СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ОЦЕНКИ ЗАРЯДА ВОЗДУХА Российский патент 2019 года по МПК F02B75/02 F02D13/06 F02D41/00 F02D41/18 F02D41/30 

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка испрашивает приоритет согласно предварительной заявке на патент США №62/082 311 с названием «Способы и системы для оценки заряда воздуха», поданной 20.11.2014 г., содержание которой полностью помещено в настоящую заявку посредством ссылки.

Область техники

Настоящая заявка относится к способам и системам для определения заряда воздуха в цилиндрах системы двигателя, которая выполнена с возможностью многократно не подавать топливо в выбранные цилиндры в течение многочисленных циклов работы двигателя.

Уровень техники и сущность изобретения

Двигатели могут быть выполнены с возможностью работы с изменяемым количеством активных и деактивированных цилиндров, что позволяет уменьшить расход топлива, и при этом в некоторых случаях поддерживать итоговое воздушно-топливное отношение в системе выпуска близким к стехиометрическому. Такие двигатели известны как двигатели с отключаемыми цилиндрами (ДОЦ). В таких двигателях часть цилиндров двигателя может быть отключена при заданных условиях, описываемых такими параметрами, как диапазон скорости/нагрузки, а также различными другими условиями работы, в том числе скоростью движения автомобиля. Система управления ДОЦ может отключать выбранную группу цилиндров, например ряд цилиндров, путем управления множеством деактиваторов клапанов цилиндров, которые изменяют работу впускных и выпускных клапанов цилиндров, или путем управления множеством выборочно деактивируемых топливных форсунок, что изменяет подачу топлива в цилиндры.

Дальнейшее повышение топливной экономичности может быть обеспечено двигателями с возможностью изменения эффективного объема двигателя путем прекращения подачи топлива в определенные выбранные цилиндры из нумерованной схемы зажигания в цилиндрах. Пример селективного прекращения подачи топлива в цилиндры показан Трипати с соавторами в патенте США 8651091. В нем контроллер топливной системы двигателя может непрерывно регулировать, в какие цилиндры подается топливо, а в какие не подается, и задавать количество событий цилиндра и/или циклов двигателя, в течение которых сохраняется используемая схема. Кроме того, при необходимости отдельные приводные механизмы клапанов каждого цилиндра, в который не подается топливо, могут быть выборочно выключены или оставаться работающими, с тем чтобы цилиндры прокачивали заряд воздуха без топлива в систему выпуска. Путем выключения подачи топлива в выбранные цилиндры с практически требуемой эффективностью могут работать активные цилиндры, в которые подается топливо, повышая тем самым суммарную эффективность работы двигателя. Путем изменения номеров и количества цилиндров, в которые селективно не подается топливо, можно получить широкий диапазон значений рабочего объема двигателя.

Однако авторы настоящего изобретения выявили возможные проблемы с такими системами двигателей. В частности, из-за большого количества схем зажигания в цилиндрах, которые может использовать контроллер двигателя, может быть трудно выполнить расчеты для оценки заряда воздуха, подаваемого в цилиндр. В системах, таких как двухпозиционные системы двигателей ДОЦ, имеющими, например, режимы работы с четырьмя и восемью цилиндрами, могут генерироваться два набора справочных таблиц на основании данных измерений от двух режимов. Каждый набор справочных таблиц может использоваться, когда двигатель работает в соответствующем режиме.

Для работы с селективным отключением подачи топлива, однако, широкий диапазон доступных режимов будет означать равное количество справочных таблиц, что может привести к чрезмерной сложности системы, когда даже не всегда будет возможно точно оценить заряд воздуха, подаваемый в цилиндр. Точная оценка заряда воздуха, подаваемого в цилиндр, полезна при определении соответствующего количества впрыскиваемого топлива, момента зажигания, расчета крутящего момента и т.п. Более того, оценки заряда воздуха, подаваемого в цилиндр, могут использоваться для оценки и планирования многих других переменных, таких как воздушно-топливное отношение. В результате неточные оценки заряда воздуха, подаваемого в цилиндр, могут привести к снижению эффективности работы двигателя и отрицательно сказаться на снижении токсичности отработавших газов.

В одном из примеров некоторые из изложенных выше проблем могут быть решены с помощью способа для двигателя, который содержит регулировку оценки заряда воздуха для первого цилиндра на основании схемы зажигания в другом втором цилиндре. Таким образом, оценки заряда воздуха, подаваемого в цилиндр, могут быть улучшены в режиме реального времени для произвольной схемы зажигания в цилиндрах, тем самым повышая эффективность работы двигателя во время селективных операций подачи топлива в цилиндр/пропуска зажигания.

В другом примере способ для двигателя содержит регулировку оценки заряда воздуха для первого цилиндра на первую величину в ответ на пропуск зажигания во втором цилиндре в текущем цикле или предыдущем цикле, регулировку оценки заряда воздуха на вторую величину в ответ на зажигание во втором цилиндре в текущем цикле и пропуск зажигания в предыдущем цикле, регулировку оценки заряда воздуха на третью величину в ответ на пропуск зажигания во втором цилиндре в текущем цикле и зажигание в предыдущем цикле, и отсутствие других регулировок оценки заряда воздуха. Таким образом, оценки заряда воздуха, подаваемого в цилиндр, могут быть улучшены, что, в свою очередь, может улучшить топливную экономичность и снизить токсичность отработавших газов.

Следует понимать, что вышеуказанное краткое описание приведено лишь для упрощенного представления концепций, которые далее раскрываются более подробно. Оно не предназначено для определения ключевых или основных отличительных признаков предмета настоящего изобретения, объем которого определяется только формулой, приведенной после подробного описания. Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.

Краткое описание чертежей

На ФИГ. 1 показан пример осуществления схемы системы двигателя.

На ФИГ. 2 показан частичный вид двигателя.

На ФИГ. 3 показан график, иллюстрирующий пример последовательности событий на впуске для двух цилиндров в случае рядного четырехцилиндрового двигателя.

На ФИГ. 4 показана высокоуровневая функциональная схема для регулировки оценки заряда воздуха, подаваемого в цилиндр, на основании работы с выключением подачи топлива в цилиндр.

Подробное описание изобретения

Предложены способы и системы для регулировки оценки заряда воздуха для заданного цилиндра при эксплуатации двигателя с возможностью селективного выключения цилиндров с помощью селективной подачи или выключения подачи топлива в цилиндры двигателя, как, например, в системе двигателя по ФИГ. 1 и 2. Контроллер двигателя может регулировать оценку заряда воздуха для заданного цилиндра на основании наличия или отсутствия сгорания во втором цилиндре, при этом цикл тактов поршня второго цилиндра на 180 градусов отстает от цикла тактов поршня рассматриваемого цилиндра, как показано на ФИГ. 3. Как показано на ФИГ. 4, оценка заряда воздуха может регулироваться на основании того, было или нет сгорание во втором цилиндре в предыдущем цикле и в текущем цикле для заданного цилиндра.

На ФИГ. 1 показан пример двигателя 10, имеющего ряд 15 цилиндров. В показанном примере двигатель 10 представляет собой рядный четырехцилиндровый (I4) двигатель, в котором ряд цилиндров имеет четыре цилиндра 14. Двигатель 10 имеет впускной коллектор 16, дроссельную заслонку 20 и выпускной коллектор 18, соединенный с системой 30 управления снижением токсичности отработавших газов. Система 30 управления снижением токсичности отработавших газов содержит один или более каталитических нейтрализаторов и датчиков воздушно-топливного отношения, как раскрыто в соответствии с ФИГ. 2. В примере, не имеющем ограничительного характера, двигатель 10 может являться частью силовой установки пассажирского автомобиля.

Система 10 двигателя может иметь цилиндры 14 с выборочно отключаемыми впускными клапанами 50 и выборочно отключаемыми выпускными клапанами 56. В одном примере впускные клапаны 50 и выпускные клапаны 56 выполнены с возможностью электрического привода клапана (ЭПК) через электрические приводы клапанов отдельных цилиндров. Хотя в приведенном примере показано, что каждый цилиндр имеет один впускной клапан и один выпускной клапан, в альтернативных примерах, как показано на ФИГ. 2, каждый цилиндр может иметь множество выборочно отключаемых впускных клапанов и/или множество выборочно отключаемых выпускных клапанов.

При определенных условиях, например, когда отсутствует необходимость в максимальном крутящем моменте двигателя, один или более цилиндров двигателя 10 могут быть выбраны для выборочного отключения (в дальнейшем также называемого отключением отдельного цилиндра). Это может содержать выборочное отключение одного или более цилиндров в ряду 15 цилиндров. Количество и расположение цилиндров, отключаемых в ряду цилиндров, может быть симметричным или асимметричным.

При отключении выбранные цилиндры могут быть отключены путем закрытия клапанных механизмов отдельных цилиндров, таких как механизмы впускных клапанов, механизмы выпускных клапанов или сочетание и тех, и других. Клапаны цилиндров могут быть выборочно отключены посредством толкателей с гидравлическим приводом (например, толкателей, соединенных со штангами толкателей клапанов), посредством кулачкового механизма, в котором для отключения клапанов используется рабочий выступ кулачка без подъема, или посредством клапанных механизмов с электрическим приводом, соединенных с каждым цилиндром. Кроме того, в отключенные цилиндры может быть остановлена подача топлива и в них выключено зажигание, например при помощи отключения топливных форсунок цилиндров.

В некоторых примерах двигатель 10 может иметь выборочно отключаемые топливные форсунки (непосредственного впрыска), а выбранные цилиндры могут быть отключены посредством выключения соответствующих топливных форсунок при сохранении работы впускных и выпускных клапанов, для того чтобы воздух мог продолжать прокачиваться через цилиндры.

При отключении выбранных цилиндров в оставшихся задействованных или активных цилиндрах продолжает происходить сгорание топлива при активных и действующих топливных форсунках и клапанных механизмах цилиндров. Чтобы обеспечить требуемый крутящий момент, двигатель производит такой же крутящий момент с помощью активных цилиндров. Это требует повышенного давления в коллекторе, что приводит к снижению насосных потерь и увеличению эффективности двигателя. Также уменьшение площади рабочей поверхности (только в активных цилиндрах), которая контактирует со сгорающей топливно-воздушной смесью, приводит к снижению тепловых потерь двигателя, повышая тепловой КПД двигателя.

Цилиндры также могут быть отключены для обеспечения заданной схемы зажигания (и/или пропуска зажигания) цилиндров на основании специального управляющего алгоритма. В частности, в выбранных деактивированных работающих цилиндрах зажигание не производится, в то время как в других активных рабочих цилиндрах производится. Итоговая схема работы цилиндров может быть определена для одного цикла двигателя, когда в примере с четырехцилиндровым двигателем с цилиндрами, пронумерованными согласно их расположению от 1 до 4 (1-й цилиндр находится на одном конце ряда цилиндров, а 4-й находится на другом конце ряда цилиндров), и порядком работы цилиндров 1-3-4-2 применяется схема 1-х-4-х, где «х» обозначает пропуск подачи топлива (или выключение), а цифры обозначают, что топливо подается в цилиндр и сгорает в нем. Другой схемой может быть х-3-х-2. Также другими схемами могут быть 1-х-х-4, х-3-4-x, 1-3-4-х, 1-x-4-2 и т.д. Даже если каждая схема эксплуатируется при одинаковом суммарном расходе воздуха, заряд воздуха для заданного цилиндра может зависеть от порядка работы, и, в частности, от наличия или пропуска зажигания в цилиндрах, непосредственно предшествующих заданному цилиндру или следующих за ним. Таким образом, для примера со схемами 1-3-4-2, х-3-4-2, 1-3-x-2 и х-3-х-2 заряд воздуха цилиндра №3 может иметь отличающийся регулировочный коэффициент для каждой схемы даже при одинаковом суммарном расходе воздуха в двигателе. Однако вместо того, чтобы просто использовать отличающиеся коэффициенты для всех без исключения комбинаций и каждого цилиндра при каждом значении расхода воздуха, авторы настоящего изобретения обнаружили, что это значительное количество вариантов можно уменьшить до более управляемой группы регулировок на основании того, было или нет зажигание в другом цилиндре в рамках порядка работы цилиндров (например, непосредственно предшествующий или следующий цилиндр). Дополнительная подробная информация и сведения о работе будут предоставлены ниже в настоящем документе. В одном примере порядок работы цилиндров определяется коленчатым валом и распределительным валом двигателя через механическое соединение, выполненное с помощью цепи или ремня привода газораспределительного механизма. При этом схема зажигания может изменяться в такой конфигурации, а порядок работы цилиндров - нет.

Что касается ФИГ. 1, двигатель может использовать регулировку момента зажигания. При необходимости возможна также регулировка момента зажигания, связанного с выбранным зажиганием в выбранном камере сгорания, на основе порядка работы или истории зажигания выбранной данной камеры сгорания. Контроллер 12 двигателя может быть выполнен с поддержкой соответствующей логики, как раскрыто ниже, для определения схемы отключения цилиндров на основе условий работы двигателя.

Двигатель 10 может использовать в качестве топлива множество веществ, которые могут подаваться через топливную систему 8. Двигатель 10 может по меньшей мере частично управляться системой управления, содержащий контроллер 12. Контроллер 12 может получать различные сигналы от датчиков 16, соединенных с двигателем 10 (и раскрытых в соответствии с ФИГ. 2), и отправлять управляющие сигналы на различные приводы 81, соединенные с двигателем и/или автомобилем (как раскрыто в соответствии с ФИГ. 2). Приводы могут содержать электродвигатели, электромагниты и т.п., соединенные с приводами двигателя, такими как впускная дроссельная заслонка, топливная форсунка и т.п. Различные датчики могут содержать, например, различные датчики температуры, давления или воздушно-топливного отношения. Кроме того, контроллер 12 может получать сведения о детонации в цилиндре или о раннем зажигании от одного или более датчиков детонации, распределенных по блоку цилиндров двигателя. При наличии множества датчиков детонации они могут быть распределены симметрично или асимметрично по блоку цилиндров двигателя. Более того, один или более датчиков детонации могут содержать акселерометры, датчики ионизации и датчики давления в цилиндре.

Контроллер 12 двигателя может содержать генератор возбуждающих импульсов и устройство задания последовательности для определения схемы цилиндров на основании требуемой выходной мощности двигателя при текущих условиях работы двигателя. Например, генератор возбуждающих импульсов может использовать адаптивное управление с прогнозированием для динамического расчета сигнала возбуждающего импульса, который указывает, какие цилиндры должны сработать и с какими интервалами для получения требуемой выходной мощности (то есть, схема зажигания/пропуска зажигания в цилиндрах). Схема зажигания в цилиндрах может быть отрегулирована для обеспечения требуемой выходного мощности без генерации чрезмерной или нештатной вибрации двигателя. Таким образом, схема зажигания в цилиндрах может быть выбрана на основе конфигурации двигателя, например на основе того, что двигатель является V-образным, рядным, имеет определенное количество цилиндров и т.д. На основе выбранной схемы зажигания в цилиндрах клапанные механизмы отдельных цилиндров из выбранных цилиндров могут быть закрыты, а подача топлива и зажигания в указанные цилиндры прекращается.

Поскольку оптимальная эффективность для заданного цилиндра достигается при практически полной выходного мощности, может быть выбрана более низкая частота событий зажигания, чтобы уменьшить выходную мощность. Например, выборочное отключение подачи топлива в каждый второй цилиндр приведет к получению в среднем половины выходной мощности. Распределив события зажигания в цилиндрах как можно более равномернее, можно свести к минимуму вибрации, вызванные изменением выходного крутящего момента. Будут ли все цилиндры задействованы как деактивированные в выбранную схему зажигания, зависит от требуемой доли выходной мощности и других аспектов, в том числе и температуры цилиндра.

Таким образом, путем регулирования схемы срабатывания клапанных механизмах отдельных цилиндров и топливных форсунок отдельных цилиндров может быть обеспечена требуемая выходная мощность двигателя посредством более эффективного использования меньшего количества цилиндров, что тем самым улучшит топливную экономичность.

Контроллер 12 дополнительно может регулировать расчет оценки заряда воздуха для заданного цилиндра на основании выборочного пропуска зажигания последующего цилиндра во время предыдущего и/или текущего цикла сгорания. Способ регулирования оценки заряда воздуха для заданного цилиндра раскрыт далее в настоящем документе и в соответствии с ФИГ. 4.

На ФИГ. 2 изображен пример варианта осуществления камеры сгорания или цилиндра двигателя 10 внутреннего сгорания. Двигатель 10 может получать управляющие параметры от системы управления, содержащий контроллер 12, а также входные данные от водителя 130 автомобиля через устройство 132 ввода. В этом примере устройство 132 ввода содержит педаль акселератора и датчик 134 положения педали для создания пропорционального сигнала положения педали (ПП). Цилиндр 14 (далее по тексту в настоящем документе также именуемый как «камера сгорания») двигателя 10 может содержать в себе стенки 136 камеры сгорания с поршнем 138, расположенными внутри них. Поршень 138 может соединяться с коленчатым валом 140 для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 140 может соединяться по меньшей мере с одним ведущим колесом пассажирского автомобиля через систему трансмиссии. Дополнительно, электродвигатель стартера может быть соединен с коленчатым валом 140 через маховик, чтобы обеспечить возможность запуска двигателя 10.

Впуск воздуха в цилиндр 14 может осуществляться через ряд 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 содержать в себя устройство наддува, такое как турбонагнетатель или нагнетатель. Например, ФИГ. 2 показывает двигатель 10, выполненный с возможностью установки турбонагнетателя, содержащего компрессор 174, установленный между впускными каналами 142 и 144, а также турбину 176, работающей на отработавших газах, установленную на выпускном канале 148. Компрессор 174 может быть по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 176, работающей на отработавших газах, через вал 180, если устройство наддува выполнено как турбонагнетатель. Однако в других примерах, когда двигатель 10 оснащается нагнетателем, турбина 176, работающая на отработавших газах, может быть исключена из конструкции, если компрессор 174 может приводиться в действие механически при помощи электродвигателя или от двигателя. Дроссель 20, содержащий дроссельную заслонку 164, может быть установлен на впускном канале двигателя для изменения расхода и/или давления впускного воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя. Например, дроссель 20 может быть установлен ниже по потоку относительно компрессора 174, как показано на ФИГ. 1, или в другом варианте осуществления он может быть установлен выше по потоку относительно компрессора 174.

Выпускной канал 148 может получать отработавшие газы из других цилиндров двигателя 10, дополнительно к цилиндру 14. Датчик 128 отработавших газов показан соединенным с выпускным каналом 148 выше по потоку относительно устройства 178 снижения токсичности. Датчик 128 может быть выбран из разных подходящих датчиков, обеспечивающих указание воздушно-топливного отношения отработавших газов, как, например, линейный датчик кислорода или УДКОГ (универсальный или широкополосный датчик кислорода в отработавших газах), датчик кислорода с двумя состояниями или ДКОГ (датчик содержания кислорода в отработавших газах) (показан на фиг.), НДКОГ (нагреваемый датчик содержания кислорода в отработавших газах), датчик оксидов азота (NOx), углеводородов (НС) или монооксида углерода (СО). Устройство 178 снижения токсичности отработавших газов выбросов может представлять собой трехкомпонентный каталитический нейтрализатор (ТКН), накопитель оксидов азота, различные устройства снижения токсичности или их сочетания.

Каждый цилиндр двигателя 10 может содержать в себе один или более впускных клапанов и один или более выпускных клапанов. Например, цилиндр 14 показан содержащим по меньшей мере один впускной тюльпанообразный клапан 150 и по меньшей мере одним выпускной тюльпанообразный клапан 156, установленные в верхней части цилиндра 14. В некоторых вариантах осуществления каждый цилиндр двигателя 10, содержащий цилиндр 14, может содержать в себе по меньшей мере два впускных тюльпанообразных клапана и по меньшей мере два выпускных тюльпанообразных клапана, находящихся в верхней части цилиндра.

Управление впускным клапаном 150 может осуществляться контроллером 12 путем приведения в действие кулачка посредством системы 151 кулачкового привода. Подобным же образом управление выпускным клапаном 156 может осуществляться контроллером 12 посредством системы 153 кулачкового привода. Системы 151 и 153 кулачкового привода могут содержать в себя один или более кулачков и могут применять одну или более систем переключения профиля кулачков (ППК), изменения фаз кулачкового распределения (ИФКР), изменения фаз газораспределения клапанов (ИФГ) и/или изменения высоты подъема клапанов (ИВПК), которыми может управлять контроллер 12 для регулировки работы клапанов. Движение впускного клапана 150 и выпускного клапана 156 может определяться с помощью датчиков положения клапанов 155 (не показаны) и/или датчиков положения распределительного вала 157. В других вариантах осуществления впускным и/или выпускным клапаном может управлять электропривод клапанов. Например, цилиндр 14 в качестве альтернативы может содержать в себе впускной клапан, управляемый с помощью электропривода клапанов, и выпускной клапан, управляемый с помощью электропривода клапанов, таких как системы ППК и/или ИФКР. В еще других вариантах осуществления впускным и выпускным клапаном может управлять общий клапанный привод или приводная система, или привод или приводная система системы изменения фаз газораспределения.

Цилиндр 14 может обладать степенью сжатия, которая представляет собой отношение объема при поршне 138 в нижней мертвой точке к объему при поршне в верхней мертвой точке. Традиционно степень сжатия находится в диапазоне от 9:1 до 13:1. Однако в некоторых примерах при использовании других видов топлива степень сжатия может быть увеличена. Это может происходить, например, при использовании топлива с более высоким октановым числом или с более высокой скрытой энтальпией парообразования. Степень сжатия может также быть увеличена, если используется непосредственный впрыск топлива, что обусловлено его влиянием на детонацию при работе двигателя.

В некоторых вариантах осуществления каждый цилиндр двигателя 10 может содержать свечу зажигания 192 для инициирования процесса сгорания. Система зажигания 190 может подавать искру зажигания в камеру 14 сгорания через свечу зажигания 192 в ответ на сигнал опережения зажигания (ОЗ) от контроллера 12 в выбранном режиме работы.

В некоторых вариантах осуществления каждый цилиндр двигателя 10 может быть выполнен с одной или более топливной форсункой для подачи топлива в цилиндр. В качестве неограничивающего примера цилиндр 14 показан содержащим две топливные форсунки 166 и 170. Топливные форсунки 166 и 170 могут быть выполнены с возможность подачи топлива, полученного от топливной системы 8 через топливный насос высокого давления и топливную рампу. В других случаях топливо может подаваться с низким давлением с помощью одноступенчатого топливного насоса, и в таком случае синхронизация непосредственного впрыска топлива может быть более ограничена в такте сжатия, чем при использовании топливной системы высокого давления. Дополнительно топливный бак может иметь датчик давления, передающий сигнал в контроллер 12.

Топливная форсунка 166 изображена в присоединенной напрямую к цилиндру 14 для непосредственного впрыска топлива в него пропорционально длительности импульса впрыска топлива (ДИВТ-1), полученного от контроллера 12 через электронный формирователь 168. Таким образом, топливная форсунка 166 обеспечивает то, что называется непосредственным впрыском (далее именуемый «НВ») топлива в цилиндр 14. Несмотря на то, что на ФИГ. 1 показана топливная форсунка 166, расположенная на одной из сторон цилиндра 14, в качестве альтернативы она может быть установлена над поршнем, например рядом со свечой 192 зажигания. Такое положение может улучшать смешивание и сгорание, когда двигатель работает на топливе на основе спирта, поскольку некоторые виды топлива на основе спирта имеют более низкую испаряемость. В качестве альтернативы топливная форсунка может быть установлена в верхнем расположении рядом с впускным клапаном для улучшения смешивания.

Топливная форсунка 170 показана установленной во впускном канале 146, а не в цилиндре 14, и такая конфигурация обеспечивает так называемый впрыск топлива во впускные каналы (здесь и далее называемые ВТВК) выше по потоку относительно цилиндра 14. Топливная форсунка 170 может впрыскивать топливо, полученное от топливной системы 8, пропорционально длительности импульса впрыска топлива (ДИВТ-2), полученного от контроллера 12 через электронный формирователь 171. Следует отметить, что один формирователь 168 или 171 может использоваться для обеих системы впрыска топлива, или могут использоваться несколько формирователей, например формирователь 168 для топливной форсунки 166 и формирователь 171 для топливной форсунки 170, как показано на ФИГ.

Топливные форсунки 166 и 170 могут иметь разные характеристики. Такие отличия могут содержать отличия в размере, например одна форсунка может иметь отверстие форсунки увеличенного размера по сравнению с другой. Другие отличия содержат, но не ограничиваются, различные углы распыла, различные рабочие температуры, различную направленность, различную регулировку впрыска по времени, различные характеристики распыления, различные места установки и т.д. Более того, в зависимости от коэффициента распределения впрыснутого топлива между форсунками 166 и 170 могут достигаться различные результаты.

Топливо может подавать в цилиндр обеими форсунками во время одного цикла цилиндра. Например, каждая форсунка может подавать часть от общего количества впрыскиваемого топлива, которое сгорает в цилиндре 14. Таким образом, даже для одного события по сгоранию топлива поданное топливо может быть впрыснуто с различными настройками синхронизации для форсунки впрыска топлива во впускные каналы и для форсунки непосредственного впрыска. Более того, для одного события по сгоранию топлива в течение цикла может выполняться несколько актов впрыска поданного топлива. Несколько актов впрыска могут выполняться в такте сжатия, такте впуска или в любом подходящем их сочетании.

Как раскрыто выше, ФИГ. 2 изображает только один цилиндр двигателя, в котором имеются несколько цилиндров. Соответственно, каждый из цилиндров может аналогично содержать собственный комплект впускных/выпускных клапанов, одну или несколько топливных форсунок, свечу зажигания и т.д. Следует понимать, что двигатель 10 может содержать любое подходящее количество цилиндров, например варианты с 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 или большим количеством цилиндров. Более того, каждый из таких цилиндров может содержать некоторые или все различные компоненты, описанные и изображенные на ФИГ. 2 применительно к цилиндру 14.

Двигатель также может иметь один или более каналов рециркуляции отработавших газов (РОГ) для рециркуляции части отработавших газов из системы выпуска отработавших газов в воздухозаборник двигателя. Таким образом, путем рециркуляции части отработавших газов можно регулировать обеднение смеси, что может повысить эксплуатационные характеристики двигателя путем уменьшения детонации при работе двигателя, пиковых значений температуры и давления сгорания в цилиндре, потерь на дросселирование, а также выбросов оксидов азота. В изображенном варианте осуществления отработавшие газы могут быть отведены от выпускного канала 148 во впускной канал 144 через канал 141 РОГ (рециркуляции отработавших газов). Объем РОГ, подаваемый во впускной канал 148, может регулироваться контроллером 12 при помощи клапана 143 РОГ. Дополнительно, в канале РОГ может быть установлен датчик 145 РОГ, который может обеспечивать указание одного или нескольких параметров отработавших газов, таких как давление, температура и концентрация.

Контроллер 12 показан на ФИГ. 1 в виде микрокомпьютера, содержащего микропроцессорное устройство (МПУ) 106, порты 108 ввода-вывода, электронное запоминающее устройство для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в данном конкретном примере в виде чипа 110 постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 112, энергонезависимую память (ЭНП) 114 и шину данных. Контроллер 12 может получать различные сигналы от датчиков, соединенных с двигателем 10, в дополнение к сигналам, описанным ранее, в том числе измерение подаваемого массового расхода воздуха (МРВ) от датчика 122 массового расхода воздуха; температуру хладагента двигателя (ТХД) отдатчика 116 температуры, соединенного с рубашкой 118 охлаждения; сигнал профиля зажигания (ПЗ) от датчика 120 Холла (или датчика другого типа), соединенного с коленчатым валом 140; положение дроссельной заслонки (ПДЗ) от датчика положения дроссельной заслонки; и сигнал абсолютного давления воздуха в коллекторе (ДВК) от датчика 124. Сигнал частоты вращения коленчатого вала двигателя (об/мин) может быть сгенерирован контроллером 12 на основе сигнала ПЗ. Сигнал давления воздуха в коллекторе (ДВК) от датчика давления в коллекторе может использоваться для указания параметров разряжения или повышенного давления во впускном коллекторе. Еще одни другие датчики могут содержать датчики уровня топлива и состава топлива, соединенные с топливным баком (баками) топливной системы.

Постоянное запоминающее устройство 110 может быть запрограммировано с помощью машиночитаемых данных, представляющих собой инструкции, исполняемые микропроцессором 106, для осуществления способов, раскрытых ниже, а также других вариантов, предвиденных, но не указанных отдельно.

Таким образом, система по ФИГ. 1 и 2 позволяет осуществить способ для двигателя, содержащий регулировку оценки заряда воздуха для первого цилиндра на основании схемы зажигания второго цилиндра.

В другом примере способ для двигателя содержит регулировку оценки заряда воздуха для первого цилиндра на первую величину в ответ на пропуск зажигания во втором цилиндре в текущем цикле или предыдущем цикле, регулировку оценки заряда воздуха на вторую величину в ответ на зажигание во втором цилиндре в текущем цикле и пропуск зажигания в предыдущем цикле, регулировку оценки заряда воздуха на третью величину в ответ на пропуск зажигания во втором цилиндре в текущем цикле и зажигание в предыдущем цикле, и отсутствие других регулировок оценки заряда воздуха.

На ФИГ. 3 показан график 300, иллюстрирующий пример последовательности событий на впуске для двух цилиндров. В частности, график 300 содержит кривые 301 и 302, которые показывают положение цилиндра для первого и второго цилиндра, соответственно, в ходе работы в четырехтактном цикле, когда первый цилиндр и второй цилиндр отстоят друг от друга в цикле на 180 градусов. Часть кривых 301 и 302, начерченная сплошной линией, отражает промежуток времени, в котором открыт соответствующий впускной клапан для каждого цилиндра, а часть кривых 301 и 302, начерченная пунктирной линией, отражает промежуток времени, в котором соответствующий впускной клапан для каждого цилиндра закрыт.

Между событиями k-2 и k-1 первый цилиндр, представленный кривой 301, движется в такте выпуска, тогда как второй цилиндр, представленный кривой 302, движется в такте расширения. Между событиями k-1 и k первый цилиндр находится в такте впуска, тогда как второй цилиндр находится в такте выпуска. Между событиями k и k+1 первый цилиндр находится в такте сжатия, тогда как второй цилиндр находится в такте впуска. Между событиями k+1 и k+2 первый цилиндр находится в такте расширения, тогда как второй цилиндр находится в такте сжатия.

Для нормального зажигания в цилиндре, в котором не осуществляется выключение подачи топлива, зажигание в первом цилиндре может осуществляться в событии k+1, тогда как зажигание второго цилиндра может осуществляться в событии k+2. Таким образом, второй цилиндр отстает от первого цилиндра на 180 градусов. Более того, во время нормального зажигания цилиндра, который не выключается, зажигание во втором цилиндре может осуществляться во время события k-2.

Открывание впускного клапана (ОВК) 303 происходит в первом цилиндре перед событием k-1, тогда как во втором цилиндре ОВК 305 происходит перед событием k. Закрывание впускного клапана (ЗВК) 307 происходит в первом цилиндре после события k, тогда как во втором цилиндре ЗВК 309 происходит после события k+1. Следовательно, впускные клапаны для обоих цилиндров одновременно открываются между событиями ОВК 305 и ЗВК 307. Таким образом, наличие или пропуск зажигания во втором цилиндре может влиять на заряд воздуха в первом цилиндре, как будет раскрыто далее в настоящем документе.

Последовательность событий ОВК и ЗВК, раскрытых выше, может отрицательно сказаться на оценке заряда воздуха для конкретного цилиндра. Например, количество остаточного газа, захваченного в цилиндре в ходе такта впуска, зависит от событий рядом с ОВК цилиндра. Любые остаточные количества газа, которые остаются захваченными в цилиндре, замещают собой воздух и поэтому снижают мощность на единицу рабочего объема цилиндра или количество воздуха, подаваемого в цилиндр. Если давление отработавших газов выше давления на впуске во время перекрытия клапанов, противоток отработавших газов из системы выпуска во впускной канал может привести к увеличению количества остаточного газа в цилиндре (если перекрытие может содержать фактическое перекрытие впускного и выпускного клапана цилиндра в конце такта выпуска и начале такта впуска в верхней мертвой точки). В результате может снижаться мощность на единицу рабочего объема и количество подаваемого воздуха. С другой стороны, если давление на впуске выше давления на выпуске во время перекрытие клапанов, наружный воздух будет поступать в системы выпуска, тем самым удаляя любой остаточный газ и увеличивая мощность на единицу рабочего объема и заряд воздуха.

В качестве одного примера, когда имеется четыре цилиндра с порядком работы 1-3-4-2, как показано на ФИГ. 3, можно видеть, что ОВК цилиндра 1 происходит непосредственно перед нижней мертвой точкой цилиндра 3 в такте расширения и поэтому рядом с продувочным импульсом цилиндра 3 в выпускной коллектор. Количество захваченного воздуха может также зависеть от давления во впускном коллекторе вблизи момента закрывания впускного клапана (ЗВК) - это оказывает большее влияние при низкой частоте вращения коленчатого вала двигателя и меньшее влияние при высокой частоте вращения коленчатого вала двигателя. Таким образом, если в цилиндре 3 не было зажигания в предыдущем цикле, будет отсутствовать продувочный импульс, и давление в системе выпуска в ходе перекрытия клапанов будет заметно ниже. Это уменьшает противодавление и увеличивает вероятность продувки цилиндров. В любом случае количество захваченного остаточного воздуха будет меньше, а заряд воздуха - больше. Если в текущем цикле не запланировано зажигание в цилиндре 3, то в данном цилиндре не будет впуска воздуха, из-за чего давление в момент ЗВК станет выше, чем оно было бы в противном случае. Это будет выражено сильнее при синхронизации клапанов цилиндра с поздним ЗВК (например, после нижней мертвой точки).

Такая же связь существует между цилиндрами 4 и 2, и симметрично между 2 и 1, и 3 и 4. Таким образом, в одном примере для каждого цилиндра в цикле работы двигателя выполняется регулировка заряда воздуха на основании наличия или пропуска зажигания в непосредственно следующем цилиндре в порядке работы цилиндров как в ходе непосредственно предшествующего цикла двигателя, так и в ходе текущего цикла работы двигателя.

В одном примере внесенное в схему значение может использоваться для рассмотрения среднего влияния описанного выше механизма на заряд воздуха, то есть, (А) когда в следующем цилиндре не было зажигания в предыдущем цикле, но будет зажигание в текущем, и (В) не было зажигания в предыдущем цикле и не будет зажигания в текущем. Для разделения двух эффектов двигатель может работать таким образом, чтобы в цилиндрах 3 и 2 поочередно присутствовало и отсутствовало зажигание. Далее путем изучения изменения УРТ и/или воздушно-топливного отношения между циклами с отсутствием зажигания и наличием зажигания можно определить влияние и требуемые регулировки каждого механизма на цилиндрах 1 и 4. Регулировки для цилиндров 3 и 2 могут быть получены путем поочередного зажигания и пропуска цилиндров 1 и 4.

Если указанные два механизма разделены в контроллере, он сможет регулировать другие переменные двигателя, такие как момент зажигания. Различие в заряде воздуха, определенное для ситуации А, может быть установлено для различного захваченного остатка, тогда как различие, определенное для ситуации В, может быть установлено для изменения только в массе захваченного воздуха. В любом случае различные ситуация могут использоваться для различного регулирования момента зажигания, чтобы компенсировать изменения в скорости сгорания.

Снова обращаясь к ФИГ. 3, ОВК 303 первого цилиндра происходит непосредственно перед тем, как второй цилиндр достигает нижней мертвой точки (НМТ) в такте расширения, и поэтому находится рядом с продувочным импульсом в выпускной коллектор второго цилиндра или открыванием выпускного клапана второго цилиндра. Если во втором цилиндре не было зажигания в предыдущем цикле (т.е. в цикле, непосредственно предшествующему текущему циклу), то не будет продувочного импульса второго цилиндра и, таким образом, давление в выпускном коллекторе во время перекрытия клапанов для первого цилиндра может быть существенно меньше. В результате уменьшается вероятность противотока и увеличивается вероятность продувки. Таким образом, количество остаточного газа, захваченного в указанном первом цилиндре, может уменьшится, а заряд воздуха для первого цилиндра может увеличиться по сравнению с нормальной работой двигателя. Как раскрыто далее в настоящем документе в соответствии с ФИГ. 4, способ регулировки оценки заряда воздуха для заданного цилиндра, такого как первый цилиндр, может содержать определение того, было ли зажигание во время предыдущего цикла в последующем цилиндре, таком как второй цилиндр. Например, если во втором цилиндре не было зажигания в предыдущем цикле, оценка заряда воздуха в первом цилиндре может быть увеличена по меньшей мере по раскрытым выше причинам.

Как отмечено выше, количество захваченного в цилиндр воздуха также зависит от давления во впускном коллекторе вблизи ЗВК цилиндра. В некоторых примерах такая зависимость количества захваченного воздуха от давления во впускном коллекторе вблизи ЗВК увеличивается при низкой частоте вращения коленчатого вала двигателя по сравнению с более высокой частотой вращения коленчатого вала двигателя. Если во втором цилиндре не будет зажигания в текущем цикле, то может не быть впуска в втором цилиндре, так как впускной клапан второго цилиндра удерживается закрытым. В результате давление во впускном коллекторе вблизи ЗВК для первого цилиндра будет выше, чем оно было в противоположенном случае. В некоторых примерах, где ЗВК происходит поздно, например в двигателях, работающих по циклу Аткинсона или Миллера, давления во впускном коллекторе может быть значительно увеличено, если не запланировано сгорание во втором цилиндре в текущем цикле, что тем самым увеличит заряд воздуха в первом цилиндре. Как раскрыто далее в настоящем документе в соответствии с ФИГ. 4, способ регулировки оценки заряда воздуха для заданного цилиндра, такого как первый цилиндр, может содержать определение того, будет ли зажигание во время текущего цикла в последующем цилиндре, таком как второй цилиндр. Например, если во втором цилиндре не будет зажигания в текущем цикле, оценка заряда воздуха в первом цилиндре может быть увеличена, чтобы учесть увеличение давления во впускном коллекторе.

В некоторых вариантах осуществления контроллер двигателя, такой как контроллер 12, может содержать инструкции, хранящиеся в долговременной памяти, по определению заряда воздуха для регулировки оценки заряда воздуха для цилиндра. В качестве неограничивающего иллюстративного примера рассматривается рядный четырехцилиндровый двигатель. Если обозначить первый, второй, третий и четвертый цилиндры цифрами 1, 2, 3 и 4 соответственно, то традиционный порядок работы может быть 1342. Таким образом, когда происходит воспламенение в первом цилиндре, третий цилиндр идет за первым цилиндром с отставанием на 180 градусов, как описывалось выше. Аналогично, первый цилиндр следует за вторым цилиндром, четвертый цилиндр следует за третьим цилиндром, а второй цилиндр следует за четвертым цилиндром. Таким образом, при оценке заряда воздуха для, предположим, первого цилиндра контроллер 12 может регулировать оценку заряда воздуха на основании сгорания или отсутствия сгорания топлива в третьем цилиндре во время предыдущего или текущего цикла сгорания, как раскрыто ниже в соответствии с ФИГ. 4. В некоторых примерах количество, на которое необходимо отрегулировать оценку заряда воздуха для первого цилиндра, может храниться в справочной таблице.

Для того чтобы определить количество, на которое необходимо отрегулировать оценку заряда воздуха для первого цилиндра, контроллер 12 может подать команду на выполнение схем подачи топлива или блокировки подачи топлива к одному или нескольким конкретным цилиндрам. Например, учитывая два механизма, (отсутствие сгорания в последующем цилиндре в предыдущем или текущем цикле), контроллер 12 может составить схему заряда воздуха путем активации всех цилиндров и затем, по отдельности, подачи команд на активацию первого и четвертого цилиндра и деактивацию второго и третьего цилиндра. Заряд воздуха по всем цилиндрами составляет исходную линию заряда воздуха и может быть получен с помощью методов, известных по текущему уровню техники. Разница между зарядом воздуха по всем задействованным цилиндрам и по выключенным второму и третьему цилиндрам может использовать для регулировки оценки заряда воздуха в первом и четвертом цилиндре. В частности указанная разница может использоваться для регулирования оценки заряда воздуха в первом цилиндре, если третий цилиндр выключен во время предыдущего и текущего цикла, и эта же разница может использоваться для регулирования оценки заряда воздуха в четвертом цилиндре, если второй цилиндр выключен во время предыдущего и текущего цикла. Аналогичный подход может использоваться для определения количества, на которое требуется отрегулировать оценку заряда воздуха для второго и третьего цилиндра. Например, контроллер 12 может подавать команду на выключение и третьего цилиндра и измерение последующего изменения в заряде воздуха. Указанная разница может использоваться для регулирования оценки заряда воздуха во втором цилиндре, если первый цилиндр выключен во время предыдущего и текущего цикла, и аналогичным образом для третьего цилиндра, если четвертый цилиндр выключен во время предыдущего и текущего цикла.

Контроллер 12 может также содержать инструкции для определения величины регулировки оценки заряда воздуха, если в последующем цилиндр не было зажигания в предыдущем цикле, но будет в текущем цикле, и более того, если в последующем цилиндре было зажигание в предыдущем цикле, но не будет в текущем цикле. В связи с этим, во втором и третьем цилиндрах может поочередно присутствовать и отсутствовать зажигание (в ситуации, когда зажигание было бы в противном случае, как например в его такте расширения), а получающиеся изменения в воздушно-топливном отношении и/или указанном удельном расходе топлива (УРТ) могут использоваться для определения регулировки оценки заряда воздуха для первого и четвертого цилиндра. Аналогично, в первом и четвертом цилиндрах может поочередно присутствовать и отсутствовать зажигание (в ситуации, когда зажигание было бы в противном случае, как например в такте расширения), чтобы определить регулировки оценки воздуха для второго и третьего цилиндра.

Как раскрыто далее в настоящем документе, в соответствии с ФИГ. 4, оценка заряда воздуха для заданного цилиндра, такого как первый цилиндр, показанный на графике 300, может быть отрегулирована на основании наличия или отсутствия зажигания в последующем цилиндре, таком как второй цилиндр, показанный на графике 300.

На ФИГ. 4 приведена высокоуровневая блок-схема, показывающая пример способа 400 для регулирования оценки заряда воздуха на основании пропуска подачи топлива в выбранный цилиндр. В частности, способ 400 относится к регулированию оценки заряда воздуха для заданного цилиндра на основании работы цилиндра, который следует за заданным цилиндром, отставая на 180 градусов (здесь и далее именуемый последующим цилиндров). Путем регулирования оценки заряда воздуха для заданного цилиндра один или более параметров работы двигателя могут быть обновлены на основании отрегулированной оценки заряда воздуха, тем самым улучшая топливную экономичность и уменьшая токсичность отработавших газов. Способ 400 будет раскрыт со ссылками на системы и компоненты, изображенные на ФИГ. 1 и 2, однако, следует понимать, что указанный способ может применяться для других систем и компонентов без выхода из объема данного раскрытия. Способ 400 может выполняться контроллером 12 и может быть сохранен в качестве исполняемых инструкций в долговременной памяти.

Способ 400 может начинаться в блок 405. В блоке 405 способ 400 может содержать оценку условий работы. Условия работы могут содержать, но не ограничиваться текущими схемами зажигания цилиндра, истории в ситуации, массовый расхода воздуха, частоту вращения коленчатого вала двигателя, затребованный водителем крутящий момент, температуру двигателя, условия окружающей среды, такие как температура окружающей среды и давление, степень наддува, нагрузку на двигатель, абсолютное давление в коллекторе и т.д. Условия работы могут измеряться одним или более датчиками, соединенными с контроллером 12, или могут рассчитываться или выводиться на основании доступных данных.

В блоке 410 способ 400 может содержать определение того, было ли зажигание в последующем цилиндре в предыдущем цикле и будет ли оно в текущем цикле. Для заданного рассматриваемого цилиндра последующий цилиндр содержит цилиндр, который на 180 градусов отстает от заданного цилиндра. Если последующий цилиндр срабатывал в предыдущем цикле и будет срабатывать в текущем цикле, способ 400 может перейти к блоку 415. В блоке 415 способ 400 может содержать поддержание условий работы. Поскольку в последующем цилиндре было зажигание в предыдущем цикле оно и будет в текущем цикле, работа последующего цилиндра не влияет на оценку заряда воздуха для заданного цилиндра. Способ 400 может затем закончить работу.

Если в последующем цилиндре не было зажигания в предыдущем цикле и его не было в текущем цикле, способ 400 может перейти к блоку 420. В блоке 420 способ 400 может содержать определение того, что в последующем цилиндре не было зажигания в предыдущем цикле и не будет в текущем цикле.

Если в последующем цилиндре не было зажигания в предыдущем цикле и не будет в текущем цикле, способ 400 может перейти к блоку 425. В блоке 425 способ 400 может содержать регулирования оценки заряда воздуха для заданного цилиндра на основании отсутствия зажигания в последующем цилиндре в предыдущем или текущем цикле. Способ 400 может затем перейти к шагу 430. В блоке 430 способ 400 может содержать обновление одного или нескольких параметров работы на основании обновленной оценки заряда воздуха для заданного цилиндра. Способ 400 может затем закончить работу. Обновление может содержать регулировку количество впрыскиваемого топлива в заданный цилиндр на основании обновленной оценки заряда воздуха для такого заданного цилиндра. Более того, в качестве альтернативы или дополнительно оно может содержать регулировку момента зажигания для указанного заданного цилиндра на основании обновленного заряда воздуха для такого заданного цилиндра. Более того, в качестве альтернативы или дополнительно он может содержать регулировку разделения топлива между топливными форсунками 166 и 170 для заданного цилиндра.

Таким образом, схема работы цилиндра может влиять на коэффициент разделения между форсунками. В качестве одного примера схема, в которой нет зажигания в каждом втором цилиндре (например, 1-х-4-х), может использоваться при более высоком соотношении непосредственного впрыска к соотношению впрыска топлива во впускные каналы (хотя обе форсунки по-прежнему подают по меньшей мере некоторое количество топлива), чем схема с асимметричным выключением цилиндров (например, 1-3-x-2). Также возможны еще другие примеры.

Возвращаясь к 420, если в последующем цилиндре было зажигание в предыдущем цикле и/или в текущем цикле, способ 400 может перейти к блоку 435. В блоке 435 способ 400 может содержать определение того, что в последующем цилиндре было зажигание в предыдущем цикле, но что его не будет в текущем цикле. Если в последующем цилиндре было зажигание в предыдущем цикле, но не будет в текущем цикле, способ 400 может перейти к блоку 440, в котором способ 400 может содержать регулировку оценки заряда воздуха для заданного цилиндра на основании наличия зажигания в последующем цилиндре в предыдущем цикле и отсутствия зажигания в текущем цикле. После регулировки оценки заряда воздуха способ 400 может перейти к блоку 430, в котором способ 400 может содержать обновление одного или более параметров работы на основании обновленной оценки заряда воздуха. Способ 400 может затем закончить работу.

Возвращаясь к 435, если в последующем цилиндре не было зажигания в предыдущем цикле и оно отсутствует в текущем цикле, способ 400 может перейти к блоку 445. В последующем цилиндре не было зажигания в предыдущем цикле и будет зажигание в текущем цикле. Таким образом, в блоке 445 способ 400 может содержать регулирование оценки заряда воздуха для заданного цилиндра на основании наличия зажигания в последующем цилиндре в текущем цикле и отсутствия зажигания в предыдущем цикле. Способ 400 может затем продолжиться в блоке 430, где один или несколько параметров работы могут быть обновлены на основании обновленной оценки заряда воздуха. Способ 400 может затем закончить работу.

Таким образом, в варианте осуществления способ для двигателя содержит: регулировку оценки заряда воздуха для первого цилиндра на первую величину в ответ на отсутствие зажигания во втором цилиндре в текущем цикле или предыдущем цикле; регулировку оценки заряда воздуха на вторую величину в ответ на наличие зажигания во втором цилиндре в текущем цикле и отсутствие зажигания в предыдущем цикле; регулировку оценки заряда воздуха на третью величину в ответ на пропуск зажигания во втором цилиндре в текущем цикле и наличие зажигания в предыдущем цикле; и отсутствие регулировки оценки заряда воздуха в иных случаях. Способ также содержит регулировку параметра работы двигателя на основании отрегулированной оценки заряда воздуха. В одном примере параметр работы двигателя представляет собой момент зажигания. В еще одном примере параметр работы двигателя представляет собой количество впрыскиваемого топлива.

В еще одном варианте осуществления способ для двигателя содержит регулировку оценки заряда воздуха для первого цилиндра на основании схемы зажигания второго цилиндра. Способ также содержит регулировку параметра работы двигателя на основании отрегулированной оценки заряда воздуха. В одном примере параметр работы двигателя представляет собой момент зажигания.

Следует отметить, что представленные в настоящей заявке примеры алгоритмов управления и оценки могут быть использованы с использованием разнообразных конфигурациями систем двигателей и/или автомобилей. Раскрытые в настоящей заявке способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых команд в долговременной памяти и могут выполняться посредством системы управления, содержащей контроллер в комбинации с различными датчиками, исполнительными механизмами и другими аппаратными средствами двигателя. Конкретные алгоритмы, раскрываемые в настоящем документе, могут представлять собой любое количество стратегий обработки, таких как событийные, с управлением по прерываниям, многозадачные, многопоточные и т.д. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно или в некоторых случаях могут опускаться. Точно так же указанный порядок обработки не обязательно требуется для достижения отличительных особенностей и преимуществ раскрытых в данной заявке вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Один элемент или более из иллюстрируемых действий, операций и/или функций может выполняться повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрытые действия, операции и/или функции могут представлять код в графическом виде, который должен быть запрограммирован в долговременную память машиночитаемого носителя в системе управления двигателем, где описанные действия выполняются посредством исполнения инструкций в системе, содержащей различные компоненты аппаратного обеспечения двигателя совместно с электронным контроллером.

Следует понимать, что раскрытые в настоящем описании конфигурации и алгоритмы по своей сути являются лишь примерами, и что данные конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны разнообразные модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена в двигателях с расположением цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, с оппозитными 4-цилиндровыми двигателями и двигателями других типов. Предмет настоящего изобретения содержит все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, а также другие отличительные признаки, функции и/или свойства, раскрытые в настоящем описании.

В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации компонентов, которые считаются новыми и неочевидными. В пунктах указанной формулы изобретения может быть сделана ссылка на «какой-либо» элемент или «первый» элемент или эквивалент такого элемента. Следует понимать, что такие пункты могут содержать в себя один или более указанных элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть помещены в формулу путем изменения имеющихся пунктов или путем представления новых пунктов формулы в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются ли они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи первоначальной формулы изобретения, также считаются помещенными в предмет настоящего описания изобретения.

Изобретение относится к способам и системам для определения заряда воздуха в цилиндрах системы двигателя, которая выполнена с возможностью многократно не подавать топливо в выбранные цилиндры в течение многочисленных циклов работы двигателя. Таким образом, оценки заряда воздуха, подаваемого в цилиндр, могут быть улучшены в режиме реального времени для произвольной схемы зажигания в цилиндрах, тем самым улучшая эффективность двигателя. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ для двигателя, содержащий:

регулировку оценки заряда воздуха для первого цилиндра на основании схемы зажигания в цилиндрах двигателя, в том числе схемы зажигания на основании зажигания во втором цилиндре.

2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий регулировку параметра работы двигателя на основании отрегулированной оценки заряда воздуха.

3. Способ по п. 2, в котором указанный параметр работы двигателя представляет собой момент зажигания.

4. Способ по п. 2, в котором указанный параметр работы двигателя представляет собой количество впрыскиваемого топлива.

5. Способ по п. 4, дополнительно содержащий регулировку соотношения впрыска топлива во впускные каналы и непосредственного впрыска топлива для первого цилиндра на основании схемы зажигания в цилиндрах двигателя.

6. Способ для двигателя, содержащий:

регулировку оценки заряда воздуха для первого цилиндра от датчика двигателя на первую величину, если непосредственно в следующем цилиндре в цикле работы двигателя было зажигание в его непосредственно предшествующем цикле, и на вторую величину, если в непосредственно следующем цилиндре не планируют зажигания в его непосредственно последующем цикле; и

регулировку привода двигателя на основании отрегулированной оценки заряда воздуха.

7. Способ по п. 6, в котором клапаны первого и второго цилиндров работают с положительным перекрытием клапанов в верхней мертвой точке в конце выпуска, причем регулировка предполагает увеличение подаваемого в цилиндр заряда воздуха на первую величину для первого цилиндра при относительно более низком давлении отработавших газов и увеличенной продувке.

8. Способ по п. 7, в котором клапаны первого и второго цилиндров работают с положительным перекрытием клапанов в верхней мертвой точке в конце выпуска, при этом регулировка предполагает увеличение подаваемого в цилиндр заряда воздуха на вторую величину, большую первой величины, для первого цилиндра при относительно более высоком давлении во впускном коллекторе.

9. Способ по п. 6, в котором для каждого цилиндра в цикле работы двигателя выполняют регулировку заряда воздуха на основании наличия или отсутствия зажигания в непосредственно следующем цилиндре в порядке работы цилиндров как в ходе непосредственно предшествующего цикла работы двигателя, так и в ходе текущего цикла работы двигателя.

10. Способ по п. 9, в котором в цилиндрах, в которых нет зажигания, продолжают работать впускные и выпускные клапаны.

11. Способ для двигателя, содержащий:

регулировку оценки заряда воздуха для первого цилиндра на первую величину в ответ на отсутствие зажигания во втором цилиндре в ходе текущего цикла и предыдущего цикла;

регулировку оценки заряда воздуха на вторую величину в ответ на зажигание во втором цилиндре в ходе текущего цикла и отсутствие зажигания в ходе предыдущего цикла;

регулировку оценки заряда воздуха на третью величину в ответ на отсутствие зажигания во втором цилиндре в ходе текущего цикла и зажигание в ходе предыдущего цикла; и

регулировку количества впрыскиваемого топлива на основании отрегулированной оценки заряда воздуха.

12. Способ по п. 11, дополнительно содержащий регулировку параметра работы двигателя на основании отрегулированной оценки заряда воздуха, причем текущий цикл представляет собой текущий цикл работы двигателя, содержащий каждый цилиндр, выполняющий свой собственный цикл работы, имеющий четыре такта, и при этом предыдущий цикл представляет собой предыдущий цикл работы двигателя.

13. Способ по п. 11, в котором второй цилиндр представляет собой непосредственно запланированный к срабатыванию цилиндр, следующий за первым цилиндром в порядке зажигания в цилиндрах в цикле работы двигателя.

14. Способ по п. 13, в котором порядок зажигания в цилиндрах в цикле работы двигателя одинаков как для текущего цикла, так и для предыдущего цикла.

15. Способ по п. 14, в котором подача топлива в двигатель по меньшей мере частично представляет собой непосредственный впрыск топлива в цилиндры двигателя.

16. Способ по п. 15, в котором всасываемый в двигатель воздух нагнетают турбонагнетателем.

17. Способ по п. 15, в котором в цилиндрах, с которых отсутствует зажигание, продолжают работать впускные и выпускные клапаны.

18. Способ по п. 17, дополнительно содержащий регулировку момента зажигания для каждого соответствующего цилиндра на основании отрегулированной оценки заряда воздуха.

19. Способ по п. 18, в котором заряд воздуха рассчитывают на основании одного или более из следующего: датчика давления в коллекторе и датчика массового расхода воздуха во время работы двигателя, когда он приводит во вращения колеса автомобиля, контактирующего с основанием.

20. Способ по п. 19, в котором впрыск топлива в первый цилиндр регулируют непосредственно на основании отрегулированной оценки заряда воздуха в цилиндре.