СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ Российский патент 2017 года по МПК F02D41/40 

Уровень техники

Нагар может образовываться в двигателе, когда топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры двигателя. Более конкретно, нагар может образовываться, когда топливо впрыскивается в цилиндр двигателя, в то время как двигатель является работающим на более высоких числах оборотов и нагрузках. Нагар может образовываться от неполного сгорания углеводородов, поскольку есть меньшее время, имеющееся в распоряжении для распыления топлива, впрыснутого в цилиндр на более высоких числах оборотов двигателя. Образование нагара также может быть находящимся под влиянием вовлечения углеводородов в цилиндр посредством продувки паров топлива, накопленных в бачке накопления паров топлива. В частности, поскольку продутые пары топлива могут смешиваться с воздухом, поступающим в двигатель, до того, как воздух поступает в цилиндр, может быть затруднительным, чтобы топливо, впрыснутое в цилиндр, испарялось и смешивалось с топливовоздушной смесью, поступающей в цилиндр. Следовательно, объем нагара, произведенного двигателем, может увеличиваться, когда накопленные пары топлива продуваются в двигатель.

Раскрытие изобретения

Авторы в материалах настоящей заявки осознали вышеупомянутые ограничения и предложили способ работы двигателя и систему управления двигателем.

Согласно одному аспекту предложен способ работы двигателя, подачу некоторого объема топлива из бачка накопления паров топлива в цилиндр, и регулирование количества импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр через топливную форсунку в течение цикла цилиндра, в ответ на некоторый объем топлива, подаваемого в цилиндр в течение цикла цилиндра из бачка накопления паров топлива.

Некоторый объем топлива предпочтительно непосредственно впрыскивается в цилиндр, при этом длительность импульса по меньшей мере одного импульса впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, уменьшается при увеличении некоторого объема топлива, подаваемого в цилиндр из бачка накопления паров топлива.

Количество импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, предпочтительно подается в течение такта впуска цилиндра.

Количество импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, предпочтительно подается в течение такта впуска и такта сжатия цилиндра.

Способ предпочтительно дополнительно включает ограничение некоторого объема топлива, подаваемого из бачка накопления паров топлива в цилиндр для поддержания минимального количества импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр через топливную форсунку.

Количество импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, предпочтительно дополнительно основано на запросе крутящего момента двигателя.

Согласно другому аспекту предложен способ работы двигателя, включающий подачу некоторого объема топлива из бачка накопления паров топлива в цилиндр, и регулирование количества импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр через топливную форсунку в течение цикла цилиндра, в ответ на некоторый объем топлива, подаваемого в цилиндр из бачка накопления паров топлива в течение цикла цилиндра, и минимальную длительность импульса топливной форсунки.

Минимальная длительность импульса топливной форсунки предпочтительно является длительностью импульса впрыска топлива, при которой по существу повторяемый минимальный объем топлива выдается через топливную форсунку.

Количество импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, предпочтительно дополнительно основано на минимальном времени отключения топливной форсунки.

Количество импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, предпочтительно дополнительно основано на запросе крутящего момента двигателя.

Количество импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, предпочтительно дополнительно основано на объеме топлива, выдаваемого в цилиндр, когда топливная форсунка приводится в действие с минимальной длительностью импульса.

Количество импульсов впрыска топлива, которое подается в цилиндр, предпочтительно подается в течение такта впуска цилиндра.

По меньшей мере один импульс впрыска топлива, подаваемый топливной форсункой в течение цикла цилиндра, предпочтительно подается в течение цикла сжатия цилиндра.

Некоторый объем топлива, подаваемого из бачка накопления паров топлива в цилиндр, предпочтительно регулируется посредством регулирования рабочего цикла клапана управления продувкой.

Согласно еще одному аспекту предложена система управления двигателем, содержащая двигатель, бачок накопления паров топлива, топливную форсунку, подающую топливо в цилиндр двигателя, контроллер, включающий в себя команды для впрыска топлива в цилиндр за некоторое количество импульсов впрыска топлива в течение цикла цилиндра, при этом контроллер включает в себя дополнительные команды для подачи топлива в цилиндр через бачок накопления паров топлива и дополнительные команды для регулирования количества импульсов впрыска топлива в течение цикла цилиндра в ответ на некоторый объем топлива, выдаваемый, когда топливная форсунка приводится в действие с минимальной длительностью импульса.

Система предпочтительно дополнительно содержит дополнительные команды для увеличения количества импульсов впрыска топлива в течение цикла цилиндра.

Система предпочтительно дополнительно содержит систему впуска воздуха, подающую воздух в цилиндры двигателя, при этом бачок накопления паров топлива находится в сообщении с системой впуска воздуха.

Система предпочтительно дополнительно содержит клапан продувки паров топлива, при этом контроллер включает в себя дополнительные команды для регулирования рабочего цикла клапана продувки паров топлива для регулирования потока паров топлива в цилиндр.

Система предпочтительно дополнительно содержит дополнительные команды для уменьшения длительности импульса по меньшей мере одного импульса впрыска топлива в ответ на некоторый объем топлива, подаваемого в цилиндр через бачок накопления паров топлива.

Система предпочтительно дополнительно содержит дополнительные команды для уменьшения количества импульсов впрыска топлива, подаваемых в цилиндр, когда по меньшей мере один импульс впрыска топлива, подаваемый в цилиндр, имеет значение минимальной длительности импульса топливной форсунки.

Посредством подачи топлива в цилиндр в некотором количестве импульсов топлива наряду с тем, что топливо также подается в цилиндр через бачок накопления паров топлива, может быть возможным уменьшать образование нагара в сгоревших продуктах цилиндра. В частности, образование нагара цилиндра может уменьшаться выполнением многочисленных впрысков топлива в течение цикла цилиндра. В одном из примеров, количество импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр в течение цикла цилиндра, может доводиться до максимума для содействия испарению топлива, даже если смесь воздуха и топлива поступает в цилиндр через впускной клапан цилиндра.

Настоящее описание может обеспечивать несколько преимуществ. В частности, подход может обеспечивать уменьшенное образование нагара в побочных продуктах сгорания. В дополнение, способ может уменьшать себестоимость системы двигателя посредством уменьшения вероятности вынуждения предусматривать сажевый фильтр для двигателя. Кроме того, если система двигателя включает в себя сажевый фильтр, сажевому фильтру может быть необходимым восстанавливаться менее часто, когда применяется подход.

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

Следует понимать, что раскрытие изобретения приведено для представления в упрощенном виде подборки концепций, которые дополнительно описаны ниже в подробном описании изобретения. Это раскрытие изобретения не предназначено для идентификации ключевых признаков или существенных признаков заявленного объекта изобретения, а также не предназначено для ограничения объема заявленного объекта изобретения. Кроме того, заявленный объект изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые решают любые или все недостатки, отмеченные в любой части данного описания.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой схематичный вид двигателя;

Фиг. 2 представляет собой примерную передаточную функцию топливной форсунки;

Фиг. 3 и 4 представляют собой примерные последовательности впрыска топлива, когда пары топлива подаются в цилиндр; и

Фиг. 5 представляет собой блок-схему последовательности операций примерного способа для работы двигателя.

Подробное описание изобретения

Настоящее описание имеет отношение к управлению впрыском топлива в цилиндр для уменьшения образования нагара внутри цилиндра. В одном из примеров, топливная форсунка, подающая топливо в цилиндр двигателя, как проиллюстрировано на фиг. 1, может регулироваться согласно описанию. Установка момента открывания топливной форсунки может регулироваться, как показано на фиг. 3 и 4. В одном из примеров, установка момента открывания топливной форсунки может быть основана на минимальной длительности импульса топливной форсунки, как показано на фиг. 2. Способ по п. 5 может быть основой для регулирования работы топливной форсунки, как показано на фиг. 3 и 4.

Со ссылкой на фиг. 1, двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий множество цилиндров, один цилиндр которого показан на фиг. 1, управляется электронным контроллером 12 двигателя. Двигатель 10 включает в себя камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с поршнем 36, расположенным в них и присоединенным к коленчатому валу 40. Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответственный впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной клапан и выпускной клапан может приводиться в действие кулачком 51 впускного клапана и кулачком 53 выпускного клапана. В качестве альтернативы, один или более из впускных и выпускных клапанов могут приводиться в действие электромеханически управляемым узлом катушки и якоря клапана. Фаза впускного кулачка 51 и выпускного кулачка 53 может регулироваться посредством исполнительных механизмов 59 и 69 кулачковых фаз. Положение кулачка 51 впускного клапана может определяться датчиком 55 кулачка впускного клапана. Положение кулачка 53 выпускного клапана может определяться датчиком 57 кулачка выпускного клапана.

Топливная форсунка 66 показана расположенной для впрыска топлива непосредственно в цилиндр 30, что известно специалистам в данной области техники как непосредственный впрыск. Топливная форсунка 66 выдает жидкое топливо пропорционально длительности импульса из контроллера 12. Топливо подается в топливную форсунку 66 топливной системой, включающей в себя топливный бак 140, топливный насос 142, топливопровод 141 и направляющую-распределитель для топлива (не показана). Топливная форсунка 66 питается рабочим током от контроллера 12. Пары топлива из топливного бака 140 могут накапливаться в бачке 144 паров топлива, который включает в себя активированный уголь 146 или другой наполнитель накопления углеводородов. Пары топлива поступают в бачок 144 накопления паров топлива из топливного бака 140 через трубопровод, когда открывается дренажный клапан 150, или когда пары топлива всасываются во впускной коллектор 44 через линию 143 продувки и продувочный клапан 148. В дополнение, впускной коллектор 44 показан сообщающимся с необязательным электронным дросселем 62, который регулирует положение дроссельной заслонки 64 для регулирования потока воздуха из воздухозаборника 42.

Система 88 зажигания без распределителя выдает искру зажигания в камеру 30 сгорания через запальную свечу 92 в ответ на действие контроллера 12. Система 88 зажигания может выдавать одиночную или многочисленные искры в каждый цилиндр в течение каждого цикла цилиндра. Кроме того, установка момента искрового зажигания, выдаваемого через систему 88 зажигания, может подвергаться опережению или запаздыванию относительно установки фаз распределения коленчатого вала в ответ на условия работы двигателя.

Универсальный датчик 126 содержания кислорода в отработавших газах (UEGO) показан присоединенным к выпускному коллектору 48 выше по потоку от устройства 70 последующей обработки отработавших газов. В качестве альтернативы, двухрежимный датчик кислорода выхлопных газов может использоваться вместо датчика 126 UEGO. В некоторых примерах, устройство 70 последующей обработки отработавших газов является сажевым фильтром и/или трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором. В других примерах, устройство 70 последующей обработки отработавших газов является исключительно трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором.

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

В некоторых примерах, двигатель может быть присоединен к системе электродвигателя/аккумуляторной батареи в транспортном средстве с гибридным приводом. Транспортное средство с гибридным приводом может иметь параллельную конфигурацию, последовательную конфигурацию, либо их варианты или комбинации. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, могут применяться другие конфигурации двигателя, например, дизельный двигатель.

Во время работы, каждый цилиндр в двигателе 10 типично подвергается четырехтактному циклу: цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. В течение такта впуска, обычно, выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Воздух вовлекается в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, поршень 36 перемещается к дну цилиндра, с тем чтобы увеличивать объем внутри камеры 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 находится около дна цилиндра и в конце своего хода (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наибольшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники ссылкой в качестве нижней мертвой точки (НМТ, BDC). Во время такта сжатия, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается по направлению к головке блока цилиндров, с тем чтобы сжимать воздух внутри камеры 30 сгорания. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и самой близкой к головке блока цилиндров (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наименьшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники в качестве верхней мертвой точки (ВМТ, TDC). В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как впрыск, топливо вводится в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как воспламенение, впрыснутое топливо воспламеняется известным средством воспламенения, таким как свеча 92 зажигания, приводя к сгоранию. Во время рабочего такта, расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно в НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует перемещение поршня в крутящий момент вращающегося вала. В заключение, во время такта выпуска, выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпускать подвергнутую сгоранию топливовоздушную смесь в выпускной коллектор 48, и поршень возвращается в ВМТ. Отметим, что вышеприведенное описано просто в качестве примера, и что привязка по времени открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов может меняться так, чтобы давать положительные или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана, или различные другие примеры.

Таким образом, система по фиг. 1 предусматривает управление двигателем, содержащее: двигатель; бачок накопления паров топлива; топливную форсунку, подающую топливо в цилиндр двигателя; контроллер, включающий в себя команды для впрыска топлива в цилиндр за некоторое количество импульсов впрыска топлива в течение цикла цилиндра, контроллер включает в себя дополнительные команды для подачи топлива в цилиндр через бачок накопления паров топлива, контроллер включает в себя дополнительные команды для регулирования количества импульсов впрыска топлива в течение цикла цилиндра в ответ на объем топлива, выдаваемый, когда топливная форсунка приводится в действие с минимальной длительностью импульса. Таким образом, количество впрысков топлива в течение цикла цилиндра может иметь отношение к характеристике топливной форсунки.

Система дополнительно содержит дополнительные команды для максимизации количества импульсов впрыска топлива в течение цикла цилиндра. В некоторых примерах, система дополнительно содержит систему впуска воздуха, подающую воздух в цилиндры двигателя, и где бачок накопления паров топлива находится в сообщении с системой впуска воздуха. Система дополнительно содержит клапан продувки паров топлива, и где контроллер включает в себя дополнительные команды для регулирования рабочего цикла клапана продувки паров топлива, чтобы регулировать поток паров топлива в цилиндр. Система дополнительно содержит дополнительные команды для уменьшения длительности импульса по меньшей мере одного импульса впрыска топлива в ответ на объем топлива, подаваемого в цилиндр через бачок накопления паров топлива. Система дополнительно содержит дополнительные команды для уменьшения количества импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, когда по меньшей мере один импульс впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, имеет значение минимальной длительности импульса топливной форсунки.

Далее, со ссылкой на фиг. 2, показан примерный моделированный график передаточной функции для топливной форсунки. Ось X представляет длительность импульса топливной форсунки, где топливная форсунка питается номинальным напряжением. Например, топливная форсунка с номинальным напряжением 14 Вольт может питаться импульсом 5 мс 14 Вольт, чтобы открывать топливную форсунку и выдавать топливо в цилиндр. Ось Y представляет массу топлива, впрыскиваемого топливной форсункой, когда форсунка питается напряжением с номинальным напряжением. Передаточная функция по фиг. 2 может корректироваться, когда топливная форсунка питается напряжением, меньшим чем или большим чем номинальное напряжение форсунки. Например, масса впрыскиваемого топлива может уменьшаться, если топливная форсунка питается длительностью импульса 5 мс 10 Вольт. Передаточная функция по фиг. 2 может быть представляющей топливную форсунку 66, показанную на фиг. 1. Кроме того, передаточная функция по фиг. 2 может храниться в памяти контроллера 12, показанного на фиг. 1.

Фиг. 2 показывает, что масса топлива является по существу нулевой до тех пор, пока не достигнута минимальная длительность 202 импульса впрыска топлива. В некоторых вариантах осуществления, топливная форсунка может впрыскивать небольшой объем топлива, который не является повторяемым для длительностей импульса впрыска топлива, меньших, чем минимальная длительность импульса впрыска топлива. Поэтому, топливная форсунка не приводится в действие на длительностях импульса впрыска топлива, меньших, чем минимальная длительность импульса впрыска топлива. Как только на форсунку подается длительность импульса впрыска топлива, которая является по меньшей мере минимальной длительностью импульса впрыска топлива или большей, масса впрыскиваемого топлива из топливной форсунки увеличивается линейно с увеличением длительности импульса впрыска топлива. Минимальная масса впрыскиваемого топлива показана, как представлено интервалом 204. Минимальная масса впрыскиваемого топлива соответствует минимальной длительности импульса впрыска топлива. Следует отметить, что минимальная впрыскиваемая масса топлива и минимальная длительность импульса впрыска топлива являются конструктивными соображениями и могут меняться от одной конструкции топливной форсунки к другой конструкции топливной форсунки.

Далее, со ссылкой на фиг. 3, показана моделированная последовательность впрыска топлива в течение увеличения продувки паров топлива из бачка накопления паров топлива. Последовательность по фиг. 3 может быть предусмотрена способом по фиг. 5, выполняемым посредством команд контроллера 12 в системе по фиг. 1.

Первый график сверху по фиг. 3 представляет такты цилиндра номер один из четырех тактов четырехцилиндрового двигателя, имеющего порядок работы цилиндров 1-3-4-2. Такт выпуска сокращенно указан как ЕХН наряду с тем, что соответственные такты впуска, сжатия и расширения сокращенно указаны как INT, СОМР и ЕХР.

Второй график сверху по фиг. 3 представляет установку моментов событий впрыска топлива в течение соответственных тактов цилиндра по первому графику сверху по фиг. 3. Впрыскиваемая масса топлива увеличивается с увеличением длительности импульса. Время включения или длительность импульса форсунки представлены в качестве импульсов, подобных 302. Время отключения форсунки представлено в качестве отсутствия импульсов, подобных моменту времени на 304. Подобным образом, масса впрыскиваемого топлива уменьшается с убыванием длительности импульса.

Третий график сверху по фиг. 3 представляет объем топлива продувки паров топлива, поступающий в цилиндр номер один из бачка накопления паров топлива, такого как 144 по фиг. 1. Масса паров топлива, поступающих в цилиндр номер один увеличивается направлении стрелки оси Y.

Показана последовательность в течение немного больше, чем трех циклов цилиндра; однако, события, показанные в последовательности, могут происходить в течение нескольких минут во время продувки бачка накопления паров топлива. Кроме того, первый, второй и третий графики по фиг. 3 имеют место в одно и то же время и в одном и том же масштабе времени.

Последовательность начинается в момент Т₀ времени, где двигатель является работающим, и цилиндр номер один начинает такт выпуска. Топливо не продувается из бачка накопления паров топлива в момент Т₀ времени, и впрыск топлива отсутствует в течение такта выпуска.

В момент T₁ времени, цилиндр номер один входит в такт впуска, и начинается впрыск топлива в цилиндр номер один. Топливо не продувается из бачка накопления паров топлива в момент T₁ времени.

Во время более высоки чисел оборотов и нагрузок двигателя, топливо, которое непосредственно впрыскивается в цилиндр, может образовывать нагар в цилиндре во время сгорания. Один из способов для уменьшения или ограничения нагара от топлива, которое впрыскивается непосредственно в цилиндр, может состоять в том, чтобы впрыскивать требуемый объем топлива в как можно более многочисленных впрысках топлива в течение цикла цилиндра. Например, одиночный импульс впрыска топлива 5 мс может быть разделен на пять импульсов 1 мс для улучшения смешивания топлива и уменьшения нагара, образуемого в цилиндре во время сгорания. Дополнительные впрыски топлива могут помогать содействовать смешиванию топлива, так что меньшее количество нагара может образовываться в цилиндре номер один. Однако, количество впрысков топлива в цикле цилиндра может быть ограничено минимальной длительностью импульса топливной форсунки и/или минимальным временем отключения топливной форсунки. В некоторых вариантах осуществления, минимальное время отключения топливной форсунки может быть определено в качестве времени, когда питание, подаваемое на топливную форсунку, должно замыкаться, чтобы поток топлива из форсунки прекращался между впрысками топлива. В этом примере, требуемый объем топлива может подаваться в цилиндр в четырех впрысках топлива, перекрывающих такт впуска цилиндра номер один. Однако, в других примерах, количество впрысков топлива может быть увеличено или уменьшено на основании числа оборотов двигателя, минимального времени включения топливной форсунки и минимального времени отключения топливной форсунки. В момент T₁ времени, топливо не продувается из бачка накопления паров топлива, таким образом, все топливо, поступающее в цилиндр номер один, происходит через единственную топливную форсунку, подающую топливо в цилиндр номер один.

Между моментом T₁ времени и моментом Т₂ времени, клапан управления продувкой начинает открываться, и пары топлива начинают втекать во впускной коллектор двигателя. Смесь паров топлива с воздухом поступает в двигатель, а потому, требуется, чтобы меньшее количество топлива впрыскивалось в цилиндр для удовлетворения требуемого объема топлива в цилиндре.

В момент Т₂ времени, впрыск топлива в цилиндр номер один начинается для второго цикла цилиндра номер один на фиг. 3. Двигатель эксплуатируется на одинаковом числе оборотов и нагрузке между моментами T₁ и Т₂ времени. Поэтому, объем воздуха, введенного в цилиндр номер один, является одинаковым между моментами T₁ и Т₂ времени. Кроме того, одинаков требуемый объем топлива для циклов сгорания цилиндра номер один, начинающихся в моменты T₁ и Т₂ времени. Однако, поскольку часть топлива, поступающего в цилиндр номер один, происходит из продувки паров топлива в бачке накопления паров топлива, меньшее количество топлива впрыскивается для обеспечения идентичного топливовоздушного соотношения между циклами цилиндра, начинающимися в моменты T₁ и Т₂ времени.

Меньшее количество топлива может впрыскиваться в цилиндр в течение каждого одиночного события впрыска топлива до тех пор, пока не достигнута минимальная длительность импульса топливной форсунки. Если минимальная длительность импульса топливной форсунки достигнута, количество впрысков топлива может уменьшаться, и объем каждого топлива, впрыснутого в течении каждого из оставшихся впрысков топлива, может увеличиваться, с тем чтобы обеспечивать требуемый объем топлива в цилиндре. Когда количество впрысков топлива в цикле цилиндра уменьшается, по меньшей мере часть объема топлива, впрыскиваемого в течение исключенного впрыска топлива, добавляется к впрыскам топлива оставшегося количества. Длительности импульсов каждого из оставшихся впрысков топлива увеличиваются по продолжительности, так что требуемый объем топлива может выдаваться в цилиндр, даже если есть одно событие меньшего впрыска топлива в течение цикла цилиндра. Таким образом, по существу один и тот же объем топлива поступает в цилиндр номер один в течение тактов впуска, начинающихся в моменты T₁ и Т₂ времени. Количество впрысков топлива уменьшается, так что смешивание топлива, обусловленное тремя событиями впрыска топлива в момент T₁ времени, может не быть настолько же убедительным по сравнению с тем, когда есть четыре впрыска топлива, как показано в момент T₁ времени. Однако, поскольку часть топлива, поступающего в цилиндр, уже находится в виде паров, одно событие меньшего впрыска топлива может иметь меньшую последовательность, а потому, по-прежнему может обеспечиваться низкое образование нагара.

Таким образом, в момент Т₂ времени, количество впрысков топлива в течение цикла цилиндра уменьшается в ответ на состояние, где первое большее количество событий впрыска топлива впрыскивало бы большее количество топлива, чем требуется, если бы топливная форсунка приводилась в действие с минимальной длительностью импульса топливной форсунки. Посредством уменьшения количества событий впрыска топлива в течение цикла цилиндра, топливная форсунка может выдавать требуемый объем топлива в цилиндр с длительностью импульса впрыска топлива, которая является большей, чем минимальная длительность импульса впрыска топлива. Таким образом, количество событий впрыска топлива в течение цикла цилиндра может регулироваться для обеспечения максимального количества событий впрыска топлива, даже в присутствие продувки паров топлива в цилиндр из бачка накопления паров топлива.

Между моментом Т₂ времени и моментом Т₃ времени, объем паров топлива, поступающих во впускной коллектор двигателя и цилиндр номер один, увеличивается дальше. Объем паров топлива, втекающих в двигатель, может увеличиваться посредством увеличения рабочего цикла, подаваемого на продувочный клапан, регулирующий поток из бачка паров топлива.

В момент Т₃ времени, двигатель продолжает работать на таких же числе оборотов и нагрузке, как в течение моментов T₁ и Т₂ времени. Поэтому, требуемый объем воздуха в цилиндре и требуемый объем топлива в цилиндре остаются одинаковыми между моментами T₁, Т₂ и Т₃ времени.

Объем паров топлива, втекающих в двигатель через бачок накопления паров топлива, повысился до уровня, который требует уменьшения объема впрыскиваемого топлива, так что может обеспечиваться требуемый объем топлива в цилиндре. Поэтому, объем топлива, впрыскиваемого в течение каждого импульса впрыска топлива, уменьшается с момента Т₂ времени до момента Т₃ времени. Если бы длительность импульса топливной форсунки не была уменьшена, топливовоздушное соотношение в цилиндре увеличилось бы и дало бы в результате более богатую топливовоздушную смесь. Посредством уменьшения длительности импульса впрыска топлива, топливовоздушная смесь может поддерживаться на требуемом соотношении. В момент Т₃ времени, длительность импульса впрыска топлива была уменьшена и является приближающейся к минимальной длительности импульса впрыска топлива.

Между моментом Т₃ времени и моментом Т₄ времени, объем паров топлива, поступающих во впускной коллектор двигателя и цилиндр номер один, увеличивается дальше. Объем паров топлива, втекающих в двигатель, может увеличиваться на протяжении одного или более циклов цилиндра. В некоторых примерах, объем паров топлива, поступающих в цилиндры двигателя, может изменяться посредство датчика содержания углеводородов или может выводиться посредством датчика содержания кислорода, расположенного на выпуске двигателя.

В момент Т4 времени, двигатель работает на таких же числе оборотов и нагрузке, как в течение моментов T₁, Т₂ и Т₃ времени. Следовательно, требуемый объем воздуха в цилиндре и требуемый объем топлива в цилиндре остаются одинаковыми между моментами T₁, Т₂, Т₃ и Т₄ времени.

Увеличение паров топлива, поступающих в двигатель через бачок накопления паров топлива, достигло уровня, где требуемый объем топлива в цилиндре не может обеспечиваться посредством трех впрысков топлива с минимальной длительностью импульса топливной форсунки. Более конкретно, если бы топливо впрыскивалось в цилиндр за три отдельных впрыска минимальной длительности импульса топливной форсунки, большее количество топлива, чем требуется, было бы присутствующим в цилиндре. Поэтому, количество впрысков топлива в цилиндр номер один уменьшается до двух, а продолжительность каждой длительности импульса впрыска топлива увеличивается. Как результат, цилиндр может эксплуатироваться с идентичными требуемыми объемами топлива в моменты T₁, Т₂, Т₃ и Т₄ времени, даже если объем паров топлива, поступающих в цилиндр номер один, увеличивается.

Таким образом, максимальное количество событий впрыска топлива может быть выдано в цилиндр в течение цикла цилиндра, с тем чтобы уменьшить образование нагара внутри цилиндра. Кроме того, количество событий впрыска топлива может регулироваться, чтобы учитывать минимальное время впрыска топлива, минимальное время отключения топливной форсунки и объем паров топлива, выдаваемых в цилиндр. Следует понимать, что количество событий впрыска, тактов цилиндра и объем топлива паров топлива показаны просто для целей иллюстрации и не подразумеваются ограничивающими объем настоящего изобретения.

Далее, со ссылкой на фиг. 4, показана моделированная последовательность впрыска топлива в течение уменьшения продувки паров топлива из бачка накопления паров топлива. Последовательность по фиг. 4 может быть предусмотрена способом по фиг. 5, выполняемым посредством команд контроллера 12 в системе по фиг. 1. Графики по фиг. 4 подобны таковым по фиг. 3. Поэтому, ради краткости, только отличия будут описаны на фиг. 4.

Последовательность начинается в момент Т₀ времени, где двигатель является работающим, и цилиндр номер один начинает такт выпуска. Топливо продувается из бачка накопления паров топлива с относительно высоким расходом в момент Т₀ времени, и впрыск топлива отсутствует в течение такта выпуска. Пары топлива не поступают в цилиндр номер один до тех пор, пока впускной клапан цилиндра номер один не открывается в течение такта впуска цилиндра номер один.

В момент T₁ времени, цилиндр номер один входит в такт впуска, и начинается впрыск топлива в цилиндр номер один. Топливо впрыскивается за две длительности импульса впрыска топлива, и пары топлива поступают в цилиндр номер один, когда открывается впускной клапан цилиндра номер один. Если бы топливо впрыскивалось в цилиндр номер один за три длительности импульса, соответствующие минимальной длительности импульса форсунки, в течение такта впуска, начинающегося в момент T₁ времени, суммарный объем топлива, поступающего в цилиндр через топливную форсунку и бачок накопления паров топлива, превысил бы требуемый объем топлива. Поэтому количество впрысков топлива ограничено двумя впрысками топлива, а длительности импульса впрыска топлива являются большими, чем минимальная длительность импульса впрыска топлива.

Между моментом T₁ времени и моментом Т₂ времени, клапан управления продувкой начинает закрываться, и пары топлива, втекающие во впускной коллектор двигателя, уменьшаются. В качестве альтернативы, объем паров топлива, накопленных в бачке накопления паров топлива, может уменьшаться по мере того, как пары топлива исчерпываются из бачка накопления паров топлива.

В момент Т₂ времени, впрыск топлива в цилиндр номер один начинается для второго цикла цилиндра номер один на фиг. 3. Двигатель эксплуатируется на одинаковых числе оборотов и нагрузке между моментами T₁ и Т₂ времени. Поэтому объем воздуха, введенного в цилиндр номер один, является одинаковым между моментами T₁ и Т₂ времени. Кроме того, одинаков требуемый объем топлива для циклов сгорания цилиндра номер один, начинающихся в моменты T₁ и Т₂ времени. Однако, поскольку часть топлива, поступающего в цилиндр номер один из продувки паров топлива в бачке накопления паров топлива, уменьшена, дополнительное топливо впрыскивается в цилиндр номер один для обеспечения идентичного топливовоздушного соотношения между циклами цилиндра, начинающимися в моменты T₁ и Т₂ времени.

Дополнительное топливо может впрыскиваться в цилиндр номер один посредством увеличения количества впрысков топлива с минимальным временем впрыска топлива или большим в течение такта впуска цилиндра номер один. Количество впрысков топлива в течение цикла цилиндра может быть увеличено, если объем топлива, поступающего в цилиндр через бачок паров топлива и топливную форсунку, не превышает требуемый объем топлива, когда топливо впрыскивается с минимальной длительностью импульса впрыска топлива. Когда количество впрысков топлива в цикле цилиндра увеличивается, по меньшей мере часть объема топлива, впрыскиваемого в течение каждого из предыдущего количества впрысков топлива, добавляется к объему топлива, впрыскиваемого в течение дополнительного впрыска топлива в продолжение цикла цилиндра. Таким образом, по существу одинаковый объем топлива поступает в цилиндр номер один в течение тактов впуска, начинающихся в моменты T₁ и Т₂ времени, даже если объем паров топлива, поступающих в цилиндр, уменьшается. Количество впрысков топлива увеличивается, значит, смешивание топлива, обусловленное тремя событиями впрыска топлива в момент Т₂ времени, может быть более убедительным по сравнению с тем, когда есть два впрыска топлива, как показано в момент T₁ времени.

Таким образом, в момент Т₂ времени, количество впрысков топлива в течение цикла цилиндра увеличивается в ответ на состояние, где первое меньшее количество события впрыска топлива не обеспечивало бы настолько же сильное смешивание в цилиндре, как возможно при максимальном количестве впрысков топлива. Посредством увеличения количества событий впрыска топлива в течение цикла цилиндра, когда пары топлива, втекающие в цилиндр, уменьшаются, топливная форсунка может улучшать смешивание топлива в цилиндре и выдавать требуемый объем топлива в цилиндр с длительностью импульса впрыска топлива, которая является большей, чем минимальная длительность импульса впрыска топлива. Таким образом, количество событий впрыска топлива в течение цикла цилиндра может регулироваться для обеспечения максимального количества событий впрыска даже в присутствии уменьшающегося объема паров топлива, продутых в цилиндр из бачка накопления паров топлива. Между моментом Т₂ времени и моментом Т₃ времени, объем паров топлива, поступающих во впускной коллектор двигателя и цилиндр номер один, уменьшается дальше.

В момент Т₃ времени, двигатель продолжает работать на таких же числе оборотов и нагрузке, как в течение моментов T₁ и Т₂ времени. Поэтому, требуемый объем воздуха в цилиндре и требуемый объем топлива в цилиндре остаются одинаковыми между моментами Т₁, Т₂ и Т₃ времени.

Объем паров топлива, втекающих в двигатель через бачок накопления паров топлива, снизился до уровня, который требует увеличения объема впрыскиваемого топлива, так что может обеспечиваться требуемый объем топлива в цилиндре. Поэтому, объем топлива, впрыскиваемого в течение каждого импульса впрыска топлива, увеличивается с момента Т₂ времени до момента Т₃ времени. Если бы длительность импульса топливной форсунки не была увеличена, топливовоздушное соотношение в цилиндре уменьшилось бы и дало бы в результате более бедную топливовоздушную смесь. Посредством увеличения длительности импульса впрыска топлива топливовоздушная смесь может поддерживаться на требуемом соотношении. В момент Т₃ времени, длительность импульса впрыска топлива была увеличена и является приближающейся к величине, где дополнительный впрыск топлива может выдаваться с минимальной длительностью импульса впрыска топлива или большей.

Между моментом Т₃ времени и моментом Т₄ времени, объем паров топлива, поступающих во впускной коллектор двигателя и цилиндр номер один, уменьшается дальше. Объем паров топлива, втекающих в двигатель, может уменьшаться на протяжении одного или более циклов цилиндра. В некоторых примерах, объем паров топлива, поступающих в цилиндры двигателя, может изменяться посредство датчика содержания углеводородов или может выводиться посредством датчика содержания кислорода, расположенного на выпуске двигателя.

В момент Т₄ времени, двигатель работает на таких же числе оборотов и нагрузке, как в течение моментов Т₁, Т₂ и Т₃ времени. Следовательно, требуемый объем воздуха в цилиндре и требуемый объем топлива в цилиндре остаются одинаковыми между моментами T₁, Т₂, Т₃ и Т₄ времени.

Уменьшение паров топлива, поступающих в двигатель через бачок накопления паров топлива, достигло по существу нуля, и требуемый объем топлива может выдаваться в цилиндр номер один посредством четырех отдельных впрысков топлива в течение цикла цилиндра. Поэтому, количество впрысков топлива в цилиндры увеличивается наряду с тем, что уменьшается длительность импульса впрыска топлива каждого впрыска. Как результат, цилиндр может эксплуатироваться с идентичными требуемыми объемами топлива в моменты T₁, Т₂, Т₃ и Т₄ времени, даже если объем паров топлива, поступающих в цилиндр номер один, уменьшается.

Таким образом, максимальное количество событий впрыска топлива может быть выдано в цилиндр в течение цикла цилиндра, с тем чтобы уменьшить образование нагара внутри цилиндра. Кроме того, количество событий впрыска топлива может регулироваться, чтобы учитывать минимальное время впрыска топлива, минимальное время отключения топливной форсунки и объем паров топлива, выдаваемых в цилиндр. Следует понимать, что количество событий впрыска, тактов цилиндра и объем топлива паров топлива показаны просто для целей иллюстрации и не подразумеваются ограничивающими объем настоящего изобретения.

Также следует отметить, что, в некоторых примерах последовательностей по фиг. 3 и 4, впрыск топлива может продолжаться до по меньшей мере части такта сжатия. Следовательно, количество впрысков топлива, которые выдают топливо, которое участвует в сгорании, в течение цикла цилиндра может регулироваться на максимальное количество, когда пары топлива продуваются или диспергируются в цилиндры двигателя.

Далее, со ссылкой на фиг. 5, раскрыт способ работы двигателя. Способ по п. 5 регулирует количество впрысков топлива в течение цикла цилиндра, впрыски топлива поставляют топливо, которое участвует в сгорании внутри цилиндра. Количество впрысков топлива в течение цикла цилиндра увеличивается в присутствие или в отсутствие паров топлива, направляемых в двигатель из бачка накопления паров топлива.

На 502, способ 500 определяет условия работы двигателя. Условия работы двигателя могут включать в себя, но не в качестве ограничения, число оборотов двигателя, нагрузку двигателя, запрос крутящего момента двигателя, температуру двигателя, объем накопления паров топлива бачка паров топлива и время после останова двигателя. Способ 500 переходит на 504 после того, как определены условия работы двигателя.

На 504, способ 500 определяет объем топлива (fuel_lbm) для выдачи в один или более цилиндров двигателя в течение цикла цилиндра. В одном из примеров, объем топлива может определяться посредством умножения объема воздуха, поступающего в цилиндр, на требуемое топливовоздушное соотношение. Требуемое топливовоздушное соотношение может определяться опытным путем и сохраняться в таблице или функции, которая индексируется с использованием условий работы двигателя. Например, может быть определено, что требуемое топливовоздушное соотношение двигателя имеет значение 14:1 в течение условий запуска двигателя, где двигатель частично прогрет. Топливовоздушное соотношение может регулироваться (например, обогащаться или делаться беднее) для разных условий работы двигателя, и чтобы улучшать эффективность каталитического нейтрализатора. Воздух, поступающий в цилиндр, может определяться посредством датчика массового расхода воздуха или посредством датчика давления во впускном коллекторе и закона идеального газа PV=nRT, где Р - давление в цилиндре двигателя, V - объем цилиндра, n - количество молей воздуха, R - газовая постоянная, а Т - температура в градусах Кельвина.

В других примерах, объем топлива в цилиндре может быть основан на требуемой или запрошенной величине крутящего момента двигателя. Запрошенный крутящий момент двигателя преобразуется в требуемую массу воздуха и требуемый объем топлива для обеспечения требуемой величины крутящего момента двигателя. Один из таких способов описан в патенте США под №7321821, который настоящим фактически полностью включен в состав посредством ссылки. Способ 500 переходит на 506 после того, как определен требуемый объем топлива, который должен выдаваться в цилиндр.

На 506, способ 500 определяет требуемый объем продуваемых паров топлива, поступающих в цилиндры двигателя. В качестве альтернативы, может определяться объем паров топлива, поступающих в цилиндр. В одном из примеров, объем паров топлива, поступающих в цилиндр через бачок накопления паров топлива (vapor_lbm), может определяться, как описано в патенте США №6523531, который полностью включен сюда путем ссылки. Расход топлива продувки бачка массой в фунтах в минуту из бачка накопления продувки паров топлива может преобразовываться в массовый расход топлива на событие в цилиндре посредством умножения расхода продувки бачка на количество минут для каждого события введения в цилиндр. Кроме того, расход продувки бачка и концентрация углеводородов (например, топливовоздушное соотношение смеси паров продувки), вытекающих из бачка в цилиндры двигателя, могут регулироваться в отношении условий работы двигателя (например, температуры двигателя, накопленного объема паров). Способ 500 переходит на 508 после того, как определена масса паров топлива продувки бачка, втекающая в цилиндр двигателя.

На 508, способ 500 определяет максимальное количество впрысков топлива в течение цикла цилиндра. В одном из примеров, максимальное количество впрысков топлива может определяться на основании числа оборотов двигателя, минимальной длительности импульса топливной форсунки и минимального времени отключения топливной форсунки. В частности, суммарный имеющийся в распоряжении период впрыска топлива может быть определен из следующего уравнения:

tot_avail_inj_period=crankshaft_deg_duration 1/N 1

оборотов/360 градусов,

где tot_avail_inj_period - суммарное количество времени, в течение которого разрешен впрыск топлива,

crankshaft_deg_duration - предопределенный интервал по коленчатому валу, где разрешен впрыск топлива, в градусах по коленчатому валу (например, от ВМТ такта впуска до 20 градусов по коленчатому валу после НМТ такта впуска), и где N - число оборотов двигателя в оборотах в минуту (RPM). Переменная tot_inj_period, затем, может быть поделена на сумму минимальной длительности импульса топливной форсунки и минимальное время отключения топливной форсунки, выраженные в качестве:

tot_tim_limited_injections=int(tot_inj_period÷(min_inj_on_pw+min_inj_off_tm)),

где tot_tim_limited_injections - суммарное количество впрысков топлива, ограниченное количеством времени, имеющегося в распоряжении для впрыска топлива, где min_inj_on_pw - минимальная длительность импульса включения топливной форсунки, где min_inj_off_tm - минимальное время отключения топливной форсунки, и где int - функция, которая возвращает целую часть операции в круглых скобках. Таким образом, целая часть результата является суммарным количеством впрысков топлива, возможным в данных условиях работы двигателя (например, при данном числе оборотов двигателя). Способ 500 переходит на 510 после того, как определено суммарное количество впрысков топлива, ограниченное имеющимся в распоряжении временем для впрыска топлива.

На 510, способ 500 регулирует установку момента впрыска топлива для выдачи максимального количества впрысков топлива в течение выделенного интервала по коленчатому валу двигателя в присутствие или в отсутствие продувки паров топлива из бачка накопления паров топлива. В одном из примеров, способ 500 начинается вычитанием объема продутых паров топлива (vapor_lbm), поступающих в цилиндр, определенного на 506, из объема топлива, требуемого в цилиндре (fuel_lbm), как определено на 504. Результатом является суммарный объем топлива, которое должно впрыскиваться в цилиндр (inj_lbm) в течение последующего цикла цилиндра.

Суммарный объем топлива, которое должно впрыскиваться в цилиндр (inj_lbm) в течение следующего цикла цилиндра, делится на массу топлива, впрыскиваемого топливной форсункой, когда топливная форсунка приводится в действие с минимальной длительностью импульса топливной форсунки, чтобы определить максимальное количество впрысков топлива, возможных для впрыскивания суммарного объема топлива, которое должно впрыскиваться в течение цикла цилиндра, когда топливо впрыскивается с минимальной длительностью импульса топливной форсунки. Операция может быть выражена в качестве:

max_num_inj=int(inj_lbm÷mass_inj_min_pw),

где max_num_inj - максимальное количество впрысков топлива в течение цикла цилиндра для выдачи требуемого объема топлива в цилиндр, и где max_num_inj ограничено минимальной длительностью импульса топливной форсунки, inj_lbm - суммарный объем топлива, которое должно впрыскиваться в цилиндр, и где mass_inj_min_pw - масса топлива, впрыскиваемого, когда топливная форсунка приводится в действие с минимальной длительностью импульса впрыска топлива и минимальным временем отключения форсунки.

Таким образом, способ 500 регулирует количество впрысков топлива на основании требуемого топливовоздушного соотношения двигателя, а также топливовоздушного соотношения паров продувки и суммарного расхода продувки. Например, если концентрация паров топлива, втекающих в цилиндр, возрастает, количество впрысков топлива может уменьшаться. Подобным образом, если концентрация паров топлива, втекающих в цилиндр, убывает, количество впрысков топлива может увеличиваться. Если требуемое топливовоздушное соотношение обогащается, количество впрысков топлива может увеличиваться. Если требуемое топливовоздушное соотношение обедняется, количество впрысков топлива может уменьшаться.

Способ 500 определяет максимальное количество впрысков топлива в цилиндр в течение цикла цилиндра, беря минимум суммарного количества ограниченных по времени впрысков (tot_tim_limited_injections) и суммарного количества ограниченных минимальной длительностью импульса впрыска топлива впрысков (max_num_inj), выраженных в качестве:

tot_num_inj=min(max_num_inj, tot_tim_limited_injections),

где tot_num_inj - количество впрысков топлива, которое должно выдаваться в течение следующего периода впрыска топлива. Таким образом, способ 500 выбирает максимальное количество впрысков топлива в течение цикла цилиндра, принимая во внимание минимальную длительность импульса топливной форсунки, минимальное время отключения топливной форсунки и минимальный объем впрыскиваемого топлива в течение работы топливной форсунки с минимальной длительностью импульса впрыска топлива.

Способ 500 определяет объем топлива для впрыска в течение каждого впрыска топлива цикла цилиндра посредством деления массы топлива, которая должна впрыскиваться (inj_lbm), на суммарное количество впрысков топлива (tot_num_inj). Масса топлива для впрыскивания в течение каждого из впрысков затем преобразуется в длительность импульса топливной форсунки посредством индексирования передаточной функции топливной форсунки, как показано на фиг. 2, массой топлива для впрыскивания в течение каждого впрыска Передаточная функция топливной форсунки выдает время включения топливной форсунки, которое выдается на топливную форсунку, начиная с интервала впрыска топлива, описанного на 508, через каждое время отключения топливной форсунки. В некоторых примерах, время отключения топливной форсунки может быть минимальным временем отключения топливной форсунки. Кроме того, момент времени открывания форсунки и моменты времени закрывания форсунки могут регулироваться на основании количества впрысков топлива. Например, определенное количество впрысков топлива может быть равномерно разнесено по времени или углу по коленчатому валу на протяжении требуемого интервала впрыска топлива. В качестве альтернативы, импульсы впрыска топлива могут быть равномерно разнесены во времени или относительно положения коленчатого вала. В одном из примеров, специфичные времена включения и отключения форсунки могут извлекаться из таблицы или функции, которая удерживает определенные опытным путем времена открывания (например, включения) и закрывания (например, отключения) форсунки, которые могут индексироваться на основании требуемого количества впрысков топлива, числа оборотов двигателя и нагрузки двигателя.

Способ 500 также может ограничивать объем паров топлива, поступающих в цилиндр, посредством сохранения или сокращения рабочего цикла клапана управления продувкой, с тем чтобы регулировать расход продувки паров топлива, когда количество впрысков топлива в течение цикла цилиндра достигает порогового уровня. Например, если требуется впрыскивать топливо по меньшей мере дважды в течение цикла цилиндра, расход продувки может быть ограничен пороговой величиной посредством ограничения рабочего цикла продувочного клапана. В случае, где требуются два впрыска топлива, и топливовоздушное соотношение двигателя ограничено пороговым пределом обогащения, расход продувки может уменьшаться, чтобы предоставлять возможность двух впрысков топлива. Таким образом, если требуется, минимальное количество впрысков топлива может выдаваться в течение условий, где требуются многочисленные события впрыска топлива.

Дополнительно, способ 500 может регулировать установку момента зажигания и количество событий зажигания, выдаваемых в цилиндры, по мере того, как изменяется количество впрысков топлива. Например, если количество впрысков топлива увеличивается, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию от базовой установки момента зажигания (например, установки момента зажигания, основанной на числе оборотов и нагрузке двигателя), чтобы обеспечивать дополнительное количество впрысков топлива. Если количество впрысков топлива уменьшается, установка момента зажигания может подвергаться опережению от базовой установки момента зажигания.

Способ 500 также может регулировать установку фаз кулачкового распределения по мере того, как регулируется количество впрысков топлива. Например, установка фаз кулачкового распределения может подвергаться запаздыванию, в то время как количество впрысков топлива увеличивается, с тем чтобы удерживать впускной клапан открытым позже в такте сжатия. Позднее закрывание впускного клапана может помогать дополнительно смешивать содержимое цилиндра. Таким образом, образование нагара может дополнительно уменьшаться. Способ 500 осуществляет выход после того, как определены количество и длительность впрысков топлива в течение цикла цилиндра.

Времена включения и отключения топливной форсунки у каждой топливной форсунки двигателя могут определяться согласно способу по фиг. 5. Кроме того, способ по фиг. 5 может повторяться каждый цикл двигателя для каждой топливной форсунки. Таким образом, количество впрысков топлива в течение каждого цикла цилиндра может обновляться на основании объема паров топлива, поступающих в цилиндр из бачка накопления паров топлива, минимальных времени включения или длительности импульса топливной форсунки и минимального времени отключения топливной форсунки.

Таким образом, способ по фиг. 5 предусматривает работу двигателя, включающую: подачу некоторого объема топлива из бачка накопления паров топлива в цилиндр, и регулирование количества импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр через топливную форсунку в течение цикла цилиндра, в ответ на объем топлива, подаваемого в цилиндр в течение цикла цилиндра из бачка накопления паров топлива. Таким образом, количество впрысков топлива в течение цикла цилиндра может максимизироваться для увеличения смешивания в цилиндре.

Способ по фиг. 5 также предусматривает случаи, когда объем топлива впрыскивается непосредственно в цилиндр, и где длительность импульса по меньшей мере одного импульса впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, уменьшается по мере того, как увеличивается объем топлива, подаваемого в цилиндр из бачка накопления паров топлива. Способ включает в себя случаи, когда количество импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, подается в течение такта впуска цилиндра. Способ также включает в себя случаи, когда количество импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, подается в течение такта впуска и такта сжатия цилиндра. Способ дополнительно включает ограничение объема топлива, подаваемого из бачка накопления паров топлива в цилиндр, чтобы поддерживать минимальное количество импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр через топливную форсунку. Способ также включает в себя случаи, когда количество импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, дополнительно основано на запросе крутящего момента двигателя.

В некоторых примерах, способ по фиг. 5 также предусматривает работу двигателя, включающую: подачу некоторого объема топлива из бачка накопления паров топлива в цилиндр; и регулирование количества импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр через топливную форсунку в течение цикла цилиндра, в ответ на объем топлива, подаваемого в цилиндр из бачка накопления паров топлива в течение цикла цилиндра, и минимальную длительность импульса топливной форсунки. Таким образом, способ учитывает минимальную длительность импульса топливной форсунки, где повторяемые объемы впрыскиваемого топлива могут выдаваться, когда форсунка приводится в действие с номинальным напряжением и давлением топлива.

Способ также включает в себя случаи, когда минимальная длительность импульса топливной форсунки является длительностью импульса впрыска топлива, где по существу повторяемый минимальный объем топлива выдается через топливную форсунку. Способ дополнительно включает в себя случаи, когда количество импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, дополнительно основано на минимальном времени выключения топливной форсунки. Способ также включает в себя случаи, когда количество импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, дополнительно основано на запросе крутящего момента двигателя.

В некоторых примерах, способ включает в себя случаи, когда количество импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, дополнительно основано на объеме топлива, выдаваемого в цилиндр, когда топливная форсунка приводится в действие с минимальной длительностью импульса. Способ также включает в себя те случаи, когда количество импульсов впрыска топлива, которое подается в цилиндр, подается в течение такта впуска цилиндра. Способ также включает в себя те случаи, когда по меньшей мере один импульс впрыска топлива, подаваемый топливной форсункой в течение цикла цилиндра, подается в течение цикла сжатия цилиндра. Таким образом, интервал, на протяжении которого происходит некоторое количество впрысков топлива в течение цикла цилиндра, может меняться в зависимости от условий работы. В заключение, способ включает в себя случаи, когда объем топлива, подаваемого из бачка накопления паров топлива в цилиндр, регулируется посредством регулирования рабочего цикла, подаваемого на клапан управления продувкой.

Специалистам в данной области техники следует понимать, что способ, описанный на фиг. 5, может представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерываниями, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, различные проиллюстрированные этапы или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения целей, признаков и преимуществ, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Хотя не проиллюстрировано явным образом, специалисту в данной области техники следует понимать, что одни или более из проиллюстрированных этапов или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии.

На этом описание завершено. Однако, после его прочтения специалистам в данной области техники будут очевидны многие изменения и модификации, не выходящие за рамки сущности и объема описания. Например, одноцилиндровый двигатель, рядные двигатели I2, I3, I4, I5 и V-образные двигатели V6, V8, V10, V12 и V16, работающие на природном газе, бензине, дизельном топливе или альтернативных топливных конфигурациях, могли бы использовать настоящее описание для получения преимуществ.

Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложен способ работы ДВС, включающий подачу некоторого объема топлива из бачка 146 накопления паров топлива в цилиндр 32 и регулирование количества импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр 32 через топливную форсунку 66 в течение цикла цилиндра, в ответ на некоторый объем топлива, подаваемого в цилиндр в течение цикла цилиндра из бачка накопления паров топлива 146. Кроме того, предложена система управления двигателем для осуществления описанного способа. Технический результат – улучшение полноты сгорания топлива и уменьшение образования нагара в двигателе из-за неполного сгорания топлива. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ работы двигателя, включающий:

подачу некоторого объема топлива из бачка накопления паров топлива в цилиндр и

регулирование количества импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр через топливную форсунку в течение цикла цилиндра, в ответ на некоторый объем топлива, подаваемого в цилиндр в течение цикла цилиндра из бачка накопления паров топлива.

2. Способ по п. 1, в котором некоторый объем топлива непосредственно впрыскивается в цилиндр, при этом длительность импульса по меньшей мере одного импульса впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, уменьшается при увеличении некоторого объема топлива, подаваемого в цилиндр из бачка накопления паров топлива.

3. Способ по п. 1, в котором количество импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, подается в течение такта впуска цилиндра.

4. Способ по п. 1, в котором количество импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, подается в течение такта впуска и такта сжатия цилиндра.

5. Способ по п. 1, дополнительно включающий ограничение некоторого объема топлива, подаваемого из бачка накопления паров топлива в цилиндр для поддержания минимального количества импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр через топливную форсунку.

6. Способ по п. 1, в котором количество импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, дополнительно основано на запросе крутящего момента двигателя.

7. Способ работы двигателя, включающий:

подачу некоторого объема топлива из бачка накопления паров топлива в цилиндр и

регулирование количества импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр через топливную форсунку в течение цикла цилиндра, в ответ на некоторый объем топлива, подаваемого в цилиндр из бачка накопления паров топлива в течение цикла цилиндра, и минимальную длительность импульса топливной форсунки.

8. Способ по п. 7, в котором минимальная длительность импульса топливной форсунки является длительностью импульса впрыска топлива, при которой, по существу, повторяемый минимальный объем топлива выдается через топливную форсунку.

9. Способ по п. 7, в котором количество импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, дополнительно основано на минимальном времени отключения топливной форсунки.

10. Способ по п. 7, в котором количество импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, дополнительно основано на запросе крутящего момента двигателя.

11. Способ по п. 7, в котором количество импульсов впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, дополнительно основано на объеме топлива, выдаваемого в цилиндр, когда топливная форсунка приводится в действие с минимальной длительностью импульса.

12. Способ по п. 7, в котором количество импульсов впрыска топлива, которое подается в цилиндр, подается в течение такта впуска цилиндра.

13. Способ по п. 7, в котором по меньшей мере один импульс впрыска топлива, подаваемого топливной форсункой в течение цикла цилиндра, подается в течение цикла сжатия цилиндра.

14. Способ по п. 7, в котором некоторый объем топлива, подаваемого из бачка накопления паров топлива в цилиндр, регулируется посредством регулирования рабочего цикла клапана управления продувкой.

15. Система управления двигателем, содержащая:

двигатель;

бачок накопления паров топлива;

топливную форсунку, подающую топливо в цилиндр двигателя;

контроллер, включающий в себя команды для впрыска топлива в цилиндр за некоторое количество импульсов впрыска топлива в течение цикла цилиндра, при этом контроллер включает в себя дополнительные команды для подачи топлива в цилиндр через бачок накопления паров топлива и дополнительные команды для регулирования количества импульсов впрыска топлива в течение цикла цилиндра в ответ на некоторый объем топлива, выдаваемый, когда топливная форсунка приводится в действие с минимальной длительностью импульса.

16. Система по п. 15, дополнительно содержащая дополнительные команды для увеличения количества импульсов впрыска топлива в течение цикла цилиндра.

17. Система по п. 15, дополнительно содержащая систему впуска воздуха, подающую воздух в цилиндры двигателя, при этом бачок накопления паров топлива находится в сообщении с системой впуска воздуха.

18. Система по п. 17, дополнительно содержащая клапан продувки паров топлива, при этом контроллер включает в себя дополнительные команды для регулирования рабочего цикла клапана продувки паров топлива для регулирования потока паров топлива в цилиндр.

19. Система по п. 15, дополнительно содержащая дополнительные команды для уменьшения длительности импульса по меньшей мере одного импульса впрыска топлива в ответ на некоторый объем топлива, подаваемого в цилиндр через бачок накопления паров топлива.

20. Система по п. 19, дополнительно содержащая дополнительные команды для уменьшения количества импульсов впрыска топлива, подаваемых в цилиндр, когда по меньшей мере один импульс впрыска топлива, подаваемого в цилиндр, имеет значение минимальной длительности импульса топливной форсунки.