УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
CONTROL DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Область техники
Изобретение относится к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания, которое применяется к двигателю внутреннего сгорания с искровым зажиганием.
Уровень техники
Публикация заявки на патент США № 2014/0041362 описывает пример двигателя внутреннего сгорания, имеющего выпускной канал, который содержит трехкомпонентный катализатор. В двигателе внутреннего сгорания, описанном в публикации заявки на патент США № 2014/0041362, когда крутящий момент, требуемый от двигателя внутреннего сгорания, снижается через отмену операции с акселератором и т.п., сгорание в цилиндрах может прекращаться. В такой период прекращения сгорания, выбирается один из процесса отсечки топлива и процесса введения топлива. В процессе отсечки топлива, впрыск топлива из клапанов впрыска топлива прекращается. В процессе введения топлива, клапанам впрыска топлива инструктируется впрыскивать топливо, и топливо, которое остается несгоревшим, принудительно вытекает из цилиндров в выпускной канал.
В случае если процесс введения топлива выполняется, топливо, впрыскиваемое из клапанов впрыска топлива, протекает через выпускной канал вместе с воздухом. После этого, когда топливо вводится в трехкомпонентный катализатор, температура трехкомпонентного катализатора повышается вследствие сгорания топлива.
Сущность изобретения
В процессе введения топлива, чтобы снижать вероятность того, что температура трехкомпонентного катализатора (нейтрализатора) чрезмерно повышается вследствие подачи чрезмерного объема топлива, объем впрыска топлива задается меньше объема впрыска топлива в случае, если воздушно-топливная смесь, содержащая топливо, сжигается в цилиндрах. Следовательно, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр может становиться равным или меньшим минимального объема впрыска для каждого из клапанов впрыска топлива. Минимальный объем впрыска для каждого из клапанов впрыска топлива в настоящем описании изобретения представляет собой нижнее предельное значение диапазона объема впрыска топлива, который допускается использовать в каждом из клапанов впрыска топлива, причем диапазон задается в ходе проектирования, в качестве диапазона, в котором объем впрыскиваемого топлива может надлежащим образом управляться. Если впрыск топлива выполняется с требуемым объемом впрыска, заданным в качестве целевого значения, когда требуемый объем впрыска равен или меньше минимального объема впрыска, объем топлива, соответствующий минимальному объему впрыска, фактически впрыскивается, и чрезмерный объем топлива, получающийся в результате разности между требуемым объемом впрыска и минимальным объемом впрыска, может подаваться в трехкомпонентный катализатор. Следовательно, температура трехкомпонентного катализатора может чрезмерно повышаться.
Аспект изобретения относится к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания, включающего в себя множество цилиндров; множество клапанов впрыска топлива, выполненных с возможностью подавать топливо во множество цилиндров, соответственно; устройство зажигания, выполненное с возможностью выполнять искровой разряд, чтобы обеспечивать сжигание, во множестве цилиндров, воздушно-топливной смеси, содержащей топливо, впрыскиваемое из множества клапанов впрыска топлива; и трехкомпонентный катализатор, который предоставляется в выпускном канале. Устройство управления включает в себя электронный модуль управления, выполненный с возможностью i) выполнять процесс введения топлива для инструктирования множеству клапанов впрыска топлива впрыскивать топливо и принудительного вытекания топлива, которое остается несгоревшим, из множества цилиндров в выпускной канал, когда сгорание воздушно-топливной смеси во множестве цилиндров прекращается в ситуации, в которой коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания вращается, ii) вычислять общий объем впрыска в процессе введения топлива и управлять каждым из множества клапанов впрыска топлива на основе требуемого объема впрыска в расчете на цилиндр, который получается посредством деления общего объема впрыска в соответствии с числом клапанов впрыска топлива, которые впрыскивают топливо, когда процесс введения топлива выполняется, и iii) выполнять процесс деактивации цилиндров для прекращения впрыска топлива для одного или некоторых из множества цилиндров и управлять каждым из множества клапанов впрыска топлива таким образом, что объем топлива, полученный посредством деления общего объема впрыска, впрыскивается для цилиндра или цилиндров, отличных от одного или некоторых из множества цилиндров, для которых прекращается впрыск топлива, когда выполняется процесс введения топлива.
Требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр вычисляется посредством деления общего объема впрыска в соответствии с числом клапанов впрыска топлива, которые впрыскивают топливо. Таким образом, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр с большей вероятностью должен становиться меньше минимального объема впрыска по мере того, как число клапанов впрыска топлива, которые впрыскивают топливо, увеличивается. В этом отношении, в вышеописанной конфигурации, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр увеличивается в соответствии с числом цилиндров, для которых прекращается впрыск топлива посредством выполнения процесса деактивации цилиндров. Следовательно, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр практически никогда не становится меньше минимального объема впрыска или разности между требуемым объемом впрыска в расчете на цилиндр, и минимальный объем впрыска практически никогда не становится большим, даже когда требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр становится меньше минимального объема впрыска. Как результат, можно предотвращать поступление в трехкомпонентный катализатор чрезмерного объема топлива, и может ограничиваться чрезмерное повышение температуры трехкомпонентного катализатора.
В вышеописанном аспекте, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью вычислять общий объем впрыска таким образом, что общий объем впрыска снижается по мере того, как частота вращения двигателя для двигателя внутреннего сгорания увеличивается, когда выполняется процесс введения топлива.
Когда частота вращения двигателя является высокой, число возможностей выполнять впрыск топлива в единицу времени увеличивается, и в силу этого больший объем топлива с большой вероятностью должен достигать трехкомпонентного катализатора в единицу времени. Чтобы ограничивать чрезмерное повышение температуры трехкомпонентного катализатора, предпочтительно снижать общий объем впрыска по мере того, как частота вращения двигателя увеличивается.
В вышеописанном аспекте, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью увеличивать число цилиндров, для которых прекращается впрыск топлива, из множества цилиндров по мере того, как частота вращения двигателя увеличивается, когда выполняется процесс деактивации цилиндров.
Требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр с большей вероятностью должен становиться меньше минимального объема впрыска по мере того, как общий объем впрыска снижается. Тем не менее, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр может увеличиваться в соответствии с числом цилиндров, для которых прекращается впрыск топлива, посредством увеличения числа цилиндров, для которых прекращается впрыск топлива по мере того, как частота вращения двигателя увеличивается, аналогично вышеописанной конфигурации. Таким образом, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр практически никогда не становится меньше минимального объема впрыска или разности между требуемым объемом впрыска в расчете на цилиндр, и минимальный объем впрыска практически никогда не становится большим, даже когда требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр становится меньше минимального объема впрыска. Как результат, можно предотвращать поступление в трехкомпонентный катализатор чрезмерного объема топлива, и может ограничиваться чрезмерное повышение температуры трехкомпонентного катализатора.
В вышеописанном аспекте, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью вычислять интегральное значение объема впрыска в период, в который процесс введения топлива выполняется, в качестве интегрального объема впрыска, для каждого из множества цилиндров, и прекращать впрыск топлива для цилиндра, имеющего интегральный объем впрыска, который является наибольшим из интегральных объемов впрыска множества цилиндров в процессе деактивации цилиндров.
В процессе деактивации цилиндров, интегральный объем впрыска варьируется между цилиндрами, поскольку прекращается впрыск топлива для одного или некоторых цилиндров. Количество отложений в цилиндре, имеющем большой интегральный объем впрыска, превышает количество отложений в цилиндре, имеющем небольшой интегральный объем впрыска. В вышеописанной конфигурации, цилиндр или цилиндры, для которых прекращается впрыск топлива, определяется/определяются на основе интегрального объема впрыска, и в силу этого цилиндр или цилиндры, для которых прекращается впрыск топлива, могут изменяться в каждом цикле выполнения процесса введения топлива. Таким образом, можно снижать вероятность того, что количество отложений в конкретном одном из цилиндров становится большим. Таким образом, разности между количествами отложений в цилиндрах могут уменьшаться.
В вышеописанном аспекте, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью определять цилиндры, для которых прекращается впрыск топлива, так что число цилиндров, для которых прекращается впрыск топлива последовательно в порядке прохождения такта впуска до тех пор, пока множество цилиндров не пройдут такт впуска M раз последовательно, становится меньше N, в случае если число цилиндров, для которых прекращается впрыск топлива в процессе деактивации цилиндров, составляет N, N является целым числом, равным или большим 2, число множества цилиндров двигателя внутреннего сгорания составляет M, и M является целым числом, большим N.
Когда прекращается впрыск топлива для одного или некоторых цилиндров посредством выполнения процесса деактивации цилиндров, распределение концентрации топлива в воздушно-топливной смеси, достигающей трехкомпонентного катализатора в одном цикле процесса введения топлива, становится неоднородным по сравнению со случаем, в котором процесс деактивации цилиндров не выполняется. Таким образом, имеется период, в который воздушно-топливная смесь с более низкой концентрацией топлива, чем концентрация топлива в случае, если впрыск топлива для одного или некоторых цилиндров в процессе введения топлива не прекращается, вводится в трехкомпонентный катализатор. После этого, когда период, в который эта воздушно-топливная смесь с низкой концентрацией топлива непрерывно вводится в трехкомпонентный катализатор, становится длительным, температура трехкомпонентного катализатора падает, и становится затруднительным поддерживать температуру трехкомпонентного катализатора равной соответствующей температуре. В вышеописанной конфигурации, впрыск топлива для N или более цилиндров последовательно не прекращается до тех пор, пока цилиндры не пройдут такт впуска M раз последовательно. Таким образом, ограничивается падение температуры трехкомпонентного катализатора, и становится легко поддерживать температуру трехкомпонентного катализатора равной соответствующей температуре.
В вышеописанном аспекте, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью определять цилиндры, для которых прекращается впрыск топлива, так что цилиндры, для которых прекращается впрыск топлива, не проходят такт впуска последовательно, когда прекращается впрыск топлива для двух или более из множества цилиндров в процессе деактивации цилиндров.
В вышеописанной конфигурации, последовательный впрыск топлива для цилиндров, которые проходят такт впуска последовательно, не прекращается. Следовательно, период, в который воздушно-топливная смесь с более низкой концентрацией топлива, чем концентрация топлива в случае, если впрыск топлива для одного или некоторых цилиндров в процессе введения топлива не прекращается, непрерывно вводится в трехкомпонентный катализатор, может задаваться максимально возможно коротким. Соответственно, ограничивается падение температуры трехкомпонентного катализатора, и становится легко поддерживать температуру трехкомпонентного катализатора равной соответствующей температуре.
В вышеописанном аспекте, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью определять число цилиндров, для которых прекращается впрыск топлива, так что требуемый объем впрыска не становится меньше минимального объема впрыска для каждого из множества клапанов впрыска топлива в процессе деактивации цилиндров.
В вышеописанной конфигурации, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр не становится меньше минимального объема впрыска. Следовательно, может ограничиваться чрезмерное повышение температуры трехкомпонентного катализатора.
В вышеописанном аспекте, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью определять число цилиндров, для которых прекращается впрыск топлива, так что число цилиндров, для которых впрыскивается топливо, максимизируется при условии, что требуемый объем впрыска не становится меньше минимального объема впрыска в процессе деактивации цилиндров.
В вышеописанной конфигурации, число цилиндров, для которых прекращается впрыск топлива посредством процесса деактивации цилиндров, может задаваться максимально возможно небольшим. Следовательно, распределение концентрации топлива в воздушно-топливной смеси, достигающей трехкомпонентного катализатора в одном цикле процесса введения топлива, практически никогда не становится неоднородным.
В вышеописанном аспекте, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью прекращать впрыск топлива посредством всех из множества клапанов впрыска топлива, без выполнения процесса введения топлива, когда общий объем впрыска меньше минимального объема впрыска для каждого из множества клапанов впрыска топлива.
В случае если общий объем впрыска меньше минимального объема впрыска, даже когда топливо впрыскивается только для одного из цилиндров вследствие процесса деактивации цилиндров, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр не становится больше минимального объема впрыска. В этом случае, может ограничиваться чрезмерное повышение температуры трехкомпонентного катализатора, посредством отказа от выполнения процесса введения топлива.
Краткое описание чертежей
Ниже описываются признаки, преимущества и техническая и промышленная значимость примерного варианта осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых аналогичные номера обозначают аналогичные элементы, и на которых:
Фиг. 1 является конфигурационным видом, показывающим схематичную конфигурацию устройства управления, включающего в себя модуль управления двигателем внутреннего сгорания в качестве устройства управления для двигателя внутреннего сгорания согласно варианту осуществления, и гибридного транспортного средства, которое содержит устройство управления;
Фиг. 2 является видом, показывающим функциональную конфигурацию модуля управления двигателем внутреннего сгорания и схематичную конфигурацию двигателя внутреннего сгорания, который монтируется в гибридном транспортном средстве;
Фиг. 3 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей последовательность операций процесса, который выполняется посредством модуля управления клапанами впрыска модуля управления двигателем внутреннего сгорания;
Фиг. 4 является видом, показывающим порядок цилиндров, для которых прекращается впрыск топлива в процессе деактивации цилиндров;
Фиг. 5 является временной диаграммой в случае, если процесс введения топлива выполняется;
Фиг. 6 является видом, показывающим взаимосвязь между требуемым объемом впрыска и минимальным объемом впрыска;
Фиг. 7 является видом, показывающим способ впрыска топлива для каждого из цилиндров в случае, если процесс деактивации цилиндров выполняется;
Фиг. 8 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей последовательность операций процесса, который выполняется посредством модуля управления двигателем внутреннего сгорания согласно примеру модификации;
Фиг. 9 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей последовательность операций процесса, который выполняется посредством модуля управления двигателем внутреннего сгорания согласно другому примеру модификации; и
Фиг. 10 является видом, показывающим способ процесса деактивации цилиндров в случае, если модуль управления двигателем внутреннего сгорания применяется к двигателю внутреннего сгорания согласно еще одному другому примеру модификации.
Подробное описание варианта осуществления изобретения
В дальнейшем описывается устройство управления для двигателя внутреннего сгорания согласно варианту осуществления со ссылкой на фиг. 1-7. Фиг. 1 показывает схематичную конфигурацию так называемого гибридного транспортного средства, которое содержит двигатель внутреннего сгорания и мотор-генератор в качестве источников мощности для обеспечения принудительного движения транспортного средства. Как показано на фиг. 1, гибридное транспортное средство включает в себя двигатель 10 внутреннего сгорания, интегрированный механизм 40 распределения мощности, который соединяется с коленчатым валом 14 двигателя 10 внутреннего сгорания, и первый мотор-генератор 71, который соединяется с интегрированным механизмом 40 распределения мощности. Второй мотор-генератор 72 соединяется с интегрированным механизмом 40 распределения мощности через редукторную шестерню 50, и ведущие колеса 62 соединяются с интегрированным механизмом 40 распределения мощности через механизм 60 снижения скорости и дифференциал 61.
Интегрированный механизм 40 распределения мощности представляет собой планетарный зубчатый механизм и включает в себя солнечную шестерню 41 в качестве шестерни внешнего зацепления и коронную шестерню 42 в качестве шестерни внутреннего зацепления, которая располагается коаксиально с солнечной шестерней 41. Множество сателлитных шестерней 43, которые вводятся в зацепление и с солнечной шестерней 41 и с коронной шестерней 42, размещаются между солнечной шестерней 41 и коронной шестерней 42. Каждая из сателлитных шестерней 43 поддерживается посредством водила 44 таким образом, что она является вращающейся вокруг его оси вращения и может обращаться вокруг солнечной шестерни 41. Первый мотор-генератор 71 соединяется с солнечной шестерней 41. Коленчатый вал 14 соединяется с водилом 44. Коронный вал-шестерня 45 соединяется с коронной шестерней 42, и как редукторная шестерня 50, так и механизм 60 снижения скорости соединяются с этим коронным валом-шестерней 45.
Когда выходная мощность двигателя 10 внутреннего сгорания вводится в водило 44, эта выходная мощность распределяется в сторону солнечной шестерни 41 и сторону коронной шестерни 42. Таким образом, первому мотору-генератору 71 может инструктироваться вырабатывать электрическую мощность посредством ввода выходной мощности двигателя 10 внутреннего сгорания в первый мотор-генератор 71.
С другой стороны, в случае если первому мотору-генератору 71 инструктируется выступать в качестве электромотора, выходная мощность первого мотора-генератора 71 вводится в солнечную шестерню 41. Затем, выходная мощность первого мотора-генератора 71, вводимая в солнечную шестерню 41, распределяется в сторону водила 44 и сторону коронной шестерни 42. Затем выходная мощность первого мотора-генератора 71 вводится в коленчатый вал 14 через водило 44, и в силу этого коленчатый вал 14 может вращаться. В настоящем варианте осуществления, вращение коленчатого вала 14 посредством приведения в действие первого мотора-генератора 71 в силу этого называется "прокручиванием двигателя".
Редукторная шестерня 50 представляет собой планетарный зубчатый механизм и включает в себя солнечную шестерню 51 в качестве шестерни внешнего зацепления, с которой соединяется второй мотор-генератор 72, и коронную шестерню 52 в качестве шестерни внутреннего зацепления, которая располагается коаксиально с солнечной шестерней 51. Коронный вал-шестерня 45 соединяется с коронной шестерней 52. Множество сателлитных шестерней 53, которые вводятся в зацепление как с солнечной шестерней 51, так и с коронной шестерней 52, размещаются между солнечной шестерней 51 и коронной шестерней 52. Каждая из сателлитных шестерней 53 является вращающейся вокруг ее оси вращения, но не может обращаться вокруг солнечной шестерни 51.
После этого, когда транспортное средство замедляется, рекуперативная тормозная сила, соответствующая величине электрической мощности, сформированной посредством второго мотора-генератора 72, может формироваться в транспортном средстве посредством инструктирования второму мотору-генератору 72 выступать в качестве генератора. В случае если второму мотору-генератору 72 инструктируется выступать в качестве электромотора, выходная мощность второго мотора-генератора 72 вводится на ведущие колеса 62 через редукторную шестерню 50, коронный вал-шестерню 45, механизм 60 снижения скорости и дифференциал 61. Таким образом, появляется возможность вращать ведущие колеса 62, а именно, инструктировать транспортному средству двигаться.
Первый мотор-генератор 71 обменивается электрической мощностью с аккумулятором 77 через первый инвертор 75. Второй мотор-генератор 72 обменивается электрической мощностью с аккумулятором 77 через второй инвертор 76.
Как показано на фиг. 2, двигатель 10 внутреннего сгорания представляет собой рядный четырехцилиндровый двигатель внутреннего сгорания, включающий в себя четыре цилиндра 11, которые размещаются выровненным образом. Поршень, который соединяется с коленчатым валом 14 через шатун, размещается в каждом из цилиндров 11 таким образом, что поршень может совершать возвратно-поступательное движение. В двигателе 10 внутреннего сгорания, два поршня, которые размещаются в цилиндрах 11, номера цилиндров которых представляют собой "#1" и "#4", соединяются с коленчатым валом 14 таким образом, что они совершают возвратно-поступательное движение синхронно друг с другом. Аналогично, два поршня, которые размещаются в цилиндрах 11, номера цилиндров которых представляют собой "#2" и "#3", соединяются с коленчатым валом 14 таким образом, что они совершают возвратно-поступательное движение синхронно друг с другом. Таким образом, цилиндры 11, номера цилиндров которых представляют собой "#1" и "#4", составляют пару, и цилиндры 11, номера цилиндров которых представляют собой "#2" и "#3", составляют пару.
Воздух вводится в каждый из цилиндров 11 через впускной канал 15. Двигатель 10 внутреннего сгорания включает в себя клапаны 17 впрыска топлива таким образом, что число клапанов 17 впрыска топлива является идентичным числу цилиндров 11. Каждый из клапанов 17 впрыска топлива представляет собой клапан впрыска, который впрыскивает топливо во впускной канал 15. Диапазон объема топлива, который разрешается использовать для впрыска, задается для клапанов 17 впрыска топлива в ходе проектирования, в качестве диапазона, в котором объем впрыскиваемого топлива может надлежащим образом управляться. Нижнее предельное значение диапазона объема топлива, который разрешается использовать для впрыска, в дальнейшем называется "минимальным объемом Qmin впрыска". Топливо, впрыскиваемое из каждого из клапанов 17 впрыска топлива, и воздух вводятся в соответствующий один из цилиндров 11 через впускной канал 15. Затем, в каждом из цилиндров 11, воздушно-топливная смесь, содержащая топливо и воздух, сжигается посредством искрового разряда устройства 19 зажигания.
В двигателе 10 внутреннего сгорания, сгорание многократно выполняется с интервалами угла поворота коленчатого вала (CA) в 180° в порядке, в котором номер цилиндра переключается с "#1" на "#3", "#4" и "#2". Другими словами, такт впуска, в котором воздух вводится в каждый из цилиндров 11, выполняется в порядке "#1", "#3", "#4" и "#2".
Двигатель 10 внутреннего сгорания включает в себя расходомер 81 воздуха, который определяет объем GA всасываемого воздуха. Расходомер 81 воздуха располагается во впускном канале 15. Двигатель 10 внутреннего сгорания включает в себя датчик 82 угла поворота коленчатого вала, который определяет угол вращения коленчатого вала 14.
Выхлопные газы, формируемые в каждом из цилиндров 11 посредством сгорания воздушно-топливной смеси, выпускаются в выпускной канал 21. Выпускной канал 21 содержит трехкомпонентный катализатор (нейтрализатор) 22 и сажевый фильтр 23, который располагается ниже по потоку от трехкомпонентного катализатора 22. Сажевый фильтр 23 имеет функцию сбора твердых частиц, содержащихся в выхлопных газах, протекающих через выпускной канал 21.
Датчик 83 воздушно-топливного соотношения, который определяет концентрацию кислорода в газе, протекающем через выпускной канал 21, а именно, воздушно-топливное соотношение воздушно-топливной смеси, располагается в выпускном канале 21 в позиции выше по потоку от трехкомпонентного катализатора 22. Датчик 84 температуры выхлопных газов, который определяет температуру газа, протекающего через выпускной канал 21, располагается в выпускном канале 21 в позиции между трехкомпонентным катализатором 22 и сажевым фильтром 23. Расположенный выше по потоку датчик 85A давления, который определяет давление выше по потоку от сажевого фильтра 23, предоставляется в выпускном канале 21 в позиции между трехкомпонентным катализатором 22 и сажевым фильтром 23. Расположенный ниже по потоку датчик 85B давления, который определяет давление ниже по потоку от сажевого фильтра 23, предоставляется в выпускном канале 21 в позиции ниже по потоку от сажевого фильтра 23.
В двигателе 10 внутреннего сгорания, сгорание воздушно-топливной смеси в цилиндрах 11 может прекращаться, когда транспортное средство движется, и коленчатый вал 14 вращается. Период, в который сгорание воздушно-топливной смеси в цилиндрах 11 прекращается при вращении коленчатого вала 14, называется "периодом CSP прекращения сгорания". В период CSP прекращения сгорания, каждый из поршней совершает возвратно-поступательное движение синхронно при вращении коленчатого вала 14. Следовательно, воздух, введенный в каждый из цилиндров 11 через впускной канал 15, принудительно вытекает в выпускной канал 21 вместо сгорания.
В период CSP прекращения сгорания, выбирается и выполняется один из процесса отсечки топлива и процесса введения топлива. В процессе отсечки топлива, впрыск топлива из клапанов 17 впрыска топлива прекращается. В процессе введения топлива, клапанам 17 впрыска топлива инструктируется впрыскивать топливо, и топливо, которое остается несгоревшим, принудительно вытекает из цилиндров 11 в выпускной канал 21. Когда процесс введения топлива выполняется, топливо, впрыскиваемое из клапанов 17 впрыска топлива, протекает через выпускной канал 21 вместе с воздухом. Затем топливо вводится в трехкомпонентный катализатор 22. Когда температура трехкомпонентного катализатора 22 равна или выше температуры активации, и объем кислорода в трехкомпонентном катализаторе 22 является достаточным, чтобы сжигать топливо, топливо сжигается в трехкомпонентном катализаторе 22. Таким образом, температура трехкомпонентного катализатора 22 повышается. Затем высокотемпературный газ протекает в сажевый фильтр 23, и температура сажевого фильтра 23 повышается. Затем в случае, если кислород подается в сажевый фильтр 23, когда температура сажевого фильтра 23 становится равной или превышающей температуру обеспечения возможности сгорания, твердые частицы, собранные посредством сажевого фильтра 23, сжигаются.
Далее описывается конфигурация управления гибридного транспортного средства со ссылкой на фиг. 1 и 2. Как показано на фиг. 1, устройство 100 управления для гибридного транспортного средства вычисляет требуемый крутящий момент TQR в качестве крутящего момента, который должен выводиться в коронный вал-шестерню 45, на основе рабочей величины ACC нажатия педали акселератора и скорости VS транспортного средства. Рабочая величина ACC нажатия педали акселератора представляет собой рабочую величину нажатия педали AP акселератора, управляемую водителем из транспортного средства, и представляет собой значение, определенное посредством датчика 86 рабочей величины нажатия педали акселератора. Скорость VS транспортного средства представляет собой значение, соответствующее скорости движения транспортного средства, и определяется посредством датчика 87 скорости транспортного средства. Устройство 100 управления управляет двигателем 10 внутреннего сгорания и моторами-генераторами 71 и 72, на основе вычисленного требуемого крутящего момента TQR.
Устройство 100 управления включает в себя модуль 110 управления двигателем внутреннего сгорания, который управляет двигателем 10 внутреннего сгорания, и модуль 120 управления электромотором, который управляет моторами-генераторами 71 и 72. Модуль 110 управления двигателем внутреннего сгорания представляет собой пример "устройства управления для двигателя внутреннего сгорания" в настоящем варианте осуществления. В случае если процесс введения топлива выполняется в период CSP прекращения сгорания, приведение в действие (т.е. работа) первого мотора-генератора 71 управляется таким образом, чтобы выполнять прокручивание двигателя, посредством модуля 120 управления электромотором. Таким образом, частота вращения коленчатого вала 14 в период CSP прекращения сгорания может управляться посредством выполнения прокручивания двигателя. Модуль 110 управления двигателем внутреннего сгорания представляет собой электронный модуль управления, который включает в себя центральный процессор (CPU), запоминающее устройство, порты ввода/вывода и т.п.
Фиг. 2 показывает функциональную конфигурацию модуля 110 управления двигателем внутреннего сгорания. Модуль 110 управления двигателем внутреннего сгорания включает в себя, в качестве функциональных модулей, модуль 111 управления зажиганием, который управляет устройством 19 зажигания, модуль 112 управления клапанами впрыска, который управляет клапанами 17 впрыска топлива, модуль 113 интегрирования и модуль 114 определения.
Модуль 114 определения вычисляет параметры для управления транспортным средством и двигателя 10 внутреннего сгорания на основе сигналов определения из различных датчиков. Например, модуль 114 определения вычисляет объем GA всасываемого воздуха на основе сигнала определения из расходомера 81 воздуха. Модуль 114 определения определяет угол CA поворота коленчатого вала на основе сигнала определения из датчика 82 угла поворота коленчатого вала. Кроме того, модуль 114 определения вычисляет частоту NE вращения двигателя для двигателя 10 внутреннего сгорания на основе угла CA поворота коленчатого вала. Модуль 114 определения вычисляет давление Pu выше по потоку на основе сигнала определения из расположенного выше по потоку датчика 85A давления. Модуль 114 определения вычисляет давление Pd ниже по потоку на основе сигнала определения из расположенного ниже по потоку датчика 85B давления.
Модуль 114 определения оценивает температуру THC1 на конце в качестве температуры расположенного выше по потоку концевого участка трехкомпонентного катализатора 22, на основе объема топлива, впрыскиваемого за счет выполнения процесса введения топлива. Температура трехкомпонентного катализатора 22 повышается по мере того, как объем топлива, введенного в трехкомпонентный катализатор 22 во времени, увеличивается. Следовательно, температура THC1 на конце может оцениваться на основе объема топлива, впрыскиваемого во времени посредством выполнения процесса введения топлива.
Модуль 114 определения оценивает температуру THC2 в середине в качестве температуры центральной области трехкомпонентного катализатора 22, на основе объема GA всасываемого воздуха и температуры THC1 на конце трехкомпонентного катализатора 22 в период, в который выполняется процесс введения топлива. По мере того, как температура THC1 на конце повышается, количество тепла, передаваемого из расположенного выше по потоку концевого участка трехкомпонентного катализатора 22 в его центральную область, увеличивается, и в силу этого температура THC2 в середине имеет тенденцию быть высокой. По мере того, как объем GA всасываемого воздуха увеличивается, скорость теплопередачи от расположенного выше по потоку концевого участка трехкомпонентного катализатора 22 в его центральную область увеличивается, и в силу этого температура THC2 в середине зачастую является высокой.
Модуль 114 определения оценивает температуру THF фильтра в качестве температуры сажевого фильтра 23, на основе температуры THC2 в середине трехкомпонентного катализатора 22. Температура сажевого фильтра 23, который располагается в выпускном канале 21 в позиции ниже по потоку от трехкомпонентного катализатора 22, может оцениваться на основе температуры THC2 в середине трехкомпонентного катализатора 22.
Модуль 111 управления зажиганием инструктирует устройству 19 зажигания выполнять искровой разряд в то время, когда каждый из поршней достигает окрестности верхней мертвой точки сжатия, когда воздушно-топливная смесь сжигается в соответствующем одном из цилиндров 11. С другой стороны, модуль 111 управления зажиганием не инструктирует устройству 19 зажигания выполнять искровой разряд в период CSP прекращения сгорания.
Модуль 112 управления клапанами впрыска вычисляет общий объем Qb впрыска, в качестве общего объема топлива, впрыскиваемого из клапанов 17 впрыска топлива и введенного в трехкомпонентный катализатор 22 в одном цикле процесса введения топлива. Один цикл процесса введения топлива означает период, в который такт впуска выполняется однократно во всех цилиндрах 11.
Объем впрыска топлива, требуемый в случае, если процесс введения топлива выполняется, меньше объема впрыска топлива, требуемого, когда воздушно-топливная смесь сжигается в каждом из цилиндров 11. Следовательно, в случае если топливо вводится в каждый из цилиндров 11 в процессе введения топлива, воздушно-топливное соотношение в цилиндре 11 является более бедным, чем воздушно-топливное соотношение, когда воздушно-топливная смесь сжигается в цилиндре 11 (например, теоретическое воздушно-топливное соотношение).
Общий объем Qb впрыска вычисляется следующим образом. Базовое значение вычисляется на основе объема GA всасываемого воздуха таким образом, что воздушно-топливное соотношение воздушно-топливной смеси, протекающей через выпускной канал 21, приближается к целевому значению. Это базовое значение корректируется таким образом, что общий объем Qb впрыска снижается по мере того, как частота NE вращения двигателя увеличивается. Таким образом, общий объем Qb впрыска вычисляется. В данном документе следует отметить, что воздушно-топливная смесь в выпускном канале 21 может сжигаться, если воздушно-топливное соотношение воздушно-топливной смеси, протекающей через выпускной канал 21, становится богатым значением вследствие процесса введения топлива. Следовательно, целевые значения воздушно-топливного соотношения воздушно-топливной смеси, используемые для того, чтобы вычислять общий объем Qb впрыска, задаются в качестве значений для ограничения сжигания воздушно-топливной смеси в выпускном канале 21. Ниже описывается взаимосвязь между частотой NE вращения двигателя и общим объемом Qb впрыска. Первое целевое воздушно-топливное соотношение AF1 и второе целевое воздушно-топливное соотношение AF2 в качестве значения, более бедного, чем первое целевое воздушно-топливное соотношение AF1, задаются в качестве целевых значений воздушно-топливного соотношения воздушно-топливной смеси в ходе процесса введения топлива.
В процессе введения топлива, в режиме повышения температуры для повышения температуры THC1 на конце трехкомпонентного катализатора 22 до первой температуры C1, базовое значение общего объема Qb впрыска вычисляется с первым целевым воздушно-топливным соотношением AF1, заданным в качестве целевого значения воздушно-топливного соотношения воздушно-топливной смеси. В процессе введения топлива, в режиме поддержания для поддержания температуры THC1 на конце трехкомпонентного катализатора 22 равной значению, равному второй температуре C2, которая ниже первой температуры C1, базовое значение общего объема Qb впрыска вычисляется со вторым целевым воздушно-топливным соотношением AF2, заданным в качестве целевого значения воздушно-топливного соотношения воздушно-топливной смеси. В процессе введения топлива, выполняется переход из режима повышения температуры в режим поддержания, когда температура THC1 на конце трехкомпонентного катализатора 22 достигает первой температуры C1.
Модуль 112 управления клапанами впрыска задает целевое значение объема топлива, впрыскиваемого из клапана 17 впрыска топлива, предоставленного в каждом из цилиндров 11, посредством деления общего объема Qb впрыска на основе числа цилиндров 11, для которых впрыскивается топливо. Например, в случае если впрыск топлива для цилиндров 11 не прекращается посредством процесса деактивации цилиндров, который описывается ниже, модуль 112 управления клапанами впрыска вычисляет требуемый объем Qt0 впрыска (=Qb/4), полученный посредством равного распределения общего объема Qb впрыска в четыре цилиндра 11, в качестве целевого значения объема впрыска топлива для управления каждым из клапанов 17 впрыска топлива. Таким образом, требуемый объем Qt0 впрыска используется в качестве требуемого объема впрыска в расчете на цилиндр. Этап управления каждым из клапанов 17 впрыска топлива с требуемым объемом Qt0 впрыска, заданным в качестве требуемого объема впрыска в расчете на цилиндр таким образом, чтобы выполнять впрыск топлива для всех цилиндров 11, в дальнейшем называется "впрыском во все цилиндры".
Модуль 113 интегрирования вычисляет интегральное значение объема топлива, впрыскиваемого из каждого из клапанов 17 впрыска топлива в соответствующий один из цилиндров 11. Модуль 113 интегрирования сохраняет, в качестве интегральных объемов Qac впрыска, вычисленные интегральные значения, которые соответствуют цилиндрам 11, соответственно. Каждый из интегральных объемов Qac впрыска вычисляется как интегральное значение объема впрыска топлива (т.е. интегральное значение объема впрыска) в период, в который выполняется процесс введения топлива.
Затем, прекращение сгорания воздушно-топливной смеси в цилиндрах 11, процесс введения топлива, который выполняется в период CSP прекращения сгорания, в который сгорание прекращается, и процесс деактивации цилиндров, который выполняется при выполнении процесса введения топлива, описываются как процессы, которые выполняются посредством модуля 110 управления двигателем внутреннего сгорания.
Условие для прекращения сгорания
Сгорание воздушно-топливной смеси в цилиндрах 11 прекращается или повторно начинается в зависимости от того, удовлетворяется или нет условие для прекращения сгорания. Когда переход из состояния, в котором условие прекращения сгорания не удовлетворяется, в состояние, в котором условие прекращения сгорания удовлетворяется, выполняется, модуль 110 управления двигателем внутреннего сгорания требует прекращения сгорания воздушно-топливной смеси в цилиндрах 11. В этом случае, модуль 111 управления зажиганием прекращает искровой разряд, выполняемый посредством устройства 19 зажигания. Когда переход из состояния, в котором условие прекращения сгорания удовлетворяется, в состояние, в котором условие прекращения сгорания не удовлетворяется, выполняется, модуль 110 управления двигателем внутреннего сгорания требует повторного начала сгорания воздушно-топливной смеси в цилиндрах 11. В этом случае, модуль 111 управления зажиганием повторно начинает искровой разряд, выполняемый посредством устройства 19 зажигания. Таким образом, период CSP прекращения сгорания представляет собой период от времени, когда выполняется переход из состояния, в котором условие прекращения сгорания не удовлетворяется, в состояние, в котором условие прекращения сгорания удовлетворяется, до времени, когда выполняется переход из состояния, в котором условие прекращения сгорания удовлетворяется, в состояние, в котором условие прекращения сгорания не удовлетворяется.
Определяется то, что условие для прекращения сгорания удовлетворяется, например, когда требуемое значение выходной мощности двигателя 10 внутреннего сгорания равно или меньше "0". В этом случае, не определяется то, что условие для прекращения сгорания удовлетворяется, когда требуемое значение выходной мощности двигателя 10 внутреннего сгорания превышает "0".
Процесс введения топлива
Далее описывается процесс введения топлива, который выполняется в период CSP прекращения сгорания. Когда следующие условия, а именно, условие 1 и условие 2 удовлетворяются в период CSP прекращения сгорания, определяется то, что условие для выполнения процесса введения топлива удовлетворяется. С другой стороны, когда, по меньшей мере, одно из условия 1 и условия 2 не удовлетворяется после начала периода CSP прекращения сгорания, выполняется процесс отсечки топлива. Условие 1 представляет собой такое условие, что можно определять то, что температура трехкомпонентного катализатора 22 равна или выше предписанной температуры. Условие 2 представляет собой такое условие, что оцененное значение собранного количества твердых частиц в сажевом фильтре 23 (т.е. оцененное значение количества твердых частиц, собранных в сажевом фильтре 23) равно или выше собранного количества для определения.
Даже в случае, если несгоревшее топливо вводится в трехкомпонентный катализатор 22, когда температура трехкомпонентного катализатора 22 является низкой, топливо не может сжигаться в некоторых случаях. Таким образом, предписанная температура задается в качестве критерия для определения того, может или нет сжигаться несгоревшее топливо, введенное в трехкомпонентный катализатор 22. Таким образом, предписанная температура задается равной температуре активации трехкомпонентного катализатора 22 или температуре, которая немного выше температуры активации. Температура THC2 в середине может использоваться в качестве температуры трехкомпонентного катализатора 22.
Засорение сажевого фильтра 23 происходит по мере того, как собранное количество твердых частиц в сажевом фильтре 23 увеличивается. Таким образом, собранное количество для определения задается в качестве критерия определения того, происходит или нет засорение сажевого фильтра 23 до такой степени, что сажевый фильтр 23 должен восстанавливаться. Когда собранное количество увеличивается, разность между давлением в области выпускного канала 21, расположенного между трехкомпонентным катализатором 22 и сажевым фильтром 23 и давлением в области выпускного канала 21, расположенного ниже по потоку от сажевого фильтра 23, имеет тенденцию быть большой. Таким образом, оцененное значение собранного количества может вычисляться, например, на основе дифференциального давления, полученного посредством вычитания давления Pd ниже по потоку из давления Pu выше по потоку.
Процесс деактивации цилиндров
Процесс деактивации цилиндров выполняется посредством модуля 112 управления клапанами впрыска, когда выполняется процесс введения топлива. В процессе деактивации цилиндров, в случае если прекращается впрыск топлива для одного или некоторых цилиндров 11, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр повторно вычисляется. Способ выбора цилиндров, который описывается ниже, определяет цилиндр 11 или цилиндры 11, для которых прекращается впрыск топлива в процессе деактивации цилиндров.
В случае если прекращается впрыск топлива для одного из цилиндров 11 в двигателе 10 внутреннего сгорания, общий объем Qb впрыска распределяется в другие три цилиндра 11. В этом случае, целевое значение для клапанов 17 управления впрыском топлива задается в качестве объема Qt1 впрыска при прекращении впрыска в один цилиндр (=Qb/3). Этап прекращения впрыска топлива для одного из цилиндров 11 и клапанов 17 управления впрыском топлива с объемом Qt1 впрыска при прекращении впрыска в один цилиндр, заданным в качестве требуемого объема впрыска в расчете на цилиндр, называется "впрыском в три цилиндра".
В случае если прекращается впрыск топлива для двух из цилиндров 11, общий объем Qb впрыска равномерно распределяется в другие два цилиндра 11. В этом случае, целевое значение для клапанов 17 управления впрыском топлива задается в качестве объема Qt2 впрыска при прекращении впрыска в два цилиндра (=Qb/2). Этап прекращения впрыска топлива для двух из цилиндров 11 и клапанов 17 управления впрыском топлива с объемом Qt2 впрыска при прекращении впрыска в два цилиндра, заданным в качестве требуемого объема впрыска в расчете на цилиндр, называется "впрыском в два цилиндра".
В случае если прекращается впрыск топлива для трех из цилиндров 11, общий объем Qb впрыска задается в качестве объема Qt3 впрыска при прекращении впрыска в три цилиндра. В этом случае, объем Qt3 впрыска при прекращении впрыска в три цилиндра задается в качестве целевого значения для клапанов 17 управления впрыском топлива. Этап прекращения впрыска топлива для трех из цилиндров 11 и клапанов 17 управления впрыском топлива с объемом Qt3 впрыска при прекращении впрыска в три цилиндра, заданным в качестве требуемого объема впрыска в расчете на цилиндр, называется "впрыском в один цилиндр".
В дальнейшем описывается последовательность процессов относительно управления клапанами 17 впрыска топлива в период прекращения сгорания со ссылкой на фиг. 3. Эта последовательность процессов выполняется посредством модуля 112 управления клапанами впрыска. Эта последовательность процессов многократно выполняется, когда вышеописанные условие 1 и условие 2 удовлетворяются в период прекращения сгорания.
Когда эта последовательность процессов начинается, сначала определяется, на этапе S101, то, превышает или нет требуемый объем Qt0 впрыска минимальный объем Qmin впрыска. Если требуемый объем Qt0 впрыска превышает минимальный объем Qmin впрыска ("Да" на S101), обработка переходит к этапу S102. На этапе S102, запрос на то, чтобы выполнять впрыск во все цилиндры, выполнен таким образом, что топливо впрыскивается для всех цилиндров 11. Таким образом, процесс введения топлива выполняется в этом случае. После этого, последовательность процессов завершается.
С другой стороны, если минимальный объем Qmin впрыска равен или выше требуемого объема Qt0 впрыска ("Нет" на S101), обработка переходит к этапу S103. На этапе S103, вычисляется объем Qt1 впрыска при прекращении впрыска в один цилиндр, и определяется то, превышает или нет объем Qt1 впрыска при прекращении впрыска в один цилиндр минимальный объем Qmin впрыска. Если объем Qt1 впрыска при прекращении впрыска в один цилиндр превышает минимальный объем Qmin впрыска ("Да" на S103), обработка переходит к этапу S104. На этапе S104, один из цилиндров 11 выбирается согласно способу выбора цилиндров, и запрос на то, чтобы выполнять впрыск в три цилиндра посредством прекращения впрыска топлива для выбранного цилиндра 11, выполнен. Таким образом, процесс введения топлива выполняется в комбинации с процессом деактивации цилиндров. После этого, последовательность процессов завершается.
С другой стороны, если минимальный объем Qmin впрыска равен или выше объема Qt1 впрыска при прекращении впрыска в один цилиндр ("Нет" на S103), обработка переходит к этапу S105. На этапе S105, вычисляется объем Qt2 впрыска при прекращении впрыска в два цилиндра, и определяется то, превышает или нет объем Qt2 впрыска при прекращении впрыска в два цилиндра минимальный объем Qmin впрыска. Если объем Qt2 впрыска при прекращении впрыска в два цилиндра превышает минимальный объем Qmin впрыска ("Да" на S105), обработка переходит к этапу S106. На этапе S106, два из цилиндров 11 выбираются согласно способу выбора цилиндров, и запрос на то, чтобы выполнять впрыск в два цилиндра посредством прекращения впрыска топлива для выбранных двух цилиндров 11, выполнен. Таким образом, процесс введения топлива выполняется в комбинации с процессом деактивации цилиндров. После этого, последовательность процессов завершается.
С другой стороны, если минимальный объем Qmin впрыска равен или выше объема Qt2 впрыска при прекращении впрыска в два цилиндра ("Нет" на S105), обработка переходит к этапу S107. На этапе S107, вычисляется объем Qt3 впрыска при прекращении впрыска в три цилиндра, и определяется то, превышает или нет объем Qt3 впрыска при прекращении впрыска в три цилиндра минимальный объем Qmin впрыска. Если объем Qt3 впрыска при прекращении впрыска в три цилиндра превышает минимальный объем Qmin впрыска ("Да" на S107), обработка переходит к этапу S108. На этапе S108, три из цилиндров 11 выбираются согласно способу выбора цилиндров, и запрос на то, чтобы выполнять впрыск в один цилиндр посредством прекращения впрыска топлива для выбранных трех цилиндров 11, выполнен. Таким образом, процесс введения топлива выполняется в комбинации с процессом деактивации цилиндров. После этого, последовательность процессов завершается.
С другой стороны, если минимальный объем Qmin впрыска равен или выше объема Qt3 впрыска при прекращении впрыска в три цилиндра ("Нет" на S105), обработка переходит к этапу S109. На этапе S109, запрос на то, чтобы прекращать впрыск топлива для всех четырех цилиндров 11, выполнен. Таким образом, процесс отсечки топлива выполняется без выполнения процесса введения топлива. После этого, последовательность процессов завершается.
В дальнейшем описывается способ выбора цилиндров для выбора цилиндра или цилиндров, для которых прекращается впрыск топлива в процессе деактивации цилиндров, со ссылкой на фиг. 4. В способе выбора цилиндров, используется интегральный объем Qac впрыска, который сохраняется в модуле 113 интегрирования и который соответствует каждому из цилиндров 11. Фиг. 4 показывает пример, в котором интегральный объем Qac впрыска снижается в порядке "#1", "#2", "#4" и "#3" (т.е. интегральный объем Qac впрыска цилиндра с номером #1 цилиндра является наибольшим, и интегральный объем Qac впрыска цилиндра с номером #3 цилиндра является наименьшим).
Как указано посредством (a) на фиг. 4, в случае если прекращается впрыск топлива для одного из цилиндров 11, цилиндр 11 с наибольшим интегральным объемом Qac впрыска выбирается, и прекращается впрыск топлива для выбранного цилиндра 11. Таким образом, в примере, показанном на фиг. 4, выбирается цилиндр 11, номер цилиндра которого представляет собой "#1".
Как указано посредством (b) на фиг. 4, в случае если прекращается впрыск топлива для двух из цилиндров 11, сначала выбирается цилиндр 11 с наибольшим интегральным объемом Qac впрыска. Затем, выбирается один из цилиндров 11, в котором такт впуска не выполняется последовательно относительно такта впуска в цилиндре 11 с наибольшим интегральным объемом Qac впрыска в порядке сгорания, а именно, в порядке, в котором выполняется такт впуска (т.е. в порядке прохождения такта впуска). Таким образом, в примере, показанном на фиг. 4, цилиндры 11, номера цилиндров которых представляют собой "#1" и "#4", выбираются, и прекращается впрыск топлива для выбранных цилиндров 11. Другими словами, выбираются цилиндр 11 с наибольшим интегральным объемом Qac впрыска и цилиндр 11, который формирует пару с этим цилиндром 11.
Как указано посредством (c) на фиг. 4, в случае если прекращается впрыск топлива для трех из цилиндров 11, сначала выбираются цилиндр 11 с наибольшим интегральным объемом Qac впрыска, как указано посредством (b) на фиг. 4, и цилиндр 11, который формирует пару с этим цилиндром 11. Затем, цилиндр 11 с наибольшим интегральным объемом Qac впрыска выбирается из невыбранных цилиндров 11. Таким образом, в примере, показанном на фиг. 4, цилиндр 11, номер цилиндра которого представляет собой "#2", выбирается в дополнение к цилиндрам 11, номера цилиндров которых представляют собой "#1" и "#4", и прекращается впрыск топлива для выбранных цилиндров 11.
В дальнейшем описываются работа и преимущества настоящего варианта осуществления. В дальнейшем описывается объем впрыска топлива в случае, если процесс введения топлива выполняется, со ссылкой на фиг. 5. Фиг. 5 показывает пример, в котором условие для прекращения сгорания удовлетворяется во время t1, и условие для выполнения процесса введения топлива удовлетворяется во время t2.
Как указано посредством (a) на фиг. 5, сгорание воздушно-топливной смеси в цилиндрах 11 прекращается в и после времени t1, когда удовлетворяется условие для прекращения сгорания. В период от времени t1 до времени t2, условие для выполнения процесса введения топлива не удовлетворяется, и в силу этого выполняется процесс отсечки топлива. Как указано посредством (b) на фиг. 5, процесс введения топлива выполняется в и после времени t2, когда удовлетворяется условие для выполнения процесса введения топлива. В качестве режима выполнения процесса введения топлива, выбирается режим повышения температуры, и вычисляется общий объем Qb впрыска.
Топливо вводится в трехкомпонентный катализатор 22 в и после времени t2, когда выполняется процесс введения топлива. Таким образом, как указано посредством (d) на фиг. 5, температура THC1 на конце трехкомпонентного катализатора 22 начинает повышаться в и после времени t2. Когда температура THC1 на конце трехкомпонентного катализатора 22 достигает первой температуры C1 во время t3, режим выполнения процесса введения топлива переключается на режим поддержания. Таким образом, общий объем Qb впрыска уменьшается, как указано посредством (c) на фиг. 5, так что температура THC1 на конце, указываемая посредством (d) на фиг. 5, поддерживается равной второй температуре C2 в и после времени t3.
Как указано посредством (d) на фиг. 5, температура THC2 в середине трехкомпонентного катализатора 22 повышается по мере того, как его температура THC1 на конце повышается. Когда температура THC1 на конце и температура THC2 в середине повышаются, температура THF фильтра, указываемая посредством (e) на фиг. 5, повышается в дальнейшем. Таким образом, посредством выполнения процесса введения топлива, температура THF фильтра может повышаться, и сажевый фильтр 23 может восстанавливаться.
В данном документе следует отметить, что общий объем Qb впрыска снижается, когда процесс введения топлива переключается из режима повышения температуры на режим поддержания в и после времени t3. Следовательно, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр также снижается. Таким образом, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр может становиться равным или меньшим минимального объема Qmin впрыска. В этом отношении, согласно настоящему варианту осуществления, можно не допускать ситуации, когда требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр равен или меньше минимального объема Qmin впрыска, посредством выполнения процесса деактивации цилиндров для того, чтобы прекращать впрыск топлива для одного или некоторых цилиндров в процессе введения топлива. Таким образом, может ограничиваться ситуация, когда требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр становится равным или меньшим минимального объема Qmin впрыска, и в силу этого можно предотвращать поступление в трехкомпонентный катализатор 22 чрезмерного объема топлива, и может ограничиваться чрезмерное повышение температуры трехкомпонентного катализатора 22.
Объем впрыска топлива, требуемый для выполнения процесса введения топлива, меньше объема впрыска топлива, требуемого для сжигания воздушно-топливной смеси в цилиндрах 11. Следовательно, даже в случае, если процесс введения топлива выполняется в режиме повышения температуры, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр с большой вероятностью должен становиться равным или меньшим минимального объема Qmin впрыска, хотя общий объем Qb впрыска превышает общий объем Qb впрыска в случае, если режим поддержания выбирается. Согласно настоящему варианту осуществления, даже в режиме повышения температуры, может ограничиваться ситуация, когда требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр становится равным или меньшим минимального объема Qmin впрыска посредством выполнения процесса деактивации цилиндров.
Далее описывается требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр, который увеличивается посредством выполнения процесса деактивации цилиндров, со ссылкой на фиг. 6. Фиг. 6 показывает взаимосвязь между требуемым объемом впрыска в расчете на цилиндр и частотой NE вращения двигателя. Фиг. 6 показывает примерный случай, в котором целевое значение воздушно-топливного соотношения воздушно-топливной смеси, протекающей через выпускной канал 21 и объем GA всасываемого воздуха, является постоянным.
Общий объем Qb впрыска вычисляется таким образом, что общий объем Qb впрыска снижается по мере того, как частота NE вращения двигателя увеличивается. Следовательно, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр, полученный посредством деления общего объема Qb впрыска, также снижается по мере того, как частота NE вращения двигателя увеличивается. Таким образом, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр с большой вероятностью должен становиться равным или меньшим минимального объема Qmin впрыска по мере того, как частота NE вращения двигателя увеличивается.
В этом отношении, согласно настоящему варианту осуществления, может ограничиваться ситуация, когда требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр становится равным или меньшим минимального объема Qmin впрыска. Более конкретно, в области, в которой частота NE вращения двигателя ниже первого порогового значения NETh1, требуемый объем Qt0 впрыска превышает минимальный объем Qmin впрыска. Следовательно, впрыск во все цилиндры выполняется на основе определения, выполненного на этапе S101 по фиг. 3 (S102).
В области, в которой частота NE вращения двигателя равна или выше первого порогового значения NETh1 и ниже второго порогового значения NETh2, требуемый объем Qt0 впрыска равен или меньше минимального объема Qmin впрыска. Тем не менее, объем Qt1 впрыска при прекращении впрыска в один цилиндр превышает минимальный объем Qmin впрыска. Следовательно, впрыск в три цилиндра выполняется посредством прекращения впрыска топлива для одного из цилиндров, на основе определения, выполненного на этапе S103 (S104).
В области, в которой частота NE вращения двигателя равна или выше второго порогового значения NETh2 и ниже третьего порогового значения NETh3, объем Qt2 впрыска при прекращении впрыска в два цилиндра превышает минимальный объем Qmin впрыска. Следовательно, впрыск в два цилиндра выполняется посредством прекращения впрыска топлива для двух из цилиндров, на основе определения, выполненного на этапе S105 (S106).
В области, в которой частота NE вращения двигателя равна или выше третьего порогового значения NETh3 и ниже четвертого порогового значения NETh4, объем Qt3 впрыска при прекращении впрыска в три цилиндра превышает минимальный объем Qmin впрыска. Следовательно, впрыск в один цилиндр выполняется посредством прекращения впрыска топлива для трех из цилиндров, на основе определения, выполненного на этапе S107 (S108).
Объем впрыска в одном или некоторых цилиндрах 11, для которых прекращается впрыск топлива, распределяется в другие цилиндры или цилиндр, для которого не прекращается впрыск топлива, через процесс деактивации цилиндров. Следовательно, когда требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр меньше минимального объема впрыска, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр может увеличиваться. Таким образом, может ограничиваться ситуация, когда требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр становится равным или меньшим минимального объема Qmin впрыска. Следовательно, можно предотвращать поступление в трехкомпонентный катализатор 22 чрезмерного объема топлива, и может ограничиваться чрезмерное повышение температуры трехкомпонентного катализатора 22.
Согласно настоящему варианту осуществления, число цилиндров 11, для которых прекращается впрыск топлива, задается максимально возможно небольшим через процесс деактивации цилиндров. Таким образом, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр может увеличиваться при выполнении впрыска топлива для максимально возможно небольшого числа цилиндров 11.
Кроме того, как показано на фиг. 6, в области, в которой частота NE вращения двигателя равна или выше четвертого порогового значения NETh4, объем Qt3 впрыска при прекращении впрыска в три цилиндра равен или меньше минимального объема Qmin впрыска. Следовательно, впрыск топлива прекращается на основе определения, выполненного на этапе S107 (S109). В случае если объем Qt3 впрыска при прекращении впрыска в три цилиндра в качестве требуемого объема впрыска при впрыске в один цилиндр равен или меньше минимального объема Qmin впрыска, процесс отсечки топлива выполняется, и в силу этого может предотвращаться чрезмерное повышение температуры трехкомпонентного катализатора 22 посредством выполнения процесса введения топлива.
В процессе деактивации цилиндров, впрыск топлива для одного или некоторых цилиндров 11 прекращается, и в силу этого интегральный объем Qac впрыска варьируется между цилиндрами 11. Количество отложений в цилиндре 11, имеющем большой интегральный объем Qac впрыска, превышает количество отложений в цилиндре 11, имеющем небольшой интегральный объем Qac впрыска. Согласно настоящему варианту осуществления, цилиндр 11 или цилиндры 11, для которых прекращается впрыск, определяется/определяются на основе интегрального объема Qac впрыска, как показано на фиг. 4. Следовательно, цилиндр 11 или цилиндры 11, для которых прекращается впрыск топлива, могут изменяться в каждом цикле выполнения процесса введения топлива. Таким образом, можно снижать вероятность того, что количество отложений в конкретном одном из цилиндров становится большим. Таким образом, разности между количествами отложений в цилиндрах 11 могут уменьшаться.
Когда прекращается впрыск топлива для одного или некоторых цилиндров посредством выполнения процесса деактивации цилиндров, распределение концентрации топлива в воздушно-топливной смеси, достигающей трехкомпонентного катализатора 22 в одном цикле процесса введения топлива, становится неоднородным. Таким образом, имеется период, в который воздушно-топливная смесь с более низкой концентрацией топлива, чем концентрация топлива в случае, если впрыск топлива для одного или некоторых цилиндров в процессе введения топлива не прекращается, вводится в трехкомпонентный катализатор 22. Если прекращается впрыск топлива для множества цилиндров, которые проходят такт впуска последовательно, период, в который воздушно-топливная смесь с низкой концентрацией топлива непрерывно вводится в трехкомпонентный катализатор 22, становится длительным. Как результат, становится затруднительным управлять температурой трехкомпонентного катализатора 22. В этом случае, согласно настоящему варианту осуществления, в случае если прекращается впрыск топлива для двух из цилиндров 11, цилиндры 11, для которых прекращается впрыск топлива, выбираются таким образом, что выбранные цилиндры 11 не проходят такт впуска последовательно.
Фиг. 7 показывает примерный случай, в котором впрыск в два цилиндра выполняется посредством выполнения процесса деактивации цилиндров. Каждая пунктирная линия на чертеже указывает объем впрыска в расчете на цилиндр до прекращения впрыска топлива посредством процесса деактивации цилиндров. В этом примере, требуемый объем Qt0 впрыска в качестве требуемого объема впрыска в расчете на цилиндр при впрыске во все цилиндры меньше минимального объема Qmin впрыска. Тем не менее, впрыск топлива для двух из цилиндров 11 посредством процесса деактивации цилиндров прекращается, и объем Qt2 впрыска при прекращении впрыска в два цилиндра в качестве требуемого объема впрыска в расчете на цилиндр при впрыске в два цилиндра в силу этого становится больше минимального объема Qmin впрыска. Цилиндры 11, номера цилиндров которых представляют собой "#1" и "#4", а именно, два цилиндра 11, которые не проходят такт впуска последовательно, выбираются согласно способу выбора цилиндров, в качестве двух цилиндров 11, для которых прекращается впрыск топлива. Таким образом, в примере, показанном на фиг. 7, выпуск воздуха из цилиндров 11, для которых прекращается впрыск топлива, и выпуск воздушно-топливной смеси из цилиндров 11, для которых топливо впрыскивается, попеременно выполняются. Таким образом, может ограничиваться ситуация, когда становится неоднородным распределение концентрации топлива в воздушно-топливной смеси, достигающей трехкомпонентного катализатора 22, в одном цикле процесса введения топлива. Как описано выше, цилиндры 11, для которых прекращается впрыск топлива, определяются таким образом, что определенные (выбранные) цилиндры 11 не проходят такт впуска последовательно. Таким образом, можно снижать вероятность того, что воздушно-топливная смесь с относительно высокой концентрацией непрерывно вводится в трехкомпонентный катализатор 22 вследствие неоднородности концентрации. Следовательно, может ограничиваться чрезмерное повышение температуры трехкомпонентного катализатора 22.
В случае если цилиндры 11, для которых прекращается впрыск топлива, определяются таким образом, что выпуск воздуха из цилиндров 11, для которых прекращается впрыск топлива, и выпуск воздушно-топливной смеси из цилиндров 11, для которых топливо впрыскивается, попеременно выполняются аналогично примеру, показанному на фиг. 7, может ограничиваться ситуация, когда становится неоднородным распределение концентрации топлива в воздушно-топливной смеси, достигающей трехкомпонентного катализатора 22, даже когда один цикл процесса введения топлива повторяется многократно.
Настоящий вариант осуществления может реализовываться после модификации следующим образом. Настоящий вариант осуществления и следующие примеры модификаций могут реализовываться в комбинации друг с другом в пределах диапазона, в котором отсутствует техническое противоречие. Процедура клапанов 17 управления впрыском топлива в период прекращения сгорания не ограничена процедурой обработки, как показано на фиг. 3. Например, частота NE вращения двигателя и требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр коррелируются друг с другом, как показано на фиг. 6. Таким образом, последовательность процессов относительно управления клапанами 17 впрыска топлива в период прекращения сгорания также может выполняться с помощью первой-четвертой частот NEA1-NEA4 вращения для определения (NEA1<NEA2<NEA3<NEA4) вместо сравнения минимального объема Qmin впрыска и требуемого объема впрыска в расчете на цилиндр друг с другом, аналогично вышеописанной последовательности процессов.
В дальнейшем описывается последовательность процессов относительно управления клапанами 17 впрыска топлива в период прекращения сгорания со ссылкой на фиг. 8. Модуль 112 управления клапанами впрыска выполняет эту последовательность процессов. Эта последовательность процессов многократно выполняется, когда вышеописанные условие 1 и условие 2 удовлетворяются в период прекращения сгорания.
Когда эта последовательность процессов начинается, на этапе S201 сначала определяется то, ниже или нет частота NE вращения двигателя первой частоты NEA1 вращения для определения. Если частота NE вращения двигателя ниже первой частоты NEA1 вращения для определения ("Да" на S201), обработка переходит к этапу S202. На этапе S202, запрос на то, чтобы выполнять впрыск во все цилиндры, выполнен таким образом, что топливо впрыскивается для всех цилиндров 11. Таким образом, выполняется процесс введения топлива. После этого, последовательность процессов завершается.
Если частота NE вращения двигателя равна или выше первой частоты NEA1 вращения для определения ("Нет" на S201), обработка переходит к этапу S203. На этапе S203, определяется то, ниже или нет частота NE вращения двигателя второй частоты NEA2 вращения для определения. Вторая частота NEA2 вращения для определения выше первой частоты NEA1 вращения для определения. Если частота NE вращения двигателя ниже второй частоты NEA2 вращения для определения ("Да" на S203), обработка переходит к этапу S204. На этапе S204, один из цилиндров 11 выбирается согласно способу выбора цилиндров, и запрос на то, чтобы выполнять впрыск в три цилиндра посредством прекращения впрыска топлива для цилиндра 11, выбранного из четырех цилиндров 11, выполнен. Таким образом, процесс введения топлива выполняется в комбинации с процессом деактивации цилиндров. После этого, последовательность процессов завершается.
Если частота NE вращения двигателя равна или выше второй частоты NEA2 вращения для определения ("Нет" на S203), обработка переходит к этапу S205. На этапе S205, определяется то, ниже или нет частота NE вращения двигателя третьей частоты NEA3 вращения для определения. Третья частота NEA3 вращения для определения выше второй частоты NEA2 вращения для определения. Если частота NE вращения двигателя ниже третьей частоты NEA3 вращения для определения ("Да" на S205), обработка переходит к этапу S206. На этапе S206, два из цилиндров 11 выбираются согласно способу выбора цилиндров, и запрос на то, чтобы выполнять впрыск в два цилиндра посредством прекращения впрыска топлива для двух цилиндров 11, выбранных из четырех цилиндров 11, выполнен. Таким образом, процесс введения топлива выполняется в комбинации с процессом деактивации цилиндров. После этого, последовательность процессов завершается.
Если частота NE вращения двигателя равна или выше третьей частоты NEA3 вращения для определения ("Нет" на S205), обработка переходит к этапу S207. На этапе S207, определяется то, ниже или нет частота NE вращения двигателя четвертой частоты NEA4 вращения для определения. Четвертая частота NEA4 вращения для определения выше третьей частоты NEA3 вращения для определения. Если частота NE вращения двигателя ниже четвертой частоты NEA4 вращения для определения ("Да" на S207), обработка переходит к этапу S208. На этапе S208, три из цилиндров 11 выбираются согласно способу выбора цилиндров, и запрос на то, чтобы выполнять впрыск в один цилиндр посредством прекращения впрыска топлива для трех цилиндров 11, выбранных из четырех цилиндров 11, выполнен. Таким образом, процесс введения топлива выполняется в комбинации с процессом деактивации цилиндров. После этого, последовательность процессов завершается.
Если частота NE вращения двигателя равна или выше четвертой частоты NEA4 вращения для определения ("Нет" на S205), обработка переходит к этапу S209. На этапе S209, запрос на то, чтобы прекращать впрыск топлива для всех четырех цилиндров 11, выполнен. Таким образом, процесс отсечки топлива выполняется без выполнения процесса введения топлива. После этого, последовательность процессов завершается.
Когда частота NE вращения двигателя является высокой, число возможностей выполнять впрыск топлива в единицу времени увеличивается, и в силу этого больший объем топлива с большой вероятностью должен достигать трехкомпонентного катализатора 22 в единицу времени. Чтобы ограничивать увеличение объема топлива, достигающего трехкомпонентного катализатора 22 в единицу времени, общий объем Qb впрыска вычисляется таким образом, что он снижается по мере того, как частота NE вращения двигателя увеличивается. Таким образом, ограничивается чрезмерное повышение температуры трехкомпонентного катализатора 22. Затем, как показано на фиг. 6, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр, вычисленный посредством деления общего объема Qb впрыска, снижается по мере того, как частота NE вращения двигателя увеличивается. В вышеописанной конфигурации, выполняется процесс деактивации цилиндров, когда частота NE вращения двигателя является высокой, и требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр является небольшим. Таким образом, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр может увеличиваться в соответствии с числом цилиндров 11, для которых прекращается впрыск топлива. Соответственно, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр может с очень небольшой вероятностью становиться меньше минимального объема Qmin впрыска. Даже в случае, если требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр меньше минимального объема Qmin впрыска, разность между требуемым объемом впрыска в расчете на цилиндр и минимальным объемом Qmin впрыска практически никогда не становится большой. Таким образом, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр практически никогда не становится равным или меньшим минимального объема Qmin впрыска. Следовательно, можно предотвращать поступление в трехкомпонентный катализатор 22 чрезмерного объема топлива, и может ограничиваться чрезмерное повышение температуры трехкомпонентного катализатора 22.
Управление клапанами 17 впрыска топлива в период прекращения сгорания также может выполняться согласно следующей процедуре, а также процедурам, показанным на фиг. 3 и указываемым в вышеописанном примере модификации. Например, объем GA всасываемого воздуха увеличивается по мере того, как частота NE вращения двигателя увеличивается. Таким образом, последовательность процессов относительно управления клапанами 17 впрыска топлива в период прекращения сгорания также может выполняться с помощью первого-четвертого объемов GATh1-GATh4 всасываемого воздуха для определения (GATh1<GATh2<GATh3<GATh4) в качестве значений определения объема GA всасываемого воздуха.
В дальнейшем описывается последовательность процессов относительно управления клапанами 17 впрыска топлива в период прекращения сгорания со ссылкой на фиг. 9. Модуль 112 управления клапанами впрыска выполняет эту последовательность процессов. Эта последовательность процессов многократно выполняется, когда вышеописанные условие 1 и условие 2 удовлетворяются в период прекращения сгорания.
Когда эта последовательность процессов начинается, на этапе S301 сначала определяется то, меньше или нет объем GA всасываемого воздуха первого объема GATh1 всасываемого воздуха для определения. Если объем GA всасываемого воздуха меньше первого объема GATh1 всасываемого воздуха для определения ("Да" на S301), обработка переходит к этапу S302. На этапе S302, запрос на то, чтобы выполнять впрыск во все цилиндры, выполнен таким образом, что топливо впрыскивается для всех цилиндров 11. Таким образом, выполняется процесс введения топлива. После этого, последовательность процессов завершается.
Если объем GA всасываемого воздуха равен или выше первого объема GATh1 всасываемого воздуха для определения ("Нет" на S301), обработка переходит к этапу S303. На этапе S303, определяется то, меньше или нет объем GA всасываемого воздуха второго объема GATh2 всасываемого воздуха для определения. Если объем GA всасываемого воздуха меньше второго объема GATh2 всасываемого воздуха для определения ("Да" на S303), обработка переходит к этапу S304. На этапе S304, один из цилиндров 11 выбирается согласно способу выбора цилиндров, и запрос на то, чтобы выполнять впрыск в три цилиндра посредством прекращения впрыска топлива для цилиндра 11, выбранного из четырех цилиндров 11, выполнен. Таким образом, процесс введения топлива выполняется в комбинации с процессом деактивации цилиндров. После этого, последовательность процессов завершается.
Если объем GA всасываемого воздуха равен или выше второго всасываемого объема для GATh2 определения ("Нет" на S303), обработка переходит к этапу S305. На этапе S305, определяется то, меньше или нет объем GA всасываемого воздуха третьего объема GATh3 всасываемого воздуха для определения. Если объем GA всасываемого воздуха меньше третьего объема GATh3 всасываемого воздуха для определения ("Да" на S305), обработка переходит к этапу S306. На этапе S306, два из цилиндров 11 выбираются согласно способу выбора цилиндров, и запрос на то, чтобы выполнять впрыск в два цилиндра посредством прекращения впрыска топлива для двух цилиндров 11, выбранных из четырех цилиндров 11, выполнен. Таким образом, процесс введения топлива выполняется в комбинации с процессом деактивации цилиндров. После этого, последовательность процессов завершается.
Если объем GA всасываемого воздуха равен или выше третьего объема GATh3 всасываемого воздуха для определения ("Нет" на S305), обработка переходит к этапу S307. На этапе S307, определяется то, меньше или нет объем GA всасываемого воздуха четвертого объема GATh4 всасываемого воздуха для определения. Если объем GA всасываемого воздуха меньше четвертого объема GATh4 всасываемого воздуха для определения ("Да" на S307), обработка переходит к этапу S308. На этапе S308, три из цилиндров 11 выбираются согласно способу выбора цилиндров, и запрос на то, чтобы выполнять впрыск в один цилиндр посредством прекращения впрыска топлива для трех цилиндров 11, выбранных из четырех цилиндров 11, выполнен. Таким образом, процесс введения топлива выполняется в комбинации с процессом деактивации цилиндров. После этого, последовательность процессов завершается.
Если объем GA всасываемого воздуха равен или выше четвертого объема GATh4 всасываемого воздуха для определения ("Нет" на S305), обработка переходит к этапу S309. На этапе S309, запрос на то, чтобы прекращать впрыск топлива для всех четырех цилиндров 11, выполнен. Таким образом, процесс отсечки топлива выполняется без выполнения процесса введения топлива. После этого, последовательность процессов завершается.
Даже когда процесс деактивации цилиндров в силу этого выполняется на основе объема GA всасываемого воздуха, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр может увеличиваться в соответствии с числом цилиндров 11, для которых прекращается впрыск топлива. Соответственно, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр может с очень небольшой вероятностью становиться меньше минимального объема Qmin впрыска. Даже когда требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр становится меньше минимального объема Qmin впрыска, разность между требуемым объемом впрыска в расчете на цилиндр и минимальным объемом Qmin впрыска практически никогда не становится большой. Таким образом, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр практически никогда не становится равным или меньшим минимального объема Qmin впрыска. Следовательно, можно предотвращать поступление в трехкомпонентный катализатор 22 чрезмерного объема топлива, и может ограничиваться чрезмерное повышение температуры трехкомпонентного катализатора 22.
Порядок сгорания в цилиндрах 11 в двигателе 10 внутреннего сгорания может отличаться от порядка сгорания вышеописанного варианта осуществления. Когда выбор цилиндра 11 или цилиндров 11, для которых прекращается впрыск топлива в процессе деактивации цилиндров, может достигаться преимущество, аналогичное преимуществу вышеописанного варианта осуществления, если цилиндр 11 с наибольшим интегральным объемом Qac впрыска сначала выбирается, и цилиндр 11, который формирует пару с цилиндром 11 с наибольшим интегральным объемом Qac впрыска, затем выбирается, независимо от порядка сгорания.
В вышеописанном варианте осуществления, рядный четырехцилиндровый двигатель внутреннего сгорания 10 описывается как двигатель внутреннего сгорания, к которому применяется модуль 110 управления двигателем внутреннего сгорания. Модуль 110 управления двигателем внутреннего сгорания является применимым к другим многоцилиндровым двигателям внутреннего сгорания, таким как V-образный шестицилиндровый двигатель внутреннего сгорания, V-образный восьмицилиндровый двигатель внутреннего сгорания, рядный шестицилиндровый двигатель внутреннего сгорания, рядный восьмицилиндровый двигатель внутреннего сгорания и т.п., а также рядный четырехцилиндровый двигатель внутреннего сгорания. В дальнейшем описывается рядный шестицилиндровый двигатель внутреннего сгорания в качестве конкретного примера. В случае рядного шестицилиндрового двигателя внутреннего сгорания, цилиндр 11 с наибольшим интегральным объемом Qac впрыска сначала выбирается при выборе цилиндра 11 или цилиндров 11, для которых прекращается впрыск топлива в процессе деактивации цилиндров, как и в случае с вышеописанным вариантом осуществления. Затем в случае, если прекращается впрыск топлива для двух из цилиндров 11, выбираются цилиндр 11 с наибольшим интегральным объемом Qac впрыска и цилиндр 11, в котором такт впуска не выполняется последовательно относительно такта впуска в цилиндре 11 с наибольшим интегральным объемом Qac впрыска (т.е. цилиндр 11, который не проходит такт впуска последовательно в цилиндр 11 с наибольшим интегральным объемом Qac впрыска). Например, в случае если рядный шестицилиндровый двигатель внутреннего сгорания приспосабливается, и процесс деактивации цилиндров для прекращения впрыска топлива для трех из цилиндров 11 выполняется, два из цилиндров 11, для которых прекращается впрыск топлива, могут проходить такт впуска последовательно, в порядке прохождения такта впуска до тех пор, пока цилиндры 11 не пройдут такт впуска шесть раз последовательно. В дальнейшем предоставляется конкретное описание со ссылкой на фиг. 10.
Фиг. 10 показывает пример двигателя внутреннего сгорания, в котором сгорание выполняется в порядке номеров "#1", "#5", "#3", "#6", "#2" и "#4" цилиндров. Прекращается впрыск топлива для цилиндров 11, номера цилиндров которых представляют собой "#5", "#3" и "#2" посредством выполнения процесса деактивации цилиндров. Пунктирная линия на чертеже указывает объем впрыска в расчете на цилиндр перед прекращением впрыска топлива. Из цилиндров 11, для которых прекращается впрыск топлива, цилиндры 11, номера цилиндров которых представляют собой "#5" и "#3", проходят такт впуска последовательно, но цилиндр 11, номер цилиндра которого представляет собой "#2", не проходит такт впуска последовательно в цилиндры 11, номера цилиндров которых представляют собой "#5" и "#3". В случае если число цилиндров 11, для которых прекращается впрыск топлива, равен 3, и число цилиндров 11 двигателя внутреннего сгорания равно "6", число цилиндров 11, для которых прекращается впрыск топлива последовательно в порядке прохождения такта впуска до тех пор, пока цилиндры 11 не пройдут такт впуска шесть раз последовательно, меньше "3". Таким образом, когда число цилиндров 11, для которых прекращается впрыск топлива в процессе деактивации цилиндров, составляет N (N является целым числом, равным или большим 2), и число цилиндров двигателя внутреннего сгорания составляет M (M является целым числом, большим N), цилиндры, для которых прекращается впрыск топлива, могут определяться таким образом, что число цилиндров, для которых прекращается впрыск топлива последовательно в порядке прохождения такта впуска до тех пор, пока цилиндры не пройдут такт впуска M раз последовательно, становится меньше N. Времена для выполнения впрыска топлива могут рассеиваться посредством приспособления этой конфигурации. Затем, в силу этого может ограничиваться ситуация, когда становится неоднородным распределение концентрации топлива в воздушно-топливной смеси, достигающей трехкомпонентного катализатора 22.
Даже в случае, если один цикл процесса введения топлива повторяется многократно, когда цилиндры 11, для которых прекращается впрыск топлива, определяются в каждом цикле вышеописанным способом, может ограничиваться ситуация, когда становится неоднородным распределение концентрации топлива в воздушно-топливной смеси, достигающей трехкомпонентного катализатора 22. Даже если идентичный цикл, в который цилиндры 11, для которых прекращается впрыск топлива, определяются, как показано на фиг. 10, повторяется в случае, если один цикл процесса введения топлива выполняется многократно, число цилиндров 11, для которых прекращается впрыск топлива последовательно в порядке прохождения такта впуска до тех пор, пока цилиндры не пройдут такт впуска 6 раз последовательно, меньше "3".
В вышеописанном варианте осуществления, интегральный объем Qac впрыска вычисляется в период, в который выполняется процесс введения топлива. Вместо этого, интегральный объем Qac впрыска может вычисляться независимо от того, удовлетворяется или нет условие для выполнения процесса введения топлива. Таким образом, интегральный объем Qac впрыска может вычисляться таким образом, что он включает в себя объем впрыска топлива в период, в который выполняется сгорание.
В вышеописанном варианте осуществления, как показано на фиг. 3, когда требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр равен или меньше минимального объема Qmin впрыска в качестве результата сравнения между требуемым объемом впрыска в расчете на цилиндр и минимальным объемом Qmin впрыска, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр после деактивации цилиндров вычисляется, и этот требуемый объем впрыска и минимальный объем Qmin впрыска сравниваются друг с другом. Вместо этого, требуемый объем Qt0 впрыска, объем Qt1 впрыска при прекращении впрыска в один цилиндр, объем Qt2 впрыска при прекращении впрыска в два цилиндра и объем Qt3 впрыска при прекращении впрыска в три цилиндра могут вычисляться заранее и сравниваться с минимальным объемом Qmin впрыска. В этой конфигурации, когда требуемый объем Qt0 впрыска превышает минимальный объем Qmin впрыска, выполняется впрыск во все цилиндры. Когда минимальный объем Qmin впрыска равен или выше требуемого объема Qt0 впрыска и меньше объема Qt1 впрыска при прекращении впрыска в один цилиндр, выполняется впрыск в три цилиндра. Когда минимальный объем Qmin впрыска равен или выше объема Qt1 впрыска при прекращении впрыска в один цилиндр и меньше объема Qt2 впрыска при прекращении впрыска в два цилиндра, выполняется впрыск в два цилиндра. Когда минимальный объем Qmin впрыска равен или выше объема Qt2 впрыска при прекращении впрыска в два цилиндра и меньше объема Qt3 впрыска при прекращении впрыска в три цилиндра, выполняется впрыск в один цилиндр. Таким образом, число цилиндров 11, для которых прекращается впрыск топлива, определяется таким образом, что требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр становится больше минимального объема Qmin впрыска. Затем число цилиндров 11, для которых прекращается впрыск топлива, определяется таким образом, что число цилиндров 11, для которых топливо впрыскивается, максимизируется в диапазоне, в котором требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр превышает минимальный объем Qmin впрыска. В этой конфигурации, также может ограничиваться ситуация, когда требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр становится меньше минимального объема Qmin впрыска, как и в случае с вышеописанным вариантом осуществления.
В вышеописанном варианте осуществления, в результате выполнения процедуры обработки процесса деактивации цилиндров, показанного на фиг. 3, и сравнения между объемом Qt3 впрыска при прекращении впрыска в три цилиндра и минимальным объемом Qmin впрыска, впрыск топлива, выполняемый посредством всех клапанов 17 впрыска топлива, прекращается, когда объем Qt3 впрыска при прекращении впрыска в три цилиндра равен или меньше минимального объема Qmin впрыска. В данном документе следует отметить, что объем Qt3 впрыска при прекращении впрыска в три цилиндра совпадает с общим объемом Qb впрыска в случае, если четыре цилиндра 11 предоставляются, как и в случае двигателя 10 внутреннего сгорания согласно вышеописанному варианту осуществления. Следовательно, может определяться то, равен или меньше либо нет общий объем Qb впрыска минимального объема Qmin впрыска, когда процесс деактивации цилиндров начинается, и впрыск топлива, выполняемый посредством всех клапанов 17 впрыска топлива, может прекращаться, когда общий объем Qb впрыска равен или меньше минимального объема Qmin впрыска.
В вышеописанном варианте осуществления, впрыск топлива, выполняемый посредством всех клапанов 17 впрыска топлива, прекращается, когда объем Qt3 впрыска при прекращении впрыска в три цилиндра равен или меньше минимального объема Qmin впрыска. Тем не менее, клапаны 17 впрыска топлива могут управляться таким образом, что минимальный объем Qmin впрыска топлива впрыскивается из одного из цилиндров 11, когда объем Qt3 впрыска при прекращении впрыска в три цилиндра равен или меньше минимального объема Qmin впрыска. В случае если топливо впрыскивается только для одного цилиндра вследствие процесса деактивации цилиндров, разность между требуемым объемом впрыска в расчете на цилиндр и минимальным объемом Qmin впрыска меньше разности в случае, если впрыск топлива не прекращается посредством процесса деактивации цилиндров. Дополнительно, в ситуации, в которой топливо впрыскивается только для одного цилиндра вследствие процесса деактивации цилиндров, объем фактически впрыскиваемого топлива меньше объема в случае, если топливо впрыскивается для всех цилиндров. Следовательно, даже когда минимальный объем Qmin впрыска топлива впрыскивается, температура трехкомпонентного катализатора 22 практически никогда не повышается чрезмерно.
В вышеописанном варианте осуществления, цилиндр 11 или цилиндры 11, для которых прекращается впрыск, определяется/определяются таким образом, что ограничивается ситуация, когда становится неоднородным распределение концентрации топлива в воздушно-топливной смеси, достигающей трехкомпонентного катализатора 22. Если неоднородность распределения концентрации топлива в воздушно-топливной смеси, достигающей трехкомпонентного катализатора 22, которая может вызываться посредством процесса деактивации цилиндров, попадает в допустимый диапазон, цилиндры 11 также могут выбираться в порядке убывания интегрального объема Qac впрыска, в качестве цилиндров, для которых прекращается впрыск топлива. Допустимый диапазон неоднородности представляет собой диапазон, в котором температура трехкомпонентного катализатора 22 может поддерживаться равной соответствующей температуре, даже когда воздушно-топливная смесь с относительно низкой концентрацией топлива непрерывно вводится в трехкомпонентный катализатор 22 в течение длительного периода времени.
В вышеописанном варианте осуществления, в процессе деактивации цилиндров, число цилиндров, для которых прекращается впрыск топлива, увеличивается по одному (т.е. увеличивается на один за раз), на основе сравнения между требуемым объемом впрыска в расчете на цилиндр и минимальным объемом Qmin впрыска. Тем не менее, число цилиндров, для которых прекращается впрыск топлива, могут увеличиваться по двум (т.е. увеличивается на два за раз). В дальнейшем предоставляется конкретное описание со ссылкой на пример шестицилиндрового двигателя внутреннего сгорания. Когда минимальный объем Qmin впрыска равен или выше требуемого объема впрыска в расчете на цилиндр, в случае если топливо впрыскивается для шести цилиндров, впрыск топлива для двух из цилиндров посредством процесса деактивации цилиндров прекращается. Затем, когда минимальный объем Qmin впрыска равен или выше требуемого объема впрыска в расчете на цилиндр в случае, если прекращается впрыск топлива для двух из цилиндров, впрыск топлива для четырех из цилиндров посредством процесса деактивации цилиндров прекращается. Кроме того, когда минимальный объем Qmin впрыска равен или выше требуемого объема впрыска в расчете на цилиндр в случае, если прекращается впрыск топлива для четырех из цилиндров, процесс отсечки топлива выполняется без выполнения процесса введения топлива.
В вышеописанном варианте осуществления, в процессе деактивации цилиндров, число цилиндров, для которых прекращается впрыск топлива, увеличивается по одному, на основе сравнения между требуемым объемом впрыска в расчете на цилиндр и минимальным объемом Qmin впрыска. Например, в случае шестицилиндрового двигателя внутреннего сгорания, последовательность процессов для клапанов 17 управления впрыском топлива может выполняться таким образом, чтобы выбирать то, следует или нет впрыскивать топливо для всех цилиндров, с тем чтобы прекращать впрыск топлива для трех из цилиндров или выполнять процесс отсечки топлива без выполнения процесса введения топлива.
В ходе процесса введения топлива, может прекращаться впрыск топлива, по меньшей мере, для одного из цилиндров. Таким образом, процесс деактивации цилиндров может выполняться таким образом, что число цилиндров, для которых топливо впрыскивается, становится меньше числа цилиндров двигателя внутреннего сгорания, в ходе процесса введения топлива. Требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр увеличивается в соответствии с числом цилиндров, для которых прекращается впрыск топлива через процесс деактивации цилиндров. Следовательно, в вышеописанной конфигурации, требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр практически никогда не становится меньше минимального объема впрыска, по сравнению со случаем, в котором топливо впрыскивается для всех цилиндров, или разность между требуемым объемом впрыска в расчете на цилиндр и минимальным объемом впрыска практически никогда не становится большим даже в случае, если требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр становится меньше минимального объема впрыска. Как результат, можно предотвращать поступление в трехкомпонентный катализатор чрезмерного объема топлива, и может ограничиваться чрезмерное повышение температуры трехкомпонентного катализатора.
В вышеописанном варианте осуществления, в процессе деактивации цилиндров, когда требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр равен или меньше минимального объема Qmin впрыска, числа цилиндров, для которых прекращается впрыск топлива, увеличивается. В процессе деактивации цилиндров, впрыск топлива может выполняться на основе требуемого объема впрыска в расчете на цилиндр, когда требуемый объем впрыска равен минимальному объему Qmin впрыска. Например, обработка этапа S102 может выполняться, когда требуемый объем Qt0 впрыска равен минимальному объему Qmin впрыска на этапе S101 по фиг. 3. Обработка этапа S104 может выполняться, когда объем Qt1 впрыска при прекращении впрыска в один цилиндр равен минимальному объему Qmin впрыска на этапе S103. Обработка этапа S106 может выполняться, когда объем Qt2 впрыска при прекращении впрыска в два цилиндра равен минимальному объему Qmin впрыска на этапе S105. Обработка этапа S108 может выполняться, когда объем Qt3 впрыска при прекращении впрыска в три цилиндра равен минимальному объему Qmin впрыска на этапе S107.
В вышеописанном варианте осуществления, трехкомпонентный катализатор 22 и сажевый фильтр 23, который располагается ниже по потоку от трехкомпонентного катализатора 22, предоставляются в выпускном канале 21. Сажевый фильтр 23 не представляет собой обязательный компонент.
В каждом из вышеописанного варианта осуществления и вышеописанных примеров модификаций, прекращается выполнение, посредством устройства 19 зажигания, искрового разряда в ходе процесса введения топлива. Тем не менее, в ходе процесса введения топлива, устройству 19 зажигания может инструктироваться выполнять искровой разряд в период, в который воздушно-топливная смесь не сжигается в цилиндрах 11. Например, в случае если искровой разряд выполняется, когда один из поршней расположен около нижней мертвой точки, воздушно-топливная смесь не сжигается в цилиндре 11, в котором выполняется искровой разряд. Следовательно, в ходе процесса введения топлива, может обеспечиваться принудительное вытекание топлива, которое впрыскивается из каждого из клапанов 17 впрыска топлива и остается несгоревшим, из соответствующего одного из цилиндров 11 в выпускной канал 21, даже когда выполняется искровой разряд.
Двигатель внутреннего сгорания, к которому применяется устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, может включать в себя клапаны впрыска в цилиндры, а именно, клапаны впрыска топлива, которые непосредственно впрыскивают топливо для цилиндров 11, соответственно. В этом случае, в качестве процесса введения топлива, топливо может впрыскиваться для цилиндров 11 из клапанов впрыска в цилиндры, соответственно, и может обеспечиваться принудительное вытекание топлива, которое остается несгоревшим, в выпускной канал 21. Таким образом, несгоревшее топливо может вводиться в трехкомпонентный катализатор 22.
Система гибридного транспортного средства может отличаться от системы, показанной на фиг. 1, при условии, что частота вращения коленчатого вала 14 может управляться посредством приведения в действие электромотора.
Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания может быть осуществлено как устройство, которое применяется к двигателю внутреннего сгорания, смонтированному в транспортном средстве, которое не включает в себя источники мощности, отличные от двигателя внутреннего сгорания. Даже в случае двигателя внутреннего сгорания, смонтированного в таком транспортном средстве, может ограничиваться ситуация, когда требуемый объем впрыска в расчете на цилиндр становится равным или меньшим минимального объема Qmin впрыска посредством процесса деактивации цилиндров. Таким образом, можно предотвращать поступление в трехкомпонентный катализатор 22 чрезмерного объема топлива, и может ограничиваться чрезмерное повышение температуры трехкомпонентного катализатора 22.