Устройство управления и способ управления для двигателя внутреннего сгорания



Устройство управления и способ управления для двигателя внутреннего сгорания
Устройство управления и способ управления для двигателя внутреннего сгорания
Устройство управления и способ управления для двигателя внутреннего сгорания
Устройство управления и способ управления для двигателя внутреннего сгорания
Устройство управления и способ управления для двигателя внутреннего сгорания
Устройство управления и способ управления для двигателя внутреннего сгорания
Устройство управления и способ управления для двигателя внутреннего сгорания
Устройство управления и способ управления для двигателя внутреннего сгорания
Устройство управления и способ управления для двигателя внутреннего сгорания
Устройство управления и способ управления для двигателя внутреннего сгорания
Устройство управления и способ управления для двигателя внутреннего сгорания
Устройство управления и способ управления для двигателя внутреннего сгорания

Владельцы патента RU 2653717:

ТОЙОТА ДЗИДОСЯ КАБУСИКИ КАЙСЯ (JP)

Изобретение может быть использовано в системах управления двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Устройство управления содержит электронный блок управления. Электронный блок управления выполнен с возможностью вычисления значения показателя воспламеняемости и значения показателя времени сгорания. Электронный блок управления выполнен с возможностью запоминания соответствующей информации, определяющей зависимость между значением показателя воспламеняемости и значением показателя времени сгорания, а также предельным значением флуктуаций крутящего момента. Электронный блок управления выполнен с возможностью вычисления расстояния между текущей рабочей точкой, которая задается значением показателя воспламеняемости и значением показателя времени сгорания, и точкой на предельной линии флуктуаций крутящего момента. Электронный блок управления выполнен с возможностью задержки момента зажигания, когда расстояние больше, чем пороговое значение, и обогащения воздушно-топливного отношения и задержки момента зажигания, когда расстояние равно или меньше, чем пороговое значение. Технический результат – предотвращение чрезмерных колебаний крутящего момента при определенных изменениях внешних условий эксплуатации ДВС и параметров ДВС. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 14 ил.

 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству управления и способу управления для двигателя внутреннего сгорания.

2. Описание предшествующего уровня техники

[0002] Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, выполняющего экономичную работу при бедном воздушно-топливном отношении, которое больше, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение, раскрыто в публикации японской патентной заявки No. 10-176570 (JP 10-176570 А). В этом устройстве управления, величина задержки момента зажигания вычисляется на основе результата обнаружения детонации датчиком детонации, а значение флуктуаций крутящего момента вычисляется путем использования выходного значения датчика угла поворота коленчатого вала. Затем в случае, когда вычисленное значение флуктуаций крутящего момента превышает целевое значение, выполняется увеличение количества впрыснутого топлива для обогащения воздушно-топливного отношения. Кроме того, в случае, когда величина задержки момента зажигания превышает заданное значение, выполнение увеличения количества впрыснутого топлива ограничивается.

[0003] Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания может выполнять задержку момента зажигания для таких целей, как подавление детонации, в соответствии с запросом на задержку момента зажигания. Флуктуации крутящего момента становятся большими, если момент зажигания задерживается. Согласно JP 10-176570 А, чтобы выполнить обогащение воздушно-топливного отношения для предотвращения флуктуации крутящего момента, требуется вычислить фактическое значение флуктуаций крутящего момента.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Для вычисления величины флуктуаций крутящего момента необходимо истечение нескольких заранее заданных циклов, По этой причине фактическое значение флуктуаций крутящего момента может превышать предельное значение флуктуаций крутящего момента при выполнении вычисления значения флуктуаций крутящего момента.

[0005] При этом может быть целесообразно запоминание соответствующей информации (например, карты), которая определяет зависимость между моментом зажигания и воздушно-топливным отношением, и предельным значением флуктуаций крутящего момента заранее, а также выполнение задержки момента зажигания путем использования соответствующей информации без вычисления значения флуктуаций крутящего момента на конкретной машине. Однако значение момента зажигания при достижении предельного значения флуктуаций крутящего момента может варьироваться в соответствии с изменениями внешних условий, связанных со сгоранием. При этом температура всасываемого воздуха, температура охлаждающей жидкости двигателя, температура смазочного масла двигателя, и октановое число топлива принимаются, как внешние условия.

[0006] Как описано выше, значение момента зажигания при достижении предельного значения флуктуаций крутящего момента варьируется в соответствии с изменениями вышеупомянутых внешних условий. Поэтому, чтобы не превысить предельное значение флуктуаций крутящего момента, когда выполняется задержка момента зажигания, необходимо задать предельное значение флуктуаций крутящего момента в качестве показания, согласно которому оценивается допуск для таких изменений внешних условий. В случае, когда оценивается вышеупомянутый допуск, и предельное значение флуктуаций крутящего момента задано, даже в ситуации, когда практически имеется допуск для предельного значения флуктуаций крутящего момента при фактических внешних условиях, когда выполняется задержка момента зажигания, осуществляется обогащение воздушно-топливного отношения для предотвращения увеличения флуктуаций крутящего момента. В результате может снизиться топливная экономичность. По этой причине, можно сказать, что предпочтительно, чтобы оцениваемый допуск в случае установки предельного значения флуктуаций крутящего момента был достаточно мал. С этой целью предпочтительно, чтобы параметры двигателя, используемые для определения соответствующей информации с помощью предельного значения флуктуаций крутящего момента, являлись такими, которые позволяют задать предельное значение флуктуаций крутящего момента практически без какого-либо влияния изменений вышеупомянутых внешних условий, вместо вышеописанных момента зажигания и воздушно-топливного отношения.

[0007] Данным изобретением предложены устройство управления и способ управления для двигателя внутреннего сгорания, который содержит соответствующую информацию, в которой определена зависимость между параметрами двигателя, на которые трудно воздействовать изменениями вышеописанных внешних условий, и предельным значением флуктуаций крутящего момента, и которые способствуют выполнению задержки момента зажигания и при этом предотвращают превышение предельного значения флуктуаций крутящего момента, при использовании соответствующей информации без вычисления значения флуктуаций крутящего момента на конкретной машине.

[0008] Первый объект настоящего изобретения относится к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания содержит устройство зажигания, клапан впрыска топлива, а также датчик давления в цилиндре. Устройство зажигания выполнено с возможностью воспламенения воздушно-топливной смеси в цилиндре двигателя внутреннего сгорания. Клапан впрыска топлива выполнен с возможностью подачи топлива в цилиндр. Датчик давления в цилиндре выполнен с возможностью определения давления в цилиндре. Устройство управления содержит электронный блок управления. Электронный блок управления выполнен с возможностью: вычисления значения показателя воспламеняемости и значения показателя времени сгорания на основе выходного значения датчика давления в цилиндре. Электронный блок управления выполнен с возможностью запоминания соответствующей информации, которая определяет зависимость между значением показателя воспламеняемости и значением показателя времени сгорания, и предельным значением флуктуаций крутящего момента, и запоминания предельной линии флуктуаций крутящего момента на основе соответствующей информации. Электронный блок управления выполнен с возможностью вычисления расстояния между текущей рабочей точкой двигателя внутреннего сгорания и точкой на предельной линии флуктуаций крутящего момента на плоскости xy, имеющей значение показателя воспламеняемости в качестве значения координаты x, и имеющей значение показателя времени сгорания в качестве значения координаты y. Текущая рабочая точка задается значением показателя воспламеняемости и значением показателя времени сгорания. Электронный блок управления выполнен с возможностью выполнения первого управления, при котором устройство зажигания управляется таким образом, что момент зажигания задерживается, когда упомянутое расстояние больше, чем пороговое значение. Электронный блок управления выполнен с возможностью выполнения второго управления, при котором клапан впрыска топлива управляется таким образом, что воздушно-топливное отношение обогащается, и устройство зажигания управляется таким образом, что момент зажигания задерживается, когда упомянутое расстояние равно или меньше, чем пороговое значение.

[0009] В устройстве управления двигатель внутреннего сгорания может дополнительно содержать детектор детонации, который обнаруживает детонацию. Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью задержки момента зажигания, когда упомянутое расстояние больше, чем пороговое значение, в случае, когда детонация подавляется на основе результата обнаружения детектором детонации при первом управлении. Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью задержки момента зажигания и обогащения воздушно-топливного отношения, когда упомянутое расстояние равно или меньше, чем пороговое значение, в случае, когда детонация подавляется на основе результата обнаружения детектором детонации при втором управлении.

[0010] В устройстве управления электронный блок управления может быть выполнен с возможностью определения при втором управлении значения увеличения количества впрыснутого топлива для обогащения воздушно-топливного отношения и величины задержки момента зажигания, при этом на плоскости xy рабочая точка не превышает линии равного уровня детонации, соответствующего текущему уровню детонации, и не превышает предельной линии флуктуаций крутящего момента. Линия равного уровня детонации, на которой уровень детонации является постоянным, может быть определена на основе, по меньшей мере, интенсивности детонации или частоты детонации.

[0011] В устройстве управления двигатель внутреннего сгорания может представлять собой двигатель внутреннего сгорания, в котором экономичная работа выполняется при бедном воздушно-топливном отношении в большей степени, чем при стехиометрическом воздушно-топливном отношении. Пороговое значение, когда бедное воздушно-топливное отношение является большим, может быть больше, чем пороговое значение, когда бедное воздушно-топливное отношение является малым.

[0012] В устройстве управления электронный блок управления может быть выполнен с возможностью вычисления кратчайшего расстояния между текущей рабочей точкой и предельной линией флуктуаций крутящего момента в качестве упомянутого расстояния.

[0013] В устройстве управления электронный блок управления может быть выполнен с возможностью вычисления расстояния между текущей рабочей точкой и точкой пересечения между линией равного воздушно-топливного отношения, проходящей через текущую рабочую точку, и предельной линией флуктуаций крутящего момента в качестве упомянутого расстояния.

[0014] Второй объект настоящего изобретения относится к способу управления для двигателя внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания содержит устройство зажигания, клапан впрыска топлива, и датчик давления в цилиндре. Устройство зажигания выполнено с возможностью воспламенения воздушно-топливной смеси в цилиндре двигателя внутреннего сгорания. Клапан впрыска топлива выполнен с возможностью подачи топлива в цилиндр. Датчик давления в цилиндре выполнен с возможностью определения давления в цилиндре. Способ управления включает в себя: вычисление значения показателя воспламеняемости и значения показателя времени сгорания на основе выходного значения датчика давления в цилиндре; запоминание соответствующей информации, которая определяет зависимость между значением показателя воспламеняемости и значением показателя времени сгорания, и предельным значением флуктуаций крутящего момента; запоминание предельной линии флуктуаций крутящего момента на основе соответствующей информации; вычисление расстояния между текущей рабочей точкой двигателя внутреннего сгорания и точкой на предельной линии флуктуаций крутящего момента на плоскости xy, имеющей значение показателя воспламеняемости в качестве значения координаты x, и имеющей значение показателя времени сгорания в качестве значения координаты y, при этом текущая рабочая точка определяется значением показателя воспламеняемости и значением показателя времени сгорания; выполнение первого управления, при котором устройство зажигания управляется таким образом, что момент зажигания задерживается, когда расстояние больше, чем пороговое значение; и выполнение второго управления, при котором клапан впрыска топлива управляется таким образом, что воздушно-топливное отношение обогащается, и устройство зажигания управляется таким образом, что момент зажигания задерживается, когда расстояние равно или меньше, чем пороговое значение.

[0015] Согласно вышеупомянутой конфигурация, соответствующая информация, которая определяет зависимость между значением показателя воспламеняемости и значением показателя времени сгорания, и предельным значением флуктуаций крутящего момента используется тогда, когда выполняется задержка момента зажигания. Согласно этой соответствующей информации, предельное значение флуктуаций крутящего момента по отношению к значению показателя воспламеняемости и значению показателя времени сгорания может быть задано, что затрудняет воздействие на них изменениями внешних условий (по меньшей мере, температуры всасываемого воздуха, температуры охлаждающей жидкости двигателя, температуры смазочного масла двигателя, и октанового числа топлива), относящихся к горению. По этой причине предельная линия флуктуаций крутящего момента может устанавливаться на плоскости xy, имея значение показателя в качестве значения координаты x, и имея значение показателя времени сгорания в качестве значения координаты y, без необходимости оценки допусков, для которых учитываются изменения вышеописанных внешних условий (по меньшей мере, при достаточном ослаблении таких допусков). Согласно вышеупомянутой конфигурации, в случае, когда расстояние между текущей рабочей точкой на вышеупомянутой плоскости xy и точкой на предельной линии флуктуаций крутящего момента больше, чем пороговое значение, момент зажигания задерживается. При этом в случае, когда расстояние равно или меньше, чем пороговое значение, обогащение воздушно-топливного отношения и задержка момента зажигания выполняются, и тем самым, выполняется задержка момента зажигания, при этом предотвращается увеличение флуктуаций крутящего момента. Соответственно, задержка момента зажигания может выполняться при соответствующей установке взаимного положения между текущей рабочей точкой и предельной линией флуктуаций крутящего момента, благодаря использованию вышеупомянутой соответствующей информации. Таким образом, может выполняться задержка момента зажигания, и при этом предотвращаться превышение предельного значения флуктуаций крутящего момента без вычисления значения флуктуаций крутящего момента на конкретной машине.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0016] Признаки и преимущества, а также техническое и промышленное назначение типовых вариантов осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы, и на которых:

Фиг. 1 представляет собой изображение для описания конфигурации системы варианта осуществления 1.

Фиг. 2 представляет собой изображение, иллюстрирующее кривые момента зажигания и массовых скоростей горения.

Фиг. 3 представляет собой изображение для описания установки основного момента зажигания.

Фиг. 4 представляет собой изображение, иллюстрирующее зависимость между основным моментом зажигания и предельным значением флуктуаций крутящего момента в области бедного воздушно-топливного отношения, которая ближе к бедной стороне, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение.

Фиг. 5А представляет собой поясняющее изображение при выполнении задержки момента зажигания с использованием зависимости, в которой предельное значение флуктуаций крутящего момента определяется путем использования момента зажигания и воздушно-топливного отношения, с тем, чтобы не превысить предельную линию флуктуаций крутящего момента.

Фиг. 5В представляет собой поясняющее изображение при выполнении задержки момента зажигания путем использования зависимости, в которой предельное значение флуктуаций крутящего момента определяется при использовании момента зажигания и воздушно-топливного отношения, с тем, чтобы не превысить предельную линию флуктуаций крутящего момента.

Фиг. 6 представляет собой изображение, показывающее изменения предельной линии флуктуаций крутящего момента, возникающие из-за изменения внешних условий, относящихся к горению, с учетом зависимости между моментом зажигания и воздушно-топливным отношением.

Фиг. 7 представляет собой изображение, иллюстрирующее предельную линию флуктуаций крутящего момента с помощью зависимости между показателем SA-CA10 воспламеняемости и углом СА50 поворота коленчатого вала.

Фиг. 8 представляет собой изображение для описания способа вычисления расстояния Y.

Фиг. 9 представляет собой изображение для описания управления в случае, когда расстояние Y определяется как равное или меньшее, чем пороговое значение Z.

Фиг. 10 представляет собой блок-схему процедуры, выполняемой в варианте осуществления 1.

Фиг. 11A представляет собой изображение для описания способа вычисления величины задержки (заданной величины R1) момента зажигания.

Фиг. 11B представляет собой изображение для описания способа вычисления величины задержки (заданной величины R1) момента зажигания.

Фиг. 12 представляет собой изображение для описания другого примера вычисления расстояния Y.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0017] Вариант 1 осуществления изобретения будет описан со ссылкой на фиг. 1-11.

[0018] Фиг. 1 представляет собой изображение для описания конфигурации системы варианта 1 осуществления. Система, проиллюстрированная на фиг. 1, содержит двигатель 10 внутреннего сгорания с искровым зажиганием (бензиновый двигатель в качестве примера). Поршень 12 размещен в цилиндре двигателя 10 внутреннего сгорания. Камера 14 сгорания выполнена со стороны верхней части поршня 12 внутри цилиндра. Впускной канал 16 и выпускной канал 18 сообщаются с камерой 14 сгорания.

[0019] Впускное отверстие впускного канала 16 снабжено впускным клапаном 20, который открывает и закрывает впускное отверстие. Выпускное отверстие выпускного канала 18 снабжено выпускным клапаном 22, который открывает и закрывает выпускное отверстие. Впускной канал 16 снабжен дроссельной заслонкой 24 с электронным управлением. Каждый цилиндр двигателя 10 внутреннего сгорания оснащен клапаном 26 впрыска топлива для прямого впрыска топлива в камеру 14 сгорания (в цилиндр), и устройством 28 зажигания (показано на примере только свечи зажигания) для воспламенения воздушно-топливной смеси. Кроме того, для измерения давления внутри цилиндра в каждый цилиндр встроен датчик 30 давления в цилиндре. Кроме того, в выпускном канале 18 установлен катализатор 32 очистки выхлопных газов для очистки выхлопных газов. Клапан впрыска топлива, который подает топливо в цилиндр двигателя 10 внутреннего сгорания, может представлять собой клапан впрыска топлива с впрыском через впускное отверстие, который впрыскивает топливо во впускное отверстие вместо или совместно с клапаном 26 впрыска топлива с впрыском в цилиндр.

[0020] Система по настоящему варианту осуществления содержит контур привода (не показан) для приведения в действие следующих различных исполнительных механизмов и т.п. вместе с электронным блоком 40 управления (ЭБУ) в качестве устройства управления, которое управляет двигателем 10 внутреннего сгорания. ЭБУ 40 включает в себя входной/выходной интерфейс, запоминающее устройство 40а, а также центральный процессор (ЦП) 40b. Входной/выходной интерфейс предусмотрен для считывания сигналов датчиков от различных датчиков, связанных с двигателем 10 внутреннего сгорания или транспортным средством, на котором установлен этот двигатель внутреннего сгорания, и для выдачи рабочих сигналов на различные исполнительные механизмы, размещенные в двигателе 10 внутреннего сгорания. Различные программы управления, карты, и пр. для управления двигателем 10 внутреннего сгорания хранятся в запоминающем устройстве 40а. ЦП 40b выполняет различные виды вычислительной обработки на основе программ управления, хранящихся в запоминающем устройстве 40а, и формирует управляющие сигналы для различных приводов на основе считанных сигналов датчиков.

[0021] В число датчиков, от которых ЭБУ 40 получает сигналы, входят различные датчики для осведомления о рабочем состоянии двигателя, например, датчик 42 угла поворота коленчатого вала, размещенный в непосредственной близости от коленчатого вала (не показан), датчик 44 расхода воздуха, размещенный рядом с входным отверстием впускного канала 16, датчик 46 детонации (пример детектора детонации) для обнаружения детонации, и тому подобное, в дополнение к вышеописанному датчику 30 давления в цилиндре. В качестве датчика 46 детонации, как пример, может быть использован датчик такого типа, в котором вибрация двигателя 10 внутреннего сгорания, передаваемая на блок цилиндров, обнаруживается с помощью пьезоэлектрического элемента.

[0022] Различные приводы для управления работой двигателя, такие как вышеописанные дроссельная заслонка 24, клапан 26 впрыска топлива, и устройство 38 зажигания, входят в исполнительные механизмы, на которые ЭБУ 40 выдает рабочие сигналы. Кроме того, ЭБУ 40 имеет функцию синхронизации выходного сигнала датчика 30 давления в цилиндре с углом поворота коленчатого вала, выполнения АЦ преобразования синхронизированного сигнала, и получения АЦ конвертированного сигнала. Соответственно, давление в цилиндре в момент произвольного угла поворота коленчатого вала может определяться в диапазоне, который допускается разрешающей способностью АЦ преобразования. Кроме того, ЭБУ 40 сохраняет карты, которые определяют зависимость между углами поворота коленчатого вала и внутренним объемом цилиндра, и может рассчитать внутренний объем цилиндра, соответствующий углам поворота коленчатого вала, на основе такой карты.

[0023] Затем будет описано вычисление фактических результатов измерений МСГ (MFB) с использованием датчика давления в цилиндре. Фиг. 2 представляет собой изображение, иллюстрирующее момент зажигания и кривые массовых скоростей горения. В соответствии с системой настоящего варианта осуществления, содержащей датчик 30 давления в цилиндре и датчик 42 угла поворота коленчатого вала, на каждом цикле двигателя 10 внутреннего сгорания можно получить фактические результаты измерений давления Р в цилиндре, синхронизированные с углами поворота коленчатого вала. Фактические результаты измерений давления Р в цилиндре конкретно устанавливают данные давления Р в цилиндре, вычисленные в качестве значений для отдельно заданных углов поворота коленчатого вала. Количество Q выделенного тепла в цилиндре при произвольных углах θ поворота коленчатого вала можно вычислить по формулам (1) и (2), путем использования полученных фактических результатов измерений давления Р в цилиндре и первого закона термодинамики. Затем массовые скорости горения (далее именуемые «МСГ») при произвольных углах θ поворота коленчатого вала можно вычислить согласно нижеследующей формуле (3), путем использования вычисленных фактических результатов измерений (серия значений количества Q выделенного тепла, вычисленного в качестве значений для отдельно заданных углов поворота коленчатого вала) количества Q выделенного тепла. Кроме того, фактические результаты измерений МСГ (MFB) (серия значений фактически измеренных МСГ (MFB)), синхронизированных с углами поворота коленчатого вала можно вычислить путем выполнения обрабатывающих вычислений МСГ (MFB) для отдельно заданных углов поворота коленчатого вала. Фактические результаты измерений МСГ (MFB) вычисляются для периода сгорания и периода заранее заданного угла поворота коленчатого вала (при этом, в качестве примера, периода угла поворота коленчатого вала от момента закрывания на такте впуска (IVC) впускного клапана 20 до момента открывания на такте выпуска (EVO) выпускного клапана 22) до и после периода сгорания.

В вышеуказанной формуле (1), V - объем цилиндра, а κ - показатель адиабаты газа в цилиндре. Кроме того, в вышеуказанной формуле (3), θmin представляет собой точку начала горения, а θmax представляет собой точку окончания горения.

[0024] Согласно фактическим результатам измерений МСГ (MFB), вычисленным в соответствии с вышеупомянутым способом, угол поворота коленчатого вала (далее именуемый «точкой сгорания определенного количества», и обозначаемый «САα»), когда МСГ (MFB) достигает определенного количества α%, может быть вычислен. Затем со ссылкой на фиг. 2 будет описана типовая точка САα сгорания определенного количества. Горение в цилиндре начинается с задержкой зажигания после воспламенения воздушно-топливной смеси в момент SA воспламенения. Начальная точка (θmin в вышеуказанной формуле (3)) этого горения, то есть, угол поворота коленчатого вала, когда МСГ (MFB) повышается, именуется СА0. Промежуток времени для угла поворота коленчатого вала (СА0-СА10) от CA0 до угла СА10 поворота коленчатого вала, в течение которого МСГ (MFB) достигает 10%, эквивалентен начальному периоду горения. Промежуток времени для угла поворота коленчатого вала (СА10-СА90) от СА10 до угла СА90 поворота коленчатого вала, когда МСГ (MFB) достигает 90%, эквивалентен основному периоду горения. Кроме того, в настоящем варианте осуществления, угол СА50 поворота коленчатого вала, когда МСГ (MFB) достигает 50%, используется в качестве центра тяжести сгорания. Угол СА100 поворота коленчатого вала, когда МСГ (MFB) достигает 100%, эквивалентен точке окончания горения (θmax в вышеуказанной формуле (3)), где количество Q выделенного тепла достигает максимальной величины. Периоды горения определяются, как промежутки времени для угла поворота коленчатого вала СА0 - СА100.

[0025] Основной момент зажигания устанавливается предварительно, как значение, соответствующее условиям функционирования (главным образом, нагрузке двигателя или крутящему моменту двигателя, оборотам двигателя, и воздушно-топливному отношению) двигателя 10 внутреннего сгорания, и сохраняется в запоминающем устройстве 40а. Крутящий момент двигателя можно вычислить, например, с использованием фактических результатов измерений давления P в цилиндре, полученных путем использования датчика 30 давления в цилиндре.

[0026] Фиг. 3 представляет собой изображение для описания установки основного момента зажигания, и иллюстрирует в качестве примера зависимость между основным моментом зажигания и нагрузкой двигателя при заданных оборотах двигателя. Два момента зажигания, а именно, момент зажигания с минимальным опережением для оптимального крутящего момента (МВТ - Minimum Advance for Best Torque) и момент зажигания при детонации, которые могут быть потенциально возможными в качестве основного момента зажигания, проиллюстрированы на фиг. 3.

[0027] Здесь момент зажигания при детонации представляет собой момент зажигания, когда достигается заранее заданный целевой уровень детонации. Уровень детонации представляет собой показатель, основанный на интенсивности детонации и частоте детонации. Более конкретно, показатель основанный на интенсивности детонации и частоте детонации представляет собой показатель, повышающийся при возрастании интенсивности детонации, и повышающийся также при повышении частоты детонации. Интенсивность детонации можно вычислить, в качестве примера, как значение, соответствующее интенсивности вибраций, вычисленной на основе выходного сигнала датчика 46 детонации. Частота детонации представляет собой частоту, при которой во время нескольких заданных циклов возникает детонация сфокусированной интенсивности детонации. Поэтому уровень детонации становится выше, когда интенсивность детонации, возникающей в ходе нескольких заданных циклов, повышается, и также возрастает частота детонации в ходе нескольких циклов.

[0028] Поскольку давление в цилиндре и температура в цилиндре во время горения повышаются, так как возрастает нагрузка двигателя, возникает тенденция к появлению детонации. По этой причине, момент зажигания МВТ смещается в сторону задержки при возрастании нагрузки двигателя. Кроме того, при возрастании нагрузки двигателя, возникает тенденция к появлению детонации с большой интенсивностью детонации, и частота детонации также имеет склонность к возрастанию. По этой причине момент зажигания при детонации (то есть, момент зажигания при получении целевого уровня детонации, как описано выше) смещается в сторону задержки при возрастании нагрузки двигателя. Как показано на фиг. 3, момент зажигания МВТ имеет значение на стороне задержки в области низкой нагрузки, а момент зажигания при детонации имеет значение на стороне задержки в области высокой нагрузки. В качестве базового момента зажигания при любой нагрузке двигателя, величина на стороне задержки выбирается из момента зажигания МВТ и момента зажигания при детонации.

[0029] Управление моментом зажигания в двигателе 10 внутреннего сгорания выполняется путем применения момента зажигания, полученного путем сложения величины задержки момента зажигания (корректирующей величины) с вышеописанным базовым моментом зажигания в качестве целевого момента зажигания. Запрос на задержку, выполняемый в настоящем варианте осуществления, представляет собой запрос на задержку, предназначенный для подавления детонации (в частности, снижения уровня детонации).

[0030] В настоящем варианте осуществления выполняется управление детонацией. Управление детонацией означает управление моментом зажигания, с тем, чтобы привести уровень детонации ближе к целевому уровню детонации. Запрос на задержку, предназначенный для снижения уровня детонации, является требованием, которое может выдаваться во время выполнения управления детонацией. Базовый момент зажигания сохраняется в запоминающем устройстве 40а как значение, при котором внешние условия, относящиеся к горению, являются стандартными условиями. Вышеупомянутые стандартные условия, более конкретно, являются условиями, при которых температура всасываемого воздуха, температура охлаждающей жидкости двигателя, температура смазочного масла двигателя, и октановое число топлива имеют стандартные величины. Пока двигатель 10 внутреннего сгорания работает в режиме, близком к этим стандартным условиям, целевой уровень детонации может быть реализован с помощью целевого момента зажигания, эквивалентного базовому моменту зажигания. При этом, например, в случае, когда температура всасываемого воздуха становится выше, чем стандартное значение из-за того, что двигатель 10 внутреннего сгорания работает в области высокой температуры наружного воздуха или в случае, когда используется топливо с октановым числом, которое ниже стандартного значения, уровень детонации может повыситься по сравнению с целевым уровнем детонации в случае, когда используется неизменный базовый момент зажигания. В результате требуется задержка момента зажигания, чтобы снизить уровень детонации до целевого уровня детонации.

[0031] При этом будет особо описан пример управления детонацией. Величина задержки момента зажигания, используемая для этого управления детонацией, устанавливается с помощью нижеследующего выполнения и сохраняется в запоминающем устройстве 40а. Указанная величина задержки момента зажигания увеличивается или уменьшается в соответствии с уровнем детонации. Уровень детонации представляет собой интенсивность детонации и частоту детонации, которые вычисляются датчиком 46 детонации на основе результата обнаружения детонации Увеличение или уменьшение величины задержки момента зажигания в соответствии с уровнем детонации более конкретно означает, что в случае, когда уровень детонации выше, чем целевой уровень детонации, величина задержки момента зажигания в значительной мере корректируется заранее заданной величиной R1 и сохраняется в запоминающем устройстве 40а. Кроме того, случай, когда уровень детонации выше, чем целевой уровень детонации, является, в частности, случаем, когда интенсивность детонации больше, чем интенсивность детонации при целевом уровне детонации, либо случаем, когда частота детонации выше, чем частота детонации целевого уровня. В результате целевой момент зажигания в цилиндре, в котором происходит горение после основного вычисления, задерживается по отношению к текущей величине. Если момент зажигания задерживается, максимальное значение Рmах давления в цилиндре может быть подавлено до низкого за счет снижения скорости горения воздушно-топливной смеси и соответственно, интенсивность детонации и частота детонации может быть снижена. В результате уровень детонации может быть снижен. При этом в случае, когда период, для которого уровень детонации определяется, как равный или меньший, чем целевой уровень детонации, тем временем продолжается в течение заданного периода, выдается команда на опережение момента зажигания, и величина задержки момента зажигания корректируется в небольшом масштабе на заданное значение, и сохраняется в запоминающем устройстве 40а. В результате целевой момент зажигания в цилиндре, где происходит горение, после основного вычисления, устанавливается на опережение по отношению к текущей величине. Кроме того, величина задержки момента зажигания равна нулю. Поэтому предельное значение целевого момента зажигания на стороне опережения становится базовым моментом зажигания.

[0032] В соответствии с вышеописанным управлением детонацией, даже в случае, когда вышеописанные внешние условия изменились в сторону ужесточения с точки зрения детонации по отношению к стандартным условиям, может поддерживаться целевой уровень детонации.

[0033] Далее будет описана зависимость между базовым моментом зажигания и пределом флуктуаций крутящего момента во время работы на бедной топливной смеси. В качестве предпосылки, в настоящем варианте осуществления экономичная работа выполняется при бедном воздушно-топливном отношении, которое больше, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение. Фиг. 4 представляет собой изображение, иллюстрирующее зависимость между базовым моментом зажигания и предельным значением флуктуаций крутящего момента в области бедного воздушно-топливного отношения, которая ближе к бедной стороне, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение. Кроме того, на фиг. 4 показана зависимость при одинаковой нагрузке двигателя и одинаковых оборотах двигателя в пределах области высокой нагрузки, где момент зажигания при детонации выбран как базовый момент зажигания, в качестве примера. Кроме того, линия базового момента зажигания (линия момента зажигания), показанная на фиг. 4, эквивалентна линии равного уровня детонации, на которой уровень детонации равен целевому уровню детонации. На каждой линии равного уровня детонации уровень детонации является постоянным. Значение момента зажигания при достижении предельного значения флуктуаций крутящего момента смещается в сторону опережения, когда воздушно-топливное отношение становится беднее.

[0034] В случае, когда момент зажигания задерживается во время экономичной работы, флуктуации крутящего момента имеют тенденцию к возрастанию по сравнению со случаем, когда момент зажигания задерживается во время процесса горения при стехиометрическом воздушно-топливном отношении. По этой причине, во время экономичной работы диапазон для момента зажигания от базового момента зажигания до предельной линии флуктуаций крутящего момента становится меньше (то есть, допуск на задержку становится меньше) по сравнению с тем, как во время процесса горения при стехиометрическом воздушно-топливном отношении. Более конкретно, допуск в области бедного воздушно-топливного отношения становится меньше, когда воздушно-топливное отношение становится беднее, как показано стрелкой на фиг. 4.

[0035] Затем со ссылкой на фиг. 5A и 5B будет описан случай, когда задержка момента зажигания выполняется путем использования зависимости, в которой предельное значение флуктуаций крутящего момента определяется с использованием момента зажигания и воздушно-топливного отношения и при этом не превышает предельной линии флуктуаций крутящего момента. Момент зажигания и воздушно-топливное отношение, которые приведены здесь в качестве примера, отличаются от параметров двигателя (описываемых ниже), используемых в настоящем варианте осуществления.

[0036] Предельная линия L1 флуктуаций крутящего момента, показанная на фиг. 5A и 5B, определяется, как значения в вышеописанных стандартных внешних условиях (условиях, при которых температура всасываемого воздуха и пр. имеют стандартные значения). При этом предельная линия L2 флуктуаций крутящего момента определяется с учетом изменений условий окружающей среды. Более конкретно, предельная линия L2 флуктуаций крутящего момента определяется с допусками для предотвращения превышения в рабочей точке p изначальной предельной линии L1 флуктуаций крутящего момента, даже в случае, когда произошли изменения внешних условий.

[0037] Когда запрос на задержку момента зажигания выдается для снижения уровня детонации в случае оценивания допусков на изменения вышеупомянутых внешних условий, как показано на фиг. 5A и 5B, момент зажигания задерживается не только от текущей рабочей точки p1 (рабочей точки, которая согласовывается заранее) до предельной линии L2 флуктуаций крутящего момента. При этом, поскольку устойчивость горения может возрастать, если воздушно-топливное отношение обогащается в области бедного воздушно-топливного отношения, значение момента зажигания при достижении предельного значения флуктуаций крутящего момента смещается в сторону задержки. По этой причине, в случае, когда величина задержки, требуемая для снижения уровня детонации, не может быть обеспечена, как показано на фиг. 5А, необходимо продолжать задержку с требуемой заранее заданной величиной (величиной задержки) R1, обогащая воздушно-топливное отношение благодаря увеличению количества впрыснутого топлива. Кроме того, подобно рабочей точке p2, приведенной в качестве примера на фиг. 5B, также рассматривается ответная мера, при которой рабочая точка с достаточным обеспечением допуска на задержку используется в качестве базового момента зажигания (начальной величины).

[0038] В конфигурации, в которой допуск на задержку определяется с использованием вышеупомянутой зависимости между моментом зажигания и воздушно-топливным отношением, и предельным значением флуктуаций крутящего момента, воздушно-топливное отношение может обогащаться даже в случае, когда практически имеется допуск для предельного значения флуктуаций крутящего момента при выполнении задержки момента зажигания. Соответственно, уменьшается периодичность выполнения экономичной работы в режиме, когда воздушно-топливное отношение достаточно обеднено. Кроме того, если выполняется ответная мера, показанная на фиг. 5B, становится трудно обеднить само воздушно-топливное отношение. По этой причине, даже в любом из этих случаев, эффект снижения топливной эффективности, вызванный выполнением экономичной работы на бедной топливной смеси, уменьшается. Кроме того, если воздушно-топливное отношение приближается к стехиометрическому воздушно-топливному отношению в области бедного воздушно-топливного отношения, имеется опасение относительно возрастания объема выбросов NOx.

[0039] Далее будут описаны параметры двигателя, используемые в варианте осуществления 1 для определения связи с предельным значением флуктуаций крутящего момента. В случае, когда задержка момента зажигания выполняется для снижения уровня детонации во время экономичной работы, обогащение воздушно-топливного отношения, вызванное увеличением количества впрыснутого топлива, не выполняется насколько возможно, и бедное воздушно-топливное отношение используется в наиболее возможной степени. С этой целью предпочтительно, чтобы оцениваемый допуск при установке предельной линии флуктуаций крутящего момента был сделан достаточно небольшим, и соответственно, возможная величина задержки момента зажигания могла в достаточной степени поддерживаться. С этой целью предпочтительно, чтобы параметры двигателя, используемые для определения соответствующей информации с помощью предельного значения флуктуаций крутящего момента являлись такими, которые могли задавать предельное значение флуктуаций крутящего момента почти без учета влияния изменений вышеупомянутых внешних условий, вместо вышеописанных момента зажигания и воздушно-топливного отношения.

[0040] Авторами настоящего изобретения установлена взаимосвязь с предельным значением флуктуаций крутящего момента, использующим в качестве параметров двигателя пару из значения показателя воспламеняемости и значения показателя времени сгорания, и, посредством углубленных исследований ими установлено, что становится ненужным обеспечивать допуски для установки предельных линий флуктуаций крутящего момента с точки зрения изменений вышеописанных внешних условий. Подробности будут описаны ниже со ссылками на фиг. 6 и 7.

[0041] Пример значения показателя воспламеняемости, используемого в настоящем варианте осуществления, представляет собой период угла поворота коленчатого вала (более конкретно, разность, полученная путем вычитания момента зажигания (SA) из СА10) от момента зажигания до CA10, и далее именуемый «SA-CA10». Кроме того, пример значения показателя времени сгорания представляет собой СА50 (центр тяжести сгорания). Момент зажигания (SA), используемый для вычисления SA-CA10, представляет собой вышеописанный целевой момент зажигания. CA10 и СА50 можно вычислить с использованием датчика 30 давления в цилиндре, как уже было описано выше со ссылкой на фиг. 2.

[0042] Фиг. 6 представляет собой изображение, показывающее изменения предельных линий флуктуаций крутящего момента, возникающие из-за изменения внешних условий, относящихся к горению, с учетом зависимости между моментом зажигания и воздушно-топливным отношением. Изменения предельных линий флуктуаций крутящего момента, вытекающие из изменений температурных условий всасываемого воздуха, которые являются одним из вышеописанных внешних условий, проиллюстрированы примером, показанным на фиг. 6. Предельные линии L3-L5 флуктуаций крутящего момента представляют собой линии в случае, когда температура всасываемого воздуха составляет Т1-Т3, соответственно. При этом температура Т1 всасываемого воздуха представляет собой минимальное значение температуры всасываемого воздуха, предполагаемое во время работы двигателя 10 внутреннего сгорания, причем температура Т2 всасываемого воздуха является стандартной температурой всасываемого воздуха, используемой для установки карты в конфигурации (отличающейся от конфигурации настоящего варианта осуществления), включающей в себя зависимость, показанную на фиг. 6, в качестве карты, и используется для задержки момента зажигания, а температура Т3 всасываемого воздуха представляет собой максимальное значение температуры всасываемого воздуха, предполагаемое во время работы.

[0043] Как показано на фиг. 6, в случае, когда предельные линии флуктуаций крутящего момента выполнены с учетом зависимости между моментом зажигания и воздушно-топливным отношением, можно видеть, что предельные линии флуктуаций крутящего момента изменяются в соответствии с температурой всасываемого воздуха. Более конкретно, поскольку температура газа внутри цилиндра в конце сжатия становится выше при возрастании температуры всасываемого воздуха, горение легко стабилизируется (то есть, флуктуации крутящего момента становятся небольшими). По этой причине при возрастании температуры всасываемого воздуха предельные линии флуктуаций крутящего момента сдвигаются в сторону задержки.

[0044] При этом, фиг. 7 представляет собой изображение, иллюстрирующее предельные линии флуктуаций крутящего момента с помощью зависимости между SA-CA10 и СА50. Все отдельные линии, изображенные на фиг. 7, являются линиями равных флуктуаций крутящего момента. Отдельные линии флуктуации крутящего момента имеют тенденцию, согласно которой СА50 устанавливается на опережение при увеличении SA-СА10. Как показано на фиг. 7, линия в области наивысших флуктуаций крутящего момента среди этих линий флуктуаций крутящего момента представляет собой предельную линию L6 флуктуаций крутящего момента. Далее карта, которая имеет тенденцию, изображенную на фиг. 7, и определяет зависимость между SA-CA10 и СА50 и предельными линиями флуктуаций крутящего момента, для удобства описания может именоваться «оценочной картой предельных флуктуаций крутящего момента».

[0045] Авторами настоящего изобретения обнаружено, что предельные линии флуктуаций крутящего момента могут рассматриваться как идентичные, независимо от изменений температуры всасываемого воздуха, в случае, когда предельные линии флуктуаций крутящего момента выполнены как зависимость между SA-CA10 и СА50. По этой причине, даже в случае, когда изменения температуры всасываемого воздуха учитываются, как показано на фиг. 7, можно проиллюстрировать предельные линии флуктуаций крутящего момента с помощью одной предельной линии L6 флуктуаций крутящего момента. Кроме того, в качестве одного из внешних условий, установленных в настоящем варианте осуществления, здесь представлено описание, устанавливающее в качестве примера температуру всасываемого воздуха. В связи с этим авторами настоящего изобретения использованы значение показателя воспламеняемости (например, SA-CA10) и значение показателя времени сгорания (например, СА50) в качестве параметров двигателя, которые определяют взаимосвязь с предельным значением флуктуаций крутящего момента, и посредством этого ими подтверждено, что предельные линии флуктуаций крутящего момента могут рассматриваться как идентичные, независимо от изменения внешних условий, таких как температура охлаждающей жидкости двигателя, температура смазочного масла двигателя, и октановое число, в дополнение к температуре всасываемого воздуха.

[0046] При этом может рассматриваться конфигурация, которая не является конфигурацией, используемой в настоящем варианте осуществления, в которой задержка момента зажигания выполняется с использованием зависимости между моментом зажигания и воздушно-топливным отношением, и предельным значением флуктуаций крутящего момента, как показано на фиг. 6. В частности, рассматривается конфигурация, в которой такая зависимость предусмотрена в виде карты, и в случае, когда запрос на задержку момента зажигания выдается во время работы на бедной топливной смеси, выполняется задержка момента зажигания, определяющая допуски для рабочей точки p и предельных линий флуктуаций крутящего момента с опорой на карту. Однако в случае, когда используется зависимость, проиллюстрированная на фиг. 6, используется несколько предельных линий флуктуаций крутящего момента, если учитывать изменения внешних условий. Поэтому, в данном случае, как уже было описано выше со ссылкой на фиг. 5А и 5B, необходимо оценивать допуски с учетом изменений внешних условий (температурных условий всасываемого воздуха) и определить предельные линии флуктуаций крутящего момента. По этой причине предельная линия флуктуаций крутящего момента, запоминаемая в карте в примере, проиллюстрированном на фиг. 6, становится предельной линией L3 флуктуаций крутящего момента, соответствующей температуре Т1 всасываемого воздуха, которая представляет собой минимальное предполагаемое значение. В результате в случае, когда запрос на задержку момента зажигания выдается для снижения уровня детонации, поскольку температура всасываемого воздуха стала температурой, которая выше стандартной температуры Т2 воздуха, допуск на задержку определяется между текущей рабочей точкой p и предельной линией L3 флуктуаций крутящего момента. По этой причине, независимо от наличия допуска для предельной линии флуктуаций крутящего момента, соответствующей фактической температуре всасываемого воздуха, невозможно выполнить задержку момента зажигания вблизи от предельной линии флуктуаций крутящего момента.

[0047] При этом, в настоящем варианте осуществления, предельное значение флуктуаций крутящего момента определяется с использованием SA-СА10 и СА50. Отпадает необходимость устанавливать допуски для предельных линий флуктуаций крутящего момента с учетом внешних условий, которые меняются по отношению к стандартным внешним условиям, которые определили оценочную карту предельных флуктуаций крутящего момента. По этой причине предельные линии флуктуаций крутящего момента могут надлежащим образом устанавливаться независимо от наличия или отсутствия изменений внешних условий.

[0048] В настоящем варианте осуществления управление детонацией выполняется путем использования оценочной карты предельных флуктуаций крутящего момента с использованием SA-CA10 и СА50. В частности, в случае, когда получено обнаружение детонации, и выдается запрос на задержку момента зажигания для снижения уровня детонации, на основе оценочной карты предельных флуктуаций крутящего момента, вычисляется расстояние Y между текущей рабочей точкой p и точкой q на предельной линии флуктуаций крутящего момента. Расстояние Y обозначает допуск на задержку момента зажигания. Более конкретно, расстояние Y эквивалентно допуску, пока значение флуктуаций крутящего момента не достигнет предельного значения флуктуаций крутящего момента из-за задержки момента зажигания.

[0049] Фиг. 8 представляет собой изображение для описания способа вычисления расстояния Y На фиг. 8 в качестве примера показано несколько линий уровня детонации, в том числе линия целевого уровня детонации.

[0050] При управлении детонацией может выдаваться запрос на задержку для снижения уровня детонации. Более конкретно, линия целевого уровня детонации, на которой расположена текущая рабочая точка p на фиг. 8 (соответствующая точка p1), задана заранее в качестве линии при стандартных внешних условиях. По этой причине, в случае, когда возникают изменения во внешних условиях, при которых уровень детонации становится выше по сравнению со стандартными внешними условиями, уровень детонации рабочей точки p становится выше, чем целевой уровень детонации. В таком случае выдается запрос на задержку момента зажигания.

[0051] Расстояние Y, как показано на фиг. 8, представляет собой расстояние между точкой p и точкой q в плоскости xy в случае, когда SA-CA10 используется в качестве значения координаты x, а СА50 используется в качестве значения координаты y. Направление, в котором рабочая точка p должна двигаться на фиг. 8, когда выдается запрос на задержку для снижения уровня детонации, может представлять собой произвольное направление, если направление представляет собой направление, в котором уровень детонации снижается. Однако чтобы вычислить расстояние Y, необходимо установить положение точки q на предельной линии флуктуаций крутящего момента. При управлении детонацией в настоящем варианте осуществления, в качестве примера, принципом является выполнение задержки момента зажигания без изменения воздушно-топливного отношения (В/Т). По этой причине, как показано на фиг. 8, точка q определяется как точка пересечения между линией равного В/Т (линией равного воздушно-топливного отношения), проходящей через рабочую точку p, и предельной линией флуктуаций крутящего момента. Таким образом, расстояние Y, используемое в настоящем варианте осуществления, представляет собой расстояние между точкой p в конкретном направлении (в качестве примера, направлении вдоль равной линии В/Т), которое определяется заранее, и точкой q на предельной линии флуктуаций крутящего момента.

[0052] Вычисление расстояния Y (единица которого представляет собой угол поворота коленчатого вала) может выполняться с использованием последующей формулы (4) путем использования теоремы Пифагора.

В вышеуказанной формуле (4), Y1 представляет собой разность между СА50 в точке p и СА50 в точке q, a Y2 представляет собой разность между SA-CA10 в точке p и SA-CA10 в точке q.

[0053] При управлении детонацией в настоящем варианте осуществления, в случае, когда выдается запрос на задержку, определяется, является ли расстояние Y, вычисляемое, как описано выше, большей величиной, чем пороговое значение Z. В результате в случае, когда расстояние Y больше, чем пороговое значение Z, то есть, в случае, когда может быть определено, что текущая рабочая точка p находится в положении, имеющем допуск для предельной линии флуктуаций крутящего момента, выполняется операция задержки момента зажигания на заранее заданную величину R1. В этом случае, поскольку отсутствие изменений воздушно-топливного отношения представляет собой принцип при задержке момента зажигания, как описано выше, рабочая точка p смещается в направлении, обозначенном стрелкой на фиг. 8, из-за задержки этого момента зажигания.

[0054] Пороговое значение Z, используемое для вышеупомянутого определения, может составлять ноль или же может представлять собой положительное значение. В случае, когда пороговое значение Z устанавливается на положительное значение, диапазон смещения рабочей точки p может быть ограничен таким образом, чтобы допуск для предельной линии флуктуаций крутящего момента сохранялся, с учетом изменений и пр. при управлении количеством впрыскиваемого топлива для управления моментом зажигания или обогащения воздушно-топливного отношения, описываемого ниже. В настоящем варианте осуществления, в качестве примера предпочтительной установки, пороговое значение Z является положительным значением, которое варьируется в соответствии с воздушно-топливным отношением. Более конкретно, в случае, когда воздушно-топливное отношение является большим, в области бедного воздушно-топливного отношения, пороговое значение Z устанавливается так, чтобы быть больше по сравнению со случаем, когда воздушно-топливное отношение является малым. Флуктуации крутящего момента имеют тенденцию к возрастанию, когда воздушно-топливное отношение становится беднее в области бедного воздушно-топливного отношения. По этой причине, в соответствии с установкой, поскольку воздушно-топливное отношение имеет значение бедного, допуск, для которого учитываются вышеупомянутые изменения и пр., может быть сделан большим в случае, когда флуктуации крутящего момента имеют тенденцию к возрастанию. Таким образом, в соответствии с установкой, в случае, когда допуск устанавливается путем применения положительного значения в качестве порогового значения Z, величина допуска может быть надлежащим образом установлена в соответствии с воздушно-топливным отношением. Кроме того, пороговое значение Z может быть установлено так, чтобы постоянно меняться согласно особенности, при которой пороговое значение становится больше при возрастании воздушно-топливного отношения, или может быть установлено со ступенчатым изменением, по меньшей мере, на двух этапах согласно вышеупомянутому объекту. Как и в данном примере, пороговое значение Z может иметь не фиксированное значение, а переменное значение.

[0055] Кроме того, при управлении детонацией в настоящем варианте осуществления, в случае, когда расстояние Y равно или меньше, чем пороговое значение Z, то есть, в случае, когда может быть определено, что допуск на задержку момента зажигания является небольшим, поскольку рабочая точка p близка к предельной линии флуктуаций крутящего момента, выполняется нижеследующее управление (пример второго управления).

[0056] Фиг. 9 представляет собой изображение для описания управления в случае, когда расстояние Y определяется как равное или меньшее, чем пороговое значение Z. В случае, когда расстояние Y становится равным или меньшим, чем пороговое значение Z, если момент зажигания для снижения уровня детонации задерживается на заранее заданную величину R1, подобно случаю, когда расстояние Y становится меньше, чем пороговое значение Z, рабочая точка p может смещаться, как показано на фиг. 9, в соответствии с установкой величины порогового значения Z и размера заранее заданной величины R1. То есть, в проиллюстрированном здесь случае, рабочая точка p смещается от рабочей точки p3 к рабочей точке р4. В случае, когда рабочая точка p переместилась таким образом, значение флуктуаций крутящего момента превышает предельное значение флуктуаций крутящего момента. Кроме того, даже если значение флуктуаций крутящего момента не превышает предельного значения флуктуаций крутящего момента из-за задержки при заранее заданной величине R1, рабочая точка p существенно приближается к предельной линии флуктуаций крутящего момента. Поэтому в настоящем варианте осуществления, в случае, когда расстояние Y становится равным или меньшим, чем пороговое значение Z, обогащение воздушно-топливного отношения выполняется в целях повышения устойчивости горения одновременно с задержкой момента зажигания. Обогащение этого воздушно-топливного отношения может выполняться путем увеличения количества впрыснутого топлива.

[0057] Если воздушно-топливное отношение обогащается, скорость горения становится высокой и период задержки зажигания становится коротким. В результате СА50 устанавливается на опережение, и SA-CA10 становится небольшим. По этой причине, если количество впрыскиваемого топлива для обогащения увеличивается на заранее заданное количество F, рабочая точка p смещается от рабочей точки p3 к рабочей точке р5. Таким образом, в соответствии с обогащением воздушно-топливного отношения, горение может стабилизироваться, и рабочая точка p может быть отделена от предельной линии флуктуаций крутящего момента. Однако уровень детонации становится выше, чем текущий уровень детонации, только при обогащении. Как и с рабочей точкой p3, проиллюстрированной на фиг. 9, причина, почему рабочая точка p расположена в месте, близком к предельной линии флуктуаций крутящего момента, состоит в том, что выполняется задержка момента зажигания, при этом уровень детонации поддерживается на целевом уровне детонации после произошедших изменений внешних условий, при которых уровень детонации имеет тенденцию стать больше, чем при стандартных внешних условиях. По этой причине можно сказать, что текущий уровень детонации в рабочей точке р3 эквивалентен целевому уровню детонации. Поэтому можно сказать, что не является предпочтительным, чтобы уровень детонации становился высоким благодаря обогащению.

[0058] Поэтому в настоящем варианте осуществления, когда расстояние Y становится равным или меньше, чем пороговое значение Z в случае, когда выдается запрос на задержку, как в рабочей точке p6 на фиг. 9, величина увеличения количества впрыснутого топлива для обогащения и величина задержки момента зажигания определяются таким образом, чтобы рабочая точка попала в область между линией равного уровня детонации, соответствующей текущему уровню детонации, и предельной линией флуктуаций крутящего момента. В результате в случае, когда обогащение и задержка в объеме регулирования, который определен таким образом, выполняются в рабочей точке p3, рабочая точка p смещается от рабочей точки p3 к рабочей точке p6. Таким образом, даже в случае, когда рабочая точка p в достаточной степени приближена к предельной линии флуктуаций крутящего момента за счет выполнения задержки момента зажигания с повышением устойчивости горения, запрос на задержку для снижения уровня детонации может быть удовлетворен, при этом предотвращается превышение в рабочей точке предела флуктуаций крутящего момента.

[0059] Далее на фиг. 10 представлена блок-схема, иллюстрирующая процедуру управления, выполняемую в варианте осуществления 1 во время экономичной работы. Кроме того, главная процедура начинается в момент после момента открывания выпускного клапана 22 в каждом цилиндре, и периодически выполняется в каждом цикле сгорания. То есть, момент, когда выполняется главная процедура, представляет собой момент, когда заканчивается получение данных о давлении Р в цилиндре, служащих основой расчета фактических результатов измерений МСГ (MFB).

[0060] В процедуре, проиллюстрированной на фиг. 10, ЭБУ 40 сначала вычисляет интенсивность детонации и частоту детонации (этап 100). В частности, интенсивность детонации во время горения в текущем цикле горения вычисляется на основе выходного сигнала датчика 46 детонации. Кроме того, частота детонации вычисляется как частота, при которой детонация с интенсивностью детонации целевого уровня детонации, который устанавливают заранее, возникает во время нескольких заранее заданных циклов (также включая сюда текущий цикл горения).

[0061] Затем ЭБУ 40 определяет, имеется ли запрос на задержку момента зажигания для снижения уровня детонации (этап 102). Запрос на задержку выдается в случае, когда текущий уровень детонации выше, чем целевой уровень. Случай, когда текущий уровень детонации выше, чем целевой уровень, представляет собой, в частности, случай, когда интенсивность детонации, вычисленная на этапе 100, больше, чем интенсивность детонации целевого уровня детонации, или случай, когда частота детонации, вычисленная на этапе 100, выше, чем частота детонации целевого уровня детонации.

[0062] ЭБУ 40 быстро завершает этот цикл выполнения в случае, когда определено, что не имеется запроса на задержку на этапе 102. Кроме того, в случае, когда определено, что не имеется запроса на задержку (то есть, в случае, когда уровень детонации равен или ниже, чем целевой уровень детонации), определяется в рамках процедуры (не показано), выполняемой отдельно от процедуры, проиллюстрированной на фиг. 10, длился ли период, для которого уровень детонации определяется как равный или меньший, чем целевой уровень детонации, в течение заданного периода. В результате в случае, когда это определение выполнено, величина задержки момента зажигания, отражаемая в базовом моменте зажигания, корректируется в небольшом масштабе на заданное значение. То есть, целевой момент зажигания установлен на опережение по отношению к текущему значению.

[0063] При этом, в случае, когда ЭБУ 40 определяет, что имеется запрос на задержку на этапе 102, выполнение переходит на этап 104. На этапе 104, СА50 вычисляется с использованием фактических результатов измерений МСГ (MFB), вычисляемых с использованием выходного значения датчика 30 давления в цилиндре. Затем ЭБУ 40 вычисляет SA-CA10 (этап 106). SA-CA10 вычисляется, как разность между целевым моментом зажигания, используемым в текущем цикле горения, и СА10, который после СА10 вычисляется с использованием фактических результатов измерений МСГ (MFB).

[0064] Затем ЭБУ 40 вычисляет расстояние Y (этап 108). ЭБУ 40 запоминает оценочную карту предельных флуктуаций крутящего момента, в которой определяется зависимость между SA-CA10 и СА50, а также предел флуктуаций крутящего момента, согласно тенденции, показанной на фиг. 7. Оценочная карта предельных флуктуаций крутящего момента определяется как зависимость в стандартных внешних условиях, как уже было описано выше. Кроме того, в качестве оценочной карты предельных флуктуаций крутящего момента используют другую карту в соответствии с условиями функционирования (например, нагрузка двигателя и обороты двигателя) двигателя 10 внутреннего сгорания. На этом этапе 108, расстояние Y между текущей рабочей точкой p и точкой q на предельной линии флуктуаций крутящего момента вычисляется способом, уже описанным со ссылкой на фиг. 8. Кроме того, пороговое значение Z, используемое для основного вычисления, делается переменным в соответствии с воздушно-топливным отношением, как уже было описано выше. Поэтому основное вычисление выполняется после получения порогового значения Z в соответствии с воздушно-топливным отношением. Кроме того, воздушно-топливное отношение для получения порогового значения Z можно вычислить, например, путем использования объема всасываемого воздуха и количества впрыскиваемого топлива (целевым количеством впрыскиваемого топлива), которые получают путем использования датчика 44 воздушного потока.

[0065] Затем ЭБУ 40 определяет, больше ли расстояние Y порогового значения Z (этап 110). В результате, в случае, когда определено, что расстояние Y больше, чем пороговое значение Z, то есть, в случае, когда можно определить, что текущая рабочая точка p находится в положении, где имеется допуск для предельной линии флуктуаций крутящего момента, ЭБУ 40 выдает команду на задержку момента зажигания устройству 28 зажигания (этап 112). В результате момент зажигания, используемый в цикле горения каждого цилиндра, выполняемого после этой команды задержки, задерживается. Кроме того, поскольку СА50 и SA-CA10 вычисляется для каждого цилиндра в соответствии с выполнением главной процедуры, объектом этой команды задержки может быть только цилиндр, по которому вычисляется СА50 и SA-СА10 для определения этапа 110. То есть, управление с использованием оценочной карты предельных флуктуаций крутящего момента может выполняться для каждого цилиндра.

[0066] Как уже было описано выше, целевой момент зажигания представляет собой значение, получаемое путем сложения величины задержки момента зажигания с базовым моментом зажигания. Базовый момент зажигания можно вычислить с опорой на карту (не показана), в которой определяется взаимосвязь между условиями функционирования (например, нагрузкой двигателя, оборотами двигателя, и воздушно-топливным отношением) двигателя 10 внутреннего сгорания, а также базовым моментом зажигания. В соответствии с выполнением этого этапа 112, заранее заданная величина R1 для увеличения величины задержки до текущей величины задержки момента зажигания добавляется в соответствии с вышеупомянутым запросом на задержку. Заранее заданная величина (то есть, одиночная величина задержки) R1 имеет величину, при этом предельная линия флуктуаций крутящего момента не превышается. Кроме того, на этом этапе 112, заранее заданная величина R1 вычисляется с опорой на зависимость, изображенную на фиг. 11A и 11B, в качестве примера. То есть, как показано на фиг. 11A, заранее заданная величина R1 вычисляется, как большее значение, когда интенсивность детонации, вычисленная на этапе 100, возрастает. Кроме того, как показано на фиг. 11B, заранее заданная величина R1 вычисляется, как большее значение, когда частота детонации, вычисленная на этапе 100, возрастает. В зависимости от заранее заданной величины R1, вычисленной таким образом, сначала величина задержки момента зажигания корректируется от текущей величины (величины, сохраненной в запоминающем устройстве 40а), и сохраняется в запоминающем устройстве 40а. Затем целевой момент зажигания корректируется на скорректированную величину задержки момента зажигания путем сложения с базовым моментом зажигания. Поэтому, согласно вышеупомянутой команде задержки, задается целевой момент зажигания, скорректированный таким образом. Кроме того, вышеупомянутая заранее заданная величина (одиночная величина задержки) R1 может представлять собой фиксированное значение, либо может представлять собой значение, которое делается переменным в соответствии, например, с интенсивностью детонации или частотой детонации, вместо вышеупомянутой величины.

[0067] При этом, в случае, когда определено, что расстояние Y равно или меньше, чем пороговое значение Z на этапе 110, то есть, в случае, когда может быть определено, что допуск для задержки момента зажигания является небольшим, поскольку рабочая точка p близка к предельной линии флуктуаций крутящего момента, ЭБУ 40 выдает команду на увеличение количества впрыснутого топлива для обогащения воздушно-топливного отношения, а также команду на задержку момента зажигания путем выполнения этапов 114 и 116. Эти виды выполнений исполняются, чтобы удовлетворить запрос на задержку и при этом гарантировать устойчивость горения. В результате количество впрыскиваемого топлива, используемого в цикле горения в каждом цилиндре, выполняемого после указанной команды на увеличение количества и указанной команды задержки, увеличивается, и момент зажигания задерживается. Кроме того, аналогично случаю выполнения этапа 110, объектом команды на увеличение количества и команды задержки путем выполнения этапов 114 и 116 может быть только цилиндр, по которому вычисляется СА50 и SA-CA10 для определения этапа 110. Таким образом, при выполнении этапов 114 и 116, для каждого цилиндра может также выполняться управление с использованием оценочной карты предельных флуктуаций крутящего момента.

[0068] Целевое количество впрыскиваемого топлива представляет собой значение, получаемое путем сложения разных корректирующих величин впрыскиваемого топлива с базовым количеством впрыскиваемого топлива. Базовое количество впрыскиваемого топлива можно вычислить с опорой на карту (не показана), в которой определяется зависимость между условиями функционирования (например, нагрузкой двигателя, оборотами двигателя, и воздушно-топливным отношением) двигателя 10 внутреннего сгорания, а также базовым количеством впрыскиваемого топлива. В соответствии с выполнением этого этапа 114, чтобы увеличить количество впрыснутого топлива в целях гарантии устойчивости горения во время задержки момента зажигания, заранее заданное количество F складывается с корректирующей величиной впрыскиваемого топлива, относящейся к детонации. Заранее заданное количество F представляет собой, в качестве примера, фиксированное значение. Целевое количество впрыскиваемого топлива корректируется корректирующей величиной впрыскиваемого топлива, скорректированной в зависимости от прибавляемого заранее заданного количества F. Согласно вышеупомянутой команде на увеличение количества, задается целевое количество впрыскиваемого топлива, скорректированное таким образом.

[0069] Затем на этапе 116, текущая величина задержки момента зажигания корректируется в зависимости от заранее заданной величины R2, и задаваемый целевой момент зажигания в соответствии с указанной командой задержки, корректируется путем добавления скорректированной величины задержки момента зажигания к базовому моменту зажигания. Заранее заданная величина R2 может быть определена следующим способом в качестве примера.

[0070] То есть, на указанном этапе 116, в ситуации, когда увеличение количества впрыснутого топлива при заранее заданном количестве F выполняется путем выполнения этапа 114, вышеупомянутая заранее заданная величина R2 вычисляется в качестве удовлетворяющего требованию значения, таким образом что рабочая точка p не превышает линию равного уровня детонации, соответствующей текущему уровню детонации, и не превышает предельной линии флуктуаций крутящего момента.

[0071] При этом, следующая зависимость присутствует в реакции на изменения СА50 и SA-CA10 в результате увеличения количества впрыснутого топлива и задержке момента зажигания, соответственно. То есть, величина опережения СА50, когда количество впрыснутого топлива увеличивается на заранее заданную величину, определяется как X1, а величина уменьшения SA-CA10 определяется как Х2. Величина увеличения SA-CA10, когда задержка момента зажигания выполняется на ту же самую величину, что и СА50 задерживается на такую же величину X1, становится меньше, чем Х2. Поскольку имеется такая зависимость, рабочая точка p смещается при сочетании увеличения количества впрыснутого топлива с задержкой момента зажигания, при этом СА50 задерживается, и SA-CA10 уменьшается (см. фиг. 9). Поэтому заранее заданная величина R2 величины задержки момента зажигания, которая удовлетворяет вышеупомянутому требованию, может быть определена заранее. Карта (не показана), в которой определяется зависимость между условиями функционирования (например, нагрузкой двигателя (крутящим моментом двигателя), оборотами двигателя, и воздушно-топливным отношением) двигателя 10 внутреннего сгорания и вышеупомянутой заранее заданной величиной R2, сохраняется в ЭБУ 40. На этом этапе 116, величина задержки момента зажигания корректируется путем использования этой заранее заданной величины R2, полученной с опорой на такую карту. Кроме того, при выполнении вышеописанных этапов 114 и 116, описан пример, в котором заранее заданная величина R2 величины задержки момента зажигания получена с опорой на вышеупомянутую карту в ситуации, когда увеличение количества впрыснутого топлива выполняется на заранее заданное количество F, которое представляет собой фиксированную величину. Однако указанные заранее заданное количество F и заранее заданная величина R2 могут представлять собой значения, которые могут удовлетворять вышеупомянутому требованию. Поэтому вместо или совместно с этой заранее заданной величиной R2, указанное заранее заданное количество F определяется согласно условиям функционирования.

[0072] В соответствии с процедурой, изображенной на фиг. 10, описанной выше, в случае, когда выдается запрос на задержку момента зажигания, на основе оценочной карты предельных флуктуаций крутящего момента определяется, является ли расстояние Y большим, чем пороговое значение Z. То есть, допуск для рабочей точки p до предельной линии флуктуаций крутящего момента устанавливается в отношении задержки момента зажигания. На оценочной карте предельных флуктуаций крутящего момента, предельное значение флуктуаций крутящего момента определяется в зависимости между SA-CA10, который является параметром, представляющим собой период задержки зажигания, и СА50, который является параметром, представляющим собой время сгорания. В соответствии с этой картой, из которой параметры двигателя выбираются таким образом, нет необходимости задавать допуск предельной линии флуктуаций крутящего момента с учетом изменений внешних условий (вышеописанных температурных условий всасываемого воздуха и пр.). По этой причине, когда момент зажигания задерживается, истинная предельная линия флуктуаций крутящего момента может быть надлежащим образом установлена без влияния наличия или отсутствия изменений внешних условий. В результате расстояние Y между текущей рабочей точкой p и точкой на предельной линии флуктуаций крутящего момента (точкой q в настоящем варианте осуществления) может устанавливаться надлежащим образом.

[0073] Кроме того, согласно вышеупомянутой процедуре, момент зажигания, сопровождаемый запросом на задержку, задерживается в случае, когда расстояние Y больше, чем пороговое значение Z (пример первого управления). При этом в случае, когда расстояние Y становится равным или меньше, чем пороговое значение Z, выполняется обогащение (увеличения количества впрыснутого топлива) воздушно-топливного отношения для предотвращения увеличения флуктуаций крутящего момента и задержка момента зажигания, сопровождаемая запросом на задержку. Посредством такого управления путем использования оценочной карты предельных флуктуаций крутящего момента, задержка момента зажигания может в достаточной степени использоваться вблизи истинной предельной линии флуктуаций крутящего момента. Кроме того, независимо от наличия ситуации, когда имеется допуск для предельной линии флуктуаций крутящего момента при фактических внешних условиях, можно предотвратить ситуацию, когда обогащение воздушно-топливного отношения выполняется во избежание превышения предельной линии флуктуаций крутящего момента. Поэтому может быть предотвращено снижение топливной эффективности. Кроме того, можно также предотвратить увеличение величины выбросов NOx, вызываемое обогащением воздушно-топливного отношения. В соответствии с данным управлением, увеличение количества и задержка, которые выполняются в непосредственной близости от предельной линии флуктуаций крутящего момента, могут быть выполнены без необходимости фактического вычисления значения флуктуаций крутящего момента для каждого цикла горения. Если предлагается конфигурация, в которой выполняется вычисление значения флуктуаций крутящего момента, в отличие от этого управления, ситуация, когда фактическое значение флуктуаций крутящего момента превышает предельное значение флуктуаций крутящего момента, может возникнуть до того, как будет завершено вычисление. Напротив, в соответствии с данным управлением, можно также избежать того, чтобы флуктуации крутящего момента увеличивались в таком объекте.

[0074] Кроме того, согласно вышеупомянутой процедуре, в случае, когда расстояние Y равно или меньше, чем пороговое значение Z, выполняется увеличение количества впрыснутого топлива путем использования вышеупомянутого заранее заданного количества F, а также задержка момента зажигания путем использования заранее заданной величины R2. Соответственно, уровень детонации может быть снижен, и при этом предотвращено превышение предельного значения флуктуаций крутящего момента.

[0075] Кроме того, заранее заданное количество F количества впрыскиваемого топлива и величина задержки (заранее заданная величина R2) момента зажигания являются примерами «значений увеличения количества впрыснутого топлива для обогащения воздушно-топливного отношения и величины задержки момента зажигания» при втором управлении.

[0076] При этом в вышеописанном варианте 1 осуществления описан пример, в котором точка на предельной линии флуктуаций крутящего момента, используемая для вычисления расстояния Y, как показано на фиг. 8, задана в качестве точки пересечения между равной линией В/Т, проходящей через рабочую точку p, и предельной линией флуктуаций крутящего момента. Однако, как уже было описано выше, направление, в котором рабочая точка p должна располагаться на плоскости xy, когда выдается запрос на задержку для снижения уровня детонации, может представлять собой направление, в котором уровень детонации снижается, и не ограничено вышеупомянутым аспектом.

[0077] Фиг. 12 представляет собой изображение для описания другого примера вычисления расстояния Y. В варианте 1 осуществления, в случае, когда расстояние Y больше, чем пороговое значение Z, выполняется только задержка момента зажигания. Однако задержка момента зажигания в этом случае может сопровождаться обогащением воздушно-топливного отношения для повышения устойчивости горения, и, в противоположность вышесказанному, может сопровождаться обеднением воздушно-топливного отношения, чтобы сделать небольшой величину задержки момента зажигания, требуемой для устранения детонации. Поэтому направление, в котором рабочая точка p смещается в случае, когда расстояние Y больше, чем пороговое значение Z, может стать направлением, обращенным к области, где SA-CA10 меньше, чем равная линия В/Т, как показано на фиг. 12, а также может стать направлением, обращенным к области, где SA-CA10 больше, чем равная линия В/Т, в соответствии с прежним принципом управления. Направление, в котором смещается рабочая точка p, устанавливается при определении значения увеличения количества (или значения уменьшения количества) впрыснутого топлива, а также величины задержки (заранее заданной величины R1) момента зажигания в соответствии с прежним принципом управления. Поэтому, точка r (или точка s) на предельной линии флуктуаций крутящего момента, используемой для вычисления расстояния Y, может определяться, например, следующим образом. То есть, зависимость между значением увеличения количества (или значением уменьшения количества) и величиной задержки, и наклоном на плоскости xy линии, проходящей между рабочей точкой p и обозначающей направление перемещения рабочей точки p, определяется заранее. Затем вышеупомянутая линия задается путем получения наклона на основе значения увеличения количества (или значения уменьшения количества) и каждого полученного значения величины задержки. Задается точка r (или точка s), эквивалентная точке пересечения между заданной линией и предельной линией флуктуаций крутящего момента. В случае, когда задержка момента зажигания сопровождается увеличением или уменьшением количества впрыскиваемого топлива для увеличения и уменьшения воздушно-топливного отношения, таким образом, может осуществляться выполнение выдаваемых команд (команды задержки и команды на изменение количества впрыскиваемого топлива) на основе значения увеличения количества (или значения уменьшения количества), и величины задержки (заранее заданной величины R1), которые определяются, как описано выше, когда устанавливается определение этапа 110 согласно процедуре, проиллюстрированной на фиг. 10. Кроме того, в соответствии с предыдущим принципом управления, направление смещения рабочей точки p не ограничивается всегда одним и тем же. То есть, направление, в котором следует рабочая точка p, изменяется в зависимости от того, имеются или нет другие требования во время выполнения задержки момента зажигания. Например, в случае, когда выдаются другие требования для предотвращения флуктуации крутящего момента, когда непрерывно осуществляется задержка момента зажигания, так что рабочая точка p следует в направлении вдоль равной линии В/Т, направление смещения рабочей точки p может быть скорректировано в направлении, обращенном в сторону, где SA-CA10 меньше равной линии В/Т. В случае, когда направление движения рабочей точки p корректируется таким образом, расстояние Y может быть вычислено, как расстояние между точкой пересечения линии, указывающей направление смещения после коррекции, с предельной линией флуктуаций крутящего момента, и текущей рабочей точкой p.

[0078] Кроме того, вместо вышеописанного способа, расстояние Y может быть просто и быстро вычислено и оценено как расстояние (расстояние между точкой на предельной линии флуктуаций крутящего момента, где получают кратчайшее расстояние, и рабочей точкой p) между текущей рабочей точкой p и предельной линией флуктуаций крутящего момента.

[0079] Кроме того, в варианте осуществления 1 описан пример, в котором выполняется управление с использованием оценочной карты предельных флуктуаций крутящего момента во время экономичной работы. Однако цель, с которой применено это управление, может не ограничиваться экономичной работой, и может представлять собой, например, процесс горения при стехиометрическом воздушно-топливном отношении. Более конкретно, например, в случае, когда большое количество рециркуляционных газов (EGR газов) вводится изначально даже во время процесса горения при стехиометрическом воздушно-топливном отношении, о котором можно сказать, что устойчивость горения становится выше по сравнению с экономичной работой, флуктуации крутящего момента имеют тенденцию к увеличению. Поэтому, в таком случае, указанное управление может применяться при использовании обогащения воздушно-топливного отношения в пределах диапазона с повышенной устойчивостью горения, если необходимо предотвратить повышение флуктуаций крутящего момента.

[0080] Кроме того, в варианте 1 осуществления, СА50 представлено в качестве значения показателя времени сгорания. Однако «значение показателя времени сгорания» в изобретении может представлять собой значение показателя, отображающего время сгорания, и вместо СА50, может использоваться, например, максимальный угол θPmax поворота коленчатого вала при давлении в цилиндре, или же произвольная точка сгорания определенного количества CAα1, иная чем СА50. Кроме того, θPmax можно получить с использованием фактических измеренных данных давления P в цилиндре. Кроме того, в настоящем варианте осуществления, SA-CA10 представлен в качестве значения показателя воспламеняемости. Однако «значение показателя воспламеняемости» в изобретении может представлять собой значение показателя, отображающего воспламеняемость воздушно-топливной смеси, и вместо SA-CA10, может использоваться, например, период угла поворота коленчатого вала от момента зажигания (SA) до произвольной точки сгорания определенного количества САα2, иная чем СА10.

[0081] Кроме того, в варианте осуществления 1, в качестве примера, выполнено описание применения управления задержкой (управления задержкой, выполненной во время управления детонацией) момента зажигания, когда выдается запрос на задержку для снижения уровня детонации,. При этом уровень детонации может определяться интенсивностью детонации, либо частотой детонации, вместо того, чтобы определяться обоими - и интенсивностью детонации, и частотой детонации, как описано выше. По этой причине, например, требование, выдаваемое при простой конфигурации, при которой определено, что возникла детонация в случае, когда интенсивность детонации равна или больше, чем определение порогового значения, и задержка выполняется в случае, когда определено, что возникла детонация, также включается в запрос на задержку для снижения уровня детонации.

[0082] Кроме того, цель, для которой используется соответствующая информация (соответствующая информация, которая определяет предельное значение флуктуаций крутящего момента с помощью зависимости между значением показателя воспламеняемости и значением показателя времени сгорания) в изобретении, не ограничен случаем, когда выдается запрос на задержку для подавления детонации. То есть, в случае, когда выдается запрос на задержку для других целей, например, запрос на задержку для прогрева катализатора 32 очистки выхлопных газов, задержка момента зажигания может выполняться с использованием вышеупомянутой соответствующей информации. В случае, когда расстояние Y становится равным или меньше, чем пороговое значение Z, момент зажигания может быть задержан, чтобы удовлетворить запрос на задержку при выполнении обогащения воздушно-топливного отношения для предотвращения флуктуации крутящего момента. Кроме того, в случае, когда расстояние Y становится равным или меньшим, чем пороговое значение Z в ситуации, когда выдается запрос на задержку в целях, отличных от устранения детонации, нет необходимости снижать скорость горения для устранения детонации. По этой причине заранее заданное количество F впрыснутого топлива для обогащения воздушно-топливного отношения в этом случае может представлять собой количество, требуемое для обеспечения допуска на задержку в заранее заданной величине R2 (величине задержки), который удовлетворяет запросу на задержку. То есть, в этом случае, значение показателя времени сгорания, например, СА50, может переместиться в область опережения из-за обогащения.

[0083] Кроме того, в варианте 1 осуществления, описан пример, в котором выполняется обнаружение детонации путем использования датчика 46 детонации того типа, в котором вибрация передается на блок цилиндров. Однако «средство обнаружения детонации» в изобретении может быть, например, таковым, которое обнаруживает детонацию путем использования датчика 30 давления в цилиндре, вместо датчика 46 детонации вышеупомянутого типа. В частности, например, пиковое значение интенсивности от выходного сигнала (то есть, сигнала обнаружения детонации) датчика 30 давления в цилиндре в заданный период угла поворота коленчатого вала для обнаружения детонации может вычисляться, как интенсивность детонации, или комплексное значение интенсивности сигнала определения интенсивности детонации может вычисляться как интенсивность детонации.

[0084] Кроме того, в варианте осуществления 1 описан пример, в котором оценочная карта предельных флуктуаций крутящего момента используется в качестве примера «соответствующей информации», относящейся к изобретению. Однако «соответствующая информация», связанная с изобретением, не обязательно ограничивается информацией, которая строится в виде карты и хранится в устройстве управления, и например, может быть построена и храниться в виде выражения отношения, которое определяет зависимость между значением показателя воспламеняемости и значением показателя времени сгорания, а также предельным значением флуктуаций крутящего момента.

[0085] Кроме того, в варианте 1 осуществления, описано управление (см. фиг 10), в котором СА50 и SA-CA10 на основе выходного значения датчика 30 давления в цилиндре каждого цилиндра, применяемое к оценочной карте предельных флуктуаций крутящего момента (соответствующей информации), при этом в качестве примера взят двигатель 10 внутреннего сгорания с конфигурацией, содержащей в каждом цилиндре датчик 30 давления в цилиндре. Однако когда это управление выполняется, по меньшей мере, один цилиндр может содержать датчик 30 давления в цилиндре. Поэтому, например, датчик 30 давления в цилиндре может быть установлен путем использования одного конкретного цилиндра в качестве типичного цилиндра, а СА50 и SA-CA10 на основе выходного значения датчика 30 давления в цилиндре может применяться на оценочной карте предельных флуктуаций крутящего момента. Задержка момента зажигания в других цилиндрах, включая типичный цилиндр, может выполняться в соответствии с результатом оценки предела флуктуаций крутящего момента (при необходимости, вместе с обогащением воздушно-топливного отношения).

1. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания,

содержащего устройство зажигания, клапан впрыска топлива, а также датчик давления в цилиндре,

причем устройство зажигания выполнено с возможностью воспламенения воздушно-топливной смеси в цилиндре двигателя внутреннего сгорания,

клапан впрыска топлива выполнен с возможностью подачи топлива в цилиндр и

датчик давления в цилиндре выполнен с возможностью определения давления в цилиндре,

при этом устройство управления содержит электронный блок управления, выполненный с возможностью:

вычисления значения показателя воспламеняемости и значения показателя времени сгорания на основе выходного значения датчика давления в цилиндре;

запоминания соответствующей информации, которая определяет зависимость между значением показателя воспламеняемости и значением показателя времени сгорания, а также предельным значением флуктуаций крутящего момента;

запоминания предельной линии флуктуаций крутящего момента на основе соответствующей информации;

вычисления расстояния между текущей рабочей точкой двигателя внутреннего сгорания и точкой на предельной линии флуктуаций крутящего момента на плоскости ху, имеющей значение показателя воспламеняемости в качестве значения координаты х, и имеющей значение показателя времени сгорания в качестве значения координаты у, причем текущая рабочая точка задается значением показателя воспламеняемости и значением показателя времени сгорания;

выполнения первого управления, при котором устройство зажигания управляется таким образом, что момент зажигания задерживается, когда упомянутое расстояние больше, чем пороговое значение; и

выполнения второго управления, при котором клапан впрыска топлива управляется таким образом, что воздушно-топливное отношение обогащается, и устройство зажигания управляется таким образом, что момент зажигания задерживается, когда упомянутое расстояние равно или меньше, чем пороговое значение.

2. Устройство управления по п. 1,

в котором двигатель внутреннего сгорания дополнительно содержит детектор детонации, который обнаруживает детонацию и

в котором электронный блок управления выполнен с возможностью:

задержки момента зажигания, когда упомянутое расстояние больше, чем пороговое значение в случае, когда детонация подавляется на основе результата обнаружения детектором детонации при первом управлении; и

задержки момента зажигания и обогащения воздушно-топливного отношения, когда упомянутое расстояние равно или меньше, чем пороговое значение, в случае, когда детонация подавляется на основе результата обнаружения детектором детонации при втором управлении.

3. Устройство управления по п. 2,

в котором электронный блок управления выполнен с возможностью определения при втором управлении значения увеличения количества впрыснутого топлива для обогащения воздушно-топливного отношения и величины задержки момента зажигания, при этом на плоскости x-y рабочая точка не превышает линии равного уровня детонации, соответствующего текущему уровню детонации, и не превышает предельной линии флуктуаций крутящего момента, и

линия равного уровня детонации, на которой уровень детонации является постоянным, определена на основе, по меньшей мере, интенсивности детонации или частоты детонации.

4. Устройство управления по любому из пп. 1-3,

в котором двигатель внутреннего сгорания представляет собой двигатель внутреннего сгорания, в котором экономичная работа выполняется при бедном воздушно-топливном отношении в большей степени, чем при стехиометрическом воздушно-топливном отношении, и

в котором пороговое значение, когда бедное воздушно-топливное отношение является большим, больше, чем пороговое значение, когда бедное воздушно-топливное отношение является малым.

5. Устройство управления по любому из пп. 1-3,

в котором электронный блок управления выполнен с возможностью вычисления кратчайшего расстояния между текущей рабочей точкой и предельной линией флуктуаций крутящего момента в качестве упомянутого расстояния.

6. Устройство управления по любому из пп. 1-3,

в котором электронный блок управления выполнен с возможностью вычисления расстояния между текущей рабочей точкой и точкой пересечения между линией равного воздушно-топливного отношения, проходящей через текущую рабочую точку, и предельной линией флуктуаций крутящего момента в качестве упомянутого расстояния.

7. Способ управления для двигателя внутреннего сгорания,

в котором двигатель внутреннего сгорания содержит устройство зажигания, клапан впрыска топлива, а также датчик давления в цилиндре,

причем устройство зажигания выполнено с возможностью воспламенения воздушно-топливной смеси в цилиндре двигателя внутреннего сгорания,

при этом клапан впрыска топлива выполнен с возможностью подачи топлива в цилиндр и

датчик давления в цилиндре выполнен с возможностью определения давления в цилиндре,

при этом способ управления включает в себя:

вычисление значения показателя воспламеняемости и значения показателя времени сгорания на основе выходного значения датчика давления в цилиндре;

запоминание соответствующей информации, которая определяет зависимость между значением показателя воспламеняемости и значением показателя времени сгорания, а также предельным значением флуктуаций крутящего момента;

запоминание предельной линии флуктуаций крутящего момента на основе соответствующей информации;

вычисление расстояния между текущей рабочей точкой двигателя внутреннего сгорания и точкой на предельной линии флуктуаций крутящего момента на плоскости ху, имеющей значение показателя воспламеняемости в качестве значения координаты х и имеющей значение показателя времени сгорания в качестве значения координаты у, причем текущая рабочая точка задается значением показателя воспламеняемости и значением показателя времени сгорания;

выполнение первого управления, при котором устройство зажигания управляется таким образом, что момент зажигания задерживается, когда упомянутое расстояние больше, чем пороговое значение; и

выполнение второго управления, при котором клапан впрыска топлива управляется таким образом, что воздушно-топливное отношение обогащается, и устройство зажигания управляется таким образом, что момент зажигания задерживается, когда упомянутое расстояние равно или меньше, чем пороговое значение.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в системах управления двигателем внутреннего сгорания (ДВС). Контроллер для ДВС включает в себя детектор угла поворота коленчатого вала (КВ) и электронный блок управления (ECU).

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с искровым зажиганием. .

Изобретение относится к автомобильной промышленности, а именно к электрооборудованию для обеспечения работы двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано в производстве и эксплуатации автомобильной техники.

Изобретение относится к гибридным транспортным средствам. В способе управления двигателем транспортного средства с гибридным приводом при переключении передачи трансмиссии снижают скорость вращения двигателя посредством того, что подвергают работе один или более цилиндров с установкой момента зажигания, подвергнутой опережению от максимального тормозного момента (MBT).

Предложены способы и система для впрыска и сжигания некоторого количества газового топлива во время такта выпуска рабочего цикла цилиндра, для того чтобы уменьшить запаздывание турбонагнетателя и сократить время, требуемое для активации каталитического нейтрализатора отработавших газов во время переходных событий, и тем самым снизить токсичность отработавших газов.

Предложены способы для продувки конденсата из охладителя наддувочного воздуха на впуск двигателя наряду с сокращением событий пропусков зажигания, связанных с засасыванием воды.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Управляющее устройство для двигателя внутреннего сгорания содержит систему управления детонацией, систему охлаждения и электронный блок управления.

Изобретение относится к способу управления двигателем транспортного средства для уменьшения события преждевременного воспламенения. Предложен способ для уменьшения позднего зажигания, вызванного событиями преждевременного воспламенения в цилиндре.

Предложен способ управления двигателем внутреннего сгорания (ДВС) для учета свойств (качества) топлива, заключающийся в том, что вводят определенную меру (например, ограничение подачи топлива) при обнаружении определенного режима работы ДВС (например, детонации), проверяют, производилась ли заправка топливом топливного бака, соединенного с ДВС.

Изобретение относится к контроллеру двигателя внутреннего сгорания с наддувом. Техническим результатом является подавление чрезмерного роста требуемого напряжения зажигания и улучшение показателя расхода топлива в случае, когда выполняется прекращение подачи топлива для пресечения постоянного возникновения аномального сгорания в области работы с наддувом.

Изобретение может быть использовано при проектировании системы управления ДВС, работающего на нескольких видах топлива. Способ распознавания детонации при изменении вида топлива заключается в том, что регистрируют характеристику сигнала (ikr), характеризующего корпусный шум ДВС (2), определяют опорный уровень фонового шума (rkr) путем фильтрации в фильтре нижних частот (ФНЧ).

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Технический результат - адаптация двигателя к октановому числу топлива.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Технический результат - обеспечение адаптации двигателя под октановое число топлива.

Изобретение относится к гибридным транспортным средствам. В способе управления двигателем транспортного средства с гибридным приводом при переключении передачи трансмиссии снижают скорость вращения двигателя посредством того, что подвергают работе один или более цилиндров с установкой момента зажигания, подвергнутой опережению от максимального тормозного момента (MBT).

Изобретение относится к гибридным транспортным средствам. В способе управления двигателем транспортного средства с гибридным приводом при переключении передачи трансмиссии снижают скорость вращения двигателя посредством того, что подвергают работе один или более цилиндров с установкой момента зажигания, подвергнутой опережению от максимального тормозного момента (MBT).

Изобретение относится к устройству регулирования двигателя с искровым зажиганием и непосредственным впрыском топлива. Технический результат заключается в регулировке двигателя посредством заблаговременной активации катализатора и понижения числа частиц (PN).

Предложены способы и система для впрыска и сжигания некоторого количества газового топлива во время такта выпуска рабочего цикла цилиндра, для того чтобы уменьшить запаздывание турбонагнетателя и сократить время, требуемое для активации каталитического нейтрализатора отработавших газов во время переходных событий, и тем самым снизить токсичность отработавших газов.

Изобретение относится к гибридным транспортным средствам. Способ работы привода на ведущие колеса включает в себя этапы, на которых останавливают вращение двигателя и обеспечивают рекуперативное торможение посредством привода на ведущие колеса.

Предложены способы для продувки конденсата из охладителя наддувочного воздуха на впуск двигателя наряду с сокращением событий пропусков зажигания, связанных с засасыванием воды.

Предложены способы для продувки конденсата из охладителя наддувочного воздуха на впуск двигателя наряду с сокращением событий пропусков зажигания, связанных с засасыванием воды.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Управляющее устройство для двигателя внутреннего сгорания содержит систему управления детонацией, систему охлаждения и электронный блок управления.

Изобретение может быть использовано в системах управления двигателями внутреннего сгорания. Устройство управления содержит электронный блок управления. Электронный блок управления выполнен с возможностью вычисления значения показателя воспламеняемости и значения показателя времени сгорания. Электронный блок управления выполнен с возможностью запоминания соответствующей информации, определяющей зависимость между значением показателя воспламеняемости и значением показателя времени сгорания, а также предельным значением флуктуаций крутящего момента. Электронный блок управления выполнен с возможностью вычисления расстояния между текущей рабочей точкой, которая задается значением показателя воспламеняемости и значением показателя времени сгорания, и точкой на предельной линии флуктуаций крутящего момента. Электронный блок управления выполнен с возможностью задержки момента зажигания, когда расстояние больше, чем пороговое значение, и обогащения воздушно-топливного отношения и задержки момента зажигания, когда расстояние равно или меньше, чем пороговое значение. Технический результат – предотвращение чрезмерных колебаний крутящего момента при определенных изменениях внешних условий эксплуатации ДВС и параметров ДВС. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 14 ил.

Наверх