内燃机的点火正时控制装置以及方法

文档序号:1518058 发布日期:2020-02-11 浏览:31次 >En<

阅读说明:本技术 内燃机的点火正时控制装置以及方法 (Ignition timing control apparatus and method for internal combustion engine ) 是由 细木贵之 金子理人 千田健次 花井纪仁 伊东久幸 山口正晃 于 2019-07-26 设计创作,主要内容包括:提供一种内燃机的点火正时控制装置以及方法。CPU通过基于爆震传感器的输出信号的反馈控制,在能抑制爆震产生的范围内将点火正时向提前侧操作。在此,CPU基于反馈操作量和学习值设定点火正时。CPU在排气压变为阈值以上的情况下限制学习值向提前侧的更新。(An ignition timing control apparatus and method for an internal combustion engine are provided. The CPU operates the ignition timing to the advance side in a range in which the generation of knocking can be suppressed, by feedback control based on an output signal of the knock sensor. Here, the CPU sets the ignition timing based on the feedback operation amount and the learning value. The CPU restricts updating of the learning value to the advance side when the exhaust pressure becomes equal to or higher than a threshold value.)

内燃机的点火正时控制装置以及方法

技术领域

本发明涉及具备使排气通路与进气通路连通的EGR通路、和调整EGR通路内的流路截面积的EGR阀的内燃机的点火正时控制装置以及方法。

背景技术

日本特开2007-16609号公报记载了如下的点火正时控制装置:在具备EGR通路的内燃机中,一边基于爆震传感器的输出信号变更点火正时,一边更新确定点火正时的学习值。在该控制装置中,根据EGR阀的开度等检测EGR量。

发明内容

在具备设在比EGR通路靠下游侧的排气通路且捕集排气中的颗粒状物质(PM)的过滤器的内燃机中,由于过滤器的堵塞,比过滤器靠上游侧的排气通路的压力容易变高。因此,有时实际的EGR量会变得大于基于EGR阀的开度的EGR量。另外,当EGR量变多时,难以发生爆震,因此,确定点火正时的学习值被更新为更提前侧的值。因此,在由于过滤器的堵塞而排气通路内的压力上升后该状态消除了的情况下,存在确定点火正时的学习值变为过度提前的值的风险。

为了解决上述问题,根据本发明的第一技术方案,提供一种内燃机的点火正时控制装置。所述内燃机具备使排气通路与进气通路连通的EGR通路、和调整所述EGR通路内的流路截面积的EGR阀。所述点火正时控制装置构成为,执行:EGR控制处理,操作所述EGR阀,对从所述EGR通路流入所述进气通路的排气在吸入到所述进气通路的流体中所占的比例进行开环控制;反馈处理,通过基于爆震传感器的输出信号的反馈控制,在能抑制爆震产生的范围内将点火正时设定为提前侧的正时来操作点火装置。所述反馈处理包括:更新处理,基于所述反馈控制的操作量,更新学习值;设定处理,基于所述操作量以及所述学习值,设定所述点火正时;和更新限制处理,在流入所述EGR通路的排气的压力高的情况下,与所述排气的压力低的情况相比,限制所述学习值向提前侧的更新。

为了解决上述问题,根据本发明的第二技术方案,提供一种内燃机的点火正时控制方法。所述内燃机具备使排气通路与进气通路连通的EGR通路、和调整所述EGR通路内的流路截面积的EGR阀。所述点火正时控制方法包括:操作所述EGR阀,对从所述EGR通路流入所述进气通路的排气在吸入到所述进气通路的流体中所占的比例进行开环控制;执行反馈处理,所述反馈处理中,通过基于爆震传感器的输出信号的反馈控制,在能抑制爆震产生的范围内将点火正时设定为提前侧的正时来操作点火装置。所述反馈处理包括:更新处理,基于所述反馈控制的操作量,更新学习值;设定处理,基于所述操作量以及所述学习值,设定所述点火正时;和更新限制处理,在流入所述EGR通路的排气的压力高的情况下,与所述排气的压力低的情况相比,限制所述学习值向提前侧的更新。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式涉及的控制装置以及内燃机的图。

图2是表示控制装置执行的处理的框图。

图3是表示点火正时的设定方法的图。

图4是表示点火正时控制处理的步骤的流动图。

图5是表示点火正时的学习处理的步骤的流程图。

图6是表示学习限制处理的步骤的流程图。

图7是表示第1实施方式的作用的图。

图8是表示本发明的第2实施方式涉及的学习限制处理的步骤的流程图。

具体实施方式

<第1实施方式>

以下,参照附图对内燃机的点火正时控制装置所涉及的第1实施方式进行说明。

图1所示的内燃机10搭载于车辆。内燃机10具有进气通路12。从上游侧开始,在进气通路12依次设有节气门14以及端口喷射阀16。从端口喷射阀16喷射的燃料、吸入到进气通路12的空气伴随着进气门18的开阀,流入由气缸20以及活塞22区划的燃烧室24。燃料和空气的混合气通过点火装置26的火花放电而在燃烧室24内燃烧。通过燃烧产生的能量经由活塞22被转换为曲轴28的旋转能量。混合气在燃烧室24内燃烧而成为排气,伴随着排气门30的开阀,被排出到排气通路32。从上游侧开始,在排气通路32依次设有具有氧吸藏能力的催化剂34、和捕集排气中的颗粒状物质(PM)的过滤器(GPF36)。

比催化剂34靠上游侧的排气通路32通过EGR通路40与进气通路12连接。在EGR通路40设有调整EGR通路40的流路截面积的EGR阀42。

控制装置50将内燃机10作为控制对象。控制装置50为了控制作为内燃机10的控制量的转矩和/或排气成分比率等,对节气门14和/或端口喷射阀16、点火装置26、EGR阀42等内燃机10的操作部进行操作。控制装置50为了对控制量进行控制,参照由空气流量计60检测的吸入空气量Ga和/或曲轴角传感器62的输出信号Scr、爆震传感器64的输出信号Sn、由排气压传感器66检测的GPF36的上游侧的排气通路32的压力即排气压Pex。

控制装置50具备CPU52、ROM54、备份RAM56以及向控制装置50内的各部位供给电力的电源电路58。CPU52通过执行存储于ROM54的程序,控制内燃机10的控制量。即使在控制装置50的主电源成为关闭、向CPU52等不供给电力时,也维持向备份RAM56的供电。

图2表示控制装置50执行的处理。图2所示的处理通过CPU52执行存储于ROM54的程序来实现。

EGR控制处理M10是为了根据内燃机10的工作点控制EGR率,向EGR阀42输出操作信号MS4来操作EGR阀42的处理。EGR率是从EGR通路40流入进气通路12的流体在流入进气通路12的流体中所占的比例。EGR控制处理M10是对EGR率进行开环控制的处理。EGR控制处理M10是为了将EGR率控制为与内燃机10的工作点相应的目标值,输出操作信号MS4以使得成为预定的EGR阀42的开口度的处理。内燃机10的工作点由转速NE以及充填效率η规定。对于转速NE,通过CPU52根据输出信号Scr来算出。充填效率η是表示向内燃机10的燃烧室24内充填的空气量的参数(负荷参数),基于转速NE和/或吸入空气量Ga来算出。在此,EGR率的目标值以在中负荷区域中成为最大的方式设定。

堆积量算出处理M12是基于内燃机10的工作点,算出GPF36捕集到的PM的量(PM堆积量DPM)的处理。PM再生处理M14是如下处理:在PM堆积量DPM成为预定量以上的情况下,为了执行将在GPF36捕集的PM进行燃烧除去的处理,向端口喷射阀16输出操作信号MS2来操作端口喷射阀16。PM再生处理M14包含使在催化剂34中使燃料燃烧而流入GPF36的排气的温度上升的处理。

点火正时操作处理M16是如下处理:为了控制点火正时,基于内燃机10的工作点和/或排气压Pex等,向点火装置26输出操作信号MS3来操作点火装置26。

图3表示在低负荷区域中由点火正时操作处理M16设定的点火正时Aig。图3所示的最提前点火正时Ab是MBT点火正时和第1爆震临界点中的延迟侧的正时。MBT点火正时是获得最大转矩的点火正时(最大转矩点火正时)。第1爆震临界点是在使用爆震临界高的高辛烷值燃料时能够在设想的最佳的条件下将爆震控制在能容许的等级以内的、点火正时的提前界限值(爆震临界点火正时)。

延迟差量AR是最提前点火正时Ab与第2爆震临界点的差量。第2爆震临界点是当使用爆震临界低的低辛烷值燃料时、能够在完全没有沉积物附着时将爆震控制在能容许的等级以内的点火正时的提前界限(爆震临界点火正时)。

在低负荷区域中,点火正时Aig被设定为相对于第2爆震临界点偏移了第1学习值a1、第2学习值a2、第3学习值r与沉积物最大延迟量DL的乘积和反馈操作量AFB之和后的值。在此,反馈操作量AFB是用于通过基于爆震传感器64的输出信号Sn的反馈控制来在能抑制爆震发生的范围内将点火正时向提前侧操作的操作量。另外,第1学习值a1在整个负荷区域中按根据转速NE分割的各区域被更新成以使得反馈操作量AFB的绝对值减小。第2学习值a2在低负荷区域以及中负荷区域中按根据转速NE以及充填效率η分割的各区域被更新成使得反馈操作量AFB的绝对值减小。第2学习值a2是主要学习了反馈操作量AFB中的起因于EGR率的量而得到的值。在此,EGR率在中负荷区域成为最大。因此,在高负荷区域中,与中负荷区域等相比,EGR率对爆震产生的影响小。因此,在高负荷区域中,不使用第2学习值a2。

沉积物最大延迟量DL是第2爆震临界点与第3爆震临界点之差。第3爆震临界点表示使用爆震临界低的低辛烷值燃料时、附着了设想的最大量的沉积物时能够将爆震控制在能容许的等级以内的、点火正时的提前界限(爆震临界点火正时)。

第3学习值r在低负荷区域中按根据转速NE以及充填效率η分割的各区域被更新成使得反馈操作量AFB的绝对值减小。在低负荷区域中,由沉积物引起的爆震的易产生度的变化变得特别显著。因此,设为只在低负荷区域中更新第3学习值r。

在图3中,将第2学习值a2、第3学习值r与沉积物最大延迟量DL的乘积和反馈操作量AFB记载为延迟侧的修正量,但第2学习值a2以及反馈操作量AFB可能成为提前侧的值。在此,将提前侧的值作为正。另外,通过相对于比第3爆震临界点靠延迟侧的基准正时ref的提前量,定义点火正时Aig。

图4表示点火正时操作处理M16中的特别是点火正时Aig的操作所涉及的处理的步骤。对于图4所示的处理,通过CPU52例如以预定周期反复执行存储于ROM54的程序来实现。以下,通过在开头标记了“S”而得到的数字,表现各处理的步骤编号。

在图4所示的一系列的处理中,CPU52首先基于内燃机10的工作点,算出最提前点火正时Ab(S10)。详细而言,在ROM54中预先存储有将规定内燃机10的工作点的转速NE以及充填效率η作为输入变量、将最提前点火正时Ab作为输出变量的映射数据。在该状态下,通过CPU52对最提前点火正时Ab进行映射运算。所谓映射数据是指输入变量的离散的值和分别与输入变量的值对应的输出变量的值的数据组。在映射运算中,在输入变量的值与映射数据的输入变量的值中某一个一致的情况下,将所对应的映射数据的输出变量的值取为运算结果。在输入变量的值与映射数据的输入变量的值都不一致的情况下,将对映射数据所包含的多个输出变量的值进行插补而得到的值取为运算结果。

接着,CPU52取得存储于备份RAM56的第1学习值a1、第2学习值a2以及第3学习值r(S12)。在此,CPU52选择性地取得存储于备份RAM56的各转速NE的第1学习值a1中的、与当前的转速NE相应的第1学习值a1。另外,CPU52选择性地取得存储于备份RAM56的各转速以及充填效率η的第2学习值a2中的、与当前的转速NE以及充填效率η相应的第2学习值a2。同样地,CPU52选择性地取得存储于备份RAM56中的各转速NE以及充填效率η的第3学习值r中的、与当前的转速NE以及充填效率η相应的第3学习值r。

接着,CPU52基于爆震传感器64的输出信号Sn,算出反馈操作量AFB(S14)。详细而言,在基于输出信号Sn的振动强度为预定值以上的情况下,CPU52将反馈操作量AFB更新延迟侧的更新量。另外,振动强度超过预定值的量越大,CPU52越增大上述的更新量的绝对值。另外,在振动强度为规定值(<预定值)以下的情况下,CPU52将反馈操作量AFB向提前侧每次更新预定的更新量。即,当振动强度成为预定值以上而反馈操作量AFB被设定为延迟侧的值时,即使是在反馈操作量AFB的接下来的算出周期中振动强度为预定值以下,也不会立刻返回反馈操作量AFB被设定为延迟侧的值之前的值。另外,在反馈操作量AFB被设定为更延迟侧的值的接下来的算出周期中振动强度为预定值以上的情况下,对反馈操作量AFB设定更延迟侧的值。即,在此,在反馈操作量AFB的延迟量的更新处理中加入积分工作。

接着,CPU52判定反馈操作量AFB是否为比提前侧上限值AA更靠提前侧(S16)。在反馈操作量AFB比提前侧上限值AA更靠提前侧的情况下(S16:是),CPU52将提前侧上限值AA代入反馈操作量AFB(S18)。与此相对,在反馈操作量AFB为提前侧上限值AA以下的情况下(S16:否),CPU52判定反馈操作量AFB是否为比延迟侧上限值AB靠延迟侧(S20)。在反馈操作量AFB比延迟侧上限值AB靠延迟侧的情况下(S20:是),CPU52将延迟侧上限值AB代入反馈操作量AFB(S22)。

在S18、S22的处理完成的情况下以及在S20的处理中作出否定判定的情况下,CPU52判定充填效率η是否为预定量η1以下(S24)。通过该处理,判定运转区域是否处于低负荷区域。在为预定量η1以下的情况下(S24:是),CPU52将“Ab-AR+a1+a2-r·DL+AFB”代入点火正时Aig(S26)。在此,鉴于第2爆震临界点根据内燃机10的工作点而值可能不同,CPU52基于内燃机10的工作点,以可变的方式设定延迟差量AR。详细而言,在ROM54预先存储有将规定内燃机10的工作点的转速NE以及充填效率η作为输入变量、将延迟差量AR作为输出变量的映射数据。在该状态下,通过CPU52对延迟差量AR进行映射运算。另外,CPU52根据内燃机10的工作点,以可变的方式设定沉积物最大延迟量DL。详细而言,在ROM54预先存储有将规定内燃机10的工作点的转速NE以及充填效率η作为输入变量、将沉积物最大延迟量DL作为输出变量的映射数据。在该状态下,通过CPU52对沉积物最大延迟量DL进行映射运算。

与此相对,在充填效率η比预定量η1大的情况下(S24:否),CPU52判定充填效率η是否为比预定量η1大的规定量η2以下(S28)。通过该处理,判定运转区域是否处于中负荷区域。在充填效率η为规定量η2以下的情况下(S28:是),CPU52将“Ab-AR+a1+a2+AFB”代入点火正时Aig(S30)。与此相对,在充填效率η比规定量η2大的情况下(S28:否),CPU52将“Ab-AR+a1+AFB”代入点火正时Aig(S32)。

在S26、S30、S32的处理完成的情况下,CPU52为了使得在点火正时Aig发生火花放电,向点火装置26输出操作信号MS3(S34)。在S34的处理完成了的情况下,CPU52暂时结束图4所示的一系列的处理。

图5表示点火正时操作处理M16中的学习值的更新处理的步骤。对于图5所示的处理,通过CPU52例如以预定周期反复执行存储于ROM54的程序来实现。

在图5所示的一系列的处理中,CPU52首先更新作为反馈操作量AFB的指数移动平均处理值的学习用操作量AFBs(S40)。详细而言,CPU52使用比“0”大且比“1”小的值α,将学习用操作量AFBs更新为“AFBs+α·(AFB-AFBs)”。接着,CPU52判定学习用操作量AFBs是否比提前更新阈值Ath1大(S42)。在学习用操作量AFBs比提前更新阈值Ath1大的情况下(S42:是),CPU52向修正量Δ代入从学习用操作量AFBs减去提前更新阈值Ath1而得到的值(S44)。

并且,CPU52判定充填效率η是否为规定量η2以下(S46)。在充填效率η为规定量η2以下的情况下(S46:是),CPU52通过对第1学习值a1加上“β·Δ”来更新第1学习值a1。另外,CPU52通过对第2学习值a2加上“(1-β)·Δ”来更新第2学习值a2(S48)。在此,分割数β是“0”以上且“1”以下的值。分割数β既可以根据内燃机10的工作点以可变的方式设定,也可以根据第1学习值a1以及第2学习值a2的值以可变的方式设定。分割数β成为“0”或者“1”的情况限于第1学习值a1或者第2学习值a2达到预先确定的提前侧学习上限值的情况。

在充填效率η比规定量η2大的情况下(S46:否),CPU52通过对第1学习值a1加上修正量Δ来更新第1学习值a1(S50)。

另一方面,在S42的处理中作出否定判定的情况下,CPU52判定学习用操作量AFBs是否为比延迟更新阈值Ath2靠延迟侧(S52)。延迟更新阈值Ath2是负的值。在学习用操作量AFBs比延迟更新阈值Ath2靠延迟侧的情况下(S52:是),CPU52向修正量Δ代入从学习用操作量AFBs减去延迟更新阈值Ath2而得到的值(S54)。

并且,CPU52判定充填效率η是否为预定量η1以下(S56)。在充填效率η为预定量η1以下的情况下(S56:是),CPU52基于修正量Δ,分别更新第1学习值a1、第2学习值a2以及第3学习值r(S58)。在此,分割数β1、β2是“0”以上且“1”以下,“β1+β2”是成为“1”以下的数。使用该分割数β1、β2,CPU52通过对第1学习值a1加上“β1·Δ”来更新第1学习值a1。另外,CPU52通过对第2学习值a2加上“β2·Δ”来更新第2学习值a2。另外,CPU52通过对第3学习值r加上“(1-β1-β2)·Δ/DL”来更新第3学习值r。分割数β1、β2成为“0”、“1”的情况例如限于第3学习值r为“1”的情况等、第1学习值a1、第2学习值a2、第3学习值r中的某一个达到了延迟侧学习上限值的情况。

与此相对,在充填效率η比预定量η1大的情况下(S56:否),CPU52判定充填效率η是否为规定量η2以下(S60)。在充填效率η为规定量η2以下的情况下(S60:YES),CPU52通过对第1学习值a1加上“γ·Δ”来更新第1学习值a1。另外,CPU52通过对第2学习值a2加上“(1-γ)·Δ”来更新第2学习值a2(S62)。在此,分割数γ是“0”以上且“1”以下的值。分割数γ成为“0”或者“1”的情况限于第1学习值a1或者第2学习值a2达到了预先确定的延迟侧学习上限值的情况。

与此相对,在充填效率η比规定量η2大的情况下(S60:否),CPU52通过对第1学习值a1加上修正量Δ来更新第1学习值a1(S64)。在S58、S62、S64的处理完成了的情况下,CPU52执行限制处理(S66)。

图6表示限制处理的步骤。在图6所示的一系列的处理中,CPU52首先取得排气压Pex(S70)。接着,CPU52判定限制标志F是否为“1”(S72)。限制标志F在起因于排气压Pex而正执行限制学习值的更新的处理的情况下成为“1”,在未执行学习值更新的限制处理的情况下成为“0”。在限制标志F为“0”的情况下(S72:否),CPU52判定排气压Pex是否为第1阈值PthH以上(S74)。通过该处理,判定是否难以因GPF36的堵塞而发生爆震。即,当在GPF36中发生堵塞时,流入EGR通路40的排气的压力会过度上升。由此,实际的EGR率会变为大于EGR控制处理M10的EGR率的目标值,因此,难以发生爆震。第1阈值PthH设定为EGR控制处理M10的EGR率的控制精度从容许范围偏移的值。在此,CPU52以吸入空气量Ga越大、则第1阈值PthH的值越大的方式设定第1阈值PthH,。

在排气压Pex小于第1阈值PthH的情况下(S74:否),CPU52向提前侧上限值AA代入通常值AAL,向延迟侧上限值AB代入通常值ABH(S76)。

与此相对,在排气压Pex为第1阈值PthH以上的情况下(S74:是),CPU52向限制标志F代入“1”(S78)。并且,CPU52将当前时间点的第2学习值a2和“0”中小的一方代入到第2限制值ath2,将当前时间点的第3学习值r代入到第3限制值rth(S80)。第2限制值ath2是按根据转速NE以及充填效率η分割的各区域确定的值。由此,在S80的处理中,按分割的各区域确定第2限制值ath2。同样地,第3限制值rth按根据转速NE以及充填效率η分割的各区域来确定。由此,在S80的处理中,按所分割的各区域,确定第3限制值rth。

在限制标志F为“1”的情况下(S72:是),CPU52判定排气压Pex是否为第2阈值PthL以下(S82)。在此,第2阈值PthL是比第1阈值PthH小的值。第2阈值PthL设定为使得EGR控制处理M10的EGR率的控制精度成为容许范围内的值。CPU52以吸入空气量Ga越大、则第2阈值PthL的值越小的方式设定第2阈值PthL。在排气压Pex比第2阈值PthL大的情况下(S82:否),CPU52将当前的第1学习值a1的值和提前侧保护值ath1中小的一方代入到第1学习值a1,将第2限制值ath2代入到第2学习值a2,向第3学习值r代入第3限制值rth(S84)。在此,考虑由于经时变化而容易发生爆震,使第1学习值a1的初始值为提前预先确定的量的提前侧的值,使提前侧保护值ath1为提前侧的值且为比初始值小的值。

在此,将第1学习值a1限制为提前侧保护值athl以下,这是由于以下理由。即,这是因为,在排气压Pex过度高的情况下,由于EGR率大于目标值而难以发生爆震,因此,存在第1学习值a1过度成为提前侧的值的风险。另外,固定第2学习值a2、第3学习值r,这是由于以下理由。即,这是因为,在排气压Pex过度高的情况下,由于EGR率大于目标值而难以发生爆震,因此,无法学习EGR率正常的情况下的值。

接着,CPU52向提前侧上限值AA代入比通常值AAL大的扩大值AAH,向延迟侧上限值AB代入比通常值ABH小的扩大值ABL(S86)。扩大值ABL是用于向延迟侧扩大延迟侧上限值AB的值。

在此,通过向延迟侧上限值AB代入扩大值ABL,反馈操作量AFB成为向延迟侧更大的值。这是鉴于通过S84的处理而第2学习值a2以及第3学习值r的更新被禁止。即,在即使由于某种原因而容易发生爆震、也通过S84的处理来禁止第2学习值a2以及第3学习值r的更新的情况下,与第2学习值a2以及第3学习值r未被禁止的情况相比,点火正时Aig难以向延迟侧设定。为了应对如上所述的情况,通过向延迟侧上限值AB代入扩大值ABL,根据延迟侧上限值AB而反馈操作量AFB成为向延迟侧更大的值。

另外,通过向提前侧上限值AA代入扩大值AAH,反馈操作量AFB成为向提前侧更大的值。这是鉴于通过S84的处理而第1学习值a1向提前侧的更新被禁止且第2学习值a2以及第3学习值r的更新被禁止。即,当向提前侧的更新被禁止时,点火正时Aig难以向提前侧设定。因此,在以设为效率更好的点火正时为目的而不发生爆震的情况下,通过向提前侧上限值AA代入扩大值AAH,反馈操作量AFB成为向提前侧更大的值。

另一方面,在排气压Pex为第2阈值PthL以下的情况下(S82:是),CPU52向限制标志F代入“0”(S88)。在S76、S80、S86的处理完成的情况下,CPU52完成图5的S66的处理,暂时结束图5的一系列的处理。但是,CPU52在暂时结束图5的一系列的处理之前,基于学习值的更新量,更新反馈操作量AFB。即,例如CPU52在执行S48、S50、S58、S62、S64的处理且不执行S84的处理的情况下,通过从反馈操作量AFB减去修正量Δ,更新反馈操作量AFB。

接着,对第1实施方式的作用以及效果进行说明。

图7的虚线表示成为未产生爆震的提前界限的点火正时与排气压Pex的关系。如图7所示,当排气压Pex变高时,成为不产生爆震的提前界限的点火正时成为更靠提前侧的值。

图7的点P1表示PM堆积量DPM小的情况下的点火正时Aig。图7的点P2表示PM堆积量DPM变大了的情况下的点火正时Aig。在此,当PM堆积量DPM变大时,CPU52执行PM再生处理。当通过PM再生处理而捕集于GPF36的PM被燃烧除去后,排气压Pex会降低。在该情况下,当第1学***均处理值,因此,第1学习值a1、第2学习值a2的变化速度比反馈操作量AFB的变化速度小。因此,刚刚进行PM再生处理后的点火正时Aig成为点P3所示的正时。由此,即使是发生了爆震之后,也无法使点火正时Aig迅速地向延迟侧变更。

与此相对,在第1实施方式中,在排气压Pex变高的情况下,第1学习值a1向提前侧的更新被禁止,另外,第2学习值a2的更新被禁止。因此,在即将进行PM再生处理之前,第1学习值a1、第2学习值a2难以变为过度提前侧的值。因此,在PM再生处理后,相对于能抑制爆震的适当的正时,点火正时Ai不会被设定在过度提前侧。

以上,根据第1实施方式,能够实现以下效果。

(1)在排气压Pex高的情况下,与排气压Pex低的情况相比,存在经由EGR通路40从排气通路32流入进气通路12的排气的流量变多的趋势。并且,在流入进气通路12的排气的流量变多的情况下,难以发生爆震,因此,存在学习值被向提前侧更新的趋势。在学习值被向提前侧更新了的状态下,排气压Pex变高的原因消除的情况下,流入进气通路12的排气的流量减少,因此,存在容易发生爆震、学习值相对于适当的值而成为过度提前了的值的风险。关于这一点,根据第1实施方式,在排气压Pex高的情况下,与排气压Pex低的情况相比,限制学习值向提前侧的更新。由此,能够抑制在排气压Pex变高的原因消除了时学习值相对于适当的值而成为过度提前侧的值。

(2)在第1实施方式中,禁止第1学习值a1被向比提前侧保护值ath1更靠提前侧更新。因此,能够在由于某种原因而容易发生爆震的情况下将第1学习值a1向延迟侧更新。另外,根据第1实施方式,在排气压Pex成为阈值以上的情况下,禁止第2学习值a2的更新。由此,能够抑制第2学习值a2因排气压Pex高的异常时的反馈控制的操作量而被不适当地更新。

(3)根据第1实施方式,在排气压Pex成为阈值以上的情况下,固定第3学习值r。由此,能够抑制第3学习值r因排气压Pex高的异常时的反馈操作量AFB而被不适当地更新。

(4)根据禁止第2学习值a2的更新的第2学习限制处理,不仅是第2学习值a2向提前侧的更新被停止,向延迟侧的更新也被停止。因此,存在第2学习值a2相对于在抑制爆震上适当的值而成为提前侧的值的风险。并且,在第2学习值a2成为提前侧的值的情况下,反馈操作量AFB存在变得不足以使得成为在抑制爆震上适当的点火正时的风险。关于这一点,根据第1实施方式,通过扩大延迟侧上限值AB,与不扩大延迟侧上限值AB的情况相比,能够使反馈操作量AFB为更靠延迟侧的值。因此,能进一步抑制爆震。

(5)在进行更新限制处理的情况下,与不进行更新限制处理的情况相比,学习值可能被设为延迟侧的值,因此,点火正时难以设定为提前侧的值。关于这一点,根据第1实施方式,通过在进行更新限制处理的情况下扩大提前侧上限值AA,能够将点火正时向更靠提前侧设定。因此,能够在能抑制爆震的范围内使转矩尽量大。

(6)在过滤器36所捕集的颗粒状物质的量变多的情况下,流入EGR通路40的排气的压力会变高。与此相对,通过进行除去处理,流入EGR通路40的排气的压力会降低。因此,与除去处理之前相比,从EGR通路40流入进气通路12的排气的流量减少,因此,容易发生爆震。因此,在不执行更新限制处理的情况下,在刚刚进行除去处理之后,学习值会过度地成为提前侧的值,有可能无法使点火正时迅速地延迟为能够抑制爆震的值。因此,更新限制处理的利用价值特别大。

<第2实施方式>

以下,参照附图以与第1实施方式的不同点为中心对第2实施方式进行说明。

在第2实施方式中,作为限制处理,除了图6所示的处理之外,还执行图8所示的处理。对于图8所示的处理,通过CPU52执行存储于ROM54的程序来实现。

在图8所示的一系列的处理中,CPU52首先判定Ash限制标志Fa是否为“1”(S90)。Ash限制标志Fa在正进行基于后述的Ash量的学习值的更新限制的情况下成为“1”,在未进行学习值的更新限制的情况下成为“0”。在Ash限制标志Fa为“0”的情况下(S90:否),CPU52取得车辆的行驶距离(S92)。接着,CPU52基于行驶距离,算出堆积于GPF36的煤的量(Ash量)(S94)。煤是因内燃机10的润滑油的一部分流出到排气中而产生的。因此,内燃机10的总运转时间越长,Ash量越增大。在此,通过行驶距离来掌握内燃机10的总运转时间。详细而言,在ROM54预先存储有将行驶距离作为输入变量、将Ash量作为输出变量的映射数据。在该状态下,通过CPU52对Ash量进行映射运算。

接着,CPU52判定Ash量是否为阈值Ashth以上(S96)。在Ash量为阈值Ashth以上的情况下(S96:是),CPU52向第1Ash限制值ath1ash代入当前的第1学习值a1,向第2Ash限制值ath2ash代入当前的第2学习值a2(S98)。在此,第1Ash限制值ath1ash按各转速NE来设定。当前的第1学习值a1是所对应的各转速NE的值。另外,第2Ash限制值ath2ash按根据转速NE以及充填效率η分割的各区域来设定。当前的第2学习值a2是所对应的各区域的值。

接着,CPU52使Ash限制标志Fa为“1”(S100)。与此相对,在Ash限制标志Fa为“1”的情况下(S90:是),CPU52将第1学习值a1和第1Ash限制值ath1ash中小的一方代入到第1学习值a1,将第2学习值a2和第2Ash限制值ath2ash中小的一方代入到第2学习值a2(S102)。并且,CPU52向提前侧上限值AA代入扩大值AAH(S104)。该处理是用于补偿由于S102的处理而点火正时Aig难以取提前侧的值的处理。在此,当Ash限制标志Fa为“1”时,即使是在图6的S74的处理中作出否定判定的情况下、以及S88的处理完成的情况下,也不执行S76的处理中的向提前侧上限值AA代入通常值AAL的处理。

在S100、S104的处理完成的情况下、以及在S96的处理中作出否定判定的情况下,CPU52暂时结束图8所示的一系列处理。如此,在第2实施方式中,在Ash量变多的情况下,CPU52禁止学习值向提前侧的更新。因此,即使是在由于Ash量变大而流入EGR通路40的排气的压力变高、难以发生爆震的情况下,也能够抑制学习值被更新为过度提前侧的值。在此,堆积于GPF36的煤无法通过PM再生处理来除去。但是,在刚刚更换GPF36之后学习值成为过度提前侧的值的情况下,有可能无法迅速消除爆震。与此相对,在第2实施方式中,通过在Ash量变大的情况下禁止学习值向提前侧的更新,能够迅速地应对更换GPF36后发生的爆震。

此外,在更换了GPF36的情况下,优选强制地对Ash限制标志Fa进行初始化。

以上,根据第2实施方式,能够实现以下效果。

(7)伴随着内燃机10的运转,润滑油的一部分被排除到排气通路32,作为灰堆积于过滤器36。在堆积有灰的情况下,流入EGR通路40的排气的压力会变高,因此,从EGR通路40流入进气通路12的排气的流量变多,难以发生爆震。因此,具有学习值被更新为提前侧的值的趋势。当在学习值被更新为提前侧的值的状态下更换过滤器36时,存在学习值相对于在抑制爆震上适当的值而成为过度提前侧的值的风险。关于这一点,根据第2实施方式,当因运转时间成为预定时间以上、流入EGR通路40内的排气的压力由于积在过滤器36的灰而显著变高时,限制学习值向提前侧的更新。由此,能够在更换过滤器36后,抑制学习值相对于在抑制爆震上适当的值而成为过度提前侧的值。

(8)在进行经时限制处理的情况下,为了学习值不被向提前侧更新,限制将点火正时设定为提前侧的值。关于这一点,根据第2实施方式,通过在进行经时限制处理的情况下扩大提前侧上限值AA,与不扩大提前侧上限值AA的情况相比,能够将点火正时设定为提前侧的值。

<对应关系>

作为权利要求1~3中记载的技术特征,反馈处理对应于图4~图6以及图8所示的处理。另外,更新处理对应于S40~S64的处理,设定处理对应于S26、S30、S32的处理。更新限制处理对应于S84的处理。点火正时控制装置对应于控制装置50。作为权利要求4、5中记载的技术特征,操作量限制处理对应于S16~S22的处理。另外,扩大处理对应于S86的处理。作为权利要求6中记载的技术特征,过滤器对应于GPF36。除去处理对应于PM再生处理M14的处理。作为权利要求7中记载的技术特征,经时限制处理对应于S102的处理。扩大处理对应于S104的处理。

上述各实施方式也可以如以下那样进行变更。上述各实施方式以及以下的变更例可以在技术上不矛盾的范围内相互组合来实施。

“扩大处理”

在图6的S86的处理中,将延迟侧上限值AB向延迟侧扩大,将提前侧上限值AA向提前侧扩大,但不限于此。例如,也可以将延迟侧上限值AB向延迟侧扩大,并且,关于提前侧上限值AA,不向提前侧扩大。

“第1更新处理”

在上述实施方式中,按根据转速NE区分的各区域对第1学习值a1进行了学习,但不限于此。例如,也可以按根据转速NE以及充填效率η等的负荷参数分割的各区域进行学习。此外,关于能够按根据转速和/或负荷参数分割的各区域学习不同的值来作为第1学习值a1,这并不是必须的。

“第2更新处理”

在上述实施方式中,按根据转速NE以及负荷参数分割的各区域对第2学习值a2进行了学习,但不限于此。例如,也可以与转速NE无关地按根据负荷参数区分的各区域进行学习。此外,关于能够按根据转速和/或负荷参数分割的各区域学习不同的值来作为第2学习值a2,这不是必须的。

在上述实施方式中,在充填效率η为规定量η2以下的情况下,更新了第2学习值a2,但不限于此。例如也可以与充填效率η的大小无关地更新第2学习值a2。

“第3更新处理”

在上述实施方式中,按根据转速NE以及负荷参数分割的各区域对第3学习值r进行了学习,但不限于此。例如,也可以与转速NE无关地按根据负荷参数区分的各区域进行学习。此外,关于能够按根据转速和/或负荷参数分割的各区域学习不同的值来作为第3学习值r,这不是必须的。

也可以在反馈操作量AFB为提前侧的值的情况下,执行以第3学习值r为“0”以上作为条件而更新为更小的值的处理。

在上述实施方式中,在充填效率η为预定量η1以下的情况下更新了第3学习值r,但不限于此。例如,既可以在充填效率为η为规定量η2以下的情况下更新第3学习值r,另外例如也可以与充填效率η的大小无关地更新第3学习值r。

“更新处理”

在上述实施方式中,将反馈操作量AFB的指数移动平均处理值作为学习用操作量AFBs,但不限于此。例如也可以将反馈操作量AFB的低通过滤处理值作为学习用操作量AFBs。另外,例如也可以不执行学习用操作量AFBs的算出处理,在S42、S44、S52、S54的处理中对使用反馈操作量AFB来代替学习用操作量AFBs而算出的修正量Δ的绝对值进行了缩小修正之后,基于缩小修正后的值更新学习值。通过这样的处理,也能够抑制包含于反馈操作量AFB的噪声成分被反映在学习值中,另一方面,学习值的变化速度(绝对值)变得小于反馈操作量AFB的变化速度(绝对值)。

“第3学习值”

在上述实施方式中,使第3学习值r为0以上且1以下的值,但不限于此。例如,也可以使第3学习值为相当于“r·DL”的量,设为“0”以上且最大延迟量DL以下的值。

“学习值”

在上述实施方式中,使第1学习值a1的初始值为提前侧的值,但不限于此,也可以设为零。

作为学习值,不限于包括第1学习值a1、第2学习值a2以及第3学习值r的值。例如,也可以不进行它们的区别而设为单一的值。

“经时限制处理”

在上述实施方式中,禁止第1学习值a1以及第2学习值a2向比在S96的处理中作出肯定判定的时间点的值更靠提前侧的更新,但不限于此。例如也可以禁止向比与在S96的处理中作出肯定判定的时间点的值相独立地设定的提前侧的上限值更靠提前侧的更新。

在上述实施方式中,将行驶距离视为内燃机10的运转时间,限制学习值向提前侧更新,但不限于此。例如,也可以取得运转时间本身,基于此来限制学习值向提前侧的更新。

“更新限制处理”

在上述实施方式中,也可以在排气压Pex的值大的情况下,与小的情况相比,将提前侧保护值ath1阶段性地变更为延迟侧的值。

在上述实施方式中,在排气压Pex为第1阈值PthH以上的情况下,将第1学习值a1限制成为提前侧上限值almax以下的值,但不限于此,例如也可以设为固定值。

在上述实施方式中,对于根据排气压Pex为第1阈值PthH以上来限制第2学习值a2的更新的处理,固定为成为第1阈值PthH以上的时间点的值和零中的更靠延迟侧的值,但不限于此。例如也可以固定为该时间点的值。

在上述实施方式中,执行了固定第3学习值r的处理,但不限于此,也可以关于第3学习值r不限制其更新。另外,例如也可以如“第3更新处理”这一栏中记载的那样,在反馈操作量AFB为提前侧的值的情况下执行如下处理:当执行将第3学习值r为“0”以上作为条件而更新为更小的值的处理时,仅禁止使第3学习值r为更小的值的更新。

在上述实施方式中,在排气压Pex成为第2阈值PthL以下的情况下停止了学习值的更新的限制,但不限于此。例如也可以为,即使排气压Pex成为第2阈值PthL以下,也继续进行限制,直到车辆的启动开关断开(off)。在此,车辆的启动开关是指对能够通过用户操作加速器和/或方向盘来使车辆行驶的状态、和不是那种状态的状态进行切换的开关,在内燃机10是产生车辆推力的唯一的推力产生装置的车辆中,相当于点火开关。

“成为学习值的更新限制处理的输入的排气压力”

在上述实施方式中,基于由排气压传感器66检测的排气压Pex,限制了学习值的更新,但不限于此。例如也可以是,具备检测GPF36的上游侧的压力相对于下游侧的压力的差压的传感器,设为为如下处理:使用该传感器的检测值来作为表示流入EGR通路的排气压力的参数,更新学习值。另外,例如鉴于在PM堆积量DPM与差压之间具有相关性,也可以将PM堆积量DPM用作表示流入EGR通路的排气的压力的参数来限制学习值的更新。在该情况下,在S74的处理中,PM堆积量DPM和作为比较对象的阈值也可以为固定值,在S82的处理中,PM堆积量DPM和作为比较对象的阈值也可以为固定值。

“EGR控制处理”

在上述实施方式中,基于内燃机10的工作点,对EGR率进行了开环控制,但不限于此。例如也可以包含如下处理:在内燃机10的冷却水的温度为规定温度以下的情况下,控制为比与为规定温度以上的情况下的内燃机10的工作点相应的EGR率的目标值小的EGR率的目标值。

“点火正时控制装置”

不限于点火正时控制装置具备CPU52和ROM54并执行软件处理。例如也可以具备对上述实施方式中被进行了软件处理的功能部分的至少一部分进行硬件处理的专用硬件电路(例如ASIC等)。即,点火正时控制装置是以下的(a)~(c)中任一构成即可。(a)具备按照程序执行全部上述处理的处理装置、和存储程序的ROM等程序保存装置。(b)具备按照程序执行上述处理的一部分的处理装置以及程序保存装置、和执行其余的处理的专用硬件电路。(c)具备执行全部上述处理的专用硬件电路。在此,具备处理装置以及程序保存装置的软件处理电路、专用硬件电路也可以是多个。即,上述处理通过具备一个或者多个软件处理电路以及一个或者多个专用硬件电路中的至少一方的处理电路来执行即可。

“其他”

关于内燃机10具备GPF36,这并不是必须的。即使是在不具备GPF36时,例如在堆积物堆积于催化剂34、流路截面积变小的情况下等,EGR率也会相对于开环控制的目标值成为过剩,因此,限制学习值的更新也是有效的。

关于内燃机10具备端口喷射阀16,这不是必须的,例如也可以具备缸内喷射阀。

关于EGR通路40与排气通路32中的催化剂34的上游连接,这并不是必须的,例如也可以为连接在催化剂34与GPF36之间。

在上述实施方式中,使学习值存储于备份RAM56,但不限于此。例如也可以使之存储于能够电重写的非易失性存储器。此外,在该情况下,也可以为:在内燃机10运转时,向因控制装置50的主电源被关断而供电状态被切断的通常的RAM存储学习值,在控制装置50的主电源被关断之前,执行将存储于RAM的学习值存储到非易失性存储器的处理。当然也可以将该处理中的非不易失性存储器替换理解为备份RAM56。

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