Устройство управления и способ управления для двигателей внутреннего сгорания
Изобретение относится к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания. Технический результат заключается в том, что увеличение и уменьшение общего объема топлива не будет влиять на крутящий момент, а ступенька крутящего момента является небольшой. Указанный технический результат достигается тем, что максимальный объем впрыска из клапана (8) впрыска топлива для впрыска в цилиндр может покрывать область вплоть до линии L2 относительно границы между областью A1 стехиометрического соотношения воздух-топливо и областью A2 выходного стехиометрического соотношения воздух-топливо. Двигатель приводится в действие посредством впрыска в цилиндр в области A1 стехиометрического соотношения воздух-топливо. Линия L3 переключения для переключения впрыска и остановки клапана (41) впрыска топлива для впрыска в канал задается между двумя пограничными линиями L1 и L2. На стороне высокой скорости и высокой нагрузки от линии L3 переключения клапан впрыска топлива для впрыска в канал выполняет дополнительный впрыск топлива. Переключение впрыска и остановки впрыска во впускной канал выполняется в состоянии, когда соотношение воздух-топливо становится выходным соотношением воздух-топливо только за счет впрыска в цилиндр. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Область техники
Данное изобретение относится к устройству управления и способу управления для двигателя внутреннего сгорания, который включает в себя клапан впрыска топлива для впрыска в канал (клапан впрыска топлива в канал), который выполнен с возможностью впрыскивания топлива во впускной канал, и клапан впрыска топлива для впрыска в цилиндр (клапан впрыска топлива в цилиндр), который выполнен с возможностью впрыскивания топлива в камеру сгорания, с обеспечением переключения впрыска и остановки одного из клапанов для впрыска топлива в соответствии с состоянием приведения в действие двигателя.
Уровень техники
Патентный документ 1 раскрывает двигатель внутреннего сгорания, который включает в себя устройство впрыска топлива, включающее в себя клапан впрыска топлива для впрыска в канал, выполненный с возможностью впрыскивать топливо во впускной канал, и клапан впрыска топлива для впрыска в цилиндр, выполненный с возможностью впрыскивать топливо непосредственно в камеру сгорания, и которое выполнено с возможностью соответственно переключать эти впрыски в соответствии с состоянием приведения в действие двигателя. В этом патентном документе 1 область приведения в действие, определенная нагрузкой и скоростью вращения двигателя, делится на три области из расслоенной обедненной области горения для стороны низкой скорости и низкой нагрузки, однородной обедненной области горения для средней скорости и средней нагрузки и однородной области стехиометрического горения для стороны высокой скорости и высокой нагрузки. В расслоенной обеденной области горения впрыск в цилиндр выполняется с помощью клапана впрыска топлива для впрыска в цилиндр. В однородной обеденной области горения впрыск во впускной канал выполняется с помощью клапана впрыска топлива для впрыска в канал. В однородной области стехиометрического сгорания впрыск топлива выполняется с помощью обоих клапанов для впрыска топлива.
В этом случае патентный документ 1 относится к управлению моментом зажигания, в котором момент зажигания корректируется в соответствии с соотношением между объемами впрыска топлива для впрыска в канал и впрыска в цилиндр. Когда величина изменения соответствующего момента зажигания согласно изменению показателя объема впрыска равна или больше предварительно определенной величины, диапазон изменения показателя объема впрыска ограничивается. То есть, например, даже когда целевая объемная доля впрыска изменяется от 0 до 100%, фактическое изменение объемной доли впрыска выполняется ступенчатым образом.
В уровне техники патентного документа 1, например, в случае, когда впрыск топлива из другого из клапанов для впрыска топлива, который находится в остановленном состоянии, начинается в соответствии с изменением состояния приведения в действие двигателя во время приведения во вращение посредством впрыска топлива из одного из клапанов для впрыска топлива, как описано выше, впрыск топлива из другого из клапанов для впрыска топлива начинается с впрыска топлива небольшого объема с тем, чтобы постепенно изменять объемную долю впрыска. Однако в клапане для впрыска топлива, который открывается в ответ на возбуждающий импульсный сигнал, минимальный объем впрыска топлива, который может быть измерен посредством пускового импульсного сигнала, определен. Соответственно невозможно впрыскивать топливо объемом, который меньше минимального объема впрыска топлива.
Следовательно, даже если впрыск из другого из клапанов впрыска топлива начинается с чрезмерно малого объема во время впрыска топлива из одного из клапанов для впрыска топлива, невозможно избегать того, что объем впрыска топлива увеличивается и уменьшается на минимальный объем впрыска топлива ступенчатым образом. Кроме того, существует различие задержки переноса в камеру сгорания между впрыском во впускной канал и впрыском в цилиндр. Соответственно чрезвычайно трудно отменять вышеописанное ступенчатое увеличение и уменьшение минимального объема впрыска топлива посредством объема впрыска из одного из клапанов для впрыска топлива.
Документ предшествующего уровня техники
Патентный документ 1: Публикация заявки на патент Японии № 2006-57594.
Сущность изобретения
Согласно изобретению создано устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, который включает в себя клапан впрыска топлива в канал, выполненный с возможностью впрыскивания топлива во впускной канал, клапан впрыска топлива в цилиндр, выполненный с возможностью впрыскивания топлива в камеру сгорания, причем один из клапана впрыска топлива в канал и клапана впрыска топлива в цилиндр, который служит в качестве основного клапана впрыска топлива, и другой из клапана впрыска топлива в канал и клапана впрыска топлива в цилиндр, который служит в качестве вспомогательного клапана впрыска топлива, выполнены с возможностью вспомогательного задействования в специальных условиях приведения в действие двигателя, что обеспечивает выполнение переключения впрыска и остановки вспомогательного клапана впрыска топлива в соответствии с условием приведения в действие двигателя, при этом устройство управления выполнено с возможностью переключения впрыска и остановки вспомогательного клапана впрыска топлива в состоянии, когда соотношение воздух-топливо за счет объема впрыска топлива посредством основного клапана впрыска топлива является более плотным, чем стехиометрическое соотношение воздух-топливо.
Например, в случае, когда соотношение воздух-топливо становится плотнее стехиометрического соотношения воздух-топливо на объем впрыска топлива из основного клапана впрыска топлива, когда впрыск из вспомогательного клапана впрыска топлива начинается во время приведения в действие двигателя посредством впрыска топлива из основного клапана впрыска топлива, увеличение крутящего момента едва ли формируется, даже когда общий объем топлива увеличивается посредством начала впрыска из вспомогательного клапана впрыска топлива (например, начала впрыска посредством вышеописанного минимального объема впрыска топлива). То есть в состоянии, когда соотношение воздух-топливо уже богатое, сформированный крутящий момент зависит от объема воздуха в цилиндре. Соответственно соотношение воздух-топливо становится дополнительно богаче посредством увеличения общего объема топлива. Функция охлаждения топлива посредством теплоты испарения увеличивается. Однако, крутящий момент едва ли увеличивается. Следовательно, ощущение ступеньки крутящего момента не предоставляется водителю.
Это также аналогично случаю, когда впрыск из вспомогательного клапана впрыска топлива прекращается из состояния, когда впрыск топлива как из основного клапана впрыска топлива, так и из вспомогательного клапана впрыска топлива, выполняется. Крутящий момент едва ли уменьшается, даже когда, например, объем впрыска топлива уменьшается за счет минимального объема впрыска топлива из вспомогательного клапана впрыска топлива ступенчатым образом, пока соотношение воздух-топливо за счет объема впрыска топлива из основного клапана впрыска топлива (т. е. соотношение воздух-топливо после остановки вспомогательного клапана впрыска топлива) является более плотным, чем стехиометрическое соотношение воздух-топливо. Соответственно водителем не ощущается «ступенька» крутящего момента.
Посредством этого изобретения пресекается увеличение и уменьшение крутящего момента при начале или прекращении впрыска из вспомогательного клапана впрыска топлива. Водителем не ощущается «ступенька» крутящего момента при переключении.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - пояснительный вид структуры, показывающий структуру системы устройства управления согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 2 - вид характеристики, показывающий линию переключения впрыска/остановки клапана впрыска топлива для впрыска в канал в области приведения в действие двигателя внутреннего сгорания согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 3 - временная диаграмма для иллюстрации переключения, когда оно проходит через линию переключения; и
Фиг. 4 - временная диаграмма для иллюстрации переключения согласно запросу переключения от клапана впрыска топлива для впрыска в канал в области стехиометрического соотношения воздух-топливо.
Описание вариантов осуществления изобретения
Далее в данном документе один вариант осуществления настоящего изобретения иллюстрируется на основе чертежей.
Фиг. 1 показывает конфигурацию системы двигателя 1 внутреннего сгорания для транспортного средства, к которому применяется настоящее изобретение. Этот двигатель 1 внутреннего сгорания является двигателем внутреннего сгорания с искровым зажиганием с четырехтактным циклом, который имеет турбонагнетатель и который включает в себя механизм 2 переменной степени сжатия, использующий, например, поршневой кривошипно-шатунный механизм многорычажного типа. Двигатель 1 внутреннего сгорания включает в себя пару впускных клапанов 4 и пару выпускных клапанов 5, которые размещаются на поверхности верхней стенки камеры 3 сгорания; и свечу 6 зажигания, которая размещается в центральном фрагменте, окруженном этими впускными клапанами 4 и выпускными клапанами 5.
Существует клапан 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр (клапан 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр) в нижнем фрагменте впускного канала 7, выполненного с возможностью открываться и закрываться посредством впускного клапана 4. Кроме того, клапан 41 впрыска топлива для впрыска в канал (клапан 41 впрыска топлива для впрыска в канал) размещается во впускном канале 7. Клапан 41 впрыска топлива для впрыска в канал выполнен с возможностью впрыскивать топливо во впускной канал 7. Эти клапан 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр и клапан 41 впрыска топлива для впрыска в канал являются электромагнитными или пьезоэлектрическими клапанами, которые выполнены с возможностью открываться посредством приложения к ним возбуждающего импульсного сигнала. Эти клапан 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр и клапан 41 впрыска топлива для впрыска в канал выполнены с возможностью впрыскивать топливо объемом, который практически пропорционален ширине импульса возбуждающего импульсного сигнала.
Дроссельная заслонка 19 электрически управляемого типа расположена на стороне выше по потоку от фрагмента 18a коллектора впускного канала 18, соединенного с впускным каналом 7. Степень открытия дроссельной заслонки 19 электрически управляемого типа управляется посредством управляющего сигнала от контроллера 9 двигателя. Кроме того, существует компрессор 20 турбонагнетателя, который расположен на стороне выше по потоку от электрически управляемой дроссельной заслонки 19. Кроме того, существует расходомер 10 воздуха, который размещается на стороне выше по потоку от этого компрессора 20 и который выполнен с возможностью измерять количество всасываемого воздуха.
Более того, устройство 13 каталитического нейтрализатора, которое состоит из трехкомпонентного нейтрализатора, расположено в выпускном канале 12, соединенном с выпускным каналом 11. Кроме того, существует датчик 14 соотношения воздух-топливо, который расположен на стороне выше по потоку от устройства 13 каталитического нейтрализатора и который выполнен с возможностью измерять соотношение воздух-топливо.
Контроллер 9 двигателя выполнен с возможностью принимать сигналы обнаружения датчиков, таких как расходомер 10 воздуха, датчик 14 соотношения воздух-топливо, датчик 15 угла поворота коленчатого вала, выполненный с возможностью измерять скорость вращения двигателя, датчик 16 температуры воды, выполненный с возможностью измерять температуру охлаждающей жидкости, и датчик 17 степени открытия акселератора, выполненный с возможностью измерять величину нажатия педали акселератора, задействуемой водителем. Контроллер 9 двигателя сконфигурирован, чтобы соответствующим образом управлять объемами впрыскиваемого топлива и моментами впрыска посредством клапанов 8 и 41 впрыска топлива, моментом зажигания посредством свечи 6 зажигания, степенью открытия дроссельной заслонки 19 и т. д.
С другой стороны, механизм 2 переменной степени сжатия использует известный поршневой кривошипно-шатунный механизм многорычажного типа. Механизм 2 переменной степени сжатия включает в себя нижний рычаг 22, поддерживаемый с возможностью вращения посредством оси 21a кривошипа коленчатого вала 21; верхний рычаг 25, соединяющийся с верхней осью 23, предусмотренной на одном крайнем фрагменте этого нижнего рычага 22, и поршневой палец 24a для поршня 24; управляющий рычаг 27, имеющий один конец, соединенный с управляющим штифтом 26, предусмотренным на другом крайнем фрагменте нижнего рычага 22; и вал 28 управления, поворотно поддерживающий другой конец управляющего рычага 27. Коленчатый вал 21 и вал 28 управления поддерживаются с возможностью вращения через несущую конструкцию (не показана) в картере двигателя, предусмотренном в нижнем фрагменте блока 29 цилиндров. Вал 28 управления включает в себя эксцентриковый фрагмент 28a вала, позиция которого изменяется в соответствии с поворотным движением вала 28 управления. Один крайний фрагмент управляющего рычага 27 установлен с возможностью вращения в этом эксцентриковом фрагменте 28a вала. В вышеописанном механизме 2 переменной степени сжатия верхняя мертвая точка поршня 24 изменяется в направлениях вверх и вниз в соответствии с поворотным движением вала 28 управления, так что механическая степень сжатия изменяется.
Кроме того, электромотор 31 расположен в нижнем фрагменте блока 29 цилиндров. Электромотор 31 служит в качестве приводного механизма, выполненного с возможностью управлять изменением степени сжатия механизма 2 переменной степени сжатия. Электромотор 31 включает в себя центральный вал вращения, который протягивается параллельно коленчатому валу 21. Устройство 32 уменьшения скорости присоединено, чтобы быть размещенным последовательно с этим электромотором 31 в осевом направлении. Это устройство 32 уменьшения скорости является, например, механизмом волновой зубчатой передачи, имеющим большой коэффициент уменьшения скорости. Выходной вал 32a устройства уменьшения скорости для этого устройства 32 уменьшения скорости расположен соосно с выходным валом (не показан) электромотора 31. Соответственно выходной вал 32a устройства уменьшения скорости и вал 28 управления расположены параллельно друг с другом. Первый рычаг 33, прикрепленный к выходному валу 32a устройства уменьшения скорости, и второй рычаг 34, прикрепленный к валу 28 управления, соединены друг с другом посредством промежуточного рычага 35 так, что выходной вал 32a устройства уменьшения скорости и вал 28 управления поворачиваются взаимосвязано друг с другом.
То есть, когда электромотор 31 вращается, скорость вращения значительно уменьшается посредством устройства 32 уменьшения скорости, и угол поворота выходного вала 32a устройства уменьшения скорости изменяется. Поворотное движение выходного вала 32a этого устройства уменьшения скорости передается от первого рычага 33 через промежуточное звено 35 ко второму рычагу 34, так что вал 28 управления поворачивается. С помощью этого, как описано выше, механическая степень сжатия двигателя 1 внутреннего сгорания изменяется. Кроме того, в примере, показанном на чертежах, первый рычаг 33 и второй рычаг 34 протягиваются в одинаковом направлении. Соответственно, например, когда выходной вал 32a устройства уменьшения скорости поворачивается в направлении по часовой стрелке, вал 28 управления также поворачивается в направлении по часовой стрелке. Однако возможно составлять рычажный механизм так, что выходной вал 32a устройства уменьшения скорости и вал 28 управления поворачиваются в противоположных направлениях.
Целевая степень сжатия механизма 2 переменной степени сжатия устанавливается в контроллере 9 двигателя на основе состояния приведения в действие двигателя (например, желаемой нагрузки и скорости вращения двигателя). Электромотор 31 управляется с возможностью передачи приводного усилия так, чтобы поддерживать эту целевую степень сжатия.
Кроме того, в настоящем изобретении, механизм 2 переменной степени сжатия необязательно необходим. Это может быть механизм фиксированной степени сжатия.
Фиг. 2 показывает область приведения в действие двигателя 1 внутреннего сгорания с помощью нагрузки и скорости вращения двигателя 1 внутреннего сгорания, которые служат в качестве параметров. Линия, показанная символом L1 на чертеже, показывает границу между областью A1 приведения в действие, в которой целевое соотношение воздух-топливо является стехиометрическим соотношением воздух-топливо, и областью A2 приведения в действие, которая находится на стороне высокой скорости, высокой нагрузки, и в которой целевое соотношение воздух топливо является выходным соотношением воздух-топливо, которое плотнее (богаче), чем стехиометрическое соотношение воздух-топливо. Кроме того, в области A1 стехиометрического соотношения воздух-топливо, объем подачи топлива, в основном, управляется до целевого стехиометрического соотношения воздух-топливо посредством известного управления с обратной связью соотношением воздух-топливо на основе сигналов обнаружения датчика 14 соотношения воздух-топливо. С другой стороны, в области A2 выходного соотношения воздух-топливо, объем подачи топлива, в основном, управляется посредством управления с разомкнутым контуром. Кроме того, в области A2 выходного соотношения воздух-топливо, целевое соотношение воздух-топливо становится богаче к стороне высокой скорости, высокой нагрузки.
В этом случае, в этом варианте осуществления, клапан 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр используется в качестве основного клапана впрыска топлива. Клапан 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр приводится в действие во всей области, включающей в себя обе области A1 и A2 приведения в действие. С другой стороны, клапан 41 впрыска топлива для впрыска в канал служит в качестве вспомогательного клапана впрыска топлива, выполненного с возможностью вспомогательного (во вторую очередь) задействования в особых условиях приведения в действие. То есть в области A1 стехиометрического соотношения воздух-топливо, в основном, весь необходимый объем топлива подается и впрыскивается только посредством клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр, который является основным клапаном впрыска топлива. Клапан 41 впрыска топлива для впрыска в канал, который является вспомогательным клапаном впрыска топлива, остановлен. Однако, в области высокой скорости, высокой нагрузки, в которой необходимый объем топлива, который необходим в течение единичного интервала времени, является большим (т. е. когда объем воздуха в единичный период времени является большим), невозможно подавать необходимый объем топлива только посредством клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр. Дополнительно необходима подача топлива посредством клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал.
Линия, показанная символом L2 на фиг. 2, показывает условия приведения в действие, соответствующие максимальному объему впрыска клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр, который является основным клапаном впрыска топлива. Как показано на чертеже, он включает в себя полную область области A1 стехиометрического соотношения воздух-топливо и часть области на стороне низкой скорости, низкой нагрузки в области A2 выходного соотношения воздух-топливо. Соответственно в этих областях возможно удовлетворять (покрывать) необходимый объем топлива только посредством клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр. Однако на стороне высокой скорости и высокой нагрузки от этой линии L2 объем топлива недостаточен лишь посредством клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр. Соответственно дополнительный впрыск топлива выполняется посредством клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал, который является вспомогательным клапаном впрыска топлива. В этом варианте осуществления граница, по которой впрыск и остановка этого клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал переключаются, задается в промежуточном фрагменте между двумя пограничными линиями L1 и L2, как показано линией L3 переключения. Т. е. линия L3 переключения располагается на стороне высокой скорости, высокой нагрузки (т. е. в области A2 выходного соотношения воздух-топлива) от пограничной линии L1 между областью A1 стехиометрического соотношения воздух-топливо и областью A2 выходного соотношения воздух-топливо. Кроме того, одновременно линия L3 переключения задается на стороне низкой скорости и низкой нагрузки от максимального объема впрыска, соответствующего пограничной линии L2, для предоставления соответствующего предела максимальному объему впрыска клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр. Помимо того, при фактическом управлении, существует соответствующий гистерезис между началом и окончанием активации клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал. На фиг. 2, для упрощения объяснения, и начало, и окончание показано как одна линия L3 переключения.
В области на стороне высокой скорости и высокой нагрузки от линии L3 переключения, объем топлива, подаваемый посредством клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр, является постоянным. Недостающий объем необходимого объема топлива подается и впрыскивается из клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал.
Фиг. 3 показывает временную диаграмму в случае, когда условия приведения в действие двигателя проходят через линию L3 переключения посредством операции ускорения и замедления водителя, и впрыск клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал начинается и прекращается. Помимо того, на фиг. 3 и т.д., "GDI" на чертежах означает впрыск в цилиндр посредством клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр. "MPI" означает впрыск во впускной канал посредством клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал.
Первая половина этой временной диаграммы показывает состояние, в котором желаемый крутящий момент двигателя внутреннего сгорания увеличивается посредством операции ускорения водителя. Условия приведения в действие двигателя находятся в области A1 стехиометрического соотношения воздух-топливо до времени t1. Соответственно объем впрыска клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр увеличивается. Однако коэффициент увеличения топлива поддерживается равным 1 в случае, когда стехиометрическое соотношение воздух-топливо задано равным 1. Во время t1 оно проходит через пограничную линию L1, показанную на фиг. 2, чтобы смещаться из области A1 стехиометрического соотношения воздух-топливо в область A2 выходного соотношения воздух-топливо. Соответственно объем впрыска клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр увеличивается после этого времени. Более того, коэффициент увеличения топлива постепенно увеличивается. Затем, оно проходит линию L3 переключения во время t2. Следовательно, начинается впрыск топлива посредством клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал. Одновременно увеличение объема впрыска клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр прекращается. В это время клапан 41 впрыска топлива для впрыска в цилиндр начинает впрыск топлива посредством минимального объема впрыска. Однако, клапан 41 впрыска топлива имеет фиксированный (характерный) минимальный объем впрыска топлива, как описано выше. Соответственно эта подача топлива посредством, по меньшей мере, минимального объема впрыска топлива выполняется в момент времени непосредственно после начала. Следовательно, когда топливо, впрыскиваемое из этого клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал во впускной канал 7, достигает камеры 3 сгорания, общий объем топлива увеличивается ступенчатым образом.
Однако когда впрыск топлива из клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал начинается таким образом, условия приведения в действие двигателя находятся в области A2 выходного соотношения воздух-топливо. Соотношение воздух-топливо уже является выходным соотношением воздух-топливо, которое плотнее стехиометрического соотношения воздух-топливо, только за счет клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр. Соответственно даже когда общий объем топлива увеличивается ступенчатым образом, увеличение крутящего момента едва ли создается. Как описано выше, в состоянии, когда соотношение воздух-топливо уже богатое, сформированный крутящий момент зависит от объема воздуха в цилиндре. Соответственно соотношение воздух-топливо становится дополнительно более богатым состоянием посредством увеличения общего объема топлива. Следовательно, функция охлаждения топлива увеличивается посредством теплоты испарения. Однако, крутящий момент едва ли увеличивается. Следовательно, ощущение ступеньки крутящего момента не предоставляется водителю.
В примере, показанном на чертеже, операция ускорения дополнительно продолжается от времени t2 до времени t3. Соответственно объем впрыска из клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал увеличивается в соответствии с увеличением желаемого крутящего момента.
Ускорение заканчивается во время t3. Операция замедления начинается со времени t4. Объем впрыска из клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал постепенно уменьшается от времени t4 до времени t5 в соответствии с этой операцией замедления. Объем впрыска из клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр является постоянным. Во время t5 условие приведения в действие двигателя проходит через линию L3 переключения. Соответственно впрыск топлива посредством клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал прекращается. В это время, объем впрыска топлива уменьшается ступенчатым образом, по меньшей мере, на объем топлива, соответствующий минимальному объему впрыска топлива. Однако аналогично началу впрыска, соотношение воздух-топливо является выходным соотношением воздух-топливо, которое плотнее стехиометрического соотношения воздух-топливо, только за счет клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр. Соответственно уменьшение крутящего момента является небольшим. Ощущение ступеньки крутящего момента не предоставляется водителю.
То есть впрыск и остановка клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал переключаются, в то время как увеличение топлива выполняется посредством клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр, который является основным клапаном впрыска топлива, как показано в самом нижнем фрагменте на фиг. 3. При этом чувствительность крутящего момента относительно ступенчатого увеличения и ступенчатого уменьшения объема топлива, соответствующего по меньшей мере минимальному объему впрыска топлива, уменьшается. Можно пресекать ощущение ступеньки крутящего момента.
Таким образом, в этом варианте осуществления, клапан 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр используется в качестве основного клапана впрыска топлива. В области высокой скорости и высокой нагрузки, в которой этот объем впрыска из клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр является недостаточным, клапан 41 впрыска топлива для впрыска в канал компенсирует объем топлива. Соответственно возможно использовать клапан 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр, имеющий относительно небольшую емкость, относительно широкого изменения количества воздуха (т.е. желаемый объем топлива) посредством наддува. Например, возможно легко выполнять управление объемом впрыска в состоянии холостого хода. Кроме того, возможно использовать клапан 41 впрыска, имеющий относительно большой минимальный объем впрыска топлива, в качестве клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал.
Далее, операции в случае, когда выполняется переключение с впрыска топлива только посредством клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр на впрыск топлива посредством клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр и клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал, во время приведения в действие в области A1 стехиометрического соотношения воздух-топливо, для изменения сгорания, объясняются с помощью временной диаграммы на фиг. 4.
В этом случае предполагается, что операция впрыска топлива переключается независимо от операции ускорения/замедления водителя. Соответственно объем воздуха постоянен. В случае, когда переключение выполняется в области A1 стехиометрического соотношения воздух-топливо, как показано на фиг. 4, топливо увеличивается для переключения так, что переключение выполняется в состоянии, когда соотношение воздух-топливо задается в значение, более плотное, чем стехиометрическое соотношение воздух-топливо.
То есть до времени t1 на фиг. 4 приведение в действие выполняется со стехиометрическим соотношением воздух-топливо, заданным только посредством клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр. Клапан 41 впрыска топлива для впрыска в канал остановлен. Во время t1 триггерный сигнал, чтобы запрашивать операцию клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал, переключается во включенное состояние. В это время переключение немедленно не выполняется. Объем впрыска из клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр увеличивается так, что соотношение воздух-топливо приводится в богатое состояние. Кроме того, момент зажигания задерживается в соответствии с величиной увеличения топлива, так, что увеличение крутящего момента согласно переключению в богатое состояние пресекается. Затем, во время t2, в которое соотношение воздух-топливо становится предварительно определенным уровнем AF1, выполняется переключение, то есть впрыск из клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал начинается. В это время, топливо, по меньшей мере, минимального объема впрыска топлива впрыскивается из клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал, как описано выше. Соотношение воздух-топливо уже становится богатым. Соответственно ступенька крутящего момента согласно ступенчатому увеличению общего объема топлива становится относительно небольшой. После начала впрыска из клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал объем впрыска из клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр становится небольшим. От времени t4 до времени t5, по меньшей мере, один из объемов впрыска из клапанов впрыска топлива управляется посредством управления с обратной связью на основе сигнала обнаружения датчика 14 соотношения воздух-топливо, так что соотношение воздух-топливо поддерживается в стехиометрическом соотношении воздух-топливо посредством впрысков топлива как клапаном 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр, так и клапаном 41 впрыска топлива для впрыска в канал, с соответствующей пропорцией совместного использования. От времени t4 до времени t5 соотношение воздух-топливо может поддерживаться в стехиометрическом соотношении воздух-топливо посредством управления с разомкнутым контуром.
Момент впрыска постепенно задерживается с тем, чтобы соответствовать увеличению топлива (переключение в богатое состояние) от времени t1 до времени t2. Однако увеличение крутящего момента согласно увеличению общего объема топлива едва ли формируется, в течение периода времени от времени t2 до времени t3, во время которого соотношение воздух-топливо становится богаче предварительно определенного уровня AF1. Соответственно момент зажигания становится постоянным. Затем, крутящий момент уменьшается в соответствии с уменьшением объемной доли увеличения топлива, в течение периода времени от времени t3 до времени t4, во время которого соотношение воздух-топливо становится значением, более близким к стехиометрическому соотношению воздух-топливо, чем к предварительно определенному уровню AF1. Соответственно задержанный до сих пор момент зажигания теперь передвигается на более ранний срок с тем, чтобы компенсировать это уменьшение крутящего момента. После времени t4 момент зажигания возвращается к моменту зажигания, соответствующему общему объему топлива, соответствующему стехиометрическому соотношению воздух-топливо. Соответствующие моменты зажигания различаются между впрыском в цилиндр посредством клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр и впрыском во впускной канал посредством клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал. Соответственно момент впрыска становится немного задержанным углом относительно момента ADV0 впрыска перед моментом t1 времени.
Процесс после времени t5 показывает процесс, в котором впрыск из клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал прекращается, и работа возвращается к приведению в действие только посредством клапана 8 впрыска топлива в цилиндр. Когда сигнал запроса впрыска (триггерный сигнал) клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал приводится в выключенное состояние во время t5, объем топлива, впрыскиваемого посредством клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр, увеличивается перед фактическим переключением, так что соотношение воздух-топливо переключается в богатое состояние. В это время объем топлива увеличивается так, что соотношение воздух-топливо становится соотношением воздух-топливо (предварительно определенным уровнем AF1), которое плотнее стехиометрического соотношения воздух-топливо на объем впрыска только за счет, по меньшей мере, клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр. Кроме того, момент впрыска задерживается так, чтобы компенсировать увеличение крутящего момента, согласно переключению соотношения воздух-топливо в богатое состояние. Помимо того, в течение периода времени от времени t6 до времени t7, момент зажигания становится постоянным по причинам, аналогичным причинам вышеописанного случая в течение периода времени от времени t2 до времени t3. Затем, клапан 41 впрыска топлива для впрыска в канал останавливается во время t7, в которое соотношение воздух-топливо приходит в богатое состояние вышеописанного уровня. Даже когда общий объем топлива уменьшается ступенчатым образом в соответствии с этой остановкой клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал, соотношение воздух-топливо поддерживается в соотношении воздух-топливо (богатое состояние, которое равно или больше предварительно определенного уровня AF1, при котором влияние на крутящий момент является небольшим), которое плотнее стехиометрического соотношения воздух-топливо. Соответственно ступенька крутящего момента согласно уменьшению общего объема топлива становится относительно небольшой. Объем впрыска из клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр постепенно уменьшается после переключения (остановка клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал). Момент впрыска возвращается к нормальному моменту впрыска в соответствии с уменьшением объема впрыска из клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр. После времени t8 привод выполняется со стехиометрическим соотношением воздух-топливо, заданным только посредством клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр.
Таким образом, даже когда операция впрыска топлива переключается во время приведения в действие в области A1 стехиометрического соотношения воздух-топливо, представляется возможным переключать клапаны 8 и 41 впрыска топлива, в то же время пресекая ступеньку крутящего момента.
Помимо того, возможно постепенно выполнять увеличение и уменьшение объема впрыска посредством клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр в течение периода времени от времени t1 до времени t4 и в течение периода времени от времени t5 до времени t8 с тем, чтобы не испытывать ощущение ступеньки крутящего момента. Соответственно регулирование крутящего момента посредством задержки момента зажигания не является обязательно необходимым.
Кроме того, в примере на фиг. 4, операция впрыска переключается с впрыска топлива только посредством клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр на впрыски топлива посредством обоих из клапана 8 впрыска топлива для впрыска в цилиндр и клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал. Кроме того, возможно переключаться на впрыск топлива только посредством клапана 41 впрыска топлива для впрыска в канал.
1. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, который включает в себя:
клапан впрыска топлива в канал, выполненный с возможностью впрыска топлива во впускной канал, и
клапан впрыска топлива в цилиндр, выполненный с возможностью впрыскивания топлива в камеру сгорания,
причем один из клапана впрыска топлива в канал и клапана впрыска топлива в цилиндр служит в качестве основного клапана впрыска топлива, а другой из клапана впрыска топлива в канал и клапана впрыска топлива в цилиндр служит в качестве вспомогательного клапана впрыска топлива и выполнен с возможностью вспомогательного задействования в определенных условиях приведения в действие двигателя и с возможностью обеспечения переключения между впрыском и остановкой впрыска вспомогательным клапаном в соответствии с условием приведения в действие двигателя,
при этом устройство управления выполнено с возможностью управления переключением между впрыском и остановкой впрыска вспомогательным клапаном впрыска топлива в состоянии, когда отношение воздух-топливо за счет объема впрыска основным клапаном впрыска топлива превышает стехиометрическое отношение воздух-топливо, в то время как основной клапан впрыска топлива выполняет впрыск топлива во всей области приведения в действие.
2. Устройство по п. 1, выполненное с возможностью переключения между впрыском и остановкой впрыска топлива вспомогательным клапаном на стороне высокой скорости и высокой нагрузки относительно границы между областью приведения в действие, в которой целевое отношение воздух-топливо двигателя внутреннего сгорания является выходным отношением воздух-топливо, превышающим стехиометрическое отношение воздух-топливо, и областью приведения в действие, в которой целевое отношение воздух-топливо является стехиометрическим соотношением воздух-топливо.
3. Устройство по п. 1, выполненное с возможностью управления отношением воздух-топливо до значения, которое превышает стехиометрическое отношение воздух-топливо, посредством увеличения объема впрыска топлива основным клапаном впрыска топлива, когда требуется переключение между впрыском и остановкой впрыска вспомогательным клапаном впрыска топлива.
4. Устройство по п. 3, в котором момент зажигания задерживается в соответствии с увеличением объема впрыска топлива.
5. Способ управления для двигателя внутреннего сгорания, содержащего клапан впрыска топлива в канал, выполненный с возможностью впрыска топлива во впускной канал, и клапан впрыска топлива в цилиндр, выполненный с возможностью впрыскивания топлива в камеру сгорания, причем один из клапана впрыска топлива в канал и клапана впрыска топлива в цилиндр служит в качестве основного клапана впрыска топлива, а другой из клапана впрыска топлива в канал и клапана впрыска топлива в цилиндр служит в качестве вспомогательного клапана впрыска топлива и выполнен с возможностью вспомогательного задействования в определенных условиях приведения в действие двигателя и возможностью переключения между впрыском и остановкой впрыска вспомогательным клапаном впрыска топлива в соответствии с условием приведения в действие двигателя, причем согласно способу:
осуществляют переключение между впрыском и остановкой впрыска вспомогательным клапаном впрыска топлива в состоянии, когда отношение воздух-топливо за счет объема впрыска топлива основным клапаном впрыска топлива превышает стехиометрическое отношение воздух-топливо, в то время как
осуществляют управление основным клапаном впрыска топлива для осуществления впрыска топлива во всей области приведения в действие.
