ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к осуществлению смазывания при нулевом потоке для топливного насоса высокого давления в двигателе внутреннего сгорания.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Некоторые системы двигателя транспортного средства используют как непосредственный впрыск топлива в цилиндр, так и впрыск топлива во впускной канал. Система подачи топлива может включать в себя многочисленные топливные насосы для выдачи давления топлива на топливные форсунки. В качестве одного из примеров, система подачи топлива может включать в себя топливный насос низкого давления (или подкачивающий насос) и топливный насос высокого давления, расположенный между топливным баком и топливными форсунками. Топливный насос высокого давления может быть присоединен к системе непосредственного впрыска выше по потоку от направляющей-распределителя для топлива, чтобы повышать давление топлива, подаваемого в цилиндры двигателя через форсунки непосредственного впрыска. Однако когда топливный насос высокого давления выключен, к примеру, когда не запрошен непосредственный впрыск топлива, долговечность насоса может находиться под влиянием, так как насос может приводиться в движение механически коленчатым валом или распределительным валом двигателя. Более точно, смазка и охлаждение насоса могут уменьшаться, в то время как насос высокого давления не работает, тем самым, приводя к ухудшению характеристик насоса.
В одном из подходов для уменьшения ухудшения характеристик насоса высокого давления, показанном Басмаджи и другими в US 2012/0167859 (МПК F02M37/04, F02M69/46, опубл. 05.07.2012), топливный насос низкого давления и топливный насос высокого давления работают в зависимости от условий двигателя. Например, когда непосредственный впрыск не нужен, и работа насоса высокого давления не требуется, насос низкого давления работает, чтобы поддерживать давление в направляющей-распределителе для топлива у направляющей-распределителя для топлива наряду с подачей топлива в двигатель посредством впрыска во впускной канал. Работа насоса высокого давления, в таком случае, регулируется, чтобы поддерживать достаточно высокое давление в насосной камере, так чтобы топливо проталкивалось через границу раздела поршня-расточки цилиндра, тем самым, смазывая насос. Таким образом, подход Басмаджи обеспечивает смазывание при нулевом потоке насоса. В дополнение к смазыванию насоса высокого давления в условиях нулевого потока, улучшаются характеристики шума, вибрации, неплавности работы (NVH) насоса.
Однако авторы в материалах настоящего описания выявили потенциальные проблемы у подхода по US 2012/0167859. Смазывание при нулевом потоке может быть ограниченным в области нечувствительности топливного насоса высокого давления, область нечувствительности является областью работы насоса, в которой существенное изменение продолжительности времени включения насоса не приводит к существенному соответствующему изменению давления в направляющей-распределителе для топлива. Графически, эта область выглядит в качестве горизонтальной или практически горизонтальной линии между давлением в направляющей-распределителе для топлива и продолжительностью времени включения насоса. Отмечено, что продолжительность времени включения насоса указывает ссылкой на управление закрыванием сливного клапана насоса. Например, если сливной клапан закрывается синхронно с началом хода сжатия двигателя, событие указывается ссылкой как продолжительность времени включения 100%. Если сливной клапан закрывается через 95% хода сжатия, событие указывается ссылкой как продолжительность времени включения 5%. Во время подачи команды продолжительности времени включения 5%, фактически, 95% рабочего объема сливается, и оставшиеся 5% сжимаются в течение хода.
Наряду с работой насоса высокого давления в состоянии регулирования по замкнутому контуру в области нечувствительности, может происходить предельная циклическая работа на большой амплитуде. По мере того, как давление в направляющей-распределителе для топлива убывает, продолжительность времени включения насоса возрастает, но не оказывает существенного влияния до тех пор, пока она не станет выше порогового значения (например, края области нечувствительности). Предельная циклическая работа происходит в результате задержки изменения давления в направляющей-распределителе для топлива при регулировании давления в направляющей-распределителе для топлива по замкнутому контуру. В одном из примеров, при работе с положительным потоком, целевое давление в направляющей-распределителе для топлива может резко убывать, побуждая скорость нагнетания насоса высокого давления также убывать, в то время как в состоянии регулирования по замкнутому контуру. Понижение скорости нагнетания может побуждать насос работать в области нечувствительности. Без предварительного расчета области нечувствительности, регулятор давления в направляющей-распределителе для топлива с обратной связью вызывает вышеуказанную предельную циклическую работу. Работа в области нечувствительности насоса тратит впустую энергию насоса и понижает объемный коэффициент полезного действия насоса.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, в одном из примеров, вышеприведенные проблемы могут быть преодолены способом для топливной системы двигателя, включающим в себя этапы, на которых:
посредством контроллера системы управления двигателем, понижают давление в направляющей-распределителе для топлива ниже порогового значения; затем
при отсутствии непосредственного впрыска топлива в двигатель, определяют посредством контроллера область нечувствительности для топливного насоса высокого давления на основании изменения продолжительности времени включения насоса относительно результирующего изменения давления в направляющей-распределителе для топлива; и
при непосредственном впрыске топлива в двигатель и при регулировании по замкнутому контуру давления в направляющей-распределителе для топлива, регулируют посредством контроллера продолжительность времени включения насоса, чтобы оставалась выше определенной области нечувствительности.
В одном из вариантов предложен способ, в котором определение области нечувствительности на основании изменения продолжительности времени включения насоса относительно результирующего изменения давления в направляющей-распределителе для топлива включает в себя этапы, на которых посредством контроллера:
дают команду первой продолжительности времени включения и определяют первое давление в направляющей-распределителе для топлива;
затем дают команду второй, более высокой продолжительности времени включения и определяют второе давление в направляющей-распределителе для топлива; и
определяют область нечувствительности на основании разности между первым и вторым давлением в направляющей-распределителе для топлива относительно разности между командными первой и второй продолжительностями времени включения.
В одном из вариантов предложен способ, в котором топливный насос высокого давления присоединен к топливной форсунке непосредственного впрыска двигателя, причем двигатель дополнительно включает в себя топливную форсунку впрыска во впускной канал, присоединенную к топливному насосу низкого давления, при этом отсутствие непосредственного впрыска топлива в двигатель включает в себя этап, на котором осуществляют только впрыск топлива во впускной канал в двигатель.
В одном из вариантов предложен способ, в котором топливный насос высокого давления присоединен к топливной форсунке непосредственного впрыска двигателя, при этом отсутствие непосредственного впрыска топлива в двигатель включает в себя одно из состояния выключенного двигателя и состояния перекрытия топлива при замедлении.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором посредством контроллера дают команду постоянной продолжительности времени включения насоса в области нечувствительности, причем постоянная продолжительность времени включения насоса основана на требуемом давлении в направляющей-распределителе.
В одном из дополнительных аспектов предложен способ для топливной системы двигателя, включающий в себя этапы, на которых:
посредством контроллера системы управления двигателем определяют аффинную зависимость между продолжительностью времени включения для топливного насоса высокого давления и давлением в направляющей-распределителе для топлива для топливной форсунки непосредственного впрыска на основании изменения в продолжительности времени включения топливного насоса высокого давления относительно результирующего изменения давления в направляющей-распределителе для топлива в выбранных условиях, в которых отсутствует непосредственный впрыск топлива в двигатель; и
посредством контроллера регулируют продолжительность времени включения топливного насоса высокого давления при регулировании по замкнутому контуру давления в направляющей-распределителе для топлива на основании определенной аффинной зависимости, чтобы работать вне области нечувствительности топливного насоса высокого давления, при этом регулирование продолжительности времени включения топливного насоса высокого давления при регулировании по замкнутому контуру включает в себя этап, на котором регулируют продолжительность времени включения топливного насоса высокого давления при осуществлении непосредственного впрыска топлива в двигатель.
В одном из вариантов предложен способ, в котором топливная форсунка непосредственного впрыска присоединена к топливному насосу высокого давления, при этом двигатель дополнительно включает в себя топливную форсунку впрыска во впускной канал, при этом выбранные условия включают в себя условия холостого хода двигателя, при которых давление в направляющей-распределителе для топлива находится ниже порогового значения, а двигатель снабжается топливом только посредством впрыска во впускной канал.
В одном из вариантов предложен способ, в котором топливная форсунка непосредственного впрыска присоединена к топливному насосу высокого давления, при этом выбранные условия включают в себя одно из состояния выключенного двигателя и состояния перекрытия топлива при замедлении, при которых давление в направляющей-распределителе для топлива находится ниже порогового значения.
В одном из вариантов предложен способ, в котором определение аффинной зависимости включает в себя этапы, на которых посредством контроллера:
изменяют продолжительность времени включения с первой, меньшей продолжительности времени включения до второй, большей продолжительности времени включения;
определяют первое давление в направляющей-распределителе для топлива при первой продолжительности времени включения и второе давление в направляющей-распределителе для топлива при второй продолжительности времени включения;
определяют крутизну на основании разности между первым и вторым давлением в направляющей-распределителе для топлива относительно изменения продолжительности времени включения; и
определяют аффинную передаточную функцию на основании определенной крутизны.
В одном из вариантов предложен способ, в котором определение включает в себя этап, на котором посредством контроллера рассчитывают смещение на основании определенной крутизны и определяют аффинную передаточную функцию на основании каждого из определенной крутизны и рассчитанного смещения.
В одном из вариантов предложен способ, в котором область нечувствительности топливного насоса высокого давления является областью, в которой фактическое изменение давления в направляющей-распределителе для топлива в ответ на изменение продолжительности времени включения насоса меньше, чем ожидаемое изменение давления в направляющей-распределителе для топлива.
В одном из дополнительных аспектов предложена система двигателя, содержащая:
двигатель;
топливную форсунку непосредственного впрыска, выполненную с возможностью непосредственного впрыска топлива в двигатель;
топливный насос высокого давления;
направляющую-распределитель для топлива;
датчик давления, выполненный с возможностью оценки давления в направляющей-распределителе для топлива;
контроллер с машиночитаемыми командами, хранимыми в постоянной памяти, для:
непосредственного впрыска топлива в двигатель в условиях холостого хода двигателя до тех пор, пока давление в направляющей-распределителе для топлива не станет ниже порогового значения;
затем, при отсутствии непосредственного впрыска топлива в двигатель,
подачи команды изменения продолжительности времени включения топливного насоса высокого давления и оценки соответствующего изменения давления в направляющей-распределителе для топлива;
определения области нечувствительности топливного насоса высокого давления на основании изменения давления в направляющей-распределителе для топлива относительно изменения командной продолжительности времени включения, и
после определения области нечувствительности топливного насоса высокого давления, выполнения запрограммированной схемы работы насоса.
В одном из вариантов предложена система, в которой контроллер содержит дополнительные команды для регулировки при непосредственном впрыске топлива в двигатель продолжительности времени включения топливного насоса высокого давления, чтобы работал вне области нечувствительности топливного насоса высокого давления, причем область нечувствительности является областью, в которой изменения продолжительности времени включения насоса по существу не изменяют давление на выходе насоса больше, чем на пороговое значение.
В одном из вариантов предложена система, в которой отсутствие непосредственного впрыска топлива в двигатель включает в себя работу двигателя в режиме перекрытия топлива при замедлении.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая топливную форсунку впрыска во впускной канал, выполненную с возможностью впрыска топлива во впускной канал в двигатель, при этом отсутствие непосредственного впрыска топлива в двигатель включает в себя впрыск топлива во впускной канал в двигатель.
В одном из вариантов предложена система, в которой область нечувствительности топливного насоса высокого давления является областью, в которой фактическое изменение давления в направляющей-распределителе для топлива в ответ на изменение продолжительности времени включения насоса меньше, чем ожидаемое изменение давления в направляющей-распределителе для топлива.
В одном из вариантов предложена система, в которой запрограммированная схема работы насоса включает в себя отключение интегральной составляющей регулятора.
Например, в системе двигателя, которая снабжается топливом посредством как впрыска во впускной канал, так и непосредственного впрыска, насос высокого давления может использоваться для повышения давления топлива в направляющей-распределителе, присоединенной к форсункам непосредственного впрыска. В той же самой системе, насос низкого давления может быть присоединен выше по потоку от насоса высокого давления и выдавать давление на форсунки впрыска во впускной канал в другой направляющей-распределителе для топлива в дополнение к выдаче топлива на вход насоса высокого давления. Сначала, давление в направляющей-распределителе для топлива понижается до низкого значения посредством прекращения нагнетания и поддержания непосредственного впрыска. Затем, при отсутствии непосредственного впрыска топлива в двигатель, к примеру, только при впрыске топлива во впускной канал в двигатель, продолжительность времени включения насоса высокого давления может изменяться приращениями на небольшие величины (например, 1%, 2%, 3%), и получающееся в результате давление в направляющей-распределителе для топлива может регистрироваться. Как только давление в направляющей-распределителе для топлива возрастает на основании увеличения продолжительности времени включения, затем, достигается работа вне области нечувствительности, и может определяться зависимость между продолжительностью времени включения и давлением в направляющей-распределителе. В качестве верхнего предела, продолжительность времени включения прекращает приращение, когда давление в направляющей-распределителе для топлива достигает порогового значения, такого как регулировка клапана сброса давления в направляющей-распределителе для топлива. На основании изменения давления в направляющей-распределителе для топлива, область нечувствительности насоса может выявляться, а передаточная функция продолжительности времени включения может адаптивно обновляться. Передаточная функция затем может применяться при непосредственном впрыске топлива в двигатель, чтобы обеспечивать продолжительность времени включения, которая предоставляет возможность работы насоса вне области нечувствительности. В одном из примеров, интегральная составляющая регулятора ограничивалась бы, чтобы командная продолжительность времени включения не была бы меньшей, чем продолжительность времени включения смазывания при нулевом потоке, соответствующая конкретному давлению в направляющей-распределителе для топлива. В действительности, это включает в себя подачу команды минимальной продолжительности времени включения, которая всегда находится выше и за пределами адаптивно определенной области нечувствительности.
Таким образом, посредством определения зависимости между продолжительностью времени включения и давлением в направляющей-распределителе для топливного насоса высокого давления, область нечувствительности насоса может точно количественно определяться, так чтобы команда насоса могла корректироваться в области нечувствительности. Например, насосу может даваться команда не работать в области нечувствительности. В качестве альтернативы, насосу может даваться команда работать на постоянной (например, минимальной) продолжительности времени включения в области нечувствительности. Посредством уменьшения работы насоса в области нечувствительности, время для реакции насоса на изменения давления в направляющей-распределителе улучшается, уменьшая предельную циклическую работу насоса, в особенности, при работе насоса с регулированием по замкнутому контуру. Посредством предоставления возможности для улучшенного смазывания при нулевом потоке, работа насоса может оптимизироваться, чтобы снижать ухудшение характеристик и повышать долговечность насоса высокого давления. В общем и целом, улучшается работа насоса высокого давления.
Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, представлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать 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 исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Контекст и предмет настоящего раскрытия будет лучше понятен по прочтению последующего подробного описания реализации последовательности операций определения продолжительности времени включения. Более того, неограничивающие варианты осуществления системы двигателя и топливной системы приведены, чтобы предоставить возможность для лучшего понимания зависимости продолжительности времени включения/давления в направляющей-распределителе для топлива.
Фиг. 1 схематично изображает примерный вариант осуществления цилиндра двигателя внутреннего сгорания.
Фиг. 2 схематично изображает примерный вариант осуществления топливной системы, которая может использоваться с двигателем по фиг. 1.
Фиг. 3 изображает работу топливного насоса высокого давления в области нечувствительности насоса.
Фиг. 4 изображает графическую зависимость между продолжительностью времени включения насоса высокого давления и нагнетаемым частичным объемом жидкости.
Фиг. 5 показывает блок-схему последовательности операций способа адаптивного определения зависимости между продолжительностью времени включения насоса и давлением в направляющей-распределителе для топлива касательно топливного насоса высокого давления, в том числе, определения области нечувствительности насоса.
Фиг. 6 показывает адаптивное определение по фиг.5 в графической форме.
Фиг. 7 показывает блок-схему последовательности операций способа примерной работы насоса высокого давления с регулированием по замкнутому контуру во время смазывания при нулевом потоке.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение предусматривает способ определения точной зависимости между продолжительностью времени включения, интенсивностью потока и давлением в направляющей-распределителе для топлива. В частности, в материалах настоящего описания описана зависимость между продолжительностью времени включения и давлением в направляющей-распределителе для топлива во время нулевой интенсивности потока форсунок непосредственного впрыска. Способ реализуется в топливной системе, такой как система по фиг. 2, выполненной с возможностью подавать один или более разных типов топлива в двигатель внутреннего сгорания, такой как двигатель по фиг. 1. Как показано на фиг. 2, топливная система может включать в себя первую группу форсунок впрыска во впускной канал, выполненных с возможностью осуществлять впрыск выбранного топлива во впускной канал, и вторую группу форсунок непосредственного впрыска, выполненных с возможностью непосредственного впрыска выбранного топлива. Наряду с работой второго насоса или насоса высокого давления при регулировании по замкнутому контуру в области нечувствительности, тяжелая предельная циклическая работа может происходить, как показано на фиг. 3. Более того, работа в области нечувствительности оказывает влияние на концепцию объемного коэффициента полезного действия насоса высокого давления (фиг. 4). Для определения зависимости между продолжительностью времени включения насоса и давлением в направляющей-распределителе для топлива, способ определения выполняется при работе двигателя, как видно на фиг. 5. Адаптивное определение также представлено в графической форме (фиг. 6). Как только зависимость или передаточная функция определены, насос высокого давления может работать в состоянии регулирования по замкнутому контуру во время смазывания при нулевом потоке согласно общей блок-схеме последовательности операций способа, рассмотренной на фиг. 7. Таким образом, насос может работать вне области нечувствительности для уменьшения предельной циклической работы.
Что касается терминологии в последующем раскрытии, насос высокого давления, который присоединен к форсункам непосредственного впрыска, также может указываться ссылкой как насос HP или просто HPP. Подобным образом, насос низкого давления также может указываться ссылкой как насос LP или просто LPP. Вышеуказанная зависимость между продолжительностью времени включения насоса высокого давления и давлением в направляющей-распределителе для топлива (FRP) форсунок непосредственного впрыска также известна как передаточная функция.
Прежде всего, дано описание касательно смазывания насоса высокого давления. Последующее описание относятся к способам и системам для работы топливной системы, такой как система по фиг. 2, выполненной с возможностью подавать один или более разных типов топлива в двигатель внутреннего сгорания, такой как двигатель по фиг. 1. Как показано на фиг. 2, топливная система может включать в себя первую группу форсунок впрыска во впускной канал, выполненных с возможностью осуществлять впрыск во впускной канал выбранного топлива, и вторую группу форсунок непосредственного впрыска, выполненных с возможностью непосредственного впрыска выбранного топлива. Насос высокого давления может быть предусмотрен ниже по потоку от насоса низкого давления для подъема давления топлива, которое должно подвергаться непосредственному впрыску. По существу, при непосредственном впрыске топлива, насос высокого давления может смазываться в достаточной мере. Однако в условиях, когда работа насоса высокого давления не требуется, контроллер двигателя может сохранять смазывание и/или охлаждение топливного насоса высокого давления посредством работы насоса низкого давления для поддержания давления в направляющей-распределителе для топлива наряду с регулировкой величины хода насоса высокого давления для поддержания пикового давления в насосной камере насоса высокого давления чуть ниже давления в направляющей-распределителе для топлива. Этот тип работы упоминается как смазывание при нулевом потоке. Контроллер может быть выполнен с возможностью выполнять одну или более процедур, чтобы поддерживать пиковое давление в насосной камере насоса высокого давления чуть ниже давления в направляющей-распределителе для топлива и время от времени давать приращение продолжительности времени включения насоса HP для контроля на соответствующие изменения давления в направляющей-распределителе для топлива. Таким образом, посредством поддержания пикового давления в насосной камере чуть ниже давления в направляющей-распределителе для топлива, не осуществляя поток топлива в направляющую-распределитель для топлива, насос может поддерживаться смазываемым в достаточной мере, даже когда работа насоса высокого давления не требуется. Однако во время смазывания при нулевом потоке насос может работать в области, известной как область нечувствительности, где изменение продолжительности времени включения насоса высокого давления не соответствует изменению давления в направляющей-распределителе для топлива. По существу, необходимо продумать схему для определения области нечувствительности и работы насоса соответствующим образом. По существу, это улучшает надежность насоса и уменьшает ухудшение характеристик насоса высокого давления.
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 настоящего описания 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 двигателя 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, снабженный турбонагнетателем, включающим в себя компрессор 174, расположенный между впускными каналами 142 и 144, и турбиной 176 с приводом от выхлопных газов, расположенной вдоль выпускного канала 148. Компрессор 174 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 176 с приводом от выхлопных газов через вал 180, где устройство наддува выполнено в виде турбонагнетателя. Однако в других примерах, таких как где двигатель 10 снабжен нагнетателем, турбина 176 с приводом от выхлопных газов, по выбору, может быть не включена в состав, где компрессор может приводиться в действие механической подводимой мощностью от электродвигателя или двигателя. Дроссель 162, 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 162 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 выхлопные газы из других цилиндров двигателя 10 в дополнение к цилиндру 14. Датчик 128 выхлопных газов показан присоединенным к выпускному каналу 148 выше по потоку от устройства 178 снижения токсичности выхлопных газов. Датчик 128 может быть выбран из числа различных пригодных датчиков для выдачи указания топливно-воздушного соотношения в выхлопных газах, например, таких как линейный кислородный датчик или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик количества кислорода в выхлопных газах), двухрежимный кислородный датчик или датчик EGO (который изображен), HEGO (подогреваемый EGO), NOx, HC, или CO. Устройство 178 снижения токсичности выхлопных газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выхлопных газов или их комбинациями.
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 верхней 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 исполнительного механизма 152. Подобным образом, выпускной клапан 156 может управляться контроллером 12 посредством исполнительного механизма 154. Во время некоторых условий, контроллер 12 может изменять сигналы, выдаваемые на приводы 152 и 154, для управления открыванием и закрыванием соответствующих впускных и выпускных клапанов. Положение впускного клапана 150 и выпускного клапана 156 может определяться соответствующими датчиками положения клапана (не показаны). Исполнительные механизмы клапанов могут иметь тип электрического клапанного привода или тип кулачкового привода, либо их комбинацию. Установка фаз распределения впускных и выпускных клапанов может управляться одновременно, или может использоваться любая из возможности регулируемой установки фаз кулачкового распределения впускных клапанов, регулируемой установки фаз кулачкового распределения выпускных клапанов, сдвоенной независимой установки фаз кулачкового распределения или постоянной установки фаз кулачкового распределения. Каждая система 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 клапанов (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапанов. Например, цилиндр 14, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый посредством приведения в действие электрического клапанного привода, и выпускной клапан, управляемый посредством кулачкового привода, в том числе, CPS и/или VCT. В других вариантах осуществления, впускной и выпускной клапаны могут управляться системой золотникового клапанного исполнительного механизма или привода, либо системой исполнительного механизма или привода 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. В одном из примеров, 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, в 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 две топливных форсунки 166 и 170. Топливные форсунки 166 и 170 могут быть выполнены с возможностью подавать топливо, принятое из топливной системы 8. Как конкретизировано со ссылкой на фиг. 2, топливная система 8 может включать в себя один или более топливных баков, топливных насосов и направляющих-распределителей для топлива. Топливная форсунка 166 показана присоединенной непосредственно к цилиндру 14 для впрыска топлива непосредственно в него пропорционально длительности импульса сигнала FPW-1, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 168. Таким образом, топливная форсунка 166 обеспечивает то, что известно как непосредственный впрыск (в дальнейшем указываемый ссылкой как «DI») топлива в цилиндр 14 сгорания. Несмотря на то, что фиг. 1 показывает форсунку 166 расположенную по одну сторону от цилиндра 14, она, в качестве альтернативы, может быть расположена выше поршня, к примеру, возле положения свечи 192 зажигания. Такое положение может улучшать смешивание и сгорание при работе двигателя на спиртосодержащем топливе вследствие низкой летучести некоторых спиртосодержащих видов топлива. В качестве альтернативы, форсунка может быть расположена выше и возле впускного клапана для улучшения смешивания. Топливо может подаваться в топливную форсунку 166 из топливного бака топливной системы 8 через топливный насос высокого давления и направляющую-распределитель для топлива. В качестве альтернативы, топливо может подаваться однокаскадным топливным насосом на низком давлении, в каком случае, установка момента непосредственного впрыска топлива могут ограничиваться в большей степени во время такта сжатия, чем если используется топливная система высокого давления. Кроме того, топливный бак может иметь измерительный преобразователь давления, выдающий сигнал в контроллер 12. Примерный вариант осуществления топливной системы 8 дополнительно конкретизирован в материалах настоящего описания со ссылкой на фиг. 2.
Топливная форсунка 170 показана расположенной скорее во впускном канале 146, нежели в цилиндре 14, в конфигурации, которая обеспечивает то, что известно в качестве впрыска во впускной канал топлива (в дальнейшем указываемого ссылкой как «PFI»), во впускное отверстие выше по потоку от цилиндра 14. Топливная форсунка 170 может впрыскивать топливо, принятое из топливной системы 8, пропорционально длительности импульса сигнала FPW-2, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 171. Отметим, что одиночный формирователь 168 или 171 может использоваться для обеих систем впрыска топлива, или многочисленные формирователи, например, формирователь 168 для топливной форсунки 166 и формирователь 171 для топливной форсунки 170, могут использоваться, как изображено.
В альтернативном примере, каждая из топливных форсунок 166 и 170 может быть выполнена в виде топливных форсунок непосредственного впрыска для впрыска топлива непосредственно в цилиндр 14. В еще одном примере, каждая из топливных форсунок 166 и 170 может быть выполнена в виде топливных форсунок впрыска во впускной канал для впрыска топлива выше по потоку от впускного клапана 150. В других примерах, цилиндр 14 может включать в себя только одну топливную форсунку, которая выполнена с возможностью принимать разное топливо из топливных систем в меняющихся относительных количествах в качестве топливной смеси, и дополнительно выполнена с возможностью впрыскивать эту топливную смесь непосредственно в цилиндр в качестве топливной форсунки непосредственного впрыска либо выше по потоку от впускных клапанов в качестве топливной форсунки впрыска во впускной канал. По существу, следует принимать во внимание, что топливные системы, описанные в материалах настоящего описания не должны ограничиваться конкретными конфигурациями топливной форсунки, описанными в материалах настоящего описания в качестве примера.
Топливо может подаваться обеими форсунками в цилиндр в течение одиночного цикла цилиндра. Например, каждая форсунка может подавать часть полного впрыска топлива, который подвергается сгоранию в цилиндре 14. Кроме того, распределение и/или относительное количество топлива, подаваемого из каждой форсунки, может меняться в зависимости от условий работы, таких как нагрузка, детонация и температура выхлопных газов двигателя, к примеру, описанных ниже. Впрыскиваемое в окно топливо может подаваться во время события открытого впускного клапана, события закрытого впускного клапана (например, по существу после такта впуска), а также при работе как с открытым, так и закрытым впускным клапаном. Подобным образом, непосредственно впрыскиваемое топливо, например, может подаваться во время такта впуска, а также частично во время предшествующего такта выпуска, во время такта впуска и частично во время такта сжатия. По существу, даже для одиночного события сгорания, впрыскиваемое топливо может впрыскиваться с разными временными характеристиками из форсунки впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска. Кроме того, для одиночного события сгорания, многочисленные впрыски подаваемого топлива могут выполняться за каждый цикл. Многочисленные впрыски могут выполняться в течение такта сжатия, такта впуска или любой надлежащей их комбинации.
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 принимать во внимание, 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 форсунки 166 и 170 могут иметь разные характеристики. Таковые включают в себя отличия по размеру, например, одна форсунка может иметь большее отверстие для впрыска, чем другая. Другие отличия включают в себя, но не в качестве ограничения, разные углы факела распыла, разные рабочие температуры, разное нацеливание, разную установку момента впрыска, разные характеристики факела распыла, разные расположения, и т.д. Более того, в зависимости от коэффициента распределения впрыскиваемого топлива среди форсунок 170 и 166, могут достигаться разные эффекты.
Топливные баки в топливной системе 8 могут удерживать топливо разных типов топлива, таких как топливо с разными качествами топлива и разными составами топлива. Различия могут включать в себя разное содержание спиртов, разное содержание воды, разное октановое число, разную теплоту испарения, разные топливные смеси и/или их комбинации, и т.д. Один из примеров топлива с разной теплотой парообразования мог бы включать в себя бензин в качестве первого типа топлива с более низкой теплотой парообразования, а этиловый спирт в качестве второго типа топлива с большей теплотой парообразования. В еще одном примере, двигатель может использовать бензин в качестве первого типа топлива, 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 типа топлива. Другие подходящие вещества включают в себя воду, метиловый спирт, смесь спирта и воды, смесь воды и метилового спирта, смесь спиртов, и т.д.
В еще одном примере, оба топлива могу быть спиртовыми смесями с переменным составом спиртов, при этом первый тип топлива может быть спиртобензиновой смесью с более низкой концентрацией спирта, такой как E10 (которая является приблизительно 10% этилового спирта), наряду с тем, что второй тип топлива может быть спиртобензиновой смесью с большей концентрацией спирта, такой как E85 (которая является приблизительно 85% этилового спирта). Дополнительно, первое и второе топливо также могут отличаться другими качествами топлива, такими как различие по температуре, вязкости и октановому числу, и т.д. Более того, характеристики топлива одного или обоих топливных баков могут часто меняться, например, вследствие изменений изо дня в день при дозаправке топливного бака.
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, энергонезависимую 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 хладагента 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 скорости вращения 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.
Фиг. 2 схематично изображает примерный вариант 200 осуществления топливной системы по фиг. 1. Топливная система 200 может работать для подачи топлива в двигатель, такой как двигатель 10 по фиг. 1. Топливная система 200 может работать контроллером для выполнения некоторых или всех из операций, описанных со ссылкой на поток обработки по фиг. 5 и 7.
Топливная система 200 может выдавать топливо в двигатель из одного или более разных источников топлива. В качестве неограничивающего примера, могут быть предусмотрены первый топливный бак 202 и второй топливный бак 212. Несмотря на то, что топливные баки 202 и 212 описаны в контексте обособленных сосудов для хранения топлива, следует принимать во внимание, что эти топливные баки взамен могут быть выполнены в виде одиночного топливного бака, имеющего отдельные области хранения топлива, которые разделены стенкой или другой пригодной мембраной. Кроме того, еще, в некоторых вариантах осуществления, эта мембрана может быть выполнена с возможностью избирательно переносить выбранные составляющие топлива между двумя или более областями хранения топлива, тем самым, давая топливной смеси возможность по меньшей мере частично разделяться мембраной на первый тип топлива в первой области хранения топлива и второй тип топлива во второй области хранения топлива.
В некоторых примерах, первый топливный бак 202 может хранить топливо первого типа топлива наряду с тем, что второй топливный бак 212 может хранить топливо второго типа топлива, при этом первый и второй типы топлива имеют отличающийся состав. В качестве неограничивающего примера, второй тип топлива, содержащийся во втором топливном баке 212, может включать в себя более высокую концентрацию одной или более составляющих, которые снабжают второй тип топлива большей способностью подавления детонации, чем первое топливо.
В качестве примера, первое топливо и второе топливо каждое может включать в себя одну или более углеводородных составляющих, но второе топливо также может включать в себя более высокую концентрацию спиртовой составляющей, чем первое топливо. В некоторых условиях, эта спиртовая составляющая может обеспечивать подавление детонации для двигателя, когда подается в подходящем количестве относительно первого топлива, и может включать в себя любой пригодный спирт, такой как этиловый спирт, метиловый спирт, и т.д. Поскольку спирт может давать большее подавление детонации, чем некоторые основанные на углеводородах виды топлива, такие как бензин или дизельное топливо, вследствие повышенной скрытой теплоты парообразования и холодопроизводительности заряда спирта, топливо, содержащее в себе более высокую концентрацию спиртовой составляющей, может избирательно использоваться для обеспечения повышенного противодействия детонации двигателя во время выбранных условий работы.
В качестве еще одного примера, спирт (например, метиловый спирт, этиловый спирт) могут иметь воду, добавленную в него. По существу, вода снижает воспламеняемость спиртового топлива, обеспечивая повышенную гибкость в хранении топлива. Дополнительно, теплота парообразования содержания воды усиливает способность спиртового топлива действовать в качестве подавителя детонации. Кроме того еще, содержание воды может снижать общую стоимость топлива.
В качестве специфичного неограничивающего примера, первый тип топлива в первом топливном баке может включать в себя бензин, а второй тип топлива во втором топливном баке может включать в себя этиловый спирт. В качестве еще одного неограничивающего примера, первый тип топлива может включать в себя бензин, а второй тип топлива может включать в себя смесь бензина и этилового спирта. В кроме того других примерах, первый тип топлива и второй тип топлива каждый может включать в себя бензин и этиловый спирт, в силу чего, второй тип топлива включает в себя более высокую концентрацию составляющей этилового спирта, чем первое топливо (например, E10 в качестве первого типа топлива и E85 в качестве второго типа топлива). В качестве еще одного примера, второй тип топлива может иметь относительно большую октановую характеристику, чем первый тип топлива, тем самым, делая второе топливо более эффективным подавителем детонации, чем первое топливо. Следует принимать во внимание, что эти примеры должны считаться неограничивающими, так как могут использоваться другие пригодные виды топлива, которые обладают сравнительно разными характеристиками подавления детонации. В кроме того других примерах, каждый из первого и второго топливных баков может хранить одинаковое топливо. Несмотря на то, что изображенный пример иллюстрирует два топливных бака с двумя разными типами топлива, следует принимать во внимание, что, в альтернативных вариантах осуществления, может быть представлен единственный топливный бак с единым типом топлива.
Топливные баки 202 и 212 могут отличаться своей вместимостью хранения топлива. В изображенном примере, где второй топливный бак 212 хранит топливо с более высокой способностью подавления детонации, второй топливный бак 212 может иметь меньшую вместимость хранения топлива, чем первый топливный бак 202. Однако, следует принимать во внимание, что, в альтернативных вариантах осуществления, топливные баки 202 и 212 могут иметь идентичную вместимость хранения топлива.
Топливо может поставляться в топливные баки 202 и 212 через соответствующие каналы 204 и 214 заправки топливом. В одном из примеров, где топливные баки хранят разные типы топлива, каналы 204 и 214 заправки топливом могут включать в себя маркировку идентификации топлива для идентификации типа топлива, которое должно выдаваться в соответствующий топливный бак.
Первый топливный насос 208 низкого давления (LPP) в сообщении с первым топливным баком 202 может работать для подачи первого типа топлива из первого топливного бака 202 на первую группу форсунок 242 впрыска во впускной канал через первый топливный канал 230. В одном из примеров, первый топливный насос 208 может быть топливным насосом низкого давления с электроприводом, расположенным по меньшей мере частично внутри первого топливного бака 202. Топливо, поднимаемое первым топливным насосом 208, может подаваться под более низким давлением в первую направляющую-распределитель 240 для топлива, присоединенную к одной или более топливных форсунок первой группы форсунок 242 впрыска во впускной канал (в материалах настоящего описания также указываемой ссылкой как первая группа форсунок). Несмотря на то, что первая направляющая-распределитель 240 для топлива показана раздающей топливо по четырем топливным форсункам из первой группы 242 форсунок, следует принимать во внимание, что первая направляющая-распределитель 240 для топлива может раздавать топливо на любое пригодное количество топливных форсунок. В качестве одного из примеров, первая направляющая-распределитель 240 для топлива может раздавать топливо на одну топливную форсунку из первой группы 242 форсунок для каждого цилиндра двигателя. Отметим, что, в других примерах, первый топливный канал 230 может выдавать топливо в топливные форсунки первой группы 242 форсунок через две или более направляющих-распределителя для топлива. Например, в тех случаях, когда цилиндры двигателя сконфигурированы в V-образной конфигурации, две направляющих-распределителя для топлива могут использоваться для распределения топлива из первого топливного канала на каждую из топливных форсунок первой группы форсунок.
Первый топливный насос 208 может быть присоединен выше по потоку от второго топливного насоса 228 высокого давления (HPP), который включен во второй топливный канал 232. В одном из примеров, второй топливный насос 228 может быть вытеснительным насосом с механическим приводом. Второй топливный насос 228 может находиться в сообщении с группой форсунок 252 непосредственного впрыска через вторую направляющую-распределитель 250 для топлива и группой форсунок 242 впрыска во впускной канал через соленоидный клапан 236. Таким образом, топливо более низкого давления, поднятое первым топливным насосом 208, может подвергаться дополнительному повышению давления вторым топливным насосом 228, чтобы подавать топливо более высокого давления для непосредственного впрыска во вторую направляющую-распределитель 250 для топлива, присоединенную к одной или более топливных форсунок из второй группы форсунок 252 (в материалах настоящего описания также указываемой ссылкой как вторая группа форсунок). В некоторых вариантах осуществления, топливный фильтр (не показан) может быть расположены выше по потоку от второго топливного насоса 228, чтобы удалять частицы из топлива. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, накопитель давления топлива (не показан) может быть присоединен ниже по потоку от топливного фильтра между насосом низкого давления и насосом высокого давления.
Третий топливный насос 218 низкого давления в сообщении со вторым топливным баком 212 может работать для подачи второго типа топлива из второго топливного бака 202 на вторую группу форсунок 252 непосредственного впрыска через второй топливный канал 232. Таким образом, второй топливный канал 232 присоединяет по текучей среде каждый из первого топливного бака и второго топливного бака к группе форсунок непосредственного впрыска. В одном из примеров, третий топливный насос 218 также может быть топливным насосом низкого давления (LPP) с электроприводом, расположенным по меньшей мере частично внутри второго топливного бака 212. Таким образом, топливо более низкого давления, поднятое третьим топливным насосом 218, может подвергаться дополнительному повышению давления топливным насосом 228 высокого давления, чтобы подавать топливо более высокого давления для непосредственного впрыска во вторую направляющую-распределитель 250 для топлива, присоединенную к одной или более топливных форсунок 252. В одном из вариантов осуществления, третий топливный насос 218 и второй топливный насос 228 могут работать для выдачи второго типа топлива под более высоким давлением топлива во вторую направляющую-распределитель 250 для топлива, чем давление топлива первого типа топлива, которое выдается в первую направляющую-распределитель 240 для топлива первым топливным насосом 208.
Сообщение по текучей среде между первым топливным каналом 230 и вторым топливным каналом 232 может достигаться через первый и второй перепускные каналы 224 и 234. Более точно, первый перепускной канал 224 может присоединять первый топливный канал 230 к второму топливному каналу 232 выше по потоку от второго топливного насоса 228 наряду с тем, что второй перепускной канал 234 может присоединять первый топливный канал 230 к второму топливному каналу 232 ниже по потоку от второго топливного насоса 228. Один или боле клапанов сброса давления могут быть включены в топливные каналы и/или перепускные каналы, чтобы противодействовать или сдерживать поток топлива обратно в топливные баки-резервуары. Например, первый клапан 226 сброса давления может быть предусмотрен в первом перепускном канале 224 для снижения или предотвращения обратного потока топлива из второго топливного канала 232 в первый топливный канал 230 и первый топливный бак 202. Второй клапан 222 сброса давления может быть предусмотрен во втором топливном канале 232 для снижения или предотвращения обратного потока топлива из первого или второго топливных каналов во второй топливный бак 212. В одном из примеров, насосы 208 и 218 низкого давления могут иметь клапаны сброса давления, встроенные в насосы. Встроенные клапаны сброса давления могут ограничивать давление в соответствующих топливных магистралях подкачивающего насоса. Например, клапан сброса давления, встроенный в первый топливный насос 208 может ограничивать давление, которое в ином случае формировалось бы в первой направляющей-распределителе 240 для топлива, если бы соленоидный клапан 236 был бы (преднамеренно или непреднамеренно) открыт и наряду с тем, что топливный насос 228 высокого давления осуществлял накачку.
В некоторых вариантах осуществления, первый и/или второй перепускные каналы также могут использоваться для перемещения топлива между топливными баками 202 и 212. Перемещение топлива может облегчаться посредством включения дополнительных запорных клапанов, клапанов сброса давления, соленоидных клапанов и/или насосов в первый или второй перепускной канал, например, соленоидного клапана 236. В кроме того других вариантах осуществления, один из топливных баков-резервуаров может быть расположен на более высоком возвышении, чем другой топливный бак-резервуар, в силу чего, топливо может перемещаться из верхнего топливного бака-резервуара в нижний топливный бак-резервуар через один или более перепускных каналов. Таким образом, топливо может перемещаться между топливными баками-резервуарами под действием силы тяжести без непременного требования, чтобы топливный насос содействовал перемещению топлива.
Различные компоненты топливной системы 200 поддерживают связь с системой управления двигателем, такой как контроллер 12. Например, контроллер 12 может принимать показание условий работы с различных датчиков, связанных с топливной системой 200, в дополнение к датчикам, описанным ранее со ссылкой на фиг. 1. Различные входные сигналы, например, могут включать в себя показание количества топлива, хранимого в каждом из топливных баков-резервуаров 202 и 212, посредством датчиков 206 и 216 уровня топлива, соответственно. Контроллер 12 также может принимать показание состава топлива из одного или более датчиков состава топлива в дополнение к или в качестве альтернативы показанию состава топлива, которое логически выводится по датчику выхлопных газов (такому как датчик 126 по фиг. 1). Например, показание состава топлива у топлива, хранимого в топливных баках-резервуарах 202 и 212, может выдаваться датчиками 210 и 220 состава топлива соответственно. Дополнительно или в качестве альтернативы, один или более датчиков состава топлива могут быть предусмотрены в любом пригодном местоположении вдоль топливных каналов между топливными баками-резервуарами и их соответствующими группами топливных форсунок. Например, датчик 238 состава топлива может быть предусмотрен в первой направляющей-распределителе 240 для топлива или вдоль первого топливного канала 230, и/или датчик 248 состава топлива может быть предусмотрен во второй направляющей-распределителе 250 для топлива или вдоль второго топливного канала 232. В качестве неограничивающего примера, датчики состава топлива могут снабжать контроллер 12 показанием концентрации составляющей подавления детонации, содержащейся в топливе, или показанием октановой характеристики топлива. Например, один или более датчиков состава топлива могут выдавать показание содержания спиртов топлива.
Отметим, что относительное расположение датчиков состава топлива в системе подачи топлива может давать разные преимущества. Например, датчики 238 и 248, расположенные в направляющих-распределителях для топлива или вдоль топливных каналов, соединяющих топливные форсунки с одним или более топливных баков-резервуаров могут выдавать показание получающегося в результате состава топлива, где два или более разных вида топлива комбинируются перед подачей в двигатель. В противоположность, датчики 210 и 220 могут выдавать показание состава топлива в топливных баках-резервуарах, которые могут отличаться от состава топлива, фактически подаваемого в двигатель.
Контроллер 12 также может управлять работой каждого из топливных насосов 208, 218 и 228, чтобы регулировать количество, давление, расход, и т.д., топлива, подаваемого в двигатель. В качестве одного из примеров, контроллер 12 может изменять регулировку давления, величину хода насоса, команду продолжительности времени включения насоса и/или расход топлива топливных насосов для подачи топлива в разные местоположения топливной системы. Формирователь (не показан), присоединенный электронным образом к контроллеру 12, может использоваться для отправки сигнала управления на каждый из насосов низкого давления, по мере надобности, для регулировки отдачи (например, скорости работы) соответствующего насоса низкого давления. Количество первого или второго типа топлива, который подается в группу форсунок непосредственного впрыска через насос высокого давления, может регулироваться посредством регулировки и координирования отдачи первого или третьего LPP и HPP. Например, топливный насос низкого давления и топливный насос высокого давления могут работать для поддержания предписанного давления в направляющей-распределителе для топлива. Датчик давления в направляющей-распределителе для топлива, присоединенный к второй направляющей-распределителю для топлива, может быть выполнен с возможностью выдавать оценку давления топлива, имеющегося в распоряжении в группе форсунок непосредственного впрыска. Затем, на основании разности между оцененным давлением в направляющей-распределителе и требуемым давлением в направляющей-распределителе, могут регулироваться отдачи насосов. В одном из примеров, в тех случаях, когда топливный насос высокого давления является топливным насосом объемной производительности, контроллер может регулировать клапан регулирования расхода насоса высокого давления для изменения рабочего объема насоса каждого хода насоса.
По существу, в то время как насос высокого давления является работающим, поток топлива через него обеспечивает достаточные смазку и охлаждение насоса. Однако, в условиях, когда работа насоса высокого давления не требуется, к примеру, когда не запрошен непосредственный впрыск топлива, когда запрошен только впрыск во впускной канал, и/или когда уровень топлива во втором топливном баке 212 находится ниже порогового значения, насос высокого давления может не смазываться в достаточной мере, если работа насоса прервана.
Авторы в материалах настоящего описания выявили, что, для реализации смазывания при нулевом потоке насоса высокого давления, определенная зависимость между продолжительностью времени включения насоса и давлением в направляющей-распределителе для топлива может использоваться с выгодой для улучшения работы. Зависимость является функцией типа топлива и подъема кулачка насоса по отношению к вращению двигателя, параметрам, которые меняются в зависимости от системы двигателя. Если используется постоянная калибровка, правильная продолжительность времени включения может не обеспечиваться для достаточного смазывания насоса высокого давления. Например, если запланированная продолжительность времени включения находится ниже, чем требуемая для данного давления в направляющей-распределителе для топлива, давление в насосной камере также будет ниже, чем требуется, вызывая более низкое смазывание у насоса высокого давления. Это привело бы к вышеуказанной основной проблеме ухудшения характеристик насоса. Вследствие изменчивости между системами двигателя, необходим способ определения передаточной функции на борту транспортного средства.
Один из подходов состоит в том, чтобы определять зависимость посредством изменения продолжительности времени включения насоса высокого давления и контроля давления в направляющей-распределителе для определения давления в направляющей-распределителе для топлива в установившемся режиме. Для данной системы транспортного средства, определяется передаточная функция, которая предоставляет возможность для достаточного смазывания насоса высокого давления. Как только определена зависимость между продолжительностью времени включения и давлением в направляющей-распределителе (то есть, передаточная функция) для конкретной системы двигателя, зависимость может использоваться для модификации работы насоса при регулировании по замкнутому контуру. Регулирование по замкнутому контуру включает в себя обратную связь по измерениям давления в направляющей-распределителе, поэтому, выполняемые приращениями регулировки в отношении продолжительности времени включения насоса могут производиться для обеспечения надлежащего смазывания насоса, тем временем, не оказывая сильного влияния на давление в направляющей-распределителе для топлива. При низкой продолжительности времени включения работы топливного насоса высокого давления, существует область, известная в качестве области нечувствительности, где изменения продолжительности времени включения оказывают от небольшого до никакого влияния на давление в направляющей-распределителе для топлива. область нечувствительности и последовательность операций определения описаны ниже, начиная с фиг. 3.
Фиг. 3 изображает область 320 области нечувствительности работы насоса высокого давления, где фактическое изменение давления в направляющей-распределителе для топлива в ответ на изменение продолжительности времени включения насоса меньше, чем ожидаемое изменение давления в направляющей-распределителе для топлива. Первый график 310 показывает зависимость между продолжительностью времени включения управления насосом HP и давлением в направляющей-распределителе для топлива. Отметим, что от выведенного из работы насоса (продолжительность времени включения 0%) до порогового значения 340 продолжительности времени включения, давление в направляющей-распределителе для топлива не изменяется. Эта область является областью 320 нечувствительности. Если требовалось эксплуатировать насос HP при регулировании по замкнутому контуру, результат показан на втором графике 330.
Второй график 330 показывает регулирование по замкнутому контуру насоса HP, и тяжелую предельную циклическую работу, вызванную в области нечувствительности. Предельная циклическая работа указывает ссылкой на колебания большой амплитуды графиков как давления в направляющей-распределителе для топлива, так и продолжительности времени включения насоса HP. область нечувствительности оказывает воздействие на работу насоса следующим образом: в момент t1 времени давление в направляющей-распределителе для топлива начинает убывание. Убывание давления в направляющей-распределителе для топлива заставляет насос высокого давления увеличивать свою продолжительность времени включения, чтобы восстановить требуемое давление в направляющей-распределителе для топлива. Однако, как видно на первом графике 310 первые несколько процентов продолжительности времени включения насоса HP оказывают от небольшого до никакого влияния на давление в направляющей-распределителе для топлива. Следовательно, давление в направляющей-распределителе для топлива продолжает убывать на втором графике 330 по мере того, как возрастает продолжительность времени включения, до тех пор, пока продолжительность времени включения не возрастает выше порогового значения 340 в момент t2 времени. После t2, давление в направляющей-распределителе для топлива возрастает по мере того, как возрастает продолжительность времени включения насоса, как показано на обоих, 310 и 330.Когда давление в направляющей-распределителе для топлива достигает требуемого значения, насос высокого давления останавливается, и последовательность операций повторяется в момент t3, когда давление в направляющей-распределителе для топлива вновь начинает убывать. Задержка реакции насоса вызывает предельную циклическую работу, которая проявляется в качестве серьезных колебаний на графике 330.
Зона нечувствительности также оказывает влияние на объемный коэффициент полезного действия насоса высокого давления. Объемный коэффициент полезного действия является показателем того, насколько большой объем жидкости прокачивается по сравнению с продолжительностью времени включения насоса. Фиг. 4 изображает график, показывающий зависимость между продолжительностью времени включения насоса HP и нагнетаемого частичного объема жидкости, 400. Графики по фиг. 4 представляют испытание единой текучей среды с заданным модулем объемного сжатия на разных давлениях в направляющей-распределителе для топлива. Точки 450, в которых три линии данных пересекают ось x, являются данными нулевой интенсивности потока. Отмечено, что данные 450 графически изображены на фиг. 3 в качестве 310, а на фиг.6 в качестве 600. В идеале, для каждого единичного увеличения продолжительности времени включения на фиг. 4, нагнетаемый частичный объем жидкости также возрастает на одну единицу, как видно на идеальном графике 410. В реальности, это не совсем так вследствие несовершенной клапанной системы и конечного модуля объемного сжатия нагнетаемой жидкости. Обычно, реалистичная зависимость моделируется в качестве начинающейся из начала координат и продолжающейся линейно до объема ниже идеального нагнетаемого объема. Однако если принимается во внимание область 320 нечувствительности по фиг. 3, зависимость начинается с положительного значения продолжительности времени включения, когда нагнетаемый объем имеет значение 0, и линейно возрастает, как видно на других трех графиках (420, 430, 440). Графически, это означает, что пересечения с осью x для реальных графиков являются положительными значениями, где пересечение с осью x зависит от давления в направляющей-распределителе для топлива.
График 400 показывает три реалистичных графика насоса, соответствующих давлениям 50 бар, 100 бар и 150 бар. Вследствие этого расхождения между общим представлением об объемном коэффициенте полезного действия и реальностью, не было бы возможности использовать объемный коэффициент полезного действия в качестве обратной связи для улучшения работы насоса высокого давления, если использовалась бы общая модель. Причина состоит в том, что есть два фактора, которые вносят вклад в нагнетание меньшего объема жидкости, чем ожидается. Первым фактором является недостаточное давление подкачивающего насоса, чтобы выдавать топливо в насос высокого давления. Вторым фактором является работа насоса высокого давления в области нечувствительности, в которой продолжительность времени включения насоса находится ниже определенного значения, поэтому, жидкость не накачивается в направляющую-распределитель для топлива, вызывая отсутствие повышения давления в направляющей-распределителе для топлива. Первый фактор ожидаем, а второй обусловлен областью нечувствительности. Схемы для управления работой насоса не могут содержать использование объемного коэффициента полезного действия, если второй фактор не подвергнут принятию ответных мер. Настоящее раскрытие принимает меры в ответ на эту проблему.
Для уменьшения предельной циклической работы топливного насоса высокого давления при регулировании по замкнутому контуру, как показано на фиг. 3, авторы в материалах настоящего описания разработали подход для уменьшения работы насоса в области нечувствительности. В частности, посредством адаптивного определения области нечувствительности насоса HP, продолжительность времени включения насоса может указываться командой с учетом области нечувствительности. В одном из примеров, настроенная продолжительность времени включения насоса дает в результате отсутствие подачи команды продолжительности времени включения в области нечувствительности, в то время как в состоянии регулирования FRP по замкнутому контуру. Фиг. 5 показывает примерный способ 500 для определения области нечувствительности насоса высокого давления. Показанный способ может выполняться контроллером 12. Ниже представлена примерная последовательность операций определения области нечувствительности HPP. Понятно, что последующее является неограничивающим вариантом осуществления настоящего раскрытия, приведенным в целях примера и для правильного понимания последовательности операций определения.
Перед определением области нечувствительности, некоторые условия работы двигателя оцениваются и/или измеряются на этапе 501. Это, например, включает в себя скорость вращения двигателя, требование крутящего момента, температуру двигателя, барометрическое давление, уровень топлива в топливном баке, и т.д.
На этапе 510, на основании оцененных условий работы двигателя, может определяться, присутствуют ли условия определения области нечувствительности. В одной из примерных систем двигателя, где топливо впрыскивается посредством форсунок как впрыска во впускной канал, так и непосредственного впрыска, как описано ранее, условия области нечувствительности могут считаться удовлетворенными, если двигатель является работающим без непосредственного впрыска топлива и с давлением в направляющей-распределителе для топлива ниже порогового значения. Например, двигатель может быть в состоянии холостого хода и может работать только на непосредственном впрыске, чтобы довести давление в направляющей-распределителе до нижнего порогового значения. Затем, во время работы двигателя на или ниже нижнего порогового значения давления в направляющей-распределителе, двигатель может снабжаться топливом только посредством форсунок впрыска во впускной канал. В то время как двигатель является работающим в режиме впрыска во впускной канал, и не осуществляет непосредственный впрыск топлива, давление в направляющей-распределителе у направляющей-распределителя для топлива HP может поддерживаться постоянным. В одном из примеров, как показано со ссылкой на фиг. 6, непосредственный впрыск может использоваться для понижения давления в направляющей-распределителе для топлива до нижнего порогового давления 650 в направляющей-распределителе.
В еще одном примере, где система двигателя сконфигурирована только для непосредственного впрыска топлива, условия определения области нечувствительности могут считаться удовлетворенными, если двигатель находится в изолированном состоянии или состоянии перекрытия топлива при замедлении, где непосредственный впрыск не выполняется, чтобы довести давление в направляющей-распределителе до нижнего порогового значения. Если условия определения области нечувствительности подтверждены, определение области нечувствительности может быть инициировано на этапе 530. Если условия на этапе 510 определения области нечувствительности не удовлетворены, команда определения не вводится в действие контроллером 12, и двигатель продолжает свою номинальную работу.
Определение области нечувствительности (на этапе 530) включает в себя, на этапе 540, подачу команды первой продолжительности времени включения насоса высокого давления. Когда первая продолжительность времени включения выдана на насос, давление в направляющей-распределителе поднимается, поскольку давление в направляющей-распределителе изначально находится ниже, чем давление в насосной камере HP. Давление в направляющей-распределителе будет подниматься до тех пор, пока давление в насосной камере HP не уравнивается с давлением в направляющей-распределителе, показывая, что давление в направляющей-распределителе достигло давления в насосной камере HP в установившемся состоянии для первого значения продолжительности времени включения насоса HP. Затем, определяется (например, оценивается) первое давление в направляющей-распределителе для топлива. Здесь отмечено, что давление в направляющей-распределителе для топлива является в целом слегка более низким, чем пиковое давление в камере сжатия насоса HP (приблизительно на 0,7 бар ниже), вследствие падения давления на выходном запорном клапане насоса.
Затем, на этапе 550, дается команда второй, большей продолжительности времени включения, и повторяется та же самая последовательность операций. Как только давление в направляющей-распределителе уравнивается с давлением в насосной камере HP, давление в направляющей-распределителе достигло второго установившегося значения и определяется. В одном из примеров, первая команда продолжительности времени включения имеет значение 4%, а вторая командная продолжительность времени включения имеет значение 6%. Затем, по требуемым данным, может рассчитываться зависимость между продолжительностью времени включения насоса HP и FRP. Этап 560 включает в себя расчет крутизны и смещения передаточной функции. Используется известный способ уравнения линии, где крутизна может отыскиваться посредством деления разности между первым и вторым давлениями в направляющей-распределителе для топлива на разность между первой и второй командными продолжительностями времени включения. Смещение, или пересечение с осью x, рассчитывается посредством использования найденной крутизны, первого давления в направляющей-распределителе для топлива и первой продолжительности времени включения.
На заключительном этапе 570, аффинная зависимость между продолжительностью времени включения насоса HP и давлением в направляющей-распределителе для топлива, также указываемая ссылкой как передаточная функция, может записываться в явном виде в форме уравнения линии с использованием крутизны и смещения, как описано позже. С рассчитанной передаточной функцией, которая определяет область нечувствительности HPP, работа HPP с замкнутым контуром может обновляться, этап 580, чтобы эксплуатировать насос вне области нечувствительности. Отмечено, что область 320 нечувствительности возникает, когда продолжительность времени включения дает приращение наряду с тем, что FRP уже больше, чем нулевое давление. Если процедура 530 определения начата при нулевом давлении, будет создана кривая, подобная реалистичным кривым на фиг. 4 (420, 430, 440).
В дополнение к определению области нечувствительности, способ также может использоваться для расчета действующего объема, нагнетаемого топливным насосом высокого давления. Например, нагнетаемый частичный объем (FVP) может быть оценен в качестве:
FVP=(max(DC,XDC)-XDC)*(VE/(1-XDC)), при этом DC=продолжительность времени включения насоса HP, XDC=Пересечение с осью x, а VE=объемный коэффициент полезного действия при продолжительности времени включения в единицу. Со ссылкой на фиг. 4, объемный коэффициент полезного действия относится к тому, насколько большой объем жидкости прокачивается в реальности по сравнению с идеальной величиной 410. В тех случаях, когда идеальная линия проходит через начало координат графика 400, реальные линии проходят через ось x, где пересечение с осью x является положительным значением продолжительности времени включения насоса HP. Затем, продолжительность времени включения для подачи команды может рассчитываться в качестве DC=(1-XDC)/VE*FVP+XDC, поскольку пересечение с осью x является функцией давления в направляющей-распределителе для топлива.
Фиг. 6 показывает графическое представление 600 способа определения по фиг. 5, в котором дается команда состояния нулевой интенсивности потока, затем дается приращение продолжительности времени включения насоса наряду с регистрацией получающегося в результате FRP. Регулировочная характеристика 600 изображает зависимость между продолжительностью времени включения насоса HP (по оси x) и давлением в направляющей-распределителе для топлива (по оси y). Метки представляют собой моменты, в которые измеряются данные (610, 620, 630, 640, 650). Вышеуказанное нижнее пороговое значение в направляющей-распределителе может наблюдаться графически изображенным на графике (650). Первая командная продолжительность времени включения насоса, 620, соответствует реагирующему давлению в направляющей-распределителе для топлива, 610. Как только данные определены (например, оценены), продолжительность времени включения насоса возрастает до второго, более высокого значения 640. Приращения могут быть небольшими, такими как 1%, 2% или 3%. Вновь, как только давление в направляющей-распределителе достигло установившегося значения 630, соответствующего второй продолжительности времени включения насоса, 640, определяется давление в направляющей-распределителе. Из собранных данных, крутизна 660 зависимости между продолжительностью времени включения и давлением в направляющей-распределителе может рассчитываться и использоваться для отыскивания передаточной функции, поскольку передаточная функция является уравнением линии. Чтобы найти уравнение линии, первая крутизна может рассчитываться в качестве:
Крутизна=(FRP_2-FRP_1)/(DC_2-DC_1), при этом FRP_2=630 по фиг. 6, FRP_1=610, DC_2=640, и DC_1=620.
Затем, пересечение с осью y (смещение по оси y) рассчитывается с использованием найденной крутизны как:
Пересечение с осью y=FRP_1 - (Крутизна*DC_1).
Последний этап включает в себя этап, на котором определяют передаточную функцию, которая определяет линию 600, в качестве:
FRP=Крутизна*DC+Пересечение с осью y, где FRP и DC соответствуют соответственно переменным оси y и оси x. Отмечено, что горизонтальная линия 650 является результатом отсутствия данных, имеющихся в распоряжении ниже текущего давления в направляющей-распределителе для топлива насоса HP. Например, если FRP предоставлена возможность падать до 20 бар, то данных нулевого потока нет в распоряжении ниже 20 бар. Однако экстраполяция линии 600, определенной крутизной 660 относительно оси x, предоставляет возможность вычисляться пересечению с осью x.
С определенными характеристиками области нечувствительности, система регулирования давления с обратной связью может быть спроектирована, чтобы не ожидать реакцию системы, в то время как в области нечувствительности. Фиг. 7 изображает блок-схему последовательности операций способа общей работы и управления насосом высокого давления во время смазывания при нулевом потоке, как только определена, 530, передаточная функция (включающая в себе область нечувствительности) по фиг. 5. Основная цель проектирования новой системы регулирования состоит в том, чтобы гарантировать, что интегральная составляющая системы управления не повышается чрезмерно (то есть, не взвинчивается) и не перегружает предельную циклическую работу вследствие отсутствия реакции системы, в то время как в области нечувствительности. В этом варианте осуществления работы насоса HP, сначала определяется, находится или нет насос HP в состоянии регулирования по замкнутому контуру во время смазывания при нулевом потоке, 710. Если насос HP не находится в состоянии регулирования по замкнутому контуру во время смазывания при нулевом потоке, то последовательность операций заканчивается. Наоборот, если регулирование по замкнутому контуру введено в действие во время смазывания при нулевом потоке, то давление в направляющей-распределителе для топлива измеряется, этап 720, чтобы определять, где работает насос HP. Затем, с использованием определенной передаточной функции и измеренного давления в направляющей-распределителе для топлива с этапа 720 находят на этапе 730 пороговое значение продолжительности времени включения HP, обозначающее начало области нечувствительности. В идеальной среде нагнетания, как описано ранее, давление в направляющей-распределителе для топлива возрастает с увеличением продолжительности времени включения насоса, начиная с любой продолжительности времени включения, большей чем 0%. Однако, по определению передаточной функции, количественно определяется реальное поведение насоса около нулевого потока, при котором, области нечувствительности препятствуют повышению давления в направляющей-распределителе для топлива и являются разными в зависимости от начального давления в направляющей-распределителе для топлива. Например, область нечувствительности может начинаться на продолжительности времени включения насоса HP 2% при FRP 50 бар, 4% для FRP 100 бар, и 6% для FRP 150 бар.
Затем, если контроллер делает попытку дать команду продолжительности времени включения насоса HP, большей, чем пороговое значение, обозначающее начало области нечувствительности, этап 740, то насос HP выполняет свою нормальную работу с замкнутым контуром, где продолжительность времени включения регулируется на основании требуемого давления в направляющей-распределителе для топлива, этап 770. Наоборот, если контроллер пытается дать команду продолжительности времени включения насоса HP, меньшей, чем пороговое значение, то интегральная составляющая отключается, этап 750. Посредством отключения интегральной составляющей, контроллер не изменяет относительные продолжительности времени включения насоса непрерывно в области нечувствительности, тем самым, уменьшая описанную ранее тяжелую предельную циклическую работу. В одном из примеров, если регулятор давления в направляющей-распределителе для топлива с обратной связью дает команду продолжительности времени включения, меньшей, чем 4% при давлении в направляющей-распределителе для топлива 100 бар, то рост интегральной составляющей останавливается, таким образом, предотвращая предельную циклическую работу. Затем, как только интегральная составляющая заморожена, 750, может запускаться, 760, заданная схема работы насоса HP. Схема работы может включать в себя постоянную продолжительность времени включения насоса согласно условиям двигателя, таким как FRP, или подобный тип работы.
В дополнение к определению передаточной функции в целях не работы насоса в области нечувствительности, раскрытый способ определения может применяться к множеству систем двигателя, поскольку способ выполняется на борту транспортного средства и не является постоянной калибровкой. Эта адаптивная природа способа предоставляет реакции насоса на переменные факторы, такие как системы насосов/кулачков и свойства топлива, возможность определяться на борту транспортного средства. Более того, посредством определения области нечувствительности на борту транспортного средства, можно быть осведомленным о дрейфе системы, обусловленном факторами, такими как неточности угловой синхронизации сливного клапана.
Таким образом, посредством определения передаточной функции, область нечувствительности насоса высокого давления тоже может определяться, так чтобы продолжительность времени включения насоса могла регулироваться в области нечувствительности. Посредством модификации работы насоса в области нечувствительности, может улучшаться время, чтобы насос реагировал на изменения давления в направляющей-распределителе для топлива форсунок непосредственного впрыска. Этот способ может уменьшать предельную циклическую работу насоса во время работы насоса в состоянии регулирования по замкнутому контуру, тем самым, уменьшая потери энергии насоса наряду с улучшением объемного коэффициента полезного действия насоса высокого давления. Посредством определения точной передаточной функции, как показано на фиг. 5, может планироваться продолжительность времени включения насоса HP, которая максимизирует смазывание на основании давления в направляющей-распределителе. Более того, передаточная функция предоставляет возможность количественно определяться изменчивости реакции насоса, обусловленной изменчивостью между системами двигателя. В общем и целом, этот способ определения предоставляет возможность для улучшенного смазывания при нулевом потоке, в силу чего, работа насоса улучшается для уменьшения ухудшения характеристик насоса высокого давления.
Необходимо отметить, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Способы и процедуры управления, раскрытые в материалах настоящего описания, могут храниться в качестве исполняемых команд в постоянной памяти. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, 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 действия, операции и/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 настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий, операций и/или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут графически представлять управляющую программу, которая должна быть запрограммирована в постоянную память машиночитаемого запоминающего носителя в системе управления двигателем.
Следует принимать во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по природе, и что эти специфичные 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 раскрытия включает в себя все новейшие и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.
Последующая формула изобретения подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы изобретения могут указывать ссылкой 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 изобретения настоящего раскрытия.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ | 2015 |
|
RU2675421C2 |
| СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ | 2015 |
|
RU2675961C2 |
| НАДЕЖНАЯ СИСТЕМА ТОПЛИВНОГО НАСОСА НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ВПРЫСКА | 2015 |
|
RU2669427C2 |
| СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ | 2015 |
|
RU2676565C2 |
| СПОСОБЫ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ИЗНОСА ЦИЛИНДРА НАСОСА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ | 2015 |
|
RU2684047C2 |
| СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВПРЫСКОМ ТОПЛИВА ДВУХТОПЛИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ДВУХТОПЛИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ | 2014 |
|
RU2660717C2 |
| СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ | 2014 |
|
RU2666032C2 |
| СПОСОБ РАБОТЫ ТОПЛИВНОГО НАСОСА НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ВПРЫСКА, ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ТОПЛИВНОГО НАСОСА НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ВПРЫСКА | 2015 |
|
RU2685435C2 |
| СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ, СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ | 2013 |
|
RU2593324C2 |
| СПОСОБЫ ДОЗАПРАВКИ ТОПЛИВОМ, СИСТЕМА ДЛЯ ПОДАЧИ ЖИДКОГО ТОПЛИВА И ГАЗОВОГО ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И СПОСОБ | 2015 |
|
RU2680449C2 |
Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей для двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложены способы и система для управления по замкнутому контуру топливным насосом высокого давления, присоединенным к форсункам непосредственного впрыска топлива в ДВС. При работе насоса высокого давления может существовать область нечувствительности, в которой существенное изменение продолжительности времени включения насоса не соответствует существенному изменению давления в направляющей-распределителе для топлива. Для работы вне области нечувствительности зависимость между продолжительностью времени включения насоса высокого давления и давлением в направляющей-распределителе для топлива определяется по выполнению нескольких условий эксплуатации насоса высокого давления и двигателя, тем самым улучшая работу насоса высокого давления, снижая ухудшение характеристик насоса и повышая срок службы насоса. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.
1. Способ для топливной системы двигателя, включающий в себя этапы, на которых:
посредством контроллера системы управления двигателем понижают давление в направляющей-распределителе для топлива ниже порогового значения; затем
при отсутствии непосредственного впрыска топлива в двигатель определяют посредством контроллера область нечувствительности для топливного насоса высокого давления на основании изменения продолжительности времени включения насоса относительно результирующего изменения давления в направляющей-распределителе для топлива; и
при непосредственном впрыске топлива в двигатель и при регулировании по замкнутому контуру давления в направляющей-распределителе для топлива регулируют посредством контроллера продолжительность времени включения насоса, чтобы оставалась выше определенной области нечувствительности.
2. Способ по п. 1, в котором определение области нечувствительности на основании изменения продолжительности времени включения насоса относительно результирующего изменения давления в направляющей-распределителе для топлива включает в себя этапы, на которых посредством контроллера:
дают команду первой продолжительности времени включения и определяют первое давление в направляющей-распределителе для топлива;
затем дают команду второй, более высокой продолжительности времени включения и определяют второе давление в направляющей-распределителе для топлива; и
определяют область нечувствительности на основании разности между первым и вторым давлением в направляющей-распределителе для топлива относительно разности между командными первой и второй продолжительностями времени включения.
3. Способ по п. 1, в котором топливный насос высокого давления присоединен к топливной форсунке непосредственного впрыска двигателя, причем двигатель дополнительно включает в себя топливную форсунку впрыска во впускной канал, присоединенную к топливному насосу низкого давления, при этом отсутствие непосредственного впрыска топлива в двигатель включает в себя этап, на котором осуществляют только впрыск топлива во впускной канал в двигатель.
4. Способ по п. 1, в котором топливный насос высокого давления присоединен к топливной форсунке непосредственного впрыска двигателя, при этом отсутствие непосредственного впрыска топлива в двигатель включает в себя одно из состояния выключенного двигателя и состояния перекрытия топлива при замедлении.
5. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя этап, на котором посредством контроллера дают команду постоянной продолжительности времени включения насоса в области нечувствительности, причем постоянная продолжительность времени включения насоса основана на требуемом давлении в направляющей-распределителе.
6. Способ для топливной системы двигателя, включающий в себя этапы, на которых:
посредством контроллера системы управления двигателем определяют аффинную зависимость между продолжительностью времени включения для топливного насоса высокого давления и давлением в направляющей-распределителе для топлива для топливной форсунки непосредственного впрыска на основании изменения в продолжительности времени включения топливного насоса высокого давления относительно результирующего изменения давления в направляющей-распределителе для топлива в выбранных условиях, в которых отсутствует непосредственный впрыск топлива в двигатель; и
посредством контроллера регулируют продолжительность времени включения топливного насоса высокого давления при регулировании по замкнутому контуру давления в направляющей-распределителе для топлива на основании определенной аффинной зависимости, чтобы работать вне области нечувствительности топливного насоса высокого давления, при этом регулирование продолжительности времени включения топливного насоса высокого давления при регулировании по замкнутому контуру включает в себя этап, на котором регулируют продолжительность времени включения топливного насоса высокого давления при осуществлении непосредственного впрыска топлива в двигатель.
7. Способ по п. 6, в котором топливная форсунка непосредственного впрыска присоединена к топливному насосу высокого давления, при этом двигатель дополнительно включает в себя топливную форсунку впрыска во впускной канал, при этом выбранные условия включают в себя условия холостого хода двигателя, при которых давление в направляющей-распределителе для топлива находится ниже порогового значения, а двигатель снабжается топливом только посредством впрыска во впускной канал.
8. Способ по п. 6, в котором топливная форсунка непосредственного впрыска присоединена к топливному насосу высокого давления, при этом выбранные условия включают в себя одно из состояния выключенного двигателя и состояния перекрытия топлива при замедлении, при которых давление в направляющей-распределителе для топлива находится ниже порогового значения.
9. Способ по п. 6, в котором определение аффинной зависимости включает в себя этапы, на которых посредством контроллера:
изменяют продолжительность времени включения с первой, меньшей продолжительности времени включения до второй, большей продолжительности времени включения;
определяют первое давление в направляющей-распределителе для топлива при первой продолжительности времени включения и второе давление в направляющей-распределителе для топлива при второй продолжительности времени включения;
определяют крутизну на основании разности между первым и вторым давлением в направляющей-распределителе для топлива относительно изменения продолжительности времени включения; и
определяют аффинную передаточную функцию на основании определенной крутизны.
10. Способ по п. 9, в котором определение включает в себя этап, на котором посредством контроллера рассчитывают смещение на основании определенной крутизны и определяют аффинную передаточную функцию на основании каждого из определенной крутизны и рассчитанного смещения.
11. Способ по п. 6, в котором область нечувствительности топливного насоса высокого давления является областью, в которой фактическое изменение давления в направляющей-распределителе для топлива в ответ на изменение продолжительности времени включения насоса меньше, чем ожидаемое изменение давления в направляющей-распределителе для топлива.
12. Система двигателя, содержащая:
двигатель;
топливную форсунку непосредственного впрыска, выполненную с возможностью непосредственного впрыска топлива в двигатель;
топливный насос высокого давления;
направляющую-распределитель для топлива;
датчик давления, выполненный с возможностью оценки давления в направляющей-распределителе для топлива;
контроллер с машиночитаемыми командами, хранимыми в постоянной памяти, для:
непосредственного впрыска топлива в двигатель в условиях холостого хода двигателя до тех пор, пока давление в направляющей-распределителе для топлива не станет ниже порогового значения;
затем, при отсутствии непосредственного впрыска топлива в двигатель,
подачи команды изменения продолжительности времени включения топливного насоса высокого давления и оценки соответствующего изменения давления в направляющей-распределителе для топлива;
определения области нечувствительности топливного насоса высокого давления на основании изменения давления в направляющей-распределителе для топлива относительно изменения командной продолжительности времени включения, и
после определения области нечувствительности топливного насоса высокого давления выполнения запрограммированной схемы работы насоса.
13. Система по п. 12, в которой контроллер содержит дополнительные команды для регулировки при непосредственном впрыске топлива в двигатель продолжительности времени включения топливного насоса высокого давления, чтобы работал вне области нечувствительности топливного насоса высокого давления, причем область нечувствительности является областью, в которой изменения продолжительности времени включения насоса по существу не изменяют давление на выходе насоса больше, чем на пороговое значение.
14. Система по п. 13, в которой отсутствие непосредственного впрыска топлива в двигатель включает в себя работу двигателя в режиме перекрытия топлива при замедлении.
15. Система по п. 13, дополнительно содержащая топливную форсунку впрыска во впускной канал, выполненную с возможностью впрыска топлива во впускной канал в двигатель, при этом отсутствие непосредственного впрыска топлива в двигатель включает в себя впрыск топлива во впускной канал в двигатель.
16. Система по п. 15, в которой область нечувствительности топливного насоса высокого давления является областью, в которой фактическое изменение давления в направляющей-распределителе для топлива в ответ на изменение продолжительности времени включения насоса меньше, чем ожидаемое изменение давления в направляющей-распределителе для топлива.
17. Система по п. 12, в которой запрограммированная схема работы насоса включает в себя отключение интегральной составляющей регулятора.
| US 20120167859 A1, 05.07.2012 | |||
| US 20120215422 A1, 23.08.2012 | |||
| СПОСОБ И КОНТРОЛЛЕР ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЕМ В СИСТЕМЕ ПОДАЧИ ТОПЛИВА, А ТАКЖЕ МАШИНОЧИТАЕМЫЙ НОСИТЕЛЬ | 2010 |
|
RU2559213C2 |
