[發明專利]內燃機的控制裝置及控制方法

在審

• 申請號: 202111665400.0
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114763773A
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 松嶋裕平;高橋建彥;井上純一;齋藤敏克;德山和宏;加古一代
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: F02D45/00
• 分類號: F02D45/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 熊風;宋俊寅

本發明提供一種內燃機的控制裝置及控制方法，即使在曲柄角加速度中包含高頻的誤差分量的情況下，也能抑制與燃燒狀態關聯的參數的推定精度的下降，并能降低運算負荷。內燃機的控制裝置在燃燒狀態下，參照設定有曲柄角度與未燃燒時的軸轉矩之間的關系的未燃燒時數據來計算上止點附近的未燃燒時的軸轉矩，基于計算出的上止點附近的未燃燒時的軸轉矩和上止點附近的燃燒時的實際軸轉矩來計算外部負載轉矩，并參照未燃燒時數據來計算未燃燒時的軸轉矩，基于未燃燒時的軸轉矩、燃燒時的實際軸轉矩和外部負載轉矩，來計算因燃燒而引起的氣體壓力轉矩的增加量。

技術領域

本申請涉及內燃機的控制裝置及控制方法。

背景技術

為了提高內燃機的燃料消耗性能、排放性能，對內燃機的燃燒狀態進行測量、并對該測量結果進行反饋來控制的方法是有效的。因此，準確地測量內燃機的燃燒狀態十分重要。內燃機的燃燒狀態能通過測量缸內壓力來準確地測量，該情況廣為人知。缸內壓力的測量方法中，除了根據缸內壓力傳感器信號直接測定的方法以外，還存在如下方法：根據曲柄角度信號等內燃機中的各機構的信息來推定氣體壓力轉矩。

作為現有技術，例如，如專利文獻1所記載的那樣，公開了一種燃燒狀態推定裝置，根據曲柄角度傳感器的輸出信號來推定燃燒狀態。專利文獻1所公開的燃燒狀態推定裝置中，如專利文獻1的式(15)所示，使用基于曲柄角速度和慣量計算出的軸轉矩(式(15)的右邊的分子的第1項)、基于由進氣管內的壓力等推定出的各未燃燒氣缸的缸內壓力等而計算出的多個未燃燒氣缸所產生的氣體壓力轉矩(式(15)的右邊的分子的第2項)、基于曲柄角加速度計算出的各氣缸的活塞的往復運動而產生的往復慣性轉矩(式(15)的右邊的分子的第3項)、以及從內燃機的外部施加到曲柄軸的外部負載轉矩(式(15)的右邊的分子的第4項)，來推定燃燒氣缸的缸內壓力(式(15)的左邊)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第6029726號

發明內容

發明所要解決的技術問題

然而，因信號板的齒的制造誤差、歷時變化等，在曲柄角度中包含檢測誤差，在基于曲柄角度計算出的曲柄角加速度中包含高頻的誤差分量。專利文獻1的技術中，基于曲柄角加速度來計算軸轉矩以及往復慣性轉矩這2個參數，因此，在高頻的誤差分量疊加到曲柄角加速度的情況下，存在如下問題：燃燒氣缸的缸內壓力的推定精度容易降低，燃燒狀態的推定精度容易降低。此外，由于專利文獻1的式(15)未能表現出的曲柄軸的平衡重的影響以及重心的偏差等模型化誤差，存在燃燒狀態的推定精度降低的問題。

此外，專利文獻1的技術中，需要單獨計算多個未燃燒氣缸的缸內壓力，需要單獨計算多個氣缸的活塞的往復慣性轉矩，運算負荷增大，并且需要設定活塞的質量等常數。

因此，本申請的目的在于提供一種內燃機的控制裝置及控制方法，即使在曲柄角加速度中包含高頻的誤差分量、曲柄機構不容易模型化的情況下，也能抑制與燃燒狀態關聯的參數的推定精度的下降，并且能降低運算負荷。

用于解決技術問題的技術手段

本申請所涉及的內燃機控制裝置包括：

角度信息檢測部，該角度信息檢測部基于曲柄角傳感器的輸出信號，對曲柄角度和曲柄角加速度進行檢測；

實際軸轉矩運算部，該實際軸轉矩運算部基于所述曲柄角加速度和曲柄軸系統的轉動慣量，來計算施加于曲柄軸的實際軸轉矩；以及

氣體壓力轉矩運算部，該氣體壓力轉矩運算部在內燃機的燃燒狀態下，參照設定有曲柄角度與未燃燒時的軸轉矩之間的關系的未燃燒時數據，計算與燃燒沖程的上止點附近的曲柄角度對應的所述未燃燒時的軸轉矩，并基于計算出的上止點附近的所述未燃燒時的軸轉矩、以及在上止點附近的曲柄角度處由所述實際軸轉矩運算部運算出的燃燒時的所述實際軸轉矩，來計算從內燃機的外部施加到曲柄軸的轉矩即外部負載轉矩，