车辆用发动机的燃烧控制方法以及车辆用发动机系统技术方案

本发明专利技术提供关于车辆用发动机的新颖的燃烧控制方法。车辆用发动机的燃烧控制方法具备以下工序：EGR判定工序，判定EGR率是否为第一基准范围内的值；NOx判定工序，当判定为EGR率偏离第一基准范围时，判定基于来自NOx传感器的输出值而确定的废气的NOx浓度是否为第二基准范围内的值，该NOx传感器在排气路径中设置为比催化器更靠上游侧；散热率曲线推断工序，当判定为NOx浓度偏离第二基准范围时，推断表示发动机的散热率的曲轴转角依赖性的散热率曲线；以及燃烧控制工序，将表征推断出的散热率曲线的值和根据搭载有发动机的车辆的运转条件而确定的理想散热率曲线中的该值进行对比，基于其结果而控制发动机的燃烧条件。

Combustion Control Method of Vehicle Engine and Vehicle Engine System

【技术实现步骤摘要】
车辆用发动机的燃烧控制方法以及车辆用发动机系统
本专利技术涉及车辆用发动机的燃烧控制，特别是涉及基于废气中的NOx浓度的控制。
技术介绍
近年来，搭载有缸内压力传感器的汽车得到普及。在这种汽车中，公知如下技术：通过利用在发动机的活塞上部所安装的缸内压力传感器来测量活塞内部的压力，能够掌握各曲轴转角下的高速旋转的发动机的燃烧方式(例如参照专利文献1)。由于能够以车载(on-board)的方式而掌握燃烧方式，所以，在已有的传感器中，特别是作为参与发动机控制的传感器，可以说缸内压力传感器是最高速、最高响应度的传感器之一。在技术的层面，还可以将来自缸内压力传感器的输出值的时时刻刻的变化视为多方变化而掌握缸内温度。另一方面，作为大气污染物质而在近年来被视为问题的源自汽车的NOx通常在高温场所燃烧而生成作为惰性气体的氮气。另外，发动机缸内的氧浓度(能够根据进气氧浓度而计算出)、缸内温度以及NOx的生成之间存在关联性。因此，通过将表示这样的关联性的信息预先以映射或者函数的形式保存于发动机ECU内，能够基于根据缸内压力传感器的输出而获得的温度信息、吸入空气量以及缸内氧浓度而以车载方式且实时地对从发动机排出的NOx的量进行推断(例如参照专利文献2)。在这种情况下，基于缸内压力或者空气流量传感器的输出、发动机中构成EGR(排气再循环)装置的EGR阀的开口面积、EGR系统中所具备的压力传感器的输出、以及来自进气系统或者排气系统中所具备的氧传感器的输出值而计算出吸入空气量和缸内氧浓度。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2011/117973号专利文献2：日本特开2009－287410号公报
技术实现思路
基于来自缸内压力传感器的输出值的发动机的燃烧控制存在如下问题。首先，虽然缸内压力传感器的响应度非常高，但是，缸内压力传感器自身的价格昂贵，除此以外，还需要高速运算用的专用ECU。并且，还有时根据车型、汽车的销售地域而需要多个缸内压力传感器。因此，从成本及搭载空间的确保的方面来看较为不利。另外，由于缸内压力传感器的响应度较高，所以数据的输出量也较多，但是，连接有专用ECU的发动机控制用ECU的运算速度赶不上这样的输出，因此，当实际使用缸内压力传感器时，较多的输出数据被抽取、或者输出数据的一部分被用于发动机控制逻辑的运算。因此，从成本效益的观点来看也较为不利。此外，发动机的缸内压力有时因从轮胎经由传动系统作用于发动机旋转方向的相反方向的、源自路面的高度差的反作用力而瞬间地向高压侧或者低压侧波动。因此，在基于缸内压力传感器的输出值而对发动机进行控制的情况下，源自发动机内的燃烧以外的因素的压力变动有可能会对发动机控制用ECU中的运算造成影响。特别是在进行来自缸内压力传感器的输出数据的抽取这样的数据加工的情况下，容易受到这样的影响。本专利技术的专利技术人在潜心研究的过程中，基于如下假设：如果从发动机排出的NOx的量相同则发动机缸内的燃烧经历相同，想到了基于废气中的NOx量的新颖的发动机的燃烧控制方法以取代基于来自缸内压力传感器的输出值的燃烧控制。另外，以往的发动机的燃烧控制是为了实现与合适状态匹配的EGR率(使得废气量和油耗的平衡得到优化，达到根据扭矩和发动机旋转速度而规定的EGR率)而进行的，但是，即便以这样的方案进行燃烧控制，也因车辆驾驶的环境条件(例如在山路、高地驾驶等情况)而使得实际的EGR率与满足合适状态的值不同，因此，发动机排出的NOx量有可能会发生变化。本专利技术的专利技术人在潜心研究的过程中还发现：这样的EGR率的变化也能够有效地用于上述的基于NOx量的发动机的燃烧控制。本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供车辆用发动机的新颖的燃烧控制方法。为了解决上述课题，本专利技术的第一方案是车辆用发动机的燃烧控制方法，其特征在于，具备以下工序：EGR判定工序，在该工序中，判定排气回流量相对于发动机的总进气量的比值亦即EGR率是否为规定的第一基准范围内的值，该排气回流量是借助附设于所述发动机的排气循环装置而向所述发动机回流并被再次吸入的废气的量；NOx判定工序，在该工序中，当在所述EGR判定工序中判定为所述EGR率偏离所述第一基准范围时，判定基于来自NOx传感器的输出值而确定的所述废气的NOx浓度是否为规定的第二基准范围内的值，所述NOx传感器在从所述发动机排出的所述废气的排气路径中设置为比催化器更靠上游侧；散热率曲线推断工序，在该工序中，当在所述NOx判定工序中判定为所述NOx浓度偏离所述第二基准范围时，对表示所述发动机的散热率的曲轴转角依赖性的散热率曲线进行推断；以及燃烧控制工序，在该工序中，将表征所述散热率曲线推断工序中推断出的所述散热率曲线的值、和根据搭载有所述发动机的车辆的运转条件而确定的理想散热率曲线中的该值进行对比，基于其结果而控制所述发动机的燃烧条件。本专利技术的第二方案在第一方案所涉及的车辆用发动机的燃烧控制方法的基础上，其特征在于，在所述燃烧控制工序中，将基于所述散热率曲线而推断为所述发动机的点火时机的推断点火时机、和根据所述车辆的运转条件而确定的理想散热率曲线中的作为所述发动机的点火时机的理想点火时机进行对比，基于其结果而控制所述发动机的燃烧条件。本专利技术的第三方案在第二方案所涉及的车辆用发动机的燃烧控制方法的基础上，其特征在于，在所述燃烧控制工序中，以如下方式控制所述发动机的燃烧条件：在所述推断点火时机超出规定的基准范围且与所述理想点火时机相比而提前的情况下，使规定从附设于所述发动机的燃料喷射装置向所述发动机喷射燃料的定时的燃料喷射脉冲滞后，在所述推断点火时机超出规定的基准范围且与所述理想点火时机相比而滞后的情况下，使所述燃料喷射脉冲提前。本专利技术的第四方案在第一方案至第三方案中任一方案所涉及的车辆用发动机的燃烧控制方法的基础上，其特征在于，在所述燃烧控制工序中，将基于所述散热率曲线而推断为所述发动机的最大缸内压力的推断最大压力、和根据所述发动机的运转条件而确定的理想散热率曲线中的作为所述发动机的最大缸内压力的理想最大压力进行对比，基于其结果而控制所述发动机的燃烧条件。本专利技术的第五方案在第四方案所涉及的车辆用发动机的燃烧控制方法的基础上，其特征在于，所述发动机具备涡轮增压器，在所述燃烧控制工序中，以如下方式控制所述发动机的燃烧条件：在所述推断最大压力超出规定的基准范围且大于所述理想最大压力的情况下，使所述涡轮增压器的增压压力降低，在所述推断最大压力超出规定的基准范围且小于所述理想最大压力的情况下，使所述增压压力增大。本专利技术的第六方案在第四方案所涉及的车辆用发动机的燃烧控制方法的基础上，其特征在于，在所述燃烧控制工序中，以如下方式控制所述发动机的燃烧条件：在所述推断最大压力超出规定的基准范围且大于所述理想最大压力的情况下，使所述排气循环装置中的所述废气的回流量增大，在所述推断最大压力超出规定的基准范围且小于所述理想最大压力的情况下，使所述回流量减少。本专利技术的第七方案在第一方案至第三方案中任一方案所涉及的车辆用发动机的燃烧控制方法的基础上，其特征在于，在所述散热率曲线推断工序中，分别推断与所述散热率曲线相对应的能实现90％散热点、50％散热点以及10％散热点的曲轴转角，并基于获得的推断结果而推断所述散热率曲线，关于所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆用发动机的燃烧控制方法，其特征在于，具备以下工序：EGR判定工序，在该工序中，判定排气回流量相对于发动机的总进气量的比值亦即EGR率是否为规定的第一基准范围内的值，该排气回流量是借助附设于所述发动机的排气循环装置而向所述发动机回流并被再次吸入的废气的量；NOx判定工序，在该工序中，当在所述EGR判定工序中判定为所述EGR率偏离所述第一基准范围时，判定基于来自NOx传感器的输出值而确定的所述废气的NOx浓度是否为规定的第二基准范围内的值，所述NOx传感器在从所述发动机排出的所述废气的排气路径中设置为比催化器更靠上游侧；散热率曲线推断工序，在该工序中，当在所述NOx判定工序中判定为所述NOx浓度偏离所述第二基准范围时，对表示所述发动机的散热率的曲轴转角依赖性的散热率曲线进行推断；以及燃烧控制工序，在该工序中，将表征所述散热率曲线推断工序中推断出的所述散热率曲线的值、和根据搭载有所述发动机的车辆的运转条件而确定的理想散热率曲线中的该值进行对比，基于其结果而控制所述发动机的燃烧条件。

【技术特征摘要】
2018.01.12 JP 2018-0036331.一种车辆用发动机的燃烧控制方法，其特征在于，具备以下工序：EGR判定工序，在该工序中，判定排气回流量相对于发动机的总进气量的比值亦即EGR率是否为规定的第一基准范围内的值，该排气回流量是借助附设于所述发动机的排气循环装置而向所述发动机回流并被再次吸入的废气的量；NOx判定工序，在该工序中，当在所述EGR判定工序中判定为所述EGR率偏离所述第一基准范围时，判定基于来自NOx传感器的输出值而确定的所述废气的NOx浓度是否为规定的第二基准范围内的值，所述NOx传感器在从所述发动机排出的所述废气的排气路径中设置为比催化器更靠上游侧；散热率曲线推断工序，在该工序中，当在所述NOx判定工序中判定为所述NOx浓度偏离所述第二基准范围时，对表示所述发动机的散热率的曲轴转角依赖性的散热率曲线进行推断；以及燃烧控制工序，在该工序中，将表征所述散热率曲线推断工序中推断出的所述散热率曲线的值、和根据搭载有所述发动机的车辆的运转条件而确定的理想散热率曲线中的该值进行对比，基于其结果而控制所述发动机的燃烧条件。2.根据权利要求1所述的车辆用发动机的燃烧控制方法，其特征在于，在所述燃烧控制工序中，将基于所述散热率曲线而推断为所述发动机的点火时机的推断点火时机、和根据所述车辆的运转条件而确定的理想散热率曲线中的作为所述发动机的点火时机的理想点火时机进行对比，基于其结果而控制所述发动机的燃烧条件。3.根据权利要求2所述的车辆用发动机的燃烧控制方法，其特征在于，在所述燃烧控制工序中，以如下方式控制所述发动机的燃烧条件：在所述推断点火时机超出规定的基准范围且与所述理想点火时机相比而提前的情况下，使规定从附设于所述发动机的燃料喷射装置向所述发动机喷射燃料的定时的燃料喷射脉冲滞后，在所述推断点火时机超出规定的基准范围且与所述理想点火时机相比而滞后的情况下，使所述燃料喷射脉冲提前。4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆用发动机的燃烧控制方法，其特征在于，在所述燃烧控制工序中，将基于所述散热率曲线而推断为所述发动机的最大缸内压力的推断最大压力、和根据所述发动机的运转条件而确定的理想散热率曲线中的作为所述发动机的最大缸内压力的理想最大压力进行对比，基于其结果而控制所述发动机的燃烧条件。5.根据权利要求4所述的车辆用发动机的燃烧控制方法，其特征在于，所述发动机具备涡轮增压器，在所述燃烧控制工序中，以如下方式控制所述发动机的燃烧条件：在所述推断最大压力超出规定的基准范围且大于所述理想最大压力的情况下，使所述涡轮增压器的增压压力降低，在所述推断最大压力超出规定的基准范围且小于所述理想最大压力的情况下，使所述增压压力增大。6.根据权利要求4所述的车辆用发动机的燃烧控制方法，其特征在于，在所述燃烧控制工序中，以如下方式控制所述发动机的燃烧条件：在所述推断最大压力超出规定的基准范围且大于所述理想最大压力的情况下，使所述排气循环装置中的所述废气的回流量增大，在所述推断最大压力超出规定的基准范围且小于所述理想最大压力的情况下，使所述回流量减少。7.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆用发动机的燃烧控制方法，其特征在于，在所述散热率曲线推断工序中，分别推断与所述散热率曲线相对应的能实现90％散热点、50％散热点以及10％散热点的曲轴转角，并基于获得的推断结果而推断所述散热率曲线，关于所述90％散热点，通过确定NOx生成时的火焰温度而推断能实现所述90％散热点的曲轴转角，关于所述50％散热点，通过确定为处于所述90％散热点与所述发动机的上止点的中间而推断能实现所述50％散热点的曲轴转角，关于所述10％散热点，利用线性外推法并根据所述90％散热点和所述50％散热点而推断能实现所述10％散热点的曲轴转角。8.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆用发动机的燃烧控制方法，其特征在于，所述NOx传感器具有氧浓度确定功能，采用利用所述NOx传感器的所述氧浓度确定功能进行测定所得的氧浓度值而对所述排气回流量进行计...

【专利技术属性】
技术研发人员：山口恭史，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP