Устройство управления двигателем

Устройство управления двигателем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Изобретение относится к устройству управления двигателем, применяемому в двигателе внутреннего сгорания, имеющем устройство EGR, которое управляет состояниями сгорания топлива в двигателе.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] В общем, когда двигатель внутреннего сгорания, такой как дизельный двигатель (далее в этом документе называемый «двигателем») работает, вся энергия, сформированная посредством сгорания смешиваемого газа, не может быть преобразована в работу по вращению коленчатого вала, и в силу этого неизбежно формируются потери. Потери включают в себя потери на охлаждении, преобразованные в увеличение температуры самого двигателя и охлаждающей воды, потери на выхлопе, выделяемые в атмосферу посредством выхлопного газа, насосные потери, формируемые в виде всасывания и выхлопа, потери на механическое сопротивление и т.д. Из них потери на охлаждении и потери на выхлопе составляют значительную долю всех потерь. Таким образом, чтобы улучшать степень потребления топлива, представляется эффективным уменьшать потери на охлаждении и потери на выхлопе.

[0003] Тем не менее, потери на охлаждении и потери на выхлопе находятся в общем в компромиссном соотношении, и, следовательно, в большинстве случаев трудно уменьшить одновременно как потери на охлаждении, так и потери на выхлопе. Например, в случае, если двигатель имеет нагнетатель, потери на выхлопе снижаются по мере того, как возрастает давление наддува, поскольку энергия выхлопного газа используется эффективно. С другой стороны, температура сгорания увеличивается по мере того, как существенно увеличивается степень сжатия, и в силу этого увеличиваются потери на охлаждении. Соответственно, в некоторых случаях, сумма этих потерь может увеличиваться.

[0004] Чтобы уменьшать сумму потерь, устройство управления, которое управляет состоянием сгорания топлива, подаваемого (впрыскиваемого) в двигатель (далее в этом документе называемым просто «состоянием сгорания в двигателе»), должно оптимально управлять различными параметрами, которые изменяют состояние сгорания, такими как объем впрыска топлива и момент впрыска и количество газа EGR, в дополнение к давлению наддува, описанному выше, в ответ на рабочее состояние двигателя (частоту вращения, выходную мощность и т.д.). Параметры, которые изменяют состояние сгорания (т.е. параметры, которые влияют на состояние сгорания, описанное выше), называются просто «параметрами сгорания». Тем не менее, затруднительно определять параметры сгорания посредством экспериментов и т.п. заранее таким образом, что они совпадают с оптимальными значениями в отношении каждого рабочего состояния, и в силу этого необходимо проводить огромное количество экспериментов, чтобы определить их. Следовательно, разработаны способы систематического определения параметров сгорания.

[0005] Например, одно из традиционных устройств управления для двигателя внутреннего сгорания (далее в этом документе называемое «традиционным устройством») вычисляет угол поворота коленчатого вала, при котором формируется половина общего количества тепла, сформированного во время хода сгорания (далее в этом документе, угол поворота коленчатого вала называется «барицентрическим углом сгорания»). Кроме того, когда барицентрический угол сгорания отличается/отступает от заданного опорного значения, традиционное устройство заставляет барицентрический угол сгорания становиться равным опорному значению посредством коррекции момента впрыска либо посредством регулирования плотности кислорода в камерах сгорания (в цилиндрах) через регулирование отношения EGR (количества газа EGR) (например, см. патентный документ 1).

СПИСОК БИБЛИОГРАФИЧЕСКИХ ССЫЛОК

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

[0006] Патентный документ 1. Публикация нерассмотренной заявки на патент Японии № 2011-202629

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] В этой связи, например, что касается дизельных двигателей, в некоторых случаях выполняется многофазный впрыск, при котором топливо впрыскивается несколько раз для сгорания в одном цикле. Более конкретно, что касается дизельных двигателей, предварительные впрыски выполняются до основного впрыска в некоторых случаях. В этом случае взаимосвязь между углом поворота коленчатого вала и скоростью тепловыделения (скоростью теплообразования, количеством тепла, вырабатываемого посредством сгорания в расчете на единичный угол поворота коленчатого вала), например, показана посредством формы волны в качестве кривой линии CL1 на фиг. 17(A). Эта форма волны называется «формой волны сгорания». Форма волны, показанная на фиг. 17(A), достигает локального максимального значения Lp вследствие предварительного впрыска, инициированного при угле θ1 поворота коленчатого вала, и достигает максимального значения Lm вследствие основного впрыска, инициированного при угле θ2 поворота коленчатого вала.

[0008] Кроме того, фиг. 17(B) показывает взаимосвязь между углом поворота коленчатого вала и «отношением интегрированного значения количества тепла, сформированного посредством сгорания, показанного посредством кривой линии CL1, к общему количеству теплообразования (причем отношение представляет собой отношение количества вырабатываемого тепла)». Как показано на фиг. 17(B), барицентрический угол сгорания (угол поворота коленчатого вала, при котором отношение количества вырабатываемого тепла становится равным 50%), описанный выше, представляет собой угол θ3 поворота коленчатого вала.

[0009] Напротив, как показано посредством кривой линии CL2 на фиг. 18(A), в случае, если обеспечивается опережение момента инициирования предварительного впрыска от угла θ1 поворота коленчатого вала до угла θ0 поворота коленчатого вала только на Δθ, угол поворота коленчатого вала (начальный угол теплообразования), при котором теплообразование начинается посредством сгорания топлива, подаваемого посредством предварительного впрыска, перемещается к стороне опережения на Δθ. Тем не менее, что касается сгорания, показанного на фиг. 17(A) и фиг. 18(A), поскольку барицентрические углы сгорания находятся после начала сгорания топлива, подаваемого посредством основного впрыска (т.е. после угла θ2 поворота коленчатого вала), барицентрический угол сгорания остается углом θ3 поворота коленчатого вала без изменения, как следует понимать из фиг. 18(B), который показывает отношение количества вырабатываемого тепла сгорания с использованием кривой линии CL2. Иными словами, возникают случаи, в которых барицентрический угол сгорания не изменяется, даже если форма волны сгорания изменяется посредством перемещения момента предварительного впрыска к стороне опережения. Другими словами, барицентрический угол сгорания не обязательно является индексом, который может точно отражать аспект (или состояние) сгорания каждого цикла.

[0010] В действительности, авторы изобретения измерили взаимосвязи между барицентрическим углом сгорания и «степенью ухудшения эффективности использования топлива» для/относительно различных частот вращения двигателя, причем степень ухудшения эффективности представляет собой отношение на основании отношения расхода топлива относительно (при) различных барицентрических углов сгорания к отношению расхода топлива относительно (при) барицентрического угла сгорания (точки наилучшей эффективности использования топлива), при котором отношение расхода топлива становится наименьшим. Результаты показаны на фиг. 19. Кривые линии Hb1-Hb3 на фиг. 19 являются результатами измерений в случае низкой частоты вращения и низкой нагрузки на двигатель, средней частоты вращения и средней нагрузки на двигатель и высокой частоты вращения и высокой нагрузки на двигатель, соответственно. Как следует понимать из фиг. 19, авторы изобретения получили сведения, что барицентрический угол сгорания, при котором степень ухудшения эффективности использования топлива становится наименьшим, изменяется по мере того, как изменяется частота вращения двигателя и нагрузка на двигатель. Другими словами, обнаружено, что даже когда состояние сгорания управляется таким образом, что барицентрический угол сгорания совпадает с постоянным опорным значением, степень ухудшения эффективности использования топлива может не становиться наименьшей, если изменяются частота вращения двигателя и нагрузка на двигатель.

[0011] С учетом вышеизложенного, авторы изобретения акцентируют внимание на «барицентрическом положении скорости тепловыделения» в качестве значения индекса, представляющего состояние сгорания, вместо барицентрического угла сгорания, который традиционно используется. Барицентрическое положение скорости тепловыделения определяется посредством различных способов, описанных ниже. Барицентрическое положение скорости тепловыделения выражается посредством угла поворота коленчатого вала.

[0012] Определение 1. Барицентрическое положение скорости тепловыделения представляет собой угол поворота коленчатого вала, соответствующий геометрическому барицентрическому положению (геометрическому центру тяжести) области, обведенной посредством «формы волны скорости тепловыделения, нарисованной на графике, на котором одна ось соответствует углам поворота коленчатого вала для каждого цикла, а другая ось, ортогональная к одной оси, соответствует скорости тепловыделения» и «одной оси».

[0013] Определение 2. Барицентрическое положение скорости тепловыделения представляет собой угол поворота коленчатого вала, при котором:

- интегрированное значение, относительно угла поворота коленчатого вала, произведений «разности углов поворота коленчатого вала между «каждым произвольным углом поворота коленчатого вала на стороне опережения относительно конкретного угла поворота коленчатого вала» и «конкретным углом поворота коленчатого вала»» и «скоростью тепловыделения при произвольном угле поворота коленчатого вала»

и

- интегрированное значение, относительно угла поворота коленчатого вала, произведений «разности углов поворота коленчатого вала между «каждым произвольным углом поворота коленчатого вала на стороне запаздывания относительно конкретного угла поворота коленчатого вала» и «конкретным углом поворота коленчатого вала»» и «скоростью тепловыделения при произвольном угле поворота коленчатого вала»

- равны друг другу.

[0014] Другими словами, барицентрическое положение Gc скорости тепловыделения представляет собой угол поворота коленчатого вала, при котором следующая формула (1) выполняется в каждом цикле, при этом:

CAs является углом поворота коленчатого вала (начальным углом сгорания), при котором начинается сгорание топлива, CAe является углом поворота коленчатого вала, при котором завершается сгорание, θ является произвольным углом поворота коленчатого вала и dQ(θ) является скоростью тепловыделения при угле θ поворота коленчатого вала. Следует отметить, что угол θ поворота коленчатого вала выражается как угол после того, как верхняя мертвая точка сжатия и в силу этого угол θ поворота коленчатого вала является отрицательным значением, когда угол поворота коленчатого вала находится на стороне опережения относительно верхней мертвой точки сжатия.

Математическое выражение 1

[0015] Определение 3. Посредством надлежащего изменения формулы (1), описанной выше, получается следующая формула (2). Следовательно, при выражении определения 2 по-другому, барицентрическое положение Gc скорости тепловыделения может задаваться как конкретный угол поворота коленчатого вала, при котором значение, полученное посредством интегрирования, относительно угла поворота коленчатого вала, произведений «значения (θ-Gc), полученного посредством вычитания конкретного угла (Gc) поворота коленчатого вала из каждого произвольного угла (θ) поворота коленчатого вала для каждого цикла» и «скорости (dQ(θ)) тепловыделения при произвольном угле (θ) поворота коленчатого вала», становится равным 0.

Математическое выражение 2

[0016] Определение 4. Барицентрическое положение скорости тепловыделения является значением Gc, полученным посредством вычисления для каждого цикла на основе следующей формулы (3), при этом CAs является углом поворота коленчатого вала, в/с которого начинается сгорание топлива, CAe является углом поворота коленчатого вала, при котором завершается сгорание, θ является произвольным углом поворота коленчатого вала, и dQ(θ) является скоростью тепловыделения при угле θ поворота коленчатого вала.

Математическое выражение 3

[0017] Определение 5. Определение 4, описанное выше, также может рассматриваться следующим образом. Иными словами, барицентрическое положение скорости тепловыделения является значением, полученным посредством суммирования начального угла (CAs) сгорания со значением, полученным посредством деления «интегрированного значения произведений «разности (θ-CAs) между каждым произвольным углом (θ) поворота коленчатого вала и начальным углом (CAs) сгорания»» и «скоростью тепловыделения при произвольном угле (θ) поворота коленчатого вала» относительно угла поворота коленчатого вала» на «площадь области, определяемой формой волны скорости тепловыделения относительно угла поворота коленчатого вала».

[0018] Барицентрическое положение скорости тепловыделения, например, представляет собой угол θ3 поворота коленчатого вала, соответствующий геометрическому барицентрическому положению G области A1, обведенной посредством кривой линии C1 и оси абсциссы, представляющей углы поворота коленчатого вала в примере, показанном на фиг. 1(A). Помимо этого, как показано на фиг. 1(B), в случае, в котором обеспечивается опережение момента инициирования предварительного впрыска от угла θ1 поворота коленчатого вала до угла θ0 поворота коленчатого вала на Δθp, барицентрическое положение Gc скорости тепловыделения перемещается к стороне опережения на Δθg таким образом, что она становится углом θ3' поворота коленчатого вала вследствие изменения момента инициирования предварительного впрыска. Таким образом, можно сказать, что барицентрическое положение скорости тепловыделения является значением индекса, которое отражает состояние сгорания точнее барицентрического угла сгорания, который является традиционным значением индекса, причем состояние сгорания изменяется вследствие тепла, сформированного посредством предварительного впрыска.

[0019] Предусмотрены различные средства (т.е. параметры сгорания) для перемещения/изменения барицентрического положения скорости тепловыделения к стороне опережения или стороне запаздывания. Например, можно обеспечивать опережение барицентрического положения скорости тепловыделения посредством осуществления/выполнения по меньшей мере одной из нижеперечисленных операций:

(1a) операции для перемещения момента основного впрыска к стороне опережения;

(2a) операции для увеличения давления впрыска топлива;

(3a) операции для увеличения объема впрыска (топлива) каждого из предварительных впрысков;

(4a) операции для перемещения «барицентрического положения скорости тепловыделения предварительного впрыска(ов)», определенной на основании тепла, вырабатываемого посредством сгорания топлива, подаваемого посредством предварительного впрыска в цилиндр, к стороне опережения;

(5a) операции для увеличения давления наддува; и

(6a) операции для снижения количества газа EGR (отношение EGR).

[0020] С другой стороны, можно обеспечивать запаздывание барицентрического положения скорости тепловыделения посредством осуществления/выполнения по меньшей мере одной из нижеперечисленных операций:

(1b) операции для перемещения момента основного впрыска к стороне запаздывания;

(2b) операции для снижения давления впрыска топлива;

(3b) операции для снижения объема впрыска (топлива) каждого из предварительных впрысков;

(4b) операции для перемещения «барицентрического положения скорости тепловыделения предварительного впрыска(ов)» к стороне запаздывания;

(5b) операции для снижения давления наддува; и

(6b) операции для увеличения количества газа EGR.

[0021] Кроме того, авторы изобретения измерили «взаимосвязи между барицентрическим положением скорости тепловыделения и степенью ухудшения эффективности использования топлива» для различных комбинаций нагрузки на двигатель (требуемого крутящего момента) и частот вращения двигателя. Результаты показаны на фиг. 2. Кривые линии Gc1-Gc3 на фиг. 2 являются результатами измерений в случае низкой частоты вращения и низкой нагрузки на двигатель, средней частоты вращения и средней нагрузки на двигатель и высокой частоты вращения и высокой нагрузки на двигатель, соответственно. Как следует понимать из фиг. 2, даже если частота вращения двигателя и/или нагрузка на двигатель изменяется, барицентрическое положение скорости тепловыделения, соответствующая случаю, в котором степень ухудшения эффективности использования топлива является минимальной, совпадает с конкретным (постоянным) углом θa поворота коленчатого вала (в примере по фиг. 2, θa представляет собой угол поворота коленчатого вала в 7° после верхней мертвой точки сжатия). Другими словами, обнаружено, что в отличие от барицентрического угла сгорания, показанного на фиг. 17, степень ухудшения эффективности использования топлива остается/становится приблизительно постоянным значением, которое является близким к минимальному значению, при условии что барицентрическое положение скорости тепловыделения находится в окружении угла θa поворота коленчатого вала, даже если частота вращения двигателя и/или нагрузка на двигатель изменяются.

[0022] С учетом вышеизложенного, авторы изобретения получили сведения, что барицентрическое положение скорости тепловыделения является хорошим индексом (значением), который точно отражает состояние сгорания, и в силу этого состояние сгорания в двигателе может поддерживаться как конкретное состояние, и эффективность использования топлива (отношение расхода топлива) может повышаться посредством поддержания барицентрического положения скорости тепловыделения равной заданному постоянному значению (например, опорному углу поворота коленчатого вала в окружении угла θa поворота коленчатого вала, описанного выше) независимо от нагрузки на двигатель (и/или частоты вращения двигателя). Соответственно, авторы изобретения разработали устройство управления двигателем, которое поддерживает барицентрическое положение скорости тепловыделения при постоянном угле поворота коленчатого вала (опорном угле поворота коленчатого вала) независимо от нагрузки на двигатель (и/или частоты вращения двигателя). Тем не менее, обнаружено, что в случае, в котором двигатель оснащен устройством EGR, шум при сгорании может быть чрезмерно громким, если выполняется управление для поддержания барицентрического положения скорости тепловыделения при постоянном угле поворота коленчатого вала (далее в этом документе называемое «управлением барицентрическим положением скорости тепловыделения» или «управлением барицентрическим положением»). Ниже описана причина этого.

[0023] Хорошо известно, что устройство EGR (рециркуляции выхлопных газов) представляет собой устройство, которое обеспечивает рециркуляцию части выхлопного газа в качестве газа EGR в цилиндры, чтобы снижать максимальную температуру в цилиндрах в ходе сгорания топлива и за счет этого снижать плотность NOx, содержащегося в выхлопном газе.

[0024] Тем не менее, в случае, если выполняется EGR, период времени от впрыска топлива до зажигания топлива может становиться более длительным по сравнению со случаем, в котором газ EGR не присутствует/вводится, поскольку плотность кислорода в цилиндрах снижается вследствие наличия газа EGR. Этот период времени от впрыска топлива до зажигания называется «задержкой зажигания». Иными словами, задержка зажигания может становиться более длительной вследствие наличия газа EGR в цилиндре.

[0025] Кроме того, задержка зажигания может становиться более длительной по мере того, как объем впрыска топлива становится меньшим. Например, задержка зажигания может становиться более длительной, когда нагрузка на двигатель является низкой, чем тогда, когда нагрузка на двигатель является высокой, поскольку объем топлива, впрыскиваемый в цилиндр, становится более низким по мере того, как нагрузка на двигатель становится более низкой. Задержка зажигания также может становиться более длительной, когда частота вращения двигателя является низкой, чем тогда, когда частота вращения двигателя является высокой, поскольку объем воздуха, введенный в цилиндр, становится меньшим по мере того, как частота вращения двигателя является более низкой. Помимо этого, даже если двигатель оснащен нагнетателем, задержка зажигания может становиться более длительной, когда нагрузка на двигатель является низкой, или частота вращения двигателя является низкой, чем тогда, когда нагрузка на двигатель является высокой, или частота вращения двигателя является высокой, поскольку частоты вращения турбины и компрессора нагнетателя становятся более низкими по мере того, как нагрузка на двигатель становится более низкой, или частота вращения двигателя становится более низкой. Иными словами, более вероятно, что задержка зажигания становится чрезмерно длительной, в случае, если газ EGR присутствует в цилиндре, и помимо этого, рабочее состояние двигателя определяется при низкой нагрузке на двигатель или низкой частоте вращения.

[0026] Если задержка зажигания является относительно короткой, топливо, впрыскиваемое из клапана впрыска топлива, быстро загорается и начинает сгорать. После этого топливо, которое дополнительно впрыскивается из клапана впрыска топлива, начинает сгорать сразу, с использованием топлива, которое уже начало сгорать, в качестве источника зажигания.

[0027] Напротив, если задержка зажигания является относительно длительной, топливо, впрыскиваемое из клапана впрыска топлива, не загорается быстро и распространяется в цилиндре 22 таким образом, что оно смешивается с воздухом. После этого топливо, которое уже смешано с воздухом, сгорает полностью сразу после того, как топливо загорается. В результате давление в цилиндре (т.е. давление в цилиндре) увеличивается радикально/быстро, и в силу этого шум при сгорании становится чрезмерно громким.

[0028] Более конкретно, объем шума при сгорании коррелируется с величиной увеличения давления в цилиндре в единицу времени. По мере того, как задержка зажигания становится длительнее, давление в цилиндре увеличивается быстро/радикально вследствие сгорания топлива в цилиндре, которое возникает одновременно. Соответственно, величина увеличения давления в цилиндре в единицу времени становится большой, когда начинается сгорание. В результате шум при сгорании становится громче, когда задержка зажигания является длительной, чем тогда, когда задержка зажигания является короткой.

[0029] Как описано выше, когда управление барицентрическим положением выполняется для двигателя, имеющего устройство EGR, шум при сгорании может становиться относительно громким, в частности, в случае, если нагрузка на двигатель или частота вращения двигателя является низкой. Следовательно, например, в случае, если такой двигатель монтируется на автомобиле, возникает проблема в том, что водитель автомобиля испытывает некомфортное ощущение из-за шума.

[0030] С учетом вышеизложенного, одна из задач настоящего изобретения состоит в создании «устройства управления для двигателя, оснащенное устройством EGR», которое может повышать эффективность использования топлива и снижать/понижать шум при сгорании с использованием управления барицентрическим положением.

[0031] Устройство управления двигателем (далее в этом документе называемое «устройством по настоящему изобретению») для двигателя внутреннего сгорания согласно настоящему изобретению, с тем чтобы достигать цели, описанной выше, применяется к двигателю внутреннего сгорания, имеющему устройство EGR. Кроме того, устройство по настоящему изобретению содержит модуль управления, который задает параметр(ы) сгорания для управления состоянием сгорания в двигателе.

[0032] Кроме того, модуль управления:

- осуществляет/выполняет управление барицентрическим положением, которое задает (устанавливает) параметр(ы) сгорания таким образом, что барицентрическое положение скорости тепловыделения, которая представляет состояние сгорания, совпадает (становится равной) с постоянным опорным углом поворота коленчатого вала, когда двигатель находится в заданном рабочем состоянии.

[0033] Кроме того, модуль управления:

- осуществляет/выполняет конкретное управление вместо управления барицентрическим положением, когда конкретное условие выполняется, причем конкретное условие представляет собой условие, в котором EGR посредством устройства EGR выполняется (EGR работает), и нагрузка двигателя ниже заданного порогового значения нагрузки, или частота вращения двигателя ниже заданного порогового значения частоты вращения.

[0034] Здесь, конкретное управление представляет собой управление, которое задает (устанавливает) параметры сгорания таким образом, что максимальное значение величины увеличения в единицу времени давления в цилиндре (т.е. «скорость увеличения давления в цилиндрах») в произвольном рабочем состоянии в случае, если выполняется конкретное условие, ниже максимального значения величины увеличения давления в цилиндре в произвольном рабочем состоянии в случае, если выполняется управление барицентрическим положением.

[0035] Согласно устройству по настоящему изобретению, когда конкретное условие, описанное выше, выполняется (т.е. когда имеется вероятность того, что шум при сгорании становится чрезмерно громким, если выполняется (в противном случае должно выполняться) управление барицентрическим положением), максимальное значение скорости увеличения давления в цилиндрах снижается. В результате эффективность использования топлива может повышаться вследствие управления барицентрическим положением при том, что конкретное условие не выполняется, и шум при сгорании может подавляться при том, что конкретное условие выполняется.

[0036] В одном из аспектов устройства по настоящему изобретению:

- модуль управления выполняет управление, в качестве конкретного управления, которое сокращает время, требуемое для зажигания топлива, впрыскиваемого в цилиндр, с тем чтобы начинать сгорать (т.е. задержка зажигания, которая является периодом времени от впрыска топлива до начала сгорания впрыскиваемого топлива).

[0037] Согласно этому аспекту, поскольку задержка зажигания не становится чрезмерно длительной, можно уменьшать объем топлива, который распространяется в цилиндре 22 до того, как начинается сгорание. Таким образом, можно не допускать быстрого увеличения давления в цилиндре, когда сгорание начинается, так что может подавляться шум при сгорании.

[0038] Более конкретно:

- двигатель содержит нагнетатель, и

- модуль управления вышеуказанного аспекта выполняет управление, в качестве конкретного управления, чтобы увеличивать давление наддува, которое представляет собой один из параметров сгорания.

[0039] Согласно аспекту, описанному выше, объем кислорода, протекающего в цилиндр, увеличивается вследствие увеличения давления наддува. Увеличение объема кислорода заставляет топливо в цилиндре загораться более легко, и в силу этого задержка зажигания не становится более длительной. Кроме того, увеличение давления наддува повышает давление в цилиндре. Увеличение давления в цилиндре повышает температуру в цилиндре, так что стимулируются распыление и испарение топлива, впрыскиваемого в цилиндр. В результате впрыскиваемое топливо начинает быстро сгорать. Следовательно, может исключаться рост задержки зажигания.

[0040] В другом аспекте устройства по настоящему изобретению:

- модуль управления выполняет, в качестве конкретного управления, управление, которое продлевает время (период времени) от «предварительного впрыска (в частности, конечного момента времени предварительного впрыска), выполняемого непосредственно перед основным впрыском», до «основного впрыска (в частности, начального момента времени основного впрыска)».

[0041] Согласно аспекту, описанному выше, можно не допускать состояния, в котором «количество тепла, вырабатываемого в единицу времени (скорость тепловыделения при основном впрыске) посредством сгорания топлива основного впрыска» становится большим в период, в который «количество тепла, вырабатываемого в единицу времени (скорость тепловыделения при предварительном впрыске) посредством сгорания топлива предварительного впрыска» является большим. Другими словами, можно не допускать возникновения периода, в который сумма скорости тепловыделения при предварительном впрыске и скорости тепловыделения при основном впрыске является высокой. В результате можно не допускать быстрого увеличения давления в цилиндре.

[0042] Помимо этого, поскольку основной впрыск инициируется после увеличения температуры в цилиндре вследствие сгорания топлива, впрыскиваемого посредством предварительного впрыска, топливо, впрыскиваемое посредством основного впрыска, начинает сгорать сразу. Следовательно, можно снижать максимальное значение скорости увеличения давления в цилиндрах в момент сгорания топлива, впрыскиваемого посредством основного впрыска.

[0043] Более конкретно:

- модуль управления аспекта выполняет, в качестве конкретного управления по меньшей мере одно из следующего:

- управление, которое обеспечивает опережение момента предварительного впрыска (конечного момента времени предварительного впрыска), который представляет собой один из параметров сгорания; и

- управление, которое обеспечивает запаздывание момента основного впрыска (начального момента времени основного впрыска), который представляет собой один из параметров сгорания.

[0044] Согласно аспекту, описанному выше, можно бесперебойно продлевать время (период) от конечного момента времени предварительного впрыска до начального момента времени основного впрыска.

[0045] В другом аспекте устройства по настоящему изобретению:

- модуль управления выполняет, в качестве конкретного управления, управление, которое увеличивает скорость увеличения объема камеры сгорания в момент времени начала сгорания топлива, впрыскиваемого посредством основного впрыска.

[0046] В частности, поршень перемещается вверх в ходе сжатия и начинает перемещаться вниз после того, как он достигает верхней мертвой точки сжатия. Скорость поршня движения вниз увеличивается в течение периода от момента времени, в который положение поршня находится в верхней мертвой точке сжатия, до момента времени, в который положение поршня достигает угла поворота коленчатого вала 90° после верхней мертвой точки сжатия. В течение этого периода, возрастает величина увеличения в единицу времени объема камеры сгорания в цилиндре (т.е. скорость увеличения объема камеры сгорания). По мере того, как скорость увеличения объема камеры сгорания в момент формирования сгорания становится большей, увеличение давления в цилиндре, вызываемое посредством сгорания, сдерживается в большей степени за счет увеличения объема камеры сгорания. Таким образом, согласно аспекту, описанному выше, может снижаться максимальное значение скорости увеличения давления в цилиндрах, когда топливо, впрыскиваемое посредством основного впрыска, сгорает.

[0047] Более конкретно, модуль управления аспекта:

- выполняет управление, в качестве конкретного управления, которое обеспечивает запаздывание момента основного впрыска, причем момент впрыска представляет собой один из параметров сгорания.

[0048] Согласно аспекту, описанному выше, можно легко управлять «моментом (моментом времени), при котором топливо, впрыскиваемое посредством основного впрыска, начинает сгорать», таким образом, что момент совпадает с «моментом (моментом времени), при котором скорость увеличения объема камеры сгорания является высокой».

[0049] В другом аспекте устройства по настоящему изобретению:

- модуль управления выполняет, в качестве конкретного управления, управление, которое снижает скорость сгорания топлива, впрыскиваемого посредством основного впрыска.

[0050] Согласно аспекту, описанному выше, скорость сгорания снижается, и в силу этого снижается скорость тепловыделения. В результате быстрое увеличение давления в цилиндре подавляется, и в силу этого может понижаться максимальное значение скорости увеличения давления в цилиндрах.

[0051] Более конкретно, модуль управления аспекта выполняет, в качестве конкретного управления, управление, которое снижает давление впрыска топлива (т.е. давление впрыска топлива), которое представляет собой один из параметров сгорания.

[0052] Согласно аспекту, описанному выше, диаметр частиц впрыскиваемого топлива становится большим по мере того, как давление впрыска топлива становится более низким. Требуемое время для распыления и выпаривания топлива становится более длительным по мере того, как диаметр частиц топлива становится большим, и, следовательно, вышеуказанный аспект позволяет снижать скорость сгорания.

[0053] Следует отметить, что настоящее изобретение может применяться в автомобиле, оснащенном двигателем внутреннего сгорания, в котором применяется устройство по настоящему изобретению, описанное выше, и может дополнительно включать в себя способ, используемый в устройстве по настоящему изобретению, описанном выше.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0054] Фиг. 1 является графиком для пояснения барицентрического положения скорости тепловыделения.

Фиг. 2 является графиком, показывающим взаимосвязи между барицентрическим положением скорости тепловыделения и степенью ухудшения эффективности использования топлива для различных комбинаций нагрузки на двигатель и частоты вращения двигателя.

Фиг. 3 является принципиальной схемой двигателя внутреннего сгорания, в котором применяется устройство управления (первое устройство) согласно первому варианту осуществления по настоящему изобретению.

Фиг. 4 является графиком, показывающим шум при сгорании для каждого рабочего состояния двигателя.

Фиг. 5 является графиком, показывающим изменения давления в цилиндрах относительно углов поворота коленчатого вала для каждой из различных нагрузок на двигатель в случае, если частота вращения является высокой.

Фиг. 6 является графиком, показывающим изменения давления в цилиндрах относительно углов поворота коленчатого вала для каждой из различных нагрузок на двигатель в случае, если частота вращения является низкой.

Фиг. 7 является графиком, показывающим взаимосвязи между углом поворота коленчатого вала и давлением в цилиндрах в случае, если первое устройство выполняет управление для недопущения увеличения шума, и в случае, если оно не выполняет управление.

Фиг. 8 является блок-схемой, показывающей процесс задания параметров сгорания, который выполняет первое устройство.

Фиг. 9 является графиком, показывающим взаимосвязи между углом поворота коленчатого вала и давлением в цилиндрах в случае, если устройство управления (второе устройство) согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения выполняет управление для недопущения увеличения шума, и в случае, если оно не выполняет управление.

Фиг. 10 является блок-схемой, показывающей процесс задания параметров сгорания, который выполняет второе устройство.

Фиг. 11 является графиком, показывающим взаимосвязи между углом поворота коленчатого вала и давлением в цилиндрах в случае, если устройство управления (третье устройство) согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения выполняет управление для недопущения увеличения шума, и в случае, если оно не выполняет управление.

Фиг. 12 является блок-схемой, показывающей процесс задания параметров сгорания, который выполняет третье устройство.