火时间，而具有针对每发动机温度设定的点火时间控制映射(map)，输入由上述发动机温度检测部件检测出的发动机温度，从针对每一上述发动机温度设定的映射中选择一个。
另外，本发明的第3特征在于，上述曲柄角速度变动量计算部件基于发动机的压缩上止点附近的曲柄脉冲计算第1曲柄角速度，并基于发动机的膨胀下止点附近的曲柄脉冲计算第2曲柄角速度，用上述第2曲柄角速度减去上述第1曲柄角速度来计算曲柄角速度变动量。
另外，本发明的第4特征在于，上述发动机负荷推断部件是将仅进行在压缩行程至膨胀行程发生的正的指示功的指示平均有效压力作为发动机负荷来推断的部件。
另外，本发明的第5特征在于，上述脉冲发生器用于检测自与曲轴同步旋转的转子向外周方向突出的磁阻分配头(reluctor)而发生曲柄脉冲，上述曲柄角速度变动量计算部件基于发动机的压缩上止点附近的曲柄脉冲计算第1曲柄角速度，并基于与用于计算第1曲柄角速度的磁阻分配头相关地输出的曲柄脉冲计算重叠顶部上止点附近的第2曲柄角速度，用上述第2曲柄角速度减去上述第1曲柄角速度来计算曲柄角速度变动量。
另外，本发明的第6特征在于，上述发动机负荷推断部件是将进行1整个循环的指示功的指示平均有效压力作为发动机负荷来推断的部件。
另外，本发明的第7特征在于，上述点火时间控制映射被设定为，根据用推断出的指示平均有效压力除以预先设定的满负荷时的指示平均有效压力而得到的发动机负荷率和发动机转速来检索点火时间。
采用具有第1～第7特征的本发明，根据曲柄角速度变动量推断作为发动机负荷的指示平均有效压力，能够利用该推断出的指示平均有效压力高精度地推断负荷来决定点火时间，因此，能够避开爆震发生负荷区域地设定适当的点火时间。
采用具有第2特征的本发明，设定多个利用发动机转速和推断出的发动机负荷决定点火时间的点火时间控制映射，因此，能够更加准确地判断爆震发生负荷区域。
采用具有第5特征的本发明，即使在批量生产公差范围内磁阻分配头的宽度、配置间隔发生偏差的情况下，也能够防止由偏差导致负荷推断精度降低而设定适当的点火时间。
采用具有第7特征的本发明，通过使用量纲为1的负荷率，能够与根据发动机转速而与指示平均有效压力的比例常数发生变化相对应地适当地设定点火时间。
附图说明
图1是表示含有本发明的一实施方式的点火时间设定装置的发动机控制装置的系统结构的框图。
图2是具有多个磁阻分配头的曲柄脉冲发生器转子的一例子的主视图。
图3是用发动机转速与表示负荷的指示扭矩的关系，表示发动机低温时的爆震发生负荷区域的图。
图4是用发动机转速与表示负荷的指示扭矩的关系，表示发动机高温时的爆震发生负荷区域的图。
图5是表示以往的点火时间检索映射的例子的图。
图6是表示每种大气条件下的指示平均有效压力与爆震发生负荷区域的关系的图。
图7是表示1个循环中的曲柄脉冲和曲柄角速度ω的变动的关系的时间图。
图8是表示与单一的磁阻分配头相关的曲柄脉冲与曲柄角速度ω的变动的关系的时间图。
图9是表示与多个磁阻分配头相关的曲柄脉冲与曲柄角速度ω的变动的关系的时间图。
图10是表示设定为与单一的磁阻分配头相关的曲柄脉冲在跨过压缩上止点和重叠顶部(overlap top)上止点的位置被输出的例子中的曲柄脉冲与曲柄角速度ω的变动的关系的时间图。
图11是表示将空燃比作为参数的曲柄角速度变化量与进行1整个循环的指示功的指示平均有效压力的相关关系的实验结果的图。
图12是表示将发动机润滑油温度作为参数的曲柄角速度变化量与进行1整个循环的指示功的指示平均有效压力的相关关系的实验结果的图。
图13是表示设置在点火时间决定部的点火时间检索映射的一例子的图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的较佳实施方式。图1是表示含有本发明的一实施方式的点火时间设定装置的发动机控制装置的系统结构的框图。
参照图1，在4循环单气缸发动机5的气缸10的上部安装有缸盖8。发动机5可以具有可变气门正时(VVT：Variable Valve Timing)机构。VVT机构基于ECU50的驱动指令使未图示的控制电动机工作，由此变更进气门IV和排气门EV的气门正时。随着气门正时的变更，气门升程量也发生变化。由VVT机构引起的气门正时的可变状态，由检测控制电动机的旋转角等的传感器19被传递到ECU50。
在发动机5的曲轴1上安装有曲柄脉冲发生器转子2。曲柄脉冲发生器转子2由与曲轴1同步旋转的转子3、及自该转子3向外周方向突出的磁阻分配头4构成。磁阻分配头4具有在转子3的周向上跨过规定的角度范围的宽度B(例如30°)。与转子3的外周相对地设有电磁拾波器式的脉冲发生器PC。脉冲发生器PC在有磁阻分配头4的位置输出接通信号，在没有磁阻分配头4的位置输出断开信号。即，根据脉冲发生器PC的接通信号检测磁阻分配头4的旋转方向前端，根据断开信号检测其后端。检测信号即曲柄脉冲输入到ECU50中。曲柄脉冲发生器转子2以使磁阻分配头4位于上止点附近的方式定位安装在曲轴1上。
另外，作为曲柄脉冲发生器转子2，也可以使用具有多个磁阻分配头的曲柄脉冲发生器转子。图2是具有多个磁阻分配头的曲柄脉冲发生器转子的主视图。在图2中，安装有与曲轴1同步旋转的曲柄脉冲发生器转子2a。在转子3的外周上，除了1处缺齿部(没有磁阻分配头4a的部分)H之外，以等间隔(例如30°间隔)配置有多个磁阻分配头4a。脉冲发生器PC将磁阻分配头4a的前端和后端的检测信号输入到ECU50中。在使用图2所示的曲柄脉冲发生器转子2a的情况下，仅使用与利用脉冲发生器PC检测的前端和后端相对应地输出的曲柄脉冲中的一个，因此，图2中的磁阻分配头4a的宽度B1小于图1所示的磁阻分配头4的宽度B即可。
返回到图1，在进气管11的一端部安装有用于过滤进气的空气滤清器箱16。在空气滤清器箱16的内部设有进气温度传感器17和大气压传感器18。在进气管11上还安装有用于测量吸入空气量的空气流量传感器15、用于检测节气门13的旋转角度的节气门开度传感器14、及用于检测进气压力的进气压传感器20。
并且，在气缸10中设有用于检测发动机5的温度的温度传感器21，在燃烧室的上部设有点火装置9。在节气门13的下游侧的进气管11上配设有燃烧喷射阀12。在排气管6上安装有氧浓度传感器7。在点火装置9中例如可以设置压电元件型的缸内压传感器。
ECU50包括点火控制部41和点火装置驱动部39。点火控制部41由角速度计算部411、角速度变动量计算部412、发动机负荷推断部413和点火时间决定部414构成。角速度计算部411用于基于输入的上述脉冲发生器PC的检测信号为接通的时间的长度，来计算发动机5的压缩上止点处的第1曲柄角速度ω10、及曲轴1自压缩上止点旋转360°(即，旋转1周)后的位置即重叠顶部上止点处的第2曲柄角速度ω20。
角速度变动量计算部412用于计算第1曲柄角速度ω10与第2曲柄角速度ω20的差即曲柄角速度变动量Δω360。发动机负荷推断部413基于曲柄角速度变动量Δω360来推断指示平均有效压力IMEPNET。
点火时间决定部414用于检索将推断出的指示平均有效压力IMEPNET和发动机的状态中的至少发动机转速及发动机温度作为参数的映射，决定点火时间(提前角量)。决定了的点火时间输入到点火装置驱动部39中，点火装置驱动部39在遵照了输入的点火时间指示的点火时间，向点火装置9供给点火信号。
这些点火控制部41和点火装置驱动部39能够利用微型计算机的程序来实现，ECU50具有用于执行该程序的微型计算机。这样，ECU50具有这样的功能，即，基于曲柄角速度变动量Δω360来控制点火时间，进行抑制发动机旋转变动的控制。
对能够基于负荷决定点火时间的理由进行说明。图3及图4是用发动机转速Ne与表示负荷的指示扭矩的关系，表示爆震发生负荷区域的图。其是指示了最佳点火时间(MBT)作为点火时间的情况。图3是刚刚启动之后等、发动机温度比较低时的关系，图4表示发动机温度比较高的情况的例子。
如图3所示，发动机温度较低时，即使在发动机转速Ne较低的情况下，爆震发生负荷区域也停留在指示扭矩为满负荷附近的狭窄区域中，可以说是整体难以发生爆震的状态。另一方面，如图4所示，发动机温度较高时，在发动机转速Ne较低的情况下，爆震发生区域扩展至指示扭矩为满负荷的一半左右的区域，可知在温度较高时，即使在低转速且低负荷的情况下，也易于发生爆震。因此，只要有检测负荷和发动机温度的手段，就能够推测爆震发生负荷区域，也能够决定用于避开该爆震发生负荷区域的点火时间。另外，表示负荷的指示扭矩若与排气量无关地一般化，则成为指示平均有效压力。
以往，作为检测负荷的手段，采用了使用与容积效率相关的节气门开度Th的方法。图5是表示以往的点火时间检索映射的例子的图。该以往技术的映射被设定为，使用节气门开度Th，将发动机转速Ne和节气门开度Th作为参数地决定点火时间(提前角量)IG。如由该图可理解的那样，在相同的发动机转速下，作为负荷的节气门开度Th越变大，能够付与越大的提前角量。
但是，若用节气门开度Th代表负荷，则在以下方面存在不良。虽然节气门开度Th与容积效率相关，但由于实际上吸入到发动机中的空气质量根据空气密度而变化，因此，即使是相同的节气门开度Th，根据大气条件(气温、气压、湿度等)的不同，指示平均有效压力也会变化。
图6是表示每种大气条件下的指示平均有效压力与爆震发生负荷区域的关系的图，线MBT是发动机转速和发动机温度恒定的情况下的最佳点火时间。如图6所示，即使在节气门开度Th为100％(全开)这样的相同条件的情况下，低气压、高气温的大气条件(B)下的指示平均有效压力IMEP(b)也低于高气压、低气温的大气条件(A)下的指示平均有效压力IMEP(a)。
这样，在节气门全开时作为指示平均有效压力IMEP(b)的大气条件(B)下，即使付与提前至最佳点火时间MBT附近的点火时间，也能够实质上避开爆震发生负荷区域。期望避开爆震发生负荷区域、并沿着最佳点火时间MBT像线L那样地设定点火时间。在这样地设定了点火时间的情况下，对于指示平均有效压力IMEP(a)、(b)分别取得点火时间IGa、IGb。即，能够选择与由指示平均有效压力IMEP(a)、(b)表示的每种大气条件的负荷状态相应的提前角量。
但是，在以往技术中，由于利用节气门开度Th推断负荷，因此，只要节气门开度Th相同，点火时间IG就是固定的。例如在大气条件(A)的情况下，点火时间IG避开爆震发生负荷区域地付与IGa，只要节气门开度Th不变，即使在变为大气条件(B)的情况下，也维持该点火时间IGa。
但是，在大气条件(B)下，像指示平均有效压力IMEP(b)表示的那样，事实上的负荷降低了，留有能够使点火时间IG提前至点火时间IGb的余地。由于点火时间IGa是比点火时间IGb大幅滞后的控制，因此会损害燃烧效率。
由此可知，只要能够与指示平均有效压力IMEP相应地决定点火时间，就不会受到大气条件的影响，因此可知，相比于与节气门开度Th相应的点火时间控制，能够避开发生爆震、并在更接近最佳点火时间MBT的点火时间IG进行点火控制。
接着，说明曲柄角速度的变化量与指示平均有效压力IMEP的关系。图7是表示1个循环中的曲柄脉冲和曲柄角速度ω的变动的关系的时间图。
在图7中，曲轴1的角速度ω是由曲轴的可变扭矩引起而以发动机转速Ne为中心地根据发动机的1个循环即压缩、膨胀、排气及进气这4个行程周期性地变动。最小角速度ω0在压缩上止点TDC附近出现，最大角速度ω1在膨胀行程结束时即排气上止点BDC附近(曲柄角150°～180°)出现。
具体地讲，在压缩行程中，由气缸内压的上升所引起的压缩阻力导致曲柄角速度ω减小。另一方面，在膨胀行程中，由于燃烧所引起的气缸内压的上升而产生曲柄旋转能量，由此导致曲柄角速度ω转而增加。在压缩行程中降低至最小值ω0的曲柄角速度ω，在膨胀行程即将结束时到达最大曲柄角速度ω1。之后，利用发动机内的机械摩擦阻力、排气行程中已燃气体的排出阻力、进气行程中的吸入阻力等泵做功，使曲柄角速度ω持续降低，再次到达进气行程、压缩行程。
根据这样的曲柄角速度ω的变动，在压缩上止点TDC附近检测到的最小曲柄角速度ω0小于平均发动机转速Ne。另一方面，在膨胀行程即将结束时(膨胀下止点BDC)检测到的最大曲柄角速度ω1大于平均发动机转速Ne。最小曲柄角速度ω0与最大曲柄角速度ω1的差Δω如后所述地代表对发动机5的负荷。
利用下式1求出膨胀行程中的旋转能量的上升量ΔE(焦耳)。ΔE＝1/2×Ie×(ω12-ω02)......式1。在此，Ie是曲轴系惯性矩(kg·m2)。
若是利用发动机的燃烧做功，则也能够利用下式2求出该能量上升量ΔE。ΔE＝IMEP×Vs......式2。在此，IMEP是指示平均有效压力，Vs是发动机的排气量。
另外，式1的右边能够转换为下式3。1/2×(ω12-ω02)＝(ω1-ω0)×1/2×(ω1+ω0)......式3。
膨胀行程区间的曲柄角速度的变化量Δω用(ω1-ω0)定义。另外，由于式3的右边与循环平均的角速度ω即转速Ne大致一致，因此能够以下式4近似表示。1/2×(ω1+ω0)＝Ne......式4。发动机转速的单位是rad/sec。
根据式1～式4，曲柄角速度的变化量Δω用下式5表示。Δω＝(IMEP×Vs)/(Ie×Ne)......式5。即，曲柄角速度Δω与指示平均有效压力IMEP和排气量Vs成比例，与发动机转速Ne和曲轴系惯性矩成反比例。
上述点火控制部41的发动机负荷推断部413具有这样的功能，即，利用式5，根据曲柄角速度的变化量Δω计算出代表负荷的指示平均有效压力IMEP。
这样，发动机的负荷即能量上升量ΔE，用曲柄角速度的变化量Δω代表，但存在磁阻分配头的加工精度、脉冲发生器PC的安装精度等实际设备测量中的各种各样的偏差要素。为了排除该偏差要素的影响，使用相同的磁阻分配头求出曲柄角速度的变化量Δω。
即，最小曲柄角速度ω0由在压缩上止点TDC附近检测到的第1曲柄角速度ω10替代，而最大曲柄角速度ω1由在曲轴自压缩上止点TDC旋转360°后的位置即重叠顶部上止点OLP附近检测到的第2曲柄角速度ω20替代。由此，用从第1曲柄角速度ω10到第2曲柄角速度ω20的增量，即跨过膨胀行程和排气行程的曲柄角360°下的曲柄角速度变化量Δω360定义曲柄角速度的变化量Δω。
图8是表示具有单一的磁阻分配头4的曲柄脉冲发生器转子2的曲柄脉冲与曲柄角速度ω的变动的关系的时间图。曲柄角速度ω在膨胀行程的开始位置即压缩上止点TDC附近成为最小值ω0，在膨胀行程即将结束时(大致距TDC为150°的位置)成为最大值ω1。而且，曲柄角速度ω在排气行程中逐渐降低，并在刚刚进入到进气行程之后急剧降低。之后，在压缩行程的中间部之前，曲柄角速度ω都大致维持在比发动机的平均转速低的值，从压缩行程的后半段开始朝向最小值ω0降低。
在图8所示的例子中，检测磁阻分配头4的前端和后端而自脉冲发生器PC输出的曲柄脉冲中的、与后端相对应的曲柄脉冲与即将到达压缩上止点TDC之前(例如即将到达10°跟前)相对应地，设定了曲柄脉冲发生器转子2的位置。因而，曲柄脉冲在即将到达压缩上止点TDC之前产生，也会在发动机旋转1周之后也就是即将到达重叠顶部上止点OLP之前产生。而且，将各位置的曲柄脉冲的宽度作为该位置的曲柄角速度ω即第1曲柄角速度ω10和第2曲柄角速度ω20来检测，它们的增量Δω360作为曲柄角度变化量来计算。
另一方面，在图8中，与1个磁阻分配头4所对应的曲柄脉冲相应地，表示了使用图2所示的具有多个磁阻分配头4a的曲柄脉冲发生器转子2a的曲柄脉冲的以往的曲柄角速检测位置。以往，使用曲柄脉冲发生器转子2a，基于跨过压缩上止点TDC的两个曲柄脉冲和距压缩上止点TDC为150°的位置的两个曲柄脉冲，利用最小曲柄角速度ω0和最大曲柄角速度ω1求出曲柄角速度的变化量Δω。即，使用分别由不同的磁阻分配头产生的曲柄脉冲。
图9是表示具有多个磁阻分配头4a的曲柄脉冲发生器转子2a的曲柄脉冲与曲柄角速度ω的变动的关系的时间图。在图9中，分别使用来自在多个磁阻分配头4a中的、在即将到达压缩上止点TDC之前和即将到达重叠顶部上止点OLT之前的位置得到的两个磁阻分配头4a的曲柄脉冲，求出第1曲柄角速度ω10和第2曲柄角速度ω20。
在该例子中，由于将多个磁阻分配头4a中的两个共用于检测第1曲柄角速度ω10和第2曲柄角速度ω20，因此，能够与使用具有单一磁阻分配头4的曲柄脉冲发生器转子2的情况同样地排除批量生产公差范围内的尺寸偏差的影响。
另外，在压缩上止点TDC附近、重叠顶部上止点OLT附近求出曲柄角速度ω10、ω20的情况下，也可以将曲柄脉冲发生器转子2a的位置设定为使两个曲柄脉冲跨过压缩上止点TDC、重叠顶部上止点OLT。
图10是表示1个循环中的曲柄脉冲与曲柄角速度ω的变动的关系的时间图，是表示将曲柄脉冲发生器转子2的位置设定为使两个曲柄脉冲跨过压缩上止点TDC、重叠顶部上止点OLT的例子的图。在图10所示的例子中，第1曲柄角速度ω10是与最小曲柄角速度ω0大致相同的值。
另外，考虑到从排气行程刚刚过渡到进气行程之后的曲柄角速度ω的急剧降低，优选在紧接重叠顶部上止点OLT之后的稍前求出曲柄角速度ω。
另外，曲柄角速度的变化量Δω与指示平均有效压力IMEP成比例，但通常指示平均有效压力IMEP仅仅与在压缩行程至膨胀行程区间定义的燃烧产生的正的做功相关。若将仅与正的做功相关的指示平均有效压力作为指示平均有效压力IMEPGROSS，则在使用相同的磁阻分配头的情况下，可以认为角速度变化量Δω360与考虑到不仅是在膨胀行程而是在发动机一个循环中的做功的指示平均有效压力IMEPNET成比例。因此，本发明人等实验调查了发动机1个循环中的角速度变化量Δω360与进行1整个循环的指示功的指示平均有效压力IMEPNET的相关关系。
图11是表示将空燃比A/F作为参数的曲柄角速度变化量Δ360与进行1整个循环的指示功的指示平均有效压力IMEPNET的相关关系的实验结果的图。而且是发动机以恒定速度旋转的情况。
图12是表示将发动机润滑油温度作为参数的曲柄角速度变化量Δω360与进行1整个循环的指示功的指示平均有效压力IMEPNET的相关关系的实验结果的图。而且是发动机以恒定速度旋转的情况。
如由图11、图12所示的实验结果能够理解的那样，确认了：1个循环的曲柄角速度变化量Δ360与指示平均有效压力IMEPNET的相互关系，无论空燃比A/F、发动机润滑油温度如何都是恒定的。由此可确认，曲柄角速度变化量Δ360不依赖于吸入空气量、发动机润滑油温度，而与指示平均有效压力IMEPNET相关。
因而，根据能够利用第1曲柄角速度ω10与第2曲柄角速度20的差分即曲柄角速度变化量Δω360取得的指示平均有效压力IMEPNET，能够推断发动机的负荷。
图13是表示设置在点火时间决定部414中的点火时间检索映射的一例子的图。映射是针对每一发动机温度设置的。在该例子中，设有发动机的低温度区、中温度区和高温度区的3种映射M(A)、M(B)、M(C)，但该温度划分的划分数能够任意地设定。各映射设定为根据发动机转速Ne和负荷(表示负荷的指示平均有效压力IMEPNET)求出点火时间IG。另外，由于负荷和指示平均有效压力IMEPNET的比例常数针对每个发动机转速Ne都不同，因此，通过用指示平均有效压力IMEPNET除以其最大值即满负荷条件时的值IMEPmax而定义为量纲为1的负荷率LR。
各映射被设定为，负荷率LR是相对于“1.0”越小的值，与相同的发动机转速Ne下的负荷率LR相对应的点火时间IG越向提前角侧变化。
如上所述，采用本实施方式，基于曲柄角速度变动量Δω取得与负荷存在相关的指示平均有效压力IMEPNET，决定基于该指示平均有效压力IMEPNET的点火时间，因此，能够准确地辨别爆震发生负荷区域而将点火时间设定得更靠提前角侧。
本发明在使用相同的磁阻分配头的情况下利用进行良好的1整个循环的做功的指示平均有效压力IMEPNET来推断负荷，但在利用仅进行正的做功的指示平均有效压力IMEPGROSS推断负荷的情况下，也能够同样地应用。
附图标记说明
1、曲轴；2、曲柄脉冲发生器转子；3、转子；4、磁阻分配头；5、发动机；6、排气管；9、点火装置；39、点火装置驱动部；41、点火控制部；412、角速度变动量计算部；413、发动机负荷推断部；414、点火时间决定部。

Claims (7)

1.一种点火时间设定装置，其特征在于，该点火时间设定装置包括：
脉冲发生器(PC)，其用于发生与发动机(5)的曲柄角度相对应的曲柄脉冲；
曲柄角速度变动量计算部件(412)，其用于基于所述曲柄脉冲间隔计算曲柄角速度变动量(Δω)；
发动机负荷推断部件(413)，其用于根据所述曲柄角速度变动量(Δω)推断指示平均有效压力(IMEP)；
点火时间决定部件(414)，其用于与所述推断出的指示平均有效压力(IMEP)和发动机的状态相应地决定点火提前角量。
2.根据权利要求1所述的点火时间设定装置，其特征在于，
该点火时间设定装置包括发动机温度检测部件(21)；
所述点火时间决定部件(414)为了基于作为所述发动机状态的发动机转速(Ne)和所述推断出的指示平均有效压力(IMEP)检索点火时间，而具有针对每一发动机温度设定的点火时间控制映射；
输入由所述发动机温度检测部件(21)检测出的发动机温度，从针对每一所述发动机温度设定的映射中选择一个。
3.根据权利要求1或2所述的点火时间设定装置，其特征在于，
所述曲柄角速度变动量计算部件(412)基于发动机(5)的压缩上止点(TDC)附近的曲柄脉冲计算第1曲柄角速度(ω1)，并基于发动机的膨胀下止点(BDC)附近的曲柄脉冲计算第2曲柄角速度(ω2)，用所述第2曲柄角速度(ω2)减去所述第1曲柄角速度(ω1)来计算曲柄角速度变动量(Δω)。
4.根据权利要求3所述的点火时间设定装置，其特征在于，
所述发动机负荷推断部件(413)是将仅进行在压缩行程至膨胀行程发生的正的指示功的指示平均有效压力(IMEPGROSS)作为发动机负荷来推断的部件。
5.根据权利要求1或2所述的点火时间设定装置，其特征在于，
所述脉冲发生器(PC)用于检测自与曲轴(1)同步旋转的转子向外周方向突出的磁阻分配头(4)而发生曲柄脉冲；
所述曲柄角速度变动量计算部件(412)基于发动机(5)的压缩上止点(TDC)附近的曲柄脉冲计算第1曲柄角速度(ω10)；
并且，基于与用于计算第1曲柄角速度(ω1)的磁阻分配头(4)相关地输出的曲柄脉冲计算重叠顶部上止点附近的第2曲柄角速度(ω20)，用所述第2曲柄角速度(ω20)减去所述第1曲柄角速度(ω10)来计算曲柄角速度变动量(Δω)。
6.根据权利要求5所述的点火时间设定装置，其特征在于，
所述发动机负荷推断部件(413)是将进行1整个循环的指示功的指示平均有效压力(IMEPNET)作为发动机负荷来推断的部件。
7.根据权利要求2所述的点火时间设定装置，其特征在于，
所述点火时间控制映射被设定为，根据用推断出的指示平均有效压力(IMEPNET)除以预先设定的满负荷时的指示平均有效压力(IMEPmax)而得到的发动机负荷率(LR)和发动机转速(Ne)来检索点火时间。
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