УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2019 года по МПК F02D41/14 F01N9/00 F02P5/15 

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания, включающему в себя катализатор, выполненный с возможностью обрабатывать выхлопной газ, выпускаемый из множества цилиндров, и клапаны впрыска топлива, соответственно, предоставленные в цилиндрах.

Уровень техники

Например, публикация не прошедшей экспертизу заявки на патент Японии № 2004-218541 (JP 2004-218541 А) описывает устройство управления, которое в случае если имеется запрос на увеличение температуры для катализаторного устройства (катализатора), выполняет управление подмешиванием для задания воздушно-топливного соотношения в части цилиндров более обогащенным, чем стехиометрическое воздушно-топливное соотношение, задания воздушно-топливного соотношения в оставшихся цилиндрах более обедненным, чем стехиометрическое воздушно-топливное соотношение, и управления воздушно-топливным соотношением (воздушно-топливным соотношением выхлопных газов) выхлопного газа, протекающего в катализатор, как целевым воздушно-топливным соотношением.

Сущность изобретения

С другой стороны, в случае если выполняется управление подмешиванием, объем впрыска клапана впрыска топлива, выполненного с возможностью обеспечивать подачу топлива в цилиндр сгорания обедненной смеси, становится меньше объема впрыска, необходимого при управлении воздушно-топливным соотношением выхлопных газов как целевым воздушно-топливным соотношением, в то время как объем впрыска клапана впрыска топлива, выполненного с возможностью обеспечивать подачу топлива в каждый цилиндр, поддерживается идентичным. По этой причине, объем впрыска клапана впрыска топлива, выполненного с возможностью обеспечивать подачу топлива в цилиндр сгорания обедненной смеси, становится меньше объема впрыска, при котором точность управления объемом впрыска топлива клапана впрыска топлива становится нижним предельным значением допустимого диапазона, и как результат, фактический объем впрыска клапана впрыска топлива, выполненного с возможностью обеспечивать подачу топлива в цилиндр сгорания обедненной смеси, может становиться больше намеченного объема впрыска.

В дальнейшем в этом документе, описываются аспект изобретения и его функциональные преимущества. [1] Аспект изобретения относится к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания включает в себя множество цилиндров, катализатор, выполненный с возможностью обрабатывать выхлопной газ, выпускаемый из цилиндров, и клапаны впрыска топлива, соответственно, предоставленные в цилиндрах. Устройство управления включает в себя электронный модуль управления, выполненный с возможностью выполнять обработку вычисления для вычисления запрашиваемого объема впрыска согласно рабочей точке двигателя внутреннего сгорания, обработку управления подмешиванием для управления клапаном впрыском топлива на основе запрашиваемого объема впрыска таким образом, что часть цилиндров из числа цилиндров становятся цилиндрами сгорания обедненной смеси, имеющими воздушно-топливное соотношение, более обедненное, чем стехиометрическое воздушно-топливное соотношение, и цилиндры, отличающиеся от части цилиндров из числа цилиндров, становятся цилиндрами сгорания обогащенной смеси, имеющими воздушно-топливное соотношение, более обогащенное, чем стехиометрическое воздушно-топливное соотношение, и обработку ограничения, в случае если запрашиваемый объем впрыска равен или выше первого объема впрыска, для отказа от задания ограничения на обработку управления подмешиванием, и в случае, если запрашиваемый объем впрыска находится в пределах диапазона второго объема впрыска для объема впрыска, меньшего первого объема впрыска, для ограничения обработки управления подмешиванием стороной, на которой снижается степень обеднения воздушно-топливного соотношения цилиндра, имеющего самое обедненное воздушно-топливное соотношение между цилиндрами.

В аспекте изобретения, обработка управления подмешиванием ограничивается через обработку ограничения при условии второго объема впрыска, меньшего первого объема впрыска. Здесь, в случае если второй объем впрыска задается равным объему впрыска, меньшему запрашиваемого объема впрыска, когда объем впрыска клапана впрыска топлива, выполненного с возможностью обеспечивать подачу топлива в цилиндр сгорания обедненной смеси, становится нижним предельным значением допустимого диапазона, можно подавлять падение объема впрыска клапана впрыска топлива, выполненного с возможностью обеспечивать подачу топлива в каждый из цилиндров, ниже нижнего предельного значения через обработку ограничения.

[2] В устройстве управления согласно аспекту изобретения, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью осуществлять, в качестве обработки ограничения, обработку запрета для запрета обработки управления подмешиванием. Согласно аспекту изобретения, можно подавлять ухудшение управляемости объема впрыска топлива с помощью простого управления по сравнению со случаем выполнения обработки для задания такого ограничения, что разность между воздушно-топливным соотношением в цилиндре сгорания обогащенной смеси и воздушно-топливным соотношением в цилиндре сгорания обедненной смеси снижается.

[3] В устройстве управления согласно аспекту изобретения, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью осуществлять обработку вычисления запрашиваемого объема впрыска для вычисления объема впрыска, запрашиваемого для управления воздушно-топливным соотношением выхлопных газов каждого из цилиндров как целевым воздушно-топливным соотношением, в качестве запрашиваемого объема впрыска. Обработка управления подмешиванием может включать в себя обработку задания запрашиваемых значений для задания запрашиваемого значения, которое определяет объем коррекции уменьшения относительно запрашиваемого объема впрыска для объема впрыска топлива для цилиндра сгорания обедненной смеси и объем коррекции увеличения относительно запрашиваемого объема впрыска для объема впрыска топлива для цилиндра сгорания обогащенной смеси, обработку для инструктирования клапану впрыска топлива, выполненному с возможностью обеспечивать подачу топлива в цилиндр сгорания обедненной смеси, впрыскивать топливо с объемом впрыска, полученным посредством уменьшения и коррекции запрашиваемого объема впрыска на основе запрашиваемого значения, инструктирования клапану впрыска топлива, выполненному с возможностью обеспечивать подачу топлива в цилиндр сгорания обогащенной смеси, впрыскивать топливо с объемом впрыска, полученным посредством увеличения и коррекции запрашиваемого объема впрыска на основе запрашиваемого значения, и управления средним значением воздушно-топливного соотношения выхлопных газов цилиндра сгорания обогащенной смеси и воздушно-топливного соотношения выхлопных газов цилиндра сгорания обедненной смеси в течение заданного периода как целевым воздушно-топливным соотношением, и обработку для предоставления, в пределах заданного периода, периода, в течение которого часть цилиндров из числа цилиндров становятся цилиндрами сгорания обедненной смеси, и цилиндры, отличающиеся от части цилиндров из числа цилиндров, становятся цилиндрами сгорания обогащенной смеси. Обработка ограничения может включать в себя обработку определения для определения того, равен или выше либо нет объем впрыска, полученный посредством уменьшения и коррекции запрашиваемого объема впрыска на основе запрашиваемого значения, третьего объема впрыска, меньшего диапазона второго объема впрыска. Диапазон второго объема впрыска может представлять собой диапазон запрашиваемого объема впрыска, при котором выполняется определение при обработке определения в отношении того, что объем впрыска, полученный посредством уменьшения и коррекции запрашиваемого объема впрыска, меньше третьего объема впрыска.

В аспекте изобретения, в случае если объем, полученный посредством уменьшения и коррекции запрашиваемого объема впрыска на основе запрашиваемого значения, равен или выше третьего объема впрыска, топливо может подаваться в цилиндр сгорания обедненной смеси с объемом, полученным посредством уменьшения и коррекции запрашиваемого объема впрыска на основе запрашиваемого значения. По этой причине, в случае если возникают явления, в которых объем, полученный посредством уменьшения и коррекции запрашиваемого объема впрыска на основе запрашиваемого значения, становится равным или превышающим третий объем впрыска и становится меньше третьего объема впрыска, даже если рабочая точка является идентичной, можно удовлетворять запрос на увеличение температуры катализатора в наибольшей степени, по сравнению со случаем, в котором управление подмешиванием запрещается только из рабочей точки, например, без выполнения обработки определения.

[4] В устройстве управления согласно аспекту изобретения, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью, в качестве обработки ограничения, в случае если запрашиваемый объем впрыска находится в пределах диапазона второго объема впрыска, ограничивать объем впрыска клапана впрыска топлива, выполненного с возможностью обеспечивать подачу топлива в цилиндр сгорания обедненной смеси, значением, равным или большим третьего объема впрыска, меньшего диапазона второго объема впрыска.

В аспекте изобретения, объем впрыска клапана впрыска топлива, выполненного с возможностью обеспечивать подачу топлива в цилиндр сгорания обедненной смеси, задается равным или большим третьего объема впрыска через обработку ограничения, и третий объем впрыска задается равным или большим объема впрыска, при котором точность управления объемом впрыска топлива становится нижним предельным значением допустимого диапазона, за счет чего можно подавлять ухудшение управляемости объема впрыска топлива. Можно выполнять управление подмешиванием в наибольшей степени, по сравнению со случаем, в котором управление подмешиванием запрещается в случае диапазона второго объема впрыска, и в силу этого удовлетворять запрос на увеличение температуры катализатора в наибольшей степени.

[5] В устройстве управления согласно аспекту изобретения, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью осуществлять обработку вычисления запрашиваемого объема впрыска для вычисления объема впрыска, запрашиваемого для управления воздушно-топливным соотношением выхлопных газов каждого из цилиндров как целевым воздушно-топливным соотношением, в качестве запрашиваемого объема впрыска. Обработка управления подмешиванием может включать в себя обработку задания запрашиваемых значений для задания запрашиваемого значения, которое определяет объем коррекции уменьшения относительно запрашиваемого объема впрыска для объема впрыска топлива для цилиндра сгорания обедненной смеси и объем коррекции увеличения относительно запрашиваемого объема впрыска для объема впрыска топлива для цилиндра сгорания обогащенной смеси, обработку для инструктирования клапану впрыска топлива, выполненному с возможностью обеспечивать подачу топлива в цилиндр сгорания обедненной смеси, впрыскивать топливо с объемом впрыска, полученным посредством уменьшения и коррекции запрашиваемого объема впрыска на основе запрашиваемого значения, инструктирования клапану впрыска топлива, выполненному с возможностью обеспечивать подачу топлива в цилиндр сгорания обогащенной смеси, впрыскивать топливо с объемом впрыска, полученным посредством увеличения и коррекции запрашиваемого объема впрыска на основе запрашиваемого значения, и управления средним значением воздушно-топливного соотношения выхлопных газов цилиндра сгорания обогащенной смеси и воздушно-топливного соотношения выхлопных газов цилиндра сгорания обедненной смеси в течение заданного периода как целевым воздушно-топливным соотношением, и обработку для предоставления, в пределах заданного периода, периода, в течение которого часть цилиндров из числа цилиндров становятся цилиндрами сгорания обедненной смеси, и цилиндры, отличающиеся от части цилиндров из числа цилиндров, становятся цилиндрами сгорания обогащенной смеси. Обработка ограничения может включать в себя защитную обработку, в случае если объем впрыска, полученный посредством уменьшения и коррекции запрашиваемого объема впрыска на основе запрашиваемого значения, становится меньше третьего объема впрыска, меньшего диапазона второго объема впрыска, для уменьшения степени обеднения воздушно-топливного соотношения выхлопных газов цилиндра сгорания обедненной смеси и степени обогащения воздушно-топливного соотношения выхлопных газов цилиндра сгорания обогащенной смеси таким образом, что объем впрыска клапана впрыска топлива, выполненного с возможностью обеспечивать подачу топлива в цилиндр сгорания обедненной смеси, становится равным или превышающим третий объем впрыска. Диапазон второго объема впрыска может представлять собой диапазон запрашиваемого объема впрыска, при котором объем впрыска, полученный посредством уменьшения и коррекции запрашиваемого объема впрыска на основе запрашиваемого значения, становится меньше третьего объема впрыска.

В аспекте изобретения, выполняется защитная обработка, за счет которой, в случае если объем впрыска, полученный посредством уменьшения и коррекции запрашиваемого объема впрыска на основе запрашиваемого значения, равен или выше третьего объема впрыска, топливо может подаваться в цилиндр сгорания обедненной смеси с объемом, полученным посредством уменьшения и коррекции запрашиваемого объема впрыска на основе запрашиваемого значения. По этой причине, в случае если возникают явления, в которых объем, полученный посредством уменьшения и коррекции запрашиваемого объема впрыска на основе запрашиваемого значения, становится равным или превышающим третий объем впрыска и становится меньше третьего объема впрыска, даже если рабочая точка является идентичной, можно регулировать запрашиваемое значение до большого значения, по сравнению со случаем, в котором запрашиваемое значение регулируется таким образом, что объем впрыска цилиндра сгорания обедненной смеси становится равным или превышающим третий объем впрыска, например, и таким образом, можно увеличивать рабочие характеристики увеличения температуры.

[6] В устройстве управления согласно аспекту изобретения, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью, в случае если давление топлива, впрыскиваемого посредством клапана впрыска топлива, является низким, задавать диапазон второго объема впрыска равным диапазону объема впрыска, при котором объем впрыска топлива меньше в случае, если давление впрыскиваемого топлива является высоким.

Минимальный объем впрыска, при котором клапан впрыска топлива может поддерживать точность управления объемом впрыска в пределах допустимого диапазона, типично имеет тенденцию зависеть от времени впрыска. Таким образом, минимальный объем впрыска имеет тенденцию определяться согласно нижнему предельному значению времени впрыска. Объем топлива, впрыскиваемого в случае, если время впрыска является нижним предельным значением, становится меньшим в случае, если давление топлива является низким, чем в случае, если давление топлива является высоким. По этой причине, в случае если давление топлива является низким, минимальный объем впрыска становится меньшим, чем в случае, если давление топлива является высоким. По этой причине, в аспекте изобретения, диапазон второго объема впрыска задается равным диапазону объема впрыска, при котором, в случае если давление топлива является низким, объем впрыска топлива становится меньше в случае, если давление топлива является высоким.

Краткое описание чертежей

Ниже описываются признаки, преимущества и техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых аналогичные номера обозначают аналогичные элементы, и на которых:

Фиг. 1 является схемой, показывающей устройство управления и двигатель внутреннего сгорания согласно первому варианту осуществления;

Фиг. 2 является блок-схемой, показывающей часть обработки, которую выполняет устройство управления согласно первому варианту осуществления;

Фиг. 3 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуру обработки модуля обработки вывода запрашиваемых значений согласно первому варианту осуществления;

Фиг. 4 является схемой, показывающей способ задания минимального объема впрыска согласно первому варианту осуществления;

Фиг. 5 является схемой, показывающей впрыскиваемую область согласно первому варианту осуществления;

Фиг. 6 является временной диаграммой, показывающей пример перехода выполнения и запрета управления подмешиванием согласно первому варианту осуществления;

Фиг. 7 является схемой, показывающей преимущества первого варианта осуществления;

Фиг. 8 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуру обработки модуля обработки вывода запрашиваемых значений согласно второму варианту осуществления; и

Фиг. 9 является схемой, показывающей преимущества второго варианта осуществления.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Первый вариант осуществления

В дальнейшем в этом документе, описывается первый вариант осуществления устройства управления для двигателя внутреннего сгорания со ссылкой на чертежи.

В двигателе 10 внутреннего сгорания, показанном на фиг. 1, воздух, всасываемый из впускного канала 12, протекает в камеру 16 сгорания каждого цилиндра через турбонагнетатель 14. В камере 16 сгорания, предусмотрены клапан 18 впрыска топлива, который впрыскивает топливо, и устройство 20 зажигания, которое вызывает искровой разряд. В первом варианте осуществления, предполагается, что электромагнитный клапан предоставляется в качестве клапана 18 впрыска топлива. В камере 16 сгорания, воздушно-топливная смесь воздуха и топлива подается для сгорания, и воздушно-топливная смесь, поданная для сгорания, выпускается в качестве выхлопного газа в выпускной канал 22. В выпускном канале 22 ниже турбонагнетателя 14, предоставляется трехкомпонентный катализатор 24, имеющий способность накопления кислорода. Клапан 18 впрыска топлива впрыскивает топливо в подводящую трубку 30. Топливо, хранимое в топливном баке 32, всасывается и нагнетается посредством топливного насоса 34 и подается в подводящую трубку 30.

Устройство 40 управления адаптирует двигатель 10 внутреннего сгорания в качестве цели управления и управляет функциональным модулем двигателя 10 внутреннего сгорания, таким как клапан 18 впрыска топлива, устройство 20 зажигания или топливный насос 34, с тем чтобы управлять величиной управления (крутящим моментом, компонентом выхлопных газов и т.п.) двигателя 10 внутреннего сгорания. В это время, устройство 40 управления обращается к воздушно-топливному соотношению Af, определенному посредством датчика 50 воздушно-топливного соотношения выше трехкомпонентного катализатора 24, выходному сигналу Scr датчика 52 угла поворота коленчатого вала, объему Ga всасываемого воздуха, определенному посредством расходомера 54 воздуха, и давлению (в дальнейшем в этом документе, называемому "давлением PF топлива") топлива в подводящей трубке 30, определенному посредством датчика 56 давления топлива. Устройство 40 управления включает в себя центральный процессор 42 (CPU), постоянное запоминающее устройство 44 (ROM) и оперативное запоминающее устройство 46 (RAM) и выполняет управление величиной управления посредством CPU 42, выполняющего программу, сохраненную в ROM 44.

Фиг. 2 показывает часть обработки, которая реализована посредством CPU 42, выполняющего программу, сохраненную в ROM 44. Модуль M10 обработки вычисления базового объема впрыска вычисляет, на основе частоты NE вращения, вычисленной согласно выходному сигналу Scr датчика 52 угла поворота коленчатого вала, и объема Ga всасываемого воздуха, базовый объем Qb впрыска в качестве рабочей величины с разомкнутым контуром, которая представляет собой рабочую величину для управления воздушно-топливным соотношением воздушно-топливной смеси в камере 16 сгорания как целевым воздушно-топливным соотношением в разомкнутом контуре.

Модуль M12 обработки задания целевых значений задает целевое значение Af* величины управления с обратной связью для управления воздушно-топливным соотношением воздушно-топливной смеси в камере 16 сгорания как целевым воздушно-топливным соотношением. Модуль M14 обработки управления с обратной связью вычисляет рабочую величину KAF обратной связи, которая представляет собой рабочую величину для выполнения управления с обратной связью воздушно-топливным соотношением Af в качестве величины управления с обратной связью как целевым значением Af*. В первом варианте осуществления, сумма выходных значений пропорционального элемента, интегрального элемента и дифференциального элемента со значением, полученным посредством вычитания воздушно-топливного соотношения Af из целевого значения Af* в качестве ввода, задается в качестве рабочей величины KAF обратной связи.

Модуль M16 обработки коррекции по обратной связи вычисляет и выводит запрашиваемый объем Qd впрыска, полученный посредством умножения базового объема Qb впрыска на рабочую величину KAF обратной связи. Модуль M20 обработки вывода запрашиваемых значений вычисляет запрашиваемое значение α коррекции объема впрыска управления подмешиванием, при задании среднего значения воздушно-топливных соотношений (воздушно-топливных соотношений выхлопных газов) выхлопного газа из цилиндров #1-#4 двигателя 10 внутреннего сгорания в качестве целевого воздушно-топливного соотношения, для задания воздушно-топливного соотношения воздушно-топливной смеси в качестве цели сгорания между цилиндрами. Здесь, при управлении подмешиванием согласно первому варианту осуществления, один цилиндр из первого цилиндра #1 - четвертого цилиндра #4 становится цилиндром сгорания обогащенной смеси, имеющим воздушно-топливное соотношение воздушно-топливной смеси, более обогащенное, чем стехиометрическое воздушно-топливное соотношение, и три оставшихся цилиндра становятся цилиндрами сгорания обедненной смеси, имеющими воздушно-топливное соотношение воздушно-топливной смеси, более обедненное, чем стехиометрическое воздушно-топливное соотношение. Объем впрыска в цилиндре сгорания обогащенной смеси задается таким образом, что он в "1+α" раз превышает запрашиваемый объем Qd впрыска, и объем впрыска в цилиндре сгорания обедненной смеси задается таким образом, что он в "1-(α/3)" раз превышает запрашиваемый объем Qd впрыска.

Воздушно-топливное соотношение выхлопных газов целевого выхлопного газа задается с использованием виртуальной воздушно-топливной смеси. Таким образом, виртуальная воздушно-топливная смесь задается как воздушно-топливная смесь, которая состоит только из свежего воздуха и топлива и имеет концентрацию несгораемого топлива (например, HC) выхлопного газа, сформированного в случае, если сгорание выполнено, концентрацию компонента неполного сгорания (например, CO) и концентрацию кислорода, идентичные концентрации несгораемого топлива, концентрации компонента неполного сгорания и концентрации кислорода целевого выхлопного газа, и воздушно-топливное соотношение выхлопных газов задается как воздушно-топливное соотношение виртуальной воздушно-топливной смеси. Тем не менее, сгорание виртуальной воздушно-топливной смеси не ограничено сгоранием, при котором, по меньшей мере, одна из концентрации несгораемого топлива и концентрации компонента неполного сгорания и концентрации кислорода становится нулевой или равной значению, считающемуся нулем, и включает в себя сгорание, при котором обе из концентрации несгораемого топлива и концентрации компонента неполного сгорания и концентрации кислорода превышают нуль. Среднее значение воздушно-топливных соотношений выхлопных газов цилиндров является воздушно-топливным соотношением выхлопных газов в случае, если весь выхлопной газ, выпускаемый из цилиндров, задается как целевой выхлопной газ. Согласно настройкам объемов впрыска цилиндра сгорания обедненной смеси и цилиндра сгорания обогащенной смеси, среднее значение горючих соотношений воздушно-топливной смеси, которая должна быть целью сгорания в цилиндрах, задается в качестве целевого горючего соотношения, за счет чего можно задавать среднее значение воздушно-топливных соотношений выхлопных газов в качестве целевого воздушно-топливного соотношения. Горючее соотношение является обратной величиной воздушно-топливного соотношения.

Модуль M22 обработки вычисления коэффициентов коррекции вычисляет коэффициент коррекции запрашиваемого объема Qd впрыска относительно цилиндра сгорания обогащенной смеси посредством суммирования запрашиваемого значения α коррекции объема впрыска с 1. Модуль M24 обработки коррекции подмешиванием вычисляет значение Qr* команды управления объемом впрыска цилиндра сгорания обогащенной смеси посредством умножения запрашиваемого объема Qd впрыска на коэффициент коррекции "1+α".

Модуль M26 обработки умножения умножает запрашиваемое значение α коррекции объема впрыска на "-1/3", и модуль M28 обработки вычисления коэффициентов коррекции вычисляет коэффициент коррекции запрашиваемого объема Qd впрыска относительно цилиндра сгорания обедненной смеси посредством суммирования выходного значения модуля M26 обработки умножения с 1. Модуль M30 обработки коррекции подмешиванием вычисляет значение Ql* команды управления объемом впрыска цилиндра сгорания обедненной смеси посредством умножения запрашиваемого объема Qd впрыска на коэффициент коррекции "1-(α/3)".

Модуль M32 обработки управления объемом впрыска формирует управляющий сигнал MS2 клапана 18 впрыска топлива цилиндра сгорания обогащенной смеси на основе значения Qr* команды управления объемом впрыска, выводит управляющий сигнал MS2 в клапан 18 впрыска топлива и подает мощность в электромагнитный клапан клапана 18 впрыска топлива, так что объем топлива, впрыскиваемый из клапана 18 впрыска топлива, становится объемом согласно значению Qr* команды управления объемом впрыска. Модуль M32 обработки управления объемом впрыска формирует управляющий сигнал MS2 клапана 18 впрыска топлива цилиндра сгорания обедненной смеси на основе значения Ql* команды управления объемом впрыска, выводит управляющий сигнал MS2 в клапан 18 впрыска топлива и подает мощность в электромагнитный клапан клапана 18 впрыска топлива, так что объем топлива, впрыскиваемый из клапана 18 впрыска топлива, становится объемом согласно значению Ql* команды управления объемом впрыска. Предпочтительно, если цилиндр, который должен представлять собой цилиндр сгорания обогащенной смеси из числа цилиндров #1-#4, изменяется в цикле, превышающем один цикл сгорания. В случае если запрашиваемое значение α коррекции объема впрыска равно нулю, значение команды управления объемом впрыска каждого из цилиндров #1-#4 становится запрашиваемым объемом Qd впрыска; тем не менее, фиг. 2 показывает значения Ql*, Qr* команд управления объемом впрыска во время управления подмешиванием для удобства. В случае если запрашиваемое значение α коррекции объема впрыска равно нулю, управляющий сигнал MS2 вычисляется из запрашиваемого объема Qd впрыска.

Модуль M34 регулируемой обработки целевого давления топлива регулируемо задает целевое давление PF* топлива в качестве целевого значения давления PF топлива на основе эффективности η заполнения. Эффективность η заполнения представляет собой параметр, указывающий нагрузку, и вычисляется на основе частоты NE вращения и объема Ga всасываемого воздуха посредством CPU 42. Подробно, модуль M34 регулируемой обработки целевого давления топлива задает целевое давление PF* топлива равным значению, большему в случае, если эффективность η заполнения является высокой, чем в случае, если эффективность η заполнения является низкой. Модуль M36 обработки управления давлением топлива выводит управляющий сигнал MS3 в топливный насос 34, чтобы управлять топливным насосом 34 таким образом, чтобы выполнять управление с обратной связью давлением PF топлива как целевым давлением PF* топлива.

Фиг. 3 показывает процедуру обработки модуля M20 обработки вывода запрашиваемых значений. Обработка, показанная на фиг. 3, реализуется посредством CPU 42, многократно выполняющего программу, сохраненную в ROM 44, например, в интервале углов (180° CA) между верхними мертвыми точками сжатия цилиндров, при этом временные интервалы появления верхних мертвых точек сжатия являются смежными во временных рядах из числа цилиндров #1-#4. В дальнейшем в этом документе, номер этапа выражается посредством числа с "S", присоединяемого к главной части.

В последовательности обработки, показанной на фиг. 3, CPU 42 определяет то, выдается или нет запрос на увеличение температуры трехкомпонентного катализатора 24 с использованием управления подмешиванием (S10). В первом варианте осуществления, запрос на увеличение температуры катализатора выдается в случае, если запрос на нагрев трехкомпонентного катализатора 24 выдается, и в случае, если условие выполнения обработки восстановления после заражения серой трехкомпонентного катализатора 24 устанавливается. Запрос на нагрев трехкомпонентного катализатора 24 выдается в случае, если температура (температура THW охлаждающей жидкости) охлаждающей жидкости двигателя 10 внутреннего сгорания равна или меньше заданной температуры, и интегрированный объем воздуха равен или меньше заданного значения (> указываемое значение) после того, как выполняется определение в отношении того, что температура верхушки трехкомпонентного катализатора 24 становится температурой активации, когда интегрированный объем воздуха после запуска становится равным или превышающим указанное значение. Условие выполнения обработки восстановления после заражения серой может устанавливаться в случае, если объем заражения серой трехкомпонентного катализатора 24 становится равным или превышающим предписанное значение. Объем заражения серой может вычисляться, например, посредством вычисления величины увеличения объема заражения большей, когда частота NE вращения является более высокой, и когда эффективность η заполнения является более высокой, и интегрирования величины увеличения.

CPU 42 получает частоту NE вращения и эффективность η заполнения (S12). CPU 42 вычисляет базовое запрашиваемое значение α0 в качестве базового значения запрашиваемого значения α коррекции объема впрыска на основе частоты NE вращения и эффективности η заполнения (S14). Базовое запрашиваемое значение α0 становится максимальным в области средней нагрузки. Это обусловлено следующим: поскольку сгорание является нестабильным в области низкой нагрузки по сравнению с областью средней нагрузки, базовое запрашиваемое значение α0 едва увеличивается в области низкой нагрузки по сравнению с областью средней нагрузки, и температура выхлопных газов является высокой в области высокой нагрузки, даже если управление подмешиванием не выполняется. Базовое запрашиваемое значение α0 становится значением, большим в случае, если частота NE вращения является высокой, чем в случае, если частота NE вращения является низкой. Это обусловлено тем, что поскольку сгорание является стабильным в случае, если частота NE вращения является высокой, по сравнению со случаем, в котором частота NE вращения является высокой, базовое запрашиваемое значение α0 легко задается равным большому значению. В частности, картографические данные, в которых определяется взаимосвязь частоты NE вращения и эффективности η заполнения в качестве входной переменной и базового запрашиваемого значения α0 в качестве выходной переменной, могут сохраняться в ROM 44, и CPU 42 может выполнять вычисление на основе карты базового запрашиваемого значения α0 с использованием картографических данных. Карта является заданными данными дискретного значения входной переменной и значения выходной переменной, соответствующего каждому значению входной переменной. Вычисление на основе карты, например, может представлять собой обработку, в случае если значение входной переменной совпадает с любым из значений входной переменной картографических данных, для получения значения соответствующей выходной переменной в качестве результата вычисления, и в случае, если значение входной переменной не совпадает ни с одним из значений входной переменной картографических данных, для получения значения, полученного посредством интерполяции значений множества выходных переменных, включенных в заданные данные, в качестве результата вычисления.

В этой связи, на фиг. 3, "α0 (n)" описывается с использованием переменной n при обработке S14. Переменная n служит для того, чтобы обозначать конкретные данные из числа данных временных рядов, к примеру, базовое запрашиваемое значение α0. В дальнейшем в этом документе, данные, вычисленные в текущем цикле управления цикла управления последовательности обработки по фиг. 3, описываются как "n", и данные, вычисленные в предыдущем цикле управления, описываются как "n-1".

CPU 42 получает давление PF топлива (S16). CPU 42 вычисляет минимальный объем Qmin впрыска, который является минимальным значением объема впрыска клапана 18 впрыска топлива (S18). Минимальный объем Qmin впрыска задается на основе минимального значения времени впрыска, для которого управляемость объема впрыска может задаваться в пределах допустимого диапазона в объеме топлива, впрыскиваемом из клапана 18 впрыска топлива. Поскольку объем впрыска изменяется согласно давлению PF топлива, даже если время впрыска является идентичным, CPU 42 вычисляет минимальный объем Qmin впрыска согласно давлению PF топлива. Фиг. 4 показывает взаимосвязь давления PF топлива и минимального объема Qmin впрыска. Как показано на фиг. 4, в случае если давление PF топлива является высоким, минимальный объем Qmin впрыска становится большим значением, по сравнению со случаем, в котором давление PF топлива является низким. Подробно, картографические данные, имеющие давление PF топлива в качестве входной переменной и минимальный объем Qmin впрыска в качестве выходной переменной, сохраняются в ROM 44, и CPU 42 выполняет вычисление на основе карты минимального объема Qmin впрыска.

Возвращаясь к фиг. 3, CPU 42 получает запрашиваемый объем Qd впрыска (S20). В этом случае, запрашиваемый объем Qd впрыска является последним значением, вычисленным посредством модуля M16 обработки коррекции по обратной связи. CPU 42 прогнозирует значение Ql* команды управления объемом впрыска настоящего цилиндра сгорания обедненной смеси на основе запрашиваемого объема Qd впрыска и базового запрашиваемого значения α0(n) и определяет то, равно или выше либо нет прогнозированное значение "Qd*1-α0 (n)/3}" минимального объема Qmin впрыска (S22). В случае если выполняется определение в отношении того, что прогнозированное значение равно или выше минимального объема Qmin впрыска (S22: "Да"), CPU 42 определяет то, превышает или нет значение, полученное посредством вычитания предыдущего запрашиваемого значения α(n-1) коррекции объема впрыска из базового запрашиваемого значения α0(n), вычисленного в это время при обработке S14, пороговое значение Δ для того, чтобы выполнять управление подмешиванием (S24). В случае если выполняется определение в отношении того, что вычитаемое значение превышает пороговое значение Δ (S24: "Да"), значение, полученное посредством суммирования порогового значения Δ с предыдущим запрашиваемым значением α(n-1) коррекции объема впрыска, подставляется в текущее запрашиваемое значение α(n) коррекции объема впрыска (S26). Напротив, в случае если выполняется определение в отношении того, что вычитаемое значение равно или меньше порогового значения Δ (S24: "Нет"), CPU 42 определяет то, превышает или нет значение, полученное посредством вычитания базового запрашиваемого значения α0(n), вычисленного в это время при обработке S14, из предыдущего запрашиваемого значения α(n-1) коррекции объема впрыска, пороговое значение Δ (S28). В случае если выполняется определение в отношении того, что вычитаемое значение превышает пороговое значение Δ (S28: "Да"), CPU 42 подставляет значение, полученное посредством вычитания порогового значения Δ из предыдущего запрашиваемого значения α(n-1) коррекции объема впрыска, в текущее запрашиваемое значение α(n) коррекции объема впрыска (S30). В случае если выполняется определение в отношении того, что вычитаемое значение равно или меньше порогового значения Δ (S28: "Нет"), CPU 42 подставляет текущее базовое запрашиваемое значение α0(n) в текущее запрашиваемое значение α(n) коррекции объема впрыска (S32).

В случае если выполняется определение в отношении того, что запрос на увеличение температуры катализатора не выдается (S10: "Нет"), CPU 42 задает текущее базовое запрашиваемое значение α0(n) равным нулю (S34) и продолжает обработку S24. Напротив, в случае если выполняется определение в отношении того, что прогнозированное значение для значения Ql* команды управления объемом впрыска цилиндра сгорания обедненной смеси меньше минимального объема Qmin впрыска (S22: "Нет"), CPU 42 подставляет нуль в запрашиваемое значение α(n) коррекции объема впрыска (S36). Таким образом, управление подмешиванием запрещается.

В случае если обработка S26, S30, S32, S36 завершается, CPU 42 обновляет переменную n (S38) и сразу завершает последовательность обработки, показанную на фиг. 3. Здесь описывается работа первого варианта осуществления.

В случае если запрос на увеличение температуры катализатора выдается, CPU 42 прогнозирует значение Ql* команды управления объемом впрыска цилиндра сгорания обедненной смеси на основе запрашиваемого объема Qd впрыска и выполняет управление подмешиванием при условии, что прогнозированное значение равно или выше минимального объема Qmin впрыска. По этой причине, как показано на фиг. 5, первый объем Q1 впрыска, который является минимальным значением запрашиваемого объема Qd впрыска в случае, если управление подмешиванием выполняется, становится большим объемом впрыска по сравнению с минимальным объемом Qmin впрыска, когда топливо впрыскивается из клапана 18 впрыска топлива в случае, если управление подмешиванием не выполняется. Таким образом, в случае если второй объем Q2 впрыска между первым объемом Q1 впрыска и минимальным объемом Qmin впрыска представляет собой запрашиваемый объем Qd впрыска, управление подмешиванием не выполняется, даже если запрос на увеличение температуры катализатора выдается, и управление впрыском топлива выполняется при подстановке запрашиваемого объема Qd впрыска в значения команд управления объемом впрыска всех цилиндров #1-#4. Напротив, в случае если запрашиваемый объем Qd впрыска представляет собой первый объем Q1 впрыска, управление подмешиванием выполняется при условии, что запрос на увеличение температуры катализатора выдается.

Первый объем Q1 впрыска, который является минимальным значением запрашиваемого объема Qd впрыска в случае, если выполняется управление подмешиванием, становится значением, меньшим в случае, если давление PF топлива является низким, чем в случае, если давление PF топлива является высоким. На фиг. 5, хотя запрашиваемый объем Qd впрыска, при котором выполняется управление подмешиванием, задается в качестве одной непрерывной области, равной или большей первого объема Q1 впрыска, изобретение не ограничено этим. Таким образом, на S22 выполняется отрицательное определение, когда запрашиваемый объем Qd впрыска цилиндра, при котором управление подмешиванием выполняется с первым объемом Q1 впрыска, превышает первый объем Q1 впрыска согласно способу регулируемого задания базового запрашиваемого значения α0 согласно частоте NE вращения и эффективности η заполнения или значения рабочей величины KAF обратной связи, и может возникать собой область, в которой управление подмешиванием запрещается. В этом случае, в области, в которой объем впрыска больше, управление подмешиванием разрешается.

Фиг. 6 показывает пример перехода каждого из эффективности η заполнения, присутствия или отсутствия запроса на увеличение температуры катализатора, присутствия или отсутствия выполнения управления подмешиванием и объема впрыска согласно первому варианту осуществления. Как показано на фиг. 6, эффективность η заполнения снижается, и запрашиваемый объем Qd впрыска снижается, за счет чего, в случае если значение Ql* команды управления объемом впрыска цилиндра сгорания обедненной смеси может опускаться ниже минимального объема Qmin впрыска, управление подмешиванием запрещается. В случае если управление подмешиванием запрещается, значение Ql* команды управления объемом впрыска цилиндра сгорания обедненной смеси и значение Qr* команды управления объемом впрыска цилиндра сгорания обогащенной смеси не задаются; тем не менее, на фиг. 6, переход значения команды управления объемом впрыска в случае, если управление подмешиванием не запрещается, указывается посредством штрихпунктирной линии с одной точкой. Вследствие этого, можно подавлять возникновение ситуации, в которой фактический объем впрыска цилиндра сгорания обедненной смеси становится больше "Qd*1-(α/3)}". По этой причине, можно подавлять флуктуацию крутящего момента или ухудшение характеристик компонента выхлопных газов.

Напротив, объем впрыска каждого цилиндра через управление подмешиванием в случае, если обработка S22, S36 по фиг. 3 не выполняется, проиллюстрирован на фиг. 7. Левая сторона на фиг. 7 иллюстрирует случай, в котором цилиндр #1 представляет собой цилиндр сгорания обогащенной смеси, цилиндры #2-#4 представляют собой цилиндры сгорания обедненной смеси, запрашиваемый объем Qd впрыска равен 100, минимальный объем Qmin впрыска равен 95, и базовое запрашиваемое значение α0 на основе частоты NE вращения и эффективности η заполнения равно 0,3. В этом случае, при задании среднего значения воздушно-топливных соотношений выхлопных газов цилиндров #1-#4 в качестве целевого воздушно-топливного соотношения, имеется потребность в том, чтобы задавать объем впрыска цилиндра сгорания обедненной смеси равным 90. Тем не менее, поскольку минимальный объем Qmin впрыска равен 95, как показано справа на фиг. 7, объем впрыска цилиндра сгорания обедненной смеси задается равным 95, за счет чего среднее значение воздушно-топливных соотношений выхлопных газов цилиндров #1-#4 становится более обогащенным, чем целевое воздушно-топливное соотношение.

Согласно первому варианту осуществления, описанному выше, дополнительно получаются следующие преимущества. (1) В случае если минимальный объем Qmin впрыска задается меньшим в случае, если давление PF топлива является низким, чем в случае, если давление PF топлива является высоким. Вследствие этого, можно надлежащим образом задавать минимальный объем Qmin впрыска посредством отражения зависимости минимального объема Qmin впрыска клапана 18 впрыска топлива на давление PF топлива.

(2) Значение Ql* команды управления объемом впрыска цилиндра сгорания обедненной смеси прогнозируется на основе запрашиваемого объема Qd впрыска и базового запрашиваемого значения α0 в каждое время, и прогнозированное значение сравнивается с минимальным объемом Qmin впрыска. Вследствие этого, по сравнению со случаем, в котором базовое запрашиваемое значение α0 регулируется с допускаемым значением запрашиваемого объема Qd впрыска таким образом, что значение Ql* команды управления объемом впрыска цилиндра сгорания обедненной смеси не становится меньше минимального объема Qmin впрыска, можно увеличивать эффект увеличения температуры через управление подмешиванием. Таким образом, поскольку запрашиваемый объем Qd впрыска определяется согласно рабочей величине KAF обратной связи, даже если частота NE вращения и эффективность η заполнения являются идентичными, запрашиваемый объем Qd впрыска колеблется согласно рабочей величине KAF обратной связи. Минимальный объем Qmin впрыска колеблется согласно давлению PF топлива. По этой причине, базовое запрашиваемое значение α0 задается согласно значению рабочей величины KAF обратной связи или давления PF топлива таким образом, что значение Ql* команды управления объемом впрыска цилиндра сгорания обедненной смеси может становиться меньше минимального объема Qmin впрыска или может становиться равным или превышающим минимальный объем Qmin впрыска, за счет чего базовое запрашиваемое значение α0 может задаваться равным большому значению, по сравнению со случаем, в котором базовое запрашиваемое значение α0 задается таким образом, что значение Ql* команды управления объемом впрыска становится просто равным или большим минимального объема Qmin впрыска. В случае если базовое запрашиваемое значение α0 задается равным большому значению, эффект увеличения температуры увеличивается, по сравнению со случаем, в котором базовое запрашиваемое значение α0 задается равным небольшому значению.

Второй вариант осуществления

В дальнейшем в этом документе, описывается второй вариант осуществления со ссылкой на чертежи с сосредоточением на отличии от первого варианта осуществления.

Фиг. 8 показывает процедуру обработки модуля M20 обработки вывода запрашиваемых значений согласно второму варианту осуществления. Обработка, показанная на фиг. 8, реализуется посредством CPU 42, многократно выполняющего программу, сохраненную в ROM 44, например, в интервале углов (180° CA) между верхними мертвыми точками сжатия цилиндров, при этом временные интервалы появления верхних мертвых точек сжатия являются смежными во временных рядах из числа цилиндров #1-#4. На фиг. 8, обработке, соответствующей обработке, показанной на фиг. 3, присваивается идентичный номер этапа для удобства, и ее описание не повторяется.

В последовательности обработки, показанной на фиг. 8, в случае если выполняется определение в отношении того, что прогнозированное значение для значения Ql* команды управления объемом впрыска цилиндра сгорания обедненной смеси меньше минимального объема Qmin впрыска (S22: "Нет"), CPU 42 подставляет значение, выражаемое посредством выражения (c1), в базовое запрашиваемое значение α0(n) (S36a) и переходит к обработке S24.

3*(Qd-Qmin)/Qd ... (c1)

Обработка S22, S36a представляет собой защитную обработку для задания нижнего предельного значения для значения Ql* команды управления объемом впрыска цилиндра сгорания обедненной смеси в качестве минимального объема Qmin впрыска. Таким образом, когда запрашиваемый объем Qd впрыска предоставляется, при задании значения Ql* команды управления объемом впрыска в качестве минимального объема Qmin впрыска, выражение (c2) должно удовлетворяться.

Qd*1-(α0/3)}=Qmin ... (c2)

Следует понимать, что базовое запрашиваемое значение α0 должно быть выражением (c1) посредством решения выражения (c2) относительно базового запрашиваемого значения α0.

Здесь описывается работа второго варианта осуществления. В случае если выполняется определение в отношении того, что прогнозированное значение для значения Ql* команды управления объемом впрыска цилиндра сгорания обедненной смеси становится меньше минимального объема Qmin впрыска, CPU 42 изменяет базовое запрашиваемое значение α0 таким образом, что значение Ql* команды управления объемом впрыска цилиндра сгорания обедненной смеси становится минимальным объемом Qmin впрыска (S36a). CPU 42 вычисляет значение Qr* команды управления объемом впрыска цилиндра сгорания обогащенной смеси и значение Ql* команды управления объемом впрыска цилиндра сгорания обедненной смеси на основе измененного базового запрашиваемого значения α0 таким образом, что среднее значение воздушно-топливного соотношения выхлопных газов цилиндра сгорания обогащенной смеси и воздушно-топливного соотношения выхлопных газов цилиндра сгорания обедненной смеси становится целевым средним значением, и управляет клапаном 18 впрыска топлива на основе вышеописанных значений.

Левая сторона на фиг. 9 иллюстрируют случай, в котором цилиндр #1 представляет собой цилиндр сгорания обогащенной смеси, цилиндры #2-#4 представляют собой цилиндры сгорания обедненной смеси, запрашиваемый объем Qd впрыска равен 100, минимальный объем Qmin впрыска равен 95, и базовое запрашиваемое значение α0, определенное посредством частоты NE вращения и эффективности η заполнения, равно 0,3. В этом случае, как описано со ссылкой на фиг. 7, значение Ql* команды управления объемом впрыска цилиндра сгорания обедненной смеси становится меньше минимального объема Qmin впрыска. Во втором варианте осуществления, как показано справа на фиг. 9, базовое запрашиваемое значение α0 изменяется таким образом, что значение Ql* команды управления объемом впрыска цилиндра сгорания обедненной смеси становится равным или превышающим минимальный объем Qmin впрыска.

Отношение соответствия

Отношение соответствия между вопросами в вариантах осуществления и вопросами, описанными в разделе "Сущность изобретения", заключается в следующем. В дальнейшем в этом документе, отношение соответствия показано для каждого числа решений, описанных в разделе "Сущность изобретения". [1] Катализатор соответствует трехкомпонентному катализатору 24, и обработка вычисления соответствует обработке S20. Обработка управления подмешиванием соответствует обработке модуля M22 обработки вычисления коэффициентов коррекции, модуля M24 обработки коррекции подмешиванием, модуля M26 обработки умножения, модуля M28 обработки вычисления коэффициентов коррекции, модуля M30 обработки коррекции подмешиванием и модуля M32 обработки управления объемом впрыска и обработке S10, S12, S22-S34. Обработка ограничения соответствует обработке S22, S36 (S36a). [2] Обработка запрета соответствует обработке S36. [3] Обработка вычисления запрашиваемого объема впрыска соответствует обработке модуля M10 обработки вычисления базового объема впрыска, модуля M12 обработки задания целевых значений, модуля M14 обработки управления с обратной связью и модуля M16 обработки коррекции по обратной связи. Обработка задания запрашиваемых значений соответствует обработке S14, и третий объем впрыска соответствует минимальному объему Qmin впрыска. [4] Это соответствует обработке S36a. [5] Обработка вычисления запрашиваемого объема впрыска соответствует обработке модуля M10 обработки вычисления базового объема впрыска, модуля M12 обработки задания целевых значений, модуля M14 обработки управления с обратной связью и модуля M16 обработки коррекции по обратной связи. Обработка задания запрашиваемых значений соответствует обработке S14, и третий объем впрыска соответствует минимальному объему Qmin впрыска. Защитная обработка соответствует обработке S22, S36a. [6] Это соответствует такому описанию на фиг. 4, что минимальный объем Qmin впрыска, соответствующий третьему объему впрыска, меньше в случае, если давление PF топлива является низким, чем в случае, если давление PF топлива является высоким, и такому описанию на фиг. 5, что второй объем Q2 впрыска находится между минимальным объемом Qmin впрыска и первым объемом Q1 впрыска. Таким образом, вышеприведенное описание означает, что поскольку, по меньшей мере, базовое запрашиваемое значение α0 посредством обработки S14 является идентичным значением, второй объем Q2 впрыска становится меньшим в случае, если давление PF топлива является низким, чем в случае, если давление PF топлива является высоким.

Другие варианты осуществления

По меньшей мере, одни из вопросов вариантов осуществления может изменяться следующим образом.

- Обработка управления подмешиванием

Базовое запрашиваемое значение α0 может регулируемо задаваться на основе температуры THW охлаждающей жидкости в дополнение к частоте NE вращения и эффективности η заполнения. Например, базовое запрашиваемое значение α0 может регулируемо задаваться на основе только двух параметров из частоты NE вращения и температуры THW охлаждающей жидкости или эффективности η заполнения и температуры THW охлаждающей жидкости либо, например, может регулируемо задаваться на основе только одного параметра из числа трех параметров. Например, вместо использования частоты NE вращения и эффективности η заполнения в качестве параметров для указания рабочей точки двигателя 10 внутреннего сгорания, например, рабочая величина нажатия педали акселератора в качестве нагрузки может использоваться вместо эффективности η заполнения в качестве нагрузки. Базовое запрашиваемое значение α0 может регулируемо задаваться на основе объема Ga всасываемого воздуха вместо частоты NE вращения и нагрузки.

Конфигурация, в которой базовое запрашиваемое значение α0 регулируемо задается на основе параметров, не является обязательной. Например, базовое запрашиваемое значение α0 может задаваться равным фиксированному значению. В вариантах осуществления, хотя число цилиндров сгорания обедненной смеси превышает число цилиндров сгорания обогащенной смеси, изобретение не ограничено этим. Например, число цилиндров сгорания обогащенной смеси может быть идентичным числу цилиндров сгорания обедненной смеси. Например, изобретение не ограничено случаем, в котором все цилиндры #1-#4 становятся цилиндрами сгорания обедненной смеси или цилиндрами сгорания обогащенной смеси, и, например, воздушно-топливное соотношение одного цилиндра может задаваться в качестве целевого воздушно-топливного соотношения. Конфигурация, в которой среднее значение воздушно-топливных соотношений выхлопных газов становится целевым воздушно-топливным соотношением в одном цикле сгорания, не является обязательной. Например, в случае четырех цилиндров, аналогично вариантам осуществления, может задаваться конфигурация, в которой среднее значение воздушно-топливных соотношений выхлопных газов может становиться целевым значением в пяти ходах, или среднее значение воздушно-топливных соотношений выхлопных газов может становиться целевым значением в трех ходах. Тем не менее, предпочтительно, если период, в течение которого предусмотрены как цилиндр сгорания обогащенной смеси, так и цилиндр сгорания обедненной смеси в одном цикле сгорания, возникает один раз или более, по меньшей мере, в двух циклах сгорания. Другими словами, когда среднее значение воздушно-топливных соотношений выхлопных газов задается в качестве целевого воздушно-топливного соотношения в заданный период, предпочтительно, если заданный период задается равным или меньшим двух циклов сгорания. Здесь, например, в случае если предусмотрен цилиндр сгорания обогащенной смеси только однократно для двух циклов сгорания с заданным периодом в качестве двух циклов сгорания, порядок возникновения цилиндра сгорания обогащенной смеси и цилиндра сгорания обедненной смеси становится, например, "R, L, L, L, L, L, L, L", когда цилиндр сгорания обогащенной смеси упоминается как R, и цилиндр сгорания обедненной смеси упоминается L. В этом случае, период "R, L, L, L" предоставляется в период одного цикла сгорания, меньший заданного периода, часть цилиндров #1-#4 становятся цилиндрами сгорания обедненной смеси, и другие цилиндры становятся цилиндрами сгорания обогащенной смеси. В этой связи, в случае если среднее значение воздушно-топливных соотношений выхлопных газов не задается в качестве целевого воздушно-топливного соотношения в одном цикле сгорания, предпочтительно, если объем воздуха, однократно всасываемого посредством двигателя внутреннего сгорания в ходе впуска и частично выдуваемого обратно во впускной канал до тех пор, пока впускной клапан не будет закрыт, является пренебрежимо малым.

- Обработка запрета

Обработка запрета не ограничена обработкой, как проиллюстрировано в обработке по фиг. 3, в случае если при обработке S22 выполняется отрицательное определение, для задания запрашиваемого значения α(n) коррекции объема впрыска равным нулю. Например, в случае если при обработке S22 выполняется отрицательное определение, может выполняться обработка для подстановки нуля в базовое запрашиваемое значение α0. Даже в этом случае, число отрицательных определений, по меньшей мере, при обработке S22 является непрерывным несколько раз, за счет чего запрашиваемое значение α(n) коррекции объема впрыска становится нулевым, и управление подмешиванием запрещается.

- Обработка определения

Обработка определения для определения того, равен или выше либо нет объем впрыска, полученный посредством уменьшения и коррекции запрашиваемого объема Qd впрыска на основе запрашиваемого значения, такого как базовое запрашиваемое значение α0, третьего объема впрыска (минимального объема Qmin впрыска), не ограничена обработкой S22. Например, обработка для определения того, равен или выше либо нет "Qd*1-(α/3)}" минимального объема Qmin впрыска с использованием запрашиваемого значения α коррекции объема впрыска, полученного посредством подвергания базового запрашиваемого значения α0 обработке постепенного варьирования, посредством обработки S24-S32 вместо базового запрашиваемого значения α0.

Обработка определения для определения того, равен или выше либо нет объем впрыска, полученный посредством уменьшения и коррекции запрашиваемого объема Qd впрыска на основе запрашиваемого значения, такого как базовое запрашиваемое значение α0, третьего объема впрыска (минимального объема Qmin впрыска), не ограничена выполнением в цикле угла поворота коленчатого вала и может выполняться во временном цикле.

- Защитная обработка

В вариантах осуществления, хотя базовое запрашиваемое значение α0 изменяется таким образом, что инструктировать значению Ql* команды управления объемом впрыска цилиндра сгорания обедненной смеси быть равным или выше минимального объема Qmin впрыска, изобретение не ограничено этим. Например, в случае если выполняется определение в отношении того, что прогнозированное значение для значения Ql* команды управления объемом впрыска цилиндра сгорания обедненной смеси становится меньше минимального объема Qmin впрыска, когда управление подмешиванием уже выполнено, значение выражения (c1) может подставляться в запрашиваемое значение α коррекции объема впрыска.

Защитная обработка не ограничена обработкой, проиллюстрированной в обработке по фиг. 8. Например, в случае если базовое запрашиваемое значение α0(n), вычисленное при обработке S36a, меньше указанного значения, базовое запрашиваемое значение α0(n) может задаваться равным нулю. Тем не менее, указанное значение может задаваться равным такому значению, что базовое запрашиваемое значение α0(n), вычисленное при обработке S36a, может становиться меньше указанного значения или может становиться равным или превышающим указанное значение.

- Обработка ограничения

Например, как описано в "Обработка управления подмешиванием", в случае если число цилиндров сгорания обогащенной смеси и число цилиндров сгорания обедненной смеси являются идентичными, вместо обработки S22, может выполняться определение в отношении того, равен или выше либо нет "Qd*(1-α0)" минимального объема Qmin впрыска. В этом случае, число цилиндров сгорания обедненной смеси может увеличиваться больше числа цилиндров сгорания обогащенной смеси при условии, что "Qd*(1-α0)" меньше минимального объема Qmin впрыска. Другими словами, управление подмешиванием, при котором число цилиндров сгорания обогащенной смеси и число цилиндров сгорания обедненной смеси являются идентичными, может ограничиваться, и управление подмешиванием, при котором число цилиндров сгорания обедненной смеси увеличивается, может анализироваться. В этом случае, например, когда изменение внесено таким образом, что число цилиндров сгорания обогащенной смеси составляет один, и число цилиндров сгорания обедненной смеси составляет три, аналогично вариантам осуществления, обработки S22 может выполняться снова до того, как фактически выполняется управление подмешиванием, и в случае, если выполняется утвердительное определение при обработке S22, может выполняться управление подмешиванием, при котором число цилиндров сгорания обедненной смеси увеличивается. В этом случае, в случае если при обработке S22 выполняется отрицательное определение, может выполняться обработка S36 по фиг. 3 или обработка S36a по фиг. 8.

Обработка ограничения не ограничена обработкой, включающей в себя обработку для определения того, равен или выше либо нет объем впрыска, полученный посредством уменьшения и коррекции запрашиваемого объема Qd впрыска, минимального объема Qmin впрыска. Например, в случае если предполагается, что запрашиваемый объем Qd впрыска включен в параметры для регулируемого задания базового запрашиваемого значения α0, и обработка S22 выполняется, базовое запрашиваемое значение α0 может регулироваться до значения, достаточного для того, чтобы не допускать отрицательного определения согласно допущенному минимальному объему Qmin впрыска.

- Запрашиваемый объем впрыска

В вариантах осуществления, хотя значение, полученное посредством коррекции базового объема Qb впрыска с рабочей величиной KAF обратной связи, задается в качестве запрашиваемого объема Qd впрыска, который становится вводом для определения того, следует или нет ограничивать управление подмешиванием, изобретение не ограничено этим. Например, в случае если выполняется управление продувкой, предпочтительно, если запрашиваемый объем Qd впрыска задается равным значению, полученному посредством вычитания объема топлива, продуваемого в каждом цилиндре. В случае если значение команды управления объемом впрыска вычисляется на основе значения, полученного посредством коррекции базового объема Qb впрыска с рабочей величиной KAF обратной связи и распознаваемым значением LAF, предпочтительно, если запрашиваемый объем Qd впрыска подвергается коррекции с распознаваемым значением LAF. В этой связи, обработка вычисления распознаваемого значения LAF представляет собой обработку для обновления распознаваемого значения LAF таким образом, что коэффициент коррекции базового объема Qb впрыска с рабочей величиной KAF обратной связи снижается с рабочей величиной KAF обратной связи в качестве ввода. Предпочтительно, если распознаваемое значение LAF сохраняется в электрически перезаписываемом энергонезависимом запоминающем устройстве.

- Регулируемая обработка целевого давления топлива

Например, как описано в "Другие", описанном ниже, в случае если клапан впрыска в порты предоставляется, целевое значение давления топлива, впрыскиваемого из клапана впрыска в порты, может регулируемо задаваться. Конечно, конфигурация, в которой целевое значение регулируемо задается, не является обязательной.

- Обработка управления давлением топлива

В варианте осуществления, хотя управление с обратной связью давлением топлива как целевым давлением топлива выполняется, изобретение не ограничено этим, и, например, давление топлива может управляться в разомкнутом контуре.

- Минимальный объем впрыска

В варианте осуществления, хотя минимальный объем Qmin впрыска вычисляется на основе давления PF топлива, изобретение не ограничено этим, и, например, минимальный объем Qmin впрыска может вычисляться на основе целевого давления PF* топлива.

- Катализатор, который должен представлять собой цель увеличения температуры

Катализатор, который должен представлять собой цель увеличения температуры, не ограничен трехкомпонентным катализатором 24. Например, может предоставляться бензиновый сажевый фильтр (GPF), включающий в себя трехкомпонентный катализатор. Здесь, в случае если GPF предоставляется ниже трехкомпонентного катализатора 24, GPF может увеличиваться по температуре с использованием тепла окисления при окислении компонента несгораемого топлива или компонента неполного сгорания цилиндра сгорания обогащенной смеси с помощью кислорода цилиндра сгорания обедненной смеси в трехкомпонентном катализаторе 24. В случае если отсутствует катализатор, имеющий способность накопления кислорода, выше GPF, предпочтительно, если GPF содержит катализатор, имеющий способность накопления кислорода.

- Запрос на увеличение температуры катализатора

Запрос на увеличение температуры катализатора не ограничен запросом, проиллюстрированным в вариантах осуществления. Например, в случае рабочей области (например, рабочей области оборотов на холостом ходу), в которой сера легко осаждается в трехкомпонентном катализаторе 24, запрос на увеличение температуры катализатора может выдаваться. Как описано в "Катализатор, который должен представлять собой цель увеличения температуры", в случае если двигатель 10 внутреннего сгорания, включающий в себя GPF, адаптируется в качестве цели управления, запрос на увеличение температуры катализатора через управление подмешиванием может выдаваться, чтобы обеспечивать сгорание твердых частиц в GPF.

- Устройство управления

Устройство управления не ограничено устройством управления, которое включает в себя CPU 42 и ROM 44 и выполняет программную обработку. Например, может быть предусмотрена специализированная аппаратная схема (например, специализированная интегральная схема (ASIC) и т.п.), которая аппаратно выполняет, по меньшей мере, часть обработки, подвергнутой программной обработке в вариантах осуществления. Таким образом, устройство управления может иметь конфигурацию (a)-(c), описанную ниже. (a) Предусмотрены обрабатывающее устройство, которое выполняет всю обработку согласно программе, и устройство хранения программ, такое как ROM, которое сохраняет программу. (b) Предусмотрены обрабатывающее устройство, которое выполняет часть обработки согласно программе, устройство хранения программ и специализированная аппаратная схема, которая выполняет оставшуюся обработку. (c) Предусмотрена специализированная аппаратная схема, которая выполняет всю обработку. Здесь, могут быть предусмотрены множество схем программной обработки, включающих в себя обрабатывающее устройство и устройство хранения программ, или множество специализированных аппаратных схем. Таким образом, обработка может выполняться посредством схемы обработки, включающей в себя, по меньшей мере, одну из одной или множества программных схем обработки и одной или множества специализированных аппаратных схем.

- Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания не ограничен четырехцилиндровым двигателем внутреннего сгорания. Например, двигатель внутреннего сгорания может представлять собой рядный шестицилиндровый двигатель внутреннего сгорания. Например, двигатель внутреннего сгорания может представлять собой V-образный двигатель внутреннего сгорания, который включает в себя первый катализатор и второй катализатор и имеет различные цилиндры, в которых выхлопной газ обрабатывается посредством первого катализатора и второго катализатора.

- Другие

Клапан впрыска топлива не ограничен цилиндрическим инжекторным клапаном, который впрыскивает топливо в камеру 16 сгорания, и, например, может представлять собой клапан впрыска в порты. Клапан впрыска топлива не ограничен клапаном впрыска топлива, включающим в себя электромагнитный клапан, и может представлять собой пьезоэлектрический инжектор, который открывает и закрывает корпус клапана (иглу форсунки) с помощью пьезоэлектрического элемента. Конфигурация, в которой управление с обратной связью воздушно-топливным соотношением выполняется во время выполнения управления подмешиванием, не является обязательной.

Изобретение относится к устройству управления двигателем внутреннего сгорания, включающему в себя катализатор с возможностью обрабатывать выхлопной газ из множества цилиндров и клапаны впрыска топлива. Технический результат заключается в повышении точности управления объемом впрыска топлива. Предложено устройство управления двигателем внутреннего сгорания, содержащее: электронный модуль управления с возможностью обработки управления подмешиванием для управления клапаном впрыска топлива на основе запрашиваемого объема впрыска таким образом, что часть цилиндров из множества цилиндров становятся цилиндрами сгорания обедненной смеси, и цилиндры, отличающиеся от части цилиндров из числа цилиндров, становятся цилиндрами сгорания обогащенной смеси, и обработку ограничения, в случае если запрашиваемый объем впрыска равен или выше первого объема впрыска, для отказа от задания ограничения на обработку управления подмешиванием, и в случае если запрашиваемый объем впрыска находится в пределах диапазона второго объема впрыска для объема впрыска, меньшего первого объема впрыска, для ограничения обработки управления подмешиванием стороной, на которой снижается степень обеднения воздушно-топливного соотношения цилиндра, имеющего самое обедненное воздушно-топливное соотношение между цилиндрами. 5 з.п. ф-лы. 9 ил.

1. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, включающего в себя множество цилиндров, катализатор, выполненный с возможностью обработки выхлопного газа, выпускаемого из цилиндров, и клапаны впрыска топлива, соответственно обеспеченные в цилиндрах, при этом устройство управления содержит электронный модуль управления, выполненный с возможностью выполнения:

обработки вычисления для вычисления запрашиваемого объема впрыска согласно рабочей точке двигателя внутреннего сгорания,

обработки управления подмешиванием для управления клапаном впрыска топлива на основе запрашиваемого объема впрыска таким образом, что часть цилиндров из числа цилиндров становятся цилиндрами сгорания обедненной смеси, имеющими воздушно-топливное соотношение, более обедненное, чем стехиометрическое воздушно-топливное соотношение, и цилиндры, отличающиеся от части цилиндров из числа цилиндров, становятся цилиндрами сгорания обогащенной смеси, имеющими воздушно-топливное соотношение, более обогащенное, чем стехиометрическое воздушно-топливное соотношение, и

обработки ограничения, в случае если запрашиваемый объем впрыска равен или выше первого объема впрыска, для отказа от задания ограничения на обработку управления подмешиванием, и в случае если запрашиваемый объем впрыска находится в пределах диапазона второго объема впрыска для объема впрыска, меньшего первого объема впрыска, для ограничения обработки управления подмешиванием стороной, на которой снижается степень обеднения воздушно-топливного соотношения цилиндра, имеющего самое обедненное воздушно-топливное соотношение среди цилиндров.

2. Устройство управления по п. 1, в котором электронный модуль управления выполнен с возможностью осуществления, в качестве обработки ограничения, обработки запрета для запрета обработки управления подмешиванием.

3. Устройство управления по п. 2, в котором электронный модуль управления выполнен с возможностью осуществления обработки вычисления запрашиваемого объема впрыска для вычисления объема впрыска, запрашиваемого для управления воздушно-топливным соотношением выхлопных газов каждого из цилиндров как целевым воздушно-топливным соотношением, в качестве запрашиваемого объема впрыска; обработка управления подмешиванием включает в себя обработку задания запрашиваемых значений для задания запрашиваемого значения, которое определяет объем коррекции уменьшения относительно запрашиваемого объема впрыска для объема впрыска топлива для цилиндра сгорания обедненной смеси и объем коррекции увеличения относительно запрашиваемого объема впрыска для объема впрыска топлива для цилиндра сгорания обогащенной смеси, обработку для инструктирования клапану впрыска топлива, выполненному с возможностью обеспечения подачи топлива в цилиндр сгорания обедненной смеси, впрыска топлива с объемом впрыска, полученным посредством уменьшения и коррекции запрашиваемого объема впрыска на основе запрашиваемого значения, инструктирования клапану впрыска топлива, выполненному с возможностью обеспечения подачи топлива в цилиндр сгорания обогащенной смеси, впрыска топлива с объемом впрыска, полученным посредством увеличения и коррекции запрашиваемого объема впрыска на основе запрашиваемого значения, и управления средним значением воздушно-топливного соотношения выхлопных газов цилиндра сгорания обогащенной смеси и воздушно-топливного соотношения выхлопных газов цилиндра сгорания обедненной смеси в течение заданного периода как целевым воздушно-топливным соотношением, и обработку для предоставления, в пределах заданного периода, периода, в течение которого часть цилиндров из числа цилиндров становятся цилиндрами сгорания обедненной смеси, и цилиндры, отличающиеся от части цилиндров из числа цилиндров, становятся цилиндрами сгорания обогащенной смеси; обработка ограничения включает в себя обработку определения для определения того, равен или выше объем впрыска, полученный посредством уменьшения и коррекции запрашиваемого объема впрыска на основе запрашиваемого значения, третьего объема впрыска, меньшего диапазона второго объема впрыска; и диапазон второго объема впрыска представляет собой диапазон запрашиваемого объема впрыска, при котором выполняется определение при обработке определения в отношении того, что объем впрыска, полученный посредством уменьшения и коррекции запрашиваемого объема впрыска, меньше третьего объема впрыска.

4. Устройство управления по п. 1, в котором электронный модуль управления выполнен с возможностью, в качестве обработки ограничения, в случае если запрашиваемый объем впрыска находится в пределах диапазона второго объема впрыска, ограничения объема впрыска клапана впрыска топлива, выполненного с возможностью обеспечения подачи топлива в цилиндр сгорания обедненной смеси, значением, равным или большим третьего объема впрыска, меньшего диапазона второго объема впрыска.

5. Устройство управления по п. 4, в котором электронный модуль управления выполнен с возможностью осуществления обработки вычисления запрашиваемого объема впрыска для вычисления объема впрыска, запрашиваемого для управления воздушно-топливным соотношением выхлопных газов каждого из цилиндров как целевым воздушно-топливным соотношением, в качестве запрашиваемого объема впрыска; обработка управления подмешиванием включает в себя обработку задания запрашиваемых значений для задания запрашиваемого значения, которое определяет объем коррекции уменьшения относительно запрашиваемого объема впрыска для объема впрыска топлива для цилиндра сгорания обедненной смеси и объем коррекции увеличения относительно запрашиваемого объема впрыска для объема впрыска топлива для цилиндра сгорания обогащенной смеси, обработку для инструктирования клапану впрыска топлива, выполненному с возможностью обеспечения подачи топлива в цилиндр сгорания обедненной смеси, впрыскивания топлива с объемом впрыска, полученным посредством уменьшения и коррекции запрашиваемого объема впрыска на основе запрашиваемого значения, инструктирования клапану впрыска топлива, выполненному с возможностью обеспечения подачи топлива в цилиндр сгорания обогащенной смеси, впрыскивания топлива с объемом впрыска, полученным посредством увеличения и коррекции запрашиваемого объема впрыска на основе запрашиваемого значения, и управления средним значением воздушно-топливного соотношения выхлопных газов цилиндра сгорания обогащенной смеси и воздушно-топливного соотношения выхлопных газов цилиндра сгорания обедненной смеси в течение заданного периода как целевым воздушно-топливным соотношением, и обработку для предоставления, в пределах заданного периода, периода, в течение которого часть цилиндров из числа цилиндров становятся цилиндрами сгорания обедненной смеси, и цилиндры, отличающиеся от части цилиндров из числа цилиндров, становятся цилиндрами сгорания обогащенной смеси; обработка ограничения включает в себя защитную обработку, в случае если объем впрыска, полученный посредством уменьшения и коррекции запрашиваемого объема впрыска на основе запрашиваемого значения, становится меньше третьего объема впрыска, меньшего диапазона второго объема впрыска, для уменьшения степени обеднения воздушно-топливного соотношения выхлопных газов цилиндра сгорания обедненной смеси и степени обогащения воздушно-топливного соотношения выхлопных газов цилиндра сгорания обогащенной смеси таким образом, что объем впрыска клапана впрыска топлива, выполненного с возможностью обеспечения подачи топлива в цилиндр сгорания обедненной смеси, становится равным или превышающим третий объем впрыска; и диапазон второго объема впрыска представляет собой диапазон запрашиваемого объема впрыска, при котором объем впрыска, полученный посредством уменьшения и коррекции запрашиваемого объема впрыска на основе запрашиваемого значения, становится меньше третьего объема впрыска.

6. Устройство управления по любому из пп. 1-5, в котором электронный модуль управления выполнен с возможностью, в случае если давление топлива, впрыскиваемого посредством клапана впрыска топлива, является низким, задания диапазона второго объема впрыска равным диапазону объема впрыска, при котором объем впрыска топлива меньше в случае, если давление впрыскиваемого топлива является высоким.