內(nèi)燃機(jī)的控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，定期且強制性地剝離氣缸內(nèi)所堆積的沉積物而事先抑制提前點火的連續(xù)產(chǎn)生。內(nèi)燃機(jī)在低旋轉(zhuǎn)高負(fù)荷區(qū)域具有提前點火的產(chǎn)生可能性增高的低速提前點火區(qū)域。具有對被吸入到氣缸內(nèi)的混合氣進(jìn)行點火的點火機(jī)構(gòu)(16)。在運轉(zhuǎn)區(qū)域處于所述低速提前點火區(qū)域以外的區(qū)域且處于借助點火正時的提前而能夠強制性地產(chǎn)生爆震的下限負(fù)荷以上的可強制爆震區(qū)域的情況下，按照規(guī)定的控制間隔強制性地使由所述點火機(jī)構(gòu)進(jìn)行點火的點火正時提前，以產(chǎn)生比所述運轉(zhuǎn)區(qū)域中的通常燃燒時高且比提前點火產(chǎn)生時低的最大缸內(nèi)壓。所述運轉(zhuǎn)區(qū)域的負(fù)荷越高、使所述控制間隔越增長，所述運轉(zhuǎn)區(qū)域的負(fù)荷越低、使所述控制間隔越縮短。
【專利說明】內(nèi)燃機(jī)的控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，尤其涉及適合于執(zhí)行搭載于車輛的內(nèi)燃機(jī)的控制的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]以往，在通過火花塞的火花對燃料以及空氣的混合氣進(jìn)行點火并使其燃燒的內(nèi)燃機(jī)中，產(chǎn)生在由火花塞進(jìn)行點火之前氣缸(燃燒室)內(nèi)的混合氣自己點火的異常燃燒(以下稱為“提前點火”)這種情況是已知的。另外，氣缸內(nèi)所堆積的沉積物是產(chǎn)生提前點火的主要原因之一這種情況是已知的。若產(chǎn)生提前點火，則與通常燃燒(正常燃燒)相比，產(chǎn)生劇烈的燃燒。
[0003]作為出于抑制產(chǎn)生提前點火的目的的沉積物除去技術(shù)，例如，專利文獻(xiàn)I中公開的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置是已知的。專利文獻(xiàn)I中公開的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置首先檢測提前點火的產(chǎn)生。進(jìn)而，推定沉積物堆積量并設(shè)定與沉積物堆積量成反比的通常運轉(zhuǎn)期間。接著，在檢測到提前點火的產(chǎn)生之后，交替地執(zhí)行對于提前點火產(chǎn)生氣缸的燃料切斷控制、以及上述通常運轉(zhuǎn)期間的通常運轉(zhuǎn)。
[0004]另外，作為與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)的文獻(xiàn)，包括上述文獻(xiàn)在內(nèi)， 申請人:了解到以下所述的文獻(xiàn)。
[0005]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開平9-222030號公報
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特開2006-118483號公報
[0009]專利文獻(xiàn)3:日本特開2007-231741號公報
[0010]專利文獻(xiàn)4:日本特開2011-111943號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明要解決的課題
[0012]但是，在低旋轉(zhuǎn)高負(fù)荷區(qū)域存在提前點火的產(chǎn)生可能性增高的低速提前點火區(qū)域。在低速提前點火區(qū)域中，有時產(chǎn)生由氣缸內(nèi)所堆積的沉積物引起的提前點火。在氣缸內(nèi)堆積了大量的沉積物的狀態(tài)下一旦產(chǎn)生提前點火，則存在此后提前點火連續(xù)產(chǎn)生的傾向。若提前點火連續(xù)產(chǎn)生，則恐怕會給構(gòu)成內(nèi)燃機(jī)的部件(例如活塞)帶來材料允許強度以上的應(yīng)力。
[0013]上述以往的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置推定氣缸內(nèi)所堆積的沉積物的量(以下稱為“缸內(nèi)沉積物堆積量”)。但是，該推定方法是對直至產(chǎn)生提前點火為止的時間進(jìn)行計測的方法。即，缸內(nèi)沉積物堆積量在產(chǎn)生了提前點火之后，事后被計測。另外，上述以往的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置在產(chǎn)生了提前點火之后，與缸內(nèi)沉積物堆積量相應(yīng)地執(zhí)行沉積物除去操作。但是，由于已經(jīng)堆積了大量的沉積物，因此，在如上所述的事后的沉積物除去操作中，不能抑制上述的提前點火的連續(xù)產(chǎn)生。
[0014]本發(fā)明是為了解決上述那樣的課題而作出的，其目的在于提供一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，可以定期且強制性地剝離氣缸內(nèi)所堆積的沉積物以事先抑制提前點火的連續(xù)產(chǎn)生。
[0015]用于解決課題的方案
[0016]為了實現(xiàn)上述目的，在第一發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中，該內(nèi)燃機(jī)在低旋轉(zhuǎn)高負(fù)荷區(qū)域具有提前點火的產(chǎn)生可能性增高的低速提前點火區(qū)域，所述內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的特征在于，具有:點火機(jī)構(gòu)，所述點火機(jī)構(gòu)對被吸入到所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)的混合氣進(jìn)行點火；沉積物剝離控制機(jī)構(gòu)，在運轉(zhuǎn)區(qū)域處于所述低速提前點火區(qū)域以外的區(qū)域且處于借助點火正時的提前而能夠強制性地產(chǎn)生爆震的下限負(fù)荷以上的可強制爆震區(qū)域的情況下，所述沉積物剝離控制機(jī)構(gòu)按照規(guī)定的控制間隔強制性地使由所述點火機(jī)構(gòu)進(jìn)行點火的點火正時提前，以產(chǎn)生比所述運轉(zhuǎn)區(qū)域中的通常燃燒時高且比提前點火產(chǎn)生時低的最大缸內(nèi)壓；以及控制間隔修正機(jī)構(gòu)，所述運轉(zhuǎn)區(qū)域的負(fù)荷越高、所述控制間隔修正機(jī)構(gòu)使所述控制間隔越增長，所述運轉(zhuǎn)區(qū)域的負(fù)荷越低、所述控制間隔修正機(jī)構(gòu)使所述控制間隔越縮短。
[0017]另外，第二發(fā)明在第一發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，還具有控制機(jī)構(gòu)，在負(fù)荷比所述可強制爆震區(qū)域的負(fù)荷低的區(qū)域中的運轉(zhuǎn)持續(xù)規(guī)定時間以上之后、運轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)入到所述可強制爆震區(qū)域的情況下，所述控制機(jī)構(gòu)執(zhí)行使所述控制間隔縮短的控制、以及增大修正由所述沉積物剝離控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行提前的點火正時的提前量的控制中的至少一方。
[0018]另外，第三發(fā)明在第一或第二發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，還具有:缸內(nèi)沉積物堆積量取得機(jī)構(gòu)，所述缸內(nèi)沉積物堆積量取得機(jī)構(gòu)取得缸內(nèi)沉積物堆積量；以及控制機(jī)構(gòu)，在所述缸內(nèi)沉積物堆積量比閾值大的情況下，所述控制機(jī)構(gòu)實施使所述控制間隔縮短的控制、以及增大修正由所述沉積物剝離控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行提前的點火正時的提前量的控制中的至少一方。
[0019]另外，第四發(fā)明在第一至第三發(fā)明中的任一發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，還具有提前點火抑制機(jī)構(gòu)，在負(fù)荷比所述可強制爆震區(qū)域的負(fù)荷低的區(qū)域中的運轉(zhuǎn)剛持續(xù)規(guī)定時間以上之后、運轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)入到所述低速提前點火區(qū)域的情況下，所述提前點火抑制機(jī)構(gòu)執(zhí)行限制負(fù)荷的控制、以及使空燃比變濃的控制中的至少一方。
[0020]發(fā)明的效果
[0021]根據(jù)第一發(fā)明，在低速提前點火區(qū)域以外的可強制爆震區(qū)域，定期且強制性地產(chǎn)生較大的缸內(nèi)壓，可以使氣缸內(nèi)所堆積的沉積物剝離。因此，可以事先抑制此后運轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)入到低速提前點火區(qū)域的情況下的提前點火的連續(xù)產(chǎn)生。另外，根據(jù)第一發(fā)明，運轉(zhuǎn)區(qū)域的負(fù)荷越高、使控制間隔越長，運轉(zhuǎn)區(qū)域的負(fù)荷越低、使控制間隔越短。因此，可以適當(dāng)?shù)貏冸x氣缸內(nèi)所堆積的沉積物而不會給構(gòu)成內(nèi)燃機(jī)的部件帶來超過必要程度的應(yīng)力。
[0022]根據(jù)第二發(fā)明，負(fù)荷比可強制爆震區(qū)域的負(fù)荷低的區(qū)域、即不能執(zhí)行沉積物剝離控制的區(qū)域中的運轉(zhuǎn)持續(xù)規(guī)定時間以上而堆積的沉積物，可以在短時間內(nèi)剝離。
[0023]根據(jù)第三發(fā)明，可以與缸內(nèi)沉積物堆積量相應(yīng)地調(diào)整沉積物剝離控制的程度。
[0024]負(fù)荷比可強制爆震區(qū)域的負(fù)荷低的區(qū)域、即不能執(zhí)行沉積物剝離控制的區(qū)域中的運轉(zhuǎn)持續(xù)規(guī)定時間以上，由此，在氣缸內(nèi)堆積大量的沉積物。根據(jù)第四發(fā)明，即便在不充分執(zhí)行沉積物剝離控制的狀態(tài)下運轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)入到低速提前點火區(qū)域，也可以抑制提前點火的產(chǎn)生。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是用于說明本發(fā)明的實施方式I的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概念圖。
[0026]圖2是表示通常燃燒時和異常燃燒時的缸內(nèi)壓波形的圖。
[0027]圖3是表示Pmax或Psjnax與每一次提前點火或爆震的沉積物剝離量之間的關(guān)系的圖。
[0028]圖4是表示低速提前點火區(qū)域與能夠執(zhí)行沉積物剝離控制的下限負(fù)荷的圖。
[0029]圖5是表示執(zhí)行了沉積物剝離控制的情況下的、活塞沉積物膜的厚度變化的圖。
[0030]圖6是用于說明第二沉積物剝離控制的具體例的圖。
[0031]圖7是表示執(zhí)行了實施方式I的沉積物剝離控制的情況下的活塞沉積物膜的厚度變化的圖。
[0032]圖8是用于說明第三沉積物剝離控制的具體例的圖。
[0033]圖9是用于對根據(jù)提前點火的產(chǎn)生頻度來推定沉積物厚度的情況進(jìn)行說明的圖。
[0034]圖10是用于對根據(jù)缸內(nèi)壓傳感器的增益變化量來推定沉積物厚度的情況進(jìn)行說明的圖。

【具體實施方式】
[0035]以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。另外，對于在各圖中通用的要素，標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并省略重復(fù)的說明。
[0036]實施方式1.
[0037][實施方式I的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)]
[0038]圖1是用于說明本發(fā)明的實施方式I的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概念圖。圖1所示的系統(tǒng)具有內(nèi)燃機(jī)(以下也簡稱為發(fā)動機(jī))10。內(nèi)燃機(jī)10是通過增壓實現(xiàn)小型化的發(fā)動機(jī)。內(nèi)燃機(jī)10具有多個氣缸12。圖1所示的內(nèi)燃機(jī)10是直列4缸型，但在本發(fā)明中，氣缸數(shù)以及氣缸配置并不限于此。
[0039]在各氣缸12，設(shè)置有將燃料向氣缸(燃燒室)內(nèi)直接噴射的噴射器14、用于對混合氣進(jìn)行點火的火花塞16、以及輸出與缸內(nèi)壓相應(yīng)的信號的缸內(nèi)壓傳感器18。在各氣缸12上連接有進(jìn)氣通路20以及排氣通路22。
[0040]自各氣缸12排出的廢氣流入排氣通路22。內(nèi)燃機(jī)10具有利用廢氣的能量進(jìn)行增壓的增壓器24。增壓器24具有:利用廢氣的能量進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的渦輪機(jī)24a、以及由渦輪機(jī)24a驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)24b。渦輪機(jī)24a配置于排氣通路22中。壓縮機(jī)24b配置于進(jìn)氣通路20中。在渦輪機(jī)24a的下游設(shè)置有凈化廢氣中的有害成分的催化劑26。
[0041]在進(jìn)氣通路20的入口附近設(shè)置有空氣濾清器28。在空氣濾清器28的下游附近設(shè)置有輸出與被吸入到進(jìn)氣通路20中的空氣的流量相應(yīng)的信號的空氣流量計30。在空氣流量計30的下游設(shè)置有壓縮機(jī)24b。在壓縮機(jī)24b的下游設(shè)置有中間冷卻器32。在中間冷卻器32的下游設(shè)置有電子控制式的節(jié)氣門34。
[0042]經(jīng)過空氣濾清器28被吸入的新鮮空氣，在被增壓器24的壓縮機(jī)24b壓縮之后被中間冷卻器32冷卻。被冷卻了的新鮮空氣通過節(jié)氣門34被分配并流入各氣缸12。
[0043]本實施方式的系統(tǒng)還具有EQJ (Electronic Control Unit:電子控制單元)50。E⑶50由具有例如包括ROM、RAM等在內(nèi)的存儲電路的運算處理裝置構(gòu)成。在E⑶50的輸入偵牝除上述缸內(nèi)壓傳感器18、空氣流量計30之外，還連接有用于檢測曲軸轉(zhuǎn)角以及曲軸轉(zhuǎn)角速度的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器52等用于檢測內(nèi)燃機(jī)10的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的各種傳感器。在ECU50的輸出側(cè)，連接有上述噴射器14、火花塞16、節(jié)氣門34等用于控制內(nèi)燃機(jī)10的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的各種促動器。
[0044]ECU50具有將與曲軸轉(zhuǎn)角相應(yīng)地變化的各種數(shù)據(jù)與該曲軸轉(zhuǎn)角一同作為時間序列數(shù)據(jù)而存儲的功能。該時間序列數(shù)據(jù)包括各種傳感器的輸出、以及基于該輸出計算出的各種指標(biāo)、參數(shù)等。
[0045]ECU50基于各種傳感器的輸出，按照規(guī)定的程序使各種促動器驅(qū)動，從而控制內(nèi)燃機(jī)10的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。例如，基于曲軸轉(zhuǎn)角傳感器52的輸出，計算曲軸轉(zhuǎn)角、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速)，并基于空氣流量計30的輸出，計算吸入空氣量。另外，基于吸入空氣量、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速等，計算發(fā)動機(jī)的負(fù)荷(負(fù)荷率)?；谖肟諝饬俊⒇?fù)荷等，計算燃料噴射量。作為燃料噴射量的基本量，設(shè)定例如使排氣空燃比為理論空燃比(化學(xué)計量空燃比)的燃料量?；谇S轉(zhuǎn)角，確定燃料噴射正時、點火正時。而且，在這些正時到來時，驅(qū)動噴射器14以及火花塞16。由此，可以在缸內(nèi)使混合氣燃燒而使內(nèi)燃機(jī)10運轉(zhuǎn)。
[0046]另外，ECU50控制KCS(Knock Control System:爆震控制系統(tǒng))。在KCS控制中，將點火正時控制在不產(chǎn)生爆震的極限。具體而言，判定由爆震傳感器54檢測到的爆震強度是否為爆震閾值以上。在為爆震閾值以上的情況下，判斷為產(chǎn)生了爆震。而且，在產(chǎn)生了爆震的情況下，在不超過成為失火原因的滯后上限值的范圍內(nèi)使點火正時每次滯后規(guī)定角度。另一方面，在不產(chǎn)生爆震的情況下，在不超過提前上限值的范圍內(nèi)使點火正時每次提前規(guī)定角度。另外，爆震閾值例如被設(shè)定為輕微爆震(極微細(xì)且沖擊波也弱的爆震)的大小。
[0047][由沉積物剝離引起的提前點火的連續(xù)產(chǎn)生]
[0048]圖2是表示通常燃燒時和異常燃燒時的缸內(nèi)壓波形的圖。在圖2中示出壓縮上止點附近的缸內(nèi)壓波形。附圖標(biāo)記60表示通常燃燒時的缸內(nèi)壓波形、附圖標(biāo)記62表示提前點火產(chǎn)生時的爆震波形、附圖標(biāo)記64表示提前點火產(chǎn)生時的平均缸內(nèi)壓波形。提前點火產(chǎn)生時的平均缸內(nèi)壓波形是對以高頻較大振動的爆震波形進(jìn)行了平滑化處理(平均處理(averaging processing))而得到的波形。Pmax是提前點火平均最大缸內(nèi)壓,Ps_max是爆震波形最大峰值。如圖2所示，在產(chǎn)生提前點火時(64)，產(chǎn)生通常燃燒時￠0)的數(shù)倍的缸內(nèi)壓。
[0049]圖3是表示Pmax或Psjnax與每一次提前點火或爆震的沉積物剝離量之間的關(guān)系的圖。如圖3所示，缸內(nèi)壓越高、氣缸內(nèi)所堆積的沉積物的剝離量越多。
[0050]另外，本實施方式的系統(tǒng)那樣的增壓小型化發(fā)動機(jī)在低旋轉(zhuǎn)高負(fù)荷區(qū)域具有容易產(chǎn)生突發(fā)性的提前點火的低速提前點火區(qū)域。氣缸內(nèi)所堆積的沉積物是產(chǎn)生提前點火的主要原因之一。在內(nèi)燃機(jī)10的高負(fù)荷(缸內(nèi)高溫)運轉(zhuǎn)時，沉積物成為點火源，產(chǎn)生提前點火。由氣缸內(nèi)所堆積的沉積物引起的提前點火存在隨著缸內(nèi)沉積物堆積量的增加而連續(xù)產(chǎn)生的傾向。因此，在大量的沉積物堆積于氣缸內(nèi)的狀態(tài)下，若由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷確定的運轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)入低速提前點火區(qū)域，則恐怕會連續(xù)產(chǎn)生提前點火。若連續(xù)產(chǎn)生提前點火，則恐怕會給構(gòu)成內(nèi)燃機(jī)的部件帶來損傷。
[0051][實施方式I中的特征性功能]
[0052]作為其對策，在本實施方式的系統(tǒng)中，定期且強制性地剝離氣缸內(nèi)所堆積的沉積物，事先抑制提前點火的連續(xù)產(chǎn)生。以下，使用圖4、圖5對本實施方式的特征性功能進(jìn)行說明。
[0053]圖4是表示實施方式I的系統(tǒng)中的低速提前點火區(qū)域、以及能夠執(zhí)行沉積物剝離控制的下限負(fù)荷的圖。下限負(fù)荷66是借助點火正時的過度提前而能夠強制性地產(chǎn)生模擬提前點火(pseudo pre-1gnit1n)的負(fù)荷的下限值。下限負(fù)荷66比低速提前點火區(qū)域的負(fù)荷低。在本說明書中，將下限負(fù)荷66以上的區(qū)域稱為可強制爆震區(qū)域。在此，上述“模擬提前點火”指的是產(chǎn)生比通常燃燒時高且比提前點火產(chǎn)生時低的最大缸內(nèi)壓的燃燒。該缸內(nèi)壓被設(shè)計為與內(nèi)燃機(jī)10所使用的活塞的材料強度允許值相應(yīng)的允許壓力以內(nèi)。上述“點火正時的過度提前”指的是比由KCS控制產(chǎn)生的提前量大的提前，是產(chǎn)生比輕微爆震大的模擬提前點火的提前。
[0054](沉積物剝離控制功能)
[0055]本實施方式的系統(tǒng)的ECU50具有沉積物剝離控制功能。沉積物剝離控制功能在當(dāng)前的運轉(zhuǎn)區(qū)域處于低速提前點火區(qū)域以外的區(qū)域且處于借助點火正時的過度提前而能夠強制性地產(chǎn)生爆震的下限負(fù)荷以上的可強制爆震區(qū)域的情況下，按照規(guī)定的控制間隔，強制性地使火花塞16的點火正時過度提前以產(chǎn)生模擬提前點火。
[0056]根據(jù)該沉積物剝離控制功能，在低速提前點火區(qū)域以外的區(qū)域，定期且強制性地剝離缸內(nèi)所堆積的沉積物。由于事先減少缸內(nèi)沉積物堆積量，可以抑制此后運轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)入到低速提前點火區(qū)域的情況下的提前點火的連續(xù)產(chǎn)生。
[0057]圖5是表示執(zhí)行了上述沉積物剝離控制的情況下、附著于活塞的沉積物膜(以下簡稱為活塞沉積物膜)的厚度變化的圖。虛線68是產(chǎn)生由沉積物引起的提前點火的標(biāo)準(zhǔn)(criteria)。在不執(zhí)行沉積物剝離控制的情況下(實線70)，隨著運轉(zhuǎn)時間的經(jīng)過，活塞沉積物膜的厚度超過標(biāo)準(zhǔn)(虛線68)。另一方面，在執(zhí)行沉積物剝離控制的情況下(實線72)，按照規(guī)定的控制間隔(th)，沉積物被剝離，從而使得沉積物的厚度被維持在標(biāo)準(zhǔn)以下的厚度。因此，即便在此后運轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)入到低速提前點火區(qū)域的情況下，也可以抑制提前點火的連續(xù)產(chǎn)生。
[0058](控制間隔修正功能)
[0059]在沉積物剝離控制中，按照規(guī)定的控制間隔，使點火正時過度提前，以產(chǎn)生模擬提前點火。但是，從構(gòu)成內(nèi)燃機(jī)10的部件的材料允許強度、燃料消耗、排放性能、駕駛性能等觀點來看，優(yōu)選沉積物剝離控制的執(zhí)行是充分必要的。
[0060]于是，本實施方式的系統(tǒng)的E⑶50還具有控制間隔修正功能。控制間隔修正功能與負(fù)荷相應(yīng)地修正沉積物剝離控制的控制間隔。控制間隔修正功能為:運轉(zhuǎn)區(qū)域的負(fù)荷越高、將控制間隔修正得越長，運轉(zhuǎn)區(qū)域的負(fù)荷越低、將控制間隔修正得越短。具體而言，該控制間隔包括基值和修正值?；殿A(yù)先被初始設(shè)定。與負(fù)荷相應(yīng)的修正值與該基值相加，從而計算修正后的控制間隔。
[0061]負(fù)荷越高、由模擬提前點火引起的沖擊波越大。由于每一次的沉積物剝離量多，因此，將控制間隔設(shè)定得長就夠了。另外，負(fù)荷越低、由模擬提前點火引起的沖擊波越小。由于每一次的沉積物剝離量少，因此，需要將控制間隔設(shè)定得短以增加剝離沉積物的次數(shù)。
[0062]根據(jù)該控制間隔修正功能，可以適當(dāng)?shù)貏冸x氣缸內(nèi)所堆積的沉積物而不會給構(gòu)成內(nèi)燃機(jī)10的部件帶來超過必要程度的損傷(應(yīng)力)。
[0063]另外，在上述實施方式I的系統(tǒng)中，為了便于說明而確定了可強制爆震區(qū)域的下限負(fù)荷66。但是，該下限負(fù)荷可以是與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速等相應(yīng)地變化的值。另外，這一點在以下的實施方式中也相同。
[0064]另外，應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)動機(jī)并不限于上述實施方式那樣的缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)。在進(jìn)氣口噴射式的發(fā)動機(jī)中也可以應(yīng)用本發(fā)明。另外，應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)動機(jī)并不限于上述實施方式那樣的附帶具有渦輪機(jī)24a的增壓器的發(fā)動機(jī)。在具有增壓器的發(fā)動機(jī)、自然進(jìn)氣發(fā)動機(jī)中也可以應(yīng)用本發(fā)明。另外，這一點在以下的實施方式中也相同。
[0065]另外,在上述實施方式I中,火花塞16相當(dāng)于所述第一發(fā)明中的“點火機(jī)構(gòu)”。
[0066]另外，在此，ECU50通過具有上述沉積物剝離控制功能來實現(xiàn)所述第一發(fā)明中的“沉積物剝離控制機(jī)構(gòu)”，通過具有上述控制間隔修正功能來實現(xiàn)所述第一發(fā)明中的“控制間隔修正機(jī)構(gòu)”。
[0067]實施方式2.
[0068][實施方式2的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)]
[0069]接著，參照圖6說明本發(fā)明的實施方式2。本實施方式的系統(tǒng)除實施方式I的結(jié)構(gòu)之外，ECU50還具有后述的第二沉積物剝離控制功能。
[0070][實施方式2中的特征性功能]
[0071]實施方式I的沉積物剝離控制在運轉(zhuǎn)區(qū)域的負(fù)荷比可強制爆震區(qū)域的下限負(fù)荷高的情況下執(zhí)行。另一方面，在運轉(zhuǎn)區(qū)域的負(fù)荷比可強制爆震區(qū)域的下限負(fù)荷低的情況下不執(zhí)行。因此，若在負(fù)荷比可強制爆震區(qū)域的負(fù)荷低的低負(fù)荷區(qū)域、即不產(chǎn)生爆震的區(qū)域中的運轉(zhuǎn)長時間持續(xù)，則氣缸內(nèi)會堆積大量的沉積物。
[0072](第二沉積物剝離控制功能)
[0073]于是，本實施方式的系統(tǒng)的ECU50具有第二沉積物剝離控制功能。在負(fù)荷比可強制爆震區(qū)域的下限負(fù)荷低的區(qū)域、即不能執(zhí)行沉積物剝離控制的區(qū)域中的運轉(zhuǎn)持續(xù)規(guī)定時間以上之后，運轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)入到可強制爆震區(qū)域的情況下，第二沉積物剝離控制功能以規(guī)定時間執(zhí)行接下來的(I)、(2)中的至少一方的控制。
[0074](I)減小使點火正時過度提前的控制間隔的基值的控制
[0075](2)增大修正由沉積物剝離控制功能產(chǎn)生的點火正時的提前量的控制
[0076]根據(jù)(I)的控制，由于使點火正時過度提前的控制間隔縮短，因此，模擬提前點火的產(chǎn)生頻度增大。因此，可以在短時間內(nèi)減少缸內(nèi)沉積物堆積量。根據(jù)(2)的控制，爆震的大小增大。因此，可以在短時間內(nèi)減少缸內(nèi)沉積物堆積量。通過執(zhí)行上述(I)的控制或(2)的控制或(I)和(2)雙方的控制，可以事先抑制低速提前點火區(qū)域中的提前點火的連續(xù)產(chǎn)生。
[0077]圖6是用于說明(I)的控制的具體例的圖。比下限負(fù)荷66低的區(qū)域是即便使點火正時過度提前也不產(chǎn)生爆震的區(qū)域。當(dāng)在該區(qū)域中的運轉(zhuǎn)持續(xù)規(guī)定時間以上之后、負(fù)荷增大而超過了下限負(fù)荷66的情況下，在期間A的期間內(nèi)執(zhí)行基于(I)的控制的沉積物剝離控制。由此，頻度高地執(zhí)行沉積物剝離控制。因此，可以在短時間內(nèi)剝離在不能執(zhí)行沉積物剝離控制的期間中堆積的沉積物。在經(jīng)過期間A之后，使控制間隔的基值返回到初始設(shè)定時的值(期間B)。
[0078]另外，上述實施方式2的系統(tǒng)的E⑶50也可以還具有接下來的禁止功能。當(dāng)在負(fù)荷比可強制爆震區(qū)域的負(fù)荷低的區(qū)域中的運轉(zhuǎn)持續(xù)規(guī)定時間以上之后、運轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)入到可強制爆震區(qū)域的情況下，該禁止功能將由控制間隔修正功能進(jìn)行的控制間隔的修正禁止規(guī)定時間。
[0079]另外，在上述實施方式2中，ECU50通過具有第二沉積物剝離控制功能來實現(xiàn)所述第二發(fā)明中的“控制機(jī)構(gòu)”。
[0080]實施方式3.[0081 ][實施方式3的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)]
[0082]接著，參照圖7?圖10說明本發(fā)明的實施方式3。本實施方式的系統(tǒng)除實施方式I或2的結(jié)構(gòu)之外，ECU50還具有后述的第三沉積物剝離控制功能。
[0083][實施方式3中的特征性功能]
[0084]圖7是表示執(zhí)行了實施方式I中論述的沉積物剝離控制的情況下的活塞沉積物膜的厚度變化的圖。虛線68是產(chǎn)生由沉積物引起的提前點火的標(biāo)準(zhǔn)。實線74表示在使用通常燃料時活塞沉積物膜的厚度變化，實線76表示在使用劣質(zhì)燃料時活塞沉積物膜的厚度變化。如實線76所示，在使用劣質(zhì)燃料時，與使用通常燃料時相比，沉積物堆積量增大，有可能超過標(biāo)準(zhǔn)(虛線68)。
[0085](第三沉積物剝離控制功能)
[0086]于是，本實施方式的系統(tǒng)的ECU50具有:第三沉積物剝離控制功能、取得氣缸沉積物堆積量的缸內(nèi)沉積物堆積量取得功能。第三沉積物剝離控制功能首先判定由缸內(nèi)沉積物堆積量取得功能取得的缸內(nèi)沉積物堆積量是否比閾值大。接著，在缸內(nèi)沉積物堆積量比閾值大的情況下，執(zhí)行接下來的(I)、(2)中的至少一方的控制。
[0087](I)減小使點火正時過度提前的控制間隔的基值的控制
[0088](2)增大修正由沉積物剝離控制功能產(chǎn)生的點火正時的提前量的控制
[0089]根據(jù)(I)的控制，由于使點火正時過度提前的控制間隔縮短，因此，模擬提前點火的產(chǎn)生頻度增大。因此，與使用初始設(shè)定時的基值的沉積物剝離控制(實施方式I)相比，可以剝離更多的沉積物。根據(jù)(2)的控制，爆震的大小增大。因此，與使用初始設(shè)定時的基值的沉積物剝離控制(實施方式I)相比，可以剝離更多的沉積物。通過執(zhí)行上述(I)的控制或⑵的控制或⑴和⑵雙方的控制，可以事先抑制低速提前點火區(qū)域中的提前點火的連續(xù)產(chǎn)生。
[0090]圖8是用于說明⑴的控制的具體例的圖。實線78表示執(zhí)行了基于⑴的控制的沉積物剝離控制的情況下的活塞沉積物膜的厚度變化。通過減小控制間隔的基值，模擬提前點火的產(chǎn)生頻度增大，可以將缸內(nèi)沉積物堆積量維持在標(biāo)準(zhǔn)(虛線68)以下(實線78)。
[0091]接著，對取得缸內(nèi)沉積物堆積量的缸內(nèi)沉積物堆積量取得功能進(jìn)行說明。
[0092]缸內(nèi)沉積物堆積量例如可以基于提前點火的產(chǎn)生頻度的增加率來推定。圖9是用于對根據(jù)提前點火的產(chǎn)生頻度推定沉積物厚度的情況進(jìn)行說明的圖。當(dāng)在沉積物厚度超過了標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)下運轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)入到低速提前點火區(qū)域的情況下，提前點火的產(chǎn)生頻度激增
(80)。由于提前點火的產(chǎn)生而使得沉積物被剝離，若成為標(biāo)準(zhǔn)以下，則其產(chǎn)生頻度返回到恒定。因此，可以根據(jù)進(jìn)入到低速提前點火區(qū)域之后的、短期間內(nèi)的提前點火的產(chǎn)生頻度，來判定沉積物厚度是否處于標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。
[0093]另外，缸內(nèi)沉積物堆積量也可以基于缸內(nèi)壓傳感器18的增益變化量來推定。圖10是用于對根據(jù)缸內(nèi)壓傳感器18的增益變化量來推定沉積物厚度的情況進(jìn)行說明的圖。實線82是通常燃燒時(缸內(nèi)沉積物未堆積時)的缸內(nèi)壓波形。實線84是沉積物厚度為標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)的情況下的缸內(nèi)壓波形，實線86是沉積物厚度超過標(biāo)準(zhǔn)的情況下的缸內(nèi)壓波形。箭頭A是沉積物厚度為標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)的情況下的增益變化量、箭頭B是沉積物厚度超過標(biāo)準(zhǔn)的情況下的增益變化量。這樣，隨著沉積物厚度增大，增益變化量存在較大變化的傾向。因此，可以根據(jù)增益變化量來判定沉積物厚度是否處于標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。
[0094]另外，在上述實施方式3中，ECU50通過具有上述缸內(nèi)沉積物堆積量取得功能來實現(xiàn)所述第三發(fā)明中的“缸內(nèi)沉積物堆積量取得機(jī)構(gòu)”，通過具有上述第三沉積物剝離控制功能來實現(xiàn)所述第三發(fā)明中的“控制機(jī)構(gòu)”。
[0095]實施方式4.
[0096][實施方式4的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)]
[0097]接著，說明本發(fā)明的實施方式4。本實施方式的系統(tǒng)除實施方式I至3中任一項的結(jié)構(gòu)之外，ECU50還具有后述的提前點火抑制功能。
[0098][實施方式4中的特征性功能]
[0099]在運轉(zhuǎn)區(qū)域的負(fù)荷比可強制爆震區(qū)域的下限負(fù)荷高的情況下，執(zhí)行實施方式I中的沉積物剝離控制。另一方面，在運轉(zhuǎn)區(qū)域的負(fù)荷比可強制爆震區(qū)域的下限負(fù)荷低的情況下不執(zhí)行實施方式I中的沉積物剝離控制。因此，若負(fù)荷比可強制爆震區(qū)域的負(fù)荷低的低負(fù)荷區(qū)域、即不產(chǎn)生爆震的區(qū)域中的運轉(zhuǎn)長時間持續(xù)，則氣缸內(nèi)會堆積大量的沉積物。此后若負(fù)荷激增，則在未充分執(zhí)行沉積物剝離控制的狀態(tài)下運轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)入低速提前點火區(qū)域。在該情況下，擔(dān)心提前點火的連續(xù)產(chǎn)生。
[0100]于是，本實施方式的系統(tǒng)的ECU50具有提前點火抑制功能。在負(fù)荷比可強制爆震區(qū)域的下限負(fù)荷低的區(qū)域、即不能執(zhí)行沉積物剝離控制的區(qū)域中的運轉(zhuǎn)剛持續(xù)規(guī)定時間以上之后，運轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)入到低速提前點火區(qū)域的情況下，提前點火抑制功能執(zhí)行接下來的
(I)、(2)中的至少一方的控制。另外，剛持續(xù)規(guī)定時間以上之后指的是例如執(zhí)行第二沉積物剝離控制的規(guī)定期間(圖6的期間A)內(nèi)。
[0101](I)限制負(fù)荷的控制
[0102](2)使空燃比變濃的控制
[0103](I)的控制可以通過減小節(jié)氣門的開度等來實現(xiàn)。通過限制負(fù)荷，來抑制提前點火的產(chǎn)生。(2)的控制可以通過燃料噴射量的增量修正來實現(xiàn)。借助燃料的氣化潛熱來降低缸內(nèi)溫度，從而抑制提前點火的產(chǎn)生。
[0104]另外，在上述實施方式4中，ECU50通過具有提前點火抑制功能來實現(xiàn)所述第四發(fā)明中的“提前點火抑制機(jī)構(gòu)”。
[0105]附圖標(biāo)記說明
[0106]10內(nèi)燃機(jī)(發(fā)動機(jī))
[0107]12 氣缸
[0108]14噴射器
[0109]16火花塞
[0110]18缸內(nèi)壓傳感器
[0111]20進(jìn)氣通路
[0112]22排氣通路
[0113]24增壓器
[0114]24a渦輪機(jī)
[0115]24b壓縮機(jī)
[0116]30空氣流量計
[0117]34節(jié)氣門
[0118]50ECU (Electronic Control Unit)
[0119]52曲軸轉(zhuǎn)角傳感器
[0120]54爆震傳感器
[0121]66下限負(fù)荷
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，該內(nèi)燃機(jī)在低旋轉(zhuǎn)高負(fù)荷區(qū)域具有提前點火的產(chǎn)生可能性增高的低速提前點火區(qū)域，所述內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的特征在于，具有: 點火機(jī)構(gòu)，所述點火機(jī)構(gòu)對被吸入到所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)的混合氣進(jìn)行點火； 沉積物剝離控制機(jī)構(gòu)，在運轉(zhuǎn)區(qū)域處于所述低速提前點火區(qū)域以外的區(qū)域且處于借助點火正時的提前而能夠強制性地產(chǎn)生爆震的下限負(fù)荷以上的可強制爆震區(qū)域的情況下，所述沉積物剝離控制機(jī)構(gòu)按照規(guī)定的控制間隔強制性地使由所述點火機(jī)構(gòu)進(jìn)行點火的點火正時提前，以產(chǎn)生比所述運轉(zhuǎn)區(qū)域中的通常燃燒時高且比提前點火產(chǎn)生時低的最大缸內(nèi)壓；以及 控制間隔修正機(jī)構(gòu)，所述運轉(zhuǎn)區(qū)域的負(fù)荷越高、所述控制間隔修正機(jī)構(gòu)使所述控制間隔越增長，所述運轉(zhuǎn)區(qū)域的負(fù)荷越低、所述控制間隔修正機(jī)構(gòu)使所述控制間隔越縮短。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 還具有控制機(jī)構(gòu)，在負(fù)荷比所述可強制爆震區(qū)域的負(fù)荷低的區(qū)域中的運轉(zhuǎn)持續(xù)規(guī)定時間以上之后、運轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)入到所述可強制爆震區(qū)域的情況下，所述控制機(jī)構(gòu)執(zhí)行使所述控制間隔縮短的控制、以及增大修正由所述沉積物剝離控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行提前的點火正時的提前量的控制中的至少一方。
3.如權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 還具有: 缸內(nèi)沉積物堆積量取得機(jī)構(gòu)，所述缸內(nèi)沉積物堆積量取得機(jī)構(gòu)取得缸內(nèi)沉積物堆積量；以及 控制機(jī)構(gòu)，在所述缸內(nèi)沉積物堆積量比閾值大的情況下，所述控制機(jī)構(gòu)實施使所述控制間隔縮短的控制、以及增大修正由所述沉積物剝離控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行提前的點火正時的提前量的控制中的至少一方。
4.如權(quán)利要求1?3中任一項所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于， 還具有提前點火抑制機(jī)構(gòu)，在負(fù)荷比所述可強制爆震區(qū)域的負(fù)荷低的區(qū)域中的運轉(zhuǎn)剛持續(xù)規(guī)定時間以上之后、運轉(zhuǎn)區(qū)域進(jìn)入到所述低速提前點火區(qū)域的情況下，所述提前點火抑制機(jī)構(gòu)執(zhí)行限制負(fù)荷的控制、以及使空燃比變濃的控制中的至少一方。
【文檔編號】F02P5/153GK104145109SQ201280071101
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月7日
【發(fā)明者】矢口寬, 筱田匡史, 北山武志 申請人:豐田自動車株式會社