CN102741533A - 内燃机的燃烧控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及被应用于具有对气缸内的气体进行加热的电热塞(23)的内燃机的燃烧控制装置,具备:压缩端温度推定单元,其推定在上述气缸内往复运动的活塞的位置位于压缩上止点时上述气缸内的气体的温度即压缩端温度(Tt);和压缩端温度调整单元,在上述电热塞正在工作时由上述压缩端温度推定单元推定出的压缩端温度(Tt)低于规定的压缩端参照温度(Ttref)的情况下,该压缩端温度调整单元使上述内燃机进行压缩端温度上升运转,该压缩端温度上升运转使得上述压缩端温度(Tt)为上述规定的压缩端参照温度(Ttref)以上的温度。

Description

内燃机的燃烧控制装置
技术领域
本发明涉及被应用于具有对气缸内的气体进行加热的电热塞(glowplug)的内燃机(柴油内燃机)的燃烧控制装置。
背景技术
以往,当进行在内燃机的温度低的状态下启动内燃机的冷启动时,出于促进内燃机气缸内的燃料点火的目的,提出了一种具备电热塞的内燃机,该电热塞具有通过被施加电压来发热的电阻发热部。更具体而言,电热塞一般按照其电阻发热部向内燃机气缸内突出的方式被设于内燃机。而且,例如在冷启动时,对电热塞施加电压来使电阻发热部发热,利用从该电阻发热部释放出的热来使气缸内气体的温度上升。由此,在冷启动时促进内燃机的气缸内的燃料点火。
另一方面,在内燃机运转过程中,气缸内变得高温且高压,电热塞的电阻发热部突出到该气缸内。因此,如果电热塞被长期间使用,则有时会发生其电阻发热部烧损等损害(以下,也将发生这样的损害的情况称为“电热塞劣化”)。在电热塞劣化的情况下,例如由于电阻发热部的可通电截面积减少,所以其电阻值增大。因此,该情况下,即使对电阻发热部施加规定的电压,通过电阻发热部的电流的大小也减少,因此在电阻发热部中产生的发热量减少。因此,单位时间从电热塞向气缸内的气体赋予的热量也减少,使得气缸内气体的温度不能充分上升。其结果,在电热塞发生劣化的情况下,与电热塞正常的情况相比,燃料有可能不会充分点火。
鉴于此,被应用于内燃机(尤其是柴油内燃机)的以往的燃烧控制装置之一(以下称为“以往装置”)在电热塞发生劣化时,将向气缸内喷射燃料的正时(以下称为“燃料喷射正时”)变更成比电热塞正常时的燃料喷射正时提前的正时(即,使燃料喷射正时提前)。这里,喷射到气缸内的燃料在被气缸内气体加热而发生气化之后,与气缸内气体相混合并进行包括分解以及低温氧化反应等的自点火前反应。燃料基于该自点火前反应,使燃料自身的温度进一步上升。然后,当燃料温度达到可自点火的温度时,燃料点火。即,燃料的点火受到“气缸内气体的温度”以及“燃料能够进行自点火前反应的期间的长度”的影响。
上述以往装置在电热塞发生劣化的情况下,通过使燃料喷射正时提前,来使“燃料能够进行自点火前反应的期间的长度”增大。由此,即使在电热塞发生劣化而使得气缸内气体的温度不能充分上升的情况下,也能通过燃料自身的自点火前反应,来充分地确保使燃料温度上升的期间。因此,以往装置即使在电热塞发生劣化的情况下,也能够促进冷启动时等的燃料点火(例如参照日本特开2009-62835号公报)。
如上述那样,上述以往装置在电热塞发生劣化时,通过使燃料喷射正时提前来提高气缸内燃料的点火性。诚然,电热塞的劣化是对气缸内气体的温度造成影响的重要因素,但进气温度、气缸自身的温度以及气缸内气体的压缩比等其他重要因素也会对气缸内气体的温度造成影响。即,电热塞的劣化只不过是对气缸内燃料的点火造成影响的重要因素之一。因此,当电热塞发生劣化时,为了使气缸内的燃料可靠地点火,还应该考虑“气缸内气体的温度”自身。
但是,在上述以往装置中完全没有考虑该气缸内气体的温度地使燃料喷射正时提前。因此,在上述以往装置中,即使当电热塞发生劣化时使燃料喷射正时提前,也不能保证其燃料喷射正时是使气缸内的燃料可靠地点火的最佳正时。其结果,在上述以往装置中存在不能使气缸内的燃料可靠地点火这一问题。
发明内容
本发明的目的在于,基于上述课题,提供一种被应用于具有对气缸内的气体进行加热的电热塞的内燃机的燃烧控制装置,该燃烧控制装置能够使气缸内的燃料可靠地点火。
为了实现上述课题,本发明涉及的内燃机的燃烧控制装置被应用于具有对气缸内的气体进行加热的电热塞的内燃机。
上述电热塞的构成没有特别限制。例如,可以构成为上述电热塞具备因被施加电压而发热的电阻发热部。并且,上述电热塞可以按照其电阻发热部的至少一部分突出到内燃机的气缸内(燃烧室内)的方式配设于该内燃机。
被应用于上述内燃机的本发明的燃烧控制装置具备压缩端温度推定单元和压缩端温度调整单元。
更具体而言,压缩端温度推定单元推定在上述气缸内往复运动的活塞的位置位于压缩上止点时上述气缸内的气体的温度即“压缩端温度”。
并且,在上述电热塞正在工作时“由上述压缩端温度推定单元推定的压缩端温度低于规定的压缩端参照温度”的情况下,压缩端温度调整单元使上述内燃机进行“压缩端温度上升运转”,该“压缩端温度上升运转”使得上述压缩端温度为上述规定的压缩端参照温度以上的温度。
在内燃机(柴油内燃机)中,一般地,在活塞的位置位于包含压缩上止点的压缩上止点附近时向气缸内喷射燃料。因此,上述压缩端温度实际上相当于上述的“气缸内的气体的温度”。在本发明的燃烧控制装置中,推定该“压缩端温度”,并且在该压缩端温度低于规定的“压缩端参照温度”的情况下执行“压缩端温度上升运转”。
上述压缩端参照温度可以是在压缩端温度低于该压缩端参照温度的情况下燃料无法充分点火的适当值。
这样,本发明的燃烧控制装置在电热塞正在工作时,推定对燃料的燃烧造成影响的“压缩端温度”自身,并且根据需要执行使该压缩端温度上升的压缩端温度上升运转。由此,由于本发明的燃烧控制装置能够控制压缩端温度自身,所以即使在电热塞发生劣化的情况下,也能使燃料可靠地点火。
作为本发明的燃烧控制装置的一个方式,上述燃烧控制装置具备:
气缸内气体量取得单元,其取得上述气缸内的气体的量即“气缸内气体量”;
压缩端气缸内压力取得单元,其取得上述活塞的位置位于压缩上止点时的上述气缸内的气体的压力即“压缩端气缸内压力”;和
压缩端气缸内气体体积取得单元,其取得当上述活塞的位置位于压缩上止点时上述气缸内的气体的体积即“压缩端气缸内气体体积”。
在上述方式的燃烧控制装置中,上述压缩端温度推定单元通过将由上述气缸内气体量推定单元取得的“上述气缸内气体量”、由上述压缩端气缸内压力取得单元取得的“上述压缩端气缸内压力”、由上述压缩端气缸内气体体积取得单元取得的“上述压缩端气缸内气体体积”和上述气缸内的气体的“气体常数”应用到气体的状态方程式中,来推定上述压缩端温度。
内燃机(柴油内燃机)的气缸内的气体的温度由于活塞对该气体的压缩以及喷射到气缸内的燃料的燃烧等而激烈变化。即,气缸内的气体的温度的变化速度以及变化幅度非常大。因此,即便使用对气缸内的气体的温度进行测定的传感器等,也难以简便地仅测定“压缩端温度”。
鉴于此,上述方式的燃烧控制装置通过将“气缸内气体量”、“压缩端气缸内压力”、“压缩端气缸内气体体积”以及“气缸内的气体的气体常数”应用到气体的状态方程式,来推定上述压缩端温度。该“气缸内气体量”例如可基于进入到内燃机的空气的量等而容易地取得。并且,“压缩端气缸内压力”例如可通过使用被设于气缸内的压力测定装置等来容易地取得。而且,作为“压缩端气缸内气体体积”,例如可采用预先取得的活塞的位置位于压缩上止点时的气缸内的容积。并且,作为“气缸内的气体的气体常数”,例如可采用公知的理想气体的气体常数等。因此,上述方式的燃烧控制装置能够容易地仅推定“压缩端温度”。
在本方式中,从容易推定压缩端温度的观点出发,适合应用“理想气体的状态方程式”作为气体的状态方程式。但是,气体的状态方程式并不限定于理想气体的状态方程式,也可以应用彭-罗宾逊的状态方程式、范德瓦耳斯的状态方程式以及维里公式等与实在气体对应的公知的状态方程式作为气体的状态方程式。
并且,在本方式中,从容易推定压缩端温度的观点出发,适合应用“理想气体的气体常数”作为气缸内的气体的气体常数。但是,气缸内的气体的气体常数并不限定于理想气体的气体常数,也可以应用考虑了在气缸内实际存在的气体(例如空气、排气以及未燃烧物质等)的适当值作为气缸内的气体的气体常数。
并且,作为本发明的燃烧控制装置的其他方式,上述内燃机具有“多个”气缸。
在本方式的燃烧控制装置中,上述压缩端温度调整单元可采用下述温度值中的任意一个作为上述规定的“压缩端参照温度”,
(1)比各气缸中的上述压缩端温度的平均值低规定温度的温度、
(2)比成为由上述压缩端温度推定单元推定上述压缩端温度的对象的气缸以外的气缸中的上述压缩端温度的平均值低规定温度的温度、
(3)比成为由上述压缩端温度推定单元推定上述压缩端温度的对象的气缸以外的气缸中的一个气缸的上述压缩端温度低规定温度的温度;
(4)各气缸的上述压缩端温度的平均值、
(5)成为由上述压缩端温度推定单元推定上述压缩端温度的对象的气缸以外的气缸中的上述压缩端温度的平均值、以及
(6)成为由上述压缩端温度推定单元推定上述压缩端温度的对象的气缸以外的气缸中的一个气缸的上述压缩端温度。
这样,本方式的燃烧控制装置考虑“与成为被推定压缩端温度的对象的气缸(即,被确认电热塞是否劣化的气缸)不同的其他气缸”的压缩端温度,来决定压缩端参照温度。通过遵照该压缩端参照温度来进行压缩端温度上升运转,即使在电热塞发生劣化的情况下,也能抑制各气缸中的燃烧偏差。其结果,不仅可防止在各气缸中产生的转矩发生偏差,而且能够防止具备劣化了的电热塞的气缸中的排放发生劣化。因此,即使在多个气缸中的一个或者两个以上的气缸的电热塞发生劣化的情况下,本方式的燃烧控制装置也可良好地维持内燃机的操纵性能以及排放性能。
并且,根据本方式的燃烧控制装置,例如即使在多个气缸中的一个气缸所具备的电热塞具有制造上的偏差(制造时产生的同一种部件间的尺寸以及性能等的差异)的情况下,也能够防止各气缸的压缩端温度发生偏差。
而且,作为本发明的燃烧控制装置的另一方式,上述燃烧控制装置具备压缩前温度取得单元,该压缩前温度取得单元取得上述气缸内的气体被上述活塞压缩之前的时刻该气体的温度即“压缩前温度”。
在本方式的燃烧控制装置中,上述压缩端温度调整单元基于与上述活塞对上述气缸内的气体进行的压缩有关的内燃机的一个或者多个运转参数,来推定该气体的温度起因于该压缩的变化量即“压缩起因温度变化量”;基于与上述电热塞对上述气缸内的气体进行的加热有关的内燃机的一个或者多个运转参数,推定该气体的温度起因于该加热的变化量即“加热起因温度变化量”;基于与上述气缸内的气体的热损失有关的内燃机的一个或者多个运转参数,推定该气体的温度起因于该热损失的变化量即“热损失起因温度变化量”;并且,采用下述温度值中的一个作为上述规定的“压缩端参照温度”,
(7)比上述压缩前温度、上述压缩起因温度变化量、上述加热起因温度变化量与上述热损失起因温度变化量之和低规定温度的温度;以及
(8)上述压缩前温度、上述压缩起因温度变化量、上述加热起因温度变化量与上述热损失起因温度变化量之和。
在本方式中,与上述的“考虑与成为被推定压缩端温度的对象的气缸不同的其他气缸的压缩端温度来决定压缩端参照温度的方式(采用上述(1)~(6)所示的温度作为压缩端参照温度的方式)”不同,通过考虑规定的一个气缸内的气体被压缩时的热收支,来决定压缩端参照温度。
具体而言,如果活塞的位置从进气下止点朝向压缩上止点变化,则气缸内的气体被该活塞压缩。鉴于此,在本方式中,压缩端温度调整单元将该压缩假定为隔热压缩,并且推定因气缸内的气体被压缩而产生的温度变化量(压缩起因温度变化量)。作为与该压缩有关的运转参数,例如可举出被压缩之前的时刻气缸内的气体的体积、活塞的位置为压缩上止点时的气缸内的气体的体积、以及气缸内的气体的比热比等。其中,压缩起因温度变化量一般为正值。
并且,气缸内的气体在被如上所述那样压缩的同时,被电热塞加热。鉴于此,在本方式中,压缩端温度调整单元推定气缸内的气体因被电热塞加热而产生的温度变化量(加热起因温度变化量)。作为与该加热有关的运转参数,例如可举出对电热塞施加的电压的大小、内燃机旋转速度、内燃机的进气门闭阀的正时、气缸内的气体的量、以及气缸内的气体的比热等。其中,加热起因温度变化量一般为正值。
而且,在气缸内的气体如上述那样被压缩的期间,气缸内的气体所具有的热量的一部分经由气缸的内壁面以及活塞的上表面等被释放到该气体的外部。即,产生热损失。鉴于此,在本方式中,压缩端温度调整单元推定因该热损失而产生的温度变化量(热损失起因温度变化量)。作为与该热损失有关的运转参数,例如可举出内燃机的冷却水的温度、内燃机旋转速度、内燃机的进气门闭阀的正时、气缸内的气体的量、以及气缸内的气体的比热等。其中,热损失起因温度变化量一般为负值。
而且,压缩端温度调整单元基于压缩前的气缸内的气体的温度(压缩前温度)、上述“压缩起因温度变化量”、上述“加热起因温度变化量”以及上述“热损失起因温度变化量”来决定压缩端参照温度。
该压缩端参照温度是基于一个气缸中的热收支的划一的温度(即,在电热塞没有劣化的情况下应该得到的压缩端温度)。通过遵照该压缩端参照温度进行压缩端温度上升运转,即使在电热塞发生劣化的情况下,压缩端温度也能被维持在与电热塞没有劣化的情况同样的温度。因此,即使在电热塞发生劣化的情况下,也能使燃料可靠地点火。
在上述各方式的燃烧控制装置中,上述压缩端温度调整单元执行下述运转中的至少一个来作为上述压缩端温度上升运转,
电热塞施加电压增大运转,在上述电热塞由于被施加电压而发热的情况下,使上述电热塞施加的电压增大规定的修正电压值;
进气门闭阀正时修正运转,使进气门的闭阀正时向进气下止点接近规定的第1修正量的;
排气门闭阀正时修正运转,使排气门的闭阀正时从排气上止点远离规定的第2修正量;
进气门开阀正时提前运转,使进气门的开阀正时比排气上止点提前规定的第3修正量;
引燃喷射量增大运转,在进行从燃料喷射阀向气缸内喷射主要燃料的“主喷射”、和在该主喷射之前从该燃料喷射阀向气缸内喷射预备燃料的“引燃喷射”的情况下,使在上述引燃喷射中喷射的燃料的量增大规定的第1修正燃料量;以及
主喷射量增大运转,在进行从燃料喷射阀向气缸内喷射主要燃料的“主喷射”、和在该主喷射之前从该燃料喷射阀向气缸内喷射预备燃料的“引燃喷射”的情况下,使在上述主喷射中喷射的燃料的量增大规定的第2修正燃料量。
如果进行上述“在上述电热塞由于被施加电压而发热的情况下,使对上述电热塞施加的电压增大规定的修正电压值的电热塞施加电压增大运转”,则由于电热塞被施加的电压增大,所以从电热塞释放出的热量增大。由此,使得压缩端温度上升。此时的修正电压值例如可以根据对电热塞施加的电压值、以及电热塞被施加该电压值时的通过电流值等来决定。
并且,如果进行上述“使进气门的闭阀正时向进气下止点接近规定的第1修正量的进气门闭阀正时修正运转”,则由于进入到气缸内的空气的量增大,所以压缩比增大。由此,压缩端温度上升。此时的第1修正量例如可以根据压缩端温度与压缩端参照温度之差、以及进气门的闭阀正时等来决定。
而且,如果进行上述“使排气门的闭阀正时从排气上止点远离规定的第2修正量的排气门闭阀正时修正运转”,则燃烧后的高温气体(排气)中残留在气缸内的气体的量(所谓的内部EGR量)增大。由此,压缩端温度上升。此时的第2修正量例如与上述同样,可以根据压缩端温度与压缩端参照温度之差、以及进气门的闭阀正时等来决定。
并且,如果进行上述“使进气门的开阀正时比排气上止点提前规定的第3修正量的进气门开阀正时提前运转”,则与上述同样,燃烧后的高温气体(排气)中残留在气缸内的气体的量增大。由此,压缩端温度上升。此时的第3修正量例如与上述同样,可以根据压缩端温度与压缩端参照温度之差、以及进气门的闭阀正时等来决定。
并且,如果进行上述“当从燃料喷射阀向气缸内喷射主要燃料的“主喷射”、和在该主喷射之前从该燃料喷射阀向气缸内喷射预备燃料的“引燃喷射”时,使在上述引燃喷射中喷射的燃料的量增大规定的第1修正燃料量的引燃喷射量增大运转”,则引燃喷射的燃料通过自点火前反应而产生的热量增大。由此,压缩端温度上升。此时的第1修正燃料量例如可根据压缩端温度与压缩端参照温度之差来决定。
并且,如果进行上述“当从燃料喷射阀向气缸内喷射主要燃料的“主喷射”、和在该主喷射之前从该燃料喷射阀向气缸内喷射预备燃料的“引燃喷射”时,使在上述主喷射中喷射的燃料的量增大规定的第2修正燃料量的主喷射量增大运转”,则主喷射的燃料因燃烧而产生的热量增大。因此,形成气缸的壁面的温度上升。由此,压缩端温度Tt上升。此时的第2修正燃料量例如与上述同样,可根据压缩端温度与压缩端参照温度之差来决定。
压缩端温度调整单元执行上述多个运转中的至少一个运转作为压缩端温度上升运转。从上述多个运转中选择的至少一个运转可根据本发明的燃烧控制装置被要求的性能等来决定。
而且,作为本发明的燃烧控制装置的又一个方式,上述燃烧控制装置在执行上述主喷射量增大运转时进行上述排气门闭阀正时修正运转或者上述进气门开阀正时提前运转。
在本方式中,如果在执行主喷射量增大运转时进行排气门闭阀正时修正运转,则由于主喷射的燃料因燃烧而产生的热量增大,所以排气的温度上升,并且,燃烧后的高温气体(排气)中残留在气缸内的气体的量(所谓的内部EGR量)增大。即,温度进一步上升的排气在气缸内大量残留。由此,可使压缩端温度更可靠地上升。
另外,在本方式中,如果在执行主喷射量增大运转时进行进气门开阀正时提前运转,则由于主喷射的燃料因燃烧而产生的热量增大,所以排气的温度上升,并且与上述同样,燃烧后的高温气体(排气)中残留在气缸内的气体的量增大。即,温度进一步上升的排气在气缸内大量残留。由此,可使压缩端温度更可靠地上升。
并且,在上述的各方式的燃烧控制装置中,上述燃烧控制装置具备异常显示单元,在下述条件中的任意一个成立时该异常显示单元显示上述电热塞异常:上述电热塞施加电压增大运转过程中的上述修正电压值大于规定的修正电压阈值、上述进气门闭阀正时修正运转过程中的上述第1修正量大于规定的第1修正阈值量、上述排气门闭阀正时修正运转过程中的上述第2修正量大于规定的第2修正阈值量、上述进气门开阀正时提前运转过程中的上述第3修正量大于规定的第3修正阈值量、上述引燃喷射量增大运转过程中的上述第1修正燃料量大于规定的第1修正燃料阈值量、以及上述主喷射量增大运转过程中的上述第2修正燃料量大于规定的第2修正燃料阈值量。
通过执行上述多个压缩端温度上升运转中的至少一个运转,可使压缩端温度上升。不过,如果各压缩端温度上升运转过程中的修正量(修正电压阈值、第1修正阈值量、第2修正阈值量、第3修正阈值量、第1修正燃料阈值量以及第2修正燃料阈值量)过大,则内燃机的操纵性能以及排放性能等有可能劣化。鉴于此,当上述的各修正量变得大于规定的阈值时,通过在规定的显示单元上显示电热塞异常的信息,能够防止内燃机的操纵性能以及排放性能等过度劣化。此时的各修正量的阈值例如可以采取当各修正量变得大于其阈值时,内燃机的操纵性能以及排放性能等有可能劣化的适当值。
由此,由于能够在电热塞过度劣化之前的时刻向内燃机的操作者等通知应该修理或者更换电热塞的信息,所以可良好地维持内燃机的操纵性能以及排放性能等。
附图说明
图1是应用了本发明的第1实施方式涉及的燃烧控制装置的内燃机的概略图。
图2是应用了本发明的第1实施方式涉及的燃烧控制装置的内燃机的一个气缸的概略剖视图。
图3是表示本发明的第1实施方式涉及的燃烧控制装置的CPU所执行的程序的流程图。
图4是表示本发明的第1实施方式涉及的燃烧控制装置的CPU所执行的程序的流程图。
图5是表示本发明的第1实施方式涉及的燃烧控制装置的CPU所执行的程序的流程图。
图6是表示本发明的第1实施方式涉及的燃烧控制装置的CPU所执行的程序的流程图。
图7是表示本发明的第1实施方式涉及的燃烧控制装置的CPU所执行的程序的流程图。
图8是表示本发明的第1实施方式涉及的燃烧控制装置的CPU所执行的程序的流程图。
图9是表示本发明的第2实施方式涉及的燃烧控制装置的CPU所执行的程序的流程图。
图10是表示本发明的第2实施方式涉及的燃烧控制装置的CPU所执行的程序的流程图。
图11是表示本发明的第2实施方式涉及的燃烧控制装置的CPU所执行的程序的流程图。
图12是表示本发明的第3实施方式涉及的燃烧控制装置的CPU所执行的程序的流程图。
图13是表示本发明的第3实施方式涉及的燃烧控制装置的CPU所执行的程序的流程图。
图14是表示本发明的第4实施方式涉及的燃烧控制装置的CPU所执行的程序的流程图。
图15是表示本发明的第4实施方式涉及的燃烧控制装置的CPU所执行的程序的流程图。
图16是表示本发明的第5实施方式涉及的燃烧控制装置的CPU所执行的程序的流程图。
图17是表示本发明的第5实施方式涉及的燃烧控制装置的CPU所执行的程序的流程图。
图18是表示本发明的第6实施方式涉及的燃烧控制装置的CPU所执行的程序的流程图。
图19是表示本发明的第6实施方式涉及的燃烧控制装置的CPU所执行的程序的流程图。
图20是表示本发明的第7实施方式涉及的燃烧控制装置的CPU所执行的程序的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明涉及内燃机的燃烧控制装置的各实施方式进行说明。
(第1实施方式)
<装置的概要>
图1表示了将本发明的第1实施方式涉及的燃烧控制装置(以下也称为“第1装置”)应用到内燃机10的系统的概略结构。内燃机10是具有第1气缸~第4气缸这4个气缸的4气缸柴油内燃机。并且,图2是表示应用了第1装置的内燃机10的一个气缸的概略结构的剖视图。其中,与图2所示的一个气缸不同的其他气缸也具有与该一个气缸相同的构成。
该内燃机10如图1所示,具备:包含燃料供给系统的发动机主体20、用于向发动机主体20导入空气的进气系统30、用于将来自发动机主体20的排气向外部释放的排气系统40、用于使排气回流到进气系统30侧的EGR装置50、以及被排气的能量驱动而对导入到发动机主体20的空气进行压缩的增压装置60。
发动机主体20具有与进气系统30以及排气系统40连结的气缸盖21。该气缸盖21具有按照与各气缸对应的方式在各气缸的上部设置的多个燃料喷射装置22。各燃料喷射装置22与未图示的燃料箱连接,根据来自电气控制装置80的指示信号向各气缸的燃烧室内喷射燃料。
并且,气缸盖21具有按照与各燃料喷射装置22邻接的方式在各气缸的上部设置的电热塞23。各电热塞23根据来自电气控制装置80的指示信号被施加电压而发热,对各气缸的燃烧室内的气体进行加热。
而且,气缸盖21如图2所示,具有:与燃烧室24连通的进气口25、使进气口25开闭的进气门26、与进气门26连接的公知的可变进气定时控制装置26a、与燃烧室24连通的排气口27、使排气口27开闭的排气门28、以及与排气门28连接的公知的可变排气定时控制装置28a。进入发动机主体20的空气In经过进气口25被导入到燃烧室24,排气Ex经过排气口27被排出到发动机主体20的外部。
并且,在该气缸内设置有能够在规定的压缩上止点与规定的进气下止点之间往复移动的活塞29。而且,在构成该气缸的壁部的内部,设置有能够流通冷却水的冷却水通路29a。
可变进气定时控制装置(可变阀定时机构)26a根据来自电气控制装置80的指示信号,使进气门26的开阀正时以及闭阀正时提前或者延迟所希望的大小(例如参照日本特开2007-303423号公报以及日本特开2004-150397号公报等)。并且,可变排气定时控制装置(可变阀定时机构)28a与可变进气定时控制装置26a同样地根据来自电气控制装置80的指示信号,使排气门28的开阀正时以及闭阀正时提前或者延迟所希望的大小。
再次参照图1,进气系统30具有:经由气缸盖21的进气口25与各气缸连通的进气歧管31;被连接于进气歧管31上游侧集合部的进气管32;使进气管32内的进气通路的开口截面积可变的节流阀(进气节流阀)33;根据来自电气控制装置80的指示信号对节流阀33进行旋转驱动的节流阀致动器33a;在节流阀33的上游夹设于进气管32的内部冷却器34;以及位于在内部冷却器34的上游设置的增压装置60的上游侧,并配设在进气管32的端部的空气过滤器35。进气歧管31以及进气管32构成了进气通路。
排气系统40具有:经由气缸盖21的排气口27与各气缸连通的排气歧管41;被连接于排气歧管41的下游侧集合部的排气管42;以及位于设在排气管42中的增压装置60的下游侧,并夹设于排气管42的公知的排气净化用催化剂(DPNR)43。排气歧管41以及排气管42构成了排气通路。
EGR装置50具有:构成使排气从排气歧管41向进气歧管31回流的通路(EGR通路)的排气回流管51、夹设于排气回流管51的EGR气体冷却装置(EGR冷却器)52、以及夹设于排气回流管51的EGR控制阀53。EGR控制阀53根据来自电气控制装置80的指示信号,变更从排气歧管41向进气歧管31回流的排气量。
增压装置60具有压缩机61以及涡轮62。压缩机61配设于进气通路(进气管32),涡轮62配设于排气通路(排气管42)。压缩机61与涡轮62通过未图示的转子轴连结成能够同轴旋转。由此,若涡轮62由于排气而旋转,则压缩机61旋转,并且向压缩机61供给的空气被压缩(进行增压)。
该第1装置如图1所示,具备:热线式空气流量计71、进气温度传感器72、进气压力传感器73、曲柄位置传感器74、以及加速器开度传感器75。并且,第1装置如图2所示,具备缸内压传感器76以及冷却水温度传感器77。
参照图1,热线式空气流量计71配置于进气通路(进气管32)。热线式空气流量计71输出与在该进气管32内流动的进入空气的质量流量(单位时间进入内燃机10的空气的质量)对应的信号。
进气温度传感器72配设于进气通路(进气管32)。进气温度传感器72输出与在该进气管32内流动的进入空气的温度(进气温度)对应的信号。
进气压力传感器73配设在进气管32的节流阀33的下游侧。进气压力传感器74输出对其被配设的部位的排气管42内的空气的压力、即被供给到内燃机10的燃烧室的空气的压力(通过增压装置60带来的增压压力)进行表示的信号。
曲柄位置传感器74配设在未图示的曲轴附近。曲柄位置传感器74输出每当该曲轴旋转10°便具有狭窄宽度的脉冲且每当该曲轴旋转360°便具有大宽度的脉冲的信号。基于该信号,可算出曲轴每单位时间的转速(内燃机旋转速度)。
加速器开度传感器75配设于由内燃机10的操作者操作的加速踏板AP。加速器开度传感器75输出与该加速踏板AP的开度对应的信号。
参照图2,缸内压传感器76按照与燃料喷射装置22邻接的方式配设在气缸的上部。缸内压传感器76输出对气缸内的气体的压力进行表示的信号。
冷却水温度传感器77配设于内燃机10的冷却水通路29a。冷却水温度传感器77输出对在该冷却水通路29a内流过的冷却水的温度(冷却水温度)进行表示的信号。
再次参照图1,电气控制装置80是具有相互通过总线连接的下述部件等的微机,所述部件是:CPU81、预先存储有CPU81执行的程序、表(映射)以及常数等的ROM82、CPU81根据需要暂时储存数据的RAM83、在接通电源的状态下储存数据并且在电源被切断的期间也保持所储存的数据的备份RAM84、以及含有AD转换器的接口85。
接口85与上述各传感器等连接,向CPU81供给来自上述各传感器等的信号。并且,接口85根据CPU81的指示向燃料喷射装置22、电热塞23、可变进气定时控制装置26a、可变排气定时控制装置28a、以及节流阀致动器33a等送出驱动信号(指示信号)。
<装置的工作的概要>
接下来,对如上述那样构成的第1装置的工作的概要进行说明。
第1装置根据内燃机10的运转状态,取得向各气缸的燃烧室24内喷射的燃料的喷射量(引燃喷射量Qp以及主喷射量Qm)、该燃料的喷射正时(引燃喷射正时finjp以及主喷射正时finjm)、进气门26的开闭正时(目标开阀正时Vino以及目标闭阀正时Vinc)、以及排气门28的开闭正时(目标开阀正时Vexo以及目标闭阀正时Vexc)。然后,第1装置在上述取得的开闭正时中使进气门26开闭,使空气从进气通路进入燃烧室24内。接着,第1装置在上述取得的喷射正时中从燃料喷射装置22向燃烧室24内喷射上述取得的量的燃料。随后,第1装置在取得的开闭正时中使排气门28开闭,将燃烧后的气体(排气)从燃烧室24内向排气通路排出。
并且,在规定的电热塞工作条件成立时,第1装置对电热塞23施加基于内燃机10的运转状态而决定的施加电压值为Egl的电压。由此,使得电热塞23工作,促进燃料的点火。当电热塞23工作时,第1装置在各气缸(第1气缸、第2气缸、第3气缸以及第4气缸)中推定活塞29位于压缩上止点时的气缸内的气体的温度即压缩端温度Tt。而且,第1装置计算出所推定的各气缸中的压缩端温度(Tt1、Tt2、Tt3以及Tt4)的平均值,并取得比该平均值低规定温度ΔTtth1的温度作为压缩端参照温度Ttref。
而且,在成为对电热塞23的劣化度进行确认的对象的气缸(以下称为“确认对象气缸”)的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上时,第1装置确认为“确认对象气缸的电热塞23没有劣化,或者劣化到未对燃料的点火造成影响的程度”。以下,为了方便起见,将“电热塞没有劣化或者劣化到未对燃料的点火造成影响的程度”也称为“电热塞的劣化度为第1阶段”。
另一方面,在确认对象气缸的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref时,第1装置确认为“确认对象气缸的电热塞23劣化到无法使燃料恰当点火的程度”。以下,为了方便起见,将“电热塞劣化到无法使燃料恰当点火的程度”也称为“电热塞的劣化度为第2阶段”。
第1装置在确认了确认对象气缸的电热塞23的劣化度为“第1阶段”时,向该电热塞23施加上述决定的施加电压值为Egl的电压。另一方面,在确认了确认对象气缸的电热塞23的劣化度为“第2阶段”时,第1装置向该电热塞23施加对上述决定的施加电压值Egl加上了“根据电热塞23的劣化度而决定的施加电压修正量Eglcom”后的电压(Egl+Eglcom)。即,施加电压值Egl增大了施加电压修正量Eglcom。
这里,在该施加电压修正量Eglcom大于规定的施加电压上限修正量Eglcommax时,第1装置确认为“确认对象气缸的电热塞23劣化到需要修理或者更换的程度”。以下,为了方便起见,将“电热塞劣化到需要修理或者更换的程度”也称为“电热塞的劣化度为第3阶段”。
在确认了确认对象气缸的电热塞23的劣化度为“第3阶段”时,第1装置向该电热塞23施加对上述决定的施加电压值Egl加上了上述施加电压上限修正量Eglcommax后的电压(Egl+Eglcommax)。即,施加电压值Egl增大了施加电压上限修正量Eglcommax。并且,此时第1装置将“电热塞异常”的情况显示到未图示的显示装置等上。以上是第1装置的工作的概要。
<燃烧控制方法>
接下来,在进行第1装置的具体工作的说明之前,说明第1装置所采用的燃烧控制方法。
如上所述,由于若电热塞23劣化,则单位时间从电热塞23对气缸内的气体赋予的热量减少,所以压缩端温度Tt降低。鉴于此,第1装置在确认了确认对象气缸的电热塞23的劣化度为“第2阶段”时,使对电热塞23施加的施加电压值Egl增大施加电压修正量Eglcom。该施加电压修正量Eglcom根据电热塞23的劣化度来决定。
如果对电热塞23施加的施加电压值Egl增大,则通过电热塞23的通过电流值Igl也增大。因此,在电热塞23中消耗的电力增大,使得电热塞23的发热量增大。从而,单位时间从电热塞23向气缸内的气体赋予的热量增大。并且,由于施加电压修正量Eglcom根据电热塞23的劣化度来决定,所以施加电压值Egl增大了为了弥补因电热塞23的劣化而使得压缩端温度Tt降低所需要且足够的量。其结果,可使确认对象气缸中的压缩端温度Tt恰好上升到能够使燃料恰当点火的温度(即,与电热塞23的劣化度为“第1阶段”时相同的温度。高于压缩端参照温度Ttref的温度)。
并且,在确认了确认对象气缸的电热塞23的劣化度为“第3阶段”时,第1装置将施加电压修正量Eglcom变更为施加电压上限修正量Eglcommax。即,此时施加电压值Egl被调整成不比施加电压上限修正量Eglcommax大。由此,由于可避免对电热塞23施加过大的电压,所以能够防止电热塞23破损等。以上是第1装置所采用的燃烧控制方法。
下面,为了方便起见,将如上述那样使确认对象气缸中的压缩端温度Tt上升的运转也称为“压缩端温度上升运转”。
<实际的工作>
以下,对第1装置的实际的工作进行说明。
在第1装置中,CPU81按规定的定时执行图3~图8中用流程图表示的各程序。CPU81在这些程序中使用电热塞工作标志XGLO以及异常产生标志XEMG。
对电热塞工作标志XGLO而言,当其值为“0”时,表示电热塞23不工作(未对电热塞23施加电压)。另一方面,对电热塞工作标志XGLO而言,当其值为“1”时,表示电热塞23工作(对电热塞23施加了电压)。
对异常产生标志XEMG而言,当其值为“0”时,表示电热塞23的劣化度为“第1阶段”或者“第2阶段”。另一方面,对异常产生标志XEMG而言,当其值为“1”时,表示电热塞23的劣化度为“第3阶段”。
电热塞工作标志XGLO以及异常产生标志XEMG的值被储存在备份RAM84中。并且,电热塞工作标志XGLO的值在未图示的点火开关从关闭变更为打开时所执行的初始化程序中被设定为“0”。而且,异常产生标志XEMG的值在搭载有内燃机10的车辆出厂时以及免费实施检查时等确认了电热塞23没有异常之际对电气控制装置80进行了规定的操作时,被设定为“0”。
以下,对CPU81执行的各程序详细进行说明。
当内燃机10启动时,CPU81在各气缸(第1气缸~第4气缸的每一个)中每经过规定时间便反复执行图3中用流程图表示的“第1缸内温度修正程序”。CPU81通过该程序来确认电热塞23的劣化度,并且根据其劣化度对“向电热塞23的施加电压值Egl”进行调整。具体而言,CPU81通过该程序判断是否根据内燃机10的运转状态使电热塞23工作。并且,CPU81在电热塞23工作时,根据电热塞23的劣化度使“向电热塞23的施加电压值Egl”增大。
更具体而言,CPU81在各气缸中以规定的定时从图3的步骤300开始处理而进入到步骤305,判断“使电热塞23工作的条件(电热塞工作条件)”是否成立。更具体而言,当在步骤305中以下的条件1以及条件2这双方都成立时,CPU81判定为电热塞工作条件成立。换言之,当条件1以及条件2中的至少一个不成立时,CPU81判定为电热塞工作条件不成立。
(条件1)冷却水温度THW低于规定的阈值水温THWth。
(条件2)进气温度Tin低于规定的阈值进气温度Tinth。
如上所述,燃料的点火受到“气缸内气体的温度”以及“燃料能够进行自点火前反应的期间的长度”的影响。上述条件1中举出的冷却水温度THW以及上述条件2中举出的进气温度Tin对该“气缸内的气体的温度”造成影响。鉴于此,在上述条件1以及上述条件2这双方都成立时,CPU81判断为气缸内的气体的温度(压缩端温度Tt)低至不能使燃料恰当点火的程度,使电热塞23工作。
以下,分成“电热塞工作条件成立的情况”和“电热塞工作条件不成立的情况”来更详细地进行说明。
(情况1-1)电热塞工作条件成立的情况
该情况下,CPU81在步骤305中判定为“是”而进入到步骤310,将“1”储存为电热塞工作标志XGLO的值。其中,例如当内燃机10冷启动时,电热塞工作条件成立的可能性大。
接着,CPU81进入到步骤315,通过对预先决定了“冷却水温度THW、进气温度Tin、向电热塞23施加的电压值Egl的关系”的电热塞施加电压表MapEgl(THW,Tin)应用当前时刻的冷却水温度THW和进气温度Tin,来决定并取得施加电压值Egl。在该电热塞施加电压表MapEgl(THW,Tin)中设计成:施加电压值Egl随着冷却水温度THW变低而增大,并且随着进气温度Tin变低而增大。
接着,CPU81进入到步骤320,判定是否在当前时刻取得了压缩端参照温度Ttref。如果没有在当前时刻取得压缩端参照温度Ttref,则CPU81在步骤320中判定为“否”而进入到步骤325。其中,由于当前时刻是接着内燃机10启动之后的时刻,所以没有取得压缩端参照温度Ttref的可能性大。
CPU81在步骤325中将施加电压值Egl的电压向电热塞23施加。然后,CPU81进入到步骤395,暂时结束本程序。
这样,如果在电热塞工作条件成立时没有取得压缩端参照温度Ttref,则对电热塞23施加根据内燃机10的运转状态而决定的施加电压值Egl的电压。由此,电热塞23发热,对气缸内的气体进行加热。其结果,压缩端温度Tt上升。
并且,CPU81在各气缸中每经过规定时间便反复执行图4中用流程图表示的“阀定时控制程序”。CPU81通过该程序,根据内燃机10的运转状态来决定进气门26的目标开阀正时Vino以及目标闭阀正时Vinc,并且对可变进气定时控制装置26a进行控制,以使进气门26实际的开阀正时与目标开阀正时Vino相一致、且进气门26的实际的闭阀正时与目标闭阀正时Vinc相一致。而且,CPU81通过该程序,根据内燃机10的运转状态来决定排气门28的目标开阀正时Vexo以及目标闭阀正时Vexc,并且对可变排气定时控制装置28a进行控制,以使排气门28实际的开阀正时与目标开阀正时Vexo相一致、且排气门28的实际的闭阀正时与目标闭阀正时Vexc相一致。
具体而言,CPU81在规定的定时从图4的步骤400开始处理而进入到步骤410,基于曲柄位置传感器74的输出值取得内燃机旋转速度NE,基于加速踏板开度传感器75的输出值取得加速踏板开度Accp。而且,CPU81通过将取得的这些参数应用到预先决定了“内燃机旋转速度NE、加速踏板开度Accp、进气门26的目标开闭正时Vino以及Vinc的关系”的进气门目标开闭正时表MapVin(NE,Accp)中,来决定并取得进气门目标开阀正时Vino以及进气门目标闭阀正时Vinc。在该进气门目标开闭正时表MapVin(NE,Accp)中设计成:进气门目标开阀正时Vino以及进气门目标闭阀正时Vinc成为考虑了内燃机10的排放(emission)以及输出等的适当正时。
接着,CPU81进入到步骤420,通过将在上述步骤410中取得的内燃机旋转速度NE以及加速踏板开度Accp应用到预先决定了“内燃机旋转速度NE、加速踏板开度Accp、排气门28的目标开闭正时Vexo以及Vexc的关系”的排气门目标开闭正时表MapVex(NE,Accp)中,来决定并取得排气门目标开阀正时Vexo以及排气门目标闭阀正时Vexc。在该排气门目标开闭正时表MapVex(NE,Accp)中设计成:排气门目标开阀正时Vexo以及排气门目标闭阀正时Vexc成为考虑了内燃机10的排放以及输出等的适当正时。
接着,CPU81进入到步骤430,对可变进气定时控制装置26a进行控制,以使进气门26实际的开阀正时与目标开阀正时Vino相一致、且进气门26实际的闭阀正时与目标闭阀正时Vinc相一致。
接着,CPU81进入到步骤440,对可变排气定时控制装置28a进行控制,以使排气门28实际的开阀正时与目标开阀正时Vexo相一致、且排气门28实际的闭阀正时与目标闭阀正时Vexc相一致。然后,CPU81进入到步骤495,暂时结束本程序。
这样,CPU81在各气缸中根据内燃机10的运转状态(内燃机旋转速度NE以及加速踏板开度Accp)来调整进气门26以及排气门28的开闭正时。
并且,CPU81在各气缸中每经过规定时间便反复执行图5中用流程图表示的“压缩端温度推定程序”。CPU81通过该程序,在电热塞23工作时推定压缩端温度Tt(即,活塞29的位置为压缩上止点时的气缸内的气体的温度)。
更具体而言,CPU81在规定的定时从图5的步骤500开始处理而进入到步骤510,判定电热塞工作标志XGLO的值是否为“1”。由于当前时刻的电热塞工作标志XGLO的值为“1”,所以CPU81在步骤510中判定为“是”而进入到步骤520。
CPU81在步骤520中判定一个气缸中的当前时刻的曲柄角度CA、与进气门26的目标闭阀正时Vinc是否一致。在当前时刻的曲柄角度CA与进气门26的目标闭阀正时Vinc不一致的情况下,CPU81在步骤520中判定为“否”并直接进入到步骤595,暂时结束本程序。与此相对,在当前时刻的曲柄角度CA与进气门26的目标闭阀正时Vinc一致的情况下,CPU81在步骤520中判定为“是”而进入到步骤530。以下,假定为当前时刻的曲柄角度CA与进气门26的目标闭阀正时Vinc“一致”来继续进行说明。
按照上述假定,CPU81进入到步骤530,基于进气温度传感器72的输出值取得进气温度Tin,并且将该进气温度Tin作为进气门闭阀时缸内气体温度Tc储存到RAM83内。并且,CPU81在步骤530中基于进气压力传感器73的输出值取得进气压力Pin,并将该进气压力Pin作为进气门闭阀时缸内气体压力Pc储存到RAM83内。
接着,CPU81进入到步骤540,通过将在上述步骤530中取得的进气门闭阀时缸内气体温度Tc以及进气门闭阀时缸内气体压力Pc、ROM82中预先存储的理想气体的气体常数R、以及通过对ROM82中预先存储的“曲柄角度CA与缸内容积V的关系”应用进气门26的目标闭阀正时Vinc而得到的进气门闭阀时缸内容积Vc,应用到下述(1)式中,由此取得缸内气体量n(摩尔数)。
n=(Pc·Vc)/(R·Tc)···(1)
其中,上述(1)式根据下述(2)式所示的公知的“记述气体的压力P、气体所占的体积V、气体的物质量n(摩尔数)、气体常数R、以及气体的温度T的关系的理想气体的状态方程式”导出。
PV=nRT···(2)
接着,CPU81进入到步骤550,判定该气缸中的当前时刻的曲柄角度CA与压缩上止点(以下也称为“ATDC”)是否一致。在当前时刻的曲柄角度CA与ATDC不一致的情况下,CPU81在步骤550中判定为“否”而直接进入到步骤595,暂时结束本程序。与此相对,在当前时刻的曲柄角度CA与ATDC一致的情况下,CPU81在步骤550中判定为“是”而进入到步骤560。以下,假定为当前时刻的曲柄角度CA与ATDC一致,来继续说明。
按照上述假定,CPU81进入到步骤560,基于缸内压传感器76的输出值取得缸内压力Pcyl,并且将该缸内压力Pcyl作为压缩上止点时缸内气体压力Pt储存到RAM83中。
接着,CPU81进入到步骤570,通过将在上述步骤540中取得的缸内气体量n、在上述步骤560中取得的压缩上止点时缸内气体压力Pt、ROM82中预先存储的气体常数R、以及通过对ROM82中预先存储的“曲柄角度CA与缸内容积的关系”应用ATDC而得到的压缩上止点时缸内容积Vt,应用到下述(3)式中,由此取得压缩端温度Tt。
Tt=(Pt·Vt)/(n·R)···(3)
这样取得的压缩端温度Tt包含“因电热塞23的发热而引起的气缸内的气体温度的上升量”。具体而言,该“因电热塞23引起的气缸内的气体温度的上升量”被反映于上述压缩上止点时缸内气体压力Pt。这是因为如公知那样,当气体存在于规定的区域内时,构成气体的分子的运动速度依赖于气体的温度,并且,气体的压力通过该分子与上述区域的边界面碰撞时对该边界面赋予的运动量而产生。即,由于“因电热塞23引起的气缸内的气体温度的上升量”越大,构成气缸内的气体的分子的运动速度越大,所以压缩上止点时缸内气体压力Pt变大。
其中,上述(3)式与上述(1)式同样,根据上述(2)式所示的公知的理想气体的状态方程式导出。CPU81在步骤570中取得了压缩端温度Tt之后,进入到步骤595,暂时结束本程序。
这样,当电热塞工作条件成立时,基于在曲柄角度CA是进气门26的目标闭阀正时Vinc的情况(即,进气门26闭阀的时刻)下取得的运转参数(进气门闭阀时缸内容积Vc、进气门闭阀时缸内气体压力Pc、以及进气门闭阀时缸内气体温度Tc),算出一个气缸中的缸内气体量n。并且,基于该算出的缸内气体量n、以及在曲柄角度CA是ATDC(压缩上止点)的情况下取得的运转参数(压缩上止点时缸内容积Vt、以及压缩上止点时缸内气体压力Pt),推定出该气缸中的压缩端温度Tt。
CPU81在各气缸(第1气缸~第4气缸的每一个)中执行上述的图5所示的程序。以下,将如此推定出的第1气缸中的压缩端温度称为“第1气缸压缩端温度Tt1”,将第2气缸中的压缩端温度称为“第2气缸压缩端温度Tt2”,将第3气缸中的压缩端温度称为“第3气缸压缩端温度Tt3”,将第4气缸中的压缩端温度称为“第4气缸压缩端温度Tt4”。
并且,CPU81每当经过规定时间便反复执行图6中用流程图表示的“第1压缩端参照温度取得程序”。CPU81通过该程序,取得成为对电热塞23的劣化度进行确认的指标的压缩端参照温度Ttref。
具体而言,CPU81在规定的定时从图6的步骤600开始处理后,进入到步骤610,判定电热塞工作标志XGLO的值是否为“1”。由于当前时刻的电热塞工作标志XGLO的值为“1”,所以CPU81在步骤610中判定为“是”而进入到步骤620。
CPU81在步骤620中通过将第1气缸压缩端温度Tt1、第2气缸压缩端温度Tt2、第3气缸压缩端温度Tt3以及第4气缸压缩端温度Tt4应用到下述(4)式中,来取得压缩端参照温度Ttref。在下述(4)式中,ΔTtth1表示规定的阈值。该阈值ΔTtth1可以是内燃机10能够允许的考虑了电热塞23的劣化度等的适当值。
Ttref=(Tt1+Tt2+Tt3+Tt4)/4-ΔTtth1···(4)
如上述(4)式所示,采用了“比各气缸中的压缩端温度(Tt1、Tt2、Tt3以及Tt4)的平均值低规定温度(上述阈值ΔTtth1)的温度”作为第1装置压缩端参照温度Ttref。CPU81在步骤620中取得了压缩端参照温度Ttref之后,进入到步骤695,暂时结束本程序。
这样,CPU81在电热塞工作条件成立时,基于第1气缸~第4气缸各自中的压缩端温度(Tt1、Tt2、Tt3以及Tt4)取得压缩端参照温度Ttref。
并且,每当任意气缸的曲柄角与压缩上止点前的规定曲柄角度(例如压缩上止点前90度曲柄角)θf一致时,CPU81便反复执行图7中用流程图表示的“燃料喷射控制程序”。CPU81通过该程序来进行燃料喷射量(引燃喷射量Qp以及主喷射量Qm)的计算以及燃料喷射的指示。本程序与电热塞工作条件是否成立无关地被执行。以下,为了方便起见,将该曲柄角与压缩上止点前的规定曲柄角θf一致的压缩行程中的气缸也称为“燃料喷射气缸”。
具体而言,如果燃料喷射气缸的曲柄角与上述曲柄角度θf一致,则CPU81从图7的步骤700开始处理而进入到步骤710,基于曲柄位置传感器74的输出值取得内燃机旋转速度NE,基于加速踏板开度传感器75的输出值取得加速踏板开度Accp。而且,CPU81通过将取得的这些参数应用到预先决定了“内燃机旋转速度NE、加速踏板开度Accp、燃料喷射量Q(引燃喷射量Qp以及主喷射量Qm)的关系”的燃料喷射量表MapQ(NE,Accp)中,来决定并取得引燃喷射量Qp以及主喷射量Qm。在该燃料喷射量表MapQ(NE,Accp)中设计成:引燃喷射量Qp以及主喷射量Qm成为考虑了内燃机10的排放以及输出等的适当的量。
接着,CPU81进入到步骤720,通过将在上述步骤710中取得的内燃机旋转速度NE以及加速踏板开度Accp应用到预先决定了“加速踏板开度Accp、内燃机旋转速度NE、燃料喷射正时finj(引燃喷射正时finjp以及主喷射正时finjm)的关系”的燃料喷射正时表Mapfinj(NE,Accp)中,来决定并取得引燃喷射正时finjp以及主喷射正时finjm。在该燃料喷射正时表Mapfinj(NE,Accp)中设计成:引燃喷射正时finjp以及主喷射正时finjm成为考虑了内燃机10的排放以及输出等的适当的正时。
其中,在该燃料喷射正时表Mapfinj(NE,Accp)中决定为:规定的内燃机旋转速度NE以及加速踏板开度Accp下的引燃喷射正时finjp成为比该规定的内燃机旋转速度NE以及加速踏板开度Accp下的主喷射正时finjm提前的(早的)正时。
接着,CPU81进入到步骤730,判定当前时刻的曲柄角度CA与上述的引燃喷射正时finjp是否一致。这里,若假定为当前时刻是“曲柄角度CA到达引燃喷射正时finjp之前的时刻”,则CPU81在步骤730中判定为“否”而进入到步骤740。并且,按照该假定,CPU81在步骤740中也判定为“否”而进入到步骤795,暂时结束本程序。
因此,在“曲柄角度CA到达引燃喷射正时finjp之前的时刻”,引燃喷射以及主喷射这双方不被执行。在曲柄角度CA到达引燃喷射正时finjp之前,CPU81反复执行步骤710、步骤720、步骤730、步骤740以及步骤795的处理。然后,当曲柄角度CA到达“引燃喷射正时finjp”时,CPU81在步骤730中判定为“是”,进入到步骤750。
CPU81在步骤750中对设置于燃料喷射气缸的喷射器22赋予指示,以便从该喷射器22喷射引燃喷射量为Qp的燃料。即,此时向燃料喷射气缸供给(喷射)引燃喷射量为Qp的燃料。然后,CPU81进入到步骤795,暂时结束本程序。
然后,在曲柄角度CA超过引燃喷射正时finjp之后到达主喷射正时finjm之前,CPU81反复执行步骤710、步骤720、步骤730、步骤740、以及步骤795的处理。而且,当曲柄角度CA到达“主喷射正时finjm”时,CPU81在步骤740中判定为“是”,进入到步骤760。
CPU81在步骤760中对设置于燃料喷射气缸的喷射器22赋予指示,以便从该喷射器22喷射主喷射量为Qm的燃料。即,此时向燃料喷射气缸供给(喷射)主喷射量为Qm的燃料。然后,CPU81进入到步骤795,暂时结束本程序。
这样,与电热塞工作条件是否成立无关,CPU81在燃料喷射正时(引燃喷射正时finjp以及主喷射正时finjm)中从设置于燃料喷射气缸的喷射器22喷射根据内燃机10的运转状态而决定的燃料喷射量(引燃喷射量Qp以及主喷射量Qm)的燃料。
并且,CPU81每经过规定时间便反复执行图8中用流程图表示的“异常通知程序”。CPU81通过该程序,在电热塞23的劣化度大于规定的程度时,通过使警报灯点亮等在未图示的显示装置上显示“电热塞23异常”的信息。
具体而言,CPU81在规定的定时从图8的步骤800开始处理而进入到步骤810,判定异常产生标志XEMG的值是否为“0”。由于当前时刻的异常产生标志XEMG的值是由初始化程序设定的“0”,所以CPU81在步骤810中判定为“是”而进入到步骤895,暂时结束本程序。
这样,在电热塞工作条件成立时“没有取得压缩端参照温度Ttref”的情况下,在各气缸中电热塞23工作,并且推定出各气缸中的压缩端温度(Tt1、Tt2、Tt3以及Tt4)。进而,基于该推定出的各气缸中的压缩端温度,取得压缩端参照温度Ttref。另一方面,与电热塞工作条件是否成立无关,根据内燃机10的运转状态而决定的燃料喷射量(Qp以及Qm)的燃料被以燃料喷射正时(finjp以及finjm)向燃料喷射气缸喷射。
与此相对,在电热塞工作条件成立时“取得了压缩端参照温度Ttref”的情况下,CPU81通过将确认对象气缸中的压缩端温度Tt与压缩端参照温度Ttref进行比较,来确认电热塞23的劣化度(以下将该劣化度的确认还简称为“劣化确认”)。如果在该劣化确认中确认为“电热塞23的劣化度是第2阶段”,则CPU81进行根据电热塞23的劣化度使对该电热塞23施加的施加电压值Egl增大的运转即“压缩端温度上升运转”。由此,由于电热塞23的发热量增大,所以即使电热塞23劣化,也能够使压缩端温度Tt上升到可使燃料恰当点火的温度。
具体而言,该情况下,CPU81在规定的定时从图3的步骤300开始处理后,经由步骤305、步骤310以及步骤315进入到步骤320。由于在当前时刻取得了压缩端参照温度Ttref,所以CPU81在步骤320中判定为“是”,进入到步骤330。
CPU81在步骤330中判定确认对象气缸中的压缩端温度Tt是否低于压缩端参照温度Ttref。而且,在确认对象气缸中的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref的情况下,CPU81确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”,并使对该电热塞23施加的施加电压值Egl增大。并且,若该施加电压值Egl的增大量超过规定的阈值,则CPU81确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”,并使未图示的显示装置显示“电热塞23异常”的信息。另一方面,在确认对象气缸中压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上的情况下,CPU81确认为该确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”,并不增大对该电热塞23施加的施加电压值Egl。
以下,分情况详细进行说明。
(情况1-1-1)确认对象气缸的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref的情况
该情况下,CPU81在步骤330中判断为“是”而进入到步骤335。CPU81在步骤335中通过将当前时刻的施加电压值Egl以及由未图示的电流测定装置取得的通过电流值Igl应用到预先决定了“施加电压值Egl、通过电流值Igl、施加电压修正量Eglcom的关系”的施加电压修正量表MapEglcom(Egl,Igl)中,来决定并取得施加电压修正量Eglcom。在该施加电压修正量表MapEglcom(Egl,Igl)中设计成:施加电压修正量Eglcom随着电热塞23被施加了某一施加电压值Egl的电压时如果该电热塞23完全没有劣化则应该得到的通过电流值(理想值)、与电热塞23被施加了该施加电压值Egl的电压时的实际通过电流值Igl(实测值)之差变大而变大。换言之,在该施加电压修正量表MapEglcom(Egl,Igl)中设计成:电热塞23的劣化程度越大,则施加电压修正量Eglcom越大。
接着,CPU81进入到步骤340,判定施加电压修正量Eglcom是否大于施加电压上限修正量Eglcommax。
在施加电压修正量Eglcom为施加电压上限修正量Eglcommax以下的情况下,CPU81在步骤340中判定为“否”而进入到步骤345,将对施加电压值Egl加上施加电压修正量Eglcom而得到的值作为施加电压值Egl,并储存(更新)到RAM83中。由此,施加电压值Egl增大施加电压修正量Eglcom。
另一方面,在施加电压修正量Eglcom大于施加电压上限修正量Eglcommax的情况下,CPU81在步骤340中判断为“是”,进入到步骤350。CPU81在步骤350中,将施加电压上限修正量Eglcommax储存为施加电压修正量Eglcom的值。即,在施加电压修正量Eglcom的值大于施加电压上限修正量Eglcommax的情况下,施加电压修正量Eglcom的值被变更成施加电压上限修正量Eglcommax。即,在第1装置中,施加电压修正量Eglcom的上限值被设定成施加电压上限修正量Eglcommax。
接着,CPU81进入到步骤355,将“1”储存为异常产生标志XEMG的值。然后,CPU81在接着步骤355的步骤345中,将对施加电压值Egl加上施加电压修正量Eglcom(实际为施加电压上限修正量Eglcommax)而得到的值储存(更新)为施加电压值EglRAM83。
(情况1-1-2)确认对象气缸的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上的情况
该情况下,CPU81在步骤330中判定为“否”而进入到步骤360。CPU81在步骤360中将零储存为施加电压修正量Eglcom的值后进入到步骤345。
CPU81在步骤345中将对施加电压值Egl加上施加电压修正量Eglcom而得到的值储存(更新)为施加电压值EglRAM83。不过,由于当前时刻的施加电压修正量Eglcom为零,所以施加电压值Egl不增大。即,施加电压值Egl未被修正。
以上,如分成“情况1-1-1”与“情况1-1-2”进行说明那样,在确认对象气缸的压缩端温度Tt小于压缩端参照温度Ttref的情况(即,电热塞23的劣化度为“第2阶段”的情况)下,施加电压值Egl根据施加电压值Egl以及通过电流值Igl被修正。不过,该情况下,如果施加电压修正量Eglcom超过施加电压上限修正量Eglcommax(即,电热塞23的劣化度为“第3阶段”),则施加电压修正量Eglcom被变更成施加电压上限修正量Eglcommax。与此相对,在确认对象气缸的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上的情况(即,电热塞23的劣化度为“第1阶段”的情况)下,施加电压值Egl不被修正。并且,如果确认对象气缸的电热塞23的劣化度为“第1阶段”或者“第2阶段”,则异常产生标志XEMG的值被维持成通过初始化程序储存的“0”,如果该劣化度为“第3阶段”,则“1”被储存为异常产生标志XEMG的值。
接着,若如上所述决定了施加电压值Egl,则CPU81进入到步骤325,将该施加电压值Egl的电压向电热塞23施加。然后,CPU81进入到步骤395,暂时结束本程序。由此,执行对电热塞23施加的施加电压值Egl被增大的压缩端温度上升运转。
并且,CPU81在规定的定时从图8的步骤800开始处理后,进入到步骤810。这里,如果当前时刻的异常产生标志XEMG的值为“0”(在图3的程序中确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”或者“第2阶段”),则CPU81在步骤810中判断为“是”,直接进入到步骤895,暂时结束本程序。
与此相对,若当前时刻的异常产生标志XEMG的值为“1”(在图3的程序中,确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”),则CPU81在步骤810中判断为“否”,进入到步骤820。CPU81在步骤820中通过点亮警报灯等在未图示的显示装置上显示“电热塞23异常”的信息。然后,CPU81直接进入到步骤895,暂时结束本程序。以上是电热塞工作条件成立的情况(即情况1-1)下的第1装置的工作。
(情况1-2)电热塞工作条件不成立的情况
与此相对,以下对上述电热塞工作条件不成立的情况进行说明。该情况下,CPU81在规定的定时从图3的步骤300开始处理而进入到步骤305后,在步骤305中判定为“否”,进入到步骤365。
CPU81在步骤365中将“0”储存为电热塞工作标志XGLO的值。然后,CPU81直接进入到步骤395,暂时结束本程序。
并且,CPU81在规定的定时从图4的步骤400开始处理后,如上所述经由步骤410~步骤440,进入到步骤495,暂时结束本程序。因此,在电热塞工作条件不成立的情况下,也与电热塞工作条件成立的情况同样地控制进气门26以及排气门28的开闭正时。
并且,当CPU81在规定的定时从图5的步骤500开始处理而进入到步骤510时,由于电热塞工作标志XGLO的值为“0”,所以在步骤510中判定为“否”。然后,CPU81直接进入到步骤595,暂时结束本程序。因此,在电热塞工作条件不成立时,不推定压缩端温度Tt。
并且,当CPU81在规定的定时从图6的步骤600开始处理而进入到步骤610时,由于电热塞工作标志XGLO的值为“0”,所以在步骤610中判定为“否”。然后,CPU81直接进入到步骤695,暂时结束本程序。因此,在电热塞工作条件不成立时,不取得压缩端参照温度Ttref。
并且,CPU81在规定的定时从图7的步骤700开始处理,执行步骤710~步骤760的处理。因此,在电热塞工作条件不成立的情况下,也与电热塞工作条件成立的情况同样地以规定的燃料喷射正时(finjp以及finjm)向燃料喷射气缸供给(喷射)规定的燃料喷射量(Qp以及Qm)的燃料。
并且,当CPU81在规定的定时从图8的步骤800开始处理而进入到步骤810时,由于异常产生标志XEMG的值是通过初始化程序设定的“0”,所以在步骤810中判定为“是”。然后,CPU81进入到步骤895,暂时结束本程序。因此,在电热塞工作条件不成立时,不进行电热塞23的异常通知。以上是电热塞工作条件不成立的情况(即情况1-2)下的第1装置的工作。
以上,如分成“情况1-1”与“情况1-2”进行说明那样,如果电热塞工作条件成立,则通过对电热塞23施加根据内燃机10的运转状态而决定的施加电压值Egl的电压,使得电热塞23工作。并且,在电热塞23工作时,推定各气缸中的压缩端温度(Tt1、Tt2、Tt3以及Tt4),并且,取得比推定出的各气缸中压缩端温度的平均值低规定温度的温度作为压缩端参照温度Ttref。而且,通过该压缩端参照温度Ttref与确认对象气缸中的压缩端温度Tt进行比较,可确认该确认对象气缸所具备的电热塞23的劣化度。
并且,如果通过该劣化确认确认为电热塞23的劣化度是“第1阶段”,则继续对电热塞23施加上述施加电压值Egl的电压。另一方面,如果通过该劣化确认确认为电热塞23的劣化度是“第2阶段”,则执行上述施加电压值Egl被增大根据电热塞23的劣化度而决定的施加电压修正量Eglcom的“压缩端温度上升运转”。
并且,如果通过该劣化确认确认为电热塞23的劣化度是“第3阶段”,则使施加电压值Egl增大规定的施加电压上限修正量Eglcommax,并且,在显示装置上显示“电热塞23异常”的信息。
与此相对,如果电热塞工作条件不成立,则电热塞23不工作。但是,即便电热塞23不工作,进气门26以及排气门28也在与内燃机10的运转状态对应的正时开闭,喷射器22在与内燃机10的运转状态对应的正时喷射与该运转状态对应的量的燃料。不过,由于若电热塞23不工作,则无法取得压缩端温度Tt以及压缩端参照温度Ttref,所以不进行电热塞23的劣化确认。
<装置的作用以及效果>
第1装置通过在电热塞23工作时,将压缩端参照温度Ttref与确认对象气缸的压缩端温度Tt进行比较,来对确认对象气缸的电热塞23的劣化度进行确认。并且,第1装置进行使向电热塞23施加的电压值Egl增大与其劣化度对应的量(施加电压修正量Eglcom)的压缩端温度上升运转。由此,由于第1装置能够根据电热塞23的劣化度使压缩端温度Tt适当地上升,所以即使在电热塞23已劣化的情况下,也能使燃料可靠地点火。
并且,由于第1装置采用比各气缸中的压缩端温度的平均值低规定温度的温度作为压缩端参照温度Ttref,所以通过进行上述的压缩端温度上升运转,能够将所有气缸的压缩端温度维持为大致相同的温度。由此,即使在电热塞已劣化的情况下,第1装置也能够抑制各气缸的燃烧的偏差。其结果,第1装置可以良好地维持内燃机的操纵性能以及排放性能。
并且,第1装置对施加电压值Egl进行控制,以使上述施加电压值Egl的增大量(施加电压修正量Eglcom)不超过规定的阈值(施加电压上限修正量Eglcommax)。由此,由于能防止对电热塞23施加过大的电压,所以可避免电热塞23破损。
在第1装置中,采用了“比各气缸中的压缩端温度的平均值低规定温度的温度”作为压缩端参照温度Ttref。但是,压缩端参照温度Ttref并不限定于该温度。例如,第1装置可以采用“比确认对象气缸以外的气缸中的压缩端温度的平均值低规定温度的温度”、“比确认对象气缸以外的气缸中的一个气缸的压缩端温度低规定温度的温度”、“各气缸中的压缩端温度的平均值”、“确认对象气缸以外的气缸中的压缩端温度的平均值”、以及“确认对象气缸以外的气缸中的一个气缸的压缩端温度”中任意一个,作为压缩端参照温度Ttref。
并且,在第1装置中,采用了“理想气体的气体常数R”作为气缸内的气体的气体常数。但是,气缸内的气体的气体常数不限定于理想气体的气体常数,也可以采用考虑了实际在气缸内存在的气体(例如空气、排气以及未燃烧物质等)的适当值,作为气缸内的气体的气体常数。
(第2实施方式)
接下来,对本发明的第2实施方式涉及的燃烧控制装置(以下也称为“第2装置”)进行说明。
<装置的概要>
第2装置被应用在与应用了第1装置的内燃机10相同的内燃机(参照图1以及图2)中。因此,省略了装置概要的详细说明。
<装置的工作的概要>
第2装置与第1装置同样,取得各气缸中的压缩端温度(Tt1~Tt4),并且基于这些压缩端温度来取得压缩端参照温度Ttref。并且,第2装置与第1装置同样,通过将确认对象气缸的压缩端温度Tt与压缩端参照温度Ttref进行比较,对确认对象气缸的电热塞23的劣化度进行确认。
第2装置根据上述确认出的电热塞23的劣化度对“进气门26的开闭正时”进行调整。更具体而言,第2装置与第1装置同样,如果确认对象气缸的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上,则确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”。在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”时,第2装置在根据内燃机10的运转状态而决定的目标开阀正时Vino使确认对象气缸的进气门26开阀,并且,在同样决定的目标闭阀正时Vinc使该进气门26闭阀。
另一方面,第2装置与第1装置同样,如果确认对象气缸的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref,则确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”。在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”时,第2装置使上述决定的“进气门26的目标闭阀正时Vinc”向进气下止点接近根据电热塞23的劣化度而决定的进气门闭阀正时修正量Vinccom。
这里,如果该进气门闭阀正时修正量Vinccom大于规定的进气门闭阀正时上限修正量Vinccommax,则第2装置确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”。当确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”时,第2装置使上述决定的“进气门26的目标闭阀正时Vinc”向进气下止点接近进气门闭阀正时上限修正量Vinccommax。并且,此时,第2装置在未图示的显示装置等上显示“电热塞异常”的信息。以上是第2装置的工作的概要。
<燃烧控制方法>
接着,在对第2装置的具体工作进行说明之前,说明第2装置所采用的燃烧控制方法。
如上所述,如果电热塞23劣化,则压缩端温度Tt降低。鉴于此,第2装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”时进行变更,以使“确认对象气缸中的进气门26的目标闭阀正时Vinc向进气下止点接近进气门闭阀正时修正量Vinccom”。该进气门闭阀正时修正量Vinccom根据电热塞23的劣化度决定。
如果目标闭阀正时Vinc被变更成向进气下止点接近,则由于进入确认对象气缸的空气的量增大,所以确认对象气缸中的压缩比增大。压缩比越大,则压缩端温度Tt越高。并且,由于进气门闭阀正时修正量Vinccom根据电热塞23的劣化度决定,所以目标闭阀正时Vinc被变更用于弥补因电热塞23的劣化而引起的压缩端温度Tt的降低所必要且足够的量。其结果,使得确认对象气缸中的压缩端温度Tt恰好上升到能够使燃料适当点火的温度(即,与电热塞23的劣化度是“第1阶段”的情况相同的温度。比压缩端参照温度Ttref高的温度)。
并且,当确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”时,第2装置将进气门闭阀正时修正量Vinccom变更为进气门闭阀正时上限修正量Vinccommax。即,此时进气门闭阀正时修正量Vinccom被调整成不大于进气门闭阀正时上限修正量Vinccommax。由此,可防止确认对象气缸中的压缩比过度增大。第2装置进行如上所述“使进气门26的目标闭阀正时Vinc向进气下止点接近的压缩端温度上升运转”。以上是第2装置所采用的燃烧控制方法。
<实际的工作>
以下,对第2装置的实际的工作进行说明。
第2装置与第1装置的不同之处仅在于:取代在第1装置中执行图3中用流程图表示的处理而执行“图9中用流程图表示的处理”、以及取代在第1装置中执行图4中用流程图表示的处理而执行“在图10以及图11中用流程图表示的一系列处理”。鉴于此,以下,以这些不同点为中心进行说明。
CPU81按规定的定时反复执行图5~图11中用流程图表示的各程序。CPU81在这些程序中,使用与第1装置同样的电热塞工作标志XGLO以及异常产生标志XEMG。因此,省略针对电热塞工作标志XGLO以及异常产生标志XEMG的详细说明。
以下,假定为“在当前时刻,图9所示的电热塞工作条件成立,并且,通过图5以及图6所示的程序已经取得了压缩端参照温度Ttref”,对CPU81执行的各程序详细进行说明。
CPU81每当经过规定时间便反复执行图9中用流程图表示的“电热塞控制程序”。CPU81通过该程序来决定是否根据内燃机10的运转状态使电热塞23工作。并且,在使电热塞23工作的情况下,CPU81对电热塞23施加根据内燃机10的运转状态而决定的施加电压值Egl的电压。
该图9所示的程序与图3所示的程序相比仅在除去了步骤320~步骤360这方面不同。鉴于此,在该程序中,对用于进行与图3所示的步骤相同的处理的步骤赋予和对图3那样的步骤赋予的附图标记相同的附图标记。适当省略这些步骤的详细说明。
具体而言,CPU81在规定的定时从图9的步骤900开始处理而进入到步骤305,判定与第1装置同样的“电热塞工作条件”是否成立。由于按照上述假定,在当前时刻电热塞工作条件成立,所以CPU81在步骤305中判定为“是”,进入到步骤310。
CPU81在步骤310中将“1”储存为电热塞工作标志XGLO的值后,进入到步骤315,通过将当前时刻的冷却水温度THW以及进气温度Tin应用到与第1装置同样的电热塞施加电压表MapEgl(THW,Tin)中,来取得并决定施加电压值Egl。
接着,CPU81进入到步骤325,对电热塞23施加施加电压值Egl的电压。然后,CPU81进入到步骤995,暂时结束本程序。
这样,在第2装置中,如果电热塞工作条件成立,则对电热塞23施加根据内燃机10的运转状态而决定的施加电压值Egl的电压。由此,电热塞23发热,使得气缸内的气体被加热。其结果,压缩端温度Tt上升。
并且,CPU81每当经过规定时间便反复执行在图10以及图11中由一系列流程图表示的“第2缸内温度修正程序”。CPU81通过该程序来确认电热塞23的劣化度,并且根据其劣化度对“进气门26的闭阀正时”进行调整。具体而言,CPU81通过该程序,根据内燃机10的运转状态来决定进气门26的目标开阀正时Vino以及目标闭阀正时Vinc,并且对可变进气定时控制装置26a进行控制,以使进气门26的实际的开阀正时与目标开阀正时Vino一致、且进气门26实际的闭阀正时与目标闭阀正时Vinc一致。而且,CPU81通过该程序,根据内燃机10的运转状态来决定排气门28的目标开阀正时Vexo以及目标闭阀正时Vexc,并且对可变排气定时控制装置28a进行控制,以使排气门28实际的开阀正时与目标开阀正时Vexo一致、且排气门28的实际的闭阀正时与目标闭阀正时Vexc一致。并且,CPU81通过该程序,在电热塞23工作时根据电热塞23的劣化度使“进气门26的闭阀正时”向进气下止点接近。
该图10以及图11所示的一系列程序与图4所示的程序相比仅在追加了步骤1010~步骤1080这方面不同。鉴于此,在该一系列程序中,对用于进行与图4所示的步骤相同的处理的步骤赋予了和对图4那样的步骤赋予的附图标记相同的附图标记。适当省略这些步骤的详细说明。
更具体而言,CPU81在规定的定时从图10的步骤1000开始处理后,在步骤410中取得进气门目标开阀正时Vino以及进气门目标闭阀正时Vinc,并且在步骤420中取得排气门目标开阀正时Vexo以及排气门目标闭阀正时Vexc,然后进入到步骤1010。
接着,CPU81在步骤1010中判定是否在当前时刻取得了压缩端参照温度Ttref。由于按照上述假定,取得了压缩端参照温度Ttref,所以CPU81在步骤1010中判定为“是”,进入到步骤1020。
CPU81在步骤1020中判定确认对象气缸中的压缩端温度Tt是否低于压缩端参照温度Ttref。然后,在确认对象气缸中的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref的情况下,CPU81确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”,并且进行变更,以使确认对象气缸中的进气门26的目标闭阀正时Vinc向进气下止点接近。并且,如果该目标闭阀正时Vinc的变更量超过规定的阈值,则CPU81确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”,并且在未图示的显示装置上显示“电热塞23异常”的信息。另一方面,在确认对象气缸中的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上的情况下,CPU81确认为该确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”,并且不变更确认对象气缸中的进气门26的目标闭阀正时Vinc。
以下,分情况详细进行说明。
(情况2-1)确认对象气缸的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref的情况
该情况下,CPU81在步骤1020中判定为“是”,进入到步骤1030。CPU81在步骤1030中,通过将当前时刻的温度差ΔT应用到预先决定了“压缩端参照温度Ttref与压缩端温度Tt之差的温度差ΔT、和进气门闭阀正时修正量Vinccom的关系”的进气门闭阀正时修正量表MapVinccom(ΔT)中,来决定并取得进气门闭阀正时修正量Vinccom。在该进气门闭阀正时修正量表MapVinccom(ΔT)中设计成:温度差ΔT越大,则进气门闭阀正时修正量Vinccom越大。换言之,在该进气门闭阀正时修正量表MapVinccom(ΔT)中设计成:电热塞23的劣化的程度越大,则进气门闭阀正时修正量Vinccom越大。
接着,CPU81进入到步骤1040,判定进气门闭阀正时修正量Vinccom是否大于进气门闭阀正时上限修正量Vinccommax。
在进气门闭阀正时修正量Vinccom为进气门闭阀正时上限修正量Vinccommax以下的情况下,CPU81在步骤1040中判定为“否”,进入到步骤1050,并对目标闭阀正时Vinc进行变更,以使目标闭阀正时Vinc向进气下止点接近进气门闭阀正时修正量Vinccom。
另一方面,在进气门闭阀正时修正量Vinccom大于进气门闭阀正时上限修正量Vinccommax的情况下,CPU81在步骤1040中判定为“是”,进入到步骤1060。CPU81在步骤1060中将进气门闭阀正时上限修正量Vinccommax储存为进气门闭阀正时修正量Vinccom的值。即,在进气门闭阀正时修正量Vinccom的值大于进气门闭阀正时上限修正量Vinccommax的情况下,进气门闭阀正时修正量Vinccom的值被变更为进气门闭阀正时上限修正量Vinccommax。即,在第2装置中,进气门闭阀正时修正量Vinccom的上限值被设定为进气门闭阀正时上限修正量Vinccommax。
接着,CPU81进入到步骤1070,将“1”储存为异常产生标志XEMG的值。然后,CPU81在接着步骤1070的步骤1050中,对目标闭阀正时Vinc进行变更,以使目标闭阀正时Vinc向进气下止点接近进气门闭阀正时修正量Vinccom(实际为进气门闭阀正时上限修正量Vinccommax)。
(情况2-2)确认对象气缸的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上的情况
该情况下,CPU81在步骤1020中判定为“否”,进入到步骤1080。CPU81在步骤1080中将零储存为进气门闭阀正时修正量Vinccom的值后,进入到步骤1050。
CPU81在步骤1050中对目标闭阀正时Vinc进行变更,以使目标闭阀正时Vinc向进气下止点接近进气门闭阀正时修正量Vinccom(实际为零)。不过,由于当前时刻的进气门闭阀正时修正量Vinccom为零,所以目标闭阀正时Vinc不向进气下止点接近。即,目标闭阀正时Vinc未被修正。
以上,如分成“情况2-1”与“情况2-2”进行说明那样,在确认对象气缸的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref的情况(即,电热塞23的劣化度是“第2阶段”的情况)下,目标闭阀正时Vinc被根据温度差ΔT修正。不过,该情况下,如果进气门闭阀正时修正量Vinccom超过进气门闭阀正时上限修正量Vinccommax(即,电热塞23的劣化度是“第3阶段”),则进气门闭阀正时修正量Vinccom被变更成进气门闭阀正时上限修正量Vinccommax。与此相对,在确认对象气缸的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上的情况(即,电热塞23的劣化度是“第1阶段”的情况)下,目标闭阀正时Vinc不被修正。并且,如果确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”或者“第2阶段”,则异常产生标志XEMG的值被维持成由初始化程序储存的“0”,如果该劣化度是“第3阶段”,则“1”被储存为异常产生标志XEMG的值。
接着,CPU81进入到图11的步骤430,使进气门26在目标开阀正时Vino以及目标闭阀正时Vinc开闭,然后进入到步骤440,使排气门28在目标开阀正时Vexo以及目标闭阀正时Vexc开闭,并进入到步骤1095,暂时结束本程序。由此,执行进气门26的闭阀正时向进气下止点接近的压缩端温度上升运转。
并且,CPU81在规定的定时从图7的步骤700开始处理,执行步骤710~步骤760的处理。由此,与第1装置同样地在规定的燃料喷射正时(finjp以及finjm)向燃料喷射气缸供给(喷射)规定的燃料喷射量(Qp以及Qm)的燃料。
并且,CPU81在规定的定时从图8的步骤800开始处理后,进入到步骤810。这里,如果当前时刻的异常产生标志XEMG的值为“0”(在图10以及图11所示的一系列程序中,确定为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”或者“第2阶段”),则CPU81在步骤810中判定为“是”,直接进入到步骤895,暂时结束本程序。
另一方面,如果当前时刻的异常产生标志XEMG的值为“1”(在图10以及图11所示的一系列程序中,确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”),则CPU81在步骤810中判定为“否”,进入到步骤820。CPU81在步骤820中,通过点亮警报灯等在未图示的显示装置上显示“电热塞23异常”的信息。然后,CPU81直接进入到步骤895,暂时结束本程序。
这样,在电热塞工作条件成立且取得了压缩端参照温度Ttref的情况下,通过压缩端参照温度Ttref与确认对象气缸中的压缩端温度Tt进行比较,能够确认该确认对象气缸所具备的电热塞23的劣化度。
如果通过该劣化确认确认为电热塞23的劣化度是“第1阶段”,则使进气门26在上述目标闭阀正时Vinc闭阀。另一方面,如果通过该劣化确认确认为电热塞23的劣化度是“第2阶段”,则执行使进气门26的目标闭阀正时Vinc向进气下止点接近根据电热塞23的劣化度而决定的进气门闭阀正时修正量Vinccom的“压缩端温度上升运转”。
并且,如果通过该劣化确认确认为电热塞23的劣化度是“第3阶段”,则使进气门26的目标闭阀正时Vinc向进气下止点接近规定的进气门闭阀正时上限修正量Vinccommax,并且在显示装置上显示“电热塞23异常”的信息。
与此相对,在电热塞工作条件不成立的情况下,CPU81在规定的定时从图9的步骤900开始处理而进入到步骤305,在步骤305中判定为“否”,进入到步骤365。CPU81在步骤365中将“0”储存为电热塞工作标志XGLO的值。然后,CPU81直接进入到步骤995,暂时结束本程序。因此,该情况下电热塞23不工作。
并且,该情况下,CPU81在规定的定时从图10的步骤1000开始处理,当经由步骤410以及步骤420进入到步骤1010后,由于电热塞工作标志XGLO的值为“0”,所以在步骤1010中判定为“否”。然后,CPU81进入到步骤1080,将零储存为进气门闭阀正时修正量Vinccom的值,并进入到步骤1050。然后,CPU81经由图11的步骤430以及步骤440进入到步骤1095,暂时结束本程序。因此,该情况下目标闭阀正时Vinc未被变更。
并且,该情况下,与第1装置同样,不推定压缩端温度Tt,不决定压缩端参照温度Ttref。而且,与第1装置同样,和电热塞工作条件成立的情况同样地在规定的燃料喷射正时(finjp以及finjm)向燃料喷射气缸供给(喷射)规定的燃料喷射量(Qp以及Qm)的燃料。并且,与第1装置同样,不进行电热塞23的异常通知。
<装置的作用以及效果>
第2装置与第1装置同样地确认电热塞23的劣化度。而且,第2装置进行使进气门26的目标闭阀正时Vinc向进气下止点接近与电热塞23的劣化度对应的量(进气门闭阀正时修正量Vinccom)的压缩端温度上升运转。由此,由于第2装置能够根据电热塞23的劣化度使压缩端温度Tt适当地上升,所以即使在电热塞23已劣化的情况下,也能使燃料可靠地点火。
并且,第2装置对目标闭阀正时Vinc进行控制,以使上述进气门闭阀正时修正量Vinccom不超过规定的阈值(进气门闭阀正时上限修正量Vinccommax)。由此,由于能够防止进气门26的目标闭阀正时Vinc过于向进气下止点接近,所以可避免压缩比过度增大。
并且,第2装置与第1装置同样,即使在电热塞已劣化的情况下也能抑制每个气缸的燃烧的偏差。其结果,第2装置能够良好地维持内燃机的操纵性能以及排放性能。
在第2装置中,作为压缩端温度上升运转,进行了“使进气门26的目标闭阀正时Vinc向进气与下止点接近电热塞23的劣化度对应的量(进气门闭阀正时修正量Vinccom)的运转”。该运转包括:在目标开阀正时Vino是比进气下止点提前的正时的情况下,使该目标开阀正时Vino延迟的运转;以及在目标开阀正时Vino是比进气下止点延迟的正时的情况下,使该目标开阀正时Vino提前的运转。
(第3实施方式)
接下来,对本发明的第3实施方式涉及的燃烧控制装置(以下也称为“第3装置”)进行说明。
<装置的概要>
第3装置被应用在与应用了第1装置的内燃机10相同的内燃机(参照图1以及图2)中。因此,省略装置概要的详细说明。
<装置的工作的概要>
第3装置与第1装置同样,取得各气缸中的压缩端温度(Tt1~Tt4),并且,基于这些压缩端温度取得压缩端参照温度Ttref。并且,第3装置与第1装置同样,通过将确认对象气缸的压缩端温度Tt与压缩端参照温度Ttref进行比较,来对确认对象气缸的电热塞23的劣化度进行确认。
第3装置根据上述确认出的电热塞23的劣化度,对“排气门28的开闭正时”进行调整。更具体而言,第3装置与第1装置同样,如果确认对象气缸的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上,则确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”。第3装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”时,使确认对象气缸的排气门28在根据内燃机10的运转状态而决定的目标开阀正时Vexo开阀,使该排气门28在同样决定的目标闭阀正时Vexc闭阀。
另一方面,第3装置与第1装置同样,如果确认对象气缸的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref,则确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”。第2装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”时,使上述决定的“排气门28的目标开阀正时Vexo”从排气上止点远离根据电热塞23的劣化度而决定的排气门闭阀正时修正量Vexccom。
这里,如果该排气门闭阀正时修正量Vexccom大于规定的排气门闭阀正时上限修正量Vexccommax,则第3装置确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”。第3装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”时,使上述决定的“排气门28的目标闭阀正时Vexc”从排气上止点远离排气门闭阀正时上限修正量Vexccommax。并且,此时第3装置在未图示的显示装置等上显示“电热塞异常”的信息。以上是第3装置的工作的概要。
<燃烧控制方法>
接着,在对第3装置的具体工作进行说明之前,说明第3装置所采用的燃烧控制方法。
如上所述,如果电热塞23劣化,则压缩端温度Tt降低。鉴于此,第3装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”时进行变更,以使“确认对象气缸中的排气门28的目标闭阀正时Vexc从排气上止点远离排气门闭阀正时修正量Vexccom”。该排气门闭阀正时修正量Vexccom根据电热塞23的劣化度决定。
如果变更成目标闭阀正时Vexc远离排气上止点,则燃烧后的高温气体(排气)中残留在气缸内的气体的量(所谓的内部EGR量)增大。并且,由于排气门闭阀正时修正量Vexccom根据电热塞23的劣化度决定,所以目标闭阀正时Vexc被变更用于弥补因电热塞23的劣化而引起的压缩端温度Tt的降低所需要且足够的量。其结果,可使确认对象气缸中的压缩端温度Tt恰好上升到能使燃料适当点火的温度(即,与电热塞23的劣化度是“第1阶段”的情况相同的温度。比压缩端参照温度Ttref高的温度)。
并且,第3装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”时,将排气门闭阀正时修正量Vexccom变更成排气门闭阀正时上限修正量Vexccommax。即,此时调整成排气门闭阀正时修正量Vexccom不大于排气门闭阀正时上限修正量Vexccommax。由此,可防止确认对象气缸中的内部EGR量过度增大。第3装置进行如上所述“使排气门28的目标闭阀正时Vexc从排气上止点远离的压缩端温度上升运转”。以上是第3装置所采用的燃烧控制方法。
<实际的工作>
以下,对第3装置的实际的工作进行说明。
第3装置与第2装置同样,和第1装置的不同之处仅在于取代在第1装置中执行图3中用流程图表示的处理而执行“图9中用流程图表示的处理”、以及取代在第1装置中执行图4中用流程图表示的处理而执行“图12以及图13中用流程图表示的一系列处理”。鉴于此,以下以这些不同点为中心进行说明。
CPU81按规定的定时反复执行图5~图9以及图12及图13中用流程图表示的各程序。CPU81在这些程序中使用与第1装置同样的电热塞工作标志XGLO以及异常产生标志XEMG。因此,省略电热塞工作标志XGLO以及异常产生标志XEMG的详细说明。
以下,假定为“在当前时刻,图9所示的电热塞工作条件成立,并且通过图5以及图6所示的程序已经取得了压缩端参照温度Ttref”,对CPU81执行的各程序详细进行说明。
CPU81与第2装置同样,在规定的定时从图9的步骤900开始处理后,由于按照上述假定,在当前时刻电热塞工作条件成立,所以通过本程序决定并取得施加电压值Egl,并且对电热塞23施加该施加电压值Egl的电压。由此,电热塞23发热,使得气缸内的气体被加热。其结果,压缩端温度Tt上升。
并且,CPU81每经过规定时间便反复执行图12以及图13中用一系列流程图表示的“第3缸内温度修正程序”。CPU81通过该程序确认电热塞23的劣化度,并且,根据其劣化度对“排气门28的闭阀正时”进行调整。具体而言,CPU81通过该程序,根据内燃机10的运转状态来决定进气门26的目标开阀正时Vino以及目标闭阀正时Vinc,并且对可变进气定时控制装置26a进行控制,以使进气门26实际的开阀正时与目标开阀正时Vino一致、且进气门26实际的闭阀正时与目标闭阀正时Vinc一致。而且,CPU81通过该程序,根据内燃机10的运转状态来决定排气门28的目标开阀正时Vexo以及目标闭阀正时Vexc,并且对可变排气定时控制装置28a进行控制,以使排气门28实际的开阀正时与目标开阀正时Vexo一致、且排气门28实际的闭阀正时与目标闭阀正时Vexc一致。并且,CPU81通过该程序,在电热塞23工作时根据电热塞23的劣化度使“排气门28的闭阀正时”从排气上止点远离。
该图12以及图13所示的一系列程序与图4所示的程序相比仅在追加了步骤1210~步骤1280这方面不同。鉴于此,在该一系列程序中,对用于进行与图4所示的步骤相同的处理的步骤赋予和对图4那样的步骤赋予的附图标记相同的附图标记。适当省略这些步骤的详细说明。
更具体而言,CPU81在规定的定时从图12的步骤1200开始处理后,在步骤410中取得进气门目标开阀正时Vino以及进气门目标闭阀正时Vinc,并且在步骤420中取得排气门目标开阀正时Vexo以及排气门目标闭阀正时Vexc,然后进入到步骤1210。
接着,CPU81在步骤1210中判定在当前时刻是否取得了压缩端参照温度Ttref。按照上述假定,由于取得了压缩端参照温度Ttref,所以CPU81在步骤1210中判定为“是”,进入到步骤1220。
CPU81在步骤1220中判定确认对象气缸中的压缩端温度Tt是否低于压缩端参照温度Ttref。然后,在确认对象气缸中的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref的情况下,CPU81确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”,并且进行变更,以使确认对象气缸中排气门28的目标闭阀正时Vexc远离排气上止点。并且,如果该目标闭阀正时Vexc的变更量超过规定的阈值,则CPU81确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”,并且在未图示的显示装置上显示“电热塞23异常”的信息。另一方面,在确认对象气缸中的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上的情况下,CPU81确认为该确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”,并且,不变更确认对象气缸中的排气门28的目标闭阀正时Vexc。
以下,分情况详细进行说明。
(情况3-1)确认对象气缸的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref的情况
该情况下,CPU81在步骤1220中判定为“是”,进入到步骤1230。CPU81在步骤1230中,通过将当前时刻的温度差ΔT应用到预先决定了“压缩端参照温度Ttref与压缩端温度Tt之差的温度差ΔT、和排气门闭阀正时修正量Vexccom的关系”的排气门闭阀正时修正量表MapVexccom(ΔT)中,来决定并取得排气门闭阀正时修正量Vexccom。在该排气门闭阀正时修正量表MapVexccom(ΔT)中设计成:排气门闭阀正时修正量Vexccom随着温度差ΔT变大而变大。换言之,在该排气门闭阀正时修正量表MapVexccom(ΔT)中设计成:电热塞23的劣化的程度越大,则排气门闭阀正时修正量Vexccom越大。
接着,CPU81进入到步骤1240,判定排气门闭阀正时修正量Vexccom是否大于排气门闭阀正时上限修正量Vexccommax。
在排气门闭阀正时修正量Vexccom为排气门闭阀正时上限修正量Vexccommax以下的情况下,CPU81在步骤1240中判定为“否”,进入到步骤1250,并对目标闭阀正时Vexc进行变更,以使目标闭阀正时Vexc从排气上止点远离排气门闭阀正时修正量Vexccom。
另一方面,在排气门闭阀正时修正量Vexccom大于排气门闭阀正时上限修正量Vexccommax的情况下,CPU81在步骤1240中判定为“是”,进入到步骤1260。CPU81在步骤1260中将排气门闭阀正时上限修正量Vexccommax储存为排气门闭阀正时修正量Vexccom的值。即,在排气门闭阀正时修正量Vexccom的值大于排气门闭阀正时上限修正量Vexccommax的情况下,排气门闭阀正时修正量Vexccom的值被变更成排气门闭阀正时上限修正量Vexccommax。即,在第3装置中,排气门闭阀正时修正量Vexccom的上限值被设定为排气门闭阀正时上限修正量Vexccommax。
接着,CPU81进入到步骤1270,将“1”储存为异常产生标志XEMG的值。然后,CPU81在接着步骤1270的步骤1250中,对目标闭阀正时Vexc进行变更,以使目标闭阀正时Vexc从排气上止点远离排气门闭阀正时修正量Vexccom(实际为排气门闭阀正时上限修正量Vexccommax)。
(情况3-2)确认对象气缸的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上的情况
该情况下,CPU81在步骤1220中判定为“否”而进入到步骤1280。CPU81在步骤1280中将零储存为排气门闭阀正时修正量Vexccom的值并进入到步骤1250。
CPU81在步骤1250中对目标闭阀正时Vexc进行变更,以使目标闭阀正时Vexc从排气上止点远离排气门闭阀正时修正量Vexccom(实际为零)。不过,由于当前时刻的排气门闭阀正时修正量Vexccom为零,所以目标闭阀正时Vexc不从排气上止点远离。即,目标闭阀正时Vexc未被变更。
以上,如分成“情况3-1”与“情况3-2”进行说明那样,在确认对象气缸的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref的情况(即,电热塞23的劣化度是“第2阶段”的情况)下,目标闭阀正时Vexc被根据温度差ΔT修正。不过,该情况下,如果进气门闭阀正时修正量Vinccom超过进气门闭阀正时上限修正量Vinccommax(即,电热塞23的劣化度是“第3阶段”),则进气门闭阀正时修正量Vinccom被变更成进气门闭阀正时上限修正量Vinccommax。与此相对,在确认对象气缸的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上的情况(即,电热塞23的劣化度是“第1阶段”的情况)下,目标闭阀正时Vexc未被修正。并且,如果确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”或者“第2阶段”,则异常产生标志XEMG的值维持成由初始化程序储存的“0”,如果该劣化度是“第3阶段”,则“1”被储存为异常产生标志XEMG的值。
接着,CPU81进入到图13的步骤430,使进气门26在目标开阀正时Vino以及目标闭阀正时Vinc开闭,然后进入到步骤440,使排气门28在目标开阀正时Vexo以及目标闭阀正时Vexc开闭,并进入到步骤1295,暂时结束本程序。由此,执行使排气门28的闭阀正时从排气上止点远离的压缩端温度上升运转。
并且,CPU81在规定的定时从图7的步骤700开始处理,执行步骤710~步骤760的处理。由此,与第1装置同样,在规定的燃料喷射正时(finjp以及finjm)向燃料喷射气缸供给(喷射)规定的燃料喷射量(Qp以及Qm)的燃料。
并且,CPU81在规定的定时从图8的步骤800开始处理后,进入到步骤810。这里,如果当前时刻的异常产生标志XEMG的值为“0”(在图12以及图13所示的一系列程序中,确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”或者“第2阶段”),则CPU81在步骤810中判定为“是”,直接进入到步骤895,暂时结束本程序。
另一方面,如果当前时刻的异常产生标志XEMG的值为“1”(在图12以及图13所示的一系列程序中,确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”),则CPU81在步骤810中判定为“否”,进入到步骤820。CPU81在步骤820中通过点亮警报灯等在未图示的显示装置上显示“电热塞23异常”的信息。然后,CPU81直接进入到步骤895,暂时结束本程序。
这样,在电热塞工作条件成立并且取得了压缩端参照温度Ttref的情况下,通过压缩端参照温度Ttref与确认对象气缸中的压缩端温度Tt进行比较,可确认该确认对象气缸所具备的电热塞23的劣化度。
如果通过该劣化确认确认为电热塞23的劣化度是“第1阶段”,则使排气门28在上述目标闭阀正时Vexc闭阀。另一方面,如果通过该劣化确认确认为电热塞23的劣化度是“第2阶段”,则执行使排气门28的目标闭阀正时Vexc从排气上止点远离根据电热塞23的劣化度而决定的排气门闭阀正时修正量Vexccom的“压缩端温度上升运转”。
并且,如果通过该劣化确认确认为电热塞23的劣化度是“第3阶段”,则使排气门28的目标闭阀正时Vexc从排气上止点远离规定的排气门闭阀正时上限修正量Vexccommax,并且在显示装置上显示“电热塞23异常”的信息。
与此相对,在电热塞工作条件不成立的情况下,CPU81在规定的定时从图9的步骤900开始处理而进入到步骤305,在步骤305中判定为“否”而进入到步骤365。CPU81在步骤365中将“0”储存为电热塞工作标志XGLO的值。然后,CPU81直接进入到步骤995,暂时结束本程序。因此,该情况下电热塞23不工作。
并且,该情况下,当CPU81在规定的定时从图12的步骤1200开始处理,并经由步骤410以及步骤420进入到步骤1210时,由于电热塞工作标志XGLO的值为“0”,所以在步骤1210中判定为“否”。然后,CPU81进入到步骤1280,将零储存为排气门闭阀正时修正量Vexccom的值,进入到步骤1250。然后,CPU81经由图13的步骤430以及步骤440进入到步骤1295,暂时结束本程序。因此,该情况下,目标闭阀正时Vexc未被变更。
并且,该情况下,与第1装置同样,不推定压缩端温度Tt,不决定压缩端参照温度Ttref。而且,与第1装置同样,与电热塞工作条件不成立的情况同样地在规定的燃料喷射正时(finjp以及finjm)向燃料喷射气缸供给(喷射)规定的燃料喷射量(Qp以及Qm)的燃料。并且,与第1装置同样,不进行电热塞23的异常通知。
<装置的作用以及效果>
第3装置与第1装置同样地确认电热塞23的劣化度。然后,第3装置进行使排气门28的目标闭阀正时Vexc从排气上止点远离与电热塞23的劣化度对应的量(排气门闭阀正时修正量Vexccom)的压缩端温度上升运转。由此,由于第3装置能够根据电热塞23的劣化度使压缩端温度Tt适当地上升,所以即使在电热塞23已劣化的情况下,也能使燃料可靠地点火。
并且,第3装置对目标闭阀正时Vexc进行控制,以使上述排气门闭阀正时修正量Vexccom不超过规定的阈值(排气门闭阀正时上限修正量Vexccommax)。由此,由于能够防止排气门28的目标闭阀正时Vexc过于远离排气上止点,所以可避免内部EGR量过度增大。
并且,第3装置与第1装置同样,在电热塞已劣化的情况下也能抑制每个气缸的燃烧的偏差。其结果,第3装置能够良好地维持内燃机的操纵性能以及排放性能。
在第3装置中,作为压缩端温度上升运转,进行了“使排气门28的目标闭阀正时Vexc从排气上止点远离与电热塞23的劣化度对应的量(排气门闭阀正时修正量Vexccom)的运转”。该运转包括:在目标闭阀正时Vexc是比排气上止点提前的正时的情况下,使目标闭阀正时Vexc提前的运转;在目标闭阀正时Vexc是比排气上止点延迟的正时的情况下,使目标闭阀正时Vexc延迟的运转;在目标闭阀正时Vexc是比排气上止点提前的正时的情况下,使目标闭阀正时Vexc超过排气上止点延迟的运转;以及在目标闭阀正时Vexc是比排气上止点延迟的正时的情况下,使目标闭阀正时Vexc超过排气上止点提前的运转。
(第4实施方式)
接下来,对本发明的第4实施方式涉及的燃烧控制装置(以下也称为“第4装置”)进行说明。
<装置的概要>
第4装置被应用在与应用了第1装置的内燃机10相同的内燃机(参照图1以及图2)中。因此,省略装置概要的详细说明。
<装置的工作的概要>
第4装置与第1装置同样,取得各气缸中的压缩端温度(Tt1~Tt4),并且,基于这些压缩端温度取得压缩端参照温度Ttref。并且,第4装置与第1装置同样,通过将确认对象气缸的压缩端温度Tt与压缩端参照温度Ttref进行比较,对确认对象气缸的电热塞23的劣化度进行确认。
第4装置根据上述确认出的电热塞23的劣化度,对“进气门26的开闭正时”进行调整。更具体而言,第4装置与第1装置同样,如果确认对象气缸的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上,则确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”。第4装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”时,使确认对象气缸的进气门26在根据内燃机10的运转状态而决定的目标开阀正时Vino开阀,并且在同样决定的目标闭阀正时Vinc使该进气门26闭阀。
另一方面,第4装置与第1装置同样,如果确认对象气缸的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref,则确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”。第4装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”时,使上述决定的“进气门26的目标开阀正时Vino”比排气上止点提前根据电热塞23的劣化度而决定的进气门开阀正时修正量Vinocom。
这里,如果该进气门开阀正时修正量Vinocom大于规定的进气门开阀正时上限修正量Vinocommax,则第4装置确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”。第4装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”时,使上述决定的进气门26的目标开阀正时Vino比排气上止点提前进气门开阀正时上限修正量Vinocommax。并且,此时第4装置在未图示的显示装置等上显示“电热塞异常”的信息。以上是第4装置的工作的概要。
<燃烧控制方法>
接着,在对第4装置的具体工作进行说明之前,说明第4装置所采用的燃烧控制方法。
如上所述,如果电热塞23劣化,则压缩端温度Tt降低。鉴于此,第4装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”时进行变更,以使“确认对象气缸中的排气门28的目标开阀正时Vino比排气上止点提前进气门开阀正时修正量Vinocom”。该进气门开阀正时修正量Vinocom根据电热塞23的劣化度决定。
如果目标开阀正时Vino被变更成比排气上止点提前,则在从进气门26开阀到气缸内的活塞到达排气上止点的期间(即排气行程),燃烧后的高温气体(排气)被朝向进气通路推出。进气门26的开阀正时比排气上止点提前的量越大,则该被推向进气通路的排气的量越大。被推到进气通路的排气在进气行程中,与空气(新气)一同进入到气缸内。其结果,和上述第3装置同样,高温排气的一部分残留在气缸内。并且,由于进气门开阀正时修正量Vinocom根据电热塞23的劣化度决定,所以目标开阀正时Vino被变更了用于弥补因电热塞23的劣化而引起的压缩端温度Tt的降低所需要且足够的量。其结果,使得确认对象气缸中的压缩端温度Tt恰好上升到可使燃料适当点火的温度(即,与电热塞23的劣化度是“第1阶段”的情况相同的温度。比压缩端参照温度Ttref高的温度)。
并且,第4装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”时,将进气门开阀正时修正量Vinocom变更成进气门开阀正时上限修正量Vinocommax。即,此时进气门开阀正时修正量Vinocom被调整成不大于进气门开阀正时上限修正量Vinocommax。由此,能够防止确认对象气缸内残留的排气的量过度增大。第4装置进行如上所述“使进气门26的目标开阀正时Vino比排气上止点提前的压缩端温度上升运转”。以上是第4装置所采用的燃烧控制方法。
<实际的工作>
以下,对第4装置的实际的工作进行说明。
第4装置与第2装置同样,和第1装置的不同之处仅在于:取代在第1装置中执行图3中用流程图表示的处理而执行“图9中用流程图表示的处理”、以及取代在第1装置中执行图4中用流程图表示的处理而执行“图14以及图15中用流程图表示的一系列处理”。鉴于此,以下以这些不同点为中心进行说明。
CPU81按规定的定时反复执行图5~图9、以及图14及图15中用流程图表示的各程序。CPU81在这些程序中使用与第1装置同样的电热塞工作标志XGLO以及异常产生标志XEMG。因此,省略电热塞工作标志XGLO以及异常产生标志XEMG的详细说明。
以下,假定为“在当前时刻,图9所示的电热塞工作条件成立,并且,通过图5以及图6所示的程序已经取得了压缩端参照温度Ttref”,对CPU81执行的各程序详细进行说明。
CPU81与第2装置同样,在规定的定时从图9的步骤900开始处理后,由于按照上述假定,在当前时刻电热塞工作条件成立,所以通过本程序决定并取得施加电压值Egl,并且对电热塞23施加该施加电压值Egl的电压。由此,电热塞23发热,使得气缸内的气体被加热。其结果,压缩端温度Tt上升。
并且,CPU81每经过规定时间便反复执行图14以及图15中用一系列流程图表示的“第4缸内温度修正程序”。CPU81通过该程序来确认电热塞23的劣化度,并且根据其劣化度对“进气门26的开阀正时”进行调整。具体而言,CPU81通过该程序,根据内燃机10的运转状态决定进气门26的目标开阀正时Vino以及目标闭阀正时Vinc,并且对可变进气定时控制装置26a进行控制,以使进气门26实际的开阀正时与目标开阀正时Vino一致、且进气门26实际的闭阀正时与目标闭阀正时Vinc一致。而且,CPU81通过该程序,根据内燃机10的运转状态决定排气门28的目标开阀正时Vexo以及目标闭阀正时Vexc,并且对可变排气定时控制装置28a进行控制,以使排气门28实际的开阀正时与目标开阀正时Vexo一致、且排气门28实际的闭阀正时与目标闭阀正时Vexc一致。并且,CPU81通过该程序,在电热塞23工作时根据电热塞23的劣化度使“进气门26的开阀正时”比排气上止点提前。
该图14以及图15所示的一系列程序与图4所示的程序仅在追加了步骤1410~步骤1470的方面不同。鉴于此,在该一系列程序中,对用于进行与图4所示的步骤相同的处理的步骤赋予如对图4那样的步骤赋予的附图标记相同的附图标记。适当省略这些步骤的详细说明。
更具体而言,CPU81在规定的定时从图14的步骤1400开始处理后,在步骤410中取得进气门目标开阀正时Vino以及进气门目标闭阀正时Vinc,并且在步骤420中取得排气门目标开阀正时Vexo以及排气门目标闭阀正时Vexc,然后进入到步骤1410。
接着,CPU81在步骤1410中判定在当前时刻是否取得了压缩端参照温度Ttref。由于按照上述假定,已经取得了压缩端参照温度Ttref,所以CPU81在步骤1410中判定为“是”,进入到步骤1420。
CPU81在步骤1420中判定确认对象气缸中的压缩端温度Tt是否低于压缩端参照温度Ttref。然后,CPU81在确认对象气缸中的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref的情况下,确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”,并且进行变更,以使确认对象气缸中的进气门26的目标开阀正时Vino比排气上止点提前。并且,如果该目标开阀正时Vino的变更量超过规定的阈值,则CPU81确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”,并且在未图示的显示装置上显示“电热塞23异常”的信息。另一方面,在确认对象气缸中的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上的情况下,CPU81确认为该确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”,并且不变更确认对象气缸中的进气门26的目标开阀正时Vino。
在确认对象气缸的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref的情况下,CPU81在步骤1420中判定为“是”,进入到步骤1430。CPU81在步骤1430中,通过将当前时刻的温度差ΔT以及目标开阀正时Vino应用到预先决定了“作为压缩端参照温度Ttref与压缩端温度Tt之差的温度差ΔT、和目标开阀正时Vino、进气门开阀正时修正量Vinocom的关系”的进气门开阀正时修正量表MapVinocom(ΔT,Vino)中,来决定并取得进气门开阀正时修正量Vinocom。在该进气门开阀正时修正量表MapVinocom(ΔT,Vino)中设计成:进气门开阀正时修正量Vinocom满足以下的要件4-1~要件4-3。
(要件4-1)进气门开阀正时修正量Vinocom随着温度差ΔT变大而变大。
(要件4-2)在目标开阀正时Vino是比排气上止点提前的正时的情况下,进气门开阀正时修正量Vinocom成为比该目标开阀正时Vino提前的正时中的、满足上述要件1的正时。
(要件4-3)在目标开阀正时Vino是比排气上止点延迟的正时的情况下,进气门开阀正时修正量Vinocom成为比排气上止点提前的正时中的满足上述要件1的正时。
接着,CPU81进入到步骤1440,判定进气门开阀正时修正量Vinocom是否大于进气门开阀正时上限修正量Vinocommax。
在进气门开阀正时修正量Vinocom为进气门开阀正时上限修正量Vinocommax以下的情况下,CPU81在步骤1440中判定为“否”,进入到步骤1450,对目标开阀正时Vino进行变更,以使目标开阀正时Vino比排气上止点提前进气门开阀正时修正量Vinocom。
另一方面,在进气门开阀正时修正量Vinocom大于进气门开阀正时上限修正量Vinocommax的情况下,CPU81在步骤1440中判定为“是”,进入到步骤1460。CPU81在步骤1460中,将进气门开阀正时上限修正量Vinocommax储存为进气门开阀正时修正量Vinocom的值。即,在进气门开阀正时修正量Vinocom的值大于进气门开阀正时上限修正量Vinocommax的情况下,进气门开阀正时修正量Vinocom的值被变更成进气门开阀正时上限修正量Vinocommax。即,在第4装置中,进气门开阀正时修正量Vinocom的上限值被设定为进气门开阀正时上限修正量Vinocommax。
接着,CPU81进入到步骤1470,将“1”储存为异常产生标志XEMG的值。然后,CPU81在接着步骤1470的步骤1450中,对目标开阀正时Vino进行变更,以使目标开阀正时Vino比排气上止点提前进气门开阀正时修正量Vinocom(实际为进气门开阀正时上限修正量Vinocommax)。然后,CPU81进入到图15的步骤430。
另一方面,在确认对象气缸的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上的情况下,CPU81在步骤1420中判定为“否”,直接进入到图15的步骤430。
以上,如说明那样,在确认对象气缸的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref的情况(即,电热塞23的劣化度是“第2阶段”的情况)下,目标开阀正时Vino被根据温度差ΔT以及目标开阀正时Vino修正。不过,该情况下,如果进气门开阀正时修正量Vinocom超过进气门开阀正时上限修正量Vinocommax(即,电热塞23的劣化度是“第3阶段”),则进气门开阀正时修正量Vinocom被变更成进气门开阀正时上限修正量Vinocommax。与此相对,在确认对象气缸的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上的情况(即,电热塞23的劣化度是“第1阶段”的情况)下,目标开阀正时Vino不被修正。并且,如果确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”或者“第2阶段”,则异常产生标志XEMG的值被维持成由初始化程序储存的“0”,如果该劣化度是“第3阶段”,则“1”被储存为异常产生标志XEMG的值。
接着,CPU81在图15的步骤430中使进气门26在目标开阀正时Vino以及目标闭阀正时Vinc开闭,进入到步骤440,使排气门28在目标开阀正时Vexo以及目标闭阀正时Vexc开闭,然后进入到步骤1495,暂时结束本程序。由此,执行使进气门26的开阀正时比排气上止点提前的压缩端温度上升运转。
并且,CPU81在规定的定时从图7的步骤700开始处理,执行步骤710~步骤760的处理。由此,与第1装置同样,在规定的燃料喷射正时(finjp以及finjm)向燃料喷射气缸供给(喷射)规定的燃料喷射量(Qp以及Qm)的燃料。
并且,CPU81在规定的定时从图8的步骤800开始处理后,进入到步骤810。这里,如果当前时刻的异常产生标志XEMG的值为“0”(在图14以及图15所示的一系列程序中,确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”或者“第2阶段”),则CPU81在步骤810中判定为“是”,直接进入到步骤895,暂时结束本程序。
另一方面,如果当前时刻的异常产生标志XEMG的值为“1”(在图14以及图15所示的一系列程序中,确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”),则CPU81在步骤810中判定为“否”,进入到步骤820。CPU81在步骤820中通过点亮警报灯等在未图示的显示装置上显示“电热塞23异常”的信息。然后,CPU81直接进入到步骤895,暂时结束本程序。
这样,在电热塞工作条件成立并且取得了压缩端参照温度Ttref的情况下,通过压缩端参照温度Ttref与确认对象气缸中的压缩端温度Tt进行比较,可确认该确认对象气缸所具备的电热塞23的劣化度。
如果通过该劣化确认确认为电热塞23的劣化度是“第1阶段”,则使进气门26在上述目标开阀正时Vino闭阀。另一方面,如果通过该劣化确认确认为电热塞23的劣化度是“第2阶段”,则执行使进气门26的开阀正时比排气上止点提前根据电热塞23的劣化度而决定的进气门开阀正时修正量Vinocom的“压缩端温度上升运转”。
并且,如果通过该劣化确认确认为电热塞23的劣化度是“第3阶段”,则使进气门26的开阀正时比排气上止点提前规定的进气门开阀正时上限修正量Vinocommax,并且在显示装置上显示“电热塞23异常”的信息。
与此相对,在电热塞工作条件不成立的情况下,CPU81在规定的定时从图9的步骤900开始处理而进入到步骤305后,在步骤305中判定为“否”,进入到步骤365。CPU81在步骤365中,将“0”储存为电热塞工作标志XGLO的值。然后,CPU81直接进入到步骤995,暂时结束本程序。因此,该情况下,电热塞23不工作。
并且,该情况下,当CPU81在规定的定时从图14的步骤1200开始处理,并经由步骤410以及步骤420进入到步骤1410时,由于电热塞工作标志XGLO的值为“0”,所以在步骤1410中判定为“否”。然后,CPU81经由图15的步骤430以及步骤440进入到步骤1495,暂时结束本程序。因此,该情况下,目标开阀正时Vino未被变更。
并且,该情况下,与第1装置同样,不推定压缩端温度Tt,不决定压缩端参照温度Ttref。而且,与第1装置同样,与电热塞工作条件成立的情况同样地在规定的燃料喷射正时(finjp以及finjm)向燃料喷射气缸供给(喷射)规定的燃料喷射量(Qp以及Qm)的燃料。并且,与第1装置同样,不进行电热塞23的异常通知。
<装置的作用以及效果>
第4装置与第1装置同样地确认电热塞23的劣化度。而且,第4装置进行使进气门26的目标开阀正时Vino比排气上止点提前与电热塞23的劣化度对应的量(进气门开阀正时修正量Vinocom)的压缩端温度上升运转。由此,由于第4装置能够根据电热塞23的劣化度使压缩端温度Tt适当上升,所以即使在电热塞23已劣化的情况下,也能使燃料可靠地点火。
并且,第4装置对目标开阀正时Vino进行控制,以使上述进气门开阀正时修正量Vinocom不超过规定的阈值(进气门开阀正时上限修正量Vinocommax)。由此,由于能够防止进气门26的目标开阀正时Vino比排气上止点过于提前,所以可避免气缸内残留的排气的量过度增大。
并且,第4装置与第1装置同样,即使在电热塞已劣化的情况下,也能抑制每个气缸的燃烧的偏差。其结果,第4装置可良好地维持内燃机的操纵性能以及排放性能。
在第4装置中,作为压缩端温度上升运转,进行“使进气门26的目标开阀正时Vino比排气上止点提前与电热塞23的劣化度对应的量(进气门开阀正时修正量Vinocom)的运转”。
在第4装置中,作为压缩端温度上升运转,进行了“使进气门26的目标开阀正时Vino比排气上止点提前与电热塞23的劣化度对应的量(进气门开阀正时修正量Vinocom)的运转”。该运转包括:在目标开阀正时Vino是比排气上止点提前的正时的情况下,使该目标开阀正时Vino提前的运转;以及在目标开阀正时Vino是比排气上止点延迟的正时的情况下,使该目标开阀正时Vino提前的运转。
(第5实施方式)
接下来,对本发明的第5实施方式涉及的燃烧控制装置(以下也称为“第5装置”)进行说明。
<装置的概要>
第5装置被应用在与应用了第1装置的内燃机10同样的内燃机(参照图1以及图2)中。因此,省略装置概要的详细说明。
<装置的工作的概要>
第5装置与第1装置同样,取得各气缸中的压缩端温度(Tt1~Tt4),并且,基于这些压缩端温度取得压缩端参照温度Ttref。并且,第5装置与第1装置同样,通过将确认对象气缸的压缩端温度Tt与压缩端参照温度Ttref进行比较,对确认对象气缸的电热塞23的劣化度进行确认。
第5装置根据上述确认出的电热塞23的劣化度,对“引燃喷射量Qp”进行调整。更具体而言,第5装置与第1装置同样,如果确认对象气缸的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上,则确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”。第5装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”时,在同样决定的喷射正时(引燃喷射正时finjp以及主喷射正时finjm)向确认对象气缸内喷射根据内燃机10的运转状态而决定的喷射量(引燃喷射量Qp以及主喷射量Qm)的燃料。
另一方面,第5装置与第1装置同样,如果确认对象气缸的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref,则确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”。第2装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”时,使上述决定的“引燃喷射量Qp”增大根据电热塞23的劣化度而决定的引燃喷射修正量Qpcom。
这里,如果该引燃喷射修正量Qpcom大于规定的引燃喷射上限修正量Qpcommax,则第5装置确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”。第5装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”时,使上述决定的“引燃喷射量Qp”增大引燃喷射上限修正量Qpcommax。并且,此时第5装置在未图示的显示装置等上显示“电热塞异常”的信息。以上是第5装置的工作的概要。
<燃烧控制方法>
接着,在对第5装置的具体工作进行说明之前,说明第5装置所采用的燃烧控制方法。
如上所述,如果电热塞23劣化,则压缩端温度Tt降低。鉴于此,第5装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”时进行变更,以便“使确认对象气缸中的引燃喷射量Qp增大引燃喷射修正量Qpcom”。该引燃喷射修正量Qpcom根据电热塞23的劣化度决定。
引燃喷射出的燃料通过自点火前反应使混合气的温度上升。因此,如果引燃喷射量Qp被变更成增大,则可使自点火前反应的气缸内的气体的温度上升量增大。并且,由于引燃喷射修正量Qpcom根据电热塞23的劣化度决定,所以引燃喷射量Qp被变更用于弥补因电热塞23的劣化而引起的压缩端温度Tt的降低所必须且足够的量。其结果,可使确认对象气缸中的压缩端温度Tt恰好上升到能使燃料适当点火的温度(即,与电热塞23的劣化度是“第1阶段”的情况相同的温度。比压缩端参照温度Ttref高的温度)。
并且,第5装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”时,将引燃喷射修正量Qpcom变更成引燃喷射上限修正量Qpcommax。即,此时引燃喷射修正量Qpcom被调整成大于引燃喷射上限修正量Qpcommax。由此,由于能够防止引燃喷射量Qp过度增大,所以可避免燃油效率劣化。第5装置进行如此使引燃喷射量Qp增大的压缩端温度上升运转。以上是第5装置所采用的燃烧控制方法。
<实际的工作>
以下,对第5装置的实际的工作进行说明。
第5装置与第2装置同样,和第1装置的不同之处仅在于:取代在第1装置中执行图3中用流程图表示的处理而执行“图9中用流程图表示的处理”、以及取代在第1装置中执行图7中用流程图表示的处理而执行“图16以及图17中用流程图表示的一系列处理”。鉴于此,以下以这些的不同点为中心进行说明。
CPU81按规定的定时便反复执行图4~图6、图8及图9、以及图16及图17中用流程图表示的各程序。CPU81在这些程序中使用与第1装置同样的电热塞工作标志XGLO以及异常产生标志XEMG。因此,省略电热塞工作标志XGLO以及异常产生标志XEMG的详细说明。
以下,假定为“在当前时刻,图9所示的电热塞工作条件成立,并且通过图5以及图6所示的程序已经取得了压缩端参照温度Ttref”,对CPU81执行的各程序详细进行说明。
CPU81与第1装置同样,在规定的定时从图4的步骤400开始处理后,决定并取得进气门26以及排气门28的目标开闭正时,并且对可变进气定时装置26a以及可变排气定时装置28a进行控制,以使进气门26以及排气门28在其目标开闭正时开闭。
并且,CPU81与第2装置同样,当在规定的定时从图9的步骤900开始处理时,由于按照上述假定,在当前时刻电热塞工作条件成立,所以通过本程序决定并取得施加电压值Egl,并且对电热塞23施加该施加电压值Egl的电压。由此,电热塞23发热,使得气缸内的气体被加热。其结果,压缩端温度Tt上升。
并且,CPU81每经过规定时间便反复执行图16以及图17中用一系列流程图表示的“第5缸内温度修正程序”。CPU81通过该程序来确认电热塞23的劣化度,并且根据其劣化度对“引燃喷射量Qp”进行调整。具体而言,CPU81通过该程序,根据内燃机10的运转状态决定燃料喷射量(引燃喷射量Qp以及主喷射量Qm)以及燃料喷射正时(引燃喷射正时finjp以及主喷射正时finjm),并且在引燃喷射正时finjp从喷射器22喷射引燃喷射量Qp的燃料、且在主喷射正时finjm从喷射器22喷射主喷射量Qm的燃料。并且,CPU81通过该程序,在电热塞23工作时根据电热塞23的劣化度将“引燃喷射量Qp”增大。
该图16以及图17所示的一系列程序与图7所示的程序的不同之处仅在于追加了步骤1610~步骤1680。鉴于此,在该一系列程序中,对用于进行与图7所示的步骤相同的处理的步骤赋予和对图7那样的步骤赋予的附图标记相同的附图标记。适当省略这些步骤的详细说明。
更具体而言,当CPU81在规定的定时从图16的步骤1600开始处理时,在步骤710中取得引燃喷射量Qp以及主喷射量Qm,并且在步骤720中取得引燃喷射正时finjp以及主喷射正时finjm,然后进入到步骤1610。
接着,CPU81在步骤1610中判定在当前时刻是否取得了压缩端参照温度Ttref。由于按照上述假定,已经取得了压缩端参照温度Ttref,所以CPU81在步骤1610中判定为“是”,进入到步骤1620。
CPU81在步骤1620中判定确认对象气缸中的压缩端温度Tt是否低于压缩端参照温度Ttref。然后,在确认对象气缸中的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref的情况下,CPU81确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”,并且进行变更,以使确认对象气缸中的引燃喷射量Qp增大。并且,如果该引燃喷射量Qp的变更量超过规定的阈值,则CPU81确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”,并且在未图示的显示装置上显示“电热塞23异常”的信息。另一方面,在确认对象气缸中的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上的情况下,CPU81确认为该确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”,并且不变更确认对象气缸中的引燃喷射量Qp。
以下,分情况详细进行说明。
(情况5-1)确认对象气缸的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref的情况
该情况下,CPU81在步骤1620中判定为“是”,进入到步骤1630。CPU81在步骤1630中,通过将当前时刻的温度差ΔT应用到预先决定“作为压缩端参照温度Ttref与压缩端温度Tt之差的温度差ΔT、和引燃喷射修正量Qpcom的关系”的引燃喷射修正量表MapQpcom(ΔT)中,来决定并取得引燃喷射修正量Qpcom。在该引燃喷射修正量表MapQpcom(ΔT)中设计成:引燃喷射修正量Qpcom随着温度差ΔT变大而变大。换言之,在该引燃喷射修正量表MapQpcom(ΔT)中设计成:电热塞23劣化的程度越大,则引燃喷射修正量Qpcom越大。
接着,CPU81进入到步骤1640,判定引燃喷射修正量Qpcom是否大于引燃喷射上限修正量Qpcommax。
在引燃喷射修正量Qpcom为引燃喷射上限修正量Qpcommax以下的情况下,CPU81在步骤1640中判定为“否”,进入到步骤1650,对引燃喷射量Qp进行变更,以使引燃喷射量Qp增大引燃喷射修正量Qpcom。
另一方面,在引燃喷射修正量Qpcom大于引燃喷射上限修正量Qpcommax的情况下,CPU81在步骤1640中判定为“是”,进入到步骤1660。CPU81在步骤1660中,将引燃喷射上限修正量Qpcommax储存为引燃喷射修正量Qpcom的值。即,在引燃喷射修正量Qpcom的值大于引燃喷射上限修正量Qpcommax的情况下,引燃喷射修正量Qpcom的值被变更成引燃喷射上限修正量Qpcommax。即,在第5装置中,引燃喷射修正量Qpcom的上限值被设定为引燃喷射上限修正量Qpcommax。
接着,CPU81进入到步骤1670,将“1”储存为异常产生标志XEMG的值。然后,CPU81在接着步骤1670的步骤1650中,对引燃喷射量Qp进行变更,以使引燃喷射量Qp增大引燃喷射修正量Qpcom(实际为引燃喷射上限修正量Qpcommax)。
(情况5-2)确认对象气缸的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上的情况
该情况下,CPU81在步骤1620中判定为“否”,进入到步骤1680。CPU81在步骤1680中,将零储存为引燃喷射修正量Qpcom的值,然后进入到步骤1650。
CPU81在步骤1650中对引燃喷射量Qp进行变更,以使引燃喷射量Qp增大引燃喷射修正量Qpcom(实际为零)。不过,由于当前时刻的引燃喷射修正量Qpcom为零,所以引燃喷射量Qp不增大。即,引燃喷射量Qp未被变更。
以上,如分成“情况5-1”与“情况5-2”进行说明那样,在确认对象气缸的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref的情况(即,电热塞23的劣化度是“第2阶段”的情况)下,引燃喷射量Qp被根据温度差ΔT修正。不过,该情况下,如果引燃喷射修正量Qpcom超过引燃喷射上限修正量Qpcommax(即,电热塞23的劣化度是“第3阶段”),则引燃喷射修正量Qpcom被变更成引燃喷射上限修正量Qpcommax。与此相对,在确认对象气缸的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上的情况(即,电热塞23的劣化度是“第1阶段”的情况)下,引燃喷射量Qp不被修正。并且,如果确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”或者“第2阶段”,则异常产生标志XEMG的值被维持为由初始化程序储存的“0”,如果该劣化度是“第3阶段”,则“1”被储存为异常产生标志XEMG的值。
接着,CPU81与第1装置同样地执行图17的步骤730~步骤760的处理,在燃料喷射正时(引燃喷射正时finjp以及主喷射正时finjm),从设置于燃料喷射气缸的喷射器22喷射燃料喷射量(引燃喷射量Qp以及主喷射量Qm)的燃料。由此,执行引燃喷射量Qp被增大的压缩端温度上升运转。
并且,CPU81在规定的定时从图8的步骤800开始处理后,进入到步骤810。这里,如果当前时刻的异常产生标志XEMG的值为“0”(在图16以及图17所示的一系列程序中,确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”或者“第2阶段”),则CPU81在步骤810中判定为“是”,直接进入到步骤895,暂时结束本程序。
另一方面,如果当前时刻的异常产生标志XEMG的值为“1”(在图16以及图17所示的一系列程序中,确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”)则,CPU81在步骤810中判定为“否”,进入到步骤820。CPU81在步骤820中通过点亮警报灯等在未图示的显示装置上显示“电热塞23异常”的信息。然后,CPU81直接进入到步骤895,暂时结束本程序。
这样,在电热塞工作条件成立并且取得了压缩端参照温度Ttref的情况下,通过将压缩端参照温度Ttref与确认对象气缸中的压缩端温度Tt进行比较,可确认该确认对象气缸所具备的电热塞23的劣化度。
如果通过该劣化确认确认为电热塞23的劣化度是“第1阶段”,则引燃喷射量Qp不被变更。另一方面,如果通过该劣化确认确认为电热塞23的劣化度是“第2阶段”,则执行使引燃喷射量Qp增大根据电热塞23的劣化度而决定的引燃喷射修正量Qpcom的“压缩端温度上升运转”。
并且,如果通过该劣化确认确认为电热塞23的劣化度是“第3阶段”,则引燃喷射量Qp被增大规定的引燃喷射上限修正量Qpcommax,并且,在显示装置上显示“电热塞23异常”的信息。
与此相对,在电热塞工作条件不成立的情况下,当CPU81在规定的定时从图9的步骤900开始处理而进入到步骤305时,在步骤305中判定为“否”,进入到步骤365。CPU81在步骤365中将“0”储存为电热塞工作标志XGLO的值。然后,CPU81直接进入到步骤995,暂时结束本程序。因此,该情况下,电热塞23不工作。
并且,该情况下,当CPU81在规定的定时从图16的步骤1600开始处理,并经由步骤710以及步骤720进入到步骤1610时,由于电热塞工作标志XGLO的值为“0”,所以在步骤1610中判定为“否”。然后,CPU81进入到步骤1680,将零储存为引燃喷射修正量Qpcom的值,并进入到步骤1650。然后,CPU81执行图17的步骤730~步骤760的处理,进入到步骤1695,暂时结束本程序。因此,该情况下,引燃喷射量Qp未被变更。
并且,该情况下,与第1装置同样,不推定压缩端温度Tt,不决定压缩端参照温度Ttref。而且,与第1装置同样,与电热塞工作条件成立的情况同样地开闭进气门26以及排气门28。并且,与第1装置同样,不进行电热塞23的异常通知。
<装置的作用以及效果>
第5装置与第1装置同样地确认电热塞23的劣化度。而且,第5装置进行使引燃喷射量Qp增大与电热塞23的劣化度对应的量(引燃喷射修正量Qpcom)的压缩端温度上升运转。由此,由于第5装置能够根据电热塞23的劣化度使压缩端温度Tt适当上升,所以即使在电热塞23劣化的情况下,也能使燃料可靠地点火。
并且,第5装置对引燃喷射量Qp进行控制,以使上述引燃喷射修正量Qpcom不超过规定的阈值(引燃喷射上限修正量Qpcommax)。由此,由于能防止引燃喷射量Qp过于增大,所以可避免燃油效率过度劣化。
并且,第5装置与第1装置同样,由于即使在电热塞已劣化的情况下,也能抑制每个气缸的燃烧的偏差,所以可良好地维持内燃机的操纵性能以及排放性能。
(第6实施方式)
接下来,对本发明的第6的实施方式涉及的燃烧控制装置(以下也称为“第6装置”)进行说明。
<装置的概要>
第6装置被应用在与应用了第1装置的内燃机10同样的内燃机(参照图1以及图2)中。因此,省略装置概要的详细说明。
<装置的工作的概要>
第6装置与第1装置同样,取得各气缸中的压缩端温度(Tt1~Tt4),并且基于这些压缩端温度取得压缩端参照温度Ttref。并且,第6装置与第1装置同样,通过将确认对象气缸的压缩端温度Tt与压缩端参照温度Ttref进行比较,对确认对象气缸的电热塞23的劣化度进行确认。
第6装置根据上述确认出的电热塞23的劣化度,对“主喷射量Qm”进行调整。更具体而言,第6装置与第1装置同样,如果确认对象气缸的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上,则确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”。第2装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”时,在同样决定的喷射正时(引燃喷射正时finjp以及主喷射正时finjm)向确认对象气缸内喷射根据内燃机10的运转状态而决定的喷射量(引燃喷射量Qp以及主喷射量Qm)的燃料。
另一方面,第6装置与第1装置同样,如果确认对象气缸的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref,则确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”。第2装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”时,使上述决定的“主喷射量Qm”增大根据电热塞23的劣化度而决定的主喷射修正量Qmcom。
这里,如果该主喷射修正量Qmcom大于规定的主喷射上限修正量Qmcommax,则第6装置确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”。第6装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”时,使上述决定的“主喷射量Qm”增大主喷射上限修正量Qmcommax。并且,此时第6装置在未图示的显示装置等上显示“电热塞异常”的信息。以上是第6装置的工作的概要。
<燃烧控制方法>
接着,在对第6装置的具体工作进行说明之前,说明第6装置所采用的燃烧控制方法。
如上所述,如果电热塞23劣化,则压缩端温度Tt降低。鉴于此,第6装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”时进行变更,以使确认对象气缸中的主喷射量Qm增大主喷射修正量Qmcom。该主喷射修正量Qmcom根据电热塞23的劣化度决定。
在主喷射量Qm增大的情况下,通过该主喷射出的燃料进行燃烧而产生的热量增大。因此,形成气缸的壁面的温度上升。而且,由于主喷射修正量Qmcom根据电热塞23的劣化度决定,所以主喷射量Qm被变更为了弥补因电热塞23的劣化而引起的压缩端温度Tt的降低所需要且足够的量。其结果,可使确认对象气缸中的压缩端温度Tt恰当上升到能使燃料适当点火的温度(即,与电热塞23的劣化度是“第1阶段”的情况相同的温度。比压缩端参照温度Ttref高的温度)。
并且,第6装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”时,将主喷射修正量Qmcom变更成主喷射上限修正量Qmcommax。即,此时主喷射修正量Qmcom被调整成不大于主喷射上限修正量Qmcommax。由此,由于可防止主喷射量Qm过度增大,所以能够避免燃油效率劣化。第6装置进行如此使主喷射量Qm增大的压缩端温度上升运转。以上是第6装置所采用的燃烧控制方法。
<实际的工作>
以下,对第6装置的实际的工作进行说明。
第6装置与第2装置同样,和第1装置的不同之处仅在于:取代在第1装置中执行图3中用流程图表示的处理而执行“图9中用流程图表示的处理”、以及取代在第1装置中执行图7中用流程图表示的处理而执行“图18以及图19中用流程图表示的一系列处理”。鉴于此,以下以这些的不同点为中心进行说明。
CPU81按规定的定时便反复执行图4~图6、图8及图9、以及图18及图19中用流程图表示的各程序。CPU81在这些程序中使用与第1装置同样的电热塞工作标志XGLO以及异常产生标志XEMG。因此,省略电热塞工作标志XGLO以及异常产生标志XEMG的详细说明。
以下,假定为“在当前时刻,图9所示的电热塞工作条件成立,并且通过图5以及图6所示的程序已经取得了压缩端参照温度Ttref”,对CPU81执行的各程序详细进行说明。
CPU81与第1装置同样,在规定的定时从图4的步骤400开始处理后,决定并取得进气门26以及排气门28的目标开闭正时,并且对可变进气定时装置26a以及可变排气定时装置28a进行控制,以使进气门26以及排气门28在其目标开闭正时开闭。
并且,CPU81与第2装置同样,当在规定的定时从图9的步骤900开始处理时,由于按照上述假定,在当前时刻电热塞工作条件成立,所以通过本程序决定并取得施加电压值Egl,并且对电热塞23施加该施加电压值Egl的电压。由此,电热塞23发热,使得气缸内的气体被加热。结果,压缩端温度Tt上升。
并且,CPU81每经过规定时间便反复执行图18以及图19中用一系列流程图表示的“第6缸内温度修正程序”。CPU81通过该程序来确认电热塞23的劣化度,并且,根据其劣化度对“主喷射量Qm”进行调整。具体而言,CPU81通过该程序,根据内燃机10的运转状态决定燃料喷射量(引燃喷射量Qp以及主喷射量Qm)以及燃料喷射正时(引燃喷射正时finjp以及主喷射正时finjm),并且在引燃喷射正时finjp从喷射器22喷射引燃喷射量Qp的燃料、且在主喷射正时finjm从喷射器22喷射主喷射量Qm的燃料。并且,CPU81通过该程序,在电热塞23工作时根据电热塞23的劣化度将“主喷射量Qm”增大。
该图18以及图19所示的一系列程序与图7所示的程序的不同之处仅在于追加了步骤1810~步骤1880。鉴于此,在该一系列程序中,对用于进行与图7所示的步骤相同的处理的步骤赋予和对图7那样的步骤赋予的附图标记相同的附图标记。适当省略这些步骤的详细说明。
更具体而言,CPU81在规定的定时从图18的步骤1800开始处理后,在步骤710中取得引燃喷射量Qp以及主喷射量Qm,并且,在步骤720中取得引燃喷射正时finjp以及主喷射正时finjm,然后进入到步骤1810。
接着,CPU81在步骤1810中判定在当前时刻是否取得了压缩端参照温度Ttref。由于按照上述假定,已经取得了压缩端参照温度Ttref,所以CPU81在步骤1810中判定为“是”,进入到步骤1820。
CPU81在步骤1820中判定确认对象气缸中的压缩端温度Tt是否低于压缩端参照温度Ttref。然后,在确认对象气缸中的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref的情况下,CPU81确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”,并且进行变更,以使确认对象气缸中的主喷射量Qm增大。并且,如果该主喷射量Qm的变更量超过规定的阈值,则CPU81确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”,并且在未图示的显示装置上显示“电热塞23异常”的信息。另一方面,在确认对象气缸中的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上的情况下,CPU81确认为该确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”,并且,变更确认对象气缸中的引燃喷射量Qp。
以下,分情况详细进行说明。
(情况6-1)确认对象气缸的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref的情况
该情况下,CPU81在步骤1820中判定为“是”,进入到步骤1830。CPU81在步骤1830中,通过将当前时刻的温度差ΔT应用到预先决定“作为压缩端参照温度Ttref与压缩端温度Tt之差的温度差ΔT、和主喷射修正量Qmcom的关系”的主喷射修正量表MapQmcom(ΔT)中,来取得主喷射修正量Qmcom。在该主喷射修正量表MapQmcom(ΔT)中设计成:主喷射修正量Qmcom随着温度差ΔT变大而变大。换言之,在该主喷射修正量表MapQmcom(ΔT)中设计成:电热塞23的劣化的程度越大,则主喷射修正量Qmcom越大。
接着,CPU81进入到步骤1840,判定主喷射修正量Qmcom是否大于主喷射上限修正量Qmcommax。
在主喷射修正量Qmcom为主喷射上限修正量Qmcommax以下的情况下,CPU81在步骤1840中判定为“否”,进入到步骤1850,对主喷射量Qm进行变更,以使主喷射量Qm增大主喷射修正量Qmcom。
另一方面,在主喷射修正量Qmcom大于主喷射上限修正量Qmcommax的情况下,CPU81在步骤1840中判定为“是”,进入到步骤1860。CPU81在步骤1860中将主喷射上限修正量Qmcommax储存为主喷射修正量Qmcom的值。即,在主喷射修正量Qmcom的值大于主喷射上限修正量Qmcommax的情况下,主喷射修正量Qmcom的值被变更成主喷射上限修正量Qmcommax。即,在第6装置中,主喷射修正量Qmcom的上限值被设定为主喷射上限修正量Qmcommax。
接着,CPU81进入到步骤1870,将“1”储存为异常产生标志XEMG的值。然后,CPU81在接着步骤1870的步骤1850中,对主喷射量Qm进行变更,以使主喷射量Qm增大主喷射修正量Qmcom(实际为主喷射上限修正量Qmcommax)。
(情况6-2)确认对象气缸的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上的情况
该情况下,CPU81在步骤1820中判定为“否”,进入到步骤1880。CPU81在步骤1880中将零储存为主喷射修正量Qmcom的值并进入到步骤1850。
CPU81在步骤1850中对主喷射量Qm进行变更,以使主喷射量Qm增大主喷射修正量Qmcom(实际为零)。不过,由于当前时刻的主喷射修正量Qmcom为零,所以主喷射量Qm不增大。即,主喷射量Qm未被变更。
以上,如分成“情况6-1”与“情况6-2”进行说明那样,在确认对象气缸的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref的情况(即,电热塞23的劣化度是“第2阶段”的情况)下,主喷射量Qm被根据温度差ΔT修正。不过,该情况下,如果主喷射修正量Qmcom超过主喷射上限修正量Qmcommax(即,电热塞23的劣化度是“第3阶段”),则主喷射修正量Qmcom被变更成主喷射上限修正量Qmcommax。与此相对,在确认对象气缸的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上的情况(即,电热塞23的劣化度是“第1阶段”的情况)下,主喷射量Qm不被修正。并且,如果确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”或者“第2阶段”,则异常产生标志XEMG的值被维持为由初始化程序储存的“0”,如果该劣化度是“第3阶段”,则“1”被储存为异常产生标志XEMG的值。
接着,CPU81与第1装置同样执行图19的步骤730~步骤760的处理,在燃料喷射正时(引燃喷射正时finjp以及主喷射正时finjm),从设置于燃料喷射气缸的喷射器22喷射燃料喷射量(引燃喷射量Qp以及主喷射量Qm)的燃料。由此,执行主喷射量Qm被增大的压缩端温度上升运转。
并且,CPU81在规定的定时从图8的步骤800开始处理后,进入到步骤810。这里,如果当前时刻的异常产生标志XEMG的值为“0”(在图18以及图19所示的一系列程序中,确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”或者“第2阶段”),则CPU81在步骤810中判定为“是”,直接进入到步骤895,暂时结束本程序。
另一方面,如果当前时刻的异常产生标志XEMG的值为“1”(在图18以及图19所示的一系列程序中,确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”),则CPU81在步骤810中判定为“否”,进入到步骤820。CPU81在步骤820中通过点亮警报灯等在未图示的显示装置上显示“电热塞23异常”的信息。然后,CPU81直接进入到步骤895,暂时结束本程序。
这样,在电热塞工作条件成立并且取得了压缩端参照温度Ttref的情况下,通过将压缩端参照温度Ttref与确认对象气缸中的压缩端温度Tt进行比较,可确认该确认对象气缸所具备的电热塞23的劣化度。
如果通过该劣化确认确认为电热塞23的劣化度是“第1阶段”,则主喷射量Qm不被变更。另一方面,如果通过该劣化确认确认为电热塞23的劣化度是“第2阶段”,则执行使主喷射量Qm增大根据电热塞23的劣化度而决定的主喷射修正量Qmcom的“压缩端温度上升运转”。
并且,如果通过该劣化确认确认为电热塞23的劣化度是“第3阶段”,则主喷射量Qm被增大规定的主喷射上限修正量Qmcommax,并且在显示装置上显示“电热塞23异常”的信息。
与此相对,在电热塞工作条件不成立的情况下,CPU81在规定的定时从图9的步骤900开始处理而进入到步骤305后,在步骤305中判定为“否”,进入到步骤365。CPU81在步骤365中将“0”储存为电热塞工作标志XGLO的值。然后,CPU81直接进入到步骤995,暂时结束本程序。因此,该情况下,电热塞23不工作。
并且,该情况下,当CPU81在规定的定时从图18的步骤1800开始处理,并经由步骤710以及步骤720进入到步骤1810时,由于电热塞工作标志XGLO的值为“0”,所以在步骤1810中判定为“否”。然后,CPU81进入到步骤1880,将零储存为主喷射修正量Qmcom的值并进入到步骤1850。然后,CPU81执行图19的步骤730~步骤760的处理,进入到步骤1895,暂时结束本程序。因此,该情况下,主喷射量Qm未被变更。
并且,该情况下,与第1装置同样,不推定压缩端温度Tt,不决定压缩端参照温度Ttref。而且,与第1装置同样,与电热塞工作条件成立的情况同样地开闭进气门26以及排气门28。并且,与第1装置同样,不进行电热塞23的异常通知。
<装置的作用以及效果>
第6装置与第1装置同样地确认电热塞23的劣化度。而且,第6装置进行使主喷射修正量Qmcom增大与电热塞23的劣化度对应的量(主喷射修正量Qmcom)的压缩端温度上升运转。由此,由于第6装置能够根据电热塞23的劣化度使压缩端温度Tt适当上升,所以即使在电热塞23劣化的情况下,也能使燃料可靠地点火。
并且,第6装置对主喷射量Qm进行控制,以使上述主喷射修正量Qmcom不超过规定的阈值(主喷射上限修正量Qmcommax)。由此,由于能够防止主喷射量Qm过于增大,所以可避免燃油效率过度劣化。
并且,第6装置与第1装置同样,由于即使在电热塞已劣化的情况下,也能抑制每个气缸的燃烧的偏差,所以可良好地维持内燃机的操纵性能以及排放性能。
此外,如上所述,第6装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”时、即确认对象气缸的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref时进行变更,以使确认对象气缸中的主喷射量Qm增大主喷射修正量Qmcom。但是,第6装置也可以构成为在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”时,除了如上所述那样变更主喷射量Qm之外,还如第3装置那样使排气门28的目标开阀正时Vexo从排气上止点远离根据电热塞23的劣化度而决定的排气门闭阀正时修正量Vexccom。
由此,除了在上述的第6装置中获得的效果之外,还能获得以下的效果。即,如上所述,在主喷射量Qm增大的情况,由于通过该主喷射出的燃料进行燃烧而产生的热量增大,所以排气的温度上升。另一方面,在排气门28的目标开阀正时Vexo从排气上止点远离的情况下,燃烧后的高温气体(排气)中残留在气缸内的气体的量(所谓的内部EGR量)增大。因此,在主喷射量Qm增大,并且排气门28的目标开阀正时Vexo从排气上止点远离的情况下,因主喷射量Qm的增大而使温度上升的排气会大量残留在气缸内。从而,可获得使确认对象气缸中的压缩端温度Tt上升到能够更可靠地使燃料适当点火的温度(即,与电热塞23的劣化度是“第1阶段”的情况相同的温度且比压缩端参照温度Ttref高的温度)这一效果。
其中,该情况下,当主喷射修正量Qmcom大于规定的主喷射上限修正量Qmcommax时(即,确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”时),主喷射量Qm被增大主喷射上限修正量Qmcommax,并且在未图示的显示装置等上显示电热塞23异常的信息;或者当排气门闭阀正时修正量Vexccom大于规定的排气门闭阀正时上限修正量Vexccommax时(即,确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”时),使排气门28的目标开阀正时Vexo从排气上止点远离排气门闭阀正时上限修正量Vxccommax,并且在未图示的显示装置等上显示电热塞23异常的信息。
另外,在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”时、即确认对象气缸的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref时,第6装置也可以构成为除了如上所述那样变更主喷射量Qm之外,还如第4装置那样使进气门26的目标开阀正时Vino从排气上止点提前根据电热塞23的劣化度而决定的进气门开阀正时修正量Vinocom。
由此,除了在上述的第6装置中获得的效果之外,还能获得以下的效果。即,如上所述,由于在主喷射量Qm增大的情况下,通过该主喷射出的燃料进行燃烧而产生的热量增大,所以排气的温度上升。另一方面,在进气门26的目标开阀正时Vino从排气上止点提前的情况下,在从进气门26开阀到气缸内的活塞到达排气上止点的期间(即排气行程)中,燃烧后的高温气体(排气)被朝向进气通路推压。进气门26的开阀正时比排气上止点提前的量越大,则该被推压到进气通路的排气的量越大。而且,被推压到进气通路的排气在进气行程与空气(新气)一同进入气缸内。其结果,高温排气的一部分残留在气缸内。因此,可获得使确认对象气缸中的压缩端温度上升到能够更可靠地使燃料适当点火的温度(即,与电热塞23的劣化度是“第1阶段”的情况相同的温度且比压缩端参照温度Ttref高的温度)这一效果。
其中,该情况下,当主喷射修正量Qmcom大于规定的主喷射上限修正量Qmcommax时(即,确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”时),主喷射量Qm被增大主喷射上限修正量Qmcommax,并且在未图示的显示装置等上显示电热塞23异常的情况;或者当进气门开阀正时修正量Vinocom大于规定的进气门开阀正时上限修正量Vinocommax时(即,确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”时),使进气门26的目标开阀正时Vino比排气上止点提前进气门开阀正时上限修正量Vinocommax,并且在未图示的显示装置等上显示电热塞23异常的情况。
(第7实施方式)
接下来,对本发明的第7的实施方式涉及的燃烧控制装置(以下也称为“第7装置”)进行说明。
<装置的概要>
第7装置被应用在与应用了第1装置的内燃机10同样的内燃机(参照图1以及图2)中。因此,省略装置概要的详细说明。
<装置的工作的概要>
第7装置与第1装置同样,推定确认对象气缸中的压缩端温度Tt。并且,第1装置取得对气缸内的气体被压缩之前的该气体的温度,加上了在压缩行程中因气缸内的气体被压缩而产生的温度变化量(压缩起因温度变化量ΔTcomp)、因气缸内的气体被电热塞23加热而产生的温度变化量(加热起因温度变化量ΔTgl)、和因向气缸的壁面等的热损失而产生的温度变化量(热损失起因温度变化量ΔTloss)后的温度低规定温度ΔTtth2的温度,作为压缩端参照温度Ttref。而且,第7装置与第1装置同样,通过将确认对象气缸的压缩端温度Tt与压缩端参照温度Ttref进行比较,对确认对象气缸的电热塞23的劣化度进行确认。
第7装置与第1装置同样,根据上述确认出的电热塞23的劣化度,对电热塞23的施加电压值Egl进行调整。具体而言,如果确认对象气缸的压缩端温度Tt为压缩端参照温度Ttref以上,则第7装置确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”。第7装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”时,对电热塞23施加根据内燃机10的运转状态而决定的施加电压值Egl的电压。
另一方面,如果确认对象气缸的压缩端温度Tt低于压缩端参照温度Ttref,则第7装置确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”。第7装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第2阶段”时,使上述决定的施加电压值Egl增大施加电压修正量Eglcom。
这里,如果该施加电压修正量Eglcom大于规定的施加电压上限修正量Eglcommax,第7装置确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”。第7装置在确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”时,使上述决定的施加电压值Egl增大施加电压上限修正量Eglcommax。并且,此时第7装置在未图示的显示装置等上显示“电热塞异常”的信息。以上是第7装置的工作的概要。
<燃烧控制方法>
如上所述,第7装置采用了与第1装置同样的燃烧控制方法。因此,省略燃烧控制方法的详细说明。
<实际的工作>
以下,对第7装置的实际的工作进行说明。
第7装置与第1装置的不同之处仅在于,取代在第1装置中执行图6中用流程图表示的处理而执行“图20中用流程图表示的处理”。鉴于此,以下以这些的不同点为中心进行说明。
CPU81按规定的定时反复执行图3~图5、图7及图8、以及图20中用流程图表示的各程序。CPU81在这些程序中使用与第1装置同样的电热塞工作标志XGLO以及异常产生标志XEMG。鉴于此,省略电热塞工作标志XGLO以及异常产生标志XEMG的详细说明。
以下,假定为“在当前时刻,图3所示的电热塞工作条件成立,并且,尚且没有取得压缩端参照温度Ttref”,对CPU81执行的各程序详细进行说明。
CPU81与第1装置同样,在规定的定时从图3的步骤300开始处理后,按照上述假定,经由步骤305、步骤310、步骤315、步骤320、以及步骤325而进入到步骤395,暂时结束本程序。由此,电热塞23被施加根据内燃机10的运转状态而决定的施加电压值Egl的电压,使得气缸内的气体被加热。其中,此时通过步骤310的处理,电热塞工作标志XGLO的值被设定为“1”。
并且,CPU81与第1装置同样,在规定的定时从图4的步骤400开始处理后,决定并取得进气门26以及排气门28的目标开闭正时,并且,对可变进气定时装置26a以及可变排气定时装置28a进行控制,以使进气门26以及排气门28在其目标开闭正时开闭。
并且,CPU81与第1装置同样,在规定的定时从图5的步骤500开始处理后,推定确认对象气缸的压缩端温度Tt。
并且,CPU81每经过规定时间便反复执行图20中用流程图表示的“第2压缩端参照温度取得程序”。CPU81通过该程序,取得成为对电热塞23的劣化度进行确认的指标的压缩端参照温度Ttref。
具体而言,CPU81在规定的定时从图20的步骤2000开始处理后,进入到步骤2010,判定电热塞工作标志XGLO的值是否为“1”。由于如上所述,当前时刻的电热塞工作标志XGLO的值为“1”,所以CPU81在步骤2010中判定为“是”,进入到步骤2020。
CPU81在步骤2020中,判定确认对象气缸中的当前时刻的曲柄角度CA、与进气门26的目标闭阀正时Vinc是否一致。在当前时刻的曲柄角度CA与进气门26的目标闭阀正时Vinc不一致的情况下,CPU81在步骤2020中判定为“否”,直接进入到步骤2095,暂时结束本程序。与此相对,在当前时刻的曲柄角度CA与进气门26的目标闭阀正时Vinc一致的情况下,CPU81在步骤2020中判定为“是”,进入到步骤2030。以下,假定为当前时刻的曲柄角度CA与进气门26的目标闭阀正时Vinc“一致”,来继续进行说明。
按照上述假定,CPU81进入到步骤2030,基于进气温度传感器72的输出值取得进气温度Tin,并且将该进气温度Tin作为进气门闭阀时缸内气体温度Tc储存到RAM83内。并且,CPU81在步骤2030中,基于进气压力传感器73的输出值取得进气压力Pin,将该进气压力Pin作为进气门闭阀时缸内气体压力Pc储存到RAM83内。
接着,CPU81进入到步骤2040,通过将由上述步骤2030取得的进气门闭阀时缸内气体温度Tc以及进气门闭阀时缸内气体压力Pc、ROM82中预先存储的理想气体的气体常数R、以及通过将进气门26的目标闭阀正时Vinc应用到ROM82中预先存储的“曲柄角度CA与缸内容积V的关系”而得到的进气门闭阀时缸内容积Vc,应用到图5的程序中所采用的上述(1)式,来取得缸内气体量n(摩尔数)。
接着,CPU81进入到步骤2050,通过将由上述步骤2030取得的进气门闭阀点时缸内气体温度Tc、把压缩上止点应用到上述“曲柄角度CA与缸内容积V的关系”而得到的压缩上止点时缸内容积Vt、与上述步骤2040同样的进气门闭阀时缸内容积Vc、以及ROM82中预先存储的空气的比热比κ应用到下述(5)式,来取得压缩起因温度变化量ΔTcomp。
ΔTcomp=Tc·{(Vt/Vc)κ-1-1}···(5)
其中,上述(5)式根据下述(6)式所示的公知的泊松公式、以及上述(2)式所示的理想气体的状态方程式导出。
P·Vκ=const.···(6)
接着,CPU81进入到步骤2060,通过将当前时刻的施加电压值Egl、内燃机旋转速度NE以及目标闭阀正时Vinc、由上述步骤2040取得的缸内气体量n、以及ROM82中预先存储的空气的定容比热Cv应用到预先决定了“向电热塞23施加的施加电压值Egl、内燃机旋转速度NE、进气门26的目标闭阀正时Vinc、缸内气体量n、空气的定容比热Cv、加热起因温度变化量ΔTgl的关系”的加热起因温度变化量表MapΔTgl(Egl,NE,Vinc,n,Cv)中,来决定并取得加热起因温度变化量ΔTgl。在该加热起因温度变化量表MapΔTgl(Egl,NE,Vinc,n,Cv)中设计成:加热起因温度变化量ΔTgl满足以下的要件7-1~要件7-3。
(要件7-1)基于内燃机旋转速度NE与目标闭阀正时Vinc,计算出“从进气门26闭阀到活塞29到达压缩上止点所需要的时间(压缩时间)”。
(要件7-2)基于在上述要件7-1中计算出的压缩时间与施加电压值Egl,计算出“在压缩时间中从电热塞23向气缸内的气体供给的热量(供给热量)”。
(要件7-3)在上述要件7-2中计算出的供给热量越大,则加热起因温度变化量ΔTgl越大,并且缸内气体量n以及定容比热Cv越大,则加热起因温度变化量ΔTgl越小。
接着,CPU81进入到步骤2070,通过将当前时刻的冷却水温度THW、内燃机旋转速度NE以及目标闭阀正时Vinc、由上述步骤2040取得的缸内气体量n、以及ROM82中预先存储的空气的定容比热Cv应用到预先决定了“冷却水温度THW、内燃机旋转速度NE、进气门26的目标闭阀正时Vinc、缸内气体量n、空气的定容比热Cv、热损失起因温度变化量ΔTloss的关系”的热损失起因温度变化量表MapΔTloss(THW,NE,Vinc,n,Cv)中,来决定并取得热损失起因温度变化量ΔTloss。在该热损失起因温度变化量表MapΔTloss(THW,NE,Vinc,n,Cv)中设计成:热损失起因温度变化量ΔTloss满足以下的要件7-4~要件7-7。
(要件7-4)热损失起因温度变化量ΔTloss是负的数。
(要件7-5)基于内燃机旋转速度NE与目标闭阀正时Vinc,计算出“从进气门26闭阀到活塞29到达压缩上止点所需要的时间(压缩时间)”。
(要件7-6)基于在上述要件7-5中计算出的压缩时间与冷却水温度THW,计算出“在压缩时间中从气缸内的气体向气缸的壁面等释放出的热量(损失热量)”。
(要件7-7)在上述要件7-6中计算出的损失热量越大,则热损失起因温度变化量ΔTloss越小,并且缸内气体量n以及定容比热Cv越大,则热损失起因温度变化量ΔTloss越大。
接着,CPU81进入到步骤2080,通过将如上述那样取得的进气门闭阀时缸内气体温度Tc、压缩起因温度变化量ΔTcomp、加热起因温度变化量ΔTgl以及热损失起因温度变化量ΔTloss应用到下述(7)式中,来取得压缩端参照温度Ttref。在下述(7)式中,ΔTtth2是规定的阈值。ΔTtth2可以是考虑了内燃机10能够允许的电热塞23的劣化度等的适当值。
Ttref=Tc+(ΔTcomp+ΔTgl+ΔTloss)-ΔTtth2···(7)
如上述(7)式所示,第7装置采用了“比确认对象气缸中的进气门闭阀时缸内气体温度Tc、压缩起因温度变化量ΔTcomp、加热起因温度变化量ΔTgl、与热损失起因温度变化量ΔTloss之和低规定温度(ΔTtth2)的温度”作为压缩端参照温度Ttref。CPU81在步骤2080中取得了压缩端参照温度Ttref之后,进入到步骤2095,暂时结束本程序。
这样,CPU81在电热塞工作条件成立时,基于气缸内的气体的热收支来取得压缩端参照温度Ttref。
在如上述那样取得了压缩端参照温度Ttref之后,CPU81在规定的定时从图3的步骤300开始处理时,与第1装置同样,通过将确认对象气缸中的压缩端温度Tt与压缩端参照温度Ttref进行比较,来确认电热塞23的劣化度。并且,CPU81执行根据电热塞23的劣化度使施加电压值Egl增大的运转即压缩端温度上升运转。
并且,CPU81与第1装置同样,在规定的定时从图7的步骤700开始处理,执行步骤710~步骤760的处理。由此,与第1装置同样,在规定的燃料喷射正时(finjp以及finjm)向燃料喷射气缸供给(喷射)规定的燃料喷射量(Qp以及Qm)的燃料。
并且,CPU81在规定的定时从图8的步骤800开始处理后,进入到步骤810。这里,如果当前时刻的异常产生标志XEMG的值为“0”(在图3所示的程序中,确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第1阶段”或者“第2阶段”),则CPU81在步骤810中判定为“是”,直接进入到步骤895,暂时结束本程序。
另一方面,如果当前时刻的异常产生标志XEMG的值为“1”(在图3所示的程序中,确认为确认对象气缸的电热塞23的劣化度是“第3阶段”),则CPU81在步骤810中判定为“否”,进入到步骤820。CPU81在步骤820中通过点亮警报灯等在未图示的显示装置上显示“电热塞23异常”的信息。然后,CPU81直接进入到步骤895,暂时结束本程序。
这样,在电热塞工作条件成立并且取得了压缩端参照温度Ttref的情况下,通过将压缩端参照温度Ttref与确认对象气缸中的压缩端温度Tt进行比较,可确认该确认对象气缸所具备的电热塞23的劣化度。
如果通过该劣化确认确认为电热塞23的劣化度是“第1阶段”,则对电热塞23施加施加电压值Egl的电压。另一方面,如果通过该劣化确认确认为电热塞23的劣化度是“第2阶段”,则执行使施加电压值Egl增大根据电热塞23的劣化度而决定的施加电压修正量Eglcom的“压缩端温度上升运转”。
并且,如果通过该劣化确认确认为电热塞23的劣化度是“第3阶段”,则施加电压值Egl被增大规定的施加电压上限修正量Eglcommax,并且,在显示装置上显示“电热塞23异常”的信息。
并且,该情况下,当CPU81在规定的定时从图20的步骤2000开始处理并进入到2010时,由于电热塞工作标志XGLO的值为“0”,所以在步骤2010中判定为“否”,直接进入到步骤2095,暂时结束本程序。因此,该情况下,不取得压缩端参照温度Ttref。而且,该情况下,与第1装置同样,不推定压缩端温度Tt。因此,不进行电热塞23的劣化确认。
并且,该情况下,与第1装置同样,不推定压缩端温度Tt,不决定压缩端参照温度Ttref。而且,与第1装置同样,与电热塞工作条件成立的情况同样地在规定的燃料喷射正时(finjp以及finjm)向燃料喷射气缸供给(喷射)规定的燃料喷射量(Qp以及Qm)的燃料。并且,与第1装置同样,电热塞23不工作,不进行电热塞23的异常通知。
<装置的作用以及效果>
第7装置在电热塞23工作时,基于气缸内的气体的热收支取得压缩端参照温度Ttref。第7装置通过将该压缩端参照温度Ttref与确认对象气缸的压缩端温度Tt进行比较,来确认电热塞23的劣化度,并且,与第1装置同样,进行使向电热塞23施加的施加电压值Egl增大与其劣化度对应的量(施加电压修正量Eglcom)的压缩端温度上升运转。由此,由于第1装置能够根据电热塞23的劣化度使压缩端温度Tt适当上升,所以即使在电热塞23劣化的情况下,也能使燃料可靠地点火。
并且,第7装置基于一个气缸内的气体的热收支,取得了压缩端参照温度Ttref。因此,即使在所有气缸的电热塞23相同程度劣化的情况下,也能按各气缸使压缩端温度Tt适当上升。
并且,第7装置对施加电压值Egl进行控制,以使上述施加电压值Egl的增大量(施加电压修正量Eglcom)不超过规定的阈值(施加电压上限修正量Eglcommax)。由此,由于能够防止对电热塞23施加过大的电压,所以能够避免电热塞23破损。
在第7装置中,作为压缩端参照温度Ttref,采用了“比确认对象气缸中的进气门闭阀时缸内气体温度Tc、压缩起因温度变化量ΔTcomp、加热起因温度变化量ΔTgl、与热损失起因温度变化量ΔTloss之和低规定温度(ΔTtth2)的温度”。但是,压缩端参照温度Ttref并不限定于该温度。例如,作为压缩端参照温度Ttref,也可采用“确认对象气缸中的进气门闭阀时缸内气体温度Tc、压缩起因温度变化量ΔTcomp、加热起因温度变化量ΔTgl、与热损失起因温度变化量ΔTloss之和”。
并且,在第7装置中进行了与第1装置同样的压缩端温度上升运转。但是,第7装置能够采用与第1装置同样的压缩端温度上升运转以外的压缩端温度上升运转。即,第7装置可以取代与第1装置同样的压缩端温度上升运转而采用与第2装置~第6装置中任意一个相同的压缩端温度上升运转。
而且,在第7装置中,当取得加热起因温度变化量ΔTgl以及热损失起因温度变化量ΔTloss时使用了空气的定容比热Cv。但是,在取得加热起因温度变化量ΔTgl以及热损失起因温度变化量Δ时所采用的比热并不限定于空气的定容比热Cv。例如,作为比热,第7装置可以采用综合考虑了进入气缸内的空气、通过引燃喷射向气缸内供给的燃料、以及残留在气缸内的排气的量(EGR量)等的适当值。
<实施方式的总括>
以上,如通过第1实施方式~第7实施方式说明那样,本发明的燃烧控制装置被应用于具有对气缸内的气体进行加热的电热塞23的内燃机10,具备:
压缩端温度推定单元,其推定在上述气缸内往复运动的活塞29的位置位于压缩上止点ATDC时上述气缸内的气体的温度即压缩端温度Tt(参照图5的程序);和
压缩端温度调整单元,在上述电热塞23正在工作时由上述压缩端温度推定单元推定的压缩端温度Tt低于规定的压缩端参照温度Ttref的情况下,该压缩端温度调整单元使上述内燃机10进行压缩端温度上升运转,该压缩端温度上升运转使得上述压缩端温度Tt提高到上述规定的压缩端参照温度Ttref以上的温度(参照图3、图10以及图11、图12以及图13、图14以及图15、图16以及图17、和图18以及图19的程序)。
在本发明的燃烧控制装置的一个方式中,上述燃烧控制装置还具备:
气缸内气体量取得单元,其取得上述气缸内的气体的量即气缸内气体量n(图5的步骤530);
压缩端气缸内压力取得单元,其取得上述活塞29的位置位于压缩上止点ATDC时的上述气缸内的气体的压力即压缩端气缸内压力Pt(图5的步骤560);和
压缩端气缸内气体体积取得单元,其取得上述活塞29的位置位于压缩上止点ATDC时上述气缸内的气体的体积即压缩端气缸内气体体积Vt(图5的步骤570)。
在该方式的燃烧控制装置中,
上述压缩端温度推定单元通过将由上述气缸内气体量推定单元取得的上述气缸内气体量n、由上述压缩端气缸内压力取得单元取得的上述压缩端气缸内压力Pt、由上述压缩端气缸内气体体积取得单元取得的上述压缩端气缸内气体体积Vt和上述气缸内的气体的气体常数R应用到气体的状态方程式(参照上述(1)式以及上述(2))中,来推定上述压缩端温度Tt(图5的步骤570)。
并且,在本发明的燃烧控制装置的另一方式中,
上述内燃机10具有多个气缸(在上述各实施方式中为第1气缸~第4气缸这4个气缸)。
在该方式的燃烧控制装置中,
上述压缩端温度调整单元采用以下温度值中的任意一个作为上述规定的压缩端参照温度Ttref:
比各气缸的上述压缩端温度(Tt1、Tt2、Tt3以及Tt4)的平均值低规定温度ΔTtth1的温度(图6的步骤620);
比成为由上述压缩端温度推定单元推定上述压缩端温度的对象的气缸(例如第1气缸)以外的气缸(第2气缸~第4气缸)的上述压缩端温度(Tt2、Tt3以及Tt4)的平均值低规定温度的温度;
比成为由上述压缩端温度推定单元推定上述压缩端温度的对象的气缸(例如第1气缸)以外的气缸中的一个气缸(第2气缸~第4气缸中的一个)的上述压缩端温度(Tt2、Tt3以及Tt4中任意一个)低规定温度的温度;
各气缸中的上述压缩端温度(Tt1、Tt2、Tt3以及Tt4)的平均值;
成为由上述压缩端温度推定单元推定上述压缩端温度的对象的气缸(例如第1气缸)以外的气缸中的上述压缩端温度(Tt2、Tt3以及Tt4)的平均值;以及
成为由上述压缩端温度推定单元推定上述压缩端温度的对象的气缸(例如第1气缸)以外的气缸中的一个气缸的上述压缩端温度(Tt2、Tt3以及Tt4中任意一个)。
并且,本发明的燃烧控制装置的又一方式中,上述燃烧控制装置具备压缩前温度取得单元,该压缩前温度取得单元取得在上述气缸内的气体被上述活塞29压缩之前的时刻该气体的温度即压缩前温度Tc(图20的步骤2030)。
该方式的燃烧控制装置:
基于与上述活塞29对上述气缸内的气体实施的压缩有关的内燃机10的一个或者多个运转参数(Tc,Vt,Vc以及κ),来推定该气体的温度起因于该压缩的变化量即压缩起因温度变化量ΔTcomp作为上述规定的压缩端参照温度Ttref(图20的步骤2050);
基于与上述电热塞23对上述气缸内的气体实施的加热有关的内燃机10的一个或者多个运转参数(Egl,NE,Vinc,n以及Cv),来推定该气体的温度起因于该加热的变化量即加热起因温度变化量ΔTgl(图20的步骤2060)作为上述规定的压缩端参照温度Ttref;和
基于与上述气缸内的气体的热损失有关的内燃机10的一个或者多个运转参数(THW,NE,Vinc,n以及Cv),来推定该气体的温度起因于该热损失的变化量即热损失起因温度变化量ΔTloss(图20的步骤2070)作为上述规定的压缩端参照温度Ttref;
并且采用下述温度值中的一个作为上述规定的压缩端参照温度Ttref:
比上述压缩前温度Tc、上述压缩起因温度变化量ΔTcomp、上述加热起因温度变化量ΔTgl、与上述热损失起因温度变化量ΔTloss之和低规定温度ΔTtth2的温度(Tc+ΔTcomp+ΔTgl+ΔTloss-ΔTtth2);以及
上述压缩前温度Tc、上述压缩起因温度变化量ΔTcomp、上述加热起因温度变化量ΔTgl、与上述热损失起因温度变化量ΔTloss之和(Tc+ΔTcomp+ΔTgl+ΔTloss)(图20的步骤2080)。
并且,在上述各方式的燃烧控制装置中,
上述压缩端温度调整单元执行下述运转中的至少一个运转作为上述压缩端温度上升运转,
电热塞施加电压增大运转,在上述电热塞23由于被施加电压Egl而发热的情况下,使上述电热塞23施加的电压Egl增大规定的修正电压值Eglcom(参照图3的程序);
进气门闭阀正时修正运转,使进气门26的闭阀正时Vinc向进气下止点接近规定的第1修正量Vinccom(参照图10以及图11的程序);
排气门闭阀正时修正运转,使排气门28的闭阀正时Vexc从排气上止点远离规定的第2修正量Vexccom(参照图12以及图13的程序);
进气门开阀正时提前运转,使进气门26的开阀正时Vino比排气上止点提前规定的第3修正量Vinocom(参照图14以及图15的程序);
引燃喷射量增大运转,在进行从燃料喷射阀22向气缸内喷射主要燃料Qm的主喷射、和在该主喷射之前从该燃料喷射阀22向气缸内喷射预备燃料Qp的引燃喷射时,使在上述引燃喷射中喷射的燃料的量Qp增大规定的第1修正燃料量Qpcom(参照图16以及图17的程序);以及
主喷射量增大运转,在进行从燃料喷射阀22向气缸内喷射主要燃料Qm的主喷射、和在该主喷射之前从该燃料喷射阀22向气缸内喷射预备燃料Qp的引燃喷射时,使在上述主喷射中喷射的燃料的量Qm增大规定的第2修正燃料量Qmcom(参照图18以及图19的程序)。
本发明的燃烧控制装置可考虑对内燃机10要求的性能等而采用上述的多个压缩端温度上升运转中的至少一个运转。例如,从良好维持燃油效率的观点出发,适合采用上述“使对上述电热塞23施加的电压Egl增加规定的修正电压值Eglcom的运转”。另一方面,例如从避免在进行压缩端温度上升运转时转矩发生变动的观点出发,适合采用上述“使对上述电热塞23施加的电压Egl增加规定的修正电压值Eglcom的运转”以及上述“使在上述引燃喷射中喷射的燃料的量Qp增大规定的第1修正燃料量Qpcom的运转”等。并且,例如从减轻对劣化的电热塞23的负担的观点出发,适合采用上述“使对上述电热塞23施加的电压Egl增大规定的修正电压值Eglcom的运转”以外的运转。
并且,当进行上述主喷射量增大运转时,适合进行上述排气门闭阀正时修正运转或者上述进气门开阀正时提前运转(即,进行所谓的内部EGR的运转)。
并且,该燃烧控制装置具备异常显示单元,当以下条件中的至少一个成立时,该异常显示单元显示上述电热塞23异常的信息(参照图8的程序):
上述电热塞施加电压增大运转过程中的上述修正电压值Eglcom大于规定的修正电压阈值Eglcommax(在图3的步骤340中判定为“是”);
上述进气门闭阀正时修正运转过程中的上述第1修正量Vinccom大于规定的第1修正阈值量Vinccommax(在图10的步骤1040中判定为“是”);
上述排气门闭阀正时修正运转过程中的上述第2修正量Vexccom大于规定的第2修正阈值量Vexccommax(在图12的步骤1240中判定为“是”);
上述进气门开阀正时提前运转过程中的上述第3修正量Vinocom大于规定的第3修正阈值量Vinocommax(在图14的步骤1440中判定为“是”);
上述引燃量增大运转过程中的上述第1修正燃料量Qpcom大于规定的第1修正燃料阈值量Qpcommax(在图16的步骤1640中判定为“是”);以及
上述主喷射量增大运转过程中的上述第2修正燃料量Qmcom大于规定的第2修正燃料阈值量Qmcommax(在图18的步骤1840中判定为“是”)。
参照详细且确定的实施方式对本发明进行了说明,但对本领域技术人员而言,当然知晓在不脱离本发明的精神与范围的情况下能够施加各种变更、修正。
例如,在上述各实施方式中,当进行压缩端温度上升运转时,电热塞23工作。但是,当在上述第2实施方式~上述第7实施方式中进行压缩端温度上升运转时,电热塞23可以不必一定工作。

Claims (7)

1.一种内燃机的燃烧控制装置,该燃烧控制装置被应用于具有对气缸内的气体进行加热的电热塞的内燃机,其中,具备:
压缩端温度推定单元,其推定在上述气缸内往复运动的活塞的位置位于压缩上止点时上述气缸内的气体的温度即压缩端温度;和
压缩端温度调整单元,在上述电热塞正在工作时由上述压缩端温度推定单元推定出的压缩端温度低于规定的压缩端参照温度的情况下,该压缩端温度调整单元使上述内燃机进行压缩端温度上升运转,该压缩端温度上升运转使得上述压缩端温度为上述规定的压缩端参照温度以上的温度。
2.根据权利要求1所述的内燃机的燃烧控制装置,其中,具备:
气缸内气体量取得单元,其取得上述气缸内的气体的量即气缸内气体量;
压缩端气缸内压力取得单元,其取得当上述活塞的位置位于压缩上止点时上述气缸内的气体的压力即压缩端气缸内压力;和
压缩端气缸内气体体积取得单元,其取得当上述活塞的位置位于压缩上止点时上述气缸内的气体的体积即压缩端气缸内气体体积;
上述压缩端温度推定单元通过将由上述气缸内气体量推定单元取得的上述气缸内气体量、由上述压缩端气缸内压力取得单元取得的上述压缩端气缸内压力、由上述压缩端气缸内气体体积取得单元取得的上述压缩端气缸内气体体积和上述气缸内的气体的气体常数应用到气体的状态方程式中,来推定上述压缩端温度。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的燃烧控制装置,其中,
上述内燃机具有多个气缸,
上述压缩端温度调整单元采用以下温度值中的任意一个作为上述规定的压缩端参照温度:
比各气缸的上述压缩端温度的平均值低规定温度的温度、
比成为由上述压缩端温度推定单元推定上述压缩端温度的对象的气缸以外的气缸的上述压缩端温度的平均值低规定温度的温度、
比成为由上述压缩端温度推定单元推定上述压缩端温度的对象的气缸以外的气缸中的一个气缸的上述压缩端温度低规定温度的温度、
各气缸的上述压缩端温度的平均值、
成为由上述压缩端温度推定单元推定上述压缩端温度的对象的气缸以外的气缸的上述压缩端温度的平均值、以及
成为由上述压缩端温度推定单元推定上述压缩端温度的对象的气缸以外的气缸中的一个气缸的上述压缩端温度。
4.根据权利要求1或2所述的内燃机的燃烧控制装置,其中,
具备压缩前温度取得单元,该压缩前温度取得单元取得在上述气缸内的气体被上述活塞压缩之前的时刻该气体的温度即压缩前温度,
上述压缩端温度调整单元:
基于与上述活塞对上述气缸内的气体进行的压缩有关的内燃机的一个或者多个运转参数,来推定该气体的温度起因于该压缩的变化量即压缩起因温度变化量;
基于与上述电热塞对上述气缸内的气体进行的加热有关的内燃机的一个或者多个运转参数,来推定该气体的温度起因于该加热的变化量即加热起因温度变化量;
基于与上述气缸内的气体的热损失有关的内燃机的一个或者多个运转参数,来推定该气体的温度起因于该热损失的变化量即热损失起因温度变化量;
并且采用以下温度值中的一个作为上述规定的压缩端参照温度:
比上述压缩前温度、上述压缩起因温度变化量、上述加热起因温度变化量与上述热损失起因温度变化量之和低规定温度的温度;以及
上述压缩前温度、上述压缩起因温度变化量、上述加热起因温度变化量与上述热损失起因温度变化量之和。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的内燃机的燃烧控制装置,其中,
上述压缩端温度调整单元进行以下运转中的至少一个运转来作为上述压缩端温度上升运转:
电热塞施加电压增大运转,在上述电热塞由于被施加电压而发热的情况下,使上述电热塞被施加的电压增大规定的修正电压值;
进气门闭阀正时修正运转,使进气门的闭阀正时向进气下止点接近规定的第1修正量;
排气门闭阀正时修正运转,使排气门的闭阀正时从排气上止点远离规定的第2修正量;
进气门开阀正时提前运转,使进气门的开阀正时比排气上止点提前规定的第3修正量;
引燃喷射量增大运转,在进行从燃料喷射阀向气缸内喷射主要燃料的主喷射、和在该主喷射之前从该燃料喷射阀向气缸内喷射预备燃料的引燃喷射的情况下,使在上述引燃喷射中喷射的燃料的量增大规定的第1修正燃料量;以及
主喷射量增大运转,在进行从燃料喷射阀向气缸内喷射主要燃料的主喷射、和在该主喷射之前从该燃料喷射阀向气缸内喷射预备燃料的引燃喷射的情况下,使在上述主喷射中喷射的燃料的量增大规定的第2修正燃料量。
6.根据权利要求5所述的内燃机的燃烧控制装置,其中,
在执行上述主喷射量增大运转时进行上述排气门闭阀正时修正运转或者上述进气门开阀正时提前运转。
7.根据权利要求5~6中任意一项所述的内燃机的燃烧控制装置,其中,
还具备异常显示单元,当以下条件中的至少一个成立时,该异常显示单元显示上述电热塞异常:
上述电热塞施加电压增大运转过程中的上述修正电压值大于规定的修正电压阈值、
上述进气门闭阀正时修正运转过程中的上述第1修正量大于规定的第1修正阈值量、
上述排气门闭阀正时修正运转过程中的上述第2修正量大于规定的第2修正阈值量、
上述进气门开阀正时提前运转过程中的上述第3修正量大于规定的第3修正阈值量、
上述引燃喷射量增大运转过程中的上述第1修正燃料量大于规定的第1修正燃料阈值量、以及
上述主喷射量增大运转过程中的上述第2修正燃料量大于规定的第2修正燃料阈值量。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116181511A (zh) * 2023-01-13 2023-05-30 一汽解放汽车有限公司 基于热力学的双燃料喷射量控制方法、装置、设备和介质

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3311017B1 (en) * 2015-06-16 2020-06-17 Wärtsilä Finland Oy A method and an apparatus for controlling an internal combustion engine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1544443A1 (en) * 2003-12-16 2005-06-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of estimating the in cylinder temperature after combustion
CN101268274A (zh) * 2005-09-21 2008-09-17 贝鲁股份公司 用于操作柴油发动机中一组电热塞的方法
JP2008267207A (ja) * 2007-04-18 2008-11-06 Toyota Motor Corp ディーゼルエンジンの制御装置
EP2009268A1 (en) * 2007-06-27 2008-12-31 HONDA MOTOR CO., Ltd. Control system for internal combustion engine
JP2009062960A (ja) * 2007-09-10 2009-03-26 Mazda Motor Corp ディーゼルエンジンの制御装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4403029C2 (de) * 1994-02-01 1999-11-25 Brand Wolfgang Diesel-Brennkraftmaschine mit Glühkerzen-Steuerung
DE102006021285B4 (de) * 2006-05-05 2023-05-17 Borgwarner Ludwigsburg Gmbh Verfahren zum Betreiben von Glühkerzen in Dieselmotoren
JP4838666B2 (ja) * 2006-08-31 2011-12-14 ヤンマー株式会社 予混合圧縮自着火式エンジンの運転方法
JP4861915B2 (ja) * 2007-06-27 2012-01-25 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
DE102007044003A1 (de) * 2007-06-28 2009-01-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Nachglühtemperatur in einem Diesel-Verbrennungsmotor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1544443A1 (en) * 2003-12-16 2005-06-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of estimating the in cylinder temperature after combustion
CN101268274A (zh) * 2005-09-21 2008-09-17 贝鲁股份公司 用于操作柴油发动机中一组电热塞的方法
JP2008267207A (ja) * 2007-04-18 2008-11-06 Toyota Motor Corp ディーゼルエンジンの制御装置
EP2009268A1 (en) * 2007-06-27 2008-12-31 HONDA MOTOR CO., Ltd. Control system for internal combustion engine
JP2009062960A (ja) * 2007-09-10 2009-03-26 Mazda Motor Corp ディーゼルエンジンの制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116181511A (zh) * 2023-01-13 2023-05-30 一汽解放汽车有限公司 基于热力学的双燃料喷射量控制方法、装置、设备和介质
CN116181511B (zh) * 2023-01-13 2024-05-14 一汽解放汽车有限公司 基于热力学的双燃料喷射量控制方法、装置、设备和介质

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