Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания.

Предшествующий уровень техники

[0002] В двигателе внутреннего сгорания, если возникает перекрытие клапанов, когда давление внутри впускного прохода выше, чем давление внутри выпускного прохода, воздух нагнетается из впускного канала через цилиндр в выпускной канал, то есть, возникает «продувка». В двигателе внутреннего сгорания, который снабжен нагнетателем, таким как турбокомпрессор, продувка используется, когда количество всасываемого воздуха недостаточно для требуемого крутящего момента. Из-за возникновения продувки, количество продуваемого выхлопного газа увеличивается, и обороты турбины нагнетателя повышаются. В результате, давление всасываемого воздуха увеличивается, и количество всасываемого воздуха возрастает.

[0003] В прошлом известен двигатель внутреннего сгорания, который содержит датчик воздушно-топливного отношения в выпускном канале двигателя внутреннего сгорания, и который управляет количеством топлива, подаваемым в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания, так, что выходной сигнал этого датчика воздушно-топливного отношения соответствует целевому воздушно-топливному отношению (например, стехиометрическому воздушно-топливному отношению (14,6)) (например, см. PLT 1 и 2).

Указатель ссылок

Патентная литература

[0004] PLT 1. Международная публикация No. 2014/118892А

PLT 2. Международная публикация No. 2014/118889А

PLT 3. Японская патентная публикация No. 2008-157057А

PLT 4. Японская патентная публикация No. 2003-083134А

PLT 5. Японская патентная публикация No. 64-066448А

Сущность изобретения

Техническая задача

[0005] Однако, если возникает вышеупомянутая продувка, количество воздуха в цилиндре уменьшается, так что воздушно-топливное отношение сгорания в цилиндре становится богатым. Если величина продувки большая и богатая степень воздушно-топливного отношения сгорания становится выше, концентрация водорода в выхлопном газе становится выше. Если выхлопной газ содержит водород, то разница газовой диффузии между водородом с его большой скоростью диффузии и другими компонентами выхлопного газа приводит к тому, водород первым достигает поверхности электрода датчика воздушно-топливного отношения. В результате, на поверхности электрода датчика воздушно-топливного отношения образуется богатая атмосфера, и выходной сигнал датчика воздушно-топливного отношения отклоняется в богатую сторону. Если воздушно-топливное отношение управляется на основе воздушно-топливного отношения, которое отклоняется в богатую сторону, фактическое воздушно-топливное отношение сгорания в цилиндре становится беднее, чем целевое воздушно-топливное отношение. В результате, эффективность удаления несгоревшего газа и т.д. в катализаторе очистки выхлопного газа падает, и качество выбросов выхлопного газа ухудшается.

[0006] Поэтому с учетов вышеуказанной проблемы, задачей настоящего изобретения является создание двигателя внутреннего сгорания, который может предотвратить падение качества выбросов выхлопного газа, сопровождающего возникновение продувки.

Решение задачи

[0007] Чтобы решить вышеуказанную задачу, согласно первому объекту изобретения, предложен двигатель внутреннего сгорания, содержащий: нагнетатель, который может менять давление воздуха, подаваемого в камеру сгорания, механизм изменения фаз газораспределения, который может менять величину перекрытия клапанов между впускным клапаном и выпускным клапаном, катализатор, который расположен в выпускном канале и который может накапливать кислород, датчик воздушно-топливного отношения с впускной стороны, который расположен с впускной стороны катализатора и который может определять воздушно-топливное отношение втекающего выхлопного газа, текущего в катализатор, датчик воздушно-топливного отношения с выпускной стороны, который расположен с выпускной стороны катализатора и который может определять воздушно-топливное отношение вытекающего выхлопного газа, текущего из катализатора, и устройство управления воздушно-топливным отношением, управляющее воздушно-топливным отношением втекающего выхлопного газа, при этом,

устройство управления воздушно-топливным отношением устанавливает целевое воздушно-топливное отношение втекающего выхлопного газа на основе воздушно-топливного отношения, определенного датчиком воздушно-топливного отношения с выпускной стороны, и с помощью управления с обратной связью управляет количеством топлива, подаваемым в камеру сгорания, так, что воздушно-топливное отношение, определенное датчиком воздушно-топливного отношения с впускной стороны, соответствует целевому воздушно-топливному отношению, когда продувочное количество воздуха, продуваемого из впускного канала через цилиндр в выпускной канал из-за возникновения перекрытия клапанов, представляет собой опорное продувочное количество или меньше; и устанавливает целевое воздушно-топливное отношение втекающего выхлопного газа на основе воздушно-топливного отношения, определенного датчиком воздушно-топливного отношения с выпускной стороны, и без выполнения управления с обратной связью подает в камеру сгорания количество топлива, вычисленное исходя из целевого воздушно-топливного отношения, когда продувочное количество больше, чем опорное продувочное количество, и устройство управления воздушно-топливным отношением обновляет целевое воздушно-топливное отношение втекающего выхлопного газа на основе количества накопления кислорода в катализаторе и воздушно-топливного отношения, определенного датчиком воздушно-топливного отношения с выпускной стороны, при этом количество накопления кислорода в катализаторе вычисляется на основе воздушно-топливного отношения, определенного датчиком воздушно-топливного отношения с впускной стороны, когда продувочное количество представляет собой опорное продувочное количество или меньше, и вычисляется на основе целевого воздушно-топливного отношения втекающего выхлопного газа, когда продувочное количество больше, чем опорное продувочное количество.

[0008] Согласно второму объекту изобретения, имеется первый объект изобретения, в котором опорное продувочное количество составляет ноль.

[0009] Согласно третьему объекту изобретения, имеется первый объект изобретения, в котором целевое воздушно-топливное отношение поочередно устанавливается на богатое установленное воздушно-топливное отношение, которое богаче, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение, и бедное установленное воздушно-топливное отношение, которое беднее, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение, и устройство управления воздушно-топливным отношением при богатом управлении, где целевое воздушно-топливное отношение установлено на богатое установленное воздушно-топливное отношение, переключает целевое воздушно-топливное отношение на бедное установленное воздушно-топливное отношение, когда воздушно-топливное отношение, определенное датчиком воздушно-топливного отношения с выпускной стороны, достигает богатого оценочного воздушно-топливного отношения, которое богаче, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение, и при бедном управлении, где целевое воздушно-топливное отношение установлено на бедное установленное воздушно-топливное отношение, переключает целевое воздушно-топливное отношение на богатое установленное воздушно-топливное отношение, когда делается оценка, что количество накопления кислорода в катализаторе достигло опорного количества накопления кислорода, которое меньше, чем максимальное количество накопления кислорода, при этом количество накопления кислорода в катализаторе вычисляется на основе воздушно-топливного отношения, определенного датчиком воздушно-топливного отношения с впускной стороны, когда продувочное количество представляет собой опорное продувочное количество или меньше, и вычисляется на основе целевого воздушно-топливного отношения, когда продувочное количество больше, чем опорное продувочное количество.

[0010] Согласно четвертому объекту изобретения, имеется третий объект изобретения, в котором устройство управления воздушно-топливным отношением при бедном управлении, переключает целевое воздушно-топливное отношение на богатое установленное воздушно-топливное отношение, когда воздушно-топливное отношение, определенное датчиком воздушно-топливного отношения с выпускной стороны, достигает бедного оценочного воздушно-топливного отношения, которое беднее, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение, если воздушно-топливное отношение, определенное датчиком воздушно-топливного отношения с выпускной стороны, достигает бедного оценочного воздушно-топливного отношения до того, как будет сделана оценка, что количество накопления кислорода в катализаторе достигло опорного количества накопления кислорода.

[0011] Согласно пятому объекту изобретения, имеется первый объект изобретения, в котором целевое воздушно-топливное отношение установлено на любое из следующих: богатое установленное воздушно-топливное отношение, которое богаче, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение, слабо богатое установленное воздушно-топливное отношение, которое богаче, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение, и ближе к стехиометрическому воздушно-топливному отношению, чем богатое установленное воздушно-топливное отношение, бедное установленное воздушно-топливное отношение, которое беднее, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение, и слабо бедное установленное воздушно-топливное отношение, которое беднее, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение, и ближе к стехиометрическому воздушно-топливному отношению, чем бедное установленное воздушно-топливное отношение, устройство управления воздушно-топливным отношением при богатом управлении, где целевое воздушно-топливное отношение установлено на богатое установленное воздушно-топливное отношение, переключает целевое воздушно-топливное отношение на слабо богатое установленное воздушно-топливное отношение, когда делается оценка, что количество накопления кислорода в катализаторе достигло первого опорного количества накопления кислорода, которое меньше, чем максимальное количество накопления кислорода; при слабо богатом управлении, где целевое воздушно-топливное отношение установлено на слабо богатое установленное воздушно-топливное отношение, переключает целевое воздушно-топливное отношение на бедное установленное воздушно-топливное отношение, когда воздушно-топливное отношение, определенное датчиком воздушно-топливного отношения с выпускной стороны, достигает богатого оценочного воздушно-топливного отношения, которое богаче, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение; при бедном управлении, где целевое воздушно-топливное отношение установлено на бедное установленное воздушно-топливное отношение, переключает целевое воздушно-топливное отношение на слабо бедное установленное воздушно-топливное отношение, когда делается оценка, что количество накопления кислорода в катализаторе достигло второго опорного количества накопления кислорода, которое меньше, чем максимальное количество накопления кислорода; и при слабо бедном управлении, где целевое воздушно-топливное отношение установлено на слабо бедное установленное воздушно-топливное отношение, переключает целевое воздушно-топливное отношение на богатое установленное воздушно-топливное отношение, когда воздушно-топливное отношение, определенное датчиком воздушно-топливного отношения с выпускной стороны, достигло бедного оценочного воздушно-топливного отношения, которое беднее, чем стехиометрическое воздушно-топливное отношение, при этом количество накопления кислорода в катализаторе вычисляется на основе воздушно-топливного отношения, определенного датчиком воздушно-топливного отношения с впускной стороны, когда продувочное количество представляет собой опорное продувочное количество или меньше, и вычисляется на основе целевого воздушно-топливного отношения, когда продувочное количество больше, чем опорное продувочное количество.

[0012] Согласно шестому объекту изобретения, имеется пятый объект изобретения, в котором устройство управления воздушно-топливным отношением при богатом управлении переключает целевое воздушно-топливное отношение на бедное установленное воздушно-топливное отношение, когда воздушно-топливное отношение, определенное датчиком воздушно-топливного отношения с выпускной стороны, достигает богатого оценочного воздушно-топливного отношения, если воздушно-топливное отношение, определенное датчиком воздушно-топливного отношения с выпускной стороны, достигает богатого оценочного воздушно-топливного отношения до того, как количество накопления кислорода в катализаторе достигнет первого опорного количества накопления кислорода, а при бедном управлении переключает целевое воздушно-топливное отношение на богатое установленное воздушно-топливное отношение, когда воздушно-топливное отношение, определенное датчиком воздушно-топливного отношения с выпускной стороны, достигает бедного оценочного воздушно-топливного отношения, если воздушно-топливное отношение, определенное датчиком воздушно-топливного отношения с выпускной стороны, достигает бедного оценочного воздушно-топливного отношения до того, как количество накопления кислорода в катализаторе достигнет второго опорного количества накопления кислорода.

[0013] Согласно седьмому объекту изобретения, имеется пятый или шестой объект изобретения, в котором когда продувочное количество больше, чем опорное продувочное количество, слабо бедное установленное воздушно-топливное отношение становится больше, чем слабо бедное установленное воздушно-топливное отношение, которое устанавливается, когда продувочное количество представляет собой опорное продувочное количество или меньше, и когда продувочное количество больше, чем опорное продувочное количество, слабо богатое установленное воздушно-топливное отношение становится меньше, чем слабо богатое установленное воздушно-топливное отношение, которое устанавливается, когда продувочное количество представляет собой опорное продувочное количество или меньше.

[0014] Согласно восьмому объекту изобретения, имеется любой объект изобретения с третьего по шестой, в котором когда продувочное количество больше, чем опорное продувочное количество, бедное установленное воздушно-топливное отношение становится больше, чем бедное установленное воздушно-топливное отношение, которое устанавливается, когда продувочное количество представляет собой опорное продувочное количество или меньше, и когда продувочное количество больше, чем опорное продувочное количество, богатое установленное воздушно-топливное отношение становится меньше, чем богатое установленное воздушно-топливное отношение, которое устанавливается, когда продувочное количество представляет собой опорное продувочное количество или меньше.

[0015] Согласно девятому объекту изобретения, имеется любой объект изобретения с третьего по восьмой, в котором устройство управления воздушно-топливным отношением на основе воздушно-топливного отношения, определенного датчиком воздушно-топливного отношения с впускной стороны, вычисляет количество накопления кислорода в катализаторе в период времени от момента переключения целевого воздушно-топливного отношения на бедное установленное воздушно-топливное отношение, до момента переключения целевого воздушно-топливного отношения на богатое установленное воздушно-топливное отношение, образующее первое количество кислорода, и количество высвобождения кислорода из катализатора в период времени от момента переключения целевого воздушно-топливного отношения на богатое установленное воздушно-топливное отношение, до момента переключения целевого воздушно-топливного отношения на бедное установленное воздушно-топливное отношение, образующее второе количество кислорода, и устройство управления воздушно-топливным отношением обновляет величину обучения на основе разности между первым количеством кислорода и вторым количеством кислорода, и корректирует параметр, относящийся к воздушно-топливному отношению, на основе обновленной величины обучения так, что разность между первым количеством кислорода и вторым количеством кислорода становится меньше, когда продувочное количество представляет собой опорное продувочное количество или меньше, и корректирует параметр без обновления величины обучения на основе текущей величины обучения, когда продувочное количество больше, чем опорное продувочное количество.

Предпочтительные результаты изобретения

[0016] Согласно настоящему изобретению, предложен двигатель внутреннего сгорания, который может предотвратить снижение качества выпускаемого выхлопного газа, сопровождающее возникновение продувки.

Краткое описание чертежей

[0017] Фиг. 1 представляет собой схематический вид двигателя внутреннего сгорания в первом варианте осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 представляет собой вид, который показывает механизм изменения фаз газораспределения.

Фиг. 3 представляет собой виды, которые показывают величины подъема впускного клапана и выпускного клапана.

Фиг. 4 представляет собой виды, которые показывают взаимосвязи между количеством накопления кислорода в катализаторе очистки выхлопного газа и концентрацией NO_X или концентрацией НС и СО в выхлопном газе, который вытекает из катализатора очистки выхлопного газа.

Фиг. 5 представляет собой схематический вид в разрезе датчика воздушно-топливного отношения.

Фиг. 6 представляет собой вид, который показывает взаимосвязь между приложенным напряжением датчика и выходным током при различном воздушно-топливном отношении выхлопного газа.

Фиг. 7 представляет собой вид, который показывает взаимосвязь между воздушно-топливным отношением выхлопного газа и выходным током, когда приложенное напряжение датчика делается постоянным.

Фиг. 8 представляет собой временную диаграмму величины коррекции воздушно-топливного отношения и т.д., относящейся к целевому воздушно-топливному отношению.

Фиг. 9 представляет собой временную диаграмму величины коррекции воздушно-топливного отношения и т.д., когда отклонение возникает в выходном воздушно-топливном отношении датчика воздушно-топливного отношения с впускной стороны.

Фиг. 10 представляет собой временную диаграмму величины коррекции воздушно-топливного отношения и т.д. во время выполнения обучающегося управления.

Фиг. 11 представляет собой блок-схему, которая показывает программу управления воздушно-топливным отношением в первом варианте осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 12 представляет собой блок-схему, которая показывает программу управления процессингом для установки целевого воздушно-топливного отношения в первом варианте осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 13 представляет собой блок-схему, которая показывает программу управления оценочным процессингом продувки в первом варианте осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 14 представляет собой временную диаграмму величины коррекции воздушно-топливного отношения и т.д., относящейся к целевому воздушно-топливному отношению.

Фиг. 15 представляет собой блок-схему, которая показывает программу управления процессингом для установки целевого воздушно-топливного отношения во втором варианте осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 16 представляет собой блок-схему которая показывает программу управления процессингом для установки целевого воздушно-топливного отношения во время богатой коррекции во втором варианте осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 17 представляет собой блок-схему, которая показывает программу управления процессингом для установки целевого воздушно-топливного отношения во время бедной коррекции во втором варианте осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 18 представляет собой временную диаграмму величины коррекции воздушно-топливного отношения и т.д., относящейся к целевому воздушно-топливному отношению.

Фиг. 19 представляет собой блок-схему, которая показывает программу управления процессингом для установки целевого воздушно-топливного отношения в третьем варианте осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 20 представляет собой блок-схему, которая показывает программу управления процессингом для установки целевого воздушно-топливного отношения в четвертом варианте осуществления настоящего изобретения.

Описание вариантов осуществления

[0018] Ниже, со ссылками на чертежи, варианты осуществления настоящего изобретения будут объяснены подробно. Следует отметить, что в нижеследующем пояснении, идентичным компонентным элементам присвоены идентичные ссылочные позиции.

[0019] Первый вариант осуществления

Сначала, со ссылкой на фиг. 1-13, будет пояснен первый вариант осуществления настоящего изобретения.

[0020] Пояснение двигателя внутреннего сгорания в целом

[0021] Фиг. 1 представляет собой схематический вид двигателя 100 внутреннего сгорания в первом варианте осуществления настоящего изобретения. Двигатель 100 внутреннего сгорания оснащен корпусом 1 двигателя, который содержит блок 2 цилиндров и головку 4 блока цилиндров. Внутри блока 2 цилиндров находятся поршни 3, совершающие возвратно-поступательное движение внутри блока 2 цилиндров. Двигатель 100 внутреннего сгорания имеет множество цилиндров.

[0022] Между поршнем 3 и головкой 4 блока цилиндров для каждого цилиндра образована камера 5 сгорания. Головка 4 блока цилиндров оснащена впускными проходами 7 и выпускными проходами 9. Впускные проходы 7 и выпускные проходы 9 соединены с камерами 5 сгорания. Впускной клапан 6 расположен на концевой части каждого впускного прохода 7 и выполнен с возможностью открывания и закрывания впускного прохода 7. Выпускной клапан 8 расположен на концевой части каждого выпускного прохода 9 и выполнен с возможностью закрывания выпускного прохода 9. Кроме того, двигатель 100 внутреннего сгорания оснащен механизмом В изменения фаз газораспределения, который может управлять моментами открывания и моментами закрывания каждого впускного клапана 6, и механизмом С изменения фаз газораспределения, который может управлять моментами открывания и моментами закрывания каждого выпускного клапана 8.

[0023] Двигатель 100 внутреннего сгорания содержит топливные инжекторы 11 для подачи топлива в камеры 5 сгорания и свечи 10 зажигания для зажигания воздушно-топливной смеси в камерах 5 сгорания. Свечи 10 зажигания прикреплены к головке 4 блока цилиндров. Топливные инжекторы 11 расположены на периферийных частях поверхностей внутренних стенок головки 4 блока цилиндров так, чтобы впрыскивать топливо непосредственно в камеры 5 сгорания. То есть, двигатель 100 внутреннего сгорания представляет собой тип двигателя внутреннего сгорания с впрыском в цилиндр. Кроме того, двигатель 100 внутреннего сгорания использует топливо, образованное бензином, который имеет стехиометрическое воздушно-топливное отношение 14,6. Однако в двигателе 100 внутреннего сгорания может также использоваться другое топливо.

[0024] Двигатель 100 внутреннего сгорания оснащен нагнетателем, представляющим собой турбокомпрессор 101. Турбокомпрессор 101 включает в себя турбину 102, которая расположена в выпускном канале, компрессор 103, расположенный во впускном канале, и вал, соединяющий турбину 102 и компрессор 103. Если поток выхлопного газа заставляет турбину 102 вращаться, то компрессор 103 также вращается и поднимает давление всасываемого воздуха. Поэтому турбокомпрессор 101 использует энергию выхлопного газа для сжатия всасываемого воздуха, с тем, чтобы увеличить количество всасываемого воздуха.

[0025] Впускной проход 7 каждого цилиндра соединен через соответствующую впускную трубку 13 с уравнительным ресивером 14. Уравнительный ресивер 14 соединен через впускной трубопровод 15 с выходной частью компрессора 103 турбокомпрессора 101. Внутри впускного трубопровода 15, который соединяет уравнительный ресивер 14 и компрессор 103, расположен дроссельный клапан 18, который приводится в действие приводным механизмом 17 дроссельного клапана. Дроссельный клапан 18 может изменять проходное сечение впускного канала, будучи повернутым приводным механизмом 17 дроссельного клапана. Кроме того, во впускном трубопроводе 15 между компрессором 103 и дроссельным клапаном 18, расположен охладитель (промежуточный охладитель) 106, который охлаждает всасываемый воздух, сжатый турбокомпрессором 101.

[0026] Впускная часть компрессора 103 соединена через впускной трубопровод 15 с очистителем 48 воздуха. Внутри впускного трубопровода 15 между очистителем 48 воздуха и компрессором 103 расположен расходомер 16, который определяет количество всасываемого воздуха. Впускной проход 7, впускная трубка 13, впускной трубопровод 15, и т.д. образуют впускной канал, который направляет воздух в камеру 5 сгорания.

[0027] С другой стороны, выпускной проход 9 каждого цилиндра соединен с выпускным коллектором 19. Выпускной коллектор 19 имеет множество ответвлений, которые соединены с выпускными проходами 9, и головную часть, на которой эти ответвления собираются. Головная часть выпускного коллектора 19 соединена с впускной частью турбины 102 турбокомпрессора 101. Выпускная часть турбины 102 соединена через выхлопную трубу 22 с кожухом 21 с впускной стороны. Кожух 21 с впускной стороны имеет встроенный в него катализатор 20 очистки выхлопного газа с впускной стороны. Кожух 21 с впускной стороны соединен через выхлопную трубу 22 с кожухом 23 с выпускной стороны. Кожух 23 с выпускной стороны имеет встроенный в него катализатор 24 очистки выхлопного газа с выпускной стороны. Выпускной проход 9, выпускной коллектор 19, выхлопная труба 22, и т.д. образуют выпускной канал, который выпускает выхлопной газ, образующийся из-за сгорания воздушно-топливной смеси в камере 5 сгорания.

[0028] Кроме того, внутри выхлопной трубы 22 между турбиной 102 и кожухом 21 с впускной стороны, расположен датчик 40 воздушно-топливного отношения с впускной стороны, который определяет воздушно-топливное отношение выхлопного газа, текущего через внутреннюю часть выхлопной трубы 22, то есть, выхлопного газа, который втекает в катализатор 20 очистки выхлопного газа с впускной стороны. Кроме того, внутри выхлопной трубы 22 между кожухом 21 с впускной стороны и кожухом 23 с выпускной стороны, расположен датчик 41 воздушно-топливного отношения с выпускной стороны, который определяет воздушно-топливное отношение выхлопного газа, текущего через внутреннюю часть выхлопной трубы 22, то есть, выхлопного газа, который вытекает из катализатора 20 очистки выхлопного газа с впускной стороны, и втекает в катализатор 24 очистки выхлопного газа с выпускной стороны.

[0029] Между выпускным коллектором 19 на участке выше по потоку от турбины 102 и выхлопной трубой 22 на участке ниже по потоку от турбины 102, расположен обходной канал 104, который обходит турбину 102. На обходном канале 104 расположен обходной клапан, открывающий и закрывающий обходной канал 104 и образованный регулятором 105 давления наддува. Корректируя степень открывания регулятора 105 давления наддува, можно регулировать количество выхлопного газа, текущего через турбину 102. Поэтому, управляя регулятором 105 давления наддува, можно управлять давлением всасываемого воздуха (давлением нагнетания). Следует отметить, что средством управления давлением нагнетания, которое используется для управления давлением нагнетания, может быть любой механизм, помимо регулятора 105 давления наддува.

[0030] Двигатель 100 внутреннего сгорания оснащен средством получения давления для получения давления нагнетания. Средство получения давления представляет собой, например, датчик 50 давления нагнетания. Датчик 50 давления нагнетания расположен во впускном канале на выпускной стороне от дроссельного клапана 18. Следует отметить, что давление нагнетания оценивается на основе рабочего состояния и т.д. двигателя 100 внутреннего сгорания.

[0031] Двигатель 100 внутреннего сгорания оснащен электронным блоком 31 управления (ЭБУ), который образован цифровым компьютером. ЭБУ 31 включает в себя компоненты, соединенные друг с другом через двунаправленные шины 32, например, ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) 33, ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) 34, ЦПУ (центральное процессорное устройство - микропроцессор) 35, входной порт 36, и выходной порт 37.

[0032] Выходной сигнал расходомера 16 поступает через соответствующий АЦП (аналогово-цифровой преобразователь) 38 на входной порт 36. Двигатель 100 внутреннего сгорания снабжен педалью 42 акселератора. Педаль 42 акселератора имеет соединенный с ней датчик 43 нагрузки. Датчик 43 нагрузки генерирует выходное напряжение, пропорциональное величине нажатия педали 42 акселератора. Выходное напряжение датчика 43 нагрузки подается на входной порт 36 через соответствующий АЦП 38.

[0033] Двигатель 100 внутреннего сгорания снабжен датчиком 44 угла поворота коленвала. Датчик 44 угла поворота коленвала генерирует выходной импульс каждый раз, когда коленвал поворачивается на заданный угол. Этот выходной импульс подается на входной порт 36. ЦПУ 35 вычисляет обороты двигателя, исходя из выходного импульса этого датчика 44 угла поворота коленвала. Кроме того, выходной сигнал датчика 44 угла поворота коленвала может быть использован для определения угла поворота коленвала. Выходные сигналы датчика 50 давления наддува и датчиков 40 и 41 воздушно-топливного отношения соответственно подаются через соответствующие АЦП 38 на входной порт 36.

[0034] Выходной порт 37 ЭБУ 31 соединен через соответствующие управляющие контуры 45 со свечами 10 зажигания, топливными инжекторами 11, приводным механизмом 17 дроссельного клапана, регулятором 105 давления наддува, и механизмами В и С изменения фаз газораспределения. ЭБУ 31 может управлять фазами зажигания свечей 10 зажигания, моментами впрыска топлива и количеством впрыска топлива из топливных инжекторов 11, степенью открывания дроссельного клапана 18, степенью открывания регулятора 105 давления наддува, моментами открывания и моментами закрывания впускных клапанов 6, а также моментами открывания и моментами закрывания выпускных клапанов 8.

[0035] Пояснение механизма изменения фаз газораспределения

На фиг. 2 показан механизм В изменения фаз газораспределения, который расположен на кулачковом валу 70а так, чтобы приводить в действие впускной клапан 6 с фиг. 1. Как показано на фиг. 2, механизм В изменения фаз газораспределения образован участком В1 изменения фазы кулачка, которая прикреплена к концу кулачкового вала 70а и меняет фазу кулачка кулачкового вала 70а, и участком В2 изменения рабочего угла кулачка, которая расположена между кулачковым валом 70а и толкателем 26 клапана впускного клапана 6, и меняет рабочий угол кулачка кулачкового вала 70а на другой рабочий угол. Следует отметить, что участок В2 изменения рабочего угла кулачка показана на виде сбоку в разрезе и виде в плане на фиг. 2.

[0036] Сначала будет пояснен участок В1 изменения фазы кулачка механизма В изменения фаз газораспределения. Этот участок В1 изменения фазы кулачка оснащена шкивом 71 синхронизации, который может вращаться по направлению стрелки через зубчатый ремень, соединенный с коленвалом двигателя, цилиндрическим кожухом 72, вращающимся вместе со шкивом 71 синхронизации, валом 73, который может вращаться вместе с кулачковым валом 70а и может вращаться относительно цилиндрического кожуха 72, множеством разделительных стенок 74, пролегающих от внутренней окружной поверхности цилиндрического кожуха 72 к наружной окружной поверхности вала 73, и створками 75, пролегающими между разделительными стенками 74 от наружной окружной поверхности вала 73 к внутренней окружной поверхности цилиндрического кожуха 72. С обеих сторон створок 75, образованы гидравлические камеры 76 опережения и гидравлические камеры 77 задержки.

[0037] Управление подачей гидравлической жидкости в гидравлические камеры 76 и 77 выполняется клапаном 78 управления подачей гидравлической жидкости. Этот клапан 78 управления подачей гидравлической жидкости оснащен гидравлическими каналами 79 и 80, которые соединены с гидравлическими камерами 76 и 77, каналом 82 подачи гидравлической жидкости, которая выпускается и гидравлического насоса 81, парой сливных каналов 83 и 84, и золотниковым клапаном 85, который выполняет управление по открыванию и закрыванию каналов 79, 80, 82, 83, и 84.

[0038] Для смещения фазы кулачка кулачкового вала 70а в сторону опережения, на фиг. 2, золотниковый клапан 85 движется вниз, гидравлическая жидкость, которая подается из канала 82 подачи, подается через гидравлический канал 79 в гидравлическую камеру 76 опережения, а гидравлическая жидкость из гидравлической камеры 77 задержки выпускается через сливной канал 84. В это время вал 73 поворачивается относительно цилиндрического кожуха 72 в направлении стрелки X.

[0039] Напротив, когда фаза кулачка кулачкового вала 70а должна быть задержана, на фиг. 2 золотниковый клапан 85 движется вверх. Гидравлическая жидкость, которая подается из канала 82 подачи, подается через гидравлический канал 80 в гидравлическую камеру 77 задержки, а гидравлическая жидкость из гидравлической камеры 76 опережения выпускается через сливной канал 83. В это время вал 73 поворачивается относительно цилиндрического кожуха 72 в направлении, противоположном стрелке X.

[0040] Когда вал 73 поворачивается относительно цилиндрического кожуха 72, если золотниковый клапан 85 возвращается в нейтральное положение, которое показано на фиг. 2, относительный поворот вала 73 останавливается. Вал 73 в это время удерживается в положении относительного поворота. Поэтому участок В1 изменения фазы кулачка может быть использован для опережения или задержки фазы кулачка кулачкового вала 70а точно на нужную величину. То есть, как показано на фиг. 3А прерывистой линией, участок В1 изменения фазы кулачка может быть использован для того, чтобы выполнить поворот на любой фазовый угол впускного клапана 6: опережающий или задерживающий. Следует отметить, что при изменении только фазы кулачка, как показано на фиг. 3А, рабочий угол не меняется. Следует отметить, что в этом описании, «фазовый угол» означает центральный угол рабочего угла.

[0041] Далее будет пояснен участок В2 изменения рабочего угла кулачка механизма В изменения фаз газораспределения. Этот участок В2 изменения рабочего угла кулачка оснащен управляющим штоком 90, который расположен параллельно кулачковому валу 70а, и который способен двигаться в осевом направлении с помощью привода 91, промежуточным кулачком 94, который входит в зацепление с кулачком 92 кулачкового вала 70а и который скользящим образом вступает в зацепление со шлицами 93, выполненными на управляющем штоке 90 и пролегающими в осевом направлении, и качающимся кулачком 96, который вступает в зацепление с толкателем 26 клапана для приведения в действие впускного клапана 6 и который скользящим образом вступает в зацепление со шлицами 95, выполненными на управляющем штоке 90 и пролегающими спирально. На качающемся кулачке 96 находится кулачок 97.

[0042] Если кулачковый вал 70а вращается, кулачок 92 заставляет промежуточный кулачок 94 постоянно поворачиваться на точно определенный угол. В это время, качающийся кулачок 96 также поворачивается на определенный угол. С другой стороны, промежуточный кулачок 94 и качающийся кулачок 96 удерживаются так, чтобы не иметь возможности передвигаться в осевом направлении управляющего штока 90. Поэтому, когда управляющий шток 90 передвигается в осевом направлении приводом 91, качающийся кулачок 96 поворачивается относительно промежуточного кулачка 94.

[0043] Когда, из-за позиционного соотношения при относительном повороте промежуточного кулачка 94 и качающегося кулачка 96, кулачок 92 кулачкового вала 70а начинает входить в зацепление с промежуточным кулачком 94, а кулачок 97 качающегося кулачка 96 начинает входить в зацепление с толкателем 26 клапана, как показано на фиг. 3В с п