СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
CONTROL SYSTEM FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Перекрестная ссылка на родственные заявки
[0001] По данной заявке испрашивается приоритет заявки на патент Японии № 2020-171783, поданной 12 октября 2020 г., полное содержание которой включено сюда посредством ссылки для всех целей.
Уровень техники
[0002] Настоящее изобретение относится к системе управления для управления двигателем внутреннего сгорания с самовоспламенением от сжатия.
[0003] Для систем управления двигателями внутреннего сгорания с самовоспламенением от сжатия были предложены различные технологии. Например, блок управления для двигателя внутреннего сгорания, раскрытый в JP 2020-33921 A, включает в себя блок вычисления индекса и блок вычисления целевого значения. Блок вычисления индекса выполнен с возможностью вычисления индекса τ0, представляющего задержку зажигания топлива, когда клапан впрыска топлива в цилиндре выполняет одиночный впрыск. Индекс τ0 рассчитывается с использованием уравнения Аррениуса. В уравнении Аррениуса используются такие параметры, как температура всасываемого воздуха, давление всасываемого воздуха, объем рециркуляции EGR-газа, давление наддува, температура охлаждающей текучей среды двигателя, температура наружного воздуха и давление наружного воздуха, которые вызывают изменение воспламеняемости топлива.
[0004] Блок вычисления целевого значения вычисляет целевое значение τtrg задержки зажигания на основе воспламеняемости топлива и индекса τ0. С другой стороны, целевая задержка τ вычисляется со ссылкой на такие параметры, как, например, давление наддува, объем всасываемого воздуха, температура текучей среды, температура всасываемого воздуха, время начала основного впрыска и объем впрыска топлива основного впрыска. Блок управления включает в себя блок управления клапанами. Блок управления клапаном уменьшает объем впрыска топлива пилотным впрыском, когда задержка τ зажигания меньше, чем целевое значение τtrg задержки зажигания. С другой стороны, блок управления клапаном увеличивает объем впрыска топлива посредством пилотного впрыска, когда задержка τ зажигания превышает целевое значение τtrg задержки зажигания. Это позволяет поддерживать постоянный уровень шума сгорания.
[0005] Двигатель внутреннего сгорания может управлять впрыском топлива для выполнения регенеративного сгорания для регенерации дизельного сажевого фильтра. В этом случае впрыск топлива регулируется таким образом, что момент основного впрыска задерживается для повышения температуры выхлопных газов. Однако с блоком управления для двигателя внутреннего сгорания, описанным в JP 2020-33921 A, температура внутри цилиндров в момент основного впрыска снижается больше, чем необходимо, из-за адиабатического расширения. Следовательно, чтобы установить задержку τ зажигания основного впрыска равной целевому значению задержки τtrg зажигания, необходимо установить желаемую температуру внутри цилиндров в момент основного впрыска на более высокую целевую температуру. Другими словами, процесс требует увеличения объема пилотного впрыска. В результате объем дополнительного впрыска при дополнительном впрыске, при котором топливо впрыскивается после основного впрыска, будет уменьшаться. Это может быть проблемой, поскольку препятствует повышению температуры выхлопных газов.
[0006] Следовательно, в данной области техники возникла потребность в создании системы управления для двигателей внутреннего сгорания, которая может эффективно повышать температуру выхлопных газов, обеспечивая при этом надлежащий объем дополнительного впрыска, при котором топливо впрыскивается после основного впрыска.
Сущность изобретения
[0007] Один аспект настоящего изобретения направлен на систему управления, выполненную с возможностью управления двигателем внутреннего сгорания с самовоспламенением от сжатия, имеющим инжекторы, выполненные с возможностью впрыска топлива в цилиндры. В состав системы управления входит блок управления. Блок управления обеспечивает выполнение инжекторами пилотных (предварительных) впрысков, за которыми следует основной впрыск, а затем выполнять дополнительные впрыски в момент запроса на повышение температуры, когда температура выхлопных газов должна быть повышена. Блок управления включает в себя блок получения целевой задержки зажигания, выполненный с возможностью получения целевой задержки зажигания, которая представляет собой целевую задержку зажигания основного топлива, впрыскиваемого в цилиндры посредством основного впрыска. Блок управления дополнительно включает в себя блок установки целевого объема пилотного впрыска, выполненный с возможностью установки целевого объема пилотного впрыска для пилотных впрысков, чтобы гарантировать достаточный объем дополнительного впрыска для дополнительного впрыска. Блок управления также включает в себя блок установки момента основного впрыска, выполненный с возможностью установки момента основного впрыска, так что основное топливо, впрыскиваемое в цилиндры, сгорает вместе с целевым объемом пилотного впрыска пилотных впрысков с целевой задержкой зажигания.
[0008] Соответственно, целевой объем пилотного впрыска впрыскивается в момент пилотного впрыска. В этом случае блок управления может установить момент основного впрыска таким образом, чтобы основной впрыск, впрыскиваемый в цилиндры в момент основного впрыска, мог сжигаться с целевой задержкой зажигания. Это обеспечивает устойчивость к горению. Кроме того, достаточный объем дополнительного впрыска может быть обеспечен за счет ограничения пилотных впрысков до целевого объема пилотного впрыска. Таким образом, температура выхлопных газов может быть эффективно повышена, поскольку дополнительные впрыски являются многоступенчатыми. Кроме того, пилотные впрыски ограничиваются целевым объемом пилотных впрысков. В этом случае момент основного впрыска может быть максимально замедлен до тех пор, пока не будет достигнута целевая задержка зажигания. Следовательно, система способна эффективно повышать температуру выхлопных газов.
[0009] Согласно другому аспекту настоящего изобретения, система управления включает в себя память, выполненную с возможностью хранения минимального объема впрыска, который может быть впрыснут из инжекторов заранее. Блок установки целевого объема пилотного впрыска выполнен с возможностью установки объема впрыска путем умножения минимального объема впрыска на количество пилотных впрысков, подлежащих впрыску. Объем впрыска устанавливается как целевой объем пилотного впрыска.
[0010] Соответственно, блок управления может минимизировать объем пилотного впрыска. Таким образом, дополнительный впрыск может выполняться несколько раз, при этом надежно обеспечивается достаточный объем дополнительного впрыска. В результате блок управления может более эффективно повышать температуру выхлопных газов.
[0011] Согласно другому аспекту настоящего изобретения, блок управления включает в себя блок вычисления объема пилотного впрыска. Блок вычисления объема пилотного впрыска вычисляет объем пилотного впрыска, достаточный для повышения температуры в цилиндрах в течение момента основного впрыска до целевой температуры в цилиндрах, при которой происходит сгорание с заданной задержкой зажигания. Объем пилотного впрыска рассчитывается на основе оценочной фактической задержки зажигания основного топлива, которое должно быть впрыснуто в цилиндры, и с заданной задержкой зажигания. Блок установки момента основного впрыска включает в себя блок вычисления первого объема впрыска. Первый блок вычисления объема впрыска вычисляет первый объем пилотного впрыска, необходимый для повышения температуры до целевой температуры в цилиндре, посредством блока вычисления объема пилотного впрыска, когда момент основного впрыска находится в верхней мертвой точке сжатия. Кроме того, блок установки момента основного впрыска включает в себя второй блок вычисления объема впрыска. Второй блок вычисления объема впрыска вычисляет второй объем пилотного впрыска, необходимый для повышения температуры до заданной температуры в цилиндре, с помощью блока вычисления объема пилотного впрыска, когда момент основного впрыска находится в наиболее запаздывающем моменте, который задерживается на заданный угол поворота коленчатого вала от верхней мертвой точки сжатия. Блок установки момента основного впрыска дополнительно включает в себя блок повторного вычисления момента основного впрыска. Блок повторного вычисления момента основного впрыска вычисляет повторный момент основного впрыска на основе целевого объема пилотного впрыска. Это определяется путем линейной интерполяции между первым объемом пилотного впрыска и вторым объемом пилотного впрыска. Блок установки момента основного впрыска дополнительно включает в себя блок повторного вычисления объема впрыска. Блок повторного вычисления объема впрыска вычисляет повторный объем пилотного впрыска, соответствующий основному повторному распределению времени впрыска, посредством блока вычисления пилотного впрыска. Блок установки момента основного впрыска дополнительно включает в себя блок повторяющихся вычислений. Блок повторяющихся вычислений многократно повторно вычисляет повторный момент основного впрыска и повторный объем пилотного впрыска, соответствующий повторному распределению момента основного впрыска, посредством линейной интерполяции между повторным объемом пилотного впрыска и вторым объемом пилотного впрыска. Это повторяется до тех пор, пока абсолютное значение разницы между повторным объемом пилотного впрыска и целевым объемом пилотного впрыска не станет меньше или равно заданному пороговому значению. Или же пересчеты будут выполняться до тех пор, пока количество повторных вычислений основного впрыска и повторного объема пилотного впрыска не достигнет заданного количества раз. Повторный момент основного впрыска, который рассчитывается с помощью блока повторяющихся вычислений, устанавливается в качестве момента основного впрыска.
[0012] Соответственно, блок управления выполняет пилотный впрыск с целевым объемом пилотного впрыска. В это время можно быстро установить момент основного впрыска, так что основное топливо сгорает с заданной задержкой зажигания. Это гарантирует, что система способна надежно обеспечить устойчивость сгорания. Кроме того, блок управления позволяет задерживать основной момент впрыска на максимальную величину, которая длится до тех пор, пока не будет достигнута целевая задержка зажигания. Это позволяет увеличивать эффективность выхлопных газов.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - вид, иллюстрирующий схематическую структуру системы управления для двигателя внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления;
Фиг. 2 - основная блок-схема, иллюстрирующая один пример процесса установки момента впрыска топлива, который реализуется блоком управления согласно варианту осуществления;
Фиг. 3 - вспомогательная блок-схема, иллюстрирующая один пример подпроцесса для процесса установки нормального режима сгорания, показанного на фиг. 2;
Фиг. 4 - схема, иллюстрирующая момент основного впрыска и целевой угол поворота коленчатого вала основного зажигания в нормальном режиме сгорания;
Фиг. 5 - первая вспомогательная блок-схема, иллюстрирующая один пример подпроцесса процесса установки режима сгорания с подогревом, проиллюстрированного на фиг. 2;
Фиг. 6 - вторая вспомогательная блок-схема, иллюстрирующая один пример подпроцесса процесса установки режима сгорания с подогревом, проиллюстрированного на фиг. 2;
Фиг. 7 - диаграммы, иллюстрирующие способ определения момента основного впрыска в режиме сгорания с подогревом посредством повторяющихся вычислений;
Фиг. 8 - диаграмма, иллюстрирующая заданную задержку зажигания, когда момент основного впрыска в режиме сгорания с подогревом находится в верхней мертвой точке сжатия (0 градусов CA) и при угле поворота коленчатого вала 30 градусов CA;
Фиг. 9 - диаграммы, иллюстрирующие один пример температуры в цилиндре, объема впрыска топлива инжектора и колебаний сгорания в режиме сгорания с подогревом; и
Фиг. 10 - диаграммы, иллюстрирующие один пример экспериментов, в которых измеряются объем пилотного впрыска, объем дополнительного впрыска и соответствующие температуры выхлопных газов по отношению к каждому моменту основного сгорания в режиме сгорания с подогревом.
Подробное описание изобретения
[0023] Далее со ссылкой на чертежи будет описан один вариант осуществления системы управления для двигателя внутреннего сгорания. Как показано на фиг. 1, система 1 управления для двигателя внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления включает в себя воздухоочиститель 20, датчик 21 расхода всасываемого воздуха, двигатель 10 внутреннего сгорания с самовоспламенением от сжатия, установленный в транспортном средстве (например, дизельный двигатель), турбонагнетатель 30, промежуточный охладитель 16, блок 50 управления и т.д.
[0024] В дальнейшем двигатель 10 внутреннего сгорания будет описан в порядке от стороны впуска к стороне выпуска. Как показано на фиг. 1, датчик 21 расхода всасываемого воздуха (например, датчик расхода всасываемого воздуха) предусмотрен на впускной стороне впускной трубы 11А для определения расхода всасываемого воздуха, который фильтруется воздухоочистителем 20. Датчик 21 скорости потока всасываемого воздуха выдает обнаруженный сигнал в соответствии со скоростью потока воздуха, впускаемого двигателем 10 внутреннего сгорания, в блок 50 управления.
[0025] Выходная сторона впускной трубы 11A соединена с впускной стороной компрессора 35, в то время как выпускная сторона компрессора 35 соединена с впускной стороной впускной трубы 11B. Турбокомпрессор 30 включает в себя компрессор 35, имеющий рабочее колесо 35A компрессора, и турбину 36, имеющую рабочее колесо 36A турбины. Рабочее колесо 35А компрессора приводится во вращение рабочим колесом 36А турбины, которое приводится во вращение выхлопным газом. Рабочее колесо 35А компрессора подает всасываемый воздух, подаваемый через впускную трубу 11А, во всасывающую трубу 11В под давлением, чтобы нагнетать всасываемый воздух.
[0026] Датчик 24A давления перед компрессором предусмотрен на впускной трубе 11A в месте, расположенном перед компрессором 35. Датчик 24A давления перед компрессором может быть, например, датчиком давления, который выполнен с возможностью вывода обнаруженного сигнала, соответствующего давлению во впускной трубе 11A, расположенной перед компрессором 35, в блок 50 управления. Датчик 24B давления после компрессора предусмотрен на впускной трубе 11B в позиции, расположенной после компрессора 35. Датчик 24B давления после компрессора расположен между компрессором 35 и промежуточным охладителем 16 на впускной трубе 11B. Датчик 24B давления после компрессора может быть, например, датчиком давления, который выполнен с возможностью вывода обнаруженного сигнала, соответствующего давлению во впускном трубопроводе 11B, расположенном после компрессора 35, в блок 50 управления.
[0027] Промежуточный охладитель 16 расположен перед впускной трубой 11B. Дроссельное устройство 47 расположено после промежуточного охладителя 16. Промежуточный охладитель 16 расположен после датчика 24B давления, расположенного после компрессора. Промежуточный охладитель 16 служит для понижения температуры всасываемого воздуха, нагнетаемого компрессором 35. Датчик 28B температуры всасываемого воздуха (например, датчик температуры всасываемого воздуха) предусмотрен между промежуточным охладителем 16 и дроссельным устройством 47. Датчик 28B температуры всасываемого воздуха выдает обнаруженный сигнал, соответствующий температуре всасываемого воздуха, пониженной промежуточным охладителем 16, в блок 50 управления.
[0028] Дроссельное устройство 47 приводит в действие дроссельную заслонку 47A, при этом дроссельная заслонка 47A выполнена с возможностью регулирования величины открытия впускной трубы 11B в соответствии с управляющим сигналом от блока 50 управления. Это позволяет дроссельному устройству 47 регулировать расход всасываемого воздуха в двигатель 10 внутреннего сгорания. Блок 50 управления выводит управляющий сигнал на устройство 47 дроссельной заслонки в соответствии с обнаруженным сигналом от датчика 47S открытия дроссельной заслонки (например, датчика открытия дроссельной заслонки) и целевой величины открытия дроссельной заслонки. Это позволяет блоку 50 управления регулировать величину открытия дроссельной заслонки 47A, которая предусмотрена на впускной трубе 11B. Блок 50 управления определяет целевую величину открытия дроссельной заслонки и объем Qa впрыска топлива, который должен быть впрыснут в каждый из цилиндров 45A-45D из соответствующих инжекторов 43A-43D, в соответствии с величиной нажатия педали акселератора, обнаруженной на основе обнаруженного сигнала от датчика 25 величины нажатия акселератора и рабочего состояния двигателя 10 внутреннего сгорания.
[0029] Датчик 25 величины нажатия педали акселератора предусмотрен на педали акселератора. Датчик 25 величины нажатия педали акселератора может быть, например, датчиком угла нажатия педали акселератора. Блок 50 управления может определять величину нажатия педали акселератора на основе обнаруженного сигнала от датчика 25 величины нажатия педали акселератора.
[0030] Датчик 24С давления всасываемого воздуха предусмотрен после дроссельного устройства 47 на впускной трубе 11В. Выпускная сторона трубы 13 рециркуляции отработавших газов (EGR) соединена с нижней по потоку частью впускной трубы 11B, например, с частью впускной трубы 11B после датчика 24C давления на впуске. Выпускная сторона впускной трубы 11B соединена с впускной стороной впускного коллектора 11C. Выпускная сторона впускного коллектора 11С соединена с впускной стороной двигателя 10 внутреннего сгорания. Датчик 24C давления всасываемого воздуха может быть, например, датчиком давления и выполнен с возможностью вывода обнаруженного сигнала, соответствующего давлению всасываемого воздуха, непосредственно перед тем, как всасываемый воздух течет во впускной коллектор 11C. EGR-газ выпускается через трубу 13 рециркуляции отработавших газов во впускную трубу 11В. EGR-газ протекает в трубу 13 рециркуляции отработавших газов через вход трубы 13 рециркуляции отработавших газов, соединенной с выпускной трубой 12В, и выпускается во впускную трубу 11В.
[0031] Двигатель 10 внутреннего сгорания включает в себя множество цилиндров 45A-45D. Инжекторы 43A-43D обеспечены для соответствующих цилиндров 45A-45D. Топливо подается к инжекторам 43A-43D через общую распределительную магистраль 41 и топливопроводы 42A-42D. Инжекторы 43A-43D приводятся в действие на основе управляющего сигнала от блока 50 управления и выполнены с возможностью впрыска топлива в соответствующие цилиндры 45A-45D.
[0032] Общая распределительная магистраль 41 снабжена датчиком 41A давления топлива (например, датчиком давления топлива). Топливо подается через топливный насос (не показан) в общую распределительную магистраль 41. Датчик 41A давления топлива выводит обнаруженный сигнал, соответствующий давлению в общей распределительной магистрали 41, в блок 50 управления. Блок 50 управления обнаруживает давление в общей распределительной магистрали 41 на основе обнаруженного сигнала от датчика 41А давления топлива.
[0033] Двигатель 10 внутреннего сгорания снабжен датчиком вращения 22, датчиком 28C температуры охлаждающей текучей среды и т.д. Датчик 22 вращения может быть, например, датчиком угла поворота. Датчик 22 угла поворота может быть выполнен с возможностью вывода обнаруженного сигнала, соответствующего скорости вращения коленчатого вала двигателя 10 внутреннего сгорания (то есть скорости двигателя) и углу поворота коленчатого вала (например, момент времени верхней мертвой точки сжатия каждого цилиндра), в блок 50 управления. Блок 50 управления может определять скорость вращения, угол поворота и т.д. коленчатого вала двигателя 10 внутреннего сгорания на основе обнаруженного сигнала от датчика 22 вращения. Датчик 28C температуры охлаждающей текучей среды может быть, например, датчиком температуры. Датчик 28C температуры охлаждающей текучей среды может быть выполнен с возможностью определения температуры охлаждающей текучей среды для охлаждения, циркулирующей в двигателе 10 внутреннего сгорания, и для вывода обнаруженного сигнала в соответствии с обнаруженной температурой в блок 50 управления.
[0034] Впускная сторона выпускного коллектора 12А соединена с выпускной стороной двигателя 10 внутреннего сгорания. Впускная сторона выпускной трубы 12В соединена с выпускной стороной выпускного коллектора 12А. Выходная сторона выхлопной трубы 12В соединена с входной стороной турбины 36. Выходная сторона турбины 36 соединена с входной стороной выхлопной трубы 12С.
[0035] Впускная сторона трубы 13 рециркуляции отработавших газов соединена с выхлопной трубой 12B. Труба 13 рециркуляции отработавших газов позволяет выпускной трубе 12В сообщаться с впускной трубой 11В. Труба 13 рециркуляции отработавших газов служит для обеспечения возможности возврата части отработавшего газа из выпускной трубы 12В (соответствующей выпускному каналу) во впускную трубу 11В (соответствующую впускному каналу). Труба 13 рециркуляции отработавших газов снабжена устройством 14А переключения каналов, перепускной трубой 13В, охладителем 15 рециркуляции отработавших газов и клапаном 14В рециркуляции отработавших газов.
[0036] Устройство 14A переключения каналов представляет собой клапан переключения каналов, выполненный с возможностью переключения между каналом охладителя рециркуляции отработавших газов и перепускным каналом на основе управляющего сигнала от блока 50 управления. EGR-газ протекает из выпускной трубы 12В в трубу 13 рециркуляции отработавших газов. EGR-газ, протекающий через канал охладителя рециркуляции отработавших газов, возвращается во впускной канал через охладитель 15 рециркуляции отработавших газов. Перепускной канал включает перепускную трубу 13B для обхода охладителя 15 системы рециркуляции отработавших газов. Впускная сторона перепускной трубы 13B соединена с устройством 14A переключения каналов. Выпускная сторона перепускной трубы 13B соединена с трубой 13 рециркуляции отработавших газов между клапаном 14B рециркуляции отработавших газов и охладителем 15 рециркуляции отработавших газов. EGR-газ, протекающий через перепускной канал, обходит охладитель рециркуляции отработавших газов и возвращается во впускную трубу 11B.
[0037] Клапан 14B рециркуляции отработавших газов предусмотрен после охладителя 15 рециркуляции отработавших газов на трубопроводе 13 рециркуляции отработавших газов. Клапан 14B рециркуляции отработавших газов предусмотрен после соединения между трубой 13 рециркуляции отработавших газов и перепускной трубой 13B. Клапан 14B рециркуляции отработавших газов регулирует расход EGR-газа, протекающего через трубу 13 рециркуляции отработавших газов. Клапан 14B рециркуляции отработавших газов делает это, регулируя величину открытия трубы 13 рециркуляции отработавших газов на основе управляющего сигнала от блока 50 управления.
[0038] Охладитель 15 рециркуляции отработавших газов предусмотрен на участке трубы 13 рециркуляции отработавших газов, проходящей между устройством 14А переключения каналов и местом соединения трубы 13 рециркуляции отработавших газов и перепускной трубы 13В. Охладитель 15 системы рециркуляции отработавших газов представляет собой так называемый теплообменник, куда подается хладагент для охлаждения. Охладитель 15 рециркуляции отработавших газов охлаждает введенный EGR-газ и выпускает его ниже по потоку.
[0039] EGR-газ впрыскивается во впускную трубу 11B через трубу 13 рециркуляции отработавших газов, охладитель 15 рециркуляции отработавших газов (или перепускную трубу 13B) и клапан 14B рециркуляции отработавших газов. Датчик 29 температуры отработанного газа предусмотрен на выхлопной трубе 12В. Датчик 29 температуры отработанного газа может быть, например, датчиком температуры отработанного газа, который выполнен с возможностью вывода обнаруженного сигнала, который соответствует температуре отработанного газа, в блок 50 управления. Блок 50 управления способен оценивать температуру EGR-газа, введенного во впускную трубу 11B, на основе температуры отработанного газа, определенной с помощью датчика 29 температуры отработанного газа, контролируемого состояния клапана 14B рециркуляции отработавших газов, рабочего состояния двигателя 10 внутреннего сгорания и т.д.
[0040] Выходная сторона выхлопной трубы 12В соединена с входной стороной турбины 36. Выходная сторона турбины 36 соединена с входной стороной выхлопной трубы 12С. Турбина 36 снабжена регулируемым соплом 33, способным регулировать скорость потока отработанного газа, направляемого к рабочему колесу 36А турбины. Величина открытия регулируемого сопла 33 регулируется приводом 31 сопла. Величина открытия регулируемого сопла 33 определяется датчиком 32 открытия сопла, например, датчиком открытия сопла. Блок 50 управления выдает управляющий сигнал на привод 31 сопла в соответствии с обнаруженным сигналом от датчика 32 открытия сопла и в соответствии с заданной величиной открытия сопла. Это позволяет регулировать величину открытия регулируемого сопла 33.
[0041] Датчик 26A давления перед турбиной предусмотрен в выхлопной трубе 12B перед турбиной 36. Датчик 26А давления перед турбиной может быть, например, измерителем давления. Датчик 26A давления перед турбиной выполнен с возможностью вывода обнаруженного сигнала, соответствующего давлению в выхлопной трубе 12B перед турбиной 36, в блок 50 управления. Датчик 26B давления после турбины предусмотрен в выхлопной трубе 12C после турбины 36. Датчик 26B давления после турбины может быть, например, измерителем давления и выполнен с возможностью вывода обнаруженного сигнала, соответствующего давлению в выхлопной трубе 12C после турбины 36, в блок 50 управления.
[0042] Очиститель 61 отработанного газа расположен на выхлопной трубе 12С. Например, когда двигатель внутреннего сгорания 10 является дизельным двигателем, катализатор окисления (DOC: Катализатор окисления дизельного топлива) 61A и DPF (дизельный сажевый фильтр) 61B предусмотрены со стороны входа в очиститель 61 отработанного газа. Катализатор 61A окисления окисляет и удаляет монооксид углерода (CO), углеводороды (HC) и т.д., содержащиеся в выхлопных газах. DPF 61B имеет цилиндрическую форму с пористым элементом, изготовленным из керамического материала или т.п. DPF 61B собирает твердые частицы (ТЧ), когда выхлопной газ, поступающий в каждую маленькую пору со стороны входа, проходит через пористый материал. Это позволяет только выхлопным газам выходить на выходную сторону. Кроме того, в выхлопной трубе 12C после очистителя 61 выхлопного газа размещается катализатор избирательного восстановления (не показан) и т.п.
[0043] Блок управления (ЭБУ: Электронный блок управления) 50 может включать в себя, по меньшей мере, процессор 51 (ЦП, МП (микропроцессор) и т.д.) и память 53 (DRAM, ROM, EEPROM, SRAM, жесткий диск и т.д.). Блок 50 управления (ЭБУ) выполнен с возможностью обнаружения рабочего состояния двигателя 10 внутреннего сгорания на основе обнаруженных сигналов от различных датчиков, включая вышеупомянутые датчики. Датчики, используемые блоком 50 управления для обнаружения рабочего состояния, не должны ограничиваться датчиками, показанными на фиг. 1. Блок 50 управления (ЭБУ) служит для управления различными исполнительными механизмами, включая инжекторы 43A-43D, клапан 14B рециркуляции отработавших газов, устройство 14A переключения каналов, привод 31 сопла и дроссельное устройство 47. Память 53 выполнена с возможностью хранения, например, программ, параметров и т.д. для реализации различных процессов.
[0044] Датчик 23 атмосферного давления может быть, например, датчиком атмосферного давления и может быть предусмотрен в блоке 50 управления. Датчик 23 атмосферного давления выполнен с возможностью вывода сигнала обнаружения в блок 50 управления в соответствии с атмосферным давлением вокруг блока 50 управления. Датчик 27 скорости транспортного средства может быть, например, датчиком определения скорости транспортного средства и может быть установлен на колесе транспортного средства и т.д. Датчик 27 скорости транспортного средства выполнен с возможностью вывода обнаруженного сигнала, соответствующего скорости вращения колес транспортного средства, в блок 50 управления.
Процесс установки момента впрыска топлива
[0045]
«Процесс установки момента впрыска топлива», реализуемый блоком 50 управления, будет описан со ссылкой на фиг. 2-10. В процессе установки момента впрыска топлива задаются момент впрыска топлива и объем впрыска топлива, который должен впрыскиваться в каждый цилиндр 45A-45D. Блок 50 управления запускает процесс, показанный на фиг. 2 каждый раз, когда угол поворота коленчатого вала достигает заданного угла, и процесс переходит к этапу S11.
[0046] Как показано на фиг. 2, прежде всего, на этапе S11 блок 50 управления получает различные параметры и сохраняет их в памяти 53. Затем процесс переходит к этапу S12. Различные параметры могут быть, например, величиной нажатия педали акселератора, скоростью Ne вращения коленчатого вала двигателя 10 внутреннего сгорания (скорость вращения двигателя), температурой Th всасываемого воздуха, которая является температурой, пониженной за счет промежуточного охладителя 16, давлением Pi всасываемого воздуха непосредственно перед тем, как всасываемый воздух вводится во впускной коллектор 11C, объемом рециркуляции EGR-газа, давлением BP наддува, создаваемым компрессором 35, температурой Tw хладагента, циркулирующего в двигателе внутреннего сгорания 10, атмосферным давлением воздуха и т.п.
[0047] На этапе S12 блок 50 управления считывает величину нажатия педали акселератора и скорость Ne вращения коленчатого вала двигателя 10 внутреннего сгорания (скорость вращения двигателя), оба из которых были получены на вышеупомянутом этапе S11, из памяти 53. После получения общего объема Qa впрыска топлива, который должен быть впрыснут в одном процессе сгорания, из карт (не показаны) и сохранения полученного значения в памяти 53, блок 50 управления переходит к процессу на этапе S13.
[0048] На этапе 13 блок 50 управления получает целевую задержку τtrg зажигания основного топлива, впрыскиваемого в цилиндры 45A-45D, с использованием двумерной карты. Двумерная карта включает в себя целевую задержку τtrg зажигания, соответствующую скорости Ne вращения коленчатого вала (частота вращения двигателя) и общему объему Q впрыска топлива. Эта двумерная карта (не показана) создается посредством реальных испытаний машины и заранее сохраняется в памяти 53. Основной впрыск определяется на основе общего объема Qa впрыска топлива, полученного на этапе S12, и скорости Ne вращения коленчатого вала двигателя 10 внутреннего сгорания. Заданная задержка τtrg зажигания, соответствующая основному впрыску и скорости вращения коленчатого вала, получается из двумерной карты. После того, как целевая задержка τtrg зажигания сохранена в памяти 53, блок 50 управления переходит к этапу S14.
[0049] На этапе S14 блок 50 управления определяет, присутствует ли запрос повышения температуры, требующий повышения температуры выхлопного газа. В частности, блок 50 управления считывает флаг запроса повышения температуры из памяти 53 и определяет, установлен ли флаг запроса повышения температуры на «ВКЛ». При запуске блока 50 управления флаг повышения температуры устанавливается на «ВЫКЛ» и сохраняется в памяти 53. Флаг запроса на повышение температуры устанавливается в положение «ВКЛ» и сохраняется в памяти 53, когда, например, требуется активация катализатора 61A окисления очистителя 61 выхлопного газа и т.д., или когда необходимо повысить температуру выхлопного газа для регенерации DPF 61B путем сжигания твердых частиц (PM), собранных DPF 61B.
[0050] На этапе S14, когда блок 50 управления определил, что отсутствует запрос на повышение температуры, требующий повышения температуры выхлопного газа, т.е. когда блок 50 управления определил, что флаг запроса повышения температуры установлен на «ВЫКЛ» (S14: НЕТ), блок 50 управления переходит к этапу S15. На этапе 15 блок 50 управления завершает процесс после реализации подпроцесса (см. Фиг. 3) «Процесса установки нормального режима сгорания». В процессе установки нормального режима сгорания блок 50 управления устанавливает каждый момент впрыска топлива и каждый объем впрыска топлива в нормальных условиях, при этом пилотный впрыск и основной впрыск выполняются, а дополнительный впрыск - нет. В подпроцессе «процесса установки нормального режима сгорания» блок 50 управления устанавливает количество стадий пилотных впрысков, каждый объем пилотного впрыска и каждый момент пилотного впрыска. Блок 50 управления также устанавливает объем основного впрыска для основного впрыска и момент основного впрыска. Блок 50 управления сохраняет их в памяти 53.
[0051] С другой стороны, когда блок 50 управления определяет, что присутствует запрос на повышение температуры, требующий повышения температуры выхлопного газа, то есть когда флаг запроса на повышение температуры установлен на «ВКЛ» (S14: ДА), блок 50 управления переходит к этапу S16. На этапе 16 блок 50 управления завершает процесс после реализации «процесса установки режима сгорания с подогревом» (см. Фиг. 5 и 6). В процессе установки режима сгорания с подогревом устанавливается момент впрыска топлива и объем впрыска топлива для повышения температуры выхлопных газов. Это повышение температуры выхлопных газов вызвано выполнением пилотных впрысков, основного впрыска и дополнительных впрысков. В подпроцессе «Процесса установки режима сгорания с подогревом» блок 50 управления устанавливает количество стадий пилотных впрысков, объем каждого пилотного впрыска, момент каждого пилотного впрыска. Блок 50 управления также устанавливает основной объем впрыска для основного впрыска, момент основного впрыска, количество стадий дополнительного впрыска, объем каждого дополнительного впрыска и момент каждого дополнительного впрыска. Блок 50 управления сохраняет их в памяти 53.
[0052] В «Процессе установки момента впрыска» количество этапов пилотных впрысков, объем каждого пилотного впрыска и момент каждого пилотного впрыска сохраняются в памяти 53. В «Процессе пилотного впрыска» пилотные впрыски фактически впрыскиваются в каждый из цилиндров 45A-45D на основе этих сохраненных параметров. В «процессе основного впрыска» основной впрыск фактически впрыскивается в каждый из цилиндров 45А-45D на основе объема основного впрыска основного впрыска и момента основного впрыска, сохраненного в памяти 53. В «Процессе дополнительного впрыска» дополнительные впрыски фактически впрыскиваются в каждый из цилиндров 45А-45D в зависимости от количества этапов дополнительного впрыска, каждого объема дополнительного впрыска и каждого сохраненного момента дополнительного впрыска в памяти 53. «Процесс пилотного впрыска», «Процесс основного впрыска» и «Процесс дополнительного впрыска» выполняются во время, отличное от времени «Процесса установки момента впрыска». Поскольку эти процессы хорошо известны, они не будут подробно описаны. Кроме того, когда было установлено, что процесс дополнительного впрыска не должен выполняться, блок 50 управления не будет выполнять «процесс дополнительного впрыска».
Процесс установки нормального режима сгорания
[0053]
Подпроцесс для «Процесса установки нормального режима сгорания», реализованный блоком 50 управления на этапе S15 с фиг. 2, будет описан со ссылкой на фиг. 3 и 4. Как показано на фиг. 3, на этапе S111 блок 50 управления сначала считывает скорость Ne вращения коленчатого вала двигателя 10 внутреннего сгорания (частоту вращения двигателя), полученную на этапе S11, и общий объем Qa впрыска топлива, полученный на этапе S12, из памяти 53. Кроме того, блок 50 управления получает полный угол поворота коленчатого вала основного зажигания с использованием двумерной карты на основе параметров. Двумерная карта (не показана) указывает целевые углы поворота коленчатого вала основного зажигания. Каждый из целевых углов поворота коленчатого вала основного зажигания определяется скоростью Ne вращения коленчатого вала (частотой вращения двигателя) и общим объемом Q впрыска топлива. Угол поворота коленчатого вала основного зажигания представляет собой угол, под которым начинается сгорание основного топлива, впрыскиваемого в цилиндры 45A-45D. Основной впрыск определяется так, чтобы соответствовать общему объему Q впрыска топлива. После того, как целевой угол поворота коленчатого вала основного зажигания сохранен в памяти 53, блок 50 управления переходит к этапу S112.
[0054] Например, как показано на фиг. 4, целевой угол поворота коленчатого вала основного зажигания представляет собой угол поворота коленчатого вала, задержанный примерно на 5 градусов CA от верхней мертвой точки сжатия (ВМТ). Двумерная карта (не показана) включает в себя целевой угол поворота коленчатого вала основного зажигания, соответствующий скорости Ne вращения коленчатого вала (частоте вращения двигателя), и общему объему Q впрыска топлива. Эта двумерная карта (не показана) создается через реальные машинные испытания и заранее сохраняется в памяти 53.
[0055] Как показано на фиг. 3, на этапе S112 блок 50 управления считывает целевую задержку τtrg зажигания, полученную на этапе S13, из памяти 53. Затем блок 50 управления вычисляет угол поворота коленчатого вала основного впрыска в момент Ainja основного впрыска из целевого угла поворота коленчатого вала основного зажигания, полученного на этапе S111, и целевой задержки τtrg зажигания. После того, как угол поворота коленчатого вала основного впрыска сохранен в памяти 53, блок 50 управления переходит к этапу S113. В частности, блок 50 управления вычисляет или получает скорость вращения коленчатого вала из скорости Ne вращения коленчатого вала (частоты вращения двигателя). Затем блок 50 управления вычисляет угол поворота коленчатого вала основного впрыска в момент Ainja основного впрыска путем вычитания угла поворота, полученного умножением скорости вращения коленчатого вала на целевую задержку τtrg зажигания, из целевого угла поворота коленчатого вала основного зажигания.
[0056] На этапе S113 блок 50 управления вычисляет температуру Tcyl в цилиндрах 45A-45D при угле поворота коленчатого вала основного впрыска в момент Ainja основного впрыска, используя уравнение состояния газа. После того, как температура Tcy1 в цилиндре сохранена в памяти 53, блок 50 управления переходит к этапу S114. В дополнение к этому или в качестве альтернативы, блок 50 управления может оценивать температуру Tcy1 в цилиндре при угле поворота коленчатого вала основного впрыска в момент Ainja основного впрыска на основе температуры Th всасываемого воздуха или температуры Tw текучей среды, полученной на этапе S11.
2
[0057] На этапе S114 блок 50 управления сначала вычисляет оценочную фактическую задержку τ зажигания, используя уравнение (1) Аррениуса, приведенное ниже. В уравнении (1) Аррениуса «Топливо» - это парциальное давление топлива в цилиндрах 45А-45D в конце основного впрыска. «O» - это парциальное давление кислорода в цилиндрах 45A-45D в конце основного впрыска. «Tcy1» - это температура Tcy1 в цилиндре в момент Ainja основного впрыска, вычисленная на этапе S113.
B
C
2
[0058] τ=1/{A[Топливо][O]exp(-D/Tcyl)} … (1)
2
[0059] «A», «B», «C» и «D» в приведенном выше уравнении (1) Аррениуса представляют собой константы модели и заданные значения, полученные посредством экспериментов и моделирования. Эти значения заранее сохраняются в памяти 53. В частности, модельная константа «В» устанавливается на такое значение, что чем выше парциальное давление топлива «Топливо», тем меньше расчетная фактическая задержка τ зажигания. Константа модели «C» установлена на такое значение, что чем выше парциальное давление кислорода «O», темменьше расчетная фактическая задержка τ зажигания.
2
[0060] Константа модели «D» устанавливается на такое значение, что чем выше температура Tcy1 в цилиндре в момент Ainj основного впрыска, тем меньше расчетная фактическая задержка τ зажигания. Например, константы модели «B», «C» и «D» могут иметь положительные значения. Кроме того, константа модели «A» устанавливается на такое значение, что чем больше произведение B-квадрата парциального давления топлива «Fuel», C-квадрата парциального давления кислорода «O» и«exp(-D/Tcyl)», тем меньше расчетная фактическая задержка τ зажигания. Например, константа модели «A» может быть установлена на положительное значение.
2
[0061] Парциальное давление топлива «Топливо» рассчитывается как произведение концентрации топлива Cfuel в цилиндрах 45A-45D и давления Pcy в цилиндре. Концентрация топлива Cfuel представляет собой значение, соответствующее коэффициенту эквивалентности при распылении Φa в конце основного впрыска. Коэффициент эквивалентности при распылении Φa в конце основного впрыска рассчитывается на основе указанного значения объема впрыска, когда основной впрыск выполняется инжекторами 43A-43D. Кроме того, парциальное давление кислорода«O» рассчитывается как произведение концентрации Cox кислорода в цилиндрах 45A-45D и давления Pcy в цилиндрах.
[0062] Затем блок 50 управления считывает целевую задержку τtrg зажигания, полученную на этапе S13, и температуру Tcy1 в цилиндрах в момент Ainja основного впрыска, вычисленную на этапе S113, из памяти 53. Кроме того, блок 50 управления вычисляет целевую температуру Ttrg в цилиндрах в момент Ainja основного впрыска. Целевая температура в цилиндрах Ttrg рассчитывается с использованием уравнения (2), приведенного далее, на основе целевой задержки τtrg зажигания, температуры Tcy1 в цилиндре в момент Ainja основного впрыска и расчетной фактической задержки τ зажигания, рассчитанной с использованием уравнения (1) Аррениуса. Блок 50 управления переходит к этапу S115 после того, как целевая температура Ttrg в цилиндрах сохранена в памяти 53.
[0063] Ttrg=Tcyl/{1+Tcyl/D×ln(τ/τtrg)}   … (2)
[0064] На этапе S115 блок 50 управления считывает температуру Tcy1 в цилиндрах, вычисленную на этапе S113, и целевую температуру Ttrg в цилиндрах, вычисленную на этапе S114, из памяти 53. Затем блок 50 управления вычисляет общий объем Qpl пилотного впрыска, требуемый для увеличения температуры Tcy1 в цилиндрах в момент Ainja основного впрыска до целевой температуры Ttrg в цилиндрах, используя уравнение (3), приведенное далее. После того, как блок 50 управления сохранит общий объем Qpl пилотного впрыска в памяти 53, блок 50 управления переходит к этапу S116.
[0065] Qpl=(Ttrg-Tcyl)×Gcyl×cv/ρf/Ef  … (3)
[0066] Здесь «Gcy1» представляет объем газа в цилиндре. «Cv» представляет собой удельную теплоемкость газа в цилиндрах. «Ρf» представляет плотность топлива. «Ef» представляет собой теплотворную способность на единицу топлива. Объем газа в цилиндре «Gcy1» получается из карты (не показана) с использованием угла поворота коленчатого вала основного впрыска в момент Ainja основного впрыска, вычисленного на этапе S112. Кроме того, удельная теплоемкость газа в цилиндрах «cv», плотность топлива «ρf» и теплотворная способность на единицу топлива «Ef» заранее сохраняются в памяти 53.
[0067] На этапе S116 блок 50 управления устанавливает количество пилотных впрысков (количество стадий) и каждый момент Api пилотного впрыска на основе момента Ainja основного впрыска, установленного на этапе S112. Например, блок 50 управления устанавливает угол поворота коленчатого вала в момент Api1 пилотного впрыска первой стадии, при этом количество пилотных впрысков равно двум, так что угол поворота коленчатого вала в момент Api1 пилотного впрыска первой стадии увеличивается в максимально возможной степени от угла поворота коленчатого вала момента Ainja основного впрыска. Кроме того, блок 50 управления устанавливает угол поворота коленчатого вала для момента Api2 пилотного впрыска второй стадии таким образом, чтобы угол поворота коленчатого вала для момента Api2 пилотного впрыска второй стадии был ближе к углу поворота коленчатого вала для момента Ainja основного впрыска. Таким образом, угол поворота коленчатого вала для момента Api2 пилотного впрыска второй стадии опережает на меньший угол поворота коленчатого вала относительно момента Ainja основного впрыска.
[0068] Блок 50 управления затем вычисляет объемы Qpla1 и Qpla2 пилотного впрыска, распределяя общий объем Qpl пилотного впрыска, вычисленный на этапе S115, между объемом пилотного Qpla1 впрыска первой стадии и объемом Qpla2 пилотного впрыска второй стадии на основе оцененных фактических задержек τp1, τp2 зажигания в каждый из моментов Api1, Api2 пилотного впрыска. Оцененные фактические задержки τp1, τp2 зажигания рассчитываются с использованием приведенного выше уравнения (1) Аррениуса. После того, как объемы Qpla1, Qpla2 пилотного впрыска сохранены в памяти 53, чтобы соответствовать соответствующим моментам Api1, Api2 пилотного впрыска, блок 50 управления переходит к этапу S117. Например, блок 50 управления вычисляет объемы Qpla1 и Qpla2 пилотного впрыска путем распределения общего объема Qpl пилотного впрыска между объемом Qp1a1 пилотного впрыска первой стадии и объемом Qpla2 пилотного впрыска второй стадии в соотношении 6:4. Блок 50 управления сохраняет объемы Qpla1, Qpla2 пилотного впрыска, чтобы соответствовать соответствующим моментам Api1, Api2 пилотного впрыска.
[0069] На этапе S117 блок 50 управления считывает общий объем Qa впрыска топлива, вычисленный на этапе S12, и общий объем Qp1 пилотного впрыска, вычисленный на этапе S115, из памяти 53. Кроме того, после определения объема впрыска путем вычитания общего объема Qp1 пилотного впрыска из общего объема Qa впрыска топлива, значение сохраняется как основной объем Qma впрыска в памяти 53. Объем Qma основного впрыска сохраняется таким образом, чтобы соответствовать моменту Ainja основного впрыска, установленному на этапе S112. Затем блок 50 управления обеспечивает переход процесса на этап S118.
[0070] На этапе S118 блок 50 управления считывает флаг дополнительного впрыска из памяти 53, устанавливает флаг дополнительного впрыска на «ВЫКЛ» и снова сохраняет его в памяти 53. После установки того, что процесс дополнительного впрыска не должен выполняться, блок 50 управления завершает подпроцесс и возвращается к основной блок-схеме. Обычно это указывает на окончание процесса установки момента впрыска сгорания. Флаг остаточного впрыска также устанавливается в положение «ВЫКЛ» и сохраняется в памяти 53 при запуске блока 50 управления.
Процесс установки режима сгорания с подогревом
[0071]
Подпроцесс «Процесса установки режима сгорания с подогревом», реализованный блоком 50 управления на этапе S16, будет описан со ссылкой на фиг. 5-10. Когда необходимо повысить температуру выхлопного газа, пилотный впрыск и основной впрыск по-прежнему выполняются, после чего следует один или более дополнительных впрысков для повышения температуры выхлопного газа.
[0072] Как показано на фиг. 5, на этапе S211 блок 50 управления сначала получает количество пилотных впрысков, соответствующее скорости Ne вращения (частоте вращения двигателя) коленчатого вала двигателя 10 внутреннего сгорания, полученной на этапе S11, из карты (не показана). Эта карта включает в себя количество пилотных впрысков относительно скорости Ne вращения коленчатого вала двигателя 10 внутреннего сгорания. Эта карта создается посредством реальных машинных испытаний и моделирования и заранее сохраняется в памяти 53. Блок 50 управления сохраняет полученное количество пилотных впрысков в памяти 53.
[0073] Затем блок 50 управления считывает минимальный объем Qimin впрыска, который может быть впрыснут из инжекторов 43A-43D, из памяти 53. После того, как блок 50 управления сохраняет объем впрыска как целевой объем Qpltrg пилотного впрыска, процесс переходит к этапу S212. Целевой объем Qpltrg пилотного впрыска получается путем умножения минимального объема Qimin впрыска на количество пилотных впрысков, хранящихся в памяти 53. Минимальный объем Qimin впрыска, который может впрыскиваться из инжекторов 43A-43D, фактически измеряется для каждого двигателя внутреннего сгорания и заранее сохраняется в памяти 53.
[0074] Например, как показано на средней диаграмме на фиг. 9, пилотные впрыски могут выполняться дважды. В этом случае блок 50 управления сохраняет значение объема впрыска, определенное умножением минимального объема Qimin впрыска, который может быть впрыснут инжекторами 43A-43D, на «2» в качестве целевого объема Qpltrg пилотного впрыска. Следовательно, целевой объем Qpltrg пилотного впрыска становится минимальным значением общего объема Qpl пилотного впрыска, который может быть впрыснут в цилиндры 45A-45D инжекторами 43A-43D.
[0075] На этапе S212 блок 50 управления устанавливает момент Ainjb основного впрыска в верхней мертвой точке сжатия (ВМТ), как показано на фиг. 7 и 8. После того, как блок 50 управления вычисляет и сохраняет объем Qpltdc пилотного впрыска (который соответствует первому объему пилотного впрыска) как общий объем Qpl пилотного впрыска для этого этапа процесса в памяти 53, процесс переходит к этапу S213. В частности, блок 50 управления сначала вычисляет температуру Tcyl в цилиндрах 45A-45D в верхней мертвой точке сжатия (ВМТ) момента Ainjb основного впрыска из уравнения состояния газа и сохраняет результат в памяти 53. Затем блок 50 управления вычисляет оценочную фактическую задержку τ зажигания, когда момент Ainjb основного впрыска установлен в верхней мертвой точке сжатия (ВМТ), используя эту температуру Tcyl в цилиндре и вышеописанное уравнение (1) Аррениуса, и сохраняет результат в память 53.
[0076] Затем блок 50 управления вычисляет целевую температуру Ttrg в цилиндрах, когда момент Ainjb основного впрыска находится в верхней мертвой точке сжатия (ВМТ). В частности, блок 50 управления устанавливает момент Ainjb основного впрыска в верхней мертвой точке сжатия (ВМТ). Целевая температура Ttrg в цилиндрах вычисляется с использованием оцененной фактической задержки τ зажигания на этом этапе процесса, температуры Tcyl в цилиндрах в момент основного впрыска, целевой задержки τtrg впрыска, полученной на этапе S13, и уравнения (2). Блок 50 управления сохраняет эту вычисленную целевую температуру Ttrg в цилиндрах в памяти 53. Затем блок 50 управления вычисляет объем Qpltdc пилотного впрыска, который является общим объемом Qpl пилотного впрыска, когда момент Ainjb основного впрыска установлен в верхней мертвой точке сжатия (ВМТ). В частности, объем Qpltdc пилотного впрыска вычисляется с использованием температуры Tcyl в цилиндре, когда момент Ainjb основного впрыска находится в верхней мертвой точке сжатия (ВМТ), целевой температуры Ttrg в цилиндре и уравнения (3). Блок 50 управления сохраняет вычисленный объем Qpltdc пилотного впрыска в памяти 53.
[0077] На этапе S213 блок 50 управления определяет, является ли объем Qpltdc пилотного впрыска общего объема Qpl пилотного впрыска, вычисленный на этапе S212, большим или равным целевому объему Qpltrg пилотного впрыска, вычисленному на этапе S211. Если блок 50 управления определил, что объем Qpltdc пилотного впрыска больше или равен целевому объему Qpltrg пилотного впрыска (S213: ДА), процесс переходит к этапу S214.
[0078] На этапе S214, после того как блок 50 управления установил момент Ainjb основного впрыска в положение угла поворота коленчатого вала в верхней мертвой точке сжатия (ВМТ) и сохранил его в памяти 53, процесс переходит к этапу S215. В результате блок 50 управления устанавливает момент Ainjb основного впрыска в положение угла поворота коленчатого вала в верхней мертвой точке сжатия (ВМТ), как показано на фиг. 7 и 8. В этом случае сгорание основного топлива, впрыскиваемого посредством основного впрыска, начинается в момент времени, истекший от верхней мертвой точки сжатия (ВМТ) на заданную задержку τtrg зажигания.
[0079] На этапе S215 блок 50 управления получает объем Qmb основного впрыска, соответствующий скорости Ne вращения коленчатого вала двигателя 10 внутреннего сгорания (частоты вращения двигателя), полученной на этапе S11, из карты (не показана). Эта карта включает в себя основной объем Qmb впрыска, соответствующий скорости Ne вращения коленчатого вала двигателя 10 внутреннего сгорания (частоте вращения двигателя). Эта карта создается посредством реальных машинных испытаний и моделирования и заранее сохраняется в памяти 53. После того, как блок 50 управления сохранит полученный основной объем Qmb впрыска в памяти 53, процесс переходит к этапу S216.
[0080] На этапе S216 блок 50 управления считывает количество пилотных впрысков, установленных на этапе S211, из памяти 53. Затем блок 50 управления устанавливает каждый момент Apin пилотного впрыска, как показано на фиг. 9. Каждый момент Apin пилотного впрыска устанавливается таким образом, что основное топливо, впрыскиваемое в цилиндры 45A-45D в верхней мертвой точке сжатия (ВМТ) момента Ainjb основного впрыска, установленного на этапе S214, начинает горение с целевой задержкой τtrg зажигания, полученной на этапе S13. Затем блок 50 управления сохраняет минимальный объем Qimin впрыска, который может быть впрыснут из инжекторов 43A-43D, в качестве объема пилотного впрыска в памяти 53, чтобы соответствовать каждому моменту Apin пилотного впрыска.
[0081] Блок 50 управления затем вычисляет общий объем Qaf дополнительного впрыска и сохраняет результат в памяти 53. Общий объем Qaf дополнительного впрыска рассчитывается путем вычитания целевого объема Qpltrg пилотного впрыска, установленного на этапе S211, и объема Qmb основного впрыска, установленного на этапе S215, из общего объема Qa впрыска топлива, полученного на этапе S12. Затем блок 50 управления устанавливает количество дополнительных впрысков (количество стадий), объем дополнительного впрыска на каждой стадии, полученный путем распределения общего объема Qaf дополнительного впрыска, и каждый момент Afin дополнительного впрыска. Блок 50 управления сохраняет эти установленные параметры в памяти 53. Затем блок 50 управления считывает флаг дополнительного впрыска из памяти 53 и устанавливает флаг дополнительного впрыска в состояние «ВКЛ». Затем блок управления снова сохраняет флаг дополнительного впрыска в памяти 53. После установки флага, указывающего, что должен быть выполнен дополнительный впрыск, блок 50 управления завершает подпроцесс и возвращается к основной блок-схеме. Обычно на этом заканчивается процесс установки момента впрыска сгорания.
[0082] С другой стороны, когда объем Qpltdc пилотного впрыска, который ранее был установлен как общий объем Qpl пилотного впрыска, был определен меньше, чем целевой объем Qpltrg пилотного впрыска (S213: НЕТ) на этапе S213, блок 50 управления переходит к этапу S217. На этапе S217 блок 50 управления устанавливает момент Ainjb основного впрыска в положение угла поворота коленчатого вала, задержанное на 30 градусов CA от верхней мертвой точки сжатия (ВМТ) (наиболее запаздывающий момент), как показано на фиг. 7 и 8. После того, как блок 50 управления вычисляет объем Qplamx пилотного впрыска (второй объем пилотного впрыска), который соответствует общему объему QP1 пилотного впрыска на этом этапе процесса, и сохраняет его в памяти 53, процесс переходит к этапу S218. Максимально запаздывающий момент может быть установлен для любого угла поворота коленчатого вала от 25 до 40 градусов CA и, следовательно, не ограничивается 30 градусами CA.
[0083] В частности, блок 50 управления сначала вычисляет температуру Tcyl в цилиндрах 45A-45D в положении угла поворота коленчатого вала, задержанном на 30 градусов CA от верхней мертвой точки сжатия (ВМТ) момента Ainjb основного впрыска (наиболее запаздывающий момент) с использованием оценки состояния газа и сохраняет его в памяти 53. Затем блок 50 управления устанавливает момент Ainjb основного впрыска в положении угла поворота коленчатого вала, задержанном на 30 градусов CA от верхней мертвой точки сжатия (ВМТ) (наиболее запаздывающий момент), используя эту температуру Tcyl в цилиндре и уравнение (1) Аррениуса. Блок 50 управления вычисляет предполагаемую фактическую задержку τ зажигания на этом этапе процесса и сохраняет ее в памяти 53.
[0084] Затем блок 50 управления вычисляет целевую температуру Ttrg в цилиндре в положении угла поворота коленчатого вала, где момент Ainjb основного впрыска задерживается на 30 градусов CA от верхней мертвой точки сжатия (ВМТ) (наиболее запаздывающий момент). В частности, блок 50 управления устанавливает момент Ainjb основного впрыска в положении угла поворота коленчатого вала, задержанном на 30 градусов CA от верхней мертвой точки сжатия (ВМТ) (наиболее запаздывающий момент). Целевая температура Ttrg в цилиндрах вычисляется с использованием оцененной фактической задержки τ зажигания в этот момент времени, температуры Tcyl в цилиндрах в момент основного впрыска, целевой задержки τtrg впрыска, полученной на этапе S13, и уравнения (2). Блок 50 управления сохраняет целевую температуру Ttrg в цилиндрах в памяти 53. Затем блок 50 управления вычисляет объем Qplamx пилотного впрыска, который устанавливается равным общему объему QPl пилотного впрыска, в положении угла поворота коленчатого вала, где момент Ainjb основного впрыска задерживается на 30 градусов CA от верхней мертвой точки сжатия (ВМТ) (наиболее запаздывающий момент). В частности, объем Qplamx пилотного впрыска рассчитывается с использованием температуры Tcyl в цилиндре в положении угла поворота коленчатого вала, где момент Ainjb основного впрыска задерживается на 30 градусов CA от верхней мертвой точки сжатия (ВМТ) (наиболее запаздывающий момент), целевой температуры в цилиндре Ttrg и вышеприведенного уравнения (3). После того, как блок 50 управления сохраняет вычисленный объем QPlamx пилотного впрыска в памяти 53, процесс переходит к этапу S218.
[0085] На этапе S218 блок 50 управления определяет, меньше ли объем QPlamx пилотного впрыска, который установлен как общий объем Qpl пилотного впрыска, вычисленный на этапе S217, или равен целевому объему Qpltrg пилотного впрыска, который был вычислен на этапе S211. Если блок 50 управления определяет, что общий объем Qplamx пилотного впрыска меньше или равен целевому объему Qpltrg пилотного впрыска (S218: ДА), процесс переходит к этапу S219.
[0086] На этапе S219 блок 50 управления устанавливает момент Ainjb основного впрыска в положение угла поворота коленчатого вала, задержанное на 30 градусов CA от верхней мертвой точки сжатия (ВМТ) (наиболее запаздывающий момент). После того, как блок 50 управления сохраняет момент Ainjb основного впрыска в памяти 53, процесс переходит к этапу S220. В результате, как показано на фиг. 7 и 8, блок 50 управления устанавливает момент Ainjb основного впрыска в положение угла поворота коленчатого вала, задержанное на 30 градусов CA от верхней мертвой точки сжатия (ВМТ) (наиболее запаздывающий момент). В этом случае начинается сгорание основного топлива, впрыскиваемого в момент основного впрыска, с задержкой на целевую задержку τtrg зажигания.
[0087] На этапе S220 блок 50 управления получает объем Qmb основного впрыска, соответствующий скорости Ne вращения коленчатого вала двигателя 10 внутреннего сгорания (частоте вращения двигателя), полученной на этапе S11 из карты (не показано). Эта карта включает в себя основной объем Qmb впрыска, соответствующий скорости Ne вращения коленчатого вала двигателя 10 внутреннего сгорания (частоте вращения двигателя). После того, как блок 50 управления сохранит полученный основной объем Qmb впрыска в памяти 53, процесс переходит к этапу S221.
[0088] На этапе S221 блок 50 управления считывает количество пилотных впрысков, установленных на этапе S211, из памяти 53. Затем блок 50 управления устанавливает каждый момент Apin пилотного впрыска, как показано на фиг. 9. В частности, основное топливо впрыскивается в цилиндры 45A-45D в положении угла поворота коленчатого вала, задержанном на 30 градусов CA от верхней мертвой точки сжатия (ВМТ) момента Ainjb основного впрыска, установленного на этапе S219 (наиболее запаздывающий момент). Каждый момент Apin пилотного впрыска устанавливается таким образом, что сгорание этого основного топлива начинается с задержкой на целевую задержку τtrg зажигания, полученную на этапе S13. Затем блок 50 управления сохраняет в памяти 53 минимальный объем Qimin впрыска, который может быть впрыснут инжекторами 43A-43D, как объем пилотного впрыска. Они сохраняются таким образом, чтобы соответствовать каждому моменту Apin пилотного впрыска.
[0089] Блок 50 управления затем вычисляет общий объем Qaf дополнительного впрыска и сохраняет результат в памяти 53. Общий объем Qaf дополнительного впрыска рассчитывается путем вычитания целевого объема Qpltrg пилотного впрыска, установленного на этапе S211, и объема Qmb основного впрыска, установленного на этапе S220, из общего объема Qa впрыска топлива, полученного на этапе S12. Блок 50 управления сохраняет вычисленный общий объем Qaf дополнительного впрыска в памяти 53. Затем блок 50 управления устанавливает количество дополнительных впрысков (количество стадий), объем дополнительного впрыска для каждой стадии, полученный путем распределения общего объема Qaf дополнительного впрыска, и каждый момент Afin дополнительного впрыска. Блок 50 управления сохраняет эти установленные параметры в памяти 50. Затем блок 50 управления считывает флаг дополнительного впрыска из памяти 53 и устанавливает флаг дополнительного впрыска в положение «ВКЛ.». Затем блок 50 управления сохраняет флаг остаточного впрыска в памяти 53. После установки флага, указывающего, что должен быть выполнен дополнительный впрыск, блок 50 управления завершает подпроцесс, возвращается к основной блок-схеме и завершает процесс установки момента впрыска сгорания.
[0090] С другой стороны, может быть определено, что общий объем Qplamx пилотного впрыска превышает целевой объем Qpltrg пилотного впрыска на этапе S218 (S218: НЕТ). В этом случае блок 50 управления переходит к этапу S222, показанному на фиг. 6. На этапе S222 блок 50 управления считывает счетчик N из памяти 53. Счетчик N показывает, сколько раз момент основного впрыска был рассчитан с помощью линейной интерполяции. В частности, блок 50 управления устанавливает счетчик N на «1» для представления первого вычисленного момента и снова сохраняет счетчик N в памяти 53. Затем блок 50 управления переходит к этапу S223. Счетчик N устанавливается на «0», когда блок 50 управления запускается, и сохраняется в запоминающем устройстве 53.
[0091] На этапе S223 блок 50 управления вычисляет момент AinjbN основного впрыска (повторный момент основного впрыска) и объем QplbN пилотного впрыска (повторный объем пилотного впрыска) «N» раз. В частности, эти параметры вычисляются из карты M1 общего объема пилотного впрыска, пример которой показан на верхней диаграмме на фиг. 7. Карта M1 общего объема пилотного впрыска представляет собой общий объем Qpl пилотного впрыска, который приводит к целевой задержке τtrg зажигания на основе момента Ainjb основного впрыска. Число «N» раз соответствует тому моменту, когда счетчик N равен «N». Например, когда счетчик N равен «1», блок 50 управления вычисляет момент Ainjb1 основного впрыска и объем Qplb1 пилотного впрыска в первый раз. После того, как блок 50 управления сохраняет эти вычисленные параметры в памяти 53, процесс переходит к этапу S224.
[0092] В частности, например, когда счетчик N равен «1», блок 50 управления вычисляет момент Ainjb1 основного впрыска на основе прямой Y1 и сохраняет его в памяти 53. Прямая Y1 - это линия, соединяющая точку R1 и точку R2. Точка R1 является точкой на карте M1 общего объема пилотного впрыска, которая соответствует моменту Ainjb основного впрыска в верхней мертвой точке сжатия (ВМТ) и объему Qpltdc пилотного впрыска в верхней мертвой точке сжатия (ВМТ), вычисленному на этапе S212. Точка R2 - это точка на карте M1 общего объема пилотного впрыска, которая соответствует моменту Ainjb основного впрыска при угле поворота коленчатого вала CA 30 градусов от верхней мертвой точки (ВМТ+30 градусов CA) и объему Qplamx пилотного впрыска при угле поворота коленчатого вала CA 30 градусов от верхней мертвой точки (ВМТ+30 градусов CA), вычисленному на этапе S218. «1» момент Ainjb1 основного впрыска вычисляется посредством линейной интерполяции, например, на основании ранее рассчитанного целевого объема Qpltrg пилотного впрыска. В частности, используя ранее вычисленную прямую Y1, линейная интерполяция используется для определения момента Ainjb1 основного впрыска «1» из точки на прямой Y1, соответствующей целевому объему Qpltrg пилотного впрыска.
[0093] Затем блок 50 управления вычисляет объем Qplb1 пилотного впрыска в точке R3 и сохраняет его в памяти 53. Затем процесс переходит к этапу S224. Точка R3 представляет собой точку на кривой общего объема Qpl пилотного впрыска карты M1 общего объема пилотного впрыска, которая соответствует ранее рассчитанному моменту Ainjb1 основного впрыска, где счетчик N равен «1». В качестве альтернативы блок 50 управления может вычислить объем Qplb1 пилотного впрыска, соответствующий моменту Ainjb1 основного впрыска, аналогично этапу S212. В частности, объем Qplb1 пилотного впрыска может быть рассчитан с использованием уравнения (1) Аррениуса, уравнения (2) и/или уравнения (3).
3
[0094] На этапе S224 блок 50 управления считывает объем QplbN пилотного впрыска, когда счетчик N равен «N» в процессе, и считывает целевой объем Qpltrg пилотного впрыска из памяти 53. Блок 50 управления определяет значение путем вычитания целевого объема Qpltrg пилотного впрыска из объема QplbN пилотного впрыска. Блок 50 управления определяет, действительно ли абсолютное значение определенного значения меньше или равно заданному пороговому значению, например, меньше или равно 0,1 [мм/ст].
3
[0095] Например, когда счетчик N равен «1», блок 50 управления считывает объем Qplb1 пилотного впрыска и целевой объем Qpltrg пилотного впрыска из памяти 53. Блок 50 управления определяет значение, вычитая целевой объем Qpltrg пилотного впрыска из объема Qplb1 пилотного впрыска. Блок 50 управления определяет, действительно ли абсолютное значение определенного значения меньше или равно заданному пороговому значению, например, меньше или равно 0,1 [мм/ст].
3
[0096] Если абсолютное значение, полученное путем вычитания целевого объема Qpltrg пилотного впрыска из объема QplbN пилотного впрыска, определено как больше, чем заданное пороговое значение, например, больше или равно 0,1 [мм/ст](S224: НЕТ), блок 50 управления переходит к этапу S225.
[0097] На этапе 225 блок 50 управления считывает счетчик N из памяти 53. Блок 50 управления определяет, является ли счетчик N заданным числом, например «5». Другими словами, блок 50 управления определяет, достигло ли количество раз, вычисленное посредством линейной интерполяции момента основного впрыска, заранее заданное количество раз, например «5» раз. Следует отметить, что количество раз не ограничено «5», но вместо этого может быть установлено любое другое количество раз, например, значение от 4 до 10 раз. Если блок 50 управления определяет, что вычисленное количество раз N не является заданным, например, «5» (S225: НЕТ), процесс переходит к этапу S226.
[0098] На этапе S226 блок 50 управления считывает счетчик N из памяти 53. Блок 50 управления добавляет «1» к этому счетчику N и сохраняет новое значение в памяти 53. Затем процессы после этапа S222 будут реализованы снова.
[0099] Следовательно, если, например, счетчик N, к которому было добавлено значение «1», равен «2», блок 50 управления вычислит второй момент Ainjb2 основного впрыска и второй объем Qplb2 пилотного впрыска для второго раза. Эти значения снова вычисляются из карты M1 общего объема пилотного впрыска на этапе S223, как показано на верхней диаграмме фиг. 7. После того, как блок 50 управления сохранит вычисленные параметры в памяти 53, процесс переходит к этапу S224.
[0100] В частности, как показано на верхней диаграмме на фиг. 7, блок 50 управления считывает момент Ainjb1 основного впрыска, вычисленный на предыдущем этапе S223, когда счетчик N был «1», и соответствующий объем Qplb1 пилотного впрыска из памяти 53. Как отмечалось ранее, блок 50 управления определил точку R3 на карте M1 общего объема пилотного впрыска, соответствующую первому моменту Ainjb1 основного впрыска и первому объему Qplb1 пилотного впрыска. Точка R2 была ранее определена на основе угла CA коленчатого вала, находящегося на 30 градусов за верхней мертвой точкой (ВМТ+30 градусов CA), и соответствующего объема Qplamx пилотного впрыска, которые были вычислены на этапе S218. Затем блок 50 управления определяет другую прямую Y2, соединяя точку R3 и точку R2. Момент Ainjb2 основного впрыска, когда счетчик N равен «2», вычисляется линейной интерполяцией на основе прямой Y2, соответствующей этим точкам R2, R3. Этот недавно вычисленный момент Ainjb2 основного впрыска затем сохраняется в памяти 53. Момент Ainjb2 основного впрыска, когда счетчик N равен «2», является моментом, соответствующим целевому объему Qpltrg пилотного впрыска на прямой Y2, определяемому линейной интерполяцией.
[0101] Затем блок 50 управления вычисляет объем Qplb2 пилотного впрыска в точке R4, показанной на верхней диаграмме на фиг. 7 из карты M1 общего объема пилотного впрыска и сохраняет это значение в памяти 53. Затем процесс переходит к этапу S224. Точка R4 соответствует точке на кривой общего объема Qpl пилотного впрыска карты M1 общего объема пилотного впрыска, соответствующей вновь рассчитанному моменту Ainjb2 основного впрыска, когда счетчик N равен «2». В качестве альтернативы блок 50 управления может определять объем Qplb2 пилотного впрыска аналогично этапу S212. Другими словами, объем Qplb2 пилотного впрыска может быть вычислен с использованием уравнения (1) Аррениуса, уравнения (2) и/или уравнения (3).
[0102] Если вновь вычисленный объем Qplb2 пилотного впрыска недостаточно близок к целевому объему Qpltrg пилотного впрыска, значение «1» добавляется к счетчику N, так что значение становится равным «3». Затем блок 50 управления заново вычисляет момент Ainjb3 основного впрыска и объем Qplb3 пилотного впрыска в третий раз, где счетчик N равен «3», из карты M1 общего объема пилотного впрыска на этапе S223. После того, как блок 50 управления сохраняет эти вычисленные параметры в памяти 53, процесс переходит к этапу S224.
[0103] В частности, как показано на верхней диаграмме на фиг. 7, блок 50 управления считывает момент Ainjb2 основного впрыска, вычисленный на предыдущем этапе S223, когда счетчик N равен «2», и соответствующий объем Qplb2 пилотного впрыска из памяти 53. Затем блок 50 управления считывает точку R4 из памяти 53, которая была определена на основе момента Ainjb2 основного впрыска и объема Qplb2 пилотного впрыска из карты M1 общего объема пилотного впрыска. Блок 50 управления также считывает точку R2 из памяти 53, которая была определена на основе того, когда угол CA коленчатого вала превышает верхнюю мертвую точку на 30 градусов (ВМТ+30 градусов CA), и соответствующего объема Qplamx пилотного впрыска, рассчитанного на этапе S218. Затем блок 50 управления определяет новую прямую Y3, соединяя точку R4 и точку R2. Третий момент Ainjb3 основного впрыска, который соответствует тому, когда счетчик N равен «3», вычисляется путем линейной интерполяции от прямой линии Y3. Это вычисленное значение сохраняется в памяти 53. Момент Ainjb3 основного впрыска, когда счетчик N равен «3», является моментом, соответствующим целевому объему Qpltrg пилотного впрыска на прямой Y3, определяемому линейной интерполяцией.
[0104] Затем блок 50 управления вычисляет объем Qplb3 пилотного впрыска в точке R5, показанной на верхней диаграмме на фиг. 7 из карты M1 общего объема пилотного впрыска. Эти значения затем сохраняются в памяти 53. Затем процесс переходит к этапу S224. Точка R5 соответствует вновь вычисленному моменту Ainjb3 основного впрыска на кривой общего объема Qpl пилотного впрыска карты M1 общего объема пилотного впрыска, когда счетчик N равен «3». В качестве альтернативы блок 50 управления может определять объем Qplb3 пилотного впрыска аналогично этапу S212. Другими словами, объем Qplb3 пилотного впрыска может быть вычислен с использованием уравнения (1) Аррениуса, уравнения (2) и/или уравнения (3).
[0105] Если вновь рассчитанный объем Qplb3 пилотного впрыска недостаточно близок к целевому объему Qpltrg пилотного впрыска, значение «1» добавляется к счетчику N, так что значение равно «4». Затем блок 50 управления считывает третий момент Ainjb3 основного впрыска, вычисленный на предыдущем этапе S223, который соответствует моменту, когда счетчик N равен «3», и соответствующий объем Qplb3 пилотного впрыска из памяти 53. Затем блок 50 управления считывает точку R5 из памяти 53, которая была определена на основе момента Ainjb3 основного впрыска и объема Qplb3 пилотного впрыска в карте M1 общего объема пилотного впрыска, когда счетчик N был «3». Блок 50 управления также считывает точку R2, которая была определена на основе угла CA коленчатого вала, находящегося на 30 градусов выше верхней мертвой точки (ВМТ+30 градусов CA), и соответствующего объема Qplamx пилотного впрыска, который был вычислен на этапе S218. Затем блок 50 управления определяет новую прямую Y4 (не показана), соединяя точку R5 и точку R2. Четвертый момент Ainjb4 основного впрыска, когда счетчик N равен «4», вычисляется путем линейной интерполяции прямой линии Y4. Рассчитанное значение затем сохраняется в памяти 53. Момент Ainjb4 основного впрыска, когда счетчик N равен «4», является моментом, соответствующим целевому объему Qpltrg впрыска основного впрыска на прямой Y4, определяемому линейной интерполяцией.
[0106] Затем блок 50 управления вычисляет объем Qplb4 пилотного впрыска из карты M1 общего объема пилотного впрыска и сохраняет его в памяти 53. Это значение устанавливается, чтобы соответствовать точке R6 (не показана). Затем процесс переходит к этапу S224. Точка R6 соответствует недавно вычисленному моменту Ainjb4 основного впрыска на кривой общего объема Qpl пилотного впрыска карты M1 общего объема пилотного впрыска, когда счетчик N равен «4». В качестве альтернативы, блок 50 управления может определять объем Qplb4 пилотного впрыска аналогично этапу S212. Другими словами, объем Qplb4 пилотного впрыска может быть рассчитан с использованием уравнения (1) Аррениуса, уравнения (2) и/или уравнения (3).
[0107] Если вновь рассчитанный объем Qplb3 пилотного впрыска недостаточно близок к целевому объему Qpltrg пилотного впрыска, значение «1» добавляется к счетчику N, так что оно равно «5». Затем блок 50 управления считывает четвертый момент Ainjb4 основного впрыска, вычисленный на предыдущем этапе S223, когда счетчик N был установлен на «4», и соответствующий объем Qplb4 пилотного впрыска из памяти 53. Затем блок 50 управления считывает точку R6 (не показана) из памяти 53, которая была определена на основе момента Ainjb4 основного впрыска и объема Qplb4 пилотного впрыска карты M1 общего объема пилотного впрыска, когда счетчик N был равен «4». Блок 50 управления также считывает точку R2 из памяти 53, которая была определена на основе угла CA коленчатого вала, находящегося на 30 градусов выше верхней мертвой точки (ВМТ+30 градусов CA), и соответствующего объема Qplamx пилотного впрыска, которые были рассчитаны на этапе S218. Затем блок 50 управления определяет другую прямую Y5 (не показана), соединяя точку R6 и точку R2. Пятый момент Ainjb5 основного впрыска, когда счетчик N равен «5», вычисляется путем линейной интерполяции от новой прямой Y5. Это вычисленное значение сохраняется в памяти 53. Момент Ainjb5 основного впрыска, когда счетчик равен «5», является моментом, соответствующим целевому объему Qpltrg пилотного впрыска на прямой Y5, определяемому линейной интерполяцией.
[0108] Затем блок 50 управления вычисляет объем Qplb5 пилотного впрыска из карты M1 общего объема пилотного впрыска и сохраняет его в памяти 53. Это значение устанавливается, чтобы соответствовать точке R7 (не показана). Затем процесс переходит к этапу S224. Точка R7 соответствует недавно вычисленному моменту Ainjb5 основного впрыска на кривой общего объема Qpl пилотного впрыска карты M1 общего объема пилотного впрыска, когда счетчик N равен «5». В качестве альтернативы, блок 50 управления может определять объем Qplb5 пилотного впрыска аналогично этапу S212. Другими словами, объем Qplb5 пилотного впрыска может быть рассчитан с использованием уравнения (1) Аррениуса, уравнения (2) и/или уравнения (3).
3
3
[0109] Если определено, что абсолютное значение, полученное путем вычитания целевого объема Qpltrg пилотного впрыска из объема QplbN пилотного впрыска, меньше или равно заданному пороговому значению, например, меньше или равно 0,1 [мм/ст] (S224:ДА), блок 50 управления переходит к этапу S227. Например, когда счетчик N равен «3», блок 50 управления определяет абсолютное значение результата вычитания целевого объема Qpltrg пилотного впрыска из объема Qplb3 пилотного впрыска. Если блок 50 управления определил, что это абсолютное значение меньше или равно заданному пороговому значению, например, меньше или равно 0,1[мм/ст] (S224: ДА), блок 50 управления переходит к этапу S227.
[0110] На этапе S227 блок 50 управления сохраняет вычисленный момент AinjbN основного впрыска в качестве момента основного впрыска, при котором должен быть осуществлен впрыск основного впрыска. Затем процесс переходит к этапу S228. Момент AinjbN основного впрыска соответствует объему QplbN пилотного впрыска с абсолютным значением разницы с целевым объемом Qpltrg пилотного впрыска, который меньше или равен заданному пороговому значению, которое было вычислено на этапе S224. В качестве альтернативы, момент AinjbN основного впрыска может соответствовать целевому объему Qpltrg пилотного впрыска, когда счетчик N достигает определенного значения, например, как указано на этапе 225. Это позволяет блоку 50 управления устанавливать момент AinjbN основного впрыска, соответствующий целевому объему Qpltrg пилотного впрыска, в качестве момента основного впрыска, имеющего целевую задержку τtrg впрыска, которая была установлена на этапе S13.
3
[0111] Например, когда счетчик N равен «3», определяется абсолютное значение результата целевого объема Qpltrg пилотного впрыска, вычтенного из объема Qplb3 пилотного впрыска. Если блок 50 управления определил, что это абсолютное значение меньше или равно пороговому значению, например, 0,1 [мм/ст],момент Ainjb3 основного впрыска, соответствующее объему Qplb3 пилотного впрыска, сохраняется в памяти 53 как момент основного впрыска, имеющий целевую задержку τtrg впрыска, которая была установлена на этапе S13. Затем процесс переходит к этапу S228.
[0112] С другой стороны, если блок 50 управления определяет, что вычисленное количество раз N достигло заданного количества раз, например, «5», в частности, когда блок 50 управления определяет, что количество раз вычисления момента основного впрыска с помощью линейной интерполяции достигло пятого раза (S225:ДА), блок 50 управления переходит к этапу S227.
[0113] Когда процесс переходит к этапу S227 через этап S225, блок 50 управления сохраняет момент Ainjb5 основного впрыска, соответствующий объему Qplb5 пилотного впрыска, вычисленному, когда счетчик N равен «5» в качестве момента основного впрыска, при котором основной впрыск должен быть введен в память 53. Объем Qplb5 пилотного впрыска, когда счетчик N равен «5», является объемом, наиболее близким к целевому объему Qpltrg пилотного впрыска на основе установленных параметров. Затем блок 50 управления может установить момент Ainjb5 основного впрыска, соответствующий объему Qplb5 пилотного впрыска, в качестве момента основного впрыска, имеющего целевую задержку τtrg зажигания, которая была установлена на этапе S13. Между прочим, значение «N» на этапе S225 не должно ограничиваться «5» раз, но может быть установлено заранее до любого количества раз, например, в любой момент от 4 до 10 раз. Затем блок 50 управления обеспечивает переход процесса на этап S228.
[0114] На этапе S228 блок 50 управления устанавливает основной объем Qmb впрыска и сохраняет его в памяти 53. Затем процесс переходит к этапу S229. Основной объем Qmb впрыска представляет собой объем впрыска, соответствующий скорости вращения коленчатого вала двигателя 10 внутреннего сгорания (то есть частоте вращения двигателя), полученной на этапе S11. Объем Qmb основного впрыска получается как объем впрыска, соответствующий скорости Ne вращения коленчатого вала двигателя 10 внутреннего сгорания (то есть частоте вращения двигателя) из карты (не показана) объема Qmb основного впрыска. Карта (не показана) для объема Qmb основного впрыска создается посредством реальных машинных испытаний и моделирования и заранее сохраняется в памяти 53.
[0115] На этапе S229 блок 50 управления считывает из памяти 53 количество пилотных впрысков, установленное на этапе S211. Затем блок 50 управления устанавливает каждый момент Apin пилотного впрыска, чтобы дать основному топливу возможность начать горение с заданной задержкой τtrg зажигания, полученной на этапе S13. Как показано на фиг. 9, основное топливо впрыскивается в цилиндры 45A-45D с моментом AinjbN основного впрыска, который был установлен на этапе S227. Затем блок 50 управления сохраняет в памяти 53 минимальный объем Qimin впрыска, который может быть впрыснут из инжекторов 43A-43D, в качестве объема пилотного впрыска, чтобы соответствовать каждому моменту Apin пилотного впрыска.
[0116] Блок 50 управления затем вычисляет общий объем Qaf дополнительного впрыска и сохраняет его в памяти 53. Общий объем Qaf дополнительного впрыска рассчитывается путем вычитания целевого объема Qpltrg пилотного впрыска, который был установлен на этапе S211, и объема Qmb основного впрыска, который был установлен на этапе S228, из общего объема Qa впрыска топлива, полученного на этапе S12. Общий объем Qpltrg пилотного впрыска представляет собой объем впрыска, определяемый умножением минимального объема Qimin впрыска, который может быть впрыснут из инжекторов 43A-43D, на количество пилотных впрысков. Следовательно, может быть увеличен до максимума общий объем Qaf дополнительных впрысков. Таким образом, дополнительные впрыски могут эффективно осуществляться многостадийным образом.
[0117] Затем блок 50 управления устанавливает количество (количество стадий) дополнительных впрысков, объем Qafjn дополнительного впрыска на каждой стадии и каждый момент Afin дополнительного впрыска. Блок 50 управления сохраняет эти значения в памяти 53. Объем Qafjn дополнительного впрыска на каждой стадии представляет собой объем впрыска, определяемый путем распределения общего объема Qaf после закачки между каждой стадией. Затем блок 50 управления считывает флаг дополнительного впрыска из памяти 50 и устанавливает его на «ВКЛ». Блок 50 управления заново сохраняет флаг дополнительного впрыска в памяти 53, тем самым указывая, что должен быть выполнен дополнительный впрыск. После этого блок 50 управления завершает подпроцесс, возвращается к основной блок-схеме и завершает процесс установки момента впрыска сгорания.
[0118] В дальнейшем, со ссылкой на фиг. 5, будет описан один пример того, как увеличивается целевая температура Ttrg в цилиндрах, когда выполняется «процесс впрыска топлива». 9. Один пример «процесса впрыска топлива», показанный на фиг.9, основан на целевом объеме Qpltrg пилотного впрыска, моменте AinjbN основного впрыска, объеме Qmb основного впрыска, общем объеме Qaf дополнительного впрыска и т.д., которые задаются подпроцессом процесса установки режима нагрева с подогревом. «Процесс впрыска топлива» реализуется в другой время, отличное от момента «Процесса установки момента впрыска».
[0119] Как показано на фиг. 9, количество стадий пилотного впрыска, которое задается процессом установки режима сгорания с подогревом и сохраняется в памяти 53, может составлять, например, 2 стадии. В этом случае минимальный объем Qimin впрыска, который может быть впрыснут из инжекторов 43A-43D, впрыскивается в каждый момент Api1, Api2 пилотного впрыска. Горение начинается с заданной задержкой зажигания. Следовательно, целевой объем Qpltrg пилотного впрыска будет вдвое больше, чем минимальный объем Qimin впрыска, который может быть впрыснут из инжекторов 43A-43D. Следовательно, целевой объем Qpltrg пилотного впрыска может быть минимизирован. Это гарантирует, что общий объем Qaf дополнительного впрыска будет достаточным для того, чтобы дополнительные впрыски могли быть многостадийными.
[0120] Затем основное топливо объема Qmb основного впрыска впрыскивается из инжекторов 43A-43D в момент AinjbN основного впрыска. Момент устанавливается таким образом, что это наиболее запаздывающий момент впрыска от верхней мертвой точки сжатия (ВМТ), который все еще позволяет начать сгорание с заданной задержкой τtrg зажигания. Когда количество стадий дополнительного впрыска составляет, например, 2 стадии, каждый из объемов Qafj1, Qafj2 дополнительного впрыска, полученный путем распределения общего объема Qaf дополнительного впрыска, нагнетается от инжекторов 43A-43D в каждом из моментов Afi1, Afi2 дополнительного впрыска. Эти зажигания дополнительного впрыска начинаются с заданной задержкой зажигания. В результате, как показано на верхней диаграмме на фиг. 9, после сгорания основного топлива, впрыскиваемого посредством основного впрыска, температура в цилиндрах увеличивается за счет сжигания топлива, впрыскиваемого в каждый из цилиндров 45A-45D из инжекторов 43A-43D в момент двухстадийного дополнительного впрыска. Следовательно, можно надежно повысить температуру выхлопных газов.
[0121] Далее будет описан один пример со ссылкой на фиг. 10. Одним из примеров являются эксперименты, в которых объем пилотного впрыска, объем дополнительного впрыска и температура выхлопных газов измеряются в каждый момент основного впрыска в режиме сгорания с подогревом. Эти эксперименты будут описаны со ссылкой на фиг. 10. Момент основного впрыска задерживается на заданный угол поворота коленчатого вала от верхней мертвой точки сжатия (ВМТ) до момента AinjbN основного впрыска. Момент AinjbN основного впрыска устанавливается в подпроцессе процесса установки режима сгорания с подогревом. Пилотный впрыск с целевым объемом Qpltrg пилотного впрыска, который устанавливается на этапе S211, затем выполняется в каждый момент пилотного впрыска. Впоследствии общий объем Qpl пилотного впрыска увеличивается на заданный объем. Основной впрыск выполняется так, что он дополнительно задерживается на заданный угол поворота коленчатого вала от момента AinjbN основного впрыска, и в это время измеряется температура выхлопных газов.
[0122] Как показано на верхней диаграмме на фиг. 10, момент основного впрыска отстает от верхней мертвой точки (ВМТ) на заданный угол поворота коленчатого вала, так что он становится моментом AinjbN основного впрыска. Момент AinjbN основного впрыска устанавливается в подпроцессе процесса установки режима сгорания с подогревом. Пилотный впрыск выполняется с целевым объемом Qpltrg пилотного впрыска, который был установлен на этапе S211. Это гарантирует то, что общий объем Qaf дополнительного впрыска будет достаточным для того, чтобы дополнительные впрыски могли быть многостадийными.
[0123] В результате, как показано на нижней диаграмме на фиг. 10, температура в цилиндре увеличивается из-за сгорания топлива, которое впрыскивается из каждого инжектора 43A-43D в качестве дополнительного впрыска. Например, температура выхлопных газов увеличивается примерно до 320-330°С. Кроме того, пилотный впрыск с заданным объемом Qpltrg пилотного впрыска все еще выполняется. Это позволяет задержать основной впрыск до момента AinjbN основного впрыска. Температура выхлопного газа в момент дополнительного впрыска и с общим объемом Qaf дополнительного впрыска повышается до максимального значения около 330°С.
[0124] Кроме того, как показано на верхней диаграмме на фиг. 10, объем Qpl пилотного впрыска увеличивается на заданную величину, и основной впрыск выполняется так, что он дополнительно задерживается на заданный угол поворота коленчатого вала от момента AinjbN основного впрыска. В этом случае общий объем Qaf дополнительного впрыска уменьшается на заданную величину и в конечном итоге устраняется. В результате, как показано на нижней диаграмме на фиг. 10, когда общий объем Qaf дополнительного впрыска уменьшается, повышение температуры в цилиндрах из-за дополнительного(-ых) впрыска(-ов) может быть снижено, так что температура выхлопных газов, например, снижается до около 230°С.
[0125] Следовательно, в этом экспериментальном примере пилотный впрыск выполняется с целевым объемом Qpltrg пилотного впрыска, который устанавливается посредством подпроцесса процесса установки режима сгорания с подогревом. Основной впрыск задерживается до момента AinjbN основного впрыска. Дополнительный впрыск выполняется с общим объемом Qaf дополнительного впрыска. Это вызывает повышение температуры выхлопного газа примерно на 100°С по сравнению со случаем, когда не выполняется дополнительный впрыск. Считается, что таким образом больше всего повышается температура выхлопных газов.
[0126] Здесь блок 50 управления служит примером блока получения целевой задержки зажигания, блока установки целевого объема пилотного впрыска, блока установки момента основного впрыска, блока вычисления объема пилотного впрыска, блока вычисления первого объема впрыска, блока вычисления второго объема впрыска, блока повторного вычисления момента впрыска, блока повторного вычисления объема впрыска и блока повторяющихся вычислений.
[0127] Как подробно описано выше, система 1 управления двигателем внутреннего сгорания согласно настоящему варианту осуществления включает в себя блок 50 управления. Блок 50 управления может устанавливать момент AinjbN основного впрыска таким образом, чтобы основное топливо впрыскивалось в цилиндры 45A-45D посредством основного впрыска. Это может быть установлено, когда пилотный впрыск выполняется с целевым объемом Qpltrg пилотного впрыска, который должен сжигаться с целевой задержкой τtrg зажигания. Тем самым обеспечивается устойчивость горения.
[0128] Кроме того, блок 50 управления определяет объем впрыска путем умножения минимального объема Qimin впрыска, который может быть впрыснут из инжекторов 43A-43D, на количество (количество стадий) пилотных впрысков, подлежащих впрыску. Этот определенный объем впрыска устанавливается как целевой объем Qpltrg пилотного впрыска. Это позволяет блоку 50 управления минимизировать объем Qpl пилотного впрыска. Кроме того, дополнительные впрыски могут выполняться несколько раз (многостадийно), при этом надежно обеспечивается объем Qaf дополнительного впрыска. В результате блок 50 управления может эффективно повышать температуру выхлопного газа, позволяя выполнять дополнительные впрыски в несколько стадий. Кроме того, блок 50 управления может минимизировать объем Qpl пилотного впрыска, выполняя пилотные впрыски с более низким целевым объемом Qpltrg пилотного впрыска. Кроме того, момент AinjbN основного впрыска задерживается в максимальной степени до тех пор, пока не будет достигнута заданная задержка τtrg зажигания. Это позволяет системе более эффективно повышать температуру выхлопных газов.
3
[0129] Кроме того, блок 50 управления вычисляет момент AinjbN основного впрыска и объем QplbN пилотного впрыска посредством линейной интерполяции из карты M1 общего объема пилотного впрыска. Карта M1 общего объема пилотного впрыска представляет общий объем Qpl пилотного впрыска, который вызывает целевую задержку τtrg зажигания относительно момента Ainjb основного впрыска, как показано на верхней диаграмме на фиг. 7. Затем блок 50 управления определяет абсолютное значение значения, полученного вычитанием целевого объема Qpltrg пилотного впрыска из объема QplbN пилотного впрыска. Это абсолютное значение может быть меньше или равно заданному значению (например, меньше или равно 0,1 [мм/ст]). В качестве альтернативы, блок 50 управления может определить, что количество раз, когда момент AinjbN основного впрыска и количество QplbN пилотного впрыска вычислялись посредством линейной интерполяции, достигло заданного количества раз (например, N=5 (раз)). В этом случае основной впрыск устанавливается на момент AinjbN основного впрыска.
[0130] Таким образом, блок 50 управления может быстро установить момент AinjbN основного впрыска, при котором основное топливо сгорает с целевой задержкой τtrg зажигания, при этом выполняется пилотный впрыск с целевым объемом Qpltrg пилотного впрыска. Это надежно обеспечивает устойчивость горения.
[0131] Следует отметить, что настоящее изобретение не должно ограничиваться описанными выше вариантами осуществления, и возможны различные улучшения, модификации, добавления и/или исключения без отклонения от объема настоящего изобретения.
[0132] Значения, принятые для описания вышеописанных вариантов осуществления, приведены только в качестве примера и не должны рассматриваться как ограничение. Кроме того, больше или равно (≥), меньше или равно (≤), больше (>) и меньше (<) могут включать или не включать знак равенства.
[0133] Блок 50 управления включает в себя по меньшей мере один запрограммированный электронный процессор. Блок 50 управления включает в себя по меньшей мере одну память, выполненную с возможностью хранения инструкций или программного обеспечения, выполняемого электронным процессором для выполнения по меньшей мере одной из функций блока 50 управления, описанных в данном документе. Например, в некоторых вариантах осуществления блок 50 управления может быть реализован как микропроцессор с отдельной памятью.
[0134] Память 53 может включать в себя энергозависимую или энергонезависимую память. Примеры подходящей памяти 53 могут включать в себя RAM (оперативное запоминающее устройство), флэш-память, ROM (постоянное запоминающее устройство), PROM (программируемое постоянное запоминающее устройство), EPROM (стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство), EEPROM (электрически стираемое программируемое запоминающее устройство для чтения), регистры, магнитные диски, оптические диски, жесткие диски или любые другие подходящие носители данных или любую их комбинацию.
[0135] Если термин «процессор», «центральный процессор» или «ЦП» используется для идентификации блока, выполняющего определенные функции, следует понимать, что, если не указано иное, эти функции могут выполняться одним процессором, или множеством процессоров, размещенных в любой форме, включая параллельные процессоры, последовательные процессоры, тандемные процессоры или конфигурации облачной обработки/облачных вычислений. Программное обеспечение может включать в себя, например, микропрограммное обеспечение, одно или более приложений, программные данные, фильтры, правила, один или более программных блоков и/или другие исполняемые инструкции.
[0136] Различные примеры, подробно описанные выше со ссылкой на прилагаемые чертежи, предназначены для представления настоящего изобретения и, таким образом, являются неограничивающими вариантами его осуществления. Подробное описание предназначено для того, чтобы научить специалиста в данной области техники создавать, использовать и/или применять на практике различные аспекты настоящих идей и, таким образом, никоим образом не ограничивает объем изобретения. Кроме того, каждая из дополнительных функций и идей, раскрытых выше, может применяться и/или использоваться отдельно или с другими функциями и идеями в любой их комбинации, чтобы обеспечить улучшенную систему управления для двигателя внутреннего сгорания и/или способы их изготовления и применения.