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

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Изобретение относится к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] В предшествующем уровне техники, устройства управления для двигателей внутреннего сгорания, которые выполняют предварительный впрыск до основного впрыска, известны как устройства управления для двигателей внутреннего сгорания. Например, PTL 1 раскрывает, в качестве одного из таких устройств управления, устройство управления, которое управляет предварительным впрыском на основе цетанового числа топлива таким образом, что инициирование сгорания топлива в ходе предварительного впрыска предшествует инициированию сгорания топлива для основного впрыска.
СПИСОК БИБЛИОГРАФИЧЕСКИХ ССЫЛОК
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
[0003] PTL 1. Публикация заявки на патент (Япония) номер 2004-308440 (JP 2004-308440 A)
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] В случае технологии согласно PTL 1 должно задаваться заранее цетановое число, которое может применяться к устройству управления, и предварительный впрыск должен выполняться в диапазоне первоначально заданного цетанового числа. Соответственно, затруднительно надлежащим образом управлять предварительным впрыском с помощью технологии согласно PTL 1 в случае, если используется топливо, имеющее цетановое число, которое ниже первоначально заданного цетанового числа. Соответственно, характеристики состояния сгорания двигателя внутреннего сгорания могут быть ухудшены в случае, если используется топливо, имеющее низкое цетановое число, согласно технологии, раскрытой в PTL 1.
[0005] Изобретение заключается в том, чтобы предоставлять устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, которое допускает подавление ухудшения характеристик состояния сгорания двигателя внутреннего сгорания даже в случае, если используется топливо, имеющее низкое цетановое число.
[0006] Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания согласно изобретению включает в себя модуль получения концентрации кислорода в цилиндрах, выполненный с возможностью получать концентрацию кислорода в цилиндрах в качестве концентрации кислорода в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, модуль получения температуры в цилиндрах, выполненный с возможностью получать температуру в цилиндрах в качестве температуры в цилиндре, модуль получения целевой температуры в цилиндрах, выполненный с возможностью получать целевую температуру в цилиндрах в ходе основного впрыска на основе концентрации кислорода в цилиндрах, полученной посредством модуля получения концентрации кислорода в цилиндрах, и модуль управления концентрацией кислорода в цилиндрах, выполненный с возможностью осуществлять управление концентрацией кислорода в цилиндрах для управления концентрацией кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска, выполняемого до основного впрыска, на основе разности между целевой температурой в цилиндрах в ходе основного впрыска, полученной посредством модуля получения целевой температуры в цилиндрах, и температурой в цилиндрах, полученной посредством модуля получения температуры в цилиндрах.
[0007] Согласно устройству управления для двигателя внутреннего сгорания изобретения, может снижаться разность между целевой температурой в цилиндрах и температурой в цилиндрах в ходе основного впрыска. Соответственно, ухудшение характеристик состояния сгорания двигателя внутреннего сгорания может подавляться даже в случае, если используется топливо, имеющее низкое цетановое число, в качестве топлива двигателя внутреннего сгорания.
[0008] В конфигурации, описанной выше, модуль получения целевой температуры в цилиндрах может снижать полученную целевую температуру в цилиндрах по мере того, как возрастает концентрация кислорода в цилиндрах, полученная посредством модуля получения концентрации кислорода в цилиндрах.
[0009] Количество теплообразования, получающееся в результате сгорания в цилиндре, увеличивается по мере того, как возрастает концентрация кислорода в цилиндрах, и в силу этого температура в цилиндрах также повышается. Соответственно, целевая температура в цилиндрах может снижаться по мере того, как возрастает концентрация кислорода в цилиндрах. Соответственно, надлежащая целевая температура в цилиндрах в соответствии с концентрацией кислорода в цилиндрах может получаться согласно этой конфигурации.
[0010] В конфигурации, описанной выше, модуль получения целевой температуры в цилиндрах может увеличивать полученную целевую температуру в цилиндрах по мере того, как уменьшается цетановое число топлива, используемого в двигателе внутреннего сгорания.
[0011] Предпочтительно, чтобы целевая температура в цилиндрах была высокой, поскольку воспламеняемость снижается по мере того, как снижается цетановое число. Соответственно, надлежащая целевая температура в цилиндрах в соответствии с цетановым числом может получаться согласно этой конфигурации.
[0012] В конфигурации, описанной выше, двигатель внутреннего сгорания может содержать дроссель, размещаемый во впускном канале, и EGR-клапан, размещаемый в EGR-канале, и модуль управления концентрацией кислорода в цилиндрах может управлять EGR-клапаном таким образом, что он закрывается после снижения величины открытия дросселя в случае, если увеличивается концентрация кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска, EGR-клапан является открытым, и величина открытия дросселя для дросселя превышает предварительно определенное значение.
[0013] В случае, если увеличивается концентрация кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска, EGR-клапан является открытым, величина открытия дросселя для дросселя превышает предварительно определенное значение, и EGR-клапан закрывается без снижения величины открытия дросселя для дросселя, сторона впускного канала дальше ниже относительно дросселя может иметь отрицательное давление, и в результате этого может возникать пропуск зажигания. Тем не менее, согласно этой конфигурации, может подавляться возникновение пропуска зажигания, поскольку EGR-клапан управляется таким образом, что он закрывается после того, как величина открытия дросселя снижается в случае, если EGR-клапан является открытым, и величина открытия дросселя для дросселя превышает предварительно определенное значение.
[0014] В конфигурации, описанной выше, модуль управления концентрацией кислорода в цилиндрах может выполнять управление концентрацией кислорода в цилиндрах в случае, если цетановое число топлива, используемого в двигателе внутреннего сгорания, равно или меньше предварительно определенного значения.
[0015] Конфигурация, описанная выше, дополнительно может включать в себя модуль управления объемом дополнительного впрыска, выполненный с возможностью управлять объемом дополнительного впрыска в качестве объема впрыска топлива в ходе дополнительного впрыска после основного впрыска в соответствии с приращением концентрации кислорода в цилиндрах в ходе выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах. Согласно этой конфигурации, объем дополнительного впрыска в ходе дополнительного впрыска может управляться в соответствии с приращением концентрации кислорода в цилиндрах даже в случае, если концентрация кислорода в цилиндрах возрастает в ходе выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах. Соответственно, уменьшение температуры выхлопных газов, получающееся в результате увеличения концентрации кислорода в цилиндрах, может дополняться посредством повышения температуры выхлопных газов, вызываемого посредством дополнительного впрыска. Как результат, ухудшение рабочих характеристик устройства управления выделением выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания может подавляться, и в силу этого может подавляться ухудшение характеристик выброса выхлопных газов.
[0016] В конфигурации, описанной выше, модуль управления концентрацией кислорода в цилиндрах может обеспечивать возможность концентрации кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска быть более высокой в случае, если температура в цилиндрах, полученная посредством модуля получения температуры в цилиндрах, ниже целевой температуры в цилиндрах в ходе основного впрыска, вычисленной посредством целевого модуля вычисления температуры в цилиндрах, чем в случае, если температура в цилиндрах равна или выше целевой температуры в цилиндрах.
[0017] В конфигурации, описанной выше, модуль управления концентрацией кислорода в цилиндрах может увеличивать объем воздуха, протекающего в цилиндр, при увеличении концентрации кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска.
[0018] Согласно изобретению, можно предоставлять устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, которое допускает подавление ухудшения характеристик состояния сгорания двигателя внутреннего сгорания даже в случае, если используется топливо, имеющее низкое цетановое число.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0019] Фиг. 1 является принципиальной схемой, иллюстрирующей пример двигателя внутреннего сгорания согласно первому варианту осуществления.
Фиг. 2 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах посредством устройства управления согласно первому варианту осуществления.
Фиг. 3(a) является принципиальной схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между цетановым числом, индексом состояния сгорания и температурой в цилиндрах в ходе основного впрыска, фиг. 3(b) является схемой, визуализирующей карту, которая используется, когда целевая температура в цилиндрах получается на основе концентрации кислорода в цилиндрах, и фиг. 3(c) является схемой, визуализирующей карту, которая используется, когда целевая TDC-температура получается на основе A/F, объема воздуха (Ga) или объема кислорода в цилиндрах.
Фиг. 4(a) является функциональной блок-схемой устройства управления для случая, в котором устройство управления управляет дросселем, объемом предварительного впрыска и регулированием предварительного впрыска, и фиг. 4(b) и 4(c) являются схемами для показа технологии для вычисления целевого количества (ΔQtrg) предварительного теплообразования.
Фиг. 5 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах посредством устройства управления согласно первому примеру модификации первого варианта осуществления.
Фиг. 6(a) является принципиальной схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между цетановым числом, индексом состояния сгорания и температурой в цилиндрах в ходе основного впрыска, и фиг. 6(b) является схемой, визуализирующей карту, которая используется в ходе получения целевой температуры в цилиндрах согласно первому примеру модификации первого варианта осуществления.
Фиг. 7 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах посредством устройства управления согласно второму примеру модификации первого варианта осуществления.
Фиг. 8 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах посредством устройства управления согласно третьему примеру модификации первого варианта осуществления.
Фиг. 9 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для управления объемом воздуха посредством устройства управления согласно второму варианту осуществления в ходе выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах.
Фиг. 10 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для управления объемом воздуха посредством устройства управления согласно первому примеру модификации второго варианта осуществления в ходе выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах.
Фиг. 11(a) является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для управления объемом воздуха посредством устройства управления согласно третьему варианту осуществления в ходе выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах, и фиг. 11(b) является схемой, схематично иллюстрирующей зависимое от времени изменение объема воздуха, протекающего в цилиндр, в ходе выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах согласно третьему варианту осуществления.
Фиг. 12(a) является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для управления объемом воздуха посредством устройства управления согласно первому примеру модификации третьего варианта осуществления в ходе выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах, и фиг. 12(b) является схемой, визуализирующей карту значения увеличения объема воздуха.
Фиг. 13 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах посредством устройства управления согласно четвертому варианту осуществления.
Фиг. 14(a) является схемой, визуализирующей карту, которая используется, когда целевая температура в цилиндрах получается на основе концентрации кислорода в цилиндрах, фиг. 14(b) является схемой, схематично иллюстрирующей присутствие или отсутствие пропуска зажигания в случае ухудшения характеристик датчика расхода воздуха, и фиг. 14(c) является схемой, схематично иллюстрирующей присутствие или отсутствие пропуска зажигания в случае ухудшения характеристик A/F-датчика.
Фиг. 15 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах посредством устройства управления согласно первому примеру модификации четвертого варианта осуществления.
Фиг. 16 является принципиальной схемой, иллюстрирующей пример двигателя внутреннего сгорания согласно пятому варианту осуществления.
Фиг. 17 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах и управления объемом дополнительного впрыска посредством устройства управления согласно пятому варианту осуществления.
Фиг. 18 является схемой, схематично иллюстрирующей взаимосвязь между температурой выхлопных газов и объемом воздуха, протекающего в цилиндр.
Фиг. 19 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах и управления объемом дополнительного впрыска посредством устройства управления согласно шестому варианту осуществления.
Фиг. 20 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах и управления объемом дополнительного впрыска посредством устройства управления согласно седьмому варианту осуществления.
Фиг. 21 является принципиальной схемой, иллюстрирующей пример двигателя внутреннего сгорания согласно восьмому варианту осуществления.
Фиг. 22 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах посредством устройства управления согласно восьмому варианту осуществления.
Фиг. 23(a) является схемой, визуализирующей карту, которая используется в ходе вычисления целевой температуры в цилиндрах согласно восьмому варианту осуществления, и фиг. 23(b) является принципиальной схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между целевой температурой в цилиндрах и экономией топлива двигателя внутреннего сгорания.
Фиг. 24 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах посредством устройства управления согласно девятому варианту осуществления.
Фиг. 25 является схемой, визуализирующей карту, которая используется в ходе вычисления целевой температуры в цилиндрах согласно девятому варианту осуществления.
ОПТИМАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0020] Далее поясняются варианты осуществления изобретения.
ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0021] Ниже описывается устройство управления (в дальнейшем в этом документе называется "устройством 100 управления") для двигателя внутреннего сгорания согласно первому варианту осуществления изобретения. Сначала описывается пример конфигурации двигателя внутреннего сгорания, к которому применяется устройство 100 управления, а затем подробно описывается устройство 100 управления. Фиг. 1 является принципиальной схемой, иллюстрирующей пример двигателя 5 внутреннего сгорания, к которому применяется устройство 100 управления. Двигатель 5 внутреннего сгорания, который проиллюстрирован на фиг. 1, монтируется на транспортном средстве. В этом варианте осуществления, двигатель внутреннего сгорания с зажиганием от сжатия используется в качестве примера двигателя 5 внутреннего сгорания. Двигатель 5 внутреннего сгорания содержит основной корпус 10 двигателя, впускной канал 20, выпускной канал 21, дроссель 22, клапан 30 впрыска топлива, общую топливную магистраль 40, насос 41, канал 50 рециркуляции выхлопных газов (EGR), EGR-клапан 51, нагнетатель 60, промежуточный охладитель 70, различные датчики и устройство 100 управления.
[0022] Основной корпус 10 двигателя имеет блок цилиндров, в котором формируется цилиндр 11, головку блока цилиндров, которая размещается в верхней части блока цилиндров, и поршень, который размещается в цилиндре 11. В этом варианте осуществления, предоставляется множество (в частности, четыре) цилиндров 11. Впускной канал 20 разветвляется на стороне нисходящего направления таким образом, что он соединяется с соответствующими цилиндрами 11. Свежий воздух втекает из концевой части на стороне восходящего направления впускного канала 20. Выпускной канал 21 разветвляется на стороне восходящего направления таким образом, что он соединяется с соответствующими цилиндрами 11. Дроссель 22 размещается во впускном канале 20. Дроссель 22 открывается и закрывается в ответ на инструкцию из устройства 100 управления, так что регулируется объем воздуха, вводимого в цилиндры 11.
[0023] Система трубок обеспечивает возможность клапану 30 впрыска топлива, общей топливной магистрали 40 и насосу 41 сообщаться между собой. Топливо, которое накапливается в топливном баке 42 (дизельное масло используется в качестве топлива в этом варианте осуществления), закачивается посредством насоса 41, подается в общую топливную магистраль 40, повышается в отношении давления в общей топливной магистрали 40 и затем подается в клапан 30 впрыска топлива. В этом варианте осуществления, множество клапанов 30 впрыска топлива размещается в основном корпусе 10 двигателя, с тем чтобы непосредственно впрыскивать топливо в соответствующие цилиндры 11. Места, в которых размещаются клапаны 30 впрыска топлива, не ограничены местами согласно конфигурации, проиллюстрированной на фиг. 1. Например, клапаны 30 впрыска топлива могут быть выполнены с возможностью впрыскивать топливо во впускной канал 20.
[0024] EGR-канал 50 представляет собой канал для рециркуляции части выхлопного газа, выпускаемого из цилиндров 11, в цилиндры 11. В дальнейшем в этом документе, выхлопной газ, вводимый в цилиндры 11, называется "EGR-газом". EGR-канал 50 согласно этому варианту осуществления соединяет середину прохода впускного канала 20 и середину прохода выпускного канала 21 между собой. EGR-клапан 51 размещается в EGR-канале 50. EGR-клапан 51 открывается и закрывается в ответ на инструкцию из устройства 100 управления, так что регулируется объем EGR-газа.
[0025] Нагнетатель 60 представляет собой устройство, которое сжимает воздух, который всасывается в двигатель 5 внутреннего сгорания. Нагнетатель 60 согласно этому варианту осуществления содержит турбину 61, которая размещается в выпускном канале 21, и компрессор 62, который размещается во впускном канале 20. Турбина 61 и компрессор 62 соединяются между собой посредством соединительного элемента. В случае, если турбина 61 вращается в ответ на силу из выхлопного газа, который проходит через выпускной канал 21, компрессор 62, который соединяется с турбиной 61, также вращается. Воздух во впускном канале 20 сжимается в результате вращения компрессора 62. Затем воздух, который протекает в цилиндры 11, нагнетается. Промежуточный охладитель 70 размещается на стороне впускного канала 20 дальше ниже относительно компрессора 62 и дальше выше относительно дросселя 22. Хладагент вводится в промежуточный охладитель 70. Промежуточный охладитель 70 охлаждает воздух во впускном канале 20 посредством использования хладагента, который вводится в промежуточный охладитель 70. Расход хладагента, который вводится в промежуточный охладитель 70, управляется посредством устройства 100 управления.
[0026] На фиг. 1, датчик 80 расхода воздуха, температурный датчик 81, A/F-датчик 82 и датчик 83 давления в цилиндрах проиллюстрированы в качестве примеров различных датчиков. Датчик 80 расхода воздуха размещается на стороне впускного канала 20 дальше выше относительно компрессора 62. Датчик 80 расхода воздуха определяет объем воздуха (г/с) во впускном канале 20 и передает результат определения в устройство 100 управления. Устройство 100 управления получает объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, на основе результата определения из датчика 80 расхода воздуха. Температурный датчик 81 размещается на участке впускного канала 20 дальше на стороне нисходящего направления от дросселя 22. Температурный датчик 81 определяет температуру воздуха во впускном канале 20 и передает результат определения в устройство 100 управления. A/F-датчик 82 размещается на участке выпускного канала 21 дальше на стороне нисходящего направления от турбины 61. A/F-датчик 82 определяет состав смеси "воздух-топливо" (A/F) выхлопного газа в выпускном канале 21 и передает результат определения в устройство 100 управления. Датчик 83 давления в цилиндрах размещается в основном корпусе 10 двигателя. Датчик 83 давления в цилиндрах определяет давление в цилиндрах, которое представляет собой давление в цилиндре 11, и передает результат определения в устройство 100 управления. Двигатель 5 внутреннего сгорания содержит различные другие датчики, к примеру, датчик позиции коленчатого вала, в дополнение к этим датчикам.
[0027] Устройство 100 управления представляет собой устройство, которое управляет двигателем 5 внутреннего сгорания. В этом варианте осуществления, электронный модуль управления, который содержит центральный процессор (CPU) 101, постоянное запоминающее устройство (ROM) 102 и оперативное запоминающее устройство 103 (RAM), используется в качестве примера устройства 100 управления. CPU 101 представляет собой устройство, которое выполняет обработку управления, обработку вычисления и т.п. ROM 102 и RAM 103 представляют собой устройства, имеющие функцию модуля хранения для сохранения информации, требуемой для работы CPU 101. Каждый из этапов на каждой из блок-схем последовательности операций способа (дифференциальное ограничение) выполняется посредством CPU 101.
[0028] Устройство 100 управления управляет клапанами 30 впрыска топлива таким образом, чтобы выполнять основной впрыск. Помимо этого, устройство 100 управления управляет клапанами 30 впрыска топлива таким образом, чтобы выполнять предварительный впрыск для впрыска топлива до основного впрыска. Другими словами, предварительный впрыск представляет собой впрыск топлива, который выполняется до основного впрыска. Когда предварительный впрыск выполняется, быстрое повышение давления сгорания и температуры сгорания может подавляться в ходе основного впрыска. Помимо этого, устройство 100 управления получает концентрацию кислорода в цилиндрах, которая представляет собой концентрацию кислорода в цилиндрах 11, получает температуру в цилиндрах, которая представляет собой температуру в цилиндрах 11, получает целевую температуру в цилиндрах, которая представляет собой целевую температуру в цилиндрах для основного впрыска, на основе концентрации кислорода в цилиндрах и выполняет управление концентрацией кислорода в цилиндрах для управления концентрацией кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска на основе разности между целевой температурой в цилиндрах и температурой в цилиндрах. Далее приводятся подробности управления концентрацией кислорода в цилиндрах, и они описываются ниже со ссылкой на блок-схему последовательности операций способа.
[0029] Фиг. 2 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах посредством устройства 100 управления. Устройство 100 управления выполняет блок-схему последовательности операций способа на фиг. 2 в ходе выполнения предварительного впрыска (более конкретно, непосредственно перед выполнением предварительного впрыска). Устройство 100 управления многократно выполняет блок-схему последовательности операций способа на фиг. 2 с предварительно определенным циклом. Устройство 100 управления сначала получает цетановое число (CN) топлива двигателя 5 внутреннего сгорания (этап S10). В данном документе, удельная плотность и цетановое число топлива имеют тенденцию быть обратно пропорциональными друг другу, и за счет этого цетановое число может получаться на основе удельной плотности топлива. На этапе S10 устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления получает цетановое число на основе удельной плотности топлива. В этом случае, двигатель 5 внутреннего сгорания содержит датчик удельной плотности (не проиллюстрирован), который определяет удельную плотность топлива в топливном баке 42. Карта, ассоциирующая удельную плотность и цетановое число топлива друг с другом, сохраняется в модуле хранения. На этапе S10 устройство 100 управления получает цетановое число посредством получения из карты цетанового числа, которое соответствует удельной плотности топлива, которая определяется посредством датчика удельной плотности. Конкретный способ, посредством которого устройство 100 управления получает цетановое число, не ограничен этим, и могут использоваться известные технологии.
[0030] Затем устройство 100 управления определяет то, равно или меньше либо нет цетановое число, которое получается на этапе S10, предварительно определенного значения (этап S20). В этом варианте осуществления, значение, при котором пропуск зажигания возникает в двигателе 5 внутреннего сгорания в случае, если цетановое число равно или меньше этого предварительно определенного значения, и управление концентрацией кислорода в цилиндрах согласно этому варианту осуществления не выполняется, используется в качестве предварительно определенного значения. В этом варианте осуществления, 48 используется в качестве примера предварительно определенного значения. Конкретное значение предварительно определенного значения не ограничено этим. Предварительно определенное значение сохраняется в модуле хранения. На этапе S20, устройство 100 управления определяет то, равно или меньше либо нет цетановое число, которое получается на этапе S10, предварительно определенного значения, которое сохраняется в модуле хранения.
[0031] В случае отрицательного определения ("Нет") на этапе S20, устройство 100 управления завершает выполнение блок-схемы последовательности операций способа. В этом случае, устройство 100 управления управляет открытием дросселя 22 до предварительно определенного открытия (в дальнейшем в этом документе, это предварительно определенное открытие называется "нормальным значением" в некоторых случаях). В случае положительного определения ("Да") на этапе S20, устройство 100 управления получает состояние двигателя 5 внутреннего сгорания (этап S30). Состояние двигателя 5 внутреннего сгорания означает состояние двигателя 5 внутреннего сгорания, которое требуется для вычисления концентрации кислорода в цилиндрах на этапе S40 (описан ниже). На этапе S30, устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления получает объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, и объем камеры сгорания при регулировании впрыска топлива в качестве состояний двигателя 5 внутреннего сгорания. Устройство 100 управления получает объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, на основе результата определения из датчика 80 расхода воздуха. Устройство 100 управления получает объем камеры сгорания (пространство, которое окружено посредством поршня, блока цилиндров и головки блока цилиндров) при регулировании впрыска топлива на основе позиции поршня при регулировании впрыска топлива. Устройство 100 управления получает позицию поршня на основе угла поворота коленчатого вала, который определяется посредством датчика позиции коленчатого вала.
[0032] Затем устройство 100 управления получает концентрацию кислорода в цилиндрах, которая представляет собой концентрацию кислорода в цилиндрах 11 (этап S40). Устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления получает мольную концентрацию (моль/куб. см) кислорода в цилиндрах 11 в качестве концентрации кислорода в цилиндрах. В частности, устройство 100 управления получает мольную концентрацию кислорода в цилиндрах 11 на основе объема воздуха, протекающего в цилиндры 11, и объема камеры сгорания при регулировании впрыска топлива. Более конкретно, устройство 100 управления получает мольную концентрацию кислорода в цилиндрах 11 в соответствии со следующим уравнением (1) и посредством использования объема воздуха, протекающего в цилиндры 11, и объема камеры сгорания при регулировании впрыска топлива, полученном на этапе S30.
Мольная концентрация кислорода в цилиндрах 11=(объем воздуха, протекающего в цилиндры 11 * 0,23)÷(32 * объем камеры сгорания при регулировании впрыска топлива)... (1)
[0033] Конкретный способ, посредством которого получается концентрация кислорода в цилиндрах, не ограничен этим. Например, устройство 100 управления может получать концентрацию кислорода в цилиндрах посредством использования карты, из которой может извлекаться концентрация кислорода в цилиндрах. Помимо этого, в случае, если двигатель 5 внутреннего сгорания содержит датчик, который допускает непосредственное определение концентрации кислорода в цилиндрах, устройство 100 управления может получать концентрацию кислорода в цилиндрах на основе результата определения из этого датчика.
[0034] Затем устройство 100 управления получает целевую температуру в цилиндрах (этап S50) на основе концентрации кислорода в цилиндрах, которая получается на этапе S40. Этап S50 описывается со ссылкой на фиг. 3(a) и 3(b). Фиг. 3(a) является принципиальной схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между цетановым числом, индексом, который показывает состояние сгорания двигателя 5 внутреннего сгорания (в дальнейшем в этом документе называется "индексом состояния сгорания" в некоторых случаях), и температурой в цилиндрах в ходе основного впрыска. Вертикальная ось на фиг. 3(a) представляет индекс состояния сгорания. В частности, вертикальная ось представляет объем углеводорода (HC) в выхлопном газе или степень задержки зажигания в качестве примера индекса состояния сгорания. Горизонтальная ось на фиг. 3(a) представляет температуру в цилиндрах в ходе основного впрыска.
[0035] На фиг. 3(a) проиллюстрированы кривая, которая показывает индекс состояния сгорания для случая, в котором используется топливо, имеющее цетановое число (CN) в 40, кривая, которая показывает индекс состояния сгорания для случая, в котором используется топливо, имеющее цетановое число 50, и кривая, которая показывает индекс состояния сгорания для случая, в котором используется топливо, имеющее цетановое число 80. Цетановое число является индексом, который показывает воспламеняемость. Чем выше значение, тем проще происходит зажигание. Чем ниже значение, тем выше вероятность задержки зажигания. Когда возникает задержка зажигания, HC-объем увеличивается. На фиг. 3(a), значение по вертикальной оси снижается, для каждой из трех кривых, к правой стороне на горизонтальной оси. Значения по вертикальной оси трех кривых сходятся к предварительно определенному значению, когда температура в цилиндрах в ходе основного впрыска составляет T(°C).
[0036] Как очевидно из фиг. 3(a), задержка зажигания с меньшей вероятностью может возникать, и HC-объем снижается по мере того, как возрастает температура в цилиндрах в ходе основного впрыска. Как очевидно из фиг. 3(a), присутствует температура в цилиндрах в ходе основного впрыска (T°C), при которой индекс состояния сгорания является постоянным (в частности, задержка зажигания является постоянной, и HC-объем также является постоянным) независимо от значения цетанового числа.
[0037] На этапе S50 на фиг. 2, устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления получает температуру в цилиндрах в ходе основного впрыска (T°C), при которой индекс состояния сгорания является постоянным независимо от значения цетанового числа, в качестве целевой температуры в цилиндрах. В настоящей заявке, "постоянный" включает в себя не только постоянный в строгом смысле слова со значением, вообще не изменяющимся, но также включает в себя нахождение в пределах постоянного диапазона (т.е. флуктуацию в пределах предварительно определенного диапазона). В частности, устройство 100 управления получает целевую температуру в цилиндрах на основе концентрации кислорода в цилиндрах, которая получается на этапе S40. Фиг. 3(b) является схемой, визуализирующей карту, которая используется, когда целевая температура в цилиндрах получается на основе концентрации кислорода в цилиндрах. Сплошная линия, проиллюстрированная на фиг. 3(b) (в дальнейшем в этом документе называется "опорной линией"), представляет температуру в цилиндрах в ходе основного впрыска, при которой HC-объем является постоянным (в том числе и в случае нахождения в пределах постоянного диапазона) независимо от значения цетанового числа. Фиг. 3(b) является картой, на которой целевая температура в цилиндрах задается в ассоциации с концентрацией кислорода в цилиндрах, так что полученная целевая температура в цилиндрах снижается по мере того, как возрастает концентрация кислорода в цилиндрах. Карта по фиг. 3(b) получается заранее посредством эксперимента, моделирования и т.п. и сохраняется в модуле хранения.
[0038] На этапе S50, устройство 100 управления получает целевую температуру в цилиндрах посредством извлечения целевой температуры в цилиндрах, соответствующей концентрации кислорода в цилиндрах, которая получается на этапе S40, из карты в модуле хранения. Например, устройство 100 управления получает T(°C) в качестве целевой температуры в цилиндрах в случае, если концентрация кислорода в цилиндрах, которая получается на этапе S40, составляет D (моль/куб. см). Целевая температура в цилиндрах, которая получается таким способом, представляет собой температуру в цилиндрах в ходе основного впрыска (T°C), при которой индекс состояния сгорания (HC в этом варианте осуществления) является постоянным независимо от значения цетанового числа. Карта, которая используется на этапе S50, не ограничена фиг. 3(b). Например, температура в цилиндрах в ходе основного впрыска, при которой степень задержки зажигания является постоянной (в том числе и в случае нахождения в пределах постоянного диапазона) независимо от цетанового числа, также может использоваться в качестве опорной линии, которая проиллюстрирована на фиг. 3(b).
[0039] На этапе S50, устройство 100 управления также может использовать температуру верхней мертвой точки (TDC) в ходе основного впрыска, при которой индекс состояния сгорания является постоянным независимо от цетанового числа (в дальнейшем в этом документе называется "целевой TDC-температурой), в качестве целевой температуры в цилиндрах. Помимо этого, устройство 100 управления также может получать целевую TDC-температуру не на основе концентрации кислорода в цилиндрах, а на основе A/F, объема воздуха (Ga) или объема кислорода в цилиндрах. Фиг. 3(c) является схемой, визуализирующей карту, которая используется, когда целевая TDC-температура получается на основе A/F, объема воздуха (Ga) или объема кислорода в цилиндрах. Сплошная линия (опорная линия), которая проиллюстрирована на фиг. 3(c), представляет целевую TDC-температуру в ходе основного впрыска, при которой степень задержки зажигания или распределение зажигания является постоянной (в том числе и в случае нахождения в пределах постоянного диапазона) независимо от цетанового числа. В этом случае, устройство 100 управления получает A/F, объем воздуха (Ga) или объем кислорода в цилиндрах на этапе S40 на фиг. 2 и получает целевую TDC-температуру, соответствующую значению, которое получается на этапе S40 из карты по фиг. 3(c), на этапе S50. На этапе S50, устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления не использует карту по фиг. 3(c). Вместо этого, целевая температура в цилиндрах получается посредством использования карты по фиг. 3(b), описанной выше.
[0040] Ссылаясь на фиг. 2, устройство 100 управления получает температуру в цилиндрах после этапа S50 и определяет (этап S60) то, ниже или нет полученная температура в цилиндрах целевой температуры в цилиндрах, которая получается на этапе S50. В нижеприведенном описании, температура в цилиндрах, которая получается на этапе S60, называется "фактической температурой в цилиндрах". Эта фактическая температура в цилиндрах представляет собой температуру в цилиндрах в данный момент времени. Конкретный способ, посредством которого фактическая температура в цилиндрах получается посредством устройства 100 управления, не ограничен конкретным образом, и могут использоваться известные технологии. В качестве примера, устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления оценивает фактическую температуру в цилиндрах на основе индекса, который имеет корреляцию с фактической температурой в цилиндрах. Устройство 100 управления использует температуру воздуха во впускном канале 20 (температуру воздуха) и нагрузку двигателя 5 внутреннего сгорания в качестве примеров индекса. Чем выше температура воздуха, тем выше фактическая температура в цилиндрах. Чем выше нагрузка, тем выше фактическая температура в цилиндрах. В этом случае, карта, на которой фактическая температура в цилиндрах задается в ассоциации с температурой воздуха или нагрузкой (число оборотов используется в качестве примера нагрузки в этом варианте осуществления), сохраняется в модуле хранения устройства 100 управления. Устройство 100 управления получает температуру воздуха во впускном канале 20 на основе результата определения из температурного датчика 81 и получает число оборотов (об/мин) двигателя 5 внутреннего сгорания на основе результата определения из датчика позиции коленчатого вала. Устройство 100 управления извлекает фактическую температуру в цилиндрах из карты в модуле хранения и на основе полученной температуры воздуха и числа оборотов и получает извлеченную фактическую температуру в цилиндрах в качестве фактической температуры в цилиндрах для этапа S60.
[0041] Способ, посредством которого фактическая температура в цилиндрах получается посредством устройства 100 управления, не ограничен способом, описанным выше. В качестве другого примера, устройство 100 управления также может оценивать фактическую температуру в цилиндрах на основе давления в цилиндрах, которое определяется посредством датчика 83 давления в цилиндрах, поскольку давление в цилиндрах и фактическая температура в цилиндрах имеют корреляцию. В случае, если двигатель 5 внутреннего сгорания содержит температурный датчик, который допускает прямое определение фактической температуры в цилиндрах, устройство 100 управления также может получать фактическую температуру в цилиндрах на основе результата определения из температурного датчика.
[0042] В случае отрицательного определения на этапе S60, устройство 100 управления завершает выполнение блок-схемы последовательности операций способа. В этом случае, устройство 100 управления управляет открытием дросселя 22 до нормального значения. В случае положительного определения на этапе S60, устройство 100 управления увеличивает концентрацию кислорода в цилиндрах (этап S70). В частности, устройство 100 управления управляет открытием дросселя 22 таким образом, что объем воздуха, всасываемого в цилиндры 11, увеличивается. Более конкретно, устройство 100 управления снижает величину открытия дросселя для дросселя 22 посредством управления открытием дросселя 22 таким образом, что оно превышает нормальное значение, и увеличивает объем воздуха, всасываемого в цилиндры 11. По мере того, как возрастает объем воздуха, возрастает концентрация кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска. По мере того, как возрастает концентрация кислорода в цилиндрах, сгорание в цилиндрах 11 становится активным, и повышается фактическая температура в цилиндрах. Затем разность между целевой температурой в цилиндрах и фактической температурой в цилиндрах в ходе основного впрыска может снижаться. Другими словами, этап S70 соответствует управлению концентрацией кислорода в цилиндрах для управления концентрацией кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска таким образом, что снижается разность между целевой температурой в цилиндрах и фактической температурой в цилиндрах в ходе основного впрыска. Затем устройство 100 управления завершает выполнение блок-схемы последовательности операций способа.
[0043] CPU 101 устройства 100 управления, который получает концентрацию кислорода в цилиндрах на этапе S40, соответствует модулю получения концентрации кислорода в цилиндрах, который получает концентрацию кислорода в цилиндрах. CPU 101 устройства 100 управления, который получает целевую температуру в цилиндрах на этапе S50, соответствует модулю получения целевой температуры в цилиндрах. CPU 101 устройства 100 управления, который получает фактическую температуру в цилиндрах на этапе S60, соответствует модулю получения температуры в цилиндрах, который получает температуру в цилиндрах. CPU 101 устройства 100 управления, который выполняет управление концентрацией кислорода в цилиндрах на этапе S70, соответствует модулю управления концентрацией кислорода в цилиндрах. В частности, CPU 101 устройства 100 управления, который выполняет этап S70, соответствует модулю управления концентрацией кислорода в цилиндрах, который обеспечивает возможность концентрации кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска быть более высокой в случае, если температура в цилиндрах, которая получается посредством модуля получения температуры в цилиндрах, превышается посредством целевой температуры в цилиндрах в ходе основного впрыска, которая вычисляется посредством целевого модуля вычисления температуры в цилиндрах, чем в случае, если температура в цилиндрах равна или превышает целевую температуру в цилиндрах. Помимо этого, CPU 101 устройства 100 управления, который выполняет этап S70, соответствует модулю управления концентрацией кислорода в цилиндрах, который увеличивает объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, при увеличении концентрации кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска.
[0044] Согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления, выполнение управления концентрацией кислорода в цилиндрах обеспечивает возможность снижения разности между целевой температурой в цилиндрах и температурой в цилиндрах (фактической температурой в цилиндрах) в ходе основного впрыска, так что температура в цилиндрах может становиться ближе к целевой температуре в цилиндрах в ходе основного впрыска. Таким образом, ухудшение характеристик состояния сгорания двигателя 5 внутреннего сгорания может подавляться даже в случае, если используется топливо, имеющее низкое цетановое число, в качестве топлива двигателя 5 внутреннего сгорания. В частности, согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления, HC двигателя 5 внутреннего сгорания может быть постоянным. Помимо этого, также может подавляться возникновение пропуска зажигания и ухудшения общей характеристики управляемости.
[0045] Как описано со ссылкой на фиг. 3(b), карта, которая используется в ходе получения целевой температуры в цилиндрах согласно этому варианту осуществления, является картой, на которой концентрация кислорода в цилиндрах и целевая температура задаются в ассоциации друг с другом, так что полученная целевая температура в цилиндрах снижается по мере того, как возрастает концентрация кислорода в цилиндрах. Поскольку устройство 100 управления получает целевую температуру в цилиндрах посредством использования этой карты, устройство 100 управления может снижать значение полученной целевой температуры в цилиндрах по мере того, как возрастает концентрация кислорода в цилиндрах. Другими словами, модуль получения целевой температуры в цилиндрах устройства 100 управления снижает значение полученной целевой температуры в цилиндрах по мере того, как возрастает концентрация кислорода в цилиндрах, которая получается посредством модуля получения концентрации кислорода в цилиндрах. В данном документе, количество тепла, сформированное посредством сгорания в цилиндрах 11, увеличивается по мере того, как возрастает концентрация кислорода в цилиндрах, и в силу этого температура в цилиндрах также повышается. Соответственно, целевая температура в цилиндрах может снижаться по мере того, как возрастает концентрация кислорода в цилиндрах. Соответственно, согласно этой конфигурации, может получаться надлежащая целевая температура в цилиндрах в соответствии с концентрацией кислорода в цилиндрах. Как результат, управление концентрацией кислорода в цилиндрах может быть надлежащим образом выполнено в соответствии с концентрацией кислорода в цилиндрах. Таким образом, может эффективно подавляться ухудшение характеристик состояния сгорания двигателя 5 внутреннего сгорания.
[0046] Устройство 100 управления выполняет управление концентрацией кислорода в цилиндрах (этап S70) в случае, если цетановое число равно или меньше предварительно определенного значения (в случае положительного определения на этапе S20). Согласно этой конфигурации, управление концентрацией кислорода в цилиндрах может выполняться в случае, если фактически используется топливо, имеющее низкое цетановое число, которое с большой вероятностью вызывает ухудшение характеристик состояния сгорания двигателя 5 внутреннего сгорания.
[0047] Фактическая температура в цилиндрах также может повышаться посредством увеличения объема предварительного впрыска. Как результат, фактическая температура в цилиндрах может становиться ближе к целевой температуре в цилиндрах. Соответственно, устройство 100 управления может повышать фактическую температуру в цилиндрах, например, посредством увеличения объема предварительного впрыска (объема впрыска топлива в ходе предварительного впрыска) вместо повышения концентрации кислорода в цилиндрах посредством управления дросселем на этапе S70. Тем не менее, считается, что предоставление возможности фактической температуре в цилиндрах становиться ближе к целевой температуре в цилиндрах посредством управления концентрацией кислорода в цилиндрах является наиболее эффективным, поскольку считается, что концентрация кислорода в цилиндрах имеет наибольшее влияние на сгорание топлива в цилиндрах. Помимо этого, управление дросселем 22 считается наиболее эффективным при управлении концентрацией кислорода в цилиндрах. Соответственно, более предпочтительно управлять дросселем 22 на этапе S70 аналогично этому варианту осуществления, чем управлять объемом предварительного впрыска, тем, что фактическая температура в цилиндрах может эффективнее становиться ближе к целевой температуре в цилиндрах.
[0048] Альтернативно, устройство 100 управления также может управлять дросселем 22, объемом предварительного впрыска и регулированием предварительного впрыска всесторонне при подавлении ухудшения характеристик состояния сгорания двигателя 5 внутреннего сгорания в случае, если используется топливо, имеющее низкое цетановое число. Ниже приводится описание управления посредством устройства 100 управления в этом случае. Фиг. 4(a) является функциональной блок-схемой устройства 100 управления для случая, в котором устройство 100 управления управляет дросселем 22, объемом предварительного впрыска и регулированием предварительного впрыска. Устройство 100 управления получает состояние двигателя 5 внутреннего сгорания, состояние среды, в которой двигатель используется внутреннего сгорания, и цетановое число в качестве входной информации (ввода).
[0049] Устройство 100 управления выполняет управление с прямой связью (F/F-управление) на основе полученной входной информации. В частности, устройство 100 управления получает целевую температуру (Ttrg) в цилиндрах в ходе основного впрыска на основе состояния двигателя 5 внутреннего сгорания и состояния окружающей среды. Помимо этого, устройство 100 управления получает целевое количество (ΔQtrg) предварительного теплообразования на основе целевой температуры в цилиндрах. Помимо этого, устройство 100 управления получает количество (ΔQpl) предварительного теплообразования, которое является количеством теплообразования в ходе выполнения предварительного впрыска, при этом топливо имеет цетановое число, полученное в качестве входной информации. Затем устройство 100 управления управляет дросселем 22, объемом предварительного впрыска и регулированием предварительного впрыска (временем, когда выполняется предварительный впрыск) в качестве выводов (выводов), так что количество (ΔQpl) предварительного теплообразования становится равным целевому количеству (ΔQtrg) предварительного теплообразования.
[0050] Ниже приводится подробное описание F/F-управления и выводов. Во-первых, технология для вычисления целевой температуры (Ttrg) в цилиндрах во время F/F-управления является идентичной технологии, которая описывается со ссылкой на фиг. 3(b) и на этапе S50 на фиг. 2. Ниже приводится технология для вычисления целевого количества (ΔQtrg) предварительного теплообразования. Фиг. 4(b) и 4(c) являются схемами для показа технологии для вычисления целевого количества (ΔQtrg) предварительного теплообразования. В частности, фиг. 4(b) схематично иллюстрирует зависимое от времени изменение температуры в цилиндрах, и фиг. 4(c) является схемой, визуализирующей карту, которая используется в ходе вычисления целевого количества (ΔQtrg) предварительного теплообразования. Время, когда угол поворота коленчатого вала составляет CA1 на фиг. 4(b), является временем, когда выполняется основной впрыск. Кривая 200, которая проиллюстрирована посредством пунктирной линии на фиг. 4(b), представляет температуру в цилиндрах для случая, в котором сгорание фактически выполняется в ходе основного впрыска. Кривая 201, которая проиллюстрирована посредством сплошной линии на фиг. 4(b), представляет температуру в цилиндрах для случая, в котором пропуск зажигания возникает в ходе основного впрыска, так что вызывается невыполнение сгорания. Температура в цилиндрах для времени после угла CA1 поворота коленчатого вала на кривой 201 на фиг. 4(b) имеет значение, которое получается посредством вычисления.
[0051] Ссылаясь на фиг. 4(b), температура в цилиндрах должна повышаться на ΔT(K), который является разностью между кривой 200 и кривой 201 в ходе основного впрыска (CA1), в ходе основного впрыска, чтобы подавлять возникновение пропуска зажигания в случае, если используется топливо, имеющее низкое цетановое число. Как проиллюстрировано на фиг. 4(c), устройство 100 управления вычисляет значение, полученное посредством умножения m (г), который является суммой массы воздуха и массы топлива, на значение ΔT(K) (т.е. mΔT). Затем устройство 100 управления извлекает целевое количество ΔQtrg предварительного теплообразования, соответствующее вычисленному mΔT, из карты на фиг. 4(c). Если количество предварительного теплообразования может увеличиваться посредством извлеченного целевого количества ΔQtrg предварительного теплообразования, температура в цилиндрах может повышаться на ΔT из кривой 201, на которой возникает пропуск зажигания, как проиллюстрировано на фиг. 4(b), и температура в цилиндрах может иметь форму кривой 200.
[0052] Устройство 100 управления управляет, в качестве выводов, дросселем 22, объемом предварительного впрыска и регулированием предварительного впрыска таким образом, что количество (ΔQpl) предварительного теплообразования становится целевым количеством (ΔQtrg) предварительного теплообразования, которое извлекается из карты по фиг. 4(c). Даже в случае, если дроссель 22, объем предварительного впрыска и регулирование предварительного впрыска управляются, как описано выше, может подавляться возникновение пропуска зажигания двигателя 5 внутреннего сгорания в случае использования топлива, имеющего низкое цетановое число. Другими словами, ухудшение характеристик состояния сгорания двигателя 5 внутреннего сгорания может подавляться даже в случае, если используется топливо, имеющее низкое цетановое число. Управление концентрацией кислорода в цилиндрах на основе управления дросселем 22 согласно этому варианту осуществления, которое описано со ссылкой на фиг. 1-3, также может выполняться в комбинации с управлением дросселем 22 при управлении, которое описано со ссылкой на фиг. 4(a). В частности, управление концентрацией кислорода в цилиндрах на основе управления дросселем 22, связанного с этапом S70 на фиг. 2, например, может выполняться при управлении дросселем 22 в качестве одного из выводов согласно фиг. 4(a).
[0053] ПЕРВЫЙ ПРИМЕР МОДИФИКАЦИИ
В дальнейшем в этом документе описывается устройство 100 управления для двигателя внутреннего сгорания согласно первому примеру модификации первого варианта осуществления. Устройство 100 управления согласно этому примеру модификации отличается от устройства 100 управления согласно первому варианту осуществления тем, что блок-схема последовательности операций способа на фиг. 5, которая должна описываться ниже, выполняется вместо блок-схемы последовательности операций способа на фиг. 2. Остальная конфигурация устройства 100 управления согласно этому примеру модификации является идентичной конфигурации устройства 100 управления согласно первому варианту осуществления. Фиг. 5 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах посредством устройства 100 управления согласно этому примеру модификации. Блок-схема последовательности операций способа на фиг. 5 отличается от блок-схемы последовательности операций способа на фиг. 2 согласно первому варианту осуществления тем, что этап S50a предоставляется вместо этапа S50. На этапе S50a, устройство 100 управления (в частности, модуль получения целевой температуры в цилиндрах устройства 100 управления) получает целевую температуру в цилиндрах в соответствии с цетановым числом. В частности, на этапе S50a, устройство 100 управления получает целевую температуру в цилиндрах, при которой состояние сгорания двигателя 5 внутреннего сгорания в ходе основного впрыска является постоянным, на основе концентрации кислорода в цилиндрах, которая получается на этапе S40, и цетанового числа, которое получается на этапе S10.
1
2
3
[0054] Ниже подробно описывается этап S50a. Фиг. 6(a) является принципиальной схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между цетановым числом, индексом, который показывает состояние сгорания двигателя 5 внутреннего сгорания (индексом состояния сгорания), и температурой в цилиндрах в ходе основного впрыска. На фиг. 6(a) проиллюстрированы кривая, которая показывает индекс состояния сгорания (HC-объем или степень задержки зажигания) для случая, в котором используется топливо, имеющее цетановое число (CN) в 80, кривая, которая показывает индекс состояния сгорания для случая, в котором используется топливо, имеющее цетановое число в 40, кривая, которая показывает индекс состояния сгорания для случая, в котором используется топливо, имеющее цетановое число в 30, и кривая, которая показывает индекс состояния сгорания для случая, в котором используется топливо, имеющее цетановое число в 20. Кривые, показывающие цетановые числа в 40 и 80, объединяются между собой в момент, когда температура в цилиндрах составляет T. Кривая, показывающая цетановое число в 30, объединяется с кривыми, показывающими цетановые числа в 40 и 80, в момент, когда температура в цилиндрах составляет T. Кривая, показывающая цетановое число в 20, объединяется с другими кривыми в момент, когда температура в цилиндрах составляет T.
1
[0055] Как очевидно из фиг. 6(a), температура в цилиндрах в ходе основного впрыска, при которой индекс состояния сгорания может быть постоянным, находится на стороне температуры выше T в случае, если цетановое число является чрезвычайно низким (в частности, в случае, если цетановое число меньше 40). Соответственно, можно сказать, что предпочтительно увеличивать целевую температуру в цилиндрах по мере того, как снижается цетановое число топлива, даже в случае, если используется топливо, имеющее чрезвычайно низкое цетановое число, которое меньше 40, так что может эффективно подавляться ухудшение характеристик состояния сгорания.
[0056] На этапе S50a, устройство 100 управления увеличивает целевую температуру в цилиндрах по мере того, как снижается цетановое число. Фиг. 6(b) является схемой, визуализирующей карту, которая используется в ходе получения целевой температуры в цилиндрах согласно этому примеру модификации. На фиг. 6(b), в качестве примеров опорной линии проиллюстрированы опорная линия для случая, в котором цетановое число равно или превышает 40, опорная линия для случая, в котором цетановое число равно 30, и опорная линия для случая, в котором цетановое число равно 20. Эти опорные линии имеют более высокие позиции по мере того, как снижается значение цетанового числа. Другими словами, карта по фиг. 6(b) является картой, на которой целевая температура в цилиндрах задается в ассоциации с концентрацией кислорода в цилиндрах и цетановым числом, так что полученная целевая температура в цилиндрах снижается по мере того, как возрастает концентрация кислорода в цилиндрах, и полученная целевая температура в цилиндрах возрастает по мере того, как снижается цетановое число. Эта карта получается заранее посредством эксперимента, моделирования и т.п. и сохраняется в модуле хранения устройства 100 управления.
2
[0057] На этапе S50a, устройство 100 управления выбирает опорную линию, соответствующую цетановому числу (CN), которое получается на этапе S10, и получает, на выбранной опорной линии, целевую температуру в цилиндрах, соответствующую концентрации кислорода в цилиндрах, которая получается на этапе S40. Ниже приводится описание примера этого со ссылкой на фиг. 6(b). В случае, если цетановое число, которое получается на этапе S10, равно 30, и концентрация кислорода в цилиндрах, которая получается на этапе S40, составляет D (моль/куб. см), например, устройство 100 управления получает T(°C) в качестве целевой температуры в цилиндрах. Целевая температура в цилиндрах, которая получается таким способом, снижается по мере того, как возрастает концентрация кислорода в цилиндрах, и увеличивается по мере того, как снижается цетановое число. Затем устройство 100 управления выполняет этап S60 посредством использования целевой температуры в цилиндрах, которая получается на этапе S50a. В случае, если карта по фиг. 6(b) не имеет опорной линии, непосредственно соответствующей цетановому числу, которое получается на этапе S10, устройство 100 управления может выбирать опорную линию, имеющую значение, которое является ближайшим к цетановому числу, полученному на этапе S10. Альтернативно, устройство 100 управления может использовать опорную линию интерполированного значения.
[0058] Согласно устройству 100 управления этого примера модификации, следующие преимущества могут обеспечиваться в дополнение к преимуществам первого варианта осуществления. В частности, воспламеняемость снижается по мере того, как снижается цетановое число, и в силу этого более высокая целевая температура в цилиндрах считается предпочтительнее. Согласно устройству 100 управления, полученная целевая температура в цилиндрах увеличивается по мере того, как снижается цетановое число топлива на этапе S50a. Соответственно, может получаться надлежащая целевая температура в цилиндрах в соответствии с цетановым числом. Соответственно, ухудшение характеристик состояния сгорания двигателя 5 внутреннего сгорания может эффективнее подавляться согласно устройству 100 управления.
[0059] ВТОРОЙ ПРИМЕР МОДИФИКАЦИИ
В дальнейшем в этом документе описывается устройство 100 управления для двигателя внутреннего сгорания согласно второму примеру модификации первого варианта осуществления. Устройство 100 управления согласно этому примеру модификации отличается от устройства 100 управления согласно первому варианту осуществления тем, что блок-схема последовательности операций способа на фиг. 7, которая должна описываться ниже, выполняется вместо блок-схемы последовательности операций способа на фиг. 2. Остальная конфигурация устройства 100 управления согласно этому примеру модификации является идентичной конфигурации устройства 100 управления согласно первому варианту осуществления. Фиг. 7 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах посредством устройства 100 управления согласно этому примеру модификации. Блок-схема последовательности операций способа на фиг. 7 отличается от блок-схемы последовательности операций способа на фиг. 2 согласно первому варианту осуществления тем, что этап S70a предоставляется вместо этапа S70.
[0060] На этапе S70a, устройство 100 управления (в частности, модуль управления концентрацией кислорода в цилиндрах устройства 100 управления) увеличивает концентрацию кислорода в воздухе, всасываемом в цилиндры 11, посредством уменьшения температуры воздуха, всасываемого в цилиндры 11 (в дальнейшем в этом документе называется "температурой на входе" в некоторых случаях), при увеличении концентрации кислорода в цилиндрах. Концентрация кислорода (в частности, мольная концентрация) в воздухе, всасываемом в цилиндры 11, увеличивается в случае, если температура на входе уменьшается, поскольку уменьшение температуры на входе приводит к повышению плотности воздуха, всасываемого в цилиндры 11, и оно, в свою очередь, вызывает повышение концентрации кислорода в воздухе.
[0061] В частности, устройство 100 управления увеличивает расход хладагента, который вводится в промежуточный охладитель 70 при уменьшении температуры на входе согласно этапу S70a. Более конкретно, устройство 100 управления увеличивает расход хладагента, который вводится в промежуточный охладитель 70, посредством увеличения числа оборотов насоса (не проиллюстрирован на фиг. 1), который вводит хладагент в промежуточный охладитель 70. По мере того, как возрастает расход хладагента для промежуточного охладителя 70, повышается впускная охлаждающая способность промежуточного охладителя 70, и за счет этого может уменьшаться температура на входе. Конкретная технология для выполнения этапа S70a не ограничена этим.
[0062] Управление концентрацией кислорода в цилиндрах (этап S70a) выполняется даже в устройстве 100 управления согласно этому примеру модификации, и за счет этого может снижаться разность между целевой температурой в цилиндрах и фактической температурой в цилиндрах в ходе основного впрыска. Соответственно, ухудшение характеристик состояния сгорания двигателя 5 внутреннего сгорания может подавляться даже в случае, если используется топливо, имеющее низкое цетановое число, в качестве топлива двигателя 5 внутреннего сгорания. Устройство 100 управления согласно первому примеру модификации первого варианта осуществления может выполнять этап S70a согласно этому примеру модификации.
[0063] ТРЕТИЙ ПРИМЕР МОДИФИКАЦИИ
В дальнейшем в этом документе описывается устройство 100 управления для двигателя внутреннего сгорания согласно третьему примеру модификации первого варианта осуществления. Устройство 100 управления согласно этому примеру модификации отличается от устройства 100 управления согласно первому варианту осуществления тем, что блок-схема последовательности операций способа на фиг. 8, которая должна описываться ниже, выполняется вместо блок-схемы последовательности операций способа на фиг. 2. Остальная конфигурация устройства 100 управления согласно этому примеру модификации является идентичной конфигурации устройства 100 управления согласно первому варианту осуществления. Фиг. 8 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах посредством устройства 100 управления согласно этому примеру модификации. Блок-схема последовательности операций способа на фиг. 8 отличается от блок-схемы последовательности операций способа на фиг. 2 согласно первому варианту осуществления тем, что этап S70b предоставляется вместо этапа S70.
[0064] Концентрация кислорода в цилиндрах имеет тенденцию увеличиваться по мере того, как позиция поршня становится ближе к верхней мертвой точке (TDC). Соответственно, концентрация кислорода в цилиндрах в ходе впрыска топлива может увеличиваться по мере того, как регулирование впрыска топлива представляет собой регулирование ближе к верхней мертвой точке. Устройство 100 управления (в частности, модуль управления концентрацией кислорода в цилиндрах устройства 100 управления) обеспечивает возможность регулированию предварительного впрыска становиться ближе к верхней мертвой точке, по сравнению с регулированием предварительного впрыска для случая отрицательного определения на этапе S20 или на этапе S60 (т.е. с регулированием предварительного впрыска для случая, в котором управление концентрацией кислорода в цилиндрах не выполняется, который называется "нормальным регулированием впрыска"), в ходе управления концентрацией кислорода в цилиндрах согласно этапу S70b.
[0065] В частности, устройство 100 управления использует регулирование, которое раньше верхней мертвой точки, в качестве нормального регулирования впрыска. На этапе S70b, устройство 100 управления выполняет предварительный впрыск в верхней мертвой точке. Более конкретно, на этапе S70b, устройство 100 управления получает угол поворота коленчатого вала (CA) на основе результата определения из датчика позиции коленчатого вала и управляет клапаном 30 впрыска топлива таким образом, что предварительный впрыск выполняется в случае, если полученный угол поворота коленчатого вала является верхней мертвой точкой. Конкретная технология для выполнения этапа S70b не ограничена этим.
[0066] Управление концентрацией кислорода в цилиндрах (этап S70b) выполняется даже в устройстве 100 управления согласно этому примеру модификации, и за счет этого может снижаться разность между целевой температурой в цилиндрах и фактической температурой в цилиндрах в ходе основного впрыска. Соответственно, ухудшение характеристик состояния сгорания двигателя 5 внутреннего сгорания может подавляться даже в случае, если используется топливо, имеющее низкое цетановое число, в качестве топлива двигателя 5 внутреннего сгорания. Устройство 100 управления согласно первому примеру модификации первого варианта осуществления может выполнять этап S70b согласно этому примеру модификации.
ВТОРОЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0067] В дальнейшем в этом документе описывается устройство 100 управления для двигателя внутреннего сгорания согласно второму варианту осуществления изобретения. Устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления (в частности, модуль управления концентрацией кислорода в цилиндрах устройства 100 управления) отличается от устройства 100 управления согласно первому варианту осуществления тем, что блок-схема последовательности операций способа на фиг. 9, которая должна описываться ниже, выполняется вместо этапа S70 на фиг. 2 согласно первому варианту осуществления. Остальная конфигурация устройства 100 управления согласно этому варианту осуществления является идентичной конфигурации устройства 100 управления согласно первому варианту осуществления. Фиг. 9 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для управления объемом воздуха посредством устройства 100 управления согласно этому варианту осуществления в ходе выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах. В случае положительного определения на этапе S60 на фиг. 2, устройство 100 управления выполняет этап S100 на фиг. 9. На этапе S100, устройство 100 управления определяет то, вводится или нет EGR-газ в цилиндры 11. В частности, на этапе S100, устройство 100 управления определяет то, является или нет EGR-клапан 51 открытым в силу того, что EGR-газ вводится в цилиндры 11, в случае, если EGR-клапан 51 является открытым.
[0068] В случае положительного определения на этапе S100, устройство 100 управления определяет то, равна или превышает либо нет величина открытия дросселя для дросселя 22 предварительно определенное значение (этап S110). Объем воздуха во впускном канале 20 снижается, и объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, также снижается по мере того, как возрастает величина открытия дросселя для дросселя 22. В этом варианте осуществления, величина открытия дросселя, при которой сторона впускного канала 20 дальше ниже относительно дросселя 22 имеет отрицательное давление в случае, если EGR-клапан 51 закрыт в состоянии, в котором величина открытия дросселя для дросселя 22 превышает предварительно определенное значение, используется в качестве предварительно определенного значения. Предварительно определенное значение получается заранее и сохраняется в модуле хранения. Предварительно определенное значение не ограничено значением, описанным выше. Величина открытия дросселя для дросселя 22 может получаться на основе открытия дросселя 22.
[0069] В случае положительного определения на этапе S110, устройство 100 управления увеличивает объем воздуха, протекающего в цилиндры 11 (этап S120), посредством снижения величины открытия дросселя для дросселя 22. В частности, на этапе S120, устройство 100 управления обеспечивает возможность величине открытия дросселя для дросселя 22 быть меньше величины открытия дросселя для случая отрицательного определения на этапе S20 на фиг. 2 или величины открытия дросселя для случая отрицательного определения на этапе S60 (в дальнейшем в этом документе, эта величина открытия дросселя называется "нормальной величиной открытия дросселя"). Концентрация кислорода в цилиндрах возрастает, когда выполняется этап S120. Затем снижается разность между целевой температурой в цилиндрах и фактической температурой в цилиндрах. Как результат, может подавляться ухудшение характеристик состояния сгорания двигателя 5 внутреннего сгорания.
[0070] Затем устройство 100 управления определяет то, меньше или нет объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, предварительно определенного опорного объема воздуха (этап S130). В этом варианте осуществления, объем воздуха, приводящий к пропуску зажигания, используется в качестве опорного объема воздуха. В этом случае, пропуск зажигания возникает в случае, если объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, меньше опорного объема воздуха. Опорный объем воздуха получается заранее и сохраняется в модуле хранения. Опорный объем воздуха не ограничен объемом воздуха, приводящим к пропуску зажигания.
[0071] В случае положительного определения на этапе S130, устройство 100 управления увеличивает объем воздуха, протекающего в цилиндры 11 (этап S140), посредством управления EGR-клапаном 51 таким образом, что он закрывается. Выполнение этапа S140 также вызывает увеличение концентрации кислорода в цилиндрах. Таким образом, снижается разность между целевой температурой в цилиндрах и фактической температурой в цилиндрах. Как результат, может подавляться ухудшение характеристик состояния сгорания двигателя 5 внутреннего сгорания. Затем устройство 100 управления завершает выполнение блок-схемы последовательности операций способа.
[0072] В случае отрицательного определения на этапе S100 (т.е. в случае, если EGR-клапан 51 закрыт), устройство 100 управления увеличивает объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, посредством снижения величины открытия дросселя для дросселя 22 (этап S150). Подробности этапа S150 являются аналогичными подробностям этапа S120, и в силу этого его описание опускается в данном документе. Затем устройство 100 управления завершает выполнение блок-схемы последовательности операций способа.
[0073] В случае отрицательного определения на этапе S110 (т.е. в случае, если величина открытия дросселя для дросселя 22 равна или меньше предварительно определенного значения), устройство 100 управления увеличивает объем воздуха, протекающего в цилиндры 11 (этап S160), посредством управления EGR-клапаном 51 таким образом, что он закрывается. Подробности этапа S160 являются аналогичными подробностям этапа S140, и в силу этого его описание опускается в данном документе. Затем устройство 100 управления определяет то, является или нет объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, недостаточным (этап S170). Подробности этапа S170 являются аналогичными подробностям этапа S130, и в силу этого его описание опускается в данном документе. В случае положительного определения на этапе S170, устройство 100 управления увеличивает объем воздуха, протекающего в цилиндры 11 (этап S180), посредством снижения величины открытия дросселя для дросселя 22. Подробности этапа S180 являются аналогичными подробностям этапа S120, и в силу этого его описание опускается в данном документе. Затем устройство 100 управления завершает выполнение блок-схемы последовательности операций способа. Устройство 100 управления завершает выполнение блок-схемы последовательности операций способа даже в случае отрицательного определения на этапе S170.
[0074] Согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления, описанного выше, концентрация кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска увеличивается посредством управления EGR-клапаном 51 таким образом, что он закрывается (этап S140) после того, как величина открытия дросселя снижается (после выполнения этапа S120) в случае, если EGR-клапан 51 является открытым (в случае положительного определения на этапе S100), и величина открытия дросселя для дросселя 22 превышает предварительно определенное значение (в случае положительного определения на этапе S110) в случае, если увеличивается концентрация кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска. В данном документе, сторона впускного канала 20 дальше ниже относительно дросселя 22 может иметь отрицательное давление в случае, если EGR-клапан 51 является открытым, величина открытия дросселя для дросселя 22 превышает предварительно определенное значение, и EGR-клапан 51 закрывается без снижения величины открытия дросселя для дросселя 22. Как результат, может возникать пропуск зажигания. Тем не менее, согласно устройству 100 управления, EGR-клапан 51 управляется таким образом, что он закрывается после того, как величина открытия дросселя снижается в случае, если EGR-клапан 51 является открытым, и величина открытия дросселя для дросселя 22 превышает предварительно определенное значение. Соответственно, может подавляться возникновение пропуска зажигания. Устройство 100 управления согласно первому примеру модификации первого варианта осуществления может выполнять управление увеличением концентрации кислорода в цилиндрах согласно этому варианту осуществления.
[0075] ПЕРВЫЙ ПРИМЕР МОДИФИКАЦИИ
В дальнейшем в этом документе описывается устройство 100 управления для двигателя внутреннего сгорания согласно первому примеру модификации второго варианта осуществления. Устройство 100 управления согласно этому примеру модификации отличается от устройства 100 управления согласно второму варианту осуществления тем, что блок-схема последовательности операций способа на фиг. 10, которая должна описываться ниже, выполняется вместо блок-схемы последовательности операций способа на фиг. 9. Остальная конфигурация устройства 100 управления согласно этому примеру модификации является идентичной конфигурации устройства 100 управления согласно второму варианту осуществления. Фиг. 10 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для управления объемом воздуха посредством устройства 100 управления согласно этому примеру модификации в ходе выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах. Блок-схема последовательности операций способа на фиг. 10 отличается от блок-схемы последовательности операций способа на фиг. 9, тем, что этап S110a предоставляется вместо этапа S110.
[0076] На этапе S110a, устройство 100 управления (в частности, модуль управления концентрацией кислорода в цилиндрах устройства 100 управления) определяет то, меньше или нет состав смеси "воздух-топливо" (A/F) выхлопного газа в выпускном канале 21 предварительно определенного значения. В этом примере модификации состав смеси "воздух-топливо", в котором сторона впускного канала 20 дальше ниже относительно дросселя 22 имеет отрицательное давление в случае, если EGR-клапан 51, закрыт в состоянии, в котором состав смеси "воздух-топливо" меньше предварительно определенного значения, используется в качестве предварительно определенного значения. Предварительно определенное значение получается заранее и сохраняется в модуле хранения. Предварительно определенное значение не ограничено значением, описанным выше. На этапе S110a, устройство 100 управления определяет то, меньше или нет состав смеси "воздух-топливо", полученный на основе результата определения из A/F-датчика 82, предварительно определенного значения, сохраненного в модуле хранения. Преимущества, аналогичные преимуществам второго варианта осуществления, могут получаться с помощью устройства 100 управления согласно этому примеру модификации.
ТРЕТИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0077] В дальнейшем в этом документе описывается устройство 100 управления для двигателя внутреннего сгорания согласно третьему варианту осуществления изобретения. Устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления (в частности, модуль управления концентрацией кислорода в цилиндрах устройства 100 управления) отличается от устройства 100 управления согласно первому варианту осуществления тем, что блок-схема последовательности операций способа на фиг. 11(a), которая должна описываться ниже, выполняется в ходе выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах согласно этапу S70 на фиг. 2 для первого варианта осуществления. Остальная конфигурация устройства 100 управления согласно этому варианту осуществления является идентичной конфигурации устройства 100 управления согласно первому варианту осуществления. Фиг. 11(a) является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для управления объемом воздуха посредством устройства 100 управления согласно этому варианту осуществления в ходе выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах. Устройство 100 управления выполняет этап S200 на фиг. 11(a) в случае положительного определения на этапе S60 на фиг. 2.
[0078] На этапе S200, устройство 100 управления получает первый целевой объем (Gatrg) воздуха в качестве целевого значения для объема воздуха, протекающего в цилиндры 11. В частности, устройство 100 управления использует объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, в случае выполнения этапа S70 на фиг. 2 в качестве первого целевого объема воздуха. Более конкретно, на этапе S200, устройство 100 управления задает, в качестве первого целевого объема воздуха, объем воздуха, имеющий значение, которое составляет предварительно определенный объем, больший объема воздуха, протекающего в цилиндры 11, в случае отрицательного определения на этапе S20 на фиг. 2 или в случае отрицательного определения на этапе S60.
[0079] Затем устройство 100 управления получает второй целевой объем (Gatrg1) воздуха, который имеет значение, превышающее значение первого целевого объема воздуха, в качестве целевого значения для объема воздуха, протекающего в цилиндры 11 (этап S210). В частности, устройство 100 управления получает, в качестве второго целевого объема воздуха, значение, полученное посредством умножения предварительно определенного коэффициента (C (>0)) на первый целевой объем воздуха, который получается на этапе S200. Затем устройство 100 управления управляет дросселем 22 (этап S220) таким образом, что объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, становится вторым целевым объемом воздуха, который получается на этапе S210. В частности, устройство 100 управления управляет дросселем 22 таким образом, что величина открытия дросселя для дросселя 22 становится равной первому значению, соответствующему второму целевому объему воздуха.
[0080] Затем устройство 100 управления определяет то, превышает или нет объем воздуха (Ga), который получается на основе результата определения из датчика 80 расхода воздуха, первый целевой объем воздуха (этап S230). Устройство 100 управления выполняет этап S210 в случае отрицательного определения на этапе S230. Другими словами, управление на этапе S220 выполняется до тех пор, пока фактический объем воздуха (Ga), который получается на основе результата определения из датчика 80 расхода воздуха, не превысит первый целевой объем воздуха. В случае положительного определения на этапе S230, устройство 100 управления управляет дросселем 22 (этап S240) таким образом, что объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, становится равным первому целевому объему воздуха. В частности, устройство 100 управления управляет величиной открытия дросселя для дросселя 22 таким образом, что она имеет второе значение (значение, превышающее первое значение), соответствующее первому целевому объему воздуха. Затем устройство 100 управления завершает выполнение блок-схемы последовательности операций способа.
[0081] Фиг. 11(b) является схемой, схематично иллюстрирующей зависимое от времени изменение объема воздуха, протекающего в цилиндры 11, в ходе выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах согласно этому варианту осуществления. Вертикальная ось на фиг. 11(b) представляет объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, а горизонтальная ось на фиг. 11(b) представляет время. Первый целевой объем (Gatrg) воздуха и второй целевой объем (Gatrg1) воздуха показаны на вертикальной оси. В случае выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах согласно этому варианту осуществления объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, сначала становится равным второму целевому объему воздуха, который превышает первый целевой объем воздуха, а затем сходится к первому целевому объему воздуха.
[0082] Преимущества устройства 100 управления согласно этому варианту осуществления могут обобщаться следующим образом. Во-первых, согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления, объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, может увеличиваться, поскольку этап S220 или этап S240 выполняется в ходе управления концентрацией кислорода в цилиндрах. Соответственно, может увеличиваться концентрация кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска. Как результат, ухудшение характеристик состояния сгорания двигателя 5 внутреннего сгорания может подавляться даже в случае, если используется топливо, имеющее низкое цетановое число, в качестве топлива двигателя 5 внутреннего сгорания.
[0083] Помимо этого, управление для увеличения объема воздуха посредством использования дросселя 22 требует времени между изменением открытия дросселя 22 и фактическим приростом величины воздуха, протекающего в цилиндры 11, и в силу этого надлежащая чувствительность не может быть обеспечена в некоторых случаях. Тем не менее, согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления, величина открытия дросселя для дросселя 22 снижается до первого значения, соответствующего второму целевому объему воздуха, сначала в ходе выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах (этап S220), а затем величина открытия дросселя управляется таким образом, что она имеет второе значение (величину открытия дросселя, соответствующую первому целевому объему воздуха), превышающее первое значение (этап S240). Таким образом, объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, сначала может увеличиваться таким образом, что он превышает первый целевой объем воздуха, а затем может управляться таким образом, что он становится равным первому целевому объему воздуха, как описано со ссылкой на фиг. 11(b). Как результат, может улучшаться чувствительность управления концентрацией кислорода в цилиндрах. Таким образом, может эффективно подавляться ухудшение характеристик состояния сгорания двигателя 5 внутреннего сгорания в случае, если используется топливо, имеющее низкое цетановое число, в качестве топлива двигателя 5 внутреннего сгорания.
[0084] Устройство 100 управления согласно первому примеру модификации первого варианта осуществления дополнительно может выполнять управление концентрацией кислорода в цилиндрах согласно этому варианту осуществления. Помимо этого, устройство 100 управления согласно второму варианту осуществления или устройство 100 управления согласно первому примеру модификации второго варианта осуществления дополнительно может выполнять управление концентрацией кислорода в цилиндрах согласно этому варианту осуществления. В случае, если устройство 100 управления согласно второму варианту осуществления или устройство 100 управления согласно первому примеру модификации второго варианта осуществления выполняет управление концентрацией кислорода в цилиндрах согласно этому варианту осуществления, управление на фиг. 11(a) выполняется, когда дроссель 22 управляется согласно этапу S120, этапу S150 или этапу S180.
[0085] ПЕРВЫЙ ПРИМЕР МОДИФИКАЦИИ
В дальнейшем в этом документе описывается устройство 100 управления для двигателя внутреннего сгорания согласно первому примеру модификации третьего варианта осуществления. Устройство 100 управления согласно этому примеру модификации отличается от устройства 100 управления согласно третьему варианту осуществления тем, что блок-схема последовательности операций способа на фиг. 12(a), которая должна описываться ниже, выполняется вместо блок-схемы последовательности операций способа на фиг. 11(a). Остальная конфигурация устройства 100 управления согласно этому примеру модификации является идентичной конфигурации устройства 100 управления согласно третьему варианту осуществления. Фиг. 12(a) является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для управления объемом воздуха посредством устройства 100 управления согласно этому примеру модификации в ходе выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах. Блок-схема последовательности операций способа на фиг. 12(a) отличается от блок-схемы последовательности операций способа на фиг. 11(a) тем, что этап S201 дополнительно предоставляется, и тем, что этап S210a предоставляется вместо этапа S210.
[0086] После этапа S200 устройство 100 управления (в частности, модуль управления концентрацией кислорода в цилиндрах устройства 100 управления) выполняет этап S201. На этапе S201, устройство 100 управления получает значение (Ga2) увеличения объема воздуха. Фиг. 12(b) является схемой, визуализирующей карту значения увеличения объема воздуха. Вертикальная ось на фиг. 12(b) представляет значение увеличения объема воздуха, а горизонтальная ось на фиг. 12(b) представляет разность между целевой температурой в цилиндрах, которая получается на этапе S50 на фиг. 2, и фактической температурой в цилиндрах, которая получается на этапе S60 на фиг. 2 (называется "разностью температур" в некоторых случаях в этом примере модификации). Фиг. 12(b) является картой, на которой значение увеличения объема воздуха задается в ассоциации с разностью температур, так что значение увеличения объема воздуха возрастает по мере того, как возрастает разность температур. Эта карта получается заранее и сохраняется в модуле хранения устройства 100 управления. На этапе S201 на фиг. 12(a), устройство 100 управления получает значение (Ga) увеличения объема воздуха посредством извлечения из карты по фиг. 12(b), причем значение увеличения объема воздуха соответствует разности между целевой температурой в цилиндрах, которая получается на этапе S50 на фиг. 2, и фактической температурой в цилиндрах, которая получается на этапе S60 на фиг. 2.
[0087] После этапа S201 устройство 100 управления выполняет этап S210a. На этапе S210a, устройство 100 управления получает, в качестве второго целевого объема воздуха, значение, полученное посредством суммирования значения (Ga2) увеличения объема воздуха, которое получается на этапе S201, с первым целевым объемом воздуха, который получается на этапе S200. Второй целевой объем воздуха, который вычисляется таким способом, имеет значение, превышающее значение первого целевого объема воздуха. Другими словами, устройство 100 управления вычисляет второй целевой объем воздуха на основе разности между целевой температурой в цилиндрах и фактической температурой в цилиндрах (разность температур).
[0088] Устройство 100 управления согласно этому примеру модификации может улучшать чувствительность управления концентрацией кислорода в цилиндрах, как и в случае с третьим вариантом осуществления. Помимо этого, согласно устройству 100 управления этого примера модификации, может эффективно улучшаться чувствительность управления концентрацией кислорода в цилиндрах в соответствии с разностью между целевой температурой в цилиндрах и фактической температурой в цилиндрах, поскольку второй целевой объем воздуха вычисляется на основе разности между целевой температурой в цилиндрах и фактической температурой в цилиндрах. Соответственно, может эффективнее подавляться ухудшение характеристик состояния сгорания двигателя 5 внутреннего сгорания.
[0089] Устройство 100 управления согласно первому примеру модификации первого варианта осуществления дополнительно может выполнять управление концентрацией кислорода в цилиндрах согласно этому примеру модификации. Помимо этого, устройство 100 управления согласно второму варианту осуществления или устройство 100 управления согласно первому примеру модификации второго варианта осуществления дополнительно может выполнять управление концентрацией кислорода в цилиндрах согласно этому примеру модификации.
ЧЕТВЕРТЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0090] В дальнейшем в этом документе описывается устройство 100 управления для двигателя внутреннего сгорания согласно четвертому варианту осуществления изобретения. Устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления отличается от устройства 100 управления согласно первому варианту осуществления тем, что блок-схема последовательности операций способа на фиг. 13, которая должна описываться ниже, выполняется вместо блок-схемы последовательности операций способа на фиг. 2 согласно первому варианту осуществления. Остальная конфигурация устройства 100 управления согласно этому варианту осуществления является идентичной конфигурации устройства 100 управления согласно первому варианту осуществления. Фиг. 13 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах посредством устройства 100 управления согласно этому варианту осуществления. Блок-схема последовательности операций способа на фиг. 13 отличается от блок-схемы последовательности операций способа на фиг. 2 тем, что этап S31, этап S32 и этап S33 дополнительно предоставляются, и тем, что этап S40a предоставляется вместо этапа S40.
[0091] На этапе S31, устройство 100 управления (в частности, модуль получения концентрации кислорода в цилиндрах устройства 100 управления) получает объем воздуха, протекающего в цилиндры 11 (в дальнейшем в этом документе называется просто "объемом воздуха" в некоторых случаях), на основе результата определения из датчика 80 расхода воздуха, получает объем воздуха на основе результата определения из A/F-датчика 82 и определяет то, превышает или нет объем воздуха, который получается на основе результата определения из датчика 80 расхода воздуха, объем воздуха, который получается на основе результата определения из A/F-датчика 82. Устройство 100 управления получает, в качестве объема воздуха, протекающего в цилиндры 11, значение, полученное посредством умножения A/F, определенного посредством A/F-датчика 82, на объем впрыска топлива посредством клапана 30 впрыска топлива. Конкретный способ, посредством которого объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, получается на основе результата определения из A/F-датчика 82, не ограничен этим, и могут использоваться известные технологии.
[0092] Считается, что точность определения для этапа S31 выше в случае, если этап S31 выполняется в установившемся рабочем режиме двигателя 5 внутреннего сгорания, чем в случае, если этап S31 выполняется в неустановившемся рабочем режиме двигателя 5 внутреннего сгорания. Устройство 100 управления выполняет этап S31 в случае, если рабочий режим двигателя 5 внутреннего сгорания является установившимся. В частности, устройство 100 управления определяет то, что рабочий режим двигателя 5 внутреннего сгорания является установившимся, и выполняет этап S31 в случае, если величина изменения открытия дросселя 22 в единицу времени равна или меньше предварительно определенного значения.
[0093] В случае положительного определения на этапе S31 (т.е. в случае, если объем воздуха, полученный на основе результата определения из A/F-датчика 82, меньше), устройство 100 управления приспосабливает объем воздуха, полученный на основе результата определения из A/F-датчика 82 (этап S32). Затем устройство 100 управления вычисляет концентрацию кислорода в цилиндрах (этап S40a) посредством использования объема воздуха, который приспосабливается на этапе S32. В частности, устройство 100 управления вычисляет концентрацию кислорода в цилиндрах посредством использования объема воздуха, который приспосабливается на этапе S32, и в соответствии с уравнением (1), описанным на этапе S40 на фиг. 2. В случае отрицательного определения на этапе S31 (т.е. в случае, если объем воздуха, полученный на основе результата определения из датчика 80 расхода воздуха, меньше), устройство 100 управления приспосабливает объем воздуха, который получается на основе результата определения из датчика 80 расхода воздуха (этап S33). Затем устройство 100 управления вычисляет концентрацию кислорода в цилиндрах посредством использования объема воздуха, который приспосабливается на этапе S33 (этапе S40a).
[0094] Поскольку выполняется этап S70, преимущества, аналогичные преимуществам первого варианта осуществления, может получаться с помощью устройства 100 управления согласно этому варианту осуществления. Помимо этого, согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления, модуль получения концентрации кислорода в цилиндрах вычисляет концентрацию кислорода в цилиндрах посредством приспособления меньшего из объема воздуха, который получается на основе результата определения из датчика 80 расхода воздуха, и объема воздуха, который получается на основе результата определения из A/F-датчика 82 (этапы S31-S40a). В дальнейшем в этом документе описываются преимущества вычисления концентрации кислорода в цилиндрах согласно этому варианту осуществления.
[0095] Во-первых, устройство управления, которое не выполняет этапы S31-S33 согласно этому варианту осуществления и вычисляет концентрацию кислорода в цилиндрах на этапе S40a посредством использования объема воздуха, полученного на основе результата определения из датчика 80 расхода воздуха все время, предполагается в качестве сравнительного примера (это устройство управления называется "устройством управления" согласно сравнительному примеру). В случае, если характеристики датчика 80 расхода воздуха ухудшаются в устройстве управления согласно сравнительному примеру, считается, что значения объема воздуха, которые получаются на основе результата определения из датчика 80 расхода воздуха, и фактического объема воздуха отличаются друг от друга. Как результат, концентрация кислорода в цилиндрах, которая вычисляется посредством использования объема воздуха, который получается на основе датчика 80 расхода воздуха с ухудшенными характеристиками, отличается от концентрации кислорода в цилиндрах, которая получается на основе датчика 80 расхода воздуха не с ухудшенными характеристиками (т.е. истинной концентрации кислорода в цилиндрах). Как результат, целевая температура в цилиндрах, которая получается на основе концентрации кислорода в цилиндрах, также отличается от истинной целевой температуры в цилиндрах.
[0096] В данном документе, проблемы, вызываемые посредством устройства управления согласно сравнительному примеру, описанному выше, подробнее описываются далее посредством использования, в качестве примера, случая, в котором объем воздуха, который получается на основе результата определения из датчика 80 расхода воздуха, увеличивается таким образом, что он превышает фактический объем воздуха, в результате ухудшения характеристик датчика 80 расхода воздуха. Фиг. 14(a), который является аналогичным фиг. 3(b), является схемой, визуализирующей карту, которая используется, когда целевая температура в цилиндрах получается на основе концентрации кислорода в цилиндрах. Концентрация (A) кислорода в цилиндрах на горизонтальной оси на фиг. 14(a) представляет собой концентрацию кислорода в цилиндрах, которая вычисляется посредством использования объема воздуха, который получается на основе результата определения из датчика 80 расхода воздуха не с ухудшенными характеристиками. Концентрация (B) кислорода в цилиндрах на горизонтальной оси на фиг. 14(a) представляет собой концентрацию кислорода в цилиндрах, которая вычисляется посредством использования объема воздуха, который получается на основе результата определения из датчика 80 расхода воздуха с ухудшенными характеристиками.
[0097] В случае, если объем воздуха, который получается на основе результата определения из датчика 80 расхода воздуха, увеличивается таким образом, что он превышает фактический объем воздуха, в результате ухудшения характеристик датчика 80 расхода воздуха, концентрация (B) кислорода в цилиндрах, которая получается посредством использования объема воздуха, который получается на основе датчика 80 расхода воздуха с ухудшенными характеристиками, превышает концентрацию (A) кислорода в цилиндрах, которая получается посредством использования объема воздуха, который получается на основе датчика 80 расхода воздуха не с ухудшенными характеристиками. Как результат, целевая температура (B1) в цилиндрах, которая вычисляется в случае ухудшения характеристик датчика 80 расхода воздуха, становится ниже целевой температуры (A1) в цилиндрах, которая вычисляется в случае отсутствия ухудшения характеристик датчика 80 расхода воздуха в случае, если устройство управления согласно сравнительному примеру вычисляет целевую температуру в цилиндрах на основе карты по фиг. 14(a). Пропуск зажигания может возникать в двигателе 5 внутреннего сгорания в случае, если устройство управления согласно сравнительному примеру выполняет этап S60 и этап S70 посредством использования целевой температуры (B1) в цилиндрах, которая ниже истинной целевой температуры (A1) в цилиндрах. Устройство управления согласно сравнительному примеру имеет проблему пропуска зажигания, который может возникать в двигателе 5 внутреннего сгорания в случае ухудшения характеристик датчика 80 расхода воздуха, как описано выше. Согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления, проблема может разрешаться, как описано ниже.
[0098] Фиг. 14(b) схематично иллюстрирует присутствие или отсутствие пропуска зажигания в случае ухудшения характеристик датчика 80 расхода воздуха из числа датчика 80 расхода воздуха и отсутствия ухудшения характеристик A/F-датчика 82. Фиг. 14(c) схематично иллюстрирует присутствие или отсутствие пропуска зажигания в случае ухудшения характеристик A/F-датчика 82 из числа отсутствия ухудшения характеристик датчика 80 расхода воздуха и отсутствия ухудшения характеристик A/F-датчика 82. На фиг. 14(b) и 14(c), область по горизонтальной оси, которая показывает истинное значение объема воздуха (истинный объем воздуха) (т.е. область, в которой объем воздуха, полученный на основе результата определения из датчика, превышает истинный объем воздуха), представляет собой область, в которой возникает пропуск зажигания в двигателе 5 внутреннего сгорания (сторону пропуска зажигания). На фиг. 14(b) и 14(c), область под горизонтальной осью представляет собой область, в которой не возникает пропуск зажигания в двигателе 5 внутреннего сгорания (безопасную сторону).
[0099] Как проиллюстрировано на фиг. 14(b), возникновение пропуска зажигания в двигателе 5 внутреннего сгорания может подавляться даже в случае, если ухудшение характеристик датчика 80 расхода воздуха приводит к тому, что объем воздуха, полученный на основе результата определения из датчика 80 расхода воздуха, превышает или превышается посредством истинного значения, в той мере, в какой приспосабливается значение меньшего из результата определения из датчика 80 расхода воздуха и результата определения из A/F-датчика 82. Как проиллюстрировано на фиг. 14(c), возникновение пропуска зажигания в двигателе 5 внутреннего сгорания может подавляться даже в случае, если ухудшение характеристик A/F-датчика 82 приводит к тому, что объем воздуха, полученный на основе результата определения из A/F-датчика 82, превышает или превышается посредством истинного значения, в той мере, в какой приспосабливается значение меньшего из результата определения из датчика 80 расхода воздуха и результата определения из A/F-датчика 82. Другими словами, возникновение пропуска зажигания в двигателе 5 внутреннего сгорания может подавляться даже в случае ухудшения характеристик датчика 80 расхода воздуха или A/F-датчика 82 в той мере, в какой концентрация кислорода в цилиндрах вычисляется посредством приспособления меньшего из объема воздуха, который получается на основе результата определения из датчика 80 расхода воздуха, и объема воздуха, который получается на основе результата определения из A/F-датчика 82.
[0100] Согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления, концентрация кислорода в цилиндрах вычисляется на этапах S31-S40a посредством приспособления меньшего из объема воздуха, который получается на основе результата определения из датчика 80 расхода воздуха, и объема воздуха, который получается на основе результата определения из A/F-датчика 82. Соответственно, возникновение пропуска зажигания в двигателе 5 внутреннего сгорания может подавляться даже в случае ухудшения характеристик датчика 80 расхода воздуха или A/F-датчика 82.
[0101] Каждое устройство управления согласно первому примеру модификации, второму примеру модификации и третьему примеру модификации первого варианта осуществления, второму варианту осуществления, первому примеру модификации второго варианта осуществления, третьему варианту осуществления и первому примеру модификации третьего варианта осуществления может осуществлять способ (этапы S31-S40a на фиг. 13) для получения концентрации кислорода в цилиндрах согласно этому варианту осуществления.
[0102] ПЕРВЫЙ ПРИМЕР МОДИФИКАЦИИ
В дальнейшем в этом документе описывается устройство 100 управления для двигателя внутреннего сгорания согласно первому примеру модификации четвертого варианта осуществления. Устройство 100 управления согласно этому примеру модификации отличается от устройства 100 управления согласно четвертому варианту осуществления тем, что блок-схема последовательности операций способа на фиг. 15, которая должна описываться ниже, выполняется вместо блок-схемы последовательности операций способа на фиг. 13. Остальная конфигурация устройства 100 управления согласно этому примеру модификации является идентичной конфигурации устройства 100 управления согласно четвертому варианту осуществления. Фиг. 15 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах посредством устройства 100 управления согласно этому примеру модификации. Блок-схема последовательности операций способа на фиг. 15 отличается от блок-схемы последовательности операций способа на фиг. 13 тем, что этап S31a предоставляется вместо этапа S31, и этап S32a предоставляется вместо этапа S32.
[0103] Этап S31a и этап S32a отличаются от этапа S31 и этап S32 на фиг. 13 тем, что датчик 83 давления в цилиндрах используется вместо A/F-датчика 82. В данном документе, объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, может получаться не только на основе датчика 80 расхода воздуха и A/F-датчика 82, но также и на основе давления в цилиндрах, которое определяется посредством датчика 83 давления в цилиндрах. В данном документе, устройство 100 управления использует датчик 83 давления в цилиндрах вместо A/F-датчика 82. Конкретный способ, посредством которого объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, получается на основе результата определения из датчика 83 давления в цилиндрах, не ограничен конкретным образом, и в этом случае могут применяться известные способы, и в силу этого его описание опускается.
[0104] На этапе S31a, устройство 100 управления (в частности, модуль получения концентрации кислорода в цилиндрах устройства 100 управления) определяет то, превышает или нет объем воздуха, который получается на основе результата определения из датчика 80 расхода воздуха, объем воздуха, который получается на основе результата определения из датчика 83 давления в цилиндрах. В случае положительного определения на этапе S31a, устройство 100 управления приспосабливает объем воздуха, который получается на основе результата определения из датчика 83 давления в цилиндрах (этап S32a). Затем устройство 100 управления вычисляет концентрацию кислорода в цилиндрах (этап S40a) посредством использования объема воздуха, который приспосабливается на этапе S32a. В случае отрицательного определения на этапе S31a, устройство 100 управления выполняет этап S33. Затем устройство 100 управления вычисляет концентрацию кислорода в цилиндрах (этап S40a) посредством использования объема воздуха, который приспосабливается на этапе S33.
[0105] Даже с помощью устройства 100 управления этого примера модификации, возникновение пропуска зажигания в двигателе 5 внутреннего сгорания может подавляться даже в случае ухудшения характеристик датчика 80 расхода воздуха или датчика 83 давления в цилиндрах, поскольку концентрация кислорода в цилиндрах вычисляется (этапы S31a-S40a) посредством приспособления меньшего из объема воздуха, который получается на основе результата определения из датчика 80 расхода воздуха, и объема воздуха, который получается на основе результата определения из датчика 83 давления в цилиндрах.
[0106] Каждое устройство управления согласно первому примеру модификации, второму примеру модификации и третьему примеру модификации первого варианта осуществления, второму варианту осуществления, первому примеру модификации второго варианта осуществления, третьему варианту осуществления и первому примеру модификации третьего варианта осуществления может осуществлять способ (этапы S31a-S40a на фиг. 15) для получения концентрации кислорода в цилиндрах согласно этому примеру модификации.
ПЯТЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0107] В дальнейшем в этом документе описывается устройство 100 управления для двигателя внутреннего сгорания согласно пятому варианту осуществления изобретения. Фиг. 16 является принципиальной схемой, иллюстрирующей пример двигателя 5a внутреннего сгорания, к которому применяется устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления. Двигатель 5a внутреннего сгорания, который проиллюстрирован на фиг. 16, отличается от двигателя 5 внутреннего сгорания, который проиллюстрирован на фиг. 1, тем, что двигатель 5a внутреннего сгорания дополнительно содержит температурный датчик 84, устройство 110 управления выделением выхлопных газов и клапан 120 добавления топлива. Помимо этого, двигатель 5a внутреннего сгорания, который проиллюстрирован на фиг. 16, отличается от двигателя 5 внутреннего сгорания тем, что двигатель 5a внутреннего сгорания не содержит A/F-датчик 82 и датчик 83 давления в цилиндрах. Конфигурация двигателя 5a внутреннего сгорания не ограничена конфигурацией на фиг. 16. Например, двигатель 5a внутреннего сгорания может содержать A/F-датчик 82 и датчик 83 давления в цилиндрах. Температурный датчик 84 размещается на участке на стороне выпускного канала 21 дальше выше относительно турбины 61. Температурный датчик 84 определяет температуру выхлопного газа и передает результат определения в устройство 100 управления. Место, в котором размещается температурный датчик 84, не ограничено местом, которое проиллюстрировано на фиг. 16.
[0108] Устройство 110 управления выделением выхлопных газов представляет собой устройство, которое очищает выхлопной газ в выпускном канале 21. Устройство 110 управления выделением выхлопных газов согласно этому варианту осуществления содержит катализатор 111 для управления выделением выхлопных газов и дизельный сажевый фильтр 112 (DPF). В этом варианте осуществления, катализатор 111 размещается на стороне выпускного канала 21 дальше ниже относительно турбины 61. DPF 112 размещается на стороне выпускного канала 21 дальше ниже относительно катализатора 111. В этом варианте осуществления, катализатор окисления используется в качестве примера катализатора 111. DPF 112 представляет собой фильтр для сбора твердых частиц (PM). Клапан 120 добавления топлива размещается в части выпускного канала 21 между турбиной 61 и устройством 110 управления выделением выхлопных газов. Клапан 120 добавления топлива добавляет топливо на сторону выпускного канала 21 дальше выше относительно устройства 110 управления выделением выхлопных газов в ответ на инструкцию из устройства 100 управления.
[0109] Устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления выполняет управление объемом дополнительного впрыска для управления объемом дополнительного впрыска, который является объемом впрыска топлива в ходе дополнительного впрыска после основного впрыска, в соответствии с приращением концентрации кислорода в цилиндрах в ходе выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах. Далее описываются подробности управления концентрацией кислорода в цилиндрах и управления объемом дополнительного впрыска согласно этому варианту осуществления в отношении блок-схем последовательности операций способа.
[0110] Фиг. 17 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах и управления объемом дополнительного впрыска посредством устройства 100 управления согласно этому варианту осуществления. Устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления многократно выполняет блок-схему последовательности операций способа на фиг. 17 с предварительно определенным циклом. Блок-схема последовательности операций способа на фиг. 17 отличается от блок-схемы последовательности операций способа, проиллюстрированной на фиг. 2, тем, что блок-схема последовательности операций способа на фиг. 17 дополнительно содержит этапы S80-S83. Устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления выполняет этап S80 после выполнения этапа S70.
[0111] На этапе S80, устройство 100 управления определяет то, удовлетворяется или нет условие рекуперации PM, которое является условием инициирования для обработки рекуперации посредством устройства 110 управления выделением выхлопных газов. На этапе S80, устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления определяет то, равен или превышает либо нет индекс, который имеет корреляцию с количеством PM (накопленным количеством), накопленным в DPF 112 устройства 110 управления выделением выхлопных газов, предварительно определенное значение, и определяет то, что условие рекуперации PM удовлетворяется, в случае, если индекс равен или превышает предварительно определенное значение. Устройство 100 управления использует, в качестве примера индекса, проезжаемое расстояние транспортного средства от момента времени предыдущего выполнения обработки рекуперации согласно этапу S82 (описан ниже). Соответственно, на этапе S80, устройство 100 управления определяет то, превышает или нет проезжаемое расстояние транспортного средства от момента времени предыдущего выполнения обработки рекуперации предварительно определенное значение, и определяет то, что условие рекуперации PM удовлетворяется, в случае, если проезжаемое расстояние становится равным или превышающим предварительно определенное значение. Значение, при котором считается предпочтительным выполнять обработку рекуперации для удаления PM в DPF 112 в случае, если накопленное количество PM в DPF 112 равно или превышает предварительно определенное значение, может использоваться в качестве предварительно определенного значения. Предварительно определенное значение получается заранее посредством эксперимента, моделирования и т.п. и сохраняется в модуле хранения.
[0112] Конкретное содержимое этапа S80 не ограничено содержимым, описанным выше. В случае, если DPF 112 двигателя 5a внутреннего сгорания содержит датчик, допускающий определение накопленного количества PM в DPF 112, например, устройство 100 управления может получать накопленное количество PM посредством получения результата определения из датчика и также может определять то, равно или превышает либо нет полученное накопленное количество PM предварительно определенное значение.
[0113] В случае отрицательного определения на этапе S80, устройство 100 управления завершает выполнение блок-схемы последовательности операций способа. В случае положительного определения на этапе S80, устройство 100 управления определяет то, удовлетворяется или нет условие добавления топлива, которое является условием инициирования для добавления топлива посредством клапана 120 добавления топлива (этап S81). Ниже приводится конкретное содержимое этапа S81. В случае, если температура выхлопных газов является низкой, сгорание топлива, прилипшего к DPF 112, не выполняется эффективно, даже когда топливо добавляется из клапана 120 добавления топлива. Как результат, считается, что рекуперация устройства 110 управления выделением выхлопных газов не выполняется эффективно. Тем не менее, устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления определяет на этапе S81, равна или превышает либо нет температура выхлопных газов предварительно определенное значение, которое, как считается, обеспечивает возможность эффективного выполнения рекуперации устройства 110 управления выделением выхлопных газов, и определяет то, что условие добавления топлива удовлетворяется, в случае, если температура выхлопных газов равна или превышает предварительно определенное значение.
[0114] Конкретное значение предварительно определенного значения не ограничено конкретным образом. Температура, которая, как считается, обеспечивает возможность выполнения эффективной рекуперации устройства 110 управления выделением выхлопных газов посредством выполнения добавления топлива, которое связано с этапом S82 (описан ниже), может быть надлежащим образом использована в качестве предварительно определенного значения. Это предварительно определенное значение получается надлежащим образом и заранее посредством эксперимента, моделирования и т.п. и сохраняется в модуле хранения. В этом варианте осуществления, 200°C используется в качестве примера предварительно определенного значения. Другими словами, устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления определяет на этапе S81 то, составляет или нет температура выхлопных газов, по меньшей мере, 200°C. Устройство 100 управления получает температуру выхлопных газов на основе результата определения из температурного датчика 84. Способ, посредством которого температура выхлопных газов получается посредством устройства 100 управления, не ограничен этим. Например, устройство 100 управления может получать температуру выхлопных газов на основе индекса, который имеет корреляцию с температурой выхлопных газов (например, нагрузки двигателя 5a внутреннего сгорания и, в частности, числа оборотов двигателя 5a внутреннего сгорания, объема впрыска топлива из клапана 30 впрыска топлива и т.п.).
[0115] В случае положительного определения на этапе S81, устройство 100 управления управляет клапаном 120 добавления топлива таким образом, что топливо впрыскивается из клапана 120 добавления топлива (этап S82). PM, прилипшие к DPF 112, сгорают и удаляются, когда выполняется этап S82. В частности, топливо, которое впрыскивается из клапана 120 добавления топлива, прилипает к катализатору 111, и сгорание топлива активизируется на катализаторе 111. Как результат, может повышаться температура выхлопного газа, который протекает в DPF 112. Затем PM, прилипшие к DPF 112, могут сгорать и удаляться. Как результат, может достигаться рекуперация DPF 112. После этапа S82 устройство 100 управления завершает выполнение блок-схемы последовательности операций способа.
[0116] В случае отрицательного определения на этапе S81, устройство 100 управления выполняет управление объемом дополнительного впрыска (этап S83). В частности, на этапе S83, устройство 100 управления управляет объемом дополнительного впрыска в соответствии с приращением концентрации кислорода в цилиндрах в ходе выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах согласно этапу S70. Далее описывается значимость выполнения этапа S70 в случае отрицательного определения на этапе S81 со ссылкой на чертежи.
[0117] Фиг. 18 является схемой, схематично иллюстрирующей взаимосвязь между температурой выхлопных газов и объемом воздуха, протекающего в цилиндры 11. Вертикальная ось на фиг. 18 представляет температуру выхлопных газов, и температура выхлопных газов может быть заменена температурой катализатора. Сплошная линия, которая проиллюстрирована на фиг. 18, представляет изменение температуры выхлопных газов, которое получается в результате увеличения объема воздуха, протекающего в цилиндры 11. Фактически, эта сплошная линия перемещается вверх и вниз в соответствии с нагрузкой основного корпуса 10 двигателя. Температура Tx на фиг. 18 составляет предварительно определенное значение, которое используется при обработке определения этапа S81 (200°C в этом варианте осуществления). Как очевидно из сплошной линии на фиг. 18, температура выхлопных газов имеет тенденцию уменьшаться по мере того, как возрастает объем воздуха, протекающего в цилиндры 11. Соответственно, температура выхлопных газов может уменьшаться таким образом, что она становится ниже Tx в случае, если объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, увеличивается посредством выполнения этапа S70 на фиг. 17. Случай, в котором температура выхлопных газов уменьшается таким образом, что она становится ниже предварительно определенного значения (Tx), в результате увеличения объема воздуха, протекающего в цилиндры 11, которое вызывается посредством выполнения этапа S70, соответствует случаю отрицательного определения на этапе S81. В случае, если температура выхлопных газов становится ниже предварительно определенного значения (Tx) в результате выполнения этапа S70 (т.е. в случае отрицательного определения на этапе S81), устройство 100 управления увеличивает температуру выхлопных газов посредством выполнения управления объемом дополнительного впрыска согласно этапу S83.
[0118] Конкретный тип дополнительного впрыска не ограничен конкретным образом в той мере, в какой топливо впрыскивается из клапана 30 впрыска топлива после основного впрыска. По меньшей мере, один из вторичного впрыска и подвпрыска может использоваться в качестве конкретного примера дополнительного впрыска. Каждый из вторичного впрыска и подвпрыска представляет собой тип впрыска для впрыска топлива из клапана 30 впрыска топлива в предварительно определенное время после основного впрыска. Помимо этого, относительно подвпрыска и вторичного впрыска, подвпрыск выполняется раньше вторичного впрыска (с регулированием, близким к регулированию основного впрыска). Устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления выполняет вторичный впрыск в качестве примера дополнительного впрыска.
[0119] Конкретно, этап S83 выполняется следующим образом. Во-первых, устройство 100 управления использует декремент величины открытия дросселя для дросселя 22 в качестве параметра, который имеет корреляцию с приращением концентрации кислорода в цилиндрах в ходе выполнения этапа S70. Карта, в которой декремент величины открытия дросселя для дросселя 22 и объема дополнительного впрыска задаются в ассоциации друг с другом, сохраняется в модуле хранения устройства 100 управления. Эта карта задает декремент величины открытия дросселя для дросселя 22 и объема дополнительного впрыска в ассоциации друг с другом, так что объем дополнительного впрыска увеличивается по мере того, как возрастает декремент величины открытия дросселя для дросселя 22 (т.е. по мере того, как возрастает приращение концентрации кислорода в цилиндрах). На этапе S83, устройство 100 управления получает, из карты, объем дополнительного впрыска, соответствующий декременту величины открытия дросселя для дросселя 22 в ходе выполнения этапа S70, и управляет клапаном 30 впрыска топлива таким образом, что топливо впрыскивается из клапана 30 впрыска топлива в ходе вторичного впрыска посредством полученного объема дополнительного впрыска. В результате выполнения этапа S83 таким способом, объем дополнительного впрыска согласно этапу S83 также увеличивается по мере того, как возрастает концентрация кислорода в цилиндрах, в ходе управления концентрацией кислорода в цилиндрах согласно этапу S70. Таким образом, устройство 100 управления управляет объемом дополнительного впрыска в соответствии с приращением концентрации кислорода в цилиндрах в ходе выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах.
[0120] На этапе S83, устройство 100 управления может выполнять подвпрыск вместо вторичного впрыска или может выполнять как вторичный впрыск, так и подвпрыск в качестве дополнительного впрыска. В случае, если подвпрыск выполняется вместо вторичного впрыска в качестве дополнительного впрыска, устройство 100 управления может управлять клапаном 30 впрыска топлива таким образом, что объем впрыска в ходе подвпрыска (который соответствует объему дополнительного впрыска) увеличивается в соответствии с приращением концентрации кислорода в цилиндрах в ходе выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах. В случае, если как вторичный впрыск, так и подвпрыск выполняются в качестве дополнительного впрыска, устройство 100 управления может управлять клапаном 30 впрыска топлива таким образом, что, по меньшей мере, одно (которое соответствует объему дополнительного впрыска) из объема впрыска в ходе вторичного впрыска и объема впрыска в ходе подвпрыска увеличивается в соответствии с приращением концентрации кислорода в цилиндрах в ходе выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах.
[0121] Конкретный способ, посредством которого выполняется управление объемом дополнительного впрыска согласно этапу S83, не ограничен способом, описанным выше. Ниже приводится другой пример этапа S83. Во-первых, управление концентрацией кислорода в цилиндрах согласно этапу S70 выполняется таким образом, что концентрация кислорода в цилиндрах возрастает по мере того, как увеличивается разность между целевой температурой в цилиндрах и фактической температурой в цилиндрах согласно этапу S60. Затем на этапе S83, устройство 100 управления может управлять клапаном 30 впрыска топлива таким образом, что объем дополнительного впрыска увеличивается по мере того, как увеличивается разность между целевой температурой в цилиндрах и фактической температурой в цилиндрах согласно этапу S60. Как результат, устройство 100 управления управляет объемом дополнительного впрыска в соответствии с приращением концентрации кислорода в цилиндрах в ходе выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах даже в этом случае. В этом случае, карта, на которой разность между целевой температурой в цилиндрах и фактической температурой в цилиндрах и объемом дополнительного впрыска задаются в ассоциации друг с другом, сохраняется в модуле хранения устройства 100 управления, и устройство 100 управления выполняет управление объемом дополнительного впрыска согласно этапу S83 посредством обращения к этой карте.
[0122] Ниже приводится еще один другой пример этапа S83. В частности, в случае, если устройство 100 управления выполняет дополнительный впрыск в соответствии с предварительно определенной числовой формулой (в дальнейшем в этом документе называется "числовой формулой для дополнительного впрыска"), этап S83 выполняется посредством введения предварительно определенного члена коррекции в числовую формулу для дополнительного впрыска вместо выполнения этапа S83 на основе использования карты, описанной выше. В частности, на этапе S83, устройство 100 управления добавляет, в числовую формулу для дополнительного впрыска, член коррекции, с помощью которого объем дополнительного впрыска должен увеличиваться в соответствии с приращением концентрации кислорода в цилиндрах в ходе выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах согласно этапу S70. Даже в этом случае, устройство 100 управления может управлять объемом дополнительного впрыска в соответствии с приращением концентрации кислорода в цилиндрах в ходе выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах.
[0123] После этапа S83 устройство 100 управления выполняет этап S82. Устройство 100 управления завершает выполнение блок-схемы последовательности операций способа после этапа S82. Таким образом, устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления выполняет добавление топлива согласно этапу S82 после выполнения управления объемом дополнительного впрыска согласно этапу S83 (вторичного впрыска в этом варианте осуществления) в случае, если температура выхлопных газов уменьшается таким образом, что она становится ниже предварительно определенного значения (Tx), посредством выполнения этапа S70 (в случае отрицательного определения на этапе S81).
[0124] CPU 101 устройства 100 управления, который выполняет управление объемом дополнительного впрыска на этапе S83, соответствует модулю управления объемом дополнительного впрыска.
[0125] Согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления, температура в цилиндрах может становиться ближе к целевой температуре в цилиндрах в ходе основного впрыска по мере того, как разность между целевой температурой в цилиндрах и температурой в цилиндрах (фактической температурой в цилиндрах) в ходе основного впрыска снижается посредством выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах. Затем ухудшение характеристик состояния сгорания двигателя 5a внутреннего сгорания может подавляться даже в случае, если используется топливо, имеющее низкое цетановое число, в качестве топлива двигателя 5a внутреннего сгорания. В частности, согласно устройству 100 управления, температура в цилиндрах, при которой состояние сгорания двигателя 5a внутреннего сгорания в ходе основного впрыска должно быть постоянным, используется в качестве целевой температуры в цилиндрах (этап S50), и в силу этого состояние сгорания двигателя 5a внутреннего сгорания может быть постоянным даже в случае, если используется топливо, имеющее низкое цетановое число. Более конкретно, HC двигателя 5a внутреннего сгорания может быть постоянным. Помимо этого, также может подавляться возникновение пропуска зажигания и ухудшения общей характеристики управляемости.
[0126] Помимо этого, объем дополнительного впрыска в ходе дополнительного впрыска может управляться в соответствии с приращением концентрации кислорода в цилиндрах (этап S83), даже в случае, если концентрация кислорода в цилиндрах возрастает в ходе выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах (т.е. даже в случае, если состав смеси "воздух-топливо" становится бедным), согласно устройству 100 управления. Затем уменьшение температуры выхлопных газов, которое получается в результате увеличения концентрации кислорода в цилиндрах, может дополняться посредством повышения температуры выхлопных газов, которое получается в результате дополнительного впрыска. Как результат, может подавляться ухудшение рабочих характеристик устройства 110 управления выделением выхлопных газов. Таким образом, может подавляться ухудшение характеристик по выбросам выхлопного газа. Как описано выше, ухудшение характеристик состояния сгорания двигателя 5a внутреннего сгорания может подавляться, и ухудшение характеристик выброса выхлопных газов может подавляться даже в случае, если используется топливо, имеющее низкое цетановое число, согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления.
[0127] Как описано со ссылкой на фиг. 3(b), карта, которая используется в ходе получения целевой температуры в цилиндрах согласно этому варианту осуществления, является картой, на которой концентрация кислорода в цилиндрах и целевая температура задаются в ассоциации друг с другом, так что полученная целевая температура в цилиндрах снижается по мере того, как возрастает концентрация кислорода в цилиндрах. Поскольку устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления получает целевую температуру в цилиндрах посредством использования этой карты, устройство 100 управления снижает значение полученной целевой температуры в цилиндрах по мере того, как возрастает концентрация кислорода в цилиндрах. Другими словами, модуль получения целевой температуры в цилиндрах устройства 100 управления снижает значение полученной целевой температуры в цилиндрах по мере того, как возрастает концентрация кислорода в цилиндрах, которая получается посредством модуля получения концентрации кислорода в цилиндрах. В данном документе, температура в цилиндрах также повышается, поскольку количество теплообразования, получающееся в результате сгорания в цилиндрах 11, увеличивается по мере того, как возрастает концентрация кислорода в цилиндрах. Соответственно, целевая температура в цилиндрах может снижаться по мере того, как возрастает концентрация кислорода в цилиндрах. Соответственно, надлежащая целевая температура в цилиндрах в соответствии с концентрацией кислорода в цилиндрах может получаться согласно этой конфигурации. Как результат, управление концентрацией кислорода в цилиндрах может быть надлежащим образом выполнено в соответствии с концентрацией кислорода в цилиндрах. Затем может эффективно подавляться ухудшение характеристик состояния сгорания двигателя 5a внутреннего сгорания.
[0128] Устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления выполняет управление концентрацией кислорода в цилиндрах (этап S70) в случае, если цетановое число имеет значение, которое равно или меньше предварительно определенного значения (в случае положительного определения на этапе S20). Согласно этой конфигурации, управление концентрацией кислорода в цилиндрах может выполняться в случае, если фактически используется топливо, имеющее низкое цетановое число, которое с большой вероятностью вызывает ухудшение характеристик состояния сгорания двигателя 5a внутреннего сгорания.
ШЕСТОЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0129] В дальнейшем в этом документе описывается устройство 100 управления для двигателя внутреннего сгорания согласно шестому варианту осуществления изобретения. Устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления отличается от устройства 100 управления согласно пятому варианту осуществления тем, что блок-схема последовательности операций способа на фиг. 19, которая должна описываться ниже, выполняется вместо блок-схемы последовательности операций способа на фиг. 17. Остальная конфигурация устройства 100 управления согласно этому варианту осуществления является идентичной конфигурации устройства 100 управления согласно пятому варианту осуществления. Аппаратная конфигурация двигателя 5a внутреннего сгорания, к которому применяется устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления, является идентичной аппаратной конфигурации на фиг. 16. Фиг. 19 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах и управления объемом дополнительного впрыска посредством устройства 100 управления согласно этому варианту осуществления. Блок-схема последовательности операций способа на фиг. 19 отличается от блок-схемы последовательности операций способа, проиллюстрированной на фиг. 17, тем, что этап S80a предоставляется вместо этапа S80, этап S81a предоставляется вместо этапа S81, и этап S82 не предоставляется.
[0130] На этапе S80a, устройство 100 управления определяет то, выполняет или нет двигатель 5a внутреннего сгорания нормальное сгорание. Устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления использует, в качестве примера нормального сгорания, невыполнение управления впрыском топлива для сгорания PM, накопленных в DPF 112.
[0131] В случае отрицательного определения на этапе S80a, устройство 100 управления завершает выполнение блок-схемы последовательности операций способа. В случае положительного определения на этапе S80a, устройство 100 управления выполняет этап S81a. На этапе S81a, устройство 100 управления определяет то, составляет или нет температура выхлопных газов, по меньшей мере, температуру активации катализатора (температуру, при которой активируется катализатор 111). В этом варианте осуществления, 200°C используется в качестве примера температуры активации катализатора. Эта температура активации катализатора сохраняется в модуле хранения. Другими словами, на этапе S81a, устройство 100 управления определяет то, составляет или нет температура выхлопных газов, которая получается на основе результата определения из температурного датчика 84, по меньшей мере, температуру активации катализатора, которая сохраняется в модуле хранения (200°C).
[0132] В случае положительного определения на этапе S81a (в случае, если температура выхлопных газов составляет, по меньшей мере, температуру активации катализатора), устройство 100 управления завершает выполнение блок-схемы последовательности операций способа. В случае отрицательного определения на этапе S81a (в случае, если температура выхлопных газов ниже температуры активации катализатора), устройство 100 управления выполняет этап S83. Этап S83 является аналогичным этапу S83 на фиг. 17. Другими словами, модуль управления объемом дополнительного впрыска устройства 100 управления согласно этому варианту осуществления выполняет управление объемом дополнительного впрыска согласно этапу S83 в случае, если температура выхлопных газов ниже температуры активации катализатора. После этапа S83 устройство 100 управления завершает выполнение блок-схемы последовательности операций способа.
[0133] Согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления, ухудшение характеристик состояния сгорания двигателя 5a внутреннего сгорания может подавляться даже в случае, если используется топливо, имеющее низкое цетановое число, в качестве топлива двигателя 5a внутреннего сгорания, поскольку выполняется управление концентрацией кислорода в цилиндрах согласно этапу S70. Помимо этого, согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления, температура выхлопных газов может повышаться посредством выполнения управления объемом дополнительного впрыска согласно этапу S83 даже в случае, если температура выхлопных газов ниже температуры активации катализатора, вследствие выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах (в случае отрицательного определения на этапе S81a). Поскольку катализатор 111 может активироваться таким способом, могут демонстрироваться достаточные рабочие характеристики катализатора 111. Как результат, может активизироваться очистка HC, CO и т.п., и в силу этого может подавляться ухудшение характеристик выброса выхлопных газов даже в случае, если используется топливо, имеющее низкое цетановое число.
СЕДЬМОЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0134] В дальнейшем в этом документе описывается устройство 100 управления для двигателя внутреннего сгорания согласно седьмому варианту осуществления изобретения. Устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления отличается от устройства 100 управления согласно пятому варианту осуществления тем, что блок-схема последовательности операций способа на фиг. 20, которая должна описываться ниже, выполняется вместо блок-схемы последовательности операций способа для пятого варианта осуществления на фиг. 17. Остальная конфигурация устройства 100 управления согласно этому варианту осуществления является идентичной конфигурации устройства 100 управления согласно пятому варианту осуществления. Аппаратная конфигурация двигателя 5a внутреннего сгорания, к которому применяется устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления, является идентичной аппаратной конфигурации на фиг. 16. Фиг. 20 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах и управления объемом дополнительного впрыска посредством устройства 100 управления согласно этому варианту осуществления. Блок-схема последовательности операций способа на фиг. 20 отличается от блок-схемы последовательности операций способа, проиллюстрированной на фиг. 17, тем, что этап S50a предоставляется вместо этапа S50.
[0135] На этапе S50a, устройство 100 управления (в частности, модуль получения целевой температуры в цилиндрах устройства 100 управления) получает целевую температуру в цилиндрах в соответствии с цетановым числом. В частности, на этапе S50a, устройство 100 управления получает целевую температуру в цилиндрах, при которой состояние сгорания двигателя 5a внутреннего сгорания в ходе основного впрыска должно быть постоянным, на основе цетанового числа, которое получается на этапе S10, а также концентрации кислорода в цилиндрах, которая получается на этапе S40. Более конкретно, на этапе S50a, устройство 100 управления увеличивает целевую температуру в цилиндрах по мере того, как снижается цетановое число. Этап S50a является идентичным этапу S50a на фиг. 5, описанному выше. Соответственно, дальнейшее подробное описание этапа S50a на фиг. 20 не предоставляется в данном документе.
[0136] Согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления, могут обеспечиваться преимущества, идентичные преимуществам пятого варианта осуществления, поскольку выполняется обработка, аналогичная обработке управления пятого варианта осуществления, за единственным исключением в том, что этап S50a выполняется вместо этапа S50 согласно пятому варианту осуществления. Помимо этого, согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления, следующие преимущества могут обеспечиваться в дополнение к преимуществам пятого варианта осуществления. В частности, более высокая целевая температура в цилиндрах считается предпочтительной, поскольку воспламеняемость снижается по мере того, как снижается цетановое число. Согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления, полученная целевая температура в цилиндрах увеличивается по мере того, как снижается цетановое число топлива на этапе S50a, и в силу этого может получаться надлежащая целевая температура в цилиндрах в соответствии с цетановым числом. Таким образом, может эффективно подавляться ухудшение характеристик состояния сгорания двигателя 5a внутреннего сгорания.
[0137] Устройство 100 управления согласно шестому варианту осуществления может выполнять этап S50a согласно этому варианту осуществления вместо этапа S50 блок-схемы последовательности операций способа на фиг. 19.
ВОСЬМОЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0138] В дальнейшем в этом документе описывается устройство 100 управления для двигателя внутреннего сгорания согласно восьмому варианту осуществления изобретения. Фиг. 21 является принципиальной схемой, иллюстрирующей пример двигателя 5b внутреннего сгорания, к которому применяется устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления. Двигатель 5b внутреннего сгорания, который проиллюстрирован на фиг. 21, отличается от двигателя 5 внутреннего сгорания первого варианта осуществления, который проиллюстрирован на фиг. 1, тем, что двигатель 5b внутреннего сгорания дополнительно содержит детектор 86 концентрации кислорода в топливе. Помимо этого, датчик 85 позиции коленчатого вала, который не иллюстрируется на фиг. 1, проиллюстрирован на фиг. 21. Помимо этого, двигатель 5b внутреннего сгорания, который проиллюстрирован на фиг. 21, отличается от двигателя 5 внутреннего сгорания тем, что двигатель 5b внутреннего сгорания не содержит A/F-датчик 82 и датчик 83 давления в цилиндрах. Конфигурация двигателя 5b внутреннего сгорания не ограничена конфигурацией на фиг. 21. Например, двигатель 5b внутреннего сгорания может содержать A/F-датчик 82 и датчик 83 давления в цилиндрах.
[0139] Детектор 86 концентрации кислорода в топливе представляет собой измерительный прибор, который определяет концентрацию кислорода в топливе, которая представляет собой концентрацию кислорода для топлива двигателя 5b внутреннего сгорания, или индекс, который имеет корреляцию с концентрацией кислорода в топливе. Детектор 86 концентрации кислорода в топливе согласно этому варианту осуществления определяет концентрацию кислорода для топлива, которая сохраняется в топливном баке 42, и передает результат определения в устройство 100 управления. Конкретное место определения концентрации кислорода в топливе, которая определяется посредством детектора 86 концентрации кислорода в топливе, не ограничено топливом в топливном баке 42 аналогично этому варианту осуществления, в той мере, в какой концентрация кислорода в топливе может определяться на месте.
[0140] Известный сенсорный измерительный прибор, который определяет концентрацию кислорода для топлива, к примеру, измерительный прибор, который определяет концентрацию кислорода для топлива, например, посредством инфракрасной спектроскопии (FTIR), может использоваться в качестве детектора 86 концентрации кислорода в топливе. Альтернативно, концентрация кислорода в топливе также может определяться посредством следующего способа. Концентрация кислорода в топливе имеет тенденцию увеличиваться по мере того, как возрастает концентрация топлива, содержащего кислород (называется "кислородсодержащим топливом"), такого как биотопливо и спиртосодержащее топливо, т.е. по мере того, как возрастает концентрация кислородсодержащего топлива, включенного в дизельное масло в этом варианте осуществления. Датчик концентрации, который определяет концентрацию кислородсодержащего топлива дизельного масла, также может использоваться в качестве детектора 86 концентрации кислорода в топливе. В этом случае, устройство 100 управления может получать концентрацию кислородсодержащего топлива дизельного масла на основе результата определения из датчика концентрации и может получать концентрацию кислорода в топливе на основе полученной концентрации кислородсодержащего топлива. Различные способы могут использоваться в качестве способа для получения концентрации кислорода в топливе из концентрации кислородсодержащего топлива, примеры которых включают в себя, например, способ для получения концентрации кислорода в топливе на основе карты, в которой концентрация кислородсодержащего топлива и концентрация кислорода в топливе задаются в ассоциации друг с другом, способ для получения концентрации кислорода в топливе на основе использования выражения отношения для вычисления концентрации кислорода в топливе из топлива для кислородсодержащего топлива.
[0141] Фиг. 22 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах посредством устройства 100 управления согласно этому варианту осуществления. Устройство 100 управления выполняет блок-схему последовательности операций способа на фиг. 22 в ходе выполнения предварительного впрыска, более конкретно, непосредственно перед выполнением предварительного впрыска. Устройство 100 управления многократно выполняет блок-схему последовательности операций способа на фиг. 22 с предварительно определенным циклом. Блок-схема последовательности операций способа на фиг. 22 отличается от блок-схемы последовательности операций способа согласно первому варианту осуществления, которая проиллюстрирована на фиг. 2, тем, что блок-схема последовательности операций способа на фиг. 22 дополнительно содержит этап S5, содержит этап S40b вместо этапа S40 и содержит этап S50b вместо этапа S50.
[0142] На этапе S5 устройство 100 управления получает концентрацию кислорода в топливе. В частности, устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления получает концентрацию кислорода в топливе посредством получения результата определения из детектора 86 концентрации кислорода в топливе. После этапа S5 устройство 100 управления выполняет этап S10.
[0143] На этапе S40b, устройство 100 управления вычисляет концентрацию кислорода в цилиндрах, которая представляет собой концентрацию кислорода в цилиндрах 11. Устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления получает мольную концентрацию (моль/куб. см ) кислорода в цилиндрах 11 в качестве концентрации кислорода в цилиндрах. В частности, устройство 100 управления получает мольную концентрацию кислорода в цилиндрах 11 на основе объема кислорода в топливе, который является объемом кислорода, содержащегося в топливе, объема воздуха, протекающего в цилиндры 11, и объема камеры сгорания при регулировании впрыска топлива. Более конкретно, устройство 100 управления получает мольную концентрацию кислорода в цилиндрах 11 на основе следующего уравнения (2).
мольная концентрация кислорода в цилиндрах 11=((объем кислорода в топливе + объем воздуха, протекающего в цилиндры 11) * 0,23))÷(32 * объем камеры сгорания при регулировании впрыска топлива) (2)
[0144] Устройство 100 управления вычисляет объем кислорода в топливе для уравнения (2) на основе концентрации кислорода в топливе, которая получается на этапе S5. В частности, устройство 100 управления использует значение, полученное посредством умножения объема топлива, который впрыскивается в ходе предварительного впрыска, на концентрацию кислорода в топливе, которая получается на этапе S5, в качестве объема кислорода в топливе для уравнения (2). Помимо этого, устройство 100 управления использует, в качестве объема воздуха, протекающего в цилиндры 11, для уравнения (2), объем воздуха, который получается на этапе S30 (т.е. объем воздуха, протекающего в цилиндры 11 в течение хода впуска непосредственно перед предварительным впрыском). Устройство 100 управления использует объем камеры сгорания, который получается на этапе S30 (т.е. объем камеры сгорания при регулировании выполнения предварительного впрыска) в качестве объема камеры сгорания при регулировании впрыска топлива для уравнения (2). Как очевидно из уравнения (2), концентрация кислорода в цилиндрах, которая вычисляется на этапе S40b согласно этому варианту осуществления, имеет более высокое значение по мере того, как возрастает объем кислорода в топливе в результате увеличения концентрации кислорода в топливе.
[0145] Затем устройство 100 управления вычисляет целевую температуру в цилиндрах в ходе основного впрыска (этап S50b). Далее описываются подробности этапа S50b со ссылкой на чертежи. Как описано со ссылкой на фиг. 3(a) для первого варианта осуществления, присутствует температура в цилиндрах в ходе основного впрыска (T°C), при которой индекс состояния сгорания является постоянным (в частности, задержка зажигания является постоянной, и HC-объем также является постоянным) независимо от значения цетанового числа. На этапе S50b на фиг. 22, устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления вычисляет температуру в цилиндрах в ходе основного впрыска (T°C), при которой индекс состояния сгорания является постоянным независимо от значения цетанового числа, в качестве целевой температуры в цилиндрах в ходе основного впрыска. В частности, устройство 100 управления вычисляет целевую температуру в цилиндрах на основе концентрации кислорода в цилиндрах, которая вычисляется на этапе S40b. Конкретно, при вычислении целевой температуры в цилиндрах на основе концентрации кислорода в цилиндрах на этапе S50b, устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления вычисляет целевую температуру в цилиндрах посредством использования карты, которая описывается ниже.
[0146] Фиг. 23(a) является схемой, визуализирующей карту, которая используется в ходе вычисления целевой температуры в цилиндрах согласно этому варианту осуществления. Линия 300, которая проиллюстрирована на фиг. 23(a), представляет температуру в цилиндрах в ходе основного впрыска, при которой HC-объем является постоянным независимо от значения цетанового числа. Температура в цилиндрах в ходе основного впрыска, при которой степень задержки зажигания является постоянной независимо от цетанового числа, может использоваться в качестве линии 300, которая проиллюстрирована на фиг. 23(a). Согласно линии 300 на фиг. 23(a), полученная целевая температура в цилиндрах снижается по мере того, как возрастает концентрация кислорода в цилиндрах. Как описано выше, карта на фиг. 23(a) согласно этому варианту осуществления является картой, на которой целевая температура в цилиндрах и концентрация кислорода в цилиндрах задаются в ассоциации друг с другом, так что полученная целевая температура в цилиндрах снижается по мере того, как возрастает концентрация кислорода в цилиндрах. Эта карта получается заранее посредством эксперимента, моделирования и т.п. и сохраняется в модуле хранения устройства 100 управления.
1
1
2
2
2
1
[0147] На этапе S50b, устройство 100 управления вычисляет целевую температуру в цилиндрах посредством извлечения, из карты в модуле хранения, целевой температуры в цилиндрах, соответствующей концентрации кислорода в цилиндрах, которая вычисляется на этапе S40b. Например, устройство 100 управления получает T в качестве целевой температуры в цилиндрах в случае, если концентрация кислорода в цилиндрах, вычисленная на этапе S40b, составляет D, и вычисляет T в качестве целевой температуры в цилиндрах в случае, если концентрация кислорода в цилиндрах составляет D. Концентрация кислорода в цилиндрах, которая вычисляется на основе уравнения (2), как описано выше, имеет более высокое значение по мере того, как возрастает объем кислорода в топливе в результате увеличения концентрации кислорода в топливе, и в силу этого D имеет более высокую концентрацию кислорода в топливе, чем D на карте по фиг. 23(a). Соответственно, целевая температура в цилиндрах, которая вычисляется на основе карты по фиг. 23(a), имеет меньшее значение по мере того, как возрастает концентрация кислорода в топливе. Другими словами, устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления снижает вычисленную целевую температуру в цилиндрах по мере того, как возрастает концентрация кислорода в топливе.
[0148] В данном документе, устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления вычисляет целевую температуру в цилиндрах на основе концентрации кислорода в цилиндрах, как описано выше, и согласно этому варианту осуществления, концентрация кислорода в топливе, которая получается на этапе S5, используется в ходе вычисления концентрации кислорода в цилиндрах в уравнении (2), как описано выше. Соответственно, можно сказать, что устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления получает целевую температуру в цилиндрах на основе предварительно определенного параметра, включающего в себя концентрацию кислорода в топливе (в частности, объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, и объем камеры сгорания при регулировании впрыска топлива согласно уравнению (2), в дополнение к концентрации кислорода в топливе). Другими словами, в этом варианте осуществления, концентрация кислорода в цилиндрах является значением, которое вычисляется с учетом концентрации кислорода в топливе, и целевая температура в цилиндрах также является значением, которое вычисляется с учетом концентрации кислорода в топливе, поскольку целевая температура в цилиндрах вычисляется на основе концентрации кислорода в цилиндрах.
[0149] Вычисление целевой температуры в цилиндрах посредством устройства 100 управления не ограничено вышеописанным способом вычисления целевой температуры в цилиндрах на основе карт. Например, устройство 100 управления может вычислять целевую температуру в цилиндрах на основе концентрации кислорода в цилиндрах посредством использования предварительно определенного выражения отношения, задающего взаимосвязь между концентрацией кислорода в цилиндрах и целевой температурой в цилиндрах.
[0150] Ссылаясь на фиг. 22, устройство 100 управления получает фактическую температуру в цилиндрах после этапа S50b и определяет (этап S60) то, ниже или нет полученная фактическая температура в цилиндрах целевой температуры в цилиндрах, которая получается на этапе S50b. Этап S60 является аналогичным этапу S60 на фиг. 2, и в силу этого его подробное описание опускается. В случае, если на этапе S60 не определяется то, что фактическая температура в цилиндрах ниже целевой температуры в цилиндрах (случай "Нет"), устройство 100 управления, завершает выполнение блок-схемы последовательности операций способа. В этом случае, устройство 100 управления управляет открытием дросселя 22 до нормального значения. Затем устройство 100 управления выполняет предварительный впрыск.
[0151] В случае, если на этапе S60 определяется то, что фактическая температура в цилиндрах ниже целевой температуры в цилиндрах (случай "Да"), устройство 100 управления, управляет открытием дросселя 22 таким образом, что объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, увеличивается (этап S70). В частности, устройство 100 управления управляет открытием дросселя 22 таким образом, что оно превышает нормальное значение (открытие дросселя 22 в случае определения "Нет" на этапе S60), так что величина открытия дросселя для дросселя 22 снижается, и объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, увеличивается. Концентрация кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска увеличивается, поскольку объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, увеличивается. Этап S70 является аналогичным этапу S70 на фиг. 2, и в силу этого его подробное описание опускается.
[0152] Другими словами, устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления обеспечивает возможность концентрации кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска быть более высокой в случае, если фактическая температура в цилиндрах ниже целевой температуры в цилиндрах (в случае "Да" на этапе S60), чем в случае, если фактическая температура в цилиндрах равна или выше целевой температуры в цилиндрах (в случае "Нет" на этапе S60). Таким образом, устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления управляет концентрацией кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска, который выполняется до основного впрыска, на основе разности между целевой температурой в цилиндрах и фактической температурой в цилиндрах. Этап S70 соответствует управлению концентрацией кислорода в цилиндрах согласно этому варианту осуществления.
[0153] Сгорание в цилиндрах 11 становится активным, и повышается фактическая температура в цилиндрах, когда выполняется этап S70, и концентрация кислорода в цилиндрах увеличивается. Затем разность между целевой температурой в цилиндрах и фактической температурой в цилиндрах в ходе основного впрыска может снижаться. Другими словами, фактическая температура в цилиндрах может становиться ближе к целевой температуре в цилиндрах, которая вычисляется посредством параметра, включающего в себя концентрацию кислорода в топливе. После этапа S70 устройство 100 управления завершает выполнение блок-схемы последовательности операций способа. Затем устройство 100 управления выполняет предварительный впрыск.
[0154] CPU 101 устройства 100 управления, который получает концентрацию кислорода в топливе на этапе S5, соответствует модулю получения концентрации кислорода в топливе, который получает концентрацию кислорода в топливе. CPU 101 устройства 100 управления, который получает целевую температуру в цилиндрах на этапе S50b, соответствует модулю вычисления целевой температуры в цилиндрах, который вычисляет целевую температуру в цилиндрах в ходе основного впрыска на основе предварительно определенного параметра, включающего в себя концентрацию кислорода в топливе. CPU 101 устройства 100 управления, который получает фактическую температуру в цилиндрах на этапе S60, соответствует модулю получения температуры в цилиндрах, который получает температуру в цилиндрах. CPU 101 устройства 100 управления, который выполняет управление концентрацией кислорода в цилиндрах на этапе S70, соответствует модулю управления концентрацией кислорода в цилиндрах, который выполняет управление концентрацией кислорода в цилиндрах для управления концентрацией кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска на основе разности между целевой температурой в цилиндрах в ходе основного впрыска, вычисленной посредством целевого модуля вычисления температуры в цилиндрах, и температурой в цилиндрах, полученной посредством модуля получения температуры в цилиндрах.
[0155] В дальнейшем в этом документе описываются преимущества устройства 100 управления согласно этому варианту осуществления после того, как описаны уникальные цели этого варианта осуществления. Во-первых, концентрация кислорода в топливе является более высокой в случае, если кислородсодержащее топливо используется в качестве топлива двигателя 5b внутреннего сгорания, чем в случае, если не используется кислородсодержащее топливо. В случае, если концентрация кислорода в топливе становится выше первоначально допускаемой концентрации кислорода в этом случае, температура в цилиндрах может становиться намного больше первоначально допускаемого значения. Как результат, характеристики по выбросам двигателя 5b внутреннего сгорания могут быть ухудшены, и характеристики по шуму при сгорании также могут быть ухудшены.
[0156] Согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления, напротив, можно сказать, что целевая температура в цилиндрах согласно этому варианту осуществления представляет собой температуру, вычисленную с учетом концентрации кислорода в топливе, поскольку параметр, который используется в ходе вычисления целевой температуры в цилиндрах, включает в себя концентрацию кислорода в топливе, как описано в отношении этапа S50b. Как результат, согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления, концентрация кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска управляется на основе разности между целевой температурой в цилиндрах, которая вычисляется с учетом концентрации кислорода в топливе, и температурой в цилиндрах (фактической температурой в цилиндрах), которая получается посредством модуля получения температуры в цилиндрах. Таким образом, ухудшение характеристик по выбросам и шуму при сгорании двигателя 5b внутреннего сгорания может подавляться даже в случае, если кислородсодержащее топливо, имеющее низкое цетановое число, используется в качестве топлива.
[0157] Более конкретно, согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления, обеспечивается возможность концентрации кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска быть более высокой в случае, если температура в цилиндрах (фактическая температура в цилиндрах), полученная посредством модуля получения температуры в цилиндрах, ниже целевой температуры в цилиндрах в ходе основного впрыска, вычисленной посредством целевого модуля вычисления температуры в цилиндрах, как описано в отношении этапа S70, чем в случае, если температура в цилиндрах равна или выше целевой температуры в цилиндрах, и за счет этого температура в цилиндрах может становиться ближе к целевой температуре в цилиндрах, которая вычисляется с учетом концентрации кислорода в топливе. Как результат, чрезмерное повышение температуры в цилиндрах может подавляться, и ухудшение характеристик по выбросам и ухудшение характеристик по шуму при сгорании может подавляться даже в случае, если кислородсодержащее топливо, имеющее низкое цетановое число, используется в качестве топлива.
[0158] Согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления, температура в цилиндрах в ходе основного впрыска, при которой индекс состояния сгорания является постоянным независимо от значения цетанового числа, используется в качестве целевой температуры в цилиндрах, как описано со ссылкой на фиг. 23(a), и за счет этого ухудшение характеристик по выбросам может надежно подавляться в случае, если используется топливо, имеющее низкое цетановое число.
[0159] Согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления, целевая температура в цилиндрах вычисляется на основе концентрации кислорода в цилиндрах, которая вычисляется на основе уравнения (2), и за счет этого может минимизироваться снижение экономии топлива. Причина этого заключается в следующем. Фиг. 23(b) является принципиальной схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между целевой температурой в цилиндрах и экономией топлива двигателя 5b внутреннего сгорания. Горизонтальная ось на фиг. 23(b) представляет целевую температуру в цилиндрах, а вертикальная ось на фиг. 23(b) представляет степень снижения экономии топлива. Как проиллюстрировано на фиг. 23(b), экономия топлива имеет тенденцию снижаться по мере того, как возрастает целевая температура в цилиндрах. Соответственно, может быть невозможным подавлять ухудшение характеристик по выбросам для случая, в котором используется топливо, имеющее низкое цетановое число, в случае, если целевая температура в цилиндрах задается таким образом, что она просто увеличивается с тем, чтобы подавлять ухудшение характеристик по выбросам для случая, в котором используется топливо, имеющее низкое цетановое число (т.е. в случае, если целевая температура в цилиндрах задается таким образом, что она просто увеличивается без базирования на расчетной формуле аналогично этому варианту осуществления). Тем не менее, в этом случае экономия топлива может снижаться. Тем не менее, согласно этому варианту осуществления, целевая температура в цилиндрах вычисляется на основе концентрации кислорода в цилиндрах, которая вычисляется на основе уравнения (2), как описано выше, и в силу этого может подавляться снижение экономии топлива.
[0160] Согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления, увеличивается объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, когда концентрация кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска увеличивается на этапе S70. В данном документе, фактическая температура в цилиндрах также может повышаться посредством увеличения объема предварительного впрыска (объема впрыска топлива в ходе предварительного впрыска). Как результат, фактическая температура в цилиндрах может становиться ближе к целевой температуре в цилиндрах. Соответственно, устройство 100 управления может повышать фактическую температуру в цилиндрах, например, посредством увеличения объема предварительного впрыска вместо увеличения объема воздуха, протекающего в цилиндры 11, посредством управления дросселем 22 на этапе S70. Тем не менее, считается, что на сгорание топлива в цилиндрах значительное влияние оказывает концентрация кислорода в цилиндрах, и управление объемом воздуха на основе дросселя 22 считается способом, особенно эффективным для управления концентрацией кислорода в цилиндрах. Соответственно, концентрация кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска может быть эффективнее увеличена в случае, если объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, управляется на основе управления дросселем 22, аналогично этому варианту осуществления, чем в случае, если объем предварительного впрыска увеличивается, и в силу этого можно сказать, что управление объемом воздуха, протекающего в цилиндры 11, на основе управления дросселем 22 аналогично этому варианту осуществления, является более предпочтительным в том, что фактическая температура в цилиндрах эффективнее может становиться ближе к целевой температуре в цилиндрах.
[0161] Согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления, вычисленная целевая температура в цилиндрах снижается по мере того, как возрастает концентрация кислорода в топливе, как описано со ссылкой на фиг. 23(a). В данном документе, количество теплообразования, получающееся в результате сгорания в цилиндрах 11, увеличивается по мере того, как возрастает концентрация кислорода в топливе, и в силу этого температура в цилиндрах также повышается. Соответственно, целевая температура в цилиндрах может снижаться по мере того, как возрастает концентрация кислорода в топливе. Соответственно, надлежащая целевая температура в цилиндрах в соответствии с концентрацией кислорода в топливе может вычисляться согласно этой конфигурации. Таким образом, ухудшение характеристик по выбросам и шуму при сгорании двигателя 5b внутреннего сгорания может эффективно подавляться в соответствии с концентрацией кислорода в топливе.
[0162] Согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления, управление концентрацией кислорода в цилиндрах согласно этапу S70 выполняется в случае, если цетановое число равно или меньше предварительно определенного значения (в частности, в случае определения "Да" на этапе S20). Согласно этой конфигурации, управление концентрацией кислорода в цилиндрах может выполняться в случае, если фактически используется топливо, имеющее цетановое число, которое является настолько низким, что оно вызывает пропуск зажигания в двигателе 5b внутреннего сгорания.
ДЕВЯТЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0163] В дальнейшем в этом документе описывается устройство 100 управления для двигателя внутреннего сгорания согласно девятому варианту осуществления изобретения. Аппаратная конфигурация устройства 100 управления согласно этому варианту осуществления и аппаратная конфигурация двигателя 5b внутреннего сгорания, к которому применяется устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления, являются аналогичными устройству 100 управления и двигателю 5b внутреннего сгорания, проиллюстрированным на фиг. 21 для восьмого варианта осуществления. Устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления отличается от устройства 100 управления согласно восьмому варианту осуществления тем, что блок-схема последовательности операций способа на фиг. 24, которая должна описываться ниже, выполняется вместо блок-схемы последовательности операций способа для пятого варианта осуществления на фиг. 22. Фиг. 24 является схемой, иллюстрирующей пример блок-схемы последовательности операций способа для выполнения управления концентрацией кислорода в цилиндрах посредством устройства 100 управления согласно этому варианту осуществления. Блок-схема последовательности операций способа на фиг. 24 отличается от блок-схемы последовательности операций способа на фиг. 22 тем, что этап S40c предоставляется вместо этапа S40b, и этап S50c предоставляется вместо этапа S50b.
[0164] На этапе S40c, устройство 100 управления вычисляет концентрацию кислорода в цилиндрах на основе объема воздуха, протекающего в цилиндры 11, и объема камеры сгорания при регулировании впрыска топлива. В частности, устройство 100 управления вычисляет концентрацию кислорода в цилиндрах на основе уравнения (1), описанного выше для первого варианта осуществления. Это уравнение (1) отличается от уравнения (2) для восьмого варианта осуществления тем, что объем кислорода в топливе включен в числитель в правой части. Другими словами, устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления вычисляет концентрацию кислорода в цилиндрах без использования концентрации кислорода в топливе, которая получается на этапе S5.
[0165] После этапа S40c устройство 100 управления выполняет этап S50c. На этапе S50c, устройство 100 управления вычисляет целевую температуру в цилиндрах в ходе основного впрыска. Этап S50c согласно этому варианту осуществления является идентичным этапу S50b согласно восьмому варианту осуществления в том, что температура в цилиндрах в ходе основного впрыска (T°C), при которой индекс состояния сгорания является постоянным независимо от значения цетанового числа, вычисляется как целевая температура в цилиндрах, но отличается от этапа S50b согласно восьмому варианту осуществления относительно способа вычисления целевой температуры в цилиндрах.
[0166] Фиг. 25 является схемой, визуализирующей карту, которая используется в ходе вычисления целевой температуры в цилиндрах согласно этому варианту осуществления. Линия 301, которая проиллюстрирована на фиг. 25 представляет температуру в цилиндрах в ходе основного впрыска, при которой HC-объем является постоянным независимо от значения цетанового числа в случае, если концентрация кислорода в топливе составляет A. Линия 302 представляет температуру в цилиндрах в ходе основного впрыска, при которой HC-объем является постоянным независимо от значения цетанового числа в случае, если концентрация кислорода в топливе составляет B (B имеет значение, большее A). Согласно как линии 301, так и линии 302, целевая температура в цилиндрах снижается по мере того, как возрастает концентрация кислорода в цилиндрах. Помимо этого, на вертикальной оси, линия 302 размещается ниже линии 301. Соответственно, карта по фиг. 25 является картой, на которой целевая температура в цилиндрах задается в ассоциации с концентрацией кислорода в цилиндрах и концентрацией кислорода в топливе, так что вычисленная целевая температура в цилиндрах снижается по мере того, как возрастает концентрация кислорода в цилиндрах, и вычисленная целевая температура в цилиндрах снижается по мере того, как возрастает концентрация кислорода в топливе. Карта по фиг. 25 получается заранее посредством эксперимента, моделирования и т.п. и сохраняется в модуле хранения.
a
b
[0167] На этапе S50c, устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления выбирает из карты по фиг. 25 линию, которая соответствует концентрации кислорода в топливе, которая получается на этапе S5, и вычисляет целевую температуру в цилиндрах посредством извлечения, из выбранной линии, целевой температуры в цилиндрах, соответствующей концентрации кислорода в цилиндрах, вычисленной на этапе S40c. Например, устройство 100 управления выбирает линию 301 на фиг. 25 в случае, если концентрация кислорода в топливе, которая получается на этапе S5, составляет A. Затем устройство 100 управления получает T в качестве целевой температуры в цилиндрах в случае, если концентрация кислорода в цилиндрах, которая вычисляется на этапе S40c, составляет D. В случае, если концентрация кислорода в топливе, которая получается на этапе S5, составляет B (A), устройство 100 управления выбирает линию 302 на фиг. 25. Затем устройство 100 управления получает T в качестве целевой температуры в цилиндрах в случае, если концентрация кислорода в цилиндрах, которая вычисляется на этапе S40c, составляет D.
[0168] Хотя только две линии проиллюстрированы на фиг. 25, предпочтительно, чтобы больше линий задавалось с фактическим соответствием прогнозным концентрациям кислорода в топливе. Можно считать, что линия, которая непосредственно соответствует концентрации кислорода в топливе, которая получается на этапе S5, не присутствует на карте по фиг. 25 даже в случае, если задается несколько линий, как описано выше. Тем не менее, в этом случае устройство 100 управления может выбирать, например, линию для значения, которое является ближайшим к значению концентрации кислорода в топливе, которое получается на этапе S5.
[0169] Как описано выше, устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления использует концентрацию кислорода в топливе, а также концентрацию кислорода в цилиндрах (концентрацию кислорода в цилиндрах, вычисленную без использования концентрации кислорода в топливе в этом варианте осуществления) в качестве предварительно определенного параметра, который используется в ходе вычисления целевой температуры в цилиндрах согласно этапу S50c. Другими словами, даже в этом варианте осуществления, предварительно определенный параметр, который используется при вычислении целевой температуры в цилиндрах, включает в себя концентрацию кислорода в топливе. В частности, концентрация кислорода в топливе и объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, и объем камеры сгорания при регулировании впрыска топлива, используемые в уравнении (1), используются в качестве предварительно определенных параметров, используемых при вычислении целевой температуры в цилиндрах. Помимо этого, даже в этом варианте осуществления, устройство 100 управления снижает вычисленную целевую температуру в цилиндрах по мере того, как возрастает концентрация кислорода в топливе, поскольку вычисленная целевая температура в цилиндрах снижается по мере того, как возрастает концентрация кислорода в топливе согласно карте по фиг. 25.
[0170] Устройство 100 управления согласно этому варианту осуществления может обеспечивать преимущество, аналогичное преимуществу восьмого варианта осуществления. В частности, концентрация кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска управляется на основе разности между целевой температурой в цилиндрах, вычисленной с учетом концентрации кислорода в топливе, и температурой в цилиндрах (фактической температурой в цилиндрах), полученной посредством модуля получения температуры в цилиндрах даже в устройстве 100 управления согласно этому варианту осуществления, и за счет этого ухудшение характеристик по выбросам и шуму при сгорании двигателя 5b внутреннего сгорания может подавляться даже в случае, если кислородсодержащее топливо, имеющее низкое цетановое число, используется в качестве топлива. Помимо этого, температура в цилиндрах в ходе основного впрыска, при которой индекс состояния сгорания является постоянным независимо от значения цетанового числа, используется в качестве целевой температуры в цилиндрах даже в этом варианте осуществления, и за счет этого ухудшение характеристик по выбросам может надежно подавляться в случае, если используется топливо, имеющее низкое цетановое число. Помимо этого, согласно устройству 100 управления этого варианта осуществления, целевая температура в цилиндрах вычисляется на основе концентрации кислорода в цилиндрах, вычисленной на основе уравнения (1), и концентрации кислорода в топливе, полученной на этапе S5, и в силу этого может подавляться снижение экономии топлива, по сравнению со случаем, в котором целевая температура в цилиндрах задается так, что она просто увеличивается, вследствие причины, аналогичной причине в описании фиг. 23(b) согласно восьмому варианту осуществления.
[0171] Даже в устройстве 100 управления согласно этому варианту осуществления, объем воздуха, протекающего в цилиндры 11, увеличивается, когда концентрация кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска увеличивается на этапе S70, и в силу этого может эффективно увеличиваться концентрация кислорода в цилиндрах в ходе предварительного впрыска, и фактическая температура в цилиндрах может эффективно становиться ближе к целевой температуре в цилиндрах. Даже в устройстве 100 управления согласно этому варианту осуществления, вычисленная целевая температура в цилиндрах снижается по мере того, как возрастает концентрация кислорода в топливе на этапе S50c, и в силу этого надлежащая целевая температура в цилиндрах может вычисляться в соответствии с концентрацией кислорода в топливе. Соответственно, ухудшение характеристик по выбросам и шуму при сгорании двигателя 5b внутреннего сгорания может эффективно подавляться в соответствии с концентрацией кислорода в топливе. Даже в этом варианте осуществления, управление концентрацией кислорода в цилиндрах согласно этапу S70 выполняется в случае, если цетановое число равно или меньше предварительно определенного значения (в случае определения "Да" на этапе S20), и в силу этого управление концентрацией кислорода в цилиндрах может выполняться в случае, если фактически используется топливо, имеющее низкое цетановое число, которое является настолько низким, что оно вызывает пропуск зажигания в двигателе 5b внутреннего сгорания.
[0172] Выше подробно описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения. Тем не менее, изобретение не ограничено конкретными вариантами осуществления. Изобретение может изменяться и модифицироваться в различных формах без отступления от объема изобретения, описанного в формуле изобретения.
СПИСОК НОМЕРОВ ССЫЛОК
[0173] 5 - двигатель внутреннего сгорания
10 - основной корпус двигателя
11 - цилиндр
20 - впускной канал
21 - выпускной канал
22 - дроссель
30 - клапан впрыска топлива
40 - общая топливная магистраль
50 - EGR-канал
51 - EGR-клапан
60 - нагнетатель
70 - промежуточный охладитель
100 - устройство управления.