Система определения свойства топлива для двигателя внутреннего сгорания
Изобретение относится к технике контроля параметров топлива двигателей внутреннего сгорания.. Технический результат - увеличение измеряемых параметров топлива. Давление (Pcr) впрыска топлива в момент, в который концентрация NOx (температура сгорания) показывает максимальное значение при условии, что момент (InjT) впрыска топлива фиксируется равным первому моменту (InjT1) впрыска, записывается в качестве первого давления (Pcr1) впрыска при пиковой концентрации NOx. Аналогично, второе давление (Pcr2) впрыска при пиковой концентрации NOx записывается при условии, что момент (InjT) впрыска топлива фиксируется равным второму моменту впрыска (InjT2). Цетановое число (CN) и свойство (Т90) перегонки топлива определяются на основе этих давлений (Pcr1 и Pcr2) впрыска при пиковой концентрации NOx. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 12 ил.
Уровень техники
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к системе определения свойства топлива для двигателя внутреннего сгорания.
Описание предшествующего уровня техники
Существующая технология для определения свойства топлива, используемого в двигателе внутреннего сгорания, например, описывается в публикации заявки на патент (Япония) № 2004-340026 (JP-A-2004-340026), публикации заявки на патент (Япония) № 2009-68406 (JP-A-2009-68406) и публикации заявки на патент (Япония) № 2004-308440 (JP-A-2004-308440). Например, JP-A-2004-340026 описывает способ управления для дизельного двигателя с зажиганием от сжатия. В вышеприведенном существующем способе управления, в предварительно определенном рабочем состоянии возбуждающая сила двигателя, вызываемая посредством давления в цилиндрах, обнаруживается посредством средства обнаружения возбуждающей силы, которое имеет пьезоэлектрический элемент. Затем цетановое число, соответствующее обнаруженной возбуждающей силе, определяется на основе корреляционных данных между возбуждающей силой и цетановым числом. Корреляционные данные создаются при этом рабочем состоянии заранее.
На сгорание в двигателе внутреннего сгорания с зажиганием от сжатия оказывает значительное влияние не только цетановое число, определенное в вышеописанном существующем способе управления, но также и индекс испарения, к примеру, свойство перегонки топлива. Таким образом, желательно определять как цетановое число, так и индекс испарения одновременно. Тем не менее вышеприведенный существующий способ не позволяет определять индекс испарения вместе с цетановым числом одновременно. Помимо этого, в случае двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием также, аналогично, предпочтительно иметь возможность определять как октановое число, так и индекс испарения одновременно.
Сущность изобретения
Изобретение предоставляет систему определения свойства топлива для двигателя внутреннего сгорания с зажиганием от сжатия или искровым зажиганием, которая позволяет точно определять как цетановое число или октановое число, так и индекс испарения топлива одновременно.
Аспект изобретения предоставляет систему определения свойства топлива для двигателя внутреннего сгорания с зажиганием от сжатия. Система определения свойства топлива включает в себя: модуль изменения первого параметра, который выполнен с возможностью изменять первый рабочий параметр для варьирования степени смешения топлива и воздуха, которые подаются в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания; модуль изменения второго параметра, который выполнен с возможностью изменять второй рабочий параметр для варьирования температуры сгорания смеси топлива и воздуха; модуль определения, который выполнен с возможностью определять момент, в который температура сгорания показывает максимальное значение, когда первый рабочий параметр изменяется при условии, что второй рабочий параметр является фиксированным; первый модуль записи, который выполнен с возможностью записывать первый рабочий параметр в момент, в который модуль определения определяет то, что температура сгорания показывает максимальное значение при условии, что второй рабочий параметр фиксируется равным предварительно определенному первому установленному значению, в качестве первого записанного значения; второй модуль записи, который выполнен с возможностью записывать первый рабочий параметр в момент, в который модуль определения определяет то, что температура сгорания показывает максимальное значение при условии, что второй рабочий параметр фиксируется равным предварительно определенному второму установленному значению, в качестве второго записанного значения; и модуль определения свойства топлива, который выполнен с возможностью определять цетановое число и индекс испарения топлива на основе первого записанного значения и второго записанного значения.
По мере того, как цетановое число и индекс испарения топлива изменяются, момент, в который температура сгорания показывает максимальное значение, варьируется, когда первый рабочий параметр (например, давление впрыска топлива) для варьирования степени смешения топлива и воздуха изменяется при условии, что второй рабочий параметр (например, момент впрыска топлива) для варьирования температуры сгорания смеси "воздух-топливо" является фиксированным. Таким образом, значение первого рабочего параметра в момент, в который температура сгорания показывает максимальное значение, отражает цетановое число и индекс испарения используемого в данный момент топлива. С помощью вышеуказанной системы определения свойства топлива, первый рабочий параметр в момент, в который температура сгорания показывает максимальное значение при условии, что второй рабочий параметр устанавливается равным одному, по меньшей мере, из двух уровней, т.е. первому установленному значению, записывается в качестве первого записанного значения, и первый рабочий параметр в момент, в который температура сгорания показывает максимальное значение при условии, что второй рабочий параметр устанавливается равным другому, по меньшей мере, из двух уровней, т.е. второму установленному значению, записывается в качестве второго записанного значения. Таким образом, свойство топлива определяется на основе вышеуказанного первого записанного значения и второго записанного значения, так что можно точно определять цетановое число и индекс испарения топлива одновременно.
Помимо этого, в вышеуказанной системе определения свойства топлива, первым рабочим параметром может быть давление впрыска топлива, вторым рабочим параметром может быть момент впрыска топлива, модуль определения может включать в себя модуль обнаружения концентрации NOx, который выполнен с возможностью обнаруживать концентрацию NOx в выхлопном газе, протекающем через выпускной канал, модуль определения может быть выполнен с возможностью определять то, что момент, в который концентрация NOx в выхлопном газе показывает максимальное значение, является моментом, в который температура сгорания показывает максимальное значение, когда давление впрыска топлива изменяется при условии, что момент впрыска топлива является фиксированным, первый модуль записи может быть выполнен с возможностью записывать давление впрыска топлива в момент, в который модуль определения определяет то, что температура сгорания показывает максимальное значение при условии, что момент впрыска топлива фиксируется равным первому установленному значению, в качестве первого записанного значения, и второй модуль записи может быть выполнен с возможностью записывать давление впрыска топлива в момент, в который модуль определения определяет то, что температура сгорания показывает максимальное значение при условии, что момент впрыска топлива фиксируется равным второму установленному значению, в качестве второго записанного значения.
По мере того, как цетановое число и индекс испарения топлива изменяются, момент, в который концентрация NOx показывает максимальное значение, варьируется, когда давление впрыска топлива изменяется при условии, что момент впрыска топлива является фиксированным. Таким образом, значение давления впрыска топлива в момент, в который концентрация NOx показывает максимальное значение, отражает цетановое число и индекс испарения используемого в данный момент топлива. С помощью вышеуказанной системы определения свойства топлива, давление впрыска топлива в момент, в который концентрация NOx показывает максимальное значение при условии, что момент впрыска топлива устанавливается равным одному, по меньшей мере, из двух уровней, т.е. первому установленному значению, записывается в качестве первого записанного значения, и первое давление впрыска в момент, в который концентрация NOx показывает максимальное значение при условии, что момент впрыска топлива устанавливается равным другому, по меньшей мере, из двух уровней, т.е. второму установленному значению, записывается в качестве второго записанного значения. Таким образом, свойство топлива определяется на основе вышеуказанного первого записанного значения и второго записанного значения, так что можно точно определять цетановое число и индекс испарения топлива одновременно.
Другой аспект изобретения предоставляет систему определения свойства топлива для двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Система определения свойства топлива включает в себя: модуль изменения первого параметра, который выполнен с возможностью изменять первый рабочий параметр для варьирования степени смешения топлива и воздуха, которые подаются в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания; модуль изменения второго параметра, который выполнен с возможностью изменять второй рабочий параметр для варьирования температуры сгорания смеси топлива и воздуха; модуль определения, который выполнен с возможностью определять момент, в который температура сгорания показывает максимальное значение, когда первый рабочий параметр изменяется при условии, что второй рабочий параметр является фиксированным; первый модуль записи, который выполнен с возможностью записывать первый рабочий параметр в момент, в который модуль определения определяет то, что температура сгорания показывает максимальное значение при условии, что второй рабочий параметр фиксируется равным предварительно определенному первому установленному значению, в качестве первого записанного значения; второй модуль записи, который выполнен с возможностью записывать первый рабочий параметр в момент, в который модуль определения определяет то, что температура сгорания показывает максимальное значение при условии, что второй рабочий параметр фиксируется равным предварительно определенному второму установленному значению, в качестве второго записанного значения; и модуль определения свойства топлива, который выполнен с возможностью определять октановое число и индекс испарения топлива на основе первого записанного значения и второго записанного значения.
По мере того, как октановое число и индекс испарения топлива изменяются, момент, в который температура сгорания показывает максимальное значение, варьируется, когда первый рабочий параметр (например, давление впрыска топлива) для варьирования степени смешения топлива и воздуха изменяется при условии, что второй рабочий параметр (например, момент зажигания) для варьирования температуры сгорания смеси "воздух-топливо" является фиксированным. Таким образом, значение первого рабочего параметра в момент, в который температура сгорания показывает максимальное значение, отражает октановое число и индекс испарения используемого в данный момент топлива. С помощью вышеуказанной системы определения свойства топлива, первый рабочий параметр в момент, в который температура сгорания показывает максимальное значение при условии, что второй рабочий параметр устанавливается равным одному, по меньшей мере, из двух уровней, т.е. первому установленному значению, записывается в качестве первого записанного значения, и первый рабочий параметр в момент, в который температура сгорания показывает максимальное значение при условии, что второй рабочий параметр устанавливается равным другому, по меньшей мере, из двух уровней, т.е. второму установленному значению, записывается в качестве второго записанного значения. Таким образом, свойство топлива определяется на основе вышеуказанного первого записанного значения и второго записанного значения, так что можно точно определять октановое число и индекс испарения топлива одновременно.
Помимо этого, в вышеуказанной системе определения свойства топлива, первым рабочим параметром может быть давление впрыска топлива, вторым рабочим параметром может быть момент зажигания, модуль определения может включать в себя модуль обнаружения концентрации NOx, который выполнен с возможностью обнаруживать концентрацию NOx в выхлопном газе, протекающем через выпускной канал, модуль определения может быть выполнен с возможностью определять то, что момент, в который концентрация NOx в выхлопном газе показывает максимальное значение, является моментом, в который температура сгорания показывает максимальное значение, когда давление впрыска топлива изменяется при условии, что момент зажигания является фиксированным, первый модуль записи может быть выполнен с возможностью записывать давление впрыска топлива в момент, в который модуль определения определяет то, что температура сгорания показывает максимальное значение при условии, что момент зажигания фиксируется равным первому установленному значению, в качестве первого записанного значения, и второй модуль записи может быть выполнен с возможностью записывать давление впрыска топлива в момент, в который модуль определения определяет то, что температура сгорания показывает максимальное значение при условии, что момент зажигания фиксируется равным второму установленному значению, в качестве второго записанного значения.
По мере того, как октановое число и индекс испарения топлива изменяются, момент, в который концентрация NOx показывает максимальное значение, варьируется, когда давление впрыска топлива изменяется при условии, что момент зажигания является фиксированным. Таким образом, значение давления впрыска топлива в момент, в который концентрация NOx показывает максимальное значение, отражает октановое число и индекс испарения используемого в данный момент топлива. С помощью вышеуказанной системы определения свойства топлива давление впрыска топлива в момент, в который концентрация NOx показывает максимальное значение при условии, что момент зажигания устанавливается равным одному, по меньшей мере, из двух уровней, т.е. первому установленному значению, записывается в качестве первого записанного значения, а давление впрыска топлива в момент, в который концентрация NOx показывает максимальное значение при условии, что момент зажигания устанавливается равным другому, по меньшей мере, из двух уровней, т.е. второму установленному значению, записывается в качестве второго записанного значения. Таким образом, свойство топлива определяется на основе вышеуказанного первого записанного значения и второго записанного значения, так что можно точно определять октановое число и индекс испарения топлива одновременно.
Здесь индексом испарения может быть свойство перегонки или может быть кинематическая вязкость топлива.
Помимо этого, в вышеприведенных соответствующих системах определения свойства топлива, первым рабочим параметром может быть любое из давления впрыска топлива и температуры охлаждающей жидкости двигателя.
С помощью вышеуказанной системы определения свойства топлива, первый рабочий параметр может быть надлежащим образом установлен.
Помимо этого, в вышеприведенных соответствующих системах определения свойства топлива, вторым рабочим параметром может быть любое из момента впрыска топлива, момента зажигания, расхода всасываемого воздуха и степени сжатия.
С помощью вышеуказанной системы определения свойства топлива, второй рабочий параметр может быть надлежащим образом установлен.
Помимо этого, в вышеприведенных соответствующих системах определения свойства топлива модуль определения может включать в себя модуль обнаружения концентрации NOx, который выполнен с возможностью обнаруживать концентрацию NOx в выхлопном газе, протекающем через выпускной канал, при этом модуль определения может быть выполнен с возможностью определять то, что момент, в который концентрация NOx в выхлопном газе показывает максимальное значение, является моментом, в который температура сгорания показывает максимальное значение, когда первый рабочий параметр изменяется при условии, что второй рабочий параметр является фиксированным.
С помощью вышеуказанной системы определения свойства топлива, можно определять момент, в который температура сгорания показывает максимальное значение, на основе концентрации NOx, которая коррелируется с температурой сгорания.
Краткое описание чертежей
Признаки, преимущества и техническая и промышленная значимость этого изобретения описываются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых аналогичные номера обозначают аналогичные элементы, и на которых:
Фиг.1 является видом для иллюстрации конфигурации системы согласно первому варианту осуществления изобретения;
Фиг.2 является графиком, который показывает взаимосвязь между температурой сгорания и соотношением λ избытка воздуха;
Фиг.3 является графиком, который показывает взаимосвязь между концентрацией NOx и давлением Pcr впрыска топлива для каждого свойства топлива;
Фиг.4 является графиком, который показывает взаимосвязь между температурой сгорания и моментом впрыска топлива;
Фиг. 5A и 5B являются графиками для сравнения взаимосвязей между концентрацией NOx и давлением впрыска топлива на двух уровнях момента впрыска топлива;
Фиг.6 является графиком, который показывает взаимосвязь между первым давлением Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx и вторым давлением Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx, и который показывает тенденцию критериальной информации, которая задает цетановое число CN и свойство T90 перегонки;
Фиг.7 является блок-схемой последовательности операций способа для процедуры, выполненной в первом варианте осуществления изобретения;
Фиг. 8A и 8B являются таблицами, которые показывают примеры карты, к которой обращаются в процедуре, показанной на Фиг.7;
Фиг.9 является видом для иллюстрации конфигурации системы согласно второму варианту осуществления изобретения;
Фиг. 10A и 10B являются графиками для сравнения взаимосвязей между концентрацией NOx и давлением впрыска топлива на двух уровнях момента зажигания;
Фиг.11 является графиком, который показывает взаимосвязь между первым давлением Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx и вторым давлением Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx, и который показывает тенденцию критериальной информации, которая задает октановое число и свойство T90 перегонки; и
Фиг.12 является блок-схемой последовательности операций способа для процедуры, выполненной во втором варианте осуществления изобретения.
Подробное описание вариантов осуществления
Первый вариант осуществления изобретения описывается со ссылкой на Фиг. 1-8B. Во-первых, описывается конфигурация системы. Фиг.1 является видом для иллюстрации конфигурации системы согласно первому варианту осуществления изобретения. Система, показанная на Фиг.1, включает в себя двигатель 10 внутреннего сгорания. Двигатель 10 внутреннего сгорания является четырехтактным дизельным двигателем (двигателем внутреннего сгорания с зажиганием от сжатия). Клапан 12 впрыска топлива предоставляется для каждого цилиндра двигателя 10 внутреннего сгорания. Каждый клапан 12 впрыска топлива непосредственно впрыскивает топливо в соответствующий один из цилиндров. Клапан 12 впрыска топлива каждого цилиндра соединяется с совместно используемой общей топливной магистралью 14. Топливо в топливном баке (не показан) подается под давлением посредством насоса 16 подачи вплоть до предварительно определенного давления топлива и накапливается в общей топливной магистрали 14. Затем накопленное топливо подается из общей топливной магистрали 14 в каждый клапан 12 впрыска топлива. С помощью такой системы впрыска топлива, которая включает в себя общую топливную магистраль 14, давление впрыска топлива и момент впрыска топлива могут варьироваться.
Воздухоочиститель 20 предоставляется около впускного отверстия впускного канала 18 двигателя 10 внутреннего сгорания. Воздух, принимаемый через воздухоочиститель 20, сжимается посредством компрессора турбонагнетателя 22 и затем охлаждается посредством промежуточного охладителя 24. Всасываемый воздух, проходящий через промежуточный охладитель 24, распределяется во впускные порты соответствующих цилиндров посредством впускного коллектора 26.
Впускной дроссельный клапан 28 предоставляется между промежуточным охладителем 24 и впускным коллектором 26. Помимо этого, расходомер 30 воздуха предоставляется рядом ниже по потоку воздухоочистителя 20. Расходомер 30 воздуха обнаруживает расход всасываемого воздуха. Кроме того, датчик 32 давления всасываемого воздуха предоставляется ниже по потоку впускного дроссельного клапана 28. Датчик 32 давления всасываемого воздуха обнаруживает давление всасываемого воздуха (давление наддува).
Выпускной канал 34 двигателя 10 внутреннего сгорания отводится от выпускного коллектора 36 и соединяется с выпускными портами соответствующих цилиндров. Помимо этого, турбина турбонагнетателя 22 компонуется в выпускном канале 34. Устройство 38 управления выделением выхлопных газов предоставляется ниже по потоку турбонагнетателя 22 в выпускном канале 34. Устройство 38 управления выделением выхлопных газов используется для того, чтобы очищать выхлопной газ. Помимо этого, датчик 40 концентрации NOx предоставляется в части выше по потоку устройства 38 управления выделением выхлопных газов в выпускном канале 34. Датчик 40 концентрации NOx обнаруживает концентрацию NOx в выхлопном газе, протекающем через эту часть.
Помимо этого, система, показанная на Фиг.1, включает в себя регулируемый впускной клапанный механизм 42, который позволяет изменять характеристику открытия клапана впускного клапана (не показан) каждого цилиндра. Более конкретно, здесь регулируемый впускной клапанный механизм 42 имеет функцию разрешения изменения момента открытия и закрытия каждого впускного клапана посредством варьирования фазы каждого впускного кулачка (не показан) с использованием гидравлического давления или мотора. Кроме того, регулируемый впускной клапанный механизм 42 включает в себя датчик 44 угла впускного кулачка для обнаружения положения вращения (величины опережения) впускного распределительного вала.
Помимо этого, система согласно настоящему варианту осуществления включает в себя электронный модуль 50 управления (ECU). Различные датчики для обнаружения рабочего режима двигателя 10 внутреннего сгорания соединяются с ECU 50 в дополнение к вышеописанным датчикам. Различные датчики, например, включают в себя датчик 52 угла поворота коленчатого вала для обнаружения угла поворота (угла поворота коленчатого вала) и частоты вращения (частоты вращения двигателя) коленчатого вала и датчик 54 температуры охлаждающей жидкости для обнаружения температуры охлаждающей жидкости двигателя. Помимо этого, различные актуаторы для управления рабочим режимом двигателя 10 внутреннего сгорания соединяются с ECU 50 в дополнение к вышеописанным различным актуаторам. ECU 50 приводит в действие актуаторы в соответствии с предварительно определенной программой на основе этих сигналов датчиков и информации, чтобы тем самым управлять рабочим режимом двигателя 10 внутреннего сгорания.
Далее описывается способ определения свойства топлива согласно первому варианту осуществления. В двигателе внутреннего сгорания свойство топлива значительно влияет на сгорание и катализатор. Помимо этого, когда использование синтетического топлива, биотоплива и т.п. увеличивается, цетановое число и свойство перегонки (индекс испарения, который указывает испаряемость топлива) используемого топлива варьируется в широком диапазоне. Как результат, все более важно точно определять свойство топлива. Далее, в настоящем варианте осуществления, описывается способ определения свойства перегонки и цетанового числа топлива одновременно посредством использования того факта, что на испарение и сгорание топлива в момент сгорания предварительно перемешанной смеси, выполненного в двигателе внутреннего сгорания с зажиганием от сжатия, легко оказывает влияние свойство перегонки и цетановое число топлива описывается.
Фиг.2 является графиком, который показывает взаимосвязь между температурой сгорания и соотношением λ избытка воздуха. Как показано на Фиг.2, температура сгорания меняется в зависимости от степени смешения топлива и воздуха (соотношения λ избытка воздуха) во время сгорания. Более конкретно, температура сгорания является наибольшей, когда соотношение λ избытка воздуха близко к 1, и температура сгорания снижается по мере того, как соотношение λ избытка воздуха увеличивается или снижается от 1.
Фиг.3 является графиком, который показывает взаимосвязь между концентрацией NOx и давлением Pcr впрыска топлива для каждого свойства топлива. На концентрацию NOx (величину выделения NOx) в выхлопном газе, выпускаемом из цилиндров двигателя 10 внутреннего сгорания, оказывает значительное влияние температура сгорания. По мере того, как давление Pcr впрыска топлива (в дальнейшем в этом документе, называемое "давлением впрыска") увеличивается, распыление впрыскиваемого топлива продолжается, таким образом, смешение топлива и воздуха упрощается. Как результат, температура сгорания увеличивается, и концентрация NOx увеличивается. В двигателе 10 внутреннего сгорания с зажиганием от сжатия, топливо, впрыскиваемое в каждый цилиндр, горит при смешивании с воздухом. Следовательно, когда смесь воздуха и топлива, впрыскиваемых в каждый цилиндр, локально рассматривается, существуют части, которые указывают различное соотношение λ избытка воздуха в цилиндре, в диапазоне от части, имеющей очень высокое соотношение λ избытка воздуха (очень бедная смесь "воздух-топливо"), до части, имеющей очень низкое соотношение λ избытка воздуха (очень богатая смесь "воздух-топливо").
Температура сгорания является наибольшей, когда процентная доля частей, в которых соотношение λ избытка воздуха близко к 1, является наибольшей в цилиндре. В этом случае, концентрация NOx также является наибольшей. Когда давление Pcr впрыска дополнительно увеличивается со значения, при котором концентрация NOx является наибольшей, процентная доля частей, в которых соотношение λ избытка воздуха выше 1 (смесь "воздух-топливо" является бедной), увеличивается. Как результат, температура сгорания снижается, и концентрация NOx уменьшается. Таким образом, концентрация NOx имеет пиковое значение (максимальное значение), как показано на Фиг.3, касательно варьирования при давлении Pcr впрыска.
Помимо этого, взаимосвязь между концентрацией NOx (температурой сгорания) и давлением Pcr впрыска варьируется в зависимости от свойства топлива (свойства перегонки и цетанового числа). Более конкретно, когда цетановое число CN топлива является высоким, воспламеняемость топлива улучшается, таким образом, время задержки зажигания уменьшается. Уменьшение времени задержки зажигания означает уменьшение периода времени, во время которого топливо и воздух смешиваются друг с другом до того, как зажигание впрыскиваемого топлива начинается. Следовательно, чтобы увеличивать процентную долю бедных частей в каждом цилиндре до степени, в которой концентрация NOx (температура сгорания) снижается, требуется дополнительное более высокое давление Pcr впрыска. Таким образом, как показано на Фиг.3, топливо, имеющее более высокое цетановое число CN, имеет более высокое давление Pcr впрыска, при котором концентрация NOx (температура сгорания) указывает пиковое значение. Помимо этого, когда свойство перегонки топлива является высоким, распыление топлива улучшается, таким образом, смешение топлива и воздуха упрощается. Следовательно, даже когда давление Pcr впрыска является низким, предпочтительное сгорание достигается, и температура сгорания увеличивается. Таким образом, как показано на Фиг.3, топливо, имеющее более высокое свойство перегонки (T90 (температура перегонки 90%) является низкой), имеет более низкое давление Pcr впрыска, при котором концентрация NOx (температура сгорания) указывает пиковое значение.
Как показано на Фиг.3, когда свойство впрыскиваемого топлива изменяется, даже когда давление Pcr впрыска является идентичным значением, локальное соотношение λ избытка воздуха в каждом цилиндре варьируется, таким образом, по существу, температура сгорания варьируется, и концентрация NOx варьируется. В этой связи, как очевидно через сравнение между формой волны (CN=40, T90=350°C), указываемой посредством широкой сплошной линии на Фиг.3, и формой волны (CN=50, T90=300°C), указываемой посредством пунктирной линии, относительно топлива, цетановое число CN которого равняется 50, и T90 равняется 350°C (соответствующего форме волны, указываемой посредством узкой сплошной линии на Фиг.3), даже когда топливо имеет только низкое цетановое число CN или даже когда топливо имеет только низкую T90 (легкое топливо), предусмотрен случай, в котором давление Pcr впрыска, при котором концентрация NOx указывает пиковое значение, становится идентичным значением вследствие увеличения процентной доли частей, в которых соотношение λ избытка воздуха является бедным. Таким образом, даже когда получено одно давление Pcr впрыска, при котором концентрация NOx указывает пиковое значение, может быть трудным точно определять цетановое число и свойство перегонки одновременно.
Фиг.4 является видом, который показывает взаимосвязь между температурой сгорания и моментом впрыска топлива. Как показано на Фиг.4, температура сгорания является наибольшей, когда момент впрыска топлива (в дальнейшем в этом документе, называемое "моментом впрыска") находится в стороне незначительного опережения относительно верхней мертвой точки сжатия, и температура сгорания снижается по мере того, как момент зажигания сдвигается к стороне дополнительного опережения или запаздывания. Таким образом, когда момент впрыска изменяется, температура сгорания может варьироваться.
Фиг.5A и Фиг.5B являются графиками для сравнения взаимосвязей между концентрацией NOx и давлением впрыска топлива на двух уровнях момента впрыска топлива. Более конкретно, Фиг.5A является графиком, когда момент InjT впрыска является первым моментом InjT1 впрыска (=10°CABTDC), и Фиг.5B является графиком, когда момент InjT зажигания является вторым моментом InjT2 зажигания (=20°CABTDC), который сдвигается в сторону опережения относительно первого момента InjT1 зажигания. Помимо этого, здесь давление Pcr впрыска, при котором концентрация NOx указывает пиковое значение в первый момент InjT1 впрыска, устанавливается как давление Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx, а давление Pcr впрыска, при котором концентрация NOx указывает пиковое значение во второй момент InjT2 впрыска, устанавливается как давление Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx.
Как показано на Фиг.5A и Фиг.5B, когда момент InjT впрыска изменяется, пиковые давления Pcr1a и Pcr2a впрыска и т.п. соответствующих видов топлива, имеющих различные свойства, варьируются. Помимо этого, когда момент InjT впрыска изменяется, относительная разница в давлении Pcr1, Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx и т.п. между видами топлива, имеющими различные свойства (например, относительная разница между Pcr2b и Pcr2c), варьируется касательно относительной разницы между Pcr1b и Pcr1c. Таким образом, посредством получения двух давлений Pcr1 и Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx на двух уровнях моментов InjT1 и InjT2 впрыска, можно точно определять как цетановое число, так и свойство перегонки, тогда как влияние цетанового числа и влияние свойства перегонки на варьирование в давлении Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx и т.п. разделяется.
Фиг.6 является графиком, который показывает взаимосвязь между первым давлением Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx и вторым давлением Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx, и который показывает тенденцию критериальной информации, которая задает цетановое число CN и свойство T90 перегонки. Когда взаимосвязи, показанные на Фиг.5A и Фиг.5B, комбинируются, при этом как ось абсцисс представляет первое давление Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx, а ось ординат представляет второе давление Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx, взаимосвязь, показанная на Фиг.6, может быть получена. В критериальной информации, показанной на Фиг.6, по мере того как первое давление Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx увеличивается в состоянии, в котором второе давление Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx является фиксированным, цетановое число CN увеличивается, и температура перегонки в T90 снижается. Помимо этого, по мере того, как второе давление Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx увеличивается в состоянии, в котором первое давление Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx является фиксированным, цетановое число CN снижается, и температура перегонки в T90 увеличивается.
В настоящем варианте осуществления, информация, показанная на Фиг.6, т.е. критериальная информация, которая задает цетановое число CN и свойство T90 перегонки, преобразуется относительно взаимосвязи между первым давлением Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx и вторым давлением Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx, и предварительно сохраняется в ECU 50. Затем в фактической машине первое давление Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx и второе давление Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx вычисляются при двух предварительно определенных моментах впрыска, и затем цетановое число и свойство перегонки используемого в данный момент топлива определяются (обнаруживаются) одновременно посредством обращения к вышеуказанной критериальной информации.
Фиг.7 является блок-схемой последовательности операций способа, которая показывает процедуру, выполненную посредством ECU 50 в первом варианте осуществления, чтобы реализовывать вышеуказанную функцию. В процедуре, показанной на Фиг.7, во-первых, текущее рабочее состояние двигателя (например, частота вращения двигателя, скорость впрыска топлива и температура охлаждающей жидкости двигателя) обнаруживается (этап 100). Затем момент InjT впрыска устанавливается равным первому моменту InjT1 впрыска, и давление Pcr впрыска устанавливается равным предварительно определенному базовому давлению PcrB (этап 102).
Затем концентрация NOx из цилиндров при условии, установленном на этапе 102, обнаруживается и сохраняется в качестве NOx1 (этап 104). После этого давление Pcr впрыска (давление в общей топливной магистрали) увеличивается с текущего давления Pcr впрыска (базового давления PcrB в первый раз) посредством предварительно определенной величины α (этап 106).
Далее определяется то, ниже или нет концентрация NOx при давлении Pcr впрыска, увеличенном на этапе 106, значения NOx1, сохраненного на этапе 104 (этап 108). Как результат, когда определение является отрицательным, процессы этапов 104 и 106 многократно выполняются до тех пор, пока определение не является положительным.
С другой стороны, когда определение является положительным на этапе 108, т.е. когда определяется то, что момент, в который концентрация NOx указывает пиковое значение (максимальное значение), наступает, когда давление Pcr впрыска изменяется при условии, что момент InjT впрыска фиксируется равным первому моменту InjT1 впрыска, текущее давление Pcr впрыска записывается в качестве первого давления Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx (этап 110).
Затем момент InjT впрыска устанавливается равным второму моменту InjT2 впрыска, который сдвигается в сторону опережения относительно первого момента InjT1 впрыска, и давление Pcr впрыска устанавливается равным предварительно определенному базовому давлению PcrB (этап 112).
Затем концентрация NOx из цилиндров при условии, установленном на этапе 112, обнаруживается и сохраняется в качестве NOx2 (этап 114). После этого давление Pcr впрыска (давление в общей топливной магистрали) увеличивается с текущего давления Pcr впрыска (базового давления PcrB в первый раз) посредством предварительно определенной величины α (этап 116).
Далее определяется то, ниже или нет концентрация NOx при давлении Pcr впрыска, увеличенном на этапе 116, значения NOx2, сохраненного на этапе 114 (этап 118). Как результат, когда определение является отрицательным, процессы этапов 114 и 116 многократно выполняются до тех пор, пока определение не является положительным.
С другой стороны, когда определение является положительным на этапе 118, т.е. когда определяется то, что момент, в который концентрация NOx указывает пиковое значение (максимальное значение), наступает, когда давление Pcr впрыска изменяется при условии, что момент InjT впрыска фиксируется равным второму моменту InjT2 впрыска, текущее давление Pcr впрыска записывается в качестве второго давления Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx (этап 120).
После этого, свойство (T90) перегонки и цетановое число CN используемого в данный момент топлива вычисляются на основе таких записанных первого давления Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx и второго давления Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx (этап 122). ECU 50 сохраняет карту, которая задает T90 и цетановое число CN во взаимосвязи между давлениями Pcr1 и Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx в качестве критериальной информации для определения свойства топлива. Фиг.8A и Фиг.8B являются примерами такой карты, и эти карты отражают взаимосвязь, показанную на Фиг.6. Т.е., как показано на Фиг.8A, T90 увеличивается с увеличением второго давления Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx в состоянии, в котором первое давление Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx является фиксированным, и снижается с увеличением первого давления Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx в состоянии, в котором второе давление Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx является фиксированным. Помимо этого, как показано на Фиг.8B, цетановое число CN уменьшается с увеличением второго давления Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx в состоянии, в котором первое давление Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx является фиксированным, и увеличивается с увеличением первого давления Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx в состоянии, в котором второе давление Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx является фиксированным. Следует отметить, что вместо карт, показанных на Фиг.8A и Фиг.8B, также применимо то, что взаимосвязь, показанная на Фиг.6, задается как предварительно определенное выражение отношения, и затем свойство (T90) перегонки и цетановое число CN вычисляются посредством обращения к выражению отношения.
Затем свойство (T90) перегонки и цетановое число CN топлива, вычисленные на этапе 122, отражаются на управлении двигателем (этап 124).
По мере того, как цетановое число и индекс испарения топлива изменяются, момент, в который концентрация NOx показывает максимальное значение, варьируется, когда давление Pcr впрыска топлива изменяется при условии, что момент InjT впрыска топлива является фиксированным. Таким образом, давление Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx и т.п. отражают цетановое число и индекс испарения используемого в данный момент топлива. С помощью такой описанной процедуры, показанной на Фиг.7, первое давление Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx и второе давление Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx вычисляются на предварительно определенных двух уровнях моментов InjT1 и InjT2 впрыска, и затем цетановое число и свойство перегонки используемого в данный момент топлива определяются (обнаруживаются) посредством обращения к критериальной информации. Как описано выше, даже когда топливо имеет только низкое цетановое число или даже когда топливо (легкое топливо) имеет только низкий T90, предусмотрен случай, в котором давление Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx и т.п. становится идентичным значением вследствие увеличения процентной доли частей, в которых соотношение λ избытка воздуха является бедным. Следовательно, когда получено только одно давление Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx и т.п. может быть трудным определять цетановое число и свойство перегонки одновременно. Напротив, с помощью способа согласно настоящему варианту осуществления, просто посредством выполнения последовательности процессов процедуры один раз, можно с высокой точностью определять цетановое число и свойство перегонки одновременно.
Когда свойство (цетановое число или свойство перегонки) топлива изменяется, давление Pcr впрыска, при котором температура сгорания показывает максимальное значение, варьируется. С помощью вышеуказанной процедуры вывод датчика 40 концентрации NOx, который уже предоставлен для двигателя 10 внутреннего сгорания, используется для того, чтобы позволять определять момент, в который температура сгорания показывает максимальное значение, на основе концентрации NOx, которая коррелируется с температурой сгорания.
Помимо этого, с помощью вышеуказанной процедуры, чтобы позволять определять цетановое число и свойство перегонки одновременно, рабочий параметр, измененный между двумя уровнями во время определения, устанавливается равным моменту впрыска топлива, так что можно мгновенно изменять температуру сгорания. Посредством выполнения этого, период времени, требуемый для определения свойства, может быть уменьшен, таким образом, определение свойства может выполняться так, что рабочий параметр изменяется между двумя уровнями, в то время как рабочий режим двигателя 10 внутреннего сгорания не изменяется настолько. С этой точки зрения также можно выполнять точное определение.
В этой связи, в вышеописанном первом варианте осуществления, давление Pcr впрыска топлива используется в качестве первого рабочего параметра, который варьирует степень смешивания топлива и воздуха, которые подаются в каждую камеру сгорания двигателя 10 внутреннего сгорания с зажиганием от сжатия. Тем не менее первый рабочий параметр согласно аспекту изобретения не ограничен давлением впрыска топлива; он может быть, например, температурой охлаждающей жидкости двигателя.
Помимо этого, в вышеописанном первом варианте осуществления, момент InjT впрыска топлива используется в качестве второго рабочего параметра, который варьирует температуру сгорания смеси "воздух-топливо". Тем не менее второй рабочий параметр согласно аспекту изобретения не ограничен моментом впрыска топлива; он может быть, например, расходом всасываемого воздуха или степенью сжатия. По мере того, как расход всасываемого воздуха или степень сжатия варьируется, температура конца сжатия варьируется, и температура сгорания (и время задержки зажигания) варьируется. Следует отметить, что расход всасываемого воздуха может, например, варьироваться посредством изменения момента закрытия впускных клапанов с использованием регулируемого впускного клапанного механизма 42. Помимо этого, степень сжатия может варьироваться посредством механизма регулирования степени сжатия (не показан), который позволяет варьировать степень сжатия.
Помимо этого, в вышеописанном первом варианте осуществления, свойство (T90) перегонки используется в качестве индекса испарения. Тем не менее индекс испарения согласно аспекту изобретения не ограничен свойством перегонки; индексом испарения может быть, например, кинематическая вязкость топлива. По мере того, как кинематическая вязкость топлива снижается, топливо легко распыляется, таким образом, испарение топлива улучшается. Следовательно, кинематическая вязкость может быть использована в качестве индекса испарения.
Помимо этого, в вышеописанном первом варианте осуществления, два давления Pcr1 и Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx получаются на двух уровнях моментов InjT1 и InjT2 впрыска, и затем цетановое число и свойство перегонки определяются одновременно. Тем не менее идея аспекта изобретения не ограничена вышеуказанным; также применимо то, что три или более записанных значения (например, давления впрыска при пиковой концентрации NOx) получаются на трех или более уровней первого рабочего параметра, и затем цетановое число и свойство перегонки определяются одновременно. Посредством увеличения числа используемых уровней можно дополнительно повышать точность определения.
Следует отметить, что в вышеописанном первом варианте осуществления ECU 50 выполняет процесс этапа 106 или 116, чтобы реализовывать пример "модуля изменения первого параметра", который изменяет первый рабочий параметр. ECU 50 выполняет процесс этапа 102 или 112, чтобы реализовывать пример "модуля изменения второго параметра", который изменяет второй рабочий параметр. ECU 50 выполняет процесс этапа 108 или 118, чтобы реализовывать пример "модуля определения", который определяет момент, в который температура сгорания показывает максимальное значение. ECU 50 выполняет процесс этапа 110, чтобы реализовывать пример "первого модуля записи", который записывает первый рабочий параметр в качестве первого записанного значения. ECU 50 выполняет процесс этапа 120, чтобы реализовывать пример "второго модуля записи", который записывает первый рабочий параметр в момент, в который температура сгорания определяется, чтобы указывать максимальное значение, в качестве второго записанного значения. ECU 50 выполняет процесс этапа 122, чтобы реализовывать пример "модуля определения свойства топлива", который определяет цетановое число и индекс испарения топлива. Помимо этого, ECU 50 выполняет процесс этапа 104 или 114, чтобы реализовывать пример "модуля обнаружения концентрации NOx", который обнаруживает концентрацию NOx.
Затем второй вариант осуществления изобретения описывается со ссылкой на Фиг. 9-12. Фиг.9 является видом для иллюстрации конфигурации системы согласно второму варианту осуществления изобретения. Следует отметить, что, на Фиг.9, аналогичные ссылки с номером обозначают компоненты, аналогичные компонентам, показанным на Фиг. 1, и их описание опускается или упрощается.
Система, показанная на Фиг.9, включает в себя двигатель 60 внутреннего сгорания. Двигатель 60 внутреннего сгорания является четырехтактным бензиновым двигателем (двигателем внутреннего сгорания с искровым зажиганием). Поршень 62 предоставляется в каждом цилиндре двигателя 60 внутреннего сгорания. Камера 64 сгорания формируется в каждом цилиндре двигателя 60 внутреннего сгорания на стороне верхней части поршня 62. Впускной канал 66 и выпускной канал 68 поддерживают обмен текучей средой с камерами 64 сгорания.
Дроссельный клапан 70 предоставляется ниже по потоку расходомера 30 воздуха во впускном канале 66. Дроссельный клапан 70 является дроссельным клапаном с электронным управлением, который позволяет управлять степенью открытия дросселя, даже когда степень открытия дросселя не обязательно линейно соответствует величине работы акселератора. Датчик 72 дросселя компонуется около дроссельного клапана 70. Датчик 72 дросселя обнаруживает степень открытия дросселя.
Клапан 74 впрыска топлива предоставляется для головки цилиндра двигателя 60 внутреннего сгорания в каждой камере 64 сгорания (в каждом цилиндре). Каждый клапан 74 впрыска топлива используется для того, чтобы непосредственно впрыскивать топливо в соответствующую одну из камер 64 сгорания. Топливо с высоким давлением накачивается посредством топливного насоса (не показан) в клапаны 74 впрыска топлива. Помимо этого, свеча 76 зажигания устанавливается в головке цилиндра двигателя 60 внутреннего сгорания так, что она выступает от верхней части соответствующей одной из камеры 64 сгорания в камеру 64 сгорания.
Система, показанная на Фиг.9, также включает в себя регулируемый впускной клапанный механизм 42 для открытия и закрытия впускных клапанов 78. Помимо этого, датчик 40 концентрации NOx компонуется в части выше по потоку катализатора 80 в выпускном канале 68.
Система, показанная на Фиг.9, включает в себя электронный модуль 90 управления (ECU). Различные датчики, к примеру, вышеописанные датчики для обнаружения рабочего режима двигателя 60 внутреннего сгорания, соединяются с портом ввода ECU 90. Помимо этого, вышеописанные различные актуаторы соединяются с портом вывода ECU 90. ECU 90 управляет рабочим режимом двигателя 60 внутреннего сгорания на основе выводов этих датчиков.
Далее описывается способ определения свойства топлива согласно второму варианту осуществления. Фиг.10A и Фиг.10B являются графиками для сравнения взаимосвязей между концентрацией NOx и давлением впрыска топлива на двух уровнях момента зажигания. Более конкретно, Фиг.10A является графиком, когда момент IgT зажигания является первым моментом IgT1 зажигания (=20°CABTDC), а Фиг.10B является графиком, когда момент IgT зажигания является вторым моментом IgT2 зажигания (=10°CABTDC), который сдвигается в сторону запаздывания относительно первого момента IgT1 зажигания. Помимо этого, в настоящем варианте осуществления, давление Pcr впрыска, при котором концентрация NOx указывает пиковое значение в первый момент IgT1 зажигания, устанавливается как давление Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx, а давление Pcr впрыска, при котором концентрация NOx указывает пиковое значение во второй момент IgT2 зажигания, устанавливается как давление Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx.
Даже когда октановое число и свойство перегонки рассматриваются как свойство топлива в двигателе 60 внутреннего сгорания с искровым зажиганием, взаимосвязь между концентрацией NOx и давлением Pcr впрыска варьируется в зависимости от свойства топлива (свойства перегонки и октанового числа), как показано на Фиг.10A и Фиг.10B. Более конкретно, поскольку топливо, имеющее более высокое октановое число, сгорает с трудом, давление Pcr впрыска, при котором концентрация NOx (температура сгорания) указывает пиковое значение, снижается. Помимо этого, в случае типа, в котором топливо непосредственно впрыскивается в каждый цилиндр, смешение топлива и воздуха зачастую является неоднородным в цилиндре по сравнению с типом, в котором топливо впрыскивается в каждый впускной порт, и топливо, имеющее высокое свойство перегонки (испаряемое), дает возможность равномерного смешения топлива и воздуха в цилиндре. Таким образом, когда операция сгорания с обеднением выполняется, топливо, имеющее более высокое свойство перегонки (T90 (температура перегонки 90%) является низким), предоставляет возможность более низкого давления Pcr впрыска, при котором концентрация NOx (температура сгорания) указывает пиковое значение.
Как показано на Фиг.10A и Фиг.10B, когда момент InjT впрыска изменяется, пиковые давления Pcr1a и Pcr2a впрыска и т.п. соответствующих видов топлива, имеющих различные свойства, варьируются. Помимо этого, когда момент IgT зажигания изменяется, относительная разница в давлении Pcr1, Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx и т.п. между видами топлива, имеющими различные свойства, варьируется (например, относительная разница между Pcr2b и Pcr2c варьируется относительно относительной разницы между Pcr1b и Pcr1c). Таким образом, посредством получения двух давлений Pcr1 и Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx на двух уровнях момента IgT1 и IgT2 зажигания, можно точно определять как октановое число, так и свойство перегонки одновременно, тогда как влияние октанового числа и влияние свойства перегонки на варьирование в давлении Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx и т.п. разделяется.
Фиг.11 является графиком, который показывает взаимосвязь между первым давлением Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx и вторым давлением Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx, и который показывает тенденцию критериальной информации, которая задает октановое число и свойство T90 перегонки; и когда взаимосвязи, показанные на Фиг.10A и Фиг.10B, комбинируются, тогда как ось абсцисс представляет первое давление Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx, а ось ординат представляет второе давление Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx, взаимосвязь, показанная на Фиг.11, может быть получена. В критериальной информации, показанной на Фиг.11, по мере того как первое давление Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx увеличивается в состоянии, в котором второе давление Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx является фиксированным, октановое число снижается, и температура перегонки в T90 снижается. Помимо этого, в качестве второго давления Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx в состоянии, в котором первое давление Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx является фиксированным, октановое число увеличивается, и температура перегонки в T90 увеличивается.
Способ определения свойства топлива согласно настоящему варианту осуществления вычисляет каждое из первого давления Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx и второго давления Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx на двух уровнях момента IgT1 и IgT2 зажигания, показанных на Фиг.10A и Фиг.10B, и затем определяет (обнаруживает) октановое число и свойство перегонки используемого в данный момент топлива одновременно посредством обращения к критериальной информации, показанной на Фиг.11.
Фиг.12 является блок-схемой последовательности операций способа, которая показывает процедуру, выполненную посредством ECU 90 во втором варианте осуществления, чтобы реализовывать вышеуказанную функцию. Следует отметить, что на Фиг.12 аналогичные номера этапов обозначают этапы, аналогичные этапам, показанным на Фиг.7 в первом варианте осуществления, и их описание опускается или упрощается.
В процедуре, показанной на Фиг.12, после того, как текущее рабочее состояние двигателя определяется (этап 100), момент IgT зажигания устанавливается равным первому моменту IgT1 зажигания, и давление Pcr впрыска устанавливается равным предварительно определенному базовому давлению PcrB (этап 200). Затем концентрация NOx из цилиндров при условии, установленном на этапе 200, обнаруживается и сохраняется в качестве NOx1 (этап 104), и затем давление Pcr впрыска увеличивается с текущего давления Pcr впрыска (базового давления PcrB в первый раз) посредством предварительно определенной величины α (этап 202).
В процедуре после того, как первое давление Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx записывается на этапе 110, момент IgT зажигания устанавливается равным второму моменту IgT2 зажигания, который сдвигается в сторону запаздывания относительно первого момента IgT1 зажигания, и давление Pcr впрыска устанавливается равным предварительно определенному базовому давлению PcrB (этап 204). После этого концентрация NOx из цилиндров при условии, установленном на этапе 204, обнаруживается и сохраняется в качестве NOx2 (этап 114), и затем давление Pcr впрыска увеличивается с текущего давления Pcr впрыска (базового давления PcrB в первый раз) посредством предварительно определенной величины α (этап 206).
Помимо этого, в процедуре после того, как второе давление Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx записывается на этапе 120, свойство (T90) перегонки и октановое число используемого в данный момент топлива вычисляется на основе таких записанных первого давления Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx и второго давления Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx (этап 208). ECU 90 сохраняет карту, которая задает T90 и октановое число во взаимосвязи между давлениями Pcr1 и Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx в качестве критериальной информации для определения свойства топлива. Здесь иллюстрация этих карт опускается; тем не менее тенденция карт является тенденцией взаимосвязи, показанной на Фиг.11.
С помощью такой описанной процедуры, показанной на Фиг.12, первое давление Pcr1 впрыска при пиковой концентрации NOx и второе давление Pcr2 впрыска при пиковой концентрации NOx вычисляются на предварительно определенных двух уровнях момента зажигания, и затем октановое число и свойство перегонки используемого в данный момент топлива определяются (обнаруживаются) посредством обращения к критериальной информации. Посредством выполнения этого, даже когда способ определения свойства топлива согласно аспекту изобретения применяется к двигателю 60 внутреннего сгорания с искровым зажиганием просто посредством выполнения последовательности процессов процедуры один раз, можно с высокой точностью определять октановое число и свойство перегонки одновременно.
В этой связи, в вышеописанном втором варианте осуществления, давление Pcr впрыска топлива используется в качестве первого рабочего параметра, который варьирует степень смешение топлива и воздуха, которые подаются в каждую камеру 64 сгорания двигателя 60 внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Тем не менее первый рабочий параметр согласно аспекту изобретения, применяемому к двигателю внутреннего сгорания с искровым зажиганием, также не ограничивается давлением впрыска топлива; он может быть, например, температурой охлаждающей жидкости двигателя.
Помимо этого, в вышеописанном втором варианте осуществления, момент IgT зажигания используется в качестве второго рабочего параметра, который варьирует температуру сгорания смеси "воздух-топливо". Тем не менее второй рабочий параметр согласно аспекту изобретения, применяемому к двигателю внутреннего сгорания с искровым зажиганием, также не ограничивается моментом зажигания; он может быть, например, расходом всасываемого воздуха или степенью сжатия. Следует отметить, что расход всасываемого воздуха может, например, варьироваться посредством изменения момента закрытия впускных клапанов с использованием регулируемого впускного клапанного механизма 42, и, помимо этого, расход всасываемого воздуха может варьироваться посредством изменения степени открытия дроссельного клапана 70. Помимо этого, степень сжатия может варьироваться посредством механизма регулирования степени сжатия, который позволяет варьировать степень сжатия.
Помимо этого, в вышеописанном втором варианте осуществления, свойство (T90) перегонки используется в качестве индекса испарения. Тем не менее индекс испарения согласно аспекту изобретения, применяемому к двигателю внутреннего сгорания с искровым зажиганием, также не ограничивается свойством перегонки; индексом перегонки может быть, например, кинематическая вязкость топлива. Помимо этого, в аспекте изобретения, применяемом к двигателю внутреннего сгорания с искровым зажиганием, также применимо то, что три или более записанных значения (например, давления впрыска при пиковой концентрации NOx) получаются на трех или более уровней первого рабочего параметра, и затем октановое число и свойство перегонки определяются одновременно.
Следует отметить, что, в вышеописанном втором варианте осуществления, ECU 90 выполняет процесс этапа 202 или 206, чтобы реализовывать пример "модуля изменения первого параметра", который изменяет первый рабочий параметр. ECU 90 выполняет процесс этапа 200 или 204, чтобы реализовывать пример "модуля изменения второго параметра", который изменяет второй рабочий параметр. ECU 90 выполняет процесс этапа 108 или 118, чтобы реализовывать пример "модуля определения", который определяет момент, в который температура сгорания показывает максимальное значение. ECU 90 выполняет процесс этапа 110, чтобы реализовывать пример "первого модуля записи", который записывает первый рабочий параметр в качестве первого записанного значения. ECU 90 выполняет процесс этапа 120, чтобы реализовывать пример "второго модуля записи", который записывает первый рабочий параметр в момент, в который температура сгорания определяется, чтобы указывать максимальное значение, в качестве второго записанного значения. ECU 90 выполняет процесс этапа 208, чтобы реализовывать пример "модуля определения свойства топлива", который определяет октановое число и индекс испарения топлива. Помимо этого, ECU 90 выполняет процесс этапа 104 или 114, чтобы реализовывать пример "модуля обнаружения концентрации NOx", который обнаруживает концентрацию NOx.
1. Система определения свойства топлива для двигателя внутреннего сгорания с зажиганием от сжатия, содержащая:
- модуль изменения первого параметра, который выполнен с возможностью изменять первый рабочий параметр для варьирования степени смешения топлива и воздуха, которые подаются в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания;
- модуль изменения второго параметра, который выполнен с возможностью изменять второй рабочий параметр для варьирования температуры сгорания смеси топлива и воздуха;
- модуль определения, который выполнен с возможностью определять момент, в который температура сгорания показывает максимальное значение, когда первый рабочий параметр изменяется при условии, что второй рабочий параметр является фиксированным;
- первый модуль записи, который выполнен с возможностью записывать первый рабочий параметр в момент, в который модуль определения определяет то, что температура сгорания показывает максимальное значение при условии, что второй рабочий параметр фиксируется равным предварительно определенному первому установленному значению, в качестве первого записанного значения;
- второй модуль записи, который выполнен с возможностью записывать первый рабочий параметр в момент, в который модуль определения определяет то, что температура сгорания показывает максимальное значение при условии, что второй рабочий параметр фиксируется равным предварительно определенному второму установленному значению, в качестве второго записанного значения; и
- модуль определения свойства топлива, который выполнен с возможностью определять цетановое число и индекс испарения топлива на основе первого записанного значения и второго записанного значения.
2. Система определения свойства топлива по п.1, отличающаяся тем, что:
- первым рабочим параметром является любое из давления впрыска топлива и температуры охлаждающей жидкости двигателя.
3. Система определения свойства топлива по п.1 или 2, отличающаяся тем, что:
- вторым рабочим параметром является любое из момента впрыска топлива, расхода всасываемого воздуха и степени сжатия.
4. Система определения свойства топлива по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что:
- модуль определения включает в себя модуль обнаружения концентрации NOx, который выполнен с возможностью обнаружения концентрации NOx в выхлопном газе, протекающем через выпускной канал, при этом модуль определения выполнен с возможностью определять то, что момент, в который концентрация NOx в выхлопном газе показывает максимальное значение, является моментом, в который температура сгорания показывает максимальное значение, когда первый рабочий параметр изменяется при условии, что второй рабочий параметр является фиксированным.
5. Система определения свойства топлива по п.1, отличающаяся тем, что:
- первым рабочим параметром является давление впрыска топлива, вторым рабочим параметром является момент впрыска топлива, модуль определения включает в себя модуль обнаружения концентрации NOx, который выполнен с возможностью обнаруживать концентрацию NOx в выхлопном газе, протекающем через выпускной канал, причем модуль определения выполнен с возможностью определять то, что момент, в который концентрация NOx в выхлопном газе показывает максимальное значение, является моментом, в который температура сгорания показывает максимальное значение, когда давление впрыска топлива изменяется при условии, что момент впрыска топлива является фиксированным, первый модуль записи выполнен с возможностью записывать давление впрыска топлива в момент, в который модуль определения определяет то, что температура сгорания показывает максимальное значение при условии, что момент впрыска топлива фиксируется равным первому установленному значению, в качестве первого записанного значения, и второй модуль записи выполнен с возможностью записывать давление впрыска топлива в момент, в который модуль определения определяет то, что температура сгорания показывает максимальное значение при условии, что момент впрыска топлива фиксируется равным второму установленному значению, в качестве второго записанного значения.
6. Система определения свойства топлива по п.1, отличающаяся тем, что:
- индексом испарения является свойство перегонки.
7. Система определения свойства топлива по п.1, отличающаяся тем, что:
- индексом испарения является кинематическая вязкость топлива.
8. Система определения свойства топлива для двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием, содержащая:
- модуль изменения первого параметра, который выполнен с возможностью изменять первый рабочий параметр для варьирования степени смешения топлива и воздуха, которые подаются в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания;
- модуль изменения второго параметра, который выполнен с возможностью изменять второй рабочий параметр (IgT) для варьирования температуры сгорания смеси топлива и воздуха;
- модуль определения, который выполнен с возможностью определять момент, в который температура сгорания показывает максимальное значение, когда первый рабочий параметр изменяется при условии, что второй рабочий параметр является фиксированным;
- первый модуль записи, который выполнен с возможностью записывать первый рабочий параметр (Pcr) в момент, в который модуль определения определяет то, что температура сгорания показывает максимальное значение при условии, что второй рабочий параметр фиксируется равным предварительно определенному первому установленному значению, в качестве первого записанного значения;
- второй модуль записи, который выполнен с возможностью записывать первый рабочий параметр в момент, в который модуль определения определяет то, что температура сгорания показывает максимальное значение при условии, что второй рабочий параметр фиксируется равным предварительно определенному второму установленному значению, в качестве второго записанного значения; и
- модуль определения свойства топлива, который выполнен с возможностью определять октановое число и индекс испарения топлива на основе первого записанного значения и второго записанного значения.
9. Система определения свойства топлива по п.8, отличающаяся тем, что:
- первым рабочим параметром является любое из давления впрыска топлива и температуры охлаждающей жидкости двигателя.
10. Система определения свойства топлива по п.8 или 9, отличающаяся тем, что:
- вторым рабочим параметром является любое из момента зажигания, расхода всасываемого воздуха и степени сжатия.
11. Система определения свойства топлива по п.8 или 9, отличающаяся тем, что:
- модуль определения включает в себя модуль обнаружения концентрации NOx, который выполнен с возможностью обнаруживать концентрацию NOx в выхлопном газе, протекающем через выпускной канал, при этом модуль определения выполнен с возможностью определять то, что момент, в который концентрация NOx в выхлопном газе показывает максимальное значение, является моментом, в который температура сгорания показывает максимальное значение, когда первый рабочий параметр изменяется при условии, что второй рабочий параметр является фиксированным.
12. Система определения свойства топлива по п.8, отличающаяся тем, что:
- первым рабочим параметром является давление впрыска топлива, вторым рабочим параметром является момент зажигания, модуль определения включает в себя модуль обнаружения концентрации NOx, который выполнен с возможностью обнаруживать концентрацию NOx в выхлопном газе, протекающем через выпускной канал, модуль определения выполнен с возможностью определять то, что момент, в который концентрация NOx в выхлопном газе показывает максимальное значение, является моментом, в который температура сгорания показывает максимальное значение, когда давление впрыска топлива изменяется при условии, что момент зажигания является фиксированным, первый модуль записи выполнен с возможностью записывать давление впрыска топлива в момент, в который модуль определения определяет то, что температура сгорания показывает максимальное значение при условии, что момент зажигания фиксируется равным первому установленному значению, в качестве первого записанного значения, и второй модуль записи выполнен с возможностью записывать давление впрыска топлива в момент, в который модуль определения определяет то, что температура сгорания показывает максимальное значение при условии, что момент зажигания фиксируется равным второму установленному значению, в качестве второго записанного значения.
13. Система определения свойства топлива по п.8, отличающаяся тем, что:
- индексом испарения является свойство перегонки.
14. Система определения свойства топлива по п.8, отличающаяся тем, что:
- индексом испарения является кинематическая вязкость топлива.
