УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2019 года по МПК F02D9/08 F02M26/06 F02D21/08 

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания и к способу управления для двигателя внутреннего сгорания.

Уровень техники

В публикации JP 2012-47093 A раскрыто расположение впускного дроссельного клапана на расположенной выше по потоку стороне точки соединения с EGR-каналом во впускном канале и расположение датчика давления для определения давления около точки соединения EGR-канала. Управление с обратной связью для обработки степени открытия впускного дроссельного клапана выполняется таким образом, что давление, определенное через датчик давления, достигает предварительно определенного целевого значения немного ниже атмосферного давления. Таким образом, EGR-газ вводится во впускной канал из EGR-канала.

Сущность изобретения

В вышеуказанной технологии, поскольку степень открытия впускного дроссельного клапана обрабатывается согласно давлению, определенному посредством датчика давления, должен использоваться датчик давления, имеющий высокую точность, и, соответственно, затраты возрастают. Если используется датчик давления, имеющий низкую точность, управляемость степени открытия впускного дроссельного клапана уменьшается вследствие, соответственно, низкого разрешения. При попытке надежно вводить EGR-газ в такой ситуации, управление должно выполняться с дифференциальным давлением между выпускным каналом и впускным каналом, заданным таким образом, что оно превышает требуемое. В таком случае, величина открытия впускного дросселя посредством впускного дроссельного клапана также увеличивается, за счет чего насосные потери также увеличиваются. Возникновение насосных потерь имеет проблему вызывания уменьшения выходной мощности двигателя внутреннего сгорания.

Настоящее изобретение направлено на надлежащее введение EGR-газа при подавлении уменьшения выходной мощности.

В одном аспекте настоящего изобретения, двигатель внутреннего сгорания включает в себя впускной канал двигателя внутреннего сгорания, выпускной канал двигателя внутреннего сгорания, EGR-канал, соединяющий впускной канал и выпускной канал. Двигатель внутреннего сгорания дополнительно включает в себя дроссельный клапан, расположенный ниже соединенной части с EGR-каналом во впускном канале и выполненный с возможностью управлять объемом всасываемого воздуха, протекающим в двигатель внутреннего сгорания, и впускной дроссельный клапан, расположенный выше по потоку от соединенной части с EGR-каналом во впускном канале. Здесь, устройство управления управляет двигателем внутреннего сгорания, причем в этом устройстве степень открытия впускного дроссельного клапана определяется на основе объема всасываемого воздуха.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 является схемой, показывающей полную конфигурацию системы внутреннего сгорания;

Фиг. 2 является блок-схемой последовательности операций способа управления клапаном впуска;

Фиг. 3 является графиком, показывающим кривые равного объема воздуха для целевого объема всасываемого воздуха;

Фиг. 4 является графиком, показывающим взаимосвязь между целевым объемом всасываемого воздуха и степенью открытия клапана впуска; и

Фиг. 5 является графиком, показывающим степень открытия клапана впуска.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Далее описывается вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи и т.п.

Фиг. 1 является схемой, показывающей полную конфигурацию системы внутреннего сгорания. Двигатель 100 внутреннего сгорания включает в себя турбонагнетатель 7. Турбонагнетатель 7 включает в себя компрессор 7a и турбину 7b, соединенные посредством вала 7c. Компрессор 7a располагается во впускном канале 51a двигателя 100 внутреннего сгорания. Турбина 7b располагается в выпускном канале 52a двигателя 100 внутреннего сгорания. Таким образом, если турбина 7b вращается посредством энергии выхлопных газов двигателя 100 внутреннего сгорания, компрессор 7a также вращается с возможностью подавать всасываемый воздух под давлением в расположенную ниже по потоку сторону.

Дополнительно, двигатель 100 внутреннего сгорания включает в себя датчик 37 угла поворота коленчатого вала. Датчик 37 угла поворота коленчатого вала определяет угол поворота коленчатого вала в двигателе 100 внутреннего сгорания. Датчик 37 угла поворота коленчатого вала соединяется с контроллером 50, и контроллер 50 может получать угол поворота коленчатого вала двигателя 100 внутреннего сгорания. Таким образом, контроллер 50 может получать, например, частоту вращения двигателя 100 внутреннего сгорания.

Дополнительно, дроссель 41 с электронным управлением предоставляется ниже компрессора 7a во впускном канале 51a двигателя 100 внутреннего сгорания, и степень открытия дросселя управляется посредством контроллера 50. Дополнительно, коллекторный бак 46 предоставляется ниже дросселя 41 с электронным управлением. Воздухоохладитель 31a предоставляется в коллекторном баке 46. Насос 31b для циркуляции охлаждающей воды и вспомогательный радиатор 31c соединяются с воздухоохладителем 31a, и они составляют промежуточный охладитель с водяным охлаждением.

Рециркуляционный канал 34 ответвляется от впускного канала 51b и соединяется с впускным каналом 51a. Рециркуляционный канал 34 перепускает компрессор 7a. Рециркуляционный клапан 33 предоставляется в рециркуляционном канале 34 и управляется с возможностью открываться и закрываться посредством контроллера 50. Посредством управления открытием и закрытием рециркуляционного клапана 33, давление наддува ниже компрессора 7a регулируется таким образом, что оно не увеличивается чрезмерно.

Дополнительно, расходомер 38 воздуха предоставляется выше по потоку от компрессора 7a во впускном канале 51b. Расходомер 38 воздуха соединяется с контроллером 50. Контроллер 50 получает объем всасываемого воздуха, проходящий во впускном канале 51b.

Выпускной канал 52a содержит перепускной канал, перепускающий турбину 7b. Предоставляется запорный клапан 19 регулирования давления наддува для управления открытием и закрытия этого перепускного канала. Запорный клапан 19 регулирования давления наддува управляется с возможностью открываться и закрываться посредством контроллера 50.

Катализаторы 44, 45 для нейтрализации выхлопных газов для очистки выхлопных газов предоставляются в выпускном канале 52b. Трехкомпонентные катализаторы и т.п. используются в качестве катализаторов 44, 45 для нейтрализации выхлопных газов.

Впускной канал 51b и выпускной канал 52b соединяются через EGR-канал 53. EGR-охладитель 43 предоставляется в EGR-канале 53. Дополнительно, EGR-клапан 42 предоставляется в EGR-канале 53. EGR-клапан 42 соединяется с контроллером 50. Степень открытия EGR-клапана 42 управляется посредством контроллера 50 согласно рабочему состоянию двигателя 100 внутреннего сгорания.

Клапан 39 впуска (соответствующий впускному дроссельному клапану в этом варианте осуществления и выражаемый посредством "ADM/V" на чертежах и т.п. в некоторых случаях) предоставляется между соединенной частью с EGR-каналом 53 и расходомером 38 воздуха во впускном канале 51b. Клапан 39 впуска управляется с возможностью открываться и закрываться посредством контроллера 50 и формирует дифференциальное давление между впускным каналом 51b и выпускным каналом 52b. Посредством этого дифференциального давления, EGR-газ более легко вводится во впускной канал 51b из выпускного канала 52b. Следует отметить, что клапан 39 впуска является полностью открытым в состоянии по умолчанию и работает в направлении закрытия посредством управления посредством контроллера 50.

Следует отметить, что клапан 39 впуска выделяется управлению формированием отрицательного давления во впускном канале 51b по сравнению с выпускным каналом 52b. С другой стороны, EGR-клапан 42 выделяется управлению введением EGR-газа. EGR-клапан 42 управляется в соответствии с картой, указывающей степень открытия EGR-клапана 42 относительно частоты вращения и нагрузки двигателя 100 внутреннего сгорания.

Контроллер 50 считывает выводы из различных датчиков, описанных выше, и непроиллюстрированных других датчиков и управляет распределением зажигания, воздушно-топливным соотношением и т.п. на их основе. Дополнительно, контроллер 10 выполняет управление клапаном впуска, который описывается ниже.

Фиг. 2 является блок-схемой последовательности операций способа управления клапаном впуска. Эта управляющая процедура выполняется посредством контроллера 50. Эта процедура многократно выполняется, например, с коротким интервалом приблизительно в 10 мс.

Контроллер 50 определяет то, находится или нет клапан 39 впуска в нормальном состоянии (S1). Примеры случая, в котором клапан 39 впуска не находится в нормальном состоянии, включают в себя случай, в котором клапан-бабочка в качестве клапана 39 впуска фиксируется в конкретной позиции.

Если клапан 39 впуска не находится в нормальном состоянии, контроллер 50 не разрешает работу EGR-клапана 42 на этапе S7. Дополнительно, контроллер 50 полностью открывает клапан 39 впуска на этапе S7. Чтобы не разрешать работу EGR-клапана 42, например, можно приспосабливать технологию для задания значения для запрета работы во флаге для запрета работы EGR-клапана 42.

С другой стороны, если клапан 39 впуска находится в нормальном состоянии на этапе S1, контроллер 50 определяет то, находится или нет текущее рабочее состояние в EGR-области (S2).

Фиг. 3 является графиком, показывающим кривые равного объема воздуха для целевого объема всасываемого воздуха. На графике по фиг. 3, горизонтальная ось представляет частоту вращения двигателя внутреннего сгорания, и вертикальная ось представляет нагрузку на двигатель внутреннего сгорания. Характеристика выходной мощности двигателя 100 внутреннего сгорания показана посредством сплошной линии, и EGR-область обведена пунктирной линией на фиг. 3. EGR-область представляет собой область, в которой EGR-клапан 42 работает с возможностью предоставлять EGR-газ, который должен вводиться во впускной канал 51b из выпускного канала 52b.

Дополнительно, кривые равного объема воздуха для целевого объема всасываемого воздуха показаны в части EGR-области. Дополнительно, граничная линия для зоны влияния на объем свежего воздуха показана посредством штрихпунктирной линии. Область под углом вправо и выше относительно штрихпунктирной линии, из EGR-области, представляет собой зону влияния на объем свежего воздуха. Область, в которой кривые равного объема воздуха для целевого объема всасываемого воздуха показаны на фиг. 3, представляет собой область, в которой подходящее отрицательное давление может формироваться во впускном канале 51b по сравнению с выпускным каналом 52b посредством управления клапаном 39 впуска к стороне закрытия. С другой стороны, зона влияния на объем свежего воздуха представляет собой область, в которой насосные потери посредством клапана 39 впуска являются большими, так что уменьшение вводимого объема свежего воздуха заметно затрагивается, если клапан 39 впуска управляется к стороне закрытия.

Контроллер 50 получает частоту вращения двигателя 100 внутреннего сгорания и нагрузку двигателя 100 внутреннего сгорания и определяет из них то, находится или нет текущее рабочее состояние в EGR-области, показанной на фиг. 3. То, находится или нет текущее рабочее состояние в EGR-области, определяется таким образом, поскольку клапан 39 впуска управляется к стороне закрытия только в частичной области для EGR-области. Здесь, контроллер 50 получает частоту вращения двигателя 100 внутреннего сгорания на основе сигнала от датчика 37 угла поворота коленчатого вала. Дополнительно, контроллер 50 получает нагрузку двигателя 100 внутреннего сгорания на основе величины нажатия непроиллюстрированной педали акселератора.

Если определяется то, что текущее рабочее состояние не находится в EGR-области, на этапе S2, контроллер 50 выполняет этап S7. Поскольку операция этапа S7 уже описана, ее описание опускается.

С другой стороны, если определяется то, что текущее рабочее состояние находится в EGR-области, на этапе S2, контроллер 50 определяет то, равен или меньше либо нет целевой объем всасываемого воздуха заданного объема воздуха (S3). Целевой объем всасываемого воздуха вычисляется согласно частоте вращения двигателя 100 внутреннего сгорания и нагрузке двигателя 100 внутреннего сгорания. Нагрузка двигателя 100 внутреннего сгорания может оцениваться согласно степени открытия дросселя. Здесь, заданный объем воздуха представляет собой объем воздуха, указываемый посредством штрихпунктирной линии, которая представляет собой граничную линию для зоны влияния на объем свежего воздуха, показанной на фиг. 3. В частности, заданный объем воздуха представляет собой объем всасываемого воздуха, при котором влияние насосных потерь становится большим, и вводимый объем свежего воздуха затрагивается, когда всасываемый воздух дросселируется посредством клапана 39 впуска, если целевой объем всасываемого воздуха увеличивается за пределы заданного объема воздуха (т.е. максимального значения объема всасываемого воздуха, при котором вводимый объем свежего воздуха не затрагивается, даже если всасываемый воздух дросселируется). В частности, в случае использования турбонагнетателя 7, желательно всасывать больше воздуха. Таким образом, в настоящем варианте осуществления, заданный объем воздуха задается, причем маловероятно, что он затрагивает вводимый объем свежего воздуха, даже если используется турбонагнетатель 7.

Из числа кривых равного объема воздуха для целевого объема всасываемого воздуха по фиг. 3, кривая равного объема воздуха ближе к правой верхней стороне представляет больший объем воздуха. Хотя целевой объем всасываемого воздуха является небольшим, степень открытия дросселя 41 с электронным управлением не является большой, и непосредственно объем всасываемого воздуха не является большим. Поскольку непосредственно объем всасываемого воздуха не является большим, как описано выше, даже если клапан 39 впуска управляется к стороне закрытия, он не вызывает большое сопротивление всасываемому воздуху. Таким образом, в то время, когда целевой объем всасываемого воздуха является небольшим, разрешается установления клапана 39 впуска к стороне закрытия.

Тем не менее, если целевой объем всасываемого воздуха увеличивается, и степень открытия дросселя 41 с электронным управлением также становится большой, большие насосные потери создаются вследствие увеличения объема всасываемого воздуха, если клапан 39 впуска задается к стороне закрытия. С другой стороны, если клапан 39 впуска поддерживается полностью открытым для увеличения объема всасываемого воздуха, частота вращения камеры внутреннего сгорания 100 также увеличивается, и частота вращения турбонагнетателя 7 также увеличивается. Как результат, давление при выхлопе может увеличиваться, и даже если клапан 39 впуска полностью открывается, EGR-газ может вводиться во впускной канал 51b из выпускного канала 52b в EGR-области. Следовательно, если целевой объем всасываемого воздуха превышает заданный объем воздуха, лучше полностью открывать клапан 39 впуска.

Таким образом, контроллер 50 определяет то, равен или меньше либо нет целевой объем всасываемого воздуха заданного объема воздуха. Затем согласно результату определения, клапан 39 впуска полностью открывается (этап S6, который описывается ниже), и степень открытия клапана 39 впуска определяется согласно целевому объему всасываемого воздуха (этап S4, который описывается ниже).

Если целевой объем всасываемого воздуха не равен или меньше заданного объема воздуха на этапе S3, контроллер 50 выдает инструкцию по умолчанию в клапан 39 впуска (S6). В инструкции по умолчанию, контроллер 50 прекращает подачу мощности в клапан 39 впуска и полностью открывает клапан 39 впуска. Дополнительно, контроллер 50 инструктирует EGR-клапану 42 разрешать работу. Технология для задания значения для отсутствия запрета работы EGR-клапана 42 во флаге для запрета работы EGR-клапана 42, например, известна как технология для инструктирования EGR-клапану 42 разрешать работу. В этом случае, введение EGR-газа управляется только посредством управления EGR-клапаном 42 в ситуации, когда клапан 39 впуска полностью открывается.

С другой стороны, если целевой объем всасываемого воздуха равен или меньше заданного объема воздуха на этапе S3, контроллер 50 определяет целевую степень открытия клапана 39 впуска (S4).

Фиг. 4 является графиком, показывающим взаимосвязь между целевым объемом всасываемого воздуха и степенью открытия клапана впуска. На графике по фиг. 4, горизонтальная ось представляет целевой объем всасываемого воздуха, и вертикальная ось представляет целевую степень открытия клапана 39 впуска. Целевая степень открытия клапана 39 впуска показана посредством сплошной линии на фиг. 4.

В настоящем варианте осуществления, целевая степень открытия клапана 39 впуска задается равной степени полного открытия, если целевой объем всасываемого воздуха равен или больше нуля и меньше Q1, как показано на фиг. 4. Дополнительно, когда целевой объем всасываемого воздуха составляет Q1, целевая степень открытия клапана 39 впуска задается равной O1. Дополнительно, целевая степень открытия клапана 39 впуска монотонно увеличивается до O2 до тех пор, пока целевой объем всасываемого воздуха не достигнет Q2. Если целевой объем всасываемого воздуха превышает Q2, целевая степень открытия клапана 39 впуска задается равной степени полного открытия снова.

Q1 обозначает минимальный целевой объем всасываемого воздуха в EGR-области. O1 обозначает степень открытия клапана 39 впуска, при котором получается дифференциальное давление для реализации целевой EGR-скорости при целевом объеме Q1 всасываемого воздуха. Дополнительно, Q2 обозначает максимальную величину целевого объема всасываемого воздуха, при которой снижение экономии топлива, вызываемое посредством насосных потерь, и уменьшение выходной мощности, вызываемое посредством подавления объема свежего воздуха вследствие работы клапана впуска в направлении закрытия, является небольшим и допустимым. O2 обозначает степень открытия клапана 39 впуска, при которой получается дифференциальное давление для реализации целевой EGR-скорости при целевом объеме Q2 всасываемого воздуха.

Целевая степень открытия клапана 39 впуска является частично прерывистой, как описано выше, по следующей причине. Во-первых, если целевой объем всасываемого воздуха равен или больше нуля и меньше Q1, рабочее состояние камеры внутреннего сгорания 100 не находится в EGR-области. Как описано выше, клапан 39 впуска управляется к стороне закрытия только в частичной области EGR-области. Таким образом, целевая степень открытия клапана 39 впуска задается равной степени полного открытия, когда рабочее состояние камеры внутреннего сгорания 100 не находится в EGR-области. С другой стороны, если целевой объем всасываемого воздуха равен или больше Q1 и равен или меньше Q2, давление при выхлопе увеличивается по мере того, как возрастает целевой объем всасываемого воздуха, и дифференциальное давление между выпускным каналом 52b и впускным каналом 51b проще получается, даже если клапан 39 впуска не используется. Таким образом, степень открытия клапана 39 впуска монотонно увеличивается.

Рабочее состояние находится за пределами EGR-области, если целевой объем всасываемого воздуха меньше Q1. Целевой объем Q1 всасываемого воздуха соответствует кривой равного объема воздуха, имеющей наименьший объем воздуха из кривых равного объема воздуха, показанных на фиг. 3. Ниже Q1, целевая степень открытия клапана 39 впуска предпочтительно задается равной степени полного открытия.

Если целевой объем всасываемого воздуха равен или больше Q1 и равен или меньше Q2, целевая степень открытия клапана 39 впуска согласно целевому объему всасываемого воздуха задается таким образом, чтобы формировать дифференциальное давление для введения EGR-газа во впускной канал 51b из выпускного канала 52b.

Если целевой объем всасываемого воздуха становится больше Q2, рабочее состояние находится в зоне влияния на объем свежего воздуха, описанной выше со ссылкой на фиг. 3. Таким образом, целевой объем Q2 всасываемого воздуха соответствует кривой равного объема воздуха со штрихпунктирной линией, указывающей зону влияния на объем свежего воздуха, из кривых равного объема воздуха, показанных на фиг. 3. Таким образом, в области, в которой целевой объем всасываемого воздуха превышает Q2, целевая степень открытия клапана 39 впуска предпочтительно задается равной степени полного открытия, чтобы подавлять насосные потери.

Из вышеозначенного, целевая степень открытия клапана 39 впуска является прерывистой на границе, на которой целевой объем всасываемого воздуха составляет Q1. Дополнительно, целевая степень открытия клапана 39 впуска является прерывистой на границе, на которой целевой объем всасываемого воздуха составляет Q2.

Контроллер 50 получает целевой объем всасываемого воздуха при определении целевой степени открытия клапана 39 впуска. Целевой объем всасываемого воздуха получается посредством получения требуемой нагрузки на основе величины нажатия непроиллюстрированной педали акселератора и поиска целевого объема всасываемого воздуха, соответствующего этой требуемой нагрузке, на непроиллюстрированной карте.

Затем целевая степень открытия клапана 39 впуска получается из карты по фиг. 4 на основе полученного целевого объема всасываемого воздуха.

После этого, контроллер 50 управляет клапаном 39 впуска таким образом, чтобы достигать полученной целевой степени открытия (S5). За счет этого, можно управлять степенью открытия/закрытия клапана 39 впуска согласно целевому объему всасываемого воздуха и формировать дифференциальное давление для введения EGR-газа во впускной канал 51b из выпускного канала 52b.

Фиг. 5 является графиком, показывающим степень открытия клапана впуска. На графике по фиг. 5, горизонтальная ось представляет частоту вращения двигателя внутреннего сгорания, и вертикальная ось представляет нагрузку на двигатель внутреннего сгорания. Также на фиг. 5, характеристика выходной мощности двигателя 100 внутреннего сгорания показана посредством сплошной линии, и EGR-область показана посредством пунктирной линии.

На фиг. 5, область, записанная как "ADM/V открыт", представляет собой область, в которой клапан 39 впуска полностью открыт. Область, в которой клапан 39 впуска управляется к стороне закрытия, представляет собой область внутри EGR-области и находится слева и ниже относительно штрихпунктирной линии, показанной как "ADM/V открыт (def). Здесь, степени A, B и C открытия показаны как степени открытия клапана 39 впуска. Степень B открытия превышает степень C открытия, и степень A открытия превышает степень B открытия.

Если фиг. 5 сравнивается с фиг. 3, описанным выше, степени открытия клапана 39 впуска на фиг. 5 совпадают с кривыми равного объема воздуха для целевого объема всасываемого воздуха на фиг. 3. Это означает то, что целевая степень открытия клапана 39 впуска определяется посредством целевого объема всасываемого воздуха. Например, это означает то, что даже если частота вращения двигателя 100 внутреннего сгорания отличается, целевая степень открытия клапана 39 впуска задается равной, когда целевой объем всасываемого воздуха представляет собой равный объем всасываемого воздуха.

Далее описываются преимущества настоящего варианта осуществления.

В настоящем варианте осуществления, степень открытия клапана 39 впуска определяется на основе целевого объема всасываемого воздуха. Здесь, предполагается, что датчик давления предоставляется во впускном канале 51b и измеряет давление, и клапан 39 впуска управляется посредством возврата результата измерений, чтобы формировать отрицательное давление во впускном канале 51b. При попытке управлять клапаном 39 впуска на основе значения датчика давления в ситуации, в которой небольшое дифференциальное давление должно формироваться между впускным каналом 51b и выпускным каналом 52b, требуется датчик давления, имеющий чрезвычайно высокую точность. Таким образом, разрешение датчика давления должно быть выше дифференциального давления, сформированного посредством управления клапаном 39 впуска.

В случае использования датчика давления, имеющего низкую точность, управляемость клапана 39 впуска уменьшается вследствие его низкого разрешения. При попытке надежно вводить EGR-газ в такой ситуации, управление должно выполняться с дифференциальным давлением между выпускным каналом 52b и впускным каналом 51b, заданным таким образом, что оно превышает требуемое. В таком случае, величина открытия впускного дросселя посредством клапана 39 впуска увеличивается, за счет чего насосные потери также увеличиваются. Возникновение насосных потерь вызывает уменьшение выходной мощности двигателя внутреннего сгорания.

Напротив, поскольку клапан 39 впуска может управляться на основе целевого объема всасываемого воздуха согласно настоящему варианту осуществления, управление не должно обязательно выполняться с дифференциальным давлением между выпускным каналом 52b и впускным каналом 51b, заданным таким образом, что оно превышает требуемое. Таким образом, величина открытия впускного дросселя посредством клапана 39 впуска может задаваться равной подходящей величине, за счет чего возникновение насосных потерь может подавляться до минимального уровня. Затем EGR-газ может надлежащим образом вводиться во впускной канал 51b, тогда как уменьшение выходной мощности двигателя внутреннего сгорания подавляется.

Дополнительно, контроллер 50 двигателя 100 внутреннего сгорания имеет целевой объем всасываемого воздуха, соответствующий требуемой нагрузке в качестве информации заранее. Таким образом, если карта, представляющая взаимосвязь между целевым объемом всасываемого воздуха и клапаном 39 впуска, доступна, клапан 39 впуска может легко управляться. Дополнительно, поскольку степень открытия клапана 39 впуска может непосредственно управляться на основе целевого объема всасываемого воздуха, можно обеспечивать более высокую управляемость по сравнению с управлением, выполняемым посредством возврата результата измерений датчика давления.

Дополнительно, в настоящем варианте осуществления, целевой объем всасываемого воздуха определяется из частоты вращения двигателя 100 внутреннего сгорания и нагрузки двигателя 100 внутреннего сгорания. Целевой объем всасываемого воздуха представляется посредством кривой равного объема воздуха, как показано на фиг. 3. Поскольку кривая равного объема воздуха может получаться из частоты вращения двигателя 100 внутреннего сгорания и нагрузки двигателя 100 внутреннего сгорания, целевой объем всасываемого воздуха может получаться из частоты вращения двигателя 100 внутреннего сгорания и нагрузки двигателя 100 внутреннего сгорания.

Дополнительно, в настоящем варианте осуществления, даже если рабочее состояние отличается, степень открытия клапана 39 впуска также задается как равная степень открытия, когда целевой объем всасываемого воздуха представляет собой равный объем воздуха. Например, при идентичном целевом объеме всасываемого воздуха, степень открытия клапана 39 впуска является идентичной, даже если частота вращения двигателя 100 внутреннего сгорания отличается. Это обусловлено тем, что степень открытия клапана 39 впуска определяется вдоль кривой равного объема воздуха, как показано на фиг. 3 и 5. В частности, если целевой объем всасываемого воздуха является идентичным, степень открытия клапана 39 впуска может быть идентичной.

Дополнительно, в настоящем варианте осуществления, клапан 39 впуска полностью открывается, если целевой объем всасываемого воздуха в двигателе 100 внутреннего сгорания превышает предварительно определенный объем всасываемого воздуха. Поскольку клапан 39 впуска предоставляется во впускном канале, если объемный расход увеличивается, формируется сопротивление воздуха, и могут возникать насосные потери. Такие насосные потери могут вызывать снижение экономии топлива и уменьшение выходной мощности. Тем не менее, в настоящем варианте осуществления, как описано выше, клапан 39 впуска полностью открывается, если целевой объем всасываемого воздуха в двигателе 100 внутреннего сгорания равен или превышает предварительно определенный объем всасываемого воздуха. Таким образом, могут уменьшаться насосные потери, и может подавляться снижение экономии топлива и уменьшение выходной мощности.

Дополнительно, в настоящем варианте осуществления, за пределами EGR-области, клапан 39 впуска полностью открывается, когда EGR-клапан 42 закрывается. В настоящем варианте осуществления, степень открытия клапана 39 впуска управляется в EGR-области, в которой EGR-газ вводится во впускной канал 51b. Таким образом, посредством полного открытия клапана 39 впуска за пределами EGR-области, можно уменьшать потери на возбуждение посредством клапана 39 впуска и повышать экономию топлива.

Дополнительно, в настоящем варианте осуществления, степень открытия клапана 39 впуска определяется на основе карты (фиг. 4), представляющей взаимосвязь между целевым объемом всасываемого воздуха в двигателе 100 внутреннего сгорания и степенью открытия клапана 39 впуска. За счет этого, контроллер 50 не должен иметь необязательной управляющей логики, в силу чего может приспосабливаться простая конфигурация, и также может повышаться управляемость.

Следует отметить, что, хотя степень открытия клапана 39 впуска определяется на основе целевого объема всасываемого воздуха здесь, эта степень открытия может определяться на основе фактического объема всасываемого воздуха. В случае определения степени открытия клапана 39 впуска на основе фактического объема всасываемого воздуха, степень открытия клапана 39 впуска определяется на основе объема всасываемого воздуха, полученного из расходомера 38 воздуха. Дополнительно, в этом случае, степень открытия клапана 39 впуска управляется на основе карты, эквивалентной карте по фиг. 4.

Хотя выше описаны варианты осуществления настоящего изобретения, вышеописанные варианты осуществления представляют собой просто иллюстрацию некоторых примеров вариантов применения настоящего изобретения и не предназначены для того, чтобы ограничивать объем настоящего изобретения конкретными конфигурациями вышеописанных вариантов осуществления.

Хотя каждый из вышеописанных вариантов осуществления описывается в качестве отдельного варианта осуществления, они могут комбинироваться надлежащим образом.

Изобретение относится к машиностроению. Устройство управления для двигателя (100) внутреннего сгорания содержит впускной канал (51) двигателя (100) внутреннего сгорания, выпускной канал (52) двигателя (100) внутреннего сгорания. EGR-канал (53) соединяет впускной канал (51) и выпускной канал (52). Дроссельный клапан (41) расположен ниже по потоку от соединенной части с EGR-каналом (53) во впускном канале (51) и выполнен с возможностью управления объемом всасываемого воздуха, протекающего в двигатель (100) внутреннего сгорания. Впускной дроссельный клапан (39) расположен выше по потоку от соединенной части с EGR-каналом (53) во впускном канале (51). Степень открытия впускного дроссельного клапана (39) определяется на основе объема всасываемого воздуха, когда объем всасываемого воздуха находится в пределах диапазона в EGR-области, причем в этом диапазоне вводимый объем свежего воздуха не затрагивается посредством дросселирования воздуха впускного дроссельного клапана (39). Также раскрыт способ управления для двигателя внутреннего сгорания. Технический результат заключается в подавлении уменьшения выходной мощности при введении EGR-газа. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, содержащее:

впускной канал двигателя внутреннего сгорания;

выпускной канал двигателя внутреннего сгорания;

EGR-канал, соединяющий впускной канал и выпускной канал;

дроссельный клапан, расположенный ниже по потоку от соединенной части с EGR-каналом во впускном канале и выполненный с возможностью управления объемом всасываемого воздуха, протекающего в двигатель внутреннего сгорания; и

впускной дроссельный клапан, расположенный выше по потоку от соединенной части с EGR-каналом во впускном канале,

при этом степень открытия впускного дроссельного клапана определяется на основе объема всасываемого воздуха, когда объем всасываемого воздуха находится в пределах диапазона в EGR-области, причем в этом диапазоне вводимый объем свежего воздуха не затрагивается посредством дросселирования воздуха впускного дроссельного клапана.

2. Устройство управления по п. 1, в котором определение степени открытия впускного дроссельного клапана осуществляется для ее монотонного увеличения в соответствии с увеличением объема всасываемого воздуха, когда объем всасываемого воздуха находится в пределах диапазона в EGR-области.

3. Устройство управления по п. 1, в котором впускной дроссельный клапан является полностью открытым в EGR-области, когда объем всасываемого воздуха находится за пределами указанного диапазона.

4. Устройство управления по п. 1, в котором максимальный объем всасываемого воздуха в указанном диапазоне составляет такой объем, при котором, если объем всасываемого воздуха увеличивается за пределы максимального объема всасываемого воздуха, вводимый объем свежего воздуха теперь затрагивается вследствие увеличения насосных потерь, когда всасываемый воздух дросселируется посредством впускного дроссельного клапана.

5. Устройство управления по п. 1, в котором объем всасываемого воздуха представляет собой целевой объем всасываемого воздуха, определенный из частоты вращения двигателя внутреннего сгорания и нагрузки двигателя внутреннего сгорания.

6. Устройство управления по п. 1, в котором степень открытия впускного дроссельного клапана задается равной степени открытия, идентичной степени открытия для другого рабочего состояния, в котором объем всасываемого воздуха является равным.

7. Устройство управления по п. 1, дополнительно содержащее EGR-клапан, расположенный в EGR-канале, при этом

выхлопной газ в выпускном канале вводится во впускной канал посредством управления EGR-клапаном в EGR-области и

впускной дроссельный клапан является полностью открытым за пределами EGR-области.

8. Устройство управления по п. 1, в котором степень открытия впускного дроссельного клапана определяется на основе карты, представляющей взаимосвязь между объемом всасываемого воздуха в двигателе внутреннего сгорания и степенью открытия впускного дроссельного клапана.

9. Способ управления для двигателя внутреннего сгорания, включающего в себя:

EGR-канал, соединяющий впускной канал и выпускной канал; и

впускной дроссельный клапан, расположенный выше по потоку от соединенной части с EGR-каналом во впускном канале,

при этом способ управления включает этапы, на которых:

определяют объем всасываемого воздуха двигателя внутреннего сгорания, когда рабочее состояние находится в EGR-области; и

определяют степень открытия впускного дроссельного клапана на основе объема всасываемого воздуха, когда объем всасываемого воздуха находится в пределах диапазона в EGR-области, причем в этом диапазоне вводимый объем свежего воздуха не затрагивается посредством дросселирования воздуха впускного дроссельного клапана.

10. Способ управления по п. 9, при котором определяют степень открытия впускного дроссельного клапана для ее монотонного увеличения в соответствии с увеличением объема всасываемого воздуха, когда объем всасываемого воздуха находится в пределах указанного диапазона в EGR-области.

11. Способ управления по п. 9, при котором дополнительно полностью открывают впускной дроссельный клапан в EGR-области, когда объем всасываемого воздуха находится за пределами указанного диапазона.

12. Способ управления по п. 9, при котором максимальный объем всасываемого воздуха в указанном диапазоне составляет такой объем, при котором, если объем всасываемого воздуха увеличивается за пределы максимального объема всасываемого воздуха, вводимый объем свежего воздуха теперь затрагивается вследствие увеличения насосных потерь, когда всасываемый воздух дросселируется посредством впускного дроссельного клапана.

13. Способ управления по п. 9, при котором объем всасываемого воздуха представляет собой целевой объем всасываемого воздуха, определенный из частоты вращения двигателя внутреннего сгорания и нагрузки двигателя внутреннего сгорания.