用于内燃发动机的燃烧控制装置制造方法及图纸

基于来自燃烧压力传感器和曲柄角传感器的相应信号，生成其中发热量和曲柄角相互关联的发热量数据，并且基于燃烧循环中的燃料量而计算推定发热量。当燃烧循环中的发热量的最终值小于推定发热量时，基于与发热量的最终值对应的曲柄角处的发热量数据而计算燃烧状态参数。当发热量的最终值在推定发热量以上时，基于发热量达到推定发热量时的曲柄角处的发热量数据而计算燃烧状态参数。

Combustion control device for an internal combustion engine

The corresponding signal from the combustion pressure sensor and a crank angle sensor based on the generated heat value and crank angle caloric data related to each other, and the amount of fuel in the combustion cycle based on the calculation of presumption of calorific value. When the final value of the calorific value in the combustion cycle is less than the estimated calorific value, the combustion state parameter is calculated based on the calorific value of the crank angle corresponding to the final value of the calorific value. When the final value of calorific value is more than the calorific value, the combustion state parameter is calculated based on the calorific value of the crank angle when the calorific value reaches the calorific value.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于内燃发动机的燃烧控制装置，更具体地涉及一种包括燃烧压力传感器的用于内燃发动机的燃烧控制装置。
技术介绍
已知一种安装在内燃发动机的燃烧室上的燃烧压力传感器(也称为气缸压力传感器)。燃烧压力传感器输出与燃烧室内的压力的大小对应的信号。燃烧压力相对于曲柄角的变化取决于燃烧室内的燃烧状态。因此，由燃烧压力传感器输出的信号被接收，并且该信号被处理，藉此能获得表达燃烧室内的燃烧状态的燃烧状态参数。例如，燃烧状态参数包括预定曲柄角处的燃烧比率(燃烧掉的燃料的质量与燃烧室内的燃料的质量的比率)，和燃烧比率变成预定比率时的曲柄角。在后一者中，燃烧比率变成50％时的曲柄角被特别地称为燃烧重心或CA50。这些燃烧状态参数被用在燃烧状态的控制中。例如，如下所列的专利文献1记载了将CA50用于最佳点火正时控制中。此外，关于燃烧压力传感器的形式，作出了各种提案。例如，专利文献3公开了与预热塞(电热塞)一体化的燃烧压力传感器。在预热塞一体式燃烧压力传感器中，作为加热元件的加热器棒也用作受压部件。也就是说，加热器棒按照燃烧室内的压力而移位，并且从燃烧压力传感器输出与该移位(位移)对应的信号。然而，沉积物容易附着在加热器棒的周边。所附着的沉积物变成加热器棒移位时的阻力，并且改变加热器棒相对于压力的移位特性。如果加热器棒相对于压力的移位特性改变，则来自燃烧压力传感器的输出值相对于未发生沉积物附着时变动。因此，在专利文献3中公开的技术中，基于来自燃烧压力传感器的信号来判断沉积物的附着状态，并且当识别出沉积物的附着时，对预热塞进行通电，并且沉积物燃烧并被除去。引用清单专利文献专利文献1：日本特开专利No.2013-104407专利文献2：日本特开专利No.2013-253506专利文献3：日本特开专利No.2009-203938专利文献4：日本特开专利No.2008-175065专利文献5：日本特开专利No.2009-222031专利文献6：日本特开专利No.2011-220128专利文献7：日本特开专利No.2008-202460
技术实现思路
技术问题使用诸如CA50的燃烧状态参数的燃烧控制也可应用于预热塞一体式燃烧压力传感器。然而，预热塞一体式燃烧压力传感器构造成使得受压部件插入到通向燃烧室的孔中，并且在该孔和受压部件之间可形成用于使受压部件按照燃烧室内的压力沿轴向移位的空隙。在具有像这样的构型的燃烧压力传感器中，沉积物附着于受压部件的周边，藉此受压部件相对于压力的移位特性容易改变。这种情况下，如专利文献3中公开的，如果使预热塞发热并且除去沉积物，则受压部件的移位特性或许能回到原来的移位特性。然而，不仅由于需要用于使预热塞发热的电力而可能降低燃料效率，而且燃烧室内的燃烧状态也可能由于预热塞的发热而改变。本专利技术鉴于如上所述的问题而做出，并且一个目的是在基于来自燃烧压力传感器的信号而计算用于控制燃烧状态的燃烧状态参数的燃烧控制装置中降低对通过燃烧压力传感器的受压部件的由于沉积物的附着等而发生的移位特性的变化来计算燃烧状态参数的影响。问题的解决方案为了达到上述目的，根据本专利技术的用于内燃发动机的燃烧控制装置构造如下。根据本专利技术的燃烧控制装置包括燃烧压力传感器、曲柄角传感器和运算处理装置。所述燃烧压力传感器包括受压部件，所述受压部件插入到通向所述内燃发动机的燃烧室的孔中。在所述受压部件和通向所述燃烧室的所述孔之间留有使得所述受压部件能够沿轴向移位的空隙。所述燃烧压力传感器配置成响应于所述受压部件按照所述燃烧室内的压力移位而输出与所述受压部件的移位对应的信号。所述曲柄角传感器配置成输出与所述内燃发动机的曲轴的旋转同步的信号。所述运算处理装置是进行用于控制所述燃烧室内的燃烧状态的运算操作的装置并且接收用于所述运算操作的来自所述燃烧压力传感器的信号和来自所述曲柄角传感器的信号。所述运算处理装置的详细构型如下。所述运算处理装置配置成执行以下第一处理和第二处理。在所述第一处理中，所述运算处理装置基于来自所述燃烧压力传感器的信号和来自所述曲柄角传感器的信号而对每个曲柄角计算发热量，所述发热量是从一个燃烧循环中的燃烧开始起在所述燃烧室内产生的热量总和。随后，所述运算处理装置生成发热量数据，在所述发热量数据中所述发热量和所述曲柄角相互关联。在所述第二处理中，所述运算处理装置基于在所述燃烧循环中供给到所述燃烧室的燃料量而计算由燃料量推定出的推定发热量。所述运算处理装置配置成在所述燃烧循环中的所述发热量的最终值在所述推定发热量以下时还执行第三处理，并且在所述燃烧循环中的所述发热量的最终值大于所述推定发热量时还执行第四处理。所述发热量的最终值是在燃烧循环中发热量最终所达到的值。因此，当在该燃烧循环内发热量收敛至固定值时，能将该固定值确定为所述发热量的最终值。例如，可计算出当在燃烧室中产生的单位曲柄角的热量变为零以下时的时点的发热量或者当单位曲柄角的热量连续预定次数地变为零以下时的时点的发热量作为所述最终值。此外，当发热量继续增大直到燃烧循环切换至下一个燃烧循环时，能将紧接在燃烧循环切换至下一个燃烧循环之前的发热量的值确定为所述最终值。在所述第三处理中，所述运算处理装置基于从燃烧开始到与所述发热量的最终值对应的曲柄角的发热量数据而计算表达所述燃烧室内的燃烧状态的燃烧状态参数。在所述第四处理中，所述运算处理装置基于从燃烧开始到所述发热量达到所述推定发热量时的曲柄角的发热量数据而计算所述燃烧状态参数。例如，能根据燃烧室内产生的单位曲柄角的热量是否变为大于零来判定燃烧的开始。不必在获得最终值之前始终进行对发热量的计算。当在对每个曲柄角计算发热量的过程中发热量达到所述推定发热量时，所述发热量的最终值始终变得大于所述推定发热量。因此，在这种情况下，结束对所述发热量的计算并且可执行所述第四处理。燃烧状态参数的一个例子是燃烧比率变成预定比率时的曲柄角，且另一个例子是预定曲柄角处的燃烧比率。燃烧比率一般是指供给到燃烧室内的每一个燃烧循环的燃料的质量之中燃烧掉的质量所占的比率。当燃烧状态参数是与燃烧比率有关的参数时，在执行第三处理时优选计算任意曲柄角处的发热量与发热量的最终值的比率作为该曲柄角处的燃烧比率。当执行第四处理时，优选计算任意曲柄角处的发热量与所述推定发热量的比率作为该曲柄角处的燃烧比率。本专利技术的有利效果按照根据本专利技术的燃烧控制装置，即使当燃烧压力传感器的受压部件的移位特性由于沉积物的附着等而改变并且由此在燃烧后期的发热量的计算值显示为比实际值大的值时，也能通过将基于供给燃料量的推定发热量设定为一个基准来指定作为燃烧状态参数的计算基础的发热量数据的范围。附图说明[图1]图1是用于说明本专利技术的实施方式1的发动机系统的示意性构型图。[图2]图2是示出装配在气缸盖上的燃烧压力传感器和该燃烧压力传感器的周边的剖视图。[图3]图3是示出基于燃烧压力传感器的信号而计算出的发热率与曲柄角的关系的图。[图4]图4是示出由图3所示的发热率数据计算出的发热量与曲柄角的关系的图。[图5]图5是示出由图4所示的发热量数据计算出的燃烧比率与曲柄角的关系的图。[图6]图6是用于说明编程在ECU中的运算处理的内容的图。[图7]图7是示出通过对图4所示的发热量数据施用编程在E本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内燃发动机的燃烧控制装置，包括：燃烧压力传感器，所述燃烧压力传感器包括插入到通向所述内燃发动机的燃烧室的孔中的受压部件，并且响应于所述受压部件按照所述燃烧室内的压力移位而输出与所述受压部件的移位对应的信号，在所述受压部件和所述孔之间留有空隙；曲柄角传感器，所述曲柄角传感器输出与所述内燃发动机的曲轴的旋转同步的信号；和运算处理装置，所述运算处理装置接收来自所述燃烧压力传感器的信号和来自所述曲柄角传感器的信号，并且进行用于控制所述燃烧室内的燃烧状态的运算操作，其中，所述运算处理装置配置成执行：基于来自所述燃烧压力传感器的信号和来自所述曲柄角传感器的信号而对一个燃烧循环中的每个曲柄角计算发热量并由此生成发热量数据的第一处理，所述发热量是通过对从该燃烧循环的燃烧开始起在所述燃烧室中产生的热量进行累计而获得的值，在所述发热量数据中所述发热量和所述曲柄角相互关联，基于在所述燃烧循环中供给到所述燃烧室的燃料量而计算由燃料量推定出的推定发热量的第二处理，当所述燃烧循环中的所述发热量的最终值在所述推定发热量以下时基于从燃烧开始到与所述最终值对应的曲柄角的所述发热量数据而计算表达所述燃烧室内的燃烧状态的燃烧状态参数的第三处理，和当所述燃烧循环中的所述最终值大于所述推定发热量时基于从燃烧开始到所述发热量达到所述推定发热量时的曲柄角的所述发热量数据而计算所述燃烧状态参数的第四处理。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.07 JP 2014-1617471.一种用于内燃发动机的燃烧控制装置，包括：燃烧压力传感器，所述燃烧压力传感器包括插入到通向所述内燃发动机的燃烧室的孔中的受压部件，并且响应于所述受压部件按照所述燃烧室内的压力移位而输出与所述受压部件的移位对应的信号，在所述受压部件和所述孔之间留有空隙；曲柄角传感器，所述曲柄角传感器输出与所述内燃发动机的曲轴的旋转同步的信号；和运算处理装置，所述运算处理装置接收来自所述燃烧压力传感器的信号和来自所述曲柄角传感器的信号，并且进行用于控制所述燃烧室内的燃烧状态的运算操作，其中，所述运算处理装置配置成执行：基于来自所述燃烧压力传感器的信号和来自所述曲柄角传感器的信号而对一个燃烧循环中的每个曲柄角计算发热量并由此生成发热量数据的第一处理，所述发热量是通过对从该燃烧循环的燃烧开始起在所述燃烧室中产生的热量进行累计而获得的值，在所述发热量数据中所述发热量和所述曲柄角相互关联，基于在所述燃烧循环中供给到所述燃烧室的燃料量而计算由燃料量推定出的推定发热量的第二处理，当所述燃烧循环中的所述发热量的最终值在所述推定发热量以下时基于从燃烧开始到与所述最终值对应的曲柄角的所述发热量数据而计算表达所述燃烧室内的燃烧状态的燃烧状态参数的第三处理，和当所述燃烧循环中的所述最终值大于所述推定发热量时基于从燃烧开始到所述发热量达到所述推定发热量时的曲柄角的所述发热量数据而计算所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：青山幸俊，长谷川亮，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP