本發(fā)明涉及檢測燃燒室內(nèi)的溫度的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。
背景技術(shù):
作為檢測燃燒室內(nèi)的溫度的裝置,例如公知有日本特開2001-336468號公報所記載的裝置。該公報記載的裝置具備通過對內(nèi)部的加熱線通電而被加熱的電熱塞。電熱塞以一端向燃燒室內(nèi)露出的狀態(tài)安裝于內(nèi)燃機(jī)。而且,在電熱塞的向燃燒室內(nèi)露出的部分設(shè)置有熱電偶。能夠利用該熱電偶檢測內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的溫度。
在上述裝置中,為了檢測內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的溫度,需要設(shè)置熱電偶,無法避免成本增加。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抑制成本增加并且能夠檢測內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的溫度的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。
用于實(shí)現(xiàn)上述目的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置具備燃燒壓傳感器和溫度計(jì)算部。燃燒壓傳感器具有:受壓部,上述受壓部構(gòu)成為被配置于內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi),并承受該燃燒室的內(nèi)部壓力;半導(dǎo)體元件,施加于上述受壓部的上述內(nèi)部壓力傳遞至上述半導(dǎo)體元件,上述半導(dǎo)體元件的電阻值根據(jù)自身的溫度和因所傳遞來的內(nèi)部壓力導(dǎo)致的自身的形變的雙方而變化;和檢測電路,上述檢測電路具備上述半導(dǎo)體元件,輸出與施加于上述受壓部的壓力和上述半導(dǎo)體元件的溫度對應(yīng)的電力。溫度計(jì)算部構(gòu)成為:基于上述內(nèi)燃機(jī)的燃燒壓力未作用于上述受壓部時的上述檢測電路的輸出,計(jì)算上述燃燒室的溫度。
附圖說明
圖1是示出內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的一個實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的簡圖。
圖2是示出燃燒壓傳感器的截面構(gòu)造及其電氣電路的剖視圖。
圖3是示出該燃燒壓傳感器的半導(dǎo)體元件的構(gòu)造的立體圖。
圖4是示出該燃燒壓傳感器的電氣電路的電路圖。
圖5A是示出燃燒壓傳感器的輸出電路的輸出電壓的推移的時序圖。
圖5B是示出燃燒壓傳感器的底部保持電路的輸出電壓的推移的時序圖。
圖6是示出溫度檢測處理的執(zhí)行程序的流程圖。
圖7是示出半導(dǎo)體元件的溫度與檢測電路的電阻值之間的關(guān)系的圖表。
圖8是示出爆震抑制處理的執(zhí)行程序的流程圖。
圖9是示出變形例的爆震抑制處理的執(zhí)行程序的流程圖。
圖10是示出變形例的爆震抑制處理的執(zhí)行程序的流程圖。
圖11是示出變形例的爆震抑制處理的執(zhí)行程序的流程圖。
圖12是示出變形例的爆震抑制處理的執(zhí)行程序的流程圖。
圖13是示出變形例的爆震抑制處理的執(zhí)行程序的流程圖。
圖14是示出變形例的爆震抑制處理的執(zhí)行程序的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下說明內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的一個實(shí)施方式。
如圖1所示,在內(nèi)燃機(jī)10的進(jìn)氣通路11設(shè)置有節(jié)氣門機(jī)構(gòu)12。該節(jié)氣門機(jī)構(gòu)12具備節(jié)氣門13和節(jié)氣門馬達(dá)14。而且,通過該節(jié)氣門馬達(dá)14的控制來調(diào)節(jié)節(jié)氣門13的開度。由此來調(diào)節(jié)通過進(jìn)氣通路11被吸入燃燒室15內(nèi)的空氣的量(進(jìn)氣量)。另外,在上述進(jìn)氣通路11設(shè)置有噴射器16。該噴射器16向進(jìn)氣通路11內(nèi)噴射燃料。
在內(nèi)燃機(jī)10的燃燒室15中,通過火花塞17進(jìn)行的點(diǎn)火動作,由進(jìn)氣和噴射燃料構(gòu)成的混合氣被點(diǎn)火而燃燒。通過該燃燒,活塞18往復(fù)移動,曲軸19旋轉(zhuǎn)。而且,燃燒后的混合氣作為排氣而從燃燒室15被向排氣通路20送出。
在內(nèi)燃機(jī)10中,進(jìn)氣通路11與燃燒室15通過進(jìn)氣門21的開閉動作而相互連通或被隔斷。在內(nèi)燃機(jī)10中,燃燒室15與排氣通路20通過排氣門22的開閉動作而相互連通或被隔斷。另外,進(jìn)氣門21伴隨著曲軸19的旋轉(zhuǎn)所被傳遞到進(jìn)氣凸輪軸23的旋轉(zhuǎn)而開閉。排氣門22同樣隨著曲軸19的旋轉(zhuǎn)所被傳遞到的排氣凸輪軸24的旋轉(zhuǎn)而開閉。
在進(jìn)氣凸輪軸23設(shè)置有氣門正時變更機(jī)構(gòu)25。該氣門正時變更機(jī)構(gòu)25構(gòu)成為:調(diào)節(jié)進(jìn)氣凸輪軸23相對于曲軸19的旋轉(zhuǎn)角(曲軸轉(zhuǎn)角)的相對旋轉(zhuǎn)角,使進(jìn)氣門21的氣門正時(進(jìn)氣門正時VT)提前或者滯后。此外,氣門正時變更機(jī)構(gòu)25通過促動器26的驅(qū)動而被控制。在進(jìn)氣門正時VT的變更中,在將進(jìn)氣門21的作用角VL(從開閥到閉閥為止的曲軸轉(zhuǎn)角)保持恒定的狀態(tài)下使該進(jìn)氣門21的開閥正時以及閉閥正時一起提前或者滯后。
在進(jìn)氣凸輪軸23與進(jìn)氣門21之間設(shè)置有作用角變更機(jī)構(gòu)27。該作用角變更機(jī)構(gòu)27構(gòu)成為將進(jìn)氣門21的作用角VL設(shè)定為能夠根據(jù)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化。作用角變更機(jī)構(gòu)27通過促動器28的驅(qū)動而被控制。通過該作用角變更機(jī)構(gòu)27的動作,進(jìn)氣門21的作用角VL與最大提升量同步地變化,例如作用角VL越小則最大提升量也越小。作用角VL變大是指進(jìn)氣門21的開閥正時與閉閥正時相互遠(yuǎn)離,意味著進(jìn)氣門21的開閥期間變長。
在內(nèi)燃機(jī)10設(shè)置有渦輪增壓器32。渦輪增壓器32的渦輪葉輪33配設(shè)于排氣通路20。壓縮機(jī)葉輪34配設(shè)于進(jìn)氣通路11中的比節(jié)氣門13更靠進(jìn)氣上游側(cè)的位置。而且,若排氣噴出至渦輪葉輪33而該渦輪葉輪33旋轉(zhuǎn),則伴隨于此壓縮機(jī)葉輪34旋轉(zhuǎn),進(jìn)氣通路11內(nèi)的空氣被強(qiáng)制地送入燃燒室15。
渦輪增壓器32是能夠變更內(nèi)燃機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域與增壓供氣量之間的關(guān)系的可變噴嘴葉片式。即,渦輪增壓器32具備可變噴嘴機(jī)構(gòu)35,該可變噴嘴機(jī)構(gòu)35具有用于調(diào)整噴出至該渦輪葉輪33的排氣的流速的多個噴嘴葉片。這些噴嘴葉片以包圍渦輪葉輪33的周圍的方式以渦輪葉輪33的軸線為中心而隔開相等角度地配設(shè)。而且,上述噴嘴葉片借助促動器35A而以相互同步的狀態(tài)開閉,被控制為能夠變更相鄰的噴嘴葉片的間隔。由此來調(diào)整噴出至渦輪葉輪33的排氣的流速,調(diào)整渦輪葉輪33的旋轉(zhuǎn)速度,進(jìn)而調(diào)整被強(qiáng)制地送入燃燒室15的空氣的量。
而且,在內(nèi)燃機(jī)10設(shè)置有用于使排氣通路20內(nèi)的排氣的一部分向進(jìn)氣通路11再循環(huán)的廢氣再循環(huán)(EGR:Exhaust Gas RecirculatI0n)裝置29。EGR裝置29具備EGR通路30,該EGR通路30連通進(jìn)氣通路11中的比節(jié)氣門靠進(jìn)氣下游側(cè)的部分與排氣通路20中的比渦輪葉輪33靠排氣上游側(cè)的部分。在該EGR通路30設(shè)置有EGR閥31。而且,調(diào)整EGR閥31的開度,從而調(diào)整從排氣通路20被導(dǎo)入至進(jìn)氣通路11的排氣的量(EGR量)。
而且,在內(nèi)燃機(jī)10設(shè)置有供冷卻水在內(nèi)部循環(huán)的水套36、和用于壓力輸送冷卻水的水泵37。該水泵37構(gòu)成為能夠變更冷卻水的壓力輸送量。
內(nèi)燃機(jī)10具備例如具有微機(jī)而構(gòu)成的電子控制裝置38。電子控制裝置38被輸入用于檢測曲軸19的旋轉(zhuǎn)相位(曲軸轉(zhuǎn)角)的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器等、用于檢測內(nèi)燃機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的各種傳感器的檢測信號。電子控制裝置38基于各種傳感器的檢測信號進(jìn)行各種運(yùn)算,并基于該運(yùn)算結(jié)果執(zhí)行節(jié)氣門機(jī)構(gòu)12、噴射器16、火花塞17、氣門正時變更機(jī)構(gòu)25、作用角變更機(jī)構(gòu)27、EGR閥31、可變噴嘴機(jī)構(gòu)35以及水泵37的動作控制等這樣的各種控制。在本實(shí)施方式中,電子控制裝置38作為溫度計(jì)算部發(fā)揮功能。
在本實(shí)施方式中,作為各種傳感器之一,設(shè)置有用于檢測燃燒室15內(nèi)的壓力的燃燒壓傳感器40。
以下說明燃燒壓傳感器40的構(gòu)造。
如圖2所示,燃燒壓傳感器40具有內(nèi)殼體41和外殼體42。內(nèi)殼體41以及外殼體42均具有近似圓筒形狀。內(nèi)殼體41插通在外殼體42的內(nèi)部。在上述內(nèi)殼體41以及外殼體42的前端(圖2中左側(cè)的端部),固定有呈覆蓋它們的開口的形狀的、由金屬材料構(gòu)成的隔膜43。另外,在近似圓筒形狀的內(nèi)殼體41內(nèi)部的靠前端側(cè)的部分,設(shè)置有呈填埋并堵塞該部分的形狀的密封部件44。
在燃燒壓傳感器40的前端部分,形成有由隔膜43、內(nèi)殼體41、密封部件44劃分出的空間45。在該空間45設(shè)置有半導(dǎo)體元件50、用于將作用于隔膜43的壓力傳遞至半導(dǎo)體元件50的力傳遞塊47以及連結(jié)部件48。半導(dǎo)體元件50被固定于密封部件44的前端面,即圖2的左側(cè)的面。力傳遞塊47被固定于半導(dǎo)體元件50的前端面,即圖2的左側(cè)的面。連結(jié)部件48的一端被固定于力傳遞塊47,連結(jié)部件48的另一端與隔膜43的內(nèi)表面抵接。
燃燒壓傳感器40以作為受壓部的隔膜43向燃燒室15(參照圖1)的內(nèi)部露出的狀態(tài)安裝于內(nèi)燃機(jī)10。燃燒壓傳感器40具有該隔膜43承受燃燒室15的內(nèi)部壓力(缸內(nèi)壓力)的構(gòu)造。因而,在該燃燒壓傳感器40中,作用于隔膜43的缸內(nèi)壓力經(jīng)由連結(jié)部件48以及力傳遞塊47而作用于半導(dǎo)體元件50。
如圖3所示,半導(dǎo)體元件50由硅等半導(dǎo)體構(gòu)成,且呈近似長方體形狀。在半導(dǎo)體元件50的前端面、即位于圖3的上側(cè)的加工面51,形成有比周邊突出的部分即高臺部52。在本實(shí)施方式中,使用蝕刻法等加工方法在半導(dǎo)體元件50的加工面51形成平行地延伸的2個四邊形狀的槽53,由此在上述槽53之間形成呈直線狀地延伸的形狀的高臺部52。
在高臺部52的頂面54固定有上述力傳遞塊47(參照圖2)。而且,若作用于上述隔膜43的缸內(nèi)壓力經(jīng)由連結(jié)部件48以及力傳遞塊47傳遞至高臺部52,該高臺部52變形而發(fā)生形變,則高臺部52的電阻值變化。這樣,半導(dǎo)體元件50的電阻值根據(jù)由缸內(nèi)壓力導(dǎo)致的半導(dǎo)體元件50、詳細(xì)地說是高臺部52的形變而變化。
另外,在半導(dǎo)體元件50的加工面51設(shè)置有1對端子55。端子55設(shè)置于將高臺部52夾在中間的位置。一方的端子55與高臺部52的一端導(dǎo)通,另一方的端子55與高臺部52的另一端導(dǎo)通。
如圖2以及圖4所示,燃燒壓傳感器40具備用于檢測輸出電力的檢測部60。半導(dǎo)體元件50的各端子55經(jīng)由導(dǎo)線61連接于檢測部60。檢測部60具備供給恒定電流的恒流電路62。從該恒流電路62向半導(dǎo)體元件50供給恒定電流。而且檢測部60具備設(shè)有運(yùn)算放大器的輸出電路63。而且,該輸出電路63檢測半導(dǎo)體元件50的端子55間的電位差(端子間電壓)并輸出。在本實(shí)施方式中,由半導(dǎo)體元件50、恒流電路62以及輸出電路63構(gòu)成的電氣電路相當(dāng)于輸出與施加于受壓部的壓力和半導(dǎo)體元件50的溫度對應(yīng)的電力的檢測電路65。
而且,該輸出電路63的輸出電壓V0被輸入至電子控制裝置38。
輸出電路63的輸出電壓V0在被底部保持電路64轉(zhuǎn)換后,輸入至電子控制裝置38。該底部保持電路64是公知的電氣電路,是將輸出電路63的輸出電壓V0轉(zhuǎn)換為除去了燃燒壓傳感器40的溫度所造成的影響后的電壓值并向電子控制裝置38輸出的電路。
圖5A示出輸出電路63的輸出電壓V0的推移,圖5B示出底部保持電路64的輸出電壓V2。
輸出電路63的輸出電壓V0被輸入至底部保持電路64。底部保持電路64以輸出電路63的輸出電壓V0從降低轉(zhuǎn)為上升時(時刻t1、t2、t3)為起點(diǎn),生成從此時的輸出電壓V0起逐漸變大的電壓值(圖5A中用點(diǎn)劃線表示的輸出電壓V1)。輸出電壓V1的生成借助由構(gòu)成底部保持電路64的一部分的電容器、電阻器、運(yùn)算放大器等構(gòu)成的生成電路(省略圖示)實(shí)現(xiàn)。該生成電路預(yù)先構(gòu)成為:在將底部保持電路64的輸出電壓V2形成為適當(dāng)?shù)爻チ巳紵龎簜鞲衅?0的溫度所造成的影響的電壓值的基礎(chǔ)上,使上述輸出電壓V1的上升速度成為適當(dāng)?shù)乃俣取?/p>
而且,從輸出電路63的輸出電壓V0減去上述生成電路的輸出電壓V1而得的值(=V0-V1)作為輸出電壓V2而被從底部保持電路64輸出。詳細(xì)地說,輸出電壓V2在每次輸出電路63的輸出電壓V0從降低轉(zhuǎn)為上升時,與半導(dǎo)體元件50的溫度無關(guān)而暫時成為作為基準(zhǔn)的電壓值(0V)。而且,之后,生成電路的輸出電壓V1與輸出電路63的輸出電壓V0之差成為輸出電壓V2。由此,輸出電壓V2是除去了半導(dǎo)體元件50的溫度所造成的影響的值,成為與缸內(nèi)壓力對應(yīng)的值。此外,利用了輸出電壓V0、V1的輸出電壓V2的生成由構(gòu)成底部保持電路64的一部分的運(yùn)算放大器等元件實(shí)現(xiàn)。
而且,當(dāng)在執(zhí)行上述各種控制時檢測缸內(nèi)壓力的情況下,作為該缸內(nèi)壓力而檢測底部保持電路64的輸出電壓V2。
本實(shí)施方式構(gòu)成為利用燃燒壓傳感器40的輸出電路63的輸出電壓V0來檢測燃燒室15的溫度。
以下,說明檢測燃燒室15的溫度的處理(溫度檢測處理)。
圖6示出上述溫度檢測處理的執(zhí)行程序。該圖的流程圖所示的一系列處理作為每隔規(guī)定周期的中斷處理,由電子控制裝置38執(zhí)行。
如圖6所示,在該處理中,首先,電子控制裝置38判斷曲軸轉(zhuǎn)角是否是預(yù)先確定的規(guī)定的曲軸轉(zhuǎn)角(步驟S11)。規(guī)定的曲軸轉(zhuǎn)角被設(shè)定為沒有產(chǎn)生燃燒壓力的任意的曲軸轉(zhuǎn)角。在本實(shí)施方式中,規(guī)定的曲軸轉(zhuǎn)角被設(shè)定為設(shè)置有燃燒壓傳感器40的氣缸處于進(jìn)氣行程的任意的曲軸轉(zhuǎn)角。此外,規(guī)定的曲軸轉(zhuǎn)角也可以設(shè)定為設(shè)置有燃燒壓傳感器40的氣缸處于排氣行程、進(jìn)氣行程以及壓縮行程的任一行程的任意的曲軸轉(zhuǎn)角。
而且,若曲軸轉(zhuǎn)角成為規(guī)定的曲軸轉(zhuǎn)角(步驟S11:是),則電子控制裝置38根據(jù)燃燒壓傳感器40的檢測電路65(詳細(xì)地說是輸出電路63)的輸出電壓V0,利用歐姆定律(電壓V=電阻R×電流I),計(jì)算該檢測電路65的電阻值R0(步驟S12)。在本實(shí)施方式中,向檢測電路65供給恒定電流I0。由此,電子控制裝置38根據(jù)關(guān)系式“電阻值R0=輸出電壓V0/電流I0(恒定)”,計(jì)算檢測電路65的電阻值R0。然后,電子控制裝置38根據(jù)在步驟S12中計(jì)算出的電阻值R0,根據(jù)運(yùn)算映射表計(jì)算燃燒室15(詳細(xì)地說是燃燒室15的內(nèi)壁面)的溫度(燃燒室溫度Teng),由此來檢測燃燒室15的溫度(步驟S13)。
(作用)
半導(dǎo)體元件50具有電阻值根據(jù)自身的溫度和因經(jīng)由隔膜43作用有缸內(nèi)壓力而導(dǎo)致的高臺部52的形變雙方而改變的特性。因此,在半導(dǎo)體元件50受到的缸內(nèi)壓力(詳細(xì)地說是高臺部52的形變)相同的條件下,與該缸內(nèi)壓力的值無關(guān)而半導(dǎo)體元件50的電阻值不產(chǎn)生變化。因此,溫度的差異保持原樣地表現(xiàn)在半導(dǎo)體元件50的電阻值上。具體而言,燃燒壓傳感器40的輸出電路63的輸出電壓V0是包含因經(jīng)由隔膜43作用于高臺部52的缸內(nèi)壓力而產(chǎn)生的影響量和因半導(dǎo)體元件50的溫度而產(chǎn)生的影響量的值。因此,若僅基于輸出電壓V0計(jì)算檢測電路65的電阻值R0,則電阻值R0成為包含因作用于隔膜43的缸內(nèi)壓力而產(chǎn)生的影響量的值,無法高精度地計(jì)算電阻值R0。
當(dāng)在隔膜43未作用有燃燒壓力時,例如在內(nèi)燃機(jī)10的排氣行程、進(jìn)氣行程中,作用于半導(dǎo)體元件50的負(fù)載極小,該半導(dǎo)體元件50的高臺部52幾乎不產(chǎn)生形變。因此,溫度的差異保持原樣地表現(xiàn)在輸出電壓V0上。在本實(shí)施方式中,在檢測電路65的電阻值R0的計(jì)算中,使用曲軸轉(zhuǎn)角是在燃燒壓傳感器未作用有燃燒壓力的規(guī)定的曲軸轉(zhuǎn)角時、即溫度的差異保持原樣地表現(xiàn)在半導(dǎo)體素子50的電阻值上時的檢測電路65的輸出電壓V0。
在本實(shí)施方式中,向檢測電路65供給恒定電流,因此輸出電路63的輸出電壓V0根據(jù)半導(dǎo)體元件50的溫度而變化。因此,能夠根據(jù)輸出電路63的輸出電壓V0來計(jì)算檢測電路65的電阻值R0,能夠根據(jù)該電阻值R0來推定燃燒壓傳感器40的溫度。
具體而言,如圖7所示,半導(dǎo)體元件50的溫度越高時,具有該半導(dǎo)體元件50的檢測電路65的電阻值R0越高。圖7示出測定半導(dǎo)體元件50的溫度與檢測電路65的電阻值R0之間的關(guān)系而得的結(jié)果。
由此,在本實(shí)施方式中,基于曲軸轉(zhuǎn)角為規(guī)定的曲軸轉(zhuǎn)角時的輸出電路63的輸出電壓V0來計(jì)算檢測電路65的電阻值R0。由此,作為電阻值R0,能夠計(jì)算出除去了因經(jīng)由隔膜43作用于高臺部52的缸內(nèi)壓力而產(chǎn)生的影響的值、且是與半導(dǎo)體元件50的溫度對應(yīng)的值。而且,能夠根據(jù)該電阻值R0檢測與半導(dǎo)體元件50的溫度具有相關(guān)性的燃燒室15的溫度。
在本實(shí)施方式的裝置中,若知道燃燒壓傳感器40的溫度,就能夠知道安裝有該燃燒壓傳感器40的內(nèi)燃機(jī)10的燃燒室15的溫度。鑒于這樣的實(shí)際情況,在本實(shí)施方式中,根據(jù)發(fā)明人的各種實(shí)驗(yàn)或仿真的結(jié)果預(yù)先求出檢測電路65的電阻值R0與燃燒室15的溫度(燃燒室溫度Teng)之間的關(guān)系,并且將該關(guān)系作為上述運(yùn)算映射表存儲于電子制御裝置38。然后,在溫度計(jì)算處理(圖6)的步驟S13的處理中,根據(jù)該運(yùn)算映射表計(jì)算燃燒室溫度Teng。
這樣,根據(jù)本實(shí)施方式,在具有燃燒壓傳感器40的裝置中,能夠利用伴隨著該燃燒壓傳感器40的溫度變化的檢測電路65的電阻值R0的變化來計(jì)算和檢測內(nèi)燃機(jī)10的燃燒室15的溫度。而且,在本實(shí)施方式中,為了檢測燃燒室15的溫度,不需要對燃燒壓傳感器40附加具備半導(dǎo)體元件50的檢測電路65以外的特別的結(jié)構(gòu),因此能夠抑制成本增加。
在本實(shí)施方式中,使用通過溫度檢測處理檢測到的燃燒室溫度Teng,執(zhí)行用于抑制爆震的產(chǎn)生的處理(爆震抑制處理)。
圖8示出了爆震抑制處理的執(zhí)行程序。圖8的流程圖所示的一系列處理是作為噴射器16的動作控制(燃料噴射控制)的一環(huán)而被執(zhí)行的處理,作為每隔規(guī)定周期的中斷處理,由電子控制裝置38執(zhí)行。
如圖8所示,在該處理中,首先,電子控制裝置38判斷燃燒室溫度Teng是否為預(yù)測會產(chǎn)生爆震的規(guī)定溫度JT以上(步驟S21)。作為規(guī)定溫度JT,確定為比產(chǎn)生爆震的溫度范圍的下限稍低的溫度,并存儲于電子控制裝置38。
而且,在燃燒室溫度Teng為規(guī)定溫度JT以上時(步驟S21:是),電子控制裝置38對修正量KQ加上規(guī)定量ΔQ(步驟S22)。與此相對,在燃燒室溫度Teng小于規(guī)定溫度JT時(步驟S21:否),電子控制裝置38從修正量KQ減去規(guī)定量ΔQ(步驟S23)。
在這樣對修正量KQ進(jìn)行了加減之后,電子控制裝置38用“0”對該修正量KQ進(jìn)行下限保護(hù)處理(步驟S24)。具體地說,在修正量KQ為負(fù)值時,電子控制裝置38將“0”設(shè)定為新的修正量KQ。與此相對,在修正量KQ為“0”以上的值時,電子控制裝置38將該值直接設(shè)定為修正量KQ。
而且,在本實(shí)施方式中,將對針對來自噴射器16的燃料噴射量的控制目標(biāo)值(目標(biāo)噴射量Tq)加上上述修正量KQ而得的值設(shè)為新的目標(biāo)噴射量Tq,由此,對目標(biāo)噴射量Tq進(jìn)行增量修正。
在利用燃燒壓傳感器40檢測出的燃燒室溫度Teng高而容易產(chǎn)生爆震時,通過增加燃料噴射量,增大該燃料的氣化潛熱,能夠降低燃燒室15內(nèi)的溫度。因此,能夠根據(jù)實(shí)際檢測出的燃燒室15的溫度,抑制內(nèi)燃機(jī)10中的爆震的產(chǎn)生。
如以上說明了的那樣,根據(jù)本實(shí)施方式,能夠得到以下記載的效果。
(1)基于內(nèi)燃機(jī)10的燃燒壓力不作用于燃燒壓傳感器40的隔膜43時的檢測電路65的輸出電壓V0計(jì)算燃燒室溫度Teng,由此來檢測燃燒室溫度Teng。因此,在具有燃燒壓傳感器40的裝置中,能夠利用伴隨著該燃燒壓傳感器40的溫度變化的檢測電路65的電阻值R0的變化,檢測內(nèi)燃機(jī)10的燃燒室15的溫度。燃燒壓傳感器40作為檢測燃燒室15的燃燒壓的傳感器發(fā)揮功能,并且還作為檢測燃燒室15的溫度的傳感器發(fā)揮功能。在本實(shí)施方式中,無需為了檢測燃燒室15的溫度而對燃燒壓傳感器40附加具備半導(dǎo)體元件50的檢測電路65以外的特別的結(jié)構(gòu),因此能夠抑制成本增加。
(2)在燃燒室溫度Teng成為預(yù)測會產(chǎn)生爆震的規(guī)定溫度JT以上時,增加內(nèi)燃機(jī)10的燃料噴射量。因此,能夠根據(jù)實(shí)際檢測出的燃燒室15的溫度,抑制內(nèi)燃機(jī)10中的爆震的產(chǎn)生。
上述實(shí)施方式可以按照以下方式變更而加以實(shí)施。
·對于溫度檢測處理(圖6)的步驟S11的處理,只要是能夠判斷內(nèi)燃機(jī)10的燃燒壓力沒有作用于燃燒壓傳感器40的隔膜43的處理即可,可以任意變更。例如,在步驟S11的處理中,也可以判斷曲軸轉(zhuǎn)角是否為設(shè)置有燃燒壓傳感器40的氣缸處于排氣行程的規(guī)定的曲軸轉(zhuǎn)角。在該情況下,規(guī)定的曲軸轉(zhuǎn)角也可以被設(shè)定為設(shè)置有燃燒壓傳感器40的氣缸處于排氣行程中的任意的曲軸轉(zhuǎn)角。
·即便是在采用不具有底部保持電路64的燃燒壓傳感器的裝置中,也能夠應(yīng)用上述實(shí)施方式的裝置。
·也可以按照根據(jù)檢測電路65的電阻值R0而通過運(yùn)算映射表或者關(guān)系式來計(jì)算半導(dǎo)體元件50的溫度、并且根據(jù)該半導(dǎo)體元件50的溫度而通過運(yùn)算映射表或者關(guān)系式來計(jì)算燃燒室15的溫度的方式,計(jì)算燃燒室15的溫度。根據(jù)這樣的裝置,能夠在計(jì)算燃燒室15的溫度的過程中計(jì)算半導(dǎo)體元件50的溫度。因此,能夠執(zhí)行判定半導(dǎo)體元件50的溫度變得異常高的處理等利用了該半導(dǎo)體元件50的溫度的各種處理。
·作為爆震抑制處理,并不限于增加燃料噴射量的處理,也可以執(zhí)行減小節(jié)氣門13的開度(節(jié)氣門開度)的處理。
圖9示出了上述的爆震抑制處理的執(zhí)行程序。圖9的流程圖所示的一系列處理是作為節(jié)氣門13的動作控制(節(jié)氣門制御)的一環(huán)而執(zhí)行的處理,作為每隔規(guī)定周期的中斷處理,由電子控制裝置38執(zhí)行。
如圖9所示,在該處理中,首先,電子控制裝置38判斷燃燒室溫度Teng是否為預(yù)測會產(chǎn)生爆震的規(guī)定溫度JT以上(步驟S31)。而且,在燃燒室溫度Teng為規(guī)定溫度JT以上時(步驟S31:是),電子控制裝置38對修正量Kta加上規(guī)定量ΔTA(步驟S32)。與此相對,在燃燒室溫度Teng小于規(guī)定溫度JT時(步驟S31:否),電子控制裝置38從修正量Kta減去規(guī)定量ΔTA(步驟S33)。在這樣對修正量Kta進(jìn)行了加減之后,電子控制裝置38用“0”對該修正量Kta進(jìn)行下限保護(hù)處理(步驟S34)。具體而言,在修正量Kta為負(fù)值時,電子控制裝置38將“0”設(shè)定為新的修正量Kta。與此相對,在修正量Kta為“0”以上的值時,電子控制裝置38將該值直接設(shè)定為修正量Kta。而且,在本實(shí)施方式中,將從針對節(jié)氣門13的開度的控制目標(biāo)值(目標(biāo)節(jié)氣門開度Tta)減去上述修正量Kta而得的值作為新的目標(biāo)節(jié)氣門開度Tta,由此,目標(biāo)節(jié)氣門開度Tta被修正為較小的開度。
由此,在利用燃燒壓傳感器40檢測出的燃燒室溫度Teng高而容易產(chǎn)生爆震時,通過減小節(jié)氣門13的開度,使內(nèi)燃機(jī)10的進(jìn)氣量減少,從而能夠降低燃燒室15內(nèi)的溫度。因此,能夠根據(jù)實(shí)際檢測出的燃燒室15的溫度,抑制內(nèi)燃機(jī)10中的爆震的產(chǎn)生。
·作為爆震抑制處理,也可以執(zhí)行使內(nèi)燃機(jī)10的點(diǎn)火正時滯后的處理。
圖10示出上述的爆震抑制處理的執(zhí)行程序。圖10的流程圖所示的一系列處理是作為火花塞17的動作控制(點(diǎn)火正時控制)的一環(huán)而被執(zhí)行的處理,作為每隔規(guī)定周期的中斷處理,由電子控制裝置38執(zhí)行。
如圖10所示,在該處理中,首先,電子控制裝置38判斷燃燒室溫度Teng是否為預(yù)測會產(chǎn)生爆震的規(guī)定溫度JT以上(步驟S41)。而且,在燃燒室溫度Teng為規(guī)定溫度JT以上時(步驟S41:是),電子控制裝置38對滯后修正量Ka加上規(guī)定量ΔA(步驟S42)。與此相對,在燃燒室溫度Teng小于規(guī)定溫度JT時(步驟S41:否),電子控制裝置38從滯后修正量Ka減去規(guī)定量ΔA(步驟S43)。在這樣對滯后修正量Ka進(jìn)行了加減之后,電子控制裝置38用“0”對該滯后修正量Ka進(jìn)行下限保護(hù)處理(步驟S44)。具體而言,在滯后修正量Ka為負(fù)值時,電子控制裝置38將“0”設(shè)定為新的滯后修正量Ka。與此相對,在滯后修正量Ka為“0”以上的值時,電子控制裝置38將該值直接設(shè)定為滯后修正量Ka。而且,在本實(shí)施方式中,將從點(diǎn)火正時的控制目標(biāo)值(目標(biāo)點(diǎn)火正時Ta)減去上述滯后修正量Ka而得的值作為新的目標(biāo)點(diǎn)火正時Ta,由此,目標(biāo)點(diǎn)火正時Ta被向滯后側(cè)的時刻修正滯后修正量Ka。
由此,在利用燃燒壓傳感器40檢測出的燃燒室溫度Teng高而容易產(chǎn)生爆震時,能夠使點(diǎn)火正時滯后而降低燃燒室15的壓力的峰值,能夠降低燃燒室15內(nèi)的溫度。因此,能夠根據(jù)實(shí)際檢測出的燃燒室15的溫度,抑制內(nèi)燃機(jī)10中的爆震的產(chǎn)生。
·作為爆震抑制處理,也可以執(zhí)行增加水泵37壓力輸送的冷卻水的壓力輸送量的處理。
圖11示出上述的爆震抑制處理的執(zhí)行程序。圖11的流程圖所示的一系列處理是作為水泵37的動作控制的一環(huán)而被執(zhí)行的處理,作為每隔規(guī)定周期的中斷處理,由電子控制裝置38執(zhí)行。
如圖11所示,在該處理中,首先,電子控制裝置38判斷燃燒室溫度Teng是否為預(yù)測會產(chǎn)生爆震的規(guī)定溫度JT以上(步驟S51)。而且,在燃燒室溫度Teng為規(guī)定溫度JT以上時(步驟S51:是),電子控制裝置38對修正量Kp加上規(guī)定量ΔP(步驟S52)。與此相對,在燃燒室溫度Teng小于規(guī)定溫度JT時(步驟S51:否),電子控制裝置38從修正量Kp減去規(guī)定量ΔP(步驟S53)。在這樣對修正量Kp進(jìn)行了加減后,電子控制裝置38用“0”對該修正量Kp進(jìn)行下限保護(hù)處理(步驟S54)。具體而言,在修正量Kp為負(fù)值時,電子控制裝置38將“0”設(shè)定為新的修正量Kp。與此相對,在修正量Kp是“0”以上的值時,電子控制裝置38將該值直接設(shè)定為修正量Kp。而且,在本實(shí)施方式中,將對水泵37的動作量的控制目標(biāo)值(目標(biāo)泵動作量Tp)加上上述修正量Kp而得的值作為新的目標(biāo)泵動作量Tp,由此,目標(biāo)泵動作量Tp被修正為增大修正量Kp的值。
由此,在利用燃燒壓傳感器40檢測出的燃燒室溫度Teng高而容易產(chǎn)生爆震時,能夠增大水泵37的動作量而提高冷卻水對內(nèi)燃機(jī)10的冷卻效果,能夠降低燃燒室15內(nèi)的溫度。因此,能夠根據(jù)實(shí)際檢測出的燃燒室15的溫度,抑制內(nèi)燃機(jī)10中的爆震的產(chǎn)生。
·作為爆震抑制處理,也可以執(zhí)行減小進(jìn)氣門21的作用角VL的處理。
圖12示出上述的爆震抑制處理的執(zhí)行程序。圖12的流程圖所示的一系列處理是作為作用角變更機(jī)構(gòu)27的動作控制的一環(huán)而被執(zhí)行的處理,作為每隔規(guī)定周期的中斷處理,由電子控制裝置38執(zhí)行。
如圖12所示,在該處理中,首先,電子控制裝置38判斷燃燒室溫度Teng是否為預(yù)測會產(chǎn)生爆震的規(guī)定溫度JT以上(步驟S61)。而且,在燃燒室溫度Teng為規(guī)定溫度JT以上時(步驟S61:是),電子控制裝置38對修正量Kvl加上規(guī)定量Δvl(步驟S62)。與此相對,在燃燒室溫度Teng小于規(guī)定溫度JT時(步驟S61:否),電子控制裝置38從修正量Kvl減去規(guī)定量Δvl(步驟S63)。在這樣對修正量Kvl進(jìn)行了加減之后,電子控制裝置38用“0”對該修正量Kvl進(jìn)行下限保護(hù)處理(步驟S64)。具體而言,在修正量Kvl為負(fù)值時,電子控制裝置38將“0”設(shè)定為新的修正量Kvl。與此相對,在修正量Kvl是“0”以上的值時,電子控制裝置38將該值直接設(shè)定為修正量Kvl。而且,在本實(shí)施方式中,將從進(jìn)氣門21的作用角VL的控制目標(biāo)值(目標(biāo)作用角Tvl)減去上述修正量Kvl而得的值作為新的目標(biāo)作用角Tvl,由此,目標(biāo)作用角Tvl被修正為較小的角度。
由此,在利用燃燒壓傳感器40檢測出的燃燒室溫度Teng高而容易產(chǎn)生爆震時,能夠減小進(jìn)氣門21的作用角VL,減少進(jìn)氣量,降低燃燒室15內(nèi)的溫度。因此,能夠根據(jù)實(shí)際檢測出的燃燒室15的溫度,抑制內(nèi)燃機(jī)10中的爆震的產(chǎn)生。
也可以配合上述的作用角變更機(jī)構(gòu)27的動作控制,以越是修正量Kvl為大的值時越將進(jìn)氣門正時VT的控制目標(biāo)值修正為提前角側(cè)的正時的方式,執(zhí)行氣門正時變更機(jī)構(gòu)25的動作控制。根據(jù)上述的裝置,能夠配合進(jìn)氣門21的作用角VL的變更來變更進(jìn)氣門正時VT,能夠適當(dāng)?shù)卦O(shè)定氣門重疊量。
·作為爆震抑制處理,也可以執(zhí)行增加EGR量的處理。
圖13示出上述的爆震抑制處理的執(zhí)行程序。圖13的流程圖所示的一系列處理是作為EGR閥31的動作控制的一環(huán)而被執(zhí)行的處理,作為每隔規(guī)定周期的中斷處理,由電子控制裝置38執(zhí)行。
如圖13所示,在該處理中,首先,電子控制裝置38判斷燃燒室溫度Teng是否為預(yù)測會產(chǎn)生爆震的規(guī)定溫度JT以上(步驟S71)。而且,在燃燒室溫度Teng為規(guī)定溫度JT以上時(步驟S71:是),電子控制裝置38對修正量Ke加上規(guī)定量ΔE(步驟S72)。與此相對,在燃燒室溫度Teng小于規(guī)定溫度JT時(步驟S71:否),電子控制裝置38從修正量Ke減去規(guī)定量ΔE(步驟S73)。在這樣對修正量Ke進(jìn)行了加減之后,電子控制裝置38用“0”對該修正量Ke進(jìn)行下限保護(hù)處理(步驟S74)。具體而言,在修正量Ke為負(fù)值時,電子控制裝置38將“0”設(shè)定為新的修正量Ke。與此相對,在修正量Ke為“0”以上的值時,電子控制裝置38將該值直接設(shè)定為修正量Ke。而且,在本實(shí)施方式中,將對針對EGR閥31的開度的控制目標(biāo)值(目標(biāo)EGR開度Te)加上上述修正量Ke而得的值作為新的目標(biāo)EGR開度Te,由此,目標(biāo)EGR開度Te被修正為較大的開度。
由此,在利用燃燒壓傳感器40檢測出的燃燒室溫度Teng高而容易產(chǎn)生爆震時,能夠增多EGR量,增大燃燒室15內(nèi)的氣體的熱容量,從而降低燃燒室15內(nèi)的溫度。因此,能夠根據(jù)實(shí)際檢測出的燃燒室15的溫度,抑制內(nèi)燃機(jī)10中的爆震的發(fā)生。
·作為爆震抑制處理,也可以執(zhí)行減少渦輪增壓器32的增壓供氣量的處理。
圖14示出上述的爆震抑制處理的執(zhí)行程序。圖14的流程圖所示的一系列處理是作為渦輪增壓器32的動作控制的一環(huán)而被執(zhí)行的處理,作為每隔規(guī)定周期的中斷處理,由電子控制裝置38執(zhí)行。
如圖14所示,在該處理中,首先,電子控制裝置38判斷燃燒室溫度Teng是否為預(yù)測會產(chǎn)生爆震的規(guī)定溫度JT以上(步驟S81)。而且,在燃燒室溫度Teng為規(guī)定溫度JT以上時(步驟S81:是),電子控制裝置38對修正量Kvn加上規(guī)定量ΔVN(步驟S82)。與此相對,在燃燒室溫度Teng小于規(guī)定溫度JT時(步驟S81:否),電子控制裝置38從修正量Kvn減去規(guī)定量ΔVN(步驟S83)。在這樣對修正量Kvn進(jìn)行了加減之后,電子控制裝置38用“0”對該修正量Kvn進(jìn)行下限保護(hù)處理(步驟S84)。具體而言,在修正量Kvn為負(fù)值時,電子控制裝置38將“0”設(shè)定為新的修正量Kvn。與此相對,在修正量Kvn為“0”以上的值時,電子控制裝置38將該值直接設(shè)定為修正量Kvn。而且,在本實(shí)施方式中,將對針對噴嘴葉片的開度的控制目標(biāo)值(目標(biāo)氣門開度Tvn)加上上述修正量Kvn而得的值作為新的目標(biāo)噴嘴開度Tvn,由此,目標(biāo)噴嘴開度Tvn被修正為較大的開度。
由此,在利用燃燒壓傳感器40檢測出的燃燒室溫度Teng高而容易產(chǎn)生爆震時,能夠減少渦輪增壓器32的增壓供氣量而降低內(nèi)燃機(jī)10的燃燒室15內(nèi)的溫度。因此,能夠根據(jù)實(shí)際檢測出的燃燒室15的溫度,抑制內(nèi)燃機(jī)10中的爆震的發(fā)生。
·也可以在運(yùn)算映射表或者運(yùn)算式中預(yù)先確定輸出電路63的輸出電壓V0與燃燒室15的溫度之間的關(guān)系,并且基于輸出電壓V0而通過該運(yùn)算映射表或者運(yùn)算式計(jì)算燃燒室15的溫度。對于上述實(shí)施方式的裝置,由于檢測電路65的供給電流恒定,因此,若知道輸出電路63的輸出電壓V0,則也就知道該檢測電路65的電阻值R0。因此,通過將輸出電壓V0用作電阻值R0的指標(biāo)值,能夠根據(jù)該輸出電壓V0計(jì)算和檢測燃燒壓傳感器40的溫度,進(jìn)而計(jì)算和檢測燃燒室15的溫度。這樣,在上述實(shí)施方式的裝置中,半導(dǎo)體元件50的輸出電路63的輸出電壓V0是取決于該半導(dǎo)體元件50的高臺部52的溫度的值。因此,通過根據(jù)各種實(shí)驗(yàn)或仿真的結(jié)果預(yù)先求出輸出電路63的輸出電壓V0與燃燒室15的溫度(燃燒室溫度Teng)之間的關(guān)系,將該關(guān)系作為運(yùn)算映射表或者關(guān)系式預(yù)先存儲于電子控制裝置38,能夠根據(jù)輸出電壓V0而通過運(yùn)算映射表或者關(guān)系式高精度地計(jì)算燃燒室溫度Teng。
·在采用將恒壓電源連接于半導(dǎo)體元件50并且從具有該半導(dǎo)體元件50的檢測電路輸出與內(nèi)燃機(jī)10的缸內(nèi)壓力對應(yīng)的電流的類型的燃燒壓傳感器的裝置中,上述實(shí)施方式的裝置也能夠在適當(dāng)?shù)刈兏浣Y(jié)構(gòu)之后加以應(yīng)用。在這樣的裝置中,只要根據(jù)在燃燒壓傳感器的隔膜43沒有作用燃燒壓力時的檢測電路的輸出電流計(jì)算該檢測電路的電阻值,并且根據(jù)該電阻值計(jì)算燃燒室15的溫度即可。
在上述裝置中,在半導(dǎo)體元件50施加有恒定電壓,因此,檢測電路的輸出電流根據(jù)該半導(dǎo)體元件50的溫度而變化。因此,能夠根據(jù)檢測電路的輸出電流并利用歐姆定律(電壓V=阻力R×電流I)計(jì)算檢測電路的電阻值,能夠根據(jù)該電阻值推定燃燒壓傳感器的溫度,進(jìn)而推定燃燒室15的溫度。
根據(jù)上述裝置,當(dāng)在燃燒壓傳感器的隔膜43未作用有燃燒壓力時、即作用于半導(dǎo)體元件50的負(fù)載極小而該半導(dǎo)體元件50幾乎不產(chǎn)生形變,因此溫度的差異直接表現(xiàn)在半導(dǎo)體元件50的電阻值上時,能夠根據(jù)檢測電路的輸出電流計(jì)算該檢測電路的電阻值。而且,能夠根據(jù)該電阻值來檢測與半導(dǎo)體元件50的溫度具有相關(guān)性的燃燒室15的溫度。
并且,在上述裝置中,也可以在運(yùn)算映射表或者運(yùn)算式中預(yù)先確定檢測電路的輸出電流與燃燒室15的溫度之間的關(guān)系,并且基于該檢測電路的輸出電流并通過該運(yùn)算映射表或者運(yùn)算式來計(jì)算燃燒室15的溫度。
對于上述裝置,由于施加于半導(dǎo)體元件50的電壓恒定,因此,若知道檢測電路的輸出電流,則能夠知道該檢測電路的電阻值。因此,通過將輸出電流用作電阻值的指標(biāo)值,能夠根據(jù)該輸出電流計(jì)算和檢測燃燒壓傳感器的溫度、進(jìn)而計(jì)算和檢測燃燒室15的溫度。這樣,在上述裝置中,可以說半導(dǎo)體元件的檢測電路的輸出電流是取決于該半導(dǎo)體元件的高臺部52的溫度的值。因此,通過根據(jù)各種實(shí)驗(yàn)或仿真的結(jié)果預(yù)先求出檢測電路的輸出電流與燃燒室15的溫度之間的關(guān)系,將該關(guān)系作為運(yùn)算映射表或者關(guān)系式存儲于電子控制裝置38,能夠根據(jù)輸出電流并通過該運(yùn)算映射表或者關(guān)系式高精度計(jì)算燃燒室15的溫度。