Контроллер для двигателя внутреннего сгорания

Контроллер для двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Уровень техники

1. Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к контроллеру для двигателя внутреннего сгорания.

2. Описание предшествующего уровня техники

[0002] В предшествующем уровне техники, раскрыт контроллер для двигателя внутреннего сгорания, который выполняет работу в режиме сжигания обедненной смеси, например, в публикации заявки на патент (Япония) номер 9-317522 (JP 9-317522 А). В контроллере в предшествующем уровне техники, чтобы обеспечивать работу в режиме сжигания обедненной смеси при одновременном уменьшении выбросов выхлопных газов, определяется фактический угол поворота коленчатого вала во время достижения предварительно определенной сжигаемой массовой доли, и объем подаваемого топлива регулируется на основе результата сравнения определенного угла поворота коленчатого вала с целевым углом поворота коленчатого вала.

Сущность изобретения

[0003] Посредством использования только угла поворота коленчатого вала во время достижения предварительно определенной сжигаемой массовой доли в качестве параметра для управления объемом впрыскиваемого топлива, аналогично способу управления, описанному в JP 9-317522 А, соотношение воздух-топливо (состав смеси "воздух-топливо") не может быть надлежащим образом представлено посредством параметра. Как результат, имеется вероятность того, что затруднительно надлежащим образом управлять сгоранием в двигателе внутреннего сгорания.

[0004] Изобретение предоставляет контроллер для двигателя внутреннего сгорания, который может надлежащим образом управлять сгоранием с использованием угла поворота коленчатого вала, когда сжигаемая массовая доля достигает предварительно определенной сжигаемой массовой доли.

[0005] Согласно аспекту изобретения, предусмотрен контроллер для двигателя внутреннего сгорания, включающий в себя детектор угла поворота коленчатого вала и электронный модуль управления (ECU). Детектор угла поворота коленчатого вала выполнен с возможностью определять угол поворота коленчатого вала. ECU выполнен с возможностью: (a) вычислять сжигаемую массовую долю; (b) получать угол поворота коленчатого вала, который определяется посредством детектора угла поворота коленчатого вала, когда сжигаемая массовая доля достигает предварительно определенной сжигаемой массовой доли, в качестве указанного угла поворота коленчатого вала; и (c) управлять по меньшей мере одним из объема впрыскиваемого топлива, объема всасываемого воздуха или энергии зажигания на основе первой разности. Первая разность является разностью между первым параметром и вторым параметром. Первый параметр является периодом изменения угла поворота коленчатого вала от времени зажигания до указанного угла поворота коленчатого вала или корреляционным значением периода изменения угла поворота коленчатого вала. Второй параметр является целевым значением периода изменения угла поворота коленчатого вала или целевым значением корреляционного значения.

[0006] Согласно этой конфигурации, период изменения угла поворота коленчатого вала, который указывается в качестве периода от времени зажигания до указанного угла поворота коленчатого вала с использованием времени зажигания в дополнение к указанному углу поворота коленчатого вала, когда получается предварительно определенная сжигаемая массовая доля, и его корреляционному значению, имеет высокую корреляцию с соотношением воздух-топливо. Соответственно, согласно аспекту, можно надлежащим образом управлять сгоранием посредством регулирования по меньшей мере одного из объема впрыскиваемого топлива, объема всасываемого воздуха или энергии зажигания на основе первой разности между периодом изменения угла поворота коленчатого вала либо его корреляционным значением и целевым значением периода изменения угла поворота коленчатого вала и т.п. Когда регулируются одно или оба из объема впрыскиваемого топлива и объема всасываемого воздуха, можно надлежащим образом управлять соотношением воздух-топливо.

[0007] В упомянутом аспекте, ECU может быть выполнен с возможностью управлять по меньшей мере одним из объема впрыскиваемого топлива, объема всасываемого воздуха или энергии зажигания на основе первой разности, когда соотношение воздух-топливо топливовоздушной смеси в цилиндре управляется около предела сжигания обедненной смеси.

[0008] Согласно этой конфигурации, можно надлежащим образом управлять соотношением воздух-топливо топливовоздушной смеси в цилиндре около предела сжигания обедненной смеси.

[0009] В упомянутом аспекте, ECU может быть выполнен с возможностью задавать целевое значение на основе частоты вращения двигателя.

[0010] Согласно этой конфигурации, можно надлежащим образом задавать целевое значение периода изменения угла поворота коленчатого вала либо его корреляционного значения с учетом влияния частоты вращения двигателя.

[0011] В упомянутом аспекте, ECU может быть выполнен с возможностью задавать целевое значение на основе коэффициента нагрузки двигателя.

[0012] Согласно этой конфигурации, можно надлежащим образом задавать целевое значение периода изменения угла поворота коленчатого вала либо его корреляционного значения с учетом влияния коэффициента нагрузки двигателя.

[0013] В упомянутом аспекте, ECU может быть выполнен с возможностью задавать целевое значение на основе степени разнесения целевого времени зажигания от оптимального времени зажигания. ECU может быть выполнен с возможностью задавать целевое значение меньшим по мере того, как степень задержки времени зажигания относительно оптимального времени зажигания становится большей. ECU может быть выполнен с возможностью задавать целевое значение большим по мере того, как степень опережения времени зажигания относительно оптимального времени зажигания становится большей.

[0014] Согласно этой конфигурации, можно надлежащим образом задавать целевое значение периода изменения угла поворота коленчатого вала либо его корреляционного значения с учетом варьирования оптимального времени зажигания вследствие изменения соотношения воздух-топливо на основе регулирования посредством средства регулирования.

[0015] В упомянутом аспекте, ECU может быть выполнен с возможностью: (d) вычислять позицию центра тяжести при сгорании на основе сжигаемой массовой доли; и (e) управлять временем зажигания таким образом, что вторая разность между позицией центра тяжести при сгорании и целевой позицией центра тяжести при сгорании равна нулю.

[0016] Согласно этой конфигурации, можно надлежащим образом корректировать степень разнесения времени зажигания от целевого времени зажигания вследствие варьирования соотношения воздух-топливо на основе регулирования посредством средства регулирования с использованием позиции центра тяжести при сгорании, на которую практически не оказывает влияние варьирование соотношения воздух-топливо.

[0017] В упомянутом аспекте, ECU может быть выполнен с возможностью: (f) получать угол поворота коленчатого вала для обеспечения максимального давления в цилиндрах, при котором давление в цилиндрах является максимумом в периоде сгорания; и (g) управлять временем зажигания таким образом, что третья разность между углом поворота коленчатого вала для обеспечения максимального давления в цилиндрах и целевым углом поворота коленчатого вала для обеспечения максимального давления в цилиндрах равна нулю.

[0018] Согласно этой конфигурации, можно надлежащим образом корректировать степень разнесения времени зажигания от целевого времени зажигания вследствие варьирования соотношения воздух-топливо на основе регулирования объема впрыскиваемого топлива и т.п. посредством средства регулирования с использованием угла поворота коленчатого вала для обеспечения максимального давления в цилиндрах, на который практически не оказывает влияние варьирование соотношения воздух-топливо.

[0019] В упомянутом аспекте, ECU может быть выполнен с возможностью управлять по меньшей мере одним из объема впрыскиваемого топлива, объема всасываемого воздуха или энергии зажигания на основе первой разности, когда вторая разность равна или меньше предварительно определенного значения посредством управления временем зажигания. ECU может быть выполнен с возможностью управлять по меньшей мере одним из объема впрыскиваемого топлива, объема всасываемого воздуха или энергии зажигания на основе первой разности, когда третья разность равна или меньше предварительно определенного значения посредством управления временем зажигания.

[0020] Согласно этой конфигурации, посредством инструктирования средству регулирования регулировать объем впрыскиваемого топлива и т.п. в состоянии, в котором время зажигания сходится на надлежащем значении через регулирование посредством средства регулирования времени зажигания, можно дополнительно надлежащим образом управлять соотношением воздух-топливо через регулирование объема впрыскиваемого топлива и т.п. посредством средства регулирования.

[0021] В упомянутом аспекте, ECU может быть выполнен с возможностью управлять скоростью отклика управления временем зажигания таким образом, чтобы она была выше скорости отклика по меньшей мере одного из объема впрыскиваемого топлива, объема всасываемого воздуха или энергии зажигания.

[0022] Согласно этой конфигурации, можно обеспечивать большее число вариантов регулировать объем впрыскиваемого топлива и т.п. посредством использования средства регулирования в состоянии, в котором время зажигания сходится на надлежащем значении через регулирование посредством средства регулирования времени зажигания.

[0023] В упомянутом аспекте, предварительно определенная сжигаемая массовая доля может составлять 10%.

[0024] Согласно этой конфигурации, можно надлежащим образом задавать указанный угол поворота коленчатого вала для указания периода изменения угла поворота коленчатого вала с учетом шумового сопротивления и снижения числа этапов.

[0025] В упомянутом аспекте, ECU может быть выполнен с возможностью: (h) получать период основного сгорания на основе сжигаемой массовой доли; и (i) изменять целевое значение в зависимости от продолжительности периода основного сгорания.

[0026] Согласно этой конфигурации, посредством изменения целевого значения в зависимости от продолжительности периода основного сгорания, можно надлежащим образом задавать предел сжигания обедненной смеси с учетом варьирования периода основного сгорания (скорости основного сгорания) вследствие износа вследствие старения и т.п.

[0027] В упомянутом аспекте, ECU может быть выполнен с возможностью задавать целевое значение меньшим по мере того, как период основного сгорания становится длительнее.

[0028] Согласно этой конфигурации, посредством изменения целевого значения на меньшее значение по мере того, как период основного сгорания становится длительнее, можно надлежащим образом задавать предел сжигания обедненной смеси с учетом варьирования периода основного сгорания (скорости основного сгорания) из-за износа вследствие старения и т.п.

[0029] В упомянутом аспекте, ECU может быть выполнен с возможностью задавать целевое значение большим по мере того, как время зажигания все более задерживается, когда период основного сгорания меньше предварительно определенного значения.

[0030] Согласно этой конфигурации, можно надлежащим образом задавать предел сжигания обедненной смеси с учетом такой тенденции, что предел воспламеняемости повышается с задержкой времени зажигания в случае, когда период основного сгорания является небольшим (т.е. скорость основного сгорания является высокой).

[0031] В упомянутом аспекте, ECU может быть выполнен с возможностью задавать целевое значение большим в диапазоне, не превышающем значение при пределе воспламеняемости топливовоздушной смеси в цилиндре на основе периода основного сгорания, когда период основного сгорания меньше предварительно определенного значения.

[0032] Согласно этой конфигурации, можно надлежащим образом задавать целевое значение в диапазоне, не большем предела воспламеняемости в случае, когда период основного сгорания является небольшим (т.е. скорость основного сгорания является высокой).

[0033] В упомянутом аспекте, ECU может быть выполнен с возможностью изменять целевое значение в зависимости от продолжительности периода основного сгорания, когда вторая разность равна или меньше предварительно определенного значения посредством управления временем зажигания. ECU может быть выполнен с возможностью изменять целевое значение в зависимости от продолжительности периода основного сгорания, когда третья разность равна или меньше предварительно определенного значения посредством управления временем зажигания.

[0034] Согласно этой конфигурации, посредством изменения целевого значения в зависимости от продолжительности периода основного сгорания, когда вторая разность или третья разность равна или меньше предварительно определенного значения, через регулирование посредством средства регулирования времени зажигания, можно дополнительно надлежащим образом задавать целевое значение в зависимости от продолжительности периода основного сгорания без влияния посредством смещения времени зажигания от целевого времени зажигания вследствие варьирования соотношения воздух-топливо на основе регулирования посредством средства регулирования.

[0035] В аспекте, ECU может быть выполнен с возможностью изменять целевое значение в зависимости от продолжительности периода основного сгорания, когда первая разность равна или меньше предварительно определенного значения.

[0036] Согласно этой конфигурации, посредством изменения целевого значения в зависимости от продолжительности периода основного сгорания, когда первая разность равна или меньше предварительно определенного значения, через регулирование посредством средства регулирования, можно исключать влияние, которое предоставляется периоду основного сгорания в силу недостаточного регулирования посредством средства регулирования, и точно понимать продолжительность периода основного сгорания вследствие износа вследствие старения и т.п. на основе полученного значения периода основного сгорания. Соответственно, можно более надлежащим образом задавать целевое значение на основе продолжительности периода основного сгорания.

Краткое описание чертежей

[0037] Ниже описываются признаки, преимущества и техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых аналогичные номера обозначают аналогичные элементы и на которых:

Фиг. 1 является схемой, иллюстрирующей конфигурацию системы двигателя внутреннего сгорания в варианте 1 осуществления изобретения;

Фиг. 2 является схемой, иллюстрирующей форму сигнала времени зажигания и сжигаемой массовой доли;

Фиг. 3 является схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между каждым из количества выделяемого NOx, пробега на единицу потребления топлива, флуктуации крутящего момента и SA-CA10 и соотношения воздух-топливо (A/F);

Фиг. 4 является блок-схемой, иллюстрирующей структуру управления с обратной связью объемом впрыскиваемого топлива с использованием SA-CA10 согласно варианту 1 осуществления изобретения;

Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей процедуру, которая выполняется в варианте 1 осуществления изобретения;

Фиг. 6 является схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между MBT и позицией центра тяжести при сгорании (CA50, который является точкой 50%-го сгорания) при MBT-управлении относительно соотношения воздух-топливо около предела обеднения;

Фиг. 7 является схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между соотношением воздух-топливо и временем зажигания при пределе обеднения;

Фиг. 8 является блок-схемой, иллюстрирующей структуру управления с обратной связью с использованием SA-CA10 и управления с обратной связью с использованием CA50 согласно варианту 2 осуществления изобретения;

Фиг. 9 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей процедуру, которая выполняется в варианте 2 осуществления изобретения;

Фиг. 10 является схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между каждым из пробега на единицу потребления топлива, флуктуации крутящего момента и SA-CA10 и соотношения воздух-топливо (A/F), которая используется для того, чтобы пояснять варьирование предела обеднения вследствие влияния износа вследствие старения и т.п.;

Фиг. 11 является схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между флуктуацией крутящего момента и CA10-90;

Фиг. 12 является блок-схемой, иллюстрирующей структуру множества видов управления с обратной связью согласно варианту 3 осуществления изобретения;

Фиг. 13 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей процедуру, которая выполняется в варианте 3 осуществления изобретения;

Фиг. 14 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей основную процедуру, которая выполняется в варианте 3 осуществления изобретения;

Фиг. 15 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей вложенную процедуру, которая выполняется в варианте 3 осуществления изобретения;

Фиг. 16 является схемой, иллюстрирующей задание целевого SA-CA10 с учетом предела воспламеняемости в дополнение к пределу флуктуации крутящего момента с использованием CA50 около MBT; и

Фиг. 17 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей основную процедуру, которая выполняется в варианте 4 осуществления изобретения.

Подробное описание вариантов осуществления

[0038] Фиг. 1 является схемой, иллюстрирующей конфигурацию системы двигателя 10 внутреннего сгорания в варианте 1 осуществления изобретения. Система, проиллюстрированная на фиг. 1, включает в себя двигатель 10 внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Поршень 12 располагается в цилиндре двигателя 10 внутреннего сгорания. Камера 14 сгорания формируется на верхней стороне поршня 12 в цилиндре. Камера 14 сгорания сообщается с каналом 16 для всасываемого воздуха и каналом 18 для выхлопных газов.

[0039] Впускной порт канала 16 для всасываемого воздуха содержит впускной клапан 20, открывающий и закрывающий впускной порт, и выпускной порт канала 18 для выхлопных газов содержит выпускной клапан 22, открывающий и закрывающий выпускной порт. Канал 16 для всасываемого воздуха содержит дроссельный клапан 24 с электронным управлением.

[0040] Каждый цилиндр двигателя 10 внутреннего сгорания содержит клапан 26 топлива впрыска, непосредственно впрыскивающий топливо в камеру 14 сгорания (цилиндр), и свечу 28 зажигания, зажигающую топливовоздушную смесь. Каждый цилиндр содержит датчик 30 давления в цилиндрах, определяющий давление в цилиндрах.

[0041] Система согласно этому варианту осуществления включает в себя электронный модуль 40 управления (ECU). Входная часть ECU 40 соединяется с различными датчиками для получения рабочего режима двигателя 10 внутреннего сгорания, такими как датчик 42 угла поворота коленчатого вала для получения частоты вращения двигателя и расходомер 44 воздуха для измерения объема всасываемого воздуха в дополнение к датчику 30 давления в цилиндрах. Выходная часть ECU 40 соединяется с различными актуаторами для управления работой двигателя 10 внутреннего сгорания, такими как дроссельный клапан 24, клапан 26 впрыска топлива и свеча 28 зажигания. ECU 40 выполняет предварительно определенное управление двигателем, к примеру, управление впрыском топлива и управление зажиганием посредством приведения в действие различных актуаторов на основе выводов датчиков и предварительно определенной программы. ECU 40 имеет функцию аналого-цифрового преобразования выходного сигнала датчика 30 давления в цилиндрах в синхронизации с углом поворота коленчатого вала и получения результирующего выходного сигнала. Соответственно, можно определять давление в цилиндрах в произвольное время угла поворота коленчатого вала в допустимом диапазоне разрешения аналого-цифрового преобразования. ECU 40 имеет функцию вычисления значения внутреннего объема цилиндра, которое определяется в зависимости от позиции угла поворота коленчатого вала, в зависимости от угла поворота коленчатого вала.

[0042] Фиг. 2 является схемой, иллюстрирующей форму сигнала времени зажигания и сжигаемой массовой доли. В системе согласно этому варианту осуществления, включающей в себя датчик 30 давления в цилиндрах и датчик 42 угла поворота коленчатого вала, можно получать данные давления в цилиндрах (форму сигнала давления в цилиндрах) на основе угла поворота коленчатого вала (CA) в каждом цикле двигателя 10 внутреннего сгорания. Затем можно вычислять сжигаемую массовую долю (в дальнейшем в этом документе, называемую "MFB"), имеющую идентичную форму сигнала, как проиллюстрировано на фиг. 2, с использованием формы сигнала давления в цилиндрах, которая подвергнута коррекции абсолютного давления с использованием известного способа. Более конкретно, значение Q теплоты сгорания в цилиндрах под углом θ поворота коленчатого вала может вычисляться посредством выражения (1) с использованием данных давления в цилиндрах. MFB под углом θ поворота коленчатого вала может вычисляться посредством выражения (2) с использованием данных вычисленного значения Q теплоты сгорания в цилиндрах. Соответственно, угол поворота коленчатого вала, когда MFB равна предварительно определенному соотношению (%) (в дальнейшем в этом документе, называемому "CAa"), может получаться с использованием выражения (2):

В выражении (1), P обозначает давление в цилиндрах, V обозначает внутренний объем цилиндра, и k обозначает удельную теплоемкость газа в цилиндре. P₀ и V₀ обозначают давление в цилиндрах и внутренний объем цилиндра, соответственно, в начальной точке θ₀ вычисления (под указанным углом θ поворота коленчатого вала в ходе сжатия (после того, как закрывается впускной клапан 20), определенной с допустимым запасом относительно предполагаемой начальной точки сгорания). В выражении (2), θ_sta обозначает начальную точку (CA0) сгорания, а θ_fin обозначает конечную точку (CA100) сгорания.

[0043] Здесь, ниже описывается репрезентативный угол CAα поворота коленчатого вала со ссылкой на фиг. 2. Сгорание в цилиндре начинается с задержкой зажигания после того, как топливовоздушная смесь зажигается во время зажигания. Эта начальная точка сгорания, т.е. точка, указывающая то, что MFB начинается, упоминается в качестве CA0. Период (CA0-CA10) изменения угла поворота коленчатого вала с CA0 на угол CA10 поворота коленчатого вала, при котором MFB составляет 10%, соответствует периоду первоначального сгорания, а период (CA10-CA90) изменения угла поворота коленчатого вала с CA10 на угол CA90 поворота коленчатого вала, при котором MFB составляет 90%, соответствует периоду основного сгорания. Угол CA50 поворота коленчатого вала, при котором MFB составляет 50%, соответствует позиции центра тяжести при сгорании.

[0044] Фиг. 3 является схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между каждым из количества выделяемого NOx, пробега на единицу потребления топлива, флуктуации крутящего момента и SA-CA10 и соотношения воздух-топливо (A/F). В качестве технологии увеличения пробега на единицу потребления топлива двигателя внутреннего сгорания, может эффективно использоваться работа в режиме сгорания обедненной смеси, которая выполняется при соотношении воздух-топливо ниже теоретического соотношения воздух-топливо. Чем беднее становится соотношение воздух-топливо, тем лучше становится пробег на единицу потребления топлива, и тем меньше становится количество выделяемого NOx. Тем не менее, когда соотношение воздух-топливо является чрезмерно низким, сгорание ухудшается, и в силу этого ухудшается пробег на единицу потребления топлива. С другой стороны, флуктуация крутящего момента медленно увеличивается по мере того, как соотношение воздух-топливо становится бедным, и быстро увеличивается по мере того, как соотношение воздух-топливо становится бедным с превышением определенного значения. Здесь, флуктуация крутящего момента означает варьирование значения из динамических значений крутящего момента. Более конкретно, флуктуация крутящего момента может получаться в качестве амплитуды, среднеквадратического отклонения или среднего значения абсолютного значения из динамических значений крутящего момента, подвергнутых процессу фильтрации, после выполнения процесса фильтрации конкретной полосы частот для динамических значений крутящего момента. В дальнейшем в этом документе, соотношение воздух-топливо при пределе сжигания обедненной смеси для топливовоздушной смеси, более конкретно, соотношение воздух-топливо, когда значение флуктуации крутящего момента достигает порогового значения в качестве предела с точки зрения общей характеристики управляемости двигателя 10 внутреннего сгорания, упоминается в качестве "предела обеднения".

[0045] Чтобы реализовывать больший пробег на единицу потребления топлива и низкий выброс NOx, можно сказать, что согласно фиг. 3 предпочтительно, если состояние двигателя 10 внутреннего сгорания отслеживается, а соотношение воздух-топливо управляется с возможностью быть максимально возможно бедным в диапазоне, в котором общая характеристика управляемости не ухудшается, т.е. соотношение воздух-топливо управляется около предела обеднения. В дальнейшем в этом документе, это регулирование соотношения воздух-топливо упоминается в качестве "управления пределом обеднения".

[0046] При управлении пределом обеднения согласно предшествующему уровню техники, флуктуация крутящего момента в ходе работы определяется посредством статистической обработки крутящих моментов (или соответствующих крутящему моменту значений), и соотношение воздух-топливо управляется около предела обеднения на основе определенной флуктуации крутящего момента. Тем не менее, в технологии согласно предшествующему уровню техники, быстрое управление пределом обеднения не может реализовываться (имеется период, в который такое регулирование соотношения воздух-топливо не может выполняться). Это обусловлено тем, что флуктуация крутящего момента представляет собой параметр на основе статистического процесса и в силу этого не может вычисляться до тех пор, пока не возникнет предварительно определенное число сгораний (например, 100). Поскольку флуктуация крутящего момента является значением на основе флуктуации крутящего момента двигателя в нормальном режиме работы, затруднительно отличать флуктуацию крутящего момента от варьирования в неустановившемся режиме в крутящем моменте вследствие различных факторов (таких как операция нажатия педали акселератора транспортного средства и задержка реагирования для воздуха или EGR-газа). Чтобы увеличивать число вариантов управления, необходимо давать возможность варьирования в неустановившемся режиме, и в силу этого точность вычисления флуктуации крутящего момента снижается. В технологии согласно предшествующему уровню техники, ухудшение в вибрационном шуме двигателя внутреннего сгорания не может предотвращаться. Это обусловлено тем, что флуктуация крутящего момента трактуется как статистическая, и в силу этого невозможно справляться с ухудшением сгорания, которое внезапно возникает. Например, когда 99 сгораний из 100 сгораний являются нормальными, и только одно сгорание является анормальным, такое внезапное ухудшение сгорания не появляется в вычисленном значении флуктуации крутящего момента, но такое ухудшение сгорания может возникать около предела обеднения. Затруднительно выполнять управление пределом обеднения согласно предшествующему уровню техники в режиме, отличном от режима, в котором все цилиндры равномерно управляются. Это обусловлено тем, что обрабатывается крутящий момент, сформированный из всего двигателя, а не из каждого цилиндра. Если флуктуация крутящего момента вычисляется с использованием крутящего момента сгорания каждого цилиндра, вышеописанная проблема становится заметной. Иными словами, если все цилиндры равномерно управляются, и предварительно определенное число сгораний, требуемое для вычисления флуктуации крутящего момента посредством статистического процесса, равно 100, число сгораний, требуемое для выполнения статистического процесса для каждого цилиндра, равно 100 x число цилиндров. Соответственно, когда флуктуация крутящего момента вычисляется для каждого цилиндра, период времени, требуемый для вычисления флуктуации крутящего момента, увеличивается в несколько раз в зависимости от числа цилиндров, по сравнению со случаем, в котором флуктуация крутящего момента вычисляется равномерно для всех цилиндров.

[0047] Как описано выше, в технологии с использованием флуктуации крутящего момента на основе статистического процесса, поскольку требуется длительное время, и технология не заслуживает доверия при работе в неустановившемся режиме, ее практичность является низкой. Следовательно, в этом варианте осуществления, в качестве способа управления пределом обеднения, не зависящего от статистического процесса для разрешения такой проблемы, управление с обратной связью объемом впрыскиваемого топлива на основе периода (SA-CA10) изменения угла поворота коленчатого вала от времени зажигания (SA) до CA10, который является точкой 10%-го сгорания, выполняется для каждого цилиндра. Более конкретно, управление с обратной связью заключается в том, чтобы регулировать объем впрыскиваемого топлива на основе разности между предварительно определенным целевым SA-CA10 около предела обеднения и фактическим SA-CA10 (более конкретно, так чтобы задавать разность равной нулю). Здесь, фактический SA-CA10 является значением, вычисляемым как период изменения угла поворота коленчатого вала от времени зажигания до CA10, который получается посредством получения данных давления в цилиндрах из датчика 30 давления в цилиндрах (CPS) и датчика 42 угла поворота коленчатого вала и анализа данных в цилиндрах.

[0048] Ниже описывается такое преимущество, что SA-CA10 используется в качестве параметра для управления пределом обеднения согласно этому варианту осуществления. SA-CA10 представляет собой параметр, представляющий задержку зажигания. Как проиллюстрировано на фиг. 3, SA-CA10 имеет высокую корреляцию с соотношением воздух-топливо и сохраняет хорошей линейность относительно соотношения воздух-топливо около предела обеднения. Соответственно, нетрудно управлять с обратной связью соотношением воздух-топливо около предела обеднения с использованием SA-CA10.

[0049] Можно сказать, что SA-CA10 имеет более высокую репрезентативность предела обеднения, чем соотношение воздух-топливо, по следующим причинам. Иными словами, посредством эксперимента автором изобретения и т.п. подтверждено то, что соотношение воздух-топливо в качестве предела обеднения варьируется в зависимости от рабочих условий (например, температуры охлаждающей жидкости двигателя), но SA-CA10 не варьируется больше соотношения воздух-топливо в зависимости от рабочих условий. Другими словами, поскольку соотношение воздух-топливо в качестве предела обеднения существенно зависит от коэффициента зажигания топливовоздушной смеси, на SA-CA10, представляющий задержку зажигания, оказывают меньшее влияние рабочие условия и т.п., чем соотношение воздух-топливо. Когда частота вращения двигателя варьируется, время в расчете на единичный угол поворота коленчатого вала варьируется, и в силу этого предпочтительно, чтобы целевой SA-CA10, который является целевым значением SA-CA10, задавался в зависимости от частоты вращения двигателя. Более предпочтительно, поскольку SA-CA10 также варьируется в зависимости от коэффициента нагрузки двигателя, целевой SA-CA10 только должен задаваться в зависимости от коэффициента нагрузки двигателя вместо или в дополнение к частоте вращения двигателя.

[0050] Ниже описывается причина того, что CA10 более предпочтительно используется в качестве точки сгорания (указанного угла поворота коленчатого вала, когда MFB составляет предварительно определенную сжигаемую массовую долю), используемой для того, чтобы указывать период изменения угла поворота коленчатого вала в качестве индекса управления пределом обеднения согласно этому варианту осуществления относительно времени зажигания, чем другие точки сгорания. Указанный угол поворота коленчатого вала не ограничен CA10, и может использоваться другая произвольная точка сгорания. Когда используется другая произвольная точка сгорания, результирующий период изменения угла поворота коленчатого вала по существу имеет такое преимущество, что корреляция с соотношением воздух-топливо является высокой, и репрезентативность предела обеднения является высокой. Тем не менее, когда используется точка сгорания в основном периоде сгорания (CA10-CA90) после CA10, на результирующий период изменения угла поворота коленчатого вала оказывают значительное влияние параметры (такие как EGR-скорость, температура всасываемого воздуха и переворачиваемое отношение), которые имеют влияние на сгорание, когда пламя диффундирует. Иными словами, результирующий период изменения угла поворота коленчатого вала не просто взаимосвязан с соотношением воздух-топливо, но и ослабляется при возмущениях. Чтобы исключать влияние возмущений, конфигурация для коррекции периода изменения угла поворота коленчатого вала в зависимости от параметра приводит к увеличению подходящего числа этапов процесса. Наоборот, когда используется точка сгорания в периоде (CA0-CA10) первоначального сгорания, на результирующий период изменения угла поворота коленчатого вала не оказывает положительное влияние параметр, и он отражает влияние фактора, положительно влияющего на зажигание. Как результат, повышается управляемость. С другой стороны, начальная точка (CA0) сгорания или конечная точка (CA100) сгорания с большой вероятностью вызывает ошибку вследствие влияния шума, перекрывающегося с выходным сигналом из датчика 30 давления в цилиндрах, полученным посредством ECU 40. Влияние шума становится меньшим по мере того, как точка сгорания отдаляется от начальной точки (CA0) сгорания или конечной точки (CA100) сгорания. Соответственно, с точки зрения шумового сопротивления и снижения подходящего числа этапов процесса (подходящего потенциала отклика), CA10 может быть наиболее эффективно использован в качестве указанного угла поворота коленчатого вала, аналогично этому варианту осуществления.

[0051] Фиг. 4 является блок-схемой, иллюстрирующей структуру управления с обратной связью объемом впрыскиваемого топлива с использованием SA-CA10 согласно варианту 1 осуществления изобретения. Управление с обратной связью с использованием SA-CA10, которое соответствует управлению пределом обеднения согласно этому варианту осуществления, заключается в том, чтобы регулировать объем впрыскиваемого топлива на основе разности между целевым SA-CA10 около предела обеднения и фактическим SA-CA10 (более конкретно, так чтобы задавать разность равной нулю).

[0052] При этом управлении с обратной связью, как проиллюстрировано на фиг. 4, задается целевой SA-CA10 в зависимости от рабочего режима двигателя (в частности, частоты вращения двигателя и коэффициента нагрузки двигателя). Здесь, фактический SA-CA10 является значением, вычисляемым как период изменения угла поворота коленчатого вала от времени зажигания до CA10, который получается посредством получения данных давления в цилиндрах из датчика 30 давления в цилиндрах (CPS) и датчика 42 угла поворота коленчатого вала и анализа данных в цилиндрах. Фактический SA-CA10 вычисляется для каждого цикла для каждого цилиндра.

[0053] При управлении с обратной связью таким образом, чтобы регулировать объем впрыскиваемого топлива, с тем чтобы задавать разность между целевым SA-CA10 и фактическим SA-CA10 равной нулю, PI-управление используется в качестве примера. При PI-управлении, значение коррекции впрыскиваемого топлива, соответствующее разности между целевым SA-CA10 и фактическим SA-CA10 и абсолютной величине ее интегрированного значен