УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ВПРЫСКОМ ТОПЛИВА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2018 года по МПК F02D41/12 F02D41/34 F02D15/02 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к управлению впрыском топлива, выполняемому, когда двигатель внутреннего сгорания замедляется. Двигатель внутреннего сгорания имеет инжектор непосредственного впрыска, который впрыскивает топливо непосредственно в камеру сгорания, и инжектор впрыска во впускной канал, который впрыскивает топливо во впускной канал.

Уровень техники

[0002] Предусмотрено несколько способов для впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания. Один из этих способов представляет собой непосредственный впрыск бензинового топлива (GDI), в котором инжектор непосредственного впрыска впрыскивает топливо непосредственно в камеру сгорания. Другой способ представляет собой многоточечный впрыск (MPI), в котором инжектор впрыска во впускной канал, предоставленный в каждом впускном канале многоцилиндрового двигателя, впрыскивает топливо в направлении всасываемого воздуха во впускном канале.

[0003] JP2013-036447A, опубликованная посредством Патентного бюро (Япония) в 2013, предлагает управление впрыском топлива для двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, которое содержит как инжектор непосредственного впрыска, так и инжектор впрыска во впускной канал. В частности, в рабочей области низкой нагрузки (первом диапазоне выполнения) двигателя внутреннего сгорания, впрыск топлива выполняется с использованием только инжектора впрыска во впускной канал, и в рабочей области (втором диапазоне выполнения) на стороне высокой нагрузки первого диапазона работы, впрыск топлива выполняется с использованием инжектора непосредственного впрыска. Более конкретно, во втором диапазоне работы, в области низкой нагрузки, в которой нагрузка на двигатель является сравнительно низкой, топливо впрыскивается как из инжектора впрыска во впускной канал, так и из инжектора непосредственного впрыска, и в области высокой нагрузки, в которой нагрузка на двигатель является высокой, топливо впрыскивается только из инжектора непосредственного впрыска.

Сущность изобретения

[0004] Согласно этому предшествующему уровню техники, когда двигатель внутреннего сгорания замедляется из второго диапазона работы, топливо впрыскивается как из инжектора непосредственного впрыска, так и из инжектора впрыска во впускной канал до тех пор, пока нагрузка на двигатель не достигнет первого диапазона работы. Давление топлива инжектора непосредственного впрыска типично увеличивается по мере того, как увеличивается нагрузка на двигатель, и в силу этого, если топливо впрыскивается из инжектора впрыска во впускной канал, а также из инжектора непосредственного впрыска, когда двигатель внутреннего сгорания замедляется, давление топлива инжектора непосредственного впрыска остается высоким.

[0005] Когда двигатель внутреннего сгорания переключается на ускорение в то время, когда давление топлива является высоким, затруднительно управлять объемом впрыска топлива до небольшого объема с использованием инжектора непосредственного впрыска. В случае если используется управление предшествующим уровнем техники, в силу этого объем топлива, впрыскиваемого, когда впрыск топлива посредством инжектора непосредственного впрыска возобновляется, неизменно увеличивается по мере того, как увеличивается нагрузка на двигатель.

[0006] Следовательно, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы быстро уменьшать давление топлива инжектора непосредственного впрыска в состоянии замедления.

[0007] Чтобы решить вышеупомянутую задачу, настоящее изобретение предоставляет устройство управления впрыском топлива для двигателя внутреннего сгорания, имеющего инжектор впрыска во впускной канал для впрыска топлива во впускной канал и инжектор непосредственного впрыска для впрыска топлива в камеру сгорания под давлением топлива, которое увеличивается в соответствии с увеличением нагрузки на двигатель. Устройство управления впрыском топлива содержит датчик, который обнаруживает рабочий режим двигателя внутреннего сгорания, и программируемый контроллер. Контроллер запрограммирован с возможностью инструктировать инжектору впрыска во впускной канал и инжектору непосредственного впрыска впрыскивать топливо на основе рабочего режима. Контроллер дополнительно запрограммирован с возможностью увеличивать объем впрыска, который инжектор непосредственного впрыска впрыскивает, когда двигатель внутреннего сгорания замедляется, выше нормального объема впрыска инжектора непосредственного впрыска.

[0008] Подробности, а также другие признаки и преимущества этого изобретения изложены в оставшейся части подробного описания и показаны на прилагаемых чертежах.

Краткое описание чертежей

[0009] Фиг. 1 является принципиальной схемой, показывающей устройство управления впрыском топлива согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей процедуру управления впрыском топлива в состоянии замедления, выполняемую в двигателе внутреннего сгорания посредством контроллера двигателя, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 3 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей вложенную процедуру закрытия продувочного клапана и уменьшения степени сжатия, которая выполняется в ходе процедуры управления впрыском топлива в состоянии замедления.

Фиг. 4 является схемой, показывающей содержимое карты, сохраненной посредством контроллера двигателя, связанной с использованием непосредственного впрыска бензинового топлива (GDI) и многоточечного впрыска (MPI).

Фиг. 5A-5F являются временными диаграммами, иллюстрирующими результаты выполнения, полученные, когда контроллер двигателя выполняет процедуру управления впрыском топлива в состоянии замедления.

Фиг. 6A-6F являются временными диаграммами, иллюстрирующими другие результаты выполнения, полученные, когда контроллер двигателя выполняет процедуру управления впрыском топлива в состоянии замедления.

Подробное описание вариантов осуществления

[0010] Ссылаясь на фиг. 1, двигатель 1 внутреннего сгорания для автомобиля сконструирован посредством четырехтактного многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием и с турбонаддувом, который содержит механизм 2 с переменной степенью сжатия с использованием многозвенного поршневого кривошипно-шатунного механизма.

[0011] Двигатель 1 внутреннего сгорания содержит впускной клапан 4, выпускной клапан 5, инжектор 8 непосредственного впрыска и свечу 6 зажигания, все из которых расположены напротив камеры 3 сгорания. Впускной клапан 4 имеет такую конфигурацию, в которой его времена открытия/закрытия могут варьироваться посредством механизма регулирования (не показан на чертежах).

[0012] Инжектор 8 непосредственного впрыска предоставляется напротив каждой камеры 3 сгорания в качестве основного топливного инжектора и впрыскивает топливо непосредственно в камеру 3 сгорания.

[0013] Впускной канал 7 и выпускной канал 11 соединяются с каждой камерой 3 сгорания через впускной клапан 4 и выпускной клапан 5, соответственно. Инжектор 9 впрыска во впускной канал предоставляется во впускном канале 7 в качестве вспомогательного топливного инжектора.

[0014] Инжектор 8 непосредственного впрыска и инжектор 9 впрыска во впускной канал сконструированы посредством электромагнитных или пьезоэлектрических инжекторов, которые открываются в ответ на широтно-импульсный модулирующий сигнал, выводимый посредством контроллера 41 двигателя, и впрыскивают объем топлива, который является соразмерным с шириной импульса широтно-импульсного модулирующего сигнала.

[0015] Впускной коллектор 18a и впускной трубопровод 18 соединяются с впускным каналом 7 через впускной коллектор. Дроссель 19 с электронным управлением, открытие которого управляется посредством управляющего сигнала из контроллера 41 двигателя, предоставляется во впускном трубопроводе 18 выше впускного коллектора 18a. Компрессор 20 турбонагнетателя предоставляется во впускном трубопроводе 18 выше дросселя 19. Дополнительно, расходомер 10 воздуха для определения объема всасываемого воздуха располагается во впускном трубопроводе 18 выше компрессора 20.

[0016] Продувочный клапан 50 для слияния топливных паров в топливном баке со всасываемым воздухом соединяется с впускным коллектором 18a.

[0017] Выпускной трубопровод 12 соединяется с выпускным каналом 11 через выпускной коллектор и коллектор выхлопных газов. Каталитический нейтрализатор 13 выхлопных газов, состоящий из трехкомпонентного катализатора и турбины (не показаны на чертеже), размещается в выпускном канале 12.

[0018] Контроллер 41 двигателя состоит из микрокомпьютера, имеющего центральный процессор (CPU), постоянное запоминающее устройство (ROM), оперативное запоминающее устройство (RAM) и интерфейс ввода-вывода (интерфейс ввода-вывода). Контроллер может состоять из множества микрокомпьютеров.

[0019] Различные датчики, включающие в себя датчик 42 угла поворота коленчатого вала, который определяет частоту вращения двигателя, датчик 44 нажатия педали акселератора, который определяет величину нажатия педали акселератора, нажимаемой водителем транспортного средства, и переключатель 46 холостого хода, который обнаруживает работу в режиме холостого хода двигателя 1 внутреннего сгорания, соответственно, соединяются с контроллером 41 двигателя посредством сигнальных схем. На основе этих сигналов определения, контроллер 41 двигателя управляет соответствующими объемами впрыска топлива и регулированиями впрыска инжектора 8 непосредственного впрыска и инжектора 9 впрыска во впускной канал. Контроллер 41 двигателя также управляет распределением зажигания свечи 6 зажигания, открытием дросселя 19, степенью сжатия двигателя 1 внутреннего сгорания, которая управляется через механизм 2 с переменной степенью сжатия, и открытием/закрытием продувочного клапана 50.

[0020] Механизм 2 с переменной степенью сжатия сконструирован посредством традиционного многозвенного поршневого кривошипно-шатунного механизма. Более конкретно, механизм 2 с переменной степенью сжатия содержит нижнюю тягу 22, верхнюю тягу 25 и управляющую тягу 27. Нижняя тяга 22 поддерживается посредством пальца 21a кривошипа коленчатого вала 21 с возможностью свободно вращаться. Верхняя тяга 25 соединяется с верхним пальцем 23, который зацепляется с одним концом нижней тяги 22, и поршневым пальцем 24a поршня 24. Управляющая тяга 27 соединяется на одном конце с управляющим пальцем 26, который зацепляется с другим концом нижней тяги 22, и поддерживается посредством управляющего вала 28 таким образом, что она свободно поворачивается на другом конце. Коленчатый вал 21 и управляющий вал 28 поддерживаются таким образом, что они свободно вращаются через несущую конструкцию в картере двигателя, предоставленном ниже блока 29 цилиндров. Управляющий вал 28 имеет эксцентрическую ось 28a. Концевой участок управляющей тяги 27 входит с возможностью вращения в эксцентрическую ось 28a. В механизме 2 с переменной степенью сжатия, позиция верхней мертвой точки поршня 24 вертикально смещается по мере того, как управляющий вал 28 вращается, и как результат, степень сжатия двигателя 1 внутреннего сгорания варьируется.

[0021] Приводной мотор 31, имеющий параллельную поворотную ось с коленчатым валом 21, располагается ниже блока 29 цилиндров, чтобы приводить в действие механизм 2 с переменной степенью сжатия. Редукторная шестерня 32 соединяется с приводным мотором 31. Выходной вал 32a редукторной шестерни 32 располагается коаксиально с выходным валом приводного мотора 31. Выходной вал 32a редукторной шестерни 32 и управляющий вал 28 являются параллельными друг другу. Первый рычаг 33, закрепленный на выходном валу 32a, и второй рычаг 34, закрепленный на управляющем валу 28, соединяются посредством промежуточной тяги 35 таким образом, что выходной вал 32a и управляющий вал 28 вращаются в сочетании друг с другом.

[0022] Вращение приводного мотора 31 уменьшается по частоте посредством редукторной шестерни 32 и затем выводится на выходной вал 32a редукторной шестерни. Вращательное смещение выходного вала 32a редукторной шестерни передается из первого рычага 33 во второй рычаг 34 через промежуточную тягу 35 таким образом, чтобы вращательно смещать управляющий вал 28. Как результат, степень сжатия двигателя 1 внутреннего сгорания варьируется.

[0023] Целевая степень сжатия механизма 2 с переменной степенью сжатия задается в контроллере 41 двигателя на основе рабочих режимов двигателя, представленных посредством нагрузки на двигатель и частоты вращения двигателя. Контроллер 41 двигателя управляет приведением в действие приводного электромотора 31 таким образом, чтобы реализовывать целевую степень сжатия.

[0024] В этом двигателе 1 внутреннего сгорания, непосредственный впрыск бензинового топлива (GDI) и многоточечный впрыск (MPI) выполняются посредством инжектора 8 непосредственного впрыска и инжектора 9 впрыска во впускной канал, соответственно. В ходе как непосредственного впрыска бензинового топлива (GDI), так и многоточечного впрыска (MPI), топливо впрыскивается в каждый цилиндр.

[0025] Фиг. 4 показывает области, в которых GDI и MPI применяются в ходе работы в нормальном режиме, причем эти области задаются в соответствии с частотой вращения двигателя и нагрузкой на двигатель и разделяются в соответствии со спецификациями двигателя 1 внутреннего сгорания. Ссылаясь на фиг. 4, в области низкой нагрузки и в области высокой нагрузки и низких частот вращения двигателя, применяется только GDI, тогда как в остальных областях используются как GDI, так и MPI.

[0026] В области низкой нагрузки двигателя, требуемый объем впрыска топлива является небольшим, и в силу этого, когда используются как GDI, так и MPI, инжектор 8 непосредственного впрыска или инжектор 9 впрыска во впускной канал опускается ниже минимального значения Qmin объема впрыска. Следовательно, применяется только GDI. Следует отметить, что в нижеприведенном описании, максимальное значение объема впрыска должно указываться посредством Qmax, и минимальное значение объема впрыска должно указываться посредством Qmin относительно как инжектора 8 непосредственного впрыска, так и инжектора 9 впрыска во впускной канал.

[0027] В области высокой нагрузки и низких частот вращения двигателя характеристика турбонаддува улучшена посредством увеличения частоты вращения турбины с использованием так называемого продувочного эффекта, в котором соответствующие периоды открытия клапана для впускного клапана и выпускного клапана перекрываются таким образом, что свежий воздух, втекающий через впускной канал 7, вытекает в выпускной канал 11 как есть в форме продувочного газа. Тем не менее, когда MPI посредством инжектора 9 впрыска во впускной канал вводится в это время, топливо, впрыскиваемое через инжектор 9 впрыска во впускной канал, может выпускаться из выпускного клапана 5, и в силу этого применяется только GDI.

[0028] В областях, в которых используются как GDI, так и MPI, минимальное значение Qmin объема впрыска, который может впрыскиваться посредством инжектора 9 впрыска во впускной канал, впрыскивается посредством MPI, и дефицит впрыскивается через инжектор 8 непосредственного впрыска. Причина для впрыска минимального значения Qmin объема впрыска через инжектор 9 впрыска во впускной канал состоит в том, чтобы предотвращать блокирование в инжекторе 9 впрыска во впускной канал.

[0029] В области высокой нагрузки и высоких частот вращения, в которой требуется объем впрыска, который превышает максимальное значение Qmax объема впрыска, который может впрыскиваться посредством инжектора 8 непосредственного впрыска, максимальное значение Qmax объема впрыска, который может впрыскиваться посредством инжектора 8 непосредственного впрыска, впрыскивается посредством GDI, и дефицит впрыскивается через инжектор 9 впрыска во впускной канал.

[0030] Следовательно, в ходе работы в нормальном режиме, GDI- и MPI-выделения определяются, после чего как инжектор 8 непосредственного впрыска, так и инжектор 9 впрыска во впускной канал открываются в течение периодов, соответствующих ширине импульса широтно-импульсного модулирующего сигнала впрыска, выводимого посредством контроллера 41 двигателя, так что топливо впрыскивается в объеме, соразмерном с шириной импульса. Топливо подается в инжектор 8 непосредственного впрыска из общей топливной магистрали.

[0031] Давление топлива общей топливной магистрали типично увеличивается по мере того, как увеличивается нагрузка, или другими словами, по мере того, как увеличивается объем впрыска топлива. В предшествующем уровне техники, в состоянии замедления из высокой нагрузки, топливо впрыскивается как из инжектора непосредственного впрыска, так и из инжектора впрыска во впускной канал.

[0032] Как результат, давление топлива инжектора непосредственного впрыска имеет возможность поддерживаться равным высокому давлению даже после того, как двигатель внутреннего сгорания замедляется. Следовательно, когда впрыск топлива посредством инжектора непосредственного впрыска возобновляется, предпочтительная точность управления не может получаться относительно впрыска небольшого объема топлива. Чтобы обеспечивать то, что объем впрыска управляется точно, впрыск топлива посредством инжектора непосредственного впрыска не может возобновляться до тех пор, пока требуемый объем впрыска топлива не увеличится.

[0033] Другими словами, посредством обеспечения того, что давление топлива, прикладываемое к инжектору 8 непосредственного впрыска, может уменьшаться на ранней стадии, когда двигатель 1 внутреннего сгорания замедляется, впрыск топлива посредством инжектора 8 непосредственного впрыска может возобновляться на ранней стадии, на основе предпочтительной точности управления, когда транспортное средство снова ускоряется.

[0034] Чтобы уменьшать давление топлива, прикладываемое к инжектору 8 непосредственного впрыска, когда двигатель 1 внутреннего сгорания замедляется, контроллер 41 двигателя выполняет процедуру управления впрыском топлива в состоянии замедления, показанную на фиг. 2. Эта процедура выполняется многократно, например, с интервалами в фиксированный период в десять миллисекунд. Следует отметить, что соответствующие объемы впрыска топлива инжектора 8 непосредственного впрыска и инжектора 9 впрыска во впускной канал управляются посредством широтно-импульсных модулирующих сигналов впрыска, выводимых отдельно в инжекторы из контроллера 41 двигателя.

[0035] Непосредственно требуемый объем впрыска топлива не вычисляется в процедуре управления впрыском топлива в состоянии замедления. Объем впрыска топлива, требуемый посредством двигателя 1 внутреннего сгорания, предположительно должен вычисляться в отдельной процедуре на основе рабочих режимов двигателя 1 внутреннего сгорания. Процедура управления впрыском топлива в состоянии замедления выполняется после вычисления требуемого объема впрыска топлива, чтобы определять то, как выделять вычисленный требуемый объем впрыска топлива для GDI и MPI.

[0036] Ссылаясь на фиг. 2, на этапе S1, контроллер 41 двигателя определяет то, замедляется или нет двигатель 1 внутреннего сгорания. Более конкретно, контроллер 41 двигателя определяет то, включен или нет входной сигнал из переключателя 46 холостого хода. Когда переключатель 46 холостого хода включен, это означает то, что педаль акселератора транспортного средства не нажимается, и двигатель 1 внутреннего сгорания замедляется. Когда переключатель 46 холостого хода включен, контроллер 41 двигателя выполняет обработку от этапа S2 и далее. Когда переключатель 46 холостого хода не включен, двигатель 1 внутреннего сгорания не замедляется, и в силу этого контроллер 41 двигателя сразу завершает процедуру.

[0037] Затем, на этапе S2, контроллер 41 двигателя считывает объем впрыска топлива, вычисленный в отдельной процедуре.

[0038] На этапе S3, контроллер 41 двигателя определяет то, равен или меньше либо нет требуемый объем впрыска топлива максимального значения Qmax объема GDI-впрыска. Следует отметить, что объем впрыска инжектора 8 непосредственного впрыска синонимичен с объемом GDI-впрыска. Дополнительно, объем впрыска инжектора 9 впрыска во впускной канал эквивалентен с объемом MPI-впрыска.

[0039] Когда определяется то, что требуемый объем впрыска топлива равен или меньше максимального значения Qmax объема GDI-впрыска, контроллер 41 двигателя выполняет впрыск посредством только GDI на этапе S8. Более конкретно, широтно-импульсный модулирующий сигнал впрыска, соответствующий объему впрыска, выводится из контроллера 41 двигателя в инжектор 8 непосредственного впрыска. Тем не менее, контроллер 41 двигателя не выводит широтно-импульсный модулирующий сигнал впрыска в инжектор 9 впрыска во впускной канал.

[0040] Затем, на этапе S9, контроллер 41 двигателя выполняет вложенную процедуру закрытия продувочного клапана и уменьшения степени сжатия и после этого завершает процедуру.

[0041] В настоящем изобретении, то, следует или нет выполнять вложенную процедуру закрытия продувочного клапана и уменьшения степени сжатия, представляет собой вопрос, который может выбираться необязательно, и вложенная процедура не является важной. Ниже описывается вложенная процедура.

[0042] Когда определение этапа S3 является отрицательным, контроллер 41 двигателя определяет на этапе S4 то, превышает или нет требуемый объем впрыска топлива сумму максимального значения Qmax объема GDI-впрыска и минимального значения Qmin объема MPI-впрыска.

[0043] Когда требуемый объем впрыска превышает сумму максимального значения Qmax объема GDI-впрыска и минимального значения Qmin объема MPI-впрыска, контроллер 41 двигателя, на этапе S5, выполняет GDI при максимальном значении Qmax объема впрыска и компенсирует дефицит в требуемом объеме впрыска посредством MPI-впрыска. Более конкретно, контроллер 41 двигателя выводит широтно-импульсный модулирующий сигнал впрыска, соответствующий максимальному значению Qmax объема GDI-впрыска, в инжектор 8 непосредственного впрыска и выводит широтно-импульсный модулирующий сигнал впрыска, соответствующий дефициту, в инжектор 9 впрыска во впускной канал. После обработки этапа S5, контроллер 41 двигателя завершает процедуру.

[0044] Когда определение этапа S4 является отрицательным, или другими словами, когда требуемый объем впрыска равен или меньше суммы максимального значения Qmax объема GDI-впрыска и минимального значения Qmin объема MPI-впрыска, инжектору 9 впрыска во впускной канал инструктируется впрыскивать минимальное значение Qmin объема впрыска на этапе S7. Дополнительно, инжектору 8 непосредственного впрыска инструктируется впрыскивать разность между требуемым объемом впрыска и минимальным значением Qmin объема впрыска инжектора 9 впрыска во впускной канал. После обработки этапа S7, контроллер 41 двигателя завершает процедуру.

[0045] Согласно процедуре управления впрыском топлива в состоянии замедления, когда требуемый объем впрыска равен или меньше Qmax GDI, впрыск посредством инжектора 9 впрыска во впускной канал прекращается, и впрыск выполняется посредством только GDI на этапе S8. Таким образом, приоритет отдается уменьшению давления топлива инжектора 8 непосредственного впрыска.

[0046] Далее, ссылаясь на фиг. 3, описывается вложенная процедура закрытия продувочного клапана и уменьшения степени сжатия.

[0047] На этапе S21 контроллер 41 двигателя определяет то, меньше или нет требуемый объем впрыска топлива минимального значения Qmin объема GDI-впрыска.

[0048] Когда требуемый объем впрыска топлива меньше минимального значения Qmin объема GDI-впрыска, контроллер 41 двигателя увеличивает требуемый объем впрыска топлива посредством выполнения обработки этапов S22 и S23.

[0049] На этапе S22 продувочный клапан 50 закрывается. Продувочный клапан 50 составляет систему продувки топливными парами для слияния топливных паров в топливном баке со всасываемым воздухом. Когда часть объема топлива, требуемого посредством двигателя 1 внутреннего сгорания, предоставляется посредством объема подачи топлива из продувочного клапана 50, требуемый объем впрыска топлива снижается, соответственно. Следовательно, посредством закрытия продувочного клапана 50, работа системы продувки топливными парами прекращается, и как результат, требуемый объем впрыска топлива увеличивается.

[0050] На этапе S23 степень сжатия двигателя 1 внутреннего сгорания уменьшается через механизм 2 с переменной степенью сжатия. Уменьшение степени сжатия приводит к уменьшению термической эффективности, и как результат, требуемый объем впрыска топлива увеличивается.

[0051] Следовательно, требуемый объем впрыска топлива увеличивается посредством обработки как этапа S22, так и этапа S23. Соответственно, возможности для GDI-впрыска посредством инжектора 8 непосредственного впрыска увеличиваются, и как результат, давление топлива, прикладываемое к инжектору 8 непосредственного впрыска, может уменьшаться.

[0052] Следует отметить, что во вложенной процедуре, показанной на фиг. 3, этапы S22 и S23 выполняются, но пропорциональный эффект получается относительно увеличения возможностей GDI-впрыска посредством инжектора 8 непосредственного впрыска, даже когда вложенная процедура имеет такую конфигурацию, в которой выполняется обработка только одного из этих этапов.

[0053] Ссылаясь на фиг. 5A-5F, описываются результаты выполнения процедуры управления впрыском топлива в состоянии замедления. Фиг. 5A-5F соответствуют случаю 1 на фиг. 4.

[0054] Как показано на фиг. 5C, во время t1 переключатель холостого хода переключается из выключенного во включенное состояние, за счет чего фактически активируется процедура управления впрыском топлива в состоянии замедления. Это время соответствует началу замедления на чертеже. В случае 1 объем впрыска топлива, требуемый в начальной точке замедления, равен или меньше максимального значения Qmax GDI посредством инжектора 8 непосредственного впрыска, и в силу этого весь требуемый объем впрыска топлива впрыскивается посредством GDI с использованием инжектора 8 непосредственного впрыска.

[0055] В процедуре управления впрыском топлива в состоянии замедления, показанной на фиг. 2, в силу этого определение этапа S3 является утвердительным, и, соответственно, контроллер 41 двигателя многократно выполняет обработку этапов S8 и S9. Как результат, как показано на фиг. 5E, ширина импульса широтно-импульсного модулирующего сигнала впрыска, выводимого в инжектор 8 непосредственного впрыска из контроллера 41 двигателя, снижается, приводя к соответствующим уменьшениям крутящего момента двигателя, как показано на фиг. 5B, и частоты вращения двигателя, как показано на фиг. 5A. Посредством непрерывного выполнения GDI с использованием инжектора 8 непосредственного впрыска таким способом, соответствующее уменьшение давления топлива инжектора 8 непосредственного впрыска получается, как показано на фиг. 5D.

[0056] В шаблоне замедления случая 1, как показано на карте на фиг. 4, область, в которой используются как GDI, так и MPI, возникает в середине во время замедления. Согласно процедуре управления впрыском топлива в состоянии замедления, контроллер 41 двигателя выполняет этапы S8 и S9 многократно даже в этом случае, так что выполняется только GDI с использованием инжектора 8 непосредственного впрыска. Как результат, давление топлива инжектора 8 непосредственного впрыска может быстро уменьшаться.

[0057] Пунктирные линии на фиг. 5D-5F обозначают шаблон впрыска топлива в состоянии замедления, полученный, когда не выполняется процедура управления впрыском топлива в состоянии замедления.

[0058] Также в этом случае GDI-впрыск посредством инжектора 8 непосредственного впрыска выполняется только через некоторое время после того, как переключатель холостого хода включается. Тем не менее, во время t2, когда частота вращения двигателя и нагрузка на двигатель входят в GDI+MPI-область на карте на фиг. 4, используются как GDI посредством инжектора 8 непосредственного впрыска, так и MPI посредством инжектора 9 впрыска во впускной канал. Даже после того как объем MPI-впрыска, впрыскиваемый посредством инжектора 9 впрыска во впускной канал, снижается до минимального значения Qmin, как показано на фиг. 5F, инжектор 9 впрыска во впускной канал продолжает впрыскивать топливо с минимальным значением Qmin объема впрыска, в то время как остаток от требуемого объема впрыска топлива впрыскивается посредством GDI с использованием инжектора 8 непосредственного впрыска. Как показано на фиг. 5E, в силу этого ширина импульса впрыска топлива, выводимого в инжектор 8 непосредственного впрыска, сокращается на величину, соответствующую минимальному значению Qmin MPI посредством инжектора 9 впрыска во впускной канал. Как результат, как показано на фиг. 5D, давление топлива инжектора 8 непосредственного впрыска снижается более медленно.

[0059] В шаблоне впрыска топлива в состоянии замедления, полученном, когда процедура управления впрыском топлива в состоянии замедления не выполняется, когда частота вращения двигателя и нагрузка на двигатель входят в область только GDI на карте на фиг. 4, MPI посредством инжектора 9 впрыска во впускной канал прекращается, так что снова выполняется только GDI посредством инжектора 8 непосредственного впрыска. Как показано на фиг. 5E и 5F, эта область соответствует случаю, в котором объем GDI-впрыска, впрыскиваемый посредством инжектора 8 непосредственного впрыска, опускается ниже минимального значения Qmin во время t5. В этой области, MPI посредством инжектора 9 впрыска во впускной канал прекращается, так что выполняется только GDI посредством инжектора 8 непосредственного впрыска.

[0060] Следовательно, в двигателе внутреннего сгорания, в котором впрыск топлива выполняется в соответствии с картой, показанной на фиг. 4, посредством выполнения процедуры управления впрыском топлива в состоянии замедления согласно этому варианту осуществления в случае 1, давление топлива инжектора 8 непосредственного впрыска может быстро уменьшаться.

[0061] Фиг. 5A указывает то, что TLS прекращается во время t2, где TLS является сокращением для общей продувки бедной смесью. Это относится к управлению фазами газораспределения для увеличения частоты вращения турбины с использованием так называемого продувочного эффекта, в котором соответствующие периоды открытия клапана для впускного клапана и выпускного клапана перекрываются таким образом, что свежий воздух, втекающий через впускной канал 7, вытекает в выпускной канал 11 как есть в форме продувочного газа. Когда MPI посредством инжектора 9 впрыска во впускной канал вводится во время этого управления фазами газораспределения, топливо, впрыскиваемое посредством MPI, может выпускаться из выпускного клапана относительно регулирования впрыска, и в силу этого выполняется только GDI-впрыск. Во время t2 TLS прекращается, и фазы газораспределения возвращаются в нормальный режим.

[0062] Ссылаясь на фиг. 6A-6F, описываются другие результаты выполнения процедуры управления впрыском топлива в состоянии замедления. Фиг. 6A-6F соответствуют случаю 2 на фиг. 4.

[0063] Как показано на фиг. 6C, во время t1 переключатель холостого хода переключается из выключенного во включенное состояние, за счет чего фактически активируется процедура управления впрыском топлива в состоянии замедления. Это время соответствует началу замедления на чертеже. В случае 2 объем впрыска топлива, требуемый в начальной точке замедления, превышает максимальное значение Qmax GDI посредством инжектора 8 непосредственного впрыска, и в силу этого определение этапа S3 на фиг. 2 является отрицательным. Когда определение этапа S4 на фиг. 2 становится утвердительным, контроллер 41 двигателя, на этапе S5, распределяет требуемый объем впрыска топлива таким образом, что инжектор 8 непосредственного впрыска впрыскивает максимальное значение Qmax объема GDI-впрыска, как показано на фиг. 6E, и инжектор 9 впрыска во впускной канал впрыскивает оставшееся топливо, как показано на фиг. 6F. Таким образом, GDI-впрыск может быть максимизирован при удовлетворении требуемому объему впрыска, и как результат, давление топлива инжектора 8 непосредственного впрыска может эффективно уменьшаться.

[0064] Когда требуемый объем впрыска становится равным сумме максимального значения Qmax объема GDI-впрыска и минимального значения Qmin объема MPI-впрыска, определение этапа S4 переключается на отрицательное. Это соответствует времени t3 на фиг. 6A. На этапе S7, контроллер 41 двигателя выполняет MPI с минимальным значением Qmin, как показано на фиг. 6F. Дополнительно, как показано на фиг. 6E, остаток от требуемого объема топлива впрыскивается посредством GDI.

[0065] Когда определение этапа S3 переключается на утвердительное во время t4, контроллер 41 двигателя после этого многократно выполняет обработку этапов S8 и S9. Соответственно, как показано на фиг. 6F, MPI-впрыск прекращается, и весь требуемый объем впрыска впрыскивается посредством GDI до тех пор, пока объем впрыска топлива не достигнет нуля. Как результат, как показано на фиг. 6D, давление топлива инжектора 8 непосредственного впрыска может быстро уменьшаться. В шаблоне замедления случая 2, область, в которой используются как GDI, так и MPI (так что минимальное значение Qmin впрыскивается посредством MPI, а дефицит посредством GDI), возникает в середине в ходе замедления, но согласно процедуре управления впрыском топлива в состоянии замедления, контроллер 41 двигателя выполняет этапы S8 и S9 многократно даже в этом случае, так что выполняется только GDI с использованием инжектора 8 непосредственного впрыска. Как результат, давление топлива инжектора 8 непосредственного впрыска может быстро уменьшаться.

[0066] Пунктирные линии на фиг. 6D-6F обозначают результаты управления впрыском топлива в состоянии замедления, полученные, когда не выполняется процедура управления впрыском топлива в состоянии замедления. В этом случае, вплоть до времени t4, впрыск топлива выполняется с шаблоном, идентичном шаблону случая, в котором выполняется процедура управления впрыском топлива в состоянии замедления. От времени t4 и далее, выполняется управление, практически идентичное управлению случая 1. Более конкретно, от времени t4 и далее, частота вращения двигателя и нагрузка на двигатель находятся в GDI+MPI-области на карте на фиг. 4, и в силу этого как GDI посредством инжектора 8 непосредственного впрыска, так и MPI посредством инжектора 9 впрыска во впускной канал используются таким образом, что инжектор 9 впрыска во впускной канал продолжает впрыскивать топливо с минимальным значением Qmin объема впрыска, в то время как остаток от требуемого объема впрыска топлива впрыскивается посредством GDI с использованием инжектора 8 непосредственного впрыска. Как показано на фиг. 6E, в силу этого ширина импульса впрыска топлива, выводимого в инжектор 8 непосредственного впрыска, сокращается на величину, соответствующую минимальному значению Qmin MPI посредством инжектора 9 впрыска во впускной канал. Как результат, как показано на фиг. 6D, давление топлива инжектора 8 непосредственного впрыска снижается более медленно.

[0067] Как описано выше, аналогично в случае 2, посредством выполнения процедуры управления впрыском топлива в состоянии замедления согласно этому варианту осуществления, давление топлива инжектора 8 непосредственного впрыска может быстро уменьшаться.

[0068] Настоящее изобретение описано выше с использованием конкретного варианта осуществления, но настоящее изобретение не ограничено вышеописанным вариантом осуществления, и специалисты в данной области техники должны иметь возможность вносить различные изменения и модификации в вариант осуществления в пределах объема формулы изобретения.

[0069] Например, в вышеприведенном варианте осуществления, настоящее изобретение применяется к двигателю 1 внутреннего сгорания, в котором основной впрыск выполняется посредством инжектора 8 непосредственного впрыска, а вспомогательный впрыск выполняется посредством инжектора 9 впрыска во впускной канал. Тем не менее, настоящее изобретение также может применяться к двигателю внутреннего сгорания, в котором основной впрыск выполняется посредством инжектора впрыска во впускной канал, а вспомогательный впрыск выполняется посредством инжектора непосредственного впрыска.

[0070] Варианты осуществления данного изобретения, в которых заявляется исключительное право собственности или право использования, задаются следующим образом.

Изобретение относится к управлению впрыском топлива, когда двигатель внутреннего сгорания замедляется. Технический результат заключается в уменьшении давления топлива инжектора непосредственного впрыска в состоянии замедления. Предложен двигатель внутреннего сгорания, содержащий: инжектор впрыска во впускной канал для впрыска топлива во впускной канал и инжектор непосредственного впрыска для впрыска топлива в камеру сгорания. Контроллер инструктирует инжектору впрыска во впускной канал и инжектору непосредственного впрыска впрыскивать топливо на основе рабочего режима двигателя внутреннего сгорания. Дополнительно контроллер увеличивает объем впрыска инжектора непосредственного впрыска выше нормального объема впрыска инжектора непосредственного впрыска, когда двигатель внутреннего сгорания замедляется, за счет этого быстро уменьшая давление топлива инжектора непосредственного впрыска. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Устройство управления впрыском топлива для двигателя внутреннего сгорания, имеющего инжектор впрыска во впускной канал для впрыска топлива во впускной канал и инжектор непосредственного впрыска для впрыска топлива в камеру сгорания под давлением топлива, которое увеличивается в соответствии с увеличением нагрузки на двигатель, причем устройство управления впрыском топлива содержит:

датчик, который обнаруживает рабочий режим двигателя внутреннего сгорания; и

программируемый контроллер, запрограммированный с возможностью:

инструктировать инжектору впрыска во впускной канал и инжектору непосредственного впрыска впрыскивать топливо на основе рабочего режима; и

увеличивать объем впрыска, который инжектор непосредственного впрыска впрыскивает, когда двигатель внутреннего сгорания замедляется, выше нормального объема впрыска инжектора непосредственного впрыска.

2. Устройство управления впрыском топлива по п. 1, в котором контроллер дополнительно запрограммирован с возможностью прекращать впрыск посредством инжектора впрыска во впускной канал, так что топливо впрыскивается посредством только инжектора непосредственного впрыска, когда двигатель внутреннего сгорания замедляется.

3. Устройство управления впрыском топлива по п. 1, в котором контроллер дополнительно запрограммирован с возможностью увеличивать объем впрыска инжектора непосредственного впрыска в случае, если объем впрыска, требуемый, когда двигатель внутреннего сгорания замедляется, равен или меньше максимального объема впрыска инжектора непосредственного впрыска.

4. Устройство управления впрыском топлива по п. 1, в котором контроллер дополнительно запрограммирован с возможностью задавать объем впрыска инжектора непосредственного впрыска равным максимальному объему впрыска инжектора непосредственного впрыска и задавать остаток от требуемого объема впрыска в качестве объема впрыска инжектора впрыска во впускной канал в случае, если объем впрыска, требуемый, когда двигатель внутреннего сгорания замедляется, превышает максимальный объем впрыска инжектора непосредственного впрыска.

5. Устройство управления впрыском топлива по п. 4, в котором контроллер дополнительно запрограммирован с возможностью задавать объем впрыска инжектора впрыска во впускной канал равным минимальному объему впрыска инжектора впрыска во впускной канал и задавать остаток от требуемого объема впрыска в качестве объема впрыска инжектора непосредственного впрыска в случае, если объем впрыска, требуемый, когда двигатель внутреннего сгорания замедляется, равен или меньше суммы минимального объема впрыска инжектора впрыска во впускной канал и максимального объема впрыска инжектора непосредственного впрыска.

6. Устройство управления впрыском топлива по п. 1, в котором двигатель внутреннего сгорания содержит продувочный клапан для слияния топливных паров в топливном баке со всасываемым воздухом и контроллер дополнительно запрограммирован с возможностью закрывать продувочный клапан в случае, если объем впрыска, требуемый, когда двигатель внутреннего сгорания замедляется, меньше минимального объема впрыска инжектора непосредственного впрыска.

7. Устройство управления впрыском топлива по любому из пп. 1-6, в котором двигатель внутреннего сгорания содержит механизм с переменной степенью сжатия для варьирования степени сжатия и контроллер дополнительно запрограммирован с возможностью уменьшать степень сжатия посредством механизма с переменной степенью сжатия в случае, если объем впрыска, требуемый, когда двигатель внутреннего сгорания замедляется, меньше минимального объема впрыска инжектора непосредственного впрыска.

8. Устройство управления впрыском топлива для двигателя внутреннего сгорания, имеющего инжектор впрыска во впускной канал для впрыска топлива во впускной канал и инжектор непосредственного впрыска для впрыска топлива в камеру сгорания под давлением топлива, которое увеличивается в соответствии с увеличением нагрузки на двигатель, причем устройство управления впрыском топлива содержит:

средство для обнаружения рабочего режима двигателя внутреннего сгорания;

средство для инструктирования инжектору впрыска во впускной канал и инжектору непосредственного впрыска впрыскивать топливо на основе рабочего режима; и

средство для увеличения объема впрыска, который инжектор непосредственного впрыска впрыскивает, когда двигатель внутреннего сгорания замедляется, выше нормального объема впрыска инжектора непосредственного впрыска.

9. Способ управления впрыском топлива для двигателя внутреннего сгорания, имеющего инжектор впрыска во впускной канал для впрыска топлива во впускной канал и инжектор непосредственного впрыска для впрыска топлива в камеру сгорания под давлением топлива, которое увеличивается в соответствии с увеличением нагрузки на двигатель, причем способ управления впрыском топлива содержит этапы, на которых:

обнаруживают рабочий режим двигателя внутреннего сгорания;

инструктируют инжектору впрыска во впускной канал и инжектору непосредственного впрыска впрыскивать топливо на основе рабочего режима; и

увеличивают объем впрыска, который инжектор непосредственного впрыска впрыскивает, когда двигатель внутреннего сгорания замедляется, выше нормального объема впрыска инжектора непосредственного впрыска.