Управляющее устройство для двигателя внутреннего сгорания

Настоящее изобретение относится к устройству и способу управления двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием, оборудованного датчиком давления в цилиндре. Устройство содержит электронный блок управления ЭБУ (20), который после начала проворачивания коленчатого вала двигателя осуществляет управление таким образом, чтобы первый цикл сгорания выполнялся в цилиндре, оснащенном датчиком давления (этап 100). После этого самовоспламенение происходит в первом цикле сгорания, и изменяется давление в цилиндре. ЭБУ (20) обнаруживает изменение давления в цилиндре с использованием датчика (22) давления в цилиндре и получает его максимальное значение в виде значения Рmax (этап 102). Затем полученное значение Рmах корректируется на основе температуры охлаждающей жидкости и количества воздуха в цилиндре (этап 104). ЭБУ (20) предварительно запоминает информацию о зависимости между значением Рmах и октановым числом (RON) в форме карты. ЭБУ (20) определяет октановое число (RON), соответствующее полученному значению Рmах из этой карты (этап 106). Техническим результатом является определение характеристик топлива на основе обнаруженного изменения давления в цилиндре перед запуском двигателя внутреннего сгорания. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

1. Область техники

[0001] Изобретение касается управляющего устройства для двигателя внутреннего сгорания и, более конкретно, управляющего устройства для двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием, оборудованного датчиком давления в цилиндре.

2. Описание предшествующего уровня техники

[0002] В публикации патентной заявки Японии №2009-74515 (JP 2009-74515 А) раскрыто управляющее устройство для двигателя внутреннего сгорания, позволяющее определять характеристики топлива при запуске двигателя. Это управляющее устройство во время проворачивания коленчатого вала двигателя образует настолько небольшое количество топливовоздушной смеси, что двигатель не запустится для самопроизвольной работы, и затем вызывает зажигание этой смеси для сгорания посредством искры в установленное время зажигания после верхней мертвой точки. Относительно этого сгорания управляющее устройство рассчитывает количество тепла, производимого на единицу массы топлива, и определяет характеристики топлива на основе этого расчетного количества выделения тепла.

[0003] Однако для обеспечения высокой точности при определении характеристик топлива требуется управляющее устройство для точного расчета количества тепла, производимого на единицу массы топлива. Вместе с тем, вышеописанное управляющее устройство разработано, чтобы рассчитывать количество тепла, производимое при сгорании настолько небольшого количества топлива, что двигатель не запускается для самопроизвольной работы. Поэтому можно предположить, что в случаях, когда влияние повышения температуры/давления, вызванное сжатием, относительно велико, управляющее устройство не может точно рассчитать количество тепла, производимое сгоранием топлива, и поэтому точность при определении характеристик топлива может уменьшиться.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Изобретение обеспечивает создание управляющего устройства для двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием, способного точно определять характеристики топлива, используемого двигателем внутреннего сгорания в настоящий момент.

[0005] Первым объектом изобретения является управляющее устройство для двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием; при этом управляющее устройство включает в себя: средство измерения давления в цилиндре для измерения давления в цилиндре одного или более цилиндров двигателя внутреннего сгорания и средство определения характеристик топлива для обнаружения изменения давления в цилиндре, вызванного самовоспламенением, после начала такта сжатия и перед выполнением искрового зажигания посредством использования средства измерения давления в цилиндре во время первого цикла сгорания, во время которого искровое зажигание выполняется в первый раз после начала проворачивания коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, а также для определения характеристик топлива, используемого двигателем внутреннего сгорания, на основании изменения давления в цилиндре.

[0006] Согласно первому объекту изобретения, в течение первого цикла сгорания, во время которого искровое зажигание выполняется в первый раз после начала проворачивания коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, управляющее устройство обнаруживает изменение давления в цилиндре, вызванное самовоспламенением, в течение периода времени от начала такта сжатия до выполнения искрового зажигания. Изменение давления в цилиндре, вызванное самовоспламенением, коррелирует с характеристиками топлива. Поэтому, согласно изобретению, становится возможным определение характеристик топлива на основе обнаруженного изменения давления в цилиндре перед запуском двигателя внутреннего сгорания.

[0007] В вышеописанном устройстве средство определения характеристик топлива может включать в себя средство определения максимального значения изменения давления в цилиндре и может определять характеристики топлива, используемого двигателем внутреннего сгорания, на основании максимального значения.

[0008] С точки зрения вышеизложенного устройства, во время первого цикла сгорания после начала проворачивания коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания изменение давления в цилиндре, вызванное самовоспламенением, обнаруживается средством измерения давления в цилиндре, и затем определяется максимальное значение изменения давления в цилиндре (максимальное давление в цилиндре). Максимальное давление в цилиндре коррелирует с характеристиками топлива. Поэтому становится возможным определение характеристик топлива на основе полученной информации о максимальном давлении в цилиндре перед запуском двигателя внутреннего сгорания.

[0009] Кроме того, в вышеописанном устройстве средство определения характеристик топлива может включать в себя средство определения скорости изменения при изменении давления в цилиндре и может определять характеристики топлива, используемого двигателем внутреннего сгорания, на основании этой скорости изменения. Скорость изменения при изменении давления в цилиндре может представлять собой величину изменения давления в цилиндре за единицу угла поворота коленчатого вала (ΔР/ΔОА0).

[0010] Кроме того, с точки зрения вышеизложенного устройства, во время первого цикла сгорания, во время которого искровое зажигание выполняется в первый раз после начала проворачивания коленчатого вала, изменение давления в цилиндре, вызванное самовоспламенением, обнаруживается средством измерения давления в цилиндре, и затем определяется скорость изменения (скорость изменения давления в цилиндре). Скорость изменения давления в цилиндре коррелирует с характеристиками топлива. Поэтому становится возможным определение характеристик топлива на основе определенной скорости изменения давления в цилиндре перед запуском двигателя внутреннего сгорания.

[0011] Кроме того, в вышеописанном устройстве средство обнаружения давления в цилиндре может представлять собой датчик давления в цилиндре, установленный для определенного цилиндра, который является одним цилиндром из одного или нескольких цилиндров, а управляющее устройство может дополнительно включать в себя средство выбора цилиндра для выполнения первого цикла сгорания в определенном цилиндре.

[0012] Кроме того, с точки зрения вышеизложенного устройства, определенный цилиндр оборудован датчиком давления в цилиндре, при этом выбор цилиндра осуществляется так, чтобы первый цикл сгорания выполнялся в определенном цилиндре. Поэтому изменение давления в цилиндре в первом цикле сгорания может быть обнаружено без необходимости обеспечения множества датчиков давления в цилиндре.

[0013] Кроме того, в вышеописанном устройстве управляющее устройство может дополнительно включать в себя средство для осуществления управления увеличением степени сжатия в первом цикле сгорания. Управление увеличением степени сжатия в первом цикле сгорания может представлять собой управление, увеличивающее степень открытия дроссельной заслонки, или управление задержкой момента времени, которое задерживает момент времени закрытия, при котором впускной клапан закрывается механизмом регулирования момента открытия или закрытия клапана (механизмом изменения фаз газораспределения).

[0014] С точки зрения вышеизложенного устройства, выполняется управление увеличением степени сжатия в первом цикле сгорания. Поэтому с высокой вероятностью может быть достигнуто состояние, при котором самовоспламенение происходит в первом цикле сгорания так, что становится возможным эффективное повышение точности определения характеристик топлива.

[0015] Кроме того, в вышеописанном устройстве управляющее устройство может дополнительно включать в себя средство корректировки для корректировки изменения давления в цилиндре, обнаруженного средством обнаружения давления в цилиндре, используя температуру охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания или количество воздуха в цилиндре двигателя внутреннего сгорания.

[0016] С точки зрения вышеизложенного устройства, обнаруженное изменение давления в цилиндре корректируется с использованием либо температуры охлаждающей жидкости, либо количества воздуха в цилиндре. Давление в цилиндре во время самовоспламенения изменяется в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и количества воздуха в цилиндре. Поэтому становится возможным эффективно повысить точность определения характеристик топлива путем корректировки полученного изменения давления в цилиндре в зависимости от вышеупомянутых рабочих условий.

[0017] В вышеописанном устройстве средство определения характеристик топлива может определять октановое число топлива, используемого двигателем внутреннего сгорания.

[0018] С точки зрения вышеизложенного устройства, октановое число топлива определяют на основе выявленного изменения давления в цилиндре. Поэтому октановое число топлива может быть эффективно определено перед запуском двигателя внутреннего сгорания.

[0019] Кроме того, в вышеописанном устройстве управляющее устройство может дополнительно включать в себя средство подавления детонации для осуществления управления подавлением возникновения детонации, если октановое число, определенное средством определения характеристик топлива, ниже заданного контрольного значения.

[0020] С точки зрения вышеизложенного устройства, если определенное октановое число ниже заданного контрольного нормативного значения, осуществляется управление подавлением возникновения детонации. Таким образом, возникновение детонации может эффективно подавляться.

[0021] Кроме того, в вышеописанном устройстве средство подавления детонации может включать в себя средство для ограничения выходной мощности двигателя внутреннего сгорания.

[0022] С точки зрения вышеизложенного устройства, выходная мощность двигателя внутреннего сгорания ограничивается, если определенное октановое число ниже заданного нормативного значения. Таким образом, возникновения детонации можно эффективно избежать.

[0023] Кроме того, в вышеописанном устройстве средство подавления детонации может включать в себя средство предупреждения для подачи предупреждения пользователю.

[0024] С точки зрения вышеизложенного устройства, предупреждение пользователя осуществляется в случае, если определенное октановое число ниже заданного нормативного значения. Таким образом, пользователь эффективно оповещается о проблеме низкого октанового числа топлива или подобной проблеме так, чтобы возникновения детонации можно было избежать.

[0025] Вторым объектом изобретения является способ управления двигателем внутреннего сгорания с искровым зажиганием; при этом способ включает в себя этап определения характеристик топлива, используемого двигателем внутреннего сгорания, на основании изменении давления в цилиндре, вызванного самовоспламенением после начала такта сжатия и перед выполнением искрового зажигания в течение первого цикла сгорания, во время которого искровое зажигание выполняется в первый раз после проворачивания коленчатого вала двигателя.

[0026] Согласно второму объекту, в течение первого цикла сгорания, во время которого искровое зажигание выполняется впервые после проворачивания вала двигателя в процессе его запуска, характеристики топлива определяют на основе изменения давления в цилиндре, вызванного самовоспламенением, в течение периода времени от начала такта сжатия до выполнения искрового зажигания. Изменение давления в цилиндре, вызванное самовоспламенением, коррелирует с характеристиками топлива. Поэтому становится возможным определение характеристик топлива перед запуском двигателя внутреннего сгорания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0027] Признаки, преимущества, техническая и промышленная значимость примеров осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи, в которых идентичные цифры обозначают идентичные элементы, и на которых:

на фиг. 1 представлена схема для описания устройства системы по первому примеру осуществления изобретения;

на фиг. 2 представлена временная диаграмма, отображающая изменения давления в цилиндре и скорости вращения вала двигателя для цилиндра, оборудованного датчиком давления в цилиндре, во время запуска двигателя;

на фиг. 3 представлена диаграмма, отображающая взаимосвязь между максимальным значением Рmах изменения давления в цилиндре и октановым числом (RON) при заданном рабочем режиме;

на фиг. 4А представлена диаграмма, отображающая тенденцию изменения максимального значения Рmах относительно количества воздуха в цилиндре;

на фиг. 4В представлена диаграмма, отображающая тенденцию изменения максимального значения Рmах относительно температуры охлаждающей жидкости двигателя;

на фиг. 5 представлена блок-схема последовательности действий, выполняемой в первом примере осуществления изобретения; и

на фиг. 6 представлена блок-схема последовательности действий, выполняемой во втором примере осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Примеры осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылками на чертежи. Одинаковые или аналогичные элементы на чертежах обозначены теми же самыми ссылочными позициями и ниже повторно описаны не будут.

Следует также отметить, что следующие описания не ограничивают изобретение.

ПЕРВЫЙ ПРИМЕР ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[ПЕРВЫЙ ПРИМЕР ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВА]

[0029] На фиг. 1 представлена схема для описания устройства системы для первого примера осуществления изобретения. Как показано на фиг. 1, система согласно этому примеру осуществления включает в себя двигатель 10 внутреннего сгорания (двигатель). Двигатель 10 представляет собой двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием, оборудованный нагнетателем. Конструкция нагнетателя раскрыта во многих документах и поэтому не проиллюстрирована на чертеже. Выпускной трубопровод 16 соединен с выпускной системой двигателя 10. В выпускном трубопроводе 16 расположен катализатор 18 отработавших газов для удаления вредных веществ из отработавших газов. Катализатор 18 отработавших газов может представлять собой известный катализатор, такой как катализатор тройного действия и т.п.

[0030] Система согласно этому примеру осуществления также включает в себя топливный бак 12 для хранения бензина, подаваемого извне. Вход топливопровода 14 соединен с топливным баком 12. Выход топливопровода 14 соединен с топливной системой двигателя 10. Кроме того, один из цилиндров двигателя 10 оборудован датчиком давления в цилиндре (далее также называемым «ДДЦ») 22 для измерения давления в этом цилиндре. Цилиндр, который оснащен ДДЦ 22, будет называться «цилиндром, оснащенным ДДЦ».

[0031] Система согласно примеру осуществления включает в себя ЭБУ (электронный блок управления) 20, как показано на фиг. 1. Входы ЭБУ 20 соединены не только с вышеупомянутым ДДЦ 22, но и с датчиком угла поворота коленчатого вала для определения углового положения коленчатого вала, датчиком температуры охлаждающей жидкости для определения температуры охлаждающей жидкости двигателя и датчиком детонации, который обнаруживает возникновение детонации в двигателе 10. Выходы ЭБУ 20 соединены с различными исполнительными устройствами для управления дроссельной заслонкой, свечой зажигания и форсунками впрыска топлива. ЭБУ 20 управляет рабочим режимом двигателя 10 на основе различных информационных составляющих, вводимых в ЭБУ 20.

[ДЕЙСТВИЯ ПО ПЕРВОМУ ПРИМЕРУ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ]

(Относится к явлению самовоспламенения во время запуска двигателя)

[0032] Далее будут описаны действия в соответствии с примером осуществления изобретения со ссылками на фиг. 2-4В. В двигателе 10 внутреннего сгорания с искровым зажиганием самовоспламенение, при котором топливовоздушная смесь в цилиндре самопроизвольно воспламеняется, может иногда происходить в первом цикле сгорания во время проворачивания коленчатого вала при запуске двигателя 10. Это явление самовоспламенения будет объяснено более конкретно. Поскольку проворачивание коленчатого вала, инициируемое двигателем стартера, представляет собой вращение с низкой скоростью (например, 260 об/мин), смесь в цилиндре во время первого цикла сгорания очень медленно сжимается.

Затем в цилиндре в течение длительного периода такта сжатия происходит реакция окисления таким образом, что смесь спонтанно воспламеняется вблизи верхней мертвой точки (ВМТ) и топливо в цилиндре сразу сгорает.

[0033] На фиг. 2 представлена временная диаграмма, отображающая изменение давления в цилиндре, оборудованном датчиком давления в цилиндре, и скорости вращения двигателя во время запуска двигателя. Пример, показанный на этой диаграмме, иллюстрирует, как происходит самовоспламенение в первом цикле сгорания во время проворачивания коленчатого вала двигателя 10. Как указано выше, при самовоспламенении топливо в цилиндре сгорает сразу, в отличие от обычного сгорания, которое происходит при распространении пламени. Поэтому, как показано на фиг. 2, когда происходит самовоспламенение, появляется пиковый сигнал, отображающий резкое повышение давления в цилиндре. После того как первое сгорание увеличивает скорость вращения вала двигателя, продолжительность такта сжатия сокращается, и поэтому сгорание обычно происходит без самовоспламенения.

[0034] Сгорание, начавшееся с самовоспламенения, и сгорание, начавшееся с воспламенения, могут отличаться друг от друга степенью увеличения давления в цилиндре, как указано выше, и могут также отличаться другим образом, например значением угла поворота коленчатого вала, при котором происходит сгорание. Таким образом, время воспламенения в первом цикле сгорания обычно устанавливается как время ПВМТ (время после-верхней-мертвой-точки), тогда как самовоспламенение происходит вблизи ВМТ. Поэтому при определении угла поворота коленчатого вала, при котором происходит сгорание, различие может быть легко осуществлено.

(Касательно взаимосвязи между самовоспламенением и октановым числом)

[0035] Как указано выше, изменение давления в цилиндре из-за самовоспламенения происходит в первом цикле сгорания двигателя 10, если используется топливо с низким октановым числом. Авторы данной патентной заявки провели интенсивные изучения и исследования взаимосвязи между изменением давления в цилиндре из-за самовоспламенения и октановым числом (RON) топлива. В результате авторы изобретения обнаружили, что существует определенная корреляция между максимальным значением Рmах изменения давления в цилиндре из-за самовоспламенения и октановым числом (RON) используемого топлива. На фиг. 3 представлена диаграмма, отображающая взаимосвязь между максимальным значением Рmах изменения давления в цилиндре и октановым числом (RON) при заданном рабочем режиме двигателя. Как показано на диаграмме, значение Рmах повышается по мере понижения октанового числа.

[0036] Поэтому в системе согласно этому примеру осуществления взаимосвязь, отображенная на фиг. 3, используется для определения октанового числа (RON) используемого топлива. Конкретно, взаимосвязь между значением Рmах и октановым числом (RON) предварительно запоминается в виде карты в ЭБУ 20, и октановое число (RON), которое соответствует полученному значению Рmах, определяется из карты. Следует отметить, что значение Рmах изменяется в зависимости не только от октанового числа (RON), но и от других рабочих условий двигателя, таких как количество воздуха в цилиндре (степень сжатия), температура охлаждающей жидкости двигателя и т.п. На фиг. 4А показана тенденция изменения максимального значения Рmах относительно количества воздуха в цилиндре. На фиг. 4В показана тенденция изменения максимального значения Рmах относительно температуры охлаждающей жидкости. Как показано на фиг. 4А и 4В, максимальное значение Рmах демонстрирует тенденцию к повышению по мере увеличения количества воздуха в цилиндре или повышения температуры охлаждающей жидкости. Поэтому система согласно этому примеру осуществления выполняет корректировку, в которой влияние количества воздуха в цилиндре и температуры охлаждающей жидкости отражается на полученном максимальном значении Рmах. Затем октановое число (RON), соответствующее значению Рmах после корректировки, определяется из карты. Конкретная процедура определения октанового числа (RON) используемого топлива будет подробно описана ниже со ссылкой на блок-схему.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕДУРЫ ПО ПЕРВОМУ ПРИМЕРУ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0037] На фиг. 5 представлена блок-схема последовательности действий, в которой ЭБУ 20 выполняет процедуру определения октанового числа (RON) используемого топлива. Как показано в этой блок-схеме, ЭБУ 20 после начала проворачивания коленчатого вала, во-первых, осуществляет управление таким образом, чтобы первый цикл сгорания выполнялся в цилиндре, оснащенном ДДЦ (этап 100). Что касается способа этого управления, он является достаточным, например, для того, чтобы после определения цилиндра путем проворачивания коленчатого вала впрыскивание топлива начиналось с цилиндра, оснащенного ДДЦ. Затем во время первого цикла сгорания происходит самовоспламенение, сопровождаемое изменением давления в цилиндре, ЭБУ 20 обнаруживает изменение давления в цилиндре с использованием датчика 22 давления в цилиндре и получает его максимальное значение в виде значения Рmах (этап 102). Затем ЭБУ 20 корректирует полученное значение Рmах на основе температуры охлаждающей жидкости и количества воздуха в цилиндре (этап 104). В блоке ЭБУ 20 предварительно запоминается информация о зависимости между значением Рmах и октановым числом (RON) в форме карты. ЭБУ 20 точно определяет октановое число (RON), соответствующее полученному значению Рmах из карты (этап 106).

[0038] Как описано выше, согласно системе по этому примеру осуществления, октановое число (RON) используемого топлива может быть определено с использованием изменения давления в цилиндре, вызванного самовоспламенением во время первого цикла сгорания во время запуска двигателя. Поэтому становится возможным определение октанового числа (RON) применяемого топлива с использованием существующей системы устройства без необходимости отдельной установки датчика для определения характеристик топлива и т.п. Кроме того, поскольку октановое число (RON) используемого топлива обнаруживается до полноценного сгорания, становится возможным осуществлять различные виды управления соразмерно октановому числу (RON), сразу же после запуска двигателя.

[0039] Хотя в вышеописанном первом примере осуществления изобретения рабочий режим для первого цикла сгорания во время запуска двигателя специально не ограничивается, точность при определении качества топлива может быть увеличена путем установления такого рабочего режима, чтобы самовоспламенение происходило с достаточной степенью вероятности. Точнее, вероятность самовоспламенения в первом цикле сгорания тем выше, чем выше степень сжатия. Поэтому при увеличении количества воздуха в цилиндре в первом цикле сгорания степень сжатия может быть эффективно увеличена для достижения условия, являющегося благоприятным для самовоспламенения. В этой связи возможные примеры способа увеличения количества воздуха в цилиндре включают в себя способ, в котором увеличивается степень открытия дроссельной заслонки, и способ, в котором в системе, оборудованной электрическим механизмом регулирования момента открытия или закрытия клапана (электромеханизм VVT - variable valve timing - механизм изменения фаз газораспределения), момент закрытия впускных клапанов (время IVC - intake valves closure) задерживается. Кроме того, в качестве двигателя 10 может использоваться двигатель с изменяемой степенью сжатия (VCR - variable compression ratio) для увеличения степени сжатия.

[0040] Кроме того, касательно рабочего режима для первого цикла сгорания во время запуска двигателя, вероятность самовоспламенения в первом цикле сгорания тем выше, чем выше температура охлаждающей жидкости двигателя. Поэтому, если температура охлаждающей жидкости, определенная датчиком температуры охлаждающей жидкости, ниже заданного контрольного значения, определение, касающееся характеристик топлива, может быть ограничено. Это позволит эффективно ограничить ошибочное определение в случае, если самовоспламенения не происходит.

[0041] Кроме того, хотя в вышеизложенном первом примере осуществления максимальное значение Рmах, обнаруженное ДДЦ (датчиком давления в цилиндре) 22, корректируется с учетом количества воздуха в цилиндре и температуры охлаждающей жидкости, таким образом, чтобы эти рабочие условия были отражены при определении характеристик топлива, это не ограничивает данный способ. Таким образом, определение характеристик топлива, в котором находит отражение рабочий режим, может быть выполнено с использованием заранее сохраненных карт, в которых октановое число (RON) соответствует максимальному значению Рmах отдельно для каждого из рабочих режимов (параметры режима), таких как количество воздуха в цилиндре, температура охлаждающей жидкости и т.д., и последующего выбора карты в соответствии с текущим рабочим режимом. Кроме того, параметры рабочего режима, касающиеся корректировки, не ограничены количеством воздуха в цилиндре и температурой охлаждающей жидкости, но другие параметры рабочего режима, такие как количество впрыскиваемого топлива, атмосферное давление и т.д., могут дополнительно использоваться в качестве параметров рабочего режима, связанных с корректировкой.

[0042] Кроме того, несмотря на то, что в первом примере осуществления один из цилиндров оснащен ДДЦ 22, два или больше цилиндров могут быть оснащены ДДЦ 22. В этом случае достаточно, чтобы первый цикл сгорания был вызван в одном из цилиндров, оснащенных ДДЦ.

[0043] Кроме того, несмотря на то, что в первом примере осуществления максимальное значение (Рmах) изменения давления в цилиндре, вызванного самовоспламенением в первом цикле сгорания, используется для определения октанового числа (RON) используемого топлива, показатели изменения давления в цилиндре, которые применимы для определения, не ограничены максимальным значением изменения давления в цилиндре. Таким образом, поскольку самовоспламенение - явление, которое синхронно с углом поворота коленчатого вала, скорость изменения давления в цилиндре до максимального значения Рmах неизбежно становится тем выше, чем выше будет Рmах.

Поэтому в качестве скорости изменения при изменении давления в цилиндре, например, определяется степень изменения давления в цилиндре на единицу угла поворота коленчатого вала (ΔР/Δ0Аo), и степень изменения давления в цилиндре может использоваться для определения октанового числа (RON) используемого топлива.

[0044] В этой связи, в первом примере осуществления ДДЦ 22 соответствует средству измерения давления в цилиндре, а ЭБУ 20 реализует средство определения характеристик топлива путем выполнения процедур на этапах 102 и 106.

[0045] Кроме того, в первом примере осуществления ЭБУ 20 реализует средство выбора цилиндра путем выполнения процедуры на этапе 100 и реализует средство корректировки путем выполнения процедуры на этапе 104.

ВТОРОЙ ПРИМЕР ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[ОСОБЕННОСТИ ВТОРОГО ПРИМЕРА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ]

[0046] Далее будет описан второй пример осуществления изобретения со ссылкой на фиг. 6. Второй пример осуществления может быть реализован путем выполнения последовательности действий, отображенной на фиг. 6, в системе, отображенной на фиг. 1.

[0047] Система согласно этому примеру осуществления включает в себя систему контроля детонации (далее система KCS - knocking control system). Система KCS представляет собой систему, предотвращающую детонацию, задерживая время зажигания в случае, если возникновение детонации или какой-либо признак этого возникновения обнаруживается датчиком детонации. Однако рабочий диапазон системы KCS ограничен. Таким образом, если происходит дозаправка топливом, октановое число которого ниже октанового числа (RON), предполагаемого для обработки системой KCS, то возможно, что система KCS не сможет справиться с этой ситуацией в достаточной мере, и детонации в некоторых случаях нельзя избежать.

[0048] Как описано выше, система согласно этому примеру осуществления способна определять октановое число (RON) используемого топлива на основе максимального значения Рmах изменения давления в цилиндре, вызванного самовоспламенением в первом цикле сгорания. Поэтому в системе по второму примеру осуществления, если определяемое октановое число (RON) ниже рабочего диапазона системы KCS, то выходная мощность двигателя 10 внутреннего сгорания ограничивается во избежание детонации и водителю подается предупреждение. Возможные примеры ограничения выходной мощности двигателя включают в себя работу в аварийном режиме или в режиме защиты от поломки. Возможные примеры предупреждения включают в себя включение ИЛН (индикаторной лампы неисправности), подачу предупреждающего звука и т.д. Такое приспособление позволяет эффективно избежать возникновения детонации даже в случае, если при дозаправке подается топливо низкого качества, октановое число которого является весьма низким.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕДУР, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ ВО ВТОРОМ ПРИМЕРЕ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0049] На фиг. 6 представлена блок-схема последовательности действий, в которой ЭБУ 20 выполняет процедуру предотвращения детонации. Как показано в этой блок-схеме, ЭБУ 20 после начала проворачивания коленчатого вала, во-первых, осуществляет управление, таким образом, чтобы первый цикл сгорания выполнялся в цилиндре, оснащенном ДДЦ (этап 200). После этого происходит самовоспламенение в первом цикле сгорания, сопровождаемое изменением давления в цилиндре. ЭБУ 20 обнаруживает изменение давления в цилиндре с использованием датчика 22 давления в цилиндре и определяет его максимальное значение в виде значения Рmах (этап 202). Затем ЭБУ 20 корректирует полученное значение Рmах на основе температуры охлаждающей жидкости и количества воздуха в цилиндре (этап 204). В блоке ЭБУ 20 сохраняется заранее информация о зависимости между значением Рmах и октановым числом (RON) в форме карты. ЭБУ 20 точно определяет октановое число (RON), которое соответствует полученному значению Рmах из карты (этап 206). На этапах 200-206 ЭБУ 20 выполняет ту же процедуру, что и на этапах 100-106.

[0050] Затем ЭБУ 20 определяет, является ли октановое число (RON), определенное на этапе 206, меньшим заданного контрольного значения (этап 208). Заданное контрольное значение представляет собой значение нижнего предела рабочего диапазона системы KCS, заранее хранящееся в ЭБУ 20 и считывается из ЭБУ 20, по мере необходимости. Если на этапе 208 не устанавливается, что октановое число (RON) < контрольного значения, то определяется, что детонации можно избежать при помощи системы KCS, и эта последовательность действий немедленно заканчивается. С другой стороны, если на этапе 208 устанавливается, что октановое число (RON) < контрольного значения, то определяется, что возникновения детонации невозможно избежать с использованием системы KCS, и процедура переходит к следующему этапу, на котором ограничивается выходная мощность двигателя 10 внутреннего сгорания и подается предупреждение водителю (этап 210).

[0051] Как описано выше, согласно системе по второму примеру осуществления, в случае, если октановое число (RON) используемого топлива ниже рабочего диапазона системы KCS, выходную мощность двигателя внутреннего сгорания 10 соответственно ограничивают таким образом, чтобы возникновение детонации можно было эффективно избежать.

[0052] Во втором примере осуществления ДДЦ 22 соответствует «средству измерения давления в цилиндре», а ЭБУ 20 реализует «средство определения характеристик топлива» выполнением процедуры этапов 202 и 206.

[0053] Кроме того, во втором примере осуществления ЭБУ 20 реализует «средство выбора цилиндра» выполнением процедуры этапа 200 и реализует «средство корректировки» выполнением процедуры этапа 204.

[0054] Также, дополнительно, во втором примере осуществления ЭБУ 20 реализует «средство подавления детонации» выполнением процедуры этапов 208 и 210.

1. Управляющее устройство для двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием, характеризующееся тем, что содержит:
средство измерения давления в цилиндре для измерения давления в одном или более цилиндрах двигателя внутреннего сгорания; и
средство определения характеристик топлива для обнаружения изменения давления в цилиндре, вызванного самовоспламенением, после начала такта сжатия и перед выполнением искрового зажигания с использованием средства измерения давления в цилиндре в течение первого цикла сгорания, во время которого искровое зажигание выполняется в первый раз после начала проворачивания коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, а также для определения характеристик топлива, используемого двигателем внутреннего сгорания, на основании изменения давления в цилиндре.

2. Управляющее устройство по п. 1, отличающееся тем, что средство определения характеристик топлива включает в себя средство определения максимального значения изменения давления в цилиндре и определяет характеристики топлива, используемого двигателем внутреннего сгорания, на основании этого максимального значения.

3. Управляющее устройство по п. 1, отличающееся тем, что средство определения характеристики топлива включает в себя средство определения скорости изменения при изменении давления в цилиндре и определяет характеристики топлива, используемого двигателем внутреннего сгорания, на основании этой скорости изменения.

4. Управляющее устройство по п. 3, отличающееся тем, что скорость изменения при изменении давления в цилиндре представляет собой степень изменения давления в цилиндре на единицу угла поворота коленчатого вала.

5. Управляющее устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что средство измерения давления в цилиндре представляет собой датчик давления в цилиндре, установленный для определенного цилиндра, который является одним цилиндром из одного или нескольких цилиндров, и дополнительно включает в себя
средство выбора цилиндра для выполнения первого цикла сгорания на этом определенном цилиндре.

6. Управляющее устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно включает в себя
средство управления для осуществления управления увеличением степени сжатия в первом цикле сгорания.

7. Управляющее устройство по п. 6, отличающееся тем, что
средство управления для осуществления управления увеличением степени сжатия в первом цикле сгорания увеличивает степень открытия дроссельной заслонки так, чтобы увеличить степень сжатия в первом цикле сгорания.

8. Управляющее устройство по п. 6, отличающееся тем, что
средство управления для осуществления управления увеличением степени сжатия в первом цикле сгорания задерживает момент закрытия, при котором впускной клапан закрывается механизмом регулирования момента открытия или закрытия клапана так, чтобы увеличить степень сжатия в первом цикле сгорания.

9. Управляющее устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно включает в себя
средство корректировки для корректировки изменения давления в цилиндре, определенного средством измерения давления в цилиндре, посредством использования температуры охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания или количества воздуха в цилиндре двигателя внутреннего сгорания.

10. Управляющее устройство по п. 1, отличающееся тем, что
средство определения характеристик топлива определяет октановое число топлива, используемого двигателем внутреннего сгорания.

11. Управляющее устройство по п. 10, отличающееся тем, что дополнительно включает в себя
средство подавления детонации для осуществления управления подавлением возникновения детонации, если октановое число, определенное средством определения характеристик топлива, меньше заданного контрольного значения.

12. Управляющее устройство по п. 11, отличающееся тем, что
средство подавления детонации включает в себя средство для ограничения выходной мощности двигателя внутреннего сгорания.

13. Управляющее устройство по п. 11 или 12, отличающееся тем, что
средство подавления детонации включает в себя средство предупреждения для подачи предупреждения пользователю.

14. Способ управления двигателем внутреннего сгорания с искровым зажиганием, характеризующийся тем, что включает в себя этап определения характеристик топлива, используемого двигателем внутреннего сгорания, на основании изменения давления в цилиндре, вызванного самовоспламенением, после начала такта сжатия и перед выполнением искрового зажигания в течение первого цикла сгорания, во время которого искровое зажигание выполняется в первый раз после начала проворачивания коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания.