控制装置的制作方法

1.本发明涉及从喷射器向发动机缸内喷射燃料的控制装置。


背景技术：

2.以提高设置在具有柴油发动机的车辆的排气通路上的dpf(diesel particulate filter，柴油机颗粒过滤器)等排放气体净化装置的催化剂的活性为目的，提出了使排气温度上升的方法。例如，在专利文献1中，提出了将燃料喷射分割为两次以上使排气温度上升的方案。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2006-250120号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的问题
7.在将燃料喷射分割为两次以上的情况下，每一次的燃料喷射量变少。在发动机刚起动后，由于发动机缸内的温度比较低，所以若将燃料喷射分割为两次以上则存在容易产生发动机燃烧不良的问题。
8.本发明是鉴于这个问题而做出的，其目的在于提供一种能够在提高dpf等的催化剂的活性的同时抑制发动机的燃料不良的控制装置。
9.解决问题的手段
10.本发明的第一方面的控制装置具备：获取部，获取发动机的冷却水的温度；确定部，确定所述发动机起动后的燃料喷射量的累计量；判定部，基于所述冷却水的温度和所述累计量，判定所述发动机是否满足用于使从喷射器向所述发动机的缸内的每一循环的燃料喷射数增加的必要条件；以及分割喷射部，在所述判定部判定为所述发动机满足用于使从所述喷射器向所述发动机的缸内的所述每一循环的燃料喷射数增加的必要条件的情况下，使从所述喷射器向所述发动机的缸内的所述每一循环的燃料喷射数增加。
11.所述控制装置还可以具备定时控制部，在所述判定部判定为所述发动机满足用于使从所述喷射器到所述发动机的缸内的所述每一循环的燃料喷射数增加的必要条件的情况下，所述定时控制部使打开排气阀的定时提前。
12.所述控制装置也可以具备基准设定部，所述基准设定部设定基准累计量，所述基准累计量表示为了使从所述喷射器向所述发动机的缸内的所述每一循环的燃料喷射数增加所需要的所述燃料喷射量的累计量，在该基准累计量的设定中，所述获取部获取到的发动机的冷却水的温度越低，则将该基准累计量设为越高的值，所述判定部也可以在所述发动机起动后的燃料喷射量的累计量比所述基准设定部设定的所述基准累计量大的情况下，判定为所述发动机满足用于使从所述喷射器向所述发动机的缸内的所述每一循环的燃料喷射数增加的必要条件。
13.所述基准设定部也可以参照将发动机的冷却水的温度和基准累计量候补相关联的表，将在所述表中与所述获取部获取到的所述冷却水的温度相关联的所述基准累计量候补设定为所述基准累计量。所述获取部也可以获取车辆的进气温度，所述基准设定部也可以参照将发动机的冷却水的温度、进气温度以及基准累计量候补相关联的表，将在所述表中与所述获取部获取到的所述冷却水的温度和获取到的所述进气温度相关联的所述基准累计量候补设定为所述基准累计量。
14.所述获取部也可以获取车辆的排气温度，在所述获取部获取到的所述排气温度超过目标值的情况下，所述分割喷射部也可以不增加从所述喷射器到所述发动机的缸内的所述每一循环的燃料喷射数。所述获取部也可以获取车辆的进气温度，所述基准设定部也可以基于所述获取部获取到的所述冷却水的温度和所述进气温度，设定所述基准累计量。
15.发明效果
16.根据本发明，具有在提高dpf等的催化剂的活性的同时抑制发动机的燃料不良的效果。
附图说明
17.图1是表示实施方式的车辆的概要的图。
18.图2是表示车辆的结构的图。
19.图3是表示由定时控制部进行的打开排气阀的定时的提前的状况的图。
20.图4是表示由控制装置进行的后处理装置和尿素scr的提前升温的处理步骤的流程图。
具体实施方式
21.[控制装置的概要]
[0022]
图1是表示本实施方式的车辆100的概要的图。车辆100包括发动机1和控制装置2。发动机1例如是柴油发动机。在发动机1内，喷射器11向气缸内喷射燃料。喷射器11每一循环以规定的燃料喷射数向气缸内喷射燃料。例如，燃料喷射数定为使得燃料的燃烧效率最大化。一个循环是从将空气吸入气缸内到将空气再次吸入气缸内的期间。活塞12安装在曲轴13的安装位置(图1中的p)。
[0023]
在气缸中，因点火而膨胀的燃料通过下压活塞12而使曲轴13旋转。之后，若排气阀14打开，则通过曲轴13的旋转，活塞12如图1中的粗箭头所示被上推，燃烧气体如图1中的细箭头所示被推出气缸外。
[0024]
控制装置2例如由ecu(electronic control unit，电子控制单元)来实现，ecu通过计算机电子地控制车辆100的各部分。控制装置2在发动机1刚起动后等，在发动机1的后级的后处理装置(diesel particulate filter、dpf)或尿素scr(selective catalytic reduction，选择性催化还原法)的催化剂的温度低时，通过使从发动机1的喷射器11向发动机1的缸内的每一循环的燃料喷射数增加，提高排出到气缸外的燃烧气体的温度。这样，控制装置2使发动机1的后级的后处理装置或尿素scr的催化剂提前升温，能够抑制由于这些催化剂的温度低而引起的对排气的净化能力降低。
[0025]
有时在发动机1刚起动后，发动机1的缸内的温度低。控制装置2如果在发动机1的
缸内的温度上升之前使每一循环的燃料喷射数增加，容易产生发动机1的缸内的燃料不良。因此，控制装置2基于发动机1的冷却水的温度和发动机1起动后的燃料喷射量的累计值，判定发动机1是否满足用于使每一循环的燃料喷射数增加的必要条件。
[0026]
控制装置2在判定为发动机1满足用于使每一循环的燃料喷射数增加的必要条件的情况下，增加每一循环的燃料喷射数。这样，控制装置2能够使后处理装置或尿素scr的催化剂提前升温。控制装置2在判定为发动机1不满足使每一循环的燃料喷射数增加的必要条件的情况下，不增加每一循环的燃料喷射数，因此能够抑制产生发动机1的燃料不良。
[0027]
[车辆的构成]
[0028]
图2是表示车辆100的结构的图。车辆100具备水温传感器31、进气温度传感器32、排气温度传感器33、喷射器11、可变阀机构34以及控制装置2。控制装置2具备存储部21和控制部22。控制部22具备获取部221、确定部222、基准设定部223、判定部224、分割喷射部225以及定时控制部226。
[0029]
水温传感器31测定发动机1的冷却水的温度。水温传感器31将发动机1的冷却水的温度的测定结果输入到获取部221。进气温度传感器32例如测定吸入发动机1的进口中的进气温度。进气温度传感器32将进气温度的测定结果输入到获取部221。排气温度传感器33测定例如发动机1的后级的后处理装置附近的排气温度。排气温度传感器33将排气温度的测定结果输入到获取部221。
[0030]
喷射器11向发动机1的气缸内喷射燃料。喷射器11以每一循环规定的燃料喷射数向气缸内喷射燃料。可变阀机构(variable valve timing，vvt)34利用油压等使凸轮轴相对于曲轴轻微旋转，从而使打开排气阀14的定时提前或延迟。
[0031]
存储部21例如具有rom(read only memory，只读存储器)和ram(random access memory，随机存取存储器)等存储介质。存储部21存储用于使控制部22发挥功能的各种程序或各种数据。控制部22执行存储在存储部21中的程序，从而作为获取部221、确定部222、基准设定部223、判定部224、分割喷射部225、定时控制部226发挥功能。
[0032]
获取部221获取发动机1的冷却水的温度。例如，获取部221从水温传感器31获取发动机1的冷却水的温度。获取部221获取车辆100的进气温度。获取部221获取车辆100的排气温度。例如，获取部221分别从进气温度传感器32和排气温度传感器33获取车辆100的进气温度和排气温度。获取部221将获取到的冷却水的温度、进气温度以及排气温度输出到基准设定部223。
[0033]
确定部222确定发动机1起动后的燃料喷射量的累计量。存储部21中存储有将燃料喷射量和喷射时刻相关联的历史信息、发动机1的起动时刻。确定部222从存储部21读出燃料喷射量的历史信息和发动机1的起动时刻，确定发动机1的起动时刻以后的燃料喷射量的累计量。确定部222将所确定的燃料喷射量的累计量输出到判定部224。
[0034]
[基准累计量的设定]
[0035]
基准设定部223设定基准累计量，该基准累计量表示用于使从喷射器11向发动机1的缸内的每一循环的燃料喷射数增加的燃料喷射量的累计量的必要条件。在控制部22正在基准累计量的设定模式下动作的期间，获取部221获取到的发动机1的冷却水的温度越低，基准设定部223将基准累计量设为越高的值。在控制部22正在基准累计量的设定模式下动作的期间，获取部221获取到的发动机1的冷却水的温度越高，基准设定部223将基准累计量
设为越低的值。作为一例，控制部22在车辆100的使用开始后的规定的期间内，在车辆100的发动机1起动后经过规定的时间后的一定期间中以设定模式动作。
[0036]
另外，在基准累计量的设定模式期间，获取部221获取到的进气温度越低，基准设定部223将基准累计量设为越高的值。另一方面，在基准累计量的设定模式期间，获取部221获取到的进气温度越高，基准设定部223将基准累计量设为越低的值。
[0037]
更详细地，在存储部21中存储有将发动机的冷却水的温度、进气温度以及基准累计量候补相关联的表。基准设定部223从存储部21读出该表。基准设定部223参照读出的表，将在表中与获取部221获取到的冷却水的温度和获取到的进气温度相关联的基准累计量候补设定为基准累计量。基准设定部223将设定的基准累计量输出到判定部224。
[0038]
[判定是否满足使燃料喷射数增加的必要条件]
[0039]
在发动机1的缸内的温度低的状态下，在使从喷射器11向发动机1的缸内的每一循环的燃料喷射数增加时，存在发动机1产生燃料不良的危险。因此，在使从喷射器11向发动机1的缸内的每一循环的燃料喷射数增加之前，判定部224判定发动机1是否满足用于使每一循环的燃料喷射数增加的必要条件。
[0040]
例如，判定部224基于冷却水的温度和燃料喷射量的累计量，判定发动机1是否满足该必要条件。在发动机1起动后的燃料喷射量的累计量比基准设定部223设定的基准累计量大的情况下，判定部224判定为发动机1满足该必要条件。另一方面，在发动机1起动后的燃料喷射量的累计量在基准设定部223设定的基准累计量以下的情况下，判定部224判定为发动机1不满足该必要条件。
[0041]
如果判定部224能够获取发动机1的缸内的温度，则能够判定发动机1是否满足必要条件。然而，判定部224不能直接测量发动机1的缸内的温度。因此，考虑判定部224可以参照发动机1的冷却水的温度来代替参照发动机1的缸内的温度。
[0042]
但是，在发动机1刚起动后和从发动机1起动开始经过了充分的时间后，即使冷却水的温度相同，发动机1的缸内的温度也不同。因此，有时判定部224在仅参照了冷却水的温度的情况下无法输出与参照了缸内的温度的情况相同的判定结果。因此，除了冷却水的温度之外，判定部224还参照燃料喷射量的累计量来判定发动机1是否满足必要条件。这样，判定部224能够提高判定的精度。
[0043]
在进气温度低的状态下，在发动机1的缸内燃料难以着火，因此与进气温度高的状态相比，发动机1的缸内需要更高的温度。在将基准累计量设定为进气温度越低基准累计量为越高的值的情况下，如果发动机1起动后的燃料喷射量的累计量比该基准累计量大，则判定部224判定为发动机1满足必要条件。这样，判定部224在对发动机1是否满足用于使每一循环的燃料喷射量增加的必要条件的判定中反映出进气温度的影响，因此能够提高判定的精度。
[0044]
[燃料喷射数的增加]
[0045]
分割喷射部225控制从喷射器11向发动机1的缸内的每一循环的燃料喷射数。在判定部224判定为发动机1满足用于使从喷射器11向发动机1的缸内的每一循环的燃料喷射数增加的必要条件的情况下，分割喷射部225使从喷射器11向发动机1的缸内的每一循环的燃料喷射数增加。另一方面，在判定部224判定为发动机1不满足该必要条件的情况下，分割喷射部225不增加每一循环的燃料喷射数。
[0046]
分割喷射部225在获取部221获取到的排气温度超过目标值的情况下，不需要使排气温度进一步上升，因此不增加从喷射器11向发动机1的缸内的每一循环的燃料喷射数。目标值例如是在发动机1的后级的后处理装置或尿素scr中发挥由法规等规定的排放气体净化能力的值。
[0047]
[打开排气阀的定时的提前]
[0048]
在判定部224判定为发动机1满足用于使从喷射器11向发动机1的缸内的每一循环的燃料喷射数增加的必要条件的情况下，定时控制部226使打开排气阀14的定时提前。在判定部224判定为发动机1不满足该必要条件的情况下，定时控制部226不使打开排气阀14的定时提前。图3(a)和图3(b)是表示在从排气阀14打开到关闭的期间，曲轴13上的活塞12的安装位置(图1中的p)旋转的状况的图。
[0049]
图3(a)表示在定时控制部226没有通过可变阀机构34使打开排气阀14的定时提前的情况下，曲轴13上的与从排气阀14打开到关闭的期间对应的活塞12的安装位置的变化。在图3(a)的例子中，排气阀14在活塞12的安装位置到达下止点时打开，在超过上止点后关闭。下止点是图1的活塞12最靠近曲轴13的旋转轴的安装位置，上止点是活塞12最远离曲轴13的旋转轴的安装位置。
[0050]
图3(b)表示在定时控制部226通过可变阀机构34使打开排气阀14的定时提前的情况下，曲轴13上的与从排气阀14打开到关闭的期间对应的活塞12的安装位置的变化。在定时控制部226通过可变阀机构34使打开排气阀14的定时提前的情况下，排气阀14在活塞12的安装位置到达下止点之前打开。定时控制部226在活塞12的安装位置到达下止点之前打开排气阀14，从而与在到达下止点时打开排气阀14的情况相比，能够将高温的排放气体送向后处理装置和尿素scr。因此，定时控制部226能够提高后处理装置和尿素scr的提前升温效果。
[0051]
在定时控制部226通过可变阀机构34使打开排气阀14的定时提前的情况下，发动机1基本难以产生燃料不良。因此，即使在判定部224判定为发动机1不满足用于使从喷射器11向发动机1的缸内的每一循环的燃料喷射数增加的必要条件的情况下，定时控制部226也可以使打开排气阀14的定时提前。
[0052]
[提前升温的处理步骤]
[0053]
图4是表示由控制装置2进行的后处理装置和尿素scr的提前升温的处理步骤的流程图。该处理步骤在操作接收部(未图示)接收到驾驶员的使车辆100的发动机1起动的操作时开始。首先，确定部222确定发动机1起动后的燃料喷射量的累计量(s101)。获取部221从水温传感器31获取发动机1的冷却水的温度(s102)。获取部221从进气温度传感器32获取车辆100的进气温度(s103)。
[0054]
基准设定部223基于获取部221获取到的发动机1的冷却水的温度和进气温度设定基准累计量，该基准累计量表示为了使从喷射器11向发动机1的缸内的每一循环的燃料喷射数增加所需要的燃料喷射量的累计量(s104)。判定部224判定确定部222确定的燃料喷射量的累计量是否大于基准累计量(s105)。
[0055]
在判定部224判定为确定部222确定的燃料喷射量的累计量比基准累计量大的情况下(s105的是)，分割喷射部225使从喷射器11向发动机1的缸内的每一循环的燃料喷射数(s106)增加。定时控制部226使打开排气阀14的定时提前(s107)。操作接收部判定是否接收
驾驶员的使发动机1停止的操作(s108)。在操作接收部接收到驾驶员的使发动机1停止的操作的情况下(s108的是)，结束处理。
[0056]
在s105的判定中判定部224判定为确定部222确定的燃料喷射量的累计量在基准累计量以下的情况下(s105的否)，判定部224进入s108的处理。在s108的判定中操作接收部未接收驾驶员的使发动机1停止的操作的情况下(s108的否)，返回s101的处理。
[0057]
[本实施方式的控制装置的效果]
[0058]
根据本实施方式，分割喷射部225增加每一循环的燃料喷射数，从而能够提高发动机1的后级的后处理装置或尿素scr的催化剂的活性。判定部224和分割喷射部225在判定部224判定为发动机1不满足用于使每一循环的燃料喷射数增加的必要条件的情况下，不增加每一循环的燃料喷射数，因此能够抑制发动机1产生燃料不良。
[0059]
在本实施方式中，说明了基准设定部223参照将发动机的冷却水的温度、进气温度以及基准累计量候补相关联的表来设定基准累计量的情况的例子。然而，本发明不限于此。例如，基准设定部223也可以参照将发动机的冷却水的温度与基准累计量候补相关联的表来设定基准累计量。存储部21中存储有将发动机的冷却水的温度与基准累计量候补相关联的表。基准设定部223从存储部21读出该表。基准设定部223参照读出的表，将在表中与获取部221获取到的冷却水的温度相关联的基准累计量候补设定为基准累计量。
[0060]
以上，使用实施方式说明了本发明，但本发明的技术范围不限于上述实施方式记载的范围，在其主旨的范围内可以进行各种变形和变更。例如，装置的全部或一部分可以以任意的单位在功能上或物理上分散、合并而构成。另外，通过多个实施方式的任意组合而产生的新的实施方式也包含在本发明的实施方式中。由组合产生的新实施方式的效果兼具原实施方式的效果。
[0061]
附图标记
[0062]
1 发动机
[0063]
2 控制装置
[0064]
11 喷射器
[0065]
12 活塞
[0066]
13 曲轴
[0067]
14 排气阀
[0068]
21 存储部
[0069]
22 控制部
[0070]
31 水温传感器
[0071]
32 进气温度传感器
[0072]
33 排气温度传感器
[0073]
34 可变阀机构
[0074]
100 车辆
[0075]
221 获取部
[0076]
222 确定部
[0077]
223 基准设定部
[0078]
224 判定部
[0079]
225 分割喷射部
[0080]
226 定时控制部

技术特征：
1.一种控制装置，具备：获取部，获取发动机的冷却水的温度；确定部，确定所述发动机起动后的燃料喷射量的累计量；判定部，基于所述冷却水的温度和所述累计量，判定所述发动机是否满足用于使从喷射器向所述发动机的缸内的每一循环的燃料喷射数增加的必要条件；以及分割喷射部，在所述判定部判定为所述发动机满足用于使从所述喷射器到所述发动机的缸内的所述每一循环的燃料喷射数增加的必要条件的情况下，使从所述喷射器向所述发动机的缸内的所述每一循环的燃料喷射数增加。2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，还具备定时控制部，在所述判定部判定为所述发动机满足用于使从所述喷射器到所述发动机的缸内的所述每一循环的燃料喷射数增加的必要条件的情况下，所述定时控制部使打开排气阀的定时提前。3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其中，具备基准设定部，所述基准设定部设定基准累计量，在该基准累计量的设定中，所述获取部获取到的发动机的冷却水的温度越低，则所述基准设定部将所述基准累计量设为越高的值，所述基准累计量表示为了使从所述喷射器到所述发动机的缸内的所述每一循环的燃料喷射数增加所需要的所述燃料喷射量的累计量，所述判定部在所述发动机起动后的燃料喷射量的累计量比所述基准设定部设定的所述基准累计量大的情况下，判定为所述发动机满足用于使从所述喷射器到所述发动机的缸内的所述每一循环的燃料喷射数增加的必要条件。4.根据权利要求3所述的控制装置，其中，所述基准设定部参照将发动机的冷却水的温度和基准累计量候补相关联的表，将在所述表中与所述获取部获取到的所述冷却水的温度相关联的所述基准累计量候补设定为所述基准累计量。5.根据权利要求3或4所述的控制装置，其中，所述获取部获取车辆的进气温度，所述基准设定部参照将发动机的冷却水的温度、进气温度以及基准累计量候补相关联的表，将在所述表中与所述获取部获取到的所述冷却水的温度和获取到的所述进气温度相关联的所述基准累计量候补设定为所述基准累计量。6.根据权利要求1至5中任一项所述的控制装置，其中，所述获取部获取车辆的排气温度，在所述获取部获取到的所述排气温度超过目标值的情况下，所述分割喷射部不增加从所述喷射器到所述发动机的缸内的所述每一循环的燃料喷射数。7.根据权利要求3或4所述的控制装置，其中，所述获取部获取车辆的进气温度，所述基准设定部基于所述获取部获取到的所述冷却水的温度和所述进气温度，设定所述基准累计量。

技术总结
具备：获取部221，获取发动机的冷却水的温度；确定部222，确定发动机起动后的燃料喷射量的累计量；判定部224，基于冷却水的温度和累计量，判定发动机是否满足用于使从喷射器11向发动机的缸内的每一循环的燃料喷射数增加的必要条件；以及分割喷射部225，在判定部224判定为发动机满足用于使从喷射器11向发动机的缸内的每一循环的燃料喷射数增加的必要条件的情况下，使从喷射器11向发动机的缸内的所述每一循环的燃料喷射数增加。一循环的燃料喷射数增加。一循环的燃料喷射数增加。


技术研发人员：佐藤和洋
受保护的技术使用者：五十铃自动车株式会社
技术研发日：2021.10.05
技术公布日：2023/6/7