Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способам и системам для управления двигателем с топливным насосом высокого давления.
Уровень техники
Топливные системы непосредственного впрыска могут использоваться для подачи по меньшей мере части требуемого количества топлива в двигатель для сгорания. Такие топливные системы непосредственного впрыска могут включать в себя топливный насос высокого давления, в дополнение к топливному насосу низкого давления, выше по потоку от направляющей-распределителя для топлива, чтобы поднимать давление топлива, подаваемого в цилиндры двигателя через форсунки непосредственного впрыска. В системах пуска/останова транспортного средства, выполненных с возможностью выполнения выключения холостого хода, когда удовлетворены условия выключения холостого хода, и автоматического перезапуска двигателя, когда удовлетворены условия перезапуска, насос высокого давления также может использоваться для впрыска топлива на сжатии в один или более цилиндров и перезапуска двигателя. В частности, во время условий перезапуска двигателя, насос высокого давления может использоваться для обеспечения достаточного давления форсунки, чтобы нагнетать топливо в выбранные цилиндры в течение такта сжатия, тем самым, снижая времена перезапуска двигателя, а также всплески числа оборотов двигателя при перезапуске.
Раскрытие изобретения
Однако, авторы в материалах настоящей заявки идентифицировали потенциальные проблемы у таких систем. В качестве одного из примеров, во время условий, когда топливный насос высокого давления подвергнут ухудшению характеристик, давление направляющей-распределителя для топлива может понижаться до более низкого уровня, соответствующего по меньшей мере топливному насосу низкого давления. Если насос высокого давления подвергнут ухудшению характеристик во время перезапуска двигателя, пониженного уровня давления может не быть достаточным, чтобы нагнетать топливо в цилиндр в течение такта сжатия. В результате, сгорание не может происходить во время проворачивания коленчатого вала, и стартер может выходить из строя. Если насос высокого давления ухудшает характеристики во время увеличения числа оборотов (например, после первого или второго события сгорания во время увеличения числа оборотов), может возникать ситуация, когда двигатель глохнет. События пропусков зажигания двигателя также могут быть возможными. По существу, может ухудшаться общая характеристика перезапуска двигателя. Результаты могут усугубляться в системах пуска/останова транспортного средства вследствие более высокой частоты перезапусков двигателя из условий выключения холостого хода.
Таким образом, по меньшей мере вышеприведенные проблемы могут быть решены способом работы двигателя, способом для двигателя и системой двигателя.
В одном из аспектов способ работы двигателя включает во время состояния холодного запуска двигателя, непосредственный впрыск топлива в первый работающий цилиндр в течение такта впуска независимо от состояния топливного насоса высокого давления, присоединенного к двигателю, для перезапуска двигателя. Таким образом, пусковые качества двигателя могут улучшаться, даже если подвергнут ухудшению характеристик топливный насос высокого давления.
Непосредственный впрыск топлива независимо от состояния топливного насоса высокого давления предпочтительно включает непосредственный впрыск топлива в первый работающий цилиндр в течение такта впуска, если топливный насос высокого давления не подвергнут ухудшению характеристик, и непосредственный впрыск топлива в первый работающий цилиндр во время такта впуска, если топливный насос высокого давления подвергнут ухудшению характеристик.
Состояние холодного запуска двигателя предпочтительно включает одно или более из температуры каталитического нейтрализатора отработавших газов, находящейся ниже пороговой температуры, и двигатель находящийся в состоянии отключения двигателя в течение более длительного, чем пороговое время.
Способ предпочтительно дополнительно включает продолжение непосредственного впрыска топлива в течение такта впуска на протяжении множества событий сгорания после перезапуска двигателя, при этом множество событий сгорания основано на том, подвергнут или нет топливный насос высокого давления ухудшению характеристик.
Продолжение непосредственного впрыска на протяжении множества событий сгорания, основанного на числе оборотов двигателя предпочтительно включает непосредственный впрыск топлива на протяжении множества событий сгорания до тех пор, пока число оборотов двигателя не находится на или выше порогового числа оборотов.
Способ предпочтительно дополнительно включает наряду с непосредственным впрыском топлива в течение такта впуска, регулирование установки момента искры зажигания на основании непосредственного впрыска.
Способ предпочтительно дополнительно включает наряду с непосредственным впрыском топлива в течение такта впуска, приложение нагрузки генератора переменного тока к двигателю, при этом нагрузка генератора переменного тока основана на одном или более из множества событий сгорания и профиля числа оборотов.
Способ предпочтительно дополнительно включает регулирование установки фаз распределения впускного и/или выпускного клапанов первого цилиндра, так что непосредственный впрыск топлива происходит во время положительного перекрытия клапанов.
Непосредственный впрыск топлива в течение такта впуска предпочтительно включает непосредственный впрыск топлива в качестве одиночного впрыска в течение такта впуска, а непосредственный впрыск в течение такта сжатия включает непосредственный впрыск топлива в качестве множества впрысков в течение такта сжатия.
В другом аспекте способ для двигателя включает, во время первого перезапуска двигателя от выключения холостого хода, когда топливный насос высокого давления не подвергнут ухудшению характеристик, непосредственный впрыск топлива в качестве множества впрысков в первый цилиндр в течение такта сжатия, и во время второго перезапуска двигателя от выключения холостого хода, когда топливный насос высокого давления подвергнут ухудшению характеристик, непосредственный впрыск топлива в качестве одиночного впрыска в первый цилиндр в течение такта впуска.
Во время первого перезапуска двигателя непосредственный впрыск предпочтительно включает непосредственный впрыск в течение такта сжатия на протяжении первого большего количества событий сгорания после перезапуска, а во время второго перезапуска двигателя непосредственный впрыск включает непосредственный впрыск в течение такта впуска на протяжении второго меньшего количества событий сгорания после перезапуска.
Способ предпочтительно дополнительно включает, во время первого перезапуска двигателя, запаздывание установки момента зажигания на первую большую величину наряду с непосредственным впрыском топлива, а во время второго перезапуска двигателя, запаздывание искрового зажигания на вторую меньшую величину наряду с непосредственным впрыском топлива.
Способ предпочтительно дополнительно включает, во время первого перезапуска двигателя, приложение первой большей нагрузки генератора переменного тока к двигателю до тех пор, пока не достигнуто пороговое число оборотов двигателя, а во время второго перезапуска двигателя, приложение второй меньшей нагрузки генератора переменного тока к двигателю до тех пор, пока не достигнуто пороговое число оборотов двигателя.
Способ предпочтительно дополнительно включает, во время первого перезапуска двигателя, поддержание впускного дросселя открытым на протяжении множества событий сгорания, а во время второго перезапуска двигателя, поддержание впускного дросселя открытым в меньшей степени на протяжении множества событий сгорания.
Способ предпочтительно дополнительно включает выведение из работы автоматической остановки двигателя в ответ на условия выключения холостого хода вслед за первым перезапуском двигателя.
Способ предпочтительно дополнительно включает, во время первой остановки двигателя, предшествующей первому перезапуску двигателя, остановку двигателя наряду с поддержанием одной или более муфт трансмиссии зацепленными; и во время второй остановки двигателя, предшествующей второму перезапуску двигателя, остановку двигателя наряду с поддержанием одной или более муфт трансмиссии расцепленными.
В еще одном аспекте система двигателя содержит двигатель, выполненный с возможностью избирательного выведения из работы в ответ на условия выключения холостого хода, топливную форсунку, выполненную с возможностью непосредственного впрыска топлива в цилиндр двигателя, первый топливный насос высокого давления и второй топливный насос низкого давления, выполненные с возможностью подачи топлива из топливного бака на форсунки, контроллер с машиночитаемыми командами для, во время перезапуска двигателя из выключения холостого хода, в ответ на ухудшение характеристик первого топливного насоса, переключения непосредственного впрыска топлива в первый работающий цилиндр двигателя с такта сжатия на такт впуска на протяжении множества событий сгорания после перезапуска.
Переключение предпочтительно включает переключение впрыска топлива с многочисленного впрыска топлива в такте сжатия на одиночный впрыск топлива в такте впуска.
Первый работающий цилиндр предпочтительно является первым цилиндром для достижения ВМТ при перезапуске двигателя.
Система предпочтительно дополнительно содержит генератор переменного тока, при этом контроллер включает в себя дополнительные команды для приложения пониженной нагрузки генератора переменного тока к двигателю во время перезапуска до тех пор, пока не достигнуто пороговое число оборотов.
В одном из примеров, во время перезапуска двигателя, может определяться, подвергнут ли ухудшению характеристик топливный насос высокого давления. Если так, топливо может впрыскиваться в первый работающий цилиндр (например, первый цилиндр для достижения ВМТ после того, как двигатель начинает вращаться) во время такта впуска. Например, впрыск топлива может переключаться с множества впрысков в такте сжатия на одиночный впрыск в такте впуска. При необходимости, непосредственный впрыск топлива во время такта впуска может поддерживаться на протяжении множества событий сгорания после запуска двигателя. В одном из примеров, впрыск в такте впуска может поддерживаться до тех пор, пока не достигнуто пороговое число оборотов двигателя (например, до тех пор, пока не достигнуто число оборотов холостого хода). Наряду с непосредственным впрыском в течение такта впуска, может подвергаться запаздыванию установка момента зажигания. Однако, меньшая величина запаздывания искрового зажигания может применяться для впрыска в такте впуска относительно соответствующего впрыска в такте сжатия, чтобы уменьшать всплеск числа оборотов двигателя наряду с выдачей крутящего момента от сгорания. Подобным образом, наряду с непосредственным впрыском во время такта впуска, меньшая нагрузка генератора переменного тока может прикладываться к двигателю относительно соответствующего впрыска в такте сжатия, чтобы снижать проблемы NVH перезапуска и улучшать плавность пуска транспортного средства. Кроме того, другие регулирования дросселя, установки фаз клапанного распределения, передачи трансмиссии, и т.д., могут выполняться в координации с впрыском в такте впуска, чтобы улучшать перезапуск двигателя в присутствии подвергнутого ухудшенным характеристикам топливного насоса высокого давления.
Таким образом, посредством впрыска топлива в такте впуска во время перезапуска двигателя в ответ на указание неисправности насоса высокого давления, достаточное давление форсунки может развиваться, чтобы нагнетать топливо в первый работающий цилиндр. По существу, это улучшает перезапуск двигателя и снижает вероятность заглохшего двигателя и пропусков зажигания. Посредством регулирования одного или более параметров двигателя наряду с впрыском топлива в течение такта впуска, всплески числа оборотов двигателя и проблемы NVH, ассоциативно связанные с перезапуском двигателя, также могут подвергаться принятию ответных мер. В целом, двигатель может перезапускаться, даже если насос высокого давления подвергнут ухудшению характеристик.
Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, предоставлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании изобретения. Оно 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, отмеченные выше или в любой части этого описания.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой схематичный вид примерной системы двигателя.
Фиг. 2 представляет собой схематичный вид примерной системы двигателя, которая может избирательно выводиться из работы в ответ на условия выключения холостого хода.
Фиг. 3 представляет собой схематичный вид топливной системы, включающей в себя топливный насос высокого давления, присоединенный к системе двигателя по фиг. 1 и 2.
Фиг. 4 представляет собой высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа для регулирования впрыска топлива в цилиндр двигателя во время холодного запуска двигателя на основании состояния топливного насоса высокого давления.
Фиг. 5 представляет собой высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа для регулирования операций выключения холостого хода и перезапуска двигателя в ответ на указание ухудшения характеристик насоса высокого давления.
Фиг. 6 представляет собой примерное регулирование впрыска топлива в ответ на указание ухудшения характеристик топливного насоса высокого давления.
Подробное описание изобретения
Предусмотрены способы и системы для регулирования работы двигателя в системе двигателя (такой как системы двигателя по фиг. 1 и 2), выполненной с возможностью приема топлива через топливный насос высокого давления (такой как топливная система по фиг. 3). Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью регулирования работы двигателя во время перезапуска двигателя на основании того, находится ли топливный насос высокого давления (HPP) в рабочем состоянии или подвергнут ухудшению характеристик. Контроллер может быть выполнен с возможностью выполнения процедуры управления, такую как процедура, изображенная на фиг. 4, во время холодного запуска двигателя, чтобы впрыскивать топливо в первый работающий цилиндр в такте впуска, а затем, либо поддерживать впрыск топлива в такте впуска на протяжении по меньшей мере дополнительного количества событий сгорания (например, в ответ на подвергнутый ухудшению характеристик HPP), или переключать впрыск на такт сжатия (например, в ответ на HPP в рабочем состоянии). Контроллер также может быть выполнен с возможностью выполнения процедуры управления, такой как процедура, изображенная на фиг. 5, во время перезапуска двигателя из условий выключения холостого хода, чтобы выполнять одиночный впрыск топлива в такте впуска (например, в ответ на подвергнутый ухудшению характеристик HPP) или выполнять многочисленный впрыск топлива в такте сжатия (например, в ответ на HPP в рабочем состоянии). Примерное регулирование впрыска топлива показано на фиг. 6. На основании того, в каком такте производится впрыск топлива, рабочие параметры двигателя, такие как открывание дросселя, установка фаз клапанного распределения, установка момента зажигания, нагрузка генератора переменного тока, и т.д., также могут регулироваться во время перезапуска. Посредством переключения впрыска топлива с такта сжатия на такт впуска во время перезапуска двигателя в ответ на указание ухудшения характеристик насоса высокого давления, достаточное давление форсунки может развиваться для нагнетания топлива в первый работающий цилиндр, улучшая пусковые качества двигателя.
Фиг. 1 изображает примерный вариант осуществления камеры сгорания или цилиндра двигателя 10 внутреннего сгорания. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 130 транспортного средства через устройство 132 ввода. В этом примере, устройство 132 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Цилиндр 14 (в материалах настоящей заявки также «камера сгорания») двигателя 10 может включать в себя стенки 136 камеры сгорания с поршнем 138, расположенным в них. Поршень 138 может быть присоединен к коленчатому валу 140, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 140 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу пассажирского транспортного средства через систему трансмиссии. Кроме того, электродвигатель стартера (не показан) может быть присоединен к коленчатому валу 140 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.
Цилиндр 14 может принимать всасываемый воздух через последовательность впускных воздушных каналов 142, 144 и 146. Впускной воздушный канал 146 может сообщаться с другими цилиндрами двигателями 10 в дополнение к цилиндру 14. В некоторых вариантах осуществления, один или более впускных каналов могут включать в себя устройство наддува, такое как турбонагнетатель или нагнетатель. Например, фиг. 1 показывает двигатель 10, сконфигурированный турбонагнетателем, включающим в себя компрессор 174, скомпонованный между впускным каналами 142 и 144, и турбиной 176 с приводом от системы выпуска, скомпонованной вдоль выпускного канала 148. Компрессор 174 может по меньшей мере частично приводиться в действие выпускной турбиной 176 через вал 180, где устройство наддува сконфигурировано в качестве турбонагнетателя. Однако, в других примерах, таких как где двигатель 10 снабжен турбокомпрессором, турбонагнетатель, турбина 176 с приводом от системы выпуска, при необходимости, может быть не включена в состав, где компрессор может приводиться в действие механической подводимой мощностью от электродвигателя или двигателя. Дроссель 20, включающий в себя дроссельную заслонку 164, может быть установлен вдоль впускного канала двигателя для изменения расхода и/или давления всасываемого воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя. Например, дроссель 20 может быть расположен ниже по потоку от компрессора 174, как показано на фиг. 1, или, в качестве альтернативы, может быть предусмотрен выше по потоку от компрессора 174.
Выпускной канал 148 может принимать отработавшие газы из других цилиндров двигателя 10 в дополнение к цилиндру 14. Датчик 128 отработавших газов показан присоединенным к выпускному каналу 148 выше по потоку от устройства 178 снижения токсичности отработавших газов. Датчик 128 может быть выбран из числа различных пригодных датчиков для выдачи показания топливо/воздушного соотношения в отработавших газах, например, таких как линейный кислородный датчик или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик количества кислорода в отработавших газах), двухрежимный кислородный датчик или датчик EGO (который изображен), HEGO (подогреваемый EGO), NOx, HC, или CO. Устройство 178 снижения токсичности отработавших газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности отработавших газов или их комбинациями.
Температура отработавших газов может оцениваться одним или более датчиков температуры (не показаны), расположенных в выпускном канале 48. В качестве альтернативы, температура отработавших газов может выводиться на основании условий работы двигателя, таких как число оборотов, нагрузка, отношение количества воздуха к количеству топлива (AFR), задержка искры, и т.д. Кроме того, температура отработавших газов может вычисляться одним или более датчиков 128 отработавших газов. Может быть принято во внимание, что температура отработавших газов, в качестве альтернативы, может оцениваться любой комбинацией способов оценки температуры, перечисленных в материалах настоящей заявки.
Каждый цилиндр двигателя 10 может включать в себя один или более впускных клапанов и один или более выпускных клапанов. Например, цилиндр 14 показан включающим в себя по меньшей мере один впускной тарельчатый клапан 150 и по меньшей мере один выпускной тарельчатый клапан 156, расположенные в верней области цилиндра 14. В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10, в том числе, цилиндр 14, может включать в себя по меньшей мере два впускных тарельчатых клапана и по меньшей мере два выпускных тарельчатых клапана, расположенных в верхней области цилиндра.
Впускной клапан 150 может управляться контроллером 12 посредством работы кулачков через систему 151 кулачкового привода. Подобным образом, выпускной клапан 156 может управляться контроллером 12 через систему 153 кулачкового привода. Каждая из систем 151 и 153 кулачкового привода может включать в себя один или более кулачков и может использовать одну или более из систем переключения профиля кулачков (CPS), регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT), регулируемой установки фаз клапанного распределения (VVT) и/или регулируемого подъема клапана (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапанов. Положение впускного клапана 150 и выпускного клапана 156 может определяться датчиками 155 и 157 положения клапана, соответственно. В альтернативных вариантах осуществления, впускной и/или выпускной клапан могут управляться посредством клапанного распределителя с электромагнитным управлением. Например, цилиндр 14, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый посредством возбуждения клапанного распределителя с электромагнитным управлением, и выпускной клапан, управляемый через кулачковый привод, включающий в себя системы CPS и/или VCT. В кроме того еще других вариантах осуществления, впускной и выпускной клапаны могут управляться системой золотникового привода или распределителя либо системой привода или распределителя с переменной установкой фаз клапанного распределения.
Цилиндр 14 может иметь степень сжатия, которая является отношением объемов того, когда поршень 138 находится в нижней мертвой точке, к тому, когда в верхней мертвой точке. Традиционно, степень сжатия находится в диапазоне от 9:1 до 10:1. Однако, в некоторых примерах, где используется другое топливо, степень сжатия может быть увеличена. Это, например, может происходить, когда используется более высокооктановое топливо или топливо с более высоким скрытым теплосодержанием испарения. Степень сжатия также может быть повышена, если используется непосредственный впрыск, вследствие его воздействия на работу двигателя с детонацией.
В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может включать в себя свечу 192 зажигания для инициирования сгорания. Система 190 зажигания может выдавать искру зажигания в камеру 14 сгорания через свечу 192 зажигания в ответ на сигнал SA опережения зажигания из контроллера 12, при выбранных рабочих режимах. Однако, в некоторых вариантах осуществления, свеча 192 зажигания может быть не включена в состав, таких как, где двигатель 10 может инициировать сгорание самовоспламенением или впрыском топлива, как может иметь место у некоторых дизельных двигателей.
В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может быть сконфигурирован одной или более топливных форсунок для подачи топлива в него. В качестве неограничивающего примера, показан цилиндр 14, включающий в себя одну топливную форсунку 166. Топливная форсунка 166 показана присоединенной непосредственно к цилиндру 14 для впрыска топлива непосредственно в него пропорционально ширине импульса сигнала FPW, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 168. Таким образом, топливная форсунка 166 обеспечивает то, что известно в качестве непосредственного впрыска (в дальнейшем, также упоминаемого как «DI») топлива в цилиндр 14 сгорания. Несмотря на то, что фиг. 1 показывает форсунку 166 в качестве боковой форсунки, она также может быть расположена выше поршня, например, возле положения свечи 192 зажигания. Такое положение может улучшать смешивание и сгорание при работе двигателя со спиртосодержащим топливом вследствие низкой летучести некоторого спиртосодержащего топлива. В качестве альтернативы, форсунка может быть расположена выше и возле впускного клапана для улучшения смешивания. Топливо может подаваться в топливную форсунку 166 из топливной системы 8 высокого давления, включающей в себя топливные баки, топливные насосы и направляющую-распределитель для топлива. Один из примеров такой топливной системы показан на фиг. 3.
Следует понимать, что, в альтернативном варианте осуществления, форсунка 166 может быть скомпонована скорее во впускном канале 146, нежели в цилиндре 14, в конфигурации, которая обеспечивает то, что известно в качестве оконного впрыска топлива (в дальнейшем указываемого ссылкой как «PFI»), во впускное окно выше по потоку от цилиндра 14.
В одном из вариантов осуществления, цилиндр 14 может включать в себя только одну топливную форсунку, которая выполнена с возможностью приема разного топлива из топливной системы в меняющихся относительных количествах в качестве топливной смеси, и дополнительно выполнена с возможностью впрыскивания этой топливной смеси непосредственно в цилиндр в качестве топливной форсунки непосредственного впрыска либо выше по потоку от впускных клапанов в качестве топливной форсунки оконного впрыска. В альтернативных вариантах осуществления, двигатель может приводиться в действие посредством использования двух форсунок (форсунки непосредственного впрыска и форсунки оконного впрыска) и регулирования относительной величины впрыска из каждой форсунки.
Топливо может подаваться форсункой 166 в цилиндр в течение одного цикла цилиндра. Кроме того, распределение и/или относительное количество топлива, подаваемого из форсунки, может меняться в зависимости от условий работы, таких как температура воздушного заряда, как описано ниже. Кроме того, для одиночного события сгорания, многочисленные впрыски подаваемого топлива могут выполняться за цикл. Многочисленные впрыски могут выполняться в течение такта сжатия, такта впуска или любой надлежащей их комбинации.
В качестве примера, во время перезапуска двигателя, топливо может впрыскиваться в цилиндр в течение такта сжатия. Посредством выполнения непосредственного впрыска топлива на сжатии, более высокая температура воздушного заряда и более высокая температура клапанов цилиндров двигателя в течение такта сжатия могут преимущественно использоваться для более эффективного испарения непосредственно впрыскиваемого топлива. В частности, для видов топлива с относительно низкой испаряемостью (таких как спиртовое топливо), впрыск в такте сжатия может предоставлять топливу возможность подвергаться более высоким температурам воздушного заряда, тем самым, давая лучшую возможность эффективного испарения и формирования однородной топливо-воздушной смеси. По существу, это улучшает пусковые качества двигателя.
Как описано выше, фиг. 1 показывает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя. По существу, каждый цилиндр, подобным образом, может включать в себя свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливной форсунки(ок), свечи зажигания, и т.д. Следует понимать, что двигатель 10 может включать в себя любое подходящее количество цилиндров, в том числе, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 или более цилиндров. Кроме того, каждый из этих цилиндров может включать в себя некоторые или все из различных компонентов, описанных и изображенных фиг. 1 со ссылкой на цилиндр 14.
Топливные баки в топливной системе 8 могут хранить топливо с разными качествами топлива, такими как разные составы топлива. Эти различия могут включать в себя разное содержание спиртов, разное октановое число, разную теплоту парообразования, разные топливные смеси и/или их комбинацию и т.д. В одном из примеров, топливо с разными содержаниями спиртов могли бы включать в себя одно топливо, являющееся бензином, и другое, являющееся этиловым спиртом или метиловым спиртом. В еще одном примере, двигатель может использовать бензин в качестве первого вещества, и спиртосодержащую топливную смесь, такую как E85 (которая является приблизительно 85% этилового спирта и 15% бензина) или M85 (которая является приблизительно 85% метилового спирта и 15% бензина) в качестве второго вещества. Другие спиртосодержащие виды топлива могли бы бы быть смесью спирта и воды, смесью спирта, воды и бензина, и т.д. В еще одном другом примере, оба топлива могут быть спиртовыми смесями, при этом, первое топливо может быть спиртобензиновой смесью с более низким соотношением спирта, чем спиртобензиновая смесь второго топлива с более высоким соотношением спирта, например, E10 (которое имеет значение приблизительно 10% этилового спирта) в качестве первого топлива и E85 (которое имеет значение приблизительно 85% этилового спирта) в качестве второго топлива. Дополнительно, первое и второе топливо также могут различаться по другим качествам топлива, таким как различие по температуре, вязкости, октановому числу, скрытому теплосодержанию парообразования, и т.д.
Более того, характеристики топлива топливного бака могут часто меняться. В одном из примеров, водитель может пополнять топливный бак с помощью E85 в один день, а E10 в следующий, и E50 в следующий. Изменения пополнения бака изо дня в день, таким образом, могут давать в результате частое изменение составов топлива, тем самым, оказывая влияние на состав топлива, подаваемого в форсунку 166.
Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 106, порты 108 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 110 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 112, вспомогательную память 114 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе, измерение вводимого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 122 массового расхода воздуха; температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) с датчика 116 температуры, присоединенного к патрубку 118 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 120 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 140; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя; и сигнал абсолютного давления в коллекторе (MAP) с датчика 124. Сигнал числа оборотов двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления в коллекторе, MAP, с датчика давления в коллекторе может использоваться для выдачи указания разряжения или давления во впускном коллекторе.
Постоянное запоминающее устройство 110 запоминающего носителя может быть запрограммировано машиночитаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 106 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены.
Фиг. 2 показывает компоновку структурной схемы системы 210 транспортного средства, в том числе, привод 220 на ведущие колеса транспортного средства. Привод 220 на ведущие колеса может быть механизирован двигателем 222. Двигатель 224 может быть выполнен с возможностью приема топлива из топливной системы 8, включающей в себя различные топливные баки, насосы и клапаны, как конкретизировано со ссылкой на фиг. 3. Двигатель 224 может быть выполнен с возможностью работы на одном или более видов топлива, таких как бензин, этиловый спирт, их комбинации, дизельное топливо, и т.д. Двигатель 224 может запускаться с помощью пусковой системы 225 двигателя, включающей в себя стартер. В одном из примеров, стартер может включать в себя электродвигатель. Стартер может быть выполнен с возможностью поддержания перезапуска двигателя на или ниже заданного почти нулевого порогового числа оборотов, например, на или ниже 50 оборотов в минуту или 100 оборотов в минуту. Крутящий момент двигателя 224 может регулироваться посредством исполнительного механизма 226 крутящего момента, такого как топливная форсунка, дроссель, и т.д. Дополнительно, в случае транспортного средства с гибридным приводом, силовая передача может использоваться для замедления или увеличения числа оборотов двигателя по необходимости.
Крутящий момент на выходе двигателя может передаваться на гидротрансформатор 228, чтобы приводить в движение автоматическую трансмиссию 230. В некоторых примерах, гидротрансформатор может упоминаться как компонент трансмиссии. Выходная мощность гидротрансформатора 228 может регулироваться муфтой 234 блокировки гидротрансформатора. Когда муфта 234 блокировки гидротрансформатора полностью расцеплена, гидротрансформатор 228 передает крутящий момент на автоматическую трансмиссию 230 посредством переноса текучей среды между турбиной гидротрансформатора и насосным колесом гидротрансформатора, тем самым, давая возможность умножения крутящего момента. В противоположность, когда муфта 234 блокировки гидротрансформатора полностью зацеплена, крутящий момент на выходе двигателя передается непосредственно через муфту гидротрансформатора 228 на входной вал (не показан) трансмиссии 230. В качестве альтернативы, муфта 234 блокировки гидротрансформатора может зацепляться частично, тем самым, давая возможность регулироваться величине крутящего момента, передаваемого на трансмиссию.
Крутящий момент на выходе из автоматической трансмиссии 230, в свою очередь, может передаваться на колеса 236, чтобы приводить транспортное средство в движение. Более конкретно, автоматическая трансмиссия 230 может регулировать входной вращающий момент на входном валу (не показан) в ответ на состояние перемещения транспортного средства перед передачей выходного вращающего момента на колеса. Например, крутящий момент трансмиссии может передаваться на колеса 236 транспортного средства посредством зацепления одной или более муфт, в том числе, муфты 232 переднего хода. По существу, множество таких муфт трансмиссии могут зацепляться по необходимости. Кроме того, колеса 236 могут блокироваться посредством зацепления колесных тормозов 238. В одном из примеров, колесные тормоза 238 могут приводиться в действие в ответ на нажимание водителем его ступней на тормозную педаль (не показана). Таким же образом, колеса 236 могут разблокироваться посредством расцепления колесных тормозов 238 в ответ на отпускание водителем его ступни с тормозной педали.
Компоненты системы транспортного средства вне привода на ведущие колеса включают в себя генератор 242 переменного тока и аккумуляторную батарею 246. Дополнительные вспомогательные нагрузки (не показаны) могут включать в себя фары, радиосистему, системы HVAC (для отопления и/или охлаждения салона транспортного средства), и т.д. Генератор 242 переменного тока может быть выполнен с возможностью преобразования механической энергии, вырабатываемой во время работы двигателя 224, в электрическую энергию для накопления в аккумуляторной батарее 246. Генератор 242 переменного тока может включать в себя обмотку возбуждения (не показана). По существу, когда ток подается на обмотку 242 возбуждения генератора переменного тока, обмотка возбуждается и, соответствующим образом, нагрузка прикладывается к двигателю 224. Вращающийся двигатель 224, механически присоединенный к генератору переменного тока, вынуждает ток течь в статоре генератора 242 переменного тока.
В одном из примеров, как изображено, двигатель 224 может быть выполнен с возможностью избирательной (и автоматической) остановки, когда удовлетворены условия выключения холостого хода, и перезапуска, когда удовлетворены условия перезапуска. Могут поддерживаться одна или более вспомогательных нагрузок, например, на 12 В, даже когда двигатель отключен. Мощность для поддержания вспомогательных нагрузок в рабочем состоянии, когда двигатель остановлен, может выдаваться, по меньшей мер частично, аккумуляторной батареей 246, одной или более дополнительных аккумуляторных батарей (например одной или более дополнительных аккумуляторных батарей меньшей емкости) и/или преобразователем DC/DC (напряжения постоянного тока, не показан). В одном из примеров, основанное на преобразователе DC/DC устройство, такое как модуль повышения качества напряжения (VQM) или модуль повышения стабильности напряжения (VSM) (не показаны) могут быть электрически присоединены между аккумуляторной батареей 246 и генератором 242 переменного тока, и могут быть выполнены с возможностью выдачи стабилизированного выходного напряжения постоянного тока (DC) из входного напряжения постоянного тока (или источника питания), такого как аккумуляторная батарея 246. Выходной сигнал преобразователя DC/DC может прикладываться к различным вспомогательным нагрузкам, в том числе, цепи обмотки возбуждения генератора переменного тока.
Как конкретизировано на фиг. 4-5, во время перезапуска двигателя, нагрузка генератора переменного тока может прикладываться к двигателю, например, посредством регулирования тока, подаваемого в обмотку возбуждения генератора переменного тока. Контроллер 240 может быть выполнен с возможностью приема выходных сигналов с двигателя 224 и соответствующим образом регулирования механической нагрузки, приложенной к двигателю через генератор переменного тока, посредством регулирования тока, подаваемого в обмотку возбуждения генератора переменного тока. В качестве одного из примеров, может выбираться профиль числа оборотов запуска двигателя, и контроллер может регулировать ток, подаваемый в обмотку возбуждения генератора переменного тока, на основании разности между фактическим числом оборотов двигателя и профилем требуемого числа оборотов двигателя. Таким образом, можно регулировать нагрузку, приложенную к двигателю через генератор переменного тока, механически присоединенный к двигателю, во время запуска двигателя, так что число оборотов двигателя может регулироваться в отношении требуемого числа оборотов двигателя.
Контроллер 240 также может регулировать выходной крутящий момент двигателя посредством регулирования комбинации установки момента зажигания, длительности импульса топлива, установки момента импульса топлива и/или заряда воздуха посредством управления открыванием дросселя и/или установкой фаз клапанного распределения, подъемом клапана и давлением наддува для двигателей с нагнетателем и турбонагнетателем. В случае дизельного двигателя, контроллер 240 может управлять крутящим моментом на выходном валу двигателя, управляя комбинацией длительности импульса, установки момента импульса топлива и заряда воздуха. Во всех случаях, управление двигателем может выполняться на основе цилиндр за цилиндром, чтобы регулировать крутящий момент на выходном валу двигателя.
Когда удовлетворены условия выключения холостого хода (например, когда транспортное средство является работающим на холостом ходу, и рабочие параметры двигателя находятся в пределах требуемого диапазона), контроллер 240 может избирательно останавливать двигатель, например, управляя работой компонентов привода на ведущие колеса и/или вспомогательных компонентов. Как конкретизировано на фиг. 5, контроллер может поддерживать одну или более муфт трансмиссии зацепленными или расцепленными во время останова двигателя на основании состояния топливного насоса высокого давления, присоединенного к топливной системе 8 двигателя 224. Подобным образом, когда удовлетворены условия перезапуска двигателя, например, когда транспортное средство уже находится в выключении холостого хода, и один или более рабочих параметров двигателя находятся за пределами требуемого диапазона, контроллер 240 может избирательно перезапускать двигатель, запитывая стартер с использованием аккумуляторной батареи. Как конкретизировано на фиг. 5, контроллер может поддерживать одну или более муфт трансмиссии зацепленными или расцепленными во время перезапуска двигателя на основании состояния топливного насоса высокого давления, присоединенного к топливной системе 8 двигателя 224. Кроме того, контроллер 240 может использовать исполнительные механизмы крутящего момента двигателя наряду с осуществлением регулирования в отношении тока, подаваемого в обмотку возбуждения генератора переменного тока для регулирования числа оборотов двигателя во время запуска двигателя. Посредством управления исполнительными механизмами крутящего момента двигателя и нагрузки, прикладываемой к двигателю через генератор переменного тока, может быть возможным снижать всплески числа оборотов двигателя во время запуска двигателя.
Фиг. 3 показывает схематическое изображение топливной системы 300, выполненной с возможностью подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, которая применяет непосредственный впрыск (DI), для использования в транспортном средстве. В одном из примеров, топливная система 300 является примерным вариантом осуществления топливной системы 8 по фиг. 1-2. Топливная система 300 может включать в себя каждый из первого топливного насоса высокого давления (HPP) и топливного насоса низкого давления (LPP) для подачи топлива в двигатель 324. Более конкретно, топливная система 300 включает в себя топливный насос 302 низкого давления, чтобы накачивать жидкое топливо из топливного бака. В этом варианте осуществления, топливный насос 302 является всасывающим насосом регулируемой скорости с электронным управлением. В некоторых случаях, топливный насос 302 низкого давления может работать только на ограниченном количестве скоростей. Следует понимать, что топливный бак может содержать в себе любое топливо, пригодное для двигателя внутреннего сгорания, такое как бензин, метиловый спирт, этиловый спирт или любую их комбинацию.
Топливный насос 302 низкого давления присоединен по текучей среде к запорному клапану 304, чтобы содействовать подаче топлива и поддерживать давление в топливной магистрали. В частности, запорный клапан 304 включает в себя шариковый и пружинный механизм, который садится и плотно закрывается при заданном перепаде давления, чтобы подавать топливо ниже по потоку. В некоторых вариантах осуществления, система 300 подачи топлива может включать в себя последовательность запорных клапанов, присоединенных по текучей среде к топливному насосу 302 низкого давления (LPP), чтобы дополнительно препятствовать утечке топлива обратно выше по потоку от клапанов. Запорный клапан 304 присоединен по текучей среде к фильтру 306. Фильтр 306 может удалять мелкие загрязнения, которые могут содержаться в топливе, которые потенциально могли бы повреждать жизненно важные компоненты двигателя.
Топливо может подаваться из фильтра 306 в топливный насос 310 высокого давления. Топливный насос 310 высокого давления может повышать давление топлива, подаваемого из топливного фильтра с первого уровня давления, формируемого топливным насосом 302 низкого давления до второго уровня, более высокого, чем первый уровень. Топливный насос 310 высокого давления может подавать топливо под высоким давлением в направляющую-распределитель 318 для топлива через топливную магистраль. В одном из примеров, топливный насос высокого давления является топливным насосом объемной производительности.
Регулятор 312 давления топлива может быть соединен в линию с топливной магистралью 314, чтобы регулировать топливо, подаваемое в направляющую-распределитель 318 для топлива, на давлении уставки. Чтобы регулировать давление топлива на уставке, регулятор 312 давления топлива может возвращать избыточное топливо в топливный бак 308 через обратную магистраль 316. Следует понимать, что работа регулятора 312 давления топлива может регулироваться, чтобы изменять уставку давления топлива для приспосабливания к условиям работы.
Направляющая-распределитель 318 для топлива может распределять топливо на каждую из множества топливных форсунок 320. Каждая из множества топливных форсунок 320 может быть расположена в соответствующем цилиндре 322 двигателя 324, из условия чтобы, во время работы топливных форсунок 320, топливо впрыскивалось непосредственно в каждый соответствующий цилиндр 322. В качестве альтернативы (или в дополнение), двигатель 224 может включать в себя одну или более топливных форсунок оконного впрыска, расположенных во впускном окне каждого цилиндра, из условия чтобы, во время работы топливных форсунок, топливо подвергалось оконному впрыску во впускное окно каждого цилиндра. В проиллюстрированном варианте осуществления, двигатель 224 включает в себя четыре цилиндра. Однако, следует понимать, что двигатель может включать в себя иное количество цилиндров.
Как конкретизировано ранее, во время перезапуска двигателя (такого как перезапуск двигатель из условий выключения холостого хода), топливо может впрыскиваться в цилиндр в течение такта сжатия. Чтобы дать возможность непосредственного впрыска топлива в цилиндр в течение такта сжатия, давление направляющей-распределителя для топлива может подниматься посредством работы топливного насоса высокого давления. Во время условий, когда топливный насос 310 высокого давления подвергнут ухудшению характеристик, давление направляющей-распределителя для топлива может падать до уровня топливного насоса низкого давления (например, с 500-700 фунтов на квадратный дюйм до 50-70 фунтов на квадратный дюйм). Топливный насос высокого давления может подвергаться ухудшению характеристик, например, вследствие повреждения электрической цепи. Одно из распространенных повреждений электрической цепи топливного насоса высокого давления может включать в себя короткое замыкание на землю, которое вынуждает электрическую цепь насоса высокого давления отказывать, а направляющую-распределитель для топлива переходить на давление контура топливного насоса низкого давления. В качестве еще одного примера, топливный насос высокого давления может подвергаться ухудшению характеристик вследствие утечки в регуляторе высокого давления. По существу, если утечка достаточно мала, регулятор низкого давления может компенсировать. Однако, если утечка слишком велика, достаточного давления топлива в направляющей-распределителе для топлива может не быть (например, отсутствие давления в направляющей-распределителе для топлива). Насос высокого давления может механически приводиться в движение от кулачка двигателя, при этом, количество рабочих выступов кулачка является специфичным двигателю. Например, в двигателе I4 может быть 1 рабочий выступ на цилиндр наряду с тем, что в двигателе V6 может быть 1 рабочий выступ на 2 цилиндра. В любом случае, есть клапан с электронным управлением, который управляет потоком через насос высокого давления. Ухудшение характеристик насоса высокого давления также может вызываться, если этот клапан претерпевает неудачу в осуществлении привода. В частности, если клапан претерпевает неудачу в осуществлении привода, давление направляющей-распределителя для топлива насоса высокого давления типично может переходить на выход насоса низкого давления в ~ 50-60 фунтов на квадратный дюйм.
На низком уровне давления, являющемся результатом ухудшения характеристик топливного насоса высокого давления, может не быть достаточного давления форсунки, чтобы нагнетать топливо в цилиндр в течение такта сжатия. То есть, впрыск в такте сжатия может не быть возможным. Когда это происходит во время перезапуска двигателя, может не возникать никакого сгорания, и двигатель будет проворачивать коленчатый вал до тех пор, пока не износится стартер. Подобным образом, если ухудшение характеристик топливного насоса высокого давления происходит после первого или второго события сгорания (после перезапуска двигателя), во время увеличения числа оборотов двигателя, может возникать ситуация, что двигатель глохнет. В дополнение, когда давление направляющей-распределителя для топлива падает до давления на выпуске топливного насоса низкого давления, могут ухудшаться распыление, испарение и/или подготовка заряда топлива. В целом, ухудшаются пусковые качества двигателя.
Как конкретизировано со ссылкой на фиг. 4-5, если топливный насос высокого давления подвергнут ухудшению характеристик, контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью переключения впрыска топлива в первый работающий цилиндр (и/или выбранное количество событий сгорания после перезапуска двигателя) с такта сжатия на такт впуска. Посредством выполнения непосредственного впрыска топлива в такте впуска для по меньшей мере первого работающего цилиндра (и/или выбранного количества событий сгорания после перезапуска двигателя), вероятность успешного перезапуска двигателя, в то время как топливный насос высокого давления подвергнут ухудшению характеристик, может увеличиваться. Посредством возобновления впрыска на сжатии после впрыска в такте впуска в первый работающий цилиндр (и/или выбранное количество событий сгорания после перезапуска двигателя), более высокая температура заряда воздуха и более высокая температура клапана цилиндров двигателя в течение такта сжатия могут преимущественно использоваться, чтобы более эффективно испарять непосредственно впрыснутое топливо. В частности, для видов топлива с относительно низкой испаряемостью (таких как спиртовое топливо), последующий впрыск в такте сжатия может предоставлять топливу возможность подвергаться более высоким температурам воздушного заряда, тем самым, давая лучшую возможность эффективного испарения и формирования однородной топливо-воздушной смеси. Как также конкретизировано на фиг. 4-5, непосредственный впрыск топлива в такте впуска может использоваться для первого работающего цилиндра во время холодного запуска двигателя независимо от состояния топливного насоса высокого давления. Впоследствии, впрыск в такте впуска может продолжаться на протяжении выбранного количества событий сгорания после перезапуска двигателя, если топливный насос высокого давления подвергнут ухудшению характеристик. В качестве альтернативы, впрыск в такте сжатия может возобновляться на выбранное количество событий сгорания после перезапуска двигателя, если топливный насос высокого давления не подвергнут ухудшению характеристик. В материалах настоящей заявки, большая часть впрыскиваемого топлива может лучше испаряться, меньшее количество топлива может теряться во время работы двигателя, и может снижаться необходимость больших или контрольных впрысков топлива при холодном запуске двигателя. Это может давать преимущества экономии топлива, а также пониженного выделения продуктов сгорания с отработавшими газами при холодном запуске.
Возвращаясь к фиг. 3, контроллер 332 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к топливной системе 300 и двигателю 324. Например, контроллер 332 может принимать сигнал давления (и/или температуры) топлива с датчика 326 топлива, который может быть расположен ниже по потоку от топливного насоса 310 высокого давления (например, расположен в топливной магистрали 314). В некоторых примерах, давление топлива, измеренное датчиком 326 топлива, может указывать давление направляющей-распределителя для топлива. В некоторых вариантах осуществления, датчик топлива может быть расположен выше по потоку от топливного насоса 310 высокого давления для измерения давления топлива, выходящего из топливного насоса 302 низкого давления. Кроме того, контроллер 332 может принимать сигналы параметров двигателя/отработавших газов с датчика(ов) 328 двигателя. Например, эти сигналы могут включать в себя измерение вводимого массового расхода воздуха, температуры охлаждающей жидкости двигателя, числа оборотов двигателя, положения дросселя и абсолютного давления в коллекторе, температуры устройств снижения токсичности отработавших газов, и т.д. Следует отметить, что различные комбинации вышеприведенных измерений, а также измерений других связанных параметров, могут считываться датчиком(ами) 328.
Контроллер 332 может обеспечивать управление с обратной связью на основании сигналов, принятых с различных датчиков 326 топлива и датчика(ов) 328 двигателя. Например, контроллер 332 может отправлять сигналы для регулирования уровня тока или длительности импульса механического электромагнитного клапана (MSV) топливного насоса 310 высокого давления, чтобы регулировать работу топливного насоса 310 высокого давления, уставку давления топлива регулятора 310 давления топлива и/или величину и/или установку момента впрыска топлива на основании сигналов с датчика 326 топлива и датчика(ов) 328 двигателя.
В одном из примеров, контроллер 332 является микрокомпьютером, который включает в себя микропроцессорный блок, порты ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для хранения выполняемых программ и калибровочных значений, такой как постоянное запоминающее устройство, оперативное запоминающее устройство, дежурную память и шину данных. Постоянное запоминающее устройство запоминающего носителя может быть запрограммировано машиночитаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором для выполнения способа, описанного ниже, а также других вариантов, которые предвосхищены, но конкретно не перечислены.
Контроллер 332 также может управлять работой каждого из топливных насосов 302 и 310, чтобы регулировать количество, давление, расход, и т.д., топлива, подаваемого в двигатель. В качестве одного из примеров, контроллер 332 может изменять регулировку давления и/или расход топлива топливных насосов для подачи топлива в разные местоположения топливной системы. В одном из примеров, в тех случаях, когда топливный насос высокого давления является топливным насосом объемной производительности, контроллер может регулировать клапан управления потоком насоса высокого давления для изменения рабочего объема насоса каждого хода накачки.
Таким образом, компоненты по фиг. 1-3 дают возможность способа работы двигателя, в котором, во время условия холодного запуска двигателя, топливо может непосредственно впрыскиваться в первый работающий цилиндр в течение такта впуска независимо от состояния топливного насоса высокого давления, присоединенного к двигателю, чтобы перезапускать двигатель. Таким образом, достаточное давление может формироваться для проворачивания коленчатого вала двигателя, тем самым, улучшая пусковые качества двигателя.
Далее, с обращением к фиг. 4, показана примерная процедура 400 для регулирования работы двигателя, в том числе, впрыска топлива, во время холодного запуска двигателя, на основании того, подвергнут или нет ухудшению характеристик топливный насос высокого давления топливной системы.
На 402, могут оцениваться и/или измеряться условия работы двигателя. Таковые, например, могут включать в себя требование крутящего момента, температуру двигателя, температуру каталитического нейтрализатора отработавших газов, требуемый уровень наддува, и т.д. Затем, на 404, может определяться, подтверждены ли условия холодного запуска двигателя. В одном из примеров, условие холодного запуска двигателя может определяться по подтверждению одного или более из температуры каталитического нейтрализатора отработавших газов, находящейся ниже пороговой температуры, и двигатель находящийся в состоянии отключения двигателя в течение более длительного, чем пороговое время.
Если условия холодного запуска двигателя подтверждены, то, на 406, процедура включает в себя, во время состояния холодного запуска двигателя, непосредственный впрыск топлива в первый работающий цилиндр в течение такта впуска независимо от состояния топливного насоса высокого давления, присоединенного к системе двигателя. То есть, топливо может непосредственно впрыскиваться в первый работающий цилиндр в течение такта впуска, если топливный насос высокого давления не подвергнут ухудшению характеристик, и топливо может непосредственно впрыскиваться в первый работающий цилиндр в течение такта впуска, если топливный насос высокого давления подвергнут ухудшению характеристик. В качестве используемого в материалах настоящей заявки, впрыск в такте впуска может включать в себя впрыск топлива в качестве одиночного впрыска в течение такта впуска. По существу, первый работающий цилиндр может выбираться на основании положения поршня. Например, первый работающий цилиндр может быть первым цилиндром, который достигает ВМТ после того, как двигатель начинает вращаться. Посредством впрыска в такте впуска независимо от состояния насоса высокого давления, испарение топлива и смешивание топлива с воздухом могут улучшаться для снижения выделения продуктов сгорания с отработавшими газами до того, как активен каталитический нейтрализатор отработавших газов (например, на или выше температуры розжига каталитического нейтрализатора).
Затем, на 408, может определяться, подвергнут ли ухудшению характеристик топливный насос высокого давления (HPP). В одном из примеров, ухудшение характеристик насоса высокого давления могло быть идентифицировано в течение предыдущего цикла двигателя (например, непосредственно предыдущего цикла) посредством выполнения надлежащих диагностических процедур. По существу, если насос высокого давления подвергнут ухудшению характеристик, впрыск топлива в такте сжатия может не выполняться эффективно. Более конкретно, пониженный уровень давления в топливной магистрали может быть недостаточным для нагнетания топлива в цилиндр в течение такта сжатия. Таким образом, на основании того, подвергнут или нет ухудшению характеристик топливный насос, процедура может включать в себя продолжение непосредственного впрыска топлива в такте впуска во время перезапуска либо переключение на такт сжатия на некоторое количество событий сгорания после перезапуска двигателя.
Более конкретно, если топливный насос высокого давления не подвергнут ухудшению характеристик, то, на 410, процедура включает в себя возобновление впрыска топлива на сжатии во время перезапуска. В нем, топливо может непосредственно впрыскиваться в такте сжатия в качестве множества впрысков (в материалах настоящей заявки также упоминается как разделенный впрыск). Посредством впрыска топлива в такте сжатия, более высокая температура воздушного заряда и более высокая температура клапанов цилиндров двигателя в течение такта сжатия могут преимущественно использоваться для более эффективного испарения непосредственно впрыскиваемого топлива. Посредством предоставления возможности эффективного испарения и формирования однородной топливо-воздушной смеси, могут улучшаться пусковые качества двигателя. На 412, один или более рабочих параметров двигателя могут регулироваться на основании впрыска в такте впуска для снижения всплеска числа оборотов перезапуска двигателя. Таковые, например, могут включать в себя установку момента искрового зажигания, нагрузку генератора переменного тока, положение дросселя, установку фаз клапанного распределения, установку фаз кулачкового распределения, и т.д. Различные рабочие параметры двигателя могут регулироваться для снижения всплеска числа оборотов при перезапуске двигателя, чтобы снижать проблемы NVH и улучшать плавность пуска транспортного средства на двигателе, выполненном с возможностью выполнения выключения холостых оборотов. Например, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию на большую величину (например от -25 до -30, если используется поздний впрыск на сжатии, против от -10 до -15 градусов CA, если используется впрыск на впуске). По существу, большее количество запаздывания зажигания может допускаться, когда топливо впрыскивается в такте сжатия, относительно такта впуска. В качестве еще одного примера, большая нагрузка генератора переменного тока может прикладываться к двигателю до тех пор, пока не достигнуто пороговое число оборотов двигателя (такое как число оборотов холостого хода двигателя). В качестве еще одного другого примера, дроссель может по меньшей мере частично открываться (или поддерживаться открытым в большей степени) до тех пор, пока не достигнуто пороговое число оборотов во время перезапуска двигателя. Кроме того, могут выполняться другие регулирования для установки фаз клапанного распределения, установки фаз кулачкового распределения, и т.д.
В одном из примеров, впрыски в такте сжатия могут продолжаться по меньшей мере до тех пор, пока не достигнуто пороговое число оборотов (например, число оборотов холостого хода двигателя). Соответственно, на 418, может подтверждаться, было ли достигнуто пороговое число оборотов двигателя. По подтверждению, что пороговое число оборотов двигателя было достигнуто, на 420, процедура может переходить на установку момента впрыска топлива, которая основана по меньшей мере на условиях числа оборотов и нагрузки двигателя
Возвращаясь на фиг. 408, если топливный насос высокого давления подвергнут ухудшению характеристик, то, на 414, процедура включает в себя продолжение непосредственного впрыска топлива в течение такта впуска на протяжении множества событий сгорания после перезапуска двигателя. На нем, топливо может продолжать впрыскиваться в такте впуска в качестве одиночного впрыска топлива. Посредством продолжения непосредственно впрыскивать топливо в такте впуска, всплеск числа оборотов при перезапуске двигателя может подвергаться лучшему принятию мер в отсутствие топливного насоса высокого давления. Количество событий сгорания, на протяжении которых продолжается впрыск в такте впуска, может быть основано на указании ухудшения характеристик топливного насоса высокого давления. Например, в ответ на указание ухудшения характеристик, сгорание в такте впуска может продолжаться за первым работающим цилиндром и на первые четыре работающих цилиндра. В качестве еще одного примера, количество события сгорания, на протяжении которого продолжается впрыск в такте впуска, кроме того, может быть основано на конфигурации цилиндров двигателя. Например, сгорание в такте впуска может продолжаться за первым работающим цилиндром и на первые четыре работающие цилиндры, для четырехцилиндрового двигателя, но на первые шесть цилиндров для шестицилиндрового двигателя, и так далее. В еще одном другом примере, количество событий сгорания может быть основано на числе оборотов двигателя, из условия чтобы непосредственный впрыск в такте впуска продолжался на протяжении множества событий сгорания до тех пор, пока число оборотов двигателя не находится на или выше порогового числа оборотов (такого как число оборотов холостого хода двигателя).
Затем, на 416, один или более рабочих параметров двигателя могут регулироваться на основании впрыска в такте впуска, чтобы содействовать снижению всплеска числа оборотов на перезапуске двигателя. Например, наряду с непосредственным впрыском топлива в течение такта впуска, установка момента искрового зажигания может регулироваться на основании непосредственного впрыска. Поскольку большая величина запаздывания зажигания возможна при впрыске в такте сжатия относительно впрыска в такте впуска, в материалах настоящей заявки, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию на меньшую величину во время непосредственного впрыска в такте впуска. В еще одном примере, наряду с непосредственным впрыском топлива в течение такта впуска, контроллер может прикладывать нагрузку генератора переменного тока к двигателю, нагрузка генератора переменного тока основана на одном или более из количества событий сгорания и профиля числа оборотов двигателя (например, требуемом профиле числа оборотов и/или требуемом профиле ускорения). Более конкретно, меньшая нагрузка генератора переменного тока может прикладываться к двигателю (относительно большей нагрузки генератора переменного тока, прикладываемой во время впрыска в такте сжатия) до тех пор, пока не достигнуто пороговое число оборотов двигателя (такое как число оборотов холостого хода двигателя). В качестве еще одного другого примера, дроссель может поддерживаться закрытым (или открытым в меньшей степени относительно открывания дросселя, используемого во время впрыска в такте сжатия) до тех пор, пока пороговое число оборотов не достигнуто во время перезапуска двигателя. Кроме того, могут выполняться другие регулирования для установки фаз клапанного распределения, установки фаз кулачкового распределения, и т.д. В одном из примеров, установка фаз распределения впускных и/или выпускных клапанов первого работающего цилиндра (на 406), а также следующих работающих цилиндров, подвергающихся впрыску в такте впуска, может регулироваться так, чтобы непосредственный впрыск топлива в такте впуска происходил во время положительного перекрытия клапанов. Посредством впрыска топлива во время положительного перекрытия клапанов, могут достигаться дополнительные улучшения в смешивании топлива и воздуха.
Например, в двигателях, выполненных с возможностью избирательной остановки в ответ на условия выключения холостого хода двигателя или перезапуска в ответ на условия перезапуска двигателя, базовая установка фаз распределения CAM типично может устанавливаться, чтобы иметь минимальное положительное перекрытие и небольшую величину отрицательного перекрытия (например, 8 градусов CA отрицательного перекрытия). Небольшая величина отрицательного перекрытия может снижать потенциальную возможность, чтобы отработавшие газы (то есть, остаточные газы) втекали во впускной коллектор во время остановки двигателя. Регулирования установки фаз кулачкового распределения также могут быть функцией давления во впускном коллекторе около окончания остановки. Таким образом, по мере того, как число оборотов двигателя приближается к нулю, дроссель может удерживаться закрытым от начала остановки. В качестве примера, дроссель может открываться в качестве функции числа оборотов двигателя, например, на 300 оборотах в минуту, во время остановки, чтобы снижать перемещение отработавших газов. По существу, положительное перекрытие клапанов может давать дополнительные преимущества во время холодного запуска для двигателей, которые работают на спиртовых топливах, таких как топливо E85-E100. Например, в двигателях, сконфигурированных выключением холостого хода, если двигатель «прогрет», может улучшаться устойчивость двигателя с E85 в качестве топлива.
Впрыск в такте впуска и сопровождающие регулирования рабочих параметров двигателя (например, регулирования в отношении запаздывания зажигания, нагрузки генератора переменного тока, установки фаз клапанного распределения, положения дросселя, и т.д.) могут поддерживаться на протяжении множества событий сгорания до тех пор, пока не достигнуто пороговое число оборотов двигателя. Например, до тех пор, пока не достигнуто число оборотов холостого хода двигателя. На 418, может подтверждаться, было ли достигнуто пороговое число оборотов двигателя. По подтверждению, что пороговое число оборотов двигателя было достигнуто, на 420, процедура может переходить на установку момента впрыска топлива, которая основана по меньшей мере на условиях числа оборотов и нагрузки двигателя
Таким образом, посредством впрыска топлива в первый работающий цилиндр в течение такта впуска, при выполнении холодного запуска двигателя, испарение топлива и смешивание топлива и воздуха могут улучшаться для снижения выделения продуктов сгорания с отработавшими газами до того, как активирован каталитический нейтрализатор отработавших газов (например, находится на или выше температуры розжига каталитического нейтрализатора). По существу, существенное смешивание топлива и воздуха может требоваться, когда двигатель является вращающимся относительно медленно (например, когда инициирован перезапуск двигателя). Таким образом, посредством впрыска топлива в такте впуска, большее время предусмотрено, чтобы испарялось топливо, и чтобы заряд воздуха смешивался с топливом. Посредством выполнения впрысков в такте впуска, когда топливный насос высокого давления подвергнут ухудшению характеристик, смешиванию топлива с воздухом и распылению топлива может даваться возможность, даже при относительно более низких давлениях направляющей-распределителя для топлива.
Далее, с обращением к фиг. 5, показана примерная процедура 500 для регулирования работы двигателя, в том числе, впрыска топлива, во время перезапуска двигателя из условий выключения холостого хода, на основании того, подвергнут или нет ухудшению характеристик топливный насос высокого давления топливной системы.
На 502, могут подтверждаться условия выключения холостого хода двигателя. Это, например, может включать в себя проверку, что двигатель является работающим (например, выполняющим сгорание), состояние заряда аккумуляторной батареи является большим, чем пороговое значение (например, большим, чем 30%), скорость движения транспортного средства находится в пределах требуемого диапазона (например, не более, чем 30 миль в час), не требуется кондиционирование воздуха, температура двигателя находится в выбранном диапазоне температур, запуск не был запрошен водителем транспортного средства, запрошенный водителем крутящий момент является меньшим, чем заданное пороговое значение, была нажата тормозная педаль, и т.д. По существу, какие-нибудь или все из условий выключения холостого хода могут быть удовлетворены, чтобы подтверждалось условие выключение холостого хода.
Если условия выключения холостого хода не удовлетворены, способ может заканчиваться. Однако, если удовлетворены какие-нибудь или все условия выключения холостого хода удовлетворены, то, на 504, контроллер может инициировать выполнение операции выключения холостого хода и переходить к выводу из работы двигателя. По существу, это может включать в себя перекрытие топлива и/или отключение зажигания у двигателя.
Затем, на 506, может определяться, подвергнут ли ухудшению характеристик топливный насос высокого давления топливной системы. В одном из примеров, ухудшение характеристик топливного насоса высокого давления могло диагностироваться в течение предыдущего ездового цикла двигателя.
Если топливный насос высокого давления не подвергнут ухудшению характеристик, то, на 508, во время первого останова двигателя (предшествующего первому перезапуску двигателя), процедура включает в себя останов двигателя наряду с поддержанием одной или более муфт трансмиссии зацепленными. В сравнении, если топливный насос высокого давления не подвергнут ухудшению характеристик, то, на 510, во время второго останова двигателя (предшествующего второму перезапуску двигателя), процедура включает в себя останов двигателя наряду с поддержанием одной или более муфт трансмиссии расцепленными.
Возвращаясь на 508, после остановки двигателя, на 511, могут подтверждаться условия перезапуска. Это, например, может включать в себя проверку, что двигатель является находящимся в выключении холостого хода (например, не выполняющим сгорание), состояние заряда аккумуляторной батареи является меньшим, чем пороговое значение (например, меньшим, чем 30%), скорость движения транспортного средства находится в пределах требуемого диапазона (например, меньшего, чем 30 миль в час), требуется кондиционирование воздуха, запуск не был запрошен водителем транспортного средства, запрошенный водителем крутящий момент является большим, чем заданное пороговое значение, тормозная педаль была отпущена, и т.д. Если условия перезапуска не удовлетворены, то, на 532, двигатель затем может поддерживаться в выключении холостого хода до тех пор, пока не удовлетворены условия перезапуска.
По существу, во время перезапуска двигателя из выключения холостого хода, каталитический нейтрализатор отработавших газов может быть достаточно прогретым и действующим (например, температура каталитического нейтрализатора отработавших газов может находиться на или выше температуры розжига). Однако, могут быть условия, когда каталитический нейтрализатор отработавших газов не прогрет в достаточной мере. Таким образом, после подтверждения условий перезапуска, на 512, температура (Tcat) каталитического нейтрализатора отработавших газов может оцениваться и/или измеряться, и может определяться, находится ли температура каталитического нейтрализатора отработавших газов на или выше пороговой температуры (такой как температура розжига каталитического нейтрализатора). Если температура каталитического нейтрализатора находится выше пороговой температуры, то, на 514, во время первого перезапуска двигателя из выключения холостого хода, когда топливный насос высокого давления не подвергнут ухудшению характеристик, процедура включает в себя непосредственный впрыск топлива в качестве множества впрысков в первый работающий цилиндр в течение такта сжатия (то есть, в качестве разделенного впрыска на впуске). В одном из вариантов осуществления, впрыск в такте сжатия может продолжаться на первое количество работающих цилиндров. Более конкретно, во время первого перезапуска двигателя, непосредственный впрыск может включать в себя непосредственный впрыск в течение такта сжатия на протяжении первого большего количества событий сгорания после перезапуска двигателя. Первое количество событий сгорания может быть основано по меньшей мере на конфигурации двигателя. Например, количество событий сгорания может находиться в диапазоне между от Num_cyl/2 до Num_cyl, где Num_cyl указывает на количество цилиндров в двигателе. В качестве примера, в двигателе I4, первое количество событий сгорания может меняться от 2 до 4. Количество событий сгорания, на протяжении которого выполняются многочисленные впрыски такта сжатия, также может быть основано на компромиссе между устойчивостью перезапуска двигателя относительно выделения продуктов сгорания с отработавшими газами при конкретном дымлении. Например, количество событий впрысков на сжатии может выбираться в качестве количества событий сгорания, требуемых для понижения давления впускного коллектора до значения MAP холостого хода ~ 35-45 кПа. По существу, это гарантирует, что впрыск на сжатии будет использоваться, в то время как есть необходимость использовать более высокое запаздывание искрового зажигания для минимизации всплесков двигателя. В некоторых применениях ручной трансмиссии, одиночное событие впрыска на сжатии может использоваться, если может допускаться большая величина всплесков двигателя, или если инерция двигателя достаточно высока, чтобы запаздывание искрового зажигания не требовалось для подавления всплесков.
Затем, на 515-520, различные рабочие параметры двигателя могут регулироваться на основании впрыска на сжатии. Более конкретно, на 515, во время первого перезапуска двигателя, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию на первую большую величину (например, -25 градусов CA) наряду с непосредственным впрыском топлива в такте сжатия. На 516, первая большая нагрузка генератора переменного тока может прикладываться к двигателю до тех пор, пока не достигается пороговое число оборотов двигателя (например, число оборотов двигателя на холостом ходу). На 518, впускной воздушный дроссель может поддерживаться или сохраняться закрытым (то есть, открытым в меньшей степени) на протяжении множества событий сгорания во время увеличения числа оборотов. Посредством регулирования различных рабочих параметров двигателя на основании впрыска на сжатии, перерегулирование по числу оборотов при перезапуске и проблемы NVH перезапуска могут быть уменьшены. Дополнительно, может улучшаться плавность пуска транспортного средства.
На 520, процедура дополнительно включает в себя отсутствие выведения из работы автоматической остановки двигателя в ответ на условия выключения холостого хода вслед за первым перезапуском двигателя. То есть, поскольку насос высокого давления находится в рабочем состоянии, могут быть разрешены операции остановки холостого хода двигателя.
По существу, впрыски в такте сжатия могут продолжаться до тех пор, пока не достигнуто пороговое число оборотов двигателя (такое как число оборотов холостого хода двигателя). После этого, установка момента впрыска топлива может регулироваться на основании условий работы двигателя, в том числе, условий числа оборотов и нагрузки двигателя.
Возвращаясь на 512, если температура каталитического нейтрализатора отработавших газов в начале перезапуска двигателя не находится выше пороговой температуры (то есть, каталитический нейтрализатор не достаточно прогрет), то, на 513, процедура включает в себя, во время перезапуска двигателя после выключения холостого хода, впрыск топлива в по меньшей мере первый работающий цилиндр в такте впуска. Оттуда, процедура может переходить на 514 и возобновлять впрыск на сжатии. В одном из примеров, контроллер может впрыскивать топливо в первый работающий цилиндр в качестве одиночного впрыска в такте впуска и впрыскивать топливо в следующие рабочие цилиндры в качестве множества впрысков в такте сжатия. В еще одном примере, контроллер может впрыскивать топливо в выбранное количество работающих цилиндров (или выбранном количестве событий сгорания после перезапуска двигателя) в качестве одиночного впрыска в такте впуска до тех пор, пока температура отработавших газов не находится на или выше пороговой температуры, а затем, возобновлять впрыск топлива в качестве множества впрысков в такте сжатия до тех пор, пока число оборотов двигателя не находится на или выше порогового числа оборотов двигателя. Затем, после того, как число оборотов двигателя находится на или выше порогового числа оборотов двигателя (и выше пороговой температуры каталитического нейтрализатора), установка момента впрыска топлива может регулироваться на основании условий работы двигателя, в том числе, условий числа оборотов и нагрузки двигателя.
По существу, наряду с впрыском топлива в такте впуска, различные рабочие параметры двигателя (например, открывание дросселя, установка фаз клапанного распределения, установка момента зажигания, нагрузка генератора переменного тока, и т.д.) могут регулироваться скорее на основании впрыска в такте впуска, нежели впрыска в такте сжатия. Как дополнительно конкретизировано ниже, это может включать в себя, во время впрыска в такте впуска, применение меньшей величины запаздывания искрового зажигания, меньшей величины нагрузки генератора переменного тока, большего открывания дросселя, большего перекрытия клапанов, и т.д. Посредством впрыска топлива в такте впуска, когда каталитический нейтрализатор отработавших газов не достаточно прогрет, большее количество времени может быть предусмотрено для испарения топлива и смешивания топливовоздушного заряда, снижая выделение продуктов сгорания с отработавшими газами на перезапуске двигателя во время условий холодного каталитического нейтрализатора.
Возвращаясь на 510, после остановки двигателя, на 521, могут подтверждаться условия перезапуска. Если условия перезапуска не удовлетворены, то, на 532, двигатель затем может поддерживаться в выключении холостого хода до тех пор, пока не удовлетворены условия перезапуска.
Если условия перезапуска подтверждены, то, на 522, во время второго перезапуска двигателя из отключения холостого хода, когда топливный насос высокого давления подвергнут ухудшению характеристик, процедура включает в себя непосредственный впрыск топлива в качестве одиночного впрыска в первый цилиндр в течение такта впуска. В одном из вариантов осуществления, впрыск в такте впуска может продолжаться на второе количество работающих цилиндров. Более конкретно, во время второго перезапуска двигателя, непосредственный впрыск может включать в себя непосредственный впрыск в течение такта впуска на протяжении второго меньшего количества событий сгорания после перезапуска двигателя.
Следует понимать, что, несмотря на то, что пример по фиг. 5 иллюстрирует первый перезапуск двигателя с многочисленными впрысками на сжатии, выполняемыми на протяжении первого большего количества событий сгорания после перезапуска, и с вторым перезапуском двигателя с одиночным впрыском в такте впуска на протяжении второго меньшего количества событий сгорания после перезапуска двигателя, это не подразумевается ограничивающим. В альтернативных примерах, на основании условий работы двигателя и конфигурации двигателя, первый перезапуск двигателя может включать в себя впрыски на сжатии, выполняемые на протяжении такого же количества событий сгорания, как количество событий сгорания, на протяжении которого выполняются впрыски на впуске второго перезапуска двигателя. Кроме того еще, первый перезапуск двигателя может включать в себя впрыски на сжатии, выполняемые на протяжении первого количества событий сгорания, большего чем второе количество событий сгорания, на протяжении которого выполняются впрыски на впуске второго перезапуска двигателя.
Затем, на 524-530, различные рабочие параметры двигателя могут регулироваться на основании впрыска в такте впуска. Более конкретно, на 524, во время второго перезапуска двигателя, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию на вторую меньшую величину наряду с непосредственным впрыском топлива в такте впуска. В качестве примера, установка момента зажигания может переключаться на абсолютное значение 10 градусов CA до верхней мертвой точки (BTDC). На 526, вторая меньшая нагрузка генератора переменного тока может прикладываться к двигателю до тех пор, пока не достигается пороговое число оборотов двигателя (например, число оборотов двигателя на холостом ходу). То есть, нагрузка генератора переменного тока может быть минимизирована до после того, как число оборотов двигателя пересекло целевое число оборотов холостого хода. На 528, впускной воздушный дроссель может освобождаться, так чтобы он был открыт в большей степени на протяжении множества событий сгорания в время увеличения числа оборотов. Посредством регулирования различных рабочих параметров двигателя на основании впрыска на сжатии, перерегулирование по числу оборотов при перезапуске и проблемы NVH перезапуска в отсутствие насоса высокого давления в рабочем состоянии могут быть уменьшены. Дополнительно, может улучшаться плавность пуска транспортного средства в присутствии подвергнутого ухудшению характеристик насоса высокого давления.
По существу, впрыски в такте впуска могут продолжаться до тех пор, пока не достигнуто пороговое число оборотов двигателя. Например, до тех пор, пока не достигнуто число оборотов холостого хода двигателя. После этого, установка момента впрыска топлива может регулироваться на основании условий работы двигателя, в том числе, условий числа оборотов и нагрузки двигателя.
На 530, процедура дополнительно включает в себя выведение из работы автоматической остановки двигателя в ответ на условия выключения холостого хода вслед за вторым перезапуском двигателя. То есть, поскольку насос высокого давления повергнут ухудшению характеристик, дополнительные операции выключения холостого хода двигателя могут быть запрещены. Посредство запрещения отключений холостого хода двигателя, могут подвергаться лучшему принятию ответных мер пониженные пусковые качества двигателя при последующих перезапусках двигателя, происходящие от ухудшения характеристик насоса высокого давления.
Фиг. 6 изображает примерную временную диаграмму 600 впрыска топлива с примерными изменениями регулировок впрыска для топлива, впрыскиваемого в первом работающем цилиндре во время перезапуска двигателя в присутствии ухудшения характеристик топливного насоса высокого давления.
В одном из примеров, при работе двигателя наряду с тем, что насос высокого давления находится в рабочем состоянии, топливо может впрыскиваться в первый работающий цилиндр в течение такта сжатия (сплошные прямоугольники) в качестве множества впрысков (в материалах настоящей заявки, изображенных в качестве двух впрысков равной величины). Средняя установка момента и общая величина впрыска в такте сжатия могут быть основаны на условиях работы двигателя, в том числе, условиях числа оборотов/нагрузки двигателя, содержании спирта впрыскиваемого топлива, и т.д. Для снижения потенциальных проблем, ассоциативно связанных с повышенным давлением направляющей-распределителя для топлива, имеющимся в распоряжении в присутствии топливного насоса высокого давления в рабочем состоянии, таких как попадание топлива на стенки цилиндра и/или поверхность поршня, могут выполняться многочисленные впрыски на сжатии. Следует понимать, что, несмотря на то, что изображенный пример иллюстрирует впрыск на сжатии в качестве симметричного двойного впрыска на сжатии, это не подразумевается ограничивающим. В альтернативных примерах, может быть возможно большее количество впрысков, которые скомпонованы, чтобы быть симметричными или асимметричными. Подобным образом, временные характеристики между впрысками, а также момент времени открывания и закрывания топливных форсунок могут регулироваться на основании рабочих условий двигателя (таких как содержание спиртов топлива). В материалах настоящей заявки, установка момента впрыска может подвергаться запаздыванию до такта сжатия, чтобы получать преимущество более высокой температуры клапана и температуры воздушного заряда цилиндра такта сжатия, тем самым, улучшая возможность перезапуска двигателя.
В еще одном примере, при работы двигателя, в то время как насос высокого давления подвергнут ухудшению характеристик, топливо может впрыскиваться в первый работающий цилиндр в течение такта впуска в качестве одиночного впрыска (заштрихованный прямоугольник). Установка момента и величина впрыска в такте впуска могут быть основаны на условиях работы двигателя, в том числе, условиях числа оборотов/нагрузки двигателя. В материалах настоящей заявки, установка момента впрыска может подвергаться опережению до такте впуска, чтобы использовать пониженное давление направляющей-распределителя для топлива для впрыска топлива в первый работающий цилиндр, тем самым, улучшая возможность перезапуска двигателя, даже когда насос высокого давления подвергнут ухудшению характеристик.
Таким образом, во время перезапуска двигателя, когда достаточно высоких давлений направляющей-распределителя для топлива нет в распоряжении вследствие ухудшения характеристик топливного насоса высокого давления, топливо может впрыскиваться в такте впуска для улучшения сгорания в цилиндре и проворачивания коленчатого вала двигателя. Посредством продолжения впрыска в такте впуска до тех пор, пока не достигнуто пороговое число оборотов двигателя, возможность перезапуска двигателя может улучшаться, и может снижаться вероятность того, что двигатель глохнет вследствие ухудшения характеристик насоса высокого давления.
Следует отметить, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящей заявки, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящей заявки, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные этапы, операции или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Один или более из проиллюстрированных этапов или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные этапы могут графически представлять код, который должен быть запрограммирован на машиночитаемый запоминающий носитель в системе управления двигателем.
Дополнительно следует понимать, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящей заявки, являются примерными по сути, и что эти конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящей заявки.
Последующая формула изобретения подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы изобретения могут указывать на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы изобретения включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой изобретения посредством изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такая формула изобретения, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле изобретения, также рассматривается в качестве включенной в предмет настоящего изобретения.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ), СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ | 2013 |
|
RU2640146C2 |
| СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) | 2014 |
|
RU2667537C2 |
| СПОСОБЫ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ, ВКЛЮЧАЮЩЕГО В СЕБЯ ИЗБИРАТЕЛЬНО ВЫВОДИМЫЙ ИЗ РАБОТЫ ЦИЛИНДР, И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ | 2015 |
|
RU2684861C2 |
| СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ | 2014 |
|
RU2656173C2 |
| СИСТЕМА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ УСТАНОВКОЙ МОМЕНТА И ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСА ВПРЫСКА ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (ВАРИАНТЫ) | 2013 |
|
RU2626921C2 |
| СПОСОБ ДЛЯ ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЯ | 2015 |
|
RU2669890C2 |
| СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ | 2013 |
|
RU2603202C2 |
| СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ | 2012 |
|
RU2595329C2 |
| СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ (ВАРИАНТЫ) | 2015 |
|
RU2674314C2 |
| СПОСОБЫ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ | 2015 |
|
RU2681555C2 |
Изобретение относится к области запуска двигателей внутреннего сгорания с непосредственным впрыском. Техническим результатом является повышение надежности пуска холодного двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что в ответ на указание ухудшения характеристик топливного насоса высокого давления при запуске двигателя топливо может впрыскиваться в течение такта впуска, а не такта сжатия на протяжении выбранного количества событий сгорания после перезапуска двигателя. Посредством переключения на впрыск в такте впуска двигатель может запускаться, даже когда нет в распоряжении достаточного давления топлива. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.
1. Способ для двигателя, включающий:
во время первого перезапуска двигателя от выключения холостого хода, когда топливный насос высокого давления не подвергнут ухудшению характеристик, непосредственный впрыск топлива в качестве множества впрысков в первый цилиндр в течение такта сжатия; и
во время второго перезапуска двигателя от выключения холостого хода, когда топливный насос высокого давления подвергнут ухудшению характеристик, непосредственный впрыск топлива в качестве одиночного впрыска в первый цилиндр в течение такта впуска.
2. Способ по п. 1, в котором во время первого перезапуска двигателя непосредственный впрыск включает непосредственный впрыск в течение такта сжатия на протяжении первого, большего, количества событий сгорания после перезапуска, а во время второго перезапуска двигателя непосредственный впрыск включает непосредственный впрыск в течение такта впуска на протяжении второго, меньшего, количества событий сгорания после перезапуска.
3. Способ по п. 1, дополнительно включающий во время первого перезапуска двигателя запаздывание установки момента зажигания на первую, большую, величину наряду с непосредственным впрыском топлива, а во время второго перезапуска двигателя запаздывание искрового зажигания на вторую, меньшую, величину наряду с непосредственным впрыском топлива.
4. Способ по п. 1, дополнительно включающий во время первого перезапуска двигателя приложение первой, большей, нагрузки генератора переменного тока к двигателю до тех пор, пока не достигнуто пороговое число оборотов двигателя, а во время второго перезапуска двигателя приложение второй, меньшей, нагрузки генератора переменного тока к двигателю до тех пор, пока не достигнуто пороговое число оборотов двигателя.
5. Способ по п. 1, дополнительно включающий во время первого перезапуска двигателя поддержание впускного дросселя открытым на протяжении множества событий сгорания, а во время второго перезапуска двигателя поддержание впускного дросселя открытым в меньшей степени на протяжении множества событий сгорания.
6. Способ по п. 1, дополнительно включающий выведение из работы автоматической остановки двигателя в ответ на условия выключения холостого хода вслед за первым перезапуском двигателя.
7. Способ по п. 1, дополнительно включающий во время первой остановки двигателя, предшествующей первому перезапуску двигателя, остановку двигателя наряду с поддержанием одной или более муфт трансмиссии зацепленными; и во время второй остановки двигателя, предшествующей второму перезапуску двигателя, остановку двигателя наряду с поддержанием одной или более муфт трансмиссии расцепленными.
8. Система двигателя, содержащая:
двигатель, выполненный с возможностью избирательного выведения из работы в ответ на условия выключения холостого хода;
топливную форсунку, выполненную с возможностью непосредственного впрыска топлива в цилиндр двигателя;
первый топливный насос высокого давления и второй топливный насос низкого давления, выполненные с возможностью подачи топлива из топливного бака к форсунке;
контроллер с машиночитаемыми командами для:
во время перезапуска двигателя из выключения холостого хода,
в ответ на ухудшение характеристик первого топливного насоса переключения непосредственного впрыска топлива в первый работающий цилиндр двигателя с такта сжатия на такт впуска на протяжении множества событий сгорания после перезапуска, при этом переключение включает переключение впрыска топлива с многочисленного впрыска топлива в такте сжатия на одиночный впрыск топлива в такте впуска.
9. Система по п. 8, в которой первый работающий цилиндр является первым цилиндром для достижения ВМТ при перезапуске двигателя.
10. Система по п. 8, дополнительно содержащая генератор переменного тока, при этом контроллер включает в себя дополнительные команды для приложения пониженной нагрузки генератора переменного тока к двигателю во время перезапуска до тех пор, пока не достигнуто пороговое число оборотов.
| US5893352 A 13.04.1999 | |||
| US5924405 A 20.07.1999 | |||
| US2012197511 A1 02.08.2012 | |||
| СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ТОПЛИВА К ТОПЛИВОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ ПРИ ЗАПУСКЕ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ | 1994 |
|
RU2130557C1 |
