[发明专利]内燃机的控制设备和控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制燃料喷射模式和进气状况的内燃机控制设备。

背景技术

常规上，已经提出了一种控制设备，该控制设备利用汽缸压力传感器 来感测燃烧室中的压力(汽缸压力)并且基于汽缸压力感测值来感测汽缸 的燃烧特性，所述控制设备根据所感测的燃烧特性控制内燃机。例如，专 利文献1(JP-A-2005-351161)中所述的柴油机控制设备基于汽缸压力感测 值来对由燃烧室中的燃料燃烧所引起的能量产生率(热释放率)进行计算 并且通过使用所计算的热释放率来检测作为燃烧特性的实际点火时刻。

控制设备根据燃烧差异(例如，所检测的点火时刻与期望点火时刻的 偏差)来按照下列方式校正喷射模式。也就是说，在一个燃烧循环期间执 行多次喷射的多级喷射(即，多喷射)的情况下，控制设备校正主喷射开 始时刻、引燃喷射量等。在单级喷射的情况下，控制设备校正喷射开始时 刻。

然而，利用汽缸压力感测值仅能获知燃烧后的信息。因此，无法判断 喷射模式和进气状况中的哪一个是利用汽缸压力感测值感测的燃烧差异的 原因。在上述常规控制中，仅校正喷射模式，而不管在检测到燃烧差异时 哪一个是原因。因此，即便在燃烧差异是由诸如EGR量(排放气体重新循 环量)或增压压力等进气状况差异引起时，也仅对喷射开始时刻等喷射模 式进行校正。因此，不能说喷射模式和进气状况都被充分优化了。存在改 进的空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于使喷射模式和进气状况两者最优化的 内燃机控制设备。

根据本发明的一个方面，内燃机控制设备具有汽缸压力获取部分、燃 料压力获取部分、燃烧特性计算部分和控制部分，该内燃机控制设备用于 对从设置在内燃机中的喷射器喷出的燃料的喷射模式和进入空气的状况进 行控制，其中该进入空气流入内燃机的燃烧室中并与燃料混合在一起。

汽缸压力获取部分从对燃烧室中的压力进行感测的汽缸压力传感器处 获取汽缸压力感测值。燃料压力获取部分从燃料压力传感器处获取燃料压 力感测值，其中所述燃料压力传感器对伴随喷射器的燃料喷射而波动的燃 料的压力进行感测。燃烧特性计算部分基于汽缸压力感测值的获取感测值 和燃料压力感测值的获取感测值来计算与汽缸中的燃烧有关的燃烧特性。 控制部分根据由燃烧特性计算部分计算出的燃烧特性来控制喷射模式和进 气状况。

供给喷射器的燃料的压力(燃料压力)伴随着燃料的喷射而波动。在 燃料压力波动和实际喷射状态之间具有强相关性。例如，燃料压力P波动， 从而伴随着实际喷射开始而开始下降(参照图5中的部分(c))。喷射率R 随着燃料压力P的波动而变化(参照图5的部分(b)和(c))，并且喷射 率变化的积分值(图5中的部分(b)所示的阴影区S)对应于实际喷射量 Q。因此，如果感测到上述燃料压力，那么就可以计算诸如喷射开始时刻和 喷射量等喷射模式。

本发明人致力于这一点上，并且发明了本发明的上述方面的方案，其 除了获取汽缸压力感测值作为燃烧后的信息之外，还获取了伴随着喷射器 的燃料喷射而波动的燃料的压力(即，燃料压力感测值)作为燃烧前的信 息。对于这种方案，除了点火时刻和利用汽缸压力感测值计算出的燃烧量 (燃烧后的信息)之外，还可以获取利用燃料压力感测值计算的作为燃烧 前信息的喷射模式。

根据本发明的上述方面，控制设备基于汽缸压力感测值(例如，点火 时刻或燃烧量)和燃料压力感测值(例如，诸如喷射开始时刻或喷射量等 喷射模式)二者的获取感测值来计算与汽缸中的燃烧有关的燃烧特性(例 如，稍后提到的点火延迟或燃烧率)。控制设备根据计算出的燃烧特性来控 制喷射模式和进气状况。因此，与根据利用汽缸压力感测值计算的点火时 刻控制喷射开始时刻的常规控制相比，喷射模式和进气状况两者都能得到 充分优化。

本发明的下列七个方面中的每一个方面都使用从喷射开始到燃料点火 的点火延迟来作为燃烧特性。

根据本发明的另一方面，控制设备还具有点火时刻计算部分和喷射开 始时刻计算部分，其中所述点火时刻计算部分用于基于汽缸压力感测值来 计算点火时刻，而所述喷射开始时刻计算部分用于基于燃料压力感测值来 计算燃料的喷射开始时刻。燃烧特性计算部分基于计算出的点火时刻和计 算出的喷射开始时刻来计算从喷射开始到点火的点火延迟，以作为燃烧特 性。