內燃機的控制裝置以及控制方法
【專利摘要】內燃機的控制裝置基于內燃機的氣缸壁溫、或者與氣缸壁溫存在相關關系的參數(shù)的溫度，對異常燃燒抑制扭矩進行計算，以使得內燃機的扭矩不大于或等于異常燃燒抑制扭矩的方式對內燃機的扭矩進行控制，其中，該異常燃燒抑制扭矩用于抑制由以內燃機的供給燃料和潤滑油的混合物為熱源的自點火而引起的異常燃燒。
【專利說明】
內燃機的控制裝置以及控制方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及內燃機的控制裝置以及控制方法。
【背景技術】
[0002]JP2011-106411A中公開了如下技術，S卩，作為當前的內燃機的控制裝置，為了不產生由混合氣體的自點火引起的異常燃燒，基于進氣壓力和發(fā)動機轉速對發(fā)動機扭矩(吸入空氣量)的上限進行計算，并且根據發(fā)動機水溫校正該上限。

【發(fā)明內容】

[0003]在該當前的內燃機的控制裝置中，通常，發(fā)動機水溫越高，缸內溫度也越高，混合氣體越容易自點火，因此發(fā)動機水溫越高則將發(fā)動機扭矩的上限校正為越小。
[0004]然而，發(fā)現(xiàn)由于與上述這種通常的自點火的產生原因不同的原因，而處于發(fā)動機水溫越低則越容易產生的趨勢的自點火所引起的異常燃燒的存在。即使如以往發(fā)動機水溫越高則越減小發(fā)動機扭矩的上限，也無法抑制上述這種異常燃燒。
[0005]本發(fā)明就是著眼于這種問題而提出的，其目的在于抑制由于與通常的自點火的產生原因不同的原因而產生的異常燃燒。
[0006]本發(fā)明的某方式所涉及的內燃機的控制裝置，基于內燃機的氣缸壁溫、或者與氣缸壁溫存在相關關系的參數(shù)的溫度，對異常燃燒抑制扭矩進行計算，以使得內燃機的扭矩不大于或等于異常燃燒抑制扭矩的方式對內燃機的扭矩進行控制，其中，該異常燃燒抑制扭矩用于抑制由以內燃機的供給燃料和潤滑油的混合物為熱源的自點火而引起的異常燃
/9ti ο
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的第I實施方式所涉及的火花點火式內燃機的控制裝置的概略結構圖。
[0008]圖2是對本發(fā)明的第I實施方式所涉及的發(fā)動機扭矩控制進行說明的流程圖。
[0009]圖3是基于加速器操作量而計算基本目標扭矩的表。
[0010]圖4是對本發(fā)明的第I實施方式所涉及的低溫異常燃燒抑制扭矩計算處理進行說明的流程圖。
[0011 ]圖5是對低溫異常燃燒抑制扭矩的基本值計算處理進行說明的流程圖。
[0012]圖6是基于氣缸壁溫和發(fā)動機轉速而對低溫異常燃燒抑制扭矩的基本值進行計算的對應圖。
[0013]圖7是對本發(fā)明的第I實施方式所涉及的低溫異常燃燒抑制扭矩的校正值計算處理進行說明的流程圖。
[0014]圖8是基于進氣溫度而對低溫異常燃燒抑制扭矩的校正值進行計算的、本發(fā)明的第I實施方式所涉及的表。
[0015]圖9是對本發(fā)明的第I實施方式所涉及的發(fā)動機扭矩控制的動作進行說明的時序圖。
[0016]圖10是對本發(fā)明的第2實施方式所涉及的低溫異常燃燒抑制扭矩計算處理進行說明的流程圖。
[0017]圖11是對本發(fā)明的第2實施方式所涉及的低溫異常燃燒抑制扭矩的校正值計算處理進行說明的流程圖。
[0018]圖12是基于進氣溫度而對低溫異常燃燒抑制扭矩的校正值進行計算的、本發(fā)明的第2實施方式所涉及的表。
【具體實施方式】
[0019]下面，參照附圖等對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0020](第丨實施方式)
[0021]圖1是本發(fā)明的第I實施方式所涉及的火花點火式內燃機(下面稱為“發(fā)動機”)1的控制裝置100的概略結構圖。
[0022]發(fā)動機I的控制裝置100具備:發(fā)動機I;進氣通路2，其使向發(fā)動機I吸入的空氣(下面稱為“吸入空氣”)流動;排氣通路3，其使從發(fā)動機I排出的燃燒氣體(下面稱為“排出氣體”)流動；以及控制器4。
[0023]發(fā)動機I具備氣缸體11、氣缸蓋12、油盤13以及水套14。
[0024]氣缸體11具備氣缸部Ila以及曲軸箱部lib。
[0025]在氣缸部Ila形成有多個氣缸110，并且安裝有直接向燃燒室15內噴射燃料的燃料噴射閥115。在氣缸110的內部收納有活塞111，該活塞111受到燃燒壓力而在氣缸110的內部進行往返運動。
[0026]在活塞111插入用于對連桿112的一端部進行安裝的活塞銷113。另外，在活塞111的側面安裝多個活塞環(huán)116。活塞環(huán)116起到保持燃燒室15的氣密性的作用，并且在活塞往返時起到將氣缸110的內壁面(下面稱為“氣缸壁面”)的多余潤滑油刮落而在氣缸壁面形成適當?shù)挠湍さ淖饔谩?br>[0027]曲軸箱部Ilb形成于氣缸部Ila的下方。在曲軸箱部Ilb的內部收納有曲軸114。曲軸114具備:曲軸軸頸114a，其可自由旋轉地支撐于曲軸箱部11b;以及曲柄銷114b，其對連桿112的另一端部進行安裝。曲軸114經由連桿112而將活塞111的往返運動變換為旋轉運動。
[0028]氣缸蓋12安裝于氣缸體11的上表面，與氣缸110以及活塞111 一起形成燃燒室15的一部分。
[0029]在氣缸蓋12形成:進氣端口 120，其與進氣通路2連接且在燃燒室15的頂壁開口；以及排氣端口 121，其與排氣通路3連接且在燃燒室15的頂壁開口，火花塞122設置為面對燃燒室15的頂壁中央。另外，在氣缸蓋12設置:進氣閥123，其對燃燒室15和進氣端口 120的開口進行開閉；以及排氣閥124，其對燃燒室15和排氣端口 121的開口進行開閉。并且，在氣缸蓋12設置:進氣閥開閉裝置125，其用于對進氣閥123進行開閉驅動；以及排氣閥開閉裝置126，其用于對排氣閥124進行開閉驅動。進氣閥開閉裝置125以及排氣閥開閉裝置126分別具備:動作角?升程可變機構(VVEL:Variable Valve Event&lift)，其使進氣閥123以及排氣閥124的動作角?升程變化；以及相位可變機構(VTC:Variable Valve Timing Control)，其使上述升程的中心角的相位提前或滯后。
[0030]油盤13安裝于氣缸體11的下部。油盤13對供給至發(fā)動機內部的滑動部、旋轉部等產生摩擦熱的摩擦部分的潤滑油進行貯藏。利用由曲軸114驅動的油栗將貯藏于油盤13的潤滑油壓送至形成于曲軸箱部Ilb的主油道。壓送至主油道的潤滑油首先對曲軸114的曲軸軸頸114a進行潤滑，然后經由在曲軸114的內部形成的油路而對曲柄銷114b進行潤滑。并且，從連桿112的噴油孔(oil jet)噴出并對氣缸110及活塞銷113進行潤滑。另一方面，從主油道分流而輸送至氣缸蓋12的潤滑油，通過在進氣閥開閉裝置125及排氣閥開閉裝置126的內部形成的油路而對各滑動部進行潤滑。
[0031]水套14是用于對燃燒室15的周圍進行冷卻的冷卻水所流動的通路，分別設置于氣缸體11的氣缸部11 a以及氣缸蓋12的內部。
[0032]在進氣通路2從上游起按順序設置空氣濾清器21、空氣流量傳感器22、渦輪增壓器23的壓縮機23a、中間冷卻器24、以及電子控制式的節(jié)流閥25。
[0033]空氣濾清器21將吸入空氣中含有的砂等異物去除。
[0034]空氣流量傳感器22對進氣量進行檢測。
[0035]渦輪增壓器23是利用排出氣體的能量強制地對吸入空氣進行壓縮，并將該壓縮后的吸入空氣供給至氣缸110的裝置。由此提高填充效率，因此發(fā)動機I的輸出增大。壓縮機23a是構成渦輪增壓器23的一部分的部件，利用設置于同軸上的后述的渦輪增壓器23的渦輪機23b使壓縮機23a轉動，由此強制地對吸入空氣進行壓縮。
[0036]中間冷卻器24對因壓縮而變?yōu)楦邷氐奈肟諝膺M行冷卻。由此，抑制體積密度的下降并進一步提高填充效率，并且抑制因高溫的吸入空氣被吸入至氣缸110所引起的混合氣體的溫度上升而抑制爆震的產生。
[0037]節(jié)流閥25通過使進氣通路2的通路截面積變化而對吸入至氣缸110的進氣量進行調整。節(jié)流閥25由節(jié)流致動器27進行開閉驅動，由節(jié)流傳感器28檢測其開度(下面稱為“節(jié)流閥開度”)。
[0038]在排氣通路3從上游起按順序設置有渦輪增壓器23的渦輪機23b、旁通通路31以及三元催化器32。
[0039]渦輪機23b是構成渦輪增壓器23的一部分的部件，利用排出氣體的能量使該渦輪機23b轉動，并對設置于同軸上的壓縮機23a進行驅動。
[0040]旁通通路31是以繞過渦輪機23b的方式將渦輪機23b的上游部和下游部連接的通路。
[0041]在旁通通路31設置有廢氣門閥(waste gate valve)34，該廢氣門閥34由廢氣門致動器33驅動，并能夠連續(xù)地對旁通通路31的通路截面積進行調節(jié)。如果打開廢氣門閥34，則在排氣通路3中流動的排出氣體的一部分向旁通通路31流入，并繞過渦輪機23b而向外部大氣排出。因此，通過對廢氣門閥34的開度進行調節(jié)，能夠對流入至渦輪機23b的排出氣體的流量進行調節(jié)，能夠對渦輪機23b的轉速進行控制。即，通過對廢氣門閥34的開度進行調節(jié)，能夠對利用壓縮機23a壓縮的吸入空氣的壓力(下面稱為“增壓壓力”)進行控制。
[0042]三元催化器32將排出氣體中的碳氫化合物、氮氧化物等有害物質去除。
[0043]控制器4由具備中央運算裝置(CPU)、只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、以及輸入輸出接口(I /0接口)的微機構成。
[0044]除前述的空氣流量計22、節(jié)流傳感器28的檢測信號以外，來自如下對發(fā)動機I的運轉狀態(tài)進行檢測的各種傳感器等的檢測信號被輸入至控制器4:水溫傳感器41，其用于對在水套14中流動的冷卻水的溫度(下面稱為“發(fā)動機水溫”)進行檢測；油溫傳感器42，其對潤滑油的溫度(下面稱為“發(fā)動機油溫”)進行檢測;發(fā)動機轉速傳感器43，其用于基于曲軸轉角而對發(fā)動機轉速進行檢測；加速器行程傳感器44，其用于對加速器踏板的踏入量(下面稱為“加速器踏入量”)進行檢測；吸入空氣溫度傳感器45，其用于對增壓后的吸入空氣溫度或者中間冷卻器24的下游的吸入空氣溫度進行檢測；以及振動傳感器46，其安裝于氣缸體11，檢測在燃燒室15內是否產生了異常燃燒。
[0045]而且，控制器4根據檢測出的發(fā)動機I的運轉狀態(tài)而將節(jié)流閥開度、燃料噴射量、點火定時等控制為最佳。
[0046]例如，控制器4將節(jié)流閥開度或燃料噴射量、點火定時等控制為在燃燒室15內不會產生由爆震、提前點火引起的異常燃燒，另外在檢測出異常燃燒的情況下迅速將異常燃燒消除。
[0047]爆震是指在利用火花塞122對混合氣體點火之后混合氣體的未燃燒部分在火焰?zhèn)鞑ブ凶渣c火的現(xiàn)象。提前點火是指在利用火花塞122對混合氣體點火之前混合氣體自點火的現(xiàn)象。此外，在產生爆震及提前點火時，由振動傳感器46分別檢測出的振動等級不同，因此能夠根據振動等級而判斷異常燃燒是由哪種原因引起的。
[0048]這里，通常氣缸壁面的溫度(下面稱為“氣缸壁溫”)、活塞冠面的溫度變?yōu)樵礁叩臏囟?，則越容易產生由爆震、提前點火引起的異常燃燒。其原因在于，在爆震的情況下，氣缸壁溫等越變?yōu)楦邷?，則氣缸壁面、活塞冠面的附近的未燃燒混合氣體(尾氣)越容易在火焰?zhèn)鞑ブ凶渣c火。另外，在提前點火的情況下，其原因在于，氣缸壁溫等越變?yōu)楦邷?，則燃燒室15內的溫度(下面稱為“缸內溫度”)也越高，混合氣體越容易在點火前著火。
[0049]如果是這種由爆震而引起的異常燃燒，則能夠通過適當?shù)乜刂泣c火定時而加以抑制，另外，在產生上述異常燃燒的情況下能夠通過使點火定時滯后而將其消除。另外，如果是這種由提前點火而引起的異常燃燒，則通過使空燃比濃空燃比化而利用燃料的氣化潛熱使缸內溫度下降，由此能夠實現(xiàn)提前點火的抑制或消除。
[0050]然而，在氣缸壁溫為低溫時，有時也產生由自點火而引起的異常燃燒。下面，對在該氣缸壁溫為低溫時所產生的異常燃燒(下面稱為“低溫異常燃燒”，有時還稱為超級爆震或特級爆震)進行說明。
[0051]在氣缸壁溫為高溫時，即使燃料附著于氣缸壁面，附著的燃料也迅速蒸發(fā)。另一方面，在氣缸壁溫為低溫時，并不局限于本實施方式這樣的缸內直噴式的發(fā)動機I，即使在端口噴射式的發(fā)動機中，也容易形成為如下狀態(tài)，即，附著于氣缸壁面的燃料難以蒸發(fā)，保持液滴的狀態(tài)而附著于氣缸壁面。
[0052]在氣缸壁面，為了防止氣缸壁面與活塞111的直接性接觸而由潤滑油形成油膜。因此，如果處于燃料附著于氣缸壁面的狀態(tài)，則潤滑油和燃料一起在活塞上升時被活塞環(huán)刮落。
[0053]此時，未完全刮落的潤滑油和燃料的混合物容易滯留于由氣缸壁面、活塞111的側面以及活塞環(huán)116包圍的空間(所謂的U形夾部)。該混合物的粘度與所含有的燃料的量相應地低于潤滑油的粘度。因此，混合物中的燃料的比例越增加，則混合物的粘度越下降，混合物在活塞上升時越容易從U形夾部飛濺至燃燒室15內。
[0054]如果在該活塞上升時飛濺的混合物在燃燒室15內氣化，則會形成自點火性比正常的混合氣體的自點火性高的混合氣體，因該混合氣體自點火而產生低溫異常燃燒。該低溫異常燃燒有時在利用火花塞122點火前產生，還有時在利用火花塞122點火之后的火焰?zhèn)鞑ブ挟a生。
[0055]這樣，低溫異常燃燒因潤滑油和燃料的混合物飛濺至燃燒室15內而產生，氣缸壁溫越低則越容易產生。其原因在于，氣缸壁溫越低，則保持液滴的狀態(tài)而附著于氣缸壁面的燃料越多，混合物的粘度越下降，混合物越容易飛濺。
[0056]該低溫異常燃燒不依賴于點火定時，另外，如果使空燃比濃空燃比化，則相反以保持液滴的狀態(tài)附著于氣缸壁面的燃料會增加，因此反而容易產生低溫異常燃燒。
[0057]因此，在本實施方式中，通過根據氣缸壁溫適當?shù)叵拗瓢l(fā)動機扭矩的上限而抑制燃料噴射量，由此抑制該低溫異常燃燒的產生。
[0058]圖2是對為了抑制低溫異常燃燒的產生而利用控制器4實施的、本實施方式所涉及的動機扭矩控制進行說明的流程圖。
[0059]在步驟SI中，控制器4讀入各種傳感器的檢測信號。
[0060]在步驟S2中，控制器4參照圖3的表，基于加速器操作量(發(fā)動機負荷)，計算駕駛員對發(fā)動機I所要求的扭矩(下面稱為“基本目標扭矩”)。
[0061]在步驟S3中，控制器4實施用于抑制低溫異常燃燒的產生的發(fā)動機扭矩的上限值(下面稱為“低溫異常燃燒抑制扭矩”)的計算處理。后文中參照圖4對該低溫異常燃燒抑制扭矩計算處理進行詳細敘述。
[0062]在步驟S4中，控制器4判定基本目標扭矩是否大于或等于低溫異常燃燒抑制扭矩?？刂破?如果判定為基本目標扭矩大于或等于低溫異常燃燒抑制扭矩，則進入步驟S5的處理，如果判定為基本目標扭矩小于低溫異常燃燒抑制扭矩，則進入步驟S6的處理。
[0063]在步驟S5中，控制器4將發(fā)動機I的目標扭矩設定為低溫異常燃燒抑制扭矩。這樣，在基本目標扭矩大于或等于低溫異常燃燒抑制扭矩時，將發(fā)動機扭矩的上限限制為低溫異常燃燒抑制扭矩，由此抑制燃料噴射量而抑制低溫異常燃燒的產生。此外，如果僅著眼于抑制低溫異常燃燒的觀點，則可以將目標扭矩設定為小于或等于低溫異常燃燒抑制扭矩的扭矩，但如果還考慮到運轉性能，則優(yōu)選將其設定為低溫異常燃燒抑制扭矩。
[0064]在步驟S6中，控制器4將發(fā)動機I的目標扭矩設定為基本目標扭矩。這樣，在基本目標扭矩小于低溫異常燃燒抑制扭矩時，如果將目標扭矩設定為基本目標扭矩，則不會產生低溫異常燃燒，另外還能夠輸出符合駕駛員的要求的扭矩。
[0065]在步驟S7中，控制器4根據目標扭矩而設定節(jié)流閥開度、燃料噴射量等的目標值，將發(fā)動機扭矩控制為目標扭矩。
[0066]圖4是對低溫異常燃燒抑制扭矩計算處理進行說明的流程圖。
[0067]在步驟S31中，控制器4基于氣缸壁溫和發(fā)動機轉速而實施用于計算低溫異常燃燒抑制扭矩的基本值的處理。后文中參照圖5對該基本值計算處理進行詳細敘述。
[0068]在步驟S32中，控制器4基于吸入空氣溫度而實施用于計算低溫異常燃燒抑制扭矩的校正值的處理。后文中參照圖7對該校正值計算處理進行詳細敘述。
[0069]在步驟S33中，控制器從基本值減去校正值而計算出低溫異常燃燒抑制扭矩。
[0070]圖5是對低溫異常燃燒抑制扭矩的基本值計算處理進行說明的流程圖。
[0071]在步驟S311中，控制器4判定水溫傳感器41是否正常。即，判定是否因水溫傳感器41本身的故障、配線的斷線.短路等而導致水溫傳感器41的檢測值未顯示出異常的值?？刂破?如果判定為水溫傳感器41正常，則進入步驟S312的處理，如果判定為異常，則進入步驟S313的處理。
[0072]在步驟S312中，控制器4將利用水溫傳感器41檢測出的發(fā)動機水溫設定為在步驟S314中使用的氣缸壁溫。這樣，在水溫傳感器41正常時，將與氣缸壁溫存在相關關系的發(fā)動機水溫代用作氣缸壁溫。
[0073 ]在步驟S313中，控制器4將失效保護用的第I規(guī)定值設定為在步驟S314中使用的氣缸壁溫。在水溫傳感器41顯示出異常時，如果將利用水溫傳感器41檢測出的發(fā)動機水溫設定為氣缸壁溫，則有可能將氣缸壁溫設定為比實際壁溫高的值。于是，無法在步驟S314中計算出適當?shù)牡蜏禺惓Ｈ紵种婆ぞ氐幕局?。因此，在水溫傳感?1顯示出異常時，作為失效保護而將利用水溫傳感器41能夠檢測出的最低值(=第I規(guī)定值)設定為氣缸壁溫。
[0074]在步驟S314中，控制器4參照圖6，基于氣缸壁溫和發(fā)動機轉速，而對低溫異常燃燒抑制扭矩的基本值進行計算。
[0075]如圖6所示，在氣缸壁溫越低時，越容易產生低溫異常燃燒，因此低溫異常燃燒抑制扭矩的基本值越小。其原因在于，如前所述，氣缸壁溫越低，則以保持液滴的狀態(tài)附著于氣缸壁面的燃料越多，混合物的粘度越下降，混合物在活塞上升時越容易飛濺至燃燒室15內。
[0076]另外，如圖6所示，在發(fā)動機轉速越低時，越容易產生低溫異常燃燒，因此低溫異常燃燒抑制扭矩的基本值越小。其原因在于，在發(fā)動機轉速越低時，直至飛濺至燃燒室15內的混合物氣化并自點火為止的時間方面的富余越大。
[0077]此外，在本實施方式中，將與氣缸壁溫存在相關關系的發(fā)動機水溫代用作氣缸壁溫，但也可以例如利用壁溫傳感器直接檢測氣缸壁溫，并將其檢測值作為氣缸壁溫。另外，可以將與氣缸壁溫存在相關關系的發(fā)動機油溫代用作氣缸壁溫。而且，壁溫傳感器、油溫傳感器45的故障時的失效保護只要與水溫傳感器41的故障時相同即可。
[0078]圖7是對低溫異常燃燒抑制扭矩的校正值計算處理進行說明的流程圖。
[0079]在步驟S321中，控制器4判定吸入空氣溫度傳感器45是否正常。即，判定是否由吸入空氣溫度傳感器45本身的故障、配線的短線.短路等而導致吸入空氣溫度傳感器45的檢測值未顯示出異常的值。如果控制器4判定為吸入空氣溫度傳感器45正常，則進入步驟S322的處理，如果判定為異常則進入步驟S323的處理。
[0080]在步驟S322中，控制器4將利用吸入空氣溫度傳感器45檢測出的吸入空氣溫度設定為在步驟S324中使用的吸入空氣溫度。
[0081]在步驟S323中，控制器4將失效保護用的第2規(guī)定值設定為在步驟S324中使用的吸入空氣溫度。在吸入空氣溫度傳感器45顯示出異常時，如果基于利用吸入空氣溫度傳感器45檢測出的吸入空氣溫度而在步驟S324中對低溫異常燃燒抑制扭矩的校正值進行計算，則無法計算出適當?shù)男Ｕ?。因此，在吸入空氣溫度傳感?5顯示出異常時，作為失效保護，將利用吸入空氣溫度傳感器45能夠檢測出的最高值(=第2規(guī)定值)設定為吸入空氣溫度。
[0082]在步驟S324中，控制器4參照圖8的表，基于吸入空氣溫度而對低溫異常燃燒抑制扭矩的校正值進行計算。
[0083]如圖8所示，吸入空氣溫度越高，則低溫異常燃燒抑制扭矩的校正值越大。其原因在于，在吸入空氣溫度越高時，缸內溫度也處于越高的趨勢，越容易引起自點火，因此需要通過增大校正值而減小低溫異常燃燒抑制扭矩。
[0084]圖9是對本實施方式所涉及的發(fā)動機扭矩控制的動作進行說明的時序圖。
[0085]如果加速器操作量在時刻tl增加，則基本目標扭矩與加速器操作量的增加量相對應地增加。
[0086]從時刻11起直至時刻t2為止，基本目標扭矩比低溫異常燃燒抑制扭矩小，因此將發(fā)動機I的目標扭矩設定為基本目標扭矩，節(jié)流閥開度與基本目標扭矩的增加一致地增加，發(fā)動機轉速上升。
[0087]如果基本目標扭矩在時刻t2大于或等于低溫異常燃料抑制扭矩，則將發(fā)動機I的目標扭矩設定為低溫異常燃料抑制扭矩，對發(fā)動機扭矩的上限進行限制。由此，能夠抑制燃料噴射量而抑制低溫異常燃料的產生。
[0088]這里，在時刻tl及其以后，伴隨著氣缸壁溫的增加、以及發(fā)動機轉速的上升，低溫異常燃燒抑制扭矩逐漸增加。其結果，低溫異常燃燒抑制扭矩在時刻t3比基本目標扭矩大，再次將發(fā)動機I的目標扭矩設定為基本目標扭矩。
[0089]以上說明的本實施方式所涉及的發(fā)動機I的控制裝置，基于發(fā)動機I的氣缸壁溫、或者與氣缸壁溫存在相關關系的參數(shù)的溫度(發(fā)動機水溫、發(fā)動機油溫等)，對低溫異常燃燒抑制扭矩進行計算，以使得發(fā)動機I的扭矩不大于或等于低溫異常燃燒抑制扭矩的方式對發(fā)動機I的扭矩進行控制，其中該低溫異常燃燒抑制扭矩用于抑制由以發(fā)動機I的供給燃料和潤滑油的混合物為熱源的自點火而引起的異常燃燒。
[0090]由此，能夠根據氣缸壁溫適當?shù)叵拗瓢l(fā)動機扭矩的上限而抑制燃料噴射量，因此能夠抑制低溫異常燃燒的產生。
[0091]另外，對于本實施方式所涉及的發(fā)動機I的控制裝置而言，在氣缸壁溫或參數(shù)的溫度越低時，越減小低溫異常燃燒抑制扭矩。
[0092]在氣缸壁溫越低時，以保持液滴的狀態(tài)附著于氣缸壁面的燃料越增加，因此越容易產生低溫異常燃燒。因此，在氣缸壁溫或參數(shù)的溫度越低時，越減小低溫異常燃燒抑制扭矩而限制發(fā)動機扭矩的上限，由此能夠抑制燃料噴射量而抑制附著于氣缸壁面的燃料量。因而，能夠抑制低溫異常燃燒的產生。
[0093]另外，如果利用與氣缸壁溫存在相關關系的參數(shù)的溫度而對低溫異常燃燒抑制扭矩進行計算，則能夠簡易地計算出低溫異常燃燒抑制扭矩而無需追加用于檢測氣缸壁溫的傳感器等。
[0094]另外，本實施方式所涉及的發(fā)動機I的控制裝置基于氣缸壁溫或者參數(shù)的溫度、以及發(fā)動機轉速而對低溫異常燃燒抑制扭矩進行計算，在發(fā)動機轉速越低時，越減小低溫異常燃燒抑制扭矩。
[0095]在發(fā)動機轉速越低時，直至飛濺至燃燒室15內的混合物氣化并自點火為止的時間方面的富余越大，因此越容易產生低溫異常燃燒。因此，在氣缸壁溫的基礎上，還考慮發(fā)動機轉速而對低溫異常燃燒抑制扭矩進行計算，由此能夠更可靠地抑制低溫異常燃燒的產生。
[0096]另外，本實施方式所涉及的發(fā)動機I的控制裝置判定對氣缸壁溫或者參數(shù)的溫度進行檢測的傳感器(壁溫傳感器、水溫傳感器41、油溫傳感器42)的異常。而且，在判定出傳感器的異常時，將氣缸壁溫或者參數(shù)的溫度設定為對它們進行檢測的傳感器的最低值(規(guī)定的下限值)而計算低溫異常燃燒抑制扭矩。
[0097]由此，在傳感器異常時，將低溫異常燃燒抑制扭矩設定為失效保護用的較低的值，因此即使在傳感器異常時也能夠抑制低溫異常燃燒的產生。
[0098]另外，發(fā)動機I的吸入空氣溫度越高，本實施方式所涉及的發(fā)動機I的控制裝置將低溫異常燃燒抑制扭矩校正為越小。
[0099]在吸入空氣溫度越高時，缸內溫度也越高而越容易引起自點火，因此越容易產生低溫異常燃燒。因此，根據吸入空氣溫度而校正低溫異常燃燒抑制扭矩，由此能夠設定與發(fā)動機I被使用的外部環(huán)境溫度相對應的低溫異常燃燒抑制扭矩。因而，能夠抑制不必要地將發(fā)動機扭矩的上限限制為低溫異常燃燒抑制扭矩，能夠抑制加速性能、輸出性能的惡化。
[0100]另外，本實施方式所涉及的發(fā)動機I的控制裝置對吸入空氣溫度傳感器45的異常進行判定，在判定出吸入空氣溫度傳感器45的異常時，將吸入空氣溫度設定為吸入空氣溫度傳感器45的最高值(規(guī)定的上限值)而計算低溫異常燃燒抑制扭矩。
[0101]由此，在吸入空氣溫度傳感器45的異常時，將低溫異常燃燒抑制扭矩的校正值設定為失效保護用的值，因此即使在吸入空氣溫度傳感器45的異常時也能夠抑制低溫異常燃燒的產生。
[0102]另外，本實施方式所涉及的發(fā)動機I的控制裝置，使用由渦輪增壓器23壓縮后的吸入空氣的溫度、或者從中間冷卻器24通過的吸入空氣的溫度作為用于低溫異常燃燒抑制扭矩的校正的吸入空氣溫度。由此，能夠計算出適當?shù)男Ｕ刀种频蜏禺惓Ｈ紵漠a生。
[0103](第2實施方式)
[0104]下面，對本發(fā)明的第2實施方式進行說明。本實施方式的低溫異常燃燒抑制扭矩的校正值的計算方法與第I實施方式不同。下面以該不同點為中心進行說明。此外，在下面示出的各實施方式中，針對起到前述的與第I實施方式同樣的功能的部分使用相同的標號并將重復的說明適當?shù)厥÷浴?br>[0105]圖10是對第2實施方式所涉及的低溫異常燃燒抑制扭矩計算處理進行說明的流程圖。
[0106]在步驟S31中，控制器4進行與第I實施方式相同的處理。
[0107]在步驟S232中，控制器4基于吸入空氣溫度而實施用于計算低溫異常燃燒抑制扭矩的校正值的處理。后文中參照圖7對該第2實施方式所涉及的校正值計算處理進行詳細敘述。
[0108]在步驟S233中，控制器對基本值乘以校正值而計算出低溫異常燃燒抑制扭矩。
[0109]圖11是對第2實施方式所涉及的低溫異常燃燒抑制扭矩的校正值計算處理進行說明的流程圖。
[0110]在步驟S321至步驟S323中，控制器4進行與第I實施方式相同的處理。
[0111]在步驟S2321中，控制器4參照圖12的表，基于吸入空氣溫度而對低溫異常燃燒抑制扭矩的校正值(校正增益)進行計算。
[0112]如圖12所示，將第2實施方式所涉及的低溫異常燃燒抑制扭矩的校正值的百分比設定為，吸入空氣溫度越高則使得低溫異常燃燒抑制扭矩越小。具體而言，吸入空氣溫度越高，第2實施方式所涉及的低溫異常燃燒抑制扭矩的校正值設定為越小。
[0113]在以上說明的第2實施方式所涉及的發(fā)動機扭矩控制中，也能夠獲得與第I實施方式相同的效果。
[0114]以上對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但上述實施方式不過示出本發(fā)明的應用例的一部分而已，其主旨并非將本發(fā)明的技術范圍限定為上述實施方式的具體結構。
[0115]例如，在上述實施方式中，在水溫傳感器41的異常時，將失效保護用的第I規(guī)定值設定為氣缸壁溫，但也可以將油溫傳感器42的檢測值設定為氣缸壁溫。由此，能夠抑制低溫異常燃料抑制扭矩變得過小而過分地限制發(fā)動機扭矩。
[0116]另外，在上述實施方式中，利用帶增壓器的缸內直噴式的發(fā)動機I進行了說明，但也可以是自然進氣的發(fā)動機，還可以是端口噴射式的發(fā)動機。增壓器的種類也不局限于渦輪增壓器，可以是機械增壓器(super charger)。
[0117]另外，在上述實施方式中，如圖6的對應圖所示，在氣缸壁溫越低時，將低溫異常燃燒抑制扭矩的基本值設為越小。然而，在預想為低溫異常燃燒的產生頻率大的氣缸壁溫的溫度區(qū)域、即氣缸壁溫小于或等于規(guī)定值的溫度區(qū)域中，可以將低溫異常燃燒抑制扭矩的基本值固定為規(guī)定的較小的扭矩值。即，在氣缸壁溫小于或等于規(guī)定值時，可以將低溫異常燃燒抑制扭矩的基本值一律固定為規(guī)定的較小的扭矩值，在氣缸壁溫比規(guī)定值高時，例如可以將低溫異常燃燒抑制扭矩的基本值設定為充分高于基本目標扭矩的最大值的值，以便使得基本目標扭矩不受低溫異常燃燒抑制扭矩的限制。另外，在氣缸壁溫高于規(guī)定值時，可以直接將基本目標扭矩設定為目標扭矩。
[0118]如果這樣設定，則能夠削減制作對應圖的工時，能夠更簡單地抑制低溫異常燃燒的產生。
【主權項】
1.一種內燃機的控制裝置，其具備: 異常燃燒抑制扭矩計算單元，其基于所述內燃機的氣缸壁溫、或者與氣缸壁溫存在相關關系的參數(shù)的溫度，對異常燃燒抑制扭矩進行計算，其中，該異常燃燒抑制扭矩用于抑制由以所述內燃機的供給燃料和潤滑油的混合物為熱源的自點火而引起的異常燃燒;以及扭矩控制單元，其以使得所述內燃機的扭矩不大于或等于所述異常燃燒抑制扭矩的方式對所述內燃機的扭矩進行控制。2.根據權利要求1所述的內燃機的控制裝置，其中， 所述氣缸壁溫或者所述參數(shù)的溫度越低時，所述異常燃燒抑制扭矩計算單元將所述異常燃燒抑制扭矩設為越小。3.根據權利要求2所述的內燃機的控制裝置，其中， 所述異常燃燒抑制扭矩計算單元基于所述氣缸壁溫或者所述參數(shù)的溫度、以及所述內燃機的發(fā)動機轉速，對所述異常燃燒抑制扭矩進行計算， 在所述內燃機的發(fā)動機轉速越低時，將所述異常燃燒抑制扭矩設為越小。4.根據權利要求2或3所述的內燃機的控制裝置，其中， 具備溫度檢測器異常判定單元，該溫度檢測器異常判定單元判定對所述氣缸壁溫或者所述參數(shù)的溫度進行檢測的溫度檢測器的異常， 在判定出所述溫度檢測器的異常時，所述異常燃燒抑制扭矩計算單元將所述氣缸壁溫或者所述參數(shù)的溫度設定為規(guī)定的下限值而對所述異常燃燒抑制扭矩進行計算。5.根據權利要求1至4中任一項所述的內燃機的控制裝置，其中， 具備校正單元，所述內燃機的吸入空氣溫度越高，該校正單元將所述異常燃燒抑制扭矩設為越小。6.根據權利要求5所述的內燃機的控制裝置，其中， 具備吸入空氣溫度檢測器異常判定單元，該吸入空氣溫度檢測器異常判定單元判定對所述吸入空氣溫度進行檢測的吸入空氣溫度檢測器的異常， 在判定出所述進氣溫度檢測器的異常時，所述校正單元將所述吸入空氣溫度設定為規(guī)定的上限值而對所述異常燃燒抑制扭矩進行校正。7.根據權利要求5或6所述的內燃機的控制裝置，其中， 具備: 增壓器，其對所述內燃機的吸入空氣進行壓縮；以及 中間冷卻器，其對由所述增壓器壓縮后的吸入空氣進行冷卻， 作為所述吸入空氣溫度，使用由所述增壓器壓縮后的吸入空氣的溫度、或者從所述中間冷卻器通過后的吸入空氣的溫度。8.根據權利要求1所述的內燃機的控制裝置，其中， 在所述氣缸壁溫或者所述參數(shù)的溫度小于或等于規(guī)定值時，所述異常燃燒抑制扭矩計算單元將規(guī)定的扭矩值一律作為所述異常燃燒抑制扭矩而進行計算。9.根據權利要求1至8中任一項所述的內燃機的控制裝置，其中， 所述扭矩控制單元具備: 基本目標扭矩計算單元，其基于所述內燃機的負荷而對所述內燃機的基本目標扭矩進行計算；以及 目標扭矩計算單元，在所述基本目標扭矩大于或等于所述異常燃燒抑制扭矩時，所述目標扭矩計算單元將小于或等于所述異常燃燒抑制扭矩的扭矩作為所述內燃機的目標扭矩而進行計算，在所述基本目標扭矩小于所述異常燃燒抑制扭矩時，所述目標扭矩計算單元將所述基本目標扭矩作為所述內燃機的目標扭矩而進行計算， 基于所述目標扭矩而對所述內燃機的扭矩進行控制。10.根據權利要求1至9中任一項所述的內燃機的控制裝置，其中， 所述參數(shù)的溫度是發(fā)動機水溫或者發(fā)動機油溫。11.一種內燃機的控制方法，其具備: 異常燃燒抑制扭矩計算工序，在該異常燃燒抑制扭矩計算工序中，基于所述內燃機的氣缸壁溫、或者與氣缸壁溫存在相關關系的參數(shù)的溫度，對異常燃燒抑制扭矩進行計算，其中，該異常燃燒抑制扭矩用于抑制由以所述內燃機的供給燃料和潤滑油的混合物為熱源的自點火而引起的異常燃燒;以及 扭矩控制工序，在該扭矩控制工序中，以使得所述內燃機的扭矩不大于或等于所述異常燃燒抑制扭矩的方式對所述內燃機的扭矩進行控制。
【文檔編號】F02P5/153GK106030084SQ201480075848
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2014年2月26日
【發(fā)明人】山野健太郎, 川崎尚夫
【申請人】日產自動車株式會社