內(nèi)燃機的控制設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及內(nèi)燃機的控制設(shè)備，更具體地，設(shè)及適合于作為利用缸內(nèi)壓力傳感器 的檢測值，進行各種發(fā)動機控制，各種判定處理和各種估計處理的設(shè)備的內(nèi)燃機的控制設(shè) 備。
【背景技術(shù)】
[0002] 如在例如專利文獻1中公開的那樣，已知一種檢測內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的設(shè)備。上 述傳統(tǒng)設(shè)備包括檢測內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的傳感器（例如，缸內(nèi)壓力傳感器），并按照運轉(zhuǎn)狀 態(tài)（發(fā)動機轉(zhuǎn)速），在同步的定時或者與曲軸角同步地進行傳感器的檢測值的采樣。
[0003] 包括上述文獻在內(nèi)，作為本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)，申請人知道W下文獻。
[0004] 引文列表 陽00引專利文獻
[0006] 專利文獻1 :日本特許公開No. 2-099743公報
[0007] 專利文獻2 :日本特許公開No. 11-190250公報
[0008] 專利文獻3 :日本特許公開No. 2010-127102公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 技術(shù)問題
[0010] 利用缸內(nèi)壓力傳感器，可W捕捉燃燒時的缸內(nèi)壓力波形。此外，利用與曲軸角同步 的缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)，能夠進行燃燒分析（熱釋放量、已燃質(zhì)量分數(shù)、50%燃燒點等的計算）。不 過，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速過低，那么用于采樣與曲軸角同步的缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的間隔變長，從而難 W可靠地捕捉燃燒時的缸內(nèi)壓力波形。此外，為捕捉燃燒時的缸內(nèi)壓力波形而進行的缸內(nèi) 壓力數(shù)據(jù)的采樣不僅受發(fā)動機轉(zhuǎn)速影響，而且受燃燒速度影響。即使發(fā)動機轉(zhuǎn)速保持相同， 燃燒速度也隨著內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)等而變化。于是，即使發(fā)動機轉(zhuǎn)速保持相同，取決于燃燒 速度，也會出現(xiàn)其中能夠進行缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的高度精確采樣的情況和其中不能進行所述采 樣的情況。因而，在采用按照發(fā)動機轉(zhuǎn)速，切換利用和不利用與曲軸角同步的缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù) 的方法，比如在上述專利文獻1中記載的方法的情況下，出現(xiàn)W下問題。即，在W確保缸內(nèi) 壓力數(shù)據(jù)的高度可靠采樣為目的，把切換到曲軸角同步的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的闊值設(shè)定成較高值 的情況下，即使當可W說取決于燃燒速度，在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速側(cè)實際確?？煽啃詴r，也意味不 能進行與曲軸角同步的缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的采樣。在運方面，就判定采樣的缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的可 靠性是否充足而論，在上述專利文獻1中記載的方法仍有改善余地。
[0011] 為了解決上述問題，設(shè)想了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種用于內(nèi)燃機的控制 設(shè)備，所述控制設(shè)備能夠簡單并且精確地判定與曲軸角同步采樣的缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的可靠 性。
[0012] 技術(shù)問題的解決方案
[0013] 本發(fā)明的第一方面是一種用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備，包括：
[0014] 缸內(nèi)壓力傳感器，用于檢測缸內(nèi)壓力；
[0015] 熱釋放量數(shù)據(jù)計算裝置，用于基于使用所述缸內(nèi)壓力傳感器采樣的與曲軸角同步 的缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)來計算缸內(nèi)的熱釋放量數(shù)據(jù)；和
[0016] 數(shù)據(jù)可靠性判斷裝置，用于在使用所述熱釋放量數(shù)據(jù)識別的燃燒時間段中所存在 的所述熱釋放量數(shù)據(jù)的項數(shù)為兩個W上的情況下，判斷所采樣的與曲軸角同步的缸內(nèi)壓力 數(shù)據(jù)是可靠的。
[0017] 本發(fā)明的第二方面是一種按照本發(fā)明的第一方面的用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備，還包 括：
[001引致動器，用于控制所述內(nèi)燃機；化及
[0019] 控制切換裝置，用于在使用所述熱釋放量數(shù)據(jù)識別的燃燒時間段中所存在的所述 熱釋放量數(shù)據(jù)的項數(shù)為兩個W上的情況與該燃燒時間段中所存在的所述熱釋放量數(shù)據(jù)的 項數(shù)小于兩個的情況之間，切換基于利用所述缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的燃燒分析的所述致動器的控 制。
[0020] 本發(fā)明的第Ξ方面是一種按照本發(fā)明的第二方面的用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備，
[0021] 其中，所述控制切換裝置在所述燃燒時間段中所存在的所述熱釋放量數(shù)據(jù)的項數(shù) 為兩個W上的情況下，允許基于利用所述缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的燃燒分析執(zhí)行所述致動器的控 審IJ，在所述燃燒時間段中所存在的所述熱釋放量數(shù)據(jù)的項數(shù)小于兩個的情況下，禁止執(zhí)行 所述致動器的控制。
[0022] 本發(fā)明的第四方面是一種按照本發(fā)明的第Ξ方面的用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備，
[0023] 其中，所述致動器的控制是與預(yù)定控制對象參數(shù)相關(guān)聯(lián)的、使用致動器的并基于 利用所述缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的燃燒分析的反饋控制，并且
[0024] 其中，所述控制切換裝置在所述燃燒時間段中所存在的所述熱釋放量數(shù)據(jù)的項數(shù) 為兩個W上的情況下，允許執(zhí)行所述反饋控制，在所述燃燒時間段中所存在的所述熱釋放 量數(shù)據(jù)的項數(shù)小于兩個的情況下，禁止執(zhí)行所述反饋控制。
[00巧]本發(fā)明的第五方面是一種按照本發(fā)明的第Ξ方面的用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備，
[00%] 其中，所述致動器的控制是與預(yù)定控制對象參數(shù)相關(guān)聯(lián)的、使用致動器的并基于 利用所述缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的燃燒分析的反饋控制，并且
[0027] 其中，所述控制切換裝置在所述燃燒時間段中所存在的所述熱釋放量數(shù)據(jù)的項數(shù) 小于兩個的情況下，與所述燃燒時間段中所存在的所述熱釋放量數(shù)據(jù)的項數(shù)為兩個W上的 情況相比，減小所述反饋控制中的反饋增益。
[0028] 本發(fā)明的第六方面是一種按照本發(fā)明的第一到第五方面任意之一的用于內(nèi)燃機 的控制設(shè)備，還包括判斷處理切換裝置，用于在所述燃燒時間段中所存在的所述熱釋放量 數(shù)據(jù)的項數(shù)為兩個W上的情況下，允許基于利用所述缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的燃燒分析執(zhí)行預(yù)定判 斷處理，并且所述判斷處理切換裝置用于在所述燃燒時間段中所存在的所述熱釋放量數(shù)據(jù) 的項數(shù)小于兩個的情況下，禁止執(zhí)行所述判斷處理或者允許基于不利用所述缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù) 或者利用一部分所述缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的另一個方法執(zhí)行所述判斷處理。
[0029] 本發(fā)明的第屯方面是一種按照本發(fā)明的第一到第六方面任意之一的用于內(nèi)燃機 的控制設(shè)備，還包括估計處理切換裝置，用于在所述燃燒時間段中所存在的所述熱釋放量 數(shù)據(jù)的項數(shù)為兩個W上的情況下，允許基于利用所述缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的燃燒分析執(zhí)行用于估 計預(yù)定參數(shù)的估計處理，并且所述估計處理切換裝置用于在所述燃燒時間段中所存在的所 述熱釋放量數(shù)據(jù)的項數(shù)小于兩個的情況下，禁止執(zhí)行所述估計處理或者允許利用預(yù)設(shè)值執(zhí) 行所述估計處理。
[0030] 本發(fā)明的第八方面是一種按照本發(fā)明的第一到第屯方面任意之一的用于內(nèi)燃機 的控制設(shè)備，
[0031] 其中，所述數(shù)據(jù)可靠性判斷裝置判斷在所述燃燒時間段的起點處的燃燒開始定時 之后并在缸內(nèi)氣體的內(nèi)部能量表現(xiàn)出最大值的第二曲軸角處或其之前采樣的熱釋放量數(shù) 據(jù)是所述燃燒時間段中所存在的熱釋放量數(shù)據(jù)。
[0032] 本發(fā)明的第九方面是一種按照本發(fā)明的第八方面的用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備，
[0033] 其中，所述數(shù)據(jù)可靠性判斷裝置判斷當在第一曲軸角處或其之后開始并且在所述 第二曲軸角之前結(jié)束的時間段中所存在的所述熱釋放量數(shù)據(jù)的項數(shù)為兩個W上的情況下， 所采樣的與曲軸角同步的缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)是可靠的，其中所述第一曲軸角是熱釋放量相對于 最小熱釋放量首次上升的所述熱釋放量數(shù)據(jù)的項的曲軸角。
[0034] 本發(fā)明的第十方面是一種按照本發(fā)明的第八或第九方面的用于內(nèi)燃機的控制設(shè) 備，
[0035] 其中，所述數(shù)據(jù)可靠性判斷裝置判斷在基于所述缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)計算的內(nèi)部能量數(shù) 據(jù)中的內(nèi)部能量最大值的標繪點與所述內(nèi)部能量數(shù)據(jù)的在第一曲軸角處或其之后并在所 述內(nèi)部能量最大值之前的項的標繪點共線的情況下，所述內(nèi)部能量最大值是在真實的第二 曲軸角之前的數(shù)據(jù)項，其中所述第一曲軸角是熱釋放量相對于最小熱釋放量首次上升的所 述熱釋放量數(shù)據(jù)的項的曲軸角。
[0036] 本發(fā)明的第十一方面是一種按照本發(fā)明的第八到第十方面任意之一的用于內(nèi)燃 機的控制設(shè)備，
[0037] 其中，所述數(shù)據(jù)可靠性判斷裝置判斷在基于所述缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)計算的內(nèi)部能量數(shù) 據(jù)中的內(nèi)部能量最大值的標繪點與所述內(nèi)部能量數(shù)據(jù)的在第一曲軸角處或其之后并在所 述內(nèi)部能量最大值之前的項的標繪點不共線的情況下，作為所述內(nèi)部能量最大值的前一個 項的數(shù)據(jù)項是在真實的第二曲軸角之前的數(shù)據(jù)項，其中所述第一曲軸角是熱釋放量相對于 最小熱釋放量上升的所述熱釋放量數(shù)據(jù)的項的曲軸角。
[0038] 本發(fā)明的第十二方面是一種按照本發(fā)明的第八或第九方面任意之一的用于內(nèi)燃 機的控制設(shè)備，
[0039] 其中，所述數(shù)據(jù)可靠性判斷裝置判斷在基于所述缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)計算的內(nèi)部能量數(shù) 據(jù)中的內(nèi)部能量最大值之前的數(shù)據(jù)項是在真實的第二曲軸角之前的數(shù)據(jù)項。
[0040] 本發(fā)明的第十Ξ方面是一種按照本發(fā)明的第十方面的用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備，還 包括內(nèi)部能量最大數(shù)據(jù)估計裝置，用于在所述內(nèi)部能量最大值的標繪點與所述內(nèi)部能量數(shù) 據(jù)的在所述第一曲軸角處或其之后并在所述內(nèi)部能量最大值之前的項的標繪點共線的情 況下，估計關(guān)于W下交叉點的數(shù)據(jù)是真實的內(nèi)部能量最大值并且估計在所述交叉點處的曲 軸角是真實的第二曲軸角，其中，該交叉點是穿過所述內(nèi)部能量數(shù)據(jù)的在所述第一曲軸角 處或其之后并在所述內(nèi)部能量最大值之前的項的標繪點中的任何兩個點和所述內(nèi)部能量 最大值的標繪點的直線與穿過緊接在所述內(nèi)部能量最大值之后的兩個數(shù)據(jù)項的標繪點的 直線之間的交叉點。
[0041] 本發(fā)明的第十四方面是一種按照本發(fā)明的第十一方面的用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備， 還包括內(nèi)部能量最大數(shù)據(jù)估計裝置，用于在所述內(nèi)部能量最大值的標繪點與所述內(nèi)部能量 數(shù)據(jù)的在所述第一曲軸角處或其之后并在所述內(nèi)部能量最大值之前的項的標繪點不共線 的情況下，估計關(guān)于W下交叉點的數(shù)據(jù)是真實的內(nèi)部能量最大值并且估計在所述交叉點處 的曲軸角是真實的第二曲軸角，其中，該交叉點是穿過所述內(nèi)部能量數(shù)據(jù)的在所述第一曲 軸角處或其之后并在所述內(nèi)部能量最大值之前的項的標繪點中的任何兩個點的直線與穿 過所述內(nèi)部能量最大值的標繪點和作為所述內(nèi)部能量最大值的后一個項的數(shù)據(jù)項的標繪 點的直線之間的交叉點。
[0042] 本發(fā)明的第十五方面是一種按照本發(fā)明的第一到第十Ξ方面任意之一的用于內(nèi) 燃機的控制設(shè)備，還包括內(nèi)部能量最大數(shù)據(jù)估計裝置，用于估計關(guān)于W下交叉點的數(shù)據(jù)是 真實的內(nèi)部能量最大值并且估計在所述交叉點處的曲軸角是真實的第二曲軸角，其中，該 交叉點是穿過緊接在基于所述缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)計算的內(nèi)部能量數(shù)據(jù)中的內(nèi)部能量最大值之 前的兩個數(shù)據(jù)項的標繪點的直線與穿過緊接在所述內(nèi)部能量最大值之后的兩個數(shù)據(jù)項的 標繪點的直線之間的交叉點。
[0043] 本發(fā)明的第十六方面是一種按照本發(fā)明的第十Ξ到第十五方面任意之一的用于 內(nèi)燃機的控制設(shè)備，還包括附加缸內(nèi)壓力計算裝置，用于使用由所述內(nèi)部能量最大數(shù)據(jù)估 計裝置估計的真實的內(nèi)部能量最大值和真實的第二曲軸角計算在所述真實的第二曲軸角 處的缸內(nèi)壓力。
[0044] 本發(fā)明的第十屯方面是一種按照本發(fā)明的第十方面的用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備，還 包括最大熱釋放量數(shù)據(jù)設(shè)置裝置，用于在所述內(nèi)部能量最大值的標繪點與所述內(nèi)部能量數(shù) 據(jù)的在所述第一曲軸角處或其之后并在所述內(nèi)部能量最大值之前的項的標繪點共線的情 況下，將與作為所述內(nèi)部能量最大值的后一個項的數(shù)據(jù)項對應(yīng)的所述熱釋放量數(shù)據(jù)或與作 為所述數(shù)據(jù)項的后另一個項的數(shù)據(jù)項對應(yīng)的所述熱釋放量數(shù)據(jù)，設(shè)置作為最大熱釋放量的 數(shù)據(jù)。
[0045] 本發(fā)明的第十八方面是一種按照本發(fā)明的第十一方面的用于內(nèi)燃機的控制設(shè)備， 還包括最大熱釋放量數(shù)據(jù)設(shè)置裝置，用于在所述內(nèi)部能量最大值的標繪點與所述內(nèi)部能量 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的在所述第一曲軸角處或其之后并在所述內(nèi)部能量最大值之前的項的標繪點不 共線的情況下，將與所述內(nèi)部能量最大值對應(yīng)的所述熱釋放量數(shù)據(jù)或與在所述內(nèi)部能量最 大值之后的數(shù)據(jù)項對應(yīng)的所述熱釋放量數(shù)據(jù)，設(shè)置作為最大熱釋放量的數(shù)據(jù)。
[0046] 本發(fā)明的有益效果
[0047] 缸內(nèi)熱釋放量波形具有所謂的"Z特性"（值按照在燃燒時間段中，熱釋放量Q急 劇變化的方式階梯式變化的特性）。當試圖用基于缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)分散的熱釋放量數(shù)據(jù)，可 靠地再現(xiàn)具有運種特性的熱釋放量的波形時，如果燃燒時間段中的熱釋放量的項數(shù)小于兩 個，那么不能可靠地再現(xiàn)熱釋放量的波形，并且在燃燒時間段內(nèi)的熱釋放量數(shù)據(jù)的項數(shù)必 須為兩個W上。利用該事實，可W說當燃燒時間段中所存在的熱釋放量數(shù)據(jù)的項數(shù)為兩個 W上時，能夠判斷與曲軸角同步地采樣的缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)是可靠的。于是，按照本發(fā)明的第一 方面，能夠簡單并且精確地判斷與曲軸角同步地采樣的缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的可靠性。
[0048] 按照本發(fā)明的第二到第五方面，能夠進行有效地利用關(guān)于可被判斷為可靠的缸內(nèi) 壓力數(shù)據(jù)的燃燒分析結(jié)果的發(fā)動機控制（致動器的控制）。此外，能夠防止進行基于利用不 可靠的缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的燃燒分析的發(fā)動機控制。
[0049] 按照本發(fā)明的第六方面，能夠進行有效地利用關(guān)于可被判斷為可靠的缸內(nèi)壓力數(shù) 據(jù)的燃燒分析結(jié)果的判斷處理。此外，能夠防止進行基于利用不可靠的缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的燃 燒分析的判斷處理。
[0050] 按照本發(fā)明的第屯方面，能夠進行有效地利用關(guān)于可被判斷為可靠的缸內(nèi)壓力數(shù) 據(jù)的燃燒分析結(jié)果的估計處理。此外，能夠防止進行基于利用不可靠的缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的燃 燒分析的估計處理。
[0051] 按照本發(fā)明的第八方面，通過利用與是否歸因于熱應(yīng)變等而在熱釋放量的波形中 出現(xiàn)變動無關(guān)，缸內(nèi)氣體的內(nèi)部能量的最大值總是在燃燒終止定時之前的事實，能夠判斷 熱釋放量數(shù)據(jù)是否存在于燃燒時間段中。
[0052] 按照本發(fā)明的第九方面，通過利用總是在燃燒開始定時之后的第一曲軸角，和總 是在燃燒終止定時之前的第二曲軸角，能夠可靠地判斷燃燒時間段中所存在的熱釋放量數(shù) 據(jù)的項數(shù)是否為兩個W上。從而，與是否歸因于熱應(yīng)變等的影響而在熱釋放量Q的波形中 出現(xiàn)變動無關(guān)，能夠精確地判斷與曲軸角同步地采樣的缸內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的可靠性。
[0053] 按照本發(fā)明的第十到第十二方面，能夠判斷特定的采樣數(shù)據(jù)是否確實是在真實的 燃燒時間段內(nèi)所采樣的數(shù)據(jù)。
[0054] 按照本發(fā)明的第十Ξ到第十五方面，通過利用內(nèi)部能量的數(shù)據(jù)項之間的相對位置 關(guān)系，能夠正確地估計真實的內(nèi)部能量最大值和真實的第二曲軸角。
[0055] 按照本發(fā)明的第十六方面，通過利用如上所述估計的真實的內(nèi)部能量最大值和真 實的第二曲軸角，當利用缸內(nèi)壓力的采樣數(shù)據(jù)進行燃燒分析時，相對于缸內(nèi)壓力的數(shù)據(jù)項 的數(shù)目可被增大一項。
[0056] 按照本發(fā)明的第十屯和第十八方面，通過利用內(nèi)部能量的數(shù)據(jù)項之間的相對位置 關(guān)系，能夠與是否歸因于熱應(yīng)變等的影響而在熱釋放量的波形中出現(xiàn)變動無關(guān)地正確識別 最大熱釋放量的數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0057] 圖1是說明按照本發(fā)明的第一實施例的內(nèi)燃機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的視圖； 陽058] 圖2是表示點火起動時的操作的時間