Устройство, регулирующее отношение компонентов топливовоздушной смеси для двигателя внутреннего сгорания

Устройство, регулирующее отношение компонентов топливовоздушной смеси для двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к устройству, регулирующему отношение компонентов топливовоздушной смеси для двигателя внутреннего сгорания, которое может снижать выброс NO_x (оксидов азота) путем эффективного применения трехкомпонентного каталитического нейтрализатора, установленного в выхлопном канале.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Трехкомпонентный каталитический нейтрализатор обычно устанавливают в выхлопном канале двигателя внутреннего сгорания, чтобы очищать выхлопные газы, выбрасываемые из двигателя. Общеизвестно, что трехкомпонентный каталитический нейтрализатор обладает функцией адсорбции кислорода. Поэтому, когда в газе (газе, засасываемом в каталитический нейтрализатор), поступающем в трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, содержится повышенное количество кислорода, трехкомпонентный каталитический нейтрализатор адсорбирует кислород и снижает содержание NO_x. Когда в газе, засасываемом в каталитический нейтрализатор, содержится повышенное количество несгоревшего вещества, трехкомпонентный нейтрализатор высвобождает адсорбированный кислород и очищает (выхлопные газы) от несгоревшего вещества. Далее трехкомпонентный каталитический нейтрализатор будет упоминаться просто как "каталитический нейтрализатор".

Традиционное устройство, регулирующее отношение компонентов топливовоздушной смеси (традиционное устройство), снабжено передним по ходу потока датчиком состава топливовоздушной смеси и задним по ходу потока датчиком состава топливовоздушной смеси, расположенными в выхлопном канале двигателя соответственно перед каталитическим нейтрализатором и после него. Традиционное устройство регулирует "отношение компонентов топливовоздушной смеси (газообразной смеси, подаваемой в двигатель (отношение компонентов топливовоздушной смеси в двигателе))" таким образом, чтобы отношение компонентов топливовоздушной смеси, определяемое выходным значением переднего по ходу потока датчика состава топливовоздушной смеси (детектируемое отношение компонентов топливовоздушной смеси на входе), совпадало с заданным отношением компонентов топливовоздушной смеси (заданным отношением компонентов топливовоздушной смеси на входе, заданным отношением компонентов топливовоздушной смеси в газе, засасываемом в каталитический нейтрализатор). Такая система регулирования называется "основной системой регулирования с обратной связью".

Традиционное устройство также регулирует отношение компонентов топливовоздушной смеси в двигателе путем расчета их количества с помощью подсистемы обратной связи и существенной коррекции заданного отношения компонентов топливовоздушной смеси на входе с учетом количества, полученного по подсистеме обратной связи, таким образом, чтобы выходное значение заднего по ходу потока датчика состава топливовоздушной смеси совпадало с "заданным значением, соответствующим стехиометрическому отношению компонентов топливовоздушной смеси" (см., например, патентный документ 1). Регулирование отношения компонентов топливовоздушной смеси с применением их количества, рассчитанного по подсистеме обратной связи, называется "регулированием с помощью подсистемы обратной связи".

Патентный документ 1: публикация патентной заявки Японии № 2009-162139.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Однако если в отношении двигателя осуществляется ускорение, когда двигатель "работает в условиях обычной эксплуатации с определенным большим количеством засасываемого воздуха", из двигателя высвобождается большое количество NO_x (оксида азота), в частности, когда отношение компонентов топливовоздушной смеси в двигателе (отношение компонентов топливовоздушной газообразной смеси, подаваемой в двигатель) в момент времени, когда осуществляется ускорение, обедняется по сравнению со стехиометрическим отношением компонентов топливовоздушной смеси. В том случае, когда скорость восстановления (скорость реакции, снижающей количество NO_x) NO_x в каталитическом нейтрализаторе недостаточно высокая, большое количество NO_x, поступающего в каталитический нейтрализатор, снижается недостаточно с помощью каталитического нейтрализатора и выбрасывается из каталитического нейтрализатора. Такая ситуация встречается, например, когда транспортное средство, содержащее двигатель, ускоряется из состояния со средней эксплуатационной скоростью до сравнительно высокой скорости, чтобы обогнать другое транспортное средство.

Чтобы решить описанные выше проблемы, было выполнено данное изобретение. Поэтому одна из задач изобретения заключается в обеспечении устройства, регулирующего отношение компонентов топливовоздушной смеси для двигателя внутреннего сгорания, которое может снижать количество NO_x в выхлопах путем коррекции состояния каталитического нейтрализатора в преддверии состояния, соответствующего высокой "скорости восстановления NO_x", когда прогнозируется, что в каталитический нейтрализатор будет поступать большое количество NO_x.

Регулирующее устройство для двигателя внутреннего сгорания согласно изобретению (устройство согласно изобретению) включает в себя: каталитический нейтрализатор, установленный в выхлопном канале двигателя внутреннего сгорания; задний по ходу потока датчик состава топливовоздушной смеси, установленный в выхлопном канале после каталитического нейтрализатора; и средство для регулирования отношения компонентов топливовоздушной смеси, регулирующее отношение компонентов топливовоздушной смеси в двигателе, которое представляет собой отношение компонентов топливовоздушной газообразной смеси, подаваемой в двигатель, на основе выходного значения заднего по ходу потока датчика состава топливовоздушной смеси.

Кроме того, средство для регулирования отношения компонентов топливовоздушной смеси включает в себя средство определения состояния, предназначенное для определения того, "достигается или нет заданное условие (конкретное условие)", чтобы предсказывать осуществление рабочего режима, при котором в каталитический нейтрализатор поступает большое количество оксида азота; и регулирует отношение компонентов топливовоздушной смеси в двигателе таким образом, чтобы во время осуществления заданного условия повышалась, по меньшей мере, либо концентрация восстановителя (несгоревшего вещества) в каталитическом нейтрализаторе, либо температура каталитического нейтрализатора по сравнению с тем случаем, когда заданное условие не осуществляется. Повышение концентрации восстановителя внутри каталитического нейтрализатора эквивалентно по значению уменьшению степени адсорбции кислорода в каталитическом нейтрализаторе.

Заданное условие, например, представляет собой режим, осуществляемый при, по меньшей мере, одном из следующих условий: корреляционное значение количества засасываемого воздуха, которое увеличивается по мере увеличения количества засасываемого двигателем воздуха, превышает пороговое количество воздуха со стороны низких значений, и меньше порогового количества воздуха со стороны высоких значений, которое больше порогового количества воздуха со стороны низких значений; и скорость транспортного средства, содержащего двигатель, больше пороговой скорости со стороны низких значений и меньше пороговой скорости со стороны высоких значений, которая больше пороговой скорости со стороны низких значений.

Кроме того, заданное условие представляет собой режим, осуществляемый, когда величина изменения корреляционного значения количества засасываемого воздуха в единицу времени меньше заданного порогового значения величины изменения.

При такой конфигурации концентрация восстановителя внутри каталитического нейтрализатора увеличивается и/или температура каталитического нейтрализатора повышается до того, как в каталитический нейтрализатор поступает большое количество оксида азота. Следовательно, скорость восстановления NO_x в каталитическом нейтрализаторе становится высокой уже до того, как в каталитический нейтрализатор поступает большое количество оксида азота. В результате даже когда в каталитический нейтрализатор поступает большое количество NO_x, его можно в основном удалять (снижать) с помощью каталитического нейтрализатора, тем самым, делая возможным снижение количества NO_x в выхлопах.

Нежелательно, чтобы концентрация восстановителя в каталитическом нейтрализаторе все время сохранялась на высоком уровне, поскольку увеличивается вероятность выброса несгоревшего вещества из каталитического нейтрализатора. Однако в одном из вариантов устройства согласно изобретению концентрация восстановителя внутри каталитического нейтрализатора сохраняется на высоком уровне, только когда осуществляется заданное условие; и когда осуществляется заданное условие, температура выхлопных газов в двигателе также достаточно высокая. Следовательно, температура каталитического нейтрализатора становится достаточно высокой. В результате вероятность выброса несгоревшего вещества снижается.

Также нежелательно, чтобы температура каталитического нейтрализатора сохранялась высокой, поскольку это приводит к деградации каталитического нейтрализатора (спеканию или т.п.). Однако в одном из вариантов устройства согласно изобретению температура каталитического нейтрализатора устанавливается на высоком уровне, только когда осуществляется заданное условие. В результате заметной деградации каталитического нейтрализатора не происходит.

В таком случае средство для регулирования отношения компонентов топливовоздушной смеси отконфигурировано для увеличения концентрации восстановителя в каталитическом нейтрализаторе при осуществлении заданного условия путем регулирования отношения компонентов топливовоздушной смеси в двигателе таким образом, чтобы среднее значение отношения компонентов топливовоздушной смеси в двигателе, полученное в случае осуществления заданного условия, становилось меньше среднего значения отношения компонентов топливовоздушной смеси в двигателе, полученного в случае, когда заданное условие не осуществляется.

Более конкретно, в одном из вариантов устройства согласно изобретению средство для регулирования отношения компонентов топливовоздушной смеси обеспечивается с помощью средства, устанавливающего целевое отношение компонентов топливовоздушной смеси, и средства для регулирования количества подаваемого топлива.

Средство, устанавливающее целевое отношение компонентов топливовоздушной смеси, устанавливает целевой показатель для отношения компонентов топливовоздушной смеси двигателя на целевое обогащенное отношение компонентов топливовоздушной смеси, которое меньше стехиометрического отношения компонентов топливовоздушной смеси, когда на основе выходного значения заднего по ходу потока датчика состава топливовоздушной смеси установлено, что количество адсорбированного кислорода в каталитическом нейтрализаторе становится повышенным, и сгенерирован запрос на обогащение, чтобы заставить газ с обогащенным отношением компонентов топливовоздушной смеси, которое меньше стехиометрического отношения компонентов топливовоздушной смеси, поступать в каталитический нейтрализатор.

Средство, устанавливающее целевое отношение компонентов топливовоздушной смеси, также устанавливает целевой показатель для отношения компонентов топливовоздушной смеси в двигателе на целевое обедненное отношение компонентов топливовоздушной смеси, которое больше стехиометрического отношения компонентов топливовоздушной смеси, когда на основе выходного значения заднего по ходу потока датчика состава топливовоздушной смеси установлено, что количество адсорбированного кислорода в каталитическом нейтрализаторе становится недостаточным, и сгенерирован запрос на обеднение, чтобы заставить газ с обедненным отношением компонентов топливовоздушной смеси, которое больше стехиометрического отношения компонентов топливовоздушной смеси, поступать в каталитический нейтрализатор.

Средство для регулирования количества подаваемого топлива регулирует количество топлива, подаваемого в двигатель, на основе целевого отношения компонентов топливовоздушной смеси, которое было установлено.

В таком случае средство, устанавливающее целевое отношение компонентов топливовоздушной смеси, дополнительно отконфигурировано таким образом, чтобы устанавливать целевое отношение компонентов, получаемое при осуществлении заданного условия, на отношение компонентов топливовоздушной смеси, которое меньше целевого обогащенного отношения компонентов топливовоздушной смеси, получаемого, когда заданное условие не осуществляется.

Средство, устанавливающее целевое отношение компонентов топливовоздушной смеси, отконфигурировано таким образом, чтобы определять, что запрос на обогащение сгенерирован, когда величина изменения ΔVoxs выходного значения заднего по ходу потока датчика состава топливовоздушной смеси в единицу времени имеет отрицательное значение, и ее абсолютное значение |ΔVoxs| больше определенного порогового уровня обеднения dLeanth; и чтобы определять, что сгенерирован запрос на обеднение, когда величина изменения ΔVoxs имеет положительное значение, и ее абсолютное значение |ΔVoxs| больше определенного порогового уровня обогащения dRichth.

При такой конфигурации целевое обогащенное отношение компонентов топливовоздушной смеси, получаемое при осуществлении заданного условия, становится меньше, чем целевое обогащенное отношение компонентов топливовоздушной смеси, получаемое, когда заданное условие не осуществляется. Следовательно, когда осуществляется заданное условие, среднее значение отношения компонентов топливовоздушной смеси в двигателе (следовательно, среднее значение отношения компонентов топливовоздушной смеси в газе, засасываемом каталитическим нейтрализатором, который представляет собой газ, поступающий в каталитический нейтрализатор) уменьшается (становится более обогащенным) и, следовательно, концентрация восстановителя внутри каталитического нейтрализатора повышается. В результате можно устанавливать режим работы каталитического нейтрализатора на "режим работы с повышенной скоростью восстановления NO_x".

Согласно еще одному варианту устройства согласно изобретению, средство, устанавливающее целевое отношение компонентов топливовоздушной смеси, включает в себя: средство определения состояния каталитического нейтрализатора, предназначенное для определения того, что состояние каталитического нейтрализатора представляет собой режим с повышенным количеством кислорода, когда величина изменения ΔVoxs выходного значения заднего по ходу потока датчика состава топливовоздушной смеси в единицу времени имеет отрицательное значение, и ее абсолютное значение |ΔVoxs| больше определенного порогового уровня обеднения dLeanth; и для определения того, что состояние каталитического нейтрализатора представляет собой режим с дефицитом кислорода, когда величина изменения ΔVoxs имеет положительное значение, и ее абсолютное значение |ΔVoxs| больше определенного порогового уровня обогащения dRichth; средство, устанавливающее целевое отношение компонентов топливовоздушной смеси, предназначенное для установки целевого показателя для отношения компонентов топливовоздушной смеси двигателя на целевое обогащенное отношение компонентов топливовоздушной смеси, которое меньше стехиометрического отношения компонентов топливовоздушной смеси, когда истекает время задержки обеднения, которое представляет собой заданное время задержки, включая «0», с момента времени, когда с помощью средства определения состояния каталитического нейтрализатора было определено состояние каталитического нейтрализатора, для изменения состояния с дефицитом кислорода на состояние с повышенным количеством кислорода; и для установки целевого показателя для отношения компонентов топливовоздушной смеси двигателя на целевое обедненное отношение компонентов топливовоздушной смеси, которое больше стехиометрического отношения компонентов топливовоздушной смеси, когда истекает время задержки обогащения, которое представляет собой заданное время задержки, включая «0», с момента времени, когда с помощью средства определения состояния каталитического нейтрализатора было определено состояние каталитического нейтрализатора, для изменения состояния с повышенным количеством кислорода на состояние с дефицитом кислорода; и средство для регулирования количества подаваемого топлива, регулирующее количество топлива, подаваемого в двигатель, на основе целевого отношения компонентов топливовоздушной смеси, которое было установлено; и средство, устанавливающее целевое отношение компонентов топливовоздушной смеси, дополнительно отконфигурировано таким образом, чтобы устанавливать время задержки обогащения, получаемое при осуществлении заданного условия, на более длительное время, чем время задержки обогащения, получаемое, когда заданное условие не осуществляется.

В такой конфигурации при осуществлении заданного условия, период времени, когда происходит установка целевого отношения компонентов топливовоздушной смеси на обогащенное отношение компонентов топливовоздушной смеси, увеличивается путем "увеличения времени задержки обогащения" по сравнению со случаем, когда заданное условие не осуществляется. Следовательно, среднее значение отношения компонентов топливовоздушной смеси в двигателе (следовательно, среднее значение отношения компонентов топливовоздушной смеси в газе, засасываемом в каталитический нейтрализатор, который представляет собой газ, поступающий в каталитический нейтрализатор) уменьшается (становится более обогащенным) относительно стехиометрического отношения компонентов топливовоздушной смеси. В результате при осуществлении заданного условия режим каталитического нейтрализатора можно устанавливать на "режим работы с повышенной скоростью восстановления NO_x".

Аналогичным образом средство, устанавливающее целевое отношение компонентов топливовоздушной смеси, включает в себя: средство, устанавливающее целевое отношение компонентов топливовоздушной смеси, предназначенное для установки целевого показателя для отношения компонентов топливовоздушной смеси двигателя на целевое обогащенное отношение компонентов топливовоздушной смеси, которое меньше стехиометрического отношения компонентов топливовоздушной смеси, когда истекает время задержки обеднения, которое представляет собой заданное время задержки с момента времени, когда с помощью средства определения состояния каталитического нейтрализатора было определено состояние каталитического нейтрализатора, для изменения состояния с дефицитом кислорода на состояние с повышенным количеством кислорода; и для установки целевого показателя для отношения компонентов топливовоздушной смеси двигателя на целевое обедненное отношение компонентов топливовоздушной смеси, которое больше стехиометрического отношения компонентов топливовоздушной смеси, когда истекает время задержки обогащения, которое представляет собой заданное время задержки, включая «0», с момента времени, когда с помощью средства определения состояния каталитического нейтрализатора было определено состояние каталитического нейтрализатора, для изменения состояния с повышенным количеством кислорода на состояние с дефицитом кислорода; и средство для регулирования количества подаваемого топлива, регулирующее количество топлива, подаваемого в двигатель, на основе целевого отношения компонентов топливовоздушной смеси, которое было установлено; и средство, устанавливающее целевое отношение компонентов топливовоздушной смеси, дополнительно отконфигурировано таким образом, чтобы устанавливать время задержки обеднения, получаемое при осуществлении заданного условия, на более короткое время, чем время задержки обеднения, получаемое, когда заданное условие не осуществляется.

При такой конфигурации при осуществлении заданного условия период времени, когда происходит установка целевого отношения компонентов топливовоздушной смеси на обогащенное отношение компонентов топливовоздушной смеси, увеличивается путем "уменьшения времени задержки обеднения" по сравнению со случаем, когда заданное условие не осуществляется. Следовательно, среднее значение отношения компонентов топливовоздушной смеси в двигателе (следовательно, среднее значение отношения компонентов топливовоздушной смеси в газе, засасываемом в каталитический нейтрализатор, который представляет собой газ, поступающий в каталитический нейтрализатор) уменьшается (становится более обогащенным) относительно стехиометрического отношения компонентов топливовоздушной смеси. В результате при осуществлении заданного условия режим работы каталитического нейтрализатора можно устанавливать на "режим работы с повышенной скоростью восстановления NO_x".

В еще одном варианте устройства согласно изобретению средство, устанавливающее отношение компонентов топливовоздушной смеси, включает в себя: средство, устанавливающее целевое отношение компонентов топливовоздушной смеси, предназначенное для установки целевого показателя для отношения компонентов топливовоздушной смеси двигателя на целевое обогащенное отношение компонентов топливовоздушной смеси, которое меньше стехиометрического отношения компонентов топливовоздушной смеси, когда величина изменения ΔVoxs выходного значения заднего по ходу потока датчика состава топливовоздушной смеси в единицу времени имеет отрицательное значение, и ее абсолютное значение |ΔVoxs| больше определенного порогового уровня обеднения dLeanth; и для установки целевого показателя для отношения компонентов топливовоздушной смеси двигателя на целевое обедненное отношение компонентов топливовоздушной смеси, которое больше стехиометрического отношения компонентов топливовоздушной смеси, когда величина изменения ΔVoxs имеет положительное значение, и ее абсолютное значение |ΔVoxs| больше определенного порогового уровня обогащения dRichth; и средство для регулирования количества подаваемого топлива, регулирующее количество топлива, подаваемого в двигатель, на основе целевого отношения компонентов топливовоздушной смеси, которое было установлено.

В таком случае средство, устанавливающее целевое отношение компонентов топливовоздушной смеси, дополнительно отконфигурировано таким образом, чтобы устанавливать определенный пороговый уровень обогащения dRichth, получаемый при осуществлении заданного условия, на значение, которое превышает определенный пороговый уровень обогащения dRichth, получаемый, когда заданное условие не осуществляется.

Альтернативно средство, устанавливающее целевое отношение компонентов топливовоздушной смеси, отконфигурировано таким образом, чтобы устанавливать определенный пороговый уровень обеднения dLeanth, получаемый при осуществлении заданного условия, на значение, которое меньше определенного порогового уровня обеднения dLeanth, получаемого, когда заданное условие не осуществляется.

При таких конфигурациях при осуществлении заданного условия период времени, когда состояние каталитического нейтрализатора определяется как состояние с дефицитом кислорода, становится более коротким, и период времени, когда состояние каталитического нейтрализатора определяется как состояние с повышенным количеством кислорода, становится более длинным, чем периоды времени, когда заданное условие не осуществляется. Поэтому при осуществлении заданного условия период времени, в течение которого происходит установка целевого отношения компонентов топливовоздушной смеси на целевое обогащенное отношение компонентов топливовоздушной смеси, становится относительно длинным. Следовательно, среднее значение отношения компонентов топливовоздушной смеси в двигателе (следовательно, среднее значение отношения компонентов топливовоздушной смеси в газе, засасываемом в каталитический нейтрализатор, который представляет собой газ, поступающий в каталитический нейтрализатор) уменьшается (становится более обогащенным) относительно стехиометрического отношения компонентов топливовоздушной смеси. В результате при осуществлении заданного условия режим работы каталитического нейтрализатора можно устанавливать на "режим работы с повышенной скоростью восстановления NO_x".

В еще одном варианте устройства согласно изобретению средство для регулирования отношения компонентов топливовоздушной смеси включает в себя: средство, устанавливающее целевое отношение компонентов топливовоздушной смеси, предназначенное для установки целевого показателя для отношения компонентов топливовоздушной смеси в двигателе на целевое обогащенное отношение компонентов топливовоздушной смеси, которое меньше стехиометрического отношения компонентов топливовоздушной смеси, когда на основе выходного значения заднего по ходу потока датчика состава топливовоздушной смеси установлено, что количество адсорбированного кислорода в каталитическом нейтрализаторе становится повышенным, и надо заставить газ с обогащенным отношением компонентов топливовоздушной смеси, которое меньше стехиометрического отношения компонентов топливовоздушной смеси, поступать в каталитический нейтрализатор; и для установки целевого показателя для отношения компонентов топливовоздушной смеси в двигателе на целевое обедненное отношение компонентов топливовоздушной смеси, которое больше стехиометрического отношения компонентов топливовоздушной смеси, когда установлено, что количество адсорбированного кислорода в каталитическом нейтрализаторе становится недостаточным, и надо заставить газ с обедненным отношением компонентов топливовоздушной смеси, которое больше стехиометрического отношения компонентов топливовоздушной смеси, поступать в каталитический нейтрализатор; и средство для регулирования количества подаваемого топлива, регулирующее количество топлива, подаваемого в двигатель, на основе целевого отношения компонентов топливовоздушной смеси, которое было установлено.

В таком случае средство, устанавливающее целевое отношение компонентов топливовоздушной смеси, дополнительно повышает температуру каталитического нейтрализатора путем увеличения количества тепла, образующегося внутри каталитического нейтрализатора, при установке целевого обогащенного отношения компонентов топливовоздушной смеси, получаемого при осуществлении заданного условия, на отношение компонентов топливовоздушной смеси, которое меньше целевого обогащенного отношения компонентов топливовоздушной смеси, получаемого, когда заданное условие не осуществляется; и путем установки целевого обедненного отношения компонентов топливовоздушной смеси, получаемого при осуществлении заданного условия, на отношение компонентов топливовоздушной смеси, которое больше целевого обедненного отношения компонентов топливовоздушной смеси, получаемого, когда заданное условие не осуществляется. В таком случае предпочтительно, чтобы целевые отношения компонентов топливовоздушных смесей были установлены таким образом, чтобы среднее значение целевого обогащенного отношения компонентов топливовоздушной смеси, получаемого при осуществлении заданного условия, и целевого обедненного отношения компонентов топливовоздушной смеси, получаемого при осуществлении заданного условия, равнялось стехиометрическому отношению компонентов топливовоздушной смеси или значению, которое меньше стехиометрического отношения компонентов топливовоздушной смеси.

При такой конфигурации амплитуда колебания отношения компонентов топливовоздушной смеси в газе, поступающем в каталитический нейтрализатор, увеличивается при осуществлении заданного условия. Следовательно, реакция в каталитическом нейтрализаторе активируется, при этом увеличивается тепловой эффект реакции. В результате при осуществлении заданного условия температура каталитического нейтрализатора может повышаться по сравнению с тем случаем, когда заданное условие не осуществляется. Следовательно, режим работы каталитического нейтрализатора можно устанавливать на "режим работы с повышенной скоростью восстановления NO_x".

Другие задачи, признаки и преимущества, присущие устройству согласно изобретению, станут очевидными из объяснения вариантов осуществления изобретения, описанных далее со ссылкой на прилагаемые чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Признаки, преимущества, техническое и промышленное значение типичных вариантов осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых одинаковые цифры обозначают одинаковые элементы, и на которых:

На фиг. 1 представлена принципиальная схема двигателя внутреннего сгорания с применением устройства, регулирующего отношение компонентов топливовоздушной смеси, согласно вариантам осуществления изобретения;

На фиг. 2 представлен график, показывающий зависимость между отношением компонентов топливовоздушной смеси (отношение компонентов топливовоздушной смеси на входе) в газе, поступающем в каталитический нейтрализатор, показанный на фиг. 1, и выходным значением переднего по ходу потока датчика состава топливовоздушной смеси, показанного на фиг. 1;

На фиг. 3 представлен график, показывающий зависимость между отношением компонентов топливовоздушной смеси (заднее по ходу потока отношение компонентов топливовоздушной смеси) в газе, выходящем из каталитического нейтрализатора, показанного на фиг. 1, и выходным значением заднего по ходу потока датчика состава топливовоздушной смеси, показанного на фиг. 1;

На фиг. 4 представлена временная диаграмма, показывающая целевое отношение компонентов топливовоздушной смеси, которое корректируется регулирующим устройством (первым регулирующим устройством) согласно первому варианту осуществления изобретения;

На фиг. 5 представлена блок-схема, иллюстрирующая программу, осуществляемую центральным процессором (CPU) первого регулирующего устройства;

На фиг. 6 представлена блок-схема, иллюстрирующая программу, осуществляемую CPU первого регулирующего устройства;

На фиг. 7 представлена блок-схема, иллюстрирующая программу, осуществляемую CPU первого регулирующего устройства;

На фиг. 8 представлена блок-схема, иллюстрирующая программу, осуществляемую CPU первого регулирующего устройства;

На фиг. 9 представлена временная диаграмма, иллюстрирующая сигнал индикатора обедненного состояния каталитического нейтрализатора и сигнал запроса на обогащение, которые применяются регулирующим устройством (вторым регулирующим устройством) согласно второму варианту осуществления изобретения;

На фиг. 10 представлена блок-схема, иллюстрирующая программу, осуществляемую CPU второго регулирующего устройства;

На фиг. 11 представлена блок-схема, иллюстрирующая программу, осуществляемую CPU второго регулирующего устройства;

На фиг. 12 представлена временная диаграмма, иллюстрирующая выходное значение заднего по ходу потока датчика состава топливовоздушной смеси, показанного на фиг. 1, сигнал индикатора обедненного состояния каталитического нейтрализатора и сигнал запроса на обогащение, которые применяются регулирующим устройством (третьим регулирующим устройством) согласно третьему варианту осуществления изобретения;

На фиг. 13 представлена блок-схема, иллюстрирующая программу, осуществляемую CPU третьего регулирующего устройства; и

На фиг. 14 представлена блок-схема, иллюстрирующая программу, осуществляемую CPU регулирующего устройства (четвертого регулирующего устройства) согласно четвертому варианту осуществления изобретения.

СПОСОБЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи будет описано устройство, регулирующее отношение компонентов топливовоздушной смеси для двигателя внутреннего сгорания (упоминаемое далее просто как "регулирующее устройство"), согласно вариантам осуществления изобретения. Регулирующее устройство является частью устройства для регулирования количества впрыскиваемого топлива, регулирующего количество впрыскиваемого топлива (количество подаваемого топлива), содержащегося в газовой смеси, подаваемой в двигатель внутреннего сгорания.

ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

СТРУКТУРА

На фиг. 1 показана схематичная конфигурация системы, в которой регулирующее устройство (упоминаемое далее как "первое регулирующее устройство") согласно первому варианту осуществления изобретения применяется в многоцилиндровом (рядном четырехцилиндровом) двигателе внутреннего сгорания 10 четырехтактной системы с электрическим зажиганием. Двигатель внутреннего сгорания 10 включает в себя основной блок двигателя 20, систему впрыска 30 и систему выпуска отработавших газов 40.

Основной блок двигателя 20 включает в себя блок цилиндров и головку блока цилиндров. Основной блок двигателя 20 снабжен несколькими цилиндрами (камерами сгорания) 21. Каждый цилиндр сообщается с "впускным каналом и выпускным каналом", которые не показаны на чертеже. Канал, связывающий впускной канал и камеру сгорания 21, открывается и закрывается с помощью впускного клапана, который не показан на чертеже. Канал, связывающий выпускной канал и камеру сгорания 21, открывается и закрывается с помощью выпускного клапана, который не показан на чертеже. В каждой камере сгорания 21 установлена свеча зажигания, которая не показана на чертеже.

Система впрыска 30 снабжена впускным коллектором 31, впускной трубой 32, несколькими клапанами для впрыска топлива 33 и дроссельной заслонкой 34.

Впускной коллектор 31 снабжен несколькими патрубками 31a и расширительным бачком 31b. Один конец каждого из нескольких патрубков 31a соединен с соответствующим впускным каналом из нескольких впускных каналов. Другой конец каждого из нескольких патрубков 31a соединен с расширительным бачком 31b.

Один конец впускной трубы 32 соединен с расширительным бачком 31b. На другом конце впускной трубы 32 расположен воздушный фильтр, который не показан на чертеже.

В каждом цилиндре (камере сгорания) 21 установлен один клапан для впрыска топлива 33. Клапан для впрыска топлива 33 установлен во впускном канале. Топливо подается из топливного бака, который не показан на чертеже, через топливопровод 50 к клапанам для впрыска топлива 33. Клапан для впрыска топлива 33 открывается в ответ на сигнал индикатора впрыска, и "топливо в указанном для впрыска количестве, соответствующем сигналу индикатора впрыска", впрыскивается во впускной канал (следовательно, в цилиндр 21, соответствующий клапану для впрыска топлива 33).

Способная вращаться дроссельная заслонка 34 размещена внутри впускной трубы 32. Дроссельная заслонка 34 может менять сечение отверстия впускного канала. Дроссельная заслонка 34 поворачивается внутри впускной трубы 32 с помощью привода дроссельной заслонки, который не показан на чертеже.

Система выпуска отработавших газов 40 снабжена выпускным коллектором 41, выхлопной трубой 42, первым по ходу потока каталитическим нейтрализатором 43, установленным в выхлопной трубе 42, и "вторым по ходу потока каталитическим нейтрализатором (не показан на чертеже)", который установлен в выхлопной трубе 42 после первого по ходу потока нейтрализатора 43.

Выпускной коллектор 41 снабжен несколькими патрубками 41a и устройством для сбора 41b. Один конец каждого из нескольких патрубков 41a соединен с соответствующим выпускным каналом. Другие концы нескольких патрубков 41a собираются в устройстве для сбора 41b. Поскольку устройство для сбора 41b является участком, где выхлопные газы выбрасываются из нескольких цилиндров (двух или более, в настоящем примере четырех цилиндров), оно также называется устройством для сбора выхлопных газов HK.

Выхлопная труба 42 соединяется с устройством для сбора 41b.