Устройство впрыска топлива

Авторы патента:


Устройство впрыска топлива
Устройство впрыска топлива
Устройство впрыска топлива
Устройство впрыска топлива
Устройство впрыска топлива
Устройство впрыска топлива
Устройство впрыска топлива
Устройство впрыска топлива
Устройство впрыска топлива
Устройство впрыска топлива
Устройство впрыска топлива
Устройство впрыска топлива
Устройство впрыска топлива
Устройство впрыска топлива
Устройство впрыска топлива
Устройство впрыска топлива
Устройство впрыска топлива
Устройство впрыска топлива
Устройство впрыска топлива
Устройство впрыска топлива
Устройство впрыска топлива
Устройство впрыска топлива
Устройство впрыска топлива
Устройство впрыска топлива

 


Владельцы патента RU 2615871:

ТОЙОТА ДЗИДОСЯ КАБУСИКИ КАЙСЯ (JP)

Изобретение может быть использовано при диагностике систем топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложено устройство впрыска топлива для ДВС, содержащее: форсунку, впрыскивающую топливо в цилиндр ДВС; модуль получения объема впрыска топлива, получающий объем впрыскиваемого форсункой топлива; модуль получения величины теплообразования, получающий величину теплообразования впрыскиваемого форсункой и воспламеняемого топлива; и модуль управления, который определяет то, что возникает анормальность форсунки, при определении того, что разность между объемом впрыска топлива и опорным объемом впрыска топлива находится в пределах предварительно определенного диапазона, и того, что величина теплообразования, превышает опорную величину теплообразования, соответствующую опорному объему впрыска топлива. Технический результат – выявление возникновения анормальности в форсунке, а также возникновения коррозии впрыскивающего отверстия форсунки. 4 з.п. ф-лы, 27 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству впрыска топлива.

Уровень техники

[0002] В последнее время, предложены различные меры в отношении серы (S), которая может быть включена в топливо, используемое посредством двигателя. Например, патентный документ 1 предлагает снижение величины EGR (рециркуляции выхлопных газов), когда SO3 превышает допустимое значение с учетом коррозии клапана впрыска топлива (форсунки).

Документы предшествующего уровня техники

Патентные документы

[0003] Патентный документ 1.

Публикация не прошедшей экспертизу заявки на патент (Япония) номер 2010-255462.

Сущность изобретения

Задачи, которые должны быть решены изобретением

[0004] Между тем, кислотный компонент конденсируется на форсунке, в частности, в передней концевой части сопла, содержащей отверстие для впрыска, так что может возникать коррозия отверстия для впрыска. Возникновение коррозии отверстия для впрыска может оказывать влияние на факел распыления, так что образуется дым. Следовательно, в случае, если возникает коррозия отверстия для впрыска, требуются некоторые меры в отношении коррозии отверстия для впрыска. Чтобы предпринимать меры в отношении коррозии отверстия для впрыска, требуется надлежащим образом определять присутствие или отсутствие коррозии отверстия для впрыска.

[0005] Хотя проект патентного документа 1, предположительно, может подавлять дополнительную коррозию форсунки, невозможно выяснить, что анормальность фактически возникает в форсунке, в частности, невозможно точно выяснить, возникает или нет коррозия отверстия для впрыска.

[0006] Настоящее изобретение, описанное в данном документе, имеет целью, чтобы надлежащим образом определять, возникает или нет анормальность в форсунке и возникает или нет коррозия отверстия для впрыска в форсунке.

Средство для решения задач

[0007] Чтобы достигать цели, устройство впрыска топлива, описанное в настоящем описании изобретения, включает в себя: форсунку, которая впрыскивает топливо в цилиндр двигателя; модуль получения объема впрыска топлива, который получает объем впрыска топлива для топлива, впрыскиваемого посредством форсунки; модуль получения величины теплообразования, который получает величину теплообразования топлива, впрыскиваемого посредством форсунки и воспламеняемого; и модуль управления, который определяет, что возникает анормальность форсунки, при определении того, что разность между объемом впрыска топлива, полученным посредством модуля получения объема впрыска топлива, и опорным объемом впрыска топлива находится в пределах предварительно определенного диапазона, и того, что величина теплообразования, полученная посредством модуля получения величины теплообразования, превышает опорную величину теплообразования, соответствующую опорному объему впрыска топлива.

[0008] Тем не менее, когда величина теплообразования отличается, разность между опорным объемом впрыска топлива и объемом впрыска топлива находится в пределах предварительно определенного диапазона, и разность в объеме впрыска топлива не распознается, некоторая анормальность может возникать в устройстве впрыска топлива. В частности, когда величина теплообразования является большой, определяется анормальность форсунки. В случае анормальности форсунки, в частности, в случае, если коррозия отверстия для впрыска возникает либо металлическое покрытие, нанесенное на отверстие для впрыска, отслаивается, изменение формы факела топлива приводит к тому, что величина теплообразования увеличивается, тем не менее, объем впрыска топлива не изменяется. Посредством выяснения этого явления определяется анормальность форсунки. В случае, если коррозия отверстия для впрыска возникает, либо в случае, если металлическое покрытие, нанесенное на отверстие для впрыска, отслаивается, увеличение диаметра выпускного конца отверстия сопла снижает длину факела топлива, что приводит к возникновению сгорания вокруг центра цилиндра (камеры сгорания). Как результат, увеличивается величина теплообразования. Следовательно, когда увеличение величины теплообразования наблюдается, можно определять, что коррозия отверстия для впрыска возникает, либо, что металлическое покрытие отслаивается.

[0009] Модуль управления может определять, возникает или нет анормальность форсунки, посредством сравнения объема впрыска топлива предварительного впрыска с опорным объемом впрыска топлива, и посредством сравнения величины теплообразования предварительного впрыска с опорной величиной теплообразования. Величина теплообразования предварительного впрыска имеет тенденцию не попадать под влияние изменения среды в цилиндре до этого и после этого, так что можно точно выяснять величину теплообразования. Опорный объем впрыска топлива в этом случае, например, может представлять собой объем впрыска топлива при выполнении впрыска при условии, идентичном условию предварительного впрыска в поставленном состоянии форсунки.

[0010] Модуль управления может определять, возникает или нет анормальность форсунки, посредством сравнения величины тепла однотактного впрыска для однотактного впрыска топлива, выполняемого при выполнении управления отсечкой топлива, с опорной величиной теплообразования. Однотактный впрыск топлива при выполнении управления отсечкой топлива может выполняться во время, когда впрыск топлива не выполняется до этого и после этого, и с трудом попадает под влияние изменения среды в цилиндре, за счет этого точно выясняя величину теплообразования.

Опорный объем впрыска топлива в этом случае, например, может представлять собой объем впрыска топлива при выполнении впрыска при условии, идентичном условию однотактного впрыска топлива в поставленном состоянии форсунки.

[0011] Модуль получения величины теплообразования может получать величину теплообразования воспламеняемого топлива на основе давления в цилиндре. Давление в цилиндре коррелировано с величиной теплообразования, за счет этого получая величину теплообразования воспламеняемого топлива на основе давления в цилиндре.

[0012] Модуль получения величины теплообразования может получать величину теплообразования воспламеняемого топлива на основе изменения давления в топливе, введенном в форсунку. Изменение давления в цилиндре оказывает влияние на работу игольчатого клапана, предоставленного в форсунке, так что давление топлива, введенного в форсунку, т.е. давление в отверстии для впуска топлива, колеблется. Таким образом, посредством обращения к колебанию в давлении в отверстии для впуска топлива можно выяснять величину теплообразования.

Преимущества изобретения

[0013] Согласно устройству впрыска топлива, раскрытому в этом подробном описании, можно надлежащим образом определять, возникает или нет анормальность в форсунке и возникает или нет коррозия отверстия для впрыска в форсунке.

Краткое описание чертежей

[0014] Фиг. 1 является схематичным конфигурационным видом двигателя со смонтированным устройством впрыска топлива согласно первому варианту осуществления;

Фиг. 2 является графиком, иллюстрирующим изменение в характеристике впрыска в зависимости от коррозии отверстия для впрыска в форсунке;

Фиг. 3 является графиком, иллюстрирующим разность в величине теплообразования в зависимости от присутствия или отсутствия коррозии отверстия для впрыска;

Фиг. 4 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей пример управления для устройства впрыска топлива согласно первому варианту осуществления;

Фиг. 5A является графиком, иллюстрирующим период, в который температура в цилиндре является высокой на низкой частоте вращения, и фиг. 5B является графиком, иллюстрирующим период, в который температура в цилиндре является высокой на высокой частоте вращения;

Фиг. 6 является графиком, иллюстрирующим пример взаимосвязи между объемом впрыска топлива и частотой вращения двигателя;

Фиг. 7A является графиком, иллюстрирующим пример состояния сгорания, в котором предварительная величина теплообразования не может определяться, и фиг. 7B является графиком, иллюстрирующим пример состояния сгорания, в котором предварительная величина теплообразования может определяться;

Фиг. 8A является графиком, иллюстрирующим пример изменения давления в цилиндре, фиг. 8B является графиком, иллюстрирующим пример изменения скорости теплообразования, и фиг. 8C является графиком, иллюстрирующим пример изменения величины теплообразования;

Фиг. 9 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей пример управления для устройства впрыска топлива согласно второму варианту осуществления;

Фиг. 10 является графиком, иллюстрирующим изменение в частоте вращения двигателя при управлении отсечкой топлива;

Фиг. 11 является схематичным конфигурационным видом, иллюстрирующим двигатель со смонтированным устройством впрыска топлива согласно третьему варианту осуществления;

Фиг. 12 является примером графика, иллюстрирующего изменение в давлении в цилиндре при выполнении предварительного впрыска и при выполнении основного впрыска в сравнении между присутствием и отсутствием коррозии отверстия для впрыска;

Фиг. 13 является примером графика, иллюстрирующего взаимосвязь между давлением в цилиндре и скоростью впрыска;

Фиг. 14 является графиком, иллюстрирующим пример влияния на поведение при впрыске давления в цилиндре (скорость перемещения иглы, величину хода иглы и период впрыска);

Фиг. 15 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей пример способа для вычисления среднего давления в цилиндре;

Фиг. 16 является пояснительным видом, иллюстрирующим пример результата измерений формы сигнала давления в отверстии для впуска топлива;

Фиг. 17 является примером карты, к которой обращаются, чтобы получать среднее давление в цилиндре;

Фиг. 18 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей пример способа для вычисления давления в цилиндре при открытии клапана в четвертом варианте осуществления;

Фиг. 19 является графиком, иллюстрирующим пример изменения давления в отверстии для впуска топлива;

Фиг. 20 является примером карты, к которой обращаются для получения давления в цилиндре при открытии клапана;

Фиг. 21 является примером графика, иллюстрирующего давление Pcly_op в цилиндре во время открытия клапана при выполнении основного впрыска в сравнении между присутствием и отсутствием коррозии отверстия для впрыска;

Фиг. 22 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей пример управления для устройства впрыска топлива согласно пятому варианту осуществления; и

Фиг. 23 является графиком, иллюстрирующим изменение в давлении топлива в зависимости от впрыска топлива.

Варианты осуществления изобретения

[0015] Ниже описывается вариант осуществления согласно настоящему изобретению со ссылкой на прилагаемые чертежи. Тем не менее, размер и соотношение сторон каждого компонента, проиллюстрированного на чертежах, могут не соответствовать реальным.

[0016] Первый вариант осуществления

Фиг. 1 является схематичным конфигурационным видом двигателя 100 со смонтированным устройством 1 впрыска топлива согласно первому варианту осуществления.

[0017] Двигатель 100 представляет собой двигатель, выполняющий впрыск в цилиндры, более конкретно, дизельный двигатель. Двигатель 100 имеет четыре цилиндра. Двигатель 100 включает в себя корпус (блок) 101 двигателя, и корпус 101 двигателя включает в себя цилиндр #1 - цилиндр #4. Устройство 1 впрыска топлива монтируется в двигателе 100. Устройство 1 впрыска топлива включает в себя форсунку 107-1 #1 - форсунку 107-4 #4, соответствующие цилиндру #1 - цилиндру #4. В частности, цилиндр #1 присоединяется к форсунке 107-1 #1, а цилиндр #2 присоединяется к форсунке 107-2 #2. Цилиндр #3 присоединяется к форсунке 107-3 #3, а цилиндр #4 присоединяется к форсунке 107-4 #4. Форсунка 107-1 #1 - форсунка 107-4 #4 соединяются с общей топливной магистралью 120, и топливо под высоким давлением подается из общей топливной магистрали 120. Общая топливная магистраль 120 присоединяется к датчику 121 магистрального давления. Давление впрыска топлива получается посредством датчика 121 магистрального давления.

[0018] Двигатель 100 включает в себя впускной коллектор 102 и выпускной коллектор 103, присоединенные к корпусу 101 двигателя. Впускной коллектор 102 соединяется с впускной трубой 104. Выпускной коллектор 103 соединяется с выхлопной трубой 105 и с концом EGR-канала 108. Другой конец EGR-канала 108 соединяется с впускной трубой 104. EGR-канал 108 содержит EGR-охладитель 109. Помимо этого, EGR-канал 108 содержит EGR-клапан 110 для управления состоянием протекания выхлопного газа. Впускная труба 104 соединяется с расходомером 106 воздуха. Расходомер 106 воздуха электрически соединяется с ECU 111. ECU 111 электрически соединяется с форсунками 107-i (i указывает номер цилиндра), в частности, с форсункой 107-1 #1 - форсункой 107-4 #4. ECU 111 может инструктировать форсунке 107-1 #1 - форсунке 107-4 #4 по отдельности впрыскивать топливо в то время, когда двигатель остановлен.

[0019] ECU 111 электрически соединяется с датчиком 112 температуры всасываемого воздуха для измерения температуры всасываемого воздуха, датчиком 113 температуры воды для измерения температуры хладагента и датчиком 114 температуры топлива для измерения температуры топлива. Цилиндр #1 - цилиндр #4, предоставленные в двигателе 100, соответственно, присоединяются к датчикам 115 давления в цилиндре (CPS; датчику давления сгорания) для измерения давления сгорания, т.е. давления в цилиндре. Эти датчики 115 давления в цилиндре электрически соединяются с ECU 111. Кроме того, ECU 111 электрически соединяется с датчиком 116 угла поворота коленчатого вала для измерения угла поворота коленчатого вала. ECU 111 выполняет различное управление касательно двигателя. Кроме того, датчик 121 магистрального давления, описанный выше, также электрически соединяется с ECU 111. Устройство 1 впрыска топлива включает в себя датчик 118 давления на впуске, расположенный во впускном коллекторе 102. Датчик 118 давления на впуске получает давление Pim во впускном коллекторе.

[0020] ECU 111 выступает в качестве модуля управления. Кроме того, ECU 111 и датчик 115 давления в цилиндре включены в модуль получения величины теплообразования, который получает величину теплообразования топлива, впрыскиваемого посредством форсунки 107 и воспламеняемого. В частности, ECU 111 получает величину теплообразования топлива, воспламеняемого в цилиндре (в камере сгорания), на основе давления в цилиндре, измеренного посредством датчика 115 давления в цилиндре. Давление в цилиндре коррелировано с величиной теплообразования воспламеняемого топлива, и в силу этого можно выяснять величину теплообразования посредством наблюдения давления в цилиндре. Кроме того, ECU 111 и датчик 116 угла поворота коленчатого вала включены в модуль получения объема впрыска топлива, который получает объем впрыска топлива, впрыскиваемый посредством форсунки 107. В частности, посредством вычисления эквивалентной величины крутящего момента, соответствующей колебанию вращения, измеренному посредством датчика 116 угла поворота коленчатого вала, можно выяснять впрыскиваемый объем впрыска топлива.

[0021] В дальнейшем в этом документе, хотя приводится описание примера управления для устройства 1 впрыска топлива, сначала приводится описание изменения характеристики впрыска в зависимости от коррозии отверстия для впрыска со ссылкой на фиг. 2. Кроме того, ссылаясь на фиг. 3, приводится описание разности в величине теплообразования в зависимости от присутствия или отсутствия коррозии отверстия для впрыска. Ссылаясь на фиг. 2, пунктирная линия указывает характеристику впрыска форсунки 107 в состоянии отсутствия коррозии отверстия для впрыска, а сплошная линия указывает характеристику впрыска форсунки 107 в состоянии присутствия коррозии отверстия для впрыска. Ссылаясь на фиг. 3, пунктирная линия указывает величину теплообразования посредством форсунки 107 в состоянии отсутствия коррозии отверстия для впрыска, а сплошная линия указывает величину теплообразования посредством форсунки 107 в состоянии присутствия коррозии отверстия для впрыска. В дальнейшем в этом документе, ссылаясь на фиг. 2, приводится описание характеристики впрыска форсунки 107, имеющего коррозию отверстия для впрыска, и характеристики впрыска форсунки 107, имеющего коррозию отверстия для впрыска, в сравнении между собой. В данном документе предполагается, что инструкции впрыска для обоих состояний являются идентичными. Максимальная скорость dQ1 впрыска форсунки 107, имеющего коррозию отверстия для впрыска, превышает максимальную скорость dQ0 впрыска форсунки 107, не имеющего коррозию отверстия для впрыска. Помимо этого, период t1 впрыска форсунки 107, имеющего коррозию отверстия для впрыска, меньше периода t0 впрыска форсунки 107, не имеющего коррозию отверстия для впрыска. Эти явления вызываются посредством увеличения диаметра отверстия для впрыска вследствие коррозии отверстия для впрыска. Причина, по которой период впрыска становится короче, заключается в том, что увеличение максимальной скорости dQ впрыска сразу восстанавливает давление, выступающее в качестве силы, подталкивающей вверх игольчатый клапан, предоставленный в форсунке 107, чтобы увеличивать скорость закрытия игольчатого клапана. Дополнительно, сам объем впрыска впрыскиваемого топлива не изменяется, период впрыска сокращается посредством увеличения максимальной скорости dQ впрыска в случае присутствия коррозии отверстия для впрыска, и объем впрыска топлива, который должен впрыскиваться в это время, является идентичным случаю отсутствия коррозии отверстия для впрыска. Таким образом, в случае присутствия коррозии отверстия для впрыска, явление увеличения максимальной скорости dQ впрыска и уменьшения периода впрыска наблюдается в состоянии, в котором инструкция впрыска является идентичной случаю отсутствия коррозии отверстия для впрыска. Между тем, ссылаясь на фиг. 3, наблюдаются два пика величины теплообразования. Первый пик обусловлен предварительным впрыском, а второй пик обусловлен основным впрыском. При любом пике, величина теплообразования в случае присутствия коррозии отверстия для впрыска больше величины теплообразования в случае отсутствия коррозии отверстия для впрыска. В случае присутствия коррозии отверстия для впрыска, увеличение диаметра выпускного конца отверстия для впрыска снижает длину факела топлива, что приводит к сгоранию вокруг центра цилиндра (камеры сгорания). Как результат, увеличивается величина теплообразования. Устройство 1 впрыска топлива согласно первому варианту осуществления наблюдает разность между этими явлениями в зависимости от присутствия или отсутствия коррозии отверстия для впрыска, за счет этого определяя присутствие или отсутствие анормальности форсунки. Дополнительно, в этом подробном описании, хотя основная причина анормальности форсунки представляет собой коррозию отверстия для впрыска, определение устройства 1 впрыска топлива не требуется для того, чтобы в итоге определять, что существует коррозия отверстия для впрыска. Вкратце, следует определять только, возникает или нет анормальность в форсунке, посредством выяснения явления, описанного выше. Кроме того, в этом подробном описании, явление коррозии отверстия для впрыска включает в себя отслаивание металлического покрытия, нанесенного на отверстие для впрыска. Дополнительно, хотя устройство 1 впрыска топлива согласно этому варианту осуществления выясняет, что объемы впрыска топлива равны, как описано выше, непрактично гарантировать, что объемы впрыска топлива являются полностью идентичными. Соответственно, в вариантах осуществления, раскрытых в этом подробном описании, когда разность в объеме впрыска топлива находится в пределах предварительно определенного диапазона, объемы впрыска топлива могут трактоваться как идентичные.

[0022] Что касается блок-схемы последовательности операций способа, проиллюстрированной на фиг. 4, сначала на этапе S1 определяется, удовлетворяется или нет условие мгновенного Q-распознавания. В данном документе, условие мгновенного Q-распознавания представляет собой условие для точного выяснения объема впрыска впрыскиваемого топлива, и, например, требуется, чтобы частота вращения двигателя была равна или меньше предварительно определенной частоты вращения. В данном документе, ссылаясь на фиг. 5A и 5B, описывается условие мгновенного Q-распознавания. Фиг. 5A иллюстрирует переход температуры в цилиндре на низкой частоте вращения. Небольшое изменение угла поворота коленчатого вала на низкой частоте вращения увеличивает период высокой температуры, в течение которого среда в цилиндре поддерживается при высокой температуре. Иными словами, вследствие длительного периода, в течение которого топливо подвергается высокой температуре, общий объем впрыскиваемого топлива зажигается и сжигается. Напротив, фиг. 5B иллюстрирует переход температуры в цилиндре на высокой частоте вращения. Радикальное изменение угла поворота коленчатого вала на высокой частоте вращения сокращает период высокой температуры, в течение которого среда в цилиндре поддерживается при высокой температуре. Иными словами, вследствие короткого периода, в течение которого топливо подвергается высокой температуре, только часть впрыскиваемого топлива зажигается и сжигается. В случае выяснения объема впрыска впрыскиваемого топлива в качестве эквивалентной величины крутящего момента, полученной посредством датчика угла поворота коленчатого вала, требуется, чтобы зажигался и сжигался общий объем впрыскиваемого топлива. Следовательно, условие мгновенного Q-распознавания состоит в том, что общий объем впрыскиваемого топлива зажигается и сжигается на низкой частоте вращения. Кроме того, условие мгновенного Q-распознавания включает в себя то, что когда управление отсечкой топлива выполняется во время замедления. Когда выполняется управление отсечкой топлива, можно впрыскивать топливо в целях оценки объема впрыска топлива, и удобно выяснять объем впрыска топлива.

[0023] Когда "Нет" определяется на этапе S1, обработка возвращается. Напротив, когда "Да" определяется на этапе S1, обработка переходит к этапу S2. На этапе S2 объем Qv впрыска топлива [мм3/ст] (мм3/такт) фактически получается. В частности, колебание вращения в зависимости от впрыска топлива выясняется посредством датчика 116 угла поворота коленчатого вала, и объем Qv впрыска топлива [мм3/ст] получается на основе эквивалентной величины крутящего момента. Иными словами, как проиллюстрировано посредством пунктирной линии на фиг. 6, небольшой объем топлива впрыскивается в течение периода, в который выполняется управление отсечкой топлива. Небольшой объем топлива впрыскивается таким способом, так что тепло, вырабатываемое из впрыскиваемого топлива, вызывает колебание в частоте вращения двигателя, как проиллюстрировано посредством пунктирной линии на фиг. 6. Это колебание частоты вращения определяется посредством датчика 116 угла поворота коленчатого вала. Колебание частоты вращения двигателя выясняется, за счет этого получая объем Qv впрыска топлива [мм3/ст] эквивалентной величины крутящего момента, вызывающий это колебание частоты вращения. Чтобы определять объем Qv впрыска топлива [мм3/ст] на основе значения колебания частоты вращения, используется карта. Здесь, инструкция впрыска для того, чтобы впрыскивать небольшой объем топлива, задается на основе следующей политики. Иными словами, инструкция впрыска задается таким образом, чтобы впрыскивать опорный объем Qvref впрыска топлива, сравниваемый на этапе S6, описанном ниже, когда предполагается, что отсутствует коррозия отверстия для впрыска.

[0024] На этапе S3, выполняемом после этапа S2, определяется, удовлетворяется или нет условие определения коррозии отверстия для впрыска. В первом варианте осуществления, как описано ниже, ECU 111 сравнивает объем впрыска топлива предварительного впрыска с опорным объемом впрыска топлива и сравнивает величину теплообразования предварительного впрыска с опорной величиной теплообразования, за счет этого определяя, возникает или нет анормальность форсунки. Следовательно, условие определения коррозии отверстия для впрыска может задаваться таким образом, что давление на впуске и температура на входе находятся в пределах соответствующих конкретных диапазонов, и таким образом, что свойства топлива, в частности цетановое число, находятся в пределах предварительно определенного диапазона. Температура всасываемого воздуха получается посредством датчика 112 температуры всасываемого воздуха, и давление на впуске получается посредством датчика 118 давления на впуске. Условия, связанные с температурой всасываемого воздуха и давлением всасываемого воздуха, требуются по следующей причине. Зажигание и сгорание в предварительном впрыске вызываются посредством самозажигания, и проще зажигать топливо отдельно, поскольку давление и температура в месте, в котором зажигается топливо, являются более высокими. Иными словами, задержка зажигания при самозажигании зависит от давления и температуры в месте, в котором топливо зажжено. Следовательно, считается, что информация относительно температуры и давления необходима для того, чтобы оценивать величину теплообразования. Что касается свойства топлива, например, когда отсутствие изменения небольшого значения Q-распознавания выясняется посредством выполнения небольшого Q-распознавания, как описано выше, до и после дозаправки топливом, можно определять, что свойство топлива находится в пределах предварительно определенного диапазона. Кроме того, можно обеспечивать, что топливо не изменяется, посредством использования датчика свойства топлива. Кроме того, для того чтобы упрощать вычисление цикла сгорания и величины теплообразования предварительного впрыска, условие определения коррозии отверстия для впрыска может включать в себя подходящее условие, при котором может четко вычисляться величина теплообразования топлива, впрыскиваемого посредством предварительного впрыска. Фиг. 7A является графиком, иллюстрирующим пример состояния сгорания, в котором предварительная величина теплообразования не может определяться, и фиг. 7B является графиком, иллюстрирующим пример состояния сгорания, в котором предварительная величина теплообразования может определяться. Определение коррозии отверстия для впрыска в первом варианте осуществления выполняется во время, когда пик предварительного впрыска очевидно возникает, и во время, когда пик основного впрыска очевидно возникает, как проиллюстрировано на фиг. 7B. Это позволяет подавлять определение ошибок.

[0025] Когда "Нет" определяется на этапе S3, обработка возвращается. Напротив, когда "Да" определяется на этапе S3, процесс переходит к этапу S4. На этапе S4 давление P(θ) в цилиндре получается посредством датчика 115 давления в цилиндре. Затем на этапе S5, выполняемом после этапа S4, на основе предыстории давления P(θ) в цилиндре, измеренного посредством датчика 115 давления в цилиндре, вычисляется величина Q(θ) теплообразования. Фиг. 8A является графиком, иллюстрирующим пример изменения давления P(θ) в цилиндре, фиг. 8B является графиком, иллюстрирующим пример изменения скорости dQ(θ) теплообразования, и фиг. 8C является графиком, иллюстрирующим пример изменения величины Q(θ) теплообразования.

[0026] Во-первых, скорость dQ(θ) теплообразования вычисляется из давления P(θ) в цилиндре посредством уравнения 1. В уравнении 1, V(θ) указывает внутренний объем цилиндра при данном углу поворота коленчатого вала, и κ является константой

Уравнение 1

.

[0027] Затем величина Q(θ) теплообразования вычисляется посредством интегрирования скорости dQ(θ) теплообразования посредством уравнения 2

Уравнение 2

.

[0028] Затем вычисляется величина Qp1 теплообразования предварительного впрыска. Здесь вышеуказанное условие определения коррозии отверстия для впрыска включает в себя условие, при котором величина теплообразования предварительного впрыска и основного впрыска может точно различаться, за счет этого выясняя величину теплообразования топлива, впрыскиваемого посредством предварительного впрыска, как проиллюстрировано на фиг. 8C. Таким образом, например, значение Q(0) в верхней мертвой точке в 0 градусов CA может быть предварительной величиной Qp1 теплообразования. Иными словами, может формироваться Q(0)=Qp1. В этой связи, цикл сгорания предварительного впрыска может определяться на основе скорости dQ(θ) теплообразования, чтобы непосредственно вычислять величину теплообразования.

[0029] На этапе S6, выполняемом после этапа S5, определяется, равен или нет объем Qv впрыска топлива, полученный на этапе S2, опорному объему Qvref впрыска топлива. Это подтверждает, что объем впрыска топлива является идентичным, и это обеспечивает, что объем впрыска топлива предварительного впрыска является подходящим, исходя из сравнения между предварительной величиной Qp1 теплообразования и опорной величиной Qplref теплообразования на этапе S7. Опорный объем Qvref впрыска топлива, служащий в качестве объема впрыска топлива в состоянии присутствия коррозии отверстия для впрыска, может сравниваться с объемом Qv впрыска топлива [мм3/ст], впрыскиваемым посредством мгновенного впрыска топлива во время управления отсечкой топлива. Первый вариант осуществления использует объем впрыска топлива в поставленном состоянии. Дополнительно, определение того, что объемы впрыска топлива равны, может включать в себя не только вышеописанный совершенно идентичный случай, но также и случай определенной ширины с учетом ошибки и т.п.

[0030] Когда "Да" определяется на этапе S6, процесс переходит к этапу S7. На этапе S7 определяется, превышает или нет предварительная величина Qp1 теплообразования, полученная на этапе S5, опорную величину Qplref теплообразования. Опорная величина Qplref теплообразования является величиной теплообразования, соответствующей опорному объему Qvref впрыска топлива. Опорная величина Qplref теплообразования является величиной теплообразования в случае, если опорный объем Qvref впрыска топлива впрыскивается при условии, равном условию, включенному в условие определения коррозии отверстия для впрыска, определенное на этапе S3.

[0031] Когда "Да" определяется на этапе S7, процесс переходит к этапу S8. На этапе S8 определяется, что существует коррозия отверстия для впрыска. Поскольку определяется, что величина теплообразования топлива увеличивается в состоянии, в котором объем впрыска топлива сильно не изменяется, когда возникает коррозия отверстия для впрыска, делается вывод, что возникает анормальность форсунки, более конкретно, делается вывод, что возникает коррозия отверстия для впрыска. Таким образом, пользователь может предпринимать такие меры, как замена форсунки.

[0032] Когда "Нет" определяется на этапе S6 либо когда "Нет" определяется на этапе S7, обработка переходит к этапу S9. На этапе S9 определяется, что отсутствует коррозия отверстия для впрыска, и обработка возвращается. Дополнительно, когда "Нет" определяется на этапе S6, можно определять, что, по меньшей мере, некоторая анормальность возникает в устройстве 1 впрыска топлива. Следовательно, когда "Нет" определяется на этапе S6, также можно включать лампу аварийной сигнализации. Возможная причина за исключением формирования коррозии отверстия для впрыска заключается, например, в истирании, сбое при скольжении, застревании и т.п. игольчатого клапана, предоставленного в форсунке 107.

[0033] Таким образом, устройство 1 впрыска топлива согласно первому варианту осуществления может надлежащим образом определять, возникает или нет анормальность в форсунке 107, более конкретно, возникает или нет коррозия отверстия для впрыска в форсунке 107.

[0034] Дополнительно, блок-схема последовательности операций способа, проиллюстрированная на фиг. 4, является примером, и обработка на каждом этапе может быть надлежащим образом заменена и выполнена.

[0035] Второй вариант осуществления

Далее описывается второй вариант осуществления со ссылкой на фиг. 9 и фиг. 10. Фиг. 9 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей пример управления устройством впрыска топлива согласно второму варианту осуществления. Дополнительно, схематичная конфигурация устройства 1 впрыска топлива согласно второму варианту осуществления является общей с первым вариантом осуществления, так что его подробное описание опускается. Тем не менее, во втором варианте осуществления, датчик 116 угла поворота коленчатого вала и ECU 111 совместно выступают в качестве модуля получения величины теплообразования. Кроме того, ECU 111 выступает в качестве модуля получения объема впрыска топлива во втором варианте осуществления. Иными словами, ECU 111 инструктирует впрыскивать предварительно установленный опорный объем впрыска топлива при определении присутствия или отсутствия коррозии отверстия для впрыска. Дополнительно, второй вариант осуществления отличается от первого варианта осуществления в следующих аспектах. Иными словами, первый вариант осуществления определяет присутствие или отсутствие коррозии отверстия для впрыска на основе величины Qp1 теплообразования предварительного впрыска, тогда как второй вариант осуществления определяет присутствие или отсутствие коррозии отверстия для впрыска на основе величины теплообразования однотактного впрыска топлива при выполнении управления отсечкой топлива.

[0036] Во-первых, на этапе S11, что касается условия определения коррозии отверстия для впрыска, определяется, выше или нет частота Ne вращения двигателя предварительной установленной предварительно определенной частоты вращения в качестве порогового значения. В настоящем варианте осуществления, 2000 об/мин задаются в качестве примера порогового значения, в силу этого определяется, выше или нет частота Ne вращения двигателя 2000 об/мин. Здесь, условие, при котором частота Ne вращения двигателя выше 2000 об/мин, предназначено для того, чтобы определять, что двигатель находится в состоянии высокой частоты вращения. Ссылаясь на фиг. 10, состояние двигателя 100 постепенно сдвигается в состояние низкой частоты вращения из состояния высокой частоты вращения после того, как начинается управление отсечкой топлива (F/C при замедлении). В случае высокой частоты вращения топливо, впрыскиваемое, как описано выше, подвергается высокой температуре в течение короткого периода, так что только часть впрыскиваемого топлива зажигается и сжигается (условие трудного зажигания). Напротив, в случае низкой частоты вращения впрыскиваемое топливо подвергается высокой температуре в течение длительного периода, общий объем впрыскиваемого топлива зажигается и сжигается (условие простого зажигания).

[0037] Когда "Нет" определяется на этапе S11, обработка возвращается. Когда "Да" определяется на этапе S11, процесс переходит к этапу S12. На этапе S12 выполняется впрыск мгновенного объема. В это время, ECU 111 впрыскивает предварительно установленный опорный объем впрыска топлива. На этапе S13, выполняемом после этапа S12, определяется колебание вращения. В частности, колебание вращения определяется посредством датчика 116 угла поворота коленчатого вала. Затем на этапе S14 величина QH теплообразования при условии трудного зажигания вычисляется на основе значения определенного колебания вращения.

[0038] На этапе S15, что касается условия определения коррозии отверстия для впрыска, определяется, выше или нет частота Ne вращения двигателя 2000 об/мин, заданного в качестве примера предварительно установленного порогового значения, как описано выше. Иными словами, определяется, удовлетворяется или нет условие простого зажигания. Когда "Нет" определяется на этапе S15, обработка возвращается. Когда "Да" определяется на этапе S15, обработка переходит к этапу S16. На этапе S16 выполняется впрыск мгновенного объема. В это время, ECU 111 впрыскивает опорный объем впрыска топлива, который предварительно установлен. Иными словами, объем впрыска является идентичным объему впрыска топлива, впрыскиваемому на этапе S12. На этапе S17, выполняемом после этапа S16, определяется колебание вращения. В частности, колебание вращения определяется посредством датчика 116 угла поворота коленчатого вала. Затем на этапе S18, величина QL теплообразования при условии простого зажигания вычисляется на основе значения определенного колебания вращения. Величина QL теплообразования может рассматриваться в качестве опорной величины теплообразования, соответствующего опорному объему впрыска топлива. При условии простого зажигания общий объем впрыскиваемого топлива зажигается, как описано выше. Следовательно, необходимо понимать, что величина QL теплообразования в случае, если существует коррозия отверстия для впрыска, равна величине QL теплообразования в случае, если отсутствует коррозия отверстия для впрыска, так что она служит в качестве опорной величины теплообразования, соответствующей опорному объему впрыска топлива.

[0039] На этапе S19, вычисляется разность величин теплообразования ΔQ=QL-QH. Иными словами, величина теплообразования однотактного впрыска, выполняемого при условии трудного зажигания, сравнивается с опорной величиной теплообразования. Здесь, в качестве сравнения QL с QH, QL больше, поскольку общий объем впрыскиваемого топлива зажигается и сжигается при условии простого зажигания.

[0040] На этапе S20, определяется меньше или нет разность ΔQ величин теплообразования порогового значения β. В данном документе, пороговое значение β является разностью в величине теплообразования между случаями, в которых опорный объем впрыска топлива впрыскивается при условии трудного зажигания и при условии простого зажигания, в состоянии, в котором обеспечивается, что коррозия отверстия для впрыска не возникает в форсунке 107, и что анормальность не возникает.

[0041] В случае, если коррозия отверстия для впрыска не возникает в форсунке 107, величина теплообразования является небольшой при условии трудного зажигания. По этой причине, ΔQ становится большим. Напротив, в случае, если коррозия отверстия для впрыска возникает в форсунке 107, величина теплообразования является большой, поскольку впрыскиваемое топливо сжигается в центре цилиндра. Следовательно, ΔQ становится меньшим. Таким образом, посредством сравнения ΔQ с пороговым значением β, можно выяснять изменение величины теплообразования при условии трудного зажигания.

[0042] Следовательно, когда "Да" определяется на этапе S20, обработка переходит к этапу S21, затем определяется, что существует коррозия отверстия для впрыска. Дополнительно, когда "Нет" определяется на этапе S20, обработка переходит к этапу S21, определяется, что отсутствует коррозия отверстия для впрыска. После этапа S21 и этапа S22, все обработка возвращается.

[0043] Посредством вышеописанной обработки, можно надлежащим образом определять, возникает или нет анормальность в форсунке, и надлежащим образом определять, возникает или нет коррозия отверстия для впрыска в форсунке. Дополнительно, во втором варианте осуществления, посредством инструктирования идентичного объема впрыска топлива на этапе S12 и этапу S16, обеспечивается, что объем впрыска топлива при условии трудного зажигания является идентичным опорному объему впрыска топлива. Альтернативно, например, на основе колебания давления в топливе, введенном в форсунку 107, определенного посредством манометра 117, размещаемого в тракте введения топлива, который описывается ниже, фактический объем впрыска топлива может выясняться и сравниваться.

[0044] Третий вариант осуществления

Далее описывается третий вариант осуществления со ссылкой на фиг. 11-17. Фиг. 11 является пояснительным видом, иллюстрирующим схематичную конфигурацию двигателя 200 со смонтированным устройством 201 впрыска топлива согласно третьему варианту осуществления. Устройство 201 впрыска топлива согласно третьему варианту осуществления отличается от устройства 1 впрыска топлива согласно первому варианту осуществления в следующих аспектах. Иными словами, устройство 201 впрыска топлива содержит манометр 117, размещаемый в тракте введения топлива для представления топлива в форсунку 107, вместо датчика 115 давления в цилиндре, предоставленного в устройстве 1 впрыска топлива. Манометр 117 может определять колебание давления в топливе, которое введено в форсунку 107. ECU 111 получает величину теплообразования воспламеняемого топлива на основе колебания давления, полученного посредством манометра 117. Кроме того, другие компоненты не отличаются от компонентов первого варианта осуществления, так что общие компоненты представлены посредством идентичных ссылок с номерами на чертежах, и их подробное описание опускается.

[0045] Фиг. 12 является примером графика, иллюстрирующего изменение во времени в давлении в цилиндре при выполнении предварительного впрыска и при выполнении основного впрыска в сравнении между присутствием и отсутствием коррозии отверстия для впрыска. Фиг. 13 является примером графика, иллюстрирующего взаимосвязь между давлением в цилиндре и скоростью впрыска. Ссылаясь на фиг. 12, изменение давления в цилиндре является значением суммы изменения давления в цилиндре, вызываемого посредством перемещения со сжатием поршня, и изменения давления в цилиндре, вызываемого посредством предварительного впрыска и основного впрыска. В данном документе, приводится описание взаимосвязи между давлением в цилиндре и поведением игольчатого клапана, предоставленного в форсунке 107. Давление в цилиндре выступает в качестве силы для подталкивания вверх игольчатого клапана изнутри цилиндра и для приложения к игольчатому клапану. Следовательно, высокое давление в цилиндре увеличивает силу, прикладываемую к игольчатому клапану изнутри. Сила, прикладываемая к игольчатому клапану, выступает в качестве вспомогательной силы, подталкивающей вверх игольчатый клапан во время открытия клапана, тогда как сила выступает в качестве силы, противоположной силе закрытия игольчатого клапана, при закрытии клапана. Таким образом, давление в цилиндре увеличивает скорость открытия клапана игольчатого клапана и уменьшает скорость закрытия клапана.

[0046] В данном документе, приводится описание изменения давления в цилиндре во время предварительного впрыска. Давление в цилиндре во время предварительного впрыска не попадает под влияние ранее выполняемого впрыска. Следовательно, поведение при открытии иглы клапана во время предварительного впрыска является практически постоянным независимо от присутствия или отсутствия коррозии отверстия для впрыска. Тем не менее, величина теплообразования предварительного впрыска в случае, если существует коррозия отверстия для впрыска, превышает величину теплообразования предварительного впрыска в случае, если отсутствует коррозия отверстия для впрыска. Это обусловлено тем, что как описано в первом варианте осуществления, в случае, если существует коррозия отверстия для впрыска, диаметр выпускного конца отверстия сопла увеличивается, так что длина факела топлива становится небольшой, так что оно сжигается около центра цилиндра (камеры сгорания). По этой причине, в случае, если существует коррозия отверстия для впрыска, изменение давления в цилиндре, вызываемое посредством выполнения предварительного впрыска, является большим по сравнению со случаем, в котором отсутствует коррозия отверстия для впрыска, так что давление в цилиндре становится высоким в случае, если существует коррозия отверстия для впрыска. Такое увеличение давления в цилиндре, вызываемое посредством предварительного впрыска, оказывает влияние на поведение игольчатого клапана при основном впрыске, который должен выполняться после предварительного впрыска.

[0047] Далее отмечается изменение давления в цилиндре во время основного впрыска. Как описано выше, посредством выполнения предварительного впрыска посредством форсунки 107, имеющего коррозию отверстия для впрыска, давление в цилиндре во время основного впрыска задается высоким, по сравнению со случаем, в котором отсутствует коррозия отверстия для впрыска. Следовательно, как проиллюстрировано на фиг. 13, скорость открытия клапана иглы в случае высокого давления в цилиндре является высокой, по сравнению со случаем низкого давления в цилиндре. Кроме того, скорость закрытия клапана иглы в случае высокого давления в цилиндре является низкой, по сравнению со случаем низкого давления в цилиндре. Дополнительно, максимальная скорость впрыска в случае высокого давления в цилиндре является небольшой, по сравнению со случаем низкого давления в цилиндре. Таким образом, поведение игольчатого клапана во время основного впрыска отличается в зависимости от присутствия или отсутствия коррозии отверстия для впрыска. Посредством анализа такой разности в игольчатом клапане во время основного впрыска, можно оценивать величину теплообразования предварительного впрыска.

[0048] В частности, в качестве анализа поведения игольчатого клапана со ссылкой на фиг. 14, можно видеть, что скорость перемещения иглы, величина хода иглы и период tinj впрыска отличаются в зависимости от разности в давлении в цилиндре. Как описано выше, давление в цилиндре во время основного впрыска становится высоким, так что сила, прикладываемая к игольчатому клапану, предоставленному в форсунке 107, изнутри цилиндра становится существенной. Как результат, можно видеть, что величина хода иглы основного впрыска увеличивается и что существует разность в периоде tinj впрыска. Перемещение такого игольчатого клапана может распознаваться в качестве давления топлива, введенного в форсунку 107, т.е. колебания в давлении в отверстии для впуска топлива. Следовательно, посредством обращения к колебанию в давлении в отверстии для впуска топлива, полученном посредством манометра 117, выясняется величина теплообразования. Иными словами, в третьем варианте осуществления, ECU 111 и манометр 117 выступают в качестве модуля получения величины теплообразования. Посредством использования значения, полученного посредством манометра 117, можно оценивать среднее давление Pcly_ave в цилиндре. Среднее давление Pcly_ave в цилиндре, вместо внутреннего давления P(0) в цилиндре в первом варианте осуществления, может использоваться для того, чтобы оценивать величину теплообразования. Следовательно, в третьем варианте осуществления, по существу выполняется управление на основе блок-схемы последовательности операций способа, проиллюстрированной на фиг. 4, и этап на основе блок-схемы последовательности операций способа, проиллюстрированной на фиг. 15, применяется вместо этапа S4 на фиг. 4. В частности, когда впрыск выполняется при опорном условии впрыска, фактический период tinj_i времени впрыска измеряется посредством манометра 117 и сравнивается с опорной длительностью tinj_0 впрыска. Затем получается среднее давление Pcly_ave в цилиндре в течение периода впрыска. Далее описываются среднее давление Pcly_ave в цилиндре.

[0049] Во-первых, на этапе S41, определяется, удовлетворяется или нет опорное условие впрыска. В частности, определяется, существует или нет состояние, в котором впрыск при опорном давлении выполняется при опорном давлении впрыска и посредством опорного объема впрыска, требуемого для оценки давления в цилиндре. Дополнительно, хотя это может выполняться во время обычного приведения в движение, т.е. во время обычного движения в качестве состояния приведения в движение, условие впрыска может изменяться таким образом, чтобы упрощать оценку давления в цилиндре, например, когда определяется некоторая анормальность. В частности, оценка среднего давления Pcly_ave в цилиндре может выполняться при условии низкого давления впрыска и большого объема впрыска. Когда "Нет" определяется на этапе S41, обработка возвращается.

[0050] Когда "Да" определяется на этапе S41, обработка переходит к этапу S42. На этапе S42, форма сигнала давления в отверстии для впуска топлива получается посредством манометра 117. Фиг. 16 является пояснительным видом, иллюстрирующим пример результата измерений формы сигнала давления в отверстии для впуска топлива. На этапе S43, посредством анализа формы сигнала, получается фактическая длительность tinj_i впрыска.

[0051] На этапе S44, вычисляется разность Δtinj периодов впрыска. В частности, вычисляется уравнение 3

Уравнение 3

.

Следует отметить, что подстрочный индекс i указывает измеренное значение, а подстрочный индекс 0 указывает опорное значение.

[0052] На этапе S45, получается давление Pcr впрыска. Давление Pcr впрыска получается в качестве измеренного значения датчика 121 магистрального давления. На этапе S46, обращаются к карте, проиллюстрированной на фиг. 17, и оценивается среднее давление Pcly_ave в цилиндре. Ссылаясь на фиг. 17, горизонтальная ось указывает давление Pcly в цилиндре, а вертикальная ось указывает разность Δtinj периодов впрыска. На основе такой карты, во-первых, линия, к которой следует обращаться, выбирается в зависимости от значения давления Pcr впрыска. Наклон линии увеличивается, и линия имеет тенденцию более легко попадать под влияние разности Δtinj периодов впрыска по мере того, как снижается давление Pcr впрыска. После того, как выбирается линия, к которой следует обращаться, разность Δtinj периодов впрыска, полученная на этапе S44, применяется к ней, так что может вычисляться среднее давление Pcly_ave в цилиндре. Иными словами, давление Pcly в цилиндре, соответствующее разности Δtinj периодов впрыска, применяемой к выбранной линии, оценивается как среднее давление Pcly_ave в цилиндре.

[0053] Вместо давления P(θ) в цилиндре, проиллюстрированного на фиг. 4, среднее давление Pcly_ave в цилиндре, вычисленное и оцененное вышеуказанным способом, используется и вычисляется, за счет этого вычисляя предварительную величину Qp1 теплообразования.

[0054] Четвертый вариант осуществления

Далее описывается четвертый вариант осуществления со ссылкой на фиг. 18-21. Аналогично третьему варианту осуществления, четвертый вариант осуществления использует давление Pcly_op в цилиндре во время открытия клапана вместо давления P(θ) в цилиндре в первом варианте осуществления. Давление Pcly_op в цилиндре получается посредством анализа формы сигнала давления в отверстии для впуска топлива, полученной посредством манометра 117, аналогично третьему варианту осуществления.

[0055] Во-первых, на этапе S51, определяется, требуется или нет оценка давления в цилиндре во время открытия клапана. В частности, определяется, наступает или нет время для определения анормальности вследствие распознавания в отношении запаздываний срабатывания нагнетателя при переходном приведении в движение или ухудшения характеристик в нагнетателе. Когда "Нет" определяется на этапе S51, обработка возвращается.

[0056] Когда "Да" определяется на этапе S51, обработка переходит к этапу S52. На этапе S52, форма сигнала давления в отверстии для впуска топлива получается посредством манометра 117. Фиг. 16 является пояснительным видом, иллюстрирующим пример результата измерений формы сигнала давления в отверстии для впуска топлива. На этапе S53, посредством анализа формы сигнала, получается величина αi уменьшения начального давления.

Фиг. 19 является графиком, иллюстрирующим пример изменения давления в отверстии для впуска топлива. Что касается этого графика, можно выяснять величину αi уменьшения начального давления, максимальную скорость dQmax впрыска и период tinj впрыска.

[0057] На этапе S54, получается давление Pcr впрыска. Давление Pcr впрыска получается в качестве измеренного значения датчика 121 магистрального давления. Затем на этапе S55, вычисляется опорная величина α0 уменьшения начального давления. Опорная величина α0 уменьшения начального давления получается на основе одномерной карты давления Pcr впрыска, полученного на этапе S54.

[0058] На этапе S56, вычисляется разность Δα в величине уменьшения начального давления. В частности, уравнение 4 выполняется

Уравнение 4

.

Следует отметить, что подстрочный индекс i указывает измеренное значение, а подстрочный индекс 0 указывает опорное значение.

[0059] На этапе S57, давление Pcly_op в цилиндре во время открытия клапана вычисляется в отношении карты, проиллюстрированной на фиг. 20, к которой обращаются для получения давления Pcly_op в цилиндре во время открытия клапана. Ссылаясь на фиг. 20, во-первых, на основе значения давления Pcr впрыска выбирается линия, к которой следует обращаться. Наклон линии становится большим, и линия имеет тенденцию более легко попадать под влияние разности Δα в величине уменьшения начального давления, по мере того как давление Pcr впрыска становится более низким. После того, как выбирается линия, к которой следует обращаться, внутреннее давление Pcly_op в цилиндре может вычисляться во время открытия клапана посредством применения Δα.

[0060] Вместо давления P(0) в цилиндре, проиллюстрированного на фиг. 4, используется давление Pcly_op в цилиндре, вычисленное и оцененное вышеуказанным способом, и вычисление выполняется на этапе S5, проиллюстрированном на фиг. 4, за счет этого вычисляя предварительную величину Qp1 теплообразования. В данном документе, вычисление предварительной величины Qp1 теплообразования описывается со ссылкой на фиг. 21, иллюстрирующей информацию относительно изменений во времени в скоростях теплообразования, вызываемых посредством предварительного впрыска и основного впрыска, накладываемую на информацию, проиллюстрированную на фиг. 21. Ссылаясь на фиг. 21, давление Pcly_op в цилиндре во время основного впрыска может быть разделено на величину увеличения давления вследствие перемещения со сжатием поршня и величину увеличения давления вследствие предварительного впрыска. На фиг. 21, внимание уделяется величине увеличения давления вследствие предварительного впрыска, и диапазон увеличения впрыска объема предварительного впрыска в случае, если существует коррозия отверстия для впрыска, является большим по сравнению с объемом предварительного впрыска в случае, если отсутствует коррозия отверстия для впрыска. Это обусловлено тем, что предварительная величина Qp1 теплообразования отличается в зависимости от присутствия или отсутствия коррозии отверстия для впрыска, как указано посредством изменения скорости теплообразования, проиллюстрированной на фиг. 21. Причина, по которой предварительная величина Qp1 теплообразования отличается, заключается в том, что присутствие коррозии отверстия для впрыска увеличивает диаметр выпускного конца отверстия сопла, чтобы снижать длину факела топлива, что сжигает топливо около центра цилиндра (камеры сгорания). Иными словами, когда существует коррозия отверстия для впрыска, величина теплообразования вследствие предварительного впрыска увеличивается, так что увеличение предварительной величины Qp1 теплообразования изменяет давление в цилиндре, которое отражает значение давления Pcly_op в цилиндре. Следовательно, давление Pcly_op в цилиндре во время основного впрыска получается, полученное давление Pcly_op в цилиндре сравнивается с давлением Pcly_op в цилиндре в случае отсутствия коррозии отверстия для впрыска на этапе S5, за счет этого оценивая предварительную величину Qp1 теплообразования. После этого, посредством выполнения этапа S6 и следующей обработки, можно определять присутствие или отсутствие коррозии отверстия для впрыска.

[0061] Пятый вариант осуществления

Далее описывается пятый вариант осуществления со ссылкой на фиг. 22 и фиг. 23. Пятый вариант осуществления содержит устройство 201 впрыска топлива, которое является идентичным третьему варианту осуществления и четвертому варианту осуществления. Пятый вариант осуществления отличается от третьего варианта осуществления и четвертого варианта осуществления процессом определения присутствия или отсутствия коррозии отверстия для впрыска.

[0062] Во-первых, на этапе S101, форма сигнала давления в отверстии для впуска топлива получается посредством манометра 117. Затем на этапе S102, получается величина αi уменьшения начального давления, аналогично четвертому варианту осуществления. Затем на этапе S103, давление Pcly_op в цилиндре во время открытия клапана при основном впрыске вычисляется, аналогично этапу S57 на блок-схеме последовательности операций способа, проиллюстрированной на фиг. 18. Здесь, давление Pcly_op в цилиндре включает в себя величину увеличения давления, вызываемую посредством предварительного сгорания.

[0063] Затем на этапе S104, давление Pim во впускном коллекторе получается посредством датчика 118 давления на впуске. Дополнительно, на этапе S105, получается время основного впрыска, т.е. время θinj основного впрыска. Затем на этапе S106, давление Pcly_cal в цилиндре во время основного впрыска вычисляется на основе давления Pim во впускном коллекторе, полученного на этапе S104, и времени θinj основного впрыска, полученного на этапе S105. Здесь, давление Pcly_cal в цилиндре вычисляется как значение без учета величины увеличения давления вследствие предварительного впрыска.

[0064] Дополнительно, на этапе S107, на основе давления Pcly_op в цилиндре во время открытия клапана, полученного на этапе S103, и на основе давления Pcly_cal в цилиндре во время основного впрыска, вычисленного на этапе S106, вычисляется увеличение Pcomb_pl давления вследствие предварительного впрыска. Иными словами, на основе давления Pcly_op в цилиндре, вычисленного на основе формы сигнала давления в отверстии для впуска топлива, отражающей увеличение давления вследствие предварительного впрыска, и на основе давления Pcly_cal в цилиндре, вычисленного без учета увеличения давления вследствие предварительного впрыска, и вычисляется увеличение Pcomb_pl давления вследствие предварительного впрыска.

[0065] На этапе S108 оценивается объем Qp1 предварительного впрыска. Объем Qp1 предварительного впрыска, как указано посредством штриховки на фиг. 23, выясняется в качестве величины уменьшения давления в отверстии для впуска топлива, полученного посредством манометра 117.

[0066] На этапе S109, на основе объема Qp1 предварительного впрыска, полученного на этапе S108, и на основе давления Pim во впускном коллекторе, полученного на этапе S104, вычисляется увеличение Pcomb_pl_cal давления вследствие предварительного впрыска. Иными словами, увеличение Pcomb_pl_cal давления вычисляется как математическое теоретическое значение, когда объем Qp1 предварительного впрыска зажигается и сжигается в состоянии, в котором не возникает коррозия отверстия для впрыска. Объем Qp1 предварительного впрыска, используемый для вычисления на этапе S109, означает опорный объем впрыска топлива. Кроме того, поскольку давление в цилиндре коррелирует величину теплообразования, увеличение Pcomb_pl_cal давления означает опорную величину теплообразования.

[0067] Затем на этапе S110, проверяется, является или нет объем Qp1 предварительного впрыска неизменным. В частности, проверяется, не наблюдается либо наблюдается разность по сравнению с объемом Qp1 предварительного впрыска, предварительно сохраненным в качестве объема предварительного впрыска в состоянии, в котором отсутствует коррозия отверстия для впрыска. Когда "Нет" определяется на этапе S110, обработка возвращается. Когда "Да" определяется на этапе S110, процесс переходит к этапу S111. На этапе S111 проверяется, становится или нет увеличение Pcomb_pl давления, вычисленное на этапе S107, больше увеличения Pcomb_pl_cal давления, вычисленного на этапе S109. Когда "Да" определяется на этапе S111, обработка переходит к этапу S112, и определяется, что возникает коррозия отверстия для впрыска. Иными словами, когда разность в объеме впрыска топлива не распознается и когда фактически измеренное увеличение Pcomb_pl давления становится большим, определяется, что возникает анормальность форсунки, более конкретно, что возникает коррозия отверстия для впрыска. Тем не менее, объем впрыска топлива является идентичным, увеличивается давление, т.е. увеличивается величина теплообразования. Это обусловлено тем, что это явление является индивидуальным, когда возникает коррозия отверстия для впрыска.

[0068] Как описано выше, также в пятом варианте осуществления, можно надлежащим образом определять, возникает или нет анормальность в форсунке 107, и надлежащим образом определять, возникает или нет коррозия отверстия для впрыска в форсунке 107.

[0069] В случае, если увеличение Pcomb_pl давления отличается от увеличения Pcomb_pl_cal давления, можно определять, что возникает анормальность предварительного сгорания. Таким образом, сравнение между увеличением Pcomb_pl давления и увеличением Pcomb_pl_cal давления может использоваться для оценки состояния предварительного сгорания.

[0070] Хотя примерные варианты осуществления настоящего изобретения проиллюстрированы подробно, настоящее изобретение не ограничено вышеуказанными вариантами осуществления, и другие варианты осуществления, варьирования и модификации могут вноситься без отступления от объема настоящего изобретения.

Описание номеров ссылок

[0071] 1 - система впрыска топлива

100 - двигатель

101 - корпус двигателя

102 - впускной коллектор

103 - выпускной коллектор

104 - впускная труба

105 - выхлопная труба

107 - форсунка

111 - ECU

115 - датчик давления в цилиндре

116 - датчик угла поворота коленчатого вала

117 - манометр

120 - датчик хода иглы

1. Устройство впрыска топлива, содержащее:

- форсунку, которая впрыскивает топливо в цилиндр двигателя;

- модуль получения объема впрыска топлива, который получает объем впрыска топлива для топлива, впрыскиваемого посредством форсунки;

- модуль получения величины теплообразования, который получает величину теплообразования топлива, впрыскиваемого посредством форсунки и воспламеняемого; и

- модуль управления, который определяет то, что возникает анормальность форсунки, при определении того, что разность между объемом впрыска топлива, полученным посредством модуля получения объема впрыска топлива, и опорным объемом впрыска топлива находится в пределах предварительно определенного диапазона, и того, что величина теплообразования, полученная посредством модуля получения величины теплообразования, превышает опорную величину теплообразования, соответствующую опорному объему впрыска топлива.

2. Устройство впрыска топлива по п. 1, в котором модуль управления определяет то, возникает или нет анормальность форсунки, посредством сравнения объема впрыска топлива предварительного впрыска с опорным объемом впрыска топлива и посредством сравнения величины теплообразования предварительного впрыска с опорной величиной теплообразования.

3. Устройство впрыска топлива по п. 1, в котором модуль управления определяет то, возникает или нет анормальность форсунки, посредством сравнения величины тепла однотактного впрыска для однотактного впрыска топлива, выполняемого при выполнении управления отсечкой топлива, с опорной величиной теплообразования.

4. Устройство впрыска топлива по любому из пп. 1-3, в котором модуль получения величины теплообразования получает величину теплообразования воспламеняемого топлива на основе давления в цилиндре.

5. Устройство впрыска топлива по любому из пп. 1-3, в котором модуль получения величины теплообразования получает величину теплообразования воспламеняемого топлива на основе изменения давления в топливе, введенном в форсунку.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложены способ и устройство для управления подачей топлива в дизель на стационарных установках или мобильном транспорте.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложена электрогидравлическая форсунка, содержащая корпус 1 с размещенными в нем управляющим подпружиненным клапаном 2 с электромагнитным приводом 3, распылитель 4, в полости 5 которого находится топливо, подаваемое от аккумулятора в управляющую камеру 6 с наполнительным 7 и сливным 8 жиклерами, в которой расположена пружина 9, удерживающая иглу 10 в нижнем положении, и основные упоры 11, 12, ограничивающие полный ход иглы 10 и управляющего клапана 2.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена топливная форсунка, содержащая клапанный механизм 303 и седло 305 клапанного механизма, являющиеся постоянно намагниченными; привод 311 форсунки для приведения в действие клапанного механизма; и пружину 323, смещающую клапанный механизм в закрытое положение к седлу клапанного механизма.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложен клапан для дозирования текучей среды, снабженный фильтром (14), который расположен в потоке текучей среды и имеет фильтровальное кольцо (26) со множеством фильтрующих пор и опорный элемент, подпирающий фильтровальное кольцо (26) с его выходной стороны.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложен гидравлический связующий механизм для топливных форсунок, имеющий стаканообразный корпус (31) с дном (311) и боковой стенкой (312), установленный в стаканообразном корпусе (31) с возможностью направленного осевого перемещения в нем поршень (33), заполненный жидкостью зазор (35) между поршнем (33) и дном (311) стаканообразного корпуса, расположенную с обращенной от поршня (33) наружной стороны стаканообразного корпуса (31) мембрану (36), которая ограничивает гидравлически сообщающуюся с зазором (35) компенсационную полость (37), и воздействующий на мембрану (36) своим аксиально направленным усилием упругий элемент (40).

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к распылителям топливных форсунок двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Предложен распылитель топливной форсунки, содержащий корпус 1 с топливоподающими каналами 2, кольцевой полостью 3 высокого давления, отверстиями для иглы и распыливающими отверстиями 4, иглу 5, состоящую из направляющей части 6 и стержня 8 с запирающим прецизионным конусом 9, причем игла снабжена винтовыми каналами 10, и покрывающую втулку 11.

Изобретение может быть использовано в системах питания двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Топливная форсунка, прежде всего топливная форсунка для системы "common rail", для впрыскивания топлива в камеру сгорания в двигателе внутреннего сгорания имеет присоединение (10) сливного топливопровода и цельный или составной управляющий впрыскиванием клапанный элемент (13).

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложен электромагнитный клапан для гидроуправляемой топливной форсунки, предназначенной для использования в топливовпрыскивающей аппаратуре двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение может быть использовано в системах питания двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Устройство впрыскивания топлива имеет корпус (2), открывающийся наружу игольчатый затвор (3), расположенный в имеющейся в корпусе (2) заполненной топливом и находящейся под давлением полости (4).

Изобретение относится к изготовлению дросселирующих участков, прежде всего в канале для перепуска жидкости из полости, управляющей срабатыванием клапанного элемента топливной форсунки.

Изобретение относится к системе управления двигателем транспортного средства, а именно к автоматической остановке и автоматическому запуску двигателя. Техническим результатом является снижение расхода топлива.

Изобретение относится к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания, которое переключает алгоритмы управления исполнительного механизма между двумя алгоритмами управления.

Изобретение относится к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания, в частности для диагностики неисправностей. Техническим результатом является управление диагностикой износа для диагностики снижения эксплуатационных характеристик датчика воздушно-топливного отношения.

Изобретение относится к системе управления двигателем внутреннего сгорания, которая управляет двигателем внутреннего сгорания в соответствии с выходным сигналом датчика воздушно-топливного отношения.

Изобретение относится к устройству определения свойств топлива для двигателя внутреннего сгорания. Техническим результатом является более точное определение, является ли топливо, подаваемое в двигатель, тяжелым топливом, даже при низких температурах.

Изобретение относится к устройству определения типа или свойств топлива для двигателя внутреннего сгорания. Техническим результатом является более точное определение даже при низких температурах, является ли топливо, подаваемое в двигатель внутреннего сгорания, тяжелым топливом.
Изобретение относится к транспортному средству, в частности грузовому автомобилю или автобусу. Техническим результатом является уменьшение излучения шума транспортного средства и одновременное обеспечение безопасности для транспортного средства в уличном движении.

Изобретение может быть использовано в управляющих устройствах для управления величиной требуемого крутящего момента в двигателях внутреннего сгорания с наддувом.

Изобретение может быть использовано в системах управления двигателями внутреннего сгорания. Предложено устройство и способ управления для двигателя, в которых пары топлива, сформировавшиеся в топливном баке 41, поступают в бачок 42 улавливания паров топлива и накапливаются в нем.

Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей двигателей внутреннего сгорания. Предложены способы и система для точного определения ошибок подачи топлива в цилиндры двигателя во время автоматического перезапуска двигателя (при работе системы старт-стоп).

Изобретение относится к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания, в частности для диагностики неисправностей. Техническим результатом является управление диагностикой износа для диагностики снижения эксплуатационных характеристик датчика воздушно-топливного отношения.
Наверх