Уровень техники/Раскрытие изобретения
Дизельные двигатели, обычно, содержат дизельные сажевые фильтры ДСФ (DPF) для снижения выбросов сажи и других твердых частиц ТЧ (РМ), образующихся при сгорании дизельного топлива. Тем не менее, использование ДСФ (DPF) увеличивает стоимость, сложность и массу силовой установки и может ухудшать работу двигателя и экономию топлива. Повышение содержания кислорода в топливе является одним из способов, который может обеспечивать снижение выбросов ТЧ (РМ), благодаря чему можно отказаться от использования ДСФ (DPF). Подача более богатого кислородом топлива в камеры сгорания двигателя может способствовать более равномерному сгоранию и снижению количества обогащенных топливом областей внутри камер сгорания, которые, как правило, более подвержены образованию сажи и ТЧ (РМ).
Тем не менее, авторы настоящего изобретения отметили различные недостатки вышеупомянутого подхода. Более конкретно, содержание кислорода в топливе, соответствующее снижению количества ТЧ (РМ), достаточному для соответствия стандартам выбросов двигателя (без ДСФ (DPF)), зависит от многих факторов, в том числе от конструкции двигателя и системы сгорания. Соответственно, сгорание топлива с более высоким содержанием кислорода может чрезмерно ухудшить или может излишне снизить экономию топлива при работе двигателя в условиях, когда выбросы ТЧ (РМ) невысоки сами по себе.
В одном из примеров, вышеупомянутые недостатки частично могут быть устранены посредством способа, содержащего: расположение клапана регулирования давления КРД (PCV) вблизи выпуска топливной рампы; расположение клапана регулирования объема КРО (VCV) вблизи впуска насоса высокого давления; и, в ответ на отклонение значения количества твердых частиц ТЧ (РМ) в отработавших газах от целевого значения количества ТЧ (РМ), регулирование топливного отношения первого топлива и второго топлива, подаваемых в двигатель, и открытие КРД (PCV) или КРО (VCV).
В другом примере, способ для двигателя может содержать: расчет содержания кислорода в топливе, подаваемом в двигатель; и, в ответ на отклонение значения содержания кислорода в топливе от целевого значения содержания кислорода в топливе, регулирование потока первого, более богатого кислородом топлива из топливного бака для первого типа топлива, и второго, менее богатого кислородом топлива из бака для второго типа топлива, в топливную рампу двигателя, и открытие клапана регулирования давления КРД (PCV) или клапана регулирования объема КРО (VCV), причем открытие КРД (PCV) способствует удалению топлива из топливной рампы, расположенной перед двигателем по ходу потока, и открытие КРО (VCV) способствует удалению топлива из топливного насоса высокого давления, расположенного перед топливной рампой по ходу потока.
В другом примере, система транспортного средства может содержать: двигатель; топливную систему, содержащую бак для первого типа топлива, бак для второго типа топлива, клапан регулирования давления КРД (PCV), расположенный между топливной рампой и баком для смешанного топлива, и клапан регулирования объема КРО (VCV), расположенный между топливным насосом высокого давления и баком для смешанного топлива; контроллер с исполняемыми командами для направления топлива из топливного насоса высокого давления в бак для смешанного топлива посредством открытия КРО (VCV), направления топлива из топливной рампы в бак для смешанного топлива посредством открытия КРД (PCV), и регулирования содержания кислорода в топливе, подаваемом в двигатель, посредством регулирования величины потока топлива из бака для первого типа топлива, или бака для второго типа топлива, или бака для смешанного топлива, в ответ на отклонение значения количества ТЧ (РМ) от целевого значения количества ТЧ (РМ).
Таким образом, содержание кислорода в топливе может быть отрегулировано для достижения технического результата поддержания количества ТЧ (РМ) на уровне целевого значения или ниже его без использования ДСФ (DPF) в широком диапазоне конструкций и условий работы двигателя, при сохранении характеристик топливной экономичности. Кроме того, посредством регулирования величины проходного сечения КРО (VCV) и/или КРД (PCV), топливо может быть быстрее удалено со стороны высокого давления топливной системы (то есть, насоса высокого давления, топливной рампы) и из топливных магистралей, ведущих к насосу высокого давления и топливной рампе, благодаря чему регулирование содержания кислорода в топливе может быть более оперативным и дополнительно способствовать снижению выбросов ТЧ (РМ) и повышению экономии топлива. Кроме того, ввиду пониженного из-за возможности исключения ДСФ (DPF) сопротивления потока выпускной системы, могут быть снижены выбросы углекислого газа, что, в свою очередь, может увеличить мощность и крутящий момент двигателя и может позволить уменьшить объем двигателя. Кроме того, технический результат исключения ДСФ (DPF) из выпускной системы содержит снижение затрат на изготовление, и может обеспечить дополнительное значительное снижение затрат на другие сопутствующие компоненты двигателя, такие, как система доочистки NOx или система РОГ (EGR). Исключение ДСФ (DPF) из выпускной системы также устраняет необходимость регенерации ДСФ (DPF), что дополнительно способствует снижению выбросов ТЧ (РМ) и CO2 и увеличению экономии топлива. Кроме того, в двигателе системы транспортного средства, содержащей ДСФ (DPF), способы и системы, раскрытые в настоящей заявке, могут быть использованы для снижения частоты регенерации ДСФ (DPF), и, за счет этого, снижения как потребления топлива, так и выбросов ТЧ (РМ), и продления срока эксплуатации ДСФ (DPF).
Описанные выше преимущества, а также другие преимущества и особенности настоящего изобретения станут очевидны из последующего подробного описания, рассматриваемого отдельно или совместно с прилагаемыми чертежами.
Следует понимать, что приведенное выше краткое описание представлено лишь для ознакомления в упрощенном виде с набором идей, более подробно раскрытых в подробном описании. Оно не предназначено для определения ключевых или обязательных признаков истребуемого объема изобретения, объем которого определен исключительно формулой изобретения, следующей за подробным описанием. Кроме того, истребуемый объем изобретения не ограничен вариантами осуществления, в которых устранены недостатки, указанные выше или в любой части настоящего документа.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 схематически представлен двигатель сгорания транспортного средства.
На фиг. 2 представлена сокращенная схема двигателя на фиг. 1 и пример топливной системы, соединенной по текучей среде с двигателем на фиг. 1.
На фиг. 3-6 представлены блок-схемы примера способа для снижения выбросов твердых частиц.
На фиг. 7, 8 представлен пример временных графиков снижения выбросов твердых частиц, соответствующих способу, представленному на фиг. 3-6.
Подробное описание
Приведенное ниже описание относится к системам и способам для снижения выбросов твердых частиц ТЧ (РМ) двигателя сгорания транспортного средства, такого, как двигатель на фиг. 1. В ответ на отклонение значения количества ТЧ (РМ) от целевого значения количества ТЧ (РМ) в двигателе, содержание кислорода в топливе, подаваемом в двигатель из топливной системы, представленной на фиг. 2, может быть скорректировано. В частности, контроллер может выполнять исполняемые команды, такие, как показаны на блок-схемах на фиг. 3-6, для корректирования содержания кислорода в топливе, подаваемом в двигатель, в ответ на отклонение значения количества ТЧ (РМ) от целевого значения количества ТЧ (РМ). Кроме того, контроллер может выполнять исполняемые команды, такие, как показаны на блок-схемах на фиг. 3-6, для открытия клапана регулирования давления КРД (PCV) и/или клапана регулирования объема КРО (VCV) в ответ на отклонение значения количества ТЧ (РМ) от целевого значения количества ТЧ (РМ), и в ответ на отклонение значения содержания кислорода в топливе от целевого значения содержания кислорода в топливе. Как видно, в топливной системе двигателя на фиг. 2, КРО (VCV) может быть расположен вблизи впуска топливного насоса высокого давления между топливным насосом высокого давления и топливным баком, и КРД (PCV) может быть расположен вблизи выпуска топливной рампы между топливной рампой и топливным баком. Временные графики на фиг. 7-8 иллюстрируют регулирование содержания кислорода в топливе и величины проходного сечения КРО (VCV) и/или КРД (PCV) в ответ на отклонение значения количества ТЧ (РМ) от целевого значения количества ТЧ (РМ) и отклонение значения содержания кислорода в топливе от целевого значения содержания кислорода в топливе.
Таким образом, содержание кислорода в топливе может быть отрегулировано быстрее для достижения технического результата поддержания количества ТЧ (РМ) на уровне целевого значения или ниже его без применения ДСФ (DPF) в широком диапазоне конструкций и условий работы двигателя, при сохранении экономии топлива. Кроме того, за счет регулирования величины проходного сечения КРО (VCV) и/или КРД (PCV), корректирование содержания кислорода в топливе может быть более оперативным, дополнительно снижая выбросы ТЧ (РМ) и улучшая экономию топлива. Кроме того, ввиду пониженного из-за исключения ДСФ (DPF) сопротивления потоку выпускной системы, могут быть снижены выбросы углекислого газа, что, в свою очередь, может увеличить мощность и крутящий момент двигателя и может обеспечить возможность уменьшения объема двигателя. Кроме того, технический результат исключения ДСФ (DPF) из выпускной системы обеспечивает снижение затрат на изготовление, и может обеспечить дополнительное снижение затрат на другие сопутствующие компоненты двигателя, такие, как система доочистки NOx или система РОГ (EGR). Исключение ДСФ (DPF) из выпускной системы также устраняет необходимость регенерации ДСФ (DPF), что дополнительно способствует снижению выбросов ТЧ (РМ) и С02 и увеличению экономии топлива. Кроме того, в двигателе системы транспортного средства, содержащей ДСФ (DPF), способы и системы, раскрытые в настоящей заявке, могут быть использованы для снижения частоты регенерации ДСФ (DPF), и, за счет этого, снижения как потребления топлива, так и выбросов ТЧ (РМ), и продления срока эксплуатации ДСФ (DPF).
На фиг. 1 представлен не ограничивающий пример цилиндра 100 двигателя 110, содержащего впуск и компоненты выпускной системы, сопряженные с цилиндром. Следует отметить, что цилиндр 100 может соответствовать одному из множества цилиндров двигателя. Цилиндр 100, по меньшей мере, частично образован стенками 132 камеры сгорания и поршнем 136. Поршень 136, наряду с другими поршнями двигателя, может быть соединен шатуном с коленчатым валом 140. Посредством трансмиссии коленчатый вал 140 может быть функционально соединен с ведущим колесом и/или генератором.
Поступающий воздух может поступать в цилиндр 100 через впускной канал 142. Кроме того, впускной канал 142 может находиться в соединении с другими цилиндрами двигателя 110. Впускной канал 142 может содержать дроссель 162, содержащий дроссельную заслонку 164, положение которой может быть отрегулировано системой 190 регулирования для изменения величины потока поступающего воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя. Цилиндр 100 может сообщаться с впускным каналом 142 через один или несколько впускных клапанов 152. Цилиндр 100 может выпускать продукты сгорания через выпускной канал 148. Цилиндр 100 может сообщаться с выпускным каналом 148 через один или несколько выпускных клапанов 154.
В некоторых вариантах осуществления, цилиндр 100 может дополнительно содержать свечу 192 зажигания, которую может приводить в действие система 188 зажигания. Цилиндр может содержать топливный инжектор 166 для непосредственной подачи в него топлива. Тем не менее, в других вариантах осуществления, топливный инжектор может быть выполнен внутри впускного канала 142 перед впускным клапаном 152 по ходу потока. Драйвер 168 может приводить в действие топливный инжектор 166. Топливный инжектор 166 может быть соединен с топливной системой 201 (как показано на фиг. 2), и топливо может поступать через одну или несколько топливных рамп 270 (смотри фиг. 2).
Двигатель 110 может представлять собой двигатель с наддувом, содержащий устройство наддува, такое, как турбонагнетатель, содержащий компрессор 196, расположенный во впускном канале 142, и турбину 194, расположенную в выпускном канале 148. Количество нагнетаемого воздуха, подаваемого турбонагнетателем, может быть изменено системой 190 регулирования. Для снижения температуры поступающего воздуха, сжимаемого турбонагнетателем, может быть предусмотрен опциональный охладитель нагнетаемой смеси (не показан), расположенный во впускном канале после компрессора 196 по ходу потока. Компрессор 196 может быть соединен с турбиной 194 через вал 198 с возможностью вращения.
Двигатель 110 может дополнительно содержать один или несколько каналов рециркуляции отработавших газов РОГ (EGR) для рециркуляции, по меньшей мере, части отработавших газов из выпускного канала 184 во впускной канал 142. Например, двигатель может содержать систему РОГ низкого давления РОГ НД (LP-EGR) с каналом 191 РОГ НД (LP-EGR), соединяющим выпуск двигателя, расположенный после турбины 194 по ходу потока, с впуском двигателя, расположенным перед компрессором 196 по ходу потока. Система РОГ НД (LP-EGR) может быть запущена в таких условиях, как при наличии наддува турбонагнетателем и/или если температура отработавших газов превышает пороговое значение. Клапан РОГ (EGR) (не показан), расположенный в канале 191 РОГ НД (LP-EGR) перед компрессором по ходу потока, может быть выполнен с возможностью регулирования количества и/или расхода отработавших газов, направляемых через канал РОГ (EGR). Канал 191 РОГ НД (LP-EGR) может дополнительно содержать охладитель РОГ НД (LP-EGR) для снижения температуры отработавших газов, рециркулирующих во впуск двигателя. В других вариантах осуществления также может быть предусмотрена система РОГ высокого давления РОГ ВД (HP-EGR) (не показана), причем канал РОГ ВД (HP-EGR) может быть выполнен с возможностью направлять, по меньшей мере, часть отработавших газов из выпуска двигателя, расположенного перед турбиной 194 по ходу потока, во впускной канал 142 двигателя, расположенный после компрессора 196 по ходу потока.
Устройство 170 снижения выбросов УСВ (ECD) показано расположенным вдоль выпускного канала 148 после датчика 126 отработавших газов по ходу потока и может содержать множество устройств снижения выбросов. В число упомянутых одного или нескольких устройств снижения выбросов могут входить трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, ловушка NOx обедненной смеси (LNT), сажевый фильтр, окислительный каталитический нейтрализатор и так далее. В примере, представленном на фиг. 2, УСВ (ECD) 170 содержит один или несколько трехкомпонентных каталитических нейтрализаторов ТКН (TWC) 171. УСВ (ECD) 170 может дополнительно содержать другие устройства снижения выбросов (например, систему селективной каталитической нейтрализации, ловушку NOx) или их сочетания. Двигатель 110 может дополнительно содержать систему впрыска мочевины (то есть, бак для хранения мочевины, насос для мочевины, клапаны для мочевины, магистрали для мочевины), соединенную по текучей среде с УСВ (ECD) 170, более конкретно, с расположенным в нем каталитическим нейтрализатором NOx, для снижения выбросов NOx. В других вариантах осуществления ТКН (TWC) 171 (и другие УСВ (ECD)) могут быть объединены в единый корпус. Как подробнее описано ниже, для облегчения работы УСВ (ECD) могут быть отрегулированы различные рабочие характеристики двигателя 110. Соответственно, для снижения количества ТЧ (РМ), УСВ (ECD) 170 может работать без сажевого фильтра, такого, как дизельный сажевый фильтр ДСФ (DPF), с использованием систем и способов, описанные со ссылкой на фиг. 2-8. В некоторых примерах, УСВ (ECD) 170 может содержать сажевый фильтр, такой, как ДСФ (DPF), и системы и способы, раскрытые в настоящей заявке со ссылкой на фиг. 2-8, могут быть использованы для снижения частоты регенерации сажевого фильтра, тем самым снижая потребление топлива при снижении количества ТЧ (РМ) и увеличении срока эксплуатации сажевого фильтра.
Не ограничивающий пример системы 190 регулирования представлен в виде схемы на фиг. 1. Система 190 регулирования может содержать подсистему 102 обработки ЦП (CPU), которая может содержать один или несколько процессоров. Подсистема 102 обработки может находиться в соединении с устройством памяти, содержащим одно или несколько из постоянного запоминающего устройства ПЗУ (ROM) 106, оперативного запоминающего устройства ОЗУ (RAM) 108 и энергонезависимого запоминающего устройства ЭЗУ (КАМ) 109. В качестве не ограничивающего примера, это устройство памяти может хранить команды, исполняемые подсистемой обработки. Последовательности процессов, функционирование и способы, раскрытые в настоящей заявке, могут быть представлены в виде инструкций, хранящихся в памяти системы регулирования, которые могут быть выполнены подсистемой обработки.
Подсистема 102 обработки ЦП (CPU) может находиться в соединении с различными датчиками и исполнительными механизмами двигателя 110 через устройство 104 ввода/вывода. В качестве не ограничивающего примера, эти датчики могут обеспечивать сенсорную обратную связь с системой регулирования в виде информации об условиях работы и могут содержать, среди прочих: данные о массовом расходе воздуха МРВ (MAF), проходящего через впускной канал 142, посредством датчика 120, данные о давлении воздуха в коллекторе ДВК (MAP) посредством датчика 122, данные о положении дросселя ПД (TP) посредством дросселя 162, данные о температуре охлаждающей жидкости двигателя ТОЖД (ЕСТ) посредством датчика 112, который может находиться в соединении с охлаждающим каналом 114, данные о скорости вращения двигателя (PIP) посредством датчика 118, данные о содержании кислорода в отработавших газах (EGO) посредством датчика 126 состава отработавших газов, данные о влажности отработавших газов для принудительной вентиляции картера и содержании углеводородов посредством датчика 133 отработавших газов принудительной вентиляции картера, данные о положении впускного клапана посредством датчика 155 и данные о положении выпускного клапана посредством датчика 157. Например, датчик 133 может быть датчиком влажности, датчиком кислорода, датчиком углеводородов и/или их комбинацией. Датчик 173 может представлять собой один или несколько датчиков УСВ (ECD), измеряющих одну или несколько температур или давлений, относящихся к УСВ (ECD). Кроме того, датчик 173 УСВ (ECD) также может содержать датчик твердых частиц ТЧ (РМ) (например, электрод, фотодиод, датчик давления, датчик температуры), показывающий количество ТЧ (РМ) в потоке отработавших газов, в том числе количество ТЧ (РМ) вблизи УСВ (ECD) 170. Датчик УСВ (ECD) может передавать системе 190 регулирования сигнал УСВ (ECD), в том числе измеренные значения температуры, давления и количества ТЧ (РМ) в отработавших газах.
ТЧ (РМ) могут образовываться при сжигании обогащенных смесей топлива. Несмотря на, в целом, обедненное воздушно-топливное отношение, диффузионное горение внутри цилиндра сгорания двигателя может содержать области более обогащенного сгорания, в которых может образовываться сажа. Кроме того, в условиях сгорания более обогащенных смесей, пониженные концентрации кислорода в цилиндрах сгорания способствуют снижению интенсивности окисления сажи, после того, как сажа была образована. Повышение содержания кислорода в топливе может способствовать уменьшению количества областей более обогащенного сгорания, тем самым снижая образование ТЧ (РМ). Увеличение количества более богатого кислородом топлива, подаваемого в двигатель, при работе двигателя в режимах, когда уровень образования ТЧ (РМ) может быть более высоким, может способствовать снижению выбросов ТЧ (РМ). Пример работы двигателя, при котором при сгорании топлива может образовываться большее количество ТЧ (РМ), содержит способы интенсивной последующей обработки нагреванием, содержащие одно или более из раннего открытия выпускного клапана, внутренней рециркуляции отработавших газов и подогрева впуска. Другой пример работы двигателя, при котором при сгорании топлива может образовываться большее количество ТЧ (РМ), содержит деактивацию цилиндра, в котором нагрузка рабочих цилиндров является относительно большой, но массовый расход отработавших газов, проходящих через турбину 194, соединенную с компрессором 196 турбонагнетателя, низкий, что приводит к низкому давлению наддува. Другой пример работы двигателя, при котором при сгорании топлива может образовываться большее количество ТЧ (РМ), содержит работу двигателя в условиях обогащенной смеси для регенерации ловушки NOx обедненной смеси или десульфурирования (DeSox) дизельного топлива. Для систем двигателя, содержащих ДСФ (DPF), выбросов ТЧ (РМ) может быть больше, поскольку происходит регенерация ДСФ (DPF). Соответственно, способы и системы для снижения количества ТЧ (РМ), раскрытые в настоящей заявке, могут быть использованы в ответ на условия работы двигателя, при которых может образовываться большее количество ТЧ (РМ), в том числе в примерах, раскрытых в настоящей заявке.
Кроме того, система регулирования может осуществлять регулирование работы двигателя 110, в том числе цилиндра 110, в том числе посредством одного или нескольких из следующих исполнительных механизмов: драйвера 168 для изменения времени и количества впрыскиваемого топлива, системы 188 воспламенения для изменения времени и энергии воспламенения, исполнительного механизма 251 впускного клапана для изменения фаз газораспределения впускного клапана, исполнительного механизма 153 выпускного клапана для изменения фаз газораспределения выпускного клапана и дросселя 162 для изменения положения дроссельной заслонки 164. Следует отметить, что исполнительные механизмы 151 и 153 впускного и выпускного клапанов могут содержать электромагнитные исполнительные механизмы клапана ЭИМК (EVA) и/или исполнительные механизмы с толкателем кулачка. Система 190 регулирования может получать от оператора 101 транспортного средства указание о запрашиваемых оператором выходных данных двигательной установки транспортного средства. Например, система 190 регулирования может получать сенсорную обратную связь от датчика 195 положения педали, соединенного с педалью 193. Педаль 193 на схеме может относиться к педали тормоза и/или педали акселератора.
Двигатель 110 также может содержать узел 197 связи. Узел 197 связи может содержать индикаторную лампочку(и) и/или текстовый дисплей, на котором оператору показывают сообщения, такие, как сообщение о запросе входных данных от оператора для запуска двигателя, как обсуждается ниже. Узел связи также может содержать различные элементы ввода для получения входных данных от оператора, такие, как кнопки, сенсорные панели, устройство речевого ввода/распознавания и так далее. В другом варианте осуществления, узел связи может передавать оператору аудио сообщения без использования дисплея. Кроме того, датчик(и) 199 может содержать датчик, отображающий информацию о том, является ли один или несколько топливных баков топливной системы 201 (см. фиг. 2) опорожненным. Эти приборы могут быть соединены с системой 190 регулирования. В одном из примеров, система регулирования может обеспечивать аудио и/или визуальное отображение в узле 197 связи в ответ на отображение датчиком 199 информации о том, что один или несколько топливных баков не содержат топлива (или уровень топлива опустился ниже порогового значения уровня топлива). В другом примере, узел 197 связи может информировать оператора о регулировании работы двигателя (например, снижении нагрузки двигателя ниже порогового значения нагрузки, выключении рециркуляции отработавших газов и тому подобное) в ответ на израсходование топлива из одного или нескольких топливных баков.
Обратимся теперь к фиг. 2, иллюстрирующей пример конфигурации топливной системы 201, соединенной с двигателем 110, для подачи топлива в двигатель 110 через один или несколько топливных инжекторов 166. Как видно на фиг. 2, топливо из топливной рампы 270 впрыскивается непосредственно в цилиндры 100 двигателя, однако, в других примерах, топливо может подаваться в двигатель 110 путем распределенного впрыска топлива. Кроме того, для снижения шума двигателя, впрыск топлива может содержать пробный впрыск, при котором небольшое количество топлива впрыскивается в инжектор 166 непосредственно до основного энергетического импульса впрыска топлива. Топливная система 201 может содержать несколько топливных баков 210, 230 и 250. Топливная система 210 также может содержать топливную рампу 270 и насос 280 высокого давления. Топливная система 210 может обеспечивать подачу одного или нескольких типов топлива (или их смеси) из одного или нескольких топливных баков 210, 230 и 250 в насос 280 высокого давления посредством приведения в действие системой 190 регулирования топливных насосов 220, 240 и 260 низкого давления. Система 190 регулирования может приводить в действие насос 280 высокого давления для подачи топлива в топливную рампу 270 и один или несколько топливных инжекторов 166.
В одном из примеров, топливный бак 210 может быть использован для хранения более богатого кислородом топлива, топливный бак 250 может быть использован для хранения менее богатого кислородом топлива и топливный бак 230 может быть использован для хранения смесей более богатого кислородом топлива и менее богатого кислородом топлива. Во время дозаправки топливного бака, топливо может быть закачано в транспортное средство из внешнего источника через заправочные горловины 212, 232 и 235, соответствующие топливным бакам 210, 230 и 250, соответственно. Топливо в топливных баках 210, 230 и 250 может содержать множество топливных смесей, в том числе топливо с различной концентрацией этанола, такое, как различные смеси бензина с этанолом, в том числе ЕЮ, Е85, бензин, дизельное топливо, кислородосодержащие виды дизельного топлива (например, спирты, эфиры, эфиры гликолей, ацетаты, сложные эфиры, карбонаты и том подобные) и так далее, и их комбинации, однако, как было упомянуто выше, топливо в топливном баке 210 содержит более богатое кислородом топливо, топливо в топливном баке 250 содержит менее богатое кислородом топливо, и топливо в топливном баке 230 может содержать смешанное топливо с промежуточным содержанием кислорода по сравнению с топливом с высоким содержанием кислорода и топливом с низким содержанием кислорода.
Датчики 214, 234 и 254 уровня топлива, расположенные в топливных баках 210, 230 и 250 соответственно, могут передавать информацию об уровне топлива системе 190 регулирования. Как видно, датчики 214, 234 и 254 уровня топлива могут содержать поплавок, соединенный с переменным резистором. В качестве альтернативы, могут быть использованы другие типы датчиков уровня топлива. Датчики 216, 236 и 256 топливного бака могут содержать датчики температуры, давления и/или содержания кислорода в топливе для определения температуры, давления и/или содержания кислорода в топливе в топливных баках 210, 230 и 250 соответственно. Содержание кислорода в топливе в каждом из топливных баков также может быть рассчитано с помощью моделей содержания кислорода в топливе и на основе значений количества топлива (с известным содержанием кислорода в топливе), подаваемого в каждый топливный бак. Топливные насосы 220, 240 и 260 низкого давления могут быть выполнены для нагнетания топлива в топливные баки 210, 230 и 250 соответственно, для подачи топлива в насос 280 высокого давления для нагнетания топлива в топливные инжекторы двигателя 110, такие, как пример инжектора 166. Топливные насосы 220, 240 и 260 низкого давления (упоминаемые также как топливоперекачивающие насосы низкого давления) могут содержать многоскоростные насосы низкого давления для подачи топлива в насос 280 высокого давления. Насосы 220, 240 и 260 низкого давления могут подавать топливо в насос 280 высокого давления для обеспечения топливом двигателя 110 и для смазки и охлаждения насоса высокого давления. При низких скоростях вращения двигателя и нагрузках двигателя, когда двигателю требуется меньшее количество топлива, и насосу высокого давления требуется меньше охлаждения и смазки, насосы 220, 240 и 260 низкого давления могут работать при более низких скоростях (то есть, более низких скоростях нагнетания) для снижения электрической нагрузки и расхода топлива. Когда количество топлива, требуемое двигателю, или количество охлаждения и смазки, требуемое насосу высокого давления, увеличивается, насосы 220, 240 и 260 низкого давления могут работать при более высоких скоростях (то есть, более высоких скоростях нагнетания) для выполнения требований большего количества топлива.
Несмотря на то, что показан единственный инжектор 166, для каждого из цилиндров предусмотрены дополнительные инжекторы. Следует понимать, что топливная система 201 может быть безвозвратной топливной системой, топливной системой с возвратом, или топливной системой различных других типов. Образующиеся в топливных баках 210, 230 и 250 пары могут быть направлены в емкость для паров топлива (не показана) до выпуска во впускной канал 142 двигателя. Топливная система дополнительно может содержать дополнительные компоненты (датчики, топливные магистрали, клапаны, вакуумные аппараты и тому подобное), соединенные с емкостью для удаления паров топлива для обнаружения утечки паров топлива и для утилизации паров топлива, образуемых в топливной системе 201. Дополнительные свойства топлива в каждом из топливных баков (210, 230 и 250), такие, как октановое число, содержание ароматических соединений, количество углеродных связей в топливе, плотность энергии топлива, летучесть топлива (Т90) могут быть рассчитаны и/или измерены во время заправки топливом (то есть, данные о свойствах топлива могут быть переданы или отправлены системе 190 регулирования на транспортном средстве от перекачивающей топливо станции или могут быть рассчитаны с помощью моделей свойств топлива, хранящихся в системе 190 регулирования, и на основе свойств топлива и величин потоков топлива в каждый из топливных баков.
За топливным насосом 220 низкого давления по ходу потока может быть расположен трехходовой клапан 202 для направления топлива с более высоким содержания кислорода, выкаченного из топливного бака 210, в насос 280 высокого давления, для подачи в топливную рампу 270 или топливный бак 230 для смешивания топлива (например, увеличения содержания кислорода в смешанном топливе в топливном баке 230). После топливного насоса 260 низкого давления по ходу потока может быть расположен трехходовой клапан для направления топлива с низким содержания кислорода, выкаченного из топливного бака 250, в насос 280 высокого давления для подачи в топливную рампу 270 или топливный бак 230 для смешивания топлива (например, уменьшения содержания кислорода в смешанном топливе в топливном баке 230). После топливных насосов 220, 240 и 260 низкого давления по ходу потока могут быть расположены запорные клапаны 222, 242 и 262 соответственно, для предотвращения обратного тока топлива в топливные баки 210, 230 и 250 соответственно. Кроме того, запорные клапаны 224 и 244 могут быть расположены между трехходовым клапаном 202 и топливным баком 230 и трехходовым клапаном 204 и топливным баком 230 соответственно, для предотвращения обратного тока топлива из топливного бака 230, расположенного перед трехходовыми клапанами 202 и 204 соответственно.
Смешанное топливо в топливном баке 230 может содержать топливо, поступающее обратно из топливной системы, в том числе топливо, поступающее обратно из топливной рампы 270 через первую магистраль 285 возврата топлива, и топливо, поступающее обратно из насоса 280 высокого давления через вторую магистраль 283 возврата топлива. Система 190 регулирования может приводить в действие (например, переводить клапан в более открытое или более закрытое положение) клапан 286 регулирования давления КРД (PCV) для регулирования давления в топливной рампе. КРД (PCV) 286 может быть расположен вблизи выпуска топливной рампы 270 после насоса 280 высокого давления по ходу потока, или КРД (PCV) 286 может быть расположен вблизи выпуска топливной рампы после топливной рампы 270 по ходу потока в первой магистрали 285 возврата топлива. Соответственно, расположение КРД (PCV) 286 вблизи выпуска топливной рампы 270 может содержать расположение КРД (PCV) 286 вблизи топливной рампы 270 или в магистрали 285 возврата топлива между топливной рампой 270 и баком 230 смешанного топлива. В качестве примера, система 190 регулирования может осуществлять открытие клапана регулирования давления КРД (PCV) 286 для поступления обратно в топливный бак 230 топлива из топливной рампы 270 через первую магистраль 285 возврата топлива для поддержания или снижения давления в топливной рампе. Запорный клапан 288 в первой магистрали 285 возврата топлива может быть расположен после КРД (PCV) 286 и топливной рампы 270 по ходу потока для предотвращения обратного тока топлива, находящегося перед топливной рампой 270 по ходу потока. В одном из примеров, система 190 регулирования может осуществлять открытие КРД (PCV) 286 для снижения или поддержания давления в топливной рампе и может осуществлять закрытие КРД (PCV) 286 для увеличения или поддержания давления в топливной рампе. При некоторых условиях система 190 регулирования может осуществлять открытие КРД (PCV) 286 в ответ на превышение давлением в топливной рампе порогового значения давления. В других примерах, система 190 регулирования может осуществлять открытие КРД (PCV) для более быстрого удаления топлива из топливной рампы (и насоса высокого давления, и топливной магистрали 281 между насосом высокого давления и топливной рампой) в ответ на отклонение измеренного или рассчитанного значения содержания кислорода в топливе от требуемого значения содержания кислорода в топливе. Открытие КРД (PCV) 286 может содержать перевод КРД (PCV) в более открытое положение, и закрытие КРД (PCV) 286 может содержать перевод КРД (PCV) в более закрытое положение. Как более подробно описано со ссылкой на фиг. 3-6, требуемое значение содержания кислорода в топливе может быть определено на основе отклонения между рассчитанным или измеренным значением количества твердых частиц в отработавших газах и требуемым значением количества твердых частиц в отработавших газах. Измеренное значение содержания кислорода в топливе может содержать измерение датчиком 292 содержания кислорода в топливе, находящемся после топливной рампы 270 по ходу потока, внутри первой магистрали 285 возврата топлива. Датчик 292 может содержать датчик температуры, датчик давления и датчик содержания кислорода в топливе для расчета, соответственно, температуры топлива, давления топлива и содержания кислорода в топливе, находящегося внутри первой магистрали 285 возврата топлива.
Содержание кислорода в топливе также может быть рассчитано с помощью моделей расхода топлива, соотношений топливной смеси и известных свойств топлива в топливных баках 210, 230 и 250 топливной системы. Несмотря на то, что датчик 292 расположен на фиг. 2 после запорного клапана 288 по ходу потока, датчик 292 может быть расположен в другом месте вдоль первой магистрали 285 возврата топлива. В условиях выключенного двигателя (например, снижения скорости прекращения подачи топлива, прекращения работы двигателя и тому подобное) КРД (PCV) 286 может быть полностью закрыт для поддержания текущего состояния топливной системы и давления в топливной рампе для того, чтобы при запуске двигателя топливная система могла быстро продолжить впрыск топлива.
Клапан регулирования объема КРО (VCV) 282 может быть расположен вблизи насоса 280 высокого давления, более конкретно, вблизи впуска насоса 280 высокого давления. Расположение КРО (VCV) 282 вблизи впуска насоса 280 высокого давления может содержать расположение КРО (VCV) 282 в топливной магистрали 289 после топливных баков 210, 230 и 250 по ходу потока и перед насосом 280 высокого давления, и также может содержать расположение КРО (VCV) 282 внутри внутреннего узла насоса 280 высокого давления таким образом, чтобы топливо внутри насоса 280 высокого давления проходило через КРО (VCV) 282 до увеличения его давления. Система 190 регулирования может приводить в действие КРО (VCV) 282, переводя КРО (VCV) 282 в более открытое или более закрытое положение, для регулирования количества топлива, подаваемого в насос 280 высокого давления и, в конечном итоге, через топливную магистраль 281 в топливную рампу 270. Система 190 регулирования может управлять КРД (PCV) 286 совместно с КРО (VCV) 282 для регулирования давления в топливной рампе и потока топлива, проходящего через насос 280 высокого давления и топливную рампу 270. Например, система 190 регулирования может переводить КРД (PCV) 286 в более открытое положение для поддержания или снижения давления в топливной рампе, и может переводить КРД (PCV) 286 в более закрытое положение для поддержания или увеличения давления в топливной рампе. Кроме того, система 190 регулирования может переводить КРО (VCV) 282 в более открытое положение для увеличения величины потока топлива, поступающего в насос 280 высокого давления и топливную рампу 270, или может переводить КРО (VCV) 282 в более закрытое положение для уменьшения величины потока топлива, поступающего в насос 280 высокого давления и топливную рампу 270. Кроме того, система 190 регулирования может переводить КРД (PCV) 286 в более открытое положение и одновременно переводить КРО (VCV) 282 в более открытое положение для поддержания давления в топливной рампе и одновременного увеличения величины потока топлива, поступающего в насос 280 высокого давления и топливную рампу 270. Кроме того, система 190 регулирования может переводить КРД (PCV) 286 в более закрытое положение и одновременно переводить КРО (VCV) 282 в более закрытое положение для поддержания давления в топливной рампе и одновременного уменьшения величины потока топлива, поступающего в насос 280 высокого давления и топливную рампу 270. Посредством регулирования давления в топливной рампе путем регулирования положения КРД (PCV) 286 и посредством регулирования величины потока топлива, поступающего в насос 280 высокого давления и топливную рампу 270, путем регулирования положения КРО (VCV) 282, может поддерживаться величина потока топлива, подаваемого в двигатель, и функциональность двигателя. В условиях выключенного двигателя (например, снижения скорости прекращения подачи топлива, прекращения работы двигателя и тому подобное) КРД (PCV) 282 может быть переведен в частично открытое положение только для поддержания требуемого состояния топливной системы и давления в топливной рампе для того, чтобы при запуске двигателя топливная система могла быстро продолжить впрыск топлива.
Положение КРО (VCV) 282 дополнительно может быть отрегулировано системой 190 регулирования для облегчения регулирования давления в топливной рампе. Например, перевод КРО (VCV) 282 в более открытое положение при поддержании постоянного положения КРД (PCV) 286 может обеспечить увеличение величины потока топлива, поступающего в насос 280 высокого давления и топливную рампу 270, и может обеспечить повышение давления в топливной рампе. С другой стороны, перевод КРО (VCV) 282 в более закрытое положение при поддержании постоянного положения КРД (PCV) 286 может обеспечить уменьшение величины потока топлива, поступающего в насос 280 высокого давления и топливную рампу 270, и может обеспечить снижение давления в топливной рампе. В условиях, когда значение давления в топливной рампе превышает требуемое значение давления в топливной рампе, и КРД (PCV) 286 полностью открыт, КРО (VCV) 282 может быть переведен в более закрытое положение для уменьшения величины потока топлива, поступающего в насос высокого давления и топливную рампу 270, для снижения давления в топливной рампе. Кроме того, если температура топлива в первой магистрали 285 возврата топлива или во второй магистрали 283 возврата топлива превышает требуемое значение температуры топлива, КРО (VCV) 282 может быть переведен в более закрытое положение для снижения температуры топлива в первой магистрали 285 возврата топлива или во второй магистрали 283 возврата топлива.
В одном из примеров, система 190 регулирования может осуществлять открытие КРО (VCV) 282 для увеличения потока топлива, подаваемого в насос 280 высокого давления, и для удаления топлива из насоса 280 высокого давления в ответ на отклонение измеренного или рассчитанного значения содержания кислорода в топливе от требуемого значения содержания кислорода в топливе. Открытие КРО (VCV) 282 также может обеспечить удаление топлива из топливной магистрали 289, расположенной перед насосом 280 высокого давления по ходу потока. КРД (PCV) 286 может быть открыт в то же время или сразу после того, как открыт КРО (VCV) 282, благодаря чему топливо, удаляемое из топливной рампы 270, насоса 280 высокого давления и топливной магистрали 281, направляется в первую магистраль 285 возврата топлива и возвращается в топливный бак 230. КРО (VCV) 282 и КРД (PCV) 286 могут быть открыты или переведены в более открытое положение на некоторый промежуток времени, зависящий от объемов топливной рампы 270, топливной магистрали 281 и насоса 280 высокого давления и от величины потока топлива. При увеличении величины потока топлива, промежуток времени, на который КРО (VCV) 282 и КРД (PCV) 286 могут быть открыты или переведены в более открытое положение, может быть уменьшен, поскольку может быть уменьшено количество времени, необходимое для очистки топливной рампы 270, топливной магистрали 281 и насоса 280 высокого давления. Промежуток времени, на который КРО (VCV) 282 и КРД (PCV) 286 могут быть открыты или переведены в более открытое положение, может быть больше для топливных систем, содержащих топливную рампу 270, насос 280 высокого давления и топливную магистраль 281 больших объемов. С другой стороны, промежуток времени, на который КРО (VCV) 282 и КРД (PCV) 286 могут быть открыты или переведены в более открытое положение, может быть меньше для топливных систем, содержащих топливную рампу 270, насос 280 высокого давления и топливную магистраль 281 меньших объемов. Как более подробно описано со ссылкой на фиг. 3-6, требуемое значение содержания кислорода в топливе может быть определено на основе отклонения между рассчитанным или измеренным значением количества твердых частиц в отработавших газах и требуемым значением количества твердых частиц в отработавших газах. Рассчитанное или измеренное значение содержания кислорода в топливе может содержать измерение датчиком 294 содержания кислорода в топливе, находящемся после насоса 280 высокого давления по ходу потока, внутри второй магистрали 283 возврата топлива. Датчик 294 может содержать датчик температуры, датчик давления и датчик содержания кислорода в топливе для расчета температуры топлива, давления топлива и содержания кислорода в топливе, находящемся внутри второй магистрали 283 возврата топлива. Несмотря на то, что датчик 294 расположен на фиг. 2 после запорного клапана 284 по ходу потока, датчик 294 может быть расположен в другом месте вдоль второй магистрали 283 возврата топлива. Рассчитанное или измеренное значение содержания кислорода в топливе также может содержать содержание кислорода в топливе, рассчитанное на основе модели соотношения топливной смеси и известных свойств топлива в топливных баках 210, 230 и 250.
При увеличение содержания кислорода в топливе, подаваемом в двигатель, может уменьшиться энергоемкость топлива и, соответственно, может увеличиться объем топлива, необходимый для достижения целевого значения нагрузки двигателя. По существу, система впрыска топлива может обеспечить увеличения объема впрыска топлива (то есть, величину потока впрыскиваемого топлива) при большем рассчитанном или измеренном значении содержания кислорода в топливе, подаваемом в двигатель. С другой стороны, система впрыска топлива может обеспечивать уменьшение объема впрыска топлива (то есть, величину потока впрыскиваемого топлива) при меньшем рассчитанном или измеренном значении содержания кислорода в топливе, подаваемом в двигатель. Кроме того, при более высоком значении содержания кислорода в топливе, подаваемом в двигатель, система 190 регулирования может осуществлять перевод КРО (VCV) 282 в более открытое положение и/или перевод КРО (VCV) 282 в более открытое положение на больший промежуток времени, поскольку подача большего объема впрыскиваемого топлива в двигатель может способствовать достижению целевой нагрузки двигателя. Кроме того, при меньшем значении содержания кислорода в топливе, подаваемом в двигатель, система 190 регулирования может осуществлять перевод КРО (VCV) 282 в менее открытое положение и/или перевод КРО (VCV) 282 в более открытое положение на меньший промежуток времени, поскольку подача меньшего объема впрыскиваемого топлива в двигатель может способствовать достижению целевой нагрузки двигателя.
Насос 280 высокого давления также может содержать контур смазки и охлаждения (не показан на фиг. 2), причем некоторая часть топлива, подаваемого в насос 280 высокого давления из топливных насосов 220, 240 и 260 низкого давления через топливную магистраль 289, может быть направлена в контур смазки и охлаждения. Как было описано выше, скорости работы топливных насосов 220, 240 и 260 низкого давления могут определять величину потока топлива, направляемого в контур смазки и охлаждения внутри насоса 280 высокого давления. При низких скоростях работы насоса низкого давления величина потока топлива, направляемого в контур смазки и охлаждения, может быть ниже, в то время, как при высоких скоростях работы насоса низкого давления величина потока топлива, направляемого в контур смазки и охлаждения, может быть выше. Топливо, направляемое в контур смазки и охлаждения внутри насоса 280 высокого давления, может быть направлено обратно в бак 230 смешанного топлива по второй магистрали 283 возврата топлива. Запорный клапан 284 во второй магистрали 283 возврата топлива может быть расположен после насоса 280 высокого давления по ходу потока для предотвращения обратного тока топлива, находящегося перед насосом 280 высокого давления по ходу потока. Соответственно, основная часть топлива, подаваемого в насос 280 высокого давления, может быть направлена через КРО (VCV) 282 в участок насоса 280 высокого давления, в котором ее давление увеличивается, и подана в топливную рампу 270. Топливо под высоким давлением затем может быть впрыснуто в камеру сгорания двигателя, или может быть перелито из КРД (PCV) 286 обратно в бак 230 смешанного топлива по первой магистрали 285 возврата топлива, или может быть слито из топливного инжектора 166 обратно в бак 230 смешанного топлива по третьей магистрали возврата топлива (не показана), соединенной по текучей среде с первой магистралью 285 возврата топлива. Кроме того, вторая часть топлива, подаваемого в насос 280 высокого давления, может быть выведена из КРО (VCV) 282 в контур смазки и охлаждения внутри насоса 280 высокого давления. Вторая часть топлива после выхода из насоса 280 высокого давления может быть направлена обратно в бак 230 смешанного топлива по второй магистрали 283 возврата топлива. Кроме того, система 190 регулирования может приводить в действие один или несколько топливных насосов 220, 240 и 260 низкого давления для регулирования общей величины потока топлива, подаваемого в насос 280 высокого давления. Посредством увеличения скорости работы топливных насосов 220, 240 и 260 может быть увеличена общая величина потока топлива, подаваемого в насос 280 высокого давления и топливную рампу 270, и посредством снижения скорости работы топливных насосов 220, 240 и 260 может быть уменьшена общая величина потока топлива, подаваемого в насос 280 высокого давления и топливную рампу 270. В одном из примеров, скорость работы одного или нескольких топливных насосов 220, 240 и 260 низкого давления может быть увеличена до значения, превышающего порогового значения скорости работы насоса, для снижения количества времени, необходимого для удаления топлива из топливных магистралей 289 и 281, топливного насоса 282 высокого давления (в том числе контура смазки и охлаждения) и топливной рампы 270. Пороговое значение скорости работы насоса может меняться непосредственно с объемом топливных магистралей 289 и 281, топливного насоса 282 высокого давления (в том числе контура смазки и охлаждения) и топливной рампы 270. При большем объеме топливных магистралей 289 и 281, топливного насоса 282 высокого давления (в том числе контура смазки и охлаждения) и топливной рампы 270, пороговое значение скорости работы насоса может быть больше, поскольку для очистки топливной системы необходимо закачать больше топлива. С другой стороны, при меньшем объеме топливных магистралей 289 и 281, топливного насоса 282 высокого давления (в том числе контура смазки и охлаждения) и топливной рампы 270, пороговое значение скорости работы насоса может быть меньше, поскольку для очистки топливной системы необходимо закачать меньше топлива.
Система 109 регулирования может приводить в действие трехходовые клапаны 202 и 204 в соответствии с условиями работы двигателя. Например, в ответ на более низкое, чем требуемое значение содержание кислорода в топливе, расчетное и/или измеренное значение содержание кислорода в топливе, система 190 регулирования может переводить трехходовой клапан 202 в положение для направления богатого кислородом топлива из топливного бака 210 в насос 280 высокого давления. Кроме того, система 190 регулирования может осуществлять увеличение скорости нагнетания топливного насоса 220 низкого давления для увеличения величины потока более богатого кислородом топлива из топливного бака 210 в насос 280 высокого давления, и система 190 регулирования может осуществлять уменьшение скорости нагнетания или отключение топливного насоса 260 низкого давления для уменьшения или прекращения подачи более богатого кислородом топлива из топливного бака 250 в насос 280 высокого давления. В качестве другого примера, в ответ на то, что расчетное и/или измеренное значение содержание кислорода в топливе больше требуемого значения содержание кислорода в топливе, система 190 регулирования может переводить трехходовой клапан 204 в положение для направления менее богатого кислородом топлива из топливного бака 210 в насос 280 высокого давления. Кроме того, система 190 регулирования может осуществлять увеличение скорости нагнетания топливного насоса 260 низкого давления для увеличения величины потока менее богатого кислородом топлива из топливного бака 250 в насос 280 высокого давления, и система 190 регулирования может осуществлять уменьшение скорости нагнетания или отключение топливного насоса 220 низкого давления для уменьшения или прекращения подачи более богатого кислородом топлива из топливного бака 210 в насос 280 высокого давления. Измеренное значение содержания кислорода в топливе может содержать измерение датчиком 292 содержания кислорода в топливе в первой магистрали 285 возврата топлива или измерение датчиком 294 содержания кислорода в топливе во второй магистрали 283 возврата топлива. В других примерах содержание кислорода в топливе в топливной рампе 270 может быть измерено и/или рассчитано на основе скоростей нагнетания насоса 280 высокого давления, насосов низкого давления (220, 240 и 260) и свойств топлива в топливных баках 210, 230 и 250.
В другом примере, система 190 регулирования может управлять топливными насосами 220, 240 и 260 низкого давления для подачи потока топлива с особым соотношением в насос 280 высокого давления для достижения требуемого значения содержания кислорода в топливе в двигателе 110. Соотношение типов топлива в потоке топлива может быть отрегулировано с помощью топливных насосов 220, 240 и 260 низкого давления посредством регулирования относительных скоростей работы насоса для первого типа топлива и второго типа топлива. Если требуемое значение содержания кислорода в топливе выше измеренного/рассчитанного значения содержания кислорода в топливе в топливном баке 230, система 190 регулирования может осуществлять закачивание топлива из топливных баков 210 и 230 при отключении топливного насоса 260 низкого давления. Кроме того, система 190 регулирования может задавать значения скоростей работы топливных насосов 220 и 240 низкого давления для подачи более богатого кислородом топлива в топливном баке 210 и смешанного топлива в топливном баке 230 в топливном соотношении (то есть, соотношении величины потоков), зависящем от их измеренных/рассчитанных значений содержания кислорода в топливе и требуемого для подачи в двигатель 110 значения содержания кислорода в двигателе. Если требуемое значение содержания кислорода в топливе меньше измеренного/рассчитанного значения содержания кислорода в топливе в топливном баке 230, система 190 регулирования может осуществлять закачивание топлива из топливных баков 250 и 230 при отключении топливного насоса 220 низкого давления. Кроме того, система 190 регулирования может задавать значения скоростей работы топливных насосов 260 и 240 низкого давления для подачи менее богатого кислородом топлива в топливном баке 210 и смешанного топлива в топливном баке 230 в топливном соотношении (то есть, соотношении величины потоков), зависящем от их измеренных/рассчитанных значений содержания кислорода в топливе и требуемого для подачи в двигатель 110 значения содержания кислорода в двигателе. С другой стороны, стратегия управления топливным соотношением без обратной связи может содержать подачу в двигатель более богатого кислородом топлива и менее богатого кислородом топлива в топливном соотношении, зависящем от измеренного или рассчитанного значения содержания кислорода в топливе в топливных баках 210, 230 и 250. Более богатое кислородом топливо и менее богатое кислородом топливо могут содержать топливо в топливном баке 210 и смешанное топливо в топливном баке 230 (например, для увеличения содержания кислорода в топливе). Более богатое кислородом топливо и менее богатое кислородом топливо могут содержать смешанное топливо в топливном баке 230 и топливо в топливном баке 250 (например, для уменьшения содержания кислорода в топливе). Кроме того, система 190 регулирования может осуществлять увеличение скорости работы одного или нескольких топливных насосов 220, 240 и 260 низкого давления при поддержании топливного соотношения для увеличения общей величины потока топлива для более быстрого удаления топлива из топливных магистралей 289 и 281, насоса 280 высокого давления (в том числе контура смазки и охлаждения насоса высокого давления) и топливной рампы 270. Более быстрое удаления топлива из топливных магистралей 289 и 281, топливного насоса 280 высокого давления и топливной рампы 270 может позволить системе 190 регулирования быстрее достичь требуемого содержания кислорода в топливе. Соответственно, система 190 регулирования может осуществлять увеличение скорости работы одного или нескольких топливных насосов низкого давления выше порогового значения скорости работы насоса, в ответ на отклонение значения количества ТЧ (РМ) в отработавших газах от целевого значения количества ТЧ (РМ) на значение, превышающее пороговое значение отклонения, и/или в ответ на отклонение рассчитанного/измеренного значения содержания кислорода в топливе от требуемого значения содержания кислорода в топливе на значение, превышающее пороговое значение отклонения.
Дополнительно к регулированию величин потоков топлива в ответ на отклонение измеренного значения количества ТЧ (РМ) в отработавших газах от требуемого значения количества ТЧ (РМ) и/или отклонения измеренного значения содержания кислорода в топливе от требуемого значения содержания кислорода в топливе, система 190 регулирования может дополнительно осуществлять регулирование величин потоков топлива в ответ на значения уровней одного или нескольких типов топлива, оставшегося в топливных баках 210, 230 и 250. Например, если уровень более богатого кислородом топлива в топливном баке 210 ниже, по отношению к уровню менее богатого кислородом топлива в топливном баке 250 или по отношению к уровню смешанного топлива в топливном баке 230, система 190 регулирования может осуществлять незначительное уменьшение величины потока более богатого кислородом топлива, подаваемого в цилиндр. Если количество ТЧ (РМ) в отработавших газах превышает требуемое значение количества ТЧ (РМ) (и/или значение содержания кислорода в топливе, подаваемом в двигатель, меньше требуемого значения содержания кислорода в топливе), незначительное снижение величины потока более богатого кислородом топлива может уменьшить время, необходимое для того, чтобы значение количества ТЧ (РМ) в отработавших газах достигло требуемого значения количества ТЧ (РМ) (и/или значение содержания кислорода в топливе достигло требуемого значения содержания кислорода в топливе). В результате, в короткий срок количество ТЧ (РМ) в отработавших газах может быть незначительно снижено. Тем не менее, посредством сохранения объема более богатого кислородом топлива в топливном баке 210, может быть снижен риск опустошения топливного бака 210, которое может привести к значительному увеличению количества ТЧ (РМ) в отработавших газах. Кроме того, в ответ на низкий уровень более богатого кислородом топлива, система 190 регулирования может осуществлять отправку сообщения оператору, уведомляя его о низком уровне топлива и предлагая немедленную дозаправку. Кроме того, для поддержания управляемости транспортного средства, величина потока смешанного топлива из топливного бака 230 может быть увеличена для компенсации незначительно уменьшения величины потока более богатого кислородом топлива, благодаря чему поддерживается эквивалентная общая величина потока топлива и содержание более богатого кислородом топлива, подаваемого в двигатель.
В качестве дополнительного примера, если уровень менее богатого кислородом топлива в топливном баке 250 ниже по отношению к уровню более богатого кислородом топлива в топливном баке 210 или по отношению к уровню смешанного топлива в топливном баке 230, система 190 регулирования может осуществлять незначительное увеличение величины потока менее богатого кислородом топлива, подаваемого в цилиндр. Если значение количества ТЧ (РМ) в отработавших газах меньше требуемого значения количества ТЧ (РМ) (и/или значение содержания кислорода в топливе, подаваемом в двигатель, больше требуемого значения содержания кислорода в топливе), незначительное увеличение величины потока менее богатого кислородом топлива может уменьшить время, необходимое для того, чтобы значение количества ТЧ (РМ) в отработавших газах достигло требуемого значения количества ТЧ (РМ) (и/или значение содержания кислорода в топливе достигло требуемого значения содержания кислорода в топливе). В результате, в короткий срок может быть незначительно повышено потребление топлива, и может быть незначительно уменьшено количество ТЧ (РМ) в отработавших газах. Тем не менее, посредством сохранения объема более богатого кислородом топлива в топливном баке 210, может быть снижен риск опустошения топливного бака 250. Кроме того, в ответ на низкий уровень менее богатого кислородом топлива, система 190 регулирования может осуществлять отправку сообщения оператору, уведомляя его о низком уровне топлива и предлагая немедленную дозаправку. Кроме того, для поддержания управляемости транспортного средства, величина потока смешанного топлива из топливного бака 230 может быть увеличена для компенсации незначительно уменьшения величины потока менее богатого кислородом топлива, благодаря чему поддерживается эквивалентная общая величина потока топлива и содержание обогащенного кислородом топлива, подаваемого в двигатель.
Требуемое значение содержания кислорода в топливе может быть отрегулировано в зависимости от различных условий работы двигателя, в том числе в зависимости от количества твердых частиц (РМ) в отработавших газах. В качестве одного из примеров, количество ТЧ (РМ) в отработавших газах может быть измерено датчиком 173 ТЧ (РМ), расположенным в выпускной системе. Например, в ответ то, что измеренное/рассчитанное значение количества ТЧ (РМ) в отработавших газах выше требуемого значения количества ТЧ (РМ) в отработавших газах, содержание кислорода в топливе, сгораемом в двигателе, может быть увеличено для снижения количества ТЧ (РМ) в отработавших газах. Сгорание топлива с большим содержанием кислорода может способствовать снижению образования сажи в двигателе, тем самым уменьшая количество ТЧ (РМ) в отработавших газах. С другой стороны, содержание кислорода в топливе, сгораемом в двигателе, может быть уменьшено в ответ на то, что измеренное/рассчитанное значение количества ТЧ (РМ) в отработавших газах меньшее требуемого значения количества ТЧ (РМ) в отработавших газах. Посредством снижения содержания кислорода в топливе, сгораемом в двигателе, может быть улучшена экономия топлива в двигателе при поддержании значения количества ТЧ (РМ) в отработавших газах ниже требуемого значения ТЧ (РМ) в отработавших газах. В качестве другого примера, система глобального позиционирования СГП (GPS), предусмотренная в системе 190 регулирования, может быть использована для увеличения содержания кислорода в топливе в ответ на вождение в местах, имеющих более жесткие стандарты норм выбросов ТЧ (РМ), таких, как центры городов, имеющие ограничения в отношении транспортных средств, превышающих определенные критерии выбросов.
Общий объем топливных баков 210, 230 и 250 может быть незначительно больше, чем объем топливного бака в топливной системе с одним баком, обеспечивая аналогичный запас хода в случае, когда часть более богатого кислородом топлива, либо менее богатого кислородом топлива, остается неиспользованной. Тем не менее, топливные баки 210, 230 и 250 могут иметь размер, позволяющий уменьшить количество оставшегося в баках топлива при работе двигателя. Если менее богатое кислородом топливо в топливном баке 250 или если менее богатое кислородом топливо в топливном баке 250 и смешанное топливо в топливном баке 230 израсходованы, для увеличения дальности пробега транспортного средства может быть использовано более богатое кислородом топливо; однако, через узел 197 связи система 190 регулирования может отправлять уведомления, предупреждая оператора о том, что экономия топлива недостаточно оптимальна и рекомендуя дозаправку. Если более богатое кислородом топливо в топливном баке 210 или если более богатое кислородом топливо в топливном баке 210 и смешанное топливо в топливном баке 230 израсходованы, для приведения транспортного средства в движение до дозаправки может быть использовано менее богатое кислородом топливо. Тем не менее, параметры работа двигателя могут быть скорректированы для поддержания меньших, чем требуемое значение количества ТЧ (РМ) в отработавших газах, выбросов ТЧ (РМ) в отработавших газах за счет одного или более из управляемости транспортного средства, экономии топлива, шума двигателя и выбросов углеводородов. Кроме того, через узел 197 связи система 190 регулирования может отображать сообщение для уведомления оператора о том, что топливо в одном или нескольких топливных баках 210 и 230 израсходовано. Например, в ответ на израсходование более богатого кислородом топлива в топливном баке 210, нагрузка двигателя может поддерживаться на уровне значения, ниже порогового значения нагрузки двигателя, РОГ (EGR) может быть приостановлена для снижения выбросов NOx, образуемых в результате сгорания менее богатого кислородом топлива, величина впрыска мочевины в УСВ (ECD) 170 может быть уменьшена, может быть уменьшена величина пробного впрыска топлива, может быть увеличено давление наддува и давление в топливной рампе и могут быть скорректированы момент запуска впрыска 3В (SOI) и скоростные характеристики транспортного средства.
В некоторых условиях, во время дозаправки топливные баки 210, 230 и 250 могут быть полностью заполнены. Тем не менее, в некоторых случаях, относительные значения количества оставшегося на момент дозаправки топлива в топливных баках 210, 230 и 250 могут быть сохранены в системе 190 регулирования и могут быть использованы для расчета объемных соотношений более богатого кислородом топлива и менее богатого кислородом топлива при дозаправке, с учетом обычного стиля вождения оператора транспортного средства Посредством оптимизации объемных соотношений при дозаправке, может быть уменьшена вероятность израсходования топлива в одном из баков до израсходования топлива в других топливных баках. Например, во время дозаправки топливные баки 210 и 250 могут быть заполнены полностью, а топливный бак 230 может быть заполнен частично. В качестве другого примера, посредством оптимизации объемных соотношений или посредством запоминания стиля вождения оператора транспортного средства, один из топливных баков 210 и 250 может быть частично заполнен для уменьшения риска транспортировки неиспользованного топлива до следующей дозаправки, благодаря чему уменьшается вес транспортного средства и снижается расход топлива. Кроме того, при дозаправке на заправочной станции, система 190 регулирования может осуществлять смешивание топлива в насосе, посылая заправочному насосу сигнал с информацией о требуемом для дозаправки значении содержания кислорода в топливе; заправочный насос, соответственно, может осуществлять соответствующее смешивание топлива с низким и с высоким количеством кислорода для транспортного средства.
Как было раскрыто выше, при регулировании содержания кислорода в топливе, подаваемого в топливную рампу 270 и двигатель 110, система 190 регулирования может осуществлять открытие КРД (PCV) 286, расположенного вблизи топливной рампы 270 (или в первой магистрали 285 возврата топлива между топливной рампой 270 и топливным баком 230) и/или КРО (VCV) 282, расположенного вблизи впуска насоса 280 высокого давления. Открытие КРД (PCV) 286 позволяет топливу в топливной рампе 270 и топливной магистрали 281 (после насоса 280 высокого давления по ходу потока и перед топливной рампой 270 по ходу потока) попадать обратно в топливный бак 230 по первой магистрали 285 возврата топлива. Открытие КРД (PCV) 286 позволяет удалять топливо из топливной рампы 270 и топливной магистрали 281. Открытие КРО (VCV) 282 способствует увеличению потока топлива в насос 280 высокого давления, что способствует увеличению скорости удаления топлива из насоса 280 высокого давления, топливной магистрали 281 и топливной рампы 270. Кроме того, удаляемое из топливной рампы 270, топливной магистрали 281 и насоса 280 высокого давления топливо может быть направлено в первую магистраль 285 возврата топлива посредством открытия КРД (PCV) 286 в тот же момент или непосредственно после открытия КРО (VCV) 282. Кроме того, топливо, направляемое в контур смазки и охлаждения внутри насоса 280 высокого давления, может быть удалено из контура смазки и охлаждения до того, как оно будет направлено во вторую магистраль 283 возврата топлива и возвращено в бак 230 смешанного топлива.
Открытие КРД (PCV) 286 для удаления топлива из топливной рампы 270, топливного насоса высокого давления и топливной магистрали 281 может способствовать снижению количества времени, необходимого для регулирования содержания кислорода в топливе от измеренного или рассчитанного значения содержания кислорода в топливе до требуемого значения содержания кислорода в топливе, поскольку топливо (с измеренным значением содержания кислорода в топливе) в топливной рампе 270 и топливной магистрали 281 может быть удалено, вместо смешивания с поступающим топливом с требуемым значением содержания кислорода в топливе и подачи в двигатель. Аналогично, открытие КРО (VCV) 282 для удаления топлива из топливного насоса высокого давления и топливной может способствовать снижению количества времени, необходимого для регулирования содержания кислорода в топливе от измеренного или рассчитанного значения содержания кислорода в топливе до требуемого значения содержания кислорода в топливе, поскольку топливо (с измеренным значением содержания кислорода в топливе) в насосе 280 высокого давления может быть удалено, вместо смешивания с поступающим топливом с требуемым значением содержания кислорода в топливе и подачи в двигатель. В качестве одного из примеров, измеренное и/или рассчитанное значение содержания кислорода в топливе может быть содержанием кислорода в топливе в первой магистрали 285 возврата топлива и/или второй магистрали 283 возврата топлива. Например, содержание кислорода в топливе может быть спрогнозировано или смоделировано по воздушно-топливному отношению и/или указанному среднему эффективному давлению (IMEP), измеренному датчиком давления в цилиндре. Кроме того, требуемое значение содержания кислорода в топливе может быть определено на основе отклонения измеренного или рассчитанного значения количества ТЧ (РМ) в отработавших газах от требуемого значения количества ТЧ (РМ) в отработавших газах. Снижение количества времени, необходимого для регулирования содержания кислорода в топливе от измеренного или рассчитанного значения содержания кислорода в топливе до требуемого значения содержания кислорода в топливе, может способствовать снижению выбросов ТЧ (РМ) из отработавших газов, поскольку уменьшено количество сгораемого в цилиндре топлива с содержанием кислорода, отклоняющимся от требуемого значения содержания кислорода в топливе.
Открытие КРД (PCV) 286 может содержать перевод КРД (PCV) 286 в более открытое положение, и открытие КРО (VCV) 282 может содержать перевод КРО (VCV) 282 в более открытое положение. В определенных условиях только один из КРД (PCV) 286 и КРО (VCV) 282 может быть открыт.Например, если разница между содержанием кислорода в новом топливе и содержанием кислорода в имеющемся топливе незначительна, для удаления топлива может быть открыт только один из КРД (PCV) 286 и КРО (VCV) 282. Промежуток времени и величина, на которую открыт КРД (PCV) 286 и/или КРО (VCV) 282, может зависеть от отклонения измеренного значения содержания кислорода в топливе от требуемого значения содержания кислорода в топливе. Например, при значительном отклонении измеренного значения содержания кислорода в топливе от требуемого значения содержания кислорода в топливе, величина, на которую открыт КРД (PCV) 286 и/или КРО (VCV) 282 может быть больше, и промежуток времени, на который открыт КРД (PCV) 286 и/или КРО (VCV) 282 может быть больше. С другой стороны, при незначительном отклонении измеренного значения содержания кислорода в топливе от требуемого значения содержания кислорода в топливе, величина, на которую открыт КРД (PCV) 286 и/или КРО (VCV) 282 может быть меньше, и промежуток времени, на который открыт КРД (PCV) 286 и/или КРО (VCV) 282 может быть меньше. Кроме того, как было раскрыто выше, при более высоком содержании кислорода в топливе (и меньшем количестве энергии топлива) по сравнению с более низким содержанием кислорода в топливе (и большим количеством энергии топлива), КРО (VCV) 282 может быть переведен в более открытое положение на больший промежуток времени, поскольку для достижения требуемого значения нагрузки двигателя в двигатель может быть подан больший объем (или величина потока) топлива.
Открытие КРД (PCV) 286 на большую величину и/или на больший промежуток времени может способствовать удалению большего объема топлива из топливной рампы 270 и топливной магистрали 281 за меньший промежуток времени, в то время, как открытие КРД (PCV) 286 на меньшую величину и/или на меньший промежуток времени может способствовать удалению меньшего объема топлива из топливной рампы 270 и топливной магистрали 281 за больший промежуток времени. Аналогичным образом, открытие КРО (VCV) 282 на большую величину и/или на больший промежуток времени может способствовать удалению большего объема топлива из насоса 280 высокого давления за меньший промежуток времени, в то время, как открытие КРО (VCV) 282 на меньшую величину и/или на меньший промежуток времени может способствовать удалению меньшего объема топлива из насоса 280 высокого давления за больший промежуток времени. Кроме того, промежуток времени, на который открывают КРД (PCV) 286, может быть определен на основе общей величины потока топлива, нагнетаемого насосом высокого давления в топливную рампу 270. При открытом КРД (PCV) 286 топливо из топливной рампы 270 и топливной магистрали 281 может быть удалено быстрее при большей общей величине потока топлива, нагнетаемого насосом 280 высокого давления (и поступающего из топливных насосов 220, 240 и 260 низкого давления), чем при меньшей общей величине потока топлива, нагнетаемого насосом 280 высокого давления (и поступающего из топливных насосов 220, 240 и 260 низкого давления). При открытом КРО (VCV) 282, топливо из насоса 280 высокого давления может быть удалено быстрее при большей общей величине потока топлива, нагнетаемого насосом 280 высокого давления (и поступающего из топливных насосов 220, 240 и 260 низкого давления), чем при меньшей общей величине потока топлива, нагнетаемого насосом 280 высокого давления (и поступающего из топливных насосов 220, 240 и 260 низкого давления). Соответственно, по сравнению с меньшими значениями общей величины потока, при больших значениях общей величины потока, КРД (PCV) 286 и КРО (VCV) 282 могут быть открыты на меньший промежуток времени и/или могут быть переведены в менее открытое положение. После удаления топлива из топливной рампы 270, топливной магистрали 281 и насоса 280 высокого давления, может быть возобновлен нормальный режим работы КРД (PCV) 286 и КРО (VCV) 282. Другими словами, система 190 регулирования может осуществлять регулирование положения КРО (VCV) 282 для подачи в топливную рампу 270 и двигатель требуемой величины потока топлива, и может осуществлять регулирование положения КРД (PCV) 286 для поддержания требуемого давления в топливной рампе.
В некоторых примерах, система регулирования может осуществлять открытие КРО (VCV) 282 (в том числе, переводить КРО (VCV) в более открытое положение) и закрытие КРО (VCV) 282 (в том числе, переводить КРО (VCV) в более закрытое положение) непосредственно до открытия КРД (PCV) 286 (в том числе, перевода КРД (PCV) в более открытое положение) и закрытия КРО (VCV) 282 (в том числе, перевода КРО (VCV) в более закрытое положение), таким образом из насоса 280 высокого давления может быть удален объем находящегося в нем топлива. Открытие и закрытие КРД (PCV) 286 может производиться в зависимости от регулирования давления в топливной рампе. В других примерах, система 190 регулирования может осуществлять открытие КРД (PCV) 286 непосредственно до открытия КРО (VCV) 282. Таким образом, открытие КРО (VCV) 282 и/или открытие КРД (PCV) 286 может способствовать снижению количества времени, затрачиваемого на регулирование содержания кислорода в топливе до достижения требуемого значения содержания кислорода в топливе, что может способствовать снижению выбросов ТЧ (РМ) из отработавших газов, поскольку уменьшено количество сгораемого в цилиндре топлива (с содержанием кислорода, отклоняющимся от требуемого значения содержания кислорода в топливе).
Таким образом, система транспортного средства может содержать: двигатель; топливную систему, содержащую бак для первого типа топлива, бак для второго типа топлива, клапан регулирования давления КРД (PCV), расположенный между топливной рампой и баком для смешанного топлива, и клапан регулирования объема КРО (VCV), расположенный между топливным насосом высокого давления и баком для смешанного топлива; контроллер с исполняемыми командами для открытия КРО (VCV) и КРД (PCV) для удаления топлива из топливного насоса высокого давления и топливной рампы в бак для смешанного топлива, и регулирования содержания количества кислорода в топливе, подаваемом в двигатель, посредством регулирования величины потока топлива из бака для первого типа топлива, или бака для второго типа топлива, или бака для смешанного топлива, в ответ на отклонение значения количества твердых частиц ТЧ (РМ) в отработавших газах от целевого значения количества ТЧ (РМ) Дополнительно или в качестве альтернативы, исполняемые команды для регулирования содержания кислорода в топливе, подаваемом в двигатель, могут содержать увеличение содержания кислорода в топливе посредством увеличения величины потока более богатого кислородом топлива из бака для первого типа топлива, в ответ на то, что значение количества ТЧ (РМ) в отработавших газах превышает целевое значение количества ТЧ (РМ). Дополнительно или в качестве альтернативы, исполняемые команды для регулирования содержания кислорода в топливе, подаваемом в двигатель, могут содержать уменьшение содержания кислорода в топливе посредством увеличения величины потока менее богатого кислородом топлива из бака для второго типа топлива в ответ на то, что значение количества ТЧ (РМ) в отработавших газах опускается ниже целевого значения количества ТЧ (РМ). Дополнительно или в качестве альтернативы, исполняемые команды дополнительно могут содержать работу двигателя при более низкой, чем пороговое значение, нагрузке двигателя в ответ на опустошение бака для первого типа топлива. Дополнительно или в качестве альтернативы, исполняемые команды дополнительно могут содержать прекращение рециркуляции отработавших газов двигателя в ответ на опустошение бака для первого типа топлива.
Обратимся теперь к фиг. 3-6, на которых представлены блок-схемы для способов 300, 400, 500 и 600 соответственно, для снижения выбросов твердых частиц в отработавших газах. Команды по осуществлению способа 300 и других способов, содержащихся в настоящей заявке, могут быть выполнены контроллером, таким, как система 190 регулирования, в соответствии с инструкциями, хранящимися в памяти контроллера, и в сочетании с сигналами, принимаемыми от датчиков системы двигателя, таких, как вышеописанные датчики со ссылкой на фиг. 1-2. Контроллер может приводить в действие исполнительные механизмы двигателя системы двигателя для регулирования работы двигателя в соответствии со способами, описанными ниже. Например, в ответ на отклонение измеренного значения количества ТЧ (РМ) в отработавших газах от требуемого значения количества ТЧ (РМ) в отработавших газах, система 190 регулирования может осуществлять регулирование величины потока первого типа топлива и величины потока второго типа топлива из одного или нескольких топливных баков 210, 230 и 250, и может осуществлять открытие КРД (PCV) 286 и/или КРО (VCV) 282.
Способ 300 начинается на этапе 310, на котором рассчитывают и/или измеряют параметры работы транспортного средства, такие, как величина потока первого типа топлива (Qfuel1), величина потока второго типа топлива (Q fuel2), количество ТЧ (РМ) в отработавших газах, содержание кислорода в топливе (O2fuel), скорость вращения двигателя (rpm), скорость транспортного средства (Vs), нагрузка двигателя и тому подобные. Способ 300 продолжается на этапе 330, на котором система 190 регулирования определяет превышает ли измеренное значение количества ТЧ (РМ) требуемое значение количества ТЧ (РМ), PMtarget. Если измеренное значение РМ > PMtarget, способ 300 продолжается на этапе 334, на котором, в ответ на то, что измеренное значение количества ТЧ (РМ) больше требуемого значения количества ТЧ (РМ), PMtarget, система 190 регулирования осуществляет увеличение общей величины потока кислородосодержащего топлива в топливную рампу, как показано на фиг. 4 посредством способа 400. Способ 400 начинается на этапе 410, на котором система 190 регулирования определяет требуемое значение содержания кислорода в топливе, O2fuel,target, на основе отклонения между измеренным значением количества ТЧ (РМ) и PMtarget. Далее, на этапе 412 система 190 регулирования осуществляет измерение и/или расчет содержания кислорода в топливе, O2fuel. Как было раскрыто выше, O2fuel может содержать содержание кислорода в топливе в первой магистрали 285 возврата топлива, измеренное датчиком 292, или может содержать содержание кислорода в топливе во второй магистрали 283 возврата топлива, измеренное датчиком 294. С другой стороны, O2fuel может содержать содержание кислорода в топливе, измеренное в топливе в топливной рампе 270, топливной магистрали 281 или в другом месте после насоса 280 высокого давления по ходу потока. Кроме того, O2fuel может содержать суммарное содержание кислорода в топливе, полученное из одного или нескольких измерений кислорода в топливной системе. В некоторых примерах, измеренное значение количества ТЧ (РМ) и PMtarget могут содержать измеренную скорость изменения количества ТЧ (РМ) в отработавших газах и требуемую скорость изменения количества ТЧ (РМ) в отработавших газах, соответственно. Таким образом, РМ > PMtarget может означать, что измеренное значение скорости изменения количества ТЧ (РМ) больше требуемого значения скорости изменения количества ТЧ (РМ), PMtarget. Кроме того, содержание кислорода в топливе может быть рассчитано по модельным соотношениям величин потоков топлива из топливных баков 210, 230 и 250 и известным свойствам топлива.
На этапе 420 система 190 регулирования определяет O2fuel < O2fuel,target. Если O2fuel < O2fuel,target, способ 400 продолжается на этапе 430, на котором система 190 регулирования осуществляет увеличение потока более богатого кислородом топлива из бака для первого типа топлива (то есть, топливного бака 210) по сравнению с потоком смешанного топлива из бака 230 смешанного топлива. Например, система 190 регулирования может осуществлять увеличение скорости нагнетания топливного насоса 220 низкого давления по сравнению со скоростью нагнетания топливного насоса 240 низкого давления, и перевод трехходового клапана 202 для подачи более богатого кислородом топлива из топливного бака 210 в насос 280 высокого давления. На этапе 434 система 190 регулирования может осуществлять регулирование потока смешанного топлива из бака 230 смешанного топлива (то есть, топливного бака 230). Как было раскрыто выше, величина потока топлива из топливного бака 230 может быть скомпенсирована величиной потока более богатого кислородом топлива из топливного бака 210 в соответствии с требуемым значением топливного соотношения (величины потока), благодаря чему содержание кислорода в топливе, подаваемом в насос высокого давления, соответствует требуемому значению содержания кислорода в топливе. Содержание кислорода в топливе в топливных баках 210 и 230 может быть измерено (например, датчиками 216 и 236 соответственно) и/или рассчитано или смоделировано на основе типа топлива, величины потока дозаправки топливного бака, величины потока топлива, проходящего обратно по первой и второй магистралям 285 и 283 возврата топлива, и других данных о топливе. На этапе 436 система 190 регулирования может осуществлять уменьшение потока менее богатого кислородом топлива из бака для второго типа топлива (то есть, топливного бака 250) по сравнению с потоком смешанного топлива из бака 230 смешанного топлива для дополнительного обеспечения увеличения содержания кислорода в топливе. Уменьшение потока менее богатого кислородом топлива из топливного бака 250 по сравнению с потоком смешанного топлива из бака 230 смешанного топлива содержит прекращение подачи менее богатого кислородом топлива из топливного бака 250. Например, система 190 регулирования может осуществлять выключение топливного насоса 260 низкого давления.
На этапе 437 система 190 регулирования может осуществлять регулирование общей величины потока топлива в насос высокого давления посредством регулирования топливных насосов 220, 240 и 260 низкого давления при поддержании соотношений относительных величин потоков топлива из топливных баков 210, 230 и 250. Как было описано выше, система 190 регулирования может осуществлять увеличение общей величины потока топлива в насос 280 высокого давления посредством увеличения скорости работы топливных насосов 220, 240 и 260 низкого давления при поддержании соотношений относительных величин потоков топлива из каждого из топливных насосов низкого давления, в ответ на отклонение измеренного значения количества ТЧ (РМ) от требуемого значения количества ТЧ (РМ) (или отклонение измеренного значения содержания кислорода в топливе от требуемого значения содержания кислорода в топливе). Увеличение общей величины потока топлива может способствовать снижению количества времени, затрачиваемого на то, чтобы измеренное значение количества ТЧ (РМ) достигло требуемого значения количества ТЧ (РМ) (или на то, чтобы измеренное значение содержания кислорода в топливе достигло требуемого значения содержания кислорода в топливе), посредством более быстрого удаления топлива из топливной магистрали 289, насоса 280 высокого давления, топливной магистрали 281 и топливной рампы 270. Система 190 регулирования дополнительно может осуществлять увеличение скорости работы топливных насосов 220, 240 и 260 низкого давления при поддержании соотношений относительных величин потока топлива из каждого из топливных насосов низкого давления, в ответ на большую потребность в смазке и охлаждении и/или большую потребность двигателя в топливе (то есть, большую нагрузку двигателя).
Далее, на этапе 438, система 190 регулирования может осуществлять открытие КРО (VCV) 282 и/или КРД (PCV) 286 для очистки компонентов топливной системы, расположенных в направлении топливной рампы после насоса высокого давления. Открытие КРО (VCV) 282 и/или КРД (PCV) 286 может содержать осуществление способа 600 на фиг. 6. Способ 600 начинается на этапе 610, на котором система 190 регулирования может переводить КРО (VCV) 282 в более открытое положение, в том числе, переводить КРО (VCV) 282 в полностью открытое положение, для удаления топлива из насоса 280 высокого давления, топливной магистрали 281 и топливной рампы 270. Перевод КРО (VCV) 282 в более открытое положение, в том числе, полное открытие КРО (VCV) 282, может увеличить величину потока топлива, направляемого в насос 280 высокого давления, топливную магистраль 281 и топливную рампу 270, и уменьшить время на их очистку. На этапе 614 система 190 регулирования может осуществлять регулирование положения КРД (PCV) для поддержания требуемого значения давления в топливной рампе. Регулирование положения КРД (PCV) может происходить, по меньшей мере, частично в ответ на полное открытие КРО (VCV) 282 (или перевод КРО (VCV) 282 в более открытое положение) для поддержания требуемого значения давления в топливной рампе. Например, для поддержания требуемого значения давления в топливной рампе, система 190 регулирования может осуществлять перевод КРД (PCV) 286 в более открытое положение в ответ на полное открытие КРО (VCV). В некоторых примерах, перевод КРД (PCV) 286 в более открытое положение может содержать полное открытие КРД (PCV) 286 для поддержания требуемого значения давления в топливной рампе.
Далее, на этапе 620 система 190 регулирования может осуществлять определение продолжительности открытия КРО (VCV) на основе общей величины потока топлива, направляемого в топливную рампу 270. Общая величина потока топлива, направляемого в топливную рампу 270, может быть рассчитана по сумме скоростей работы топливных насосов 220, 240 и 260 низкого давления, если трехходовые клапаны 202 и 204 расположены таким образом, чтобы направлять поток топлива, соответственно, из топливных баков 210 и 250 в насос 280 высокого давления. Если трехходовой клапан 202 расположен так, чтобы направлять поток топлива из топливного бака 210 в топливный бак 230, общая величина потока топлива, направляемого в топливную рампу, может быть рассчитана по сумме скоростей работы топливных насосов 240 и 260 низкого давления. Если трехходовой клапан 204 расположен так, чтобы направлять поток топлива из топливного бака 250 в топливный бак 230, общая величина потока топлива в топливную рампу может быть рассчитана по сумме скоростей работы топливных насосов 220 и 240 низкого давления. Длительность открытия КРО (VCV) может быть больше, если общая величина потока топлива, направляемого в топливную рампу, меньше, поскольку промежуток времени, необходимый для удаления топлива из насоса 280 высокого давления, топливной магистрали 281 и топливной рампы 270, может быть больше. Длительность открытия КРО (VCV) может быть меньше, если общая величина потока топлива, направляемого в топливную рампу, больше, поскольку промежуток времени, необходимый для удаления топлива из насоса 280 высокого давления, топливной магистрали 281 и топливной рампы 270, может быть меньше. На этапе 630 система регулирования может осуществлять определение, превышена ли определяемая на этапе 620 длительность открытия КРО (VCV) после перевода КРО (VCV) в полностью открытое положение на этапе 610.
Если на этапе 630 длительность открытия КРО (VCV) не превышена, способ 600 продолжается на этапе 634, на котором система 190 регулирования может осуществлять определение, превышает ли значение давления в топливной рампе, Pfuelrail, целевое значение давления в топливной рампе, Pfuelrail,target, и полностью ли открыт КРД (PCV). Целевое значение давления в топливной рампе может соответствовать давлению в топливной рампе, требуемому для гарантированного впрыска топлива в двигатель для поддержания исправности двигателя и для снижения шума, вибрации и неплавности работы двигателя. Если на этапе 634 Pfuelrail > Pfuelrail,target и КРД (PCV) полностью открыт, то давление в топливной рампе не может поддерживаться на уровне Pfuelrail,target посредством регулирования положения КРД (PCV). Соответственно, на этапе 636 система 190 регулирования может осуществлять перевод КРО (VCV) из более открытого положения в менее открытое положение (то есть, более закрытое положение) в ответ на увеличение давления в топливной рампе выше целевого значения давления в топливной рампе, если КРД (PCV) полностью открыт.Таким образом, величина потока топлива, поступающего в насос 280 высокого давления, топливную магистраль 281 и топливную рампу 270, может быть уменьшена при поддержании значения содержания кислорода в топливе, благодаря чему давление в топливной рампе уменьшается.
Возвращаясь к этапу 634, если Pfuelrail не превышает Pfuelrail,target или если КРД (PCV) открыт не полностью, то способ 600 продолжается на этапе 638, на котором система 190 регулирования осуществляет определение, является ли значение температуры топлива в первой магистрали 285 возврата топлива, Tfuelreturn, выше порогового значения температуры топлива, Tfuelreturn, TH. Пороговое значение температуры топлива в магистрали возврата топлива может соответствовать температуре топлива, выше которой повышается риск испарения топлива. Соответственно, поддержание Tfuelreturn < Tfuelreturn, TH может уменьшить риск испарения топлива. В качестве другого примера, Tfuelreturn, TH может соответствовать температуре топлива, выше которой может быть превышена производительность устройства охлаждения топлива, в результате чего температура одного или нескольких топливных баков превышает пороговое значение температуры топливного бака (например, пороговое значение температуры топливного бака может соответствовать температуре испарения топлива). В качестве другого примера, Tfuelreturn, TH может соответствовать температуре топлива, выше которой увеличивается степень деградации топливных присадок. Соответственно, способ 600 переходит от этапа 638 на этап 636, на котором КРО (VCV) может быть переведен из полностью открытого положения (или более открытого положения) в менее открытое положение (то есть, более закрытое положение) в ответ на то, что Tfuelreturn TH в первой магистрали 285 возврата топлива превышает пороговое значение температуры топлива. Возвращаясь к этапу 638, если Tfuelreturn не превышает Tfuelreturn, TH, или после этапа 636, способ 600 продолжается на этапе 630, на котором система 190 регулирования снова осуществляет оценку того, превышена ли длительность открытия КРО (VCV). Возвращаясь к этапу 630, если длительность открытия КРО (VCV) превышена, способ 600 продолжается на этапе 640, на котором система 190 регулирования снова осуществляет возврат КРО (VCV) и КРД (PCV) в их первоначальные, до осуществления способа 600, более закрытые положения. С другой стороны, система 190 регулирования может осуществлять регулирование положения КРО (VCV) для поддержания O2fuel на уровне O2fuel,target и может осуществлять регулирование положения КРД (PCV) для поддержания значения давления в топливной рампе на уровне требуемого значения давления. После этапа 640 способ 600 возвращается к способу 400 после этапа 438, на котором способ 400 заканчивается, возвращаясь к способу 300 после этапа 334, на котором заканчивается способ 300.
Возвращаясь к способу 400 на этапе 420, если O2fuel не меньше, чем O2fuel,target, O2fuel достигает O2fuel,target и система 190 регулирования осуществляет поддержание текущего значения содержания кислорода в топливе и, на этапе 440, осуществляет возобновление нормальной работы двигателя и топливной системы. Другими словами, система 190 регулирования может осуществлять регулирование положения КРО (VCV) 282 для подачи в топливную рампу 270 и двигатель требуемой величины потока топлива, и может осуществлять регулирование положения КРД (PCV) 286 для поддержания требуемого давления в топливной рампе. В качестве другого примера, КРД (PCV) может быть переведен системой 190 регулирования в более закрытое положение, в том числе в полностью закрытое положение, для снижения количества утечек топлива из топливной рампы, и система 190 регулирования может осуществлять регулирование положения КРО (VCV) для достижения требуемого значения давления в топливной рампе. Как обсуждалось ранее, по сравнению с более низким значением O2fuel, при более высоком значении O2fuel время и степень активизации системы впрыска топлива могут быть уменьшены для того, чтобы компенсировать более низкое содержание кислорода в топливе. При более низком количестве энергии топлива для достижения такой же нагрузки двигателя, в двигатель может быть впрыснут больший объем топлива. По существу, положение КРО (VCV) 282 может поддерживаться в более открытом состоянии дольше для обеспечения подачи в двигатель большего объема топлива для данной нагрузки двигателя. После этапа 440 способ 400 заканчивается и возвращается к способу 300 после этапа 334, на котором заканчивается способ 300. Возвращаясь к способу 300 на этапе 330, если измеренное значение количества ТЧ (РМ) не превышает PMtarget, способ 300 продолжается на этапе 340, на котором система 190 регулирования осуществляет определение, является ли измеренное и/или рассчитанное значение РМ < PMtarget. Если измеренное значение РМ < PMtarget, способ 300 продолжается на этапе 344, на котором система 190 регулирования осуществляет уменьшение общей величины потока кислородосодержащего топлива в топливную рампу, как видно из способа 500 на фиг. 5.
Способ 500 начинается на этапе 510, на котором система 190 регулирования определяет требуемое значение содержания кислорода в топливе, O2fuel,target, на основе отклонения между измеренным значением количества ТЧ (РМ) и PMtarget. Далее, на этапе 512 система 190 регулирования осуществляет измерение и/или расчет содержания кислорода в топливе, O2fuel. Как было раскрыто выше, O2fuel может содержать содержание кислорода в топливе в первой магистрали 285 возврата топлива, измеренное датчиком 292, или может содержать содержание кислорода в топливе во второй магистрали 283 возврата топлива, измеренное датчиком 294. С другой стороны, O2fuel может содержать содержание кислорода в топливе, измеренное в топливе в топливной рампе 270, топливной магистрали 281 или в другом месте после насоса 280 высокого давления по ходу потока. Кроме того, O2fuel может содержать суммарное содержание кислорода в топливе, полученное из одного или нескольких измерений кислорода в топливной системе. В некоторых примерах, измеренное значение количества ТЧ (РМ) и PMtarget могут содержать измеренную скорость изменения количества ТЧ (РМ) в отработавших газах и требуемую скорость изменения количества ТЧ (РМ) в отработавших газах, соответственно. Таким образом, РМ < PMtarget может означать, что измеренное значение скорости изменения количества ТЧ (РМ) меньше требуемого значения скорости изменения количества ТЧ (РМ), PMtarget. Кроме того, содержание кислорода в топливе может быть рассчитано по модельным соотношениям смешивания потоков топлива из топливных баков 210, 230 и 250 и известным свойствам топлива.
На этапе 520 система 190 регулирования определяет O2fuel>O2fuel,target. Если O2fuel > O2fuel,target, способ 500 продолжается на этапе 530, на котором система 190 регулирования осуществляет увеличение потока менее богатого кислородом топлива из бака для первого типа топлива (то есть, топливного бака 250) по сравнению с потоком смешанного топлива из бака 230 смешанного топлива. Например, система 190 регулирования может осуществлять увеличение скорости нагнетания топливного насоса 260 низкого давления по сравнению со скоростью нагнетания топливного насоса 240 низкого давления и перевод трехходового клапана 204 в положение для подачи менее богатого кислородом топлива из топливного бака 250 в насос 280 высокого давления. На этапе 534 система 190 регулирования может осуществлять регулирование потока смешанного топлива из бака для смешанного топлива (то есть, топливного бака 230). Как было раскрыто выше, величина потока топлива из топливного бака 230 может быть скомпенсирована величиной потока более богатого кислородом топлива из топливного бака 210 в соответствии с требуемым значением топливного соотношения (величины потока), благодаря чему содержание кислорода в топливе, подаваемом в насос высокого давления, соответствует требуемому значению содержания кислорода в топливе. Содержание кислорода в топливе в топливных баках 250 и 230 может быть измерено (например, датчиками 256 и 236 соответственно) и/или рассчитано или смоделировано на основе типа топлива, величины потока дозаправки топливного бака, величины потока топлива, проходящего обратно по первой и второй магистралям 285 и 283 возврата топлива, и других данных о топливе. На этапе 536 система 190 регулирования может осуществлять уменьшение потока более богатого кислородом топлива из бака для второго типа топлива (то есть, топливного бака 210) по сравнению с потоком смешанного топлива из бака 230 смешанного топлива для дополнительного обеспечения увеличения содержания кислорода в топливе. Уменьшение потока более богатого кислородом топлива из топливного бака 210 по сравнению с потоком смешанного топлива из бака 230 смешанного топлива содержит прекращение подачи более богатого кислородом топлива из топливного бака 210. Например, система 190 регулирования может осуществлять выключение топливного насоса 220 низкого давления.
На этапе 537 система 190 регулирования может осуществлять регулирование общей величины потока топлива, направляемого в насос высокого давления, посредством регулирования топливных насосов 220, 240 и 260 низкого давления при поддержании соотношений относительных величин потоков топлива из топливных баков 210, 230 и 250. Как было описано выше, система 190 регулирования может осуществлять увеличение общей величины потока топлива, направляемого в насос 280 высокого давления, посредством увеличения скорости работы топливных насосов 220, 240 и 260 низкого давления при поддержании соотношений относительных величин потоков топлива из каждого из топливных насосов низкого давления, в ответ на отклонение измеренного значения количества ТЧ (РМ) от требуемого значения количества ТЧ (РМ) (или отклонение измеренного значения содержания кислорода в топливе от требуемого значения содержания кислорода в топливе). Увеличение общей величины потока топлива может способствовать снижению количества времени, затрачиваемого на то, чтобы измеренное значение количества ТЧ (РМ) достигло требуемого значения количества ТЧ (РМ) (или на то, чтобы измеренное значение содержания кислорода в топливе достигло требуемого значения содержания кислорода в топливе), посредством более быстрого удаления топлива из топливной магистрали 289, насоса 280 высокого давления, топливной магистрали 281 и топливной рампы 270. Система 190 регулирования дополнительно может осуществлять увеличение скорости работы топливных насосов 220, 240 и 260 низкого давления при поддержании соотношений относительных величин потоков топлива из каждого из топливных насосов низкого давления, в ответ на большую потребность в смазке и охлаждении и/или большую потребность двигателя в топливе (то есть, большую нагрузку двигателя).
Далее, на этапе 538, система 190 регулирования может осуществлять открытие КРО (VCV) 282 и/или КРД (PCV) 286 для очистки компонентов топливной системы, расположенных в направлении топливной рампы после насоса высокого давления. Открытие КРО (VCV) 282 и/или КРД (PCV) 286 может содержать осуществление способа 600 на фиг. 6 (как было раскрыто ранее). После осуществления способа 600 или этапа 652, система 190 возвращается к осуществлению способа 500 после этапа 538, на котором способ 500 заканчивается, возвращаясь к способу 300 после этапа 334, на котором заканчивается способ 300. Возвращаясь к способу 500 на этапе 520, если O2fuel не больше, чем O2fuel,target, O2fuel достигает O2fuel,target и система 190 регулирования осуществляет поддержание текущего значения содержания кислорода в топливе, и на этапе 540 осуществляет возобновление нормальной работы двигателя и топливной системы. Другими словами, система 190 регулирования может осуществлять регулирование положения КРО (VCV) 282 для подачи в топливную рампу 270 и двигатель требуемой величины потока топлива, и может осуществлять регулирование положения КРД (PCV) 286 для поддержания требуемого давления в топливной рампе. В качестве другого примера, КРД (PCV) может быть переведен системой 190 регулирования в более закрытое положение, в том числе в полностью закрытое положение, для снижения количества утечек топлива из топливной рампы, и система 190 регулирования может осуществлять регулирование положения КРО (VCV) для достижения требуемого значения давления в топливной рампе. Как обсуждалось ранее, по сравнению с более низким значением O2fuel, при более высоком значении O2fuel время и степень активизации системы впрыска топлива могут быть уменьшены для того, чтобы компенсировать более низкое количество энергии топлива. При более низком количестве энергии топлива, для достижения такой же нагрузки двигателя в двигатель может быть впрыснут больший объем топлива. По существу, положение КРО (VCV) 282 может поддерживаться в более открытом состоянии дольше для обеспечения подачи в двигатель большего объема топлива для данной нагрузки двигателя. После этапа 540 способ 500 заканчивается и возвращается к способу 300 после этапа 344, на котором заканчивается способ 300. Возвращаясь к способу 300 на этапе 340, если измеренное значение РМ не меньше, чем PMtarget, то значение количества ТЧ (РМ) в отработавших газах достигает требуемого значения количества ТЧ (РМ), и способ 300 продолжается на этапе 350, на котором система 190 регулирования осуществляет поддержание текущего значения содержания кислорода в топливе и осуществляет возобновление нормальной работы двигателя и топливной системы. Другими словами, система 190 регулирования может осуществлять регулирование положения КРО (VCV) 282 для подачи в топливную рампу 270 и двигатель требуемой величины потока топлива, и может осуществлять регулирование положения КРД (PCV) 286 для поддержания требуемого давления в топливной рампе. В качестве другого примера, КРД (PCV) может быть переведен системой 190 регулирования в более закрытое положение, в том числе в полностью закрытое положение, для снижения количества утечек топлива из топливной рампы, и система 190 регулирования может осуществлять регулирование положения КРО (VCV) для достижения требуемого значения давления в топливной рампе. Как обсуждалось ранее, по сравнению с более низким значением O2fuel, при более высоком значении O2fuel время и степень активизации системы впрыска топлива могут быть увеличены для того, чтобы компенсировать более низкое количество энергии топлива. При более низком количестве энергии топлива, для достижения такой же нагрузки двигателя в двигатель может быть впрыснут больший объем топлива. По существу, положение КРО (VCV) 282 может поддерживаться в более открытом состоянии дольше для обеспечения подачи в двигатель большего объема топлива для данной нагрузки двигателя. После этапа 540 способ 500 заканчивается и возвращается к способу 300 после этапа 344, на котором заканчивается способ 300. Возвращаясь к способу 300 на этапе 340, если измеренное значение РМ не меньше, чем PMtarget, то значение количества ТЧ (РМ) в отработавших газах достигает требуемого значения количества ТЧ (РМ), и способ 300 продолжается на этапе 350, на котором система 190 регулирования осуществляет поддержание текущего значения содержания кислорода в топливе и осуществляет возобновление нормальной работы двигателя и топливной системы.
Таким образом, способ может содержать: расположение клапана регулирования давления КРД (PCV) вблизи выпуска топливной рампы; расположение клапана регулирования объема КРО (VCV) вблизи впуска насоса высокого давления; и, в ответ на отклонение значения количества твердых частиц ТЧ (РМ) в отработавших газах от целевого значения количества ТЧ (РМ), регулирование топливного отношения первого типа топлива и второго типа топлива, подаваемых в двигатель, и открытие КРД (PCV) или КРО (VCV). Дополнительно или в качестве альтернативы, первый тип топлива может содержать более богатое кислородом топливо, и второй тип топлива может содержать менее богатое кислородом топливо. Дополнительно или в качестве альтернативы, расположение КРО (VCV) вблизи впуска топливного насоса высокого давления может содержать расположение КРО (VCV) внутри внутреннего узла топливного насоса высокого давления. Дополнительно или в качестве альтернативы, регулирование топливного отношения может содержать увеличение величины потока кислородосодержащего топлива в ответ на то, что значение количества ТЧ (РМ) в отработавших газах превышает целевое значение количества ТЧ (РМ), и уменьшение величины потока кислородосодержащего топлива в ответ на то, что значение количества ТЧ (РМ) в отработавших газах ниже целевого значения количества ТЧ (РМ). Дополнительно или в качестве альтернативы, способ может содержать открытие КРД (PCV) и КРО (VCV) в ответ на отклонение значения количества ТЧ (РМ) в отработавших газах от целевого значения количества ТЧ (РМ). Дополнительно или в качестве альтернативы, открытие КРО (VCV) может содержать полное открытие КРО (VCV). Дополнительно или в качестве альтернативы, открытие КРО (VCV) может содержать перевод КРО (VCV) из более закрытого положения на некоторый первый промежуток времени до возвращения КРО (VCV) в более закрытое положение, причем первый промежуток времени может содержать количество времени, затрачиваемое на удаление топлива из насоса высокого давления и топливной рампы. Дополнительно или в качестве альтернативы, открытие КРД (PCV) может содержать перевод КРД (PCV) в более открытое положение для поддержания давления в топливной рампе на уровне требуемого значения давления в топливной рампе. Дополнительно или в качестве альтернативы, первый промежуток времени может увеличиваться при уменьшении общей величины потока топлива в двигатель, и первый промежуток времени может уменьшаться при увеличении общей величины потока топлива в двигатель.
Таким образом, способ для двигателя может содержать: расчет содержания кислорода в топливе, подаваемом в двигатель; и регулирование потока первого, более богатого кислородом топлива из бака для первого типа топлива и второго, менее богатого кислородом топлива из бака для второго типа топлива в топливную рампу двигателя, и открытие клапана регулирования давления КРД (PCV) или клапана регулирования объема КРО (VCV) в ответ на отклонение значения содержания кислорода в топливе от целевого значения содержания кислорода в топливе, причем КРД (PCV) расположен вблизи выпуска топливной рампы, и КРО (VCV) расположен вблизи впуска топливного насоса высокого давления. Дополнительно или в качестве альтернативы, регулирование потока первого, более богатого кислородом топлива и второго, менее богатого кислородом топлива может зависеть от рассчитанного количества первого, более богатого кислородом топлива в баке для первого типа топлива, и рассчитанного количества второго, менее богатого кислородом топлива в баке для второго типа топлива
Дополнительно или в качестве альтернативы, целевое значение содержания кислорода в топливе может быть определено на основе измеренного значения количества твердых частиц ТЧ (РМ) в отработавших газах. Дополнительно или в качестве альтернативы, содержание кислорода в топливе может содержать определение содержания кислорода в топливе, находящемся между КРО (VCV) и топливным насосом высокого давления. Дополнительно или в качестве альтернативы, содержание кислорода в топливе может содержать определение содержания кислорода в топливе, находящемся между КРД (PCV) и топливным насосом высокого давления. Дополнительно или в качестве альтернативы, открытие КРД (PCV) и КРО (VCV) может содержать перевод КРД (PCV) в более открытое положение КРД (PCV) и перевод КРО (VCV) в более открытое положение КРО (VCV) в ответ на отклонение значения содержания кислорода в топливе от целевого значения содержания кислорода в топливе.
Обратимся теперь к фиг. 7, на которой представлен временной график 700 работы двигателя и топливной системы в соответствии со способом снижения выбросов твердых частиц, представленным на фиг. 3-6. Временной график 700 содержит линию 710 тренда для количества ТЧ (РМ) в отработавших газах, линию 720 тренда для измеренного значения O2fuel, линию 730 тренда для величины потока более богатого кислородом топлива Qfuel1, линию 734 тренда для величины потока менее богатого кислородом топлива Qfuel2, линию 736 тренда для величины потока смешанного топлива Qfuel3, линию 740 тренда для положения КРО (VCV), линию 750 тренда для положения КРД (PCV), линию 760 тренда для нагрузки двигателя, линию 770 тренда для статуса РОГ (EGR), линию 780 тренда для уровня более богатого кислородом топлива, fuel1, в топливном баке 1 Levelfuel1, линию 790 тренда для давления в топливной рампе и линию 786 тренда для статуса события образования ТЧ (РМ). Также представлены требуемое значение 712 количества ТЧ (РМ) PMtarget, требуемое значение 722 содержания кислорода в топливе O2fuel,target, пороговое значение 762 нагрузки двигателя LoadTH, пороговое значение 782 уровня топлива в баке LevelTH и требуемое значение 792 давления в топливной рампе. Активный статус 786 события образования ТЧ (РМ) может означать условия работы двигателя, при которых образуется большее количество ТЧ (РМ), и неактивный статус 786 события образования ТЧ (РМ) может означать условия работы двигателя, при которых образуется меньшее количество ТЧ (РМ). Не ограничивающие примеры условий работы двигателя, при которых может образовываться большее количество ТЧ (РМ) (и при которых статус 786 события образования ТЧ (РМ) активен) содержат деактивацию одного или нескольких цилиндров двигателя, причем нагрузка работающих цилиндров высока, но массовый расход отработавших газов, проходящих через выпускную турбину, соединенную с компрессором турбонагнетателя, небольшой, что приводит к низкому давлению наддува. Дополнительные не ограничивающие примеры содержат управление двигателем в условиях обогащенной воздушно-топливной смеси для регенерации каталитического нейтрализатора ловушки NOx обедненной смеси или для десульфурирования (DeSOx). В качестве другого не ограничивающего примера, двигатель может использовать способы интенсивной последующей обработки, способствующие уменьшению образования ТЧ (РМ), в том числе, один или несколько из раннего открытия выпускного клапана, внутренней РОГ (EGR) и подогрева впуска. Для систем двигателя, содержащих ДСФ (DPF), другие не ограничивающие примеры содержат управление двигателем во время регенерации ДСФ (DPF). Например, количество ТЧ (РМ) может увеличиваться или уменьшаться, соответственно, при увеличении или уменьшении нагрузки двигателя. Кроме того, количество ТЧ (РМ) может увеличиваться или уменьшаться при сгорании в условиях более и менее обогащенного топлива.
До наступления момента времени t1, измеренное значение количества ТЧ (РМ) совпадает с PMtarget, O2fuel совпадает с O2fuel,target, КРО (VCV) и КРД (PCV) находятся в более закрытом положении, РОГ (EGR) включена и значение Levelfuel1 большое. В момент времени t1, в ответ на изменение статуса 786 события образования ТЧ (РМ) с неактивного на активный, измеренное значение количества ТЧ (РМ) возрастает выше требуемого значение количества ТЧ (РМ), PMtarget. В частности, увеличение измеренного значения количества ТЧ (РМ) в момент времени t1 может происходить в ответ на работу двигателя в условиях, способствующих образованию большего количества ТЧ (РМ). Например, один или нескольких цилиндров двигателя могут быть деактивированы, причем нагрузка работающих цилиндров высока, но массовый расход отработавших газов, проходящих через выпускную турбину, соединенную с компрессором турбонагнетателя, небольшой, что приводит к низкому давлению наддува. В качестве другого примера, двигатель может работать в условиях обогащенной воздушно-топливной смеси для регенерации каталитического нейтрализатора ловушки NOx обедненной смеси или для десульфурирования (DeSOx). В качестве другого примера, двигатель может использовать способы интенсивной последующей обработки, способствующие увеличению образования ТЧ (РМ), в том числе, один или несколько из раннего открытия выпускного клапана, внутренней РОГ (EGR) и подогрева впуска. Для систем двигателя, содержащих ДСФ (DPF), большие количества ТЧ (РМ) могут возникать во время регенерации ДСФ (DPF). Увеличение количества ТЧ (РМ) в момент времени t1 дополнительно (по меньшей мере частично) может возникать из-за внезапного увеличения значения 760 нагрузки двигателя в момент времени t1.
Количество ТЧ (РМ) может быть измерено и/или рассчитано в выпускном канале 148 перед или после УСВ (ECD) 170. В ответ на отклонение измеренного значения количества ТЧ (РМ) от PMtarget, система 190 регулирования осуществляет увеличение O2fuel,target, поскольку увеличение содержания кислорода в топливе может способствовать уменьшению образования сажи при сгорании топлива в двигателе, благодаря чему уменьшаются выбросы ТЧ (РМ). Система 190 регулирования осуществляет измерение текущего содержания кислорода в топливе, O2fuel. O2fuel может быть измерено и/или рассчитано в топливной системе после насоса 280 высокого давления по ходу потока, например в первой магистрали 285 возврата топлива, второй магистрали 283 возврата топлива, топливной рампе 270 или топливной магистрали 281. В ответ на отклонение O2fuel от O2fuel,target, система 190 регулирования осуществляет регулирование величины потоков топлива для увеличения содержания кислорода в топливе O2fuel для достижения O2fuel,target. В частности, система 190 регулирования осуществляет увеличение скорости нагнетания топливного насоса 220 низкого давления для увеличения величины 730 потока более богатого кислородом топлива, Qfuel1, по сравнению с величиной потока смешанного топлива, направляемого в насос 280 высокого давления. В момент времени t1, система 190 регулирования также осуществляет незначительное увеличение скорости нагнетания топливного насоса 240 низкого давления для увеличения величины 736 потока смешанного топлива, Qfuel3, для того, чтобы уравновесить увеличение Qfuel1 и обеспечить требуемое топливное соотношение (содержащее требуемое значение количества кислорода в топливе O2fuel,target) в насосе 280 высокого давления. В момент времени t1, система регулирования также осуществляет уменьшение скорости нагнетания топливного насоса 260 низкого давления для уменьшения (или выключения) величины 734 потока менее богатого кислородом топлива, Qfuel2, по сравнению с величиной потока смешанного топлива.
Для уменьшения времени до достижения нового требуемого значения O2fuel,target, система 190 регулирования также может осуществлять открытие КРО (VCV) и/или КРД (PCV) в момент времени t1 в ответ на отклонение измеренного значения количества ТЧ (РМ) от PMtarget, и в ответ на отклонение O2fuel от O2fuel,target. Открытие КРО (VCV) может содержать регулирование положения 740 КРО (VCV) до достижения более открытого положения (обозначенного стрелкой 744) на некоторую длительность открытия КРО (VCV) (показанную стрелкой 745). Длительность открытия КРО (VCV) может соответствовать промежутку времени, необходимому для удаления топлива из топливных магистралей 281 и 289, насоса 280 высокого давления, и топливной рампы 270. Длительность открытия КРО (VCV) может увеличиваться при уменьшении общей величины потока топлива и может уменьшаться при увеличении общей величины потока топлива. В одном из примеров, регулирование положения 740 КРО (VCV) до достижения более открытого положения содержит полное открытие КРО (VCV) 282. После момента времени t1 измеренное значение O2fuel начинает возрастать а ответ на открытие КРО (VCV). Кроме того, после момента времени t1 измеренное значение количества ТЧ (РМ) начинает уменьшаться в ответ на увеличение O2fuel. Также в ответ на открытие КРО (VCV) в момент времени t1, значение 790 давления в топливной рампе увеличивается выше требуемого значения 792 давления в топливной рампе.
В примере временного графика 700, в момент времени t1 КРД (PCV) также открывают в ответ на отклонение O2fuel от O2fuel,target, для того, чтобы вернуть значение 790 давления в топливной рампе на уровень требуемого значения 792 давления в топливной рампе. В других примерах, КРД (PCV) может быть открыт непосредственно после момента времени t1 в ответ на открытие КРО (VCV) в момент времени t1, для поддержания давления в топливной рампе на уровне требуемого значения давления. В других примерах, КРД (PCV) может быть открыт непосредственно до момента времени t1, до открытия КРО (VCV), в ответ на изменение статуса события образования ТЧ (РМ) на активный. Открытие КРД (PCV) может содержать регулирование положения 750 КРО (VCV) до достижения более открытого положения (обозначенного стрелкой 754) на некоторую длительность открытия КРД (PCV) (показанную стрелкой 755). Длительность открытия КРД (PCV) может быть незначительно больше, незначительно меньше или эквивалентна длительности открытия КРО (VCV). В ответ на открытие КРО (VCV) в момент времени t1, значение 790 давления в топливной рампе возвращается на уровень требуемого значения 792 давления в топливной рампе. Система 190 регулирования осуществляет поддержание открытого положения КРД (PCV) от момента времени t1 до момента времени t1b для поддержания значения 790 давления в топливной рампе и требуемого значения 792 давления в топливной рампе, пока КРО (VCV) находится в открытом положении. В момент времени На статус события образования ТЧ (РМ) меняется на неактивный, что свидетельствует о том, что условия работы двигателя, при которых образуется большее количество ТЧ (РМ), отсутствуют. Например, система 190 регулирования может осуществлять прекращение деактивации одного или нескольких цилиндров двигателя, регенерация нейтрализатора ловушки NOx обедненной смеси (LNT) или ДСФ (DPF) может быть окончена, способы десульфурирования (DeSox) могут быть реализованы, нагрузка двигателя может от большего значения нагрузки быть снижена и тому подобное.
В момент времени t1b, после окончания промежутка времени открытия КРО (VCV), положение 740 КРО (VCV) и положение 750 КРД (PCV) могут быть возвращены к их более открытым положениям (их положениям до момента времени t1), поскольку топливо (с измеренным ранее значением содержания кислорода в топливе, которое отклоняется от требуемого значения содержания кислорода в топливе) удалено из насоса 280 высокого давления, топливных магистралей 281 и 289 и топливной рампы 270. В ответ на удаление топлива из насоса 280 высокого давления, топливных магистралей 281 и 289, топливной рампы 270 в момент времени t1b, скорость возрастания измеренного значения O2fuel снова увеличивается. Кроме того, в момент времени t1b, измеренное значение количества ТЧ (РМ) начинает уменьшаться с большей скоростью, в ответ на более быстрое увеличение O2fuel.
Кроме того, в момент времени t1b, в ответ на уменьшение Levelfuel1, система 190 регулирования может осуществлять незначительное уменьшение значения 730 Qfuel1 для уменьшения риска преждевременного израсходования более богатого кислородом топлива в топливном баке 210, по сравнению с менее богатым кислородом топливом в топливном баке 250 или смешанным топливом в топливном баке 230. Система 190 регулирования также может осуществлять одновременное увеличение значения 736 Qfuel3 в момент времени t1b для поддержания общей величины потока топлива, подаваемого в двигатель.
Как только в момент времени t1b топливная рампа 270, топливная магистраль 281 и насос 280 высокого давления очищены, измеренное значение O2fuel быстро достигает O2fuel,target. Измеренное значение количества ТЧ (РМ) достигает PMtarget после того, как O2fuel достигает O2fuel,target, поскольку объем отработавших газов в выпускном канале большой и изменения количества ТЧ (РМ) в отработавших газах, вызванные изменениями сгорания топлива, могут происходить с задержкой, поскольку они распространены по всему выпускному каналу. В момент времени t2, в ответ на то, что измеренное значение количества ТЧ (РМ) совпадает с PMtarget и O2fuel совпадает с O2fuel,target, система 190 регулирования осуществляет поддержание текущих условий работы двигателя и топливной системы, что означает снижение количества ТЧ (РМ). Значение Levelfuel1 показано непрерывно уменьшающимся от момента времени t1 до момента времени t2 поскольку, более богатое кислородом топливо из топливного бака 210, fuel1, израсходовано.
До наступления более позднего момента времени t3, измеренное значение количества ТЧ (РМ) совпадает с PMtarget, O2fuel совпадает с O2fuel,target, КРО (VCV) и КРД (PCV) находятся в более закрытом положении, РОГ (EGR) включена и значение Levelfuel1 небольшое, но больше, чем LevelTH. В момент времени t3, измеренное значение количества ТЧ (РМ) опускается ниже требуемого значения количества ТЧ (РМ), PMtarget, в ответ на изменение статуса события образования ТЧ (РМ) с активного на неактивный. В частности, уменьшение измеренного значения количества ТЧ (РМ) в момент времени t1 может происходить в ответ на прекращение работы двигателя в условиях, способствующих образованию большего количества ТЧ (РМ). Уменьшение количества ТЧ (РМ) в момент времени t3 дополнительно (по меньшей мере, частично) может возникать из-за внезапного уменьшения значения 760 нагрузки двигателя в момент времени t3. Как было раскрыто ранее, измеренное количество ТЧ (РМ) может быть измерено и/или рассчитано в выпускном канале 148 перед или после УСВ (ECD) 170. В ответ на отклонение измеренного значения количества ТЧ (РМ) от PMtarget, система 190 регулирования осуществляет уменьшение O2fuel,target, поскольку уменьшение содержания кислорода в топливе может способствовать увеличению выбросов ТЧ (РМ), но может способствовать уменьшению расхода топлива. Система 190 регулирования осуществляет определение текущего значения O2fuel, которое может быть измерено и/или рассчитано в топливной системе после насоса 280 высокого давления по ходу потока, например в первой магистрали 285 возврата топлива, второй магистрали 283 возврата топлива, топливной рампе 270 или топливной магистрали 281. В ответ на отклонение O2fuel от O2fuel,target, система 190 регулирования осуществляет регулирование величин потоков топлива для уменьшения содержания кислорода в топливе, O2fuel, для достижения O2fuel,target. В частности, система 190 регулирования осуществляет увеличение скорости нагнетания топливного насоса 260 низкого давления для увеличения величины 734 потока менее богатого кислородом топлива, Qfuel2, направляемого в насос 280 высокого давления. В момент времени t3, система 190 регулирования также осуществляет увеличение скорости нагнетания насоса 240 низкого давления для увеличения величины 736 потока смешанного топлива, Qfuel3, для того, чтобы уравновесить увеличение Qfuel1 и обеспечить требуемое топливное соотношение (содержащее требуемое значение количества кислорода в топливе O2fuel,target) в насосе 280 высокого давления. В момент времени t3, система регулирования также осуществляет уменьшение скорости нагнетания топливного насоса 220 низкого давления для уменьшения (или выключения) величины 730 потока более богатого кислородом топлива, Qfuel1.
Система 190 регулирования также может осуществлять открытие КРО (VCV) и/или КРД (PCV) в момент времени t3 для уменьшения времени, необходимого для достижения нового требуемого значения O2fuel,target, в ответ на отклонение измеренного значения количества ТЧ (РМ) от PMtarget, и в ответ на отклонение O2fuel от O2fuel,target. Открытие КРО (VCV) может содержать регулирование положения 740 КРО (VCV) до достижения более открытого положения (обозначенного стрелкой 746) на некоторую длительность открытия КРО (VCV) (показанную стрелкой 747). Длительность открытия КРО (VCV) может соответствовать промежутку времени, необходимому для удаления топлива из топливных магистралей 281 и 289, насоса 280 высокого давления, и топливной рампы 270. Длительность открытия КРО (VCV) может увеличиваться при уменьшении общей величины потока топлива и может уменьшаться при увеличении общей величины потока топлива. В одном из примеров, регулирование положения 740 КРО (VCV) до достижения более открытого положения содержит полное открытие КРО (VCV) 282. В ответ на открытие КРО (VCV), после момента времени t3 измеренное значение O2fuel начинает уменьшаться. Кроме того, в ответ на увеличение O2fuel, после момента времени t3, измеренное значение количества ТЧ (РМ) начинает увеличиваться. Также, в ответ на открытие КРО (VCV) в момент времени t1, значение 790 давления в топливной рампе увеличивается выше требуемого значения 792 давления в топливной рампе.
В примере временного графика 700, в ответ на отклонение O2fuel от O2fuel,target в момент времени t3, также открывают КРД (PCV) для того, чтобы вернуть значение 790 давления в топливной рампе на уровень требуемого значения 792 давления в топливной рампе. В других примерах, в ответ на открытие КРО (VCV) в момент времени t3, для поддержания давления в топливной рампе на уровне требуемого значения давления КРД (PCV) может быть открыт непосредственно после момента времени t3. В других примерах, в ответ на изменение статуса события образования ТЧ (РМ) на активный, КРД (PCV) может быть открыт непосредственно до момента времени t3, до открытия КРО (VCV). Открытие КРД (PCV) может содержать регулирование положения 750 КРД (PCV) до достижения более открытого положения (обозначенного стрелкой 756) на некоторую длительность открытия КРД (PCV) (показанную стрелкой 757). Длительность открытия КРД (PCV) может быть незначительно больше, незначительно меньше или эквивалентна длительности открытия КРО (VCV).
В ответ на открытие КРД (PCV) в момент времени t3, значение 790 давления в топливной рампе возвращается на уровень требуемого значения 792 давления в топливной рампе. Система 190 регулирования осуществляет поддержание открытого положения КРД (PCV) от момента времени t3 до момента времени t3b для поддержания значения 790 давления в топливной рампе и требуемого значения 792 давления в топливной рампе, пока КРО (VCV) находится в открытом положении. В момент времени t3b, после окончания промежутка времени открытия КРО (VCV), положение 740 КРО (VCV) и положение 750 КРД (PCV) могут быть возвращены к их более закрытым положениям (их положениям до момента времени t3), поскольку топливо (с измеренным ранее значением содержания кислорода в топливе, которое отклоняется от требуемого значения содержания кислорода в топливе) удалено из насоса 280 высокого давления, топливных магистралей 281 и 289 и топливной рампы 270. В ответ на удаление топлива из насоса 280 высокого давления, топливных магистралей 281 и 289 и топливной рампы 270 в момент времени t3b, скорость уменьшения измеренного значения O2fuel снова увеличивается. Кроме того, в момент времени t3b, измеренное значение количества ТЧ (РМ) начинает увеличиваться с большей скоростью, в ответ на более быстрое уменьшение O2fuel.
Длительность 747 открытия КРО (VCV) и длительность 757 открытия КРД (PCV) могут быть меньше, чем длительность 745 открытия КРО (VCV) и длительность 755 открытия КРД (PCV) соответственно, поскольку отклонения значения количества ТЧ (РМ) от PMtarget и O2fuel от O2fuel,target в момент времени t3 меньше, чем в момент времени t1. Аналогично, степень 746 регулирования величины открытия КРО (VCV) и степень 756 регулирования величины открытия КРД (PCV) могут быть меньше, чем степень 744 регулирования величины открытия КРО (VCV) и степень 754 регулирования величины открытия КРД (PCV) соответственно, поскольку отклонения значения количества ТЧ (РМ) от PMtarget и O2fuel от O2fuel,target в момент времени t3 меньше, чем в момент времени t1. Как было описано ранее, длительность открытия КРО (VCV) и длительность открытия КРД (PCV) могут дополнительно зависеть от общей величины потока топлива, подаваемого в насос высокого давления: при большей общей величине потока топлива длительность открытия КРО (VCV) и длительность открытия КРД (PCV) могут быть меньше, поскольку скорость удаления топлива выше; при меньшей общей величине потока топлива длительность открытия КРО (VCV) и длительность открытия КРД (PCV) могут быть больше, поскольку скорость удаления топлива меньше. Например, в промежутке времени между t1 и t1b, общая величина потока может быть увеличена (при сохранении значения содержания кислорода в топливе или топливного соотношения для каждого типа топлива) посредством увеличения скорости нагнетания топливных насосов 220, 240 и 260 низкого давления. Посредством увеличения общей величины потока топлива, промежуток времени, необходимый для удаления топлива из топливных магистралей 281 и 289, топливной рампы 270 и насоса 280 высокого давления, может быть уменьшен; соответственно длительность 745 открытия КРО (VCV) и длительность 755 открытия КРД (PCV) могут быть уменьшены. Аналогичным образом, для увеличения общей величины потока топлива и уменьшения промежутка времени, необходимого для удаления топлива из топливных магистралей 281 и 289, топливной рампы 270 и насоса 280 высокого давления, длительность 747 открытия КРО (VCV) и длительность 757 открытия КРД (PCV) могут быть уменьшены посредством увеличения скорости нагнетания топливных насосов 220, 240 и 260.
В момент времени t3b, КРД (PCV) переводят обратно в более закрытое положение. В ответ на открытие КРД (PCV) (и после удаления топлива из топливной магистрали 281 и топливной рампы 270) в момент времени t3b, скорость уменьшения измеренного значения O2fuel снова увеличивается. Кроме того, в момент времени t3b, измеренное значение количества ТЧ (РМ) начинает увеличиваться с большей скоростью, в ответ на более быстрое уменьшение O2fuel. Как только, в момент времени t3b, топливная рампа 270, топливная магистраль 281 и насос 280 высокого давления очищены, измеренное значение O2fuel быстро достигает O2fuel,target. Измеренное значение количества ТЧ (РМ) достигает PMtarget после того, как O2fuel достигает O2fuel,target, поскольку объем отработавших газов в выпускном канале большой и изменения количества ТЧ (РМ) в отработавших газах, вызванные изменениями сгорания топлива, могут происходить с задержкой, поскольку они распространены по всему выпускному каналу. В момент времени t4, система 190 регулирования осуществляет поддержание текущих условий работы двигателя и топливной системы, что означает снижение количества ТЧ (РМ) в ответ на то, что измеренное значение количества ТЧ (РМ) совпадает с PMtarget и O2fuel совпадает с O2fuel,target. От момента времени t3 до момента времени t4, Levelfuel1 непрерывно уменьшается, но медленнее, чем от момента времени t1 до момента времени t2, поскольку расходуется более богатое кислородом топливо, fuell, из топливного бака 210.
В момент времени t5, в ответ на то, что Levelfuel1 опускается ниже LevelTH., система 190 регулирования осуществляет выключение РОГ (EGR), ограничение нагрузки двигателя на уровне ниже LoadTH и, посредством узла 197 связи, оповещение оператора об израсходовании более богатого кислородом топлива и рекомендует дозаправку. После момента времени t5, O2fuel начинает опускаться ниже O2fuel,target, и значение количества ТЧ (РМ) начинает увеличиваться выше PMtarget, поскольку для приведения в движение транспортного средства осталось только менее богатое кислородом топливо.
Обратимся теперь к фиг. 8, на которой представлен временной график 800 работы двигателя и топливной системы в соответствии со способом снижения выбросов твердых частиц, представленным на фиг. 3-6. Временной график 800 содержит линию 810 тренда для количества ТЧ (РМ) в отработавших газах, линию 820 тренда для измеренного значения O2fuel, линию 830 тренда для значения отношения величины потока более богатого кислородом топлива к величине потока менее богатого кислородом топлива, Qfuelratio12, линию 834 тренда для значения отношения величины потока менее богатого кислородом топлива к величине потока более богатого кислородом топлива, Qfuelratio21, линию 840 тренда для положения КРО (VCV), линию 850 тренда для положения КРД (PCV), линию 860 тренда для нагрузки двигателя, линию 870 тренда для статуса РОГ (EGR), линию 880 тренда для уровня более богатого кислородом топлива, fuel1, в топливном баке 1, Levelfuel1, линию 886 тренда для статуса события образования ТЧ (РМ) и линию 890 тренда для давления в топливной рампе. Также представлены требуемое значение 812 количества ТЧ (РМ), PMtarget, требуемое значение 822 содержания кислорода в топливе, O2fuel,target, пороговое значение 862 нагрузки двигателя, LoadTH, пороговое значение 882 уровня топлива в баке, LevelTH и требуемое значение 892 давления в топливной рампе.
События и действия на временном графике 800 аналогичны временному графику 700, кроме того, что система 190 регулирования осуществляет регулирование соотношений величин 830 и 834 потоков топлива Qfuelratio12 и Qfuelratio21 в ответ на отклонения измеренных значений количества ТЧ (РМ) от PMtarget и отклонений измеренных значений O2fuel от O2fuel,target, для увеличения или уменьшения содержания кислорода в топливе, подаваемом в насос высокого давления и двигатель. Другими словами, система 190 регулирования осуществляет увеличение Qfuelratio12 и уменьшение Qfuelratio21 для увеличения содержания кислорода в топливе, подаваемом в двигатель, в ответ на то, что измеренное значение РМ > PMtarget и измеренное значение O2fuel < O2fuel,target. Аналогичным образом, система 190 регулирования осуществляет увеличение Qfuelratio12 и уменьшение Qfuelratio21 для уменьшения содержания кислорода в топливе, подаваемом в двигатель (и увеличения экономии топлива), в ответ на то, что измеренное значение РМ < PMtarget и измеренное значение O2fuel > O2fuel,target.
Необходимо отметить, что примеры приведенных здесь алгоритмов управления и оценки могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателей и/или транспортных средств. Раскрытые в настоящей заявке способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых команд в долговременной памяти, и могут исполняться системой управления, содержащей контроллеры в сочетании с различными датчиками, приводами и другими компонентами 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 тому подобные. Таким образом, различные описанные действия, процессы и/или функции могут быть выполнены в указанной последовательности, параллельно, или, в некоторых случаях, могут быть опущены. Аналогично, такой порядок обработки не обязателен для достижения преимуществ и реализации признаков раскрытых в настоящей заявке примеров осуществления, но приведен для простоты графического представления и описания.
Одно или несколько описанных действий, процессов и/или функций могут быть выполнены повторно в зависимости от конкретной используемой стратегии. Более того, описанные действия, процессы и/или функции могут графически представлять код, программируемый в долговременной памяти машиночитаемого носителя данных в системе управления двигателем, в которой описанные действия реализуются посредством исполнения команд в системе, причем раскрытые действия выполняются путем исполнения инструкций в системе, содержащей различные аппаратные компоненты двигателя в сочетании с электронным контроллером.
Следует понимать, что конфигурации и последовательности, раскрытые в данном документе, являются по своей сути примерами, и эти конкретные варианты осуществления не должны быть восприняты в ограничивающем значении, поскольку возможно множество модификаций. Например, вышеупомянутая технология может быть применена к V-образному шестицилиндровому, рядному четырехцилиндровому, рядному шестицилиндровому, V-образному двенадцатицилиндровому, оппозитному четырехцилиндровому и другим типам двигателей. Объем настоящего изобретения содержит все неизвестные и неочевидные сочетания и частичные сочетания различных систем, конфигураций, и других признаков, функций и/или свойств, раскрытых в данном документе.
В последующих пунктах формулы изобретения конкретно указаны определенные сочетания и частичные сочетания, которые следует считать новыми и неочевидными. Эти пункты формулы могут ссылаться на «элементы» или «первые элементы», или их эквиваленты. Такие пункты формулы следует считать содержащими возможность наличия одного или нескольких таких элементов, но не требующими наличия и не исключающими возможность наличия двух или большего количества таких элементов. Другие сочетания или частичные сочетания раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены посредством внесения поправок в настоящие пункты формулы или через включение новых пунктов формулы в настоящую или связанную заявку. Такие пункты формулы, вне зависимости от того, шире, уже, эквивалентные или отличные от исходных пунктов формулы изобретения, также включены в объем настоящего изобретения.
Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Способ может содержать: расположение клапана регулирования давления КРД (PCV) 286 вблизи выпуска топливной рампы 270; расположение клапана регулирования объема КРО (VCV) 282 вблизи впуска насоса высокого давления 280; и, в ответ на отклонение значения количества твердых частиц ТЧ (РМ) в отработавших газах двигателя от целевого значения количества ТЧ (РМ), регулирование количества кислорода в топливе, путем регулирования топливного отношения первого типа топлива и второго типа топлива, подаваемых в двигатель из бака первого типа топлива 210 и бака первого типа топлива 250, и открытие КРД (PCV) 286 или КРО (VCV) 282. Таким образом, содержание кислорода в топливе может быть отрегулировано для поддержания количества ТЧ (РМ) на уровне целевого значения или ниже его без использования ДСФ (DPF) в широком диапазоне конфигураций и условий работы двигателя при поддержании экономии топлива. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.
1. Система транспортного средства, содержащая:
двигатель;
топливную систему, содержащую бак для первого типа топлива, бак для второго типа топлива, клапан регулирования давления (КРД), расположенный между топливной рампой и баком для смешанного топлива, и клапан регулирования объема (КРО), расположенный между топливным насосом высокого давления и баком для смешанного топлива;
контроллер с исполняемыми командами для,
в ответ на отклонение значения количества твердых частиц (ТЧ) в отработавших газах от целевого значения количества твердых частиц (ТЧ),
открытия клапана регулирования объема (КРО) и клапана регулирования давления (КРД) для удаления топлива из топливного насоса высокого давления и топливной рампы в бак для смешанного топлива, и
регулирования содержания количества кислорода в топливе, подаваемом в двигатель, посредством регулирования величины потока топлива из бака для первого типа топлива, или бака для второго типа топлива, или бака для смешанного топлива, и
в ответ на опустошение бака для первого типа топлива,
осуществления работы двигателя при более низкой, чем пороговое значение, нагрузке двигателя, причем исполняемые команды для регулирования значения содержания кислорода в топливе, подаваемом в двигатель, содержат увеличение содержания кислорода в топливе посредством увеличения величины потока более богатого кислородом топлива из бака для первого типа топлива в ответ на то, что значение количества твердых частиц (ТЧ) в отработавших газах увеличивается выше целевого значения количества твердых частиц (ТЧ).
2. Система транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что исполняемые команды для регулирования содержания кислорода в топливе, подаваемом в двигатель, дополнительно содержат уменьшение содержания кислорода в топливе посредством увеличения величины потока менее богатого кислородом топлива из бака для второго типа топлива в ответ на то, что значение количества ТЧ в отработавших газах опускается ниже целевого значения количества ТЧ.
3. Система транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что
топливная система дополнительно содержит топливный насос низкого давления, расположенный в баке для первого типа топлива, или баке для второго типа топлива, или баке для смешанного топлива, причем
исполняемые команды дополнительно содержат увеличение скорости нагнетания топливного насоса низкого давления выше порогового значения скорости нагнетания в ответ на отклонение значения количества ТЧ в отработавших газах от целевого значения количества ТЧ.
| СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВПРЫСКОМ ТОПЛИВА ДЛЯ ДВУХТОПЛИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ | 2012 |
|
RU2575675C2 |
| DE 112013002524 T5, 26.02.2015 | |||
| JP 2013189913 A, 26.09.2013 | |||
| WO 2010015002 A2, 04.02.2010. | |||
