CN109844290A - 内燃机控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在每一循环中壁面温度发生变动的发动机中能够抑制燃料在汽缸壁面上的附着量的技术。本发明的内燃机控制装置控制通过对汽缸内喷射燃料并点火来产生燃烧的内燃机，该内燃机控制装置具有：壁面温度算出部，根据所述汽缸内的压力来算出所述汽缸的壁面温度；以及燃烧控制部，根据算出的所述壁面温度来控制所述内燃机的燃烧。

Description

内燃机控制装置及方法
技术领域
本发明涉及一种内燃机控制装置，尤其涉及一种对配备有对汽缸内直接喷射燃料的燃料喷射阀的内燃机进行控制的控制装置。
背景技术
以往，在汽缸内形成燃料与空气的混合气、通过点火或自发火来使其燃烧的汽油发动机广为人知。作为这种发动机的特征性技术，对汽缸内直接喷射燃料的直喷技术为人所知。由于对汽缸内直接喷射燃料，因此混合气因燃料的气化热而冷却，爆震得到抑制。抑制爆震能够提高压缩比，使得发动机的热效率提高。
另一方面，当对汽缸内直接喷射燃料时，燃料的一部分会附着在壁面、活塞上而局部性地形成燃料的浓混合气，导致燃烧后的废气中包含的未燃烃(未燃HC)增加。尤其是发动机处于冷机状态的刚起动之后，容易显现出该影响。
作为揭示这种配备有燃料直喷装置的内燃机中的燃料的壁面附着量的控制相关的技术的文献，有专利文献1。根据专利文献1揭示的技术，在内燃机的汽缸内于主喷射后实施后喷射以将未燃HC排出至汽缸外的内燃机中，根据汽缸内的气体温度和冷却水温来运算汽缸的壁体的平衡温度。根据该汽缸的壁体的平衡温度、考虑系统的传热时间延迟来推断壁面温度。进而，根据推断出的壁面温度来控制后喷射量。由此抑制燃料在壁面上的附着。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2013-019350号公报
发明内容
发明要解决的问题
汽缸的壁面的温度(以下称为“汽缸壁面温度”)越低，直接喷射到汽缸内的燃料附着到汽缸壁面的量便越多。此处，在发动机的预热中、急减速时等过渡性的运转状态下，汽缸壁面温度在每一循环中都会上升或降低。此外，燃烧前的混合气的组成和温度因从排气口将废气直接带回至汽缸内的内部EGR(Exhaust Gas Recirculation：废气再循环)的实施等而在每一循环中都会发生变动。伴随于此，燃烧后的气体的组成和温度也在每一循环中发生变动。例如，在因内部EGR率的偏差而使得某一循环的燃烧前的混合气的稀释率升高的情况下，因燃烧而产生的热量就会降低。因此，燃烧后的气体(以下称为“燃烧后气体”)的温度降低，结果，汽缸壁面温度就降低。此外，燃烧后气体与壁面之间的传热率也在每一循环中发生变动。例如，在燃烧后气体的流速较快、从燃烧后气体向壁面的传热率提高了的情况下，从燃烧后气体向壁面的传热量会增加、壁面温度会上升。
然而，以前的专利文献1未考虑到每一循环的燃烧后气体的组成及温度的变动、燃烧后气体与壁面之间的传热特性的变动，仅根据进气温度和冷却水温、利用事先存储的映射来算出燃料喷射量。
此时，在因减速等而使得燃料喷射量减少的循环中，在实际的混合气的EGR率比规定映射值时设想的范围高的情况下，成为稀释率比设想高的混合气下的燃烧。因此，壁面温度会变得比设想的值低。因此，当进行使用事先存储的模型的燃料喷射时，燃料在壁面上的附着量会增加。如此，尤其是在刚从冷机状态起动发动机之后的过渡运转时，曾有燃料在汽缸壁面上的附着量增加这一问题。
本发明的目的在于提供一种对于壁面温度在每一循环中发生变动的发动机，能够抑制燃料在汽缸壁面上的附着量的技术。
解决问题的技术手段
本发明的一形态的内燃机控制装置控制通过对汽缸内喷射燃料并点火来产生燃烧的内燃机，该内燃机控制装置具有：壁面温度算出部，其根据所述汽缸内的压力来算出所述汽缸的壁面温度；以及燃烧控制部，其根据算出的所述壁面温度来控制所述内燃机的燃烧。
发明的效果
根据本发明，由于根据汽缸内的压力来算出壁面温度并将该壁面温度用于内燃机的控制，因此，与根据冷却水温来求壁面温度的情况相比，能够更实时地获取壁面温度，从而能够迅速进行恰当的控制。
附图说明
图1为将实施例1的内燃机控制装置运用于汽车用缸内喷射式汽油发动机的系统的系统构成图。
图2为汽缸部的放大图。
图3为表示通过实施例1的内燃机控制装置对燃料喷射的时间进行修正控制的处理的一例的流程图。
图4为表示实施例1的对1循环中的燃料的喷射时间进行修正的控制的一例的流程图。
图5为表示实施例1的内燃机控制装置中的车速、壁面温度、水温、燃料喷射时间目标值的时间变化的时序图。
图6为表示实施例2的对1循环中的燃料喷射次数进行修正控制的处理的一例的流程图。
图7为表示实施例2的内燃机控制装置中的车速、壁面温度、水温、目标燃料喷射次数的时间变化的时序图。
图8为表示实施例2的内燃机控制装置中的1循环中的进排气门的动作和燃料的分割喷射模型的一例的时序图。
图9为表示实施例3中对1循环中的燃料的分割喷射的比例进行修正控制的处理的一例的流程图。
图10为表示实施例3的内燃机控制装置中的车速、壁面温度、水温、压缩行程侧的燃料喷射比例目标值的时间变化的时序图。
图11为表示实施例3的内燃机控制装置中的1循环中的进排气门的动作和分割喷射中的燃料的比例的一例的时序图。
图12为表示实施例4的对1循环中的点火时间进行修正控制的处理的一例的流程图。
图13为表示实施例4的内燃机控制装置中的车速、壁面温度、水温、点火时间目标值的时间变化的时序图。
图14为表示实施例5的内燃机控制装置中的1循环内的缸内压力和燃料喷射时间的目标值相对于曲轴角的变化的时序图。
图15为表示实施例5的内燃机控制装置中的燃烧后气体的热容比的算出过程的流程图。
图16为表示实施例5的内燃机控制装置中的壁面温度的算出过程的流程图。
图17为表示各种实施例中的控制部的概略的功能构成的框图。
具体实施方式
使用附图，对本发明的实施例进行说明。
实施例1
下面，使用图1～图5，对实施例1的内燃机控制装置的构成及动作进行说明。
图1为将实施例1的内燃机控制装置运用于汽车用缸内喷射式汽油发动机而得的系统的系统构成图。图2为汽缸部的放大图。
发动机100为火花点火式汽车用四缸汽油发动机。进气管6上设置有测量吸入空气量的空气流量传感器1、用以对进气增压的增压器的压缩器4a、用以冷却进气的中冷器7、调整进气管6内的压力的电控节气门2、以及测量进气管6内的压力的进气压力传感器14。
此外，发动机100上配备有对各汽缸15中喷射燃料的燃料喷射装置(以下记作喷射器)13、用以对所喷射的燃料与空气的混合气进行压缩的活塞18、以及供给点火能量的火花塞17。此外，图2中，喷射器13上配备有测定汽缸(cylinder)内部的压力的缸内压力传感器19。缸内压力传感器19并非一定要安装在喷射器13上。例如，也可与火花塞17等其他设备成为一体。此外，缸内压力传感器19也可单独安装在汽缸15中。
此外，分别调整流入至汽缸15的气体或者从汽缸15排出的气体的可变气门正时机构5a(进气侧)及5b(排气侧)设置在汽缸15的汽缸盖上。通过可变气门正时5a、5b对第1至第4所有汽缸的进气门21及排气门22的开阀及闭阀的时间进行调整，由此调整进气量及内部EGR量。
此外，虽未图示，但用以对喷射器13供给高压燃料的高压燃料泵通过燃料管道与喷射器13连接在一起。此外，燃料管道中配备有用以测量燃料喷射压力的燃料压力传感器。
进而，排气管16上设置有通过废气能量对增压器的压缩器4a赋予旋转力用的涡轮4b、用以调整流至涡轮4b的废气的流量的电控废气门阀11、净化废气的三元催化剂10、以及作为空燃比检测器的一形态而在三元催化剂10的上游侧检测废气的空燃比的空燃比传感器9。此外，虽未图示，但曲轴上设置有用以算出旋转角度的曲轴角度传感器。
进而，有用以使废气从排气管16的三元催化剂10的下游回流至进气管6的压缩器4a的上游的EGR管40。此外，在EGR管40的各适当位置安装有用以冷却EGR的EGR冷却器42、用以控制在EGR管40中回流的废气的流量的EGR阀41、检测EGR阀41的前后的差压的差压传感器43、以及检测EGR管40的温度的EGR温度传感器44。
来自空气流量传感器1、空燃比传感器9、进气压力传感器14、差压传感器43及EGR温度传感器44各方的表示各传感器值的信号送至发动机控制单元(ECU)20。此外，从加速踏板开度传感器12获得的表示加速踏板开度的输出信号送至ECU 20。加速踏板开度传感器12检测加速踏板的踩踏量也就是加速踏板开度。
ECU 20根据加速踏板开度传感器12的输出信号来运算驾驶员要求的扭矩(要求扭矩)。即，加速踏板开度传感器12作为检测对发动机的要求扭矩的要求扭矩检测传感器加以使用。
此外，ECU 20根据来自曲轴角度传感器的表示曲轴角的输出信号来运算发动机的转速。ECU 20根据从上述各种传感器的输出信号获得的发动机的运转状态来算出空气流量、燃料喷射量、点火时间及燃料压力等发动机的主要工作量(燃烧参数)的最佳值。
由ECU 20运算出的燃料喷射量转换为开阀脉冲信号而送至喷射器13。此外，以在由ECU 20运算出的点火时间进行点火的方式将点火信号送至火花塞17。此外，由ECU 20运算出的节气门开度以节气门驱动信号的形式送至电控节气门2。此外，由ECU 20运算出的可变气门正时的工作量以可变气门正时驱动信号的形式送至可变气门正时5。此外，由ECU20运算出的废气门阀开度以废气门阀驱动信号的形式送至电控废气门阀11。此外，平时由ECU20运算的EGR阀开度以EGR阀开度驱动信号的形式送至EGR阀41。
对从进气管6经过进气门21流入到汽缸15内的空气喷射燃料，空气与燃料混合而形成混合气。混合气在规定的点火时间借助从火花塞17产生的火花而爆炸。通过该燃烧产生的汽缸内的压力使得活塞被下压，产生发动机的驱动力。进而，爆炸后的废气经过排气管16送入至三元催化剂10，在三元催化剂10内对有害成分进行净化而排出至外部。
图3为表示通过实施例1的内燃机控制装置对燃料喷射的时间进行修正控制的处理的一例的流程图。图1所示的ECU 20具有中央处理装置(CPU)，它作为控制部而发挥功能。
在步骤S301中，控制部利用各传感器来获取进气的温度(进气温度)、冷却水的温度(水温)、混合气体的空气与燃料的比率(空燃比)以及进气的质量(进气质量)。在步骤S302中，控制部根据进气温度、空燃比及进气质量来求燃烧后气体的温度。在步骤S303中，控制部根据水温和事先预估的汽缸内部的传热特性来算出保持有燃烧后气体和冷却水时的汽缸15的壁面的平衡温度。此处，汽缸15的壁面的温度即壁面温度不会立即达到平衡温度，因此，在步骤S304中，控制部会求出与系统的热容量相应的壁面温度的时间响应延迟，以考虑壁面温度的变化的时间上的延迟。汽缸内部的传热特性和热容量可通过数值解析求出来加以使用，也可使用将解析或实验结果映射化而得的结果。
此外，在步骤S305中，ECU 20的控制部将考虑了时间响应延迟而求出的壁面温度与基准值进行比较。该基准值是以解析或实验方式求出该运转条件下废气达到最小的壁面温度的温度值。在壁面温度低于基准值的情况下，在步骤S306中，控制部使燃料喷射时间提前。接着，在步骤S307中，控制部再次比较壁面温度与基准值，在壁面温度高于基准值的情况下，使燃料喷射时间推迟。
此处，在发动机的预热中或急减速时等过渡运转状态下，汽缸15的壁面温度在每一循环中都会上升或降低。此外，燃烧前的混合气的组成及温度因将废气从排气口直接带回至缸内的内部EGR的实施等而在每一循环中都会发生变动，伴随于此，燃烧后气体的组成和温度也在每一循环中发生变动。例如，在因内部EGR率的偏差而使得某一循环的混合气的稀释率升高的情况下，因燃烧而产生的热量就会降低，因此燃烧后气体的温度降低，结果，壁面温度也降低。此外，燃烧后气体与壁面的传热率也在每一循环中发生变动，例如，在燃烧后气体的流速较快、向壁面的传热率提高了的情况下，从燃烧后气体向壁面的传热量会增加，壁面温度上升。
然而，在以往的控制中，每一循环的燃烧后气体的组成及温度的变动、燃烧后气体与壁面间的传热特性的变动都没有被考虑到，壁面温度是根据进气温度、水温及空燃比等在时间分辨率上难以检测每一循环的变动的传感器值、利用预先存储的映射来算出的。在因减速等而使得燃料喷射量减少的循环中，在实际的混合气的EGR率比规定映射值时设想的值高的情况下，相较于设想而言会成为高稀释燃烧，因此壁面温度就会比推断结果低。因此，在利用事先存储的模型来进行燃料喷射的情况下，燃料在壁面上的附着量会增加。如此，尤其是在刚起动之后等过渡运转时，以往存在燃料在汽缸15的壁面上的附着量会增加这一问题。
图4为表示实施例1的对1循环中的燃料的喷射时间进行修正的控制的一例的流程图。
在步骤S401中，进气门打开(IVO)而进行进气，在进气行程中将燃料喷射至缸内，进气门关闭(IVC)而开始压缩。燃料喷射时间通常设定为进气行程的上止点后60deg左右。
在步骤S402中，控制部从各传感器获取进气温度、空燃比及进气流量，而且获取压缩行程中的缸内压力的测定值。
在步骤S403中，控制部根据步骤S402中获取到的缸内压力的测定值来推断混合气的温度和组成。进而，控制部根据混合气的温度和组成的推断结果来推断燃烧后气体的热容比。
在步骤S404中，利用火花塞17进行点火而开始燃烧，缸内压力达到峰值。
在步骤S405中，控制部利用温度传感器来获取水温，而且获取膨胀行程中的缸内压力的测定值。
在步骤S406中，控制部根据步骤S405中获取到的值来计算壁面温度在1循环中的平均值。水温通常为100℃以下，而且燃烧气体在1循环中的平均温度为400～600℃。壁面温度在1循环中的平均值在水温与燃烧气体的温度之间的范围内变动。
在步骤S407中，ECU 20的控制部将求出的壁面温度在1循环中的平均值与基准值进行比较。该基准值是以解析或实验方式求出规定的运转条件下的废气达到最小的壁面温度而得的。在壁面温度低于基准值的情况下，在步骤S408中，控制部使下一次循环中的燃料的喷射时间提前。当使燃料喷射时间提前时，会在流入至汽缸15中的新气的流速较快的进气行程的初期阶段喷射燃料。因此，所喷射的燃料向壁面的附着就通过沿汽缸15的壁面下降的新气得到抑制。
此外，壁面温度在1循环内也在发生变动，在进气行程中，因上一次循环的燃烧而得到了加热的壁面被新气及冷却水冷却，因此，壁面温度随着活塞的下降而不停降低。因此，进气行程的前半的壁面温度相对高于后半的壁面温度。因而，当使燃料喷射时间提前时，燃料撞击壁面时的壁面温度上升，由此，也会抑制燃料的壁面附着。
作为燃料喷射时间的提前量，通过数值解析或实验来求每一壁面温度下基于燃烧的喷射时间的变化的废气成分(有害成分)的排出量，从而求出废气成分达到最小的燃料喷射时间的提前量。或者，也可预先将壁面温度与适于该壁面温度的燃料的喷射时间的提前量的关系映射化。
在步骤S409中，控制部对壁面温度与基准值进行比较。在壁面温度高于基准值的情况下，控制部在步骤S410中使下一循环中的燃料的喷射时间推迟。
当使燃料喷射时间提前时，燃料的壁面附着得到抑制，但在过度提前的情况下，燃料与空气的混合状态会变差，导致在混合气中形成局部性的稀燃或富燃区域。例如，若在上止点后立即喷射全部燃料，则在进气行程的后半流入到缸内的新气相对于理论空燃比而言燃料不足，成为稀燃状态。在汽缸上部的火花塞附近变为稀燃的情况下，点火后的火焰核心的形成会受到阻碍。结果，燃烧的稳定性变差，导致油耗变差。
此外，反过来，在汽缸下部变为稀燃的情况下，汽缸下部的混合气不会被燃料的气化热充分冷却，导致末端气体部的温度上升而容易发生爆震。于是，无法在油耗达到最佳的点火时间进行点火。
在壁面温度高于基准值的情况下，通过使燃料喷射时间推迟，能够提高燃烧稳定性。可以在使废气达到最小的情况下于油耗达到最佳的点火时间进行点火，从而能够减少废气及油耗。关于燃料喷射时间的目标推迟量，通过数值解析或实验来求每一壁面温度下基于燃烧喷射时间变化的油耗，从而求出油耗达到油耗的燃料喷射时间提前量。或者，也可事先将壁面温度与燃料喷射时间提前量的关系映射化。
其后，在步骤S411中，排气门打开(EVO)而排出燃烧后气体，排气门关闭(EVC)，1循环完成。
如此，通过根据壁面温度的推断结果来变更燃料喷射时间，可以根据在过渡时不停变化的壁面温度来减少废气及油耗。
图5为表示实施例1的内燃机控制装置中的车速、壁面温度、水温、燃料喷射时间目标值的时间变化的时序图。此处，以车速从速度V1减速到速度V2时的控制为例进行说明。
参考图5的(a)，搭载有本实施例的内燃机控制装置的车辆以固定速度V1在平地上行驶，在某一时刻T1开始减速，并在时刻T2减速到固定速度V2。此时，在发动机中，转速、负荷的降低使得内部产生的热量减少。由于壁面温度根据发动机内部的发热量而变化，因此，在车辆减速时，壁面温度会降低。
参考图5的(b)，在时刻T1为X1的壁面温度在时刻T3降低到X2。此外，水温随着发动机发热量的减少而逐渐降低。在时刻T1为Y1的水温在时刻T4降低到Y2。
令壁面温度为X1时的废气达到最小的燃料喷射时间为Z1，壁面温度为X2时的废气达到最小的燃料喷射时间为Z2。
此处，在图5的(c)中对本实施例中利用的壁面温度相对于发动机发热量的变化的跟随延迟时间(T3－T2)与以往利用的水温的跟随延迟时间(T4－T2)进行比较。水温的跟随延迟时间大幅大于壁面温度的跟随延迟时间。其原因在于，冷却水是在汽缸外部流动，因此，发动机发热量的变化要以水温的变化的形式反映出来会比较耗时。因此，以往变更燃料喷射时间的目标值的控制要晚到时刻T4才完成，在时刻T2到时刻T4之间无法将燃料喷射时间设定为废气达到最小的时间。
相对于此，在本实施例的情况下，壁面温度虽然会产生伴随车速的变化而来的燃烧变动等所引起的跟随延迟，但壁面温度的跟随延迟时间比水温的跟随延迟时间小。此外，本实施例的内燃机控制装置每一循环都会测定缸内压，由此，能在每一循环中推断壁面温度，从而能够实现图5的(c)的时序图所示那样的跟随延迟较小的喷射时间控制。
再者，此处是以车辆进行减速的情景为例进行的说明，但加速时也一样，通过跟随增加的发动机发热量来推断壁面温度，能够实现跟随延迟较小的燃料喷射时间控制。
如此，通过推断在每一循环中发生变动的壁面温度而在每一循环中控制下一循环之后的燃料喷射时间，能够调整燃料到达壁面附近时的空气流动，从而在过渡时也能减少附着至汽缸15的壁面的燃料量而减少废气。
实施例2
在实施例1中，作为内燃机控制中的燃烧参数，对控制燃料喷射时间的例子进行了说明，而在实施例2中，是对控制燃料喷射次数的例子进行说明。使用图6～图8，对利用ECU20的控制部来修正燃料喷射次数的情况下的内燃机控制装置的构成及动作的实施例进行说明。与实施例1同样的构成省略说明。
图6为表示实施例2的对1循环中的燃料喷射次数进行修正控制的处理的一例的流程图。步骤S601至步骤S607与图4的步骤S401至S407相同，因此省略详细说明。
在本实施例中，在壁面温度低于基准值的情况下，在步骤S608中，控制部使下一循环的燃料喷射次数增加。当使燃料喷射次数增加时，每1次的燃料喷射量减少，燃料的侵徹力降低，由此抑制所喷射的燃料的壁面附着。
此外，在步骤S609中，控制部对壁面温度与基准值进行比较，在壁面温度高于基准值的情况下，在步骤S610中使下一循环的燃料喷射次数减少。
当使燃料喷射次数增加时，燃料的壁面附着会得到抑制，但在使燃料喷射次数增加到过多次数的情况下，燃料的侵徹力降低会使得燃料与空气的混合状态变差，导致在混合气中形成局部性的稀燃或富燃区域。结果，燃烧稳定性变差、油耗变差。
在壁面温度高于基准值的情况下，若减少燃料喷射次数，则燃烧的稳定性提高，可以在使废气达到最小的情况下将点火时间设定为油耗达到最佳的时间，从而能够减少废气及油耗。关于燃料喷射次数的目标次数，可以通过数值解析或实验来求每一壁面温度下基于燃烧喷射次数变化的废气成分的排出量，从而求出废气达到最小的燃料喷射次数。或者，也可事先将壁面温度与燃料喷射次数的关系映射化。其后，在步骤S611中，排气门打开而排出燃烧后气体，排气门关闭，1循环完成。
图7为表示实施例2的内燃机控制装置中的车速、壁面温度、水温、目标燃料喷射次数的时间变化的时序图。
在本实施例中，以车速从某一速度V1降低到V2的减速时的控制为例进行说明。车速、壁面温度、水温的时间变化与图5相同，因此省略详细说明。
令壁面温度为X1时的废气达到最小的燃料喷射次数为A1，壁面温度为X2时的废气达到最小的燃料喷射次数为A2。
在以往的控制中，变更燃料喷射次数的时刻为T4，时刻T2到时刻T4之间无法选择废气达到最小的燃料喷射次数。相对于此，壁面温度的跟随延迟时间比水温的跟随延迟时间小。本实施例的内燃机控制装置每一循环都会测定缸内压，由此，能在每一循环中推断壁面温度，从而能够实现图7的(c)的时序图所示那样的跟随延迟时间较小的燃料喷射次数控制。
图8为表示实施例2的内燃机控制装置中的1循环中的进排气门的动作和燃料的分割喷射模型的一例的时序图。
图8的(a)展示了进气门21和排气门22的升程。图8的(b)及(c)的燃料喷射信号展示了本实施例中的燃料喷射模型，在其值不为0时，表示在喷射燃料。进气行程的燃料喷射时间若提前，则燃料的壁面附着就得到抑制，但在过度提前的情况下，在进气行程的后半流入到缸内的新气相对于理论空燃比而言燃料不足，会成为稀燃状态。
图8的(b)展示了在进气行程中进行基于分割喷射的多次燃料喷射的情况下的燃料喷射时间。在汽缸上部的火花塞附近变为稀燃的情况下，点火后的火焰核心的形成受到阻碍、燃烧稳定性变差，由此导致油耗变差。因此，除了以往的燃料喷射以外，还在进气行程中进行追加的燃料喷射。通过在进气行程的后半进行追加燃料喷射，能使足够量的燃料混合至在进气行程后半流入至缸内的新气从而抑制稀燃区域的形成。
图8的(c)展示了基于分割喷射的多次燃料喷射在进气行程和压缩行程中分开进行的情况下的燃料喷射时间。在汽缸下部变为稀燃的情况下，汽缸下部的混合气不会被燃料的气化热充分冷却，导致末端气体部的温度上升而容易发生爆震。于是，无法将点火时间设为油耗达到最佳的时间，导致油耗变差。
因此，除了以往的进气行程中的燃料喷射以外，还在压缩行程中进行追加的燃料喷射。通过对压缩行程中的缸内喷射燃料，燃料的气化热使得气体温度降低，获得抑制爆震的效果。如上所述，通过根据壁面温度的推断结果在IVO侧或压缩行程侧进行追加的燃料喷射，能够提高燃烧稳定性。于是，能在使废气达到最小的情况下采取油耗最佳点火时间，从而能够减少废气、油耗。
此处，以车辆进行减速的情景为例进行了说明，但加速时也一样，通过推断跟随增加的发动机发热量而上升的壁面温度，能够实现与壁面温度同步的喷射次数控制。此外，燃料喷射次数也可多于两次。
如此，通过根据壁面温度的推断结果来变更燃料喷射次数，能够调整所喷射的燃料的侵徹力和混合状态，从而可以通过与在过渡时不停变化的壁面温度相应的控制来将废气及油耗最小化。
实施例3
在实施例3中，使用图9～图11，说明ECU 20的控制部将燃料分割喷射中的喷射量的比例作为燃烧参数进行控制的情况下的内燃机控制装置的构成及动作的实施例。与实施例1同样的构成省略说明。
图9为表示实施例3中对1循环中的燃料的分割喷射的比例进行修正控制的处理的一例的流程图。在燃料的分割喷射中，将1循环中应喷射的燃料以恰当的比例分配为多次燃料喷射。本实施例为控制该分割喷射的比例的例子。步骤S901至S907与图4的步骤S401至S407相同，因此省略详细说明。
在本实施例中，在壁面温度低于基准值的情况下，在步骤S908中，控制部使下一循环的燃料分割喷射中的IVO侧或者压缩行程侧也就是时间上后侧的燃料喷射中喷射的燃料的比例增加。
首先，在进气行程中进行燃料分割喷射的多次(例如两次)燃料喷射的情况下，使这多次燃料喷射中的IVO侧的燃料喷射的燃料的比例增加。当使IVO侧的燃料喷射量增加时，流入至汽缸内的新气的流速较快的进气行程的初期阶段内喷射的燃料的比例会增加，因此，沿汽缸壁面下降的新气使得所喷射的燃料当中附着至壁面的燃料的量减少。
此外，在将燃料分割喷射的多次(例如两次)燃料喷射在进气行程和压缩行程中分开进行的情况下，使压缩行程中的燃料喷射中喷射的燃料的比例增加。当对压缩行程中的汽缸15内喷射燃料时，燃料的气化热使得气体温度降低，从而获得抑制爆震的效果。因此，能在使废气达到最小的情况下选择使油耗达到最佳的点火时间，从而能够减少废气及油耗。
此外，在步骤S909中，控制部对壁面温度与基准值进行比较，在壁面温度高于基准值的情况下，在步骤S910中使下一循环的燃料分割喷射中IVO侧或压缩行程侧的燃料喷射中喷射的燃料的比例减少。
若使IVO侧或压缩行程侧的燃料喷射的燃料的比例过度增加，则燃料与空气的混合状态会变差，导致在混合气中形成局部性的稀燃或富燃区域。结果，燃烧的稳定性变差、油耗变差。因此，在壁面温度较高时，通过使IVO侧或压缩行程侧的燃料喷射中喷射的燃料的比例减少，能使燃烧变得稳定。于是，能在使废气达到最小的情况下选择使油耗达到最佳的点火时间，从而能够减少废气及油耗。
关于分割喷射中的燃料的分割的比例的目标，宜通过数值解析或实验预先求出每一壁面温度下基于燃烧喷射的比例的变化的废气成分的排出量，从而求出废气达到最小的燃料喷射的比例。或者，也可事先将壁面温度与燃料喷射比例的关系映射化。其后，在步骤S1011中，排气门打开而排出燃烧后气体，排气门关闭，1循环完成。
图10为表示实施例3的内燃机控制装置中的车速、壁面温度、水温、压缩行程侧的燃料喷射比例目标值的时间变化的时序图。图10的(b)及(c)的燃料喷射信号的值不为0时，表示在喷射燃料，其横宽越大，表示燃料喷射量越多。
在本实施例中，以车速从某一速度V1降低到V2的减速时的控制为例进行说明。车速、壁面温度、水温的时间变化与图5相同，因此省略详细说明。令壁面温度为X1时的废气达到最小的压缩行程侧的燃料喷射比例为B1，壁面温度为X2时的废气达到最小的压缩行程侧的燃料喷射比例为B2。
在基于水温的以往的控制中，变更燃料喷射比例的时刻为T4，时刻T2到时刻T4之间无法将燃料喷射的比例设定为废气达到最小的比例。相对于此，本实施例中使用的壁面温度的跟随延迟时间比水温的跟随延迟时间小。本实施例的内燃机控制装置每一循环都会测定缸内压，由此，能在每一循环中推断壁面温度。于是，能够实现图10的(c)的时序图所示那样的跟随延迟较小的燃料喷射比例的控制。例如，通过增加对压缩行程中的缸内喷射的燃料的比例，燃料的气化热使得气体温度降低，获得爆震抑制效果。于是，能获取使废气达到最小的情况下油耗达到最佳的点火时间，从而能够减少废气及油耗。
在本实施例中，以车辆进行减速的情景为例进行了说明，但加速时也一样，通过跟随增加的发动机发热量来推断壁面温度，能够实现跟随延迟较小的燃料喷射比例的控制。
图11为表示实施例3的内燃机控制装置中的1循环中的进排气门的动作和分割喷射中的燃料的比例的一例的时序图。图11的(a)展示了进气门21和排气门22的升程。图11的(b)及(c)的燃料喷射信号展示了本实施例中的燃料喷射模型，在其值不为0时，表示在喷射燃料。此外，燃料喷射信号的横宽越大，表示燃料喷射量越是增加。
当使压缩行程中喷射的燃料的比例增加时，燃料的气化热使得气体温度降低，从而获得爆震抑制效果。但是，在使压缩工序的燃料喷射的比例过度增加的情况下，燃料与空气的混合状态会变差，导致在混合气中形成局部性的稀燃或富燃区域，燃烧稳定性变差。于是，无法在使废气达到最小的情况下选择使油耗达到最佳的点火时间，导致废气及油耗变差。
图11的(b)展示了在进气行程和压缩行程中分别进行分割喷射的两次燃料喷射的情况下变更比例之前的燃料喷射时间。由于压缩行程侧喷射的燃料的比例较高，因此燃料与空气的混合状态变差，导致燃烧稳定性变差。因此，像图11的(c)所示那样变更两次燃料喷射的燃料的比例。
具体而言，使压缩行程的燃料喷射中的燃料的比例减少。由此，燃烧稳定性得到改善，能在使废气达到最小的情况下选择使油耗达到最佳的点火时间，从而能够减少废气及油耗。
如此，跟随变动的发动机发热量来推断壁面温度、根据壁面温度的推断结果来变更分割喷射中的各燃料喷射中喷射的燃料的比例，由此，能够调整所喷射的燃料的壁面附着量和混合气的冷却量，从而能够根据在过渡时不停变化的壁面温度将废气及油耗抑制得较小。
实施例4
在实施例4中，使用图12～图13，说明ECU 20的控制部将点火时间作为燃烧参数进行控制的情况下的内燃机控制装置的构成及动作的实施例。与实施例1同样的构成省略说明。
图12为表示实施例4的对1循环中的点火时间进行修正控制的处理的一例的流程图。内燃机(发动机100)上安装有用以对进行点火的火花塞17供给高电压的未图示的点火线圈。ECU 20的控制部根据气体的温度和EGR率对燃烧循环中的点火线圈的二次侧线圈电流的上升时刻进行修正。步骤S1201至S1207与图4的步骤S401至S407相同，因此省略详细说明。
在本实施例中，在壁面温度低于基准值的情况下，在步骤S1208中，控制部使下一循环的点火时间提前。当使点火时间提前时，燃烧气体被活塞压缩的期间变长，燃烧气体的最高温度上升。结果，向汽缸15壁面的传热量增加，壁面温度上升。壁面温度上升能够抑制下一循环中喷射的燃料附着至壁面，从而减少废气。
此外，在步骤S1209中，控制部对壁面温度与基准值进行比较，在壁面温度高于基准值的情况下，在步骤S1210中使下一循环的点火时间推迟。若使点火时间过度提前，则燃烧气体的温度和压力会上升。由此，会引发利用火花塞17进行点火之前混合气便自发火的早燃或者爆震等异常燃烧，结果，废气或油耗变差。
在壁面温度高于基准值的情况下，通过使点火时间推迟，能够降低汽缸内的气体温度、抑制异常燃烧、谋求废气及油耗的提高。关于点火时间的目标值，可通过数值解析或实验来求每一壁面温度下基于点火时间的废气成分的排出量，从而求出废气达到最小的点火时间。或者，也可事先将壁面温度与点火时间的关系映射化。其后，在步骤S1211中，排气门打开而排出燃烧后气体，排气门关闭，1循环完成。
再者，当EGR率超过大致30％时，燃烧稳定性会变差，因此，即便将点火时间提前，也得不到稳定的燃烧。因此，宜以在EGR率变成设定值(例如30％)以上的情况下不论壁面温度如何都不将点火时间提前的方式设定壁面温度的基准值。
在EGR中，从图1中的排气管的三元催化剂10的下游将废气导出至EGR管40，利用EGR冷却器42冷却至规定温度，之后使其回流至进气管6上的压缩器4a的上游。将该方式的EGR称为外部EGR，以与后文叙述的内部EGR加以区分。
通过外部EGR加以再循环的废气的量由EGR阀41控制在一定程度。此处，由于废气的组成会因前一燃烧循环的空燃比、进气量偏差等而发生变动，因此EGR率在每一燃烧循环中都会发生变动。
即便壁面温度相同，当EGR率增加时，爆震会得到抑制，从而使点火时间提前的极限扩大，最佳点火时间也朝提前侧移动。反过来，在EGR率减少的情况下，爆震抑制效果减少，从而点火时间的提前极限缩小。此外，最佳点火时间朝推迟侧移动。在本实施例的内燃机控制装置中，例如在EGR率增加了的情况下，通过提高与壁面温度进行比较的基准值的修正来使点火时间目标值提前。此外，在EGR率减少了的情况下，通过降低壁面温度的基准值的修正来使点火时间目标值推迟。
图13为表示实施例4的内燃机控制装置中的车速、壁面温度、水温、点火时间目标值的时间变化的时序图。在本实施例中，以车速从某一速度V1降低到V2的减速时的控制为例进行说明。车速、壁面温度、水温的时间变化与图5相同，因此省略详细说明。令壁面温度为X1时的废气达到最小的点火时间为C1，壁面温度为X2时的废气达到最小的点火时间为C2。
图13的(c)为ECU所存储的点火时间的目标值，控制部在时刻T3根据修正值来改写点火时间目标值。在基于水温的以往的控制中，变更点火时间的时刻为T4，时刻T2到时刻T4之间无法采取废气达到最小的点火时间。相对于此，壁面温度的跟随延迟时间比水温的跟随延迟时间小。
如此，本实施例的内燃机控制装置每一循环都会测定缸内压，由此，能在每一循环中推断壁面温度，从而实现图13的(c)的时序图所示那样的与壁面温度同步的、跟随延迟较小的点火时间的控制。结果，能在使废气达到最小的情况下选择使油耗达到最佳的点火时间，从而能够减少废气及油耗。
实施例5
在实施例5中，展示算出燃烧后气体的热容比、并使用该热容比来算出壁面温度的例子。使用图14～图16，对实施例5中的燃烧后气体的热容比的算出过程和壁面温度的算出过程进行说明。此外，本实施例是展示像图4所示的实施例1那样控制燃料喷射时间的例子。
图14为表示实施例5的内燃机控制装置中的1循环内的缸内压力和燃料喷射时间的目标值相对于曲轴角的变化的时序图。
图14的(a)展示了进气门21和排气门22的升程。在曲轴角θ1下，进气门21关闭，进气行程完成。在曲轴角θ1下测定缸内压P1。继进气行程之后，压缩行程开始，如图14的(b)所示，在曲轴角θ1下，缸内压力从P1开始上升。在压缩行程推进后的曲轴角θ2下测定缸内压P2。此处，可以算出2点下的压力变化(P2－P1)。此外，根据曲轴角度的检测值θ1及θ2，还能获得缸内体积V1及V2。根据这些测定值、空燃比以及进气质量中的至少1方以上的值，可以推断气体温度及EGR率。
在步骤S403中，控制部求出燃烧后气体的热容比。燃烧后气体的热容比的算出方法将于后文叙述。
接着，当缸内压超过峰值时，膨胀行程开始，如图14的(b)所示，在曲轴角θ3下，缸内压从P3开始下降。测定曲轴角θ3下的缸内压P4。此外，在膨胀行程推进后的曲轴角θ4下测定缸内压P4。由此，可以获得2点下的压力变化(P4－P3)。此外，根据曲轴角度的检测值θ3及θ4，还能获得缸内体积V3及V4。
在步骤S406中，控制部根据这些测定值、燃烧后气体的热容比以及水温中的至少1方以上的值来推断壁面温度。壁面温度的推断方法将于后文叙述。
控制部在步骤S407中对推断出的壁面温度与基准值进行比较，通过步骤S408在曲轴角θ5下像图14的(c)所示那样变更燃料喷射时间。此外，控制部在步骤S409中对推断出的壁面温度与基准值进行比较，通过步骤S410在曲轴角θ5下像图14的(c)所示那样变更燃料喷射时间。
接着，使用图15，对步骤S403中的燃烧后气体的热容比的推断方法进行说明。
图15为表示实施例5的内燃机控制装置中的燃烧后气体的热容比的算出过程的流程图。
首先，控制部利用各种传感器来获取缸内的各种状态量。在步骤S1501中，控制部根据由缸内压传感器测定出的值来获取缸内压P。在步骤S1502中，控制部从曲轴角传感器获取当前的曲轴角θ，从而获取由曲轴角θ和汽缸15的形状信息决定的缸内体积V。在步骤S1503中，控制部利用排气管上安装的空燃比传感器来获取空燃比CAF。在步骤S1504中，控制部利用进气空气流量传感器来获取进气的质量m。
接着，在步骤S1505中，控制部将压缩行程假定为绝热压缩来算出热容比的实测值。在压缩开始曲轴角θ1到行程途中的曲轴角θ2之间，获取缸内压P1及P2、缸内体积V1及V2，通过以下式(1)来算出混合气体的热容比的实测值γ1。
[数式1]
接着，在步骤S1506至步骤S1508中，控制部将IVC时的气体温度和EGR率作为未知的参数、使用气体的状态方程来算出热容比的计算值。
在步骤S1506中，控制部将IVC时的气体的温度T1以及气体的EGR率YEGR设定为假值。在步骤S1507中，控制部获取事先测定并存储的空气的热容比γAir(T)、气化燃料γfuel(T)、以理论空燃比燃烧时的废气的热容比γEGR(T)作为温度依存数据。
在步骤S1508中，能够使用步骤S1503中获取到的空燃比CAF、通过以下式(2)来表示空气、燃料、废气混杂而成的混合气体的热容比γ2。
[数式2]
此处，CAF(1－YEGR)/(CAF+1)表示混合气体中的空气的质量比例，(1－YEGR)/(CAF+1)表示混合气体中的燃料的质量比例。
接着，也使用步骤S1504中获取到的进气质量m，将IVC时的缸内气体的状态方程表示在式(3)。
[数式3]
此处，缸内气体的质量M1示于式(31)，通用气体常数Ru示于式(32)。
[数式4]
[数式5]
式(2)及式(3)中，未知的参数仅为IVC时的气体的温度T1以及气体的EGR率YEGR，通过解算2个式子的联立方程，可以求出未知参数。
但是，2个式子分别包含非线性项，因此难以直接解算。因此，在步骤S1509中计算通过式(1)求出的热容比的实测值γ1与由式(2)、式(3)决定的热容比的计算值γ2的残差，在步骤S1510中以将其最小化的方式进行收敛计算，鉴定未知参数T1及YEGR。
在收敛计算中，为了抑制探索造成的计算负荷的增大，预先规定气体的温度T1和EGR率YEGR的可取范围，之后每次假定该范围内的多组值例如30组值来进行并行计算。根据鉴定结果，在步骤S1511中获得气体温度T1，在步骤S1512中获得EGR率YEGR。
通过定下之前未知的IVC时的温度T1，可以通过以下式(4)来算出包括压缩上止点上的温度在内的、压缩中的任意点上的气体的温度。
[数式6]
在本实施例的内燃机控制装置中，根据压缩行程中的缸内压的变化的历史来鉴定热容比。此处，对所鉴定的参数的定性倾向进行叙述。
在气体的温度较高时，空气、燃料、废气的热容比随着温度上升而降低，缸内压的上升变得平缓。同样地，在EGR率较高时，热容比为1.25左右、比常温空气的热容比1.40左右还要小的废气的比例会增加，因此气体的热容比会降低，缸内压的上升就变得平缓。反过来，在气体的温度较低时或者EGR率较高时，缸内压的上升变得陡峭。根据这些缸内压变化的特征来鉴定气体的温度和EGR率。
如上所述，ECU 20的控制部根据进气门21及排气门22双方都关闭的状态下的缸内的气体的缸内压及缸内体积来鉴定气体的热容比，鉴定使假定气体温度和EGR率而计算出的混合气的热容比的残差达到最小而且满足混合气的状态方程的气体温度及EGR率，由此求出气体的温度和EGR率。如此，通过热容比的实测值与计算值的收敛计算来鉴定气体的温度和EGR率，由此，能够预测以往的进气温度传感器无法测定的IVC时的缸内气体的温度。
此处，步骤S1503中获取的空燃比、步骤S1504中获取的进气质量通常也是在进气管6的上游加以测定，因此，其值在每一汽缸、每一燃烧循环中发生变动。因此，关于空燃比CAF、进气质量m，也可给出假定值，并将传感器值作为参考值来设定探索范围而以未知参数的形式进行鉴定。
再者，为了进一步抑制探索造成的计算负荷的增大，也可将相对于温度而非线性地变化的热容比γAir(T)、γfuel(T)、γEGR(T)在每一区间内以直线加以近似，并针对假定的温度而规定直线的方程式，由此，能以联立方程式的形式以解析方式解算式(3)和式(4)，从而不需要收敛计算。
接着，使用图16，对步骤S406中的壁面温度的推断方法进行说明。
图16为表示实施例5的内燃机控制装置中的壁面温度的算出过程的流程图。
首先，控制部利用各种传感器获取缸内的状态量。在步骤S1601中，控制部从缸内压传感器获取缸内压P。在步骤S1602中，控制部从曲轴角传感器获取当前的曲轴角θ，从而获取由曲轴角θ和汽缸的形状信息决定的缸内体积V。在步骤S1603中，控制部利用冷却水管道上安装的水温传感器来获取水温Tw。在步骤S1604中，控制部获取步骤S1512中推断出的燃烧后气体的热容比γ'。
接着，在步骤S1605中，控制部根据步骤S1601中获取到的缸内压和步骤S1602中获取到的基于曲轴角的缸内体积来算出膨胀功的实测值。在膨胀开始曲轴角θ3到行程途中的曲轴角θ4之间，获得缸内压P3及P4和缸内体积V3及V4，通过以下式(5)算出混合气体的膨胀功的实测值。
[数式7]
接着，在步骤S1606中，控制部以未知参数的形式假定膨胀开始时的气体温度T2、气体与壁面间的传热率h1。在步骤S1607中，控制部使用假定的未知参数，使用以下式(6)、式(7)及式(8)来算出某一曲轴角θ下的缸内压力P(θ)、某一曲轴角θ下的燃烧后气体温度T2、气体-壁面间的传热率h。
[数式8]
此处，h2为壁面与冷却水之间的平均传热率。h2由发动机形状、冷却水的流速决定，不易受燃烧气体温度的变化的影响，因此使用事先通过实验或数值解析决定的值。
在步骤S1608中，控制部使用式(6)和式(7)、通过式(9)算出假定了绝热变化的理想膨胀功W。
[数式9]
步骤S1608中计算的理想膨胀功中未考虑散逸至壁面的热量即冷却损失。在膨胀行程中，气体温度比压缩行程中高，因此，与冷却水的温差增大，使得冷却损失增大。因此，在步骤S1609中，控制部对式(10)所示的冷却损失Q进行定义。式(10)中包含步骤S1606中假定的未知参数即膨胀开始时的气体温度T2和气体与壁面间的传热率h1。此外，A(θ)为接触燃烧后气体的汽缸内壁的面积，根据曲轴角θ而变化。
[数式10]
在步骤S1610中，控制部通过式(11)从步骤S1608中计算的理想膨胀功W中减去步骤S1609中计算的冷却损失Q，由此算出膨胀功的计算值。
[数式11]
式(11)中，未知参数仅为膨胀开始时的气体温度T2以及气体与壁面间的传热率h1。通过解算式(5)与式(11)相等这一式子，能够求出未知参数。但是，式(9)和式(10)这2个式子分别包含非线性项，因此难以直接解算。
因此，在步骤S1611中，控制部进行将步骤S1605中求出的膨胀功的实测值与步骤S1610中求出的膨胀功的计算值的残差最小化的收敛计算，鉴定未知参数T2及h1。在收敛计算中，为了抑制探索造成的计算负荷的增大，预先规定膨胀开始时的气体温度T2以及气体与壁面间的传热率h1的可取范围，之后在该范围内每次假定多组值例如30组值来进行并行计算。在步骤S1612中，在步骤S1611中算出的残差为容许值ε以下的情况下，控制部输出T2和h1的值作为鉴定结果。
在步骤S1613中，控制部根据鉴定结果、通过式(12)来计算壁面温度Twall(θ)。
[数式12]
在步骤S1614中，控制部算出并输出壁面温度Twall(θ)的1循环平均值。
在本实施例的内燃机控制装置中，根据膨胀行程中的缸内压的变化的历史来鉴定壁面温度。此处，对所鉴定的参数的定性倾向进行叙述。
在壁面温度较低时，因冷却损失而失去的热量增加，因此缸内压的下降变得陡峭。反过来，在壁面温度较高时，缸内压的下降变得平缓。根据这些缸内压变化的特征来鉴定壁面温度。
如上所述，ECU 20的控制部根据进气门21及排气门22双方都关闭的状态下的缸内的气体的压力及缸内体积来推断燃烧后气体的热容比。进而，控制部鉴定使假定膨胀开始时气体温度和气体-壁面间的传热率而计算出的燃烧气体的膨胀功的计算值与实测值的残差达到最小的膨胀开始时气体温度和气体-壁面间的传热率，并使用这些值来算出壁面温度的推断值。
如此，通过膨胀功的实测值与计算值的收敛计算来鉴定壁面温度，由此，能够实现以往的水温传感器无法测定的每一循环的壁面温度的预测，从而能够减少过渡运转中的废气。
在实施例5的内燃机控制装置中的壁面温度的算出过程中，使用了包括缸内压传感器、曲轴角传感器、水温传感器、空燃比传感器、空气流量传感器在内的各种传感器值。因此，存在爆震等异常燃烧对传感器施加噪声而增大壁面温度的推断值的误差这一情况。因此，可在发生了爆震等异常燃烧时中止本推断结果的反馈。即，控制部监视有无发生异常燃烧，当检测到异常燃烧时，在基于壁面温度的推断值的燃料喷射时间的控制中停止燃料喷射时间的修正。
这时，异常燃烧的检测可使用缸内压传感器或者检测发动机振动的爆震传感器。此外，在有凸凹的路面或者已冻结的路面等不良道路上行驶时，也存在缸内压传感器、曲轴角传感器、空气流量传感器等的输出值产生误差而导致壁面温度的推断值的误差增大这一情况。因此，在本实施例中，控制部可在检测到正在不良道路上行驶的情况下中止本推断结果的反馈。在不良道路的检测中，例如可使用车辆中搭载的加速度传感器、两轮的转速差、由车载相机拍摄的图像或影像中的任一种或多种。
如此，通过根据燃烧的状态以及外界的状况来停止基于壁面温度的推断结果的控制，能够抑制壁面温度推断的精度的降低造成的不良影响。
再者，本发明可以进行各种变形，并不限定于上述实施例。
例如，上述实施例是为了以易于理解的方式说明本发明所作的详细说明，并非一定限定于具备说明过的所有构成。此外，可以将某一实施例的构成的一部分替换为其他实施例的构成，此外，也可以对某一实施例的构成加入其他实施例的构成。此外，可以对各实施例的构成的一部分进行其他构成的追加、删除、替换。
可以像以下所示那样整理上述的本发明的实施例。
图17为表示上述实施例中的控制部的概略的功能构成的框图。参考图17，控制部具有壁面温度算出部201和燃烧控制部202。
(形态1)
一种内燃机控制装置，其控制通过对汽缸内喷射燃料并点火来产生燃烧的内燃机，该内燃机控制装置具有：壁面温度算出部，其根据汽缸内的压力来算出汽缸的壁面温度；以及燃烧控制部，其根据算出的壁面温度来控制内燃机的燃烧。由于根据汽缸内的压力来算出壁面温度并将该壁面温度用于内燃机的控制，因此，与根据冷却水温来求壁面温度的情况相比，能够更实时地获取壁面温度，从而能够迅速进行恰当的控制。
(形态2)
根据形态1所述的内燃机控制装置，其中，燃烧控制部根据壁面温度对燃烧中用于喷射或点火中的至少一方的燃烧参数进行修正。由于能将燃烧参数迅速控制为恰当的值，因此能够维持良好的燃烧、减少燃料在汽缸壁面上的附着量。
(形态3)
根据形态2所述的内燃机控制装置，其中，燃烧控制部在每一循环中测定壁面温度，并根据壁面温度来决定下一循环中的燃烧参数。由于可以根据最新的壁面温度在每一循环中控制燃烧参数，因此能将燃烧参数始终维持在恰当的值，从而维持良好的燃烧。
(形态4)
根据形态3所述的内燃机控制装置，其中，燃烧控制部根据将壁面温度与规定基准值进行比较而得的结果来变更下一循环之后的燃料喷射时间。
(形态5)
根据形态3所述的内燃机控制装置，其中，内燃机在1个循环内分割为多次来喷射燃料，燃烧控制部根据将壁面温度与规定基准值进行比较而得的结果来变更1循环中的燃料喷射次数。
(形态6)
根据形态3所述的内燃机控制装置，其中，内燃机在1个循环内分割为多次来喷射燃料，燃烧控制部根据将壁面温度与规定基准值进行比较而得的结果来变更下一循环之后的循环中1个循环内的各次燃料的喷射中喷射的燃料的比例。
(形态7)
根据形态3所述的内燃机控制装置，其中，燃烧控制部根据将壁面温度与规定基准值进行比较而得的结果来变更下一循环之后的点火时间。
(形态8)
根据形态7所述的内燃机控制装置，其中，在壁面温度低于基准值的情况下，燃烧控制部使点火时间提前到油耗最佳点。
(形态9)
根据形态7所述的内燃机控制装置，其中，在壁面温度高于基准值的情况下，燃烧控制部将点火时间推迟到不发生爆震的规定时刻。
(形态10)
根据形态1所述的内燃机控制装置，其中，壁面温度算出部在膨胀行程中根据使用测定多个曲轴角下的缸内压而得的结果算出的做功量的实测值、与基于包含第1未知参数的冷却损失和绝热膨胀的假定而加以计算的做功量的计算值的差分来推断所述第1未知参数，根据推断出的第1未知参数来算出每一循环的壁面温度。由于根据利用做功量的实测值与计算值的差分求出的冷却损失来算出壁面温度，因此能够迅速算出壁面温度。
(形态11)
根据形态10所述的内燃机控制装置，其中，壁面温度算出部通过将做功量的实测值与做功量的计算值的差分最小化的计算来推断第1未知参数。
(形态12)
根据形态10所述的内燃机控制装置，其中，第1未知参数为膨胀开始时的气体温度和气体-壁面间的传热率。
(形态13)
根据形态10所述的内燃机控制装置，其中，壁面温度算出部根据多个曲轴角下测定出的缸内压测定值和由燃烧室形状决定的缸内体积来算出做功量的实测值。由于使用多个曲轴角下的缸内压的测定值来算出做功量的实测值，因此能以高精度获得做功量的实测值。
(形态14)
根据形态11所述的内燃机控制装置，其中，壁面算出部根据基于所测定的缸内压、曲轴角、空燃比以及进气的质量算出的燃烧后气体的热容比、假定绝热膨胀加以计算的缸内压、以及由燃烧室形状决定的缸内体积来算出做功量的计算值。由于根据燃烧后的气体的热容比来算出做功量的计算值，因此能够算出做功量的计算值。
(形态15)
根据形态2所述的内燃机控制装置，其中，在影响壁面温度的算出的规定的异常状态下，燃烧控制部停止基于壁面温度的燃烧参数的修正。当因异常状态而导致壁面温度的误差增大时，就无法再恰当地控制内燃机，因此，在这种情况下，可以停止燃烧参数的修正来稳定控制。
符号说明
1 空气流量传感器
10 三元催化剂
100 发动机
11 电控废气门阀
12 加速踏板开度传感器
13 喷射器
14 进气压力传感器
15 汽缸
16 排气管
17 火花塞
18 活塞
19 缸内压力传感器
2 电控节气门
20 ECU
201 壁面温度算出部
202 燃烧控制部
21 进气门
22 排气门
40 EGR管
41 EGR阀
42 EGR冷却器
43 差压传感器
44 EGR温度传感器
4a 压缩器
4b 涡轮
5 可变气门正时
5a 可变气门正时机构
6 进气管
7 中冷器
9 空燃比传感器。

Claims (16)

1.一种内燃机控制装置，其控制通过对汽缸内喷射燃料并点火来产生燃烧的内燃机，该内燃机控制装置的特征在于，具有：
壁面温度算出部，其根据所述汽缸内的压力来算出所述汽缸的壁面温度；以及
燃烧控制部，其根据算出的所述壁面温度来控制所述内燃机的燃烧。
2.根据权利要求1所述的内燃机控制装置，其特征在于，
所述燃烧控制部根据所述壁面温度，对所述燃烧中用于喷射或点火中的至少一方的燃烧参数进行修正。
3.根据权利要求2所述的内燃机控制装置，其特征在于，
所述燃烧控制部在每一循环中测定所述壁面温度，根据所述壁面温度来决定下一循环中的所述燃烧参数。
4.根据权利要求3所述的内燃机控制装置，其特征在于，
所述燃烧控制部根据将所述壁面温度与规定基准值进行比较而得的结果，来变更下一循环之后的燃料喷射时间。
5.根据权利要求3所述的内燃机控制装置，其特征在于，
所述内燃机在1个循环内分割为多次来喷射燃料，
所述燃烧控制部根据将所述壁面温度与规定基准值进行比较而得的结果，来变更1循环中的燃料喷射次数。
6.根据权利要求3所述的内燃机控制装置，其特征在于，
所述内燃机在1个循环内分割为多次来喷射燃料，
所述燃烧控制部根据将所述壁面温度与规定基准值进行比较而得的结果，来变更下一循环之后的循环中1个循环内的各次燃料的喷射中喷射的燃料的比例。
7.根据权利要求3所述的内燃机控制装置，其特征在于，
所述燃烧控制部根据将所述壁面温度与规定基准值进行比较而得的结果，来变更下一循环之后的点火时间。
8.根据权利要求7所述的内燃机控制装置，其特征在于，
在所述壁面温度低于所述基准值的情况下，所述燃烧控制部使所述点火时间提前到油耗最佳点。
9.根据权利要求7所述的内燃机控制装置，其特征在于，
在所述壁面温度高于所述基准值的情况下，所述燃烧控制部将所述点火时间推迟到不发生爆震的规定时刻。
10.根据权利要求1所述的内燃机控制装置，其特征在于，
所述壁面温度算出部在膨胀行程中根据使用测定多个曲轴角下的缸内压而得的结果算出的做功量的实测值、与基于包含第1未知参数的冷却损失和绝热膨胀的假定而加以计算的做功量的计算值的差分，来推断所述第1未知参数，根据推断出的所述第1未知参数来算出每一循环的壁面温度。
11.根据权利要求10所述的内燃机控制装置，其特征在于，
所述壁面温度算出部通过将所述做功量的实测值与所述做功量的计算值的差分最小化的计算，来推断所述第1未知参数。
12.根据权利要求10所述的内燃机控制装置，其特征在于，
所述第1未知参数为膨胀开始时的气体温度和气体-壁面间的传热率。
13.根据权利要求10所述的内燃机控制装置，其特征在于，
所述壁面温度算出部根据多个曲轴角下测定出的缸内压测定值和由燃烧室形状决定的缸内体积，来算出所述做功量的实测值。
14.根据权利要求11所述的内燃机控制装置，其特征在于，
所述壁面算出部根据基于所测定的缸内压、曲轴角、空燃比以及进气的质量算出的燃烧后气体的热容比、假定绝热膨胀加以计算的缸内压、以及由燃烧室形状决定的缸内体积，来算出所述做功量的计算值。
15.根据权利要求2所述的内燃机控制装置，其特征在于，
在影响所述壁面温度的算出的规定的异常状态下，所述燃烧控制部停止基于所述壁面温度的所述燃烧参数的修正。
16.一种内燃机控制方法，其用以控制通过对汽缸内喷射燃料并点火来产生燃烧的内燃机，该内燃机控制方法的特征在于，
根据所述汽缸内的压力来算出所述汽缸的壁面温度，
根据算出的所述壁面温度来控制所述内燃机的燃烧。
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