RU2626179C1 - Control unit for internal combustion engine - Google Patents

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: internal combustion engine (ICE) is provided with an exhaust gas recirculation device (EGR) and is configured to perform a mode based on the first air-fuel ratio and a mode based on the second air-fuel ratio which is leaner than the first air-fuel ratio. In the case when the ECU unit reduces the amount of air entering the combustion chamber and reduces the EGR fraction in response to the request for the ICE to reduce the torque by a predetermined amount, the ECU unit executes the mode based on the first air-fuel ratio in the case when immediately preceding EGR fraction, just before sending the request for torque reduction, is lower than the first threshold value, and performs a layer-by-layer combustion mode based on the second air-fuel ratio in the case when the immediately preceding EGR fraction is equal to or higher than the first threshold value.

EFFECT: improved stability of the combustion process in the mode of torque reduction.

5 cl, 9 dwg

Description

Translated fromRussian

1. Область техники, к которой относится изобретение1. The technical field to which the invention relates.

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания.[0001] The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

2. Описание предшествующего уровня техники2. Description of the Related Art

[0002] Технология, относящаяся к управлению двигателем внутреннего сгорания, который оснащен устройством рециркуляции отработавших газов, раскрыта, например, в опубликованной заявке на патент Японии №2010-53716 (JP 2010-53716 А). В соответствии с этой технологией, осуществляется переключение форм горения на послойное горение в случае, когда объем рециркуляционных отработавших газов в рабочем состоянии непосредственно перед замедлением равен или больше, чем заранее заданное значение в момент перехода к действию замедления двигателя внутреннего сгорания во время выполнения рециркуляции отработавших газов. Во время послойного горения топлива сопротивление противодействию рециркуляционных отработавших газов повышается таким образом, что топливо распределяется так, что высокая концентрация топлива образуется вблизи свечи зажигания. Затем нестабильность горения в виде пропусков зажигания подавляется даже в случае, когда количество остаточных рециркуляционных отработавших газов велико.[0002] A technology related to controlling an internal combustion engine that is equipped with an exhaust gas recirculation device is disclosed, for example, in Japanese Published Patent Application No. 2010-53716 (JP 2010-53716 A). In accordance with this technology, the combustion forms are switched to stratified combustion in the case when the volume of recirculated exhaust gases in the working state immediately before deceleration is equal to or greater than the predetermined value at the time of transition to the deceleration action of the internal combustion engine during exhaust gas recirculation . During stratified combustion of fuel, the resistance to counteracting the recirculated exhaust gas is increased so that the fuel is distributed so that a high concentration of fuel is formed near the spark plug. Then, combustion instability in the form of misfire is suppressed even when the amount of residual recirculated exhaust gas is large.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

[0003] Описанная выше технология имеет определенный эффект подавления возникновения пропусков зажигания в случае, когда доля рециркуляционных отработавших газов высока. В зависимости от условий эксплуатации двигателя внутреннего сгорания, тем не менее, также рассматривается осуществление управления при высоком значении доли рециркуляционных отработавших газов, при котором может использоваться только послойное горение. В этом случае высокая температура в цилиндре и тому подобное становится эффективным средством для дополнительного повышения сопротивления противодействию рециркуляционных отработавших газов. Хотя увеличение количества воздуха в цилиндре рассматривается в качестве способа повышения температуры в цилиндре, когда внимание сосредоточено на процессе управления для простого увеличения количества воздуха в цилиндре для недопущения ухудшения сгорания, возникает проблема, которая заключается в том, что запрос на уменьшение крутящего момента не удовлетворяется, и чувство замедления не возникает.[0003] The technology described above has a certain effect of suppressing the occurrence of misfire in the case where the proportion of recirculated exhaust gases is high. Depending on the operating conditions of the internal combustion engine, however, control is also considered with a high proportion of recirculated exhaust gases, in which only layered combustion can be used. In this case, the high temperature in the cylinder and the like becomes an effective means to further increase the resistance to counteract the recirculated exhaust gas. Although increasing the amount of air in the cylinder is considered as a way to increase the temperature in the cylinder when attention is focused on the control process to simply increase the amount of air in the cylinder to prevent deterioration of combustion, there is a problem that the request for reducing the torque is not satisfied. and a sense of slowdown does not occur.

[0004] Настоящее изобретение относится к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания, которое позволяет подавить ухудшение качества горения без ухудшения ощущения замедления в отношении запроса на уменьшение крутящего момента во время введения рециркуляционных отработавших газов.[0004] The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that can suppress a deterioration in combustion quality without compromising a sense of deceleration in relation to a request for a reduction in torque during the introduction of recirculated exhaust gases.

[0005] Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения имеет следующую конфигурацию. Двигатель внутреннего сгорания включает в себя устройство регулировки количества воздуха, устройство подачи топлива и устройство рециркуляции отработавших газов. Устройство регулировки количества воздуха регулирует количество воздуха, поступающего в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания. Устройство подачи топлива подает топливо в камеру сгорания. Устройство рециркуляции отработавших газов регулирует долю рециркуляционных отработавших газов, при этом доля рециркуляционных отработавших газов представляет собой долю выхлопных газов в воздухе, поступающем в камеру сгорания. Двигатель внутреннего сгорания сконфигурирован для выполнения режима на основании первого воздушно-топливного отношения и выполнения режима на основании второго воздушно-топливного отношения, более бедного, чем первое воздушно-топливное отношение, путем регулирования количества воздуха посредством устройства регулировки и устройства подачи топлива. Устройство управления включает в себя электронный блок управления. Электронный блок управления сконфигурирован для выполнения управления переключением режима работы посредством: i) выполнения режима на основании первого воздушно-топливного отношения, в случае, когда электронный блок управления уменьшает количество воздуха, поступающего в камеру сгорания, в ответ на запрос на уменьшение крутящего момента на заранее заданную величину, и уменьшает долю рециркуляционных отработавших газов путем регулировки устройства рециркуляции отработавших газов, и когда непосредственно предшествующая доля рециркуляционных отработавших газов, которая является самой последней долей рециркуляционных отработавших газов перед направлением запроса на уменьшение крутящего момента, ниже первого порогового значения, и ii) выполнения режима послойного горения на основании второго воздушно-топливного отношения в случае, когда непосредственно предшествующая доля рециркуляционных отработавших газов равна или выше, чем первое пороговое значение.[0005] The control device for an internal combustion engine in accordance with a first aspect of the present invention has the following configuration. An internal combustion engine includes an air quantity adjustment device, a fuel supply device, and an exhaust gas recirculation device. The air quantity adjustment device controls the amount of air entering the combustion chamber of the internal combustion engine. The fuel supply device supplies fuel to the combustion chamber. The exhaust gas recirculation device controls the fraction of recirculated exhaust gas, wherein the fraction of recirculated exhaust gas is the fraction of exhaust gas in the air entering the combustion chamber. The internal combustion engine is configured to perform the mode based on the first air-fuel ratio and perform the mode based on the second air-fuel ratio, poorer than the first air-fuel ratio, by adjusting the amount of air by means of the adjustment device and the fuel supply device. The control device includes an electronic control unit. The electronic control unit is configured to control the switching of the operation mode by: i) performing the mode based on the first air-fuel ratio, in the case where the electronic control unit reduces the amount of air entering the combustion chamber in response to a request to reduce torque by a predetermined amount preset value, and reduces the proportion of recirculated exhaust gases by adjusting the exhaust gas recirculation device, and when the immediately preceding recirculated fraction exhaust gas, which is the most recent share of recirculated exhaust gas before sending a request to reduce the torque below the first threshold value, and ii) performing a layered combustion mode based on the second air-fuel ratio in the case where the immediately preceding fraction of recirculated exhaust gas is or higher than the first threshold value.

[0006] В соответствии с устройством управления, описанным выше, управление переключением режима работы выполняется в случае, когда количество воздуха уменьшается, и доля рециркуляционных отработавших газов уменьшается в ответ на запрос на уменьшение крутящего момента для двигателя внутреннего сгорания. Во время управления переключением режима работы режим на основании первого воздушно-топливного отношения выполняется в случае, когда непосредственно перед запросом на уменьшение крутящего момента непосредственно предшествующая доля рециркуляционных отработавших газов является более низкой, чем первое пороговое значение, и выполняется режим послойного горения на основании второго воздушно-топливного отношения, которое является более обедненным, чем первое воздушно-топливное отношение, в том случае, когда непосредственно предшествующая доля рециркуляционных отработавших газов равна или выше, чем первое пороговое значение. Во время выполнения режима послойного горения образуется плотная воздушно-топливная смесь в непосредственной близости от свечи зажигания, и, таким образом, соответствующее воспламенение и горение могут быть обеспечены даже, когда воздушно-топливное отношение становится обедненным воздушно-топливным отношением. Соответственно, режим послойного горения на основании второго воздушно-топливного отношения вызывает некоторое увеличение количества воздуха в цилиндре без ущерба для стабильности горения, таким образом, температура в цилиндре может быть повышена. Кроме того, второе воздушно-топливное отношение, скорее всего, удовлетворяет запрос на уменьшение крутящего момента, так как это воздушно-топливное отношение является более бедным, чем первое воздушно-топливное отношение. Следовательно, в соответствии с описанным ранее устройством управления, ухудшение качества горения во время введения рециркуляционных отработавших газов, может быть подавлено без ухудшения мониторинга процесса замедления.[0006] According to the control device described above, operation mode switching control is performed when the amount of air is reduced and the recirculated exhaust gas fraction is reduced in response to a request to reduce torque for the internal combustion engine. During the operation mode switching control, the mode based on the first air-fuel ratio is executed when, immediately before the torque reduction request, the immediately preceding recirculated exhaust gas fraction is lower than the first threshold value, and the stratified combustion mode based on the second air-fuel ratio is executed -fuel ratio, which is more depleted than the first air-fuel ratio, when immediately preceding yuschaya proportion of exhaust gas recirculation is equal to or greater than the first threshold value. During the stratified combustion mode, a dense air-fuel mixture is formed in the immediate vicinity of the spark plug, and thus appropriate ignition and combustion can be ensured even when the air-fuel ratio becomes depleted in the air-fuel ratio. Accordingly, the stratified combustion mode based on the second air-fuel ratio causes a slight increase in the amount of air in the cylinder without compromising combustion stability, so that the temperature in the cylinder can be raised. In addition, the second air-fuel ratio most likely satisfies the torque reduction request, since this air-fuel ratio is poorer than the first air-fuel ratio. Therefore, in accordance with the previously described control device, the deterioration of the combustion quality during the introduction of the recirculated exhaust gas can be suppressed without impairing the monitoring of the deceleration process.

[0007] В устройстве управления, описанном выше, первое воздушно-топливное отношение может быть теоретическим воздушно-топливным отношением.[0007] In the control device described above, the first air-fuel ratio may be a theoretical air-fuel ratio.

[0008] В соответствии с устройством управления, описанном выше, осуществляется режим послойного горения на основании обедненного воздушно-топливного отношения, которое является более обедненным, чем теоретическое воздушно-топливное отношение, в случае, когда непосредственно предшествующая доля рециркуляционных отработавших газов превышает первое пороговое значение. Послойное горение на основании обедненного воздушно-топливного отношения является эффективным способом усиления эффекта, направленного на предотвращение ухудшения процесса горения, но большой объем NOx высвобождается при послойном горении на основании обедненного воздушно-топливного отношения. Соответственно, если осуществляется горение на основании обедненного воздушно-топливного отношения в любое время, то достичь желаемого результата невозможно в конфигурации системы, предполагающей теоретическое воздушно-топливное отношение. В соответствии с устройством управления, описанном выше, горение выполняется на основании теоретического воздушно-топливного отношения в области, где доля рециркуляции отработавших газов является низкой и, таким образом, ухудшение качества горения и ухудшение состава отработавших газов может быть подавлено одновременно путем применения эффективного трехкомпонентного катализатора или тому подобного.[0008] According to the control device described above, a stratified combustion mode is performed based on the depleted air-fuel ratio, which is more depleted than the theoretical air-fuel ratio, when the immediately preceding fraction of recirculated exhaust gases exceeds the first threshold value . Layer combustion based on a depleted air-fuel ratio is an effective way to enhance the effect of preventing deterioration of the combustion process, but a large amount of NOx is released during layer-by-layer combustion based on a depleted air-fuel ratio. Accordingly, if combustion is carried out on the basis of a depleted air-fuel ratio at any time, it is impossible to achieve the desired result in a system configuration that assumes a theoretical air-fuel ratio. According to the control device described above, combustion is performed based on a theoretical air-fuel ratio in an area where the fraction of exhaust gas recirculation is low, and thus, deterioration of the combustion quality and deterioration of the exhaust gas composition can be suppressed simultaneously by using an effective three-way catalyst or the like.

[0009] В устройстве управления, описанном выше, электронный блок управления может быть сконфигурирован для: iii) выполнения режима послойного горения в случае, когда выполняется режим на основании первого воздушно-топливного отношения при управлении переключением режима работы, и где непосредственно предшествующая доля рециркуляционных отработавших газов равна или выше, чем второе пороговое значение, и ниже первого порогового значения, и iv) выполнения режима однородного горения в случае, когда непосредственно предшествующая доли рециркуляционных отработавших газов ниже второго порогового значения.[0009] In the control device described above, the electronic control unit can be configured to: iii) perform a stratified combustion mode when the mode is performed based on the first air-fuel ratio in the operation mode changeover control, and where the immediately preceding fraction of recirculated exhaust of gases is equal to or higher than the second threshold value, and below the first threshold value, and iv) performing a uniform combustion mode in the case when the immediately preceding fraction of recirculation exhaust emissions below the second threshold value.

[0010] В соответствии с устройством управления, описанном выше, выполняется режим послойного горения в том случае, когда непосредственно предшествующая доля рециркуляционных отработавших газов равна или выше, чем второе пороговое значение, и ниже первого порогового значения, и выполняется режим однородного горения в случае, когда непосредственно предшествующая доли рециркуляционных отработавших газов ниже второго порогового значения. Послойное горение имеет более высокий уровень устойчивости к рециркуляционным отработавшим газам, чем горение однородной смеси. В соответствии с устройством управления, описанном выше, переключение между формами горения осуществляется в соответствии с непосредственно предшествующим значением доли рециркуляционных отработавших газов и, таким образом, ухудшение качества горения во время введения рециркуляционных отработавших газов может быть подавлено посредством повышения устойчивости к рециркуляционным отработавшим газам.[0010] According to the control device described above, the stratified combustion mode is executed when the immediately preceding fraction of recirculated exhaust gases is equal to or higher than the second threshold value and lower than the first threshold value, and the uniform combustion mode is executed in the case when the immediately preceding fraction of the recirculated exhaust gas is below the second threshold value. Stratified combustion has a higher level of resistance to exhaust gas recirculation than the combustion of a homogeneous mixture. According to the control device described above, the switching between the combustion forms is carried out in accordance with the immediately preceding fraction of the recirculated exhaust gas, and thus, the deterioration of the combustion quality during the introduction of the recirculated exhaust gas can be suppressed by increasing the resistance to the recirculated exhaust gas.

[0011] В устройстве управления, описанном выше, запрос на уменьшение крутящего момента может включать в себя запрос, в котором величина замедления, рассчитанная из величины нажатия педали акселератора двигателя внутреннего сгорания, равна или выше, чем заранее заданное пороговое значение.[0011] In the control device described above, a torque reduction request may include a request in which a deceleration amount calculated from a depression amount of an accelerator pedal of an internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined threshold value.

[0012] В соответствии с устройством управления, описанном выше, осуществляется запрос на уменьшение крутящего момента на заранее заданную величину в случае, когда величина замедления, определяемая из величины нажатия педали акселератора, равна или выше, чем заранее заданное пороговое значение. Следовательно, в соответствии с устройством управления, описанном выше, переключение между воздушно-топливными отношениями или формами горения, может быть подавлено в случае, когда величина замедления является низкой и устойчивость к рециркуляционным отработавшим газам не должна быть повышена.[0012] According to the control device described above, a request is made to reduce the torque by a predetermined amount in the case where the deceleration amount determined from the amount of depressing the accelerator pedal is equal to or higher than the predetermined threshold value. Therefore, in accordance with the control device described above, switching between air-fuel ratios or forms of combustion can be suppressed in the case where the amount of deceleration is low and the resistance to the recirculated exhaust gas should not be increased.

[0013] В устройстве управления, описанном выше, электронный блок управления может быть сконфигурирован для управления устройством зажигания таким образом, что момент зажигания дополнительно запаздывает по сравнению с оптимальным моментом зажигания в случае, когда выполняется режим послойного горения при управлении переключением режима работы.[0013] In the control device described above, the electronic control unit may be configured to control the ignition device in such a way that the ignition timing is additionally delayed compared to the optimum ignition timing in the case where the stratified combustion mode is executed while controlling the switching of the operation mode.

[0014] В соответствии с устройством управления, описанном выше, момент зажигания дополнительно запаздывает по сравнению оптимальным моментом зажигания в случае, когда непосредственно предшествующая доли рециркуляционных отработавших газов непосредственно перед осуществлением запроса на уменьшение крутящего момента превышает второе пороговое значение. После того, как момент зажигания изменяется в направлении запаздывания, количество воздуха, которое требуется для генерации того же крутящего момента, увеличивается. Следовательно, в соответствии с устройством управления, описанном выше, количество воздуха в цилиндре может быть дополнительно увеличено без увеличения сгенерированного крутящего момента и, таким образом, сопротивление рециркуляционным отработавшим газам может быть дополнительно повышено посредством дополнительного повышения температуры.[0014] According to the control device described above, the ignition timing is further delayed compared to the optimum ignition timing when the immediately preceding fraction of recirculated exhaust gases immediately before the torque reduction request exceeds a second threshold value. After the ignition timing changes in the direction of the delay, the amount of air that is required to generate the same torque increases. Therefore, in accordance with the control device described above, the amount of air in the cylinder can be further increased without increasing the generated torque, and thus, the resistance to the exhaust gas recirculation can be further increased by further increasing the temperature.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0015] Признаки, преимущества, а также техническое и промышленное значение примерных вариантов осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы и на которых:[0015] The features, advantages, as well as the technical and industrial value of exemplary embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings, in which like reference numbers indicate like elements and in which:

Фиг. 1 представляет собой чертеж, иллюстрирующий схематическую конфигурацию системы, в которой установлено устройство управления в двигателе внутреннего сгорания согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения;FIG. 1 is a drawing illustrating a schematic configuration of a system in which a control device is installed in an internal combustion engine according toEmbodiment 1 of the present invention;

Фиг. 2 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую изменения от времени степени открытия дроссельной заслонки, эффективности наполнения и доли рециркуляционных отработавших газов во время замедления;FIG. 2 is a timing chart illustrating changes over time of the degree of opening of the throttle valve, filling efficiency and the proportion of recirculated exhaust gas during deceleration;

Фиг. 3 представляет собой график, иллюстрирующий зависимость доли рециркуляционных отработавших газов на границе воспламенения от воздушно-топливного отношения;FIG. 3 is a graph illustrating the relationship of the recirculated exhaust gas fraction at the ignition boundary to the air-fuel ratio;

Фиг. 4 представляет собой график, иллюстрирующий зависимость давления в цилиндре и температуры в цилиндре от угла поворота коленчатого вала;FIG. 4 is a graph illustrating the dependence of cylinder pressure and cylinder temperature on the angle of rotation of the crankshaft;

Фиг. 5 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую изменения от времени различных количественных показателей во время замедления;FIG. 5 is a timing chart illustrating changes in time of various quantitative indicators during deceleration;

Фиг. 6 показывает график, иллюстрирующий коэффициент изменения идентичного среднего эффективного давления (PI) в зависимости от доли рециркуляционных отработавших газов при различных режимах работы;FIG. 6 shows a graph illustrating a rate of change of an identical average effective pressure (PI) as a function of the proportion of recirculated exhaust gas under various operating conditions;

Фиг. 7 показывает блок-схему, иллюстрирующую процесс, который выполняется посредством ЭБУ 50 в соответствии с вариантом 1 осуществления настоящего изобретения;FIG. 7 shows a flowchart illustrating a process that is performed by theECU 50 in accordance withEmbodiment 1 of the present invention;

Фиг. 8 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую изменения от времени различных количественных показателей во время замедления; иFIG. 8 is a timing chart illustrating changes in time of various quantitative indicators during deceleration; and

Фиг. 9 показывает блок-схему, иллюстрирующую процесс, который выполняется посредством ЭБУ 50 в соответствии с вариантом 2 осуществления настоящего изобретения.FIG. 9 shows a flowchart illustrating a process that is performed by theECU 50 in accordance withEmbodiment 2 of the present invention.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS

[0016] Далее варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи. В случае, когда числовые значения чисел, количества, объемов, диапазонов и тому подобное упоминаются в нижеследующих вариантах осуществления соответствующих элементов, настоящее изобретение не ограничивается числами, за исключением случая, когда численное значение конкретно определено и в случае, когда указаны численные значения, очевидно, определены в принципе. Структуры, этапы и тому подобное, описанное в следующих вариантах осуществления, не обязательно являются существенными для данного изобретения, за исключением случая, когда структуры, этапы и тому подобное очевидно являются существенными для данного изобретения и в случае, когда они указаны явно, в принципе. Одни и те же ссылочные позиции будут использоваться для обозначения элементов, общих для всех чертежей, и излишнее описание будет опущено.[0016] Embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. In the case where the numerical values of numbers, quantities, volumes, ranges and the like are mentioned in the following embodiments of the corresponding elements, the present invention is not limited to numbers, unless the numerical value is specifically determined and in the case where the numerical values are obviously defined in principle. The structures, steps and the like described in the following embodiments are not necessarily essential for the present invention, unless the structures, steps and the like are obviously essential for the present invention and when they are explicitly indicated, in principle. The same reference numbers will be used to indicate elements common to all the drawings, and an unnecessary description will be omitted.

[0017] Фиг. 1 представляет собой чертеж, иллюстрирующий схематическую конфигурацию системы, в которой установлен двигатель внутреннего сгорания (далее именуемый просто двигателем), в котором применено устройство управления согласно варианту 1 осуществления настоящего изобретения. Двигатель 10, который показан на фиг. 1, представляет собой четырехтактный поршневой двигатель с искровым зажиганием. Более конкретно, двигатель 10 снабжен четырьмя цилиндрами 2, которые размещены последовательно друг за другом, клапаном 4 впрыска топлива, расположенным в цилиндре, и свечами 6 зажигания, установленными в каждой из камер сгорания соответствующих цилиндров 2. Клапаны 4 впрыска топлива, расположенные в цилиндрах, впрыскивают топливо непосредственно в камеры сгорания, а свечи 6 зажигания осуществляют зажигание воздушно-топливной смеси в камерах сгорания.[0017] FIG. 1 is a drawing illustrating a schematic configuration of a system in which an internal combustion engine (hereinafter referred to simply as an engine) is installed in which a control device according toEmbodiment 1 of the present invention is applied. Theengine 10, which is shown in FIG. 1 is a four stroke spark ignition piston engine. More specifically, theengine 10 is equipped with fourcylinders 2, which are arranged sequentially one after another, afuel injection valve 4 located in the cylinder, andspark plugs 6 mounted in each of the combustion chambers of therespective cylinders 2.Fuel injection valves 4 located in the cylinders, fuel is injected directly into the combustion chambers, and thespark plugs 6 ignite the air-fuel mixture in the combustion chambers.

[0018] Двигатель 10 снабжен впускным патрубком 12 для подачи воздуха в камеры сгорания соответствующих цилиндров 2. Воздушный фильтр 14 прикреплен на впускной стороне впускного патрубка 12. Измеритель 16 потока воздуха присоединен к впускному патрубку 12 на выпускной стороне воздушного фильтра 14. Измеритель 16 потока воздуха выдает сигнал в соответствии со скоростью потока воздуха, который всасывается во впускной патрубок 12. Выпускная сторона впускного патрубка 12 соединена с камерами сгорания соответствующих цилиндров 2 через уравнительный бачок 18 и впускной коллектор 20.[0018] Theengine 10 is provided with aninlet pipe 12 for supplying air to the combustion chambers of therespective cylinders 2. Anair filter 14 is attached to the inlet side of theinlet pipe 12. Theair flow meter 16 is connected to theinlet pipe 12 on the exhaust side of theair filter 14. Theair flow meter 16 gives a signal in accordance with the air flow rate, which is sucked into theinlet pipe 12. The exhaust side of theinlet pipe 12 is connected to the combustion chambers of therespective cylinders 2 through an equalizing bacho to 18 and aninlet collector 20.

[0019] Компрессор 22а турбонагнетателя 22 размещен на выпускной стороне измерителя 16 потока воздуха на впускном патрубке 12. Промежуточный охладитель 24 для охлаждения всасываемого воздуха, который нагнетается компрессором 22а, размещается ниже по потоку от компрессора 22а на впускном патрубке 12. Клапан 26 дроссельной заслонки для регулировки количества воздуха, который подается в двигатель 10, размещен ниже по потоку от промежуточного охладителя 24 на впускном патрубке.[0019] Thecompressor 22a of theturbocharger 22 is located on the outlet side of theair flow meter 16 at theinlet 12. Anintercooler 24 for cooling the intake air that is pumped by thecompressor 22a is located downstream of thecompressor 22a on theinlet 12. Thethrottle valve 26 for adjusting the amount of air that is supplied to theengine 10 is located downstream of theintercooler 24 at the inlet pipe.

[0020] Двигатель 10 снабжен выпускным патрубком 30 для выпуска отработавших газов. Один конец выпускного патрубка 30 соединен с камерами сгорания соответствующих цилиндров 2 через выпускной коллектор 28. Турбина 22b турбонагнетателя 22 находится в середине выпускного патрубка 30. Первичный катализатор (далее именуемый «П/К») 32 размещен на выпускной стороне турбины 22b на выпускном патрубке 30. Первичный катализатор 32 представляет собой так называемый трехкомпонентный каталитический нейтрализатор. Первичный катализатор 32 эффективно удаляет три компонента НС, СО и NOx, содержащиеся в выхлопных газах, фактически, до теоретического воздушно-топливного отношения.[0020] Theengine 10 is provided with anexhaust pipe 30 for discharging exhaust gases. One end of theexhaust pipe 30 is connected to the combustion chambers of therespective cylinders 2 through theexhaust manifold 28. Theturbine 22b of theturbocharger 22 is located in the middle of theexhaust pipe 30. The primary catalyst (hereinafter referred to as “P / K”) 32 is located on the exhaust side of theturbine 22b on theexhaust pipe 30 Theprimary catalyst 32 is a so-called three-way catalytic converter. Theprimary catalyst 32 effectively removes the three components HC, CO and NOx contained in the exhaust gas, in fact, to a theoretical air-fuel ratio.

[0021] Кроме того, двигатель 10 снабжен устройством 36 рециркуляции отработавших газов, которое обеспечивает отвод части выхлопных газов в цилиндры. Устройство 36 рециркуляции отработавших газов имеет патрубок 38 рециркуляции отработавших газов. Одна оконечность патрубка 38 рециркуляции отработавших газов соединена с выпускным патрубком 30 с выпускной стороны от первичного катализатора 32, и другая оконечность патрубка 38 рециркуляции отработавших газов соединена с впускным патрубком 12 между измерителем 16 потока воздуха и компрессором 22а. Клапан 40 рециркуляции отработавших газов для открывания или закрывания патрубка 38 рециркуляции отработавших газов расположен в середине патрубка 38 рециркуляции отработавших газов. Другими словами, устройство 36 рециркуляции отработавших газов сконфигурировано как так называемое устройство рециркуляции отработавших газов с контуром низкого давления (КНД-РВГ), которое вводит рециркуляционные отработавшие газы во впускной патрубок с впускной стороны от компрессора 22а.[0021] In addition, theengine 10 is equipped with an exhaustgas recirculation device 36, which provides for the removal of part of the exhaust gases into the cylinders. The exhaustgas recirculation device 36 has an exhaustgas recirculation pipe 38. One end of the exhaustgas recirculation pipe 38 is connected to theexhaust pipe 30 on the exhaust side of theprimary catalyst 32, and the other end of the exhaustgas recirculation pipe 38 is connected to theinlet pipe 12 between theair flow meter 16 and thecompressor 22a. An exhaustgas recirculation valve 40 for opening or closing the exhaustgas recirculation pipe 38 is located in the middle of the exhaustgas recirculation pipe 38. In other words, the exhaustgas recirculation device 36 is configured as a so-called low pressure exhaust gas recirculation device (KND-RVG) that introduces the exhaust gas recirculation into the inlet pipe from the inlet side of thecompressor 22a.

[0022] Система двигателя согласно данному варианту осуществления снабжена электронным блоком управления (ЭБУ) 50. Блок ЭБУ 50 представляет собой устройство управления, которое осуществляет общее управление системой двигателя в целом. Устройство управления согласно настоящему изобретению выполнено как функция блока ЭБУ 50.[0022] The engine system according to this embodiment is equipped with an electronic control unit (ECU) 50. TheECU 50 is a control device that provides overall control of the engine system as a whole. The control device according to the present invention is designed as a function of theECU 50.

[0023] Блок ЭБУ 50 принимает и обрабатывает сигналы датчиков системы двигателя. В дополнение к измерителю 16 потока воздуха, описанному выше, в качестве датчиков присоединены датчик 52 скорости вращения, датчик 54 степени открытия акселератора и т.п. Датчик 52 скорости вращения определяет скорость вращения коленчатого вала, датчик 54 степени открытия акселератора выдает сигнал в соответствии со степенью открытия клапана, управляемого педалью акселератора. Блок ЭБУ 50 управляет каждым исполнительным механизмом в соответствии с заранее заданной программой управления путем обработки соответствующих полученных сигналов датчиков. Исполнительные механизмы, управляемые блоком ЭБУ 50, включают клапан 4 впрыска топлива, расположенный в цилиндре, свечи 6 зажигания, клапан 26 дроссельной заслонки и клапан 40 рециркуляции отработавших газов, описанный выше. Хотя ряд исполнительных устройств и датчиков, отличных от тех, которые показаны на чертеже, также подключены к блоку ЭБУ 50, их описание будет опущено в данном описании.[0023] TheECU 50 receives and processes the signals from the sensors of the engine system. In addition to theair flow meter 16 described above,rotation speed sensor 52, acceleratoropening degree sensor 54, and the like are connected as sensors. Therotation speed sensor 52 detects the rotation speed of the crankshaft, the acceleratoropening degree sensor 54 provides a signal in accordance with the degree of opening of the valve controlled by the accelerator pedal. TheECU 50 controls each actuator in accordance with a predetermined control program by processing the corresponding received sensor signals. Actuators controlled byECU 50 include afuel injection valve 4 located in the cylinder,spark plugs 6, athrottle valve 26 and an exhaustgas recirculation valve 40 described above. Although a number of actuators and sensors other than those shown in the drawing are also connected to theECU 50, their description will be omitted in this description.

[0024] Далее будет приведено описание работы системы в соответствии с этим вариантом 1 осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи. Управление двигателем, которое выполняются блоком ЭБУ 50, включают в себя управление процессом горения для управления распределением топлива в камерах сгорания, управление воздушно-топливным отношением для контроля рабочего воздушно-топливного отношения и управление рециркуляцией отработавших газов для управления долей рециркуляционных отработавших газов.[0024] Next, a description will be given of the operation of the system in accordance with thisembodiment 1 with reference to the accompanying drawings. Engine control, which is performed by theECU 50, includes controlling the combustion process to control the distribution of fuel in the combustion chambers, controlling the air-fuel ratio to control the working air-fuel ratio, and controlling exhaust gas recirculation to control the amount of recirculated exhaust gas.

[0025] Во время управления процессом горения осуществляется переключение между режимом однородного горения и режимом послойного горения. Режим однородного горения представляет собой процесс горения, при котором образуется и сгорает однородная воздушно-топливная смесь в камерах сгорания, и режим послойного горения является режимом, при котором образуется и сжигается плотный слой воздушно-топливной смеси в непосредственной близости от свечи 6 зажигания. Во время режима однородного горения работа выполняется посредством впрыска топлива из клапана 4 впрыска топлива, расположенного в цилиндре, в такте впуска. Затем топливо, которое впрыскивается из клапана 4 впрыска топлива в цилиндр, в достаточной степени распыляется и равномерно смешивается с воздухом до момента воспламенения.[0025] During the control of the combustion process, a switch is made between the uniform combustion mode and the layered combustion mode. The uniform combustion mode is a combustion process in which a homogeneous air-fuel mixture is formed and burned in the combustion chambers, and the layer-by-layer combustion mode is a mode in which a dense layer of air-fuel mixture is formed and burned in the immediate vicinity of thespark plug 6. During the uniform combustion mode, operation is performed by fuel injection from thefuel injection valve 4 located in the cylinder at the intake stroke. Then, the fuel that is injected from thefuel injection valve 4 into the cylinder is atomized sufficiently and mixed evenly with air until ignition occurs.

[0026] Во время режима послойного горения, работа выполняется посредством впрыска топлива из клапана 4 впрыска топлива, расположенного в цилиндре, в такте сжатия. Топливо, впрыскиваемое в камеру сгорания во время такта сжатия, образует плотный слой воздушно-топливной смеси в непосредственной близости от свечи 6 зажигания. Во время режима послойного горения плотный слой воздушно-топливной смеси, который образуется в непосредственной близости от свечи 6 зажигания, поджигается и, таким образом, соответствующее воспламенение и горение может быть обеспечено даже в условиях работы, которые с вероятностью могут привести к нестабильному горению в режиме однородного горения (например, во время запуска холодного двигателя). Следовательно, достигается высокий уровень стабильности горения во время режима послойного горения.[0026] During the layered combustion mode, operation is performed by injecting fuel from afuel injection valve 4 located in the cylinder in a compression stroke. The fuel injected into the combustion chamber during the compression stroke forms a dense layer of the air-fuel mixture in the immediate vicinity of thespark plug 6. During the layered combustion mode, a dense layer of the air-fuel mixture, which is formed in the immediate vicinity of thespark plug 6, is ignited and, thus, the corresponding ignition and combustion can be ensured even under operating conditions that are likely to lead to unstable combustion in the mode uniform combustion (for example, when starting a cold engine). Therefore, a high level of combustion stability is achieved during the layered combustion mode.

[0027] В процессе управления воздушно-топливным отношением обеспечивается управление исполнительными механизмами, такими как клапан 26 дроссельной заслонки и клапан 4 впрыска топлива, расположенный в цилиндре, и выполняется переключение между режимом стехиометрического горения и режимом обедненного горения. Режим стехиометрического горения представляет собой режим работы, при котором осуществляется сжигание воздушно-топливной смеси, которое имеет теоретическое воздушно-топливное отношение (стехиометрическое), и режим обедненного горения обеспечивает горение воздушно-топливной смеси, которая имеет обедненное воздушно-топливное отношение, которое является более бедным, чем теоретическое воздушно-топливное отношение.[0027] In the air-fuel ratio control process, actuators, such as athrottle valve 26 and afuel injection valve 4 located in the cylinder, are controlled and a switch is made between the stoichiometric combustion mode and the lean combustion mode. The stoichiometric combustion mode is an operation mode in which the air-fuel mixture is burned, which has a theoretical air-fuel ratio (stoichiometric), and the lean combustion mode provides combustion of the air-fuel mixture, which has a depleted air-fuel ratio, which is more poorer than theoretical air-fuel ratio.

[0028] Во время управления рециркуляцией отработавших газов исполнительный механизм, например, клапан 26 дроссельной заслонки и клапан 40 рециркуляции отработавших газов, управляются посредством процесса управления с обратной связью таким образом, что количественное состояние, такое как фактическое значение доли рециркуляционных отработавших газов и фактический объем рециркуляционных отработавших газов, который имеет корреляцию с фактическим значением доли рециркуляционных отработавших газов, соответствуют целевому значению.[0028] During exhaust gas recirculation control, an actuator, for example, athrottle valve 26 and an exhaustgas recirculation valve 40, is controlled by a feedback control process such that a quantitative state such as an actual value of the recirculated exhaust gas fraction and the actual volume The exhaust gas recirculation, which correlates with the actual value of the recirculated exhaust gas fraction, corresponds to the target value.

[0029] Далее будет приведено описание процесса замедления пропуска зажигания в момент введения рециркуляционных отработавших газов. Фиг. 2 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую изменения во времени степени открытия дроссельной заслонки, эффективности наполнения и доли рециркуляционных отработавших газов во время замедления. В случае, когда на двигатель 10 поступает управляющая команда на значительное снижении крутящего момента с педали акселератора, например, степень открытия дроссельной заслонки уменьшается посредством регулировки клапана 26 дроссельной заслонки. Эффективность наполнения уменьшается, когда степень открытия дроссельной заслонки быстро уменьшается. В рабочей области, где эффективность наполнения низка, доля рециркуляционных отработавших газов, соответствующая пределу воспламенения, является низкой и, таким образом, целевая доля рециркуляционных отработавших газов уменьшается. Даже, когда целевая доля рециркуляционных отработавших газов снижается, тем не менее, фактическая доля рециркуляционных отработавших газов не сразу изменится. Это происходит из-за возникновения задержки отклика клапана 40 рециркуляционных отработавших газов, который регулирует долю рециркуляционных отработавших газов, и задержки отклика на величину доли рециркуляционных отработавших газов тракта от клапана 40 рециркуляционных отработавших газов до клапана 26 дроссельной заслонки. После того, как воздух, который имеет долю рециркуляционных отработавших газов, которая выше, чем целевая доля рециркуляционных отработавших газов, отсасывается в цилиндры из-за задержки отклика, доля рециркуляционных отработавших газов превышает предел воспламенения, и могут возникнуть пропуски зажигания, и двигатель может заглохнуть.[0029] Next, a description will be given of a process for slowing the misfire at the time the recirculated exhaust gas is introduced. FIG. 2 is a timing chart illustrating changes over time of the degree of opening of the throttle valve, filling efficiency and the proportion of recirculated exhaust gas during deceleration. In the case when a control command is received on theengine 10 to significantly reduce the torque from the accelerator pedal, for example, the degree of opening of the throttle valve is reduced by adjusting thevalve 26 of the throttle valve. The filling efficiency decreases when the throttle opening rate decreases rapidly. In the work area where the filling efficiency is low, the fraction of recirculated exhaust gas corresponding to the ignition limit is low, and thus, the target fraction of recirculated exhaust gas is reduced. Even when the target share of the recirculated exhaust gas decreases, however, the actual share of the recirculated exhaust gas does not immediately change. This is due to a delay in the response of the recirculatedexhaust gas valve 40, which controls the proportion of the recirculated exhaust gas, and a delay in the response to the amount of the recirculated exhaust gas portion of the path from the recirculatedexhaust gas valve 40 to thethrottle valve 26. After air that has a recirculated exhaust gas fraction that is higher than the target recirculated exhaust gas fraction is sucked into the cylinders due to a delayed response, the recirculated exhaust gas fraction exceeds the ignition limit and misfires may occur and the engine may stall. .

[0030] Не только снижение доли рециркуляционных отработавших газов, но и оптимизация воздушно-топливного отношения (A/F) или тому подобное, возможно для улучшения воспламеняемости в момент введения рециркуляционных отработавших газов. Фиг. 3 представляет собой график, иллюстрирующий предел воспламенения доли рециркуляционных отработавших газов по отношению к воздушно-топливному отношению. Как показано на этом графике, предел воспламенения доли рециркуляционных отработавших газов достигает максимума при незначительно богатом воздушно-топливном отношении, которое незначительно богаче, чем теоретическое воздушно-топливное отношение. В связи с этим предположительно выполняется режим стехиометрического послойного горения как способ избежать возникновения пропусков зажигания при замедлении в момент введения рециркуляционных отработавших газов. Режим стехиометрического послойного горения является формой режима, в котором выполняются режим послойного горения и режим стехиометрического горения. Во время режима стехиометрического послойного горения воздушно-топливное отношение в непосредственной близости от свечи 6 зажигания может быть незначительно богатым воздушно-топливным отношением, которое богаче, чем расчетное воздушно-топливное отношение и, таким образом, возникновение пропусков зажигания может быть подавлено посредством увеличения предела воспламенения доли рециркуляционных отработавших газов.[0030] Not only a reduction in the proportion of recirculated exhaust gases, but also optimization of the air-fuel ratio (A / F) or the like, is possible to improve flammability at the time of introduction of the recirculated exhaust gas. FIG. 3 is a graph illustrating the ignition limit of the proportion of recirculated exhaust gas with respect to the air-fuel ratio. As shown in this graph, the ignition limit of the recirculated exhaust gas fraction reaches its maximum with a slightly rich air-fuel ratio, which is slightly richer than the theoretical air-fuel ratio. In this regard, stoichiometric stratified combustion is presumably performed as a way to avoid misfire during deceleration at the moment of introduction of recirculated exhaust gases. The stoichiometric layer-by-layer combustion mode is a form of the mode in which the layer-by-layer combustion mode and the stoichiometric combustion mode are performed. During stoichiometric stratified combustion, the air-fuel ratio in the immediate vicinity of thespark plug 6 may be slightly rich in the air-fuel ratio, which is richer than the estimated air-fuel ratio and thus the occurrence of misfire can be suppressed by increasing the ignition limit share of recirculated exhaust gas.

[0031] Возможное выполнение режима однородного горения на основании незначительно богатого воздушно-топливного отношения также рассматривается в качестве другого примера, с точки зрения повышения предела воспламенения доли рециркуляционных отработавших газов. В режиме однородного горения на основании незначительно богатого воздушно-топливного отношения, тем не менее, при равном количестве воздуха количество топлива становится больше, чем в режиме стехиометрического послойного горения, и, таким образом, крутящий момент увеличивается на эту величину. Соответственно, во время замедления, когда крутящий момент уменьшается до некоторого значения, как предполагается, например, количество воздуха в цилиндре увеличивается при выполнении режима стехиометрического послойного горения по сравнению с режимом однородного горения на основании незначительно богатого воздушно-топливного отношения при равном крутящем моменте. Как подробно описано ниже, воспламеняемость улучшается, когда количество воздуха в цилиндре возрастает. Соответственно, можно сказать, что режим стехиометрического послойного горения является более выгодным решением, чем режим однородного горения на основании незначительно богатого воздушно-топливного отношения, с точки зрения повышения предела воспламенения доли рециркуляционных отработавших газов.[0031] The possible implementation of a uniform combustion mode based on a slightly rich air-fuel ratio is also considered as another example, from the point of view of increasing the ignition limit of the fraction of recirculated exhaust gases. In the uniform combustion mode on the basis of a slightly rich air-fuel ratio, however, with an equal amount of air the amount of fuel becomes larger than in the stoichiometric layer-by-layer combustion, and thus, the torque increases by this value. Accordingly, during deceleration, when the torque decreases to a certain value, it is assumed, for example, that the amount of air in the cylinder increases when the stoichiometric layer-by-layer combustion mode is performed compared to the uniform mode of combustion based on a slightly rich air-fuel ratio with equal torque. As described in detail below, flammability improves when the amount of air in the cylinder increases. Accordingly, we can say that the stoichiometric stratified combustion mode is a more profitable solution than the uniform mode of combustion based on a slightly rich air-fuel ratio, from the point of view of increasing the ignition limit of the share of recirculated exhaust gases.

[0032] Кроме того, рассматривается еще один способ улучшения воспламенения, при котором повышается температура воздушно-топливной смеси в момент зажигания, то есть, температура в цилиндре в верхней мертвой точке (ВМТ). Тем не менее, когда температура в цилиндре в ВМТ повышается на все время работы, то возникновение детонации становится все более и более вероятным и, таким образом, желательно повышать температуру в цилиндре в ВМТ только во время замедления.[0032] In addition, another method for improving ignition is considered, in which the temperature of the air-fuel mixture rises at the time of ignition, that is, the temperature in the cylinder at top dead center (TDC). Nevertheless, when the temperature in the cylinder at TDC rises for the entire time of operation, the occurrence of detonation becomes more and more likely and, therefore, it is desirable to increase the temperature in the cylinder at TDC only during deceleration.

[0033] Увеличение количества воздуха в цилиндре является эффективным средством для повышения температуры в цилиндре в верхней мертвой точке. Фиг. 4 представляет собой чертеж, иллюстрирующий зависимости давления в цилиндре и температуры в цилиндре от угла поворота коленчатого вала. Фиг. 5 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую изменения от временив различных числовых параметров во время замедления. Сплошные линии на этих чертежах представляют собой случай, когда количество воздуха увеличивается в режиме обедненного горения, точечные линии на этих чертежах представляют собой режим стехиометрического горения, и штрихпунктирные (с одной точкой) линии на этих чертежах представляют собой случай, когда увеличивается количество воздуха в режиме стехиометрического горения.[0033] Increasing the amount of air in the cylinder is an effective means for raising the temperature in the cylinder at top dead center. FIG. 4 is a drawing illustrating the dependences of pressure in the cylinder and temperature in the cylinder on the angle of rotation of the crankshaft. FIG. 5 is a timing chart illustrating changes in time from various numerical parameters during deceleration. The solid lines in these figures represent the case when the amount of air increases in lean burn mode, the dotted lines in these figures represent the stoichiometric mode of combustion, and the dash-dot lines (with one dot) in these figures represent the case when the amount of air increases in stoichiometric combustion.

[0034] Как показано на Фиг. 4, увеличение количества воздуха в цилиндре в режиме стехиометрического горения приводит к увеличению давления в цилиндре в ВМТ по сравнению со случаем без увеличения количества воздуха и, таким образом, температура в цилиндре возрастает в ВМТ. Тем не менее, так как увеличение количества воздуха в режиме стехиометрического горения вызывает увеличение генерируемого крутящего момента по сравнению со случаем без увеличения количества воздуха, как показано на фиг. 5, ощущение замедления во время замедления также ухудшается.[0034] As shown in FIG. 4, an increase in the amount of air in the cylinder in the stoichiometric combustion mode leads to an increase in pressure in the cylinder at the TDC compared to the case without an increase in the amount of air, and thus, the temperature in the cylinder rises at the TDC. However, since an increase in the amount of air in the stoichiometric combustion mode causes an increase in the generated torque compared to the case without an increase in the amount of air, as shown in FIG. 5, the feeling of deceleration during deceleration also worsens.

[0035] После того, как количество воздуха в цилиндре увеличивается в режиме обедненного горения, давление в цилиндре в верхней мертвой точке становится даже выше, чем в режиме стехиометрического горения, как показано на фиг. 4. Кроме того, так как воздушно-топливное отношение в режиме обедненного горения выше в отношении удельных теплоемкостей, чем воздушно-топливное отношение в режиме стехиометрического горения, то температура в цилиндре в ВМТ, в частности, становится особенно высокой в режиме обедненного горения. Кроме того, режим обедненного горения требует большего количества воздуха, чем режим стехиометрического горения, чтобы создавать один и тот же крутящий момент. Соответственно, если переключение с режима стехиометрического горения на режим обедненного горения выполняется во время замедления, то в цилиндре количество воздуха может также стать больше без увеличения генерируемого крутящего момента, чем в случае, когда поддерживается режим стехиометрического горения. Во время режима послойного горения воздушно-топливное отношение в непосредственной близости от свечи 6 зажигания может стать богаче, чем воздушно-топливное отношение во всей камере сгорания, как описано выше, и, таким образом, возникновение пропусков зажигания может быть подавлено за счет повышения предела воспламенения доли рециркуляционных отработавших газов.[0035] After the amount of air in the cylinder increases in lean burn mode, the pressure in the cylinder at top dead center becomes even higher than in stoichiometric burn mode, as shown in FIG. 4. In addition, since the air-fuel ratio in lean combustion mode is higher with respect to specific heat capacities than the air-fuel ratio in stoichiometric combustion mode, the cylinder temperature in TDC, in particular, becomes especially high in lean burn mode. In addition, the lean burn mode requires more air than the stoichiometric burn mode in order to produce the same torque. Accordingly, if the switch from the stoichiometric combustion mode to the lean combustion mode is performed during deceleration, the amount of air in the cylinder can also become larger without increasing the generated torque than when the stoichiometric combustion mode is maintained. During the layered combustion mode, the air-fuel ratio in the immediate vicinity of thespark plug 6 may become richer than the air-fuel ratio in the entire combustion chamber, as described above, and thus, the occurrence of misfire can be suppressed by increasing the ignition limit share of recirculated exhaust gas.

[0036] Как видно из вышеизложенного, что так называемый режим обедненного послойного горения, в котором выполняются режим послойного горения и режим обедненного горения, является особенно эффективным способом улучшения воспламеняемости во время введения рециркуляционных отработавших газов без ухудшения ощущения замедления.[0036] As can be seen from the foregoing, the so-called depleted stratified combustion mode, in which the stratified combustion mode and the depleted combustion mode are performed, is a particularly effective way to improve flammability during the introduction of the recirculated exhaust gas without compromising the sense of deceleration.

[0037] Когда режим обедненного горения часто выполняется в системе, которая снабжена трехкомпонентным катализатором, однако, возникает проблема, вызванная выделением NOx. Соответственно, необходимо обеспечить правильное использование режима обедненного послойного горения и режима стехиометрического послойного горения, описанных выше, в качестве контрмеры против пропуска зажигания при замедлении в момент введения рециркуляционных отработавших газов. Фиг. 6 показывает график, иллюстрирующий коэффициент изменения указанного среднего эффективного давления (PI) по отношению к доле рециркуляционных отработавших газов в различных режимах работы. Как видно из этого графика, сопротивление горению по отношению к доле рециркуляционных отработавших газов выше на порядок, чем в режиме стехиометрического однородного горения, режиме стехиометрического послойного горения и режиме обедненного послойного горения.[0037] When the lean burn mode is often performed in a system that is provided with a three-way catalyst, however, a problem arises due to the evolution of NOx. Accordingly, it is necessary to ensure the correct use of the depleted layer-by-layer combustion mode and the stoichiometric layer-by-layer combustion mode described above as a countermeasure against misfiring during deceleration at the time of introduction of the recirculated exhaust gas. FIG. 6 is a graph illustrating a rate of change of said average effective pressure (PI) with respect to the fraction of recirculated exhaust gas in various operating modes. As can be seen from this graph, the combustion resistance with respect to the fraction of recirculated exhaust gases is an order of magnitude higher than in the stoichiometric uniform combustion mode, stoichiometric stratified combustion mode and depleted stratified combustion mode.

[0038] В системе, согласно этому варианту осуществления, управление переключением режимов работы для надлежащего использования трех вышеописанных режимов работы в соответствии с долей рециркуляционных отработавших газов непосредственно перед замедлением выполняется в случае, когда направляется запрос на уменьшение крутящего момента на заранее заданную величину (запрос на замедление). Запрос на уменьшение крутящего момента на заранее заданную величину представляет собой запрос на замедление, что может привести к пропуску зажигания во время введения рециркуляционных отработавших газов, и может быть определено, например, посредством сравнения между величиной замедления, которая рассчитывается на основании величины нажатия педали акселератора и заранее заданного критерия. В данном случае, величина замедления, например, представляет собой значение, которое определяется как требуемая величина уменьшения крутящего момента в единицу времени (то есть производная крутящего момента). Заранее заданный критерий, описанный выше, например, представляет собой величину замедления, соответствующую пределу воспламенения, полученному на основании рабочего состояния.[0038] In the system according to this embodiment, the control of the switching of operating modes for the proper use of the three above-described operating modes in accordance with the fraction of recirculated exhaust gases immediately before deceleration is performed when a request is made to reduce the torque by a predetermined amount (request for slowdown). The request to reduce the torque by a predetermined amount is a request for deceleration, which can lead to misfire during the introduction of recirculated exhaust gases, and can be determined, for example, by comparing between the deceleration value, which is calculated based on the amount of depressing the accelerator pedal and predefined criteria. In this case, the deceleration amount, for example, is a value that is defined as the desired amount of torque reduction per unit time (i.e., the derivative of the torque). The predetermined criterion described above, for example, is the retardation value corresponding to the ignition limit obtained based on the operating state.

[0039] Более конкретно, во время управления переключением режима работы режим работы переключается на режим обедненного послойного горения в случае, когда доля рециркуляционных отработавших газов непосредственно перед замедлением относится к заранее заданному диапазону высокой доли рециркуляционных отработавших газов (например, 15% или выше) в случае замедления во время режима стехиометрической однородного горения, режим работы переключается на режим стехиометрического послойного горения в случае, когда доля рециркуляционных отработавших газов непосредственно перед замедлением принадлежит к заранее заданному диапазону средней доли рециркуляционных отработавших газов (например, от 10% до 15%) в случае замедления во время режима стехиометрического однородного горения. Доля рециркуляционных отработавших газов, которая является границей между средней долей рециркуляционных отработавших газов и высокой долей рециркуляционных отработавших газов (первое пороговое значение), может быть установлена равной, например, верхнему предельному значению доли рециркуляционных отработавших газов, при котором не происходит пропуск зажигания при замедлении в режиме стехиометрического послойного горения. Затем, пропуск зажигания при замедлении во время введения рециркуляционных отработавших газов можно не допустить, и ухудшение качества выхлопа может быть предотвращено.[0039] More specifically, during the operation mode switching control, the operation mode switches to the lean burn mode when the proportion of recirculated exhaust gases immediately before deceleration relates to a predetermined range of a high proportion of recirculated exhaust gases (eg, 15% or higher) in in the case of deceleration during the stoichiometric uniform combustion mode, the operation mode switches to stoichiometric layer-by-layer combustion in the case where the proportion of recirculated exhaust Shih gases immediately before deceleration belongs to a predetermined range of the average proportion of exhaust gas recirculation (e.g., from 10% to 15%) in the case of deceleration during the homogeneous stoichiometric combustion mode. The fraction of recirculated exhaust gas, which is the boundary between the average fraction of recirculated exhaust gas and the high proportion of recirculated exhaust gas (first threshold value), can be set, for example, to the upper limit value of the fraction of recirculated exhaust gas, at which the ignition does not occur when decelerating in stoichiometric layer-by-layer combustion. Then, misfire during deceleration during the introduction of recirculated exhaust gas can be prevented, and deterioration in exhaust quality can be prevented.

[0040] Кроме того, режим стехиометрического однородного горения поддерживается в случае, когда доля рециркуляционных отработавших газов непосредственно перед замедлением относится к заранее заданному диапазону низкой доли рециркуляционных отработавших газов (например, менее чем на 10%), в случае, когда запрос на уменьшение крутящего момента на заранее заданную величину сделан в режиме стехиометрического однородного горения. Величина доли рециркуляционных отработавших газов, которая является границей между низкой долей рециркуляционных отработавших газов и средней долей рециркуляционных отработавших газов (второе пороговое значение) может быть установлена, например, как верхний предел доли рециркуляционных отработавших газов, при котором не происходит пропуск зажигания при замедлении в режиме стехиометрического однородного горения. В таком случае пропуск зажигания при замедлении из-за рециркуляционных отработавших газов может быть эффективно предотвращен.[0040] In addition, the stoichiometric uniform combustion mode is maintained in the case where the fraction of recirculated exhaust gases immediately before deceleration refers to a predetermined range of a low fraction of recirculated exhaust gases (for example, less than 10%), in the case where the request for a reduction in the torque moment to a predetermined value is made in the mode of stoichiometric homogeneous combustion. The value of the recirculated exhaust gas fraction, which is the boundary between the low recirculated exhaust gas fraction and the average recirculated exhaust gas fraction (second threshold value), can be set, for example, as the upper limit of the recirculated exhaust gas fraction at which ignition does not occur during deceleration in the mode stoichiometric homogeneous combustion. In this case, misfire during deceleration due to recirculated exhaust gas can be effectively prevented.

[0041] Далее будет подробно описана конкретный процесс управления переключением режима работы на основе блок-схемы. Фиг. 7 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую процедуру для управления переключением режима работы, которая выполняется посредством блока ЭБУ 50 в соответствии с вариантом 1 осуществления настоящего изобретения. Процедура, показанная на фиг. 7, многократно выполняется в заранее определенном цикле процесса управления.[0041] A specific process for controlling operation mode switching based on a flowchart will now be described in detail. FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure for controlling operation mode switching that is performed by theECU 50 in accordance withEmbodiment 1 of the present invention. The procedure shown in FIG. 7 is repeatedly executed in a predetermined cycle of the control process.

[0042] В процедуре, которая проиллюстрирована на фиг. 7, сначала определяется, истек или нет заранее заданный период времени после инициирования замедления (этап S10). В частности, определяется, истек или нет заранее заданный период времени после того, как направлен запрос на замедление. Заранее заданный период времени, например, является периодом продувки, который продолжается до продувки рециркуляционных отработавших газов после начала замедления. Заранее заданный период времени вычисляется по скорости вращения двигателя, которая определяется датчиком 52 скорости вращения, и по степени открытия клапана 40 рециркуляционных отработавших газов. Методы расчета заранее заданного промежутка времени не ограничены вышеуказанным, и время до продувки рециркуляционных отработавших газов может быть сохранено для каждой скорости вращения двигателя и доли рециркуляционных отработавших газов. В случае, когда определено на этапе S10, что замедление еще не начато или заранее заданный период времени не истек с момента начала замедления, как результат определения на этапе S10, определяется, что риск пропуска зажигания при замедлении отсутствует, и процедура переходит к этапу S16 (как описано ниже).[0042] In the procedure that is illustrated in FIG. 7, it is first determined whether or not a predetermined period of time has elapsed after the deceleration has been initiated (step S10). In particular, it is determined whether or not a predetermined period of time has elapsed after the deceleration request is sent. A predetermined period of time, for example, is a purge period that continues until the recirculated exhaust gas is purged after the start of the deceleration. The predetermined time period is calculated by the engine speed, which is determined by therotation speed sensor 52, and by the degree of opening of the exhaustgas recirculation valve 40. The methods for calculating a predetermined time period are not limited to the above, and the time to purge the recirculated exhaust gas can be saved for each engine speed and the proportion of recirculated exhaust gas. In the case where it is determined in step S10 that the deceleration has not yet begun or the predetermined time period has not elapsed since the deceleration started, as a result of the determination in step S10, it is determined that there is no risk of misfiring during deceleration, and the procedure proceeds to step S16 ( as described below).

[0043] В случае, когда определено на этапе S10, что заранее заданный период времени еще не истек после начала замедления, то определяется, что существует риск пропуска зажигания при замедлении, и процедура переходит к следующему этапу (этап S11), в котором определяется, удовлетворяются ли два условия. Одним из этих двух условий является то, что режим работы непосредственно перед началом замедления является режимом однородного горения с рециркуляционными отработавшими газами, и другое из этих двух условий заключается в том, что отсечка подачи топлива (F/C) в этот момент не выполняется. При этом режим однородного горения с рециркуляционными отработавшими газами представляет собой режим однородного горения с введением рециркуляционных отработавших газов. В случае, когда определено, что одно или оба условия не удовлетворяются на этапе S11, то определяется, что риск пропуска зажигания при замедлении отсутствует, и процедура переходит к этапу S16 (как описано ниже). В случае, когда определяется, что оба условия удовлетворяются на этапе S11, то процедура переходит к следующему этапу (этап S12), на котором величина замедления вычисляется на основании параметров работы акселератора. В частности, уменьшение требуемого крутящего момента в течение заранее заданного периода времени (например, 100 мс) рассчитывается на основании сигнала датчика 54 угла открытия дроссельной заслонки. Затем целевая величина замедления вычисляется путем деления величины уменьшения требуемого крутящего момента на заранее заданный период времени. Этап S12 процедуры выполняется при первом выполнении процедуры после начала замедления. Этап S12 процедуры пропускается для последующих циклов в течение заранее заданного периода времени после начала замедления или этап S12 выполняется повторно только в том случае, когда вычисленная величина замедления превышает предыдущее значение. В случае, когда определено на этапе S10, что истек заранее заданный период времени с момента начала замедления, то вычисленная величина замедления на этапе S12 временно стирается и повторно вычисляется при первом после начала следующего замедления выполнении процедуры.[0043] In the case where it is determined in step S10 that the predetermined period of time has not yet expired after the deceleration has begun, it is determined that there is a risk of misfiring during deceleration, and the procedure proceeds to the next step (step S11), in which it is determined whether two conditions are satisfied. One of these two conditions is that the operating mode immediately before the deceleration starts is a uniform combustion mode with recirculated exhaust gases, and the other of these two conditions is that the fuel cut-off (F / C) is not performed at this moment. In this case, the uniform combustion mode with recirculated exhaust gases is a uniform combustion mode with the introduction of recirculated exhaust gases. In the case where it is determined that one or both conditions are not satisfied in step S11, it is determined that there is no risk of misfiring during deceleration, and the procedure proceeds to step S16 (as described below). In the case where it is determined that both conditions are satisfied in step S11, the procedure proceeds to the next step (step S12), in which the deceleration value is calculated based on the accelerator operation parameters. In particular, a reduction in the required torque over a predetermined period of time (for example, 100 ms) is calculated based on the signal of the throttleopening angle sensor 54. Then, the target deceleration value is calculated by dividing the amount of reduction in the required torque by a predetermined period of time. Step S12 of the procedure is performed upon the first execution of the procedure after the start of deceleration. Step S12 of the procedure is skipped for subsequent cycles for a predetermined period of time after the start of the deceleration, or step S12 is repeated only if the calculated deceleration value exceeds the previous value. In the case where it is determined in step S10 that a predetermined period of time has elapsed since the start of the deceleration, the calculated deceleration value in step S12 is temporarily erased and re-calculated when the procedure is first executed after the start of the next deceleration.

[0044] Затем определяется, превышает или равна величина замедления, вычисленная на этапе S12, заранее заданному критерию (этап S14). Заранее заданный критерий представляет собой значение для определения возможности пропуска зажигания, относящегося к замедлению. Заранее заданный критерий установлен, например, равным верхнему пределу величины замедления, при которой пропуск зажигания при замедлении вызывается выполнением режима стехиометрического однородного горения, даже когда доля рециркуляционных отработавших газов является высокой долей рециркуляционных отработавших газов (например, 15% или выше). В случае, когда определяют, как результат определения на этапе S14, что величина замедления ниже критерия, то определяется, что отсутствует риск пропуска зажигания при замедлении, и процедура переходит к следующему этапу (этап S16), на котором выполняется режим стехиометрического однородного горения.[0044] Then, it is determined whether the deceleration value calculated in step S12 is greater than or equal to the predetermined criterion (step S14). A predetermined criterion is a value for determining the possibility of misfire related to retardation. The predetermined criterion is set, for example, to the upper limit of the deceleration value, at which the ignition malfunction during deceleration is caused by the implementation of stoichiometric uniform combustion, even when the proportion of recirculated exhaust gases is a high proportion of recirculated exhaust gases (e.g. 15% or higher). In the case where it is determined, as a result of determining in step S14, that the deceleration value is lower than the criterion, it is determined that there is no risk of misfiring during deceleration, and the procedure proceeds to the next step (step S16), in which the stoichiometric uniform combustion mode is performed.

[0045] В случае, когда определено на этапе S14, что величина замедления равна или выше критерия, то определяется, что существует риск пропуска зажигания при замедлении. Затем процедура переходит к следующему этапу (этап S18), в котором определяется, относится ли величина доли рециркуляционных отработавших газов непосредственно перед торможением к заранее заданному диапазону низкой доли рециркуляционных отработавших газов (например, к диапазону менее 10%), В случае, когда определяют, как результат определения на этапе S18, что доля рециркуляционных отработавших газов непосредственно перед замедлением относится к заранее заданному диапазону низкой доли рециркуляционных отработавших газов, то определяется, что риск пропуска зажигания при замедлении отсутствует даже в режиме однородного горения, и затем процесс переходит к этапу S16, и выполняется режим стехиометрического однородного горения.[0045] In the case where it is determined in step S14 that the deceleration amount is equal to or higher than the criterion, it is determined that there is a risk of misfire during deceleration. The procedure then proceeds to the next step (step S18), in which it is determined whether the fraction of the recirculated exhaust gas immediately before braking belongs to a predetermined range of the low fraction of recirculated exhaust gas (for example, to the range of less than 10%). as a result of determining in step S18 that the fraction of the recirculated exhaust gas immediately before deceleration relates to a predetermined range of the low fraction of the recirculated exhaust gas, it is determined that there is no risk of misfiring during deceleration even in the uniform combustion mode, and then the process proceeds to step S16, and the stoichiometric uniform combustion mode is performed.

[0046] В случае, когда определено на этапе S18, что значение доли рециркуляционных отработавших газов непосредственно перед замедлением не принадлежит к диапазону низкой доли рециркуляционных отработавших газов, то определяется, что существует риск пропуска зажигания при замедлении в режиме однородного горения, и процедура переходит к следующему этапу (этап S20), на котором определяется, принадлежит ли или нет величина доли рециркуляционных отработавших газов непосредственно перед замедлением к заранее заданному диапазону средней доли рециркуляционных отработавших газов (например, в диапазоне от 10% до 15%). В случае, когда определяют, как результат определения на этапе S20, что величина доли рециркуляционных отработавших газов непосредственно перед замедлением относится к диапазону средней доли рециркуляционных отработавших газов, то режим работы переключается на режим стехиометрического послойного горения (этап S22). В случае, когда определено на этапе S20, что величина доли рециркуляционных отработавших газов непосредственно перед замедлением не принадлежит к диапазону средней доли рециркуляционных отработавших газов, то определяется, что величина доли рециркуляционных отработавших газов непосредственно перед замедлением относится к диапазону высокой доли рециркуляционных отработавших газов (например, 15% или выше). Затем процедура переходит к следующему этапу (этап S24), на котором выполняется режим обедненного послойного горения.[0046] In the case where it is determined in step S18 that the value of the recirculated exhaust gas fraction immediately before deceleration does not belong to the range of the low recirculated exhaust gas fraction, it is determined that there is a risk of misfiring during deceleration in the uniform combustion mode, and the procedure proceeds to the next step (step S20), in which it is determined whether or not the amount of the recirculated exhaust gas fraction immediately before deceleration belongs to a predetermined range of the average recirculated gas fraction rkulyatsionnyh exhaust gases (e.g., in the range from 10% to 15%). In the case where it is determined, as a result of determining in step S20, that the fraction of the recirculated exhaust gas immediately before deceleration belongs to the range of the average fraction of the recirculated exhaust gas, the operation mode switches to stoichiometric stratified combustion (step S22). In the case where it is determined in step S20 that the fraction of the recirculated exhaust gas immediately prior to deceleration does not belong to the range of the average fraction of the recirculated exhaust gas, it is determined that the fraction of the recirculated exhaust gas immediately before the deceleration belongs to the range of the high fraction of the recirculated exhaust gas (e.g. 15% or higher). Then, the procedure proceeds to the next step (step S24), in which the depleted layer-by-layer combustion mode is performed.

[0047] Посредством управления переключением режима работы в соответствии с описанной выше процедурой, пропуск зажигания может быть эффективно устранен без ощущения замедления при ухудшении условий во время выполнения замедления.[0047] By controlling the switching of the operation mode in accordance with the above procedure, the misfire can be effectively eliminated without the sensation of deceleration when conditions deteriorate during deceleration.

[0048] Настоящее изобретение не ограничено вариантом осуществления, описанным выше. На самом деле изобретение может быть осуществлено на практике после модификации в различных формах, без выхода за пределы объема настоящего изобретения. Например, изобретение может быть реализовано на -практике после выполнения модификации следующим образом.[0048] The present invention is not limited to the embodiment described above. In fact, the invention can be practiced after modification in various forms, without going beyond the scope of the present invention. For example, the invention may be practiced in practice after performing a modification as follows.

[0049] В варианте 1 осуществления, описанном выше, приведено описание системы, которая снабжена устройством 36 рециркуляции отработавших газов, которое сконфигурировано, как КНД-РВГ устройство. Тем не менее, устройства рециркуляции отработавших газов, которые могут быть применены в этой системе, не ограничиваются КНД-РВГ устройством, и система может быть снабжена устройством рециркуляции отработавших газов с контуром высокого давления (КВД-РВГ), которое вводит рециркуляционные отработавшие газы к выпускной стороне компрессора 22а. Это также относится и к другому варианту осуществления, который будет описан ниже.[0049] InEmbodiment 1 described above, a description is given of a system that is equipped with an exhaustgas recirculation device 36 that is configured as a CPV-RVG device. However, the exhaust gas recirculation devices that can be used in this system are not limited to the KND-RVG device, and the system can be equipped with a high-pressure exhaust gas recirculation device (KVD-RVG) that introduces the exhaust gas recirculation to the exhaust side of thecompressor 22a. This also applies to another embodiment, which will be described below.

[0050] В варианте 1 осуществления, описанном выше, описывается система, в которой установлен первичный катализатор 32. Тем не менее, также можно применять конфигурацию, в которой установлен обедненный катализатор NOx на выпускной стороне первичного катализатора 32. Обедненный катализатор NOx представляет собой так называемый восстановительный катализатор поглощения NOx, и обеспечивает эффект накопления и высвобождения для поглощения NOx в случае, когда воздушно-топливное отношение выхлопного газа находится в заранее определенной обедненной области, и для высвобождения NOx в случае, когда воздушно-топливное отношение выхлопного газа находится в богатой области. Соответственно, данная конфигурация позволяет дополнительно не допустить истечения NOx во время обедненного режима. Это так же относится и к другому варианту осуществления, который также будет описан ниже.[0050] InEmbodiment 1 described above, a system is described in which aprimary catalyst 32 is installed. However, a configuration in which a lean NOx catalyst is installed on the downstream side of theprimary catalyst 32 can also be applied. The lean NOx catalyst is the so-called a reducing NOx uptake catalyst, and provides an accumulation and release effect for uptake of NOx when the air-fuel ratio of the exhaust gas is in a predetermined lean region STI, and to release NOx when the air-fuel ratio of the exhaust gas is in the rich region. Accordingly, this configuration further prevents the outflow of NOx during lean mode. This also applies to another embodiment, which will also be described below.

[0051] В варианте 1 осуществления, описанном выше, описывается система, использующая клапан 4 впрыска топлива в цилиндр, который непосредственно впрыскивает топливо в камеру сгорания. Тем не менее, клапана впрыска топлива во впускном канале, который помещен во впускной канал, может быть использован в сочетании с клапаном 4 впрыска топлива, расположенным в цилиндре. В этом случае однородная воздушно-топливная смесь может быть сформирована в камере сгорания с помощью необходимого количества топлива, впрыскиваемого из клапана впрыска топлива во впускном канале без исключения в случае, когда, например, выполняется режим однородного горения. Кроме того, в случае, когда выполняется режим послойного горения, однородная воздушно-топливная смесь может быть сформирована в камере сгорания посредством некоторого необходимого количества топлива, впрыскиваемого из клапана впрыска топлива во впускном канале, и плотный слой воздушно-топливной смеси может образовываться в непосредственной близости от свечи 6 зажигания с помощью остальной части топлива, впрыскиваемого из клапана 4 впрыска топлива, расположенного в цилиндре. Это так же относится и к другому варианту осуществления, который будет также описан ниже.[0051] InEmbodiment 1 of the implementation described above, a system is described using avalve 4 for injecting fuel into a cylinder that directly injects fuel into a combustion chamber. However, the fuel injection valve in the inlet channel, which is placed in the inlet channel, can be used in combination with thefuel injection valve 4 located in the cylinder. In this case, a homogeneous air-fuel mixture can be formed in the combustion chamber with the necessary amount of fuel injected from the fuel injection valve in the inlet channel without exception in the case when, for example, a uniform combustion mode is performed. In addition, in the case when the stratified combustion mode is performed, a uniform air-fuel mixture can be formed in the combustion chamber by means of a certain amount of fuel injected from the fuel injection valve in the inlet channel, and a dense layer of the air-fuel mixture can be formed in close proximity from thespark plug 6 using the rest of the fuel injected from thefuel injection valve 4 located in the cylinder. This also applies to another embodiment, which will also be described below.

[0052] В варианте 1 осуществления, описанном выше, наличие или отсутствие риска пропуска зажигания при замедлении определяется на основании величины замедления, рассчитанной по степени открытия дроссельной заслонки. Тем не менее, степень уменьшения требуемого крутящего момента и т.п. может быть использована в качестве параметра состояния, который имеет корреляцию с величиной замедления. Тоже самое относится и к другому варианту осуществления, который будет также описан ниже.[0052] In theembodiment 1 described above, the presence or absence of the risk of misfiring during deceleration is determined based on the deceleration calculated from the degree of throttle opening. However, the degree of reduction in required torque, etc. can be used as a state parameter that correlates with the magnitude of the deceleration. The same applies to another embodiment, which will also be described below.

[0053] В варианте 1 осуществления, описанном выше, режим стехиометрического горения выполняется в случае, когда непосредственно предшествующая величина доли рециркуляционных отработавших газов находится в диапазоне средней доли рециркуляционных отработавших газов или низкой доли рециркуляционных отработавших газов, и режим обедненного горения выполняется в случае, когда непосредственно предшествующая величина доли рециркуляционных отработавших газов находится в диапазоне высокой доли рециркуляционных отработавших газов. Тем не менее, воздушно-топливное отношение, которое может быть реализовано во время управления воздушно-топливным отношением, не ограничивается этим. Другими словами, воздушно-топливное отношение в случае, когда непосредственно предшествующая величина доли рециркуляционных отработавших газов находится в диапазонах средней доли рециркуляционных отработавших газов или низкой доли рециркуляционных отработавших газов, не ограничивается теоретическим воздушно-топливным отношением, постольку воздушно-топливное отношение в случае, когда непосредственно предшествующая величина доли рециркуляционных отработавших газов находится в диапазоне высокой доли рециркуляционных отработавших газов, является более обедненным, чем воздушно-топливное отношение в случае, когда непосредственно предшествующая величина доли рециркуляционных отработавших газов находится в диапазонах средней доли рециркуляционных отработавших газов или низкой доли рециркуляционных отработавших газов. То же самое относится и к другому варианту осуществления, который также будет описан ниже.[0053] InEmbodiment 1 of the embodiment described above, the stoichiometric combustion mode is performed when the immediately preceding fraction of the recirculated exhaust gas is in the range of the average fraction of the recirculated exhaust gas or the low fraction of the recirculated exhaust gas, and the lean burning mode is performed when the immediately preceding recirculated exhaust gas fraction is in the range of the high recirculated exhaust gas fraction. However, the air-fuel ratio that can be implemented during the control of the air-fuel ratio is not limited to this. In other words, the air-fuel ratio in the case where the immediately preceding recirculated exhaust gas fraction is in the ranges of the average recirculated exhaust gas fraction or the low recirculated exhaust gas fraction is not limited to the theoretical air-fuel ratio insofar as the air-fuel ratio is the immediately preceding fraction of the recirculated exhaust gas is in the range of a high proportion of recirculated exhaust gas x of gases, is more depleted than the air-fuel ratio when the immediately preceding proportion of the recirculated exhaust gas fraction is in the ranges of the average recirculated exhaust gas fraction or the low recirculated exhaust gas fraction. The same applies to another embodiment, which will also be described below.

[0054] В варианте 1 осуществления, описанном выше, доля рециркуляционных отработавших газов используется в качестве управляемого целевого параметра состояния. Тем не менее, количество рециркуляционных отработавших газов в рабочей области может быть использовано в качестве управляемого целевого параметра состояния. То же самое относится и к другому варианту осуществления, который будет также описан ниже.[0054] In theembodiment 1 described above, the recirculated exhaust gas fraction is used as a controlled target state parameter. However, the amount of recirculated exhaust gas in the work area can be used as a controlled target state parameter. The same applies to another embodiment, which will also be described below.

[0055] В варианте 1 осуществления, описанном выше, устройство 36 рециркуляции отработавших газов соответствует устройству рециркуляции отработавших газов, клапан 4 впрыска топлива, расположенный в цилиндре, соответствует устройству подачи топлива, клапан 26 дроссельной заслонки соответствует устройству регулирования количества воздуха, блок ЭБУ 50 соответствует устройству управления, теоретическое отношение воздух-топливо соответствует первому воздушно-топливному отношению, обедненное воздушно-топливное отношение соответствует второму воздушно-топливному отношению, и величина доли рециркуляционных отработавших газов как граничное значение между диапазоном средней доли рециркуляционных отработавших газов и диапазоном высокой доли рециркуляционных отработавших газов соответствует первому пороговому значению. Дополнительно, в варианте 1 осуществления, описанном выше, управление переключением режима работы осуществляется посредством блока ЭБУ 50, который выполняет процедуру на этапе S20 и этапе S24 или процедуру на этапе S20 и этапе S22.[0055] In theembodiment 1 described above, the exhaustgas recirculation device 36 corresponds to the exhaust gas recirculation device, thefuel injection valve 4 located in the cylinder corresponds to the fuel supply device, thethrottle valve 26 corresponds to the air quantity control device, theECU unit 50 corresponds to control device, theoretical air-fuel ratio corresponds to the first air-fuel ratio, depleted air-fuel ratio corresponds to the second air-fuel ratio, and the proportion of the recirculated exhaust gas as a boundary value between the range of the average fraction of the recirculated exhaust gas and the range of the high proportion of the recirculated exhaust gas corresponds to the first threshold value. Further, inEmbodiment 1 described above, the operation mode switching control is performed by theECU 50, which performs the procedure in step S20 and step S24 or the procedure in step S20 and step S22.

[0056] В варианте 1 осуществления, описанном выше, доля рециркуляционных отработавших газов, как граничащее значение между диапазоном низкой доли рециркуляционных отработавших газов и диапазоном средней доли рециркуляционных отработавших газов, соответствует второму пороговому значению. Кроме того, в варианте 1 осуществления, описанном выше, управление переключением режима работы осуществляется посредством блока ЭБУ 50, который выполняет процедуру на этапе S18 и этапе S16 или процедуру на этапе S18 и на этапах с S22 по S24.[0056] In theembodiment 1 described above, the recirculated exhaust gas fraction, as a boundary value between the range of the low recirculated exhaust gas fraction and the range of the average recirculated exhaust gas fraction, corresponds to the second threshold value. In addition, inembodiment 1 described above, the operation mode switching control is performed by theECU 50, which performs the procedure in step S18 and step S16 or the procedure in step S18 and in steps S22 to S24.

[0057] Далее будет описан вариант 2 осуществления настоящего изобретения. Вариант 2 осуществления в соответствии с изобретением может быть реализован посредством аппаратной конфигурации, показанной на фиг. 1, и посредством выполнения процедуры, показанной на фиг. 9 (описан ниже), который выполняется с помощью блока ЭБУ 50.[0057]Embodiment 2 of the present invention will now be described.Embodiment 2 in accordance with the invention may be implemented by the hardware configuration shown in FIG. 1, and by performing the procedure shown in FIG. 9 (described below), which is performed using theECU 50.

[0058] В режиме послойного горения воздушно-топливное отношение в непосредственной близости от свечи зажигания является более богатым, чем итоговое воздушно-топливное отношение в цилиндре и, таким образом, сопротивление горению является сильным по отношению к запаздыванию момента зажигания. Соответственно, когда степень запаздывания момента зажигания увеличивается в режиме обедненного послойного горения и режиме стехиометрического послойного горения, количество воздуха в цилиндре может быть дополнительно увеличено, когда поддерживается уровень воспламеняемости.[0058] In the stratified combustion mode, the air-fuel ratio in the immediate vicinity of the spark plug is richer than the total air-fuel ratio in the cylinder, and thus, the combustion resistance is strong with respect to the delay of the ignition timing. Accordingly, when the degree of delay of the ignition moment increases in the depleted layer-by-layer combustion mode and stoichiometric layer-by-layer combustion mode, the amount of air in the cylinder can be further increased when the flammability level is maintained.

[0059] В системе согласно варианту 2 осуществления, степень запаздывания времени зажигания увеличивается посредством снижения эффективности момента зажигания в случае, когда выполняются режим обедненного послойного горения и режим стехиометрического послойного горения во время замедления при введении рециркуляционных отработавших газов. Фиг. 8 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую изменения от времени различных параметров во время замедления. На этой фигуре сплошные линии представляют случай, когда эффективность момента зажигания снижена и режим работы переключается на режим обедненного послойного горения во время замедления, штрихпунктирные с одной точкой линии представляют случай, когда режим работы переключается на режим обедненного послойного горения во время замедления, точечные линии представляют случай, когда поддерживается режим стехиометрического однородного горения во время замедления, и пунктирные с двумя точками линии представляют собой случай, когда количество воздуха увеличивается в режиме стехиометрического однородного горения во время замедления. Эффективность момента зажигания означает отношение крутящего момента, который фактически выводится, к крутящему моменту, который может быть выработан, когда момент зажигания является оптимальным временем зажигания, и имеет максимальное значение, равное 1, когда момент зажигания является оптимальным временем зажигания. В принципе, оптимальное время зажигания означает минимальное опережение для лучшего крутящего момента (оптимальный момент зажигания ОМЗ). В случае, когда определен момент зажигания для отслеживания детонации, оптимальный момент зажигания означает один из двух моментов: ОМЗ и момент зажигания для отслеживания детонации, который дополнительно запаздывает. Другими словами, в примере, показанном на этой фигуре, штрихпунктирная с одной точкой линия представляет собой случай, когда во время замедления выполняется режим обедненного послойного горения на основании оптимального момента зажигания, и сплошная линия представляет собой случай, когда во время замедления выполняется режим обедненного послойного горения на основании более запаздывающего момента зажигания, чем процесс, обозначенный штрихпунктирной с одной точкой линией.[0059] In the system according toEmbodiment 2, the lag time of the ignition time is increased by decreasing the efficiency of the ignition moment when the depleted stratified combustion mode and stoichiometric stratified combustion mode during deceleration when introducing recirculated exhaust gases are performed. FIG. 8 is a timing chart illustrating changes in time of various parameters during deceleration. In this figure, the solid lines represent the case when the ignition timing is reduced and the operation mode switches to lean layered burning mode during deceleration, the dash-dotted lines with one dot represent the case when the operating mode switches to lean layered combustion mode during deceleration, the dotted lines represent the case when stoichiometric uniform combustion is maintained during deceleration, and the dotted lines with two points represent the case when air TVO increases homogeneous stoichiometric combustion mode during deceleration. Ignition efficiency means the ratio of the torque that is actually output to the torque that can be generated when the ignition is the optimum ignition time and has a maximum value of 1 when the ignition is the optimal ignition time. In principle, the optimum ignition time means the minimum lead for better torque (the optimum ignition timing of the OMZ). In the case when the ignition moment is determined for tracking detonation, the optimal ignition moment means one of two moments: OMZ and the ignition moment for tracking detonation, which is additionally delayed. In other words, in the example shown in this figure, the dash-dotted line with one dot represents the case when the depleted layer-by-layer combustion mode is executed during deceleration based on the optimum ignition moment, and the solid line is the case when the depleted layer-by-layer mode is performed during deceleration combustion based on a more retarded ignition time than the process indicated by a dash-dot line with a single point.

[0060] Когда эффективность момента зажигания снижается, то количество воздуха в цилиндре увеличивается, и момент зажигания изменяется в сторону запаздывания по сравнению с оптимальным моментом зажигания так, что увеличение крутящего момента, эквивалентного увеличению количества воздуха в цилиндре, подавляется. Затем температура в цилиндре в ВМТ может быть дополнительно повышена, в то время как тот же крутящий момент сохраняется и, таким образом, воспламеняемость во время введения рециркуляционных отработавших газов может быть дополнительно повышена без ухудшения при замедлении.[0060] When the efficiency of the ignition timing decreases, the amount of air in the cylinder increases, and the ignition timing changes in the delay direction compared to the optimum ignition timing so that an increase in the torque equivalent to the increase in the amount of air in the cylinder is suppressed. Then, the cylinder temperature at the TDC can be further increased, while the same torque is maintained, and thus the flammability during the introduction of the recirculated exhaust gas can be further increased without deterioration during deceleration.

[0061] Далее будет приведено подробное описание конкретного процесса управления переключением режима работы, описанного выше, со ссылкой на блок-схему. Фиг. 9 показывает блок-схему а, иллюстрирующую процедуру для управления переключением режима работы, которая выполняется блоком ЭБУ 50, в соответствии с вариантом 2 осуществления настоящего изобретения. Процедура, которая показана на фиг. 9, многократно выполняется в заранее определенном цикле управления.[0061] Next, a detailed description will be given of a specific operation mode switching control process described above with reference to a flowchart. FIG. 9 shows a flowchart a illustrating a procedure for controlling operation mode switching that is performed by theECU 50 in accordance withEmbodiment 2 of the present invention. The procedure shown in FIG. 9 is repeatedly executed in a predetermined control cycle.

[0062] На этапах с S30 по S40 алгоритма, который проиллюстрирован на фиг. 9, выполняется процесс обработки аналогично процессу на этапах с S10 по S20, как показано на фиг. 7. В случае, когда определяется, как результат выполнения процесса обработки на этапе S40, что величина доли рециркуляционных отработавших газов непосредственно перед замедлением относится к диапазону средней доли рециркуляционных отработавших газов, то режим работы переключается на режим стехиометрического послойного горения и момент зажигания запаздывает по сравнению с оптимальным моментом зажигания (этап S42). В случае, когда определено на этапе S40, что величина доли рециркуляционных отработавших газов непосредственно перед замедлением не принадлежит к диапазону средней доли рециркуляционных отработавших газов, то определяется, что доля рециркуляционных отработавших газов непосредственно перед замедлением относится к диапазону высокой доли рециркуляционных отработавших газов (например, 15% или выше). Затем процесс переходит к следующему этапу (этап S44), в котором режим работы переключается на режим обедненного послойного горения и момент зажигания запаздывает по сравнению с оптимальным моментом зажигания.[0062] In steps S30 to S40 of the algorithm that is illustrated in FIG. 9, the processing process is carried out similarly to the process in steps S10 to S20, as shown in FIG. 7. In the case where it is determined as a result of the processing in step S40 that the fraction of the recirculated exhaust gas immediately before deceleration relates to the range of the average fraction of recirculated exhaust gas, the operation mode switches to stoichiometric stratified combustion and the ignition timing is delayed compared with the optimum ignition timing (step S42). In the case where it is determined in step S40 that the proportion of the recirculated exhaust gas immediately prior to deceleration does not belong to the range of the average fraction of recirculated exhaust gas, it is determined that the proportion of recirculated exhaust gas immediately before deceleration belongs to the range of the high fraction of recirculated exhaust gas (e.g., 15% or higher). Then, the process proceeds to the next step (step S44), in which the operation mode switches to the depleted layer-by-layer combustion mode and the ignition timing is delayed compared to the optimum ignition timing.

[0063] Когда выполняется управление переключением режима работы в соответствии с описанной выше процедурой, то выполняется увеличение количества воздуха в цилиндре посредством снижения эффективности момента зажигания в режиме обедненного послойного горения и режим стехиометрического послойного горения и, таким образом, температура в цилиндре в ВМТ может быть дополнительно увеличена без увеличения генерируемого крутящего момента. Соответственно, пропуски зажигания могут быть эффективно подавлены без потери ощущения замедления во время замедления.[0063] When the operation mode switching control is performed in accordance with the above procedure, an increase in the amount of air in the cylinder by reducing the efficiency of the ignition moment in the depleted layer-by-layer combustion mode and stoichiometric layer-by-layer combustion, and thus, the temperature in the cylinder at TDC, is performed additionally increased without increasing the generated torque. Accordingly, misfire can be effectively suppressed without losing the feeling of deceleration during deceleration.

[0064] Настоящее изобретение не ограничивается вариантами осуществления, описанными выше. Вместо этого, изобретение может быть осуществлено на практике после модификации различных форм, не выходя за пределы объема настоящего изобретения. Например, изобретение может быть реализовано на практике после того, как будет модифицировано следующим образом.[0064] The present invention is not limited to the embodiments described above. Instead, the invention may be practiced after modification of various forms without departing from the scope of the present invention. For example, the invention may be practiced after being modified as follows.

[0065] В варианте 2 осуществления, описанном выше, степень запаздывания момента зажигания увеличивается в режиме обедненного послойного горения и режим стехиометрического послойного горения. Тем не менее, степень запаздывания момента зажигания может быть увеличена только в случае режима обедненного послойного горения, где требуется более высокий уровень воспламеняемости во время введения рециркуляционных отработавших газов, чем в другом случае.[0065] InEmbodiment 2 described above, the lag time of the ignition timing is increased in the depleted layer-by-layer combustion mode and the stoichiometric layer-by-layer combustion mode. Nevertheless, the degree of delay of the ignition moment can be increased only in the case of depleted layer-by-layer combustion, where a higher level of flammability is required during the introduction of recirculated exhaust gases than in the other case.

[0066] В варианте 2 осуществления, описанном выше, устройство 36 рециркуляции отработавших газов соответствует устройству рециркуляции отработавших газов, клапан 4 впрыска топлива в цилиндр соответствует устройству подачи топлива, клапан 26 дроссельной заслонки соответствует устройству регулировки количества воздуха, блок ЭБУ 50 соответствует устройству управления, теоретическое воздушно-топливное отношение соответствует первому воздушно-топливному отношению, обедненное воздушно-топливное отношение соответствует второму воздушно-топливному отношению и доля рециркуляционных отработавших газов, как граничное значение между средней величиной доли рециркуляционных отработавших газов и высокой величиной доли рециркуляционных отработавших газов, соответствует первому пороговому значению. Кроме того, в варианте 2 осуществления, описанном выше, выполняется управление переключением режима работы посредством блока ЭБУ 50, который выполняет процесс на этапе S40 и этапе S44 или процесс на этапе S40 и этапе S42.[0066] In theembodiment 2 described above, the exhaustgas recirculation device 36 corresponds to the exhaust gas recirculation device, the cylinderfuel injection valve 4 corresponds to the fuel supply device, thethrottle valve 26 corresponds to the air quantity adjustment device, theECU 50 corresponds to the control device, theoretical air-fuel ratio corresponds to the first air-fuel ratio, depleted air-fuel ratio corresponds to the second air-fuel ratio vnom and relative proportion of recirculating exhaust gas as the boundary value between the average value of the proportion of the recirculation exhaust gas and a high proportion of the quantity of exhaust gas recirculation corresponds to the first threshold value. In addition, inEmbodiment 2 described above, operation mode switching control is performed by theECU 50, which performs the process in step S40 and step S44, or the process in step S40 and step S42.

[0067] Во втором 2 варианте осуществления, описанном выше, доля рециркуляционных отработавших газов, как граничное значение между низкой величиной доли рециркуляционных отработавших газов и средней величиной доли рециркуляционных отработавших газов, соответствует второму пороговому значению. Кроме того, в варианте 2 осуществления, описанном выше, выполняется управление переключением режима работы посредством блока ЭБУ 50, который выполняет процесс на этапе S38 и этапе S36 или процесс на этапе S38 и этапах с S42 по S44.[0067] In the second 2 embodiment described above, the recirculated exhaust gas fraction, as the boundary value between the low recirculated exhaust gas fraction and the average recirculated exhaust gas fraction, corresponds to the second threshold value. In addition, inEmbodiment 2 described above, operation mode switching control is performed by theECU 50, which performs the process in step S38 and step S36, or the process in step S38 and steps S42 to S44.

[0068] В варианте 2 осуществления, описанном выше, свеча 6 зажигания соответствует устройству зажигания. Кроме того, в варианте 2 осуществления, описанном выше, функционирование устройства управления обеспечивается с помощью блока ЭБУ 50, который выполняет процесс на этапе S42 или на этапе S44.[0068] In theembodiment 2 described above, thespark plug 6 corresponds to the ignition device. In addition, inEmbodiment 2 described above, the operation of the control device is provided by theECU 50, which performs the process in step S42 or in step S44.

Claims (10)

Translated fromRussian

1. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, при этом двигатель внутреннего сгорания включает в себя устройство регулировки количества воздуха, устройство подачи топлива и устройство рециркуляции отработавших газов, причем устройство регулировки количества воздуха сконфигурировано, чтобы регулировать количество воздуха, поступающего в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания, устройство подачи топлива сконфигурировано, чтобы подавать топливо в камеру сгорания, устройство рециркуляции отработавших газов сконфигурировано, чтобы регулировать долю рециркуляционных отработавших газов, причем доля рециркуляционных отработавших газов является долей выхлопного газа в воздухе, поступающем в камеру сгорания, двигатель внутреннего сгорания сконфигурирован, чтобы выполнять режим на основании первого воздушно-топливного отношения и режим на основании второго воздушно-топливного отношения, более обедненного, чем первое воздушно-топливное отношение, посредством регулирования устройством регулировки количества воздуха и устройством подачи топлива, при этом устройство управления содержит:1. A control device for an internal combustion engine, wherein the internal combustion engine includes an air amount adjusting device, a fuel supply device and an exhaust gas recirculation device, the air amount adjusting device configured to adjust the amount of air entering the combustion chamber of the internal combustion engine , the fuel supply device is configured to supply fuel to the combustion chamber, the exhaust gas recirculation device con figured to adjust the proportion of recirculated exhaust gas, wherein the recirculated exhaust gas fraction is the fraction of exhaust gas in the air entering the combustion chamber, the internal combustion engine is configured to execute the mode based on the first air-fuel ratio and the mode based on the second air-fuel ratio leaner than the first air-fuel ratio by adjusting the air quantity adjusting device and the fuel supply device Wherein the control device comprises:электронный блок управления, сконфигурированный, чтобы выполнять управление переключением режима работы посредством:an electronic control unit configured to perform operation mode switching control by:i) выполнения режима на основании первого воздушно-топливного отношения, когда электронный блок управления управляет, чтобы уменьшить количество воздуха, поступающее в камеру сгорания, в ответ на запрос на уменьшение на заранее заданную величину крутящего момента, и уменьшить долю рециркуляционных отработавших газов путем регулировки устройства рециркуляции отработавших газов, и когда непосредственно предшествующая доля рециркуляционных отработавших газов, которая представляет собой долю рециркуляционных отработавших газов непосредственно перед направлением запроса на уменьшение крутящего момента, ниже первого порогового значения, иi) performing a mode based on the first air-fuel ratio, when the electronic control unit controls to reduce the amount of air entering the combustion chamber in response to a request to reduce a predetermined amount of torque, and to reduce the proportion of recirculated exhaust gases by adjusting the device exhaust gas recirculation, and when the immediately preceding fraction of exhaust gas recirculation, which is the fraction of exhaust gas recirculation immediately before sending a request to reduce the torque below the first threshold value, andii) выполнения режима послойного горения на основании второго воздушно-топливного отношения, когда непосредственно предшествующая доля рециркуляционных отработавших газов равна или выше, чем первое пороговое значение.ii) performing a layered combustion mode based on the second air-fuel ratio, when the immediately preceding fraction of recirculated exhaust gas is equal to or higher than the first threshold value.2. Устройство управления по п. 1, в котором первое воздушно-топливное отношение представляет собой теоретическое воздушно-топливное отношение.2. The control device according to claim 1, wherein the first air-fuel ratio is a theoretical air-fuel ratio.3. Устройство управления по п. 1 или 2, в котором электронный блок управления сконфигурирован, чтобы:3. The control device according to claim 1 or 2, in which the electronic control unit is configured to:iii) выполнять режим послойного горения, когда режим на основании первого воздушно-топливного отношения выполняется в процессе управления переключением режима работы, и непосредственно предшествующая доля рециркуляционных отработавших газов равна или выше, чем второе пороговое значение, которое ниже первого порогового значения, иiii) to perform a stratified combustion mode when the mode based on the first air-fuel ratio is executed in the process of switching the operation mode and the immediately preceding fraction of recirculated exhaust gases is equal to or higher than the second threshold value that is lower than the first threshold value, andiv) выполнять режим однородного горения, когда непосредственно предшествующая доля рециркуляционных отработавших газов ниже второго порогового значения.(iv) Perform a uniform combustion mode when the immediately preceding proportion of recirculated exhaust gases is below the second threshold value.4. Устройство управления по п. 1 или 2, в котором запрос на уменьшение крутящего момента является запросом, в котором величина замедления, рассчитанная исходя из величины нажатия педали акселератора двигателя внутреннего сгорания, равна или выше, чем заранее заданное пороговое значение.4. The control device according to claim 1 or 2, in which the request for reducing torque is a request in which the deceleration value calculated on the basis of the amount of pressing the accelerator pedal of the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined threshold value.5. Устройство управления по п. 1 или 2, в котором электронный блок управления сконфигурирован, чтобы управлять устройством зажигания таким образом, что момент зажигания дополнительно запаздывает по сравнению с оптимальным моментом зажигания, когда выполняется режим послойного горения в процессе управления переключением режима работы.5. The control device according to claim 1 or 2, in which the electronic control unit is configured to control the ignition device in such a way that the ignition time is additionally delayed compared to the optimum ignition moment when the stratified combustion mode is executed during the operation mode switching control process.

Images