УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ ТОПЛИВА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2017 года по МПК F02D41/34 F02D45/00 F02P5/04 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству определения свойств топлива для двигателя внутреннего сгорания.

2. Описание предшествующего уровня техники

[0002] Известно, что свойства топлива, подаваемого в двигатель внутреннего сгорания, оказывают влияние на управление такими параметрами, как воздушно-топливное отношение в двигателе внутреннего сгорания. Например, поскольку тяжелое топливо имеет более низкую летучесть, чем обычное топливо, применение любого элемента управления, предназначенного для обычного топлива, может отрицательно повлиять на работоспособность и/или выпуск выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания при использовании тяжелого топлива. Делались различные попытки определить свойства топлива, с тем чтобы достигнуть управления двигателем внутреннего сгорания, соответствующего свойствам топлива.

[0003] В японском патенте №3863362 раскрыт двигатель внутреннего сгорания, оснащенный средствами управления временем опережения зажигания, осуществляющими управление с обратной связью опережением зажигания, с тем, чтобы обороты двигателя внутреннего сгорания могли достичь заданных оборотов на холостом ходу после запуска. В японском патенте №3863362 раскрыто, что вычисляют величину коррекции опережения зажигания в то время, когда обороты двигателя стабилизированы по отношению к заданным оборотам, и величину коррекции опережения зажигания, при которой обороты двигателя достигают после стабилизации, и свойства топлива определяют на основании разницы между этими величинами коррекции опережения зажигания.

[0004] Известно также, что более точное определение свойств топлива производится на основании соотношения величины коррекции основного опережения зажигания, соответствующего заданным оборотам (которая может в дальнейшем именоваться «величиной коррекции опережения зажигания»), к допустимому диапазону опережения зажигания, который определяют в зависимости от заданных оборотов, температуры и т.д. двигателя внутреннего сгорания (который может в дальнейшем называться «максимальным диапазоном коррекции зажигания»).

[0005] В японском патенте №4356079 раскрыто устройство определения свойств топлива, которое определяет свойства топлива на основании параметра сгорания, который рассчитывается на основе давления в цилиндре двигателя внутреннего сгорания (продолжительности периода сгорания). В японском патенте №4356079 раскрыто, что пороговое значение, используемое для выполнения определения свойств топлива, устанавливают на основе температуры двигателя внутреннего сгорания, чтобы выполнить более точное определение свойств топлива.

[0006] Как описано выше, были предприняты попытки определить различные свойства топлива таким образом, чтобы достичь управления двигателем внутреннего сгорания, соответствующего свойствам топлива. Известно также, что более точное определение свойств топлива выполняют на основе отношения величины коррекции опережения зажигания к максимальному диапазону коррекции зажигания. Когда управление воздушно-топливным отношением и пр. выполняют на основе свойств топлива таким образом, работоспособность и/или выпуск выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания могут поддерживаться в предпочтительном состоянии.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Однако, когда температура двигателя внутреннего сгорания низка, например в холодном районе, с помощью способа определения свойств топлива, описанного выше, может быть сделано ошибочное определение, что топливо является тяжелым топливом, даже когда используемое топливо является на самом деле обычным топливом.

[0008] Настоящее изобретение относится к устройству определения свойств топлива для двигателя внутреннего сгорания, которое может точно определить, является ли топливо, подаваемое в двигатель внутреннего сгорания, тяжелым топливом, даже при низких температурах.

[0009] Первый объект настоящего изобретения обеспечивает создание устройства определения свойств топлива для двигателя внутреннего сгорания, при этом двигатель внутреннего сгорания включает в себя свечу зажигания, причем свеча зажигания включает в себя участок генерирования искры. Устройство определения свойств топлива включает в себя электронный блок управления. Электронный блок управления сконфигурирован для управления с обратной связью так, что обороты двигателя сходятся к заданным оборотам путем коррекции опережения зажигания при управлении с обратной связью, причем опережение зажигания представляет собой момент времени, когда участок генерирования искры генерирует искру. Электронный блок управления сконфигурирован для определения того, что топливо, подаваемое в двигатель внутреннего сгорания, является тяжелым топливом, когда коэффициент выполнения зажигания равен или больше заданного порогового значения в течение заданного промежутка времени после запуска двигателя внутреннего сгорания, при этом коэффициент выполнения зажигания представляет собой отношение величины коррекции опережения зажигания в сторону опережения к максимальному диапазону коррекции зажигания, причем максимальный диапазон коррекции зажигания представляет собой максимальную величину диапазона коррекции, в котором опережение зажигания корректируют при управлении с обратной связью. Электронный блок управления сконфигурирован для установки порогового значения равным значению, которое зависит от характерного значения температуры двигателя внутреннего сгорания, причем характерное значение температуры коррелирует с температурой двигателя внутреннего сгорания.

[0010] В устройстве определения свойств топлива характерное значение температуры имеет положительную корреляцию с температурой двигателя внутреннего сгорания, а электронный блок управления может быть сконфигурирован для повышения порогового значения при понижении характерного значения температуры.

[0011] Устройство определения свойств топлива может дополнительно включать в себя датчик температуры охладителя. Датчик температуры охладителя может быть сконфигурирован для определения температуры охладителя в двигателе внутреннего сгорания, в котором электронный блок управления может быть сконфигурирован для использования температуры охладителя в качестве характерного значения температуры, при этом температуру охладителя определяет датчик температуры охладителя при запуске двигателя внутреннего сгорания.

[0012] Устройство определения свойств топлива может дополнительно включать в себя датчик температуры масла. Датчик температуры масла может быть сконфигурирован для определения температуры смазочного масла в двигателе внутреннего сгорания. Электронный блок управления может быть сконфигурирован для использования температуры смазочного масла в качестве характерного значения температуры, при этом температуру смазочного масла определяет датчик температуры масла при запуске двигателя внутреннего сгорания.

[0013] Устройство определения свойств топлива может дополнительно включать в себя датчик подачи топлива. Датчик подачи топлива может быть сконфигурирован для выявления операции подачи топлива. Электронный блок управления может быть сконфигурирован для сбрасывания результата определения свойств топлива при выявлении датчиком подачи топлива операции доливания топлива, и электронный блок управления может быть сконфигурирован для воспрещения исполнения определения при определении топлива как тяжелого топлива.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0014] Признаки, преимущества, а также техническая и промышленная значимость типовых вариантов осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы и на которых:

На фиг. 1 представлена схематическая временная диаграмма, показывающая, как обороты двигателя, величина коррекции опережения зажигания, коэффициент выполнения зажигания и состояние индикатора определения тяжелого топлива, который является индикатором, указывающим, что топливо представляет собой тяжелое топливо, изменяются при нормальной температуре в течение заданного промежутка времени после пуска двигателя внутреннего сгорания, в котором использовано обычное топливо;

На фиг. 2 представлена схематическая временная диаграмма, показывающая, как обороты двигателя, величина коррекции опережения зажигания, коэффициент выполнения зажигания и состояние индикатора определения тяжелого топлива, который является индикатором, указывающим, что топливо представляет собой тяжелое топливо, изменяются при низкой температуре в течение заданного промежутка времени после запуска двигателя внутреннего сгорания, в котором использовано обычное топливо;

На фиг. 3 представлена схематическая диаграмма, показывающая, как наиболее ранний угол зажигания и наиболее поздний угол зажигания меняются с изменением температуры двигателя внутреннего сгорания;

На фиг. 4 представлена схематическая диаграмма, показывающая, как максимальный диапазон коррекции зажигания меняется с изменением температуры двигателя внутреннего сгорания;

На фиг. 5 представлена схематическая диаграмма, показывающая, как меняется коэффициент выполнения зажигания с изменением температуры двигателя внутреннего сгорания; и

На фиг. 6 представлена схематическая диаграмма, иллюстрирующая двигатель внутреннего сгорания, на котором применено устройство определения свойств топлива для двигателя внутреннего сгорания в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения (первое устройство).

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0015] В одном варианте осуществления настоящего изобретения максимальный диапазон коррекции зажигания представляет собой допустимый диапазон опережения зажигания, который определяется в зависимости от заданных оборотах, температуры и пр. двигателя внутреннего сгорания, при данных условиях. Другими словами максимальный диапазон коррекции зажигания представляет собой диапазон опережения зажигания, определяемый как разница между самым ранним углом зажигания (absef) и самым поздним углом зажигания (aopmn), при которых достигается стабильная работа на холостом ходу при заданных оборотах, температуре и пр. двигателя внутреннего сгорания при данных условиях. Вышеописанный коэффициент выполнения зажигания представляет собой отношение величины коррекции опережения зажигания к максимальному диапазону коррекции зажигания. Другими словами, коэффициент выполнения зажигания представляет собой отношение величины коррекции опережения зажигания в сторону опережения к диапазону, в котором опережение зажигания может быть изменено. Таким образом, когда опережение зажигания корректируют в сторону задержки, коэффициент выполнения зажигания равен 0 (нулю).

[0016] Когда свойства топлива определяют на основе отношения величины коррекции опережения зажигания к максимальному диапазону коррекции зажигания, например, вышеупомянутого коэффициента выполнения зажигания, ошибочное определение того, что топливо, подаваемое в двигатель внутреннего сгорания, представляет собой тяжелое топливо, может быть сделано сразу после холодного запуска, даже когда используемое топливо на самом деле является обычным топливом.

[0017] Это ошибочное определение описано ниже со ссылкой на фиг. 1-5. На фиг. 1 представлена схематическая временная диаграмма, показывающая, как обороты NE двигателя, величина коррекции опережения зажигания (anefb), коэффициент выполнения зажигания (anefbrte) и состояние индикатора определения тяжелого топлива, который представляет собой индикатор, указывающий, что топливо является тяжелым топливом, изменяются при нормальной температуре в течение заданного промежутка времени после запуска двигателя внутреннего сгорания, в котором использовано обычное топливо (двигатель внутреннего сгорания запущен). На фиг. 2 показано, как они изменяются при низкой температуре.

[0018] Как показано на фиг. 1, в двигателе внутреннего сгорания, использующем обычное топливо, обороты NE двигателя быстро увеличиваются после запуска и превышают заданные обороты NT (показаны штрихпунктирной линией) при нормальной температуре. Затем опережение зажигания корректируют в сторону задержки с помощью вышеупомянутого управления с обратной связью, и поэтому обороты NE двигателя начинают уменьшаться. Когда обороты NE двигателя начинают уменьшаться, величина коррекции опережения зажигания в сторону задержки уменьшается, и обороты NE двигателя скоро сводятся к заданным оборотам NT. В этот период коэффициент выполнения зажигания остается равным 0 (нулю), поскольку момент зажигания не корректируется в сторону опережения. Таким образом, коэффициент выполнения зажигания не увеличится до порогового значения Ch определения тяжелого топлива и не превысит этого порогового значения, которое используется для определения того, является ли топливо тяжелым топливом. В результате индикатор определения тяжелого топлива остается в состоянии OFF (ВЫКЛ).

[0019] С другой стороны, даже в двигателе внутреннего сгорания, использующем обычное топливо, обороты NE двигателя не возрастают быстро после запуска при низкой температуре, как показано на фиг. 2. Обороты NE двигателя возрастают постепенно с повторяющимися увеличениями и уменьшениями, однако не сразу достигают заданных оборотов NT (штрихпунктирная линия). После этого, при запуске управления с обратной связью и коррекции опережения зажигания в сторону опережения, обороты NE двигателя в конечном итоге превышают заданные обороты NT. Затем опережение зажигания корректируется в сторону задержки, и обороты NE двигателя начинают уменьшаться. Когда обороты NE двигателя начинают уменьшаться, величина коррекции опережения зажигания в сторону задержки уменьшается, и обороты NE двигателя вскоре сводятся к заданным оборотам NT. В примере, показанном на фиг. 2, как проиллюстрировано в части, окруженной пунктирным эллипсом, коэффициент выполнения зажигания (сплошная линия) увеличивается выше порогового значения Ch определения тяжелого топлива. В результате индикатор определения тяжелого топлива переключается в состояние ON (ВКЛ). Другими словами, в этом случае происходит ошибочное определение того, что используется тяжелое топливо, несмотря на то, что на самом деле используется обычное топливо.

[0020] Авторы настоящего изобретения провели интенсивные исследования с целью уменьшения вышеописанных ошибочных определений и, соответственно, нашли одну из причин ошибочного определения. То есть, даже когда величина коррекции опережения зажигания является постоянной, может быть вычислен больший коэффициент выполнения зажигания, если температура двигателя внутреннего сгорания понижена.

[0021] В некоторых случаях максимальный диапазон коррекции зажигания уменьшается при уменьшении температуры двигателя внутреннего сгорания. Как описано выше, коэффициент выполнения зажигания представляет собой отношение величины коррекции опережения зажигания в сторону опережения к максимальному диапазону коррекции зажигания. Таким образом, более высокий коэффициент выполнения зажигания вычисляется при уменьшении максимального диапазона коррекция зажигания. Соответственно, более высокий коэффициент выполнения зажигания может быть получен при уменьшении температуры двигателя внутреннего сгорания, даже когда величина коррекции опережения зажигания постоянна.

[0022] Авторы настоящего изобретения исследовали причину того, почему максимальный диапазон коррекции зажигания снижается при понижении температуры двигателя внутреннего сгорания. Результат исследования описан подробно ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. На фиг. 3-5 представлены схематические диаграммы, на которых соответственно показаны изменения наиболее раннего угла опрежения зажигания (ansef), наиболее позднего угла опрежения зажигания (anopmn), максимальный диапазон коррекции зажигания (anemax), а также коэффициент выполнения зажигания (anefbrte) меняются с изменениями температуры двигателя внутреннего сгорания.

[0023] При уменьшении температуры двигателя летучесть топлива также снижается, и поэтому больше времени занимает образование горючей воздушно-топливной смеси. Таким образом, в двигателе внутреннего сгорания наиболее ранний угол опережения зажигания (наиболее ранний угол опережения зажигания absef), при котором могут быть достигнуты стабильный холостой ход при заданных оборотах, температуре и пр. двигателя внутреннего сгорания, при этих условиях смещается в сторону более позднего зажигания, когда температура двигателя внутреннего сгорания (которая в дальнейшем может именоваться «температурой двигателя») снижается, как показано на фиг. 3.

[0024] Кроме того, в двигателе внутреннего сгорания, когда температура катализатора для управления выхлопными газами, служащего для уменьшения вредных веществ в выхлопных газах двигателя внутреннего сгорания, является низкой, опережение зажигания корректируется в сторону задержки для повышения температуры (разогрева) катализатора для управления выхлопными газами (замедление разогрева катализатора). При проводимом таким образом замедлении разогрева катализатора, отношение количества тепла, расходуемого на повышение температуры (разогрева) двигателя внутреннего сгорания, к общему количеству тепла, генерируемого путем сжигания топлива в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания, уменьшается, и отношение количества тепла, расходуемого на повышение температуры (разогрева) катализатора для управления выхлопными газами, увеличивается. В результате температура катализатора управления выхлопными газами может возрасти (катализатор разогреется).

[0025] Однако если осуществляется замедление прогрева катализатора при низкой температуре двигателя, повышение температуры (разогрев) двигателя внутреннего сгорания замедляется, поскольку отношение величины тепла, которое расходуется на повышение температуры (разогрев) двигателя внутреннего сгорания, к общему количеству тепла, генерируемому при сгорании топлива, уменьшается, как описано выше. В результате негативным образом могут быть затронуты работоспособность и/или выпуск выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания. Таким образом, в двигателе внутреннего сгорания замедление прогрева катализатора ограничено при низкой температуре двигателя. В частности, наиболее поздний угол опережения зажигания (угол опережения зажигания с наибольшей задержкой aopmn), при котором может быть достигнуты стабильная работа на холостом ходу при заданных оборотах, температуре и пр. двигателя внутреннего сгорания при данных условиях, более смещается в сторону опережения при понижении температуры двигателя, как показано на фиг. 3.

[0026] Как описано выше, при понижении температуры двигателя, наиболее ранний угол опережения зажигания absef больше смещается в сторону задержки, а наиболее поздний угол опережения зажигания aopmn больше смещается в сторону опережения. В результате, как показано выделенной двунаправленной стрелкой на фиг. 3 и проходящей налево вниз по диагонали стрелкой на фиг. 4, максимальный диапазон коррекции зажигания, который представляет собой разницу между этими углами опережения зажигания, уменьшается при понижении температуры двигателя. Таким образом, даже если величина коррекции зажигания anefb постоянна, как показано на заштрихованном участке фиг. 4, коэффициент выполнения зажигания anefbrte увеличивается при снижении температуры двигателя, как указано проходящей налево вверх по диагонали стрелкой на фиг. 5.

[0027] Случай, когда наиболее ранний угол опережения зажигания absef больше смещается в сторону задержки, а наиболее поздний угол опережения зажигания aopmn больше смещается в сторону опережения при понижении температура двигателя, описан со ссылкой на фиг. 2. Однако остается неизменным тот факт, что максимальный диапазон коррекции зажигания уменьшается при снижении температуры двигателя, даже при смещении самого раннего угла опережения зажигания absef больше в сторону задержки или смещении наиболее позднего угла опережения зажигания aopmn больше в сторону опережения при снижении температуры двигателя.

[0028] В устройстве определения свойств топлива для двигателя внутреннего сгорания в соответствии с предшествующим уровнем техники, пороговое значение Ch, которое используется для определения, является ли топливо тяжелым топливом, принято равным постоянной величине, независимо от того, является ли температура двигателя высокой или низкой, как показано пунктирной линией на фиг. 5. Таким образом, когда температура двигателя является низкой, как описано выше, коэффициент выполнения зажигания anefbrte может быть настолько высоким, что достигает значения, равного или большего, чем пороговое значение, как показано в части, окруженной пунктирной линией на фиг. 5. В результате делается ошибочное определение, что топливо является тяжелым топливом. Иными словами, в устройстве определения свойств топлива предшествующего уровня техники может быть сделано ошибочное определение того, что топливо является тяжелым топливом, при низкой температуре двигателя, например, сразу после запуска холодного двигателя, даже если используемое топливо на самом деле является обычным топливом.

[0029] В противоположность этому, в устройстве определения свойств топлива согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, электронный блок управления сконфигурирован для установки порогового значения Ch равным величине, зависящей от характерного значения температуры двигателя, которая коррелирует с температурой двигателя внутреннего сгорания. В примере, показанном на фиг. 5, пороговое значение Ch установлено равным большей величине при уменьшении температуры двигателя, как указано штрихпунктирной линией. Таким образом, как указано в части, окруженной пунктирной линией на фиг. 5, коэффициент выполнения зажигания не достигает величины, равной или большей, чем пороговое значение, и предотвращается ошибочное определение того, что топливо представляет собой тяжелое топливо. Другими словами, в этом варианте осуществления не выполняется ошибочное определение того, что обычное топливо является тяжелым топливом (например, в примере, который показан на фиг. 2, коэффициент выполнения зажигания (прерывистая линия) не достигает порогового значения Ch определения тяжелого топлива, как показано в части, окруженной пунктирным эллипсом, даже когда температура двигателя является низкой, например, сразу после холодного запуска.

[0030] Как описано выше, в вышеприведенном варианте осуществления пороговое значение Ch, используемое для определения того, является ли топливо, поступающее в двигатель внутреннего сгорания, тяжелым топливом, установлено равным величине, которая зависит от характерного значения температуры двигателя, коррелирующего с температурой двигателя внутреннего сгорания. Затем выполняется определение того, что топливо, подаваемое в двигатель внутреннего сгорания, является тяжелым топливом, если коэффициент выполнения зажигания равен или больше порогового значения Ch при выполнении управления с обратной связью опережением зажигания так, что обороты двигателя внутреннего сгорания могут сводиться к заданным оборотам в пределах заданного промежутка времени после запуска двигателя внутреннего сгорания. В результате устройство согласно изобретению даже при низких температурах может выполнить более точное определение того, является ли топливо, подаваемое в двигатель внутреннего сгорания, тяжелым топливом.

[0031] Устройство определения свойств топлива для двигателя внутреннего сгорания (которое в дальнейшем может именоваться «устройством определения») в соответствии с любым вариантом осуществления настоящего изобретения далее описано со ссылкой на чертежи.

[0032] Ниже описано устройство определения свойств топлива в соответствии с первым вариантом осуществления (которое в дальнейшем может именоваться просто «первым устройством»).

[0033] (Конфигурация двигателя внутреннего сгорания) Первое устройство применяется для двигателя внутреннего сгорания (далее именуемого «двигатель») 10, который показан на фиг. 6.

[0034] Двигатель 10 представляет собой бензиновый двигатель с искровым зажиганием. Двигатель 10 включает в себя головку 11 цилиндра, блок 12 цилиндров, картер 13, свечу 14 зажигания, впускной клапан 15, выпускной клапан 16, поршень 17, шатун 18, коленчатый вал 19 и пр. Камера 20 сгорания образована нижней стенкой головки 11 цилиндра, стенкой канала цилиндра, который образован в блоке 12 цилиндров, и верхней частью 17 поршня.

[0035] Свеча 14 зажигания установлена в головке 11 цилиндра с его участком 14а генерирования искры, обращенным к центру верхней стенки камеры 20 сгорания. Впускной клапан 15 установлен в головке 11 цилиндра так, что он может открывать и закрывать коммуникационный проход между камерой 20 сгорания и впускным каналом 22, проходящим через головку 11 цилиндра, при срабатывании от впускного кулачка 21. Выпускной клапан 16 установлен в головке 11 цилиндра так, что он может открывать и закрывать коммуникационный проход между камерой 20 сгорания и выпускным каналом 24, проходящим через головку 11 цилиндра, при срабатывании от впускного кулачка 23. Двигатель 10 также снабжен клапаном 30 впрыска топлива (клапаном впрыска в цилиндр). Клапан 30 впрыска топлива установлен в части между впускным каналом 22 головки 11 цилиндра и блоком 12 цилиндров с тем, чтобы он мог впрыскивать топливо в камеру 20 сгорания.

[0036] Как описано выше, двигатель 10, который показан на фиг. 6, называется двигателем внутреннего сгорания с боковым впрыском, в котором клапан 30 впрыска топлива, установленный в части между впускным каналом 22 головки 11 цилиндра и блоком 12 цилиндров, впрыскивает топливо к центральной оси цилиндра. Тем не менее, первое устройство может быть применено не только на таком двигателе внутреннего сгорания с боковым впрыском, но и на двигателе внутреннего сгорания с центральным впрыском, в котором топливо впрыскивается из клапана впрыска топлива, установленного в непосредственной близости от центра головки 11 цилиндра к верхней части поршня 17, например. Кроме того, первое устройство может применяться не только для двигателей внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр, но и в двигателе внутреннего сгорания с распределенным впрыском, в котором топливо впрыскивается из клапана впрыска топлива, установленного во впускном канале 22 головки 11 цилиндра, например.

[0037] Двигатель 10 оснащен электронным блоком управления (ЭБУ) 50. Блок ЭБУ 50 выполняет управление с обратной связью для коррекции опережения зажигания как момента, когда участок 14а генерирования искры генерирует искру, таким образом, что в результате обороты NE двигателя могут сводиться к заданным оборотам NT.

[0038] (Конфигурация ЭБУ) Блок ЭБУ 50 представляет собой хорошо известный микрокомпьютер, который включает в себя центральный процессор, ПЗУ, ОЗУ, резервную память и так далее. ЭБУ 50 электрически соединен со свечой 14 впрыска топлива, клапаном 30 впрыска топлива и так далее, и посылает на них сигналы возбуждения. Кроме того, блок ЭБУ 50 электрически соединен с датчиком 51 положения коленчатого вала, расходомером 52 воздуха, датчиком 53 усилия нажатия на педаль акселератора, датчиком 54 воздушно-топливного отношения, датчиком 55 температуры охладителя, датчиком 56 температуры и пр. и принимает от них сигналы.

[0039] Датчик 51 положения коленчатого вала вырабатывает сигнал в зависимости от углового положения коленчатого вала 19. ЭБУ 50 вычисляет обороты NE двигателя на основе сигналов от датчика 51 положения коленчатого вала. Кроме того, блок ЭБУ 50 получает абсолютный угол положения коленчатого вала относительно, например, верхней мертвой точки сжатия в каком-либо цилиндре на основе сигналов датчика 51 положения коленчатого вала и датчика положения кулачка (не показан). Расходомер 52 воздуха генерирует сигнал, который показывает скорость потока воздуха, всасываемого в двигатель 10. Датчик 53 усилия нажатия на педаль акселератора генерирует сигнал, который показывает величину усилия Ар нажатия на педаль акселератора. Датчик 54 воздушно-топливного отношения генерирует сигнал, который показывает соотношение воздуха и топлива в выхлопных газах. Датчик 55 температуры охладителя генерирует сигнал, который показывает температуру охладителя (температуру охладителя), текущего через водяную рубашку, пролегающую по всему блоку 12 цилиндров. Датчик 56 температуры масла генерирует сигнал, который показывает температуру смазочного масла (температуру масла) в масляном поддоне в нижней части корпуса 13 коленчатого вала.

[0040] (Конфигурация и работа первого устройства) В первом устройстве блок ЭБУ 50 рассчитывает коэффициент выполнения зажигания как отношение величины коррекции опережения зажигания в сторону опережения к максимальному диапазону коррекции зажигания в течение заданного промежутка времени после запуска двигателя 10. Максимальный диапазон коррекции зажигания представляет собой максимальный диапазон, в котором опережение зажигания может быть скорректировано, когда блок ЭБУ 50 корректирует опережение зажигания при обратной связи.

[0041] Блок ЭБУ 50 выполняет определение того, что топливо, подаваемое в двигатель 10, является тяжелым топливом, если коэффициент выполнения зажигания равен или больше заданного порогового значения Ch. Блок ЭБУ 50 первого устройства сконфигурирован для установки порогового значения Ch равным величине, зависящей от характерной температуры двигателя, коррелирующей с температурой двигателя 10. Среди различных параметров (параметров рабочего состояния), в качестве характерного значения температуры двигателя может быть использован, например, параметр, коррелирующий с температурой двигателя 10, указывающий на рабочее состояние двигателя 10.

[0042] Относительная взаимосвязь между параметром рабочего состояния, используемым в качестве характерного значения температуры двигателя, и пороговым значением Ch может быть определена заранее, например, в предварительном эксперименте с использованием двигателя 10, и сохранена в качестве карты, например, в устройстве хранения данных блока ЭБУ 50. Более конкретно, измеряются изменения в максимальном диапазоне коррекции зажигания с изменениями параметра рабочего состояния, используемого в качестве характерного значения температуры двигателя, и карта (таблица данных), которая представляет собой относительную взаимосвязь между ними, сохраняется в ПЗУ блока ЭБУ 50, при этом установленная величина порогового значения Ch может быть определена на основе карты, например, при определении свойств топлива.

[0043] Как описано выше, в первом устройстве пороговое значение устанавливают равным величине, зависящей от характерного значения температуры двигателя, коррелирующего с температурой двигателя 10. Пороговое значение используется, чтобы определить, является ли топливо, подаваемое в двигатель 10, тяжелым топливом. При этом первое устройство определяет, что топливо, подаваемое в двигатель 10, является тяжелым топливом, если коэффициент выполнения зажигания равен или больше порогового значения Ch, когда первое устройство выполняет управление с обратной связью распределения зажигания, при этом обороты NE двигателя 10 могут сводиться к заданным оборотам NT в течение заданного промежутка времени после запуска двигателя 10. В результате, первое устройство может выполнить более точное определение того, что топливо, подаваемое в двигатель 10, является тяжелым топливом даже при низких температурах.

[0044] Далее описано устройство определения в соответствии со вторым вариантом осуществления (в дальнейшем именуемое просто «вторым устройством»). Второе устройство этого варианта осуществления отличается от первого устройства только тем, что характерное значение температуры двигателя имеет положительную корреляцию с температурой двигателя 10, а также тем, что блок ЭБУ 50 увеличивает пороговое значение Ch при уменьшении характерного значения температуры двигателя.

[0045] Как видно из фиг. 3, наиболее ранний угол опережения зажигания absef больше смещается в сторону задержки, а наиболее поздний угол опережения зажигания aopmn больше смещается в сторону опережения при понижении температуры двигателя 10 (уменьшении характерного значения температуры двигателя), как описано выше. В результате, максимальный диапазон коррекции зажигания, который представляет собой разницу между этими углами опережения зажигания, уменьшается, так как температура двигателя 10 снижается (характерное значение температуры двигателя уменьшается). Таким образом, даже если величина коррекции зажигания anefb постоянна, коэффициент выполнения зажигания anefbrte увеличивается при уменьшении температуры двигателя 10 (понижении характерного значения температуры двигателя).

[0046] Как описано выше, во втором устройстве используется характерное значение температуры, имеющее положительную корреляцию с температурой двигателя внутреннего сгорания. Во втором устройстве блок ЭБУ 50 увеличивает пороговое значение Ch при понижении характерного значения температуры двигателя. Таким образом, второе устройство может более надежно уменьшить вероятность совершения ошибочного определения того, что топливо представляет собой тяжелое топливо, несмотря на фактическое использование обычного топлива, даже при увеличении коэффициента выполнения зажигания anefbrte в случае понижения температуры двигателя 10 (понижения характерного значения температуры двигателя), как описано выше. Другими словами, второе устройство можно выполнить более точное определение того, является ли топливо, подаваемое в двигатель внутреннего сгорания, тяжелым топливом, даже при низких температурах.

[0047] Ниже описано устройство определения в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения (в дальнейшем именуемое просто «третьим устройством») Третье устройство согласно данному варианту осуществления отличается от первого и второго устройств только тем, что блок ЭБУ 50 использует температуру охладителя, определенную с помощью датчика 55 температуры охладителя при запуске двигателя 10, в качестве характерного значения температуры двигателя.

[0048] Как описано выше, блок ЭБУ 50 управления согласно этому варианту осуществления выполнен с возможностью задания порогового значения Ch равным величине, зависящей от характерного значения температуры двигателя, коррелирующего с температурой двигателя 10. Среди различных параметров (параметров рабочего состояния), в качестве характерного значения температуры двигателя может быть использован, например, параметр, коррелирующий с температурой двигателя 10, указывающий на рабочее состояние двигателя 10. Одним конкретным примером характерного значения температуры двигателя является температура охладителя (температура охладителя), которая определяется датчиком 55 температуры охладителя.

[0049] В третьем устройстве температура охладителя, которую определяет датчик 55 температуры охладителя, используется в качестве характерного значения температуры двигателя. Таким образом, характерное значение температуры двигателя может быть получено легко и точно без дополнительной установки новых средств определения для определения свойств топлива. В результате третье устройство легче может выполнить более точное определение того, является ли топливо, подаваемое в двигатель внутреннего сгорания, тяжелым топливом даже при низких температурах.

[0050] Описано устройство определения в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения (в дальнейшем именуемое просто «четвертым устройством»). Четвертое устройство согласно этому варианту осуществления отличается от первого и второго устройств только тем, что блок ЭБУ 50 использует температуру смазочного масла, определенную датчиком 56 температуры масла при запуске двигателя 10, в качестве характерного значения температуры двигателя.

[0051] Как описано выше, блок ЭБУ 50 устанавливает пороговое значение Ch равным величине, зависящей от характерного значения температуры двигателя, коррелирующего с температурой двигателя 10. Среди различных параметров (параметров рабочего состояния) в качестве характерного значения температуры двигателя может быть использован, например, параметр, коррелирующий с температурой двигателя 10, указывающий на рабочее состояние двигателя 10. Другим конкретным примером репрезентативного значения температуры двигателя является температура смазочного масла (температура масла), определяемая датчиком 56 температуры масла.

[0052] В четвертом устройстве в качестве характерного значения температуры двигателя используют температуру смазочного масла, определяемую датчиком 56 температуры масла. Таким образом, характерное значение температуры двигателя может быть получено легко и точно без установки дополнительных новых средств определения свойств топлива. В результате четвертое устройство легко может сделать более точное определение того, является ли топливо, подаваемое в двигатель внутреннего сгорания, тяжелым топливом даже при низких температурах.

[0053] Ниже описано устройство определения в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения (в дальнейшем именуемое просто «пятым устройством»). Пятое устройство данного варианта осуществления отличается от первого-четвертого устройств только тем, что блок ЭБУ 50 сбрасывает результат определения, когда датчик подачи топлива обнаруживает операцию подачи топлива, и запрещает выполнение определения, когда уже сделано определение того, что топливо, подаваемое в двигатель 10, является тяжелым топливом.

[0054] В этом варианте осуществления пороговое значение Ch, используемое для определения того, что и топливо, подаваемое в двигатель 10, является тяжелым топливом, устанавливают равным величине, зависящей от характерного значения температуры двигателя, коррелирующего с температурой двигателя внутреннего сгорания. При этом выполняется определение того, что топливо, подаваемое в двигатель 10, является тяжелым топливом, если коэффициент выполнения зажигания равен или больше порогового значения Ch при осуществлении управления с обратной связью опережением зажигания, выполняемом таким образом, что обороты двигателя могут сводиться к заданным оборотам в течение заданного промежутка времени после запуска двигателя 10. В результате пятое устройство может сделать более точное определение того, что топливо, подаваемое в двигатель 10, является тяжелым топливом даже при низких температурах.

[0055] Топливо, поступающее в двигатель, хранится в емкости, например топливном баке, и поступает в двигатель 10 из емкости. Таким образом, свойства топлива, подаваемого в двигатель 10, существенно не меняются, если только состав топлива в топливном баке не меняется, например, при заправке топливного бака новым топливом.

[0056] Как описано выше, в пятом устройстве выполнение нового процесса определения запрещено, если уже сделано определение того, что топливо, подаваемое в двигатель 10, является «тяжелым топливом». В частности, когда определено, что топливо является тяжелым топливом, поддерживаются данные, что используемое в настоящее время топливо является тяжелым топливом (например, состояние индикатора определения тяжелого топлива переключается на ON, как описано выше со ссылкой на фиг. 1), например. Таким образом, после определения того, что топливо является тяжелым топливом, выполненного пятым устройством, может быть достигнуто управление, соответствующее тяжелому топливу (например, регулирование воздушно-топливного отношения, соответствующего тяжелому топливу, с помощью средства управления распределения зажигания), даже если новый процесс определения выполняется не каждый раз при запуске двигателя 10.

[0057] При заправке двигателя 10 новым топливом из-за того, что количество топлива, остающееся в топливном баке двигателя 10, уменьшилось, например, свойства топлива, которое будет поступать в двигатель 10, после этого могут измениться. В этом случае, если поддерживается результат определения свойств топлива в прошлом, и любое управление (например, регулирование воздушно-топливного отношения) выполняется на основе вышеописанного результата определения, то это может отрицательно повлиять на работоспособность и/или выпуск выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, поскольку управление не соответствует реальным свойствам топлива.

[0058] В пятом устройстве, при заправке двигателя 10 новым топливом, сбрасывается результат определения свойств топлива в прошлом. В частности, пятое устройство применяется на двигателе 10, дополнительно оснащенном датчиком доливания топлива, который обнаруживает операцию подачи топлива и имеет управляющую часть, которая сбрасывает результат определения из процесса определения (в прошлом), когда операция подачи топлива обнаружена датчиком подачи топлива. Таким образом, пятое устройство уменьшает частоту определения свойств топлива, но при этом может выполнить соответствующее определение того, что топливо, подаваемое в двигатель 10, является тяжелым топливом.

[0059] Как описано выше, в пятом устройстве результат определения свойств топлива в прошлом сбрасывается, когда в двигатель 10 подают новое топливо. Однако когда ожидается изменение свойств топлива, даже когда двигатель 10 не заправляют новым топливом, из-за испарения легких компонентов топлива в топливном баке, например, может возрасти вероятность сброса результата определения свойств топлива в прошлом. Более конкретно, результат определения свойств топлива в прошлом может сбрасываться каждый раз, когда наработка двигателя 10 (когда двигатель 10 установлен на транспортном средстве, может быть использовано время прогона или пробег транспортного средства) достигает, например, заданного порогового значения.

[0060] При том, что некоторые варианты осуществления описаны выше со ссылкой на чертежи, это не должно рассматриваться так, что объем настоящего изобретения ограничивается этими иллюстративными вариантами осуществления. Настоящее изобретение может быть модифицировано в соответствующих рамках в объеме, описанном в формуле изобретения и описании.

Изобретение относится к устройству определения свойств топлива для двигателя внутреннего сгорания. Техническим результатом является более точное определение, является ли топливо, подаваемое в двигатель, тяжелым топливом, даже при низких температурах. Предложено устройство для двигателя с электронным блоком управления (ЭБУ), который сконфигурирован для (i) управления с обратной связью, при этом обороты двигателя сводят к заданным оборотам при коррекции опережения зажигания при управлении с обратной связью, (ii) определения свойств топлива - является ли оно тяжелым топливом, когда коэффициент выполнения зажигания равен или больше заданного порогового значения в течение заданного промежутка времени после запуска двигателя, при этом коэффициент выполнения зажигания представляет собой отношение величины коррекции опережения зажигания к максимальному диапазону коррекции зажигания, причем максимальный диапазон коррекции зажигания представляет собой максимальную величину диапазона коррекции, в котором опережение зажигания корректируют в ходе управления с обратной связью, и (iii) установки порогового значения равным величине, которая зависит от характерного значения температуры двигателя, причем характерное значение температуры коррелирует с температурой двигателя. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство определения свойств топлива для двигателя внутреннего сгорания, причем двигатель внутреннего сгорания содержит свечу зажигания, свеча зажигания содержит участок генерирования искры, при этом устройство определения свойств топлива содержит

электронный блок управления, сконфигурированный для:

(i) выполнения управления с обратной связью так, что обороты двигателя сводятся к заданным оборотам путем коррекции опережения зажигания при управлении с обратной связью, при этом опережение зажигания представляет собой момент времени, когда участок генерирования искры генерирует искру,

(ii) определения свойств топлива, при этом топливо, подаваемое в двигатель внутреннего сгорания, является тяжелым топливом, когда коэффициент выполнения зажигания равен или больше заданного порогового значения в течение заданного промежутка времени после запуска двигателя внутреннего сгорания, при этом коэффициент выполнения зажигания представляет собой отношение величины коррекции опережения зажигания в сторону опережения к максимальному диапазону коррекции зажигания, причем максимальный диапазон коррекции зажигания представляет собой максимальную величину диапазона коррекции, в котором корректируют опережение зажигания при управлении с обратной связью, и

(iii) установки порогового значения равным величине, которая зависит от характерного значения температуры двигателя внутреннего сгорания, причем характерное значение температуры коррелирует с температурой двигателя внутреннего сгорания.

2. Устройство определения свойств топлива по п. 1, в котором

характерное значение температуры имеет положительную корреляцию с температурой двигателя внутреннего сгорания, при этом

электронный блок управления сконфигурирован для увеличения порогового значения при понижении характерного значения температуры.

3. Устройство определения свойств топлива по п. 1 или 2, дополнительно содержащее датчик температуры охладителя, сконфигурированный для определения температуры охладителя в двигателе внутреннего сгорания, при этом

электронный блок управления сконфигурирован для использования температуры охладителя в качестве характерного значения температуры, при этом температура охладителя определяется датчиком температуры охладителя при запуске двигателя внутреннего сгорания.

4. Устройство определения свойств топлива по п. 1 или 2, дополнительно содержащее датчик температуры масла, сконфигурированный для определения температуры смазочного масла в двигателе внутреннего сгорания, при этом

электронный блок управления сконфигурирован для использования температуры смазочного масла в качестве характерного значения температуры, при этом температуру смазочного масла определяет датчик температуры масла при запуске двигателя внутреннего сгорания.

5. Устройство определения свойств топлива по п. 1 или 2, дополнительно содержащее датчик подачи топлива, сконфигурированный для выявления операции подачи топлива, при этом

электронный блок управления сконфигурирован для сбрасывания результата определения свойств топлива при выявлении датчиком подачи топлива операции подачи топлива, и

электронный блок управления сконфигурирован для воспрещения исполнения определения при определении топлива как тяжелого топлива.