用于內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。特別地，本發(fā)明涉及用于調(diào)整燃料噴射量和進(jìn)氣量的對(duì)策。
【背景技術(shù)】
[0002]在相關(guān)技術(shù)中，作為對(duì)安裝在車輛等上的發(fā)動(dòng)機(jī)的控制，來(lái)自噴射器的燃料噴射量被控制成使得汽缸的實(shí)際空燃比達(dá)到目標(biāo)空燃比(例如，日本專利申請(qǐng)公開(kāi)N0.2011-85061 (JP 2011-85061 A)和日本專利申請(qǐng)公開(kāi)N0.2007-2780(JP 2007-2780 A))。
[0003]具體地，在JP2011-85061 A中，通過(guò)缸內(nèi)壓力傳感器檢測(cè)汽缸缸中的壓力變化，并且根據(jù)壓力峰值位置的偏差(來(lái)自穩(wěn)定操作狀態(tài)下的壓力峰值位置的偏差)計(jì)算空燃比的變化?；诳杖急鹊淖兓瘉?lái)校正燃料噴射量，由此使實(shí)際空燃比與目標(biāo)空燃比相匹配。
[0004]在JP2007-2780 A中，基于由空氣流量計(jì)檢測(cè)的進(jìn)氣量來(lái)檢測(cè)來(lái)自噴射器的燃料噴射量，以使實(shí)際空燃比維持在目標(biāo)空燃比或?qū)嶋H空燃比變得接近目標(biāo)空燃比。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]然而，由于在相關(guān)技術(shù)中基于實(shí)際空燃比接近目標(biāo)空燃比的技術(shù)構(gòu)思來(lái)執(zhí)行燃料噴射量的控制，因此，存在以下問(wèn)題。
[0006]例如，在實(shí)際進(jìn)氣量大于適當(dāng)進(jìn)氣量(例如，適于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載等的進(jìn)氣量)一一諸如發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)渡運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)一一的情況下，即使通過(guò)控制燃料噴射量使實(shí)際空燃料比與目標(biāo)空燃比相匹配時(shí)，存在燃料噴射量大于適當(dāng)燃料噴射量的可能性。在該情況下，燃料噴射量過(guò)多，由此導(dǎo)致燃料效率降低。
[0007]另一方面，在實(shí)際進(jìn)氣量小于適當(dāng)進(jìn)氣量的情況下，即使通過(guò)控制燃料噴射量使實(shí)際空燃料比與目標(biāo)空燃比相匹配時(shí)，存在燃料噴射量小于適當(dāng)燃料噴射量的可能性。在該情況下，不能實(shí)現(xiàn)駕駛員所需的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，由此導(dǎo)致駕駛性能惡化。
[0008]本發(fā)明提供了一種用于內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，該控制裝置能夠?qū)崿F(xiàn)燃料噴射量和進(jìn)氣量的調(diào)整。
[0009]本發(fā)明的解決方案原理
[0010]本發(fā)明的解決方案原理是，基于與汽缸中的燃料量相關(guān)的參數(shù)的參考值和實(shí)際值之間的差來(lái)校正燃料噴射量，并且基于與汽缸中的空氣量相關(guān)的參數(shù)的參考值和實(shí)際值之間的差來(lái)校正進(jìn)氣量。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的方面，提供了一種用于內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，該控制裝置包括:電子控制單元，該電子控制單元被配置成a)基于第一差來(lái)計(jì)算燃料噴射校正值，該第一差為預(yù)定的參考熱產(chǎn)生量和實(shí)際熱產(chǎn)生量之間的差，b)基于燃料噴射校正值來(lái)控制燃料噴射量，c)基于燃料噴射量的偏差和燃料噴射校正值中的任何一個(gè)以及第二差來(lái)計(jì)算進(jìn)氣校正值，該第二差為參考熱產(chǎn)生量的預(yù)定梯度和實(shí)際熱產(chǎn)生量的梯度之間的差，燃料噴射量的偏差基于第一差來(lái)計(jì)算，以及d)基于進(jìn)氣校正值來(lái)控制進(jìn)氣量。
[0012]參考熱產(chǎn)生量是當(dāng)執(zhí)行理想燃燒(例如，用于獲得請(qǐng)求扭矩的理想燃燒)時(shí)的熱產(chǎn)生量，并且可以基于預(yù)定燃料噴射量來(lái)設(shè)置。
[0013]參考熱產(chǎn)生量的梯度是當(dāng)執(zhí)行理想燃燒時(shí)熱產(chǎn)生量的梯度，并且可以基于預(yù)定進(jìn)氣量和預(yù)定燃料噴射量來(lái)設(shè)置。
[0014]該解決方案基于“參考熱產(chǎn)生量和實(shí)際熱產(chǎn)生量之間的差”和“燃料噴射量的過(guò)剩/不足”之間的相關(guān)性。通過(guò)在實(shí)際熱產(chǎn)生量小于參考熱產(chǎn)生量時(shí)認(rèn)為燃料噴射量不足并且在實(shí)際熱產(chǎn)生量大于參考熱產(chǎn)生量時(shí)認(rèn)為燃料噴射量過(guò)多來(lái)計(jì)算燃料噴射校正值?；谌剂蠂娚淇刂茊卧娜剂蠂娚湫Ｕ祦?lái)控制燃料噴射量。
[0015]該解決方案還基于在“參考熱產(chǎn)生量的梯度和實(shí)際熱產(chǎn)生量的梯度之間的差”和“燃料噴射偏差(實(shí)際燃料噴射量距適當(dāng)燃料噴射量的偏差)或燃料噴射校正值”與“進(jìn)氣量的過(guò)剩/不足”之間的相關(guān)性。也就是說(shuō)，當(dāng)計(jì)算出“梯度的差”和“燃料噴射量的偏差或燃料噴射校正值”時(shí)，可以計(jì)算“進(jìn)氣量的過(guò)剩/不足”?；谶M(jìn)氣量的過(guò)剩/不足來(lái)計(jì)算進(jìn)氣校正值，并且基于進(jìn)氣控制單元的進(jìn)氣校正值來(lái)控制進(jìn)氣量。
[0016]以該方式，可以通過(guò)分別計(jì)算燃料噴射校正值和進(jìn)氣校正值并分別執(zhí)行基于燃料噴射控制單元的燃料噴射校正值的噴射燃料控制和基于進(jìn)氣控制單元的進(jìn)氣校正值的進(jìn)氣控制來(lái)分別調(diào)整燃料噴射量和進(jìn)氣量。
[0017]當(dāng)參考熱產(chǎn)生量和參考熱產(chǎn)生量的梯度被設(shè)置成與獲得適當(dāng)燃料噴射量和適當(dāng)進(jìn)氣量并且實(shí)現(xiàn)目標(biāo)空燃比的燃燒狀態(tài)對(duì)應(yīng)時(shí)，可以使得實(shí)際空燃比與目標(biāo)空燃比接近或匹配，同時(shí)分別執(zhí)行燃料噴射控制和進(jìn)氣控制。
[0018]電子控制單元可以被配置成通過(guò)將第一差除以熱產(chǎn)生效率來(lái)計(jì)算燃料噴射量的偏差，熱產(chǎn)生效率是每單位體積燃料的熱產(chǎn)生量，并且電子控制單元可以被配置成基于燃料噴射量的偏差來(lái)計(jì)算燃料噴射校正值。
[0019]也就是說(shuō)，為了將參考熱產(chǎn)生量和實(shí)際熱產(chǎn)生量之間的差(例如，單位為“J”)轉(zhuǎn)換成燃料噴射量的偏差(體積)，將該差除以熱產(chǎn)生效率(例如，單位為“J/mm3”)。因此，可以容易地根據(jù)熱產(chǎn)生量的差計(jì)算燃料噴射量的偏差(體積)。
[0020]電子控制單元可以被配置成通過(guò)將第一差除以熱產(chǎn)生效率來(lái)計(jì)算燃料噴射量的偏差，熱產(chǎn)生效率是每單位體積燃料的熱產(chǎn)生量，電子控制單元可以被配置成基于燃料噴射量的偏差、實(shí)際進(jìn)氣量以及實(shí)際燃料噴射量來(lái)計(jì)算進(jìn)氣量的偏差，并且電子控制單元可以被配置成基于進(jìn)氣量的偏差來(lái)計(jì)算進(jìn)氣校正值。
[0021]熱產(chǎn)生量的梯度受進(jìn)氣量和燃料噴射量的影響。例如，進(jìn)氣量變得越大，則熱產(chǎn)生量的梯度變得越大。燃料噴射量變得越大，熱產(chǎn)生量的梯度變得越大。因此，參考熱產(chǎn)生量的梯度和實(shí)際熱產(chǎn)生量的梯度之間的差與燃料噴射量的偏差、進(jìn)氣量的偏差、實(shí)際進(jìn)氣量以及實(shí)際燃料噴射量相關(guān)。因此，可以基于參考熱產(chǎn)生量的梯度和實(shí)際熱產(chǎn)生量的梯度之間的差、燃料噴射量的偏差、實(shí)際進(jìn)氣量以及實(shí)際燃料噴射量來(lái)計(jì)算進(jìn)氣量的偏差。當(dāng)計(jì)算出進(jìn)氣量的偏差時(shí)，可以基于進(jìn)氣量的偏差來(lái)設(shè)置進(jìn)氣校正值。以該方式，在該解決方案中，使用熱產(chǎn)生量的梯度、進(jìn)氣量和燃料噴射量彼此影響的事實(shí)來(lái)設(shè)置進(jìn)氣校正值。因此，能夠以高精度計(jì)算進(jìn)氣校正值。
[0022]電子控制單元可以被配置成:設(shè)置進(jìn)氣校正值，使得即使在第二差等于燃料噴射量的偏差和燃料噴射校正中的任何一個(gè)的情況下，當(dāng)在燃料噴射時(shí)段中燃燒室中的溫度等于或大于燃料的預(yù)混合燃燒起始溫度并且小于燃料的擴(kuò)散燃燒起始溫度時(shí)的進(jìn)氣校正值小于當(dāng)在燃料噴射時(shí)段中燃燒室中的溫度等于或大于燃料的擴(kuò)散燃燒起始溫度時(shí)的進(jìn)氣校正值。
[0023]當(dāng)在燃料噴射時(shí)段中燃燒室的溫度等于或大于燃料的預(yù)混合燃燒起始溫度并且小于燃料的擴(kuò)散燃燒起始溫度時(shí)，大部分噴射的燃料被提供用于預(yù)混合燃燒。另一方面，當(dāng)在燃料噴射時(shí)段中燃燒室的溫度等于或大于燃料的擴(kuò)散燃燒起始溫度時(shí)，大部分噴射的燃料被提供用于擴(kuò)散燃燒。預(yù)混合燃燒相比于擴(kuò)散燃燒受氧氣量的影響更大(由于燃料在燃燒室內(nèi)的溫度比較低的狀態(tài)下燃燒，燃燒室中的氧氣量極大地影響了燃燒進(jìn)展)。也就是說(shuō)，在預(yù)混合燃燒中，即使當(dāng)進(jìn)氣量的偏差相對(duì)小(大于擴(kuò)散燃燒)的情況下，實(shí)際熱產(chǎn)生量的梯度呈現(xiàn)較大變化。因此，當(dāng)大部分噴射的燃料被提供用于預(yù)混合燃燒時(shí)，需要在考慮到與大部分噴射的燃料被提供用于擴(kuò)散燃燒相比預(yù)混合燃燒受氧氣量的影響更大的情形下來(lái)校正進(jìn)氣量。因此，當(dāng)在燃料噴射時(shí)段中燃燒室內(nèi)的溫度等于或大于燃料的預(yù)混合燃燒起始溫度并且小于燃料的擴(kuò)散燃燒起始溫度時(shí)，熱產(chǎn)生量的梯度的偏差等于燃料噴射量的偏差(或燃料噴射校正值)，但進(jìn)氣校正值被設(shè)定為比當(dāng)在燃料噴射時(shí)段中燃燒室中的溫度等于或大于燃料的擴(kuò)散燃燒起始溫度時(shí)小。因此，能夠根據(jù)燃料的燃料類型來(lái)調(diào)整進(jìn)氣量。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，能夠通過(guò)分別校正燃料噴射量和進(jìn)氣量來(lái)調(diào)整燃料噴射量和進(jìn)氣量。
【附圖說(shuō)明】
[0025]下面將參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的特征、優(yōu)點(diǎn)、以及技術(shù)和工業(yè)意義，其中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，并且在附圖中:
[0026]圖1是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)的配置的不意圖；
[0027]圖2是示出了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室及其外圍的截面圖；
[0028]圖3是示出了控制系統(tǒng)如ECU的配置的框圖；
[0029]圖4A是示出了在燃燒行程中熱產(chǎn)生率(每單位曲軸旋轉(zhuǎn)角的熱產(chǎn)生量)的變化的波形圖并且圖4B是示出了在燃燒行程中燃料噴射率(每單位曲軸旋轉(zhuǎn)角的燃料噴射量)的變化的波形圖；
[0030]圖5是示出了燃料噴射量和進(jìn)氣量的控制流程的流程圖；
[0031]圖6是示出了用于根據(jù)參考熱產(chǎn)生量Qb和實(shí)際熱產(chǎn)生量Qr之間的差來(lái)計(jì)算燃料噴射量的偏差△ f的映射；
[0032]圖7是示出了當(dāng)進(jìn)氣量固定時(shí)燃料噴射量的偏差△f和熱產(chǎn)生率梯度的偏差△ S之間的關(guān)系的不意圖；
[0033]圖8是示出了燃料噴射量的偏差和熱產(chǎn)生率波形之間的關(guān)系的示意圖；
[0034]圖9是示出了