用于控制缸內(nèi)壓力傳感器的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于控制集成有電熱塞的缸內(nèi)壓力傳感器的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]集成有電熱塞的、用于檢測內(nèi)燃機的燃燒室中的壓力的缸內(nèi)壓力傳感器，是公知的，其具有壓力接收部，所述壓力接收部由包含發(fā)熱元件的電熱塞的加熱器構(gòu)成。例如，日本專利早期公開N0.2009-222031公開了一種裝置，其作為與這種缸內(nèi)壓力傳感器一起使用的裝置，該裝置估計當(dāng)內(nèi)燃機處于預(yù)定工作條件時在內(nèi)燃機中積聚在氣缸蓋和壓力接收部之間的沉積物量，并且基于估計的沉積物量使發(fā)熱元件通電。在該裝置中，沉積物量是基于燃燒室中產(chǎn)生的熱量、來自缸內(nèi)傳感器的信號的波形和加熱器的表面溫度來估計的。
[0003]當(dāng)氣缸蓋和壓力接收部之間積聚的沉積物量增加時，出現(xiàn)的問題是壓力接收部的滑動摩擦增加，這降低了缸內(nèi)壓力傳感器的檢測精度。以上描述的裝置能夠基于所估計的沉積物量來使發(fā)熱元件通電，因此能夠通過基于所估計的沉積物量在合適的時間使加熱器的溫度上升，而分解以及去除在氣缸蓋和壓力接收部之間積聚的任何沉積物。
[0004]發(fā)熱元件的通電伴隨著電力的消耗。因此，即使執(zhí)行通電的目的是分解以及去除積聚的沉積物，也不希望頻繁地使發(fā)熱元件通電。在日本專利早期公開N0.2009-222031公開的技術(shù)中，例如，通過使用在燃燒室中產(chǎn)生的熱量和來自缸內(nèi)壓力傳感器的信號的波形代替沉積物量來間接估計所積聚的沉積物量，但估計精度并不是始終正確的。因此，存在不必要使發(fā)熱元件通電的可能性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于以上描述的問題，本發(fā)明的目的是提供集成有電熱塞的缸內(nèi)壓力傳感器，其中使發(fā)熱元件通電，目的是分解以及去除積聚在燃燒室中的沉積物，并且以提高的精度估計所積聚的沉積物量。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方案，提供了一種用于控制缸內(nèi)壓力傳感器的裝置。所述缸內(nèi)壓力傳感器集成有電熱塞。所述缸內(nèi)壓力傳感器設(shè)置成用于檢測內(nèi)燃機的燃燒室中的壓力。所述缸內(nèi)壓力傳感器具有壓力接收部，所述壓力接收部由包含發(fā)熱元件的加熱器構(gòu)成。所述裝置包括通電執(zhí)行器件和沉積物量估計器件。所述通電執(zhí)行器件構(gòu)造為使所述發(fā)熱元件通電，目的是當(dāng)所述燃燒室中積聚的沉積物量等于或者大于預(yù)定量時分解以及去除積聚的沉積物。所述沉積物量估計器件構(gòu)造為通過在所述內(nèi)燃機的每個循環(huán)中計算由所述燃燒室中的燃燒所產(chǎn)生的炭煙量以及未燃燒燃料量，并且通過參考所述炭煙量和所述未燃燒燃料量中的一個來調(diào)節(jié)另一個，來估計所述沉積物量。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第二方案，在根據(jù)第一方案的裝置中，所述沉積物量估計器件可以通過將計算出的所述炭煙量和計算出的所述未燃燒燃料量中的所述一個在質(zhì)量上調(diào)節(jié)得大于所述另一個以使所述炭煙量和所述未燃燒燃料量在質(zhì)量上彼此相等來估計所述沉積物量。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第三方案，在根據(jù)第一方案的裝置中，所述沉積物量估計器件可以通過調(diào)節(jié)所述炭煙量以使炭煙在所述炭煙量和所述未燃燒燃料量的總質(zhì)量中的比例等于或者小于所述未燃燒燃料的比例來估計所述沉積物量。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第四方案，在根據(jù)第三方案的裝置中，所述通電執(zhí)行器件可以使所述發(fā)熱元件通電，目的是分解以及去除積聚的所述沉積物中的未燃燒燃料。所述通電執(zhí)行器件可以包括通電量設(shè)定器件，所述通電量設(shè)定器件用于設(shè)定在使所述發(fā)熱元件通電期間要輸入所述發(fā)熱元件中的通電能量量。所述通電量設(shè)定器件可以在基于被調(diào)節(jié)的所述炭煙量計算出的炭煙的比例低時比在炭煙的比例高時設(shè)定得所述通電能量量大。
[0010]根據(jù)本發(fā)明發(fā)明人的發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)清楚的是，積聚在燃燒室中的沉積物的主要成分是炭煙和未燃燒燃料。本發(fā)明的第一方案是基于該發(fā)現(xiàn)。在本發(fā)明的第一方案中，能夠通過計算產(chǎn)生的主要成分的量及通過調(diào)節(jié)計算出的產(chǎn)生的成分的量來直接估計積聚的沉積物量。結(jié)果，能夠在最佳時間使發(fā)熱元件通電。也即，能夠最小化伴隨分解以及去除積聚的沉積物所發(fā)生的電力消耗。
[0011]本發(fā)明的第二方案是基于這樣的發(fā)現(xiàn):沉積物中包含的炭煙質(zhì)量以及未燃燒燃料的質(zhì)量彼此相等。在本發(fā)明的第二方案中，因此，能夠以提高的精度估計積聚的沉積物量。
[0012]本發(fā)明的第三方案是基于這樣的發(fā)現(xiàn):雖然煙和未燃燒燃料的共存對于形成沉積物是前提條件，但比起炭煙，未燃燒燃料在很大程度上促成沉積物的形成。在本發(fā)明的第三方案中，因此，能夠以提高的精度估計積聚的沉積物量。
[0013]在炭煙量被調(diào)節(jié)以使炭煙在炭煙量和未燃燒燃料量的總質(zhì)量中的比例等于或者小于未燃燒燃料的比例時，存在著未燃燒燃料在總質(zhì)量中的比例是相對高的可能性。如果未燃燒燃料的比例增加，則需要更大的能量來分解未燃燒燃料。在本發(fā)明的第四方案中，在這種情況下，能夠?qū)⒁斎胨霭l(fā)熱元件中的通電能量量設(shè)定得在炭煙的比例低時比在炭煙的比例高時大。結(jié)果，即使當(dāng)未燃燒燃料的比例增加時也能夠可靠地分解未燃燒燃料。
【附圖說明】
[0014]圖1是示意地示出本發(fā)明第一實施例中的系統(tǒng)構(gòu)造的圖；
[0015]圖2是示出CPS的末端部以及該末端部的周邊上一部分的圖；
[0016]圖3是示出沉積物成分的比例的圖；
[0017]圖4是示出由第一實施例中的ECU執(zhí)行的通電控制程序的流程圖；
[0018]圖5是示出CPS的靈敏度(輸出)的變化的圖；
[0019]圖6是示出分解加熱控制執(zhí)行時間段以及比例Rstot之間的關(guān)系的圖；以及
[0020]圖7是示出由第三實施例中的ECU執(zhí)行的通電控制程序的流程圖。
【具體實施方式】
[0021]第一實施例
[0022]將參考圖1至圖4描述本發(fā)明的第一實施例。
[0023][系統(tǒng)構(gòu)造的說明]
[0024]圖1是示意地示出本發(fā)明第一實施例中的系統(tǒng)構(gòu)造的圖。如圖1所示，本實施例中的系統(tǒng)包括柴油發(fā)動機10，柴油發(fā)動機10設(shè)置作為安裝在車輛等上的內(nèi)燃機。在柴油發(fā)動機10的氣缸12中，設(shè)置了活塞14，活塞14在氣缸12中滑動。氣缸蓋16布置在氣缸12上方。燃燒室18由氣缸12的缸壁表面、活塞14的頂表面和氣缸蓋16的底表面限定。
[0025]將作為燃料提供的輕油直接噴射至燃燒室18中的噴射器20，安裝在氣缸蓋16中。在本實施例中，柴油發(fā)動機10是壓縮點火式多氣缸發(fā)動機，使得在燃燒室18中在壓縮狀態(tài)下引起從噴射器20噴射的燃料的自動點火。柴油發(fā)動機10可以可替換地是單氣缸發(fā)動機。缸內(nèi)壓力傳感器(下文稱為〃CPS〃)22也安裝在氣缸蓋16中。噴射器20以及CPS22設(shè)置在每個燃燒室18上。
[0026]本實施例中的系統(tǒng)設(shè)置有電子控制單元(ECU) 30。CPS22以及用于控制柴油發(fā)動機10所需的其他各種傳感器(例如，用于檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器、用于檢測進氣量的空氣流量計以及用于檢測發(fā)動機溫度的溫度傳感器)電連接至ECU30的輸入側(cè)。另一方面，包括噴射器20的各種致動器電連接至E⑶30的輸出側(cè)。E⑶30基于來自各種傳感器的輸入信息通過執(zhí)行預(yù)定程序來操作各種致動器。從而ECU30執(zhí)行與柴油發(fā)動機10的運轉(zhuǎn)有關(guān)的各類控制，包括下述的啟動時控制和分解加熱控制。
[0027][CPS22 的說明]
[0028]圖2是示出CPS的末端部以及該末端部的周邊上一部分的圖。如圖2所示，CPS22包括加熱器24以及感測部26，加熱器24呈桿的形式，用作壓力接收部。CPS22插入形成在氣缸蓋16中的電熱塞孔(螺紋孔)28中。加熱器24的末端側(cè)突出至燃燒室18中，并且在其近側(cè)端側(cè)固定在氣缸蓋16上。感測部26通過中間軸(未圖示)電連接至加熱器24，還電連接至E⑶30。
[0029]CPS22是集成有電熱塞的缸內(nèi)壓力傳感器。加熱器24被構(gòu)造為以便在沿著其軸線的方向上(圖2中箭頭指示的方向)是可移動的。當(dāng)加熱器24接收燃燒室18中的壓力(下文稱為"缸內(nèi)壓力")時，加熱器24根據(jù)壓力沿著其軸向方向移動。感測部26布置成檢測加熱器24和中間軸的位移量。例如，作為感測部26，使用根據(jù)位移量產(chǎn)生電的壓電元件，或者使用測量位移量作為應(yīng)力量的應(yīng)變計。用感測部26檢測的位移量對應(yīng)于缸內(nèi)壓力并且被傳遞至E⑶30。
[0030]例如，當(dāng)包含在加熱器24的末端部中的發(fā)熱元件(未圖示)被通電時，CPS22用作電熱塞。當(dāng)發(fā)熱元件被通電時，加熱器24被加熱(電熱塞被加熱)，從而使加熱器24周圍的溫度上升。對發(fā)熱元件的控制類型包括啟動時控制。在啟動發(fā)動機時，因為發(fā)動機水溫低以及燃燒室18中的溫度也低，所以存在通過壓縮燃燒室18中的空氣而未達到點火溫度的可能性。啟動時控制是被執(zhí)行以避免該故障的控制。在啟動時控制中，發(fā)熱元件的通電量被控制以使加熱器24的溫度處于點火所需的溫度區(qū)域(至少等于或者高于1000°C )。
[0031][第一實施例的特征]
[0032]在一些情形下，當(dāng)輕油在燃燒室18中燃燒時，產(chǎn)生未燃燒燃料(下文稱為〃未燃燒HC")和炭煙。所產(chǎn)生的未燃燒HC以及炭煙通常從燃燒室18排出。但是，存在部分的所產(chǎn)生的未燃燒HC以及炭煙余留在燃燒室18中并且附著至燃燒室18的內(nèi)壁表面的可能性。還存在部分的所產(chǎn)生