Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания



Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания
Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания
Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания
Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания
Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания
Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания
Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания
Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания
Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания
Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания
Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания

 


Владельцы патента RU 2556030:

ТОЙОТА ДЗИДОСЯ КАБУСИКИ КАЙСЯ (JP)

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано в устройствах управления двигателем внутреннего сгорания. Технический результат - обеспечение баланса между предотвращением чрезмерного повышения температуры поршня и предотвращением ухудшения различных эксплуатационных характеристик двигателя внутреннего сгорания в результате выполнения управления, применяемого для подавления аномального сгорания даже тогда, когда аномальное сгорание происходит последовательно или практически последовательно в течение множества циклов. В устройстве управления для двигателя внутреннего сгорания датчик (34) давления внутри цилиндра предназначен для измерения давления P внутри цилиндра двигателя внутреннего сгорания (10). Когда последовательное или практически последовательное преждевременное воспламенение обнаружено с использованием датчика давления внутри цилиндра (34) устройство управления затрудняет управление подавлением последовательного возникновения преждевременного воспламенения, когда Pмакс во время преждевременного воспламенения является низким, по сравнению с тем, когда Pмакс во время преждевременного воспламенения является высоким. 4 з.п. ф-лы, 11 ил.

 

Область техники

[0001]

Настоящее изобретение относится к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Уровень техники

[0002]

До настоящего времени устройство управления сгоранием для двигателя внутреннего сгорания было описано, например, в патентном документе 1. Данное известное устройство управления сгоранием выявляет аномальное сгорание (преждевременное воспламенение) на основе выходного значения давления внутри цилиндра для определения давления внутри цилиндра. Кроме того, при выявлении преждевременного воспламенения производится уменьшение угла опережения зажигания или обогащение воздухом топливной смеси, чтобы задержать преждевременное воспламенение.

Кроме описанного выше документа, заявителю также известно о следующих документах, как об относящихся к уровню техники настоящего изобретения.

Патентные документы

[0003]

Патентный документ 1: японская выложенная патентная заявка №3-57878

Патентный документ 2: японская выложенная патентная заявка №2009-115041

Патентный документ 3: японская выложенная патентная заявка №2003-176751

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Техническая проблема

[0004]

Если аномальное сгорание (преждевременное воспламенение) происходит последовательно или практически последовательно в течение множества циклов, то возрастает температура поршня. Когда в результате этого температура поршня чрезмерно возрастает, становится трудным обеспечить гарантированную прочность поршня для продолжения работы. С другой стороны, во время возникновения аномального сгорания повышение температуры поршня можно предотвратить, выполняя управление подавлением аномального сгорания (такое, как уменьшение угла опережения зажигания, обогащение воздухом топливной смеси или сокращение подачи топлива), как в технологии, описанной в упомянутом выше патентном документе 1. Однако если производится такое управление подавлением аномального сгорания, есть опасения, что ухудшатся различные эксплуатационные показатели двигателя внутреннего сгорания (такие, как выходная мощность, подавление выброса выхлопных газов, расход топлива или обеспечение безопасности при управлении автомобилем).

[0005]

Имеет место обратная зависимость между значением давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания и частотой наступления события аномального сгорания. Кроме того, можно сказать, что даже если аномальное сгорание происходит с высокой частотой, то температура поршня вряд ли повысится, если максимальное значение давления внутри цилиндра во время, когда происходит аномальное сгорание, является низким по сравнению со случаем, когда максимальное значение давления внутри цилиндра является высоким. Таким образом, имеется возможность предотвратить ухудшение вышеупомянутых эксплуатационных показателей двигателя внутреннего сгорания, что представляет собой выбор оптимального отношения при подавлении аномального сгорания, одновременно с предотвращением повышения температуры поршня, вызванного выполнением управления подавлением аномального сгорания в соответствии с величиной максимального значения давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания.

[0006]

Настоящее изобретение направлено на решение вышеописанной проблемы и имеет своей задачей создание устройства управления для двигателя внутреннего сгорания, которое может обеспечить хороший баланс между предотвращением чрезмерного повышения температуры поршня и предотвращением ухудшения эксплуатационных показателей двигателя внутреннего сгорания в результате управления подавлением аномального сгорания даже тогда, когда аномальное сгорание происходит последовательно или практически последовательно в течение множества циклов.

2. Решение проблемы

[0007]

Первый аспект настоящего изобретения представляет собой устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, содержащее:

устройство измерения давления внутри цилиндра для измерения давления внутри цилиндра двигателя внутреннего сгорания;

устройство обнаружения аномального сгорания для выявления наличия или отсутствия аномального сгорания на основе измерения давления внутри цилиндра, измеренного с использованием устройства измерения давления внутри цилиндра; а также

устройство корректировки управления подавлением аномального сгорания для того, чтобы, когда обнаруживается последовательное или практически последовательное возникновение аномального сгорания, сделать затруднительным выполнение подавления аномального сгорания устройством управления подавлением аномального сгорания, когда максимальное значение давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания является низким, по сравнению с тем, когда максимальное значение давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания является высоким.

[0008]

Второй аспект настоящего изобретения представляет собой устройство управления для двигателя внутреннего сгорания в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения,

в котором устройство корректировки управления подавлением аномального сгорания включает в себя устройство оценки темпа возрастания температуры поршня для оценки величины повышения температуры поршня вследствие возникновения аномального сгорания на основе произведения темпа возрастания температуры поршня, которая устанавливается так, чтобы возрастать с увеличением максимального значения давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания, на количество случаев возникновения аномального сгорания, и

в котором при обнаружении последовательного или практически последовательного возникновения аномального сгорания устройство корректировки управления подавлением аномального сгорания производит выполнение управления подавлением аномального сгорания таким образом, что температура поршня, рассчитанная на основе темпа повышения температуры поршня, оцененного устройством оценки темпа повышения температуры поршня, становится ниже, чем заранее заданная допустимая температура.

[0009]

Третий аспект настоящего изобретения представляет собой устройство управления для двигателя внутреннего сгорания в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения,

в котором устройство корректировки управления подавлением аномального сгорания выполняет управление подавлением аномального сгорания в случае, когда количество случаев возникновения аномального сгорания при обнаружении последовательного или практически последовательного возникновения аномального сгорания достигло заранее заданного допустимого числа случаев возникновения аномального сгорания,

в котором допустимое число случаев возникновения аномального сгорания различается в зависимости от значения максимального давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания, и

при этом допустимое число случаев возникновения аномального сгорания, которое используется, когда максимальное значение давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания является низким, превышает допустимое число случаев возникновения аномального сгорания, которое используется, когда максимальное значение давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания является высоким.

[0010]

Четвертый аспект настоящего изобретения представляет собой устройство управления для двигателя внутреннего сгорания согласно третьему аспекту настоящего изобретения и дополнительно содержит первое устройство изменения допустимого числа случаев возникновения аномального сгорания для того чтобы, когда частота возникновения аномального сгорания измерена для каждого максимального значения давления внутри цилиндра в отношении по меньшей мере двух максимальных значений давления внутри цилиндра во время работы двигателя внутреннего сгорания, увеличить допустимое число случаев возникновения аномального сгорания для отдельного максимального значения давления внутри цилиндра, и вместе с тем уменьшить допустимое число случаев возникновения аномального сгорания для другого, по крайней мере, одного, максимального значения давления внутри цилиндра в случае, когда частота возникновения аномального сгорания при этом отдельном максимальном значении давления внутри цилиндра выше или равна первому заранее заданному значению.

[0011]

Пятый аспект настоящего изобретения представляет собой устройство управления для двигателя внутреннего сгорания согласно третьему или четвертому аспекту настоящего изобретения и дополнительно содержит второе устройство изменения допустимого числа случаев возникновения аномального сгорания для того, чтобы, когда частота возникновения аномального сгорания измерена для каждого максимального значения давления внутри цилиндра в отношении по меньшей мере двух максимальных значений давления внутри цилиндра во время работы двигателя внутреннего сгорания, уменьшить допустимое число случаев возникновения аномального сгорания для отдельного максимального значения давления внутри цилиндра, и вместе с тем увеличить допустимое число случаев возникновения аномального сгорания для другого, по крайней мере одного, максимального значения давления внутри цилиндра в случае, когда частота возникновения аномального сгорания при этом отдельном максимальном значении давления внутри цилиндра ниже или равна второму заранее заданному значению.

ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0012]

Согласно первому аспекту настоящего изобретения, выполнение управления подавлением аномального сгорания облегчается, когда максимальное значение давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания является высоким (когда температура поршня наиболее вероятно должна увеличиться по сравнению с тем, когда максимальное значение давления внутри цилиндра является низким) по сравнению с тем, когда максимальное значение давления внутри цилиндра низкое. В результате чего температуру поршня можно успешно избежать чрезмерного повышения температуры во время возникновения аномального сгорания в ситуации, когда максимальная величина давления внутри цилиндра является высокой. С другой стороны, выполнение управления подавлением аномального сгорания становится более трудным, когда максимальное значение давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания является низким (когда частота случаев возникновения аномального сгорания становится выше, чем та же частота, когда максимальное значение давления внутри цилиндра является высоким), по сравнению с тем, когда максимальное значение давления внутри цилиндра высокое. Поэтому, в ситуации, когда максимальное значение давления внутри цилиндра низкое, можно предотвратить ухудшение различных эксплуатационных показателей двигателя внутреннего сгорания (таких, как выброс выхлопных газов) в результате частого выполнения управления подавлением аномального сгорания. Как описано выше, настоящее изобретение позволяет успешно достичь хорошего баланса между предотвращением чрезмерного повышения температуры поршня и предотвращением ухудшения различных эксплуатационных показателей двигателя внутреннего сгорания в результате выполнения управления подавлением аномального сгорания, даже когда аномальное сгорание происходит последовательно или практически последовательно в течение множества циклов.

[0013]

Согласно второму аспекту настоящего изобретения, величина повышения температуры оценивается как более низкое значение, когда аномальное сгорание происходит последовательно или практически последовательно в ситуации, когда максимальное значение давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания является низким, чем, когда аномальное сгорание происходит последовательно или практически последовательно в ситуации, когда максимальное значение давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания является высоким. Из-за этого количество случаев аномального сгорания, которое является допустимым до начала выполнения управления подавлением аномального сгорания, становится больше в случае, когда максимальное давление внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания является низким, по сравнению со случаем, когда максимальное значение давления внутри цилиндра высокое. Иными словами, когда обнаружено последовательное или практически последовательное возникновение аномального сгорания, настоящее изобретение может затруднять выполнение управления подавлением аномального сгорания, когда максимальное значение давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания является низким, по сравнению с тем, когда максимальное давление внутри цилиндра является высоким. Кроме того, настоящее изобретение может обеспечить точную регулировку температуры поршня, независимо от величины отдельных максимальных значений давления внутри цилиндра, когда обнаруживается последовательное или практически последовательное возникновение аномального сгорания.

[0014]

Согласно третьему аспекту настоящего изобретения, когда аномальное сгорание происходит последовательно или практически последовательно, управление подавлением аномального сгорания выполняется только, если количество случаев возникновения аномального сгорания в соответствии с максимальным значением давления внутри цилиндра во время любого возникновения аномального сгорания достигло допустимого числа случаев возникновения аномального сгорания, которое установлено для каждого максимального значения давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания. Кроме того, в настоящем изобретении допустимое число случаев возникновения аномального сгорания, которое используется, когда максимальное значение давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания является низким, задается большим, чем допустимое число случаев возникновения аномального сгорания, которое используется, когда максимальное значение давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания является высоким. Поэтому, когда обнаружено последовательное или практически последовательное возникновение аномального сгорания, то настоящее изобретение может также затруднить выполнение управления подавлением аномального сгорания, когда максимальное значение давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания является низким, по сравнению с тем, когда оно высокое.

[0015]

Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения, когда частота случаев возникновения аномального сгорания при отдельном максимальном значении давления внутри цилиндра выше или равна первому заранее заданному значению, выполняют управление, чтобы увеличить допустимое число случаев возникновения аномального сгорания для отдельной максимальной величины давления внутри цилиндра и при этом уменьшить допустимое число случаев возникновения аномального сгорания для другого, по меньшей мере одного, максимального значения давления внутри цилиндра. Даже когда частота случаев возникновения аномального сгорания в соответствии с отдельным максимальным значением давления внутри цилиндра увеличивается во время работы двигателя внутреннего сгорания, такое переключение делает возможным достижение в целом хорошего баланса, чтобы совокупно накопленная усталость в поршне не увеличивалась в результате последовательного или практически последовательного возникновения аномального сгорания, одновременно с подавлением частого выполнения управления подавлением аномального сгорания в ответ на возникновение аномального сгорания в соответствии с отдельным максимальным значением давления внутри цилиндра, соответственно которому частота возникновения увеличилась. В результате этого, даже когда предполагается, что будет происходить последовательное или практически последовательное возникновение аномального сгорания, прочность поршня может быть успешно обеспечена без сопутствующего увеличения веса поршня для повышения его прочности.

[0016]

Согласно пятому аспекту настоящего изобретения, когда частота случаев возникновения аномального сгорания при отдельном максимальном значении давления внутри цилиндра ниже, чем второе заранее заданное значение, выполняется управление, чтобы уменьшить допустимое число случаев возникновения аномального сгорания для отдельного максимального значения давления внутри цилиндра, и при этом увеличить допустимое число случаев возникновения аномального сгорания для другого, по меньшей мере одного, максимального значения давления внутри цилиндра. Даже когда частота случаев возникновения аномального сгорания в соответствии с отдельным максимальным значением давления внутри цилиндра уменьшается во время работы двигателя внутреннего сгорания, это делает возможным достижение хорошего баланса в целом, чтобы совокупно накопленная усталость в поршне не увеличивалась в результате последовательного или практически последовательного возникновения аномального сгорания, при этом дополнительно подавляют частое выполнение управления подавлением аномального сгорания в соответствии с другим, по крайней мере одним, максимальным значением давления внутри цилиндра

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0017]

На Фиг.1 приведена схема, поясняющая конфигурацию системы двигателя внутреннего сгорания в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

На Фиг.2 приведен график зависимости Pθ, показывающий каждую из кривых давления внутри цилиндра во время обычного (нормального) сгорания и в случае возникновения преждевременного воспламенения;

На Фиг.3 приведен график, показывающий рабочий участок, в котором происходит преждевременное воспламенение;

На Фиг.4 представлен график, показывающий зависимость между расчетной температурой поршня и крутящим моментом двигателя внутреннего сгорания;

На Фиг.5 приведен график, представляющий тенденцию повышения температуры поршня в соотношении между числом последовательно возникших преждевременных воспламенений и максимальным давлением Pмакс внутри цилиндра;

На Фиг.6 приведена таблица, представляющая взаимосвязь между максимальным давлением Pмакс внутри цилиндра во время возникновения преждевременного воспламенения, величины возрастания температуры ΔT и допустимым числом n последовательно возникающих преждевременных воспламенений;

На Фиг.7 приведен график, представляющий тенденцию изменения допустимого числа n последовательно возникающих преждевременных воспламенений по отношению к изменению максимального давления внутри цилиндра Pмакс во время возникновения преждевременного воспламенения;

На Фиг.8 представлена блок-схема последовательности действий, которые выполняются в первом варианте осуществления настоящего изобретения;

На Фиг.9 приведен график, поясняющий экспертное управление допустимым числом n последовательно возникающих преждевременных воспламенений;

На Фиг.10 представлена блок-схема последовательности действий, которые выполняются в первом варианте осуществления настоящего изобретения;

На Фиг.11 представлена блок-схема, представляющая последовательность действий для осуществления экспертного управления допустимым числом n последовательно возникающих преждевременных воспламенений.

ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0018]

Первый вариант

[Конфигурация системы первого варианта осуществления]

На Фиг.1 приведена схема, предназначенная для пояснения конфигурации системы двигателя внутреннего сгорания 10 в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Система, показанная на Фиг.1, включает в себя двигатель внутреннего сгорания 10. Поршень 12, расположен внутри цилиндра двигателя внутреннего сгорания 10. Внутри цилиндра над верхней поверхностью поршня 12 сформирована камера сгорания 14. С камерой сгорания 14 сообщаются впускной канал 16 и выпускной канал 18.

[0019]

Датчик расхода воздуха 20, который вырабатывает сигнал, соответствующий скорости потока воздуха, всасываемого во впускной канал 16, расположен поблизости от впускного отверстия входного канала 16. Компрессор 22а турбонагнетателя 22 расположен во впускном канале 16 на выходной стороне датчика расхода воздуха 20. Кроме того, электронно управляемый дроссельный клапан 24 установлен во впускном канале 16 на выходе из компрессора 22a.

[0020]

В каждом цилиндре двигателя внутреннего сгорания 10 установлена форсунка для впрыска топлива 26 для прямого впрыскивания топлива в камеру сгорания 14 (цилиндр) и свеча зажигания 28 для воспламенения воздушно-топливной смеси. Кроме того, турбина 22b турбонагнетателя 22 расположена в выпускном канале 18. Катализатор 30 для очистки выхлопных газов расположен в выпускном канале 18 на выходе из турбины 22b.

[0021]

Кроме того, система, показанная на Фиг.1, включает в себя ECU (Electronic Control Unit - электронный блок управления) 32. К входам блока ECU 32 подключены различные типы датчиков для определения рабочего состояния двигателя внутреннего сгорания 10, такие, как датчик давления внутри цилиндра 34 для определения давления P внутри цилиндра и датчик угла поворота коленчатого вала 36 для определения частоты вращения двигателя, а также датчика расхода воздуха 20, описанный выше. Кроме того, к выходам блока ECU 32 подключены различные типы исполнительных механизмов для управления работой двигателя внутреннего сгорания 10, такие, как, дроссельный клапан 24, форсунка для впрыска топлива 26 и свеча зажигания 28, которые описаны выше. Блок ECU 32 управляет рабочим состоянием двигателя внутреннего сгорания 10, приводя в действие различные типы исполнительных механизмов на основе выходных сигналов каждого датчика и заранее установленных программ.

[0022]

[Обеспечение прочности поршня с учетом возникновения преждевременного воспламенения]

На Фиг.2 приведен график зависимости P (давления внутри цилиндра) от θ (угла поворота коленчатого вала), показывающий каждую из кривых изменения давления внутри цилиндра во время обычного (нормального) сгорания и в случае возникновения преждевременного воспламенения.

На Фиг.2 показано изменение давления Р внутри цилиндра во время такта сжатия и такта расширения. Как показано на Фиг.2, когда преждевременное воспламенение (здесь и далее сокращено для простоты, как «PREIG»), имело место как аномальное сгорание, то давление внутри цилиндра P быстро растет на более раннем отрезке времени, по сравнению со случаем нормального сгорания. В результате этого, когда преждевременное воспламенение PREIG произошло, то максимальное значение давления внутри цилиндра в течение одного цикла (здесь и далее в основном упоминаемое как «максимальное давление внутри цилиндра Pмакс») показывает значение большее, чем в тот же момент при нормальном сгорании. В связи с этим максимальная величина на кривой усредненного значения флуктуации давления P во время возникновения преждевременного воспламенения PREIG внутри цилиндра используется как максимальное давление внутри цилиндра Pмакс.

[0023]

На Фиг.3 приведен график, показывающий рабочую зону, в которой происходит преждевременное воспламенение. Кроме того, на Фиг.4 представлен график, показывающий зависимость между расчетной температурой поршня и крутящим моментом двигателя внутреннего сгорания 10. При этом значения крутящего момента от A до C на Фиг.4 соответствуют значениям крутящего момента при числе оборотов двигателя NE_1 на Фиг.3.

[0024]

Как показано на Фиг.3, зона с низким числом оборотов и повышенной нагрузкой (крутящим моментом) двигателя внутреннего сгорания 10 является рабочей зоной (зоной возникновения преждевременного воспламенения), в которой высока вероятность возникновения преждевременного воспламенения. Температура поршня 12 возрастает с увеличением нагрузки (крутящего момента). По этой причине, как показано на Фиг.4, расчетная температура поршня (более конкретно, расчетная температура в соответствующей части (например, в верхней части)) устанавливается (допускается) так, чтобы повышаться с увеличением крутящего момента. Кроме того, как показано на Фиг.4, допустимая температура поршня Tмакс для обеспечения заранее заданной прочности поршня устанавливается как значение, имеющее запас по отношению к расчетной температуре поршня, учитывая при этом также возникновение преждевременного воспламенения.

[0025]

На Фиг.5 приведен график, показывающий тенденцию повышения температуры поршня 12 в соотношении между числом последовательно возникших преждевременных воспламенений и максимальным давлением Pмакс внутри цилиндра.

Когда возникает преждевременное воспламенение, температура поршня 12 увеличивается. Если преждевременное воспламенение произошло однократно, то температура поршня 12 незамедлительно вернется к исходному значению, даже если она повысилась. Однако, если преждевременное воспламенение происходит последовательно, то температура поршня 12 продолжит расти. Более конкретно, как показано на Фиг.5, температура поршня 12 становится выше по мере того, как количество последовательно возникших преждевременных воспламенений возрастает. Кроме того, величина возрастания температуры ДТ поршня 12 возрастает по мере повышения максимального давления внутри цилиндра Pмакс во время возникновения преждевременного воспламенения (здесь и далее сокращено для простоты, как «Pмакс во время преждевременного воспламенения»). В связи с этим последовательное возникновение преждевременных воспламенений в данном случае соответствует преждевременному воспламенению, которое последовательно происходит на протяжении множества циклов в одном и том же цилиндре. Кроме того, Pмакс во время преждевременного воспламенения соответствует максимальному значению давления внутри цилиндра в течение цикла, в котором произошло преждевременное воспламенение.

[0026]

Зона преждевременного воспламенения (Фиг.3) соответствует зоне высокой нагрузки. Таким образом, в случае, когда зона возникновения преждевременного воспламенения последовательно задействована, температура поршня 12 может с высокой вероятностью стать высокой изначально. Если в этом случае преждевременное воспламенение происходит последовательно (особенно, если частота возникновения преждевременного воспламенения возрастает при условии, когда максимальное давление внутри цилиндра Pмакс является высоким), то температура поршня 12 увеличивается сверх заранее заданной допустимой температуры поршня Tмакс, и поэтому возникает озабоченность касательно проблем обеспечения прочности поршня.

[0027]

Соответственно, для того, чтобы предотвратить быстрое увеличение температуры поршня 12 вследствие последовательно возникших преждевременных воспламенений возможно выполнять постоянное управление подавлением преждевременного воспламенения (например, обогащая воздухом топливную смесь или уменьшая подачу топлива) для подавления (разрешения) последовательно возникших преждевременных воспламенений. Однако, если последовательное возникновение преждевременных воспламенений происходит часто при конкретном рабочем состоянии в зоне возникновения преждевременного воспламенения, и обогащение воздухом топливной смеси, как управление подавлением последовательного возникновения преждевременного воспламенения, выполняется часто, то существует опасение, что характеристики выброса выхлопных газов могут ухудшиться. Кроме того, если сокращение подачи топлива, как управление подавлением последовательного возникновения преждевременного воспламенения, выполняется часто, существует риск того, что может ухудшиться управляемость двигателем внутреннего сгорания 10.

[0028]

С другой стороны, для того чтобы в достаточной степени гарантировать прочность поршня, не полагаясь на управление подавлением последовательного возникновения преждевременного воспламенения, описанную выше в ситуации, в которой предполагается возникновение последовательных преждевременных воспламенений, можно проектировать прочность самого поршня с намерением достаточного (избыточного) ее повышения. Однако если такое проектирование сделано, становится проблемой увеличение веса поршня вследствие увеличения его толщины. Кроме того, если предположить, что один и тот же двигатель внутреннего сгорания используется в различных условиях эксплуатации или для различных типов транспортных средств, то существует вероятность того, что частота случаев преждевременного воспламенения в состоянии, в котором Pмакс во время преждевременного воспламенения является высоким, будет варьировать из-за разницы в условиях эксплуатации или в типах транспортного средства, и поршень должен быть изменен соответственно условиям эксплуатации или типу транспортного средства. Это создает проблемы для взаимозаменяемости частей двигателя внутреннего сгорания.

[0029]

На Фиг.6 приведена таблица, показывающая соотношение между максимальным давлением Pмакс внутри цилиндра во время возникновения преждевременного воспламенения, величиной возрастания температуры ΔT и допустимым числом n последовательно возникающих преждевременных воспламенений. Кроме того, на Фиг.7 приведен график, показывающий тенденцию изменения допустимого числа n последовательно возникающих преждевременных воспламенений по отношению к изменению максимального давления внутри цилиндра Pмакс во время возникновения преждевременного воспламенения. Соотношения на Фиг.6 и 7 соответствуют одному примеру ситуации, в которой число оборотов двигателя представляет собой заранее заданное значение NE_1, указанное на ранее описанной Фиг.3, а крутящий момент является заранее заданным значением A на той же фигуре.

[0030]

В настоящем варианте осуществления изобретения, как показано на Фиг.5, предполагается, что величина возрастания температуры ΔT поршня 12 является результатом одного преждевременного воспламенения с увеличением Pмакс во время преждевременного воспламенения. Кроме того, как показано на Фиг.6, величина возрастания температуры ΔT и допустимое число n последовательно возникающих преждевременных воспламенений определены в соответствии с величиной Pмакс во время преждевременного воспламенения. Точнее говоря, допустимое число n последовательно возникающих преждевременных воспламенений является значением, которое классифицируется как количество последовательно возникающих преждевременных воспламенений, которое разрешено при величине возрастания температуры ΔT, базирующейся на Pмакс во время преждевременного воспламенения, в соответствии с запасом температуры до достижения заранее заданной допустимой температуры поршня Tмакс, для обеспечения прочности поршня. Величина возрастания температуры ΔT становится выше, если Pмакс во время преждевременного воспламенения выше, и, следовательно, при том же условии допустимое число n последовательно возникающих преждевременных воспламенений становится меньше, поскольку Pмакс во время преждевременного воспламенения выше. По этой причине, как показано на Фиг.7, допустимое число n последовательно возникающих преждевременных воспламенений становится больше, если Pмакс во время преждевременного воспламенения ниже.

[0031]

[Конкретный пример осуществления первого варианта изобретения]

Таким образом, чтобы успешно провести регулировку температуры поршня 12 в случае подавления последовательно возникающих преждевременных воспламенений без необходимости принятия специальных мер, таких, как усиление прочности самого поршня, желательно добиться хорошего баланса между предотвращением возрастания температуры поршня T так, чтобы не превысить допустимую температуру Tмакс поршня в результате последовательно возникших преждевременных воспламенений, и предотвращением ухудшения различных эксплуатационных показателей (вышеупомянутых выброса выхлопных газов, обеспечения управляемости автомобиля и т.п.) двигателя внутреннего сгорания 10 в результате выполнения управления подавлением последовательного возникновения преждевременных воспламенений.

[0032]

Таким образом, в настоящем варианте осуществления изобретения, когда последовательное возникновение преждевременных воспламенений обнаруживается во время работы двигателя внутреннего сгорания 10, темп возрастания температуры поршня вследствие возникновения преждевременного воспламенения оценивается на основе произведения величины возрастания температуры ΔT поршня 12 и количества случаев возникновения преждевременных воспламенений, которые устанавливаются, как показано на вышеописанной Фиг.5. Кроме того, управление подавлением последовательного возникновения преждевременного воспламенения производится тогда, когда температура T поршня, рассчитанная с учетом вышеупомянутого темпа возрастания температуры поршня, достигла максимальной допустимой температуры поршня Tмакс.

[0033]

На Фиг.8 приводится блок-схема, представляющая последовательность действий по управлению, выполняемую блоком ECU 32, чтобы провести управление в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Предполагается, что эта последовательность действий выполняется параллельно для каждого цилиндра в каждом цикле двигателя внутреннего сгорания 10.

В последовательности действий, показанной на Фиг.8, сначала производится определение преждевременного воспламенения на основе того, является ли давление внутри цилиндра P, измеренное с использованием датчика давления внутри цилиндра 34, более высоким, чем максимальное давление внутри цилиндра Pмакс_0 при нормальном сгорании (шаг 100).

[0034]

Если в результате этого на шаге 100 установлено, что преждевременное воспламенение имело место в текущем цикле, то подсчитывается количество последовательно возникших преждевременных воспламенений (шаг 102). Далее, определяется, является ли преждевременное воспламенение в текущем цикле частью последовательно возникших преждевременных воспламенений (шаг 104). В частности, определяют, составляет ли количество последовательно возникших преждевременных воспламенений, по крайней мере, два случая.

[0035]

Если на шаге 104 установлено, что имеет место последовательное возникновение преждевременных воспламенений, вычисляется Pмакс во время преждевременного воспламенения для каждого из последовательно возникающих преждевременных воспламенений (шаг 106). Затем вычисляется температура Т поршня (шаг 108). В частности, блок ECU 32 сохраняет значение величины ΔT - темпа возрастания температуры, которая задается так, чтобы увеличиваться с увеличением Pмакс во время преждевременного воспламенения. На настоящем шаге 108 величина возрастания температуры поршня вследствие возникновения текущих последовательных преждевременных воспламенений вычисляется как значение, получаемое путем расчета и суммирования каждого произведения величины возрастания температуры ΔT, соответствующей Pмакс во время преждевременного воспламенения, на число случаев преждевременного воспламенения для каждого последовательно возникшего преждевременного воспламенения. В ситуации, например, когда имели место три последовательно возникших преждевременных воспламенения, если Pмакс во время первого преждевременного воспламенения составляло 6 МПа, а соответствующая величина возрастания температуры ΔT равна 5°C на число случаев преждевременного воспламенения, если Pмакс во время второго преждевременного воспламенения составляло 4 МПа, а соответствующая величина ΔT возрастания температуры равна 4°C на число случаев преждевременного воспламенения, и, если Pмакс во время третьего преждевременного воспламенения снова составляет 6 МП, то величина возрастания температуры поршня рассчитывается как 14°C, что равно сумме значения, полученного путем умножения значения 5°C на число этих случаев преждевременного воспламенения, т.е. на 2, и значения, полученного путем умножения значения 4°C на число этих случаев преждевременного воспламенения, т.е. на 1. Затем температура поршня T (расчетное значение) рассчитывается путем сложения рассчитанной величины возрастания температуры поршня и проектной температуры поршня (значение, заранее сохраненное в блоке ECU 32) для текущей рабочей зоны (которая характеризуется крутящим моментом и числом оборотов двигателя).

[0036]

Далее определяется, является ли температура T поршня, вычисленная на шаге 108, большей или равной допустимой температуре Tмакс поршня (шаг 110). В результате чего, если температура T поршня достигла значения допустимой температуры Tмакс поршня или превысила ее вследствие развития последовательно возникающих преждевременных воспламенений, то производится управление подавлением последовательного возникновения преждевременных воспламенений (например, обогащение воздухом топливной смеси) (шаг 112).

[0037]

Если, с другой стороны, на шаге 100 установлено, что преждевременное воспламенение не имело места в текущем цикле, то производится сброс числа последовательно возникших преждевременных воспламенений (шаг 114). Затем определяется, продолжается ли управление подавлением последовательного возникновения преждевременных воспламенений (шаг 116). В результате этого, если на данной стадии 116 преждевременного воспламенения не обнаружено во время выполнения управления подавлением последовательного возникновения преждевременного воспламенения, то управление подавлением последовательного возникновения преждевременных воспламенений приостанавливается (шаг 118).

[0038]

В соответствии с последовательностью действий, показанной на Фиг.8 и описанной выше, температура T поршня во время возникновения последовательных преждевременных воспламенений рассчитывается на основе произведения величины темпа возрастания температуры ΔT поршня 12, которая устанавливается таким образом, чтобы иметь разное значение в зависимости от величины Pмакс во время преждевременного воспламенения и числа случаев преждевременного воспламенения. Затем выполняется управление подавлением последовательного возникновения преждевременных воспламенений, чтобы расчетная температура T поршня не превышала допустимую температуру поршня Tмакс. Здесь наблюдается обратная зависимость между давлением внутри цилиндра P во время возникновения преждевременного воспламенения и частотой возникновения преждевременного воспламенения. Кроме того, как уже было описано со ссылкой на вышеуказанную Фиг.5, можно сказать, что даже если преждевременное воспламенение возникает с высокой частотой, то температура поршня вряд ли повысится, если Pмакс во время преждевременного воспламенения является низким по сравнению со случаем, когда оно является высоким.

[0039]

Согласно порядку описанной выше последовательности действий величина возрастания температуры задается как более низкое значение в случае, если преждевременное воспламенение происходит последовательно в ситуации, в которой Pмакс во время преждевременного воспламенения является низким по сравнению со случаем, когда преждевременное воспламенение происходит последовательно в ситуации, в которой Pмакс во время преждевременного воспламенения является высоким. В результате этого число последовательно возникающих преждевременных воспламенений, являющееся допустимым прежде чем выполняется управление подавлением преждевременного воспламенения, становится больше в случае, когда Pмакс во время преждевременного воспламенения является низким по сравнению со случаем, когда оно является высоким. Иными словами, при обнаружении последовательно возникших преждевременных воспламенений вышеупомянутый порядок последовательности действий может затруднить выполнение управления подавлением последовательного возникновения преждевременных воспламенений, когда Pмакс во время преждевременного воспламенения является низким, по сравнению с тем, когда Pмакс во время преждевременного воспламенения является высоким.

[0040]

Следовательно, управление подавлением последовательного возникновения преждевременных воспламенений начинается раньше, когда значение Pмакс во время преждевременного воспламенения является высоким, чем, когда оно низкое, благодаря чему чрезмерное увеличение температуры T поршня может быть предотвращено. Кроме того, ухудшение различных эксплуатационных характеристик (таких, как, выброс выхлопных газов) двигателя внутреннего сгорания 10 может быть предотвращено, как результат частого выполнения управления подавлением последовательного возникновения преждевременных воспламенений во время последовательно возникающих преждевременных воспламенений, когда Pмакс во время преждевременного воспламенения является низким (более конкретно, в ситуации, в которой частота возникновения преждевременного воспламенения выше, чем в ситуации, когда Pмакс во время преждевременного воспламенения высокое).

[0041]

Кроме того, соответствующие значения Pмакс во время преждевременного воспламенения, когда возникают последовательные преждевременные воспламенения, не всегда равны друг другу. В соответствии с указанной выше последовательностью действий, темп возрастания температуры рассчитывается с использованием величины возрастания температуры ΔT, которая соответствует каждому Pмакс во время преждевременного воспламенения, и частоте возникновения каждого преждевременного воспламенения в последовательности возникающих преждевременных воспламенений, при этом температура Т поршня на основе рассчитанного темпа возрастания температуры сравнивается с допустимой температурой Tмакс поршня. Таким образом, можно точно управлять температурой T поршня.

[0042]

Следует отметить, что в первом варианте осуществления изобретения, который был описан выше, блок ECU 32 получает значение давления внутри цилиндра Р, используя датчик давления 34, «устройство измерения давления внутри цилиндра» тем самым реализуется в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения; блок ECU 32 производит вышеупомянутое выполнение шага 100, в результате чего реализуется «устройство обнаружения аномального сгорания» согласно первому аспекту настоящего изобретения; блок ECU 32 выполняет ряд шагов от 102 до 112, в результате чего реализуется «устройство корректировки управления подавлением аномального сгорания» согласно первому аспекту настоящего изобретения. Кроме того, это управление подавлением последовательного возникновения преждевременного воспламенения соответствует «управлению подавлением аномального сгорания» согласно первому аспекту настоящего изобретения.

Кроме того, в первом варианте осуществления изобретения, который описан выше, блок ECU 32 производит вышеупомянутое выполнение шага 108, в результате чего реализуется «устройство расчета темпа возрастания температуры поршня» согласно второму аспекту настоящего изобретения.

[0043]

Второй вариант осуществления изобретения.

Далее второй вариант осуществления настоящего изобретения будет описан с использованием Фигур с 9 по 11.

Система согласно настоящему варианту осуществления изобретения может быть осуществлена с использованием конфигурации аппаратных средств, показанных на Фиг.1, и побуждая блок ECU 32 выполнять последовательности действий, показанные на Фиг.10 и 11, описанных ниже, вместо последовательности действий, показанной на Фиг.8.

[0044]

В первом варианте осуществления изобретения, описанном выше, когда последовательное возникновение преждевременного воспламенения обнаруживается во время работы двигателя внутреннего сгорания 10, температура поршня T вычисляется, принимая во внимание величину возрастания температуры поршня на основе произведения темпа возрастания температуры ΔT поршня 12 и числа возникновения преждевременных воспламенений. Кроме того, когда рассчитанная температура поршня T достигла допустимой температуры поршня Tмакс, выполняется управление подавлением последовательного возникновения преждевременного воспламенения.

[0045]

[Конкретный пример осуществления второго варианта изобретения]

В отличие от предыдущего, в соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения при обнаружении последовательного возникновения преждевременного воспламенения легкость управления подавлением последовательного возникновения преждевременного воспламенения обеспечивается в соответствии с величиной Pмакс во время преждевременного воспламенения с использованием следующего способа.

[0046]

В частности, в настоящем варианте осуществления изобретения соотношение между допустимым числом n последовательно возникающих преждевременных воспламенений, как показано на вышеупомянутой Фиг.7, и давлением Pмакс во время преждевременного воспламенения определено для каждой заранее заданной рабочей точки (которая определяется крутящим моментом (нагрузкой) и числом оборотов двигателя) в зоне преждевременного воспламенения, показанной на Фиг.3. Кроме того, допустимое число n последовательно возникающих преждевременных воспламенений для каждой рабочей точки устанавливается так, чтобы быть большим, в то время как Pмакс во время преждевременного воспламенения является более низким.

[0047]

Кроме того, в настоящем варианте осуществления изобретения, когда обнаружено последовательное возникновение преждевременных воспламенений, управление подавлением последовательного возникновения преждевременного воспламенения выполняется при условии, что число возникновения преждевременных воспламенений достигает допустимого числа n последовательно возникающих преждевременных воспламенений в зависимости от Pмакс во время преждевременного воспламенения.

[0048]

На Фиг.9 приведен график, поясняющий экспертное управление допустимым числом n последовательно возникающих преждевременных воспламенений

Кроме того, в настоящем варианте осуществления изобретения соотношение между допустимым числом n последовательно возникающих преждевременных воспламенений и Pмакс во время преждевременного воспламенения изменяют в соответствии с числом (частотой возникновения) преждевременных воспламенений в течение заранее заданного периода времени (например, одного месяца).

[0049]

В частности, когда частота возникновения преждевременного воспламенения в ситуации, в которой Pмакс во время преждевременного воспламенения является высоким (например, Pмакс во время преждевременного воспламенения соответствует Pмакс_3), выше или равна заранее заданному значению А, допустимое число n последовательно возникающих преждевременных воспламенений (например, n_3) на стороне высокого Pмакс (сторона Pмакс_3) увеличивается, а допустимое число n последовательно возникающих преждевременных воспламенений (например, n_1) на стороне низкого Pмакс (сторона Pмакс_1) уменьшается, как показано на Фиг.9(A). И наоборот, когда частота возникновения преждевременного воспламенения в ситуации, в которой Pмакс во время преждевременного воспламенения является высоким, ниже заранее заданного значения В (то есть меньше, чем заранее заданное значение А), то допустимое число n последовательно возникающих преждевременных воспламенений (например, n_3) на стороне высокого Pмакс (сторона Pмакс_3) уменьшается, а допустимое число n последовательно возникающих преждевременных воспламенений (например, п_1) на стороне низкого Pмакс (сторона Pмакс_1) увеличивается, как показано на Фиг.9(B).

[0050]

На Фиг.10 приводится блок-схема, представляющая последовательность действий по управлению, выполняемой блоком ECU 32, для проведения управления в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. На Фиг.10 тем же шагам, как и шагам показанным на Фиг.8 в первом варианте осуществления изобретения, присвоены те же ссылочные позиции, и поэтому их описание будет опущено или упрощено.

В последовательности действий, показанной на Фиг.10, если на шаге 100 определено, что имело место преждевременное воспламенение, число последовательно возникших преждевременных воспламенений рассчитывается для каждого заранее заданного Pмакс во время преждевременного воспламенения (например, Pмакс_1-Pмакс_3, как показано Фиг.9) (шаг 200). Когда преждевременное воспламенение происходит с максимальным давлением Pмакс внутри цилиндра, которое является промежуточным по отношению к представленным Pмакс_1-Pмакс_3 и т.п., то может быть рассчитано число возникновений, соответствующее ближайшему представленному Pмакс, или может быть рассчитано число возникновений, соответствующее каждому представленному Pмакс на обеих сторонах (например, Pмакс_1 и Pмакс_2), с заранее заданным коэффициентом распределения.

[0051]

Далее определяется, достигло ли число последовательно возникших преждевременных воспламенений, соответствующее любому из вышеупомянутых заранее заданных значений Pмакс во время преждевременного воспламенения (например, Pмакс_1-Pмакс_3), допустимого числа n последовательно возникающих преждевременных воспламенений (например, n_1-n_3) (шаг 202). В результате этого, если такое определение подтверждено, то выполняется управление подавлением последовательного возникновения преждевременного воспламенения (например, обогащение воздухом топливной смеси) (шаг 112).

[0052]

На Фиг.11 представлена блок-схема, представляющая последовательность действий по управлению, выполняемого блоком ECU 32, для осуществления вышеуказанного экспертного управления допустимым числом n последовательно возникающих преждевременных воспламенений.

В последовательности действий, показанной на Фиг.11, сначала определяется, не превышает ли частота возникновения преждевременного воспламенения с заранее заданным высоким Pмакс (здесь, в качестве одного примера, приведено преждевременное воспламенение в случае, когда Pмакс во время преждевременного воспламенения соответствует Pмакс_3, показанному на Фиг.9) более высокой или равной заранее заданному значению А (шаг 300). Блок ECU 32 постоянно выполняет подсчет числа возникновений вышеупомянутого предварительного воспламенения с высоким значением Pмакс в течение заранее заданного периода времени (например, одного месяца), чтобы получить указанную выше частоту возникновения. На шаге 300 производится оценка, является ли частота возникновения, полученная таким образом, выше или равной заранее заданному значению А.

[0053]

Если такое определение на вышеупомянутом шаге 300 подтверждено, отношение допустимого числа n последовательно возникающих преждевременных воспламенений к Pмакс во время преждевременного воспламенения корректируют таким образом, чтобы увеличить допустимое число n последовательно возникающих преждевременных воспламенений (например, n_3) на стороне высокого значения Pмакс (сторона Pмакс_3) и уменьшить допустимое число n последовательно возникающих преждевременных воспламенений (например, n_1) на стороне низкого значения Pмакс (сторона Pмакс_1) (шаг 302). Например, допустимое число n_3 последовательно возникающих преждевременных воспламенений, соответствующее Pмакс_3 на стороне высокого значения Pмакс, увеличивается, а допустимое число n_1 и n_2 последовательно возникающих преждевременных воспламенений, соответствующие Pмакс_1 и Pмакс_2 на стороне относительно низкого Pмакс уменьшается, как в случае, показанном на Фиг.9(A).

[0054]

Если, с другой стороны, такое определение на вышеупомянутом шаге 300 не подтверждено, то определяется, является ли частота возникновения вышеупомянутого предварительного воспламенения с заранее заданным высоким Pмакс ниже, чем заранее заданное значение В (то есть, меньше заранее заданного значения A) (шаг 304). В результате чего, если такое определение на текущем шаге 304 не подтверждено, то есть, если частота возникновения вышеупомянутого преждевременного воспламенения с высоким Pмакс является значением между заранее заданным значением A и заранее заданным значением В, то отношение допустимого числа n последовательно возникающих преждевременных воспламенений к Pмакс во время преждевременного воспламенения не корректируют.

[0055]

Если, с другой стороны, такое определение на вышеупомянутом шаге 304 подтверждено, то отношение допустимого числа n последовательно возникающих преждевременных воспламенений к Pмакс во время преждевременного воспламенения корректируют таким образом, чтобы уменьшить допустимое число n последовательно возникающих преждевременных воспламенений (например, n_3) на стороне высокого Pмакс (сторона Pмакс_3) и увеличить допустимое число n последовательно возникающих преждевременных воспламенений (например, n_1) на стороне низкого Pмакс (сторона Pмакс_1) (шаг 306). Например, допустимое число n_3 последовательно возникающих преждевременных воспламенений, соответствующее Pмакс_3 на стороне высокого Pмакс, уменьшается, а допустимые числа n_1 и n_2 последовательно возникающих преждевременных воспламенений, соответствующие Pмакс_1 и Pмакс_2 на относительно низкой стороне Pмакс, увеличиваются, как в случае, показанном на Фиг.9(B).

[0056]

В соответствии с последовательностью действий, показанной на Фиг.10 и описанной ранее, если последовательное возникновение преждевременного воспламенения имело место, то управление подавлением последовательного возникновения преждевременного воспламенения выполняется только тогда, когда число последовательно возникших преждевременных воспламенений при любом из значений Pмакс во время преждевременного воспламенения достигло допустимого числа n последовательно возникающих преждевременных воспламенений, которое устанавливается для каждого заранее заданного Pмакс во время преждевременного воспламенения. Как уже было описано, допустимое число n последовательно возникающих преждевременных воспламенений устанавливают таким образом, чтобы увеличивать его с уменьшением Pмакс во время преждевременного воспламенения (см. Фиг.7). Поэтому, когда последовательное возникновение преждевременного воспламенения обнаруживается, вышеупомянутый порядок текущей последовательности действий может затруднить выполнение управления подавлением последовательного возникновения преждевременного воспламенения, когда Pмакс во время преждевременного воспламенения является низким, в отличии от того, когда Pмакс во время преждевременного воспламенения является высоким. Даже, когда последовательное возникновение преждевременного воспламенения обнаружено, это делает возможным успешное достижение хорошего баланса между предотвращением чрезмерного повышения температуры T поршня во время последовательного возникновения преждевременного воспламенения (особенно во время последовательного возникновения преждевременного воспламенения в ситуации, когда Pмакс во время преждевременного воспламенения является высоким) и предотвращением ухудшения различных эксплуатационных показателей (выброс выхлопных газов и т.п.) двигателя внутреннего сгорания 10 в результате частого выполнения управления подавлением последовательного возникновения преждевременного воспламенения во время последовательного возникновения преждевременного воспламенения с низким Pмакс во время преждевременного воспламенения, что является ситуацией, когда частота возникновения преждевременных воспламенений относительно высока.

[0057]

Кроме того, согласно последовательности действий, показанной на Фиг.11 и описанной выше, экспертное управление допустимым числом n последовательно возникающих преждевременных воспламенений производится, чтобы изменить любое из допустимых чисел последовательно возникающих преждевременных воспламенений в соответствии с частотой возникновения преждевременного воспламенения в течение вышеупомянутого заранее заданного периода времени для каждого заранее заданного Pмакс во время преждевременного воспламенения. Настоящее экспертное устройство управления особенно целесообразно в ситуации, когда производится расчет прочности поршня, тем более, что одновременно учитывается степень усталости поршня 12, накопленной вследствие выделения тепла от горения во время преждевременного воспламенения, следуя точке зрения так называемого правила Майнера (закон накопления усталостных повреждений).

[0058]

В частности, в соответствии с порядком указанной выше последовательности действий, рассматривая в качестве примера случай, когда определение на вышеупомянутой стадии 300 подтверждено, допустимое число n последовательно возникающих преждевременных воспламенений (например, n_3) на стороне высокого значения Pмакс (сторона Pмакс_3) увеличивают, а допустимое число n последовательно возникающих преждевременных воспламенений (например, n_1) на стороне низкого Pмакс (сторона Pмакс_1) уменьшают, когда частота возникновения преждевременного воспламенения с заранее заданным высоким Pмакс (например, преждевременное воспламенение с Pмакс_3) больше или равно заранее заданному значению A. Иными словами, ограничение возникновения преждевременного воспламенения на стороне низкого Pмакс является более строгим, в то время как на стороне высокого Pмакс ограничение возникновения преждевременного воспламенения ослабляется. Это делает возможным достижение хорошего баланса в целом так, что накопленная в поршне 12 усталость не возрастает в результате последовательного возникновения преждевременного воспламенения при том, что подавляется частое выполнение управления подавлением последовательного возникновения преждевременного воспламенения в ответ на последовательное возникновение преждевременного воспламенения на стороне высокого Pмакс, даже когда последовательное возникновение преждевременного воспламенения на стороне высокого Pмакс может произойти с высокой вероятностью вследствие разницы в условиях эксплуатации двигателя внутреннего сгорания 10 или разницы в манере управления транспортным средством. Таким образом, даже когда предполагается, что будет происходить последовательное возникновение преждевременного воспламенения, прочность поршня может быть эффективно обеспечена без сопровождающего увеличения веса поршня для повышения его прочности.

[0059]

Кроме того, в случае, противоположном вышеупомянутому (когда определение на вышеупомянутой стадии 304 подтверждено), ограничение последовательного возникновения преждевременного воспламенения на стороне высокого Pмакс ужесточается, при этом ослабляют ограничения последовательного возникновения преждевременного воспламенения на стороне низкого Pмакс. Это делает возможным достижение хорошего баланса в целом так, что накопленная в поршне 12 усталость не увеличивается в результате последовательного возникновения преждевременных воспламенений при том, что к тому же подавляется частое выполнение управления подавлением последовательного возникновения преждевременного воспламенения в ответ на последовательное возникновение преждевременных воспламенений на стороне низкого Pмакс, даже при сильной вероятности возникновения последовательного преждевременного воспламенения на стороне высокого Pмакс мала вследствие различий в условиях эксплуатации двигателя внутреннего сгорания 10 или из-за разницы в манере управления транспортным средством.

[0060]

В частности, при экспертном управлении допустимым числом n последовательно возникающих преждевременных воспламенений согласно второму варианту осуществления изобретения, который был описан выше, отношение между допустимым числом n последовательно возникающих преждевременных воспламенений и Pмакс во время преждевременного воспламенения изменяют в соответствии с результатом, полученным путем сравнения частоты возникновения преждевременного воспламенения в ситуации, когда Pмакс во время преждевременного воспламенения является высоким (например, Pмакс во время преждевременного воспламенения равен Pмакс_3) с заранее заданными значениями A и B. Однако представленные значения Pмакс во время преждевременного воспламенения при оценке частоты возникновения преждевременного воспламенения в данном экспертном управлении не ограничиваются только описанным выше и могут, например, быть одним из значений на стороне низкого Pмакс (например, Pмакс_1).

[0061]

Кроме того, во втором варианте осуществления, который был описан выше, отношение между допустимым числом n последовательно возникающих преждевременных воспламенений и Pмакс во время преждевременного воспламенения рассматривается, как представляющее пропорциональную зависимость первого порядка, как показано на вышеупомянутой Фиг.7. Тем не менее, отношение между допустимым числом n последовательно возникающих преждевременных воспламенений и максимальным значением давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания, согласно настоящему изобретению, не ограничивается только описанным выше. Более конкретно, оно может, например, быть таким, при котором допустимое число случаев возникновения аномального сгорания меняется вдоль кривой линии в соответствии с изменением максимального значения давления внутри цилиндра при условии, что допустимое число случаев возникновения аномального сгорания, используемое в случае, когда максимальное значение давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания является низким, больше, чем допустимое число случаев возникновения аномального сгорания, используемое в случае, когда максимальное значение давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания является высоким. Кроме того, способ корректировки соотношения между допустимым числом последовательно возникающих преждевременных воспламенений и максимальным значением давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания также не ограничивается вышеописанным. Более конкретно, когда частота возникновения аномального сгорания получена для каждого максимального значения давления внутри цилиндра по отношению по меньшей мере к двум максимальным значениям давления внутри цилиндра во время работы двигателя внутреннего сгорания, то допустимое число случаев возникновения аномального сгорания для отдельного максимального значения давления внутри цилиндра может быть увеличена (или уменьшена), при этом допустимое число случаев возникновения аномального сгорания для другого, по меньшей мере одного максимального значения давления внутри цилиндра может быть уменьшено (или увеличено) в случае, когда частота возникновения аномального сгорания при отдельном максимальном значении давления внутри цилиндра выше или равна (или ниже) заранее заданному значению.

[0062]

Следует отметить, что во втором варианте осуществления изобретения, который был описан выше, блок ECU 32 выполняет ряд вышеупомянутых действий на шагах 200, 202 и 112, в соответствии с которыми «устройство управления подавлением аномального сгорания» реализуется в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.

Кроме того, в описанном выше втором варианте Pмакс_3 соответствует «определенному максимальному значению давления внутри цилиндра» в соответствии с четвертым или пятым аспектами настоящего изобретения, при этом Pмакс_1 и Pмакс_2 соответствуют «другому, по крайней мере одному максимальному значению давления внутри цилиндра» в соответствии с четвертым или пятым аспектами настоящего изобретения. Кроме того, блок ECU 32 выполняет вышеупомянутое действие на шаге 302, когда определение на вышеупомянутом шаге 300 подтверждено, в соответствии с чем «первое устройство изменения допустимого числа возникновения аномального сгорания» реализуется в соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения; и блок ECU 32 выполняет вышеупомянутое действие на шаге 306, когда определение на вышеупомянутом шаге 304 подтверждено, в соответствии с чем «второе устройство изменения допустимого числа возникновения аномального сгорания» реализуется в соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения.

[0063]

В частности, в описанных выше первом и втором вариантах осуществления изобретения было приведено описание применительно к управлению, применяемому в случае, когда имеет место последовательное возникновение преждевременного воспламенения. Тем не менее, также в случае, когда преждевременное воспламенение с частотой, которая выше или равна заранее заданному значению, произошло в течение заранее заданного периода времени (заранее заданные циклы) (например, случай, когда несколько преждевременных воспламенений произошли один за другим, а затем преждевременное воспламенение происходит снова после одного нормального сгорания), температура поршня 12 аналогичным образом увеличивается вследствие возникновения преждевременного воспламенения, даже если это не является случаем, когда последовательное возникновение преждевременных воспламенений произошло в течение множества циклов в том же цилиндре. Поэтому, в настоящем описании случай, когда обнаружено преждевременное воспламенение с частотой, как описано выше, рассматривается как случай, когда обнаруживается практически последовательное аномальное сгорание, и требует проведения управления в соответствии с настоящим изобретением.

[0064]

Кроме того, в первом и втором вариантах осуществления изобретения, которые были описаны выше, измеряют давление Р внутри цилиндра с использованием выходного значения датчика 34, выявляют преждевременное воспламенение на основе значения давления Р внутри цилиндра и рассчитывают Pмакс во время преждевременного воспламенения. Однако использование устройств измерения давления внутри цилиндра, согласно настоящему изобретению, не ограничивается только использованием указанного выше датчика 34 давления внутри цилиндра; таким устройством может быть также устройство, которое определяет коррелированное значение давления внутри цилиндра или предсказывает давление внутри цилиндра с использованием заранее настроенного датчика. Более конкретно, например, величина давления внутри цилиндра может быть определена с использованием датчика, который обнаруживает вибрацию, производимую двигателем внутреннего сгорания во время сгорания.

ОБОЗНАЧЕНИЯ

[0065]

10 двигатель внутреннего сгорания

12 поршень

14 камера сгорания

16 впускной канал

18 выпускной канал

20 датчик расхода воздуха

22 турбонагнетатель

24 дроссельный клапан

26 форсунка для впрыска топлива

28 свеча зажигания

32 ECU (электронный блок управления)

34 датчик давления внутри цилиндра

36 датчик угла поворота коленчатого вала.

1. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, содержащее:
устройство измерения давления внутри цилиндра для измерения давления внутри цилиндра двигателя внутреннего сгорания;
устройство обнаружения аномального сгорания для выявления наличия или отсутствия аномального сгорания на основе значения давления внутри цилиндра, измеренного с использованием устройства измерения давления внутри цилиндра; и
устройство корректировки управления подавлением аномального сгорания для того, чтобы, когда обнаруживается последовательное или практически последовательное возникновение аномального сгорания, увеличить допустимое число последовательно возникающих преждевременных воспламенений, которое допустимо, прежде чем выполняется управление подавлением аномального сгорания, которое подавляет аномальное сгорание, когда максимальное значение давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания является низким, по сравнению с тем, когда максимальное значение давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания является высоким.

2. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п.1,
в котором устройство корректировки управления подавлением аномального сгорания включает устройство оценки темпа возрастания температуры поршня для оценки темпа возрастания температуры поршня вследствие возникновения аномального сгорания на основе произведения темпа возрастания температуры поршня, который устанавливается так, чтобы возрастать с увеличением максимального значения давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания, на число случаев возникновения аномального сгорания, и
в котором при обнаружении последовательного или практически последовательного возникновения аномального сгорания устройство управления подавлением аномального сгорания производит выполнение управления подавлением аномального сгорания таким образом, что температура поршня, рассчитанная на основе темпа повышения температуры поршня, оцененной устройством оценки темпа повышения температуры поршня, становится ниже, чем заранее заданная допустимая температура.

3. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п.1,
в котором устройство корректировки управления подавлением аномального сгорания выполняет управление подавлением аномального сгорания в случае, когда количество случаев возникновения аномального сгорания при обнаружении последовательного или практически последовательного возникновения аномального сгорания достигло этого допустимого числа случаев возникновения аномального сгорания,
в котором допустимое число случаев возникновения аномального сгорания различается в зависимости от значения максимального давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания, при этом
когда допустимое число случаев возникновения аномального сгорания, которое используется, когда максимальное значение давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания является низким, превышает допустимое число случаев возникновения аномального сгорания, которое используется, когда максимальное значение давления внутри цилиндра во время возникновения аномального сгорания является высоким.

4. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п.3, которое дополнительно содержит первое устройство изменения допустимого числа случаев возникновения аномального сгорания для того, чтобы, когда частота возникновения аномального сгорания получена для каждого максимального значения давления внутри цилиндра в отношении по меньшей мере двух максимальных значений давления внутри цилиндра во время работы двигателя внутреннего сгорания, увеличить допустимое число случаев возникновения аномального сгорания для отдельного максимального значения давления внутри цилиндра и при этом уменьшить допустимое число случаев возникновения аномального сгорания для другого, по крайней мере, одного, максимального значения давления внутри цилиндра в случае, когда частота возникновения аномального сгорания при этом отдельном максимальном значении давления внутри цилиндра выше или равна первому заранее заданному значению.

5. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п.3 или 4, которое дополнительно содержит второе устройство изменения допустимого числа случаев возникновения аномального сгорания для того, чтобы, когда частота возникновения аномального сгорания получена для каждого максимального значения давления внутри цилиндра в отношении по меньшей мере двух максимальных значений давления внутри цилиндра во время работы двигателя внутреннего сгорания, уменьшить допустимое число случаев возникновения аномального сгорания для отдельного максимального значения давления внутри цилиндра и при этом увеличить допустимое число случаев возникновения аномального сгорания для другого, по крайней мере одного, максимального значения давления внутри цилиндра в случае, когда частота возникновения аномального сгорания при этом отдельном максимальном значении давления внутри цилиндра ниже второго заранее заданного значения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергетике. Турбореактивный двигатель выполнен двухконтурным, двухвальным, а также содержит не менее восьми модулей, смонтированных по модульно-узловой системе, включая компрессоры высокого и низкого давления, разделенные промежуточным корпусом, основную камеру сгорания, воздухо-воздушный теплообменник, турбины высокого и низкого давления, смеситель, фронтовое устройство, форсажную камеру сгорания и всережимное реактивное сопло.

Изобретение относится к энергетике. Способ капитального ремонта авиационных турбореактивных двигателей, при котором создают ротационно обновляемый запас восстановленных деталей - модулей, узлов, сборочных единиц, оставшихся после замены от предыдущих ранее отремонтированных двигателей, и используют их в порядке замены на очередном ремонтируемом двигателе.

Изобретение относится к энергетике. Способ серийного производства турбореактивного двигателя, при котором изготавливают детали и комплектуют сборочные единицы, элементы и узлы модулей и систем двигателя, собирают модули в количестве не менее восьми - от компрессора низкого давления до всережимного регулируемого реактивного сопла.

Изобретение относится к энергетике. Турбореактивный двигатель выполнен двухконтурным, двухвальным, содержит не менее восьми модулей, смонтированных по модульно-узловой системе, включая компрессоры высокого и низкого давления, разделенные промежуточным корпусом, основную камеру сгорания, воздухо-воздушный теплообменник, турбины высокого и низкого давления, смеситель, фронтовое устройство, форсажную камеру сгорания и поворотное реактивное сопло, включающее поворотное устройство и регулируемое реактивное сопло.

Изобретение относится к энергетике. Способ серийного производства газотурбинного двигателя, при котором изготавливают детали и комплектуют сборочные единицы, элементы и узлы модулей и систем двигателя.

Изобретение относится к энергетике. Турбореактивный двигатель (ТРД), выполненный двухконтурным, двухвальным, содержит не менее восьми модулей, включая компрессоры высокого и низкого давления, разделенные промежуточным корпусом, основную камеру сгорания, воздухо-воздушный теплообменник, турбины высокого и низкого давления, смеситель, фронтовое устройство, форсажную камеру сгорания и поворотное реактивное сопло, включающее поворотное устройство и регулируемое реактивное сопло, прикрепленное к поворотному устройству с возможностью выполнения совместно с подвижным элементом последнего поворотов для изменения направления вектора тяги.

Изобретение относится к энергетике. Способ серийного производства газотурбинного двигателя (ГТД), при котором изготавливают детали и комплектуют сборочные единицы, элементы и узлы модулей и систем двигателя.

Изобретение относится к энергетике. Способ капитального ремонта газотурбинного двигателя, при котором создают ротационно обновляемый запас восстановленных деталей - модулей, узлов, сборочных единиц, оставшихся после замены от предыдущих ранее отремонтированных двигателей, и используют их в порядке замены на очередном ремонтируемом двигателе.

Изобретение относится к энергетике. Способ капитального ремонта газотурбинного двигателя (ГТД), при котором создают ротационно обновляемый запас восстановленных деталей: модулей, узлов, сборочных единиц, оставшихся после замены от предыдущих ранее отремонтированных двигателей, и используют их в порядке замены на очередном ремонтируемом двигателе.

Изобретение относится к энергетике. Способ серийного производства газотурбинного двигателя (ГТД), при котором изготавливают детали и комплектуют сборочные единицы, элементы и узлы модулей и систем двигателя.

Изобретение направлено на дальнейшее расширение арсенала технических средств этого назначения. Технический результат заключается в более эффективной эксплуатации ДВС для успешного решения насущных и прогнозируемых задач по их модернизации, связанной с повышением экологической безопасности, термического КПД и удельной габаритной мощности.

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано для контроля блока управления двигателем внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к технике розжига горючих смесей с помощью электрической искры, в частности к емкостным агрегатам зажигания, и может быть использовано для контроля системы зажигания, установленной на двигатель, в т.ч.

Изобретение относится к тепловым двигателям с искровым зажиганием горючей смеси, в частности к способам искрового зажигания горючей смеси в двигателях внутреннего сгорания (ДВС).

Изобретение относится к устройству распознавания перебоев зажигания двигателя для двигателя внутреннего сгорания (ДВС), транспортному средству, оборудованному таким устройством, и способу распознавания перебоев зажигания двигателя.

Изобретение относится к технической диагностике и может быть использовано для диагностирования автомобильного электрооборудования в условиях массового промышленного производства и на станциях технического обслуживания автомобилей.

Изобретение относится к диагностированию технического состояния автомобильной техники и может быть использовано при техническом обслуживании и ремонте автомобильной техники.

Изобретение относится к диагностике элементов контактно-батарейной системы зажигания бензиновых двигателей и может быть использовано для проверки элементов электрических цепей в других областях техники.

Изобретение может быть использовано в устройствах управления выходной характеристикой для двигателя внутреннего сгорания. Устройство управления выходной характеристикой для управления выходной характеристикой двигателя внутреннего сгорания, установленного на транспортном средстве, содержит блок обнаружения внешних условий движения транспорта по дорогам, блок вычисления рекомендуемой скорости транспортного средства, блок задания целевой выходной характеристики и блок изменения выходной характеристики.
Наверх