CN111810310B - 用于内燃机的控制系统和内燃机 - Google Patents
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Abstract
提供了用于内燃机的控制系统和内燃机。该控制系统包括控制器。该控制器估计回摆量,该回摆量指示直到曲轴停止为止曲轴在反向旋转方向的上的转动量。该控制器基于最终计数器值和估计出的回摆量来计算停止时间计数器值,该停止时间计数器值是在内燃机停止时曲柄计数器的值,该最终计数器值是曲轴停止之前最后计算出的曲柄计数器的值。该控制器基于如下差来校正用于计算停止时间计数器值的回摆量:所述差是参考映射图基于计算出的停止时间计数器值和曲柄计数器的值计算出的驱动次数与通过每当高压系统燃料压力增大了阈值以上时就将驱动次数增加一次而计算出的驱动次数之间的差。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的控制系统以及该内燃机。
背景技术
日本未审查专利申请公开第2013-092116号(JP 2013-092116A)公开了一种用于内燃机的控制器,该控制器存储在发动机停止时的曲柄角度,并且在发动机起动时基于所存储的曲柄角度进行控制。在发动机停止时,由于在气缸中压缩的空气要恢复的反作用力,曲轴可能在反向旋转方向上摆动。
JP 2013-092116 A描述了一种控制器,该控制器基于空气流量计检测到的空气的反向流动量来计算曲轴在反向旋转方向上的转动量(即回摆量),该空气流量计能够分别检测正向流动和反向流动。然后,通过反映回摆量来计算发动机停止时的曲柄角度。
发明内容
顺便提及,由于空气流量计的检测值不直接对应于曲轴的转动量,因此在通过JP2013-092116A中所描述的方法估计出的曲轴的回摆量与曲轴的实际回摆量之间可能存在偏差。此外,不仅在通过基于空气的反向流动量来计算回摆量的方法进行估计的情况下,而且在估计出的回摆量与实际回摆量有偏差的情况下,都不能正确地估计发动机停止时的曲柄角度,并且可能不利地影响发动机起动时的控制。
本发明的第一方面涉及一种用于内燃机的控制系统,该控制系统包括高压燃料泵和缸内燃料喷射阀。高压燃料泵被配置成通过由于泵凸轮的作用导致的柱塞的往复运动,燃料室的容积被增大和被减小并且燃料被加压,该泵凸轮与曲轴的旋转连动地旋转。缸内燃料喷射阀被配置成将燃料喷射到气缸中。控制系统包括控制器。控制器被配置成计算曲柄计数器,该曲柄计数器当曲轴在正向旋转方向上旋转时在每一个固定曲柄角度处被计数。控制器被配置成估计回摆量,该回摆量指示直到曲轴停止为止曲轴在反向旋转方向上的转动量。控制器被配置成基于最终计数器值和估计出的回摆量来计算停止时间计数器值,该停止时间计数器值是在内燃机停止时曲柄计数器的值,该最终计数器值是曲轴停止之前最后计算出的曲柄计数器的值。控制器被配置成存储映射图,在该映射图中,柱塞的上止点(top dead center)与曲柄计数器的值相关联。控制器被配置成基于计算出的停止时间计数器值和曲柄计数器的值,参考映射图来计算高压燃料泵的驱动次数。控制器被配置成通过每当高压系统燃料压力(即,供应到缸内燃料喷射阀的燃料的压力)增大了阈值以上时就将驱动次数增加一次来计算高压燃料泵的驱动次数。控制器被配置成基于如下差来校正用于计算停止时间计数器值的回摆量:该差是基于计算出的停止时间计数器值和曲柄计数器的值计算出的驱动次数与通过每当高压系统燃料压力增大了所述阈值以上时就将驱动次数增加一次计算出的驱动次数之间的差。
当基于停止时间计数器值和曲柄计数器的值计算出的驱动次数与基于高压系统燃料压力计算出的驱动次数之间存在差时,由于估计出的回摆量与实际回摆量具有差,所以停止时间计数器值可能与与曲轴实际停止处的曲柄角度对应的值具有差。
利用上述配置,基于如下差来校正用于计算停止时间计数器值的回摆量:该差是基于停止时间计数器值和曲柄计数器的值计算出的驱动次数与基于高压系统燃料压力计算出的驱动次数之间的差。也就是说,在对使用停止时间计数器值计算驱动次数的计算结果与不使用停止时间计数器值计算驱动次数的计算结果进行比较的情况下,基于该结果,执行反馈控制,以校正用于计算停止时间计数器值的回摆量。因此,能够抑制以下情况,在该情况中,在用于计算停止时间计数器值的回摆量与实际回摆量之间存在差的情况下继续控制。
在根据第一方面的控制系统中,控制器可以被配置成当基于计算出的停止时间计数器值和曲柄计数器的值计算出的驱动次数比通过每当高压系统燃料压力增大了阈值以上时就将驱动次数增加一次计算出的驱动次数多时,进一步减小用于计算停止时间计数器值的回摆量。
当基于停止时间计数器值和曲柄计数器的值计算出的驱动次数比基于高压系统燃料压力计算出的驱动次数多时,估计出的回摆量可能已经太大。
利用上述配置,当基于计算出的停止时间计数器值和曲柄计数器的值计算出的驱动次数比基于高压系统燃料压力计算出的驱动次数多时,能够抑制用于计算停止时间计数器值的回摆量太大的情况继续,以进一步减小用于计算停止时间计数器值的回摆量。
在根据第一方面的控制系统中,控制器可以被配置成当基于计算出的停止时间计数器值和曲柄计数器的值计算出的驱动次数比通过每当高压系统燃料压力增大了阈值以上时就将驱动次数增加一次计算出的驱动次数少时,进一步增大用于计算停止时间计数器值的回摆量。
当基于停止时间计数器值和曲柄计数器的值计算出的驱动次数比基于高压系统燃料压力计算出的驱动次数少时,估计出的回摆量可能已经太小。
利用上述配置,当基于停止时间计数器值和曲柄计数器的值计算出的驱动次数比基于高压系统燃料压力计算出的驱动次数少时,能够抑制用于计算停止时间计数器值的回摆量太大的情况的继续,以进一步增大用于计算停止时间计数器值的回摆量。
在根据第一方面的控制系统中,控制器可以被配置成以如下量来校正用于计算停止时间计数器值的回摆量:该量是被需要以用于消除基于计算出的停止时间计数器值和曲柄计数器的值计算出的驱动次数与通过每当高压系统燃料压力增大了阈值以上时就将驱动次数增加一次计算出的驱动次数之间的差。
在上述配置中,根据如下量进行校正:该量是被需要以用于消除基于计算出的停止时间计数器值和曲柄计数器的值计算出的驱动次数与基于高压系统燃料压力计算出的驱动次数之间的差,并且该校正量被保持在所需的最小范围内。例如,当基于计算出的停止时间计数器值和曲柄计数器的值计算出的驱动次数比基于高压系统燃料压力计算出的驱动次数多一次时,以被需要以用于将基于计算出的停止时间计数器值和曲柄计数器的值计算出的驱动次数减少一次的最小量进行校正。
因此,根据上述配置,能够在抑制过度校正的同时消除基于计算出的停止时间计数器值和曲柄计数器的值计算出的驱动次数与基于高压系统燃料压力计算出的驱动次数之间的差。
在根据第一方面的控制系统中,控制器被配置成具有第一映射图和第二映射图,在第一映射图中,柱塞的上止点与曲柄计数器的值相关联,在第二映射图中,最终计数器值与回摆量相关联。控制器可以被配置成参考第二映射图基于最终计数器值来估计回摆量,并且控制器通过校正第二映射图来校正估计出的回摆量。
最终计数器值(该最终计数器值是曲轴停止之前最后计算的曲柄计数器的值)的大小指示气缸中所包含的空气的压缩状态,并且因此与回摆量具有高度相关性。因此,当将最终计数器值与回摆量相关联的第二映射图如在上述配置中的那样存储时,能够参考第二映射图基于最终计数器值来估计回摆量。此外,利用上述配置,通过校正第二映射图来校正估计出的回摆量,并且校正了用于计算停止时间计数器值的回摆量。
本发明的第二方面涉及一种内燃机,该内燃机包括高压燃料泵、缸内燃料喷射阀和控制器。高压燃料泵被配置成通过由于泵凸轮的作用导致的柱塞的往复运动,燃料室的容积被增大和被减小并且燃料被加压,该泵凸轮与曲轴的旋转连动地旋转。缸内燃料喷射阀被配置成将燃料喷射到气缸中。控制器被配置成计算曲柄计数器,该曲柄计数器当曲轴在正向旋转方向上旋转时在每一个固定曲柄角度处被计数。控制器被配置成估计回摆量,该回摆量指示直到曲轴停止为止曲轴在反向旋转方向上的转动量。控制器被配置成基于最终计数器值和估计出的回摆量计算停止时间计数器值,该停止时间计数器值是在内燃机停止时曲柄计数器的值,该最终计数器值是曲轴停止之前最后计算出的曲柄计数器的值。控制器被配置成存储映射图,在该映射图中,柱塞的上止点与曲柄计数器的值相关联。控制器被配置成基于计算出的停止时间计数器值和曲柄计数器的值,参考映射图来计算高压燃料泵的驱动次数。控制器被配置成通过每当高压系统燃料压力(即,供应到缸内燃料喷射阀的燃料压力)增大了阈值以上时就将驱动次数增加一次来计算高压燃料泵的驱动次数。控制器被配置成基于如下差来校正用于计算停止时间计数器值的回摆量:该差是基于计算出的停止时间计数器值和曲柄计数器的值计算出的驱动次数与通过每当高压系统燃料压力增大了阈值以上时就将驱动次数增加一次计算出的驱动次数之间的差。根据该方面,能够获得与第一方面相同的效果。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义,其中相同的附图标记表示相同的元件,并且其中:
图1是示出内燃机的控制器以及由该控制器控制的车载(in-vehicle)内燃机的配置的示意图;
图2是示出内燃机的燃料供应系统的配置的示意图;
图3是示出曲柄位置传感器与传感器板之间的关系的示意图;
图4是示出从曲柄位置传感器输出的曲柄角度信号的波形的时序图;
图5是示出进气侧凸轮位置传感器与正时转子之间的关系的示意图;
图6是示出从进气侧凸轮位置传感器输出的进气侧凸轮角度信号的波形的时序图;
图7是示出曲柄角度信号、凸轮角度信号和曲柄计数器之间的关系以及曲柄计数器与柱塞的上止点之间的关系的时序图;
图8是示出当确定是否通过缸内燃料喷射来起动发动机时执行的例程中的一系列处理流程的流程图;
图9是示出使用曲柄计数器对泵驱动次数进行计数的例程中的处理流程的流程图;
图10是示出直到判明曲柄角度为止的计算泵驱动次数的例程中的处理流程的流程图;
图11是示出存储在存储单元中的第一映射图中的信息与曲柄计数器之间的关系的说明图;
图12是示出计算停止时刻计数值的例程中的处理流程的流程图;
图13是示出使用高压系统燃料压力对泵驱动次数进行计数的例程的处理流程的流程图;
图14是示出柱塞的升程量、高压系统燃料压力和泵驱动次数的变化的时序图;
图15是示出学习回摆量的例程中的一系列处理流程的流程图;
图16是描述校正回摆量的校正量的说明图;
图17是示出变型例的控制器中所执行的计算校正量的例程的处理流程的流程图;和
图18是示出变型例的控制器中所执行的计算停止时间计数器值的例程的处理流程的流程图。
具体实施方式
在下文中,将参考图1至图16描述用于内燃机的控制系统的实施例。控制系统包括控制器100。如图1中所示,由控制器100控制的内燃机10的进气口13设有端口喷射阀14,该端口喷射阀14用于在进气流入进气口13期间喷射燃料。进气口13连接到进气通道12。进气通道12设有节气门31。
此外,燃烧室11设有缸内燃料喷射阀15和点火装置16,该缸内燃料喷射阀15用于将燃料直接喷射到燃烧室11中,该点火装置16用于通过火花放电对引入到燃烧室11中的空气和燃料的空气-燃料混合物进行点火。排气通道19经由排气口22连接到燃烧室11。
内燃机10是具有直列四缸的车载内燃机,并且包括四个燃烧室11。然而,在图1中仅示出了一个燃烧室。当空气-燃料混合物在燃烧室11中燃烧时,柱塞17往复运动,并且作为内燃机10的输出轴的曲轴18旋转。然后,燃烧后的排气从燃烧室11被排放到排气通道19。
进气口13设有进气门23。排气口22设有排气门24。进气门23和排气门24随着进气凸轮轴25和排气凸轮轴26的旋转而打开和关闭,曲轴18的旋转被传递到该进气凸轮轴25和排气凸轮轴26。
进气凸轮轴25设有进气侧可变气门正时机构27,该进气侧可变气门正时机构27通过改变进气凸轮轴25相对于曲轴18的相对旋转相位来改变进气门23的打开/关闭正时。此外,排气凸轮轴26设有排气侧可变气门正时机构28,该排气侧可变气门正时机构28通过改变排气凸轮轴26相对于曲轴18的相对旋转相位来改变排气门24的打开/关闭正时。
正时链条29缠绕在进气侧可变气门正时机构27、排气侧可变气门正时机构28和曲轴18上。结果是,当曲轴18旋转时,该旋转经由正时链条29传递,并且进气凸轮轴25随着进气侧可变气门正时机构27旋转。此外,排气凸轮轴26随着排气侧可变气门正时机构28旋转。
内燃机10设有起动马达40,并且在发动机起动的同时,曲轴18由起动马达40驱动以执行曲柄起动。接下来,将参考图2描述内燃机10的燃料供应系统。
如图2中所示,内燃机10设有两个系统燃料供应系统,即,用于将燃料供应到端口喷射阀14的低压侧燃料供应系统50和用于将燃料供应到缸内燃料喷射阀15的高压侧燃料供应系统51。
燃料箱53设有电动供给泵54。电动供给泵54将存储在燃料箱53中的燃料经由过滤器55向上泵送,该过滤器55过滤燃料中的杂质。然后,电动供给泵54将所泵送的燃料通过低压燃料通道56供应到低压侧输送管57,每一个缸的端口喷射阀14连接到该低压侧输送管57。低压侧输送管57设有低压系统燃料压力传感器180,该低压系统燃料压力传感器180检测存储在内部的燃料的压力,即低压系统燃料压力PL,该低压系统燃料压力PL是供应到每一个端口喷射阀14的燃料的压力。
此外,在燃料箱53中的低压燃料通道56设有压力调节器58。当低压燃料通道56中的燃料的压力超过规定的调节器设定压力时,压力调节器58将阀打开,以将低压燃料通道56中的燃料排放到燃料箱53中。结果是,压力调节器58将供应到端口喷射阀14的燃料压力保持在调节器设定压力以下。
另一方面,高压侧燃料供应系统51包括机械高压燃料泵60。低压燃料通道56在中途分支并且连接到高压燃料泵60。高压燃料泵60经由连接通道71连接到高压侧输送管70,每一个缸的缸内燃料喷射阀15连接到该高压侧输送管70。高压燃料泵60由内燃机10的动力驱动,以对从低压燃料通道56吸入的燃料进行加压,并通过压力将燃料输送至高压侧输送管70。
高压燃料泵60包括脉动阻尼器61、柱塞62、燃料室63、电磁溢流阀64、止回阀65和卸压阀66。柱塞62通过设置在进气凸轮轴25上的泵凸轮67进行往复运动,并且根据该往复运动来改变燃料室63的容积。电磁溢流阀64通过随着通电而关闭阀来遮断在燃料室63和低压燃料通道56之间的燃料流动,并且通过随着通电停止而打开阀来允许在燃料室63和低压燃料通道56之间的燃料流动。止回阀65允许燃料从燃料室63被排放到高压侧输送管70,并且止回阀65阻止燃料从高压侧输送管70回流到燃料室63。卸压阀66被设置在旁通止回阀65的通道中,并且在高压侧输送管70上的压力变得过高时打开以允许燃料回流到燃料室63。
当柱塞62在扩大燃料室63的容积的方向上移动时,高压燃料泵60打开电磁溢流阀64,使得低压燃料通道56中的燃料被吸入到燃料室63。当柱塞62在减小燃料室63的容积的方向上移动时,高压燃料泵60关闭电磁溢流阀64,使得被吸入到燃料室63的燃料被加压并被排放到高压侧输送管70。在下文中,将柱塞62在扩大燃料室63的容积的方向上的移动称为柱塞62的下降,将柱塞62在减小燃料室63的容积的方向上的移动称为柱塞62的上升。在内燃机10中,通过改变在柱塞62上升的时间段期间排气门64关闭的时间段所占的比率来调节从高压燃料泵60排出的燃料量。
在低压燃料通道56中,分支并连接到高压燃料泵60的分支通道59连接到脉动阻尼器61,该脉动阻尼器61利用高压燃料泵60的操作来减小燃料的压力脉动。脉动阻尼器61经由电磁溢流阀64连接到燃料室63。
高压侧输送管70设有高压系统燃料压力传感器185,该高压系统燃料压力传感器185检测高压侧输送管70中的燃料的压力,即高压系统燃料压力PH,该高压系统燃料压力PH是供应到缸内燃料喷射阀15的燃料的压力。
控制器100通过操作各种操作目标装置(例如节气门31、端口喷射阀14、缸内燃料喷射阀15、点火装置16、进气侧可变气门正时机构27、排气侧可变气门正时机构28、高压燃料泵60的电磁溢流阀64以及起动马达40)来控制作为控制目标的内燃机10。
如图1中所示,将通过加速器位置传感器110获得的驾驶员的加速器操作量的检测信号和通过车速传感器140获得的作为车辆的行驶速度的车速的检测信号输入到控制器100中。
此外,也将各种其它传感器的检测信号输入到控制器100中。例如,空气流量计120检测通过进气通道12被吸入燃烧室11的空气的温度以及作为吸入空气质量的进气量。冷却剂温度传感器130检测作为内燃机10的冷却剂的温度的冷却剂温度THW。燃料温度传感器135检测作为高压侧输送管70中的燃料的温度的燃料温度TF。
曲柄位置传感器150根据曲轴18的旋转相位的变化输出曲柄角度信号。此外,进气侧凸轮位置传感器160根据内燃机10的进气凸轮轴25的旋转相位的变化输出进气侧凸轮角度信号。排气侧凸轮位置传感器170根据内燃机10的排气凸轮轴26的旋转相位的变化,输出排气侧凸轮角度信号。
进一步地,如图1中所示,控制器100包括用于存储计算程序、计算映射图和各种数据的存储单102。控制器100接收各种传感器的输出信号,基于该输出信号进行各种计算,并且根据计算结果执行与发动机操作有关的各种控制。
控制器100包括曲柄计数器计算单元103,该曲柄计数器计算单元103基于曲柄角度信号、进气侧凸轮角度信号和排气侧凸轮角度信号来计算曲柄计数器,该曲柄计数器指示作为曲轴18的旋转相位的曲柄角度。控制器100参考由曲柄计数器计算单元103计算出的曲柄计数器来控制每一个缸的燃料喷射和点火正时,并且控制进气侧可变气门正时机构27和排气侧可变气门正时机构28。
具体而言,控制器100基于加速器操作量、车速、进气量、发动机转速、发动机负荷因子等来计算作为燃料喷射量的控制目标值的目标燃料喷射量。发动机负荷因子是一个缸的每一个燃烧循环的流入空气量相对于参考流入空气量的比率。在此,参考流入空气量是当节气门31的开度最大时一个缸的每一个燃烧循环的流入空气量,并且根据发动机转速来确定该参考流入空气量。控制器100大体上计算目标燃料喷射量,使得空气-燃料比率变为化学计量空气-燃料比率。然后,计算端口喷射阀14和缸内燃料喷射阀15中的喷射正时和燃料喷射时间的控制目标值。驱动端口喷射阀14和缸内燃料喷射阀15,以根据控制目标值打开阀。结果是,将与内燃机10的操作状态相对应的燃料量喷射并供应到燃烧室11。在内燃机10中,根据操作状态来切换是哪一个喷射阀来喷射燃料。因此,在内燃机10中,除了从端口喷射阀14和缸内燃料喷射阀15喷射燃料的情况以外,还存在仅从端口喷射阀14喷射燃料的情况以及仅从缸内燃料喷射阀15喷射燃料的情况。此外,控制器100在减速期间(例如,当加速器操作量为“0”时)停止燃料的喷射并且停止向燃烧室11供应燃料,以进行燃料切断控制从而减少燃料消耗。
此外,控制器100计算点火正时,该点火正时是由点火装置16进行火花放电以操作点火装置16并点燃空气-燃料混合物的正时。此外,控制器100基于发动机转速和发动机负荷因子来计算进气凸轮轴25相对于曲轴18的相位的目标值和排气凸轮轴26相对于曲轴18的相位的目标值,以操作进气侧可变气门正时机构27和排气侧可变气门正时机构28。因此,控制器100控制进气门23的打开/关闭正时和排气门24的打开/关闭正时。例如,控制器100控制阀重叠,该阀重叠是排气门24和进气门23都打开的时间段。
此外,控制器100在车辆停止时通过停止燃料供应并停止点火来自动停止发动机操作,并且在车辆起动时通过自动重新起动燃料供应和点火来重新起动发动机操作。也就是说,控制器100执行停止和起动控制,用于通过自动停止和重新起动发动机操作来抑制怠速操作的继续。
此外,在控制器100中,当通过停止和起动控制使操作停止时,将曲轴18停止时的曲柄计数器的值作为停止时间计数器值VCAst存储在存储单元102中。
接下来,将详细描述曲柄位置传感器150、进气侧凸轮位置传感器160和排气侧凸轮位置传感器170,并且将描述计算曲柄计数器的方法。
首先,将参考图3和图4描述曲柄位置传感器150。图3示出了曲柄位置传感器150与附接到曲轴18的传感器板151之间的关系。图4的时序图示出了由曲柄位置传感器150输出的曲柄角度信号的波形。
如图3中所示,圆盘状的传感器板151被附接到曲轴18。在传感器板151的周边处,以5°的间隔并排布置有角度宽度为5°的34个信号齿152。因此,如在图3的右侧所示,传感器板151具有一个缺齿部153,在该缺齿部153中,相邻信号齿152之间的间隔为25°角,因此与其它部分相比,缺少了两个信号齿152。
如图3中所示,曲柄位置传感器150被布置成朝向传感器板151的周边,以面对传感器板151的信号齿152。曲柄位置传感器150是磁阻元件型传感器,其包括具有内置磁铁和磁阻元件的传感器电路。当传感器板151随着曲轴18的旋转而旋转时,传感器板151的信号齿152和曲柄位置传感器150彼此靠近或远离。结果是,施加到曲柄位置传感器150中的磁阻元件的磁场的方向改变,并且磁阻元件的内部电阻改变。传感器电路将通过将电阻值的变化转换成电压而获得的波形与阈值之间的幅度关系进行比较,并且基于作为第一信号的Lo信号和作为第二信号的Hi信号将波形成形为矩形波,并且输出该矩形波作为曲柄角度信号。
如图4中所示,具体而言,曲柄位置传感器150在曲柄位置传感器150面对信号齿152时输出Lo信号,并且在曲柄位置传感器150面对信号齿152之间的间隙部时输出Hi信号。因此,当检测到与缺齿部153对应的Hi信号时,随后会检测到与信号齿152对应的Lo信号。然后,每10℃A检测到与信号齿152对应的Lo信号。在以这种方式检测到34个Lo信号之后,再次检测到与缺齿部153对应的Hi信号。因此,与缺齿部153对应的Hi信号上的直到检测到与下一个信号齿152对应的Lo信号为止的旋转角度是30℃A的曲柄角度。
如图4中所示,在与缺齿部153对应的Hi信号之后检测到与信号齿152对应的Lo信号之后,接下来,直到在与缺齿部153对应的Hi信号之后检测到Lo信号为止的间隔是360℃A的曲柄角度。
曲柄计数器计算单元103通过对从Hi信号变为Lo信号的边缘进行计数来计算曲柄计数器。此外,基于检测到与缺齿部153对应的Hi信号比其它Hi信号长,检测到曲轴18的旋转相位是与缺齿部153对应的旋转相位。
接下来,将参考图5描述进气侧凸轮位置传感器160。进气侧凸轮位置传感器160和排气侧凸轮位置传感器170都是类似于曲柄位置传感器150的磁阻元件型传感器。由于进气侧凸轮位置传感器160和排气侧凸轮位置传感器170仅在要检测的对象上有所不同,因此这里将详细描述由进气侧凸轮位置传感器160检测到的进气侧凸轮角度信号。
图5示出了进气侧凸轮位置传感器160与附接到进气凸轮轴25的正时转子161之间的关系。图6的时序图示出了从进气侧凸轮位置传感器160输出的进气侧凸轮角度信号的波形。
如图5中所示,正时转子161设有三个突起,即,大突起162、中突起163和小突起164,每一个突起在周向方向上具有不同的占据范围。
最大的大突起162被形成为在正时转子161的周向方向上以90°的角度扩展。另一方面,最小的小突起164被形成为以30°的角度扩展,并且小于大突起162且大于小突起164的中突起163以60°的角度扩展。
如图5中所示,大突起162、中突起163和小突起164以预定间隔布置在正时转子161中。具体而言,大突起162和中突起163以60°角度的间隔布置,并且中突起163和小突起164以90°角度的间隔布置。大突起162和小突起164以30°角度的间隔布置。
如图5中所示,进气侧凸轮位置传感器160被布置成朝向正时转子161的周边,以面对正时转子161的大突起162、中突起163和小突起164。进气侧凸轮位置传感器160如曲柄位置传感器150一样地输出Lo信号和Hi信号。
具体而言,如图6中所示,当进气侧凸轮位置传感器160面对大突起162、中突起163和小突起164时,进气侧凸轮位置传感器160输出Lo信号,而当进气侧凸轮位置传感器160面对每一个突起之间的间隙部时,输出Hi信号。曲轴18旋转两次的同时,进气凸轮轴25旋转一次。因此,进气侧凸轮角度信号的变化以720℃A曲柄角度的周期重复固定的变化。
如图6中所示,在输出了与大突起162对应的持续180℃A的Lo信号之后,输出持续60℃A的Hi信号,并且然后输出与小突起164对应的持续60℃A的Lo信号。之后,输出持续180℃A的Hi信号,并且随后输出与中突起163对应的持续120℃A的Lo信号。此外,在最后输出了持续120℃A的Hi信号之后,再次输出与大突起162对应的持续180℃A的Lo信号。
因此,由于进气侧凸轮角度信号以固定的变化模式周期性变化,因此控制器100能够通过识别凸轮角度信号的变化模式来检测进气凸轮轴25处于哪个旋转相位。例如,当在输出了具有对应于60℃A的长度的Lo信号之后将Lo信号转换到Hi信号时,控制器100能够基于该转换在经过进气侧凸轮位置传感器160前方之后立即检测到小突起164是旋转相位。
在内燃机10中,具有相同形状的正时转子161也被附接到排气凸轮轴26。因此,由排气侧凸轮位置传感器170检测到的排气侧凸轮角度信号也以与图6中所示的进气侧凸轮角度信号相同的变化模式周期性变化。因此,控制器100能够通过识别从排气侧凸轮位置传感器170输出的排气侧凸轮角度信号的变化模式来检测排气凸轮轴26处于哪个旋转相位。
附接在排气凸轮轴26上的正时转子161是通过相对于附接在进气凸轮轴25上的正时转子161偏移一定相位来附接的。具体而言,附接在排气凸轮轴26上的正时转子161是通过相对于附接在进气凸轮轴25上的正时转子161向提前角度侧偏移30°相位而附接的。
结果是,如图7中所示,进气侧凸轮角度信号的变化模式相对于排气侧凸轮角度信号的变化模式以60℃A曲柄角度的延迟而变化。
图7是示出曲柄角度信号与曲柄计数器之间的关系以及曲柄计数器与凸轮角度信号之间的关系的时序图。此外,在图7中仅示出了在曲柄角度信号中从Hi信号变为Lo信号的边缘。
如上所述,当从曲柄位置传感器150输出的曲柄角度信号通过发动机操作从Hi信号变为Lo信号时,控制器100的曲柄计数器计算单元103对边缘进行计数,并计算曲柄计数器。此外,曲柄计数器计算单元103基于曲柄角度信号、进气侧凸轮角度信号和排气侧凸轮角度信号进行缸辨别。
具体而言,如图7中所示,曲柄计数器计算单元103每10℃A对输出的曲柄角度信号的边缘进行计数,并且每当计数了三个边缘时就对曲柄计数器进行计数。也就是说,曲柄计数器计算单元103每30℃A就对作为曲柄计数器的值的曲柄计数器值VCA进行计数。控制器100基于曲柄计数器值VCA识别当前曲柄角度,并且控制每一个缸的燃料喷射和点火的正时。
此外,曲柄计数器每720℃A周期性重新设定。也就是说,如图7的中央中所示,在计数到对应于690℃A的“23”之后的下一个计数时刻,将曲柄计数器值VCA重新设定为“0”,并且每30℃A对曲柄计数器再次进行计数。
当缺齿部153经过曲柄位置传感器150的前方时,检测到的边缘间隔为30℃A。因此,当边缘之间的间隔变宽时,曲柄计数器计算单元103基于该间隔检测到缺齿部153已经经过了曲柄位置传感器150的前方。由于每360℃A进行缺齿检测,因此在将曲柄计数器计数了一个周期的同时,在720℃A期间进行了两次缺齿检测。
由于曲轴18、进气凸轮轴25和排气凸轮轴26经由正时链条29彼此连接,因此曲柄计数器中的变化和凸轮角度信号中的变化具有固定的相关性。
也就是说,在曲轴18旋转两次的同时,进气凸轮轴25和排气凸轮轴26旋转一次。因此,在已知曲柄计数器值VCA的情况下,能够估计此时的进气凸轮轴25和排气凸轮轴26的旋转相位。在已知进气凸轮轴25和排气凸轮轴26的旋转相位的情况下,能够估计曲柄计数器值VCA。
曲柄计数器计算单元103在曲柄计数器计算单元103开始曲柄计数器的计算时确定曲柄角度变成开始点,并且曲柄计数器计算单元103还使用进气侧凸轮角度信号、排气侧凸轮角度信号与曲柄计数器值VCA之间的关系以及缺齿检测与曲柄计数器值VCA之间的关系来确定曲柄计数器值VCA。
此外,在判明曲柄角度并且判明待作为开始点的曲柄计数器值VCA之后,曲柄计数器计算单元103从所判明的作为开始点的曲柄计数器值VCA起开始计数。也就是说,在未判明曲柄角度且未判明作为开始点的曲柄计数器值VCA时,不确定曲柄计数器并且不输出曲柄计数器。在判明待作为开始点的曲柄计数器值VCA之后,从所判明的作为开始点的曲柄计数器值VCA起开始计数,并且输出曲柄计数器值VCA。
当通过进气侧可变气门正时机构27改变进气凸轮轴25相对于曲轴18的相对相位时,附接到曲轴18的传感器板151和附接到进气凸轮轴25的正时转子161的相对相位被改变。因此,控制器100根据作为进气侧可变气门正时机构27的操作量的位移角度来掌握相对相位的变化量,并且在考虑到根据相对相位变化的影响的情况下将曲柄计数器值VCA确定为开始点。这同样适用于通过排气侧可变气门正时机构28而产生的排气凸轮轴26的相对相位的变化。
在内燃机10中,如图7中所示,凸轮角度信号在从持续180℃A的Lo信号转换到持续60℃A的Hi信号时被设定成“0℃A”。因此,如图7中的虚线所示,在进气凸轮角度信号从Hi信号转换到持续60℃A的Lo信号之后立即进行的缺齿检测指示曲柄角度为90℃A。另一方面,在进气凸轮角度信号从Lo信号转换到持续120℃A的Hi信号之后立即进行的缺齿检测指示曲柄角度为450℃A。此外,在图7中,在指示曲柄计数器的值的变化的实线的下方示出了曲柄计数器值VCA,并且在该实线的上方示出了与曲柄计数器值VCA对应的曲柄角度。图7示出了进气侧可变气门正时机构27中的位移角度和排气侧可变气门正时机构28中的位移角度均为“0”的状态。
如上所述,由于凸轮角度信号的变化和曲柄角度彼此具有相关性,因此在某些情况下,能够通过根据进气侧凸轮角度信号和排气侧凸轮角度信号的组合模式估计与该组合对应的曲柄角度来迅速确定作为开始点的曲柄计数器值VCA,而无需等待缺齿检测。
然而,在通过停止和起动控制而从自动停止自动重新起动的情况下,优选执行能够将燃料直接喷射到气缸中以快速重新起动燃烧的缸内燃料喷射。当通过端口喷射将燃料供应到气缸中时,与通过缸内燃料喷射阀15执行燃料喷射或燃料附着到进气口13时相比,燃料到达缸的时间更长。因此,可能会使可起动性劣化。
因此,在通过停止和起动控制而从自动停止自动重新起动时,控制器100通过缸内燃料喷射执行发动机起动。然而,由于在发动机停止的同时高压燃料泵60不被驱动,因此自动重新起动时的高压系统燃料压力PH可能下降到不足以执行缸内燃料喷射的水平。当高压系统燃料压力PH低时,发动机无法通过缸内燃料喷射而适当地起动。因此,当自动重新起动时的高压系统燃料压力PH低时,通过起动马达40由曲柄起动来驱动高压燃料泵60,并且在等待高压系统燃料压力PH升高之后进行缸内燃料喷射。
当在包括高压系统燃料压力传感器185和高压燃料泵60的高压侧燃料供应系统51中发生异常时,即使驱动了高压燃料泵60,由高压系统燃料压力传感器185检测到的高压系统燃料压力PH也可能不够高。
因此,如图1中所示,控制器100设有第一驱动次数计算单元107和第二驱动次数计算单元108作为计算泵驱动次数NP的驱动次数计算单元,并且使用曲柄计数器值VCA来计算泵驱动次数NP,该泵驱动次数NP是高压燃料泵60的驱动次数。然后,控制器100使用泵驱动次数NP来确定是否能够进行缸内燃料喷射。
第一驱动次数计算单元107使用曲柄计数器值VCA与高压燃料泵60的柱塞62的上止点之间的关系来计算泵驱动次数NP。此外,在下文中,将柱塞62的上止点称为泵TDC。另一方面,第二驱动次数计算单元108基于高压系统燃料压力PH的变化来计算泵驱动次数NP。
如图7中所示,高压燃料泵60的柱塞62的升程量随着曲柄计数器值VCA的变化而周期性波动。这是因为驱动高压燃料泵60的柱塞62的泵凸轮67被附接到进气凸轮轴25。也就是说,在内燃机10中,泵TDC能够与曲柄计数器的值链接,如图7中的箭头所指示的那样。在图7中,与泵TDC对应的曲柄计数器值VCA用下划线标出。
控制器100的存储单元102存储第一映射图,在该第一映射图中,泵TDC与曲柄计数器值VCA相关联。此外,第一驱动次数计算单元107参考第一映射图基于曲柄计数器值VCA来计算泵驱动次数NP。
在下文中,将描述由控制器100执行的重新起动时的控制以及泵驱动次数NP的计算。首先,参考图8,将描述在重新起动时确定是否通过缸内燃料喷射来进行起动的处理。图8是示出在重新起动时由控制器100执行的例程中的处理流程的流程图。
当进行重新起动时,控制器100在冷却剂温度THW为允许的冷却剂温度以上的条件下重复执行该例程。当冷却剂温度THW低时,燃料难以雾化,并且存在无法通过缸内燃料喷射使发动机起动的可能性。因此,即使在重新起动控制器100时,在冷却剂温度THW低于允许冷却剂温度的情况下,控制器100也不执行该例程,而是通过端口喷射进行发动机起动。
如图8中所示,当该例程开始时,控制器100在步骤S100的处理中确定高压系统燃料压力PH是否为喷射允许燃料压力PHH以上。喷射允许燃料压力PHH是如下阈值,该阈值用于基于高压系统燃料压力PH为喷射允许燃料压力PHH以上的事实来确定高压系统燃料压力PH足够高以通过缸内燃料喷射来起动内燃机10。由于随着内燃机10的温度变得较低,通过缸内燃料喷射进行的起动变得较困难,因此,喷射允许燃料压力PHH被设定为与冷却剂温度THW对应的值,从而随着冷却剂温度THW变得较低而变成较高的值。
当步骤S100的处理确定了高压系统燃料压力PH为喷射允许燃料压力PHH以上时(步骤S100:是),控制器100使处理行进到步骤S110。然后,在步骤S110的处理中,通过缸内燃料喷射来起动控制器100。
具体而言,从缸内燃料喷射阀15喷射燃料,并且通过点火装置16进行点火,并且进行通过缸内燃料喷射进行的起动。当以这种方式进行步骤S110的处理时,控制器100暂时结束一系列处理。
另一方面,当步骤S110的处理确定了高压系统燃料压力PH小于喷射允许燃料压力PHH时(步骤S100:否),控制器100使处理行进到步骤S120。此外,在步骤S120的处理中,控制器100确定高压系统燃料压力PH是否为喷射下限燃料压力PHL以下。喷射下限燃料压力PHL是如下阈值,该阈值用于基于高压系统燃料压力PH小于喷射下限燃料压力PHL的事实来确定不进行通过缸内燃料喷射的起动。喷射下限燃料压力PHL小于喷射允许燃料压力PHH。此外,如上所述,由于随着内燃机10的温度变得较低,通过缸内燃料喷射进行的起动变得较困难,因此与喷射允许燃料压力PHH一样,喷射下限燃料压力PHL也被设定为与冷却剂温度THW对应的值,从而随着冷却剂温度THW变得较低而变成较高的值。
当步骤S120的处理确定了高压系统燃料压力PH小于喷射下限燃料压力PHL时(步骤S120:否),控制器100暂时结束一系列处理。也就是说,在这种情况下,控制器100不执行步骤S110的处理,并且不执行通过缸内燃料喷射的起动。
另一方面,当步骤S120的处理确定了高压系统燃料压力PH为喷射下限燃料压力PHL以上时(步骤S120:是),控制器100使处理行进到步骤S130。此外,在步骤S130的处理中,控制器100确定由第一驱动次数计算单元107计算出的泵驱动次数NP是否为规定次数NPth以上。此外,规定次数NPth是基于将高压系统燃料压力PH增大到能够进行通过缸内燃料喷射的起动的压力所需的高压燃料泵60的驱动次数来设定的。也就是说,规定次数NPth是如下阈值,该阈值用于确定泵驱动次数NP是否已经达到将高压系统燃料压力PH增大到能够进行通过缸内燃料喷射的起动的压力所需的驱动次数。
当步骤S130的处理确定了泵驱动次数NP小于规定次数NPth时(步骤S130:否),控制器100暂时结束一系列处理。也就是说,在这种情况下,控制器100不执行步骤S110的处理,并且不执行通过缸内燃料喷射的起动。
另一方面,当步骤S130的处理确定了泵驱动次数NP为规定次数NPth以上时(步骤S130:是),控制器100使处理行进到步骤S110,并且进行通过缸内燃料喷射的起动。此外,控制器100暂时结束一系列处理。
重复执行一系列处理。因此,通过在与一系列处理一起进行曲柄起动的情况下驱动高压燃料泵60,高压系统燃料压力PH变得为喷射允许燃料压力PHH以上,或者泵驱动次数NP变得为规定次数NPth以上。结果是,可以在重复一系列处理的同时进行缸内燃料喷射。
然而,即使当重复一系列处理的时间段为预定时间段以上并且不能完成通过缸内燃料喷射的发动机起动时以及当完成了通过缸内燃料喷射的发动机起动时,控制器100停止重复执行该例程。
此外,当不能完成通过缸内燃料喷射的发动机起动时,进行通过端口喷射的发动机起动。也就是说,当即使在已经经过了规定时间之后也不满足通过缸内燃料喷射进行发动机起动的条件时,控制器100转换到通过端口喷射的发动机起动。此外,在以下情况下控制器100也转换到通过端口喷射的发动机起动,在该情况中,虽然满足了用于通过缸内燃料喷射进行发动机起动的条件以执行步骤S110的处理,并且进行了通过缸内燃料喷射的发动机起动,但是即使在已经经过了预定时间段之后仍未完成发动机起动。
因此,即使在高压系统燃料压力PH小于喷射允许燃料压力PHH的情况下,当高压系统燃料压力PH为喷射下限燃料压力PHL以上时,控制器100在泵驱动次数NP为规定次数NPth以上的条件下进行通过缸内燃料喷射的起动。结果是,在内燃机10中,当高压系统燃料压力PH增大到喷射下限燃料压力PHL以上并且高压燃料泵60被驱动到使得高压系统燃料压力PH可以足够高以允许缸内燃料喷射的程度时,即使高压系统燃料压力PH不为喷射允许燃料压力PHH以上,也进行通过缸内燃料喷射的起动。
因此,即使在由于某些原因几乎不增大由高压系统燃料压力传感器185检测到的高压系统燃料压力PH的情况下,当通过缸内燃料喷射的起动很可能成功时,也尝试通过缸内燃料喷射进行起动。因此,当高压系统燃料压力PH小于喷射允许燃料压力PHH时,与不一律地进行通过缸内燃料喷射的起动的情况相比,提高了能够通过缸内燃料喷射完成起动的可能性。
接下来,将描述通过第一驱动次数计算单元107计算泵驱动次数NP的方法。第一驱动次数计算单元107重复从内燃机10的起动直到其起动完成为止的计算泵驱动次数NP的处理,并且对直到起动完成为止的泵驱动次数NP进行计数。在完成了起动之后,将泵驱动次数NP重新设定。
参考图9,将描述由第一驱动次数计算单元107执行的计算泵驱动次数NP的计数处理。当已经判明曲柄计数器值VCA时,第一驱动次数计算单元107在每次更新曲柄计数器值VCA时重复执行图9中所示的计数处理。
如图9中所示,当开始计数处理时,在步骤S200的处理中,第一驱动次数计算单元107参考存储在存储单元102中的第一映射图来确定曲柄计数器值VCA是否是与泵TDC对应的值。也就是说,第一驱动次数计算单元107确定曲柄计数器值VCA是否等于与存储在第一映射图中的泵TDC对应的任何值,并且当曲柄计数器值VCA与所述任何值相等时,第一驱动次数计算单元107确定了曲柄计数器值VCA是与泵TDC对应的值。
当步骤S200的处理确定了曲柄计数器值VCA是与泵TDC对应的值时(步骤S200:是),第一驱动次数计算单元107使处理行进到步骤S210。然后,在步骤S210的处理中,第一驱动次数计算单元107将泵驱动次数NP增加一次。然后,第一驱动次数计算单元107暂时结束该例程。
另一方面,当步骤S200的处理确定了曲柄计数器值VCA不是与泵TDC对应的值时(步骤S200:否),第一驱动次数计算单元107不执行步骤S210的处理,并按原样暂时结束该例程。也就是说,此时,没有增加泵驱动次数NP,并且维持原值。
以这种方式,在计数处理中,在曲柄计数器值VCA是与泵TDC对应的值的条件下,通过增加泵驱动次数NP来计算泵驱动次数NP。
接下来,将描述当尚未判明曲柄计数器值VCA时由第一驱动次数计算单元107执行的计数处理。此外,尚未判明曲柄计数器值VCA的事实意味着发动机刚刚起动,并且尚未计算泵驱动次数NP。
如图10中所示,当开始计数处理时,第一驱动次数计算单元107确定在步骤S300的处理中是否判明曲柄角度并且判明曲柄计数器值VCA。当步骤S300的处理确定了未判明曲柄计数器值VCA时(步骤S300:否),第一驱动次数计算单元107重复步骤S300的处理。另一方面,当步骤S300的处理确定了判明曲柄计数器值VCA时(步骤S300:是),第一驱动次数计算单元107使处理行进到步骤S310。换句话说,第一驱动次数计算单元107在等待判明曲柄角度和判明曲柄计数器值VCA之后使处理行进到步骤S310。
在步骤S310的处理中,第一驱动次数计算单元107读取存储在存储单元102中的停止时间计数器值VCAst。然后,该处理行进到步骤S320。在步骤S320的处理中,第一驱动次数计算单元107确定所判明的曲柄计数器值VCA是否为停止时间计数器值VCAst以上。
当步骤S320的处理确定了所判明的曲柄计数器值VCA为停止时间计数器值VCAst以上时(步骤S320:是),第一驱动次数计算单元107使处理行进到步骤S340。
另一方面,当步骤S320的处理确定了所判明的曲柄计数器值小于停止时间计数器值VCAst时(步骤S320:否),第一驱动次数计算单元107使处理行进到步骤S330。在步骤S330的处理中,第一驱动次数计算单元107将“24”加到所判明的曲柄计数器值VCA,并且将该和值新设定为曲柄计数器值VCA。也就是说,将“24”加到曲柄计数器值VCA,以更新曲柄计数器值VCA。然后,第一驱动次数计算单元107使处理行进到步骤S340。
在步骤S340的处理中,参考存储在存储单元102中的第一映射图,第一驱动次数计算单元107基于停止时间计数器值VCAst和存储在存储单元102中的曲柄计数器值VCA来计算泵驱动次数NP。
存储在存储单元102中的第一映射图存储了在图11中用下划线表示的曲柄计数器值VCA。用下划线表示的曲柄计数器值VCA是如上所述的与泵TDC对应的曲柄计数器值VCA。
在第一映射图中,在0℃A至720℃A的范围内的与泵TDC对应的曲柄计数器值VCA“5”、“11”、“17”和“23”存储了通过加上“24”而获得的与在0℃A至720℃A的范围内的曲柄计数器值的数目对应的“29”、“35”、“41”和“47”。也就是说,在未中途重新设定的情况下,将与曲轴18的4次旋转对应的曲柄计数器值中的与泵TDC对应的曲柄计数器值存储在第一映射图中。
在步骤S340的处理中,参考存储在存储单元102中的第一映射图,第一驱动次数计算单元107基于停止时间计数器值VCAst和曲柄计数器值VCA来搜索在曲柄计数器值VCA和停止时间计数器值VCAst之间的与泵TDC对应的曲柄计数器值。然后,将以这种方式计算出的数目设定为泵驱动次数NP。
也就是说,在计数处理中,通过对存在于存储在存储单元102中的停止时间计数器值VCAst和所判明的曲柄计数器值VCAst之间的与泵TDC对应的曲柄计数器值的数目进行计数来计算从起动发动机到判明曲柄计数器值VCA的泵驱动次数NP。
当所判明的曲柄计数器值VCA小于停止时间计数器值VCAst时(步骤S320:否),加上“24”,以更新曲柄计数器值VCA(步骤S330)。也就是说,如图11中所示,因为曲柄计数器的值在720℃A处被重新设定。
由于曲柄计数器值被中途重新设定,例如,判明了曲柄角度并且所判明的曲柄计数器值VCA是“8”,而所判明的曲柄计数器值VCA可能小于停止时间计数器值VCAst,例如存储在存储单元102中的停止时间计数器值VCAst为“20”。
在这种情况下,步骤S320的处理确定了找到的所判明的曲柄计数器值VCA小于停止时间计数器值VCAst(步骤S320:否)。然后,在步骤S330的处理中,将“24”加到曲柄计数器值VCA,并且将曲柄计数器值VCA更新为“32”。第一映射图存储“23”和“29”,该“23”和“29”存在于“20”和“32”之间,该“20”是停止时间计数器值VCAst,该“32”是曲柄计数器VCA的更新值。因此,在这种情况下,通过步骤S340的处理,通过参考第一映射图进行搜索,计算出在停止时间计数器值VCAst与所判明的曲柄计数器值VCA之间存在两个与泵TDC对应的值。结果是,泵驱动次数NP变为“2”。
因此,在曲柄计数器值VCA被重新设定为“0”阶段中,曲柄角度发生变化,直到判明曲柄角度为止,并且即使当所判明的曲柄计数器值VCA小于停止时间计数器值VCAst时,也能够计算泵驱动次数NP。
由于用于驱动高压燃料泵60的泵凸轮67被附接到进气凸轮轴25,因此当通过进气侧可变气门正时机构27改变进气凸轮轴25相对于曲轴18的相对相位时,曲柄计数器值VCA与泵TDC之间的对应关系改变。因此,第一驱动次数计算单元107根据作为进气侧可变气门正时机构27的操作量的位移角度来掌握相对相位的变化量,并且在考虑到根据相对相位的变化的影响的情况下在步骤S340中计算泵驱动次数NP。也就是说,通过校正存储在第一映射图中的与泵TDC对应的曲柄计数器值VCA以对应于相对相位中的变化,从而计算S340中的泵驱动次数NP。
例如,当进气凸轮轴25的相对相位变到提前角侧时,进行该校正,使得存储在第一映射图中的曲柄计数器值VCA减小了与提前角量对应的量,并且然后计算泵驱动次数NP。
当以此方式计算泵驱动次数NP时,第一驱动次数计算单元107结束该系列处理。此外,当完成了计数处理的执行时,已经判明了曲柄计数器值VCA。因此,当在结束计数处理之后执行计数处理时,执行参考图9描述的计数处理,该计数处理确定是否每当曲柄计数器值VCA被更新时就参考第一映射图对泵驱动次数NP进行计数。
顺便提及,如上所述,需要停止时间计数器值VCAst来计算泵驱动次数NP,直到使用曲柄计数器值VCA判明曲柄角度为止。尽管曲柄位置传感器150不能确定曲轴18的反向旋转,但是当曲轴18停止时,曲轴18可能由于在气缸中压缩的空气要恢复的反作用力而在反向旋转方向上摆动。因此,这种回摆的影响需要被反映在由曲柄计数器计算单元103计算出的曲柄计数器值VCA中,以获得停止时间计数器值VCAst。
因此,如图1中所示,控制器100设有估计单元105,该估计单元105估计回摆量α,该回摆量α指示直到曲轴18停止为止的曲轴18沿反向旋转方向的转动量,以在考虑到这种回摆的情况下计算停止时间计数器值VCAst。此外,控制器100设有停止时间计数器值计算单元104,该停止时间计数器值计算单元104使用回摆量α来计算停止时间计数器值VCAst。
将参考图12描述由估计单元105和停止时间计数器值计算单元104执行的计算停止时间计数器值VCAst的例程。该例程在停止发动机操作时由控制器100执行。
如图12中所示,当开始该例程时,基于步骤S400的处理中的最终计数器值VCAf来估计回摆量α。此外,最终计数器值VCAf是在曲轴18停止之前由曲柄计数器计算单元103最后计算出的曲柄计数器值VCA。在停止发动机操作时停止了燃料喷射和点火的情况下,曲轴18的转速被减小到最小。此后,曲轴18由于因在气缸中压缩的空气要恢复的力而引起的回摆从而沿反向旋转方向转动。基于曲柄角度信号,曲柄计数器计算单元103规定在燃料喷射和点火结束之后曲轴18的转速减小到最小时的曲柄计数器值VCA,并将该值作为最终计数器值VCAf存储在存储单元102中。
最终计数器值VCAf的大小指示气缸中所包含的空气的压缩状态,并且因此,最终计数器值VCAf与回摆量α具有高度相关性。存储单元102存储第二映射图,在第二映射图中,最终计数器值VCAf与回摆量α相关联。此外,能够经由预先进行的模拟或实验通过规定与最终计数器值VCAf对应的回摆量α来创建第二映射图。存储在第二映射图中的回摆量α是反向旋转方向上的旋转角度,并且被表示为曲柄角度。
在步骤S400的处理中,估计单元105读取存储在存储单元102中的最终计数器值VCAf,并且参考第二映射图基于最终计数器值VCAf估计回摆量α。当在步骤S400的处理中计算出回摆量α时,控制器100使处理行进到步骤S410。
在步骤S410的处理中,停止时间计数器值计算单元104计算停止时间计数器值VCAst。具体而言,停止时间计数器值计算单元104通过以与回摆量α对应的计数数目对曲柄计数器进行反向计数来根据最终计数器值VCAf计算停止时间计数器值VCAst。例如,当最终计数器值VCAf为“8”并且回摆量α为60℃A时,停止时间计数器值VCAst被设定为通过将曲柄计数器反向计数了2而获得的“6”,该2是对应于60℃A的计数数目。
当以此方式计算出停止时间计数器值VCAst时,控制器100结束该例程,并使存储单元102存储计算出的停止时间计数器值VCAst。在由估计单元105估计出的回摆量α偏离实际回摆量的情况下,由停止时间计数器值计算单元104计算出的停止时间计数器值VCAst也与指示曲轴18实际停止处的曲柄角度的值偏离。
因此,如图1中所示,控制器100设有第二驱动次数计算单元108,该第二驱动次数计算单元108通过不使用回摆量α的方法来计算泵驱动次数NP。在控制器100中,校正单元106基于由第二驱动次数计算单元108计算出的泵驱动次数NP与由第一驱动次数计算单元107计算出的泵驱动次数NP之间的比较来校正回摆量α。也就是说,控制器100基于在不同方面计算出的计算结果的比较通过反馈控制来校正根据最终计数器值VCAf计算的回摆量α。
因此,在控制器100中,由第二驱动次数计算单元108进行的计数处理与上述第一驱动次数计算单元107的计数处理并行进行。在下文中,将由第一驱动次数计算单元107进行的计算方面称为第一方面,将由第二驱动次数计算单元108进行的计算方面称为第二方面。
接下来,将参考图13描述第二驱动次数计算单元108的计数处理(即第二方面)。当进行由第一驱动次数计算单元107进行的计数处理时,第二驱动次数计算单元108反复执行图13中所示的计数处理。
如图13中所示,当计数处理开始时,在步骤S500的处理中,第二驱动次数计算单元108确定高压系统燃料压力PH是否已经增大了阈值Δth以上。
在高压燃料泵60中,如图14中所示,当柱塞62上升时,燃料被排出,并且高压系统燃料压力PH增大。第二驱动次数计算单元108监测高压系统燃料压力PH,并且当增大宽度ΔPH为阈值Δth以上时,确定了高压系统燃料压力PH已经增大了阈值Δth以上。此外,基于增大宽度ΔPH为阈值Δth以上的事实,阈值Δth被设定为能够确定高压燃料泵60被正常驱动并且燃料被排出的大小。
当步骤S500的处理确定了高压系统燃料压力PH已经增大了阈值Δth以上时(步骤S500:是),第二驱动次数计算单元108使处理行进到步骤S510。然后,在步骤S510的处理中,第二驱动次数计算单元108将泵驱动次数NP增大一次。然后,第二驱动次数计算单元108暂时结束该例程。
另一方面,当步骤S500的处理确定了高压系统燃料压力PH尚未增大阈值Δth以上时(步骤S500:否),第二驱动次数计算单元108程序不执行步骤S510的处理,并且按原样暂时结束该例程。也就是说,此时,没有增加泵驱动次数NP,并且维持原值。
以这种方式,在第二驱动次数计算单元108的计数处理中,如图14中所示,在高压系统燃料压力PH的增大宽度ΔPH为阈值Δth以上的条件下,通过增加泵驱动次数NP来计算泵驱动次数NP。
接下来,将参考图15和图16描述由校正单元106执行的回摆量α的校正。图15示出了由校正单元106执行的例程中的处理流程。该例程在完成了发动机的起动时由校正单元106执行。
如图15中所示,当该例程开始时,校正单元106在步骤S600的处理中确定在第一方面中计数出的泵驱动次数NP是否等于在第二方面中计数出的泵驱动次数NP。也就是说,这里,校正单元106确定直到完成发动机起动为止的由第一驱动次数计算单元107计数出的泵驱动次数NP是否等于在相同时间段期间的由第二驱动次数计算单元108计数出的泵驱动次数NP。
当步骤S600的处理确定了在第一方面中计数出的泵驱动次数NP等于在第二方面中计数出的泵驱动次数NP时(步骤S600:是),校正单元106原样结束该例程。
另一方面,当步骤S600的处理确定了在第一方面中计数出的泵驱动次数NP不等于在第二方面中计数出的泵驱动次数NP时(步骤S600:否),校正单元106使处理行进到步骤S610。
然后,校正单元106在步骤S610的处理中学习回摆量。在步骤S620的处理中,校正单元106通过校正第二映射图来学习与最终计数器值VCAf相关联的回摆量α,使得消除了在第一方面中计算出的泵驱动次数NP与在第二方面中计算出的泵驱动次数NP之间的差。因此,通过校正单元106校正下一次由估计单元105参考第二映射图估计出的回摆量α。简而言之,校正了用于计算停止时间计数器值VCAst的回摆量α。
步骤S610中的第二映射图的校正是通过消除泵驱动次数NP的计算结果中的差所需的量来进行的。将参考图16对此进行具体描述。在图16中,用实线示出了在第二方面中计算出的泵驱动次数NP的变化,并且用虚线示出了在第一方面中计算出的泵驱动次数NP的变化。
如图16中所示,当在第一方面中计算出的泵驱动次数NP小于在第二方面中计算出的泵驱动次数NP时,由估计单元105估计出的回摆量可能太小。如图16中所示,当实际回摆量为“β”时,正确的停止时间计数器值VCAst为“3”,但停止时间计数器值VCAst被计算为“6”,这是由于由估计单元105估计出的回摆量α太小造成的。
结果是,在根据第二方面的计数处理中,基于高压系统燃料压力PH的增大宽度ΔPH为阈值Δth以上的事实对曲柄计数器进行计数,而在根据第一方面的计数处理中,不进行计数,并且在泵驱动次数NP中产生差。在根据第一方面的计数处理中,需要增大回摆量α,使得进行一次计数以消除差。
如图16中所示,在回摆量增大到“α2”并且由停止时间计数器值计算单元104计算出的停止时间计数器值VCAst被校正成与泵TDC对应的“5”的情况下,在根据第一方面的计数处理中进行一次计数,并且不会产生泵驱动次数NP的差。
因此,在这种情况下,进行学习以校正第二映射图,使得由停止时间计数器值计算单元104计算出的停止时间计数器值VCAst变为与泵TDC对应的“5”。也就是说,如图16中所示,此时的校正量Xr为30℃A,其对应于曲柄计数器中的一个计数。校正单元106进行校正,以将存储在第二映射图中的回摆量α增大了校正量Xr。
此外,当在第一方面中计算出的泵驱动次数NP大于在第二方面中计算出的泵驱动次数NP时,由估计单元105估计出的回摆量可能太大。因此,在那种情况下,与上述类似地,进行校正,以将第二映射图中存储的回摆量α减小了消除泵驱动次数NP的差所需的量。
然后,当在步骤S610的处理中学习了回摆量时,校正单元106结束该处理。将描述本实施例的动作。
在控制器100中,基于由第一驱动次数计算单元107计算出的泵驱动次数NP与由第二驱动次数计算单元108计算出的泵驱动次数NP之间的差,校正单元106校正用于计算停止时间计数器值VCAst的回摆量α。也就是说,在控制器100中,对第一驱动次数计算单元107的计算结果和第二驱动次数计算单元108的计算结果进行比较,该第一驱动次数计算单元107使用停止时间计数器值VCAst来计算泵驱动次数NP,该第二驱动次数计算单元108不使用停止时间计数器值VCAst来计算泵驱动次数NP。然后,基于该结果,执行反馈控制,以校正用于计算停止时间计数器值VCAst的回摆量α。
此外,当通过反馈控制来进行校正时,控制器100以消除泵驱动次数NP的差所需的量来校正存储在第二映射图中的回摆量。
将描述本实施例的效果。由于基于第一方面中计算出的泵驱动次数NP的计算结果与第二方面中计算出的泵驱动次数NP的计算结果之间的比较来校正回摆量,所以能够抑制以下情况,在该情况中,在用于计算停止时间计数器值VCAst的回摆量α与实际回摆量之间存在差的情况下继续控制。
当由第一驱动次数计算单元107计算出的泵驱动次数NP大于由第二驱动次数计算单元108基于高压系统燃料压力PH计算出的泵驱动次数NP时,校正单元106减小用于计算停止时间计数器值VCAst的回摆量α。因此,能够抑制以下情况的继续,在该情况中,用于计算停止时间计数器值VCAst的回摆量α太大。
当由第一驱动次数计算单元107计算出的泵驱动次数NP小于由第二驱动次数计算单元108基于高压系统燃料压力PH计算出的泵驱动次数NP时,校正单元106增大用于计算停止时间计数器值VCAst的回摆量α。因此,能够抑制以下情况的继续,在该情况中,用于计算停止时间计数器值VCAst的回摆量α太小。
在控制器100中,根据消除泵驱动次数NP的计算结果中的差所需的量来执行校正,并且该校正量被保持在所需的最小范围内。因此,根据上述配置,能够在抑制过度校正的同时消除由第一驱动次数计算单元107计算出的泵驱动次数NP与由第二驱动次数计算单元108计算出的泵驱动次数NP之间的差。
最终计数器值VCAf(该最终计数器值VCAf是曲轴18停止之前最后计算出的曲柄计数器值)的大小指示缸中所包含的空气的压缩状态,并且因此与回摆量具有高度相关性。因此,当将最终计数器值VCAf与回摆量相关联的第二映射图如在上述配置中的那样存储在存储单元102中时,能够参考第二映射图基于最终计数器值VCAf来估计回摆量α。
通过校正第二映射图来校正由估计单元105估计出的回摆量α,并且校正用于计算停止时间计数器值VCAst的回摆量α。
在控制器100中,由于计算了从曲柄计数器值VCA计数的泵驱动次数NP,因此即使在高压系统燃料压力传感器185中发生异常并且泵驱动次数NP由于高压系统燃料压力PH中的变化而无法被计算时,也能够使用从曲柄计数器值VCA计数的泵驱动次数NP。此外,如上所述,由于通过比较根据两个不同方面的泵驱动次数NP的计算结果来进行反馈,因此与仅应用从曲柄计数器值VCA计数的方面相比,能够更精确地计算泵驱动次数NP。
可以通过以下变型来实施本实施例。只要不存在技术上的矛盾,本实施例和以下变型示例可以彼此组合地实施。在上述实施例中,已经示出了泵凸轮67被附接到进气凸轮轴25的内燃机10。然而,如以上实施例中那样的用于计算泵驱动次数NP的配置不限于由进气凸轮轴驱动泵凸轮67的内燃机。例如,可以将本发明应用于泵凸轮67被附接到排气凸轮轴26的内燃机。此外,可以将本实施例类似地应用于泵凸轮67配合曲轴18的旋转而旋转的内燃机。因此,可以将控制器应用于泵凸轮67被附接到曲轴18的内燃机或具有配合曲轴18的旋转而旋转的泵凸轮轴的内燃机。
当内燃机10的温度低时,润滑油的粘度高,并且曲轴18旋转时的摩擦大。因此,回摆量α趋于小。因此,当冷却剂温度THW低时,可以进一步减小用于计算停止时间计数器值VCAst的回摆量α。通过采用这种配置,能够进一步抑制与实际回摆量的偏差,并且能够更精确地计算停止时间计数器值VCAst。
在上述实施例中,尽管描述了对回摆量进行校正的示例,但是通过由校正单元106进行学习以校正第二映射图从而校正用于计算停止时间计数器值VCAst的回摆量的方法不限于这种方法。例如,代替对第二映射图进行校正,可以在估计单元105参考第二映射图估计回摆量α之后校正估计出的回摆量α。
在这种情况下,如图17中所示,校正单元106执行计算校正量Xr的步骤S620的处理而不是步骤S610的处理。然后,如图18中所示,在步骤S400中的处理之后,校正单元106执行步骤S405中的处理,在该处理中,以校正量Xr校正回摆量α。在使用以这种方式由校正单元106校正的回摆量α的情况下,停止时间计数器值计算单元104在步骤S410的处理中计算停止时间计数器值VCAst。
如在上述实施例中的那样,即使在采用了这种配置时,也能够消除用于计算停止时间计数器值VCAst的回摆量α与实际回摆量之间的差。在上述实施例中,已经描述了基于最终计数器值VCAf估计回摆量α的示例。然而,由估计单元105估计回摆量α的方法不限于这种方法。例如,如在2013-092116A中的那样,也可以考虑这样一种方法,在该方法中,参考反向流动空气量来估计回摆量,并且从最终计数器值VCAf和该估计出的回摆量来计算停止时间计数器值VCAst。即使在采用这种方法的配置中,也能够通过比较在使用估计的回摆量的方面中计算出的泵驱动次数NP与在不使用估计的回摆量的第二方面中计算出的泵驱动次数NP并校正回摆量来抑制用于计算停止时间计数器值VCAst的回摆量的偏差。
由于曲柄计数器值VCA直接对应于曲轴18的转动量,因此在提高计算精度方面,使用曲柄计数器值VCA来估算回摆量的上述实施例的方面趋于比基于由空气流量计检测到的反向流动空气量来估计回摆量的方面更有利。
尽管已经描述了以旋转角度表示回摆量的示例,但是回摆量不一定必须是旋转角度。例如,回摆量可以由曲柄计数器中的计数数目指示。此外,在这种情况下,估计出的回摆量是计数数目。因此,在这种情况下,通过从最终计数器值VCAf起以与回摆量对应的计数数目来对曲柄计数器进行反向计数来计算停止时间计数器值VCAst。
在上述实施例中,描述了根据消除泵驱动次数NP的差所需的量来确定校正量并根据所需量进行校正的示例,但是校正量不一定必须以此方式变化。例如,每次在步骤S600的处理中做出否定确定时(步骤S600:否),可以以固定量校正回摆量。此外,不一定必须重复进行校正,并且可以进行一次校正。在通过进行校正使差小于校正前的情况下,与不进行校正时相比,具有抑制由于回摆量的偏差而引起的不利影响的效果。
可以进行用以减小用于计算停止时间计数器值VCAst的回摆量的校正和用以增大用于计算停止时间计数器值VCAst的回摆量的校正中的任一种。例如,当做出设计使得在回摆量以固定量逐渐减小的方向上校正第二映射图并且逐渐消除偏差时,不一定必须包括进行用以增大回摆量的校正的配置。
在上述实施例中,已经描述了使用泵驱动次数NP来确定是否通过缸内燃料喷射来进行发动机起动的示例。然而,泵驱动次数NP的使用方面不限于该方面。例如,可以使用泵驱动次数NP来估计高压系统燃料压力PH。在这种情况下,如图1中的双点划线所示,控制器100设有燃料压力估计单元109。然后,控制器100的燃料压力估计单元109基于由第一驱动次数计算单元107计算出的泵驱动次数NP来估计高压系统燃料压力PH。具体而言,燃料压力估计单元109估计出泵驱动次数NP越高,则高压系统燃料压力PH越高。
泵驱动次数NP大的事实意味着从高压燃料泵60输送的燃料量大,并且因此,泵驱动次数NP与高压系统燃料压力PH相关。因此,如上所述,能够基于计算出的泵驱动次数NP来估计高压系统燃料压力PH。根据这种配置,例如,即使当检测高压系统燃料压力PH的高压系统燃料压力传感器185发生异常时,也能够进行基于估计出的高压系统燃料压力PH的控制。
当如上所述地基于泵驱动次数NP来估计高压系统燃料压力PH时,可以开始从缸内燃料喷射阀15的燃料喷射,并且当估计出的高压系统燃料压力PH为规定压力PHth以上时,可以进行通过缸内燃料喷射的起动。也就是说,在步骤S130的处理中,控制器100可以确定由燃料压力估计单元109估计出的高压系统燃料压力PH是否为规定压力PHth以上。
根据这种配置,当估计出基于计算出的泵驱动次数NP估计的高压系统燃料压力PH为规定压力PHth以上并且高压系统燃料压力PH高时,开始缸内燃料喷射阀15的燃料喷射。因此,与上述实施例一样地,能够在高压系统燃料压力PH低的情况下抑制进行缸内燃料喷射。
此外,估计出的高压系统燃料压力PH的使用方面不限于上述的使用方面。例如,可以基于估计出的高压系统燃料压力PH根据目标喷射量来设定缸内燃料喷射阀15的打开时间段,即燃料喷射时间。
作为第一驱动次数计算单元107所参考的第一映射图,存储有用于曲轴18的四次旋转的信息的第一映射图被存储在存储单元102中,并且即使当曲柄计数器值VCA被中途重新设定,也使用该第一映射图,并且由此描述了能够计算出泵驱动次数NP的示例。然而,计算泵驱动次数NP的方法不限于这种方法。
例如,即使将用于曲轴18的两次旋转的第一映射图存储在存储单元102中,也能够计算出泵驱动次数NP。具体而言,当所判明的曲柄计数器值VCA小于停止时间计数器值VCAst时,在计数处理中,可以搜索与泵TDC对应的曲柄计数器值,该曲柄计数器值分别在停止时间计数器值VCAst至“23”之间和在所判明的曲柄计数器值VCA至“0”之间。此外,在这种情况下,可以通过将搜索到的数目加到泵驱动次数NP上来计算泵驱动次数NP。
在判明曲柄计数器值VCA之后在由第一驱动次数计算单元107执行的计数处理中更新泵驱动次数NP的方面不限于上述实施例中的方面。例如,每次将曲柄计数器值VCA更新了固定次数时,也能够参考第一映射图来计算已经经过了与泵TDC对应的曲柄角度多少次,并且通过将计算出的次数整合来更新泵驱动次数NP。
尽管已经描述了内燃机10包括缸内燃料喷射阀15和端口喷射阀14的示例,但是内燃机10可以仅包括缸内燃料喷射阀15,即,仅包括高压侧燃料供应系统51。
尽管已经描述了内燃机10包括进气侧可变气门正时机构27和排气侧可变气门正时机构28的示例,但是也可以将如上所述的用于计算泵驱动次数NP的配置应用于不具有可变气门正时机构的内燃机。
具体而言,即使当内燃机具有仅包括进气侧可变气门正时机构27的配置、仅包括排气侧可变气门正时机构28的配置以及不包括可变气门正时机构的配置时,也可以应用如上所述的用于计算泵驱动次数NP的配置。
曲柄计数器值VCA的表示不限于诸如“1”、“2”、“3”……之类的逐一计数的值。例如,可以根据对应的曲柄角度将表达式以30计数,诸如“0”、“30”、“60”……。当然,可以不一定必须如曲柄角度中一样地将表达以30计数。例如,该表达可以以5计数,诸如“0”、“5”、“10”……。
尽管已经描述了每30℃A对曲柄计数器值VCA进行计数的示例,但是对曲柄计数器值VCA进行计数的方法不限于该方面。例如,可以采用每10℃A进行计数的配置,或者可以采用以大于30℃A的间隔计数的配置。也就是说,在上述实施例中,采用了在每计数了三个边缘就对曲柄计数器进行计数并且每30℃A对曲柄计数器进行计数的配置。然而,可以适当地改变计数所需的边缘的数目。例如,也可以采用每计数了一个边缘就对曲柄计数器进行计数并且每10℃A对曲柄计数器进行计数的配置。
Claims (6)
1.一种用于内燃机的控制系统,所述控制系统包括:高压燃料泵,在所述高压燃料泵中,通过由于泵凸轮的作用导致的柱塞的往复运动,燃料室的容积被增大和被减小并且燃料被加压,所述泵凸轮与曲轴的旋转连动地旋转;和缸内燃料喷射阀,所述缸内燃料喷射阀将所述燃料喷射到气缸中,所述控制系统的特征在于包括控制器,所述控制器被配置成:
计算曲柄计数器,所述曲柄计数器当所述曲轴在正向旋转方向上旋转时在每一个固定曲柄角度处被计数,
估计回摆量,所述回摆量指示直到所述曲轴停止为止所述曲轴在反向旋转方向上的转动量,
基于最终计数器值以及估计出的所述回摆量来计算停止时间计数器值,所述停止时间计数器值是在内燃机停止时所述曲柄计数器的值,所述最终计数器值是所述曲轴停止之前最后计算出的所述曲柄计数器的值,
存储映射图,在所述映射图中,所述柱塞的上止点与所述曲柄计数器的值相关联,
基于计算出的所述停止时间计数器值和所述曲柄计数器的值,参考所述映射图来计算所述高压燃料泵的驱动次数,
通过每当高压系统燃料压力增大了阈值以上时就将所述驱动次数增加一次来计算所述高压燃料泵的驱动次数,所述高压系统燃料压力是被供应到所述缸内燃料喷射阀的所述燃料的压力,并且
基于如下的差来校正用于计算所述停止时间计数器值的所述回摆量:所述差是基于计算出的所述停止时间计数器值和所述曲柄计数器的值计算出的所述驱动次数与通过每当所述高压系统燃料压力增大了所述阈值以上时就将驱动次数增加一次计算出的所述驱动次数之间的差。
2.根据权利要求1所述的控制系统,其特征在于,所述控制器被配置成当基于计算出的所述停止时间计数器值和所述曲柄计数器的值计算出的所述驱动次数比通过每当所述高压系统燃料压力增大了所述阈值以上时就将驱动次数增加一次计算出的所述驱动次数多时,进一步减小用于计算所述停止时间计数器值的所述回摆量。
3.根据权利要求1或2所述的控制系统,其特征在于,所述控制器被配置成当基于计算出的所述停止时间计数器值和所述曲柄计数器的值计算出的所述驱动次数比通过每当所述高压系统燃料压力增大了所述阈值以上时就将驱动次数增加一次计算出的所述驱动次数少时,进一步增大用于计算所述停止时间计数器值的所述回摆量。
4.根据权利要求2或3所述的控制系统,其特征在于,所述控制器被配置成以如下量来校正用于计算所述停止时间计数器值的所述回摆量:所述量被需要以用于消除基于计算出的所述停止时间计数器值和所述曲柄计数器的值计算出的所述驱动次数与通过每当所述高压系统燃料压力增大了所述阈值以上时就将驱动次数增加一次计算出的所述驱动次数之间的所述差。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的控制系统,其特征在于:
所述控制器被配置成具有第一映射图和第二映射图,在所述第一映射图中,所述柱塞的上止点与所述曲柄计数器的值相关联,在所述第二映射图中,所述最终计数器值与所述回摆量相关联,并且
所述控制器被配置成参考所述第二映射图基于所述最终计数器值来估计所述回摆量,并且所述控制器通过校正所述第二映射图来校正估计出的所述回摆量。
6.一种内燃机,其特征在于包括:
高压燃料泵,在所述高压燃料泵中,通过由于泵凸轮的作用导致的柱塞的往复运动,燃料室的容积被增大和被减小并且燃料被加压,所述泵凸轮与曲轴的旋转连动地旋转;
缸内燃料喷射阀,所述缸内燃料喷射阀将所述燃料喷射到气缸中;和
控制器,所述控制器被配置成
计算曲柄计数器,所述曲柄计数器当所述曲轴在正向旋转方向上旋转时在每一个固定曲柄角度处被计数;
估计回摆量,所述回摆量指示直到所述曲轴停止为止所述曲轴在反向旋转方向上的转动量;
基于最终计数器值以及估计出的所述回摆量来计算停止时间计数器值,所述停止时间计数器值是在内燃机停止时所述曲柄计数器的值,所述最终计数器值是所述曲轴停止之前最后计算出的所述曲柄计数器的值;
存储映射图,在所述映射图中,所述柱塞的上止点与所述曲柄计数器的值相关联;
基于计算出的所述停止时间计数器值和所述曲柄计数器的值参考所述映射图来计算所述高压燃料泵的驱动次数,
通过每当高压系统燃料压力增大了阈值以上时就将所述驱动次数增加一次来计算所述高压燃料泵的驱动次数,所述高压系统燃料压力是被供应到所述缸内燃料喷射阀的所述燃料的压力,并且
基于如下的差来校正用于计算所述停止时间计数器值的所述回摆量:所述差是基于计算出的所述停止时间计数器值和所述曲柄计数器的值计算出的所述驱动次数与通过每当所述高压系统燃料压力增大了所述阈值以上时就将驱动次数增加一次计算出的所述驱动次数之间的差。
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---|---|---|---|---|
CN113357067B (zh) * | 2021-06-24 | 2022-07-12 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种电动燃油泵控制方法、装置、电子设备及存储介质 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4230616A1 (de) * | 1992-09-12 | 1994-03-17 | Bosch Gmbh Robert | Einrichtung zur Erkennung der Stellung wenigstens einer, eine Referenzmarke aufweisenden Welle |
JP2004052698A (ja) * | 2002-07-22 | 2004-02-19 | Hitachi Unisia Automotive Ltd | 内燃機関の制御装置 |
DE10341279A1 (de) * | 2003-09-08 | 2005-03-31 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Durchführung eines Hochdruckstarts |
CN101162000A (zh) * | 2006-10-11 | 2008-04-16 | 本田技研工业株式会社 | 控制装置和控制方法 |
JP2009235957A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃料供給装置 |
CN102725502A (zh) * | 2010-01-28 | 2012-10-10 | 日立汽车系统株式会社 | 内燃机的控制装置和控制方法 |
JP2013092116A (ja) * | 2011-10-26 | 2013-05-16 | Denso Corp | エンジンの制御装置 |
CN108952980A (zh) * | 2017-05-24 | 2018-12-07 | 丰田自动车株式会社 | 用于发动机的控制装置及发动机的控制方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000303887A (ja) * | 1999-04-26 | 2000-10-31 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関の燃料噴射装置 |
JP3770235B2 (ja) * | 2003-01-28 | 2006-04-26 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の停止位置推定装置 |
JP4075666B2 (ja) * | 2003-03-31 | 2008-04-16 | マツダ株式会社 | エンジンの始動装置 |
JP4110065B2 (ja) * | 2003-09-01 | 2008-07-02 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関の燃料供給制御装置 |
JP2006057524A (ja) | 2004-08-19 | 2006-03-02 | Denso Corp | エンジン回転停止制御装置 |
JP2008057386A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Mitsubishi Motors Corp | 混合燃料内燃機関の制御装置 |
US8442747B2 (en) * | 2010-06-01 | 2013-05-14 | GM Global Technology Operations LLC | Cylinder air mass prediction systems for stop-start and hybrid electric vehicles |
JP6032352B2 (ja) * | 2013-04-26 | 2016-11-24 | トヨタ自動車株式会社 | 始動制御装置 |
FR3018856B1 (fr) * | 2014-03-21 | 2016-07-08 | Ifp Energies Now | Procede de determination de la position angulaire instantanee d'une cible vilebrequin optimise pour le demarrage du moteur |
JP6281579B2 (ja) * | 2016-01-27 | 2018-02-21 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
JP6487407B2 (ja) * | 2016-10-25 | 2019-03-20 | トヨタ自動車株式会社 | エンジンの始動制御装置 |
JP6624112B2 (ja) * | 2017-02-16 | 2019-12-25 | トヨタ自動車株式会社 | エンジンの制御装置 |
-
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4230616A1 (de) * | 1992-09-12 | 1994-03-17 | Bosch Gmbh Robert | Einrichtung zur Erkennung der Stellung wenigstens einer, eine Referenzmarke aufweisenden Welle |
JP2004052698A (ja) * | 2002-07-22 | 2004-02-19 | Hitachi Unisia Automotive Ltd | 内燃機関の制御装置 |
DE10341279A1 (de) * | 2003-09-08 | 2005-03-31 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Durchführung eines Hochdruckstarts |
CN101162000A (zh) * | 2006-10-11 | 2008-04-16 | 本田技研工业株式会社 | 控制装置和控制方法 |
JP2009235957A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃料供給装置 |
CN102725502A (zh) * | 2010-01-28 | 2012-10-10 | 日立汽车系统株式会社 | 内燃机的控制装置和控制方法 |
JP2013092116A (ja) * | 2011-10-26 | 2013-05-16 | Denso Corp | エンジンの制御装置 |
CN108952980A (zh) * | 2017-05-24 | 2018-12-07 | 丰田自动车株式会社 | 用于发动机的控制装置及发动机的控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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