CN104061105B - 火花点火式内燃机 - Google Patents

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Abstract

一种火花点火式内燃机。通过学习值修正基础缸内容积，以计算经过修正的缸内容积。给出经过修正的缸内容积的曲柄角和基础曲柄角之间的差被计算为“曲柄角修正值”，并且通过曲柄角修正值和反馈修正值来修正基础点火正时。在前次燃烧中燃烧比变为设定比的曲柄角时的缸内容积被计算为“前次缸内容积VFp”，计算前次缸内容积VFp相对于前次燃烧的所述基础缸内容积VBp的差ΔVFp，并且基于缸内容积差ΔVFp差更新所述学习值ΔVL。

Description

火花点火式内燃机
技术领域
本发明涉及一种火花点火式内燃机。
背景技术
本技术领域已知一种内燃机的点火正时控制系统，所述点火正时控制系统使用内燃机运转状态作为基础来计算基础点火正时，计算用于修正基础点火正时使得由爆震传感器检测到的爆震程度变为目标值的反馈修正值，并且通过反馈修正值和学习值来修正基础点火正时（参见日本专利公报No.2011-256725A）。在控制中，反馈修正值稳定地偏离基准值不是优选的。因此，在日本专利公报No.2011-256725A中，将反馈修正值相对于基准值的稳定差设定为学习值，并且通过反馈修正值和学习值来修正基础点火正时。结果，防止反馈修正值稳定地偏离基准值。
在日本专利公报No.2011-256725A中，与发动机运转状态相关地设定学习值，所述发动机运转状态通过发动机负荷和发动机转速确定。
发明内容
然而，爆震程度取决于燃烧状态。影响燃烧状态的发动机参数不仅限于发动机负荷和发动机转速。例如，在机械压缩比能够变化的内燃机中，如果机械压缩比发生变化，则燃烧状态发生变化，所以爆震程度发生变化。为此，在机械压缩比能够变化的内燃机中，即使使用日本专利公报No.2011-256725A中描述的学习值来控制点火正时，爆震程度也易于无法保持在目标程度。在进气门的关闭正时也能够发生变化的内燃机中，如果进气门的关闭正时发生变化，则爆震程度发生变化，所以可能会发生类似的问题。
如果在考虑机械压缩比或进气门的关闭正时（即，考虑内燃机的构造）的情况下设定学习值，则能够解决这个问题。然而，参照易于影响爆震的所有参数来设定学习值是及其困难且不切实际的。
根据本发明，提供了一种火花式点火内燃机，所述火花式点火内燃机使用内燃机运转状态作为基础来计算基础点火正时，计算用于修正基础点火正时使得由爆震传感器检测到的爆震程度变为目标程度的反馈修正值，计算作为“基础曲柄角”的在假定以所述基础点火正时执行燃烧时燃烧比变为预定的设定比的曲柄角以及作为“基础缸内容积”的在所述基础曲柄角处的缸内容积，通过学习值修正所述基础缸内容积以便计算修正的缸内容积，计算作为“修正的曲柄角”的获得所述修正的缸内容积的曲柄角，计算作为“曲柄角修正值”的所述修正的曲柄角与所述基础曲柄角的差，并且通过所述反馈修正值和所述曲柄角修正值修正所述基础点火正时，所述火花点火式内燃机计算作为“前次缸内容积”的在前次燃烧中燃烧比变为设定比的曲柄角处的缸内容积，计算在前次燃烧时所述前次缸内容积与所述基础缸内容积的差，并基于所述差更新所述学习值。
通过下面结合附图给出的对本发明的优选实施例的描述，可以更完全地理解本发明。
附图说明
在所述附图中：
图1是火花点火式内燃机的整体图。
图2是可变压缩比机构的分解透视图。
图3A和图3B是示意性示出的内燃机的侧视剖视图。
图4是示出了可变气门正时机构的视图。
图5是示出了进气门和排气门的提升量的视图。
图6是示出了基础点火正时SAP的映射的视图。
图7是解释了计算反馈修正值的方法的时间图。
图8是示出了计算反馈修正值的程序的流程图。
图9是解释了点火正时的差和燃烧比变为50%的曲柄角的差之间的关系的视图。
图10是示出了曲柄角修正值ΔCAC和缸内容积修正值ΔVC的关系的视图。
图11是基础缸内容积VB的映射的视图。
图12是示出了缸内容积、曲柄角和机械压缩比ε之间的关系的视图。
图13是解释了缸内容积变化量的差的视图。
图14是示出了学习值ΔVL的变化的时间图。
图15是解释了计算学习值ΔVL的方法的视图。
图16A和图16B是示出了修正值Δvd1和Δvd2的映射的视图。
图17是点火正时控制程序的流程图。
图18是学习值计算程序的流程图。
图19A和图19B是示出了修正值rd1、rd2的映射的视图。
图20是示出了干扰系数“r”的映射的视图。
图21是根据本发明的另一个实施例的点火正时控制程序的流程图。
图22是根据本发明的另一个实施例的学习值计算程序的流程图。
具体实施方式
图1是火花点火式内燃机的侧视剖视图。
参照图1，1指代曲轴箱，2指代气缸体，3指代气缸盖，4指代活塞，5指代燃烧室，6指代火花塞，所述火花塞布置在燃烧室5的顶部中心处，7指代进气门，8指代进气口，9指代排气门，10指代排气口。进气口8通过进气流道11联接到稳压罐12。在每个进气流道11处，燃料喷射器13布置成用于向对应的进气口8喷射燃料。需要注意的是，燃料喷射器13也可以布置在每个燃烧室5中，而不是布置在每个进气流道11处。
稳压罐12通过进气管道15与空气滤清器15相连。在进气管道14内部，布置有由致动器16驱动的节气门17和使用例如热线（hotwire）的进气量检测器18。另一方面，排气口10通过排气歧管19连接到催化转化器20，所述催化转化器20例如具有内置其中的三效催化剂。在排气歧管19内部，布置有空燃比传感器21。此外，气缸体2设置有爆震传感器22，用于检测爆震程度。
另一方面，在图1示出的实施例中，在曲轴箱1和气缸体2的连接部分处设置有可变压缩比机构A，所述可变压缩比机构A能够沿着气缸轴向方向改变曲轴箱1和气缸体2的相对位置，以便改变机械压缩比。而且，能够控制进气门70的关闭正时的可变气门正时机构B设置用于控制实际供给到燃烧室5的进气量。需要注意的是，机械压缩比定义为活塞处于压缩下死点时的缸内容积与活塞处于压缩上死点时的缸内容积的比。
电子控制单元30由数字计算机构成。所述电子控制单元30设置有通过双向总线31相互连接的部件，例如ROM（只读存储器）32、RAM（随机存取存储器）33、CPU（微处理器）34、输入端口35和输出端口36。进气量检测器18的输出信号、空燃比传感器21的输出信号和爆震传感器22的输出信号分别通过的对应的AD转换器37输入到输入端口35。此外，加速踏板40连接到负荷传感器41，所述负荷传感器41产生与加速踏板40的下压量L成比例的输出电压。负荷传感器41的输出电压通过对应的AD转换器37输入到输入端口35。另外，输入端口35连接到曲柄角传感器42，所述曲柄角传感器42在每次曲柄轴旋转例如30°时产生输出脉冲。另一方面，输出端口36通过对应的驱动电路38连接到火花塞6、燃料喷射器13、用于驱动节气门的致动器16、可变压缩比机构A和可变气门正时机构B。
图2是在图1中示出的可变压缩比机构A的分解透视图，而图3A和图3B是图解的内燃机的侧视剖视图。参照图2，在气缸体2两侧的底部处，相互间隔开地形成多个突出部50。在这些突出部50内部，形成有圆形横截面形状的凸轮插入孔51。另一方面，在曲轴箱1的顶部表面处，形成多个突出部52，所述突出部52相互间隔开并且装配在对应的突出部50之间。在这些突出部52内部，也形成有圆形横截面的凸轮插入孔53。
如图2所示，设置有一对凸轮轴54和55。在这些凸轮轴54和55上，每隔一个位置紧固有一个插入到凸轮插入孔53中的圆形凸轮56。这些圆形凸轮56与凸轮轴54和55的旋转轴线共轴。另一方面，如图3A和图3B所示，在每个圆形凸轮56的两侧，偏心轴57相对于凸轮轴54和55的轴线偏心布置地延伸。其它圆形凸轮58以可旋转的方式偏心地附接在这些偏心轴57上。如图2所示，这些圆形凸轮58布置在各个圆形凸轮56之间。这些圆形凸轮58可旋转地插入到对应的凸轮插入孔53中。
如果使紧固在凸轮轴54和55上的圆形凸轮56沿着图3A中的实线箭头所示的彼此相反的方向从如图3A所示的状态旋转，则偏心轴57朝向底部中心运动，因此，如图3A中的虚线箭头所示，圆形凸轮58沿着与圆形凸轮56相反的方向在凸轮插入孔53中旋转。当偏心轴57运动到图3B所示的底部中心时，圆形凸轮58的中心运动到偏心轴57的下方。
如将从图3A和图3B的对比中可以理解的那样，曲轴箱1和气缸体2的相对位置通过圆形凸轮56的中心和圆形凸轮58的中心之间的距离确定。圆形凸轮56的中心和圆形凸轮58的中心之间的距离越大，气缸体2与曲轴箱1间隔开的距离越大。如果气缸体2运动远离曲轴箱1，则燃烧室5在活塞4定位在压缩上死点时的容积增大。因此，通过旋转凸轮轴54和55，能够改变燃烧室2的在活塞4定位在压缩上死点时的容积。如图2所示，为了使凸轮轴54和55沿着相反的方向旋转，驱动电动机59的轴形成有螺旋方向相反的一对蜗杆61和62。与这些蜗杆61和62相啮合的蜗轮63和64紧固到凸轮轴54和55的端部。在这个实施例中，通过操作驱动电动机59，能够在较宽的范围内改变燃烧室5在活塞4定位在压缩上死点时的容积。需要注意的是，图1至图3B中示出的可变压缩比机构A是一个示例。能够使用任何类型的可变压缩比机构。
另一方面，图4示出了可变气门正时机构B，所述可变气门正时机构B附接到凸轮轴70的端部，用于驱动图1中的进气门7。参照图4，这种可变气门正时机构B设置有：正时带轮71，所述正时带轮71通过发动机的曲柄轴经由正时皮带驱动而沿着箭头方向旋转；圆柱形壳体72，所述圆柱形壳体72与正时带轮71一起旋转；轴73，所述轴73能够相对于凸轮轴70旋转并且能够与凸轮轴70一起并旋转以驱动进气门，并且能够相对于圆柱形壳体72旋转；多个分隔壁74，所述分隔壁74从圆柱形壳体72的内周延伸至轴73的外周；和叶片75，所述叶片75在分隔壁74之间从轴73的外周延伸到圆柱形壳体72的内周。
工作油供给控制阀78控制工作油向液压室76和77的供给。这个工作油供给控制阀78设置有：液压口79和80，所述液压口79和80分别连接到液压室76和77；从液压泵81排出的工作油的供给口82；一对排出口83和84；和控制上述口79、80、82、83和84的连接/断开的滑阀85。
当用于驱动进气门的凸轮轴70的凸轮相提前时，滑阀85被驱动而运动到图4的右侧，从供给口82供给的工作油经由液压口79供给到用于提前的液压室76，并且用于延迟的液压室77内部的工作油从排出口84排出。这时，轴73被驱动而沿着箭头方向相对于圆柱形壳体72旋转。
与此相反，当用于驱动进气门的凸轮轴70的凸轮相延迟时，滑阀85被驱动而运动到图4的左侧，从供给口82供给的工作油经由液压口80供给至用于延迟的液压室77，并且从排出口83排出用于提前的液压室76内部的工作油。这时，轴73被驱动而沿着与箭头相反的方向相对于圆柱形壳体72旋转。
当驱动轴73相对于圆柱形壳体72旋转时，如果滑阀85返回到图4中示出的中性位置，则使轴73的相对旋转操作停止，并将轴73保持在那时的相对旋转位置。因此，能够使用可变气门正时机构B使用于驱动进气门的凸轮轴70的凸轮相提前和延迟期望的量。
在图5中，实线示出了可变气门正时机构B使用于驱动进气门的凸轮轴70的凸轮相提前最多时的情况，而虚线示出了可变气门正时机构B使用于驱动进气门的凸轮轴70的凸轮相延迟最多时的情况。因此，能够在图5中的实线示出的范围和虚线示出的范围之间自由地设定进气门7的打开时间间隔。因此，也可以将进气门7的关闭正时设定为处于图5中的箭头C示出的范围内的任何曲柄角。
图1和图4中示出的可变气门正时机构B示出了一个示例。例如，能够使用仅能够改变进气门的关闭正时而同时保持进气门的打开正时不变的可变气门正时机构和多种其它类型的可变气门正时机构。
在根据本发明的实施例中，例如，实施以下循环。即，当发动机负荷高于第一设定负荷时，执行这样的循环，其中，通过在控制节气门开度的同时将机械压缩比保持在预定压缩比或更小并且将进气门的关闭正时保持在接近吸气下死点的一侧来控制进气量。当发动机负荷低于第一设定负荷并且高于第二设定负荷（其设定成低于第一设定负荷）时，执行这样的循环，其中，通过在控制进气门的关闭正时的同时将机械压缩比保持在预定压缩比或更高（例如，保持在最大的机械压缩比）并且保持节流阀全开来控制进气量。当发动机负荷低于第二设定负荷时，执行这样的循环，其中，通过在控制节气门开度的同时将机械压缩比保持在预定压缩比或者高并且将进气门的关闭正时保持在远离吸气下死点的一侧来控制进气量。
现在，在根据本发明的实施例中，由以下公式（1）来计算点火正时SAF：
SAF=SAB+ΔCAFB+ΔCAC…（1）
在公式（1）中，SAB表示基础点火正时，ΔCAFB表示反馈修正值，ΔCAC表示曲柄角修正值。
基础点火正时SAB是在发动机状态处于基准状态时使爆震程度为目标程度所需的点火正时，并且所述基础点火正时SAB以图6中示出的映射的形式作为发动机运转状态（例如，发动机负荷L和发动机转速Ne）的函数事先存储在ROM32中。需要注意的是“基准状态”指的是影响爆震程度的参数（例如进气温度、发动机冷却水温度、形成在燃烧室的内壁上的沉积物的量、和诸如辛烷值的燃料特性）均处于它们的对应的基准值的状态。
反馈修正值ΔCAFB用于在由爆震传感器22检测到的爆震程度变为目标程度时修正基础点火正时SAB。在不需要修正时，反馈修正值ΔCAFB被设定为基准值零。
即，如图7所示，如果在时间ta1爆震程度KLV变得大于目标程度TKLV的上限值KLVU，则增大反馈修正值ΔCAFB。即，点火正时SAF延迟。接下来，如果在时间ta2爆震程度KLV变为目标程度TKLV，则保持反馈修正值ΔCAFB。接下来，如果在时间ta3爆震程度KLV变得小于目标程度TKLV的下限值KLVL，则减小反馈修正值ΔCAFB。即，点火正时SAF提前。接下来，如果在时间ta4爆震程度KLV变为目标程度TKLV，则保持反馈修正值ΔCAFB。
图8示出了用于计算反馈修正值ΔCAFB的程序。通过每隔一特定时间段中断来执行这个程序。
参照图8，在步骤101，判断爆震程度KLV是否大于上限值KLVU。当KLV＞KLVU时，则程序进行到步骤102，在步骤102中，反馈修正值ΔCAFB增加一恒定值dFB。与此相反，当KLV≤KLVU时，程序进行到步骤103，在步骤103中，判断爆震程度KLV是否小于下限值KLVL。当KLV＜KLVL时，程序进行到步骤104，在步骤104中，反馈修正值ΔCAFB减小一特定值dFB。与此相反，当KLV≥KLVL时，结束处理循环。即，保持反馈修正值ΔCAFB。
另一方面，曲柄角修正值ΔCAC是将稍后解释的缸内容积修正值ΔVC转换为曲柄角的转换值。当不需要修正时，曲柄角修正值ΔCAC被设定为基准值零。
就这一点而言，图9示意性示出了当通过点火正时SAX实施燃烧时的燃烧周期X。在此时，燃烧比变为预定的设定比的曲柄角通过CA50X示出。在根据本发明的这个实施例中，该设定比为50%。此外，示意性示出了当由点火正时SAY执行燃烧时的燃烧周期Y。在此时，燃烧比变为50%的曲柄角通过CA50Y示出。在图9示出的示例中，在燃烧周期X、Y，点火正时之间的差为ΔSA（=SAY－SAX），并且燃烧比变为50%的曲柄角之间的差为ΔCA50（=CA50Y－CA50X）。
在根据本发明的这个实施例中，假设点火正时的差ΔSA和燃烧比变为50%的曲柄角的差ΔCA50彼此相等。因此，例如，如果点火正延迟恒定的曲柄角ΔCA，则燃烧比变为50%的曲柄角也延迟该恒定的曲柄角ΔCA。换言之，为了使燃烧比变为50%的曲柄角延迟恒定的曲柄角ΔCA，使点火正时延迟ΔCA就足够了。
需要注意的是，如果用P和V表示任意曲柄角的缸内压力和缸内容积、用P0和V0表示燃烧开始时的缸内压力和缸内容积、用Pf和Vf表示燃烧结束时的缸内压力和缸内容积并且用κ表示比热比，则通过以下公式（2）表示燃烧比（%）。
燃烧比（%）=（P·Vκ－P0·V0κ）/（Pf·Vfκ－P0·V0κ）·100…（2）
接下来，参照图10，将解释在根据本发明的实施例中用于修正点火正时的控制。
在根据本发明的这个实施例中，首先，如果把在假设通过基础点火正时SAB实施燃烧时（即，在假设不实施修正时）燃烧比变为50%的曲柄角称作“基础曲柄角CA50B”，则计算对应于基础曲柄角CA50B的缸内容积作为“基础缸内容积VB”。基础缸内容积VB作为发动机运转状态（例如发动机负荷L和发动机转速Ne）的函数以图11中示出的映射的形式事先存储在ROM32中。
接下来，修正基础缸内容积VB，以计算经过修正的缸内容积VC。
另一方面，由基础缸内容积VB和机械压缩比ε计算基础曲柄角CA50B。此外，由经过修正的缸内容积VC和机械压缩比ε计算作为“经过修正的曲柄角CA50C”的用于获得经过修正的缸内容积VC的曲柄角。在根据本发明的这个实施例中，曲柄角CA、缸内容积V、和机械压缩ε之间的关系以图12中示出的映射的形式事先存储在ROM32中。
接下来，计算经过修正的曲柄角CA50C与基础曲柄角CA50B的差ΔCAC（ΔCAC=CA50C－CA50B）。这个差ΔCAC是将基础缸内容积VB改变为经过修正的缸内容积VC所需的曲柄角，并且这个差ΔCAC被设定为上述曲柄角修正值ΔCAC。
即，为了将基础缸内容积VB修正为经过修正的缸内容积VC，通过曲柄角修正值ΔCAC修正基础曲柄角CA50B。为了用曲柄角修正值ΔCAC修正基础曲柄角CA50B，用曲柄角修正值ΔCAC修正基础点火正时SAB。
这样，在根据本发明的这个实施例中，修正基础缸内容积VB。这样作是出于以下原因。即，发明人认识到在燃烧周期期间爆震程度与缸内容积高度相关。因此，为了精确地控制爆震程度，必须在燃烧周期内精确地控制缸内容积。另一方面，如图13所示，通过使曲柄角改变恒定值dCA获得的缸内容积的变化量根据改变前的曲柄角而有所不同。即，当曲柄角接近压缩上死点TDC时，即，当曲柄角较小时，缸内容积改变相对小的量dVS，而当曲柄角远离压缩上死点TDC时，即，当曲柄角较大时，缸内容积改变相对大的量dVL。为此，如果仅通过曲柄角dCA修正点火正时VB，则当基础点火正时SAB较小时，缸内容积的变化量较小，而当基础点火正时SAB较大时，缸内容积的变化量最终变得较大。结果，难以在燃烧周期内将缸内容积保持在将爆震程度保持在目标程度的缸内容积。
因此，在根据本发明的这个实施例中，计算经过修正的缸内容积VC，计算作为“曲柄角修正值ΔCAC”的将基础点火正时SAB变为经过修正的缸内容积VC所需的曲柄角，并且使用曲柄角修正值ΔCAC来修正基础点火正时SAB。
在根据本发明的实施例中，通过以下方式计算经过修正的缸内容积VC。即，首先，计算缸内容积修正值ΔVC。接下来，由以下公式（3）计算经过修正的缸内容积VC。
VC=VB＋ΔVC…（3）
在根据本发明的实施例中，由以下公式（4）计算缸内容积修正值ΔVC。
ΔVC=ΔVL＋ΔVD…（4）
在公式（4）中，ΔVL表示学习值，而ΔVD表示干扰修正值。
学习值ΔVL用于补偿不能从导致发动机状态偏离基准状态的干扰中单独地判断出的干扰，例如，形成在燃烧室内部的壁表面上的沉积物数量和燃料特性。当不需要修正时，其被设定为基准值零。另一方面，干扰修正值ΔVD用于补偿能够通过传感器等从导致发动机状态偏离基准状态的干扰中检测出的干扰，例如，进气温度和发动机冷却水温度。当不需要修正时，其被设定为基准值零。
更新学习值ΔVL，使得反馈修正值ΔCAFB不会大幅度偏离基准值。即，如图14所示，如果在时间tb1反馈修正值ΔCAFB变得大于可允许范围AR的上限值ARU，则以逐步的方式增大学习值ΔVL，并且反馈修正值ΔCAFB以逐步的方式恢复为基准值。另一方面，如果在时间tb2反馈修正值ΔCAFB变得小于可允许范围AR的下限值ARL，则以逐步的方式减小学习值ΔVL，并且反馈修正值ΔCAFB以逐步的方式恢复为基准值。如果这样作，则可以防止反馈修正值ΔCAFB大幅度偏离基准值并且可以提高可控性。
接下来，参照图15，将解释计算学习值ΔVL的方法。参照图15，示出了前次燃烧的基础缸内容积VBp、前次燃烧的基础曲柄角CA50Bp、前次燃烧的燃烧比变为50%的曲柄角CA50Fp、和前次燃烧的在曲柄角CA50Fp处燃烧比变为50%的缸内容积（即，前次缸内容积VFp）。此外，在图15中，ΔCAFp示出了前次燃烧的燃烧比变为50%的曲柄角CA50Fp与前次燃烧的基础曲柄角CA50Bp的差（ΔCAFp=CA50Fp－CA50Bp），而ΔVFp示出了前次缸内容积VFp与前次燃烧的基础缸内容积VBp之间的差（ΔVFp=VFp－VBp）。
在前次燃烧中，通过反馈修正值ΔCAFB和曲柄角修正值ΔCAC修正基础点火正时SAB。因此，通过曲柄角差ΔCAFp修正基础曲柄角CA50Bp。如果将曲柄角差ΔCAFp转换成缸内容积差，则其变为缸内容积差ΔVFp。即，在前次燃烧中，为了将爆震程度保持在目标程度，必须通过缸内容积差ΔVFp修正基础缸内容积VBp。
因此，在根据本发明的这个实施例中，将这个缸内容积差ΔVFp设定成为学习值ΔVL。结果，能够通过学习值ΔVL稳定地对基础缸内容积VB进行修正。
通过如下方式计算缸内容积差ΔVFp。即，将前次燃烧的曲柄角差ΔCAFp存储为前次燃烧的反馈修正值ΔCAFB和曲柄角修正值ΔCAC的和。将前次燃烧的曲柄角差ΔCAFp加入到前次燃烧的基础曲柄角CA50Bp中，以计算在前次燃烧中燃烧比变为50%的曲柄角CA50Fp（CA50Fp=CA50Bp＋ΔCAFp）。接下来，通过使用图12的映射来计算对应于曲柄角CA50Fp的缸内容积VFp。然后，计算缸内容积差ΔVFp（ΔVFp=VFp－VBp）。
另一方面，例如由以下公式（5）计算干扰修正值ΔVD。
ΔVD=Δvd1+Δvd2…（5）
修正值Δvd1是补偿进气温度偏离形成上述基准状态的基准进气温度的偏移量的修正值，而修正值Δvd2是补偿发动机冷却水温度THW偏离构成上述基准状态的基准水温的偏移量的修正值。这些修正值Δvd1和Δvd2以图16A和图16B所示的映射的形式作为转换成缸内容积的差的值事先存储在ROM32中。需要注意的是，通过附接到进气管道14的进气温度传感器检测进气温度Ta，而由附接到气缸体2的水温传感器检测发动机冷却水温度THW。在另一个实施例中，还可以考虑形成基准状态的其它参数，例如发动机润滑剂温度。
图17示出了在根据本发明的实施例中控制点火正时的程序。通过每隔一定时间段中断来执行所述程序。
参照图17，在步骤201中，通过使用图6的映射计算基础点火正时SAB。在接下来的步骤202中，执行用于计算反馈修正值ΔCAFB的程序。在图8中示出了该程序。在接下来的步骤203中，通过使用图11的映射计算基础缸内容积VB。在接下来的步骤204中，读取学习值ΔVL。通过图18中示出的程序更新学习值ΔVL。在接下来的步骤205中，通过使用图16A和图16B的映射计算修正值Δvd1、Δvd2，并且计算干扰修正值ΔVD（ΔVD=Δvd1+Δvd2）。在接下来的步骤206中，计算缸内容积修正值ΔVC（ΔVC=ΔVL+ΔVD）。在接下来的步骤207中，计算经过修正的缸内容积VC（VC=VB+ΔVC）。在接下来的步骤208中，通过使用图12的映射计算基础曲柄角CA50B。在接下来的步骤209中，通过使用图12的映射计算经过修正的曲柄角CA50C。在接下来的步骤210中，计算曲柄角修正值ΔCAC（ΔCAC=CA50C－CA50B）。在接下来的步骤211中，计算点火正时SAF（SAF=SAB+ΔCAC+ΔCAFB）。在接下来的步骤212中，通过点火正时SAF实施点火动作。在接下来的步骤213中，将本程序中的基础缸内容积VB和基础曲柄角CA50B存储为前次燃烧的基础缸内容积VBp和基础曲柄角CA50B。此外，将当前程序中的修正值的总和存储为前次燃烧的曲柄角差ΔCAFp（ΔCAFp=ΔCAFB+ΔCAC）。
图18示出了在根据本发明的实施例中用于更新学习值ΔVL的程序。通过每隔一定时间段中断来执行这个程序。
参照图18，在步骤301中，判断反馈修正值ΔCAFB是否处于可允许范围AR内。当反馈修正值ΔCAFB处于可允许范围AR内时，则结束处理循环。即，保持反馈修正值ΔCAFB。与此相反，当反馈修正值ΔCAFB处于可允许范围AR之外，则接下来程序进行到步骤302，在所述步骤302中，读取前次燃烧的基础缸内容积VBp。在接下来的步骤303中，读取前次燃烧的曲柄角差ΔCAFp。在接下来的步骤304中，计算前次燃烧的曲柄角CA50Fp（CA50Fp=CA50Bp+ΔCAFp）。在接下来的步骤305中，由图12的映射计算对应于曲柄角CA50Fp的缸内容积VFp。在接下来的步骤306中，计算缸内容积差ΔVFp（ΔVFp=VFp－VBp）。在接下来的步骤307中，将缸内容积差ΔVFp设定为学习值ΔVL。在接下来的步骤308中，反馈修正值ΔCAFB恢复为基准值零。
因此，在根据本发明的实施例中，计算基础点火正时SAB，计算反馈修正值ΔCAFB，计算基础曲柄角CA50B和基础缸内容积VB，并且通过学习值ΔVL修正基础缸内容积VB，由此计算经过修正的缸内容积VC，计算经过修正的曲柄角CA50C，计算曲柄角修正值ΔCAC，并且通过反馈修正值ΔCAFB和曲柄角修正值ΔCAC修正基础点火正时SAB。此外，计算前次缸内容积VFp，计算缸内容积差ΔVFp，并且将缸内容积差ΔVFp用作更新学习值ΔVL的基础。
就这一点而言，如以下公式（6）中所示的那样，能够使用缸内容积差ΔVFp表示参照图15解释的前次缸内容积VFp。
VFp=VBp+ΔVFp…（6）
在上述实施例中，将缸内容积差ΔVFp设定为学习值ΔVL。在这种情况下，可以认为已经用缸内容积差形式的学习值ΔVL替代了缸内容积差ΔVFp。
与此相反，如果使用缸内容积的变化率RL（=ΔVFp/VBp），则能够如以下公式（7）所示的那样表示前次缸内容积VFp。
VFp=VBp·（1+RL）…（7）
另一方面，可以考虑利用上述干扰修正值ΔVD以缸内容积差形式来补偿能够由传感器等检测到的干扰。
然而，也能够由缸内容积变化率形式的干扰修正值来补偿能够由传感器等检测到的干扰。如果用RD表示这种情况下的干扰修正值，则由例如以下公式（8）计算干扰修正值RD。
RD=rd1·rd2…（8）
修正值rd1是补偿进气温度偏离形成基准状态的基准进气温度的偏离量的修正值，而修正值rd2是补偿发动机冷却水温度THW偏离形成基准状态的上述基准水温的偏离量的修正值。这些修正值rd1和rd2以图19A和19b中示出的映射的形式作为转换成缸内容积变化率的值事先存储在ROM32中。
这样一来，如果将缸内容积变化率RL设定为学习值并且使用干扰修正值RD，则能够由以下公式（9）来计算经过修正的缸内容积VC。
VC=VB·（1+RL）·（1+RD）…（9）
在这种情况下，可以认为已经用缸内容积变化率形式的学习值RL替代了缸内容积差ΔVFp。然而，这种情况下的学习值RL不是基于缸内容积差，而是基于缸内容积变化率来更新。与此相反，在图1至图18示出的实施例中，学习值ΔVL不是基于缸内容积变化率，而是根据缸内容积差来更新。
接下来，将解释根据本发明的另一个实施例。在这个根据本发明的另一个实施例中，由以下公式（10）计算经过修正的缸内容积VC。
VC=（VB+ΔVLd）·（1+RLf）·（1+RD）…（10）
ΔVLd表示缸内容积差形式的学习值，而RLf表示缸内容积变化率形式的学习值。ΔVLd和RLf通过使用干扰系数“r”（0≤r≤1）由以下公式（11）和（12）计算。
ΔVLd=ΔVFp·r…（11）
RLf=ΔVFp·（1－r）…（12）
在这种情况下，可以认为图15中示出的缸内容积差ΔVFp的一部分已经由缸内容积差形式的学习值ΔVLd所替代，而缸内容积差ΔVFp的其余部分已经由缸内容积变化率形式的学习值RLf所替代。
根据本发明人，已经证实了的是，为了补偿形成在燃烧室内侧的壁表面上的沉积物的量，优选的是使用缸内容积差形式的学习值ΔVLd，而为了补偿诸如辛烷值的燃料特性，优选的是使用缸内容积变化率形式的学习值RLf。这是因为如果形成在燃烧室内侧的壁表面上的沉积物的量发生变化，则缸内容积将改变沉积物的变化量并且沉积物的变化量不取决于基础缸内容积。另一方面，如果燃料特性发生变化，则缸内容积自身将不发生变化，然而，影响爆震程度的缸内温度和缸内压力将发生变化。缸内温度和缸内压力的变化量取决于基础缸内容积。因此，在根据本发明的另一个实施例中，使用两个学习值ΔVLd、RLf。结果，能够可靠地将爆震程度保持在目标程度。
干扰系数“r”以图20中示出的映射的形式作为发动机运转状态（例如，发动机负荷L和发动机转速Ne）的函数事先存储在ROM32中。
图21示出了在根据本发明的另一个实施例中用于控制点火正时的程序。通过每隔一定时间段中断来执行所述程序。
参照图21，在步骤201中，通过使用图6的映射计算基础点火正时SAB。在接下来的步骤202中，执行用于计算反馈修正值ΔCAFB的程序。在图8中示出了该程序。在接下来的步骤203中，通过使用图11的映射计算基础缸内容积VB。在接下来的步骤204a中，读取学习值ΔVLd、RLf。通过图22中示出的程序更新学习值ΔVLd、RLf。在接下来的步骤205a中，通过使用图19A和19B的映射计算修正值rd1、rd2，并且计算干扰修正值RD（RD=rd1·rd2）。在接下来的步骤207a中，计算经过修正的缸内容积VC（VC=（VB+ΔVLd）·（1+RLf）·（1+RD））。在接下来的步骤208中，通过使用图12的映射计算基础曲柄角CA50B。在接下来的步骤209中，通过使用图12的映射计算经过修正的曲柄角CA50C。在接下来的步骤210中，计算曲柄角修正值ΔCAC（ΔCAC=CA50C－CA50B）。在接下来的步骤211中，计算点火正时SAF（SAF=SAB+ΔCAC+ΔCAFB）。在接下来的步骤212中，通过点火正时SAF实施点火动作。在接下来的步骤213中，将当前程序中的基础缸内容积VB和基础曲柄角CA50B存储为前次燃烧的基础缸内容积VBp和基础曲柄角CA50B。此外，将当前程序的修正值的总和存储为前次燃烧的曲柄角差ΔCAFp（ΔCAFp=ΔCAFB+ΔCAC）。
图22示出了根据本发明的另一个实施例的用于更新学习值ΔVL的程序。通过每隔一定时间段中断来执行所述程序。
参照图22，在步骤301中，判断反馈修正值ΔCAFB是否处于可允许范围AR内。当反馈修正值ΔCAFB处于可允许范围AR内时，结束处理循环。即，保持反馈修正值ΔCAFB。与此相反，当反馈修正值ΔCAFB处于可允许范围AR之外时，接下来程序进行至步骤302，在所述步骤302中，读取前次燃烧的缸内容积VBp。在接下来的步骤303中，读取前次燃烧的曲柄角差ΔCAFp。在接下来的步骤304中，计算前次燃烧的曲柄角CA50Fp（CA50Fp=CA50Bp+ΔCAFp）。在接下来的步骤305中，由图12的映射计算对应于曲柄角CA50Fp的缸内容积VFp。在接下来的步骤306中，计算缸内容积差ΔVFp（ΔVFp=VFp－VBp）。在接下来的步骤307a中，通过使用图20的映射计算干扰系数“r”。在接下来的步骤307b中，计算缸内容积差形式的学习值ΔVLd（ΔVLd=ΔVFp·r）。在接下来的步骤307c中，计算缸内容积变化率形式的学习值RLf（RLf=ΔVFp·（1－r））。在接下来的步骤308中，反馈修正值ΔCAFB恢复到基准值零。
以这种方式，在根据本发明的另一个实施例中，根据缸内容积差和缸内容积变化率来更新学习值。
无论内燃机构造如何，本发明均能够可靠地将爆震程度保持在目标程度。
尽管参照为了阐释的目的而选择的具体实施例描述了本发明，但是显而易见的是，本领域技术人员在不背离本发明的基本概念和范围的前提下能够对本发明做出多种修改。
本申请要求日本申请No.2013-060523的权益，该申请的全部内容在此以引用方式并入到本发明中。

Claims (4)

1.一种火花点火式内燃机，所述火花点火式内燃机使用内燃机运转状态作为基础，来计算基础点火正时，计算用于修正所述基础点火正时使得由爆震传感器检测到的爆震程度变为目标程度的反馈修正值，计算作为基础曲柄角的在假定以所述基础点火正时执行燃烧时燃烧比变为预定的设定比的曲柄角以及作为基础缸内容积的在所述基础曲柄角处的缸内容积，通过学习值修正所述基础缸内容积以便计算修正的缸内容积，计算作为修正的曲柄角的获得所述修正的缸内容积的曲柄角，计算作为曲柄角修正值的所述修正的曲柄角与所述基础曲柄角的差，并且通过所述反馈修正值和所述曲柄角修正值修正所述基础点火正时，所述火花点火式内燃机计算作为前次缸内容积的在前次燃烧中燃烧比变为设定比的曲柄角处的缸内容积，计算在前次燃烧时所述前次缸内容积与所述基础缸内容积的差，并基于所述在前次燃烧时所述前次缸内容积与所述基础缸内容积的差更新所述学习值。
2.根据权利要求1所述的火花点火式内燃机，其中，基于所述在前次燃烧时所述前次缸内容积与所述基础缸内容积的差和在所述前次燃烧时所述前次缸内容积相对于所述基础缸内容积的变化率，更新所述学习值。
3.根据权利要求1所述的火花点火式内燃机，其中，当所述反馈修正值落在容许范围内时，保持所述学习值；并且，当所述反馈修正值落在所述容许范围之外时，更新所述学习值。
4.根据权利要求1所述的火花点火式内燃机，其中，所述设定比为50%。
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