CN108350839A - 发动机的吸气温度控制装置 - Google Patents

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石井史
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Abstract

电子控制装置(ECU)(50)根据发动机(1)的运转状态来控制流路变更阀(64)，由此使来自外部空气入口(4a)的外部空气、来自高温空气通路(63)的高温空气、或外部空气与高温空气的混合空气选择性地流向吸气通路(4)的下游侧，来控制向发动机(1)导入的吸气的温度。ECU(50)基于吸气温传感器(47)、转速传感器(44)以及吸气压传感器(48)的检测结果来计算MBT点火正时和爆震极限点火正时，在爆震极限点火正时比MBT点火正时超前的情况下，ECU(50)控制流路变更阀(64)，使得向发动机(1)导入高温空气或混合空气来作为吸气，在爆震极限点火正时与MBT点火正时相同或比MBT点火正时滞后的情况下，ECU(50)控制流路变更阀(64)，使得向发动机(1)导入外部空气来作为吸气。

Description

发动机的吸气温度控制装置
技术领域
本发明关于一种对经由吸气通路导入发动机的吸气的温度进行控制的吸气温度控制装置，涉及一种以使不被加热的非加热空气、被加热后的加热空气、或非加热空气与加热空气的混合空气作为吸气选择性地流向发动机的方式构成的发动机的吸气温度控制装置。
背景技术
以往，作为这种技术，例如已知专利文献1中所记载的技术。在该技术中，形成为发动机的吸气通路的中途分支为包括吸气加热通路和吸气冷却通路的两个通路。另外，在比这两个通路靠上游的吸气通路设置用于对通过两个通路的吸气的通过比例进行设定的吸气通路阀。在吸气加热通路设置用于将吸气加热的吸气加热单元。在吸气冷却通路设置用于将吸气冷却的吸气冷却单元。而且，电子控制装置(ECU)控制吸气通路阀，对在通过吸气加热通路和吸气冷却通路之后混合的吸气的温度进行调节。另外，在发动机设置用于检测其爆震的爆震传感器。ECU根据爆震传感器的输出向避免爆震的方向对吸气通路阀进行反馈控制。这是因为若在发动机的暖机完成后继续向发动机引入高温空气则会发生爆震。
专利文献1：日本特开平7-286562号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在专利文献1所记载的技术中，虽然根据爆震传感器的输出向避免爆震的方向对吸气通路阀进行控制，但由于该控制是反馈控制，因此存在吸气通路阀的控制发生延迟的风险。另外，由于爆震传感器的产品偏差等，还存在爆震检测产生误差的情况。因此，存在无法避免爆震而对发动机造成损伤、或为了避免爆震而不得不使点火正时超过必要地滞后从而导致发动机的燃油消耗率差的风险。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供如下一种发动机的吸气温度控制装置：能够在发动机的暖机完成前向发动机导入加热空气或混合空气来作为吸气，由此提高发动机的燃油消耗率和排放性能，并且能够在发动机的暖机完成后预测性地切断加热空气或混合空气，向发动机导入非加热空气来作为吸气，由此避免发动机的爆震。
用于解决问题的方案
(1)为了达成上述目的，本发明的一个方式为发动机的吸气温度控制装置，具备：吸气通路，其用于向发动机导入吸气；非加热空气通路，其用于向吸气通路导入不被加热的非加热空气；加热空气通路，其用于向吸气通路导入被加热后的加热空气；流路变更单元，其用于变更流路，以使来自非加热空气通路的非加热空气、来自加热空气通路的加热空气、或非加热空气与加热空气的混合空气选择性地流向吸气通路的下游侧；以及控制单元，其用于根据发动机的运转状态来控制流路变更单元，所述发动机的吸气温度控制装置使非加热空气、加热空气、或非加热空气与加热空气的混合空气选择性地流向吸气通路的下游侧，来控制向发动机导入的吸气的温度，所述发动机的吸气温度控制装置的特征在于，还具备：燃料供给单元，其用于向发动机供给燃料；点火单元，其用于对包括被供给到发动机的燃料和被导入发动机的吸气的可燃混合气进行点火；吸气性状检测单元，其用于检测流过比流路变更单元靠下游的吸气通路的吸气的性状；转速检测单元，其用于检测发动机的转速；以及负荷检测单元，其用于检测发动机的负荷，其中，控制单元基于吸气性状检测单元、转速检测单元以及负荷检测单元的检测结果，来计算发动机的转矩最大的MBT点火正时和发动机即将发生爆震前的爆震极限点火正时，在爆震极限点火正时比MBT点火正时超前的情况下，控制单元控制流路变更单元，使得向发动机导入加热空气或混合空气来作为吸气，在爆震极限点火正时与MBT点火正时相同或比MBT点火正时滞后的情况下，控制单元控制流路变更单元，使得向发动机导入非加热空气来作为吸气。
根据上述(1)的结构，基于吸气的性状、发动机的转速以及发动机的负荷来计算MBT点火正时和爆震极限点火正时。而且，在爆震极限点火正时比MBT点火正时超前的情况下，控制流路变更单元，使得向发动机导入加热空气或混合空气来作为吸气。因而，在发动机的转矩最大的MBT点火正时的区域中，向发动机导入加热空气或混合空气，因此可燃混合气的雾化得到促进。另一方面，在爆震极限点火正时与MBT点火正时相同或比MBT点火正时滞后的情况下，控制流路变更单元，使得加热空气或混合空气被切断而向发动机导入非加热空气来作为吸气。因而，在发动机接近暖机状态并且爆震极限点火正时与MBT点火正时相同或比MBT点火正时滞后的情况下，预测爆震的发生，代替加热空气或混合空气将非加热空气导入发动机来作为吸气。
(2)为了实现上述目的，在上述(1)的结构中，优选的是：流路变更单元是由电动阀构成的流路变更阀，流路变更单元包括阀体和用于驱动阀体的电动机，阀体设置为以能够在第一位置与第二位置之间切换地配置，并且设置为能够保持在第一位置与第二位置之间的任意的中间位置，其中，该第一位置是向吸气通路仅导入非加热空气的位置，该第二位置是向吸气通路仅导入加热空气的位置，吸气性状检测单元包括吸气温传感器，该吸气温传感器用于检测作为吸气的性状的吸气温度，在爆震极限点火正时比MBT点火正时超前的情况下，控制单元控制流路变更阀，以使由吸气温度传感器检测的吸气温度成为规定的目标吸气温度。
根据上述(2)的结构，除了上述(1)的结构的作用以外，在爆震极限点火正时比MBT点火正时超前的情况下，控制流路变更阀，来将向发动机导入的吸气温度控制为规定的目标吸气温度。因而，能够将吸气温度调整为最适于发动机的运转的温度。
发明的效果
根据上述(1)的结构，在发动机的暖机完成前，向发动机导入加热空气或混合空气来作为吸气，由此能够提高发动机的燃油消耗率和排放性能，在发动机的暖机完成后，预测性地切断加热空气或混合空气，向发动机导入非加热空气来作为吸气，由此能够避免发动机的爆震。
根据上述(2)的结构，除了上述(1)的结构的效果以外，在发动机的暖机完成前，向发动机导入最佳的温度的混合空气来作为吸气，由此能够进一步提高发动机的燃油消耗率和排放性能。
附图说明
图1是表示第一实施方式所涉及的汽油发动机系统的概要结构图。
图2是表示第一实施方式所涉及的、发动机的燃油消耗率相对于吸气温度的关系的曲线图。
图3是表示第一实施方式所涉及的吸气温度控制的内容的流程图。
图4是表示第一实施方式所涉及的、发动机负荷与点火正时之间的关系中的各种点火正时对应曲线的关系的曲线图。
图5是表示第一实施方式所涉及的(a)汽车的车速、(b)吸气温度、(c)爆震极限点火正时和MBT点火正时、(d)流路变更阀的外部空气位置(关闭)与高温空气位置(打开)之间的切换的行为的时序图。
图6是表示第二实施方式所涉及的吸气温度控制的内容的流程图。
图7是表示第二实施方式所涉及的、基于温度校正系数的点火正时校正的状况的曲线图。
图8是表示第二实施方式所涉及的、流路变更阀的开度与吸气温度之间的关系的曲线图。
具体实施方式
<第一实施方式>
下面，参照附图来详细地说明将本发明中的发动机的吸气温度控制装置具体化了的第一实施方式。
在图1中，通过概要结构图来表示本实施方式的汽油发动机系统。在本实施方式中，搭载于汽车的发动机1为4冲程的往复式发动机，包括曲轴3和四个气缸2。在发动机1设置用于向发动机1导入吸气的吸气通路4、以及用于从发动机1导出排气的排气通路5。在吸气通路4上，从上游侧起设置空气净化器6、电子节流装置7以及吸气歧管8。电子节流装置7包括由电动机31驱动而开闭的蝶式节流阀9、以及用于检测节流阀9的开度(节气门开度)TA的节流阀传感器41。吸气歧管8包括稳压箱8a、以及从稳压箱8a向发动机1的各气缸2分支的四个分支通路8b。在排气通路5上设置用于净化在该通路5中流动的排气的介质转化器10。
发动机1包括缸体11和缸盖12。缸体11包括各气缸2，在各气缸2设置活塞13。各活塞13经由连杆14而与曲轴3连结。各气缸2包括燃烧室15。燃烧室15形成于各气缸2且活塞13与缸盖12之间。在缸盖12形成与各气缸2的燃烧室15连通的吸气端口16及排气端口17。各吸气端口16分别与吸气通路4(吸气歧管8)相通。各排气端口17分别与排气通路5(排气歧管)相通。在各吸气端口16设置吸气阀18，在各排气端口17设置排气阀19。各吸气阀18及各排气阀19与曲轴3的旋转联动，也就是说，与各活塞13的上下运动联动，进而与发动机1的一系列的工作冲程(吸气冲程、压缩冲程、爆发冲程、排气冲程)联动，并且由包括凸轮轴20、21的气门传动机构驱动而开闭。吸气阀18由吸气侧的凸轮轴20驱动而开闭，排气阀19由排气侧的凸轮轴21驱动而开闭。
在缸盖12上，与各气缸2分别对应地设置用于向各吸气端口16喷射燃料的喷射器32。各喷射器32构成为喷射从燃料供给装置(省略图示)供给的燃料，相当于本发明的燃料供给单元的一例。在各燃烧室15中，由从喷射器32喷射的燃料和从吸气歧管8吸入的空气(吸气)形成可燃混合气。
在缸盖12上，与各气缸2分别对应地设置火花塞36。各火花塞36接收从点火线圈37输出的点火信号来进行点燃动作。两部件36、37构成在各燃烧室15中对可燃混合气进行点火的点火装置。点火装置相当于本发明的点火单元的一例。各燃烧室15之中的可燃混合气在压缩冲程中通过各火花塞36的点燃动作而爆发/燃烧，从而经历爆发冲程。燃烧后的排气在排气冲程中从各燃烧室15经由排气端口17、排气通路5以及介质转化器10向外部排出。像这样，伴随各燃烧室15中的可燃混合气的燃烧等，各活塞13进行上下运动，进行一系列的工作冲程而曲轴3旋转，由此发动机1得到动力。
在该实施方式中，设置用于将向发动机1的各燃烧室15导入的吸气选择性地切换为外部空气、高温空气、或外部空气与高温空气的混合空气的吸气温度控制装置61来作为发动机1的附属装置。在此，外部空气相当于本发明的被被加热的非加热空气的一例。另外，高温空气相当于本发明的被加热后的加热空气的一例。在本实施方式中，将在缸盖12的附近且排气通路5(排气歧管)的周围被加热的加热空气作为高温空气。而且，该装置61具备用于回收该高温空气的呈漏斗形状的护罩62、用于将通过该护罩62被回收的高温空气向比空气净化器6靠上游的吸气通路4导入的高温空气通路63、以及在空气净化器6的上游侧设置于吸气通路4的流路变更阀64。流路变更阀64相当于本发明的流路变更单元的一例。在吸气通路4的前端设置用于取入外部空气的外部空气入口4a。流路变更阀64与高温空气通路63的前端连接。在此，高温空气通路63相当于本发明的加热空气通路的一例，比流路变更阀64靠上游的吸气通路4相当于本发明的非加热空气通路的一例。吸气通路4的最前端成为外部空气入口4a。在该实施方式中，将缸盖12的附近处的排气通路5(排气歧管)作为加热单元，通过该排气通路5被加热后的高温空气流向高温空气通路63。流路变更阀64为电动阀，具备阀体65和驱动阀体65的电动机66。阀体65设置为能够以在图1中的实线所示的外部空气位置与图1中的双点划线所示的高温空气位置之间切换地配置，并且设置为能够保持在外部空气位置与高温空气位置之间的任意的中间位置。通过将阀体65配置于外部空气位置，来将来自高温空气通路63的高温空气切断，而将来自外部空气入口4a的外部空气导入空气净化器6(外部空气导入时)。另一方面，通过将阀体65配置于高温空气位置，来将来自外部空气入口4a的外部空气切断，而将来自高温空气通路63的高温空气导入空气净化器6(高温空气导入时)。另外，通过将阀体65配置于中间位置，来将来自外部空气入口4a的外部空气与来自高温空气通路63的高温空气以规定的比例混合而成的混合空气导入空气净化器6(混合空气导入时)。在此，外部空气位置相当于本发明的第一位置的一例，高温空气位置相当于本发明的第二位置的一例。
根据该吸气温度控制装置61，在高温空气导入时，能够促进包括吸气歧管8的吸气通路4的暖机，能够提高发动机1的燃油消耗率和排放性能，从而能够抑制吸气通路4中的冷凝水的产生。另一方面，在外部空气导入时，能够降低向各燃烧室15导入的吸气的温度，从而能够提高吸气的充填效率。另外，通过降低吸气的温度，能够使压缩端温度下降，从而能够实现发动机1的爆震(knocking)抑制。另外，在混合空气导入时，能够将吸气温度控制为与发动机1的运转状态相应的最佳的温度。
如图1所示，设置于发动机1的各种传感器41～49构成用于检测发动机1的运转状态的运转状态检测单元。在设置于驾驶座的加速踏板27设置加速踏板传感器42。加速踏板传感器42检测加速踏板27的操作量即踏下角度来作为加速踏板开度ACC，并且输出与该检测值相应的电信号。设置于发动机1的水温传感器43检测在形成于缸体11的水套11a等中流动的冷却水的温度(冷却水温度)THW，并且输出与该检测值相应的电信号。设置于发动机1的转速传感器44检测曲轴3的转速(发动机转速)NE，并且输出与该检测值相应的电信号。该传感器44构成为按规定的角度检测固定于曲轴3的一端的正时转子28的旋转。转速传感器44相当于本发明的转速检测单元的一例。设置于比电子节流装置7靠上游的吸气通路4的气体流量计45检测流过吸气通路4的吸气量Ga，并且输出与该检测值相应的电信号。设置于排气通路5的氧传感器46检测向排气通路5排出的排气中的氧浓度(输出电压)Ox，并且输出与该检测值相应的电信号。设置于空气净化器6的吸气温度传感器47检测比流路变更阀64靠下游的吸气通路4中的吸气温度THA，并且输出与该检测值相应的电信号。吸气温度传感器47相当于本发明的吸气性状检测单元的一例。设置于稳压箱8a的吸气压传感器48检测比电子节流装置7靠下游的吸气通路4中的吸气压力PM，并且输出与该检测值相应的电信号。转速传感器44和气体流量计45相当于本发明的负荷检测单元的一例。设置于缸体11的爆震传感器49检测与发动机1的爆震有关的振动，并且输出与该检测值相应的电信号。
该发动机系统具备用于控制发动机1的运转的电子控制装置(ECU)50。ECU 50与各种传感器41～49分别连接。另外，ECU 50与电子节流装置7的电动机31、各喷射器32、各点火线圈37以及流路变更阀64的电动机66分别连接。ECU 50相当于本发明的控制单元的一例。
在本实施方式中，ECU 50分别控制电动机31、各喷射器32、各点火线圈37以及电动机66，以基于来自各种传感器41～49的输出信号来执行燃料喷射控制、点火正时控制、爆震控制以及吸气温度控制等。
如公知的那样，ECU 50具备中央处理装置(CPU)、各种存储器、外部输入电路以及外部输出电路等。在存储器中保存与发动机1的各种控制有关的规定的控制程序。CPU基于经由输入电路输入的各种传感器41～49的检测信号，按照规定的控制程序执行各种控制。
在此，在所谓的燃料喷射控制中，根据发动机1的运转状态来控制各喷射器32的燃料喷射量及其喷射定时。在所谓的点火正时控制中，通过根据发动机1的运转状态控制各点火线圈37，来控制各火花塞36的点火正时。在所谓的爆震控制中，通过基于爆震传感器49的检测值控制各点火线圈37，来控制基于各火花塞36的点火正时，使得避免发动机1的爆震。
另外，在所谓的吸气温度控制中，根据发动机1的运转状态来控制流路变更阀64，以使来自外部空气入口4a的外部空气、来自高温空气通路63的高温空气、或外部空气与高温空气的混合空气选择性地流向吸气通路4的下游侧且导入发动机1的各燃烧室15。由此，根据发动机1的运转状态来控制向各燃烧室15导入的吸气温度。在图2中，利用曲线图表示发动机1的燃油消耗率相对于吸气温度的关系。如图2所示，发动机1的燃油消耗率随着吸气温度从低温向中间的规定温度TH1上升而曲线性地减少，并且随着吸气温度从规定温度TH1朝向高温上升而曲线性地增大。在此，在比规定温度TH1低的吸气温度的范围内，通过使燃料雾化能够实现可燃混合气的燃烧改进，而在比规定温度TH1高的吸气温度的范围内，在发动机1中容易发生爆震。
接着，详细地说明本实施方式中的吸气温度控制。在图3中，利用流程图来表示该吸气温度控制的内容。在图4中，利用曲线图表示发动机负荷KL与点火正时之间的关系中的各种点火正时对应曲线MMC、MMH、MKC、MKH的关系。ECU 50与发动机1的启动同时地开始图3的例程的处理。
当处理向该例程转移时，在步骤100中，ECU 50从水温传感器43、转速传感器44、气体流量计45以及吸气温传感器47的检测结果中分别取入冷却水温度THW、发动机转速NE、吸气温度THA以及发动机负荷KL。ECU 50能够根据发动机转速NE与吸气量Ga的关系求出发动机负荷KL。
接着，在步骤110中，ECU 50计算发动机1的转矩最大的MBT(Minimum SparkAdvance for Best Torque：最佳扭矩最小点火时间角)点火正时TIMBT。ECU 50能够根据取入的发动机转速NE和发动机负荷KL、通过参照规定的MBT点火正时对应曲线来计算该MBT点火正时TIMBT。在此，ECU 50具备用于外部空气导入时的外部空气用对应曲线MMC(参照图4)和用于高温空气导入时的高温空气用对应曲线MMH(图4参照)来作为规定的MBT点火正时对应曲线。因而，ECU 50在外部空气导入时和高温空气导入时分开使用这些对应曲线MMC、MMH来计算MBT点火正时TIMBT。ECU 50通过参照取入的吸气温度THA，能够决定两个对应曲线MMC、MMH中的应使用的对应曲线。
接着，在步骤120中，ECU 50计算发动机1即将发生爆震前的爆震极限点火正时TIKMX。ECU 50能够根据取入的发动机转速NE和发动机负荷KL、通过参照规定的爆震极限点火正时对应曲线来计算该爆震极限点火正时TIKMX。在此，ECU 50具备用于外部空气导入时的外部空气用对应曲线MKC(参照图4)、用于高温空气导入时的高温空气用对应曲线MKH(参照图4)来作为规定的爆震极限点火正时对应曲线。因而，ECU 50在外部空气导入时和高温空气导入时分开使用这些对应曲线MKC、MKH来计算爆震极限点火正时TIKMX。ECU 50通过参照取入的吸气温度THA，能够决定两个对应曲线MKC、MKH中的应使用的对应曲线。
接着，在步骤130中，ECU 50判断吸气温度控制的前提条件是否成立。在此，ECU 50例如能够以“冷却水温度THW为规定值以上(发动机1的暖机完成)”、“外部空气导入持续规定时间以上”以及“未发生爆震”等为前提条件来判断该前提条件是否成立。ECU 50在该判断的结果为肯定的情况下，使处理向步骤140转移，在该判断的结果为否定的情况下，使处理向步骤160转移。
在步骤140中，ECU 50判断分别计算出的爆震极限点火正时TIKMX是否比MBT点火正时TIMBT超前。ECU 50在该判断的结果为肯定的情况下，使处理向步骤150转移，在该判断的结果为否定的情况下，使处理向步骤160转移。
然后，在步骤150中，ECU 50在将流路变更阀64的阀体65切换为高温空气位置后使处理返回步骤100。由此，向发动机1的各燃烧室15导入高温空气来作为吸气。
另一方面，在从步骤130或从步骤140转移后进入的步骤160中，ECU 50在将流路变更阀64的阀体65切换为外部空气位置后使处理返回步骤100。由此，向发动机1的各燃烧室15导入温度比较低的外部空气来作为吸气。
根据上述控制，ECU 50基于吸气温度传感器47、转速传感器44以及吸气压传感器48的检测结果来计算MBT点火正时TIMBT和爆震极限点火正时TIKMX。而且，在爆震极限点火正时TIKMX比MBT点火正时TIMBT超前的情况下，ECU 50控制流路变更阀64，使得向发动机1导入高温空气来作为吸气，在爆震极限点火正时TIKMX与MBT点火正时TIMBT相同或比MBT点火正时TIMBT滞后的情况下，ECU 50控制流路变更阀64，使得向发动机1导入外部空气来作为吸气。
在图5中，利用时序图表示(a)汽车的车速SPD、(b)吸气温度THA、(c)爆震极限点火正时TIKMX和MBT点火正时TIMBT、(d)流路变更阀64的外部空气位置(关闭)与高温空气位置(打开)的切换的行为。在图5中，例如在时刻t1，车速SPD开始增加，即发动机1加速，当爆震极限点火正时TIKMX比MBT点火正时TIMBT超前时，流路变更阀64被切换为高温空气位置(打开)。之后，在时刻t2，当爆震极限点火正时TIKMX与MBT点火正时TIMBT相同时，流路变更阀64被切换为外部空气位置(关闭)。其结果是，在时刻t3，暂时开始上升的吸气温度THA开始下降。之后，在吸气温度THA下降了某程度后的时刻t4，当爆震极限点火正时TIKMX比MBT点火正时TIMBT超前时，流路变更阀64从外部空气位置(关闭)被切换为高温空气位置(打开)。其结果是，吸气温度THA开始上升。之后，随着车速SPD的变化，爆震极限点火正时TIKMX和MBT点火正时TIMBT分别发生变动，但爆震极限点火正时TIKMX比MBT点火正时TIMBT超前的状态继续，流路变更阀64被保持在高温空气位置(打开)。然后，在时刻t5，当爆震极限点火正时TIKMX与MBT点火正时TIMBT相同时，流路变更阀64从高温空气位置(打开)切换为外部空气位置(关闭)。于是，在时刻t6，吸气温度THA开始下降。之后，在时刻t7，当爆震极限点火正时TIKMX比MBT点火正时TIMBT超前时，流路变更阀64从外部空气位置(关闭)切换为高温空气位置(打开)。其结果是，吸气温度THA再次开始上升。然后，在时刻t8，当爆震极限点火正时TIKMX与MBT点火正时TIMBT相同时，流路变更阀64再次从高温空气位置(打开)切换为外部空气位置(关闭)。其结果是，之后吸气温度THA开始下降。在像这样吸气温度THA从爆震极限点火正时TIKMX比MBT点火正时TIMBT超前的状态起变得比较高的情况下，将吸气切换为外部空气来使吸气温度THA下降，因此能够在发动机1的暖机完成后不用继续向各燃烧室15气导入高温空气来作为吸气，能够预防爆震的发生。
根据如上所说明的本实施方式中的发动机的吸气温度控制装置，基于吸气温度THA、发动机转速NE以及发动机负荷KL来计算MBT点火正时TIMBT和爆震极限点火正时TIKMX。而且，在爆震极限点火正时TIKMX比MBT点火正时TIMBT超前的情况下，控制流路变更阀64，使得得向发动机1的各燃烧室15导入高温空气或混合空气来作为吸气。因而，在发动机1的转矩最大的MBT点火正时TIMBT的区域中，向发动机1导入高温空气或混合空气，因此可燃混合气的雾化得到促进。其结果是，能够提高发动机1的燃油消耗率和排放性能。另一方面，在爆震极限点火正时TIKMX与MBT点火正时TIMBT相同或比MBT点火正时TIMBT滞后的情况下，控制流路变更阀64，使得高温空气或混合空气被切断而向发动机1的各燃烧室15导入外部空气来作为吸气。即，预测爆震的发生，通过前馈控制将流路变更阀64切换为外部空气位置。因而，在发动机1接近暖机状态、爆震极限点火正时TIKMX与MBT点火正时TIMBT相同或比MBT点火正时TIMBT滞后的情况下，预测爆震的发生，代替高温空气或混合空气而将外部空气导入发动机1的各燃烧室15来作为吸气。因此，能够在发动机1的暖机完成后避免爆震的发生。即，在该实施方式中，在发动机1的暖机完成前，向发动机1导入高温空气或混合空气来作为吸气，从而能够提高发动机1的燃油消耗率和排放性能，并且在发动机1的暖机完成后，能够预测性地切断高温空气或混合空气，向发动机1导入外部空气来作为吸气，由此避免发动机1的爆震。
在该实施方式中，在向发动机1导入高温空气时或导入混合空气时，在由爆震传感器49检测到爆震之前，预测爆震的发生，基于发动机1的运转状态将流路变更阀64切换为外部空气位置，由此能够切换为外部空气导入。因此，不管爆震传感器49是否存在检测误差，都能够不依赖于爆震传感器49地避免发动机1的爆震。
<第二实施方式>
接着，参照附图来详细地说明将本发明中的发动机的吸气温度控制装置具体化了的第二实施方式。
此外，在以下的说明中，对与所述第一实施方式同等的构成要素标注相同的标记并省略说明，以不同点为中心进行说明。
在该实施方式中，吸气温度控制的内容方面与第一实施方式的结构不同。在图6中，利用流程图表示该吸气温度控制的内容。在图6的流程图中，步骤115和125的内容方面与图3的流程图的步骤110和120不同。另外，在图6的流程图中，在步骤100与步骤115之间设置步骤200、并且在步骤140之后设置步骤210～230来代替步骤150这点与图3的流程图不同。
当处理向图6的例程转移时，ECU 50在执行步骤100的处理后，在步骤200中，计算点火正时的温度校正系数CTIM、CTIK。在此，温度校正系数CTIM是用于校正后述的MBT点火正时TIMBT的系数，温度校正系数CTIK是用于校正后述的爆震极限点火正时TIKMX的系数。ECU 50例如能够通过参照规定的各个对应曲线求出这些温度校正系数CTIM、CTIK。在图7中，利用曲线图来表示利用这些温度校正系数CTIM、CTIK进行的点火正时校正的状况。通过利用这些温度校正系数CTIM、CTIK来校正点火正时，如图7所示，能够随着吸气温度THA从规定的基准值起增大而使点火正时滞后。
接着，在步骤115中，ECU 50计算MBT点火正时TIMBT。ECU 50能够根据取入的发动机转速NE和发动机负荷KL、通过参照规定的MBT点火正时对应曲线(参照图4)来计算基本点火正时，并且通过对该基本点火正时与温度校正系数CTIM进行乘法运算来计算MBT点火正时TIMBT。
接着，在步骤125中，ECU 50计算爆震极限点火正时TIKMX。ECU 50能够根据取入的发动机转速NE和发动机负荷KL、通过参照规定的爆震极限点火正时对应曲线(参照图4)来计算基本点火正时，并且通过对该基本点火正时与温度校正系数CTIK进行乘法运算来计算爆震极限点火正时TIKMX。
之后，ECU 50执行步骤130和步骤140的处理，在步骤140的判断结果为肯定的情况下，使处理向步骤210转移。在步骤210中，ECU 50判断吸气温度THA是否比目标吸气温度TTHA高。ECU 50在该判断的结果为肯定的情况下，使处理向步骤220转移，在该判断的结果为否定的情况下，使处理向步骤230转移。
然后，在步骤220中，ECU 50使流路变更阀64向外部空气位置(0％)的方向闭阀。在图8中，利用曲线图表示流路变更阀64的开度与吸气温度THA之间的关系。在图8中，所谓流路变更阀64的开度为“0％”是指阀体65配置于外部空气位置的状态，该开度为“100％”是指阀体65配置于高温空气位置的状态。因而，在吸气温度THA比目标吸气温度TTHA高的情况下，使流路变更阀64向比当前的开度小的开度(接近外部空气位置的方向)闭阀，以使吸气温度THA接近目标吸气温度TTHA。之后，ECU 50使处理返回步骤100。
另一方面，在步骤230中，ECU 50使流路变更阀64向高温空气位置(100％)的方向开阀。因而，在吸气温度THA比目标吸气温度TTHA低的情况下，使流路变更阀64向比当前的开度大的开度(接近高温空气位置的方向)开阀，以使吸气温度THA接近目标吸气温度TTHA。之后，ECU 50使处理返回步骤100。
根据上述控制，在爆震极限点火正时TIKMX比MBT点火正时TIMBT超前的情况下，ECU 50控制流路变更阀64，以使由吸气温度传感器47检测的吸气温度THA成为规定的目标吸气温度TTHA。
根据以上所说明的本实施方式中的发动机的吸气温度控制装置，除了能够得到第一实施方式的作用和效果以外，还能够得到如下的作用和效果。即，在爆震极限点火正时TIKMX比MBT点火正时TIMBT超前的情况下，控制流路变更阀64，来将向发动机1导入的吸气的温度THA控制为规定的目标吸气温度TTHA。因而，能够将吸气温度THA调整为最适于发动机1的运转的温度。因此，在发动机1的暖机完成前，将最佳的温度的混合空气导入发动机1来作为吸气，由此与第一实施方式相比能够进一步提高发动机1的燃油消耗率和排放性能。
此外，本发明并不限定为所述各实施方式，在不脱离发明的主旨的范围内能够适当地变更结构的一部分来进行实施。
在所述各实施方式中，设置了用于检测作为吸气的性状的吸气温度的吸气温度传感器47，但也能够设置用于检测作为吸气的性状的吸气湿度的吸气湿度传感器。
产业上的可利用性
本发明能够用于对要导入汽油发动机、燃油发动机的吸气的温度进行控制。
附图标记说明
1：发动机；4：吸气通路；8：吸气歧管；32：喷射器(燃料供给单元)；36：火花塞(点火单元)；37：点火线圈(点火单元)；44：转速传感器(转速检测单元、负荷检测单元)；45：气体流量计(负荷检测单元)；47：吸气温传感器(吸气性状检测单元)；50：ECU(控制单元)；63：高温空气通路(加热空气通路)；64：流路变更阀(流路变更单元)；65：阀体；66：电动机。

Claims (2)

1.一种发动机的吸气温度控制装置，具备：
吸气通路，其用于向发动机导入吸气；
非加热空气通路，其用于向所述吸气通路导入不被加热的非加热空气；
加热空气通路，其用于向所述吸气通路导入被加热后的加热空气；
流路变更单元，其变更流路，以使来自所述非加热空气通路的所述非加热空气、来自所述加热空气通路的所述加热空气、或所述非加热空气与所述加热空气的混合空气选择性地流向所述吸气通路的下游侧；以及
控制单元，其用于根据所述发动机的运转状态来控制所述流路变更单元，
所述发动机的吸气温度控制装置使所述非加热空气、所述加热空气、或所述非加热空气与所述加热空气的混合空气选择性地流向所述吸气通路的下游侧，来控制向所述发动机导入的吸气的温度，
所述发动机的吸气温度控制装置的特征在于，还具备：
燃料供给单元，其用于向所述发动机供给燃料；
点火单元，其用于对包括被供给到所述发动机的燃料和被导入所述发动机的所述吸气的可燃混合气进行点火；
吸气性状检测单元，其用于检测流过比所述流路变更单元靠下游的所述吸气通路的所述吸气的性状；
转速检测单元，其用于检测所述发动机的转速；以及
负荷检测单元，其用于检测所述发动机的负荷，
其中，所述控制单元基于所述吸气性状检测单元、所述转速检测单元以及所述负荷检测单元的检测结果，来计算所述发动机的转矩最大的MBT点火正时和所述发动机即将发生爆震前的爆震极限点火正时，在所述爆震极限点火正时比所述MBT点火正时超前的情况下，所述控制单元控制所述流路变更单元，使得向所述发动机导入所述加热空气或所述混合空气来作为吸气，在所述爆震极限点火正时与所述MBT点火正时相同或比所述MBT点火正时滞后的情况下，所述控制单元控制所述流路变更单元，使得向所述发动机导入所述非加热空气来作为吸气。
2.根据权利要求1所述的发动机的吸气温度控制装置，其特征在于，
所述流路变更单元是由电动阀构成的流路变更阀，所述流路变更单元包括阀体和用于驱动阀体的电动机，所述阀体设置为能够在第一位置与第二位置之间切换地配置，并且设置为能够保持在所述第一位置与所述第二位置之间的任意的中间位置，其中，所述第一位置是向所述吸气通路仅导入所述非加热空气的位置，所述第二位置是向所述吸气通路仅导入所述加热空气的位置，
所述吸气性状检测单元包括吸气温度传感器，该吸气温度传感器用于检测作为所述吸气的性状的吸气温度，
在所述爆震极限点火正时比所述MBT点火正时超前的情况下，所述控制单元控制所述流路变更阀，以使由所述吸气温度传感器检测的吸气温度成为规定的目标吸气温度。
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