内燃机控制装置及内燃机控制方法制造方法及图纸

燃烧探测部具备：MFB50推定部，其将转速的最大值随着点火正时的提前而达到规定的阈值的时刻的点火正时作为切换用点火正时，切换用点火正时根据搭载有内燃机的移动体的外部环境而变化，在点火正时比切换用点火正时延迟的情况下，使用第一校正曲线根据转速的最大值推定燃烧重心，在点火正时比切换用点火正时提前的情况下，使用第二校正曲线根据转速的最大值推定燃烧重心；以及点火正时修正部，其基于推定的燃烧重心修正点火正时，对点火输出电路输出修正后的点火正时，该点火输出电路向对混合气点火的火花塞输出动作信号。气点火的火花塞输出动作信号。气点火的火花塞输出动作信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内燃机控制装置及内燃机控制方法


[0001]本专利技术涉及内燃机控制装置及内燃机控制方法。

技术介绍

[0002]近年来，由于排气限制和燃料消耗率限制的强化，要求汽油发动机的低排气化和高效率化。在这样的状况下，公知有推定发动机(也称为内燃机)的燃烧室内的状态，根据该推定结果控制发动机的燃烧控制技术。通过根据所推定的燃烧状态适当地控制点火正时和喷射时期等，能够实现提高发动机的热效率、或者减少有害气体的排出等应对。例如在专利文献1中公开了这样的燃烧状态的推定技术的例子。
[0003]在专利文献1中记载有“计算发动机的旋转加速度的单元和基于旋转加速度来推定燃烧室内的燃烧状态的单元”。具体而言，记载了使用旋转加速度为极值的旋转位置与燃烧相位的相关，根据由旋转角传感器检测出的旋转加速度为极值的旋转位置来推定燃烧相位。
[0004]对与专利文献1所公开的技术相关的发动机的实际现象的例子进行说明。图1是表示缸内压力与发动机转速相对于曲柄转角的关系的图。在图1所示的例子中，代替专利文献1所公开的旋转加速度，将转速作为参数进行说明。
[0005]在图1的上侧，示出了表示曲柄角与缸内压力的关系的曲线的例子。在该曲线上，示出了点火正时和MFB50的时刻。在按照点火正时对混合气进行点火后，开始燃烧，缸内压力上升，经过混合气的质量燃烧比例为50％的燃烧相位(以下称为“MFB(Mass Fraction Burned)50”)，燃烧结束。该燃烧相位影响通过曲轴使转速达到极值(最大值)的旋转位置(以下称为“θω_MAX”)。在以下的说明中，将质量燃烧比例为50％的燃烧相位也称为“燃烧重心”。而且，图1的上侧所示的曲线作为根据燃烧重心来近似点火正时的第二近似曲线的例子来使用。
[0006]在图1的下侧，示出了表示曲柄角和转速的关系的曲线的例子。在该曲线上示出了转速为最大值的θω_MAX的时刻。图1的下侧所示的曲线作为用于对相对于曲柄角的转速进行近似的第一近似曲线的例子而使用。
[0007]图2是表示θω_MAX与MFB50的关系的曲线图。以图1所示的曲线所表示的物理现象为背景，在图2中示出了θω_MAX和MFB50的高相关的例子。因此，通过基于图2所示的θω_MAX与MFB50的关系生成校正曲线，内燃机控制装置能够根据θω_MAX推定MFB50。
[0008]在汽车等移动体中，存在燃烧相位根据运转状态而在宽范围内变化的可能性。根据本专利技术人的研究可知，在燃烧相位大幅提前的情况下，相对于燃烧相位未大幅提前的情况，转速或旋转加速度为极值的旋转位置与燃烧相位的相关特性会发生变化。图3是表示θω_MAX与MFB50的关系由于点火正时提前而变化的情形的图。
[0009]在图中标记为“通常区域”的区域中，随着点火正时提前，按照图2所示的相关关系MFB50减少。此时的θω_MAX与MFB50的关系表示为校正曲线(1)。另一方面，图中附加了“提
前区域”的区域表示点火正时比通常区域提前的状况。此时的θω_MAX与MFB50的关系表示为校正曲线(2)。
[0010]在燃烧相位在宽范围内变化的状况下，为了使用校正曲线根据θω_MAX推定MFB50，需要根据燃烧相位切换校正曲线。作为构成曲线切换时的指标，例如可以考虑使用点火正时的方法。具体而言，将校正曲线的斜率变化的拐点处的点火正时的阈值作为切换用点火正时。并且，在点火正时到达切换用点火正时的时刻切换校正曲线。例如，当点火正时提前而到达切换用点火正时时，进行将校正曲线(1)切换为校正曲线(2)的控制。但是，如相对于图中的θω_MAX的一点的上下方向的虚线所示，在通常区域和提前区域中，即使是θω_MAX，MFB50的值也不同。因此，需要正确地判断在通常区域或提前区域的哪一个中存在点火正时。
[0011]在专利文献2中公开了与这样的构成曲线的切换控制相关的技术。在专利文献2中，记载了在点火正时延迟的区域中，表现出了随着点火正时提前MFB50也提前的关系，与此相对，如果直接使点火正时提前，则以某特定的点火正时为界，随着点火正时提前MFB50延迟，表现出相反的特性。进而，作为其对策，公开了以特定的点火正时为界切换点火正时和MFB50的关系式的技术。现有技术文献专利文献
[0012]专利文献1：日本专利特开2017
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150393号公报专利文献2：日本专利特开2010
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229928号公报

技术实现思路

专利技术要解决的问题
[0013]但是，本专利技术人进一步进行了研究，结果判明，图3所示的校正曲线的特性变化的点的点火正时不是一定的，而是点火正时根据移动体的外部的气温或湿度等外部环境条件而变化。因此，在外部环境变化时，不能适当地切换校正曲线，如果计算出错误的MFB50，则有可能不能实施最佳的点火正时的控制。
[0014]另外，在专利文献2所公开的技术中，对于伴随外部环境的变化的特定的点火正时的变化没有进行任何考虑。因此，即使使用专利文献2所公开的技术，依然会计算出错误的MFB50，没有解决无法实施最佳点火正时的控制的问题。
[0015]本专利技术是鉴于这样的状况而完成的，其目的在于，与外部环境的变化无关地实施最佳的点火正时的控制。解决问题的技术手段
[0016]本专利技术的内燃机控制装置具备：转速变换部，其将所计测的曲柄角变换为内燃机的转速；最大转速探测部，其对转速的最大值进行探测；燃烧重心推定部，其将转速的最大值随着点火正时的提前而达到规定的阈值的时刻的点火正时作为切换用点火正时，切换用点火正时根据搭载内燃机的移动体的外部环境而变化，在点火正时比切换用点火正时延迟的情况下，使用第一校正曲线根据转速的最大值推定燃烧重心，在点火正时比切换用点火正时提前的情况下，使用第二校正曲线根据转速的最大值推定燃烧重心；以及点火正时修正部，其基于推定出的燃烧重心来修正点火正时，对点火输出电路输出修正后的点火正时，
该点火输出电路向对混合气进行点火的火花塞输出动作信号。专利技术的效果
[0017]根据本专利技术，在点火正时比根据外部环境而变化的切换用点火正时提前或延迟时，能够基于使用适当的校正曲线推定出的燃烧重心，实施最佳的点火正时的控制。上述以外的课题、构成及效果通过以下的实施方式的说明而明确。
附图说明
[0018]图1是表示以往的缸内压力与发动机转速相对于曲柄转角的关系的图。图2是表示现有的θω_MAX与MFB50的关系的曲线图。图3是表示以往的θω_MAX与MFB50的关系由于点火正时提前而变化的情形的图。图4是示出本专利技术第1实施方式的内燃机的整体构成例的图。图5是说明本专利技术第1实施方式的控制装置的硬件构成的框图。图6是表示本专利技术的第1实施方式的燃烧探测部的构成例的框图。图7是用于说明现有的控制装置推定MFB50的方法的图。图8是表示标准状态和高温高湿状态下的以往的切换用点火正时的变化的例子的图。图9是表示标准状态和高温高湿状态下的点火正时(ADV)、校正曲线的模式、推定出的以往的MFB50的例子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种内燃机控制装置，其特征在于，具备：转速变换部，其将所计测的曲柄角变换为内燃机的转速；最大转速探测部，其对所述转速的最大值进行探测；燃烧重心推定部，其将所述转速的最大值随着点火正时的提前而达到规定的阈值的时刻的所述点火正时作为切换用点火正时，所述切换用点火正时根据搭载所述内燃机的移动体的外部环境而变化，在所述点火正时比所述切换用点火正时延迟的情况下，使用第一校正曲线根据所述转速的最大值推定燃烧重心，在所述点火正时比所述切换用点火正时提前的情况下，使用第二校正曲线根据所述转速的最大值推定燃烧重心；以及点火正时修正部，其基于推定出的所述燃烧重心来修正所述点火正时，对点火输出电路输出修正后的所述点火正时，该点火输出电路向对混合气进行点火的火花塞输出动作信号。2.根据权利要求1所述的内燃机控制装置，其特征在于，在所述外部环境为标准状态的情况下使用所述第一校正曲线，在所述外部环境为所述标准状态以外的状态的情况下使用所述第二校正曲线。3.根据权利要求2所述的内燃机控制装置，其特征在于，所述燃烧重心推定部包括：比较部，其比较所述切换用点火正时和输出到所述点火输出电路的修正后的所述点火正时，并输出比较结果；以及选择运算部，其根据所述比较结果，选择所述第一校正曲线或所述第二校正曲线，来运算所述燃烧重心。4.根据权利要求1所述的内燃机控制装置，其特征在于，具备学习部，该学习部在所述内燃机起动后将所述切换用点火正时设为未定，在所述转速的最大值达到所述阈值的时刻，将输出到所述点火输出电路的所述点火正时作为所述切换用点火正时来学习。5.根据权利要求4所述的内燃机控制装置，其特征在于，所述学习部在学习了所述切换用点火正时后，将在所述转速的最大值达到所述阈值的时刻向所述点火输出电路输出的所述点火正时再次作为所...

【专利技术属性】
技术研发人员：小森章广，佐藤真也，
申请(专利权)人：日立安斯泰莫株式会社，
类型：发明
国别省市：