УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2015 года по МПК F02D13/02 F02D41/22 F02D43/00 F02P5/15 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к управлению двигателем внутреннего сгорания, оснащенным механизмом изменения фаз газораспределения, способным на изменение фаз газораспределения клапана двигателя, и к вычислению считываемых значений фаз газораспределения, учитываемых при задании другого актуатора двигателя внутреннего сгорания (например, при задании момента зажигания).

Уровень техники

[0002] Как упомянуто в патентном документе 1, для сдерживания детонации в двигателе внутреннего сгорания, выполняется так называемое отслеживающее регулирование детонации для того, чтобы обеспечивать запаздывание момента зажигания, когда обнаружена детонация с предварительно определенным уровнем. В случае двигателя внутреннего сгорания, оснащенного механизмом изменения фаз газораспределения, способным на изменение фаз газораспределения клапана двигателя (впускного клапана и выпускного клапана) упомянутого двигателя, система управления сконфигурирована с возможностью считывать фактические фазы газораспределения с помощью датчика, такого как датчик угла распределительного кулачка, и задавать момент зажигания (изменение и скорость момента зажигания) в соответствии со считываемыми фазами газораспределения.

Документы предшествующего уровня техники

Патентные документы

[0003] Патентный документ 1. JP H02-102347 A

Сущность изобретения

Задача, которая должна быть решена изобретением

[0004] В случае обнаружения анормальности считывания фаз газораспределения в течение периода времени до тех пор, пока не будет подтверждена анормальность (NG), считываемые фазы газораспределения могут быть неточными. Если считываемые фазы газораспределения отклоняются от фактических фаз газораспределения по какой-либо причине, задание на основе неточных считываемых фаз газораспределения, например, может снижать точность при задании момента зажигания и может вызывать детонацию с чрезмерно ранним зажиганием.

Средство для решения задачи

[0005] Настоящее изобретение разработано с учетом такой ситуации. Согласно настоящему изобретению, предусмотрен механизм изменения фаз газораспределения, допускающий изменение фаз газораспределения клапана двигателя для двигателя внутреннего сгорания, считываемые фазы газораспределения или считываемое значение фаз газораспределения детектируется, и другой актуатор двигателя внутреннего сгорания управляется на основе считываемых фаз газораспределения или считываемого значения. Во время изменения фаз газораспределения в сторону опережения или сторону запаздывания, система управления вычисляет значение фаз газораспределения с предварительно определенным откликом, полученное посредством изменения фаз газораспределения относительно предыдущего значения считываемых фаз газораспределения с предварительно определенной скоростью отклика, и ограничивает считываемые фазы газораспределения таким образом, что считываемые фазы газораспределения становятся меньше или равными фазам газораспределения с предварительно определенным откликом, когда считываемые фазы газораспределения превышают фазы газораспределения с предварительно определенным откликом.

[0006] Такие определенные считываемые фазы газораспределения используются, например, для задания момента зажигания при отслеживаемом регулировании детонации.

Преимущества изобретения

[0007] Согласно настоящему изобретению, система управления ограничивает считываемое значение фаз газораспределения как равное или ниже предварительно определенного значения отклика, полученного посредством изменения фаз газораспределения с предварительно определенной скоростью отклика, и за счет этого сдерживает отклонение считываемого значения от фактических фаз газораспределения, даже если считываемые фазы газораспределения отклоняются от фактических фаз газораспределения по какой-либо причине. Следовательно, система управления может повышать точность при задании момента зажигания в соответствии со считываемыми фазами газораспределения и предотвращать детонацию вследствие чрезмерного опережения момента зажигания.

Краткое описание чертежей

[0008] Фиг. 1 является видом, показывающим системную конструкцию устройства управления для двигателя внутреннего сгорания, согласно одному практическому примеру настоящего изобретения.

Фиг. 2 является функциональной блок-схемой, показывающей процесс задания момента зажигания для отслеживаемого регулирования детонации согласно практическому примеру.

Фиг. 3 является характерным видом, показывающим карту для задания базового момента зажигания для отслеживаемого регулирования детонации по фиг. 2.

Фиг. 4 является характерным видом, показывающим карту для задания скорости коррекции для момента зажигания для отслеживаемого регулирования детонации по фиг. 2.

Фиг. 5 является характерным видом, показывающим карту для задания целевого угла VTC-изменения по фиг. 2.

Фиг. 6 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей последовательность операций управления заданием оцененного (считываемого) угла VTC-изменения в практическом примере.

Фиг. 7 является характерным видом, показывающим таблицу задания скорости самого быстрого VTC-отклика.

Фиг. 8 является характерным видом, показывающим таблицу задания скорости самого медленного VTC-отклика.

Оптимальный режим осуществления изобретения

[0009] Далее приводится пояснение предпочтительного варианта(ов) осуществления согласно настоящему изобретению со ссылкой на чертежи. Фиг. 1 показывает системную конструкцию устройства управления двигателем согласно одному практическому примеру настоящего изобретения, для двигателя внутреннего сгорания. Двигатель 1 внутреннего сгорания включает в себя, в качестве клапана двигателя, впускной клапан 3 и выпускной клапан 4. Кроме того, двигатель 1 внутреннего сгорания содержит механизм 6 изменения фаз газораспределения впускного клапана (в дальнейшем также называемый "VTC") в качестве приводного механизма регулируемого клапана, допускающего изменение фаз газораспределения впускного клапана 3. В этом практическом примере, механизм 6 изменения фаз газораспределения впускного клапана сконфигурирован с возможностью непрерывно обеспечивать запаздывание и опережение момента открытия впускного клапана и момента закрытия впускного клапана одновременно на равные величины без изменения рабочего угла (периодов открытия и закрытия) посредством обеспечения запаздывания и опережения центрального угла рабочего угла впускного клапана 3 непрерывно относительно угла поворота коленчатого вала. Механизм 6 изменения фаз газораспределения впускного клапана представляет собой лопастной механизм для того, чтобы обеспечивать запаздывание и опережение фазы вращения приводимого вала относительно угла поворота коленчатого вала посредством изменения относительной позиции вращения между ротором, вращающимся с приводимым валом (распределительным валом) для приведения в действие впускного клапана, и корпусом, вращаемым посредством коленчатого вала, как пояснено в JP 2007-32380 A. Поскольку конструкция механизма 6 изменения фаз газораспределения впускного клапана известна, подробное пояснение опускается.

[0010] Дроссельный клапан 2 с электронным управлением предоставляется на стороне восходящего направления коллектора 7a впускного канала 7 и сконфигурирован с возможностью управлять открытием с помощью актуатора, такого как примеру, электромотор. Дроссельный клапан 2 используется главным образом для того, чтобы формировать незначительное отрицательное давление (например, -50 мм рт. ст.), требуемое для обработки вытекающего газа во впускном канале 7, и регулирование объема всасываемого воздуха выполняется по существу посредством изменения характеристики подъема клапана для впускного клапана 3 с помощью механизма 6 изменения фаз газораспределения впускного клапана. Кроме того, топливный инжектор 8 располагается во впускном канале 7 и сконфигурирован с возможностью впрыскивать топливо в объеме, соответствующем объему всасываемого воздуха, регулируемому посредством впускного клапана 3 или дроссельного клапана 2.

[0011] Модуль 10 управления принимает сигнал угла распределительного кулачка, представляющий угол поворота распределительного вала на стороне впускного клапана, считываемый посредством датчика 11 угла распределительного кулачка, сигнал угла поворота коленчатого вала, который представляет собой угол поворота коленчатого вала, считываемый посредством датчика 12 угла поворота коленчатого вала, сигнал объема всасываемого воздуха из датчика 13 объема всасываемого воздуха, сигнал температуры воды из датчика 14 температуры охлаждающей воды, сигнал состава смеси "воздух-топливо" выхлопного газа, считываемый посредством датчика 15 состава смеси "воздух-топливо", и т.д. В дополнение к этим сигналам, модуль 10 управления дополнительно принимает сигнал детонации из датчика 16 детонации для считывания детонации в камере сгорания и сигнал температуры масла из датчика 17 температуры масла. Из этих входных сигналов модуль 10 управления вычисляет объем впрыска топлива, момент впрыска топлива, момент зажигания и целевое открытие дроссельного клапана 2 и т.д. В дополнение к этим величинам, модуль 10 управления дополнительно вычисляет целевое значение TARGET угла VTC-изменения, соответствующее фазам газораспределения механизма 6 изменения фаз газораспределения впускного клапана, как упомянуто ниже. Затем, модуль 10 управления управляет топливным инжектором 8 и свечой 9 зажигания таким образом, чтобы достигать требуемого объема впрыска топлива и момента зажигания. Кроме того, модуль 10 управления выводит, в актуатор механизма 6 изменения фаз газораспределения впускного клапана, управляющий сигнал для того, чтобы достигать целевого значения TARGET угла VTC-изменения механизма 6 изменения фаз газораспределения впускного клапана, и управляет открытием дроссельного клапана 2 таким образом, чтобы достигать вышеуказанного целевого открытия.

[0012] В этом практическом примере, система или устройство управления выполняет так называемое отслеживаемое регулирование детонации для управления моментом зажигания в сторону опережения в максимально возможной степени в диапазоне, в котором сила и частота детонации ниже или равны предварительно определенным уровням, в соответствии с сигналом из датчика 16 детонации. Фиг. 2 является функциональной блок-схемой, показывающей операции задания момента зажигания при отслеживаемом регулировании детонации.

[0013] Этап B11 представляет собой секцию для того, чтобы определять базовый момент зажигания или базовое значение момента зажигания для отслеживаемого регулирования детонации (момента зажигания для отслеживаемого регулирования детонации), из эффективности наполнения цилиндров и частоты вращения двигателя, посредством обращения к карте базового момента зажигания для отслеживаемого регулирования детонации или к базовому значению момента зажигания для отслеживаемого регулирования детонации, как показано на фиг. 3, предварительно заданному и сохраненному посредством эксперимента с использованием фактической машины. Эффективность наполнения цилиндров определяется из объема всасываемого воздуха, фазы газораспределения и т.д. Частота вращения двигателя определяется из сигнала датчика из датчика 12 угла поворота коленчатого вала и т.д. Как показано на фиг. 3, базовый момент зажигания или базовое значение момента зажигания задается на стороне запаздывания по мере того, как становится более высокой эффективность наполнения цилиндров, поскольку становится более высокой вероятность детонации. Вместо эффективности наполнения цилиндров, можно использовать объем всасываемого воздуха, требуемый крутящий момент или нагрузку на двигатель.

[0014] Этап B12 представляет собой секцию для того, чтобы определять скорость или коэффициент коррекции момента зажигания для отслеживаемого регулирования детонации, из эффективности наполнения цилиндров и частоты вращения двигателя, посредством обращения к карте скорости коррекции момента зажигания для отслеживаемого регулирования детонации, предварительно заданной и сохраненной, как показано на фиг. 4, посредством эксперимента с использованием фактической машины. По мере того, как угол изменения впускного VTC становится больше на стороне опережения, момент зажигания для отслеживаемого регулирования детонации сдвигается в сторону запаздывания, и величина сдвига имеет чувствительность к частоте вращения двигателя и эффективности наполнения цилиндров. Соответственно, как показано на фиг. 4, скорость коррекции момента зажигания задается выше по мере того, как становится выше эффективность наполнения цилиндров, и по мере того, как становится выше частота вращения двигателя.

[0015] Этап B13 представляет собой секцию для того, чтобы определять считываемый угол VTCNOW VTC-изменения или считываемое значение угла VTC-изменения, которое представляет собой фазы газораспределения впускного VTC, из сигналов, передаваемых из датчика 12 угла поворота коленчатого вала и датчика 11 угла распределительного кулачка. Этот считываемый угол VTCNOW VTC-изменения соответствует разности фаз для фазы угла распределительного кулачка распределительного вала относительно угла поворота коленчатого вала для коленчатого вала относительно опорной фазы.

[0016] Этап B14 представляет собой секцию для того, чтобы вычислять целевой угол TARGET VTC-изменения или целевое значение угла VTC-изменения, чтобы минимизировать расход топлива, из эффективности наполнения цилиндров и частоты вращения двигателя, посредством обращения к карте целевого угла TARGET VTC-изменения, предварительно заданной и сохраненной, как показано на фиг. 5, посредством эксперимента с использованием фактической машины. Как показано на фиг. 5, целевой угол TARGET VTC-изменения задается больше на стороне высокой скорости и высокой нагрузки, на которой эффективность наполнения и частота вращения двигателя являются высокими, и меньше на стороне низкой скорости и низкой нагрузки, на которой эффективность наполнения и частота вращения двигателя являются низкими.

[0017] Этап B15 представляет собой секцию для того, чтобы вычислять оцененный угол VTCNFS VTC-изменения или оцененное значение угла VTC-изменения из считываемого угла VTCNOW VTC-изменения, целевого угла TARGET VTC-изменения, другого параметра или параметра(ов), таких как температура масла, считываемая посредством датчика 17 температуры масла. Процесс вычисления оцененного угла VTCNFS VTC-изменения поясняется ниже со ссылкой на фиг. 6.

[0018] Блок B16 представляет собой секцию для того, чтобы определять величину коррекции посредством умножения оцененного угла VTCNFS VTC-изменения, определенного на этапе B15, и скорости коррекции, определенной на этапе B12. Блок B17 представляет собой секцию для того, чтобы вычислять конечное момент зажигания для отслеживаемого регулирования детонации посредством вычитания величины коррекции, определенной на этапе B16, из базового момента зажигания, определенного на этапе B11.

[0019] Фиг. 6 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей последовательность операций процесса для вычисления оцененного угла VTCNFS VTC-изменения на этапе B14. На этапе S11, система управления выполняет определение NG (анормальности), чтобы подтверждать анормальность считывания датчика угла поворота коленчатого вала (или датчика угла распределительного кулачка), в соответствии с сигналом датчика от датчика 12 угла поворота коленчатого вала и сигналом датчика от датчика 11 угла распределительного кулачка. Например, определение NG (анормальности) выполняется, когда предварительно определенный период времени (например, период времени двух оборотов коленчатого вала) истек в состоянии, в котором анормальность датчика или анормальность считывания датчика угла поворота коленчатого вала (распределительного кулачка) обнаруживается на нижеупомянутом этапе S12.

[0020] На этапе S12, система управления определяет, обнаруживается ли анормальность считывания датчика угла поворота. Например, посредством подсчета числа импульсов импульсного сигнала, выведенного посредством датчика угла поворота коленчатого вала (распределительного кулачка) в течение предварительно определенного периода времени. Система управления определяет то, что анормальность считывания присутствует, когда количество импульсов или число импульсов, подсчитанное в течение предварительно определенного периода времени, находится за пределами нормального диапазона количества импульсов нормального состояния, и определяет то, что никакой анормальности считывания не обнаружено, и состояние нормальное, когда количество импульсов или число импульсов, подсчитанное в течение предварительно определенного периода времени, находится в пределах нормального диапазона количества импульсов.

[0021] На этапе S13, система управления анализирует, находится ли или нет VTC в процессе опережения и выполнения опережения. Например, система управления определяет то, что опережение выполняется, когда целевой угол TARGET VTC-изменения, увеличивающийся в сторону опережения, превышает считываемый угол VTCNOW VTC-изменения, поскольку VTC управляется на стороне опережения посредством управления с обратной связью и т.д.

[0022] На этапе S14, система управления анализирует, находится ли или нет VTC в процессе запаздывания или выполнения запаздывания. Например, система управления определяет то, что запаздывание выполняется, когда целевой угол TARGET VTC-изменения, увеличивающийся в сторону опережения, меньше считываемого угла VTCNOW VTC-изменения, поскольку VTC управляется на стороне запаздывания посредством управления с обратной связью и т.д.

[0023] Вышеуказанный "угол VTC-изменения" может быть вычислен посредством преобразования времени от момента времени обнаружения опорного импульсного сигнала, предварительно выбранного из импульсных сигналов, сформированных посредством датчика 12 угла поворота коленчатого вала, до момента времени обнаружения предварительно определенного импульсного сигнала, сформированного посредством датчика 11 угла распределительного кулачка, в угол.

[0024] Если никакой анормальности не обнаружено в датчике угла поворота коленчатого вала (распределительного кулачка), определения этапов S11 и S12 являются и отрицательными, и, следовательно, система управления переходит к этапу S15. На этапе S15, оцененный угол VTCNFS VTC-изменения, который должен быть использован для задания момента зажигания, как упомянуто выше, определяется посредством подстановки и задания считываемого угла VTCNOW VTC-изменения для оцененного угла VTC-изменения.

[0025] Когда обнаруживается анормальность считывания датчика угла поворота коленчатого вала (распределительного кулачка) при том, что определение NG анормальности считывания датчика угла поворота коленчатого вала (распределительного кулачка) еще не сформировано, и, следовательно, анормальность считывания еще не подтверждена или еще не подтверждена окончательно, система управления переходит от этапа S12 к этапу S13, поскольку имеется вероятность определения NG. Затем, система управления переходит от этапа S13 к этапу S18 в случае определения того, что VTC находится в процессе выполнения опережения. На этапе S18, оцененный угол VTCNFS VTC-изменения задается равным углу наибольшего опережения (например, 65 градусов). С другой стороны, в случае определения того, что VTC находится в процессе выполнения запаздывания, система управления переходит от этапа S14 к этапу S17. На этапе S17, оцененный угол VTCNFS VTC-изменения задается равным углу наибольшего запаздывания (например, 0 градусов). Когда целевой угол TARGET VTC-изменения равен считываемому углу VTCNOW VTC-изменения, система управления переходит к этапу S16, поскольку определения этапов S13 и S14 являются отрицательными. На этапе S16, оцененный угол VTCNFS VTC-изменения задается равным предыдущему значению оцененного угла VTCNFS VTC-изменения, и за счет этого поддерживается неизменным оцененный угол VTCNFS VTC-изменения.

[0026] В случае определения NG анормальности считывания датчика угла поворота коленчатого вала (распределительного кулачка), система управления переходит от этапа S11 к этапу S19. На этапе S19, оцененный угол VTCNFS VTC-изменения задается равным предварительно определенному углу возврата во время определения NG (например, 0 градусов), чтобы управлять VTC таким образом, чтобы возвращаться в предварительно определенную позицию.

[0027] В этом практическом примере, этапы 20 и 21 разработаны с возможностью ограничивать оцененный угол VTCNFS VTC-изменения (считываемое значение), заданный на этапах S15-S19, как равный или ниже предварительно определенного отклика или значения отклика. В частности, в этом практическом примере, оцененный угол VTCNFS VTC-изменения (считываемое значение) ограничивается как ниже или равный самому быстрому отклику или значению самого быстрого отклика. Эти этапы S20 и S21 соответствуют "средству или секции ограничения считываемых значений или средству или секции ограничения считываемых фаз газораспределения", изложенному в формуле изобретения.

[0028] В частности, когда датчик угла поворота коленчатого вала (распределительного кулачка) не имеет анормальности, выполняется переход к этапу S20 от этапа S15, и оцененный угол VTC-изменения ограничивается посредством этапа S20. В этом случае, независимо от того, представляет ли собой направление изменения в сторону опережения или в сторону запаздывания, оцененный угол VTC-изменения ограничивается как равный или ниже значения самого быстрого отклика, которое представляет собой фазы газораспределения, полученные, когда VTC работает на скорости самого быстрого отклика.

[0029] Вышеуказанное "значение самого быстрого отклика" соответствует фазам газораспределения с самым быстрым откликом, которые представляют собой фазы газораспределения, полученные, когда VTC работает со скоростью самого быстрого отклика от момента времени считывания предыдущих считываемых фаз VTCNOW газораспределения в направлении изменения фаз газораспределения (в сторону опережения или сторону запаздывания) во время изменения фаз газораспределения в сторону опережения или сторону запаздывания. Эти фазы газораспределения с самым быстрым откликом вычисляются посредством модуля 10 управления в соответствии со считываемыми фазами VTCNOW газораспределения предыдущего цикла (например, одного цикла вычисления до этого) и скоростью самого быстрого отклика VTC.

[0030] Вышеуказанная "скорость самого быстрого отклика" имеет чувствительность к частоте вращения двигателя и температуре масла. Следовательно, скорость самого быстрого отклика определяется в соответствии с частотой вращения двигателя и температурой масла, посредством обращения к карте (таблице), как показано на фиг. 7, подготовленной и сохраненной посредством эксперимента, и измерения скорости отклика на каждом уровне частоты вращения двигателя при такой температуре масла, при которой скорость отклика принудительно становится самой быстрой. Как показано на фиг. 7, скорость самого быстрого отклика становится более высокой по мере того, как становится более высокой частота вращения двигателя, как на стороне опережения (на стороне действия или приведения в действие), так и на стороне запаздывания (на стороне возврата).

[0031] Таким образом, когда считываемый угол VTCNOW VTC-изменения (оцененное значение VTCNFS, обновленное со считываемым значением VTCNOW) равен значению, которое не может быть достигнуто даже посредством изменения со скоростью самого быстрого отклика VTC от предыдущего считываемого значения, и, следовательно, равен значению, которое является фактически невозможным с учетом скорости отклика VTC, система управления считает, что считываемое значение VTCNOW, по сути, является неточным по какой-либо причине, и, следовательно, ограничивает оцененное значение VTCNFS значением, ниже или равным значению самого быстрого отклика, полученному посредством изменения со скоростью самого быстрого отклика. Один пример этого вычисления заключается в следующем:

В случае сдвига в сторону опережения:

(VTCNFS (градусы) [после обновления] - VTCNFS [перед обновлением])/период вычисления > скорость самого быстрого отклика (градусов/секунда) VTC на стороне опережения. (1)

VTCNFS [после обновления] = VTCNFS [перед обновлением] + скорость самого быстрого отклика на стороне опережения × период обновления. (2)

Когда удовлетворяется взаимосвязь вышеуказанного математического выражения (1), система управления определяет то, что изменение оцененного значения VTCNFS после обновления является неточным изменением, недоступным даже посредством изменения со скоростью самого быстрого отклика, и, следовательно, система управления ограничивает оцененное значение VTCNFS значением самого быстрого отклика на стороне опережения, выражаемым посредством правой стороны уравнения (2), или значением ниже этого значения самого быстрого отклика на стороне опережения. Период обновления равен, например, 10 мс.

В случае сдвига в сторону запаздывания:

(VTCNFS [перед обновлением] (градусы) - VTCNFS [после обновления])/период вычисления > скорость самого медленного отклика (градусов/секунда) VTC на стороне запаздывания. (3)

VTCNFS [после обновления] = VTCNFS [перед обновлением] - скорость самого быстрого отклика на стороне запаздывания × период обновления. (4)

Аналогично, на стороне запаздывания также, когда удовлетворяется взаимосвязь вышеуказанного математического выражения (3), система управления определяет то, что изменение оцененного значения VTCNFS после обновления является неточным изменением, недоступным даже посредством изменения со скоростью самого быстрого отклика, и, следовательно, система управления ограничивает оцененное значение VTCNFS значением самого быстрого отклика на стороне запаздывания, выражаемым посредством правой стороны уравнения (4), или значением ниже этого значения самого быстрого отклика на стороне запаздывания.

[0032] Когда обнаруживается анормальность считывания датчика угла поворота коленчатого вала (распределительного кулачка), в том числе и для случая определения NG, система управления переходит к этапу S21 после задания считываемого значения VTCNFS в одном из этапов-S16-S19 и ограничивает оцененный угол VTCNFS VTC-изменения. Когда направление изменения - в сторону опережения, система управления ограничивает оцененный угол VTCNFS VTC-изменения как равный или ниже значения самого быстрого отклика, представляющего фазы газораспределения, достигаемые, если VTC работает на скорости самого быстрого отклика, аналогично этапу S20. Когда направление изменения - в сторону запаздывания, с другой стороны, система управления ограничивает оцененный угол VTCNFS VTC-изменения значением самого медленного отклика.

[0033] Вышеуказанное "значение самого медленного отклика" соответствует фазам газораспределения с самым медленным откликом, которые представляют собой фазы газораспределения, полученные, когда VTC работает на скорости самого медленного отклика от момента времени считывания предыдущих считываемых фаз VTCNOW газораспределения в направлении изменения фаз газораспределения во время изменения фаз газораспределения в сторону опережения или сторону запаздывания. Это значение самого медленного отклика вычисляется посредством модуля 10 управления в соответствии со считываемыми фазами VTCNOW газораспределения предыдущего цикла (например, одного цикла вычисления до этого) и скоростью самого медленного отклика VTC.

[0034] Вышеуказанная "скорость самого медленного отклика" имеет чувствительность к частоте вращения двигателя и температуре масла. Следовательно, скорость самого медленного отклика определяется в соответствии с частотой вращения двигателя и температурой масла, посредством обращения к карте (таблице), как показано на фиг. 8, подготовленной и сохраненной посредством эксперимента, и измерения скорости отклика на каждом уровне частоты вращения двигателя при такой температуре масла, при которой скорость отклика принудительно становится самой медленной. Как показано на фиг. 8, скорость самого медленного отклика задается ниже скорости самого быстрого отклика, показанной на фиг. 7.

[0035] Один пример вычисления на этапе S21 заключается в следующем: Математические выражения являются идентичными выражениям (1) и (2) в случае сдвига в сторону опережения (действия). Как следствие, пояснение опускается.

В случае сдвига в сторону запаздывания:

(VTCNFS [перед обновлением] (градусы) - VTCNFS [после обновления])/период вычисления > скорость самого медленного отклика (градусов/секунда) VTC на стороне запаздывания. (5)

VTCNFS [после обновления] = VTCNFS [перед обновлением] - скорость самого медленного отклика на стороне запаздывания × период обновления. (6)

Когда удовлетворяется взаимосвязь вышеуказанного математического выражения (5), система управления ограничивает оцененное значение VTCNFS значением самого медленного отклика на стороне запаздывания со скоростью самого медленного отклика на стороне запаздывания.

[0036] Далее приводится пояснение работы и преимуществ этого практического примера.

[0037] Даже в случае анормальности в датчике угла поворота коленчатого вала и датчике угла распределительного кулачка, требуется время для того, чтобы однозначно обнаруживать анормальность считывания или анормальность датчика. В течение периода времени до конечного или заключительного обнаружения анормальности считывания, считываемый угол VTCNOW VTC-изменения является неточным, и, следовательно, задание момента зажигания может быть неточным, и может вызываться детонация посредством чрезмерно раннего зажигания, если неточный считываемый угол VTCNOW VTC-изменения непосредственно используется в качестве оцененного или прогнозного угла VTCNFS, используемого для задания момента зажигания для отслеживаемого регулирования детонации.

[0038] Чтобы разрешать такую проблему, система управления по этому практическому примеру сконфигурирована с возможностью ограничивать оцененный угол VTCNFS VTC-изменения, по меньшей мере, как равный или ниже значения самого быстрого отклика, когда считываемый угол VTCNOW VTC-изменения превышает значение самого быстрого отклика, независимо от того, обнаружена ли или нет анормальность считывания. За счет этого, система управления может сдерживать отклонение оцененного угла VTCNFS VTC-изменения от фактического значения, сдерживать чрезмерное задание момента зажигания для отслеживаемого регулирования детонации в сторону опережения посредством использования оцененного угла VTCNFS VTC-изменения и за счет этого сдерживать возникновение детонации.

[0039] Кроме того, поскольку зажигание становится поздним, когда впускной VTC становится ранним, когда прогнозируется, что направление изменения представляет собой направление опережения, система управления ограничивает оцененное значение VTCNFS как равное или ниже значения самого быстрого отклика, прогнозированного посредством использования скорости самого быстрого отклика в направлении опережения, и задает момент зажигания для отслеживаемого регулирования детонации посредством использования такого определенного оцененного значения VTCNFS. За счет этого, система управления может надежно предотвращать чрезмерное опережение момента зажигания с помощью момента зажигания для отслеживаемого регулирования детонации, отклоненного в сторону запаздывания.

[0040] С другой стороны, поскольку зажигание становится ранним, когда впускной VTC становится поздним, когда прогнозируется, что VTC работает в направлении запаздывания, оцененный угол VTCNFS VTC-изменения смещается к фазе запаздывания относительно фактического угла VTC-изменения, если оцененный угол VTCNFS VTC-изменения задается равным значению самого быстрого отклика, как и в случае на стороне опережения. Если момент зажигания для отслеживаемого регулирования детонации задается на основе оцененного угла VTCNFS VTC-изменения, отклоненного в сторону запаздывания, зажигание может становиться чрезмерно ранним.

[0041] Следовательно, когда прогнозируется, что VTC сдвигает направление запаздывания, система управления по этому практическому примеру ограничивает оцененное значение VTCNFS значением самого медленного отклика угла VTC-изменения, прогнозированного посредством использования скорости самого медленного отклика в направлении запаздывания, и задает момент зажигания для отслеживаемого регулирования детонации посредством использования такого определенного оцененного значения VTCNFS. За счет этого, система управления может надежно предотвращать чрезмерное опережение момента зажигания с помощью момента зажигания для отслеживаемого регулирования детонации, отклоненного в сторону запаздывания, аналогично случаю на стороне опережения.

[0042] Настоящее изобретение не ограничено проиллюстрированным практическим примером, поясненным выше. Различные изменения и модификации находятся в области действия настоящего изобретения. Например, хотя в вышеуказанном практическом примере используется механизм изменения фаз газораспределения на стороне впускного клапана, настоящее изобретение является применимым к двигателю внутреннего сгорания с использованием механизма изменения фаз газораспределения на стороне выпускного клапана.

[0043] В вышеуказанном практическом примере, система управления сконфигурирована с возможностью вычислять значение самого быстрого отклика фаз газораспределения, полученного посредством изменения предыдущего значения считываемых фаз газораспределения со скоростью самого быстрого отклика во время изменения фаз газораспределения в сторону опережения или сторону запаздывания. Тем не менее, предварительно определенная скорость отклика не ограничивается скоростью самого быстрого отклика, и по своему усмотрению можно вычислять предварительно определенное значение отклика, полученное посредством использования предварительно определенной скорости отклика близко к наибольшей скорости.

ПОЯСНЕНИЕ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

[0044] 1 - двигатель внутреннего сгорания

3 - впускной клапан

4 - выпускной клапан

6 - механизм изменения фаз газораспределения впускного клапана

9 - свеча зажигания

10 - модуль управления

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Устройство управления двигателем предназначено для двигателя внутреннего сгорания, снабженного механизмом изменения фаз газораспределения для того, чтобы изменять фазы газораспределения впускного клапана двигателя внутреннего сгорания. Устройство управления двигателем содержит средство считывания, средство управления моментом зажигания, средство вычисления отклика и средство ограничения считываемых фаз газораспределения. Средство считывания предназначено для того, чтобы детектировать значение считываемых фаз газораспределения впускного клапана. Средство управления моментом зажигания управляет моментом зажигания двигателя внутреннего сгорания в соответствии со считываемыми фазами газораспределения. Средство вычисления отклика предназначено для того, чтобы вычислять значение фаз газораспределения с первым откликом, полученное посредством изменения из предыдущего значения считываемых фаз газораспределения с первой скоростью отклика во время изменения в одну из стороны опережения и стороны запаздывания фаз газораспределения. Средство ограничения считываемых фаз газораспределения ограничивает считываемые фазы газораспределения фазами газораспределения со вторым откликом или ниже фаз газораспределения со вторым откликом, более медленных, чем фазы газораспределения с первым откликом, когда считываемые фазы газораспределения превышают фазы газораспределения с первым откликом во время изменения в сторону запаздывания фаз газораспределения. Технический результат заключается в повышении точности считывания фаз газораспределения. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство управления двигателем для двигателя внутреннего сгорания, снабженного механизмом изменения фаз газораспределения для того, чтобы изменять фазы газораспределения впускного клапана двигателя внутреннего сгорания, причем упомянутое устройство управления двигателем содержит:
- средство считывания для того, чтобы детектировать значение считываемых фаз газораспределения впускного клапана;
- средство управления моментом зажигания для того, чтобы управлять моментом зажигания двигателя внутреннего сгорания в соответствии со считываемыми фазами газораспределения;
- средство вычисления отклика для того, чтобы вычислять значение фаз газораспределения с первым откликом, полученное посредством изменения из предыдущего значения считываемых фаз газораспределения с первой скоростью отклика во время изменения в одну из стороны опережения и стороны запаздывания фаз газораспределения; и
- средство ограничения считываемых фаз газораспределения для того, чтобы ограничивать считываемые фазы газораспределения фазами газораспределения со вторым откликом или ниже фаз газораспределения со вторым откликом, более медленных, чем фазы газораспределения с первым откликом, когда считываемые фазы газораспределения превышают фазы газораспределения с первым откликом во время изменения в сторону запаздывания фаз газораспределения.

2. Устройство управления двигателем по п. 1, в котором средство управления моментом зажигания представляет собой секцию для того, чтобы управлять моментом зажигания посредством выполнения отслеживаемого регулирования детонации, чтобы сдерживать детонацию ниже или равной предварительно определенному уровню, и средство управления моментом зажигания выполнено с возможностью вычислять момент зажигания для отслеживаемого регулирования детонации посредством использования считываемых фаз газораспределения.

3. Устройство управления двигателем по п. 1 или 2, в котором средство ограничения считываемых фаз газораспределения выполнено с возможностью ограничивать считываемые фазы газораспределения фазами газораспределения с первым откликом, когда считываемые фазы газораспределения превышают фазы газораспределения с первым откликом, и изменение выполняется в сторону опережения.

4. Устройство управления двигателем по п. 1 или 2, в котором фазы газораспределения с первым откликом представляют собой фазы газораспределения с самым быстрым откликом посредством изменения из предыдущего значения считываемых фаз газораспределения со скоростью самого быстрого отклика, и фазы газораспределения со вторым откликом представляют собой фазы газораспределения с самым медленным откликом посредством изменения из предыдущего значения считываемых фаз газораспределения со скоростью самого медленного отклика.