TW200523467A

TW200523467A - An ignition timing controlling device

Info

Publication number: TW200523467A
Application number: TW093132052A
Authority: TW
Inventors: Yuji Yasui; Yoshio Maeda; Masahiro Sato; Keiichi Nagashima
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-11-14
Filing date: 2004-10-21
Publication date: 2005-07-16
Also published as: WO2005047692A1; EP1688615B1; EP1688615A1; CA2545713C; CA2545713A1; JP2005146988A; RU2006115365A; US20070271025A1; EP1688615A4; CN1878951A; JP3993851B2; KR101123560B1; US7437233B2; BRPI0415942A; CN100513773C; RU2371601C2; KR20060117950A

Description

200523467 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明係關於一種用以控制内燃機的點火正時之穿置及方法。【先前技術】已建議一種用以偵測内燃機（下文稱為引擎）的燃燒室内之塵力（下文稱為缸内壓力）以控制點火正時之方法。依據第 2003-262 177號日本專利申請案之未經審核的公開案（κ〇ι^) 中所示方法，將上死點（TDC)的缸内壓力ptdc與最大缸内壓力Pmax之間的差△!>與一臨界值相比。若該差Δρ小於該2 界值，則將該點火正時提前。 … W %丨土 .奶人止日寻一般稱為ΜΒΤ(產生最佳扭矩的點火正時ρ該最佳點火正時之點火提高燃燒效率及排氣之淨化性能。一般地’在-記憶體中將對應於該引擎的各種操作狀況之點火正日$儲存為一映射。依撼伯、、目丨山射域偵測出的該引擎操作狀況映射以決定對應於债測出的操作狀況之點火正 ::構ΓΙΓ—閥正時機構與一可變壓縮比率機構之類㈣广該引擎之可能操作狀況數目較大，因此 ::::義一:射中的點火正時數9將較大。可能難二映射中疋義此類大量點火正時。由於近來的車幸兩包含與該引擎燒狀況可能發生變化，而各愛 ^種令件，因此燃同。因此，可能難以5“. 退化可能各不相、適應各種零件的點火正時。 96728.doc 200523467 右不肖b决定對應於該引擎的當前操作狀況之最佳點火正寸MBT則而要延遲该點火正時以避免爆震。用以延遲該點火正時之控制可能降低燃燒效率。依據以上先前技術，當在該缸内壓力與一臨界值之間作週期11的比#父時，將該點火正時逐漸移動至該最佳點火正 4。由於此結構花費時間使得該點火正時收斂為該最佳點火正時，因此可能降低燃燒效率。因此，需要一種用以估計對應於該引擎的當前操作狀況之最佳點火正時MBT而且然後使得該點火正時快速收斂為所估計的最佳點火正時之裝置及方法。【發明内容】士依據本發明之一方面，提供一種用以控制引擎的點火正時之裝置。該裝置包含：一點火正時計算器，其係用以將波動成分添加給一設定的點火正時來計算該引擎點火之一最終點火正時；一平均有效壓力計算器，其係用以計算在該引擎已依據該最終點火正時而點火時偵測出的缸内壓力之平均有效指示壓力；_MBT計算器，其係用以估計表示該平均有效指示壓力與該波動成分之間的相關之一點火正時特徵曲線，並用以依據該特徵曲線來決定一最佳點火正時；以及一控制器，其係用以控制設定的點火正時收斂為該最佳點火正時。依據本兔明，藉由將该波動成分添加給該點火正時，能決定對應於該引擎的當前操作狀況之最佳點火正時。該點火正時收斂為該最佳點火正時會使該缸内壓力增加並防止 96728.doc 200523467 燃燒效率降低。由於能蚊對應於該當前操作狀況之最佳 ::正時’因此不需要提前將大量點火正時儲存於一記憶體中。依據本發明之一項具體實施例，以一函數來表示該點火正時特徵。該函數之—輸人係該波動成分，而該函數之一輸出係邊平均有效指示壓力。該MBT計算器進一步包括一，別器，該識別器係用以依據由該平均有效壓力計算器計异出的平均有效指示壓力來朗與該函數中的波動成分相關之係數。依據4等係數之識別而估計該特徵曲線。從而，更正確地識別該函數中所包括的係數，由此提高估計該特徵曲線之精確度。依據本發明之一項具體實施 <列，該裝置進一步包含用以產生該波動成分之—產生器。該產生器產生該波動成分以滿足識別該函數係數之自我激發條件。在一範例中，自我激發條件之數目等於或大於藉由向欲識別的係數之數目添 U得之值。因此，適當地產生用以估計該特徵曲線之一信號。依據本發明之一項具體實施例，將該識別器進一步配置成决疋用於該等係數之更新成分以使得由該平均有效壓力汁异器計算出的平均有效指示壓力與依據該函數而估計出、十平句有效私示壓力之間的一誤差收數為零，將該等更新成刀添加給預定的參考值以決定該等係數。當該誤差 Μ為零時’該㈣數收斂為料參考值。預先決定該等 ί考值而使得當该等係數已收斂為該參考值時，用以控制 96728.doc 200523467 設定的點火正時1^為最佳點火正時之控制停止。 :據本發明，當—實際的平均有效虔力等於依據該特徵曲'計出的平均有效指示壓力時(即，當該識別誤差近乎為零時），該等係數收敛為該等參考值，從而防止該等係數之漂移:進—步，由於該等參考值之建立使得當該等係數已收斂為該等參考值時，對該點火正時之回授控制停止，因此能防止錯誤識別繼續。 /依據本發明之-項具體實施例，向該等係數_的至少一係數％加-限制程序，從而防止將該特徵曲線估計為一向下凸出的曲線。 s δ又疋的點火正時已收敛於該最佳點火正時附近時，該估計特徵曲線之曲率平坦。依據本發明，在此—狀態下，防止錯誤地估計該特徵曲線之曲率。依據本發明之-項具體實施例，將該平均有效屬力計算㈣置成㈣測出的缸内壓力類取一交變成分並依據該交成刀而计^r出σ亥平均有效指示壓力。因此，即使焦電效應以及熱漂移所產生的影響出現在缸内麼力感測器之輸出中亦可由決定該平均有效指示壓力而移除此類影響。因此可將冑莞型壓電儿件用於該缸内壓力感測器。進一步’可將該缸内壓力感測器放置於該引擎汽缸之壁附近。依據本發明之一項具體實施例，該控制器使用一回應指派控制來控制設定的點火正時。該回應指派控制能夠指定 :疋的點火正日可對該最佳點火正時之回應特徵。因此，設疋的點火正時收斂為該最佳點火正時而不會過沖。由於不 96728.doc 200523467 因此防止燃燒效率降低。需要過度延遲或提前該點火正時，【實施方式】引擎及控制單元之結構參考該等圖式，脾# a日士义將此明本發明之特定具體實施例。圖1 顯示依據本發明之一項具體實施例之引擎及用於該引擎之一控制單元之方塊圖。一電子控制單元（下文稱為_ECU)1包纟·•一輸入介面 la，其係用以接收從該車輛之每一零件傳送的資料；一 1 b其心、用以貫施控制該車輛的各種零件之操作；一記憶體1c，其包括一唯讀記憶體（R0M)與一 @機存取記憶體 (RAM);以及一輸出介面1(1，其係用以將一控制信號傳送給該車輛之各種零件。將用以控制該車輛每一零件之程式及各種貢料儲存於該ROM中。將用以依據本發明實施一點火正時控制之程式及資料儲存於該R0M中。該R0M可為一可重寫ROM，例如一EPR0M。該尺〇]^提供該cpu ib進行操作之工作區域，其中暫時儲存從該車輛每一零件傳送的資料以及欲傳送出去給該車輛每一零件之控制信號。一引擎2係，例如，一 4循環引擎。該引擎2係經由一進氣閥3而連接至一進氣歧管4並經由一排氣閥5而連接至一排氣歧管6。在該進氣歧管4_為每一汽缸提供一燃料喷射閥 7。該燃料喷射閥7依據來自該ECU 1之一控制信號而喷射燃料。該引擎2將來自該進氣歧管4的進氣與從該燃料喷射閥7 喷射的燃料之一混合物引入一燃燒室8中。在該燃料室8中 96728.doc -10- 200523467 提供用以依據來自該ECU 1之一點火正時信號而產生火花之一火星塞9。來自該火星塞9之火花引起該混合物之燃燒。燃燒增加該混合物之體積，從而推倒活塞1 〇。將該活塞10之互反運動轉換成曲軸11之旋轉運動。一缸内壓力感測器15係，例如，包含一鐵電元件之一感測為。將該缸内壓力感測器15嵌入該汽缸與該火星塞之間的連接部分中。該缸内壓力感測器15產生對應於該燃燒室8 内的壓力之一缸内信號Pcyl。將該缸内信號傳送給該ecu 1 ° 將一曲柄角感測器17置放於該引擎2内。該曲柄角感測器 1 7依據該曲軸11之旋轉而將一 CRK信號與一 TDC信號輸出給該ECU 1。該CRK信號係於每一預定曲柄角（例如，1 5度）輸出之一脈衝"fa號。该ECU 1依據或CRK信號而計算該引擎2之一旋轉速度NE。該TDC信號亦係輸出於一曲柄角之一脈衝信號，該曲柄角與活塞10之一 TDC(上死點）位置相關。一節流閥1 8係置放於該引擎2之一、進氣歧管4内。藉由來自該ECU 1之一控制信號來控制該節流閥18之開啟角度。連接至該節流閥18之一節流閥開啟感測器（^TH) 19將對應於該節流閥1 8的開啟角度之一電氣信號提供給ecu 1。將一進氣歧管壓力（Pb)感測器2〇置放於該節流閥18之下游。將該Pb感測器20所偵測到的進氣歧管壓力抑傳送給該 ECU 1。將一氣流汁（AFM)21置放於該節流閥1 8之上游。該氣流 96728.doc -11 · 200523467 汁21偵測牙過該節流閥18之空氣量並將其傳送給該ECU 1。一加速器開啟感測器25係連接至該Ecu丨。該加速器開啟感測器25偵測該加速器踏板之一開啟角度並將其傳送給該 ECU 1。可提供用以可變地驅動該進氣閥及/或該排氣閥之一相位及/或提升量之一機構（未顯示）。可提供用以改變該燃燒室之一壓縮比率之一機構（未顯示）。將傳送給忒ECU 1之信號傳遞給該輸入介面u。該輸入介面la將類比信號值轉換成數位信號值。該cpu ^處理所產 φ 生的數位信號，依據儲存於該記憶體“中的一或多個程式來執订操作，亚產生控制信號。該輸出介面id將該些控制信號傳送給該燃料喷射閥7之驅動器、火星塞9、節流闕Η 及其他機械組件。本發明之一般原理為能更容易地瞭解本發明，首先將說明本發明之一般原理。參考圖2,該垂絲指示肢内壓力之—平均有效指示壓力。忒水平軸指不該點火正時。該特徵曲線3ι指示該平均有效私不[力與5亥點火正時之間的相關。後面將說明用以計算該平均有效指示摩力之一方法。如圖所示，該特徵曲線31具有-最大值32。對應於該最大值32之點火正時稱為一最佳點火正時MBT。 —假定當前設；t的點火正時為⑹。依據本發明之—項具體 ““列’將-波動成分添加給該點火正時igi。此類添加波 96728.doc -12- 200523467 動成分之舉使得該點火正時在一預定範圍内波動。在一項具體貫施例中，如箭頭33所示，決定該波動成分而使得該點火正時於連續的循環中在關於IG1的正值與負值之間變動。從而’獲取該點火正時波動時的平均有效指示壓力。依據該波動成分及所獲取的平均有效指示壓力，獲取該特徵曲線31上對應於該範圍33之部分34(實線從該部分“估計出逡特徵曲線3 1之一形式。依據估計特徵曲線3丨而決定最佳點火正時MBT。將該點火正時控制成收斂為該最佳點火正時MBT。依據本發明，由於依據該引擎的當前操作狀況之最佳點火正時MBT得以決定，因此該點火正時能快速收斂為該最佳點火正時MBT。藉由使該點火正時快速收斂為該最佳點火正時MBT而使得該缸内壓力最大化並防止燃燒效率降低。此外，依據本發明，不需要提前將對應於該引擎之各種操作狀況以及與該引擎相關的各種零件之大量點火正時儲存於一記憶體中。點火正時控制裝置圖3顯示依據本發明之一項具體實施例之點火正時控制 &置之方塊圖。一波動信號產生器41產生一波動信號 DIGID。該波動信號DIGID標示如上文參考圖2所說明之波動成分。將該波動信號DIGID傳遞給一點火正時信號產生器42 °在一項具體實施例中，可將該波動信號DIGID之值提前儲存於該記憶體1 c中。 96728.doc -13- 200523467 該點火正時信號產生為42依據偵測出的該引擎當前操作狀況而參考—映射以決定該點火正.時之-參考值 SE在此項具體實施例中，藉由依據偵測出的進氣量

Gcyl及偵測出的引擎旋疋轉連度NE而芩考一映射來決定該參考值IGBASE。圖4顯千可抑七# π 頌不可儲存於圖1之記憶體lc中的此一映射之一範例。車又佳的係’ 3亥映射僅針對該引擎之一般操作狀況而指定 :火正時。該映射中不需要針對眾多操作狀況之點火正。應注意，如後面所# gg 傻曲所呪明，不一定需要此一映射。但是，若此一映射可用，則能搵古—县 J此杈间向取佳點火正時MBT收斂之速度0 依據等式⑴來言十算該進氣量Gcy卜在該等式中，⑽表示由該氣流計21㈣出之—值（圖…朴表示由該進氣歧管壓力感測器2(H貞測出之一值（圖1}。％表示該進氣歧管之體積 «几表示該進氣歧管之溫度叫味示該氣體常數。〜係用來識別-㈣彳;！環。⑻標示#前控制循環，而糾）標示前一控制循環。在下面的說明中，與一燃燒循環（例如，一四循環引擎之燃燒循環係從G。至72G。之曲柄角）同步執行「k」所表示之一控制循環中的程序。

Gcyl(k)= Gth(k)- (pKK)-Pb(k-1))·%

Tb^R (1) 該點火正時信號產生器42藉由將從該波動信號產生器Μ 接收之波動信號DIGID添加給該參考值IGBASE與一校正值DIGOP之和而計算一點火正時信號IGL〇G，如等式（2)所 96728.doc -14- 200523467 示。依據該點火正時信號IGLOG而驅動該火星塞9 (圖1)。 IGLOG= IGBASE+ DIGOP+ DIGID ⑺ 該校正值DIGOP係用來使該點火正時收斂為該最佳點火正時MBT。應注意，該點火正時信號IGLOG中包括該波動信號DIGID。藉由有意地將此一波動信號DIGID包括於該點火正時信號IGLOG中，使（IGBASE+DIGOP)在一預定範圍内波動。在以下說明中，可將（IGBASE + DIGOP)稱為一設定的點火正時。該設定的點火正時係依據該引擎之當前操作狀況並係由控制以使該點火正時收斂為該最佳點火正時之一物件而受控。如上文參考圖2所說明，添加該波動信號DIGID 以使得該點火正時相對於設定的點火正時而在一預定範圍内波動。較佳的係，產生該波動信號DIGID而使得由此產生的波動信號不引起燃燒狀況出現大的變化。當該引擎已依據包括該波動信號DIGID的點火正時信號 IGLOG而點火後，藉由該缸内壓力感測器15來偵測該缸内壓力Pcyle。一平均有效壓力計算器43依據偵測出的缸内壓力Pcyl而計算一平均有效指示壓力pmi_act。一 MBT計算器44依據該平均有效指示壓力pmi_act以及對應於平均有效指示壓力Pmi—act之波動信號DIGID來估計該點火正時之一特徵曲線。依據估計特徵曲線來計算該最佳點火正時MBT。一點火正時控制器45計算上述校正值DIGOP而使得設定的點火正時收斂為該最佳點火正時MBT。 96728.doc -15- 200523467 在此項具體實施例中，該參考值IGBASE與該校正值 DIGOP之和受到控制而收斂為該mbt。使用該參考值具有以下優點。該引擎之操作狀況可能突然改變。若使用對應於此一變化後偵測到的操作狀況之參考值，則該控制器45 此使得該點火正時更快速地收斂為該最佳點火正時MBt。但是，替代地，可將該控制器45配置成計算每一控制循環中的點火正時以便使得該點火正時收斂為該最佳點火正時而不使用此一參考值。平均有效壓力計算器參考圖5 ’將說明該平均有效指示壓力。圖5顯示該引擎的燃燒室體積與該引擎的燃燒室之缸内壓力之間的關係。於一點P處開啟該進氣閥以開始一進氣衝程。該缸内壓力經由對應於該活塞的上死點TDC之一點n而減小至一點u，此處壓力最小。然後，該缸内壓力經由對應於該下死點之一點K而增加。一壓縮衝程開始於一點Q。該缸内壓力在该壓縮衝程期間增加。在一點尺處，一燃燒衝程開始，而該缸内壓力由於空氣與燃料混合物之燃燒而突然增加。在一點S處，該缸内壓力最大。由於該空氣與燃料混合物之燃燒而推倒該活塞。該活塞移動至一點M所示之BDC。該缸内壓力依據此運動而減小。在一點τ處開啟該排氣閥以開始一排氣衝程。該缸内壓力在該排氣衝程期間進一步減小。藉由以活塞衝程體積來分割缸内壓力曲線所包圍之區域 (如圖5中說明）而獲得之一值係稱為一平均有效指示壓力。在一替代性的具體實施例中，可將從對應於Bdc的點κ 96728.doc -16- 200523467 經由對應於TDC的點L至對應於BDC的點M之平均有效壓力計算為一平均有效指示壓力。在^發明之一項具體實施例令，該平均有效壓力計算器 43於每—預定曲柄角（此項具體實施例中為15度）對該缸内盧力感測H之γ貞測值取樣。以Peyi⑻表示—取樣的虹内麼力。「η」標示一取樣循環。边平均有效壓力計算器43依據等式（3)來計算一平均有效指示壓力pmi_act。該等式顯示用以藉由從該缸内屢力僅擷取交變成分而計算該平均有效指示壓力Pmi 一 aci之方法第H〇8-20339號日本專利申請案之未經審核的公開案 (Kokoku)中顯示此方法之細節。在專式（3)中h」係依據一燃燒循環所需的衝程數目之係數。在四循環引擎之情況下，h=1/2而在二循環引擎之情況下’ h=卜「λ」係該連接桿之長度「s」與該曲轴之半徑「Γ」之一比率。即，\=s/r。

Cl表不在該缸内壓力Pcyl下，該引擎旋轉速度之一階成分之振幅（即，對應於該引擎旋轉速度之一頻率成分之振幅）。Φ1表示在該缸内壓力Pcyl下相對於該引擎旋轉速度的一階成分之TDC之一相位誤差。C2表示在該缸内壓力下j該引擎旋轉速度之二階成分之振幅（即，對應於二倍該引擎旋轉速度之-頻率成分之振幅）。0表示在該红内壓力下相對於該引擎旋轉速度的二階成分之TDC之一相位為差如上所述k表示與該燃燒循環同步之一控制循環。在母一燃燒循環中執行對平均有效指示壓力Pmi一au之計 96728.doc (3) (3)200523467

P mi—act(k) = — C1 (k)cos(</>l (k)) h--C2(k)cos(</>2(k)) 一 2h 1 2λ j 因此，該平均有效壓力計算器43依據該缸内壓力Pcyl之交變成分（此項具體實施例中的一階成分與二階成分）來計算該平均有效指示壓力Pmi_act。將說明用以從該缸内壓力Pcyl擷取該一階成分與該二階成分之方法。應注意，此擷取方法不同於上文所引用的第 H08-20339號日本專利申請案之未經審核的公開案（Kokoku) 中所述方法。此公開案中所顯示方法藉由使用類比濾波器來擷取該等成分。相反地，依據本發明之一項具體實施例之方法係藉由使用數位濾波器來擷取該等成分。該平均有效壓力計算器43分別向取樣的缸内壓力

Pcyl(n)(如等式（4)及（5)中所示）施加一個一階濾波器及一個二階濾波器。如上所述，「η」標示與預定的曲柄角（例如， 15度）同步之一取樣循環。

Pcylodl(n) = aodl 1 · Pcylodl(n -1) + aodl2 · Pcylodl(n - 2) + aodl3 · Pcylodl(n - 3) + aodl4 · Pcylodl(n - 4) + bodlO · Pcyl(n) + bodl 1 · Pcyl(n -1) + bodl2 · Pcyl(n - 2) + bodl3 · Pcyl(n - 3) + bodl4 · Pcyl(n - 4) (4) 渡波器係數：aodli(i= 1 〜4)，bodlj(j = 0〜5) Pcylod2(n) = aod21 · Pcylodl(n -1) + aod22 · Pcylodl(n - 2) + aod23 · Pcylodl(n - 3) + aod24 · Pcylodl(n - 4) + bod20 · Pcyl(n) + bod21 · Pcyl(n -1) + bod22 · Pcyl(n - 2) + bod23 · Pcyl(n - 3) + bod24 · Pcyl(n - 4) (5) 濾波器係數：aod2i(i= 1 〜4)，bod2j(j= 0〜5) 96728.doc -18- 200523467 ，⑷及6(b)中分別顯㈣些數㈣波器之特徵。該濾波益（a)係具有擷取該引擎 ^白一帶通渡波器m =轉速度的—P&成分之特徵之产的、 kh(b)係具有擷取則擎旋轉速示藉由度的一匕成为之特徵之一帶通濾波器。一水平軸表

Nyquist頻率而正規化之一頻率。义 _yq咖頻率依據該引擎旋轉速度而變化，因為係在鱼該引擎旋轉速度同步之-循環中對該缸關―取樣:、 =uist頻率所作的此類正規化使得無論以丨擎旋轉速度之田則值為多少，皆能夠從該缸内壓力Pcyl擷取該引擎旋轉速度之-階成分及二階成分而不改變該些遽波器之係數。依據用以於一固定的時間間隔施加該等濾波器之一方法’當該引擎旋轉速度較低時，該帶通可變成一極低的頻率，且因此該等濾波器係數可變得極小。此舉可能使得來自該濾波器之輸出不穩定。依據本發明之一項具體實施例之以上方法’可避免此類現象，因為該等濾波器之施加係與該引擎旋轉速度同步。藉由施加該一階濾波器而獲得表示pcyl〇dl(n)之一類比波形係表示為Οΐ^ίηΜτ^+φΐ)。藉由施加該二階濾波器而獲得表示Pcylod2(n)之一類比波形係表示為C2.sin(20ne+(1)2)。在此，0ne表示值為〇至2τγ之一引擎旋轉角度。當該活塞係疋位於TDC 時，0ne=〇rad。可將專式（3)中的Cl*cos(c()l)及C2*cos((j)2)分別表示為如等式（6)及（7)中所示。

Clcos((M)= cisin(|+ φΐ) (6) 96728.doc 200523467 Ο2ο〇δ(φ2)= 028ίη(|+φ2)= 〇2διη(2(^) + φ2)⑺ 從該一階濾波器輸出Cl.sln(he + (M)與等式（6)之間的比較可看出，當該引擎旋轉角度為^2時（即，當^時），可藉由對該一階濾波器之輪出取樣來獲得等式（3)之一階成分Cl.cosQl)。同樣，從該二階濾波器輸出與等式⑺之間的比較可看$，當該引擎旋轉角度為价時 (即，當0ne=TT/4時）可藉由對該二階濾波器之輸出取樣來獲得等式（3)之二階成分C2.COS02)。在此，參考圖7,暴頁示該缸内壓力Pcy卜該一階渡波器輸出之類比波形Cl.sinMneH)與該二階濾波器輸出之類比波形¢2^4(201^ + ())2)。該水平軸標示該曲柄角。以粗線顯示該類比波形CWin(i?ne+(M)與該類比波形 C2.Sm(2^ne+(|)2)。基於比較目的，以細線顯示C1.sin(he) 與 C2*sin(2Wne)。如上所述，在0ne = π/2時藉由對該一階濾波器輸出 Clwinane + cM)取樣（即，在TDC後的9〇度取樣）而獲得之值 51表示等式（3)之一階成分C1.cos((M)。如上所述，在0ne = π/4時藉由對該二階濾波器輸出C2.sin(2^ne +衫）取樣（即，在 TDC後的45度取樣）而獲得之值52表示等式（3)之二階成分 C2*cos((|)2) 〇因此，藉由於該等預定曲柄角取樣並保存該一階濾波器輸出及該二階濾波器輸出，可依據等式而計算該平均有效指示壓力Pmi_act。或者，可將該内部汽缸壓力之取樣循環設定為45度曲柄 96728.doc -20- 200523467 角之一整數約數（例如，樣），因為若能在TDC後取樣便已足夠。可於每一 5度或3度曲柄角執行取的45及90度對該等數位濾波器輸出參考圖8’將說明用以藉由從該缸内壓力僅揭取該等交變成分而計算該平均有效指示壓力之上述方法之效果。者如圖1所示之機上缸内壓力感測器15係安裝於一車辅上時，波形55顯示該感測器之❹】值。波形％顯示為實驗目的而使用之一感測器之偵測值。提供實驗用的缸内力感測器以直接接觸該燃燒室内的空氣與燃料混合物。該實驗用缸内壓力感測器内所提供之 -壓電元件係由—很昂貴的單一晶體製成。另一方面，從成本及耐用性觀點來看，用於該機上缸内麼力感測器之-壓電元件一般係由多晶陶究製成。由於該機上感測器係安裝於一車輛上，因此可能難以將該壓電元件之溫度保持於-不變位準。因此，與表示實驗用感測器之輸出的波形56相比，可看出，該機上感測器之波形”之偵測值P c y 1出現由焦電效應及熱漂移而引起的「偏離」。為防止此頭偏離，需要該麼電元件由昂貴的單一晶體製成而且該感測器係遠離該燃燒室而定位以避免受到由該引擎操作狀況變化而產生的該燃燒室内溫度之影響。但是， "亥感測益之此類配置成本太高。進一步，由於該感測器輸出之絕對值變小’因此該S/N比率可能減小。由於焦電效應及熱漂移而可能出現的頻率成分比該一階成分更慢。依據本發明之一項具體實施例，由於依據該缸 96728.doc -21 - 200523467 内c力之父蜒成分而計算該平均有效指示壓力pmi_act，因此能移除此類不需要的頻率成分。如圖8(b)所示，依據該機上缸内壓力感測器15之偵測值而計算的平均有效指示壓力

Prm-act(以波形5 7顯示）呈現出的值幾乎與依據用於實驗的感測器之偵測值而計算的平均有效指示壓力（以波形58顯示）相同。波動信號產生器及MBT計算器圖9顯不類似於圖2之一圖式。該點火正時之一特徵曲線 71具有一最大值72。對應於該最大值72之點火正時係該最佳點火正時MBT。由於貫際的燃燒狀況在每一燃燒循環中皆發生變化，因此，該平均有效指示壓力Pmi—act一般係分佈於寬度為73之一陰影區域7 4所示之範圍内。在用以測試該引擎之環境中，可藉由在將該點火正時從「延遲」改變為「提前」之時測量該平均有效指示壓力而獲得一特徵曲線71。但是，在該車輛實際上正在移動時執行此類操作可能引起駕駛性能之退化。若將該點火正時固定為如同傳統結構中從一映射擷取之一值（例如IG1)，則該平均有效指示壓力係分佈於一線75 上。從該平均有效指示壓力之此類一維分佈不能估計出該特徵曲線71之形式（曲率及傾斜度）。為估計該點火特徵曲線71而不降低駕駛性能，依據本發明之一項具體實施例，如上文參考圖3之說明而引入該波動 L號產生杰41。#亥波動化號產生器41產生一波動信號，該 96728.doc -22- 200523467 波動信號滿足估計該特徵曲線71之自我激發條件。自我激發條件之數目等於或大於藉由向包含於表示該特徵曲㈣ * 之一函數中的係數數目添加一而獲得之一值。後面將說明 3亥函數。在此項具體實施例中，由於在表示該特徵曲線71之函數中包括二個係數，因此將該等自我激發（pE)條件之數目設定為四。從而，該波動信號產生器41藉由組合等式（8)中所不之三個正弦波而產生一信號D〗GID。δ卜δ2及δ3表示個別的振幅。將ωΐ、ω2及ω3設定為一控制頻率（在此項具體實施 _ 例中係對應於該燃燒循環之一頻率）之一整數約數。φ，表示個別相位。該些參數係預定參數。 DIGID(k) = δ 1 · si+1 · k)+δ2 · sin(co2 · k + +δ 1 · si+3 · k + 0，)（ 8) 或者，可產生該波動信號DIGID以滿足五或更多的自我激發條件。例如，可產生包含無窮數目的正弦波之一隨機波作為该波動信號DIGID。或者，可產生該波動信號digid 作為一系列脈衝信號（例如，Μ序列）。圖10顯示該波動信號DIGID的波形之一範例。該水平軸 _ 才示示數器Cdigid之值。產生循環長度為cdigid—max之波動k號DIGID。可將對應於每一計數器值cdigid之波動信號 DIGID儲存於該記憶體lc中作為一映射（圖1)。 · 每一控制循環中皆增加該計數器值。從該映射擷取對應 * 於該計數器值之波動信號DIGID。若該計數器值達到 Cdigid一max，則將該計數器值重新設定為零。一參考數字77標示該波動信號DIGID可取值之範圍。產 96728.doc -23- 200523467 生該波動信號DIGID以在相對於零之正值與負值之間波動。或者，该波動h 5虎DIGID波動之範圍可偏向正值或負值。該波動信號DIGID之波動寬度77較佳的係設定成使其在該平均有效指示壓力之波動寬度73(如圖9所示）内，該波動寬度73係在該引擎之一常規操作狀況下觀察到。該波動寬度77之此類設定防止該波動信號DIGID影響該燃燒狀況。參考圖11 ’將說明由該MBT計算器44執行以藉由使用該波動信號DIGID來估計該點火正時特徵曲線7丨之一方法。圖中所示之一範圍81對應於圖10之波動信號DIGID波動於其中之寬度77。如上所述，設定的點火正時係該參考值 IGBASE與該校正值DIG0P之和。藉由向設定的點火正時添加該波動信號DIGID，所產生的點火正時信號IGL〇G在該範圍81内波動。陰景》區域82所表示之一範圍係：在該點火正時因該波動#唬DIGID所致而在該範圍81内波動時該平均有效指示壓力之分佈範圍。依據分佈於該區域82内的平均有效指示壓力來估計該特徵曲線7 i。如上文參考圖9所說明，當該點火正時係固定為從該映射擷取之一值時不能估計出該特徵曲線之形式（該傾斜度及曲率）’因為該平均有效指示壓力係分佈於該線75上。但疋依據本發明之一項具體實施例，由於獲取分佈於範圍 82(其並不像線81那樣係一維，而具有二維範圍）内的平均有效私不壓力，因此可經由使用該波動信號DIGID而使該點 96728.doc 200523467 火正時在該範圍8 1内波動來估計該特徵曲線。將說明用以估計該特徵曲線71之一特定方法。首先，將該特徵曲線71定義為該波動信號DIGID之一二階函數 Fmbt，如等式（9)所示。

Fmbt(DIGID) = Aigop-DIGID2 + Bigop-DIGID + Cigop (9)

Aigop、Bigop及Cigop係欲識別之係數。依據由於該波動信號DIGID而分佈於範圍82内的平均有效指示壓力來識別該些係數。後面將說明該識別方法。圖12顯示藉由識別出的係數Aigop、Bigop及Cigop而導出之一估計曲線83。可看出，估計曲線83與實際的特徵曲線 71幾乎相同。一箭頭84顯示設定的點火正時與最佳點火正時MBT之間的一誤差EIGOP。由於可藉由區分等式（9)來決定估計曲線83之一最大值72，因此對該誤差EIGOP之計算如等式（10)所示。 EIG0P=二辦op (10) 2 · Aigop v ’ 設定的點火正時具有相對於該最佳點火正時MBT之誤差 EIGOP。藉由控制設定的點火正時以消除該誤差，能於該最佳點火正時MBT實施點火。後面將在「點火正時控制器」部分中說明此控制結構。嚴格意義上說，該特徵曲線71並非一二階函數。因此，當設定的點火正時偏離該最佳點火正時MBT時，估計曲線可能包括一誤差。但是，藉由該點火正時控制器45而使該誤差EIGOP收斂為零，設定的點火正時便能收斂為該最佳點火正時MBT。 96728.doc -25- 200523467 現在將說明用於上述函數Fmbt中所包括的係數Aigop、 Bigop及Cigop之一識別方法。該些係數之識別使得估計平均有效壓力Pmi_hat等於Pmi_act，該估計平均有效壓力 Pmijiat係藉由將前一控制循環中所決定的波動信號DIGID 代入該估計曲線之函數Fmbt而決定得出，Pmi_act係在當前循環中由該平均有效壓力計算器43依據因使用前一控制循環中所決定之波動信號DIGID而偵測出的内缸壓力而計算得出。該識別方法可使用一熟知的技術，例如，最小平方方法及一最大可能性方法。在本發明之一項具體實施例中，使用一 delta(S)校正方法，其係一更有效的技術。第3304845 號日本專利案中說明該delta校正方法之細節。將簡要說明藉由使用該delta校正方法來識別該些係數之一方法。如等式（11)所示，表示使用該delta校正方法之一遞迴識別演算法。以一參考值0^base(k)與其更新成分d0(k)之和來表示一係數向量0(k)。δ係一遺忘係數向量，其係表示於等式（16)中。 0(k) = Θ _ base (k) + d0(k) (11) de(k) = δ · d0(k -1) + KP(k) · E — id(k) (12) 其中 e θτ (k) = [Aigop (k), Bigop (k), Cigop (k)] (13) d0T (k) = [Aigop (k) - Aigop — base,dBigop (k)，dCigop (k)] (14) Θ 一 base t (k) = [Aigop 一 base (k), 0, Cigop 一 base (k)] (15) "1 0 〇1 δ= 0 6f 0 (0<δ，<1) (16) 0 0 在遺忘係數向量δ中，將對應於Aigop之元素設定為值 96728.doc -26- 200523467 一 ’而將對應於Bigop及Cigop之元素設定為大於零而小於之值。此類設定有一效果，即當該識別誤差收傲為令日可’僅保留Aigop，而遺忘Bigop與Cigop。以等式（17)來表示等式（12)中的識別誤差E—id(k)。即，該識別誤差E—id係該平均有效指示壓力pmi—act與該估計平均有效指示壓力pmi一hat之間的一誤差，該平均有效指示壓力

Pmi一act係由該平均有效壓力計算器43依據因將前一控制循環中所決定的波動信號DIGID包括於該點火正時信號中而備測出之缸内壓力而計算得出，而該估計平均有效指示壓力Pmi一hat係依據將前一控制循環中所決定的波動信號 DIGID用作一輸入之函數Fmbt而計算得出。 E 一 id(k) = Pmi—act(k) - Pmi 一 hat(k) (17) 其中 i Pmi 一 hat(k) = θτ (k) · ζ(1〇 =Aigop(k) - DIGE)(k ^ l)2 + Bigop · DIGID(k -1) + Cigop(k) (18) ζτ (k) = [DIGED(k -1)2, DIGID(k ^ 1), 1] (19) 以等式（20)表示一增益KP(k)。以等式（21)表示p。視等式 (20)之係數XI及X2之設定而定，對該識別演算法類型之決定如下： λΐ = 1而λ2 = 0 :固定增益演算法 λΐ = 1而Χ2 = 1 :最小平方演算法 λΐ = 1及λ2 = λ :逐漸減小的增益演算法（λ係非〇也非一預定值） λ1 = λ而λ2= 1 ··加權最小平方演算法（λ係非〇也非丄之一預定值） KP(k)二 P(k-1)·⑽ l + fT(k).P(k-l).^k) 96728.doc -27- (20) 200523467 其 P(k)=丄卜—_&P(k — l).^tk)·严(k) ^ λ1Κ Xl + X2.^T(k).p(k-l).^k), 中I係一（3x3)之單位矩陣。 P(k — 1) (21) 當該點火正時完全收斂為該最佳點火正時MBT時，該平均有效指示壓力相對於該點火正時波動之變化變小。在此一穩定狀態下，依據其他識別方法，識別出的係數可能漂移。相比之下’依據上述之本發明方法，以參考值0_base(k) 與其更新成分d0(k)之和來表示係數向量，如等式（11) 所示。從等式（12)可看出，當該識別誤差E_id完全接近零日τ ’ 该更新成分 d0 收斂為（Aig〇p(k-l)-Aigop一base，0, 0)。因此’從等式（11)可看出，該係數向量0收斂為（Aig〇p(k-1)，〇, Cigop一base)。由於該係數Aig〇p之識別使得Aigop之值不會變為零’因此能避免等式（10)中除以零。因此，防止對最佳點火正時MBT之回授控制發散。進一步，當該識別誤差E_id完全接近零時，該係數Bigop 收斂為零’因此與最佳點火正時MBT之誤差EIG0P(等式（10) 中所示）變為零。由於該誤差EIG〇P收斂為零，因此用以使該點火正時收斂為該最佳點火正時MBT之回授控制自動終止。當平均有效指示壓力相對於該點火正時波動之變化由於燃燒中的一些異常情況而變大時，便不一定保持該波動信號DIGID與該平均有效壓力pmi_act之間的相關。在此情況下’該誤差E—id作為白色雜訊而出現，而該誤差E_id之平均值變為零。因此，該係數向量0收斂為該參考值Lbase， 96728.doc 200523467 從而自動終止該回授控制。因此，依據該delta校正方法，防止識別出的係數在該識別誤差id很小之穩定狀態下漂移。在本發明之一項具體貫施例中，如等式（22)中所示，將一函數Lim—a施加給識別出的係數Aig〇p。該函數Lim—a(x) 係用以將「x」限制為小於零的一值之函數。該函數 Urn—a(Aigop)將Aigop限制於一負值。

Aig〇p<=rLima 一 a(Aigop) (22) 將參考圖13來說明施加用以將該係數Aig0p限制於一負值之函數Lim—a之原因。圖13顯示設定的點火正時已完全收斂為該最佳點火正時MBT，而平均有效指示壓力Pmi—act幾乎不呈現出任何波動（即，pmi—act幾乎為平坦）之一狀態。以參考數字91表示實際特徵曲線。在此狀態下，可能將該估汁曲線錯誤地決定為一向下凸出曲線94(即Aig〇p^〇)。此頦錯祆估計可能造成計算該最佳點火正時MBT時出現錯誤。為避免此類錯誤估計，施加該函數Lim—a以將估計曲線计异為具有一向上凸出（即Aig〇p<〇)之一曲線93。點火正時控制器該點火正時㈣器45控制該.點火正時收斂為㈣該估計曲線而計算出的最佳點火正時。更明確言之，該校正值 GOP之计异使得與忒最佳點火正時mbt之誤差EIG〇p收斂為零。藉由將該校正值DIG〇P添加給該參考值IGBASE來補償該誤差EIG0P。该點火正時控制器45使用_回應指派控制來計算一控制 96728.doc 200523467 輸入（即，該校正值DIGOP)。等式（23)中表示DIGOP之計算。 DIGOP(k) = -Krch* σ (k) - Kadp ^σ{ί) (23) /=0 ff(k)= EIGOP(k)+ POLE-EIGOP(k-l) (24) 其中 Krch、Kadp>0 該回應指派控制係能夠將一受控變數（在此情況下係該誤差EIGOP)之收斂速度指定為一所需值（在此情況下為零）之一控制。依據該回應指派控制器，該誤差EIGOP能收斂為零而不會過沖。在該回應指派控制中建立一切換函數σ。POLE係該切換函數中用以定義該誤差EIGOP的收斂速度之一回應指派參數。POLE較佳的係設定成滿足-1<POLE<0。等式a(k)= 0稱為一同等輸入系統，其指定該誤差EIGOP 之收斂特徵。假定〇"(k) = 0，則如等式（25)所示來表示該等式（24)之切換函數σ。 EIGOP(k)= -POLEEIGOP(k-l) (25) 在此，參考圖14，將說明該切換函數。在EIGOP(k)處於該垂直轴上而EIGOP(k-Ι)處於該水平轴上之一相位平面内，將等式（25)之切換函數cr表示為一線95。此線95稱為一切換線。假定以一點96來表示作為EIGOP(k-l)與EIGOP(k) 之一組合的狀態數量（EIGOP(k-l)，EIGOP(k))之一初始值。該回應指派控制器用以將該點96所表示的狀態數量放置於該線95上，然後又將該狀態數量限制於該線95上。依據該回應指派控制，由於將該狀態數量保持於該切換線95上，因此該狀態數量能穩定地收斂為該原始值零而不 96728.doc -30- 200523467 受干擾之影響。換言之，藉由將該狀態數量（EIGOP(k-l)， EIGOP(k))限制於不具有等式（25)所示輸入之一穩定系統上，該誤差EIG0P能強固地抵抗干擾及模擬誤差而收斂為零。由於關於該切換函數σ之相位平面在此項具體實施例中具有二維，因此以一直線95來表示該切換線。當該相位平面具有三維時，以一平面來表示該切換線。當該相位平面具有四或更多維數時，以一超平面來表示該切換線。能可變地設定該回應指派參數POLE。藉由調整該回應指派參數POLE之值，能指定該誤差EIG0P之收斂速度。參考圖15，參考數字97、98及99顯示在該回應指派參數 POLE分別取值-卜-0.8及-0.5之情況下該誤差EIG0P之收斂速度。當該回應指派參數POLE之絕對值減小時，該偏離 EIGOP之收斂速度增加。依據一項具體實施例之點火正時控制效果參考圖16及17，將說明依據本發明之一項具體實施例之點火正時控制之效果。圖16顯示在藉由將該波動信號DIGID添加給參考值 IGBASE來計算該點火正時IGL0G時的平均有效指示壓力 Pmi_act，該參考值IGBASE係依據該引擎之當前操作狀況而從一預定映射獲得。在該範例中，不執行對使用該校正值之最佳點火正時MBT之回授控制。在時間tl，該引擎之操作狀況改變。從該映射擷取依據改變後偵測出的操作狀況之參考值IGBASE。假定由此從該 96728.doc -31 - 200523467 映射擷取之參考值IGBASE相對於該最佳點火正時具有一延遲的值。因此，該點火正時延遲。由於該點火正時延遲，因此該平均有效指示壓力Pmi_act減小。以參考數字101來顯示對應於該最佳點火正時MBT的平均有效指示壓力之位準。由於該點火正時不能收斂為該MBT，因此，不能消除平均有效指示壓力Pmi_act與該位準101之間的偏離。因此，若不執行使該點火正時收斂為該最佳正時之回授控制，則將該平均有效指示壓力維持於一減小的位準，從而可降低燃燒效率。圖17係顯示依據本發明之一項具體實施例對點火正時執行回授控制之一情況。由於將該波動信號DIGID添加給設定的點火正時信號（IGB ASE+DIGOP)，因此該點火正時信號 IGLOG波動。在從to至tl之一時間週期期間，該點火正時信號IGLOG 已收斂為該最佳點火正時MBT，而且因此將該平均有效指示壓力Pmi_act維持於對應於該MBT之一位準。由於該點火正時信號IGLOG已收斂為MBT，因此該校正值DIG0P之值幾乎為零。在時間tl，該引擎之操作狀況改變。由於此改變，該參考值IGBASE自該MBT偏離，而且因此該點火正時信號 IGLOG自該MBT偏離。因此，該平均有效指示壓力Pmi_act 減小至低於對應於該MBT之位準105。該MBT計算器44識別該等係數Aigop、Bigop及Cigop而使得由該函數Fmbt依據該波動信號DIGID而估計出的平均有 96728.doc -32- 200523467 效指示壓力Pmi_hat等於實際的平均有效指示壓力 Pmi_act。因此，該估計平均有效指示壓力Pmi_hat依從實際的平均有效壓力Pmi_act。藉由識別該等係數Aigop、Bigop 及Cigop而計算出最佳點火正時MBT。此外，計算出設定的點火正時（IGBASE+DIOP)相對於該MBT之誤差EIGOP。可看出，該誤差EIGOP約在時間t2增加。該點火正時控制器45計算該校正值DIGOP以補償該誤差EIGOP。可看出，該校正值DIGOP隨該誤差EIGOP增加而增加。藉由添加該校正值DIGOP而使該點火正時信號IGLOG得到校正而提前。因此，該點火正時信號IGLOG回到約在時間t3之最佳點火正時MBT。由於該點火正時信號IGLOG已收斂為該MBT，因此，實際的平均有效指示壓力Pmi__act回到該最佳位準105。在此模擬中，該等參考值之設定如下：Aigop_base = -2、 Bigop—base = 0及Cigop—base = 300。如上所述，當該識別誤差完全收斂為零且因此該點火正時信號IGLOG收斂為最佳點火正時MBT時，該係數Bigop收斂為其參考值（=零）。因此，將該誤差EIGOP設定為零，從而自動終止該回授控制。控制流程圖1 8顯示用於該點火正時控制的一程序之主要常式。此常式係與該燃燒循環同步執行。此流程圖顯示用於一單一汽缸引擎之範例性程序。在一多汽缸引擎情況下，針對每一汽缸之每一燃燒循環執行以下程序。例如，在四汽缸引擎之情況下，於每一 180度曲柄角針對該等四個汽缸中的每 96728.doc -33- 200523467 一汽缸而啟動該程序。在步驟s 1中，決定在一閥驅動系統（其可包括一可變相位機構及一可變升提機構）或一可變壓縮比率機構中是否偵測到一故障。由於若偵測到一故障便不能執行藉由該閥驅動系統之一扭矩控制，因此，執行一故障安全控制以計算用以將該引擎旋轉速度保持於一不變位準之一點火正時 (S2)。例如，可藉由上述回應指派控制來實施該故障安全控制。該點火正時Ig_fs之計算使得該引擎旋轉速度收斂為一預定的所需值（例如，2000 rpm)。執行計算以為故障安全而實施回應指派控制，例如，依據以下等式來計算： (26) (27) (28)

Ig—fs = Ig—fs一base-Krch’·〇’(]<:)— Kadp’· 5]σ’〇·) /=0 a’(k)= Enfs(k)+POLE’.Enfs(k-l)

Enfs(k)= NE(k)-NE_fs Krch’、Kadp’ ：回授增益 POLE，：回應指派參數（-1<POLE，<0) NE—fs :引擎旋轉速度之所需值（例如2000 rpm) Ig_fs_base :故障安全之參考值（例如0度）在步驟S3中，在點火正時IGL0G中設定計算出的Ig_fs。若在步驟S 1中未偵測到故障，則決定該引擎是否處於啟動模式（S4)。若該引擎處於啟動模式，則將該點火正時 IGL0G設定為一預定值（例如，+10度）（S5)。若該引擎並非處於該啟動模式，則在步驟S6中決定一加速器踏板是否完全關閉。若該加速器踏板完全關閉，則指 96728.doc -34- 200523467 不該引擎處於一閒置狀況。然後，在步驟S7中，決定為執行快速觸媒預熱控制而設定之一預定時間是否已過去。若該預定時間尚未過去，則指示該快速觸媒預熱控制仍在進行。該快速觸媒預熱控制係用以增加該觸媒溫度以便快速活化該觸媒之一控制。在該快速觸媒預熱控制期間，延遲該點火正時以使得該引擎旋轉速度收斂為一所需值。以類似於步驟S2之方式經由回應指派控制來實施此控制。下面係用以實施該回應指派控制之等式。

Ig 一 ast=Ig 一 ast—base-KrcW’^-Kadp”·；^，》·） (29) (30) (31) af,(k)=Enast(k)+ P〇LEff-Enast(k-l) Enast(k)=NE(k)-NE—ast

Krch"、Kadpn :回授增益 POLE”：回應指派參數（-1<p〇LE”<〇) NE—ast:引擎旋轉速度之所需值（例如18〇〇rpm)

Ig—ast—base ·觸媒溫度預熱之參考值（例如+ 5度）在步驟S9中，在點火正時IGL〇G中設定計算出的“^討。若在步驟S7中完成該快速觸媒預熱控制，則在步驟si〇中依據本發明對最佳點火正時MBT執行回授控制（圖19)。圖19顯不對該最佳點火正時MBT的回授控制之流程圖。在步驟S21中，接收藉由對該一階濾波器之輸出與該二階濾波器之輸出取樣而獲得的值，並依據上述等式（3)而計算平均有效指示壓力Pmi—act。圖20顯示用以對該一階濾波器之輸出與該二階濾波器之輸出取樣之一流程圖。在步驟S22中，依據上述等式（11)至（22)來計算該等係數 96728.doc -35- 200523467

Aigop、Bigop及Cigop以決定如等式（9)所表示的估計曲線。在步驟S23中，依據等式（10)而計算該誤差EIGOP。在步驟S24中，執行如等式（23)及（24)所表示的回應指派控制以計算用以使該誤差EIGOP收斂為零之校正值。在步驟S25中，依據當前引擎旋轉速度NE及當前進氣量 Gcyl，藉由參考如圖4所示之一映射來決定該參考值 IGBASE。在步驟S26中，該計數器值Cdigid增加一。如上面參考圖 10之說明，該波動信號取決於該計數器值Cdigid。若該計數器值Cdigid超過在步驟S27中標示該波動信號DIGID之一循環長度之Cdigid_max，則重新設定該計數器值（S28)。若該計數器值Cdigid等於或小於Cdigid_max，則該程序繼續進行步驟S29。在步驟S29中，參考如圖10所示之一表格來決定該波動信號DIGID對應於該計數器值Cdigid之當前值。在步驟S30中，將該參考值IGBASE、該校正值DIG0P及該波動信號DIGID加總以決定該點火正時信號IGLOG。可與步驟S25直至S29—起執行步驟S21直至S24。圖20係針對該缸内壓力之一取樣程序之流程圖。於每一 1 5度曲柄角執行此常式。在步驟S3 1中，對該缸内壓力感測器之偵測值Pcyl取樣。在步驟S32中，向取樣的偵測值Pcyl施加該一階濾波器。在步驟S33中，向該偵測值Pcyl施加該二階濾波器。在步驟S34中，決定TDC後的當前曲柄角是否係45度。若 96728.doc -36- 200523467 該步驟之回答係是’則對該二階渡波器之輸出取樣並將其儲存於—記憶體中（S35)。在步驟s财，決定TDC後的當前曲柄角是否係90度。若該步驟之回答係是，則對該一階濾波益之輸出取樣並將其儲存於—記憶體中（s37)。將在步驟S35中取樣的二階輸出C2.c〇s(^2)與在步驟S37 中取樣的一階輸出Cl.cos((J>l)傳遞給圖19之步驟S21。本發明可應用於通用引擎（例如，一外置馬達）。【圖式簡單說明】圖1係顯示依據本發明之一項具體實施例之引擎及其控籲制單元之方塊圖。圖2係用以解說依據本發明之一項具體實施例之點火正時控制之一般原理之方塊圖。圖3係顯示依據本發明之一項具體實施例之點火正時控制裝置之方塊圖。圖4顯不依據本發明之一項具體實施例用以指定該點火正時之參考值之一映射。圖5顯不一燃燒室之體積與缸内壓力之間的關係。 _ 圖6係依據本發明之一項具體實施例之一階濾波器與二階渡波器之特徵。圖7係用以解說依據本發明之一項具體實施例從該缸内 · 壓力擷取一階成分與二階成分之方法之圖式。 · 圖8係用以解說依據本發明之一項具體實施例，依據該缸二力之乂受成分而計算一平均有效指示壓力之效果之圖式。 96728.doc -37- 200523467 S ”、、員示點火正時與一平均有效指示壓力之間的關係。圖1 〇頒不依據本發明之一項具體實施例之波動信號之一波形。圖11係用以解說依據本發明之一項具體實施例由一波動信號引起的點火正時波動之圖式。圖12 ?’、'員示依據本發明之一項具體實施例之一估計點火正時曲線與一計算出的最佳點火正時。圖13係用以解說依據本發明之一項具體實施例對欲識別的係數中的-係數執行一限制程序之理由之圖式。圖14顯不依據本發明之一項具體實施例在一回應指派控制中之切換函數。圖15顯示依據本發明之一項具體實施例在一回應指派控制中由Θ應指派荟數指$之一受控變數之收斂速度。 Η 6颁示在未對最佳點火正時執行回授控制時之一平均有效指示壓力。圖Π係顯不依據本發明之一項具體實施例在對最佳點火正時執行回授控制時各種參數之性能。圖18係依據本發明之一項具體實施例之點火正時控制之一主要常式之流程圖。圖19係依據本發明之一項具體實施例對最佳·點火正時之回授控制之流程圖。圖20係依據本發明之一項具體實施例針對該缸内壓力之取樣程序之流程圖。【主要元件符號說明】 96728.doc 200523467 1 電子控制單元 2 引擎 3 進氣閥 4 進氣歧管 5 排氣閥 6 排氣歧管 7 燃料喷射閥 8 燃燒室 9 火星塞 10 活塞 11 曲軸 15 缸内壓力感測器 17 曲柄角感測器 18 節流閥 19 節流閥開啟感測器（0ΤΗ) 20 進氣歧管壓力（Pb)感測器 21 氣流計（AFM) 25 加速器開啟感測器 31 特徵曲線 32 最大值 33 箭頭/範圍 34 對應於該範圍33之部分 41 波動信號產生器 42 點火正時信號產生器 96728.doc -39- 200523467 43 平均有效壓力計算器 44 MBT計算器 45 點火正時控制器 55 波形 56 波形 57 波形 58 波形 63 平均有效壓力計算器 71 點火正時之特徵曲線 72 最大值 73 陰影區域74之寬度 74 陰影區域 75 線 77 波動信號可取值之範 81 點火正時信號之波動 82 陰影區域 83 估計曲線 84 箭頭 95 線 97 誤差之收斂速度 98 誤差之收斂速度 99 誤差之收斂速度 101 對應於MBT的平均有 105 對應於MBT的平均右

96728.doc -40- 200523467 la lb 1 c Id a b 輸入介面 CPU 記憶體輸出介面一階濾波器二階濾波器 96728.doc -41

Claims

200523467 十、申請專利範圍： 1. -種用以控制一引擎之點火正時之裝置，其包含. 一點火正時計算器，豆係 _ — /、係用以將一波動成分添加給一汉疋的點火正時以計算該引擎 1手^人之一取終點火正時；一平均有效壓力計算器，1係々 Μ 1u /、係用以计异在該引擎已依據§亥取終點火正時而點火時❹i到⑽_力之一平均有效指示壓力； = :順計㈣，其係用以估計表示該平均有效指示屋力與該波動成分之間相關的點火正時特徵曲線，並用以依據該特徵曲線而決定一最佳點火正時；以及 -控制器，其係用以控制該設定的點火正時收敛為該最佳點火正時。 2 ·如請求項1之裝置，其中以-函數來表示該點火正時特徵曲線，該函數之 -輸入係該波動成分’而該函數之一輸出係該平均有效指示壓力；其中該MBT計算器進一步包括一識別器，該識別器係用以依據由該平均有效壓力計算器計算出的平均有效指示壓力來識別與該函數中的波動成分相關之係數，進而依據该專係數之該識別來估計該特徵曲線。 3·如請求項2之裝置，其進-步包含用以產生該波動成分之一產生器，其中該產生器產生該波動成分以滿足用以識別該函數的該等係數之自我激發條件。 96728.doc 200523467 4.如請求項2之裝置，其申該識別器係進一步配置成：決定該等係數之更新成分以使得由該平均有效壓力計算器計算出的平均有效指示壓力與依據該函t而估計出的-估計平均有效指示壓力之間的一誤差收數為零；將該等更新成分添加給預定的參考值以決定該等係數 ’從而使得在該誤差收斂為零時該等係數㈣為該等來考值；其中預先決定該等參考值，以使得當該等係數已收敛 :該等參考值時’用以控制該設定的點火正時收斂為該隶佳點火正時之該控制停止。 5. 如請求項2之裝置，其中向該等係數中的至少一係數施加一限制程序’從而防止將該特徵曲線估計為—向下凸出的曲線。 6·如請求们之裝置，其中將該平均有效壓力計算器進一步配置成從㈣測出的缸㈣力擷取-交變成分並依據該交變成分而計算出該平均有效指示壓力。 8. 7·如凊未項1之裝置，其中該控制器使用一回應指派控制來控制該設定的點火正時，該回應指派控制能夠指定該設 j的點火正時對該最佳點火正時之回應特徵。 :種用以控制一引擎之點火正時之方法，其包含以下步以計算用 ⑻將-波動成分添加給一設定的點火正時於該？丨擎點火之一最終點火正時； (b)計算在該引擎已依據該喿炊像取終點火正時而點火時偵注 96728.doc 200523467 到的缸内壓力之一平均有效指示壓力； ⑷估计表不该平均有效指示壓力與該波動成分之間相關的點火正時特徵曲線； (d)依據該特徵曲線而決定一最佳點火正時；以及 (勾控制該設定的點火正時收斂為該最佳點火正時。 9.如請求項8之方法，中以函數來表示該點火正時特徵曲線，該函數之一輸入係該波動成分，而該函數之一輸出係該平均有效指示壓力；其中该步驟（c)進一步包含以下步驟·· (cl)依據該平均有效指示壓力來識別與該函數中的該皮動成刀相關之係數，進而依據該等係數之該識別來估計該特徵曲線。 10·如請求項9之方法，其進一步包含產生該波動成分以滿足識別該函數的該等係數之自我激發條件之步驟。 11·如請求項9之方法，其中該步驟（cl)進一步包含以下步驟：決定該等係數之更新成分以使得該步驟（b)中所計算出的該平均有效指示壓力與依據該函數而估計出之一估計平均有效指示壓力之間的一誤差收斂為零；以及將遠等更新成分添加給預定的參考值以決定該等係數，從而使得在該誤差收斂為零時該等係數收斂為該等參考值；其中預先決定該等參考值，以使得當該等係數已收斂為該等參考值時，用以控制該設定的點火正時收斂為該 96728.doc 200523467 最么點火正時之該控制停止。 12. 13. 14. 月长項9之方法，其進—步包含以下該步驟. 從而防向該等係數中的至少一係數施加一限制程序止將°亥特徵曲線估計為一向下凸出的曲線。如請求項8之方法，其中該步驟⑻進 ,,Λ ^ , 匕3 Μ下步驟·· Κ该偵測出的缸内壓力擷取一交變成分；以及依據該交變成分而計算該平均有效指示壓力。如請求項8之方法，其中該步驟⑷進以下步驟：使用—回應指派控制來控制該設定的點火正時，嗜回應指派控制能夠指定該設定的點火正時對該最佳點：正時之回應特徵。 96728.doc