ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2012 года по МПК F02D23/02 F02D41/26 

Область техники

Настоящее изобретение относится к двигателю, имеющему нагнетатель.

Уровень техники

В соответствии с недавним ужесточением требований по выхлопам требуется улучшение в точности регулирования впрыска топлива двигателя. С точки зрения обеспечения требуемых характеристик двигателя существует серьезная проблема, которая заключается в том, что инжектор имеет отклонение по точности количества впрыска топлива по мере ее изменения за большой промежуток времени или из-за разброса по точности при ее изготовлении (далее отклонение обозначается как Q-lag).

Для решения проблемы Q-lag форсунки проверяются при их производстве с целью уменьшения разброса по точности или регулируется их количество при впрыске или тому подобное. Однако эти попытки решения проблемы невыгодны из-за повышения стоимости производства. Эти попытки также невыгодны, так как проблемы Q-lag не решены фундаментально.

В качестве фундаментального средства решения проблемы для корректировки Q-lag имеется возможность образовывать обратную связь крутящего момента, в действительности производимого двигателем, то есть количества впрыска топлива. Например, в двигателе, раскрытом в публикации выложенной заявки на патент Японии JP 2000-328999, Q-lag корректируется на основе мощности двигателя от λ датчика.

Однако поскольку λ датчик предусмотрен в выхлопной системе, в двигателе, имеющем нагнетатель или тому подобное, реагирование может задерживаться. Что касается двигателя, используемого в автомобиле или на корабле, двигатель часто приводится в движение в переходном режиме, и состояние приведения в действие двигателя, в котором корректируется Q-lag, ограничено до диапазона его холостого хода и до его диапазона приведения в действие на низкой скорости, в которых нагрузка относительно мала. Соответственно, двигатель, раскрытый в JP 2000-328999, является невыгодным, так как его диапазон приведения в действие, подвергнутый улучшению по снижению разброса количества впрыска топлива, ограничен.

Проблемы, на решение которых направлено изобретение

Задачей настоящего изобретения является создание двигателя, в котором разброс в количестве впрыска топлива уменьшается во всем рабочем диапазоне двигателя.

Средства для решения проблем

Двигатель согласно настоящему изобретению содержит: корпус двигателя, имеющий нагнетатель; средство определения скорости вращения двигателя, которое определяет скорость вращения двигателя; средство определения скорости вращения нагнетателя, которое определяет скорость вращения нагнетателя; средство определения давления нагнетания, которое определяет давление нагнетания, и средство управления, которое корректирует количество впрыска топлива, причем средство управления распознает скорость вращения двигателя, давление нагнетания, скорость вращения нагнетателя и количество впрыска топлива и корректирует количество впрыска топлива.

Предпочтительно, в двигателе согласно настоящему изобретению средство управления вычисляет соответствующую скорость вращения нагнетателя и соответствующий допуск скорости вращения нагнетателя на основе скорости вращения двигателя, давлении нагнетания и количестве впрыска топлива, и когда скорость вращения нагнетателя не находится в пределах соответствующего допуска на скорость вращения нагнетателя, средство управления корректирует количество впрыска топлива так, чтобы скорость вращения нагнетателя находилась в пределах соответствующего допуска на скорость вращения нагнетателя.

Предпочтительно, в двигателе согласно настоящему изобретению предпочтительно, когда скорость вращения нагнетателя находится в пределах соответствующего допуска на скорость вращения нагнетателя, средство управления определяет количество впрыска топлива в момент определения скорости вращения нагнетателя как модифицированное количество впрыска топлива, соответствующее соответствующей скорости вращения нагнетателя.

Предпочтительно, в двигателе согласно настоящему изобретению средство управления вычисляет соответствующее давление нагнетания и соответствующий допуск на давление нагнетания на основе скорости вращения двигателя, скорости вращения нагнетателя и количества впрыска топлива, и когда давление нагнетания не находится в пределах соответствующего допуска на давление нагнетания, средство управления корректирует количество впрыска топлива так, чтобы давление нагнетания находилось в пределах соответствующего допуска на давление нагнетания.

Предпочтительно, в двигателе согласно настоящему изобретению, когда давление нагнетания находится в пределах соответствующего допуска на давление нагнетания, средство управления определяет давление нагнетания как модифицированное значение соответствующего давления нагнетания.

Предпочтительно, в двигателе согласно настоящему изобретению средство управления вычисляет соответствующую скорость вращения двигателя и соответствующий допуск на скорость вращения двигателя на основе давления нагнетания, скорости вращения нагнетателя и количества впрыска топлива, и когда скорость вращения двигателя не находится в пределах соответствующего допуска на скорость вращения двигателя, средство управления корректирует количество впрыска топлива так, чтобы скорость вращения двигателя находилась в пределах соответствующего допуска на скорость вращения двигателя.

Предпочтительно, в двигателе согласно настоящему изобретению, когда скорость вращения двигателя находится в пределах соответствующего допуска на скорость вращения двигателя, средство управления определяет скорость вращения двигателя как модифицированное значение соответствующей скорости вращения двигателя.

Предпочтительно, в двигателе согласно настоящему изобретению средство управления вычисляет соответствующей допуск на коррекцию количества впрыска топлива на основе количества впрыска топлива, и когда скорректированное количество впрыска топлива не находится в пределах соответствующего допуска на коррекцию соответствующего количества впрыска топлива, средство управления определяет скорректированное количество впрыска топлива как максимум или минимум соответствующего допуска на коррекцию количества впрыска топлива.

Предпочтительно, в двигателе согласно настоящему изобретению средство управления определяет верхний предел скорости вращения нагнетателя, определяемый в соответствии с каждой скоростью вращения двигателя как верхний предел скорости вращения нагнетателя, и когда скорость вращения нагнетателя становится больше, чем верхний предел скорости вращения нагнетателя, средство управления останавливает увеличение количества впрыска топлива.

Предпочтительно, в двигателе согласно настоящему изобретению, когда скорость вращения нагнетателя повторяет превышение верхнего предела скорости вращения нагнетателя сверх вычисленного значения, средство управления оценивает, что впрыск топлива аномален.

Предпочтительно, в двигателе согласно настоящему изобретению средство управления вычисляет степень изменения скорости вращения двигателя на основе скорости вращения двигателя, вычисляет степень изменения давления нагнетания на основе давления нагнетания, вычисляет степень изменения скорости вращения нагнетателя на основе скорости вращения нагнетателя, вычисляет степень изменения количества впрыска топлива и распознает степень изменения скорости вращения двигателя, степень изменения скорости вращения нагнетателя и степень изменения количества впрыска топлива и корректирует количество впрыска топлива.

Предпочтительно, в двигателе согласно настоящему изобретению средство управления вычисляет соответствующую степень изменения скорости вращения нагнетателя и соответствующий допуск на степень изменения скорости вращения нагнетателя на основе степени изменения скорости вращения двигателя, степени изменения давления нагнетания и степени изменения количества впрыска топлива, и когда степень изменения скорости вращения нагнетателя не находится в пределах соответствующего допуска на степень изменения скорости вращения нагнетателя, средство управления корректирует количество впрыска топлива так, чтобы степень изменения скорости вращения нагнетателя находилась в пределах соответствующего допуска на степень изменения скорости вращения нагнетателя.

Предпочтительно, в двигателе согласно настоящему изобретению, когда степень изменения скорости вращения нагнетателя находится в пределах соответствующего допуска на степень изменения скорости вращения нагнетателя, средство управления определяет степень изменения скорости вращения нагнетателя как модифицированное значение соответствующей степени изменения скорости вращения нагнетателя.

Предпочтительно, в двигателе согласно настоящему изобретению средство управления вычисляет соответствующую степень изменения давления нагнетания и соответствующий допуск на степень изменения давления нагнетания на основе степени изменения скорости вращения двигателя, степени изменения скорости вращения нагнетателя и степени изменения количества впрыска топлива, и когда степень изменения давления нагнетания на находится в пределах соответствующего допуска на степень изменения давления нагнетания, средство управления корректирует количество впрыска топлива так, чтобы степень изменения давления нагнетания находилась в соответствующих пределах допуска на степень изменения давления нагнетания.

Предпочтительно, в двигателе согласно настоящему изобретению, когда степень изменения давления нагнетания находится в пределах соответствующего допуска на степень изменения давления нагнетания, средство управления определяет степень изменения давления нагнетания как модифицированное значение соответствующей степени изменения давления нагнетания.

Предпочтительно, в двигателе согласно настоящему изобретению средство управления вычисляет соответствующую степень изменения скорости вращения двигателя и соответствующий допуск на степень изменения скорости вращения двигателя на основе степени изменения скорости вращения нагнетателя, степени изменения давления нагнетания и степени изменения количества впрыска топлива, и когда степень изменения скорости вращения двигателя не находится в пределах соответствующего допуска на степень изменения скорости вращения двигателя, средство управления корректирует количество впрыска топлива так, чтобы степень изменения скорости вращения двигателя находилась в пределах соответствующего допуска на степень изменения скорости вращения двигателя.

Предпочтительно, в двигателе согласно настоящему изобретению, когда степень изменения скорости вращения двигателя находится в пределах соответствующего допуска на степень изменения скорости вращения двигателя, средство управления определяет степень изменения скорости вращения двигателя как модифицированное значение соответствующей степени изменения скорости вращения двигателя.

Эффект изобретения

Согласно настоящему изобретению количество впрыска топлива корректируется на основе скорости вращения нагнетателя, посредством чего разброс количества впрыска топлива уменьшается в полном рабочем диапазоне двигателя.

Краткое содержание чертежей

Фиг.1 - структурная схема всего двигателя согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.2 - блок-схема управления коррекцией количества впрыска топлива для двигателя согласно варианту осуществления 1;

Фиг.3 - блок-схема управления коррекцией количества впрыска топлива для двигателя согласно варианту осуществления 2;

Фиг.4 - блок-схема управления коррекцией количества впрыска топлива для двигателя согласно варианту осуществления 3;

Фиг.5 - блок-схема управления коррекцией количества впрыска топлива для двигателя согласно варианту осуществления 4; и

Фиг.6 - блок-схема управления коррекцией количества впрыска топлива для двигателя согласно варианту осуществления 5.

Наилучший способ осуществления настоящего изобретения

Объяснение будет дано со ссылкой на двигатель 1, служащий в качестве варианта осуществления. Двигатель 1 включает в себя корпус 5 двигателя, имеющего турбонагнетатель 7 в качестве нагнетателя, блок 20 управления двигателем (далее - БУД) в качестве средства управления, датчик 21 скорости вращения двигателя в качестве средства определения скорости вращения двигателя, турбодатчик 22 в качестве средства определения скорости вращения нагнетателя и датчик 23 давления наддува в качестве средства определения давления нагнетания.

Корпус 5 двигателя включает в себя головку 15 блока цилиндров и блок 16 цилиндров. На головке 15 блока цилиндров предусмотрен впускной трубопровод (не показан), к которому присоединена впускная труба 8, и предусмотрен выпускной трубопровод (не показан), к которому присоединена выпускная труба 9. В блоке 16 цилиндров коленчатый вал 3 шарнирно присоединен к блоку 16 цилиндров.

Турбонагнетатель 7 содержит турбину, расположенную в выпускной трубе 9, и компрессор, расположенный во впускной трубе 8.

Устройство впрыска топлива включает в себя общую топливную направляющую 10 и инжекторы 11. Общая топливная направляющая 10 представляет собой корпус высокого давления, в котором накапливается топливо, подаваемое насосом (не показан) для впрыска топлива. Каждый из инжекторов 11 впрыскивает топливо, аккумулируемое в общей топливной направляющей 10, к одному из соответствующих цилиндров.

БУД 20 соединен с датчиком 21 скорости вращения двигателя, турбодатчиком 22, с датчиком 23 давления наддува, с датчиком 24 угла поворота акселератора и с инжекторами 11. Вместо датчика 24 угла поворота акселератора может быть альтернативно присоединен датчик угла поворота рычага дроссельной заслонки.

Вблизи коленчатого вала 3 предусмотрен датчик 21 скорости вращения двигателя, который определяет скорость Ne вращения двигателя.

На стороне компрессора 6 в турбонагнетателе 7 предусмотрен турбодатчик 22, который вырабатывает вращательные импульсы, соответствующие числу лопаток компрессора 6, и определяет скорость вращения нагнетателя (турбоскорость) Nc. В качестве турбодатчика 22 может быть использован, например, датчик вихревых токов или датчик Холла. Скорость вращения компрессора Nc может быть поделена на заданное передаточное число для того, чтобы уменьшить рабочую нагрузку БУД 20.

Во впускной трубе 8 предусмотрен датчик 23 давления наддува, который определяет давление надувания (давление наддува) Pb. Во вращательной основной части акселератора предусмотрен датчик 24 угла поворота акселератора, который определяет угол поворота Ас акселератора.

БУД 20 имеет функцию вычисления количества Q впрыска топлива посредством карты количества впрыска топлива f3q (Ne, Ac, Q) количества впрыска топлива, основанной на скорости вращения двигателя Ne и на угле Ас поворота акселератора. Карта f3q (Ne, Ac, Q) количества впрыска топлива представляет собой трехмерную карту, предварительно сохраненную в устройстве хранения данных БУД 20.

БУД 20 имеет функцию вычисления соответствующей скорости вращения Nemap двигателя посредством соответствующей карты f3e (Nemap, Nc, Q) скорости вращения двигателя, основанной на турбоскорости Nc и количестве Q впрыска топлива. Соответствующая карта f3e (Nemap, Nc, Q) скорости вращения двигателя представляет собой трехмерную карту, предварительно сохраненную в устройстве хранения данных БУД 20, которая показывает взаимосвязь между турбоскоростью, соответствующей скоростью вращения двигателя Nemap и количеством Q впрыска топлива.

БУД 20 имеет функцию вычисления соответствующей турбоскорости Ncmap посредством соответствующей карты f3c (Ne, Ncmap, Q) турбоскорости, основанной на скорости Ne вращения двигателя и количестве Q впрыска топлива. Соответствующая карта f3c (Ne, Ncmap, Q) турбоскорости представляет собой трехмерную карту, предварительно сохраненную в устройстве хранения данных БУД 20, которая показывает взаимосвязь между скоростью Ne вращения двигателя, соответствующей турбоскоростью Ncmap и количеством Q впрыска топлива.

Вариант осуществления 1

Объяснение будет дано на основе логики управления коррекцией количества впрыска топлива согласно варианту осуществления 1 со ссылкой на фиг.2.

На этапе S111 БУД 20 получает физические величины, необходимые для такого управления. А именно, БУД 20 получает скорость вращения двигателя Ne, турбоскорость Nc и угол Ас поворота акселератора от датчика 21 скорости вращения двигателя, от турбодатчика 22 и датчика 24 угла поворота акселератора соответственно.

БУД 20 вычисляет количество впрыска топлива Q посредством карты f3q (Ne, Ac, Q) количества впрыска топлива, основанной на скорости Ne вращения двигателя и угле Ас поворота акселератора.

Более того, на этапе S111 БУД 20 вычисляет соответствующую турбоскорость Ncmap посредством карты f3c (Ne, Ncmap, Q) турбоскорости, основанной на скорости Ne вращения двигателя и количестве Q впрыска топлива, и вычисляет порог ±∆Nc допуска соответствующей турбоскорости Ncmap. Порог ±∆Nc определяется в соответствии с каждой соответствующей турбоскоростью Ncmap, и он также изменяется согласно изменениям скорости Ne вращения двигателя и количества Q впрыска топлива.

Более того, на этапе S111 БУД 20 вычисляет соответствующую скорость Nemap вращения двигателя посредством карты f3e (Nemap, Nc, Q) скорости двигателя, основанной на турбоскорости Nc и количестве Q впрыска топлива, и вычисляет порог ±∆Ne допуска соответствующей скорости Nemap вращения двигателя. Порог ±∆Nc определяется в соответствии с каждой соответствующей скоростью Nemap вращения двигателя, и он также изменяется согласно изменениям турбоскорости Nc и количеству Q впрыска топлива.

На этапе S112 БУД 20 оценивает, является ли абсолютное значение разницы между турбоскоростью Nc и соответствующей турбскоростью Ncmap меньше, чем порог ∆ Nc, или нет.

На этапе S113 в случае, когда оценка этапа S112 - «Нет», когда турбоскорость Nc минус соответствующая турбоскорость Ncmap меньше чем 0, БУД 20 повышает количество Q впрыска топлива до тех пор, пока турбоскорость Nc не станет больше, чем соответствующая турбоскорость Ncmap плюс порог ∆ Nc допуска.

С другой стороны, когда турбоскорость Nc минус соответствующая турбоскорость Ncmap больше чем 0, БУД 20 понижает количество Q впрыска топлива до тех пор, пока турбоскорость Nc не станет меньше, чем соответствующая турбоскорость Ncmap минус порог ∆Nc. После завершения процесса БУД 20 возвращается к этапу S111.

На этапе S114 БУД оценивает, является ли абсолютное значение разницы между скоростью Ne вращения двигателя и соответствующей скоростью Nemap вращения двигателя меньше, чем порог ∆Ne, или нет. Когда оценка этапа S114 - «Нет», БУД 20 возвращается к этапу S111.

Когда оценка этапа S114 - «Да», на этапе S115 БУД 20 заменяет величину Q количества впрыска топлива в соответствующей карте f3c (Ne, Ncmap, Q) турбоскорости и в соответствующей карте f3e (Nemap, Nc, Q) скорости вращения двигателя на действительное количество Q впрыска топлива.

Соответственно, количество Q впрыска топлива корректируется на основе турбоскорости Nc, в результате чего уменьшается разброс количества впрыска топлива. Модифицируя соответствующую турбоскорость Ncmap, можно корректировать количество впрыска топлива для соответствия изменениям за большой промежуток времени устройства впрыска топлива.

Вариант осуществления 2

Объяснение будет дано на основе логики управления коррекцией количества впрыска топлива согласно варианту осуществления 2 со ссылкой на фиг.3.

На этапе S121 БУД 20 получает физические величины, необходимые для такого управления. А именно, БУД 20 получает скорость Ne вращения двигателя, турбоскорость Nc и угол Ас поворота акселератора.

БУД 20 вычисляет количество Q впрыска топлива посредством карты f3q (Ne, Ac, Q) количества впрыска топлива, основанной на скорости Ne вращения двигателя и угле Ас поворота акселератора.

Кроме того, БУД 20 вычисляет соответствующую турбоскорость Ncmap посредством карты f3c (Ne, Ncmap, Q) турбоскорости, основанной на скорости Ne вращения двигателя и количестве Q впрыска топлива.

Более того, на этапе S121 БУД 20 вычисляет величину изменения допуска ±∆Q количества Q впрыска топлива. Порог ±∆Q определяется в соответствии с каждым количеством Q впрыска топлива и также изменяется согласно изменениям скорости Ne вращения двигателя и турбоскорости Nc. Более того, БУД 20 вычисляет верхний предел Ne1 турбоскорости, определяемый на основе скорости Ne вращения двигателя.

На этапе S122 БУД 20 оценивает, находится ли разница между скорректированным количеством Q' впрыска топлива и количеством Q впрыска топлива в пределах порога ±∆Q или нет. Когда оценка S122 - «Да», процесс возвращается к этапу S121.

На этапе S123, когда оценка этапа S122 - «Нет», БУД 20 оценивает, будет ли турбоскорость Nc меньше, чем верхний предел Ne1 турбоскорости, или нет. Когда оценка этапа S122 - «Да», процесс возвращается к этапу S121.

На этапе S124, когда оценка этапа S123 - «Нет», БУД 20 фиксирует разницу между скорректированным количеством Q' впрыска топлива и количеством Q впрыска топлива как +∆Q.

Соответственно разница между скорректированным количеством Q' впрыска топлива и количеством Q впрыска топлива определяется как соответствующий допуск на коррекцию количества впрыска топлива, посредством чего происходит предотвращение того, что скорректированное количество Q' впрыска топлива будет чрезмерно большим или маленьким. Разница между скорректированным количеством Q' впрыска топлива и количеством Q впрыска топлива ограничивается на основе турбоскорости Nc, в результате чего происходит предотвращение того, что скорректированное количество Q' впрыска топлива будет чрезмерно большим.

Вариант осуществления 3

Объяснение будет дано на основе логики управления коррекцией количества впрыска топлива согласно варианту осуществления 3 со ссылкой на фиг.4.

В варианте осуществления 3 этапы S131-S133 соответственно идентичны этапам S121-S123 в варианте осуществления 2, поэтому их объяснение будет опущено.

На этапе S134, когда турбоскорость Nc больше, чем верхний предел турбоскорости Ne1, БУД 20 останавливает увеличение количества Q впрыска топлива.

На этапе S135 “N” представляет собой вычисляемое значение оценки аномального впрыска топлива и БУД 20 выполняет “N=N+1”.

На этапе S136 БУД 20 оценивает, будет ли вычисляемое значение оценки N аномального количества впрыска топлива меньше чем 5 или нет. Когда оценка этапа S136 - «Да», процесс возвращается к этапу S131.

На этапе S137, когда оценка этапа S136 - «Нет», БУД 20 решает, что состояние является отказом двигателя. После решения об отказе двигателя выполняется управление по понижению параметров так, что двигатель 1 ступенчато замедляется для того, чтобы быть остановленным.

Соответственно, аномальность количества впрыска топлива может быть точно определена на основе турбоскорости Nc.

Вариант осуществления 4

Объяснение будет дано на основе логики управления коррекцией количества впрыска топлива согласно варианту осуществления 4 со ссылкой на фиг.5.

БУД 20 вычисляет соответствующую скорость Nemap посредством соответствующей карты f4e (Nemap, Nc, Pb, Q) скорости вращения двигателя, основанной на турбоскорости Nc, давлении наддува Pb и количестве Q впрыска топлива. Соответствующая карта f4e (Nemap, Nc, Pb, Q) скорости вращения двигателя, предварительно сохраненная в устройстве хранения данных БУД 20, представляет собой четырехмерную карту, которая показывает взаимосвязи между соответствующей скоростью Nemap вращения двигателя, турбоскоростью Nc, давлением Pb нагнетания и количеством Q впрыска топлива.

БУД 20 вычисляет соответствующую турбоскорость Ncmap посредством карты f4c (Ne, Ncmap, Pb, Q) турбоскорости, основанной на скорости Ne вращения двигателя, давлении Pb наддува и количестве Q впрыска топлива. Соответствующая карта f4c (Ne, Ncmap, Pb, Q) турбоскорости, предварительно сохраненная в устройстве хранения данных блока управления двигателем 20, представляет собой четырехмерную карту, которая показывает взаимосвязи между скоростью Ne вращения двигателя, соответствующим давлением Pb наддува, соответствующей турбоскоростью Ncmap и количеством Q впрыска топлива.

БУД 20 вычисляет соответствующее давление Pbmap наддува посредством карты f4p (Ne, Nc, Pbmap, Q) давления наддува, основанной на скорости Ne вращения двигателя, турбоскорости Nc и количестве Q впрыска топлива. Соответствующая карта f4p (Ne, Nc, Pbmap, Q) давления наддува, предварительно сохраненная в устройстве хранения данных блока управления двигателем 20, представляет собой четырехмерную карту, которая показывает взаимосвязи между скоростью Ne вращения двигателя, соответствующим давлением Pbmap наддува, соответствующей турбоскоростью Nc и количеством Q впрыска топлива.

БУД 20 получает физические величины, необходимые для такого управления. А именно, БУД 20 получает скорость Ne вращения двигателя, турбоскорость Nc, давление Pb наддува и угол Ac поворота акселератора.

БУД 20 вычисляет количество Q впрыска топлива посредством карты f3q (Ne, Ac, Q) количества впрыска топлива, основанной на скорости Ne вращения двигателя и угле Ac поворота акселератора.

Кроме того, на этапе S141 БУД 20 вычисляет соответствующую турбоскорость Ncmap посредством соответствующей карты f4e (Nemap, Nc, Pb, Q) турбоскорости, основанной на скорости Ne вращения двигателя, количестве Q впрыска топлива и давлении Pb наддува, и вычисляет порог ±∆Nc допуска на соответствующую турбоскорость Ncmap. Порог ±∆Nc определяется в соответствии с каждой соответствующей турбоскоростью Ncmap и также изменяется согласно изменениям скорости Ne вращения двигателя, давления Pb наддува и количества Q впрыска топлива.

Более того, БУД 20 вычисляет порог ±∆Pb допуска на соответствующее давление Pmap наддува. Порог ±∆Pb определяется в соответствии с каждым давлением Pbmap наддува и также изменяется согласно изменениям скорости Ne вращения двигателя, турбоскорости Nc и количества Q впрыска топлива.

На этапе S142 БУД 20 оценивает, будет ли или нет абсолютное значение разницы между турбоскоростью Nc и соответствующей турбоскоростью Ncmap меньше, чем порог ∆Nc, и будет ли или нет абсолютное значение разницы между давлением Pb наддува и соответствующим давлением Pbmap наддува меньше, чем порог ∆Pb.

На этапе S143 в случае, когда оценка этапа S142 - «Нет», БУД 20 выполняет следующие процессы. Когда турбоскорость Nc минус соответствующая турбоскорость Ncmap меньше чем 0 и давление Pb наддува минус соответствующее давление Pbmap наддува меньше чем 0, БУД 20 увеличивает количество впрыска топлива до тех пор, пока турбоскорость Nc вращения компрессора не станет больше, чем соответствующая турбоскорость Ncmap плюс порог ∆Nc.

С другой стороны, на этапе S143, когда турбоскорость Nc больше, чем соответствующая турбоскорость Ncmap, и давление Pb наддува минус соответствующее давление Pbmap наддува больше чем 0, БУД 20 уменьшает количество Q впрыска топлива до тех пор, пока турбоскорость Nc не станет меньше, чем соответствующая турбоскорость Ncmap минус порог ∆Nc.

После завершения процесса БУД 20 возвращается к этапу S141.

На этапе S144 в случае, когда оценка этапа S142 - «Да», БУД 20 оценивает, является ли абсолютное значение разницы между скоростью Ne вращения двигателя и соответствующей скоростью Nemap вращения двигателя меньше, чем порог ∆Ne, или нет. Когда оценка - «Нет», БУД 20 возвращается к этапу S141.

На этапе S146, когда оценка этапа S145 - «Да», БУД 20 заменяет значение количества Q впрыска топлива в соответствующей карте f4e (Nemap, Nc, Pb, Q) скорости вращения двигателя, в соответствующей карте f4c (Ne, Ncmap, Pb, Q) турбоскорости и в соответствующей карте f4p (Ne, Nc, Pbmap, Q) давления наддува на реальное количество Q впрыска топлива.

Соответственно, количество Q впрыска топлива корректируется на основе турбоскорости Nc, в результате чего дисперсия количества Q впрыска топлива снижается. Посредством модификации соответствующей карты f4e (Nemap, Nc, Pb, Q) скорости вращения двигателя, соответствующей карты f4c (Ne, Ncmap, Pb, Q) турбоскорости и соответствующей карты f4p (Ne, Nc, Pbmap, Q) давления наддува, количество впрыска топлива может быть скорректировано в соответствии с изменениями устройства впрыска топлива за большой промежуток времени.

Вариант осуществления 5

Объяснение будет дано на основе логики управления коррекцией количества впрыска топлива согласно варианту осуществления 5 со ссылкой на фиг.6.

БУД 20 вычисляет степень изменения TNe скорости вращения двигателя, которая является степенью изменения скорости Ne вращения двигателя в течение заданного периода времени. БУД 20 вычисляет степень изменения TNc турбоскорости, которая является степенью изменения турбоскорости Nc в течение заданного периода времени. Кроме того, БУД 20 вычисляет степень изменения TPb давления наддува, которая является степенью изменения давления Pb наддува в течение заданного периода времени.

БУД 20 имеет карту f3Tq (TNe, Ac, TQ) степени изменения количества впрыска топлива. Карта f3Tq (TNe, Ac, TQ) степени изменения количества впрыска топлива является трехмерной картой, которая показывает взаимосвязи между степенью изменения TNe скорости вращения двигателя, углом Ас поворота акселератора и степенью изменения TQ количества впрыска топлива. Когда определены степень изменения TNe скорости вращения двигателя и угол Ac поворота акселератора, степень изменения TQ количества впрыска топлива может быть определена моновалентно посредством карты f3Tq (TNe, Ac, TQ) степени изменения количества впрыска топлива.

БУД 20 вычисляет соответствующую степень изменения TNemap скорости вращения двигателя посредством карты f4Te (TNemap, TNc, TPb, TQ) степени изменения скорости вращения двигателя, основанной на степени изменения TNc турбоскорости, степени изменения TPb давления наддува и степени изменения TQ количества впрыска топлива. Соответствующая карта f4Te (TNemap, TNc, TPb, TQ) степени изменения скорости вращения двигателя представляет собой четырехмерную карту, предварительно сохраненную в устройстве хранения данных в БУД 20, которая показывает взаимосвязи между соответствующей степенью изменения TNemap скорости вращения двигателя, степенью изменения TPb давления наддува, степенью изменения TNc турбоскорости и степенью изменения TQ количества впрыска топлива.

БУД 20 вычисляет соответствующую степень изменения TNemap турбоскорости посредством соответствующей карты f4Tc (TNe, Tcmap, TPb, TQ) степени изменения турбоскорости, основанной на степени изменения TNe скорости вращения двигателя, степени изменения TPb давления наддува и степени изменения TQ количества впрыска топлива. Соответствующая карта f4Tc (TNe, Tcmap, TPb, TQ) степени изменения турбоскорости представляет собой четырехмерную карту, предварительно сохраненную в устройстве хранения данных в БУД 20, которая показывает взаимосвязи между степенью изменения TNe скорости вращения двигателя, степенью изменения TPb давления наддува, соответствующей степенью изменения TNcmap турбоскорости и степенью изменения TQ количества впрыска топлива.

БУД 20 вычисляет соответствующую степень изменения TPbmap давления наддува посредством карты f4Tp (TNe, TNc, TPbmap, TQ) степени изменения давления наддува, основанной на степени изменения TNe скорости вращения двигателя, степени изменения TNc турбоскорости и степени изменения TQ скорости вращения двигателя. Соответствующая карта f4Tp (TNe, TNc, TPbmap, TQ) степени изменения давления наддува представляет собой четырехмерную карту, предварительно сохраненную в устройстве хранения данных в БУД 20, которая показывает взаимосвязи между степенью изменения TNe скорости вращения двигателя, соответствующей степенью изменения TPbmap давления наддува, степенью изменения TNc турбоскорости и степенью изменения TQ количества впрыска топлива.

На этапе S151 БУД 20 получает физические величины для такого контроля. А именно, БУД 20 вычисляет степень изменения TNe скорости вращения двигателя и степень изменения TPb давления наддува. БУД 20 получает угол Ас поворота акселератора от датчика 24 угла поворота акселератора.

БУД 20 вычисляет степень изменения TQ количества впрыска топлива посредством карты f3Tq (TNe, Ac, TQ) степени изменения количества впрыска топлива, основанной на степени изменения TNe скорости вращения двигателя и угле Ас поворота акселератора.

Более того, на этапе S151 БУД 20 вычисляет соответствующую степень изменения TNemap скорости вращения двигателя посредством соответствующей карты f4Te (TNemap, TNc, TPb, TQ) степени изменения скорости вращения двигателя, основанной на степени изменения TNc турбоскорости, степени изменения TPb давления наддува и степени изменения TQ количества впрыска топлива.

На этапе S151 БУД 20 вычисляет порог ±∆TNe допуска на соответствующую степень изменения TNemap скорости вращения двигателя. Порог ±∆TNe определяется в соответствии с каждой соответствующей степенью изменения TNemap скорости вращения двигателя и также изменяется согласно изменениям степени изменения TNc турбоскорости, степени изменения TPb давления наддува и степени изменения TQ количества впрыска топлива.

Более того, на этапе S151 БУД 20 вычисляет соответствующую степень изменения TNcmap турбоскорости посредством карты f4Tc (TNe, TNcmap, TPb, TQ) на основе степени изменения TNe скорости вращения двигателя, степени изменения TPb давления наддува и степени изменения TQ количества впрыска топлива и вычисляет порог ±∆TNc соответствующей степени изменения TNcmap турбоскорости. Порог ±∆TNc определяется в соответствии с каждой соответствующей степенью изменения TNcmap турбоскорости и также изменяется в соответствии с изменениями степени изменения TNe скорости вращения двигателя, степени изменения TPb давления наддува и степени изменения TQ количества впрыска топлива.

Более того, на этапе S151 БУД 20 вычисляет соответствующую степень изменения TPbmap давления наддува посредством карты f4Tp (TNe, TNc, TPbmap, TQ), основанной на степени изменения TNe скорости вращения двигателя, степени изменения TPc турбоскорости и степени изменения TQ количества впрыска топлива, и вычисляет порог ±∆TPb соответствующей степени изменения TPbmap давления наддува. Порог ±∆TPb определяется в соответствии с каждой соответствующей степенью изменения TPbmap давления наддува и также изменяется в соответствии с изменениями степени изменения TNe скорости вращения двигателя, степени изменения TPb давления наддува и степени изменения TQ количества впрыска топлива.

На этапе S152 БУД 20 оценивает, будет ли абсолютное значение разницы между степенью изменения TNc турбоскорости и соответствующей степенью изменения TNcmap турбоскорости меньше, чем порог ΔTNc, и будет ли абсолютное значение разницы между степенью изменения TPb давления наддува и соответствующей степенью изменения TPbmap давления наддува меньше, чем порог ΔTNb, или нет.

На этапе S153 в случае, когда оценка этапа S152 - «Нет», БУД 20 выполняет следующие процессы. Когда степень изменения TNc турбоскорости минус соответствующая степень изменения TNcmap турбоскорости меньше чем 0 и степень изменения TPb давления наддува минус соответствующая степень изменения TPbmap давления наддува меньше чем 0, БУД 20 выполняет регулирование с обратной связью величины впрыска так, чтобы степень изменения TNc турбоскорости стала больше, чем соответствующая степень изменения TNcmap турбоскорости плюс порог ΔTNc.

С другой стороны, на этапе S153, когда степень изменения TNc турбоскорости больше, чем соответствующая степень изменения TNcmap турбоскорости, и степень изменения TPb давления наддува минус соответствующая степень изменения TPbmap давления наддува больше чем 0, БУД 20 выполняет регулирование с обратной связью величины впрыска так, чтобы степень изменения ЕТс турбоскорости стала меньше, чем соответствующая степень изменения TNcmap турбоскорости минус порог ΔTNc. После завершения процесса БУД 20 возвращается к этапу S151.

На этапе S154 в случае, когда оценка этапа S152 - «Нет», БУД 20 оценивает, будет ли абсолютное значение разности между степенью изменения TNe скорости вращения двигателя и соответствующей степенью изменения TNemap скорости вращения двигателя меньше, чем порог ΔTNe, или нет. Когда оценка - «Нет», БУД 20 возвращается к этапу S151.

На этапе S155, когда оценка этапа S154 - «Да», БУД 20 заменяет значение степени изменения TQ количества впрыска топлива в соответствующей карте f4Tc (TNemap, TNe, TPb, TQ) степени изменения турбоскорости, в соответствующей карте f4Tp (TNe, TNc, TPbmap, TQ) степени изменения давления нагнетания и в соответствующей карте f4Te (TNemap, TNc, TPb, TQ) степени изменения скорости вращения двигателя на действительную степень изменения TQ количества впрыска топлива.

Соответственно, в двигателе 1, имеющем турбонагнетатель 7, разброс количества впрыска топлива при состоянии ускорения/замедления двигателя 1 может быть скорректирован на основе степени изменения TNc турбоскорости, степени изменения TPb давления наддува и степени изменения TNe скорости вращения двигателя. Посредством изменения степени изменения TNc турбоскорости, степени изменения TNb давления наддува и степени изменения TNe скорости вращения двигателя количество впрыска топлива может быть скорректировано в соответствии с изменением устройства впрыска топлива за большой промежуток времени.

Промышленная применимость

Настоящее изобретение может быть использовано в двигателе внутреннего сгорания.

Изобретение относится к двигателю, имеющему нагнетатель. Двигатель (1) содержит: корпус (5), нагнетатель (7), средства определения скорости вращения двигателя (21), скорости вращения нагнетателя (22), давления нагнетания (23) и средство управления (20). Средство управления (20) распознает скорость вращения двигателя, давление нагнетания, скорость вращения нагнетателя и количество впрыскиваемого топлива и корректирует количество впрыскиваемого топлива. Технический результат заключается в обеспечении подачи требуемого количества впрыскиваемого топлива в полном рабочем диапазоне двигателя. 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Двигатель, содержащий:
корпус двигателя, имеющий нагнетатель;
средство определения скорости вращения двигателя, которое определяет скорость вращения двигателя;
средство определения скорости вращения нагнетателя, которое определяет скорость вращения нагнетателя;
средство определения давления нагнетания, которое определяет давление нагнетания; и
средство управления, которое корректирует количество впрыска топлива;
при этом средство управления распознает скорость вращения двигателя, давление нагнетания, скорость вращения нагнетателя и количество впрыска топлива и корректирует количество впрыска топлива.

2. Двигатель по п.1, в котором средство управления вычисляет соответствующую скорость вращения нагнетателя и соответствующий допуск скорости вращения нагнетателя на основе скорости вращения двигателя, давлении нагнетания и количестве впрыска топлива,
при этом, когда скорость вращения нагнетателя не находится в пределах соответствующего допуска на скорость вращения нагнетателя, средство управления корректирует количество впрыска топлива так, чтобы скорость вращения нагнетателя находилась в пределах соответствующего допуска на скорость вращения нагнетателя.

3. Двигатель по п.2, в котором, когда скорость вращения нагнетателя находится в пределах соответствующего допуска на скорость вращения нагнетателя, средство управления определяет количество впрыска топлива в момент определения скорости вращения нагнетателя как модифицированное количество впрыска топлива, соответствующее соответствующей скорости вращения нагнетателя.

4. Двигатель по п.1, в котором средство управления вычисляет соответствующее давление нагнетания и соответствующий допуск на давление нагнетания на основе скорости вращения двигателя, скорости вращения нагнетателя и количества впрыска топлива,
при этом, когда давление нагнетания не находится в пределах соответствующего допуска на давление нагнетания, средство управления корректирует количество впрыска топлива так, чтобы давление нагнетания находилось в пределах соответствующего допуска на давление нагнетания.

5. Двигатель по п.4, в котором, когда давление нагнетания находится в пределах соответствующего допуска на давление нагнетания, средство управления определяет давление нагнетания как модифицированное значение соответствующего давления нагнетания.

6. Двигатель по п.1, в котором средство управления вычисляет соответствующую скорость вращения двигателя и соответствующий допуск на скорость вращения двигателя на основе давления нагнетания, скорости вращения нагнетателя и количества впрыска топлива,
при этом, когда скорость вращения двигателя не находится в пределах соответствующего допуска на скорость вращения двигателя, средство управления корректирует количество впрыска топлива так, чтобы скорость вращения двигателя находилась в пределах соответствующего допуска на скорость вращения двигателя.

7. Двигатель по п.6, в котором, когда скорость вращения двигателя находится в пределах соответствующего допуска на скорость вращения двигателя, средство управления определяет скорость вращения двигателя как модифицированное значение соответствующей скорости вращения двигателя.

8. Двигатель по любому из пп.2-7, в котором средство управления вычисляет соответствующий допуск на коррекцию количества впрыска топлива на основе количества впрыска топлива,
при этом, когда скорректированное количество впрыска топлива не находится в пределах соответствующего допуска на коррекцию соответствующего количества впрыска топлива, средство управления определяет скорректированное количество впрыска топлива как максимум или минимум соответствующего допуска на коррекцию количества впрыска топлива.

9. Двигатель по п.8, в котором средство управления определяет верхний предел скорости вращения нагнетателя, определяемый в соответствии с каждой скоростью вращения двигателя как верхний предел скорости вращения нагнетателя; при этом, когда скорость вращения нагнетателя становится больше, чем верхний предел скорости вращения нагнетателя, средство управления останавливает увеличение количества впрыска топлива.

10. Двигатель по п.9, в котором, когда скорость вращения нагнетателя повторяет превышение верхнего предела скорости вращения нагнетателя сверх вычисленного значения, средство управления оценивает, что впрыск топлива аномален.

11. Двигатель по п.1, в котором средство управления вычисляет степень изменения скорости вращения двигателя на основе скорости вращения двигателя, вычисляет степень изменения давления нагнетания на основе давления нагнетания, вычисляет степень изменения скорости вращения нагнетателя на основе скорости вращения нагнетателя, вычисляет степень изменения количества впрыска топлива и распознает степень изменения скорости вращения двигателя, степень изменения скорости вращения нагнетателя и степень изменения количества впрыска топлива и корректирует количество впрыска топлива.

12. Двигатель по п.11, в котором средство управления вычисляет соответствующую степень изменения скорости вращения нагнетателя и соответствующий допуск на степень изменения скорости вращения нагнетателя на основе степени изменения скорости вращения двигателя, степени изменения давления нагнетания и степени изменения количества впрыска топлива,
при этом, когда степень изменения скорости вращения нагнетателя не находится в пределах соответствующего допуска на степень изменения скорости вращения нагнетателя, средство управления корректирует количество впрыска топлива так, чтобы степень изменения скорости вращения нагнетателя находилась в пределах соответствующего допуска на степень изменения скорости вращения нагнетателя.

13. Двигатель по п.12, в котором, когда степень изменения скорости вращения нагнетателя находится в пределах соответствующего допуска на степень изменения скорости вращения нагнетателя, средство управления определяет степень изменения скорости вращения нагнетателя как модифицированное значение соответствующей степени изменения скорости вращения нагнетателя.

14. Двигатель по п.11, в котором средство управления вычисляет соответствующую степень изменения давления нагнетания и соответствующий допуск на степень изменения давления нагнетания на основе степени изменения скорости вращения двигателя, степени изменения скорости вращения нагнетателя и степени изменения количества впрыска топлива,
при этом, когда степень изменения давления нагнетания не находится в пределах соответствующего допуска на степень изменения давления нагнетания, средство управления корректирует количество впрыска топлива так, чтобы степень изменения давления нагнетания находилась в соответствующих пределах допуска на степень изменения давления нагнетания.

15. Двигатель по п.14, в котором, когда степень изменения давления нагнетания находится в пределах соответствующего допуска на степень изменения давления нагнетания, средство управления определяет степень изменения давления нагнетания как модифицированное значение соответствующей степени изменения давления нагнетания.

16. Двигатель по п.11, в котором средство управления вычисляет соответствующую степень изменения скорости вращения двигателя и соответствующий допуск на степень изменения скорости вращения двигателя на основе степени изменения скорости вращения нагнетателя, степени изменения давления нагнетания и степени изменения количества впрыска топлива, и
при этом, когда степень изменения скорости вращения двигателя не находится в пределах соответствующего допуска на степень изменения скорости вращения двигателя, средство управления корректирует количество впрыска топлива так, чтобы степень изменения скорости вращения двигателя находилась в пределах соответствующего допуска на степень изменения скорости вращения двигателя.

17. Двигатель по п.16, в котором, когда степень изменения скорости вращения двигателя находится в пределах соответствующего допуска на степень изменения скорости вращения двигателя, средство управления определяет степень изменения скорости вращения двигателя как модифицированное значение соответствующей степени изменения скорости вращения двигателя.