用于内燃机的控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于内燃机的控制装置。特别地，本发明涉及用于调整燃料喷射量和进气量的对策。
【背景技术】
[0002]在相关技术中，作为对安装在车辆等上的发动机的控制，来自喷射器的燃料喷射量被控制成使得汽缸的实际空燃比达到目标空燃比(例如，日本专利申请公开N0.2011-85061 (JP 2011-85061 A)和日本专利申请公开N0.2007-2780(JP 2007-2780 A))。
[0003]具体地，在JP2011-85061 A中，通过缸内压力传感器检测汽缸缸中的压力变化，并且根据压力峰值位置的偏差(来自稳定操作状态下的压力峰值位置的偏差)计算空燃比的变化。基于空燃比的变化来校正燃料喷射量，由此使实际空燃比与目标空燃比相匹配。
[0004]在JP2007-2780 A中，基于由空气流量计检测的进气量来检测来自喷射器的燃料喷射量，以使实际空燃比维持在目标空燃比或实际空燃比变得接近目标空燃比。
【发明内容】
[0005]然而，由于在相关技术中基于实际空燃比接近目标空燃比的技术构思来执行燃料喷射量的控制，因此，存在以下问题。
[0006]例如，在实际进气量大于适当进气量(例如，适于发动机负载等的进气量)一一诸如发动机的过渡运转状态一一的情况下，即使通过控制燃料喷射量使实际空燃料比与目标空燃比相匹配时，存在燃料喷射量大于适当燃料喷射量的可能性。在该情况下，燃料喷射量过多，由此导致燃料效率降低。
[0007]另一方面，在实际进气量小于适当进气量的情况下，即使通过控制燃料喷射量使实际空燃料比与目标空燃比相匹配时，存在燃料喷射量小于适当燃料喷射量的可能性。在该情况下，不能实现驾驶员所需的发动机扭矩，由此导致驾驶性能恶化。
[0008]本发明提供了一种用于内燃机的控制装置，该控制装置能够实现燃料喷射量和进气量的调整。
[0009]本发明的解决方案原理
[0010]本发明的解决方案原理是，基于与汽缸中的燃料量相关的参数的参考值和实际值之间的差来校正燃料喷射量，并且基于与汽缸中的空气量相关的参数的参考值和实际值之间的差来校正进气量。
[0011]根据本发明的方面，提供了一种用于内燃机的控制装置，该控制装置包括:电子控制单元，该电子控制单元被配置成a)基于第一差来计算燃料喷射校正值，该第一差为预定的参考热产生量和实际热产生量之间的差，b)基于燃料喷射校正值来控制燃料喷射量，c)基于燃料喷射量的偏差和燃料喷射校正值中的任何一个以及第二差来计算进气校正值，该第二差为参考热产生量的预定梯度和实际热产生量的梯度之间的差，燃料喷射量的偏差基于第一差来计算，以及d)基于进气校正值来控制进气量。
[0012]参考热产生量是当执行理想燃烧(例如，用于获得请求扭矩的理想燃烧)时的热产生量，并且可以基于预定燃料喷射量来设置。
[0013]参考热产生量的梯度是当执行理想燃烧时热产生量的梯度，并且可以基于预定进气量和预定燃料喷射量来设置。
[0014]该解决方案基于“参考热产生量和实际热产生量之间的差”和“燃料喷射量的过剩/不足”之间的相关性。通过在实际热产生量小于参考热产生量时认为燃料喷射量不足并且在实际热产生量大于参考热产生量时认为燃料喷射量过多来计算燃料喷射校正值。基于燃料喷射控制单元的燃料喷射校正值来控制燃料喷射量。
[0015]该解决方案还基于在“参考热产生量的梯度和实际热产生量的梯度之间的差”和“燃料喷射偏差(实际燃料喷射量距适当燃料喷射量的偏差)或燃料喷射校正值”与“进气量的过剩/不足”之间的相关性。也就是说，当计算出“梯度的差”和“燃料喷射量的偏差或燃料喷射校正值”时，可以计算“进气量的过剩/不足”。基于进气量的过剩/不足来计算进气校正值，并且基于进气控制单元的进气校正值来控制进气量。
[0016]以该方式，可以通过分别计算燃料喷射校正值和进气校正值并分别执行基于燃料喷射控制单元的燃料喷射校正值的喷射燃料控制和基于进气控制单元的进气校正值的进气控制来分别调整燃料喷射量和进气量。
[0017]当参考热产生量和参考热产生量的梯度被设置成与获得适当燃料喷射量和适当进气量并且实现目标空燃比的燃烧状态对应时，可以使得实际空燃比与目标空燃比接近或匹配，同时分别执行燃料喷射控制和进气控制。
[0018]电子控制单元可以被配置成通过将第一差除以热产生效率来计算燃料喷射量的偏差，热产生效率是每单位体积燃料的热产生量，并且电子控制单元可以被配置成基于燃料喷射量的偏差来计算燃料喷射校正值。
[0019]也就是说，为了将参考热产生量和实际热产生量之间的差(例如，单位为“J”)转换成燃料喷射量的偏差(体积)，将该差除以热产生效率(例如，单位为“J/mm3”)。因此，可以容易地根据热产生量的差计算燃料喷射量的偏差(体积)。
[0020]电子控制单元可以被配置成通过将第一差除以热产生效率来计算燃料喷射量的偏差，热产生效率是每单位体积燃料的热产生量，电子控制单元可以被配置成基于燃料喷射量的偏差、实际进气量以及实际燃料喷射量来计算进气量的偏差，并且电子控制单元可以被配置成基于进气量的偏差来计算进气校正值。
[0021]热产生量的梯度受进气量和燃料喷射量的影响。例如，进气量变得越大，则热产生量的梯度变得越大。燃料喷射量变得越大，热产生量的梯度变得越大。因此，参考热产生量的梯度和实际热产生量的梯度之间的差与燃料喷射量的偏差、进气量的偏差、实际进气量以及实际燃料喷射量相关。因此，可以基于参考热产生量的梯度和实际热产生量的梯度之间的差、燃料喷射量的偏差、实际进气量以及实际燃料喷射量来计算进气量的偏差。当计算出进气量的偏差时，可以基于进气量的偏差来设置进气校正值。以该方式，在该解决方案中，使用热产生量的梯度、进气量和燃料喷射量彼此影响的事实来设置进气校正值。因此，能够以高精度计算进气校正值。
[0022]电子控制单元可以被配置成:设置进气校正值，使得即使在第二差等于燃料喷射量的偏差和燃料喷射校正中的任何一个的情况下，当在燃料喷射时段中燃烧室中的温度等于或大于燃料的预混合燃烧起始温度并且小于燃料的扩散燃烧起始温度时的进气校正值小于当在燃料喷射时段中燃烧室中的温度等于或大于燃料的扩散燃烧起始温度时的进气校正值。
[0023]当在燃料喷射时段中燃烧室的温度等于或大于燃料的预混合燃烧起始温度并且小于燃料的扩散燃烧起始温度时，大部分喷射的燃料被提供用于预混合燃烧。另一方面，当在燃料喷射时段中燃烧室的温度等于或大于燃料的扩散燃烧起始温度时，大部分喷射的燃料被提供用于扩散燃烧。预混合燃烧相比于扩散燃烧受氧气量的影响更大(由于燃料在燃烧室内的温度比较低的状态下燃烧，燃烧室中的氧气量极大地影响了燃烧进展)。也就是说，在预混合燃烧中，即使当进气量的偏差相对小(大于扩散燃烧)的情况下，实际热产生量的梯度呈现较大变化。因此，当大部分喷射的燃料被提供用于预混合燃烧时，需要在考虑到与大部分喷射的燃料被提供用于扩散燃烧相比预混合燃烧受氧气量的影响更大的情形下来校正进气量。因此，当在燃料喷射时段中燃烧室内的温度等于或大于燃料的预混合燃烧起始温度并且小于燃料的扩散燃烧起始温度时，热产生量的梯度的偏差等于燃料喷射量的偏差(或燃料喷射校正值)，但进气校正值被设定为比当在燃料喷射时段中燃烧室中的温度等于或大于燃料的扩散燃烧起始温度时小。因此，能够根据燃料的燃料类型来调整进气量。
[0024]根据本发明，能够通过分别校正燃料喷射量和进气量来调整燃料喷射量和进气量。
【附图说明】
[0025]下面将参照附图来描述本发明的示例性实施方式的特征、优点、以及技术和工业意义，其中，相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中:
[0026]图1是示意性地示出了根据本发明的实施方式的柴油发动机及其控制系统的配置的不意图；
[0027]图2是示出了柴油发动机的燃烧室及其外围的截面图；
[0028]图3是示出了控制系统如ECU的配置的框图；
[0029]图4A是示出了在燃烧行程中热产生率(每单位曲轴旋转角的热产生量)的变化的波形图并且图4B是示出了在燃烧行程中燃料喷射率(每单位曲轴旋转角的燃料喷射量)的变化的波形图；
[0030]图5是示出了燃料喷射量和进气量的控制流程的流程图；
[0031]图6是示出了用于根据参考热产生量Qb和实际热产生量Qr之间的差来计算燃料喷射量的偏差△ f的映射；
[0032]图7是示出了当进气量固定时燃料喷射量的偏差△f和热产生率梯度的偏差△ S之间的关系的不意图；
[0033]图8是示出了燃料喷射量的偏差和热产生率波形之间的关系的示意图；
[0034]图9是示出了