内燃机的控制设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及内燃机的控制设备，更具体地，设及适合于作为利用缸内压力传感器 的检测值，进行各种发动机控制，各种判定处理和各种估计处理的设备的内燃机的控制设 备。
【背景技术】
[0002] 如在例如专利文献1中公开的那样，已知一种检测内燃机的运转状态的设备。上 述传统设备包括检测内燃机的运转状态的传感器（例如，缸内压力传感器），并按照运转状 态（发动机转速），在同步的定时或者与曲轴角同步地进行传感器的检测值的采样。
[0003] 包括上述文献在内，作为本发明的现有技术，申请人知道W下文献。
[0004] 引文列表 阳00引专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特许公开No. 2-099743公报
[0007] 专利文献2 :日本特许公开No. 11-190250公报
[0008] 专利文献3 :日本特许公开No. 2010-127102公报
【发明内容】
[0009] 技术问题
[0010] 利用缸内压力传感器，可W捕捉燃烧时的缸内压力波形。此外，利用与曲轴角同步 的缸内压力数据，能够进行燃烧分析（热释放量、已燃质量分数、50%燃烧点等的计算）。不 过，如果发动机转速过低，那么用于采样与曲轴角同步的缸内压力数据的间隔变长，从而难 W可靠地捕捉燃烧时的缸内压力波形。此外，为捕捉燃烧时的缸内压力波形而进行的缸内 压力数据的采样不仅受发动机转速影响，而且受燃烧速度影响。即使发动机转速保持相同， 燃烧速度也随着内燃机的运转状态等而变化。于是，即使发动机转速保持相同，取决于燃烧 速度，也会出现其中能够进行缸内压力数据的高度精确采样的情况和其中不能进行所述采 样的情况。因而，在采用按照发动机转速，切换利用和不利用与曲轴角同步的缸内压力数据 的方法，比如在上述专利文献1中记载的方法的情况下，出现W下问题。即，在W确保缸内 压力数据的高度可靠采样为目的，把切换到曲轴角同步的发动机转速的阔值设定成较高值 的情况下，即使当可W说取决于燃烧速度，在低发动机转速侧实际确保可靠性时，也意味不 能进行与曲轴角同步的缸内压力数据的采样。在运方面，就判定采样的缸内压力数据的可 靠性是否充足而论，在上述专利文献1中记载的方法仍有改善余地。
[0011] 为了解决上述问题，设想了本发明，本发明的目的是提供一种用于内燃机的控制 设备，所述控制设备能够简单并且精确地判定与曲轴角同步采样的缸内压力数据的可靠 性。
[0012] 技术问题的解决方案
[0013] 本发明的第一方面是一种用于内燃机的控制设备，包括：
[0014] 缸内压力传感器，用于检测缸内压力；
[0015] 热释放量数据计算装置，用于基于使用所述缸内压力传感器采样的与曲轴角同步 的缸内压力数据来计算缸内的热释放量数据；和
[0016] 数据可靠性判断装置，用于在使用所述热释放量数据识别的燃烧时间段中所存在 的所述热释放量数据的项数为两个W上的情况下，判断所采样的与曲轴角同步的缸内压力 数据是可靠的。
[0017] 本发明的第二方面是一种按照本发明的第一方面的用于内燃机的控制设备，还包 括：
[001引致动器，用于控制所述内燃机；化及
[0019] 控制切换装置，用于在使用所述热释放量数据识别的燃烧时间段中所存在的所述 热释放量数据的项数为两个W上的情况与该燃烧时间段中所存在的所述热释放量数据的 项数小于两个的情况之间，切换基于利用所述缸内压力数据的燃烧分析的所述致动器的控 制。
[0020] 本发明的第Ξ方面是一种按照本发明的第二方面的用于内燃机的控制设备，
[0021] 其中，所述控制切换装置在所述燃烧时间段中所存在的所述热释放量数据的项数 为两个W上的情况下，允许基于利用所述缸内压力数据的燃烧分析执行所述致动器的控 审IJ，在所述燃烧时间段中所存在的所述热释放量数据的项数小于两个的情况下，禁止执行 所述致动器的控制。
[0022] 本发明的第四方面是一种按照本发明的第Ξ方面的用于内燃机的控制设备，
[0023] 其中，所述致动器的控制是与预定控制对象参数相关联的、使用致动器的并基于 利用所述缸内压力数据的燃烧分析的反馈控制，并且
[0024] 其中，所述控制切换装置在所述燃烧时间段中所存在的所述热释放量数据的项数 为两个W上的情况下，允许执行所述反馈控制，在所述燃烧时间段中所存在的所述热释放 量数据的项数小于两个的情况下，禁止执行所述反馈控制。
[00巧]本发明的第五方面是一种按照本发明的第Ξ方面的用于内燃机的控制设备，
[00%] 其中，所述致动器的控制是与预定控制对象参数相关联的、使用致动器的并基于 利用所述缸内压力数据的燃烧分析的反馈控制，并且
[0027] 其中，所述控制切换装置在所述燃烧时间段中所存在的所述热释放量数据的项数 小于两个的情况下，与所述燃烧时间段中所存在的所述热释放量数据的项数为两个W上的 情况相比，减小所述反馈控制中的反馈增益。
[0028] 本发明的第六方面是一种按照本发明的第一到第五方面任意之一的用于内燃机 的控制设备，还包括判断处理切换装置，用于在所述燃烧时间段中所存在的所述热释放量 数据的项数为两个W上的情况下，允许基于利用所述缸内压力数据的燃烧分析执行预定判 断处理，并且所述判断处理切换装置用于在所述燃烧时间段中所存在的所述热释放量数据 的项数小于两个的情况下，禁止执行所述判断处理或者允许基于不利用所述缸内压力数据 或者利用一部分所述缸内压力数据的另一个方法执行所述判断处理。
[0029] 本发明的第屯方面是一种按照本发明的第一到第六方面任意之一的用于内燃机 的控制设备，还包括估计处理切换装置，用于在所述燃烧时间段中所存在的所述热释放量 数据的项数为两个W上的情况下，允许基于利用所述缸内压力数据的燃烧分析执行用于估 计预定参数的估计处理，并且所述估计处理切换装置用于在所述燃烧时间段中所存在的所 述热释放量数据的项数小于两个的情况下，禁止执行所述估计处理或者允许利用预设值执 行所述估计处理。
[0030] 本发明的第八方面是一种按照本发明的第一到第屯方面任意之一的用于内燃机 的控制设备，
[0031] 其中，所述数据可靠性判断装置判断在所述燃烧时间段的起点处的燃烧开始定时 之后并在缸内气体的内部能量表现出最大值的第二曲轴角处或其之前采样的热释放量数 据是所述燃烧时间段中所存在的热释放量数据。
[0032] 本发明的第九方面是一种按照本发明的第八方面的用于内燃机的控制设备，
[0033] 其中，所述数据可靠性判断装置判断当在第一曲轴角处或其之后开始并且在所述 第二曲轴角之前结束的时间段中所存在的所述热释放量数据的项数为两个W上的情况下， 所采样的与曲轴角同步的缸内压力数据是可靠的，其中所述第一曲轴角是热释放量相对于 最小热释放量首次上升的所述热释放量数据的项的曲轴角。
[0034] 本发明的第十方面是一种按照本发明的第八或第九方面的用于内燃机的控制设 备，
[0035] 其中，所述数据可靠性判断装置判断在基于所述缸内压力数据计算的内部能量数 据中的内部能量最大值的标绘点与所述内部能量数据的在第一曲轴角处或其之后并在所 述内部能量最大值之前的项的标绘点共线的情况下，所述内部能量最大值是在真实的第二 曲轴角之前的数据项，其中所述第一曲轴角是热释放量相对于最小热释放量首次上升的所 述热释放量数据的项的曲轴角。
[0036] 本发明的第十一方面是一种按照本发明的第八到第十方面任意之一的用于内燃 机的控制设备，
[0037] 其中，所述数据可靠性判断装置判断在基于所述缸内压力数据计算的内部能量数 据中的内部能量最大值的标绘点与所述内部能量数据的在第一曲轴角处或其之后并在所 述内部能量最大值之前的项的标绘点不共线的情况下，作为所述内部能量最大值的前一个 项的数据项是在真实的第二曲轴角之前的数据项，其中所述第一曲轴角是热释放量相对于 最小热释放量上升的所述热释放量数据的项的曲轴角。
[0038] 本发明的第十二方面是一种按照本发明的第八或第九方面任意之一的用于内燃 机的控制设备，
[0039] 其中，所述数据可靠性判断装置判断在基于所述缸内压力数据计算的内部能量数 据中的内部能量最大值之前的数据项是在真实的第二曲轴角之前的数据项。
[0040] 本发明的第十Ξ方面是一种按照本发明的第十方面的用于内燃机的控制设备，还 包括内部能量最大数据估计装置，用于在所述内部能量最大值的标绘点与所述内部能量数 据的在所述第一曲轴角处或其之后并在所述内部能量最大值之前的项的标绘点共线的情 况下，估计关于W下交叉点的数据是真实的内部能量最大值并且估计在所述交叉点处的曲 轴角是真实的第二曲轴角，其中，该交叉点是穿过所述内部能量数据的在所述第一曲轴角 处或其之后并在所述内部能量最大值之前的项的标绘点中的任何两个点和所述内部能量 最大值的标绘点的直线与穿过紧接在所述内部能量最大值之后的两个数据项的标绘点的 直线之间的交叉点。
[0041] 本发明的第十四方面是一种按照本发明的第十一方面的用于内燃机的控制设备， 还包括内部能量最大数据估计装置，用于在所述内部能量最大值的标绘点与所述内部能量 数据的在所述第一曲轴角处或其之后并在所述内部能量最大值之前的项的标绘点不共线 的情况下，估计关于W下交叉点的数据是真实的内部能量最大值并且估计在所述交叉点处 的曲轴角是真实的第二曲轴角，其中，该交叉点是穿过所述内部能量数据的在所述第一曲 轴角处或其之后并在所述内部能量最大值之前的项的标绘点中的任何两个点的直线与穿 过所述内部能量最大值的标绘点和作为所述内部能量最大值的后一个项的数据项的标绘 点的直线之间的交叉点。
[0042] 本发明的第十五方面是一种按照本发明的第一到第十Ξ方面任意之一的用于内 燃机的控制设备，还包括内部能量最大数据估计装置，用于估计关于W下交叉点的数据是 真实的内部能量最大值并且估计在所述交叉点处的曲轴角是真实的第二曲轴角，其中，该 交叉点是穿过紧接在基于所述缸内压力数据计算的内部能量数据中的内部能量最大值之 前的两个数据项的标绘点的直线与穿过紧接在所述内部能量最大值之后的两个数据项的 标绘点的直线之间的交叉点。
[0043] 本发明的第十六方面是一种按照本发明的第十Ξ到第十五方面任意之一的用于 内燃机的控制设备，还包括附加缸内压力计算装置，用于使用由所述内部能量最大数据估 计装置估计的真实的内部能量最大值和真实的第二曲轴角计算在所述真实的第二曲轴角 处的缸内压力。
[0044] 本发明的第十屯方面是一种按照本发明的第十方面的用于内燃机的控制设备，还 包括最大热释放量数据设置装置，用于在所述内部能量最大值的标绘点与所述内部能量数 据的在所述第一曲轴角处或其之后并在所述内部能量最大值之前的项的标绘点共线的情 况下，将与作为所述内部能量最大值的后一个项的数据项对应的所述热释放量数据或与作 为所述数据项的后另一个项的数据项对应的所述热释放量数据，设置作为最大热释放量的 数据。
[0045] 本发明的第十八方面是一种按照本发明的第十一方面的用于内燃机的控制设备， 还包括最大热释放量数据设置装置，用于在所述内部能量最大值的标绘点与所述内部能量 数据数据的在所述第一曲轴角处或其之后并在所述内部能量最大值之前的项的标绘点不 共线的情况下，将与所述内部能量最大值对应的所述热释放量数据或与在所述内部能量最 大值之后的数据项对应的所述热释放量数据，设置作为最大热释放量的数据。
[0046] 本发明的有益效果
[0047] 缸内热释放量波形具有所谓的"Z特性"（值按照在燃烧时间段中，热释放量Q急 剧变化的方式阶梯式变化的特性）。当试图用基于缸内压力数据分散的热释放量数据，可 靠地再现具有运种特性的热释放量的波形时，如果燃烧时间段中的热释放量的项数小于两 个，那么不能可靠地再现热释放量的波形，并且在燃烧时间段内的热释放量数据的项数必 须为两个W上。利用该事实，可W说当燃烧时间段中所存在的热释放量数据的项数为两个 W上时，能够判断与曲轴角同步地采样的缸内压力数据是可靠的。于是，按照本发明的第一 方面，能够简单并且精确地判断与曲轴角同步地采样的缸内压力数据的可靠性。
[0048] 按照本发明的第二到第五方面，能够进行有效地利用关于可被判断为可靠的缸内 压力数据的燃烧分析结果的发动机控制（致动器的控制）。此外，能够防止进行基于利用不 可靠的缸内压力数据的燃烧分析的发动机控制。
[0049] 按照本发明的第六方面，能够进行有效地利用关于可被判断为可靠的缸内压力数 据的燃烧分析结果的判断处理。此外，能够防止进行基于利用不可靠的缸内压力数据的燃 烧分析的判断处理。
[0050] 按照本发明的第屯方面，能够进行有效地利用关于可被判断为可靠的缸内压力数 据的燃烧分析结果的估计处理。此外，能够防止进行基于利用不可靠的缸内压力数据的燃 烧分析的估计处理。
[0051] 按照本发明的第八方面，通过利用与是否归因于热应变等而在热释放量的波形中 出现变动无关，缸内气体的内部能量的最大值总是在燃烧终止定时之前的事实，能够判断 热释放量数据是否存在于燃烧时间段中。
[0052] 按照本发明的第九方面，通过利用总是在燃烧开始定时之后的第一曲轴角，和总 是在燃烧终止定时之前的第二曲轴角，能够可靠地判断燃烧时间段中所存在的热释放量数 据的项数是否为两个W上。从而，与是否归因于热应变等的影响而在热释放量Q的波形中 出现变动无关，能够精确地判断与曲轴角同步地采样的缸内压力数据的可靠性。
[0053] 按照本发明的第十到第十二方面，能够判断特定的采样数据是否确实是在真实的 燃烧时间段内所采样的数据。
[0054] 按照本发明的第十Ξ到第十五方面，通过利用内部能量的数据项之间的相对位置 关系，能够正确地估计真实的内部能量最大值和真实的第二曲轴角。
[0055] 按照本发明的第十六方面，通过利用如上所述估计的真实的内部能量最大值和真 实的第二曲轴角，当利用缸内压力的采样数据进行燃烧分析时，相对于缸内压力的数据项 的数目可被增大一项。
[0056] 按照本发明的第十屯和第十八方面，通过利用内部能量的数据项之间的相对位置 关系，能够与是否归因于热应变等的影响而在热释放量的波形中出现变动无关地正确识别 最大热释放量的数据。
【附图说明】
[0057] 图1是说明按照本发明的第一实施例的内燃机的系统结构的视图； 阳058] 图2是表示点火起动时的操作的时间