内燃机的控制装置的制造方法_2

文档序号:8491431阅读:来源:国知局
内的空气量X0.23) + (32X燃料喷射正时处的燃烧室的容积)…(I)
[0064]然而,缸内氧浓度的具体的取得方法不限定于此。例如控制装置100也可以使用能够提取出缸内氧浓度的映射图来取得缸内氧浓度。此外,在内燃机5具备能够对缸内氧浓度实施直接检测的传感器的情况下,控制装置100也可以根据该传感器的检测结果来取得缸内氧浓度。
[0065]接下来控制装置100基于在步骤S40中所取得的缸内氧浓度来取得目标缸内温度(步骤S50)。使用图3 (a)以及图3 (b)来对步骤S50进行说明。图3 (a)为对十六烷值、表示内燃机5的燃烧状态的指标(以下,有时也称之为燃烧状态指标)、和主喷射时的缸内温度之间的关系进行表示的模式图。图3(a)的纵轴表示燃烧状态指标。具体而言,纵轴作为燃烧状态指标的一个不例而表不排气中的HC(碳氢化合物)量或点火延迟的程度。横轴表不主喂'射时的缸内温度。
[0066]在图3(a)中图示了表示使用了十六烷值(CN)为40的燃料的情况下的燃烧状态指标的曲线、表示使用了十六烷值为50的燃料的情况下的燃烧状态指标的曲线、表示使用了十六烷值为80的燃料的情况下的燃烧状态指标的曲线。十六烷值表示点火性能的指标,其值越大则越易点火,其值越小则越易产生点火延迟。当产生点火延迟时,HC量也会增加。在图3(a)中,三条曲线均为,在横轴上越向右则纵轴的值越小。三条曲线的纵轴的值在主喷射时的缸内温度为T(°C )时收敛于预定值。
[0067]从图3(a)可知,主喷射时的缸内温度越高,则点火延迟越难以产生,HC量也会越减少。此外从图3(a)还可知,存在有使燃烧状态指标无关乎十六烷值的值而为固定的(具体而言点火延迟为固定、且HC量也为固定)主喷射时的缸内温度(T°C)。
[0068]本实施例所涉及的控制装置100在图2的步骤S50中,取得使燃烧状态指标无关乎该十六烷值的值而为固定的主喷射时的缸内温度(T°c )来作为目标缸内温度。另外在本申请中,“固定”不仅包括数值完全不发生变动的较严格意义上的“固定”,也包括“在固定的范围内”的含义(即变动幅度在预定范围内)。具体而言,控制装置100根据在步骤S40中所取得的缸内氧浓度来取得该目标缸内温度。图3(b)为,在基于缸内氧浓度而取得目标缸内温度时所使用的将映射图可视化了的图。图3(b)所图示的实线(以下,称之为基准线)表示使HC量无关乎十六烷值的值而为固定的(也包括为固定的范围内的情况)主喷射时的缸内温度。图3(b)为,以缸内氧浓度越高则所取得的目标缸内温度越低的方式来将目标缸内温度与缸内氧浓度相关联,而规定的映射图。图3(b)的映射图预先通过实验、模拟等而求出,并预先存储于存储部中。
[0069]控制装置100通过在步骤S50中从存储部的映射图中提取出与在步骤S40中所取得的缸内氧浓度对应的目标缸内温度来取得目标缸内温度。例如控制装置100在于步骤S40中所取得的缸内氧浓度为D(mol/CC)的情况下,会取得T(°C )来作为目标缸内温度。另外,以这样的方式所取得的目标缸内温度为,使燃烧状态指标(本实施例中为HC)无关乎十六烷值的值而为固定的主喷射时的缸内温度(T°C)。另外,在步骤S50中所使用的映射图并不限定于图3(b)。例如,也能够使用使点火程度无关乎十六烷值而为固定的(也包括为一定范围内的情况)主喷射时的缸内温度来作为图3(b)中所图示的基准线。
[0070]另外,控制装置100在步骤S50中,也能够使用使燃烧状态指标无关乎十六烷值而为固定的主喷射时的TDC(上止点)温度(以下,称之为目标TDC温度)来作为目标缸内温度。并且,控制装置100也可以不基于缸内氧浓度,而是基于A/F、空气量(Ga)或缸内的氧量来取得该目标TDC温度。图3(c)为,使基于A/F、空气量(Ga)或缸内的氧量来取得目标TDC温度时所使用的映射图可视化的图。图3(c)中所图示的实线(基准线)表示使点火延迟程度或点火正时无关乎十六烷值而为固定(也包括为固定范围内的情况)的主喷射时的目标TDC温度。在该情况下,控制装置100在图2的步骤S40中取得A/F、空气量(Ga)或缸内的氧量,并在步骤S50中,从图3(c)的映射图取得与在步骤S40中所取得的值对应的目标TDC温度。但是,本实施例所涉及的控制装置100在步骤S50中不使用图3 (c)的映射图,而使用前文所述的图3(b)的映射图来取得目标缸内温度。
[0071]参照图2,控制装置100在步骤S50之后取得缸内温度,并对所取得的缸内温度是否低于在步骤S50中所取得的目标缸内温度进行判断(步骤S60)。另外此后将在步骤S60中所取得的缸内温度称为实际缸内温度。该实际缸内温度为当前时间点下的缸内温度。由控制装置100所实施的实际缸内温度的具体的取得方法并未被特别限定,能够应用公知的方法。本实施例所涉及的控制装置100作为一个示例而根据与实际缸内温度有关的指标来推断实际缸内温度。作为该指标的一个示例,控制装置100使用了进气通道20的空气的温度(空气温度)以及内燃机5的负载。另外,空气温度越高,则实际缸内温度越高,负载越高,则实际缸内温度越高。在该情况下,在控制装置100的存储部中存储有,将实际缸内温度与空气温度以及负载(在本实施例中使用转速来作为负载的一个示例)相关联而规定的映射图。控制装置100基于温度传感器81的检测结果而取得进气通道20的空气温度,并基于曲轴位置传感器的检测结果而取得内燃机5的转速(rpm)。控制装置100基于取得的空气温以及转速而从存储部的映射图提取出实际缸内温度,并取得该提取出的实际缸内温度来作为步骤S60的实际缸内温度。
[0072]但是,由控制装置100所实施的实际缸内温度的取得方法不限定于上述方法。如列举其他示例,则例如由于缸内压力与实际缸内温度有关,因此控制装置100也能够基于缸内压力传感器83所检测出的缸内压力而对实际缸内温度进行推断。此外,在假设内燃机5具备能够对实际缸内温度进行直接检测的温度传感器的情况下,控制装置100能够基于该温度传感器的检测结果而取得实际缸内温度。
[0073]在于步骤S60中判断为否定的情况下,控制装置100结束流程图的执行。在该情况下,控制装置100会将节气门22的开度控制为通常值。在于步骤S60中判断为肯定的情况下,控制装置100会使缸内氧浓度增大(步骤S70)。具体而言,控制装置100控制节气门22的开度而使得气缸11所吸入的空气量增大。更加具体而言,控制装置100通过以大于通常值的方式来对节气门22的开度进行控制,从而使节气门22的节流量减少,进而使气缸11所吸入的空气量增大。通过使空气量增大来增大引燃喷射时的缸内氧浓度。通过使缸内氧浓度增大来使气缸11内的燃烧活跃化,从而使实际缸内温度上升。由此,能够使主喷射时的目标缸内温度与实际缸内温度的差减少。即,步骤S70相当于,对引燃喷射时的缸内氧浓度进行控制从而使得主喷射时的目标缸内温度与实际缸内温度的差减少的缸内氧浓度控制。接下来控制装置100结束流程图的执行。
[0074]另外,在步骤S40中取得缸内氧浓度的控制装置100的CPUlOl相当于取得缸内氧浓度的缸内氧浓度取得部。在步骤S50中取得目标缸内温度的控制装置100的CPUlOl相当于目标缸内温度取得部。在步骤S60中取得实际缸内温度的控制装置100的CPUlOl相当于取得缸内温度的缸内温度取得部。在步骤S70中执行缸内氧浓度控制的控制装置100的CPUlOl相当于缸内氧浓度控制部。具体而言,执行步骤S70的控制装置100的CPUlOl相当于,在由缸内温度取得部所取得的缸内温度小于由目标缸内温度计算部计算出的主喷射时的目标缸内温度的情况下,与该缸内温度在该目标缸内温度以上的情况相比而使引燃喷射时的缸内氧浓度增大的缸内氧浓度控制部。此外,执行该步骤S70的控制装置100的CPUlOl相当于在使引燃喷射时的缸内氧浓度增大时使流入气缸11的空气的量增大的缸内氧浓度控制部。
[0075]根据本实施例所涉及的控制装置100,能够通过执行缸内氧浓度控制来使主喷射时的目标缸内温度与缸内温度(实际缸内温度)的差减少,从而使缸内温度接近主喷射时的目标缸内温度。由此,即使在使用低十六烷值的燃料来作为内燃机5的燃料的情况下,也能够抑制内燃机5的燃烧状态发生恶化的情况。具体而言,能够根据本实施例所涉及的控制装置100来使内燃机5的HC为固定。此外,能够抑制失火的发生与驾驶性能的恶化。
[0076]此外,如图3(b)所说明的那样,本实施例所涉及的在取得目标缸内温度时所使用的映射图为,以缸内氧浓度越高则取得的目标缸内温度越低的方式来将缸内氧浓度与目标温度相关联而规定的映射图。由于控制装置100使用这样的映射图来取得目标缸内温度,因而结果成为,缸内氧浓度越高,则控制装置100越降低所取得的目标缸内温度的值。即,由缸内氧浓度取得部取得的缸内氧浓度越高,则控制装置100的目标缸内温度取得部越降低所取得的目标缸内温度的值。在此,由于缸内氧浓度越高,则由气缸11内的燃烧所产生的发热量越会增加,因此缸内温度也会上升。因此,也可以为,缸内氧浓度越高则目标缸内温度越低。因此,能够根据该结构而取得与缸内氧浓度对应的适当的目标缸内温度。其结果为,能够根据缸内氧浓度来适当地执行缸内氧浓度控制。由此,能够有效地对内燃机5的燃烧状态的恶化进行抑制。
[0077]此外,控制装置100于十六烷值在预定值以下的情况下(在步骤S20中判断为肯定的情况下)执行缸内氧浓度控制(步骤S70)。根据该结构,能够在实际使用了容易使内燃机5的燃烧状态产生恶化的低十六烷值的燃料的情况下执行缸内氧浓度控制。
[0078]另外,也能够通过使引燃喷射量增大来使实际缸内温度上升,其结果为,可使实际缸内温度接近目标缸内温度。因此,控制装置100也可以在步骤S70中,代替控制节气门而使缸内氧浓度上升,例如通过使引燃喷射量(引燃喷射时的燃料喷射量)增大来使实际缸内温度上升。然而,由于考虑到缸内的氧浓度会对缸内的燃料的燃烧施以最大的影响,因此认为,通过控制缸内氧浓度来使实际缸内温度接近目标缸内温度最具效果。此外还考虑到,节气门22的控制对缸内氧浓度的控制最有效。因此,由于像本实施例那样在步骤S70中控制节气门22与控制引燃喷射量相比能够更有效地使实际缸内温度接近目标缸内温度,因此优选采用本实施例。
[0079]或者,控制装置100也能够在使用了低十六烷值的燃料的情况下,于对内燃机5的燃烧状态的恶化进行抑制时,对节气门22、引燃喷射量以及引燃喷射正时实施整体上的控制。如对该情况下的控制装置100的控制进行说明则如下文所述。图4(a)为在控制装置100对节气门22、引燃喷射量以及引燃喷射正时进行控制的情况下的控制装置100的功能框图。控制装置100取得内燃机5的条件、使用内燃机的环境条件以及十六烷值来作为输入信息(INPUT)。
[0080]控制装置100基于所取得的输入信息而执行前馈控制(F/F控制)。具体而言,控制装置100基于内燃机5的条件以及环境条件来取得主喷射时的目标缸内温度(Ttrg)。此夕卜,控制装置100基于目标缸内温度来取得目标引燃发热量(Λ Qtrg)。此外,控制装置100取得通过所取得的十六烷值的燃料而执行引燃喷射时的发热量即引燃发热量(AQpl)来作为输入信息。而且控制装置100将节气门22、引燃喷射量以及引燃喷射正时(实施引燃喷射的正时)作为输出(OUTPUT)而进行控制,从而使引燃发热量(AQpl)成为目标引燃发热量(Δ Qtrg) ο
[0081]如对F/F控制以及OUTPUT进一步具体进行说明则如下文所述。首先,F/F控制中的目标缸内温度(Ttrg)的计算方法与图3(b)以及图2的步骤S50中所说明的方法相同。目标引燃发热量(AQtrg)的计算方法如下文所述。图4(b)以及图4(c)为用于对目标引燃发热量(AQtrg)的计算方法进行说明的图。具体而言,图4(b)模式化地表示缸内温度随时间的变化。此外图4(c)为将计算目标引燃发热量(AQtrg)时所使用的映射图可视化了的图。在图4(b)中曲轴转角为CAl的正时为,执行了主喷射的正时。在图4(b)中通过虚线而图示的曲线200表示在主喷射时实际实施了燃烧的情况下的缸内温度。在图4(b)中通过实线而图示的曲线201表示在主喷射时发生失火而结果未实施燃烧的情况下的缸内温度。在图4(b)的曲线201上,曲轴转角CAl以后的正时的缸内温度为通过计算而取得的值。
[0082]参照图4(b),在使用了低十六烷值的燃料的情况下,为了抑制失火的发生,需要在主喷射时使缸内温度以如下方式上升,即,使缸内温度上升对应于作为主喷射时(CAl)的曲线200与曲线201的差的Λ T(K)的量。因此控制装置100如图4(c)所示那样,对空气的质量与燃料的质量的总计值、即m(g)乘以Λ T(K)的值的乘积(即πιΛΤ)进行计算。而且,控制装置100将与所计算出的πιΛΤ对应的目标引燃发热量Λ Qtrg从图4(c)的映射图中提取出。如果能够使引燃发热量增大对应于该提取出的目标引燃发热量Λ Qtrg的量,则能够如图4(b)所示那样,与失火产生的曲线201相比而使缸内温度上升与Λ T对应的量,从而能够将缸内温度设为曲线200。
[0083]因此,控制装置100将节气门22、引燃喷射量以及引燃喷射正时作为OUTPUT而进行控制,以使引燃发热量(AQpl)成为从图4(c)的映射图中提取出的目标引燃发热量(Δ Qtrg) ο在以这种方式对节气门22、引燃喷射量以及引燃喷射正时进行了控制的情况下,也能够对使用了低十六烷值的燃料的情况下的内燃机5的失火的发生进行抑制。S卩,即使在使用了低十六烷值的燃料的情况下,也能够对内燃机5的燃烧状态发生恶化的情况进行抑制。另外,图1?图3中所说明的本实施例所涉及的通过节气门22控制而实施的缸内氧浓度控制也可以与图4 (a)中所说明的控制中的节气门22的控制组合而执行。具体而言,也可以在作为图4(a)的OUTPUT中的一个而对节气门22进行控制时,执行例如由图2的步骤S70所涉及的节气门22控制而实施的缸内氧浓度控制。
[0084](改变例一)
[0085]接下来对实施例一的改变例一所涉及的内燃机的控制装置100进行说明。本改变例所涉及的控制装置100在替代图2而执行接下来所说明的图5的流程图这一点上,与实施例一所涉及的控制装置100不同。本改变例所涉及的控制装置100的其他的结构与实施例一所涉及的控制装置100相同。图5为表示本改变例所涉及的控制装置100执行缸内氧浓度控制时的流程图的一个示例的图。图5在替代步骤S50而具备步骤S50a这一点上与实施例一所涉及的图2的流程图不同。在步骤S50a中,控制装置100(具体而言为控制装置100的目标缸内温度取得部)取得与十六烷值对应的目标缸内温度。具体而言控制装置100在步骤S50a中,基于在步骤S40中所取得的缸内氧浓度以及在步骤SlO中所取得的十六烷值来取得使主喷射时的内燃机5的燃烧状态成为固定的目标缸内温度。
[0086]对步骤S50a的详细情况进行说明。图6 (a)为对表示十六烷值与内燃机5的燃烧状态的指标(燃烧状态指标)与主喷射时的缸内温度的关系进行表示的模式图。在图6(a)中图示了表示使用了十六烷值(CN)为80的燃料的情况下的燃烧状态指标(HC量或点火延迟程度)的曲线、表示使用了十六烷值为40的燃料的情况下的燃烧状态指标的曲线、表示使用了十六烷值为30的燃料的情况下的燃烧状态指标的曲线、表示使用了十六烷值为20的燃料的情况下的燃烧状态指标的曲线。十六烷值为40以及80的曲线在缸内温度为!\的时间点汇合。十六烷值为30的曲线在缸内温度为!^的时间点与十六烷值为40以及80的曲线汇合,十六烷值为20的曲线在缸内温度为1~3的时间点与其他的曲线汇合。
[0087]从图6(a)可知,在十六烷值极低的情况下(具体而言为,十六烷值低于40的情况),能够使燃烧状态指标为固定的主喷射时的缸内温度与1\相比而向高温侧偏移。因此,即使在使用这样的十六烷值低于40的超低十六烷值的燃料的情况下,为了有效抑制燃烧状态的恶化,也可以说优选为燃料的十六烷值越低则越提高目标缸内温度。
[0088]因此,十六烷值越低,则控制装置100在步骤S50a中越提高目标缸内温度。图6 (b)为,将取得本改变例所涉及的目标缸内温度时所使用的映射图可视化的图。在图6(b)中,作为基准线的一个示例而图示了十六烷值在40以上的情况下的基准线、十六烷值为30的情况下的基准线、与十六烷值为20的情况下的基准线。并且十六烷值的值越小,则这些基准线越位于上方。即,图6(b)的映射图为,以缸内氧浓度越高则所取得的目标缸内温度越低、且十六烷值越低则所取得的目标缸内温度越高的方式而将目标缸内温度与缸内氧浓度以及十六烷值相关联而规定的映射图。该映射图预先通过实验、模拟等而被求出,并预先存储于控制装置100的存储部中。
[0089]控制装置100在步骤S50a中选择与在步骤SlO中所取得的十六烷值(CN)对应的基准线,并通过所选择的基准线来取得与在步骤S40中所取得的缸内氧浓度对应的目标缸内温度。如果使用图6(b)来对该一个示例进行说明、则如下文所述。例如,在于步骤SlO中所取得的十六烷值为30的情况下,且在步骤S40中所取得的缸内氧浓度为D (mol/cc)的情况下,控制装置100取得T2(O)来作为目标缸内温度。以这样的方式所取得的目标缸内温度为,缸内氧浓度越高则所述目标缸内温度越低,且十六烷值越低则所述目标缸内温度越高。而且控制装置100使用在该步骤S50a中所取得的目标缸内温度来执行步骤S60。另夕卜,在于图6(b)的映射图中不存在与步骤SlO中所取得的十六烷值直接对应的基准线的情况下,只要使控制装置100选择与步骤SlO中所取得的十六烷值最接近的值的基准线即可。或者只要使控制装置100使用内设的值的基准线即可。
[0090]根据本改变例所涉及的控制装置100,除实施例一的效果之外还能够取得以下的效果。具体而言,由于十六烷值越低则点火性能越低,因此认为优选为提高目标缸内温度,根据控制装置100,由于在步骤S50a中,燃料的十六烷值越低则越提高所取得的目标缸内温度
当前第2页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1