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CN110645113B - 内燃机的控制装置 - Google Patents

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CN110645113B CN201910548400.9A CN201910548400A CN110645113B CN 110645113 B CN110645113 B CN 110645113B CN 201910548400 A CN201910548400 A CN 201910548400A CN 110645113 B CN110645113 B CN 110645113B
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Abstract

一种内燃机的控制装置，抑制燃烧噪音的变化。内燃机(100)的控制装置(200)的燃烧控制部构成为，基于由振动传感器(210)检测出的振动加速度算出特定频带的2倍频的第1判定频带中的内燃机主体的第1振动等级，在第1振动等级小于根据内燃机运转状态预先设定的预定的第1基准振动等级时，以使得第1振动等级成为第1基准振动等级以上的方式修正目标喷射量和目标喷射正时中的一方或双方。

Description

内燃机的控制装置
技术领域
本发明涉及内燃机的控制装置。
背景技术
在专利文献1中，作为以往的内燃机的控制装置，公开了如下构成的装置：以使得表示缸内压力上升率随时间的变化的压力波形(缸内压力上升率图案)的形状成为双峰形状，并且压力波形的第一峰的峰值正时与第二峰的峰值正时的间隔成为预定的间隔的方式，将主燃料喷射分为第1主燃料喷射和第2主燃料喷射来实施并使燃料进行自着火燃烧。根据专利文献1，通过像这样将压力波形的第一峰的峰值正时与第二峰的峰值正时的峰值间隔控制为预定的间隔，能够降低预定的频带的振动等级而降低燃烧噪音。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-068284号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，若例如由于某些要因而发生着火正时从目标着火正时的偏离等，压力波形的形状从作为目标的双峰形状发生了变化，则不再能将峰值间隔控制为预定的间隔，所以可能会不再能降低燃烧噪音。
本发明是着眼于这样的问题点而作出的发明，目的在于使得能够判断压力波形的形状是否从作为目标的双峰形状发生了变化，并根据该判断结果来修正压力波形的形状。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述课题，根据本发明的一技术方案，提供一种内燃机的控制装置，所述控制装置用于控制内燃机，所述内燃机具备：内燃机主体；燃料喷射阀，其喷射用于在内燃机主体的燃烧室内燃烧的燃料；以及振动传感器，其检测内燃机主体的振动加速度，所述内燃机的控制装置具备燃烧控制部，所述燃烧控制部以使得在燃烧室内阶段性地发生2次热释放而表示缸内压力上升率随时间的变化的压力波形成为双峰形状、并且从由第1次热释放形成的压力波形的第一峰的第1峰值到由第2次热释放形成的压力波形的第二峰的第2峰值为止的间隔即峰值间隔成为抑制内燃机主体的振动加速度中的特定频带的振动加速度的基准峰值间隔的方式，将从燃料喷射阀喷射的燃料的喷射量和喷射正时控制为基于内燃机运转状态设定的目标喷射量和目标喷射正时并使燃料进行自着火燃烧。燃烧控制部构成为，基于由振动传感器检测出的振动加速度算出特定频带的2倍频的第1判定频带中的内燃机主体的第1振动等级，在第1振动等级小于根据内燃机运转状态预先设定的预定的第1基准振动等级时，以使得第1振动等级成为第1基准振动等级以上的方式修正目标喷射量和目标喷射正时中的一方或双方。
发明的效果
根据本发明的该技术方案，能够判断压力波形的形状是否从作为目标的双峰形状发生了变化，并根据该判断结果来修正压力波形的形状。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的内燃机和控制内燃机的电子控制单元的大致构成图。
图2是本发明的第1实施方式的内燃机的内燃机主体的剖视图。
图3是示出实施本发明的第1实施方式的燃烧控制而使燃料在燃烧室内燃烧了的情况下的曲轴角与热释放率的关系的图。
图4是示出实施本发明的第1实施方式的燃烧控制而使燃料在燃烧室内燃烧了的情况下的曲轴角与缸内压力上升率的关系的图。
图5是示出基于爆震传感器的输出值算出的每个频率的内燃机主体的振动等级的图。
图6是对本发明的第1实施方式的燃烧控制进行说明的流程图。
图7是示出基于爆震传感器的输出值算出的每个频率的内燃机主体的振动等级的图。
图8A是对本发明的第2实施方式的燃烧控制进行说明的流程图。
图8B是对本发明的第2实施方式的燃烧控制进行说明的流程图。
标号说明
1：内燃机主体；
11：燃烧室；
20：燃料喷射阀；
100：内燃机；
200：电子控制单元(控制装置)；
210：爆震传感器(振动传感器)。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。此外，在以下的说明中，对同样的构成要素标注相同的参照编号。
(第1实施方式)
图1是本发明的第1实施方式的内燃机100和控制内燃机100的电子控制单元200的大致构成图。图2是内燃机100的内燃机主体1的剖视图。
如图1所示，内燃机100具备具有多个汽缸10的内燃机主体1、燃料供给装置2、进气装置3、排气装置4、进气门传动装置5以及排气门传动装置6。
内燃机主体1使燃料在形成于各汽缸10的燃烧室11内(参照图2)燃烧，产生例如用于驱动车辆等的动力。在内燃机主体1中，按每个汽缸设置有一对进气门50和一对排气门60。另外，在内燃机主体1中安装有用于检测内燃机主体1的振动加速度的爆震传感器210。爆震传感器210是具备压电元件的振动传感器(加速度传感器)的一种，它输出与内燃机主体1的振动加速度相应的电压值。
燃料供给装置2具备电子控制式的燃料喷射阀20、输送管21、供给泵22、燃料箱23、压送管24以及燃料压力传感器211。
燃料喷射阀20以面向各汽缸10的燃烧室11的方式在各汽缸10均设置有1个，以使得能够向燃烧室11内直接喷射燃料。燃料喷射阀20的打开时间(喷射量)和打开正时(喷射正时)根据来自电子控制单元200的控制信号而变更，当燃料喷射阀20打开时从燃料喷射阀20向燃烧室11内直接喷射燃料。
输送管21经由压送管24连接于燃料箱23。在压送管24的中途设置有用于对储存于燃料箱23的燃料进行加压并将其向输送管21供给的供给泵22。输送管21暂时储存由供给泵22压送来的高压燃料。当燃料喷射阀20打开时，储存于输送管21的高压燃料从燃料喷射阀20向燃烧室11内直接喷射。
供给泵22构成为能够变更排出量，供给泵22的排出量根据来自电子控制单元200的控制信号来变更。通过控制供给泵22的排出量来控制输送管21内的燃料压力，即燃料喷射阀20的喷射压力。
燃料压力传感器211设置于输送管21。燃料压力传感器211检测输送管21内的燃料压力，即从各燃料喷射阀20向各汽缸10内喷射的燃料的压力(喷射压力)。
进气装置3是用于向燃烧室11内引导空气的装置，构成为能够变更吸入燃烧室11内的空气的状态(进气压力(增压压力)、进气温度、EGR(Exhaust Gas Recirculation：排气再循环)气体量)。即进气装置3构成为能够变更燃烧室11内的氧密度。进气装置3具备空气滤清器30、进气管31、涡轮增压器32的压缩机32a、中冷器33、进气歧管34、电子控制式的节气门35、空气流量计212、EGR通路36、EGR冷却器37以及EGR阀38。
空气滤清器30除去空气中所包含的沙子等异物。
进气管31的一端连结于空气滤清器30，另一端连结于进气歧管34的稳压罐34a。
涡轮增压器32是增压器的一种，利用排气的能量强制性地压缩空气，并将所压缩的空气向各燃烧室11供给。由此，填充效率提高，所以内燃机输出增大。压缩机32a是构成涡轮增压器32的一部分的部件，设置于进气管31。压缩机32a通过设置于同轴上的后述的涡轮增压器32的涡轮32b而旋转，从而强制性地压缩空气。此外，也可以使用利用曲轴(未图示)的旋转力机械地驱动的增压器(增压机(Supercharger))来替代涡轮增压器32。
中冷器33设置于比压缩机32a靠下游的进气管31，对由压缩机32a压缩而成为高温的空气进行冷却。
进气歧管34具备稳压罐34a、和从稳压罐34a分支并连结于形成于内燃机主体1的内部的各进气口14(参照图2)的开口的多个进气支管34b。向稳压罐34a引导的空气经由进气支管34b和进气口14向各燃烧室11内均等地分配。像这样，进气管31、进气歧管34以及各进气口14形成用于向各燃烧室11内引导空气的进气通路。在稳压罐34a安装有用于检测稳压罐34a内的压力(进气压力)的压力传感器213、和用于检测稳压罐34a内的温度(进气温度)的温度传感器214。
节气门35设置于中冷器33与稳压罐34a之间的进气管31内。节气门35由节气门致动器35a驱动，使进气管31的通路截面面积连续或阶段性地发生变化。通过利用节气门致动器35a来调整节气门35的开度，能够调整被吸入各燃烧室11内的空气的流量。
空气流量计212设置于比压缩机32a靠上游侧的进气管31内。空气流量计212检测在进气通路内流动并最终被吸入各燃烧室11内的空气的流量(以下称为“吸入空气量”)。
EGR通路36是用于将后述的排气歧管40与进气歧管34的稳压罐34a连通，并使从各燃烧室11排出的排气的一部分通过压力差返回到稳压罐34a的通路。以下，将流入了EGR通路36的排气称为“EGR气体”，将EGR气体量占缸内气体量的比例，即排气的回流率称为“EGR率”。通过使EGR气体向稳压罐34a，乃至各燃烧室11回流，能够降低燃烧温度，抑制氮氧化物(NOx)的排出。
EGR冷却器37设置于EGR通路36。EGR冷却器37是用于通过例如行驶风、冷却水等对EGR气体进行冷却的热交换器。
EGR阀38设置于比EGR冷却器37靠EGR气体的流动方向下游侧的EGR通路36。EGR阀38是能够连续或阶段性地调整开度的电磁阀，其开度由电子控制单元200控制。通过控制EGR阀38的开度来调节向稳压罐34a回流的EGR气体的流量。即，通过根据吸入空气量、进气压力(增压压力)等将EGR阀38的开度控制为适当的开度，能够将EGR率控制为任意的值。
排气装置4是用于对在各燃烧室内产生的排气进行净化并将其向外气排出的装置，具备排气歧管40、排气管41、涡轮增压器32的涡轮32b以及排气后处理装置42。
排气歧管40具备与形成于内燃机主体1的内部的各排气口15(参照图2)的开口连结的多个排气支管、和使排气支管集合而汇集成1根的集合管。
排气管41的一端连结于排气歧管40的集合管，另一端成为开口端。从各燃烧室11经由排气口向排气歧管40排出的排气在排气管41中流动并向外气排出。
涡轮32b是构成涡轮增压器32的一部分的部件，它设置于排气管41。涡轮32b通过排气的能量而旋转，驱动设置于同轴上的压缩机32a。
在涡轮32b的外侧设置有可变喷嘴32c。可变喷嘴32c作为节流阀发挥作用，可变喷嘴32c的喷嘴开度(阀开度)由电子控制单元200控制。通过使可变喷嘴32c的喷嘴开度发生变化，能够使驱动涡轮32b的排气的流速发生变化。即，通过使可变喷嘴32c的喷嘴开度发生变化，能够使涡轮32b的转速发生变化而使增压压力发生变化。具体而言，当减小可变喷嘴32c的喷嘴开度(使可变喷嘴32c缩小)时，排气的流速增加而涡轮32b的转速增大，增压压力增大。
排气后处理装置42设置于比涡轮32b靠下游侧的排气管41。排气后处理装置42是用于在对排气进行净化之后将其向外气排出的装置，是将对有害物质进行净化的各种催化剂(例如三元催化剂)担载于载体的装置。
进气门传动装置5是用于对各汽缸10的进气门50进行开闭驱动的装置，它设置于内燃机主体1。本实施方式的进气门传动装置5构成为，例如通过电磁致动器对进气门50进行开闭驱动，以使得能够控制进气门50的开闭正时。
排气门传动装置6是用于对各汽缸10的排气门60进行开闭驱动的装置，它设置于内燃机主体1。本实施方式的排气门传动装置6构成为，例如通过电磁致动器对排气门60进行开闭驱动，以使得能够控制排气门60的开闭正时。
此外，作为进气门传动装置5和排气门传动装置6，不限于电磁致动器，例如也可以是，构成为通过凸轮轴对进气门50或排气门60进行开闭驱动，在该凸轮轴的一端部设置通过液压控制改变凸轮轴相对于曲轴的相对相位角的可变气门机构，从而能够控制进气门50或排气门60的开闭正时。
电子控制单元200由数字计算机构成，具备通过双向总线201而彼此连接的ROM(只读存储器)202、RAM(随机存取存储器)203、CPU(微处理器)204、输入端口205以及输出端口206。
前述的爆震传感器210等的输出信号经由对应的各AD变换器207向输入端口205输入。另外，作为用于检测内燃机负荷的信号，产生与加速器踏板221的踩踏量(以下称为“加速器踩踏量”)成比例的输出电压的负荷传感器221的输出电压经由对应的AD变换器207向输入端口205输入。另外，作为用于算出内燃机转速等的信号，每当内燃机主体1的曲轴例如旋转15°便产生输出脉冲的曲轴角传感器222的输出信号向输入端口205输入。像这样向输入端口205输入为了控制内燃机100所需要的各种传感器的输出信号。
输出端口206经由对应的驱动电路208连接于燃料喷射阀20等各控制部件。
电子控制单元200基于向输入端口205输入的各种传感器的输出信号，从输出端口206输出用于控制各控制部件的控制信号来控制内燃机100。以下，对电子控制单元200所实施的内燃机100的控制，尤其是燃烧室11内的燃料的燃烧控制进行说明。
图3是示出在内燃机运转状态(内燃机转速和内燃机负荷)恒定的稳定运转时，实施本实施方式的燃烧控制而使燃料在燃烧室11内燃烧了的情况下的曲轴角与热释放率的关系的图。另外，图4是示出该情况下的曲轴角与缸内压力上升率的关系的图。
此外，热释放率(dQ/dθ)[J/deg.CA]是指在使燃料燃烧了时产生的每单位曲轴角的热量，即每单位曲轴角的热释放量Q。在以下的说明中，将表示该曲轴角与热释放率的关系的燃烧波形，即表示热释放率随时间的变化的燃烧波形称为“热释放率图案”。另外，缸内压力上升率(dP/dθ)[kPa/deg.CA]是指缸内压力P[kPa]的曲轴角微分值。在以下的说明中，将表示该曲轴角与缸内压力上升率的关系的压力波形，即表示缸内压力上升率随时间的变化的压力波形称为“缸内压力上升率图案”。
如图3所示，电子控制单元200将为了输出与内燃机负荷相应的要求转矩而进行的主燃料喷射分为第1主燃料喷射G1和第2主燃料喷射G2并依次实施，使喷射出的燃料进行自着火燃烧来进行内燃机主体1的运转。
在本实施方式中，以使得通过第1主燃料喷射G1向燃烧室11内喷射的燃料(以下称为“第1主燃料”)、和通过第2主燃料喷射G2向燃烧室11内喷射的燃料(以下称为“第2主燃料”)分别在燃料喷射后发生预混合压缩着火燃烧的方式控制各燃料喷射G1、G2的喷射量和喷射正时，以阶段性地发生2次热释放，所述预混合压缩着火燃烧是指在一定程度上隔开燃料与空气的预混合期间的基础上进行燃烧。
即如图3所示，以使得主要通过第1主燃料燃烧了时的热释放形成热释放率图案的第一峰的燃烧波形X1，之后，主要通过第2主燃料燃烧了时的热释放形成热释放率图案的第二峰的燃烧波形X2的方式控制各燃料喷射G1、G2的喷射量和喷射正时，使得热释放率图案成为双峰形状。
并且，由此，如图4所示，主要通过第1主燃料燃烧了时的热释放形成缸内压力上升率图案的第一峰的压力波形Y1，之后，主要通过第2主燃料燃烧了时的热释放形成缸内压力上升率图案的第二峰的压力波形Y2，缸内压力上升率图案也与热释放率图案一起成为双峰形状。
通过像这样使得阶段性地发生2次热释放，从而通过第1次热释放产生的压力波(在本实施方式中主要是在第1主燃料燃烧时产生的压力波)与在第2次热释放产生的压力波(在本实施方式中主要是在第2主燃料燃烧时产生的压力波)在特定的频带中成为逆相位的压力波而相互抵消，结果，能够降低该特定的频带中的内燃机主体1的振动等级[dB]。
并且，如果内燃机转速相同，则该通过第1次热释放产生的压力波与通过第2次热释放产生的压力波相互抵消的频带(以下称为“衰减频带”)根据从压力波形Y1的峰值(以下称为“第1峰值”)P1到压力波形Y2的峰值(以下称为“第2峰值”)P2的曲轴间隔(以下称为“峰值间隔”)Δθ(＝θ2-θ1)而发生变化，具有峰值间隔Δθ越窄则所述衰减频带越向高频侧移动，峰值间隔越宽则所述衰减频带越向低频侧移动的倾向。
因此，在本实施方式中，以使得阶段性地发生2次热释放、并且峰值间隔Δθ成为能够降低从内燃机主体1产生的噪音中的被认为令人特别不舒服的噪音的频带(以下称为“目标衰减频带”。在本实施方式中为1.5～1.7[kHz])的振动等级的峰值间隔(以下称为“基准峰值间隔”)Δθt的方式，控制各燃料喷射G1、G2的喷射量和喷射正时。
然而，当例如由于过渡性的缸内环境(缸内压力、缸内温度、缸内氧密度)的变化等某些要因而着火正时与目标着火正时的偏差变大时，有时热释放率图案、乃至缸内压力上升率图案的形状从目标形状(能够降低目标衰减频带的振动等级的形状)发生变化。
例如，有时着火正时与目标着火正时的偏差变大，缸内压力上升率图案的形状从目标形状发生变化，峰值间隔Δθ变得比基准峰值间隔Δθt窄或宽。在该情况下，衰减频带会偏离目标衰减频带，所以不再能降低目标衰减频带的振动等级，不再能获得所期望的噪音降低效果。
另外，例如，有时着火正时与目标着火正时的偏差变大，第1主燃料与第2主燃料不是阶段性地燃烧而是一体地燃烧，无法阶段性地发生2次热释放，热释放率图案、乃至缸内压力上升率图案的形状成为单峰形状。在该情况下，不再能获得基于由第1次热释放产生的压力波与由第2次热释放产生的压力波的抵消产生的特定的频带中的内燃机主体1的噪音降低效果本身。
因此，在缸内压力上升率图案的形状超出允许范围地从目标形状发生了变化的情况下，优选，以使得缸内压力上升率图案的形状接近目标形状的方式修正各燃料喷射G1、G2的喷射量、喷射正时。以下，参照图5对本实施方式的、缸内压力上升率图案的形状是否超出允许范围地从目标形状发生了变化的判断方法进行说明。
图5是示出基于爆震传感器210的输出值算出的每个频率的内燃机主体1的振动等级的图。此外，在图5中，实线表示缸内压力上升率图案成为了目标形状的情况下，即阶段性地发生2次热释放，峰值间隔Δθ被控制为了基准峰值间隔Δθt的情况下的每个频率的内燃机主体1的振动等级。另一方面，虚线是为了进行比较而示出的线，示出以使得缸内压力上升率图案成为单峰形状的方式控制了从燃料喷射阀20喷射的燃料的燃料量和喷射正时的情况下的每个频率的内燃机主体1的振动等级。
如图5中的实线所示，可知：在缸内压力上升率图案成为了目标形状的情况下，能够使衰减频带与目标衰减频带一致，所以目标衰减频带中的振动等级比用虚线表示的振动等级低。
在此，作为判断缸内压力上升率图案的形状是否超出允许范围地从目标形状发生了变化的方法，例如举出了如下方法：如果目标衰减频带的振动等级成为了预定的阈值以上，则判断为缸内压力上升率图案的形状超出允许范围地从目标形状发生了变化。这是因为：如果目标衰减频带的振动等级为预定的阈值以上，则可以判断为：峰值间隔Δθ偏离了基准峰值间隔Δθt，结果衰减频带偏离目标衰减频带，目标衰减频带的振动等级增加、或者缸内压力上升率图案成为单峰形状，无法获得基于2个压力波的噪音降低效果本身而目标衰减频带的振动等级增加。
然而，由于在衰减频带与目标衰减频带一致的情况下，2个压力波相互抵消而振动等级降低，所以这样的频带中的振动等级的算出精度有容易恶化的倾向，可能会导致误判定。
因此，在本实施方式中，着眼于目标衰减频带的2倍频的频带(以下称为“第1判定频带”)。如图5所示，可知在衰减频带与目标衰减频带一致的情况下，在该第1判定频带中，用实线表示的振动等级比用虚线表示的振动等级高。
即根据发明人等的深入研究的结果可知，在缸内压力上升率图案成为了目标形状，峰值间隔Δθ被控制为了基准峰值间隔Δθt的情况下，在衰减频带的2倍频的频带中，2个压力波相互干涉而相互增大，振动等级反而增加。
像这样在缸内压力上升率图案成为了目标形状，峰值间隔Δθ被控制为了基准峰值间隔Δθt的情况下，第1判定频带的第1振动等级增加。另一方面，在缸内压力上升率图案的形状超出允许范围地从目标形状发生了变化而峰值间隔Δθ无法被控制为基准峰值间隔Δθt的情况下，衰减频带偏离了目标衰减频带，结果，衰减频带的2倍频的频带偏离了第1判定频带，所以该第1判定频带中的第1振动等级比峰值间隔Δθ被控制为了基准峰值间隔Δθt的情况下的第1振动等级低。并且，该第1判定频带是2个压力波相互干涉而振动等级增加的频带，所以能够抑制振动等级的算出精度的恶化。
因此，在本实施方式中，判断第1判定频带的第1振动等级是否为根据内燃机运转状态预先设定的第1基准振动等级以上，如果第1判定频带的第1振动等级小于第1基准振动等级，则判断为缸内压力上升率图案的形状超出允许范围地从目标形状发生了变化。并且，在该情况下，以使得缸内压力上升率图案成为目标形状的方式修正根据内燃机运转状态设定的燃料喷射量、燃料喷射正时的目标值。以下，参照图6对该本实施方式的燃烧控制进行说明。
图6是对该本实施方式的燃烧控制进行说明的流程图。电子控制单元200在内燃机运转期间按预定的运算周期反复执行本例程。
在步骤S1中，电子控制单元200读入由负荷传感器221检测出的内燃机负荷、和基于曲轴角传感器222的输出信号算出的内燃机转速来检测内燃机运转状态。
在步骤S2中，电子控制单元200设定第1主燃料喷射G1的目标喷射量Q1、和第2主燃料喷射G2的目标喷射量Q2。在本实施方式中，电子控制单元200参照预先通过试验等制作出的图表，并至少基于内燃机负荷来设定目标喷射量Q1和目标喷射量Q2。
在步骤S3中，电子控制单元200设定第1主燃料喷射G1的目标喷射正时A1、和第2主燃料喷射G2的目标喷射正时A2。在本实施方式中，电子控制单元200参照预先通过试验等制作出的图表，并基于内燃机运转状态来设定目标喷射正时A1和目标喷射正时A2。
在步骤S4中，电子控制单元200通过对在上次的燃烧循环中取得的燃烧噪音判定区间中的爆震传感器210的输出值实施各种处理(例如在带宽中具有第1判定频带的带通滤波处理等)，从而算出第1判定频带的第1振动等级。在本实施方式中，将第1判定频带设为从3.0[kHz]到3.4[kHz]的频带。另外，将燃烧噪音判定区间设为相当于从各汽缸10的压缩行程中期到膨胀行程中期的曲轴角范围的区间。
在步骤S5中，电子控制单元200参照预先通过试验等制作出的映射，并基于内燃机运转状态算出第1基准振动等级。
在步骤S6中，电子控制单元200判断第1振动等级是否为第1基准振动等级以上。如果第1振动等级为第1基准振动等级以上，则电子控制单元200前进至步骤S7的处理。另一方面，如果第1振动等级小于第1基准振动等级，则电子控制单元200前进至步骤S8的处理。
在步骤S7中，电子控制单元200将第1主燃料喷射G1的喷射量和喷射正时分别控制为第1目标喷射量Q1和第1目标喷射正时A1，并且将第2主燃料喷射G2的喷射量和喷射正时分别控制为第2目标喷射量Q2和第1目标喷射正时A2来实施燃料喷射。
在步骤S8中，电子控制单元200算出上次的燃烧循环中的燃料的着火正时的推定值(以下称为“推定着火正时”)。在本实施方式中，电子控制单元200基于在上次的燃烧循环中取得的燃烧噪音判定区间中的爆震传感器210的输出值算出燃烧噪音判定区间中的每个曲轴角的振动等级，将该振动等级成为预定的着火正时判定阈值的曲轴角算出为推定着火正时。此外，关于推定着火正时的算出，不限于这样的方法，也可以使用公知的任何方法，例如在具备缸内压力传感器的情况下，也可以将由缸内压力传感器检测出的缸内压力成为预定值以上的正时算出为推定着火正时。
在步骤S9中，电子控制单元200算出上次的燃烧循环中的目标着火正时。目标着火正时例如能够通过将上次的燃烧循环中的目标喷射量等输入到着火正时的预测模型来算出。
在步骤S10中，电子控制单元200判定上次的燃烧循环中的推定着火正时是比目标着火正时早还是迟。如果上次的燃烧循环中的推定着火正时比目标着火正时早，则电子控制单元200前进至步骤S11的处理，如果延迟，则电子控制单元200前进至步骤S12的处理。
在步骤S11中，电子控制单元200以使得着火正时延迟的方式修正第1主燃料喷射G1的目标喷射正时A1。具体而言，实施使第1主燃料喷射G1的目标喷射正时A1根据推定着火正时距目标着火正时的提前量而延迟的修正。
此外，在本实施方式中，虽然通过像这样使第1主燃料喷射G1的目标喷射正时A1向延迟侧修正以使得着火正时延迟，但例如也可以替代这样的目标喷射正时A1的延迟控制、或者与延迟控制一起，通过使目标喷射量Q1向减少的一侧修正以使得着火正时延迟。此外，在该情况下，为了满足要求转矩而一并实施使目标喷射量Q2增加目标喷射量Q1所减少的量的修正即可。
在步骤S12中，电子控制单元200以使得着火正时提前的方式修正第1主燃料喷射G1的目标喷射正时A1。具体而言，实施使第1主燃料喷射G1的目标喷射正时A1根据推定着火正时距目标着火正时的延迟量而提前的修正。
此外，在本实施方式中，虽然通过像这样使第1主燃料喷射G1的目标喷射正时A1向提前侧修正以使得着火正时提前，但例如也可以替代这样的目标喷射正时A1的提前控制、或者与提前控制一起，通过使目标喷射量Q1向增加的一侧修正以使得着火正时提前。此外，在该情况下，一并实施使目标喷射量Q2减少目标喷射量Q1所增加的量的修正即可。
根据以上所说明的本实施方式，用于控制内燃机100的电子控制单元200(控制装置)具备燃烧控制部，所述内燃机100具备：内燃机主体1；燃料喷射阀20，其喷射用于在内燃机主体1的燃烧室11内燃烧的燃料；以及爆震传感器(振动传感器)210，其检测内燃机主体1的振动加速度，所述燃烧控制部以使得在燃烧室11内阶段性地发生2次热释放而表示缸内压力上升率随时间的变化的压力波形成为双峰形状、并且从由第1次热释放形成的压力波形的第一峰的第1峰值到由第2次热释放形成的压力波形的第二峰的第2峰值为止的间隔即峰值间隔Δθ成为抑制内燃机主体1的振动加速度中的目标衰减频带(特定频带)的振动加速度的基准峰值间隔Δθt的方式，将从燃料喷射阀20喷射的燃料的喷射量和喷射正时控制为基于内燃机运转状态设定的目标喷射量和目标喷射正时并使燃料进行自着火燃烧。
并且，燃烧控制部构成为，基于由爆震传感器210检测出的振动加速度算出目标衰减频带的2倍频的第1判定频带中的内燃机主体1的第1振动等级，在第1振动等级小于根据内燃机运转状态预先设定的预定的第1基准振动等级时，以使得第1振动等级成为所述第1基准振动等级以上的方式修正目标喷射量和目标喷射正时中的一方或双方。
在缸内压力上升率图案的形状成为作为目标的双峰形状的情况下，2个压力波相互干涉而振动等级增加的第1判定频带中的第1振动等级增加，所以通过像本实施方式那样将第1振动等级与第1基准振动等级进行比较，能够判断缸内压力上升率图案的形状是否成为作为目标的双峰形状。并且，在第1振动等级小于第1基准振动等级的情况下，即在缸内压力上升率图案的形状没有成为作为目标的双峰形状的情况下，通过以使得第1振动等级成为第1基准振动等级以上的方式控制目标喷射量、目标喷射正时，能够将缸内压力上升率图案的形状朝向作为目标的双峰形状进行修正。
另外，第1判定频带是2个压力波相互干涉而振动等级增加的频带，所以能够高精度地算出该频带中的振动等级。因此，能够高精度地判断缸内压力上升率图案的形状是否从作为目标的双峰形状发生了变化。
另外，本实施方式的燃烧控制部构成为，至少依次喷射第1主燃料和第2主燃料，在第1振动等级小于第1基准振动等级时，算出燃料的推定着火正时，如果推定着火正时比根据内燃机运转状态设定的目标着火正时迟，则以使得第1主燃料的着火正时提前的方式至少修正所述第1主燃料的目标喷射量和目标喷射正时中的一方或双方，另一方面，如果推定着火正时比目标着火正时早，则以使得第1主燃料的着火正时延迟的方式至少修正所述第1主燃料的目标喷射量和目标喷射正时中的一方或双方。
由此，能够判断是着火正时从目标着火正时向提前侧偏离从而压力上升率图案的形状从作为目标的双峰形状发生了变化、还是着火正时从目标着火正时向延迟侧偏离从而压力上升率图案的形状从作为目标的双峰形状发生了变化。因此，能够根据该判断结果，以使得第1振动等级成为第1基准振动等级以上的方式适当地修正第1主燃料的目标喷射量和目标喷射正时中的一方或双方。
(第2实施方式)
接着，对本发明的第2实施方式进行说明。本实施方式在进一步判定峰值间隔Δθ是比基准峰值间隔Δθt窄还是宽这一点上与第1实施方式不同。以下，以该不同点为中心进行说明。
图7是与图5同样的图。
在第1实施方式中，通过将第1判定频带中的第1振动等级与第1基准振动等级进行比较，判定出目标衰减频带中的振动等级是否减小了。
在此，如前所述，有峰值间隔Δθ越宽则衰减频带越向低频侧移动，峰值间隔Δθ越窄则衰减频带越向高频侧移动的倾向。
因此，在峰值间隔Δθ比基准峰值间隔Δθt宽的情况下，衰减频带向低频率侧移动，结果，成为其2倍频的频带向比第1判定频带靠低频率侧处移动。因此，图7所示的比第1判定频带靠低频率侧的第2判定频带的振动等级增加。
另一方面，在峰值间隔Δθ比基准峰值间隔Δθt窄的情况下，衰减频带向高频率侧移动，结果，成为其2倍频的频带向比第1判定频带靠高频率侧处移动。因此，图7所示的比第1判定频带靠高频率侧的第3判定频带的振动等级增加。
因此，在本实施方式中，在判断为第1判定频带的第1振动等级小于第1基准振动等级，缸内压力上升率图案的形状超出允许范围地从目标形状发生了变化的情况下，进而检测第2判定频带和第3频带的振动等级，由此来判断峰值间隔Δθ是比基准峰值间隔Δθt宽还是窄。然后，基于该判断结果修正根据内燃机运转状态设定的燃料喷射量、燃料喷射正时的目标值。以下，参照图8A和图8B对该本实施方式涉及的燃烧控制进行说明。
图8A和图8B是对本实施方式的燃烧控制进行说明的流程图。电子控制单元200在内燃机运转期间按预定的运算周期反复执行本例程。此外，在图8A和图8B中，从步骤S1到步骤S12的处理与第1实施方式同样，所以在此省略说明。
在步骤S21中，电子控制单元200通过对在上次的燃烧循环中取得的燃烧噪音判定区间中的爆震传感器210的输出值实施各种处理(例如在带宽中具有第2判定频带的带通滤波处理等)，从而算出第2判定频带的第2振动等级。在本实施方式中，将第2判定频带设为从2.6[kHz]到3.0[kHz]的频带。
在步骤S22中，电子控制单元200参照预先通过试验等制作出的映射，并基于内燃机运转状态算出第2基准振动等级。
在步骤S23中，电子控制单元200判断第2振动等级是否为第2基准振动等级以上。如果第2振动等级为第2基准振动等级以上，则电子控制单元200判断为峰值间隔Δθ比基准峰值间隔Δθt宽而前进至步骤S24的处理。另一方面，如果第2振动等级小于第2基准振动等级，则电子控制单元200前进至步骤S25的处理。
在步骤S24中，电子控制单元200以使得比基准峰值间隔Δθt宽的峰值间隔Δθ朝向基准峰值间隔Δθt变窄的方式控制从燃料喷射阀20喷射的燃料的燃料量和喷射正时中的一方或双方。在本实施方式的情况下，基本上认为第1主燃料的着火正时提前从而第1峰值P1向提前侧移动，峰值间隔Δθ变宽，所以电子控制单元200实施使第1主燃料喷射G1的目标喷射正时A1延迟预定的曲轴角的修正。
此外，在本实施方式中，虽然通过像这样使第1主燃料喷射G1的目标喷射正时A1向延迟侧修正从而使第1主燃料的着火正时延迟，使峰值间隔Δθ朝向基准峰值间隔Δθt变窄，但例如也可以替代这样的目标喷射正时A1的延迟控制、或者与延迟控制一起，通过使目标喷射量Q1向减少的一侧修正以使得着火正时延迟。此外，在该情况下，为了满足要求转矩而一并实施使目标喷射量Q2增加目标喷射量Q1所减少的量的修正即可。
在步骤S25中，电子控制单元200通过对在上次的燃烧循环中取得的燃烧噪音判定区间中的爆震传感器210的输出值实施各种处理(例如在带宽中具有第3判定频带的带通滤波处理等)，从而算出第3判定频带的振动等级。在本实施方式中，将第3判定频带设为从3.4[kHz]到3.8[kHz]的频带。
在步骤S26中，电子控制单元200参照预先通过试验等制作出的映射，并基于内燃机运转状态算出第3基准振动等级。
在步骤S27中，电子控制单元200判断第3振动等级是否为第3基准振动等级以上。如果第3振动等级为第3基准振动等级以上，则电子控制单元200判断为峰值间隔Δθ比基准峰值间隔Δθt窄而前进至步骤S28的处理。另一方面，如果第3振动等级小于第3基准振动等级，则电子控制单元200判断为缸内压力上升率图案的形状没有成为双峰形状而是成为了单峰形状，前进至步骤S8的处理。
在步骤S28中，电子控制单元200以使得比基准峰值间隔Δθt窄的峰值间隔Δθ朝向基准峰值间隔Δθt扩大的方式控制从燃料喷射阀20喷射的燃料的燃料量和喷射正时中的一方或双方。在本实施方式的情况下，基本上认为第1主燃料的着火正时延迟从而第1峰值P1向延迟侧移动，峰值间隔Δθ变窄，所以电子控制单元200实施使第1主燃料喷射G1的目标喷射正时A1提前预定的曲轴角的修正。
此外，在本实施方式中，通过像这样使第1主燃料喷射G1的目标喷射正时A1向提前侧修正从而使着火正时提前，但例如也可以替代这样的目标喷射正时A1的提前控制、或者与提前控制一起，通过使目标喷射量Q1向增加的一侧修正以使得着火正时提前。此外，在该情况下，一并实施使目标喷射量Q2减少目标喷射量Q1所增加的量的修正即可。
以上所说明的本实施方式的电子控制单元200(控制装置)的燃烧控制部进而构成为，基于由爆震传感器210(振动传感器)检测出的振动加速度算出第1判定频带附近的比第1判定频带低的第2判定频带中的内燃机主体1的第2振动等级，在第1振动等级小于第1基准振动等级、且第2振动等级为根据内燃机运转状态预先设定的预定的第2基准振动等级以上时，以使得峰值间隔Δθt变窄的方式修正目标喷射量和目标喷射正时中的一方或双方。更详细而言，燃烧控制部构成为，以使得第1主燃料的着火正时延迟而峰值间隔Δθt变窄的方式修正第1主燃料的目标喷射量和目标喷射正时中的一方或双方。
另外，燃烧控制部进而构成为，基于由爆震传感器210检测出的振动加速度算出第1判定频带附近的比第1判定频带高的第3判定频带中的内燃机主体1的第3振动等级，在第1振动等级小于所述第1基准振动等级、且第3振动等级为根据内燃机运转状态预先设定的预定的第3基准振动等级以上时，以使得峰值间隔Δθt变宽的方式修正目标喷射量和目标喷射正时中的一方或双方。更详细而言，燃烧控制部构成为，以使得第1主燃料的着火正时提前而峰值间隔Δθt变宽的方式修正第1主燃料的目标喷射量和目标喷射正时中的一方或双方。
由此，即使在虽然能够维持双峰形状，但峰值间隔Δθ偏离基准峰值间隔Δθt的情况下等缸内压力上升率图案的形状的变化小的情况下，也能够准确地捕捉该变化并使缸内压力上升率图案的形状朝向作为目标的双峰形状修正。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式只不过示出了本发明的应用例的一部分，并非旨在将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体构成。
例如在上述的实施方式中，虽然以使得第1主燃料和第2主燃料分别发生预混合压缩着火燃烧的方式控制各燃料喷射G1、G2的喷射量和喷射正时，以阶段性地发生2次热释放，但也可以以使得第1主燃料和第2主燃料分别发生扩散燃烧的方式控制各燃料喷射G1、G2的喷射量和喷射正时，以阶段性地发生2次热释放。

Claims (7)

1.一种内燃机的控制装置，
所述控制装置用于控制内燃机，所述内燃机具备：
内燃机主体；
燃料喷射阀，其喷射用于在所述内燃机主体的燃烧室内燃烧的燃料；以及
振动传感器，其检测所述内燃机主体的振动加速度，
所述内燃机的控制装置具备燃烧控制部，所述燃烧控制部以使得在所述燃烧室内阶段性地发生2次热释放而表示缸内压力上升率随时间的变化的压力波形成为双峰形状、并且从由第1次热释放形成的所述压力波形的第一峰的第1峰值到由第2次热释放形成的所述压力波形的第二峰的第2峰值为止的间隔即峰值间隔成为抑制所述内燃机主体的振动加速度中的特定频带的振动加速度的基准峰值间隔的方式，将从所述燃料喷射阀喷射的燃料的喷射量和喷射正时控制为基于内燃机运转状态设定的目标喷射量和目标喷射正时并使燃料进行自着火燃烧，
所述燃烧控制部，
基于由所述振动传感器检测出的振动加速度算出所述特定频带的2倍频的第1判定频带中的所述内燃机主体的第1振动等级，
在所述第1振动等级小于根据内燃机运转状态预先设定的预定的第1基准振动等级时，以使得所述第1振动等级成为所述第1基准振动等级以上的方式修正所述目标喷射量和所述目标喷射正时中的一方或双方。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，
所述燃烧控制部，
至少依次喷射第1主燃料和第2主燃料，
在所述第1振动等级小于所述第1基准振动等级时，算出燃料的推定着火正时，如果所述推定着火正时比根据内燃机运转状态设定的目标着火正时迟，则以使得所述第1主燃料的着火正时提前的方式至少修正所述第1主燃料的所述目标喷射量和所述目标喷射正时中的一方或双方。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，
所述燃烧控制部，
至少依次喷射第1主燃料和第2主燃料，
在所述第1振动等级小于所述第1基准振动等级时，算出燃料的推定着火正时，如果所述推定着火正时比根据内燃机运转状态设定的目标着火正时早，则以使得所述第1主燃料的着火正时延迟的方式至少修正所述第1主燃料的所述目标喷射量和所述目标喷射正时中的一方或双方。
4.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，
所述燃烧控制部，
基于由所述振动传感器检测出的振动加速度算出所述第1判定频带附近的比所述第1判定频带低的第2判定频带中的所述内燃机主体的第2振动等级，
在所述第1振动等级小于所述第1基准振动等级、且所述第2振动等级为根据内燃机运转状态预先设定的预定的第2基准振动等级以上时，以使得所述峰值间隔变窄的方式修正所述目标喷射量和所述目标喷射正时中的一方或双方。
5.根据权利要求4所述的内燃机的控制装置，
所述燃烧控制部，
至少依次喷射第1主燃料和第2主燃料，
以使得所述第1主燃料的着火正时延迟而所述峰值间隔变窄的方式修正所述第1主燃料的所述目标喷射量和所述目标喷射正时中的一方或双方。
6.根据权利要求1、4或5所述的内燃机的控制装置，
所述燃烧控制部，
基于由所述振动传感器检测出的振动加速度算出所述第1判定频带附近的比所述第1判定频带高的第3判定频带中的所述内燃机主体的第3振动等级，
在所述第1振动等级小于所述第1基准振动等级、且所述第3振动等级为根据内燃机运转状态预先设定的预定的第3基准振动等级以上时，以使得所述峰值间隔变宽的方式修正所述目标喷射量和所述目标喷射正时中的一方或双方。
7.根据权利要求6所述的内燃机的控制装置，
所述燃烧控制部，
至少依次喷射第1主燃料和第2主燃料，
以使得所述第1主燃料的着火正时提前而所述峰值间隔变宽的方式修正所述第1主燃料的所述目标喷射量和所述目标喷射正时中的一方或双方。
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