СПОСОБ СНАБЖЕНИЯ ТОПЛИВОМ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2016 года по МПК F02D41/38 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к впрыску топлива в двигатель внутреннего сгорания. В одном из примеров, раскрыт способ регулирования давления топлива наряду с количеством предварительных впрысков топлива. Подход может быть особенно полезным для двигателей с воспламенением от сжатия.

Уровень техники

Сгорание в дизельных двигателях облегчается посредством сжатия топливо-воздушных смесей внутри цилиндров двигателя. По мере того как топливо-воздушная смесь сжимается, температура и давление в цилиндре возрастает для того, чтобы топливо-воздушная смесь воспламенялась без подаваемого извне источника воспламенения, такого как свеча зажигания. Воспламенение топливо-воздушной смеси выделяет тепло и повышает температуру и давление внутри цилиндра. В зависимости от условий, сгорание в двигателе может увеличивать шумы двигателя и снижать удовлетворение водителя.

Один из подходов к принятию мер в ответ на шумы сгорания состоит в том, чтобы выдавать предварительные впрыски топлива в течение цикла цилиндра. Предварительные впрыски топлива вводятся в цилиндр заблаговременно от основного импульса впрыска топлива. Посредством регулирования количества и установки момента предварительных впрысков топлива, можно изменять время воспламенения и скорость выделения тепла во время сгорания топливо-воздушной смеси для того, чтобы снижать шумы сгорания и улучшать удовлетворение водителя. Однако постоянное количество предварительных впрысков топлива может не обеспечивать требуемых характеристик шумов сгорания в двигателе и выделения тепла в рабочем диапазоне двигателя. Предпочтительнее, может быть желательным менять количество предварительных впрысков топлива в зависимости от условий работы двигателя. Тем не менее, если количество предварительных впрысков топлива изменяется, а давление впрыскиваемого топлива не находится на требуемом уровне, когда изменяется количество впрысков топлива, шумы двигателя могут не находиться в пределах требуемого диапазона.

Раскрытие изобретения

Автор в материалах настоящей заявки осознал вышеупомянутые недостатки и разработал способ снабжения топливом двигателя и систему двигателя.

В одном аспекте способ снабжения топливом двигателя, включает подачу топлива в цилиндр на основании выходных данных давления из первой таблицы, выражающей давление топлива как функцию первого количества предварительных впрысков топлива, выдаваемых в цилиндр в первом режиме, подачу топлива в цилиндр на основании выходных данных давления из второй таблицы, выражающей давление топлива как функцию второго количества предварительных впрысков топлива, выдаваемых в цилиндр во втором режиме, и переход из первого режима во второй режим в ответ на первое условие, когда параметр управления является возрастающим.

Способ предпочтительно дополнительно включает частичное открывание клапана регулирования давления направляющей-распределителя для топлива для понижения давления топлива, выдаваемого в цилиндр от более высокого давления топлива на более низкое давление топлива в ответ на первое условие, когда параметр управления является возрастающим.

Способ предпочтительно дополнительно включает по меньшей мере частичное увеличение величины открывания клапана регулирования давления направляющей-распределителя для топлива в ответ на повышающееся давление в направляющей-распределителе для топлива.

Параметр управления предпочтительно является крутящим моментом двигателя или числом оборотов двигателя.

Выходные данные давления первой таблицы предпочтительно дополнительно основаны на числе оборотов двигателя.

Переход из первого режима во второй режим предпочтительно включает повышение давления топлива в направляющей-распределителе для топлива посредством регулирования дозирующего клапана насоса высокого давления и клапана регулирования давления направляющей-распределителя для топлива.

Переход из первого режима во второй режим предпочтительно включает понижение давления топлива посредством регулирования дозирующего клапана насоса высокого давления и клапана регулирования давления направляющей-распределителя для топлива.

В другом аспекте способ снабжения топливом двигателя включает подачу топлива в цилиндр под первым давлением топлива, которое основано на первом количестве предварительных впрысков топлива в первом режиме, и подачу топлива в цилиндр под вторым давлением топлива, которое основано на втором количестве предварительных впрысков топлива во втором режиме, и переход из первого режима во второй режим в ответ на возрастание параметра управления, и подачу топлива в цилиндр под вторым давлением топлива, которое основано на втором количестве предварительных впрысков топлива во втором режиме, и подачу топлива в цилиндр под первым давлением топлива, которое основано на первом количестве предварительных впрысков топлива в первом режиме, и переход из второго режима в первый режим в ответ на убывание параметра управления.

Параметр управления предпочтительно является крутящим моментом двигателя.

Параметр управления предпочтительно является числом оборотов двигателя.

Способ предпочтительно дополнительно включает по меньшей мере частично закрывание клапана регулирования давления направляющей-распределителя для топлива для увеличения давления топлива, подаваемого в двигатель.

Первое давление топлива и второе давление топлива предпочтительно дополнительно основаны на требовании числа оборотов и крутящего момента двигателя, а второе количество предварительных впрысков топлива меньше, чем первое количество предварительных впрысков топлива.

Дозирующий клапан насоса высокого давления и клапан регулирования давления направляющей-распределителя для топлива предпочтительно регулируют для перехода из второго режима в первый режим.

В еще одном аспекте система двигателя содержит цилиндр, направляющую-распределитель для топлива, топливную форсунку в сообщении по текучей среде с направляющей-распределителем для топлива, и впрыскивающую топливо непосредственно в цилиндр, и контроллер, включающий в себя компьютерную программу, хранимую на постоянном носителе, для регулирования давления топлива в направляющей-распределителе для топлива на основании количества предварительных впрысков топлива, выдаваемых в цилиндр в течение цикла цилиндра, при этом контроллер выполнен с возможностью повышения давления топлива в направляющей-распределителе для топлива посредством увеличения сигнала управления дозирующим клапаном топливного насоса высокого давления и уменьшения сигнала управления клапаном регулирования давления направляющей-распределителя для топлива.

Сигнал управления клапаном регулирования давления направляющей-распределителя для топлива предпочтительно увеличивают перед уменьшением сигнала управления клапаном регулирования давления направляющей-распределителя для топлива.

Контроллер предпочтительно дополнительно выполнен с возможностью перехода между двумя или более структурами хранения давления топлива, когда изменяется количество предварительных впрысков топлива.

Две или более структур хранения давления топлива предпочтительно являются таблицами, включающими в себя множество значений давления топлива.

Контроллер предпочтительно дополнительно выполнен с возможностью регулирования давления топлива в направляющей-распределителе для топлива при первом условии, когда параметр управления является возрастающим, и регулирования давления топлива при втором условии, когда параметр управления является убывающим.

Система предпочтительно дополнительно содержит клапан регулирования давления направляющей-распределителя для топлива, который принимает сигнал управления клапаном регулирования давления направляющей-распределителя для топлива, топливный насос высокого давления, подающий топливо в направляющую-распределитель для топлива, и дозирующий клапан, который регулирует поток топлива в топливный насос высокого давления в ответ на сигнал управления дозирующим клапаном топливного насоса высокого давления.

Контроллер предпочтительно дополнительно выполнен с возможностью понижения давления топлива в направляющей-распределителе для топлива посредством уменьшения сигнала управления дозирующим клапаном топливного насоса высокого давления и увеличения сигнала управления клапаном регулирования давления направляющей-распределителя для топлива.

Посредством перехода между разными таблицами управления давлением топлива по мере того, как изменяется количество предварительных впрысков топлива, можно обеспечивать улучшенное управление давлением топлива для топливных форсунок, когда количество предварительных впрысков топлива изменяется в ответ на изменение условий работы двигателя. Например, первая таблица управления давлением направляющей-распределителя для топлива может быть основой для управления давлением топлива направляющей-распределителя для топлива, когда одиночный контрольный импульс впрыска топлива выдается в цилиндр. С другой стороны, вторая таблица управления давлением направляющей-распределителя для топлива может быть основой для управления давлением топлива направляющей-распределителя для топлива, когда два контрольных импульса впрыска топлива выдаются в цилиндр. Таким образом, давление направляющей-распределителя для топлива регулируется посредством перехода между двумя таблицами давления топлива направляющей-распределителя для топлива в ответ на количество предварительных впрысков топлива, подаваемых в цилиндр. Таким образом, давление топлива может быстро изменяться, в то время как изменяется количество предварительных впрысков топлива, так что может снижаться отставание давления топлива между разными условиями работы.

Настоящее изобретение может обеспечивать несколько преимуществ. Более конкретно, подход может быть полезным для перехода между режимами впрыска топлива. В частности, подход может снижать выбросы двигателя, такие как НС, NOx и СО, обеспечением более быстрых изменений давления топлива между состояниями, где разные количества предварительных впрысков топлива подаются топливной форсункой. Кроме того, подход может уменьшать количество времени для калибровки двигателя, так как может избегаться калибровка для постепенных переходов между изменениями режима впрыска топлива.

Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего изобретения станут очевидны из последующего подробного описания при прочтении в одиночку или вместе с прилагаемыми чертежами.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, предоставлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании изобретения. Она не идентифицирует ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые решают какие-либо недостатки, отмеченным выше или в любой части этого описания.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой схематичный вид двигателя;

Фиг. 2 представляет собой подробный вид топливной системы, которая подает топливо в двигатель;

Фиг. 3 иллюстрирует примерную многомерную регулировочную характеристику количества предварительных впрысков топлива;

Фиг. 4 и 5 иллюстрируют примерные переходы для регулирования количества контрольных импульсов топлива, подаваемых в цилиндр;

Фиг. 6 иллюстрирует примерный порядок нумерации цилиндров для двигателя с двумя рядами цилиндров;

Фиг. 7 иллюстрирует примерный порядок работы и интервал изменения режима для регулирования количества предварительных впрысков топлива;

Фиг. 8 и 9 иллюстрируют примерные последовательности переходов предварительных впрысков топлива; и

фиг.10 показывает примерную блок-схему последовательности операций для способа, чтобы регулировать давление топлива и количество предварительных впрысков топлива, подаваемых в цилиндр двигателя.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение имеет отношение к компенсации изменения количества предварительных впрысков топлива, которые подаются в цилиндр в течение цикла цилиндра. Фиг. 1 показывает один из примеров дизельного двигателя с наддувом, где способ по фиг. 10 может регулировать количество предварительных впрысков топлива и давление топлива, чтобы улучшать выбросы двигателя и/или снижать шум сгорания. Фиг. 2 показывает примерную систему подачи топлива для двигателя с двумя рядами цилиндров. Фиг. 3 показывает примерную многомерную регулировочную характеристику предварительных впрысков топлива. Фиг. 4-5 и 8-9 показывают примеры регулирования давления топлива в ответ на количество контрольных импульсов впрыска топлива. Фиг. 6 и 7 показывают примерную компоновку и порядок работы цилиндров для двигателя, имеющего два ряда цилиндров. В заключение, фиг. 10 - блок-схема последовательности операций примерного способа для регулирования давления топлива и количества контрольных импульсов топлива, подаваемых в цилиндр двигателя.

Со ссылкой на фиг. 1, двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий множество цилиндров, один цилиндр которого показан на фиг. 1, управляется электронным контроллером 12 двигателя. Двигатель 10 включает в себя камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с поршнем 36, расположенным в них и присоединенным к коленчатому валу 40. Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответственный впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной клапан и выпускной клапан может приводиться в действие кулачком 51 впускного клапана и кулачком 53 выпускного клапана. Положение кулачка 51 впускного клапана может определяться датчиком 55 кулачка впускного клапана. Положение кулачка 53 выпускного клапана может определяться датчиком 57 кулачка выпускного клапана.

Топливная форсунка 66 показана расположенной для впрыска топлива непосредственно в камеру 30 сгорания, что известно специалистам в данной области техники как непосредственный впрыск. Топливная форсунка 66 подает топливо пропорционально длительности импульса сигнала FPW из контроллера 12. Топливо подается на топливную форсунку 66 топливной системой, как показано на фиг. 2. Давление топлива, подаваемое топливной системой, может регулироваться изменением впускного дозирующего клапана, регулирующего поток в топливный насос (не показан), и клапана регулирования давления направляющей-распределителя для топлива.

Впускной коллектор 44 показан сообщающимся с необязательным электронным дросселем 62, который регулирует положение дроссельной заслонки 64 для регулирования потока воздуха из впускной камеры 46 наддува. Компрессор 162 втягивает воздух из воздухозаборника 42 для питания камеры 46 наддува. Отработавшие газы вращают турбину 164, которая присоединена к компрессору 162 через вал 161. В некоторых примерах, может быть предусмотрен охладитель наддувочного воздуха. Частота вращения компрессора может регулироваться посредством регулирования положения элемента 72 управления регулируемыми лопастями или перепускного клапана 158 компрессора. В альтернативных примерах, регулятор 74 давления наддува может заменять или использоваться в дополнение к элементу 72 управления регулируемыми лопастями. Элемент 72 управления регулируемыми лопастями регулирует положение лопастей турбины с изменяемой геометрией. Отработавшие газы могут проходить через турбину 164, подводя незначительную энергию для вращения турбины 164, когда лопасти находятся в открытом положении. Отработавшие газы могут проходить через турбину 164 и передавать повышенную силу на турбину 164, когда лопасти находятся в закрытом положении. В качестве альтернативы, регулятор 74 давления наддува позволяет отработавшим газам обтекать турбину 164 для того, чтобы уменьшать количество энергии, подаваемой на турбину. Перепускной клапан 158 компрессора позволяет сжатому воздуху на выпуске компрессора 162 возвращаться на вход компрессора 162. Таким образом, отдача компрессора 162 может уменьшаться для того, чтобы оказывать влияние на поток компрессора 162 и снижать вероятность всплеска колебаний компрессора.

Сгорание инициируется в камере 30 сгорания, когда топливо автоматически воспламеняется, в то время как поршень 36 достигает верхней мертвой точки в такте сжатия. В некоторых примерах, универсальный датчик 126 кислорода в отработавших газах (UEGO) может быть присоединенным к выпускному коллектору 48 выше по потоку от устройства 70 очистки выбросов. В других примерах, датчик UEGO может быть расположен ниже по потоку от одного или более устройств последующей очистки отработавших газов. Кроме того, в некоторых примерах, датчик UEGO может быть заменен датчиком NOx, который имеет элементы считывания как NOx, так и кислорода.

При более низких температурах, свеча 68 накаливания может преобразовывать электрическую энергию в тепловую энергию для того, чтобы поднимать температуру в камере 30 сгорания. Посредством подъема температуры камеры 30 сгорания, может быть легче воспламенять топливо-воздушную смесь в цилиндре посредством сжатия.

Устройство 70 очистки выбросов, в одном из примеров, может включать в себя сажевый фильтр и блоки каталитического нейтрализатора. В еще одном примере, могут использоваться многочисленные устройства снижения токсичности отработавших газов, каждое с многочисленными брикетами. Устройство 70 очистки выбросов, в одном из примеров, может включать в себя окислительный каталитический нейтрализатор. В других примерах, устройство очистки выбросов может включать в себя уловитель обедненных NOx или устройство избирательного каталитического восстановления (SCR) и/или дизельный сажевый фильтр (DPF).

Рециркуляция отработавших газов (EGR) может подаваться в двигатель через клапан 80 EGR. Клапан 80 EGR является трехходовым клапаном, который закрывается или позволяет отработавшим газам протекать ниже по потоку от устройства 70 снижения токсичности выбросов в местоположение в системе впуска воздуха двигателя выше по потоку от компрессора 162. В альтернативных примерах, EGR может течь выше по потоку от турбины 164 во впускной коллектор 44. EGR может обходить охладитель 85 EGR или, в качестве альтернативы, EGR может охлаждаться посредством прохождения через охладитель 85 EGR. В других примерах может быть предусмотрена система EGR высокого давления и низкого давления.

Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве традиционного микрокомпьютера, включающего в себя: микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и традиционную шину данных. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе: температуру охлаждающей жидкости двигателя (ЕСТ) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; датчика 134 положения, присоединенного к педали 130 акселератора для считывания положения, заданного ступней 132; измерение давления во впускном коллекторе двигателя (MAP) с датчика 121 давления, присоединенного к впускному коллектору 44; давление наддува с датчика 122 давления; концентрацию кислорода в отработавших газах с кислородного датчика 126; датчика положения двигателя с датчика 118 на эффекте Холла, считывающего положение коленчатого вала 40; измерение массы воздуха, поступающего в двигатель, с датчика 120 (например, измерителя расхода воздуха с термоэлементом); и измерение положения дросселя с датчика 58. Барометрическое давление также может считываться (датчик не показан) для обработки контроллером 12. В предпочтительном аспекте настоящего изобретения, датчик 118 положения двигателя вырабатывает предопределенное количество равномерно разнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала, по которому может определяться частота вращения двигателя (RPM, в оборотах в минуту).

Во время работы, каждый цилиндр в двигателе 10 типично подвергается четырехтактному циклу: цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. В течение такта впуска, обычно, выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Воздух вовлекается в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, поршень 36 перемещается к дну цилиндра для того, чтобы увеличивать объем внутри камеры 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 находится около дна цилиндра и в конце своего хода (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наибольшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники ссылкой как нижняя мертвая точка (НМТ, BDC). Во время такта сжатия, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается к головке блока цилиндров для того, чтобы сжимать воздух внутри камеры 30 сгорания. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и самой близкой к головке блока цилиндров (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наименьшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники в качестве верхней мертвой точки (ВМТ, TDC). В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как впрыск, топливо вводится в камеру сгорания. В некоторых примерах, топливо может впрыскиваться в цилиндр множество раз в течение одиночного цикла цилиндра. В последовательности операций, в дальнейшем указываемой ссылкой как зажигание, впрыскиваемое топливо подвергается зажиганию посредством воспламенения от сжатия, имеющего следствием сгорание. Во время такта расширения, расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно в НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует перемещение поршня в крутящий момент вращающегося вала. В заключение, во время такта выпуска, выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпускать подвергнутую сгоранию топливо-воздушную смесь в выпускной коллектор 48, и поршень возвращается в ВМТ. Следует отметить, что вышеприведенное описано просто в качестве примера, и что установки момента открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов могут меняться так, чтобы обеспечивать положительное или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана или различные другие примеры. Кроме того, в некоторых примерах, может использоваться скорее двухтактный цикл, нежели четырехтактный цикл.

Далее, со ссылкой на фиг. 2, показано подробное изображение топливной системы, которая подает топливо в двигатель. Топливная система по фиг. 2 может быть включена в систему двигателя по фиг. 1 и может управляться посредством способа по фиг. 10.

Топливная система 200 включает в себя различные клапаны и насосы, которые управляются контроллером 12. Давление топлива в направляющих-распределителях 244 и 222 для топлива считывается с помощью датчиков 242 и 220 давления. Контроллер 12 управляет давлением в направляющих-распределителях 244 и 222 для топлива с использованием обратной связи по давлению с датчиков 242 и 220 давления. Контроллер 12 активирует топливные насосы 206 и 230 для подачи топлива на дозирующие клапаны 232 и 208. Запорные клапаны 234 и 210 обеспечивают протекание топлива в топливные насосы 255 и 256 высокого давления и ограничивают обратный поток из топливных насосов 255 и 256 высокого давления. Дозирующие клапаны 232 и 208 управляют количеством топлива, поступающего в топливные насосы 255 и 256 высокого давления. Кулачки 238 и 216 приводятся в движение двигателем и выдают движущую силу на поршни 250 и 202, которые действуют на топливо в насосных камерах 252 и 212.

Топливные насосы 255 и 256 высокого давления направляют топливо в направляющие-распределители 244 для топлива через запорные клапаны 240 и 218. Давление топлива в направляющих-распределителях 244 и 222 может регулироваться посредством регулирования клапанов 232, 208, 226 и 246. Клапаны 226 и 246 регулирования давления направляющей распределителя для топлива могут располагаться частично открытыми во время рабочих условий для того, чтобы по меньшей мере часть топлива, подаваемого топливными насосами 255 и 256, возвращалась в топливный бак 204. Клапаны 226 и 246 регулирования давления направляющей-распределителя для топлива могут по меньшей мере частично открываться на дополнительную величину во время некоторых условий для снижения давления топлива в направляющих-распределителях 222 и 244 для топлива. Клапаны 226 и 246 регулирования давления направляющей-распределителя для топлива могут по меньшей мере частично закрываться во время некоторых условий, чтобы повышать давление в направляющих-распределителях 222 и 244 для топлива. Направляющая-распределитель 222 для топлива может выдавать топливо в один ряд цилиндров двигателя через топливные форсунки 66 наряду с тем, что направляющая-распределитель 244 для топлива подает топливо во второй ряд цилиндров двигателя через топливные форсунки 66. В некоторых примерах, единственный топливный насос высокого давления может подавать топливо в обе направляющих-распределителя 244 и 222 для топлива через необязательный трубопровод 237. Клапан 226 регулирования давления направляющей-распределителя для топлива может управляться отдельно от клапана 246 регулирования давления направляющей-распределителя для топлива, так что синхронизация повышений и понижений давления топлива может происходить в разные моменты времени. Аналогичным образом, топливный насос 255 высокого давления и топливный насос 256 высокого давления могут управляться порознь, посредством топливных дозирующих клапанов 232 и 208.

Таким образом, система по фиг. 1 и 2 предусматривает систему двигателя, содержащую: цилиндр; направляющую-распределитель для топлива; топливную форсунку в сообщении по текучей среде с направляющей-распределителем для топлива, и впрыскивающую топливо непосредственно в цилиндр; и контроллер, включающий в себя компьютерную программу, хранимую на постоянном носителе, включающую в себя исполняемые команды для регулирования давления топлива в направляющей-распределителе для топлива на основании количества предварительных впрысков топлива, выдаваемых в цилиндр в течение цикла цилиндра, контроллер включает в себя команды для задержки регулирования давления топлива в направляющей-распределителе для топлива после того, как достигнуто условие для регулирования количества предварительных впрысков топлива, длительность задержки основана на окне углов поворота коленчатого вала двигателя. Контроллер также включает в себя команды для повышения давления топлива в направляющей-распределителе для топлива посредством увеличения сигнала управления дозирующим клапаном топливного насоса высокого давления и уменьшения сигнала управления клапаном регулирования давления направляющей-распределителя для топлива.

Система двигателя, также включающая в себя те случаи, когда сигнал управления клапаном регулирования давления направляющей-распределителя для топлива увеличивается перед уменьшением сигнала управления клапаном регулирования давления направляющей-распределителя для топлива. Система двигателя включает в себя те случаи, когда окно углов поворота коленчатого вала основано на интервале коленчатого вала, где топливо не впрыскивается в множество цилиндров ряда цилиндров. Система двигателя дополнительно содержит дополнительные команды для переключения между двумя или более структурами хранения давления топлива, когда изменяется количество предварительных впрысков топлива. Система двигателя также включает в себя те случаи, когда структуры хранения давления топлива являются таблицами, включающими в себя множество значений давления топлива. Система двигателя дополнительно содержит дополнительные команды для понижения давления топлива в направляющей-распределителе для топлива посредством уменьшения сигнала управления дозирующим клапаном топливного насоса высокого давления и увеличения сигнала управления клапаном регулирования давления направляющей-распределителя для топлива.

В некоторых примерах, система двигателя дополнительно содержит дополнительные команды контроллера для регулирования давления топлива в направляющей-распределителе для топлива при первом условии, когда параметр управления является возрастающим, и регулирования давления топлива при втором условии, когда параметр управления является убывающим. Система двигателя дополнительно содержит клапан регулирования давления направляющей-распределителя для топлива, топливный насос высокого давления, подающий топливо в направляющую-распределитель для топлива, и дозирующий клапан, регулирующий поток топлива в топливный насос высокого давления. Система двигателя дополнительно содержит дополнительные команды для повышения давления топлива в направляющей-распределителе для топлива посредством регулирования дозирующего клапана и клапана регулирования давления направляющей-распределителя для топлива.

Далее, со ссылкой на фиг. 3, показана примерная табличная схема количества предварительных впрысков топлива. Таблица включает в себя множество ячеек. Каждая из ячеек включает в себя значение, которое представляет суммарное количество впрысков топлива, выдаваемых в цилиндр двигателя в течение цикла цилиндра и по ходу цикла двигателя. Например, значение два представляет один предварительный впрыск топлива и один основной впрыск топлива в цилиндр в течение цикла цилиндра. Ось Y таблицы представляет указанный крутящий момент двигателя, который выдается в ответ на запрос крутящего момента двигателя. Ось X таблицы представляет число оборотов двигателя. Таким образом, для однозначно определяемых крутящего момента и числа оборотов двигателя, таблица выводит количество предварительных впрысков топлива, которые выдаются в цилиндр двигателя в течение цикла двигателя. Таблица показывает повышенное количество предварительных впрысков топлива на более низких числах оборотов и нагрузках двигателя, чтобы снижать шумы двигателя в таких условиях.

Далее, со ссылкой на фиг. 4, показан пример перехода от выдачи первого количества предварительных впрысков топлива к выдаче второго количества предварительных впрысков топлива. В частности, пример по фиг. 4 показывает переключение с двух предварительных впрысков топлива на один предварительный впрыск топлива по мере того как повышается указанный крутящий момент двигателя. Переход по фиг. 4 может обеспечиваться системой по фиг. 1 и 2 посредством способа по фиг. 10.

Ось Y представляет давление направляющей-распределителя для топлива, и давление направляющей-распределителя для топлива повышается в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет указанный крутящий момент двигателя, и указанный крутящий момент двигателя увеличивается в направлении стрелки оси X. Вертикальные метки 402 и 404 представляют примерные уровни крутящего момента двигателя, где количество предварительных впрысков топлива может регулироваться на основании крутящего момента двигателя. Вертикальная метка 402 представляет крутящий момент двигателя, где топливо, впрыскиваемое в цилиндр с использованием одного предварительного впрыска, переключается на впрыск топлива с двумя предварительными впрысками топлива, когда крутящий момент двигателя уменьшается. Вертикальная метка 404 представляет крутящий момент двигателя, где топливо, впрыскиваемое в цилиндр с использованием двух предварительных впрысков, переключается на впрыск топлива с одним предварительным впрыском топлива, когда крутящий момент двигателя увеличивается.

Примерное переключение по фиг. 4 начинается на 420, где давление впрыска топлива является относительно низким, и топливо впрыскивается в цилиндр с двумя предварительными впрысками топлива. По мере того как крутящий момент двигателя увеличивается до 400 H·м, давление топлива направляющей-распределителя для топлива повышается для того, чтобы давление топлива возрастало до уровня, показанного на 422. Система подачи топлива входит в зону гистерезиса, где количество предварительных впрысков не увеличивается и не уменьшается. По мере того как крутящий момент двигателя продолжает увеличиваться, давление в направляющей-распределителе для топлива повышается, так что давление топлива направляющей-распределителя для топлива достигает уровня, показанного на 424. Как только крутящий момент двигателя достигает верхней границы гистерезиса на 500 H·м, давление топлива направляющей-распределителя для топлива понижается, и один предварительный впрыск топлива выдается в каждый цилиндр в течение каждого цикла цилиндра. Давление топлива снижается до уровня, показанного на 426, как только крутящий момент двигателя достигает верхней границы гистерезиса на 500 H·м.

В одном из примеров, давление топлива изменяется посредством переключения с первой таблицы требуемого давления направляющей-распределителя для топлива, которая выводит требуемое давление топлива направляющей-распределителя для топлива, которое основано на крутящем моменте двигателя и первом количестве предварительных впрысков топлива, на вторую таблицу, которая выводит иное требуемое давление направляющей-распределителя для топлива, которое основано на крутящем моменте двигателя и втором количестве предварительных впрысков топлива. В других примерах, число оборотов двигателя также может быть основой для регулирования давления двигателя. Например, первая таблица может выводить давление направляющей-распределителя для топлива в 1400 бар, когда крутящий момент двигателя имеет значение 499 H·м, и выдаются два предварительных впрыска топлива. Вторая таблица может выводить давление направляющей-распределителя для топлива в 1200 бар, когда крутящий момент двигателя имеет значение 500 H·м, и выдается один предварительный впрыск топлива. Таким образом, по мере того как крутящий момент двигателя возрастает, выходные данные из второй таблицы замещаются выходными данными первой таблицы, и давление топлива изменяется наряду с количеством предварительных впрысков топлива.

По мере того как крутящий момент двигателя продолжает возрастать, давление направляющей-распределителя для топлива также повышается до уровня, указанного на 428, когда предусмотрен одиночный предварительный впрыск топлива. Повышение давления направляющей-распределителя для топлива с 426 до 428 обеспечивается значениями, выдаваемыми из второй таблицы требуемого давления направляющей-распределителя для топлива. Повышения давления направляющей-распределителя для топлива с 420 до 424 обеспечиваются значениями, выдаваемыми из первой таблицы требуемого давления направляющей-распределителя для топлива. Если количество предварительных впрысков топлива не было бы уменьшено на 404, давление топливо придерживалось бы пунктирной линии от 424 до 430 на основании выходных данных из первой таблицы требуемого давления направляющей-распределителя для топлива.

Таким образом, давление топлива и количество предварительных впрысков топлива, выдаваемых в цилиндр в течение цикла цилиндра, могут меняться. Переход с одной таблицы требуемого давления направляющей-распределителя для топлива на другую таблицу требуемого давления направляющей-распределителя для топлива предусматривает ступенчатые изменения сигналов управления давлением впрыска топлива, так чтобы давление направляющей-распределителя для топлива могло лучше оптимизироваться для количества предварительных впрысков топлива во время переключений количества предварительных впрысков топлива.

Далее, со ссылкой на фиг. 5, показан график примерного перехода для регулирования количества контрольных импульсов топлива, подаваемых в цилиндр. Более конкретно, показан график, который иллюстрирует последовательность переключения с одного предварительного впрыска топлива на два предварительных впрыска топлива. График по фиг. 5 подобен графику по фиг. 4, поэтому, описание подобных признаков графиков опущено для краткости. Вертикальная метка 502 представляет нижнюю границу гистерезиса наряду с тем, что вертикальная метка 504 представляет верхнюю границу гистерезиса.

Переход по фиг. 5 начинается на 528, где двигатель является работающим на относительно высоком крутящем моменте двигателя. Двигатель эксплуатируется на высоком крутящем моменте двигателя, и предусмотрен одиночный предварительный впрыск топлива на относительно высоком давлении топлива. По мере того как требование крутящего момента двигателя уменьшается, давление топлива снижается, и давление топлива направляющей-распределителя для топлива падает до уровня, указанного на 526. Когда крутящий момент двигателя уменьшается дальше, давление топлива в направляющей-распределителе для топлива дополнительно снижается до уровня, показанного на 524. Таким образом, давление топлива при уровнях крутящего момента двигателя, показанных между 524 и 528, выдается из второй таблицы требуемого давления топлива направляющей-распределителя для топлива подобно описанному для фиг. 4. По мере того, как крутящий момент двигателя уменьшается, и достигается нижняя граница 502 гистерезиса, давление направляющей-распределителя для топлива регулируется уровнем, выдаваемым из первой таблицы требуемого давления топлива направляющей-распределителя для топлива, и давление направляющей-распределителя для топлива повышается до уровня, показанного на 522. Дополнительно, количество предварительных впрысков топлива увеличивается с одного до двух. Когда крутящий момент двигателя уменьшается дальше, давление топлива снижается до уровня, показанного на 520. Если бы количество предварительных впрысков топлива не было отрегулировано на вертикальной метке 502, давление топлива придерживалось бы траектории пунктирной линии между 524 и 540.

Следует отметить, что в примерах по фиг. 4 и 5, а также во всем описании, количество предварительных впрысков топлива, подаваемых в любом одном цикле цилиндра, может быть количеством от нуля до пяти. Поэтому, шесть таблиц требуемого давления топлива, основанных на числе оборотов двигателя, количестве предварительных впрысков топлива и крутящем моменте двигателя может быть предусмотрено и использоваться в системе по фиг. 1-2, а также способе по фиг. 10.

Далее, со ссылкой на фиг.6, показана примерная конфигурация рядов двигателя. Двигатель 600 включает в себя множество цилиндров, в частности восемь. Первый ряд 602 цилиндров включает в себя цилиндры номер 1, 3, 5 и 7. Второй ряд 604 цилиндров включает в себя цилиндры номер 2, 4, 6 и 8. Двигатель по фиг. 6 может иметь порядок работы цилиндров, как указанный на фиг. 7, для улучшения уравновешенности двигателя и снижения вибрации двигателя.

Далее, со ссылкой на фиг. 7, показан примерный порядок работы цилиндров и интервал переключения режимов для регулирования количества предварительных впрысков топлива. Порядком работы цилиндров двигателя является 1-2-7-3-4-5-6-8. Таким образом, примерный двигатель является восьмицилиндровым двигателем. Следует отметить в связи с фиг. 6, что двигатель 600 не осуществляет зажигание в порядке, в котором пронумерованы цилиндры (например, 1-8). Скорее, двигатель осуществляет сгорание в порядке, который перескакивает между рядами один и два цилиндров, к тому же осуществляя сгорание событий двух цилиндров подряд, где цилиндры расположены в одном и том же ряду (например, цилиндры 6 и 8).

Область 702 показывает конкретную часть порядка работы цилиндров двигателя, где события впрыска топлива для ряда цилиндров номер два разбросаны на самое большее время или угол поворота коленчатого вала друг от друга в цикле двигателя. Более конкретно, впрыск топлива происходит в цилиндрах номер 7 и 3 ряда цилиндров номер один в области 702, в то время как топливо не впрыскивается в ряд цилиндров номер один. Это предоставляет давлению направляющей-распределителя для топлива для ряда цилиндров номер два переключаться между окончанием впрыска топлива для цилиндра номер 2 до начала впрыска топлива для цилиндра номер 4, не оказывая влияния на количество впрыскиваемого топлива. Таким образом, посредством избирательного выбора, где давление топлива для направляющей-распределителя для топлива номер два переключается с первого давления на второе давление, количество времени, чтобы переключалось давление топлива, может увеличиваться по сравнению с другими установками момента в цикле двигателя. Следовательно, давление топлива может иметь лучшую возможность достижения требуемого давления топлива, когда количество предварительных впрысков топлива переключается с первого значения на второе значение.

Аналогичным образом, область 704 показывает конкретную часть порядка работы цилиндров двигателя, где события впрыска топлива для ряда цилиндров номер один разбросаны на самое большее время или угол поворота коленчатого вала друг от друга в цикле двигателя. Более конкретно, впрыск топлива происходит в цилиндрах номер 6 и 8 ряда цилиндров номер два в области 804. Это предоставляет давлению направляющей-распределителя для топлива для ряда цилиндров номер один переключаться между окончанием впрыска топлива для цилиндра номер 5 до начала впрыска топлива для цилиндра номер 1, не оказывая влияния на количество впрыскиваемого топлива. Таким образом, посредством избирательного выбора, где давление топлива для направляющей-распределителя для топлива номер один переключается с первого давления на второе давление, количество времени, чтобы переключалось давление топлива, может увеличиваться по сравнению с другими установками момента в цикле двигателя. Как результат, давление топлива может иметь лучшую возможность достижения требуемого давления топлива, когда количество предварительных впрысков топлива переключается с первого значения на второе значение.

Далее, со ссылкой на фиг. 8, показана примерная последовательность переключения предварительного впрыска топлива. Последовательность по фиг. 8 может быть предусмотрена системой по фиг. 1 и 2, выполняющей способ по фиг. 10. Показана синхронизация цилиндров для одного ряда цилиндров двигателя, включающего в себя цилиндры 1, 3, 5 и 7. Следует отметить, что фактические моменты времени впрыска топлива могут отличаться от установок момента, показанных на фиг.8 и 9, поскольку фиг. 8 и 9 предназначены скорее для иллюстрации способа, описанного в материалах настоящей заявки, а не отображения конкретных установок момента впрыска топлива.

Первый, третий, пятый и седьмой графики сверху по фиг. 8 представляют такты цилиндра для цилиндров номер один, семь, три и пять восьмицилиндрового двигателя, как показанный на фиг. 6. Такты впуска сокращенно обозначены INT наряду с тем, что такты сжатия сокращенно обозначены как СОМР. Такты впуска сокращенно обозначены как INT наряду с тем, что такты сжатия сокращенно обозначены как СОМР.

Второй, четвертый, шестой и восьмой графики сверху по фиг. 8 представляют события впрыска топлива для цилиндров номер один, семь, три и пять восьмицилиндрового двигателя, как показанный на фиг. 6. Предварительные впрыски для цилиндра номер один указаны в качестве 802 и 804. Основной импульс впрыска для цилиндра номер один указан в качестве 806. Предварительные впрыски для цилиндра номер семь указаны в качестве 810 и 812. Основной импульс впрыска для цилиндра номер семь указан в качестве 814. Предварительные впрыски для цилиндра номер три указаны в качестве 820 и 822. Основной импульс впрыска для цилиндра номер три указан в качестве 824. Предварительные впрыски для цилиндра номер пять указаны в качестве 830 и 832. Основной импульс впрыска для цилиндра номер пять указан в качестве 834.

Девятый график сверху по фиг. 8 является графиком, который представляет сигнал управления топливным насосом высокого давления. Сигнал управления топливным насосом высокого давления увеличивается для повышения выходного давления топливного насоса высокого давления. Сигнал управления топливным насосом высокого давления уменьшается в направлении оси X для уменьшения выходного давления насоса высокого давления.

Девятый график сверху по фиг. 8 является графиком, который представляет сигнал управления клапаном давления направляющей-распределителя для топлива. Сигнал управления давлением направляющей-распределителя для топлива увеличивается для повышения давления направляющей-распределителя для топлива. Сигнал управления давлением направляющей-распределителя для топлива уменьшается в направлении оси X для снижения давления направляющей-распределителя для топлива.

Одиннадцатый график сверху по фиг. 8 является графиком, который представляет давление направляющей-распределителя для топлива. Давление направляющей-распределителя для топлива снижается в направлении оси X. Давление направляющей-распределителя для топлива повышается в вертикальном направлении от оси X.

В момент Т₀ времени, двигатель является работающим на низких крутящем моменте и числе оборотов. Следовательно, два предварительных впрыска выдаются в каждый цилиндр в течение соответственных циклов цилиндров двигателя. Сигнал управления насосом высокого давления показан возрастающим для повышения давления топлива с увеличением крутящего момента двигателя. Сигнал управления клапаном регулирования давления направляющей-распределителя для топлива является управляющим частично открытым состоянием клапана давления направляющей-распределителя для топлива. Давление направляющей распределителя для топлива показано с тенденцией увеличения, которая соответствует увеличивающемуся сигналу управления насосом высокого давления. Давление топлива направляющей-распределителя для топлива управляется на основании выходных данных из первой таблицы требуемого давления топлива. Выходные данные первой таблицы требуемого давления топлива основаны на двух предварительных впрысках топлива. Поэтому, давление топлива давление топлива находится на более высоком уровне и является возрастающим. Установка момента впрыска топлива для предварительных впрысков топлива и основных впрысков топлива в течение каждого цикла двигателя показаны во время тактов сжатия соответственных цилиндров. Однако могут быть предусмотрены другие установки моментов предварительного впрыска топлива и основного впрыска топлива.

В момент Т₁ времени, условия работы двигателя достигают состояния, где делается вывод, что желательно переключиться с двух предварительных впрысков топлива на одиночный предварительный впрыск топлива (например, во время увеличения крутящего момента двигателя). Условия работы двигателя могут включать в себя крутящий момент двигателя, число оборотов двигателя или комбинацию параметров управления двигателем. В некоторых примерах, количество предварительных впрысков топлива может изменяться в момент времени, когда условия работы двигателя достигают условий для перехода на другое количество предварительных впрысков топлива. Однако в представленном примере, количество предварительных впрысков топлива задерживается для удлинения времени, разрешенного, чтобы давление топлива изменялось по мере того, как изменяется количество предварительных впрысков топлива. Поэтому количество предварительных впрысков топлива и давление топлива не регулируются до момента Т₂ времени. Таким образом, время между Т₁ и Т₂ является временем задержки между тем, когда присутствуют условия для изменения количества предварительных впрысков и давления топлива, и моментом времени, когда дается команда изменения. Сигнал управления дозирующим клапаном насоса высокого давления продолжает сигнал управления дозирующим клапаном насоса высокого давления, который основан на двух предварительных впрысках топлива, и он возрастает с увеличением крутящего момента двигателя. Давление топлива придерживается увеличивающегося сигнала управления дозирующим клапаном насоса высокого давления.

В момент Т₂ времени, сигнал управления дозирующим клапаном топливного насоса высокого давления уменьшается, и клапану регулирования давления направляющей-распределителя для топлива дается команда открываться, чтобы предоставлять большему количеству топлива возвращаться в ряд цилиндров из направляющей-распределителя для топлива. Посредством по существу одновременного открывания клапана регулирования давления направляющей-распределителя для топлива и уменьшением сигнала управления дозирующим клапаном топливного насоса высокого давления, давление топлива в направляющей-распределителе для топлива может понижаться.

Между моментом Т₂ времени и моментом Т₃ времени, клапан регулирования давления направляющей-распределителя для топлива подвергается сигналу управления или регулируется на в большей степени закрытое состояние. Сигнал управления дозирующим клапаном топливного насоса высокого давления дополнительно снижается, чтобы давать команду давлению направляющей-распределителя для топлива снижаться. Давление направляющей-распределителя для топлива регулируется значением, которое основано на выходных данных второй таблицы требуемого давления топлива. Значения давления топлива, выводимые из второй таблицы требуемого давления топлива, основаны на одиночном контрольном импульсе впрыска топлива. Кроме того, количество предварительных впрысков топлива, подаваемых в цилиндр в течение цикла цилиндра, уменьшается с двух импульсов впрыска топлива до одного импульса впрыска топлива. Следовательно, давление топлива направляющей-распределителя для топлива снижается.

В момент Т₃ времени, первый впрыск топлива происходит после того, как выдаются сигналы управления для регулирования давления топлива и количеств предварительных впрысков топлива. Кроме того, сигнал управления дозирующим клапаном топливного насоса высокого давления достигает нижнего уровня к моменту Т₃ времени. Аналогичным образом, сигнал управления клапаном регулирования давления направляющей-распределителя для топлива достигает нижнего уровня к моменту Т₃ времени. Однако в некоторых примерах, сигналы управления дозирующим клапаном топливного насоса высокого давления и клапаном регулирования давления направляющей-распределителя для топлива могут достигать нижнего значения до или после первого событие впрыска топлива после того, как давление топлива переключается на более низкое давление. Давление направляющей-распределителя для топлива снижается ко времени первого впрыска, после того, как выданы сигналы управления для регулирования давления топлива и количеств предварительных впрысков топлива. Таким образом, давление топлива направляющей-распределителя для топлива достигает значения, которое пригодно для события впрыска топлива, которое включает в себя одиночный контрольный импульс впрыска топлива и основной импульс впрыска топлива. Остальные цилиндры ряда цилиндров также принимают впрыск топлива, включающий в себя одиночный предварительный впрыск топлива и основной импульс топлива после момента Т₄ времени.

Следует отметить, что регулирования давления направляющей-распределителя для топлива и регулирования для количества предварительных впрысков топлива задерживаются от момента T₁ времени до момента Т₂ времени на основании длительности между впрысками топлива между цилиндрами ряда цилиндров. В течение времени между моментами Т₂ и Т₃ времени, топливо впрыскивается в ряд цилиндров номер два, но не ряд цилиндров номер один. В частности, два события впрыска топлива происходят в цилиндрах 6 и 8 между моментом Т₂ времени и моментом Т₃ времени. Отсутствие впрыска топлива в ряд цилиндров один дает 180 градусов поворота коленчатого вала (например, 90 градусов между циклами цилиндра для восьмицилиндрового двигателя), где давление топлива у топлива, подаваемого в ряд цилиндров один, может регулироваться. Таким образом, давление топлива в направляющей-распределителе для топлива, подающей топливо в ряд цилиндров номер один, может регулироваться без оказания влияния на количество топлива, впрыскиваемого в течение предварительных впрысков топлива. Поэтому, количество топлива, подаваемого в двигатель во время перехода между двумя предварительными впрысками топлива и одним предварительным впрыском топлива, может улучшаться.

Далее, со ссылкой на фиг. 9, показана примерная последовательность переключения предварительного впрыска топлива. Последовательность по фиг. 9 может быть предусмотрена системой по фиг. 1 и 2, выполняющей способ по фиг. 10. Показана синхронизация цилиндров для одного ряда цилиндров двигателя, включающего в себя цилиндры 1, 3, 5 и 7. График по фиг. 9 подобен графику по фиг. 8, поэтому, описание подобных признаков графиков опущено дл краткости. Описаны отличия между фиг. 8 и 9. Фиг. 9 представляет переход с более низкого количества предварительных впрысков топлива на более высокое количество предварительных впрысков топлива по мере того, как увеличивается указанный крутящий момент двигателя.

События впрыска топлива для цилиндра номер один включают в себя предварительные впрыски 902 и 904, а также основной впрыск 906 топлива. Аналогичным образом, события впрыска топлива для цилиндра номер семь включают в себя предварительные впрыски 910 и 912 топлива, а также основной впрыск 914 топлива. События впрыска топлива для цилиндра номер три включают в себя предварительные впрыски 920 и 922 топлива, а также основной впрыск 924 топлива. События впрыска топлива для цилиндра номер пять включают в себя предварительные впрыски 930 и 932 топлива, а также основной впрыск 934 топлива.

В момент Т₀ времени, двигатель является работающим на более высоких крутящем моменте и числе оборотов, но указанные крутящий момент и число оборотов двигателя находятся в пределах тенденции убывания. Следовательно, один предварительный впрыск топлива выдается в каждый цилиндр в течение соответственных циклов цилиндров двигателя. Сигнал управления дозирующим клапаном топливного насоса высокого давления показан с тенденцией убывания, и давление топлива придерживается сигнала управления дозирующим клапаном топливного насоса. Указанное сигналом управления давление топлива направляющей-распределителя для топлива основано на выходных данных из второй таблицы требуемого давления топлива. Выходные данные второй таблицы требуемого давления топлива основаны на одном предварительном впрыске топлива. Как результат, давление топлива находится на более низком уровне по сравнению с уровнем, где было бы давление топлива, если бы предусматривались два предварительных впрыска топлива.

В момент Т₁ времени, условия работы двигателя достигают состояния, где делается вывод, что желательно переключиться с одного предварительного впрыска топлива на два предварительных впрыска топлива (например, во время уменьшения крутящего момента двигателя). Условия работы двигателя могут включать в себя крутящий момент двигателя, число оборотов двигателя или комбинацию параметров управления двигателем. В некоторых примерах, количество предварительных впрысков топлива может изменяться в момент времени, когда условия работы двигателя достигают условий для перехода на другое количество предварительных впрысков топлива. Однако в представленном примере, количество предварительных впрысков топлива задерживается для удлинения времени, разрешенного, чтобы давление топлива изменялось по мере того, как изменяется количество предварительных впрысков топлива. Поэтому, количество предварительных впрысков топлива и давление топлива не регулируются до момента Т₃ времени. Таким образом, время между T₁ и Т₃ является временем задержки между тем, когда присутствуют условия для изменения количества предварительных впрысков и давления топлива, и моментом времени, когда дается команда изменения.

В момент Т₂ времени, сигнал управления дозирующим клапаном топливного насоса высокого давления увеличивается для увеличения производительности у топливного насоса высокого давления. Одновременно, клапану регулирования давления направляющей-распределителя для топлива дается команда открываться дальше. Таким образом, производительность топливного насоса высокого давления может увеличиваться без повышения давления направляющей-распределителя для топлива.

В момент Т₃ времени, сигнал управления топливным насосом высокого давления находится на более высоком уровне, и сигнал управления давлением направляющей-распределителя для топлива уменьшается ступенчатым образом. Закрывание клапана регулирования давления направляющей-распределителя для топлива наряду с тем, что дозирующему клапану топливного насоса давления дается команда на более высокий уровень, обеспечивает возможность быстрого повышения давления направляющей-распределителя для топлива в момент Т₃ времени. Давление направляющей-распределителя для топлива регулируется значением, которое основано на выходных данных первой таблицы требуемого давления топлива. Значения давления топлива, выводимые из первой таблицы требуемого давления топлива, основаны на двух контрольных импульсах впрыска топлива. Кроме того, количество предварительных впрысков топлива, подаваемых в цилиндр в течение цикла цилиндра, увеличивается с одного импульса впрыска топлива до двух импульсов впрыска топлива. Следовательно, давление топлива направляющей-распределителя для топлива повышается.

В момент Т₄ времени, первый впрыск топлива происходит после того как выдаются сигналы управления для регулирования давления топлива и количеств предварительных впрысков топлива. Давление направляющей-распределителя для топлива повышается ко времени первого впрыска, после того как выданы сигналы управления для регулирования давления топлива и количеств предварительных впрысков топлива. Таким образом, давление топлива направляющей-распределителя для топлива достигает значения, которое пригодно для события впрыска топлива, которое включает в себя два контрольных импульса впрыска топлива и основной импульс впрыска топлива. Остальные цилиндры ряда цилиндров также принимают впрыск топлива, включающий в себя два предварительных впрыска топлива и основной импульс топлива после момента Т₄ времени.

Подобно фиг. 8, регулирование давления направляющей-распределителя для топлива и регулирование количества предварительных впрысков топлива задерживаются от момента Т₁ времени до момента Т₃ времени на основании длительности между впрысками топлива между цилиндрами ряда цилиндров. В течение времени между моментами Т₃ и Т₄ времени, топливо впрыскивается в ряд цилиндров номер два, но не ряд цилиндров номер один. В частности, два события впрыска топлива происходят в цилиндрах 6 и 8 между моментом Т₃ времени и моментом Т₄ времени. Отсутствие впрыска топлива в ряд цилиндров один дает 180 градусов поворота коленчатого вала (например, 90 градусов между циклами цилиндра для восьмицилиндрового двигателя), где давление топлива у топлива, подаваемого в ряд цилиндров один, может регулироваться. Таким образом, давление топлива в направляющей-распределителе для топлива, подающей топливо в ряд цилиндров номер один, может регулироваться без оказания влияния на количество топлива, впрыскиваемого в течение предварительных впрысков топлива. Поэтому, количество топлива, подаваемого в двигатель во время перехода между одним предварительным впрыском топлива и двумя предварительными впрысками топлива, может улучшаться.

Со ссылкой на фиг. 10, показана блок-схема последовательности операций для способа для регулирования давления топлива и количества предварительных впрысков топлива, выдаваемого в течение цикла цилиндра. Способ по фиг. 10 может выполняться контроллером 12 по фиг. 1 и 2 посредством команд, хранимых в постоянной памяти.

На 1002, способ 1000 определяет условия работы двигателя. Условия работы двигателя могут включать в себя, но не в качестве ограничения, число оборотов двигателя, требование крутящего момента двигателя, указанный крутящий момент двигателя, положение двигателя и температуру двигателя. Способ 1000 переходит на 1004 после того, как определены условия работы двигателя.

На 1004, способ 1000 выбирает количество предварительных впрысков топлива и давление топлива на основании условий работы. Дополнительно, количество топлива для впрыска может определяться на 1004. В одном из примеров, некоторое количество таблиц требуемого давления топлива индексируются и основаны на количестве имеющихся в распоряжении контрольных импульсов впрыска топлива. Например, если топливная система предусматривает впрыск нуля, одного или двух предварительных впрысков топлива в течение цикла цилиндра на основании условий работы двигателя, предусмотрены три таблицы требуемого давления топлива. Каждое из требуемого давления топлива включает требования давления топлива, которые основаны на количестве предварительных впрысков топлива, впрыскиваемых в цилиндр в течение существующего цикла двигателя. В некоторых примерах, таблицы требуемого давления топлива, кроме того, могут быть основаны на числе оборотов двигателя и указанном крутящем моменте двигателя. Аналогичным образом, таблица (например, смотрите фиг. 3) предусмотрена для определения количества предварительных впрысков топлива для выдачи в течение цикла цилиндра. Количество предварительных впрысков топлива может индексироваться и быть основанным на числе оборотов двигателя и указанном крутящем моменте двигателя. Количество впрыскиваемого топлива может определяться опытным путем и сохраняться в таблице в памяти. Таблица, удерживающая количество топлива для впрыска, может индексироваться с использованием числа оборотов двигателя и указанного крутящего момента двигателя. Способ 1000 переходит на 1006 после того, как определено количество предварительных впрысков и давление топлива.

На 1006, способ 1000 оценивает, есть или нет запрос для переключения количества предварительных впрысков топлива, на основании условий работы. Например, если предыдущее рабочее состояние, требовало одиночного предварительного впрыска топлива, а существующие условия работы требует двух предварительных впрысков топлива, способ 1000 может делать вывод, что есть запрос для переключения количества предварительных впрысков топлива. Переключения могут быть основаны на числе оборотов двигателя, указанном крутящем моменте и/или других параметрах управления. Если способ 1000 делает вывод, что присутствуют условия для изменения количества предварительных впрысков топлива, ответом является да, и способ 1000 переходит на 1010. Иначе, ответом является нет, и способ 1000 переходит на 1008.

На 1008, способ 1000 подает топливо с требуемым количеством предварительных впрысков, определенны на 1004. Кроме того, количество топлива для впрыска в течение цикла цилиндра делится между предварительными впрысками топлива и основным впрыском, которые подаются в цилиндр в течение цикла цилиндра. Таким образом, топливная форсунка может открываться и закрываться несколько раз в течение цикла цилиндра, чтобы подавать требуемое количества топлива с требуемым количеством предварительных впрысков. Способ 1000 переходит на выход после того, как топливо подается в цилиндр.

На 1010, способ 1000 выбирает установку момента для переключения давления топлива и количества предварительных впрысков для подачи в цилиндр в течение цикла цилиндра. В одном из примеров, как проиллюстрировано на фиг. 8 и 9, способ 1000 может задерживать переход с одного давления впрыска топлива и первого количества предварительных впрысков топлива после того, как удовлетворены условия для изменения давления топлива и первого количества предварительных впрысков топлива. Задержка может происходить от момента времени, когда присутствуют условия, где требуется изменение, до конкретного окна угла поворота коленчатого вала, где время между событиями впрыска топлива является наибольшим для конкретного ряда цилиндров. Например, регулирования давления топлива и регулирования количества предварительных впрысков для ряда цилиндров могут задерживаться до тех пор, пока двигатель не находится в интервале или окне по коленчатому валу, где противоположный ряд цилиндров имеет два смежных события впрыска топлива (например, топлива, подаваемого в цилиндр в течение цикла цилиндра, включающего в себя предварительные и основной впрыски) в порядке сгорания. Таким образом, регулирования для давления топлива и количества предварительных впрысков для ряда цилиндров могут планироваться там, где не происходят впрыски топлива, или где изменение давления топлива будет происходить за меньшее количество событий впрыска топлива ряда цилиндров, где производится регулирование давления топлива.

В примере, где единственный топливный насос высокого давления подает топливо в две направляющих-распределителя для топлива, давление направляющей-распределителя для топлива может повышаться или понижаться посредством регулирования клапана регулирования давления направляющей-распределителя для топлива ряда цилиндров во время самого длинного периода между событиями впрыска ряда цилиндров. Выходное давление топливного насоса высокого давления может регулироваться в момент времени, когда присутствуют условия, где желательно изменять количество предварительных впрысков топлива. Таким образом, давление в направляющей-распределителе для топлива может регулироваться двумя разными сигналами управления (например, сигналом управления давлением топливного насоса высокого давления и сигналом управления клапаном регулирования давления направляющей распределителя для топлива), которые смещены по времени. Способ 1000 переходит на 1012 после того, как определены установка момента регулирования давления топлива и установка момента количества предварительных впрысков топлива.

На 1012, способ 1000 выбирает исправленное давление впрыска топлива и количество предварительных впрысков топлива. В одном из примеров, способ 1000 переключается с извлечения требуемого давления топлива из первой таблицы на извлечение требуемого давления топлива из второй таблицы. Первая и вторая таблицы основаны на разных количествах предварительных впрысков топлива. Кроме того, выходные данные первой и второй таблиц могут быть основаны на крутящем моменте, числе оборотов и других условиях работы двигателя, таких как температура двигателя. Количество предварительных впрысков топлива извлекается из таблицы, удерживающей количество предварительных впрысков топлива (например, смотрите фиг. 3). Таблица, удерживающая количество предварительных впрысков топлива, может индексироваться с помощью крутящего момента двигателя и числа оборотов двигателя. В других примерах, таблица, удерживающая количество впрысков топлива дополнительно может индексироваться на основании температуры двигателя и/или других управляющих переменных. Способ 1000 переходит на 1014 после того, как определены исправленные давление впрыска топлива и количества предварительных впрысков топлива.

На 1014, способ 1000 переходит на требуемое давление топлива и количество предварительных впрысков топлива с установкой момента, определенной на 1010. Давление топлива может повышаться посредством регулирования дозирующего клапана, который управляет потоком в топливный насос высокого давления. Кроме того, давление топлива может регулироваться посредством регулирования положения клапана регулирования давления направляющей-распределителя для топлива. Дозирующий клапан топливного насоса высокого давления и клапаны регулирования давления направляющей-распределителя для топлива могут регулироваться по существу одновременно или со смещением по времени. Количество предварительных впрысков топлива регулируется посредством регулирования моментов времени открывания и закрывания топливных форсунок.

В одном из примеров, когда давление направляющей-распределителя для топлива снижается в ответ на уменьшение количества предварительных впрысков топлива и увеличение крутящего момента двигателя, производительность топливного насоса высокого давления увеличивается посредством увеличения сигнала управления дозирующего клапана топливного насоса высокого давления с увеличением указанного крутящего момента двигателя перед тем, как инициирован переход давления топлива с более высокого давления на более низкое давление. Сигнал управления дозирующего клапана топливного насоса высокого давления снижается, и клапан давления направляющей-распределителя для топлива открывается в начале перехода на более низкое давление топлива. Клапан направляющей-распределителя для топлива закрывается, и производительность топливного насоса высокого давления снижается по мере того, как давление направляющей распределителя для топлива падает. Давление направляющей-распределителя для топлива позже вновь повышается после переключения количества предварительных впрысков топлива повышением производительности топливного насоса высокого давления, в то время как клапан давления направляющей-распределителя для топлива частично открыт.Фиг.8 дает пример такой последовательности.

В еще одном примере, когда давление направляющей-распределителя для топлива повышается в ответ на увеличение количества предварительных впрысков топлива и уменьшение крутящего момента двигателя, производительность топливного насоса высокого давления уменьшается посредством уменьшения сигнала управления дозирующего клапана топливного насоса высокого давления с уменьшением указанного крутящего момента двигателя перед тем, как инициирован переход давления топлива с более низкого давления на более высокое давление. Сигнал управления дозирующего клапана топливного насоса высокого давления повышается, и клапан давления направляющей-распределителя для топлива открывается для подготовки к переходу на более высокое давление топлива направляющей-распределителя для топлива. Давление топлива в направляющей-распределителе для топлива остается по существу постоянным посредством увеличения сигнала управления дозирующего клапана топливного насоса высокого давления наряду с открывание клапана регулирования давления направляющей-распределителя для топлива. Клапан регулирования давления направляющей-распределителя для топлива закрывается, в то время как производительность насоса высокого давления находится на более высоком уровне, для повышения давления направляющей-распределителя для топлива. Давление направляющей-распределителя для топлива позже может вновь понижаться после переключения количества предварительных впрысков топлива снижением производительности топливного насоса высокого давления, в то время как клапан давления направляющей-распределителя для топлива частично открыт.Фиг.9 дает пример такой последовательности.

Способ 1000 переходит на выход после того, как отрегулированы давление топлива и количество предварительных впрысков топлива.

Способ по фиг. 10 может определять давление топлива и количество впрысков топлива для всех цилиндров или для одного цилиндра за раз. Если давление топлива и количество предварительных впрысков определено для одного цилиндра, способ 1000 может выполняться для другого цилиндра.

Таким образом, способ по фиг. 10 предусматривает способ для снабжения топливом двигателя, содержащий с подачи топлива в цилиндр на основании первой зависимости между давлением топлива и количеством предварительных впрысков топлива к подаче топлива в цилиндр на основании второй зависимости между давлением топлива и количеством предварительных впрысков топлива, переход происходит в ответ на первое условие, когда параметр управления является возрастающим. Способ включает в себя те случаи, когда переход синхронизирован, чтобы происходить на самом длинном окне углов положения коленчатого вала в течение цикла цилиндров, где нет событий впрыска топлива ряда цилиндров. Таким образом, способ предусматривает регулирование давления топлива и установку момента, когда производятся регулирования давления топлива.

Способ дополнительно содержит переход с подачи топлива в двигатель под боле высоким давлением топлива на более низкое давление посредством по меньшей мере частичного открывания клапана регулирования давления направляющей-распределителя для топлива. Способ также дополнительно содержит по меньшей мере частичное повышение величины открывания клапана регулирования давления направляющей-распределителя для топлива непосредственно перед переходом на более высокое давление топлива. Способ также включает в себя те случаи, когда переход задерживается после первого условия до тех пор, пока не достигается самое длинное окно угла поворота коленчатого вала, где нет событий впрыска топлива. Способ также включает в себя те случаи, когда параметр управления является крутящим моментом двигателя или числом оборотов двигателя. Способ также включает в себя те случаи, когда первая зависимость основана на многомерной регулировочной характеристике давления топлива и многомерной регулировочной характеристике количества предварительных впрысков топлива. В некоторых примерах, способ включает в себя те случаи, когда переход заключается в понижении давления топлива посредством регулирования дозирующего клапана насоса высокого давления и клапана регулирования давления направляющей-распределителя для топлива. Способ также включает в себя те случаи, когда переход заключается в понижении давления топлива посредством регулирования дозирующего клапана насоса высокого давления и клапана регулирования давления направляющей-распределителя для топлива.

Способ по фиг. 10 также предусматривает способ для снабжения топливом двигателя, содержащий: переход первый раз с подачи топлива в цилиндр под первым давлением топлива, которое основано на первом количестве предварительных впрысков топлива, на второе давление топлива, которое основано на втором количестве предварительных впрысков топлива при первом условии, когда параметр управления является возрастающим; и переход второй раз с подачи топлива в цилиндр под вторым давлением топлива, которое основано на втором количестве предварительных впрысков топлива, на первое давление топлива, которое основано на первом количестве предварительных впрысков топлива при втором условии, когда параметр управления является убывающим. Способ также включает в себя те случаи, когда первое и второе условия являются разными условиями, где первое условие является первым крутящим моментом двигателя, а второе условие является вторым крутящим моментом двигателя, и где первый крутящий момент двигателя является большим, чем второй крутящий момент двигателя.

В некоторых примерах, способ включает в себя те случаи, когда первое и второе условия являются разными условиями, где первое условие является первым числом оборотов двигателя, а второе условие является вторым числом оборотов двигателя, и где первое число оборотов двигателя является большим, чем второе число оборотов двигателя. Способ также включает в себя те случаи, когда переход первый раз для первого ряда цилиндра задерживается, чтобы начинаться на самом длинном окне угла поворота коленчатого вала в течение цикла двигателя, где нет событий впрыска топлива для первого ряда цилиндров, и где переход первый раз для второго ряда цилиндров задерживается, чтобы начинаться в самом длинном окне угла поворота коленчатого вала в течение цикла двигателя, где нет событий впрысков топлива для второго ряда цилиндров. Способ дополнительно содержит те случаи, когда первое давление топлива и второе давление топлива дополнительно основаны на требовании числа оборотов и крутящего момента двигателя, и когда второе количество предварительных впрысков топлива является меньшим, чем первое количество предварительных впрысков топлива. Способ включает в себя те случаи, когда второе давление топлива переключается на первое давление топлива посредством регулирования дозирующего клапана насоса высокого давления и клапана регулирования давления направляющей-распределителя для топлива.

Способ дополнительно содержит переход с подачи топлива в двигатель под боле низким давлением топлива на более высокое давление посредством по меньшей мере частичного закрывания клапана регулирования давления направляющей-распределителя для топлива.

Специалистам в данной области техники следует понимать, что способ, описанный на фиг. 10, может представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерываниями, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, различные проиллюстрированные этапы или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Аналогичным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения целей, признаков и преимуществ, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Хотя не проиллюстрировано явным образом, специалисту в данной области техники следует понимать, что одни или более из проиллюстрированных этапов, способов или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии.

На этом описание завершено. Однако после его прочтения специалистам в данной области техники будут очевидны многие изменения и модификации, не выходящие за рамки сущности и объема описания. Например, одноцилиндровый двигатель, рядные двигатели 12, 13, 14, 15 и V-образные двигатели V6, V8, V10, V12 и V16, работающие на природном газе, бензине, дизельном топливе или альтернативных топливных конфигурациях, могли бы использовать настоящее изобретение для получения преимуществ.

Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложены способы и системы для регулирования впрыска топлива ДВС. В одном из примеров, изменение давления топлива планируется, когда некоторое количество предварительных впрысков топлива в цилиндр переходит из первого количества во время первого цикла цилиндра во второе количество во время второго цикла цилиндра. Технический результат заключается в снижении выбросов двигателя и улучшении шумовых характеристик двигателя. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ снабжения топливом двигателя, включающий:
подачу топлива в цилиндр на основании выходных данных давления из первой таблицы, выражающей давление топлива как функцию первого количества предварительных впрысков топлива, выдаваемых в цилиндр в первом режиме;
подачу топлива в цилиндр на основании выходных данных давления из второй таблицы, выражающей давление топлива как функцию второго количества предварительных впрысков топлива, выдаваемых в цилиндр во втором режиме; и
переход из первого режима во второй режим в ответ на первое условие, когда параметр управления является возрастающим.

2. Способ по п. 1, дополнительно включающий частичное открывание клапана регулирования давления направляющей-распределителя для топлива для понижения давления топлива, выдаваемого в цилиндр от более высокого давления топлива на более низкое давление топлива в ответ на первое условие, когда параметр управления является возрастающим.

3. Способ по п. 2, дополнительно включающий по меньшей мере частичное увеличение величины открывания клапана регулирования давления направляющей-распределителя для топлива в ответ на повышающееся давление в направляющей-распределителе для топлива.

4. Способ по п. 1, в котором параметр управления является крутящим моментом двигателя или числом оборотов двигателя.

5. Способ по п. 1, в котором выходные данные давления первой таблицы дополнительно основаны на числе оборотов двигателя.

6. Способ по п. 1, в котором переход из первого режима во второй режим включает повышение давления топлива в направляющей-распределителе для топлива посредством регулирования дозирующего клапана насоса высокого давления и клапана регулирования давления направляющей-распределителя для топлива.

7. Способ по п. 1, в котором переход из первого режима во второй режим включает понижение давления топлива посредством регулирования дозирующего клапана насоса высокого давления и клапана регулирования давления направляющей-распределителя для топлива.

8. Способ снабжения топливом двигателя, включающий:
подачу топлива в цилиндр под первым давлением топлива, которое основано на первом количестве предварительных впрысков топлива в первом режиме, и подачу топлива в цилиндр под вторым давлением топлива, которое основано на втором количестве предварительных впрысков топлива во втором режиме, и переход из первого режима во второй режим в ответ на возрастание параметра управления; и
подачу топлива в цилиндр под вторым давлением топлива, которое основано на втором количестве предварительных впрысков топлива во втором режиме, и подачу топлива в цилиндр под первым давлением топлива, которое основано на первом количестве предварительных впрысков топлива в первом режиме, и переход из второго режима в первый режим в ответ на убывание параметра управления.

9. Способ по п. 8, в котором параметр управления является крутящим моментом двигателя.

10. Способ по п. 8, в котором параметр управления является числом оборотов двигателя.

11. Способ по п. 8, дополнительно включающий по меньшей мере частичное закрывание клапана регулирования давления направляющей-распределителя для топлива для увеличения давления топлива, подаваемого в двигатель.

12. Способ по п. 8, в котором первое давление топлива и второе давление топлива дополнительно основаны на требовании числа оборотов и крутящего момента двигателя, а второе количество предварительных впрысков топлива меньше, чем первое количество предварительных впрысков топлива.

13. Способ по п. 8, в котором дозирующий клапан насоса высокого давления и клапан регулирования давления направляющей-распределителя для топлива регулируют для перехода из второго режима в первый режим.

14. Система двигателя, содержащая:
цилиндр;
направляющую-распределитель для топлива;
топливную форсунку в сообщении по текучей среде с направляющей-распределителем для топлива, и впрыскивающую топливо непосредственно в цилиндр; и
контроллер, включающий в себя компьютерную программу, хранимую на постоянном носителе, для регулирования давления топлива в направляющей-распределителе для топлива на основании количества предварительных впрысков топлива, выдаваемых в цилиндр в течение цикла цилиндра, при этом контроллер выполнен с возможностью повышения давления топлива в направляющей-распределителе для топлива посредством увеличения сигнала управления дозирующим клапаном топливного насоса высокого давления и уменьшения сигнала управления клапаном регулирования давления направляющей-распределителя для топлива.

15. Система по п. 14, в которой сигнал управления клапаном регулирования давления направляющей-распределителя для топлива увеличивают перед уменьшением сигнала управления клапаном регулирования давления направляющей-распределителя для топлива.

16. Система по п. 14, в которой контроллер дополнительно выполнен с возможностью перехода между двумя или более структурами хранения давления топлива, когда изменяется количество предварительных впрысков топлива.

17. Система по п. 16, в которой две или более структур хранения давления топлива являются таблицами, включающими в себя множество значений давления топлива.

18. Система по п. 14, в которой контроллер дополнительно выполнен с возможностью регулирования давления топлива в направляющей-распределителе для топлива при первом условии, когда параметр управления является возрастающим, и регулирования давления топлива при втором условии, когда параметр управления является убывающим.

19. Система по п. 14, дополнительно содержащая клапан регулирования давления направляющей-распределителя для топлива, который принимает сигнал управления клапаном регулирования давления направляющей-распределителя для топлива, топливный насос высокого давления, подающий топливо в направляющую-распределитель для топлива, и дозирующий клапан, который регулирует поток топлива в топливный насос высокого давления в ответ на сигнал управления дозирующим клапаном топливного насоса высокого давления.

20. Система по п. 19, в которой контроллер дополнительно выполнен с возможностью понижения давления топлива в направляющей-распределителе для топлива посредством уменьшения сигнала управления дозирующим клапаном топливного насоса высокого давления и увеличения сигнала управления клапаном регулирования давления направляющей-распределителя для топлива.