Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания

Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству управления, которое управляет состоянием сгорания для двигателя внутреннего сгорания.

Уровень техники

В целом, энергия, получающаяся в результате сгорания воздушно-топливной смеси, когда двигатель внутреннего сгорания (далее в данном документе также называемый "двигателем"), такой как дизельный двигатель, находится в работе, неминуемо ведет к потерям, без полного преобразования в работу вращения коленчатого вала. Эти потери включают в себя потери при охлаждении, которая преобразуется в рост температур основного блока двигателя и охлаждающей жидкости, выхлопные потери, которые высвобождаются в атмосферу посредством отработавшего газа, насосные потери, которые получаются во время всасывания и выпуска воздуха, и потери на механическое сопротивление. Потери при охлаждении и выхлопные потери составляют большие доли всех потерь. Соответственно, необходимо эффективно уменьшать потери при охлаждении и выхлопные потери, при этом интенсивность расхода топлива двигателя внутреннего сгорания должна быть улучшена.

Однако потери при охлаждении и выхлопные потери имеют компромиссное соотношение, в целом, и, таким образом, трудно уменьшать потери при охлаждении и насосные потери в одно и то же время во многих случаях. В случае, когда двигатель снабжен турбонагнетателем, например, выхлопная потеря уменьшается, поскольку энергия, содержащаяся в выхлопном газе, эффективно используется, когда давление турбонаддува увеличивается. Однако фактическое улучшение в степени сжатия вызывает увеличение температуры сгорания, и, таким образом, потери при охлаждении увеличиваются. Соответственно, общая величина потерь увеличивается в зависимости от случаев.

Устройство управления, которое управляет состоянием сгорания топлива, подаваемого в двигатель (далее в данном документе просто называемым "состоянием сгорания двигателя" в некоторых случаях), так, чтобы уменьшать общую величину потерь, требуется, чтобы надлежащим образом управлять различными параметрами, изменяющими состояние сгорания, включающими в себя количество впрыска топлива, момент впрыска топлива и количество EGR-газа, а также давление турбонаддува, в соответствии с рабочим состоянием (скоростью вращения, выходной мощностью или т.п.) двигателя. Параметры, изменяющие состояние сгорания двигателя (т.е. параметры, влияющие на состояние сгорания двигателя), просто называются "параметрами сгорания" в некоторых случаях. Однако трудно иметь множество параметров сгорания, полученных заранее посредством эксперимента или т.п., в качестве значений, оптимальных для соответствующих рабочих состояний, и необходимо выполнять крупномасштабный эксперимент для того, чтобы определять эти параметры сгорания. Соответственно, были разработаны способы для систематического определения параметров сгорания.

Например, устройство управления сгоранием для двигателя внутреннего сгорания согласно предшествующему уровню техники (далее в данном документе также называемое "традиционным устройством") вычисляет "угол поворота коленчатого вала в момент времени, когда половина общего количества тепла, получающегося в течение рабочего такта, формируется (далее в данном документе называемый "углом центра тяжести сгорания")". В случае, когда угол центра тяжести сгорания и предварительно определенное опорное значение отклоняются друг от друга, традиционное устройство вынуждает угол центра тяжести сгорания соответствовать опорному значению, корректируя момент впрыска топлива или регулируя степень EGR (количество EGR-газа) и регулируя концентрацию кислорода в камере сгорания (в цилиндре) (например, см. JP 2011-202629).

Сущность изобретения

В дизельном двигателе многоступенчатый впрыск выполняется, например, в некоторых случаях, так что топливо впрыскивается множество раз в течение одного цикла сгорания. Более конкретно, в дизельном двигателе, предварительный впрыск выполняется перед основным впрыском, и подвпрыск выполняется после основного впрыска в некоторых случаях. Соотношение между углом поворота коленчатого вала и интенсивностью теплообразования (количеством тепла, формируемого посредством сгорания на единицу измерения угла поворота коленчатого вала), свойственное этому случаю, выражается, например, как форма волны, которая иллюстрируется посредством кривой C1 на фиг. 8A. Эта форма волны также будет называться "формой волны сгорания" ниже. Форме волны, которая иллюстрируется на фиг. 8A, предоставляется возможность достигать максимального значения Lp посредством предварительного впрыска, который инициируется при угле θ1 поворота коленчатого вала, и достигать максимального значения Lm посредством основного впрыска, который инициируется при угле θ2 поворота коленчатого вала.

Фиг. 8B иллюстрирует соотношение между углом поворота коленчатого вала и "отношением объединенного значения количества тепла, сформированного посредством сгорания", иллюстрированным посредством кривой C1, к общему количеству сформированного тепла (процент теплотворной способности)". Как иллюстрировано на фиг. 8B, угол центра тяжести сгорания, описанный выше (угол поворота коленчатого вала, при котором процент теплотворной способности равен 50%), является углом θ3 поворота коленчатого вала.

В случае, когда только момент инициирования предварительного впрыска смещается в сторону опережения на Δθ от угла θ1 поворота коленчатого вала к углу θ0 поворота коленчатого вала, как иллюстрируется посредством кривой C2 на фиг. 9A, угол поворота коленчатого вала, при котором тепло начинает формироваться посредством сгорания топлива предварительно впрыска (угол инициирования теплообразования) смещается в сторону опережения на Δθ. Во время сгорания, которое иллюстрируется на фиг. 8A и 9A, однако, угол центра тяжести сгорания находится после инициирования сгорания топлива основного впрыска (после угла θ2 поворота коленчатого вала), и, таким образом, угол центра тяжести сгорания остается неизменным в угле θ3 поворота коленчатого вала, как очевидно из фиг. 9B, иллюстрирующем процент теплотворной способности сгорания, иллюстрированного посредством кривой C2. Другими словами, угол центра тяжести сгорания не изменяется в некоторых случаях, даже когда форма волны сгорания изменяется посредством смещения момента предварительного впрыска в сторону опережения. Другими словами, нельзя сказать, что угол центра тяжести сгорания является показателем, который точно отражает, как сгорание каждого цикла выполняется в зависимости от случаев.

Изобретатель фактически измерил соотношение между углом центра тяжести сгорания и "степенью ухудшения топливной экономичности в качестве отношения интенсивности расхода топлива при произвольном угле центра тяжести сгорания к интенсивности расхода топлива при угле центра тяжести сгорания, при котором интенсивность расхода топлива минимизируется (идеальная точка топливной экономичности)" относительно различных скоростей вращения двигателя. Результаты измерения иллюстрируются на фиг. 10. Кривые Hb1 по Hb3 на фиг. 10 показывают результаты измерений, свойственные случаю низкой скорости вращения и низкой нагрузки, случаю средней скорости вращения и средней нагрузки и случаю высокой скорости вращения и высокой нагрузки, соответственно. Изобретатель обнаружил, что угол центра тяжести сгорания, при котором степень ухудшения топливной экономичности минимизируется, изменяется при различных скоростях вращения и нагрузках двигателя, как показано на фиг. 10. Другими словами, изобретатель обнаружил, что степень ухудшения топливной экономичности не минимизируется, даже когда состояние сгорания управляется так, что угол центра тяжести сгорания соответствует постоянному опорному значению, когда скорость вращения и нагрузка двигателя варьируется.

Изобретатель сфокусировался на "позиции центра тяжести интенсивности теплообразования" вместо угла центра тяжести сгорания согласно предшествующему уровню техники в качестве индексного значения, представляющего состояние сгорания. Позиция центра тяжести интенсивности теплообразования определяется посредством различных способов, как описано ниже. Позиция центра тяжести интенсивности теплообразования выражается как угол поворота коленчатого вала.

(Определение 1) Как иллюстрировано на фиг. 1A, позиция Gc центра тяжести интенсивности теплообразования является углом поворота коленчатого вала, соответствующим геометрическому центру тяжести области, окруженной формой волны интенсивности теплообразования, начерченной в "системе координат, в которой угол поворота коленчатого вала для каждого цикла задан по горизонтальной оси (первой оси), а интенсивность теплообразования (количество теплообразования на единицу измерения угла поворота коленчатого вала) задана по вертикальной оси (другой оси, ортогональной первой оси)", и горизонтальной осью.

В случае, когда позиция Gc центра тяжести интенсивности теплообразования является центром вращения, расстояние угла поворота коленчатого вала, которое является разницей между позицией Gc центра тяжести интенсивности теплообразования и произвольного угла поворота коленчатого вала, является расстоянием от центра вращения, и интенсивность теплообразования является силой, например, величины моментов (=сила×расстояние=расстояние угла поворота коленчатого вала×интенсивность теплообразования) на стороне опережения и стороне запаздывания от центра вращения равны друг другу.

(Определение 2) Позиция Gc центра тяжести интенсивности теплообразования является конкретным углом поворота коленчатого вала между инициированием сгорания и завершением сгорания, и конкретный угол поворота коленчатого вала, при котором значение, полученное посредством интегрирования произведения "величины различия между произвольным первым углом поворота коленчатого вала после инициирования сгорания и конкретным углом поворота коленчатого вала" и "интенсивности теплообразования при произвольном первом угле поворота коленчатого вала" относительно угла поворота коленчатого вала от инициирования сгорания до конкретного угла поворота коленчатого вала, и значение, полученное посредством интегрирования произведения "величины различия между произвольным вторым углом поворота коленчатого вала после конкретного угла поворота коленчатого вала и конкретным углом поворота коленчатого вала" и "интенсивности теплообразования при произвольном втором угле поворота коленчатого вала" относительно угла поворота коленчатого вала от конкретного угла поворота коленчатого вала до завершения сгорания, равны друг другу.

Другими словами, позиция Gc центра тяжести интенсивности теплообразования является углом поворота коленчатого вала, доступным, когда следующее уравнение (1) удовлетворяется, когда угол поворота коленчатого вала, при котором сгорание топлива начинается, выражается как CAs, угол поворота коленчатого вала, при котором сгорание топлива завершается, выражается как CAe, произвольный угол поворота коленчатого вала выражается как θ, и интенсивность теплообразования при угле θ поворота коленчатого вала выражается как dQ(θ) для каждого цикла. Например, угол θ поворота коленчатого вала выражается как угол после верхней мертвой точки, и угол θ поворота коленчатого вала является отрицательным значением, когда угол поворота коленчатого вала находится дальше на стороне опережения, чем верхняя мертвая точка.

(Определение 3) Следующее уравнение (2) получается, когда уравнение (1) выше организуется. Чтобы выразить определение 2 другим образом, позиция Gc центра тяжести интенсивности теплообразования является конкретным углом поворота коленчатого вала от инициирования сгорания до завершения сгорания относительно одного рабочего такта и конкретным углом поворота коленчатого вала, при котором значение, полученное посредством интегрирования значения, соответствующего произведению значения, полученного посредством вычитания конкретного угла поворота коленчатого вала из произвольного угла поворота коленчатого вала, и интенсивности теплообразования при произвольном угле теплообразования относительно угла поворота коленчатого вала относительно угла поворота коленчатого вала от инициирования сгорания до завершения сгорания, становится "0".

(Определение 4) Определение 2, описанное выше, может также пониматься как следующее. Позиция Gc центра тяжести интенсивности теплообразования является конкретным углом поворота коленчатого вала, доступным, когда значение, полученное посредством интегрирования произведения "различия угла поворота коленчатого вала между произвольным углом поворота коленчатого вала дальше на стороне опережения, чем конкретный угол поворота коленчатого вала", и "интенсивности теплообразования при произвольном угле поворота коленчатого вала" относительно угла поворота коленчатого вала, и значение, полученное посредством интегрирования произведения "разницы угла поворота коленчатого вала между конкретным углом поворота коленчатого вала и произвольным углом поворота коленчатого вала дальше на стороне запаздывания, чем конкретный угол поворота коленчатого вала" и "интенсивности теплообразования при произвольном угле поворота коленчатого вала" относительно угла поворота коленчатого вала, равны друг другу.

(Определение 5) Позиция Gc центра тяжести интенсивности теплообразования является углом поворота коленчатого вала, который получен на основе следующего уравнения (3), поскольку позиция Gc центра тяжести интенсивности теплообразования является геометрическим центром тяжести формы волны сгорания, описанной выше.

(Определение 6) Определение 5, описанное выше, может также пониматься как следующее. Позиция Gc центра тяжести интенсивности теплообразования является значением, полученным посредством сложения угла поворота коленчатого вала для инициирования сгорания со значением, полученным посредством деления интегрального значения произведения "разности между произвольным углом поворота коленчатого вала и углом поворота коленчатого вала для инициирования сгорания" и "интенсивности теплообразования при произвольном угле поворота коленчатого вала" относительно угла поворота коленчатого вала на площадь области, определенной формой волны интенсивности теплообразования относительно угла поворота коленчатого вала.

В примере, который иллюстрируется на фиг. 1A, например, позиция центра тяжести интенсивности теплообразования является углом θ3 поворота коленчатого вала, который соответствует геометрическому центру G тяжести области A1, окруженной кривой C2 и горизонтальной осью, представляющей угол поворота коленчатого вала. Когда момент инициирования предварительно впрыска смещается в сторону опережения на Δθp от угла θ1 поворота коленчатого вала и задается в угол θ0 поворота коленчатого вала, как иллюстрировано на фиг. 1B, позиция Gc центра тяжести интенсивности теплообразования смещается в сторону опережения на угол Δθg поворота коленчатого вала и становится углом θ3' поворота коленчатого вала в результате этого. Как описано выше, можно сказать, что позиция центра тяжести интенсивности теплообразования является показателем, более точно отражающим состояния сгорания, включающие в себя теплообразование, свойственное предварительному впрыску, чем угол центра тяжести сгорания в качестве показательного значения для состояний сгорания согласно предшествующему уровню техники.

Изобретатель также измерил соотношение между позицией центра тяжести интенсивности теплообразования и степенью ухудшения топливной экономичности относительно различных комбинаций скоростей вращения и нагрузок двигателя. Результаты измерения иллюстрируются на фиг. 2. Кривые Gc1 по Gc3 на фиг. 2 показывают результаты измерений, свойственные случаю низкой скорости вращения и низкой нагрузки, случаю средней скорости вращения и средней нагрузки и случаю высокой скорости вращения и высокой нагрузки, соответственно. Как показано на фиг. 2, позиция центра тяжести интенсивности теплообразования, в которой степень ухудшения топливной экономичности минимизируется, становится конкретным углом поворота коленчатого вала (7° после верхней мертвой точки в примере, иллюстрированном на фиг. 2) даже в случае, когда скорости вращения и нагрузки варьируются. Другими словами, изобретатель обнаружил, что состояние сгорания двигателя может поддерживаться в качестве конкретного состояния, когда постоянная позиция центра тяжести интенсивности теплообразования поддерживается независимо от нагрузки и/или скорости вращения двигателя, поскольку позиция центра тяжести интенсивности теплообразования является индексным значением, которое хорошо показывает состояние сгорания. Кроме того, изобретатель обнаружил, что интенсивность расхода топлива двигателя может быть улучшена, когда позиция центра тяжести интенсивности теплообразования поддерживается в "конкретном целевом угле поворота коленчатого вала, при котором интенсивность расхода топлива минимизируется", или значении, которое близко к этому.

Изобретение было выполнено на основе связанного знания, и целью изобретения является предоставление устройства управления (далее в данном документе также называемого "устройством согласно изобретению"), которое реализует состояние сгорания двигателя, в котором позиция центра тяжести интенсивности теплообразования принимается во внимание в качестве "индексного значения, показывающего состояние сгорания".

Более конкретно, устройство согласно изобретению управляет состоянием сгорания двигателя так, что позиция центра тяжести интенсивности теплообразования определяется посредством каждого из определений 1-6, описанных выше, соответствует постоянному целевому углу поворота коленчатого вала (становится значением в постоянном диапазоне, включающем в себя целевой угол поворота коленчатого вала) независимо от нагрузки в случае, когда, по меньшей мере, нагрузка находится в предварительно определенном диапазоне.

В этом случае, "множество параметров сгорания, описанных позже", с которыми желаемое состояние сгорания может поддерживаться, могут быть определены с помощью уменьшенной и соответствующей рабочей нагрузки.

В этом случае, предпочтительно, чтобы целевой угол поворота коленчатого вала определялся как угол поворота коленчатого вала, при котором сумма потерь при охлаждении двигателя и выхлопных потерь двигателя минимизируется.

В этом случае, устройство согласно изобретению может поддерживать интенсивность расхода топлива двигателя на низком уровне независимо от нагрузки и/или скорости вращения двигателя.

Когда двигатель снабжен, по меньшей мере, двумя цилиндрами, устройство согласно изобретению может изменять состояние сгорания так, что все цилиндры имеют одинаковый целевой угол поворота коленчатого вала.

В этом случае, устройство согласно изобретению может управлять состояниями сгорания всех цилиндров. Кроме того, устройство согласно изобретению может поддерживать интенсивность расхода топлива двигателя на низком уровне, когда целевой угол поворота коленчатого вала определяется как угол поворота коленчатого вала, при котором сумма потерь при охлаждении двигателя и выхлопных потерь двигателя минимизируется.

Позиция центра тяжести интенсивности теплообразования может быть смещена в сторону опережения или сторону запаздывания различными способами. Например, устройство согласно изобретению может смещать позицию центра тяжести интенсивности теплообразования в сторону опережения или сторону запаздывания, регулируя один или более параметров (1)-(6), описанных ниже. "Смещение в сторону опережения" и "смещение в сторону запаздывания" относительно значений, касающихся угла поворота коленчатого вала, таких как момент основного впрыска и позиция центра тяжести интенсивности теплообразования, будут также называться "опережением" и "запаздыванием" ниже, соответственно.

(1) Момент основного впрыска

(2) Давление впрыска топлива в качестве давления, доступного, когда клапан для впрыска топлива двигателя впрыскивает топливо

(3) Единица количества впрыска для предварительного впрыска в качестве впрыска, который выполняется дальше на стороне опережения, чем основной впрыск

(4) Позиция центра тяжести интенсивности теплообразования относительно предварительно впрыска, которая определяется на основе тепла, которое образуется посредством сгорания топлива, подаваемого в цилиндр посредством предварительно впрыска (далее в данном документе также называемая "позицией центра тяжести интенсивности предварительного теплообразования")

(5) Количество впрыска для подвпрыска в качестве впрыска, который выполняется дальше на стороне запаздывания, чем основной впрыск

(6) Момент подвпрыска

Другими словами, устройство согласно изобретению может применять один или более параметров (1)-(6), описанных выше, в качестве параметра сгорания, который изменяет состояние сгорания. Что касается параметра (4), например, устройство согласно изобретению может регулировать позицию центра тяжести интенсивности предварительного теплообразования, изменяя, по меньшей мере, одно из числа предварительных впрысков и количеств впрыска соответствующих предварительных впрысков.

Более конкретно, устройство согласно изобретению может смещать позицию центра тяжести интенсивности теплообразования в сторону опережения, выполняя одну или более из операций (1a)-(6a), описанных ниже.

(1a) Операция смещения момента основного впрыска в сторону опережения

(2a) Операция увеличения давления впрыска топлива

(3a) Операция увеличения единицы количества впрыска для предварительного впрыска

(4a) Операция смещения позиции центра тяжести интенсивности предварительного теплообразования в сторону опережения

(5a) Операция уменьшения количества впрыска для подвпрыска

(6a) Операция смещения момента подвпрыска в сторону опережения

Устройство согласно изобретению может смещать позицию центра тяжести интенсивности теплообразования в сторону запаздывания, выполняя одну или более из операций (1b)-(6b), описанных ниже.

(1b) Операция смещения момента основного впрыска в сторону запаздывания

(2b) Операция уменьшения давления впрыска топлива

(3b) Операция уменьшения единицы количества впрыска для предварительного впрыска

(4b) Операция смещения позиции центра тяжести интенсивности предварительного теплообразования в сторону запаздывания

(5b) Операция увеличения количества впрыска для подвпрыска

(6b) Операция смещения момента подвпрыска в сторону запаздывания

Что касается операций (2a) и (2b), топливо быстро очищается в цилиндре, чтобы вызывать увеличение в интенсивности сгорания после впрыска топлива, когда давление впрыска топлива увеличивается. В результате, позиция центра тяжести интенсивности теплообразования смещается в сторону опережения. Позиция центра тяжести интенсивности теплообразования смещается в сторону запаздывания, когда давление впрыска топлива уменьшается.

Что касается операций (4a) и (4b), устройство согласно изобретению может смещать в сторону опережения или запаздывания позицию центра тяжести интенсивности предварительного теплообразования, изменяя, по меньшей мере, одно из числа предварительных впрысков и моментов впрыска и количеств впрыска соответствующих предварительных впрысков. Например, устройство согласно изобретению может смещать позицию центра тяжести интенсивности предварительного теплообразования в сторону опережения, смещая момент предварительного впрыска в сторону опережения. Устройство согласно изобретению может смещать позицию центра тяжести интенсивности предварительного теплообразования в сторону запаздывания, смещая момент предварительного впрыска в сторону запаздывания.

Альтернативно, когда количества впрыска соответствующих предварительных впрысков равны друг другу, устройство согласно изобретению может смещать позицию центра тяжести интенсивности предварительного теплообразования в сторону опережения по сравнению с текущей позицией, увеличивая число предварительных впрысков, которые выполняются перед текущей позицией центра тяжести интенсивности предварительного теплообразования. Кроме того, устройство согласно изобретению может смещать позицию центра тяжести интенсивности предварительного теплообразования в сторону опережения по сравнению с текущей позицией, уменьшая число предварительных впрысков, которые выполняются после текущей позиции центра тяжести интенсивности предварительного теплообразования.

Когда количества впрыска соответствующих предварительных впрысков равны друг другу, устройство согласно изобретению может смещать позицию центра тяжести интенсивности предварительного теплообразования в сторону запаздывания по сравнению с текущей позицией, уменьшая число предварительных впрысков, которые выполняются перед текущей позицией центра тяжести интенсивности предварительного теплообразования. Кроме того, устройство согласно изобретению может смещать позицию центра тяжести интенсивности предварительного теплообразования в сторону запаздывания по сравнению с текущей позицией, увеличивая число предварительных впрысков, которые выполняются после текущей позицией центра тяжести интенсивности предварительного теплообразования.

Соответственно, устройство согласно изобретению может управлять состоянием сгорания, выполняя одну или более операций (1a')-(6a'), описанных ниже, так, что позиция центра тяжести интенсивности теплообразования не смещается в сторону запаздывания, когда скорость вращения двигателя увеличивается.

(1a') Операция смещения момента основного впрыска в сторону опережения, когда скорость вращения двигателя увеличивается

(2a') Операция увеличения давления впрыска топлива, когда скорость вращения двигателя увеличивается

(3a') Операция увеличения количества впрыска для предварительного впрыска, когда скорость вращения двигателя увеличивается

(4a') Операция смещения позиции центра тяжести интенсивности предварительного теплообразования в сторону опережения, когда скорость вращения двигателя увеличивается

(5a') Операция уменьшения количества впрыска для подвпрыска или невыполнения подвпрыска, когда скорость вращения двигателя увеличивается

(6a') Операция смещения момента подвпрыска в сторону опережения, когда скорость вращения двигателя увеличивается

Другой способ смещения позиции центра тяжести интенсивности теплообразования в сторону опережения или сторону запаздывания относится к турбонагнетателю. Более конкретно, концентрация кислорода в цилиндре на единицу объема возрастает, когда давление турбонаддува увеличивается. В результате, интенсивность сгорания возрастает, и позиция центра тяжести интенсивности теплообразования смещается в сторону опережения. Когда давление турбонаддува уменьшается, позиция центра тяжести интенсивности теплообразования смещается в сторону запаздывания. Например, давление турбонаддува регулируется, когда площадь отверстия регулируемого сопла, которое расположено в турбине турбонагнетателя, изменяется. Альтернативно, давление турбонаддува регулируется, когда степень открытия регулятора давления наддува, который расположен в выпускном канале турбонагнетателя, изменяется.

Другими словами, когда двигатель снабжается турбонагнетателем, позиция центра тяжести интенсивности теплообразования может быть смещена в сторону опережения или сторону запаздывания, когда параметр (7), описанный ниже, регулируется.

(7) Давление турбонаддува турбонагнетателя

Другими словами, устройство согласно изобретению может применять параметр (7), описанный выше, в качестве параметра сгорания, который изменяет состояние сгорания.

Более конкретно, устройство согласно изобретению может смещать позицию центра тяжести интенсивности теплообразования в сторону опережения, выполняя операцию (7a), описанную ниже.

(7a) Операция увеличения давления турбонаддува

Устройство согласно изобретению может смещать позицию центра тяжести интенсивности теплообразования в сторону запаздывания, выполняя операцию (7b), описанную ниже.

(7b) Операция уменьшения давления турбонаддува

Соответственно, устройство согласно изобретению может управлять состоянием сгорания, выполняя операцию (7a'), описанную ниже, так, что позиция центра тяжести интенсивности теплообразования не смещается в сторону запаздывания, когда скорость вращения двигателя увеличивается.

(7a') Операция увеличения давления турбонаддува, когда скорость вращения двигателя увеличивается.

Другой способ смещения позиции центра тяжести интенсивности теплообразования в сторону опережения или сторону запаздывания относится к EGR-устройству, которое предоставляет возможность некоторой части отработавшего газа двигателя протекать назад во впускной канал двигателя в качестве EGR-газа. Более конкретно, количество инертного газа в цилиндре увеличивается, когда количество EGR-газа, которому предоставляется возможность протекать назад, увеличивается. В результате, сгорание замедляется, и позиция центра тяжести интенсивности теплообразования смещается в сторону запаздывания. Когда количество EGR-газа уменьшается, позиция центра тяжести интенсивности теплообразования смещается в сторону опережения. Количество EGR-газа может быть выражено как степень EGR, которая является отношением количества EGR-газа к количеству газа, втекающего в цилиндр.

В случае, когда двигатель снабжается и "EGR-устройством низкого давления, предоставляющим возможность отработавшему газу дальше ниже по потоку, чем турбина турбонагнетателя, размещенная в выпускном канале двигателя, протекать назад по направлению к впускному каналу двигателя", и "EGR-устройством высокого давления, предоставляющим возможность отработавшему газу дальше выше по потоку, чем турбина, протекать назад по направлению к впускному каналу", позиция центра тяжести интенсивности теплообразования может быть смещена в сторону опережения или сторону запаздывания, когда отношение "количества EGR-газа высокого давления, которому предоставлена возможность протекать назад посредством EGR-устройства высокого давления", к "количеству EGR-газа низкого давления, которому предоставлена возможность протекать назад посредством EGR-устройства низкого давления" (далее в данном документе также называемое "отношением EGR высокого/низкого давления"), регулируется.

Другими словами, позиция центра тяжести интенсивности теплообразования может быть смещена в сторону опережения или сторону запаздывания, когда, по меньшей мере, один из параметров (8)-(9), описанных ниже, регулируется.

(8) Количество EGR-газа или степень EGR

(9) Отношение EGR высокого/низкого давления

Другими словами, устройство согласно изобретению может применять один или более параметров (8)-(9), описанных выше, в качестве параметра сгорания, который изменяет состояние сгорания.

Кроме того, устройство согласно изобретению может смещать позицию центра тяжести интенсивности теплообразования в сторону опережения, выполняя одну или более из операций (8a)-(9a), описанных ниже.

(8a) Операция уменьшения количества EGR-газа или степени EGR

(9a) Операция уменьшения отношения EGR высокого/низкого давления

Устройство согласно изобретению может смещать позицию центра тяжести интенсивности теплообразования в сторону запаздывания, выполняя одну или более из операций (8b)-(9b), описанных ниже.

(8b) Операция увеличения количества EGR-газа или степени EGR

(9b) Операция увеличения отношения EGR высокого/низкого давления

Соответственно, устройство согласно изобретению может управлять состоянием сгорания, выполняя одну или более операций (8a')-(9a'), описанных ниже, так, что позиция центра тяжести интенсивности теплообразования не смещается в сторону запаздывания, когда скорость вращения двигателя увеличивается.

(8a') Операция уменьшения количества EGR-газа или степени EGR, когда скорость вращения двигателя увеличивается

(9a') Операция уменьшения отношения EGR высокого/низкого давления, когда скорость вращения двигателя увеличивается

Другой способ для смещения позиции центра тяжести интенсивности теплообразования в сторону опережения или сторону запаздывания относится к температуре воздуха, всасываемого в цилиндр во время такта впуска. Более конкретно, сгорание замедляется, когда температура на впуске уменьшается. В результате, позиция центра тяжести интенсивности теплообразования смещается в сторону запаздывания. Когда температура на впуске повышается, позиция центра тяжести интенсивности теплообразования смещается в сторону опережения.

Например, температура всасываемого воздуха может быть уменьшена, когда "эффективность охлаждения промежуточного охладителя, который охлаждает всасываемый воздух, который сжимается посредством турбонагнетателя, увеличивается", и/или "эффективность охлаждения EGR-охладителя, который охлаждает одно или более из EGR-газа, EGR-газа высокого давления и EGR-газа низкого давления, увеличивается".

Эффективность охлаждения промежуточного охладителя имеет корреляцию с разницей между температурой газа, который вводится в промежуточный охладитель, и температурой газа, который выпускается из промежуточного охладителя. Эффективность охлаждения EGR-охладителя имеет корреляцию с разницей между температурой газа, который вводится в EGR-охладитель, и температурой газа, который выпускается из EGR-охладителя.

В частности, эффективность охлаждения промежуточного охладителя или EGR-охладителя может быть изменена, когда степень открытия обходного клапана и/или расход охлаждающей жидкости регулируется. Другими словами, позиция центра тяжести интенсивности теплообразования может быть смещена в сторону опережения или сторону запаздывания, когда, по меньшей мере, один из параметров (10)-(11), описанных ниже, регулируется.

(10) Эффективность охлаждения промежуточного охладителя

(11) Эффективность охлаждения EGR-охладителя

Другими словами, устройство согласно изобретению может применять один или более параметров (10)-(11), описанных выше, в качестве параметра сгорания, который изменяет состояние сгорания.

Кроме того, устройство согласно изобретению может смещать позицию центра тяжести интенсивности теплообразования в сторону опережения, выполняя одну или более из операций (10a)-(11a), описанных ниже.

(10a) Операция уменьшения эффективности охлаждения промежуточного охладителя

(11a) Операция уменьшения эффективности охлаждения EGR-охладителя

Устройство согласно изобретению может смещать позицию центра тяжести интенсивности теплообразования в сторону запаздывания, выполняя одну или более из операций (10b)-(11b), описанных ниже.

(10b) Операция уменьшения эффективности охлаждения промежуточного охладителя

(11b) Операция увеличения эффективности охлаждения EGR-охладителя

Соответственно, устройство согласно изобретению может управлять состоянием сгорания, выполняя одну или более операций (10a')-(11a'), описанных ниже, так, что позиция центра тяжести интенсивности теплообразования не смещается в сторону запаздывания, когда скорость вращения двигателя увеличивается.

(10a') Операция уменьшения эффективности охлаждения промежуточного охладителя, когда скорость вращения двигателя увеличивается

(11a') Операция уменьшения эффективности охлаждения EGR-охладителя, когда скорость вращения двигателя увеличивается

Другой способ смещения позиции центра тяжести интенсивности теплообразования в сторону опережения или сторону запаздывания относится к интенсивности закрученного потока в цилиндре двигателя. Более конкретно, скорость распространения сгорания возрастает, когда интенсивность закрученного потока увеличивается. В результате, п