СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) РЕГУЛИРОВАНИЯ ФОРСУНКИ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ВПРЫСКА ТОПЛИВА Российский патент 2019 года по МПК F02D41/14 F02D41/30 

Область техники

Настоящее изобретение относится к системе и способам регулировки работы форсунки непосредственного впрыска для двигателя внутреннего сгорания.

Уровень техники и сущность изобретения

В двигателях внутреннего сгорания можно использовать непосредственный впрыск топлива, отличающийся тем, что топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр двигателя для улучшения подготовки смеси и уменьшения температур наддува цилиндра. Время, в течение которого форсунка непосредственного впрыска активирована, может быть представлено функцией зависимости давления топлива, подаваемого в форсунку, частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя. Таким образом, при более высоком давлении ширину импульса впрыска топлива, подаваемого в форсунку, можно отрегулировать до короткого промежутка времени (например, менее 500 микросекунд).

Однако, работа топливной форсунки с короткой шириной импульса может привести к работе форсунки в нелинейном или баллистическом режиме, при котором количество впрыскиваемого топлива может значительно изменяться при небольших изменениях ширины импульса впрыска топлива. Например, топливная форсунка непосредственного впрыска может подавать меньше топлива, чем требуется в баллистическом режиме, при котором для топливной форсунки применяется более короткая ширина импульса. Кроме того, вариабельность в баллистическом режиме может не показывать линейную тенденцию. Также топливные форсунки, подающие топливо на цилиндр, часто обладают вариабельностью от детали к детали и от времени ко времени в связи с несовершенными производственными процессами и/или старением форсунки (например, засорением). Следовательно, вариабельность форсунки может привести к дисбалансу выходного момента цилиндра в связи с различным количеством топлива, впрыскиваемого в каждый цилиндр, к большему количеству отработанных газов и снижению экономии топлива в связи с невозможностью правильного измерения количества топлива, которое должно быть впрыснуто в каждый цилиндр.

Авторы изобретения в настоящей заявке признали вышеупомянутые недостатки и разработали способ для цилиндра, содержащий: в состоянии обучения, подачу первой ширины импульса и второй ширины импульса в топливную форсунку, подающую топливо в цилиндр во время цикла цилиндра; изменение соотношения между первой шириной импульса и второй шириной импульса; и определение передаточной функции вариабельности форсунки на основе соотношения и значения лямбда двигателя; и регулировку параметра управления форсункой на основе передаточной функции.

Посредством подачи двух ширин импульса в топливную форсунку в течение цикла цилиндра, получающего топливо от топливной форсунки, возможно обеспечение технического результата регулировки передаточной функции топливной форсунки или коэффициента усиления без необходимости работы цилиндра с воздушно-топливным отношением, которое может быть меньше или больше требуемого. В частности, первая ширина импульса, подаваемая на топливную форсунку, может быть отрегулирована до достаточно малой ширины для работы топливной форсунки в нелинейном режиме низкого расхода. Вторая ширина импульса, подаваемая на топливную форсунку в течение того же цикла цилиндра, может быть достаточно большой, чтобы топливная форсунка работала в линейном диапазоне, чтобы количество топлива, подаваемого в цилиндр во время цикла цилиндра, было близко к требуемому количеству топлива. Следовательно, если объем топлива, подаваемого топливной форсункой в ответ на первую ширину импульса, больше или меньше требуемого объема, итоговая воздушно-топливная смесь во время цикла цилиндра может находиться под меньшим негативным воздействием, поскольку большее количество требуемого объема топлива, подлежащее впрыску в цилиндр, может обеспечиваться за счет второй ширины импульса, приводящей в работу топливную форсунку.

Далее, отношение первой ширины импульса ко второй ширине импульса (в настоящей заявке также называется отношением разделения) может меняться путем уменьшения первой ширины импульса и увеличения второй ширины импульса. По мере изменения этого отношения может быть измерено относительное изменение значения лямбда двигателя от номинального. Вследствие вариабельности форсунки, вытекающей из значительных ошибок при подаче топлива в рабочие области с малой шириной импульсов, относительное изменение значения лямбда соответствует уменьшению первой ширины импульса. Таким образом, относительное изменение значения лямбда может быть использовано для определения поправочного коэффициента, который может применяться к передаточной функции топливной форсунки. Таким образом, изменяя отношение разделения и определяя отклонение значения лямбда от нормального, можно изучить вариабельность форсунки и применить ее для получения более точной передаточной функции топливной форсунки.

Данное описание может представлять несколько преимуществ. В частности, данный способ может уменьшать погрешности формирования воздушно-топливного отношения. Дополнительно, данный способ может допускать работу топливной форсунки с шириной импульса, не допускавшейся ранее в связи с нелинейными характеристиками топливной форсунки. Таким образом, расширяется рабочий диапазон топливной форсунки. Кроме того, данный способ может сократить выбросы двигателя и увеличить эффективность каталитического нейтрализатора.

Следует понимать, что вышеприведенное краткое описание служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые далее будут раскрыты подробно. Это описание не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого уникально определен формулой изобретения, приведенной после раздела «Осуществление изобретения». Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.

Краткое описание чертежей

Раскрытые в настоящей заявке преимущества будут более полно понятны при прочтении варианта осуществления, именуемого в настоящей заявке как «Осуществление изобретения», отдельно или со ссылкой на чертежи, на которых:

ФИГ. 1 - принципиальная схема двигателя;

на Фиг. 2 показан способ управления топливной форсункой;

на Фиг. 3 показан примерный график возможного использования лямбды двигателя по отношению к ширине импульса топливной форсунки для топливной форсунки, работающей в баллистическом режиме;

на Фиг. 4 показан пример разделенного впрыска впуск/впуск в цикле цилиндра, выполняемого во время изучения вариабельности форсунки согласно настоящему раскрытию; и

на Фиг. 5 показана рабочая последовательность топливной форсунки для управления работой топливной форсунки согласно способу, показанному на Фиг. 2.

Осуществление изобретения

Данное раскрытие связано с изменением передаточной функции топливной форсунки и работой топливных форсунок на основе обновленной передаточной функции топливной форсунки. Топливные форсунки могут быть установлены на одном двигателе, как показано на Фиг. 1. Двигатель может работать по способу, показанному на Фиг. 2, с целью обновления передаточных функций одной или более топливных форсунок. Передаточная функция топливной форсунки может быть рассмотрена в нелинейном рабочем режиме топливной форсунки на основе лямбды двигателя, как показано на Фиг. 3. Двигатель может работать, как показано в последовательности на Фиг. 4, по способу на Фиг. 2 для изменения передаточной функции топливной форсунки.

Согласно Фиг. 1 управление двигателем 10 внутреннего сгорания, содержащим множество цилиндров, один из которых показан на Фиг. 1, осуществляют посредством электронного контроллера 12 двигателя. Двигатель 10 содержит камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндров с поршнем 36, расположенным между ними и соединенным с коленчатым валом 40. Маховик 97 и ведомая шестерня 99 соединены с коленчатым валом 40. Стартер 96 включает вал с ведущей шестерней 98 и ведущую шестерню 95. Вал 98 ведущей шестерни выполнен таким образом, что в соответствии с выбором, ведущая шестерня 95 способна войти в зацепление с ведомой шестерней 99. Стартер 96 может быть непосредственно установлен спереди или позади двигателя. В некоторых примерах стартер 96 выполнен с возможностью выборочно сообщать крутящий момент коленчатому валу 40 посредством ремня или цепи. В одном примере стартер 96 находится в базовом состоянии, если он не входит в зацепление с коленчатым валом двигателя. Камера 30 сгорания показана с возможностью сообщения с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответствующий впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной и выпускной клапан может быть приведен в действие посредством впускного кулачка 51 и выпускного кулачка 53. Положение впускного кулачка 51 можно определить датчиком 55 впускного кулачка. Положение выпускного кулачка 53 можно определить посредством датчика 57 выпускного кулачка.

Топливная форсунка 66 непосредственного впрыска показана установленной в положение для впрыска топлива непосредственно в цилиндр 30, что специалистам в данной области техники известно как непосредственный впрыск. Топливная форсунка 66 подает жидкое топливо пропорционально ширине импульса напряжения или ширине импульса сигнала от контроллера 12 к топливной форсунке. Топливо подают на топливную форсунку посредством топливной системы (не показана), содержащей топливный бак, топливный насос и топливную рампу (не показана). Дополнительно, впускной коллектор 44 показан сообщающимся со вспомогательным дросселем 62 с электроприводом, который регулирует положение дроссельной заслонки 64 для управления потоком воздуха из воздухозаборника 42 во впускной коллектор 44. Бесконтактная система 88 зажигания выполнена с возможностью обеспечения искры зажигания для камеры 30 сгорания посредством свечи 92 зажигания в ответ на сигнал контроллера 12. Универсальный Датчик 126 Содержания Кислорода B Отработавших Газах (УДКОГ) показан с возможностью соединения с выпускным коллектором 48 выше по потоку от каталитического преобразователя 70. В качестве альтернативы двухрежимный датчик содержания кислорода в отработавших газах может быть использован вместо датчика 126 УДКОГ.

Передаточная функция топливной форсунки, раскрывающая расход топливной форсунки или количество топлива, впрыскиваемого топливной форсункой непосредственного впрыска на основе ширины импульса топливной форсунки, может быть охарактеризована в течение срока службы двигателя, как раскрыто в настоящей заявке, в целях снижения вариабельности форсунки. Например, количество топлива, впрыснутого топливной форсункой, может быть меньше или больше требуемого. В частности, в рабочих режимах форсунки с низкой шириной импульса возможна значительная разница между требуемым количеством впрыскиваемого топлива и фактическим количеством впрыскиваемого топлива. Кроме того, вариабельность в области малой ширины импульса может не быть линейной. Поэтому может потребоваться охарактеризовать вариабельность расхода топливной форсунки. Вариабельность в нелинейных областях низкого расхода можно получить путем разделения данного впрыска топлива на два отдельных впрысков топлива таким образом, что первая ширина импульса для подачи первого отдельного впрыска топлива приводит к работе форсунки в нелинейной области, тогда как вторая ширина импульса для подачи второго отдельного впрыска топлива приводит к работе форсунки в линейной области. Кроме того, отношение раздельного впрыска топлива может изменяться так, что первая ширина импульса уменьшается, а вторая ширина импульса увеличивается. Значение лямбда двигателя, измеренное путем изменения отношения двух впрысков топлива, можно сравнить с номинальным значением лямбда, полученным во время единичного номинального впрыска топлива, и передаточная функция топливной форсунки может быть отрегулирована на основе изменения значения лямбда по сравнению с номинальным и ширины импульса, поданной для первого отдельного впрыска топлива. Получение передаточной функции вариабельности топливной форсунки будет подробно раскрыто далее с учетом Фиг. 2-5.

В одном примере преобразователь 70 может содержать множество каталитических блоков-носителей. В другом примере может быть использовано множество устройств контроля токсичности, каждое с множеством блоков-носителей. В одном примере преобразователь 70 может представлять собой трехкомпонентный каталитический нейтрализатор.

На ФИГ. 1 показан контроллер 12 в виде микрокомпьютера обычного типа, который включает микропроцессорное устройство 102, порты ввода/вывода 104, постоянное запоминающее устройство 106 (например, долговременная память), оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимое запоминающее устройство 110, и шину данных обычного типа. Контроллер 12 показан в качестве получающего различные сигналы от датчиков, соединенных с двигателем 10, в дополнение к вышеуказанным сигналам, таких как: температура хладагента двигателя (ТХД) от датчика 112 температуры, соединенного с контуром 114 охлаждения; сигнал датчика 134 положения, соединенного с педалью 130 акселератора для распознавания силы, прилагаемой ногой 132; сигнал датчика 154 положения, соединенного с педалью 150 тормоза для распознавания силы, прилагаемой ногой 152; сигнал измерения давления в коллекторе (ДВК) в двигателе от датчика 122 давления, соединенного с впускным коллектором 44; сигнал датчика положения двигателя от датчика 118 на эффекте Холла, определяющего положение коленчатого вала 40; сигнал измерения воздушной массы, входящей в двигатель, от датчика 120; и сигнал измерения положения дросселя от датчика 58. Можно также определить барометрическое давление (датчик не показан) путем обработки контроллера 12. В соответствии с предпочтительным аспектом данного раскрытия датчик 118 положения двигателя создает заранее заданное количество равноудаленных импульсов на каждый оборот коленчатого вала, из которых может быть определена частота вращения двигателя (ЧВД).

В некоторых примерах двигатель может быть соединен с электроприводом/системой аккумуляторов в гибридном автомобиле. Далее, в некоторых примерах можно использовать другие конфигурации двигателя, например, дизельный двигатель с несколькими топливными форсунками. Кроме того, контроллер 12 может сообщать такие условия, как ухудшение компонентов на световое или информационное табло 171.

Во время работы каждый цилиндр двигателя 10 обычно проходит четырехтактный цикл: цикл включает такт впуска, такт сжатия, рабочий такт и такт выхлопа. Обычно во время такта впуска выпускной клапан 54 закрывают, а впускной клапан 52 открывают. Воздух поступает в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44 и поршень 36 движется к низу цилиндра, чтобы увеличить объем внутри камеры 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 расположен рядом с дном цилиндра и в конце своего хода (например, когда камера 30 сгорания имеет наибольший объем), специалисты в данной области техники обычно называют нижней мертвой точкой (НМТ). Во время такта сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 движется к головке цилиндра, чтобы сжать воздух внутри камеры 30 сгорания. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и наиболее близко к головке цилиндра (например, когда камера 30 сгорания имеет свой наименьший объем), обычно называется специалистами в данной области техники верхней мертвой точкой (ВМТ). В процессе, в дальнейшем называемом впрыском, топливо подается в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем называемом зажиганием, впрыснутое топливо воспламеняется посредством известных средств зажигания, таких как свеча 92 зажигания, приводя к сгоранию. Во время такта расширения, расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно к НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует движение поршня в крутящий момент вращающегося вала. Наконец, во время выпускного такта выпускной клапан 54 открывают, чтобы выпустить сгоревшую топливо-воздушную смесь в выпускной коллектор 48, и поршень возвращается в ВМТ. Следует принять во внимание, что приведенное выше описание представляет собой просто пример, и что время открытия и/или закрытия впускного и выпускного клапанов может быть изменено с целью обеспечения положительного или отрицательного перекрытия клапанов, позднего закрытия впускного клапана или других примеров.

На Фиг. 2 показан способ изменения передаточной функции топливной форсунки и работы двигателя на основе измененной передаточной функции. Способ на Фиг. 2 можно включить в систему на Фиг. 1 в качестве исполняемых инструкций, хранящихся в долговременной памяти. Дополнительно, способ на Фиг. 2 может обеспечить последовательность работы на Фиг. 4.

На шаге 202 способ 200 оценивает, имеются ли условия для характеристики топливных форсунок и адаптации работы топливной форсунки. В одном примере способ 200 может оценить, что для характеристики топливных форсунок имеются условия, когда двигатель находится на холостом ходу с нулевым крутящим моментом, требуемым водителем. В других примерах способ 200 может оценить, что для характеристики топливных форсунок имеются условия, когда двигатель работает с постоянной частотой вращения и нагрузкой, например, когда автомобиль находится в режиме управления со стабилизацией скорости на ровной дороге. Кроме того, характеристика форсунки может быть начата при окончании предельного периода с последней характеристики форсунок. Если способ 200 оценивает, что имеются условия для характеристики топливных форсунок, то ответ - «да», и способ 200 переходит к шагу 204.

На шаге 204 способ 200 выбирает один цилиндр из группы цилиндров двигателя для характеристики топливной форсунки непосредственного впрыска. Другими словами, выбирают топливную форсунку непосредственного впрыска цилиндра для определения того, точно ли раскрывает передаточная функция топливной форсунки непосредственного впрыска работу топливной форсунки непосредственного впрыска или расход топлива. Передаточная характеристика или функция топливной форсунки непосредственного впрыска раскрывает расход топлива через топливную форсунку непосредственного впрыска и/или количество топлива, подаваемое топливной форсункой непосредственного впрыска, на основе ширины импульса напряжения, подаваемого на топливную форсунку непосредственного впрыска. В одном примере способ 200 начинается с выбора топливной форсунки непосредственного впрыска цилиндра номер один. Однако в других примерах могут быть выбраны другие цилиндры. Способ 200 переходит к шагу 208 после выбора цилиндра.

На шаге 208 согласно способу 200 топливо подают на рампы топливной форсунки непосредственного впрыска с постоянным давлением. Путем подачи топлива на топливные рампы с постоянным давлением возможна более точная характеристика расхода топлива топливной форсункой и количества впрыснутого топлива. Способ 200 переходит к шагу 210 после того, как топливо поступило на топливные рампы с постоянным давлением.

На шаге 210 по способу 200 работу двигателя осуществляют с постоянной массой воздуха. Работу двигателя можно осуществлять с постоянной массой воздуха путем регулирования положения дросселя или другого устройства регулирования воздуха по мере изменения частоты вращения двигателя. При постоянной частоте вращения двигателя положение устройства регулирования массы воздуха может оставаться неизменным. Постоянная масса воздуха может быть заранее определенным количеством, например, количеством воздуха для перехода двигателя на холостой ход или для поддержания постоянной скорости автомобиля при имеющихся рабочих условиях. При работе двигателя с постоянной массой воздуха можно определить погрешности подачи топлива топливной форсункой более точно, так как изменение воздушно-топливного отношения двигателя в связи с погрешностями заряда воздуха менее вероятно. Способ 200 переходит к шагу 212 после начала работы двигателя с постоянной массой воздуха.

На шаге 212 по способу 200 регулируют топливную форсунку, подающую топливо на выбранный цилиндр для подачи требуемого количества топлива во время хода впуска в цикле цилиндра. Требуемое количество топлива может быть количеством топлива, подаваемым на цилиндр за цикл выбранного цилиндра для получения требуемого воздушно-топливного отношения. Способ 200 переходит к шагу 214 после выбора и использования требуемого количества топлива первого впрыска топлива. Хотя описывается топливная форсунка непосредственного впрыска этого цилиндра, топливные форсунки непосредственного впрыска оставшихся цилиндров могут приводиться в действие для осуществления одного впрыска топлива, подающего требуемое количество топлива для получения требуемого воздушно-топливного отношения.

На шаге 214 по способу 200 определяют значение лямбда, при котором осуществляют работу двигателя, на основе выходного сигнала датчика содержания кислорода в отработавших газах. Значение лямбда - это текущее воздушно-топливное отношение двигателя, разделенное на стехиометрическое воздушно-топливное отношение (например, 14,3/14,64=0,977). Датчик содержания кислорода выводит напряжение, преобразуемое в воздушно-топливное отношение двигателя посредством передаточной функции датчика содержания кислорода. Текущее значение лямбда сохраняется в память контроллера. Способ 200 переходит к шагу 216 после сохранения значения лямбда в памяти.

На шаге 216 по способу 200 количество топлива, впрыскиваемое в выбранный цилиндр топливной форсункой, разделяется на два впрыска топлива в течение цикла выбранного цилиндра. Два впрыска осуществляются путем подачи на топливную форсунку двух ширин импульса напряжения или импульса впрыска. В одном примере количество топлива, задаваемое с помощью использования двух значений ширины импульса, добавляется к количеству топлива, которое, при объединении с количеством воздуха выбранного цилиндра, основывается на обеспечении значения лямбда, равного единице, в выбранном цилиндре. Например, если для работы выбранного цилиндра необходимо X граммов топлива при значении лямбда, равном единице, то требуется, чтобы количество топлива, впрыснутого за счет первой и второй ширины импульса, было равно X. Следовательно, объем топлива, впрыснутого топливной форсункой, может быть первым количеством 0.5⋅X и вторым количеством 0.5⋅X, где первое количество впрыскиваемого топлива равно второму количеству впрыскиваемого топлива, подаваемому второй шириной импульса, первую и вторую ширину импульса подают на топливную форсунку (например, топливная форсунка непосредственного впрыска). Таким образом, в данном примере количество впрыснутого топлива, основанное на первой ширине импульса и подаваемое на топливную форсунку, составляет пятьдесят процентов общего количества топлива, впрыскиваемого топливной форсункой в течение цикла цилиндра. Количество впрыснутого топлива, основанное на второй ширине импульса и подаваемое на топливную форсунку, также составляет пятьдесят процентов общего количества топлива, впрыскиваемого топливной форсункой непосредственного впрыска в течение цикла цилиндра. Необходимо отметить, что пример, представленный в настоящей заявке, является только показательным. Первый и второй впрыски топлива могут регулироваться в диапазоне от нуля до ста процентов для первого впрыска или наоборот.

В одном примере минимальное разделение (di_min градусов угла поворота коленчатого вала) может обеспечиваться между первым и вторым впрысками топлива. Например, если первый впрыск подается при первом запуске регулировки впрыска на 420 градусов угла поворота коленчатого вала, то второй впрыск может подаваться при втором запуске регулировки впрыска на 420+di_min градусов угла поворота коленчатого вала. Способ 200 переходит к шагу 218 после того, как первая и вторая ширина импульса, подаваемые на топливную форсунку выбранного цилиндра, отрегулированы до заранее определенного разделения топлива, подаваемого между двумя ширинами импульса.

На шаге 218 по способу 200 определяют значение лямбда, при котором осуществляют работу двигателя, на основе выходного сигнала датчика содержания кислорода в отработавших газах. Значение лямбда - это текущее воздушно-топливное отношение двигателя, разделенное на стехиометрическое воздушно-топливное отношение. Датчик содержания кислорода выводит напряжение, преобразуемое в воздушно-топливное отношение двигателя посредством передаточной функции датчика содержания кислорода. Текущее значение лямбда сохраняется в память контроллера. Кроме того, две ширины импульса топливной форсунки можно также сохранить в памяти. Погрешности между наименьшей шириной импульса (например, первая ширина импульса) топливной форсунки для обеспечения требуемого воздушно-топливного отношения двигателя и значения лямбда, определяемого датчиком содержания кислорода в отработавших газах, могут быть признаками погрешностей в передаточной функции топливной форсунки в баллистическом рабочем режиме топливной форсунки. Ширина импульса форсунки большая, чем ширина импульса, обеспечивающая работу топливной форсунки непосредственного впрыска в линейном режиме, должна иметь меньшее воздействие на погрешности лямбда. Способ 200 переходит к шагу 220 после сохранения значения лямбда в памяти.

На шаге 220 способ 200 определяет, является ли первая ширина импульса, подаваемая в топливную форсунку во время цикла цилиндра, минимальной требуемой шириной импульса. В одном примере минимальная требуемая ширина импульса - это ширина импульса первой ширины импульса, подаваемой на топливную форсунку во время цикла выбранного цилиндра. Однако в других примерах минимальная требуемая ширина импульса - это ширина импульса второй ширины импульса, подаваемой на топливную форсунку во время цикла выбранного цилиндра. Минимальная ширина импульса может быть заранее определенной величиной, например, 100 микросекунд. Минимальная ширина импульса представлена шириной импульса, обеспечивающей работу топливной форсунки в нелинейном или баллистическом рабочем режиме, при котором расход топлива через топливную форсунку непосредственного впрыска является нелинейным.

В некоторых примерах можно определить, является ли отношение первой ширины импульса ко второй ширине импульса (то есть, отношение разделения) пороговым отношением, причем пороговое отношение может быть основано на минимальном значении первой ширины импульса.

Если способ 200 определяет, что если первая или вторая ширина импульса, заданные на топливную форсунку (например, топливную форсунку непосредственного впрыска) меньше значения порогового уровня, то при ответе «да» способ 200 переходит к шагу 230. В противном случае, если ответ «нет», то способ 200 переходит к шагу 222.

На шаге 222 способа 200 происходит уменьшение первой ширины импульса, подаваемой на топливную форсунку во время цикла выбранного цилиндра, и увеличение второй ширины импульса, подаваемой на топливную форсунку во время цикла выбранного цилиндра. Другими словами, отношение первой ширины импульса ко второй ширине импульса (то есть, отношение разделения) может быть уменьшено. Путем уменьшения первой ширины импульса топливная форсунка получает команду впрыскивать меньше топлива и доводиться до работы, приближающейся или все более погружающейся в нелинейный рабочий режим топливной форсунки непосредственного впрыска во время цикла цилиндра. Увеличение второй ширины импульса подает команду на топливную форсунку впрыскивать больше топлива и работать еще дальше от нелинейного рабочего диапазона топливной форсунки во время цикла цилиндра. Таким образом, первая ширина импульса приводит к работе топливной форсунки ближе или глубже в нелинейную рабочую область топливной форсунки во время цикла цилиндра. После того, как первая ширина импульса подана в топливную форсунку, вторая ширина импульса подается в топливную форсунку в течение того же цикла цилиндра. Вторая ширина импульса переводит топливную форсунку дальше в линейный диапазон работы топливная форсунка непосредственного впрыска. Кроме того, объем топлива, удаленный при первом впрыске топлива во время цикла цилиндра путем уменьшения первой ширины импульса, добавляется к объему второго впрыска топлива во время цикла цилиндра путем увеличения второй ширины импульса. Таким образом, топливная форсунка непосредственного впрыска может быть переведена в нелинейный рабочий режим так, чтобы уменьшить погрешности подачи топлива в двигатель, но обеспечить возможность определения погрешностей подачи топлива форсунки. Способ 200 возвращается к шагу 218 для регистрации воздействия регулирования ширины импульса впрыска топлива, применяемого к топливной форсунке выбранного цилиндра.

На шаге 230 способ 200 оценивает, была ли охарактеризована работа всех топливных форсунок непосредственного впрыска двигателя. Если работа всех топливных форсунок непосредственного впрыска не была охарактеризована, то ответ - «нет», и способ 200 переходит к шагу 232. В ином случае ответ - «да», и способ 200 переходит к шагу 240.

На шаге 232 способ 200 выбирает новый цилиндр из цилиндров, топливные форсунки (например, форсунки непосредственного впрыска) которых не были охарактеризованы. Например, если подающая топливо форсунка первого цилиндра охарактеризована, выбирают второй цилиндр. В некоторых примерах последовательность цилиндров, выбранных для характеристики, может быть основана на порядке зажигания. Дополнительно, ранее выбранный цилиндр работает в нормальном режиме без разделения впрысков топлива. Таким образом, ранее выбранный цилиндр может работать так, что требуемое количество топлива может подаваться за один впрыск топлива. Способ 200 возвращается к шагу 212 после того, как будет выбран новый цилиндр для характеристики топливной форсунки.

На шаге 240 способ 200 определяет корректировки для баллистического или нелинейного режима топливных форсунок непосредственного впрыска всех цилиндров двигателя. Производятся корректировки номинальной ширины импульса (например, существующих значений передаточной функции) топливной форсунки при ширине импульса, при которой работает топливная форсунка на шагах от 218 до 222 в течение времени, когда регулировалось отношение разделения впрыска топлива. В одном примере коррекция импульса впрыска топлива может определяться следующим уравнением:

где (Общий % уменьшения) - это корректировка передаточной функции топливной форсунки непосредственного впрыска выбранного цилиндра при определенной ширины импульса топливной форсунки, (% изменения значения лямбда при ширины импульса по сравнению с номинальным) - это процент изменения определяемого значения лямбда для полного ряда при определенной ширине импульса по сравнению со значением лямбда для ряда при ширине импульса подачи топлива, используемой, когда на топливную форсунку подается топливо на основе начальной ширины импульса (например, значение лямбда в шаге 214), (количество цилиндров на ряд) - это количество цилиндров в ряду (например, двигатель V6 может иметь 3 цилиндра в ряду, а двигатель 14 может иметь 4 цилиндра в одном ряду), и (отношение разделения) - это отношение между шириной первого импульса впрыска топлива и шириной второго импульса впрыска топлива, подаваемых на топливную форсунку (например, топливную форсунку непосредственного впрыска) выбранного цилиндра. Корректировка может быть определена и применена для всех топливных форсунок выбранных цилиндров на основе значений лямбда и ширины импульса, сохраненных в шаге 218. Таким образом, корректировка может быть произведена для всех топливных форсунок всех цилиндров двигателя.

В одном примере ширина импульса топливной форсунки непосредственного впрыска двигателя V6 находится за 1 мс до разделения (например, на шаге 212), а спустя 1 мс ширина импульса разделяется на первую ширину импульса 0,34 мс и вторую ширину импульса 0,66 мс, отношение разделения равно 0,34. Если значение лямбда для ряда уменьшилось на 7% во время раздельного впрыска по сравнению с номинальным (то есть, во время одного впрыска до разделения), то общее уменьшение равно 7*3/(0,34), или 7% разделить на отношение разделения и умножить на число цилиндров в этом ряду (3, поскольку V6). Передаточная функция для заданной ширины импульса для этих рабочих условий изменяется на ~61,7%. По способу 200 выполняют аналогичные регулировки передаточной функции топливной форсунки непосредственного впрыска при любой ширине импульса, при которой работала топливная форсунка непосредственного впрыска между шагами 218 и 222.

На шаге 242 значения, сохраненные в таблице или функции, представляющей передаточную функцию топливной форсунки, пересматриваются путем умножения значений, сохраненных в передаточной функции, на соответствующую поправку форсунки, определенную на шаге 240, и сохранения результата передаточной функции топливной форсунки. Например, если передаточная функция топливной форсунки раскрывает расход топливной форсунки при ширине импульса в 400 микросекунд в качестве Z, и корректировка, определенная на шаге 240 для ширины импульса в 400 микросекунд, составляет 10%, измененное значение, сохраненное в передаточной функции топливной форсунки, равно 0.1⋅Z. Также, когда на топливную форсунку подается импульс шириной, отличающейся от 400 микросекунд, выполняются регулировки для каждого уменьшения ширины импульса подачи топлива, выполненного на шаге 222. Аналогично могут быть произведены регулировки для передаточных функций топливных форсунок других цилиндров. В случаях, когда одна передаточная функция описывает работу всех топливных форсунок цилиндров двигателя, одна передаточная функция регулируется аналогично. Способ 200 сохраняет измененную передаточную функцию или функции в память и переходит к шагу 244.

На шаге 244 по способу 200 производят работу двигателя посредством подачи топлива на цилиндры двигателя на основе измененных и сохраненных передаточных функций топливной форсунки непосредственного впрыска. Например, импульсы подаются в каждую топливную форсунку непосредственного впрыска цилиндра двигателя, значения ширины импульса основываются на требуемой массе топлива, которая должна быть подана на цилиндр в течение цикла цилиндра, и передаточной функции, подающей импульс топливной форсунки согласно требуемой массе топлива, которая должна быть впрыснута в цилиндр. Способ 200 переходит к выходу после того, как цилиндры двигателя приводятся в работу в ответ на одну или несколько измененных передаточных функций топливной форсунки непосредственного впрыска.

Следовательно, способ на Фиг. 2 представляет собой способ для цилиндра, содержащий: в состоянии обучения, подачу первой ширины импульса и второй ширины импульса в топливную форсунку, подающую топливо в цилиндр во время цикла цилиндра; изменение соотношения между первой шириной импульса и второй шириной импульса; и определение передаточной функции вариабельности форсунки на основе соотношения и значения лямбда двигателя; и регулировку параметра управления форсункой на основе передаточной функции, в котором параметром управления топливной форсунки является коэффициент усиления топливной форсунки.

Способ дополнительно включает в себя изменение отношения путем уменьшения первой ширины импульса и увеличения второй ширины импульса, причем вторая ширина импульса превышает первую ширину импульса, и причем первая ширина импульса подается на форсунку для подачи первого впрыска топлива, а вторая ширина импульса подается на форсунку для подачи второго впрыска топлива. Кроме того, способ включает в себя работу форсунки в баллистическом режиме за счет первой ширины импульса, причем поток через форсунку нелинейный, и работу форсунки в небаллистическом режиме за счет второй ширины импульса. Более того, способ включает в себя топливную форсунку, являющуюся топливной форсункой непосредственного впрыска, в которой первая и вторая ширина импульса основаны на получении стехиометрического значения лямбда двигателя, равного единице.

Способ дополнительно включает в себя первый впрыск топлива, подаваемый до второго впрыска топлива, причем первый и второй впрыски топлива разделены минимальным углом поворота коленчатого вала, причем цилиндр находится в двигателе, причем, в состоянии обучения двигатель работает на постоянных оборотах и с постоянной воздушной массой, причем первый и второй впрыски топлива выполняются при постоянном давлении направляющей-распределителя во время обучения.

В некоторых примерах способ подачи топлива в цилиндр может содержать: в состоянии обучения, изменение давления направляющей-распределителя топливной форсунки, и при каждом значении давления направляющей-распределителя изменение отношения первой ширины импульса ко второй ширине импульса, измерение значения лямбда двигателя для каждого отношения и определение передаточной функции вариативности топливной форсунки непосредственного впрыска на основании давления направляющей-распределителя, отношения и значения лямбда двигателя.

В некоторых других примерах способ приведения в действие топливной форсунки, подающей топливо в цилиндр, входящего в двигатель, содержит: во время первого состояния, когда двигатель работает при постоянных оборотах и постоянной воздушной массе, разделение требуемого количества впрыска топлива на первую часть топлива и вторую часть топлива; приведение в действие топливной форсунки при первой ширине импульса для подачи первой части топлива в первый момент впрыска; и приведение в действие топливной форсунки при второй ширине импульса для подачи второй части топлива во второй момент впрыска позднее, чем первый момент впрыска во время цикла цилиндра; и во время последующих циклов цилиндра, происходящих после этого цикла цилиндра, уменьшение отношения первой ширины импульса ко второй ширине импульса на заранее определенную величину, пока не будет достигнуто предельное отношение, при этом поддерживая требуемое количество впрыска топлива; измерение значения лямбда двигателя во время каждого цикла цилиндра; и получение передаточной функции топливной форсунки на основе значения лямбда и отношения. Способ дополнительно содержит: во время второго условия, регулировку параметра управления топливной форсункой на основе изученной передаточной функции; и причем второе состояние основано на одном или нескольких следующих параметрах: частота вращения двигателя, текущая нагрузка на двигатель и текущая потребность в крутящем моменте. Способ дополнительно содержит приведение в действие топливной форсунки при постоянном давлении направляющей-распределителя во время первого состояния.

Способ включает в себя требуемый объем впрыска топлива, основанный на обеспечении воздушно-топливного отношения цилиндра для получения значения лямбда двигателя, равного единице, причем топливная форсунка является топливной форсункой непосредственного впрыска, причем уменьшение отношения выполняется путем уменьшения первой ширины импульса и увеличения второй ширины импульса, и причем при подаче первой ширины импульса топливная форсунка работает в баллистическом режиме, а при подаче второй ширины импульса топливная форсунка работает в небаллистическом режиме; и причем первая ширина импульса и вторая ширина импульса разделены углом поворота коленчатого вала.

На Фиг. 3 показан примерный график величины корректировки топливной форсунки по отношению к ширине импульса топливной форсунки для топливной форсунки, работающей в нелинейном или баллистическом режиме. Топливные форсунки на Фиг. 1 могут работать аналогично примеру, показанному на Фиг. 3.

Ось X представляет собой ширину импульса топливной форсунки. Величина ширины импульса топливной форсунки может изменяться от нуля до десятых миллисекунд. Ось Y представляет собой корректировку расхода топлива от номинальной скорости расхода топливной форсунки. Номинальная корректировка имеет значение 1. Если значение расхода топливной форсунки меньше номинального, поправочный коэффициент - это часть номинального значения (например, 0,8). Корректировка может быть применена как единица, разделенная на 0,8 (т.е. 1/0,8). Если значение расхода топливной форсунки больше номинального, поправочный коэффициент может быть больше 1 (например, 1,1). Круги представляют отдельные значения данных для разных ширин импульса топливной форсунки.

В этом примере топливная форсунка начинает работу в нелинейном или баллистическом режиме, когда значения ширины импульса меньше приблизительно 500 микросекунд. Этот диапазон обозначен стрелкой 302. При больших или более длительных ширинах импульса расход топливной форсунки - это номинальное количество, что отображается значением, равным единице, когда ширина импульса топливной форсунки больше 500 микросекунд. Этот диапазон обозначен стрелкой 306. Если топливная форсунка, раскрытая на графике 300, работает с шириной импульса 420 микросекунд, расход топливной форсунки составляет приблизительно 0,93 от номинального расхода топливной форсунки, как показано стрелкой 304, это означает, что, когда форсунка работает в режиме малой ширины импульса, то количество подаваемого топлива снижается на большую величину, чем ожидается. Таким образом, скорость расхода топлива данной топливной форсунки снижается, когда на него подают импульс впрыска в 420 микросекунд. Т. е. при 420 микросекундах подача топлива составляет 93% в сравнении с номинальным значением (100%) для определенной форсунки. Это означает, что когда запрашивается расход топлива со значением 1 для форсунки при 420 микросекундах, фактическая подача форсунки составляет 0,93. Поэтому поправочный коэффициент равен 0,93, и количество топлива, умноженное на 1 / поправочный коэффициент (т.е. 1/0,93 = 1,075), может использоваться для работы форсунки с номинальным расходом, равным 1.

Поправочный коэффициент затем уменьшается в ответ на ширину импульса топливной форсунки, меньшую, чем 420 микросекунд. При ширине импульса топливной форсунки больше 500 микросекунд поправочный коэффициент от номинального значения равен единице (т.е. без корректировки). Номинальная скорость расхода топливной форсунки может быть умножена на поправочный коэффициент для обеспечения скорости расхода топливной форсунки, когда определенная ширина импульса применяется для топливной форсунки.

Множество поправочных значений, показанных на Фиг. 3, можно сохранить в таблице или функции в качестве передаточной функции для топливной форсунки. Поправочные значения могут быть изменены или обновлены по способу на Фиг. 2. Таким образом, можно раскрыть расход топливной форсунки в баллистическом рабочем режиме топливной форсунки, где форсунка может показывать нелинейный расход.

Обращаясь к Фиг. 4, показан пример профиля топливной форсунки, который может использоваться для описания топливной форсунки (например, топливная форсунка непосредственного впрыска) цилиндра, выбранного для топливной форсунки. В частности, на Фиг. 4 показана схема 400 положения поршня относительно положения двигателя для данного цилиндра двигателя. Далее, на схеме 400 показано положение двигателя вдоль оси X в градусах угла коленчатого вала (ГУКВ). На кривой 402 показано положение поршня (вдоль оси Y) от верхней мертвой точки (ВМТ) и/или нижней мертвой точки (НМТ) и далее со ссылкой на положение поршня в четырех тактах (впуск, сжатие, рабочий такт и выпуск) цикла двигателя. Согласно синусоидальной кривой 402, поршень постепенно перемещается вниз от ВМТ, достигая крайнего нижнего положения в НМТ к концу рабочего хода. Поршень затем возвращается вверх в ВМТ к концу такта выпуска. После этого поршень снова перемещается вниз в НМТ во время такта впуска, возвращаясь в свое первоначальное положение в ВМТ к концу такта сжатия.

Вторая кривая (сверху) схемы 400 показывает пример профиля впрыска топлива 404, который может использоваться для выбранного цилиндра перед разделением (например, на шаге 212 Фиг. 2). Например, профиль впрыска топлива 404 может использоваться для номинального впрыска топлива, причем один впрыск топлива используется для подачи требуемого объема топлива с целью получить требуемое воздушно-топливное отношение двигателя.

Третья кривая сверху схемы 400 показывает пример профиля раздельного впрыска топлива для выбранного цилиндра после разделения. Например, профиль раздельного впрыска топлива может использоваться в ответ на запрос охарактеризовать топливную форсунку непосредственного впрыска.

Контроллер двигателя (например, контроллер 12 на Фиг. 1) может быть выполнен с возможностью подавать требуемое количество топлива в цилиндр в качестве первого отдельного непосредственного впрыска, изображенного под номером 404. Первый отдельный впрыск 404 может включать в себя требуемый объем топлива, впрыскиваемый в первый момент времени CAD1. Требуемый объем топлива может впрыскиваться для получения требуемого воздушно-топливного отношения двигателя. Значение лямбда двигателя, полученное в ответ на первый отдельный впрыск, может быть номинальным значением лямбда.

Кроме того, контроллер может быть выполнен с возможностью обеспечить первый раздельный впрыск топлива, изображенный под номером 406, и второй раздельный впрыск, изображенный под номером 408, в ответ на запрос охарактеризовать топливную форсунку. То есть, в ответ на запрос охарактеризовать топливную форсунку, требуемый объем топлива может разделяться на объем первого раздельного впрыска, который может впрыскиваться непосредственно в качестве впрыска на первом ходе впуска в момент CAD2, и объем второго раздельного впрыска, который может впрыскиваться непосредственно в качестве впрыска на втором ходе впуска в момент CAD3. Кроме того, значение лямбда двигателя может измеряться во время цикла цилиндра, когда выполняется раздельный впрыск. Первый раздельный впрыск топлива и второй раздельный впрыск топлива могут разделяться минимальным углом поворота коленчатого вала CAD4. Кроме того, первая ширина импульса напряжения, поданного на форсунку для первого раздельного впрыска топлива, может быть меньше второй ширины импульса напряжения, поданного на форсунку для второго впрыска топлива. Более того, отношение первой ширины импульса ко второй ширине импульса может уменьшаться с тем, чтобы заставить топливную форсунку работать в нелинейном режиме во время первого впрыска топлива. Значение лямбда, определенное во время раздельного впрыска, может сравниваться с номинальным значением лямбда, полученным до раздельного впрыска. Изменение значения лямбда относительно номинального может использоваться для определения поправочного коэффициента для передаточной функции топливной форсунки.

Таким образом, разделяя требуемый объем впрыска топлива на первый раздельный впрыск топлива и второй раздельный впрыск топлива, и определяя соответствующее изменение лямбды двигателя, можно получить поправочный коэффициент для корректировки передаточной функции форсунки для работы в нелинейных режимах низкого расхода.

На Фиг. 5 показана рабочая последовательность топливной форсунки для управления подачей топлива по способу, показанному на Фиг. 2. Вертикальные маркеры времени Т1-Т6 представляют собой актуальные моменты времени во время выполнения последовательности. На Фиг. 5 показаны примерная частота вращения двигателя на кривой 502, воздушная масса двигателя на кривой 504, лямбда двигателя на кривой 506, первая ширина импульса цилиндра, выбранного для описания топливной форсунки, на кривой 510, и вторая ширина импульса выбранного цилиндра на кривой 512. На всех графиках, изображенных на Фиг. 5, ось X представляет собой ось времени, на которой время увеличивается в направлении слева направо.

Первый график сверху на Фиг. 5 - это график частоты вращения двигателя в зависимости от времени. Ось Y представляет собой частоту вращения двигателя, и частота вращения двигателя увеличивается в направлении стрелки оси Y.

Второй график сверху на Фиг. 4 - это график количества воздуха в тракте двигателя в зависимости от времени. Ось Y представляет собой количество воздуха в тракте двигателя (например, расход воздуха в двигателе), и количество воздуха в тракте двигателя увеличивается в направлении стрелки оси Y.

Третий график сверху на Фиг. 4 - это график показателя лямбда двигателя в зависимости от времени. Ось Y представляет собой показатель лямбда двигателя, и показатель лямбда двигателя увеличивается в направлении стрелки оси Y.

Четвертый график, начиная сверху, на Фиг. 4 - это график первой ширины импульса, подаваемой на топливную форсунку непосредственного впрыска выбранного цилиндра в течение цикла выбранного цилиндра, в зависимости от времени. Ось Y представляет собой первую ширину импульса впрыска топлива, и первая ширина импульса впрыска топлива увеличивается в направлении стрелки оси Y.

Пятый график, начиная сверху, на Фиг. 4 - это график второй ширины импульса, подаваемой в топливную форсунку непосредственного впрыска выбранного цилиндра в течение цикла выбранного цилиндра, в зависимости от времени. Ось Y представляет собой вторую ширину импульса впрыска топлива, и вторая ширина импульса впрыска топлива увеличивается в направлении стрелки оси Y.

В момент времени T0 двигатель работает с постоянной частотой вращения и постоянной массой воздуха. Значение лямбда двигателя равно единице (например, требуемое значение лямбда). Первая ширина импульса, поданная в топливную форсунку непосредственного впрыска во время цикла выбранного цилиндра, принимающего топливо, имеет среднее значение. Вторая ширина импульса, поданная в топливную форсунку непосредственного впрыска во время того же цикла цилиндра, принимающего топливо, равна нулю. Это говорит о том, что только один импульс впрыска топлива подается в топливную форсунку во время цикла цилиндра.

В момент времени T1 частота вращения двигателя и масса воздуха сохраняют соответствующие постоянные значения. Первая ширина импульса, подаваемая на выбранный цилиндр, уменьшается в ответ на запрос охарактеризовать топливную форсунку непосредственного впрыска. Вторая ширина импульса, подаваемая на выбранный цилиндр, увеличивается в ответ на запрос охарактеризовать топливную форсунку непосредственного впрыска. Первая ширина импульса и вторая ширина импульса превышают ширину импульса для входа в баллистический рабочий режим топливной форсунки непосредственного впрыска, где расход топливной форсунки нелинейный. Значение лямбда двигателя стабильно, когда равно единице. Значение лямбда двигателя и ширины импульса топливной форсунки непосредственного впрыска сохраняются в памяти вскоре после момента времени T1 и до момента времени 12.

В момент времени T2 частота вращения двигателя и масса воздуха продолжают сохранять соответствующие постоянные значения. Первая ширина импульса, подаваемая на выбранный цилиндр, дополнительно уменьшается в ответ на то, что первый импульс впрыска топлива не равен минимальному значению. Вторая ширина импульса, подаваемая на выбранный цилиндр, также увеличивается в ответ на то, что первый импульс впрыска топлива не равен минимальному значению. Первая ширина импульса впрыска топлива достаточно короткая для входа топливной форсунки непосредственного впрыска в нелинейный или баллистический рабочий режим, при котором расход топлива через топливную форсунку непосредственного впрыска может быть нелинейным. Значение лямбда двигателя увеличивается, что означает, что первый импульс впрыска топлива не подает требуемое количество топлива, и топливная форсунка работает в баллистическом режиме. Увеличенное значение лямбда означает, что передаточная функция топливной форсунки непосредственного впрыска подает импульс впрыска топлива на топливную форсунку непосредственного впрыска, что приводит к меньшему воздушно-топливному отношению, чем требуется. Значение лямбда двигателя и ширина импульса топливной форсунки непосредственного впрыска сохраняются в памяти вскоре после момента времени T2 и до момента времени T3.

В момент времени T3 частота вращения двигателя и масса воздуха продолжают сохранять соответствующие постоянные значения. Первая ширина импульса, подаваемая на выбранный цилиндр, дополнительно уменьшается в ответ на то, что первый импульс впрыска топлива не равен минимальному значению. Вторая ширина импульса, подаваемая на выбранный цилиндр, также увеличивается в ответ на то, что первый импульс впрыска топлива не равен минимальному значению. Первый импульс впрыска топлива направляет топливную форсунку непосредственного впрыска глубже в нелинейный рабочий режим топливной форсунки непосредственного впрыска. Значение лямбда двигателя увеличивается еще больше, показывая, что первый импульс впрыска топлива все еще находится в баллистическом режиме. Увеличенное значение лямбда означает, что передаточная функция топливной форсунки непосредственного впрыска подает импульс впрыска топлива на топливную форсунку непосредственного впрыска, что приводит к меньшему воздушно-топливному отношению, чем требуется. Значение лямбда двигателя и ширины импульса топливной форсунки непосредственного впрыска сохраняются в памяти вскоре после момента времени T3 и до момента времени T4.

В момент времени T4 частота вращения двигателя и масса воздуха продолжают сохранять соответствующие постоянные значения. Первая ширина импульса, подаваемая на выбранный цилиндр, дополнительно уменьшается в ответ на то, что первый импульс впрыска топлива не равен минимальному значению. Вторая ширина импульса, подаваемая на выбранный цилиндр, также увеличивается в ответ на то, что первый импульс впрыска топлива не равен минимальному значению. Первый импульс впрыска топлива направляет топливную форсунку непосредственного впрыска работать еще глубже в нелинейный рабочий режим топливной форсунки непосредственного впрыска. Значение лямбда двигателя немного уменьшается, показывая, что передаточная функция топливной форсунки непосредственного впрыска подает первый импульс впрыска топлива, который близок к требуемому значению, которое обеспечивает значение лямбда, равное единице. Значение лямбда показывает, что передаточная функция топливной форсунки непосредственного впрыска подлежит коррекции на меньших ширинах импульса первой ширины импульса, подаваемой во время цикла выбранного цилиндра. Значение лямбда двигателя и ширины импульса топливной форсунки непосредственного впрыска сохраняются в памяти вскоре после момента времени T4 и до момента времени Т5.

В момент времени Т5 частота вращения и воздушная масса двигателя продолжают оставаться на своих постоянных значениях, а первая ширина импульса, подаваемая на выбранный цилиндр, дополнительно уменьшается в ответ на то, что первый импульс впрыска топлива не равен минимальному значению. Вторая ширина импульса, подаваемая на выбранный цилиндр, также увеличивается в ответ на то, что первый импульс впрыска топлива не равен минимальному значению. Первый импульс впрыска топлива направляет топливную форсунку непосредственного впрыска работать даже еще глубже в нелинейный рабочий режим топливной форсунки непосредственного впрыска. Значение лямбда двигателя немного уменьшается, показывая, что передаточная функция топливной форсунки непосредственного впрыска подает первый импульс впрыска топлива, который близок к требуемому значению, которое обеспечивает значение лямбда, равное единице. Значение лямбда показывает, что передаточная функция топливной форсунки непосредственного впрыска подлежит коррекции на меньших ширинах импульса первой ширины импульса, подаваемой во время цикла выбранного цилиндра. Значение лямбда двигателя и ширина импульса топливной форсунки непосредственного впрыска сохраняются в памяти вскоре после момента времени Т5 и до момента времени T6.

В момент времени T6 частота вращения двигателя и масса воздуха продолжают сохранять соответствующие постоянные значения. Топливная форсунка непосредственного впрыска работает только на основе первой ширины импульса, поданной на топливную форсунку непосредственного впрыска во время цикла цилиндра в ответ на то, что ширина импульса топливной форсунки непосредственного впрыска уменьшилась до минимального значения. Второй импульс впрыска топлива, подаваемый на топливную форсунку непосредственного впрыска, устраняется в ответ на то, что первая ширина импульса уменьшилась до минимального значения. Значение лямбда стремится обратно к значению один. Первый импульс непосредственного впрыска топлива - это значение, приводящее в работу топливную форсунку непосредственного впрыска в линейном режиме вне баллистического режима.

После момента времени T6 передаточная функция топливной форсунки непосредственного впрыска может быть отрегулирована для улучшения характеристики передаточной функции работы топливной форсунки непосредственного впрыска. В одном примере входные данные передаточной функции топливной форсунки непосредственного впрыска могут быть отрегулированы путем умножения имеющихся значений в передаточной функции топливной форсунки непосредственного впрыска на поправочное значение, основанное на изменении лямбды двигателя по сравнению с номинальным значением, как раскрыто в способе на Фиг. 2. Топливные форсунки непосредственного впрыска могут впоследствии работать на основе пересмотренной передаточной функции.

В одном примере, последовательность на Фиг. 5 может обеспечиваться согласно способу на Фиг. 2 в системе, содержащей: двигатель с цилиндром; топливную форсунку непосредственного впрыска, выполненную с возможностью гидравлической связи с цилиндром; контроллер с исполнимыми инструкциями, хранящимися в долговременной памяти, для управления работой двигателя с постоянным воздушно-топливным отношением во время подачи топлива на цилиндр топливной форсункой непосредственного впрыска, дополнительными инструкциями для обеспечения двух впрысков топлива топливной форсункой непосредственного впрыска в ответ на запрос на регулирование параметра управления, например, коэффициент усиления топливной форсунки или передаточная функция топливной форсунки непосредственного впрыска.

Система может дополнительно содержать дополнительные инструкции для уменьшения объема первого впрыска из топливной форсунки непосредственного впрыска и увеличения объема второго впрыска из топливной форсунки непосредственного впрыска в ответ на запрос регулировки параметра управления, причем передаточная функция или коэффициент усиления регулируются на основе лямбды отработавших газов.

Более того, система может дополнительно содержать дополнительные инструкции для регулировки передаточной функции или коэффициента усиления путем сравнения лямбды отработавших газов цикла цилиндра во время выполнения раздельного впрыска (включая первый и второй впрыск топлива) с номинальной лямбдой отработавших газов цикла цилиндра, когда во время цикла цилиндра был выполнен только один впрыск.

В одном примере способ для цилиндра с топливным инжектором непосредственного впрыска содержит: в состоянии обучения сравнение первого выходного сигнала УДКОГ номинального впрыска топлива без отношения разделения и второго выходного сигнала УДКОГ впрыска топлива с отношением разделения для получения поправочного коэффициента передаточной функции для топливной форсунки в цилиндре; и регулировку параметра топливной форсунки на основе определенного поправочного коэффициента; причем параметр топливной форсунки - это передаточная функция топливной форсунки.

Способ дополнительно содержит изменение отношения разделения за счет уменьшения первой части впрыска топлива во впрыске с отношением разделения и увеличения второй части впрыска топлива во впрыске с отношением разделения во время обучения, первая часть впрыска топлива подается до второй части впрыска топлива разделяется минимальным углом поворота коленчатого вала.

Способ включает в себя топливную форсунку непосредственного впрыска, работающую в баллистическом режиме, для подачи первой части впрыска топлива, и топливную форсунку непосредственного впрыска, работающую в небаллистическом режиме, для подачи второй части впрыска топлива.

Следует понимать, что в то время, как в представленных здесь примерах раскрывается получение передаточной функции топливной форсунки в двигателе с непосредственным впрыском топлива, аналогичные способы можно применять при определении вариабельности форсунки непосредственного впрыска в двигательной системе, оснащенной системой распределенного впрыска и непосредственного впрыска.

Таким образом, разделяя впрыск топлива на два впрыска топлива, когда форсунка работает в нелинейном режиме для подачи первого раздельного впрыска топлива, и где форсунка работает в линейном режиме для подачи второго раздельного впрыска топлива; изменяя отношение разделения первого раздельного впрыска топлива ко второму раздельному впрыску топлива; и сравнивая значение лямбды двигателя во время раздельных впрысков топлива с номинальным значениям лямбда, определенным во время отдельного впрыска топлива без отношения разделения; может определяться поправочный коэффициент для запоминания вариабельности форсунки в нелинейном режиме работы форсунки, а передаточная функция топливной форсунки может корректироваться на основе поправочного коэффициента. Путем регулирования передаточной функции топливной форсунки на основе поправочного коэффициента может быть уменьшена вариабельность топливной форсунки в нелинейном режиме. Следовательно, диапазон работы форсунки может быть расширен, что позволяет форсунке работать с шириной импульса, не допускавшейся ранее в связи с нелинейными характеристиками топливной форсунки. Также путем уменьшения вариабельности в нелинейном режиме могут быть уменьшены погрешности воздушно-топливного отношения двигателя. В результате возможно сокращение выбросов двигателя и увеличение эффективности каталитического нейтрализатора.

Следует отметить, что примеры алгоритмов управления и оценки, представленные в настоящей заявке, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или автомобиля. Раскрытые в настоящей заявке способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти и выполняться посредством системы управления, содержащей контроллер в сочетании с различными датчиками, приводами и другим аппаратным обеспечением двигателя. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и т.д. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно, а в некоторых случаях - могут опускаться. Точно так же указанный порядок обработки не обязательно требуется для достижения отличительных особенностей и преимуществ описываемых здесь 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 изображать код, программируемый в долговременной памяти машиночитаемого носителя данных в системе управления двигателем, где раскрытые действия могут быть выполнены посредством исполнения инструкций в системе, включая различные компоненты аппаратного обеспечения двигателя совместно с электронным контроллером.

Следует понимать, что конфигурации и алгоритмы, раскрытые здесь, носят иллюстративный характер, и что эти конкретные варианты осуществления не следует рассматривать в качестве ограничения, так как возможны многочисленные модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена в двигателях с конфигурацией цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, а также другие отличительные признаки, функции и/или свойства, раскрытые в настоящем описании.

В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации компонентов, которые считаются новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы ссылка может быть сделана на «один» элемент или «первый» элемент или на эквивалентный термин. Следует понимать, что такие пункты могут включать 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 изменения имеющихся пунктов или путем представления новых пунктов формулы в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются ли они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи первоначальной формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего изобретения.

Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей для двигателей внутреннего сгорания. Раскрыты системы и способы для улучшения подачи топлива для двигателя с цилиндром, получающим топливо от топливной форсунки непосредственного впрыска. В одном примере передаточная функция или характеристика топливной форсунки непосредственного впрыска регулируется в ответ на значение лямбда отработавших газов и первую ширину импульса двух ширин импульса, подаваемых на инжектор цилиндра в течение цикла цилиндра. Изобретение позволяет уменьшить погрешность воздушно-топливного отношения в двигателе, снизить токсичность двигателя и увеличить эффективность каталитического нейтрализатора. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ для цилиндра, содержащий шаги:

в состоянии обучения,

подают первую ширину импульса и вторую ширину импульса в топливную форсунку, подающую топливо в цилиндр во время цикла цилиндра;

изменяют отношение первой ширины импульса ко второй ширине импульса путем уменьшения первой ширины импульса с увеличением второй ширины импульса; и

определяют передаточную функцию форсунки на основе отношения и значения лямбда двигателя; и

регулируют параметр управления форсунки на основе передаточной функции.

2. Способ по п. 1, в котором параметр управления топливной форсунки - это коэффициент усиления топливной форсунки, причем изменение отношения включает в себя уменьшение первой ширины импульса с увеличением второй ширины импульса на заданное значение пошагово во время состояния обучения.

3. Способ по п. 2, в котором изменение отношения также включает в себя уменьшение первой ширины импульса с увеличением второй ширины импульса до тех пор, пока ширина первого импульса не уменьшится до минимальной ширины импульса, и дополнительно содержащий, в ответ на уменьшение ширины первого импульса до минимальной ширины импульса, устранение второй ширины импульса и работу топливной форсунки с одним впрыском топлива.

4. Способ по п. 3, в котором вторая ширина импульса превышает первую ширину импульса, и причем первую ширину импульса подают на форсунку для подачи первого впрыска топлива, а вторую ширину импульса подают на форсунку для подачи второго впрыска топлива.

5. Способ по п. 4, в котором первая ширина импульса приводит в действие форсунку в баллистическом режиме, когда поток через форсунку нелинейный, а вторая ширина импульса приводит в действие форсунку в небаллистическом режиме.

6. Способ по п. 5, в котором топливная форсунка является топливной форсункой непосредственного впрыска и в котором первая и вторая ширина импульса основаны на получении стехиометрического значения лямбда двигателя, равного единице.

7. Способ по п. 4, в котором первый впрыск топлива осуществляют до второго впрыска топлива во время такта впуска в цикле цилиндра и в котором первый и второй впрыски топлива разделены минимальным углом поворота коленчатого вала.

8. Способ по п. 1, в котором цилиндр находится в двигателе, и в котором во время состояния обучения двигатель работает при постоянных частоте вращения и воздушной массе.

9. Способ по п. 4, в котором первый и второй впрыски топлива выполняют при постоянном давлении направляющей-распределителя во время состояния обучения.

10. Способ по п. 1, дополнительно содержащий шаги: во время состояния обучения изменяют давление направляющей-распределителя топливной форсунки, и при каждом значении давления направляющей-распределителя изменяют отношение первой ширины импульса ко второй ширине импульса, измеряют значение лямбда двигателя для каждого отношения и определяют передаточную функцию вариативности топливной форсунки непосредственного впрыска на основании давления направляющей-распределителя, отношения и значения лямбда двигателя.

11. Способ работы топливной форсунки, подающей топливо в цилиндр двигателя, содержащий шаги:

во время первого состояния, когда двигатель работает при постоянных частоте вращения и воздушной массе,

разделяют требуемый объем впрыска топлива на первую часть топлива и вторую часть топлива; приводят в действие топливную форсунку при первой ширине импульса для подачи первой части топлива в первый момент впрыска; и приводят в действие топливную форсунку при второй ширине импульса для подачи второй части топлива во второй момент впрыска после первого момента впрыска во время цикла цилиндра; и

во время последующих циклов цилиндра, происходящих после указанного цикла цилиндра, уменьшают отношение первой ширины импульса ко второй ширине импульса на заранее заданное значение, поддерживая требуемый объем впрыска топлива; измеряют значение лямбда двигателя в течение каждого цикла цилиндра; и получают передаточную функцию топливной форсунки на основе значения лямбда и отношения,

причем уменьшение отношения включает в себя уменьшение первой ширины импульса с увеличением второй ширины импульса.

12. Способ по п. 11, дополнительно содержащий во время второго состояния регулировку параметра управления топливной форсункой на основе изученной передаточной функции; и причем второе состояние основано на одном или нескольких следующих параметрах: частота вращения двигателя, текущая нагрузка на двигатель и текущая потребность в крутящем моменте.

13. Способ по п. 12, дополнительно содержащий приведение в действие топливной форсунки при постоянном давлении направляющей-распределителя во время первого состояния.

14. Способ по п. 13, в котором требуемый объем впрыска топлива основан на обеспечении воздушно-топливного отношения цилиндра для получения значения лямбда двигателя, равного единице.

15. Способ по п. 11, в котором топливная форсунка - это топливная форсунка непосредственного впрыска, причем первая ширина импульса и вторая ширина импульса доставляются во время такта впуска цикла цилиндра.

16. Способ по п. 15, в котором отношение уменьшают пошагово на заданное значение, пока первая ширина импульса не уменьшится до минимальной ширины импульса.

17. Способ по п. 11, в котором первая ширина импульса приводит в действие топливную форсунку в нелинейном баллистическом режиме, а вторая ширина импульса приводит в действие топливную форсунку в небаллистическом режиме; причем первая ширина импульса и вторая ширина импульса разделены углом поворота коленчатого вала.

18. Способ для цилиндра с топливной форсункой непосредственного впрыска, содержащий шаги:

доставляют номинальный впрыск топлива без отношения разделения впрысков и впрыск топлива с отношением разделения впрысков;

изменяют отношение разделения впрысков путем уменьшения первой части впрыска топлива во впрыске с отношением разделения с увеличением второй части впрыска топлива во впрыске с отношением разделения, пока первая часть впрыска топлива не уменьшится до минимального значения;

во время состояния обучения, сравнивают первый выходной сигнал универсального датчика содержания кислорода в отработавших газах (УДКОГ) номинального впрыска топлива без отношения разделения впрысков и второго выходного сигнала УДКОГ впрыска топлива с отношением разделения впрысков для получения поправочного коэффициента передаточной функции для топливной форсунки в цилиндре; и

регулируют параметр топливного инжектора на основе полученного поправочного коэффициента;

причем параметр топливной форсунки представлен передаточной функцией топливной форсунки.

19. Способ по п. 18, причем первую часть впрыска топлива подают до второй части впрыска топлива во время такта впуска цикла цилиндра и разделяют минимальным углом поворота коленчатого вала, причем во время состояния обучения двигатель, содержащий цилиндр, работает с постоянными массой воздуха и скоростью.

20. Способ по п. 19, в котором топливная форсунка непосредственного впрыска работает в баллистическом режиме для подачи первой части впрыска топлива и в котором топливная форсунка непосредственного впрыска работает в небаллистическом режиме для подачи второй части впрыска топлива.