[发明专利]内燃机的控制装置及其控制方法

说明书

本发明提供一种将曲柄轴的扭转振动考虑在内来高精度地对燃烧气缸的气缸内压力进行推测的内燃机的控制装置及控制方法。内燃机的控制装置(50)包括：对具有基于燃烧期间的曲柄角加速度(αd)而计算出的扭转振动转矩的最大值的振幅且以预先设定的固有角振动数进行振动的值进行计算，以作为燃烧期间的扭转振动转矩(ΔTt)的扭转转矩计算部(52)；以及利用曲柄轴的旋转系统的运动方程式，基于曲柄角度(θd)、曲柄角加速度(αd)及扭转振动转矩(ΔTt)来对燃烧气体压力转矩进行计算，并基于燃烧气体压力转矩来对燃烧气缸的气缸内压力(Pcylb)进行推测的气缸内压力推测部(54)。

技术领域

本发明涉及一种内燃机的控制装置及其控制方法，该内燃机的与曲柄轴一体旋转的旋转构件上具备设置在预先确定的多个曲柄角度上的多个被检测部、以及固定于非旋转构件上并对所述被检测部进行检测的特定曲柄角传感器。

背景技术

在对内燃机的燃料消耗性能、排放性能进行改善的基础上，对内燃机的燃烧状态进行测量，将其测量结果进行反馈来进行控制这样的方法是有效的。因此，正确测量内燃机的燃烧状态非常重要。众所周知，通过测量气缸内压力能正确测量内燃机的燃烧状态。但是，由于直接测量气缸内压力的传感器(以下称为气缸内压力传感器)非常昂贵，因此，可以想到难以将气缸内压力传感器用于市售的汽车用内燃机。因此，作为取代气缸内压力传感器的用于对内燃机的燃烧状态进行推测的技术，例如在专利文献1中公开了以下技术：基于曲柄角传感器的输出信号，来计算曲柄角速度及曲柄角加速度，基于曲柄角速度及曲柄角加速度，来计算由燃烧所产生的燃烧气体压力转矩，利用燃烧气体压力转矩来对燃烧状态进行推测。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2009－275618号公报

专利文献2：日本专利特开2004－340878号公报

专利文献3:日本专利特开平08-165950号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在具有多个气缸的内燃机中，这些多个气缸的燃烧气体压力转矩被间断性地传输至曲柄轴。另一方面，由于曲柄轴不是刚体而是弹性体，因此，曲柄轴会发生扭转振动。因此，基于曲柄角传感器所计算出的曲柄角速度及曲柄角加速度会受到扭转振动的影响。在专利文献1中，由于将曲柄轴作为刚体来进行处理，因此，在曲柄轴上发生扭转振动的条件下，存在所测量出的燃烧状态不一定正确的问题。

对于如上所述的问题，例如已知有上述专利文献2所记载的技术。在专利文献2的技术中，对曲柄轴的扭转振动角位移、气缸内压力进行测量，从而能基于专利文献2的第0026段、图7所示的扭转振动计算模型的运动方程式来确认发动机的有效输出。然而，在专利文献2的技术中，需要气缸内压力传感器，并且上述运动方程式是非常复杂的形式，需要匹配的常数(惯性力矩、扭转刚性、衰减分量等)有很多，难以确保计算值的精度，因此，可以认为在实用性上难以适用于所述燃烧气体压力转矩的推测。

作为更简易的方法，例如已知有上述专利文献3所记载的技术。在专利文献3的技术中，对安装于曲柄两端的2个曲柄角传感器的时间差进行检测来计算曲柄轴的扭转量α。然而，如专利文献3的第0007、0008段所记载的那样，扭转量会发生复杂变动，再加上平均扭转量小到0.01～0.03°左右，因此，可以认为难以正确计算出曲柄轴的扭转量。

因此，需要一种将曲柄轴的扭转振动考虑在内来高精度地对燃烧气缸的气缸内压力进行推测的内燃机的控制装置及控制方法。

解决技术问题所采用的技术方案