УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2016 года по МПК F01N3/20 F01N9/00 B01D53/94 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Изобретение относится к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания и, в частности, к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания, снабженного горелкой, установленному в выхлопной трубе после устройства для очистки выхлопных газов.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] В выхлопном канале двигателя внутреннего сгорания транспортного средства и т.п. в некоторых случаях после устройства для обработки выхлопных газов устанавливается горелка (каталитический нейтрализатор или его аналог); температура выхлопных газов повышается под действием газа, нагретого горелкой, и устройство очистки выхлопных газов нагревается, что способствует его прогреву. Как правило, горелка воспламеняется и сжигает топливо, поступающее в выхлопной канал, тем самым вырабатывая нагретый газ, содержащий пламя (см., например, Патент 1).

[0003] Кстати, эффективность горения в горелке повышается с повышением концентрации кислорода в выхлопных газах, подаваемых в горелку. Напротив, при попытке вывести интенсивность процесса горения в горелке на определенный минимальный уровень концентрация кислорода в подаваемом газе должна быть выше минимальной требуемой концентрации кислорода. Данная тенденция особо заметна при низкой температуре подаваемого газа.

[0004] С другой стороны, в последние годы был достигнут определенный прогресс в экономии топлива за счет уменьшения числа оборотов двигателя, что приводит к сокращению количества выхлопного газа за единицу времени. При этом снижение трения вследствие уменьшения числа оборотов двигателя является незначительным, а в случае с транспортным средством, оснащенным автоматической коробкой передач, имеет место также сопротивление трансформатора крутящего момента, вызываемое трением. Таким образом, это приводит к увеличению нагрузки на двигатель.

[0005] Учитывая данные обстоятельства, наблюдается тенденция к снижению концентрации кислорода в выхлопных газах или, соответственно, концентрации кислорода в газе, подаваемом в горелку. Попытки поддержания стабильного процесса горения на определенном минимальном уровне были сопряжены с известными трудностями, особенно при низкой температуре выхлопных газов.

[0006] Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание устройства управления для двигателя внутреннего сгорания, которое может обеспечивать стабильную интенсивность сгорания в горелке на определенном минимальном уровне.

Уровень техники

Патентный документ

[0007] Патент 1: Опубликованная заявка на патент Японии №2006-112401 (JP-2006-112401 А).

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0008] В соответствии с первым аспектом изобретения, предлагается устройство управления для двигателя внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания оснащен устройством для очистки выхлопных газов, которое устанавливается в выхлопном канале, и горелкой, установленной в выхлопном канале после устройства для очистки выхлопных газов для увеличения температуры выхлопных газов, подаваемых в устройство для очистки выхлопных газов. Особенностью устройства управления для двигателя внутреннего сгорания является управление увеличением для повышения концентрации кислорода в выхлопных газах, подаваемых на горелку, которое выполняется в том случае, если концентрация кислорода в выхлопных газах, подаваемых в горелку, не превышает заранее установленной требуемой концентрации кислорода, когда поступает запрос на активацию горелки.

[0009] Предпочтительно, если управление увеличением включает в себя первый параметр управления для ограничения работы вспомогательного устройства, приводимого в действие двигателем внутреннего сгорания.

[0010] Предпочтительно, когда первый параметр управления предусматривает остановку вспомогательного устройства.

[0011] Предпочтительно, чтобы двигатель внутреннего сгорания был оснащен турбокомпрессором, установленным в выхлопном канале после горелки, при этом турбокомпрессор должен иметь регулируемую створку, установленную во входной части турбины, а управление увеличением включает в себя второй параметр управления для изменения степени открытия регулируемой створки.

[0012] Предпочтительно, чтобы второй параметр управления включал в себя снижение степени открытия регулируемой створки, если рабочее состояние двигателя внутреннего сгорания находится в пределах заранее установленного диапазона без наддува, а скорость вращения двигателя не превышает заранее установленную скорость вращения.

[0013] Предпочтительно, чтобы второй параметр управления включал в себя снижение степени открытия регулируемой створки в пределах такого диапазона, чтобы давление на входе не превышало атмосферное давление.

[0014] Предпочтительно, чтобы второй параметр управления включал в себя увеличение степени открытия регулируемой створки, если рабочее состояние двигателя внутреннего сгорания находится в пределах заранее установленного диапазона без наддува, а скорость вращения двигателя превышает заранее установленную скорость вращения.

[0015] Предпочтительно, чтобы двигатель внутреннего сгорания был установлен на транспортном средстве, транспортное средство оснащено автоматической коробкой передач, которая соединена с двигателем внутреннего сгорания через преобразователь крутящего момента, а управление увеличением включало в себя третий параметр управления для увеличения/уменьшения скорости вращения двигателя посредством увеличения/уменьшения количества топлива, подаваемого в цилиндр во время снижения скорости транспортного средства.

[0016] Предпочтительно, чтобы двигатель внутреннего сгорания был установлен на транспортном средстве, транспортное средство оснащено автоматической коробкой передач, которая соединена с двигателем внутреннего сгорания через преобразователь крутящего момента, а управление увеличением включало в себя четвертый параметр управления для перехода на пониженную передачу автоматической коробки передач до наступления предусмотренного момента перехода во время снижения скорости транспортного средства.

[0017] Предпочтительно, чтобы двигатель внутреннего сгорания был оснащен первой останавливаемой группой цилиндров, второй останавливаемой группой цилиндров, а также устройством очистки выхлопных газов и горелкой, которые предусмотрены для каждой из групп цилиндров; устройство управления определяет для каждой из групп цилиндров, есть или нет запрос на активацию горелки, и превышает ли концентрация кислорода в выхлопных газах, подаваемых в горелку, требуемую концентрацию кислорода, а управление увеличением включает пятый параметр управления для остановки одной из групп цилиндров, в которой будет определено, что концентрация кислорода в выхлопных газах, подаваемых в горелку, не превышает требуемой концентрации кислорода.

[0018] Предпочтительно, чтобы устройство управления выполняло диагностику неисправностей горелки и на время проведения диагностики неисправностей останавливало вспомогательное устройство, приводимое в действие двигателем внутреннего сгорания.

[0019] Предпочтительно, чтобы устройство управления увеличивало степень открытия клапана регулятора, установленного во входном канале, перед проведением управления увеличением, если будет установлено, что концентрация кислорода в выхлопных газах, подаваемых в горелку, не превышает требуемую концентрацию, и выполняло управление увеличением, если концентрация кислорода в выхлопных газах, подаваемых на горелку, не превышает требуемую концентрацию кислорода, даже если степень открытия клапана регулятора увеличивается до максимума.

[0020] Изобретение повышает эффективность возможности стабилизации для обеспечения как минимум определенного уровня производительности сгорания в горелке.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0021] ФИГ. 1 представляет собой схему системы привода транспортного средства в соответствии с настоящим вариантом осуществления данного изобретения.

ФИГ. 2 представляет собой схему двигателя внутреннего сгорания в соответствии с настоящим вариантом осуществления данного изобретения.

ФИГ. 3 представляет собой график, показывающий взаимозависимость температуры входящего газа и эффективность сгорания в горелке.

ФИГ. 4 представляет собой диаграмму результатов испытаний по времени, в том случае, когда транспортное средство запускается без прогрева и движется в режиме ЕС.

ФИГ. 5 представляет собой блок-схему программы выполнения процедуры управления горелкой.

На ФИГ. 6 показана процедура получения требуемой концентрации кислорода.

ФИГ. 7 представляет собой диаграмму по времени, иллюстрирующую пример, где в качестве управления увеличением выполняется первый параметр управления.

ФИГ. 8 представляет собой диаграмму, на которой показано соотношение между скоростью вращения двигателя и давлением на входе, а также соотношение между количеством топлива, впрыскиваемым в цилиндр, и давлением на входе.

ФИГ. 9 представляет собой диаграмму времени, которая является сравнительным примером в том случае, когда третий параметр управления не осуществляется.

ФИГ. 10 представляет собой диаграмму времени, на которой в качестве примера показано выполнение третьего параметра управления.

ФИГ. 11 представляет собой диаграмму времени, на которой в качестве примера показано выполнение четвертого параметра управления.

ФИГ. 12 представляет собой схему двигателя внутреннего сгорания, в котором может выполняться пятый параметра управления.

ФИГ. 13 представляет собой диаграмму времени, на которой в качестве примера показано выполнение пятого параметра управления.

ФИГ. 14 представляет собой диаграмму времени, на которой показано, каким образом температура впускного газа катализатора повышается во время работы горелки.

ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0022] Далее будет подробно описан предпочтительный вариант осуществления изобретения. Тем не менее, следует отметить, что варианты осуществления изобретения не ограничены любым из следующих примеров, и что изобретение охватывает все примеры модификации и применения, которые изложены в сущности изобретения, прописанные в формуле изобретения. Размеры, материалы, формы, относительное расположение и т.п. компонентов, указанные в вариантах осуществления настоящего изобретения, не предназначены исключительно для ограничения технического исполнения изобретения, если не указано иное.

[0023] В нижеследующем описании, сторона входа будет также называться «передняя сторона», а сторона выхода будет называться «задняя сторона».

[0024] На ФИГ. 1 показана схема системы привода транспортного средства в соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения. Транспортное средство (автомобиль) V в соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения имеет автоматическую коробку передач. Автоматическая коробка передач Т/М, которую можно переключать на несколько скоростей, соединена с коленчатым валом Cr двигателя внутреннего сгорания (двигателя) Е, который установлен на транспортном средстве V, через трансформатор крутящего момента Т/С. Пара правых и левых колес W соединена с выходным валом автоматической коробки передач Т/М через передачу последней понижающей ступени FD, в которой предусмотрен дифференциальный механизм.

[0025] На ФИГ. 2 показана схема конфигурации двигателя Е. В соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения, двигатель Е представляет собой многоцилиндровый двигатель внутреннего сгорания с самовоспламенением, а именно дизельный двигатель. Входной канал 2 и выхлопной канал 3 соединены с корпусом двигателя 1, в который входит блок цилиндров, головка цилиндра, поршень и т.п. Входной канал 2 находится в верхней части, и в нем установлен расходомер воздуха 4. Данный расходомер воздуха 4 определяет количество входящего воздуха за единицу времени.

[0026] Корпус двигателя 1 имеет множество цилиндров (не показаны на чертежах), и каждый из цилиндров имеет клапан впрыска топлива, который непосредственно впрыскивает топливо в цилиндр, а именно клапан 6 впрыска топлива в цилиндр. Кроме того, каждый из цилиндров имеет впускной клапан и выпускной клапан.

[0027] Корпус двигателя 1 снабжен регулируемым механизмом 7 синхронизации клапана по времени, предназначенным для изменения фаз газораспределения выпускных клапанов. Регулируемый механизм 7 синхронизации клапана по времени представляет собой устройство, которое одновременно и бесступенчато изменяет продолжительность цикла открытия/закрытия выпускных клапанов всех цилиндров, поддерживая при этом на определенном уровне кинематические углы выпускных клапанов всех цилиндров.

[0028] Выхлопной канал 3, за исключением его оконечностей, имеет турбокомпрессор 5 переменной производительности. Турбокомпрессор имеет турбину 5Т, приводимую в действие выхлопными газами, и компрессор 5С, который приводится в действие турбиной 5Т и служит для увеличения давления на входе. На входной части турбины 5Т предусмотрено множество регулируемых лопаток (не показаны на чертежах), для создания переменной скорости потока выхлопных газов, поступающих в турбину 5Т, и поворотный привод 5А лопаток для одновременного открытия/закрытия этих поворотных лопаток. Во входном канале 2 после компрессора 5С установлен дроссельный клапан 8 с электронным управлением.

[0029] Двигатель Е также снабжен устройством 9 рециркуляции выхлопных газов. Устройство 9 рециркуляции выхлопных газов предназначено для (внешней) рециркуляции выхлопных газов в выхлопном канале 3 в направлении входного канала 2. Устройство 9 рециркуляции выхлопных газов имеет канал 9А рециркуляции выхлопных газов, соединяющий выхлопной канал 3 с входным каналом 2, и в канале 9А рециркуляции выхлопных газов установлен охладитель 9В рециркуляции выхлопного газа и клапан 9С рециркуляции выхлопного газа в вышеуказанном порядке со стороны впуска.

[0030] Окислительный нейтрализатор 10 и катализатор NOx 11, которые представляют собой устройства очистки выхлопных газов, соответственно, установлены в вышеуказанном порядке на стороне впуска в выхлопном канале 3 после турбины 5Т. Выходная часть выхлопного канала 3 установлена после катализатора NOx 11 с выходом в атмосферу через глушитель (не показан).

[0031] Благодаря окислительному нейтрализатору 10 несгоревшие компоненты, такие как НС, СО и т.п., вступают в реакцию с кислородом O₂ и превращаются в СО, CO₂, H₂O и т.п. В качестве каталитического нейтрализатора можно использовать, например, Pt/CeO₂, Mn/CeO₂, Fe/CeO₂, Ni/CeO₂, Cu/CeO₂ и т.д.

[0032] Конструкция катализатора NOx 11 аналогична, например, конструкции катализатора NOx поглощающего/восстанавливающего типа (NSR: хранение и восстановление NOx). Катализатор NOx 11 поглощает NOx, содержащийся в выхлопных газах, если воздушно-топливное отношение в выхлопных газах, поступающих в катализатор NOx 11, богаче стехиометрического воздушно-топливного отношения (теоретическое воздушно-топливное отношение, например, 14,6), а также выпускает и восстанавливает поглощенный NOx, если воздушно-топливное отношение в выхлопных газах равно или меньше стехиометрического соотношения количества воздуха к количеству топлива. Конфигурация катализатора NOx 11 предусматривает использование благородного металла, такого как платина Pt, в качестве компонента катализатора, а абсорбирующий компонент, поддерживаемый на поверхности субстрата, изготавливается из оксида, такого как оксид алюминия Al₂O₃ и т.п. Абсорбирующий компонент NOx состоит из, например, как минимум из одного материала, выбранного из группы щелочных металлов, таких как калий K, натрий Na, литий Li и цезий Cs, щелочноземельных элементов, таких как барий Ва и кальций Са, и редкоземельных элементов, таких как лантан La и иттрий Y. К тому же, катализатор NOx 11 может представлять собой катализатор NOx селективного типа восстановления (SCR: селективное каталитическое восстановление), который способен непрерывно восстанавливать NOx в выхлопных газах при подаче восстановительного агента, такого как мочевина и т.п.

[0033] В дополнение к вышеуказанному окислительному нейтрализатору 10 и катализатору NOx 11 может быть предусмотрен фильтр для улавливания частиц (DPF), собирающий частицы (РМ) с выхлопных газов, такие как сажа и т.п. Предпочтительно, чтобы в фильтре для улавливания частиц (DPF) был предусмотрен катализатор, изготовленный из благородного металла, устанавливаемый на фильтре, а конструкция была аналогична конструкции непрерывного катализатора восстанавливающего типа, в котором собранные частицы непрерывно окисляются и сжигаются. Предпочтительно, чтобы фильтр для улавливания частиц (DPF) был установлен по крайней мере, после окислительного нейтрализатора 10. В этой связи, двигатель может быть двигателем внутреннего сгорания с принудительным зажиганием, а именно, бензиновым двигателем. В данном случае, рекомендуется использовать трехкомпонентный катализатор в выходном канале. Данный фильтр для улавливания частиц (DPF) и трехкомпонентный катализатор классифицируются как устройства очистки выхлопных газов.

[0034] Выхлопная заслонка 12, предназначенная преимущественно для торможения выхлопных газов, устанавливается в выхлопном канале 3 после катализатора NOx 11.

[0035] Горелка 20 устанавливается в выхлопном канале 3 после турбины 5Т и перед окислительным нейтрализатором 6. Горелка 20 предназначена для повышения температуры выхлопных газов, подаваемых на окислительный нейтрализатор 10 и катализатор NOx 11 (особенно на окислительный нейтрализатор 10, который расположен в крайнем верхнем положении), расположенный ниже горелки 20. В горелке 20 предусмотрен клапан 21 добавки топлива и нагреватель или запальная свеча 22, в качестве устройства зажигания.

[0036] Клапан 21 добавки топлива впрыскивает, подает или добавляет жидкое топливо F в выходной канал 3. В качестве топлива F обычно используется дизельное топливо для двигателей, но можно использовать и другой вид топлива. Клапан 21 добавки топлива впрыскивает топливо F преимущественно по направлению к запальной свече 22. Запальная свеча 22 воспламеняет или сжигает топливо F, впрыснутое клапаном 21 добавки топлива, или смесь данного топлива с выхлопным газом. Запальная свеча 22 установлена после клапана 21 добавки топлива.

[0037] В конструкции горелки 20 может быть предусмотрен малогабаритный окислительный нейтрализатор (не показан на чертежах), который устанавливается в выходном канале 3 в положении непосредственно за запальной свечой 22.

[0038] Двигатель Е полностью управляется электронным блоком управления 100 (далее блок ЭБУ), установленным на транспортном средстве. Конфигурация блока ЭБУ 100 предусматривает его оснащение центральным процессором (ЦПУ), отвечающим за выполнение различных расчетов, связанных с управлением двигателем, ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), в котором хранятся программы и данные, необходимые для управления, и ОЗУ (оперативное запоминающее устройство), в котором временно хранится результат расчетов и прочие данные ЦПУ (центральное процессорное устройство), порт ввода/вывода для входящих/исходящих сигналов и т.д.

[0039] В дополнение к вышеупомянутым расходомеру воздуха 4, к блоку ЭБУ 100 подсоединен датчик 31 угла поворота коленчатого вала, измеряющий угол поворота коленчатого вала двигателя, и датчик 32 определения угла открытия акселератора, измеряющий угол открытия акселератора.

[0040] Блок ЭБУ 100 производит расчет скорости вращения двигателя Ne на основании выходных данных датчика 31 угла поворота коленчатого вала. Кроме того, блок ЭБУ 100 производит расчет количества всасываемого воздуха Ga на основании выходных данных расходомера воздуха 4. После чего блок ЭБУ 100 производит расчет нагрузки на двигатель на основании расчетного количества всасываемого воздуха Ga.

[0041] Передний датчик 33 температуры выхлопного газа установлен в выходном канале 3 после турбины 5Т и перед горелкой 20, а задний датчик 34 температуры выхлопного газа установлен в выходном канале 3 после горелки 20 и перед окислительным нейтрализатором 10. Вышеуказанные датчики 33 и 34 температуры выхлопного газа также соединены с блоком ЭБУ 100.

[0042] Блок ЭБУ 100 управляет вышеуказанными клапанами 6 впрыска топлива в цилиндр, вышеуказанным дроссельным клапаном 8, вышеуказанным приводом лопаток 5А, вышеуказанным регулируемым механизмом 7 синхронизации клапана по времени газораспределения, вышеуказанным клапаном 9С рециркуляции выхлопного газа, вышеуказанной выхлопной заслонкой 12 и вышеуказанной горелкой 20 (клапаном 21 добавки топлива и запальной свечой 22).

[0043] Кроме того, в корпусе двигателя 1 предусмотрен ряд вспомогательных устройств, приводимых в движение коленчатым валом Cr. То есть, корпус 1 двигателя оснащен компрессором 41 системы кондиционирования воздуха (А/С), водяным насосом 42 и генератором 43 переменного тока, которые используются, соответственно, в качестве вспомогательных устройств. Данные вспомогательные устройства соединены с коленчатым валом Cr посредством приводного ремня 44 и приводятся во вращательное движение коленчатым валом Cr. Из всех вышеуказанных вспомогательных устройств блок ЭБУ 100 управляет работой компрессора системы кондиционирования воздуха (А/С) 41 и генератора 43 переменного тока.

[0044] Следует отметить, что, в соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения, горелка 20 используется или применяется для активации окислительного нейтрализатора 10, установленного непосредственно перед ней, преимущественно во время прогрева двигателя после холодного запуска. С другой стороны, если температура окислительного нейтрализатора 10 опускается ниже минимальной температуры активации, необходимой для отключения окислительного нейтрализатора 10, даже если двигатель не прогревается, горелка 20 активирует данный окислительный нейтрализатор.

[0045] Во время работы горелки 20 срабатывает клапан 21 добавки топлива и запальная свеча 22, которая воспламеняет или сжигает топливо F, впрыснутое клапаном 21 добавки топлива, или смесь данного топлива F с выхлопными газами. Таким образом, вырабатывается нагретый газ, в котором содержится образовавшееся пламя, и температура выхлопного газа повышается за счет нагретого газа. Выхлопной газ, температура которого увеличилась, подается на окислительный нейтрализатор 10 и способствует активации окислительного нейтрализатора 10. Горелка 20 может быть остановлена как только будет активирован окислительный нейтрализатор 6.

[0046] Таким образом, в случае, когда горелка 20 снабжена малогабаритным окислительным нейтрализатором, в нее поступает добавленное топливо F, и она вырабатывает тепло, способствуя, таким образом, повышению температуры выхлопного газа. Кроме того, малогабаритный окислительный нейтрализатор также улучшает качество добавленного топлива F и направляет улучшенное топливо в окислительный нейтрализатор 10, что способствует активации окислительного нейтрализатора 10.

[0047] Кроме того, как описано выше, в горелке 20 достигнутая эффективность сгорания повышается с увеличением концентрации кислорода (которая также называется концентрация O₂) в выхлопных газах, подаваемых в горелку 20 (которые также называются впускным газом горелки). Напротив, при попытке достичь определенного минимального уровня эффективности сгорания в горелке 20 концентрация кислорода во впускном газе горелке должна быть выше минимальной необходимой концентрации кислорода. В частности, данная тенденция наблюдается при низкой температуре впускного газа горелки.

[0048] Следует отметить, что, поскольку добавленное топливо или его смесь зажигается посредством запальной свечи 22, впускной газ горелки следует рассматривать как выпускной газ, который поступает на участок генерации тепла запальной свечи 22.

[0049] С другой стороны, в последние годы был достигнут определенный прогресс в экономии топлива за счет уменьшения числа оборотов двигателя, что приводит к сокращению количества выхлопных газов за единицу времени (то есть скорости подачи выхлопного газа). При этом, в соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения, снижение трения, вызванное уменьшением числа оборотов двигателя, является незначительным, а в случае с транспортным средством, оснащенным автоматической коробкой передач, имеет место также сопротивление трансформатора крутящего момента (Т/С), что приводит к увеличению нагрузки на двигатель.

[0050] При увеличении нагрузки на двигатель количество топлива, подаваемого в цилиндр, а именно количество топлива, впрыскиваемого клапаном впрыска топлива в цилиндр 6 (в дальнейшем именуемое количеством топлива, впрыскиваемого в цилиндр), повышается, а воздушно-топливное отношение выхлопного газа обогащается. Соответственно, при таких условиях, когда концентрация кислорода в выхлопных газах или, следовательно, концентрация кислорода во входном газе горелки имеет тенденцию к снижению, обеспечение стабильного процесса горения на определенном минимальном уровне было сопряжено с известными трудностями, особенно при низкой температуре выхлопных газов.

[0051] Данный момент будет описан далее более подробно. ФИГ. 3 представляет собой график результата испытаний, на котором показана взаимозависимость температуры входящего газа и эффективность сгорания в горелке 20. Эффективность сгорания (%), упомянутая выше, означает соотношение между количеством CO₂, выработанным во время фактического сжигания добавленного топлива, и количеством CO₂, которое было выработано, когда все добавленное топливо, предположительно, было сожжено полностью.

[0052] На чертеже линия а обозначает взаимозависимость на тот момент, когда концентрация O₂ во впускном газе горелки составляет 16%, а линия b обозначает взаимозависимость на тот момент, когда концентрация O₂ во впускном газе горелки выше, а именно 18%. Как видно из данной взаимозависимости, при той же самой температуре газа эффективность сгорания увеличивается, а эффективность сгорания в горелке 20 повышается при увеличении концентрации O₂.

[0053] Кроме того, на участке с низкой температурой газа, а именно если температура не превышает 150°С, эффективность сгорания уменьшается при снижении температуры газа. С другой стороны, с точки зрения процесса сгорания в горелке 20, идеальным вариантом является поддержание эффективности сгорания на определенном уровне, к примеру, 60 (%). В этом случае температура газа должна быть равна или выше, чем 140°С, если концентрация O₂ во впускном газе горелки составляет 16%, и температура газа должна быть равна или выше, чем примерно 100°С, если концентрация O₂ во впускном газе горелки составляет 18%.

[0054] На ФИГ. 4 показаны результаты испытаний в том случае, когда транспортное средство запускается без подогрева и переходит в режиме ЕС. В момент времени 0 (с) происходит запуск двигателя или активация режима. На чертеже, приведенном в качестве примера, показан определенный промежуток времени после запуска двигателя. Линия с показывает температуру впускного газа горелки, линия d показывает концентрацию O₂ во впускном газе горелки, а линия е показывает скорость движения транспортного средства.

[0055] При попытке достичь, по меньшей мере, определенного уровня эффективности горения при работе горелки 20, концентрация O₂ во впускном газе горелки должна быть не ниже 15%. С другой стороны, в соответствии с результатом, показанным на чертеже, во время холостого хода после первого пика режима f1 и во время холостого хода после второго пика режима f2 концентрацию O₂ во впускном газе горелки можно установить на величине всего лишь около 15-16% при низкой температуре впускного газа горелки, а именно около 100°С и более, таким образом, достигается режим экономии.

[0056] Более того, при накоплении неблагоприятных условий, таких как увеличение частоты использования вспомогательных устройств, повышение трения, возникающего в результате низкотемпературных условий, повышения трения сразу после начала движения транспортного средства и т.п., нагрузка на двигатель увеличивается, воздушно-топливное отношение еще больше увеличивается, что может привести к невозможности обеспечения необходимой концентрации O₂ во входном газе горелки.

[0057] Таким образом, в настоящем варианте осуществления изобретения, с учетом необходимости решения данной проблемы, можно осуществить управление увеличением для повышения концентрации O₂ во впускном газе горелки, когда данная концентрация оказывается недостаточной. Более конкретно, устройство управления для двигателя внутреннего сгорания в соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения используется для управления увеличением для повышения концентрации O₂ во впускном газе горелки, если концентрация O₂ во впускном газе горелки не превышает заранее установленной требуемой концентрации кислорода, когда возникает необходимость в использовании горелки 20.

[0058] Таким образом, становится возможным обеспечить или компенсировать концентрацию O₂ во впускном газе горелки, которая оказалась недостаточной с учетом необходимой концентрации кислорода, и поддержать определенный минимальный уровень эффективности сгорания в горелке.

[0059] В частности, управление увеличением подразумевает выполнение как минимум одного из параметров управления с первого по пятый, которые будут описаны далее. В том случае, если осуществляется управление увеличением, можно выборочно осуществлять один из параметров управления с первого по пятый или сочетать несколько параметров управления с первого по пятый. В качестве альтернативы можно осуществлять в приоритетном порядке два и более параметров управления с первого по пятый.

[0060] Следует отметить, что «управление увеличением», упомянутое в настоящем описании изобретения, не подразумевает управления увеличением количества входящего воздуха посредством, по меньшей мере, увеличения степени открытия дроссельного клапана 8 и/или уменьшения степени открытия клапана рециркуляции отработавших газов 9С, что приводит к увеличению концентрации O₂ во впускном газе горелки. Кроме того, само собой разумеется, что «управление увеличением», упомянутое в настоящем описании изобретения, не подразумевает непосредственного управления подачей кислорода (вторичного воздуха) в выходной канал.

[0061] На ФИГ. 5 показана блок-схема процедуры управления горелкой. Данную процедуру в повторяющемся режиме выполняет блок ЭБУ 100 в соответствии с заранее установленным расчетным циклом.

[0062] На этапе S101 определяется, если ли необходимость в активации горелки 20. Иными словами, блок ЭБУ 100 сравнивает температуру катализатора окислительного нейтрализатора 10, что выполняется отдельно с помощью измерения или расчета, с предварительно установленной минимальной температурой активации и определяет, есть ли необходимость в активации, если температура катализатора ниже минимальной температуры активации, или определяет, что необходимость в активации отсутствует, если температура катализатора равна или больше минимальной температуры активации. В этой связи, горелка 20 используется для подогрева и активации неактивного окислительного нейтрализатора 10. Следовательно, запрос на активацию горелки 20 можно также переформулировать как запрос на подогрев окислительного нейтрализатора 10.

[0063] Температуру катализатора окислительного нейтрализатора 10 можно определить непосредственно при помощи температурного датчика, установленного в окислительном нейтрализаторе 10. Тем не менее, в настоящем варианте осуществления изобретения температура катализатора окислительного нейтрализатора 10 рассчитывается на основании температуры, определенной датчиком 34 температуры выхлопных газов в рабочем состоянии двигателя и т.д.

[0064] Если на этапе S101 было определено, что необходимость в активации отсутствует, производится переход на этап S109, что приводит к прекращению работы (отключению) горелки 20. С другой стороны, если на этапе S101 было определено, что существует необходимость в активации, горелка 20 срабатывает (включается) не сразу, а только после того, как во впускном газе горелки будет достигнута необходима концентрация O₂ за счет процессов, происходящих начиная с этапа S102.

[0065] На этапе S102 заранее установленная требуемая концентрация Ct кислорода достигается по заранее установленной схеме (которая может быть функцией, что будет доказано в дальнейшем) в качестве минимальной необходимой концентрации O₂ во впускном газе горелки.

[0066] Требуемая концентрация Ct кислорода достигается на основании температуры Ti впускного газа горелки по схеме, показанной, например на ФИГ. 6. Температура Ti впускного газа горелки определяется при помощи датчика 33 температуры входящего выхлопного газа. Как показано на чертеже, требуемая концентрация Ct кислорода увеличивается одновременно с падением температуры Ti впускного газа горелки. Например, требуемая концентрация Ct кислорода составляет 18%, когда температура Ti впускного газа горелки равна 100°С, а требуемая концентрация Ct кислорода равна 16%, когда температура Ti впускного газа горелки достигает 300°С. Следовательно, в соответствии с характеристиками, показанными на ФИГ. 3, достаточную эффективность горения, которая составляет не менее 60%, можно обеспечить за счет определения требуемой концентрации Ct кислорода.

[0067] Затем, на этапе S103 блок ЭБУ 100 рассчитывает фактическую концентрацию Cr кислорода как фактическую концентрацию кислорода во впускном газе горелки. Данная фактическая концентрация Cr кислорода рассчитывается по следующей формуле (1).

[0069] Следует отметить, что λ обозначает коэффициент избытка воздуха, m обозначает количество атомов углерода в молекуле топлива, а n обозначает количество атомов водорода в молекуле топлива. Например, значения m и n определяются заранее и равняются 14 и 26, соответственно, и сохраняются в блоке ЭБУ 100.

[0070] Коэффициент избытка воздуха λ рассчитывается в соответствии с формулой (2), приведенной ниже, на основании количества всасываемого воздуха Ga, измеренного расходомером воздуха 4, и количества топлива, впрыснутого в цилиндр Q.

[0072] Количество топлива, впрыснутого в цилиндр Q, рассчитывается по заранее определенной схеме на основании скорости вращения двигателя Ne и степени открытия дроссельной заслонки Ас, определенной при помощи датчика 32 степени открытия дроссельной заслонки. Клапаны впрыска топлива в цилиндры 6 управляются таким образом, чтобы данное расчетное количество топлива, впрыснутое в цилиндр Q, фактически впрыскивалось из цилиндров впрыскивания топлива в цилиндры 6.

[0073] В этой связи, фактическую концентрацию Cr кислорода можно определить непосредственно при помощи датчика концентрации кислорода или датчика соотношения компонентов горючей смеси, установленного в выхлопном канале 3 перед горелкой 20.

[0074] Затем, на этапе S104 фактическая концентрация Cr кислорода сравнивается с требуемой концентрацией Ct кислорода. Если определено, что фактическая концентрация Cr кислорода превышает требуемую концентрацию Ct кислорода, то в результате перехода к этапу S108 происходит активация (срабатывание) горелки 20, исходя из того, что была обеспечена минимальная необходимая концентрация O₂ во впускном газе горелки.

[0075] С другой стороны, если определено, что фактическая концентрация Cr кислорода не превышает требуемой концентрации Ct кислорода, выполняются следующие этапы, исходя из того, что минимальная необходимая концентрация O₂ во впускном газе горелки не обеспечивается.

[0076] Прежде всего, на этапе S105, на основании выходной величины датчика степени открытия дроссельного клапана, установленного на дроссельном клапане 8, определяется, является ли степень открытия дроссельного клапана ТН равной или большей эквивалентной величине полного открытия THmax.

[0077] Если степень открытия дроссельного клапана ТН не больше или равно величине, эквивалентной полному открытию THmax, дроссельный клапан 8 можно открыть еще больше. Поэтому, на этапе S106 степень открытия дроссельного клапана ТН увеличивается на заранее заданную степень открытия ДТН. Таким образом, увеличивается количество всасываемого воздуха Ga и повышается фактическая концентрация Cr. Заранее заданная степень открытия ДТН может быть постоянной величиной (например, 5°) или величиной, которая может меняться в зависимости от разницы между фактической концентрацией Cr кислорода и требуемой концентрацией Ct кислорода. Таким образом, степень открытия дроссельного клапана ТН управляется обратной связью в соответствии с результатами сравнения фактической концентрации Cr кислорода и требуемой концентрации Ct кислорода.

[0078] Кстати, вместо данного регулирования дроссельного клапана или в дополнение к нему может осуществляться регулирование уменьшения степени открытия клапана 9С рециркуляции отработавших газов. Это связано с тем, что уменьшение степени открытия клапана 9С рециркуляции отработавших газов также приводит к увеличению количества всасываемого воздуха Ga и к повышению фактической концентрации Cr кислорода.

[0079] С другой стороны, если степень открытия дроссельного клапана ТН равна эквивалентной величине полного открытия THmax или превышает ее, дроссельный клапан 8 нельзя будет открыть еще больше. Следовательно, на этапе S107 выполняется вышеуказанное управление увеличением. Таким образом, данное управление увеличением отличается от регулирования степени открытия дроссельного клапана 8 и регулирования уменьшения степени открытия клапана 9С рециркуляции отработавших газов.

[0080] В рамках данного процесса, если фактическая концентрация С кислорода не превышает требуемой концентрации Ct кислорода, в первую очередь увеличивается степень открытия дроссельного клапана ТН. Когда фактическая концентрация Cr кислорода начинает превышать требуемую концентрацию Ct кислорода исключительно за счет увеличения степени открытия дроссельного клапана ТН, то в этот момент включается горелка 20. С другой стороны, если фактическая концентрация Cr не превышает требуемой концентрации Ct кислорода, даже если степень открытия дроссельного клапана ТН увеличивается до величины, эквивалентной полному открытию THmax, выполняется управление увеличением. Если фактическая концентрация Cr кислорода начинает превышать требуемую концентрацию Ct при управлении увеличением, в этот момент включается горелка 20.

[0081] Как будет показано далее, управление увеличением может подразумевать управление, эффективность которого может фактически ощущать водитель, например, изменение рабочих характеристик вспомогательных устройств и т.п. Следовательно, отказ от использования управления увеличением, если это возможно, помогает водителю избавиться от чувства дискомфорта. С этой точки зрения, в настоящем варианте осуществления изобретения степень открытия дроссельного клапана ТН является более важной по сравнению с управлением увеличением, и управление увеличением осуществляется только в том случае, если фактическая концентрация Cr кислорода во впускном газе горелке не превышает требуемой концентрации Ct кислорода, даже если степень открытия дроссельного клапана ТН увеличивается до максимальной степени открытия THmax. Таким образом снижается частота выполнения управления увеличением, что позволит водителю не испытывать чувства дискомфорта, насколько это возможно.

[0082] Тем не менее, при этом предварительное регулирование дроссельного клапана может не осуществляться. Если определено, что фактическая концентрация Cr кислорода не превышает требуемой концентрации Ct кислорода (NO на этапе S104), сразу может быть выполнено управление увеличением (этап S107).

[0083] Далее будут описаны параметры управления с первого по пятый, в части управления увеличением.

[0084] [Первый параметр управления]

Первый параметр управления, выступающий в качестве управления увеличением, является управлением ограничения работы по меньшей мере, одного из двух устройств: компрессора 41 системы кондиционирования воздуха (А/С) и генератора 43 переменного тока, которые являются вспомогательными устройствами, приводимыми в действие двигателем. Предпочтительно, чтобы первый параметр управления предусматривал остановку как минимум одного из двух вспомогательных устройств -компрессора 41 системы кондиционирования воздуха (А/С) и генератора 43 переменного тока. В этих целях во вспомогательных устройствах может быть предусмотрена запальная свеча, установленная в каждом из цилиндров.

[0085] Блок ЭБУ 100 управляет расходом охлаждающего агента, выходящего из компрессора 41 системы кондиционирования воздуха (А/С), в соответствии с режимом использования кондиционера воздуха. Нагрузка на двигатель увеличивается при увеличении расхода охлаждающего агента. Ограничение работы компрессора 41 системы кондиционирования воздуха (А/С) означает снижение расхода охлаждающего агента, выходящего из компрессора 41 системы кондиционирования воздуха (А/С), а остановка компрессора 41 системы кондиционирования воздуха (А/С) означает нулевой расход охлаждающего агента из компрессора 41 системы кондиционирования воздуха (А/С). В случае остановки компрессора 41 системы кондиционирования воздуха (А/С) нагрузка на двигатель от компрессора 41 системы кондиционирования воздуха (А/С) практически равна нулю.

[0086] Кроме того, блок ЭБУ 100 регулирует количество электроэнергии, вырабатываемой генератором 43 переменного тока, в зависимости от количества заряда аккумулятора и режима использования электрических компонентов. Нагрузка на двигатель повышается с увеличением количества вырабатываемой электроэнергии. Ограничение работы генератора 43 переменного тока означает сокращение количества электроэнергии, вырабатываемой генератором 43 переменного тока, а остановка генератора 43 означает, что количество электроэнергии, вырабатываемой генератором 43, равно нулю. В случае остановки генератора 43 переменного тока нагрузка на двигатель от генератора 43 переменного тока практически исчезает.

[0087] При ограничении работы или остановке вспомогательных устройств нагрузка на двигатель уменьшается, и количество топлива, впрыскиваемого в цилиндры Q, тоже уменьшается. В связи с этим, при ограничении работы или остановке вспомогательных устройств нагрузка на двигатель уменьшается. Таким образом, скорость вращения двигателя увеличивается. В результате данного увеличения скорости вращения двигателя водитель может уменьшить нажатие на педаль акселератора, степень открытия акселератора Ас может уменьшиться, и может уменьшиться количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q.

[0088] В результате воздушно-топливное соотношение в каждом из цилиндров будет бедным. В результате, концентрация O₂ в выхлопных газах и, соответственно, во впускном газе горелки увеличивается. Поэтому можно обеспечить или компенсировать незначительную концентрацию O₂ во впускном газе горелки и обеспечить стабильную эффективность горения в горелке на определенном уровне.

[0089] На ФИГ. 7 показан пример выполнения первого параметра управления как управления увеличением в соответствии с процедурой, показанной на ФИГ. 5. Предполагается, что изменение режима осуществляется при переходе от отсутствия (отключении) запроса на срабатывание на наличие (включение) запроса на срабатывание в момент времени t1. После этого, до наступления определенного момента времени t2, фактическая концентрация Cr кислорода не превышает требуемой концентрации Ct кислорода. Таким образом, степень открытия дроссельного клапана ТН постепенно увеличивается, при этом горелка 20 остается выключенной. Фактическая концентрация Cr кислорода также постепенно увеличивается одновременно с увеличением степени открытия дроссельного клапана ТН. Компрессор системы кондиционирования воздуха (А/С) 41, то есть вспомогательное оборудование, находится в работе (включено). Это связано с тем, что пользователь включил кондиционер воздуха.

[0090] Степень открытия дроссельного клапана ТН достигла эквивалентной величины полного открытия THmax в момент времени t2. Тем не менее, даже в этом случае фактическая концентрация Cr все еще не превысила требуемой концентрации Ct кислорода. Следовательно, для остановки (отключения) компрессора системы кондиционирования воздуха (А/С) 41, а именно для отключения компрессора системы кондиционирования воздуха (А/С) 41, выполняется управление увеличением. В результате снижается нагрузка на двигатель, и уменьшается количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q. Таким образом, фактическая концентрация Cr кислорода становится выше требуемой концентрации Ct кислорода, и горелка 20 включается. Как следствие, температура выхлопных газов, подаваемых в окислительный нейтрализатор 10 (которые также называются впускным газом катализатора), постепенно увеличивается.

[0091] В момент t3 по истечении заданного промежутка времени (например, нескольких секунд) после отключения компрессора 41 системы кондиционирования воздуха (А/С), компрессор 41 системы кондиционирования воздуха (А/С) включается снова. Иными словами, компрессор 41 системы кондиционирования воздуха (А/С) временно останавливается. Затем, как и в случае с моментом времени, непосредственно предшествовавшим отключению компрессора 41 системы кондиционирования воздуха (А/С), фактическая концентрация Cr кислорода не превышает требуемой концентрации Ct кислорода. Следовательно, горелка 20 отключается. Таким образом, температура впускного газа катализатора постепенно снижается. При этом степень открытия дроссельного клапана ТН удерживается на уровне, равном эквивалентной величине полного открытия THmax, после достижения величины, эквивалентной полному открытию THmax.

[0092] В момент времени t4 по истечении заранее установленного промежутка времени после повторного включения компрессора 41 системы кондиционирования воздуха (А/С), компрессор 41 системы кондиционирования воздуха (А/С) отключается снова. Иными словами, компрессор 41 системы кондиционирования воздуха (А/С) периодически останавливается через определенные промежутки времени. Затем таким же образом, как было описано ранее, фактическая концентрация Cr кислорода становится выше требуемой концентрации Ct кислорода, горелка 20 включается, а температура впускного газа катализатора постепенно повышается. В момент времени t5 по истечении заранее установленного промежутка времени компрессор системы кондиционирования воздуха (А/С) 41 включается снова.

[0093] Посредством подобного временного или периодического отключения вспомогательного устройства можно периодически активировать горелку 20 и увеличивать температуру окислительного нейтрализатора 10, обеспечивая при этом функционирование вспомогательного устройства до определенной степени вместо полного его отключения.

[0094] В данном описании компрессор 41 системы кондиционирования воздуха (А/С) является единственным вспомогательным устройством. Тем не менее, то же самое применимо и к тому случаю, когда генератор 43 переменного тока является единственным вспомогательным устройством, или к тому случаю, когда в качестве вспомогательных устройств используется и компрессор 41 системы кондиционирования воздуха (А/С) и генератор 43 переменного тока.

[0095] Кроме того, в качестве вспомогательных устройств могут использоваться не только компрессор 41 системы кондиционирования воздуха (А/С) и генератор 43 переменного тока.

[0096] [Второй параметр управления]

Второй параметр управления, как управление увеличением, представляет собой управление степенью открытия регулируемых лопаток турбокомпрессора 5. Степень открытия можно уменьшать или увеличивать. Первое воздействие относится к управлению степенью закрытия, а второе воздействие относится к управлению степенью открытия. Прежде всего будет описано управление степенью открытия.

[0097] На ФИГ. 8 показана диаграмма, представляющая предварительно определенное соотношение между скоростью вращения двигателя Ne и давлением на впуске Pi, а также заранее определенную зависимость между количеством топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, и давлением на впуске Pi. Степень открытия регулируемых лопаток фактически регулируется таким образом, чтобы соблюдались данные зависимости. На чертеже Ni означает скорость вращения двигателя на холостом ходу.

[0098] Как показано на чертеже, степень открытия регулируемых лопаток контролируется таким образом, чтобы давление на впуске Pi повышалось одновременно с увеличением скорости вращения двигателя Ne или увеличением количества топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q. Необходимо отметить, что области I и II на стороне медленного вращения/небольшого количества впрыскиваемого топлива относительно линии а не являются областями, работающими на богатой смеси, и наддув в них не создается. Кроме того, области I и II отделены друг от друга заранее установленной ограничительной скоростью вращения Ns, а область I расположена на той стороне вращения, которая находится ниже области II.

[0099] Следует отметить, что в данном описании «наддув» относится к тому состоянию, когда давление на впуске Pi превышает атмосферное давление, а «отсутствие наддува» относится к тому состоянию, когда давление на впуске Pi равно или ниже атмосферного давления. Таким образом, линия а представляет зависимость между скоростью вращения двигателя Ne и количеством топлива, впрыскиваемым в цилиндр Q, в тот момент, когда давление на впуске Pi равно атмосферному давлению.

[0100] Управление снижением степени открытия представляет собой управление снижением степени открытия регулируемых лопаток, когда скорость вращения Ne двигателя и количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, находятся в пределах области I без наддува, то есть не превышают ограничительную скорость вращения Ns. Иными словами, если скорость вращения двигателя Ne и количество топлива, впрыскиваемое в цилиндр Q, находятся в пределах области I во время выполнения этапа S107, описанного на ФИГ. 5, степень открытия регулируемых лопаток уменьшается на заранее заданную степень открытия. В частности, в данный момент времени степень открытия регулируемых лопаток уменьшается в пределах такого диапазона, чтобы давление на впуске Pi не превышало атмосферного давления. Иными словами, после уменьшения степени открытия регулируемых лопаток давление на впуске Pi не превышает атмосферное давление и не достигает состояния наддува.

[0101] Если возникла необходимость зарядить аккумулятор, например, с целью обеспечения минимального количества электрической энергии, и приоритет необходимо отдавать зарядке, то ограничение работы или остановка генератора 43 переменного тока во время выполнения первого параметра управления не является целесообразным. Кроме того, в определенных обстоятельствах эксплуатации транспортного средства не всегда можно ограничить или остановить работу всех вспомогательных устройств. Соответственно, в этом случае желательно увеличить концентрацию O₂ во впускном газе горелки, заменив первый параметр управления вторым параметром управления. В качестве альтернативы первый параметр управления может осуществляться в приоритетном порядке, а второй параметр управления может осуществляться в том случае, если выполнить первый параметр управления не представляется возможным.

[0102] Например, это происходит в том случае, когда двигатель работает в области I без наддува практически на холостом ходу, турбина и компрессор почти не вращаются, а компрессор (если быть точнее, то колесо компрессора) используется только для создания сопротивления во входном канале. И напротив, всасываемый воздух заставляет вращаться компрессор в других случаях, и компрессор увеличивает сопротивление всасыванию.

[0103] Кроме того, если степень открытия регулируемых лопаток несколько уменьшается, скорость вращения турбины слегка увеличивается, и скорость вращения компрессора также немного увеличивается в ответ на незначительное увеличение скорости вращения турбины. Таким образом, сопротивление всасыванию уменьшается, нагрузка на двигатель уменьшается, и количество топлива, впрыскиваемое в цилиндр Q, снижается. При этом скорость вращения двигателя может увеличиться за счет снижения нагрузки на двигатель. Благодаря этому увеличению частоты вращения двигателя водитель может уменьшить нажатие на педаль акселератора, степень открытия акселератора Ас может уменьшиться, и количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, может быть снижено.

[0104] Таким образом, воздушно-топливное соотношение в каждом из цилиндров будет невысоким. Как следствие, повышается концентрация O₂ в выхлопных газах и, соответственно, во впускном газе горелки. Поэтому можно обеспечить или компенсировать незначительную концентрацию O₂ во впускном газе горелки и обеспечить стабильную эффективность горения в горелке на определенном уровне.

[0105] В частности, стоит отметить тот факт, что степень открытия регулируемых лопаток не снижается до такой степени, чтобы привести к увеличению давления на впуске Pi до состояния наддува, другими словами, состояние отсутствия наддува продолжает поддерживаться даже после уменьшения степени открытия регулируемых лопаток. Это связано с тем, что увеличение давления на впуске Pi до состояния наддува приводит к увеличению количества топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, в соответствии с увеличением количества всасываемого воздуха Ga и может сделать невозможным увеличение концентрации O2 в выхлопных газах или, следовательно, во впускном газе горелки. В этом случае, степень открытия регулируемых лопаток снижается только до такой степени, чтобы снизить сопротивление впуску.

[0106] Далее будет описано регулирование увеличением степени открытия. Регулирование увеличением степени открытия представляет собой управление увеличением степени открытия регулируемых лопаток, когда скорость вращения Ne двигателя и количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, находятся в пределах области II без наддува, но выше, чем ограничительная скорость вращения Ns. То есть, степень открытия регулируемых лопаток увеличивается до заранее заданной степени открытия, если скорость вращения двигателя Ne и количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, находятся в пределах области II без наддува во время выполнения этапа S107, описанного на ФИГ. 5.

[0107] Предпочтительно осуществлять данное управление степенью открытия, а также вышеуказанное управление степенью закрытия вместо выполнения первого параметра управления, если выполнение первого параметра управления представляется затруднительным.

[0108] Даже в той же самой области без наддува, то есть в области II, которая расположена на более высокой стороне вращения по сравнению с областью I, количество выхлопных газов за единицу времени является высоким. Таким образом, если уменьшить степень открытия регулируемых лопаток, противодавление на каждом из цилиндров увеличится, и нагрузка на двигатель может увеличиться. Таким образом, количество топлива, впрыскиваемое в цилиндр Q, может увеличиться, а концентрация O₂ во впускном газе горелки может уменьшиться.

[0109] Следовательно, в случае с областью II, степень открытия регулируемых лопаток, напротив, несколько увеличится. После этого противодавление падает, снижаются потери при перекачке, а нагрузка на двигатель сокращается. Таким образом, количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, уменьшится, что позволит увеличить концентрацию O₂ во впускном газе горелки.

[0110] В данной связи можно привести следующие примеры модификаций, связанные с регулированием степени открытия. Сначала будет описан первый пример модификации. В случае с двигателем с перепускной магистралью, которая проходит мимо турбины 5Т и турбокомпрессора 5, и с клапаном управления перепуском, который открывает/закрывает перепускную магистраль, противодавление на каждом из цилиндров может быть снижено за счет открытия закрытого клапана управления перепуском, и может быть увеличена концентрация O₂ во впускном газе горелки. Следовательно, можно осуществить управление открытием данного клапана.

[0111] Далее будет описан пример второй модификации. Если закрытый клапан выхлопной трубы 12 открыт, противодавление, применяемое к каждому цилиндру, может быть снижено, а концентрация O₂ во впускном газе горелки может быть увеличена. В результате, может быть осуществлено управление открытием данного клапана выхлопной трубы 12.

[0112] Что касается примера третьей модификации, если регулируемый механизм 7 синхронизации клапана по времени замедляет закрытие выпускных клапанов, противодавление, применяемое к каждому из цилиндров, может быть снижено, а концентрация O₂ во впускном газе горелки может быть увеличена. В результате может быть осуществлено управление задержкой срабатывания закрытия выпускных клапанов.

[0113] Один из этих способов управления, а именно регулирование степени открытия регулируемой створки, регулирование открытия клапана управления перепуском, регулирование открытия клапана выхлопной трубы и управление задержкой срабатывания закрытия выпускных клапанов может быть выполнен один, или два, или более из этих способов, или так же могут быть выполнены в сочетании друг с другом.

[0114] [Третий параметр управления]

Третий параметр управления, как управление увеличением, является управлением повышения/снижения скорости вращения двигателя Ne посредством увеличения/уменьшения количества топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, во время снижения скорости V движения транспортного средства. Далее будет подробно описан третий параметр управления со ссылкой на ФИГ. 9 и ФИГ. 10.

[0115] Прежде всего, для лучшего понимания будет описан сравнительный пример варианта осуществления настоящего изобретения со ссылкой на ФИГ. 9. В примере, показанном на чертеже, объясняется случай, когда автомобиль с автоматической коробкой передач V, замедлил ход до небольшой скорости (например, около 10-30 км/ч) в режиме экономичной передачи (перемещение с постоянной скоростью) на ранней стадии процесса прогрева после холодного запуска. Данный случай соответствует, например, первому этапу замедления на первом пике f1 в режиме ЕС после холодного запуска, как показано на ФИГ. 4.

[0116] Предполагается, что водитель уменьшает давление на педаль акселератора, чтобы начать торможение транспортного средства (снижение скорости транспортного средства) в момент времени t1. Как только начинается данное торможение, прекращается подача топлива, и количество топлива, впрыскиваемого в двигатель Q, становится равным нулю. Тем не менее, данное прекращение подачи топлива осуществляется мгновенно или в течение очень короткого промежутка времени. В момент времени t2 сразу же после начала замедления происходит восстановление подачи топлива. После этого количество топлива, впрыскиваемое в цилиндр Q, увеличивается до определенного количества топлива, впрыскиваемого в цилиндр Qi, которое является небольшим количеством, практически равным количеству топлива в режиме холостого хода, и остается на уровне заранее определенного количества топлива, впрыскиваемого в цилиндр Qi.

[0117] Причиной, по которой прекращение подачи топлива останавливается мгновенно, или по которой небольшое количество топлива продолжает вспрыскиваться с клапанов впрыска топлива в цилиндр 6, является необходимость предотвращения помпажа двигателя. То есть на ранней стадии прогрева после холодного запуска, как показано в приведенном выше примере, масло, находящееся в трансформаторе крутящего момента Т/С, является густым, и выходная часть трансформатора крутящего момента Т/С тормозит его входящую часть. Соответственно, когда транспортное средство замедляет ход, скорость вращения двигателя Ne становится ниже скорости вращения на холостом ходу Ni, что может привести к помпажу двигателя. Таким образом, для предотвращения этого явления впрыскивается небольшое количество топлива, необходимое для вращения двигателя. Благодаря этому входная сторона трансформатора крутящего момента Т/С может приводиться в движение двигателем. Как показано на (С), скорость вращения двигателя Ne можно поддерживать на уровне, близком к скорости вращения на холостом ходу Ni, избегая при этом помпажа двигателя.

[0118] Тем не менее, если обратить внимание на концентрацию O₂ во впускном газе горелки, а именно на фактическую концентрацию Cr кислорода, обозначенную (D), фактическая концентрация Cr кислорода на короткий промежуток времени становится выше требуемой концентрации кислорода Ct вследствие прекращения подачи топлива, но остается на уровне ниже требуемой концентрации Ct кислорода в результате последующего впрыскивания небольшого количества топлива. В тот период, когда фактическая концентрация Cr остается ниже требуемой концентрации Ct кислорода, горелку 20 нельзя включить, что затрудняет раннюю активацию катализатора.

[0119] В противоположность сказанному, на ФИГ. 10 описан пример в соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения. Настоящий вариант осуществления изобретения отличается от сравнительного примера с точки зрения управления впрыском топлива, осуществляемого после мгновенного прекращения подачи топлива.

[0120] Иными словами, после отмены прекращения подачи топлива в момент времени t2, количество топлива, впрыскиваемое в цилиндр Q, периодически увеличивается/уменьшается фактически до заранее определенного количества вспрыскиваемого топлива Qi, которое обозначено пунктирной линией (В). Затем, вследствие вышеуказанного, скорость вращения двигателя Ne также периодически увеличивается/уменьшается. На примере, показанном на чертеже, видно, что количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, увеличивается в моменты времени t3, t5 и t7 и уменьшается в моменты времени t4, t6 и t8. Количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, увеличивается до равного количества в моменты времени t3, t5 и t7 и уменьшается до равного количества в моменты времени t4, t6 и t8. Длительность соответствующих периодов увеличения (например, промежуток времени между t3 и t4) равны друг другу, и длительность соответствующих периодов уменьшения (например, промежуток времени между t4 и t5) также равны друг другу. В этой связи способ увеличения/уменьшения количества топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, не ограничен способом, приведенным в данном описании.

[0121] Таким образом, как показано на (С), скорость вращения двигателя Ne можно поддерживать на уровне, который будет выше скорости, показанной в сравнительном примере пунктирной линией. В этом случае можно увеличить количество всасываемого воздуха Ga на единицу времени и концентрацию O₂ в выхлопных газах или, следовательно, во впускном газе горелки. Как показано на (D), фактическая концентрация Cr кислорода может быть поддержана на уровне выше того, который показан в сравнительном примере, в частности, выше требуемой концентрации Ct кислорода. Таким образом, горелку 20 можно включить даже после прекращения подачи топлива, что может способствовать ранней активации катализатора.

[0122] В этой связи, из примера, показанного на чертеже, видно, что увеличение/уменьшение количества топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, увеличение/уменьшение скорости вращения двигателя Ne и увеличение/уменьшение фактической концентрации Cr кислорода связаны друг с другом. Тем не менее, предполагается также, что эти изменения являются обратимыми. Это связано с тем, что концентрация O₂ в выхлопных газах может снизиться, если количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, увеличится, а концентрация O₂ в выхлопных газах может увеличиться, если количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, уменьшится. Тем не менее, подобным образом можно обеспечить соблюдение промежутка времени, в течение которого концентрация O₂ во впускном газе горелки будет выше концентрации, показанной в сравнительном примере, за счет увеличения/уменьшения количества топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q. Следовательно, если фактическая концентрация Cr кислорода окажется выше требуемой концентрации Ct кислорода в течение данного промежутка времени, горелка 20 может работать с оптимальной периодичностью, и ее использование будет более эффективным.

[0123] [Четвертый параметр управления]

Четвертым параметром управления, как управление увеличением, является управление включением понижающей передачи в автоматической коробке передач Т/М перед запланированной сменой передачи во время замедления хода транспортного средства V. Далее будет подробно описан четвертый тип регулирования со ссылкой на ФИГ. 11.

[0124] Условия движения транспортного средства аналогичны условиям в сравнительном примере, показанном на ФИГ. 9. То есть на ранней стадии процесса прогрева после холодного запуска транспортное средство с автоматической коробкой передач V замедлило ход до небольшой скорости (например, около 10-30 км/ч) в режиме экономичной передачи, как показано на (А).

[0125] Кроме того, способ впрыскивания топлива аналогичен способу, представленному в сравнительном примере. То есть, как показано на (В), как только начинается замедление движения транспортного средства в момент времени t1, происходит прекращение подачи топлива, а количество топлива, впрыскиваемое в цилиндр Q, становится равным нулю. Данное прекращение подачи топлива происходит на мгновение или на очень короткий промежуток времени, а отмена прекращения подачи топлива происходит в момент времени t2. Затем количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, увеличивается до определенного количества топлива, впрыскиваемого в цилиндр Qi, которое является небольшим количеством, практически равным количеству топлива, используемому на холостому ходу, и остается на уровне заранее определенного количества топлива, впрыскиваемого в цилиндр Qi.

[0126] Кроме того, как показано на (С), ступень зубчатой передачи, то есть третья скорость в момент перемещения в режиме экономичной передачи, фактически представляет собой переход на вторую скорость и первую скорость во время замедления движения транспортного средства V. Время переключения на более низкую передачу в данном случае представляет собой момент времени (на стороне высокой скорости транспортного средства), наступающий ранее, чем заранее установленный или обычный момент переключения передачи, за исключением времени выполнения управления увеличением.

[0127] В нормальном режиме эксплуатации транспортного средства переключение передач в автоматической коробке Т/М происходит при помощи блока ЭБУ 100 в соответствии с установленной схемой переключения передач или процедурой, в которой в качестве параметров используется степень открытия акселератора Ас и скорость транспортного средства. Данная установленная схема переключения передач заранее сохраняется в блоке ЭБУ 100. С другой стороны, разные схемы переключения передач, для управления увеличением, основанные на таких же параметрах, также заранее сохраняются в блоке ЭБУ 100. Во время выполнения управления увеличением происходит переключение передач в автоматической коробке Т/М в соответствии с этой схемой переключения передач. Данная схема переключения передач устанавливается таким образом, чтобы переключение на более низкую передачу происходило в момент времени, предшествующий заранее установленной схеме переключения передач.

[0128] В этой связи можно также откорректировать и использовать заранее установленную схему переключения передач вместо осуществления вышеуказанной исключительной схемы переключения передач.

[0129] Таким образом, как показано на (D), скорость вращения двигателя Ne во время замедления хода транспортного средства можно поддерживать на уровне, который будет выше скорости в сравнительном примере, обозначенной пунктирной линией. За счет этого можно увеличить как количество всасываемого воздуха Ga за единицу времени, так и концентрацию O₂ в выхлопных газах или, следовательно, во впускном газе горелки. Как показано на (Е), фактическую концентрацию Cr кислорода можно поддерживать на уровне, который будет выше, чем уровень в сравнительном примере, в частности, выше требуемой концентрации Ct кислорода. Таким образом, горелку 20 можно включить даже вслед отменой прекращения подачи топлива, что может способствовать ранней активации катализатора.

[0130] Таким образом, во время замедления хода транспортного средства V производится два переключения на более низкую передачу, как показано в примере на чертеже. При этом количество переключений на более низкую передачу является произвольным и можно равняться одному или трем или даже большему количеству.

[0131] [Пятый параметр управления]

Далее будет описан пятый параметр управления увеличением. Пятый параметр управления применяется к двигателю, оснащенному первой останавливаемой группой цилиндров и второй останавливаемой группой цилиндров. Следовательно, пятый параметр управления представляет собой управление остановкой одной из групп цилиндров, в отношении которой было определено, что концентрация O₂ во впускном газе горелки не превышает требуемой концентрации Ct кислорода.

[0132] ФИГ. 12 представляет собой схематическое изображение двигателя Е′, в отношении которого рекомендуется применять пятый параметр управления. Тем не менее, следует отметить, что на ФИГ. 12 показана только основная часть, а область, не показанная на чертеже, аналогична области двигателя Е, показанного на ФИГ. 2. На ФИГ. 12 элементы, идентичные узлам двигателя Е, показанного на ФИГ. 2, обозначены такими же соответствующими номерами позиций. Разница между двигателем Е′ и двигателем Е будет описана ниже в общих чертах.

[0133] Конфигурация двигателя Е′, показанного на ФИГ. 12, выполнена в виде двигателя V-8, а на корпусе двигателя 1′ предусмотрен правый ряд BR в качестве первого ряда и левый ряд BL в качестве второго ряда цилиндров. Правый ряд BR снабжен первой группой цилиндров, состоящей из четырех цилиндров 13, а левый ряд BL снабжен второй группой цилиндров, состоящей из четырех цилиндров 13.

[0134] Первая группа цилиндров в правом ряду BR и вторая группа цилиндров в левом ряду BL может быть остановлена, соответственно, как группа или ряд цилиндров. Данной остановкой группы цилиндров управляет блок ЭБУ 100 (не показано на чертежах). Например, в случае, когда первая группа цилиндров, расположенная в правом ряду BR, остановлена, двигатель работает на уменьшенном количестве цилиндров с использованием только второй группы цилиндров, расположенных в левом ряду BL.

[0135] Окислительный нейтрализатор 10 и горелка 20 предусмотрены отдельно в каждой группе цилиндров или каждом ряду. Иными словами, турбокомпрессор 5, горелка 20 и окислительный нейтрализатор 10 установлены последовательно в выходном канале 3R, который отходит от правого ряда BR, а турбокомпрессор 5, горелка 20 и окислительный нейтрализатор 10 также установлены последовательно в выходном канале 3L, который отходит от левого ряда BL.

[0136] Блок ЭБУ 100 управляет горелками 20 индивидуально применительно к каждой группе цилиндров или каждому ряду. Кроме того, блок ЭБУ 100 (не показано на чертежах) определяет, на основании температуры катализатора, независимо от того, есть или нет запрос на активацию горелки 20, и определяет, превысила или нет фактическая концентрация Cr кислорода, которая является концентрацией O₂ во впускном газе горелки, требуемую концентрацию Ct кислорода, в каждой отдельно взятой группе цилиндров или в каждом ряду.

[0137] Управление горелкой 20 применительно для каждого ряда осуществляется в соответствии с процедурой управления, показанной на ФИГ. 5. В качестве примера будет описан правый ряд. На этапе S101 определяется, существует ли необходимость в активации горелки 20 в правом ряду. В данном случае определяется, что существует запрос на активацию, если температура катализатора окислительного нейтрализатора 10 в правом ряду опускается ниже минимальной температуры активации, а так же определяется, что нет запроса на активацию, если температура катализатора окислительного нейтрализатора 10 в правом ряду равна или выше минимальной температуры активации.

[0138] Если определяется, что нет запроса на активацию, происходит переход на этап S109 для отключения горелки 20 в правом ряду. С другой стороны, если определяется, что есть запрос на активацию, требуемая концентрация Ct кислорода достигается на этапе S102. Требуемая концентрация Ct кислорода достигается на основании температуры Tin впускного газа горелки в правом ряду.

[0139] На этапе S103 фактическая концентрация Cr кислорода в правом ряду рассчитывается в соответствии с вышеуказанными формулами (1) и (2) на основании количества всасываемого воздуха Ga, измеренного расходомером воздуха 4, и количества топлива, впрыснутого в цилиндр Q, в правом ряду. В этой связи, система подачи всасываемого воздуха является общей для соответствующих рядов.

[0140] На этапе S104 фактическая концентрация Cr кислорода в правом ряду сопоставляется с требуемой концентрацией Ct кислорода. Если выясняется, что фактическая концентрация Cr кислорода превышает требуемую концентрацию Ct, происходит переход на этап S108, что позволяет включить горелку 20 в правом ряду.

[0141] С другой стороны, если определяется, что фактическая концентрация Cr кислорода в правом ряду не превышает требуемой концентрации Ct кислорода, на этапе S107 выполняется управление увеличением по мере необходимости после выполнения процессов на этапах S105 и S106.

[0142] Если пятый параметр управления выполняется как управление увеличением, первая группа цилиндров в правом ряду BR останавливается, а двигатель работает на неполном количестве цилиндров - только на второй группе цилиндров, расположенных в левом ряду BL. Таким образом, количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, становится нулевым в первой группе цилиндров в правом ряду BR, а количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, увеличивается таким образом, чтобы можно было выработать эквивалентный крутящий момент двигателя для второй группы цилиндров в левом ряду BL.

[0143] На ФИГ. 13 схематически показана данная ситуация. На чертеже показан пример, когда ступень открытия дроссельного клапана ТН равна величине, эквивалентной полному открытию THmax в момент времени t1, когда выполняется запрос на активацию горелки 20 в правом ряду, при этом немедленно начинается выполнение пятого параметра управления.

[0144] В начале выполнения пятого параметра управления количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, в первой группе цилиндров в правом ряду BR снижается до нуля (см. (С)); в ответ на это фактическая концентрация Cr кислорода в правом ряду BR увеличивается и оказывается выше требуемой концентрации Ct кислорода (см. (Е)). В этой связи, так как количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, во второй группе цилиндров в левом ряду BL увеличивается (см. (D)), фактическая концентрация Cr кислорода в левом ряду BL уменьшается (см. (F)).

[0145] Таким образом, в правом ряду BR можно обеспечить фактическую концентрацию Cr кислорода, которая будет превышать требуемую концентрацию Ct кислорода, можно включить горелку 20 и способствовать активации окислительного нейтрализатора 10.

[0146] Хотя здесь был описан только правый ряд, такую же процедуру регулирования можно осуществлять и в левом ряду.

[0147] В общем смысле, правый ряд и левый ряд работают практически в одинаковых условиях. Следовательно, запросы на активацию могут делаться практически одновременно в правом и левом ряду, поэтому может возникнуть необходимость в выполнении пятого параметра управления. В этом случае рекомендуется чередовать остановку цилиндров в правом и левом ряду через определенные промежутки времени, включать горелку 20 на остановленной стороне, а также попеременно и постепенно увеличивать температуру катализатора в обоих рядах.

[0148] В качестве альтернативы можно использовать способ, в соответствии с которым остановка цилиндров происходит в приоритетном порядке в том ряду, в котором запрос на активацию был получен первым, что позволит включить горелку 20; затем остановка цилиндров происходит в другом ряду, в котором запрос на активацию был получен позднее, то есть после того, как температура катализатора в вышеуказанном ряду достигла минимальной температуры активации или превысила ее (то есть после активации окислительного нейтрализатора 10), чтобы включить горелку 20.

[0149] Пятый параметр управления имеет следующие преимущества. При третьем параметре управления, показанном на ФИГ. 10, количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, увеличивается/уменьшается для того, чтобы скорость вращения двигателя Ne была выше величины, указанной в сравнительном примере, показанном на ФИГ. 9. Тем не менее, в среднем увеличенное/уменьшенное количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, может превысить среднее количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, в сравнительном примере, что приводит к ухудшению показателей экономии топлива. В отличие от этого, в соответствии с пятым параметром управления, хотя количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, в действующей группе цилиндров увеличивается, количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр Q, в остановленной группе цилиндров равно нулю. Следовательно, можно сделать вывод о том, что это практически не приводит к ухудшению показателей экономии топлива в двигателе в целом. Поэтому преимущество заключается в том, что во время осуществления данного типа регулирования можно предотвратить ухудшение показателей экономии топлива.

[0150] [Другие параметры управления]

Далее будут описаны другие параметры управления. Устройство управления, в соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения, может выполнить диагностику неполадок горелки. В этом случае во время проведения диагностики неполадок рекомендуется остановить работу вспомогательных устройств, приводимых в действие двигателем.

[0151] Далее будет описан процесс проведения диагностики неполадки горелки 20 применительно к двигателю Е, показанному на ФИГ. 2. Как показано на ФИГ. 14, в блок ЭБУ 100 поступает информация о величине изменения ΔТех температуры впускного газа катализатора, основанная на выходном значении температурного датчика 34 исходящего выхлопного газа, в заранее определенный момент времени Δt во время работы горелки 20 (промежуток времени между t1 и t2). Величина изменения ΔТех температуры впускного газа катализатора представляет собой скорость изменения температуры Тех впускного газа катализатора в заранее определенный момент времени Δt и градиент диаграммы температуры Тех впускного газа катализатора, как показано на чертеже.

[0152] Если горелка 20 работает нормально, температура Тех впускного газа катализатора увеличивается относительно быстро под влиянием конкретных условий работы горелки 20, что приводит к получению большой величины в качестве величины изменения ΔТех температуры впускного газа катализатора - это обозначено сплошной линией на чертеже. С другой стороны, в случае неполадки горелки 20 температура Тех впускного газа катализатора увеличивается медленно или совсем не увеличивается, как показано пунктирной линией на чертеже. Следовательно, в качестве величины изменения ΔТех температуры впускного газа катализатора будет получена лишь незначительная величина.

[0153] Следовательно, на основе этого параметра блок ЭБУ 100 сравнивает полученную величину изменения ΔТех температуры впускного газа катализатора с заранее установленной величиной, являющейся критерием неполадки, и определяет, что горелка 20 работает нормально, если величина изменения ΔТех температуры впускного газа катализатора превышает величину, являющуюся критерием неполадки, или выявляет неисправность в работе горелки 20, если величина изменения ΔТех температуры впускного газа катализатора равна или меньше величины, являющейся критерием неполадки.

[0154] В этой связи, в дополнение к способу, в котором используется данная величина изменения ΔТех температуры впускного газа катализатора, можно также использовать способ, в котором производится расчет коэффициента сгорания добавленного топлива в горелке 20, а наличие/отсутствие неполадки определяется в зависимости от величины этого коэффициента. Это связано с тем, что существует соотношение между коэффициентом сгорания и величиной изменения ΔТех температуры впускного газа катализатора.

[0155] Кроме того, если во время проведения диагностики неполадки работает хотя бы одно из двух вспомогательных устройств (компрессор системы кондиционирования воздуха (А/С) 41 и генератор переменного тока 43), особенно в течение заранее установленного промежутка времени Δt, когда передаются данные о величине изменения ΔТех температуры впускного газа катализатора, возникнет проблема: то есть может измениться режим работы вышеуказанных вспомогательных устройств. Например, количество охлаждающего агента, выходящего из компрессора системы кондиционирования воздуха (А/С) 41, изменяется в зависимости от запроса на использование кондиционера воздуха, и количество электроэнергии, вырабатываемой генератором 43 переменного тока, также меняется в зависимости от количества заряда батареи и т.п.

[0156] Таким образом, нагрузка на двигатель может измениться в зависимости от изменений в режимах работы вспомогательных устройств, и концентрация O₂ во впускном газе горелки также может измениться. Кроме того, даже если горелка 20 работает при определенных условиях, коэффициент сгорания добавленного топлива может измениться, что может привести к невозможности получения надлежащей величины изменения ΔТех температуры впускного газа катализатора, соответствующей условиям работы. Кроме того, концентрация O₂ во впускном газе горелки также может оказаться нестабильной, а концентрация O₂ во впускном газе горелки может снизиться еще больше на вышеуказанном участке, где концентрация O₂ во впускном газе горелки была низкой изначально, поэтому достаточное сгорание может и не произойти. Как следствие, надежность диагностики неисправности снижается, а также существует вероятность ошибочной диагностики, проведенной на основе допущения, что существует неполадка в горелке 20, которая в действительности функционирует нормально.

[0157] Таким образом, в настоящем варианте осуществления изобретения во время диагностики неполадки работа вспомогательных устройств останавливается, особенно в течение заранее установленного времени Δt, когда поступает информация о величине изменения ΔТех температуры впускного газа катализатора. Более конкретно, останавливается работа как компрессора 41 системы кондиционирования воздуха (А/С), так и генератора 43 переменного тока.

[0158] Следовательно, можно предотвратить изменение нагрузки на двигатель и, соответственно, изменение концентрации O₂ во впускном газе горелки, возникающее в результате изменений в режимах работы вспомогательных устройств. Поэтому можно получить надлежащую величину изменения ΔТех температуры впускного газа катализатора, соответствующую условиям работы горелки 20, что позволяет повысить надежность диагностики неисправности и предотвратить ошибку диагностики.

[0159] Хотя выше был описан предпочтительный вариант исполнения изобретения, другие различные варианты осуществления изобретения также возможны. Например, изобретение также можно применять к двигателю внутреннего сгорания с искровым зажиганием, а именно к бензиновому двигателю, и, в частности, можно порекомендовать использовать его с экономичным бензиновым двигателем внутреннего сгорания, работающим на горючей смеси с меньшим соотношением компонентов, по сравнению со стехиометрическим соотношением компонентов горючей смеси. Кроме того, способ впрыска топлива не ограничивается прямым впрыском; для впрыска топлива во впускное окно можно также использовать входные каналы. Соответствующие компоненты вышеуказанного исполнения изобретения можно сочетать друг с другом, где это возможно.

Изобретение относится к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания, снабженного горелкой. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, оснащенного устройством очистки выхлопных газов, установленным в выхлопном канале, и горелкой, установленной в выхлопном канале перед устройством очистки выхлопных газов и предназначенной для повышения температуры выхлопных газов, подаваемых в устройство очистки выхлопных газов. Устройство управления выполняет управление увеличением для повышения концентрации кислорода в выхлопных газах, подаваемых в горелку, в том случае, когда концентрация кислорода в выхлопных газах, подаваемых в горелку, не превышает заранее установленной требуемой концентрации кислорода, и имеется запрос на активацию горелки. Управление увеличением включает первый параметр управления для ограничения работы вспомогательного устройства, приводимого в действие двигателем внутреннего сгорания. Техническим результатом изобретения является обеспечение стабильной интенсивности сгорания в горелке на определенном минимальном уровне. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, оснащенного устройством очистки выхлопных газов, установленным в выхлопном канале, и горелкой, установленной в выхлопном канале перед устройством очистки выхлопных газов и предназначенной для повышения температуры выхлопных газов, подаваемых в устройство очистки выхлопных газов, отличающееся тем, что:
устройство управления выполняет управление увеличением для повышения концентрации кислорода в выхлопных газах, подаваемых в горелку, в том случае, когда концентрация кислорода в выхлопных газах, подаваемых в горелку, не превышает заранее установленной требуемой концентрации кислорода, и имеется запрос на активацию горелки, и
управление увеличением включает первый параметр управления для ограничения работы вспомогательного устройства, приводимого в действие двигателем внутреннего сгорания.

2. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 1, отличающееся тем, что
первый параметр управления подразумевает остановку вспомогательного устройства.

3. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 1 или 2, отличающееся тем, что
двигатель внутреннего сгорания имеет турбокомпрессор, установленный в выхлопном канале перед горелкой,
турбокомпрессор имеет регулируемую створку, установленную во впускной части турбины, и
устройство управления включает второй параметр управления для изменения степени открытия регулируемой створки.

4. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 3, отличающееся тем, что
второй параметр управления подразумевает уменьшение степени открытия регулируемой створки, когда режим работы двигателя внутреннего сгорания находится в пределах заранее установленного диапазона без наддува, а скорость вращения двигателя не превышает заранее установленную скорость вращения.

5. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 4, отличающееся тем, что
второй параметр управления подразумевает уменьшение степени открытия регулируемой створки в пределах такого диапазона, чтобы давление на впуске не превышало атмосферного давления.

6. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 3, отличающееся тем, что
второй параметр управления подразумевает увеличение степени открытия регулируемой створки, когда режим работы двигателя внутреннего сгорания находится в пределах заранее установленного диапазона без наддува, а скорость вращения двигателя превышает заранее установленную скорость вращения.

7. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 1 или 2, отличающееся тем, что
двигатель внутреннего сгорания установлен в транспортном средстве,
транспортное средство имеет автоматическую коробку передач, которая соединена с двигателем внутреннего сгорания посредством трансформатора крутящего момента, и
управление увеличением включает третий параметр управления для увеличения/уменьшения скорости вращения двигателя за счет увеличения/уменьшения количества топлива, подаваемого в цилиндр во время замедления движения транспортного средства.

8. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 1 или 2, отличающееся тем, что
двигатель внутреннего сгорания установлен в транспортном средстве,
транспортное средство имеет автоматическую коробку передач, которая соединена с двигателем внутреннего сгорания посредством трансформатора крутящего момента, и
управление увеличением включает четвертый параметр управления для перехода на более низкую передачу в автоматической коробке передач до того, как произойдет запланированный переход на более низкую передачу во время замедления хода транспортного средства.

9. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 1 или 2, отличающееся тем, что
двигатель внутреннего сгорания оснащен первой останавливаемой группой цилиндров, второй останавливаемой группой цилиндров, устройством очистки выхлопных газов и горелкой, которые установлены индивидуально в каждой из групп цилиндров,
устройство управления определяет, для каждой из групп цилиндров, имеется ли запрос на активацию горелки и превысила или нет концентрация кислорода в выхлопных газах, подаваемых в горелку, требуемую концентрацию кислорода, и
управление увеличением включает пятый параметр управления для остановки одной из групп цилиндров, в отношении которой было определено, что концентрация кислорода в выхлопных газах, подаваемых на горелку, не превышает требуемой концентрации кислорода.

10. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 1 или 2, отличающееся тем, что
устройство управления проводит диагностику неисправности в горелке во время работы горелки и останавливает вспомогательное устройство, приводимое в действие двигателем внутреннего сгорания, во время проведения диагностики неисправности.

11. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 1 или 2, отличающееся тем, что
устройство управления увеличивает степень открытия дроссельного клапана, установленного во входном канале, перед выполнением управления увеличением, если было определено, что концентрация кислорода в выхлопных газах, подаваемых в горелку, не превышает необходимой концентрации кислорода, и
устройство управления выполняет управление увеличением, когда концентрация кислорода в выхлопных газах, подаваемых в горелку, не превышает требуемую концентрацию кислорода даже в том случае, когда степень открытия дроссельного клапана была увеличена до максимальной степени открытия.

12. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, оснащенного устройством очистки выхлопных газов, установленным в выхлопном канале, и горелкой, установленной в выхлопном канале перед устройством очистки выхлопных газов и предназначенной для повышения температуры выхлопных газов, подаваемых на устройство очистки выхлопных газов, отличающееся тем, что:
устройство управления выполняет управление увеличением для повышения концентрации кислорода в выхлопных газах, подаваемых на горелку, когда топливо подается в цилиндр, и степень открытия дроссельного клапана, установленного во входном канале, равняется величине, эквивалентной полному открытию, когда горелка работает, и
управление увеличением предусматривает первый параметр увеличения для ограничения работы вспомогательного устройства, приводимого в действие двигателем внутреннего сгорания.