Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания
Изобретение относится к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания. Задачей настоящего изобретения является надежная защита, например, каталитического нейтрализатора для очистки выхлопа от повреждения, когда применяемое топливо заменяется на топливо, имеющее другие свойства, во время работы. Устройство управления двигателем внутреннего сгорания работает на разном топливе, которое отличается по стехиометрическому соотношению количества воздуха к количеству топлива. Устройство управления содержит датчик выхлопного газа, установленный в выхлопном канале двигателя внутреннего сгорания, для генерирования выходного сигнала согласно соотношению количества воздуха к количеству топлива выхлопного газа; средство управления с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива для выполнения управления с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива в соответствии с выходным сигналом от датчика выхлопного газа; средство адаптации к топливу для выполнения адаптации к топливу, чтобы скорректировать ошибку, возникающую от типа топлива, в соответствии со значением корректировки по сигналам обратной связи, вычисленным во время управления с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива; средство обнаружения дозаправки для обнаружения топлива, поданного в топливный бак; и средство ограничения количества воздуха, которое, когда средство обнаружения дозаправки обнаруживает подачу топлива, ограничивает количество всасываемого воздуха двигателя внутреннего сгорания во время последующей работы до тех пор, пока не завершится адаптация к топливу. По второму варианту устройство управления двигателем содержит средство определения дозаправки для определения топлива, поданного в топливный бак; средство вычисления, которое, когда средство определения дозаправки определяет подачу топлива, вычисляет прошедшее время, пройденное расстояние в милях или совокупную величину расхода топлива во время последующей работы; и средство ограничения количества воздуха для ограничения количества всасываемого воздуха двигателя внутреннего сгорания до тех пор, пока вычисленное прошедшее время, пройденное расстояние или совокупная величина расхода топлива не достигнет заданного оценочного значения. По третьему варианту устройство управления двигателем внутреннего сгорания, работающим на разном топливе, которое отличается по стехиометрическому соотношению количества воздуха к количеству топлива, при этом устройство управления содержит датчик свойств топлива, который установлен в топливном баке или топливопроводе для определения свойств топлива; и средство ограничения количества воздуха для ограничения количества всасываемого воздуха двигателя внутреннего сгорания, когда существует изменение в свойствах топлива, определяемое датчиком свойств топлива. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания.
Уровень техники
Предполагается, что спиртосодержащее топливо, полученное смешиванием бензина со спиртом, который является биотопливом, извлеченным, например, из сахарного тростника, пшеницы или древесины, должно использоваться в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания. При таких обстоятельствах транспортные средства с гибким выбором топлива (FFV), которые могут использовать разные типы топлива, которые отличаются по концентрации спирта (содержанию спирта), были постепенно изучены в целях развития.
Бензин и спирт отличаются по стехиометрическому соотношению количества воздуха к количеству топлива. Стехиометрическое соотношение количества воздуха к количеству топлива для бензина равно приблизительно 14,6, тогда как стехиометрическое соотношение количества воздуха к количеству топлива, например, для этанола равно приблизительно 9. Следовательно, стехиометрическое соотношение количества воздуха к количеству топлива для спиртосодержащего топлива изменяется с концентрацией спирта в нем. Следовательно, когда применяемое топливо меняется на топливо, имеющее другую концентрацию спирта, необходимо соответственно изменить соотношение количества воздуха к количеству топлива.
В двигателе внутреннего сгорания управление с обратной связью, как правило, выполняется по соотношению количества воздуха к количеству топлива в соответствии с сигналом, выведенным из датчика выхлопных газов, который формирует выходной сигнал согласно соотношению количества воздуха к количеству топлива выхлопных газов. Когда выполняется такое управление с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива, проблема не возникает, даже если применяемое топливо меняется на топливо, имеющее другую концентрацию спирта, т.е. другое стехиометрическое соотношение количества воздуха к количеству топлива. Причина заключается в том, что объем впрыска топлива автоматически корректируется с тем, чтобы уравнять соотношение количества воздуха к количеству топлива выхлопа со стехиометрическим соотношением количества воздуха к количеству топлива.
Однако управление с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива останавливается во время увеличения подачи топлива. Увеличение подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора выполняется, чтобы предохранить каталитический нейтрализатор для очистки выхлопного газа от перегрева. Увеличение подачи энергетического топлива выполняется, чтобы сформировать более высокую мощность. Если применяемое топливо меняется, пока управление с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива остановлено, разница соотношения количества воздуха к количеству топлива, вызванная изменением топлива, не будет передана по обратной связи. Следовательно, объем впрыска топлива не может быть скорректирован. Это может ухудшить выбросы и дорожные качества автомобиля. Кроме того, также может возникнуть следующая проблема.
Увеличение подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора является коррекцией, которая может быть сделана посредством увеличения объема впрыска топлива, чтобы обеспечить соотношение количества воздуха к количеству топлива более низкое, чем стехиометрическое соотношение количества воздуха к количеству топлива, с целью понижения температуры выхлопа, используя теплоту испарения топлива, когда каталитический нейтрализатор, вероятно, может перегреться. Теперь предположим, что применяемый в настоящее время объем впрыска топлива вычисляется, чтобы обеспечить соотношение количества воздуха к количеству топлива, равное 12, в ситуации, когда увеличение подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора выполняется во время работы, выполненной посредством использования топлива, состоящего на 100% из бензина. Также предположим, что применяемое топливо меняется на топливо, имеющее высокую концентрацию спирта (например, топливо, имеющее концентрацию спирта в 85%), в то время как выполняется увеличение подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора. Для топлива, имеющего высокую концентрацию спирта, соотношение количества воздуха к количеству топлива, равное 12, является более бедным, чем стехиометрическое соотношение количества воздуха к количеству топлива. В этом случае, следовательно, эффект уменьшения температуры выхлопа посредством теплоты испарения топлива уменьшается, таким образом позволяя температуре выхлопа расти. Как результат, каталитический нейтрализатор может повредиться, а в наихудшем случае может расплавиться.
Между тем устройство управления соотношением количества воздуха к количеству топлива, раскрытое в JP-A-5-5446, хранит ранее адаптированные значения для коррекции соотношения количества воздуха к количеству топлива, сортирует сохраненные адаптированные значения по концентрации спирта, позволяет датчику концентрации спирта, установленному в топливном баке, обнаружить концентрацию спирта в топливе и выборочно использует адаптированное значение в соответствии с концентрацией спирта поданного топлива.
Подобные устройства также раскрыты в JP-A-2005-98265, JP-A-2005-90427 и JP-A-9-324693.
Проблема, решаемая изобретением
Тем не менее, даже если концентрация спирта в топливе, подаваемого в топливный бак, отличается от концентрации спирта используемого в настоящий момент топлива, топливо, впрыскиваемое из форсунки, немедленно не меняется на вновь подаваемое топливо. Более конкретно, вышеупомянутое устройство управления соотношением количества воздуха к количеству топлива предыдущего уровня техники не может точно определить момент, когда топливо, впрыснутое из форсунки, фактически изменяется. Следовательно, если изменение топлива происходит в то время, когда управление с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива остановлено, использование вышеупомянутого устройства не решает вышеуказанную проблему.
Настоящее изобретение было осуществлено, чтобы решить вышеупомянутую проблему. Целью настоящего изобретения является создание устройства управления двигателем внутреннего сгорания, которое может точно не допустить повреждения, например, каталитического нейтрализатора очистки выхлопных газов, когда применяемое топливо меняется на топливо, имеющее другие свойства, во время работы.
Средство решения проблемы
Первым аспектом настоящего изобретения является устройство управления для управления двигателем внутреннего сгорания, способным работать на разном топливе, которое отличается по стехиометрическому соотношению количества воздуха к количеству топлива, устройство управления содержит:
датчик выхлопного газа, который установлен в выхлопном канале двигателя внутреннего сгорания, чтобы формировать выходной сигнал согласно соотношению количества воздуха к количеству топлива выхлопного газа;
средство управления с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива для выполнения управления с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива в соответствии с выходным сигналом от датчика выхлопного газа;
средство адаптации к топливу для выполнения адаптации к топливу, чтобы скорректировать ошибку, возникающую от типа топлива, в соответствии со значением корректировки по сигналам обратной связи, вычисленным во время управления с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива;
средство определения дозаправки для определения топлива, поданного в топливный бак; и
средство ограничения количества воздуха, которое, когда средство определения дозаправки определяет подачу топлива, ограничивает количество всасываемого воздуха двигателя внутреннего сгорания во время последующей работы до тех пор, пока не завершится адаптация к топливу.
Вторым аспектом настоящего изобретения является устройство управления для управления двигателем внутреннего сгорания, способным работать на разном топливе, которое отличается по стехиометрическому соотношению количества воздуха к количеству топлива, устройство управления содержит:
средство определения дозаправки для определения топлива, поданного в топливный бак;
средство вычисления, которое, когда средство определения дозаправки определяет подачу топлива, вычисляет прошедшее время, пройденное расстояние в милях или совокупную величину расхода топлива во время последующей работы; и
средство ограничения количества воздуха для ограничения количества всасываемого воздуха двигателя внутреннего сгорания до тех пор, пока вычисленное прошедшее время, пройденное расстояние или совокупная величина расхода топлива не достигнет заданного оценочного значения.
Третьим аспектом настоящего изобретения является устройство управления для управления двигателем внутреннего сгорания, способным работать на разном топливе, которое отличается по стехиометрическому соотношению количества воздуха к количеству топлива, устройство управления содержит:
датчик свойств топлива, который установлен в топливном баке или топливопроводе, для определения свойств топлива; и
средство ограничения количества воздуха для ограничения количества всасываемого воздуха двигателя внутреннего сгорания, когда существует изменение в свойствах топлива, определяемое датчиком свойств топлива.
Четвертым аспектом настоящего изобретения является устройство управления согласно третьему аспекту, дополнительно содержащее:
средство вычисления величины расхода, которое, когда существует изменение в свойствах топлива, определяемое датчиком свойств топлива, вычисляет совокупную величину расхода топлива после изменения;
при этом средство ограничения количества воздуха ограничивает количество всасываемого воздуха до тех пор, пока совокупная величина расхода топлива не достигнет заданного оценочного значения.
Пятым аспектом настоящего изобретения является устройство управления согласно четвертому аспекту, в котором заданное оценочное значение заставляет непрерывно ограничивать количество всасываемого воздуха до тех пор, пока топливо в топливопроводе между датчиком свойств топлива и передним концом форсунки не будет полностью заменено.
Шестым аспектом настоящего изобретения является устройство управления согласно четвертому или пятому аспекту, дополнительно содержащее:
средство коррекции количества впрыска топлива, которое, когда совокупная величина расхода топлива достигает заданного оценочного значения, корректирует количество впрыска топлива в соответствии со свойствами топлива, определяемыми датчиком свойств топлива.
Преимущества изобретения
Когда топливо, поданное в топливный бак, определено в двигателе внутреннего сгорания, способном работать на разном топливе, которое отличается по стехиометрическому соотношению количества воздуха к количеству топлива, первый аспект настоящего изобретения может ограничивать количество всасываемого воздуха во время последующей работы до тех пор, пока не будет завершена адаптация к топливу на основе управления с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива. Когда топливо, поданное в топливный бак, обнаружено, топливо, впрыснутое из форсунки, может измениться во время последующей работы на другое топливо, которое отличается по стехиометрическому соотношению количества воздуха к количеству топлива. Если выполняется управление с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива, когда происходит замена топлива, можно правильно скорректировать соотношение количества воздуха к количеству топлива в соответствии с новым топливом и узнать величину коррекции, требуемой из-за различий топлива, как адаптированное значение топлива. Однако, если управление с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива остановлено, чтобы выполнить увеличение подачи топлива до завершения адаптации к топливу, соотношение количества воздуха к количеству топлива не может быть скорректировано до значения, подходящего для нового топлива, даже когда топливо меняется. Следовательно, соотношение количества воздуха к количеству топлива становится неправильным во время увеличения подачи топлива. Это может не только ухудшить выбросы и дорожные качества автомобиля, но также повредить каталитический нейтрализатор для очистки выхлопных газов. При вышеупомянутых обстоятельствах первый аспект настоящего изобретения ограничивает количество всасываемого воздуха до тех пор, пока не будет завершена адаптация к топливу, таким образом не допуская входа двигателя внутреннего сгорания в область работы, где выполняется увеличение подачи топлива. Это позволяет точно предотвратить ухудшения выбросов и дорожных качеств автомобиля и предотвратить повреждение каталитического нейтрализатора очистки выхлопных газов.
Когда топливо, поданное в топливный бак, обнаружено в двигателе внутреннего сгорания, способном работать на разном топливе, которое отличается по стехиометрическому соотношению количества воздуха к количеству топлива, второй аспект настоящего изобретения может ограничивать количество всасываемого воздуха во время последующей работы до тех пор, пока прошедшее время, пройденное расстояние или совокупная величина расхода топлива не достигнет заданного оценочного значения. Когда заданное оценочное значение присвоено, окончание адаптации к топливу может быть точно оценено посредством наблюдения за пройденным временем, пройденным расстоянием или совокупной величиной расхода топлива. Следовательно, второй аспект настоящего изобретения обеспечивает те же преимущества, что и первый аспект.
Когда свойства топлива, определяемые датчиком свойств топлива, который установлен в топливном баке или топливопроводе, изменяются в двигателе внутреннего сгорания, способном работать на различном топливе, которое отличается по стехиометрическому соотношению количества воздуха к количеству топлива, третий аспект настоящего изобретения может ограничить количество всасываемого воздуха двигателя внутреннего сгорания. Следовательно, когда топливо может быть заменено на другой тип, возможно предотвратить вход двигателя внутреннего сгорания в рабочую область, где выполняется увеличение подачи топлива. В результате третий аспект настоящего изобретения может точно предотвратить ухудшения выбросов и дорожных качеств автомобиля и предотвратить повреждение каталитического нейтрализатора очистки выхлопных газов, как в случае с первым аспектом.
Четвертый аспект настоящего изобретения может ограничивать количество всасываемого воздуха до тех пор, пока заданное оценочное значение не будет достигнуто совокупной величиной расхода топлива, превалирующей после изменения свойств топлива, обнаруженного датчиком свойств топлива. Поскольку заданное оценочное значение присвоено, ограничение по количеству всасываемого воздуха может быть снято, когда может быть оценено, что топливо, впрыснутое из форсунки, наверняка заменено на новое. Другими словами, четвертый аспект настоящего изобретения может снять ограничение по количеству всасываемого воздуха с соответствующей синхронизацией.
Пятый аспект настоящего изобретения может определить вышеупомянутое оценочное значение так, что количество всасываемого воздуха остается ограниченным, пока топливо в топливопроводе между позицией, в которой установлен датчик свойств топлива, и передним концом форсунки не будет полностью заменено. Это обеспечивает то, что количество всасываемого воздуха остается ограниченным в течение минимального требуемого периода.
Когда совокупная величина расхода топлива достигает вышеупомянутого оценочного значения, т.е. когда может быть оценено, что топливо, впрыснутое из форсунки, наверняка заменено на новое, шестой аспект настоящего изобретения может скорректировать количество впрыска топлива в соответствии со свойствами топлива, обнаруженными датчиком свойств топлива. Следовательно, коррекция количества впрыска топлива (соотношения количества воздуха к количеству топлива), требуемая после замены топлива, может быть сделана с соответствующей синхронизацией.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 является блок-схемой, иллюстрирующей конфигурацию системы согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 является схематическим чертежом, иллюстрирующим топливную систему, которая подает топливо в двигатель внутреннего сгорания согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.3 является временной диаграммой, иллюстрирующей способ вычисления значения FAF коррекции по сигналам обратной связи.
Фиг.4 является блок-схемой, иллюстрирующей процедуру, которая выполняется посредством первого варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг.5 является блок-схемой, иллюстрирующей процедуру, которая выполняется посредством второго варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг.6 является схематическим чертежом, иллюстрирующим топливную систему, которая подает топливо в двигатель внутреннего сгорания согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.7 является блок-схемой, иллюстрирующей процедуру, которая выполняется посредством третьего варианта осуществления настоящего изобретения.
Наилучший способ осуществления изобретения
Варианты осуществления настоящего изобретения теперь будут описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи. Идентичные элементы на чертежах обозначены одинаковыми ссылочными позициями и их повторное описание повторяться не будет.
Фиг.1 является блок-схемой, иллюстрирующей конфигурацию системы согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг.1, система согласно настоящему варианту осуществления включает в себя двигатель 10 внутреннего сгорания, который установлен в транспортном средстве в качестве источника движущей силы. Предполагается, что двигатель 10 внутреннего сгорания может работать на бензине, спирте (этаноле, метаноле и т.п.) или смешанном топливе, составленном из бензина и спирта (спиртосодержащем топливе).
Настоящее изобретение предполагает, что двигатель 10 внутреннего сгорания является рядным двигателем четырехцилиндрового типа. Однако настоящее изобретение не ограничено использованием четырех цилиндров и рядным размещением цилиндров. Фиг.1 является поперечным сечением, иллюстрирующим один цилиндр двигателя 10 внутреннего сгорания.
Каждый цилиндр двигателя 10 внутреннего сгорания сообщается с впускным каналом 12 и выпускным каналом 14. Измеритель 16 количества воздуха установлен во впускном канале 12, чтобы обнаруживать количество GA всасываемого воздуха. Дроссельная заслонка 18 установлена после измерителя 16 количества воздуха, чтобы управлять количеством всасываемого воздуха. Дроссельная заслонка 18 является электронно-управляемым клапаном, который приводится в движение двигателем 20 дросселя в соответствии, например, с нажатием акселератора. Датчик 22 позиции дросселя установлен рядом с дроссельной заслонкой 18, чтобы обнаруживать открытие дроссельной заслонки 18 (далее в данном документе именуемое "открытием дросселя"). Открытие акселератора обнаруживается датчиком 24 позиции акселератора, который установлен рядом с педалью акселератора.
Каждый цилиндр двигателя 10 внутреннего сгорания включает в себя форсунку 26, которая впрыскивает топливо во впускное отверстие 11. Двигатель 10 внутреннего сгорания не ограничен двигателем с впрыском во впускной канал, который показан на чертеже. Альтернативно, он может быть двигателем с непосредственным впрыском, который непосредственно впрыскивает топливо в цилиндр.
Каждый цилиндр двигателя 10 внутреннего сгорания также включает в себя впускной клапан 28, свечу 30 зажигания и выпускной клапан 32.
Датчик 36 угла поворота коленчатого вала установлен рядом с коленчатым валом 34 двигателя 10 внутреннего сгорания, чтобы обнаруживать угол поворота коленчатого вала 34. Выходной сигнал датчика 36 угла поворота коленчатого вала может быть использован, чтобы обнаружить, например, вращательную позицию коленчатого вала 34 и скорость NE вращения двигателя.
Каталитический нейтрализатор 38 установлен в выпускном канале 14 двигателя 10 внутреннего сгорания, чтобы очищать выхлопной газ. O2-датчик 40 установлен перед каталитическим нейтрализатором 38, чтобы формировать выходной сигнал, который внезапно изменяется в зависимости от того, богаче или беднее соотношение количества воздуха к количеству топлива выхлопного газа, чем стехиометрическое соотношение количества воздуха к количеству топлива.
Система согласно настоящему варианту осуществления также включает в себя электронный блок управления (ЭБУ) 50. ЭБУ 50 подключен к вышеупомянутым различным датчикам и приводам. ЭБУ 50 способен управлять рабочим состоянием двигателя 10 внутреннего сгорания в соответствии с выходными сигналами от датчиков.
Фиг.2 является схематическим чертежом, иллюстрирующим топливную систему, которая подает топливо в двигатель 10 внутреннего сгорания. Как показано на Фиг.2, система согласно настоящему варианту осуществления включает в себя топливный бак 42, который хранит подаваемое топливо. Топливный насос 44 и регулятор 46 давления установлены в топливном баке 42. Топливо в топливном баке 42 нагнетается топливным насосом 44, регулируется по давлению регулятором 46 давления и передается в двигатель 10 внутреннего сгорания через топливопровод 48. Топливо затем распределяется форсунке 26 каждого цилиндра через нагнетательную рампу 52.
Теперь будет описано основное управление соотношением количества воздуха к количеству топлива, выполненное системой согласно настоящему варианту осуществления. Форсунка 26 впрыскивает предварительно определенное количество топлива в соответствии с временем TAU впрыска топлива. Следовательно, ЭБУ 50 управляет количеством впрыска топлива, управляя временем TAU впрыска топлива форсунки 26. Время TAU впрыска топлива вычисляется следующим уравнением:
В уравнении (1) выше символ "TP" представляет основное время впрыска. Основное время TP впрыска является временем впрыска для основного количества впрыска топлива, которое вычисляется, например, из количества GA всасываемого воздуха, обнаруженного измерителем 16 количества воздуха, и скорости NE вращения двигателя. Символ "α" представляет коэффициент коррекции, который используется, например, чтобы выполнить увеличение подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора или увеличение подачи энергетического топлива. Символ "β" представляет ошибочное время впрыска, которое используется, чтобы скорректировать задержку в работе форсунки 26. Символ "KT" представляет коэффициент коррекции, который состоит из значения FAF коррекции по сигналам обратной связи и адаптированного значения KG. Другими словами, коэффициент KT коррекции выражается следующим уравнением:
Фиг.3 является временной диаграммой, иллюстрирующей способ вычисления значения FAF коррекции по сигналам обратной связи. Более конкретно, линия (a) на Фиг.3 указывает изменения в выходном сигнале O2-датчика 40, тогда как линия (b) на Фиг.3 указывает изменения в значении FAF коррекции по сигналам обратной связи. Как показано на Фиг.3, значение FAF коррекции по сигналам обратной связи вычисляется так, что оно периодически изменяется около 1,0, пока выполняется управление с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива. Способ вычисления значения FAF коррекции по сигналам обратной связи будет описан подробно ниже.
Фиг.3 показывает, что выходной сигнал O2-датчика 40 обеднен во время интервала между временем t1 и временем t2. Он указывает, что соотношение количества воздуха к количеству топлива выхлопного газа, выпущенного из двигателя 10 внутреннего сгорания (далее в данном документе именуемое "соотношением количества воздуха к количеству топлива выхлопа") беднее, чем стехиометрическое соотношение количества воздуха к количеству топлива. Пока O2-датчик 40 формирует обедненный выходной сигнал, значение FAF коррекции по сигналам обратной связи обновляется и постепенно увеличивается с предварительно определенным уклоном. Когда FAF обновляется до большого значения, время TAU впрыска топлива увеличивается, таким образом заставляя вскоре соотношение количества воздуха к количеству топлива выхлопа изменяться с обедненного на обогащенное. Выходной сигнал O2-датчика 40 затем также изменяется с обедненного на обогащенный (время t2).
Когда обнаружено, что выходной сигнал O2-датчика 40 изменился с обедненного на обогащенный, ЭБУ 50 резко уменьшает значение FAF коррекции по сигналу обратной связи (время t2). Впоследствии FAF обновляется и постепенно уменьшается с предварительно определенным уклоном, пока выходной сигнал O2-датчика 40 остается обогащенным. Когда FAF обновляется до маленького значения, время TAU впрыска топлива уменьшается, таким образом заставляя вскоре соотношение количества воздуха к количеству топлива выхлопа изменяться с обогащенного на обедненное. Выходной сигнал O2-датчика 40 тогда также изменяется с обогащенного на обедненный (время t3).
Когда обнаруживается, что выходной сигнал O2-датчика 40 изменяется с обогащенного на обедненный, ЭБУ 50 резко увеличивает значение FAF коррекции по сигналам обратной связи (время t3). Впоследствии FAF обновляется способом, описанным выше, и постепенно увеличивается с предварительно определенным уклоном, пока выходной сигнал O2-датчика 40 остается обедненным.
Пока выполняется управление с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива, вышеописанный процесс повторно выполняется, чтобы поочередно увеличивать и уменьшать значение FAF коррекции по сигналам обратной связи в соответствии с соотношением количества воздуха к количеству топлива выхлопа. Кроме того, когда FAF поочередно увеличивается и уменьшается, соотношение количества воздуха к количеству топлива двигателя 10 внутреннего сгорания остается близким к стехиометрическому соотношению количества воздуха к количеству топлива.
В дополнение к вычислениям значения FAF коррекции по сигналам обратной связи ЭБУ 50 вычисляет сглаженное значение FAFAV, которое является средним по времени значением FAF коррекции по сигналам обратной связи. Пока управление с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива выполняется идеально, сглаженное значение FAFAV равно 1,0, так как значение FAF коррекции по сигналам обратной связи изменяется около 1,0. Однако, если соотношение количества воздуха к количеству топлива имеет тенденцию быть более богатым, чем стехиометрическое соотношение количества воздуха к количеству топлива, например, из-за индивидуальной изменчивости измерителя 16 количества воздуха или форсунки 26, FAF изменяется около значения, меньшего чем 1,0, чтобы компенсировать такую тенденцию. В этом случае FAFAV является меньшим чем 1,0. Если, с другой стороны, соотношение количества воздуха к количеству топлива имеет склонность быть беднее, чем стехиометрическое соотношение количества воздуха к количеству топлива, FAFAV является большим чем 1,0, так как FAF изменяется около значения, большего, чем 1,0.
Другими словами, отклонение (FAFAV-1,0) между сглаженным значением FAFAV значения FAF коррекции по сигналам обратной связи и контрольным значением 1,0 может рассматриваться как устойчивая ошибка, которая участвует в управлении соотношением количества воздуха к количеству топлива. Чтобы узнать такую устойчивую ошибку, ЭБУ 50 выполняет процесс периодического включения отклонения (FAFAV-1,0) в адаптированное значение KG.
Если соотношение количества воздуха к количеству топлива имеет склонность быть богаче или беднее, чем стехиометрическое соотношение количества воздуха к количеству топлива, например, из-за старения двигателя 10 внутреннего сгорания, вышеописанный способ позволяет адаптированному значению KG компенсировать такую тенденцию. Следовательно, значение FAF коррекции по сигналам обратной связи может постоянно изменяться около контрольного значения 1,0.
Как упомянуто ранее, стехиометрическое соотношение количества воздуха к количеству топлива изменяется с концентрацией спирта в топливе. Более конкретно, стехиометрическое соотношение количества воздуха к количеству топлива уменьшается с увеличением концентрации спирта (с увеличением степени близости к 100% спирту) и увеличивается с уменьшением концентрации спирта (с увеличением степени близости к 100% бензину). В ситуации, где количество впрыска топлива (соотношение количества воздуха к количеству топлива) остается неизменившимся, следовательно, соотношение количества воздуха к количеству топлива становится беднее, чем стехиометрическое соотношение количества воздуха к количеству топлива, когда концентрация спирта увеличивается и становится богаче, чем стехиометрическое соотношение количества воздуха к количеству топлива, когда концентрация спирта уменьшается.
Впоследствии, когда концентрация спирта в топливе, сгоревшем в двигателе 10 внутреннего сгорания, изменяется, так как вновь поданное топливо отличается от используемого в текущий момент топлива по концентрации спирта, соотношение количества воздуха к количеству топлива имеет склонность быть богаче или беднее, чем стехиометрическое соотношение количества воздуха к количеству топлива. Даже в этом случае вышеупомянутое адаптированное значение KG может компенсировать такую тенденцию. Следовательно, даже когда концентрация спирта в топливе изменилась, выполнение управления с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива, как описано выше, дает возможность гарантировать, что соотношение количества воздуха к количеству топлива двигателя 10 внутреннего сгорания согласуется со стехиометрическим соотношением количества воздуха к количеству топлива.
Настоящий вариант осуществления предполагает, что адаптированное значение KG составлено из обычного адаптированного значения KGN, которое используется, чтобы скорректировать отклонение соотношения количества воздуха к количеству топлива, получающееся в результате, например, старения двигателя 10 внутреннего сгорания, и адаптированного значения KGF топлива, которое используется, чтобы скорректировать отклонение соотношения количества воздуха к количеству топлива, получающееся в результате разницы в типе топлива (концентрации спирта), и четко вычисляет нормальное адаптированное значение KGN и адаптированное значение KGF топлива. Хотя адаптированное значение KG может содержать некоторые другие адаптированные значения, настоящий вариант осуществления предполагает, что адаптированное значение KG составлено из нормального адаптированного значения KGN и адаптированного значения KGF топлива. Другими словами, адаптированное значение KG согласно настоящему варианту осуществления выражается следующим уравнением:
Если топливо, имеющее другую концентрацию спирта, подается в топливный бак, концентрация спирта топлива, впрыснутого из форсунки 26, изменяется во время последующей работы. Следовательно, если соотношение количества воздуха к количеству топлива сдвигается во время работы, последующей после дозаправки, т.е. если возникает отклонение (FAFAV - 1,0) между сглаженным значением FAFAV значения FAV коррекции по сигналам обратной связи и контрольным значением 1,0, очень вероятно, что отклонение вызвано изменением в концентрации спирта в топливе. Таким образом, отклонение (FAFAV - 1,0), полученное в течение определенного периода после дозаправки, рассматривается как следствие изменения топлива и включается в адаптированное значение KGF топлива.
Когда адаптированное значение KGF топлива приближается, по существу, к фиксированному значению при адаптации к топливу, описанному выше, может быть решено, что адаптация к топливу завершена. Следовательно, если соотношение количества воздуха к количеству топлива впоследствии смещается, возможно, что такое смещение вызвано общим фактором, таким как старение двигателя 10 внутреннего сгорания. После завершения адаптации к топливу, следовательно, отклонение (FAFAV-1,0) включается в обычное адаптированное значение KGN.
Когда ожидается, что температура каталитического нейтрализатора 38 может чрезмерно повыситься, система выполняет увеличение подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора, чтобы предохранить каталитический нейтрализатор 38 от разрушения и повреждения. Это увеличение подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора будет описано ниже.
Связь между температурой конвергенции каталитического нейтрализатора 38, нагрузкой двигателя и скоростью NE двигателя во время устойчивой работы была изучена заранее. Система хранит эту связь как таблицу в ЭБУ 50. ЭБУ 50 постоянно выполняет вычисления, чтобы оценить температуру каталитического нейтрализатора 38 в соответствии с таблицей (далее в данном документе именуемой как "таблица температуры конвергенции каталитического нейтрализатора"), текущую нагрузку двигателя и текущую скорость NE двигателя. Когда оцененная температура каталитического нейтрализатора 38 превышает заданную температуру для увеличения подачи топлива (допустимую температуру), выполняется увеличение подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора, чтобы защитить каталитический нейтрализатор 38, обеспечивая теплу испарения топлива понижение температуры выхлопа.
Когда выполняется увеличение подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора, количество впрыска топлива увеличивается, чтобы обеспечить соотношение количества воздуха к количеству топлива, которое богаче, чем стехиометрическое соотношение количества воздуха к количеству топлива. Тем временем управление с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива, основанное на вышеупомянутом значении FAF коррекции по сигналам обратной связи, выполняется, чтобы гарантировать, что соотношение количества воздуха к количеству топлива согласуется со стехиометрическим соотношением количества воздуха к количеству топлива. Следовательно, когда выполняется увеличение подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора, управление с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива останавливается, чтобы избежать помех. Следовательно, количество впрыска топлива (соотношение количества воздуха к количеству топлива) управляется без обратной связи.
Как упомянуто ранее, стехиометрическое соотношение количества воздуха к количеству топлива изменяется вместе с концентрацией спирта в топливе. Следовательно, идеальное соотношение количества воздуха к количеству топлива для увеличения подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора также изменяется вместе с концентрацией спирта в топливе. Когда адаптация к топливу завершена, соотношение количества воздуха к количеству топлива для увеличения подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора может также быть должным образом скорректировано на адаптированное значение KGF топлива.
Однако, если увеличение подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора выполняется, когда адаптация к топливу еще не завершена после того, как топливо, впрыснутое из форсунки 26 (далее в данном документе именуемое как "впрыснутое топливо"), изменилось на топливо, имеющее другую концентрацию спирта, возникает следующая проблема.
Предположим, что увеличение подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора выполняется непосредственно после того, как топливо, фактически впрыснутое из форсунки 26, меняется с топлива, состоящего из 100% бензина, на топливо, имеющее высокую концентрацию спирта (например, имеющее концентрацию спирта, равную 85%). В этом случае адаптированное значение KGF топлива адаптируется к топливу, состоящему из 100% бензина, так как адаптация к топливу еще не завершена. Впоследствии, когда увеличение подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора выполняется в вышеописанном случае, количество топлива, которое должно быть впрыснуто из форсунки 26, вычисляется с тем, чтобы обеспечить соотношение количества воздуха к количеству топлива, более обогащенное, чем стехиометрическое соотношение количества воздуха к количеству топлива для топлива, состоящего из 100% бензина (например, соотношение количества воздуха к количеству топлива, равное 12). Однако топливо, фактически впрыснутое из форсунки 26, имеет высокую концентрацию спирта, т.е. низкое стехиометрическое соотношение количества воздуха к количеству топлива. Следовательно, если топливо впрыскивается с соотношением количества воздуха к количеству топлива, равным 12, сгорание происходит при соотношении количества воздуха к количеству топлива, которое беднее, чем стехиометрическое соотношение количества воздуха к количеству топлива. Как результат эффект уменьшения температуры выхлопа посредством теплоты испарения топлива уменьшается, таким образом позволяя температуре выхлопа расти. Другими словами, температура каталитического нейтрализатора 38 продолжает расти в ситуации, когда она должна снижаться. В результате каталитический нейтрализатор 38 может повредиться, а в наихудшем случае может расплавиться.
Вышеупомянутое явление также происходит, когда впрыснутое топливо меняется с топлива, имеющего низкую концентрацию спирта (вместо топлива, состоящего из 100% бензина), на топливо, имеющее высокую концентрацию спирта.
Если, наоборот, увеличение подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора выполняется непосредственно после того, как впрыснутое топливо меняется с топлива, имеющего высокую концентрацию спирта, на топливо, имеющее низкую концентрацию спирта, соотношение количества воздуха к количеству топлива становится чрезмерно обогащенным, таким образом ухудшая качество сгорания и выбросы.
Кроме того, вышеописанное явление также может произойти, когда выполняется увеличение подачи топлива, отличное от увеличения подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора. Другое увеличение подачи топлива является, например, увеличением подачи энергетического топлива. Однако следующее описание, главным образом, имеет дело с увеличением подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора.
Чтобы преодолеть вышеописанную проблему, настоящий вариант осуществления выполняет управление, чтобы ограничить количество всасываемого воздуха (открытие дросселя) во время работы, следующей после дозаправки в топливный бак 42, пока не завершена адаптация к топливу. Выполняющееся управление, таким образом, обеспечивает предотвращение чрезмерного роста температуры каталитического нейтрализатора 38. Так как это устраняет необходимость увеличения подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора, возможно определенно избежать упомянутой выше проблемы.
Фиг.4 является блок-схемой, иллюстрирующей процедуру, которую выполняет ЭБУ 50 согласно настоящему варианту осуществления. Предполагается, что процедура неоднократно выполняется в заданных временных интервалах. Прежде всего процедура, показанная на Фиг.4, выполняет этап 100, чтобы оценить, существует ли запись о дозаправке, указывающая, что топливо заправлено. Предполагается, что настоящий вариант осуществления проверяет состояние, например, датчика измерения (датчика уровня), который установлен в топливном баке 42, топливную крышку транспортного средства, в котором установлен двигатель 10 внутреннего сгорания, и систему ORVR (бортовую систему улавливания паров при дозаправке) (не из тех элементов, которые показаны), чтобы обнаружить подано ли топливо. Когда поданное топливо обнаружено, процедура решает, что запись о дозаправке существует.
Если результат оценки, полученный на этапе 100, не указывает, что запись о дозаправке существует, может быть сделан вывод, что топливо, впрыснутое из форсунки 26, возможно не изменится на топливо, имеющее другую концентрацию спирта. Следовательно, в этом случае текущий цикл обработки приходит к непосредственному окончанию.
Если, с другой стороны, результат оценки, полученный на этапе 100, указывает, что запись о дозаправке существует, может быть сделан вывод, что топливо, впрыснутое из форсунки 26, может измениться или уже изменилось на топливо, имеющее другую концентрацию спирта. В этом случае далее выполняется этап 102, чтобы оценить, завершена ли адаптация к топливу. Адаптация к топливу может быть оценена как завершенная, когда, например, сглаженное значение FAFAV значения FAF коррекции по сигналам обратной связи остается в диапазоне оценки (1,0-γ≤FAFAV≤1,0+γ), которое определено заданным оценочным значением γ для периода времени не короче, чем заданное время τ оценки).
Если результат оценки, полученный на этапе 102, не указывает, что адаптация к топливу завершена, процедура переходит к этапу 104. На этапе 104 выполняется управление, чтобы ограничить открытие дросселя таким образом, что температура каталитического нейтрализатора 38 не достигает температуры увеличения подачи топлива. Более конкретно, определяются кривые нагрузки двигателя и скорости NE двигателя для того, чтобы заставить температуру конвергенции каталитического нейтрализатора, указанную в таблице температуры конвергенции каталитического нейтрализатора, согласовываться с температурой увеличения подачи топлива, чтобы использовать открытие дросселя в конкретной точке кривых в качестве верхнего ограничения открытия дросселя. Кроме того, управление выполняется так, что фактическое открытие дросселя меньше, чем верхнее ограничение открытия дросселя. Альтернативой будет оставить неограниченным открытие дросселя, пока оцененная температура каталитического нейтрализатора 38 в достаточной степени ниже, чем температура увеличения подачи топлива, и выполнять управление, чтобы поддерживать открытие дросселя меньшим, чем верхнее ограничение открытия дросселя, когда оцененная температура каталитического нейтрализатора 38 близка к температуре увеличения подачи топлива.
Когда этап 102 выполняется, как описано выше, возможно предохранить температуру (оцененную температуру) каталитического нейтрализатора 38 от повышения до температуры увеличения подачи топлива. Следовательно, увеличение подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора может быть точно отменено перед завершением адаптации к топливу. Другими словами, можно явно избежать окончания управления с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива. В результате вышеупомянутой проблемы можно явно избежать.
Когда управление адаптацией к топливу постепенно выполняется, чтобы завершить адаптацию к топливу после того, как впрыснутое топливо изменилось на новое топливо, адаптированное значение KGF топлива становится подходящим для нового топлива. В дальнейшем, даже если выполняется увеличение подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора, т.е. даже если управление с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива остановлено, количество впрыска топлива может быть вычислено, чтобы обеспечить соответствующее соотношение количества воздуха к количеству топлива для нового топлива. Это устраняет необходимость ограничения количества всасываемого воздуха. В связи с этим случаем, когда результат оценки, полученный на этапе 102, указывает, что адаптация к топливу завершена, выполняется этап 106, чтобы очистить запись о дозаправке (так что запись о дозаправке не существует). Далее выполняется этап 108, чтобы снять ограничение на открытие дросселя, которое было ограничено на этапе 104.
Следует отметить, что этап 102 выполняется, чтобы ограничить открытие дросселя (количество всасываемого воздуха). Этап 102 не запрещает возможность увеличения подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора. Пока возможность увеличения подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора запрещена, каталитический нейтрализатор 38 может повредиться, так как температура каталитического нейтрализатора 38 не может быть понижена, если температура каталитического нейтрализатора 38 будет чрезмерно повышаться по какой-либо причине. Однако настоящий вариант осуществления может должным образом защитить каталитический нейтрализатор 38, так как он может понизить температуру каталитического нейтрализатора 38 в такой ситуации.
Кроме того, процедура, показанная на Фиг.4, может предотвратить вход двигателя 10 внутреннего сгорания в область, где предусмотрено увеличение подачи топлива (например, увеличение подачи энергетического топлива), отличное от увеличения подачи топлива для защиты каталитического нейтрализатора, до завершения адаптации к топливу. Это обеспечивает надежную защиту каталитического нейтрализатора 38.
Хотя этап 104 выполняется, чтобы ограничить количество всасываемого воздуха посредством ограничения открытия дросселя, настоящее изобретение не ограничено использованием такого способа ограничения количества всасываемого воздуха. Когда, например, двигатель внутреннего сгорания включает в себя регулируемый клапанный механизм, который способен постоянно изменять рабочий угол и величину подъема впускного клапана 28, количество всасываемого воздуха альтернативно может быть ограничено посредством ограничения рабочего угла и величины подъема впускного клапана 28.
Между тем система согласно настоящему варианту осуществления имеет безвозвратную топливную систему, которая не имеет обратного канала от двигателя 10 внутреннего сгорания в топливный бак 42, как показано на Фиг.2. Даже после того, как новое, другое, топливо подано в такую безвозвратную топливную систему, впрыснутое топливо не заменяется на новое топливо до тех пор, пока предыдущее топливо, остающееся в топливопроводе между топливным баком 42 и форсункой 26, не будет израсходовано. Другими словами, впрыснутое топливо, возможно, не заменяется на вновь поданное топливо в течение периода непосредственно после возобновления работы следом за дозаправкой. Следовательно, нет необходимости немедленно начинать ограничение количества всасываемого воздуха на этапе 104. В результате альтернативой может быть вычисление совокупной величины расхода топлива, которая достигается после дозаправки, в соответствии с количеством топлива, впрыснутого из форсунки 26, и откладывание начала управления количеством всасываемого воздуха до тех пор, пока совокупная величина расхода топлива не достигнет значения, которое может изменить впрыснутое топливо на новое топливо. Использование этой альтернативы может минимизировать период, в течение которого количество всасываемого воздуха ограничено, т.е. период, в течение которого выходная мощность двигателя 10 внутреннего сгорания ограничена.
Когда, с другой стороны, применяется возвратная топливная система, так что существует обратный канал от двигателя 10 внутреннего сгорания к топливному баку 42, топливо в топливопроводе 48 и нагнетательной рампе 52 непрерывно циркулирует во время работы. Следовательно, когда работа возобновляется после дозаправки, топливо в топливопроводе 48 и нагнетательной рампе 52 немедленно заменяется новым. В результате, когда работа возобновляется после дозаправки, впрыснутое топливо вскоре заменяется новым. Следовательно, когда используется возвратная топливная система, предпочтительно, чтобы количество всасываемого воздуха было ограничено непосредственно после возобновления работы после дозаправки.
В первом варианте осуществления, который был описан выше, O2-датчик 40 соответствует "датчику выхлопного газа" согласно первому аспекту настоящего изобретения. Кроме того, "средство управления с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива" согласно первому аспекту настоящего изобретения осуществляется, когда ЭБУ 50 выполняет процесс вычисления значения FAF коррекции по сигналам обратной связи; "средство адаптации к топливу" согласно первому аспекту настоящего изобретения осуществляется, когда ЭБУ 50 выполняет процесс вычисления адаптированного значения KGF топлива; "средство обнаружения дозаправки" согласно первому аспекту настоящего изобретения осуществляется, когда ЭБУ 50 выполняет этап 100; и "средство ограничения количества воздуха" согласно первому аспекту настоящего изобретения осуществляется, когда ЭБУ 50 выполняет этапы 102-108.
Настоящее изобретение не ограничено использованием вышеописанных способов управления с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива и управления адаптацией к топливу и разрешает использование любых других способов. Настоящее изобретение может также применяться к системе, в которой A/F-датчик для формирования линейного выходного сигнала в соответствии с соотношением количества воздуха к количеству топлива выхлопа используется в качестве датчика выхлопного газа вместо O2-датчика 40, и к системе, имеющей множество датчиков выхлопного газа.
Второй вариант осуществления настоящего изобретения теперь будет описан со ссылкой на Фиг.5. Однако, главным образом, будут описаны различия между вторым вариантом осуществления и первым вариантом осуществления, описанным выше, в то же время опуская описание вопросов, общих для этих вариантов осуществления. Второй вариант осуществления может быть осуществлен, когда он использует ту же конфигурацию системы, что и первый вариант осуществления, и заставляет ЭБУ 50 выполнять описанную ниже процедуру, показанную на Фиг.5.
Когда обнаружена дозаправка, первый вариант осуществления ограничивает количество всасываемого воздуха до тех пор, пока не будет завершена адаптация к топливу. Почти во всех случаях время, требуемое для завершения адаптации к топливу, не очень долгое, хотя оно изменяется с рабочим состоянием двигателя 10 внутреннего сгорания. Следовательно, когда соответствующий интервал времени проходит после возобновления работы после дозаправки, может быть оценено, что адаптация к топливу завершена. В связи с этим случаем второй вариант осуществления снимает ограничение по количеству всасываемого воздуха, когда прошедшее время после возобновления работы после дозаправки достигает предварительно определенного времени оценки.
Фиг.5 является блок-схемой, иллюстрирующей процедуру, которую выполняет ЭБУ 50 согласно настоящему варианту осуществления, чтобы осуществить функциональность, описанную выше. Предполагается, что процедура неоднократно выполняется в заданных временных интервалах. Когда этапы на Фиг.5 идентичны с этапами на Фиг.4, их описание будет опущено или ограничено одинаковыми ссылочными позициями. Процедура, показанная на Фиг.5, является такой же, что и процедура, показанная на Фиг.4, кроме того, что формирователь выполняет этап 112 вместо этапа 102 и выполняет этап 110 между этапами 100 и 112.
Если результат оценки, полученный на этапе 100, указывает, что существует запись о дозаправке, процедура, показанная на Фиг.5, выполняет этап 110, чтобы вычислить прошедшее время после того, как двигатель 10 внутреннего сгорания возобновил свою работу после дозаправки. Далее, процедура выполняет этап 112, чтобы оценить, достигло ли прошедшее время заданного времени оценки. Время оценки задано как время, которое указывает завершение адаптации к топливу с достаточно высокой вероятностью.
Следовательно, если результат оценки, полученный на этапе 112, не указывает, что прошедшее время достигло времени оценки, может быть сделан вывод, что адаптация к топливу может быть не завершена. В этом случае процедура переходит к этапу 104. На этапе 104 выполняется управление так, чтобы ограничить открытие дросселя. Если, с другой стороны, результат оценки, полученный на этапе 112, указывает, что прошедшее время достигло времени оценки, может быть предположено, что адаптация к топливу завершена. В этом случае выполняется этап 106, чтобы очистить запись о дозаправке. Далее выполняется этап 108, чтобы снять ограничение по открытию дросселя, которое было ограничено на этапе 104.
Выполнение процедуры, показанной на Фиг.5, как описано выше, предоставляет те же преимущества, что и первый вариант осуществления. Хотя процедура, показанная на Фиг.5, проверяет прошедшее время после того, как работа двигателя была возобновлена после дозаправки, чтобы оценить, завершена ли адаптация к топливу, также возможно подобным образом оценить завершение адаптации к топливу в соответствии с пройденным расстоянием или совокупной величиной расхода топлива. Более конкретно, этап 112 может быть выполнен, чтобы оценить, достигло ли пройденное расстояние или совокупная величина расхода топлива, достигнутая после возобновления работы вслед за дозаправкой, соответствующего оценочного значения. Кроме того, ограничение по открытию дросселя может быть снято, когда достигнуто оценочное значение.
Во втором варианте осуществления, который был описан выше, "средство обнаружения дозаправки" согласно второму аспекту настоящего изобретения осуществляется, когда ЭБУ 50 выполняет этап 100; "средство вычисления" согласно второму аспекту настоящего изобретения осуществляется, когда ЭБУ 50 выполняет этап 110; и "средство ограничения количества воздуха" согласно второму аспекту настоящего изобретения осуществляется, когда ЭБУ 50 выполняет этапы 112, 104, 106 и 108.
Третий вариант осуществления настоящего изобретения теперь будет описан со ссылкой на Фиг.6 и 7. Однако, главным образом, будут описаны различия между третьим вариантом осуществления и вариантами осуществления, описанными ранее, в то же время сокращая или опуская описание вопросов, общих для этих вариантов осуществления.
Фиг.6 является схематическим чертежом, иллюстрирующим топливную систему в системе согласно настоящему варианту осуществления. Как показано на Фиг.6, топливная система согласно настоящему варианту осуществления является системой того же безвозвратного типа, что и топливная система, показанная на Фиг.2, и идентичной с топливной системой, показанной на Фиг.2, кроме того, что датчик 54 концентрации спирта установлен в середине топливопровода 48.
Датчик 54 концентрации спирта является широко известным датчиком, который способен обнаруживать концентрацию спирта в топливе посредством измерения, например, удельной электропроводности, диэлектрической проницаемости, оптической светопроницаемости или показателя преломления топлива. Когда подается другое топливо, чтобы изменить концентрацию спирта в топливе, проходящем через топливопровод 48, выходной сигнал датчика 54 концентрации спирта изменяется. В настоящем варианте осуществления ЭБУ 50 может обнаружить изменение топлива посредством непрерывного наблюдения за выходным сигналом датчика 54 концентрации спирта. Датчик 54 концентрации спирта может быть установлен альтернативно, например, в нагнетательной рампе 52 или топливном баке 42.
Стехиометрическое соотношение количества воздуха к количеству топлива вида топлива определяется в соответствии с концентрацией спирта в топливе. Таким образом, идеальное соотношение количества воздуха к количеству топлива для сгорания топлива в двигателе 10 внутреннего сгорания может быть определено из концентрации спирта в топливе. Следовательно, когда происходит изменение топлива, ЭБУ 50 согласно настоящему варианту осуществления может должным образом скорректировать количество впрыска топлива, чтобы обеспечить соотношение количества воздуха к количеству топлива, подходящее для нового топлива, после того как происходит изменение топлива в соответствии с концентрацией спирта, обнаруженной датчиком 54 концентрации спирта.
Однако, когда изменение топлива обнаруживается датчиком 54 концентрации спирта, ранее использованное топливо остается в топливопроводе 48, нагнетательной рампе 52 и форсунке 26, которые установлены после датчика 54 концентрации спирта. Следовательно, топливо, впрыснутое из форсунки 26, изменяется после того, как оставшееся топливо израсходовано.
В результате, когда изменение топлива обнаруживается датчиком 54 концентрации спирта, настоящий вариант осуществления вычисляет совокупную величину расхода топлива, достигнутую после обнаружения изменения топлива. Кроме того, когда совокупная величина расхода топлива достигает заданного оценочного значения, указывающего, что оставшееся топливо точно израсходовано, настоящий вариант осуществления корректирует количество впрыска топлива в соответствии с концентрацией спирта нового топлива.
Прежде чем совокупная величина расхода топлива достигнет оценочного значения, отсутствует указание на то, что новое топливо или предыдущее топливо фактически впрыскивается из форсунки 26. Следовательно, если увеличение подачи топлива выполняется прежде, чем совокупная величина расхода топлива достигает оценочного значения, чтобы остановить управление с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива, получающееся в результате соотношение количества воздуха к количеству топлива может быть неподходящим для фактически впрыснутого топлива. Это может повредить каталитический нейтрализатор 38 или вызвать другие проблемы, как описано ранее. Прежде чем совокупная величина расхода топлива достигает оценочного значения, настоящий вариант осуществления избегает входа в область увеличения подачи топлива посредством ограничения открытия дросселя (количества всасываемого воздуха), как в случае с первым вариантом осуществления.
Пока совокупная величина расхода топлива по существу меньше, чем объем топливопровода между датчиком 54 концентрации спирта и передним концом форсунки 26, может быть точно оценено, что предыдущее топливо все еще фактически впрыскивается. В течение такого периода, следовательно, нет необходимости ограничивать открытие дросселя. Впоследствии, пока можно точно решить, что предыдущее топливо все еще фактически впрыскивается, даже после того как изменение топлива обнаружено датчиком 54 концентрации спирта, настоящий вариант осуществления удерживается от ограничения открытия дросселя.
Фиг.7 является блок-схемой, иллюстрирующей процедуру, которую выполняет ЭБУ 50 согласно настоящему варианту осуществления. Предполагается, что процедура неоднократно выполняется в заданных временных интервалах.
Прежде всего, процедура, показанная на Фиг.7, выполняет этап 114, чтобы оценить, существует ли запись об изменении свойств топлива. Когда существует изменение в концентрации спирта, обнаруженное датчиком 54 концентрации спирта, предполагается, что запись об изменении свойств топлива существует. Если результат оценки, полученный на этапе 114, не указывает, что запись об изменении свойств топлива существует, текущий цикл обработки приходит к немедленному окончанию, так как может быть сделан вывод, что применяемое топливо возможно не изменилось.
Если, с другой стороны, результат оценки, полученный на этапе 114, указывает, что запись об изменении свойств топлива существует, может быть сделан вывод, что топливо, впрыснутое из форсунки 26, будет в скором времени заменено на новый тип. В этом случае выполняется этап 116, чтобы вычислить совокупную величину расхода топлива, которая достигается после того, как произошло изменение в концентрации спирта, обнаруженное датчиком 54 концентрации спирта. Далее выполняется этап 118, чтобы оценить, достигла ли совокупная величина расхода топлива первого оценочного значения. Первое оценочное значение и второе оценочное значение, которые будут описаны позже, заданы, принимая во внимание объем топливопровода между датчиком 54 концентрации спирта и передним концом форсунки 26.
Если совокупная величина расхода топлива не достигла первого оценочного значения, предыдущее топливо, остающееся после датчика 54 концентрации спирта, все еще не израсходовано. Следовательно, может быть сделан вывод, что предыдущее топливо все еще впрыскивается. В этом случае текущий цикл обработки приходит к немедленному окончанию, так как все еще нет необходимости ограничивать открытие дросселя.
Так как идет расход топлива в двигателе 10 внутреннего сгорания - результат оценки, полученный на этапе 118, вскоре указывает, что совокупная величина расхода топлива достигла первого оценочного значения. В этом случае выполняется этап 120, чтобы оценить, достигла ли совокупная величина расхода топлива второго оценочного значения. Второе оценочное значение, которое больше, чем первое оценочное значение, установлено как значение, указывающее, что топливо заменено новым, при том что предыдущее топливо, оставшееся после датчика 54 концентрации спирта, полностью израсходовано.
Если результат оценки, полученный на этапе 120, не указывает, что совокупная величина расхода топлива достигла второго оценочного значения, может быть сделан вывод, что все еще невозможно точно определить, изменилось ли топливо, впрыснутое из форсунки 26, на новое. В этом случае процедура переходит к этапу 122. На этапе 122 выполняется управление, чтобы ограничить открытие дросселя тем же способом, что и на этапе 104 для первого варианта осуществления. Так как это не допускает входа в область увеличения подачи топлива, где управление с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива остановлено, возможно надежно защитить каталитический нейтрализатор 38. Другими словами, настоящий вариант осуществления предоставляет те же преимущества, что и первый вариант осуществления.
Так как далее идет расход топлива в двигателе 10 внутреннего сгорания, результат оценки, полученный на этапе 120, вскоре указывает, что совокупная величина расхода топлива достигла второго оценочного значения. В этом случае может быть сделан вывод, что топливо, впрыснутое из форсунки 26, точно изменилось на новое. Затем следует этап 124, чтобы выполнить процесс коррекции количества впрыска топлива, чтобы обеспечить соответствующее соотношение количества воздуха к количеству топлива для нового топлива в соответствии с концентрацией спирта, обнаруженной датчиком 54 концентрации спирта.
После того как количество впрыска топлива скорректировано на этапе 124, соответствующее соотношение количества воздуха к количеству топлива может быть обеспечено для нового топлива, даже когда выполняется увеличение подачи топлива. Поэтому нет необходимости ограничивать открытие дросселя. В этом случае сначала выполняется этап 126, чтобы очистить запись об изменении свойств топлива (так что запись об изменении свойств топлива не существует). Далее выполняется этап 128, чтобы поднять ограничение по открытию дросселя на этапе 122.
Этап 118 процедуры, показанной на Фиг.7, альтернативно может быть пропущен. Более конкретно, этап 122 может быть выполнен, чтобы ограничить открытие дросселя непосредственно после того, как изменение в концентрации спирта (свойств топлива) обнаружено датчиком 54 концентрации спирта.
Предполагается, что третий вариант осуществления, описанный выше, использует безвозвратную топливную систему. Однако, когда используется возвратная топливная система, топливо в топливопроводе 48 и нагнетательной рампе 52 непрерывно циркулирует, как упомянуто ранее. Следовательно, когда изменение концентрации спирта обнаружено датчиком 54 концентрации спирта, предыдущее топливо остается только в форсунке 26. Другими словами, когда используется возвратная топливная система, впрыснутое топливо изменяется на новое в течение более короткого периода времени после обнаружения изменения концентрации спирта, чем когда используется безвозвратная топливная система. Следовательно, когда используется возвратная топливная система, второе оценочное значение, используемое на этапе 120, меньше, чем когда используется безвозвратная топливная система.
В третьем варианте осуществления, который был описан выше, датчик 54 концентрации спирта соответствует "датчику свойств топлива" согласно третьему аспекту настоящего изобретения; а второе оценочное значение соответствует "заданному оценочному значению" согласно четвертому аспекту настоящего изобретения. Кроме того, "средство ограничения количества воздуха" согласно третьему аспекту настоящего изобретения осуществляется, когда ЭБУ 50 выполняет этапы 114 и 122; "средство вычисления величины расхода" согласно четвертому аспекту настоящего изобретения осуществляется, когда ЭБУ 50 выполняет этап 116; и "средство коррекции количества впрыска топлива" согласно шестому аспекту настоящего изобретения осуществляется, когда ЭБУ 50 выполняет этап 124.
1. Устройство управления двигателем внутреннего сгорания, работающим на разном топливе, которое отличается по стехиометрическому соотношению количества воздуха к количеству топлива, при этом устройство управления содержит
датчик выхлопного газа, который установлен в выхлопном канале двигателя внутреннего сгорания, для генерирования выходного сигнала согласно соотношению количества воздуха к количеству топлива выхлопного газа;
средство управления с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива для выполнения управления с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива в соответствии с выходным сигналом от датчика выхлопного газа;
средство адаптации к топливу для выполнения адаптации к топливу, чтобы скорректировать ошибку, возникающую от типа топлива, в соответствии со значением корректировки по сигналам обратной связи, вычисленным во время управления с обратной связью соотношением количества воздуха к количеству топлива;
средство обнаружения дозаправки для обнаружения топлива, поданного в топливный бак; и
средство ограничения количества воздуха, которое, когда средство обнаружения дозаправки обнаруживает подачу топлива, ограничивает количество всасываемого воздуха двигателя внутреннего сгорания во время последующей работы до тех пор, пока не завершится адаптация к топливу.
2. Устройство управления двигателем внутреннего сгорания, работающим на разном топливе, которое отличается по стехиометрическому соотношению количества воздуха к количеству топлива, при этом устройство управления содержит
средство определения дозаправки для определения топлива, поданного в топливный бак;
средство вычисления, которое, когда средство определения дозаправки определяет подачу топлива, вычисляет прошедшее время, пройденное расстояние в милях или совокупную величину расхода топлива во время последующей работы; и
средство ограничения количества воздуха для ограничения количества всасываемого воздуха двигателя внутреннего сгорания до тех пор, пока вычисленное прошедшее время, пройденное расстояние или совокупная величина расхода топлива не достигнет заданного оценочного значения.
3. Устройство управления двигателем внутреннего сгорания, работающим на разном топливе, которое отличается по стехиометрическому соотношению количества воздуха к количеству топлива, при этом устройство управления содержит
датчик свойств топлива, который установлен в топливном баке или топливопроводе, для определения свойств топлива; и средство ограничения количества воздуха для ограничения количества всасываемого воздуха двигателя внутреннего сгорания, когда существует изменение в свойствах топлива, определяемое датчиком свойств топлива.
4. Устройство по п.3, дополнительно содержащее средство вычисления величины расхода, которое, когда существует изменение в свойствах топлива, определяемое датчиком свойств топлива, вычисляет совокупную величину расхода топлива после изменения, при этом средство ограничения количества воздуха ограничивает количество всасываемого воздуха до тех пор, пока совокупная величина расхода топлива не достигнет заданного оценочного значения.
5. Устройство по п.4, в котором заданное оценочное значение обеспечивает непрерывное ограничение количества всасываемого воздуха до тех пор, пока топливо в топливопроводе между датчиком свойств топлива и передним концом форсунки не будет полностью заменено.
6. Устройство по п.4 или 5, дополнительно содержащее средство коррекции количества впрыска топлива, которое, когда совокупная величина расхода топлива достигает заданного оценочного значения, корректирует количество впрыска топлива в соответствии со свойствами топлива, определяемыми датчиком свойств топлива.
