УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2018 года по МПК F02D41/04 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Данное изобретение относится к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания, в котором топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания.

Уровень техники

[0002] Традиционно, известен двигатель внутреннего сгорания с прямым впрыском в цилиндры, в котором множество разделенных (раздельных) впрысков топлива в камеру сгорания выполняется в течение одного цикла сгорания. Вследствие этого, объем впрыска топлива за один раз снижается, с тем чтобы снижать прилипание топлива к поверхности стенки и т.д.

[0003] Например, в патентном документе 1, когда впрыск топлива повторно начинается из состояния отсечки топлива, в котором впрыск топлива в камеру сгорания временно прекращается, отношение объема впрыска в первый раз в разделенном впрыске снижается по мере того, как период времени отсечки топлива, в течение которого прекращается впрыск топлива в камеру сгорания, больше. Вследствие этого, выпускаемое число частиц в выхлопе подавляется.

[0004] Тем не менее, в этом патентном документе 1, когда впрыск топлива повторно начинается из состояния отсечки топлива, нагрузка на двигатель является низкой. Когда объем впрыска топлива в одном цикле сгорания становится меньше, число впрысков топлива в течение одного цикла сгорания не может разделяться на несколько раз, и отношение объема впрыска в первый раз в раздельном впрыске не может снижаться. Соответственно, в патентном документе 1, когда впрыск топлива повторно начинается из состояния отсечки топлива, выпускаемый объем частиц в выхлопе и выпускаемое число частиц в выхлопе могут увеличиваться.

Документы предшествующего уровня техники

Патентные документы

[0005] Патентный документ 1. Заявка на патент (Япония) № 2012-241654

Сущность изобретения

[0006] В настоящем изобретении, устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, которое включает в себя клапан впрыска топлива, выполненный с возможностью непосредственно впрыскивать топливо в камеру сгорания, и регулятор давления, выполненный с возможностью варьировать давление топлива, подаваемого в клапан впрыска топлива, в котором выполняется отсечка топлива, посредством которой впрыск топлива для клапана впрыска топлива прекращается, когда предварительно определенное условие отсечки топлива удовлетворяется во время движения транспортного средства, и в котором впрыск топлива для клапана впрыска топлива повторно начинается, когда предварительно определенное условие восстановления после отсечки топлива удовлетворяется в ходе отсечки топлива, устройство управления содержит:

- задание давления топлива, подаваемого в клапан впрыска топлива, равным значению, превышающему давление топлива в нормальном состоянии, определенное в соответствии с состоянием приведения в движение, при повторном начале впрыска топлива после отсечки топлива.

[0007] Вследствие этого, можно стимулировать распыление и испарение струи при повторном начале впрыска топлива после завершения отсечки топлива, снижать объем прилипания топлива к поршню и т.д. и подавлять выпускаемый объем частиц в выхлопе и выпускаемое число частиц в выхлопе.

Краткое описание чертежей

[0008] Фиг. 1 является пояснительным видом, схематично показывающим схематичную конфигурацию двигателя внутреннего сгорания, к которому применяется настоящее изобретение.

Фиг. 2 является картой вычисления давления топлива в нормальном состоянии.

Фиг. 3 является временной диаграммой при замедлении транспортного средства с отсечкой топлива в первом варианте осуществления.

Фиг. 4 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей последовательность операций управления в первом варианте осуществления.

Фиг. 5 является картой вычисления целевого давления топлива в ходе отсечки топлива.

Фиг. 6 является временной диаграммой при замедлении транспортного средства с отсечкой топлива во втором варианте осуществления.

Фиг. 7 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей последовательность операций управления во втором варианте осуществления.

Фиг. 8 является картой вычисления целевого давления топлива.

Фиг. 9 является временной диаграммой при замедлении транспортного средства с отсечкой топлива в третьем варианте осуществления.

Фиг. 10 является картой моментов впрыска в нормальном состоянии.

Фиг. 11 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей последовательность операций управления в третьем варианте осуществления.

Подробное описание вариантов осуществления

[0009] В дальнейшем в этом документе, подробно проиллюстрирован один вариант осуществления согласно настоящему изобретению со ссылкой на чертежи. Фиг. 1 показывает схематичную конфигурацию двигателя 1 внутреннего сгорания, к которому применяется настоящее изобретение. Кроме того, двигатель 1 внутреннего сгорания использует бензин в качестве топлива.

[0010] Камера 2 сгорания двигателя 1 внутреннего сгорания соединяется через впускной клапан 3 с впускным каналом 4. Кроме того, камера 2 сгорания соединяется через выпускной клапан 5 с выпускным каналом 6.

[0011] Дроссельный клапан 7 с электрическим управлением располагается во впускном канале 7. Расходомер 8 воздуха предоставляется на стороне впуска дроссельного клапана 7. Расходомер 8 воздуха выполнен с возможностью считывать объем всасываемого воздуха. Сигнал определения элемента 8 измерения расхода воздуха вводится в ECU 20 (модуль управления двигателем).

[0012] Свеча 10 зажигания располагается в верхней части камеры 2 сгорания таким образом, что она противостоит поршню 9. Первый клапан 11 впрыска топлива располагается в боковой части этой камеры 2 сгорания на стороне впускного канала. Первый клапан 11 впрыска топлива выполнен с возможностью непосредственно впрыскивать топливо в камеру 2 сгорания.

[0013] Топливо, сжимаемое под давлением посредством высоконапорного топливного насоса (не показан) таким образом, что оно имеет относительно высокое давление, вводится в первый клапан 11 впрыска топлива через регулятор 12 давления, служащий в качестве устройства регулирования давления. Регулятор 12 давления выполнен с возможностью варьировать давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива, на основе команды управления из ECU 20. Кроме того, устройство регулирования давления не ограничено регулятором 12 давления. Устройство регулирования давления может представлять собой устройство, выполненное с возможностью варьировать давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива.

[0014] Трехкомпонентный катализатор 13 располагается в выпускном канале 6. Первый датчик 14 состава смеси "воздух-топливо" располагается в выпускном канале 6 на стороне впуска трехкомпонентного катализатора 13. Второй датчик 15 состава смеси "воздух-топливо" располагается в выпускном канале 6 на стороне выпуска трехкомпонентного катализатора 13. Датчики 14 и 15 состава смеси "воздух-топливо" могут представлять собой кислородные датчики, выполненные с возможностью считывать только богатый и бедный состав смеси "воздух-топливо". Альтернативно, датчики 14 и 15 состава смеси "воздух-топливо" могут представлять собой широкозонные датчики состава смеси "воздух-топливо", посредством которых может получаться вывод согласно значению состава смеси "воздух-топливо".

[0015] ECU 20 включает в себя микрокомпьютер. ECU 20 выполнен с возможностью осуществлять различные виды управления для двигателя 1 внутреннего сгорания. ECU 20 выполнен с возможностью осуществлять операции на основе сигналов из различных датчиков. Различные датчики представляют собой вышеописанный расходомер 8 воздуха, первый и второй датчики 14 и 15 состава смеси "воздух-топливо", датчик 21 степени открытия акселератора, выполненный с возможностью считывать степень открытия (величину нажатия) педали акселератора, управляемой водителем, датчик 22 угла поворота коленчатого вала, выполненный с возможностью считывать угол поворота коленчатого вала 17 и частоту вращения двигателя, датчик 23 позиции дросселя, выполненный с возможностью считывать степень открытия дроссельного клапана 7, датчик 24 температуры воды, выполненный с возможностью считывать температуру охлаждающей жидкости двигателя 1 внутреннего сгорания, датчик 25 температуры масла, выполненный с возможностью считывать температуру масла касательно масла для двигателя, датчик 26 скорости транспортного средства, выполненный с возможностью считывать скорость транспортного средства, датчик 27 давления топлива, выполненный с возможностью считывать давление топлива, подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива, и т.д.

[0016] ECU 20 выполнен с возможностью управлять объемом впрыска и моментом впрыска первого клапана 11 впрыска топлива, давлением топлива (давлением топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива, моментом зажигания посредством свечи 10 зажигания, степенью открытия дроссельного клапана 7 и т.д.

[0017] Кроме того, двигатель 1 внутреннего сгорания включает в себя второй клапан 16 впрыска топлива, расположенный на стороне выпуска дроссельного клапана 7 и выполненный с возможностью впрыскивать топливо во впускной канал 4 в каждом цилиндре. Таким образом, можно подавать топливо в камеру 2 сгорания посредством впрыска во впускной канал.

[0018] ECU 20 выполнен с возможностью осуществлять управление отсечкой топлива таким образом, чтобы прекращать впрыски топлива первого клапана 11 впрыска топлива и второго клапана 16 впрыска топлива. Например, когда частота вращения двигателя равна или выше предварительно определенной частоты вращения при отсечке топлива, и дроссельный клапан 7 полностью закрыт, условия отсечки топлива удовлетворяются. Соответственно, ECU 20 выполняет управление отсечкой топлива. ECU 20 выполнен с возможностью повторно начинать впрыск топлива первого клапана 11 впрыска топлива, когда предварительно определенные условия восстановления после отсечки топлива удовлетворяются в ходе управления отсечкой топлива. Например, когда дроссельный клапан 7 не находится в полностью закрытом состоянии посредством нажатия педали акселератора, или когда частота вращения двигателя становится равной или меньшей предварительно определенной частоты вращения при восстановлении после отсечки топлива, условия восстановления после отсечки топлива удовлетворяются. Соответственно, ECU 20 заканчивает управление отсечкой топлива.

[0019] Когда управление отсечкой топлива выполняется, относительно большой объем кислорода подается в трехкомпонентный катализатор 13. Таким образом, трехкомпонентный катализатор 13 адсорбирует большой объем кислорода в ходе управления отсечкой топлива. Трехкомпонентный катализатор 13 может с трудом восстанавливать NOx посредством удаления кислорода из NOx в отработанном воздухе при завершении управления отсечкой топлива. Соответственно, в этом варианте осуществления, когда впрыск топлива повторно начинается после завершения управления отсечкой топлива, выполняется скачок обогащения, посредством которого временно увеличивается объем впрыска топлива, впрыскиваемого из первого клапана 11 впрыска топлива. Вследствие этого, восстановление способности к очистке отработанного воздуха (восстановительной способности NOx) трехкомпонентного катализатора 13 стимулируется.

[0020] В этом случае, сгорание двигателя 1 внутреннего сгорания прекращается в ходе управления отсечкой топлива. Соответственно, температура поверхности стенок камеры 2 сгорания, т.е. температура поршня 9, цилиндрической внутренней поверхности стенки и т.д. снижается. Следовательно, когда впрыск топлива первого клапана 11 впрыска топлива повторно начинается после завершения управления отсечкой сгорания и т.д., объем прилипания топлива, впрыскиваемого из первого клапана 11 впрыска топлива в камеру 2 сгорания в поршень 9, увеличивается. Выпускаемый объем и выпускаемое число частиц в выхлопе могут увеличиваться.

[0021] Соответственно, в первом варианте осуществления согласно настоящему изобретению, когда впрыск топлива повторно начинается из первого инжекторного клапана 11 в ходе процесса впуска, давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива, увеличивается до значения, превышающего давление топлива в нормальном состоянии, определенное в соответствии с нагрузкой на двигатель в это время.

[0022] Например, когда частота вращения двигателя становится равной или меньшей предварительно определенной частоты вращения при восстановлении после отсечки топлива, чтобы удовлетворять условию восстановления после отсечки топлива, давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива при повторном начале впрыска топлива, задается равным значению, превышающему давление топлива в нормальном состоянии в состоянии приведения в движение на холостом ходу. Кроме того, когда дроссельный клапан 7 не находится в полностью закрытом состоянии посредством нажатия педали акселератора в ходе управления отсечкой топлива, чтобы удовлетворять условию восстановления после отсечки топлива, давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива при повторном начале впрыска, задается равным значению, превышающему давление топлива в нормальном состоянии в состоянии приведения в движение при повторном начале впрыска топлива.

[0023] Например, давление топлива в нормальном состоянии вычисляется посредством использования карты вычисления давления топлива в нормальном состоянии, как показано на фиг. 2. В этой карте вычисления давления топлива в нормальном состоянии, вычисленное давление топлива в нормальном состоянии задается равным большему значению по мере того, как нагрузка на двигатель становится выше, и по мере того, как частота вращения двигателя становится выше.

[0024] Фиг. 3 является временной диаграммой, показывающей состояние при переходе из управления отсечкой топлива после завершения отсечки топлива в первом варианте осуществления.

[0025] На фиг. 3, условия отсечки топлива удовлетворяются во время t1. Во время t2, в которое частота вращения двигателя становится равной или меньшей предварительно определенной частоты вращения при восстановлении после отсечки топлива без нажатия педали акселератора, условие восстановления после отсечки топлива удовлетворяется. Кроме того, эквивалентный состав смеси управляется таким образом, что он временно увеличивается в течение предварительно определенного периода от времени t2. Таким образом, скачок обогащения, посредством которого временно увеличивается объем впрыска топлива, впрыскиваемого из первого клапана 11 впрыска топлива, выполняется в течение периода времени от времени t2 до времени t3.

[0026] В первом варианте осуществления, давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива при завершении управления отсечкой топлива, задается равным значению, превышающему давление топлива в нормальном состоянии, показанное посредством пунктирной линии на фиг. 3. В частности, давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива, задается равным значению, превышающему давление топлива в нормальном состоянии при приведении в движение на холостом ходу, в течение периода времени от времени t2 до времени t3, в ходе которого выполняется скачок обогащения.

[0027] Таким образом, когда впрыск топлива повторно начинается из первого клапана 11 впрыска топлива, давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива, задается равным значению, превышающему давление топлива в нормальном состоянии. Вследствие этого, стимулируются распыление и испарение струи топлива, впрыскиваемого из первого клапана 11 впрыска топлива. Соответственно, можно снижать объем прилипания топлива к поршню 9 и т.д. Следовательно, когда впрыск топлива повторно начинается из первого клапана 11 впрыска топлива после управления отсечкой топлива, можно существенно снижать выпускаемое число частиц в выхлопе, относительно случая, в котором давление топлива задается равным давлению топлива в нормальном состоянии, как показано посредством пунктирной линии на фиг. 3. Кроме того, можно подавлять выпускаемый объем частиц в выхлопе. Таким образом, можно подавлять ухудшение способности к очистке выхлопов сразу после завершения управления отсечкой топлива, при снижении экономии топлива посредством управления отсечкой топлива.

[0028] Кроме того, давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива, задается равным большему значению по мере того, как период времени, после которого условия восстановления после отсечки топлива удовлетворяются от времени t1, становится более длительным, т.е. по мере того, как счетчик периодов отсечки топлива, подсчитанный от времени t1 до удовлетворения условий восстановления после отсечки топлива с постоянным интервалом, становится большим. Это обусловлено тем, что температура поверхности стенок камеры 2 сгорания снижается по мере того, как непосредственно предшествующее управление отсечкой топлива, становится более длительным, вследствие чего, объем прилипания топлива, впрыскиваемого при повторном начале впрыска топлива первого клапана 11 впрыска топлива в поршень 9 и т.д., имеет тенденцию увеличиваться.

[0029] Соответственно, посредством задания давления топлива (давления топлива), подаваемого в первый клапан впрыска топлива при повторном начале впрыска топлива, равным большему значению по мере того, как счетчик периодов отсечки топлива становится больше, можно эффективно снижать объем прилипания впрыскиваемого топлива к поршню 9 и т.д.

[0030] Кроме того, давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива, управляется таким образом, что оно заранее увеличивается в ходе управления отсечкой топлива. Соответственно, когда впрыск топлива повторно начинается из первого клапана 11 впрыска топлива, можно впрыскивать топливо, имеющее высокое давление, с первого времени. Соответственно, можно стимулировать распыление и испарение струи. Это является предпочтительным для снижения выпускаемого числа частиц в выхлопе.

[0031] Давление топлива, показанное посредством пунктирной линии с одной точкой на фиг. 3, представляет собой допустимое максимальное давление топлива, определенное из минимальной ширины импульса впрыска топлива для впрыска 11 первого топлива. Это допустимое максимальное давление топлива является максимальным значением давления топлива (давления топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива в ходе управления отсечкой топлива. Например, допустимое максимальное давление топлива определяется объемом всасываемого воздуха в ходе отсечки топлива и минимальной шириной импульса впрыска топлива первого клапана 11 впрыска топлива. Кроме того, допустимое максимальное давление топлива может определяться объемом всасываемого воздуха при приведении в движение на холостом ходу и минимальной шириной импульса впрыска топлива первого клапана 11 впрыска топлива.

[0032] Посредством задания допустимого максимального давления топлива таким способом, можно не допускать запроса на впрыск, в котором ширина импульса впрыска топлива первого клапана 11 впрыска топлива становится равной или меньшей минимальной ширины импульса впрыска топлива.

[0033] Фиг. 4 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей последовательность операций управления в вышеописанном первом варианте осуществления. На этапе S1, определяется то, удовлетворяются или нет условия отсечки топлива. Когда условия отсечки топлива удовлетворяются, процесс переходит к этапу S2. Когда условия отсечки топлива не удовлетворяются, процесс переходит к этапу S11. На этапе S2, вычисляется счетчик (FCTCNT) периодов отсечки топлива. На этапе S3, вычисляется допустимое максимальное давление (PFADMX) топлива. На этапе S4, вычисляется целевое давление (TPFUELFC) топлива при отсечке топлива, которое является целевым значением давления топлива (давления топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива в ходе отсечки топлива. Это целевое давление (TPFUELFC) топлива при отсечке топлива вычисляется, например, посредством использования карты вычисления целевого давления топлива при отсечке топлива. Целевое давление (TPFUELFC) топлива при отсечке топлива становится более высоким по мере того, как счетчик (FCRCNT) периодов отсечки топлива становится больше. На этапе S5, допустимое максимальное давление (PFADMX) топлива и целевое давление (TPFUELFC) топлива при отсечке топлива сравниваются между собой. Когда допустимое максимальное давление (PFADMX) топлива превышает целевое давление (TPFUELFC) топлива при отсечке топлива, процесс переходит к этапу S6. В противном случае, процесс переходит к этапу S7. На этапе S6, целевое давление (TPFUELLR) топлива при восстановлении, которое представляет собой давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива при восстановлении после отсечки топлива, задается равным целевому давлению (TPFUELFC) топлива при отсечке топлива, вычисленному на этапе S4. На этапе S7, целевое давление (TPFUELLR) топлива при восстановлении, которое представляет собой давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива при восстановлении после отсечки топлива, задается равным допустимому максимальному давлению (PFADMX) топлива.

[0034] На этапе S8, определяется то, закончена или нет отсечка топлива. Таким образом, оценивается то, удовлетворяются или нет предварительно определенные условия восстановления после отсечки топлива. Когда условия восстановления после отсечки топлива удовлетворяются, процесс переходит к этапу S9. Когда условия восстановления после отсечки топлива не удовлетворяются, процесс переходит к этапу S2. На этапе S9, целевое давление (TPFUELRS) топлива, которое является целевым значением давления топлива (давления топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива в ходе скачка обогащения, задается равным целевому давлению (TPFUELLR) топлива при восстановлении, вычисленному непосредственно перед удовлетворением условий восстановления после отсечки топлива. На этапе S10, определяется то, закончен или нет скачок обогащения. Когда скачок обогащения закончен, процесс переходит к этапу S11. Когда скачок обогащения не закончен, процесс переходит к этапу S9. На этапе S11, целевое давление (TPFUELS) топлива задается равным давлению (TPFUELN) топлива в нормальном состоянии, вычисленному из карты вычисления давления топлива в нормальном состоянии по фиг. 2, посредством использования текущей нагрузки на двигатель и текущей частоты вращения двигателя.

[0035] В дальнейшем в этом документе, поясняются другие варианты осуществления согласно настоящему изобретению. Составляющие элементы, которые являются идентичными вышеописанному первому варианту осуществления, имеют идентичные номера ссылок. Повторяющиеся пояснения опускаются.

[0036] Второй вариант осуществления согласно настоящему изобретению поясняется со ссылкой на фиг. 6-8. Второй вариант осуществления имеет конфигурацию, практически идентичную конфигурации первого варианта осуществления. Во втором варианте осуществления, давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива при завершении управления отсечкой топлива, управляется до значения, превышающего давление топлива в нормальном состоянии, показанное посредством пунктирной линии на фиг. 6, аналогично вышеописанному первому варианту осуществления.

[0037] В этом втором варианте осуществления, давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива, задается таким образом, что оно увеличивается в соответствии с температурой поршня 9. Это обусловлено тем, что объем прилипания топлива, впрыскиваемого при восстановлении впрыска топлива первого клапана 11 впрыска топлива в поршень 9 и т.д., имеет тенденцию увеличиваться по мере того, как температура поршня 9 понижается.

[0038] Соответственно, в этом втором варианте осуществления, можно эффективно снижать объем прилипания впрыскиваемого топлива к поршню 9 и т.д. при восстановлении впрыска топлива первого клапана 11 впрыска топлива.

[0039] Например, температура поршня 9 может вычисляться из предварительно определенной формулы вычисления посредством нагрузки на двигатель непосредственно перед управлением отсечкой топлива и накопленных объемов всасываемого воздуха в ходе управления отсечкой топлива и т.д. Кроме того, температура поршня 9 может считываться посредством температурного датчика.

[0040] На фиг. 6, условия отсечки топлива удовлетворяются во время t1. Во время t2, в которое частота вращения двигателя становится равной или меньшей предварительно определенной частоты вращения при восстановлении после отсечки топлива без нажатия педали акселератора, условия восстановления после отсечки топлива удовлетворяются. Кроме того, эквивалентный состав смеси в течение предварительно определенного периода от времени t2 управляется таким образом, что он увеличивается. Таким образом, скачок обогащения, посредством которого временно увеличивается объем впрыска топлива, впрыскиваемого из первого клапана 11 впрыска топлива, выполняется от времени t2 до времени t3.

[0041] Кроме того, в этом втором варианте осуществления, когда впрыск топлива повторно начинается посредством завершения управления отсечкой топлива, давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива, задается равным большему значению по мере того, как температура поршня 9 становится более низкой.

[0042] Кроме того, давление топлива, показанное посредством пунктирной линии с одной точкой на фиг. 6, представляет собой вышеописанное допустимое максимальное давление топлива. Допустимое максимальное давление топлива определяется из минимальной ширины импульса впрыска топлива для впрыска 11 первого топлива. Кроме того, давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива, заранее управляется таким образом, что оно имеет высокое значение в ходе управления отсечкой топлива.

[0043] Соответственно, в этом втором варианте осуществления, когда впрыск топлива повторно начинается из первого клапана 11 впрыска топлива после того, как управление отсечкой топлива закончено, можно существенно снижать выпускаемое число частиц в выхлопе, относительно случая, в котором давление топлива задается равным давлению топлива в нормальном состоянии, как показано на фиг. 6. Вследствие этого, можно подавлять выпускаемый объем частиц в выхлопе. Кроме того, в этом втором варианте осуществления, можно достигать операций и преимуществ, которые являются идентичными операциям и преимуществам первого варианта осуществления.

[0044] Фиг. 7 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей последовательность операций управления в вышеописанном втором варианте осуществления. На этапе S21, определяется то, удовлетворяются или нет условия отсечки топлива. Когда условия отсечки топлива удовлетворяются, процесс переходит к этапу S22. Когда условия отсечки топлива не удовлетворяются, процесс переходит к этапу S32. На этапе S22, температура (ESPTEMP) поршня вычисляется из предварительно определенной формулы вычисления посредством использования нагрузки на двигатель непосредственно перед управлением отсечкой топлива, накопленного объема всасываемого воздуха в ходе управления отсечкой топлива и т.д. На этапе S23, вычисляется допустимое максимальное давление (PFADMX) топлива. На этапе S24, вычисляется целевое давление (TPFUEL) топлива для давления топлива (давления топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива в ходе отсечки топлива. Это целевое давление (TPFUEL) топлива в ходе отсечки топлива вычисляется посредством температуры (ESPSTMP) поршня, вычисленной на этапе S22, и, например, карты вычисления целевого давления топлива, показанной на фиг. 8. Целевое давление (TPFUEL) топлива в ходе отсечки топлива становится более высоким по мере того, как температура (ESPSTMP) поршня становится более низкой. На этапе S25, допустимое максимальное давление (PFADMX) топлива и целевое давление (TPFUEL) топлива в ходе отсечки топлива сравниваются между собой. Когда допустимое максимальное давление (PFADMX) топлива превышает целевое давление (TPFUEL) топлива в ходе отсечки топлива, процесс переходит к этапу S26. В противном случае, процесс переходит к этапу S27. На этапе S26, целевое давление (TPFUELR) топлива при восстановлении, которое представляет собой давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива при восстановлении после отсечки топлива, задается равным целевому давлению (TPFUEL) топлива в ходе отсечки топлива, которое вычисляется на этапе S24. На этапе S27, целевое давление (TPFUELR) топлива при восстановлении, которое представляет собой давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива при восстановлении после отсечки топлива, задается равным допустимому максимальному давлению (PFADMX) топлива, вычисленному на этапе S23.

[0045] На этапе S28, определяется то, закончена или нет отсечка топлива. Таким образом, оценивается то, удовлетворяются или нет предварительно определенные условия восстановления после отсечки топлива. Когда условия восстановления после отсечки топлива удовлетворяются, процесс переходит к этапу S29. Когда условия восстановления после отсечки топлива не удовлетворяются, процесс переходит к этапу S22. На этапе S29, вычисляется температура (ESPSTMP) поршня. Температура (ESPSTMP) поршня, вычисленная на этапе S29, вычисляется из предварительно определенной формулы вычисления посредством использования температуры поршня при завершении управления отсечкой топлива, накопленного объема всасываемого воздуха после завершения управления отсечкой топлива и т.д. На этапе S30, вычисляется целевое давление (TPFUELRS) топлива для давления топлива (давления топлива), подаваемого в первый клапан впрыска топлива в ходе скачка обогащения. Это целевое давление (TPFUELRS) топлива в ходе скачка обогащения представляет собой целевое давление (TPFUEL) топлива, вычисленное посредством температуры (ESPSTMP) поршня, вычисленной на этапе S29, и, например, целевого давления (TPFUEL) топлива, вычисленного посредством целевой карты вычисления давления топлива, как показано на фиг. 8. Целевое давление (TPFUELRS) топлива становится более высоким по мере того, как температура (ESPSTMP) поршня становится более низкой. На этапе S31, определяется то, закончен или нет скачок обогащения. Когда скачок обогащения закончен, процесс переходит к этапу S32. Когда скачок обогащения не закончен, процесс переходит к этапу S29. На этапе S32, целевое давление (TPFUEL) топлива задается равным давлению (TPFUELN) топлива в нормальном состоянии, вычисленному из вышеописанной карты вычисления давления топлива в нормальном состоянии по фиг. 2, посредством использования текущей нагрузки на двигатель и текущей частоты вращения двигателя.

[0046] Третий вариант осуществления согласно настоящему изобретению поясняется со ссылкой на фиг. 9-11. Третий вариант осуществления имеет конфигурацию, которая является практически идентичной конфигурации первого варианта осуществления. В третьем варианте осуществления, давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива при завершении управления отсечкой топлива, управляется таким образом, что оно увеличивается так, что оно превышает давление топлива в нормальном состоянии, показанное посредством пунктирной линии на фиг. 9.

[0047] В этом третьем варианте осуществления, в случае, если давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива, меньше целевого давления топлива, показанного посредством пунктирной линии с двумя точками на фиг. 9, на предварительно определенное значение, когда условия восстановления после отсечки топлива удовлетворяются, момент впрыска топлива в ходе процесса впуска первого клапана 11 впрыска топлива задается таким образом, что он выполняется с запаздыванием относительно момента впрыска топлива в нормальном состоянии. Кроме того, давление топлива, показанное посредством пунктирной линии с одной точкой на фиг. 9, представляет собой вышеописанное допустимое максимальное давление топлива, определенное из минимальной ширины импульса впрыска топлива для впрыска 11 первого топлива.

[0048] Момент 11 впрыска топлива в нормальном состоянии, который представляет собой момент впрыска топлива в нормальном состоянии, вычисляется, например, посредством использования карты вычисления моментов впрыска в нормальном состоянии, показанной на фиг. 10. В карте вычисления моментов впрыска в нормальном состоянии, вычисленный момент впрыска в нормальном состоянии задается таким образом, что он выполняется с запаздыванием по мере того, как нагрузка на двигатель становится более низкой, и по мере того, как частота вращения двигателя становится более высокой.

[0049] Кроме того, момент впрыска топлива при восстановлении первого клапана 11 впрыска топлива, заданный в случае, если давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива, меньше целевого давления топлива на предварительно определенное значение или более при удовлетворении условий восстановления после отсечки топлива, например, представляет собой момент около нижней мертвой точки процесса впуска и задается таким образом, что он выполняется с запаздыванием относительно момента впрыска в нормальном состоянии.

[0050] На фиг. 9, условия отсечки топлива удовлетворяются во время t1. Во время t2, условия восстановления после отсечки топлива удовлетворяются посредством нажатия педали акселератора. Кроме того, эквивалентный состав смеси в течение предварительно определенного периода от времени t2 управляется таким образом, что он временно увеличивается. Таким образом, выполняется скачок обогащения, посредством которого временно увеличивается объем впрыска топлива, впрыскиваемого из первого клапана 11 впрыска топлива.

[0051] На фиг. 9, во время t2, в которое условия восстановления после отсечки топлива удовлетворяются, давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива, выше давления топлива в нормальном состоянии, показанного посредством пунктирной линии, и ниже целевого давления топлива. Соответственно, в третьем варианте осуществления, момент впрыска топлива первого клапана 11 впрыска топлива в ходе скачка обогащения задается равным моменту впрыска при восстановлении, который представляет собой момент на стороне угла запаздывания момента впрыска в нормальном состоянии.

[0052] Кроме того, в этом третьем варианте осуществления, давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива, задается таким образом, что оно увеличивается в соответствии с температурой поршня 9, аналогично вышеописанному второму варианту осуществления.

[0053] Следовательно, в этом третьем варианте осуществления, когда впрыск топлива повторно начинается из первого клапана 11 впрыска топлива после того, как управление отсечкой топлива закончено, можно существенно снижать выпускаемое число частиц в выхлопе, относительно случая, в котором давление топлива задается равным давлению топлива в нормальном состоянии, как показано посредством пунктирной линии на фиг. 9. Соответственно, можно подавлять выпускаемый объем частиц в выхлопе. Кроме того, в этом третьем варианте осуществления, можно достигать операций и преимуществ, которые являются идентичными операциям и преимуществам вышеописанных первого и второго вариантов осуществления.

[0054] Кроме того, в этом третьем варианте осуществления, даже когда давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива, недостаточно увеличивается при удовлетворении условий восстановления после отсечки топлива, можно снижать объем прилипания струи топлива, впрыскиваемого из первого клапана впрыска топлива, к поршню 9, посредством обеспечения запаздывания момента впрыска топлива первого клапана 11 впрыска топлива. Вследствие этого, можно подавлять увеличение выпускаемого объема частиц в выхлопе и выпускаемого числа частиц в выхлопе.

[0055] Фиг. 11 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей последовательность операций управления в вышеописанном третьем варианте осуществления. На этапе S41, определяется то, удовлетворяются или нет условия отсечки топлива. Когда условия отсечки топлива удовлетворяются, процесс переходит к этапу S58. Когда условия отсечки топлива не удовлетворяются, процесс переходит к этапу S42. На этапе S42, температура (ESPSTMP) поршня вычисляется из предварительно определенной формулы вычисления посредством использования нагрузки на двигатель непосредственно перед управлением отсечкой топлива и накопленного объема всасываемого воздуха в ходе управления отсечкой топлива и т.д. На этапе S43, вычисляется допустимое максимальное давление (PFADMX) топлива. На этапе S44, вычисляется целевое давление (TPFUEL) топлива для давления топлива (давления топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива в ходе отсечки топлива. Это целевое давление (TPFUEL) топлива в ходе отсечки топлива вычисляется посредством использования температуры поршня, вычисленной на этапе S42, например, и вышеописанной карты вычисления целевого давления топлива, показанной на фиг. 8. Целевое давление (TPFUEL) топлива в ходе отсечки топлива становится более высоким по мере того, как температура (ESPSTMP) поршня становится более низкой. На этапе S45, допустимое максимальное давление (PFADMX) топлива и целевое давление (TPFUEL) топлива в ходе отсечки топлива сравниваются между собой. Когда допустимое максимальное давление (PFADMX) топлива превышает целевое давление (TPFUEL) топлива в ходе отсечки топлива, процесс переходит к этапу S46. В противном случае, процесс переходит к этапу S7. На этапе S46, целевое давление (TPFUELR) топлива при восстановлении, которое представляет собой давление (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива при восстановлении после отсечки топлива, задается равным целевому давлению (TPFUEL) топлива в ходе отсечки топлива. На этапе S47, целевое давление (TPFUELR) топлива при восстановлении, которое представляет собой давление (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива при восстановлении после отсечки топлива, задается равным допустимому максимальному давлению (PFADMX) топлива.

[0056] На этапе S48, определяется то, закончена или нет отсечка топлива. Таким образом, оценивается то, удовлетворяются или нет предварительно определенные условия восстановления после отсечки топлива. Когда условия восстановления после отсечки топлива удовлетворяются, процесс переходит к этапу S49. Когда условия восстановления после отсечки топлива не удовлетворяются, процесс переходит к этапу S42. На этапе S49, определяется то, равно или выше либо нет суммирование фактического давления (PFUEL) топлива, считываемого посредством датчика 27 давления топлива, и предварительно определенного значения (HYSFUEL), заранее заданного, целевого давления (TPFUELLR) топлива при восстановлении, вычисленного непосредственно перед завершением управления отсечкой топлива. Таким образом, когда условия восстановления после отсечки топлива удовлетворяются, определяется то, достигает или нет давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива, целевого давления топлива. Когда оно достигает целевого давления топлива, процесс переходит к этапу S50. Когда оно не достигает целевого давления топлива, процесс переходит к этапу S54.

[0057] На этапе S50, вычисляется температура (ESPSTMP) поршня. Температура (ESPSTMP) поршня, вычисленная на этапе S50, вычисляется из предварительно определенной формулы вычисления посредством использования температуры поршня при завершении управления отсечкой топлива и накопленного объема всасываемого воздуха после завершения управления отсечкой топлива и т.д. На этапе S51, вычисляется целевое давление (TPFUELRS) топлива для давления топлива (давления топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива в ходе скачка обогащения. Это целевое давление (TPFUELRS) топлива в ходе скачка обогащения представляет собой целевое давление (TPFUEL) топлива, вычисленное посредством использования температуры (ESPSTMP) поршня, вычисленной на этапе S50, и, например, вышеописанной карты вычисления целевого давления топлива, показанной на фиг. 8. Целевое давление топлива в ходе скачка обогащения становится более высоким по мере того, как температура (ESPSTMP) поршня становится более низкой. На этапе S52, момент (TITM) впрыска топлива первого клапана 11 впрыска топлива задается равным вычисленному моменту (TITMN) впрыска в нормальном состоянии, например, посредством использования карты вычисления моментов впрыска в нормальном состоянии, показанной на фиг. 10. На этапе S53, определяется то, закончен или нет скачок обогащения. Когда скачок обогащения закончен, процесс переходит к этапу S58. Когда скачок обогащения не закончен, процесс переходит к этапу S50.

[0058] На этапе S54, вычисляется температура (ESPSTMP) поршня. Температура (ESPSTMP) поршня, вычисленная на этапе S54, вычисляется из предварительно определенной формулы вычисления посредством использования температуры поршня при завершении управления отсечкой топлива и накопленного объема всасываемого воздуха после завершения управления отсечкой топлива и т.д. На этапе S55, вычисляется целевое давление (TPFUELRS) топлива для давления топлива (давления топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива в ходе скачка обогащения. Это целевое давление (TPFUELRS) топлива в ходе скачка обогащения представляет собой целевое давление (TPFUEL) топлива, вычисленное посредством температуры (ESPSTMP) поршня, вычисленной на этапе S54, и, например, вышеописанной карты вычисления целевого давления топлива, показанной на фиг. 8. Это целевое давление (TPFUELRS) топлива становится более высоким по мере того, как температура поршня становится более низкой. На этапе S56, момент (TITM) впрыска топлива первого клапана 11 впрыска топлива задается равным моменту (TITMR) впрыска при восстановлении, который представляет собой момент на стороне угла запаздывания момента впрыска в нормальном состоянии. Например, этот момент (TITMR) впрыска при восстановлении может задаваться таким образом, чтобы он запаздывал по мере того, как температура поршня понижается. На этапе S57, определяется то, закончен или нет скачок обогащения. Когда скачок обогащения закончен, процесс переходит к этапу S58. Когда скачок обогащения не закончен, процесс переходит к этапу S54.

[0059] На этапе S58, целевое давление (TPFUEL) топлива задается равным давлению топлива в нормальном состоянии, вычисленному из вышеописанной карты вычисления давления топлива в нормальном состоянии, посредством использования текущей нагрузки на двигатель и текущей частоты вращения двигателя. На этапе S59, момент (TITM) впрыска топлива первого клапана 11 впрыска топлива задается равным вычисленному моменту (TITMN) впрыска в нормальном состоянии, например, посредством использования карты вычисления моментов впрыска в нормальном состоянии, показанной на фиг. 10. Кроме того, в случае если предыдущий момент впрыска установлен с запаздыванием относительно момента впрыска, вычисленного на этапе S59, т.е., например, непосредственно после скачка обогащения, момент впрыска в это время задается равным моменту впрыска, который получен посредством выполнения опережения текущего момента впрыска на предварительно определенную величину. Выполняется постепенное опережение момента впрыска в направлении нормального момента впрыска.

[0060] Кроме того, настоящее изобретение не ограничено вариантами осуществления. Например, когда впрыск топлива повторно начинается из первого клапана впрыска топлива, давление топлива (давление топлива), подаваемого в первый клапан 11 впрыска топлива, может определяться с учетом продолжительности управления отсечкой топлива и температуры поршня 9.

[0061] Кроме того, в вышеописанных вариантах осуществления, способность к очистке отработанного воздуха трехкомпонентного катализатора 13 восстанавливается посредством скачка обогащения, посредством которого временно увеличивается объем впрыска топлива, впрыскиваемого из первого клапана 11 впрыска топлива. Тем не менее, способность к очистке отработанного воздуха трехкомпонентного катализатора 13 может восстанавливаться, например, посредством впрыска топлива в выхлопной канал 16 на стороне впуска трехкомпонентного катализатора 13 после завершения управления отсечкой топлива.

Изобретение относится к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания, в котором топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. Техническим результатом является подавление выпускаемого объема частиц в выхлопе и выпускаемого числа частиц в выхлопе. Результат достигается тем, что предусмотрен первый клапан впрыска топлива, выполненный с возможностью непосредственно впрыскивать топливо в камеру сгорания. Когда предварительно определенное условие отсечки топлива удовлетворяется, выполняется отсечка топлива, посредством которой впрыск топлива посредством первого клапана впрыска топлива прекращается. Когда предварительно определенное условие восстановления после отсечки топлива удовлетворяется в ходе отсечки топлива, впрыск топлива для первого клапана впрыска топлива повторно начинается. При повторном начале впрыска топлива после отсечки топлива, давление топлива, подаваемого в первый клапан впрыска топлива, увеличивается таким образом, что оно превышает давление топлива в нормальном состоянии, определенное в соответствии с состоянием приведения в движение. Вследствие этого можно стимулировать распыление и испарение струи при повторном начале впрыска топлива. 6 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, которое включает в себя клапан впрыска топлива, выполненный с возможностью непосредственно впрыскивать топливо в камеру сгорания, и регулятор давления, выполненный с возможностью варьировать давление топлива, подаваемого в клапан впрыска топлива, в котором выполняется отсечка топлива, посредством которой впрыск топлива для клапана впрыска топлива прекращается, когда предварительно определенное условие отсечки топлива удовлетворяется во время движения транспортного средства, и в котором впрыск топлива для клапана впрыска топлива повторно начинается, когда предварительно определенное условие восстановления после отсечки топлива удовлетворяется в ходе отсечки топлива, причем устройство управления содержит:

задание давления топлива, подаваемого в клапан впрыска топлива, равным значению, превышающему давление топлива в нормальном состоянии, определенное в соответствии с состоянием приведения в движение, при повторном начале впрыска топлива после отсечки топлива,

при этом давление топлива, подаваемого в клапан впрыска топлива, увеличивается при повторном начале впрыска топлива после отсечки топлива по мере того, как период времени отсечки топлива становится более длительным.

2. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 1, в котором давление топлива, подаваемого в клапан впрыска топлива, увеличивается при повторном начале впрыска топлива после отсечки топлива по мере того, как температура поршня становится более низкой.

3. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 1 или 2, в котором давление топлива, подаваемого в клапан впрыска топлива, заранее увеличивается в ходе отсечки топлива.

4. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 1 или 2, в котором максимальное значение давления топлива, подаваемого в клапан впрыска топлива в ходе отсечки топлива, определяется объемом всасываемого воздуха в ходе отсечки топлива и минимальной шириной импульса впрыска топлива для клапана впрыска топлива.

5. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 1 или 2, в котором максимальное значение давления топлива, подаваемого в клапан впрыска топлива в ходе отсечки топлива, определяется объемом всасываемого воздуха при приведении в движение на холостом ходу и минимальной шириной импульса впрыска топлива для клапана впрыска топлива.

6. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 1 или 2, в котором момент впрыска топлива устанавливается с запаздыванием, когда давление топлива, подаваемого в клапан впрыска топлива, ниже целевого давления топлива на предварительно определенное значение или более в начале отсечки топлива.

7. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 1 или 2, в котором скачок обогащения, посредством которого временно увеличивается объем впрыска топлива для клапана впрыска топлива, выполняется при повторном начале впрыска топлива после отсечки топлива.