Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее раскрытие в целом относится к способам и системам управления впрыском топлива посредством инжектора распределенного впрыска топлива.
Уровень техники/Раскрытие изобретения
Двигатели могут быть выполнены с различными системами впрыска топлива для подачи требуемого количества топлива в двигатель для сгорания. Один тип системы впрыска топлива включает в себя инжектор распределенного впрыска топлива, который подает топливо во впускной порт цилиндра двигателя. Топливо подают к инжектору распределенного впрыска топлива посредством топливной рампы распределенного впрыска, давление в которой поддерживается посредством топливоподкачивающего насоса. Другой тип системы впрыска топлива включает в себя инжектор непосредственного впрыска топлива, который подает топливо непосредственно в цилиндр двигателя при большем давлении, чем у инжектора распределенного впрыска. Топливо откачивают из топливного бака посредством топливоподкачивающего насоса, а затем подают к инжектору непосредственного впрыска посредством топливной рампы непосредственного впрыска, давление в которой поддерживают посредством насоса высокого давления.
Инжекторы распределенного и непосредственного впрыска топлива выполнены таким образом, что имеют динамический диапазон возможностей впрыска топлива. В результате, один инжектор распределенного впрыска топлива может обеспечивать высокий объем впрыска топлива для максимального заряда воздуха в цилиндре во время условий высокого требуемого крутящего момента двигателя, а также небольшой объем впрыска топлива для минимального заряда воздуха в цилиндре во время условий низкого требуемого крутящего момента. Однако, при уменьшении объема впрыска топлива, уменьшается возможность точной подачи требуемого объема топливным инжектором. В частности, при уменьшении объема топлива или длительность импульса, может снижаться точность значения объема топлива, впрыскиваемого как "процент от значения". Ошибка воздушно-топливного отношения пропорциональна ошибке "процента от значения". Таким образом, ошибки впрыска топлива могут привести к несоответствиям воздушно-топливного отношения в цилиндрах, что приводит к пропускам зажиганий, ухудшению топливной экономичности, увеличенным выбросам из выхлопной трубы и общему снижению к.п.д. двигателя.
Один пример подхода для увеличения точности подачи небольших объемов топлива показан Ульри (Ulrey) и др. в US 20160153383. В нем топливоподкачивающий насос периодически эксплуатируют для поддержания давления на входе топливного насоса более высокого давления и в топливных рампах выше уровня давления топливного пара. В частности, топливоподкачивающий насос поддерживают отключенным до тех пор, пока пиковое давление на выходе топливного насоса не уменьшится от пикового давления на выходе, соответствующего предыдущему импульсу впрыска топлива. Длительность определяют, как минимальную длительность импульса, а, во время последующих условий низкой нагрузки, к топливному насосу применяют импульс впрыска топлива с минимальной длительностью импульса. Однако, эксплуатация топливного инжектора при минимальной длительности импульса может увеличить потребление топлива в связи с увеличенной подачей заряда воздуха. В дополнение, может быть ограничена продувка топливного пара в связи с низким объемом впрыска топлива, поскольку продувка пара обычно ограничивается до функции (например, 40%) от всей топливной массы, необходимой для сгорания. Включение продувки топливного пара для соблюдения стандартов выбросов (например, для удаления приблизительно 80% пара из адсорбера при определенной длительности ездового цикла) с ограниченным уровнем продувки пара может привести к необходимости наличия дорогостоящих альтернативных конструкций продувки топливного пара (таких, как большие адсорберы или несколько адсорберов). По существу, это может излишне повышать стоимость компонентов. Авторы настоящего изобретения распознали, что распределенный впрыск топлива может иметь больший допуск по топливному пару, чем предполагается. В результате, точность распределенного впрыска топлива может увеличиваться при эксплуатации на уровне или вблизи давления топливного пара (например, немного выше давления топливного пара, как, например, на 30 кПа выше давления топливного пара), поскольку топливный пар в целом постоянен и независим от пульсаций давления, вызываемых впрыском топлива. Поэтому, раскрытые выше проблемы могут быть по меньшей мере частично решены способом для двигателя, содержащим шаги, на которых: в ответ на падение нагрузки двигателя, отключают топливоподкачивающий насос; и при отключенном топливоподкачивающем насосе производят распределенный впрыск топлива, в то время как давление в топливной рампе остается равным или приблизительно равным давлению топливного пара. Таким образом, может улучшиться точность распределенного впрыска небольшой массы топлива при увеличении длительности отключения топливоподкачивающего насоса.
В качестве примера, в ответ на падение нагрузки двигателя (например, когда требуемый крутящий момент низок), могут отключать топливоподкачивающий насос и поддерживать его отключенным, в то время как давление в топливной рампе уменьшается от первого давления в топливной рампе до равного (или приблизительно равного) давлению топливного пара. Распределенный впрыск топлива в цилиндры двигателя, осуществляющие сгорание, может продолжаться, в то время как давление в топливной рампе уменьшается от первого давления в топливной рампе до равного (или приблизительно равного) давлению топливного пара. Распределенный впрыск может продолжаться, в то время как давление в топливной рампе остается равным давлению топливного пара при отключенном топливоподкачивающем насосе, в течение некоторой продолжительности. В течение указанной длительности количество впрыскиваемого инжекторами топлива может накапливаться. Когда количество накопленного топлива достигает порога (например, 10% от объема топливной рампы), топливоподкачивающий насос могут повторно включать для повторного повышения давления в топливной рампе. Затем распределенный впрыск могут продолжать при включенном топливоподкачивающем насосе. Этот режим может быть запрещен, если транспортное средство значительно наклонено (например, при значениях больше 3° наклона), что измеряется опорным значением инерции транспортного средства (или датчиком наклона). Это снижает необходимость тестирования этого режима при неровном расположении.
Таким образом, может снижаться длительность использования топливоподкачивающего насоса. В результате может минимизироваться энергопотребление топливного насоса без возникновения проблем, связанных с всасыванием топливного пара в топливной рампе. Посредством снижения давления в топливной рампе до уровня давления пара, которое приблизительно равно или равно давлению топливного пара (например, на 30 кПа выше давления топливного пара), на ограниченное количество времени при отключенном топливоподкачивающем насосе, можно точно впрыснуть небольшой объем жидкого топлива вместо смеси жидкого топлива и парообразного топлива в цилиндры двигателя вплоть до порогового объема без всасывания топливного пара. В дополнение, может снижаться изменчивость от инжектора к инжектору и изменчивость от впрыска к впрыску данного инжектора, что позволяет снизить стоимость системы обработки топливного пара. Кроме того, устраняется необходимость в эксплуатации инжекторов распределенного впрыска топлива при минимальной длительности импульса. Это снижает количество подаваемого в цилиндры двигателя при низких нагрузках заряда воздуха, приводя к меньшему потреблению топлива и меньшим отклонениям воздушно-топливного отношения и крутящего момента от цилиндра к цилиндру. Кроме того, продувка топливного пара не ограничивается, что увеличивает производительность продувки адсорбера в течение всего заданного ездового цикла.
Следует понимать, что приведенное выше раскрытие изобретения приводится в упрощенном виде в виде набора концепций, которые подробно раскрыты в осуществлении изобретения. Оно не предназначено для обозначения ключевых или основных существенных особенностей заявленного объекта изобретения, объем и содержание которого однозначно определяется формулой изобретения, которая следует после осуществления изобретения. Кроме того, заявленный объект не ограничивается осуществлениями, которые устраняют любые недостатки, указанные выше или в какой-либо части настоящего раскрытия.
Краткое описание чертежей
На ФИГ. 1 показано схематичное изображение системы двигателя.
На ФИГ. 2 показан схематический чертеж единой топливной системы двойного впрыска, соединенной с системой двигателя по ФИГ. 1.
На ФИГ. 3 показан пример блок-схемы, иллюстрирующей многоуровневый алгоритм для точного распределенного впрыска небольших объемов топлива в цилиндр двигателя с большой точностью.
На ФИГ. 4 показан график, иллюстрирующий пример впрысков топлива посредством инжектора распределенного впрыска при условиях низкой нагрузки, в соответствии с настоящим раскрытием.
Осуществление изобретения
Нижеследующее раскрытие относится к системам и способам для точного распределенного впрыска небольшого объема топлива в двигатель, такой, как двигатель по ФИГ. 1, с использованием единой топливной системы двойного впрыска, такой, как топливная система по ФИГ. 2. Контроллер может быть выполнен с возможностью исполнения алгоритма управления, такого, как пример алгоритма по ФИГ. 3, для точного распределенного впрыска ограниченного объема топлива в цилиндр в ответ на падение нагрузки двигателя без возникновения проблем с всасыванием топливного пара. На ФИГ. 4 показан прогнозный пример впрыска топлива, где топливо подается посредством инжектора распределенного впрыска, в условиях давления топливного пара. Таким образом, улучшается точность впрыска топлива при низких нагрузках.
На ФИГ. 1 показано схематичное изображение двигателя 10 внутреннего сгорания с искровым зажиганием, имеющим систему двойного впрыска, причем двигатель 10 выполнен с возможностями непосредственного и распределенного впрысков топлива. Двигатель 10 содержит множество цилиндров, один из которых, цилиндр 30 (также известный, как камера 30 сгорания), показан на ФИГ. 1. Цилиндр 30 двигателя 10 показан включающим в себя стенки 32 камеры сгорания с поршнем 36, расположенным в их пределах, и соединенным с коленчатым валом 40. Стартерный мотор (не показан) может быть соединен с коленчатым валом 40 посредством маховика (не показан) или, альтернативно, может использоваться непосредственный запуск двигателя.
Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 43 и выпускным коллектором 48 через соответствующие впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. В дополнение, впускной коллектор 43 показан сообщающимся с дросселем 64, который регулирует положение дроссельной заслонки 61 для контроля потока воздуха от впускного канала 42.
Контроллер 12 посредством исполнительного механизма 152 может эксплуатировать впускной клапан 52. Аналогично, контроллер 12 посредством исполнительного механизма 154 может приводить в действие выпускной клапан 54. Во время некоторых условий, контроллер 12 может изменять сигналы, подаваемые к исполнительным механизмам 152 и 154 для управления открытием и закрытием соответствующих впускных и выпускных клапанов. Положение впускного клапана 52 и выпускного клапана 54 могут определять соответствующими датчиками положения клапанов (не показаны). Исполнительные механизмы клапана могут быть электроприводами клапанов или кулачковыми приводами, или их комбинацией. Фазами клапанного распределения впускного и выпускного клапанов могут управлять параллельно или могут использовать изменение фаз кулачкового распределения впускного клапана, изменение фаз кулачкового распределения выпускного клапана, двойное независимое изменение фаз кулачкового распределения или фиксированное изменение фаз кулачкового изменения. Каждая система кулачкового привода может включать в себя один или более кулачок и может использовать одну или более из таких систем, как переключения профиля кулачков (ППК), изменения фаз кулачкового распределения (ИФК), изменения фаз газораспределения (ИФГ) и/или изменения высоты подъема клапанов (ИВПК), которыми может управлять контроллер 12 для изменения работы клапана. Например, цилиндр 30 может альтернативно включать в себя впускной клапан, управляемый посредством электропривода клапана, и выпускной клапан, управляемый посредством кулачкового привода, включая системы ППК и/или ИФК. В других вариантах осуществления, впускным и выпускным клапанами могут управлять посредством обычного исполнительного механизма клапана или управляющей системы, или исполнительного механизма или управляющей системы изменения фаз газораспределения.
В другом варианте осуществления, на каждый цилиндр могут использовать четыре клапана. В другом примере, на каждый цилиндр могут использовать два впускных клапана и один выпускной клапан.
У камеры 30 сгорания может быть соотношение сжатия, которое является соотношением объемов, от нижнего центра, где находится поршень 36, к верхнему центру. В одном примере, соотношение объемов может быть приблизительно равно 9:1. Однако в некоторых примерах, где используются различные виды топлива, соотношение сжатия может быть выше. Например, оно может находиться между 10:1 и 11:1 или 11:1 и 12:1, или выше.
В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может быть выполнен с одним или более топливными инжекторами для подачи в него топлива. Как показано на ФИГ. 1, цилиндр 30 включает в себя два топливных инжектора, 66 и 67. Топливный инжектор 67 показан непосредственно соединенным с камерой 30 сгорания для подачи впрыснутого топлива непосредственно в нее пропорционально длительности импульса сигнала ДИНВТ (длительность импульса непосредственного впрыска топлива), полученного от контроллера 12 посредством электронного драйвера 68. Таким образом, топливный инжектор 67 обеспечивает так называемый непосредственный впрыск (далее упоминается, как "НВ") топлива в камеру 30 сгорания. В то время как на ФИГ. 1 инжектор 67 показан в качестве бокового инжектора, он также может быть расположен над поршнем, например, рядом с местоположением свечи 91 зажигания. Подобное расположение может улучшить смешивание и сгорание в связи с меньшей летучестью некоторых видов топлива на основе спирта. Альтернативно, инжектор может быть расположен над или рядом с впускным клапаном, чтобы улучшить смешивание.
Топливный инжектор 66 показан расположенным во впускном коллекторе 43 в конфигурации, которая обеспечивает так называемый распределенный впрыск топлива (в настоящем документе упоминаемый, как "РВТ") во впускной порт выше по потоку от цилиндру 30, а не непосредственно в цилиндр 30. Инжектор 66 распределенного впрыска подает впрыснутое топливо пропорционально длительности импульса сигнала ДИРВТ (длительность импульса распределенного впрыска топлива), полученного от контроллера 12 посредством электронного драйвера 69.
Топливо могут подавать к топливным инжекторам 66 и 67 посредством топливной системы 200 высокого давления, включающей в себя топливный бак, топливные насосы и топливные рампы (раскрыто на ФИГ. 2). Кроме того, как показано на ФИГ. 2, как топливный бак, так и рампы могут иметь барометрический датчик, обеспечивающий сигнал в контроллер 12.
Отработавшие газы протекают через выпускной коллектор 48 в устройство 70 снижения токсичности, которое в одном примере может включать в себя множество каталитических блоков. В другом примере, могут использоваться несколько устройств снижения токсичности, каждое из которых имеет несколько блоков. В одном примере, нейтрализатор 70 может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором.
Датчик 76 отработавших газов показан соединенным с выпускным коллектором 48 выше по потоку от устройства 70 снижения токсичности (датчик 76 может соответствовать множеству различных датчиков). Например, датчик 76 может быть любым из множества известных датчиков для обеспечения индикации воздушно-топливного отношения отработавших газов, таким, как линейный кислородный датчик, УДКОГ, бистабильным кислородным датчиком, ДКОГ, НДКОГ, датчиком НС или СО. В этом конкретном примере, датчик 76 является бистабильным кислородным датчиком, который обеспечивает сигнал ДКОГ в контроллер 12, который конвертирует сигнал ДКОГ в бистабильный сигнал ДКОГС. Состояние высокого напряжения сигнала ДКОГС обозначает, что отработавшие газы являются обогащенными относительно стехиометрии, а состояние низкого напряжения сигнала ДКОГС обозначает, что отработавшие газы являются обедненными относительно стехиометрии. Сигнал ДКОГС могут использовать для обеспечения преимущества во время управления воздушно-топливным отношением с обратной связью для поддержания среднего воздушно-топливного отношения на уровне стехиометрии во время стехиометрического гомогенного режима работы. Единственный датчик отработавших газов может работать для 1, 2, 3, 4, 5 или других количеств цилиндров.
Бесконтактная система 88 зажигания обеспечивает искру зажигания в камере 30 сгорания посредством свечи 91 зажигания в ответ на сигнал опережения зажигания (03) от контроллера 12.
Контроллер 12 может инициировать работу камеры 30 сгорания во множестве режимов сгорания, включающих в себя режим однородного воздушно-топливного отношения и режим стратифицированного воздушно-топливного отношения посредством управления моментом впрыска, объемами впрыска, схемами распыления и т.д. Кроме того, в камере могут образовываться совокупные стратифицированные и однородные смеси. В одном примере, стратифицированные слои могут образовываться посредством эксплуатации инжектора 66 во время такта сжатия. В другом примере, однородная смесь может образовываться посредством эксплуатации одного или обоих инжекторов 66 и 67 во время такта впуска (который может быть впрыском при открытом клапане). В другом примере, однородная смесь может образовываться посредством эксплуатации одного или обоих инжекторов 66 и 67 до такта впуска (который может быть впрыском при закрытом клапане). В других примерах, множественные впрыски одного или обоих инжекторов 66 и 67 могут использовать во время одного или более тактов (например, впуска, сжатия, выпуска и т.д.). Как раскрыто ниже, в других примерах при различных условиях могут использоваться разные установки момента впрыска и смесеобразования.
Контроллер 12 может управлять объемом топлива, подаваемого топливными инжекторами 66 и 67, для того, чтобы была возможность выбирать между значением на уровне стехиометрии, значением богаче стехиометрии или значением беднее стехиометрии для однородной, стратифицированной или однородной / стратифицированной воздушно-топливной смеси в камере 30.
Контроллер 12 на ФИГ. 1 показан, как обычный микрокомпьютер, включающий в себя: микропроцессорное устройство 102 (МПУ), порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106 (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство 108 (ОЗУ), энергонезависимую память 110 (ЭЗУ) и обычную шину данных. Контроллер 12 показан получающим различные сигналы от датчиков, соединенных с двигателем 10, в дополнение к тем сигналам, что уже были раскрыты ранее, включая измерение всасываемого массового расхода воздуха (МРВ) от датчика 118 массового расхода воздуха; температуру охлаждающей жидкости двигателя (ТОЖД) от температурного датчика 112, соединенного с охлаждающей рубашкой 114; сигнал профиля зажигания (ПЗ) от датчика 38 на эффекте Холла, соединенного с коленчатым валом 40; и положения дросселя (ПД) от датчика 58 положения дросселя; и сигнал абсолютного давления в коллекторе (ДВК) от датчика 122. Сигнал частоты вращения двигателя (ЧВД) генерируется контроллером 12 из сигнала ПЗ обычным образом, а сигнал давления в коллекторе (ДВК) от датчика давления в коллекторе обеспечивает индикацию вакуума или давления во впускном коллекторе. Во время работы при стехиометрии этот датчик может обеспечивать индикацию нагрузки двигателя. Кроме того, этот датчик вместе с частотой вращения двигателя может также обеспечивать оценку заряда (включая заряд воздуха), всасываемого в цилиндр. В одном примере, датчик 38, который также используется в качестве датчика частоты вращения двигателя, производит заданное число равноотстоящих импульсов на каждый оборот коленчатого вала.
Как раскрыто выше, на ФИГ. 1 показан лишь один цилиндр многоцилиндрового двигателя, и то, что у каждого цилиндра имеется свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливных инжекторов, свечей зажигания и т.д. Также, в примерных вариантах осуществления, раскрытых в настоящей заявке, двигатель может быть соединен со стартерным мотором (не показан) для запуска двигателя. Стартерный мотор может запускаться, например, когда водитель поворачивает ключ в замке зажигания колонки рулевого управления. Стартер отключается после запуска двигателя, например, когда двигатель 10 достигает заданной частоты вращения после заданного промежутка времени. Кроме того, в раскрытых вариантах осуществления, система рециркуляции отработавших газов (РОГ) может использоваться для направления требуемой части отработавших газов из выпускного коллектора 48 во впускной коллектор 43 посредством клапана РОГ (не показан). Альтернативно, часть продуктов сгорания могут удерживать в камерах сгорания посредством управления установкой фаз клапанного распределения выпускных клапанов.
На ФИГ. 2 показана единая топливная система 200 двойного впрыска с системой топливной рампы высокого давления и низкого давления. Топливная система 200 может быть соединена с двигателем, например, двигателем 10 по ФИГ. 1. Ранее упомянутые компоненты могут иметь аналогичное цифровое обозначение.
Топливная система 200 может включать в себя топливный бак 201, топливоподкачивающий насос 202 низкого давления, подающий топливо из топливного бака 201 к топливному насосу 206 высокого давления посредством канала 204 низкого давления. Топливоподкачивающий насос 202 также подает топливо при более низком давлении к топливной рампе 211 низкого давления посредством канала 208 низкого давления. Таким образом, топливная рампа 211 низкого давления соединена непосредственно с топливоподкачивающим насосом 202. Топливная рампа 211 подает топливо к инжекторам 215а, 215b, 215с и 215d распределенного впрыска. Топливный насос 206 высокого давления подает топливо под давлением к топливной рампе 213 высокого давления посредством канала 210 высокого давления. Таким образом, топливная рампа 213 высокого давления соединена с каждым из следующего: насосом (206) высокого давления и топливоподкачивающим насосом (202).
Топливная рампа 213 высокого давления подает топливо под давлением к топливным инжекторам 214а, 214b, 214с и 214d. Давление в топливных рампах 211 и 213 может отслеживаться датчиками 220 и 217 давления соответственно. В одном примере, топливоподкачивающий насос 202 может быть электронной насосной безвозвратной системой, которая может периодически эксплуатироваться в импульсном режиме. Блок 216 цилиндров двигателя может быть соединен с впускным трактом 222 при помощи впускного воздушного дросселя 224.
Топливоподкачивающий насос 202 может быть оснащен обратным клапаном 203 для того, чтобы каналы 204 и 208 низкого давления (или альтернативный подходящий элемент) удерживали давление, когда входная энергия топливоподкачивающего насоса 202 снижена до значения, при котором он прекращает производить поток за обратный клапан 203.
Инжекторы 214a-214d непосредственного впрыска топлива и инжекторы 215а-215d распределенного впрыска топлива впрыскивают топливо, соответственно, в цилиндры двигателя 212а, 212b, 212с и 212d, расположенные в блоке 216 цилиндров двигателя. Таким образом, каждый цилиндр может получать топливо от двух инжекторов, причем два инжектора расположены в различных местоположениях. Например, как обсуждалось ранее на ФИГ. 1, один инжектор может быть выполнен в качестве инжектора непосредственного впрыска, установленного с возможностью подачи топлива непосредственно в камеру сгорания, в то время как другой инжектор выполнен в качестве инжектора распределенного впрыска, соединенного с впускным коллектором, и подает топливо во впускной порт выше по потоку от впускного клапана. Таким образом, цилиндр 212а получает топливо от инжектора 215а распределенного впрыска и инжектора 214а непосредственного впрыска, в то время как цилиндр 212b получает топливо от инжектора 215b распределенного впрыска и инжектора 214b непосредственного впрыска.
Аналогично ФИГ. 1, контроллер 12 может получать сигналы давления топлива от датчиков 220 и 217 давления топлива, соединенных с топливными рампами 211 и 213 соответственно. Топливные рампы 211 и 213 также могут содержать один или более температурных датчиков для определения температуры топлива в топливных рампах. Для управления условиями работы двигателя контроллер 12 также может управлять работой впускных и/или выпускных клапанов или дросселей, вентилятором охлаждения двигателя, искровым зажиганием, инжектором и топливными насосами 202 и 206. Контроллер 12 может дополнительно получать сигналы угла открытия дросселя, указывающие положение впускного дросселя, посредством датчика 238 положения дросселя.
Как показано на ФИГ. 2, топливные насосы 202 и 206 могут управляться контроллером 12. Контроллер 12 может регулировать количество или скорость топлива, подаваемого в топливные рампы 211 и 213, посредством топливоподкачивающего насоса 202 и топливного насоса 206 высокого давления через соответствующие элементы управления топливным насосом (не показаны). Контроллер 12 также может полностью остановить подачу топлива к топливным рампам 211 и 213 посредством отключения насосов 202 и 206.
Как показано на ФИГ. 2, инжекторы 214a-214d и 215a-215d могут быть функционально соединены с контроллером 12 и управляться им. Объем впрыснутого каждым инжектором топлива и установка момента впрыска могут определяться контроллером 12 из карты характеристик двигателя, сохраненной в контроллере 12, на основе частоты вращения двигателя и/или угла впускного дросселя, или нагрузки двигателя. Каждый инжектор может управляться посредством электромагнитного клапана, соединенного с инжектором (не показан).
Топливо могут подавать обоими инжекторами в цилиндр во время единичного цикла цилиндра. Например, каждый инжектор может подавать часть суммарного впрыскиваемого топлива, которое сгорает в цилиндре 30. Кроме того, распределенное и/или относительное количество топлива, поданное каждым инжектором, может изменяться в соответствии с условиями работы, такими, как нагрузка двигателя и частота вращения двигателя. Топливо, впрыснутое распределенным впрыском, могут подавать во время открытого состояния впускного клапана, закрытого состояния впускного клапана (например, значительно ранее хода впуска), точно так же, как во время и событий открытия и событий закрытия впускного клапана. Аналогично, топливо, впрыскиваемое непосредственным впрыском, могут подавать, например, во время хода впуска, а также частично во время предыдущего хода выпуска, во время хода впуска и частично во время хода сжатия. Поэтому, даже для одного события сгорания впрыскиваемое топливо могут впрыскивать в разное время из инжекторов непосредственного и распределенного впрыска. Кроме того, для одного события сгорания могут выполнять множество впрысков подаваемого топлива каждый цикл. Множественные впрыски могут выполнять во время хода сжатия, хода впуска или любой подходящей комбинации вышеуказанного.
В одном примере, количество топлива для подачи посредством инжекторов распределенного и непосредственного впрыска определяется эмпирически и хранится в предустановленных справочных таблицах или функциях. Например, одна таблица может соответствовать определению объемов распределенного впрыска, а одна таблица может соответствовать определению объемов непосредственных впрысков. Две таблицы могут быть индексированы в соответствии с условиями работы двигателя, среди каких, например, частота вращения двигателя и нагрузка двигателя, а также других. Кроме того, из таблиц могут быть получены выходные данные о количестве топлива для впрыска посредством распределенного впрыска топлива и/или непосредственного впрыска в цилиндры двигателя каждый цикл цилиндра.
Соответственно, в зависимости от условий работы двигателя, топливо могут впрыскивать в двигатель посредством инжекторов распределенного и непосредственного впрыска, либо только посредством инжекторов непосредственного впрыска, либо только посредством инжекторов распределенного впрыска. Например, контроллер 12 может задать подачу топлива в двигатель посредством инжекторов распределенного и непосредственного впрыска или только посредством инжекторов непосредственного впрыска, или только посредством инжекторов распределенного впрыска, на основе выходных данных из предустановленных справочных таблиц, как раскрыто выше.
К вышеуказанным примерам систем могут быть применены различные модификации или регулировки. Например, топливные каналы (например, 204, 208 и 210) могут содержать один или более фильтров, датчиков давления, температурных датчиков и/или предохранительных клапанов. Топливные каналы могут включать одну или более систем охлаждения топлива.
Как правило, у инжекторов распределенного и непосредственного впрыска топлива имеется динамический диапазон возможностей впрыска топлива. В результате, один инжектор распределенного впрыска топлива может обеспечивать высокую величину впрыска топлива для максимального заряда воздуха в цилиндре во время условий высокого требуемого крутящего момента двигателя, а также небольшую величину впрыска топлива для минимального заряда воздуха в цилиндре во время условий низкого требуемого крутящего момента. Однако, когда уменьшается величина впрыска топлива, также уменьшается и возможность точного впрыска требуемых объемов топливным инжектором. Например, когда величина распределенного впрыска топлива, необходимая для обеспечения требуемого крутящего момента, падает ниже минимальной длительности импульса инжектора, точность распределенного впрыска топлива может падать. Если инжектор распределенного впрыска топлива поддерживается на минимальной длительности импульса, фактическое подаваемое топливо может быть больше требуемого, что приводит к большему потоку воздуха и большей выдаче крутящего момента. Если давление в топливной рампе, соединенной с инжектором распределенного впрыска, снижается, посредством регулировок, применяемых к топливоподкачивающему насосу, есть возможность всасывания топливного пара в топливную рампу вместо жидкого топлива. Это может привести к отклонениям воздушно-топливного отношения, а также к пропускам зажигания в цилиндре.
Авторы настоящего изобретения распознали, что распределенный впрыск топлива может иметь больший допуск по топливному пару, чем ожидалось. Следовательно, точность распределенного впрыска топлива может увеличиваться, когда эксплуатация происходит при давлении топливного пара, поскольку давление топливного пара постоянно и не зависит от вызываемых впрыском топлива пульсаций давления. Как раскрыто на ФИГ. 3, контроллер может увеличивать точность распределенного впрыска топлива при низкой нагрузке посредством отключения топливоподкачивающего насоса, так, чтобы давление в топливной рампе распределенного впрыска могло удерживаться на уровне давления топливного пара. Распределенный впрыск низкой массы топлива может быть исполнен посредством контроллера при отключенном топливоподкачивающем насосе и давлении топливной рампы на уровне давления топливного пара. В дополнение к возможности точного распределенного впрыска низкой массы топлива, длительность, в течение которой отключен топливоподкачивающий насос, увеличивается, что обеспечивает экономию электроэнергии, то есть, преимущества экономии топлива.
Со ссылкой на ФИГ. 3 показан пример алгоритма 300, исполняемого контроллером, для точного впрыска небольшого объема топлива посредством распределенного впрыска во время выбранных условий. Распределенный впрыск низкой массы топлива могут задавать в ответ на условия холостого хода двигателя или, когда требуемый оператором крутящий момент низок. Когда выброс адсорбера топливного пара преимущественно являются топливным паром, это приводит к снижению порции топлива, подаваемой топливными инжекторами. Инструкции для исполнения способа 300 и остальных способов, включенных в настоящий документ, могут исполняться контроллером на основе инструкций, хранящихся в памяти контроллера и в сочетании с сигналами, полученными от датчиков системы двигателя, таких, как датчики, раскрытые выше со ссылкой на ФИГ. 1 и 2. Контроллер может приводить в действие исполнительные механизмы двигателя системы двигателя для регулировки работы двигателя, согласно способам, раскрытым ниже.
На шаге 302 могут оцениваться и/или определяться условия работы двигателя. Они могут включать в себя, например, частоту вращения двигателя, нагрузку двигателя, требуемый водителем крутящий момент, условия окружающей среды (например, температура и влажность окружающей среды, и барометрическое давление), ДВК, МРВ, ТВК, температуру двигателя, уровень наддува и т.д.
На шаге 304, на основе оцененных условий работы может быть определен профиль впрыска топлива. Это включает в себя оценку общего количества (массы) подаваемого топлива, соотношение разделения топлива, подлежащему подаче посредством распределенного впрыска относительно топлива, подлежащему подаче посредством непосредственного впрыска, установку момента впрыска топлива (например, на такте впуска, такте сжатия, во время открытого состояния клапана, во время закрытого состояния клапана и т.д), количество впрысков для подачи общего количества топлива (например, в виде одного впрыска или множества впрысков) и т.д. В одном примере, общее количество топлива для подачи в двигатель может определяться из справочной таблицы, индексированной на основе частоты вращения и нагрузки двигателя. Кроме того, отношение разделения топлива, подаваемого посредством распределенного впрыска, к топливу, подаваемому посредством непосредственного впрыска, могут также определять из другой справочной таблицы, также индексированной на основе частоты вращения двигателя и нагрузки. Например, при условиях низкой частоты вращения и нагрузки двигателя, контроллер может впрыскивать большую пропорцию общего количества топлива посредством распределенного впрыска (для использования преимуществ распределенного впрыска, состоящих в уменьшении выбросов), в то время как при условиях высокой частоты вращения и нагрузки двигателя, контроллер может впрыскивать большую пропорцию общего количества топлива посредством непосредственного впрыска (для использования преимуществ непосредственного впрыска, состоящих в охлаждении заряда). Контроллер может аналогично определять, необходимо ли подавать топливо посредством только непосредственного впрыска, только посредством распределенного впрыска или посредством каждого из распределенного и непосредственного впрысков.
В одном примере, ячейки справочной таблицы могут включать в себя два значения, первое значение представляет собой доли топлива распределенного впрыска топлива, а второе значение представляет собой доли топлива непосредственного впрыска топлива. В качестве примера, для значения таблицы, соответствующего 2000 об/мин и 0.2 единиц нагрузки, могут содержаться эмпирически определенные значения 0.4 и 0.6. Значение 0.4 или 40% может представлять собой долю топлива топливного инжектора распределенного впрыска, а значение 0.6 или 60% является долей топлива топливного инжектора непосредственного впрыска. Следовательно, если требуемая масса топлива равна одному грамму топлива на цикл двигателя, 0.4 грамма топлива впрыскивают распределенным впрыском, а 0.6 граммов топлива впрыскивают непосредственным впрыском. В других примерах, таблица может содержать только одно значение в каждой ячейке таблицы, а другое значение могут определять путем вычитания данного значения таблицы из единицы. Например, если ячейка таблицы, соответствующая 2000 об/мин и 0.2 единиц нагрузки, содержит одно значение 0.6 для доли топлива непосредственного впрыска, тогда доля топлива инжектора распределенного впрыска равна: 1 - 0.6 = 0.4
В одном примере, во время условий низкой частоты вращения и нагрузки двигателя, включая условия холостого хода двигателя, топливо могут впрыскивать в двигатель только посредством распределенного впрыска топлива. Поэтому общую массу топлива подают в цилиндр только через инжектор распределенного впрыска, в то время как инжектор непосредственного впрыска цилиндра отключен.
Напротив, во время условий высоких частоты вращения и нагрузки двигателя, топливо могут впрыскивать в двигатель только посредством непосредственного впрыска. Общую массу топлива подают к цилиндру только через инжектор непосредственного впрыска, в то время как инжектор распределенного впрыска цилиндра отключен.
Кроме того, во время условий средних частоты вращения и нагрузки двигателя, топливо могут впрыскивать в двигатель посредством каждого из распределенного и непосредственного впрысков. При эксплуатации в этом режиме, часть общей массы топлива подают в цилиндр через инжектор непосредственного впрыска, в то время как оставшуюся часть общей массы топлива подают к цилиндру через инжектор распределенного впрыска.
В некоторых конфигурациях двигателя, двигатель может быть выполнен с тремя источниками топлива: НВ, РВТ и инжектор продувки (обычно один на двигатель, также упоминаемый, как клапан продувки адсорбера), который впрыскивает смесь из топливного пара и воздуха из адсорбера топливного пара. Для данного количества топлива, при увеличении открытия клапана продувки адсорбера, впрыскивают или продувают в двигатель больше топливных паров из адсорбера, позволяя меньше впрыскивать другим инжекторам (НВ и РНВ). Это может вызвать неточность при коротких длительностях импульса, если давление в топливной рампе не понижено. Поэтому, ячейки справочной таблицы могут включать в себя дополнительное значение, соответствующее количеству топлива, получаемого от продувки адсорбера, и причем доли НВ и РВТ регулируют для компенсации присутствия топливных паров продувки.
На шаге 306 может быть определено, меньше ли порогового количества количество впрыскиваемого распределенным впрыском топлива. В одном примере, пороговое количество может соответствовать количеству топлива, подаваемого, когда инжектор распределенного впрыска работает при минимальной длительности импульса (при заданном давлении в топливной рампе). Например, в ответ на падение нагрузки двигателя (например, во время события отпускания педали акселератора или когда двигатель находится в режиме холостого хода), доля топлива распределенного впрыска, определяемая из справочной таблицы, может быть меньше минимальной длительности импульса инжектора распределенного впрыска. Если количество топлива распределенного впрыска больше, чем порог, тогда на шаге 326 подача топлива в топливную рампу инжектора распределенного впрыска топливоподкачивающим насосом могут поддерживать включенной (в положении ВКП). В дополнение, если топливо нужно подать непосредственным впрыском, топливный насос высокого давления, получающий топливо от топливоподкачивающего насоса и подающий топливо в топливную рампу инжектора непосредственного впрыска, также может поддерживаться включенным. На шаге 328 могут регулировать рабочие циклы инжектора распределенного впрыска и инжектора непосредственного впрыска на основе определенного профиля впрыска топлива для подачи топлива в цилиндры двигателя при соответствующих оцененных долях топлива, определенных из справочных таблиц соотношения разделения топлива. Например, контроллер может посылать сигнал длительности импульса на исполнительный механизм инжектора распределенного впрыска для подачи определенной доли топлива в цилиндр двигателя посредством распределенного впрыска. Контроллер также может посылать сигнал длительности импульса на исполнительный механизм инжектора непосредственного впрыска для подачи оставшейся доли топлива в цилиндр двигателя посредством непосредственного впрыска. Затем алгоритм завершается.
Если требуемая величина распределенного впрыска топлива падает ниже пороговой величины, способ переходит к шагу 308, где отключают топливоподкачивающий насос, подающий топливо в топливную рампу распределенного впрыска. В результате, закачивание топлива в топливную рампу распределенного впрыска приостанавливается, а давление в топливной рампе распределенного впрыска начинает падать. Поэтому, топливоподкачивающий насос также подает топливо в топливную рампу непосредственного впрыска. В частности, инжектор непосредственного впрыска может получать топливо из топливной рампы непосредственного впрыска, давление в которой поддерживается посредством насоса высокого давления, причем насос высокого давления получает топливо от топливоподкачивающего насоса.
На шаге 310, после отключения топливоподкачивающего насоса, способ включает в себя уменьшение давления в топливной рампе до давления топливного пара (или немного выше давления топливного пара (ДТП), как, например, на 30 кПа выше ДТП). В одном примере, давление в топливной рампе может снижаться посредством повторяемого распределенного впрыска топлива, при этом топливоподкачивающий насос отключен для уменьшения давления в топливной рампе распределенного впрыска до давления топливного пара. В частности, повторяемый впрыск посредством инжекторов распределенного впрыска позволяет постепенно сбрасывать давление в топливной рампе до давления топливного пара.
В одном примере, топливо могут неоднократно впрыскивать в цилиндры исключительно посредством инжектора распределенного впрыска, эксплуатируемого при минимальной длительности импульса (и подающего наименьший доступный объем), при этом топливоподкачивающий насос удерживают отключенным, а давление в топливной рампе падает.
Дополнительно или опционально, давление в топливной рампе может быть снижено посредством откачивания топлива из топливопровода распределенного впрыска (то есть топливопровода, ведущего из топливоподкачивающего насоса к топливной рампе распределенного впрыска) в топливную рампу высокого давления, соединенную с инжекторами непосредственного впрыска. Топливо могут закачивать в топливную рампу высокого давления до точки сброса давления в топливной рампе высокого давления. В одном примере, топливо могут закачивать в топливную рампу высокого давления посредством открытия клапана, соединяющего топливопровод распределенного впрыска с топливопроводом непосредственного впрыска (то есть топливопроводом, ведущим из топливоподкачивающего насоса к топливной рампе непосредственного впрыска). Если потребуется, топливо затем могут впрыснуть непосредственно в цилиндр для поддерживания воздушно-топливного отношения сгорания (и обеспечения впрыска общей топливной массы топлива, необходимой для данных условий работы двигателя).
В некоторых примерах, в которых требуется непосредственный впрыск, в то время как величина распределенного впрыска меньше порога, для обеспечения достаточного давления в топливной рампе непосредственного впрыска, которая подает топливо в инжекторы непосредственного впрыска, давление в топливной рампе непосредственного впрыска может быть повышено перед отключением топливоподкачивающего насоса. Например, пока топливоподкачивающий насос отключен, давление в топливной рампе непосредственного впрыска может быть повышено посредством увеличения производительности насоса высокого давления. Производительность насоса высокого давления может быть повышена перед отключением топливоподкачивающего насоса или в ответ на отключение топливоподкачивающего насоса. Посредством значительного увеличения давления в топливной рампе непосредственного впрыска, инжекторы непосредственного впрыска могут продолжить подавать топливо в цилиндр, даже при отключенном топливоподкачивающем насосе. Однако, в других примерах, когда объем РВТ мал, НВ могут удерживать отключенным, а непосредственный впрыск топлива в цилиндре может не требоваться.
При продолжении распределенного впрыска топлива при отключенном топливоподкачивающем насосе, количество топлива в топливной рампе и давление в топливной рампе (ДТР) уменьшаются с каждым событием распределенного впрыска. На шаге 312 способ включает в себя отслеживание давления в топливной рампе распределенного впрыска. В частности, падение давления в топливной рампе, подающей топливо в инжектор распределенного впрыска, могут отслеживать после каждого впрыска. Например, контроллер может получать сигналы от датчика давления, соединенного с топливной рампой, который измеряет изменение давления в топливной рампе (ДТР) после каждого впрыска. В одном примере, изменение давления в топливной рампы распределенного впрыска может быть измерено после определенного числа импульсов впрыска, а также при каждом импульсе или каждой паре импульсов. Альтернативно, изменение давления в топливной рампе может оцениваться на основе размера топливного импульса и начальных условий давления в топливной рампе, например, посредством выравнивания давления в топливной рампе по отношению к кривой объема впрыска.
На шаге 314 может быть определено, стабилизировалось ли давление в топливной рампе (ДТР) распределенного впрыска до давления топливного пара (ДТП). В одном примере, контроллер может определять, что давление в топливной рампе является равным давлению топливного пара, в ответ на падение давления в топливной рампе до некоторого значения, и затем его сохранение на уровне этого значения в течение ненулевой продолжительности после отключения топливоподкачивающего насоса. В другом примере, давление топливного пара для данного топлива может быть определено измерением температуры топлива, а затем вычислением давления топливного пара, соответствующего температуре топлива, посредством справочной таблицы, учитывающей летучесть топлива. Падение давления в топливной рампе распределенного впрыска может отслеживаться после каждого события впрыска, и, когда давление в топливной рампе достигает определенного давления топливного пара и остается равным определенному давлению топливного пара в течение ненулевой продолжительности, может быть определено, что давление в топливной рампе стабилизировалось до давления топливного пара. Если давление в топливной рампе не стабилизировалось, способ возвращается к шагу 312, на котором ДТР продолжают отслеживать после каждого события распределенного впрыска топлива.
На шаге 316 после того, как давление в топливной рампе стабилизировалось до ДТП, способ включает в себя распределенный впрыск топлива, в то время как давление в топливной рампе остается равным давлению топливного пара при отключенном топливоподкачивающем насосе. В рамках настоящей заявки, топливо впрыскивают посредством инжектора распределенного впрыска для подачи топливной массы, соответствующей меньшему, чем пороговое, количеству впрыскиваемого топлива. Например, в ответ на падение требуемого крутящего момента, топливо впрыскивают распределенным впрыском при давлении топливного пара и при отключенном топливоподкачивающем насосе, с рабочим циклом, меньшим, чем минимальная длительность импульса впрыска инжектора распределенного впрыска. Авторы настоящего изобретения распознали, что, поскольку система распределенного впрыска топлива имеет больший допуск при работе на уровне ДТП, распределенный впрыск топлива меньших масс топлива на уровне ДТП может продолжаться в течение некоторой продолжительности времени без всасывания топливного пара и без возникновения неточностей впрыска топлива. Использование насоса непосредственного впрыска при давлении топливного пара может быть ограничено для предотвращения деградации насоса непосредственного впрыска. В других примерах, точность топливного инжектора при небольших длительностях импульса (например, длительности импульса ниже минимальной длительности импульса) может быть достигнуто увеличением напряжения инжектора (что снижает изменчивость в «отклонении топливного инжектора»). Снижение давления впрыска может потребовать большие длительности импульса непосредственного впрыска. На шаге 318 объем топлива распределенного впрыска может быть вычислен или оценен после каждого события впрыска. В одном примере, объем подаваемого топлива в каждом событии распределенного впрыска могут оценивать на основе рабочего цикла (для меньшей, чем минимальная, длительности импульса) и давления топливного пара. В дополнение к оцениванию количества топлива, подаваемого в каждом событии впрыска, может быть вычислено накопленное или совокупное количество топлива, подаваемого посредством распределенного впрыска в течение некоторого числа событий впрыска топлива, с момента стабилизации давления в топливной рампе до равного ДТП. Например, может суммироваться количество топлива, подаваемого в каждом событии распределенного впрыска с момента стабилизации давления в топливной рампе на уровне ДТП.
На шаге 319, во время распределенного впрыска массы топлива, меньшей пороговой величины, точно или приблизительно при давлении топливного пара может быть включена продувка адсорбера. Это позволяет провести продувку адсорбера при низкой нагрузке, что в иных условиях не было бы возможным. Например, в системах двигателя, где не доступен распределенный впрыск ниже минимальной длительности импульса, продувка топливного пара может быть ограничена в связи с низким объемом впрыскиваемого топлива. Для того, чтобы продувка адсорбера соответствовала стандартам выбросов, может быть предпочтительно продувать адсорбер (начиная с полной нагрузки) до пороговой нагрузки в пределах пороговой продолжительности ездового цикла, например, для удаления приблизительно 80% пара из адсорбера в пределах пороговой продолжительности ездового цикла (например, в пределах первого числа циклов проверки на выбросы для ездового цикла). Для достижения этого контроллер может пропускать столько продувочного воздуха через адсорбер и в двигатель, сколько возможно в течение этой продолжительности. Первоначально адсорбер наполнен адсорбированным топливом, и начальный выброс содержит около 100% топливного пара. При уменьшении загруженности адсорбера, концентрация топливного пара выброса падает и содержит около 100% воздуха. Системы управления двигателя обычно ограничивают продувку пара до некоторой доли (например, 40%) от общей массы топлива, необходимого для сгорания. Когда доля топливного пара становится большой, доля топлива, подаваемого инжекторами, снижается. В условиях холостого хода, когда количество впрыскиваемого топлива снижено (то есть, общая масса топлива, требуемого для впрыска в двигатель, снижена), длительность импульса впрыска снижается, что увеличивает общую ошибку доли топлива. Авторы настоящего изобретения распознали, что за счет снижения давления в топливной рампе до уровня давления топливного пара или приблизительно до уровня давления топливного пара, снижается ошибка впрыска для инжекторов распределенного впрыска для впрысков с длительностью импульса, меньшей минимальной, что позволяет увеличить долю топливного пара, доступную для продувки в двигателе. Иными словами, за счет возможности впрыска топлива инжектором распределенного впрыска при давлении в топливной рампе, равном или приблизительно равном (например, немного выше) давлению топливного пара, можно увеличить долю топливных паров, которые можно всасывать при данной нагрузке. Это повышает вероятность более полной продувки адсорбера в течение данного ездового цикла, а также устраняет необходимость в дорогостоящих альтернативных решениях, например, необходимости в большем по размеру адсорбере или наличии множества адсорберов. Технический эффект заключается в том, что может всасываться большая доля топливных паров при снижении отклонений воздушно-топливного отношения и при уменьшении стоимости системы продувки топливного пара.
На шаге 320 может быть определено, выше ли накопленное количество топлива распределенного впрыска порогового количества (или порогового объема). В одном примере, пороговое количество соответствует объему топлива, которое может быть надежно подано в цилиндр, в то время как давление в топливной рампе равно ДТП, без всасывания топливного пара. Иными словами, вплоть до порогового количества топлива, топливо, подаваемое посредством распределенного впрыска, можно с большой долей вероятности рассматривать как жидкое топливо, а не газообразные топливные пары. В одном примере, пороговое количество может быть определено как соотношение совокупного объема топлива, подаваемого посредством инжектора распределенного впрыска, к объему топливной рампы, соединенной с указанным инжектором распределенного впрыска (например, топливо могут впрыскивать распределенным впрыском при ДТП вплоть до 10% объема топливной рампы без возникновения проблем с всасыванием топливного пара). В другом примере, пороговый объем является функцией (например, долей, например, 10%) объема топливной рампы распределенного впрыска.
В качестве примера, для топливной рампы, которая может вместить в себя до 60 единиц топлива, пороговое количество топлива, которое можно надежно подать в виде жидкого топлива посредством распределенного впрыска при ДТП, может быть равно шести единицам. Если величина распределенного впрыска топлива равна 0.1 единиц на каждое событие впрыска, для достижения этого порогового количества может потребоваться по меньшей мере 60 событий распределенного впрыска.
Если накопленное количество распределенного впрыска топлива не достигло порогового количества, на шаге 324 в способе продолжают впрыскивать посредством распределенного впрыска меньшую, чем пороговую, массу топлива при отключенном топливоподкачивающем насосе и при давлении в топливной рампе, равном давлению топливного пара. В дополнение, с каждым событием впрыска, контроллер может продолжать обновлять величину накопленного (или совокупного) впрыска топлива.
Когда накопленное количество топлива распределенного впрыска достигнет порогового количества, способ переходит к шагу 322, на котором повторно включают топливоподкачивающий насос. Повторное включение топливоподкачивающего насоса приводит к повторному повышению давления в топливной рампе распределенного впрыска. Впоследствии, топливо могут подавать в двигатель посредством распределенного впрыска при давлении в топливной рампе, которое выше давления топливного пара. Например, когда требуемый оператором крутящий момент изменяется и приводит к соответствующему изменению количества подаваемого посредством распределенного впрыска топлива относительно топлива непосредственного впрыска, могут возобновить подачу топлива при повышенном давлении в топливной рампе, а также с большими, чем минимальный, рабочими циклами длительности импульса. В дополнение, после повторного включения топливоподкачивающего насоса, номинальная производительность насоса высокого давления может быть восстановлена, а рабочий цикл, заданный для инжектора непосредственного впрыска может быть отрегулирован в соответствии с требуемым оператором крутящим моментом. Затем алгоритм завершается.
Таким образом, давление впрыска могут снижать в зависимости от условий для того, чтобы топливный адсорбер был готов к продувке (например, когда загруженность адсорбера выше пороговой, при которой он слишком наполнен, что, например, может произойти после заправки топливом) и, когда величина распределенного впрыска топлива небольшая (меньше, чем пороговая величина, например, меньшая минимальной длительности импульса инжектора распределенного впрыска), давление распределенного впрыска топлива могут снижать для уменьшения как изменчивости от инжектора к инжектору, так и изменчивости от впрыска к впрыску инжектором, что снижает стоимость системы управления топливным паром. В дополнение к снижению давления впрыска топлива, напряжение впрыска топлива также может быть увеличено. Это приводит к наименьшей изменчивости впрыска при условии, когда наиболее преимущественной является сниженная изменчивость. Таким образом, эксплуатация при высоких давлениях впрыска топлива может позволить сохранять электроэнергию для подачи импульсов топливоподкачивающему насосу в баке и увеличить динамический диапазон величин впрыска топлива. Эксплуатация при низких напряжениях впрыска может быть желательной во время выборочных условий, так как на транспортных средствах, выполненных с возможностью РВТ, напряжение впрыска связано с напряжением зарядки аккумулятора и иногда полезно проводить эксплуатацию при низких напряжениях зарядки.
Таким образом, может обеспечиваться возможность эксплуатации инжектора распределенного впрыска при давлении топливного пара в течение некоторой продолжительности без всасывания топливного пара и без возникновения связанных с этим проблем, например, ошибок крутящего момента и пропусков зажигания. Посредством эксплуатации топливной рампы распределенного впрыска при давлении топливного пара, топливо могут впрыскивать посредством распределенного впрыска при топливной массе, которая меньше массы, соответствующей минимальной длительности импульса, что улучшает точность и надежность распределенных впрысков небольших масс топлива. По существу, это снижает ошибки крутящего момента во время условий низкого требуемого крутящего момента. Благодаря отсутствию необходимости повторного включения топливоподкачивающего насоса, как только он достиг минимального давления (например, давления топливного пара), может быть увеличена продолжительность времени, в течение которой можно поддерживать отключенным энергоемкий топливоподкачивающий насос. Это обеспечивает преимущества топливной экономичности за счет снижения потребления энергии для эксплуатации топливоподкачивающего насоса. В дополнение, срок службы компонентов топливоподкачивающего насоса может увеличиваться.
В одном примере, в ответ на то, что количество топлива, заданного для распределенного впрыска в цилиндр, меньше порогового, контроллер может отключить топливоподкачивающий насос, соединенный с топливной рампой распределенного впрыска; и после того, как давление в топливной рампе распределенного впрыска стабилизируется до давления топливного пара, контроллер может посылать сигнал управления для распределенного впрыска количества топлива, которое меньше порогового. Пороговое количество топлива распределенного впрыска может соответствовать количеству топлива, подаваемого во время эксплуатации инжектора распределенного впрыска при минимальной длительности импульса. Может быть определено, что давление в топливной рампе распределенного впрыска стабилизировалось в качестве реакции на то, что давление в топливной рампе остается на уровне давления топливного пара в течение пороговой (ненулевой) продолжительности после отправки сигнала на отключение топливоподкачивающего насоса. Кроме того, контроллер может посылать сигналы на продолжение распределенного впрыска топлива в цилиндр при отключенном топливоподкачивающем насосе до тех пор, пока совокупный объем топлива распределенного впрыска не достигнет порога, а затем заново включать топливоподкачивающий насос. Посредством отсрочки повторного включения топливоподкачивающего насоса до тех пор, пока пороговое количество топлива не будет подано в условиях давления топливного пара, длительность отключения топливоподкачивающего насоса может быть увеличена без всасывания топливных паров. В настоящем документе пороговый объем может быть определен в качестве функции объема топливной рампы распределенного впрыска. Кроме того, непосредственный впрыск топлива может быть согласован с распределенным впрыском топлива для достижения требуемого крутящего момента и поддержания стехиометрического сгорания. Например, контроллер может посылать сигнал управления для непосредственного впрыска топлива в цилиндр при отключенном топливоподкачивающем насосе, причем топливо высасывается в инжектор непосредственного впрыска из топливной рампы непосредственного впрыска, соединенной с топливоподкачивающим насосом посредством промежуточного топливного насоса высокого давления. Непосредственный впрыск топлива при отключенном топливоподкачивающем насосе может включать в себя повышение давления в топливной рампе непосредственного впрыска от номинального давления в ответ на отключение топливоподкачивающего насоса, и последующее восстановление давления в топливной рампе непосредственного впрыска до номинального давления в ответ на повторное включение топливоподкачивающего насоса.
Перейдем к ФИГ. 4, где показан пример регулировки впрыска топлива, который позволяет подавать небольшие массы топлива посредством распределенного впрыска без всасывания топливных паров. График 400 изображает положение педали (ПП) на кривой 402. Положение педали указывает на требуемый оператором крутящий момент, причем требуемый крутящий момент увеличивается при большем нажатии на педаль. График 400 изображает выходной крутящий момент двигателя на кривой 404, рабочее состояние (вкл или выкл) топливоподкачивающего насоса на кривой 406 и давление в топливной рампе распределенного впрыска, давление в которой создает топливоподкачивающий насос, на кривой 408. График 400 также изображает накопленный объем топлива, который впрыскивают посредством распределенного впрыска в цилиндр при давлении топливного пара (ДТП), на кривой 410. На кривой 412 изображен распределенный впрыск топлива в цилиндр двигателя, в то время как на кривой 414 изображен непосредственный впрыск топлива в цилиндр. Все кривые показаны в зависимости от времени, отложенного вдоль оси X. Метки времени t1-t3 изображают моменты времени, имеющие определенное значение во время работы двигателя.
Между моментами времени t0 и t1 двигатель работает при включенном топливоподкачивающем насосе (кривая 406) и с подачей топлива в каждый цилиндр посредством как распределенного, так и непосредственного впрысков (кривые 412, 414). Давление в топливной рампе распределенного впрыска (кривая 408) (а также в топливной рампе непосредственного впрыска, которое не показано) поддерживают на уровне номинального рабочего давления, которое выше давления топливного пара, в связи с повышением давления топлива в топливных рампах посредством эксплуатации топливоподкачивающего насоса. При изменении требуемого оператором крутящего момента (кривая 402), отношение топлива, подаваемого посредством непосредственного впрыска, к топливу распределенного впрыска могут изменять для обеспечения соответствующего выходного крутящего момента двигателя (кривая 404). Например, когда требуемый оператором крутящий момент увеличивается (например, когда оператор увеличивает нажатие на педаль), может подаваться большая часть общей массы топлива в качестве топлива непосредственного впрыска. В качестве другого примера, когда требуемый оператором крутящий момент снижается (например, когда оператор снижает нажатие на педаль), может подаваться большая часть общей массы топлива в качестве топлива распределенного впрыска. Однако требуемый крутящий момент может оставаться достаточно высоким для того, чтобы количество топлива распределенного впрыска было выше минимальной массы 413 топлива, которая соответствует минимальной длительности импульса инжектора распределенного впрыска.
В момент времени t1, в ответ на событие отпускания педали оператором, требуемый оператором крутящий момент падает, а выходной крутящий момент двигателя снижается. В одном примере, двигатель переводят в режим холостого хода в ответ на отпускание педали. На основе данных ввода из справочной таблицы, контроллер может определять, что уменьшенный выходной крутящий момент двигателя может быть обеспечен путем прерывания непосредственного впрыска и подачей топлива только посредством распределенного впрыска. Соответственно, в момент времени t1 отключают непосредственный впрыск. Кроме того, масса топлива для подачи посредством распределенного впрыска, необходимая для достижения уменьшенного требуемого крутящего момента, может быть ниже, чем минимальная масса 413 топлива. Для обеспечения возможности точной подачи меньшей, чем минимальная, массы топлива, в момент времени t1 отключают топливоподкачивающий насос, например, путем прекращения подачи энергии к насосу.
В результате отключения топливоподкачивающего насоса, давление в топливной рампе распределенного впрыска начинает падать до уровня давления 409 топливного пара. Падение давления в топливной рампе до уровня давления 409 топливного пара может быть ускорено, например, повторяемым распределенным впрыском топлива при минимальной длительности импульса или перекачкой топлива в топливную рампу непосредственного впрыска. В момент времени t2 может быть определено, что давление в топливной рампе упало и стабилизировалось на уровне давления 409 топливного пара. Поэтому, в момент времени t2 начинают распределенный впрыск топлива при меньшей, чем минимальной, массе топлива.
С каждым событием распределенного впрыска при отключенном топливоподкачивающем насосе и давлении в топливной рампе, равном давлению топливного пара, оценивают количество подаваемого топлива и вычисляют накопленный объем топлива. Таким образом, при продолжении распределенного впрыска при меньшей, чем минимальная, массе топлива, накопленный объем топлива начинает увеличиваться. Авторы настоящего изобретения распознали, что топливо может быть точно впрыснуто посредством распределенного впрыска вплоть до совокупного порогового объема 411 топлива при отключенном топливоподкачивающем насосе и при давлении в топливной рампе, равном давлению топливного пара. В одном примере, пороговый объем 411 соответствует доле объема топливной рампы, например, 10% от объема топливной рампы (например, 6 мл.).
В момент времени t3, в ответ на то, что накопленный объем топлива при давлении топливного пара достиг порогового объема 411, возобновляют работу топливоподкачивающего насоса и повторно создают давление в топливной рампе давление. Поэтому, распределенный впрыск топлива проводят при массе топлива, равной или большей минимальной массы топлива, в то время как требуемый крутящий момент низок. После нажатия на педаль, при увеличении требуемого крутящего момента, увеличивают количество подаваемого посредством распределенного и непосредственного впрыска топлива, а также поддерживают работу топливоподкачивающего насоса при номинальной производительности.
Если бы топливоподкачивающий насос повторно включили, когда давление в топливной рампе упало до давления топливного пара, топливоподкачивающий насос был бы повторно включен в момент времени t2, как обозначено штриховым отрезком 405, а в топливной рампе бы повторно создали давление, как только давление упало до давления топливного пара в момент времени t2, как обозначено штриховым отрезком 407. В результате впрыска объема топлива, меньшего или равного пороговому объему 411 топлива, посредством распределенного впрыска при давлении в топливной рампе, равном давлению топливного пара, увеличивается точность впрыска низких масс топлива, при возможности удержания отключенным энергопотребляющего топливоподкачивающего насоса в течение большей продолжительности времени. В частности, топливоподкачивающий насос могут удерживать отключенным в течение продолжительности d1 (между моментами времени t2 и t3), во время которой для эксплуатации топливоподкачивающего насоса не используется энергия, что обеспечивает преимущества топливной экономичности. В то же время, точность впрыска низкой массы топлива не снижается, даже при снижении давления в топливной рампе.
Таким образом, контроллер может производить распределенный впрыск топлива при отключенном топливоподкачивающем насосе в течение некоторого количества событий впрыска топлива, причем топливный импульс для каждого из указанного количества событий впрыска топлива находится на уровне, меньшем, чем минимальная длительность импульса распределенного впрыска. Затем, в ответ на то, что объем топлива, накопленный в течение указанного количества событий впрыска топлива, превышает пороговый объем, контроллер может переходить к распределенному впрыску топлива при включенном топливоподкачивающем насосе. Распределенный впрыск при отключенном топливоподкачивающем насосе может быть выполнен в ответ на падение нагрузки двигателя до уровня ниже пороговой нагрузки. После прохождения указанного количества событий впрыска топлива, топливный импульс могут увеличить до равного или большего минимальной длительности импульса распределенного впрыска. Пороговый объем может включать в себя долю общего объема топливной рампы распределенного впрыска. Распределенный впрыск топлива при отключенном топливоподкачивающем насосе может включать в себя распределенный впрыск топлива, в то время как давление в топливной рампе распределенного впрыска находится на уровне давления топливного пара, и причем распределенный впрыск топлива при включенном топливоподкачивающем насосом может включать в себя распределенный впрыск топлива, в то время как давление в топливной рампе распределенного впрыска выше давления топливного пара.
В некоторых примерах, контроллер может устанавливать минимальное ДТР РВТ, которое выше текущего давления топливного пара в рампе РВТ. В этом случае, топливоподкачивающий насос могут снова обеспечить энергией, когда давление падает до равного этому минимальному ДТР РВТ. Обычно это может происходить, когда двигатель не был прогрет посредством работы в течение 5 или 10 минут. Как только топливо в топливной рампе будет прогрето, давление топливного пара, скорее всего, будет достаточно для небольшого впрыска топлива.
Таким образом, низкие массы топлива можно точно подавать посредством распределенного впрыска без возникновения проблем, связанных с всасыванием топливного пара. Технический эффект использования преимуществ большего допуска распределенного впрыска топлива, посредством отключения топливоподкачивающего насоса во время низких нагрузок двигателя заключается в том, что энергопотребление насоса может снижаться. Посредством обеспечения возможности выполнения распределенных впрысков топлива с меньшей, чем минимальная, длительностью импульса при отключенном топливоподкачивающем насосе и при давлении в топливной рампе, равном и остающемся равным давлению топливного пара, уменьшаются отклонения воздушно-топливного отношения и крутящего момента, возникающие при необходимости эксплуатации инжекторов распределенного впрыска топлива при минимальной длительности импульса. Кроме того, продувка топливного пара меньше ограничена при условиях низкой нагрузки, что увеличивает эффективность продувки адсорбера в течение данного ездового цикла. Посредством увеличения точности распределенных впрысков низкой массы топлива при увеличении продолжительности отключения энергопотребляющего топливоподкачивающего насоса, улучшаются топливная экономичность и подача крутящего момента, что улучшает работу двигателя в целом.
Один пример способа для двигателя содержит шаги, на которых: в ответ на падение нагрузки двигателя, отключают топливоподкачивающий насос; и при отключенном топливоподкачивающем насосе производят распределенный впрыск топлива, в то время как давление в топливной рампе остается равным или приблизительно равным давлению топливного пара. В предыдущем примере, распределенный впрыск могут начинать до достижения давлением в топливной рампе уровня давления топливного пара с большего уровня и продолжать даже после того, как давление в топливной рампе достигнет и останется равным или приблизительно равным давлению топливного пара. В предыдущем примере, способ дополнительно или опционально содержит шаги, на которых: определяют, что давление в топливной рампе является равным или приблизительно равным давлению топливного пара, в ответ на падение давления в топливной рампе до некоторого значения и его сохранение на уровне этого значения в течение ненулевой продолжительности после отключения топливоподкачивающего насоса. В любом или во всех предыдущих примерах, способ дополнительно или опционально содержит шаги, на которых: неоднократно производят распределенный впрыск топлива, в то время как топливоподкачивающий насос отключен, для снижения давления в топливной рампе до значения, равного или приблизительно равного давлению топливного пара. В любом или во всех предыдущих примерах, способ дополнительно или опционально содержит шаги, на которых: уменьшают давление в топливной рампе до значения, равного или приблизительно равного давлению топливного пара, посредством передачи топлива из первого топливопровода, соединяющего выход топливоподкачивающего насоса с топливной рампой распределенного впрыска низкого давления, во второй топливопровод, соединяющий выход топливоподкачивающего насоса с топливной рампой непосредственного впрыска высокого давления. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, распределенный впрыск топлива включает в себя распределенный впрыск порогового объема топлива, в то время как давление в топливной рампе остается равным или приблизительно равным давлению топливного пара, а затем повторно включают топливоподкачивающий насос. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, распределенный впрыск топлива, в то время как давление в топливной рампе остается равным или приблизительно равным давлению топливного пара, включает в себя распределенный впрыск топлива с меньшей, чем минимальная, длительностью импульса, и причем неоднократный распределенный впрыск топлива, в то время как топливоподкачивающий насос отключен, для снижения давления в топливной рампе до значения, равного или приблизительно равного давлению топливного пара, включает в себя распределенный впрыск топлива с минимальной длительностью импульса. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, пороговый объем является функцией объема топливной рампы, причем способ дополнительно содержит увеличение напряжения инжектора распределенного впрыска во время распределенного впрыска топлива при давлении, равном или приблизительно равном давлению топливного пара. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, пороговый объем определяют как соотношение совокупного объема топлива, подаваемого посредством инжектора распределенного впрыска, к объему топливной рампы, соединенной с инжектором распределенного впрыска. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, распределенный впрыск включает в себя подачу топлива в цилиндр посредством инжектора распределенного впрыска топлива, причем цилиндр дополнительно соединен с инжектором непосредственного впрыска, а способ дополнительно содержит шаг, на котором в ответ на падение нагрузки двигателя отключают инжектор непосредственного впрыска. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, инжектор непосредственного впрыска получает топливо из топливной рампы непосредственного впрыска посредством топливоподкачивающего насоса и насоса высокого давления, а способ дополнительно содержит шаг, на котором опционально повышают давление в топливной рампе непосредственного впрыска перед отключением топливоподкачивающего насоса посредством увеличения производительности насоса высокого давления. В любом или во всех предыдущих примерах, способ дополнительно или опционально содержит шаг, на котором: после повторного включения топливоподкачивающего насоса, возобновляют номинальную производительность насоса высокого давления. Например, контроллер может повышать давление в топливопроводе (давление на входе насоса НВ) до порогового уровня перед включением насоса НВ.
Другой пример способа для двигателя включает в себя шаги, на которых: в ответ на меньшее, чем пороговое, количество топлива, задаваемое для распределенного впрыска в цилиндр, отключают топливоподкачивающий насос, соединенный с топливной рампой распределенного впрыска; и после того, как давление в топливной рампе распределенного впрыска стабилизируется на уровне давления топливного пара, впрыскивают посредством распределенного впрыска меньшее, чем пороговое, количество топлива. В предыдущих примерах, способ дополнительно или опционально содержит шаги, на которых: продолжают распределенный впрыск топлива в цилиндр при отключенном топливоподкачивающем насосе до тех пор, пока совокупный объем топлива распределенного впуска не достигнет порога, а затем повторно включают топливоподкачивающий насос. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, пороговый объем является функцией объема топливной рампы распределенного впрыска. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, пороговое количество топлива распределенного впрыска соответствует количеству топлива, подаваемому при эксплуатации инжектора распределенного впрыска с минимальной длительностью топливного импульса. В любом или во всех предыдущих примерах, способ дополнительно или опционально содержит шаг, на которых: ускоряют снижение давления в топливной рампе до давления топливного пара посредством откачивания топлива из области ниже по потоку от топливоподкачивающего насоса и выше по потоку от топливной рампы распределенного впрыска в топливную рампу непосредственного впрыска, посредством клапана, при поддержании отключенными топливоподкачивающего насоса и инжектора непосредственного впрыска. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, производят непосредственный впрыск топлива при отключенном топливоподкачивающем насосе посредством повышения давления в топливной рампе непосредственного впрыска от номинального давления в ответ на отключение топливоподкачивающего насоса, и возвращают давление в топливной рампе непосредственного впрыска к номинальному давлению в ответ на повторное включение топливоподкачивающего насоса. В любом или во всех предыдущих примерах, способ дополнительно или опционально содержит индикацию того, что давление в топливной рампе распределенного впрыска стабилизировалось, в ответ на то, что давление в топливной рампе остается равным давлению топливного пара в течение пороговой продолжительности.
Другой пример способа для двигателя содержит шаги, на которых: производят распределенный впрыск топлива при отключенном топливоподкачивающем насосе в течение определенного количества событий впрыска топлива, причем топливный импульс для каждого из указанного количества событий впрыска меньше минимальной длительности импульса распределенного впрыска; и в ответ на то, что объем топлива, накопленный в течение указанного количества событий впрыска топлива, превышает пороговый объем, производят распределенный впрыск топлива при включенном топливоподкачивающем насосе. В предыдущем примере, дополнительно или опционально, распределенный впрыск при отключенном топливоподкачивающем насосе производят в ответ на падение нагрузки двигателя до значений ниже пороговой нагрузки, и причем, после указанного количества событий впрыска топлива, топливный импульс повышают до значения, равного или превышающего минимальную длительность импульса распределенного впрыска. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, пороговый объем включает в себя долю общего объема топливной рампы распределенного впрыска. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, распределенный впрыск топлива при отключенном топливоподкачивающем насосе включает в себя распределенный впрыск топлива, в то время как давление в топливной рампе распределенного впрыска находится на уровне давления топливного пара, и причем распределенный впрыск топлива при включенном топливоподкачивающем насосом включает в себя распределенный впрыск топлива, в то время как давление в топливной рампе распределенного впрыска выше давления топливного пара.
В дополнительном представлении, способ для двигателя содержит шаги, на которых: в ответ на соблюдение условий продувки адсорбера, когда нагрузка двигателя ниже порога, отключают непосредственный впрыск топлива, отключают топливоподкачивающий насос, снижают давление впрыска инжектора распределенного впрыска, и, после снижения давления впрыска до уровня давления топливного пара, производят распределенный впрыск топлива, соответствующий меньшей, чем пороговая, нагрузке двигателя, в то же время открывая клапан продувки адсорбера для продувки адсорбера в двигатель. В предыдущем примере, распределенный впрыск топлива, соответствующий меньшей, чем пороговая, нагрузке двигателя, включает в себя распределенный впрыск топлива при меньшей, чем минимальная, длительности импульса. В любом или во всех предыдущих примерах, снижение давления впрыска включает в себя выпуск топлива из инжектора распределенного впрыска посредством повторяемого распределенного впрыска при минимальной длительности импульса. В любом или во всех предыдущих примерах, снижение давления впрыска включает в себя откачку топлива из первого топливопровода, соединяющего выход топливоподкачивающего насоса с топливной рампой распределенного впрыска низкого давления, во второй топливопровод, соединяющий выход топливоподкачивающего насоса с топливной рампой непосредственного впрыска высокого давления. В любом или во всех предыдущих примерах, откачивание топлива из первого топливопровода во второй топливопровод включает в себя откачивание топлива при отключенном топливоподкачивающем насосе посредством открытия клапана, соединяющего первый топливопровод со вторым топливопроводом. В любом или во всех предыдущих примерах, способ дополнительно содержит шаг, на котором: во время снижения давления впрыска, увеличивают напряжение впрыска инжектора распределенного впрыска.
В дополнительном представлении, способ для двигателя включает в себя шаги, на которых: в ответ на падение нагрузки двигателя, отключают каждый из топливоподкачивающего насоса и инжектора непосредственного впрыска; и производят распределенный впрыск топлива при меньшей, чем минимальная, длительности импульса, в то время как давление в топливной рампе остается равным или приблизительно равным давлению топливного пара при отключенном топливоподкачивающем насосе. В предыдущем примере, способ дополнительно или опционально включает в себя шаг, на котором: во время распределенного впрыска при меньшей, чем минимальная, длительности импульса, увеличивают указанную длительность импульса. В предыдущем примере, способ дополнительно или опционально содержит шаг, на котором: во время распределенного впрыска при меньшей, чем минимальная, длительности импульса, увеличивают напряжение, подаваемое на инжектор.
В дополнительном представлении, способ для двигателя включает в себя шаги, на которых: в ответ на первое условие продувки адсорбера, продувают адсорбер топливного пара в воздухозаборник двигателя при отключенном топливоподкачивающем насосе и с распределенным впрыском топлива при меньшей, чем минимальная, длительности импульса; и, в ответ на второе условие продувки адсорбера, продувают адсорбер топливного пара в воздухозаборник двигателя при включенном топливоподкачивающем двигателе и при впрыске топлива по меньшей мере посредством непосредственного впрыска при длительности импульса, равной или большей минимальной. В предыдущем примере, во время первого условия продувки адсорбера, нагрузка двигателя ниже, чем порог, и причем во время второго условия продувки адсорбера нагрузка двигателя выше, чем порог. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, во время первого условия продувки адсорбера, общая масса топлива для впрыска в двигатель меньше порогового количества, и причем во время второго условия продувки адсорбера общая масса топлива для впрыска в двигатель ниже порогового количества. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, во время первого условия продувки адсорбера непосредственный впрыск отключен, и причем во время второго условия продувки адсорбера распределенный впрыск отключен. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, во время первого условия продувки адсорбера давление впрыска ниже, и причем во время второго условия продувки адсорбера давление впрыска выше. В любом или во всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, во время первого условия продувки адсорбера напряжение топливного инжектора выше, и причем во время второго условия продувки адсорбера напряжение топливного инжектора ниже. Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут использоваться с разнообразными конфигурациями систем двигателей и/или транспортных средств. Раскрытые в настоящей заявке способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти и могут исполняться системой управления, включающей в себя контроллер в комбинации с различными датчиками, приводами и другим оборудованием двигателя. Раскрытые в настоящем документе алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и т.д. В этом случае проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно, а в некоторых случаях - могут опускаться. Точно так же порядок обработки необязательно требуется для достижения отличительных признаков и преимуществ раскрытых здесь примеров вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или более из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут выполняться повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрытые действия, операции и/или функции могут графически представлять код, запрограммированный в долговременную память машиночитаемого носителя данных в системе управления двигателем, причем раскрытые действия могут исполняться посредством выполнения инструкций в системе, включающей в себя различные аппаратные компоненты двигателя в сочетании с электронным контроллером.
Следует отметить, что конкретные конфигурации и алгоритмы, раскрытые в настоящем документе, являются примерами и конкретные варианты осуществления не несут ограничительной функции, ибо возможны разнообразные их модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена к двигателям со схемами расположения цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, в схеме с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Объект настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, а также других отличительных признаков, функций и/или свойств, раскрытых в настоящем раскрытии.
В нижеследующей формуле изобретения, в частности, внимание сосредоточено на определенных сочетаниях компонентов и производных сочетаниях компонентов, которые считаются новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы ссылка может быть сделана на элемент или «первый» элемент или на эквивалентный термин. Следует понимать, что такие пункты включают 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 или свойств могут быть включены в формулу путем поправки имеющихся пунктов или путем представления новых пунктов формулы в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи исходной формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего изобретения.
Предложены способы и системы для управления подачей топлива посредством инжектора распределенного впрыска. При условиях низкой нагрузки двигателя, топливоподкачивающий насос, соединенный с инжектором распределенного впрыска, отключают, позволяя давлению в топливной рампе упасть до давления топливного пара. Топливо подают в цилиндры двигателя, пока давление в топливной рампе остается на уровне давления топливного пара, при все еще отключенном топливоподкачивающем насосе, в течение некоторой продолжительности, до тех пор, пока количество топлива, поданного в двигатель посредством распределенного впрыска, не превысит определенный порог, представляющий собой долю от объема топливной рампы. Затем топливоподкачивающий насос могут снова включить. Изобретение позволяет поддерживать топливный насос отключенным в течение более длительных периодов времени и обеспечивает преимущества топливной экономичности, а также позволяет улучшить точность подачи топлива распределенным впрыском. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.
1. Способ для двигателя, содержащий шаги, на которых:
в ответ на падение нагрузки двигателя,
отключают топливоподкачивающий насос; и
при отключенном топливоподкачивающем насосе производят распределенный впрыск топлива, в то время как давление в топливной рампе остается равным или приблизительно равным давлению топливного пара.
2. Способ по п. 1, в котором дополнительно определяют, что давление в топливной рампе является равным или приблизительно равным давлению топливного пара, в ответ на падение давления в топливной рампе до некоторого значения и его сохранение на уровне этого значения в течение ненулевой продолжительности после отключения топливоподкачивающего насоса.
3. Способ по п. 1, в котором дополнительно неоднократно производят распределенный впрыск топлива, в то время как топливоподкачивающий насос отключен, для снижения давления в топливной рампе до значения, равного или приблизительно равного давлению топливного пара.
4. Способ по п. 1, в котором дополнительно уменьшают давление в топливной рампе до значения, равного или приблизительно равного давлению топливного пара, посредством передачи топлива из первого топливопровода, соединяющего выход топливоподкачивающего насоса с топливной рампой распределенного впрыска низкого давления, во второй топливопровод, соединяющий выход топливоподкачивающего насоса с топливной рампой непосредственного впрыска высокого давления.
5. Способ по п. 1, в котором распределенный впрыск топлива включает в себя распределенный впрыск порогового объема топлива, в то время как давление в топливной рампе остается равным или приблизительно равным давлению топливного пара, а затем повторно включают топливоподкачивающий насос.
6. Способ по п. 3, в котором распределенный впрыск топлива, в то время как давление в топливной рампе остается равным или приблизительно равным давлению топливного пара, включает в себя распределенный впрыск топлива с меньшей, чем минимальная, длительностью импульса, и причем неоднократный распределенный впрыск топлива, в то время как топливоподкачивающий насос отключен, для снижения давления в топливной рампе до значения, равного или приблизительно равного давлению топливного пара, включает в себя распределенный впрыск топлива с минимальной длительностью импульса.
7. Способ по п. 5, в котором пороговый объем является функцией объема топливной рампы, причем способ дополнительно содержит увеличение напряжения инжектора распределенного впрыска во время распределенного впрыска топлива при давлении, равном или приблизительно равном давлению топливного пара.
8. Способ по п. 5, в котором пороговый объем определяют как соотношение совокупного объема топлива, подаваемого посредством инжектора распределенного впрыска, к объему топливной рампы, соединенной с инжектором распределенного впрыска.
9. Способ по п. 5, в котором распределенный впрыск включает в себя подачу топлива в цилиндр посредством инжектора распределенного впрыска, причем цилиндр дополнительно соединен с инжектором непосредственного впрыска, а способ дополнительно содержит шаг, на котором в ответ на падение нагрузки двигателя отключают инжектор непосредственного впрыска.
10. Способ по п. 1, в котором дополнительно ускоряют снижение давления в топливной рампе до давления топливного пара посредством откачивания топлива из области ниже по потоку от топливоподкачивающего насоса и выше по потоку от топливной рампы распределенного впрыска в топливную рампу непосредственного впрыска, посредством клапана, в то же время поддерживая отключенными как топливоподкачивающий насос, так и инжектор непосредственного впрыска.
11. Способ по п. 10, в котором дополнительно, опционально производят непосредственный впрыск топлива при отключенном топливоподкачивающем насосе посредством повышения давления в топливной рампе непосредственного впрыска от номинального давления в ответ на отключение топливоподкачивающего насоса, и возвращают давление в топливной рампе непосредственного впрыска к номинальному давлению в ответ на повторное включение топливоподкачивающего насоса.
12. Система двигателя, содержащая:
двигатель;
инжектор распределенного впрыска;
топливоподкачивающий насос; и
контроллер с машиночитаемыми инструкциями, хранящимися в долговременной памяти, для:
распределенного впрыска топлива при отключенном топливоподкачивающем насосе в течение некоторого количества событий впрыска топлива, причем топливный импульс для каждого из указанного количества событий впрыска топлива находится на уровне, меньшем, чем минимальная длительность импульса распределенного впрыска; и
распределенного впрыска топлива при включенном топливоподкачивающем насосе в ответ на то, что объем топлива, накопленный в течение указанного количества событий впрыска топлива, превышает пороговый объем.
13. Система по п. 12, в которой контроллер включает в себя дополнительные инструкции для:
распределенного впрыска при отключенном топливоподкачивающем насосе в ответ на падение нагрузки двигателя до значения ниже пороговой нагрузки, и причем предусмотрена возможность, после указанного количества событий впрыска топлива, повышения топливного импульса до значения, равного или превышающего минимальную длительность импульса распределенного впрыска.
14. Система по п. 12, в которой пороговый объем включает в себя долю общего объема топливной рампы распределенного впрыска.
15. Система по п. 12, в которой контроллер включает в себя дополнительные инструкции для:
распределенного впрыска топлива при отключенном топливоподкачивающем насосе, что включает в себя распределенный впрыск топлива, в то время как давление в топливной рампе распределенного впрыска находится на уровне давления топливного пара, и причем распределенный впрыск топлива при включенном топливоподкачивающем насосе включает в себя распределенный впрыск топлива, в то время как давление в топливной рампе распределенного впрыска выше давления топливного пара.
| US 20160245217 A1, 25.08.2016 | |||
| US 20160153388 A1, 02.06.2016 | |||
| US 9303583 B2, 05.04.2016 | |||
| ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И СПОСОБ ЕЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ (ВАРИАНТЫ) | 2014 |
|
RU2647162C2 |
