Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания
Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей для двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Согласно изобретению, используются клапан для непосредственного впрыска топлива в камеру сгорания и механизм переменной степени сжатия, выполненный с возможностью изменять позицию верхней мертвой точки поршня и, тем самым, изменять степень сжатия ДВС. Когда предварительно определенное условие прекращения подачи топлива удовлетворяется, выполняется прекращение подачи топлива из клапана для впрыска топлива. Когда предварительно определенное условие восстановления после прекращения подачи топлива удовлетворяется во время прекращения подачи топлива, впрыск топлива из клапана для впрыска топлива возобновляется. Степень сжатия при возобновлении впрыска топлива устанавливается, чтобы быть меньше степени сжатия в обычном состоянии, определенной в соответствии с состоянием движения, когда температура поверхности стенки камеры сгорания становится более низкой. С помощью изобретения можно уменьшать прилипание топлива к поршню, а также сдерживать объем выпуска выхлопных частиц в выхлопных газах ДВС. 5 з.п. ф-лы, 11 ил.
Область техники
Изобретение относится к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания, в котором топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания.
Уровень техники
Традиционно, известен двигатель внутреннего сгорания с прямым впрыском в цилиндры, в котором множество разделенных (раздельных) впрысков топлива в камеру сгорания выполняется в течение одного цикла сгорания. Вследствие этого, объем впрыска топлива за один раз снижается, чтобы снижать прилипание топлива к поверхности стенки и т.д.
Например, в публикации JP 2012-241654, когда впрыск топлива повторно начинается из состояния прекращения подачи топлива, в котором впрыск топлива в камеру сгорания временно прекращается, отношение объема впрыска в первый раз в разделенном впрыске снижается по мере того, как период времени прекращения подачи топлива, в течение которого прекращается впрыск топлива в камеру сгорания, больше. При этом число выпускаемых отработавших частиц сдерживается.
Однако, согласно JP 2012-241654, когда впрыск топлива возобновляется из состояния прекращения подачи топлива, нагрузка двигателя является низкой. Когда объем впрыска топлива в одном цикле сгорания становится меньше, число впрысков топлива в течение одного цикла сгорания не может разделяться на несколько раз, и отношение объема впрыска в первый раз в раздельном впрыске не может снижаться. Соответственно, согласно JP 2012-241654, когда впрыск топлива возобновляется из состояния прекращения подачи топлива, объем выпускаемых отработавших частиц и число выпускаемых отработавших частиц может увеличиваться.
Сущность изобретения
В настоящем изобретении представлено устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, который включает в себя клапан для впрыска топлива, выполненный с возможностью непосредственно впрыскивать топливо в камеру сгорания, и механизм переменной степени сжатия, выполненный с возможностью изменять позицию верхней мертвой точки поршня и, таким образом, изменять степень сжатия двигателя внутреннего сгорания, в котором прекращение подачи топлива, посредством которого впрыск топлива из клапана для впрыска топлива прекращается, выполняется, когда предварительно определенное условие прекращения подачи топлива удовлетворяется во время движения транспортного средства, и в котором впрыск топлива из клапана для впрыска топлива возобновляется, когда предварительно определенное условие восстановления после прекращения подачи топлива удовлетворяется во время прекращения подачи топлива, устройство управления содержит: степень сжатия при возобновлении впрыска топлива из состояния прекращения подачи топлива, устанавливаемую так, чтобы она стала меньше степени сжатия в обычном состоянии, определенной в соответствии с состоянием движения, когда температура поверхности стенки камеры сгорания становится более низкой.
Согласно одному из вариантов, степень сжатия двигателя внутреннего сгорания предварительно уменьшается во время прекращения подачи топлива.
Согласно одному из вариантов, степень сжатия при возобновлении впрыска топлива из состояния прекращения подачи топлива устанавливается таким образом, чтобы быть меньше степени сжатия в обычном состоянии, когда период прекращения подачи топлива становится более продолжительным.
Согласно одному из вариантов, момент впрыска топлива при возобновлении впрыска топлива из состояния прекращения подачи топлива переносится на более ранний срок, когда степень сжатия, установленная при возобновлении впрыска топлива, меньше степени сжатия в обычном состоянии.
Согласно одному из вариантов, степень сжатия при возобновлении впрыска топлива из состояния прекращения подачи топлива снижается, когда скорость двигателя при удовлетворении условия восстановления после прекращения подачи топлива становится более низкой.
Согласно одному из вариантов, степень сжатия при возобновлении впрыска топлива из состояния прекращения подачи топлива снижается, когда нагрузка двигателя при удовлетворении условия восстановления после прекращения подачи топлива становится более высокой.
При этом, позиция верхней мертвой точки поршня становится низкой при возобновлении впрыска топлива из состояния прекращения подачи топлива. Представляется возможным уменьшать прилипание топлива к поршню. Представляется возможным сдерживать объем выпуска отработавших частиц и число выпускаемых отработавших частиц.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - пояснительный вид, схематично показывающий схематичную структуру двигателя внутреннего сгорания, к которому применяется настоящее изобретение;
Фиг. 2 - карта вычисления степени сжатия в обычном состоянии;
Фиг. 3 - временная диаграмма замедления транспортного средства с прекращением подачи топлива в первом варианте осуществления;
Фиг. 4 - блок-схема последовательности операций, показывающая последовательность управления в первом варианте осуществления;
Фиг. 5 - карта целевой степени сжатия для прекращения подачи топлива;
Фиг. 6 - временная диаграмма замедления транспортного средства с прекращением подачи топлива во втором варианте осуществления;
Фиг. 7 - блок-схема последовательности операций, показывающая последовательность управления во втором варианте осуществления;
Фиг. 8 - карта целевой степени сжатия для прекращения подачи топлива;
Фиг. 9 - временная диаграмма замедления транспортного средства с прекращением подачи топлива в третьем варианте осуществления;
Фиг. 10 - блок-схема последовательности операций, показывающая последовательность управления в третьем варианте осуществления; и
Фиг. 11 - карта вычисления момента впрыска топлива.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Далее со ссылкой на чертежи подробно иллюстрируется один вариант осуществления настоящего изобретения. Фиг. 1 показывает схематичную конфигурацию двигателя 1 внутреннего сгорания, к которому применяется настоящее изобретение. Кроме того, двигатель 1 внутреннего сгорания использует бензин в качестве топлива.
Камера 2 сгорания двигателя 1 внутреннего сгорания соединяется через впускной клапан 3 с впускным каналом 4. Кроме того, камера 2 сгорания соединяется через выпускной клапан 5 с выпускным каналом 6.
Электрически управляемая дроссельная заслонка 7 располагается во впускном канале 4. Расходомер 8 воздуха предусматривается на стороне выше по потоку от дроссельной заслонки 7. Расходомер 8 воздуха выполнен с возможностью измерять объем всасываемого воздуха. Сигнал обнаружения расходомера 8 воздуха вводится в ECU (блок управления двигателем) 20.
Свеча 10 зажигания располагается в верхнем фрагменте камеры 2 сгорания, чтобы находиться напротив поршня 9. Первый клапан 11 впрыска топлива располагается на боковом фрагменте этой камеры 2 сгорания на стороне впускного канала. Первый клапан 11 для впрыска топлива выполнен с возможностью непосредственно впрыскивать топливо в камеру 2 сгорания.
Топливо, нагнетаемое топливным насосом высокого давления (не показан), чтобы иметь относительно высокое давление, вводится в первый клапан 11 для впрыска топлива через регулятор 12 давления. Регулятор 12 давления выполнен с возможностью изменять давление топлива (топливное давление), подаваемого к первому клапану 11 для впрыска топлива, на основе управляющей команды от ECU 20.
Трехкомпонентный нейтрализатор 13 располагается в выхлопном канале 6. Первый датчик 14 соотношения воздух-топливо располагается в выхлопном канале 6 на стороне выше по потоку от трехкомпонентного нейтрализатора 13. Второй датчик 15 соотношения воздух-топливо располагается в выхлопном канале 6 на стороне ниже по потоку от трехкомпонентного нейтрализатора 13. Датчики 14 и 15 соотношения воздух-топливо могут быть кислородными датчиками, чтобы обнаруживать только обогащенное и обедненное соотношение воздух-топливо. Альтернативно, датчики 14 и 15 соотношения воздух-топливо могут представлять собой широкозонные датчики соотношения воздух-топливо, посредством которых может быть получен выходной сигнал согласно значению соотношения воздух-топливо.
ECU 20 включает в себя микрокомпьютер. ECU 20 конфигурируется, чтобы выполнять различные управления для двигателя 1 внутреннего сгорания. ECU 20 конфигурируется, чтобы выполнять операции на основе сигналов от различных датчиков. Различные датчики являются вышеописанным расходомером 8 воздуха, первым и вторым датчиками 14 и 15 соотношения воздух-топливо, датчиком 21 степени открытия акселератора, выполненным с возможностью измерять степень открытия (величину нажатия) педали акселератора, задействуемой водителем, датчиком 22 угла поворота коленчатого вала, выполненным с возможностью измерять угол поворота коленчатого вала для коленчатого вала 17 и частоту вращения двигателя, датчиком 23 дроссельной заслонки, выполненным с возможностью измерять степень открытия дроссельной заслонки 7, датчиком 24 температуры воды, выполненным с возможностью измерять температуру охлаждающей жидкости двигателя 1 внутреннего сгорания, датчиком 25 температуры масла, выполненным с возможностью измерять температуру масла для моторного масла, датчиком 26 скорости транспортного средства, выполненным с возможностью измерять скорость транспортного средства, датчиком 27 давления топлива, выполненным с возможностью измерять давление топлива, подаваемого к первому клапану 11 для впрыска топлива, и т.п.
ECU 20 конфигурируется так, чтобы управлять объемом впрыска и моментом впрыска для первого клапана 11 впрыска топлива, моментом зажигания посредством свечи 10 зажигания, степенью открытия дроссельной заслонки 7 и т.п. на основе этих сигналов обнаружения.
Кроме того, двигатель 1 внутреннего сгорания включает в себя второй клапан 16 для впрыска топлива, расположенный на стороне ниже по потоку от дроссельной заслонки 7 и выполненный с возможностью впрыскивать топливо во впускной канал 4 в каждом цилиндре. Т.е., представляется возможным подавать топливо в камеру 2 сгорания посредством впрыска во впускной канал.
Кроме того, двигатель 1 внутреннего сгорания включает в себя механизм 32 переменной степени сжатия, выполненный с возможностью изменять степень сжатия (степень сжатия двигателя), изменяя позицию верхней мертвой точки поршня 9, выполненного с возможностью выполнять возвратно-поступательные движения в цилиндре 31 блока 30 цилиндров.
Механизм 32 переменной степени сжатия использует многозвенный кривошипно-шатунный поршневой механизм, в котором поршень 9 и ось 33 кривошипа коленчатого вала 17 связываются посредством множества звеньев. Механизм 32 переменной степени сжатия включает в себя нижнее звено 34, установленное с возможностью вращения на ось 33 кривошипа; верхнее звено 35, соединяющее это нижнее звено 34 и поршень 9; вал 36 управления, включающий в себя эксцентриковый фрагмент 37 вала; и управляющее звено 38, соединяющее эксцентриковый фрагмент 37 вала и нижнее звено 34.
Верхнее звено 35 включает в себя один конец, установленный с возможностью вращения на палец 39 поршня, и другой конец, связанный с возможностью вращения с нижним звеном 34 посредством штифта 40 первого звена. Управляющее звено 38 включает в себя один конец, связанный с возможностью вращения с нижним звеном 34 посредством второго соединительного штифта 41, и другой конец, установленный с возможностью вращения на эксцентриковый фрагмент 37 вала.
Вал 36 управления располагается параллельно коленчатому валу 17. Вал 36 управления поддерживается с возможностью вращения на блоке 30 цилиндров. Вал 36 управления приводится в движение и вращается через зубчатую передачу 42 посредством электромотора 43, так что позиция вращения вала 36 управления управляется.
Положение нижнего звена 34 посредством управляющего звена 38 изменяется посредством изменения позиции вращения вала 36 управления посредством электромотора 43. При этом, движение поршня (характеристики хода) поршня 9, т.е., позиция верхней мертвой точки и позиция нижней мертвой точки изменяются, так что степень сжатия двигателя 1 внутреннего сгорания постоянно изменяется и управляется. Кроме того, степень сжатия двигателя 1 внутреннего сгорания измеряется, например, из обнаруженного значения датчика 44 угла поворота электромотора, выполненного с возможностью измерять угол поворота выходного вала электромотора 43.
ECU 20 конфигурируется, чтобы выполнять управление прекращением подачи топлива, чтобы прекращать впрыски топлива из первого клапана 11 для впрыска топлива и второго клапана 16 для впрыска топлива. Например, когда скорость двигателя равна или больше предварительно определенной скорости вращения для прекращения подачи топлива, и дроссельная заслонка 7 полностью закрыта, условия прекращения подачи топлива удовлетворяются. Соответственно, ECU 20 выполняет управление прекращением подачи топлива. ECU 20 конфигурируется, чтобы повторно начинать впрыск топлива из первого клапана 11 для впрыска топлива, когда предварительно определенные условия восстановления после прекращения подачи топлива удовлетворяются во время управления прекращением подачи топлива. Например, когда дроссельная заслонка 7 находится не в полностью закрытом состоянии посредством нажатия педали акселератора, или когда скорость двигателя становится равной или меньше предварительно определенной скорости вращения для восстановления после прекращения подачи топлива, условия восстановления после прекращения подачи топлива удовлетворяются. Соответственно, ECU 20 заканчивает управление прекращением подачи топлива.
Когда управление прекращением подачи топлива выполняется, относительно много кислорода подается к трехкомпонентному нейтрализатору 13. Т.е., трехкомпонентный нейтрализатор 13 поглощает много кислорода во время управления прекращением подачи топлива. Трехкомпонентному нейтрализатору 13 может быть трудно уменьшать NOx, удаляя кислород из NOx в выхлопном газе в конце управления прекращением подачи топлива. Соответственно, в этом варианте осуществления, когда впрыск топлива возобновляется после окончания управления прекращением подачи топлива, выполняется обогащенный выброс, посредством которого объем впрыска топлива, впрыскиваемого из первого клапана 11 для впрыска топлива, временно увеличивается. При этом, стимулируется восстановление способности очистки выхлопного газа (способности уменьшения NOx) трехкомпонентного нейтрализатора 13.
В этом случае сгорание в двигателе 1 внутреннего сгорания прекращается во время управления прекращением подачи топлива. Соответственно, температура поверхности стенки камеры 2 сгорания, т.е., температура поршня 9, внутренней поверхности стенки цилиндра и т.п., уменьшается. Следовательно, когда впрыск топлива из первого клапана 11 для впрыска топлива возобновляется после окончания управления прекращением сгорания, величина налипания топлива, впрыскиваемого из первого клапана 11 для впрыска топлива в камеру 2 сгорания, на поршень 9 и т.п. увеличивается. Объем выпуска и количество выпуска выхлопных частиц могут быть увеличены.
В первом варианте осуществления согласно настоящему изобретению степень сжатия, когда впрыск топлива возобновляется из первого клапана 11 для впрыска топлива в течение процесса впуска после управления прекращением подачи топлива, задается так, чтобы уменьшаться, чтобы быть меньше степени сжатия в обычном состоянии, определенной в соответствии с состоянием движения, в соответствии с уменьшением температуры поверхности стенки камеры 2 сгорания во время прекращения подачи топлива.
Например, в случае, когда педаль акселератора не нажимается, и скорость двигателя становится равной или меньше предварительно определенной скорости вращения для восстановления после прекращения подачи топлива, так что условия восстановления после прекращения подачи топлива удовлетворяются, степень сжатия при возобновлении впрыска топлива устанавливается меньше, по меньшей мере, обычной степени сжатия на холостом ходу. Кроме того, в случае, когда педаль акселератора нажимается во время управления прекращением подачи топлива, и дроссельная заслонка 7 находится не в полностью закрытом состоянии, так что условия восстановления после прекращения подачи топлива удовлетворяются, степень сжатия при возобновлении впрыска топлива устанавливается меньше, по меньшей мере, обычной степени сжатия в состоянии движения при возобновлении впрыска топлива.
Степень сжатия в обычном состоянии вычисляется, например, с помощью карты вычисления степени сжатия в обычном состоянии, показанного на фиг. 2. В этой карте для вычисления степени сжатия в обычном состоянии степень сжатия в обычном состоянии становится выше, когда нагрузка двигателя является более низкой, и когда скорость двигателя является более высокой.
Фиг. 3 представляет собой временную диаграмму, показывающую состояние при переходе от управления прекращением подачи топлива к моменту после окончания прекращения подачи топлива, в первом варианте осуществления.
На фиг. 3 условия прекращения подачи топлива удовлетворяются в момент времени t1. В момент времени t2, в который скорость двигателя становится равной или меньше предварительно определенной скорости вращения для восстановления после прекращения подачи топлива без нажатия педали акселератора, условие восстановления после прекращения подачи топлива удовлетворяется. Кроме того, эквивалентное соотношение управляется, чтобы временно увеличиваться в течение предварительно определенного периода с момента времени t2. Т.е., обогащенный выброс, посредством которого объем впрыска топлива, впрыскиваемого из первого клапана 11 для впрыска топлива, временно увеличивается, выполняется в течение периода времени с момента времени t2 до момента времени t3.
В первом варианте осуществления степень сжатия в конце управления прекращением подачи топлива устанавливается меньше степени сжатия в обычном состоянии, показанной прерывистой линией на фиг. 3. В частности, степень сжатия в конце управления прекращением подачи топлива устанавливается меньше степени сжатия в обычном состоянии на холостом ходу.
Кроме того, степень сжатия изменяется на степень сжатия в обычном состоянии, после того как предварительно определенный период времени проходит от момента времени t3, в который обогащенный выброс заканчивается. Это обусловлено тем, что температура поршня 9, которая уменьшается во время прекращения подачи топлива, может не увеличиваться достаточно в момент времени t3, в который обогащенный выброс заканчивается.
Таким образом, когда впрыск топлива возобновляется из первого клапана 11 для впрыска топлива, степень сжатия устанавливается меньше степени сжатия в обычном состоянии. При этом, позиция верхней мертвой точки поршня 9 понижается. Соответственно, представляется возможным уменьшать прилипание топлива, впрыскиваемого из первого клапана 11 для впрыска топлива, к поршню 9. Кроме того, представляется возможным увеличивать пропорцию остаточного газа в цилиндре посредством уменьшения степени сжатия и, таким образом, стимулировать увеличение температуры поверхности стенки камеры 2 сгорания, которая уменьшается при прекращении подачи топлива. Следовательно, представляется возможным в значительной степени уменьшать объем выпускаемых выхлопных частиц, когда впрыск топлива возобновляется из первого клапана 11 для впрыска топлива после управления прекращением подачи топлива, относительно случая, когда степень сжатия устанавливается в степень сжатия в обычном состоянии, показанную прерывистой линией на фиг. 3. Кроме того, представляется возможным сдерживать объем выпуска выхлопных частиц. Т.е., представляется возможным достигать как уменьшения расхода топлива посредством управления прекращением подачи топлива, так и предотвращения ухудшения характеристики выхлопа непосредственно после окончания управления прекращением подачи топлива.
Кроме того, в этом первом варианте осуществления, степень сжатия при возобновлении впрыска топлива из первого клапана 11 для впрыска топлива снижается, когда температура поверхности стенки камеры 2 сгорания снижается, так что позиция верхней мертвой точки поршня 9 понижается, когда температура поверхности стенки камеры 2 сгорании понижается. Т.е., степень сжатия при возобновлении впрыска топлива из первого клапана 11 для впрыска топлива устанавливается так, что впрыскиваемому топливу труднее достигать поршня 9, когда температура поверхности стенки камеры 2 сгорания снижается. Это обусловлено тем, что величина прилипания впрыскиваемого топлива к поршню 9 при возобновлении впрыска топлива первого клапана 11 для впрыска топлива более легко должна увеличиваться, когда температура поверхности стенки камеры 2 сгорания становится более низкой.
Соответственно, в первом варианте осуществления, в случае, когда впрыск топлива возобновляется из первого клапана 11 для впрыска топлива, когда условия для восстановления после прекращения подачи топлива удовлетворяются, представляется возможным эффективно уменьшать величину прилипания впрыскиваемого топлива к поршню 9.
Кроме того, в первом варианте осуществления, степень сжатия предварительно управляется, чтобы понижаться во время управления прекращением подачи топлива в соответствии с температурой поверхности стенки камеры 2 сгорания. Соответственно, когда впрыск топлива возобновляется из первого клапана 11 впрыска, представляется возможным устанавливать степень сжатия в более низкое значение в соответствии с температурой поверхности стенки камеры 2 сгорания, без задержки. Представляется возможным эффективно уменьшать величину прилипания топлива к поршню 9.
Кроме того, в первом варианте осуществления, степень сжатия возвращается к степени сжатия в обычном состоянии после окончания обогащенного выброса. Соответственно, представляется возможным эффективно уменьшать прилипание топлива к поверхности стенки камеры 2 сгорания вследствие обогащенного выброса. Это полезно для уменьшения числа выброса выхлопных частиц.
Фиг. 4 является блок-схемой последовательности операций, показывающей последовательность управления в вышеописанном первом варианте осуществления. В блоке S11 оценивается, удовлетворяются или нет условия прекращения подачи топлива. Когда условия прекращения подачи топлива удовлетворяются, процесс переходит к этапу S12. Когда условия прекращения подачи топлива не удовлетворяются, процесс переходит к этапу S17. На этапе S12 температура поршня (ESPSTMP) вычисляется из предварительно определенной расчетной формулы с помощью нагрузки двигателя непосредственно перед управлением прекращением подачи топлива, накопленного объема всасываемого воздуха во время управления прекращением подачи топлива и т.п. Кроме того, температура поршня (ESPSTMP) может быть вычислена с помощью температуры охлаждающей жидкости двигателя 1 внутреннего сгорания и температуры масла для моторного масла. На этапе S13 вычисляется целевая степень сжатия для прекращения подачи топлива (CRFC), которая является целевым значением степени сжатия во время прекращения подачи топлива. Эта целевая степень сжатия для прекращения подачи топлива (CRFC) вычисляется, например, с помощью карты вычисления целевой степени сжатия для прекращения подачи топлива, показанной на фиг. 5. Целевая степень сжатия для прекращения подачи топлива снижается, когда снижается температура поршня (ESPSTMP). Кроме того, целевая степень сжатия для прекращения подачи топлива устанавливается так, что объем выброса выхлопных частиц в значительной степени не ухудшается, даже когда топливо впрыскивается из первого клапана 11 для впрыска топлива при этой степени сжатия.
На этапе S14 оценивается, закончено или нет прекращение подачи топлива. Т.е., оценивается, удовлетворяются или нет условия восстановления после прекращения подачи топлива. Когда условия восстановления после прекращения подачи топлива удовлетворяются, процесс переходит к этапу S15. Когда условия восстановления после прекращения подачи топлива не удовлетворяются, процесс переходит к этапу S12. На этапе S15 целевая степень сжатия для восстановления (CRFCR), которая является целевым значением степени сжатия во время обогащенного выброса, устанавливается в целевую степень сжатия для прекращения подачи топлива (CRFC), вычисленную непосредственно перед тем, как условия восстановления после прекращения подачи топлива удовлетворяются. На этапе S16 оценивается, закончен или нет обогащенный выброс. В частности, когда предварительно определенный период времени проходит от конца обогащенного выброса, процесс переходит к этапу S17. Иначе, процесс переходит к этапу S15. Кроме того, может быть задано, что процесс переходит к этапу S17, когда обогащенный выброс заканчивается на этапе S16. На этапе S17 целевая степень сжатия (CR) устанавливается в степень сжатия (CR) в обычном состоянии, вычисленную из вышеописанной карты вычисления степени сжатия в обычном состоянии на фиг. 2 с помощью текущей нагрузки двигателя и текущей скорости двигателя.
Далее в данном документе объясняются другие варианты осуществления согласно настоящему изобретению. Составляющие элементы, которые являются такими же, что и в вышеописанном первом варианте осуществления, имеют те же символы. Повторные объяснения пропускаются.
Второй вариант осуществления согласно настоящему изобретению объясняется со ссылкой на фиг. 6-8. Второй вариант осуществления имеет конфигурацию, практически идентичную конфигурации вышеописанного первого варианта осуществления. Во втором варианте осуществления степень сжатия при возобновлении впрыска топлива из первого клапана 11 для впрыска топлива после управления прекращением подачи топлива устанавливается ниже степени сжатия в обычном состоянии, определенной в соответствии с состоянием движения, аналогично первому варианту осуществления. Кроме того, в этом втором варианте осуществления степень сжатия при возобновлении впрыска топлива из первого клапана 11 для впрыска топлива устанавливается более низкой, когда период времени, в течение которого выполняется непосредственно предшествующее управление прекращением подачи топлива, становится более длительным.
На фиг. 6 условия прекращения подачи топлива удовлетворяются в момент времени t1. В момент времени t2, в который скорость двигателя становится равной или меньше предварительно определенной скорости вращения для восстановления после прекращения подачи топлива без нажатия педали акселератора, условия восстановления после прекращения подачи топлива удовлетворяются. Кроме того, эквивалентное соотношение в течение предварительно определенного периода с момента времени t2 управляется, чтобы временно увеличиваться. Т.е., обогащенный выброс, посредством которого объем впрыска топлива, впрыскиваемого из первого клапана 11 для впрыска топлива, временно увеличивается, выполняется с момента времени t2 до момента времени t3.
В этом втором варианте осуществления степень сжатия, при которой впрыск топлива возобновляется после окончания управления прекращением подачи топлива, устанавливается более низкой, когда период времени с момента времени t1 до удовлетворения условия восстановления после прекращения подачи топлива становится более длительным, т.е., когда счетчик периода прекращения подачи топлива, который подсчитывается в каждый постоянный момент времени с момента времени t1 до тех пор, пока условия восстановления после прекращения подачи топлива не будут удовлетворены, становится больше. Это обусловлено тем, что температура стенки камеры 2 сгорания становится более низкой, когда управление прекращением подачи топлива становится более длительным, так что величина прилипания топлива, впрыскиваемого при возобновлении впрыска топлива из первого клапана 11 для впрыска топлива, к поршню 9 легко должна увеличиваться.
Следовательно, в этом втором варианте осуществления, также представляется возможным в значительной степени уменьшать число выбрасываемых выхлопных частиц, когда впрыск топлива возобновляется из первого клапана 11 для впрыска топлива после окончания управления прекращением подачи топлива, относительно случая, когда степень сжатия устанавливается в степень сжатия в обычном состоянии, как показано прерывистой линией на фиг. 6. При этом, представляется возможным сдерживать объем выпуска выхлопных частиц. Кроме того, в этом втором варианте осуществления, также представляется возможным добиваться действий и результатов, которые идентичны действиям и результатам вышеописанного первого варианта осуществления.
Фиг. 7 является блок-схемой последовательности операций, показывающей последовательность в вышеописанном втором варианте осуществления. На этапе S21 оценивается, удовлетворяются или нет условия прекращения подачи топлива. Когда условия прекращения подачи топлива удовлетворяются, процесс переходит к этапу S22. Когда условия прекращения подачи топлива не удовлетворяются, процесс переходит к этапу S27. На этапе S22 вычисляется счетчик периода прекращения подачи топлива (FCTCNT). На этапе S23 вычисляется целевая степень сжатия для прекращения подачи топлива (CRFC), которая является целевым значением степени сжатия во время прекращения подачи топлива. Эта целевая степень сжатия для прекращения подачи топлива (CRFC) вычисляется, например, с помощью карты вычисления целевой степени сжатия для прекращения подачи топлива, показанной на фиг. 8. Целевая степень сжатия прекращения подачи топлива (CRFC) становится ниже, когда счетчик периода прекращения подачи топлива (FCTCN) имеет большее значение. Кроме того, целевая степень сжатия для прекращения подачи топлива устанавливается так, что объем выброса выхлопных частиц в значительной степени не ухудшается, даже когда топливо впрыскивается из первого клапана 11 для впрыска топлива при этой степени сжатия.
На этапе S24 оценивается, закончено или нет прекращение подачи топлива. Т.е., оценивается, удовлетворяются или нет условия восстановления после прекращения подачи топлива. Когда условия восстановления после прекращения подачи топлива удовлетворяются, процесс переходит к этапу S25. Когда условия восстановления после прекращения подачи топлива не удовлетворяются, процесс переходит к этапу S22. На этапе S25 целевая степень сжатия для восстановления (CRFCR), которая является целевым значением степени сжатия во время обогащенного выброса, устанавливается в целевую степень сжатия для прекращения подачи топлива (CRFC), которая вычисляется непосредственно перед удовлетворением условий восстановления после прекращения подачи топлива. На этапе S26 оценивается, закончен или нет обогащенный выброс. В частности, когда предварительно определенный период времени проходит от конца обогащенного выброса, процесс переходит к этапу S27. Иначе, процесс переходит к этапу S25. Кроме того, на этапе S26 может быть задано, что процесс переходит к этапу S27, когда обогащенный выброс заканчивается. На этапе S27 целевая степень сжатия (CR) устанавливается в степень сжатия (CR) в обычном состоянии, которая вычисляется из вышеописанного вычисления степени сжатия в обычном состоянии на фиг. 2 с помощью текущей нагрузки двигателя и текущей скорости двигателя.
Третий вариант осуществления согласно настоящему изобретению объясняется со ссылкой на фиг. 9-11. Третий вариант осуществления имеет конфигурацию, практически идентичную конфигурации вышеописанного первого варианта осуществления. В третьем варианте осуществления степень сжатия при возобновлении впрыска топлива из первого клапана 11 для впрыска топлива после окончания управления прекращением подачи топлива устанавливается, чтобы быть меньше степени сжатия в обычном состоянии, определенной в соответствии с состоянием движения, аналогично вышеописанному первому варианту осуществления. В этом третьем варианте осуществления, когда впрыск топлива из первого клапана 11 для впрыска топлива возобновляется во время процесса впуска, момент впрыска топлива переносится на более ранний срок в соответствии с уменьшением степени сжатия, чтобы быть относительно ближе к верхней мертвой точке.
На фиг. 9 условия прекращения подачи топлива удовлетворяются в момент времени t1. В момент времени t2, в который скорость двигателя становится равной или меньше предварительно определенной скорости вращения для восстановления после прекращения подачи топлива без нажатия педали акселератора, условия восстановления после прекращения подачи топлива удовлетворяются. Кроме того, эквивалентное соотношение в течение предварительно определенного периода с момента времени t2 управляется, чтобы временно увеличиваться. Т.е., обогащенный выброс, посредством которого объем впрыска топлива, впрыскиваемого из первого клапана 11 для впрыска топлива, временно увеличивается, выполняется с момента времени t2 до момента времени t3.
В этом третьем варианте осуществления момент впрыска топлива при возобновлении впрыска топлива после окончания управления прекращением подачи топлива устанавливается в более ранний срок в соответствии со степенью сжатия, которая уменьшается в соответствии с уменьшением температуры для температуры стенки камеры 2 сгорания. Т.е., момент впрыска топлива при возобновлении впрыска топлива из первого клапана 11 для впрыска топлива переносится на более ранний срок, когда степень сжатия, заданная при удовлетворении условий возобновления подачи топлива, становится более низкой.
В этом третьем варианте осуществления, когда впрыск топлива возобновляется из первого клапана 11 для впрыска после окончания управления прекращением подачи топлива, также представляется возможным в значительной степени уменьшать число выбрасываемых выхлопных частиц, относительно случая, когда степень сжатия устанавливается в степень сжатия при обычном состоянии, как показано прерывистой линией на фиг. 9. При этом, представляется возможным сдерживать объем выпуска выхлопных частиц. Кроме того, в этом третьем варианте осуществления, также представляется возможным добиваться действий и результатов, которые идентичны действиям и результатам вышеописанного первого варианта осуществления.
Кроме того, в этом третьем варианте осуществления, представляется возможным улучшать смешивание топлива в камере 2 сгорания посредством раннего впрыска топлива, в то же время пресекая прилипание топлива, впрыскиваемого из первого клапана 11 для впрыска топлива, к поршню 9. Т.е., в этом третьем варианте осуществления, представляется возможным дополнительно сдерживать объем выброса выхлопных частиц, относительно случая, когда степень сжатия уменьшается, чтобы быть меньше степени сжатия в обычном состоянии в конце управления прекращением подачи топлива, и момент впрыска топлива не переносится на более ранний срок в соответствии со степенью сжатия, установленной при удовлетворении условий восстановления после прекращения подачи топлива.
Фиг. 10 является блок-схемой последовательности операций, показывающей последовательность управления вышеописанного третьего варианта осуществления. На этапе S31 оценивается, удовлетворяются или нет условия прекращения подачи топлива. Когда условия прекращения подачи топлива удовлетворяются, процесс переходит к этапу S32. Когда условия прекращения подачи топлива не удовлетворяются, процесс переходит к этапу S39. На этапе S32 температура поршня (ESPSTMP) вычисляется из предварительно определенной расчетной формулы с помощью нагрузки двигателя непосредственно перед управлением прекращением подачи топлива и накопленного объема всасываемого воздуха во время управления прекращением подачи топлива и т.п. Кроме того, температура поршня (ESPSTMP) может быть вычислена с помощью температуры охлаждающей жидкости двигателя 1 внутреннего сгорания и температуры масла для моторного масла. На этапе S33 вычисляется целевая степень сжатия для прекращения подачи топлива (CRFC), которая является целевым значением степени сжатия во время прекращения подачи топлива. Эта целевая степень сжатия для прекращения подачи топлива (CRFC) вычисляется, например, с помощью вышеописанной карты вычисления целевой степени сжатия для прекращения подачи топлива, показанной на фиг. 5. Целевая степень сжатия для прекращения подачи топлива (CRFC) становится более низкой, когда температура поршня (ESPSTMP) становится более низкой. Кроме того, целевая степень сжатия для прекращения подачи топлива устанавливается так, что объем выброса выхлопных частиц в значительной степени не ухудшается, даже когда топливо впрыскивается из первого клапана 11 для впрыска топлива при этой степени сжатия.
На этапе S34 вычисляется момент впрыска топлива (TITM). Этот момент впрыска топлива (TITM) вычисляется, например, с помощью карты вычисления момента впрыска топлива, показанной на фиг. 11. Момент впрыска топлива (TITM) переносится на более ранний срок, когда целевая степень сжатия для прекращения подачи топлива (CRFC) становится более низкой.
На этапе S35 оценивается, закончено или нет прекращение подачи топлива. Т.е., оценивается, удовлетворяются или нет условия восстановления после прекращения подачи топлива. Когда условия восстановления после прекращения подачи топлива удовлетворяются, процесс переходит к этапу S36. Когда условия восстановления после прекращения подачи топлива не удовлетворяются, процесс переходит к этапу S32. На этапе S36 целевая степень сжатия для восстановления (CRFCR), которая является целевой степенью сжатия во время обогащенного выброса, устанавливается в целевую степень сжатия для прекращения подачи топлива (CRFC), которая вычисляется непосредственно перед удовлетворением условий восстановления после прекращения подачи топлива. На этапе S37 момент впрыска топлива для восстановления (TITMFCR) устанавливается в момент впрыска топлива (TITM), вычисленный непосредственно перед удовлетворением условий восстановления после прекращения подачи топлива. На этапе S38 оценивается, закончен или нет обогащенный выброс. В частности, когда предварительно определенный период времени проходит от конца обогащенного выброса, процесс переходит к этапу S39. Иначе, процесс переходит к этапу S36. Кроме того, на этапе S38 может быть задано, что процесс переходит к этапу S39, когда обогащенный выброс заканчивается. На этапе S39 целевая степень сжатия (CR) устанавливается в степень сжатия (CR) в обычном состоянии, вычисленную из вышеописанной карты вычисления степени сжатия в обычном состоянии на фиг. 2 с помощью текущей нагрузки двигателя и текущей скорости двигателя. На этапе S40 целевой момент впрыска в обычном состоянии вычисляется с помощью текущей нагрузки двигателя и текущей скорости двигателя. Целевой момент впрыска в обычном состоянии может быть вычислен, например, с помощью карты и т.п.
Кроме того, в конфигурации, когда первый клапан 11 для впрыска топлива располагается на верхней стенке камеры 2 сгорания, которая расположена напротив поршня 9, эффект уменьшения прилипания топлива к поршню 9 становится большим, относительно конфигурации, когда первый клапана 11 для впрыска топлива располагается на боковом фрагменте камеры 2 сгорания на стороне впускного канала. Кроме того, эффекты уменьшения числа выбрасываемых выхлопных частиц и объема выброса выхлопных частиц становятся значительными.
Степень сжатия при удовлетворении условий восстановления после прекращения подачи топлива может быть установлена меньшей, когда скорость двигателя при удовлетворении условий восстановления после прекращения подачи топлива становится меньшей.
Скорость опускания поршня 9 становится более медленной, когда скорость двигателя замедляется. Соответственно, позиция верхней мертвой точки поршня 9 устанавливается в более низкую позицию, когда скорость двигателя при удовлетворении условия восстановления после прекращения подачи топлива становится более низкой. Это полезно для уменьшения прилипания топлива к поршню 9.
Кроме того, степень сжатия при удовлетворении условий восстановления после прекращения подачи топлива может быть установлена меньшей, когда нагрузка двигателя при удовлетворении условий восстановления после прекращения подачи топлива становится более высокой.
Объем впрыска топлива увеличивается, когда скорость двигателя становится более высокой. Соответственно, позиция верхней мертвой точки поршня 9 устанавливается в более низкую позицию, когда нагрузка двигателя при удовлетворении условия восстановления после прекращения подачи топлива становится более высокой. Это полезно для уменьшения прилипания топлива к поршню 9.
1. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, который включает в себя клапан для впрыска топлива, выполненный с возможностью непосредственного впрыска топлива в камеру сгорания, и механизм переменной степени сжатия, выполненный с возможностью изменения позиции верхней мертвой точки поршня и, таким образом, изменения степени сжатия двигателя внутреннего сгорания, в котором прекращение подачи топлива, посредством которого прекращается впрыск топлива из клапана для впрыска топлива, выполняется тогда, когда предварительно определенное условие прекращения подачи топлива удовлетворяется во время движения транспортного средства, и в котором впрыск топлива из клапана для впрыска топлива возобновляется тогда, когда предварительно определенное условие восстановления после прекращения подачи топлива удовлетворяется во время прекращения подачи топлива,
причем степень сжатия при возобновлении впрыска топлива из состояния прекращения подачи топлива устанавливается, чтобы быть меньше степени сжатия в обычном состоянии, определенной в соответствии с состоянием движения, когда температура поверхности стенки камеры сгорания становится более низкой, чтобы уменьшать прилипание топлива, впрыскиваемого из клапана для впрыска топлива в цилиндр, к поршню,
при этом обогащенный выброс, посредством которого временно увеличивается объем впрыска топлива из клапана для впрыска топлива, выполняется при возобновлении впрыска топлива из состояния прекращения подачи топлива; и степень сжатия заканчивает возвращаться к степени сжатия в обычном состоянии после окончания обогащенного выброса.
2. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 1, в котором степень сжатия двигателя внутреннего сгорания предварительно уменьшается во время прекращения подачи топлива.
3. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 1, в котором степень сжатия при возобновлении впрыска топлива из состояния прекращения подачи топлива устанавливается таким образом, чтобы быть меньше степени сжатия в обычном состоянии, когда период прекращения подачи топлива становится более продолжительным.
4. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п.1, в котором момент впрыска топлива при возобновлении впрыска топлива из состояния прекращения подачи топлива переносится на более ранний срок, когда степень сжатия, установленная при возобновлении впрыска топлива, меньше степени сжатия в обычном состоянии.
5. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по одному из пп. 1-4, в котором степень сжатия при возобновлении впрыска топлива из состояния прекращения подачи топлива снижается, когда скорость двигателя при удовлетворении условия восстановления после прекращения подачи топлива становится более низкой.
6. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по одному из пп. 1-4, в котором степень сжатия при возобновлении впрыска топлива из состояния прекращения подачи топлива снижается, когда нагрузка двигателя при удовлетворении условия восстановления после прекращения подачи топлива становится более высокой.
