СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2018 года по МПК F02D23/00 F02D15/02 F02D41/04 

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к управлению для двигателя внутреннего сгорания, имеющего механизм с изменяемой степенью сжатия, который допускает модификацию степени механического сжатия.

Уровень техники

[0002] Патентный документ 1 описывает технологию, определяющую значение приращения объема топлива для предотвращения перегрева катализатора на основе значения соотношения нагрузок и степени механического сжатия, чтобы уменьшать температуру катализатора, расположенного в выпускном канале, в качестве управления для двигателя внутреннего сгорания, в котором оснащен механизм с изменяемой степенью сжатия, который допускает модификацию степени механического сжатия, причем степень механического сжатия представляет собой геометрическую степень сжатия двигателя внутреннего сгорания.

Предварительно опубликованные документы

[0003] Патентный документ 1. Первая (выложенная) публикация заявки на патент (Япония) № 2009-185669

Описание изобретения

Проблема, которая должна быть разрешена изобретением

[0004] В двигателе внутреннего сгорания, в котором оснащен турбонагнетатель, нагнетающий всасываемый воздух с использованием энергии выхлопных газов, например, чтобы предотвращать возникновение детонации и чрезмерного повышения внутреннего давления в цилиндрах в переходный период ускорения, механизм с изменяемой степенью сжатия модифицирует степень механического сжатия со стороны высокой степени сжатия на сторону низкой степени сжатия. Тем не менее, когда давление нагнетания становится высоким до того, как эта степень механического сжатия становится существенно пониженной, имеется вероятность того, что вводится возникновение детонации и чрезмерного повышения внутреннего давления в цилиндрах.

[0005] В качестве противодействия, чтобы исключать такое возникновение детонации и чрезмерного повышения внутреннего давления в цилиндрах, как описано выше, можно считать, что приращение объема топлива выполняется для того, чтобы увеличивать величину угла запаздывания распределения зажигания и подавлять повышение температуры выхлопных газов, предусмотренное при запаздывании распределения зажигания. Тем не менее, имеется вероятность того, что когда величина угла запаздывания становится слишком большой, степень приращения объема топлива становится чрезмерной, так что, в дополнение к уменьшению экономии топлива вследствие чрезмерно богатой воздушно-топливной смеси, возникают такие проблемы, как выброс дыма, нарушение процесса сгорания, углеродистые отложения в свечах зажигания и т.д.

Средство разрешения проблем

[0006] Таким образом, согласно настоящему изобретению, оснащены механизм с изменяемой степенью сжатия, который допускает модификацию степени механического сжатия, нагнетатель, который нагнетает всасываемый воздух, и механизм регулирования давления нагнетания, который регулирует давление нагнетания, определяется степень механического сжатия, и вышеописанное давление нагнетания ограничено на основе этой степени механического сжатия.

[0007] Таким образом, посредством ограничения давления нагнетания на основе степени механического сжатия, например, в переходный период ускорения, в который повышается давление нагнетания, может исключаться такая проблема, что повышение давления нагнетания перед уменьшением степени механического сжатия приводит к состоянию высокой нагрузки.

Преимущества изобретения

[0008] Согласно настоящему изобретению, подавляется задержка изменения степени механического сжатия относительно изменения давления нагнетания, и может подавляться ухудшение общей характеристики приведения в действие двигателя, предусмотренное в этой задержке.

Краткое описание чертежей

[0009] Фиг. 1 является конфигурационным видом, просто представляющим двигатель внутреннего сгорания, в котором оснащен турбонагнетатель, в предпочтительном варианте осуществления согласно настоящему изобретению.

Фиг. 2 является конфигурационным видом, просто представляющим механизм с изменяемой степенью сжатия в предпочтительном варианте осуществления.

Фиг. 3 является пояснительным видом, представляющим первую ограничивающую кривую и вторую ограничивающую кривую.

Фиг. 4 является пояснительным видом, представляющим определение относительно темпа повышения требуемой нагрузки.

Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций способа, представляющей последовательность операций управления давлением нагнетания в предпочтительном варианте осуществления.

Фиг. 6 является блок-схемой последовательности операций способа, представляющей последовательность операций управления степенью сжатия в вышеописанном предпочтительном варианте осуществления.

Фиг. 7(A) и 7(B) являются пояснительными видами, представляющими работу во время резкого ускорения с низкой нагрузки.

Фиг. 8(A) и 8(B) являются пояснительными видами, представляющими работу во время умеренного ускорения с низкой нагрузки.

Фиг. 9(A) и 9(B) являются пояснительными видами, представляющими работу во время умеренного ускорения, начинающегося с низкой нагрузки, установившегося режима и завершающегося при высокой нагрузке.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

[0010] В дальнейшем в этом документе, описывается настоящее изобретение с точки зрения предпочтительного варианта осуществления, показанного на чертежах. Как показано на фиг. 1, турбонагнетатель 2 располагается между выпускным каналом 4 и впускным каналом 3, чтобы нагнетать всасываемый воздух с использованием энергии выхлопных газов в двигателе 1 внутреннего сгорания, к которому применяется предпочтительный вариант осуществления согласно настоящему изобретению. Выходная мощность двигателя внутреннего сгорания преобразуется за счет переключения передач посредством автоматической трансмиссии 8 и передается на ведущие колеса.

[0011] Секция 6 управления имеет функцию для того, чтобы сохранять и выполнять различные типы управлений двигателем. На основе сигналов, введенных из датчика 11 числа оборотов двигателя, датчика 12 нажатия педали акселератора, который определяет величину нажатия педали акселератора и определяет скорость его нажатия и т.д., секция 6 управления выводит управляющие сигналы в клапаны 14 впрыска топлива и свечи 15 зажигания, чтобы управлять углом открытия дросселя, объемом впрыска топлива, таймингом впрыска топлива, распределением зажигания и т.д. Помимо этого, секция 6 управления регулирует угол открытия перепускного клапана 7 для выхлопных (газов) в качестве механизма регулирования давления нагнетания на основе давления нагнетания, определенного посредством датчика 5 давления нагнетания, чтобы управлять давлением нагнетания до требуемого целевого давления нагнетания.

[0012] Фиг. 2 показывает механизм 20 с изменяемой степенью сжатия с использованием двухтягового поршневого кривошипно-шатунного механизма. Следует отметить, что поскольку этот механизм известен и описан в публикации выложенной заявки на патент (Япония) № 2006-226133, в данном документе приводится только краткая конструкция этого механизма. В блоке 21 цилиндров, составляющем часть основной рамы двигателя для двигателя внутреннего сгорания, поршень 22 каждого цилиндра помещается с возможностью скольжения в соответствующий один из цилиндров 23, и коленчатый вал 24 поддерживается с возможностью вращения посредством блока 21 цилиндров. Механизм 20 с изменяемой степенью сжатия включает в себя: нижнюю тягу 25, присоединяемую с возможностью вращения к шатунной шейке 24A коленчатого вала 24; верхнюю тягу 26, сцепляющую эту нижнюю тягу 25 и поршень 22; управляющий вал 27, поддерживаемый с возможностью вращения на стороне основной рамы двигателя блока 21 цилиндров и т.д.; и управляющую тягу 28, сцепляющую управляющую секцию эксцентрикового вала, расположенную эксцентрически на управляющем валу 27, и нижнюю тягу 25. Поршень 22 и верхний конец верхней тяги 26 сцепляются с возможностью относительного вращения через поршневой палец 30. Нижний конец верхней тяги 26 и нижняя тяга 25 являются относительно вращающимся через первый соединительный штифт 31, и верхний конец управляющей тяги 28 и нижняя тяга 25 сцепляются с возможностью относительного вращения через второй соединительный штифт 32. Нижний конец управляющей тяги 28 присоединяется с возможностью вращения к управляющей секции эксцентрикового вала управляющего вала 27.

[0013] Приводной мотор 33 сцепляется с управляющим валом 27 в качестве актуатора. Этот приводной мотор 33 заставляет позицию вращения управляющего вала 27 модифицироваться и поддерживаться таким образом, что в ассоциации с изменением положения нижней тяги 25, варьируется характеристика хода поршня, включающая в себя верхнюю мертвую точку поршня и нижнюю мертвую точку поршня, и степень механического сжатия, соответственно, варьируется. Следовательно, посредством управления приводным электромотором 33 с возможностью приведения в действие через вышеописанную секцию 6 управления (см. фиг. 1), степень механического сжатия может управляться в соответствии с условием приведения в действие двигателя. В частности, в качестве устройства для определения фактической степени механического сжатия, модифицированной посредством механизма 20 с изменяемой степенью сжатия, располагается датчик 34 управляющего вала (см. фиг. 1), определяющий позицию вращения управляющего вала 27, соответствующего этой степени механического сжатия. Секция 6 управления выполняет управление с обратной связью приводным электромотором 33, чтобы поддерживать фактическую степень механического сжатия около целевой степени сжатия на основе степени механического сжатия, определенной посредством датчика 34 управляющего вала.

[0014] Фиг. 3 показывает пояснительный вид, представляющий взаимосвязь между степенью механического сжатия и нагрузкой, соответствующей давлению нагнетания.

Область R1, которая находится на стороне более высокой нагрузки, чем первая ограничивающая кривая L1 на фиг. 3, представляет собой область (более богатую сторону, чем стехиометрическое воздушно-топливное соотношение), требуемую для того, чтобы выполнять приращение объема топлива, чтобы уменьшать температуру выхлопных газов, и область R0, которая находится на стороне более низкой нагрузки, чем первая ограничивающая кривая L1, представляет собой область, в которой возможно приведение в действие при стехиометрическом воздушно-топливном соотношении или приведение в действие на более бедной стороне, чем стехиометрическое воздушно-топливное соотношение. Помимо этого, область R2 на стороне более высокой нагрузки, чем вторая ограничивающая кривая L2, представляет собой область, которая становится чрезмерно богатой соотношением компонентов смеси, так что вводится образование дымов и т.п.

[0015] Фиг. 4 показывает карту управления, чтобы определять темп изменения требуемой нагрузки в переходный период ускорения, предусмотренный в операции нажатия педали акселератора водителем. Как показано на фиг. 4, первая ограничивающая кривая L1 и вторая ограничивающая кривая L2 для того, чтобы накладывать ограничение для верхнего предела давления нагнетания, переключаются между собой, так что давление нагнетания ограничивается таким образом, что оно равно или меньше выбранного давления нагнетания. В частности, в случае если величина (глубина) нажатия педали акселератора превышает предварительно определенное первое пороговое значение S1, и скорость нажатия педали акселератора превышает предварительно определенное второе пороговое значение S2, давление нагнетания ограничено второй ограничивающей кривой L2 или ниже. В другом случае, а именно, в случае если величина нажатия педали акселератора равна или является менее глубокой (меньшей), чем первое пороговое значение S1, либо скорость нажатия педали акселератора равна или является более медленной (меньшей), чем второе пороговое значение S2, давление нагнетания ограничено первой ограничивающей кривой L1 или ниже.

[0016] Следует отметить, что, как показано на фиг. 3, при самой низкой степени сжатия (наименьшем значении регулируемого диапазона), часть L1A первой ограничивающей кривой L1 входит в область R1 приращения объема топлива и задается таким образом, чтобы обеспечивать достижение давления нагнетания, равного второй ограничивающей кривой L2. Следует отметить, что в области без нагнетания, приведение в действие при стехиометрическом воздушно-топливном соотношении возможно даже при максимальной степени сжатия, и ограничение нагрузки через ограничивающие кривые L1, L2 выполняется только в ситуации, в которой предоставляется давление нагнетания.

[0017] Фиг. 5 показывает блок-схему последовательности операций способа, представляющую последовательность операций управления, которая ограничивает давление нагнетания в предпочтительном варианте осуществления.

Во-первых, на этапе S1, секция 6 управления считывает частоту вращения двигателя, величину нажатия педали акселератора, скорость нажатия педали акселератора и степень механического сжатия. Затем, на этапе S2, секция 6 управления вычисляет базовую целевую степень сжатия посредством обращения к карте управления, предварительно заданной и сохраненной на основе частоты вращения двигателя и величины нажатия педали акселератора. На этапе S3, секция 6 управления определяет то, превышает или нет величина нажатия педали акселератора первое пороговое значение S1. На этапе S4, секция 6 управления определяет то, превышает или нет скорость нажатия педали акселератора второе пороговое значение S2. Если оба из этапов S3 и S4 являются положительными (подтверждение), процедура переходит к этапу S5. Если, по меньшей мере, один из этапов S3, S4 является отрицательным (без подтверждения), процедура переходит к этапу S6.

[0018] На этапе S5, секция 6 управления вычисляет вторую ограничивающую кривую L2 посредством обращения к карте управления, предварительно заданной и сохраненной в секции 6 управления, на основе частоты вращения двигателя и степени механического сжатия и задает эту вторую ограничивающую кривую L2 равной верхнему предельному значению давления нагнетания, и процедура переходит к этапу S7. На этапе S6, секция 6 управления вычисляет первую ограничивающую кривую L1 посредством обращения к предварительно заданной и сохраненной карте управления и задает эту первую ограничивающую кривую L1 равной верхнему предельному значению давления нагнетания.

[0019] На этапе S7, секция 6 управления определяет то, превышает или нет верхнее предельное значение давления нагнетания базовое целевое давление нагнетания. Если давление нагнетания превышает базовое целевое давление нагнетания, процедура переходит от этапа S7 к этапу S8, на котором целевое давление нагнетания задается в качестве базового целевого давления нагнетания. Если верхнее предельное значение давления нагнетания равно или ниже базового целевого давления нагнетания, процедура переходит к этапу S9, и на этапе S9, целевое давление нагнетания задается равным верхнему предельному значению давления нагнетания, заданному на этапе S5 или на этапе S6. На этапе S10, угол открытия перепускного клапана 7 для выхлопных газов турбонагнетателя 2 управляется с возможностью приведения в действие на основе целевого давления нагнетания, заданного на этапе S8 или на этапе S9.

[0020] Фиг. 7(A) и 7(B) показывают пояснительные виды, представляющие операцию, когда запрос (потребность) на резкое ускорение возникает из состояния низкой нагрузки. До времени t1, приведение в действие в установившемся режиме выполняется при низкой нагрузке. В момент t1 времени, поскольку требуемый крутящий момент повышается пошагово, и скорость повышения этого требуемого крутящего момента является высокой, вторая ограничивающая кривая L2 выбирается посредством управления, показанного на фиг. 5. Временной интервал от времени t1 до времени t2 указывает время нечувствительности, в течение которого степень механического сжатия практически не реагирует, как описано ниже, и нагрузка (давление нагнетания) повышается до тех пор, пока нагрузка не будет ограничена второй ограничивающей кривой L2 с сохранением состояния высокой степени сжатия. В течение временного интервала от времени t2 до времени t3, степень механического сжатия реагирует таким образом, что степень механического сжатия переходит на сторону низкой степени сжатия. В это время, нагрузка (давление нагнетания) повышается вдоль второй ограничивающей кривой L2.

[0021] Таким образом, в этом предпочтительном варианте осуществления, даже во время резкого ускорения, точка приведения в действие не попадает в область R2, в которой возникает проблема, связанная с чрезмерным богатым воздушно-топливным соотношением. Следовательно, проблема, связанная с чрезмерными богатыми в воздушно-топливном соотношении, не возникает.

[0022] Фиг. 8(A) и 8(B) показывают пояснительные виды, представляющие операцию, когда присутствует запрос (потребность) на умеренное ускорение из состояния низкой нагрузки. До времени t1, приведение в действие в установившемся режиме выполняется при низкой нагрузке. В момент t1 времени, повышение требуемой нагрузки начинается умеренно. Поскольку скорость повышения требуемой нагрузки является низкой, первая ограничивающая кривая L1 выбирается посредством управления, показанного на фиг. 5, описанном выше. Временной интервал от времени t1 до времени t2 является временем нечувствительности, в течение которого степень механического сжатия практически не реагирует, и нагрузка повышается до тех пор, пока степень механического сжатия не будет ограничена первой ограничивающей кривой L1 с сохранением состояния высокой степени сжатия. Нагрузка продолжает повышаться вдоль первой ограничивающей кривой L1 в то время, когда степень механического сжатия реагирует в течение временного интервала от времени t2 до времени t3. Когда во время t3 степень механического сжатия достигает самой низкой степени сжатия, первая ограничивающая кривая L1 получает значение, идентичное значению второй ограничивающей кривой L2. В то время, когда степень механического сжатия остается постоянной (самой низкой степенью сжатия) от времени t3 до времени t4, нагрузка (давление нагнетания) повышается. Помимо этого, после времени t3, нагрузка (давление нагнетания) повышается в ассоциации с приращением объема топлива.

[0023] Таким образом, поскольку, во время умеренного ускорения, точка приведения в действие входит в область R1 приращения объема топлива до тех пор, пока степень механического сжатия не будет понижена до самой низкой степени сжатия, может достигаться снижение расхода (экономия) топлива.

[0024] Фиг. 9(A) и 9(B) показывают временные диаграммы случая, в котором запрос (потребность) на умеренное ускорение от низкой нагрузки до средней нагрузки присутствует, и запрос (потребность) на умеренное ускорение от средней нагрузки до высокой нагрузки присутствует сразу после того, как выполняется приведение в действие в установившемся режиме.

До времени t1, приведение в действие в установившемся режиме выполняется при низкой нагрузке. В момент t1 времени, умеренно начинается повышение требуемой нагрузки, и выбирается первая ограничивающая кривая L1. Временной интервал между временем t1 и временем t2 является временем нечувствительности, в течение которого степень механического сжатия практически не реагирует. Нагрузка повышается вплоть до времени t2, в которое степень механического сжатия ограничена первой ограничивающей кривой L1 с поддержанием состояния высокой степени сжатия. В течение временного интервала между временем t2 и временем t3, степень сжатия понижается к целевой степени сжатия, при этом нагрузка (давление нагнетания) поддерживается постоянной. Когда степень сжатия достигает целевой степени сжатия во время t3, выполняется приведение в действие в установившемся режиме при средней нагрузке. Когда запрос (потребность) на умеренное ускорение снова возникает во время t4, нагрузка (давление нагнетания) на первой ограничивающей кривой L1 повышается, поскольку временной интервал между временем t4 и временем t5 является временем нечувствительности, в течение которого степень механического сжатия практически не реагирует. Когда нагрузка (давление нагнетания) достигает первой ограничивающей кривой L1, давление нагнетания ограничено первой ограничивающей кривой L1, и в силу этого степень механического сжатия понижается вдоль первой ограничивающей кривой L1, и нагрузка (давление нагнетания) постепенно повышается. Когда степень сжатия достигает самой низкой степени сжатия, точка приведения в действие входит в область R1 приращения объема топлива. В течение временного интервала между временем t6 и временем t7, давление нагнетания повышается в состоянии, в котором степень механического сжатия удерживается как наименьшая степень сжатия.

[0025] В этом варианте осуществления, поскольку может исключаться вхождение точки приведения в действие в область (зону) R1 приращения объема топлива, если вообще возможно в широком диапазоне приведения в действие от низкой нагрузки до высокой нагрузки, может достигаться снижение расхода (экономия) топлива.

[0026] В этой связи, время нечувствительности присутствует в устройстве регулирования, таком как механизм 20 с изменяемой степенью сжатия. В пределах этого времени нечувствительности, устройство регулирования практически не может реагировать на запрос (потребность) модификации вследствие периода времени, в течение которого цель приведения в действие, в общем, ускоряется, задержек на вычисление и на связь электронного управления и т.д.

[0027] Следовательно, когда, в случае если давление нагнетания ограничено на основе степени механического сжатия, как описано в этом варианте осуществления, комбинация давления нагнетания и степени механического сжатия, заданная в состоянии приведения в действие в установившемся режиме, является идентичной комбинации степени сжатия и значений ограничения нагрузки, либо они также приближаются друг к другу, нагрузка не может повышаться в течение времени нечувствительности механизма 20 с изменяемой степенью сжатия, даже если повышается требуемая нагрузка. Это вызывает задержку в поведении транспортного средства относительно операции нажатия педали акселератора водителем в двигателе внутреннего сгорания для транспортного средства. Следовательно, это приводит к снижению общей характеристики приведения в действие, и вызывается необязательное увеличение нажатия педали акселератора, а также вводится ухудшение расхода топлива. Чтобы подавлять уменьшение общей характеристики приведения в действие и ухудшение расхода (экономии) топлива при приведении в действие в установившемся режиме, допустимый запас вплоть до значений ограничения нагрузки может приниматься посредством задания низкой степени сжатия существенно более низкой, чем комбинация степени сжатия и значений ограничения нагрузки. В этом случае, из этого следует, что степень сжатия в установившемся режиме понижается таким образом, что расход (экономия) топлива в установившемся режиме становится ухудшенным.

[0028] Следовательно, предпочтительно, в состоянии приведения в действие под нагрузкой в установившемся режиме, приведение в действие выполняется со степенью механического сжатия, пониженной на предварительно определенную величину по сравнению со степенью механического сжатия, ограниченной посредством соответствующей нагрузки, и по мере того, как передаточное число (отношение) автоматической трансмиссии 8 становится большим, величина понижения степени механического сжатия задается меньшей. Другими словами, по мере того, как становится проще передавать состояние водителю в качестве поведения транспортного средства даже при небольшом повышении нагрузки, величина понижения степени механического сжатия задается меньшей. Таким образом, по сравнению со случаем, в котором величина понижения степени механического сжатия задается равномерно, расход (экономия) топлива может улучшаться без вызывания неприятного ощущения у водителя.

[0029] Фиг. 6 показывает блок-схему последовательности операций способа, представляющую последовательность операций управления степенью механического сжатия.

На этапе S11, секция 6 управления считывает частоту (вращения) двигателя, величину нажатия педали акселератора и передаточное число (отношение) автоматической трансмиссии 8. На этапе S12, секция 6 управления вычисляет базовую целевую степень сжатия, заранее сохраненную в качестве карты частоты вращения двигателя и величины нажатия педали акселератора. На этапе S13, секция 6 управления определяет то, меньше или нет передаточное число автоматической трансмиссии 8 предварительно определенного третьего порогового значения S3. Если меньше предварительно определенного третьего порогового значения S3, процедура переходит к этапу S14. Если не меньше предварительно определенного третьего порогового значения S3, процедура переходит к этапу S15. На этапе S14, секция 6 управления вычисляет величину коррекции степени сжатия из передаточного числа (отношения) автоматической трансмиссии 8. Эта величина коррекции степени сжатия вычисляется с использованием предварительно заданной и/или предварительно сохраненной карты либо таблицы в качестве функции таким образом, что по мере того, как передаточное число (отношение) становится большим, величина коррекции задается меньшей. На этапе S15, секция 6 управления задает величину коррекции степени сжатия равной нулю, и процедура переходит к этапу S16. Эта причина состоит в том, что, например, при таком передаточном числе, как низшая передача, посредством которой движущая сила может выводиться в достаточно существенной степени, но не используется настолько при движении в установившемся режиме, необязательное уменьшение степени сжатия не может выполняться.

[0030] На этапе S16, секция 6 управления вычитает величину коррекции степени сжатия из базовой целевой степени сжатия, чтобы вычислять целевую степень сжатия. Хотя не показано на блок-схеме последовательности операций способа, целевая степень сжатия предположительно является самой низкой степенью сжатия в случае, если целевая степень сжатия ниже самой низкой степени сжатия. На этапе S17, (приводной) электромотор 33 с электроприводом управляется с возможностью приведения в действие на основе целевой степени сжатия. Следует отметить, что поскольку степень механического сжатия между временем t3 и временем t4 на фиг. 9(A) и 9(B) является примером в состоянии, в котором передаточное число (отношение) является достаточно небольшим. В случае большого передаточного числа, нагрузка (давление нагнетания) приближается к степени механического сжатия в момент времени t2, в который выполняется приведение в действие на первой ограничивающей кривой L1.

В этом варианте осуществления, турбонагнетатель (турбинный нагнетатель с приводом от выхлопной системы), который нагнетает всасываемый воздух, используется с использованием энергии выхлопных газов. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено турбонагнетателем, но настоящее изобретение является применимым к механическому нагнетателю, который нагнетает всасываемый воздух с использованием вращательной энергии коленчатого вала.

[0031] Далее приводится характерная конструкция вышеописанного варианта осуществления, его работа и преимущества.

[0032] (1) Предоставляются механизм 20 с изменяемой степенью сжатия, который допускает модификацию степени механического сжатия, турбонагнетатель, который нагнетает всасываемый воздух с использованием энергии выхлопных газов, и перепускной клапан 7 для выхлопных газов, который регулирует давление нагнетания в качестве механизма регулирования давления нагнетания, при этом определяется степень механического сжатия, и вышеописанное давление нагнетания ограничено на основе степени механического сжатия.

[0033] Таким образом, поскольку давление нагнетания ограничено на основе степени механического сжатия в переходном состоянии таким образом, что давление нагнетания варьируется в соответствии с требуемой нагрузкой, даже если скорость реакции механизма 20 с изменяемой степенью сжатия является небольшой, может подавляться чрезмерно высокое давление нагнетания. Помимо этого, появляется возможность выполнять приведение в действие в диапазоне, в котором проблема, вызываемая посредством чрезмерно богатого воздушно-топливного соотношения, не возникает, при подавлении приращения объема топлива.

[0034] (2) Более конкретно, по мере того, как степень механического сжатия становится более высокой, давление нагнетания, которое должно быть ограничено, понижается. Таким образом, посредством понижения давления нагнетания, которое должно быть ограничено, по мере того, как степень механического сжатия становится более высокой, во время высокой нагрузки в двигателе внутреннего сгорания, оснащенном турбонагнетателем, может подавляться возникновение детонации и чрезмерного повышения внутреннего давления в цилиндрах. В состоянии приведения в действие, в котором температура выхлопных газов во время высокой степени сжатия становится пониженной по сравнению с температурой выхлопных газов во время низкой степени сжатия, с учетом запаздывания распределения зажигания, может выполняться приведение в действие в диапазоне, в котором не возникает проблема, связанная с чрезмерно богатым воздушно-топливным соотношением.

[0035] (3) В случае если приращение объема топлива выполняется во время ускорения, в течение которого повышается требуемая нагрузка, рабочие характеристики расхода топлива и рабочие характеристики выпуска выхлопных газов уменьшаются по мере того как степень приращения объема топлива становится большей, даже если приращение объема топлива выполняется в диапазоне, в котором не возникают такие проблемы, связанные с чрезмерным богатым воздушно-топливным соотношением, как выброс дыма, нарушение процесса сгорания, углеродистые отложения в свечах зажигания и т.д. Следовательно, в таком переходном состоянии, в котором требуемая нагрузка повышается, определяется темп повышения требуемой нагрузки, и предельное значение давления нагнетания модифицируется в соответствии с темпом повышения требуемой нагрузки.

[0036] Например, когда требуемая нагрузка резко повышается, приращение объема топлива разрешается в диапазоне, в котором не возникают проблемы с максимально возможно ранним повышением давления нагнетания. С другой стороны, когда требуемая нагрузка умеренно повышается, повышение давления нагнетания задерживается до тех пор, пока степень механического сжатия не будет существенно понижена. Следовательно, степень приращения объема топлива может подавляться таким образом, что она является небольшой.

[0037] (4) В случае если темп повышения требуемой нагрузки является умеренным, давление нагнетания ограничено предварительно определенным первой ограничивающей кривой L1 или ниже, при которой возможно приведение в действие при стехиометрическом воздушно-топливном соотношении согласно вышеописанной степени механического сжатия. С другой стороны, в случае если темп повышения требуемой нагрузки является резким, давление нагнетания ограничено второй ограничивающей кривой L2, давление нагнетания которой выше первой ограничивающей кривой L1 или ниже. Помимо этого, приведение выполняется в действие в состоянии богатой смеси, в котором воздушно-топливное соотношение ниже стехиометрической воздушно-топливной смеси.

[0038] Таким образом, в случае если повышение требуемой нагрузки является умеренным, накладывается ограничение на давление нагнетания, при котором приведение в действие возможно при стехиометрическом воздушно-топливном соотношении, достигается снижение расхода (экономия) топлива при подавлении потенциальной возможности выполнения приращения объема топлива. Одновременно, в случае если повышение требуемой нагрузки является резким, ограничение давления нагнетания уменьшается с использованием второй ограничивающей кривой L2, давление нагнетания которой выше первой ограничивающей кривой L1. Следовательно, может быстро повышаться давление нагнетания.

Пояснение позиционных обозначений

[0039] 1 - двигатель внутреннего сгорания

2 - турбонагнетатель

7 - перепускной клапан для выхлопных газов (механизм регулирования давления нагнетания)

8 - автоматическая трансмиссия

20 - механизм с изменяемой степенью сжатия

34 - датчик управляющего вала

Изобретение относится к управлению для двигателя внутреннего сгорания, имеющего механизм с изменяемой степенью сжатия. Во время переходного периода ускорения, в течение которого повышается требуемая нагрузка, давление нагнетания повышается до того, как понижается степень механического сжатия, и двигатель внутреннего сгорания переходит в состояние высокой нагрузки. В это время имеется вероятность того, что возникает образование детонации и чрезмерного повышения внутреннего давления в цилиндрах. Эта вероятность представляет собой задачу, которая должна решаться. Двигатель внутреннего сгорания включает в себя: механизм с изменяемой степенью сжатия, который допускает модификацию степени механического сжатия; турбонагнетатель (2), который нагнетает всасываемый воздух с использованием энергии выхлопных газов; и перепускной клапан (7) для выхлопных газов, который регулирует давление нагнетания в качестве механизма регулирования давления нагнетания. Степень механического сжатия определяется посредством датчика (34) управляющего вала, и давление нагнетания ограничено на основе этой степени механического сжатия. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Способ управления для двигателя внутреннего сгорания, причем двигатель внутреннего сгорания включает в себя: механизм с изменяемой степенью сжатия, который допускает модификацию степени механического сжатия двигателя внутреннего сгорания; нагнетатель, который нагнетает всасываемый воздух; и механизм регулирования давления нагнетания, который регулирует давление нагнетания, причем двигатель внутреннего сгорания выполняет приращение объема топлива на стороне высокого давления нагнетания,

при этом способ управления содержит этапы, на которых:

- определяют степень механического сжатия;

- задают верхнее предельное значение давления нагнетания на основе степени механического сжатия; и

- регулируют давление нагнетания таким образом, чтобы не превышать верхнее предельное значение давления нагнетания, причем верхнее предельное значение давления нагнетания находится в области приведения в действие, в которой выполняется приращение объема топлива.

2. Способ управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 1, в котором по мере того, как степень механического сжатия становится более высокой, верхнее предельное значение давления нагнетания становится более низким.

3. Способ управления для двигателя внутреннего сгорания по любому из пп. 1 или 2, при этом, в переходном состоянии, в котором требуемый крутящий момент повышается, способ управления определяет темп повышения требуемой нагрузки и регулирует верхнее предельное значение давления нагнетания в случае, если темп повышения требуемой нагрузки является резким.

4. Способ управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 3, в котором в случае если темп повышения требуемой нагрузки является умеренным, давление нагнетания регулируется таким образом, чтобы не превышать второе верхнее предельное значение давления нагнетания, которое ниже упомянутого верхнего предельного значения давления нагнетания и которое попадает в область приведения в действие, в которой возможно приведение в действие при стехиометрическом воздушно-топливном соотношении.

5. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, содержащее:

- механизм с изменяемой степенью сжатия, который допускает модификацию степени механического сжатия;

- нагнетатель, который нагнетает всасываемый воздух;

- механизм регулирования давления нагнетания, который регулирует давление нагнетания;

- датчик определения степени сжатия, выполненный с возможностью определять степень механического сжатия; и

- секцию управления, выполненную с возможностью на стороне высокого давления нагнетания выполнять приращение объема топлива и определять степень механического сжатия, задавать верхнее предельное значение давления нагнетания на основе степени механического сжатия и регулировать давление нагнетания таким образом, чтобы не превышать верхнее предельное значение давления нагнетания, причем верхнее предельное значение давления нагнетания находится в области приведения в действие, в которой выполняется приращение объема топлива.