内燃机的控制装置的制造方法_4

文档序号:9509860阅读:来源:国知局
是指,通过对 气流调节阀的开度进行调节而对涡流的强度进行变更。
[0152] 分别与各个气缸连接的排气歧管40、以及与排气歧管40的下游侧集合部连接的 排气管41构成了排气通道。增压器35的涡轮35b以及废气净化催化剂42被安装在排气 管41上。
[0153] 增压器35为公知的可变排量型增压器,在其涡轮35b上设置有未图示的多个喷嘴 叶片(可变喷嘴)。而且,增压器35的涡轮35b具备未图示的"涡轮35b的旁通通道、以及 设置于该旁通通道上的旁通阀"。喷嘴叶片以及旁通阀根据发动机ECU70的指示而对开度 进行变更,其结果为,使增压被变更(控制)。即,在本说明书中,"对增压器35进行控制" 的意思是指,通过对喷嘴叶片的角度和/或旁通阀的开度进行变更,从而对增压进行变更。
[0154] 构成使废气的一部分回流的通道(EGR通道)的高压排气回流管50、被安装于高压 排气回流管50上的高压EGR控制阀51、以及高压EGR冷却器52构成了高压EGR装置。高 压排气回流管50将涡轮35b的上游侧排气通道(排气歧管40)和节气门32的下游侧进气 通道(进气歧管30)连通。高压EGR控制阀51响应来自发动机E⑶70的驱动信号并经由 高压排气回流管50从而能够对被再循环的废气量进行变更。
[0155] 构成使废气的一部分回流的通道(EGR通道)的低压排气回流管53、被安装于低压 排气回流管53上的低压EGR控制阀54、以及低压EGR冷却器55构成了低压EGR装置。低 压排气回流管53将涡轮35b的下游侧排气通道(排气管41)和压缩机35a的上游侧进气 通道(进气管31)连通。低压EGR控制阀54响应来自发动机E⑶70的驱动信号并经由低 压排气回流管53从而能够对被再循环的废气量进行变更。
[0156] 在排气管41上安装有排气节流阀56。排气节流阀56响应来自发动机ECU70的 驱动信号,而使进入废气净化催化剂42的废气的温度上升,并且能够经由低压排气回流管 53而对被再循环的废气量进行变更。即,通过低压EGR装置而被再循环的废气量,通过低压 EGR控制阀54和/或排气节流阀56而被变更。
[0157] 内燃机10具备:输出表不节气门32的开度的信号的节气门开度传感器60、输出 表示从进气通道内通过的吸入空气的质量流量的信号的空气流量计61、输出表示被吸入内 燃机10的气缸内(燃烧室内)的气体的压力Pm的信号的进气管压力传感器62、输出表示 蓄压室22内的燃料的压力Ep的信号的燃料压力传感器63、输出表示各个气缸的气缸内的 压力(缸内压力Pc)的信号的缸内压力传感器64、在输出曲轴转角角度Θ的同时输出表不 作为内燃机10的转速的内燃机转速NE的信号的曲轴转角传感器65、输出表示高压EGR控 制阀51的开度的信号的高压EGR控制阀开度传感器66a、输出表示低压EGR控制阀54的开 度的信号的低压EGR控制阀开度传感器66b、以及输出表不冷却水温度THW的信号的水温传 感器67。
[0158] 搭载有内燃机10的车辆具备输出表不未图不的加速踏板的开度Ap的信号的加速 器开度传感器68、以及输出表示车辆的行驶速度Vs的信号的速度传感器69。
[0159] 发动机E⑶70包括:CPU71、对CPU71所执行的程序以及映射图等进行保持的 R0M72、以及临时存储数据的RAM73。上述的各种传感器的输出信号被朝向发动机ECU70发 送。CPU71根据从各个传感器发送来的信号、以及存储于R0M72中的映射图等而实施运算处 理,并以使内燃机10成为所期望的运转状态的方式对各类机器进行控制。
[0160] 接下来,对本控制装置的动作进行说明。首先,参照图5,对CPU71 (以下,也仅称为 "CPU")所执行的燃烧状态控制的处理进行说明。在本处理中,CPU以如下方式对各种燃烧 参数进行设定,即,使内燃机10产生与内燃机要求输出Pr相等的输出,并且使热释放率重 心位置Gc与目标重心位置Gc*相等。另外,在本实施方式中,目标重心位置Gc*为压缩上 止点后7度。
[0161] 在内燃机10运转时,CPU每经过预定的时间而从步骤500起开始处理,并进入步骤 505。在步骤505中,CPU根据加速器开度Ap以及行驶速度Vs来决定内燃机要求输出Pr。 如果更具体地进行叙述,则CPU以加速器开度Ap越大则内燃机要求输出Pr越变大的方式 进行设定,并以行驶速度Vs越大则内燃机要求输出Pr越变大的方式进行设定。
[0162] 接下来,CPU进入步骤510,并决定为了使内燃机10产生内燃机要求输出Pr而所 需的要求喷射量tau。如果更具体地进行叙述,则CPU以内燃机要求输出Pr越大则要求喷 射量tau越变大的方式进行设定。
[0163] 接下来,CPU进入步骤515,并决定燃料喷射压Fp。如果更具体地进行叙述,则如图 6 (A)所示,CPU将燃料喷射压Fp设定为与要求输出Pr成比例的值。接下来,CPU进入步骤 520,并决定增压Tp。如果更具体地进行叙述,则如图6(B)所示,CPU将增压Tp设定为与要 求输出Pr成比例的值。
[0164] 接下来,CPU进入步骤525,并决定要求喷射量tau中的、通过引燃喷射而喷射的燃 料的比率(引燃喷射率)α (〇 < α < 1)。即,CPU通过引燃喷射而喷射由a Xtau计算出 的量的燃料,并通过主喷射而喷射由(l-a)Xtau计算出的量的燃料。比率α根据冷却水 温度THW以及内燃机转速ΝΕ等而被决定。
[0165] 接下来,CPU进入步骤530,并决定燃料喷射正时CAinj。如果更具体地进行叙述, 则与"内燃机要求输出Pr、要求喷射量tau、燃料喷射压Fp、增压Tp、以及引燃喷射率α "相 对应的燃料喷射正时Cain j,以热释放率重心位置Gc与目标重心位置Gc* -致的方式通过 实验等而被预先规定,并以映射图的形式被保存于R0M72中。即,这些值的"内燃机10产生 与要求输出Pr相等的输出"且"热释放率重心位置Gc与目标重心位置Gc*相等"的组合以 映射图的形式而被保存于R0M72中。另外,该燃料喷射正时CAinj能够通过后文所述的图 7所示的热释放率重心位置的反馈控制而被调节。
[0166] 另外,实际的燃料喷射阀20的燃料喷射在各个气缸的曲轴转角角度Θ与燃料喷 射正时CAinj相比而以预定量(固定值)成为提前角侧时,实施引燃喷射,在之后曲轴转角 角度Θ与燃料喷射正时CAinj相等时,实施主喷射。
[0167] 接下来,CPU进入步骤535,根据燃料压力传感器63的输出信号而以蓄压室22内 的压力Ep成为与燃料喷射压Fp相对应的值的方式来对燃料加压栗21进行控制。接下来, CHJ进入步骤540,根据进气管压力传感器62的输出信号而以进气歧管30内的压力Pm成 为与增压Tp对应的值的方式来对增压器35进行控制。接下来,CPU进入步骤595,暂时结 束本程序。
[0168] 接下来,参照图7,对CPU所执行的热释放率重心位置的反馈控制进行说明。在本 程序中,CPU以内燃机10的热释放率重心位置Gc与目标重心位置Gc*相等的方式通过对 燃料喷射正时CAinj进行反馈控制而进行补正。在本程序中,由于曲轴转角角度Θ通过压 缩上止点后的角度而被表示,因此与压缩上止点相比靠提前角侧的曲轴转角角度Θ成为 负值。而且,本程序针对内燃机10的每个气缸而被执行。
[0169] 在内燃机10的运转时,CPU每经过预定的时间而从步骤700开始处理,并进入步 骤705。在步骤705中,CPU根据缸内压力传感器64的输出信号而对热释放率进行计算,并 根据该热释放率而对实际的热释放率重心位置Gc进行计算。具体而言,CPU根据缸内压力 Pc而对每单位曲轴转角角度的相对于曲轴转角角度Θ [CA° ]的产热量即热释放率dQ(0) [J/CA° ]进行计算。接下来,CPU根据热释放率dQ(0)而对热释放率重心位置Gc进行计 算。
[0170] 如果更具体地进行叙述,则热释放率重心位置Gc能够通过基于以下的式(4)的运 算而被取得。
[0171] [数学式4]
[0173] 在此,CAs为燃烧开始的曲轴转角角度(燃烧开始曲轴转角角度),CAe为燃烧结 束曲轴转角角度(燃烧结束曲轴转角角度)。另外,实际上,热释放率重心位置Gc根据将式 (4)转换为数字运算式的式子而被计算出。
[0174] 另外,燃烧开始曲轴转角角度CAs为伴随于引燃喷射而实施的燃烧被开始实施的 曲轴转角角度。在各循环中的燃烧开始曲轴转角角度CAs以及燃烧结束曲轴转角角度CAe 的预测较为困难的情况下,燃烧开始曲轴转角角度CAs也可以被设定为燃烧实际开始的与 曲轴转角角度相比靠提前角侧的角度(例如,压缩上止点前20度),燃烧结束曲轴转角角 度CAe也可以被设定为燃烧实际结束的与曲轴转角角度相比靠滞后角侧的角度(例如,压 缩上止点后90度)。
[0175] 在本实施方式中,"为了废气的升温以及废气净化催化剂42的活性化而在与后喷 射相比靠滞后角侧(例如,压缩上止点后90度)实施的后喷射"所形成的热释放在取得热 释放率重心位置Gc时并未被考虑。如果更具体地进行叙述,则CPU未将燃烧结束曲轴转角 角度CAe的值设定为与压缩上止点后90度相比靠滞后角侧的值。
[0176] 另外,热释放率重心位置Gc中的热释放率dQ( Θ )是通过基于以下的式(5)的运 算而被取得的。
[0177] [数学式5]
[0179] 接下来,CPU进入步骤710,并对热释放率重心位置Gc是否小于目标重心位置Gc* 进行判断。在热释放率重心位置Gc小于目标重心位置Gc*的情况下,CPU在步骤710中判 断为"是",并进入步骤715。在该情况下,由于热释放率重心位置Gc与目标重心位置Gc*相 比向提前角侧背离,因此在步骤715中,CPU以曲轴转角角度差分ACA而将燃料喷射正时 CAinj向滞后角侧调节。即,CPU将燃料喷射正时CAinj的值增大ACA(CAinj+ACA)。在 本实施方式中,曲轴转角角度差分A CA为0.5度。接下来,CPU进入步骤795,并暂时结束 本程序。
[0180] 另一方面,在热释放率重心位置Gc在目标重心位置Gc*以上的情况下,CPU在步 骤710中判断为"否",并进入步骤720。CPU在步骤720中,对热释放率重心位置Gc是否大 于目标重心位置Gc*进行判断。
[0181] 在热释放率重心位置Gc大于目标重心位置Gc*的情况下,CPU在步骤720中判断 为"是",并进入步骤725。在该情况下,由于热释放率重心位置Gc与目标重心位置Gc*相 比向滞后角侧背离,因此在步骤725中,CPU以曲轴转角角度差分ACA而将燃料喷射正时 CAinj向提前角侧调节。即,CPU将燃料喷射正时CAinj的值增大ACA(CAinj - ACA)。接 下来,CPU进入步骤795,并暂时结束本程序。
[0182] 另一方面,在热释放率重心位置Gc与目标重心位置Gc*相等的情况下,CPU在步 骤720中判断为"否",并进入步骤795。在该情况下,由于热
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