内燃机的控制装置和方法 1

内燃机的控制装置和方法1

内燃机的掌握装置和方法专利名称:内燃机的掌握装置和方法技术领域:本创造涉及内燃机的掌握装置和方法,该内燃机具有将燃料喷入进气口的口喷射器和将燃料直接喷入燃烧室的缸内喷射器。

背景技术:具有将燃料喷入进气口的口喷射器和将燃料直接喷入燃烧室的缸内喷射器的内燃机是常规已知的-255539。

此内燃机中,依据负荷在缸内喷射器与口喷射器之间切换燃料喷射。

另外,若在内燃机加速的时候从缸内喷射器切换至口喷射器,应延迟喷射器之间的切换,以抑制由于加速时喷射器之间的切换导致较稀的空燃比或者增多。

在进行口喷射器与缸内喷射器之间的切换或口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率发生相当大的变动波动时,内燃机的燃烧室内的燃烧状态也显著变化。

由此,即便如上述常规内燃机那样延迟从缸内喷射器切换至口喷射器,也难以在过渡状态下例如加速时良好地抑制内燃机的转矩变动或与目标空燃比的偏差。

创造内容由上所述,本创造目的是供应一种内燃机的掌握装置和方法,在进行口喷射器与缸内喷射器之间的切换或口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率发生相当大的变动时,该装置和方法能够良好地抑制内燃机的转矩变动或与目标空燃比的偏差。

依据本创造,一种内燃机的掌握装置具有将燃料喷入进气口的口喷射器和将燃料直接喷入燃烧室的缸内喷射器并通过在该燃烧室内燃烧空气燃料混合物来产生动力,该内燃机的掌握装置包括判定装置,该判定装置判定内燃机的运转状态是否表现为过渡状态;负荷猜测推定装置,该负荷猜测装置在判定装置判定内燃机的运转状态表现为过渡状态时,基于该内燃机的运转状态猜测该内燃机的负荷率负荷因数;以及喷射比率计算装置,该喷射比率计算装置基于由负荷猜测装置猜测的负荷率计算口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率。

本内燃机的掌握装置适用于具有口喷射器和缸内喷射器的内燃机,且包括判定单元、负荷猜测单元和喷射比率计算单元。

判定单元判定内燃机的运转状态是否表现为过渡状态,负荷猜测单元在判定单元判定内燃机的运转状态表现为过渡状态时,基于指示该内燃机的运转状态的参数例如发动机转速或节气门开度打开位置猜测该内燃机的负荷率。

喷射比率计算单元基于由负荷猜测单元猜测的负荷率计算口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率。

在包括上述掌握装置的内燃机中,当该内燃机进入过渡状态例如加速时,负荷猜测单元猜测负荷率,基于负荷率的猜测值猜测负荷率计算口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率。

因此,当口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率在过渡状态下变化包括口喷射器与缸内喷射器之间的切换时,口喷射器和缸内喷射器之一或两者依据基于猜测负荷率算出的燃料喷射比率快速喷射适当量的燃料。

这样,掌握装置能够良好地抑制当在过渡状态下燃料喷射比率变化进行喷射器之间的切换时内燃机的转矩变动或者与目标空燃比的偏差。

优选地,依据本创造的内燃机的掌握装置还包括喷射比率设定装置,该喷射比率设定装置在由喷射比率计算装置算出的燃料喷射比率的前一值的变动量大于规定值时允许口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率的变化。

采纳此构造,当由喷射比率计算装置算出的前一燃料喷射比率的变动量不大于规定值时,不进行口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率的任何变化口喷射器与缸内喷射器之间的切换。

由此,随着燃料喷射比率变化喷射器之间切换的次数削减,能够降低消失内燃机的转矩变动或者与目标空燃比的偏差的可能性。

优选地,内燃机适用于具有允许自动定速巡航行驶的定速掌握系统的车辆,以及当判定装置已判定内燃机的运转状态表现为除过渡状态以外的状态时,在定速掌握系统作动时,喷射比率设定装置禁止口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率变化。

一般,在具有用于将车速掌握为基本恒定值的定速掌握系统的车辆中,依据其行驶条件执行加速和减速。

因此,在一些状况中,在定速掌握系统作动期间应转变口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率应进行口喷射器与缸内喷射器之间的切换。

然而,在利用定速掌握系统维持车速基本恒定的状态下,人体可以感觉到由于燃料喷射比率变化引发内燃机的转矩变动或者空燃比的偏差而导致的振动。

因此,当内燃机的运转状态不表现为过渡状态且定速掌握系统作动时,优选禁止口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率的变化。

通过在定速掌握系统作动期间禁止燃料喷射比率的变化喷射器之间的切换,可以降低人体感觉到由于燃料喷射比率变化引发转矩变动或者空燃比的偏差而导致的振动的频率。

依据本创造的另一种内燃机的掌握装置具有用于将燃料喷入进气口的口喷射器和直接将燃料喷入燃烧室的缸内喷射器、与变速器组合并通过在该燃烧室内燃烧空气燃料混合物来产生动力,该内燃机的掌握装置包括判定装置,该判定装置判定换档要求是否已发送给变速器;负荷猜测装置,该负荷猜测装置在判定装置判定换档要求已发送时,基于内燃机的运转状态猜测该内燃机的负荷率;以及喷射比率计算装置,该喷射比率计算装置基于由负荷猜测装置猜测的负荷率计算口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率。

当执行变速器的换档时转变口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率。

本内燃机的掌握装置也适用于具有口喷射器和缸内喷射器的内燃机,且包括判定单元、负荷猜测单元和喷射比率计算单元。

判定单元判定换档要求是否已发送给变速器。

当判定单元判定换档要求已发送时,负荷猜测单元基于指示内燃机的运转状态的参数例如换档后的猜测发动机转速或者该时点的节气门开度猜测该内燃机的负荷率。

喷射比率计算单元基于由负荷猜测单元猜测的负荷率计算口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率。

在变速器换档时,掌握装置转变口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率。

在包括此掌握装置的内燃机中,当换档时,负荷猜测单元猜测内燃机的负荷率,基于负荷率的猜测值猜测负荷率计算口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率。

另外,与换档基本同时地进行燃料喷射比率的转变喷射器之间的切换,口喷射器和缸内喷射器之一或两者依据基于猜测负荷率算出的燃料喷射比率快速地喷射适当量的燃料。

由此,掌握装置能够良好地抑制在燃料喷射比率变化进行喷射器之间的切换时内燃机的转矩变动或者与目标空燃比的偏差。

另外,即使由于燃料喷射比率的变化导致些微的转矩变动,也能够被就体感而言可容许的换档时振动所抵消。

依据本创造的一种内燃机的掌握方法,该内燃机具有用于将燃料喷入进气口的口喷射器和直接将燃料喷入燃烧室的缸内喷射器并通过在该燃烧室内燃烧空气燃料混合物来产生动力,该方法包括步骤判定内燃机的运转状态是否表现为过渡状态;当判定单元判定内燃机的运转状态表现为过渡状态时,基于该内燃机的运转状态猜测该内燃机的负荷率;以及基于在步骤中猜测的负荷率计算口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率。

依据本创造的另一种内燃机的掌握方法,该内燃机具有用于将燃料喷入进气口的口喷射器和直接将燃料喷入燃烧室的缸内喷射器、与变速器组合并通过在该燃烧室内燃烧空气燃料混合物来产生动力,该内燃机的掌握方法包括步骤判定换档要求是否已发送给变速器;当在步骤中判定换档要求已发送时,基于内燃机的运转状态猜测该内燃机的负荷率;基于在步骤中猜测的负荷率计算口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率;以及在执行变速器的换档时转变口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率。

依据本创造,能够获得这样一种内燃机的掌握装置和方法,该装置和方法能够良好地抑制在进行口喷射器与缸内喷射器之间的切换或者该口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率显著变化时内燃机的转矩变动或者与目标空燃比的偏差。

图1是采纳依据本创造的掌握装置的内燃机的构造的示意图;图2是用于说明图1所示内燃机的操作的时间图;图3是一幅流程图,说明为转变图1所示内燃机中口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率而执行的程序;以及图4是一幅流程图,说明为转变图1所示内燃机中口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率而执行的另一程序。

详细实施例方式以下参照实施本创造的最佳方式。

图1是采纳依据本创造的掌握装置的内燃机的构造的示意图。

图1所示内燃机1详细表现为一种车辆用多缸内燃机例如,四缸内燃机,尽管图1仅示出一个缸。

由于在每个燃烧室2内的空气燃料混合物的燃烧导致活塞3往复运动,内燃机1自未示出的曲轴接收动力。

尽管内燃机1在这里被描述为所谓的汽油机,但本创造不限于此,本创造当然也可适用于柴油机。

如图1所示,与各燃烧室2连通的进气口4与进气歧管6连接,与各燃烧室2连通的排气口5与排气歧管7连接。

对于每个燃烧室2,开闭进气口4的进气门和开闭排气口5的排气门设置在内燃机1的气缸盖内。

每个进气门和每个排气门经由气门传动作动机构8开闭,该气门传动机构8包括可转变进气门和排气门中至少一个的气门开启特性的气门正时相位转变机构气门开启性能设定装置。

另外,内燃机1包括数量与气缸数量对应的火花塞9,火花塞9以向对应燃烧室2内伸出的方式设置在气缸盖内。

此外,内燃机1包括数量与气缸数量对应的缸内喷射器10。

每个缸内喷射器10可将燃料例如汽油直接喷入对应燃烧室2内,且经由燃料供应管与用于存储液体燃料例如汽油的燃料箱连接以上任一者都未示出。

此外,如图1所示,内燃机1包括多个数量与气缸数量对应的口喷射器10。

每个口喷射器10可将燃料例如汽油喷入对应的进气口4内,且经由未示出的燃料供应管与用于存储液体燃料例如汽油的燃料箱连接。

至少一个缸内喷射器10供应给每个燃烧室2,以及至少一个口喷射器10供应给每个进气口4。

内燃机1的每个活塞3形成为在其顶面内具有所谓的深碗,即,具有形成在顶面内的凹部3。

内燃机1中,在空气被吸入每个燃烧室2内的状态下,能够从各缸内喷射器10朝向各燃烧室2内的活塞3的凹部3直接喷射燃料例如汽油。

由于一层空气燃料混合物以与四周空气层分别分层的方式形成在火花塞9四周,所以内燃机可采纳极稀的空气燃料混合物来执行稳定的层状分层燃烧。

同时,如图1所示,进气歧管6与稳压箱11连接,稳压箱11经由空气供应管12与未示出的空气滤清器连接。

另外,用于调整进气量的节气门14设置在空气供应管12的中间中途。

在本实施例中,具有检测加速踏板的操作量下压量的加速器位置传感器14、用于开闭节气门14的节气门电机14以及用于检测节气门14的开度的节气门开度传感器14的电子掌握节气门作为节气门14。

另外,如图1所示,排气歧管7与排气管15连接。

含有例如吸留还原催化剂的催扮装置16设置在排气管15的中间内,催扮装置16净化来自每个燃烧室2的排气。

上述内燃机1包括构成依据本创造的掌握装置的电子掌握单元20以下,称为“”。

20包括、、、输入输出端口、用于存储各类信息和映射图的存储装置等,它们中的任一者都没有示出。

20具有与上述气门传动机构8、火花塞9、各喷射器10,10、加速器位置传感器14、节气门电机14和节气门开度传感器14连接的输入输出端口,以及各种传感器例如车速传感器21和曲轴转角传感器22。

内燃机1的曲轴未示出与自动变速器100连接,且减振器介于其间。

自动变速器100给20供应指示有关换档位置、变速状态等的信息的信号。

20使用存储在存储装置内的各种映射图且基于利用各种传感器检测到的值来掌握气门传动机构8、火花塞9、各喷射器10和10、节气门14等,以便获得预期的输出。

另外,在本实施例中,20与车速传感器21一起构成所谓的定速掌握系统恒速掌握系统。

换句话说,20掌握节气门14和各喷射器10,10,以便当设置在车辆内的规定开关接通时利用车速传感器21检测到的车辆行驶速度被维持在规定值。

在包括口喷射器10和缸内喷射器10的内燃机1中,出于改进性能和削减排放的观点,较频繁地转变口喷射器10与缸内喷射器10之间的燃料喷射比率。

这里,转变燃料喷射比率包括口喷射器10与缸内喷射器10之间的切换,这意味着来自口喷射器10与缸内喷射器10之一的燃料喷射量被设定为零。

基本上,基于利用进气量确定的内燃机1的负荷率设定口喷射器10与缸内喷射器10之间的燃料喷射比率。

这里,当负荷率在例如加速或减速时的内燃机过渡状态下突然变化时,响应于此,在口喷射器10与缸内喷射器10之间进行切换或者大幅转变燃料喷射比率。

然而,若不实行任何措施,如图2所示,车辆驾驶员操纵加速踏板同设定口喷射器10与缸内喷射器10之间燃料喷射比率之间的时间延迟较大。

这会导致内燃机1的转矩变动或与目标空燃比的偏差,而它们会导致驾驶性能或排放恶化。

考虑到这些因素,在依据本实施例的内燃机1中,为抑制由于口喷射器10与缸内喷射器10之间的燃料喷射比率的变化导致转矩变动或空燃比偏差,以提高驾驶性能或者削减排放,20每隔预定时间段重复执行图3所示程序。

这里,20在内燃机1的操作过程中基于来自节气门开度传感器14的信号获得节气门14的开度节气门开度的每单位时间变化量Δ,且基于所获得的变化量Δ判定内燃机1的运转状态是否表现为过渡状态10。

在10,当节气门开度的变化量Δ的肯定值大于规定值时,20判定内燃机1的运转状态表现为过渡状态。

在10,若基于车辆驾驶员的加速器操作量已显著转变这个事实判定内燃机1的运转状态进入过渡状态,则20在12基于来自曲轴转角传感器22的信号获得此时的发动机转速,且基于来自节气门开度传感器14的信号获得此时的节气门开度。

另外,20基于所获得的发动机转速和节气门开度猜测获得驾驶员操作加速器后紧接着的负荷率猜测负荷率,参见图2中的虚线。

在本实施例中,预先考虑各种试验结果预备用于限定发动机转速、节气门开度和内燃机1的负荷率猜测负荷率之间的相互关系的负荷率猜测映射图,该映射图存储在20的存储装置中。

于是,在12,20从负荷率猜测映射图读取与在12处获得的发