发动机控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种发动机控制装置，即使在高湿度时，也能排除热式流体传感器的检测值的湿度所产生的影响，进行高精度的发动机控制。根据由进气温度传感器(3)检测出的进气温度计算饱和水蒸气压(Ps)，根据由湿度传感器(4)检测出的湿度和饱和水蒸气压(Ps)求出水蒸气分压(Pv)，根据该水蒸气分压和由大气压传感器(17)检测出的大气压(Pa)计算比湿(q)和摩尔分数(χv)，基于摩尔分数，根据由AFS(2)检测出的吸入空气量计算湿空气量(Qw)，根据该湿空气量，基于比湿计算干燥空气量(Qd)。然后，利用上述湿空气量、干燥空气量和比湿，基于各种运转信息计算燃料喷射量、点火时期及目标节流阀开度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用湿度对发动机即内燃机(以下统一为发动机)的控制参数即吸入空气量进行修正来使用的发动机控制装置。
技术介绍
近年来，使用发动机的输出轴转矩作为驾驶员或车辆侧对驱动力的要求值，并以此为指标来控制发动机产生的转矩，即所谓的“基于转矩的控制”的发动机控制装置正在普及。该基于转矩的控制中，基于驾驶员的加速踏板的操作量，决定发动机的目标转矩。然后，控制节流阀的开度以将能产生目标转矩的目标吸入空气流量吸入到发动机，根据实际的吸入空气流量，控制燃料喷射量和点火时期，将发动机的输出控制为目标转矩，实现驾驶员要求的行驶性能。在实现与这种发动机的目标转矩相对应的目标吸入空气流量的发动机控制装置中，驱动与发动机的节流阀联动设置的致动器，控制节流阀开度。具体而言，提出有如下技术：通过应用到基于目标吸入空气流量、节流阀前后的压力比及节流阀的开口面积等的节流式流量计的流量计算式，来求出节流阀的目标开口面积，控制与节流阀联动设置的致动器，以成为达到该节流阀的目标开口面积的节流阀开度。此处，利用设置于进气通路的空气流量传感器(AirFlowSensor)(以下有时简称为AFS)检测出吸入到发动机的空气量。在AFS中，一般利用热式流体传感器，该热式流体传感器以电气方式检测出从配置在流体中的发热体传导到流体的热量，从而检测流体的流量(例如参照专利文献1)。一般而言，在发动机的使用环境下发动机所吸入的空气中包含由湿度所示的水蒸气，湿度、即空气中包含的水蒸气的量根据气候条件等而发生变化。根据包含水蒸气的空气即“湿空气”中所包含的水蒸气的量，该湿空气的热传导率、粘性系数发生变化。即使是同一空气量，从配置于AFS的发热体传导到湿空气的热量也因水蒸气量而变化，因此，成为热式流体传感器的空气量测定误差的原因。作为对由热式流体传感器检测出的空气量、即湿空气量的检测值的湿度所产生的影响进行修正的技术，提出有如下电路结构：在具有热式流体传感器的发热电阻的空气流量测定用电子电路中设置空气湿度补偿用的湿敏电阻，进行空气流量测定值的湿度修正(例如参照专利文献2)。然而，例如在汽油发动机中，利用提供给气缸的空气量来调整输出。该空气量的调整通过调整设置于通往气缸的进气通路的节流阀的开度来进行。在提供给气缸的空气中混合有汽油等燃料。该混合气体由活塞压缩并点火。因混合气体燃烧而产生的压力增加成为发动机的输出。吸入到气缸的空气量中，燃烧的仅仅是去除空气中包含的水蒸气后的干燥空气。因此，在专利文献2中，即使检测出的湿空气量相同，根据湿空气中包含的湿度、即水蒸气量的不同，发动机的输出会产生差异。另一方面，提出有如下空气流量测定装置：根据温度和湿度的信息，计算干燥空气量，将该干燥空气量作为湿度修正后的空气量进行输出(例如参照专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5680178号公报专利文献2：日本专利第2957769号公报专利文献3：日本专利特开平10-2772号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在上述基于转矩的控制中，计算用于实现目标转矩的目标吸入空气流量，并计算为了实现该目标吸入空气量所需的节流阀开度。然而，通过节流阀的空气量需要利用包含水蒸气的湿空气量来计算，若像专利文献3那样仅利用干燥空气量信息计算节流阀开度，则存在在高湿度时相对于目标转矩的发动机的输出转矩产生误差的问题。本专利技术为了解决上述问题而完成，其目的在于提供一种发动机控制装置，即使在高湿度时，也可排除热式流体传感器的检测值的湿度所产生的影响，进行高精度的发动机控制。解决技术问题的技术方案为了达成上述目的，本专利技术的发动机控制装置包括：设置于发动机的进气通路并检测所述发动机的吸入空气量的传感器；检测所述吸入空气的湿度的传感器；及控制部，该控制部利用所述湿度对所述吸入空气量进行修正，计算湿空气量，并且，根据所述湿空气量并基于所述湿度计算干燥空气量，将所述湿空气量及干燥空气量用作为发动机的控制要素。专利技术效果根据本专利技术，构成为利用湿度对吸入空气量进行修正，计算湿空气量，并且，根据该湿空气量并基于湿度计算干燥空气量，将所述湿空气量及干燥空气量用作为发动机的控制要素，因此，起到如下优异效果：即使湿度变高，也可高精度地控制驾驶员的要求转矩，且提高废气净化等的发动机控制的精度。附图说明图1是表示本专利技术的发动机控制装置的整体结构的图。图2是简要示出图1所示的AFS的结构的剖视图。图3是表示图1及图2所示的AFS的输出电压和流量的关系的特性曲线图。图4是表示在功能上示出图1所示的电子控制装置(ElelctronicControlUnit)(以下简称为ECU)的框图。图5是表示图4所示的ECU的处理的流程图。图6是表示图4及图5所示的摩尔分数和AFS输出Vafs的修正系数的关系的曲线图。图7是表示ECU中的点火时期计算所使用的映射的图。图8是表示本专利技术的发动机控制装置中的点火时期和转矩的关系的曲线图。图9是用于说明图8所示的转矩曲线中的爆震极限和湿度的修正的曲线图。图10是表示利用湿度信息的点火时期修正量的特性曲线图。具体实施方式以下，对于本专利技术的发动机控制装置，参照附图来详细说明其实施方式。实施方式1在图1中，在发动机1的进气系统上游设置有进行热式吸入空气量检测的AFS2。在该AFS2设置有进气温度传感器3以作为内置或另外的传感器。在AFS2还设置有湿度传感器4以作为内置或另行设置的传感器。在AFS2下游的发动机1一侧，设置有能进行电气控制以对吸入空气量进行调整的电子控制节流阀5。另外，为了对电子控制节流阀5的开度进行测定，设置有节流阀开度传感器6。此外，还设置有用于测定包含节流阀5下游的气室7及进气歧管8内的空间(以下简称为进气歧管)的压力(以下简称为进气歧管压力)的进气歧管压力传感器9。作为进行热式空气量检测的AFS2，例如像图2所示，在流体通路设置具有平板形状的发热体、即传感器。该发热体由非导热部分和等温板构成，流过发热体的电流由电子电路(未图示)控制成使得发热体的温度固定。在AFS2，因通过的空气量而夺走热量，基于该影响所产生的电气变化，检测出空气流量。AFS2的检测值例如作为电压信号输出，并输入到ECU20等。与该电压值对应的空气流量具有例如像图3所示那样的非线性特性，因此，在ECU20内，可不利用计算式，而利用预先存储的特性表格等来进行向空气流量的转换处理。湿度传感器4一般有利用湿敏材料的电阻值来检测的电阻式湿度传感器、及利用传感器元件的静电电容来检测湿度的静电电容式湿度传感器。但是，无关乎它们的检测方式，利用湿度传感器4检测出的湿度为相对湿度。相对湿度表示空气的水蒸气分压与由该空气的温度决定的饱和水蒸气压的比率，即使空气中的水蒸气分压相同，相对湿度也根据空气的温度而变化。在包含进气歧管8及缸内的进气阀(未图示)附近设置有用于喷射燃料的喷射器10。在进气阀及排气阀(未图示)分别设置有用于使阀定时变化的进气可变阀定时(VariableValveTiming)机构(以下简称为VVT)11及排气VVT12。另外，在气缸盖设有用于对使气缸内产生火花的火花塞进行驱动的点火线圈13。在排气歧管14中设置有空燃比传感器15、催化剂(未图示)。另外，对于进气VVT11及排气VVT12，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机控制装置，其特征在于，包括：设置于发动机的进气通路并检测所述发动机的吸入空气量的传感器；检测所述进气通路的吸入空气的湿度的传感器；及控制部，该控制部利用所述湿度对所述吸入空气量进行修正，计算湿空气量，并且，根据所述湿空气量并基于所述湿度计算干燥空气量，将所述湿空气量及干燥空气量用作为发动机的控制要素。

【技术特征摘要】
2015.09.17 JP 2015-1838151.一种发动机控制装置，其特征在于，包括：设置于发动机的进气通路并检测所述发动机的吸入空气量的传感器；检测所述进气通路的吸入空气的湿度的传感器；及控制部，该控制部利用所述湿度对所述吸入空气量进行修正，计算湿空气量，并且，根据所述湿空气量并基于所述湿度计算干燥空气量，将所述湿空气量及干燥空气量用作为发动机的控制要素。2.如权利要求1所述的发动机控制装置，其特征在于，所述控制部具有：根据由进气温度传感器检测出的所述吸入空气的温度计算饱和水蒸气压的饱和水蒸气压计算部；根据所述饱和水蒸气压及所述湿度计算水蒸气分压的水蒸气分压计算部；根据所述水蒸气分压及由大气压传感器检测出的大气压计算比湿的比湿计算部；根据所述水蒸气分压及所述大气压计算摩尔分数的摩尔分数计算部；基于所述摩尔分数并根据所述吸入空气量计算所述湿空气量的湿空气量计算部；及根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：横野道久，叶狩秀树，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP