1.本发明涉及内燃机控制装置。
背景技术：2.目前，汽车发动机中设置的内燃机用点火装置(也称为“点火线圈”)，主要由流通一次电流的一次线圈、与一次线圈中产生的磁通变化发生互感的二次线圈和控制一次电流的通断的点火器构成。该点火装置在从点火控制装置(例如ecu：engine control unit)输出的点火控制信号从on变为off，一次电流被切断时，因二次线圈中产生的高压而在火花塞中产生火花放电，将混合气体点燃。
3.随着近年来油耗限制的实施，对点火装置要求实现小型化和高输出化。
4.另外，需要实现在高压下也具有高耐久性的点火装置。于是，人们开始提供这样一种发动机，其中，在活塞进行往复运动的、可被喷射燃料的气缸内的主燃烧室(简记作“主室”)上，设置了用于将通过火花塞点燃燃料而产生的火焰射流引导到主室的副燃烧室(简记作“副室”)。
5.专利文献1公开了：“一种通过副室气体供给电磁阀个别地向多气缸发动机的副室导入燃料气体，并利用火花塞进行点火的副室式燃气发动机的副室气体供给控制装置，包括：副室内温度检测单元，其检测副室内或该副室附近的温度；和副室气体供给控制单元，其控制副室气体供给电磁阀的开放时间，以将副室内温度维持在规定范围内并且副室内部的过剩空气系数为规定值。”6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：日本特开2012-163042号公报
技术实现要素：9.发明要解决的技术问题
10.然而，副室的容积比主室的容积更小，所以在设置了副室的发动机中，在副室的内壁温度(称为“副室温度”)较低的状况下，容易发生副室内的混合气体不能点火、或者副室内点燃的火焰消失等淬熄现象。而且，在副室尚未被充分预热——例如发动机刚起动后等——情况下，存在发动机的燃烧变动增大的问题。另外，专利文献1中记载的技术通过空燃比控制来抑制燃烧变动，所以存在发生排气和油耗恶化的风险。
11.本发明是鉴于这样的状况而得出的，其目的在于，使具有副燃烧室的发动机的燃烧稳定化而不会导致油耗和排气恶化。
12.解决问题的技术手段
13.本发明的内燃机控制装置对内燃机进行控制，内燃机包括：面对活塞的主燃烧室，与主燃烧室连通的副燃烧室，安装在副燃烧室的内部的火花塞，以及气缸，在气缸中，由燃料喷射装置喷射的燃料与从进气系统吸进的空气混合而形成的混合气体在主燃烧室和副
燃烧室中燃烧。该内燃机控制装置包括：估算部，其估算副燃烧室的壁面温度；和控制部，其以估算部估算出的副燃烧室的壁面温度越低则内燃机的点火时间附近的副燃烧室内压力越高的方式控制内燃机。
14.发明效果
15.根据本发明，即使副燃烧室的壁面温度较低，也能够通过副燃烧室内的压力控制来抑制副燃烧室内的淬熄，抑制燃烧变动，所以能够抑制因空燃比控制导致的油耗和排气的恶化。
16.上述以外的技术问题、技术特征和技术效果将通过以下实施方式的说明而明确。
附图说明
17.图1是表示将本发明第一实施方式的控制装置应用于串联式混合动力车的例子的概略结构图。
18.图2是表示本发明第一实施方式的vcu的硬件结构例的框图。
19.图3是表示本发明第一实施方式的点火装置和副室的设置例的图。
20.图4是表示本发明第一实施方式的ecu的功能模块的结构例的图。
21.图5是表示本发明第一实施方式的ecu的硬件结构例的框图。
22.图6是表示本发明第一实施方式的副室温度与燃烧变动率的关系的图。
23.图7是关于本发明第一实施方式的副室与主室的通道内的淬熄现象的说明图。
24.图8是表示本发明第一实施方式的副室温度与副室内压力的关系的图。
25.图9是表示本发明第一实施方式的发动机工作点的图。
26.图10是表示本发明第一实施方式的发动机冷却水温度与副室温度的关系的图。
27.图11是表示本发明第一实施方式的副室内压力的控制方法的例子的流程图。
28.图12是表示本发明第一实施方式的副室内压力的控制方法的例子的时序图。
29.图13是表示本发明第二实施方式的发动机工作点的图。
30.图14是表示本发明第三实施方式的点火装置和副室的设置例的图。
31.图15是说明本发明第三实施方式的副室与主室间的有效通道直径的图。
32.图16是表示本发明第三实施方式的有效通道直径与主燃烧中心时间以及主室/副室间最大压差的关系的图。
33.图17是表示本发明第三实施方式的基于有效通道直径的副室内压力控制方法的图。
34.图18是表示本发明第三实施方式的副室内压力的控制方法的例子的流程图。
35.图19是表示本发明第四实施方式的点火装置的结构例的图。
36.图20是表示本发明第四实施方式的ecu和点火装置的功能结构例的框图。
37.图21是表示本发明第四实施方式的点火控制信号、一次电流和一次电压的变化的曲线图。
38.图22是表示本发明第五实施方式的副室内压力的控制方法的例子的流程图。
39.图23是表示本发明第五实施方式的副室内压力的控制方法的例子的时序图。
40.图24是表示将本发明第六实施方式的控制装置应用于汽油动力车的例子的概略结构图。
41.图25是表示本发明第六实施方式的副室内压力的控制方法的例子的流程图。
42.图26是表示本发明第六实施方式的副室内压力的控制方法的例子的时序图。
43.图27是表示本发明第七实施方式的副室内压力的控制方法的例子的流程图。
44.图28是表示本发明第七实施方式的副室内压力的控制方法的例子的时序图。
具体实施方式
45.下面参照附图对本发明的具体实施方式进行说明。在本说明书和附图中，对于具有实质相同功能或结构的构成要素，通过标注同一标记来省略重复的说明。
46.[第一实施方式]
[0047]
图1是表示将本发明第一实施方式的控制装置应用于串联式混合动力车的例子的概略结构图。
[0048]
混合动力车100包括内燃机(发动机13)作为驱动源。混合动力车100中设置了获取混合动力车100的当前位置的导航装置11。导航装置11接收由位于混合动力车100上空的多个gps(global positioning system)卫星叠加在卫星电波上发送的gps信号，对混合动力车100的当前位置进行定位，在混合动力车100内的显示装置所显示的地图上显示当前位置。在导航装置11进行的当前位置的定位中，有时也一并使用移动电话终端的基站和wi-fi(注册商标)的接入点等。导航装置11定位得到的混合动力车100的当前位置的信息和包括混合动力车100行驶的周边和去往目的地的路径的地图信息，被输出至汽车控制装置即vcu(vehicle control unit)1。
[0049]
在混合动力车100的车室内，设置了加速开度传感器6和制动开关7。加速开度传感器6检测加速踏板的踩踏量即加速开度。制动开关7检测制动踏板是否被踩踏。
[0050]
发动机13是使用火花点火式燃烧的汽车用4缸汽油发动机，是内燃机的一个例子。该发动机13具有用于将发动机13起动的起动机12。在发动机13的曲轴上，设置有用于检测其旋转角度的曲柄角传感器9b，曲轴的另一端与发电机14连接。
[0051]
发动机13中设置了冷却水温度传感器9c。冷却水温度传感器9c对用于冷却发动机13的冷却水(冷却剂)进行测量。
[0052]
内燃机(发动机13)驱动发电机(发电机14)将产生的电力充入电池(电池16)。于是，发电机控制装置即gcu(generator control unit)3为了使逆变器15能够以规定电压对电池16充电而经由逆变器15对发电机14的驱动进行控制。发电机14是被发动机13驱动而发电并经由逆变器15对电池16充电的发电机的一个例子。
[0053]
电池控制装置即bcu(battery control unit)4基于从vcu1请求的电池输出来控制电池16的充电和放电。电池16中设置了测量电池16内部电压的电池电压传感器9a，vcu1随时确认电池16的电压，并对ecu2输出表示电池16的电压的信息(例如soc(state of charge：充电率))。
[0054]
电动机控制装置即mcu(motor control unit)5基于从vcu1请求的电动机输出来控制逆变器17和电动机18。对逆变器17从电连接的电池16供给电力。然后，逆变器17将从电池16释放的直流电力(直流功率)转换为交流电力(交流功率)，对电动机18供给交流电力。电动机18经由减速齿轮19与车轮20连接。另外，在车轮20的驱动轴上设置有汽车速度传感器8。
[0055]
从汽车速度传感器8、电池电压传感器9a、曲柄角传感器9b和冷却水温度传感器9c输出的各信号被发送至vcu1。另外，从加速开度传感器6和制动开关7输出的各信号也被发送至vcu1。
[0056]
vcu1搭载在通过内燃机(发动机13)和电动驱动部(电动机18)的至少一者的输出而行驶的汽车(混合动力车100)中。vcu1基于加速开度传感器6的输出信号计算驾驶员的请求转矩。即，加速开度传感器6被用作检测对发动机13和电动机18请求的转矩的请求转矩检测传感器。另外，vcu1基于制动开关7的输出信号判断驾驶员有无减速请求。并且，vcu1基于电池电压传感器9a的输出信号计算电池16的剩余电量。此外，vcu1基于曲柄角传感器9b的输出信号计算发动机13的旋转速度。而且，vcu1基于冷却水温度传感器9c的输出信号计算冷却水的温度。然后，vcu1基于从上述各种传感器的输出得到的驾驶员的请求和混合动力车100的运转状态，计算对发动机的请求输出、对电动机的请求输出、对电池的请求输出等各装置的最优动作量。
[0057]
vcu1计算出的对发动机的请求输出被发送至发动机控制装置即ecu2。另外，电池电压传感器9a检测出的内部电压的值在vcu1中被变换为表示电池16的剩余电量的soc的值，之后被发送至ecu2。内燃机控制装置(ecu2)基于从vcu1请求的输出来控制内燃机(发动机13)的输出(工作点)。具体而言，ecu2实施燃料喷射部、点火部、节流阀以及起动机12的控制。另外，vcu1计算出的对电动机的请求输出被发送至mcu5。vcu1计算出的对电池的请求输出被发送至bcu4。
[0058]
接着，对第一实施方式中的vcu1的内部结构进行说明。
[0059]
图2是表示vcu1的硬件结构例的框图。
[0060]
从加速开度传感器6、制动开关7、汽车速度传感器8、电池电压传感器9a、曲柄角传感器9b和冷却水温度传感器9c输出的各输出信号被输入到vcu1的输入电路1a。不过，输入信号并不限于这些。输入到输入电路1a的各传感器的输入信号被发送至输入输出端口1b内的输入端口(未图示)。输送到输入端口的值被保存在ram1c中，通过cpu1e进行运算处理。在rom1d中预先写入了记载有cpu1e进行的运算处理的内容的控制程序，cpu1e按照处理而相应地从rom1d读取控制程序加以执行。
[0061]
按照控制程序计算得到的表示控制对象(发动机13、发电机14、电池16、电动机18等)的动作量的值被保存在ram1c中，之后发送至输入输出端口1b内的输出端口(未图示)，经过各输出部发送至各装置。此处，作为输出部有发动机控制输出部1f、电动机控制输出部1g、电池控制输出部1h、发电机控制输出部1i。该各输出部的电路与ecu2、mcu5、bcu4、gcu3连接。图2中，控制对象的控制装置(ecu2、mcu5、bcu4和gcu3)相对于vcu1另外设置，但并不限定于该方式，也可以在vcu1内具有相当于各装置的控制装置的功能部。
[0062]
＜设有内部具有火花塞的副室的发动机13的结构例＞
[0063]
接着，参照图3对第一实施方式的火花塞的结构例和动作例进行说明。其中，本实施方式中说明的结构是，对火花塞40安装了用于形成副室42的副室形成部件45，将与副室形成部件45构成为一体的火花塞40安装于发动机13。但是，本发明不限定于该结构，也可以构成为，将用于形成副室42的副室形成部件45安装于发动机13，在该副室形成部件45上安装火花塞40。无论是它们中的哪种情况都能够用图3进行说明。
[0064]
图3是表示第一实施方式的点火装置50和副室的设置例的图。
[0065]
首先，对图3上侧的说明图(1)所示的副室42中没有安装压力传感器46的火花塞40的结构例进行说明。
[0066]
内燃机(发动机13)包括面对活塞(活塞35)的主燃烧室(主室37)、与主燃烧室(主室37)连通的副燃烧室(副室42)和安装在副燃烧室(副室42)的内部的火花塞(火花塞40)。燃料喷射装置(燃料喷射装置36)喷射的燃料与从进气系统(进气歧管)31吸进的空气混合而成的混合气体，在主燃烧室(主室37)和副燃烧室(副室42)中燃烧。副燃烧室(副室42)从主燃烧室(主室37)引入混合气体。对火花塞40施加高压的点火装置50被设置在火花塞40的附近。
[0067]
在进气歧管31中设置了燃料喷射装置36。燃料喷射装置36按照ecu2输出的燃料喷射指令进行燃料喷射。从进气歧管31吸进的空气与从燃料喷射装置36喷射的燃料混合而成的混合气体，被供给至主室37。该混合气体从设置于发动机13的气缸38中的活塞35下降、进气阀32打开的瞬间起，被导入主室37内。
[0068]
副室42被设置在主室37内。形成于副室42的前端的多个通道43将副室42与主室37连通，在压缩冲程中，随着活塞35的上升而穿过了通道43的混合气体被引入副室42内。在燃烧冲程中，进气阀32关闭，活塞35上升的过程中被压缩的混合气体在即将到达压缩上止点的附近被点火。混合气体的点火是利用点火装置50对火花塞40施加高压，通过副室42内电极41(接地电极和中心电极)上产生的火花放电来进行的。因火花放电而在副室42内产生的火焰，穿过通道43作为多个火焰射流44向主室37喷出，对主室37内的混合气体进行多点点火。
[0069]
因火焰射流44而燃烧的混合气体急速膨胀，从而下推活塞35产生发动机转矩。之后，活塞35上升，从排气阀34打开的瞬间起向排气管33排出废气。
[0070]
接着，对图3下侧的说明图(2)所示的副室42中安装了压力传感器46的火花塞40a的结构例进行说明。对于火花塞40a与火花塞40共通的结构省略说明。
[0071]
压力传感器46能够检测副室42内的压力(简记作“副室内压力”)。压力传感器46检测出的副室内压力的数据被作为后述图4所示的检测信息输入至ecu2的估算部21。另外，对于使用了副室42中安装有压力传感器46的火花塞40a的ecu2的动作等，用后述的第五实施方式进行说明。
[0072]
接着，对ecu2的功能结构例进行说明。
[0073]
图4是表示ecu2的功能模块的结构例的图。
[0074]
ecu2包括估算部21和控制部22。
[0075]
估算部21取得设置于发动机13的各种传感器检测出的检测信息，估算副燃烧室(副室42)的壁面温度(以下称为“副室温度”)。本实施方式的估算部(估算部21)能够基于内燃机(发动机13)的冷却水温度估算副室温度。
[0076]
控制部22(控制部22)以估算部(估算部21)估算的副室温度越低，则内燃机(发动机13)的点火时间附近的副燃烧室内压力(副室内压力)越高的方式，控制内燃机(发动机13)。此时，控制部(控制部22)以副室温度越低则内燃机转矩(发动机转矩)越大的方式控制发电机(发电机14)。为此，控制部22对发动机13输出控制信号。
[0077]
图5是表示ecu2的硬件结构例的框图。
[0078]
从vcu1的发动机控制输出部1f(参照图2)输出的输出控制信号被输入到ecu2的输
入电路2a。输入到输入电路2a的输出控制信号被发送至输入输出端口2b内的输入端口(未图示)。发送至输入端口的值被保管在ram2c中，通过cpu2e进行运算处理。在rom2d中预先写入了记载有cpu2e进行的运算处理的内容的控制程序，cpu2e按照处理而相应地从rom2d读取控制程序加以执行。另外，包括各传感器检测出的检测值的检测信息被输入到估算部21。不过，从vcu1输出的检测信息(电池16的soc等)也被输入到估算部21。估算部21基于检测信息而估算出的副室温度的数据按发动机13的每个气缸38被时序地保管在ram2c中。
[0079]
估算部21和控制部22都是由cpu2e进行运算处理、实现各功能的。ecu2还具有基于设置在发动机13中的各传感器检测出的控制量，来控制发动机13的动作的各种其他功能部，但此处并不图示其他功能部。
[0080]
按照控制程序计算得到的表示控制对象(点火装置50等)的动作量的值被保管在ram2c中，之后被发送至输入输出端口2b内的输出端口(未图示)，经过控制部22发送至控制对象。控制部22对点火装置50输出点火控制信号(控制信号之一例)，或者对发动机13的工作点进行控制。
[0081]
接着，说明副室温度与燃烧变动率的关系。
[0082]
图6是表示副室温度与燃烧变动率的关系的图。图6所示的曲线图的横轴表示副室温度[℃]，纵轴表示燃烧变动率[％]。
[0083]
该曲线图表示了，在发动机13起动时等副室温度较低的状况下，燃烧变动率较高。另一方面，表示了随着副室温度上升，燃烧变动率变低，即燃烧逐渐稳定化。即，当副室温度较低时燃烧变动不稳定，所以为了抑制燃烧变动需要采取某种对策。
[0084]
此处，对于可认为是燃烧变动的原因的淬熄现象进行说明。
[0085]
图7是关于副室42与主室37的通道43内的淬熄现象的说明图。将图7的上方称为设置有副室42的副室侧，将图7的下方称为设置有主室37的主室侧。
[0086]
在具有副室42的发动机13中，如上所述，在副室42内利用火花塞40将混合气体点燃，经过副室42内的火焰传播，使火焰向主室37内喷射状地喷出，喷出的火焰使主室37内开始燃烧。即，如果来自副室42的火焰没有良好地喷出到主室37内，则主室37中的燃烧将变得不稳定，可能发生淬熄。
[0087]
基本而言，副室42与主室37相比体积很小，所以副室42中产生的火焰与副室42的壁面的距离较近，容易发生火焰的淬熄现象。火焰与壁面的距离最近处位于将主室37与副室42连接的通道43内。尤其是在副室42的温度较低的条件下，副室42内传播的火焰由于在通道43内被壁面夺取热量导致不能维持火焰而发生淬熄。该现象是发动机13起动时的燃烧变动的主要原因。此处，已知预先混合的燃料和空气点火产生的预混合火焰的淬熄距离de(可能发生淬熄的从壁面到火焰的距离)可由下式(1)给出。
[0088][0089]de
：淬熄距离
[0090]
p：压力
[0091]
n：反应次数
[0092]
ea：总活化能
[0093]
tb：火焰温度
[0094]
r：气体常数
[0095]
在副室42内，尤其是在较细的圆管状的通道43内，副室42的壁温(副室温度)对火焰温度tb有很大影响。在副室温度较低的情况下，通道43内的火焰温度tb显著降低，淬熄距离de增大。其结果，当淬熄距离de超过通道43的直径时，副室42中产生的火焰会发生淬熄。图7中，沿着副室42和通道43的壁面，表示了与壁面相距淬熄距离de的区域作为淬熄区域80。
[0096]
接着，对利用ecu2进行的基于副室温度的副室内压力控制方法进行说明。
[0097]
图8是表示副室温度与副室内压力的关系的图。图8所示的曲线图的横轴表示副室温度，纵轴表示副室内压力。
[0098]
图8中用实线81表示副室温度与副室内压力的关系。另外，用虚线的淬熄距离恒定线表示淬熄距离恒定的副室温度与副室内压力的关系。实线81的上侧表示火焰可传播区域82，实线81的下侧表示淬熄区域83。将火焰可传播区域82与淬熄区域83分隔的实线81由通道43的直径(也称为“通道直径”)决定。
[0099]
如果副室温度与副室内压力的关系位于火焰可传播区域82，则副室42中产生的火焰能够穿过通道43到达主室37，将主室37内的混合气体点燃。但是，如果副室温度与副室内压力的关系位于淬熄区域83中，则副室42中产生的火焰会在穿过通道43时淬熄，不能将主室37内的混合气体点燃。
[0100]
即，实线81表示了，副室温度低的区域中副室内压力也较低所以产生淬熄区域83，而在副室温度升高时即使在较低的副室内压力下也能够达到火焰可传播区域82。于是，ecu2基于副室温度如实线81所示地控制副室内压力。例如，ecu2以副室温度越低则副室内压力越高从而使得淬熄距离小于一定值的方式控制发动机13。通过该控制，能够抑制通道43内的淬熄，实现燃烧稳定化。
[0101]
此处，对通过ecu2进行的发动机工作点的控制方法进行说明。发动机工作点表示ecu2使发动机13工作时设定的发动机转速和发动机转矩。但是，也可以将发动机工作点替换为驱动逆变器15发电并对电池16充电时的发电点。
[0102]
图9是表示基于副室温度的发动机工作点的图。图9所示的曲线图的横轴表示发动机转速，纵轴表示发动机转矩。
[0103]
如上所述，本实施方式的ecu2(控制部22)例如在发动机13起动时等副室温度较低时(＝冷机时，即冷机状态)，以提高副室内压力的方式进行控制。于是，ecu2为了提高副室内压力，进行使发动机13的进气压力上升，提高发动机13的发动机转矩的控制。
[0104]
但是，在ecu2提高发动机转矩时，相应地发动机输出功率即发电量也变化。因此，ecu2与发动机转矩的提高量相应地减小发动机转速，以使发动机输出功率保持恒定的方式进行控制。该控制中的发动机转速与发动机转矩的关系，可由图9中虚线所示的等输出功率线表示。
[0105]
ecu2的控制部22如下所述地进行发动机工作点(发电点)的控制。
[0106]
在发动机13刚起动后等冷机状态下，控制部22将发动机工作点设定为提高发动机转矩的冷机状态的a点。之后，当发动机转速上升时，控制部22随着副室温度的上升降低发动机转矩，转移至提高发动机转速的通常状态的b点。像这样，控制部22通过以沿着等输出功率线使发动机工作点从a点转移至b点的方式进行控制，能够使发动机输出功率保持恒定。
[0107]
接着，对发动机冷却水温度与副室温度的关系进行说明。
[0108]
图10是表示发动机冷却水温度与副室温度的关系的图。图10所示的曲线图的横轴表示发动机冷却水温度，纵轴表示副室温度。使用该图说明本实施例方案的估算部21中进行的副室温度的估算方法。
[0109]
图10所示的曲线图是在从发动机13刚起动后(冷机)到发动机13被预热的期间，对发动机冷却水温度和副室温度作图得到的。在发动机13刚起动后，可以观察到副室温度与冷却水温度具有较强相关性。因此，ecu2的估算部21使用图10所示的相关关系，根据由冷却水温度传感器9c测量、由vcu1计算得到的冷却水温度来估算副室温度。然后，控制部22以估算部21估算出的副室温度与通过图8基于副室温度求出的副室内压力的关系不在图8所示的淬熄区域83内的方式，控制发动机转矩和发动机转速。
[0110]
图11是表示副室内压力的控制方法的例子的流程图。
[0111]
首先，ecu2的控制部22从ram2c读取发动机13起动后经过的时间即发动机驱动时间(s1)。接着，控制部22判断发动机驱动时间te是否小于规定值t
th
，即是否处于发动机13刚起动后的过渡状态(s2)。在发动机13起动后已经过足够长时间的情况下(s2的“否”)，即如果发动机驱动时间te为规定值t
th
以上，则控制部22判断为处于稳定状态。于是，控制部22视为通常运转模式而设定通常发动机工作点(b点)(s3)，结束本处理的控制。
[0112]
另一方面，在发动机13起动后尚未经过足够长时间的情况下(s2的“是”)，即如果发动机驱动时间te小于规定值t
th
，则判断为处于过渡状态(冷机运转模式)。此处，假设由vcu1基于冷却水温度传感器9c的输出信号计算得到的冷却水温度tc被输出至ecu2，在ecu2的ram2c中存储了冷却水温度tc。因此，估算部21从ram2c读取冷却水温度tc(s4)。然后，估算部21根据冷却水温度tc，基于图10所示的发动机冷却水温度与副室温度的关系，进行用于估算副室温度的计算(s5)。
[0113]
接着，估算部21基于步骤s5中估算的副室温度，基于图8所示的副室温度与副室内压力的关系，计算要对发动机13要求的副室内压力(称为“要求副室内压力”)(s6)。然后，控制部22基于图9所示的发动机转速与发动机转矩的关系，设定冷机状态下的发动机工作点(a点)(s7)。
[0114]
最后，控制部22执行用于实现步骤s7中设定的发动机工作点(a点)的进气压力控制(节流开度控制)(s8)，结束本处理的一系列控制。
[0115]
图12是表示副室内压力的控制方法的例子的时序图。图12所示的时序图从上方起依次对冷却水温度、估算副室温度、要求副室内压力、发动机转矩、发动机转速设定值、进气压力(节流开度)，表示了通过图11所示的控制方法得到的发动机13起动后的历时变化。
[0116]
在发动机13刚起动后，处于冷却水温度、估算副室温度较低的状态。当发动机13驱动后冷却水温度上升，由估算部21根据冷却水温度估算出的副室温度也逐渐上升。随着副室温度上升，防止淬熄所需的要求副室内压力降低。进而，随着要求副室内压力降低，发动机转矩的设定值减小。
[0117]
控制部22为了使发动机输出功率(发电量)保持恒定，随着发动机转矩减小而使发动机转速的设定值上升。于是，控制部22为了实现所设定的发动机转矩和发动机转速而以降低进气压力(节流开度)的方式进行控制。因此，控制部(控制部22)在副室温度为设定温度以上的情况下，以使内燃机(发动机13)的气缸内压力(气缸38内的压力)降低的方式控制
内燃机(发动机13)。
[0118]
在以上说明的第一实施方式的ecu2中，估算部21基于发动机冷却水温度估算副室温度，基于副室温度与副室内压力的关系估算副室内压力。然后，控制部22在发动机13起动时(冷机状态下)，以使得副室内压力增大的方式，将发动机13控制到设定了较低的发动机转速和较大的发动机转矩的工作点。之后，当发动机13转移至通常状态时，控制部22将发动机13控制到设定了较高的发动机转速和较小的发动机转矩的工作点。
[0119]
通过这样的控制，能够抑制副室42的淬熄进而也能够抑制发动机13的燃烧变动，也能够使发动机输出功率保持恒定。
[0120]
[第二实施方式]
[0121]
接着，使用图13对本发明第二实施方式的ecu进行说明。本实施方式的系统结构、硬件结构、副室温度的估算方法与第一实施方式相同。
[0122]
图13是表示第二实施方式的发动机工作点的例子的图。第二实施方式的ecu2的特征在于，在副室温度较低的冷机状态下，根据表示混合动力车100自身的状况、混合动力车100的环境状况等的车辆状态，相应地设定了2个不同的工作点(a-1点、a-2点)。
[0123]
a-1点、a-2点都表示与副室温度较高的状态的通常运转(b点)相比发动机转矩设定得更大的工作点。因此，在冷机状态下，控制部22通过将发动机转速和发动机转矩维持在a-1点、a-2点，能够提高副室内压力，抑制副室42的淬熄。
[0124]
其中，a-1点表示与通常工作点(b点)为相同发动机输出功率(相同发电量)的工作点。控制部22在发电量的需求并不高的条件下，例如在制暖用运转等情况下，通过应用a-1点，能够在适当地保持电池16的剩余电量的同时驱动发动机13。
[0125]
a-2点是与b点所示的通常运转时(b点)相比发动机输出功率(发电量)更大的工作点。a-2点和b点都位于发动机转速相等的等发动机转速线上(用点划线表示的线上)。
[0126]
控制部22在发电量的需求较高的条件下，例如在高速公路上行驶等情况下，通过应用a-2点，能够在适当地保持电池16的剩余电量的同时驱动发动机13。更具体而言，如图13下部的表所示，控制部22根据电池16的剩余电量、行驶场景、副室温度区间来切换为a-1点、a-2点或b点中的某一个工作点。以下参照图13下部的表，对3种控制的例子进行说明。
[0127]
＜基于充电率(soc)的控制的例子＞
[0128]
首先，对控制部22基于电池16的充电率(soc)来改变发动机工作点的控制进行说明，其中，充电率由电池剩余电量(ah)/满充电容量(ah)
×
100表示。控制部22能够从vcu1接收电池16的soc。然后，控制部(控制部22)以副室温度越低、且通过发电机(发电机14)充电的电池(电池16)的充电率(soc)越低，则内燃机转速(发动机转速)越大的方式控制内燃机(发动机13)。
[0129]
此处，控制部(控制部22)在通过发电机(发电机14)充电的电池(电池16)的充电率(soc)小于第一设定充电率(第一设定soc：下限值s
l
)的情况下，以使内燃机转速(发动机转速)成为第二设定转速(a-2点的发动机转速)的方式控制内燃机(发动机13)，由此促进发电。
[0130]
然后，控制部(控制部22)在副室温度达到设定温度以上的情况下(通常状态)，使内燃机转速(发动机转速)大致维持第二设定转速(a-2点的发动机转速)同时降低内燃机转矩(发动机转矩)，以转移至通常状态的工作点(b点)的方式控制内燃机(发动机13)。
[0131]
另外，控制部(控制部22)在通过发电机(发电机14)充电的电池(电池16)的充电率(soc)为第一设定充电率(第一设定soc：下限值s
l
)以上的情况下，以使内燃机转速(发动机转速)成为第一设定转速(a-1点的发动机转速)的方式控制内燃机(发动机13)。即，在充电率(soc)为下限值s
l
以上且小于上限值sh的情况下，控制部22设定到a-1点使充电率(soc)保持在一定范围内。然后，控制部(控制部22)在副室温度达到设定温度以上的情况下(通常状态)，使内燃机转速(发动机转速)上升至比第一设定转速(a-1点的发动机转速)更高的第二设定转速(b点的发动机转速)，并且使内燃机转矩(发动机转矩)降低，由此以使发电机(发电机14)的输出大致恒定的方式控制内燃机(发动机13)。
[0132]
当soc达到上限值sh以上时不需要对电池16充电。因此，控制部22停止发动机13使发电量成为0(图中将发动机工作点记作停止)。即，控制部(控制部22)在充电率(soc)达到比第一设定充电率(第一设定soc：下限值s
l
)高的第二设定充电率(第二设定soc：上限值sh)以上的情况下，进行控制以停止内燃机(发动机13)的动作。
[0133]
＜基于行驶场景的控制的例子＞
[0134]
接着，对控制部22根据行驶场景来改变发动机工作点的控制进行说明，其中，行驶场景是由估算部21基于与从导航装置11得到的混合动力车100的当前位置对应的环境信息判断的。
[0135]
一般而言，在高速公路上允许混合动力车100高速行驶(例如时速80km以上的行驶)。但是，在高速公路以外的普通公路上，则被限制为比高速公路上允许的速度低的速度。因此能够预料到，在混合动力车100于高速公路上行驶的情况下，电池16的功耗因高输出功率行驶而较大。于是，控制部(控制部22)在具有内燃机(发动机13)的汽车(混合动力车100)于高速公路上行驶的情况下，与汽车(混合动力车100)于普通公路上(郊外)行驶的情况相比，控制内燃机(发动机13)以增大内燃机转速(发动机转速)。
[0136]
具体而言，控制部22在混合动力车100于高速公路上行驶时，将工作点设定为a-2点，使发电量增加。但是，在混合动力车100于郊外的干线公路上行驶时，因为与高速公路上的行驶相比电池16的功耗并不大，所以控制部22设定a-1点作为工作点来将电池16的剩余电量保持在一定范围内。另外，如果混合动力车100正在市区行驶，则与高速公路上和郊外行驶时相比速度进一步降低，所以电池16的功耗也减小。因此，控制部22停止发动机13使发电量成为0(图中将发动机工作点记作停止)。
[0137]
＜基于副室温度的控制的例子＞
[0138]
接着，对控制部22基于估算部21估算的副室温度t
pc
来改变发动机工作点的控制进行说明。
[0139]
在估算部21估算出的副室温度t
pc
小于下限值t
l
的情况下，控制部22设定a-2点来进行高输出运转，由此使副室温度迅速升温。在副室温度t
pc
为下限值t
l
以上且小于上限值th的情况下，控制部22设定a-1点，以保持燃烧稳定性并同时使soc保持在一定范围内的方式进行控制。在副室温度t
pc
达到上限值th以上时，因为已充分预热，所以控制部22设定为通常运转时的b点。
[0140]
在以上说明的第二实施方式的ecu2中，控制部22基于估算部21估算的混合动力车100的车辆状态(剩余电量、副室温度)和行驶场景进行切换工作点的控制。通过这样的控制，能够在确保发动机13起动时的燃烧稳定性的同时适当地保持电池16的剩余电量，进而
使副室温度迅速上升。
[0141]
[第三实施方式]
[0142]
接着，使用图14至图18对本发明第三实施方式的ecu进行说明。
[0143]
本实施方式的系统结构和副室温度估算方法与第一实施方式相同。本实施方式的ecu2特征在于，在如图14所示采用了在进气歧管31中设置了燃料喷射装置36、进而在副室42中设置了燃料喷射装置36a的结构的发动机13中，基于通道43的有效直径(以下称为“有效通道直径”)控制副室内压力。
[0144]
图14是表示第三实施方式的点火装置50和副室42的设置例的图。第三实施方式的火花塞40b采用了在副室形成部件45的侧面安装有燃料喷射装置36a的结构。即，内燃机(发动机13)包括向副燃烧室(副室42)内直接喷射燃料的第二燃料喷射装置(燃料喷射装置36a)。
[0145]
对于燃料喷射装置36a在副室42内喷射的燃料，通过电极41产生的火花放电进行点火，点燃的火焰穿过形成在副室形成部件45上的通道43作为多个火焰射流44喷出。另外，与第一实施方式的发动机13同样地在进气歧管31中也设置了燃料喷射装置36。燃料喷射装置36喷射的燃料在充满主室37内之后，被从副室42的通道43喷出的火焰射流44多点点火。
[0146]
副室42中设置有测量副室内压力的压力传感器46。副室内压力如后述图17所说明的，是为了供估算部21估算有效通道直径而使用的。因此，第三实施方式的ecu2中的估算部21估算设置在副燃烧室(副室42)中的通道43的有效通道直径。然后，控制部22基于估算部21估算的有效通道直径来控制副室内压力。例如，控制部(控制部22)在估算的有效通道直径为规定值以下的情况下，进行不使第二燃料喷射装置(燃料喷射装置36a)实施燃料喷射的控制。
[0147]
图15是表示副室42与主室37之间的有效通道直径d
eff
的例子的图。
[0148]
通道43的直径是为了能够在主室37内实现稳定且高速的燃烧，而按每个发动机13最优地设计的。但是，随着发动机13的使用，燃料和炭黑等不完全燃烧产物会沉积在通道43的内部。将这样在通道43的内部沉积的不完全产物称为“燃烧沉积物”。并且，将沉积在通道43的表面的燃烧沉积物47之间的幅宽称为有效通道直径d
eff
。如果通道43中没有产生燃烧沉积物，则通道43的直径就是有效通道直径d
eff
。但是，当产生了燃烧沉积物时有效通道直径d
eff
会变窄。然后，在有效通道直径d
eff
达到规定值以下的情况下，穿过通道43向主室37喷出的火焰射流44也会减弱或者淬熄。另外，由于燃烧沉积物47的沉积等时效老化以及因制造误差引起的副室42的个体差异，有效通道直径d
eff
按副室42的每个个体而存在偏差，并且实时地发生变化。
[0149]
另外，燃烧沉积物47是因燃料附着于副室42内或者空气与燃料不完全混合而产生的。因此，尤其是在副室42内设置有燃料喷射装置36a的发动机13中，存在明显产生燃烧沉积物47的可能性。并且，随着有效通道直径d
eff
减小，火焰射流44在通道43内淬熄的频率升高。于是，需要实施基于有效通道直径d
eff
来改变副室内压力的控制。
[0150]
图16是表示有效通道直径d
eff
与主燃烧中心时间以及主室37与副室42之间的最大压差的关系的图。
[0151]
当燃烧沉积物47在通道43中沉积等导致发生有效通道直径d
eff
减小时，存在主室37中的主燃烧中心时间延迟、主室37与副室42之间的最大压差增大的趋势。从而，估算部21
能够根据主室37中的主燃烧中心时间以及主室37与副室42之间的最大压差，来估算有效通道直径d
eff
的变化。
[0152]
图17是表示有效通道直径d
eff
与副室内压力的关系的图。
[0153]
当有效通道直径d
eff
低于第一实施方式中已说明的火焰的淬熄距离de(参照图7)时，会发生通道43内的淬熄。于是，为了避免通道43内的淬熄，控制部22进行随着有效通道直径d
eff
减小而增大副室内压力的控制，来缩短淬熄距离。通过这样的控制，ecu2能够防止通道43内的淬熄。
[0154]
接着，对基于有效通道直径d
eff
进行的副室内压力的控制方法的例子进行说明。
[0155]
图18是表示副室内压力的控制方法的例子的流程图。
[0156]
首先，估算部21从ram2c读取由vcu1基于冷却水温度传感器9c的输出信号而计算得到的冷却水温度tc(s11)。然后，估算部21基于图10所示的冷却水温度与副室温度的关系，进行根据冷却水温度tc估算副室温度t
pc
的计算(s12)。
[0157]
接着，估算部21对估算的副室温度t
pc
与规定值t
th
进行比较，判断副室温度t
pc
是否小于规定值t
th
(s13)。在判断为副室温度t
pc
为规定值t
th
以上的情况下(s13的“否”)，控制部22设定通常发动机工作点(例如b点)(s14)，结束本处理的控制。
[0158]
另一方面，在估算部21判断为副室温度t
pc
小于规定值t
th
的情况下(s13的“是”)，从ram2c读取设置在副室42内的压力传感器46的值(副室内压力)(s15)。然后，估算部21基于读取的副室内压力，计算副燃烧室(副室42)的内压与主燃烧室(主室37)的内压的最大压差以及主燃烧中心时间中的至少一者(s16)。
[0159]
接着，估算部21基于根据副燃烧室(副室42)的内压和主燃烧室(主室37)的内压计算出的最大压差以及主燃烧中心时间中的至少一者，使用图16所示的关系估算有效通道直径d
eff
(s17)。
[0160]
然后，控制部22基于估算出的有效通道直径d
eff
，使用图17所示的有效通道直径与副室内压力的关系，对要求副室压力进行计算(s18)。之后，控制部22为了实现要求副室压力而设定冷机状态的发动机工作点(发动机转矩、发动机转速)(s19)。
[0161]
最后，控制部22执行用于实现步骤s19中设定的发动机工作点的进气压力控制(节流开度控制)(s20)。即，控制部(控制部22)在副室温度(副室温度t
pc
)小于温度设定值(规定值t
th
)的情况下，以估算的有效通道直径越小则内燃机(发动机13)的点火时间附近的副燃烧室内压力(副室内压力)越高的方式控制内燃机(发动机13)。之后，控制部22结束本处理的一系列控制。
[0162]
在以上说明的第三实施方式的ecu2中，能够按照有效通道直径d
eff
的变化而对应地控制副室内压力。因此，ecu2能够预防发动机13冷机运转时的通道43内的淬熄。
[0163]
[第四实施方式]
[0164]
接着，使用图19至图21对本发明第四实施方式的ecu进行说明。
[0165]
本实施方式的系统结构和硬件结构与第一实施方式相同。本实施方式的ecu2基于副室温度来控制发动机13，而副室温度是使用点火装置50中流通的一次电流、电压信号来估算出的。以下对点火装置50的结构例和抑制燃烧变动率的控制方法进行说明。
[0166]
图19是表示点火装置50的结构例的图。
[0167]
点火装置50包括点火部51、一次电流检测部55、二极管57和电阻58。点火装置50所
包括的各部分被集中配置在各气缸38具备的点火装置50的火花塞帽内。
[0168]
点火部(点火部51)包括一次线圈(一次线圈52)、点火器(点火器54)和二次线圈(二次线圈53)，其中，一次线圈(一次线圈52)供一次电流流通，点火器(点火器54)在点火控制信号接通(on)时使一次电流在一次线圈(一次线圈52)中流动，在点火控制信号关断(off)时切断一次电流，二次线圈(二次线圈53)将因点火控制信号关断的点火器(点火器54)切断一次电流而产生的二次电流输出至电极(电极41)。
[0169]
对一次线圈52例如从电池16施加+12v的电压，使一次电流流通。一次线圈52和二次线圈53是对火花塞40施加高压电流的点火线圈的一个例子。另外，二次线圈53与一次线圈52的匝数比例如是100倍。
[0170]
在从ecu2对点火器54供给的点火控制信号接通(on)的期间，从电池16(参照图1)供给的一次电流经过点火部51的一次线圈52，从点火器54的集电极输出至发射极。发射极经设置在一次电流检测部55中的电阻56接地。一次电流检测部(一次电流检测部55)在检测到电阻56中流通的一次电流时，对ecu2输出包含一次电流的值的点火装置信息。
[0171]
另一方面，二次线圈53的一端与火花塞40的电极41连接，二次线圈53的另一端与二极管57的阳极连接。二极管57的阴极经电阻58接地。
[0172]
当从ecu2供给的点火控制信号关断(off)时，点火器54中流通的一次电流被切断。此时，一次线圈52中发生磁场变化，因自感而产生一次电压。进而，在与一次线圈52共用磁路和磁通的二次线圈53中，因互感而产生与匝数比对应的较高的二次电压。
[0173]
然后，二次电压被施加到火花塞40的电极41上，在电极41产生火花放电。另外，在二次线圈53中因感应产生二次电压而产生的二次电流在二极管57、电阻58中流动。
[0174]
图20是表示ecu2和点火装置50的功能结构例的框图。
[0175]
ecu2包括估算部21和控制部22。
[0176]
估算部21(估算部21)基于从用于使火花塞(火花塞40)点火的点火装置(点火装置50)输出的点火装置信息，来估算副燃烧室(副室42)的温度。该估算部(估算部21)能够基于对图19所示的点火部51的一次线圈(一次线圈52)充入能量的充能期间中的一次电流的历时变化来估算副燃烧室(副室42)的温度。例如，估算部(估算部21)基于因点火控制信号接通或关断而由一次电流检测部(一次电流检测部55)检测出的一次电流的变化，来估算副燃烧室(副室42)的温度。
[0177]
点火控制部(控制部22)向点火装置(点火装置50)输出用于切换图19所示的点火器(点火器54)的通断(on/off)的点火控制信号。利用该点火控制信号切换由点火器54使一次电流流通或切断的时机，从而控制点火部51使火花塞40点火的时机。于是，当一次电流被切断时，二次线圈53升压而对火花塞40的电极41施加高压，从电极41产生火花放电。
[0178]
图21是表示点火控制信号、一次电流和一次电压的变化的曲线图。此处参照图19所示的点火装置50的电路图进行说明。
[0179]
图21的上侧表示了控制部22使点火控制信号从off切换为on之后再次为off的时序。图中表示了当点火控制信号成为off时火花塞40点火。
[0180]
图21的中侧表示了由一次电流检测部55检测火花塞40的一次电流而得到的电流波形以及一次电压的电压波形的曲线图。在一次电流的曲线图61中，用实线表示副室温度为低温时的一次电流的变化，在曲线图62中，用虚线表示副室温度为高温时的一次电流的
变化。一次电流和一次电压的历时变化，是由接收了点火装置信息——其包含由一次电流检测部55检测出的一次电流的值——的估算部21进行判断的。
[0181]
如一次电流的电流波形所示，当副室温度为低温时，一次线圈52的线圈电阻较低，所以一次电流容易在一次线圈52中流动。因此，从点火控制信号于时间t11变为on起，一次电流的能量充入一次线圈52所需的时间较短，如图中区域61a所示一次电流的斜率较陡。
[0182]
另一方面，当副室温度为高温时，一次线圈52的线圈电阻升高，一次电流难以在一次线圈52中流动。因此，从点火控制信号于时间t11变为on起，一次电流的能量充入一次线圈52所需的时间变长，一次电流的斜率变得平缓。
[0183]
另外，在副室温度为低温时，如图中区域62a所示在点火控制信号于时间t12变为off时，一次电流的值立即恢复成与点火控制信号为on前相同的值。另一方面，当副室温度上升时，一次线圈52的电感增大，一次电流的下冲量也增大。
[0184]
图21的下侧表示了图21的区域62a的放大图。该放大图表示了副室温度为低温、中温、高温时一次电流随时间变化的状况。根据图21的下侧可知，随着副室温度上升，一次电流的下冲量增大，一次电流的值恢复成与点火控制信号为on前相同的值需要耗费时间。
[0185]
于是，在估算部(估算部21)中，点火控制信号变成off后一次电流恢复成点火控制信号为on前的值时的下冲量越大，则越估算为副燃烧室(副室42)的温度高。
[0186]
另外，在图21的中侧所示的一次电压的曲线图63中，用实线表示了副室温度为低温时的一次电压的变化，在曲线图64中，用虚线表示了副室温度为高温时的一次电压的变化。另外，如一次电压的电压波形所示，在副室温度为低温时和为高温时，从点火控制信号于时间t11变为on起，直到一次电流的能量被充入一次线圈52为止，一次电压同样地发生变化。
[0187]
但是，在点火控制信号于时间t12变为off的时刻，副室温度为低温时的一次电压将变得与副室温度为高温时的一次电压相比更高。
[0188]
之后，副室温度为高温时一次电压恢复成点火控制信号为on前的值所需的时间，比副室温度为低温时恢复成原本的值所需的时间更长。于是，估算部21通过将一次电流检测部55检测出的一次电流转换为一次电压并求取一次电压的变化，能够判断副室温度。
[0189]
然后，在估算部(估算部21)中，点火控制信号变成off后施加在一次线圈(一次线圈52)上的一次电压恢复成点火控制信号为on前的值所需的时间越长，则越估算为副燃烧室(副室42)的温度高。之后，控制部(控制部22)基于估算的副室温度，根据图8所示的关系计算副室内压力，控制部(控制部22)根据图9的关系，与副室温度相应地控制发动机13的发动机转矩和发动机转速。
[0190]
在以上说明的第四实施方式的ecu2中，估算部21基于根据点火装置信息求出的点火装置50的一次电流和一次电压的变化来估算副室温度。然后，控制部22按照估算出的副室温度相应地将发动机13控制在规定的工作点。因此，ecu2能够预防发动机13冷机运转时的淬熄，抑制燃烧变动。
[0191]
[第五实施方式]
[0192]
接着，使用图22和图23对本发明第五实施方式的ecu进行说明。
[0193]
本实施方式的ecu的结构与第一实施方式相同。本实施方式的特征在于，运算部检测燃烧变动率，控制部实施与燃烧变动率相应的进气压力的反馈控制。下面说明由本实施
方式的估算部21估算表示发动机13——如图3的说明图(2)所示，其包括在副室42内设置有压力传感器46的火花塞40a——的燃烧变动状态的燃烧变动率并控制发动机13的方法。
[0194]
图22是表示副室内压力的控制方法的例子的流程图。此处，图22的步骤s21～s28的处理与第一实施方式的步骤s1～s8的处理相同，所以省略详细说明。
[0195]
在步骤s28中，控制部22执行进气压力控制(节流开度控制)，然后估算部21基于由设置在副室42内的压力传感器46检测到的副室内压力，进行用于估算作为燃烧变动状态之一例的燃烧变动率的计算(s29)。接着，控制部22对计算得到的燃烧变动率与预先决定的阈值进行比较，判断燃烧变动率是否小于阈值(s30)。
[0196]
在燃烧变动率小于阈值的情况下(s30的“是”)，控制部22判断为火焰射流44没有发生淬熄，例如将已在ram2c中分配了空间的淬熄标志设置为“0”，结束本处理的一系列控制。
[0197]
控制部(控制部22)在估算的内燃机(发动机13)的燃烧变动状态(燃烧变动率)为阈值以上的情况下(s30的“否”)，控制部22判断为火焰射流44发生了淬熄，将淬熄标志设置为“1”。然后，控制部(控制部22)增大发动机13的设定转矩(s31)以增大内燃机转矩(发动机转矩)，控制被内燃机(发动机13)驱动的、将发电得到的电力充入电池(电池16)的发电机(发电机14)。之后，控制部22再次前进至进气压力的控制(s28)。步骤s28～s31的控制被反复执行直到燃烧变动率达到阈值以下。
[0198]
图23是表示副室内压力的控制方法的例子的时序图。该时序图表示了燃烧变动率、淬熄标志、设定发动机转矩(图中记作“转矩”)、设定发动机转速(图中记作“转速”)、进气压力(节流开度)的历时变化。
[0199]
最初，因为发动机13停止，所以燃烧变动率小于虚线表示的阈值，淬熄标志被设置为“0”。而且发动机转矩、发动机转速和进气压力都是“0”。
[0200]
在时刻t1发动机13起动时，估算部21计算燃烧变动率。
[0201]
图23所示的例子表示了时刻t1后燃烧变动率立即变得比阈值高的情况。因此，控制部22将淬熄标志设置为“1”。然后，控制部22使发动机转矩的设定值增大，控制成使得发动机转矩增大，进气压力升高(节流开度增大)。通过这样的控制，燃烧变动率降低，发动机转速也降低。
[0202]
在时刻t2时，估算部21计算得到的燃烧变动率变为小于阈值。于是，控制部22将淬熄标志设置为“0”。然后，控制部22将发动机转矩设定值和进气压力控制为恒定。
[0203]
在以上说明的第五实施方式的ecu2中，控制部22基于估算部21实时估算的燃烧变动率判断淬熄，控制副室内压力。因此，ecu2能够实现一种对于发动机13的部件误差和环境变化较为稳健(robust)的燃烧稳定控制。
[0204]
另外，第五实施方式的估算部21还能够基于曲柄角传感器9b检测出的曲轴的旋转角度的变动来估算燃烧变动率。
[0205]
[第六实施方式]
[0206]
接着，使用图24至图26对本发明第六实施方式的ecu进行说明。本实施方式的特征点在于，并非应用于混合动力车而是应用于仅通过发动机13的驱动力驱动的汽油动力车。其特征还在于，ecu2通过控制发动机13的有效压缩比，来不改变发动机转矩和发动机转速地、适当地控制副室内压力。
[0207]
图24是表示将本实施方式的控制装置应用于汽油发动机汽车100a的例子的概略结构图。
[0208]
图24所示的汽油发动机汽车100a与图1所示的串联式混合动力车100不同，不具备电动机18、逆变器15、17、电池16和发电机14，仅使用发动机13作为驱动力。另外，在发动机13中设置了能够改变有效压缩比的压缩比调节机构101。并且设置了检测发动机13中设置的三效催化剂的温度的催化剂温度传感器9d。表示催化剂温度传感器9d检测出的三效催化剂的温度的信息被保存在ecu2的ram2c中。
[0209]
该汽油发动机汽车100a不使用作为控制装置的vcu1(参照图1)，而是仅使用ecu2作为控制装置实施发动机13的控制。而且，内燃机(发动机13)被用于具备内燃机(发动机13)的汽车(汽油发动机汽车100a)的驱动。
[0210]
图25是表示副室内压力的控制方法的例子的流程图。
[0211]
首先，ecu2的控制部22从ram2c读取发动机13起动后经过的时间即发动机驱动时间(s41)。接着，控制部22判断发动机驱动时间te是否小于规定值t
th
，即是否处于发动机13刚起动后的过渡状态(s42)。
[0212]
在发动机驱动时间te为规定值t
th
以上，发动机13起动后已经过足够长时间的情况下(s42的“是”)，控制部22判断为处于稳定状态。于是，控制部22视为通常运转模式而设定通常的进气阀32的开阀时刻(以下记作“进气阀开阀时刻”)(s43)，结束本处理的控制。
[0213]
另一方面，在发动机驱动时间te小于规定值t
th
，发动机13起动后尚未经过足够长时间的情况下(s42的“是”)，控制部22判断为处于过渡状态(冷机运转模式)。因此，估算部21首先从ram2c读取由vcu1基于冷却水温度传感器9c的输出信号计算得到的冷却水温度tc(s44)。接着，估算部21根据冷却水温度tc，基于图10所示的关系进行用于估算副室温度的计算(s45)。
[0214]
接着，估算部21基于步骤s45中估算的副室温度，基于图8所示的副室温度与副室内压力的关系，计算要求副室内压力(s46)。然后，控制部22计算为了实现要求副室内压力所需的要求有效压缩比(s47)。更具体而言，基于进气压力和要求副室内压力根据绝热压缩公式求出要求有效压缩比。
[0215]
最后，控制部22设定用于实现要求有效压缩比的进气阀32的闭阀时刻(以下记作“进气阀闭阀时刻”)(s48)。即，在步骤s48中，控制部(控制部22)以副室温度越低则内燃机(发动机13)的有效压缩比越高的方式，控制进气阀闭阀时刻和压缩比调节机构(压缩比调节机构101)中的至少一者。然后，控制部22结束本处理的一系列控制。
[0216]
图26是表示副室内压力的控制方法的例子的时序图。图26所示的时序图从上方起依次对冷却水温度、估算副室温度、要求副室内压力、要求有效压缩比、进气阀闭阀时刻，表示了发动机13起动后的历时变化。
[0217]
在发动机13刚起动后，处于冷却水温度、估算副室温度较低的状态。当发动机13驱动后冷却水温度上升，由估算部21根据冷却水温度估算出的副室温度也逐渐上升。
[0218]
随着副室温度上升，防止淬熄所需的要求副室内压力逐渐降低，而随着要求副室内压力降低，要求有效压缩比减小。于是，控制部22为了实现要求有效压缩比，控制进气阀32以使进气阀闭阀时刻从偏向bdc(bottom dead center，下止点)延迟至偏向tdc(top dead center，上止点)。
[0219]
在以上说明的第六实施方式的ecu2中，在不能自由地设定发动机转矩和转速的汽油发动机汽车100a中，也基于估算部21估算出的副室温度来计算要求副室内压力，并由控制部22控制用于实现发动机13的要求有效压缩比的进气阀闭阀时刻。通过该控制，控制部22能够不改变发动机13的发动机转矩和发动机转速地设定最优的副室内压力，所以能够避免发动机13冷机状态下的燃烧不稳定。
[0220]
[第七实施方式]
[0221]
接着，使用图27和图28对本发明第七实施方式的发动机的控制方法进行说明。
[0222]
本实施方式的特征点在于，与第六实施方式同样地，并非应用于混合动力车100而是应用于仅通过发动机13的驱动力驱动的汽油发动机汽车100a。本实施方式表示的是将本控制尤其是应用于催化剂预热运转的例子，其中，催化剂预热运转用于使设置在发动机13的排气管33中的三效催化剂活化。对第七实施方式的发动机13的控制方法，在以下进行说明。
[0223]
图27是表示副室内压力的控制方法的例子的流程图。
[0224]
首先，ecu2的控制部22从ram2c读取三效催化剂的催化剂温度t
cat
(s51)。接着，判断催化剂温度t
cat
是否为规定值以下，即是否处于发动机13刚起动后的过渡状态(s52)。
[0225]
控制部22在判断为催化剂温度t
cat
在阈值以上(s52的“否”)，即三效催化剂已活化的情况下，视为通常运转模式并结束控制。另一方面，控制部22在判断为催化剂温度t
cat
在阈值以下(s52的“是”)，即三效催化剂尚未活化的情况下，进入催化剂预热模式。
[0226]
在催化剂预热模式下，估算部21从ram2c读取冷却水温度tc(s53)。接着，基于冷却水温度tc，根据图10所示的关系估算副室温度(s54)。
[0227]
然后，基于估算部21估算出的副室温度，基于图8所示的副室温度与副室内压力的关系，对要求副室内压力进行计算(s55)。接着，为了实现要求副室内压力而控制进气压力(节流开度)(s56)。
[0228]
进而，ecu2实施使点火时间滞后的滞后量的控制(点火滞后控制)(s57)，以使得即使在进气压力增大时也不使发动机转矩增大，之后结束控制。
[0229]
图28是表示副室内压力的控制方法的例子的时序图。图28所示的时序图从上方起依次对冷却水温度、估算副室温度、要求副室内压、进气压力(节流开度)、点火时间滞后量，表示了发动机13起动后的历时变化。
[0230]
在发动机13刚起动后，处于冷却水温度、估算副室温度较低的状态。当发动机13驱动后冷却水温度上升，由估算部21根据冷却水温度估算出的副室温度也逐渐上升。随着副室温度上升，防止淬熄所需的要求副室内压力逐渐降低。于是，控制部(控制部22)以副室温度越低则设置在内燃机(发动机13)中的节流阀的节流开度越大的方式控制节流阀。
[0231]
然后，控制部22随着要求副室内压力降低而使进气压力降低。而且，控制部22为了使发动机转矩保持恒定而减小点火时间滞后量。即，控制部(控制部22)以副室温度越低则点火时机(点火时间)越滞后的方式，控制用于使火花塞(火花塞40)点火的点火装置(点火装置50)。
[0232]
在以上说明的第七实施方式的ecu2中，在不能自由地设定发动机转矩和转速的汽油发动机汽车100a中，控制部22也在催化剂预热运转时进行将进气压力控制与点火滞后控制组合的控制。通过这些控制，控制部22能够不改变发动机13的转矩和转速地避免燃烧不
稳定，同时保持催化剂预热所需的排气温度。
[0233]
[变形例]
[0234]
燃料喷射装置(燃料喷射装置36)被设置在进气系统(进气歧管31)、主燃烧室(主室37)和副燃烧室(副室42)中的至少一者中。例如，上述各实施方式中说明的是采用了进气口喷射式的燃料喷射装置36的例子，和采用了能够对副室42内直接喷射燃料的直喷式喷射器的例子，但也可以采用能够对主室37直接喷射燃料的直喷式的燃料喷射装置36。
[0235]
另外，也可以在副室42的壁内例如设置热电偶等温度传感器，由ecu2基于该温度传感器检测出的值直接测量副室温度。于是，估算部(估算部21)基于由安装在副燃烧室(副室42)中的温度传感器检测出的值来估算副室温度。如果能够像这样直接测量副室温度，则测得的温度的精度得到提高，能够更适当地控制副室内压力。另外，估算部(估算部21)也可以构成为，基于由安装在副燃烧室(副室42)中的温度传感器检测出的值、内燃机(发动机13)的冷却水温度、从用于使火花塞(火花塞40)点火的点火装置(点火装置50)输出的点火装置信息中的至少一者，来估算副室温度。
[0236]
另外，为了检测燃烧变动率可以在副室42内、主室37内中的至少一者设置压力传感器。或者，也可以根据用于测量发动机转速的曲柄角传感器的数据来估算燃烧变动率。
[0237]
本发明不限于上述各实施方式，只要不脱离发明技术方案记载的本发明的主旨，就可以采用其他各种应用例、变形例。
[0238]
例如，上述各实施方式为了易于理解地说明本发明而详细且具体地说明了装置和系统的结构，但并不限定于必须具备所说明的全部结构。另外，能够将此处说明的实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构，进而也能够在某个实施方式的结构上添加其他实施方式的结构。另外，对于各实施方式的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。
[0239]
另外，控制线和信息线表示了说明上必要的部分，并不一定表示了产品上全部的控制线和信息线。实际上也可以认为几乎全部结构都彼此连接。
[0240]
附图标记说明
[0241]1……
vcu，2
……
ecu，13
……
发动机，14
……
发电机，16
……
电池，21
……
估算部，22
……
控制部，36
……
燃料喷射装置，37
……
主室，40
……
火花塞，41
……
电极，42
……
副室，43
……
通道，50
……
点火装置。
技术特征：1.一种对内燃机进行控制的内燃机控制装置，所述内燃机包括：面对活塞的主燃烧室，与所述主燃烧室连通的副燃烧室，安装在所述副燃烧室的内部的火花塞，以及气缸，在所述气缸中，由燃料喷射装置喷射的燃料与从进气系统吸进的空气混合而形成的混合气体在所述主燃烧室和所述副燃烧室中燃烧，所述内燃机控制装置的特征在于，包括：估算部，其估算所述副燃烧室的壁面温度；和控制部，其以所述估算部估算出的所述副燃烧室的壁面温度越低则所述内燃机的点火时间附近的副燃烧室内压力越高的方式控制所述内燃机。2.如权利要求1所述的内燃机控制装置，其特征在于：所述估算部，基于由安装在所述副燃烧室中的温度传感器检测出的值、所述内燃机的冷却水温度、从用于使所述火花塞点火的点火装置输出的点火装置信息中的至少一者，来估算所述副燃烧室的壁面温度。3.如权利要求1所述的内燃机控制装置，其特征在于：所述内燃机驱动发电机来将发电得到的电力充入电池，所述控制部以所述副燃烧室的壁面温度越低则使内燃机转矩越大的方式控制所述发电机。4.如权利要求3所述的内燃机控制装置，其特征在于：所述控制部在所述副燃烧室的壁面温度达到设定温度以上的情况下，以降低所述内燃机的气缸内压力的方式控制所述内燃机。5.如权利要求3所述的内燃机控制装置，其特征在于：所述控制部以所述副燃烧室的壁面温度越低、且被所述发电机充电的所述电池的充电率越低，则使内燃机转速越大的方式控制所述内燃机。6.如权利要求3所述的内燃机控制装置，其特征在于：所述控制部在设置有所述内燃机的汽车于高速公路上行驶的情况下，以内燃机转速相比所述汽车于普通公路上行驶的情况增大的方式控制所述内燃机。7.如权利要求3所述的内燃机控制装置，其特征在于：所述控制部，在被所述发电机充电的所述电池的充电率为第一设定充电率以上的情况下，以使内燃机转速成为第一设定转速的方式进行控制，在所述副燃烧室的壁面温度达到设定温度以上的情况下，使所述内燃机转速上升至比所述第一设定转速高的第二设定转速并且使所述内燃机转矩降低，由此以使得所述发电机的输出大致恒定的方式控制所述内燃机。8.如权利要求7所述的内燃机控制装置，其特征在于：所述控制部，在所述充电率小于所述第一设定充电率的情况下，以使所述内燃机转速成为所述第二设定转速的方式进行控制，在所述副燃烧室的壁面温度达到所述设定温度以上的情况下，以使所述内燃机转速大致维持所述第二设定转速且同时使所述内燃机转矩降低的方式控制所述内燃机。9.如权利要求7所述的内燃机控制装置，其特征在于：所述控制部在所述充电率达到比所述第一设定充电率高的第二设定充电率以上的情况下，以使所述内燃机的动作停止的方式进行控制。
10.如权利要求1所述的内燃机控制装置，其特征在于：所述估算部估算将所述主燃烧室与所述副燃烧室连通的通道的有效通道直径，所述控制部，在所述副燃烧室的壁面温度小于温度设定值的情况下，以估算出的所述有效通道直径越小则所述内燃机的点火时间附近的副燃烧室内压力越高的方式控制所述内燃机。11.如权利要求10所述的内燃机控制装置，其特征在于：所述估算部，基于根据所述副燃烧室的内压和所述主燃烧室的内压而计算出的最大压差、以及主燃烧中心时间中的至少一者，来估算所述有效通道直径。12.如权利要求10所述的内燃机控制装置，其特征在于：所述内燃机包括对所述副燃烧室内直接喷射燃料的第二燃料喷射装置，所述控制部在估算出的所述有效通道直径为规定值以下的情况下，采用不使所述第二燃料喷射装置实施燃料喷射的控制。13.如权利要求1所述的内燃机控制装置，其特征在于：所述估算部估算所述内燃机的燃烧变动状态，所述控制部在估算出的所述内燃机的燃烧变动状态为阈值以上的情况下，以使得内燃机转矩增大的方式控制被所述内燃机驱动并将发电得到的电力充入电池的发电机。14.如权利要求1所述的内燃机控制装置，其特征在于：所述内燃机被用于驱动具有所述内燃机的汽车，所述控制部，以所述副燃烧室的壁面温度越低则设置在所述内燃机中的节流阀的节流开度越大的方式控制所述节流阀。15.如权利要求14所述的内燃机控制装置，其特征在于：所述控制部，以所述副燃烧室的壁面温度越低则点火时机越滞后的方式控制用于使所述火花塞点火的点火装置。
技术总结在设置有副室的发动机中，在发动机刚起动后等副室温度较低的条件下，副室内会发生火焰的淬熄现象，燃烧容易变得不稳定。本发明提供对发动机(13)进行控制的ECU(2)，发动机包括：面对活塞的主燃烧室，与主燃烧室连通的副燃烧室，安装在副燃烧室的内部的火花塞，以及气缸，在气缸中，由燃料喷射装置喷射的燃料与从进气系统吸进的空气混合而形成的混合气体在主燃烧室和副燃烧室中燃烧，其包括：估算部(21)，其估算副燃烧室的壁面温度；和控制部(22)，其以估算部(21)估算出的副燃烧室的壁面温度越低则发动机(13)的点火时间附近的副燃烧室内压力越高的方式控制发动机(13)。力越高的方式控制发动机(13)。力越高的方式控制发动机(13)。
技术研发人员：熊野贤吾 岛田敦史 猿渡匡行
受保护的技术使用者：日立安斯泰莫株式会社
技术研发日：2021.02.02
技术公布日：2022/11/1
