内燃机的控制装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种内燃机的控制装置，该内燃机的控制装置即使在历经多个循环连续或几乎连续发生异常燃烧的情况下，也能够适当地兼顾防止活塞温度的过上升、和防止内燃机的各种性能伴随异常燃烧抑制控制的实施而恶化。具备取得内燃机（10）的缸内压力P的缸内压传感器（34）。在使用缸内压传感器（34）检测出连续的早燃的情况下，使得：在早燃时Pmax较低的情况下，与早燃时Pmax较高的情况相比，难以执行早燃连发抑制控制。
【专利说明】内燃机的控制装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及内燃机的控制装置。
【背景技术】
[0002]以往，例如在专利文献I中公开了内燃机的燃烧控制装置。该以往的燃烧控制装置基于检测缸内压的缸内压传感器的输出来检测异常燃烧(早燃)。并且，在检测到早燃(pre-1gnition)的情况下，为了抑制早燃，进行点火正时的滞后化，或者使空燃比变浓。
[0003]此外，包括上述文献在内， 申请人:将以下记载的文献认知为与本发明相关联的技术。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献1:日本特开平3-57878号公报
[0006]专利文献2:日本特开2009-115041号公报
[0007]专利文献3:日本特开2003-176751号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的问题
[0009]当异常燃烧(早燃)遍及多个循环连续或几乎连续发生时，活塞的温度会上升。若作为结果而活塞的温度过上升，则会变得难以继续保证活塞的強度。另ー方面，在发生异常燃烧时，通过如上述专利文献I中记载的技术那样进行用于抑制异常燃烧的控制(点火正时的滞后化、使空燃比变浓或燃料切断等)，能够防止活塞的温度上升。然而，若进行这样的异常燃烧抑制控制，则会担心招致内燃机的各种性能(输出、排气的排放抑制、燃料经济性或驾驶性能的确保等)的恶化。
[0010]异常燃烧发生时的缸内压カ值与异常燃烧的发生频率为相反的关系。并且，可以说，在异常燃烧发生时的最大缸内压力值较低的情况下，与其高的情况相比，即使以高频率发生异常燃烧，活塞温度也难以上升。因此，当根据异常燃烧发生时的最大缸内压力值的高低来对异常燃烧抑制控制的执行进行调整时，则存在以下余地:能够防止活塞温度上升，同时，能够对与异常燃烧的抑制为平衡制约关系(trade-off relationship)的上述内燃机的各种性能的恶化进行抑制。
[0011]本发明是为了解决如上所述的问题而完成的发明，其目的在于提供一种内燃机的控制装置，该内燃机的控制装置即使在历经多个循环中连续或几乎连续发生异常燃烧的情况下，也能够适当地兼顾防止活塞温度的过上升、和防止内燃机的各种性能伴随异常燃烧抑制控制的实施而恶化。
[0012]用于解决问题的手段
[0013]第I发明是一种内燃机的控制装置，其特征在于，具备:
[0014]缸内压力取得単元，其取得内燃机的缸内压力；
[0015]异常燃烧检测単元，其基于由所述缸内压カ取得単元取得的缸内压力，检测有无异常燃烧；和
[0016]异常燃烧抑制控制调整単元，其在检测出连续或大致连续的异常燃烧的情况下，使得:在异常燃烧发生时的最大缸内压カ值低的情况下，与异常发生时的最大缸内压カ值高的情况相比，难以执行抑制异常燃烧的异常燃烧抑制控制。
[0017]另外，第2发明的特征在于，在第I发明中，
[0018]所述异常燃烧抑制控制调整単元包括活塞温度上升量推定単元，该活塞温度上升量推定単元基于活塞的温度上升率与异常燃烧的发生次数之积，推定因异常燃烧的发生而引起的活塞温度上升量，所述活塞的温度上升率被设定成异常燃烧发生时的最大缸内压力值越高、则该活塞的温度上升率越高，
[0019]所述异常燃烧抑制控制调整単元在检测出连续或大致连续的异常燃烧的情况下，对所述异常燃烧抑制控制的执行进行调整，以使得基于由所述活塞温度上升量推定単元推定的活塞温度上升量而计算出的活塞温度小于预定的容许温度。
[0020]另外，第3发明的特征在于，在第I发明中，
[0021]所述异常燃烧抑制控制调整单元是以下単元:当检测出连续或大致连续的异常燃烧的情况下的异常燃烧的发生次数达到了预定的异常燃烧容许次数时，使得执行所述异常燃烧抑制控制，
[0022]所述异常燃烧容许次数根据异常燃烧发生时的最大缸内压カ值而不同，
[0023]在异常燃烧发生时的最大缸内压力值低的情况下使用的所述异常燃烧容许次数比在异常燃烧时的最大缸内压力值高的情况下使用的所述异常燃烧容许次数多。
[0024]另外，第4发明的特征在于，在第3发明中，
[0025]还具备第I异常燃烧容许次数变更单元，该第I异常燃烧容许次数变更单元在所述内燃机运转期间针对至少2点的最大缸内压カ值而按每个最大缸内压カ值取得异常燃烧的发生频率的情况下，当某最大缸内压力值下的异常燃烧的发生频率为第I预定值以上时，使相对于该最大缸内压力值的所述异常燃烧容许次数増加，使相对于其他至少I点的最大缸内压力值的所述异常燃烧容许次数減少。
[0026]另外，第5发明的特征在于，在第3或第4发明中，
[0027]还具备第2异常燃烧容许次数变更单元，该第2异常燃烧容许次数变更单元在所述内燃机运转期间针对至少2点的最大缸内压カ值而按每个最大缸内压カ值取得异常燃烧的发生频率的情况下，当某最大缸内压力值下的异常燃烧的发生频率小于第2预定值时，使相对于该最大缸内压力值的所述异常燃烧容许次数減少，使相对于其他至少I点的最大缸内压力值的所述异常燃烧容许次数増加。
[0028]发明的效果
[0029]根据第I发明，在异常燃烧发生时的最大缸内压カ值高的情况(与该最大缸内压力值低的情况相比活塞温度相对容易上升的情況)下，与该最大缸内压力值低的情况相比，变得容易执行异常燃烧抑制控制。由此，能够良好地防止活塞温度在该最大缸内压カ值高的状况下发生异常燃烧时过上升。另ー方面，在异常燃烧发生时的最大缸内压力值低的情况(与该最大缸内压力值高的情况相比异常燃烧发生频率相对高的情況)下，与该最大缸内压カ值高的情况相比，变得难以执行异常燃烧抑制控制。由此，在该最大缸内压力值低的状况下，能够谋求防止内燃机的各种性能(排气排放性能等)伴随频繁实施异常燃烧抑制控制而恶化。这样，根据本发明，即使在历经多个循环连续或几乎连续发生异常燃烧的情况下，也能够适当地兼顾防止活塞温度过上升、和防止内燃机的各种性能伴随异常燃烧抑制控制的实施而恶化。
[0030]根据第2发明，在异常燃烧发生时的最大缸内压力值低的状况下连续或几乎连续发生了异常燃烧的情况下，与在异常燃烧发生时的最大缸内压力值高的状况下连续或几乎连续发生了异常燃烧的情况相比，温度上升量被推定为较低的值。因此，异常燃烧发生时的最大缸内压力值低的情况与异常燃烧发生时的最大缸内压力值高的情况相比，在执行异常燃烧抑制控制之前所容许的异常燃烧的发生次数多。也就是说，根据本发明，在检测出连续或几乎连续的异常燃烧的情况下，能够使得:在异常燃烧发生时的最大缸内压力值低的情况下，与常燃烧发生时的最大缸内压力值高的情况相比，变得难以执行异常燃烧抑制控制。并且，根据本发明，能够不依赖在检测出连续或几乎连续的异常燃烧的情况下的各最大缸内压カ值的高低而高精度地对活塞温度进行管理。
[0031]根据第3发明，在连续或几乎连续发生了异常燃烧的情况下，仅在任一方的异常燃烧发生时的最大缸内压力值下的异常燃烧的发生次数达到了按每个异常燃烧发生时的最大缸内压力值而设定的异常燃烧容许次数的情况下，执行异常燃烧抑制控制。并且，在本发明中，使在异常燃烧发生时的最大缸内压力值低的情况下使用的异常燃烧容许次数比在异常燃烧时的最大缸内压力值高的情况下使用的异常燃烧容许次数多。因此，根据本发明，在检测出连续或几乎连续的异常燃烧的情况下，也能够使得:在异常燃烧发生时的最大缸内压カ值低的情况下，与异常燃烧发生时的最大缸内压力值高的情况相比，变得难以异常燃烧抑制控制。
[0032]根据第4发明，在某最大缸内压力值的异常燃烧的发生频率为第I预定值以上的情况下，执行以下处理:使相对于该最大缸内压力值的异常燃烧容许次数増加，使相对于其他至少I点的最大缸内压力值的异常燃烧容许次数減少。由此，即使在内燃机运转期间中、特定的最大缸内压力值下的异常燃烧的发生频率增加的情况下，也能够取得平衡，以使得在对伴随发生频率増加了的特定的最大缸内压力值下的异常燃烧的发生而频繁实施异常燃烧抑制控制进行抑制的同时，累积性地蓄积在活塞中的疲劳在整体上不会伴随连续或几乎连续发生异常燃烧而增加。其結果，即使在假设连续或几乎连续发生了异常燃烧的情况下，也能够不引起用于提高活塞自身強度的活塞重量的增加而良好地确保活塞強度。
[0033]根据第5发明，在某最大缸内压力值的异常燃烧的发生频率小于第2预定值的情况下，执行以下处理:使相对于该最大缸内压力值的异常燃烧容许次数減少，使相对于其他至少I点的最大缸内压力值的异常燃烧容许次数増加。由此，在内燃机运转期间中、特定的最大缸内压力值下的异常燃烧的发生频率減少的情况下，能够取得平衡，以使得在进ー步对其他至少I点的最大缸内压カ值下的异常燃烧抑制控制的频繁实施进行抑制的同时，累积性地蓄积在活塞中的疲劳在整体上不会伴随连续或几乎连续发生异常燃烧而增加。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1是用于对本发明实施方式I的内燃机的系统结构进行说明的图。
[0035]图2是分别表示通常(正常)燃烧时和早燃发生时的缸内压波形的P 9线图。
[0036]图3是表示早燃发生的运转区域的图。[0037]图4是表示活塞设计温度与内燃机的转矩的关系的图。
[0038]图5是用早燃连发次数与最大缸内压Pmax的关系来表示活塞的温度上升的倾向的图。
[0039]图6是表示早燃发生时的最大缸内压Pmax、温度上升率A T和早燃的连发容许次数n的关系的图。
[0040]图7是表示早燃连发容许次数n的变化相对于早燃发生时的最大缸内压Pmax的变化的倾向的图。
[0041]图8是在本发明实施方式I中执行的例程的流程图。
[0042]图9是用于对早燃连发容许次数n的学习控制进行说明的图。
[0043]图10是在本发明实施方式2中执行的例程的流程图。
[0044]图11是表示实现早燃连发容许次数n的学习控制的例程的流程图。
【具体实施方式】
[0045]实施方式I
[0046][实施方式I的系统结构]
[0047]图1是用于对本发明实施方式I的内燃机10的系统结构进行说明的图。图1所示的系统具备内燃机10。在内燃机10的缸内设置有活塞12。在缸内的活塞12的顶部侧形成有燃烧室14。进气通路16和排气通路18与燃烧室14连通。
[0048]在进气通路16的入口附近设置有输出与吸入到进气通路16的空气的流量相应的信号的空气流量计20。在比空气流量计20更靠近下游侧的进气通路16配置有涡轮增压器22的压缩机22a。进ー步，在比压缩机22a更靠近下游侧的进气通路16设置有电子控制式的节流阀24。
[0049]在内燃机10的各气缸分别设置有用于直接向燃烧室14内(缸内)喷射燃料的燃料喷射阀26和用于对混合气体进行点火的火花塞28。进ー步，在排气通路18配置有涡轮增压器22的涡轮机22b。在比涡轮机22b更靠近下游侧的排气通路18配置有用于净化排气的催化剂30。
[0050]另外，图1所示的系统具备EQJ (Electronic Control Unit:电子控制单元)32。E⑶32的输入部除了连接有上述空气流量计20之外，还连接有用于检测缸内压力P的缸内压传感器34和用于检测发动机转速的曲轴转角传感器36等用于检测内燃机10的运转状态的各种传感器。另外，ECU32的输出部连接有上述节流阀24、燃料喷射阀26和火花塞28等用于控制内燃机10的运转的各种致动器(actuator)。E⑶32基于这些传感器的输出，按照预定的程序来驱动上述各种致动器，由此控制内燃机10的运转状态。
[0051][考虑了早燃的发生的活塞强度的保证]
[0052]图2是分别表示通常(正常)燃烧时和早燃发生时的缸内压波形的P 9线图。
[0053]图2是表示从压缩行程到膨胀行程的缸内压力P的变化的图。如图2所示，在作为异常燃烧而发生了早燃的情况下，缸内压力P在比通常燃烧时早的时刻急剧变高。其结果，在早燃发生时，一个循环中的最大缸内压カ值(以下，基本上称为“最大缸内压Pmax”)显示比通常燃烧时高的值。此外，在此，作为最大缸内压Pmax，使用早燃发生时的缸内压力P的变动的中心值的轨迹的最大值。[0054]图3是表示发生早燃的运转区域的图。另外，图4是表示活塞设计温度与内燃机10的转矩的关系的图。此外，图4中的A?C的转矩值与图3中的发动机转速NE_1的转矩值对应。
[0055]如图3所示，内燃机10的低转速高负载(转矩)区域成为容易发生早燃的运转区域(早燃发生区域)。负载(转矩)越高，则活塞12的温度越高。因此，如图4所示，活塞设计温度(更具体而言，活塞12的代表部位(例如顶部)的设计温度)被设定(设想)为转矩越高则该活塞设计温度越高。另外，如图4所示，用于保证预定的活塞强度的活塞容许温度Tmax也考虑到早燃的发生而被设定为相对于活塞设计温度具有余裕的值。
[0056]图5是以早燃连发次数与最大缸内压Pmax的关系来表示活塞12的温度上升的倾向的图。
[0057]当发生早燃时，活塞12的温度会上升。若发生的早燃为单次发生，则活塞12的温度即使上升也会立即恢复为原来的值。然而，在连续发生早燃的情况下，活塞12的温度会继续上升。更具体而言，如图5所示，随着早燃连发次数増加，活塞12的温度会继续上升。另外，早燃发生时的最大缸内压Pmax (以下，仅省略为“早燃时Pmax”)越高，则活塞12的温度上升率A T也越高。此外，在此所说的连续的早燃，是指在同一气缸中历经多个循环持续发生的早燃。另外，所谓早燃时Pmax，是指发生了早燃的循环中的缸内压力的最大值。
[0058]早燃发生区域(图3)是高负载(负荷)区域。因此，在早燃发生区域中持续运转的情况下，活塞12的温度本来就容易变高。当在这样的情况下连续发生早燃时(特别是，当早燃的发生频率在最大缸内压Pmax高的条件下增加时)，活塞12的温度会上升至超过预定的活塞容许温度Tmax，从而可能会变得难以保证活塞强度。
[0059]因此，为了防止因早燃的连续发生而引起活塞12的温度急剧上升，可考虑执行用于抑制(消除)早燃的连续发生的早燃连发抑制控制(例如，使空燃比变浓或燃料切断等)。然而，在早燃发生区域中的特定的运转条件下频繁地发生连发性的早燃、且作为早燃连发抑制控制而频繁地执行了使空燃比变浓的操作的情况下，会担心排气排放的恶化。另外，在作为早燃连发抑制控制而频繁地执行了燃料切断的情况下，会担心内燃机10的驾驶性能(drivability)的恶化。
[0060]另ー方面，在假设发生了连发性的早燃的情况下，为了不依赖如上所述的早燃连发抑制控制而充分地保证活塞強度，也可考虑进行充分(过剩)地提高活塞自身強度的设计。然而，若进行这样的设计，则因活塞厚度增加而引起的活塞重量的増加会成为问题。进一歩，在假设将相同的内燃机使用在不同的销售地和/或搭载车种的情况下，由于销售地和/或搭载车种的不同，早燃时Pmax高的条件下的早燃的发生频率会变化，则可能会需要根据销售地和/或搭载车种而改变活塞。这样ー来，在内燃机的部件通用化这一方面会变得不利。
[0061]图6是表示早燃发生时的最大缸内压Pmax、温度上升率A T和早燃的连发容许次数n之间的关系的图。另外，图7是表示早燃连发容许次数n的变化相对于早燃发生时的最大缸内压Pmax的变化的倾向的图。此外，作为ー个例子，图6、7中的关系是发动机转速为在上述图3中示出的预定值NE_1、转矩为在该图中示出的预定值A时的关系。
[0062]在本实施方式中，如图5所示，早燃时Pmax越高，则伴随发生一次早燃的活塞12的温度上升率AT越高。并且，如图6所示，根据早燃时Pmax的大小来确定温度上升率AT和早燃连发容许次数n。具体而言，早燃连发容许次数n是相对于温度余裕量而定位为在与早燃时Pmax相应的温度上升率△ T下所容许的早燃的连发次数的值，所述温度余裕量是到为了谋求保证活塞強度的预定的活塞容许温度Tmax的余裕量。早燃时Pmax越高，则温度上升率AT越高，因此，在相同条件下，早燃时Pmax越高，则早燃连发容许次数n越少。因此，如图7所示，早燃时Pmax越低，则早燃连发容许次数n越多。
[0063][实施方式I的具体处理]
[0064]以上，为了能够不需要采取提高活塞自身強度等特别对策而在假设发生了连续的早燃的情况下适当地进行活塞12的温度管理，优选能够适当地兼顾以下方面:防止活塞温度T上升，以使得活塞温度T不会伴随连续发生早燃而超过活塞容许温度Tmax ;防止内燃机10的各种性能伴随早燃连发抑制控制的实施(上述排气排放性能和/或驾驶性能的确保等)而恶化。
[0065]因此，在本实施方式中，在内燃机10运转期间检测出连续的早燃的情况下，基于如上述图5所示那样设定的活塞12的温度上升率A T与早燃的发生次数之积，对因发生早燃而引起的活塞温度上升量进行推定。并且，在考虑上述活塞温度上升量而计算出的活塞温度T达到了活塞容许温度Tmax的情况下，执行早燃连发抑制控制。
[0066]图8是表示为了实现本发明实施方式I的控制而由ECU32执行的控制例程的流程图。此外，本例程的处理按内燃机10的每个循环而以气缸为単位并行执行。
[0067]在图8所示的例程中，首先，执行基于利用缸内压传感器34检测的缸内压力P是否比通常燃烧时的最大缸内压Pmax_0高的早燃判定(步骤100)。
[0068]其结果，在上述步骤100中判定为在本次循环中发生了早燃的情况下，对早燃连发次数进行计数(步骤102)。接着，判定本次循环中的早燃是否连续(步骤104)。具体而言，判定早燃连发次数是否为2次以上。
[0069]在上述步骤104中判定为发生了连续早燃的情况下，分别计算连续发生的早燃中的各早燃时Pmax (步骤106)。接着，计算活塞温度T (步骤108)。具体而言，E⑶32储存有早燃时Pmax越高则被设定为越高的温度上升率AT。在本步骤108中，对于连续发生的早燃，分别计算与早燃时Pmax对应的温度上升率△ T与早燃的发生次数之积，在此基础之上，将对这些积进行合计后的值计算为因这次连续早燃的发生而引起的活塞温度上升量。例如，在连续发生了 3次早燃的状况下，第1次早燃时Pmax为6MPa且与此对应的温度上升率A T为5°C /次，第2次早燃时Pmax为4MPa且与此对应的温度上升率A T为4°C /次，第3次早燃时Pmax再次为6MPa，在该情况下，活塞温度上升量计算为5°C /次乘以2次得到的值与4°C/次乘以I次得到的值之和、即14°C。并且，将计算出的活塞温度上升量加上当前的运转区域(由转矩和发动机转速規定)的活塞设计温度(预先储存在E⑶32中的值)，由此计算出活塞温度T (的推定值)。
[0070]接着，对在上述步骤108中计算出的活塞温度T是否为活塞容许温度Tmax以上进行判定(步骤110)。其结果，在因连续早燃的进行而引起活塞温度T达到了活塞容许温度Tmax以上的情况下，执行早燃连发抑制控制(例如，使空燃比变浓)(步骤112)。
[0071]另ー方面， 在上述步骤100中判定为在本次循环中未发生早燃的情况下，复位早燃连发次数(步骤114)。接着，对是否为早燃连发抑制控制执行中进行判定(步骤116)。其结果，在本步骤116的判定成立的情况下，即，在执行早燃连发抑制控制期间未检测到早燃的情况下，结束早燃连发抑制控制(步骤118)。
[0072]根据以上说明的图8所示的例程，基于活塞12的温度上升率AT与早燃的发生次数之积，推定早燃连发时的活塞温度T，所述活塞12的温度上升率设定为根据早燃时Pmax的高低而不同的值。并且，进行早燃连发抑制控制，以使得所推定的活塞温度T不超过活塞容许温度Tmax。在此，早燃发生时的缸内压力P与早燃的发生频率为相反的关系。并且，如參照上述图5而叙述的那样，可以说，在早燃时Pmax较低的情况下，与其较高的情况相比，即使以高频率发生早燃，活塞的温度也难以上升。
[0073]根据上述例程的方法，在早燃时Pmax较低的状况下连续发生了早燃的情况下，与在早燃时Pmax较高的状况下连续发生了早燃的情况相比，温度上升量推定为较低的值。因此，早燃连发时的早燃时Pmax较低的情况与其较高的情况相比，在执行早燃连发抑制控制之前所容许的早燃连发次数较多。也就是说，根据上述方法，在检测出连续的早燃的情况下，能够使得:在早燃时Pmax较低的情况下，与其较高的情况相比，难以执行早燃连发抑制控制。
[0074]其結果，在早燃时Pmax较高的状况下，与其较低的状况相比，较早地开始早燃连发抑制控制，由此能够防止活塞温度T过上升。在此基础上，在早燃时Pmax较低的早燃连续发生时(即，在与早燃时Pmax较高时相比早燃的发生频率较高时)，能够谋求防止内燃机10的各种性能(排气排放性能等)伴随频繁实施早燃连发抑制控制而恶化。
[0075]另外，在发生连续的早燃时的各早燃时Pmax不一定为相同的值。在上述例程的方法中，使用与连续发生的早燃中的各早燃时Pmax相应的温度上升率A T和各早燃的发生次数来推定温度上升量，在此基础之上，将基于所推定的温度上升量的活塞温度T与活塞容许温度Tmax进行比较。因此，能够高精度地管理活塞温度T。
[0076]此外，在上述的实施方式I中，通过由E⑶32使用缸内压传感器34来取得缸内压力P，从而实现所述第I发明的“缸内压力取得単元”，通过由E⑶32执行上述步骤100的处理，从而实现所述第I发明的“异常燃烧检测単元”，通过由E⑶32执行上述步骤102?112的一系列处理，从而实现所述第I发明的“异常燃烧抑制控制调整単元”。另外，早燃连发抑制控制相当于所述第I发明的“异常燃烧抑制控制”。
[0077]另外，在上述实施方式I中，通过由E⑶32执行上述步骤108的处理，从而实现所述第2发明的“活塞温度上升量推定単元”。
[0078]实施方式2
[0079]接着，參照图9?图11，对本发明实施方式2进行说明。
[0080]本实施方式的系统能够通过如下方式来实现:使用图1所示的硬件结构，代替图8所示的例程而使ECU32执行后述的图10和图11所示的例程。
[0081]在上述实施方式I中，在内燃机10运转期间检测出连续的早燃的情况下，考虑基于活塞12的温度上升率AT与早燃发生次数之积的活塞温度上升量来计算活塞温度T。并且，在计算出的活塞温度T达到了活塞容许温度Tmax的情况下，执行早燃连发抑制控制。
[0082][实施方式2的具体处理]
[0083]与此相对，在本实施方式中，通过以下的方法，在检测出连续的早燃的情况下，根据早燃时Pmax的大小来改变早燃连发抑制控制的执行难易度。
[0084]具体而言，在本实施方式的系统中，按图3所示的早燃发生区域内的各个预定的工作点(由转矩(负载)和发动机转速来規定)而具备如上述图7所示的早燃连发容许次数n与早燃时Pmax的关系。并且，各工作点的早燃连发容许次数n被设定成早燃时Pmax越低则该早燃连发容许次数n越多。
[0085]在此基础上，在本实施方式中，在检测出连续的早燃的情况下，在早燃的发生次数达到了与早燃时Pmax相应的早燃连发容许次数n的情况下，执行早燃连发抑制控制。
[0086]图9是用于对早燃连发容许次数n的学习控制进行说明的图。
[0087]在本实施方式中，进ー步，根据预定期间内(例如I个月)的早燃的发生次数(发生频率)，改变早燃连发容许次数n与早燃时Pmax的关系。
[0088]具体而言，在早燃时Pmax较高的状况下(例如，早燃时Pmax为Pmax_3的状况下)的早燃的发生频率为预定值A以上的情况下,如图9 (A)所示,增加高Pmax侧(Pmax_3侦Ij)的早燃连发容许次数n (例如,n_3等),且减少低Pmax侧(Pmax_l侧)的早燃连发容许次数n (例如，n_l)。相反,在早燃时Pmax较高的状况下的早燃的发生频率小于预定值B (〈预定值A)的情况下,如图9 (B)所示,减少高Pmax侧(Pmax_3侧)的早燃连发容许次数n (例如，n_3等),且增加低Pmax侧(Pmax_l侧)的早燃连发容许次数n (例如，n_l)。
[0089]图10是表示为了实现本发明实施方式2的控制而由ECU32执行的控制例程的流程图。此外，在图10中，对与实施方式I的图8所示的步骤相同的步骤标记相同的附图标记，省略或简略其说明。
[0090]在图10所示的例程中，在步骤100中判定为发生了早燃的情况下，按各个预定的代表性的早燃时Pmax (图9中所示的Pmax_l?Pmax_3等)而对早燃连发次数进行计数(步骤200)。此外,在代表性的Pmax_l?Pmax_3等的中间的最大缸内压Pmax下发生早燃时,可以对任一接近方的代表性的Pmax_等的发生次数进行计数，也可以对两侧的代表性的Pmax(例如，Pmax_l和Pmax_2)以预定的比例来分配发生次数。
[0091]接着，对上述预定的早燃时Pmax (例如，Pmax_l?Pmax_3等)中的任一方的早燃连发次数是否达到了早燃连发容许次数n (例如，n_l?n_3等)进行判定(步骤202)。其结果，在本判定成立的情况下，执行早燃连发抑制控制(例如，使空燃比变浓)(步骤112)。
[0092]图11是表示为了实现上述的早燃连发容许次数n的学习控制而由E⑶32执行的例程的流程图。
[0093]在图11所示的例程中，首先，对预定的高Pmax早燃(在此，作为ー个例子，是早燃时Pmax为图9所示的Pmax_3的情况下的早燃)的发生频率是否为预定值A以上进行判定(步骤300)。E⑶32为了得到上述发生频率，总是进行预定期间内(例如，I个月)的上述高Pmax早燃的发生次数的计数。在本步骤300中，对如此得到的发生频率是否为预定值A以上进行判断。
[0094]在上述步骤300的判定成立的情况下，对早燃连发容许次数n与早燃时Pmax的关系进行修正，以使得高Pmax侧(Pmax_3侧)的早燃连发容许次数n (例如，n_3等)增加、且低Pmax侧(Pmax_l侧)的早燃连发容许次数n (例如，n_l)减少(步骤302)。例如,如图9(A)所示的情况那样,使与高Pmax侧的Pmax_3对应的早燃连发容许次数n_3增加,并且,使与相对低Pmax侧的Pmax_l和Pmax_2对应的早燃连发容许次数n_l、n_2減少。
[0095]另ー方面,在上述步骤300的判定不成立的情况下,对上述预定的高Pmax早燃的发生频率是否小于预定值B (く预定值A)进行判定(步骤304)。其结果，在本步骤304的判定不成立的情况下，即，上述预定的高Pmax早燃的发生频率为预定值A与预定值B之间的值的情况下，不对早燃连发容许次数n与早燃时Pmax的关系进行修正。
[0096]另ー方面，在上述步骤304的判定成立的情况下，对早燃连发容许次数n与早燃时Pmax的关系进行修正，以使得高Pmax侧(Pmax_3侦D的早燃连发容许次数n (例如,n_3等)减少、且低Pmax侧(Pmax_l侧)的早燃连发容许次数n (例如,n_l)增加(步骤306)。例如，如图9 (8)所示的情况那样，使与高Pmax侧的Pmax_3对应的早燃连发容许次数n_3減少，使与相对低Pmax侧的Pmax_l和Pmax_2对应的早燃连发容许次数n_l、n_2增加。
[0097]根据在前说明的图10所示的例程，在发生了连续的早燃的情况下，仅在任一方的早燃时Pmax下的早燃的发生次数达到了按各个预定的早燃时Pmax设定的早燃连发容许次数n的情况下执行早燃连发抑制控制。如已经叙述的那样，早燃连发容许次数n被设定成为早燃时Pmax越低则早燃连发容许次数n越多(參照图7)。因此，通过上述的本例程的方法，在检测出连续的早燃的情况下，也能够使得:在早燃时Pmax较低的情况下，与其较高的情况相比，难以执行早燃连发抑制控制。其结果，即使在检测出连续的早燃的情况下，也能够适当地兼顾以下方面:防止活塞温度T在连续发生早燃时(特别是在早燃时Pmax较高的状况下连续发生早燃吋)过上升；防止内燃机10的各种性能(排气排放性能等)伴随在早燃的发生频率相对较高的状况、即早燃时Pmax较低的早燃连续发生时频繁实施早燃连发抑制控制而恶化。
[0098]进ー步，根据以上说明的图11所示的例程，根据各个预定的早燃时Pmax的上述预定期间中的早燃的发生频率，执行改变各早燃连发容许次数n这ー早燃连发容许次数n的学习控制。本学习控制在以下情况下特别适用:以沿用所谓的迈因纳定律(累积疲劳损伤定律)的观点为前提，进行对因早燃时所产生的燃烧热而引起活塞12累积性疲劳的程度进行了考虑的活塞强度设计。
[0099]具体而言，根据上述例程的方法，以上述步骤300的判定成立的情况为例，则在预定的高Pmax早燃(例如,Pmax_3下的早燃)的发生频率为预定值A以上的情况下,使高Pmax侧(Pmax_3侧)的早燃连发容许次数n (例如，n_3等)增加,且使低Pmax侧(Pmax_l侧)的早燃连发容许次数n (例如，n_l)減少。也就是说，缓和高Pmax侧的早燃连续发生的制限，同时，使低Pmax侧的早燃连续发生的制限变得严格。由此，即使在因内燃机10的使用状态和/或用户驾驶方法的不同而导致容易连续发生高Pmax侧的早燃的情况下，也能够作为整体而取得平衡，以使得在对伴随高Pmax侧的早燃连续发生而频繁实施早燃连发抑制控制进行抑制的同时，累积性地蓄积在活塞12中的疲劳不会伴随早燃的连续发生而增加。其结果，即使在假设连续发生了早燃的情况下，也能够不引起用于提高活塞自身強度的活塞重量的增加而良好地确保活塞強度。
[0100]另外，在与上述情况相反的情况(上述步骤304的判定成立的情況)下，缓和低Pmax侧的早燃的连发制限，同时，使高Pmax侧的早燃的连发制限变得严格。由此，在因内燃机10的使用状态和/或用户的驾驶方法的不同而导致难以连续发生高Pmax侧的早燃的情况下，能够取得平衡以使得在进ー步对伴随低Pmax侧的早燃的连续发生而频繁实施早燃连发抑制控制进行抑制的同时，累积性地蓄积活塞12中的疲劳在整体上不会伴随早燃的连续发生而增加。
[0101]另外，在上述实施方式2的早燃连发容许次数n的学习控制中，根据早燃时Pmax较高的状况下(例如，早燃时Pmax为Pmax_3的状况下)的早燃的发生频率与预定值A、B的比较结果，改变早燃连发容许次数n与早燃时Pmax的关系。然而，在本学习控制中用于判断早燃的发生频率的代表性的早燃时Pmax不限于上述的内容，例如，也可以是低Pmax侧的值(Pmax_l 等)。
[0102]另外，在上述实施方式2中，如上述图7所示，早燃连发容许次数n与早燃时Pmax为ー阶比例关系(first-order proportional relation)。然而,本发明的异常燃烧容许次数与异常燃烧发生时的最大缸内压力值的关系不限于上述关系。即，只要在异常燃烧发生时的最大缸内压力值较低的情况下使用的异常燃烧容许次数比在异常燃烧时的最大缸内压カ值较高的情况下使用的异常燃烧容许次数多，则也可以例如为以下关系:根据最大缸内压カ值的变化，异常燃烧容许次数曲线性地变化。另外，异常燃烧容许次数与异常燃烧发生时的最大缸内压力值的关系的修正方法也不限于上述方法。即，在内燃机运转期间针对至少2点的最大缸内压カ值而按每个最大缸内压カ值取得异常燃烧的发生频率的情况下，当某最大缸内压力值下的异常燃烧的发生频率为预定值以上(或小于预定值)时，使相对于该最大缸内压力值的异常燃烧容许次数増加(或減少)，使相对于其他至少I点的最大缸内压カ值的异常燃烧容许次数減少(或増加)，如此即可。
[0103]此外，在上述实施方式2中，通过由E⑶32执行上述步骤200、202和112的一系列处理，从而实现所述第I发明的“异常燃烧抑制控制调整単元”。
[0104]另外，在上述实施方式2中，Pmax_3相当于所述第4或第5发明的“某最大缸内压力值”，Pmax_U Pmax_2相当于所述第4或第5发明的“其他至少I点的最大缸内压力值”。另外，通过由E⑶32在上述步骤300的判定成立的情况下执行上述步骤302的处理，从而实现所述第4发明的“第I异常燃烧容许次数变更单元”，通过由E⑶32在上述步骤304的判定成立的情况下执行上述步骤306的处理，从而实现所述第5发明的“第2异常燃烧容许次数变更单元”。
[0105]另外，在上述实施方式I和2中，对以早燃连续发生的情况为对象的控制进行了说明。然而，即使不是在同一气缸的多个循环中连续发生了早燃的情况，当在预定时间(预定循环)内发生了预定次数以上的频率的早燃时(例如，发生了多次连续的早燃，接着，在进行I次正常燃烧后再次发生早燃的情況)下，活塞12的温度也同样地会因早燃的发生而上升。因此，在本说明书中，将检测出如上所述的频率的早燃的情况称为检测出“几乎连续的”异常燃烧的情况，并作为本发明的控制对象。
[0106]另外，在上述实施方式I和2中，利用缸内压传感器34的输出值来取得缸内压力P，基于该缸内压カP来检测有无早燃，并且计算出早燃时Pmax。然而，本发明的缸内压力取得単元不限于使用上述缸内压传感器34，也可以利用预定的传感器来检测缸内压カ的相关值和/或预测缸内压カ。即，例如，也可以利用检测内燃机在燃烧时所发出的振动的传感器来把握缸内压力的大小。
[0107]标号说明
[0108]10:内燃机；
[0109]12:活塞；
[0110]14:燃烧室；
[0111]16:进气通路；[0112]18:排气通路；
[0113]20:空气流量计；
[0114]22:涡轮增压器；
[0115]24:节流阀；
[0116]26:燃料喷射阀；
[0117]28:火花塞；
[0118]32:ECU (ElectronicControlUnit)；
[0119]34:缸内压传感器；
[0120]36:曲轴转角传感器。
【权利要求】
1.一种内燃机的控制装置，其特征在于，具备: 缸内压力取得単元，其取得内燃机的缸内压力； 异常燃烧检测単元，其基于由所述缸内压カ取得単元取得的缸内压力，检测有无异常燃烧；和 异常燃烧抑制控制调整単元，其在检测出连续或大致连续的异常燃烧的情况下，使得:在异常燃烧发生时的最大缸内压カ值低的情况下，与异常发生时的最大缸内压力值高的情况相比，难以执行抑制异常燃烧的异常燃烧抑制控制。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在干， 所述异常燃烧抑制控制调整単元包括活塞温度上升量推定単元，该活塞温度上升量推定单元基于活塞的温度上升率与异常燃烧的发生次数之积，推定因异常燃烧的发生而引起的活塞温度上升量，所述活塞的温度上升率被设定成异常燃烧发生时的最大缸内压カ值越高、则该活塞的温度上升率越高， 所述异常燃烧抑制控制调整単元在检测出连续或大致连续的异常燃烧的情况下，对所述异常燃烧抑制控制的执行进行调整，以使得基于由所述活塞温度上升量推定単元推定的活塞温度上升量而计算出的活塞温度小于预定的容许温度。
3.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在干， 所述异常燃烧抑制控制调整单元是以下単元:当检测出连续或大致连续的异常燃烧的情况下的异常燃烧的发生次数达到了预定的异常燃烧容许次数时，使得执行所述异常燃烧抑制控制， 所述异常燃烧容许次数根据异常燃烧发生时的最大缸内压カ值而不同， 在异常燃烧发生时的最大缸内压力值低的情况下使用的所述异常燃烧容许次数比在异常燃烧时的最大缸内压力值高的情况下使用的所述异常燃烧容许次数多。
4.根据权利要求3所述的内燃机的控制装置，其特征在干， 还具备第I异常燃烧容许次数变更单元，该第I异常燃烧容许次数变更单元在所述内燃机运转期间针对至少2点的最大缸内压カ值而按每个最大缸内压カ值取得异常燃烧的发生频率的情况下，当某最大缸内压力值下的异常燃烧的发生频率为第I预定值以上吋，使相对于该最大缸内压力值的所述异常燃烧容许次数増加，使相对于其他至少I点的最大缸内压力值的所述异常燃烧容许次数減少。
5.根据权利要求3或4所述的内燃机的控制装置，其特征在干， 还具备第2异常燃烧容许次数变更单元，该第2异常燃烧容许次数变更单元在所述内燃机运转期间针对至少2点的最大缸内压カ值而按每个最大缸内压カ值取得异常燃烧的发生频率的情况下，当某最大缸内压力值下的异常燃烧的发生频率小于第2预定值时，使相对于该最大缸内压力值的所述异常燃烧容许次数減少，使相对于其他至少I点的最大缸内压カ值的所述异常燃烧容许次数増加。
【文档编号】F02D45/00GK103608572SQ201180071756
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2011年7月11日 优先权日:2011年7月11日
【发明者】矢口宽, 村上元一, 尾崎太作 申请人:丰田自动车株式会社